KR100786834B1 - 수평 방향으로 배열된 형광 스크린을 구비한 음극선관 - Google Patents

Abstract

전자빔의 주사 방향을 따라 형광 스크린을 수평 방향으로 배열하고, 제1, 2 가이드 형광체와 제1, 2 광 검출기를 이용하여 전자빔의 주사 위치를 보정하는 음극선관을 제공한다. 본 발명에 의한 음극선관은 화면의 장축 방향으로 배열된 R(적), G(녹), B(청) 형광체들과; 각자의 형광체들 사이에 교대로 위치하는 제1, 2 가이드 형광체와; 형광 스크린을 향해 한줄기 전자빔을 방출하는 전자총과; 편향 자계를 발생하여 각자의 형광체 라인을 따라 전자빔을 화면의 장축 방향으로 이동시키는 편향 장치와; 각자의 제1, 2 가이드 형광체의 발광 신호를 센싱하는 제1, 2 광 검출기와; 제1, 2 광 검출기의 출력 신호를 비교하여 보정 신호를 생성하는 신호 처리부와; 신호 처리부의 보정 신호에 따라 전자빔 경로 상에 2극 자계를 발생하는 2극 코일을 포함한다.

음극선관, 형광스크린, 가이드형광체, 광검출기, 전자총, 2극코일, 신호처리부, 편향장치

Description

수평 방향으로 배열된 형광 스크린을 구비한 음극선관 {CATHODE RAY TUBE HAVING PHOSPHOR SCREEN ARRANGED HORIZONTAL DIRECTION}

도 1은 본 발명에 의한 음극선관의 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 음극선관 중 형광 스크린의 확대도.

도 3은 본 발명에 의한 음극선관 중 형광 스크린의 확대 단면도.

도 4와 도 5는 본 발명의 음극선관에 적용되는 전자빔의 주사 방식을 설명하기 위한 형광 스크린의 확대도.

도 6은 본 발명에 의한 신호 처리부의 구동 회로도.

도 7은 도 1에 도시한 2극 코일을 전자총 방향에서 바라본 정면도.

본 발명은 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자빔의 주사 방향을 따라 수평 방향으로 배열된 형광 스크린과, 전자빔의 주사 위치를 보정하기 위한 다수의 가이드 형광체 및 2극 코일 등을 구비한 음극선관에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은 전자총에서 방출된 세줄기 전자빔으로 형광 스크린을 주사하고, 형광 스크린 전면에 배치된 섀도우 마스크를 통해 세줄기 전자빔을 형광 스크린내 해당 R(적), G(녹), B(청) 형광체에 도달시켜 소정의 영상을 구현하는 표시장치이다.

한편, 음극선관의 한 종류인 빔 인덱스형 음극선관은 통상의 음극선관과 마찬가지로 페이스 패널과 펀넬 및 넥크부를 포함하는 튜브로 외관을 구성하나, 넥크부 내부에는 한줄기 전자빔을 방출하는 싱글 전자총이 장착되고, 페이스 패널 내면에는 형광 스크린과 함께 다수의 인덱스 형광체들이 더욱 형성된다.

또한 펀넬의 외주상에는 인덱스 광을 센싱하는 광검출기가 장착되며, 이 광검출기는 인덱스 신호 회로부와 전기적으로 연결되어 인덱스 광 신호를 인덱스 신호 회로부에 전달한다.

상기한 구성에 따라, 빔 인덱스형 음극선관은 전자빔 주사 과정에서 인덱스 형광체들의 발광으로부터 얻어진 인덱스 신호를 통해 전자빔의 위치를 파악하고, 인덱스 신호와 색신호를 동기시켜 상기 전자빔을 형광 스크린의 해당 형광체에 주사시킴으로써 소정의 칼라 영상을 구현하게 된다.

