KR100251601B1 - 감소된 스폿 성장을 갖는 컬러 디스플레이 튜브 시스템 - Google Patents

Abstract

감소된 스폿 성장을 갖는 컬러 디스플레이 튜브 시스템.

컬러 디스플레이 튜브 시스템은 세 개의 공동 평면이고 비수렴 전자 빔을 발생하는 전자총과, 수직의 튜브 축을 가지며 공통축으로 전자총으로부터 거리를 두고 배열된 수렴을 발생시키는 소자를 포함한다. 상기 소자는 고정적인 45°4-극 필드를 특히 발생시킨다. 상기 수단의 결합은 스폿 품질의 개선을 유도한다.

Description

감소된 스폿 성장(reduced spot growth)을 갖는 컬러 디스플레이 튜브 시스템

제1a도는 수렴을 발생시키는 소자(14)를 포함하는, 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브 시스템의 종단면도.

제1b도는 디스플레이 스크린의 입면도.

제2a도 및 제2b도는 45°4-극 소자로 구현되고 수렴을 발생시키는 소자(14)의 입면도.

제3도 및 제4도는 빔 경로를 참고해서 본 발명의 몇몇 특징을 예시하는 컬러 디스플레이 튜브 시스템의 개략적인 횡단면도.

제5도는 본 발명의 범위내의 대안적인 빔 경로의 예의 도시도.

제6도 및 제7도는 45°4-극 소자의 대안적인 실시예의 입면도.

제8도는 제2a도의 4-극 소자가 특수한 위치를 가지는, 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브 시스템의 종단면도.

제9도는 편향 요크(yoke)상에 감겨진 수렴-발생 소자(54')를 가지는, 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브 시스템의 종단면도.

제10도는 소자(54')의 사시적인 입면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유리 봉입 5 : 전자총

12 : 개구 14 : 수렴 발생 소자

본 발명은 a)네크(neck), 콘(cone) 및 디스플레이 윈도우를 갖는 진공 봉입(evacuated envelope)과, b)동작시 주 렌즈(main lens)를 구성하는 전극 시스템과, 축이 동일 평면상에 있는 두개의 외부 전자 빔 및 중앙 전자 빔을 발생시키는 빔-형성부(beam-forming part)를 갖는 네크 내의 전자총과, c)수렴성 빔(convergent beam)에 의해 디스플레이 윈도우를 스캐닝하고 수평 및 수직 방향으로 전자 빔을 편향시키는 편향 필드를 발생하는 편향 유닛(deflection unit)을 포함하는 컬러 디스플레이 튜브 시스템에 관한 것이다.

서두에 설명된 평태의 컬러 디스플레이 튜브 시스템은 통상 3-인-라인 시스템(3-in-line-system)이라 불린다. 일반적으로, 상기 시스템의 전자총은 외부 빔이 전자총을 떠나는 동안 수렴되는 방식으로 적응되며, 상기 전자총은 동작시 수평 및 수직 방향에 대한 비균일 자계(특히 수직 편향을 위한 배럴(barrel) 모양의 필드와 수평 편향을 위한 핀쿠션(pincushion) 모양의 필드)를 발생시키는 자기-수렴 편향코일(self-convergent deflection unit)을 포함하여, 전자총에 의해 발생되고 주렌즈에 의해 디스플레이 스크린 상에 초점이 맞추어지는 세 개의 전자 빔이 디스플레이 윈도우 전체에 걸쳐서 수렴될 수 있도록 한다.

그러나, 상기 자기-수렴 필드는 편향의 경우에 주어진 인자(given factor)에 의해 수평 스폿(spot) 성장을 증가시키고, 상기 인자는 110°컬러 디스플레이 튜브 시스템에서 둘 이상일 수 있다. 이는, 세 개의 전자총이 하나의 수평 평면에 놓여지는 통상의 자기-수렴 시스템(self-convergent system)에서, 스크린을 주사할때 원형 중앙 스폿이 수직 방향으로 평평하게 되고 수평 방향으로 매우 연장되는 것을 특히 의미한다. 결과적으로 수평 방향으로 해상도의 손실이 발생하고, 더 평평해진 스폿과 새도우 마스크(shadow mask)내 수평 댐(horizontal dams)의 존재로 인해 Moire 문제의 위험이 존재한다. 특히 고해상도 컬러 모니터 튜브 또는 디스플레이 윈도우의 종횡비가 근사적으로 9 : 16인 고선명 텔레비젼용 컬러 디스플레이 튜브를 사용할 때, 영상의 선명도에 부과되는 점점 더 엄격해지는 요구 조건은 수평축의 끝에서 스폿이 수평 방향으로 작아야 한다는 것을 의미한다.

