KR20000075352A - 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 패널 노광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 간단한 구조이면서도 전기적 제어로 액정분자배열을 제어하여 노광을 위한 빛의 위상차(광경로차)를 적절히 제어함으로써 패널의 특정 부위에 발생하는 빛의 간섭에 의한 무늬를 적절히 없앨 수 있고, 스크린 랜딩도 최적으로 보상할 수 있으며, 로광장치내의 빛의 광경로차를 임의로 변화시킬 수 있어 다양한 관종의 패널의 개발기간과 비용을 크게 줄일 수 있는, 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 패널 노광장치를 제공한다.

그 노광장치는, 광원(31)에 의해 패널(36)의 형광면을 노광하기 위한 음극선관 패널 노광장치에 있어서: 렌딩보정 목적으로 제 1 보정렌즈(33)의 하부, 제 1 보정렌즈(33)와 제 2 보정렌즈(34)의 사이, 또는 제 2 보정렌즈(34)의 상부에 설치되는 투과형 STN-LCD의 액정보정렌즈(LCD배광패널)(35); 및 그 액정보정렌즈(35)를 소정의 랜딩보정을 위해 제어가능한 전계를 인가하기 위한 제어 및 구동장치(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 액정보정렌즈(LCD배광패널)(35)가, 180도 내지 270도의 트위스트된 액정배열을 지니며, 1000nm 내지 1700nm의 액정층두께(d×△n)를 지니는 것이 액정보정렌즈(LCD배광패널)(35)를 통과하는 빛의 위상차를 가장 적절하게 제어할 수 있어 바람직하다.

Description

액정보정렌즈를 채용한 음극선관 패널 노광장치{Apparatus for exposing a panel of a cathode ray tube using a liquid crystal compensation lens}

본 발명은 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 패널 노광장치에 관한 것으로서, 더상세하게는 칼라 브라운관 제조 공정 중 스크린 공정에 사용되는 로광 장치에 있어서, 전기적 제어로 액정분자배열을 제어하여 노광을 위한 빛의 위상차(광경로차)를 적절히 제어함으로써 패널의 특정 부위에 발생하는 빛의 간섭에 의한 무늬를 적절히 없앨 수 있고, 스크린 랜딩도 최적으로 보상할 수 있으며, 로광장치내의 빛의 광경로차를 임의로 변화시킬 수 있어 다양한 관종의 패널의 개발기간과 비용을 크게 줄일 수 있는, 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 패널 노광장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 칼라음극선관의 노광장치(10)의 개략적인 구성도로써, 노광장치(10)의 내부 저면에 광원부(18)가 설치되고, 그 상부에는 패널(11)이 안치되는 패널안치부(13)가 마련된다. 그리고, 광원부(18)와 패널안치부(13) 사이의 노광장치(10) 내부에는 광원부(18)로부터 입사되는 광을 보정하는 보정렌즈(15)와 필터(16)가 설치될 수 있으며, 보정렌즈(15)의 상부에 광을 통과시키는 셔터(14)가 설치된다.

이와 같이 구성된 노광장치(10)를 이용한 종래의 노광방법은 우선, 노광장치(10)의 패널안치부(13) 내면에 감광성 수지막이 도포되고, 그 내측면에 새도우마스크(12)가 설치된 패널(11)을 안치시킨다. 그 후, 램프하우징(17)에 지지되며, 냉각수가 수납되는 커버글라스(23)에 삽입되고, 약 1.0㎜의 폭의 슬리트(21)가 형성된 쉴드 플레이트(20)가 상면에 덮인 광원부(18)를 발광시키면, 그 광원부(18)의 광이 쉴드 플레이트(20)의 슬리트(21: 도 2에 도시됨)를 통해 광로를 형성하게 되고, B-G-R 순으로 보정렌즈(15) 및 필터(16)에 의해 보정되면서 셔터(14)의 개구부와 새도우마스크(12)의 개공부를 통해 패널(11) 내면에 도포된 감광성 수지막을 노광하며, 이후 일련의 공정을 거침에 따라 형광막을 형성하게 된다.

