KR0157760B1 - 표시관 제조를 위한 노광장치 - Google Patents

표시관 제조를 위한 노광장치 Download PDF

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KR0157760B1 KR1019960006099A KR19960006099A KR0157760B1 KR 0157760 B1 KR0157760 B1 KR 0157760B1 KR 1019960006099 A KR1019960006099 A KR 1019960006099A KR 19960006099 A KR19960006099 A KR 19960006099A KR 0157760 B1 KR0157760 B1 KR 0157760B1
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Abstract

본 발명은, CTR(Cathod Ray Tube) 등의 표시관제조를 위하여 사용되는 노광장치에 관한 것으로, 충분한 노광광에 의해 단시간으로 노광할 수 있는 노광장치를 제공하는 것을 목적으로 한 것이며, 그 구성에 있어서, 광원(1)에서 발생된 광이 타원미러(2)에 의해 집광되고, 집광된 광은 막대형상의 광적분기속에서 적분되어 균일화되어서 광적분기(3)의 타단부로부터 방사된다. 렌즈시스템(7)은, 광적분기로부터의 광(10)을 방산하고, 표시관의 표시구역(6a)에 투영한다. 렌스시스템(7)은, 제1과 제2의 허상초점을 그 허상영역에 만드는 비점수차를 가진다. 방산광은 외관상, 제1의 허상초점에서 수직방향으로 방산되고, 제2의 허상초점에서 수평방향으로 방산된다. 상기 제1 및 제2의 허상초점은 각각, 상기 표시관의 수직 및 수평편향수단과 대응하는 위치에 있다. 따라서, G, B, R도트를 노광하는 노광광의 광속과 평향된 전자빔의 방향은 일치한다.
그 결과, 상기 편향된 전자빔은 화상신호와 동기해서 G, B, R도트위를 정확하게 스위프할 수 있다.

