KR100731661B1

KR100731661B1 - 프레임에 부착된 장력 마스크를 구비하는 컬러 수상관

Info

Publication number: KR100731661B1
Application number: KR1020017012332A
Authority: KR
Inventors: 리드조셉아처; 폴로스안소니소크라테스; 랙랜드프랭크로우랜드제이알.
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2007-06-25
Anticipated expiration: 2020-03-27
Also published as: US6274975B1; DE60023277D1; JP2002541626A; KR20020001804A; EP1166311B1; TW455902B; WO2000060637A1; MXPA01009855A; CN1197111C; CN1346507A; AU3923800A; MY120385A; DE60023277T2; EP1166311A1

Abstract

본 발명에서는 수상관 내에 장착되는 지지 프레임(50)에 의해서 지지되는 장력 마스크(24)를 구비하는 컬러 수상관(10)을 개선시켰다. 마스크는 수상관 동작시에 전자빔이 통과되는 연장된 작동 개구(44) 사이에서 수직으로 연장되는 복수의 평행 스트랜드(42)에 의해서 형성된 활성 개구 형성부(40)를 포함한다. 마스크의 활성 개구 형성부 외부에서, 상단 및 하단의 경계부(46, 48)는 스트랜드의 세로 방향의 중심선에 따라 정렬되는 추가 개구(45)를 갖는다.

Description

프레임에 부착된 장력 마스크를 구비하는 컬러 수상관{COLOR PICTURE TUBE HAVING A TENSION MASK ATTACHED TO A FRAME}

본 발명은 장력 마스크(tension mask)를 구비하는 컬러 수상관에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 장력 마스크를 지지 프레임에 접속하기 위한 수단을 구비하여 프레임의 열팽창 계수에 의해서 발생되는 마스크상의 스트레스를 최소화시키거나 감소시키는 수상관에 관한 것이다.

컬러 수상관은 세 개의 전자빔(electron beam)을 형성하여 이를 그 수상관의 스크린으로 유도하는 전자총을 포함한다. 스크린은 수상관 면판(faceplate)의 내면(inner surface)에 위치하며, 인광체를 발산하는 세 가지 상이한 색요소의 어레이(array)로 형성된다. 전자총과 스크린 사이에는, 각 전자빔이 이와 연관되는 인광체 요소만을 가격하도록 하는 섀도우 마스크(shadow mask) 또는 초점 마스크(focus mask) 중 어느 하나인 컬러 선택 전극이 개재되어 있다. 섀도우 마스크는 철과 같은 금속 박막으로서, 통상적으로 수상관 면판의 내면과 어느 정도 평행해지도록 그 윤곽이 형성된다.

컬러 수상관의 한 종류는 수상관의 면판 패널 내에 장착되는 장력 마스크를 구비한다. 마스크상에 장력을 유지하기 위해서, 마스크는 상대적으로 무거운 지지 프레임에 부착되어야 한다. 이러한 수상관이 폭넓은 소비자에게 호평을 받아왔지만, 이러한 수상관 내의 마스크-프레임 조립체의 중량과 비용을 감소시키는 추가적인 개선이 요구된다.

마스크상에서 요구되는 장력이 감소된다면, 가벼워진 프레임이 장력 마스크에 사용될 수도 있음이 제안되어져 왔다. 요구되는 마스크 장력을 감소시키는 한가지 방법으로 열팽창 계수가 낮은 물질로 마스크를 형성하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 물질로 형성된 마스크는, 수상관 제조시에 필요한 열처리 및 수상관 동작시에 발생할 수 있는 팽창의 일부 불일치(mismatch)를 방지하기 위해서 유사한 열팽창 계수를 갖는 물질의 지지 프레임을 필요로 할 것이다. 열팽창 계수가 낮은 금속 물질의 가격이 비교적 비싸기 때문에, 마스크 및 프레임을 동일하거나 유사한 물질로 구성하는데 있어서 비교적 비용이 많이 든다. 따라서, 저팽창 장력 마스크와 고팽창 지지 프레임을 결합시키고, 장력 마스크와 이것의 지지 프레임 사이에서 열팽창 계수의 불일치가 상당히 큰 경우 생기는 문제에 대한 해결 방안을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 수상관 내에서 장착되는 지지 프레임에 의해 지지되는 장력 마스크를 구비하는 컬러 수상관을 개선시켰다. 장력 마스크는 수상관 동작시에 전자빔이 통과하는 연장된 작동 개구(elongated operational aperture) 사이에서 수직으로 연장된 복수의 평행 스트랜드(strand)에 의해서 형성되는 활성 개구 형성부(active apertured portion)를 포함한다. 마스크의 활성 개구 외부에 위치한 상단 및 하단의 경계부는 스트랜드의 세로 방향의 중심선에 따라 정렬되는 연장 개구를 스트랜드 사이에 추가적으로 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 컬러 수상관을 부분적으로 축 방향 절단한 측면도.

