KR100403703B1 - 모아레가 개선된 음극선관 - Google Patents

Abstract

새도우 마스크를 채용하여 칼라 이미지를 구현토록 하는 음극선관으로서, 새도우 마스크의 구멍부 수직 피치와 전자빔의 주사선 피치와의 관계에 따라 발생되는 모아레 현상을 최소화할 수 있도록 하기 위하여, 내면에 형광 물질로 이루어진 스크린이 형성되는 패널과; 이 패널에 연결 설치되고 외주에 편향 유닛이 설치되는 펀넬과; 이 펀넬에 연결 설치되고 내부에 전자총이 삽입 설치되는 넥크를 포함하는 튜브와; 소정의 패턴으로 형성된 다수의 전자빔 통과 구멍부를 갖고 상기 패널 내측에 지지 설치되는 새도우 마스크를 포함하고, 상기 새도우 마스크의 단축 방향(y)에 대한 상기 전자빔 통과 구멍부의 수직 피치를 Py 라 하고, 상기 스크린에 비월 방식으로 주사되는 상기 전자빔의 주사선 피치를 Ps 라 할 때, 상기 새도우 마스크는,상기 Py에 대한 Ps 비가 다음의 식을 만족한다.

{(2n+1)/4} - 0.1 ≤ Ps/Py ≤ {(2n+1)/4} + 0.1

단, 상기 식에서 n은 3 이상의 정수(整數).

Description

모아레가 개선된 음극선관{CATHODE RAY TUBE WITH REDUCED MOIRE}

본 발명은 화상 표시장치로 사용되는 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 새도우 마스크를 채용하여 구현 이미지를 칼라화하도록 한 음극선관에 관한 것이다.

음극선관은 전자총에서 생성된 전자빔을 형광 스크린으로 주사시켜 상기 스크린을 구성하는 형광체가 발광되도록 함으로써 소정의 이미지를 구현하는 전자 장치이다. 이러한 음극선관이 구현 이미지를 칼라화하기 위해서는 통상 상기 전자총에서 출사된 전자빔을 색선별하기 위해 다수의 전자빔 통과 구멍부를 갖는 새도우 마스크를 채용하게 된다.

여기서 상기 새도우 마스크는, 일반적으로 원형이나 슬롯형으로 이루어진 다수의 구멍부를 소정의 패턴으로 형성하여 이루어진 음극선관의 중요 부품으로서, 이 때, 상기 구멍부는 상기 새도우 마스크의 단축방향(또는 수직방향)으로 소정의 피치를 가지고 배열됨에 따라 일 구멍부와 구멍부 사이에는 이들을 연결해 주는 부위인 이른바 브릿지(bridge)가 형성되게 된다.

이러한 새도우 마스크를 두고 상기한 전자빔이 순차 주사 또는 비월 주사 방식으로 상기 형광 스크린에 주사될 때에는 상기한 구멍부와 마찬가지로 소정의 피치를 갖는 주사선을 형성하게 된다.

그런데, 이처럼 상기 구멍부의 피치와 상기 주사선의 피치가 주기적으로 형성된 음극선관에서는, 알려진 바와 같이 상기 전자빔이 구멍부를 통과할 때 발생되는 간섭 현상으로 인해 상기 형광 스크린에 밝고 어두운 부분이 주기적 모양(물결 모양)으로 나타나는 소위, 모아레 현상에 따라 구현 이미지의 특성이 나빠지는 문제가 일어나고 있다.

이를 해결하기 위해 종래에는 다각적인 방면에서 해결책을 강구하고 있는 바, 그 예의 하나로는 상기 구멍부의 수직 피치를 조정하여 새도우 마스크를 설계하는 방법을 들 수 있다. 즉, 지금까지는 일반적으로 상기 모아레의 파장이 2㎜ 이하가 되면 모아레 현상이 나타나지 않는 것으로 알려지고 있어, 이에 종래에는 상기한 조건에 맞는 최적의 범위로 상기 구멍부의 피치를 설정하여 새도우 마스크를 설계하는 노력을 기울이고 있다.

