KR900001706B1 - 컬러 수상관 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

컬러 수상관

제1도는 본 발명의 한실시예의 종단면도.

제2도는 제1도의 패널쪽에서 본 새도우 마스크의 평면도.

제3도는 제2도의 새도우 마스크 형상을 설명하는 것으로서 새도우 마스크 유효 영역의 1/2평면을 나타낸 사시도.

제4도는 제2도의 새도우 마스크 형상을 종래의 새도우 마스크 형상과 대비하여 나타낸 사시도.

제5도는 제4도의 새도우 마스크 형상을 Y-Z평행평면과 새도우 마스크 유효 영역과의 교차선을 나타낸 곡선도.

제6도는 본 발명을 설명하는 것으로서, 새도우 마스크의 Y-Z평행 평면과 유효 영역과의 교차선의 곡률 반지름을 X축에 따라서 나타낸 곡선도.

제7도는 본 발명의 다른 실시예의 새도우 마스크 형상을 종래의 새도우 마스크와 대비하여 나타낸 사시도.

제8도는 컬러 수상관의 스크린 상의 영출 패턴 예를 나타낸 개략 평면도.

제9도는 컬러 수상관의 스크린 상의 다른 영출패턴 예를 나타낸 개략 평면도.

제10도는 제9도의 패턴을 영출했을 때에 발생하는 새도우 마스크의 국부적 열변형을 설명하기위한 개략도.

제11도는 새도우 마스크의 전면의 열변형을 설명하는 것으로서, (a)형과 (b)형을 나타낸 도면.

제12a 및 제12b도는 제9도의 패턴을 영출했을 때에 발생하는 새도우 마스크의 국부적 열변형을 설명하기위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 컬러 수상관 22 : 유리의각 용기

24 : 패널(pannel) 26 : 퍼넬(funnel)

28 : 네크부 30 : 형광 스크린

32 : 새도우 마스크 구조체 34 : 마스크 프레임

36 : 새도우 마스크

본 발명은 새도우 마스크형 컬러 수상관에 관한 것으로서, 특히 새도우 마스크의 곡면 형상에 관한 것이다.

새도우 마스크형 컬러 수상관에 사용되고 있는 새도우 마스크는 색의 선별 기능이 있는 중요한 부재의 하나이다.

즉, 여러색으로 발광하는 형광체가 구분되어 칠해진 실질적으로 직사각형 테가 있는 곡면 형상의 패널 내면에 대하여 일정한 간격을 두고 규칙적으로 배열된 여러개의 트인곳을 뚫어서 설치된 실질적으로 직사각형 테가 있는 유효 곡면부로된 새도우 마스크가 배치되어 있다.

그리고, 관의 네크부에 설치된 전자총으로 부터의 여러개의 전자비임은 접속, 가속되고 또한 평향 작용을 받아서 실질적으로 직사각형상의 영역을 주사하고, 새도우 마스크의 맞뚫린 구멍을 통과 하므로서 각각 대응하는 형광체를 투사 발광시켜서 컬러 영상을 출현한다.

따라서 새도우 마스크의 맞뚫린 구멍군과 대응하는 형광체군 사이에는 소위 비임 랜딩을 정확히 하기 위하여 특정한 상대적 위치 관계가 필요하며 수상관의 작동중 항상 이 상대관계를 일정하게 유지하지 않으면 안되다.

보다 구체적으로는 새도우 마스크와 형광면의 간격(q값)을 항상 일정한 허용범위내로 하지 않으면 안된다.

그러나, 새도우 마스크형 컬러 수상관은 그 작동 원리로 인하여 새도우 마스크의 맞뚫린 구멍을 통과하는 전자비임량은 1/3이하이고, 나머지 전자비임은 새도우 마스크의 막힌구멍 부분에 투사한다.

투사된 전자비임은 열에너지로 변화되어 새도우 마스크를 가열, 팽창시키게 된다.(도우밍(doming)현상).

이 결과, 일반적으로 철을 주성분으로 하는 소재로 된 새도우 마스크는 열팽창에 의하여 새도우 마스크의 위치가 변화하여 ＂q＂값이 허용범위 외까지 변화하게 되면 비임 랜딩 위치가 바꿔지므로서 색순도를 떨어뜨리게 된다.

이와 같은 새도우 마스크의 열팽창으로 발생하는 미스랜딩의 크기는 화면상의 영상 패턴 및 이 패턴이 계속되는 시간에 따라서도 크게 달라진다.

