KR100414494B1 - 평면형 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명의 구성은 내외면이 평면인 패널, 상기 패널의 내면에 부착되는 장방형 레일 및 상기 레일에 부착되어 전자빔의 색선별 기능을 하고 인장력을 가진 슬롯트 타입의 새도우마스크를 포함하는 평면형 음극선관에 있어서,상기 새도우마스크는 중앙 장축선 상하에 수직 피치가 변화하는 "수직 피치 변화 영역"을 가지며,

수직 유효화면부의 크기의 1/2을 Lv라 하고, 수평 유효화면부의 크기의 1/2을 Lh라고 할 때, 상기 "수직 피치 변화 영역"은 최외각 장축의 끝단으로부터 단축방향으로 Lv/2 이내에 있고, 중앙 단축선으로 부터 장축방향으로 2Lh/3 이내에 위치하며,

최외각 장축선의 수직 피치는 중앙 장축선보다 10%이상 큰 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 음극선관의 휘도의 균일성을 향상시키고, 새도우마스크 상하부의 퓨리티 특성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

평면형 음극선관{The Flat type CRT}

본 발명은 평면형 음극선관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유효화면부의 상하부의 휘도 및 퓨리티 특성을 향상하기 위한 평면형 음극선관에 관한 것이다.

일반적으로 평면형 음극선관은 텔레비전 수상기 또는 영상표시기(Monitor)등에 사용되는데, 상기 음극선관은 화면의 형상에 따라 곡면형과 평면형으로 대별된다.

상기 곡면형 음극선관은 화상이 왜곡됨과 동시에 빛의 반사로 인한 눈의 피로현상으로 그 수요가 점차 줄어들고 있는데 반해, 평면형 음극선관은 사실 화상에 가깝고 외광부에 의한 반사가 적기 때문에 그 수요가 점차 확산되고 있는 추세이다.

도 1은 일반적인 평면형 음극선관을 일부 절개하여 나타낸 횡단면도로써, 내면에 형광체(2)가 도포되어 있는 평판상의 패널(1)과, 상기 패널의 전면에 레진수지로 고정되어 음극선관의 방폭특성을 유지하는 안전유리(3)와, 상기 패널의 내면에 프릿 글라스(Frit Glass)로 고정되는 사각틀 형상의 금속제 레일(4)과, 상기 레일에 인장력이 가해진 상태로 고정되며 전자빔의 색선별 역할을 하도록 공극형상 또는 원형상의 전자빔 통과홀(5a)이 무수히 많이 형성된 새도우마스크(5)와, 상기 패널(1)에 프릿글라스로 고정되며 후방에 네크부(6a)가 일체로 형성된 펀넬(6)과, 상기 펀넬(6)의 네크부(6a)에 봉입되어 R,G,B 3색의 전자빔을 형광체측으로 발사하는 전자총(7)과, 상기 네크부(6a)의 외주면을 감싸도록 설치되어 전자빔을 스크린의 수평 및 수직방향으로 편향시키는 편향요크(8)등으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 평면형 음극선관은 전자총(7)의 히터에 전원이 인가되어 음극으로부터 전자빔이 발생된 R,G,B 3색의 전자빔이 다수개의 전극을 차례로 통과하면서 가속 및 집속된 다음, 편향요크(8)의 자계에 의해 수평 및 수직방향으로 편향된 상태로 스크린을 향해 주사된다.

상기와 같이 주사된 전자빔은 색선별 역할을 하는 새도우마스크(5)의 전자빔통과홀(5a)을 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광체(2)를 발광시키게 되므로 화상이 재현된다.

도 3은 그루핑율(Grouping ratio)에 관한 내용을 도식적으로 표현하고 있다.

일반적으로 도 1에 도시된 패널(1)의 내면에 도포된 R,G,B 형광체(2)간의 간격의 일정성을 스크린 그루핑율(Screen Grouping Ratio)이라고 하는데, 도 3에서와 같이, R형광체와 B형광체의 거리와 R형광체와 R형광체간의 거리가 2/3일 때 그루핑율 (Grouping Ratio)은 "1"이 되고, "1"보다 크면 디그룹(Degroup), "1"보다 작으면 그룹(Group)이라고 일컫는다.

