KR100331818B1 - 음극선관용 섀도우 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 섀도우 마스크에 관한 것으로서, 섀도우 마스크의 곡률 구성을 새롭게 정의하여 섀도우 마스크의 내충격 및 하울링(howling) 특성을 향상시킬 수 있도록 된것이다.

이를 위해, 본 발명은 전면에 장착되며 외면이 평면이고 내면이 곡률을 가지는 패널 후방에 장착되어 입사되는 전자빔의 색선별 기능을 갖는 음극선관용 섀도우 마스크에 있어서, 상기 섀도우 마스크의 장축 곡률 반경 Rx, 상기 섀도우 마스크의 단축 곡률 반경 Ry, 상기 섀도우 마스크의 대각축 곡률 반경 Rd, 상기 섀도우 마스크의 단변 끝단의 곡률 반경 Rxe, 상기 섀도우 마스크의 장변 끝단의 곡률 반경 Rye로 정의하여, 상기의 곡률 반경 Rx, Ry, Rxe, Rye가 상기 대각 곡률 반경 Rd를 기반으로 Rd에 대한 적정비율에 의해 결정되어지며, 상기 곡률 반경 Rx, Ry, Rd, Rxe, Rye의 조합으로 상기 섀도우 마스크의 곡면이 결정되는 음극선관용 섀도우 마스크가 제공된다.

Description

음극선관용 섀도우 마스크{shadow mask for cathode ray tube}

본 발명은 음극선관에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 패널의 내면에 설치되어 색선별 역할을 하는 섀도우 마스크의 곡률 구조에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 음극선관을 일부 단면으로 나타낸 측면도로서, 음극선관의 외형은 음극선관의 전면에 패널(1)이 장착되어 있으며 상기 패널(1)의 내면에 적색, 녹색, 청색의 형광체가 도포되어 형광막을 이루고 있고 상기 패널의 후방으로는 내부를 진공상태로 유지하는 펀넬(2)이 프릿 글라스에 의해 융착되어 있으며 상기 펀넬의 후방으로 후퇴되어 있는 관형상의 네크부(10)에는 전자빔(11)을 방출하는 전자총(8)이 봉입되어 있고 상기 음극선관의 외주면에는 상기 음극선관의 내부 고진공 상태의 폭죽을 방지하는 보강밴드(12)와 음극선관을 고정하는 러그(13)와 상기 펀넬의 외측을 둘러싸며 전자빔을 편향시키는 편향요크(9)로 구성되어 있다.

상기 음극선관의 내부는 상기 패널(1)의 내면에 도포된 형광막과 근접된 부위에는 전자총(8)에서 발사된 전자빔(11)의 색션별 역할을 하는 섀도우 마스크(3)가 프레임(4)에 고정된 상태로 설치되는데, 상기 프레임은 프레임에 고정된 지지 스프링(5)에 의해 패널의 측벽에 고정된 스터드 핀(6)에 끼워져 매달린 상태를 유지하게 된다.

또한, 상기 프레임(4)의 일측면에는 상기 전자총에서 방출되어 형광막으로 이동하는 전자빔이 외부자계에 의해 영향받지 않도록 인너쉴드(7)가 고정 스프링(18)에 의해 결합되어 있다.

한편 상기 섀도우 마스크는 소정의 곡률구조를 가지며 상기 패널의 내면과 일정한 간격을 가지도록 구비되어 있으며, 상기 전자총(8)에서 방출되는전자빔(11)을 색 선별하여 적색, 녹색, 청색의 형광체가 도포된 패널(1)에 정확히 전자빔이 도달하도록 하는 특성을 가지고 있다.

이러한 상기 섀도우 마스크(3)의 곡률은 상기 전자빔의 색 선별 특성에 따라 전자빔의 배열(간격)에 해당하는 전자빔의 분포형태를 일정하게 이루도록 설계되어지며, 이것은 화상의 색순도를 결정하는 전자빔의 그루핑율(Grouping rate : G/R)로 표시된다.

상기 그루핑율(Grouping rate : G/R)은, 도 2를 참조하여, 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다.

식 (1)

여기서, S : 편향요크가 전자빔을 편향 시키는 기준 높이인 편향중심에서

전자빔 중심 간의 간격.

