KR0135060B1 - 새도우마스크 판소재 및 그를 이용한 새도우마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 새도우마스크 판소재 및 그를 이용하여 만들어진 새도우마스크에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 주요 구성요소로서 철과 니켈을 포함하는 첼-니켈-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하 결정크기의 재결정되지 않은 구조를 갖고, 전자빔 통과구멍을 형성하기에 우수한 에칭특성을 갖는 새도우마스크 판소재가 제공된다.

Description

새도우마스크 판소재 및 그를 이용한 새도우마스크

제1도는 본 발명을 설치할 수 있는 컬러-씨알티(CRT)를 나타내는 단면도이고,

제2도는 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 새도우마스크 판소재의 결정구조를 보여주는 광학 현미경 사진(500배)이고,

제3도는 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 새도우마스크 판소재의 결정구조를 보여주는 전자 현미경 사진(10,000배)이고,

제4도는 비교실시예 1에서 얻어진 새도우마스크 판소재의 결정구조를 보여주는 광학 현미경 사진(500배)이고,

제5도는 비교실시예 1에서 얻어진 새도우마스크 판소재의 결정구조를 보여주는 전자 현미경 사진(10,000배)이고,

제6도는 본 발명의 실시예 2에서 얻어진 새도우마스크 판소재의 엑스-레이(X-ray) 회절 패턴(parttern)을 보여주는 그래프이고,

제7도는 본 발명의 실시예 2에서 얻어진 새도우마스크 판소재의 결정구조를 보여주는 광학 현미경 사진(500배)이고,

제8도는 본 발명의 실시예 2에서 얻어진 새도우마스크 판소재의 결정구조를 보여주는 전자 현미경 사진(4,000배)이고,

제9도는 본 발명의 실시예 2에서 얻어진 새도우마스크 판소재의 X-ray 회절 패턴을 보여주는 그래프이고,

제10도는 비교실시예 2에서 얻어진 새도우마스크 판소재의 결정구조를 보여주는 광학 현미경 사진(500배)이고,

제11도는 비교실시예 2에서 얻어진 새도우마스크 판소재의 결정구조를 보여주는 전자 현미경 사진(4000배)이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유리덮개(glass enveop) 2 : 네크부(neck portion)

3 : 전자총(electron gun) 4 : 패널(panel)

5 : 형광스크린(phosphor screen) 6 : 새도우마스크

7 : 마스크 프레임(mask frame) 8 : 프레임 홀더(frame holder)

9 : 내측실드(inner shield) 10 : 편향요크(deflection yoke)

11 : 전자빔(electron beams) 12 : 퍼넬(funnel)

13 : 패널핀(panel pin)

본 발명은 컬러-CRT에 사용하기 위한 새도우마스크 판소재 및 그를 이용한 새도우마스크에 관한 것이다.

다수의 전자빔 통과구멍을 갖는 새도우마스크는 컬러-CRT에 조립된다. 상기 새도우마스크는 3색 형광체 스크린에 찍히는 전자빔이 정확히 주사되도록 하는 기능을 한다. 이러한 이유로 전자빔 통과구멍의 상대적인 위치, 통과구멍의 크기, 통과구멍의 모양은 영상의 질에 직접적인 영향을 미치며, 따라서 전자빔 통과구멍의 형성에 있어서 높은 처리의 정확도가 요구된다. 더욱이, 산란 전자의 발생을 방지하기 위하여, 형광스크린과 마주하는 전자빔 통과구멍의 모서리를 반구 모양으로 챔퍼링(champering)하는 특수처리를 또한 수행할 필요가 있다.

만약 이들 처리의 정확도가 낮다면, 영상의 질에 있어서의 감소는 색번짐으로 나타날 것이다. 앞서 설명한 바와 같이 새도우마스크의 전자빔 통과구멍은 포토에칭(photoetching)을 이용하여 새도우마스크 판소재를 처리함에 의해 형성된다.

최근, TV스크린의 고선명도(high definition)에 대한 일반적인 요구가 점차로 증가되었고, 고선명 TV 시스템의 개발은 또한 통신시스템에서도 진행되어 왔다. 그러므로, TV해상도를 개선하기 위하여 컬러-CRT용 새도우마스크에 더욱 섬세한 전자빔 통과구멍을 형성해야 한다.

상기와 같은 요구를 만족시키기 위하여, 예를 들면 36wt%의 니켈-철(Ni-Fe)합금과 같은 불변강(invar)합금판의 사용이 시도되었다. 상기 불변강합금은 낮은 열팽창 계수를 갖는다. 그러므로, 비록 전자빔의 충돌로 인해 온도가 상승하더라도 불변강 합금으로 만들어진 새도우마스크에서 전자빔 통과구멍의 위치에 있어서의 변이가 방지될 수 있다. 결과적으로, 잘못된 색겹침이 방지될 수 있다. 한 예로서, 일본 특허출원 코카이 공보 제59-149683호는 용융처리, 핫포징(hot forging)처리, 열간압연(hot rolling)처리, 냉간압연(cold rolling)처리, 중간 어닐링(annealing)처리, 조정 로울링(rolling)처리 및 천연물질로서의 불변강 합금의 재결정 구조를 형성하기 위한 어닐링 처리의 단계를 통하여 제조된 재결정 구조를 갖고, 그 표면의 결정구조가 100결정면으로 정렬된 새도우마스크를 공개하고 있다.

컬러-CRT의 크기와 선명도가 증가함에 따라, 새도우마스크는 또한 더욱 정확하고 더욱 첨예한 전자빔 통과구멍을 가져야 할 필요가 있다. 즉, 작은 열팽창 계수를 갖는데다가, 새도우마스크 판소재는 모양이 섬세하고 균일한 전자빔 통과구멍이 쉽고 고정확도로 형성될 것이 요구된다. 그러나 전자빔 통과구멍이 불변강합금기재의 판소재에 포토에칭에 의해 형성될 때, 결함있는 통과구멍의 모양과 백색의 불균일한 통과구멍이 발견된다.

이것은 결과적으로 영상의 질을 개선하는 것을 어렵게 만든다. 더욱 상세히 하면, 일본 특허출원 코가이 공보 제59-149638호에 공개된 표면 결정면이 100결정면으로 정렬된 판소재에 포토에칭에 의해 바람직한 전자빔 통과구멍이 형성될 때, 형성된 전자빔 통과구멍은 이상적으로 비슷한 모양을 갖는다. 그러나, 전자 현미경으로 관찰했을 때, 서로 다른 이들 통과구멍의 크기와 에칭된 표면의 불균일함의 차이에 의해 야기되는 백색 겹침이 발견된다.

