KR100257389B1 - 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치 및 그방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면브라운관의 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 초기 해석에 의해 설계된 시스템 상에 투명고무판을 로딩하여 그리퍼로 클램핑한 후 상기 투명고무판을 스트레칭하면서 각각의 그리퍼에 작용하는 마찰저항을 측정하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정의 측정결과에 따라 각각의 그리퍼에 작용하는 마찰저항을 조정하여 상기 그리퍼들이 서로 동일한 마찰저항을 갖도록 세팅하는 제 2 과정과, 상기 투명고무판을 언로딩한 후 마스크를 시스템 상에 로딩하여 스트레칭하는 제 3 과정과, 상기 마스크를 스트레칭하면서 각각의 그리퍼에 작용하는 마찰저항을 측정한 후 그 측정결과를 해석자료로 입력하여 마스크가 균일하게 스트레칭되는가를 검증하는 제 4 과정을 포함하여 이루어진 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 방법과 이를 구현할 수 있는 장치를 제공함으로써 그리퍼의 마찰저항 차이, 마스크 가공시의 오차요인, 초기 해석의 오차 등을 검증하고 또 이를 보완할 수 있게 되어 마스크가 균일하게 스트레칭되도록 한 것이다.

Description

평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치 및 그 방법

본 발명은 평면브라운관의 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 각각의 그리퍼에 작용하는 마찰저항의 크기를 균일화시킴과 동시에 초기 해석결과와 실제로 작용되는 힘의 결과를 비교한 후 그 차이에 대한 데이터를 피드백하여 재해석할 수 있는 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 TV수상기나 모니터에 사용되는 브라운관(Cathod-Ray Tube : CRT)은 도 1에 도시된 바와 같이 튜브의 전면에 위치되고 그 내측면에 형광체(1)가 도포된 패널(3)과, 상기 패널(3) 내측에 장착된 라인형태의 레일(5)과, 상기 패널(3) 내측과 소정 간격을 유지하도록 상기 레일(5) 위에 레이저 용접되고 도트(dot)나 스트라이프(stripe) 타입의 구멍이 다수 형성된 마스크(10)와, 상기 튜브의 후측에 설치된 퍼널과, 상기 퍼널의 후미에 설치되어 전자빔을 주사하는 전자총과, 상기 전자빔을 편향시키도록 설치된 편향 요크로 구성된다.

상기와 같이 구성된 브라운관에서는 상기 전자총에서 전자빔이 발사되면 이 전자빔이 상기 마스크(10)의 구멍을 통과한 후 상기 패널(3) 내측에 도포된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체(1)와 충돌하여 화면을 형성한다. 즉, 3개의 전자빔에 3원색의 신호를 독립적으로 인가하면, 상기 패널(3) 내측에 형성된 형광면에서 변조된 3원색의 화면이 합성되어 스크린에 컬러 화면이 재생된다.

여기서, 상기 전자총에서 방출된 전자빔 중 약 80%가 상기 마스크(10)에 충돌하여 반사되거나 흡수되는데, 이렇게 상기 마스크(10)에 흡수된 전기적 에너지는 열에너지로 변환되어 마스크(10)의 온도가 상승하게 된다. 상기 브라운관 내부가 고진공 상태로 유지되고 있으므로 상기 마스크(10)의 온도가 상승되면 마스크(10)는 빠른 속도로 열팽창을 일으키게 된다. 이때, 상기 마스크(10)의 중앙부는 주변부에 비해 방열 효과가 저조하므로 중앙부와 주변부 사이에 온도차가 발생된다.

따라서, 상기 마스크(10)의 중앙부가 형광면 쪽으로 팽창되는 도밍(doming) 현상이 유발되고, 상기 도밍 현상으로 인해 상기 마스크(10) 상의 구멍들의 위치가 변화하여 그 구멍을 통과하는 전자빔이 미리 선정된 형광체(1)에 도달하지 못하고 경로가 변화하여 다른 형광체(1) 위치에 도달하거나 혹은 인접한 다른 형광체(1)에 도달하는 써멀 드리프트(Thermal Drift) 현상이 발생된다.

