KR100407739B1 - 감소된편향디포커싱을구비한컬러디스플레이튜브 - Google Patents

Abstract

컬러 디스플레이 튜브는 인-라인 전자총과, 자기-수렴 편향 코일과, 개구 패턴을 구비한 섀도우 마스크 및 형광점을 구비한 디스플레이 스크린을 포함한다. 상기 개구 패턴은 수직 열에 정렬된 개구(204)로 구성되는데, 각 수직열에서 연속하는 개구 쌍의 중심 사이의 수직 개구 간격은 실제 동일하다. 개구(204)의 수직 열은 상기 수직 개구 간격의 1/2에서 교대로 엇갈려 배치된다. 상기 전자총은 컬러 디스플레이 튜브의 축을 통과하는 수직면에서 세 개의 전자빔을 발생한다. 형광점(206)는 수직의 세쌍(triplet)으로 정렬된다. 개구(204) 및 형광점(206) 둘 다는 수평으로 확장된다. 상기 개구 패턴의 개구의 수직열 사이의 수평 간격은 되도록 수직 개구 간격의 1/2×√3 배 보다 작거나 같은데, 예를들면, 수직 개구 간격의 1/2과 동일하다. 감소된 편향 디포커싱으로 인한 보다 나은 선명도가 무아레 현상 없이 이러한 컬러 디스플레이 튜브에서 얻어진다.

Description

감소된 편향 디포커싱을 구비한 컬러 표시관

이러한 형태의 컬러 디스플레이 튜브는 일반적으로 공지되어 있다. 상기 섀도우 마스크는 원형의 개구를 가진 6각형 마스크이고, 상기 형광점 패턴은 수평의 3쌍(triplets)으로 정렬된 형광점을 갖는다. 또한, 상기 섀도우 마스크는 수직으로 가늘고 길게 연장하는 개구 또는 슬릿을 갖는 개구 패턴이며, 이 경우 상기 형광점 패턴은 연속적인 수직의 형광 스트립(strips)으로 구성된다. 모든 경우에 있어서, 전자총은 컬러 디스플레이 튜브의 축을 통과하는 수평면에서 세 개의 전자빔을 발생한다. 실제로, 수평의 인-라인 전자총들을 포함하는 컬러 디스플레이 튜브만이 현재 전 세계적으로 판매되고 있다.

특히, 세 개의 전자빔들은 수평면에 위치하며, 세가지 색상 즉, 레드, 그린 및 블루 중 하나의 정보로 변조되는 세 개의 전자빔들 각각은 비디오 이미지 또는 컴퓨터 데이터를 디스플레이하기 위해서 현재의 컬러 디스플레이 튜브들에 사용되고 있다. 상기 전자빔들은 상기 디스플레이 스크린의 중심 지점으로 향하고, 자기-수렴 편향 코일에 의해 상기 디스플레이 스크린의 다른 부분에 자기적으로 함께 편향되면서, 항상 한 지점에 수렴한다. 개구 또는 슬릿이 있는 금속 섀도우 마스크는 디스플레이 스크린으로부터 짧은 거리에서 정렬되고, 상기 섀도우 마스크는 3개의 전자빔의 각각이 형광체가 제공된 위치에서 배타적으로 디스플레이 스크린과 충돌하도록 빔을 부분적으로 통과시키며, 그 다음 입사 전자빔이 변조되는 컬러로 발광한다.

공지의 컬러 디스플레이 튜브에서 사용되는 자기 편향 시스템은 수평 방향으로 편향할 때, 디스플레이 스크린 상의 전자 도트의 수평 크기가 확대되고 수직 방향으로 디포커싱되어, 디스플레이 되는 이미지의 선명도에 영향을 준다는 결점을 갖는다. 이들 효과는 수평 편향에 대해서 2차식으로 증가하고, 예를 들면 110°인 큰 편향각을 갖는 컬러 디스플레이 튜브에서 명백해지는데, 이러한 큰 편향각을 갖는 컬러 디스플레이 튜브은, 그들의 작은 깊이로 인해, 큰 디스플레이 스크린 크기를 갖는 컬러 디스플레이 튜브에서 특히 유용하다.

