KR20030040170A - 전자빔의 위치에 대한 정정 시스템을 구비한 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세그먼트 형광층의 개개의 형광 스트립사이에 감지 스트립이 배치되도록 전자빔(7,8,9)의 위치가 결정되는 음극선 관을 설명한다. 전자 빔(7,8,9)의 위치는 감지 스트립에의해 생성되는 신호의 크기의 함수로서 결정되고 필요하다면, 동적 및 반-정적 위치제어에 의해서 혹의 반-정적 위치 제어에 의해서 정정된다.

Description

전자빔의 위치에 대한 정정 시스템을 구비한 음극선관{CATHODE-RAY TUBE WITH CORRECTION SYSTEM FOR THE POSITION OF THE ELECTRON BEAM}

본 발명은 컬러 모니터, 적어도 한 개의 전자빔의 방출을 위한 전자 총, 및 편향 장치(deflection device)를 구비하는 음극선관에 관련되는데, 여기서 컬러 모니터는 제1세트의 감지 스트립(detection strip)과 제2세트의 감지 스트립, 세그먼트 형광 층(segmented fluorescent layer), 상기 제1세트와 제2 세트의 감지 스트립에 의해 생성되는 신호를 수신하기 위한 수단, 및 상기 편향 장치로 정정 신호를 통과시키기 위한 수단을 포함한다. 본 발명은 또한 음극선관에서 전자빔의 위치를 제어하는 방법에도 관련된다.

컬러 음극선관은 컬러모니터, 넥(neck) , 상기 넥에 상기 컬러 모니터를 연결하는 콘 및 적어도 한 개의 전자빔의 방출을 위해 넥의 내부에 제공된 전자총을 포함한다. 넥에는 전자빔을 수평으로 그리고 수직으로 편향시켜서 라인 스캐닝 패턴이 생성되게하는 편향 코일이 위치한다. 대부분의 경우에, 컬러 음극선관은 삼원색인 적색 녹색, 청색을 위한 세 개의 전자총을 포함하는데, 상기 전자총의 전자 빔은 편향 코일에 의해서 전체로서 편향된다. 컬러 모니터는 적색-, 녹색- 혹은 청색- 발산 형광물질이, 예를 들어, 수직 스트립 트리플릿(vertical strip triplet)으로서 혹은 삼각형으로 배치된 도트 트리플릿(dot triplet)의 패턴으로 도포되는 형광층을 포함한다. 세 개의 전자빔 각각이 전자빔 각각에 의해 의도된 형광물질만을 때리도록 보장하기 위하여, 소위 평면 마스크(planar mask)는 컬러 모니터의 전면에 직접 붙여진다. 평면 마스크에서, 세 개의 전자 빔 묶음이 동시에 약간다른 각도로 통과하는, 예를 들어 슬롯이나 구멍 같은, 정확히는 한 개의 개구가 각각의형광 트리플릿에 할당된다. 이런 종류의 형광 트리플릿은 픽셀이라고 알려지는데, 이것은 세 개의 서브픽셀을 포함한다.

이런 종류의 평면마스크(planar mask)에서 불리한 인자는, 전자의 거의 80%가 평면 마스크를 통과하지 않고, 마스크에 부딪치고 그리고 나서 산란된다는 것이다. 평면 마스크의 다른 단점은, 작동 중에 마이크로포니 효과(microphony effect)가 일어날 수 있다는 것이다. 게다가, 평면 마스크는 그것에 의해서 생성되는 열의 결과로서 작동중에 비틀어질 수 있고, 평면 마스크에서의 개구는 더 이상 정확한 위치를 점유하지 않고, 상기의 결과로서 컬러 왜곡(color dsitortion)이 발생한다는 것이다.

소위 인덱스 튜브(index tube)는 다른 원리에 기초한다. 이들 컬러 음극선관에서, 전자빔의 위치는 도체 트랙(conductor track)이 각각의 형광 스트립 아래쪽에 배열되어 있다는 사실에 의해서 결정된다. 전자빔의 위치는 두 개의 인접 도체 트랙사이에서의 측정된 전류 차(current difference)로부터 결정될 수 있고, 적절하다면, 정정이 행해 질 수 있다. 이런 종류의 컬러 음극선관은 예를 들어 영국 특허(번호 2122415)로부터 알려져 있다.

