KR20060109104A - 음극선관용 새도우 마스크 - Google Patents

Abstract

충격강도를 향상시켜 두께를 최소화하는 것이 가능하므로 고해상도를 구현하는 것이 가능하도록, 다수의 빔통과구멍이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 유효화면부와 빔통과구멍이 형성되지 않으며 유효화면부를 둘러싸는 테두리를 이루는 무공부로 이루어지고, 빔통과구멍의 수직피치를 0.4∼0.5mm 정도 범위에서 설정하고, 두께를 0.15∼0.2mm 정도 범위에서 설정하는 음극선관용 새도우 마스크를 제공한다.

음극선관, 새도우 마스크, 빔통과구멍, 수직피치, 해상도, 두께, 수평피치, 충격값, 투과율

Description

음극선관용 새도우 마스크 {Shadow Mask for Cathode Ray Tube}

도 1은 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 일실시예를 적용한 음극선관을 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 일실시예를 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 일실시예에 있어서 일부를 확대하여 나타내는 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 일실시예에 있어서 수직피치를 변화시키면서 충격값을 해석한 그래프이다.

도 5는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 일실시예에 있어서 수직피치의 변화에 따른 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 음극선관용 새도우 마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 빔통과구멍의 수직피치를 조정하는 것에 의하여 두께를 최소화하여 고해상도를 구현하는 것이 가능한 음극선관용 새도우 마스크에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은 전자총으로부터 발사된 전자빔이 편향요크의 편향자계에 의하여 편향되면서 색선별기능을 갖는 새도우 마스크를 통과하여 패널 내면에 형성된 형광막의 녹색, 청색, 적색의 형광체에 충돌하고, 전자빔이 충돌된 형광체가 여기 발광하는 것에 의하여 소정의 화상을 구현하도록 이루어진다.

상기 새도우 마스크는 음극선관의 방출된 전자빔을 선별하여 해당하는 형광면에 정확하게 랜딩시키는 색선별기능을 수행하는 데, 이를 위하여 전자빔이 통과하는 빔통과구멍이 소정의 패턴으로 배열되어 형성된다.

상기 새도우 마스크의 빔통과구멍은 원형 또는 직사각형으로 형성하며, 직사각형으로 형성하는 경우에는 장변쪽이 새도우 마스크의 수직방향과 평행하도록 형성하며, 빔통과구멍은 브릿지부를 사이에 두고 위치한다.

상기 빔통과구멍은 포토에칭법 등을 사용하여 형성하며, 새도우 마스크의 양면에서 에칭하여 형성한다. 즉 새도우 마스크의 소재의 양면에 포토레지스트를 도포하고, 이 양면의 포토레지스트층에 빔통과구멍에 대응하는 패턴으로 형성된 한쌍의 원판을 밀착시키고, 노광 및 현상하여 원판의 패턴에 대응하는 포토레지스트 패턴을 형성하고, 이 포토레지스트 패턴이 형성된 새도우 마스크 소재를 양면에서 에칭하는 것에 의하여 빔통과구멍이 형성된다.

그런데 고해상도의 음극선관을 제조하는 경우에는 빔통과구멍의 수평피치를 최소화할 필요가 있다. 예를 들면, 32" 음극선관을 기준으로 1280X1080 이상의 고해상도 음극선관을 제조하기 위해서는 새도우 마스크의 수평 유효면 사이즈를 610mm로 설정하는 경우, 빔통과구멍의 수평피치는 0.4mm 정도가 되어야 한다.

그리고 빔통과구멍의 폭은 수평피치의 25% 정도인 0.1mm 정도로 되어야 하는 데, 현재 새도우 마스크의 두께인 0.22mm 로서는 폭이 0.1mm인 빔통과구멍을 에칭하는 것이 불가능하다. 즉 폭이 0.1mm인 빔통과구멍을 에칭하기 위해서는 새도우 마스크의 두께가 최소한 0.2mm 이하가 되어야 한다.

