KR20040007844A - 칼라 음극선관용 편향요크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자총에서 방사된 전자빔을 화면의 전 영역에 걸쳐 편향시켜주는 칼라 음극선관용 편향요크에 관한 것으로서, 화면의 상,하 축상 종선 및 코너 횡선 미스 컨버전스의 미세조정을 용이하게 하고, 화면의 상,하 횡선 왜곡(distortion)현상을 쉽게 조정하며, 공정상에서 발생한 특성 산포를 제어하는 편향요크에 관한 것이다.

본 발명의 목적을 이루기 위해서는, 내면에 스크린이 형성된 패널, 상기 패널의 스크린으로부터 소정 간격을 두고 배치되는 마스크, 상기 패널에 결합되는 펀넬, 상기 펀넬의 네크부에 삽입되어 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총, 수직 편향코일과 수평 편향코일 및 주 코어로 구성된 편향요크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 수직 편향코일은 시점에서 종점까지 일정폭으로 코아에 정턴수로 권선되고, 종점에서 시점으로 리턴턴수로 권선되어 이루어 지며, 상기 정턴수에 의해 이루어진 일정폭의 수직 편향코일은 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축에 대해 좌,우 비대칭으로 형성된 토로이달 형상인 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 음극선관용 편향요크 {Deflection Yoke for C-CRT}

본 발명은 전자총에서 방사된 전자빔을 화면의 전 영역에 걸쳐 편향시켜주는 칼라 음극선관용 편향요크에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 화면의 상,하 축상 종선 및 코너 횡선 미스 컨버전스의 미세조정을 용이하게 하고, 화면의 상,하 횡선 왜곡(distortion)현상을 쉽게 조정하며, 공정상에서 발생한 특성 산포를 제어하는 편향요크를 제공하기 위한 것이다.

일반적으로 칼라음극선관의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 음극선관의 전면에 장착되는 패널(Panel)(1)과 상기 패널의 내면에 적(R), 녹(G), 청색(B)의 형광체가 도포된 형광면(2)과, 상기 형광면의 후방에 형광면으로 입사되는 전자빔의 색선별 기능을 갖는 섀도우 마스크(Shadow Mask)(3)와, 상기 패널의 후면에 결합되어 내부를 진공상태로 유지하도록 설치된 펀넬(Funnel)(4)과, 상기 펀넬의 후방으로 후퇴되어 있는 관 형상의 넥크부(4a)의 내부에 장착되어 전자빔(6)을 방출하는 전자총(5)과 상기 펀넬의 외측을 둘러싸며 전자빔을 수평 또는 수직 방향으로 편향시키도록 설치된 편향요크(7)로 구성되어 있고, 상기 전자총은 인라인(In-Line)형전자총을 이용하고 있으며, 상기 인라인형 전자총 특성상 적(R), 녹(G), 청색(B)의 전자빔이 수평으로 나란하게 배열되어 있기 때문에 3개의 전자빔을 형광면의 한점에 수렴시키기 위해서는 음극선관의 편향 요크는 비균일 자계를 이용한 자기 집중형(Self-Converging)으로 구성된다.

상기한 바와 같은 역할을 하는 편향요크는 음극선관 내부에 있는 전자총(5)으로부터 발사된 전자빔을 수평방향으로 편향시켜 주기 위한 한 쌍의 수평 편향코일(8)과 전자빔을 수직방향으로 편향시켜 주기 위한 한 쌍의 수직 편향코일(9), 상기 수평, 수직 편향코일에 흐르는 전류에 의해서 발생된 자기력의 손실을 줄여주어 편향 효율을 향상시켜 주기 위해 사용되는 원추형 페라이트 코아(10)와 상기 수평, 수직 편향코일, 그리고 페라이트 코아 등의 상대위치를 결정해 주고, 기구적으로 고정 및 결합시켜주며, 수평 및 수직 편향코일사이를 절연시켜 주는 홀더(11) 등으로 구성되어 있다. 또한 종래의 토로이달 형상의 편향요크는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 홀더의 넥크측에 주로 설치되어 수직 배럴(barrel)형 자계에 의해서 발생하는 콤마 수차를 개선 해 주는 콤마 프리코일(12), 상기 홀더의 넥크측 끝에 설치되어 음극선관과 편향 요크를 기구적으로 결합 시켜 주는 링 밴드(미도시), 상기 편향 요크의 개구부 끝단에 주로 설치되어 화면상의 래스터 왜곡 (Raster distortion)을 보정하는데 사용하는 마그네트(13) 등으로 구성되어 있다.

