KR100879467B1

KR100879467B1 - 음극선관용 노광장치

Info

Publication number: KR100879467B1
Application number: KR1020020058788A
Authority: KR
Inventors: 한기수; 최효진; 엄태식; 한규완; 조태형
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2009-01-20
Also published as: KR20040027060A

Abstract

본 발명에 따른 칼라 음극선관용 노광장치는, 상면에 노광하고자 하는 패널이 내부를 향하도록 장착된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되는 것으로, 램프로 이루어진 제1광원과, 상기 제1광원으로부터 조사된 광을 집광하는 집광수단과, 상기 집광수단으로부터 집광된 광을 전송하는 전송수단과, 상기 전송수단과 연결되어 제2광원을 형성하는 제2광원 생성부를 포함한다.

Description

음극선관용 노광장치{Exposure system of CRT}

도 1는 종래 노광장치의 단면도,

도 2는 종래 램프 하우징과 노광램프를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 노광장치의 단면도,

도 4는 본 발명에 따는 제2광원의 형성부위를 발췌하여 도시한 단면도,

본 발명은 칼라 음극선관의 노광장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 칼라 음극선관의 패널 내면에 소정 패턴의 비발광 흡수막과 형광막을 형성하기 위한 노광장치에 관한 것이다.

화상표시장치중 칼라 음극선관의 패널 내면에 설치되어 칼라 화상을 형성하기 위한 형광막은 적색, 청색, 녹색의 형광체가 소정의 패턴으로 형성되고 이 형광체에 소정의 패턴으로 형성된 형광체의 화소보다 작은 직경의 전자빔을 주사하여 각 형광체가 선택적으로 발광되게 함으로써 화상을 형성하게 된다. 이 경우 형광막이 형성된 패널의 주변부에서 산란한 전자가 형광막에 주사되어 주변의 형광체를 여기시키게 된다. 이러한 현상은 상기 형광체가 발광됨으로써 화소간의 색 간섭이 발생되어 화상의 콘트라스트(contrast)가 저하되게 된다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 형광막의 화소의 크기를 주사되는 전자빔의 크기보다 작게 형성하고 화소의 사이에 비발광성 흡수막(black matrix)을 형성하는 방식이 제안되었다.

상기 형광막과 비 발광흡수막의 형성은 노광장치에 의해 레지스트층이나 형광체슬러리층의 감광막 형성 피막에 광을 조사하여 경화시킨 후 이를 현상함으로써 이루어질 수 있다.

상기 노광장치에 의해 레지스트층 또는 감광막 형성피막을 노광하기 위한 광원의 궤적은 전자총으로부터 방출되는 전자빔의 궤적과 동일한 궤적을 갖는다. 따라서 노광장치의 광원은 일반적으로 점광원을 이룬다.

도 1에는 이러한 노광장치의 일예를 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 노광장치는 형광막을 형성하기 위한 패널(100)이 장착된 케이스(11)와, 상기 케이스(11)의 내부에 패널(100)의 필터(13)와, 보정렌즈(14)가 상기 개구(11a) 측으로부터 순차적으로 설치되고, 상기 보정렌즈(11)의 하부에는 셔터(15)와, 램프가 설치된 램프 하우징(20)을 구비한다.

상기 램프하우징(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 냉각수가 흐르는 자켓(미도시)이 형성되며 소정의 공간부(21)가 형성된 하우징(22)과, 상기 하우징(22)에 상기 공간부(21)를 가로지르도록 설치되는 초고압수은램프로 이루어진 노광램프(23)와, 상기 노광램프(23)의 노출폭을 제어하는 슬라이더(24)를 구비한다.

상술한 바와 같이 구성된 칼라 음극선관용 노광장치는 패널(100)의 내면에 형광막 또는 비발광흡수막을 형성하기 위한 감광성 형광막을 노광하기 위해서는 먼저 케이스의 상면에 패널(100)을 설치하고 상기 노광램프(23)와 보정렌즈 등을 이용하여 전자빔의 궤적과 동이한 궤적으로 광을 패널(100)의 내면에 조사한다.