도 2는 평면형 음극선관의 일부를 나타낸 횡단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 빔그루핑(Beam Grouping)은 패널(1)의 내면과 새도우마스크(5)간의 거리 Qm, 편향중심에서 R,G,B 3색의 전자빔간의 거리에 의해 결정되는 S, 새도우마스크(5)에 형성된 전자빔 통과홀의 수평피치 Ph, 패널의 편향요크의 편향중심까지의 거리 L에 의해 계산되는데, 상기를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

GR = (3*S*Qm)/(Ph*L)

이에 따라, 종래의 평면형 음극선관에서는 높이가 일정한 레일(4)을 사용하여 가해진 새도우마스크(5)를 고정하기 때문에, 패널(1)의 내면과 새도우마스크(5)간의 거리 Qm, 그리고 패널의 내면과 편향중심점까지의 거리 L이 결정된다.

따라서, 이러한 구조의 평면형 음극선관에서 화면 전체적으로 빔그루핑(Beam Grouping)을 일정하고 균일하게 유지하는 것은 매우 어렵다.

특히, 곡면형 음극선관의 경우 새도우마스크의 곡률에 의해 화면 전체적으로 빔그루핑(Beam Grouping)을 균일하게 유지가 가능하지만, 평면형 음극선관의 경우 새도우마스크에 인장력을 가하여 완전한 평면으로 만들기 때문에 곡률을 가할 수가 없어 새도우마스크에 의한 빔그루핑(Beam Grouping) 조정은 불가능하다.

화면 전체적으로 빔그루핑율 (Beam Grouping Ratio)을 일정하고 균일하게 하기 위한 종래의 기술을 살펴보면, 상기에서와 같이 새도우마스크의 곡률을 조정하는 방법과 새도우마스크의 수평피치(Ph)를 조정하는 방법이 널리 사용되어 졌다.

하지만, 상기 새도우마스크의 곡률을 조정하는 방법의 경우 평면형 음극선관에서는 적용이 불가능하며, 또한 상기 새도우마스크의 수평피치(Ph)를 조정하는 방법의 경우도 화면의 수평방향의 빔그루핑율(Beam Grouping Ratio)은 균일하게 만들 수 있지만 수직방향의 경우는 적용이 불가능하다.-

즉, 화면의 중앙부와 상하부의 수평피치(Ph)가 차이가 날 경우 화면의 수직방향 직진성이 저하되고, 이는 문자가독성등의 특성을 악화시키는 요인이 되며 상하부의 해상도도 저하시킨다.

도 4는 평면형 음극선관에서 화면의 중앙부와 코너부의 빔괘적을 나타낸 간략도이다.

도 4에서, 화면의 중심부와 코너부의 편향중심(A')이 같다면 다음과 같은 관계를 가지며,

Q/L=Q'/L'

상기의 빔그루핑(Beam Grouping)을 나타내는 식에 의하면 중심부와 코너부의 빔그루핑은 동일하다.

하지만, 실제 평면형 음극선관의 구동에 있어서 코너부로 편향되는 전자빔의 경우 편향중심(A'')은 화면의 중심부 빔의 편향중심(A')보다 스크린쪽에 가깝게 위치하게 된다.

이때 코너부로 편향되는 전자빔의 편향중심(A'')의 위치는 실험에 의해 얻어지는 가상의 지점으로, 코너부의 실제 L'값은 L''로, Q'값은 Q''로 나타나며, 이는스크린 및 새도우마스크의 수평피치(P_H) 설계에 중요한 요소가 된다.

따라서, 실제 음극선관의 편향시 스크린의 중심부와 코너부의 빔그루핑(Beam Grouping)은 다음과 같은 관계를 갖는다.