Q : 패널의 내면과 섀도우 마스크 사이의 간격.

Ph : 섀도우 마스크의 Hole 사이의 간격인 섀도우 마스크의 수평

피치.

L : 패널 내면에서 편향 중심까지의 거리.

상기 전자빔의 그루핑율(Grouping rate)에 영향을 받는 음극선관의 특성은 퓨리티(Purity) 특성으로 퓨리티(Purity) 여유도, 방향회전 여유도가 있다.

퓨리티(Purity) 여유도는 전자총에서 방출된 전자빔(11)이 섀도우 마스크(3)를 통과하여 적색,녹색,청색의 형광체에 정확히 도착하는데 있어서 편향요크(9)의위치에 의해 전자빔이 정확한 위치가 아닌 다른 형광체를 발광시키지 않도록 하는 편향요크의 위치 허용공차라고 할 수 있으며, 상기 퓨리티 여유도는 음극선관의 화면 조정상의 공정을 쉽게 할 수 있다.

방향회전 여유도는 음극선관의 위치를 회전할 때 외부 자기장(지구 자기장)의 영향으로 전자총에서 방출된 전자빔(11)의 경로가 바뀌게 되는데 이때 목적한 형광체가 아닌 다른 형광체를 발광시키지 않도록 하는 허용 방향 회전 각도라고 할 수 있다.

상기 전자빔의 그루핑율(G/R)은 상기의 퓨리티 여유도와 방향회전 여유도의 특성을 확보하기 위하여 편향요크(9)와 전자총(8)의 특성과 패널(1)의 내면 곡률에 따라 그루핑율(G/R)을 설정하고 섀도우 마스크의 수평피치와 곡률을 설계하게 된다.

상기의 그루핑율(G/R)을 고려하여 설계된 섀도우 마스크를 포함한 음극선관은 상기의 전자총에서 방출된 전자빔이 편향요크에 의하여 진행 방향이 굴절되어 섀도우 마스크에 의하여 색 선별이 되고 상기 패널의 내면에 형성된 적색,녹색,청색의 형광체에 부딪히게 되어 형광체를 발광시킴으로써 음극선관에 화면을 형성하게 되며, 상기의 적색,녹색,청색 형광체는 음극선관의 제조 과정에서 전자빔의 경로에 정확히 일치하도록 패널(1)의 스크린에 위치한다.

한편, 상기와 같이 구성된 음극선관에 있어서, 기본적으로 섀도우 마스크의 곡률 반경(Rm)은 화상 구현을 위해 패널 내면 곡률 반경(Rp)에 대해 일정 비율을 갖도록 설정되며, 최근의 외면이 평면인 음극선관에 있어서는 패널의 내면의 곡률반경(Rp)이 커짐에 따라 상기 섀도우 마스크의 곡률 반경(Rm)도 증가하여 평탄화 되게 되었으며, 통상의 경우 패널 중앙부와 끝단부의 두께비가 2배이상일 경우 섀도우 마스크의 강성 저하를 방지할 수 있지만, 상기 평면 음극선관은 패널의 두께비의 저하로 인해 상기 섀도우 마스크의 급격한 강성 저하가 발생하는 문제점이 있었다..

그리고, 상기 섀도우 마스크의 강성 저하는 상기 음극선관의 동작중 외부의 음파 또는 스피커의 진동에 의해 상기 섀도우 마스크(3) 곡면의 떨림을 발생하는 하울링(howling) 특성과 음극선관의 제품 취급 과정에서 외부의 강한 충격력이 전달되어 섀도우 마스크의 곡면이 영구 변형을 일으키는 내충격 특성에 의해 상기 음극선관의 화상 재현시 상기 전자총에서 방출되는 상기 전자빔(11)이 상기 섀도우 마스크를 통과하는 동안 왜곡되어 목적하는 형광체를 정확히 타격하지 못하여 화상의 떨림, 색순도의 저하등 음극선관의 품질 저하의 요인이 되어 왔다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 여러가지 방안들이 모색되어 왔으며, 제 3도와 같이 취약해진 하울링(howling) 특성 향상을 위하여 상기 섀도우 마스크(3)에 굴곡을 형성시켜 비드(bead)(14)를 만들기도 하고, 제 4도와 같이 상기 섀도우 마스크(3)에 인장력을 가하여 에너지를 소산시키는 방법에 의해서 충격 또는 진동이나 음의 진폭을 경감시키는 효과를 내는 댐퍼 와이어(damper wire)(15)을 설치하기도 하였다.

