KR100784204B1 - 개량된 음극선관용 프레임/마스크 구조 - Google Patents

Abstract

컬러 음극선관(1)은 적어도 한 방향으로 신장된 컬러 선택 마스크(8)를 구비하고, 마스크는 그 외주 표면(28) 상에, 중앙 부분(51)과, 이 중앙 부분의 양측으로 연장하는 2개의 날개(5)를 구비하는 유형의 결합 발진기 형태의 마스크 진동 감쇠 수단을 구비한다.

음극선관, 프레임, 마스크, 스크린, 진동, 감쇠 장치, 발진기

Description

개량된 음극선관용 프레임/마스크 구조{IMPROVED FRAME/MASK STRUCTURE FOR CATHODE RAY TUBE}

도 1은 본 발명에 따른 음극선관(陰極線管)을 일부 절개하여 도시한 도면이다.

도 2는 진동 감쇠 장치가 없는 최신 기술에 따른 프레임/신장된 마스크 조립체를 도시하는 도면이다.

도 3은 최신 기술에 따른 진동 감쇠 장치의 하나의 실시예의 사시도이다.

도 4는 진동을 받는 신장된 마스크의 표면의 변위 프로파일(profile)이다.

도 5 내지 8은 본 발명의 여러 가지 실시예들의 도면이다.

본 발명은 음극선관(陰極線管)용 컬러 선택 마스크(color selection mask) 구조에 관한 것이다. 본 발명은 컬러 선택 마스크를 구비하는 어떤 유형의 음극선관에도 응용될 수 있는데, 마스크가 그것이 고정되는 프레임에 의해 신장된 상태에서 유지되는 음극선관에 특히 적합하다.

종래의 음극선관은 음극선관의 유리 전방면의 내측으로부터 정확한 거리에 위치된 컬러 선택 마스크를 구비하는데, 상기 전방면에는 스크린을 형성하기 위해서 적(赤), 녹(綠) 및 청(靑)의 발광체 격자(grid)가 용착되어 있다. 음극선관 내부에 배치된 전자총은 그 후방 부분에서 전방면을 향하는 3개의 전자 빔(beam)을 발생한다. 일반적으로 음극선관의 외측에 전자총에 근접하여 배치되는 전자 편향 장치는 전자 빔이 발광체 격자가 배치되어 있는 패널(panel) 표면을 주사(走査)하도록 하기 위하여 전자 빔을 편의시키는 기능을 갖는다. 각기 특정의 1차 컬러에 대응하는 3개의 전자 빔의 영향을 받아서, 발광체 격자는 스크린 상에 화상이 재생될 수 있게 하며, 마스크는 각각의 특정 빔이 대응하는 컬러의 발광체만을 비출 수 있게 한다.

컬러 선택 마스크는 음극선관의 작동 중에 음극선관 내부의 정확한 위치에 배치 및 유지되어야만 한다. 마스크 유지 기능은 마스크가 통상적으로 용접되는 일반적으로 강성이 매우 큰 직사각형 금속 프레임에 의해 수행된다. 프레임/마스크 조립체는 현가(suspension) 수단에 의해서 음극선관의 전방면에 장착되는데, 상기 현가 수단은 보통은 프레임에 용접되어, 음극선관의 전방면을 구성하는 유리 내로 삽입된 걸이(peg)와 협력한다.

음극선관은 전방면이 편평한 것일수록, 완전 평면의 전방면을 향해 가는 경향을 갖는 현재의 추세에 부응한다. 이러한 종류의 전방면을 구비하는 음극선관을 만들기 위해서, 적어도 한 방향에서 신장된 상태에서 유지되는 편평한 마스크를 사용하는 것으로 이루어지는 기술이 존재한다. 그러한 구조는 예를 들어 미합중국 특허 제4,827,179호에 기재되어 있다.

컬러 선택 마스크는 매우 얇은 두께의 금속 박(箔)으로 이루어지므로, 그것에 장력을 가하면 음극선관이 작동하는 동안 마스크를 진동케 하는 원하지 않는 현상을 일으킬 수 있다. 예를 들어 음극선관이 삽입되는 텔레비전의 스피커로 인한 음향 진동과 같은 외부의 기계적 진동이나 충격의 영향을 받아서, 마스크는 그것의 고유 공명 주파수에서 진동하기 시작할 수 있다. 마스크의 진동은 결과적으로 전자 빔이 음극선관의 스크린에 도달하는 영역을 변경시키고, 그 다음 각각의 빔의 충돌 지점이 연관된 발광체 격자에 대해서 이동하게 되며, 이에 따라 스크린에 재생된 화상의 탈색이 초래된다.