미국특허(번호 4,635,106)는 도체 트랙에 의해서가 아니라 형광 물질로 만들어진 감지 스트립에 의해 전자빔 위치가 결정되는 인덱스 튜브를 개시한다. 다른 파장에서 방사하는(emit), 두 개의 서로 다른 형광 물질이 사용된다. 감지 스트립에 의해 방사되는 두 개의 파장중 하나를 각각 감지하는 두 개의 센서는 전자빔의 위치 제어를 위한 신호를 결정한다.

이런 종류의 전자빔의 위치 제어 방법은 동적 위치 제어(dynamic position control)라고 알려 진다.

전자빔의 동적 위치 제어를 위한 이런 장치의 단점은, 보여지는 이미지가 흑색 픽셀을 특별히 많이 가지게 되면, 전자빔의 위치 제어를 위한 신호는, 측정된 신호에서의 변화에 비해 부분적으로, 너무 작고 너무 작은 재현성(reproducibility)을 가져서 항상 명확히 인식되고 할당될 수가 없다는 것이다. 반면에, 전자빔의 전류 값이 증가되면, 다크 컨트라스트(dark contrast)가 손상된다.

그러므로 본 발명의 목적은 개선된 음극선관을 제공하는 것이다.

도1은 음극선관의 구조를 도시하는 도면.

도2와 도3은 컬러 모니터의 가능한 실시예의 단면도를 도시하는 도면

도4는 본 발명에 따르는 정정 시스템을 구비하는 음극선관의 블록 다이어그램을 도시하는 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 컬러 음극선관2: 컬러 모니터

3: 넥4: 콘

5: 편향장치6: 전자총

7,8,9: 전자빔10: 전면패널

11: 세그먼트 형광층12,13: 감지 스트립

14: 알루미늄 층15: 블랙 매트릭스

16: 신호 수신 수단17: 정정 신호 통과 수단

18: 메모리

상기 목적은 컬러모니터, 적어도 한 개의 전자빔 방출을 위한 전자총, 및 편향 장치를 장착한 음극선관에 의해서 성취되는데, 여기서 컬러 모니터는 제1 세트의 감지 스트립과 제2 세트의 감지 스트립, 세그먼트 형광 층, 제1세트와 제2 세트의 감지 스트립에 의해서 생성되는 신호를 수신하기 위한 수단, 및 편향장치로 동적 정정 신호와 반-정적(semi-static) 정정 신호를 통과시키기 위한 수단을 포함한다.

동적 정정 신호 또는 반-정적 정정 신호를 편향 장치에 보낼 수 있는 전자빔의 위치제어의 두가지 다른 방법의 이용도는, 전자빔의 위치가 각각의 디스플레이된 이미지 컨텐츠에 대해 신뢰성 있게 결정될 수 있다는 것을 보장한다.

본 발명은 컬러 모니터, 적어도 한 개의 전자빔의 방출을 위한 전자총, 및 편향 장치를 장착한 음극선관에서 전자빔의 위치 제어를 위한 방법에도 또한 관련되는데, 여기서 컬러 모니터는 제1 세트의 감지 스트립과 제2 세트의 감지 스트립, 세그먼트 형광층, 제1세트와 제2세트의 감지 스트립에 의해서 생성되는 신호를 수신하기 위한 수단, 및 편향 장치로 동적 정정 신호 및 반-정적 정정 신호를 통과시키기 위한 수단을 포함하는데, 여기서 제1 세트와 제2세트의 감지 스트립에 의해 생성되는 신호의 크기에 따라서, 동적 정정 신호는 반-정적 정정 신호에 더하여 보내어진다.

본 발명에 따르는 음극선관에서, 반-정적 정정 신호의 도움으로 제1차(first order)의 정정이 취해지는데, 상기 정정 신호는, 전자빔의 각각의 위치에 대해서, 동적 및 반 정적 정정 신호를 보내기 위한 수단으로부터 편향 장치로 보내어진다. 상세하게는 이것의 목적은 완전한 수평 스캔 후에 정확한 다음 라인으로 전자빔이 옮기는 것을 보장하다. 이상적인 위치로부터 기대하지 않았던, 갑작스러운 전자빔의 편차(deviation)는, 만약에 일어난다면, 동적 위치 제어에 의해서 감지될 수 있고 추가의 동적 정정 신호를 보냄으로써 정정될 수 있다. 전자빔의 동적 위치 제어가 제1 세트와 제2세트의 감지 스트립에 의해 생성되는 신호를 통해서 행해지기 때문에, 임계 변수로서 상기 신호의 정량적인 값을 사용하는 것은 유리하다.

