KR20000057411A - 음극선관의 빔 정정용 페라이트 링 및 홀더 - Google Patents

Abstract

칼라 음극선관(CRT)의 넥 상에 장착하기 위한 고정된 페라이트 포함 링 및 홀더로서, 상기 링은 CRT에서 스태틱 컨버전스, 채도 및/또는 프레임 오차의 정정을 위해 통상적으로 자화된다. 상기 홀더는 상기 링을 홀더에 분리가능하게 고정하도록 누를 수 있는 탭을 갖는다. 상기 홀더는 CRT의 전자총의 주 초점 갭 부근의 CRT의 넥 상에 접착제를 사용하여 장착된다.

Description

음극선관의 빔 정정용 페라이트 링 및 홀더{Ferrite ring and holder for beam correction in a CRT}

칼라 텔레비전용 CRT 및 관련 응용 기술은, 각각의 트리플렛이 적색, 청색, 녹색의 각 기본 칼라용 하나의 소자를 갖는, 음극 루미네슨트 형광 소자(cathodluminescent phosphor elements)의 트리플렛의 각 패턴으로 만들어진 디스플레이 스크린을 사용한다. 종래에는, 상기 소자들이 밀접하게 배치된 수직 스트라이프 형태였다. 상기 스크린은 디스플레이 스크린에 걸쳐 세 전자빔을 동시에 스위핑(sweeping)하여 활성화되고, 각 빔은 디스플레이될 이미지의 세 기본 칼라 성분(적색, 청색, 녹색) 중 하나에 대응하는 디스플레이 신호에 따라 농도가 변한다. 각 빔이 대응 칼라의 형광 성분에만 랜딩하도록, 많은 수의 개구를 갖는 마스크가 스크린 뒤의 짧은 거리에 위치하여, 전자빔들과, 마스크의 개구들과, 대응하는 스크린 상의 형광 소자들간을 정합(registration)시킨다.

종래의 CRT에서, 마스크의 개구에 의해 정의되는, 개별 화소 또는 픽셀의 수는 통상 약 250,000개 또는 그 이상이다. 상기 픽셀은 숫자가 많고 크기가 작아, 정규 시청 거리에서 디스플레이를 보는 시청자의 눈이, 분리된 적색, 청색, 녹색 요소를 전체적인 칼라 이미지로 통합하게 된다.

마스크의 개구들과 스크린 소자들 사이의 정합은 고품질의 디스플레이 이미지를 얻기에 중요하다. 상기 정합은 개구 마스크를 유리의 디스플레이 윈도우 뒤에 장착시키고, 그 후 상기 마스크를 포토마스크로 이용함으로써 포토리소그래피 기술 사용하여 윈도우 상에 스크린을 형성한다. 따라서, 상기 마스크 및 스크린은 결합하게 되고, 나머지 제조 처리 및 튜브의 작동 기간동안 결합하게 된다.

CRT 엔빌로프의 넥에서 전자총의 정확한 위치 및 정렬은, 스크린 상의 고유의 형광 소자와 전자빔의 정합에 결정적이다. 상기 정합의 한 기준은, 임의의 빔 편향 전류 없이, 디스플레이 스크린의 중앙에 세 전자빔이 오버래핑하는 상태로 정의되는, "스태틱 컨버전스(static convergence)"이다.

제조 처리의 모든 단계에서 세심한 주의를 기울인다 해도, 일부 미스얼라인먼트(misalignment)가 발생함을 피할 수 없다. 또한, 일단 제조 처리가 종료되면, CRT 엔빌로프 내부의 기계적 성분의 얼라인먼트를 조정할 기회가 없다. 그러나, 전자빔의 얼라인먼트는 통상적으로 전자총에 대한 자석의 위치를 조정하여, 스태틱 컨버전스 및 채도(color purity)와 프레임 오차(frame errors)를 정정한다.

과거에 수동으로 행해졌던 상기 정정은, 일련의 다중극(mulitpole) 자기 페라이트 링의 위치를 전자빔에 대해서 및 상호간에 대해 조정하기 때문에, 현저한 노력 비용과 인간의 실수를 가져온다.

