KR20020018824A - 소형 멀티 음극선관(ｃｒｔ)을 이용한 평면 ｔｖ 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형화된 멀티 음극선관(CRT)을 이용한 평면 TV 구조에 관한 것으로, 형광면을 갖는 화면으로 이루어진 유리관을 포함하는 TV 구조에 있어서, 상기 유리관은 평판 형태로 이루어져 있으면서 소정의 크기를 갖는 n×m 배열로 구획된 단위화면으로 구획되고, 각각의 단위 화면에는 여기에 대응하는 소형 음극선관이 배치되어 있되, 상기 각 소형 음극선관은 멀티 영상 제어부로부터 제어 신호를 받아 화상을 구현가능하도록 구성되어 있고, 음극선관과 단위 화면 사이의 거리를 최소화할 수 있게 되어 상기 각 단위 화면을 평면으로 두께가 얇은 평면 TV 제작이 가능하게 되며, 또한 단위 화면의 배열(n×n)을 달리 제작하여 소형 및 대형으로 쉽게 제작할 수 있는 소형화된 멀티 음극선관(CRT)을 이용한 평면 TV 구조를 제공하는데 있다.

Description

소형 멀티 음극선관(ＣＲＴ)을 이용한 평면 ＴＶ 구조{Flat panel TV based on minimized multiple CRT}

본 발명은 소형 멀티 음극선관(CRT)을 이용한 평면 TV 구조에 관한 것으로, TV를 구성하는 화면을 소정의 크기를 갖는 단위 화면으로 분할하고, 분할된 각 단위 화면에는 여기에 대응하는 소형 음극선을 병렬로 배치하여 구성함으로써, 소형 음극선과 단위 화면 사이의 거리를 최소화하여 단위 화면이 평면 구조를 갖게 되어 두께가 얇은 평면 TV의 제작이 가능하고, 또한 단위 화면의 배열에 따라 소형 또는 대형 TV를 제작할 수 있는 소형 멀티 음극선관을 이용한 평면 TV 구조에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관(Cathode Ray Tube)은 음극선을 사용하는 진공관으로서 대표적인 것이 브라운관인데, 요즘에는 이 브라운관을 음극선관이라고 하기도 하며 머리 글자를 따서 CRT라고 부르기도 한다.

이러한 음극선관(또는 브라운관)은 음극선을 전기장이나 자지장에 의하여 편향시켜 화상표시나 전기 현상의 관측에 널리 사용되고 있으며, 특히 화상 표시용으로 사용되는 브라운관(수상관)은 전자총으로부터 주사된 음극선을 자기장에 의해 가속시켜 형광면에 부딛히게 해서 사용하고 있다.

화상 표시용으로 사용되는 음극선관은, 첨부도면 도 1에서 도시한 바와 같이, 형광면(12)을 갖는 화면(10)이 일체로 이루어져서 전자빔이 소정의 편향각(통상적으로 45°)으로 편향될 수 있게 해 주는 유리관(13)과, 이 유리관(13)의 후부에 장착되어 전자빔을 주사하는 전자총과, 이 전자빔을 수평 또는 수직으로 편향시켜 주는 수직·수평 편향판(26)을 포함하여 이루어지게 된다.

특히, 상기 전자총은 영상 증폭된 R, G, B 신호를 입력 받고 히터(21)에서 음전압이 공급되에 따라 전자를 방출시켜 주는 캐소드(22)와, 캐소드에서 발산되는 전자량을 조절하여 휘도(밝기)를 변조시켜 주는 제어 그리드(또는 전자렌즈)(23)와, 휘도가 조절된 전자가 전자 상호간에 생기는 반발력에 의해 확산되는 것을 막아 주고 상기 형광면(12)까지 도달할 수 있도록 가속시켜 주는 다수의 가속 그리드(24)와, 이 전자총과 화면 사이를 밀폐시켜 전원 오프시 고전압을 방전시켜 주는 애노드 단자(25)를 포함하게 된다.