그러나, 지금까지 모아레를 제거하기 노력들은, 상기 음극선관이 텔레비젼으로 적용될 때에, NTSC(National Television System Committee) 또는 PAL(Phase Alternation Line) 방식의 신호 시스템을 사용하는 텔레비젼 경우에 집중되어 왔다. 다시 말해, 음극선관이 차세대 텔레비젼으로 불리우는 고품위 티브이(HDTV; High Definition Television, 이하 HDTV 라 칭한다.) 방식으로 적용되는 경우에 있어서는, 상기한 모아레 현상을 줄이기 위한 노력이 그다지 구체화되지 않고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, HDTV 방식의 텔레비젼으로 적용되는 음극선관에서 전자빔의 주사선 피치와 새도우 마스크의 전자빔 통과 구멍부 수직피치 관계로 인해 일어나는 모아레 현상을 최소화시킬 수 있도록 구성된 음극선관을 제공함에 있다.

이에 본 발명은 상기 목적을 실현하기 위하여,

내면에 형광 물질로 이루어진 스크린이 형성되는 패널과;

이 패널에 연결 설치되고 외주에 편향 유닛이 설치되는 펀넬과;

이 펀넬에 연결 설치되고 내부에 전자총이 삽입 설치되는 넥크를 포함하는 튜브와;

소정의 패턴으로 형성된 다수의 전자빔 통과 구멍부를 갖고 상기 패널 내측에 지지 설치되는 새도우 마스크를 포함하고,

상기 새도우 마스크의 단축 방향(y)에 대한 상기 전자빔 통과 구멍부의 수직 피치를 Py 라 하고, 상기 스크린에 비월 방식으로 주사되는 상기 전자빔의 주사선 피치를 Ps 라 할 때,

상기 새도우 마스크는,

상기 Py에 대한 Ps 비가 다음의 식을 만족하는 음극선관을 제공한다.

{(2n+1)/4} - 0.1 ≤ Ps/Py ≤ {(2n+1)/4} + 0.1

단, 상기 식에서 n은 3 이상의 정수(整數).

또한, 본 발명은 상기 목적을 실현하기 위하여,

내면에 형광 물질로 이루어진 스크린이 형성되는 패널과;

이 패널에 연결 설치되고 외주에 편향 유닛이 설치되는 펀넬과;

이 펀넬에 연결 설치되고 내부에 전자총이 삽입 설치되는 넥크를 포함하는 튜브와;

소정의 패턴으로 형성된 다수의 전자빔 통과 구멍부를 갖고 상기 패널 내측에 지지 설치되는 새도우 마스크를 포함하고,

상기 새도우 마스크의 단축 방향(y)에 대한 상기 전자빔 통과 구멍부의 수직 피치를 Py 라 하고, 상기 스크린에 순차 방식으로 주사되는 상기 전자빔의 주사선 피치를 Ps 라 할 때,

상기 새도우 마스크는,

상기 Py에 대한 Ps 비가 다음의 식을 만족하는 음극선관을 제공한다.

{(2n+1)/8} - 0.1 ≤ Ps/Py ≤ {(2n+1)/8} + 0.1

단, 상기 식에서 n은 3 이상의 정수(整數).

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음극선관을 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 새도우 마스크 구멍부의 수직 피치와 전자빔의 주사선 피치 관계를 설명하기 위해 설명하기 위해 도시한 개략도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 새도우 마스크 구멍부의 수직 피치에 대한 전자빔의 주사선 비와 모아레 파장 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명을 명확히 하기 위한 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음극선관을 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이 상기 음극선관은 내면에 형광체로 이루어진 스크린(1)이 형성되는 패널(3)과, 이 패널(3)에 연결 설치되어 외주상에 편향 유닛(5)을 설치하고 있는 펀넬(7)과, 이 펀넬(7)에 연결 설치됨은 물론, 내부에 전자빔을 발생시키기 위한 전자총(9)을 설치하고 있는 넥크(11)를 포함한 진공 튜브로 형성되고 있다.

상기에서 전면 플레이트(3) 내측으로는 다수의 전자빔 통과 구멍부(13a)를 소정이 패턴으로 형성한 새도우 마스크(13)가 설치되는 바, 이 때, 상기 구멍부(13a)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 새도우 마스크(13)의 단축방향(y)으로 일정한 수직 피치(py)를 가지는 슬롯형의 구멍부로 이루어지고 있다.

이러한 새도우 마스크(13)를 채용한 상기 음극선관은, 상기 전자총(9)에서 형성된 전자빔을 상기 편향 유닛(5)으로 편향시켜가며 상기 새도우 마스크(13)를 통해 상기 스크린(1)으로 주사시켜 상기 스크린(1)의 형광체가 상기 전자빔에 의해 발광되도록 함으로써, 소정의 이미지를 칼라로 구현시키게 된다.

