KR100309284B1 - 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포장치 및 그 도포방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철판 단부의 감광막을 제거하지 않고 경화시킴으로써 후속공정에서 감광액에 의한 이물질의 발생 및 도포 불균일 문제를 해결하여 제품의 품질을 향상시키고, 생산성을 향상시킬 수 있는 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포장치 및 그 도포방법에 관한 것으로서,
감광액이 채워져 있는 도포조와, 철판이 상기 도포조를 통과하도록 이송을 수행하는 단차롤러와, 상기 철판의 표면에 감광액이 동일한 두께로 균일하게 도포되도록 소정의 간격을 두고 배치된 2개의 도포봉과, 감광액의 도포가 이루어진 후 후속공정에서 단차롤러와 접촉되는 철판 단부의 감광막을 경화시키는 감광막 경화부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 감광막 경화부는 감광액의 도포가 이루어진 철판의 단부와 대향되도록 배치된 적외선 히터(IR heater)와, 상기 적외선 히터에서 나오는 열원을 철판의 단부로 집약시키는 반사판을 포함한다.
Description
본 발명은 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포장치 및 그 도포방법에 관한 것으로서 특히, 철판의 공급에 따라 감광막을 형성시키는 경우에 후속공정에서 롤러의 오염 및 감광막의 손상을 방지할 수 있도록 하는 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포장치 및 그 도포방법에 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 장치는, 상기 전자총(1)에서 방사된 R,G,B의 전자빔이 편향요크(3)에서 수직/수평으로 편향되고, 상기 섀도우 마스크(8)의 구멍을 통과하여 패널(6)의 내면에 대응하는 형광면(7)에 부딪쳐 3원색 조합을 통해 컬러를 재현한다. 여기서, 3원색의 조합을 결정하는 섀도우 마스크(8)의 제조품질에 따라 디스플레이 장치의 성능을 결정하게 된다.
섀도우 마스크는 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. 상기 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.
도 2는 섀도우 마스크의 제조공정을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 정면공정, 노광공정, 현상공정, 에칭공정을 순차적으로 수행하여 섀도우 마스크의 제조를 수행한다. 이때, 상기 정면공정에서는 도 2의 (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 상하면에 도포하여 감광막(12,13)을 형성시킨다.
또한, 상기 노광공정에서는 도 2의 (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 현상공정에서는 도 2의 (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 에칭공정에서는 도 2의 (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.
상기의 각 공정에서, 섀도우 마스크의 소재가 되는 철판(11)의 표면에는 감광막이 존재하게 된다. 이때, 상기 철판(11)의 이송은 도 3에 도시된 바와 같은 단차롤러에 의해 이루어지기 때문에 감광막과 단차롤러의 접촉으로 인해 오염물질의 발생 또는 감광막의 손상과 같은 여러 가지 문제점이 발생되고 있다. 따라서, 감광막의 도포과정에서 단차롤러와의 접촉을 방지할 수 있는 방법이 제시되고 있다.
도 4는 종래 기술에 의한 감광막 도포장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 참조번호 21은 공정이 진행되는 철판을 나타내고, 22는 폴리비닐 알코올(PVA)과 같은 감광액이 담겨져 있는 도포조를 나타내고, 23은 상기 철판(21)의 이송을 수행하는 단차롤러를 나타내고, 24는 감광액을 상기 도포조(22)로 공급하는 급액병을 나타내고, 25는 상기 도포조(22) 내에서 철판(21)의 표면에 감광액의 도포가 이루어질 때 표면의 미세한 두께편차를 줄이는 기능을 수행하는 얼룩방지봉을 나타내고, 26은 상기 철판(21)의 표면에 감광액이 균일하게 도포되도록 소정의 간격을 두고 배치되는 도포봉을 나타내고, 27은 감광액의 도포가 이루어진 후 후속공정에서 감광막이 단차롤러와 접촉되지 않도록 하기 위하여 상기 철판(21) 단부의 감광막을 제거하는 흡입노즐을 나타낸다.
