KR100291791B1 - 음극선관의 화소 형성 방법 - Google Patents

Abstract

음극선관의 기본 표시단위인 화소를 형성하는 방법으로서, 패널 내면에 형성되는 형광면의 화소는 2(n+1)각형(여기서 n=2,3···)으로 형성되며, 패널 내측으로 설치되는 새도우 마스크는 전자빔 통과홀의 형상을 2(n+1)각형(여기서 n=2,3···)으로 이룬다. 이러한 음극선관용 화소의 형성을 위해 블랙 매트릭스 제조시 실시되는 노광 공정에서는 노광대의 광원이 마스크 구멍부의 마주보는 내각을 지나는 중심선에 따라 순차적으로 위치 조절되면서 패널 내면으로 빛을 조사하게 되고, 이러한 광원의 위치 조절 순에 따라 블랙 매트릭스 형성 물질인 흑연이 패널 내면으로 도포된다.

Description

음극선관의 화소 형성 방법{METHOD OF MAKING FOR PIXELS OF CATHODE RAY TUBE}

본 발명은 음극선관의 화소 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 문자의 시인성을 향상시킬 수 있는 음극선관의 화소 형성 방법에 관한 것이다.

지금까지 제안된 디스플레이 장치로는 액정 표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 형광 표시관(VFD)과 같은 평판 디스플레이 장치와 음극선관(CRT) 있으며, 이러한 디스플레이 장치는 텔레비젼 수상기, 모니터, 각종 계기판, 정보판 등의 표시수단으로서 사용되고 있다.

이와 같은 디스플레이 장치는, 저마다 화면을 구성하는 기본 단위인 화소를 가지며, 이 화소의 조합에 의해 사용자가 원하는 문자나 기타 화상을 표시하게 된다.

즉, 음극선관의 경우에는, 패널 내면에 일정한 패턴을 가지고 형성되는 3원색(R,G,B)의 형광체로 화소를 이루고, 평판 디스플레이인 경우에는 매트릭스 상으로 교차되는 전극의 교점으로 화소를 이루게 된다.

이 때, 상기 화소들은 각 디스플레이 장치의 특성에 맞추어 임의의 패턴을 갖는데, 이 패턴은 실질적으로 각 디스플레이 장치가 갖는 블랙 매트릭스나 베리어(barrier)에 의해 결정될 수 있다.

즉, 음극선관에서는 주지된 바와 같이 형광체의 발광시, 화소들 사이의 색간섭을 방지하기 위해 도포되는 블랙 매트릭스의 패턴에 따라 화소의 패턴이 가령, 도트 또는 슬롯 타입으로 이루어진다.

그러나, 이와 같은 종래의 음극선관의 화소들은, 음극선관이 디스플레이 장치로서 점차 멀티미디어 기능에 맞도록 개발되어 디지탈화된 문자 정보를 표시하는 경우, 그 해당 문자 정보에 대한 시인성(視認性, visibility)을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

통상, 디지탈화된 문자는 그 문자 표현이 직선부와 곡선부의 혼합으로 이루어지라도, 디스플레이 화면상에서 세분화할 경우 모두 직선으로 처리되는 특성을 갖는다.

여기서 문자의 시인성은, 화면상에 표시되는 문자와 이 문자가 표시되는 디스플레이 장치의 화소를 비교하여 화소 부분에 문자의 직선부에 해당하는 영역이 얼마나 많은가에 따라 그 정도의 차이가 나게 된다.

이러한 관점에서 볼 때, 위에서 열거한 화소들은 문자의 수직 부분과 수평 부분에 대해서는 만족할 정도의 시인성을 보이지만, (이는 상기 화소들이 문자의 수직 및 수평 부분에 대한 직선부의 영역을 많이 보유하도록 형성되었기 때문) 사선 부분에 대해서는 다시 말해, 수직 또는 수평 부분에서 어떠한 각도를 두고 기울어진 부분을 표현하도록 하는 경우에는, 이 부분과 일치되는 직선부의 영역이 거의 없는 관계로 이 부분에 대한 시인성을 저하시키게 된다.