이 가운데, 새도우 마스크에서 새도우 마스크를 지지하는 열용량이 큰 마스크 프레임까지 가열되어 발생하는 미스랜딩은 비교적 긴시간이 소요되지만, 일본 특공소 44-3547호 공보에 나타나 있는 바와 같이 마스크 프레임에 부착된 스프링 지지구조체에 바이메탈을 개재시킴으로서 보정하는 방법이 유효하다.

그러나, 비교적 짧은 시간에 발생하는 미스랜딩과 예를 들어 국부적인 고휘도 표시에 의한 국부적 도우밍에 의한 미스랜딩에 대해서는 큰 문제가 있다.

짧은 시간내에 일어나는 미스랜딩에 대하여 직사각형의 창문형상의 패턴을 발생시키는 신호기를 사용하여, 창문형상의 패턴의 형상이나 위치를 바꾸어 미스랜딩의 크기를 측정하면, 제8도와 같이 스크린 화면(6)의 거의 전면에 걸쳐서 대전류 비임패턴(5)이 있는 경우에는 비교적 미스랜딩은 작다.

그러나, 제9도에 나타낸 바와 같이 비교적 가늘고 긴 대전류 비임의 래스터(raster)패턴(5)이 화면(6)의 윤곽의 좌우끝에서 약간 중앙으로 편재한 경우에 가장 큰 미스랜딩이 발생한다.

이 실험 사실은 다음 이유로 용이하게 이해할 수 있다.

제1의 텔레비젼 수상기는 수상관의 평균 양극 전류가 있는 일정값을 넘지 않도록 설계되어 있으므로, 제8도와 같이 큰 창문형상의 패턴으로는 새도우 마스크의 단위 면적당의 전류가 제9도의 경우보다 작으며 따라서 온도 상승은 작다.

제2의 패턴이 화면의 중앙에 있는 경우에는 새도우 마스크가 열변형하여도 미스랜딩은 발생하기 어렵지만 중앙에서 좌우 끝 방향으로 이동하는데 따라서 새도우 마스크의 열변형이 화면상의 미스랜딩으로서 나타나는 정도가 커진다.

그러나 화면 좌우 끝가까이에서는 새도우 마스크는 마스크 프레임에 고정되어 있으므로 변형은 작아진다.

따라서, 제9도에 나타낸 바와 같은 위치에 있는 패턴의 경우에 가장 큰 미스랜딩을 발생한다. 제10도는 제8도에 나타낸 바와 같은 패턴(5)이 있는 경우의 미스랜딩의 상태를 설명하는 도면이다.

즉, 패널(14)의 내면쪽벽에 스터드핀(stud pin)(125), 스프링 지지 구조체(135)에 의하여 마스크 프레임(134)을 끼워서 새도우 마스크(136)가 대향 배치되어 있다.

지금 저휘도, 즉 전자 밀도가 작은 상태로 작동하고 있는 때의 새도우 마스크(136)는 위치(a₁)에 있고, 맞뚫린 구멍(137)을 통하는 위치(c₁)의 전자비임(142)은 대응하는 형광체(103)에 정확하게 랜딩하고 있다.

이 상태에서 제9도에 나타낸 바와 같은 국부적으로 고위도의 패턴을 영출할때는 새도우 마스크(136)는 국부적으로 가열 팽창되어서 위치(a₂)로 변화하고, 맞뚫린 구멍(137)은 위치(b₁)로부터 (b₂)로 변위하는 결과, 맞뚫린 구멍(137)을 통하는 전자비임 (142)은 위치(c₁)에서 (c₂) 로 변위하여 소정된 형광체에 확실히 랜딩하지 않게된다.

이와 같은 짧은 시간의 새도우 마스크의 열변형을 방지하기 위하여 새도우 마스크의 마스크 프레임(134)의 고정부를 가능한한 유연하게 하고, 제11a도의 파선(136a)으로 나타낸 바와 같은 도우밍 형상의 변형으로부터 제11b도의 파선(136b)으로 나타낸 바와 같이 새도우 마스크(136) 전체를 관축 방향으로 평행 이동시키는 방법도 채용되고 있다.

그러나 이와 같은 대책은 제11a도 또는 제11b도와 같은 마스크 전면의 열팽창에 의한 변위에도 유효하더라도, 제9도에 나타낸 바와 같은 국부적인 변위에도 거의 효과가 없다.

