KR100206067B1 - 디스플레이 장치의 전계 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이장치의 전계 제거 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CRT를 사용한 디스플레이 장치에서 클럭 발진등의 이유로 발생되는 전자파를 차단하기 위해, 수평 출력 펄스와 동일한 주파수 대역의 역위상 캔슬링 펄스를 출력하는 캔슬링 펄스 트랜스포머로부터 쉴드 와이어를 통해 상기 역위상 캔슬링 펄스를 유도하고, 상기 쉴드 와이어의 타단에 역위상 캔슬링 펄스를 CRT 주변에 발생시키는 캔슬링 펄스센서를 CRT 전면부에 절연시켜 부착하므로써 CRT로부터 발생되는 전계에 의한 유해파를 차단할 수 있는 전계 제거 장치에 관한 것이다.

본 발명은 특수 필터를 사용하지 않아도 되고, CRT 표면에 특수 코팅처리하여 표면 저항 값을 낮추는 기술의 도입없이 10^-7정도의 일반적인 멀티 레이어 코팅처리된 CRT를 사용하여 전계 유해파를 차단할 수 있으므로, 가격 경쟁력이 높을 뿐만 아니라,인간 공학적인 제품을 요구하는 사용자들의 욕구를 충분히 만족시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

디스플레이장치의 전계 제거 장치

제1도는 본 발명에 따른 디스플레이장치의 전계 제거 장치를 나타내는 구성도.

제2도는 본 발명의 실시에 따른 신호의 파형도이다.

본 발명은 디스플레이장치의 전계 제거 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CRT를 사용한 디스플레이 장치에서 클럭 발진등의 이유로 발생되는 전자파를 차단 하기 위해, 수평 출력 펄스와 동일한 주파수 대역의 역위상 캔슬링 펄스를 CRT 주변에 발생시키므로써 CRT로부터 발생되는 전계에 의한 유해파를 차단할 수 있는 전계 제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 근래에 들어 사용자들이 전자제품(예를 들어, TV, 컴퓨터등)에서 발생되는 유해 전자파에 대한 관심이 많아지자 국제적으로 또는 전자제품을 생산하는 각 국에서 EMI 규격에 적합한 제품의 생산을 위한 EMI 시험을 시행하고 있다.

특히, CRT를 사용한 디스플레이 기기에 있어서, CRT에서 발생되는 전계와 자계는 인체에 유해한 영향을 끼치며 이의 규제를 위해서 전세계적으로 여러 가지의 규제 기관이 활동을 하고 있다.

스웨덴에서 제정된 TCO는 유럽의 대표적인 유해전파의 테스트 및 유해 규제 기관으로서, 표 1에 나타난 바와 같은 한계값을 가지고 규제한다.

위의 표에서 보는 바와 같이 ELF 영역에서의 한계 값은 어느정도의 큰 값을 가지고 있어서, 일반적인 CRT를 사용함에 있어서 상기 TCO 규제 값을 만족할 수 있다.

그러나 VLF 영역의 경우에는 그 규제값이 상대적으로 작은 값을 요구하고 있으므로 이를 만족하기에, 고품위 CRT를 제외한 일반 CRT는 다소 어려움을 갖고 있는 실정이다.

상기와 같이 규제를 강화하고 있는 자계와 전계의 발생요인을 살펴보면, 자계는 편향코일에 걸리는 전압에 원인이 있으며, 전계는 애노드에 걸리는 전압이 원인이라 할 수 있다.

이때, 상기의 두 가지 분야 중에서 자계는 CRT의 전자총에 부착되는 편향 코일의 보정 및 편향코일에 별도의 캔슬링 코일을 이용하여 용이하게 차폐할 수 있는데 반하여, 애노드에 걸리는 전압에 의하여 발생되는 전계는 차폐가 용이하지 못한 특성을 가지고 있다.

가장 보편적인 전계의 차폐방법은 CRT전면에 별도의 필터를 부착하는 방식으로, 이유는 모니터에서 발생되는 전계와 자계를 측면과 후면에서는 케이스를 사용하여 어느 정도의 차폐가 가능하나 전면은 유리라는 특성으로 차폐가 되지 않기 때문에 전계의 차폐를 위하여 전면에 상기 차폐 판을 부착하는 것이다.

