KR20010055419A

KR20010055419A - Shadow mask sensing device

Info

Publication number: KR20010055419A
Application number: KR1019990056627A
Authority: KR
Inventors: 홍제혁; 강태규
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-07-04
Also published as: KR100341364B1

Abstract

PURPOSE: A shadow mask inspection apparatus is provided to detect a defect in entire area of a shadow mask regardless of hole shapes of the shadow mask. CONSTITUTION: The shadow mask inspection apparatus comprises a light emitting part(5) for illuminating the light on one surface of the shadow mask(1); and a line CCD camera being focused on the other surface of the shadow mask(1) through an optical path of the light emitting part(5) and a line(6). A rotational shaft(8) is installed at a predetermined position on the line connecting the light emitting part(5) with the line CCD camera. Thereby, it is possible to rotate the sensing unit including the light emitting part(5) and the line CCD camera in accordance with the movement of the shadow mask to be tested. A driving motor for rotating the shadow mask is installed at the rotational shaft.

Description

Shadow mask sensing device

본 발명은 새도우 마스크 검사장치에 관한 것으로 더 상세하게는 새도우 마스크의 홀 형상이 새도우 마스크 상의 위치에 따라 달라져서 일정한 각도로 고정된 센서로는 새도우 마스크 전 영역에 대하여 결함을 검출할 수 없는데 따른 검출의 한계를 없애기 위한 것이다.The present invention relates to an apparatus for inspecting a shadow mask, and more particularly, a hole fixed shape of a shadow mask varies depending on a position on the shadow mask so that a sensor fixed at an angle cannot detect defects in the entire shadow mask. It is to remove the limitation.

일반적으로 금속 재질의 새도우 마스크에 규칙적인 홀을 형성하는 방법은 에칭(Etching)을 실시하는 것이다. 이때 에칭의 과다 현상이 발생되면 R.G.B 전자빔이 통과하는 홀의 크기에는 변화를 주지 않지만 홀과 연속된 새도우 마스크 면의 두께를 얇게 하여, 이후 새도우 마스크를 CRT 관면에 부착하기 위한 성형을 실시하는 과정에서 홀이 더 커지거나, 홀과 홀 사이가 찢어지는 불량을 일으킨다.In general, a method of forming a regular hole in a metal shadow mask is to perform etching. At this time, if excessive etching occurs, the size of the hole through which the RGB electron beam passes does not change, but the thickness of the hole and the continuous shadow mask surface is thinned, and then the hole is formed in the process of forming the shadow mask on the CRT tube. This causes a larger or poor tearing between the hole and the hole.

도 1은 새도우 마스크(1) 상에서의 패임형 결함(2) 형상을 도식적으로 나타내고, 도 2의 (A)(B)(C)는 새도우 마스크(1)의 성형 및 2차 불량 발생 과정을 나타낸다.FIG. 1 schematically shows the shape of the recessed defect 2 on the shadow mask 1, and FIGS. 2A, 2B and 2C show the process of forming the shadow mask 1 and generating secondary defects. .

새도우 마스크(1)는 성형시 (A)와 같이 각각 화살표 방향인 F1 방향과 측면 화살표 방향인 F2 방향으로 힘이 가해진다.When the shadow mask 1 is molded, a force is applied in the direction of arrow F1 and the direction of arrow F2, respectively, as shown in (A).

새도우 마스크(1)의 성형시 불량 발생 과정은, (A)와 같은 성형을 거치면서, (B)와 같이 패임형 불량으로 발전되고, 성형이 완료된 상태에서 다시 (C)와 같이 홀(3)주변부에 형성된 패임형 불량(2)이 터짐발생이나 홀(3) 크기 확대 현상으로 나타난다.During the shaping of the shadow mask 1, the process of generating a defect is progressed to a recessed defect such as (B) while undergoing molding as in (A), and again in the state in which the molding is completed, as shown in (C) in the hole 3 The recessed defects 2 formed in the periphery appear as bursting or enlargement of the size of the hole 3.