Description

표시관 제조를 위한 노광장치
제1도는 본 발명의 노광장치의 실시예를 표시한 도면.
제2도는 본 발명의 노광장치의 다른 예를 표시한 도면(집광된 광을 이송하기 위하여 광파이버가 사용되고 있다).
제3도는 노광광을 방산하는 렌즈시스템을 표시한 도면.
제4도는 광적분기의 방사광을 표시한 도면(방사광은, 광적분기속에서 적분되고 광강도분포는 균일화되어 있다).
제5도는 종래의 수평방향의 노광을 표시한 도면.
제6도는 종래의 수직방향의 노광을 표시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 초고압수온램프 2 : 타원미러
3 : 광적분기 4: 조명수단
6 : 표시판 6a : 노광구역
7 : 렌즈시스템 7a : 조리개렌즈
7b : 투영렌즈 10 : 광
11~14 : 애너모픽렌즈(anamorphic lens)
15 : 코울드미러 16 : 광파이버
20 : 광학적보정수단 21 : 실린더렌즈
22 : △P렌즈 23 : X축 필터
24 : △S렌즈 25 : S보정필터
26 : 메인필터 27 : ND필터
본 발명은 CRT(Cathod Ray Tube) 등의 표시관의 제조를 위하여 사용되는 노광장치에 관한 것이다.
표시관의 형광체도트는, 표시관의 내면위에 도포된 형광체의 포토레지스트를 소정의 도트패턴을 가진 마스크를 통해서 노광하고, 그후 미노광의 포토레지스트를 용제를 제거함으로써 형성된다. 노광된 도트는 경화되어서 표시관의 내면위에 고정된다. 컬러표시관의 경우, 각각 G(녹색), B(청색), R(적색)용의 형광체를 사용해서 만들어진다. G, B, R의 도트가 1픽셀속에 포함된다. 상기 G, B, R 도트와, 화상을 선명하게 하기 위하여 각 G, B, R도트를 분리하는 BM(Black Matrix)이 상기 제조방법에 의해 순차 형성된다.
제5도 및 제6도는 종래의 제조방법에서 사용되고 있는 노광장치를 표시한다. 막대(rad)형상의 수온램프(30)로부터의 광온, 커버(29)의 수평방향으로 가늘고 긴 슬릿(31)을 통해서 방산(diffuse)되고, 광학적보정을 위한 렌즈(32), 및 마스크(33)를 통과해서 표시관(34)의 내면위의 노광구역(35)을 노광한다.
제6도에서는 간단하게 하기 위하여 광학적보정을 위한 렌즈(32)는 생략되어 있다.
제5도는 노광광(exposure light)의 수평방산(horizontal diffusion)을 표시한다. 노광광의 광속(light beam)은, 수은램프(30a)의 중심인 수평방산원점(f1)에서 수평방향으로 방산된다. 제6도는 노광광의 수직방산을 표시한다. 노광광의 광속은 슬릿(31)에 따르고 있는 수직방산원점(f2)에서 수직방향으로 방산된다. 노광광의 수평 및 수직방향의 방산각도는, 이 표시관이 실제사용될 때의 전자빔의 수평 및 수직편향의 각도에 대응해서 설정된다. 표시관이 실제사용될 때, 전자빔은 수평편향수단에 의해서 부세되어서 수평편향원점에서 수평편향되고, 동시에 수직편향수단에 의해서 부세되어 수직편향원점에서 수직편향된다.
상기 수평 및 수직편향원점의 위치는 각각 수평 및 수직편향수단의 위치에 대응하고 있다.
제5도 및 제6도에 표시된 노광광의 수평 및 수직방산원점(f1)과 (f2)는, 각각 전자빔의 수평 수직편향원점에 일치하도록 설정된다. 통상, 표시관의 수평 및 수직편향수단은 측방향으로 변위해 있으므로, (f1) 및 (f2)는 축방향으로 거리S만큼 위치편재되어 있다.
(f1)과 (f2)의 위치 및 노광광의 방산각도를 상기한 바와 같이 설정하므로써, G, B, R 도트를 노광하는 노광광의 광속은 편향된 전자빔과 동일방향에서 노광구역에 투영된다. 그 결과, 이 표시관이 실용될 때, 편향된 전자빔은 화상신호와 동기해서 G, B, R 도트위를 정확하게 스위프할 수 있다.
그러나, 상기한 종래의 노광장치에서는, 수온램프(30)에서 발생하게 된 광의 많은 부분이 커버(29)에 의해 차단된다. 그 결과, 노광광의 부족에 의해, 노광을 위하여 비교적 긴시간을 필요로 한다. 본 발명은, 충분한 노광광에 의해 단시간으로 노광할 수 있는 노광장치를 제공한다.
본 발명은, 표시관제조를 위한 노광장치를 공급한다. 상기 노광장치는, 광원과 광원에서 발생하게 되는 광을 집광하는 수단과, 집광된 광을 수취(受取)하고, 수취한 광을 적분하고, 적분된 스폿광을 방사(irradiate)하는 광적분기와, 스폿광을 방산하고, 방산광을 표시관의 노광구역에 투영하는 렌즈시스템과, 상기 렌즈시스템은, 제1과 제2의 허상초점(virtualfocus)를 그 허상영역에 만드는 비점수차를 가지고, 상기 제1 및 제2의 허상초점은 각각, 상기 표시관의 수직 및 수평편향수단과 대응해서 위치되어 있고, 노광광은 외관상, 제1의 허상초점에서 수직방향으로 방산되고, 제2의 허상초점에서 수평방향으로 방산된다.
제1 및 제2의 허상초점을 그 허상영역에 주는 비점수차를 가진 상기 렌즈시스템에 의해서 G, B, R 도트를 노광하는 노광광의 광속은, 편향된 전자빔과 동일방향에서 표시관의 노광구역에 투영된다. 그 결과, 이 표시관이 실용될 때, 편향된 전자빔은 화상신호와 동기해서 G, B, R 도트위를 정학하게 스위프할 수 있다.
본 발명의 노광장치는, 광원에서 발생한 광의 거의 전부를 노광에 유용되도록 사용하므로, 고휘도의 노광이 가능하다. 그 결과, 노광을 위한 시간은 대폭적으로 단축되고, 표시관의 제조코스트가 감소된다.
본 발명의 실시예에서는, 막대형상의 유리로 구성된 광적분기를 사용하고 있다.