다른 방법으로는 CRT의 코팅 저항 값을 최대한 낮추어 전자계 유해파를 최소화시키는 방법을 사용하였다. 이때 사용한 CRT 코팅 저항은 대략 10 이하 값을 가져야 차단효과가 있다.

그러나, 위와 같은 전계 유해파 차단을 위한 구성 방법에 있어, 특수 필터를 채용할 경우, 별도의 차폐 판을 디스플레이 기기의 전면부에 기구적으로 부착을 하여야 하는 어려움과, 그로 인해 발생하는 공정의 복잡성 등을 이유로 생산성이 저하된다는 문제점이 있다. 그리고 필터의 가격이 고가이어서, 가격 경쟁력에 뒤지고, 양산 적용 시에도 제품 속에 장착하여 포장하고 운반하는데 문제가 발생될 수 있는 소지를 가지고 있다. 또한 특수 코팅 처리된 CRT를 사용하는 방법에도 10 이하의 코팅처리방법에는 고가의 특수 코팅 액을 사용하고, 이를 양산에 적용시 수율이 낮을 뿐만 아니라, 기술적 어려움에 처할 수 있어 가격 상승의 원인이 된다.

따라서 위 두 가지 전계 유해파 차단 방법은 대량 양산 적용에 문제가 있으며, 실제로 적용한다 해도 가격 경쟁력이 뒤떨어지는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안되어진 근래의 방식은 CRT의 애노드에 걸리는 전압을 상쇄시키기 위하여, 전자총과 브라운관의 연결 직선 축을 대칭축으로 하여 상기 애노드와 대칭 되는 위치에 애노드 전압에 대한 반전 위상의 고전압을 걸어주는 방식이다.

상기 방식은 미국 특허 번호 5,198,729호에 상세히 기재되어 있으므로 더이상의 상세한 설명은 생략한다. 이러한 방식은 애노드와 대칭되는 부분의 설정등의 이유로 CRT자체를 새롭게 설계해야 하기 때문에 기존의 CRT 제작라인을 사용할 수 없다는 부담감이 있으며, 더욱이 CRT 진공관의 외벽에 도포되어 있는 절연 코팅막을 코팅하는데 다수의 코팅작업이 따르게 됨으로 제작상의 어려움이 따른다는 문제점이 발생된다. 또한, 애노드 전압으로 인해 발생되는 전계를 애노드의 대칭위치에서 위상반전된 전압신호로 차폐하여야 하기 때문에 소형크기의 일부 CRT에만 적용가능 하다는 제한성이 단점으로 지적되었다.

이러한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은 CRT를 사용하는 디스플레이 장치에서 애노드에 걸리는 고전압을 이유로 발생되는 전계를 억제 및 차단하기 위한 디스플레이장치의 전계 제거 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 TCO 규제 제한 값 중 VLF 대역에서의 한계값에 대해 일반 CRT를 사용하여도 만족시킬 수 있을 정도로 전계를 차단할 수 있는 디스플레이장치의 전계 제거 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수평 출력회로에서 발생하는 수평 출력펄스와 동일한 주파수 대역의 역위상 캔슬링 펄스를 발생하는 전압 발생 수단과, 상기 전압발생 수단으로부터 캔슬링 펄스를 검출하며, 일단이 접지되고 그 타단으로는 상기 캔슬링 펄스를 전달하는 연결수단과, 상기 연결수단을 통해 제공되는 캔슬링 펄스를 전달받아, 상기 캔슬링 펄스를 CRT주변에 확산시키는 전도성 재질의 캔슬링 펄스 센서와, CRT의 전면 외곽부를 감싸며, 상기 캔슬링 펄스 센서와 절연 접착되고 그 일단이 접지된 전동성 재질의 메탈 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 제1도는 본 발명의 바람직한 실시에 따른 디스플레이장치의 전계 제거장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 구성은 크게 구분하여 볼 때, 본 발명의 목적에 부합되도록 캔슬링 펄스를 출력하는 전압 발생 수단(100)과, 상기 전압 발생 수단(100)으로부터 캔슬링 펄스를 검출하여 후단에 전달하는 연결 수단(110)과, 상기 연결 수단(110)을 통해 전달되는 캔슬링 펄스를 CRT 주변에 확산시켜 유해 전자파를 감쇄시키는 전도성 재질의 캔슬링 펄스 센서(120)로 크게 구분할 수 있다.