관심있는 독자들은, 『"The 20AX System and Picture Tube, IEEE Trans, on Broadcast and TV Receivers", by P.G.J. Barten, vol. 20, no. 4, pp.286-292, November 1974』로부터 공지의 배경기술에 대한 정보를 접할 수 있다.

본 발명은 인라인 전자총(an in-line electron gun)과, 자기-수렴 편향 코일과, 개구들의 패턴을 가진 섀도우 마스크 및, 형광점의 패턴을 구비한 디스플레이 스크린을 포함하는 컬러 디스플레이 튜브로서, 상기 개구 패턴은 수직 열에 정렬된 개구들로 구성되고, 상기 수직 열의 각 열에서 연속하는 개구들의 각각의 쌍의 중심 사이의 수직 개구 간격이 실질적으로 동일하며, 상기 개구들의 수직 열들은 상기 수직 개구 간격의 1/2에서 교대로 엇갈려 배치되는, 컬러 디스플레이 튜브에 관한 것이다.

도 1은 종래의 컬러 디스플레이 튜브의 축을 통한 수평 단면도.

도 2는 상기 제안된 컬러 디스플레이 튜브의 실시예의 축을 통한 수직 단면도.

도 3은 6각형 섀도우 마스크를 구비하는 종래의 컬러 디스플레이 튜브의 개구 패턴 및 형광점들의 패턴의 개략적인 구성도.

도 4는 섀도우 마스크의 중심의 기하학이 종래의 6각형 섀도우 마스크의 구성과 동일한, 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브의 개구 패턴 및 형광점 패턴의 가능한 구성을 개략적으로 도시하는 도면.

도 5는 개구의 수직열 사이의 수평 간격이 수직 개구 간격의 1/2 과 동일한, 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브의 개구 패턴 및 형광점 패턴의 또 다른 가능한 구성을 도시하는 도 4 와 유사한 도면.

본 발명의 목적은, 새로운 컬러 디스플레이 튜브 장치를 제공함으로써, 종래의 컬러 디스플레이 튜브에서 나타나는 편향 디포커싱을 감소시키는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 서두에서 설명한 형태의 컬러 디스플레이 튜브를 제공하는데, 전자총은 상기 컬러 디스플레이 튜브의 축을 통해 수직면에 세 개의 전자 빔을 발생시키고, 상기 형광점들이 수직의 세 개의 쌍(triplet)으로 정렬되며, 상기 개구들 및 형광점 모두는 수평으로 연장되는 것을 특징으로 한다.

상기 제안된 신규한 컬러 디스플레이 튜브의 장치의 핵심 개념은, 종래 기술에서와 같이, 수평면에서 세 개의 전자빔을 발생하는 것이 아니라, 컬러 디스플레이 튜브의 축을 통과하는 수직면에서 세 개의 전자빔을 발생하는 것으로, 이러한 기술 구성은 디스플레이 스크린 상에 디스플레이되는 이미지에서 편향에 의해 유발되는 디포커싱을 크게 감소시키게 된다.

다음, 편향 시스템에서 상기 전자빔들의 자기-수렴이 유지되도록 구성하는 점은 본 기술 분야의 기술자들에게는 공지된 사실이다. 상기 제안된 신규의 컬러 디스플레이 튜브의 장치에 있어서, 수평 편향 코일의 자기장은 종래의 편향 시스템의 편향 수직 편향 코일의 자기장의 특성을 가지고 있으며, 수직 편향 코일의 자기장은 종래의 편향 시스템의 수평 편향 코일의 자기장의 특성을 가지고 있다. 수평 및 수직 편향 코일의 콤비네이션은 자기-수렴 편향 코일로서 칭한다.

수직 방향의 편향 시, 상기 디포커싱 효과가 발생한다는 점은 사실이지만, 사각형의 이미지 포맷으로 인해, 수직 방향에서의 편향은 수평 방향에서의 편향보다 훨씬 작기 때문에, 그리고 디포커싱 효과가 편향에 대해서 2차적으로 증가하기 때문에, 실질적으로 무시할 수 있다. 이것은 16:9 의 디스플레이 스크린 포맷을 갖는 컬러 디스플레이 튜브에 특히 적용되는데, 상기 디스플레이 튜브에서 수직 편향은 수평 편향의 단지 9/16 이고 디포커싱은 상기 값의 제곱근 값만큼 감소하는데, 종래의 컬러 디스플레이 튜브의 수평 방향에서의 디포커싱이 거의 0.32 로 감소한다.