앞서 인용된 미합중국 특허 제4,827,179호에서는 마스크의 표면에 마스크의 진동을 감쇠하는 수단을 추가하는 것을 제안한다. 그러나, 이 특허에서 실시되는 감쇠 장치는 실시하기 어려운 복잡한 구조를 갖고 있다. 따라서, 단순하고 값이 싼 감쇠 수단을 갖춘 마스크 구조를 구비하는 음극선관을 갖는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 음극선관은 다음의 구성을 구비한다:

지지 프레임에 신장된 상태로 고정되고 음극선관의 전방면 내측에 장착되기 적합한 실질적으로 직사각형인 금속 박 형태의 컬러 선택 마스크로서, 구멍들이 뚫려 있는 중앙 영역 및 중앙 영역과 마스크의 테두리 사이에 배치된 외주 영역을 구비하며, 지지 프레임과는 독립적으로 진동할 수 있는 컬러 선택 마스크;

마스크에 있어서의 진동을 감쇠할 수 있도록 마스크의 외주 영역에 배치되는 마스크 진동 감쇠 수단으로서, 일 부분이 마스크의 외주 영역의 표면에 대해 고정됨과 아울러 이 일 부분, 즉 중앙 부분의 양측으로는 2개의 날개가 연장하는 가요성 금속 띠의 형태의 공진기를 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 진동 감쇠 수단.

본 발명은 다음의 기재 및 첨부 도면으로부터 보다 잘 이해될 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음극선관(1)은 실질적으로 편평한 페이스 플레이트(face plate, 2)와 외주 스커트(skirt, 3)를 구비한다. 페이스 플레이트는 소결(燒結) 유리 밀봉에 의해서 깔대기 형상의 음극선관 후부(後部, 4)에 연결된다. 음극선관 말단부(5)는 빔(beam)이 컬러 선택 마스크(8)를 통해 발광 형광 스크린(13)을 비추게 될 전자총(6)을 둘러싸며, 여기서 컬러 선택 마스크는 편평한데, 예를 들어 프레임(19)의 장측면(9) 사이에서 신장된다. 프레임/마스크 조립체는 금속 지지부에 의해 음극선관의 내부에 유지되는데, 이 지지부는 프레임에 용접되는 부분(10)과 스프링을 구성하는 부분(11)을 구비하고, 스프링을 구성하는 부분에는 유리 스커트(3) 내에 일체로 결합된 걸이(peg, 12)와 협력하도록 구멍이 갖춰진다.

도 2에 도시된 최신 기술의 예에 있어서, 프레임(19')은 한 쌍의 장측면(9')과 한 쌍의 단측면(7')을 구비하는데, 장단측면들은 예를 들어 L자형 단면을 갖는다. 그 자체가 실질적으로 직사각형인 마스크(8')는 신장된 다음, 예를 들어 프레임의 장측면의 단부(20')에 용접되어 이 상태로 유지된다.

마스크는, 예를 들어 강(鋼) 또는 불변강(不變鋼, Invar)으로 제조되고 그 두께가 100 ㎛ 정도로 매우 얇은 금속 박(箔)으로 구성된다. 마스크는 대략 종대(縱隊)로 배치된 구멍들이 뚫려 있는 중앙 영역(30')과, 이 중앙 영역을 수평 테두리(31')와 수직 테두리(32')로 둘러싸는 외주 영역(28')을 갖추고 있다.

신장된 컬러 선택 마스크를 사용하는 음극선관의 구조는, 예를 들어 음극선관에 근접하여 배치된 스피커(loudspeaker)로부터 유래하는 소리진동 혹은 음극선관에 대한 기계적 충격과 같은 외부 진동에 의하여 마스크가 여진(勵振)될 때, 이 마스크의 고유(natural) 모드의 진동 문제에 대처해야만 한다. 이러한 진동은 마스크의 표면에 대한 수직 방향의 마스크의 움직임으로 명백하게 나타나므로, 마스크의 구멍들과 스크린 사이의 거리가 마스크 진동의 진폭의 함수에 따라 국부적으로 변한다. 이 때, 스크린 상에 재생되는 컬러의 순도는 더 이상 보증되지 않으며, 빔이 스크린 상에 도달하는 지점들이 진동의 진폭의 함수에 따라 옮겨지게 된다.