상기와 같은 노광장치는 노광광원(23)으로 로드상의 수은램프를 이용하고, 노광램프(23)의 노출폭을 슬라이더(24)를 이용하여 전장이 70 내지 80%가 가려지도록 하여 광원의 크기를 조정하고 있다. 그러나 슬라이더에 의해 노광램프(23)의 노출폭의 한정은 광원으로써의 조도를 떨어뜨리게 되며, 특히 중앙부와 주변부에서의 조도차이가 발생하게 된다. 이를 개선하기 위하여 중앙부에서 33 내지 37%의 투과율을 가지는 필터(13)를 사용하여 조도를 조절하게 되는데, 이는 노광램프(23)의 조도를 슬라이더(24)가 램프를 가리는 것에 이어 2차로 떨어뜨리게 된다. 이러한 노광램프(23)의 휘도 저하는 대형패널의 경우 중앙부와 주변부에 조사되는 광량의 차이에 의해 패녈의 내면을 균일한 패턴으로 노광하기 어렵다. 특히, 노광램프의 밝기가 약하므로 노광시간이 상대적으로 길어지게 된다.

일본 공개 특허 공보 평 11-86726호에는 칼라 음극선관 노광장치의 일예가 개시되어 있다.

개시된 노광장치는 광선을 취출한 창부를 갖는 램프 하우스 박스와, 상기 창부에 설치되고 상기 램프 하우스 박스를 밀폐함과 동시에 외면이 양각의 곡면이 형성된 광투과부재와, 상기 광투과부재의 초점 거리 내에 발광 중심이 위치하도록 배치되어 광을 출사하는 램프와, 상기 광원과 창부 사이에 배치되고 단면이 상기 창부 측을 향하고 V 자형의 개구부를 가짐과 동시에 V 자형의 단면이 열리고 뿔이 둔각인 차광슬릿를 포함한다.

일본 공개 특허 공보 제2002-4248호에는 칼라음극선관의 형광막 형성용 노광장치 및 노광방법이 개시되어 있다.

개시된 노광장치는 패널의 내면과 거의 평행한 방전아크를 발생한 수은 아크 램프와, 이 수은 아크램프와 섀도우마스크 사이에 배치된 차광부와, 상기 아크 방전을 거의 수직에 가로지른 자장을 발생한 자석과, 상기 수은 아크 램프에 인가된 전압의 극성 변화를 주기에 동기하고 상기 자장 방향을 반전시키는 자장 반전부를 구비한다.

상술한 바와 같이 개시된 노광장치들은 노광램프의 노출영역을 차단하는 차광부를 가지고 있어 수은등의 일부분만을 사용하게 되므로 광량의 손실이 매우크고 노광광원의 조도를 높이는데 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 것으로서, 비발광 흡수막의 노광에 따른 노광시간을 줄여 생산성의 향상을 도모할 수 있으며, 광의 절대 조도를 높여 대형화된 패널 내면의 형광막 형성을 위한 노광패턴의 균일성을 높일 수 있는 칼라 음극선관용 노광장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 음극선관용 노광장치는

상면에 노광하고자 하는 패널이 내부를 향하도록 장착된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되는 것으로, 램프로 이루어진 제1광원과, 상기 제1광원으로부터 조사된 광을 집광하는 집광수단과, 상기 집광수단으로부터 집광된 광을 도파하는 전송수단과, 상기 전송수단과 연결되어 제2광원을 형성하는 제2광원 생성부를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1광원은 벌브형 램프로 이루어지며 상기 집광수단은 램프를 감싸는 반사경과, 이 반사경으로부터 반사된 광을 집광하며 광경로를 변경시키는 광경로 변환미러를 포함하며, 상기 전송수단은 광파이버로 이루어지는데, 이 전송수단은 단위면적당 광량을 균일하게 하는 빔균일화부를 더 구비한다. 상기 제2광원 생성부는 광균일화부와 연결된 제1렌즈군과, 상기 제1렌즈군을 통과한 광경로 상에 설치되고 슬롯을 가지며 제2광원을 형성하는 광원 생성부재와, 상기 광원 생성부재의 전면에 설치되어 광을 발산시키는 제2렌즈군을 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 음극선관용 노광장치는,

