KR0141224B1 - 고속출화형 디스플레이장치 - Google Patents

고속출화형 디스플레이장치

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KR0141224B1 KR1019930021001A KR930021001A KR0141224B1 KR 0141224 B1 KR0141224 B1 KR 0141224B1 KR 1019930021001 A KR1019930021001 A KR 1019930021001A KR 930021001 A KR930021001 A KR 930021001A KR 0141224 B1 KR0141224 B1 KR 0141224B1
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Abstract

본 발명은 함침형 구조의 직열형 음극을 구비하여 고속 출화가 가능한 고속출화형 디스플레이장치에 관한 것이다. 이를 위하여 다공체의 기공부 또는 공공부에 음극물질이 충진되어 있고, 다공체의 히터가 상기 음극물질에 직접 접속되어 있는 디스펜서 음극을 갖는 음극선관과, 상기 히터를 구동하기 위한 전압을 발생시키기 위한 전압발생부와, 상기 음극에 영상신호를 인가하기 위한 영상신호인가부와, 상기 음극선관의 형광면을 주사하여 라스터를 만들기 위하여 상기 음극에서 발생되는 전자빔을 수평, 수직으로 폄향시키기 위한 편향부와, 상기 편평부 중 수평편향출력신호를 이용하여 상기 음극선관의 애노우드, G1, G2, G3, G4에 공급하기 위한 전압을 발생시키기 위한 플라이백 트랜스포머로 구성된다. 따라서 전원 스위치를 온한 후 1초 이내에 전자총의 전자방출속도가 최대치가 됨으로써 고전류밀도의 전자방출특성을 요하는 HDTV 등에 적용할 수 있는 이점이 있다.

Description

고속출화형 디스플레이 장치
제1도는 방열형 음극의 구조도.
제2도는 제1도의 방열형 음극을 적용한 종래의 디스플레이장치를 나타낸 도면.
제3도는 함침형 구조의 직열형 음극의 구조도.
제4도는 제3도의 함침형 구조의 직열형 음극을 적용한 본 발명에 의한 고속출화형 디스플레이장치를 나타낸 도면.
제5A∼5C도는 제4도에 있어서 각부의 파형도.
제6도는 본 발명과 종래 기술에 의한 전자방출속도의 비교도.
제7도는 본 발명과 종래 기술에 의한 캐소오드 안정도의 비교도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 ... 전자방출수단20 ... 전원발생수단
21 ... 플라이백 트랜스포머22 ... 히터 트랜스포머
30 ... 영상신호인가수단
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로, 특히 함침형 구조의 직열형 음극을 구비하여 고속 출화가 가능한 고속출화형 디스플레이장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이장치에는 모니터, 텔레비젼과 액정디스플레이(LCD:Liquid Crystal Display) 등이 있다. 그 중 모니터와 텔레비젼에서는 음극선관(Cathode Ray Tube)과 음극선관 구동회로를 구비하여 화면에 영상을 출화시킨다.
통상적으로 음극선관용 전자총의 음극은 방열형 음극(Indirect Heating Type Cathode)과, 직열형 음극(Direct Heating Type Cathode)으로 대별되는데, 방열형 음극은 제1도에 도시된 바와 같은 구조를 갖고 있으며, 이러한 방열형 음극을 적용한 디스플레이장치가 제2도에 도시되어 있다. 여기서는 디스플레이장치로 칼라 텔레비젼을 적용한 것이다.
제1도 및 제2도에 있어서, 칼라 텔레비젼의 전원 스위치를 턴온시켜 히터(Heater:4)에 전원을 인가함으로써, 텅스텐 재질로 만들어지고 절연체(4­1)가 코팅되어 있는 히터(4)가 수초 후 발열한다. 절연체(4­1)는 캐소오드(Cathode)인 베이스 메탈(1)과 히터(4)간에 누설전류가 발생하게 되면 히터(4)가 파괴될 위험이 있고, 캐소오드(1)에 인가되는 영상신호전압 및 컷­오프전압이 변동할 우려가 있으므로 히터(4)와 캐소오드(1)를 절연시키기 위해 사용된다.
여기서 히터(4)를 가열하기 위해 인가되는 전원으로는 칼라 음극선관인 경우 통상적으로 플라이백 트랜스포머(Fly­Back Transformer:도시되지 않음)의 2차측권선으로부터 출력되는 6.3㎷rms, 600∼700㎃rms의 플라이백 펄스전압 또는 직류전압이 사용되고, 이때 소비전력은 약 4.4와트(Watts)가 된다.
