KR20060075015A - 음극선관용 섀도우마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 섀도우마스크에 관한 것으로서, 전자빔이 통과하는 다수개의 슬롯이 형성되어 전자빔 색선별 작용을 하는 섀도우마스크를 포함하여 구성되는 음극선관에 있어서, 상기 섀도우마스크의 슬롯은 폭이 가장 좁은 소공부와 상기 슬롯의 패널측을 향하는 부분인 대공부를 포함하며, 상기 섀도우마스크는 슬롯면적을 감소시켜 구조강도가 향상되도록, 상기 대공부의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단이 상기 슬롯 중심방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명의 섀도우마스크는 슬롯과 전자빔과의 간섭을 방지함과 동시에 섀도우마스크 대비 슬롯의 면적을 감소시킬 수 있으므로 마스크 강도 약화 및 열변형 열위 등의 문제점을 개선할 수 있는 효과가 있다.

섀도우마스크, 슬롯, 소공부, 대공부

Description

음극선관용 섀도우마스크{Shadowmask for CRT}

도 1은 일반적인 음극선관의 내부 구조를 도시한 단면도,

도 2는 전자빔의 섀도우마스크의 슬롯을 통과하는 경로를 나타내는 도,

도 3은 대공부가 증가된 슬롯이 형성된 섀도우마스크를 나타내는 도,

도 4는 본 발명에 따른 슬롯 면적이 감소된 음극선관용 섀도우마스크를 나타내는 도,

도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 음극선관용 섀도우마스크를 나타내는 도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

30 : 섀도우마스크 31 : 소공부

32 : 대공부

본 발명은 음극선관용 섀도우마스크에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전자빔 간섭현상에 대응하기 위해 섀도우마스크의 슬롯의 폭을 증가시키는 경우 발생할 수 있는 섀도우마스크의 강도약화 및 열변형 열위 등의 문제점을 개선할 수 있는 음극선관용 섀도우마스크에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은 전기신호를 전자빔으로 형성하고 이를 형광면에 주사시켜 광학상으로 변환하여 표시하는 장치를 말한다.

도 1은 음극선관의 일반적인 구조가 도시된 단면도이며, 상기 음극선관은 패널(1), 펀넬(2), 섀도우 마스크(3), 형광면(4), 프레임(5), 스프링(6), 인너쉴드(7), 편향요크(8), 전자총(9) 및 보강밴드(10)를 포함하여 구성된다.

상기 음극선관의 동작에 따르면, 전자총(9)에서 방출된 전자빔은 펀넬(2)의 목 부분에 설치된 편향요크(8)에 의해 상하좌우로 편향되어 진행하고, 상기 섀도우 마스크(3)의 유효면에 형성된 슬롯을 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광면(4)에 도달하게 된다. 이때, 상기 형광면(4)이 전자빔의 에너지에 의해 발광함으로써 화상이 재현되어 사용자는 패널(1)을 통해 재현된 화상을 볼 수 있다.

상기 섀도우 마스크(3)는 대체적으로 상기 패널(1)과 평행하도록 지지되어지는데, 이를 위해 음극선관은 상기 섀도우 마스크(3)의 일측과 용접된 프레임(5)을 포함하여 구성되어 있으며, 상기 프레임(4)과 상기 패널(1)이 결합, 고정되도록 스프링(6)이 설치되어있다.

또한, 전자빔이 외부의 지자계에 의해 이동경로가 휘지 않도록 상기 지자기 를 차단하는 인너쉴드(7)를 포함하며 패널(1)이 받는 응력을 분산시키기 위한 보강밴드(10)가 장착되어있다.

최근 음극선관은 패널(1) 형상이 외면은 거의 평면이면서 내면은 중앙이 가장 얇고 주변으로 가면서 두꺼워지는 일종의 돔 형상을 하고 있다. 또한, 기타 디스플레이 수단과의 경쟁력 강화의 일환으로 음극선관을 슬림화하여 형성하고 있다.