Q/L < Q''/L''

즉, 코너부의 빔그루핑율(Beam Grouping Ratio)은 중앙부보다 더 크며 이는 디그룹(Degroup)의 경향으로 나타난다.

하지만, 실제 평면형 음극선관의 경우, 중심부와의 거리가 더 먼 스크린의 좌우 코너부 보다는 상/하부 코너가 중심부와 대비해 빔그루핑(Beam Grouping) 이 더 디그룹(Degroup)경향을 가진다.

이는 크게 두 가지 원인에 기인한다.

첫째, 편향장치의 수직감도가 수평감도에 비하여 작다는 것이다. 감도가 작으므로 해서 편향중심은 스크린쪽으로 이동하게 되고, 빔은 디그룹(Degroup)경향을 가진다.

둘째, 패널의 내면이 완전평면이기 때문에 발생하는 기하학적인 문제를 보정하는 과정에서 발생한다.

평면형 음극선관의 화면 핀쿠션을 나타낸 도 5에서와 같이, 패널의 내면이 완전평면인 음극선관에서 보정물이나 보정장치 없이 순수 편향장치에 의해 나타나는 스크린의 라스트(Raster)는 내면에 곡률을 가지는 음극선관에 비해 핀쿠션이 더 심하게 나타난다.

이를 보정하기 위하여, 핀쿠션 보정 마그네트(9)를 장착했을 때 빔의 괘적(L'', Q'')을 도 7에서 나타내고 있으며, 도시된 도 7에서는 다음과 같은 관계가 성립된다.

Q''/L''< Q'''/L'''

상기와 같은 관계가 성립하면 핀쿠션 보정용 마그네트 장착시, 빔그루핑(Beam Grouping Ratio)은 더욱 중앙부에 대비하여 디그룹(Degroup)의 경향을 가지게 되며, 결국 도 8에서와 같이 화면 상하부의 퓨리티 특성의 저하를 가져오게 된다.

또한, 스크린 구조는 상기와 같은 전자빔 배열로 인한 퓨리티 특성에 대응하기 위하여 화면 상하부의 형광체 스트라이프 폭을 중앙부에 대비하여 작게 형성하였으나, 상기와 같은 스크린 구조는 상하부의 휘도가 코너부 대비하여 떨어지는 문제점을 발생시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화면 상하부의 휘도 특성을 향상시키고, 새도우마스크의 상하부 투과율 향상시켜 퓨리티 특성을 개선하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 평면형 음극선관을 일부 절개하여 나타낸 횡단면도.

도 2는 평면형 음극선관의 일부를 나타낸 횡단면도.

도 3은 스크린과 그루핑율(Grouping Ratio)과 빔그루핑율을 설명하기 위한 도식도.

도 4는 평면형 음극선관에서 화면의 중앙부와 코너부의 빔괘적을 나타낸 간략도.

도 5는 평면형 음극선관의 화면 핀쿠션을 나타낸 도면

도 6은 평면형 음극선관에서 화면상부의 핀쿠션 보정용 마그네트 부착시 빔괘적을 나타낸 간략도.

도 7은 평면형 음극선관에서 화면상부의 핀쿠션 보정용 마그네트 부착시 빔괘적을 나타낸 사시도.

도 8은 빔배열에 따른 타색타 여유도를 설명하기 위한 도식도.

도 9는 본 발명에 따른 새도우마스크 구조의 사시도.

도 10은 스트라이프 타입 음극선관의 스크린 형광체 스트라이프 구조를 나타낸 도식도.