상기 편향 요크는 수평 편향코일에 15.75KHz 또는 그 이상의 주파수를 가지는 전류를 흘려주어 이에 따라 발생하는 자계를 이용해서 음극선관 내부의 전자빔을 수평 방향으로 편향시켜 주고, 상기 수직 편향코일에는 보통 60Hz 의 주파수를가지는 전류를 흘려주어 이에 따라 발생하는 자계를 이용해서 수직 방향으로 전자빔을 편향 시켜 주며, 상기 수평 및 수직 편향 코일에 의한 비균일 자계를 이용해서 세 전자빔이 별도의 부가회로 및 부가장치를 이용하지 않은 상태에서도 화면에서 컨버젼스를 이룰 수 있도록 셀프 컨버젼스(Self Convergence)형태의 편향 요크를 주로 사용한다. 또한 편향 코일에 전류를 흘러주어 자계를 만들어 주는 경우 코일에 의한 자계만으로는 전자빔을 화면의 전면에 편향시키기 어려워서, 고 투자율의 페라이트 코아를 사용하여 자계의 귀환 경로상에서의 손실을 최소화함으로써 자계의 효율을 높여 자기력을 증대시킨다.

그리고 상기의 한 쌍의 수평 편향코일은 새들 형상으로 이루어진 상측 수평 편향코일과 하측 수평 편향코일로 구성되고, 다른 한 쌍의 수직 편향코일은 새들 형상으로 또는 토로이달 형상으로 이루어진 상측 수직 편향코일과 하측 수직 편향코일로 구성되며, 상기 상측 및 하측 수평 편향코일을 병렬로 연결한 후 톱니파 형상의 수평 편향전류를 흘려줌으로써 핀쿠션(pincushion)형상의 수평 편향 자계를 형성하며 동일한 방식으로 수직 편향 자계를 형성한다.

상기 전자총에서 발사된 세 개의 전자빔은 수평 편향자계 영역을 통과하면 플레밍의 왼손법칙에 의해 전자빔이 받는 힘은 수평 또는 수직 편향 코일의 내면과 전자빔간 거리의 삼승에 반비례하여, 수평 또는 수직방향으로 편향하게 된다.

따라서 수평코일과 수직 코일의 특성에 따라 편향요크의 컨버젼스(Convergence) 및 랜딩(Landing) 특성을 조절 할 수 있으며, 이외 보정물 마그네트, 콤마 프리코일, 필드 세이퍼 등을 통하여 편향요크의 특성을 조정할 수있다. 여기에서 수직 편향코일은 편향요크의 컨버젼스 중 도 6과 도 7에서 표현한 종선 및 횡선의 미스컨버젼스의 특성을 조정하는 중요한 역할을 수행한다. 또한 수직편향 코일의 권선상태에 따라 랜딩(landing) 및 디스토션(distortion)의 특성에도 많은 영향을 줄 수 있으므로 수직 편향코일의 권선은 편향요크의 기본 특성 조정에 중요한 기본부품이다.

일반적으로 수직 편향코일은 다음과 같이 권선 방식에 따라 분류 될 수 있는데, 먼저 권형과 권선기를 이용한 새들형상의 수직 편향코일과, 권선기와 홀더를 이용한 슬릿 형상의 수직 편향코일, 그리고 코아에 권선을 하는 토로이달 형상의 수직 편향코일로 크게 세 가지로 분류 가능하다.