상기 막대형상의 광적분기는, 내부에서 반복하여 반사시키므로써 입사된 광을 적분하고, 균일한 광강도분포를 가진 광을 방사한다. 상기 막대형상의 광적분기는, 소형 및 저코스트의 이점을 가진다.
이하 본 발명의 실시예에 대해서 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 노광장치의 실시예를 표시한다. 이 노광장치는 조명수단(4)과 렌즈시스템(7)을 구비하고 있다. 조명수단(4)에서는, 초고압수온램프(1)에서 발생된 광이 타원미러(2)에 의해 집광된다. 집광된 광은 코울드미러(15)를 통과해서 막대형상의 유리, 석영유리등으로 구성되는 막대형상의 광적분기(3)의 일단부에 입사되고, 막대속에서 반사를 반복하므로써 적분되고, 그후 적분된 균일의 광이 광적분기(3)의 타단부로부터 방사된다. 렌즈시스템(7)은 방사된 광(10)을 표시관(6)의 노광구역(6a)에 투역된다.
제2도는 조명수단(4)의 다른 실시예를 표시한다. 타원미러(2)에 의해 집광된 광은 코울드미러(15)와 광파이버(16)를 통과해서 막대형상의 광적분기(3)의 일단부에 입사된다. 광파이버(16)는, 다른 광에 의한 간섭을 피하기 위하여, 및 그것에 의해서 기기가 소형화되는 장소에 타원미러(2)를 배치하기 위하여 유용하다. 막대형상의 광적분기(3)는, 내부에서 반복하여 반사시키므로써 입사된 광을 적분하고, 제4도에 표시한 바와 같은 균일한 광강도분포 C를 가진 광을 방사한다.
제4도의 광적분기는 정4각형 단면을 가지나, 다른 모양 예를 들면 3각형이나 원형단면도 또 가능하다. 광적분기(3)는, 플라이아이렌즈와 비구면(非球面) 미러의 짜맞춤으로 치환할 수 있다. 그러나 간소한 구성인 막대형상의 광적분기(3)는, 소형 및 저코스트의 이점을 가진다.
광적분기(3)로부터 방사된 광은 렌즈시스템(7)에 의해서 표시관(6)의 노광구역(6a)을 노광하기 위하여 투영된다. 렌즈시스템(7)과 노광구역(6a)의 사이에 광학적 보정수단(20)이, 실린더렌즈(21), △P렌즈(22), X축 필터(23), △S렌즈(24), S보정필터(25), 메인필터(26), 및 ND필터(27)에 의해 구성되어 있다. 본 발명의 노광장치는, 광원에서 발생한 광의 거의 전부를 노광에 유용하도록 사용하므로, 고휘도의 노광이 가능하다. 그 결과, 노광을 위한 시간은 대폭적으로 단축되고, 표시관의 제조코스트가 감소된다.
제3도는, 조리개렌즈(7a)와 투영렌즈(7b)로 구성되는 렌즈시스템(7)을 표시한다. 조리개렌즈(7a)는, 조명수단(4)으로부터의 광을 노광을 위하여 적합한 소정의 모양이 되도록 집광한다. 이 조리개렌즈(7a)는, 렌즈 개구를 소정의 모양으로 조절하는 조리개수단과 필요하면 치환할 수 있다. 투영렌즈(7b)는, 조리개렌즈(7a)가 집광한 광을 표시관(6)의 노광구역(6a)에 투영한다. 투영광은, 수직편향의 방향으로 방산하는 수직방산광VP와 수평편향의 방향으로 방산하는 수평방산광HP로 구성된다. 렌즈시스템(7)은, 허상원점V와 H를 그 허상영역에 만드는 비점수차를 가진다. 도시한 바와 같이, 수직방산광VP와 수평방산광HP는 각각, V와 H는 허상원점이므로 외관상, V와 H에서 방산되고 있다.
상기 허상원점V와 H의 위치는, 각각 전자빔의 수직 및 수평편향원점에 대응해서 설정되어 있다. 또 노광광의 수평 및 수직방향의 방산각도는, 상기 표시관이 실제 사용될 대의 전자빔의 수평 및 수직편향이 각도에 대응해서 설정된다.
따라서, 수직방산광VP 및 수평방산광HP의 광속은, 수직 및 수평편향된 전자빔과 동일방향에서 표시관의 노광구역에 투영된다. 이 결과, 상기 표시관이 실용될 때, 편향된 전자빔은 화상신호와 동기해서 G, B, R 도트위를 정확하게 스위프할 수 있다.
상기 허상원점V와 H는, 전자빔의 수직 및 수평편향수단의 변위에 대응해서, 거리 S만큼 변위하고 있다. 이 실시예에서는 수직편향수단이 수평편향수단보다 광적분기(3)에 더 가까우므로, 허상원점V는 허상원점H보다 광학적분기(3)에 보다 가깝게 설정되어있다. 만약 수직 및 수평편향수단의 위치가 반대로 되면, 허상원점V와 H의 위치도 반대로 된다.
다종류의 렌즈설계가, 상기 허상원점V와 H를 줄 수 있다. 제3도에서는, 허상원점V는 애너모픽렌즈(anamorphic lens)(13), (14)의 짜맞춤으로 주게되고, 허상원점H는 애너모픽렌즈(11), (12)의 짜맞춤에 의해 주어지고 있다. 다종의 류렌즈설계, 예를들면 원기동렌즈(cylindrical lens), 토로이달렌즈(toroidal lens), 토릭렌즈(toric lens) 등이 애너모픽렌즈(11)~(14)로서 사용할 수 있다.
예로서, 21인치크기(수평폭 448mm)의 표시관의 경우, 하기 설정으로 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
광학적분기(3)의 선단부와 노광면사이의 거리 = 32.5mm, 노광광의 수평방향의 방산각도 = 36°, 노광광의 수직방향의 방산각도 = 24°, 허상원점V와 H의 위치변위S = 7mm, 광학적분기(3)의 치수 = 6mm 각(角), 조리개렌즈(7a)에 의해서 집광된 광 = 2mm 각
노광광은, 때로는 제3도에 표시한 비뚤어진 결상면(31)으로 결상하여, 노광얼룩을 일으킨다. 제1도에 표시한 ND필터(27)는, 둘레가장자리부와 중심부의 노광얼룩을 보정하기 위하여 설치되어 있는 메인필터(26)와 협동해서 이 노광얼룩을 보정한다.
또 메인필터(26)는, 노광구역(6a)에 결상하지 않는 노광광이 사용되었을 경우에도, 실용상 지장이 없도록 노광얼룩을 보정한다.