이처럼 종래의 음극선관에 적용되고 있는 화소들은, 문자 정보의 사선 방향은 고려되지 않고 이루어지는 경향이 있어, 통계적으로 볼 때 문자의 50%이상이 사선 방향으로 표시된다는 점을 감안한다면, 상기 화소들은 문자의 전체적인 시인성을 좋지 않게 할뿐더러 이러한 점으로 인해 멀티미디어화를 구현하기 위한 음극선관에는 적용되기 어려운 단점이 있다.

본 발명은 위에서 언급한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 화면을 구성하는 화소가 표시 문자를 이루는 직선부의 방향성에 관계없이 표시 문자의 전체적인 시인성을 향상시킬 수 있도록 하여 음극선관이 멀티미디어의 기능을 최적의 상태로 실현할 수 있도록 하는 음극선관의 화소 형성 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은,

패널 내면에 감광성 수지를 도포하는 단계와;

상기 패널의 내측면으로 구멍부의 형상이 2(n+1)각형(여기서 n=2,3···)으로 형성된 마스크를 배치하는 단계와;

상기 구멍부의 마주보는 내각을 지나는 선에 맞추어 광원의 위치를 조절하고, 이 광원을 광축의 수평방향 및 수직방향으로 진동시키면서 상기 패널 내측면에 빛을 조사토록 하는 노광단계와;

상기 감광성 수지를 현상시키는 단계와;

이와 같은 단계를 거쳐 형성된 감광성 수지막을 덮으면서 상기 패널 내면으로 흑연을 도포하는 단계와;

이 흑연을 에칭처리하고 현상시키는 단계와;

상기한 단계들을 상기 구멍부의 마주보는 내각을 지나는 선 숫자에 맞추어 반복 실행하는 단계와;

이와 같이 형성된 블랙 매트릭스를 덮으면서 상기 패널 내측면에 형광체를 도포하고 이를 노광 및 현상하는 단계를 포함한 음극선관의 화소 형성 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음극선관을 도시한 단면도이고,

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 새도우 마스크의 제조 단계를 설명하기 위해 도시한 각 단계의 개략도이고.

도 3은 본 발명에 따른 새도우 마스크의 제조 공정시 사용되는 워킹 패턴판을 도시한 평면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 노광대를 도시한 단면도이고,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블랙 매트릭스 제조 단계를 도시한 공정 순서도이고,

도 6은 본 발명에 따른 새도우 마스크의 전자빔 통과홀을 도시한 도면이고,

도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 실시예에 따른 블랙 매트릭스 제조 단계를 단계별로 도시한 도면이고,

도 8a 내지 도 8b는 본 발명에 따른 노광대의 광원의 위치 변동을 설명하기 위해 도시한 도면이고,

도 9는 본 발명에 따른 화소로 형성되는 문자 정보를 도시한 예시도이다.

이하, 본 발명을 구현할 수 있는 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 음극선관을 도시한 단면도로서, 이 음극선관은 주지된 바와 같이 실질적으로 패널(2) 내면에 형성된 형광면(4)이 포함하는 블랙 매트릭스(6)에 의해 단위 화소(8)의 형상을 결정짓게 되는 바, 종래에는 이의 형상이 도트나 스프트라이프형으로 이루어지는 것이 대부분이었다.

본 발명에 따른 상기 화소(8)는, 그 외곽 테두리 형상이 2(n+1)각형(여기서 n=2,3···) 즉, 6각 또는 8각 또는 그 이상의 각을 갖는 형상으로 이루어지게 되는데, 본 실시예에서는 6각 형상을 일례로 하여 이의 형성 방법을 기술하도록 한다.

우선, 상기 화소(8)를 갖는 형광면(4)을 형성하기 위해서는, 상기 화소(4)와 동일한 형상으로 전자빔 통과홀(10a)을 형성한 새도우 마스크(10)가 필요로 한다.

여기서 이 새도우 마스크(10)는 다음의 단계를 거쳐 제조될 수 있는데, 이를 개략적으로 설명하면, 도 2a에 도시된 바와 같이 새도우 마스크용 원판(10')의 양면에 감광액을 도포하여 감광층(12)(14)을 만들고, 이들 감광층(12)(14)에 워킹 패턴(working pattern)판(16)(18)을 배치시킨다.(도 2b 참조)

상기한 워킹 패턴판(16)(18)은 글래스로 이루어지는 판으로서, 이 판의 표면은 6각형상으로 흑화처리된 부분(실질적으로 새도우 마스크의 전자비임 통과홀이 뚫려지는 부분)(16a)(18a)들과, 비흑화처리된 부분(16b)(18b)(실질적으로 새도우 마스크에서 브릿지(bridge)에 해당하는 부분)들이 형성되도록 처리된다.

