KR20020095762A - 평면 브라운관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면 브라운관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬롯 타입의 마스크에 마스크 디스토션 균일성 측정을 위한 관측홀을 형성하여 랜딩 언밸런스를 보정함으로써 스크린 특성을 향상하기 위한 평면 브라운관에 관한 것이다.

본 발명의 기술적 수단은 내면에 형광체 스크린을 갖는 패널과, 상기 패널에 연결된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광체 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 패널 내면의 형광체 스크린에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색 선별 역할을 하는 텐션마스크와, 상기 텐션마스크를 고정 지지하는 레일을 포함하는 평면브라운관에 있어서, 상기 텐션마스크는 전자빔이 통과하는 복수개의 통과공이 존재하는 유효부와 상기 유효부를 둘러싸는 비유효부로 구성되고; 상기 비유효부의 장, 단변 중앙과 네 코너부에 형광면의 기준위치를 측정하기 위한 마스크 기준홀이 형성되어 있으며; 상기 마스크 기준홀 사이에 마스크 디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀이 적어도 하나 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 마스크 디스토션의 차이를 측정하고, 스트레칭 후의 CMA 상태에서의 동일 위치에서의 디스토션을 측정하여 스트레칭 균일성을 향상시켜서 브라운관에서의 랜딩 에러를 최소화하여 스크린 특히 색선별 특성을 향상시킨다.

Description

평면 브라운관 {A Flat Type CRT}

본 발명은 평면 브라운관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬롯 타입의 마스크에 마스크 디스토션 균일성 측정을 위한 관측홀을 형성하여 랜딩 언밸런스를 보정함으로써 스크린 특성을 향상하기 위한 평면 브라운관에 관한 것이다.

종래의 평면 브라운관의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 패널(1)이라고 하는 전면유리와 펀넬(2)이라고 하는 후면유리가 결합되고, 내부에는 소정의 발광 역할을 하는 형광면(4)과, 상기 형광면을 발광시키는 전자빔을 방출하는 전자총(7)과, 상기 전자빔이 통과하는 통과공(8)이 형성되어 있으며 색선별 역할을 하는 텐션마스크(3)와, 상기 텐션마스크를 용접 고정시키는 레일(9)로 구성된다. 또한 상기 음극선관이 동작 중에 외부 지자기의 영향을 적게 받도록 차폐하는 역할을 해주는 이너쉴드가 상기 레일(9)에 고정되어 고 진공으로 밀폐되어 있다.

미설명부호 6은 편향요크이다.

일반적인 음극선관의 동작원리는 다음과 같다. 펀넬의 네크부에 내장된 전자총에서 전자빔이 음극선관에 인가된 양극전압에 의해서 패널 내면에 형성되어 있는 형광면을 타격하게 되고, 상기 전자빔은 형광면에 도달하기 전에 편향요크에 의해서 상하좌우로 편향되어 화면을 이루게 된다. 그리고 마그네트가 있어서 전자빔이 정확히 형광체를 타격하도록 진행궤도를 수정해주는 색순도 불량을 방지해준다. 또한 상기 음극선관은 고진공으로 되어있기 때문에 외부의 충격에 쉽게 폭축이 일어날 수 있으며 이것을 방지하기 위하여 패널의 스커트부에 보강밴드를 장착함으로써고진공 상태의 음극선관의 응력을 분산하여 내충격 성능을 확보한다.

상기 텐션마스크는 상하좌우로 인장력이 가해지는 스트레칭 공정을 거쳐 레일에 용접되어 패널과 일정한 거리를 유지하며 고정된다.

이와 같은 과정에서 상기 마스크(3)의 용접이 정확하지 못하면 전자총(7)에서 출사된 전자빔(5)이 형광면(4)에 랜딩될 때 상기 전자빔(5)이 흩어져 퍼지는 산포 현상이 일어나게 되어 색순도의 저하를 초래하고 결국 화상의 선명도가 떨어지게 된다.

이러한 문제점으로 인해 상기 마스크(3)와 패널(1)의 형광면(4) 위치 결정을 위해 ICM(InterChangeable Mask) 공정을 거치는데, 상기 ICM 공정을 수행하기 위해 도 2에 도시한 바와 같이 패널(1) 내면의 레일(9) 내부에는 스트라이프(10)가 형성된 형광면 영역(4)을 형성하고, 상기 형광면 영역(4)의 외측 각 변에는 형광면(4)의 기준 위치를 측정하기 위한 원형의 형광면 기준홀(11)을 각각 형성한 후, 도 3과 같이 일반적인 평면 브라운관의 기준이 되는 스크린 패턴(12)이 형성된 마스트 마스크(13)를 패널(1) 내면의 일정 위치에 위치시킨 다음, 노광기를 사용하여 상기 형광면 기준홀(11)에 빛을 노출시킴으로써 모든 패널(1)에 대하여 동일한 스크린 패턴(12)을 지니도록 상기 형광면(4)을 형성한다.

