KR200162825Y1 - 칼라브라운관의 보정렌즈 - Google Patents

Abstract

본 고안은 칼라브라운관의 노광시 광원위치의 보정에 사용되는 개선된 보정렌즈를 개시한다.

연속면 렌즈의 한계에 따라 채택된 불연속렌즈는 각 세그먼트의 경계부에 의해 흑점이 형성되는 문제가 있었다.

본 고안 각 세그먼트의 렌즈면을 복수의 육면체 클러스터로 구성하여 그 그림자를 분산시킴으로써 실제적으로 흑점 형성을 방지하고 보정렌즈의 요동에 따른 해상도 저하문제를 해결하였다.

Description

칼라브라운관의 보정렌즈

제1도는 스트라이프형 칼라브라운관의 노광기구를 보이는 개략도,

제2도는 종래의 불연속면 렌즈의 구성을 보이는 상면도,

제3도는 불연속면 렌즈의 일례를 보이는 확대사시도,

제4도는 흑점제거를 위한 요동법의 과정을 보이는 평면도,

제5도는 본 고안에 의해 구성된 보정렌즈의 한 세그먼트에 대한 확대사시도,

제6도 (a),(b)는 본 고안에 의한 흑점을 종래와 비교한 투영평면도들이다.

* 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명

L1, L1': 주 보정렌즈 1, S: 세그먼트(segment)

2: 육면체 클러스터(cluster) W1, W2, W': 측벽

본 고안은 칼라브라운관의 제조에 관한 것으로, 특히 그 패널의 형광면을 노광할때 사용되는 보정렌즈에 관한 것이다.

칼라브라운관은 R,G,B 각 형광체를 소정패턴으로 배열하여 형광면을 구성하고 섀도우마스크(shadow mask)등의 색선별수단에 의해 각 형광체를 선택적으로 발광시켜 칼라화상을 구현하는 화상장치이다.

이와 같이 각 형광체와 이를 분리하는 블랙매트릭스(black matrix)를 미세한 패턴으로 형성하기 위해서는 사진식각법(photo lithography)이 일반적으로 사용되는데, 이 방법은 감광물질(photo resist)을 포함하는 도막(途膜)을 형성하여 이를 마스크를 통해 선택적으로 노광시킨후 세척등으로 현상하여 패턴을 형성하는 방법이다.

제1도에는 스트라이프형 칼라브라운관을 노광하는 기구가 개략적으로 도시되어 있다. 내면에 한 형광체를 형성할 도막(C)이 형성된 패널(panel;P)에는 마스크로서 섀도우마스크(M)가 결합되어 광원(L)상에 설치된다.

광원(L)상에는 여러가지 보정렌즈들이 위치하게 되는 바, 부호 L1은 광원의 위치와 형태를 보정하는 프레넬(fresnel) 렌즈형태의 주(主)보정렌즈이고, 부호 L3은 입사광을 전체적으로 편이시켜 지자기(地磁氣)의 영향을 보정하는 렌즈이다.

그런데 스트라이프형 칼라브라운관에서는 R,G,B 세 전자총이 인라인(in-line)형태로 나란히 배열되므로 각 전자빔에 대해 전자빔 발사중심의 위치가 나란히 배열되어 서로 달라지게 된다. 이를 보상하기 위해 시프팅렌즈(shifting lens;L2)가 설치되는데, 이는 G빔(beam)의 노광시 중립이고 외측의 R,B 빔의 노광시 서로 반대방향으로 회전되어 광원(L)으로부터의 노광광을 전체적으로 시프팅시키게 된다.

주보정렌즈(L1)는 전술한 바와 같이 광원(L)의 위치와 전자빔 방사중심의 위치간의 차이를 보정하기 위해 사용되는 것으로, 복합곡률을 가지는 연속면렌즈로 구성되어 있다.

그런데 최근 브라운관의 대형화, 광폭화등에 따른 편향각의 증대와 다이나믹 컨버전스등에 의한 전자빔의 이축량(離軸量)의 증가, 브라운관의 대형화에 수반되는 패널(P)과 섀도우마스크(M)의 변형량 증대등의 여러가지 이유로 단일한 연속면렌즈에 의해 패널(P)의 전면에 걸친 완전한 보정은 불가능하게 되었다.

이에 따라 제2도에 도시된 바와 같이 주보정렌즈(L1)를 복수의 세그먼트(segment)로 나누어 각 세그먼트에 독립적인 곡률(曲率)을 부여한 소위 불연속면렌즈가 출현하였다.