패널(1)의 중앙부와 주변부의 두께 차이가 클수록 음극선관 품질상의 난이도가 커지게 되므로, 패널(1) 내면의 주변부의 두께를 줄임으로써 상기 패널(1)의 중앙부와 주변부의 두께 차이를 감소시킬 수 있는데, 이에 따라 패널(1)의 내면이 평탄화가 이루어지면 이에 대응하여 섀도우마스크(3) 또한 평탄한 곡률로서 형성하여야 하고, 상기와 같은 평탄한 곡률로 형성된 섀도우마스크(3)는 그 구조적 강도 약화로 인해 작은 외부 충격에 의한 곡률변형이 쉽게 일어나 화면 왜곡의 문제가 발생하게 된다.

또한, 상기 음극선관의 슬림화로 인하여 전자빔의 편향중심에서의 편향각이 증가하게 되어 상기 전자빔이 섀도우마스크(3)의 슬롯 통과시 간섭이 생기는 문제가 발생하는데, 이와 관련하여 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 전자빔의 섀도우마스크의 슬롯을 통과하는 경로를 나타내는 도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 종래 일반적인 음극선관의 경우 편향중심(X)으로부터 패널 유효면 대각 끝단으로 이루어지는 편향각은 약 90도 내지 110도의 값을 나타내었다. 그러나 전장길이 35Cm 이하의 광각화된 슬림형 음극선관은 상기 전장길이 축소에 의해 편향중심(X')이 패널측을 향하여 이동하게 되며, 이에 따라 편향각 이 120도 이상으로 증가하게 되었다.

상기 도 2에서는 전자빔이 일반적인 슬롯(3a)이 형성된 섀도우마스크(3)를 통과하는 경우에, 일반적인 음극선관의 편향중심인 X에서 편향되어 상기 섀도우마스크(3)의 슬롯을 θ의 편향각으로 통과하는 경우와, 슬림형 음극선관의 편향중심인 X'에서 편향되어 상기 섀도우마스크(3)의 슬롯을 θ'의 편향각으로 통과하는 경우를 도시하고 있다.

이때, 슬림형 음극선관에 적용되는 섀도우마스크(3)를 통과하는 전자빔의 이동경로를 확인해보면, θ'의 편향각으로 상기 섀도우마스크(3)를 통과하는 전자빔이 섀도우마스크(3) 슬롯의 일측과 충돌하여 간섭되어지는 문제가 발생한다.

상기한 바와 같이 슬림형의 음극선관에 종래의 섀도우마스크(3)를 적용하는 경우에는 전자빔이 상기 섀도우마스크(3)에 충돌하여 간섭이 일어나는 문제가 발생하는데, 이를 개선하기 위해서는 전자빔이 통과하는 상기 섀도우마스크(3) 슬롯(3a)의 폭의 길이를 크게 하는 방안을 고려할 수 있다.

그러나, 상기 섀도우마스크(3) 슬롯(3a)의 폭의 길이를 크게 하는 경우에는 섀도우마스크(3)의 슬롯(3a) 부분의 증가로 인한 마스크 강도 약화, 진동 등에 의한 품질 악화로 이어지며, 섀도우마스크(3)의 열변형 현상이 증가하게 되어 음극선관의 화상구현시 색순도에 불리하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 슬림형 음극선관에 적용되는 섀도우마스크에 있어서 전자빔 간섭과 관계없는 부분의 슬롯 면적을 감소시킴으로써 상기 섀도우마스크의 강도약화 및 열변형 열위 등의 문제점을 개선할 수 있는 음극선관용 섀도우마스크를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 음극선관용 섀도우마스크는, 전자빔이 통과하는 다수개의 슬롯이 형성되어 전자빔 색선별 작용을 하는 섀도우마스크를 포함하여 구성되는 음극선관에 있어서, 상기 섀도우마스크의 슬롯은 폭이 가장 좁은 소공부와 상기 슬롯의 패널측을 향하는 부분인 대공부를 포함하며, 상기 섀도우마스크는 슬롯면적을 감소시켜 구조강도가 향상되도록, 상기 대공부의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단이 상기 슬롯 중심방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 대공부의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단이 상기 소공부의 중심보다 섀도우마스크의 센터방향에 위치되는 경우, 상기 소공부의 폭을 Sw로 정의하고, 상기 대공부의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단과 상기 소공부의 중심간의 수평거리를 Di로 정의할 때, 상기 섀도우마스크는 0 ≤ Di ≤ Sw/2 의 범위를 만족하도록 한다.