히터(4)에 의해 발열된 열은 복사와 전도에 의해 캐소오드 슬리이브(Cathode Sleeve:2), 베이스 메탈(Base Metal:1)과 홀더(Holder:3)에 순차적으로 전달되고, 최종적으로 베이스 메탈(1) 위에 도포되어 있는 전자방사물질(1­1)이 정상적인 동작온도 즉, 열전자를 방출하기 위한 적정온도에 이르도록 가열하게 된다.
따라서 종래의 디스플레이장치에 사용된 음극선관의 캐소오드는 히터와 분리된 방열형 음극이므로, 열원인 히터(4)와 전자방사물질(1­1)인 탄산염이 소정간격 유지되도록 설치되어 있으므로 전자방사물질(1­1)이 서서히 가열되게 되어 전자방사물질(1­1)이 정상화되기까지는 소정의 시간(약 10초)이 걸리게 된다. 따라서 이 방열형 음극을 적용한 음극선관의 화면출화시간이 길어지게 되는 문제점이 있다.
또한 R, G, B에 해당하는 3개의 캐소오드의 산포에 의한 초기 출화시간의 상이로 인하여 예를 들면, R이 G, B보다 출화시간이 빠를 경우 화면이 붉게 되는 등 백색안정도(White Balance)가 나빠지게 되어 초기 화면 품질이 저하되는 문제점이 있었다. 또한 전체적인 백색안정도를 조정하는데 걸리는 시간이 길어져 생산공정에서도 불합리한 문제점이 있었다.
또한 방열형 음극은 통상 탄산염을 사용하므로 고전류를 인가하게 되면 자체의 주울(Joule)열이 발생하게 되어 고전류밀도 영역에서 사용해야 되는 HDTV 등에서는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 전자방사물질로부터 열전자가 짧은 시간내에 방출되도록 하여 음극선관의 화면출화시간을 단축할 수 있는 직열형 음극이 개발되었다.
제3도는 함침형 구조의 직열형 음극에서, 음극기체(11)에 필라멘트(12)가 장착된 부분을 상세하게 나타낸 도면으로서, 제3도에 도시된 부분에 대한 상세한 내용은 삼성전관(주)에서 출원한 특허 제91­9461호(발명의 명칭:음극선관용 전자총의 직열형 음극 및 그 제조방법)에 개시되어 있다.
그 내용을 요약하면, 음극선관용 전자총에 장착되어 열전자를 방출할 수 있도록 된 직열형 음극은 세슘(Ce) 등의 전자방사물질이 함침된 음극기체(11)와, 음극기체(11)에 몰리브텐(Mo)과, 레륨(Re)의 합금으로 된 히터(12)가 용접된 것으로, 전원이 인가된 후 히터(12)로부터 발생되는 열이 음극기체(11)에 직접 전달됨으로써 히터(12)로부터 발생되어 음극기체(11)에 전달되는 열효율을 향상시킬 수 있게 되어 고전류밀도의 전자방출특성을 요하는 HDTV 등에 적용할 수 있게 하고, 음극선관의 화면출화시간을 단축하기 위한 것이다.
그러나, 일반적으로 흑백 음극선관에서는 캐소오드가 1개로 구성되므로 영상신호를 음극선관의 G1 그리드에 중첩하는 것이 가능하나, 1개 이상의 캐소오드를 갖는 음극선관 특히, 칼라 음극선관에서 제3도에서와 같이 캐소오드와 히터가 단락된 상태의 함침형 구조의 직열형 음극을 적용하는 경우, 컷­오프 전압이 중첩된 영상신호와 히터 구동용 전원을 함께 인가할 수 있는 방법이 없었다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 1차측전압을 소정의 권선비로 변환한 플라이백 트랜스포머의 2차측전압을 이용하여 함침형 구조의 직열형 음극을 구동함으로써 전원 스위치를 온한 후 1초 이내에 전자총의 전자방출속도가 최대치가 되도록 하기 위한 고속출화형 디스플레이장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 고속출화형 디스플레이장치는
다공체의 기공부 또는 공공부에 음극물질이 충진되어 있고, 다공체의 히터가 상기 음극물질에 직접 접속되어 있는 디스펜서 음극을 갖는 음극선관:
상기 히터를 구동하기 위한 전압을 발생시키기 위한 전압발생부:
상기 음극에 영상신호를 인가하기 위한 영상신호인가부:
상기 음극선관의 형광면을 주사하여 라스터를 만들기 위하여 상기 음극에서 발생되는 전자빔을 수평, 수직으로 폄향시키기 위한 편향부: 및
상기 편평부 중 수평편향출력신호를 이용하여 상기 음극선관의 애노우드, G1, G2, G3, G4에 공급하기 위한 전압을 발생시키기 위한 플라이백 트랜스포머를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
제4도는 제3도의 함침형 구조의 직열형 음극을 적용한 본 발명에 의한 고속출화형 디스플레이장치를 나타낸 도면으로서, 디스플레이장치로서 칼라 텔레비젼을 사용한 예이다.