상기 스태틱 컨버전스 정정을 개선하기 위한 하나의 시도는, 수동으로 조정가능한 일련의 페라이트 링을 CRT의 넥의 외측 주변에 감긴 하나의 유연한 페라이트 테이프로 대체하고, 컨버전스 정정을 위해 커스텀 자화(custom magnetization)를 행하는 것이다. 상기 테이프의 전형적인 폭은 약 2인치이다.

이러한 시도의 단점은, 필요한 유연성을 얻기 위해 필요한 다량의 가소제(plasticizer)와, 소망의 두께보다 두꺼운 두께을 필요로 하는 점과, 가소제의 건조 시 크랙(crack)의 형성을 유도한다는 것이다. 또한, 소정의 넥 지름에 대해, 디스플레이 스크린의 크기가 증가할수록, 테이프의 크기 및 질량도 증가하여야 한다. 그러나, 테이프의 폭이 1/8인치 정도 약간 증가하면, 전자빔의 초점을 간섭하는 테이프로 인한 자계의 간섭을 가져올 수 있다.

미국 특허 제 4,220,897 호는, 예를 들어, 전자총의 상부 컵(top cup) 내에 위치한 단일 금속 합금 링 등의 컨버전스 오차 정정 장치의 통상적인 자화 패턴의 유도를 포함하는, 컨버전스 오차 및 채도와 프레임 오차의 또다른 정정 시도를 설명한다.

상기 방법이 CRT의 넥 상의 선자화된(premagnetized) 링의 수동 조정 상의 현저한 개선을 나타내지만, 실제로는, 링에 관한 자화 장치의 위치적인 변화와 내부 자기 링의 거의 인접한 단부들 사이의 갭의 변화에 따라, CRT마다 차이가 있다. 또한, 내부 자기 링은, 다른 적합한 링 재료보다 자화하기 쉽다고 하더라도, 페라이트 등이 구입 및 제조하기에 비교적 비싸기 때문에, CoFeVCr 합급으로 만들어진다.

다양한 CRT 제조자들간의 강한 경쟁으로, 상기 변화를 가능한 한 작게 하고, 최소 비용을 소비하려는 노력이 증가하고 있다.

본 발명은 데이터/그래픽 디스플레이 등의, 칼라 텔레비전 및 그 외 칼라 디스플레이에 사용되는 음극선관(CRT)에 관한 것으로서, 특히, CRT 등의 스태틱 컨버전스(static convergence) 정정용 자기 페라이트 링 및 상기 링을 CRT의 넥(neck)에 부착시키는 홀더에 관한 것이다.

도 1은 외부 스태틱 컨버전스 링을 갖는 공지된 "인 라인"형 칼라 CRT의 개략적인 단면도.

도 2는 본 발명의 페라이트 링의 투시도.

도 3은 본 발명의 링 홀더의 투시도.

도 4는 본 발명의 링/링 홀더 어셈블리의 측면도.

도 5는 홀더의 링 록킹 메카니즘을 상세히 도시한, 도 2의 투시도의 확장부를 도시한 도면.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 개선한 칼라 CRT의 스태틱 컨버전스 정정용 자화가능한 링을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 칼라 CRT에서, 스태틱 컨버전스 오차는 물론 채도 및 프레임 오차를 이룬 링을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 페라이트를 포함하고, 견고하고(rigid) 자체적으로 지지되는(self-supporting) 링을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 칼라 CRT의 넥의 외부에 페라이트 함유 링(ferrite-containing ring)을 고정시키는 홀더를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 제조 처리동안 CRT의 넥에 쉽게 고정시킬 수 있고 넥으로부터 쉽게 제거할 수 있는 홀더를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 페라이트 함유 링(이하 본원에서는 "페라이트 링"이라 한다)이 제공되는데, 상기 링은 칼라 CRT의 스태틱 컨버전스 및 채도와 프레임 오차를 정정하기 위한 커스텀 자화가 가능하다.