이와 같이 이루어진 음극선관은 영상 데이터가 캐소드에 입력됨에 따라 하나 또는 3개의 전자총에 의해 전자빔을 주사하게 되며, 이렇게 주사된 전자빔이 유리관(13)의 형광면(12)에 충돌하면서 방전되어 화상을 구현시켜 주게 된다.

그러나, 기존의 음극선관은 수직 방향과 수평 방향으로 편형시켜 주는 편향판의 편향각도가 정해져 있기 때문에 유리관의 형광면으로부터 전자총까지의 거리를 짧게 제작하기가 힘들고, 이에 따라 TV의 크기가 커지게 되어 공간 활용도가 떨어지게 되었다.

또한, 상기 수평 및 수직 편향판에 의해 편향되는 면이 일정한 곡률로 이루어지도록 전자빔이 편향되어 주사되기 때문에, 소정의 거리를 두고 설치되는 화면이 일정 곡률 이상으로 크게 제작하기 어려워 평면 TV의 제작이 힘들게 될 뿐만 아니라 대형 TV의 제작을 가로막는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 형광면을 갖는 화면으로 이루어진 유리관을 포함하는 TV 구조에 있어서, 상기 유리관은 평판 형태로 이루어져 있으면서 소정의 크기를 갖는 n×m 배열로 구획된 단위화면으로 구획되고, 각각의 단위 화면에는 여기에 대응하는 소형 음극선관이 배치되어 있되, 상기 각 소형 음극선관은 멀티 영상 제어부로부터 제어 신호를 받아 화상을 구현가능하도록 구성되어 있고, 음극선관과 단위 화면 사이의 거리를 최소화할 수 있게 되어 상기 각 단위 화면을 평면으로 두께가 얇은 평면 TV 제작이 가능하게 되며, 또한 단위 화면의 배열(n×n)을 달리 제작하여 소형 및 대형으로 쉽게 제작할 수 있는 소형화된 멀티 음극선관(CRT)을 이용한 평면 TV 구조를 제공하는데 그 목적이 있는 있다.

도 1은 종래의 음극선관을 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 소형 멀티 음극선관의 구조를 설명하기 위한 구성을 나타내는 분해 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 소형 멀티 음극선관을 2×2로 배치한 TV 구조를 나타내는 분해 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 화면 11 : 단위 화면

12 : 형광면 13 : 유리관

20 : 음극선관 21 : 히터

22 : 캐소드 23 : 제어 그리드

24 : 가속 그리드 25 : 애노드 단자

26 : 편광판

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 2는 본 발명에 따른 소형 멀티 음극선관의 구조를 설명하기 위한 구성을 나타내는 사시도이고, 첨부도면 도 3은 본 발명에 따른 소형 멀티 음극선관을 2×2로 배치한 TV 구조를 나타내는 사시도로, 도면부호 10은 화면을, 20은 음극선관을 각각 나타낸다.

본 발명은 상기 화면(10)을 포함하는 음극선관의 구조에 있어서, 상기 화면(10)을 소정의 크기를 갖는 단위 화면(11)으로 분리 구성하고, 각 단위화면(11)의 배면에는 소형의 음극선관(20)을 배치하여 (n×m)의 배열로 이루어지도록 구성하여 이루어진 것이다.

여기서, 상기 단위 화면(11)은 음극선관에서 실제 영상을 구현해 주는 부분으로서 종래의 유리관(13)에 해당하게 되며, 각 단위 화면(11)에는 전자빔을 주사할 수 있는 소형의 음극선관(20)이 일대 일로 배치되어 각각의 단위 화면에만 부분 영상을 구현하도록 이루어져 있어 음극선관과 단위화면의 거리를 최소화할 수 있게 된다.