한편, 일본 특허출원 코카이 공보 제4-341543호는 합금이 34 내지 38wt%의 니켈을 포함하고, 나머지 주요구성 요소가 철로 구성되도록 하기 위하여 열간압연 처리, 어닐링 처리 및 콜드 로울링 처리를 행함에 의해 제조되고, 표면상{111} 결정면의 혼합정도가 20% 또는 그 이상인 철-니켈기재의 새도우마스크 소재를 공개하고 있다. 이러한 새도우마스크 소재는 앞서의 혼합정도의 한계로부터 초래되는 재결정 구조와 높은 흑화 처리능력을 갖는다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반적인 문제점을 감안하여 전자빔 통과구멍을 형성하기 위한 우수한 에칭특성과 낮은 열팽창 계수를 갖는 새도우마스크 판소재를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 높은 강도를 갖고, 회절을 거의 일으키지 않으며, 전자빔 통과구멍을 형성하기 위한 우수한 애칭특성을 갖는 새도우마스크 판소재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고도로 정확하고 섬세한 전자빔 통과구멍을 갖고, 전자빔의 충돌로 인한 온도상승으로 인해 발생되는 전자빔 통과구멍의 위치변이를 방지할 수 있는 컬러-CRT용으로 적합한 새도우마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고도로 정확하고 섬세한 전자빔 통과구멍을 갖고, 전자빔의 충돌로 인한 온도상승에 기인하여 발생되는 전자빔 통과구멍의 위치변이를 방지할 수 있으며, 또한 박막의 형성 및 편평화로 인해 초래되는 함몰(depression) 및 휨(deflection)의 발생을 방지할 수 있는 대형 고화질 컬러-CRT용으로 적합한 새도우마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 태양에 따르면, 주요 구성요소로서 철과 니켈을 포함하는 철-니켈-기재의 합금으로 구성되고, 10㎛이하의 입자크기를 갖는 비재결정 구조를 갖는 새도우마스크 판소재가 제공한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 주요 구성요소로서 철 및 니켈과 0.01wt%이하의 보론(boron)을 포함하는 철-니켈-기계 합금으로 구성되고, 10㎛이하의 입자크기를 갖는 비재결정 구조를 갖는 새도우마스크 판소재가 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 철-니켈-기재 합금으로 구성된 판소재, 상기 판소재에 형성된 다수의 섬세한 전자빔 통과구멍 및 상기 판소재 표면에 형성된 흑막(black film)으로 이루어지고, 주요 구성요소로서 철 및 니켈을 포함하는 철-니켈-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하의 입자크기를 갖는 비재결정 구조를 갖는 판소재에 다수의 섬세한 전자빔 통과구멍을 형성하는 단계, 상기 판소재를 가압성형하는 단계 및 상기 판소재의 표면에 흑막을 형성하는 단계로 이루어지는 방법에 의해 제조되는 새도우마스크가 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 철-니켈-기재 합금으로 구성된 판소재, 상기 판소재에 형성된 다수의 섬세한 전자빔 통과구멍 및 상기 판소재의 표면에 형성된 흑막으로 이루어지고, 주요 구성요소로서 철 및 니켈과 0.01wt% 이하의 보론을 포함하는 철-니켈-기재합금으로 구성되고, 10㎛이하의 입자크기를 갖는 비재결정 구조를 갖는 판소재에 다수의 섬세한 전자빔 통과구멍을 형성하는 단계, 상기 판소재를 가압성형하는 단계 및 상기 판소재의 표면에 흑막을 형성하는 단계로 이루어지는 방법에 의해 제조되는 새도우마스크가 제공된다.

본 발명의 다른 목적 및 잇점은 다음 설명에서 나타내어지고, 부분적으로는 설명으로부터 명백해지고, 부분적으로 발명의 실시예에 의해 알 수 있을 것이다. 발명의 목적 및 잇점은 첨부된 청구범위에서 특히 나타내어져 있는 수단과 조합에 의해 이해를 얻을 수 있을 것이다

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참고로 하여 발명의 바람직한 구체적인 실시예를 들어 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 새도우마스크 판소재는 주요 구성요소로서 철과 니켈을 포함하는 철-니켈-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하의 입자크기를 갖는 비재결정 구조를 갖는다.

상기 철-니켈-기재 합금은 20 내지 48wt%의 니켈을 포함하고, 본질적으로 나머지가 철로 구성되는 조성물을 갖는 것이 바람직하다. 만약 니켈의 양이 상기 범위를 벗어나면, 새도우마스크 판소재의 열팽창 계수는 더 이상 7×10^-6/℃이하를 유지할 수 없다. 그러므로, 전자빔 충돌로 인한 온도상승으로 전자빔 통과구멍의 위치변이가 증가하고, 이것은 결과적으로 필요한 기능을 갖는 새도우마스크를 얻는 것을 어렵게 한다. 상기 니켈의 양은 30과 40wt% 사이의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.

이러한 철-니켈-기재 합금에서, 니켈의 부분은 코발트(Co)와 크롬(Cr) 중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 대체될 수도 있다. 상기 코발트 및 크롬 대체원소의 양은 각각 0.01 내지 10wt%와 0.01내지 5wt%인 것이 바람직하다. 그러나 만약 니켈이 상기 코발트 및 크롬 둘 다로 대체되어야 한다면, 코발트의 양이 크롬의 양보다 더 큰 것이 바람직하다.

상기 철-니켈-기재 합금은 0.01wt% 이하의 보론을 포함할 수도 있다. 상기 보론을 포함하는 철-니켈-기재 합금으로 구성된 판소재는 강도와 휨저항이 개선된다. 더욱이, 비재결정 구조는 보론을 포함하는 판소재의 경우에 더 안정적이다. 상기 철-니켈-기재 합금내의 보론 함유량은 이후에 설명될 이유로 제한된다. 즉 만약 상기 보론 함유량이 0.1wt% 이상이 되면, 고온처리 특성, 에칭특성 및 가압성형 특성이 저하될 수도 있다. 보론 함유량의 최처 한계는 0.0001wt%인 것이 바람직하다. 상기 보론 함유량은 0.001wt% 내지 0.008wt%인 것이 더욱 바람직하다. 상기 철-니켈-기재 합금은 불가피하게 불순물 원소, 예를 들면 모두 중량비로 나타낼 때 환원제로서 0.02%이하의 탄소(C), 0.02%이하의 알루미늄(A1), 0.01%이하의 황(S), 0.1%이하의 인(P), 0.02%이하의 몰리브덴(Mo), 50ppm이하의 질소, 100ppm이하의 산소, 0.5%이하의 망간(Mn) 및 0.1% 이하의 실리콘(Si)을 포함할 수도 있다.

철-니켈-기재 합금, 예를 들면 f.c.c. 결정을 갖는 불변강 합금의 판 표면의 결정방향은 냉각처리 또는 그 비슷한 처리에 의해 110결정면으로 방향을 이루고, 어닐링에 의해 재결정이 실행되는 동안 상기 결정학상의 축은 판표면이 100결정면을 향하도록 회전한다. 앞서 언급한 비결정 구조(unrecrystallized texture)는 새도우마스크의 재결정처리중에 재결정을 완성하기 위하여 상기 결정축의 회전이 끝나기 전의 구조를 의미한다. 더욱 상세히 설명하면, 그것은 상기 판소재가 재결정되는 동안 결정측이 정렬되지 않고 방향을 이루지 못한 구조를 의미한다. 상기 비재결정 구조는 10㎛이하의 입자크기를 갖는 재결정 입자를 거의 포함하지 않을 수도 있음에 유의해야 한다.

본 발명에 따른 새도우마스크 판소재의 입자크기는 비재결정 구조를 한정하는 인덱스(index)뿐만 아니라, 에칭된 표면의 상태에도 영향을 미친다. 만약 상기 입자크기가 10㎛를 초과하면, 상기 에칭된 표면은 부드럽지 못할 뿐아니라, 포토에칭에 의해 전자빔 통과구멍의 형성이 고르지 못하게 된다. 상기 입자크기는 5㎛이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따른 새도우마스크 판소재에 있어서, 표면상에 적어도 {111}, {200}, {220} 및 {311} 결정면의 X선 회절 피크비(peak ratio)가 20 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 이들 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100이라 하면 25 이상인 것이 좋다. 특히, 최고의 X선 회절 피크가 100이라고 할 때 표면상에서 적어도 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면 중에서 적어도 두 결정면의 X선 회절 피크비가 70 이상인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따른 새도우마스크 판소재는 230이하의 경도(또는 7이상의 Erichsen값)를 가지며, 더욱 바람직하기로는 210이하의 경도를 갖는다. 그런 새도우마스크 판소재는 가압성형 특성이 개선된다.