이 때, 통상의 음극선관과 마찬가지로 빔 인덱스형 음극선관에서는 형광 스크린을 구성하는 R, G, B 형광체들과 인덱스 형광체들이 화면의 수직 방향을 따라 순차적으로 배열되고, 전자빔은 편향 장치가 발생한 자계에 의해 화면의 수평 방향으로 주사된다.

따라서 인덱스 신호를 이용하여 전자빔을 정확하게 색분리하기 위해서는 전자빔의 위치 정보를 제공하는 인덱스 신호량이 많아야 하므로, 인덱스 주파수를 높이기 위한 각종의 방안이 제시되고 있으며, 특히 빔 인덱스형 음극선관이 고해상도 로 갈수록 높은 인덱스 주파수가 요구된다.

그러나 현재 사용되고 있는 대부분의 인덱스 형광체들은 잔광(대략 120 ns)에 의해 신호가 중첩되어 고주파수에 대응하기 어려우며, 파장대가 각기 다른 두 종류 이상의 인덱스 형광체를 사용하는 구조에서는 두 종류 이상의 인덱스 신호를 합성하고, 이를 제어하는 인덱스 신호 회로부의 구성이 상당히 복잡해져 실용화에 어려운 단점이 있다.

또한, 하나의 색을 표현하기 위해서는 R, G, B 형광체가 발광되어야 하는데, 종래의 빔 인덱스형 음극선관은 한 색을 표현하는 총 시간에 대해서 각 형광체가 발광하는 시간이 1/3씩 이루어지기 때문에, 대부분의 비디오 시그널이 손실되는 문제가 발생한다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전자빔의 주사 방향을 따라 형광 스크린을 수평 방향으로 배열하고, 전자빔의 주사 위치를 보정하는데 가이드 형광체를 이용함으로써 극히 작은 인덱스 주파수를 이용하여 영상을 구현하며, 신호 처리부를 포함한 전체 음극선관의 구성을 단순화하는 음극선관을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

화면의 장축 방향으로 배열된 R(적), G(녹), B(청) 형광체들이 화면의 단축 방향을 따라 순차 배치되고, 각자의 형광체 사이에 서로 다른 발광 파장을 갖는 제1, 2 가이드 형광체가 교대로 위치하는 형광 스크린과, 형광 스크린을 향해 한줄기 전자빔을 방출하는 전자총과, 편향 자계를 발생하여 각자의 형광체 라인을 따라 전자빔을 화면의 장축 방향으로 이동시키는 편향 장치와, 각자의 제1, 2 가이드 형광체의 발광 신호를 센싱하는 제1, 2 광 검출기와, 제1, 2 광 검출기의 출력 신호를 비교하여 전자빔의 수직 방향 주사 오차를 검지하는 신호 처리부와, 신호 처리부의 보정 신호에 따라 전자빔 경로 상에 2극 자계를 발생하여 전자빔의 수직 방향 주사 오차를 보정하는 2극 코일을 포함하는 음극선관을 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음극선관의 개략도이고, 도 2와 도 3은 각각 형광 스크린의 확대도와 확대 단면도이다.

도시한 바와 같이 음극선관은 내면에 형광 스크린(2)이 형성되는 페이스 패널(4)과, 내부에 싱글 전자총(6)이 장착되는 넥크부(8)와, 페이스 패널(4)과 넥크부(8)를 연결하는 펀넬(10)로 이루어진 튜브(12)로 외관을 구성하며, 상기 튜브(12)는 내부가 배기되어 고진공 상태를 유지한다.

그리고 펀넬(10)의 외주 상에는 전자빔 편향을 위한 자계를 생성하는 편향 장치(14)와, 형광 스크린(2)에 구비된 해당 가이드 형광체의 발광 신호를 센싱하는 제1, 2 광 검출기(16a, 16b)가 장착되며, 편향 장치(14)와 전자총(6) 사이의 튜브(12) 외주 상으로 전자빔의 주사 오차를 보정하는 2극 코일(18)이 설치된다.

