KR100824326B1 - 내부 자기 차폐 기능을 가지는 컬러 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 깔때기 모양의 후면(2)에 연결된 직사각형의 전면(1)과 후면에 연결된 목(2a)을 가지며, 전자총(6)을 가지는 컬러 음극선관에 관한 것으로, 상기 전자총은 음극선관의 목에 놓여있는 편향 디바이스(10)의 영향하에 전면을 주사하도록 빔들을 발생시키는데 사용된다. 이러한 편향 디바이스는 전면에 가장 가까운 위치에서 디바이스 둘레에 놓여있는 보정 자석(20)들과, 전자빔들의 통로용 개구(31)를 가지는 음극선관 내에 자기 차폐물(30)을 포함하고, 상기 개구는 그 둘레에 노치(34)들을 가진다. 이러한 노치들은 적어도 하나의 보정 자석(20)들 쌍을 마주보도록 배치된다.

Description

내부 자기 차폐 기능을 가지는 컬러 음극선관{COLOR CATHODE-RAY TUBE HAVING INTERNAL MAGNETIC SCREENING}

본 발명의 주제는 컬러 디스플레이 스크린과 음극선관의 디스플레이 스크린 상에 형성된 영상(image)의 기하학적 구조의 적절한 보정을 허용하는데 적합한 내부 자기 차폐물(screen)을 가지는 컬러 음극선관이다.

컬러 음극선관은 원통형 목(neck)에서 끝나는 깔때기 형태의 후방부에 합해지는 거의 직사각형인 전면을 포함하는 유리 엔벨로프(glass envelope)로 구성된다. 전자총은 이러한 원통형 목에 위치하여 전면 패널의 내부 표면 상에 위치한 발광 스크린 상에 컬러 영상을 형성하기 위한 전자빔들을 발생시킨다. 이러한 전자빔들은 소위 색 선택 마스크라고 하는 관통된 금속 마스크에 의해 발광 스크린 상의 형광 물질에 닿게 된다. 마스크는 짧은 쪽 한 쌍과 긴 쪽 한 쌍의 2쌍의 마주보는 측면들을 가지는 거의 직사각형의 고정된 프레임에 부착된다. 내부 자기 차폐물은 통상 엔벨로프의 깔때기 모양부쪽에 놓여지고 프레임의 뒤와 연결된다. 자기 차폐물의 1차적인 목적은 전자빔들의 경로들 상에 미치는 지구 자기장 성분들의 영향을 감소시켜, 선택 마스크 상으로의 빔들의 입사각들이 이들 성분들에 의해 의미있을 정도로 변경되지 않게 하려는 것으로; 지구 자기장 성분들의 영향이 감소되지 않으면 스크린 상의 빔들의 충돌점들이 이동되어 원하지 않는 색의 형광 물질을 조사함으로써 정렬 에러(registration error)로 알려진 결함을 발생시킨다.

음극선관(CRT)은 전자빔들의 편향각이 증가함에 따라 이들 정렬 에러의 문제들에 더 민감하게 된다. 스크린의 크기에 대하여 음극선관의 깊이를 감소시키는 CRT 업계의 현 경향으로 인해, 스크린 둘레 구역들에 정렬 에러들을 야기하는 외부 자계의 성향이 더 큰데, 이는 그러한 음극선관들에서 요구되는 전자빔 편향각이 더 커지기 때문이다.

또한, CRT 시장은 평면 화면 패널을 가지는 음극선관들에 더 큰 관심을 나타내고 있다. 그러한 기하학적 구조를 가진 제품 등은 또한 외부 자계가 스크린 둘레에 정렬 에러들을 야기하는 성향의 증가를 보여주는데, 이는 둘레 구역용으로 지정된 전자빔이 비교되는 원형 음극선관들보다 그러한 스크린 구역들까지 더 먼 거리를 가야하기 때문이다. 스크린 영상들의 기하학적인 왜곡들을 보정하기 위해서는, 음극선관의 외부에 의도적으로 배치된 자석들을 이용할 필요가 있다고 생각할 수 있다.