본 발명에 따른 새도우마스크 판소재는 예를 들면 다음과 같은 방법에 의해 제조된다.

먼저, 니켈, 불가피한 불순물 원소, 그리고 나머지 구성요소로서 철을 포함하는 조성물을 갖거나 더욱더 나아가서 이들 구성요소에다가 미리 결정된 양의 보론을 포함하는 조성물을 갖는 합금 잉곳트가 형성되고 열간가공 단계로 넘겨진다. 그리고 나서 상기 합성물질은 포오징되어 900℃이상의 온도(바람직하기로는 1000내지 1200℃)에서 열간압연된다. 계속해서, 상기 합성물은 냉각 압연에 의해 미리 결정된 두께를 갖는 판으로 형성된다. 마지막으로, 상기 합성판 소재는 재결정 온도보다 더 아래로 조절된 온도에서 연화 어닐링 처리단계로 보내어지고 그에 의해 새도우마스크 판소재가 제조된다.

본 발명에 따른 상기 새도우마스크 판소재는 주요 구성요소로서 철 및 니켈을 포함하는 철-니켈-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하의 입자크기를 갖는 비재결정구조, 즉 아주 섬세한 결정입자가 서로 집합되어 있는 구조를 갖는다. 이런 이유로, 상기 판소재는 전자빔 통과구멍을 형성하기 위한 에칭특성이 개선된다. 즉, 에칭은 상기 판소재상에서 극히 미세한 지점으로부터 원하는 방향으로 균일하게 진행되기 때문에 에칭된 표면에 수직을 이루고, 위치 및 모양이 균일한 전자빔 통과구멍을 형성할 수 있다. 그러므로, 고도로 정확하고 섬세한 전자빔 통과구멍이 상기 판소재내에 형성될 수 있다.

더욱이, 비재결정 구조를 갖고, 결정면 중에서 가장 높은 X선 회절피크가 100이라고 할 때 적어도 표면상 {111}, {200}, {220} 및 {311}결정면의 X선 회절 피크비가 20 이상인 것이 바람직한 새도우마스크 판소재에 있어서, 섬세한 결정입자가 집합되며, 결정면에 차이를 둔 에칭 이방성이 감소된다. 그러므로, 이러한 판소재를 위한 포토에칭을 수행함에 의해 매우 정확하고 섬세한 전자빔 통과구멍이 고도의 재생산성으로 형성될 수 있다.

더욱더 나아가서, 상기 새도우마스크 판소재는 낮은 열팽창 계수를 갖는 니켈-철-기재 합금으로 구성되어 있기 때문에, 비록 전자빔의 충돌로 인해 온도가 상승하더라도 상기와 같은 판소재로 제조된 새도우마스크에서는 전자빔 통과구멍의 위치변이가 억제될 수 있다.

또한, 미리 결정된 양의 보론을 포함하는 니켈-철-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하의 입자크기를 갖는 비재결정 구조를 갖는 새도우마스크 판소재는 우수한 에칭특성뿐 아니라 높은 강도를 갖는다. 이것은 흑막의 형성후에 함몰 및 휨으로 인한 결함의 발생을 방지할 수 있다.

즉, 만약 니켈-철-기재 합금으로 구성되는 판소재가 제조원가를 절감하기 위하여 박막으로 형성된다면 상기 판소재의 강도는 감소한다. 그러므로, 만약 이러한 판소재내에서 전자빔 통과구멍이 형성된 후에 흑막이 형성된다면, 얻어진 새도우마스크의 표면에 함몰이나 휨이 발생할 수 있고, 결과적으로 결함있는 생산물을 초래하게 된다.

앞서 언급한 바와 같이 미리 결정된 양의 보론을 포함하는 니켈-철-기재 합금으로 이루어지고, 비재결정 구조를 갖는 판소재는 박막 형성 및 흑막의 형성후에 강도에 있어서 현저히 개선된다. 결과적으로, 이러한 판소재로 제조된 새도우마스크의 표면상의 함몰 및 휨이 억제되므로, 이것은 함몰이나 또는 그와 비슷한 것으로 인해 야기되는 결함의 발생을 억제한다.

이러한 이유로 미리 결정된 양의 보론을 포함하는 니켈-철-기재 합금으로 이루어지는 판소재가 비재결정 구조를 갖고, 이러한 비재결정 구조는 보론의 부가에 의해 안정화되기 때문에 강도는 현저히 개선될 수 있을 것으로 평가된다.

그러나, 미리 결정된 양의 보론을 포함하는 니켈-철-기재 합금으로 이루어지고, 재결정 구조를 갖는 판소재와, 보론이 부가되지 않은 니켈-철-기재 합금으로 이루어지고, 비재결정 구조를 판소재에 있어서는 함몰 및 침을 억제하는 것이 어렵다.

본 발명에 따른 새도우마스크가 장착될 컬러-CRT가 제1도를 참고로 하여 이후 설명된다.

제1도에 나타내어진 바와 같이, 컬러-CRT는 유리덮개(1), 3개의 전자빔을 방출하는 인-라인(in-line) 전차총(3) 및 전자빔(11)에 의해 여기되었을 때 가시광선을 방출하는 적색, 녹색, 청색 형광체를 포함하는 형광스크린(5)으로 이루어진다. 전자총(3)은 상기 덮개(1)의 네크부(neck portion)(2)에 위치되고, 원통형으로 반복되는 색의 수직띠로 배열된 형광체는 상기 덮개(1) 패널의 내측표면상에 코팅되어 있다. 상기 네크부(2)를 상기 패널(4)과 연결하면 상기 덮개(1)의 퍼넬부(12)가 된다. 전자빔(11)은 상기 네크부(2)를 둘러싸고 있는 편향요크(10)에서 생성된 자계에 의해 편향된다.

형광스크린(5) 가까이에는 다수의 수직방향의 사각 통과구멍(도시되지 않음)을 갖는 새도우마스크(6)가 위치된다. 상기 새도우마스크(6)는 패널(4)의 측벽에 끼워져 있는 다수의 패널핀(13)상에 착탈가능하게 탑재된 프레임 홀더(8)에 의해 상기 덮개내에 지지된 마스크프레임(7)에 부착된다. 상기 마스크프레임(7)에 또한 부착된 내측실드(9)는 지자기 효과로부터 전자빔(11)을 보호하면서 퍼넬(12)을 따라 전자총(3) 쪽으로 향하는 경로의 일부로 뻗어있다. 전자총(3)으로부터 발사된 전자빔(11)은 가속되고, 편향요크(10)에 의해 편향된 후 집중된다. 그리고 나서 그들은 새도우마스크(6)의 통과구멍을 통과하여 형광스크린(5)에 충돌하여 컬러영상을 만들어 낸다.

상기 새도우마스크는 철-니켈-기재 합금으로 구성된 판소재, 상기 판소재에 형성된 다수의 섬세한 전자빔 통과구멍 및 상기 판소재의 표면상에 형성된 흑막으로 이루어지고, 주요 구성요소로서 철과 니켈을 포함하는 철-니켈-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하 입자크기의 비재결정 구조를 갖는 판소재에 다수의 섬세한 전자빔 통과구멍을 형성하는 단계, 상기 판소재를 가압성형하는 단계 및 상기 판소재의 표면에 흑막을 형성하는 단계로 이루어지는 방법에 의해 제조된다.

