KR950005109B1 - 음극선관 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

음극선관

제1도는 면판 패널에 인접한 새도우 마스크를 가진 종래 기술의 음극선관의 부분측단면도.

제2도는 제1도의 라인(2-2)을 따라 절취한 음극선관의 정면도.

제3도는 제1도의 라인(3-3)을 따라 절취한 음극선관의 부분단면도.

제4도는 제3도의 라인(4-4)을 따라 절취한 음극선관의 부분단면도.

제5도는 제3도와 유사한 도면으로서 본 발명의 일실시예에 따른 음극선관의 부분단면도.

제6도는 제5도의 라인(6-6)을 따라 절취한 음극선관의 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 음극선관 26 : 스크린

30 : 새도우 마스크 38 : 벤드 라인

40, 74 : 마스크 스커트 54, 64 : 테두리

본 발명은 구멍이 뚫리지 않은 테두리로 둘러싸인 구멍어레이를 갖는 새도우 마스크를 포함한 음극선관에 관한 것이다.

컬러 텔레비젼용 음극선관을 제조함에 있어, 패널 조립체는 새도우 마스크가 서로 직각을 이루고 패널의 중앙을 통과하는 길이 방향의 중앙축과도 직각을 이루는 주축 및 종축을 가진 사각형 면판 패널에 인접 장착된 구멍 어레이를 갖도록 구성된다.

상기 면판 패널은 유리로 되어 있고 주축 및 종축에 따른 곡물을 갖는 다소 구형의 즉, 도움형 윤곽을 갖는다. 새도우 마스크 내의 구멍은 일반적으로 슬릿형이며 음극선관의 종축에 평행한 열로 배열되고, 각 열내의 인접 구멍은 마스크상의 연결부 혹은 웨브에 의해 서로 분리된다. 이 구멍은 포토리도그래픽 기술을 이용한 에칭 공정에 의해 통상 형성되고 있다. 구멍 어레이의 전반적인 형상은 음극선관의 면판 패널 상에 맺히는 화상의 형태를 결정한다.

새도우 마스크는 식각된 구멍 어레이 부분을 둘러싸는 식각 되지 않는 부분을 구비한 구멍이 뚫리지 않은 테두리부를 갖는다. 이 테두리는 구멍 어레이의 경계부와 마스크 스커트에 인접한 벤드 라인간에 배치된다. 이 스커트는 중앙축에 평행하고 이 중앙축에 직각으로 배향된 새도우 마스크 프레임에 의해 지지된다. 이 프레임은 면판 패널의 유리측부로부터 안쪽으로 신장한 장착용 스터드를 구속하는 스프링에 의해 지지된다. 프레임의 전반적인 형태 즉 지지된 마스크의 밴드 라인은 면판 패널의 유리측부의 벤드 라인과 유사하다.

컬러 음극선관은 각 주요 인(phosphor) 컬러에 대해 1비임씩 즉, 공동 편향 요오크를 통과하는 3전자 비임들 예컨대 적색, 녹색 및 청색을 방사하기 위한 3전자 비임을 사용한다. 이 비임들은 구멍이 뚫린 마스크에 의해 새도우된 것으로 각 비임은 상기 마스크에 인접 배치된 적색, 녹색 및 청색 인들로 구성된 세그멘트식 음극발광 스크린의 한 컬러만을 면판 패널의 내부표면에 부딪히게할 수 있다. 전자총중 하나에서 발생된 전자가 스크린에 부딪힐때 컬러 인들중 하나는 마스크 구멍크기와 거의 일치하는 라인위에 침전된다. 인 스크린의 나머지 모든 부분은 관련 전자총이 관여할때까지 인 마스크의 "새도우"내에 있게 된다. 따라서, 새도우 마스크내의 구멍 위치 및 크기는 양호한 색순도를 얻기 위해서 아주 중요한 것이다. 수평 및 수직으로 편향되는 전자 비임에 의해 주사된 사각형 영역을 래스터라 한다. 새도우 마스크내에서 주축상의 구멍 어레이의 경계부를 넘어서는 래스터의 퍼센테이지는 과도 주사라 한다. 과도주사가 많을수록, 구멍어레이의 외부로 빠지므로써 손실되는 래스터의 퍼센테이지가 커지기 때문에 화상 정보가 훨씬 많이 손실된다.