그러나, 상기 전자빔들이 수직면에서 위치하는 경우, 편향 시스템뿐만 아니라, 섀도우 마스크의 개구 패턴의 구성과 그와 관련된 디스플레이 스크린 상의 형광점 패턴의 구성에도 또한 적용된다. 이 경우에 있어서, 두 패턴이 단순히 90°만큼 회전하는 것은 명백하다. 그러나, 이것은 디스플레이 스크린 상에 디스플레이되는 이미지에서 명암(dark and light)의 스트림으로 이루어진 성가신 무아레 현상(Moir

phenomenona)이 발생하는데, 이 현상은 수평 주사선과 섀도우 마스크의 개구 패턴 사이의 간섭에 기인한다. 이러한 무아레 효과는 수직 슬릿을 갖는 섀도우 마스크와 연속적인 스트립으로 구성된 형광점 패턴을 사용하는 경우 특히 명백하다. 그러나, 상기 효과는 6각형 패턴으로 정렬된 원형의 개구를 갖는 섀도우 마스크가 90°만큼 회전되는 경우 또한 발생하는데, 이러한 섀도우 마스크 형태는 모니터용 컬러 디스플레이 튜브에서 특히 사용된다. 종래의 컬러 디스플레이 튜브에 있어서, 이러한 형태의 마스크는 개구 패턴이 수직 열에 정렬된 원형의 개구로 구성되고, 상기 수직 열의 각 열에서 연속하는 개구 쌍의 중심 사이의 수직 개구 간격이 실제 동일하며, 개구의 수직 열은 상기 수직 개구 간격의 1/2 에서 교대로 엇갈려 배치된다. 상기 개구 중심 사이의 수직 간격을 a 로 나타내면, 두 인접한 개구의 수평 열 사이의 수직 간격은 1/2a 이다. 이 간격은 무아레 현상을 방지할 만큼 충분히 작다. 그러나, 마스크가 90°만큼 회전하는 경우, 원형 개구의 두 수평 열 사이의 수직 간격은 1/2a√3 이 될 것이므로 약 1.73 배 크게 된다. 발생하는 무아레 현상의 세기가 두 인접한 개구의 수평 열 사이의 수직 간격에 대해 매우 증가하기 때문에, 무아레 현상은 일반적으로 허용할 수 없는 정도로 발생하게 된다.

관심있는 독자들은 P.G.J Barten 에 의한 『"Theorie des Moir

bei Schattenmasker Farbbildrohren", Valvo Berichte, vol. 15, no.3, pp. 79-92, November 1969』문헌으로부터, 컬러 디스플레이 튜브에서의 무아레 현상에 대한 공지의 기술정보에 대한 배경을 알 수 있을 것이다.

그러나, 본 발명에 의하면, 이러한 무아레 현상의 발생은 섀도우 마스크의 개구 패턴을 90°만큼 회전시키는 것보다는 형광체의 세 쌍을 수평 대신 수직으로 정렬하는 것에 의해 방지될 수 있으며, 이 경우 개구 및 형광점 모두 수평으로 길게 연장된다. 결과적으로, 디스플레이 스크린의 만족할만한 채움(filling)이 얻어지고 오버랩이 방지된다.

종래의 6각형 마스크의 기하학은 섀도우 마스크에서 개구의 중심에 대한 기본으로서 사용되며, 형광점들의 수평 크기는 되도록 3/2 의 인자만큼 연장되고 수직 크기는 되도록 √3 의 인자만큼 감소되어, 상기 형광점들은 약 2.6의 길이/폭 비율로 수평으로 연장된다. 또한, 마스크 개구들은 바람직하게는 수평으로 연장된 모양을 갖는다.