새도우 마스크(1)에 이러한 패임형 불량(2)이 발생되면 불량을 검출해내야 하는데 검출 방법으로는 새도우 마스크(1)의 홀(3)을 중심으로 광을 조사하고, 이를 수광하여 검출하는 광학적 검출 방식을 적용한다.If the recessed defects 2 are generated in the shadow mask 1, the defects must be detected. The detection method is an optical method that irradiates light around the hole 3 of the shadow mask 1 and receives and detects the defects. Apply the detection method.

광학적 검출 방법은 도 3과 같이 새도우 마스크 홀(3)의 규칙적인 투과각을 이용하여 결함 부위를 검출 하는 것으로, 센서를 특정 각도에 고정시키고 홀(3)을 통과하여 나오는 광 상태를 센서를 통해 인식하는 것이다. 한편, 센서에서 센싱을 하면 결함 부위와 정상 부위를 투과하는 빛의 투과각이 달라져 결함 부위를 투과하는 빛만 이메징(Imaging) 된다.The optical detection method detects a defect site using a regular transmission angle of the shadow mask hole 3 as shown in FIG. 3. The optical state is fixed to a specific angle and the light state passing through the hole 3 is detected through the sensor. To recognize. On the other hand, when the sensor senses, the transmission angle of the light passing through the defective part and the normal part is changed so that only the light passing through the defective part is imaged.

이러한 투과각을 이용한 종래의 패임형 결함 검출장치는, 도 4와 같이 새도우 마스크(1)를 올려놓는 구조물(4)과, 구조물(4)의 한쪽 방향에 위치하여 광을 새도우 마스크(1)에 있는 홀(3)에 조사하는 발광부(5)와, 발광부(5)로부터 조사되는 광 라인(6) 동일선상에서 포커스가 맞춰진 라인CCD카메라(7)로 이루어진다. 발광부(5)와 라인CCD카메라(7)는 광경로인 라인(6)에 일치되도록 세팅되어 있다.In the conventional recess type defect detection apparatus using such a transmission angle, the structure 4 on which the shadow mask 1 is placed is placed as shown in FIG. 4, and the light is positioned in one direction of the structure 4 to direct the light to the shadow mask 1. The light emitting part 5 which irradiates the hole 3 which exists, and the line CCD camera 7 focused on the same line of the light line 6 irradiated from the light emitting part 5 are comprised. The light emitting part 5 and the line CCD camera 7 are set to match the line 6 which is an optical path.

그러나, 이러한 발광부(5) 및 라인CCD카메라(7)로 이루어지는 새도우 마스크홀 검출장치는 새도우 마스크(1)의 홀(3) 형상이 새도우 마스크(1) 상의 위치에 따라 달라져서 일정한 각도로 고정된 센서(발광부/카메라)로는 새도우 마스크(1) 전 영역에 대하여 결함을 검출할 수 없다. 즉, 도 5와 같이 새도우 마스크(1)의 홀(3) 상태가 정상적인 경우임에도 불구하고 새도우 마스크(1) 상의 위치에 따른 홀(3)의 형상은 일정하지 않고 이 홀(3)에 광을 조사할 경우 당연히 홀(3)의 형상 및 위치에 따라 광 투과각이 변하는데 따른 것이다.However, in the shadow mask hole detection device including the light emitting part 5 and the line CCD camera 7, the shape of the hole 3 of the shadow mask 1 varies depending on the position on the shadow mask 1 and is fixed at a constant angle. The sensor (light emitting unit / camera) cannot detect defects in the entire area of the shadow mask 1. That is, although the state of the hole 3 of the shadow mask 1 is normal as shown in FIG. 5, the shape of the hole 3 according to the position on the shadow mask 1 is not constant and light is applied to the hole 3. In the case of irradiation, of course, the light transmission angle changes depending on the shape and position of the hole 3.