음극선관이 동작하는 동안, 새도우 마스크는 마스크에 충돌되는 전자비임 때문에 가열되는데, 상기 마스크는 비임 에너지의 80%만큼을 흡수한다. 새도우 마스크는 히트 싱크로서 사용되는 얇은 금속으로 제조되므로, 이로 인해 온도 격차가 발생되어 상기 마스크가 프레임보다 더 빠른 속도로 팽창된다. 이와 같은 마스크의 도우밍은 전자 비임이 스크린에 결합된 인소자들과 불일치하게 되어 색순도를 떨어뜨린다. 이것은 마스크에서 상승한 온도에 응답하여 마스크-프레임 조립체를 스크린을 향해 이동시키는 온도 반응 프레임을 사용하는 것에 의해 크게 보상될 수 있으며, 이로인해 다시 일치하게 된다.

마스크 가열로 인한 또다른 효과는 마스크 자체가 온도 경사를 갖는 조건하에서 마스크가 온도 반응 프레임 지지체에 의해 보상될 수 없는 만큼 신장하는 것이다. 이러한 도우밍으로 인해 과도 주사가 비교적 낮을때 통상 총 주사량의 3 내지 5%일때, 마스크 불일치가 발생되고 그 불일치도 불규칙하게 발생시킨다. 많은 량의 화상 정보는 과도주사가 낮은 조건에서 유용하기 때문에, 도우밍 불일치 및 그 변동량을 최소화하고 음극선관을 비교적 과도주사가 낮을때 동작시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 음극선관은 서로 직각을 이루고 면판 패널의 중앙을 통과하는 길이 방향의 중앙축 과도직각을 이루는 주축 및 종축에 따르는 곡률을 가진 사각형 면판 패널에 인접해서 장착된 구멍 어레이를 가진 새도우 마스크를 포함한다. 이 새도우 마스크는 상기 중앙축에 평행하고 중앙축에 직각으로 배향된 새도우 마스크 프레임에 의해 지지된 주변 마스크 스커트에 인접한 밴드 라인과, 구멍어레이의 경계부간에 배치되며 가변폭을 갖는 테두리를 지닌다. 이 테두리의 폭은 주축에서 가장 좁으며, 종축에서부터 주축상의 밴드 라인까지의 거리의 5% 이하인 것이 바람직하다.

제1도에 퍼널(18)에 의해 연결되는 면판 패널(14)과 관형 네트(16)로 구성되는 유리 외피(12)를 가진 음극선과(10)이 도시되어 있다. 상기 패널(14)은 시각용 면판(20)과 주변 플렌지 즉 측벽(22)을 갖는데, 상기 측벽은 유리 프릿(24)에 의해 상기 퍼널(18)에 부착된다. 상기 면판(20)은 이 면판(20)의 중앙을 통과하는 중앙축(Z)애 대해 그리고 서로 직각을 이루는 주축(X) 및 종축(Y)을 따라 곡선으로 구성된다. 사각형의 3색 음극 발광성인 스크린(26)은 면판(20)의 안쪽 표면에 배치된다. 스크린(26)은 음극선관(10)의 종축(Y)(제1도의 평면에 대해 수직인축)에 평행하게 신장하는 인라인을 형성하는 라인 스크린이 바람직하다. L형 프레임(32)에 부착된 컬러 선택 전극 또는 새도우 마스크(30)을 가진 마스크-프레임 조립체(28)는 스프링(34)에 의해 스크린(26)에 대해 예정된 간격을 유지하는 면판 패널(14)내에 제거 가능하게 장착된다. 상기 새도우 마스크(30)는 슬릿형 구멍(36) 다수개를 포함하고 중앙축(Z)에 평행하는 마스크 스커트(40)에 인접한 주변 벤드 라인(38)을 가지며, 이 새도우 마스크(30)는 프레임(32)의 안쪽에 부착된다. 인라인(in line)전자총(42)(제1도에서 점선으로 도시되었음)은 3전자 비임(44)을 발생해서 새도우 마스크(28)내의 구멍들(36)을 통과하는 동일평면의 수렴통로를 따라 스크린(26)으로 향하게끔 하기 위해, 상기 네크(16)내의 중앙에 장착된다.