상면에 노광하고자 하는 패널이 내부를 향하도록 장착된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되는 것으로, 벌브형의 제1광원과, 상기 제1광원을 전면으로 반사시키며 집광하는 반사경과, 상기 반사경으로부터 반사된 광경로상에 설치되어 광경로를 변환시키는 광경로 변환미러와, 상기 광경로 변환미러에 의해 변환된 광을 전달하는 광파이버와, 상기 광파이버와 연결되어 단위 면적당 광량을 균일하게 하는 광 균일화부와, 상기 광균일화부와 연결되어 제2광원을 형성하는 것으로 광집속을 위한 제1렌즈군과, 제1렌즈군과 인접되게 설치되어 제2광원을 생성하는 제2광원 생성부를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3에는 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 노광장치의 일 실시예를 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 노광장치는 상면에 노광 하고자 하는 패널(100)이 내부를 향하도록 장착된 케이스(51)와, 상기 케이스(51)의 내부에 설치되는 것으로, 램프로 이루어진 1광원(60)과, 상기 광원으로부터 조사된 광을 집광하는 집광수단(70)과, 상기 집광수단(70)으로부터 집광된 광을 전송하는 전송수단(80)과, 상기 전송수단과 연결되어 제2광원을 생성하는 제2광원 생성부(90)를 포함한다.

이와 같이 구성된 노광장치(50)를 구성요소별로 상세하게 설명하면 다음과 같다,

먼저 제1광원(60)은 벌브(bulb)형 램프로 이루어진 것으로 공냉 방식이다. 상기 제1광원(60)은 특정한 램프로 한정되는 않으며, 후술하는 집광수단을 설치할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.

상기 집광수단(70)은 상기 제1광원(60)으로부터 조사되는 광을 모으는 것으로, 상기 제1광원(60)이 중앙부에 위치하는 반사경(71)과, 상기 반사경에 의해 집광된 광의 경로상에 설치되어 집광된 광의 경로를 변화시키는 광경로 변환미러(72)를 포함한다. 상기 광경로 변환미러(72)는 광 경로상에 경사지게 설치되는 평면미러가 이용된다.

한편, 상기 전송수단(80)은 집광수단에 의해 집광되어 광경로 변환미러(72)에 의해 변환된 광을 전송하는 것으로, 변환된 광경로 상에 설치되어 변환된 광이 입사되는 광도입부(82)를 가지는 광파이버(81)를 포함한다. 상기 광도입부(82)는 파이버의 일측과 연결되며 집속렌즈가 설치된 경통을 포함할 수 있다. 그리고 상기 광파이버(81)의 타측은 단위 면적당 광량을 균일하게 하는 광균일화부(83)를 더 구비한다. 상기 광균일화부(83)는 크리스탈 봉, 이나 플라이 아이 렌즈로 이루어질 수 있다.

상기 제2광원 형성부(90)는 도 4에 도시된 바와 같이 광파이버(80)의 타측에 설치되는 것으로, 제1렌즈군(91)과, 이 제1렌즈군(91)에 의해 집속된 광의 경로상에 설치되며 노광광원 크기의 슬릿(92a)이 형성된 광원 생성부재(92)와, 상기 광원생성부재(92)와 대응되는 출구측에 설치되어 상기 슬릿(92a)으로부터 조사되는 광을 패널(100)의 내면으로 발산시키는 제2렌즈군(93)을 포함한다. 상기 제1,2렌즈군(91)(93)은 광의 궤적에 따라 집속 및 발산력을 조절할 수 있도록 다수개의 집속 및 발산렌즈로 이루어질 수 있으며, 경통에 의해 지지될 수 있다. 그리고 상기 제2렌즈군(93)의 출사측에는 궤적 보정을 위한 보정필터가 더 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 칼라 음극선관용 노광장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 노광장치를 이용하여 패널의 내면에 감광성 형광막 또는 레지스트층을 노광하기 위해서는 케이스(51)에 내면에 레지스트층 또는 감광성 형광막이 형성된 패널(100)을 장착한다. 이때에 상기 패널의 내면에는 형광막과 소정간격 이격되도록 프레임에 지지된 섀도우마스크(101)가 장착된다.

