KR100440526B1 - Ｃｒｔ 표시 장치 - Google Patents

Abstract

CRT 표시 장치에 있어서, Hi-Gm관의 특성을 이용하여 휘도(brightness)를 구성이 간단한 회로로 제어한다.

캐소드(2)와, 해당 캐소드로부터 전자를 인출하기 위한 G1 전극(3), G2 전극(4), G3 전극(6)을 이 순서대로 구비하고, 해당 G2 전극(4)과 G3 전극(6) 사이에 변조용 Gm 전극(5)을 더 배치한 전자총을 갖는 CRT(Hi-Gm관)(1)를 포함하는 CRT 표시 장치에 있어서, CRT 화면의 영상 휘도를 조정하기 위해서 Gm 전극(5)에 인가되는 전압값을 제어하는 수단을 구비한다. 해당 수단은 입력되는 값에 따른 값의 전압을 생성하여, Gm 전극(5)에 인가하는 전압원(10)으로부터 구성된다.

Description

ＣＲＴ 표시 장치{CRT DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 CRT를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

도 4에 종래의 일반적인 CRT 표시 장치의 구성을 나타낸다. 도 4에서, 참조부호 14는 CRT, 참조부호 2는 캐소드, 참조부호 3은 G1 전극, 참조부호 4는 G2 전극, 참조부호 6은 G3 전극, 참조부호 7은 애노드, 참조부호 9는 비디오 회로, 참조부호 15는 플라이백 변압기(FBT : flyback transformer), 참조부호 16은 가변 저항이다. G1 전극, G2 전극, G3 전극은 캐소드로부터의 전자를 인출하여 프리 포커싱 등을 행하기 위해서 전자총 내에 배치되는 원통 형상의 전극이다. G3 전극 이후에 배치되는 포커싱 전극 등은 설명을 간단히 하기 위해서 도시를 생략하고 있다.

도 4의 장치의 동작을 설명한다. 영상 신호는 비디오 회로(9)에서 증폭되어 캐소드(2)에 인가된다. 애노드(7)에는 도시하지 않은 수평 편향 출력 회로에서 생성되는 수평 플라이백 펄스를 FBT(15)에 의해 승압하고 정류해서 만들어진 약 25kV의 고압이 인가되어 있다. G2 전극(4)에는 이 고압을 가변 저항(16)에 의해 분압하여 얻어지는 약 700V∼1000V의 전압이 인가되어 있다. G2 전극(4)에 흐르는 전류는 매우 적기 때문에, 고압을 분압하기 위한 저항(16)은 100MΩ 정도의 저항값을 갖는다. G2 전극(4)에 인가되는 전압을 조정함으로써, 스크린 조정이라고 불리는, 전자가 애노드 측으로 흘러서 스크린에 부딪혀 발광이 시작되는 점의 대략 조정(coarse adjustment)을 할 수 있다.

CRT 표시 장치에는 통상 휘도(brightness)를 조정하는 기능 및 콘트라스트(contrast)를 조정하는 기능이 구비되어 있다. 휘도 조정 기능은 영상의 흑 레벨과 스크린이 발광하기 시작하는 점을 사용자의 기호에 맞출 수 있게 하는 기능이다. 이 휘도 조정 기능은 통상 캐소드에 부여하는 영상 신호의 흑 바이어스 전압값을 변화시킴으로써 얻어진다. 또한, 콘트라스트 조정 기능은 화면의 가장 어두운 부분과 가장 밝은 부분의 휘도 비를 사용자의 기호에 맞출 수 있게 하는 기능이다. 이 콘트라스트 조정 기능은 통상 캐소드에 부여하는 영상 신호의 진폭을 변화시킴으로써 얻어진다.

한편, 최근 CRT 표시 장치에 대한 휘도 및 해상도 향상의 요구가 높아지고 있는데, 일본 특허 공개 평성 제 11-224618 호 공보에는 이러한 요구에 따른 고휘도·고해상도의 CRT(이하, Hi-Gm관이라 함)가 개시되어 있다. 이 Hi-Gm관은 G2 전극과 G3 전극 사이에 새롭게 변조용 Gm 전극을 배치한 전자총을 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.