본원에서 사용하는 용어 "링"은, CRT의 넥에 링을 고정하기 위한 홀더를 수용하기에 적합한 개구를 갖는 견고하고 자체적으로 지지되는 소자를 포함하는 의미이다. 양호하게는, 상기 개구는 개략적인 원형 단부를 갖고, 링은 개략적인 원통형을 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면, 홀더는 칼라 CRT의 넥의 외측에 링을 고정하기 위해 제공되는데, 링을 홀더에 고정시키기 위한 착탈가능한(releasably) 수단을 갖고, 칼라 CRT의 넥을 수용하기에 적합한 개구를 갖는다. 양호하게는, 상기 개구는 개략적인 원형 단부를 갖고, 링은 개략적인 원통형을 갖는다. 양호하게는, 고정 수단은 링을 착탈가능하게 홀더에 고정시키는, 누를 수 있는(depressible) 탭을 포함한다.

도 1은 "인라인(in-line)"형의 공지된 칼라 디스플레이 튜브의 개략적인 단면도이다. 전자빔(8, 9, 10)을 발생하는 세 전자총(5, 6, 7)은, 디스플레이 윈도우(2)와, 깔때기형 부분(3)과, 넥(4)으로 구성된 유리 엔빌로프(1)의 넥(4)에 수용된다. 전자총(5, 6, 7)의 축은 한 평면상에 위치하고, 그 평면을 도시한다. 중앙 전자총(6)의 축은 튜브의 축(11)과 거의 일치한다. 세 전자총은 넥(4)과 동일 축으로 위치한 슬리브(sleeve:16)에 배치된다. 디스플레이 윈도우(2)는 그 내부 표면에 복수의 트리플렛 형광 라인을 갖는다. 각 트리플렛은 형광 녹색 라인과, 형광 청색 라인과, 형광 적색 라인을 갖는다. 모든 트리플렛은 모여서 디스플레이 스크린(12)을 구성한다. 형광 라인들은 도면의 평면과는 수직이다. 전자빔(8, 9, 10)이 통과하는 복수의 연장 개구(elongate apertures)를 갖는 새도우 마스크(13)는, 디스플레이 스크린(12)의 전면에 배치된다. 전자빔(8, 9, 10)은 편향 코일 시스템(15)에 의해 수평 방향(도면 상의 평면) 및 수직 방향(도면과 수직 방향)으로 편향된다. 세 전자총들(5, 6, 7)은 조합되고, 그 축들은 각각에 대해 약간의 각을 갖는다. 그 결과, 발생된 전자빔들(8, 9, 10)은, 소위 칼라 선택 각(color selection angle)이라고 불리는, 각으로 각각의 개구(14)를 통과하고, 각각 하나의 칼라의 형광 라인에서만 충돌한다.

세 전자빔이 편향될 때, 디스플레이 스크린의 거의 중앙에서 상호 교차하면, 디스플레이 튜브는 양호한 스태틱 컨버전스를 갖는다. 그러나, 튜브 넥에서, 부적합하게 정확한 전자총들의 조합 및/또는 전자총들의 봉합(sealing)의 결과로, 프레임 형태 및 채도뿐 아니라 스태틱 컨버전스가 양호하지 않다. 스태틱 컨버전스를 생성하기 위해, 외부적으로 조정가능한 정정 유닛이 튜브에 부가된다. 이는, 예를 들어, 네 개의 2극(두 개는 수평으로 두 개는 수직으로), 두 개의 4극, 두 개의 6극 등의 자기 링으로 구성된 복수의 자극 쌍으로 구성된다. 각 쌍의 링들은, 링이 일정 정도로 상호 회전할 수 있는 톱니 전달(pinion transmission)을 통해 서로 연결된다. 상호 및/또는 함께 링을 회전시켜, 상기 2극, 4극 또는 6극 자계의 크기 및/또는 방향이 조절된다. 상기 장치를 구비한 디스플레이 튜브의 제어가 복잡하고 시간을 소비하는 것은 분명하다. 또한, 상기 정정 유닛은, 다중극의 조합에 대해, 최소한 8개의 링이 상호 회전할 수 있도록 넥 주변에 제공될 필요가 있기 위한, 재료를 필요로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 손으로 조정 가능한 링은, 강한 페라이트 링과 홀더를 포함하는 단일 자기 링 어셈블리(17)로 대체할 수 있고, 상기 페라이트 링은 현재 출원된 미국 특허 출원 S.N._____ (대리인 분류 번호 5604-039)에 설명된 바와 같이, 조악하고(coarse), 미세한(fine) 컨버전스 정정의 2단계 방법으로 자화된다.

