KR900001705B1 - 컬러 수상관 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

컬러 수상관

제1도는 본 발명의 한 실시예를 나타낸 종단면도.

제2도는 제1도의 실시예의 새도우 마스크 구조체를 나타낸 사시도.

제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 절단된 단면도.

제4도는 제1도의 실시예를 설명하기 위한 도면.

제5도는 본 발명을 설명하기 위한 새도우 마스크 구조체의 각부분을 나타낸 것으로, 제5a도는 새도우 마스크, 제5b도는 프레임부, 제5c도는 새도우 마스크 구조체이며, 제5a, b, c도의 각각 왼쪽 도면이 단면도, 오른쪽 도면이 평면도.

제6도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 일부단면도.

제7도는 종래의 구조를 나타낸 일부 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 컬러 수상관 22 : 외각용기

24 : 패널(pannel) 26 : 퍼넬(funnel)

30 : 스크린 40 : 스커어트부

41 : 전자총

본 발명은 새도우 마스크 방식 컬러 수상관에 관한 것으로서, 특히 그 새도우 마스크 구조체에 관한 것이다.

새도우 마스크 방식 컬러 수상관은 적어도 패널, 퍼넬 및 네크(neck)부로된 외각용기가 있고, 그 네크부안의 전자총, 전술한 패널 안쪽면에 도포된 3색으로 발광하는 형광체 및 전술한 전자총에서 발사되는 세개의 전자비임에 대하여 색선별의 역할을 하며 전술한 패널 안쪽면에 대향하여 소정의 간격으로 장착된 새도우 마스크 구조체로 구성되어있다.

전술한 새도우 마스크 구조체는 직사각형 형상으로 되고 전자비임 통과용의 공극형상 또는 원형상의 가는 구멍이 여러개 있는 주면으로 된 새도우 마스크 유효부, 새도우 마스크 유효부의 주변에 위치하는 구멍이 없는 새도우 마스크 둘레가장자리부, 새도우 마스크 둘레가장 자리부에 대하여 거의 직각으로 접어구부린 새도우 마스크 스터어트(stirt)부, 비교적 견고한 구조로 되었으며 새도우 마스크 본체를 여러군데에 있어서 용접하여 지지하는 프레임 및 새도우 마스크를 패널의 안쪽면에 대향하여 소정의 간격으로 장착하기 위하여 프레임에 고정된 호울더로 구성되어 있다. 또한 새도우 마스크 및 전술한 프레임의 소재에는 일반적으로 값이 싼 철재가 사용되고 있다.

주지하는 바와 같이 새도우 마스크 구조체가 있는 컬러 수상관에 있어서 전자총에서 발사되는 세개의 전자비임은 전자편향(電磁偏向)된 뒤, 섹션별의 역할을 하는 새도우 마스크 유효부위의 임의의 가는구멍을 통과하여 소정의 형광체의 예를 들면, 적, 록, 청으로 발광하는 형광체에 투사하여 발광시키지만, 전자비임의 나머지 대부분은 새도우 마스크에 투사한다. 그 결과, 새도우 마스크 구조체의 특히 유효부가 가열되어진다.

이 때문에, 컬러 수상관의 동작시에 전술한 새도우 마스크가 열팽창하여 새도우 마스크 유효부의 가는구멍과 형광체와의 상대적위치 관계가 변화하고, 전자비임의 형광체로의 랜딩(landing)위치가 변이하여 랜딩허용도를 초과한 경우는 화면상에서 색순도를 대폭저하시킨다. 새도우 마스크의 열팽창은 일반적으로 두가지 경우로 나뉘어진다.

제1의 경우는 새도우 마스크 구조체 전체의 온도상승에 의한 것으로서, 마스크부 및 프레임이 관(管) 축방향에 직각인 방향으로 열팽창하는 것이다. 제2의 경우는 컬러 수상관 동작시에 있어서 화면상에서 특히 밝은 부분이 국소적(局所的)으로 존재하면 전술한 국소적 부분에 상당하는 마스크 유효부만이 관 축방향과 평행한 방향으로 소위 돔(dome) 형상으로 열팽창하는 것이다.

제1의 경우의 열팽창에 대해서는 일본특공소 44-3547호 공보에 나타나 있는 바와같이 새도우 마스크 구조체를 전면 패널 안쪽면에 대향시켜서 장착할 때 프레임과 호울더와의 사이에 바이메탈을 개재(介在)시킴으로서 새도우 마스크 구조체가 전자 비임의 투사로 온도가 상승하는데 따라서 새도우 마스크 구조체 전체를 관축방향에 따라 패널방향으로 접근시켜서 보상(補償)하는 유효한 제안이 되어있다.