또한 마스크(3)는 도 4에 도시한 바와 같이 전자빔(5)의 랜딩 영역인 유효부(14)의 각 변에 근접되는 지점에 위치되게 슬롯(8)이 형성되어 있지만 실제로는 사용되지 않는 비유효부(17)와, 슬롯(8)이 전혀 형성되지 않는 블랭크부(20)와, 상기 유효부(14)와 근접되게 점선으로 표시한 레일 고정지점(19)으로 구성되어있으며, 상기 유효부(14)의 각 외곽에 상기 마스크(3)를 일정한 크기로 인장하기 위해 마스크 기준홀(15)이 도트형태로 형성되어 있다.

이렇게 형성된 마스크(3)와 형광면(4)은 도 5와 같이 ICM 공정에 사용되는 ICM 기계(23)를 사용하여 정확한 위치에 결합하는데, 이때 상기 ICM 기계(23)는 마스크(3)를 인장시키는 역할을 한다. 상기 ICM 기계(23)는 위치가 결정된 패널(1)의 레일(9)에 마스크(3)를 용접시키는 워킹 에어리어부(24)와 형광면(4)의 형광면 기준홀(11)을 측정하여 패널(1)을 마스크(3)의 중심에 일치되도록 위치를 조정해 주는 패널 로딩부(22)로 크게 나누어져서 ICM 공정을 수행하게 된다.

이와 같이 ICM 기계(23)를 사용한 ICM 공정은 마스크(3)에 형성된 마스크 기준홀(15)들을 설정된 좌표에 위치되도록 일정하게 인장하고, 상기 형광면(4)에 형성된 형광면 기준홀(11)의 위치를 상기 ICM 기계(23)에 장착된 비전카메라(21)로 측정함과 동시에 상기 측정치를 마이콤에서 제어하여 패널 로딩부(22)가 상기 형광면(4)의 중심에 상기 마스크(3)의 중심을 일치시키도록 하며, 이후 워킹 에어리어부(24)는 위치가 결정된 패널(1)의 레일(9)에 마스크(3)를 용접하여 일체화시키는 과정을 수행하게 된다.

하지만 이러한 종래의 마스크 구조 및 ICM 공정은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 먼저, 도 6과 같이 ICM 트리 구조(26)에 의한 장·단변부 디스토션 현상이 발생한다. 또한, 마스크 입고품의 로트(lot)별 장·단변부 디스토션 산포가 ICM 공정 후 스트레칭 균일성에 영향을 미치는데 동일 포지션에서 최대 40㎛ 까지 발생하고, ICM 공정 후에 마스크의 스트레칭 작업이 균일하게 되었는지를 검사할 때 종래에는 투브 제작 후 ITC하여 스크린 평가를 통하여 입수한 랜딩 에러량으로 ICM 상태를 예측하므로 스크린 품질 향상에 한계가 있었다. 또한, 공정상의 다른 요인에 의한 노이즈가 추가될 경우 개선이 어렵고 리드시간(Lead Time)이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

종래에는 제1비유효면(18)에 있는 기준홀(18)로 마스크의 얼라인먼트를 확인하기 때문에 마스크 유효면 내의 특정위치의 마스크 얼라인먼트는 확인할 수 없다. 또한 상기 기준홀(18)을 통해 측정한 데이터가 실제 튜브에서의 랜딩 상태와 일치하지 않을 경우, 상기 데이터가 마스크 스트레칭 산포인지 레일(9) 높이에 의한 오차인지 확인할 수 없다. 또한 마스크 자체가 안고 있는 기준홀(18)과 유효면 사이의 제작 오차나 재질의 조직상태에 의한 신장길이의 오차 등을 흡수할 수 없다.