그러나 새도우 마스크의 두께가 0.2mm 이하로 되면, 강도가 불충분하여 제조가 어렵다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 빔통과구멍의 수직피치를 조정하는 것에 의하여 충격강도를 향상시켜 두께를 최소화하는 것이 가능하므로 고해상도를 구현하는 것이 가능한 음극선관용 새도우 마스크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 음극선관용 새도우 마스크는 다수의 빔통과구멍이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 유효화면부와 빔통과구멍이 형성되지 않으며 상기 유효화면부를 둘러싸는 테두리를 이루는 무공부로 이루어지고, 상기 빔통과구멍의 수직피치를 대략 0.4∼0.5mm 정도의 범위에서 설정한다.

본 발명의 음극선관용 새도우 마스크는 두께를 대략 0.15∼0.2mm 정도 범위에서 설정한다.

다음으로 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 패널(2), 펀넬(4), 넥크부(6)의 진공용기로 이루어지고, 전자총(8), 편향요크(5) 등이 설치되는 음극선관의 내부에 장착되어 사용된다.

상기 패널(2)의 내면에는 직사각형 도트(dot) 또는 스트라이프(stripe) 형상으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체가 블랙매트릭스(BM)를 사이에 두고 소정의 패턴으로 도포되는 형광막(3)이 형성된다.

상기에서 전자빔을 방출하기 위한 전자총(8)은 넥크부(6)의 내부에 설치되고, 상기 전자총(8)에서 방출된 전자빔을 편향시키 위한 편향요크(5)는 펀넬(4)의 외면에 설치된다.

상기 패널(2)과 펀넬(4), 넥크부(6)는 일체로 결합되어 진공용기를 이루게 된다.

상기 패널(2)에는 프레임(9)을 통하여 지지되는 새도우 마스크(10)가 상기 형광막(3)으로부터 소정의 간격을 두고 설치된다.

그리고 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크(10)의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 전자빔이 통과하는 다수의 빔통과구멍(20)이 소정의 패턴으로 배열되어 형성된다.

또 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크(10)의 일실시예는 상기 빔통과구멍(20)이 형성되며 실제 화상을 재현하는 데 사용되는 유효화면부(11)와, 빔통과구멍(20)이 형성되지 않으며 실제 화상을 재현하는 데 사용되지 않는 무공부(13)로 이루어진다.

상기 빔통과구멍(20)의 사이에는 강도 및 형상을 유지하는 브릿지부(15)가 형성된다.

상기 유효화면부(11)는 무공부(13)에 의해 사방이 둘러싸인 형상으로 형성된다. 상기 무공부(13)는 상기 유효화면부(11)를 둘러싸는 테두리를 이룬다.

또 상기 새도우 마스크(10)는 상기 프레임(9)에 고정하기 위하여 상기 무공부(13)의 모서리로부터 프레임(9)쪽으로 굽혀서 스커트부(14)를 형성한다.

상기와 같이 이루어지는 음극선관은 전자총(8)으로부터 발사된 전자빔이 편향요크(9)의 편향자계에 의하여 편향되면서 색선별기능을 갖는 새도우 마스크(10)의 빔통과구멍(20)을 통과하여 패널(2) 내면에 형성된 형광막(3)의 녹색, 청색, 적색의 형광체에 충돌하고, 전자빔이 충돌된 형광체가 여기 발광하는 것에 의하여 소정의 화상을 구현하도록 이루어진다.

상기 빔통과구멍(20)은 패널(2)쪽은 크기가 큰 대공부로 형성하며, 전자총(8)쪽은 크기가 작은 소공부로 형성한다. 상기 소공부는 상기 대공부와 동심으로 형성하는 것도 가능하고, 상기 대공부와 편심으로 형성하는 것도 가능하다.

상기에서 대공부에 대한 소공부의 편심량은 편향각의 크기 및 해당되는 빔통과구멍(20)이 유효화면부(11)의 중심으로부터 벗어난 정도(이격거리)에 따라 적절하게 설정하는 것이 바람직하고, 편심되는 방향도 유효화면부(11)를 사분면으로 나누었을 때 빔통과구멍(20)의 위치에 따라 설정하는 것이 바람직하다.

상기 빔통과구멍(20)은 대략 직사각형 또는 스트라이프(stripe)형상으로 형성되고, 장변부가 유효화면부(11)의 수직선에 평행하게 형성된다.

상기 빔통과구멍(20)의 수직피치(Pv)는 대략 0.4∼0.5mm 정도의 범위에서 설정한다.