도 5는 Hi-Gm관에 이용되는 전자총의 구성을 나타내고 있다. 도 5에서, 참조부호 17은 G1 전극, 참조부호 18은 G2 전극, 참조부호 19는 G3 전극, 참조부호 20은 캐소드, 참조부호 21은 캐소드의 표면에 마련된 전자 방사 물질, 참조부호 22는 Gm 전극이다. G3 전극 이후에 배치되는 다른 포커싱 전극 등의 구성은 종래의 전자총과 동일하다.

도 6은 Hi-Gm관의 전자총 내의 캐소드 근방의 전위 분포를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에서, 횡축은 캐소드 면으로부터의 거리 (mm), 종축은 전위 (V)를 각각 나타내고, 곡선(23)은 캐소드 근방의 회전축 대상의 전위 분포 모양을 나타내고 있다. 또한, 참조부호 24로 나타내는 화살표는 캐소드 면으로부터 약 0.5mm의 거리에 있는 Gm 전극(22)의 존재 범위를 나타내고 있다. 도 6에서는, 예컨대, G1 전극에는 0V, G2 전극에는 500V, G3 전극에는 5.5kV, Gm 전극에는 80V, 애노드에는 고압인 25kV가 각각 인가되어 있다.

Gm 전극(22)의 전위는 80V로 설정되어 있고, Gm 전극(22)의 존재 범위(24) 내에 전위가 극소로 되는 위치(25)가 존재한다. 파선으로 나타낸 캐소드(20)의 전위가 이 위치(25)의 전위보다 낮으면, 전자는 위치(25)를 통과하여 스크린으로 향하지만, 높으면 전자는 위치(25)를 통과할 수 없어 스크린으로 흐르지 않는다.

도 6의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 캐소드(20)와 위치(25) 사이에는 전자가 항상 풍부하게 존재하고 있고, 또한, 위치(25) 후방의 전위 구배는 1O⁶(V/m)의 오더이다. 이것은 종래의 캐소드와 G1 전극 간의 전위 구배와 비교하여 한 자리수 정도 크다. 따라서, 전자가 Gm 전극(22)을 통과한 후에는, 많은 전자가 공간 전하의 영향을 받지 않고 그대로 스크린으로 향할 수 있어, 스크린으로 흐르는 전자빔의 강도는 전위가 극소로 되는 위치(25)를 통과하는 전자의 양에 의해 결정된다.

이와 같은 이유 때문에, 상기 Hi-Gm관에서 캐소드 전위를 임의의 일정한 값만큼 변동시켰을 때의 빔 전류의 변화는 종래의 CRT에 비해 약 2배가 된다. 즉, Hi-Gm관에서는 빔 전류를 임의의 값만큼 변화시키는데 필요한 캐소드 전위의 변동폭을 종래의 절반 이하로 할 수 있고, 또한, 캐소드 전위의 변동폭이 동일하면, 종래의 CRT에 비해 빔 전류의 변화량을 2배 이상으로 되게 할 수 있다. 따라서 Hi-Gm관을 이용하면, 고주파수의 영상 신호에 용이하게 대응할 수 있어, 고휘도·고해상도의 표시 장치가 얻어진다.

상술한 바와 같이, CRT 표시 장치에 있어서는, 종래, 캐소드에 부여하는 영상 신호의 흑 바이어스 전압값을 변화시킴으로써 영상의 휘도를 조정하고 있지만, 이 경우, R, G, B 3채널의 각 바이어스 전압을 각각 제어할 필요가 있다. 또한, 종래, 캐소드에 부여하는 영상 신호의 진폭을 변화시킴으로써 영상의 콘트라스트를 조정하고 있지만, 이 경우, 고콘트라스트를 얻기 위해서는 증폭율이 높은 고가의 증폭기 및 출력 전압이 높은 고가의 전원이 필요하게 된다.

