LCD, PDP, CRT의 구조 및 구동원리

목차

1. LCD (Liquid Crystal Display : 액정)

2. PDP (Plasma Display Panel)

3. CRT (Cathode Ray Tube : 음극선관)

본문내용

있다. 면방전형은 방전을 형관체 반대편 면으로 모아 형광체 열화 문제를 최소화하여 현재 대부분의 PDP구조로 사용되고 있다.
3. CRT (Cathode Ray Tube : 음극선관)
1) CRT의 정의
CRT(Cathode Ray Tube : 음극선관)는 전기신호를 전자빔의 작용에 의해 영상이나 도형, 문자 등의 광학적 상(象)으로 변환하여 표시하는 특수진공관으로 음극선관(Cathode Ray Tube)으로 정의한다. 1897년, 독일 스트라스 부르크 대학의 교수 칼 브라운에 의해 발명 되었기에 그의 이름을 따서 브라운관으로 명명되었으며 여러 전자기기 및 전자장비의 전자기적 신호를 시각화해서 보여주는 영상표시 장치로 정의할 수 있다.
2) CRT의 분류
CRT(Cathode Ray Tube : 음극선관)는 크게 일반 민수용과 공업용으로 분류가 가능하다. 일반 민수용 브라운관은 개인이나 가정에서 사용되는 TV와 컴퓨터용 모니터 등이 있으며 공업용 브라운관의 경우 전기현상이나 파형관측을 위한 오실리스코프, 주파수 분석기, 의료용 모니터에 이용되는 관측용이 있다. 또한 사용 방식에 따라 직시용과 투사용으로 구분 할 수도 있다.
3) CRT의 구조
현재 일반적으로 사용되는 CRT(Cathode Ray Tube : 음극선관)는 Shadow Mask형 컬러 브라운관으로 그 구조는 높은 진공으로 배기된 유리용기 (Panel/Funnel)의 Panel 내면에 도포, 인화된 형광막, Shadow Mask, 전자총으로 구성되어 되어 있다.
<그림 3-1> 컴퓨터용 CRT
(CRT의 뒷부분 덮개 부분을 벗겨놓은 모습. 표시된 부분은 편향 코일과 Electron Gun)
<그림 3-2> CRT의 개략적 구조
Panel
CRT의 전면 즉 화면에 해당되는 부분으로 진공용기의 일부를 구성함과 동시에 전기신호로 전송, 수신된 영상정보가 최종적인 시각정보로 변환되는 곳이다. 패널의 안쪽에 형성된 형광면은 빛의 3원색인 R(Red), G(Green), B(Blue)으로 각각 구성된 3원색 형광체 화소가 영상면의 구성요소로서 패널 내면에 피착 된다.
Shadow Mask
Shadow Mask는 전자총에서 발사된 3색의 전자빔이 영상면 즉 패널내부에 형성된 형광면에 정확하게 도달할 수 있도록 금속판에 전자빔이 통과할 수 있는 다수의 구멍이 형성되어 있다. 전자총에서 발사된 전자빔은 선과 그림 등 임의의 개체를 표현하기 위해 사용되는데 이때 Shadow Mask가 그림의 경계에 해당하는 부분의 색 통과를 막아줌으로 선명한 그림이 형성 되도록 만들어 준다. 즉 전자빔이 원하는 물질에만 정확하게 닿도록 해주는 것이 Shadow Mask의 역할이다. Shadow Mask는 지지스프링과 패널핀이 결합되어 패널내에 장착되게 된다.
Funnel
펀널은 패널과 함께 진공용기의 일부를 구성하며 깔때기 모양의 콘부와 전자총이 삽입되는 네크부로 나뉜다. 콘부에는 양극 전압공급단자가 부착되어 있으며 내부에는 내부 도전막이 도포되는데 내부 도전막은 Shadow Mask와 전자총의 최종전극에 양극전압을 공급하는 기능을 가진다.
Electron Gun
Electron Gun은 영상정보를 표시하는 전기신호에 따라 전자빔을 발생하는 장치로 음극으로부터 열전자를 발생 중앙에 뚫린 전극을 몇 개 통과시켜 점점 가늘게 죄어 나가는 구조로 되어 있으며 가속전극에 인가된 양의 전압이 높을수록 전자는 더 고속으로 튀어 나가게 된다. Electron Gun의 중간에 있는 전극(그리드)에 교류신호전압을 걸면 이 신호에 따라 전자빔은 밀도 변조를 받아 짙어졌다 옅어졌다를 반복한다. TV 화상은 이 원리에 의해서 시시각각 변하는 신호에 따라 각부의 짙고 옅음을 Electron Gun으로부터 전자밀도에 의해 그려낸다.
<그림 3-3>CRT의 후면부 개략도 표시부는 Electron Gun
또한 Electron Gun의 수에 따라 흑백(모노크롬)CRT와 컬러 CRT로 나뉘는데 흑백 브라운관은 전자빔을 발사하는 Electron Gun이 하나인데 비해 컬러 CRT는 가각 적색. 청색. 녹색의 전자빔을 발사하는 Electron Gun이 3개이며 Shadow Mask가 있는 것이 특징이다. 요즘은 대개 흑백 브라운관은 거의 쓰지 않는다.
Deflection Yoke
CRT의 구성 장치 중 가장 중요한 요소인 편향요크(편향코일)는 브라운관의 목 뒷부분에 각각직각으로 배치된 2개의 코일에 전류를 흘려 자계를 만들고 플래밍 법칙을 이용하여 전자빔을 편향시키는 장치이다. 시간계열로 전송된 전기신호가 CRT에서 영상으로서 재생되기 위해서 Electron Gun에서 발사된 전자빔을 영상면상에 2차원적으로 편향시켜 재생하게 되는데 전자빔을 편향 시키는 장치가 편향요크 이다.
그림과 같이 2개의 코일은 각각 수직 편향 코일과 수평 편향 코일로 부르며 수평 편향 코일에는 높은 주파수를 가지는 톱니바퀴 전류를 흘려 전자빔을 상하로 편향하게 된다.
<그림3-4> 편향요크(편향코일)
4) CRT의 구동원리
CRT의 구동 원리는 외부에서 가해진 전압에 의해 히터가 가열되며 음극에서 열전자가 방출 이를 이용하여 Electron Gun이 전자빔을 만들어 방출하게 된다. 전자총에서 만들어진 전자빔은 서로 직각으로 배열된 편향판이나 편향코일을 통과하며 외부로부터 가해진 신호전압에 의해 편향(전자빔의 강도가 조절)되어 형광막에 도달하게 된다.
(전자빔 편향 방식은 정전편향과 정자편향 방식으로 나눌 수 있는데 정전편향은 2개의 편향판 사이에 편향전압을 걸어 전기장에 의해 전자빔을 편향시키는 방식으로 전자편향에 비해 편향각이 작은데 비해 주파수가 높아 관측용 브라운관에 사용된다. 반면 정자편향은 브라운관의 목 부분에 장치한 편향 코일에 전류를 흘려 발생되는 자기장에 의해 전자빔을 편향시킨다.)
형광막에 도달한 전자빔은 형광면위의 휘점을 상하 좌우로 이동하며 발광시켜 상을 그리게 되는데 이때 휘점은 CRT 앞에서 보면 마치 사람들이 책을 읽을 때 눈동자를 움직이는 것과 비슷한 형태로 움직이지만, 이 움직임은 전체의 화면이 마치 하나의 고정된 이미지로 보일만큼 굉장히 빠른 속도로 이루어진다.

키워드

LCD,   PDP,   CRT