본 발명의 목적은, 수평 디스플레이 스크린 축의 끝에서 스폿 크기가 수평 방향으로 감소된(그리고 수직 스폿 크기는 양호하게 커지는) 서두에서 설명된 형태의 컬러 디스플레이 튜브를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브는, 전자총이 비-수렴 빔(non-convergent beam)을 발생하고, 수렴을 발생시키는 소자가 전자총과 디스플레이 윈도우와 마주보는 편향 유닛의 측면 사이에 배열되고, 상기 소자는 각 외부 전자 빔에 대해 전자 빔들의 평면내에서 중앙 전자 빔을 향한 성분을 갖는 힘을 가하는 정자계(static magnetic field)를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다음의 인식에 기초한다. 동작시 전자총은, 더 나은 효과를 얻기 위해 발산하는 외부 빔들 또는 중앙 빔에 평행한 외부 전자 빔들을 발생시킨다. 상기 외부 빔은 전자총으로부터 주어진 거리에서 서로를 향해 휘어진다. 본 발명에 의해 도입되는, 전자 빔의 수렴에 대한 두개의 효과는 스크린 상에 수렴이 존재하는 데에 필요한 크기로 된다. 본 발명의 상기 목적은, 각 외부 전자 빔의 정점 각(apex angle)이 수평 방향(즉, 비-편향된 빔들의 평면에 평행인 방향)으로 개별적으로 커지고, 그것이 수평 방향으로의 스폿의 감소를 초래함에 의해 달성된다. 상기 정점 각은 하나의 빔의 외부 전자 경로들 사이의 각도를 의미하는 것으로 이해하기로 한다.

원하는 수렴 효과를 얻기 위해 발생되어야 할 자계는 두개의 외부 빔들의 각각의 위치에서 국부적인 쌍극자 필드(local dipole field)를 포함할 수 있다.

그러나, 전자 빔의 개선된 포커싱(focusing) 가능성을 위한 본 발명의 양호한 실시예는, 수렴을 방생시키는 상기 소자가, 동작시, 45° 자기 4-극 필드(45°magnetic 4-pole field)를 발생하는 방식으로 조립되는 것을 특징으로 한다. 비-수렴 및 수렴의 정도는, 수평 디스플레이 스크린 축의 끝에서 수평 방향으로 바람직하게 감소된 스폿 크기가 실현되도록 조절될 수 있다. 이제 중심의 스폿 또한 감소된다. 자기-수렴 필드(self-convergent field)의 사용에 고유한, 수평 방향으로의 스폿 성장의 효과가 실질적으로 감소되지 않기 때문에, 중심의 스폿은 수평 디스플레이 스크린 축의 끝에서의 스폿보다 더 작게 될 것이다. 본 발명은 본질적으로 그것이 결점이 아니라는 것을 특히 인식하는 데에 기초를 둔다: 비디오 증폭기의 대역 폭이 제한 인자(restrictive factor)가 될 것이기 때문에 스폿이 수평 방향으로 지나치게 작게 될 수는 없다. 수렴을 실현하기 위해 발생되어야 할 자계는 예를 들어, 영구 자석에 의해 또는(실질적으로 일정한) 직류로 에너지가 공급되는 전기 코일의 구성에 의해 발생될 수 있다.

수렴을 발생하는데 사용된 자계가 전기 코일의 구성에 의해 발생된다면, 상기 코일은 전자총 및 편향 유닛간에 배열되고, 튜브의 네크를 공통축으로 둘러싼 환상 코어 상에 감길 수 있다. 전기 코일의 구성이 편향 유닛 자체의 환상 코어상에 배열된다면, 수렴을 발생하기 위한 편향은 전자총으로부터 더 먼 거리에서 실행되는데, 그것은 예견되는 효과를 위해 유리하다. 수렴을 발생하기 위해 영구히 자화된 링(ring)을 사용하는 경우에는 마찬가지이다. 전자총으로부터 거리가 멀어질수록, 효과는 커진다. 편향 유닛내에 위치하는 것, 예를 들어 라인 편향 코일 시스템과 동축으로 그 내부에 위치하거나 환상 코어와 라인 편향 코일 시스템 사이에 위치하는 것은 매우 양호하다. 영구적으로 자화된 링은, 대안으로, 튜브내에 배열될 수 있다.