이러한 불연속렌즈는 여러가지 구성이 제안된바 있으나 현재 가장 널리 사용되고 있는 것은 미국특허 제1,450,722호등으로 개시되어 제3도에 도시된 바와 같이 서로 다른 경사면을 가지는 세그먼트(S)들이 접합되어 구성된 보정렌즈(L1')이다.

그런데 이러한 구성의 보정렌즈(L1')는 각 세그먼트(S)들의 경계부에 불연속한 측벽(W1, W2)이 형성될 수 밖에 없으며, 이에 따라 이를 주보정렌즈로 노광하면 패널(P)의 도막(C)에 이 측벽(W1, W2)들의 그림자인 흑점이 형성되어 노광패턴을 불균일하게 하는 문제가 있다.

이에 따라 종래에는 제4도에 도시된 바와 같이 보정렌즈(L1')의 프레임(F)에 캠(cam;K)과 스프링(E)을 설치하여, 캠(K)의 회전으로 보정렌즈(L1')를 횡방향으로 요동시킴으로써 측벽(W1, W2)의 그림자에 의한 영향을 감소시켜 흑점의 형성을 방지하고자 하였으나, 이 경우 흑점의 완전한 방지는 불가능하고 노광패턴의 해상도(resolution)가 저하되는 문제가 있었다(소위 요동법).

이에 따라 본 고안의 목적은 요동법의 사용없이도 흑점 형성을 방지할 수 있어 노광패턴의 해상도 저하가 없는 보정렌즈를 제공하는 것이다.

상술한 목적의 달성을 위해 본 고안에 의한 보정렌즈는 각 세그먼트의 렌즈면이 복수의 육면체 클러스터(cluster)의 집합으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 의하면 측벽의 그림자가 미소하게 분산되므로 요동법을 적용하지 않아도 흑점에 의한 문제가 발생되지 않으며 이에 따라 해상도의 저하 문제도 발생되지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 한 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제5도에서 본 고안 보정렌즈는 기본적으로 제3도에 도시된 바와 같이 서로 다른 독립적인 곡률의 렌즈면을 가지는 복수의 세그먼트(1)들로 구성되고, 각 세그먼트(1)의 렌즈면은 본 고안 특징에 따라 복수의 육면체 클러스터(2)들에 의해 구성된다.

즉 종래의 세그먼트(S)의 렌즈면이 소정곡률의 곡면이나 평면으로 구성되었던데 비교하여, 본 고안에 의한 세그먼트(1)의 렌즈면은 이를 다시 미소한 육면체 클러스터(2)들로 분할하여 구성하는 것이다.

각 육면체 클러스터(2)에 의한 렌즈면의 전체적인 곡면은 기본적으로 종래의 렌즈면의 곡률에 대응하여 이와 유사한 광학적 특성을 발휘하는 바, 육면체 클러스터(2)의 측벽(W')은 종래의 측벽(W1, W2)에 비해 매우 작은 크기가 된다.

이에 따라 종래의 측벽(W1, W2)이 패널(P) 내면의 도막(C)에 투영된 그림자(G)가 제6도(a)와 같이 매우 큰 크기를 가지는 반면, 본 고안 보정렌즈의 측벽(W')의 그림자(G')는 제6도 (b)와 같이 미소한 크기로 분산된 형태를 가지게 된다.

이에 따라 측벽(W1, W2)의 그림자(G)에 의해 도막(C)에 노광광이 적게 도달하는 흑점이 발생되던 종래의 문제는 실제적으로 발생되지 않게 된다. 즉 본 고안에서의 측벽(W')의 그림자(G')는 미소하게 분산되므로 이를 보상없이 그대로 두어도 노광결과에 영향을 미치지 않는 것이다.

그러므로 본 고안은 보정렌즈(L1')를 요동시키지 않아도 흑점이 실제적으로 발생되지 않으므로 노광기구가 간단해지고, 보정렌즈(L1')의 요동에 따른 해상도의 저하문제도 발생되지 않게 된다.

이에 따라 본 고안은 고화질의 칼라브라운관의 구현에 큰 효과가 있다.

Claims (1)

1. 각각 서로 다른 곡률의 렌즈면을 가지는 복수의 세그먼트로 구성된 칼라브라운관의 보정렌즈에 있어서,

   상기 각 세그먼트(1)의 렌즈면이 복수의 육면체 클러스터(2)로 구성되는 것을

   특징으로 하는 칼라브라운관의 보정렌즈.