제4도에 도시된 장치도의 구성은, 다공체의 기공부 또는 공공부에 음극물질이 충진되어 있고, 다공체의 히터가 음극물질에 직접 접속되어 있는 디스펜서 음극(10)을 갖는 음극선관(CRT)과, 히터를 구동하기 위한 전압을 발생시키기 위한 전압발생부와, 음극(10)에 영상신호를 인가하기 위한 영상신호인가부(30)와, 음극선관(CRT)의 형광면을 주사하여 라스터를 만들기 위하여 음극(10)에서 발생되는 전자빔을 수평, 수직으로 편향시키기 위한 편향부(도시되지 않음)와, 편평부에서 출력되는 수평편향출력신호를 이용하여 음극선관(CRT)의 애노우드, G1, G2, G3, G4에 공급하기 위한 전압을 발생시키기 위한 플라이백 트랜스포머(21)로 이루어진다.
또한 전압발생부는 플라이백 트랜스포머(21)의 2차측전압을 히터를 구동하기 위한 정격전압 및 전류로 변환시키기 위한 히터 트랜스포머(22)로 구성되고, 히터 트랜스포머(22)는 플라이백 트랜스포머(21)의 2차측전압이 인가되는 1차측 코일과, 히터를 구동하기 위하여 동일한 권선수로 감겨서 독립된 3개의 2차측 코일로 구성된다.
제5A∼5C는 제4도에 있어서 각부의 파형도로서, 제5A도는 6.3㎷rms, 600∼700㎃rms의 전압값과 전류값을 갖는 플라이백 트랜스포머(FBT:21)의 2차측 즉, 히터 트랜스포머(22)의 1차측(나)에서 출력되는 신호의 파형도이고, 제5B도는 1㎷rms, 1Arms의 전압값과 전류값을 갖는 히터 트랜스포머(22)의 2차측(다, 라, 마)에서 출력되는 신호의 파형도이고, 제5C도는 영상신호인가부(30)로부터 디스펜서 음극(10)으로 인가되는 R, G, B신호의 파형도이다.
제6도는 본 발명과 종래 기술에 있어서 전자방출속도의 비교도로서, (a)도는 본 발명에 있어서 전자방출속도를 나타낸 도면이고, (b)도는 종래기술에 있어서 전자방출속도를 나타낸 도면이다.
제7도는 본 발명과 종래 기술에 있어서 캐소오드 안정도의 비교도로서, (a)도는 본 발명에 있어서 캐소오드 안정도를 나타낸 도면이고, (b)도는 각각 종래기술에 있어서 R, G, B 캐소오드 안정도를 나타낸 도면이다.
그러면 본 발명의 동작을 제3도 내지 제7도를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 히터 트랜스포머(22)는 플라이백 트랜스포머(21)의 복수개의 2차측전압중 종래의 히터 구동용 전원으로 사용되는 약 21∼25Vp-p, 6.3Vrms(이때 흐르는 전류는 600∼700㎃)를 1차측권선에 인가하여, 1차측권선수(N1)와 2차측권선수(N2)의 비(N1/N2)에 의해 3개의 독립된 2차측권선에 각각 약 1Vrms(이때 흐르는 전류는 약 1A)의 전압을 유도한다. 히터 트랜스포머(22)의 2차측권선에 유도된 전압이 디스펜서(10)을 구동하기 위한 전압으로 사용되며 이때 약 1와트(Watts)의 소비전력을 가진다.