상기의 토로이달 형상의 수직 편향코일은 디스토션을 보상함과 동시에 축상부 지점의 종선 적색 빔과 청색 빔의 미스 컨버젼스 보상하는 목적으로 활용되고, 이외에도 코너부와 종선 및 횡선 축상부의 적색 빔과 청색 빔의 횡선 미스 컨버젼스 및 좌, 우 디스토션을 조절하는 역할을 한다.

그러나 상기와 같은 토로이달 형상의 수직 편향코일은 좌, 우 대칭형의 권선 방식이고, 항상 일정방향으로 권선하여 상기 랜딩, 미스 컨버젼스 및 디스토션을 보정해 주어야 하는 단점이 발생하게 된다.

또한, 제조 공정 상에서도 많은 산포를 유발하는 공정이 있는데, 대표적으로 토로이달 형상의 수직 편향코일의 경우 권선기의 유동으로 인한 편향요크의 컨버젼스 및 랜딩 디스토션의 산포와 동일 권선기에서 둘 이상의 토로이달 수직 편향코일을 생산하는 제조 공정에서 상기 둘이상의 권선 장치간의 산포와 코아의 크기 및형상에 따른 산포로 편향요크의 특성에 변화를 발생시킨다.

이와 같은 산포의 요인이 복합적으로 발생하면 도 8에서와 같이 일정한 규칙을 갖는 상하 횡선의 왜곡(distortion)현상이 나타나게 된다.

게다가 편향요크의 특징인 대칭성은 화면의 상,하부에 발생하는 디스토션이 좌,우측으로 동일한 특성이 적용되어야 하나 공정상에서 발생된 토로이달 형상의 수직 편향코일의 산포가 결국 편향요크의 좌, 우 대칭성을 비대칭적으로 유도하여 전체적인 품질문제를 발생시킨다. 그리고 이러한 비대칭성의 디스토션 특성은 일반적으로 편향요크의 기본 특성인 랜딩 및 미스컨버젼스 등의 편향요크 기본 특성과 같이 변화하기 때문에 편향요크 특성 조절이 난이 하다.

상기 언급된 좌,우 비대칭형의 디스토션 특징은 편향요크의 상부 측은 오른쪽, 하부측은 왼쪽으로 편향요크의 랜딩 특성을 변화시키거나 반대방향으로 변화시키는 경향이 있고, 이와 같은 편향요크의 특성은 브라운관의 퓨리티(Purity) 특성과 직결되어 품질 문제를 발생하는 원인이 된다.

종래에는 이와 같은 편향요크의 랜딩 특성 또는 디스토션 특성의 문제가 발생하였을 시, 편향요크의 적정 부위에 마그네트를 활용함으로써 퓨리티를 보정하여 왔으나 이와 같은 방식은 컨버젼스 및 디스토션에 악영향을 주어 편향요크의 전체 품질에 문제를 발생시키는 또다른 원인으로 작용하였다. 그리고 마그네트를 이용하지 않고 단순 컨버젼스를 일부 악화시켜 보상하였을 시에는 디스토션의 특성은 일부 개선이 가능하나 랜딩의 특성이 저하된다. 따라서 코아에 권선을 하는 수직 편향코일을 가진 편향요크에 있어 이와 같은 상, 하 디스토션의 좌, 우 비대칭의 특성은 수직편향 코일에서 조정하여야 하는 기본 요소이다. 또한 상기와 같은 상, 하 디스토션의 좌, 우 비대칭의 현상이 발생하였을 시, 도 7에서 보는 바와 같이 상,하 축 부위의 미스 컨버젼스로 일부 특성을 조정하였으나 이 역시 컨버젼스의 제약으로 인하여 필요한 양의 특성 조정이 불가능하였다.

본 발명은 코아에 권선하는 토로이달 형상의 수직 편향코일을 사용하는 편향요크에 있어서, 제조 공정시 발생되는 산포가 일정한 규칙으로 나타나는 점을 이용하여 화면 상,하에서 발생하는 좌우 비대칭적인 디스토션에 대하여 종선 왜곡현상이나 제조 공정의 과도한 크로스토크 없이 미스컨버전스 또는 디스토션과 랜딩을 보정하고, 화면 상,하의 좌,우 디스토션을 개선하고자 하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관의 단면 구성도.