제1 세트와 제2세트의 감지 스트립에 의해서 생성되는 신호에 대한 전류 세기가 전자빔의 피크 값의 5%보다 큰 경우에 반-정적 정정 신호에 추가로 동적 정정 신호가 보내지는 것은 특별히 바람직하다.

제1 세트와 제2세트의 감지 스트립에 의해 생성되는 신호의 전류 세기가 전자빔의 피크 값의 5%보다 작거나 같은 경우에 전자빔의 위치에 대한 명확한 결정은 일어날 수 없다. 반-정적 위치 제어의 배타적인 사용은 신뢰성 있고 정확한 전자빔의 위치잡기를 보장한다. 만약, 제1세트와 제2세트의 감지 스트립에 의해 생성되는 신호의 전류 세기가 전자빔의 피크 값의 5%보다 큰 경우에, 이상적인 위치로부터 전자빔의 갑작스럽고 기대하지 않은 편차가 발생하면, 동적 정정 신호가 반-정적 정정 신호에 추가로 더하여 보내진다는 점에서 상기 편차는 정정된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 추가로 설명될 것이지만, 상기 도면에 본 발명이 제한되지는 않는다.

도1은 본 발명의 가능한 실시예를 도시한다. 도1에서 도시된 음극선관은 컬러 모니터(2), 넥(4), 및 상기 컬러모니터(2)와 상기 넥(3)을 함께 연결하는 콘(4)을 포함하는 컬러 음극선관(1)이다. 넥(3)의 내부에 세 개의 전자빔(7, 8, 9)을 생성하는 전자총(6)이 위치한다. 컬러 음극선관(1)의 상기의 실시예에서, 이들 빔은 평면에서, 인라인 평면(inline plane)에서 전파하고(propagate) 컬러 모니터(2)로의 그들의 경로상에서 편향 장치(5)에 의해 수직으로 그리고 수평으로 편향된다. 컬러 모니터는 전면 패널(front panel)(10)이 장착되고, 상기 전면 패널상에 세그먼트 형광층(11)이 위치한다. 세그먼트 형관층(11)은 적색-, 녹색-, 청색- 방사 형광 물질을 포함하는데, 이들 물질은 수평 스트립 트리플릿(strip triplet)형태로 도포된다. 형광 층(11)의 개개의 스트립 트리플릿 사이에 감지 스트립(12,13)이 도포된다는 사실은 도1에 도시되어지지 않는다. 편향 장치(5)로 정정 신호를 보내기위한 수단(17)과 감지 스트립(12, 13)에 의해서 생성된 신호를 수신하기 위한 수단(16) 역시 도시되지 않는다.

대안적으로 컬러 음극선관(1), 상세하게는 컬러 모니터(2)는 세그먼트 형광 층(11) 또는 블랙 매트릭스(15)에 도포되는 알루미늄 층(14)같은 다른 특징을 가질 수도 있다. 컬러 음극선관(1)의 개개의 소자 역시 다른 실시예를 나타낼 수도 있다. 그래서 예를 들어, 세 개의 전자빔(7, 8, 9)을 방출하는 전자총(6) 대신에, 다수의 전자 총을 포함하는 장치가 사용될 수도 있다.

감지 스트립(12, 13)은 금속, 전도성의 산화물, 혹은 금속 및 전도성의 산화물을 포함하는 도체 트랙을 포함할 수도 있다. 감지 스트립(12, 13)은 한 개 이상의 발광 물질을 또한 포함 할 수도 있다. 대안적으로, 감지 스트립(12, 13)은 pn 다이오드 같은 반도체 소자를 포함 할 수도 있다. 감지 스트립(12, 13)이 도체 트랙 혹은 반도체 소자를 포함한다면, 전자빔의 위치 결정은 전기적 신호에 의해서 일어날 것이다. 이 목적을 위해 감지 스트립(12)은 서로 서로 전기적으로 모두 연결되고 제1 세트의 감지 스트립을 형성한다. 서로 서로 모두 전기적으로 또한 연결되는 감지 스트립(13)은 제2 세트의 감지 스트립을 형성한다. 두 개의 빗(comb) 형태의 감지 스트립(12, 13)의 세트는 서로에 대해서 서로 맞물리는 방식(in an interdigitated manner)으로 배열된다.

