KR100825144B1

KR100825144B1 - 새들형 수직 편향 코일을 포함하는 자기 수렴 음극선관용편향 유닛

Info

Publication number: KR100825144B1
Application number: KR1020000050024A
Authority: KR
Inventors: 아찌나세르딘; 매손올리비아; 볼라티어세바스챤
Original assignee: 톰슨 튜브 앤드 디스플레이 에스. 에이.
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2008-04-24
Also published as: CN1312580A; FR2797994A1; JP2001126639A; EP1081737B1; FR2797994B1; MY119964A; DE60020312D1; US6577053B1; DE60020312T2; KR20010021440A; CN1286141C; EP1081737A1; MXPA00008464A

Abstract

본 발명의 컬러 음극선관용 전자 편향 유닛은 한 쌍의 수평 편향 코일 및 한 쌍의 수직 편향 코일을 포함하고, 새들평인 상기 수직 편향 코일은 전자총 측의 후위 번들(bundle) 및 스크린 측에 위치한 전위 번들을 가지며, 상기 번들 사이에 위치한 중간 영역에 주 윈도우(main window)를 생성하도록 2 개의 번들은 측면 도체 하니스(lateral conductor harness)(120)와 접속되어 있으며, 상기 도체 하니스는 상기 스크린 측의 주 윈도우(18)의 전위 단부에 위치하며, 상기 주 윈도우(18)는 38°보다 큰 반경 각도(

)에 대하여 확장하는 것을 특징으로 한다.

적색 빔 및 청색 빔 사이의 수직 수렴 오차를 최소화하도록 윈도우의 후방부에 도체를 배치하여, 상기 오차를 보정하기 위한 추가 영역 쉐이퍼(shaper)의 사용을 피하도록 한다.

Description

새들형 수직 편향 코일을 포함하는 자기 수렴 음극선관용 편향 유닛{DEFLECTION UNIT FOR SELF-CONVERGING CATHODE-RAY TUBES, COMPRISING SADDLE-SHAPED VERTICAL DEFLECTION COILS}

도 1은 본 발명에 따른 편향 장치를 구비한 음극선관을 도시하는 도면.

도 2는 소위 "수직 청색 파형(vertical blue wave)" 수차(aberration)가 도시된 컬러 음극선관 스크린의 4 분의 1을 도시적으로 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 코일의 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 수직 편향 코일의 실시예를 예시하는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 코일에 의해 생성된 수직 편향 전위의 고조파 및 이 계수에 대한 측면 하니스의 도체의 특정 배치에 의한 상기 고조파 계수에 미치는 영향의 음극선관의 주 축(Z)에 따른 변화를 도시하는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 편향 장치(deflector)

3 : 수평 편향 코일

4 : 수직 편향 코일

23 : 출구 영역

24 : 중간 영역

25 : 입구 영역

본 발명은 편향 장치라고도 칭하며 한 쌍의 수평 편향 코일 및 수렴 오차가 최소화가 되도록 특정 형태인 새들 형태의 한 쌍의 수직 편향 코일을 포함하는 컬러 음극선관용 편향 유닛에 관한 것이다.

컬러 이미지를 생성하도록 설계된 음극선관은 통상 3 개의 동일 평면 상의 전자 빔을 방사하는 전자총을 포함하고, 각각의 빔은 상기 음극선관의 스크린 상에 대응하는 컬러(적색, 녹색 또는 청색)의 형광 물질의 띠를 활성화한다.

전자 빔은 상기 음극선관의 네트에 고정되어 있는 편향 장치의 수평 및 수직 편향 코일에 의해 생성된 편향 자계의 영향 하에서 상기 음극선관의 스크린을 주사한다. 강자성체 물질이 편향 코일을 고리 모양으로 둘러쌈으로써 적합한 영역 내에 편향 자계를 집중시킨다.

전자총에 의해 생성된 3 개의 빔은 음극선관의 스크린 상으로 항상 수렴하지 않으면, 컬러의 동작을 특히 왜곡시키는 소위 수렴 오차가 유도된다. 3 개의 동일 평면 상의 빔을 수렴시키기 위하여, 소위 자기 수렴 비점 수차(astigmatic) 편향 자계를 사용하는 것이 공지되어 있고, 자기 수렴 편향 코일에 있어서 수평 편향 자계의 세기는 핀쿠션형(pincushion-shaped) 분포를 가지며 수직 편향 자계의 세기는 배럴형(barrel-shaped) 분포를 갖는다.