이러한 경향은 특히 큰 화면으로 되어 있는 대형관 일수록 현저하고, 또한 같은 크기라 하더라도 새도우 마스크의 곡율 반경이 클수록, 즉 시각적으로 바람직하기에는 보다 평탄화된 관일수록 현저하다.

본 발명은 새도우 마스크의 전자비임 투사에 의한 국부적인 열팽창에 의해서 발생하는 색순도의 변화를 억제하는 새로운 새도우 마스크의 곡면형상, 또한 부가적으로 패널의 곡면 형상을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 컬러 수상관은 내면에 형광 스크린이 형성되고, 이 스크린의 중심에서 스크린이 수직인 방향으로 중심축을 갖는 실질적으로 직사각형의 곡면 패널과 실질적으로 직사각형의 프레임을 통해서, 전술한 중심축이 마스크 중심을 통과하는 위치에서 전술한 패널과 소정의 간격을 두고 부착되어 전자비임을 통과시키는 여러개의 관통 구멍이 형성된 유효 영역을 갖는 비구면(非球面)의 곡면형상과 새도우 마스크를 구비하는 컬러 수상관에 관한 것이다.

전술한 새도우 마스크의 중심을 기점으로 하여 가로축을 X축, 세로축 Y축, 전술한 중심축을 Z축으로 할 때 전술한 유효 영역에 있어서의 전술한 X축과 Z축을 포함하는 평면(X-Z) 평면과 전술한 유효 영역의 교차선 근방의 영역이 전술한 Y축과 Z축에 평행으로 된 임의의 평면 (Y-Z평행 평면)과 전술한 유효 영역으로 형성되는 교차선 곡률 반경을 마스크 중심과 X축 방향 유효 영역의 사이에서 극소값으로 된 형상으로 한다.

또한 전술한 X-Z평면과 마스크 유효 영역으로 형성되는 교차선의 곡선은 다음의 구성으로 되어있다.

즉, 이 교차선의 양끝점과 새도우 마스크 중심점의 3점을 지나서 형성되는 원호에 대하여 전술한 3점은 일치하며, 다른 부분이 전술한 원호에 대하여 전술한 패널쪽으로 근접하도록 위치하는 곡선으로 형성된다.

이 곡선은 예를들면 타원 또는 부분적으로 만곡도를 강화한 비원형 곡선으로 한다.

전술한 Y-Z평행 평면과 마스크 유효 영역으로 형성되는 교차선은 원호 즉, 부분원으로 좋지만 비원형 곡선으로 할수도 있다.

본 발명의 한 형태에 의하면, X-Z평면과 유효 영역면의 교차선을 비원형 곡선으로 하고, X-Z평면과 유효 영역면의 장축에 따르는 상하 끝 가장자리와의 교차선을 원형 곡선으로 하고, Y-Z평행 평면과 유효 영역면의 교차선을 원호로 한다. 또한, 스크린을 형성하는 패널 내면의 곡면 형상을 새도우 마스크 형상에 맞추어서 동일하게 Y-Z평행 평면과의 교차선의 곡률 반경에 새도우 마스크의 극소값에 대응하는 위치에서 극소값을 갖도록 할수도 있다.

다음에는 도면에 의해서 상세하게 설명하기로 하겠다.

제1도 내지 제6도는 본 발명의 한 실시예를 설명하는 것이다.

제1도에 있어서 컬러 수상관(20)은 유리 외각 용기(22)가 있고, 이 외각 용기는 대략 직사각형의 패널(24), 페널(26) 및 네크부(28)로 되어있다.

페널(24)의 내면은 구면에 만곡한 오목한 면으로 되어 있으며, 이 내면에 3색의 형광체 줄무늬가 규칙적으로 배열된 형관스크린(30)이 설치되어 있다. 이들 형광체 줄무늬는 적, 록, 청 발광의 각 형광체를 번갈아 순차 배열되어 있다.

통상 줄무늬의 방향은 제2도에 나타낸 수직방향 즉 짧은 축 ＂Y＂방향이다. 이 스크린(30)에 근접하여 새도우 마스크 구조체(32)가 부착된다.

새도우 마스크 구조체(32)는 직사각형의 마스크 프레임(34)과 여러개의 관통 구멍이 뚫린 새도우 마스크(36)로 되어 있으며, 페널(24)의 스커어트부에 파묻혀진 스터드 핀(25)에 탄성 지지부재 (35)에 의하여 탄성적으로 유지된다.