본 발명의 과제는, Hi-Gm관의 상기 특성을 이용하여, 휘도를 간단한 구성의 회로에 의해 제어할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 과제는, Hi-Gm관의 상기 특성을 이용하여, 영상을 고콘트라스트로 표시할 수 있는 표시 장치를 저렴한 비용으로 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 CRT 표시 장치의 실시예 1의 구성을 나타내는 블록도,

도 2는 CRT의 캐소드 전압-빔 전류 특성을 나타내는 그래프,

도 3은 본 발명의 CRT 표시 장치의 실시예 2의 구성을 나타내는 블록도,

도 4는 종래의 CRT 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도,

도 5는 Hi-Gm관의 전자총의 캐소드 근방의 구조의 설명도,

도 6은 Hi-Gm관의 전자총 내의 전위 분포를 설명하는 그래프.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : Hi-Gm관 2 : 캐소드

3 : G1 전극 4 : G2 전극

5 : Gm 전극 6 : G3 전극

7 : 애노드 9 : 비디오 회로

10 : Gm 전극 전압원 12 : G2 전극 전압원

14 : CRT 15 : 플라이백 변압기

16 : 가변 저항 17 : G1 전극

18 : G2 전극 19 : G3 전극

20 : 캐소드 21 : 전자 방사 물질

22 : Gm 전극 23 : 전위 분포 곡선

24 : Gm 전극이 존재하는 범위

25 : 전위가 낮은 위치

본 발명의 상기 과제는 캐소드와, 해당 캐소드로부터 전자를 인출하기 위한 G1 전극, G2 전극, G3 전극을 이 순서대로 구비하고, 해당 G2 전극과 G3 전극 사이에 변조용 Gm 전극이 더 배치된 전자총을 갖는 CRT를 포함하는 CRT 표시 장치에 있어서, 해당 CRT 화면의 영상 휘도를 제어하기 위해서 상기 Gm 전극에 인가되는 전압값을 제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 CRT 표시 장치에 의해 해결된다.

상기 제어 수단은 입력되는 휘도 제어 신호의 값에 따른 값의 전압을 생성하여, 상기 Gm 전극에 인가하는 전압원으로부터 구성할 수 있다.

본 발명의 상기 다른 과제는 캐소드와, 해당 캐소드로부터 전자를 인출하기 위한 G1 전극, G2 전극, G3 전극을 이 순서대로 구비하고, 해당 G2 전극과 G3 전극 사이에 변조용 Gm 전극이 더 배치된 전자총을 갖는 CRT를 포함하는 CRT 표시 장치에 있어서, 해당 CRT 화면의 영상의 콘트라스트를 제어하기 위해서 상기 G2 전극에 인가되는 전압값을 제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 CRT 표시 장치에 의해 해결된다.

상기 제어 수단은 입력되는 콘트라스트 제어 신호의 값에 따른 값의 전압을 생성하여, 상기 G2 전극에 인가하는 전압원으로부터 구성할 수 있다.

이하, 본 발명을 그 실시예를 나타내는 도면에 따라 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 CRT 표시 장치의 실시예 1의 구성을 나타내는 블록도이다. 여기서 CRT 표시 장치란 CRT를 이용한 표시 장치를 의미하여, 텔레비전 수상기, 퍼스널 컴퓨터용 모니터 디스플레이 등을 포함한다. 도 1에서, 도 4에 나타낸 장치의 요소와 동일하거나 대응하는 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

도 1에서, 참조부호 1은 Hi-Gm관, 참조부호 2는 캐소드, 참조부호 3은 G1 전극, 참조부호 4는 G2 전극, 참조부호 5는 Gm 전극, 참조부호 6은 G3 전극, 참조부호 7은 애노드, 참조부호 9는 비디오 회로, 참조부호 10은 Gm 전극 전압원이다. G3 전극 이후에 배치되는 다른 포커싱 전극 등의 구성은 종래의 전자총과 동일하므로, 설명을 간단히 하기 위해서 도시를 생략하고 있다.

