KR20010101223A - 편향 수단 및 전자빔들 사이의 거리에 영향을 미치는 한쌍의 상호동작 수단을 갖는 컬러 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

컬러 디스플레이 장치(1)는 편향 코일들(14,14')을 갖는 편향 유닛, 및 전자기 상호동작 수단(16,16')을 포함한다. 상호 동작 수단은 편향 기능으로써 전자빔들간의 거리를 증가 및 감소시킨다. 상호동작 수단은 직렬로 배열된다. 공통 전류(Ic)를 상호동작 수단의 직렬 장치에 공급하고, 2개의 상호동작 수단 사이의 노드에 차 신호(Id)를 제공하도록 수단이 제공되며, 입력 신호로부터 유도되는 Ic 및 Id 모두는 편향 전류로부터 유도된다.

Description

편향 수단 및 전자빔들 사이의 거리에 영향을 미치는 한 쌍의 상호동작 수단을 갖는 컬러 디스플레이 장치{Color display device with deflection means and a co-operating pair of means for influencing the distance between electron beams}

이러한 장치는 PCT 출원 제 WO99/34392-A1에 공지되어 있다. 상기 공지된 장치는 3개의 전자빔들을 생성하는 인-라인(in-line) 전자총을 갖는 컬러 음극선관, 디스플레이 윈도우의 내부 표면상의 컬러 선택 전극 및 인광체 스크린, 및 컬러 선택 전극을 가로지르는 전자빔들을 편향시키기 위한 편향 유닛을 포함한다. 상기 공지된 장치는 또한, 편향의 기능으로써 편향판의 위치에서 전자빔들간의 거리를 감소시키기 위해, 전자빔들의 궤도들에 동적으로 영향을 미치도록 의도된, 서로 약간의 거리를 두고 배치된 한 쌍의 수단을 포함한다. 이로 인해, 전자빔들 간의 거리는 더 큰 편향 각들에 대해 감소된다. 컬러 선택 전극과 인광체 스크린 사이의 거리는 전자빔들 사이의 거리에 반대로 의존한다. 따라서, 전자빔들 사이의 거리의 감소는 컬러 선택 전극과 인광체 스크린 사이의 거리가 증가되도록 한다. 그래서, 평탄하거나 거의 평탄한 디스플레이 스크린과 큰 곡률(a larger curvature)을 갖는컬러 선택 전극을 결합시키는 것이 가능하게 된다. 상기 큰 곡률은 컬러 선택 전극의 세기를 증가시키고 도밍(doming) 및 마이크로포닉스(microphonics)를 감소시킨다. 컬러 선택 전극은 새도우 마스크(shadow mask)가 될 수 있다.

상기 공지된 장치가 만족스럽게 동작하더라도, 문제점이 남게된다. 한 쌍의 상호동작 수단의 전력 소비는 문제점을 유발하며, 상호동작 수단을 위한 구동 회로(들)에서 전력 손실을 유발한다.

본 발명은 컬러 디스플레이 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 단면도를 개략적으로 도시한 도면.

도 2a 및 도 2b는 4중극(quadrupole) 요소들을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 공지된 장치를 도시하는 도면.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 장치에 대한 전류 공급 수단을 개략적으로 도시한 도면.

본 발명의 목적은 서두에서 밝힌 전력 소비가 적은 컬러 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명의 일 관점은 청구의 범위 제1항에 규정된 컬러 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

상기 상호동작 수단은 WO 99/34392-A1의 도 5(본 출원의 도3을 참조)에 도시된 바와 같은 정류된 수직 편향 전류에 의해 직접적으로 구동되지 않는다. 이러한 직접 구동은 상호동작 수단이 이들의 전력을 편향 회로로부터 직접 얻고 편향 회로에 직접 결합되는 단점을 갖는다. 상호동작 수단을 통과하는 전류는 편향 회로를 통과하는 전류보다 더 많을 수 없고, 상호동작 수단을 통과하는 이용가능한 전류로 제한되고, 전류의 모양 및 형태에서도 제한된다. 상호동작 수단을 통과하는 전류가 편향 전류보다 적은 경우, 한 쌍의 편향 수단은 바이패스되어질 것이며, 부득이하게 전력 손실을 초래할 것이다. 더욱이, 상호동작 수단과 바이패스간의 온도차이들은 상호동작 수단을 통과하는 전류에서 파동을 일으켜서, 결과적으로 파동 및 온도불안정성을 초래한다.