또한 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 대공부의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단이 상기 소공부의 중심보다 섀도우마스크의 외곽방향에 위치되는 경우, 상기 소공부의 폭을 Sw로 정의하고, 상기 대공부의 폭을 D로 정의할 때, 상기 섀도우 마스크는 D ≥ Sw 의 범위를 만족하도록 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 전자빔이 통과하는 다수개의 슬롯이 형성되어 전자빔 색선별 작용을 하는 섀도우마스크를 포함하여 구성되는 음극선관에 있어서, 상기 섀도우마스크의 대공부의 폭을 D로 정의하고, 두께를 t로 정의할 때, 상기 섀도우마스크는 슬롯면적을 감소시켜 구조강도가 향상되도록 D ≤ 2.5*t 의 범위를 만족하며 구성되도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 대공부가 증가된 슬롯이 형성된 섀도우마스크를 나타내는 도, 도 4는 본 발명에 따른 슬롯 면적이 감소된 음극선관용 섀도우마스크를 나타내는 도, 도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 음극선관용 섀도우마스크를 나타내는 도이다.

도 3은 섀도우마스크(3)에 형성되는 슬롯(3a)의 폭의 길이를 크게 하여 전자빔의 간섭 현상을 방지할 수 있는 섀도우마스크(3)를 나타내고 있다. 특히 슬롯(3a)의 패널측을 향하는 부분인 대공부(3b)에서 상기 전자빔의 간섭이 발생하는 대공부(3b)의 섀도우마스크 외곽방향측을 더 깎아내어 형성된다. 이에 따라 상기 섀도우마스크(3)의 슬롯은 실선으로 나타낸 바와 같이 대공부(3b)의 폭이 증가하게 된다.

한편, 상기 도 4에 도시된 바와 같이 슬림형 음극선관에 적용되는 섀도우마스크(30)의 슬롯은 폭이 가장 좁은 소공부(31)와 상기 슬롯의 패널측 끝단부를 향하는 방향에 형성된 대공부(32)를 포함하고 있고, 상기 소공부(31)의 폭을 Sw로 정 의하고 상기 대공부(32)의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단과 상기 소공부(31)의 중심간의 수평거리를 Di로 정의할 수 있다.

또한, 상기 섀도우마스크(30)의 두께는 t로 정의되며, 상기 소공부(31)의 중심과 소공부(31)의 일단의 끝부분과의 폭은 Sw/2가 된다.

일반적으로 전자빔이 큰 편향각을 가지며 섀도우마스크(30)의 슬롯을 통과할 때 발생하는 간섭현상은, 상기 섀도우마스크(30) 슬롯의 대공부(32)에서 섀도우마스크의 외곽방향으로의 일측을 더 깎아 슬롯의 폭을 크게하여 방지할 수 있다.

이에 따라 섀도우마스크(30) 내에서 전체 슬롯의 면적이 차지하는 비율이 증가하게 되어 섀도우마스크(30) 전체적으로 구조강도가 약화되는 문제가 발생하므로, 상기 전자빔과 섀도우마스크(30)와의 간섭이 발생하지 않는 범위내에서 상기 슬롯 면적을 축소하여 구조강도를 강화시킨다.