코마(coma)는 각 편향 자계의 비점 수차 및 음극선관의 스크린 면의 곡률과 무관하게 3 개의 빔 라인을 갖는 전자총으로부터의 측면 빔에 영향을 미치는 수차이고, 이 측면 빔은 음극선관의 축에 대하여 작은 각도에서 편향 자계로 주입하며 축의 빔의 각도와 함께 편향을 유지한다. 생성된 코마는 자기 수렴에 대하여 소망의 비점 수차를 얻기 위해 필요한 자계 분포에 의해 생성된 코마를 보상하도록 빔이 편향 장치로 입사하는 지점에서 편향 자계의 분포를 변경시킴으로써 통상 보정된다. 따라서, 수평 편향 자계에 대하여, 편향 장치의 후위에서의 자계는 배럴형 자계이고, 편향 장치의 전방부에서의 자계는 핀쿠션형 자계이다.

전술한 바와 같은 자계 구조는 측면 전자 빔의 수렴에서 오차를 발생시키고, 이 오차는 테스트 패턴의 수직 가장자리를 따라 청색 이미지에 대하여 적색 이미지로 시프트함으로써 음극선관의 스크린에 디스클레이되는 직각의 테스트 패턴으로 나타난다. 공지된 방법에서, 시프트가 선형으로 가변되면 그것을 보상하는 것이 가능하지만, 간단한 방법에서 적색/청색 수렴 오차의 값이 테스트 패턴의 수직 가장자리를 따라서 선형으로 가변하지 않는다면 "수직 청색 파형"이라고 칭하는 이 현상을 보상할 방법이 현재까지 없다.

또한, 음극선관의 스크린에 형성된 기하학적 이미지, 코마 및 수렴의 문제는 스크린의 평탄도 및 스크린의 크기와 관련된다. 몇 년 전에 제조되고 구형의 스크린을 사용하는 종래의 음극선관은 통상 작은 곡률 반경을 갖는다. 70 cm 길이보다 큰 사선을 갖는 큰 곡률 반경의 스크린 또는 완전 평면 스크린으로 전류가 흐르므로, 편향 코일에 의해 생성된 적절한 자계에 의하여 전술한 문제들을 단독으로 제어하기에는 점차적으로 곤란하다고 하는 문제가 있었다.

편향 장치를 음극선관의 주 축을 따라 3 개의 연속적인 동작 영역으로 분할하는 것이 통상적이지만, 전자총에 가장 근접한 후위 영역은 특히 코마에 더 영향을 미치고, 중간 영역은 편향 자계의 비점 수차 및 그에 따른 적색 및 청색 전자 빔의 수렴에서 특히 더 활성화되며, 마지막으로 음극선관의 스크린에 가장 근접하여 위치한 전위 영역은 음극선관의 스크린 상에 형성된 기하학적 이미지를 활성화한다.

본 발명의 목적은 영구 자석 또는 영구 자석들의 자계를 국부적으로 변경하기 위하여 배치된 금속부와 같은 구성 소자들을 추가로 설치할 필요가 없고, 편향 장치의 다른 특성을 더 손상시키지 않고 하나 이상의 구성 소자를 열화시키는 특성을 보정하는 추가의 제어 수단을 설치하여, "수직 청색 파형"의 문제점을 해소시키는 데에 있다.

이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 컬러 음극선관용 전자 편향 유닛은 한 쌍의 수평 편향 코일 및 한 쌍의 수직 편향 코일을 포함하고, 상기 수직 편향 코일은 새들형으로서, 음극선관의 스크린 측에 위치하는 전위 번들 및 전자총 측에 위치하는 후위 번들을 포함하며, 상기 번들은 측면 도체 하니스에 의해 함께 결합되어 있으며, 전위 번들, 후위 번들 및 측면 도체 하니스는 도체가 없는 윈도우를 형성하고, 상기 전위 번들에 근접한 영역의 윈도우는 38°보다 큰 반경 각도(