더욱이, 마스크가 높은 진공이 지배하는 음극선관 내부에 배치되기 때문에, 마스크의 진동은 단지 서서히 감쇠되며, 마스크에 전달되는 에너지는 소산(dissipation) 수단을 거의 갖지 못하고, 이에 따라 음극선관이 작동할 때 스크린 상에 나타나는 현상의 가시성이 증가된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 앞서 인용된 미합중국 특허 공보 제4,827,179호는 마스크가 프레임(40)에 용접되는 영역에 인접한 마스크(8')의 테두리 상에 배치되는 결합 발진기(coupled oscillator) 구성 장치(41)를 통하여 마스크의 진동을 감쇠하는 해법을 제시하는데, 이 장치의 기계적 구조는 적어도 하나의 가요성 리드(reed)(43)가 용접되는 강성 지지부(42)를 구비한다. 상기 장치(41)의 고유 공진 주파수는 특정 주파수대에서 마스크의 진동을 감쇠하기 위한 방식으로 선택된다. 그러나, 이 구조는 다수의 단점을 갖는다.

- 상당한 수의 금속 부품(지지부 및 가요성 리드)이 사용되므로 복잡하고 값비싸다.

- 마스크의 진동을 급속하게 감쇠하기 원한다면 감쇠 구조에 에너지 소산기(dissipater) 요소를 덧붙여야 한다.

본 발명은 하나 혹은 둘의 방향으로 신장된 마스크의 진동을 감쇠하기 위한 단순하고 경제적이고 쉽게 실시되는 구조를 제공한다.

도 5는 예를 들어 마스크의 단측면(32)에 평행하는 단일 방향으로 신장된 마스크에 적합한 본 발명의 제1 실시예의 사시도이다.

마스크(8)의 외주 부분(28)에서는, 예를 들어 마스크의 수직의 단측면(32)을 따라, 예를 들어 금속제의, 띠(strip) 형태의 감쇠 장치(55)가 배치되는데, 이 감쇠 장치는 예를 들어 용접에 의해 마스크의 테두리 표면에 고정되는 중앙 부분(51)과, 이 중앙 부분의 양측에서 연장하는 두 개의 날개(50)를 구비한다. 이와 같이 감쇠 장치(55)는 금속 띠로부터 뽑아내어 스탬핑(stamping)함으로써 단일 부품으로서 만들어지거나, 혹은 중앙 부분(51) 부근에서 함께 연결된 두 개의 동일한 부품으로서 만들어질 수 있다. 감쇠 장치(55)는 마스크와 더불어 결합 발진기의 시스템을 구성할 것이다; 날개(50)의 길이, 두께 및 중량과 같은 감쇠 장치(55)의 파라미터(parameter)들은 감쇠 장치(55)의 진동의 고유 주파수가 예를 들어 마스크의 고유 공진 주파수와 같은 선택된 값에 가깝게 되도록 종래의 방식으로 선택되며, 그러한 방식으로 감쇠 장치(55)의 진동이 마스크의 진동으로부터 제거될 것이다.

마스크가 금속 브리지(bridge)에 의해 함께 연결된 종대를 이루는 구멍들이 뚫려 있는 부분(30)을 갖고 있고 또한, 예를 들어 장측면(이 장측면은 CRT의 수평 X축에 평행함)이 프레임의 장측면(9)의 테두리(20)에 용접되어 있는 경우에 있어서의 단측면(32)(이 단측면은 CRT의 수직 Y축에 평행함)의 방향과 같은, 단일의 축 방향으로 마스크에 장력이 가해지는 프레임/마스크 장치에 있어서는, 진동을 받는 마스크의 동작이 도 4와 일치한다; 마스크의 진동의 진폭은 단측면(32)의 중간 부근에서 최대이다. 따라서, 전술한 유형의 마스크 프레임이 일체화된 음극선관에 있어서는, 마스크의 양 단측면의 각각의 중간에 본 발명에 따른 감쇠 장치를 배치하는 것이 유리하다.