여기서 상기 전압 발생 수단(100)은 1 차측 코일이 수평 출력 트랜지스터(10)의 콜렉터단과 수평 사이즈 조절회로(20)에 각각 연결되고, 2 차측 코일에 수평 플라이백 파형을 전달받아 1 차측 코일에 인가 받는 신호의 역위상을 2 차측 코일에 발생시키는 트랜스포머로 구성된다. 따라서 이하 트랜스포머는 상기 전압 발생수단을 의미하며 동일 부호를 사용한다. 이 때 상기 트랜스포머(100)의 2 차측 코일에 발생하는 캔슬링 펄스는 2 차측 코일의 그라운드로부터 감기 시작한 코일에서 유도되도록 구성된다. 또한 상기 연결 수단(110)은 바람직하게는 쉴드 와이어를 사용하며, 이하의 설명에서 동일 부호를 사용하기로 한다.

상기 쉴드 와이어(110)의 일단은 상기 트랜스포머(100)의 2 차측 코일에 연결되어 캔슬링 펄스를 검출하는 동시에 그라운드되도록 구성된다. 이는 상기 쉴드 와이어(110)에서 발생될 수 있는 불 필요한 전계 성분을 차단하기 위함이다.

상기 트랜스포머(100)와 쉴드 와이어(110)의 사이에는, 상기 캔슬링 펄스 센서(120)가 그라운드와 쇼트될 때 부하가 걸리도록 하여 제품동작에 이상이 없도록 하는 저항(R1)이 구성된다.

또한 상기 캔슬링 펄스 센서(120)는 CRT(130)와 프론트 케이스(140)의 결합시에, 그 중간의 소정의 위치에 삽입되어 부착된다. 상기 캔슬링 펄스 센서(120)는 CRT(130)를 전면에서 보았을 때, 상기 CRT(130)의 좌측 상단부에 부착될 때 유해 전계파를 최대한으로 차단할 수 있다.

바람직하게는 상기 캔슬링 펄스 센서(120)는 가로 40mm 세로 15mm 또는 가로 50mm 세로 25mm 의 전도성 재질이 최적의 상태이고, 그 모양이나 크기는 사각형등 구성 형태에 제한을 두지 않는다.

상기 캔슬링 펄스 센서(120)의 재질은 전도성이 있는 석판, 금속, 일반 동 테이프 등이면 되고, 이 재질 모두 동일한 효과를 가질 수 있다. 또한 상기 CRT(130)의 외곽으로 흘러 나오는 전계 유해파 성분을 감쇄시키기 위해서, 상기 CRT(130)의 상, 하, 좌, 우측을 감쌀 수 있는 전도성 재질의 메탈 플레이트(150)를 포함한다.

이러한 메탈 플레이트(150)를 사용하는 이유는 CRT 외곽으로 방사되는 전자파를 좀 더 효과적으로 차단하기 위한 것이며, 상기 캔슬링 펄스 센서(120)에 의한 캔슬링 펄스가 효율적으로 확산되도록 한다. 이 때 상기 캔슬링 펄스 센서(120)와는 절대적으로 절연되어야 하며, 상기 메탈 플레이트(150)는 반드시 접지되어야 한다. 상기 메탈 플레이트(150)는 고품질의 CRT가 아닌 일반 CRT에서 발생하는 전계를 좀 더 효과적으로 차단하기 위해 사용된다. 상기 메탈 플레이트(150)의 소정의 위치에는 그라운드로 접지하기 위한 와이어(151)가 부착되어 있다.