제2의 경우의 열팽창에 대해서는 컬러 수상관 동작시의 국소적 열팽창이므로 바이메탈과 같은 유효한 보상 방법은 발견되고 있지 않다. 전술한 국소적 열팽창을 억제하기 위하여 일본특공소 42-25466호 공보, 일본특개소 50-58977호 공보 및 일본 특개소 50-68650호 공보에 나타나 있는 바와 같이 저열팽창재 예를 들면 철 및 니켈을 주성분으로 하는 인바아(invar)합금을 새도우 마스크에 사용하는 제안이 되어있다.

일반적으로 인바아 합금등의 저열팽창 금속은 철재에 비하여 값이 비싸고, 새도우 마스크와 함께 무게가 무거워지는 프레임에도 저열팽창금속을 사용하는 것은 대표적인 원가상승과 직결된다. 따라서 비교적 가벼운 새도우 마스크만 저열팽창 금속으로하고, 무게가 무거워지는 프레임에는 값이싼 철재를 사용하는 것이 바람직하다.

전술한 새도우 마스크에만 저열팽창 금속을 사용하여 새도우 마스크 구조체를 종래의 새도우 마스크 구조체의 조립법, 즉 전술한 새도우 마스크를 전술한 프레임의 바깥쪽면의 여러군데에 있어서 용접 접합하는 방법에 의하면 컬러 수상관 제조중의 안정화 공정이나 배기탈(脫)가스 공정등으로 새도우 마스크 구조체 전체가 고온상태로 노출되어졌을때 저열팽찰 금속으로된 새도우 마스크가 프레임에 의하여 관축에 직각 방향으로 눌러퍼지게 되는 결과 새도우 마스크는 제7도에 나타낸 바와같이 소성변형(塑性變形)한다. 즉 제7도에 있어서 새도우 마스크 구조체(10)가 고온상태로되면 철재로 된 프레임(12)은 열팽창에 의하여 화살표 방향으로 커진다. 한편, 프레임의 바닥쪽면에(15)로 나타낸 여러곳에 있어서 용접 결합된 저열 팽창재로된 새도우 마스크(14)는 거의 변화하지 않으므로, 새도우 마스크는 전술한 화살표 방향으로 프레임 바깥쪽면의 전체로부터 눌러퍼지게 하는 힘을 받는결과 새도우 마스크는 제7도에 있어서 쇄선(17)으로 나타낸 바와 같이 소성변형되어 색순도가 떨어지게 된다.

전술한 소성변형으로 인하여 색순도가 떨어지는 것을 방지하는 유효한 방법으로서 새도우 마스크를 철재로된 프레임의 안쪽에 용접 결합한 것을 특징으로 하는 컬러 수상관을 생각할 수 가 있다. 즉, 새도우 마스크 예를 들면 니켈 36%를 포함한 인바아 합금 같은 저열팽창금속으로 되었으며, 한편 프레임은 값이 싼 철재로 되었고, 새도우 마스크는 프레임의 안쪽에 여러곳에 있어서 용접결합된다.

전술한 바와 같이 조립된 새도우 마스크 구조체가 컬러 수상관 제조중에 있어서 고온상태로 되었을 때 철재로된 프레임은 열팽창한다. 열팽창한 프레임은 새도우 마스크와 프레임의 용접결합된 곳을 통하여 새도우 마스크에 대항 인장력을 주어서 새도우 마스크는 변형하지만 새도우 마스크 본체에 가해지는 인장력이 용접결합된 곳 부근의 좁은 범위에 한정되므로 새도우 마스크의 변형은 새도우 마스크 스커어트부에 한정되고 또한 인장력이 제7도에 나타낸 경우에 비하여 상당히 작으므로 고온 상태에서 상온(常溫)으로 되돌려도 거의 본래의 상태로 회복시킬 수 있게된다.

또 컬러 수상관 동작시에 있어서도 프레임은 열팽창하지만 컬러 수상관 제조중의 열팽창에 비하여 상당히 작으므로 새도우 마스크 유효부가 변형하는 것은 경감된다. 그러나, 컬러 수상관이 컴퓨터 단말 장치나 퍼스널 컴퓨터 T.V 셋트 등의 용도에 있어서, 고밀도 일뿐만 아니라 고 휘도표시용으로서 사용되게 되면 새도우 마스크의 소성변형에 의하여 색순도가 떨어지는 것을 방지하는데 대한 요구레벨도 높아져서, 전술한 바와 같은 컬러 수상관으로는 불충분하여 보다 개량된 새도우 마스크 구조체를 갖춘 컬러 수상관이 필요하게 되어있다.