상기 철-니켈-기재 합금은 20 내지 48wt%의 니켈을 포함하고, 나머지가 주로 철로 구성되는 조성물을 갖는 것이 바람직하다. 만약 상기 니켈의 양이 이러한 범위를 벗어나면, 상기 새도우마스크 판소재의 열팽창 계수는 더 이상 7×10^-6/℃이하를 유지하지 못한다. 그러므로, 전자의 충돌로 온도가 상승하게 되고, 그로인해 전자빔 통과구멍의 위치변이가 증가하고, 이것은 결과적으로 필요한 기능을 갖는 새도우마스크를 얻는 것을 어렵게 한다. 상기 니켈의 양은 30과 40wt% 사이의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.이러한 철-니켈-기재 합금에서, 니켈부분은 코발트와 크롬중에서 선택된 적어도 하나의 금속으로 대체될 수도 있다. 상기 코발트 및 크롬의 대체량은 각각 0.01 내지 10wt%와 0.01 내지 5wt%인 것이 바람직하다. 그러나 만약 니켈이 코발트와 크롬 둘 다와 대체되어야 한다면, 상기 코발트의 양은 크롬의 양보다 큰 것이 좋다.

상기 철-니켈-기재 합금은 0.01wt%이하의 보론을 포함할 수도 있다. 상기와 같은 보론을 포함하는 철-니켈-기재 합금으로 구성된 판소재는 강도와 휨저항이 개선된다. 더욱이, 비재결정 구조가 보론을 포함하는 판소재에서는 안정된다. 상기 철-니켈-기재 합금내 보론 함유량은 앞서 언급된 판소재에 대하여 설명된 것과 동일한 이유로 제한된다. 보론 함유량의 최저 한계는 0.0001wt%인 것이 바람직하다. 상기 보론 함유량은 0.001 내지 0.008wt%인 것이 더욱 바람직하다.

상기 철-니켈-기재 합금은 불가피하게 불순물 원소, 예를들면 모두 중량비로 나타내었을 때 환원제로서 0.02%이하의 탄소, 0.02%이하의 알루미늄, 0.01%이하, 황, 0.1%이하의 인, 0.02%이하의 몰리브덴, 50ppm 이하의 질소, 100ppm이하의 산소, 0.5%이하의 망간 및 0.1%이하의 실리콘을 포함할 수도 있다.

상기 판소재의 입자크기는 비재결정 구조를 한정하는 인덱스 뿐만 아니라, 에칭된 표면의 상태에도 영향을 미친다. 만약 상기 입자크기가 10㎛를 초과하면, 상기 에칭된 표면은 부드럽지 못하고, 포토에칭에 의한 전자빔 통과구멍의 형성이 고르지 못하게 된다. 상기 입자크기는 5㎛이하인 것이 더욱 바람직하다.

상기 판소재에 있어서는, 표면상 적어도 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 X선의 회절 피크비가 20이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 이들 결정면의 가장높은 X선 회절 피크가 100이라고 할 때 25이상인 것이 좋다. 특히, 상기 표면에 있어서 적어도 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100이라고 할 때, 적어도 두 결정면의 X선 회절 피크비가 70 이상인 것이 더욱 바람직하다.

상기 판소재는 또한 0.1 내지 0.3mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 특히 상기 판소재가 보론을 포함할 때 상기 두께는 0.1 내지 0.18mm로 줄일 수 있다.

상기 판소재는 230이하의 경도(hardness)(또는 7이상의 Erichsen값)를 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 210이하인 것이 좋다. 그러한 판소재에 있어서는 가압성형 특성이 개선된다.

앞서 설명된 본 발명에 따른 새도우마스크는 주요 구성요소로서 철과 니켈을 포함하는 철-니켈-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하 입자크기의 비재결정 구조를 갖는 판소재에 대하여 포토에칭을 실시하여, 그에 의해 다수의 섬세한 전자빔 통과구멍을 형성하는 단계, 상기 판소재를 가압성형하는 단계 및 상기 판소재의 표면에 흑막을 형성하는 단계에 의해 제조된다.

미리 결정된 입자크기의 비재결정 구조를 갖는 판소재는 아주 섬세한 결정입자가 함께 모여 있기 때문에 포토에칭에 의해 고도로 정확하고 섬세한 전자빔 통과 구멍이 형성될 수 있다. 특히 비재결정 구조를 갖고 표면상의 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100이라고 할 때 적어도 이들 결정면의 X선 회절 피크비가 20이상인 것이 바람직한 판소재에 있어서는, 섬세한 결정입자가 집합되어 있으므로 결정면의 차이에 기인한 에칭 이방성이 현저히 줄어든다. 그러므로, 이러한 판소재에 포토에칭을 실시함에 의해 고도로 정확하고 섬세한 전자빔 통과구멍이 높은 재생산성을 갖고 형성된 새도우마스크를 얻을 수가 있다.

더욱이, 낮은 열팽창 계수를 갖기 때문에, 상기 판소재로 제조된 새도우마스크에 있어서는 비록 전자빔의 충돌로 인해 온도가 상승하더라도 전자빔 통과구멍의 위치변이가 억제될 수 있다. 이것은 결과적으로 컬러가 잘못 나타내어지는 것을 방지할 수 있게 한다.

더욱이, 가압성형 처리후 흑막을 형성하므로써 표면의 열팽창 특성을 개선할 수 있다. 결과적으로, 표면의 온도상승으로 인해 기인되는 색번짐이 제거된 새도우마스크를 얻을 수 있게 된다.

또한, 미리 결정된 양의 보론을 포함하는 니켈-철-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하 입자크기의 비재결정 구조를 갖는 판소재로 제조된 새도우마스크는 전자빔 통과구멍의 형성과 가압성형 처리를 통해 우수한 에칭특성 뿐아니라 높은 강도를 얻게 된다. 이것은 흑막의 형성후 함몰과 휨으로 인해 결함이 발생되는 것을 막을 수 있다.

이후 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.

[실시예 1]

36.2wt%의 니켈과, 예를 들면 인, 실리콘, 망간과 같은 0.1wt%이하의 불가피한 불순물과, 나머지 구성성분으로서 철로 구성되는 불변강 합금이 600mm폭, 10m 길이, 150mm 두께, 5톤 중량의 잉곳트를 형성하기 위해 융합되었다. 그리고 나서 상기 잉곳트는 1150℃에서 4시간 동안 가열된 후 열간가공에 의해 4mm 두께의 판소재로 형성되었다. 계속해서, 이러한 판소재는 1100℃에서 4시간동안 어닐링 처리되고 0.7mm두께의 판소재로 냉간압연되었다. 상기와 같이 얻어낸 판소재는 800℃에서의 중간 어닐링 처리로 보내어지고 0.3mm 두께의 판소재로 냉간압연된다. 계속해서, 상기 판소재는 850℃에서 1분간 어닐링 처리되고 0.2mm 두께의 판소재로 냉간압연된다. 그후, 상기 판소재는 오븐장치내에서 재결정 온도 이하인 800℃로 10초의 정지기간동안 연화 어닐링 처리로 보내어진 후, 스킨패스(skinpass)에 의해 평탄화되며, 그에 의해 새도우마스크 판소재가 생산된다. 상기 판소재의 연화 어닐링 처리단계에서의 최고 온도는 비록 그것이 실제로는 정확히 측정될 수 없을 지라도 대략 700℃로 산정되어 있음에 유의해야 한다.

제2도는 상기 실시예 1의 새도우마스크 판소재에 대한 광학현미경(500배) 사진을 보여주고 있고, 제3도는 상기 판소재의 전자 현미경사진을 보여주고 있다. 제2도 및 제3도로부터 상기 실시예 1의 새도우마스크 판소재가 10㎛이하의 섬세한 결정입자로 구성되는 비재결정 구조를 가짐이 확인되었다.