도 2는 장력 섀도우 마스크의 정면도.

도 3은 도 2에 도시된 마스크 경계부의 일부를 도시하는 정면도.

도 4는 장력 섀도우 마스크-프레임 조립체의 한 모서리를 도시하는 사시도.

도 5 및 도 6은 장력 마스크 경계부의 상이한 두 개 별도의 실시예의 일부를 도시하는 정면도.

도 7은 도 5에 도시된 장력 마스크의 일부 정면도에서, 프레임 팽창 동안에 마스크의 벨로스(bellows) 작용을 설명하는 도면.

도 1은 직사각형 모양의 면판 패널(12)과 직사각 펀넬[15: funnel]에 연결된 관형 목부(14)를 포함하는 유리 엔벨롭[11: envelope]을 갖는 컬러 수상관(10)을 도시한다. 펀넬(15)은 애노드 버튼[16: anode button]에서 펀넬의 전체부 및 목부(14)까지 연장되어 있는 내부 전도성 코팅(도시되지 않음)을 갖는다. 패널(12)은 거의 편평한 면판(18)과 그 주변 테두리 또는 측벽(20)을 포함하고 유리 프릿[17: glass frit]에 의해서 펀넬(15)에 밀봉된다. 3 색 인광 스크린(22)은 면판(18)의 내면에 위치한다. 스크린(22)은 각 3 색의 인광 라인(phosphor line)들이 한 조를 이룬 인광 라인들로 형성된 라인 스크린이다. 컬러 선택 장력 마스크(24) 는 스크린(22)에 대해 미리 정해진 거리에서 착탈식으로 장착된다. 도 1에서 점선으로 개략적 도시된 전자총(26)은 목부(14) 내부 중심에 장착되어, 하나의 중앙빔과 두 개의 측면 빔으로 구성된 3 개의 인라인 전자빔을 발생하여, 이를 수렴 경로에 따라 마스크(24)를 통해 스크린(22)으로 유도한다.

수상관(10)은 도 1에서 펀넬과 목부 접합부 주변에 도시된 요크[30: yoke]와 같은 외부 자기 편향 요크와 함께 사용되도록 설계된다. 동작시에, 요크(30)는 세 개의 빔에 자기장을 인가하여, 이 빔이 스크린(22) 상의 직각 래스터(raster) 내에서 수평 및 수직으로 주사되도록 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 장력 마스크(24)는 두 개의 장측면(32, 34)과 두 개의 단측면(36, 38)을 포함한다. 마스크의 두 개 장측면(32, 34)은 마스크의 중심 주축 X에 평행하고, 두 개의 단측면(36, 38)은 마스크의 중심 부축 Y에 평행하다. 이 장력 마스크(24)는 수직으로 연장된 복수의 평행 스트랜드(42)를 갖는 활성 개구 형성부[40: active apertured portion]를 포함한다. 활성 개구 형성부 내의 스트랜드(42)는 접속시키는 타이 바(tie bar)(도시되지 않음)를 선택적으로 포함할 수 있다. 스트랜드(42) 사이에 연장된 다수의 작동 개구(44)들은 마스크의 부축 Y에 평행하다. 전자빔은 수상관 동작시에 이 활성부(40) 내의 작동 개구(44)를 통과한다. 각 작동 개구(44)는 마스크 장측면(32, 34)의 두 개 경계부(46, 48) 내로 각각 연장된다. 스트랜드(42)는 스트랜드의 세로 방향의 중심에 따라 정렬되어 연장되는 추가 개구[45: additional aperture]의 개입에 의해서 분할된다. 추가 개구(45)는 이격되어 엇갈리는 방식으로 작동 개구(44)와 오버랩된다. 마스크(24) 의 경계부(46, 48) 내의 추가 개구(45)는 마스크(24)와 비교하여, 마스크의 활성부(40) 내에서 마스크 스트랜드(42)를 재배치 시키지 않고 프레임(50)의 고팽창을 허용한다.

도 4는 장력 섀도우 마스크(24)에 사용되는 프레임(50)의 일부를 도시하고 있다. 프레임(50)은 4 개의 측면, 즉 수상관의 주축 X에 거의 평행한 두 장측면(52)과 수상관의 부축 Y에 평행한 두 단측면(54)을 포함한다. 각각의 두 장측면(52)은 강성부[56: rigid section]와 이 강성부에 캔틸레버식으로 부착된 유연부[58: compliant section]를 포함한다. 강성부(56)는 속이 빈 관형이고, 유연부(58)는 금속판이다. 각각의 단측면(54)은 평평한 바(bar) 형태의 하부(62)와 이 하부와 평행하게 분리된 L 형 단면의 상부(60)를 갖는다. 장력 마스크(24)의 두 장측면(32, 34)은 유연부(58)의 말단과 웰딩(welding)된다. 본 발명은 프레임(50)을 사용하는 실시예의 방법에 의해 설명되었지만, 여러 종류의 장력 프레임이 본 발명을 위해서 또한 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