이와 같은 음극선관은, 본 발명에 따라 상기 패널(1)에 형성되는 유효 화면부(15)의 가로,세로 비(aspect ratio)를 16:9로 이루고, 또한 상기 유효 화면부(15)의 대각 사이즈(d)를 750mm 이상으로 하여 구비되고 있다.

또한, 상기 음극선관은 상기한 작용시, 상기 전자빔을 비월 주사 방식으로 상기 스크린(1)에 주사시키게 되며, 이 때, 상기 전자빔은 일정한 주사선 피치(Ps)를 가지게 된다. 더욱이, 본 발명에 있어 상기 음극선관은, HDTV 방식으로 상기 전자빔을 주사시키게 되므로, 이에 상기 전자빔은 그 주사선수를 1,000 이상으로 하고-본 실시예에서는 주사선수를 1125로 하고 있음.- 필드 주파수는 60Hz로 하고 있다.

한편, 상기한 음극선관에 있어서도 상기 새도우 마스크(13)가 그 구멍부(13a)와 구멍부(13a) 사이에 브릿지를 형성하고 있음에 따라, 종래와 같이 상기 전자빔의 주사선 피치(Ps)와 상기 구멍부(13a)의 수직 피치(Py)간의 관계에 따른 모아레 현상이 일어나게 되므로, 본 발명에서는 이 모아레 현상을 최소화하기 위해 다음과 같은 수단을 강구하고 있다.

참고로 종래에는 모아레 현상을 최소하기 위한 방법의 하나로, 상기 구멍부 피치에 대한 상기 전자빔 주사선의 피치를 조정하고 있다. 본 발명에서는 이러한 기술 개념에 따라 상기한 구멍부(13a)의 피치(Py)에 대한 상기 전자빔의 주사선 피치(Ps)의 비가 아래 수식을 만족하도록 하여 상기 새도우 마스크(13)를 구성하였다.

{(2n+1)/4} - 0.1 ≤ Ps/Py ≤ {(2n+1)/4} + 0.1

단, 상기 식에서 n은 3 이상의 정수(整數)를 나타낸다.

본 발명에서 이처럼 상기 Ps/Py의 비를 조정하게 됨은, 종래의 NTSC 또는 PAL 방식을 사용하는 음극선관이 아래 표 1,2에 기재된 것과 같은 특성을 보이는데 기인한다.

기종	29인치	25인치
Pv	0.63	0.59	0.69	0.91	0.57
신호방식	NTSC	PAL	NTSC	PAL	NTSC	PAL	NTSC	PAL	NTSC	PAL
R	○	×	×	◎	×		×		◎	×

기종	29인치	25인치
Pv	0.63	0.59	0.69	0.91	0.57
신호방식	NTSC	PAL	NTSC	PAL	NTSC	PAL	NTSC	PAL	NTSC	PAL
λ	3.6(n=5)	2.4(n=4)	2.0(n=5)	1.5(n=4)	4.2(n=4)		5.3(n=3)		4.8(n=5)	2.7(n=4)
	3.0(n=6)	3.3(n=5)	大(n=6)	大(n=5)	2.5(n=5)		2.0(n=4)		1.9(n=6)	2.2(n=5)

참고로 상기 표1,2에서 Pv는 해당 음극선관 기종에 채용된 새도우 마스크의 전자빔 통과 구멍부의 수직 피치를, λ는 모아레 파장의 크기를 나타내며, 이 때 이 모아레 파장(λ)은 전자빔의 주사가 비월 방식으로 이루어지는 경우 통상적으로 아래 수식에 의해 구해진다.

λ= 1/｜(2/Pv) - (n/2s)｜

이 때, 상기 수식에서 Pv는 새도우 마스크 구멍부 수직 피치, s는 전자빔 주사선 피치, n은 정수(整數)를 나타낸다. 물론, 전자빔의 주사가 비월 방식이 아닌 순차 방식으로 이루어지는 경우, 상기 식은 λ= 1/｜(2/Pv) - (n/s)｜ 로 표현된다.

위의 표에 대해 구체적으로 설명하자면, 먼저 표 1은 종래의 신호 방식(NTSC또는 PAL)을 사용하는 음극선관(29인치,25인치)에 대한 모아레 특성을 나타내는 표로서, 표에서 기호 ×는 모아레 특성이 나쁜 것(모아레 현상이 많이 나타남을 의미함)을, ○는 모아레 특성이 좋은 것(모아레 현상이 적게 나타남을 의미함)을, ◎는 모아레 특성이 아주 좋은 것(모아레 현상이 거의 나타나지 않음을 의미함)을 의미한다.