그러나, 섀도우 마스크에서 개구의 중심에 대한 기초로서 종래의 6각형 기하학을 사용할 필요는 없다. 상기 개구의 두 수직열 사이의 수평 간격을 수직 개구 간격치 1/2 과 동일하게 하는 것에 의해, 간극이용 4각형 기하학(interstitial tetragonal geometry)이 얻어지고, 이것은 컬러 디스플레이 튜브에 대해서 더 양호한 해상력을 제공하며, 길이/폭 비율은 1.5 이다.

또한, 중간 모양의 형태를 취하는 것도 가능하다. 예를 들면, 섀도우 마스크는 개구의 수직열 사이의 수평 간격이 수직 개구 간격의 2/3 인 곳에서 사용될 수 있다. 이 경우, 형광점들은 2 의 길이-폭 비율을 가질 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 양상은 후술되는 실시예를 통해 보다 명백해 진다.

본 기술 분야의 기술자에 의해 종래의 실시예에서 사용된 바와 같이, 상대적인 용어들 "수평" 및 "수직" 은 청구 범위를 포함하는, 본원의 상세한 설명 전체에 걸쳐서 표현된다.

도 1은 종래 컬러 디스플레이 튜브의 축을 통과하는 수평 단면도이다. 상기 디스플레이 튜브은, 참조 부호(1)로 디스플레이된 인-라인 전자총, 자기-수렴 편향 코일(2), 섀도우 마스크(3), 섀도우 마스크(3)의 개구 패턴(4), 디스플레이 스크린(5), 디스플레이 스크린(5)의 형광체 코팅층(6: 상술한 형광점으로 이루어짐), 세개의 전자 빔(7,8,9) 및 컬러 디스플레이 튜브의 축(10)을 구비한다.

도 1에 도시된 종래 컬러 디스플레이 튜브의 구조와 그 작동 및 구동 모드는 당업자에게는 이미 공지되어 있다.

도 2는 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브의 한 실시예의 축을 통과하는 수직 단면도이다. 도 2에 도시된 컬러 디스플레이 튜브의 대응하는 부품은 도 1에서와 마찬가지로 동일한 도면 부호로 표시한다.

도 2의 컬러 디스플레이 튜브는 수평 구조 대신에 전자 빔(7,8,9)의 수직 구조에 의해 도 1과는 명백하게 상이하다.

도 1에 도시한 종래 컬러 디스플레이 튜브에서 시작하여, 본 발명에 따른 측정 방법을 수행한 후에, 본 기술 분야의 당업자들은 세 개의 전자빔(7,8,9)을 수직면에 쉽게 위치시킬 수 있으면, 전자빔(7,8,9)의 자기-수렴이 유지되는 방식으로편향 시스템, 특히 자기-수렴 편향 코일(2)에 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 부가의 특징적 구성은 상기 각각의 도면의 평면에 위치하는 상기 형광점 패턴이 도시된 도 3 내지 도 5 를 참조하면 명백해지는데, 상기 개구의 윤곽이 파선으로 표시하였기 때문에 상기 개구 패턴들은 상기 도면의 평면에 투영되어 있다.

도 3은 도 1의 컬러 디스플레이 튜브 내의 개구 패턴(4)과 형광점 패턴(6)의 구성을 개략적으로 도시한다. 특히, 도 3은 3개의 형광점들(106)로 이루어지고 직선으로 표시된 수평한 3쌍의 형광점 패턴과 원형 개구들(104)을 가진 육각형 섀도우 마스크의 일부를 도시하며, 상기 3개의 형광점들은 각각, 중심에 그린 도트, 3쌍들의 단부에 블루 및 레드 도트를 포함한다. 상기 육각형 섀도우 마스크의 원형 개구(104)의 중심은 도면 부호(112)로 표시한다.

상기 육각형 섀도우 마스크에서, 개구들(104)는 수직 열에 정렬되고, 각 열에서 연속적인 개구(104)의 각 쌍의 중심 사이의 수직 개구 간격(참조 부호(a)로 표시)이 실질적으로 동일하고, 동시에, 상기 개구들(104)의 수직 열은 수직 개구 간격의 절반 간격으로 교대로 엇갈려 배치되는데, 상기 교대 배치는 참조 부호(b)로 표시되며 여기서 b = a / 2 이다. "실질적으로 동일한 수직 개구 간격"이라는 표현은 "동일한 수직" 개구 간격이 예를 들어 엣지-컴플라이언트 바운딩 윤곽선(edge-compliant bounding contour)을 가지는 컬러 디스플레이 튜브의 섀도우 마스크의 중심 부분에서만 정확히 적용되기 때문에 사용한 것이다.