관통 구멍은 형광 스크린의 줄무늬에 대응해서 Y축 방향에 따르는 공극으로 형성된 것으로서 제2도에 나타낸 파선의 직사각형 영역(33)내에 형성되고, 이 영역(33)이 화상 영출의 유효 영역으로 된다.

네크부(28)에는 인 라인(in-line)형 전자총이 부착되어 있으며, 세개의 전자비임(42)을 발사하여 새도우 마스크(36)의 관통 구멍을 통하여 형광 스크린(30)에 투사시킨다. 이들 전자비임(42)은 퍼넬(26) 바깥벽에 부착된 편향 요크(44)에 의해서 편향되어 세도우 마스크(32) 및 형광스크린(30)을 주사한다.

새도우 마스크(36)는 관축, 즉 스크린(30)의 중심에서 스크린에 수직된 방향의 중심축을 Z축으로 하게되면 이 Z축이 새도우 마스크 중심 ＂0＂ 을 수직으로 통과하는 위치에 지지된다.

제2도 및 제3도에 나타낸 바와 같이 직사각형 새도우 마스크에 수평 방향으로 장축 X축을, 수직방향으로 단축 Y축을 마스크 중심 ＂0＂ 을 기점으로 해서 설정한다.

지금, 제3도에 있어서 새도우 마스크(36)의 중심 0으로부터 마스크상의 일점 F까지의 X, Y 및 Z각 축에 따르는 거리 성분을 X, Y 및 Z로 한다.

Z축과 F 점을 지나는 평면이 새도우 마스크(36)를 자름으로서 형성되는 고차선의 F점에 있어서의 곡율을 1/R로 할 때 곡면형상은 종래의 부분 구면에서 재차 이 값을 가장 적합하도록 하기 위하여

혹은

등과 같이 표시되는 형상으로 되는 것이 보통이다.

단, θ : Y축에대한 각도, R_H: 장축상의 원호의 반지름, R_VO: 단축상의 원호의 반지름, A, B, C, K : 정수, r : Z 축으로 부터의 거리이다.

이상과 같은 형상의 새도우 마스크에 있어서는 (1)식의 경우 Z축을 지나는 평면에 의한 새도우 마스크의 유효 영역의 임의의 단면이 하나의 원호가 된다.

(2)식의 경우는, X-Z평면 및 Y-Z평행 평면과 유효 영역의 각각의 교차선 X_R, Y_F가 하아의 원호로 표시된다. 그런데, 본실시예에 있어서는 X-Z평면과 유효 영역의 교차선 X₁이 타원 곡선을 그리도록 형성된다. 즉, 새도우 마스크 중심 O을 타원 짧은축의 정점으로 하는 부분 타원을 형성한다.

따라서 중심 O근방에서는 교차선의 곡률 반경은 완만하지만, X축 끝 P,P'로 향하여 급속히 작아진다.

제5도에 있어서 부호 X_O는 (2)식으로 표시되는 종래의 새도우 마스크의 X-Z평면과 유효 영역의 교차선의 원호를 나타내고 있으며, 이 원호 X_O는 새도우 마스크 중심점 O과 X축 방향의 마스크 유효 영역의 양끝 P, P'의 3점을 통과하고 있다.

이에 대하여 본 실시예의 새도우 마스크의 유효 영역의 동일 교차선은 부호 X₁으로 나타내는 바와 같이 중심점 O과 유효 영역 끝 P, P'의 3점을 통과하지만, 이들 점 이외의 부분을 패널쪽으로 부풀어서 패널에 보다 근접하는 곡선으로 형성된다.

즉, 이 곡선은

으로 표시되는 타원 곡선으로 되어 있다.

단, Ra : 타원의 장축의 반지름, Rb : 타원의 단축의 반지름

이 (3)식에서 얻어지는 제5도의 곡선 X₁이 나타내는 바와 같이 교차선의 OP, OP'사이의 중간점 보다도 P 또는 P'쪽의 M 점 근방에 있어서 곡률이 크게 변화한다.

제6도는 Y-Z 평행 평면과 유효 영역의 교차선 Y₁의 곡률 반경이 X축에 따라서 변화하는 모양을 곡선(52)으로 나타내고 있지만, 전술한 곡선 X₁의 곡률의 변화에 따라서 이들 Y-Z교차선 Y₁의 원호의 곡률 반경은 중심점 O에서 끝 P에 가까워 질수록 작아지고, 끝P근방에서 재차 커지게 된다.

