KR100414498B1 - 상하주사형 칼라음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상하주사형 칼라음극선관에 관한 것으로, 특히 새도우마스크의 슬롯의 수평피치 변화율을 변화시킴으로써 음극선관의 퓨리티특성을 향상시키기 위한 칼라음극선에 관한 것이다.

본 발명은 상하주사형 음극선관에 있어서, 패널 외면의 곡률반경이 50000㎜ 이상으로 설정되며, 새도우마스크 센터부의 슬롯간 수평피치를 Pho, 대각축 끝단의 슬롯간 수평피치를 Phc, 수평축 끝단의 슬롯간 수평피치를 Phx라 할 때, 하기 식을 동시에 만족하는 것을 특징으로 한다.

Pho〈 Phc〈 Phx ------------(1)

0.2 ≤ Pho〈 0.35 ------------(2)

본 발명은 새도우마스크 슬롯의 수평피치 변화율을 패널의 내면곡률에 대응하도록 설계함으로써 전자빔 트리오의 틸트현상을 방지할 수 있으며, 이로 인해 음극선관의 퓨리티특성이 향상되는 효과가 있다.

Description

상하주사형 칼라음극선관 { The Transposed Scan Type C-CRT }

본 발명은 상하주사형 칼라음극선관에 관한 것으로, 특히 새도우마스크의 슬롯의 수평피치 변화율을 증가시킴으로써 음극선관의 퓨리티특성을 향상시키기 위한 칼라음극선에 관한 것이다.

일반적인 칼라음극선관(1)은 도 1과 같이 패널부(2), 펀넬부(3) 및 네크부(4)를 포함한다. 상기 패널부(2)는 내면에 R, G, B의 형광체가 도포된 스크린(2a)과 색선별 역할을 하는 새도우마스크(5)를 포함한다. 상기 네크부(4)는 전자빔을 방출하는 전자총(6)을 포함한다. 펀넬부(3)가 상기 패널부(2) 및 네크부(4)와 연결되어 음극선관 내부는 진공상태가 되고, 두 쌍의 편향코일(도 2의 9a, 9b와 10a, 10b)을 포함하는 편향장치(8)는 펀넬부와 네크부가 연결되는 부분의 외부에 장착된다. 상기 편향장치(8)는 시그널 제너레이터(Signal Generator)(20)에 연결되어 래스터에 따라 스크린(2a)을 스캐닝한다. 네크부에 장착되는 전자총(6)은 수평인라인 형태이다.

상기와 같은 음극선관은 수평주사방식을 사용하는데 패널부의 내면이 점차 평면화됨에 따라 주변부에서의 전자빔스폿의 형상이 원형이 아닌 장축으로 기다란 타원형상이 된다. 또한 전자빔스폿의 변화율은 세로축방향 증가량보다 가로축방향 증가량이 크다. 따라서 중앙부에서 주변부로 갈수록 전자빔이 형광체를 정확히 타격하지 못하게 되고 이로 인해 휘도특성 및 색순도가 저하된다. 이러한 문제는 특히 가로세로비율이 16:9인 HDTV에서 뚜렷하게 나타난다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 필립스가 제안한 미국특허 5170102를 들 수 있다. 상기 특허는 전자총이 수직인라인 형태이고, 편향장치는 스크린의 단축 방향으로 핀쿠션 모양의 편향자계를 형성하는 수직편향코일과 스크린의 장축방향으로 바렐형상의 편향자계를 형성하는 수평편향코일을 포함하며, 상하주사방식을 채택한 것이다. 새도우마스크의 슬롯은 스크린 단축을 가로지르는 방향 즉, 수직방향으로 기다란 형태이다. 이것은 전자총, 편향장치 및 새도우마스크 슬롯의 수직면이 종래기술의 방향에 대해 90도 회전한 것을 뜻하며, 적, 녹, 청의 형광체 패턴도 상기 방향을 따라 형성된다. 도 2는 상술한 상하주사방식 음극선관의 전자총 및 편향장치를 나타낸 것으로, 전자총은 R, G, B가 수직인라인된 형태이고, 9a, 9b는 수직편향코일이고, 10a, 10b는 수평편향코일이다. 도 3은 종래의 빔 트리오를 나타낸 것으로 종래의 새도우마스크(5)의 슬롯(11)과 스크린(2a)의 형광체(12)는 수평방향으로 형성되어 있다.