즉, 상기한 워킹 패턴판(16)은 도 3에 도시한 바와 같이 6각형상의 흑화처리 부분(16a)들과 투명부분(16b)을 갖고 있으며, 또 다른 워킹 패턴판(18)도 이와 같은 동일한 형상을 이루는 반면, 상기한 워킹판(16)과 비교하여 흑화처리부분(18a)과 투명부분(18b)의 크기를 서로 달리하고 있다.

이러한 상기 워킹 패턴판(16)(18)을 상기 감광층(12,14)위에 위치시킨 상태에서, 수은등과 같은 광원(20)을 이 워킹 패턴판(16)(18)의 양측에 위치시키고 광을 조사하게 되면, 상기 투명부분(16b)(18b)을 투과하는 광에 의해 감광층(12,14)이 노광되고, 이후 세정액을 통해 상기 감광층(10,12)을 현상시키면, 상기 새도우 마스크용 원판(10')의 양면에는 노광된 감광층 부위(12a)(14a)만이 남게 된다.(도 2c 참조)

이와 같은 상태에서 도 2d에 도시된 바와 같이 에칭액으로서 상기 새도우 마스크용 원판(10')의 양면에서 에칭을 실시하면, 감광층(10,12)의 비노광 부위에 해당하는 상기 새도우 마스크용 원판(10') 부위가 부식되면서 상기한 6각형의 전자비임 통과홀(10a)를 형성하게 된다.

이후 상기 노광된 감광층 부위(12a)(14a)를 상기 새도우 마스크용 원판(10')로부터 제거시키게 되면, 이 새도우 마스크용 원판(10')은 6각형의 전자비임 통과홀(10a)을 갖는 플랫 마스크(flat mask)로 이루어지게 된다.

이와 같은 공정을 거쳐 상기 새도우 마스크(10)은 전자빔 통과홀(10a)을 6각형으로 다각화할 수 있으며, 이 후의 포밍(forming) 공정을 거쳐 최종 완성되게 된다.

이러한 새도우 마스크(10)를 가지고 상기한 형광면(4)을 형성하기 위해 구비되는 노광대는, 도 4에 도시된 바와 같이 음극선관용 노광대와 마찬가지로 본체(30) 내부에 순차적으로 배치되는 광원(32), 셔터(34), 보정렌즈(36) 및 필터(38) 등을 포함하여 이루어진다.

이 노광대를 가지고 상기 6각형 형상의 화소(8)를 형성하기 위해서는 먼저, 상기 패널(2)의 내측면에 블랙 매트릭스를 형성하게 된다.

도 5는 이의 공정 단계를 도시하고 있다. 이에 따르면, 세정된 패널(2)이 그 내측면에 첫 번째로 제1 감광성 수지를 도포하고(S1), 상기한 6각형 형상의 전자빔 통과홀(10a)을 갖는 새도우 마스크(10)를 장착하여 상기 노광대의 본체(20)의 상측면으로 제공되면 제1 노광 공정이 실시된다.(S3)

이 제1 노광 공정 단계는, 상기 광원(32)이 그 중심축을 도 6에 도시한 바와 같은 상기 전자빔 통과홀(10a)의 마주보는 내각을 지나는 선들 중에서 제1 선(A1)의 중심에 맞도록 위치 조절된 후, 수평 방향 및 수직 방향으로 진동되면서 상기 패널(2) 내면으로 빛을 조사함으로써 이루어지게 된다.

이와 같은 제1 노광 공정에 의해 상기 감광성 수지에는 상기 전자빔 통과홀(10a)을 통과하는 빛에 의해 노광 부위가 형성되고, 계속해서 제1 저압 현상 및 건조 단계(S5)가 진행되면, 상기 패널(2)의 내측면에는 도 7a에 도시된 것과 같이 상기 감광성 수지(52)가 소정의 형상을 가지고 남게 된다.

