KR100300602B1 - 섀도우 마스크 제조장비의 철판 접속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위치결정용 접속대와 레이저장치를 이용하여 철판을 직접 접속함으로써 철판의 두께변화를 방지하는 동시에 철판의 반송장력을 일정하게 유지하고, 석션덕트의 이용으로 각종 이물질을 제거함으로써 철판표면의 오염을 줄임으로써 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 섀도우 마스크 제조장비의 철판 접속장치에 관한 것으로서,

철판의 마지막 및 시작 끝단부가 도달되면 철판의 끝단부를 진행방향과 수직이 되도록 절단하여 철판의 마지막 끝단부와 시작 끝단부가 접촉되도록 고정시키는 위치결정부; 및 상기 위치결정부에 의해 철판의 고정이 이루어진 후 철판의 접촉라인을 따라 레이저를 조사하여 접속시키는 레이저부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

섀도우 마스크 제조장비의 철판 접속장치 { Junction apparatus of iron plate for shadow mask manufacturing system }

본 발명은 섀도우 마스크 제조장비의 철판 접속장치에 관한 것으로서 특히, 섀도우 마스크의 제조시 철판의 공급이 연속적으로 이루어질 수 있도록 서로 다른 권출드럼의 철판을 서로 접합시키는 섀도우 마스크 제조장비의 철판 접속장치에 관한 것이다.

일반적으로 브라운관이라 불리는 디스플레이 모니터는 도 1에 도시된 바와 같이, 전자총(1), CPM(2), 편향요크(3), 내부실드(inner shield : 4), 퍼널(funnel : 5), 패널(panel : 6), 형광면(7), 섀도우 마스크(8)를 포함한다.

상기와 같은 디스플레이 장치의 동작원리를 설명하면, 상기 전자총(1)에서 방사된 R,G,B의 전자빔이 편향요크(3)에서 수직/수평으로 편향되고, 상기 섀도우 마스크(8)의 구멍을 통과하여 패널의 내면에 대응하는 형광면(7)에 부딪쳐 3원색 조합을 통해 컬러를 재현한다. 여기서, 3원색의 조합을 결정하는 섀도우 마스크(8)는 제조품질에 따라 디스플레이 장치의 성능을 결정하게 된다.

도 2는 소재인 철판에 다수의 섀도우 마스크가 만들어진 형태를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 섀도우 마스크의 제조공정에서 소재인 철판에 횡2매 방식으로 다수개 형성되는데, 각각의 섀도우 마스크에는 수십만개의 구멍이 형성된다. 이때, 구멍의 형태에 따라 CPT(color picture tube)와 CDT(color display tube)로 구분된다.

상기에서 CPT의 경우는 텔레비젼용으로 주로 사용되고, 구멍이 슬롯형태로 약15만개 형성된다. 또한, CDT의 경우는 컴퓨터의 모니터용으로 주로 사용되고, 구멍이 원형으로 약80만개 형성된다. 이때, CDT의 경우는 앞뒷면의 구멍의 크기가 서로 다르게 되어 있다.

상기에서 각각의 구멍은 위치에 따라 크기와 테이퍼량이 다른 특성을 갖는다. 이때, 섀도우 마스크에 형성된 구멍의 형태는 중심선을 기준으로 좌우 대칭적인데, 구멍에서 중심과 멀어진 부분의 테이퍼량이 중심과 가까운 부분의 테이퍼량 보다 더 크게 형성된다.

도 3은 섀도우 마스크의 제조공정을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 정면공정, 노광공정, 현상공정, 에칭공정을 순차적으로 수행하여 섀도우 마스크의 제조를 수행한다.

이때, 상기 정면공정은 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이, 소재인 철판(11)이 외부로부터 투입되어지면, 상기 철판(11)의 표면에 묻은 방청유 및 이물질을 제거하고, 감광액(photoresist:PR)의 도포가 잘 이루어지도록 질산으로 철판(11)의 표면을 부식시키며, 질산을 중화시켜 세정한 후 감광액을 상기 철판(11)의 상하면에도포하여 감광막(12,13)을 형성시킨다.

또한, 상기 노광공정은 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이, 마스크(미도시)를 이용하여 상기 철판(11)에 형성된 감광막(12,13)의 특정부분을 패턴에 따라 노광시킨다. 이때, 상기 철판(11)의 상하면에서 노광되는 면적은 서로 다르게 된다.