하지만, 상기 섀도우 마스크의 실제 전자빔이 통과하는 유효면 내에 전체 곡률과 상이한 굴곡을 삽입시킨 비드(14)를 사용할 경우, 비드가 유효면내에 존재하여 생산 공정 중의 패널(1) 내부에 형광체를 입히는 과정에서 어려움이 있고, 상기 패널의 스크린에 형성된 적색,녹색,청색의 형광체가 국부적으로 불균일하게 분포되는 현상이 발생하여, 화면에 불균일한 형광면이 나타나게 되어 시각적으로 불편함을 줄 뿐만 아니라 화면의 왜곡이 발생하는 문제가 있었다.

그리고, 댐퍼 와이어(15)을 설치하는 방법에 있어서도, 상기 프레임(4)에 인장된 섀도우 마스크를 고정할 때, 변형이 방지되어야 하고 상기 인장된 섀도우 마스크 전체에 고른 압력을 가할 수 있도록 댐퍼 와이어(15)가 설치되어야 하는 어려움이 발생하여, 생산 공정이 복잡해질뿐만 아니라 그 생산 비용도 상승되는 문제가 있었다.

또한, 상기와 같은 유효면내에 비드(14)를 형성하거나, 댐퍼 와이어(15)를 설치하는 방법은 상기 섀도우 마스크의 강성 측면에서는 상대적으로 유리하지만 하울링(howling) 특성 측면에는 역시 한계를 보였다.

또 다른 방법으로 상기 패널(1)의 두께비를 상대적으로 크게함으로써 상기 섀도우 마스크의 곡률 반경을 작게 하여 섀도우 마스크의 강성을 높이는 방법이 통상의 경우로 적용 되어져 왔으나, 패널의 두께비가 커지는 것은 열공정에서의 파손 증가, 패널 자체의 재료비 증가, 화면 밝기의 차이 발생등으로 해상도와 색순도를 만족시키지 못하게 되는 문제점과 시각적으로 평면감을 저하시키는 문제를 동시에 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 섀도우마스크 전체의 구조적 강성 저하를 방지하고 목표 해상도를 만족시키며 패널의 중앙과 코너 끝단의 두께비를 최소화 할 수 있도록 섀도우 마스크의 곡률 반경들을 각각 변경하여 최적의 섀도우 마스크 곡면을 구하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 음극선관을 일부 단면을 포함하여 나타낸 측면도.

도 2는 음극선관 구성 요소의 내부 배치 구조를 나타낸 부분 단면도.

도 3은 비드(bead)부를 이용한 종래의 하울링 방지 구조를 나타낸 사시도.

도 4는 인장된 섀도우 마스크에 댐퍼 와이어를 적용한 종래의 하울링 방지 구조를 나타낸 사시도.

도 5는 패널 내면 및 섀도우 마스크의 좌표축 구성을 나타낸 개략도.

도 6은 본 발명에 의한 섀도우 마스크의 반경 곡률 구성을 나타낸 개략도.

도 7(a)는 종래 섀도우 마스크의 곡률을 나타낸 그래프

도 7(b)는 본 발명에 의한 섀도우 마스크의 최적화된 곡률을 나타낸 그래프

도면의 주요부분에 대한 설명

1 패널(panel) 3 섀도우 마스크(shadow mask)

4 프레임 11 전자빔

14 비드(bead) 15 댐퍼 와이어(damper wire)

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전면에 장착되며 외면이 평면이고 내면이 곡률을 가지는 패널 후방에 장착되어 입사되는 전자빔의 색선별 기능을 갖는 음극선관용 섀도우 마스크에 있어서, 상기 섀도우 마스크의 장축 곡률 반경 Rx, 상기 섀도우 마스크의 단축 곡률 반경 Ry, 상기 섀도우 마스크의 대각축 곡률 반경 Rd, 상기 섀도우 마스크의 단변 끝단의 곡률 반경 Rxe, 상기 섀도우 마스크의 장변 끝단의 곡률 반경 Rye로 정의하여, 상기의 곡률 반경 Rx, Ry, Rxe, Rye가 상기 대각 곡률 반경 Rd를 기반으로 Rd에 대한 적정비율에 의해 결정되어지며, 상기 곡률 반경 Rx, Ry, Rd, Rxe, Rye의 조합으로 상기 섀도우 마스크의 곡면이 결정되는 음극선관용 섀도우 마스크가 제공된다.