특히, 섀도우마스크(30) 슬롯에서 대공부(32)의 섀도우마스크 센터방향으로의 일측은 도시된 바와 같이 전자빔과의 간섭으로부터 영향을 받지 아니하므로, 상기 대공부(32)의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단을 상기 슬롯의 중심방향으로 돌출되도록 형성함으로써 슬롯 면적을 감소시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따라 슬롯 대공부(32)의 일측을 돌출되도록 형성함으로써 슬롯의 전체 면적을 감소시키는 데 있어서, 상기 대공부(32)의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단이 상기 소공부(31)의 중심보다 섀도우마스크의 센터방향에 위치되어 있는 경우에, 상기 소공부(31)의 폭(Sw)과, 상기 대공부(32)의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단과 상기 소공부(31)의 중심간의 수평거리(Di)가 0 ≤ Di ≤ Sw/2 의 범위 를 만족하도록 구성한다.

이는, 슬롯 대공부(32)의 섀도우마스크 센터방향 끝단이 상기 소공부(31)의 중심보다 섀도우마스크의 센터방향으로 위치하는 경우에는 전자빔의 간섭에 의한 영향을 받지 아니하며, 또한 Di가 Sw/2보다 큰 경우에는 섀도우마스크(30)의 슬롯 면적을 효과적으로 감소시킬 수 없으므로 상기 섀도우마스크(30)의 구조강도에 적합한 영향을 미칠 수 없기 때문이다.

본 발명의 다른 실시예로서 이는 도 5에 도시된 바와 같다.

상기 도 5에 도시된 바와 같이 슬롯은 소공부(31) 및 상기 슬롯의 패널측을 향하는 부분인 대공부(32)를 포함하고 있고, 상기 대공부(32)의 폭의 길이를 D로 정의할 수 있다.

또한, 마찬가지로 상기 섀도우마스크(30)의 두께는 t로 정의되며, 상기 소공부(31)의 폭은 Sw, 상기 소공부(31)의 중심과 소공부(31)의 일단의 끝부분과의 폭은 Sw/2가 된다.

특히 상기 도 5는 슬롯 대공부(32)의 일측이 돌출되도록 형성하여 슬롯의 전체 면적을 감소시키는 데 있어서, 상기 대공부(32)의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단이 상기 소공부(31)의 중심보다 섀도우마스크의 외곽방향으로 위치되어 있는 경우를 나타내며, 상기와 같은 경우 소공부의 폭(Sw)과 상기 대공부의 폭(D)이 D ≥ Sw 의 범위를 만족하도록 구성한다.

이는, 슬롯 대공부(32)의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단이 상기 소공부(31)의 중심보다 섀도우마스크의 외곽방향으로 위치하는 경우에는, 상기 대 공부(32)의 폭의 길이(D)에 따라 전자빔과 상기 대공부(32)의 섀도우마스크 센터방향 끝단과의 간섭이 발생할 수 있기 때문이며, 이에 따라 상기 대공부의 폭의 길이(D)를 소공부의 폭의 길이(Sw)보다 크게 가져감으로써 상기와 같은 간섭에 의한 화질 열화 등이 문제를 발생시키지 않는 범위내에서 섀도우마스크(30)의 구조강도를 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예는 다음과 같다.

상기 섀도우마스크(30)의 슬롯은 폭이 가장 좁은 소공부(31)와 상기 슬롯의 패널측을 향하는 부분인 대공부(32)를 포함하며, 상기 섀도우마스크의 소공부(31)의 폭을 Sw로 정의하고, 대공부(32)의 폭을 D로 정의하며, 두께를 t로 정의할 때, 상기 섀도우마스크는 Sw ≤ D ≤ 2.5*t 의 범위를 만족하도록 구성한다.

이는, 슬림화된 음극선관에 적용되는 섀도우마스크(30)에서 일반적으로 전자빔의 섀도우마스크(30)에 의한 간섭을 방지하기 위해 상기 섀도우마스크(30)의 대공부(32)를 크게 가져가며, 특히 전자빔은 상기 섀도우마스크(30) 외곽방향의 슬롯 내부 일측에 충돌하여 간섭이 발생하므로 이에 필요한 대공부의 폭(D)는 섀도우마스크의 두께(t)에 따라 그 필요한 값이 달라진다.