또한, 상기 현상공정은 도 3의 (C)에 도시된 바와 같이, 상기 노광공정에서 노광이 이루어지지 않은 감광막(12B,13B)을 현상액을 이용하여 제거한다. 이때, 섀도우 마스크에서 구멍을 만들고자 하는 위치에 철판(11)이 노출되고, 노광된 부분의 감광막(12A,13A)은 중크롬산에 의해 경화된다. 그후, 상기 중크롬산을 제거하기 위한 수세를 수행한다.

또한, 상기 에칭공정은 도 3의 (D)에 도시된 바와 같이, 상기 현상공정에서 노출된 부분(14,15)을 통해 염화제2철 등의 에칭액을 분사하여 철판(11)의 제1 면 및 제2 면을 개별적으로 부식시킴으로써 관통구멍을 형성시킨다. 이때, 특정면의 에칭을 수행하는 동안 다른 면의 에칭이 진행되지 않도록 에칭을 수행하지 않고자 하는 면에는 UV수지를 도포한다. 상기에서 철판(11)의 양면에서 노출되는 부분의 크기가 서로 다르기 때문에 철판(11) 상하면의 에칭정도가 다르게 나타난다. 그후, 상기 철판(11)의 상하면에 존재하는 감광막(12A,13A) 및 UV수지를 제거함으로써 섀도우 마스크가 완성된다.

상기와 같은 각각의 공정에서, 섀도우 마스크의 소재가 되는 철판(11)은 공정이 수행되기 전 단계에서 권출드럼에 의해 공급되고, 공정이 이루어진 후 단계에서 권취드럼에 의해 다시 롤(roll) 형상으로 감겨진다.

도 4는 일반적인 철판공급부의 구성을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 참조번호 21은 철판(11)이 감겨져 있는 권출드럼을 나타내고, 22는 면포가 감겨있어서 철판(11)의 진행시 표면과 접촉되어 이물질을 제거하기 위한 면봉을 나타내고, 23은 다수개의 면봉(22)을 동시에 지지하고 상기 면봉(22)이 상하로 접촉되도록 배치시키는 치구대를 나타내고, 24는 면봉(22)의 다음단에 배치되어 공급되는 철판(11)의 장력을 일정하게 유지하면서 반송시키는 점착롤러를 나타낸다.

그런데, 상기 권출드럼(21)의 용량에는 한계가 있기 때문에 모든 철판(11)이 공급되면 다른 권출드럼(21)으로 교환하여 철판(11)의 공급이 연속적으로 이루어질 수 있도록 하는 것이 필요하다.

도 5는 종래 기술에 의한 철판 접속방법의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 서로 다른 철판(31)의 끝단부를 중심선이 일치하도록 배치한 후 철판(31)의 중심선에 맞추어 양면테이프(32)를 부착하고, 상기 양면테이프(32)가 부착된 곳에 철밴드(33)를 부착한 뒤 중심에 고정시키고, 상기 내열테이프(34)를 그 위에 부착한다. 이때, 철밴드(33)의 고정방법은 펀칭 뒤에 고정핀 삽입, 철심고정, 스테플(staple) 고정 등이 있다.

그러나, 이와 같은 방법은 중심맞춤을 정확히 수행하기 어려워 철판(31)의 반송장력의 불균일을 초래하여 철판 끊어짐 또는 좌우처짐이 발생되고, 철판(31)의 반송시 일직선으로 진행하지 않고 사행이 발생되어 섀도우 마스크의 품질을 저하시키는 문제점이 발생한다. 상기와 같이 철판(31)의 좌우처짐이 발생하는 경우에는감광막의 도포공정 등에서 도포 불균일이 발생될 수 있다.

또한, 건조공정 등에서는 철판(31)이 고온상태가 되기 때문에 상기 양면테이프(32)의 녹음이 발생하여 이물질이 발생되는 문제점이 발생된다.

한편, 종래기술의 다른 방법으로서는 도 6에 도시된 바와 같이, 철판(41)을 양면테이프(42)를 이용하여 상호 맞붙이는 형태로 하고, 내열테이프(43)로 철판(41)의 끝단부 위에 부착함으로써, 철밴드(도 5의 33 참조)를 사용하지 않고 접속하는 방법이 제시된다. 그러나, 이 방법에서는 철판(41)의 끝단부로 인해 단차가 발생함에 따라 철판(41)이 권취드럼에 롤 형태로 감겨질 때 철판(41)의 표면을 압착시키고, 롤러를 지날 때 그 표면을 긁게 되며, 장력의 불균일이 발생되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 수작업에 의하지 않고 자동으로 철판의 접속이 이루어지도록 함으로써 작업편차를 줄여 공정의 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 섀도우 마스크 제조장비의 철판 접속장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 양면테이프 및 내열테이프 등을 사용하지 않고 위치결정용 접속대와 레이저장치를 이용하여 철판을 직접 접속함으로써 철판의 반송장력을 일정하게 유지하는 동시에 이물질의 발생을 방지할 수 있도록 하는 섀도우 마스크 제조장비의 철판 접속장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 도면,