이러한 상태에서 상기 패널(2)의 내측면으로 블랙 매트릭스 형성 물질인 흑연(6')이 도포되고(S7) 이에 대한 에칭과 고압 현상 공정이 실시되면(S9), 상기한 감광성 수지(52)가 제거되면서 이의 자리가 빈자리로 형성된 블랙 매트릭스(6)가 형성된다.(도 7b, 7c 참조)

이에 다시 상기 패널(2)의 내면에 제2 감광성 수지가 상기 블랙 매트릭스(6)를 덮으면서 도포되고(S11) 제2 노광 공정(S13)이 실시되는데, 이 제2 노광 공정(S13)은 상기 광원(32)이 상기한 위치로부터 위치 변경된 상태에서 이루어지게 된다.

이를 더욱 설명하면, 상기 광원(32)은 상기 제2 노광 공정(S13)시, 상기 제1 노광 단계(S3)의 위치에서 상기 전자빔 통과홀(10a)의 다른 마주보는 내각을 지나는 제2 선(A2)에 맞추어 위치 조절된다.

즉, 상기 광원(32)은 제1 노광 공정(S3)시 상기한 제1 선(A1)의 중심에 맞추어 위치한 상태에서 도 8a에 도시한 바와 같이, 도면 기준으로 볼 때, 상기 제1 선(A1)을 기준으로 시계 방향으로 60°만큼 회전하여 그 중심축을 상기 제2 선(A2)의 중심에 맞추도록 위치 조절된 후, 상기 패널(2) 내면으로 빛을 조사하여 상기한 제2 노광 공정을 실시하게 된다.

이 제2 노광 공정에 따라, 새로이 도포된 감광성 수지에는 또 다시 노광부위가 형성되고, 계속해서 상기 제2 감광성 수지에 대해 제2 저압 현상 및 건조 공정(S15)이 실시되면, 상기 패널(2)의 내면에는 도 7d에 도시한 것과 같은 모양으로 감광성 수지(52)가 남게 된다.

이러한 상태에서 다시 상기 패널(2)의 내측면으로 블랙 매트릭스 형성 물질인 흑연(6')이 두 번째로 도포되고(S17) 이에 대한 에칭과 고압 현상 공정이 실시되면(S19), 상기한 감광성 수지(52)가 제거되면서 도 7e에 도시된 것과 같이 빈자리가 형성된 블랙 매트릭스(6)가 형성된다.

이와 같은 식으로 다시 한 번 상기 패널(2) 내면에 제3 감광성 수지 도포 공정(S21)이 실시되고, 이어서 제3 노광 공정(23) 및 제3 저압 현상 및 건조 공정(S25)이 실시되는데, 여기서 상기 제3 노광 공정(S25)시 상기 광원(32)은 상기한 위치로부터 다시 위치 변동된다.

즉, 제3 노광 공정(S25)시 상기 광원(32)은, 도 8b에 도시한 바와 같이 도면을 기준으로 봐서 상기 제1 선(A1)을 기준으로 반시계 방향으로 60°만큼 회전하여 그 중심축이 상기 전자빔 통과홀(10a)의 나머지 마주보는 내각을 지나는 제3 선(A3) 중심에 맞도록 위치 조절된다.

이러한 상태에서 상기 광원(32)이 상기 패널(2) 내면으로 빛을 조사하여 상기 제3 노광 공정(S25)이 실시되고, 이어서 제3 저압 현상 및 건조 공정(S17)이 실시되면, 상기 패널(2)에 최종적으로 남는 감광성 수지(52)는 도 7f에 도시된 바와 같이 남게 된다.

계속해서 상기 패널(2)의 내면으로 블랙 매트릭스 형성물질인 흑연(6')이 세 번째로 상기 감광성 수지막을 덮으면서 도포되고(S27), 아울러 제3 에칭 공정 및 고압 현상 공정(S29)이 실시되면, 상기 패널(2) 내면에는 상기한 감광성 수지(52)가 제거되면서 이의 자리가 6각형을 이루면서 빈자리로된 블랙 매트릭스(6)가 최종적으로 형성된다.