요약하면, 이러한 최신의 음극선관들의 전자빔들의 편향각이 표준 깊이를 가지는 유사한 원형 채널 음극선관들에서보다 크기 때문에, 전자총에서 나오는 전자빔들에 의해 이동되는 경로는 비교적 길다. 이는 이들을 지구 자기장의 영향에 더 민감하게 한다.

지구 자기장의 3방향들이 고려되어야 한다. 이는 음극선관의 종축에 평행하게 나타나는 축(북/남)방향 필드와, 수평축에 나란한 측(lateral)(동/서)방향 필드 및 수직축에 나란한 수직 필드이다.

수직 필드는 광범위한 지리학적 구역들 내에서 사실상 일정하므로 큰 정렬 문제를 발생시키지 않는다. 반면에, 축방향 필드 및 측방향 필드에 대해 음극선관의 내부를 차폐할 필요가 있는데, 이는 그 필드들의 영향이 음극선관의 위치, 즉 음극선관이 놓여있는 위치에 따라 달라지기 때문이다.

종래 기술의 자기 차폐물 또는 내부 자기 실드(shield)는 엔벨로프의 깔대기 모양 부분의 내부 표면에 가능한 가깝게 매칭되는 형상을 가지도록 설계된다. 또한, 개구들은 개구들의 형태들 및 개구들의 갯수가 전자빔 불일치에 대한 지구 자기장의 영향을 보상하거나 감소시키도록 조정된다. 내부 자기 차폐물은 그 전면에서, 컬러 선택 마스크에 의해 닫혀진다. 내부 자기 차폐물은 그 후면에서 전자빔들이 통과하도록 하는 개구를 가진다.

작은 깊이를 가진 음극선관들, 즉 전자빔들의 수평 편향각이 108°보다 큰 음극선관들은 지구 자기장에 매우 높은 감도를 가져서, 편향 디바이스에 가능한 가깝게 음극선관의 후면쪽으로 자기 차폐물이 연장되는 것이 필수적이라는 것이 알려져 있다. 그러나, 이러한 경우 자석들의 필드 라인들이 내부 자기 차폐물의 부근에 위치하여 자석이 전자빔들에 아무런 영향을 미치지 않게 되기 때문에, 편향 디바이스 앞의 영상의 기하학적 위치를 보정하기 위해 자석들을 배치하는 것은 더 이상 가능하지 않다.

그러므로, 개선된 자기 차폐 능력을 가지는 컬러 음극선관에 대한 요구가 있다.

본 발명은 직사각형의 전면, 깔때기 모양의 후면, 음극선관의 목에 놓여진 편향 디바이스의 영향하에 전면을 주사하도록 빔들을 발생시키기 위해 전자총이 놓여지는 목을 포함하고, 상기 디바이스는 상기 전면에 가장 가까운 둘레 부분의 측면 상에 놓여진 보정 자석들을 포함하며, 또한 상기 음극선관은 후면이 전자빔들의 통로용 개구를 가지는 내부 자기 차폐물을 포함한다. 상기 자기 차폐물의 후면은 그 둘레에 적어도 하나의 보정 자석들 쌍을 향하도록 배치되는 노치(notch)들을 가진다.

본 발명은 하기의 상세한 설명과 도면들의 도움으로 더 명확히 이해될 것이다.

도 1은 다양한 작동 부재들을 가지는 음극선관의 단면도.

도 2a와 도 2b는 종래 기술에 의한 자기 차폐물의 측면도와 배면도의 일례를 도시한 도면.

도 3a 내지 도 3d는 2개의 공지된 유형의 자기 차폐물에 대해서 음극선관의 스크린 상에 전자빔들이 충돌점들에 미치는 지구 자기장의 영향을 도시한 도면.