감지 스트립(12,13)이 한 개이상의 발광 물질을 포함한다면, 전자빔의 위치 결정은 전자기적 신호에 의해서 초기에 일어난다. 이목적을 위해서, 음극선관은 감지 스트립(12,13)에 의해서 발산되는 빛을 감지하고, 전자기적 신호를 전기적 신호로 변환하는 적어도 한 개의 광다이오드(photodiode)를 포함한다.

도2는 컬러 모니터(2)의 가능한 실시예의 개략적인 단면도이다. 스트립 모양의 블랙 매트릭스(15)는 투명한 전면 판넬(10)에 붙여진다. 블랙 매트릭스(15)는 흑색의 절연 스트립을 포함한다. 세그먼트 형광 층(11)이 블랙 매트릭스(15)의 스트립의 사이에 도포된다. 알루미늄 층(14)은 바람직하게는 세그먼트 형광층(11)의 개개의 스트립 모양 세그먼트 상에 위치한다. 감지 스트립(12,13)은 블랙 매트릭스(15)의 개개의 층에 도포된다. 제1 세트의 감지 스트립중 한 개의 감지 스트립(12)은 여기서 제2 세트의 감지 스트립중 한 개의 감지 스트립(13)과 매번 교대로 제공된다. 상기 실시예에서, 감지 스트립(12, 13)은 바람직하게는 발광 물질 혹은 도체 트랙을 포함한다.

도3은 컬러 모니터(2)의 가능한 다른 실시예를 도시한다. 이 경우에서, 바람직하게는 도체 트랙이나 반도체 소자를 포함하는 감지 스트립(12, 13)이 분할된 세그먼트 층(11)에 의해서 덮혀진다,

대안적으로 감지 스트립(12, 13)은 세그먼트 형광 층(11)에 의해 덮혀지지 않지만 형광 층(11)의 개개의 세그먼트사이에 놓인다.

컬러 모니터(2)의 형광 층(11)의 개개의 세그먼트는 전자 빔(7, 8, 9)에 의해 각각 활성화된다. 한 개 이상의 전자빔(7, 8, 9)은 여기서 음극선관에서의 활성화를 위해 사용될 수 있다, 바람직하게는 세 개의 전자빔(7, 8, 9)이 사용된다. 전자빔(7, 8, 9)의 수평 스캔에 의해서 활성화되는, 형광 층(11)의 스트립 모양 세그먼트에 대해서, 제1 신호는 제1 세트의 감지 스트립의 인접 감지 스트립(12)상에서생성되고, 제2 신호는 제2 세트의 감지 스트립의 인접 감지 스트립(13)상에서 생성된다. 감지 스트립(12, 13)에 의해 생성되는 신호를 수신하기 위한 수단(16)에 의해서 생성되는 차분 신호(differential signal)는 전자빔의 위치를 결정하도록 기능한다. 예를 들어, 제1 신호와 제2 신호가 공급되는 비교기에 의해서 차분 신호가 생성될 수도 있다. 상기 실시예에서, 비교기는 감지 스트립(12, 13)에 의해서 생성되는 신호를 수신하기 위한 수단(16)이다. 만약 제1 신호와 제2 신호가 크기면에서 같다면, 차분신호는 0(두개의 신호의 뺄셈) 혹은 1(두개의 신호의 나눗셈)이고, 당해(concerned) 전자빔(7,8,9)은 형광 층(11)의 스트립 모양 세그먼트의 중앙으로 정밀하게 진행한다. 차분 신호의 결정 방법에 따라서, 만약 0 또는 1이 아닌 값이 얻어진다면, 당해 전자빔(7,8,9)은 더 이상 형광층(11)의 스트립 모양 세그먼트의 중앙으로 정밀하게 진행하지 않고, 수직방향으로 이동된다. 해당되는 동적 정정 신호를 편향 장치(5)로 보내, 예를 들어 거기에 위치하는 제어 유닛에 의해 편향 장치(5)를 조절하도록, 얻어지는 차분 신호가 상기 동적 위치 제어에서 사용된다. 데이터 라인을 통해, 예를 들어, 전기적 신호 같은 정정 신호를 통과시키기 위한 수단(17)에 의해 편향 장치(5)로 동적 정정 신호가 보내진다.