제4도는 본 실시예의 새도우 마스크의 유효 영역(33)의 형상을 파선(50)으로 나타냈다. 이것과 비교하기 위하여 전술한 (2)식에 의한 종래의 새도우 마스크 형상을 실선(51)으로 나타내고 있다.

종래의 구조에서는 X-Z평면과 새도우 마스크 유효 영역과의 교차선 X_O는 원호이지만, 본 실시예에서는 마스크 중심 O과 X축 방향 유효 영역 끝 P, P'의 3점을 통과하는 원호 X₀에 대하여 이들 3점을 공통으로 하고, 또한 이들 3점 사이의 다른 부분은 원호의 반지름 중심점으로 부터 떨어진 위치를 통과하는 곡선 X₁으로 표시되는 형상이 된다.

따라서, 새도우 마스크의 X축에 따르는 중간점 M의 위치는 원호 X_O보다도 패널에 가까워지는 구조로 되어 있다.

이것으로 인해서 X축상의 중간점 M과 그 상하 유효 끝 N, N'과의 사이의 Z축 방향의 거리 차이를 크게 취할 수가 있고, M점 근방의 교차선 Y₁의 곡률 반경은 종래의 마스크(51)와 동일하게 교차선 Y_F보다도 작아진다.

한편, Y축상 및 X축 유효 끝에서의 곡률 반경은 변하지 않는다.

따라서 보다 간단히 제6도의 곡선(52)과 같이 교차선 Y₁의 X-z평면 근방의 곡률 반경을 X축상의 중간점 M에서 극소값을 취하도록 할 수가 있다.

이에 따라 보다 효과적으로 새도우 마스크 열팽창에 의한 국부적 미스랜딩을 보정하는 것이 가능해 진다. 즉, 새도우 마스크의 국부적인 열변형에 의한 미스랜딩은 수평축상에서 중앙과 수평축단의 중앙과 수평축단의 중간부가 가장 크다, 그 이유는 다음과 같다.

중앙 : 새도우 마스크가 열변형 하더라도 관축방향 스크린 쪽으로 새도우 마스크의 구멍이 변위할수록 전자비임 궤도는 변화하지 않는다.

중간부 : 편향각이 증가하면, 새도우 마스크의 열변형에 의해 마스크 구멍이 대략 관축방향 스크린 쪽으로 변위하는데, 전자비임은 이 마스크 구멍에 비스듬하게 입사하므로 마스크 구멍의 변위에 의해 패널 내면에 전자비임이 도달하는 위치가 어긋난다.따라서 큰 미스랜딩이 발생한다.

단부 : 새도우 마스크는 프레임에 고정되어 있으므로, 새도우 마스크의 열변형은 작다. 따라서, 미스랜딩은작다.

본 발명은 이 중간부의 새도우 마스크의 열변형에 의한 미스랜딩을 개선하려는 것이다.

통상 새도우 마스크의 곡률반경을 작게하면, 이 열변형에 의한 미스랜딩량은 감소한다.

그러나, 전체적으로 작게한 경우, 새도우 마스크가 더욱 둥글게 된다.

일반적으로 새도우 마스크와 패널면의 간격(q값)은 일정해야 하므로, 이 방법으로는 패널도 둥글게 해야만 하며, 패널을 평탄하게하여 보기 쉽도록 하려고 하는 칼라수상관으로 적합치 않다.

그래서, 가장 미스랜딩량이 큰, 수평축의 중간부의 열 변형에 의한 미스랜딩을 개선하는 것이 효과적이다.

새도우 마스크의 곡면에서 곡률반경은 각방향으로 정의할 수 있다.

이들 중 수평축 중간부에서는 실험, 시뮬레이션에 의한 검토 결과, Y축 방향 (Y-z평면에 평행한 면과 마스크의 교차선)의 곡률반경이 열변형에 의한 미스랜딩의 개량에 가장 효과가 있으며, 이 곡률반경을 작게 하면, 새도우 마스크의 열변형에 의한 미스랜딩을 작게할수 있음을 알게 되었던 것이다.

종래의 새도우 마스크에서는, 중앙에서 수평축단으로 Y축방향의 곡률반경은 단조 증가하고 있다. 그래서 중앙과 수평축단의 위치관계를 동일하게 하며, 또한 중앙과 수평축단의 중간부에서 Y축방향의 곡률반경을 작게하면, 페털 전체의 둥그스럼함을 변화시키지 않고 평탄판상을 유지하여 열변형에 의한 미스랜딩을 개선할 수 있다.