본 발명은 전술한 점을 고려하여 이루어진 것인데 새도우 마스크의 가열에 의하여 발생하는 바람직하지 못한 변형을 방지하고, 소성변형을 일으키지 않는 컬러 수상관을 얻는 것이다. 즉, 본 발명은 여러개의 구멍이 있는 주면과 이 주면의 주변부에서 접어구부러진 스커어트 부로된 새도우 마스크와, 전술한 새도우 마스크의 전술한 스커어트부를 지지하는 프레임으로 되어있고, 이 프레임이 전술한 새도우 마스크 보다도 열팽창 계수가 큰 금속으로 구성되고, 또한 전술한 새도우 마스크를 전술한 프레임에 여러 곳에 있어서 용접 결합하여서 된 새도우 마스크 구조체가 있고, 이 구조체를 외각용기 패널 안쪽면에 설치한 형광체에 근접시켜서 부착하고, 이 형광체와 반대쪽에 설치한 전자총에서 발사된 전자비임으로 새도우 마스크의 맞뚫린 구멍을 통하여 전술한 형광체를 여기(勵起)하는 컬러 수상관에 있어서, 전술한 새도우 마스크는 전술한 프레임 안벽에 용접되어 적어도 이들 용접된 곳에서 전술한 스커어트부는 전술한 프레임의 안벽으로 부터 전술한 새도우 마스크 구조체 중앙부 방향으로 향하는 압축응력을 받는 것을 특징으로 하는 컬러 수상관에 있다.

본 발명의 한 형태에 의하면, 새도우 마스크와 프레임은 각각 서로 대향해야할 트인곳 끝 부근에 있어서 전술한 새도우 마스크의 외형(Os)과 전술한 프레임의 내형(If)이 Os＜If인 관계를 충족하고 스커어트부가 프레임 안벽을 내리누르는 내부응력이 있는 상태로 탄성변형 되도록 새도우 마스크에서 연장된 스커어트부가 프레임의 안벽에 용접된다.

바람직하게는 스커어트부의 탄성변형이 스커어트부를 프레임에 부착하기 전의 상태에서 스커어트부 길이 10mm당 최대 2mm, 안쪽 방향으로 되어져 있고, 용접위치에서 최대 2mm의 탄성 변형을 발생하도록 된다. 아래에 도면을 참조로 하면서 설명하기로한다.

제1도 내지 제5도는 본 발명의 한 실시예를 나탄낸 것으로서, 컬러 수상관(20)은 유리외 각용기(22)가 있고, 이 외각용기(22)는 직사각형 패널(24), 퍼낼(26) 및 네크부(28)로 되어있다. 패널(24)의 내면은 구면(球面)에 만곡된 오목한 면으로 되어있고, 이 내면에 3색의 형광체가 규칙적으로 배열된 형광스크린(30)이 설치되어 있다. 스크린(30)은 적, 록, 청발광의 각 발광체를 줄무늬형상으로 하고, 교대로 순차배열 된 것이 사용된다. 줄무의 방향은 패널의 짧은축방향 즉 수직방향이다.

이 스크린(30)에 근접하여 새도우 마스크 구조체(32)가 볼록해진다. 새도우 마스크 구조체(32)는 직사각형 형상의 프레임부(34)를 여러개의 슬릿(slit) 아파츄어(aperture)(37)를 설치한 새도우 마스크(36)로 되어있고, 패널(24)의 스커어트부에 파묻혀진 스터드핀(stud pin)(25)에 프레임부(34)의 측변에 용접된 스프링 지지부재(35)에 의하여 탄성적으로 볼록해진다.

새도우마스트(36)는 여러개의 아파츄어(37)가 뚫려진 아파츄어부(38)와 아파츄어가 없는 둘레가장자리부(39) 및 둘레가장자리부(39)에서 연장되어 접어구부려진 스커어트부(40)로 되어있다. 네크부(28)안에는 인라인(in-line)형의 전자총(41)이 부착되어있고 세개의 전자비임(42)을 발사하여 아파츄어(37)를 통하여 형과스크린(30)에 투사시킨다.