또한, 브라운관 외부의 충격으로 인해 마스크(10)에 미세한 진동이 일어나면 스크린에 재생되는 화면이 떨리거나 일그러지는 하울링(Howling) 현상이 발생된다. 이러한 하울링 현상은 전자총에서 발사된 전자빔이 마스크(10)에 형성된 홀을 통과할 때 마스크(10)의 진동으로 인해 미스랜딩(Mislanding)되어 나타나게 된다.

상기와 같이 도밍 현상, 써멀 드리프트 현상, 하울링 현상 등이 발생되면 화면의 질이 떨어져 브라운관의 성능이 저하되고, 이로 인해 사용자의 눈에 심한 피로감과 어지러움증을 유발된다. 이를 방지하기 위해서는 상기 마스크(10)가 일정한 장력을 갖도록 마스크(10)를 기준 장력(14 N/Cm) 이상으로 스트레칭해야 한다.

종래 기술에 따른 마스크 스트레칭 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 마스크(10)의 장변에 10개 단변에 8개가 배치되어 상기 마스크(10)를 물어주는 36개의 그리퍼(13)와, 상기 마스크(10)를 스트레칭할 수 있도록 동력을 공급하는 동력공급부(15)와, 상기 동력공급부(15)에서 공급되는 동력을 상기 그리퍼(13)로 전달하는 동력전달부(19)와, 상기의 시스템을 지지하는 스트레칭 다이(미도시)로 구성된다.

여기서, 상기 마스크(10)는 패널(3)의 레일(5) 위에 레이저 용접된 후 브라운관에서 실제로 사용되는 마스크 유효면(10a)과, 상기 마스크 유효면(10a)이 균일하게 스트레칭되도록 마스크 유효면(10a)의 가장자리에 형성된 외주부(Stress relief zone, 10b)로 구성된다.

또한, 상기 그리퍼(13)에는 그리퍼(13)의 마찰저항을 조정할 수 있는 조정나사가 장착되어 있다.

또한, 상기 동력공급부(15)는 상기 마스크(10)의 각 변에 3개씩 배치되도록 상기 동력전달부(19)에 연결된 12개의 모터(16)와, 상기 모터(16)에 각각 설치되어 모터(16)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 볼 스크류 박스(17)로 구성되어 있다.

또한, 상기 동력전달부(19)는 복수개의 파워트리 레버와 상기한 각각의 파워트리 레버를 서로 결합하는 핀의 조합으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 종래의 마스크 스트레칭 장치는 다음과 같이 동작한다.

먼저, 마스크(10)가 시스템 상에 로딩되면 상기 그리퍼(13)가 전진하여 상기 마스크(10)를 클램핑한다. 상기 마스크(10)가 클램핑되면 모터(16)가 구동되어 상기 모터(16)의 동력이 상기 동력전달부(19)에 전달된다. 이때, 상기 모터(16)의 회전운동은 볼 스크류 박스(17)에 의하여 직선운동으로 변환된다.

이후, 상기 모터(16)의 동력을 전달받은 동력전달부(19)가 후진되면 상기 그리퍼(13)가 후진되고, 그에 따라 상기 마스크(10)가 타겟 홀(10c)까지 스트레칭되어 일정한 장력을 인가받게 된다.

이후, 도 3과 같이 패널(3) 내면에 레일(5)을 장착하고 그 위에 상기 마스크(10)를 레이저로 용접하여 마스크(10)를 상기 패널(3)의 내측에 고정시킨 후, 상기 마스크(10)를 통한 노광작업을 수행하여 상기 패널(3) 내측면에 형광면을 형성시킨다.

그러나, 상기와 같은 종래의 마스크 스트레칭 장치는 마스크 스트레칭시 그리퍼(13)와 스트레칭 다이 사이에 존재하는 마찰계수 및 조정나사의 조정정도에 따라 상기 36개의 그리퍼(13)에 작용되는 힘의 비를 일정하게 조정할 수 없을 뿐 아니라, 각각의 그리퍼(13)에 작용되는 힘의 불균일이 상기 파워트리 레버 및 핀의 조합으로 이루어진 동력전달부(19)의 설계 오류로 인한 것인지 아니면 이후의 작동 중에 발생되는 오류로 인한 것인지의 검증이 불가능하다.