[비교실시예 1]

36.2wt%의 니켈과, 예를 들면, 인, 실리콘, 망간과 같은 0.1wt%이하의 불가피한 불순물과, 나머지 구성성분으로서 철로 구성되는 불변강 합금이 600mm 폭, 10m 길이, 150mm 두께, 5톤 중량의 잉곳트를 형성하기 위해 융해되었다. 그리고 나서 상기 잉곳트는 1150℃에서 4시간 동안 가열된 후 열간가공에 의해 4mm 두께의 판소재로 형성되었다. 계속해서, 이러한 판소재는 1100℃에서 4시간동안 어닐링 처리된 후 0.7mm두께의 판소재로 냉간압연되었다. 상기와 같이 하여 합성된 판소재는 1000℃에서의 중간 어닐링 처리된 후 0.2mm 두께의 판소재로 냉간압연 되었다. 계속해서, 상기 판소재는 900℃에서 1분간 어닐링 처리된 후 스킨패스에 의해 평탄화되므로써, 새도우마스크 판소재가 생산된다.

제4도는 비교실시예 1의 새도우마스크 판소재에 대한 광학현미경사진(500배)을 보여주며, 제5도는 상기 판소재의 전자 현미경사진을 보여주고 있다. 제4도 및 제5도로부터 상기 비교실시예 1의 새도우마스크 판소재가 큰 입자크기로 구성되는 완전한 재결정 구조를 가짐을 확인되었다.

상기 실시예 1 및 비교실시예 1에 따른 새도우마스크 판소재의 제조단계는 그들 사이의 차이를 나타내기 위하여 다음의 표 1로 주어진다.

1.7×0.7mm의 설계크기를 갖는 사각의 전자빔 통과구멍은 실시예 1 및 비교실시예 1의 새도우마스크 판소재 각각에 대해 종래의 포토에칭 처리를 행함에 의해 형성된다. 결과적으로, 실시예 1의 판소재에 있어서는, 크기와 모양 양쪽 다 균일한 전자빔 통과구멍이 전체 표면에 걸쳐 형성되며 에칭된 표면상에 어떠한 불균일함도 발견되지 않았다. 반대로, 비교실시예 1의 판소재에 있어서는, 에칭의 정확도가 실시예 1의 판소재의 정확도보다 더 낮고, 에칭된 표면상에 불균일함도 발견된다.

전자빙 통과구멍이 형성된 실시예 1의 판소재를 가압성형하고 그 위에 흑막을 형성함에 의해 백불균일성(white uneveness)이 없는 고품질의 새도우마스크가 얻어질 수 있었다.

[실시예 2]

36wt%의 니켈과, 예를 들면 인, 실리콘, 망간과 같은 0.1wt% 이하의 불가피한 불순물과, 나머지 구성요소로서 철로 구성되는 불변강 합금이 600mm 폭, 10m 길이, 150mm 두께, 5톤 중량의 잉곳트를 형성하기 위하여 융합되었다.

그리고 나서 상기 잉곳트는 1200℃에서 4시간동안 가열된 후 열간가공에 의해 3mm 두께의 판소재로 형성되었다. 계속해서, 이러한 판소재는 1100℃로 4시간동안 어닐링 처리되고 0.7mm 두께의 판소재로 냉간압연 처리되었다.

상기와 같이 하여 합성된 판소재는 900℃로 중간 어닐링 처리되고 0.25mm 두께의 판소재로 냉간압연 처리되었다. 계속해서, 상기 판소재는 620℃로 연속 어닐링처리되고, 스킨패스에 의해 평탄화됨으로써 새도우마스크 판소재가 제조된다. 이러한 판소재의 제조시에는 냉간업연 처리 단계에서의 작업률이 50%이상이라는 점에 유의해야 한다.

실시예 2로부터 얻어진 새도우마스크 판소재의 전체 표면에 대해 X선 회절이 실시되었다. 결과적으로, 제6도에 나타내어져 있는 바와 같이, {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 X선 회절 피크가 분명히 나타내어져 있다. 더욱이, 다음의 표 2 및 표 2-1에 나타내어져 있는 바와 같이 가장 높은 X선 회절 피크에서 {200}결정면의 피크높이가 100이라고 했을 때, 그 밖의 {111}, {220}, {311} 결정면의 X선 회절피크비는 각각 72, 98, 42였다.

제7도는 실시예 2의 새도우마스크 판소재에 대한 광학 현미경사진(500배)을 보여주고 있고, 제8도는 상기 판소재에 대한 전자현미경 사진을 보여주고 있다. 제7도 및 제8도로부터 상기 실시예2의 새도우마스크 판소재가 10㎛이하의 섬세한 결정입자로 구성되는 비재결정 구조를 갖고 그의 천이밀도(transition density)도 높다는 것이 확인되었다.

[비교실시예 2]

실시예 2와 마찬가지의 잉곳트가 1300℃에서 4시간동안 가열된 후 3mm 두께의 판소재로 형성되었다. 계속해서, 이러한 판소재는 1100℃에서 4시간동안 어닐링 처리된 후 0.7mm 두께의 판소재로 냉간압연 처리되었다.

상기와 같이 하여 얻어진 판소재는 1000℃에서 10분간 중간 어닐링 처리되고 0.25mm 두께의 판소재로 냉간압연 처리되었다. 계속해서, 상기 판소재는 800℃에서 10분간 어닐링 처리된 후, 스킨패스에 의해 평탄화됨으로써 새도우마스크 판소재가 제조된다.

상기 비교실시예 2로부터 얻어진 새도우마스크 판소재의 전체 표면에 대해 X선 회절이 실시되었다. 결과적으로, 제9도에 나타내어져 있는 바와 같이, {111} 및 {200} 결정면의 X선 회절 피크가 분명히 나타나지만, {200} 및 {311} 결정면은 낮은 값을 나타낸다. 더욱이, 다음의 표 2에서 나타내어져 있는 바와 같이 가장 높은 X선 회절 피크에서 {111}결정면의 피크높이가 100이라고 할 때, 나머지 다른 {200}, {220}, {311} 결정면의 X선 회절피크비는 각각 84, 12, 9였다. 제10도는 비교실시예 2의 새도우마스크 판소재에 대한 광학 현미경사진(500배)을 보여주고 있으며, 제11도는 상기 판소재의 전자현미경 사진을 보여주고 있다. 제10도 와 제11도로부터 비교실시예 2의 새도우마스크 판소재가 큰 결정입자로 구성되는 완전한 재결정 구조를 가지며, 그의 천이밀도도 매우 낮음이 확인되었다.

[비교실시예 3-6]

다른 4가지 형태의 새도우마스크 판소재가 다음의 표2 및 표2-1에서 나타내어진 바와 같이 제조하는 동안 냉간압연 처리 작업률과 마지막 어닐링 처리온도가 변화된 것을 제외하고는 동일한 방법을 따라 제조되었다.

상기 비교실시예 3 내지 6으로부터 얻어진 새도우마스크 판소재 각각의 전체 표면에 대해 X선 회절이 실시되었다. 결과적으로, {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 X선회절 피크비는 표2 및 표2-1에 나타내어진 바와 같다.(그때 이들 결정면의 가장 높은 X선회절 피크는 100이라고 가정한다). 더욱이, 비교실시예 2에서와 마찬가지로, 비교실시예 3 내지 6의 판소재는 모두 큰 결정입자로 구성되는 완전한 재결정 구조를 갖고, 그의 천이밀도도 낮았다.

