KR100364694B1 - 칼라 브라운관용 마스크 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스크의 두께를 두껍게 하여 마스크 자체의 변형을 최소화하면서도 브릿지 및 빔통과공 주변의 두께는 상대적으로 얇게 하여 전자빔의 투과율을 향상시킬 수 있도록 한 칼라 브라운관용 마스크 구조에 관한 것이다.

이를 이루기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 세로방향으로 배열된 각 빔통과공의 사이에 무공부와 연결된 브릿지를 가진 마스크에 있어서,

상기 마스크의 전자총을 향하는 면의 브릿지 두께를 그 나머지 부분의 두께보다 얇게 한 것이다.

Description

칼라 브라운관용 마스크 구조{mask structure for color braun tube}

본 발명은 칼라 브라운관에 관련한 것으로서, 보다 상세하게는 전자빔의 색선별 역할을 하는 마스크 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 칼라 브라운관(CRT:cathode ray tube)은 TV 수상관(CPT:cathode picture tube) 또는 모니터(CDT:cathode display tube)등에 사용되는 화상 출력장치이다.

이러한 칼라 브라운관에 있어서 현재 보급이 확산되고 있는 평면 브라운관의 예를 들어 그 구성 및 동작과정을 간략히 설명하면 다음과 같다.

우선, 평면 브라운관의 구성은 도 1에서와 같이 글라스로 된 평판형의 패널(1)과, 그 후면에 프릿 글라스(frit glass)에 의해 접합되는 벌브(bulb)형상의 펀넬(3)에 의해 외형을 이루게 되며, 이 외형물의 내부는 약 10^-7Torr 정도의 고진공 상태를 유지하고 있다.

그리고, 상기 패널(1)의 전면(前面)에는 브라운관의 방폭방지를 위해 안전유리(5)가 레진(resin)에 의해 부착되어 있으며, 후면의 유효영역에는 R,G,B 형광막(2)이 일정한 패턴으로 도포되어 있다.

또한, 상기 패널(1)의 비유효영역에는 사각틀 형상을 가진 금속재의 레일 결합체(7)가 프릿 글라스에 의해 접합되어 있고, 상기 레일 결합체(7) 상에는 R,G,B 전자빔(9)이 선별적으로 통과할 수 있도록 슬릿 또는 공극형상의 미세한 빔통과공(10)이 간격을 두고 형성된 마스크(11)가 용접에 의해 접합되어 있다.

그리고, 상기 펀넬(3)의 후방에 형성된 병목형상의 네크부(4)에는 전자빔(9)을 방출하는 전자총(13)이 봉입되어 있으며, 상기 네크부(4)의 외측에는 수직 및 수평방향으로 자계를 형성하여 전자빔(9)이 패널(1)의 전역에 걸쳐 조사되도록 편향시키는 요크(yoke)(15)가 설치되어 있다.

이러한 구성의 평면 브라운관은 그 후방에 노출된 다수개의 스템핀(16)으로 전원이 인가되면 전자총(13)을 구성하는 히터의 발열에 의해 캐소드로부터 열전자(전자빔)가 방출되며, 방출된 전자빔(9)은 전자총(13)을 구성하는 다수개의 인라인형 전극을 순차적으로 통하면서 제어,가속,집속되고, 이후 전자빔의 진행 경로상에 위치한 마스크(11)를 통하면서 색이 선별되어 패널(1)의 내면에 도포된 형광막(2)과 충돌하게 된다.

이 때, 상기 네크부(4)의 외주상에 설치된 요크(15)는 자신의 자계에 의해 전자빔(9)을 스크린 전역으로 편향시켜 주므로써 화상이 구현된다.

한편, 상기 전자총(13)으로부터 조사된 전자빔(9)은 도 2 및 도 3에서와 같이 마스크(11)를 통할 때 전체 전자빔중 약 20~25%만이 빔통과공(10)으로 통과하고, 나머지 약 75~80%는 구멍이 없는 무공부(無孔部)(12)에 의해 차단된다.

이 때, 마스크(11)에 의해 차단된 전자빔(9)은 열에너지로 변환되면서 마스크(11)를 열팽창시켜 스크린으로 입사되는 전자빔의 진로를 변경시킴에 따라 색순도를 저하시키게 되는데, 이를 도밍(doming)현상이라 일컫는다.

이에 따라, 상기 마스크(11)의 도밍현상을 방지하기 위해, 인장이 가능한 텐션 마스크가 적용되고 있는데, 이러한 텐션 마스크는 레일 결합체(7) 상에 텐션 마스크를 고정하기 전에 미리 스트레인(strain)을 가하여 열팽창력에 대항할 수 있도록 한 것이다.

