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| 브라운관 전자총의 특허 동향 |
전 세계적으로 산업재산권 보호 노력이 급속히
강화되고 있는 가운데 국제 경쟁력을 갖추기 위해 필수적으로 요구되는 것 중 하나가 특허기술의 효율적인 활용이라고 할
수 있다. 이에 본지에서는 특허청 산하의 특허기술 정보 서비스 전문기관인 한국특허정보원(www.kipi.or.kr)
내 선행기술조사본부에서 전문조사원들이 각 분야별로 작성하는 기술 리포트 자료를 소개하고 있다. |
Ⅰ. 브라운관의 개요
CRT는 Cathod Ray Tube의 약자로 음극전기신호를 전자빔으로 형광면에 쏘아 광학 상으로 변환하여 표시하는 장치를 말한다.
기본구조는 형광체로 덮인 진공 튜브와 빔을 발생시키는 전자총, 그리고 이온빔을 원하는 형태로 편향시켜 주는 편향부로 크게 나눌
수 있다. CRT는 가장 널리 사용되고 있는 표시장치로서, 표시 품질과 가격성능비가 우수하다는 장점을 가지고 있어 일반용의 화상표시장치로
널리 사용되고 있다.
1-1. 브라운관의 종류
▶ 공업용 브라운관 : 전기현상이나 파형 관측을 위한 오실로스코프, 주파수분석기, 의료용 모니터에 이용되는 관측용 브라운관
▶ 민생용 브라운관 : TV 수상기용 브라운관과 컴퓨터 모니터용 브라운관(흑백용, 컬러용)
1-2. 브라운관의 변천사
1-3. 브라운관의 원리 및 기본구조
CRT는 흑백(모노크롬) CRT와 컬러 CRT로 구분된다. 구조적으로 흑백 CRT는 전자빔을 발사하는 전자총이 하나인데 반해 컬러 CRT는 적색, 청색, 녹색의 전자빔을 발사하는 전자총이 3개이다. 컬러 CRT에는 흑백 CRT에 없는 섀도마스크가 있다는 점도 다르다.CRT의 구조와 원리를 보면, 진공의 유리벌브 속에서 전자총이 발사한 전자빔을 전자렌즈에 집속시킴으로써 유리벌브의 목 부분에 부착된 편향요크의 자계에 의해 형광면의 소정 위치로 향하도록 굴절시켜 전자빔과 부딪힌 형광체가 빛을 발하도록 한다.
현재 일반적으로 사용하는 섀도우마스크형 컬러 브라운관은 높은 진공으로 배기된 유리용기의 PANEL 내면에 도포?인화된 형광막,
섀도우마스크, 전자총으로 구성되어 있다. 전자총은 외부에서 부여된 전압에 의해 히터에서 열을 내어 Cathode의 열전자가 방출하여
전극을 제어, 가속, 집속시켜 전자빔을 형광막에 닿게 함으로써 형광면을 발광시켜 화상을 만든다. 전자총에서 만들어진 전자빔은
서로 직각으로 배열된 2조의 편향판이나 편향코일 사이를 통과할 때, 외부로부터 편향판이나 편향코일에 가해진 신호전압에 의해 편향되어
형광면 위의 휘점이 상하좌우로 이동하여 상을 그리게 한다. 전자빔을 편향시키는 방식에는 정전편향과 전자편향 방식이 있는데, 정전편향은
2개의 편향판 사이에 편향전압을 걸어 전기장에 의해 전자빔을 편향시키는 것으로, 전자편향에 비해 편향각이 작지만 주파수가 높아서
관측용 브라운관에 많이 이용된다. 그리고 전자편향은 브라운관 목 부분에 장치한 편향코일에 전류를 흘려 이 자기장에 의해 전자빔을
편향시킨다.
▶ 기본용어
1-4. 브라운관의 장단점
▶ 장점
- 고시인성(고 콘트라스트, 고휘도)
- 풀칼라 표시가능
- 연속 gray-scale 표시가 가능
- 고응답 속도
- 화면크기의 조정이 가능( 0.5" ∼ 45")
- 고정세
- 단순한 어드레스 동작이 가능
- 고신뢰성
- 저가
▶ 단점
- 체적이 크고, 중량으로 취급이 곤란
- 미스 컨버전스(R. G. B. 3색간의 비점집중성)가 있다
- 편향자계에 의한 전자빔의 편향수차(화면 주변부의 해상도 열화, 중앙/주변 스포트 크기의 차이)
- 드밍(동작 중 섀도우마스크의 열 팽창에 의한 빔의 타색여기에 의한 색의 변화)
- 자면자기에 의한 전 빔의 궤도이탈에 의한 타색여기(색의 얼룩)
- 모아레(주사선과 마스크 피치와의 간섭호)
- 라스타 왜곡(화면 외부 주변부의 실권선상의 왜곡)
- 주사선의 비선형성(비직선성)
- 플리커(화면의 떨림)
- 고전압 동작
- 진공 유리용기가 갖는 기계적 강도상의 제약
Ⅱ. 전자총 개요
전자총으로 들어온 아날로그 데이터 신호는 기본색인 RGB에 직접 대응하는 3개의 전자총을 통해 전자빔을 CRT 전면의 스크린글라스에
주사하게 된다. 전자빔은 한 곳만이 아니라 스크린 좌측 상단부터 우측하단까지 연속적으로 주사하게 된다. 우측하단까지 주사를 마치면
다시 좌측 상단을 주사하고, 같은 동작을 반복해 화면을 갱신하게 된다. 보통 초당 60∼100회 정도 갱신을 하며 초당 갱신
횟수를 수직 주파수라 한다. .