이상적인 위치, 즉, 전자빔에 의해서 활성화되는 형광 층(11)의 스트립 모양 세그먼트의 중앙으로부터 기대되지 않았고 갑자기 일어나는 전자빔(7,8,9)의 편차는 동적 위치 제어에 의해서 감지되고 정정될 수 있다.

본 발명에 따르는 음극선관에서, 제1차의 정정이 취해지게 하기위해, 컬러 모니터(2)상에 전자 빔(7, 8, 9)의 모든 위치에 대한 정정 신호를 통과시키기 위한수단(17)에 의해서 편향 장치(5)로 반-정적 정정 신호(semi-static correction signal)가 보내진다. 상세하게는 제1 차의 정정은 전자빔(7, 8, 9)이 이어지는 라인의, 즉 형광 층(11)의 다음의 스트립 모양 세그먼트에서 의, 출발점으로 완전한 수평 스캔의 끝(end)에서 이동하는 것을 보장하는 것이 의도되었다.

감지 스트립(12, 13)에 의해 생성되는 제1신호와 제2 신호가 양적으로 작은 값을 가지면, 예를 들어 흑색 픽셀이 많이 보여지면, 오직 반-정적 위치 제어만 사용된다면 유리하다.

음극선관의 브라이트니스는 전자 빔(7, 8, 9)의 전류 세기에 의해서 조절된다. 각각의 전자 빔(7, 8,9)의 전류 세기는 픽셀별로 고속으로 설정된다. 얻어질 수 있는 최대 전류 세기는 피크 값으로 알려져 있다. 피크 값은, 예를 들어, 전자총(6)의 효율, 컬러 모니터(2)의 로딩 용량, 혹은 원하는 최대 브라이트니스에 의해서 제한된다. 최대 브라이트니스는 보여지는 이미지 컨텐츠에 따라서, 픽셀별로 수정될 수 있거나 수정되어야 하기 때문에, 각각의 픽셀에 대한 특정 피크 값이 존재한다. 서브 픽셀의 감지 스트립(12, 13), 즉, 특정 픽셀에서 형광 층(11)의 스트립 모양 세그먼트에 의해 생성되는 제1신호와 제2호가 특정 전류 세기 값 아래쪽에 해당한다면 오직 반-정적 위치 제어가 사용된다. 감지 스트립(12, 13)에 의해 생성되는 제1, 제2의 신호의 전류 세기가 이상적인 위치로부터의 전자 빔(7, 8, 9)의 편차에 관련해서 전자빔(7, 8, 9)의 피크 값의 5%보다 큰 경우에, 동적 정정 신호가 반-정적 정정 신호에 더해져서 보내지는 것이 바람직하다. 그러나, 감지 스트립(12, 13)에 의해서 생성되는 제1신호 및 제2 신호의 전류 세기가 전자빔(7,8, 9)의 피크 값의 5%보다 작거나 같은 경우는 오직 반-정적 위치 제어가 사용되도록 이끌것이다.

도4는 본 발명에 따르는 음극선 관의 정정 시스템을 도시한다. 전자 빔(7, 8, 9)의 위치 제어에 관해서, 컬러 모니터(2)상에서 감지 스트립(12, 13)에 의해서 생성되는 신호는 신호를 수신하기 위한 수단(16)으로 공급된다. 감지 스트립(12, 13)에 의해서 생성된 신호의 크기의 함수로써, 동적 정정 신호와 반-정적 정정 신호 혹은 오직 반-정적 정정 신호만이 정정 신호를 통과시키기 위한 수단(17)에 의해 편향 장치(5)로 보내어진다.