이같이 새도우 마스크의 홀 상태를 검출하기 위해 일정한 센싱 각도로 설정된 검출장치로는 투과각의 차이를 이용한 패임형 결함 검출을 할 수 없는 문제점이 있다.As described above, there is a problem in that a detection device set to a constant sensing angle to detect the hole state of the shadow mask cannot detect a concave defect using a difference in transmission angle.

따라서 본 발명의 목적은 새도우 마스크의 홀 형상에 관계없이 새도우 마스크 전 영역에 대하여 홀의 결함을 검출할 수 있도록 함으로서 검출의 한계를 없애는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to remove the limitation of detection by enabling the detection of holes in the entire area of the shadow mask regardless of the shape of the hole of the shadow mask.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 광을 새도우 마스크에 한쪽 면에 조사하는 발광부와, 상기 발광부의 광경로와 라인을 통해 새도우 마스크의 이면에서 포커스가 맞춰진 라인CCD카메라로 이루어지는 새도우 마스크 검사장치에 있어서,A feature of the present invention for achieving this object is a shadow mask comprising a light emitting unit for irradiating light to one side of a shadow mask and a line CCD camera focused on the back side of the shadow mask through the light path and line of the light emitting unit. In the inspection apparatus,

발광부 및 라인CCD카메라로 이루어지는 센싱유니트를 검사 대상 새도우 마스크 이동에 따라 회전할 수 있도록 발광부와 라인CCD 카메라를 연결하는 라인의 임의의 위치를 회전 가능한 회전축으로 구성하고, 상기 회전축에는 새도우 마스크의검사면이 회전축의 중심에 올 수 있도록 돌려주기 위한 구동모터를 설치한 것을 특징으로 한다.In order to rotate the sensing unit consisting of the light emitting unit and the line CCD camera according to the movement of the shadow mask to be inspected, an arbitrary position of the line connecting the light emitting unit and the line CCD camera is constituted by a rotatable rotating axis, and the rotating axis includes a shadow mask. It characterized in that the drive motor for rotating so that the inspection surface can be at the center of the rotation axis.

선택적으로 회전축의 각도는 새도우 마스크 상의 양 끝단과 중심부의 투과각을 실측하고 이 값을 이용하여 각 위치별로 보간된 각도를 이용하여 설정하는 것을 특징으로 한다.Optionally, the angle of the rotation axis is measured by measuring the transmission angles at both ends and the center of the shadow mask and using the value interpolated for each position using this value.

도 1은 일반적인 새도우 마스크 상에서의 패임형 결함 형상을 보인 도면1 shows a concave defect shape on a typical shadow mask.

도 2는 새도우 마스크의 성형 및 2차 불량 발생 과정을 보인 것으로Figure 2 shows the process of forming the shadow mask and secondary defects

(A)는 새도우 마스크 성형시 힘이 가해지는 방향을 표시한 것이고,(A) shows the direction in which the force is applied when forming the shadow mask,

(B)는 패임형 불량의 예이며,(B) is an example of recessed defect,

(C)는 2차 불량으로 발전된 모형을 나타낸 도면(C) is a diagram showing a model developed by the second failure

도 3은 규칙적 투과각을 이용한 결함 부위의 검출 예를 나타낸 도면3 shows an example of detection of a defect site using a regular transmission angle.

도 4는 투과각을 이용한 종래의 패임형 결함 검출장치를 나타낸 도면4 is a view showing a conventional recess type defect detection device using a transmission angle.

도 5는 새도우 마스크 전 영영에서의 광 투과각 변화 상태도5 is a state diagram of light transmission angle change in the shadow before the shadow mask

도 6은 본 발명에 따른 새도우 마스크의 이동과 함께 회전하는 패임형 결함 검출장치의 구성도Figure 6 is a block diagram of a concave defect detection device that rotates with the movement of the shadow mask according to the present invention

도 7은 본 발명에 따른 회전축 각도 설정의 예를 보인 것으로Figure 7 shows an example of the rotation axis angle setting according to the present invention

(A)는 투과각 실측 위치 이고,(A) is the transmission angle measured position,

(B)는 광 투과각을 결정하기 위한 홀 사이즈의 측정 예를 나타낸 도면(B) is a diagram showing an example of measuring the hole size for determining the light transmission angle.