이때 패널(11) 중심에서 코너부에 이르기까지의 거리에 따른 광효율은 형광막의 크기를 결정짓는 중요한 요인이 되므로 패널(11) 중심에서 주변부에 이르기까지의 광효율을 일정하게 유지시키기 위해, 중앙에 일정한 형태로 개공부가 형성되어진 필터(16)가 설치되기도 한다.

연속면 렌즈들만을 노광구성요소로 사용하는 노광장치에서는 연속면이 가진 함수적인 특성에 기인하여 수직과 수평의 양방향으로 발생하는 랜딩의 오차를 동시에 그리고 완벽하게 수정할 수가 없다. 따라서 이러한 시스템에서 다소간의 랜딩오차는 항상 수반된다.

그러나, 이러한 오차를 보정하기 위한 일본국 특개평10-144219호에 개시된 칼라브라운관의 형광면 형성용 노광장치의 경우, 균일한 화이트유니포머티를 달성하고 부분적인 색순도 열화를 방지하기 위해 패널 내면에 광량분포를 보정하는 배광필터를 배치시키고 있으나, 아직까지 보정이 완벽하게 이루어지는 보정렌즈는 구현되지 못하였으며, 또한, 칼라 브라운관의 제조 공정 중 스크린 공정에서 사용되는 보정 렌즈는 여러 가지가 있으나, 이들 보정 렌즈는 특정제품 개발시 가공되는 렌즈로써 여러 제품에 공용으로 사용할 수 없다는 문제가 있다. 그 이유는 제품관종마다 약간씩 다른 광학계를 구성하고 있으므로 특정제품용으로 설계된 배광용 렌즈는 다른 제품에 적용하기가 어렵다.

또, 고정세관 CDT로 진행될수록 형광 도트에 의한 휘도 저하의 문제가 발생하며, 이를 해결하기 위하여 형광 도트를 오벌 도트(Oval Dot)형상으로 제작하는 것이 유리한 데, 이러한 오벌 도트 형성을 위하여 광원부에 편심캠이나 스텝핑모터와 같은 기계적 구동장치를 장착하여 사용하여야 하고 이에 따라 추가로 모터가 장착되어야 하며 광원부가 Y축상으로 계속 요동을 하여야 하기 때문에 로광장치가 복잡해지고 관리에 어려움이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 칼라 브라운관 제조 공정 중 스크린 공정에 사용되는 로광 장치에 있어서, 간단한 구조이면서도 전기적 제어로 액정분자배열을 제어하여 노광을 위한 빛의 위상차(광경로차)를 적절히 제어함으로써 패널의 특정 부위에 발생하는 빛의 간섭에 의한 무늬를 적절히 없앨 수 있고, 스크린 랜딩도 최적으로 보상할 수 있으며, 로광장치내의 빛의 광경로차를 임의로 변화시킬 수 있어 다양한 관종의 패널의 개발기간과 비용을 크게 줄일 수 있는, 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 패널 노광장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 칼라음극선관의 노광장치를 개략적인 구조로 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 패널 노광장치를 도시한 개략 구성도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 패널 노광장치를 도시한 개략 구성도,

도 4는 액정층에 따른 빛의 파장분산도.

* 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명

10: 노광장치11: 패널

12: 새도우마스크14: 셔터

15: 보정렌즈16: 필터

17: 램프하우징18: 광원부

20: 쉴드 플레이트30: 노광장치(본 발명)