상기에서 도포조(22)에는 감광액이 일정 수면을 유지하도록 하기 위해 일정량 이상의 감광액 공급시 이를 배출시키는 감광액 리턴구(28)가 형성되어 있다.
상기와 같은 감광막 도포장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 딥(DIP) 방식에 의한 도포를 수행하기 위하여, 세정공정이 수행된 철판(21)이 상기 단차롤러(23)의 동작에 의해 도포조(22) 내부로 진행하면, 상기 도포봉(26)에 의해 감광막의 두께가 결정되어 상기 철판(21)의 표면에 감광액이 균일하게 도포된다.
그후, 상기 흡입노즐(27)이 동작하여 도 5에 도시된 바와 같이 철판(21) 단부의 감광막을 제거한다. 도 5에서 참조번호 29은 감광막이 제거된 부분을 나타낸다.
상기와 같은 과정에 의해 감광막이 형성되어 정면공정이 수행되면 상기의 철판이 후속공정으로 제공되어 섀도우 마스크의 제조가 이루어진다. 이때, 에칭공정에서는 염화제2철을 이용하여 철판을 부식시킴으로써 관통구멍을 형성시키는데, 상기의 과정에 의해 철판(21) 단부의 감광막이 제거되어 철판(21)의 단부에서도 에칭공정에서 동시에 부식이 일어나기 때문에 그를 방지하기 위하여 에칭공정이 이루어지기 전에 철판(21) 단부에 대하여 락카 도포공정이 수행된다.
이상에서 설명한 바와 같은 종래 기술에 의한 감광막 도포장치는 정면공정의감광막 형성시 적용되어 철판(21) 단부의 감광막을 제거시키는 방법을 사용하고 있는데, 흡착노즐(27)에 의한 감광막 제거동작시 흡입불량이 발생될 수 있다. 이와 같은 경우에 남아있는 감광액이 건조되지 않은 상태에서 단차롤러(23)와 접촉되어 상기 단차롤러(23)를 오염시키는 문제점이 발생된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같은 감광막의 배부름 현상(참조부호 A 참조)을 유발하여 감광막의 도포 불균일 문제를 발생시키기 때문에 철판(21)이 권취드럼(미도시)에 감겨 질 때 양쪽 끝단부에 표면의 압착을 강하게 하여 감광막의 손상을 유도하게 되는 문제점이 발생한다.
또한, 에칭공정 전에 수행되는 락카 도포공정으로 인하여 생산공정이 복잡하게 되고, 생산시간이 길어지기 때문에 섀도우 마스크의 생산성을 저하시키게 되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 철판 단부의 감광막을 제거하지 않고 경화시킴으로써 후속공정에서 감광액에 의한 이물질의 발생을 방지하고, 감광막의 도포 불균일 문제를 해결하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포장치 및 그 도포방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 에칭공정 전에 수행되는 락카 도포공정을 없애서 생산공정의 수를 줄임으로써 제품의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 섀도우마스크 제조장비의 감광막 도포장치 및 그 도포방법을 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 섀도우 마스크의 제조공정을 나타내는 도면,
도 3은 철판의 이송을 수행하는 단차롤러의 형태를 나타내는 단면도,
도 4는 종래 기술에 의한 감광막 도포장치의 구성을 나타내는 도면,
도 5는 종래 기술에서 흡입노즐의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 6은 종래 기술에서 감광막의 배부름 현상을 나타내는 단면도,
도 7은 본 발명에 의한 감광막 도포장치의 구성을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에서 감광막 경화부의 구성을 나타내는 도면,
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
31 : 철판 32 : 도포조
33 : 단차롤러 34 : 급액병
35 : 얼룩방지봉 36 : 도포봉
40 : 감광막 경화부 41 : 적외선 히터
42 : 반사판 43 : 냉각라인
44 : 투명창 45 : 에어 공급구
46 : 에어 배기구
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따르면, 감광액이 채워져 있는 도포조와, 철판이 상기 도포조를 통과하도록 이송을 수행하는 단차롤러와, 상기 철판의 표면에 감광액이 동일한 두께로 균일하게 도포되도록 소정의 간격을 두고 배치된 2개의 도포봉을 포함하는 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포장치에 있어서,
상기 도포봉에 의해 감광액의 도포가 이루어진 후 후속공정에서 단차롤러와 접촉되는 철판 단부의 감광막을 경화시키는 감광막 경화부를 포함하는 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포장치를 제공한다.