본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조로 된 예에 의해 더욱 상세하게 현재 설명될 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브 시스템의 단면도이다. 디스플레이 윈도우(2), 콘(3) 및 네크(4)로 구성된 유리 봉입(1)은 상기 네크에서 전자총(5)을 수용하고, 상기 전자총은 세 개의 비-수렴 전자 빔을 발생하고 그 축은 도면의 평면에 위치된다. 비-편향된 상태에서, 중앙 전자 빔 축은 튜브 축(9)과 일치한다. 디스플레이 윈도우(2)는 그 내면상에서 많은 수의 세 개가 한 조로 된 인광물질 소자(phosphor elements)를 갖는다. 상기 소자는 예를 들어, 행들 또는 점들로 구성된다. 상기 각 조는 녹색-발광 인광 물질, 청색-발광 인광 물질 및 적색-발광 인광 물질로 구성된다. 새도우 마스크(11)는 디스플레이 스크린의 전면에 배열되고, 그 마스크는 전자 빔이 통과하고 오직 하나의 컬러의 인광 물질 소자에 부딪히는 많은 수의 개구(12)를 갖는다. 세 개의 비-수렴 전자 빔은 적어도 라인 편향 코일의 시스템(13)을 동축으로 둘러싼 환상 코어(21)뿐만 아니라, 두개의 대립적인 필드 편향 코일의 시스템(13') 및 라인 편향 코일의 시스템(13)을 포함하는 편향 유닛(20)에 의해 편향된다.

본 발명의 특징은 수렴을 실현하기 위해 전자 빔들의 평면에 있는(비-수렴)외부 전자 빔들을 서로를 향해 구동하는 자계 배치를 발생하기 위해 전자총(5)으로 부터 상대적으로 먼 거리에 배열된 동축 소자(14)이고, 이 모든 것은 수평 디스플레이 스크린 축(X')의 끝에서 스폿이 수평 방향으로 충분히 작게 되는 그러한 방식이다(제1b도 참조).

사용되는 자계 배치는 외부 빔(6 및 8)의 위치에서 코일의 배치에 의해서 또는 영구 자석에 의해서 발생된 국부적인 쌍극계(local dipole fields)를 포함할 수 있다. 자극 슈즈(magnetic pole shoes)(도시 안됨)은 올바른 위치에 쌍극계를 유도하기 위해 튜브 네크(4)내에 배열될 수 있다. 그러나, 45°4-극 필드를 포함하는 자계 배치가 양호하게 사용된다. 그 4-극 필드는 예를 들어, 영구 자석 시스템에 의해 발생될 수 있다. 자극의 적합한 배치가 유도되는 영구 자석 물질(제2a도를 보시오의 링(14)에 의해 상기 필드를 발생시키는 것이 대안적으로 가능하다.

제2b도에 도시된 실시예에서, 소자(14')는 튜브 네크(4)를 동축 둘러싼 자화가능한 물질로 된 환상 코어(15')를 포함하고, 그위에 네 개의 코일(16', 17', 18' 및 19')이 세 개의 공동 평면 빔(6, 7 및 8)에 관련하여 도시된 방향을 갖는 45°4-극 필드가, 에너지가 공급되면, 발생되는 방법으로 감긴다.(대안으로, 45°4-극 필드는 제6도에 도시된 바와 같이 두개로 감긴 C 코어에 의해, 또는 제7도에 도시된 바와 같이 고정자 구조(stator construction)에 의해 발생될 수 있다).

본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브 시스템의 사용은 고선명 모니터 그리고 미래의 HDTV 에 특히 적합하고, 특히 디스플레이 스크린의 종횡비가 4 : 3 보다 커지는 겨우, 특히 16 : 9의 경우에 적합하다. 본 발명이 기초가 되는 인식이 컬러 디스플레이 튜브의 개략적인 단면을 도시한 제3도 및 제4도를 참고로 해서 더 설명될 것이다. 제3도는 정적으로 수렴된 전자 빔을 발생하는 전자총(52)과 편향 코일로 이루어진 동적 수렴 시스템(53)을 갖는 종래 기술의 컬러 디스플레이 튜브를 도시한다. 전자 빔은 디스플레이 윈도우의 전체에 걸쳐 수렴된다.

제4도는 라인 편향 코일의 시스템(13)을 갖는 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브 시스템의 원리를 도시한다. 전자총(5)은 외부 빔들이 발산하는 방식으로 설치된다. 수렴-발생 소자(14)는 상기 발산을 보상한다. 결과적으로, 수평 디스플레이 스크린 축의 끝에서의 수평 방향 스폿 크기는 제3도의 시스템에서 발생하는 그것에 대해 감소된다. 또 다른 장점은 스폿 모양이 더욱 균질(homogeneous)(더욱 원형으로)해질 수 있다는 것이다. 공지된 종래 기술에서, 디스플레이 스크린의 에지(edges)에서 스폿의 수평 크기가 수직 크기보다 상당히 커진다. 더욱 균질한 스폿 모양은 특히 데이타 디스플레이에 바람직하다.

제5도는 전자총(5)은 평행 빔을 발생하고 소자(14)가 수렴을 보장하는 수정예를 도시한다. 상기 수정의 장점은 전자총이 더 단순한 구조를 가질 수 있다는 것이다. 상기 전자총은 예를 들어, 세 개의 평행한 전기적 절연 튜브를 포함할 수 있고 그 내부 표면은 포커싱 렌즈를 구성하는 높은 옴 저항 구조를 수반한다.