31: 광원32: 커버글라스

33: 제 1 보정렌즈34: 제 2 보정렌즈

35: 액정보정렌즈(LCD배광패널)36: 패널

40: 제어 및 구동장치41: 모니터

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 판넬 노광장치는, 광원에 의해 패널의 형광면을 노광하기 위한 음극선관 패널 노광장치에 있어서: 렌딩보정 목적으로 제 1 보정렌즈의 하부, 제 1 보정렌즈와 제 2 보정렌즈의 사이, 또는 제 2 보정렌즈의 상부에 설치되는 투과형 STN-LCD의 액정보정렌즈(LCD배광패널); 및 그 액정보정렌즈를 소정의 랜딩보정을 위해 제어가능한 전계를 인가하기 위한 제어 및 구동장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 액정보정렌즈(LCD배광패널)는, 180도 내지 270도의 트위스트된 액정배열을 지니며, 1000nm 내지 1700nm의 액정층두께를 지니는 것이 액정보정렌즈(LCD배광패널)를 통과하는 빛의 위상차를 가장 적절하게 제어할 수 있어 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 또 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에 있어서, 동일한 기능을 갖는 부분은 동일한 부호를 사용하고, 그 반복적인 설명은 생략한다.

도 2 및 도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 패널 노광장치의 구성이 개략적으로 도시되며, 도 4에는 액정층에 따른 빛의 파장분산도가 도시된다.

본 발명은, LCD 패널을 CDT 혹은 CRT의 패널의 노광장치에 채용하여 스크린의 노광시 보정렌즈의 목적으로 사용하기 위한 것이다.

도 2 및 도 3에는 광원(31)에 의해 패널(36)의 형광면을 노광하기 위한 본 발명에 따른 음극선관 패널 노광장치는, 랜딩 보정을 위한 투과형 STN-LCD의 액정보정렌즈(LCD배광패널)(35)와, 그 액정보정렌즈(35)의 광결로차(위상차)를 제어가능하게 구동하기 위한 제어 및 구동장치(40)를 포함하여 구성된다. 또, 종래와 같이 커버글라스(32), 제 1 보정렌즈(33) 및 제 2 보정렌즈(34)를 포함하여 구성된다.

상기 액정보정렌즈(35)는, 주로 렌딩보정 목적으로 제 1 보정렌즈(33)의 하부, 제 1 보정렌즈(33)와 제 2 보정렌즈(34)의 사이, 또는 제 2 보정렌즈(34)의 상부에 설치되며, 180도 내지 270도의 트위스트된 액정배열을 지니며, 1000nm 내지 1700nm의 액정층두께(d×△n)를 지니는 것이 바람직하다.

즉, STN-LCD패널은 외부의 전기적인 신호 제어로 LCD패널을 통과하는 빛의 투과량을 임의대로 변화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 액정의 복굴절성을 이용하여 액정층에 가해지는 전기적 제어로 액정층을 통과하는 빛의 위상차를 적절히 변화 시킬 수 있어 CRT나 CDT의 스크린에의 빛의 렌딩을 적절히 보정할 수 있게 된다.

이와 같이 임의로 제어가능한 액정보정렌즈(35)를 채용함으로써 기존의 보정렌즈의 경우 신제품개발시마다 보정렌즈를 설계하고 제작하여 테스트한 후 문제점이 있으면 또다시 제작하는 형태의 개발로부터 탈피할 수 있게 된다.

또한, 액정보정렌즈(35)는, 전기적 제어에 의해 노광장치의 광학계내에서 액정보정렌즈(35)를 통과하는 빛의 광경로차를 전체적으로뿐만 아니라, 부분적으로 변화시킬 수 있으므로 보정렌즈의 개발기간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 렌즈 가공 비용을 대폭 저감시킬 수 있으며, 나아가, 국부적인 보정도 용이하게 된다.