본 발명에 따른 컬러 디스플레이 장치에 있어서, 컬러 디스플레이 장치에는 편향 회로에 대응하는 신호를 위한 입력을 갖는 구동 수단이 제공된다. 편향 전류 그 자체는 상호동작 수단을 직접 구동하지 않아, 상술한 문제점을 제거하거나 또는 매우 감소시킨다. 편향 회로에 대응하는 신호는, 예를 들어, 편향 전류 또는 편향 전류 일부의 흐름을 통해, 저항 또는 용량성 요소를 통과하는 전압이 될 수 있다.

2개의 상호동작 수단은 직렬로 배열된다. 발명자들에 의해 발견된 바와 같이, 상호동작 수단의 기능을 위해 세트로 통상적으로 사용되는 공급 전압은 상호동작 수단의 임피던스에 비하여 더 높다. 또한 상기 수단을 통과하는 전류는 다소 높다. 그 결과, 2개의 상호동작 수단이 분리되어 또는 병렬로 구동될 때, 많은 전력이 상호동작 수단을 위한 구동 회로에서 낭비된다.

2개의 상호동작 수단을 직렬로 배치함으로서, 상호동작 수단에 필요한 전력이 감소되고, 특히, 상호동작 수단에 대한 구동 전력은 구동회로에 대한 공급 전압을 정합하도록 할 수 있다.

그러나, 2개의 상호동작 수단이 직렬로 배치되는 경우, 2개의 상호동작 수단이 비슷한 세기와 형태의 자기장을 공급하고 설계상 종종 매우 유사하거나 동일하더라도, 이들에게 다른 전류가 공급될 수 있다는 사실로 인해, 문제점들이 발생한다. 2개의 상호동작 수단 사이의 노드(node)(접속점)에서 이러한 차이를 공급함에 의해, 상호동작 수단의 동작은 전력 요구를 증가시키지 않고 매우 많이 개선된다.

본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적들은 본원에 설명된 실시예들을 참조하여 더욱어 명확하게 될 것이다.

도면은 실제 크기와는 달리 작도되었다. 상기 도면들에서, 동일한 참조번호들은 일반적으로 동일한 부분들을 나타낸다.

컬러 디스플레이 장치는, 텅빈 엔벨로프(1)를 갖는 컬러 음극선관을 포함하며, 상기 텅빈 엔벨로프(1)는 디스플레이 윈도우(2), 콘 부(3;cone portion) 및 넥(4;neck)을 포함한다. 상기 넥(4)은, 하나의 평면, 즉 이 예에서는 도면의 평면에 있는 인-라인 평면에서 연장하는, 3개의 전자빔들(6,7,8)을 발생시키는 전자총(5)을 수용한다. 내부 표면(10)은 적, 녹, 청의 냉광을 발생시키는 많은 수의 인광체 요소를 포함한다. 디스플레이 스크린을 향한 이들의 진로에서, 전자빔들은 전자기 편향 유닛(51)에 의해 디스플레이 스크린(10)을 가로질러 편향되고, 디스플레이 윈도우(2)의 전방에 배열되고 개구들(12)을 갖는 얇은 판을 포함하는 컬러 선택 전극(11)을 통과한다. 코일 홀더 외에도, 편향 유닛(51)은 2개의 상호 수직 방향으로 전자빔들을 편향하기 위한 코일들(13,14)을 포함한다. 상기 디스플레이 장치는, 동작중에 피드스루들(feedthroughs)을 경유하여 전자총의 성분들에 제공되는 전압들을 생성하기 위한 수단을 더 포함한다. 편향 판(P)은 이 평면에서 외부 전자빔들(6,8)간의 거리(p) 및 컬러 선택 전극과 디스플레이 스크린간의 거리(q)로써 개략적으로 도시되었다.