도 2는 종래의 토로이달 형상의 수직 편향코일을 이용한 편향요크의 평면도.

도 3은 본 발명의 코아에 권선된 수직 편향코일의 측면도.

도 4는 종래의 코아에 권선한 수직 편향코일의 모식도.

도 5는 본 발명의 실시 형태에 관계된 수직 편향코일의 권선 분포도.

도 6는 종래 편향요크에서 발생되는 미스 컨버젼스의 일례도.

도 7은 종래 편향요크에서 발생되는 미스 컨버젼스의 일례도.

도 8은 종래 편향요크의 비대칭 디스토션의 일례도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 패널2: 형광면

3: 섀도우 마스크4: 펀넬

5: 전자총6: 전자빔

7: 편향요크8: 수평 편향코일

9: 수직 편향코일10: 페라이트 코아

11: 홀더12: 콤마프리코일

13: 마그네트

14: 코아의 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축

상기 목적을 달성하기 위한 제1수단은 내면에 스크린이 형성된 패널, 상기 패널의 스크린으로부터 소정 간격을 두고 배치되는 마스크, 상기 패널에 결합되는 펀넬, 상기 펀넬의 네크부에 삽입되어 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총, 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔을 편향시키기 위해 수직 편향코일과 수평 편향코일 및 주 코어로 구성된 편향요크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 수직 편향코일은 시점에서 종점까지 일정폭으로 코아에 정턴수로 권선되고, 종점에서 시점을 리턴턴수로 권선되어 이루어 지며, 상기 정턴수에 의해 이루어진 일정폭의수직 편향코일은 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축에 대해 좌,우 비대칭으로 형성된 토로이달 형상인 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

수직 편향코일의 권선분포는 미스컨버젼스의 양에 따라 그 분포를 다르게 형성하도록 하는데, 그 분포는 권선된 폭이나 코아에 감기는 코일의 턴수로 결정된다.

도 3은 본 발명의 코아에 권선된 수직 편향코일을 나타낸 것으로 토로이달 형상의 한 개의 코아를 양분한 절반의 코아에 각각 권선되어 상측 및 하측 코일로 분류되어 편향요크에 결합된 것이다.

상기 수직 편향코일은 상,하 코일이 개별적으로 권선되지만 동일한 조건에서 권선 되어지므로 한 쌍의 코아에서 분할되어 권선된 수직 편향코일은 상,하 대칭적으로 형상을 이루고 있다. 다만, 각각의 수직 편향코일이 상,하가 아닌 좌,우로 비대칭의 특성을 가질 경우 편향요크의 상,하 디스토션(distortion)의 좌,우가 비대칭적인 형상을 가지게 되고, 이를 조정할 경우 상,하의 대칭성 역시 유동성을 가지게 되어 디스토션의 왜곡 현상을 조정하기 어려운 문제점이 발생한다.

도 4는 종래의 코아에 권선한 수직 편향코일을 나타낸 것이다.

상기 수직 편향코일은 코아의 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축(14)에 대하여 분포된 권선은 좌측부와 우측부가 동일한 형태로 이루어진다. 만일, 상기 수직 편향코일을 좌우의 권선폭은 동일하나 코아의 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축에 대하여 비대칭적으로 권선된 트로이달 형상으로 할경우 편향요크의 조립공정에서 코아의 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심은 편향요크의 중심에서 벗어난다. 이로 인해 나타나는 좌,우에서 발생하는 왜곡 종선 디스토션을 수직편향코일의 권선분포의 중심으로 조립함으로서 보상되나, 상,하에서 발생하는 좌,우 디스토션의 왜곡 현상은 조정하지 못한다.

또한, 종래의 과도한 크로스토크의 종선 디스토션 보정은 미스 컨버젼스의 상,하 축 주위의 미스컨버젼스를 발생시키며 편향요크의 퓨리티 특성인 랜딩 특성이 오조정 결과에 이른다.