특히, 상기 단위 화면(11)은 (n×m)의 배열로 배치하여 평면 TV의 화면 크기에 따라 소형 또는 중형이나 대형으로 제작하여 사용하는 것도 가능하며, n=m으로 제작하여 정사각형의 평면 TV 제작도 가능하게 된다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 단위 화면(11)의 배열은 그 화면비를 4:3 또는 16:9로 배치하여, 일반 영상용이나 영화용 등 종류에 따라 선택하여 사용할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 상기 단위 화면(11)은 평면 구조로 제작되어 있으며 상술한 음극선관(20)과 단위 화면(11)의 형광면 사이의 거리를 짧게 제작할 수 있기 때문에, 평면 TV 제작이 가능하게 되며, 상술한 바와 같이 단위 화면과 소형 음극선관의 배열(n×m)을 달리하게 되면 평면인 대형 또는 소형으로도 제조가 가능하게 된다.

즉, 상기 단위 화면(11)과 음극선관(20)을 소형으로 제작하여 음극선관으로부터 전자빔이 주사되는 위치에서 단위 화면의 형광면 사이의 거리를 최소한 작게 할 수 있으며, 상기 단위 화면(11)의 곡률 반경을 최대로 제작하는 것(평판구조)이가능하게 되어 거의 평면에 가까운 화면(10)을 제작하는 것이 가능하게 되며, 이 뿐만 아니라 CRT의 전체 길이를 줄여 결과적으로 TV의 두께를 얇게 하는 것이 가능하게 되는 것이다.

상기 음극선관(20)은 각 단위 화면(11)을 포함하여 일체로 이루어져서 이 단위 화면(11)의 형광면으로 전자빔을 주사해 주는 전자총을 포함하게 되는데, 이때의 상기 음극선관(20)에는 멀티 영상 처리부의 영상 신호에 따라 전자를 발생시켜 주는 캐소드(전자방출원)(22)와, 방출된 전자가 단위 화면(11)까지 도달할 수 있도록 전압을 공급해 주는 전자 방출 가속 그리드(27)와, 전자빔이 확산되지 않고 축방향으로 주사되게 하는 전자빔 집속 그리드(28)와, 전자빔을 편향시켜 주는 편향판(26)을 포함하여 이루어져 있다. 특히, 상기 편향판은 4개의 단자(또는 4개 이상의 단자)로 구성된 단일 편향판 구조 또는 2개 이상의 복합 편향판 구조로 제작하여 사용하는 것도 가능하다.

여기서, 상기 각종 그리드는 기존의 CRT를 제작하는 제조 공정과 달리 반도체 미세 공정 방법 또는 레이저를 이용한 미세 기공 공정 방법으로 제작하게 된다.

이를 좀더 상세하게 설명하면, 상기 각종 그리드(전자렌즈)는 실리콘이나 금속 등을 이용하게 되는데, 크기가 수㎜×수㎜이면서 두께가 1-2㎛인 실리콘 조각(또는 금속 조각)을 이용해서 그 중앙에 전자가 통과할 수 있도록 미세 중공 구멍(직경이 수-수백㎛)을 형성하여 제작하게 된다.

이렇게 제조된 각종 그리드는 그 사이 사이에 절연체를 결합하여 상술한 단위 화면(11)과 일체로 소형 CRT 제조에 사용되게 되며, 특히 상기 각 그리드의 크기 및 두께를 작게 해서 초소형 CRT 제작도 가능하게 된다.