실제크기 1.7×0.7mm를 갖는 사각의 전자빔 통과구멍이 상기 실시예2와 비교 실시예 2 내지 6의 새도우마스크 판소재 각각에 종래의 포토에칭 방법에 의해 형성되었으며, 그에 의해 에칭특성이 점검되었다. 상기 에칭특성은 만약 상기 전자빔 통과구멍의 크기정확도가 2% 이내이면 우수함(excellent), 통과구멍 크기의 정확도가 5% 이내이면 양호함(good), 7% 이상이면 없음(none)으로 판정되었다. 상기 결과는 다음의 표2 및 표 2-1에 나타내어져 있다. 상기 에칭처리에 있어서, 실시예 2의 판소재의 경우 크기와 모양에 있어서 모두 균일한 전자빔 통과구멍이 전체 표면에 걸쳐 형성되었고 에칭표면상에 어떠한 불균일도 발견되지 않았다. 반대로, 비교실시예 2 내지 6의 판소재에 있어서는 어느것이나 에칭 정확도가 실시예 2의 소재의 애칭 정확도보다 낮았으며 에칭된 표면상에 불균일도 발견된다.

전자빔 통과구멍이 형성된 상기 실시예 2와 비교실시예 2내지 6의 판소재 각각을 가압성형하고 그 위에 흑막을 형성함에 의해 백색 불균일의 발생상태가 점검되었다. 상기 백색 불균일은 눈으로 확인하여 판정되었다.

그 결과가 또한 표2 및 표 2-1에 주어진다. 상기 표 2 및 표 2-1는 또한 실시예 2와 비교실시예 2 내지 6의 새도우마스크 판소재의 결정구조를 나타내고 있음에 주목하시오.

표 2 및 표 2-1로부터 분명히 알수 있는 바와 같이, 표면상의 {111}. {200}, {220}, {311} 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100일 때 이들 결정면의 X선 회절 피크비가 20이상이고, 비재결정 구조를 갖는 실시예 2의 새도우마스크 판소재는 전자빔 통과구멍을 형성하기에 우수한 에칭특성을 갖는다. 이러한 판소재로부터 백색 불균일이 제거된 고품질의 새도우마스크가 형성될 수 있음도 밝혀졌다. 반대로, 표면상 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 가장 높은 X선 회절피크가 100일 때 이들 결정면의 X선회절 피크비들중의 하나가 20이하이고, 재결정 구조를 갖는 비교실시예 2 내지 5의 새도우마스크 판소재는 전자빔 통과구멍을 형성하기에 불만족스러운 에칭특성을 갖고 있으며, 이러한 판소재로 형성된 새도우마스크는 백색 불균일을 야기한다. 특히, 상기 비교실시예 2 내지 5의 새도우마스크 판소재 에칭특성은 현저히 낮다.

더욱이, 비록 표면상 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100이라고 했을 때 이들 결정면의 X선 회절 피크비가 20이상이고, 재결정 구조를 갖는 비교실시예 6의 새도우마스크 판소재가 전자빔 통과구멍을 형성하기에 양호한 에칭특성을 가지고 있을지라도 이러한 판소재로 형성된 새도우마스크는 백색 불균일을 일으키게 된다.

[실시예 3]

잉곳트가 32wt%의 니켈, 5wt%의 코발트, 예를 들면 인, 실리콘, 망간과 같은 0.1wt% 이하의 불가피한 불순물 및 그 나머지 구성요소가 철로 구성되는 합금으로 만들어지고, 마지막 어닐링 처리가 620℃에서 실시되었다는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법을 따라 새도우마스크 판소재가 제조되었다. 실시예3 내지 5로부터 얻어진 새도우마스크 판소재 각각의 전체 표면에 대해서도 X선 회절이 실시되었다. 결과적으로, {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 X선 회절 피크는 표 3에 나타내어진 바와 같다.(이때 이들 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크는 100이라고 가정한다). 더욱이, 전자 현미경사진과 광학 현미경사진을 사용한 관찰로부터 실시예 3 내지 5의 모든 판소재가 10㎛ 이하의 섬세한 결정입자로 구성되는 비재결정은 구조를 갖고 그의 천이밀도도 매우 높음이 밝혀졌다.

1.7×0.7mm의 설계크기를 갖는 사각의 전자빔 통과구멍은 상기 실시예 3 내지 5의 새도우마스크 판소재 각각에 대해 종래의 포토에칭 처리에 의해 형성될 수 있었으며, 그에 의해 실시예 2에서와 같은 산정방식을 따라 에칭특성을 점검하였다. 그 결과가 다음의 표 3에 나타내어져 있다. 상기 에칭처리에 있어서 실시예 3 내지 5의 판소재는 모두 크기와 모양에 있어서 균일한 전자빔 통과구멍이 전체면에 걸쳐 형성되어 있었고, 에칭된 표면상에 어떠한 불균일도 발견되지 않았다.

백색 불균일의 발생상태는 전자빔 통과구멍이 형성된 실시예 3 내지 5의 판소재 각각을 가압성형하고, 그 위에 흑막을 형성함에 의해 점검되었다.

상기 백색 불균일은 육안으로 판정되었다. 상기 결과가 또한 표 3에 주어져 있다. 표3은 또한 실시예 3 내지 5의 새도우마스크 판소재의 결정구조를 보여주고 있음에 유의하시오.

표 3으로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 표면상 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100이라고 했을 때 이들 결정면의 X선 회절 피크비가 20이상이고, 비재결정 구조를 갖는 실시예 3 내지 5의 새도우마스크 판소재는 전자빔 통과구멍을 형성하기에 우수한 에칭특성을 갖는다. 또한 백색 불균일이 제거된 고품질의 새도우마스크가 이들 판소재로 형성될 수 있음도 밝혀졌다.

더욱이, 크롬을 포함하는 판소재로 구성된 새도우마스크 각각은 그의 표면에 안정된 흑막이 형성되었고, 우수한 열방출 특성을 가지고 있었다.

[실시예 6]

36.2wt%의 니켈, 0.0002wt%의 바륨, 예를 들면 인, 실리콘, 망간과 같은 0.1wt% 이하의 불가피한 불순물 및 나머지 구성요소가 철로 구성되는 불변강 합금이 5톤 중량의 잉곳트를 형성하기 위해 융합되었다. 그리고 나서 상기 잉곳트는 1150℃에서 4시간동안 가열된 후 열간가공에 의해 4mm 두께의 판소재로 형성된다. 계속해서, 이러한 판소재는 1100℃에서 4시간 동안 어닐링 처리된 후 0.7mm 두께의 판소재로 냉간압연 처리된다. 상기와 같이 하여 얻어진 판소재는 800℃에서 중간 어닐링 처리된 후 0.3mm 두께의 판소재로 냉간압연 처리된다. 계속해서, 상기 판소재는 850℃에서 1분간 어닐링 처리된 후 0.2mm 두께의 판소재로 냉간압연 처리된다. 그후, 상기 판소재는 재결정 온도 이하의 온도인 800℃의 오븐장치내에서 10초의 정지기간 동안 연화 어닐링 처리되고 스킨패스에 의해 평탄화됨으로써 새도우마스크 판소재가 제조된다. 상기 연화 어닐링 처리단계에서 판소재의 최대온도는 비록 정확히 측정될 수는 없을지라도 대략 700℃인 것으로 판정됨에 유의해야 한다.

상기 실시예 6의 새도우마스크 판소재는 전자 및 광학 현미경 사진을 사용한 관찰에 의해 10㎛이하의 섬세한 결정입자로 구성되는 비재결정 구조를 가지는 것으로 밝혀졌다.

[실시예 7]

36.2wt%의 니켈, 0.003wt%의 바륨, 예를 들면 인, 실리콘, 망간과 같은 0.1wt%이하의 불가피한 불순물 및 나머지 구성요소가 철로 구성되는 불변강 합금으로 만들어진 잉곳트가 사용되었다는 것을 제외하고는 실시예 6에서와 동일한 방법에 따라 새도우마스크 판소재가 제조되었다. 상기 새도우마스크 판소재는 전자 및 광학 현미경사진을 이용하여 관찰함에 의해 10㎛이하의 섬세한 결정입자로 구성된 비재결정 구조를 갖는 것으로 밝혀졌다.