도 2는 철판에 다수의 섀도우 마스크가 만들어진 형태를 나타내는 도면,

도 3은 섀도우 마스크의 제조공정을 나타내는 도면,

도 4는 일반적인 철판공급부의 구성을 나타내는 도면,

도 5 및 도 6은 종래기술에 의한 철판 접속동작을 나타내는 도면,

도 7은 본 발명에 의한 철판 접속장치를 나타내는 도면,

도 8은 본 발명에 의한 위치결정부의 상세 구성을 나타내는 도면,

도 9는 본 발명에 적용된 커터 및 가이드레일을 나타내는 도면,

도 10은 본 발명에 적용된 핀가이드와 반사판을 나타내는 도면,

도 11은 본 발명에 의한 레이저부의 상세 구성을 나타내는 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

60 : 위치결정부 61 : 다공판

62 : 가이드 63 : 커터

64 : 가이드레일 65 : 석션덕트

66 : 핀가이드 67 : 반사판

70 : 레이저부 71 : 레이저건

72 : 레이저 이송부 73 : 레이저 가이드

74 : 높이조절부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 철판의 마지막 및 시작 끝단부가 도달되면 철판의 끝단부를 진행방향과 수직이 되도록 절단하여 철판의 마지막 끝단부와 시작 끝단부가 접촉되도록 고정시키는 위치결정부; 및 상기 위치결정부에 의해 철판의 고정이 이루어진 후 철판의 접촉라인을 따라 레이저를 조사하여 접속시키는 레이저부를 포함하는 섀도우 마스크 제조장비의 철판 접속장치를 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 위치결정부는 철판의 반송경로를 제공하는 다공판과, 상기 다공판의 일측에 배치되어 철판의 반송시 일측면을 안내하는 가이드와, 상기 철판의 끝단부를 진행방향과 수직이 되도록 절단하는 커터(cutter)와, 상기 다공판의 하부에 배치되어 각 철판의 끝단부가 상기 다공판의 상부에서 접촉되면 다공판의 구멍들을 통해 공기를 흡입하여 철판을 고정시키는 동시에 이물질의 제거를 수행하는 석션덕트(suction duct)를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명에 의한 철판 접속장치를 나타내는 사시도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명은 현재 공정이 진행중인 철판(51a)의 마지막 끝단부와 권출드럼(52)으로부터 공급되는 새로운 철판(51b)의 시작 끝단부가 도달되면각 철판(51a,51b)의 마지막 끝단부와 시작 끝단부가 접촉되도록 고정시키는 위치결정부(60); 및 상기 위치결정부(60)에 의해 철판(51a,51b)의 고정이 이루어진 후 접촉라인을 따라 레이저를 조사하여 철판(51a,51b)을 접속시키는 레이저부(70)를 포함한다.

상기 위치결정부(60)는 도 8에 도시된 바와 같이, 철판의 반송경로 상에 배치되는 다공판(61)과, 상기 다공판(61)의 일측에 배치되어 철판의 반송시 일측면을 안내하는 가이드(62)와, 철판의 끝단부를 진행방향과 수직이 되도록 절단하는 커터(63)와, 상기 커터(63)의 이동경로를 제공하는 가이드레일(64)과, 상기 다공판(61)의 하부에 배치되어 각 철판의 끝단부가 상기 다공판(61)의 상부에서 접촉되면 다공판(61)의 구멍들을 통해 공기를 흡입하여 철판을 고정시키는 동시에 이물질의 제거를 수행하는 석션덕트(65)와, 상기 가이드(62)와 대향되도록 배치되어 철판폭을 조정하고 철판의 틀어짐을 방지하는 핀가이드(66)와, 상기 레이저부(70)의 동작시 철판을 고정하여 틀어짐을 방지하고 조사되는 레이저를 철판의 뒷면으로 반사시켜 뒷면 접속을 원할하게 하는 반사판(67)을 포함한다.