본 발명은 상기와 같은 토로이달 형상의 수직 편향코일의 단점을 보완한 것으로, 수직 편향코일의 코일을 감는 시점에서 종점까지 일정폭으로 코아에 정턴수로 권선 되도록 하고, 종점에서 시점을 리턴턴수로 권선되어 이루지도록 하며, 도 5에서 정의한 권선폭 a,b,c,d를 조절하거나 권선된 코일의 횟수를 비대칭적으로 하여 문제 해결을 하고자 하였다.

본 발명의 토로이달형 수직 편향코일은 도3과 같이 정턴수와 리턴턴수로 권선되는데 정턴수는 대략 400 ~ 500턴 정도이고, 리턴턴수는 대략 8 ~ 10턴 정도이다. 본 발명의 비대칭 수직 편향코일은 상기 정턴수를 말한다.

먼저 토로이달 형상의 수직 편향코일을 가진 편향요크에 있어 수직 편향코일 비대칭적으로 권선되면, 도 8과 같은 상,하 디스토션의 좌,우 비대칭적인 디스토션이 발생한다. 이러한 비대칭적인 상,하의 디스토션이 발생할 경우 수직 편향코일의 권선 분포를 도 5에서 표현된 a,b,c,d의 각각의 폭을 조절함으로써 상,하에 발생하는 디스토션을 보정할 수 있다.

더 자세하게는 상기에서 나타낸 수직편향코일은 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축에서 먼 좌,우 외측부(a, d)에 형성된 부분이 대칭으로 하면 조립공정에서 과도한 크로스토크 없이 좌,우에 발생하는 종선의 왜곡 디스토션을 조정할 수 있다.

그리고 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축에 인접한 b의 폭을 c의 폭보다 작게 권선하여 코아의 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심에 대하여 비대칭적으로 권선 분포를 가지게 되면 도 6에서 표현된 것처럼 상,하에서 발생하는 좌,우 디스토션의 왜곡 현상이 조정 가능하다.

종래에는 상기와 같은 방법으로 보정 할 경우 도 7에서 발생하는 미스컨버젼스가 문제시되었으나, 본 발명은 이러한 미스컨버젼스의 문제를 해결하기 위하여 권선분포가 한쪽으로 치우쳐진 형태에서 수직편향코일의 권선되는 코일의 횟수를 조정함으로서, 상기 상,하 발생되는 좌,우 비대칭형의 미스컨버젼스를 방향에 상관없이 조정 가능하다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 의하면 코아에 권선하는 토로이달 형상의 수직 편향코일을 사용하는 편향요크에 있어서, 화면 상,하에서 발생하는 좌우 비대칭적인 디스토션에 대하여 종선 왜곡현상이나 제조 공정의 과도한 크로스토크 없이 미스컨버전스 또는 디스토션과 랜딩을 보정하고, 화면 상,하의 좌,우 디스토션을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 내면에 스크린이 형성된 패널, 상기 패널의 스크린으로부터 소정 간격을 두고 배치되는 마스크, 상기 패널에 결합되는 펀넬, 상기 펀넬의 네크부에 삽입되어 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총, 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔을 편향시키기 위해 수직 편향코일과 수평 편향코일 및 주 코어로 구성된 편향요크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서,

   상기 수직 편향코일은 시점에서 종점까지 일정폭으로 코아에 정턴수로 권선되고, 종점에서 시점을 리턴턴수로 권선되어 이루어 지며, 상기 정턴수에 의해 이루어진 일정폭의 수직 편향코일은 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축에 대해 좌,우 비대칭으로 분포된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 편향요크.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 수직 편향코일은 코아의 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축에 대하여 좌, 우측부 권선의 폭이 비대칭적으로 다르게 구성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 편향요크.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 수직 편향코일은 코아의 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축에 대하여 좌, 우측부에 권선된 코일의 횟수가 비대칭적으로 구성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 편향요크.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 수직 편향코일은 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축에 인접한 좌,우 내측부에 형성된 부분이 비대칭인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 편향요크.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 수직 편향코일은 스크린측 단부와 넥크측 단부를 연결하는 중심축에서 먼 좌,우 외측부에 형성된 부분이 대칭인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 편향요크.