최근에는 음극선관이 평면화, 대형화되는 추세로 패널외면은 거의 평면을 이루며 이에 대해 패널내면의 곡률반경도 점점 증가하고 있다. 또한 일반적인 음극선관용 패널은 장변, 단변, 대각 곡률반경이 차이가 있어서 전자빔이 방출될 때 유효화면의 중앙부와 단변부 또는 장변부는 각각 편향중심으로부터의 거리가 다르기 때문에 전자빔 트리오(Trio; R, G, B)의 틸트(Tilt)가 발생하여 음극선관의 중요한 특성인 퓨리티가 악화되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상하주사방식의 음극선관에 있어서 새도우마스크 슬롯의 수평피치 변화율을 증가시킴으로써 음극선관의 퓨리티특성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 칼라음극선관의 구조도,

도 2는 상하주사형 칼라음극선관의 전자총 및 편향장치를 나타낸 도,

도 3은 수평주사형 칼라음극선관의 전자빔트리오 틸트를 나타낸 도,

도 4는 수평주사형 칼라음극선관의 수평축 틸트 어레이를 적용한 새도우마스크 슬롯을 지난 전자빔을 나타낸 도,

도 5는 수평주사형 칼라음극선관의 수평축 틸트 어레이를 적용한 새도우마스크 슬롯의 수직피치를 나타낸 도,

도 6은 상하주사형 칼라음극선관의 전자빔트리오 틸트를 나타낸 도,

도 7은 상하주사형 칼라음극선관의 수평축 틸트 어레이를 적용한 새도우마스크 슬롯을 지난 전자빔을 나타낸 도 및

도 8은 상하주사형 칼라음극선관의 수평축 틸트 어레이를 적용한 새도우마스크 슬롯의 수직피치를 나타낸 도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

2 : 패널부 2a : 스크린

3 : 펀넬부 4 : 네크부

5 : 새도우마스크 6 : 전자총

8 : 편향장치 9a,9b : 수직편향코일

10a,10b : 수평편향코일 11 : 슬롯

12 : 형광체

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은 R, G, B 3색의 전자빔을 발생하는 3개의 캐소드가 수직 인라인으로 배열된 전자총과, 상기 전자총에서 방출된 전자빔이 형광면에 부딪쳐서 색을 재현하는 스크린과, 상기 스크린에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 상기 전자총에서 방사된 전자빔을 스크린의 단축방향으로 편향시키는 핀쿠션형상의 편향자계발생수단과 상기 전자총에서 방사된 전자빔을 스크린의 장축방향으로 편향시키는 바렐형상의 편향자계발생수단으로 구성된 편향장치를 포함하는 칼라음극선관에 있어서,상기 패널 외면의 곡률반경이 50000㎜ 이상으로 설정되며; 상기 새도우마스크 센터부의 슬롯간 수평피치를 Pho, 대각축 끝단의 슬롯간 수평피치를 Phc, 수평축 끝단의 슬롯간 수평피치를 Phx라 하고, 수직축 끝단의 슬롯간 수평피치를 Phy라 할 때, 하기 식들을 만족하는 것을 특징으로 한다.

Pho〈 Phc〈 Phx ------------(1)

0.2 ≤ Pho〈 0.35 ------------(2)

Phy ≤ Pho ------------(3)

또한 상기 새도우마스크의 임의의 지점 x, y에서의 슬롯의 수평피치를 Ph(x,y)라 하고 상기 새도우마스크 센터부의 슬롯간 수평피치를 Pho라 할 때, 하기 식들을 동시에 만족하는 것을 특징으로 한다.