영상 신호는 비디오 회로(9)에서 반전 증폭되어 캐소드(2)에 인가된다. Gm 전극 전압원(10)은 Gm 전극(5)에 인가하는 전압을 생성하는 전압원이다. 이 전압원(10)은 해당 전압원에 입력되는 후술하는 제어 신호값에 따른 값의 전압을 생성하도록 구성되어 있다. 실시예 1에서는, 예컨대, G1 전극(3)에는 0V, G2 전극(4)에는 500V, G3 전극(6)에는 5.5kV, Gm 전극(5)에는 80V, 애노드(7)에는 고압인 25kV가 각각 인가되어 있다.

Gm 전극(5)에 인가된 전압값은 전자가 스크린을 향해 흘러서 발광이 시작되는 점을 규정하고 있으며, 캐소드 전압이 Gm 전극(5)의 전압값을 하회하면, 빔 전류가 흐르기 시작하고, 전자가 스크린의 형광체에 부딪혀서 발광이 시작된다. Hi-Gm관에서는 캐소드(2)에 인가되는 흑 바이어스 전압을 Gm 전극 전압과 동일하게 함으로써, 발광이 시작되는 점과 영상의 흑 레벨을 일치시킬 수 있다.

흑색이 지나치게 짙어져, 영상이 전체적으로 어두워서 보기 어려운 경우에는, Gm 전극 전압원(10)에 입력되는 제어 신호값을 증가시켜 Gm 전극(5)에 인가되는 전압을 올린다. 이에 따라, 발광이 시작되는 점의 전압값도 증가하여 흑 레벨이 높아지기 때문에 영상이 밝아진다. 즉 휘도가 높아진다. 이와 반대로, 흑색이 지나치게 옅어서 분명하지 않은 영상의 경우, 제어 신호값을 감소시켜 Gm 전극(5)에 인가되는 전압을 낮춘다. 이 제어 신호는, 예컨대, 문자 발생기(character generator) 등으로 나타내어지는 모니터의 사용자 조정 메뉴로 표시되는 휘도 조정에서, 사용자가 키를 눌러 그 표시값에 따라 마이크로 컴퓨터의 출력 포트로부터 출력되는 전압 신호로 할 수 있다. 또한, 그 밖의 방법에 의해, 마이크로 컴퓨터나 스위치 등의 하드웨어에 의해 생성해도 무방하고, 또는 소프트웨어 처리에 의해 생성해도 관계없다.

종래의 CRT 표시 장치에서는, 휘도 제어는 R, G, B 3채널 각각의 캐소드 바이어스 전압을 동일하게 변화시킴으로써 행하고 있지만, 본 실시예의 표시 장치에서는, Gm 전극에 인가되는 전압값을 변화시키는 것만으로 휘도 제어를 행할 수 있어 회로 구성이 간단하게 된다.

도 2는 CRT의 전자총의 일반적인 캐소드 전압-빔 전류 특성을 나타내는 그래프이다. 이 그래프에서 실선은 Hi-Gm관의 전자총의 특성이며, 점선은 통상의 CRT의 전자총의 특성을 나타내고 있다.

이 그래프에 나타내는 바와 같이, Hi-Gm관의 경우, Gm 전극에 인가하는 전압값을 A로 설정했을 때, 캐소드 전압이 A를 초과하고 있는 동안에는 빔 전류가 흐르지 않고, 캐소드 전압이 A를 하회하면 빔 전류가 흐르기 시작하여, 통상 CRT의 전자총의 특성에 점점 가까워지도록 증가한다.

여기서, Gm 전극 전압을 A에서 B로 낮춘 경우, 캐소드에 공급되는 영상 신호가 동일한 것이라면, 발광이 시작되는 점의 전압이 저하되어 흑 레벨이 낮아진다. 그러나, 이와 동시에, 빔 전류 곡선의 상승 구배가 급격하게 되어, 그 결과, 중간 휘도에서의 콘트라스트감(feeling of contrast)이 증가한다. 반대로, Gm 전극 전압을 A에서 C로 높일 경우, 캐소드에 공급되는 영상 신호가 동일한 것이라면, 흑 레벨이 높아진다. 그러나 이와 동시에, 빔 전류 곡선의 상승 구배가 완만해지고, 그 결과, 중간 휘도의 콘트라스트감이 감소한다.