상기 빔통과구멍(20)의 수직피치(Pv)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 동일한 열에 있어서 이웃하는 빔통과구멍(20)까지의 거리를 나타낸다.

상기 수직피치(Pv)에는 브릿지부(15)의 길이(Br)가 포함된다.

상기 빔통과구멍(20)의 수평피치(Ph)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 동일한 행에 위치하는 이웃하는 빔통과구멍(20)까지의 거리를 나타낸다.

그리고 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 일실시예는 두께를 대략 0.15∼0.2mm 정도 범위에서 설정한다.

도 4에는 새도우 마스크(10)의 두께를 0.18mm로 설정하고, 수평피치(Ph)는 0.4mm, 빔통과구멍(20)의 소공부 폭(Sw)은 0.1mm, 브릿지부(15)의 길이(Br)는 0.15mm로 설정한 다음, 수직피치(Pv)를 0.2mm, 0.3mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm로 변화시켜 형성하는 경우에 충격해석을 행한 결과를 그래프로 나타낸다.

일반적으로 충격값의 단위는 G로 나타내며, 유통환경에서 제품이 받는 충격환경은 반사인파(half sine wave)로 해석값이 12G 이상이면 안전한 설계값으로 판단한다.

도 4로부터 확인되는 바와 같이, 충격값이 12G 이상인 경우는 수직피치(Pv)가 0.5mm 이하인 경우로 나타난다.

즉 수직피치(Pv)가 작아질수록 빔통과구멍(20) 사이를 연결하는 브릿지부 (15)가 많아지므로, 충격에 유리함을 알 수 있다.

그러나 수직피치(Pv)가 너무 작으면 투과율이 작아져서 휘도에 문제가 발생하므로, 투과율을 고려하는 것이 중요하다. 투과율(%)은 수직피치(Pv), 수평피치(Ph), 빔통과구멍(20)의 소공부 폭(Sw), 브릿지부(15)의 길이(Br) 등의 함수로 나타낼 수 있으며, 투과율=(Sw x (Pv - Sw - Br) + π x Sw² / 4) / (Ph x Pv)의 식으로 나타내어진다.

다음의 표 1 및 도 5에는 두께를 0.18mm로 설정하고, 수평피치(Ph)는 0.4mm, 빔통과구멍(20)의 소공부 폭(Sw)은 0.1mm, 브릿지부(15)의 길이(Br)는 0.15mm로 설정한 다음, 수직피치(Pv)를 0.2mm, 0.3mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm, 0.9mm로 변화시켜 형성하는 경우에 투과율(%)에 대한 해석을 행한 결과를 나타낸다.

수평피치(Ph) (mm)	소공부폭(Sw) (mm)	수직피치(Pv) (mm)	브릿지길이(Br) (mm)	투과율 (%)
0.4	0.1	0.2	0.15	3.6
		0.3		10.7
		0.4		14.3
		0.5		16.4
		0.6		17.9
		0.7		18.9
		0.8		19.6
		0.9		20.2

일반적으로 투과율은 10% 이상이 되어야 충분한 휘도를 얻을 수 있으며, 휘도열화 방지와 안전도를 고려하면 투과율이 10.7%인 수직피치(Pv) 0.3mm를 버리고, 수직피치(Pv) 0.4mm 이상으로 설정하는 것이 휘도면에서 유리하다.

상기와 같이 충격값(강도)과 휘도(투과율)를 함께 고려하면, 수직피치(Pv)를 0.4∼0.5mm 로 설정하는 것이 바람직하다. 특히 수직피치(Pv)를 0.45mm로 설정하는 경우가 강도와 투과율의 양쪽면에서 보다 바람직하다.

그리고 수직피치(Pv)가 작아지면, 전자빔이 주사하는 주사피치(Ps)와 수직피치(Pv) 사이의 간섭에 의하여 발생하는 모아레(Moire) 현상이 저감하는 방향으로 설계되므로, 모아레와 상반되는 특성을 가지는 포커스(focus) 특성이 향상되고, 고해상도를 용이하게 구현하는 것이 가능하다. 즉 모아레 파장(λ)은 주사피치(Ps)와 수직피치(Pv)의 함수로 나타내어지며, λ = 1 / (2/Pv - n/Ps)의 식으로 나타내어지고, 수직피치(Pv)가 작아질수록 모아레 파장(λ)이 작아진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크에 의하면, 두께를 0.2mm 이하로 설정(바람직하게는 0.15∼0.20mm)하는 경우에도 수직피치(Pv)를 0.4∼0.5mm 정도 범위로 설정하므로, 충분한 강도를 얻는 것이 가능하고, 수평피치(Ph)가 0.4mm 이하로 되는 경우에도 빔통과구멍(20)의 에칭이 가능해진다.