이 상태에서 상기 제1광원(60)을 발광시키면, 상기 제1광원(60)으로부터 조 사된 광은 상기 반사경(71)에 의해 집광 및 반사되어 광경로 변환미러(72)로 조사되고 이 조사된 광은 전송수단(80)의 광도입부(82)로 입사된 후 광파이버(81)를 통하여 전송된다. 상기와 같이 전송된 광은 광파이버(81)의 출사측에 설치된 크리스탈봉으로 이루어진 광균일화부(83)를 통과하면서 단위면적당 조도가 일정하게 유지되고, 광균일화부(83)의 단부에 설치된 제1렌즈군(91)에 의해 집속된 후 광원생성부재(93)의 슬롯(92a)을 통과하게 된다. 이 광원 생성부재(92)의 슬롯(92a)은 제2광원의 역할을 하게 되므로 그 크기가 노광 광원의 크기를 가져야 한다. 상기와 같이 집속되어 노광광원의 역할을 하는 광원생성부재(92)의 전면에는 상기 슬롯(92a)로부터 조사되는 광을 발산시키는 제2렌즈군(93)이 설치되어 있으므로 노광되는 패널(100)의 내면의 각 영역으로 광이 분산되어 패널(100)의 내면을 노광하게 된다.

이러한 노광장치는 램프로 이루어진 제1광원(60)과 제1광원(60)으로부터 조사되는 광을 집광 및 이송시켜 노광을 위한 제2광원을 생성함으로써 절대 조도를 높일 수 있다. 즉, 종래 노광장치에 있어서 광원은 슬라이더에 의해 가려지는 램프의 노출부에 의해 이루어지게 되므로 그 조도가 램프의 성능에 따라 직접적인 영향을 받게 되나 본 발명은 전체의 램프로부터 조사되는 광을 집속하고 이를 이용하여 제2의 광원을 형성하게 되므로 상대적으로 절대 조도를 높일 수 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 노광장치는 램프로부터 집속된 광을 이용하여 노광광원으로 이용하게 되므로 조도를 높일 수 있고 노광광원의 설치 및 설계에 다른 제약을 줄일 수 있다. 본 발명인의 실험에 의하 면, 본원 발명에 따른 노광장치는 절대조도를 종래 70㎼/㎠에서 350㎼/㎠ 로 5배 이상 높일 수 있었으며, 노광시간을 종래 45초에서 23초로 1/2 이상 줄일 수 있었다. 그리고 제1광원은 공냉방식이므로 종래 수냉방식에 비하여 상대적으로 구조가 간단하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

상면에 노광하고자 하는 패널이 내부를 향하도록 장착된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되는 것으로, 램프로 이루어진 제1광원과, 상기 제1광원으로부터 조사된 광을 집광하는 집광수단과, 상기 집광수단으로부터 집광된 광을 전송하는 전송수단과, 상기 전송수단과 연결되어 제2광원을 형성하는 제2광원 생성부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 노광장치.
제1항에 있어서,

상기 제1광원은 벌브형 램프로 이루어지며 상기 집광수단은 램프를 감싸는 반사경과, 이 반사경으로부터 반사된 광을 집광하며 광경로를 변경시키는 광경로 변환미러를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 노광장치.
제1항에 있어서,

상기 전송수단은 광파이버와, 상기 광파이버의 출구측에 설치되어 광량을 균일하게 하는 빔균일화부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 노광장치.
제1항에 있어서,

상기 제2광원 생성부는 광 균일화부와 연결된 제1렌즈군과, 상기 제1렌즈군을 통과한 광경로상에 설치되며 슬롯을 가지며 제2광원을 형성하는 광원 생성부재와, 상기 광원 생성부재의 전면에 설치되어 광을 발산시키는 제2렌즈군을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 노광장치.
상면에 노광하고자 하는 패널이 내부를 향하도록 장착된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되는 것으로, 벌브형의 제1광원과, 상기 제1광원을 전면으로 반사시키며 집광하는 반사경과, 상기 반사경으로부터 반사된 광경로 상에 설치되어 광경로를 변환시키는 광경로 변환미러와, 상기 광경로 변환미러에 의해 변환된 광을 전달하는 광파이버와, 상기 광파이버와 연결되어 단위 면적당 광량을 균일하게 하는 광 균일화부와, 상기 광균일화부와 연결되어 제2광원을 형성하는 것으로 광집속을 위한 제1렌즈군과, 제1렌즈군과 인접되게 설치되어 제2광원을 생성하는 제2광원 생성부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 노광장치.