상술한 바와 같이, Gm 전극 전압의 제어에 의해서 콘트라스트감을 높이는 경우에는 Gm 전극 전압을 낮추지만, 이와 같이 제어하면, 흑 레벨이 낮아져서 흑이 짙어진다. 이 경우, 종래의 휘도 조정과 같이, 캐소드 바이어스 전압을 낮춰 흑 레벨을 재조정함으로써 흑 레벨을 적당하게 할 수 있다. 반대로, Gm 전극 전압을 높여 콘트라스트감을 낮춘 경우도 캐소드 바이어스 전압을 높여 흑 레벨을 적당하게 할 수 있다.

이와 같이, Gm 전극에 인가하는 전압을 제어해서 휘도를 조정하면, 휘도가 변화될 뿐만 아니라 중간 휘도에서의 콘트라스트감도 변화되기 때문에, 종래의 휘도 조정에는 없는 새로운 화질 조정 효과가 얻어진다.

(실시예 2)

도 3은 본 발명의 CRT 표시 장치의 실시예 2의 구성을 나타내는 블록도이다. 여기서 CRT 표시 장치란 CRT를 이용한 표시 장치를 의미하고, 텔레비젼 수상기, 퍼스널 컴퓨터용 모니터 디스플레이 등을 포함한다. 도 3에서, 도 1의 요소와 동일한 구성의 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고 있다. 실시예 2는 제어 신호가 Gm 전극 전압원(10)이 아니라, G2 전극 전압원(12)으로 입력되는 점에서 실시예 1과 상이하다. G2 전극 전압원(12)은 입력되는 제어 신호값에 따른 값의 전압을 생성하도록 구성되어 있다.

이미 설명한 바와 같이, 통상의 CRT를 구비하는 표시 장치에서는 G2 전극에 인가되는 전압을 조정함으로써, 스크린 조정이라고 불리는, 캐소드 전압에 대한 화면이 발광하기 시작하는 점(컷오프점)의 대략 조정을 하고 있다. 또한, 컷오프점의 미세 조정은 캐소드에 인가되는 흑 바이어스 전압을 조정함으로써 행하고 있다.

통상의 CRT에서는, G2 전극 전압을 올리면, 캐소드와 G2 전극간의 전위 차가 증대하여 빔 전류 값이 증가하지만, 이 때 흑 레벨도 높아진다. 이에 대하여, Hi-Gm관에서는 G2 전극 전압을 높이면, 통상의 CRT의 경우와 마찬가지로, 캐소드와 G2 전극간의 전위 차가 증대하여 빔 전류의 값이 증가하지만, 빔이 스크린으로 흘러, 발광이 시작되는 점은 Gm 전극에 인가되는 전압값으로 결정되기 때문에, G2 전극 전압의 상승 폭이 그다지 크지 않으면, 흑 레벨은 변하지 않는다. 따라서, Hi-Gm관에서는 G2 전극 전압을 높이면, 흑 레벨이 일정하게 유지된 상태에서 빔 전류의 값이 증가하기 때문에, 콘트라스트 증가의 효과가 얻어진다.

따라서, 상기의 특성을 갖는 Hi-Gm관을 구비하는 실시예 2의 표시 장치에서는, 예컨대 G2 전극 전압원(12)에 제어 신호로서 입력되는 직류 전압값을 높게 하여, 이에 따라 G2 전극(4)에 인가되는 전압을 높여 빔 전류의 값을 증가시킴으로써 콘트라스트를 증대시킬 수 있다. 반대로, 이 직류 전압의 값을 감소시켜 G2 전극(4)에 인가되는 전압을 낮춰, 빔 전류의 값을 감소시킴으로써 콘트라스트를 저하시킬 수 있다. 이 제어 신호는, 예컨대, 문자 발생기 등으로 나타내어지는 모니터의 사용자 조정 메뉴로 표시되는 휘도 조정에서, 사용자가 키를 눌러, 그 표시값에 따라 마이크로 컴퓨터의 출력 포트로부터 출력되는 전압 신호로 할 수 있다. 또한, 그 밖의 방법에 의해, 마이크로 컴퓨터나 스위치 등의 하드웨어에 의해 생성하여도 무방하고, 또는 소프트웨어 처리에 의해 생성하여도 관계없다.