전술한 수단에 의해 자기 수렴 편향 필드를 사용하는 컬러 디스플레이 튜브에서 스폿이 매우 작아지는 것이 보장될 수 있다. 고-선명 응용에 대해 스폿은 작아야 할 뿐만 아니라 스크린을 가로질러 편향될 때 가능한 한 초점이 맞는 상태로 있어야 한다. 본 발명에서 따른 수단이 동적이고 난시적인 포커싱 설비를 갖는 전자총과 결합하여 사용된다면 부가적인 장점이 얻어진다. 그런 전자총의 예가 DAF 전자총이다. 필요한 동적 포커싱 전압은 45°4-극의 존재에 기인하여 상당히 감소된다.

필요한 동적 포커싱 전압은 15°4-극이 전자총으로부터 더 멀리 배열됨에 따라 감소된다. 상기는, 포커싱 렌즈가 (헬리컬) 고 옴 저항 구조와 같이, 상당한 축방향 영역으로 연장하는 포커싱 렌즈를 가지는 전자총을 사용하거나 연장 전자총(elongate guns)을 사용할 때 특히 중요하다. 동적이고 난시적인 포커스를 갖는 연장 전자총은 막대한 동적 전압의 양을 요구한다. 제8도는 전자총(5)으로부터 멀리 떨어져서 코일 시스템(13)내에 45°4-극 소자(14)를 배열하는 가능성을 제공하는 일실시예를 도시한다. 상기 경우, 소자(14)는 제2a도에 도시된 형태이다. 제2a도의 (깔때기 모양의) 환상 소자(14)는, 내부 표면을 따라 필드 세기가 사인 곡선으로 변화될 수 있는 물결 모양의 외부 에지(corrugated outer edge)를 가질 수 있는데, 그것은 4-극 필드의 순도를 개선한다는 것을 주목해야 한다.

제9도는 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브 시스템의 대안적인 일실시예를 도시한다. 상기 실시예에서 튜브는 외부 전자 빔들을 분리시키기 위한 수렴-발생소자(54')를 갖고, 상기 소자는 편향 유닛의 환상 코어(51)상에 배열된 코일 구성을 포함한다. 제10도는 코일 배치(56, 57, 58 및 59)를 갖는 편향 유닛의 환상 코어(51)를 도시하는데, 그것은 서로를 향해 외부 빔들을 구동하기 위한 방향(orientation)을 갖는 4-극 필드가 발생되는 방법으로 전압원에 접속 가능하다. 상기 경우에, 컬러 디스플레이 튜브 시스템(1')의 네크(4')는 제1a도의 시스템(1)의 네크(4)보다 짧을 수 있다.

Claims (5)

1. ①네크(neck), 코운(cone) 및 디스플레이 윈도우를 갖는 진공된 봉입(evacuated envelope)과, ②동작시 주 렌즈(main lens)를 구성하는 전극 시스템과, 축이 동일 평면(co-planar)에 있는 두 개의 외부 전자 빔 및 중앙 전자 빔을 발생하는 빔-형성부를 갖는, 네크내의 전자총과, ③수렴 빔(convergent beam)에 의해 디스플레이 윈도우를 스캐닝하고 수평 및 수직 방향으로 상기 전자 빔들을 편향시키는 편향 필드를 발생하는 편향 유닛을 포함하는 컬러 디스플레이 튜브 시스템에 있어서, 상기 전자총이 비-수렴 빔(non-convergent beam)을 발생하고, 수렴을 발생시키는 소자가 상기 전자총과 상기 디스플레이 윈도우와 마주보는 상기 편향 유닛면 사이에 배열되고, 상기 소자는 상기 각 외부 빔에 대해 상기 전자 빔들의 평면내에서 상기 중앙 전자 빔의 방향으로의 성분을 갖는 힘을 가하는 정자계(static magnetic field)를 발생시키는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이튜브 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 수렴을 발생시키는 소자는, 동작시 45°자기 4-극 필드(45°magnetic 4-pole field)를 발생시키도록 조립되는 것을 특징으로 하는 상기 컬러 디스플레이 튜브 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수렴을 발생시키는 소자는 상기 편향 유닛 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 상기 컬러 디스플레이 튜브 시스템.
4. 제2항에 있어서, 상기 전자총은 난시적 디포커싱(astigmatic defocusing)을 보상하기 위해 정적으로 또는 동적으로 활성화될 수 있는 4 극 필드 렌즈(quadrupole field lens)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 컬러 디스플레이 튜브 시스템.
5. 제1항, 제2항 또는 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 튜브는 근사적으로 9 : 16의 종횡비를 갖는 윈도우를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 컬러 디스플레이 튜브 시스템.