이러한 스트레인이 가능케 하기 위해서는 마스크(11)가 재질적인 특성뿐만아니라 적정의 두께를 유지해야 하는데, 통상 마스크(11)의 두께는 25~80㎛ 정도의 범위내에서 결정되고 있다.

하지만, 마스크(11)의 두께가 상기 범위내에 있다 하더라도 도 4에서와 같이 두께가 너무 얇으면 도 5에서와 같이 두께가 두꺼울 경우와 비교하여 마스크(11)를 평평하게 하기 위한 압연가공을 1~2회 정도 더 해야 하기 때문에 공정시간이 지연됨은 물론 이로 인해 가격상승의 요인이 된다.

또한, 제조공정중 마스크(11)가 구겨짐, 꺾임, 찢김등의 소성변형 및 손상이 쉽게 발생되므로 생산성을 저하시키는 요인이 된다.

그리고, 변형의 우려로 인해 마스크(11) 상에 부착된 이물질을 제거하기 위한 세척공정이 불가능하므로 마스크(11)에 형성된 빔통과공(10)으로 이물질이 끼는 불량이 발생하게 된다.

또한, 브라운관 외부로부터의 미세한 충격에도 마스크(11)가 진동되면서 마스크를 통한 전자빔이 스크린상에 자신의 색깔과 충돌하지 않고 다른색과 충돌함에 따라 화면이 물결치듯이 떨리는 소위 하울링(howling)현상이 발생하는 문제점이 있다.

이에 대한 해결책으로 도 3에서와 같이 마스크(11)의 두께를 인장가능한 범위중 최대치인 80㎛ 정도까지 두껍게 하면 상기에 열거된 문제점은 발생되지 않게 된다.

하지만, 다른 문제점이 발생하게 되는데, 특히 마스크(11)의 두께가 두꺼움에 따라 이에 형성된 빔통과공(10)의 벽면두께도 당연히 두껍게 되면서 빔통과공을통하는 전자빔(9)의 투과율을 저하시키게 된다.

즉, 도 4와 도 5에서와 같이 두 마스크(11)의 두께가 t₁＜T₁이면, 빔통과공(10)의 벽면 테이퍼도 t₂＜T₂가 되므로, 이에 편승하여 세로방향의 각 빔통과공(10) 사이에 형성된 브릿지(bridge)면적도 s₃＜S₃가 된다.

이에 따라 커진 브릿지(12) 면적에 의해 전자빔(9)의 차단량이 증가하여 전자빔의 실투과율이 감소되며, 이는 휘도(輝度)를 저하시키는 문제로 이어지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 마스크의 두께를 두껍게 하여 마스크 자체의 변형을 최소화하면서도 브릿지 및 빔통과공 주변의 두께는 상대적으로 얇게 하여 전자빔의 투과율을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적을 두고 있다.

도 1은 일반적인 평면 브라운관의 종단면도

도 2는 종래 마스크의 사시도

도 3은 도 2의 A부 확대도

도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도

도 5는 종래 두꺼운 마스크의 요부 단면도

도 6은 본 발명에 따른 마스크의 요부 사시도

도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

도 8은 도 6의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

30. 마스크 32. 브릿지(bridge)

34. 빔통과공

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면,

세로방향으로 배열된 각 빔통과공의 사이에 무공부와 연결된 브릿지를 가진 마스크에 있어서,

상기 마스크의 전자총을 향하는 면의 브릿지 두께를 브릿지를 제외한 무공부의 두께보다 얇게 한 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 마스크 구조가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 브릿지를 포함한 빔 통과공의 주변부 두께를 이를 제외한 무공부의 두께보다 얇게 한 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 마스크 구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 6 내지 도 8을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

우선, 마스크는 전자빔(9)이 선별적으로 투과되도록 빔통과공이 일정한 패턴으로 무수히 형성되어 있으며, 상기 빔통과공중 세로방향으로 배열된 각 빔통과공의 사이에는 무공부와 연결된 브릿지가 형성되어 있다.

이 때, 본 발명의 마스크(30)는 도 6에서와 같이 그 두께를 인장 가능한 두께 범위중 최대치인 약 80㎛로 하여, 두께가 얇음에 따라 발생되었던 문제점들을 해결할 수 있도록 하였다.

아울러, 두께가 두꺼워짐에 따라 발생되었던 전자빔의 실투과율 감소는 다음과 같이 해결하였다.

즉, 마스크(30)의 브릿지(32) 또는 브릿지를 포함한 빔통과공(34) 주변부의 두께를 이를 제외한 무공부의 두께보다 상대적으로 얇게 함으로써 빔투과율이 향상되도록 하였다.

상기 빔투과율은 빔통과공(34)의 두께 및 브릿지(32)의 두께가 두꺼울수록 저하되고, 두께가 얇을수록 증가하게 됨을 감안할 때, 본 발명의 마스크(30)는 빔통과공(34) 및 브릿지(32)의 두께를 얇게 함에 따라 빔투과율을 증대시킬 수 있게 되는 것이다.