따라서, 상기한 각각의 그리퍼(13)에 작용하는 마찰저항을 검증하고 보상할 수 없기 때문에 마스크(10)가 해석결과에 맞게 스트레칭되었는가의 검증이 곤란하고 상기 그리퍼(13)의 마찰저항의 차이로 인해 균일한 스트레칭이 불가능하여 제품의 도밍 및 하울링 특성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 마스크(10)를 해석한 후 해석결과를 검증할 수 없기 때문에 해석시 나타나는 마스크(10) 제작방향, 에칭정도 및 마스크(10) 열처리 조건에 따른 해석결과가 맞는지 틀리는지의 검증이 곤란함과 아울러 마스크(10)의 제조방법 및 에칭정도에 따른 물성차이의 보정시 정확한 보정이 불가능한 문제점이 있다.

또한, 근접노광시 마스트 마스크(Master mask)를 보정할 때 정확한 보정이 곤란하여 브라운관 제작공정에서 마스트 마스크의 보상 설계시 보상을 여러 번 반복해도 성능평가시 마스크(10)와 패널(3)의 화소가 정확하게 일치되지 않는 문제점이 있다.

또한, 마스크(10)의 스트레칭시 구멍들이 매트릭스 형태를 유지하는지, 또 그리퍼(13)에 작용하는 힘들이 제대로 분배되었는지의 여부를 확인할 수 없기 때문에 여러 대의 설비 제작시 산포문제가 발생되는 문제점이 있다.

또한, 파워레버 트리 및 핀의 조합에서 상기 파워레버 트리와 핀 사이의 직접 접촉으로 인해 각각의 그리퍼(13)에 작용하는 마찰저항의 차이가 심화되어 마스크(10) 스트레칭의 불균일성이 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각각의 그리퍼에 작용하는 마찰저항의 크기를 균일화시킴과 동시에 초기 해석결과와 실제로 작용되는 힘의 결과를 비교한 후 그 차이에 대한 데이터를 피드백하여 재해석할 수 있는 구조를 구비함으로써 그리퍼의 마찰저항의 차이, 마스크 가공시의 오차요인, 초기 해석의 오차 등을 검증하고 또 이를 보완할 수 있게 되어 마스크가 균일하게 스트레칭되도록 하는 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 평면브라운관의 구조가 도시된 구성도,

도 2는 종래 기술에 따른 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치가 도시된 구성도,

도 3은 패널과 마스크의 결합도,

도 4는 본 발명에 따른 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치에 투명고무판이 로딩된 경우가 도시된 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치에 마스크가 로딩된 경우가 도시된 구성도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

50 : 마스크 51 : 그리퍼

53 : 로드셀 55 : 동력공급부

59 : 동력전달부 61 : 투명고무판

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따르면, 초기 해석에 의해 설계된 시스템 상에 투명고무판을 로딩하여 그리퍼로 클램핑한 후 상기 투명고무판을 스트레칭하면서 각각의 그리퍼에 작용하는 마찰저항을 측정하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정의 측정결과에 따라 각각의 그리퍼에 작용하는 마찰저항을 조정하여 상기 그리퍼들이 서로 동일한 마찰저항을 갖도록 세팅하는 제 2 과정과, 상기 투명고무판을 언로딩한 후 마스크를 시스템 상에 로딩하여 스트레칭하는 제 3 과정과, 상기 마스크를 스트레칭하면서 각각의 그리퍼에 작용하는 마찰저항을 측정한 후 그 측정결과를 해석자료로 입력하여 마스크가 균일하게 스트레칭되는가를 검증하는 제 4 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 제 2 특징에 따르면, 마스크를 물어서 고정하는 그리퍼와, 상기 마스크의 각 변에 배치되어 마스크를 스트레칭 할 동력을 공급하는 동력공급부와, 상기 동력공급부에서 제공되는 동력을 상기 그리퍼로 전달하는 동력전달부와, 상기의 시스템을 지지하는 지지부로 구성된 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치에 있어서, 상기한 각각의 그리퍼에 작용되는 마찰저항을 측정할 수 있도록 상기 그리퍼에 각각 로드셀이 설치된 것을 특징으로 하는 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 제 3 특징에 따르면, 상기 동력전달부는 복수개의 파워트리 레버와, 상기 파워트리 레버를 서로 체결하는 핀과, 상기 파워트리 레버와 핀 사이의 마찰저항을 최소화시키도록 상기 핀에 삽입 설치된 베어링으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 36개의 그리퍼에 작용하는 마찰저항을 균일하게 조정할 수 있게 됨과 동시에 마스크 스트레칭시 상기 그리퍼에 실제 작용하는 힘의 결과를 초기 해석결과와 비교하여 에러요인을 찾아낸 후 그 에러요인을 초기 해석결과에 피드백하여 상기 마스크에 대해 재해석할 수 있게 됨으로써 제품의 도밍 및 하울링 특성이 향상되고 마스크 제조방법 및 에칭정도에 따른 마스크의 물성차이에 대해 정확한 보정이 가능하게 되며 근접노광시 마스트 마스크의 보정설계가 최소화되어 제품의 품질 및 수율이 향상되는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치에 투명고무판이 로딩된 경우가 도시된 구성도, 도 5는 본 발명에 따른 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치에 마스크가 로딩된 경우가 도시된 구성도이다.