상기 본 발명의 내용을 더욱 구체적으로 설명하기 위해 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 일실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 5는 패널 내면 및 섀도우 마스크의 좌표축 구성을 나타낸 개략도이고, 도 6은 본 발명에 의한 섀도우 마스크의 반경 곡률 구성을 나타낸 개략도이며, 도 7(a)는 종래 섀도우 마스크의 곡률을 나타낸 그래프이고, 도 7(b)는 본 발명에 의한 섀도우 마스크의 최적화된 곡률을 나타낸 그래프이다.

우선, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 패널 내면 및 섀도우 마스크의 기하학적 구조는 이차원 평면상에서 3개의 좌표축, 즉 장축(X축), 단축(Y축), 대각축(D축)을 기준으로 표현될 수 있다. 여기서 상기 대각축(D축)은 기준 좌표축(X축, Y축)과는 달리 패널 내면 및 섀도우 마스크의 곡률 변화를 살펴보기 위해 임의로 설정된 좌표축이다.

도 6에서와 같이, 본 발명의 섀도우 마스크는 장축 곡률 반경(Rx),단축 곡률 반경(Ry),대각 곡률 반경(Rd)에 단변 끝단의 곡률 반경(Rxe)와 장변 끝단의 곡률 반경(Rye)를 추가로 정의하므로써, 상기 섀도우 마스크의 각 축을 구성하고 있는 곡률 반경과 변을 구성하고 있는 곡률 반경은 각각의 절단면 상에서 중앙의 정점과 끝점에의 높이차를 가지고 있으며 이러한 곡률 반경을 서로 다르게 구성함으로써 새로운 섀도우 마스크의 곡면을 형성할 수 있도록 되어있다.

여기에서 상기 섀도우 마스크의 대각축 곡률 반경(Rd)은 식(1)에 나타낸 그루핑율(G/R)에 의해 결정되어지고 상기 섀도우 마스크의 높이를 결정하는 인자이므로, 상기 섀도우 마스크의 강성을 향상시키기 위해서 대각축 곡률 반경(Rd)를 조절하여 상기 섀도우 마스크의 높이차를 크게하는 것이 가능하지만, 또한 상기 음극선관의 해상도와 색순도에 영향을 미치는 상기 패널과 상기 섀도우 마스크의 수평피치와의 상관관계를 고려하여 대각축 곡률 반경(Rd)이 결정되어져야 하기 때문에 대각축 곡률 반경(Rd)은 임의로 변경하기 어려운 부분이다.

따라서 본 발명에서는 대각 곡률 반경(Rd)을 목표하는 패널 두께비와 해상도를 만족할 수 있도록 확정하고, 장축 곡률 반경(Rx),단축 곡률 반경(Ry),단변 끝단의 곡률 반경(Rxe),장변 끝단의 곡률 반경(Rye)를 각각 변경하여 최적의 섀도우 마스크 곡면을 구하므로써, 음극선관의 강성을 높이기 위해서 패널의 두께비를 증가시키지 않고도 동일한 섀도우 마스크의 대각 곡률 반경(Rd)에서 목적하는 섀도우 마스크의 강성을 동시에 확보할 수 있다.

상기 목적하는 섀도우 마스크의 곡면을 구하기 위해서, 상기 5개의 곡률 반경(Rx,Ry,Rd,Rxe,Rye)를 이용하여 5개의 구면이 형성되게 하며, 상기 5개의 구면을 최소자승법으로 합쳐서 최적의 섀도우 마스크 곡면을 구성한다.