또한, 표 2는 표 1을 토대로 하여 구해진 해당 모아레 파장 정도를 나타낸다. 위의 표 1,2를 참고로 하여 보면, 우선 n이 홀수인 모드에서는 모아레 파장이 2㎜ 이하로 되어 모아레 특성이 좋게 측정되어야 하는 경우, 이에 대한 실측정 결과가 일치하지 않음을 알 수 있다. 이에 반해 n이 짝수인 모드에서는 모아레 파장이 2㎜ 이하로 되면서 모아레 특성에 대한 실측정 결과가 일치함을 알 수 있다.

가령, 25인치 음극선관이 NTSC 신호 방식을 사용할 때, 상기 n이 짝수인 모드인 경우 상기 Pv가 0.91㎜ 인 때(n=4)에는 모아레 특성을 나쁘게 나타내는 반면, 상기 Pv가 0.57 일 때(n=6)에는, 모아레 특성을 좋게 나타냄을 알 수 있다.

이러한 결과는 종래의 음극선관이 기존 신호 방식을 사용할 때, 상기 n이 짝수이면서도 그 수가 크고, 아울러 상기 구멍부 수직 피치가 작을수록 모아레 현상을 적게 나타냄을 의미한다.

따라서, 본 발명에서와 같이 신호 방식을 HDTV 방식으로 할 때에도 상기한 조건을 만족하는 상기 구멍부의 피치를 선택하여 상기 새도우 마스크를 설계하는 것이 필요한 바, 이에 대해서는 도 3를 참고로 하여 더욱 설명한다.

도 3은 HDTV 신호 방식을 사용하는 음극선관에 대한 상기 Ps/Py 비와 모아레파장 값을 나타내는 그래프로서, 도면에서 수평축은 상기 Ps/Py의 비를, 수직축은 상기 모아레 파장(λ) 값을 나타낸다.

그래프를 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 음극선관도 상기 n이 4인 경우 모아레 파장(λ)을 2㎜ 이하로 하여 모아레 특성을 좋게 하게 되는데, 이 때, 상기 구멍부의 수직 피치는 상기 Ps/Py의 비가 상기한 수식 범위에 만족하는 값인 1.65에서 1.85 사이로, 바람직하게는 1.75로 선택하는 것이 좋다. (참고로, 전자빔의 주사가 순차 방식으로 이루어지는 경우, 상기 주사선의 피치가 비월 방식에 비해 ½ 로 되므로, 상기 Ps/Py의 비는 0.775에서 0.975 사이에서 선택되는 것이 바람직하다.)

물론, 상기한 종래 신호 방식에 비추어 상기 n이 더욱 커져 6인 경우로 상기 구멍부의 수직 피치를 선택하는 것이 더욱 바람직하겠으나, 상기 n이 6으로 이루어질 때에는, 상기 Ps/Py 비가 커지게 된다.

다시 말해, Ps/Py 비가 커진다는 것은 상기 Py가 작아지게 되는 것을 의미하므로 이때에는 상기한 브릿지가 작아져 새도우 마스크의 자체 강도에 문제를 일으킬 확률이 크므로, 상기 n이 6으로 이루어지는 경우는 새도우 마스크의 강도 문제를 고려하여 결정함이 바람직하다.

이처럼 본 발명에서는 HDTV 신호 방식을 사용하게 되는 음극선관에서 모아레 현상이 최소로 발생되도록 하는 새도우 마스크 구멍부의 수직 피치를 찾아 새도우 마스크를 설계하게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은이에 한정되는 것은 아니고 특허 청구의 범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하는 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 음극선관은. 차세대 음극선관이라 할 수 있는 HDTV 신호 방식의 음극선관에서 모아레 현상으로 인한 품질 열화를 미연에 방지토록 하여, 우수한 상태의 이미지 영상을 소비자에게 제공할 수 있는 효과를 지니게 된다.