본 발명에 의하면, 음극선관에 충격이나 강력한 음파(音波)가 가해지는 동안 마스크에 전달되는 에너지를 소산시키기 위한 수단을 간단히 실시할 수 있게 하는 구조가 제안된다. 특히, 마스크에 전달되는 진동은 비록 그것이 낮은 진폭의 것이라 할지라도 다음에 음극선관의 작동 중에 가시적이 되므로 너무 오랜 동안 지속되지 않도록 해야만 하는 것이 필요하다. 마스크가 매우 높은 진공의 음극선관 내부에 위치하므로, 마스크가 급속히 진동 감쇠될 수 있도록 에너지 소산 수단을 덧붙이는 것이 필요하다. 예를 들어, 마스크가 진동하는 경향이 있을 때, 날개(50)의 일부(52)가 마스크와 접촉하게 되는 것이 유리하다. 본 발명에 따른 프레임/마스크의 측면도를 도시하는 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 그렇게 되면, 진동 에너지는 감쇠 장치의 날개의 일부(52)와 마스크 표면 사이의 마찰에 의해 소산된다. 감쇠 장치(55)의 날개 형상으로 인하여, 날개의 일부(52)를 낮은 진동 진폭 영역 근처에서 마스크와 접촉하게 되도록 배치함으로써, 예를 들어 날개(50)의 단부 부근에서, 마찰에 의해 최대 에너지 소산을 얻는 것이 가능해진다; 감쇠 장치(55)의 중앙 부분이 마스크의 진동의 최대 진폭 영역에 배치되면, 날개의 일부(52)는 마스크 평면에 대해 측정되는 날개의 높이(53)에 비례해서 상당한 길이의 영역에 걸쳐 마스크를 마찰한다.

도 8은 다른 실시예에 따른 날개(50')의 단부의 세부를 사시도의 형태로 보여준다; 이 단부(52')는, 마스크의 진동 에너지를 보다 급속하게 소산시키기 위하여 단부(52')와 마스크 표면 사이의 마찰 영역을 증가시키는 방식으로 마스크의 테두리(32)를 그 사이에 끼운다.

마스크(8)의 진동 시간을 감소시키기 위하여, 도 7의 사시도에 의해 도시된 바와 같이, 날개에 만들어진 구멍(orifice, 61)를 통과하여 지나가는 최소한 하나의 금속 칼라(collar) 혹은 고리(60)를 감쇠 장치(55)의 날개에 덧붙이는 것이 가능하다. 칼라는 벌어져 있거나 닫혀 있을 수 있는데, 상기 구멍 내에서 움직여서 구멍의 테두리에 가해지는 마찰에 의해 에너지를 소산시킬 수 있도록 그 단면이 구멍(61)의 직경보다 약간 작다. 도시되지 않은 또 다른 실시예에 있어서는, 날개(50) 내에 만들어진 구멍(61)을 통해서 날개(50)를 통과하여 지나가는 방식으로 리벳(rivet)들이 배치되는데, 리벳의 머리는 구멍의 크기보다 큰 크기를 갖는 한편, 리벳의 몸체는 구멍의 직경보다 작은 단면을 갖는다.

마스크의 단측면(32)을 따라 결합 발진기를 배치하는 것은 제한적인 것이 아니다. 예를 들면, 마스크가 그 길이 및 폭에 평행한 2개의 방향으로 신장되는 경우에는, 본 발명에 따른 진동 감쇠 장치를 마스크의 수평 및 수직 테두리의 양쪽을 따라 배치하는 것이 유리하다.

더욱이, 본 발명에 따른 감쇠 장치 발진기는 형광 스크린과 마주보는 마스크 표면, 또는 반대쪽인 전자총 상의 마스크 표면의 어느 쪽에나 배치될 수 있다. 소망하는 감쇠 효과를 얻기 위하여 마스크의 양 표면에 감쇠 장치를 배치하는 것이 유리할 수도 있다.

마스크 표면에 결합 발진기를 위치시키는 위치 결정 수단이 발진기 혹은 마스크 자체의 구조의 복잡한 변경 없이 더해질 수 있다. 이러한 수단은 음극선관 제조 공정 중에 마스크 테두리에 결합 발진기를 위치시키는 작업을 용이하게 하는 목적을 갖는다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 위치 결정 수단은 마스크(8) 테두리 상에 위치된 노치(notch, 66)와 협력하는, 발진기(55)와 일체화된 탭(tab, 65)으로 구성될 수 있다. 또 다르게는, 탭이 마스크와 일체로 형성되고, 노치는 발진기(55)의 중앙 부분(51)에 위치될 수 있다. 도 7에 도시된 실시예를 참조하면, 탭(65)은, 마스크(8)의 가장자리의 슬롯인 노치(66)에 들어 맞는, 발진기(55)의 중앙부(51)로부터 나온 돌출부일 수 있다.