도 5 및 도 6는 상이한 패턴의 추가 개구를 갖는 마스크 경계부의 다른 실시예를 도시한다. 도 5에 도시된 마스크(66)에 있어서, 추가 개구(68)는 작동 개구(70) 사이에서, 마스크의 스트랜드(74)를 접속하는 작동 개구 내의 대형 타이 바(72)와 인접하게 위치된다. 추가 개구(68)는 스트랜드(74)의 세로 방향의 중심선상의 중간에 위치되어, 타이 바(72)의 상하 방향으로 작동 개구(70)의 부분과 오버랩된다. 도 6에 도시된 다른 마스크(76)에 있어서, 추가 개구(78)는 작동 개구(80) 사이에서, 마스크의 스트랜드(84)를 접속하는 작동 개구 내의 대형 타이 바(82)와 인접하게 위치된다. 마스크 경계 에지부 부근에 있는 작동 개구(80)의 잔류 부분은 작은 타이 바(86)를 포함한다. 추가 개구(78)는 스트랜드(84)의 세로 방향의 중심선상의 중간에 위치되어, 대형 타이 바(82)의 상하 방향으로 작동 개구(80)의 부분과 오버랩된다.

도 3, 도 5 및 도 6에서 설정된 치수는 대략 49.5 cm ×41.3 cm인 장력 마스크에 대한 대표값이다. 마스크의 물질은 인바(Invar)로, 두께가 대략 0.10 mm(4 mils)이고, 프레임의 물질은 강철이다.

통상적으로 사용되는 공지된 모든 장력 섀도우 마스크 수상관은 마스크 대 프레임 웰딩 포인트(welding point)에서 강성 경계부(solid border)를 갖는다. 상기한 바는 마스크 및 프레임이 유사한 팽창 계수의 물질로 구성되는 경우에 가능하다. 그러나, 마스크 및 프레임의 열팽창 계수가 크게 상이한 경우, 이러한 강성 경계부는 변형되어 수상관 열처리 동안에 마스크의 활성부를 영구적으로 변형시킬 것이다. 본 발명에서 추가 개구는 수상관 동작시 또는 처리시에 발생되는 각 스트랜드의 부착 오류 또는 이동(movement)를 허용하는 "기계적인 필터(mechanical filter)"를 제공함으로써, 마스크 활성부 내의 큰 왜곡을 방지하는데 도움이 된다.

도 7은 프레임 유연부(58)가 도 5에 도시된 마스크(66)상에서 팽창되었을 경우, 이것이 미치는 영향을 도시한다. 유연부(58)의 팽창이 마스크 내의 추가 개구(68)상에서 벨로스 작용을 초래함으로써, 유연부(58)가 열팽창되는 방향으로 마스크가 팽창된다.

Claims

컬러 수상관(10) 내에 장착된 지지 프레임(50)에 부착되는 장력 마스크(24, 66, 76: tension mask)를 구비하는 컬러 수상관(10)에 있어서,

상기 장력 마스크는,

수직으로 연장되는 복수의 평행 스트랜드들(42, 74, 84: strands)에 의해 형성된 활성 개구 형성부로서, 상기 스트랜드들 사이에는 상기 수상관 동작 시에 전자 빔들(electron beams)이 통과하는 연장된 작동 개구들(44, 70, 80: elongated operational apertures)이 존재하는 것인, 상기 활성 개구 형성부(40: active apertured portion)와,

상기 활성 개구 형성부 외부에, 상기 스트랜드들의 축 방향의(longitudinal) 중심선들에 따라 정렬되는 연장된 추가 개구들(45, 68, 78)을 그 안에 갖는 상단 및 하단의 경계부들(46, 48)

을 포함하는 것인,

컬러 수상관.
제1항에 있어서, 상기 작동 개구들(44, 70, 80)은 상기 경계부들(46, 48) 내로 연장되고, 상기 추가 개구들(45, 68, 78)은 이격되어 서로 엇갈리는 방식(interdigitated fashion)으로 상기 작동 개구들의 부분들과 오버랩되는 것인, 컬러 수상관.
제2항에 있어서, 상기 장력 마스크(24, 66, 76)는 상기 지지 프레임(50)의 열팽창 계수와 상이한 열팽창 계수를 갖는 것인, 컬러 수상관.
제3항에 있어서, 상기 장력 마스크(24, 66, 20, 76)는 인바(Invar)로 형성되고, 상기 지지 프레임은 강철(steel)로 형성되는 것인 컬러 수상관.
제1항에 있어서, 상기 스트랜드들(84)은 상기 장력 마스크(76)의 상기 활성 개구 형성부(40) 내에서 상기 스트랜드들 사이에 타이 바들(tie bars)을 갖는 것인 컬러 수상관.