상기 커터(63) 및 가이드레일(64)은 철판의 절단시 사용되는데, 도 9에 도시된 바와 같이 가이드레일(64)의 상부에는 철판위치 고정을 위한 단차부가 형성된 마그네틱(64a)이 장착되어 철판의 절단동작시 철판을 고정하는 역할을 한다. 이때, 상기 마그네틱(64a)은 철판의 고정시에만 자기력을 가지도록 전자석을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 도 10을 참조하면, 상기 핀가이드(66)는 접속하고자 하는 철판의 폭에따라 반사판(67)의 우측에 마킹된 스케일 치수에 맞추어 핀홀(66a)에 핀가이드(66)의 핀을 삽입한다. 또한, 상기 반사판(67)은 레이저 접속시 철판의 틀어짐을 방지하기 위하여 철판을 잡아주는 지그 역할을 하는 마그네틱바(67a)와, 조사되는 레이저를 철판의 뒷면으로 반사시켜 뒷면 접속을 원할하게 하는 미러(67b)를 포함한다. 이때, 상기 마그네틱바(67a)는 철판의 고정시에만 자기력을 가지도록 전자석을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 도 11은 레이저부(70)를 도시하고 있는데, 참조번호 71은 레이저를 조사하는 레이저건(laser gun)을 나타내고, 72는 상기 레이저건(71)을 철판의 접촉라인 위를 따라 이동시키는 레이저 이송부를 나타내고, 73은 상기 레이저 이송부(72)를 지지하는 레이저 가이드를 나타내고, 74는 상기 레이저건(71)의 높이를 결정하는 높이조절부를 나타낸다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 도 7 내지 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

공정의 진행중 하나의 권출드럼(52)으로부터 모든 철판이 공급되어 마지막 끝단부가 상기 다공판(61)에 도달하면, 상기 가이드레일(64)의 마그네틱(64a)을 동작시켜 철판을 고정시킨 상태에서 커터(63)를 이동시킴으로써 철판의 끝단부를 진행방향과 수직이 되도록 절단한다.

그후, 새로운 권출드럼(52)으로부터 새로운 철판이 공급되어 시작 끝단부가 상기 다공판(61)에 도달하면, 상기와 동일한 동작에 의해 철판의 끝단부를 진행방향과 수직이 되도록 절단하고 서로 접촉되도록 한다.

상기의 상태에서 상기 레이저건(71)으로부터 레이저를 조사하여 접속을 수행하는데, 상기 레이저 이송부(72)를 이용하여 접촉라인을 따라 이동되도록 한다. 이때, 상기 반사판(67)의 마그네틱바(67a)를 동작시켜 레이저 접속시 철판의 틀어짐을 방지하고, 미러(67b)를 통해 조사되는 레이저를 철판의 뒷면으로 반사시켜 뒷면 접속을 원할하게 한다. 또한, 상기의 동작시 발생되는 이물질은 석션덕트(65)를 통해 흡입하여 제거시킨다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 섀도우 마스크 제조장비의 철판 접속장치는 자동작업으로 인해 작업편차가 줄어들게 되어 접속공정의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 석션덕트의 이용으로 각종 이물질을 제거함으로써 철판표면의 오염을 줄임으로써 섀도우 마스크의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 레이저장치를 이용하여 철판의 끝단부를 직접 연결시키기 때문에 철판의 두께변화를 방지하여 철판의 반송시 반송장력을 일정하게 유지할 수 있어서 철판의 끊어짐 등을 방지함으로써 제품의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 디스플레이 모니터를 이루는 부품인 섀도우 마스크 제조 공정시 권출 드럼 교환할 때 철판의 공급이 연속적으로 이루어지도록 철판 사이를 연결하는 철판 접속장치에 있어서,

   철판의 마지막 및 시작 끝단부가 도달되면 철판의 끝단부를 진행방향과 수직이 되도록 절단하여 철판의 마지막 끝단부와 시작 끝단부가 접촉되도록 고정시키는 위치결정부;

   상기 위치결정부에 의해 철판의 고정이 이루어진 후 철판의 접촉라인을 따라 레이저를 조사하여 철판을 접속시키도록 레이저를 조사하는 레이저건과 상기 레이저건을 철판의 접속라인 위를 따라 이동시키는 레이저 이송부와 상기 레이저건의 높이를 결정하는 높이 조절부로 이루어지는 레이저부를 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크 제조장비의 철판 접속장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치결정부는 철판의 반송경로를 제공하는 다공판과, 상기 다공판의 일측에 배치되어 철판의 반송시 일측면을 안내하는 가이드와, 상기 철판의 끝단부를 진행방향과 수직이 되도록 절단하는 커터(cutter)와, 상기 다공판의 하부에 배치되어 각 철판의 끝단부가 상기 다공판의 상부에서 접촉되면 다공판의 구멍들을 통해 공기를 흡입하여 철판을 고정시키는 동시에 이물질의 제거를 수행하는 석션덕트(suction duct)를 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크 제조장비의 철판 접속장치.