Ph(x, y) = Pho × ( 1 + Ax^p) × ( 1 + By^q) ------------(4)

p 〉0, q 〉0 ------------(5)

A ≥ 0, B〈 0 ------------(6)

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래의 음극선관은 수평주사방식으로 수평인라인 형태의 전자총을 포함한다. 상기와 같은 수평주사방식 음극선관의 경우 패널 내면곡률에 의해 전자빔 틸트가 발생한다. 상기 패널의 내면곡률은 대각곡률반경이 단변곡률반경보다 크고 장변곡률반경보다 작은 형태로 되어있다. 이때 슬롯이 수평축으로 일렬로 배치된 새도우마스크를 통과한 전자빔 도트는 도 3과 같은 형태를 취하게 되고, 도시된 바와 같이 틸트가 발생하여 R(Red)과 B(Blue)의 대각거리가 짧아져서 퓨리티 마진이 감소하게 된다. 상기 도 3은 틸트 발생 각도가 5도인 경우를 예로 나타낸 것이다.

그러므로 새도우마스크 슬롯의 수평축 틸트 어레이를 상기 틸트 각도와 동일하게 형성하면, 즉 슬롯의 수직피치를 조절하면 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다. 즉, R, G, B가 서로 겹치지 않고 최대한의 거리를 확보할 수 있다. 도 4는 상기와 같은 수평축 틸트 어레이를 적용한 새도우마스크 슬롯을 지난 전자빔을 나타낸 것이다.

그런데 일반적인 음극선관의 패널은 내면에 곡률을 갖기 때문에 스크린에 수평주사된 전자빔의 가로축상 배열이 일직선이 아닌 곡선을 그리게 된다. 따라서 새도우마스크의 슬롯도 상기 전자빔의 배열에 대응하도록 형성되고, 여기에 상기 틸트 어레이를 적용하면 새도우마스크의 수직피치 변화율은 도 5와 같은 형상을 가진다.

즉, 패널 내면 곡률에 의해 전자빔의 수평높이가 주변부로 갈수록 낮아지므로 수평축 끝단의 슬롯간 수직피치 Pvx가 새도우마스크 센터부의 슬롯간 수직피치 Pvo보다 작거나 같으며, 센터부에서 장축 끝단으로 갈수록 편향각이 증가하여 타색을 칠 가능성이 높아지므로 이를 방지하기 위해 수직피치를 점점 증가시킨다.

본 발명은 상기와 같은 원리를 상하주사방식 음극선관에 적용한 것이다. 일반적인 상하주사방식의 칼라 음극선관은 도 2와 같이 수직인라인 형태의 전자총과, 스크린의 단축 방향으로 핀쿠션 모양의 편향자계를 형성하는 수직편향코일(9a, 9b)과 스크린의 장축방향으로 바렐형상의 편향자계를 형성하는 수평편향코일(10a,10b)을 포함하는 편향장치와, 스크린의 형광체와 새도우마스크의 슬롯이 수직방향으로 일렬로 배열되어 있다.

상기와 같은 상하주사방식 음극선관의 경우도 상기 수평주사방식과 마찬가지로 패널 내면곡률에 의해 전자빔 틸트가 발생한다. 즉, 슬롯이 수직축으로 일렬로 배치된 새도우마스크를 통과한 전자빔 도트는 도 6과 같은 형태를 취하게 되고, 도시된 바와 같이 틸트가 발생하여 R(Red)과 B(Blue)의 대각거리가 짧아져서 퓨리티 마진이 감소하게 된다. 상기 도 7은 틸트 발생 각도가 5도인 경우를 예로 나타낸 것이다.

그러므로 새도우마스크 슬롯의 수직축 틸트 어레이를 상기 틸트 각도와 동일하게 형성하면, 즉 슬롯의 수평피치를 조절하면 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다. 도 7은 상기와 같은 수평축 틸트 어레이를 적용한 새도우마스크 슬롯을 지난 전자빔을 나타낸 것으로, R, G, B가 서로 겹치지 않고 최대한의 거리를 확보하고 있다.

그런데 음극선관의 패널은 내면에 곡률을 갖기 때문에 스크린에 수직주사된 전자빔의 세로축상 배열이 일직선이 아닌 곡선을 그리게 된다. 따라서 새도우마스크의 슬롯도 상기 전자빔의 배열에 대응하도록 형성되어야 하며, 여기에 상기 틸트 어레이를 적용하면 새도우마스크의 수직피치 변화율은 도 8와 같은 형상을 나타낸다.

Pho〈 Phc〈 Phx ------------(1)

Phy ≤ Pho ------------(3)

상기 식에서 Pho는 새도우마스크 센터부의 슬롯간 수평피치이고, Phc는 대각축 끝단의 슬롯간 수평피치이고, Phx는 수평축 끝단의 슬롯간 수평피치이고, Phy는 수직축 끝단의 슬롯간 수평피치이다.