도 4a와 도 4b는 본 발명의 일 실시예를 도시한 도면.

도 1에 단면으로 도시된 바와 같이, 음극선관은 전면(1)과 원통형 목(2a)에서 끝나는 깔때기 모양의 후면(2)으로 이루어지는 유리 엔벨로프(3)를 포함한다. 전면(1)의 내부면에 증착된 것은 형광 물질들의 스크린(4)으로, 이 스크린은 음극선관의 목(2a)에 끼워진 전자총(6)에서 나오는 전자빔들(7B, 7G, 7R)의 충돌하에 영상을 재생하기 위한 것이다. 구멍이 뚫어져 있는 섀도우 마스크(5)는 각 전자빔으로 하여금 그것에 대응하는 색의 형광 물질만을 조사하도록 한다. 마스크(5)는 금속 프레임(9)에 의해 음극선관의 내부에 매달려 있다. 통상, 한 쌍의 수평 편향 코일과 한 쌍의 수직 편향 코일로 구성되는 편향 디바이스(10)는 음극선관의 깔때기 모양의 후면 상에 놓여지고, 이 편향 디바이스는 또한 그 둘레에 가깝게 스크린 측면 상에 보정 자석(20)들을 가진다. 자기 차폐물(14)이 음극선관의 내부에 배치되고 마스크(5)를 지지하는 프레임(9)에 고정된다.

도 2a와 도 2b는 종래 기술의 내부 자기 차폐물(14)의 측면도와 배면도를 나타내고 있다. 자기 차폐물(14)은 음극선관의 후면(2)의 형태와 유사한 형상(21)이 되도록 금속 시트를 틀로 찍어내어 제작된다. 자기 차폐물(14)은, 예컨대 개구(26)를 통해 클리핑함으로써 프레임(9)에 부착되도록 하는 전면 개구(23)를 가진다. 후면 개구(22)는 거의 직사각형의 형상으로, 긴 측면들이 수평 방향(X)으로 연장한다. 이러한 구성은 필드의 축성분에 대한 차폐에는 유리하나, 필드의 측면 성분에 대한 차폐에는 유리하지 않다. 하지만, 만족스러운 수준까지 차폐 성능을 끌어올리는 새김눈(nick)(25)들로 인해 상황은 개선되었다. 작은 폭을 가진 이러한 새김눈(25)들은 수평 방향에서의 상대적인 자기 저항을 증가시키고 지구 자기장의 측면 성분에 대한 차폐 성능을 유리하게 할 수 있게 한다.

도 3a 내지 도 3d는 음극선관의 스크린(4)을 주사하는 전자빔들에 작용하는 지구 자기장의 영향으로 인한 힘들에 미치는 자기 차폐물(14)에서의 새김눈(25)들의 도입 영향을 나타내고 있다. 도 3a는 후면(지구 자기장 선들이 화살표로 나타나 있다)에서 본 자기 차폐물(14)의 일례를 도시하고 도 3b는 필드의 측면 성분으로 인한 음극선관의 스크린(4) 상으로 전자빔들이 충돌하는 점들의 변위(displacement)를 나타내고 있다.

도 3c는 6시와 12시 방향에서 새김눈(25)들이 제공된 동일한 자기 차폐물(14)을 나타낸 것으로, 이들 새김눈(25)들은 자기 차폐물(14)의 자기 저항을 수평 방향으로 증가시켜 전자빔들의 충돌점들이, 도 3d에 도시된 바와 같이, 수직 방향으로 이동되도록 한다.