제1도의 음극선관(10)은 네크(16)와 퍼널(18)과의 접합부를 둘러싸는 요오크(46)와 같은 외부 자기 편향 요오크와 함께 사용하게끔 설계된 것이며, 상기 편향 요오크는 3비임(34)을 수직 및 수평 자기 플럭스하에 놓이게하여 스크린(26) 전반에 걸쳐 사각형 래스터로 상기 비임(34)을 주축(X)방향인 수평으로 그리고 종축(Y) 방향인 수직으로 각기 주사하는 것을 용이하게 한다.

제2도에는 음극선과(10)의 면판패널(14)의 정면도가 도시되어 있다. 이 패널(14)의 주변 윤곽은 바깥쪽으로 약간 곡선을 이루고 있는 사각형이다. 스크린(26)의 주변도 사각형이다. (제2도에서 이점 쇄선으로 도시되었음). 새도우 마스크(30)내의 슬릿형 구멍(36)은 제2도에 도시된 바와 같이 예정된 경계부(52)를 갖는 어레이(50)를 형성하기 위해 각 열에서 상기 슬롯을 분리시키는 웨브부를 갖고서 나란히 열을 이루며 배열된다. 어레이(50)의 전반적인 모양은 음극선관(10)의 면판(20)에 맺히는 영상의 형태를 결정한다. 면판(20)에서 사각형 영상 또는 스크린(26)을 이루기 위해, 주축(X)방향을 따라 신장된 어레이(50)의 경계부(52)는 바깥쪽으로 약간 곡선을 이루고, 종축(Y)방향을 따라 신장한 돌출부(52)는 제2도에 도시한 바와 같이, "핀-쿠션"형태를 이루기 위해 안쪽으로 약간 곡선을 이룬다.

새도우 마스크(30)는 식각되지 않은 부분으로 식각된 구멍(36) 어레이(50)를 둘러싸는 테두리(54)를 갖는다. 이 테두리(54)는 어레이(50)의 경계부(52)와 마스크 스커트(40)에 인접한 벤드 라인(38)간에 배치된다. 상기 새도우 마스크 프레임(32)의 전반적인 형태는 면판패널(14)의 측벽(22)형태와 유사하므로, 새도우 마스크(30)내의 벤드 라인(38)도 바깥쪽으로 약간 곡선을 이룬다. 결론적으로, 상기 테두리(54)는 제2도에 도시된 거리(A)로 알 수 있듯이 주축에서 비교적 넓다. 또한 새도우 마스크(30)와 프레임(32)은 그 코너부분(56)이 1986년 6월 8일자로 에프. 알. 래그랜드 쥬니어씨에게 허여된 미합중국 특허 제 4,599,533호에 기재된 바와 같이 잘려진다.