즉, 패널 내면 곡률에 의해 전자빔의 수평거리가 장축 끝단으로 갈수록 작아지므로 Phy가 Pho보다 작거나 같게 하며, 센터부에서 단축 끝단으로 갈수록 편향각이 증가하여 타색을 칠 가능성이 높아지므로 이를 방지하기 위해서 수평피치를 점점 증가시킨다.

새도우마스크의 위치에 따른 슬롯의 수평피치를 계산하는 식은 다음과 같다.

Ph(x, y) = Pho × ( 1 + Ax^p) × ( 1 + By^q) ----(4)

상기 식에서 p 〉0, q 〉0, A ≥ 0, B〈 0 이다. 즉, 새도우마스크의 위치에 따른 슬롯의 수평피치는 단변 끝단으로 갈수록 증가하고 장변 끝단으로 갈수록 감소하게 된다.

그런데 새도우마스크 슬롯의 수평피치가 너무 작으면 가공상에 어려움이 있으며, 수평피치가 너무 크면 해상도가 낮아지는 문제점이 있다. 그러므로 새도우마스크의 센터부 슬롯의 수평피치는 하기 식을 만족하는 것이 바람직하다.

0.2 ≤ Pho〈 0.35 ------------(2)

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 상하주사방식의 칼라음극선관에 있어서 새도우마스크 슬롯의 수평피치 변화율을 패널의 대면곡률에 대응하도록 변화시킴으로써 전자빔 틸트 현상을 방지하고 전자빔 트리오간의 간격을 최대한 확보하여 음극선관의 퓨리티특성이 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. R, G, B 3색의 전자빔을 발생하는 3개의 캐소드가 수직 인라인으로 배열된 전자총과, 상기 전자총에서 방출된 전자빔이 형광면에 부딪쳐서 색을 재현하는 스크린과, 상기 스크린에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 상기 전자총에서 방사된 전자빔을 스크린의 단축방향으로 편향시키는 핀쿠션형상의 편향자계발생수단과 상기 전자총에서 방사된 전자빔을 스크린의 장축방향으로 편향시키는 바렐형상의 편향자계발생수단으로 구성된 편향장치를 포함하는 칼라음극선관에 있어서,

   상기 패널 외면의 곡률반경이 50000㎜ 이상으로 설정되며;

   상기 새도우마스크 센터부의 슬롯간 수평피치를 Pho, 대각축 끝단의 슬롯간 수평피치를 Phc, 수평축 끝단의 슬롯간 수평피치를 Phx라 할 때, 하기 식을 동시에 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.

   Pho〈 Phc〈 Phx ------------(1)

   0.2 ≤ Pho〈 0.35 ------------(2)
2. 제 1항에 있어서,

   수직축 끝단의 슬롯간 수평피치를 Phy라 할 때, 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.

   Phy ≤ Pho ------------(3)
3. R, G, B 3색의 전자빔을 발생하는 3개의 캐소드가 수직 인라인으로 배열된 전자총과, 상기 전자총에서 방출된 전자빔이 형광면에 부딪쳐서 색을 재현하는 스크린과, 상기 스크린에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 상기 전자총에서 방사된 전자빔을 스크린의 단축방향으로 편향시키는 핀쿠션형상의 편향자계발생수단과 상기 전자총에서 방사된 전자빔을 스크린의 장축방향으로 편향시키는 바렐형상의 편향자계발생수단으로 구성된 편향장치를 포함하는 칼라음극선관에 있어서,

   상기 패널 외면의 곡률반경이 50000㎜ 이상으로 설정되며;

   상기 새도우마스크의 임의의 지점 x, y에서의 슬롯의 수평피치를 Ph(x,y)라 하고 상기 새도우마스크 센터부의 슬롯간 수평피치를 Pho라 할 때, 하기 식들을 동시에 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관.

   Ph(x, y) = Pho × ( 1 + Ax^p) × ( 1 + By^q) ------------(4)

   p 〉0, q 〉0 ------------(5)

   A ≥ 0, B〈 0 ------------(6)