컬러 디스플레이 장치는 2개의 상호동작 수단(16,16'), 동작시에 동적으로 구부리도록, 즉 방향의 편향기능으로써 사용되는 제 1 수단, 편향의 기능으로써 (윈도우의 빔들의 위치의 기능으로써) 서로를 더 향하는 최외각의 전자빔들, 및 편향의 기능으로써 반대 방향으로 최외각 빔들을 동적으로 구부리도록 동작하는 제 2 수단(16')을 포함한다. 도 2a 및 도 2b는 이러한 수단의 예들을 도시한다. 이 경우, 수단(16;도2a)은, 여기(excitation)시, 45°4중극 필드가 생성되도록, 4개의 코일들(17,18,19,20)이 감겨진 자화 물질의 링코어를 포함한다. 45°4중극 필드는 2개의 감겨진 C-코어들 또는 고정자(stator) 구조에 의해 고대로 생성될 수 있다. 16'(도 2b)의 구조는 수단(16)의 것과 비교할 수 있다. 그러나, 상기 코일들은, 도 2a에 도시된 45°4중극 필드의 것과는 반대의 방향을 갖도록, 동작시에 전류가 코일들을 통과하는 방향이 45° 4중극 필드가 생성되는, 그러한 방식으로 감긴다.

3개의 전자빔들은 거리(p)(도 1 참조)에 의해 편향 평면(P)(z-방향이 편향 유닛(11)의 중앙에 적절하게 배치되는 평면)에서 서로 분리된다. 컬러 선택 전극(12)과 디스플레이 스크린(10) 사이의 거리(q)는 거리(p)에 반비례한다.

상기 수단들(16,16')에 전류가 공급된다. 발명자들은, 상호동작 수단이 병렬로 구동되는 경우 구동 전류들의 에러들의 효과들이 더해지는 것과, 상호동작 수단이 직렬로 구동되는 경우 구동 전류의 에러들의 효과들(적어도 제 1 차 근사치)이 서로 상쇄됨을 발견하였다. 더욱이, 직렬 장치에서의 구동과 병렬에서의 구동을 서로 비교해볼 때, 구동 수단에서의 낭비되는 전력이 감소된다. 도 3은 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, WO 99/34392-A1의 수단들(16,16')에 전류를 공급하기 위한 장치를 개략적으로 도시하였다. 코일들(14,14')를 통과하는 전류는 정류되어 상기 수단들(16,16')에 보내진다. 따라서, 상기 수단들(16,16')은 상기 코일들(14,14')에 직접연결되고, 그것의 전력을 편향 코일들을 통과하는 전류로부터 이끌어낸다. 이것은 상술한 바와 같이 많은 단점들을 갖는다. 상호동작 수단을 통과하는 전류는 코일들(14,14')을 통과하는 전류보다 많을 수 없다. 상기 전류가 더 작게되어야 하는 경우, 편향 전류의 일부는 상호동작 수단(16,16')을 바이패스하여야 하므로, 전력 손신을 가져온다. 동작시에, 코일들(14,14') 및 수단들(16,16')은 상호동작 수단(16,16')의 양 코일들(14,14')의 기능(따라서 전자빔들의 편향에)에 역효과를 미칠 수 있는 상당한 온도 변화들을 겪게된다. 이 실시예에서, 후자의 수단(16')은 편향 유닛으로부터 분리하는 수단으로써 도시되어 있지만, 이것은 예를 들면, 편향 유닛의 코어 주위나 코어를 둘러 싸는 등, 편향 유닛에 통합될 수 있다.