보다 구체적으로, 상기 형광 스크린(2)은 다수의 R, G, B 형광체들(20)이 화 면의 장축 방향으로 나란히 배열되어 이루어진다. 즉, 화면의 장축 방향(도면의 X축 방향)으로 배열된 다수의 R, G, B 형광체들(20)이 블랙 매트릭스막(22)을 사이로 화면의 단축 방향(도면의 Y축 방향)을 따라 순차적으로 배열한다.

그리고 R, G, B 형광체들(20)과 블랙 매트릭스막(22) 표면으로 화면의 휘도 향상을 위한 알루미늄 반사막(24)이 형성되며, 블랙 매트릭스막(22) 위에 해당하는 알루미늄 반사막(24) 표면으로 서로 다른 발광 파장을 갖는 제1, 2 가이드 형광체(26a, 26b)가 화면의 단축 방향(도면의 Y축 방향)을 따라 교대로 위치한다.

상기 제1, 2 가이드 형광체(26a, 26b)는 전자빔(점선으로 도시)에 의해 여기되어 자외선 파장의 빛을 방출하는 형광체로 이루어지며, 일례로 제1 가이드 형광체(26a)가 대략 550 nm 파장의 빛을 방출하는 P46 형광체, 제2 가이드 형광체(26b)가 대략 400 nm 파장의 빛을 방출하는 P47 형광체로 이루어질 수 있다.

이로서 형광 스크린(2)은 모든 R, G, B 형광체 라인에 대하여 각 형광체 라인의 상, 하부에 서로 다른 종류의 가이드 형광체를 배열하게 된다. 그리고 상기한 구성의 형광 스크린(2)을 향해 상기 전자총(6)에서 한줄기 전자빔을 방출하며, 이 전자빔은 편향 장치(14)가 발생한 자계에 의해 편향되어 각 형광체 라인을 수평 방향으로 주사한다.

이 때, 전자빔 주사는 도 4에 도시한 바와 같이 홀수번째 형광체 라인과 짝수번째 형광체 라인을 교대로 주사하여 제1, 2 필드로 하나의 프레임을 구성하는 비월(interlace) 주사 방식과, 도 5에 도시한 순차(progressive) 주사 방식이 모두 적용될 수 있다.

상기 순차주사 방식의 경우, 메모리에 저장된 신호를 이용하여 어느 하나의 형광체 라인을 왼쪽에서 오른쪽으로, 다름 하나의 형광체 라인을 오른쪽에서 왼쪽으로 주사하는 2방향 주사 방식이 적용될 수 있다.

이와 같이 전자빔을 수평 방향으로 주사하는 과정에서, 전자빔이 해당 형광체의 중앙에 정확하게 랜딩하면(도 2의 A원으로 도시), 제1, 2 가이드 형광체(26a, 26b)의 발광 세기가 동일해진다. 그러나, 전자빔이 해당 형광체 라인의 상하 방향으로 편중되어 도달하거나(도 2의 B원으로 도시), 전자빔의 중심이 해당 형광체 라인을 벗어나는 경우(도 2의 C원으로 도시), 제1, 2 가이드 형광체(26a, 26b)의 발광 세기에 차이가 발생하게 된다.

따라서 본 실시예는 다음에 설명하는 신호 처리부 구성을 통해 제1, 2 가이드 형광체(26a, 26b)의 발광 세기를 비교하여 전자빔의 주사 오차를 파악하고, 2극 코일(18)을 구동하여 전자빔의 주사 위치를 보정한다.

도 6은 본 실시예에 의한 신호 처리부의 구동 회로도로서, 제1, 2 광 검출기(16a, 16b)와 2극 코일(18)을 연결하는 신호 처리부는 제1, 2 광 검출기(16a, 16b)의 신호를 증폭하는 제1, 2 증폭기(28a, 28b)와, 제1, 2 증폭기(28a, 28b)로부터 입력된 신호 차이를 비교하는 신호 비교부(30)와, 신호 비교부(30)의 제어 신호에 따라 2극 코일(18)의 전류 방향 및 전류 세기를 제어하는 2극 코일 구동부(32)를 포함한다.