[실시예 8]

36.2wt%의 니켈, 0.005wt%, 예를 들면 인, 실리콘, 망간과 같은 0.1wt%이하의 불가피한 불순물 및 나머지 구성요소가 철로 구성되는 불변강 합금으로 만들어진 잉콧트가 사용되었다는 것을 제외하고 실시예 6과 동일한 방법을 따라 새도우마스크 판소재가 제조되었다. 이러한 새도우마스크 판소재는 전자 및 광학 현미경사진을 이용하여 관찰함에 의해 10㎛이하의 섬세한 결정입자로 구성된 비재결정 구조를 갖는 것으로 밝혀졌다.

[실시예 9]

33.7wt%의 니켈, 0.008wt%의 바륨, 1.5wt%의 코발트, 1.0wt%의 크롬, 예를 들면 인, 실리콘, 망간과 같은 0.1wt% 이하의 불가피한 불순물 및 나머지 구성요소가 철로 구성되는 불변강 합금으로 만들어진 잉곳트가 사용되었다는 것을 제외하고 실시예 6과 동일한 방법을 따라 새도우마스크 판소재가 제조되었다. 이러한 새도우마스크 판소재는 전자 및 광학 현미경사진을 이용하여 관찰함에 의해 10㎛이하의 섬세한 결정입자로 구성된 비재결정 구조를 갖는 것으로 밝혀졌다.

[비교실시예 7]

36.2wt%의 니켈, 0.005wt%의 바륨, 예를 들면 인, 실리콘, 망간과 같은 0.1wt%이하의 불가피한 불순물 및 나머지 구성요소가 철로 구성되는 불변강 합금으로 만들어진 잉곳트가 사용되었고, 900℃에서 30초동안 저온어닐링 처리가 실시되었다는 것을 제외하고 실시예 6과 동일한 방법을 따라 새도우마스크 판소재가 제조되었다.

이러한 새도우마스크 판소재는 전자 및 광학 현미경사진을 이용하여 관찰함에 의해 큰 결정입자로 구성되는 완전한 재결정 구조를 갖는 것으로 밝혀졌다.

1.7×0.7mm의 설계크기를 갖는 사각의 전자빔 통과구멍은 상기 실시예 6 내지 9와 비교실시예 7의 새도우마스크 판소재 각각에 대해 종래의 포토에칭 처리에 의해 형성될 수 있었으며, 가압성형 및 흑막의 형성이 실시되었다. 그리고 나서 각각의 실시예로부터 얻어진 새도우마스크는 흑막이 형성된 후 전자빔 통과구멍의 형성시 에칭특성, 가압특성 및 마스크 표면상의 함몰과 휨의 파손결함을 점검하기 위해 보내어졌다. 그 결과가 다음의 표 4에 요약되어 있다. 에칭특성은 실시예 2와 동일한 판정방식에 따라 실시되었고, 파손결함은 100개의 판소재당 결함있는 판소재의 수로 판정하였으며, 표 4에는 또한 실시예 5 내지 9와 비교실시예 7로부터 얻어진 새도우마스크 판소재의 결정구조도 나타내어져 있다.

* 2휨 파손 : 마스크에 수직방향으로 5m/sec의 속도로 진동되었을 때 R모양의 중심부에 3mm이상 변형된 마스크는 결함있는 것으로 판정되었다.

표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 미리 결정된 양(0.0001 내지 0.01wt%)의 보론을 포함하고, 비재결정 구조를 갖는 실시예 6 내지 9의 새도우마스크 판소재는 모두 흑막의 형성후 마스크 표면상에 함몰 및 휨으로 인한 파손이 거의 발생되지 않았으며 우수한 에칭특성을 가지고 있었고, 그러한 판소재로부터 균일한 전자빔 통과구멍을 갖는 새도우마스크를 제조할 수 있었다.

한편, 0.005wt%의 보론을 포함하는 불변강 합금으로 만들어졌지만 완전한 재결정 구조를 갖는 비교실시예 7의 새도우마스크판소재는 흑막의 형성후 마스크 표면상에 함몰 및 휨으로 인한 높은 파손결함을 가지고 있었다.

[실시예 10]

36.2wt%의 니켈, 0.005wt%의 보론, 예를 들면 인, 실리콘, 망간과 같은 0.1wt%이하의 불가피한 불순물 및 나머지 구성요소가 철로 구성되는 불변강 합금이 600mm 폭, 10m 길이, 150mm 두께, 5톤 중량의 잉곳트를 형성하기 위하여 융합되었다. 그리고 나서 상기 잉곳트는 1200℃에서 4시간동안 가열된후 열간가공에 의해 3mm 두께의 판소재로 형성되었다. 계속해서, 이러한 판소재는 1100℃로 4시간동안 어닐링 처리된 후 0.7mm두께의 판소재로 냉간압연 처리되었다. 상기와 같이 하여 합성된 판소재는 900℃로 중간 어닐링 처리되고 0.25mm두께의 판소재로 냉간압연 처리되었다. 계속해서, 상기 판소재는 620℃로 연속 어닐링처리되고, 스킨패스에 의해 평탄화됨으로써 새도우마스크 판소재를 제조하였다. 이러한 판소재의 재조시에는 냉강압연 처리 단계에서의 작업률이 50% 이상이라는 점에 유의해야 한다.

[실시예 11]

36.2wt%의 니켈, 0.008%의 보론, 예를 들면 인, 실리콘, 망간과 같은 0.1wt%이하의 불가피한 불순물 및 나머지 구성요소가 철로 구성되는 불변강 합금으로 만들어진 잉곳트가 사용되었다는 것을 제외하고 실시예 10과 동일한 방법을 따라 새도우마스크 판소재가 제조되었다.

[비교실시예 8]

제조시 냉간압연 처리하는 동안 작업률이 90%로 설정되었고, 마지막 어닐링 처리온도를 720℃로 설정하였다는 것을 제외하고 실시예 10과 동일한 방법을 따라 새도우마스크 판소재가 제조되었다.

[비교실시예 9]

제조시 냉간압연 처리하는 동안 작업률이 40%로 설정되었고, 마지막 어닐링 처리온도를 720℃로 설정하였다는 것을 제외하고 실시예 10과 동일한 방법을 따라 새도우마스크 판소재가 제조되었다.

실시예 10 및 11과 비교실시예 8 및 9로부터 얻어진 새도우마스크 판소재 각각의 전체 표면에 대해 X선 회절이 실시되었다. 결과적으로, {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 X선 회절 피크비는 다음의 표 5 및 표 5-1에 나타내어져 있는 바와 같다(그때 이들 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크는 100이라고 가정한다). 더욱이, 상기 실시예 10 및 11과 비교실시예 8 및 9로부터 얻어진 판소재의 결정 구조가 전자 및 광학 현미경사진에 의해 관찰되었다. 결과적으로 실시예 10 및 11의 판소재는 어느것이나 10㎛이하의 섬세한 결정입자로 구성되는 비재결정 구조를 가지고 있었고, 비교실시예 8 및 9의 판소재는 둘 다 큰 결정입자로 구성되는 비재결정 구조를 가지고 있었고, 비교실시예 8 및 9의 판소재는 둘 다 큰 결정입자로 구성되는 완전한 재결정 구조를 가지고 있었다.