이상적인 위치로부터 전자 빔(7, 8, 9)의 감지된 편차에 대한 정정 신호가 각각의 완전한 수평 수캔(complete horizontal scan)동안 저장되는 예들 들어, 램(random access memory, RAM)같은 반-정적 위치 제어를 위한 메모리(18)를 정정 시스템은 구비한다.

반-정적 위치 제어는 예를 들어, 컬러 모니터(2)에서 문제가 되는 전자빔(7, 8, 9)의 특정 위치에 좌우되는 전자빔(7, 8, 9)에 대한 정정 신호의 매트릭스를 포함한다. 예를들어 형광층(11)의 녹색-방사 세그먼트를 활성화시키는 전자빔(7, 8, 9)에 관해서, 반-정적 정정 신호의 매트릭스는 각각의 녹색-방사 세그먼트에 대한 특정한 수의 정정 신호를 포함한다. 두 개의 정정 신호 사이에 놓인 값이 계산되어 질 수 있다.

만약에, 예를 들어 형광층(11)의 녹색-방사 세그먼트를 따라서 하는 수평스캔의 경우에, 제1 세트의 감지 스트립의 감지 스트립(12)상의 제 1신호의 전류 세기와, 제2 세트의 감지 스트립의 감지 스트립(13)상의 전류 세기가 특정 영역에서의 피크 값의 5%보다 작거나 같다면, 전자 빔(7, 8, 9)의 위치를 제어하기 위해, 정정 신호를 통과시키기 위한 수단(16)에 의해서 정정 시스템의 메모리(18)로부터 편향 장치(5)로 적절한 반-정적 정정 신호가 배타적으로 보내어진다.

정정 신호의 매트릭스가 시간에 대해서 변할 수 있기 때문에 정정 신호는 특정 매트릭스에서 매칭되거나 갱신된다. 이 목적을 위해, 컬러 모니터(2)상의 전자빔(7, 8, 9)의 특정 위치에서 제1세트의 감지 스트립의 감지 스트립(12)상의 제1 신호 및 제2 세트의 감지 스트립의 감지 스트립(13)상의 제 2 신호의 높은 전류 세기의 값에서 보내지는 동적 정정 신호가, 매트릭스 안에서 상기 위치에 대한 반-정적 정정 신호로서 사용된다.

상기한 바와 같은 본 발명은 디스플레이 분야에서 사용될 수 있다.

Claims (3)

1. 컬러 모니터, 적어도 하나의 전자빔의 방출을 위한 전자총, 및 편향 장치를 구비한 음극선관으로서,

   여기서 상기 컬러모니터는 제1 세트의 감지 스트립(detection strip)과 제2 세트의 감지 스트립, 세그먼트 형광층(segmented fluorescent layer), 상기 제1 세트와 상기 제2 세트의 상기 감지 스트립에 의해서 생성되는 신호를 수신하기 위한 수단, 및 상기 편향 장치로 동적(dynamic) 정정 신호와 반-정적(semi-static) 정정 신호(correction signal)를 통과시키기 위한 수단을 포함하는,

   음극선관.
2. 컬러 모니터, 적어도 하나의 전자빔을 방출하기 위한 전자총, 및 편향 장치를 구비하는 음극선관에서 전자빔의 위치 제어를 위한 방법으로서,

   여기서 상기 컬러 모니터는 제1세트의 감지 스트립과 제2 세트의 감지 스트립, 세그먼트 형광층, 상기 제1 세트와 상기 제2 세트의 상기 감지 스트립에 의해 생성되는 신호를 수신하기 위한 수단, 및 상기 편향 장치로 동적 정정 신호와 반-정적 정정 신호를 통과시키기 위한 수단을 포함하는데, 상기 제1 세트와 상기 제2 세트의 상기 감지 스트립에 의해서 생성되는 상기 신호의 크기에 따라서, 동적 정정 신호가 반-정적 정정 신호에 더해져서 보내지는 것을 특징으로 하는,

   음극선관에서 전자빔의 위치를 제어하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 감지 스트립에 의해서 생성되는 상기 신호를 위한 전류 세기가 상기 전자빔의 피크 값의 5%보다 큰 경우에, 반-정적 정정 신호에 동적 정정 신호가 더해져서 보내지는 것을 특징으로 하는,

   음극선관에서 전자빔의 위치를 제어하는 방법.