온도 변동들에 관하여 이미 언급한 문제점들로부터 출발하여, 본 발명자들은 다음 사실을 알게되었다.

전자빔들에서의 필드들의 효과는 상기 필드의 전자빔들의 위치에 의존한다. 그러므로, 제 2 상호동작 수단에서 사용될 때의 효과는 제 1 동작 수단의 효과에의존한다. 이것은 다음 예에서 명확히 설명된다.

양(both) 상호동작 수단들이 동일하게 설계되고, 동일한 전류가 이들을 통해 구동되며, 필드들의 세기 및 공간 구성이 동일한 반면 반대 부호를 갖는다고 가정하자.

상호동작 수단을 통해 어떠한 전류도 구동되지 않을 경우, 양 수단에서의 필드는 제로가 되며, 각 필드의 효과 및 전체 효과가 제로가된다. 수단(16,16')을 통해 소량의 전류가 구동될 때, 수단(16)의 소량의 필드가 상호동작 수단(16')의 전지빔들의 위치의 약간의 변화를 유발한다. 상호동작 수단(16')의 필드 효과는 상호동작 수단의 전자빔의 위치가 동일하지 않다는 사실로 인해 약간 다르게될 것이다. 따라서 수단(16')의 중화 효과(counteracting effect) 수단(16)의 효과보다 적거나 크게 될 것이다. 전류가 증가하고 필드들의 세기가 강해짐에 따라, 이 효과는 더욱더 크게될 것이다. 따라서, 2개의 상호동작 수단들을 통과하는 전류들이 소량의 전류들의 경우에는 동일할 수 있는 반면, 큰 전류들의 경우에는 2개의 상호 수단들에 다른 전류들이 최적으로 공급될 수 있다. 상호동작 수단을 통과하는 이 전류는 제로 편향에 대한 값으로부터 최대 편향에 대한 반대 부호의 값까지 변한다. 상술한 설명으로부터, 상기 수단은 제로로부터 벗어난 가능한 적은 전류들로 최적으로 구동될 수 있다. 상기 전류가 제로 편향에 대한 제로인 장치들에 비교하면, 제로 편향에 대한 값으로부터 최대 편향에 대한 반대 부호의 값까지 변하는 전류는 수단(16,16')을 통과하는 최대 전류들을 감소시킨다. 전류들이 더 크면 클수록, 전류 차이가 더 커진다. 직렬 장치를 통과하는 공통 전류를 구동하는 것과, 상기 상호동작 수단 중 하나를 통과하는 차 전류들(difference currents)을 구동하는 것은, 더 좋은 영상의 질이 얻어지도록 한다. 제 1 차 근사치에서 수단(16,16')에서의 분리하는 효과들이 서로 상쇄되기 때문에, 일반적으로 공통 전류(I_C)에서의 어떤 에러는 영상의 질에 영향을 거의 미치지 않는다. 또한, 차 신호에서의 에러도 비교적 영향을 받지 않는데, 그 이유는 이것이 차(difference)에서의 에러이어서, 제2차 효과이기 때문이다.

도 4는 본 발명에 따른 장치의 상호동작 수단을 위한 구동 방식을 개략적으로 도시한다. 상호동작 수단(16,16')은 직렬로 배열되어 있고, 공통 전류(I_C)가 이들을 통해 구동된다. 차 전류(I_D)는 노드(40)에 공급된다.