도 3에 도시된 종래 구조의 섀도우 마스크(3) 및 디스플레이 스크린(5)의 종래 구성이 90°회전하여 도 2의 컬러 디스플레이 튜브에 사용된 경우, 즉 수직의 세쌍(11)이 사용된 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 개구들(104)의 두 수평열 사이의 간격(c)은 간격(a)의 1/2√3 배가 되고 회전하지 않은 경우의 간격(b)의 √3 배가 되며, 따라서 무아레(Moire) 현상이 나타날 것이다.

도 4 및 도 5는 감소된 편향 디포커싱의 장점을 유지하면서 무아레 문제를 해결하는 구성을 도시한다.

도 4는 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브의 개구 패턴(4)과 형광점 패턴(6)의 가능한 구조를 개략적으로 도시한 도면이며, 섀도우 마스크(3)의 개구(204)의 중심(212)의 기하학은 종래 육각형 섀도우 마스크의 기하학과 동일하다. 도 4에 도시한 바와 같이, 형광점(206)은 선(211)으로 표시된 수직 세쌍에 정렬되는 반면에, 개구(204)와 형광점(206)은 수평으로 연장된다. 즉, 이는 수평으로 연장된 형광점 구조이며, 여기에서 도트(206)는 반원형 단부를 가진 직사각형 형상과 대응하는 개구(204)의 모양을 갖는다.

도 3에 도시한 구조와 유사하게, 도 4의 구조는 도면 부호(c)로 표시된 개구(104 및 304)의 수직열 사이의 수평 간격을 도시하며, 도면 부호(a)로 표시된 수직 개구 간격으로 표현하면 1/2a√3과 동일하다.

도 5에서, 개구(304)의 수직열 사이의 수평 간격은 수직 개구 간격(a)의 절반과 동일하므로 길이 대 폭의 비가 1.5 인 간극이용 4각형 기하학이 얻어진다.

도 5에서, 형광점들, 세 쌍들 및 개구들의 중심은 각각 도면 부호 306, 311 및 312로 표시된다.

본 발명에 따른 컬러 디스플레이 튜브는 컬러 텔레비젼 수신기 세트 또는 예를 들면 컴퓨터에 적합한 모니터에 사용하기에 매우 큰 장점을 가진다.

Claims (5)

1. 인-라인 전자총(an in-line electron gun)과, 자기-수렴 편향 코일과, 개구들의 패턴을 가진 섀도우 마스크 및, 형광점의 패턴을 구비한 디스플레이 스크린을 포함하는 컬러 디스플레이 튜브으로서, 상기 개구 패턴은 수직 열에 정렬된 개구들로 구성되고, 상기 수직 열의 각 열에서 연속하는 개구들의 각각의 쌍의 중심 사이의 수직 개구 간격이 실질적으로 동일하며, 상기 개구들의 수직 열들은 상기 수직 개구 간격의 1/2에서 교대로 엇갈려 배치되는, 상기 컬러 디스플레이 튜브에 있어서,

   상기 전자총은 상기 컬러 디스플레이 튜브의 축을 통해 상기 수직면에 세 개의 전자빔을 발생시키고, 상기 형광점들이 수직의 세 개의 쌍(triplet)으로 정렬되며, 상기 개구들 및 형광점 모두는 수평으로 연장되는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 튜브.
2. 제 1 항 있어서, 상기 개구 패턴의 개구들의 수직열 사이의 수평 간격은 상기 수직 개구 간격의 1/2*√3 배 보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 튜브.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 개구 패턴의 개구들의 수직열 사이의 수평 간격은 상기 수직 개구 간격의 1/2 보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이튜브.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에서 청구된 컬러 디스플레이 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 텔레비젼 세트.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에서 청구된 컬러 디스플레이 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터.

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