또한, 실시예 2의 표시 장치에서는 임의 기간만큼 진폭이 커지는 구형파를 제어 신호로서 G2 전극 전압원(12)에 입력함으로써, 영상의 휘도를 부분적으로 높일 수도 있다. 예컨대, 영상 신호의 파형으로부터 저휘도 부분을 검지하여, 그 부분에 대응하여 G2 전극에 인가되는 전압을 높임으로써, 그 부분의 휘도를 높일 수 있다. 이와 같이 G2 전극 전압을 제어함으로써, 저휘도 부분을 높여 콘트라스트를 증가시킬 수도 있어, 감마(gamma) 보정과 같은 효과가 얻어진다. 또한, 동화상 윈도우 등의 고휘도로 표시하고 싶은 부분이 있는 경우, 그 부분에 대응하여 G2 전극 전압을 상승시키도록 구형파를 G2 전극 전압에 중첩함으로써, 고휘도로 동화상 윈도우를 표시할 수 있게 된다.

이미 설명한 바와 같이, 종래의 표시 장치에서는, 콘트라스트를 조정하기 위해서는 R, G, B 3 채널의 각 증폭기의 증폭율을 제어할 필요가 있다. 이에 반하여, 상기 실시예 2의 표시 장치에서는 G2 전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 세 채널분의 빔을 모두 동일하게 제어하여 콘트라스트를 조정할 수 있다. 또한, 종래의 표시 장치의 경우, 고콘트라스트 표시를 행하기 위해서는 증폭율이 높은 고가의 비디오 증폭기 및 고가의 고출력 전압 전원이 필요하게 되지만, 실시예 2의 표시 장치에서는 그와 같은 비디오 증폭기 및 전원을 이용하는 일없이, 간단한 회로 구성에 의해 고콘트라스트 영상을 표시할 수 있게 된다.

제 1 특징에 따른 발명에 의하면, Hi-Gm관의 특성을 이용하여, 휘도를 Gm 전극에 인가하는 전압값에 의해 제어하기 때문에, 휘도 제어 회로의 구성이 간단하게 된다. 또한, 휘도를 변화시키면 중간 휘도의 콘트라스트도 변화되기 때문에 종래에 없는 화질 조정 효과가 얻어진다.

제 2 특징에 따른 발명에 의하면, Hi-Gm관의 특성을 이용하여 콘트라스트를 G2 전극 전극에 인가하는 전압값에 의해 제어하기 때문에, 고증폭율의 비디오 증폭기, 고출력 전압의 전원이 불필요하여, 고콘트라스트의 표시 장치를 저렴한 비용으로 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 캐소드와, 해당 캐소드로부터 전자를 인출하기 위한 G1 전극, G2 전극, G3 전극을 이 순서대로 구비하고, 해당 G2 전극과 G3 전극 사이에 변조용 Gm 전극이 더 배치된 전자총을 갖는 CRT와, 해당 CRT의 캐소드에 영상 신호를 인가하는 비디오 회로를 포함하는 CRT 표시 장치에 있어서,

   해당 CRT 화면의 영상의 휘도(brightness)를 제어하기 위해서, 사용자에 의해 조정가능한 입력 제어 신호의 값에 따른 전압값을 상기 Gm 전극에 인가하는 수단을 구비하며,

   상기 비디오 회로로부터 상기 캐소드로 인가되는 영상 신호의 흑 레벨은 상기 Gm 전극에 인가되는 전압값에 따른 값을 갖는 것

   을 특징으로 하는 CRT 표시 장치.
2. 캐소드와, 해당 캐소드로부터 전자를 인출하기 위한 G1 전극, G2 전극, G3 전극을 이 순서대로 구비하고, 해당 G2 전극과 G3 전극 사이에 변조용 Gm 전극이 더 배치된 전자총을 갖는 CRT를 포함하는 CRT 표시 장치에 있어서,

   해당 CRT 화면의 영상의 콘트라스트(contrast)를 제어하기 위해서 상기 G2 전극에 인가되는 전압값을 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 CRT 표시 장치.