이들 전자 비임(42)은 퍼낼(26)의 바깥벽에 부착된 편향 요크(yoke)에 의하여 편향되어 새도우 마스크(32) 및 형광 스크린(30)을 주사한다. 새도우 마스크(32)는 니켈 36%를 포함한 철합금 즉, 인바아 함금으로된 저열팽창 금속의 0.12mm의 얇은 판으로 되어있고, 한편 프레임부(34)는 0.5mm-1mm의 철로 되어있다. 새도우 마스크(36)는 프레임 안벽(46)의 여러곳에 (도면3에서 나타낸 x표시와 같이)용접된다.

용접점은 프레임 각변에서 2점 또는 4점으로 하는 것이 좋다. 용접시 스커어트부(40)는 새도우 마스크 구조체(32)의 중앙부(관축)방향으로 탄성 변형시켜서 그 상태대로 고정한다. 즉, 제4도에 있어서 일점 쇄선으로 나타내는 (47)이 새도우 마스크(36)를 프레임부 (34)에 부착시키기 전의 상태의 스커어트부(40)의 위치를 나타내고 있으며 ,프레임 안벽에 용접된 뒤는 실선으로 나타내는 위치로 된다. 이 때문에 스커어트부(40)는 중앙부 방향으로 압축응력(P1)을 받아서 새도우 마스크 둘레가장자리부(39) 및 그근방의 아파츄어부(38)에 형광스크린쪽으로 향하는 응력(P2)이 발생한다.

이 응력(P2)은 압축응력(P1)의 위치 및 강도(强度)에 의존하므로, (P2)를 마스크 둘레가장자리에서 똑같게 형성하기 위하여 마스크 스커어트부와 프레임 안벽의 용접점을 각변 두곳이상으로 하는 것이 바람직하다. 압축응력(P1)의 정도는 스커어트부(40)의 길이 10mm당 탄성변형(d)를 최대2mm가 되도록 마스크 구조체 중앙부쪽으로 변형시킨다. 프레임부(34)의 앞끝(48)은 지름이 크게 형성되어 스커어트부(40)가 프레임(34)의 안벽에 끼워넣기쉽도록 하고 있다. 즉, 제5도는 새도우 마스크 구조체(32) 및 (13)의 각 부품의 치수를 나타내고 있다.

같은 도면으로 각 부품의 치수에 대하여 상세히 설명한다면, 제5a도는 새도우 마스크(36)를, 제5b도는 프레임(34) 및, 제5c도는 전술한 새도우 마스크(36)를 전술한프레임(34)의 안쪽에 끼워넣어서 용접결합한 새도우 마스크 구조체(32)를 나타내고 있다. 새도우 마스크의 외형은 기다란 축방향의 바깥지름 치수를 Os1, 짧은축 방향의 바깥지름치수를 Os2로 나타내고 있다. 프레임(34)의 내형을 나타내는 일례로서 기다란 축방향 쪽면의 안지름을 IF1 짧은 축방향족면의 안지름을 IF2 로 나타내고 있다. 또한, 본 발명에 있어서 외형 및 내형은 각각 전술한 새도우 마스크(36)의 기다란 축 방향 및 짧은 축방향의 바깥지름의 치수 및 전술한 프레임(34)의 기다란 축방향 쪽면 및 짧은축 방향쪽면의 안지름 치수를 총칭하는 것이다.

제5a도, 제5b도에 있어서 새도우 마스크의 외형은 프레임(34)의 내형보다 작게는 되지 않도록 구성되어 있다. 즉, 전술한 기호에 의하여 나타내면 Os1＞=IF1, OS2＞=IF2인, 관계를 만족하도록 구성되어있다. 그러나 외형이 큰 새도우 마스크(36)를 안지름이 작은 프레임(34)에 끼워넣는 것은 작업성 관계로 바람직하지 않다. 이러한 작업성이 나빠지는 것을 방지할 뿐만 아니라, 본 발명의 목적으로 하는 새도우 마스크 구조체의 소성변형을 작게 하는 것을 달성하려면 전술한 Os1, OS2, IF1, IF2는 적어도 용접결합한 곳에 있어서, 0＜=Os1-IF1＜=2mm,0＜=Os2-IF2＜=2mm를 충족되도록 구성되어야할 필요가 있다. 또한 제5c도에 있어서 x표시는 용접한 곳을 나타내고 있다. 그런데 새도우 마스크의 바람직하지 못한 변형은, 새도우 마스크 구조체의 가열에 의하여 발생한다. 컬러 수상관의 제조과정에 있어서 안정공정이나 배기공정으로 새도우 마스크 구조체가 400℃ 이상의 높은 온도로 된다. 또, 컬러 수상관의 동작중 전자비임의 투사에 의하여 예를들어 20인치 관에 있어서 양극 전압 25Kv, 양극 전류 1200μA일 때 아파츄어부(38)의 중앙부는 약70℃까지 가열된다.