상기 메탈 플레이트(150)는 상기 CRT(130)와 프론트 케이스(140)의 조립시에 형성되는 공간에 삽입되어 설치된다. 여기서 상기 캔슬링 펄스 센서(120)는 프론트 케이스(140) 또는 메탈 플레이트(150)에 부착될 수 있으며, 각 경우의 구성은 다음과 같다.

먼저 상기 캔슬링 펄스 센서(120)를 메탈 플레이트(150)에 부착할 때에는, 상기 메탈 플레이트(150)위에 상기 캔슬링 펄스 센서(120)를 절연 접착물을 이용하여 부착시키고, 이 위에 다시 상기 쉴드 와이어(110)가 콕킹(Cocking) 또는 솔더링(Soldering)으로 부착되도록 한다.

또한 상기 캔슬링 펄스 센서(130)를 프론트 케이스(140)에 부착할 경우에는, 프론트 케이스(140) 위에 접착제를 사용하여 상기 캔슬링 펄스 센서(120)를 부착하고, 그 위에 절연 테입을 사용하여 메탈 플레이트(150)와 절연시키는 경우의 구성도 이용될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 구성되는 본 발명의 동작 및 효과를 살펴보기로 한다. 수평 출력 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단에서 수평 플라이백(H-FLB)파형을 인가 받은 트랜스포머(100)의 2 차측 코일 중에서 그라운드로부터 시작하여 18회의 회전수로 코일을 감아 출력라인을 도출한다. 여기서 18 회의 회전수로 감는 것은 본 발명의 일례이므로, 그 감는 수에 따라 캔슬링 펄스의 크기가 가변됨은 서술의 필요가 없을 것이다. 상기 트랜스포머(또는 캔스링 펄스 발생용 트랜스포머)(100)의 9번라인을 통해 캔슬링 펄스( 또는 Reverse Pulse)를 발생시킨다.

이 펄스는 쉴드 와이어(110)을 통해 캔슬링 펄스 센서(120)에 전달되고, CRT(130) 전면부에 캔슬링 펄스가 확산되어 유해 전계파를 감쇄시키게 된다. 쉴드 와이어(110)는 그 라인을 통해 오히려 유해 전계파와 합성하여 역효과를 나타낼 수 있는 성분을 접지를 통해 감소시킨다. 유해 전계파 캔슬링 작용을 하기 위해서는 대략 240V 피크를 가진 캔슬링 펄스가, 상기 캔슬링 펄스 센서(120)로부터 확산되어 그 역할을 수행하고, 이 캔슬링 펄스 센서(120)는 주변 그라운드 성분과 반드시 절연되어야 한다. 이 때 수평출력 펄스는 대략 900-1000V파형으로 형성되는데, 수평 편향 요크(H-DY)를 통해 CRT(130)에 공급되고, 이때 CRT(130) 사방에서 CRT(130)로부터 발생된 유해 전계파를 발생시키지만, 캔슬링 펄스 센서가 사용자가 전면에서 볼 때를 기준으로 하여 CRT 좌측 상단에서 최대의 캔슬링 작용을 한다.

이 캔슬링 펄스 센서(120)와 접지된 메탈 플레이트(150)가 CRT 앞면에서 발생하는 전계 성분을 차단할 수 있게 된다. 상기 캔슬링 펄스 센서(120)는 수평 출력 펄스와 동일한 주파수 대역의 역위상의 캔슬링 전계파를 만들어서 서로 상쇄시켜 유해 전계파를 감쇄시킨다.

본 발명에서는 상기 캔슬링 펄스 센서(120)를 사각형의 형태로 1개를 사용하여 메탈 플레이트(150)의 좌측 상단에 설치하여 유해 전계파를 감쇄시키고 있으나, 상기 캔슬링 펄스 센서(120)의 형태나 수량 또는 설치 위치 및 크기등은 CRT의 해상도 및 수평 주파수 범위등에 따라 가변적으로 사용할 수 있는 것은 당연한 일이다.