제3도와 제4도는 종래의 음극선관(10)에서의 서로 다른 과도주사 상태를 도시한 것이다. 중앙축(Z)에 직각으로 배향된 새도우 마스크 프레임(32)은 상기 측벽으로부터 안쪽으로 신장하여 스프링(34)을 구속하는 장착용 스터드(58)에 의해 측벽(22)부근에서 지지된다. 새도우 마스크(30)는 일반적으로 0.15㎜ 두께의 강철로 만들어지고, MIFA(마스크 인사이드 프레임 어셈블리)를 형성하기 위해 제3도 및 제4도에 도시된 바와같이 프레임(32) 내부에 용적될 수도 있다. 제4도는 과도주사가 0%, 5% 및 10%일 때 새도우 마스크(30)에 부딪혀지는 전자비임(44)을 나타낸 것이다. 과도주사가 0%일때, 래스터 주변 즉 전자 비임(44)에 의해 주사된 영역은 주축(X)에서 어레이(50)의 경계부(52)와 일치한다. 과도주사가 5%일때, 돌출비드(60)부근에서 새도우 마스크(30)에 부딪힌 라스터의 주변은 마스크(30)의 밴드 라인(38) 가까이에 배치된다. 과도주사가 10%일때, 라스터의 주변은 제4도에 도시된 바와 같이 주축(X)에서 벤드 라인(38)과 대략 일치한다.

비교적 과도주사가 적을때, 통상 총주사의 3 내지 5%일때 종래의 것(제3도 및 제4도)은 벤드 라인(38)과 비교부(60)간에 우선적으로 형성하기 위한 "콜드 링(cold ring)"을 허락한다. 부딪힌 전자 비임(44)에 의해 가열된 테두리부(54)로부터의 열 손실은 주로 방사에 의한 것이므로 이 "콜드 링"이 도체에 의해 가열되는 시간은 비교적 길다. 테두리(54) 내의 차등온도는 새도우 마스크(30)평면에 반동력을 야기시키게 되어 테두리(54)의 "콜드 링"부의 장시간의 가열 주기 이전에 과도한 도우밍을 야기시킨다.

제5도 및 제6도는 본 발명에 따른 음극선관의 일실시예를 도시한 것으로, 이 실시예에서 새도우 마스크(62)는 과도주사가 낮을때 테두리(64)의 온도차등 효과를 최소화하는 테두리(64)를 갖는다. 상기 식각되지 않은 테두리(64)의 폭은 도우밍 불일치량에 결정적으로 의존하고 비임의 과도주사 변동에도 의존한다. 특히, 테두리(64)의 폭은 주축(X)에서 비교적 좁으며, 종축(Y)에서부터 주축(X)상의 벤드라인(66)까지의 거리 5%이하이다. 테두리(64)의 폭은 제5도에서 거리(B)로 도시한 바와같이 주축(X)에서 가장 좁은 것이 바람직하다. 이상적으로는 어레이(70)의 경계부(68)와 벤드 라인(66)간에 배치된 식각되지 않은 테두리(64)는 과도주사가 낮은 조건(통상적으로 총주사의 3 내지 5%)에서 테두리(64)가 래스터로 완전히 주사되게끔 하기 위한 형상을 이루고 있고, 이로 인해 마스크(62)의 주변을 고르게 가열할 수 있고 도우밍 불일치를 감소시킬 수 있다. 제6도에서 알 수 있듯이, 과도 주사가 4%일때 래스터의 주변은 비드(72) 바로 위에 있고, 주축(X)상의 벤드 라인(66)과 대략 일치한다. 음극선관이 26 V/110°인 경우에, 거리(B)는 대략 0.4인치(10.2㎜)이고, 종축(Y)에서 주축(X)상의 벤드 라인(66)까지의 거리는 대략 9.9인치(251㎜)이다.

스크린상의 화상 형태를 결정짓는 어레이(70)의 경계부(68)는 변경되지 않으므로, 벤드 라인(66)의 형상은 프레임/유리 접합부분보다는 어레이(70)의 경계부에 의해 결정된다. 다시말해 벤드 라인(66)과 마스크스커트(74)는 프레임(76)의 잘려진 코너(78) 부분을 제외하고, 프레임(76)에서부터 안쪽으로 배치된다.

결과적으로, 테두리(64)가 과도주사가 적은 조건하에서 래스터로 완전히 주사될 것이라면, 테두리(64)의 폭은 과도주사된 래스터 형상에 의해 결정되고 임계위치는 라스터의 주변이 주축(X)을 횡단하는 곳이 된다.