디스펜서 음극(10)은 제3도와 같은 구조로 만들어지며, 필라멘트(12) 하부에 히터 트랜스포머(22)의 2차측으로부터 공급되는 전원이 인가되면, 필라멘트(12)가 동시에 온되어 발광하게 되며, 거의 순간적으로 음극기체(11)가 약 1000℃의 동작온도까지 도달하여 음극기체(11)에서 열전자가 방출하게 된다. 이때 전자방출율은 제6도의 (a)파형에서와 같이 약 1초 이내에 최대치(100%)에 도달하며, 캐소오드 안정도도 제7도의 (a)파형에서와 같이 R, G, B 캐소오드가 동일하게 약 2내지 3초 이내에 최대치(100%)에 도달한다.
영상신호인가부(30)는 일반적인 칼라 텔레비젼에서 사용되는 영상신호처리회로와 동일한 것으로서, 복조된 색차신호인 (R­Y), (G­Y), (B­Y)를 각각 소정 레벨로 증폭하고, 제5C도와 같이 증폭된 신호를 디스펜서 음극(10)의 캐소오드에 인가하기 위한 것이다.
즉, R, G, B 영상신호는 제5C에서와 같이 캐소오드는 차단전압인 컷­오프(cut­off)전압에서 부(­)의 방향으로 발생하므로 영상신호가 존재하지 않는 블랭크신호일 경우 디스펜서 음극(10)의 히터를 턴온하게 되고, 이 히터의 턴온구간은 수평편향회로에서 귀선소거구간이므로 디스펜서 음극(10)의 히터와 캐소오드가 단락된 상태에서도 히터 트랜스포머(22)에서 출력되는 디스펜서 음극(10)의 히터 구동용 전압과 영상신호인가부(30)에서 출력되는 R, G, B 영상신호전압이 중첩되지 않고 동작이 가능하다.
본 발명에서는 히터 트랜스포머(22)가 음극선관(CRT) 외부에 위치한 경우에 한해서만 설명하였으나, 히터 트랜스포머(22)를 음극선관(CRT) 내부에 장착시키는 경우와, 히터 트랜스포머(22)를 사용하는 대신 일반 스위칭모드 전원(Switching Mode Power Supply)에 사용되는 트랜스포머의 2차측 권선을 사용하는 경우에도 동일하게 적용됨을 알 수 있다. 또한 칼라 음극선관 뿐만 아니라 캐소오드를 한 개만 사용하는 흑백 음극선관, 칼라 모니터 및 흑백 모니터 등에도 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 고속출화형 디스플레이장치에서는 전원 스위치를 온한 후 1초 이내에 전자총의 전자방출속도가 최대치가 됨으로써 고속출화를 실현할 수 있을 뿐만 아니라 고전류밀도의 전자방출특성을 요하는 HDTV에 적용할 수 있으며, 초기 화면의 백색안정도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 캐소오드를 구동하기 위한 전원의 소비전력을 종래에 비해 약 77% 절감시킬 수 있고, 제조공정이 까다로운 히터가 제거되므로 음극선관의 제조기간이 단축될 뿐 아니라 텔레비젼 또는 모니터 등의 완제품 생산시 예열(aging) 기간을 단축시킬 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 다공체의 기공부 또는 공공부에 음극물질이 충진되어 있고, 다공체의 히터가 상기 음극물질에 직접 접속되어 있는 디스펜서 음극을 갖는 음극선관:
    상기 히터를 구동하기 위한 전압을 발생시키기 위한 전압발생부:
    상기 음극에 영상신호를 인가하기 위한 영상신호인가부:
    상기 음극선관의 형광면을 주사하여 라스터를 만들기 위하여 상기 음극에서 발생되는 전자빔을 수평, 수직으로 편향시키기 위한 편향부: 및
    상기 편평부에서 출력되는 수평편향출력신호를 이용하여 상기 음극선관의 애노우드, G1, G2, G3, G4 그리드에 공급하기 위한 전압을 발생시키기 위한 플라이백 트랜스포머를 포함함을 특징으로 하는 고속출화형 디스플레이장치.
    2. 제1항에 있어서, 상기 전압발생부는 상기 플라이백 트랜스포머의 2차측전압을 상기 히터를 구동하기 위한 정격전압 및 전류로 변환시키기 위한 히터 트탠스포머로 구성됨을 특징으로 하는 고속출화형 디스플레이장치.
    3. 제2항에 있어서, 상기 히터 트랜스포머는 상기 플라이백 트랜스포머의 2차측전압이 인가되는 1차측 코일과, 상기 히터를 구동하기 위하여 동일한 권선수로 감겨서 독립된 3개의 2차측 코일로 구성됨을 특징으로 하는 고속출화형 디스플레이장치.
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