도시되지 않은 또 다른 실시예에 있어서, 위치 결정 수단은 적절한 구멍 내로 삽입되도록 의도되는 돌기(boss)로 구성될 수 있다. 돌기는 마스크의 어느 쪽에도 배치될 수 있는데, 이 때 돌기는 발진기의 중앙 부분(51)이나 혹은 예를 들어 발진기의 중앙 부분(51)과 같은 발진기(55) 표면에 배치되는 구멍과 협력하게 되고, 그 다음 마스크(8)의 테두리에 배치된 구멍과 협력한다.

본 발명에 의하면, 하나 혹은 둘의 방향으로 신장된 마스크의 진동을 감쇠하기 위한 단순하고 경제적이고 쉽게 실시되는 구조가 제공된다.

Claims (9)

1. 컬러 음극선관(1)으로서,

   지지 프레임(19)에 신장된 상태로 고정되고 음극선관(1)의 전방면 내측에 장착되도록 구성된 직사각형의 금속박 형태의 컬러 선택 마스크(8)로서, 구멍들이 뚫려 있는 중앙 영역(30) 및 상기 중앙 영역과 상기 컬러 선택 마스크의 테두리 사이에 배치된 외주 영역(28)을 포함하며, 상기 지지 프레임과는 독립적으로 진동할 수 있는 컬러 선택 마스크(8)와,

   상기 컬러 선택 마스크에 있어서의 진동을 감쇠할 수 있도록 상기 컬러 선택 마스크의 상기 외주 영역에 배치되는 마스크 진동 감쇠 수단으로서, 일부분(51)이 상기 컬러 선택 마스크의 외주 영역(28)의 표면에 고정되어 있고 그 중심부의 양쪽으로 연장된 2개의 날개(50, 50')를 갖는 가요성(flexible) 띠 형태의 공진기(55)를 포함하는 마스크 진동 감쇠 수단을 포함하는 컬러 음극선관.
2. 제1항에 있어서, 상기 컬러 선택 마스크(8)는 단일 방향으로 신장되고, 상기 공진기(55)는 상기 컬러 선택 마스크의 테두리에 고정되며, 상기 공진기의 날개(50, 50')는 상기 컬러 선택 마스크의 신장 방향에 평행한 방향으로 연장하는 것인 컬러 음극선관.
3. 제1항에 있어서, 상기 공진기(55)는 진동 에너지를 소산시키는 에너지 소산 수단(60, 61)을 더 포함하는 것인 컬러 음극선관.
4. 제1항에 있어서, 상기 공진기(55)의 날개(50, 50')의 일부(52')는 적어도 상기 컬러 선택 마스크(8)가 다시 진동하기 시작할 때 상기 컬러 선택 마스크(8)의 표면과 접촉하게 되는 것인 컬러 음극선관.
5. 제4항에 있어서, 상기 컬러 선택 마스크(8)의 표면과 접촉하게 되는 상기 날개(50, 50')의 일부(52')는 상기 컬러 선택 마스크를 샌드위치(sandwich)시키는 방식으로 상기 컬러 선택 마스크의 테두리의 양측에서 연장하는 것인 컬러 음극선관.
6. 제3항에 있어서, 상기 에너지 소산 수단은 상기 공진기(55)의 날개(50, 50')의 두께를 통과하여 지나가는 하나 이상의 고리(60)를 포함하는 것인 컬러 음극선관.
7. 제1항에 있어서, 상기 공진기(55)와 상기 컬러 선택 마스크(8)는 상기 컬러 선택 마스크의 표면에 상기 공진기의 위치 결정을 확보하도록 협력하는 추가의 위치 결정 수단(65, 66)을 포함하는 것인 컬러 음극선관.
8. 제7항에 있어서, 상기 위치 결정 수단은 구멍과 협력하는 돌기(boss)를 구비하는 것인 컬러 음극선관.
9. 제7항에 있어서, 상기 위치 결정 수단은 노치(66)와 협력하는 탭(65)을 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.

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