이 경우, 새도우 마스크 유효 영역(33)의 기다란 변쪽의 끝부분 단면 X_E의 형상이X축상의 유효 영역(33)의 형상 X_O과 동일하게 변화하여서는 중간점 M과 ,그 상하 유효끝 N, N'와의 z축 방향 거리가 변하지 않으므로, 미스랜딩 방지의 효과는 없어진다.

따라서, 적어도 새도우 마스크 유효 영역(33)의 기다란 변쪽 끝부분 단면 X_E의 형상은 제4도에 나타낸 바와 같이 이 단면 X_E의 양끝점과 중심점과의 3점을 통과하는 원호에 대하여 이 원호 X_O와 실질적으로 일치하는 곡률반경을 유지하면 좋다.

또한, 전술한 경우 새도우 마스크 유효 영역(33)의 대각 축방향의 단면 형상도 X-z평면상의 교차선 형상 X₁과 동일하게 양끝점과 중심점과의 3점을 통과하는 원호에 대하여 전술한 3점을 제외하고, 이 원호의 중심점과 반대쪽을 통과하는 곡선이 되고, 마스크면 형상도 완만한 변화로 되어 제조시의 성형을 용이하게 한다.

본 구성의 작용을 제9도 및 제10도를 참조로 하여 재차 설명한다.

제9도에 나타낸 바와 같은 치우쳐진 래스터 패턴(5)을 영출시켰을 경우 당초의 2-3분간의 사이는 제10도에 나타낸 바와 같이 새도우 마스크(136)의 전자비임의 사돌하는 영역(5)만이 열팽창하여 국부적인 미스랜딩을 발생한다.

이때의 새도우 마스크(136)의 래스터 패턴부의 온도 상승을 실측하게 되면, 중심이 되는 X축상의 M점은 약 70℃로 상승하는 조건에서는 상하 유효 영역 끝의 N점, N'점(제2도에 도시) 즉, 래스터 패턴의Y-z 평행 평면상의 양 끝 N, N'에서는 약 25℃ 상승한다.

이러한 것에서 영역(5)중에서도 X축 근방에서의 열팽창은 X축에서 떨어진 부분의 열팽창 보다 큰 것을 알 수 있다.

바꾸어 말하며 X축 근방에서의 변형을 작게하면 영역(5) 전체의 열변형을 작게할 수 있게 된다.

따라서, 제1도 내지 제4도에 나타낸 본 발명의 실시예의 새도우 마스크에서는 국부적인 열팽창이 비임 랜딩 차이에 크게 영향을 주는 위치, 즉 마스크 중심 O에서 X축방향에 따라서 유효 영역 끝(P)으로 향하는 동안 Y-z평행 평면과 유효 영역과의 실선 Y₁의 곡률반경이 그 마스크 중심 O에 비하여 작아진다.

그리고 새도우 마스크 곡률을 원활하게 연결하게 되면, 새도우 마스크의 X축 근방의 Y-z평행 평면상의 곡률반경은 X축 중간점 M에서 극소값을 갖는다.

그렇게 하여서 제2도에 나타낸 마스크의 1/2평면에 있어서의 마스크 중심O으로부터 유효 영역의 끝 P사이에서 그 거리를 L로 하면 중심점 O으로부터 0.5L-0.9L의 위치, 특히 0.6L-0.8L부근에 있어서 X축 근방의 중간점 M부근(사선 영역)은 열팽창에 의한 국부적인 미스랜딩이 가장 큰 장소이다.

Y-z평행 평면상의 곡률반경이 작을 수록 국부적인 미스랜딩이 작아지게 되므로서 최대의 미스랜딩 점에서 큰 보정 효과를 얻을 수가 있다.

따라서 본 실시예에 의하여 매우 효과적으로 열팽창에 의한 국부적 미스랜딩을 억제할 수가 있다.

평면판상의 새도우 마스크보다 곡률반경이 작고, 보다 둥근것일수록 열팽창에 의한 미스랜딩이 두드러지지 않기 때문이다.

새도우 마스크의 곡률반경이 작은 쪽이 바람직한 이유를 제12a도 및 12b도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

평면판상의 새도우 마스크가 열팽창을 일으키면, 이 새도우 마스크의 전자비임 통과 구멍은 중앙의 전자비임 진행방향, 즉, 관축방향으로 이동하고, 패널 내면에 접근한다.