Ⅲ. 브라운관 전자총의 특허 동향
<브라운관 전자총의 최근(1995년 이후) 특허 동향>
3-1. 한국의 특허동향
최근 LCD, PDP, 유기EL 등의 플랫 디스플레이 패널에 관한 기술개발과 특허 출원이 활발히 진행되면서 동시에 CRT 전자총에
관한 출원도 꾸준한 출원 양을 보이고 있다. 이유는 플랫 디스플레이 패널과 병행하여 CRT 기술 개발을 진행하고 있으며, 아직은
가격과 화질 면에서 플랫 디스플레이 패널이 CRT의 장점을 따라가지 못하기 때문인 것으로 분석된다.
LG전자를 선두로 삼성SDI와 오리온전기가 크게 3축을 이루고 있다. 예상대로 가전부문의 디스플레이 분야를 선점하고 있는 업체에서 많은 출원율을 보이고 있다.
3-2. 일본의 특허동향
1995년 이후 꾸준한 출원 증가세를 보이고 있다. 일본 역시 플랫 디스플레이 패널에 관한 연구 개발을 활발히 진행하고 있지만
CRT 전자총에 관한 연구도 병행하여 진행하고 있는 것으로 보인다.
소니, 히타치, 도시바 등의 업체에서 많은 출원율을 보이고 있다. 일본 역시 디스플레이 분야에 강점을 보이고 있는 업체에서 CRT
전자총에 관해 많은 특허 출원을 보이고 있다.
[그림 1] 국가별/연도별 특허 동향
미국은 1985년 이후, 한국은 1995년 이후부터 출원되기 시작했다.
우선 한국과 미국의 연도 별 출원동향을 살펴보면 [그림 1]과 같은 분포를 보인다. 1980년대에는 한국의 출원이 거의 눈에
띄지 않다가, 1990년대 중반부터 LG를 선두로 삼성, KT 및 외국 출원인 등이 조금씩 출원을 나타내고 있다. 미국은 1985년에
2건을 시작으로, 1996년에는 25건으로 급격한 출원 증가를 보였으며, 1999년에는 36건을 출원함으로써 정점을 이루었다.
그 후, 2000년 들어서 는 점차 출원이 감소하는 경향을 보이고 있다.
2 . 미국의 출원사별 출원 동향
[그림 2] 미국의 출원사별 특허 분포
Ciena(27건)사가 가장 많은 출원을 보이고 있으며, 그 뒤를 이어 Lucent(22건)사, NEC(14 건)사, Seneca(10건)사
등이 10건 이상의 출원을 하고 있다. 국내 출원인의 미국 출원이 없 는 것은 아니지만, 그 비율(LG, 삼성, KAIST,
및 KT가 각각 1건씩의 출원을 했음)은 매우 미미하다.
Ⅳ. 결 론
브라운관 중 가장 중요한 비중을 차지하고 있는 전자총의 특허 출원율을 살펴본 결과 우리나라의 경우 엘지전자, 삼성SDI, 오리온전기
등 3개 업체에서 많은 출원율을 보였고, 일본의 경우 소니, 히타치, 도시바 등의 업체에서 많은 출원율을 보였다.
상기 업체들은 가전의 디스플레이 분야에서 경쟁하고 있는 업체들로 차세대 디스플레이 분야를 선점하기 위해 연구?개발에 힘쓰고 있다.
향후 CRT를 대체할 만한 디스플레이 분야로 잘 알려진 LCD, PDP, 유기EL 등의 연구?개발은 물론 CRT에서 중요한 비중을
차지하고 있는 전자총에 관한 개발도 병행하여 이루어지고 있는 것으로 보인다.
아직은 브라운관의 가격과 화질을 앞서는 디스플레이 개발이 미흡한 실정이며, 많은 분야에
서 널리 쓰이고 있는 바 향후에도 브라운관에 관한 특허는 꾸준히 출원될 것으로 전망된다.
그 중에서도 전자총에 관한 특허가 많은 비중을 차지할 것으로 예상된다.
참고자료
모니터 포유 www.monitor4u.co.kr
디스플레이 뱅크 www.displaybank.co.kr