상기 제1, 2 증폭기(28a, 28b)는 제1, 2 광 검출기(16a, 16b)의 펄스 신호를 전압으로 변환하고, 이를 증폭하여 신호 비교부(30)의 입력에 맞게 변환하며, 신호 비교부(30)는 제1, 2 광 검출기(16a, 16b)의 신호 차이를 비교하여 신호 차이가 설정값 이하인 경우에는 제어 신호를 발생하지 않고, 신호 차이가 설정값 이상인 경우에는 2극 코일 구동부(32)에 제어 신호를 발생한다.

일례로 어느 한 형광체 라인의 상, 하부에 각각 제1, 2 가이드 형광체(26a, 26b)가 위치하고, 전자빔이 이 형광체 라인을 수평 주사할 때, 전자빔이 해당 형광체 라인의 상방향으로 편중되어 도달하거나, 상방향으로 형광체 라인을 벗어나면, 제1 광 검출기(16a)의 신호가 제2 광 검출기(16b)의 신호보다 크게 되어 신호 비교부(30)가 전자빔의 상방향 편중과 벗어남을 감지하게 된다.

따라서 2극 코일 구동부(32)가 신호 비교부(30)의 제어 신호에 따라 2극 코일(18)의 구동을 제어하는데, 도 7은 상기 2극 코일을 전자총 방향에서 바라본 정면도로서, 2극 코일(18)은 전자총(6)과 편향 장치(14) 사이의 튜브(12) 외주 상에 장착되며, 화면의 장축 방향(도면의 X축 방향)으로 대향 배치되는 한쌍의 자극(34)과, 상기 자극(34)을 둘러싸면서 2극 코일 제어부(32)에 연결되어 이로부터 전류를 공급받는 코일(36)을 포함한다.

일례로 상기 신호 비교부(30)가 전자빔의 하방향 편중을 검지하면, 2극 코일 제어부(32)가 2극 코일(18)에 편향 전류를 공급하여 도시한 바와 같이 좌측에 배치된 자극을 N극으로, 우측에 배치된 자극을 S극으로 자화시킨다.

이와 같이 2극 코일(18)의 두 자극(34)이 자화되면, 자계(B)가 N극에서 S극을 향해 발생하여 이 자계(B)에 의해 2극 코일(18) 내부를 진행하는 전자빔은 도면의 윗방향으로 힘(F)을 받아 편향된다.

따라서 2극 코일(18)이 전자빔의 하방향 편중을 보정하여 전자빔의 해당 형광체 라인의 중앙에 정확하게 위치하도록 하는바, 2극 코일 구동부(32)가 신호 비교부(30)의 제어 신호에 따라 2극 코일(18)에 공급되는 전류의 방향과 전류 세기를 제어하여 전자빔의 주사 오차를 정확하게 보정하도록 한다.

한편, 본 실시예는 화면의 장축 방향으로 배열된 형광 스크린 구조를 가짐에 따라, 통상의 R, G, B 비디오 신호를 형광 스크린(2) 구조에 맞게 변환시켜야 한다. 이로서 도 6에 도시한 바와 같이 비디오 신호 변환기(38)가 수평 및 수직 동기부(40, 42) 신호에 의해 노말 R, G, B 비디오 신호를 수평 스크린 구조에 맞는 비디오 신호로 변환하고 이를 전자총(6)에 제공한다.

또한, 상기 수평 및 수직 동기부(40, 42)는 신호 비교부(30)와 연결되어 신호 비교부(30)에 전자빔의 주사 정보를 제공한다. 이로서 신호 비교부(30)가 주사중인 형광체 라인의 위치 정보를 파악하여, 해당 형광체 라인의 상, 하부에 어떤 가이드 형광체가 위치하는가를 파악하도록 한다.