)에 대하여 확장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하의 설명 및 도면으로부터 설명된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자기 수렴 컬러 디스플레이 장치는 진공 유리 엔벨로프(6)로 조립된 음극선관과, 다양한 컬러를 표시하고 상기 엔벨로프의 제1 단부에 배치되며 디스플레이 스크린(9)을 형성하는 형광체의 어레이와, 상기 엔벨로프의 제2 단부에 배치된 전자총의 세트(7)를 구비하고 있다. 전자총의 세트는 다양한 컬러 형광체 중 하나를 각각 활성화시키기 위하여 수평으로 배치된 3 개의 전자 빔(12)을 생성하도록 배치된다. 전자 빔은 편향 장치(1) 또는 편향 시스템에 의해서 스크린의 전체 면을 주사하고, 상기 편향 장치는 음극선관의 네크(8)에 위치하고 한 쌍의 수평 편향 코일(3)과, 한 쌍의 수직 편향 코일(4) 및 활성화되도록 설계된 지점에서 자계를 집중시키도록 하는 강자성체 물질로 제조된 코어(5)를 포함하며, 이들 수평 및 수직 편향 코일(3, 4)은 격리판(2)에 의해 서로 분리되어 있다.

본 발명의 범위 내에 있어서, 편향 장치(1)의 각각의 수직 편향 코일은 새들형으로서, 후위 종단 번들이라고 칭하며 전자총(7)에 근접하고 Z 축에 평행 방향으로 바람직하게 확장하는 부분(19)을 갖는다. 전위 종단 번들이라고 칭하는 코일(10)의 제2 부분(29)은 디스플레이 스크린(9)에 근접하고 Z 축으로부터 멀리 떨어진 Z 축의 평행 방향으로 선회한다. 새들형 수직 편향 코일(4)의 전위 종단 번들(29)은 측면 도체 하니스(120)의 그룹에 의해 후위 종단 번들(19)에 결합되어 있다. XZ 평면에 대하여 대칭적으로 배치된 번들(19, 29) 및 측면 도체 하니스(120)는 주 윈도우(18)를 형성한다. 전자총(7)으로부터 주입되는 3 개의 빔을 구성하는 전자의 흐름의 방향을 참조하여, 윈도우(18)가 확장하는 영역을 중간 영역(24)이라고 칭하고, 전위 번들 팬을 구성하는 도체의 영역을 출구 영역(23)이라고 칭하며, 윈도우(18)의 후위에 배치되어 후위 번들을 구성하는 코일의 영역을 입구 영역(25)이라고 칭한다.

도 2는 본 발명의 목적인 "수직 청색 파형" 수차의 최소화를 도시한다. 테스트 패턴은 스크린의 4 분의 1 상에 디스플레이되고 적색 빔(30) 및 청색 빔(31)에 의해 생성된 이미지의 시프트를 도시한다. 제1 근사값에서, "수직 청색 파형"은 다음의 수학식 1에 의해 결정된다.

여기서

는 3 시 방향에서의 적색/청색 수렴 오차이고,

는 2 시 방향에서의 수렴 오차이며,

는 2 시 방향과 3 시 방향의 중간 방향에서의 수렴 오차이다.

도 3은 본 발명의 특징을 실시하는 새들형 수직 편향 코일(4)의 쌍 중 하나를 측면도로 도시한다. 각각의 권선은 새들형의 도체 도선의 루프로 형성된다.

전술한 새들형 코일 및 도 4에 도시된 새들형 코일은 전기 절연체 및 열경화성 접착제로 덮여싸인 가는 구리선으로 감겨져있다. 권선은 완성 형태로 새들형 코일을 선회하고 권선 처리 중에 공간(21, 21′, 21″) 등에 유입되는 와인더에서 실행된다. 이들 공간의 형태 및 위치는 신축 자재의 핀(22) 또는 삽입물(28)에 의해 한정된다. 권선 후, 각각의 새들형 코일은 지그에 위치하도록 하고 필요한 기계적 치수를 얻을 수 있도록 압력이 인가된다. 전류는 상기 도선을 통하여 흘러서 열경화성 수지를 연화시킨 후, 냉각되면서 도선과 접착하여 자기 지지식 새들형 코일을 형성하게 된다.

권선은 대칭이기 때문에, 코일의 암페어-회 밀도

는 이하의 수학식 2의 푸리에 급수로 전개된다.

여기서

는 권선 고조파이다. 전위는 축으로부터

까지 암페어-회의 합으로 이하의 수학식 3과 같이 표현된다.

좌표(

)의 지점(M)에서의 스칼라 전위는 이하의 수학식 4와 같이 표현된다.