Claims (11)

1. 내면에 형광 물질로 이루어진 스크린이 형성되는 패널과;

   이 패널에 연결 설치되고 외주에 편향 유닛이 설치되는 펀넬과;

   이 펀넬에 연결 설치되고 내부에 전자총이 삽입 설치되는 넥크를 포함하는 튜브와;

   소정의 패턴으로 형성된 다수의 전자빔 통과 구멍부를 갖고 상기 패널 내측에 지지 설치되는 새도우 마스크를 포함하고,

   상기 새도우 마스크의 단축 방향(y)에 대한 상기 전자빔 통과 구멍부의 수직 피치를 Py 라 하고, 상기 스크린에 비월 방식으로 주사되는 상기 전자빔의 주사선 피치를 Ps 라 할 때,

   상기 새도우 마스크는,

   상기 Py에 대한 Ps 비가 다음의 식을 만족하는 음극선관.

   {(2n+1)/4} - 0.1 ≤ Ps/Py ≤ {(2n+1)/4} + 0.1

   단, 상기 식에서 n은 3 이상의 정수(整數).
2. 내면에 형광 물질로 이루어진 스크린이 형성되는 패널과;

   이 패널에 연결 설치되고 외주에 편향 유닛이 설치되는 펀넬과;

   이 펀넬에 연결 설치되고 내부에 전자총이 삽입 설치되는 넥크를 포함하는 튜브와;

   소정의 패턴으로 형성된 다수의 전자빔 통과 구멍부를 갖고 상기 패널 내측에 지지 설치되는 새도우 마스크를 포함하고,

   상기 새도우 마스크의 단축 방향(y)에 대한 상기 전자빔 통과 구멍부의 수직 피치를 Py 라 하고, 상기 스크린에 순차 방식으로 주사되는 상기 전자빔의 주사선 피치를 Ps 라 할 때,

   상기 새도우 마스크는,

   상기 Py에 대한 Ps 비가 다음의 식을 만족하는 음극선관.

   {(2n+1)/8} - 0.1 ≤ Ps/Py ≤ {(2n+1)/8} + 0.1

   단, 상기 식에서 n은 3 이상의 정수(整數).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 스크린에 대한 상기 전자빔의 주사선수가 1,000 이상인 음극선관.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 스크린에 대한 상기 전자빔의 필드 주파수가 60㎐ 인 음극선관.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 스크린의 유효 화면부 대각 사이즈가 750㎜ 이상인 음극선관.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 식의 n이 6 이하의 정수인 음극선관.
7. 내면에 형광 물질로 이루어진 스크린이 형성되는 패널과;

   이 패널에 연결 설치되고 외주에 편향 유닛이 설치되는 펀넬과;

   이 펀넬에 연결 설치되고 내부에 전자총이 삽입 설치되는 넥크를 포함하는 튜브와;

   소정의 패턴으로 형성된 다수의 전자빔 통과 구멍부를 갖고 상기 패널 내측에 지지 설치되는 새도우 마스크를 포함하고,

   상기 새도우 마스크의 단축 방향(y)에 대한 상기 전자빔 통과 구멍부의 수직 피치를 Py 라 하고, 상기 스크린에 주사되는 상기 전자빔의 주사선 피치를 Ps 라 할 때,

   상기 새도우 마스크가,

   상기 전자빔의 주사가 비월 방식으로 이루어지는 경우 상기 Py에 대한 Ps 비를 1.65 ≤ Ps/Py ≤ 1.8 에 만족하여 이루어지는 음극선관.
8. 내면에 형광 물질로 이루어진 스크린이 형성되는 패널과;

   이 패널에 연결 설치되고 외주에 편향 유닛이 설치되는 펀넬과;

   이 펀넬에 연결 설치되고 내부에 전자총이 삽입 설치되는 넥크를 포함하는 튜브와;

   소정의 패턴으로 형성된 다수의 전자빔 통과 구멍부를 갖고 상기 패널 내측에 지지 설치되는 새도우 마스크를 포함하고,

   상기 새도우 마스크의 단축 방향(y)에 대한 상기 전자빔 통과 구멍부의 수직 피치를 Py 라 하고, 상기 스크린에 주사되는 상기 전자빔의 주사선 피치를 Ps 라 할 때,

   상기 새도우 마스크가,

   상기 전자빔의 주사가 순차 방식으로 이루어지는 경우 상기 Py에 대한 Ps 비를 0.775 ≤ Ps/Py ≤ 0.975 에 만족하여 이루어지는 음극선관.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 스크린에 대한 상기 전자빔의 주사선수가 1,000 이상인 음극선관.
10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

    상기 스크린에 대한 상기 전자빔의 필드 주파수가 60㎐ 인 음극선관.
11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

    상기 스크린의 유효 화면부 대각 사이즈가 750㎜ 이상인 음극선관.