또한, 상기 그리드 제조 방법에 의해 CRT의 길이를 수㎜나 수㎝ 이내로 제작하는 것도 가능하게 되며, 이에 따라 TV 제조에 있어서도 전체 두께를 수㎝ 내로 제작할 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 CRT는 화면(10)을 구성하는 각각의 단위 화면(11) 상에 주사가 이루어지기 때문에, 주사 면적을 수백㎛×수백㎛에서 수㎝×수㎝로 제작하는 것이 가능하게 되며, 이에 따라 화면(10)이 같은 크기로 이루어지더라도 단위 화면(11)의 면적을 작게 구성하여 전자빔의 주사 숫자를 많게 구성하게 되면 화질을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 소형 음극선관은 상기 전자방출 가속 그리드와 전자빔 접속 그리드를 각각 적어도 3개씩 그 사이에 절연체가 삽입되어 적층된 구조로 제작하여 사용하는 것이 바람직하며, 이때의 전체 길이는 1cm∼10cm로 제작하여 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 상술한 단위 화면(10) 상에 설치된 CRT를 통해 화상을 구현하기 위해 상기 음극선관(20)은 멀티 영상 처리부의 제어를 받게 되는데, 이 멀티 영상 처리부는 수신된 영상신호를 각각의 단위화면 부분에 해당되는 영상을 분류하여 각각의 CRT에 주사 신호를 전달하여 단위화면 위에 부분영상이 가능하게 한다. 이러한 방식은 현재 사용되는 아날로그 TV 방식에서도 가능하며, 디지털 TV에서는 보다 쉽게 구현할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 구현하고자 하는 화면을 미세한 크기를 갖는 단위 화면으로 분리하고, 그 후면에 초소형 CRT를 구비하여 멀티 영상 처리부를 통해 전체 화상을 구현할 수 있게 함으로써, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있게 된다.

1) 소형 음극선 브라운관을 병렬로 연결하여 사용하기 때문에 두께가 얇은 TV의 제작이 가능하며, 기존의 대형 음극선 브라운관을 사용하는 것보다 음극선관이 소형화되어 저전압으로도 작동이 가능하게 된다.

2) 병렬로 배치된 다수의 음극선 브라운관을 통해 기존의 음극선 브라운관에 비해 더 많은 전자빔의 방출로 휘도와 주사 속도를 향상시킬 수 있게 되어, 화면의 밝기 뿐만 아니라 화질을 향상시킬 수 있게 된다.

3) 평편 화면의 크기에 따라 소형 음극선 브라운관의 배열(n×m)을 달리하여 제작함에 따라 소형이나 대형 평면 TV 뿐만 아니라 다양한 화면 크기와 모양의 TV 제작을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 형광면을 갖는 화면이 일체로 이루어진 유리관을 포함하는 TV 구조에 있어서, 상기 유리관은 평판 형태로 이루어져 있으면서 소정의 크기를 갖는 n×m 배열로 구획된 단위화면으로 구획되고, 각각의 단위 화면에는 여기에 대응하는 소형 음극선관이 배치되어 있되, 상기 각 소형 음극선관은 멀티 영상 제어부로부터 제어 신호를 받아 화상을 구현가능하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 멀티 음극선관(CRT)을 이용한 평면 TV 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 소형 음극선관은 멀티 영상 제어부의 제어 신호에 따라 전자를 방출시켜 주는 전자방출원과, 이 전자가 단위 화면에까지 도달할 수 있게 해 주는 전자방출 가속 그리드와, 전자가 확산되는 것을 막아 축방향으로 집중시켜 주는 전자빔 집속 그리드와, 전자빔이 소정의 편향 각도를 가지도록 편향시켜 주는 전자빔 편향판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 멀티 음극선관(CRT)을 이용한 평면 TV 구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 단위 화면과 소형 음극선관의 배열(n×m)은 화면비가 4:3 또는 16:9로 배치가능한 것을 특징으로 하는 소형 멀티 음극선관(CRT)을 이용한 평면 TV 구조.
4. 제 2 항에 있어서, 소형 음극선관은 상기 전자방출 가속 그리드와 전자빔 접속 그리드를 각각 적어도 3개씩 그 사이에 절연체가 삽입되어 적층된 구조로 이루어져 있으며, 그 전체 길이가 1cm∼10cm인 것을 특징으로 하는 소형 멀티 음극선관(CRT)을 이용한 평면 TV 구조.