본 발명에 따른 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 마스크(50)의 장변에 10개 단변에 8개가 배치되어 상기 마스크(50)를 물어주는 36개의 그리퍼(51)와, 상기한 각각의 그리퍼(51)에 작용되는 마찰저항을 측정할 수 있도록 상기 그리퍼(51)에 각각 설치된 로드셀(53)과, 상기 마스크(50)를 스트레칭할 수 있도록 동력을 공급하는 동력공급부(55)와, 상기 동력공급부(55)에서 제공되는 동력을 상기 그리퍼(51)로 전달하는 동력전달부(59)와, 상기의 시스템을 지지하는 스트레칭 다이(미도시)로 구성된다.

여기서, 상기 마스크(50)는 패널의 레일 위에 레이저 용접된 후 브라운관에서 실제로 사용되는 마스크 유효면(50a)과, 상기 마스크 유효면(50a)이 균일하게 스트레칭되도록 마스크 유효면(50a)의 가장자리에 형성된 외주부(Stress relief zone, 50b)로 구성된다.

또한, 상기 동력공급부(55)는 상기 마스크(50)의 각 변에 3개씩 배치되도록 상기 동력전달부(59)에 연결된 12개의 모터(56)와, 상기 모터(56)에 각각 설치되어 모터(56)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 볼 스크류 박스(57)로 구성된다.

또한, 상기 동력전달부(59)는 복수개의 파워트리 레버와, 상기 파워트리 레버를 서로 체결하는 핀과, 상기 파워트리 레버와 핀 사이의 마찰저항을 최소화시키도록 상기 핀에 삽입 설치된 베어링으로 구성된다.

또한, 상기 그리퍼(51)에는 그리퍼(51)의 마찰저항을 조정할 수 있는 조정나사가 설치되어 있고, 상기 로드셀(53)은 상기 파워트리 레버에 핀으로 연결되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치의 동작은 다음과 같다.

먼저, 초기 해석에 의해 설계된 시스템 상에 투명고무판(61)을 로딩하여 그리퍼(51)로 클램핑한 후 상기 투명고무판(61)을 스트레칭하면서 로드셀(53)을 이용하여 각각의 그리퍼(51)에 작용하는 마찰저항을 측정한다. 이때, 상기 투명고무판(61)은 0.5㎜ 정도의 두께이다.

이후, 상기 로드셀(53)에 의해 측정된 결과에 따라 각각의 그리퍼(51)에 작용하는 마찰저항을 조정나사로 조정하여 상기 그리퍼(51)들이 서로 동일한 마찰저항을 갖도록 세팅한다. 상기와 같이 그리퍼(51)들의 마찰저항이 동일하게 되면 상기 투명고무판(61)을 언로딩하고 시스템 상에 마스크(50)를 로딩한다.

이후, 상기 마스크(50)를 기준장력 이상으로 스트레칭하면서 각각의 그리퍼(51)에 작용하는 힘을 상기 로드셀(53)을 이용하여 측정한 후 그 측정결과를 다시 해석자료로 입력하여 마스크(50)가 균일하게 스트레칭되는가를 검증한다.