게다가 종래의 슬롯 타입 마스크와 레일 부착 작업시 마스크와 형광체의 위치가 잘못 잡혀지면 브라운관의 동작시 전자빔의 미스랜딩이 발생하여 색순도를 저하시키게 된다. 이를 방지하기 위하여 마스크의 기준홀(15)을 비유효부의 장·단변 중앙 및 네 코너에 형성시켰으나, 이는 도 7과 같이 ICM 트리구조 및 입고 마스크의 디스토션 산포에 의해 발생하는 랜딩 언밸런스(Landing Unbalance)라는 구조적인 문제를 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로써, 슬릿 타입의 마스크를 제공하고, 마스크의 비유효부 및/또는 유효부에디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀을 추가하고, ICM 기계에 마스크 디스토션 측정용 카메라를 추가하여 ICM 트리구조 및 마스크 디스토션 산포로 인한 랜딩 언밸런스를 보정함으로써 스크린 특히 색선별 특성 향상에 기여하는 데 목적이 있다.

도 1은 일반적인 평면 브라운관의 구조를 나타낸 도,

도 2는 종래의 형광면의 구조를 나타낸 도,

도 3은 종래의 마스터마스크의 구조를 나타낸 도,

도 4는 본 발명의 마스크 구조를 나타낸 도,

도 5는 종래의 ICM 기계의 구조를 나타낸 도,

도 6은 본 발명의 마스크 디스토션 측정용 비전 카메라를 나타낸 도,

도 7은 종래의 기술에 의한 랜딩 에러 패턴을 나타낸 도,

도 8은 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 마스크 구조도 및

도 9는 본 발명의 마스크 위치 및 스크린 위치 측정용 카메라를 나타낸 단면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 패널2 : 펀넬3 : 마스크

4 : 형광면14 : 유효면15 : 마스크 기준홈

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은 내면에 형광체 스크린을 갖는 패널과, 상기 패널에 연결된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광체 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 패널 내면의 형광체 스크린에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색 선별 역할을 하는 텐션마스크와, 상기 텐션마스크를 고정 지지하는 레일을 포함하는 평면브라운관에 있어서, 상기 텐션마스크는 전자빔이 통과하는 복수개의 통과공이 존재하는 유효부와 상기 유효부를 둘러싸는 비유효부로 구성되고; 상기 비유효부의 장, 단변 중앙과 네 코너부에 형광면의 기준위치를 측정하기 위한 마스크 기준홀이 형성되어 있으며; 상기 마스크 기준홀 사이에 마스크 디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀이 적어도 하나 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 통과공이 슬릿형상이고, 상기 관측홀의 형상이 원형이고, 상기 관측홀의 지름이 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

2 × 슬릿의 폭 ≤ 관측홀의 지름 ≤ 5 × 슬릿의 폭

또한 상기 통과공의 최외각 열과 행으로 이루어진 상기 유효부 최외각부의 중앙과 네 코너부에 형광면의 기준위치를 측정하기 위한 마스크 기준홀이 형성되어있으며, 상기 유효부 장, 단변의 마스크 기준홀 사이에 마스크 디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀이 적어도 하나 형성되어 있고, 상기 통과공과 통과공 사이에 마스크 디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀이 적어도 하나 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 통과공이 슬릿형상이고, 상기 관측홀의 형상이 원형이고, 상기 관측홀의 지름이 하기 식을 만족한다.

0.5 × 슬릿의 폭 ≤ 관측홀의 지름 ≤ 1.0 × 슬릿의 폭

상기 통과공의 최외각 열과 행으로 이루어진 상기 유효부 최외각부의 중앙과 네 코너부에 형광면의 기준위치를 측정하기 위한 마스크 기준홀이 형성되어 있으며, 상기 유효부 장, 단변의 마스크 기준홀 사이에 마스크 디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀이 적어도 하나 형성되어 있고, 상기 통과공과 통과공 사이에 마스크 디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀이 적어도 하나 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 마스크 구조를 살펴보면, 먼저 마스크의 중앙부인 유효부(14)에는 전자빔이 통과하도록 슬롯 타입의 통과공(8)이 형성되고, 상기 유효부(14)와 레일 고정부(9) 사이에는 제1비유효부(18)가 형성되며, 상기 레일 고정부(19)의 외측으로 블랭크부인 제2비유효부(20)가 있어서 브라운관 동작중 마스크가 텐션을 유지하도록 스트레칭 작업을 하고, 또한 마스크의 디스토션을 측정하기 위한 도트 타입의기준홀(16)을 마스크의 제1비유효부(18)의 장·단변에 등간격으로 형성하였다.

이때, 상기 등간격의 관측홀(16)은 하기 조건의 범위에서 속하는 것이 바람직하다.

