KR100195296B1 - 칼라브라운관의 노광광원 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 브라운관의 개선된 노광광원을 개시한다. 종래의 광원은 그 배광분포가 중앙에 집중되어 균일한 노광이 어려웠다.

본 발명에서는 광원이 램프를 냉각하는 냉매의 굴절율의 적절한 선정으로 더 큰 광량을 주변부에 공급할 수 있게 하였다.

Description

칼라브라운관의 노광광원

제1도는 일반적인 노광장치의 구성을 보이는 개략 단면도.

제2도는 노광 광원의 구성을 보인 것으로 (a)는 측면도, (b)는 (a)의 (나)-(나)선 단면도.

제3도는 본 발명 원리를 설명하는 광경로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 냉매(coolant) 2 : 커버글래스(cover glass)

3 : 공기 4 : (고압수은) 램프(lamp)

본 발명은 칼라 브라운관 제조에 관한 것으로, 특히 그 노광(露光) 광원(光源)에 관한 것이다.

칼라 브라운관의 형광면은 블랙 매트릭스(balck matrix)사이에 R,G,B형광체의 미세한 스트라이프(stripe) 또는 도트(dot)를 형성하여 이뤄진 것이다. 이러한 미세 구조형성에 가장 접합한 것은 사진 식각방법(photo lithographic method)이므로, 형광면의 블랙 매트릭스와 R, G, B 스트라이프 또는 도트는 색선별 수단인 섀도우 마스크(shadowmask)를 노광 마스크로 하여 패널(panel)내면에 순차적으로 형성되어 형광면을 구성하게 된다.

제1도에 이러한 노광장치의 일반적 구성을 도시하였다. 면판(A)상에는 그 내면에 형광면 소재가 도포된 패널(P)이 섀도우마스크(M)와 결합되어 거치되어 있다. 섀도우마스크(M)와 광원(Hg)사이에는 셔터(shutter;S)와 보정필터(ND), 주보정렌즈(Lm)와 웨지렌즈(wedge lens; Lw)가 순차적으로 배열되어 있다. 주보정렌즈(Lm)는 전자빔(電子 beam)의 노광중심이 화면의 중심축거리에 따라 변화하는 것을 보정하고, 웨지렌즈(LW)는 R, G, B 전자총에 대응하는 광원(Hg)의 이동에 따라 화면외측으로 갈수록 입사각이 왜곡되고 노광폭(露光幅)이 좁아지는 것을 보정하게 된다. 셔터(S)는 화면 측부의 스트라이프 편이(deviation)와 번짐을 방지하기 위해 부분 노광을 실시하는 역할을 하게된다. 한편 패널(P)의 중심부는 주변부에 비해 광원(Hg)으로부터의 거리가 짧으므로 조도(照度)가 높게된다. 보정필터(ND)는 이러한 배광분포(配光分布)를 보정하여 화면의 각부가 균일하게 노광되도록 하는 것이다.

이와같은 노광용으로 사용되는 광원(Hg)은 수만 Lux이상의 높은 조도(照度)를 요하므로 통상 고압수은 램프가 사용되며, 이는 발열량이 매우 크므로 물자켓(water jacket)내에 수압하여 냉매를 순환시킴으로써 냉각하고 있다.

이에따라 일반적인 광원은 대략 제2도(a)에 도시된 바와 같은 구성을 가진다. 즉 램프 하우징(lamp housing; 4)에 설치된 램프(5)는 원통형의 커버 글래스(cover glass; 2)가 형성하는 물자켓내에 수납되어 통상 물이 사용되는 냉매(1)의 순환으로 냉각된다.

램프(5)에서 발생된 빛은 제2도(a)와 같이 냉매(1)를 지나 커버 글래스(2)를 통과하여 약간 굴절하며 발산된다.

이와같은 종래의 광원 구조에 있어서, 노광광은 전면에 대해 균일하게 분산되는 것이 아니라 광원(Hg)의 직상부에 집중되고 외측으로 갈수록 조도가 약해지게 된다. 이에따라 배광분포(配光分布)의 조절을 위해 여러 가지 수단이 강구 된 바 있으나 아직 전면적으로 균일한 노광을 시행할 수 있는 수단은 출현되지 못하고 있다.