도 8은 본 발명에 따른 새도우 마스크의 패임형 결함 영상을 나타낸 것으로8 illustrates a concave defect image of a shadow mask according to the present invention.

(A)(B)는 종방향 스캔 영상(A) (B) is a longitudinal scan image

(C)는 횡방향 스캔 영상(C) the transverse scan image

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Explanation of symbols for main parts of drawings ***

1:새도우 마스크 2:패임형결함1: Shadow mask 2: Defect type

3:홀 4:구조물3: hole 4: structure

5:발광부 6:라인5: light emitting part 6: line

7:라인CCD카메라 8:회전축7: Line CCD camera 8: Rotating shaft

이렇게 새도우 마스크 센싱 유니트를 검사 대상 새도우 마스크의 이동에 따라 회전될 수 있는 구조로 구성하면, 새도우 마스크의 홀 형상이나 위치에 관계없이 새도우 마스크 전 영역에 대하여 홀의 결함을 검출할 수 있어 새도우 마스크 홀 검출의 한계를 없앨 수 있게된다.In this way, if the shadow mask sensing unit is configured to be rotated according to the movement of the shadow mask to be inspected, the defects of the holes can be detected for the entire area of the shadow mask regardless of the shape or position of the shadow mask. It will be possible to remove the limit.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 6은 본 발명에 따른 새도우 마스크 홀 검사장치의 개략도 이고, 도 7의 (A)(B)는 새도우 마스크 홀의 투과각의 실측 위치 및 그 방법의 예이며, 도 8의 (A)(B)(C)는 새도우 마스크의 패임형 결함 영상을 표현한 것이다.FIG. 6 is a schematic diagram of a shadow mask hole inspection apparatus according to the present invention, and FIG. 7A and FIG. 7B are examples of actual positions of the transmission angles of the shadow mask holes and methods thereof, and FIGS. (C) represents a recessed defect image of the shadow mask.

본 발명은 광을 새도우 마스크(1) 상의 한쪽 면에 조사하는 발광부(5), 발광부(5)의 광경로와 라인(6)을 통해 새도우 마스크(1)의 이면에서 포커스가 맞춰진 라인CCD카메라(7)로 이루어진다.The present invention focuses on the back surface of the shadow mask 1 via the light emitting portion 5, the light path of the light emitting portion 5, and the line 6 which irradiates light to one side on the shadow mask 1. Camera 7.

그리고 도 6과 같이 발광부(5) 및 라인CCD카메라(7)로 이루어지는 센싱유니트를 검사 대상 새도우 마스크(1) 이동에 따라 회전할 수 있도록 발광부(5)와 라인CCD카메라(7)를 연결하는 라인(6)의 임의의 위치를 회전 가능한 회전축(8)으로구성하고, 회전축(8)에는 새도우 마스크(1)의 검사면이 회전축(8)의 중심에 올 수 있도록 돌려주기 위한 구동모터를 설치한다.6, the light emitting unit 5 and the line CCD camera 7 are connected to rotate the sensing unit including the light emitting unit 5 and the line CCD camera 7 as the shadow mask 1 moves. Arbitrary position of the line 6 is composed of a rotatable rotating shaft 8, and a rotating motor 8 is provided with a driving motor for turning the inspection surface of the shadow mask 1 so that the inspection surface can be at the center of the rotating shaft 8. Install.

여기서 회전축(8)의 각도는 도 7과 같이 새도우 마스크(1) 상의 양 끝단과 중심부의 투과각을 실측하고 이 값을 이용하여 각 위치별로 보간된 각도를 이용하여 설정한다.In this case, the angle of the rotation shaft 8 is measured using the angles interpolated for each position using the measured values of the transmission angles at both ends and the center of the shadow mask 1 as shown in FIG. 7.