도 11은 화면 위치별 빔 스폿트 형상을 나타낸 개략도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1:패널 2:형광체

5:새도우마스크 9:핀쿠션 보정 마그네트

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내외면이 평면인 패널, 상기 패널의 내면에 부착되는 장방형 레일 및 상기 레일에 부착되어 전자빔의 색선별 기능을 하고 인장력을 가진 슬롯트 타입의 새도우마스크를 포함하는 평면형 음극선관에 있어서, 상기 새도우마스크는 중앙 장축선 상하에 수직 피치가 변화하는 "수직 피치 변화 영역"을 가지며, 수직 유효화면부의 크기의 1/2를 Lv라 하고, 수평 유효화면부의 크기의 1/2를 Lh라고 할 때, 상기 "수직 피치 변화 영역"은 최외각 장축의 끝단으로부터 단축방향으로 Lv/2 이내에 있고, 중앙 단축선으로 부터 장축방향으로 2Lh/3 이내에 위치하며, 최외각 장축선의 수직 피치는 중앙 장축선보다 10%이상 큰 것을 특징으로 한다.

이하에서는 상기의 목적을 달성하는 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 새도우마스크 상하부의 수직피치를 새도우마스크 중심부의 수직피치와 대비해 크게 형성함으로써, 새도우마스크 상하부의 디그룹(Degroup)경향으로 인한 휘도 및 퓨리티 특성의 저하를 방지하기 위한 것이다.

본 발명에서 평면형 음극선관의 새도우마스크는 상하부의 수직피치가 중심부의 수직피치에 대비해 10%이상 크며, 상기 중심부 수직피치와 대비해 큰 수직피치를 형성하는 상하부 영역에서 상하부 양측에서 상하부 중심으로 갈수록 수직피치가 더 커지는 도 9와 같은 "수직 피치 변화 영역(W)"를 가진다.

도 9는 본 발명에 따른 새도우마스크의 1/4 부분만을 나타낸 도면이다.

새도우마스크 전체 크기에서 도 9와 같이, 수직 유효화면부의 크기의 1/2를 Lv라하고, 새도우마스크의 수평 유효화면부의 크기의 1/2를 Lh라고 할 때, 상기 "수직 피치 변화 영역(W)"은 상기 새도우마스크 최외각 장축의 끝단으로부터 단축방향으로 Lv/2 이내이고, 중앙 단축선으로 부터 장축방향으로 2Lh/3 이내에 위치한다.

상기와 같은 "수직 피치 변화 영역(W)"을 상하부에 가지는 평면형 음극선관의 새도우마스크는 상하부의 전자빔 투과율을 중심부의 전자빔 투과율에 대비해 높힘으로써, 빔배열에 따른 휘도 저하를 방지할 수 있다.

일반적으로 새도우마스크 상하부의 수직피치(Pv)를 변경하면 전자빔 수직 주사 간격과 간섭으로 인한 모아레(Moire)현상이 발생할 수 있다.

상기 모아레(Moire)현상은 2개의 규칙적으로 변화하는 무늬가 서로 겹침으로써 생기는 거치른 모양이 나타나는 현상을 말하며, 피치가 거의 동등한 2매의 격자를 겹쳤을 때 나타나는 간섭무늬가 나타나는 현상을 말한다.

일반적으로 새도우마스크 수직피치(Pv)의 적절한 설정에 의하여 사용자의 눈에 모아레(Moire) 파장이 감지되는 것을 최소화 되도록 할 수 있으며, 또한 주사되는 전자빔의 수직방향 크기에 의하여 모아레(Moire) 파장 진폭이 결정되기도 하는데 이것이 매우 중요하다.

본 발명에 따른 도 9와 같은 "수직 피치 변화 영역(W)"에서의 스폿트(Spot)의 형상은 슬롯 타입의 평면형 음극선관에서 기구적인 영향으로 수직 방향은 길고 수평방향은 작게 형성되어 모아레(Moire)현상을 피할 수 있다.

실제 평면형 음극선관의 화면에서도 도 11에 도시된 바와 같이, 화면 위치별 빔 스폿트(Spot) 형상에 의하여 모아레(Moire) 현상이 좌우 주변에서 나타나게 된다.

도 11에서와 같이, 일반적인 음극선관에서 모아레(Moire)현상이 나타나는 주변(Edge)부는 수직 스폿트 크기가 가장 작고, 화면 중심부와 코너부는 주변부의 수직 스폿의 크기의 약 1.3배 크며, 상하(Top)부는 주변부의 수직 스폿의 크기의 2.0배 크다.