이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 감광막 경화부는 감광액의 도포가 이루어진 철판의 단부와 대향되도록 배치된 적외선 히터(IR heater)와, 상기 적외선 히터에서 나오는 열원을 철판의 단부로 집약시키는 반사판을 포함한다. 또한, 감광액의 경화동작시 적외선 히터와 감광막 사이에 존재하는 유해가스(fume)을 제거하기 위한 에어 공급구 및 에어 배기구를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 특징에 따르면, 감광액이 채워져 있는 도포조에 철판을 통과시키는 제1 과정; 상기 철판의 표면에 감광액이 동일한 두께로 균일하게 도포되도록 하기 위하여 상기 제1 과정이 수행된 철판을 소정의 간격을 두고 배치된 2개의 도포봉 사이로 통과시키는 제2 과정; 및상기 제2 과정이 수행된 철판에서 이송시 단차롤러와 접촉되는 단부에 형성된 감광막을 적외선 히터를 이용하여 경화시키는 제3 과정;을 포함하는 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명에 의한 감광막 도포장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에서도 도 4에서 설명한 바와 같은 기능을 갖는 도포조(32), 단차롤러(33), 급액병(34), 얼룩방지봉(35), 도포봉(36)을 포함한다. 이때, 상기 도포봉(36)의 후속단에는 단차롤러(33)와 접촉되는 철판(31) 단부의 감광막을 경화시키는 감광막 경화부(40)가 배치되어 있는데, 상기 감광막 경화부(40)에는 도 8에 도시된 바와 같이 감광액의 도포가 이루어진 철판(31)의 단부와 대향되도록 배치된 적외선 히터(IR heater)(41)와, 상기 적외선 히터(41)에서 나오는 열원을 철판(31)의 단부로 집약시키는 반사판(42)과, 계속적인 동작으로 상기 적외선 히터(41)의 온도가 일정 이상 올라가는 것을 방지하는 냉각라인(43)과, 감광액의 경화동작시 유해가스(fume)에 의한 적외선 히터(41)의 오염을 방지하는 투명창(44)이 포함된다.
이때, 시스템을 지지하는 프레임에는 상기 투명창(44)과 감광막 사이에 존재하는 유해가스를 제거하기 위하여 공기를 제공하는 에어 공급구(45)와, 유해가스를 강제적으로 흡입하는 에어 배기구(46)가 형성되어 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 종래의 경우와 동일한 동작으로 세정공정이 수행된 철판(31)이 상기 단차롤러(33)의 동작에 의해 도포조(32) 내부로 진행하고, 상기 도포봉(36)에 의해 감광막의 두께가 결정되어 상기 철판(31)의 표면에 감광액이 균일하게 도포된다.
그후, 상기 적외선 히터(41) 및 반사판(42)의 동작에 의해 철판(31) 단부의 감광막이 경화된다. 이때, 후속공정에서 단차롤러(33)와 접촉되는 철판(31)의 단부 만을 건조 경화시키면 되기 때문에 철판(31)의 진행방향에 맞추어 한쪽면만 경화시키면 된다.
결국, 후속공정 즉, 건조로 내부로 철판(31)을 이송시킬 때 사용되는 단차롤러(33)는 감광막 중 경화된 부분과 접촉되기 때문에 단차부의 오염이 방지된다.
한편, 건조로 내부로 이송된 철판(31)은 도포되어 있는 감광막의 미건조부를 열풍을 이용하여 감광막에 포함되어 있는 수분과 솔벤트(solvent) 등의 휘발성분을 증발시키고 표면을 경화시킨다.
상기에서 감광막 경화부(40)를 이용하여 철판(31) 단부의 감광막을 경화시키는 동작을 상세히 설명한다.