상기에서, 마스크(50)의 스트레칭에 대해 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마스크(50)가 시스템 상에 로딩되면 상기 그리퍼(51)가 전진하여 상기 마스크(50)를 클램핑한다. 상기 마스크(50)가 클램핑되면 모터(56)가 구동되어 상기 모터(56)의 동력이 상기 동력전달부(59)에 전달된다. 이때, 상기 모터(56)의 회전운동은 볼 스크류 박스(57)에 의하여 직선운동으로 변환된다.

이후, 상기 모터(56)의 동력을 전달받은 동력전달부(59)가 후진되면 상기 그리퍼(51)가 후진되고, 그에 따라 상기 마스크(50)가 타겟 홀(50c)까지 스트레칭되어 일정한 장력을 인가받게 된다.

이후, 패널 내면에 레일을 장착하고 그 위에 상기 마스크(50)를 레이저로 용접하여 마스크(50)를 상기 패널의 내측에 고정시킨 후, 상기 마스크(50)를 통한 노광작업을 수행하여 상기 패널 내측면에 형광면을 형성시킨다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치 및 그 방법은 투명고무판(61) 및 로드셀(53)을 이용하여 36개의 그리퍼(51)에 작용하는 마찰저항을 균일하게 조정할 수 있고, 또 상기와 같이 균일화된 마찰저항을 일정하게 유지할 수 있으므로 마스크(50)의 스트레칭시 균일성이 확보되는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 마스크(50)의 스트레칭시 상기 그리퍼(51)에 실제 작용하는 힘의 결과를 초기 해석결과와 비교하여 에러요인을 찾아낸 후 그 에러요인을 초기 해석결과에 피드백하여 상기 마스크(50)에 대해 재해석함으로써 제품의 도밍 및 하울링 특성이 향상되고 마스크(50) 제조방법 및 에칭정도에 따른 마스크(50)의 물성차이에 대해 정확한 보정이 가능하게 되며 근접노광시 마스트 마스크의 보정설계가 최소화되어 제품의 품질 및 수율이 향상되는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 상기 로드셀(53)에 의해 각각의 그리퍼(51)들에 힘이 제대로 분배되는지 확인할 수 있게 되므로 여러 대의 설비제작시 제품간 산포도가 제거되고 상기 그리퍼(51)가 마스크(50)를 클램핑한 후의 슬립(Slip) 발생여부를 알 수 있게 되어 제품 불량이 방지되는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 파워레버 트리와 핀의 조합에서 상기 핀에 베어링이 설치됨으로써 마스크(50)에 대해 수직방향으로 힘이 발생하고 각각의 그리퍼(51)에 작용하는 마찰저항이 최소화되어 마스크(50)가 찢어지지 않고 균일하게 스트레칭되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 초기 해석에 의해 설계된 시스템 상에 투명고무판을 로딩하여 그리퍼로 클램핑한 후 상기 투명고무판을 스트레칭하면서 각각의 그리퍼에 작용하는 마찰저항을 측정하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정의 측정결과에 따라 각각의 그리퍼에 작용하는 마찰저항을 조정하여 상기 그리퍼들이 서로 동일한 마찰저항을 갖도록 세팅하는 제 2 과정과, 상기 투명고무판을 언로딩한 후 마스크를 시스템 상에 로딩하여 스트레칭하는 제 3 과정과, 상기 마스크를 스트레칭하면서 각각의 그리퍼에 작용하는 마찰저항을 측정한 후 그 측정결과를 해석자료로 입력하여 마스크가 균일하게 스트레칭되는가를 검증하는 제 4 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 방법.
2. 마스크를 물어서 고정하는 그리퍼와, 상기 마스크의 각 변에 배치되어 마스크를 스트레칭 할 동력을 공급하는 동력공급부와, 상기 동력공급부에서 제공되는 동력을 상기 그리퍼로 전달하는 동력전달부와, 상기의 시스템을 지지하는 지지부로 구성된 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치에 있어서,

   상기한 각각의 그리퍼에 작용되는 마찰저항을 측정할 수 있도록 상기 그리퍼에 각각 로드셀이 설치된 것을 특징으로 하는 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 동력전달부는 복수개의 파워트리 레버와, 상기 파워트리 레버를 서로 체결하는 핀과, 상기 파워트리 레버와 핀 사이의 마찰저항을 최소화시키도록 상기 핀에 삽입 설치된 베어링으로 구성된 것을 특징으로 하는 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치.

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