먼저 관측홀의 형상은 비전카메라가 최단시간 내에 인식할 수 있도록 원형으로 하는 것이 바람직하며, 관측홀의 수(n)는 다음 조건을 만족한다.

마이크로 스테핑모터수 ≤ n ≤ 그리퍼수

상기 식에서 마이크로 스테핑모터(27)와 그리퍼(25)는 도 6에 도시하였다.

또한 상기 관측홀은 마스크의 중심인 3, 6, 9, 12 지점의 목인점을 중심으로 상하 좌우 대칭 구조를 갖으며, 마스크의 스트레칭성에 영향을 미치지 않거나, 5% 이내로 영향을 주는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 마스크는 브라운관 동작시의 마스크 온도인 약 80℃ 이상에서 텐션을 유지할 수 있도록 스트레칭하여 도밍 현상을 해소하게 되는데, 마스크의 장·단부 에지부분을 그리퍼(25)로 물어서 마이크로 스테핑모터(27)의 힘을 이용하여 마스크를 평면으로 늘리게 된다. 이때 종래의 마스크 위치 측정용 비전카메라(21) 외에 ICM 기계(23)에 전방향 이동 가능한 마스크 디스토션 측정용 비전카메라(28)를 추가 설치하여, 상기 마스크 디스토션 측정용 비전카메라(28)를 통하여 상기 관측홀(16)을 관측함으로써 마스크 스트레칭 전후 좌표를 측정한다.

본 발명의 다른 실시 예로, 상기 관측홀(18)을 마스크의 유효부(14) 내에 추가할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 구성을 살펴보면, 도 4와 같이 마스크의 유효부(14)에는 전자빔이 통과하는 슬롯 타입의 통과공(8)이 형성되고, 상기 유효부(14)와 레일 고정부(9) 사이에는 제1비유효면(18)이 형성되고 상기 레일 고정부(9)의 외측에는 제2비유효면(20)이 형성된다.

본 발명은 종래에 마스크의 제1비유효면에 있던 기준홀(15)을 유효부 내의 장·단변부 끝단 슬롯열의 중간지점 및 네 코너부에 위치시킨다. 또한 마스크의 위치별 디스토션을 측정하기 위한 관측홀(29)은 마스크 유효부 단변부 최외각 슬롯의 세로열 및 유효면 내에 등간격으로 형성하였다(도 8참조).

이때, 상기 기준홀(16)과 관측홀(29)은 하기 조건의 범위에서 속하는 것이 바람직하다.

먼저 기준홀 및 관측홀의 형상은 비전카메라가 최단시간 내에 인식할 수 있도록 원형으로 하는 것이 바람직하며, 기준홀 및 관측홀의 직경은 다음 조건을 만족한다.

0.5 × 슬롯의 폭 ≤ 관측홀의 직경 ≤ 1.0 × 슬롯의 폭

1.0 × 관측홀의 직경 ≤ 기준홀의 직경 ≤ 1.5 × 관측홀의 직경

또한 상기 관측홀 및 기준홀은 마스크의 스트레칭성에 3% 이내로 영향을 주는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 마스크는 브라운관 동작시의 마스크 온도인 약 80℃ 이상에서 텐션을 유지할 수 있도록 스트레칭하여 도밍 현상을 해소하게 되는데, 마스크의 장·단부 에지부분을 그리퍼(25)로 물어서 마이크로스테핑모터(27)의 힘을 이용하여 마스크를 평면으로 늘리게 된다. 이때, 본 발명이 적용된 마스크의 유효부 단변 및 장·단변 중심에 형성된 원형의 기준홀은 마스크 스트레칭 시 마스크의 위치를 결정하는 역할을 하며, 유효부 내의 관측홀(29)은 유효부 내의 마스크의 위치를 측정하는 역할을 한다.

이 때 종래의 마스크 기준홀 위치 측정용 비전 카메라(21) 외에 상기 관측홀과 같은 위치에 별도의 카메라를 ICM 기계(23)내에 설치해야 한다. 또한 도 9와 같이 하부에 위치한 판넬에도 상부의 마스크 기준홀 및 관측홀과 동일한 위치에 스크린상에 기준원 및 관측원을 형성시켜서 위치 측정용 비전카메라를 설치함으로써 상부의 마스크 기준홀 및 관측홀과 하부 판넬 내의 스크린 유효면 안의 기준홀 및 관측홀과 일대일 위치를 측정하게 한다.