음극선관의 깊이를 감소시키는 것은, 음극선관의 전체 스크린(4)을 주사하기 위해 전자빔들의 편향각이 증가될 것을 필요로 한다. 깊이의 감소는 편향각들이 108°보다 커지게 되고, 그리고 130°까지 가는 것도 가능하다. 그러한 음극선관들은 지구 자기장에 매우 민감하고 편향 디바이스(10)에 가능한 가깝게 후면(2) 쪽으로 연장하는 자기 차폐물(14)의 존재를 필요로 한다. 더욱이, 음극선관의 전면(1)도 역시 평평할 때는 편향 디바이스의 전면에 위치한 자석(20)들에 의해 스크린(4) 상에 형성된 영상의 기하학적인 구조를 보정할 필요가 있다. 영상의 기하학적인 구조를 보정하는데 필요한 자석들(20)의 힘은 작은 편향각(즉, 108°보다 작은)을 가지는 음극선관들에 대한 것보다 이러한 유형의 음극선관에 대해서는 훨씬 더 크다는 점을 주목해야 한다. 하지만, 편향 디바이스의 다른 파라미터들과 절충하지 않는 한 완벽한 보정은 이루어질 수 없다. 이는 보정 자석(20)들과 자기 차폐물(14) 사이의 자기 결합으로 인한 것인데, 이 자기 차폐물은 전자빔들에 영향을 미치는 지구 자기장을 방지하기 위해, 편향 디바이스에 가능한 가깝게 되어야 한다.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 의한 자기 차폐물(30)이 장착된 것의 배면 및 사시도를 나타낸다. 도 4a는 수평면(XZ)의 각 측면 상에서, 음극선관의 수직축을 따라 놓여진 2개의 보정 자석(20)들의 위치를 나타내고 있다. 본 발명에 의한 자기 차폐물(30)은 공지된 방식으로는 마스크(5)를 지지하는 프레임(9)에 연결하기 위한 표면(32), 음극선관의 깔때기 모양으로 벌어진 후면(2)의 내부 표면의 형태와 매칭되는 사발 모양의 면(33) 및 전자빔들의 통로용으로 만들어진 후 개구(31)를 포함한다.

이 경우, 보정 자석(20)들은 음극선관의 스크린(4) 상에 형성된 영상의 북과 남의 기하학적인 구조를 보정하기 위한 것으로, 6시와 12시에서 수직축 상에 놓여있다. 개구(31)는 편향 디바이스(10)에 가능한 가깝게 주축(Z)에 놓여 있어, 지구 자기장에 대하여 가장 우수한 차폐 성능을 얻을 수 있게 한다.

개구(31)는 거의 직사각형의 형상을 하고 있으며, 수평 방향으로 연장하는 길이가 R_h인 2개의 긴 측면들과, 수직 방향으로 연장하는 길이가 R_v인 2개의 짧은 측면들을 가진다.

스크린(4)의 후 개구(22) 둘레 상에, 음극선관에 전자빔 편향 디바이스(10)가 설치될 때 보정 자석(20)들을 마주보는 2개의 노치(34)들이 만들어진다. 이들 노치들의 깊이(N_v)는 자기 차폐물(30)의 수평 부분들의 자기 저항을 의미있는 정도 로 변경하지 않도록 그리고 지구 자기장에 대한 차폐 성능을 감소시키지 않도록 크기가 정해진다. 반면에, 노치(34)의 폭(N_h)은 보정 자석(20)들이 영상의 기하학적 구조를 유지시키는 데에, 긍정적인(positive) 영향을 끼치도록 하고, 자기 차폐물(30)의 차폐 성능을 손상시키지 않도록 너무 크지 않게 크기가 정해져야 한다.

자기 차폐물(30)의 차폐 효과와 영상의 기하학적인 구조에 대한 자석(20)들의 효과 사이의 최적의 절충안은 자석(20)들과 자기 차폐물(30) 사이의 자기 결합을 방지함으로써 이루어지고, 이렇게 하기 위해서는 길이(N_h)가 노치(34)가 위치하는 후 개구(31)측 길이(R_h)의 60%를 초과하지 않으면서 노치(34)들의 깊이(N_v)가 노치(34)의 길이(N_h)보다 작아야 한다는 것이 발견되었다.