여기서 R은 편향 코일을 감싸서 편향 장치의 에너지 효율을 개선하기 위하여 자계를 집중시키는 페라이트 자기 회로의 반경이다.

차수(K)의 고조파는 이하의 수학식 5의 진폭을 갖는다.

자기 수렴 편향 장치는 배럴형 분포의 세기를 갖는 수직 편향 자계를 갖는다. 또한, 적색 빔 및 청색 빔 사이의 수렴 오차가 차수 3 및/또는 차수 5의 전위 고조파를 변경하기 위하여 측면 하니스의 도체의 위치를 변경함으로써 수직 편향 코일의 중간 영역(24)에서 보정된다는 것은 공지되어 있다. 이러한 고려 사항은 현재까지 가능한 좁은 주 윈도우를 갖는 수직 편향 코일을 설계하도록 하였고, 설계는 "수직 청색 파형"이 영이거나 영에 근접하는 경우에 특히 적합하였지만, 이 코일 구조는 적색/청색 수렴 오차가 2 시 방향 및 3 시 방향 지점 사이의 이미지의 수직 가장자리를 따라서 비선형으로 가변한다면 해결책을 제공할 수 없다.

본 발명은 출구 영역(23)에 근접하여 주 윈도우(18)의 전위 영역에서 제7 및 제9 전위 고조파의 변경이 있다. 주 윈도우의 전위 영역에서 측면 도체 하니스(120)를 구성하는 도체의 배치를 변경함으로써, "수직 청색 파형" 현상을 제거하기 위하여 적색/청색 수렴만을 변경하는 것이 가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 수직 편향 코일의 실시예를 도시한다.

수직 편향 코일의 주 윈도우(18)의 전방부는 종래의 기술에 대하여 확대되어, 코일의 출구 영역(23) 및 중간 영역(24) 사이의 변이 영역에 근접하여 적어도 98%의 측면 하니스의 도체가 71°보다 작은 반경 각도(

) 내에 위치하며,

은 2 개의 수직 편향 코일의 격리면(YZ)에 대하여 측정된다.

70 cm 보다 큰 스크린 사선을 갖는 큰 크기의 음극선관의 경우에 있어서, 실시예에서

은 60° 내지 71° 사이의 범위 내에서 선택되고, 전위 번들에 근접한 영역의 것과 동일하며, 주 윈도우(18)는 38°와 60° 사이의 반경 각도(

)에 대하여 확장한다.

예컨대, 16/9 의 스크린 포맷의 97 cm의 사선을 갖는 음극선관의 경우에 있어서, 도 4에 따른 측면 하니스 도체의 수직 편향 코일은 67.5°의 반경 각도(

) 내에서 주 윈도우(18)의 전위에 위치한다.

다른 계수, 수렴 또는 스크린에 형성된 기하학적 이미지를 제어하기 위하여, 주 윈도우는 그것의 전방부에 이미지의 수직 가장자리를 따라서 적색/청색 수렴 특징에 영향을 미치지 않는 측면 도체의 작은 부분을 포함한다. 이것을 달성하기 위해, 주 윈도우(18) 내에 위치하는 회전수는 코일을 구성하는 회전수의 약 2% 보다도 작아야 한다.

이하의 표는 스크린의 4 분의 1 상에서 전위 번들에 근접한 영역의 주 윈도우(18)가 37°의 반경 각도(

)에 대하여 확장하는 것과 같은 측면 도체의 배치를 갖는 종래의 기술에 따른 수직 편향 코일을 구비한 편향 장치 및 본 발명에 따른 전술된 97 cm 사선의 수직 편향 코일을 구비한 편향 장치에서 얻어진 측정 결과를 비교한다.

종래 기술에 따른 수직 코일(적색/청색 수렴 오차는 mm 단위임)

12 시		2 시
0.01	0.63	0.26
0.00	-0.06	-1.03
0.00	0.00	0.00
		3 시

본 발명에 따라 변경된 수직 코일

12 시		2 시
0.14	0.34	0.16
0.02	-0.04	-0.54
0.00	0.00	0.00
		3 시

"수직 청색 파형" 오차의 값은 1.16 mm로부터 0.62 mm로 크게 감소했음을 알 수 있다. 이 보정은 코마 또는 기하학적 이미지를 변경하지 않고 실행된다.

이 변경에 의해 생성된 수직 자계의 영향은 도 5에 도시되었다.