본 발명은 마스크에 등간격의 디스토션 균일성 측정을 위한 관측홀을 형성하고 ICM 기계에 마스크 디스토션 측정용 비전카메라를 별도로 부착하여 마스크 디스토션의 차이를 측정하고, 스트레칭 후의 CMA 상태에서의 동일 위치에서의 디스토션을 측정하여 스트레칭 균일성을 향상시켜서 브라운관에서의 랜딩 에러를 최소화하여 스크린 특히 색선별 특성을 향상시킨다. 그리고 기존의 방식, 즉 ITC 후의 스크린의 랜딩 언밸런스를 확인하고 ICM 공정에서 스트레칭 량을 조절하는 방법에서 본 방식을 채용함으로써 기존의 리드타임(약 12시간)을 10분 이내로 단축하여 CMA 품질을 안정화하여 제조 생산성 향상에도 기여한다.

또한 본 발명의 다른 실시 예는 기준홀을 마스크의 유효부 내 단변부 끝단 슬롯열에 위치시킴으로써 마스크 제조상의 기준홀과 유효면 끝단과의 길이 오차 및 재질의 조직에 의한 신장률의 미세한 변위까지도 흡수할 수 있고 마스크의 유효면 내에 위치한 등간격의 관측홀로써 스트레칭에 따른 마스크의 전체적인 경향을 파악할 수 있어서 유효부 안의 랜딩 변화에 대한 원인이 마스크 스트레칭에 의한 것인지 아닌지를 파악할 수 있어 원인 파악 및 그 조치가 쉽다. 또한, 패널 스크린 유효면에도 동일 위치에 동일 형상을 형성시키고 이를 마스크 스트레칭 상태와 같이 비교함으로써 랜딩 오차 발생시 이에 대한 원인이 마스크 스트레칭 산포인지 레일 높이에 의한 것인지 노광에 의한 스크린 형성의 문제인지를 파악할 수 있다.

Claims (9)

1. 내면에 형광체 스크린을 갖는 패널과, 상기 패널에 연결된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광체 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 패널 내면의 형광체 스크린에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색 선별 역할을 하는 텐션마스크와, 상기 텐션마스크를 고정 지지하는 레일을 포함하는 평면브라운관에 있어서,

   상기 텐션마스크는 전자빔이 통과하는 복수개의 통과공이 존재하는 유효부와 상기 유효부를 둘러싸는 비유효부로 구성되고;

   상기 비유효부의 장, 단변 중앙과 네 코너부에 형광면의 기준위치를 측정하기 위한 마스크 기준홀이 형성되어 있으며;

   상기 마스크 기준홀 사이에 마스크 디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀이 적어도 하나 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 브라운관.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 통과공이 슬릿형상이고, 상기 관측홀의 형상이 원형이고, 상기 관측홀의 지름이 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면 브라운관.

   2 × 슬릿의 폭 ≤ 관측홀의 지름 ≤ 5 × 슬릿의 폭
3. 내면에 형광체 스크린을 갖는 패널과, 상기 패널에 연결된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광체 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 패널 내면의 형광체 스크린에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색 선별 역할을 하는 텐션마스크와, 상기 텐션마스크를 고정 지지하는 레일을 포함하는 평면브라운관에 있어서,

   상기 텐션마스크는 전자빔이 통과하는 복수개의 통과공이 존재하는 유효부와 상기 유효부를 둘러싸는 비유효부로 구성되고;

   상기 통과공의 최외각 열과 행으로 이루어진 상기 유효부 최외각부의 중앙과 네 코너부에 형광면의 기준위치를 측정하기 위한 마스크 기준홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 브라운관.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 유효부 장, 단변의 마스크 기준홀 사이에 마스크 디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀이 적어도 하나 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 브라운관.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 통과공과 통과공 사이에 마스크 디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀이 적어도 하나 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 브라운관.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 통과공이 슬릿형상이고, 상기 관측홀의 형상이 원형이고, 상기 관측홀의 지름이 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면 브라운관.

   0.5 × 슬릿의 폭 ≤ 관측홀의 지름 ≤ 1.0 × 슬릿의 폭
7. 제 1항에 있어서,

   상기 통과공의 최외각 열과 행으로 이루어진 상기 유효부 최외각부의 중앙과 네 코너부에 형광면의 기준위치를 측정하기 위한 마스크 기준홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 브라운관.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 유효부 장, 단변의 마스크 기준홀 사이에 마스크 디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀이 적어도 하나 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 브라운관.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 통과공과 통과공 사이에 마스크 디스토션 균일성을 측정하기 위한 관측홀이 적어도 하나 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 브라운관.