이러한 종래의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 단독적으로 또는 다른 배광보정 수단과 함께 사용되어 주변부의 광량을 증가시킬수 있는 광원을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 노광광원은 물의 굴절율보다 큰 굴절율을 가지는 냉매를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 특징에 의하면 이 냉매는 에틸렌 글리콜 및/ 또는 글리셀린을 단독으로 또는 혼합하여 사용하게 된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면 이 냉매는 투명한 실리콘 화합물을 사용하게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성원리와 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제3도에는, 냉매(1)와 커버 글래스(2), 그리고 그 외부의 공기(3)가 각각 광의 통과매질로서 서로 경계층을 이루며 연속되어 있다. 램프(제2도의 5)로부터 냉매(1)를 지나 입사각(θ1)으로 커버글래스(2)에 입사된 광은 각(θ2)으로 굴절되어 이를 입사각으로 공기(3)중에 입사되고, 그 경사면에서 출사각(θ3)으로 굴절되어 진행하게 된다.

이때 각 매질, 즉 냉매(1), 커버 글래스(2), 그리고 공기(3)의 절대 굴절율을 각각 n1, n2, n3라 정의한다. (상대)굴절율은 상대적인 두 매질의 경계면에서의 입사각과 출사각간의 사인값의 비의 역수인바, 이를 스넬(Snell)의 법칙이라고도 한다. 한편 절대 굴절율은 공기를 입사매질로 한 경우의 굴절율이므로 공기(3)의 절대굴절율 n3=1이며, 커버글래스(2)를 구성하는 일반적인 광학유리의 절대 굴절율 n2=1.52 정도이다. 한편 통상적으로 냉매(1)로 사용되는 물의 절대굴절율은 1.35정도이다.

제3도로 돌아가서, 노광광이 주변부로 더 많이 분포되기 위해서는 소정의 입사각(θ1)에 대해 출사각(θ3)이 클수록 유리하다. 전술한 스넬의 법칙에 의하면 다음 두식이 성립된다.

(1)식에서 n2/n1의 크기가 작을수록 냉매(1)와 커버글래스(2)간의 경계면에서 더 크게 굴절되어 출사각(θ3)을 증가시키게 된다.

한편 (2)식에서 n2/n3, 즉 n2(왜냐하면 n3=1)가 클수록 커버글래스(2)와 공기(3)간의 경계면에서 더 작게 굴절되어 출사각(θ3)을 증가시키게 된다.

한편 (2)식에서 n2/n3, 즉 n2(왜냐하면 n3=1)가 클수록 커버글래스(2)와 공기(3)간의 경계면에서 더 작게 굴절되어 출사각(θ3)을 증가시키게 된다.

위 두 결론을 종합해보면, n2는 가능한한 큰 것이 유리하나 n2/n1은 작은 것이 유리하므로 결국 n1을 즈가시켜야 한다는 결론에 도달하게 된다.

이에따라 본 발명자는 일반적인 냉매(1), 물의 굴절율(n=1.35)보다 큰 굴절율을 가지는 냉매로서 에틸렌 글리콜(n=1.44)과 글리셀린을 선정하였다. 에틸렌 글리콜과 글리셀린은 단독적으로 또는 양자의 혼합물로서 사용될 수 있다. 이들은 커버 글래스(2)의 굴절율 보다 작은 굴절율을 가지나 물보다 큰 굴절율을 가져 노광광을 주변부로 더 많이 발산시키게 된다.

이외에 선정될 수 있는 냉매로는 투명 실리콘 화합물을 사용할 수 있을 것이다. 윤활제로도 사용되는 이들 실리콘 화합물은 냉각특성이 우수하며 더 큰 굴절율을 가질 수 있으나 그 조성에 대해서는 별도의 계열시험을 거쳐 선택될 수 있을 것이다.

이상에서 보인 바와같이 본 발명에 의하면 냉매의 적절한 선정에 의하여 광원의 배광분포를 주변부에 더 큰 광량을 조사할 수 있는 패턴으로 변경시킬 수 있게된다. 이에따라 노광품질을 향상시켜 형광면과, 나아가 칼라 브라운관의 품질을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 냉매가 충전된 커버 글래스내에 램프를 수납하여 된 칼라 브라운관의 노광광원에 있어서, 상기 냉매가 물보다 큰 굴절율을 가지는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관의 노광광원.
2. 제1항에 있어서, 상기냉매가, 에틸렌글리콜 및/또는 글리셀린을 단독적으로 또는 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관의 노광광원.
3. 제1항에 있어서, 상기 냉매가, 투명한 실리콘 화합물인 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관의 노광광원.