이와 같이 본 실시예는 제1, 2 가이드 형광체(26a, 26b)의 발광 신호를 전자빔의 주사 오차를 보정하는데 사용함에 따라, 인덱스 신호를 이용하여 전자빔을 색분리하는 종래의 빔 인덱스형 음극선관과 비교하여, 비디오 신호의 손실 없이 극히 작은 인덱스 신호를 이용하여 영상을 구현하는 장점을 갖는다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범 위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 전자빔의 주사 방향을 따라 형광 스크린을 화면의 장축 방향으로 배열하고, 전자빔의 주사 위치를 보정하는데 가이드 형광체를 이용함에 따라, 극히 작은 인덱스 주파수를 이용하여 영상을 구현함과 아울러, 신호 처리부를 포함한 전체 음극선관의 구성을 단순화한다.

Claims (8)

1. 화면의 장축 방향으로 배열된 R(적), G(녹), B(청) 형광체들이 화면의 단축 방향을 따라 순차 배치되고, 각자의 형광체 사이에 서로 다른 발광 파장을 갖는 제1, 2 가이드 형광체가 교대로 위치하는 형광 스크린과;

   상기 형광 스크린을 향해 한줄기 전자빔을 방출하는 전자총과;

   전자빔 경로 상에 편향 자계를 발생하여 각자의 형광체 라인을 따라 전자빔을 화면의 장축 방향으로 이동시키는 편향 장치와;

   각자의 제1, 2 가이드 형광체의 발광 신호를 센싱하는 제1, 2 광 검출기와;

   상기 제1, 2 광 검출기의 출력 신호를 비교하여 전자빔의 수직 방향 주사 오차를 검지하고, 보정 신호를 생성하는 신호 처리부; 및

   상기 전자총과 편향 장치 사이에 제공되고, 상기 신호 처리부의 보정 신호에 따라 전자빔 경로 상에 2극 자계를 발생하여 전자빔의 수직 방향 주사 오차를 보정하는 2극 코일을 포함하는 음극선관.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 형광 스크린이 R, G, B 형광체들과;

   각자의 R, G, B 형광체들 사이에 위치하는 블랙 매트릭스막과;

   상기 형광체들과 블랙 매트릭스막 표면에 형성되는 알루미늄 반사막; 및

   상기 블랙 매트릭스막 위에 해당하는 알루미늄 반사막 표면에 위치하는 제1, 2 가이드 형광체를 포함하는 음극선관.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전자빔이 홀수번째 형광체 라인과 짝수번째 형광체 라인을 교대로 주사하는 음극선관.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 전자빔이 모든 형광체 라인을 순차적으로 주사하는 음극선관.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 신호 처리부가 제1, 2 광 검출기의 펄스 신호를 전압으로 변환하고 증폭하는 제1, 2 증폭기와;

   상기 제1, 2 증폭기로부터 입력된 신호 차이를 비교하여 제어 신호를 발생하는 신호 비교부; 및

   상기 신호 비교부의 제어 신호에 따라 2극 코일에 공급되는 전류 방향과 전류 세기를 제어하는 2극 코일 구동부를 포함하는 음극선관.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 2극 코일이 화면의 장축 방향으로 대향 배치되는 한쌍의 자극과;

   상기 자극을 둘러싸면서 상기 2극 코일 구동부와 연결되어 이로부터 편향 전 류를 공급받는 코일을 포함하는 음극선관.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 신호 처리부가 수평 및 수직 동기부와;

   상기 수평 및 수직 동기부의 신호에 따라 RGB 비디오 신호를 변환하고, 변환된 비디오 신호를 전자총에 제공하는 비디오 신호 변환기를 포함하는 음극선관.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 수평 및 수직 동기부가 신호 비교부와 연결되어 신호 비교부에 전자빔의 주사 정보를 제공하는 음극선관.

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