이에 따라 상기 전자빔과의 간섭에 영향을 주지 아니하는 대공부(32)의 섀도우마스크(30) 센터방향부분의 슬롯 면적을 감소시키는 데 있어서 상기 D ≤ 2.5*t의 범위를 만족하도록 하는 동시에, 상기한 바와 같이 D ≥ Sw를 만족하도록 하여 전자빔의 간섭이 발생하지 않는 범위 내에서 섀도우마스크의 구조강도를 향상시킬 수 있다.

아래의 표는 본 발명에 따른 음극선관용 섀도우마스크의 구조강도를 나타낸 것이다.

구조강도(G)	29"	32"
종래	20	17
본발명	22	19

상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 섀도우마스크의 경우 종래에 비해 약 10%의 구조강도 상승 효과를 갖게 된다.

섀도우마스크의 구조강도는 g = C*E*t/(r*R^2)로 정의되어지는 식에 의해 계산되어질 수 있으며, E는 유효물성치, t는 섀도우마스크의 두께, r은 섀도우마스크 밀도, R은 섀도우마스크 곡률반경을 나타내며, C는 소정의 상수값이다.

본 발명에 따라 섀도우마스크에서 차지하는 슬롯의 면적을 감소시켜 상기 유효물성치(E)를 크게하고, 이에 따라 상기 섀도우마스크 전체의 구조강도를 향상시킬 수 있으므로, 섀도우마스크의 곡률 수정없이도 상기 구조강도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 음극선관용 섀도우마스크를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 음극선관용 섀도우마스크는, 슬롯의 폭이 크게 형성되므로 상기 섀도우마스크가 슬림형 음극선관에 적용되는 경우에 전자빔의 간섭현상을 방지할 수 있으며, 또한 전자빔 간섭과 관계없는 부분의 슬롯 면적을 감소시켜 형성되므로, 상기 섀도우마스크의 구조강도 약화 및 열변형 열위 등의 문제점을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 전자빔이 통과하는 다수개의 슬롯이 형성되어 전자빔 색선별 작용을 하는 섀도우마스크를 포함하여 구성되는 음극선관에 있어서,

   상기 섀도우마스크의 슬롯은 폭이 가장 좁은 소공부와 상기 슬롯의 패널측을 향하는 부분인 대공부를 포함하며,

   상기 섀도우마스크는 슬롯면적을 감소시켜 구조강도가 향상되도록, 상기 대공부의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단이 상기 슬롯 중심방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 대공부의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단이 상기 소공부의 중심보다 섀도우마스크의 센터방향에 위치되어 있고,

   상기 소공부의 폭을 Sw로 정의하고, 상기 대공부의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단과 상기 소공부의 중심간의 수평거리를 Di로 정의할 때, 상기 섀도우마스크는 0 ≤ Di ≤ Sw/2 의 범위를 만족하며 구성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 대공부의 섀도우마스크 센터방향으로의 끝단이 상기 소공부의 중심보다 섀도우마스크의 외곽방향에 위치되어 있고,

   상기 소공부의 폭을 Sw로 정의하고, 상기 대공부의 폭을 D로 정의할 때, 상기 섀도우마스크는 D ≥ Sw 의 범위를 만족하며 구성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
4. 전자빔이 통과하는 다수개의 슬롯이 형성되어 전자빔 색선별 작용을 하는 섀도우마스크를 포함하여 구성되는 음극선관에 있어서,

   상기 섀도우마스크의 슬롯은 폭이 가장 좁은 소공부와 상기 슬롯의 패널측을 향하는 부분인 대공부를 포함하며,

   상기 섀도우마스크의 대공부의 폭을 D로 정의하고, 두께를 t로 정의할 때, 상기 섀도우마스크는 슬롯면적을 감소시켜 구조강도가 향상되도록 D ≤ 2.5*t 의 범위를 만족하며 구성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 섀도우마스크는 편향각도 120도 이상의 슬림형 음극선관에 적용되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.

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