도 4에서 액정보정렌즈(LCD배광패널)(35)을 이용한 보정렌즈의 원리는 LCD에 전계가 가해지면 액정분자가 180°에서 270°까지 뒤틀린(트위스트(twist)된 형태의) 전계방향으로 재배열(액정분자가 전계방향으로 일어섬)을 하게 되고, 전기적 제어로 액정분자배열을 제어할 수 있게 된다. 이러한 액정은 광투과성 복굴절물질로서 액정층을 통과하는 빛의 위상차(광경로차)를 적절히 제어할 수 있어 스크린 랜딩을 보상함과 동시에 패널의 특정 부위에 발생하는 빛의 간섭에의한 무늬까지도 적절히 제거할 수 있게 된다. 특히 보정렌즈용도로 적용되는 액정보정렌즈(LCD배광패널)(35)은 액정층을 통과하는 빛의 위상차를 적절히 제어하기 위한 것으로 상대적으로 큰 d×△n범위는 1200nm 내지 1700nm임을 도 4에서 알 수 있다. 따라서, 그 범위에서 액정층을 통과하는 빛의 위상차에 변화를 크게 할 수 있게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이 액정층에 따른 액정층을 통과한 빛의 파장분산도에서 액정층이 커질수록 액정층을 통과한 빛의 파장분산이 커지게 되고 빛의 위상차 변화도 커지게 된다.

도 2 및 도 3에서 제어 및 구동장치(40)는, 액정보정렌즈(35)에 제어가능한 전계를 인가하기 위해 적절한 제어수단과 함께 액정보정렌즈(35)의 구동장치를 포함하여 구성된다. 따라서, 전기적 신호제어를 거의 완벽하게 하기 위해서는 제어 및 구동장치(40)의 제어부로서 컴퓨터를 사용함으로써 프로그램에 의해 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 그 프로그램만을 수정함으로써 용이하게 수정하는 것도 가능하다.

이에 따라, 제품의 관종마다 약간씩 다른 광학계를 구성하고 있으므로 종래의 기술에 의해서는 특정제품용으로 설계된 배광용 렌즈를 다른 제품에 적용하기가 어렵지만, 본 발명에 따른 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 판넬 노광장치에 의하면, 기??거 구동장치없이 쉽게 프로그램을 수정하거나, 관종마다 프로그램의 입력값을 변화시켜 가면서 액정보정렌즈(LCD배광패널)(35)의 액정층을 통과하는 빛의 위상차를 적절히 제어함으로써 노광장치내의 빛에 광경로차를 임의대로 변화시킬수 있고 쉽게 바꿀 수 있으므로 그 개발기간과 비용을 줄일 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 실시예들에 따른 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 판넬 노광장치의 구성과 작용에 의하면, 간단한 구조이면서도 전기적 제어로 액정분자배열을 제어하여 노광을 위한 빛의 위상차(광경로차)를 적절히 제어함으로써 패널의 특정 부위에 발생하는 빛의 간섭에 의한 무늬를 적절히 없앨 수 있고, 스크린 랜딩도 최적으로 보상할 수 있으며, 로광장치내의 빛의 광경로차를 임의로 변화시킬 수 있어 다양한 관종의 패널의 개발기간과 비용을 크게 줄일 수 있는 등의 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였지만, 이에 한정되지 아니하고, 이하 본 발명의 정신과 특허 청구 범위에 기재된 사항으로부터 이탈하지 않는 한도내에서 당업계의 통상의 지식을 가진자라면 여러 가지 응용과 변형이 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 광원(31)에 의해 패널(36)의 형광면을 노광하기 위한 음극선관 패널 노광장치에 있어서:

   렌딩보정 목적으로 제 1 보정렌즈(33)의 하부, 제 1 보정렌즈(33)와 제 2 보정렌즈(34)의 사이, 또는 제 2 보정렌즈(34)의 상부에 설치되는 투과형 액정보정렌즈(LCD배광패널)(35); 및

   그 액정보정렌즈(35)를 소정의 랜딩보정을 위해 제어가능한 전계를 인가하기 위한 제어 및 구동장치(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 판넬 노광장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 액정보정렌즈(LCD배광패널)(35)는, 180도 내지 270도의 트위스트된 액정배열을 지니는 것을 특징으로 하는 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 판넬 노광장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 액정보정렌즈(LCD배광패널)(35)는, 1000nm 내지 1700nm의 액정층두께(d×△n)를 지니는 것을 특징으로 하는 액정보정렌즈를 채용한 음극선관 판넬 노광장치.