본 발명은 도 6과 같이 새도우 마스크 검사장치가 검사 대상 새도우 마스크의 위치에 대응하여 연속적인 회전 구조를 갖는 센싱유니트가 된다.As shown in FIG. 6, the shadow mask inspection apparatus is a sensing unit having a continuous rotation structure corresponding to the position of the shadow mask to be inspected.

따라서 도 5와 같이 새도우 마스크(1)의 전 영역에 분포되어 있는 홀(3)의 위치에 대응하여 발광부(5) 및 라인CCD카메라(7)로 이루어지는 센싱유니트를 회전축(8)을 중심으로 위치를 조절할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 5, the sensing unit including the light emitting unit 5 and the line CCD camera 7 is positioned around the rotation axis 8 in response to the positions of the holes 3 distributed in the entire area of the shadow mask 1. You can adjust the position.

회전축(8)은 구동모터를 회전축(8)에 설치하여 간단하게 원하는 각도로 조절할 수 있으며, 회전축(8)의 각도는 도 7의 (A)(B)와 같이 광 투과각을 결정하는 홀 사이즈(L)를 측정하고, 새도우 마스크(1) 상의 양 끝 단(A.C)과 중심부(C)의 투과각을 실측하여 이 값을 이용하여 각 위치별로 보간된 각도를 이용한다.The rotating shaft 8 can be easily adjusted to a desired angle by installing a drive motor on the rotating shaft 8, and the angle of the rotating shaft 8 determines the light transmission angle as shown in FIG. 7 (A) (B). (L) is measured, and the transmission angles of the both ends AC and the central part C on the shadow mask 1 are measured, and the interpolated angle is used for each position using this value.

본 발명에 따른 새도우 마스크 검출장치를 이용하여 획득한 패임형 결함 영상은 도 8의 (A)(B)(C)로 나타났다. 여기서 영상 획득시의 리솔루션(Resolution)은 픽셀(Pixel)당 약 150마이크론 이었다. (A)(B)는 종방향 스캔 영상이고, (C)는 횡방향 스캔 영상이다. 이러한 영상 결과는 새도우 마스크 홀 검사가 새도우 마스크의 전 영역에서 가능하여 새도우 마스크 홀 검출 한계를 벗어날 수 있음을 나타낸다.The recessed defect image obtained by using the shadow mask detection apparatus according to the present invention is shown in Fig. 8 (A) (B) (C). The resolution at the time of image acquisition was about 150 microns per pixel. (A) and (B) are longitudinally scanned images, and (C) are laterally scanned images. These imaging results indicate that shadow mask hole inspection is possible over the entire area of the shadow mask and thus may be beyond the limit of shadow mask hole detection.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 새도우 마스크의 홀 형상이 새도우 마스크 상의 위치에 따라 달라져서 일정한 각도로 고착된 센서로는 새도우 마스크 전 영역에 대하여 결함을 검출할 수 없는데 따른 검출의 한계를 간단한 구조를 통해 없애 줌으로서 새도우 마스크의 검사에 드는 비용을 줄이고 생산성을 향상 시킬 수 있는 파급 효과가 크다.As described above, according to the present invention, the hole shape of the shadow mask is changed depending on the position on the shadow mask, so that the sensor fixed to a certain angle can limit the detection limitation due to the inability to detect defects over the entire shadow mask area. By eliminating it, the cost of shadow mask inspection can be reduced and productivity can be increased.

Claims

A shadow mask detecting device comprising: a light emitting unit for irradiating light to one side of a shadow mask; and a line CCD camera focused on the back surface of the shadow mask through a light path and a line of the light emitting unit;

The rotating unit may be configured to rotate any position of the line connecting the light emitting unit and the line CCD camera to rotate the sensing unit including the light emitting unit and the line CCD camera according to the movement of the shadow mask.

The shadow mask inspection apparatus, characterized in that the drive shaft for installing a rotation motor so that the inspection surface of the shadow mask to come to the center of the rotation axis.

The method of claim 1,

The angle of the rotation axis is a shadow mask inspection apparatus characterized in that the transmission angle between the two ends and the center on the shadow mask is measured and set using the interpolated angle for each position using this value.