본 발명에 따른 블랙 매트릭스(6)는 상기와 같은 단계를 거쳐 제조되며, 여기에 통상적인 형광막 형성 공정이 실시되면, 다시 말해 상기 패널(2) 내면에 형광체를 도포하고 상기한 새도우 마스크(10)를 이용하여 노광한 후, 현상 및 건조시키는 공정 단계를 G,B,R 형광체 순으로 순차적으로 행하게 되면, 상기 패널(2)에는 R,G,B 형광체가 상기 블랙 매트릭스(6)의 빈자리에 채워지면서 6각형의 화소(8)를 갖는 형광면(4)이 형성되어지게 된다.

이에 상기와 같은 공정 단계를 거쳐 상기 음극선관의 패널(2)에는, 6각형의 화소(8)를 갖는 형광면(4)이 형성되며, 다음으로는 이 형광면(4)에 디스플레이되는 문자를 예로하여 상기 화소(8)에 대해 더욱 알아보기로 한다.

도 9는 실질적으로 상기 형광면(4)에 상기한 화소(8)들로 조합되어 이루어진 문자가 'A'자로 이루어진 경우를 예시하고 있다.

이러한 문자 정보는(54)는, 화소(8)들이 사선 방향으로 연장되는 직선부를 지니고 있는 관계로 종래에 드트 또는 랙탱귤러 타입의 화소로 이루어진 문자정보에 비해 시인성이 향상되게 된다.

물론, 상기 문자정보(54)의 수직 방향이나 수평 방향에 대한 시인성은, 그립 타입의 화소나 랙탱귤러 탑입의 화소로 이루어진 문자정보에 비해 다소 떨어지기는 하나, 전술한 바와 같이 문자정보의 50%이상이 30도∼60도 범위의 사선 방향으로 표시된다는 것을 고려하면 보면, 전체적인 시인성은 본 발명에 따른 문자정보(54)가 더욱 나음을 알 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 화소(8)로 구성된 문자정보는, 다수의 실험을 통한 결과, 영어 문자를 포함한 한글이나 한문 문자의 표현에 있어서도 각 해당 문자의 시인성을 향상시키도록 하는데 효과적임을 알 수 있었다.

아울러, 본 발명에 따라 상기한 블랙 매트릭스 제조 공정시, 상기 광원(32)이 상기한 광원(10a)의 중심선(A1,A2,A3)에 맞추어 위치 조절되면서 진행하는 노광 시간은, 각 위치에서 이루는 노광량을 감안하여 위치 조절되는 순서에 따라 점차적으로 줄어드는 것이 바람직하다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허 청구의 범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하는 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상기한 본 발명의 실시예를 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 의해 형성되는 화소는 음극선관이 구현하는 문자의 전체적인 시인성 향상에 도움을 주게 되고, 아울러 이러한 화소를 갖는 음극선관은 문자의 시인성 향상에 따라 멀티미이어 장치에 적합하게 사용될 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 패널 내면에 감광성 수지를 도포하는 단계와;

   상기 패널의 내측면으로 구멍부의 형상이 2(n+1)각형(여기서 n=2,3···)으로 형성된 마스크를 배치하는 단계와;

   상기 구멍부의 마주보는 내각을 지나는 선에 맞추어 광원의 위치를 조절하고, 이 광원을 광축의 수평방향 및 수직방향으로 진동시키면서 상기 패널 내측면에 빛을 조사토록 하는 노광 단계와;

   상기 감광성 수지를 현상시키는 단계와;

   이와 같은 단계를 거쳐 형성된 감광성 수지막을 덮으면서 상기 패널 내면으로 흑연을 도포하는 단계와;

   이 흑연을 에칭처리하고 현상시키는 단계와;

   상기한 단계들을 상기 구멍부의 마주보는 내각을 지나는 선 숫자에 맞추어 반복 실행하는 단계와;

   이와 같이 형성된 블랙 매트릭스를 덮으면서 상기 패널 내측면에 형광체를 도포하고 이를 노광 및 현상하는 단계를 포함하는 음극선관의 화소 형성 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 노광 단계에서 상기 광원의 위치 조절은, 상기 구멍부의 마주보는 내각을 지나는 일 중심선을 기준으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 60°만큼 회전하여 이루어지게 됨을 특징으로 하는 음극선관의 화소 형성 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 광원이 위치 조절되면서 이루는 노광 시간은, 위치 조절되는 순서에 따라 점차적으로 줄어들게 됨을 특징으로 하는 음극선관의 화소 형성 방법.