이 때, 중앙에서 떨어진 위치에 있는 구멍을 통과하는 전자비임은 제12a와 같이 패널 내면에서 사돌하는 위차가 화면 중앙 방향으로 어긋나서, 미스랜딩을 발생시킨다.

이에 대하여 곡률반경이 보다 작은 새도우 마스크는 제12b도와 같이 통과 구멍은 거의 새도우 마스크 국면에 수직인 방항으로 이동한다.

이때, 전자비임의 새도우 마스크로의 입사각은 평면판상인 것에 비해 수직으로 접근하므로 이와 같은 통과구멍에 이동에 대하여 패널 내면으로의 사돌하는 위치의 변화가 작아져서, 미스랜딩이 감소된다.

또한, 동일량 만큼 새도우 마스크가 팽창된 경우, 평면판상쪽이 스크린쪽으로 부풀어 오른 양(h)이 커진다.

따라서, 패널 내면상에서 전자비임의 사돌 위치의 변화도 평면판상인 경우가 크고, 곡률반경이 작아지면 감소한다.

예를들어 21인치형 90°편향 컬러 수상관에 있어서 종래의 (2)식으로 나타내어지는 형상에서 X축상의 곡률반경이 Rh=1003mm의 원호에 대하여, (3)식의 타원곡선으로 Ra=241.68mm, Rb=46.53mm로 하였을 경우에 (2)식의 경우에 비하여 국부적 미스랜딩을 20% 개선할 수 있었다.

또한, 전술한 타원 곡선의 이심율(離心率) e는 0.98이지만, 본원 발명에 있어서는 이심율이 0.5

e＜1의 타원으로 하는 것이 바람직하다. 제7도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다.

또한 제4도와 동일 부호의 부분은 같은 부분을 나타낸다. 전술한 실시예에서는 X-z평면과 마스크 유효 영역(33)과의 교차선 X₁을 부분 타원으로 하고, 유효 영역의 Y축 방향 양끝 가장자리를 원호로 하였지만, 본 실시예의 새도우 마스크(53)에서는 도면과 같이 Y축 방향 양끝 가장자리의 일부에 비원형 곡선의 오목한 부분(54)을 형성시켰다.

이것은 열팽창에 의한 비임 랜딩이 현저한 위치에서 Y-z평행 평면상의 교차선 Y₁의 곡률반경의 설정 범위를 용이하게 확대한다.

그러나 너무 오목한 곳을 크게 하면 프레스 성형을 하기 어렵다.

또한, 스크린 형상이 변화한다는 좋지 못한 경우가 발생하므로, 오목한 부분(54)을 적은 범위로 한정하는 것이 좋다.

또한 이 오목한 부분에 의해서 q값이 가장 적합한 값으로부터 벗어나는 경우가 있지만, 패널의 내면 형상을 마스크 형상과 서로 닮도록 하는 것으로서 해결할 수 있다.

그 결과 발생하는 레스터가 비뚤어지는 특성의 변화도 변화량이 작아서 실용상 문제로 되는 일은 없다.

오목한 부분의 가장 적합한 허용 범위는 Y축 방향 유효 영역 끝 X_E에 있어서 X축 및 z축에 평행한 평면(X-z평행평면)과 전술한 유효 영역이 이루는 교차선이 이 교차선의 양끝점 P_E1, P_E2와 중앙점 O_E와의 3점을 지나는 원호에 대하여 패널쪽을 +방향으로 하여 z 축방향 거리가 다음과 같은 범위에 있는 것이 좋다. 즉 새도우 마스크의 직사각형 형상 유효 영역의 대각선 길이를 Smm로 하게 되면 -0.0031×Smm로 된다.

21인치형 컬러 수상관에서는 S가 485mm가 되며, 약 -1.5mm로 된다.

또한, 동일한 제1의 실시예의 새도우 마스크의 X_E의 원호에 있어서는 z축방향 거리를 +0.3mm 이하의 조정 범위로 한정하는 것이 실용적이다.

또한, 본 발명의 변형예로서 X-z평면과 새도우 마스크 유효 영역과의 교차선을 타원 이외의 비원형 곡선으로 형성할 수가 있다.