이 때문에 저열팽창 계수의 새도우 마스크가 이보다 고열 팽창계수인 프레임에 인장되지만, 본 실시예에 있어서는, 압축응력의 존재에 의하여 이것이 없는 구조에 비하여 인장력을 완화하여 소성변형의 발생을 현저하게 저감시킬수가 있다. 제6도는, 다른 실시예를 설명하는 것으로서 새도우 마스크(50)의 접어구부린부(52)에 있어서 둘레 가장자리부(54)와 스커어트(56)의 접어구부린 각도θ를 둔각으로하고, 또한 압축응력(P1)을 스커어트부(56)에 부여한 것이다. 이 구조에 의하면 새도우 마스크 (50)의 프레임부(58)로의 끼워 붙이는 작업이 앞의 실시예보다 더 쉽게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 새도우 마스크에 프레임보다도 저열팽창인 금속을 사용한 새도우 마스크구조체에 있어서, 새도우 마스크의 동작시의 전체적 및 국부적 열변형 및 제조시의 열변형에 의한 색순도가 떨어지는 것을 저감 또는 방지한 컬러 수상관을 얻을 수가 있다.

Claims (6)

1. 여러개의 맞뚫린 구멍이 있는 주면과 이 주면의 주변부에서 접어구부린 스커어트부로된 새도우 마스크와, 전술한 새도우 마스크의 전술한 스커어트부를 지지하는 프레임으로 되고, 이 프레임이 전술한 새도우 마크스보다도 열팽창계수가 큰 금속으로 구성되고, 또한 전술한 새도우 마스크를 전술한 프레임에 여러곳에 있어서 용접결합하여서된 새도우 마스크구조체를 가지며, 이 구조체를 외각용기 패널 내면에 설치한 형광체에 근접부착되고, 이 형광체와 반대쪽에 설치된 전자총에서 발사된 전자비임으로 새도우 마스크의 맞뚫린구멍을 통하여 전술한 형광체를 여기시키는 컬러 수상관에 있어서, 전술한 새도우 마스크는 전술한 프레임 안벽에 용접되어 적어도 이들 용접된 곳에서 전술한 스커어트부는 새도우 마스크의 외형이 프레임 내형보다는 작게 되지 않도록 하므로써 전술한 프레임의 안벽에서 전술한 새도우 마스크 구조체 중앙부 방향으로 향하는 압축응력을 받도록 된 것을 특징으로 하는 컬러 수상관.
2. 제1항에 있어서, 새도우 마스크 구조체가 직사각형이며, 스커어트부와 프레임부의 용접점수(點數)가 각변에서 적어도 2점 이상이며, 새도우 마스크 주면의 끝 가장자리에서 연장된 스커어트부가 용접 위치에서 최대 2mm의 탄성변형을 발생하도록 된 것을 특징으로 하는 컬러 수상관.
3. 제1항에 있어서, 스커어트부가 새도우 마스크의 주면의 접어구부린 부분의 근방에 대하여 이루는 각도가 둔각으로된 것을 특징으로 하는 컬러 수상관.
4. 제1항에 있어서, 새도우 마스크와 프레임부는 각각 서로 대항해야할 트인곳의 끝부근에 있어서 전술한 새도우 마스크의 외형(Os)과 전술한 프레임의 내형(If)이 Os＜If로된 관계를 충족하고, 스커어트부가 프레임 안벽을 내리누르는 내부 응력이 있는 상태로 탄성 변형되도록 새도우 마스크에서 연장된 스커어트부가 프레임의 안벽에 용접된 것을 특징으로 하는 컬러 수상관.
5. 제1항에 있어서, 스커어트부의 탄성변형이 스커어트부를 프레임에 부착하기전의 상태에서 스커어트부의 길이 10mm당 최대 2mm안쪽으로 되어있는 것을 특징으로 하는 컬러 수상관.
6. 제1항에 있어서, 새도우 마스크가 Fe-Ni합금, 프레임부가 실질적으로 Fe로 된것을 특징으로 하는 컬러 수상관.

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