한편, 7(a)의 종래 섀도우 마스크의 곡률을 나타낸 그래프와 도 7(b)의 본 발명에 의한 섀도우 마스크의 최적화된 곡률을 나타낸 그래프에서와 같이, 종래의 수퍼아크형태로 곡면을 구성할 경우 중앙에서 주변으로 갈수록 곡률의 구배가 급격하게 커지며 장변 끝단 곡률 반경(Rye)와 단변 끝단 곡률반경(Rxe)를 정의하지 못하는 것에 반해, 본 발명의 구성으로 이루어지는 곡면은 상기 5개의 구면 반경(Rx,Ry,Rd,Rxe,Rye)를 적절히 정의 함으로써 급격한 곡률 구배가 없는 곡면이 얻어지게 된다.

즉, 종래의 수퍼아크 곡면은 장변 끝단 곡률 반경 Rye와 단변 끝단 곡률 반경 Rxe에서도 수퍼아크 형태를 가지게 되며, 이러한 수퍼아크 형태의 곡률은 강성도 측면에서 국부적인 취약 곡면을 가지는 문제점이 있었다.

하지만, 본 발명에서는 장변과 단변의 곡률 반경을 추가로 정의함으로써 각 축사이의 각도별로 곡면의 형태를 정의할 수 있게 되며, 이러한 경우 각축의 곡률반경 및 각 변의 곡률 반경에 있어 여러가지 임의의 곡면이 구현 가능하여 우수한 강성을 지니면서 급격한 곡률 구배가 없는 새로운 곡면을 구현 할 수 있다

한편, 종래의 수퍼아크 곡면과 본 발명에 의해 새롭게 구성된 곡면을 가진 섀도우 마스크의 강성을 비교검토하기 위해 두가지 방법의 실험을 수행하여 그 수치를 비교검토 할 수 있다.

즉, 섀도우 마스크의 변형 한계 가속도 값과 각각의 변형 한계 가속도 값에서 종래의 섀도우 마스크와 본 발명에 의한 섀도우 마스크가 가지는 대각 곡률 반경의 값을 비교하는 실험과, 섀도우 마스크의 강성이 취약해지는 지점을 확인할 수 있으며 강성의 차이를 수치적으로 비교할 수 있는 고유진동모드 및 고유진동수의 측정 실험이 수행 가능하며, 상기 실험 결과는 표 1과 표 2를 통해 다음과 같이 나타내어 진다.

표 1에 작성된 실험결과는 음극선관의 패널의 대각 곡률 반경을 Rp라 정의할 때 동일한 변형 한계 가속도를 가지는 섀도우 마스크의 대각 곡률 반경(Rd)을 종래의 수퍼아크곡면과 본 발명에 의한 것을 실험치(상기 '실험치'는 LG전자에서 실시한 실험치를 기준으로 한다)를 기준으로 비교 작성한 것이며, 상기 실험 결과는 동일한 변형 한계 가속도에서 본 발명에 의한 곡면의 대각 곡률 반경(Rd)이 크게 나타나는 것을 볼 수 있다.

또한, 상기 실험 결과에 의하여 목표로 하는 내충격 특성에 대한 패널 내면의 대각 곡률 반경 Rp와 본 발명에 의한 대각 곡률 반경 Rd와의 적정 비율에 대한 상관관계를 정의할 수 있다.

패널의 두께비	Rp	종래기술 Rd	본 발명의 Rd	변형 한계 가속도
170%	2160㎜	1280㎜	1654㎜	25G
180%	1900㎜	1114㎜	1492㎜	27G
190%	1698㎜	934㎜	1359㎜	30G

표 2는 종래 수퍼아크(Super Arc)곡면과 본 발명에 의한 곡면의 실시예로 1∼10차까지의 고유 진동수의 측정치를 비교한 결과이다.

상기 측정치에서, 1,2차 고유 진동수는 내충격 특성과 관계된 것으로 내충격 특성은 주파수가 높을 수록 우수함을 나타내고, 3차 이상의 고차 고유 진동수는 하울링(howling)특성과 관계가 있으며 주파수가 높을 수록, 주파수간의 간격이 클수록 하울링 특성이 유리함을 나타내며, 본 발명의 곡면의 진동수가 종래의 수퍼아크의 진동수에 비해 높게 나타남을 알 수 있다.