Claims (5)

  1. 광원과, 광원에서 발생되는 광을 집광하는 수단과, 집광된 광을 수취(受取)하고, 수취한 광을 적분하고, 적분된 스폿광을 방산하는 광적분기와, 스폿광을 방산하고, 표시관의 표시구역을 방산광으로 노광하는 렌즈시스템으로 구성되고, 상기 렌즈시스템은, 제1과 제2의 허상초점을 그 허상 영역에 만드는 비점수차를 가지고, 상기 제1 및 제2의 허상초점은, 각각 상기 표시관의 수직 및 수평편향수단과 대응해서 위치되어 있고, 노광광은 외관상, 제1의 허상초점에서 수직방향으로 방산되고, 제2의 허상초점에서 수평방향으로 방산되는 것을 특징으로 하는 표시관제조를 위한 노광장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1과 제2의 허상초점은, 표시관의 축방향으로 변위되어 있는 것을 특징으로 하는 표시관제조를 위한 노광장치.
  3. 제1항에 있어서, 광적분기는 막대형상의 유리로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 표시관제조를 위한 노광장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 렌즈시스템은, 조리개렌즈와 투영렌즈를 구비하고, 상기 조리개렌즈는 광적분수단이 방사하는 스폿광을 위하여 적합한 소정의 모양이 되도록 집광하고, 상기 투영렌즈는, 조리개렌즈가 집광한 광을 표시관의 노광구역에 투영하는 것을 특징으로 하는 표시관제조를 위한 노광장치.
  5. 광원과, 광원이 발생하는 광을 집광하는 수단과, 집광된 광을 이송하는 광파이버와, 광파이버에 의해 이송된 광을 수취하고, 수취한 광을 적분하고, 적분된 스폿광을 방사하는 막대형상의 유리로 이루어진 광적분기와, 상기 스폿광을 방산하고, 표시관의 표시구역을 방산광으로 노광하는 렌즈시스템으로 구성되고, 상기 렌즈시스템은, 제1과 제2의 허상초점을 그 허상영역에 만드는 비점수차를 가지고, 상기 제1 및 제2의 허상초점은 각각, 상기 표시관의 수직 및 수평편향수단에 대응해서 위치되어 있고, 노광광은 외관상, 제1의 허상초점에서 수직방향으로 방산되고, 제2의 허상초점에서 수평방향으로 방산되는 것을 특징으로 하는 표시관제조를 위한 노광장치.
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