링의 페라이트 양은 컨버전스 정정에 필요한 자화를 제공하기에 충분하여야 한다. 일반적으로, 페라이트 양은 약 30% 내지 99% 이상이다. 링은 페라이트 입자와 접합제(binder)와 가소제(plasticizer)의 혼합물을 조합하고, 그 혼합물을 소망의 틀로 가압 성형하며, 가열하여 휘발성 성분을 증발시키고 상기 입자를 견고하고 자체적으로 지지하는 물체로 결합하여(welding) 형성된다. 공지된 바와 같이, 상기 가열 처리 결과로 링이 축소되므로, 링의 초기 크기는, 축소 후에 최종 크기로 가공할 필요를 최소로 줄이거나 없이, 대략 소망의 크기를 얻도록 선택하여야 한다.

종래 기술의 가요성(flexible)테이프에 비한 본 발명의 상기 링의 특정 이점은, 필요한 가소제의 양이 매우 적어 단가를 낮출 수 있고 크래킹이 매우 적다는 것이다. 상기 링의 다른 이점은 페라이트의 농도가 매우 높아, 보다 소형이고 강한 링을 얻을 수 있다는 것이다. 상기 링의 전형적인 폭은 약 1/4인치 내지 3/8인치이다. 따라서, 전자총의 초점의 간섭 가능성을 무시할 수 있을 정도로 링을 배치할 수 있다. 또한, 링의 출력은, 스크린 크기에 관계없이, 표준 넥 크기를 갖는 CRT에 하나의 표준 크기가 가능하도록 한다.

도 2는, 폭(w), 두께(t), 내측 직경(I.D.), 외측 직경(O.D.)을 갖는 본 발명의 전형적인 링(20)을 도시한다. 홀더 상의 슬립 핏(slip fit)을 허용해야 하는 I.D.를 제외하고는, 크기는 결정적이지 않으며 광범위하게 변할 수 있다.

도 2에 도시된 유형의 홀더를 사용하고, CRT의 상이한 표준 넥 크기에 대한 링의 전형적인 크기는 다음의 표와 같다.

넥 지름	I.D.	O.D.	w	t
22 mm	23	27	6	2
28 mm	30	36	8	3
36 mm	38	44	10	3
50 mm	52	60	10	4

도 3 및 도 4는 각각, 원통형 전면부(24)와 보다 소형인 원통형 후면부(26)를 갖는 본 발명의 링 홀더(22)의 한 실시예를 도시한다. 상기 실시예에서, 링 홀더는 성형된 열가소성 수지로 제조되었으나, 세라믹이나 비자기 금속 재료로 성형되거나 가공되어도 된다. 전면부(24)는 홀더의 내부로 확장한 일련의 탭(32)을 갖는다. 상기 탭은 탄력성이 있고, 그 자유단(free ends)은, 그 직경(L)이 CRT의 넥의 외측 직경보다 약간 작은 원 상에 놓여, 홀더가 CRT 넥으로 삽입될 때, 탭이 약간 구부러지고, 수지의 고유의 스프링 바이어스가 넥에 홀더를 고정시킨다.

홀더(22)의 후면부(26)는 CRT의 넥보다 약간 큰 내측 직경(I.D.)을 가져, 삽입하기 쉽게 하나, 넥에 대해 과도한 이동을 방지시킨다. 두 개의 누를 수 있는 링 락(ring lock:28 및 29)이 후면부(26)에 성형된다. 링 락(28)을 도 5에 보다 자세히 도시한다. 상기 링 락은 그 자유단이 후면부(26)의 외부 표면 상으로 확장하는 간단한 탭이다. 링이 홀더 속으로 삽입될 때, 링 락은 링을 통과시키기 위해 눌린 다음 원래 위치로 회복되며, 탭의 자유단은 홀더의 표면을 따라 링이 뒤로 슬라이딩하는 것을 방지한다. 또한, 전면부(24)의 보다 큰 직경은 링이 앞으로 슬라이딩하는 것을 방지한다. 링이 홀더 상에서의 과도한 움직임을 방지하기 위해, 탭(28, 29)의 단부와 전면부(24)의 후면(25) 사이의 거리(s)는, 링의 폭(w)보다 단지 약간 커야 한다. 홀더의 전면부 및 후면부는 립(ribs:30)을 통해 서로 결합된다.