먼저, 상기 적외선 히터(41)는 감광막에 실제로 에너지를 공급하는 기능을 수행하는데, 에너지의 공급효율을 높이고 상기 감광막의 특정부분을 집중적으로 가열하여 경화시키기 위하여 반사판(42)이 배치되어 있다. 이때, 상기 반사판(42)은 곡면형태로 가공되어 상기 적외선 히터(41)로부터 후방으로 조사되는 열선을 전방으로 집적시켜 반사함으로써 보다 많은 양의 열선이 철판(31)의 감광막 쪽으로 도달할 수 있도록 한다.
상기와 같은 동작이 계속적으로 이루어지면, 상기 반사판(42)으로 열선의 반사가 완전히 이루어지지 않는 이유로 인해 시스템의 전체적인 온도가 상승하게 된다. 상기와 같은 온도의 상승은 시스템의 고장을 유발할 수 있기 때문에 상기 냉각라인(43)을 통해 냉각수를 공급함으로써 시스템의 온도를 일정 온도 이하로 유지시킨다.
상기의 동작시 적외선 히터(41)의 효율을 높이기 위하여 감광막과 적외선 히터(41) 사이의 간격을 최소화하는데, 감광막으로부터 경화동작시 발생되는 유해가스(fume)가 상기 적외선 히터(41)와 반사판(42)을 오염시켜 계속적인 사용이 곤란하도록 할 수 있기 때문에 상기 투명창(44)을 이용하여 오염을 차단한다.
한편, 상기 발생되는 유해가스에 의한 투명창(44) 및 주변부의 오염을 방지하기 위하여 상기 에어 공급구(45)와 에어 배기구(46)를 동작시키는데, 상기 에어 공급구(45)를 통해 공기를 공급하여 유해가스와 함께 상기 에러 배기구(46) 쪽으로 이동이 이루어지도록 하고, 상기 에어 배기구(46)를 통해 강제로 공기를 흡입함으로써 유해가스를 제거하게 된다.
이때, 상기 에어 공급구(45)를 통해 25℃ 이하의 공기 또는 질소(N2)가스를 공급해주면 감광막의 경화 동작시 철판(31)의 온도상승을 막아줄 수 있으므로, 건조/경화된 감광막이 넓어지는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포장치 및 그 도포방법은 철판 단부의 감광막을 제거하지 않고 경화시킴으로써 후속공정에서 감광액에 의한 이물질의 발생을 방지하고, 감광막의 도포 불균일 문제를 해결할 수 있기 때문에 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래 기술에서 수행되던 락카 도포공정이 필요없기 때문에 공정시간을 단축할 수 있어서 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 감광액이 채워져 있는 도포조와, 철판이 상기 도포조를 통과하도록 이송을 수행하는 단차롤러와, 상기 철판의 표면에 감광액이 동일한 두께로 균일하게 도포되도록 소정의 간격을 두고 배치된 2개의 도포봉을 포함하는 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포장치에 있어서,상기 도포봉에 의해 감광액의 도포가 이루어진 후, 후속공정에서 단차롤러와 접촉되는 철판 단부의 감광막을 경화시킬 수 있도록 철판의 단부와 대향되도록 배치된 적외선 히터(IR heater)와, 상기 적외선 히터에서 나오는 열원을 철판의 단부로 집약시키는 반사판이 설치되는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 감광막 경화부에는 감광액의 경화동작 시에 감광막을 형성하는 물질이 고온 건조되면서 생성되는 유해가스를 적외선 히터와 감광막 사이에서 외부로 제거하기 위한 에어 공급구 및 에어 배기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포장치.
- 감광액이 채워져 있는 도포조에 철판을 통과시키는 제1 과정과;상기 철판의 표면에 감광액이 동일한 두께로 균일하게 도포되도록 하기 위하여 상기 제1 과정이 수행된 철판을 소정의 간격을 두고 배치된 2개의 도포봉 사이로 통과시키는 제2 과정과;상기 제2 과정이 수행된 철판에서 이송시 단차롤러와 접촉되는 단부에 형성된 감광막을 적외선 히터를 이용하여 경화시키는 제3 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 섀도우 마스크 제조장비의 감광막 도포방법.
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