	1차	2차	3차	4차	5차	6차	7차	8차	9차	10차
Super Arc	174	191	192	199	206	225	246	248	270	289
본 발명의 곡면	187	209	211	231	245	266	293	313	329	340

따라서, 상기의 실험 결과치와 해석 결과에 의해 내충격 및 하울링 특성에 최적화된 곡면의 형태를 상기 섀도우 마스크의 장,단,대각축의 곡률 반경 Rx,Ry,Rd, 장,단변 끝단의 곡률 반경 Rye,Rxe와 상기 패널의 대각축의 곡률 반경 Rp의 상관관계를 관계식으로 표현할 수 있으며, 상기 관계식은 수학식 1에서 수학식 5에 나타난다.

상기 장축 곡률 반경 Rx가 상기 대각축 곡률 반경 Rd에 대한 적정비율

0.95 ×Rd ≤Rx ≤1.0 ×Rd

상기 단축 곡률 반경 Ry가 상기 대각축 곡률 반경 Rd에 대한 적정비율

1.0 ×Rd ≤Ry ≤1.05 ×Rd

상기 단변 끝단의 곡률 반경 Rxe가 상기 대각축 곡률 반경 Rd에 대한 적정비율

1.1 ×Rd ≤Rxe ≤1.0 ×Rd

상기 장변 끝단의 곡률 반경 Rye가 상기 대각축 곡률 반경 Rd에 대한 적정비율

0.95 ×Rd ≤Rye ≤1.0 ×Rd

즉, 수학식 1에서 수학식 4에 나타낸 바와 같이, 목표하는 해상도와 두께비를 얻을 수 있는 대각축 곡률 반경 Rd를 고정하여, 섀도우 마스크의 장,단축 곡률 반경 Rx,Ry와 장,단변 끝단의 곡률 반경 Rye,Rxe의 일정 범위를 정의할 수 있으며, 상기 범위의 값의 적절한 조합을 통해 최적의 곡면을 구성할 수 있는 각각의 곡률반경 값을 구할 수 있다.

2/3Rp ≤Rd ≤4/5Rp

또한, 수학식 5에 나타난 바와 같이, 표 1의 결과를 얻은 실험을 통해 섀도우 마스크의 대각축 곡률 반경 Rd와 패널 내면의 대각 곡률 반경 Rp의 일정 비율의 상관관계를 얻을 수 있다.

이상에서와 같이, 장,단변 끝단의 곡률 반경(Rye,Rxe)을 정의함으로써 각 축사이의 각도별로 곡면의 형태를 정의할 수 있게 되며 이러한 경우 각축의 곡률 반경 및 각 변의 곡률 반경에 있어 여러가지 임의의 곡면을 구현 가능하며 상기와 같이 구성된 곡면은 종래의 수퍼아크곡면에 비해 상대적으로 내충격 및 하울링 특성에 강점을 지니게 된다.

즉, 내충격 특성은 음극선관에 외부의 충격이 인가되었을 때 패널과 결합된 스프링을 통해 외부의 에너지가 전달되게 되며 이 때 전달되는 충격은 불특정한 방향성을 지니고 있으며, 상기 충격은 국부적인 취약부를 집중적으로 변형되게 하고, 이러한 특징 때문에 내충격 평가시에는 모든 방향에서의 충격에 대해 평가를 실시하며 모든 방향에서 변형이 발생하지 않아야 한다.

하지만, 종래의 수퍼아크형태의 곡면은 외부의 충격에 관축 방향으로만 인가될 때 주변부에서는 강성을 유지할 수 있으나 중앙부가 상대적으로 취약해지며 불특정한 방향에서 인가되는 충격에 대해서는 취약점을 가지고 있었다.

따라서, 이러한 불특정한 방향의 충격에 대응하기 위해서는 충분한 여유의 곡률, 다시 말하면 섀도우 마스크 중앙부와 코너 끝단과의 높이차를 확보해야만 기존의 외부가 볼록한 음극선관과 유사한 내충격 특성을 가질 수 있었다.

그러나, 본 발명에 의해 구성되어지는 곡면은 전체적으로 곡면의 강성을 균일하게 형성할 수 있으며, 불특정한 방향의 충격에 대해서도 동일한 특성을 유지할 수 있다.

그리고, 본 발명에 의한 섀도우 마스크의 곡면을 적용한 외면이 평면인 음극선관에서는 필요 이상의 곡률, 즉 섀도우 마스크의 중앙부와 코너 끝단의 높이차를 가질 필요가 없으므로 패널 두께비의 증가, 수평피치를 증가 시켜 해상도를 떨어지게 할 필요가 없게 된다.