도 5는 본 발명에 따른 장치의 세부 사항을 개략적으로 도시한다. 수직 편향 전류(I_V)는 수직 편향 코일들(14,14')을 통과하여 구동된다. 이 전류는 저항 소자(R_S)를 가로질러 전압 신호(V_S)를 생성한다. 이 전압(V_S)은 도면상의 부분(50)위에 개략적으로 도시하였다. 이 신호 전압은, 이 신호가 증폭 및 정류되는 구동 수단의 부분(50)의 입력(I_n)에 인가된다. 결과적으로 정류된 전압 신호(V₅₀)는 도면상에서 부분(50)과 부분(51)사이의 공간 위에 도시되어 있다. 이 정류된 신호는 부분들(51,52)에 인가되며, 상기 부분들은 신호의 파형이 변하며, 상기 전류(또는 상기 전류의 전력들의 임의의 다른 조합들)에서 보다 오히려 전류의 스퀘어에 의존하는 신호를 만들고, 시프팅되도록 한다. 즉, 이 실예에서는 신호가 항상 포지티브가 되는 것 대신에 제로 주위에서 요동하도록 한다. 그로 인해, 수단(16,16')을 통과하는 최대 전류는 제한되고, 차 전류가 감소된다. 결과적인 전압들(V_51,52)은 도면에 도시되어 있다. 2개의 파형 변화 및 시프팅된 신호들은 진폭, 형태 및 모양이 약간 다르다. 신호(V₅₁)는 직렬 장치(16,16')를 통과하도록 인가되는 반면, 차(V₅₁-V₅₂)는 수단(16)만을 통과하도록 인가된다. 이 예에서, 구동 수단은 또한, 결합 L_C를 포함한다. 수평 편향 코일들(H,H')은 전류(I_H)에 의해 구동된다. 결합 L_C를 통과하는 전류를 결합시킴으로써, 수단(16,16')을 통과하는 전류들은 수평 편향 전류, 즉 디스플레이 스크린 상의 전자빔들의 수평 위치에 의존하게 된다.

요약하면, 본 발명은 다음과 같이 설명될 수 있다.

컬러 디스플레이 장치(1)는 편향 코일들(14,14')을 갖는 편향 유닛 및 전자기 상호동작 수단(16,16')을 포함한다. 상호동작 수단은 편향의 기능으로써 전자빔들 사이의 거리를 증가 및 감소시킨다. 상호동작 수단(16,16')은 직렬로 배열된다. 상호동작 수단의 직렬장치에 공통 전류(I_C)를 공급하고, 2개의 상호 동작 수단사이의 노드에 차 신호(I_D)를 공급하도록, 수단들이 제공된다.

본 발명의 범위내에서 다른 많은 변경들이 가능함이 명백하다.

Claims (2)

1. 3개의 전자빔들을 생성하기 위한 인-라인(in-line) 전자총을 갖는 컬러 음극선관, 상기 전자빔들을 편향시키기 위해 편향 전류를 생성하기 위한 편향 수단, 상기 편향의 기능으로써 전자빔들간의 거리에 동적으로 영향을 미치도록 자기장들을 생성하기 위한 한 쌍의 상호동작(co-operating) 전자기 수단, 및 상기 상호동작 수단에 전류를 공급하기 위한 구동 수단을 포함하는 컬러 디스플레이 장치에 있어서,

   상기 구동 수단은 상기 편향 전류에 대응하는 입력 신호를 위한 입력을 가지며, 상기 2개의 상호동작 수단들은 전기적으로 직렬로 배열되고,

   상기 구동 수단은,

   상기 입력 신호로부터 공통 구동 신호를 유도하고, 상기 공통 구동 신호를 상기 2개의 상호동작 수단의 직렬 장치에 공급하기 위한 수단, 및

   상기 입력 신호로부터 차 구동 신호(difference driving signal)를 유도하고, 상기 차 구동 신호를 상기 2개의 상호동작 수단 사이의 위치에서 상기 2개의 상호동작 수단의 직렬 장치의 노드에 공급하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 컬러 디스플레이 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   동작시, 공통 구동 신호를 유도하기 위한 상기 수단은 상기 상호동작 수단을 통해 공통 구동 신호를 제공하며, 상기 신호는 제로(zero) 편향에 대한 값으로부터최대 편향에 대한 반대 신호의 값까지 변하는, 컬러 디스플레이 장치.