이 경우, 비임의 미스랜딩이 커지는 영역 근방에서 Y-z평행평면이 교차선의 곡률반경을 극소로 하기 용이한 다차 곡선(多次曲線)이나 복합 타원 곡선을 선택할 수가 있다.

이 곡선도 원호가 통과하는 중심점 O과 X축방향 끝,P,P'와의 3점을 일치시켰을 때에 그들점 이외가 원호보다도 패널쪽에 가까운 점을 통과하는 곡선 이어야할 필요가 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 새도우 마스크나 패널의 구조를 대폭으로 변경하는 일없이 곡면 형상을 부분적으로 변경하는 것만으로 국부적인 열변형에 의한 색순도가 떨어지는 것을 효과적으로 억제할 수가 있다.

또한, 새도우 마스크의 프레스 성형도 용이하며, 제조상의 불편도 생기지 않는 실용상 효과가 큰 컬러 수상관을 얻을 수가 있다.

Claims (6)

1. 내면에 형광 스크린이 형성되고, 이 스크린의 중심에서 스크린에 수직으로된 방향에 중심축을 가진 실질적으로 직사각형의 곡면 패널과, 실질적으로 직사각형의 프레임을 통하여, 전술한 중심축이 마스크 증심을 통과하는 위치에 불록하게 되어 전자비임을 통과시키는 여러개의 관통 구멍이 형성된 유효 영역을 가진 비구면의 곡면 형상의 새도우 마스크를 구비하는 컬러 수상관에 있어서, 전술한 새도우 마스크의 중심을 기점으로하여 장축을 X축, 단축을 Y축, 전술한 중심축을 z축으로 할 때, 전술한 유효 영역에서 전술한 X축과 z축을 포함한 평면(X-z평면)과 전술한 유효 영역의 교차선 근방의 영역에서 전술한 Y축과 z축에 평행한 임의의 평면(Y-z평행평면)과 전술한 유효 영역으로 형성되는 교차선의 곡률반경이 마스크 중심과 X축 방향 유효 영역 끝과의 사이에서 극소값을 취하고, 또한 전술한 X-z평면과 유효 영역으로 형성되는 교차선이 이 교차선의 양 끝점과 새도우 마스크의 중심점을 지나서 형성되는 원호에 대하여, 전술한 3점은 일치하고, 다른 나머지의 점이 전술한 원호에 패널쪽에 위치하는 곡선으로 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 수상관.
2. 제1항에 있어서, 새도우 마스크의 전술한 Y축 방향의 유효 영역 끝에서 전술한 X축 및 z축에 평행한 평면(X-z평행평면)과 전술한 유효 영역면이 이루는 교차선이 원호로 된것을 특징으로 하는 컬러 수상관.
3. 제1항에 있어서, 새도우 마스크의 전술한 Y축 방향의 유효 영역 끝에서 전술한 X축 및 z축에 평행한 평면(X-z평행평면)과 전술한 유효 영역면이 이루는 교차선이 이 교차선의 양 끝점과 중심점의 3점을 지나는 원호를 기준으로 하여 전술한 3점을 제외한 적어도 한 부분이 전술한 원호 보다도 전술한 페닐의 반대쪽으로 오목하게 되어진 것을 특징으로 하는 컬러 수상관,
4. 제1항에 있어서, 새도우 마스크의 전술한 Y축 방향의 유효 영역 끝에서 전술한 X축 및 z축에 평행한 평면(X-z평행평면)과 전술한 유효 영역면이 이루는 교차선은 전술한 유효 영역의 대각선 길이를 Smm로 하고, 전술한 교차선의 양끝점과 교차선의 중심점의 3점을 공통으로 하는 원호를 기준으로 하게되면 전술한 패널쪽을 +방향으로 하고, 전술한 z축 방향에 +0.3mm로부터 -0.0031+Smm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 컬러 수상관.
5. 제1항에 있어서, 전술한 새도우 마스크의 전술한 X축 및 Z 축을 포함하는 평면(X-z평면)과 새도우 마스크의 유효 영역만이 이루는 교차선이 X축에 평행한 선을 장축, z축을 단축으로 하는 실질적으로 타원 곡선의 일부를 이루는 것을 특징으로 하는 컬러 수상관.
6. 제1항에 있어서, 전술한 새도우 마스크의 전술한 X 축 및 z축을 포함하는 평면(X-z평면)과 새도우 마스크의 유효 영역이 이루는 교차선이 비원형 곡선인 것을 특징으로 하는 컬러 수상관.

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