또한, 하울링 현상은 화면의 중앙 부분 보다는 주변부에서 주로 발생하며, 섀도우 마스크에 있어서는 국부적인 취약지점에서 집중적으로 떨림이 발생하기 때문에 곡면의 취약지점을 제거하는 것이 곡면 설계시 중요하고, 또한 스피커를 통해 전달되는 음파의 대역이 50∼1000Hz까지 불특정하게 인가되므로 특정 주파수 대역에 섀도우 마스크의 고유 진동수가 분포되어 있을 경우 하울링의 발생 확률이 높아지는 원인이 된다.

따라서, 본 발명의 곡면은 3차 이상의 고차 고유진동수의 대역폭이 종래의 수퍼아크의 곡면의 대역폭에 비해 넓게 분포하여 하울링 발생 확률을 떨어뜨릴 수 있기 때문에 하울링 특성이 우수하게 된다.

한편, 본 발명을 적용한 측정결과에 의하면 패널 Rp=2160mm에 대한 충격 실험에서 마스크에 변형이 발생하는 한계 가속도 값이 종래 기술의 20G 수준에서 25G로써 5G정도의 개선이 있었으며, 외부의 음파에 대해 본 발명에 의한 곡면이 종래 대비 1등급이상의 색순도 향상이 있었다.

상기에 전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 섀도우 마스크 곡면에서 곡률 구조를 장,단,대각축 곡률 반경(Rx,Ry,Rd)와 장,단변 끝단 곡률 반경(Rye,Rxe)으로 정의하고 각각의 곡률 반경을 변경하여 최적의 섀도우 마스크 곡면을 구성함으로써 평면 음극선관에서 패널의 중앙부와 주변부의 두께비를 상대적으로 최소화 할 수 있으며 어떠한 품질상의 저하를 가져 오지 않으면서 평면 음극선관의 특징으로 나타나는 섀도우 마스크의 내충격 특성 및 하울링 특성을 강화 할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 전면에 장착되며 외면이 평면이고 내면이 곡률을 가지는 패널 후방에 장착되어 입사되는 전자빔의 색선별 기능을 갖는 음극선관용 섀도우 마스크에 있어서,

   상기 섀도우 마스크의 장축 곡률 반경 Rx,

   상기 섀도우 마스크의 단축 곡률 반경 Ry,

   상기 섀도우 마스크의 대각축 곡률 반경 Rd,

   상기 섀도우 마스크의 단변 끝단의 곡률 반경 Rxe,

   상기 섀도우 마스크의 장변 끝단의 곡률 반경 Rye로 정의하여,

   상기 곡률 반경 Rx, Ry, Rxe, Rye가 상기 대각축 곡률 반경 Rd를 기반으로 Rd에 대한 적정비율에 의해 결정되어지며, 상기 곡률 반경 Rx, Ry, Rd, Rxe, Rye의 조합으로 상기 섀도우 마스크의 곡면이 결정되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우 마스크.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 장축 곡률 반경 Rx가 상기 대각축 곡률 반경 Rd에 대한 적정비율은,

   0.95 ×Rd ≤Rx ≤1.0 ×Rd인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우 마스크.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 단축 곡률 반경 Ry가 상기 대각축 곡률 반경 Rd에 대한 적정비율은,

   1.0 ×Rd ≤Ry ≤1.05 ×Rd인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우 마스크.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 단변 끝단의 곡률 반경 Rxe가 상기 대각축 곡률 반경 Rd에 대한 적정비율은,

   1.1 ×Rd ≤Rxe ≤1.0 ×Rd인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우 마스크.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 장변 끝단의 곡률 반경 Rye가 상기 대각축 곡률 반경 Rd에 대한 적정비율은,

   0.95 ×Rd ≤Rye ≤1.0 ×Rd 인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우 마스크.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 패널의 대각 곡률 반경을 Rp라 정의 할 때,

   상기 섀도우 마스크의 대각축 곡률 반경 Rd는 2/3Rp보다 크거나 같고, 4/5Rp보다 작거나 같은 범위인 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우 마스크.