그리고 실험에 의하면, 수직 스폿(Spot)의 크기가 주변(Edge)부의 수직 스폿트(Spot) 크기의 약 1.5배 이상 크면 모아레 현상이 나타나지 않는다.

따라서, 도 9의 "수직 피치 변화 영역(W)"에서는 수직 빔 스폿트(Spot) 크기가 도 11에 도시된 주변(Edge)부의 수직 빔 스폿트(Spot)에 대비해 약 1.5배 이상 크게 형성되어 모아레(Moire) 현상을 방지한다.

도 10은 스트라이프 타입 음극선관의 스크린 형광체 스트라이프 구조를 나타내고 있다.

도 10에서, 형광체 스트라이프 폭(A)이 BM(Black Matrix) 폭(B) 보다 클 때, 타색타의 여유도가 커져 휘도는 향상되나 퓨리티 특성은 저하된다.

본 발명은 도 9의 새도우마스크의 "수직 피치 변화 영역(W)"에 상응하는 스크린의 형광체 스트라이프 폭을 새도우마스크의 중앙 장축선으로부터 상하 최외각 장축을 향해 작아지게 형성하여, 도 10의 BM(Black Matric) 폭(B)을 형광체 스트라이프 폭(A)보다 크게 하므로써, 타색타 여유도를 작게 하여 퓨리티의 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기와 같이, 본 발명은 도 9의 "수직 피치 변화 영역(W)"에서 수직피치(Pv)를 중심부의 수직피치에 대비해 2배정도 크게 형성하므로써 새도우마스크의 상하부 휘도를 약 7% 향상시킬 수 있고, 새도우마스크의 투과율 향상은 새도우마스크 상하부의 스크린의 형광체 스트라이프 폭(A)을 중심부보다 상대적으로 작게 형성함으로써 추가의 퓨리티 마진을 얻을 수 있게 된다.

이러한 퓨리티 마진은 형광체 스트라이프 폭(A)을 작게 하면 BM(Black Matric) 폭(B)을 크게 할 수 있으므로, 새도우마스크를 통과한 전자빔이 타색을 발광시킬 여지를 줄일 수 있는 이점을 가지게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 평면형음극선관 새도우마스크의 상하부의 수직피치를 중심부 수직피치에 대비해 크게 형성하고 스크린의 상하부 스트라이프 폭(A,B)을 중심부에 대비 작게 형성하므로써, 평면음극선관의 고질적인 화면의 중심부와 상하부간의 화면 휘도 불균일을 개선하고, 새도우마스크 상하부의 퓨리티 특성을 가질 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 내외면이 평면인 패널, 상기 패널의 내면에 부착되는 장방형 레일 및 상기 레일에 부착되어 전자빔의 색선별 기능을 하고 인장력을 가진 슬롯트 타입의 새도우마스크를 포함하는 평면형 음극선관에 있어서,

   상기 새도우마스크는 중앙 장축선 상하에 수직 피치가 변화하는 "수직 피치 변화 영역"을 가지며,

   수직 유효화면부의 크기의 1/2을 Lv라 하고, 수평 유효화면부의 크기의 1/2을 Lh라고 할 때, 상기 "수직 피치 변화 영역"은 최외각 장축의 끝단으로부터 단축방향으로 Lv/2 이내에 있고, 중앙 단축선으로 부터 장축방향으로 2Lh/3 이내에 위치하며,

   최외각 장축선의 수직 피치는 중앙 장축선보다 10%이상 큰 것을 특징으로 하는 평면형 음극선관.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 새도우마스크의 "수직 피치 변화 영역"에 상응하는 스크린의 형광체 스트라이프 폭은 중앙 장축선으로 부터 상,하 최외각 장축을 향해 작아지는 것을 특징으로 하는 평면형 음극선관.