이 수치는 종래 기술에 따른 코일의 편향 자계의 수직 편향 전위의 제3, 제5, 제7 및 제9 고조파(41, 51, 61, 71) 및 본 발명의 동일 실시예의 수직 편향 코일의 제3, 제5, 제7 및 제9 고조파(40, 50, 60, 70)를 표시한다. 출구 영역(23)에 근접한 주 윈도우의 전위 영역에서 제9차 고조파보다도 처음에 더 큰 제7차 고조파의 진폭은 크게 감소하여 동일 차수의 크기 또는 상기 제9 고조파보다 충분히 더 작게되고 상기 제7 및 제9 고조파는 반대 부호를 갖는다.

다른 설계 계수의 계산은 코일의 중간 영역(24) 및 입구 영역(25) 사이의 변이 영역에 근접하여 위치하는 주 윈도우(18)의 후방부에 어떤 변경을 필요로 한 다. 적어도 큰 크기의 음극선관에 있어서, 실시예에서 음극선관의 후방부 내의 상기 주 윈도우(18)의 반경은 "수직 청색 파형"에서 얻어진 효과를 포함하지 않도록 그 주 윈도우의 전방부에서의 반경보다 충분히 크거나 적어도 동일하도록 유지한다.

따라서, 97 cm 사선의 음극선관에 관한 실시예에 있어서, 측면 하니스 도체와 같은 주 윈도우(18)의 반경에서 얻어진 우수한 결과는 출구 영역(23)에 근접하여 코일의 후위에 65°의 반경 각도 내에 위치한다.

본 발명의 컬러 음극선관용 편향 유닛에 의하면, 금속부와 같은 구성 소자들을 추가로 설치할 필요가 없고, 편향 장치의 다른 특성을 손상시키지 않고 하나 이상의 구성 소자를 열화시키는 특성을 보정하는 추가의 제어 수단을 설치하여, "수직 청색 파형"의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims

음극선관용 전자기 편향 유닛(1)에 있어서,

한 쌍의 수평 편향 코일(3) 및 한 쌍의 수직 편향 코일(4)을 포함하고, 상기 수직 편향 코일(4)은 새들형이고, 각 수직 편향 코일은 상기 음극선관의 스크린 측에 위치하는 전위 번들(29) 및 전자총 측에 위치하는 후위 번들(19)을 포함하며, 상기 전위 번들 및 상기 후위 번들은 상기 음극선관의 주 축(Z)에 평행한 방향으로 확장하는 측면 도체 하니스(120)에 의해 함께 결합되어 있으며, 상기 전위 번들, 상기 후위 번들 및 상기 측면 도체 하니스는 윈도우(18)를 형성하고, 상기 전위 번들에 근접한 영역에서 상기 윈도우(18)는 38°보다 큰 반경 각도 구멍(
)에 걸쳐 확장하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전자기 편향 유닛.
제1항에 있어서, 상기 전위 번들에 근접한 영역에서 상기 윈도우(18)는 38° 내지 50°사이의 반경 각도 구멍(
)에 걸쳐 확장하는 것인 음극선관용 전자기 편향 유닛.
제1항에 있어서, 상기 후위 번들에 근접한 영역에서, 상기 측면 도체 하니스(120)의 적어도 95%는 80°보다 작은 각도 구멍(
) 내에 위치하는 것인 음극선관용 전자기 편향 유닛.
음극선관용 전자기 편향 유닛에 있어서,

한 쌍의 수평 편향 코일 및 한 쌍의 수직 편향 코일을 포함하고, 상기 수직 편향 코일은 새들형이고, 상기 각 코일은 상기 음극선관의 스크린 측에 위치하는 전위 번들 및 전자총 측에 위치하는 후위 번들을 포함하며, 상기 전위 번들 및 상기 후위 번들은 측면 도체 하니스에 의해 함께 결합되어 있으며, 상기 전위 번들, 상기 후위 번들 및 상기 측면 도체 하니스는 윈도우(18)를 형성하고, 상기 전위 번들에 근접하여 상기 윈도우의 후위에서 제7 고조파 및 제9 고조파의 프레임 위치 함수(frame potential)는 반대 부호를 가지며, 상기 제7 고조파의 진폭은 상기 제9 고조파의 진폭과 동일하거나 작은 것을 특징으로 하는 것인 음극선관용 전자기 편향 유닛.
청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 음극선관용 전자기 편향 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관.