표 1에 설정된 링 크기와 함께 사용되는 홀더의 전형적인 크기는 다음과 같다.

넥 지름	I.D.	O.D.	s	L
22 mm	22	27	5	10
28 mm	28	36	5	10
36 mm	36	44	5	10
50 mm	50	60	5	10

홀더는 CRT의 넥 상에 위치하여, 초점의 간섭없이, 링이 전자빔의 경로 상에서 최대 효과를 가질 수 있는, 종래에 주요 렌즈 갭(main lens gap)으로 언급되는, 전자총의 두 주요 초점 전극(통상 초점 전극 및 애노드) 사이의 갭에 링이 거의 인접하게 된다. 편향 유닛의 위치가 조절된 후, 편향 유닛과 홀더는 모두 라텍스 페인트(latex paint)의 위치에 고정된다.

그 후 링은, 참고 자료로 본원에 포함된, 상기 언급한 현재 출원된 미국 특허 출원 S.N._____에 설명된, 방법 및 장치를 이용하여 커스텀 자화된다. 상기 커스텀 자화는, CRT의 수명동안 세 전자빔의 스태틱 컨버전스를 이루기에 필요한 자기 정정 정보를, 8극 형상으로 링에 소인(imprint)한다.

본 발명은 한정된 수의 실시예를 바탕으로 설명하였지만, 당업자라면 첨부된 청구범위의 관점을 벗어나지 않는 다른 실시예 및 변화가 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims (9)

1. 주 렌즈 갭을 갖는 전자총을 포함하는 넥 부분을 갖는 엔빌로프를 포함하는 칼라 CRT와,

   페라이트 포함 링을 상기 CRT의 넥의 외측에 고정시키는 홀더로서, 상기 링을 상기 홀더에 착탈가능하게 고정시키는 수단을 갖고, 상기 CRT의 넥을 수용하기에 적합한 개구를 갖는 상기 홀더와,

   견고하고 자체적으로 지지하는 페라이트 포함 링으로서, 상기 홀더를 수용하기에 적합한 개구를 갖고, 칼라 CRT의 스태틱 컨버전스 오차 및 채도와 프레임 오차를 정정하기 위한 커스텀 자화에 적합한 상기 링을 포함하는 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 링의 개구는 대략 원형의 단면부를 갖는 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 링은 약 30% 내지 99.9%의 페라이트를 포함하는 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더의 개구는 대략 원형의 단면부를 갖는 어셈블리.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더의 고정 수단은 누를 수 있는 탭을 포함하는 어셈블리.
6. 제 1 항에 있어서, 전면부와 후면부를 포함하고, 상기 전면부는 상기 후면부보다 큰 외측 직경을 갖는 어셈블리.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 전면부는, 그 자유단이 칼라 CRT의 외측 넥 직경보다 약간 작은 직경을 갖는 원 상에 있는 일련의 탄력성 있는 탭을 포함하는 어셈블리.
8. 견고하고 자체적으로 지지하는 페라이트 포함 링으로서, 상기 링을 CRT의 넥에 고정시키는 홀더를 수용하기에 적합한 개구를 갖고, 스태틱 컨버전스 오차 및 채도와 프레임 오차를 정정하는 커스텀 자화되기 쉬운 링.
9. 페라이트 포함 링을 칼라 CRT의 넥의 외측에 고정시키는 홀더로서, 상기 링을 상기 홀더에 착탈가능하게 고정하기 위한 수단을 갖고, 상기 칼라 CRT의 넥을 수용하기에 적합한 개구를 갖는 홀더.