1.7×0.7mm의 설계크기를 갖는 사각의 전자빔 통과구멍은 상기 실시예 10 및 11과 비교실시예 8 및 9의 새도우마스크 판소재 각각에 대해 종래의 포토에칭처리에 의해 형성될 수 있었으며, 가압성형 및 흑막의 형성이 실시되었다. 그리고 나서 각각의 실시예로부터 얻어진 새도우마스크는 흑막이 형성된 후 전자빔 통과구멍의 형성시 에칭특성, 가압특성 및 마스크 표면상의 함몰과 휨의 파손결함을 점검하기 위해 보내어졌다. 그 결과 다음의 표 5 및 표 5-1에 요약되어 있다. 에칭특성은 실시예 2와 동일한 판정방식에 따라 실시되었고, 파손결함은 100개의 판소재당 결함있는 판소재의 수로 판정하였으며, 표 5 및 표 5-1에는 또한 실시예 10 및 11과 비교실시예 8 및 9로부터 얻어진 새도우마스크 판소재의 결정구조도 나타내어져 있다.

앞서 설명된 바와 같이 본 발명에 따르면, 전자빔 통과구멍을 형성하기에 우수한 에칭특성을 갖고 저열팽창 계수를 갖는 컬러-CRT용 새도우마스크에 적합한 판소재가 제공될 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 높은 강도를 갖고 흑막의 형성후 함몰 및 휨으로 인한 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있고 에칭특성 및 흑화특성(blackening characteristics)에 있어서 우수한 평면 컬러-CRT용 새도우마스크에 적합한 판소재가 제공될 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 고도로 정확하고 섬세한 전자빔 통과구멍을 갖고 전자빔의 충돌시 온도상승에 기인한 전자빔 통과구멍의 위치변이를 방지할 수 있는 새도우마스크가 제공될 수 있다. 또한, 고도로 정확하고 섬세한 전자빔 통과구멍을 갖고, 전자빔의 충돌시 온도상승으로 인한 전자빔 통과구멍의 위치변이를 방지할 수 있으며, 박막형성 및 평탄화 처리로 인한 함몰 및 휨의 발생을 억제할 수 있는 대형의 고품질 컬러-CRT용으로 적합한 새도우마스크를 제공할 수 있다.

추가의 잇점과 변형이 당분야에 숙련된 사람이라면 용이하게 생각될 수 있을 것이다. 그러므로, 더 넓은 면에서 본 발명은 지금까지의 설명과 여기서 설명되고 나타내어진 대표적인 장치에 제한되지 않는다. 따라서, 첨부된 청구범위와 그들의 동등물에 의해 한정되어 있는 일반적인 발명개념의 정신이나 범위로부터 벗어나지 않고 여러 가지 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (26)

1. 주요 구성요소로서 철과 니켈을 포함하는 철-니켈-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하 입자크기의 재결정되지 않은 구조를 갖는 새도우마스크 판소재.
2. 제1항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금에 있어서 니켈의 양이 20 내지 48wt%인 것을 특징으로 하는 판소재.
3. 제1항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금은 니켈 부분이 코발트와 크롬으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 대체된 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 판소재.
4. 제3항에 있어서, 상기 코발트의 대체량은 0.01 내지 10wt%이고, 크롬의 대체량은 0.01 내지 5wt%인 것을 특징으로 하는 판소재.
5. 제1항에 있어서, 적어도 표면상의 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 X선 회절 피크비가 상기 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100이라고 가정했을 때 20 이상인 것을 특징으로 하는 판소재.
6. 제1항에 있어서, 적어도 표면상의 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 X선 회절 피크비가 상기 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100이라고 가정했을 때 25 이상인 것을 특징으로 하는 판소재.
7. 주요 구성요소로서 철 및 니켈과 0.01wt% 이하의 보론을 포함하는 철-니켈-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하 입자크기의 비재결정 구조를 갖는 새도우마스크 판소재.
8. 제7항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금에 있어서 니켈의 양이 20 내지 48wt%인 것을 특징으로 하는 판소재.
9. 제7항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금에 있어서 보론의 양이 0.0001 내지 0.1wt%인 것을 특징으로 하는 판소재.
10. 제7항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금에 있어서 보론의 양이 0.0001 내지 0.008wt%인 것을 특징으로 하는 판소재.
11. 제7항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금은 니켈부분이 코발트와 크롬으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 대체된 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 판소재.
12. 제11항에 있어서, 상기 코발트의 대체량은 0.01 내지 10wt%이고, 크롬의 대체량은 0.01 내지 5wt%인 것을 특징으로 하는 판소재.
13. 제7항에 있어서, 적어도 표면상의 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 X선 회절 피크비가 상기 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100이라고 가정했을 때 20이상인 것을 특징으로 하는 판소재.
14. 제7항에 있어서, 적어도 표면상의 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 X선 회절 피크비가 상기 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100이라고 가정했을 때 25 이상인 것을 특징으로 하는 판소재.
15. 철-니켈-기재 합금으로 구성되는 판소재, 상기 판소재에 형성된 다수의 섬세한 전자빔 통과구멍 및 상기 판소재의 표면상에 형성된 흑막으로 이루어지고, 주요 구성요소로서 철과 니켈을 포함하는 철-니켈-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하 입자크기의 비재결정 구조를 갖는 판소재에 다수의 섬세한 전자빔 통과 구멍을 형성하는 단계, 상기 판소재를 가압성형하는 단계 및 상기 판소재의 표면상에 흑막을 형성하는 단계로 이루어지는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 새도우마스크.
16. 제15항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금에 있어서 니켈의 양이 20 내지 48wt%인 것을 특징으로 하는 새도우마스크.
17. 제15항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금은 니켈부분이 코발트와 크롬으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 대체된 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 새도우마스크.
18. 제17항에 있어서, 상기 코발트의 대체량은 0.01 내지 10wt%이고, 크롬의 대체량은 0.01 내지 5wt%인 것을 특징으로 하는 새도우마스크.
19. 제15항에 있어서, 적어도 표면상의 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 X선 회절 피크비가 상기 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100이라고 가정했을 때 20 이상인 것을 특징으로 하는 새도우마스크.
20. 철-니켈-기재 합금으로 구성되는 판소재, 상기 판소재에 형성된 다수의 섬세한 전자빔 통과구멍 및 상기 판소재의 표면상에 형성된 흑막으로 이루어지고, 주요 구성요소로서 철 및 니켈과 0.01wt%이하의 보론을 포함하는 철-니켈-기재 합금으로 구성되고, 10㎛이하 입자크기의 비재결정 구조를 갖는 판소재에 다수의 섬세한 전자빔 통과구멍을 형성하는 단계, 상기 판소재를 가압성형하는 단계 및 상기 판소재의 표면상에 흑막을 형성하는 단계로 이루어지는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 새도우마스크.
21. 제20항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금에 있어서 니켈의 양이 20 내지 48wt%인 것을 특징으로 하는 새도우마스크.
22. 제20항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금에 있어서 보론의 양이 0.0001 내지 0.01wt%인 것을 특징으로 하는 새도우마스크.
23. 제20항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금에 있어서 보론의 양이 0.001 내지 0.008wt%인 것을 특징으로 하는 새도우마스크.
24. 제20항에 있어서, 상기 철-니켈-기재 합금에 있어서 니켈부분은 코발트와 크롬으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 대체된 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 새도우마스크.
25. 제24항에 있어서, 상기 코발트의 대체량은 0.1내지 10wt%이고, 크롬의 대체량은 0.01 내지 5wt%인 것을 특징으로 하는 새도우마스크.
26. 제20항에 있어서, 적어도 표면상의 {111}, {200}, {220}, {311} 결정면의 X선 회절 피크비가 상기 결정면의 가장 높은 X선 회절 피크가 100이라고 가정했을 때 20 이상인 것을 특징으로 하는 새도우마스크.