이와같은 설계의 새도우 마스크(62)를 실행하려면, 마스크(62)의 형상이 프레임(76)의 형상과 다소 다른 것을 허용하는 마스크-프레임 지지대가 필요하다. 본 실시예에 있어서, 주변 마스크 스커트(74)는 제5도 및 제6도에 도시된 바와 같이 새도우-마스크 프레임(76)에서부터 안쪽으로 돌출한 다수 개의 용접홈(82)에 각기 부착된 외부 돌출 용접 포맷(80)을 갖는다. 또한, 본실시예에서 종축(X)방향을 따라 신장하는 어레이(70) 경계부(68)가 "핀-쿠션"형상을 이루기 위해 안쪽으로 약간 곡선을 이루는 곳에서, 주축(X)을 횡단하는 벤드 라인(66)의 세그멘트는 제5도에 도시한 바와같이 중앙축(Z)을 향해 안쪽으로 곡선을 이룬다. 본 실시예에 있어서, 상기 벤드 라인(66)의 형상은 어레이(70)의 경계부(68)와 벤드 라인(66) 간에서 식각되지 않은 테두리(64)의 폭을 줄이기 위해 "핀-쿠션"형상이어야 한다.

상기 새도우 마스크(62)는 과도주사가 낮을때 도우밍 불일치를 개선할 수 있고, 도우밍 불일치에 따라 비임의 과도주사 변동량을 줄일 수있다. 주축(X)에서 비교적 좁은 테두리(64)를 갖는 목적은 중앙에서부터 마스크(62)의 주변까지의 온도 경사를 극소화하고, 과도주사 상태범위, 예컨대 음극선관이 동작중일때의 비임의 과도주사 변동에 대한 불변의 온도 경사를 유지하기 위한 것이다. 그 결과, 비교적 좁은 테두리(64)는 과도주사가 작을때 도우밍 불일치를 극소화하고 과도주사 변동에 덜 민감한 새도우 마스크(62)를 제공한다.

본 실시예가 슬릿타잎의 새도우 마스크에 대해 설명되었지만, 본 발명은 원형 구멍을 가진 다른 타잎의 새도우 마스크를 가진 음극선관뿐만 아니라 마스크가 각 프레임 외부에 부착된 음극선관에도 1자가 적용될 수가 있다. 더우기, 본 발명은 다른 윤곽 즉, 구형, 이방사형(biradial) 및 복합곡률을 가진 음극선관에도 적용될 수가 있다.

Claims (5)

1. 서로 직각을 이루고, 면판 패널의 중앙을 통과하는 길이 방향의 중앙축과도 직각을 이루는 주축 및 종축에 따른 곡률을 사각형인 면판 패널에 인접 장착되며 구멍 배열을 갖는 새도우 마스크를 포함한 음극선관으로서, 상기 새도우 마스크는 어레이의 경계부와 마스크 스커트에 인접한 벤드 라인간에 배치되어 그 폭이 가변되는 테두리를 가지며, 상기 스커트가 상기 중앙축에 평행하고 이 중앙축에 직각으로 배향된 새도우-마스크 프레임에 의해 지지되는 음극선관에 있어서, 상기 테두리(64)의 폭(B)은 주축(X)에서 가장 좁게 되는 것을 특징으로 하는 음극선관.
2. 제1항에 있어서, 상기 주축상에서의 테두리 폭은 상기 종축에서부터 상기 주축상의 벤드라인까지의 거리의 5%이하인 것을 특징으로 하는 음극선관.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마스크 스커트(74)는 상기 새도우-마스크 프레임(76)에서부터 안쪽으로 돌출한 다수 개의 용접홈(82)에 각기 부착되며, 바깥쪽으로 돌출한 다수개의 용접 포캣(80)을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주축(X)을 횡단하는 상기 벤드라인(66)의 세그멘트가 상기 중앙축(Z)을 향해 안쪽으로 곡선을 이루는 것을 특징으로 하는 음극선관.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 새도우 마스크(62)는 잘려진 코너(78)를 갖는 것을 특징으로하는 음극선관.

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