노치(34)들이 보정 자석(20)들을 마주보게 하여야 하므로, 노치(34)들은 보정 자석(20)들이 배치될 수 있는 모든 방향으로, 즉 6시-12시의 수직 방향과, 3시-9시의 수평 방향 또는 영상의 대각선에 나란한 방향으로 배치될 수 있다는 장점을 가진다.

마찬가지로, 비록 음극선관의 수평 편향각이 108°를 넘는 것에 대해 의도된 것이라 할지라도, 본 발명은 예컨대 이들 음극선관들이 고-해상도 타입이고 외부 자계들에 대한 감도가 높은, 편향각이 더 작은 음극선관들에 대해 유리하게 사용될 수 있다.

상술한 본 발명은 컬러 디스플레이 스크린과 음극선관의 디스플레이 스크린 상에 형성된 영상의 기하학적 구조를 내부 자기 차폐물을 이용하여 적절하게 보정하는데 이용할 수 있다.

Claims (9)

1. 깔대기 모양의 후면(2)에 연결된 직사각형의 평면 전면(1), 상기 후면에 연결된 목(2a) 및 음극선관의 목에 놓여진 편향 다바이스(10)의 영향하에, 상기 전면을 주사하도록 빔들을 발생시키기 위해 사용되는 전자총(6)을 가지는 컬러 음극선관에 있어서, 상기 디바이스는

   상기 편향 디바이스(10)의 전면에서 상기 디바이스의 둘레에 놓여진 보정 자석(20)들과,

   적어도 하나의 보정 자석(20)쌍들을 향하도록 배치되는 노치(34)들을 둘레에 가지고 있는 전자빔들의 통로용 후 개구(31)를 가지는 음극선관 내의 자기 차폐물(30)로서, 상기 전자빔들의 수평 편향각은 108°보다 큰, 자기 차폐물(30)을

   포함하는, 컬러 음극선관.
2. 제 1항에 있어서, 2개의 보정 자석(20)들은 수평축 상에 위치하고, 상기 자기 차폐물의 후 개구(31)는 그 둘레에 상기 자석들을 마주보는 수평축 상에 배치되는 2개의 노치(34)들을 포함하는, 컬러 음극선관.
3. 제 1항에 있어서, 2개의 보정 자석(20)들은 수직축 상에 위치하고, 상기 자기 차폐물의 후 개구(31)는 그 둘레에 상기 자석들을 마주보는 수직축 상에 있는 2개의 노치(34)들을 포함하는, 컬러 음극선관.
4. 제 1항에 있어서, 상기 자기 차폐물의 후 개구(31)에 있는 상기 자석(20)들과 상기 노치(34)들은 상기 음극선관 전면의 대각선들 방향을 따라 놓여있는, 컬러 음극선관.
5. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 상기 보정 자석(20)들은 상기 음극선관의 수직축 상에 위치하고, 적어도 하나의 상기 보정 자석(20)들은 상기 음극선관의 수평축 상에 위치하며, 상기 자기 차폐물의 후 개구(31)는 그것의 둘레에, 상기 자석들을 마주보도록 상기 수평축과 상기 수직축 상에 각각 놓여있는 노치(34)들을 포함하는, 컬러 음극선관.
6. 제 1항에 있어서, 상기 자기 차폐물의 후 개구는 직사각형을 하고 있고, 상기 개구의 수평 측면들의 길이는 수직 측면들의 길이보다 큰, 컬러 음극선관.
7. 제 1항에 있어서, 상기 자기 차폐물은 그것의 후 개구의 2개의 마주보는 면들 상에 노치들을 포함하고, 상기 노치들의 깊이(N_v)는 상기 노치들의 폭(N_h)보다 작은, 컬러 음극선관.
8. 제 1항에 있어서, 상기 노치들 폭(N_h)은 상기 각 노치들이 놓여있는 상기 자기 차폐물의 후 개구의 길이(R_h)의 60% 이하인, 컬러 음극선관.
9. 삭제

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