이 때, 상기 마스크(30)에서 두께가 얇은 부분의 너비(A)는 도 7에서와 같이 빔통과공 너비(B)보다는 크고, 빔통과공 너비×2 보다는 작도록 해야 한다(B ≤A≤2B).

왜냐하면, 두께가 얇은 부분의 너비(A)가 빔통과공 너비(B) 보다 작으면, 브릿지(32)의 일부분만이 얇게 되므로 빔투과율 상승효과가 떨어지고, 반대로 두께가 얇은 부분의 너비(A)가 빔통과공의 너비(B)×2 보다 크면 마스크(30)의 인장강도가 저하되는 문제점이 발생되기 때문이다.

그리고, 상기 마스크(30)에서 두꺼운 부분과 얇은 부분의 두께비는 도 8에서와 같이 두꺼운 부분×1/8 ≤얇은 부분 ≤두꺼운 부분×6/8의 관계를 가져야 한다.

왜냐하면, 얇은 부분의 두께가 (두꺼운 부분×1/8) 보다 작으면 마스크의 인장강도가 약화되는 문제점이 발생되고, 반대로 얇은 부분의 두께가 (두꺼운 부분×6/8) 보다 크면 두께가 증가되면서 빔투과율이 저하되기 때문이다.

또한, 상기 브릿지(32) 또는 브릿지(32)를 포함하는 빔통과공(34) 주변부를 얇게 하기 위해, 브릿지(32) 또는 브릿지(32)를 포함하는 빔통과공(34) 주변부의 전자총(13)을 향하는 쪽 또는 패널(1)을 향하는 쪽중 어느 한쪽을 함몰시키면 된다.

바람직 하기로는, 제조공정상의 잇점이 있는 전자총(13)을 향하는 쪽을 함몰시키는 것이 보다 바람직 하다.

이 때, 함몰방법은 박판의 식각에 주로 사용되는 하프에칭(half etching)을 통해 이루어진다.

이상과 같은 본 발명은 브릿지(32) 또는 브릿지(32)를 포함한 빔통과공(34)의 주변부를 하프에칭에 의해 두께를 얇게 하므로써 전자빔(9)의 입사방향에 대해브릿지(32)의 면적이 줄어들게 되어 전자빔(9)이 브릿지(32)에 의해 차단되는 양을 줄일 수 있게 된다.

따라서, 마스크(30)의 두께는 두꺼운 상태를 유지함에 따라 진동을 억제할 수 있음은 물론, 두께가 일률적으로 두꺼운 마스크에 비하여 빔통과공(34)을 통하는 전자빔(9)의 투과량을 늘릴 수 있으므로 스크린의 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같은 본 발명의 마스크는 두께가 두껍기때문에 제작공정중 마스크가 변형되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 브라운관에 설치한 후에도 브라운관의 외측으로부터 충격이 가해지더라도 진동 발생량이 크지 않으므로 하울링을 방지할 수 있다.

또한, 변형의 우려때문에 세척공정이 불가능하였던 얇은 마스크에 반해 세척공정을 하더라도 변형의 우려가 없으므로 빔통과공이 이물질에 의해 막히는 현상을 방지할 수 있다.

그리고, 전체적인 마스크의 두께는 두꺼울지라도 하프에칭에 의해 빔통과공의 주변부는 얇은 두께를 가지므로 25㎛의 두께를 가진 마스크의 투과율과 거의 같은 상태를 유지할 수 있다.

또한, 마스크를 평평하게 하기 위한 압연공정을 3회에서 1회 또는 2회로 줄일 수 있으므로 공정의 단순화를 이루게 될 뿐만 아니라 마스크의 이송시 변형의 우려가 없으므로 원자재 수급의 신속성이 향상된다.

Claims (8)

1. 세로방향으로 배열된 각 빔통과공의 사이에 무공부와 연결된 브릿지를 가진 마스크에 있어서,

   상기 마스크의 전자총을 향하는 면의 브릿지 및 빔통과공의 주변부가 오목하게 형성되면서 이 오목한 부분의 두께가 나머지 무공부의 두께보다 얇도록 하형성하되, 상기 두께가 얇은 부분과 두꺼운 부분과의 관계는

   두꺼운 부분×1/8 ≤얇은 부분 ≤두꺼운 부분×6/8 이 되도록 한 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 마스크 구조.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 얇은 부분의 너비(A)와 빔통과공 너비( B)와의 관계는,

   B ≤A ≤2B 인 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 마스크 구조.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 브릿지 및 빔통과공 주변부는 에칭에 의해 함몰된 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 마스크 구조.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 마스크의 두께가 25~80㎛ 인 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 마스크 구조.
7. 삭제
8. 삭제