따라서 상기 빔통과구멍(20)이 형성되는 유효화면부(11)의 수평길이를 수평피치(Ph)로 나눈 값이 대략 1,200∼1,500 정도 범위인 고해상도를 구현하는 것이 가능하다.

또 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크는 열팽창계수가 1.0X10^-6/℃ 이하인 재료로 형성하는 것이 두께가 0.2mm 이하로 제조되는 경우에 도밍 등에 유리하므로 바람직하다.

그리고 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크는 패널(2)의 수평길이가 대략 600mm 이상으로 형성되는 음극선관을 고해상도로 제조하는 경우에 적용하는 것이 매우 효과적이다.

상기에서는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크에 의하면, 빔통과구멍의 수직피치를 대략 0.4∼0.5mm 정도의 범위로 설정하는 것에 의하여 두께를 0.2mm 이하로 설정하는 것이 가능하므로, 빔통과구멍의 수평피치가 0.4mm 이하로 설정되는 고해상도에 있어서도 빔통과구멍을 충분하게 에칭하여 형성하는 것이 가능하다.

그리고 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크에 의하면, 두께를 감소시키는 것에 의하여 재료비의 절감을 도모하는 것이 가능하다.

또 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크에 의하면, 패널의 수평길이가 대략 600mm 이상이며 수평의 해상도가 대략 1,200∼1,500 정도의 고해상도로 구현되는 음극선관을 제공하는 것이 가능하다.

Claims (9)

1. 다수의 빔통과구멍이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 유효화면부와 빔통과구멍이 형성되지 않으며 상기 유효화면부를 둘러싸는 테두리를 이루는 무공부로 이루어지고,

   상기 빔통과구멍의 수직피치를 0.4∼0.5mm의 범위에서 설정하는 음극선관용 새도우 마스크.
2. 청구항 1에 있어서,

   두께를 0.15∼0.2mm의 범위에서 설정하는 음극선관용 새도우 마스크.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 빔통과구멍은 직사각형 또는 스트라이프형상으로 형성되고, 장변부가 유효화면부의 수직선에 평행하게 형성되는 음극선관용 새도우 마스크.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 유효화면부의 수평길이를 빔통과구멍의 수평피치로 나눈 값이 1,200∼1,500 범위인 음극선관용 새도우 마스크.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   열팽창계수가 1.0X10^-6/℃ 이하인 재료로 형성하는 음극선관용 새도우 마스크.
6. 내면에 형광막이 형성되는 패널과, 상기 패널에 연결 설치되는 펀넬과, 상기 펀넬에 연결 설치되는 넥크부와, 상기 넥크부에 설치되고 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 외주면에 설치되고 상기 전자총에서 방출하는 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내부에 설치되고 상기 전자총에서 방출하는 전자빔을 색선별하는 새도우 마스크를 포함하고,

   상기 새도우 마스크는 다수의 빔통과구멍이 소정의 패턴으로 배열되어 형성되는 유효화면부와 빔통과구멍이 형성되지 않으며 상기 유효화면부를 둘러싸는 테두리를 이루는 무공부로 이루어지고,

   상기 빔통과구멍의 수직피치를 0.4∼0.5mm의 범위에서 설정하고,

   상기 새도우 마스크의 두께를 0.15∼0.2mm의 범위에서 설정하는 음극선관.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 유효화면부의 수평길이를 빔통과구멍의 수평피치로 나눈 값이 1,200∼1,500 범위인 음극선관.
8. 청구항 6에 있어서,

   상기 새도우 마스크는 열팽창계수가 1.0X10^-6/℃ 이하인 재료로 형성하는 음극선관.
9. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한항에 있어서,

   상기 패널의 수평길이가 600mm 이상인 음극선관.

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