여기에서 본 발명의 실시에 따른 전계 차단의 효과를 아래의 표 2를 참조로 하여 살펴본다. 표 2는 유럽의 유해 전파 규제기관인 TCO의 전계 제한 값과 본 발명을 실시하지 않은 상태의 일반 CRT에서 측정된 전계 값 및 본 발명의 실시 적용된 상태에 따른 전계 측정 값을 대비하여 나타내고 있다.

본 발명의 실시에 따른 보다 상세한 실험결과를 표 3에 나타내고 있다.

표 3의 자료는 본 발명을 삼성전자주식회사의 CRT 모델 번호 CMH7389에 적용하여 실시한 실험 결과수치이며, 해상도의 변화와 측정 위치 변경에 따라 나타나는 전계 값을 나타내고 있다.

여기서 0°는 모니터 전면, 90° 및 270°는 모니터 측면 그리고 180°는 모니터 후면에서 측정함을 의미한다.

표 2 및 표 3을 통해 살펴본 바와 같이, 본 발명은 CRT로부터 방사되는 전자파를 차단함에 있어서, TCO 규제 제한값에 만족하도록 전계를 차단하며, 특히 한계 허용값이 매우 까다로운 VLF 대역의 전계 차단에 만족할 수 있도록 작용함을 알 수 있다.

제2도는 본 발명의 실시에 따른 신호의 파형도이다. 제2a도는 a 노드 즉, 수평 편향 출력 트랜지스터(Q1)의 콜렉터단과 편향요크(H-DY)의 연결점에서 발생되는 펄스를 나타내는 파형도이고, 제2b도는 상기 캔슬링 펄스 센서(120)에서 발생하는 펄스를 나타내는 파형도이고, 제2c도는 상기 a도 및 b도에 나타난 두 파형이, 전계 측정 지점에서 서로 상쇄되는 것을 나타내는 파형도이다.

도시된 바와 같이 편향 요크에서 정극성 펄스의 전자파가 방사될 때, 이에 대한 역위상의 부극성 펄스를 CRT 전면부에서 확산 방사하므로써, CRT로부터 방사되는 전자파를 효율적으로 차단할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 구성되고, 동작하는 본 발명은 CRT로부터 발생되는 전계를 차단하기 위해, 특수 필터를 사용하지 않아도 되고, CRT 표면에 특수 코팅처리하여 표면 저항 값을 낮추는 기술의 도입없이 10 정도의 일반적인 멀티 레이어 코팅처리된 CRT를 사용하여 전계 유해파를 차단할 수 있으므로, 가격 경쟁력이 높을 뿐만 아니라, 인간 공학적인 제품을 요구하는 사용자들의 욕구를 충분히 만족시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 수평 출력회로에서 발생하는 수평 출력펄스와 동일한 주파수 대역의 역위상 캔슬링 펄스를 발생하는 전압 발생 수단과, 상기 전압발생 수단으로부터 캔슬링 펄스를 검출하며, 일단이 접지되고 그 타단으로는 상기 캔슬링 펄스를 전달하는 연결수단과, 상기 연결수단을 통해 제공되는 캔슬링 펄스를 전달받아, 상기 캔슬링 펄스를 CRT 주변에 확산시키는 전도성 재질의 캔스링 펄스 센서와, CRT의 전면 외곽부를 감싸며, 상기 캔슬링 펄스 센서와 절연 접착되고 그 일단이 접지된 전도성 재질의 메탈 플레이트를 포함하는 디스플레이 장치의 전계 제거 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 메탈 플레이트가, 프론트 케이스와 CRT의 사이에 형성되는 공간에 삽입되어 설치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전계 제거 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 캔슬링 펄스 센서는 상기 메탈플레이트에 절연되어 부착되고, 상기 캔슬링 펄스 센서의 표면은 절연물질로 덮힌 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 전계 제거 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 전압발생수단과 연결수단의 사이에, 상기 캔슬링 펄스 센서와 그라운드가 쇼트될 때 부하가 걸리게 하여 제품 동작에 이상이 없도록 하는 저항이 부가된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전계 제거 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 캔슬링펄스센서가 가로 45mm 내외, 세로 20mm 내외의 사각형의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 전계 제거 장치.