KR100318149B1 - 음극선관용섀도마스크및그제조방법 - Google Patents

Abstract

전자빔들(7)이 통과하는 복수의 관통구멍들(32)을 구비하고, 각각의 관통구멍이 섀도우 마스크(31)의 제 1 및 제 2 표면에 형성된 제 1 및 제 2 리세스들(33, 34)에 의해 정의되고, 그 제 2 벽(36)보다 섀도우 마스크의 중앙으로부터 멀리 이격되어 배치된 제 1 벽(35)을 구비하며, 상기 제 2 리세스(34)는 제 1 리세스(33)의 크기보다 작은 크기를 갖고, 상기 제 1 벽(35)은 제 1 리세스(33)의 내면에 의해 한정되는 제 1 벽부(33a) 및 제 2 리세스(34)의 내면에 의해 한정되는 제 2 벽부(34a)로 구성되는 섀도우 마스크(31)가 제공되고, 상기 섀도우 마스크는 제 1 영역(R1)의 마진(margin) 영역에 배치된 관통구멍(32)은 전자빔(7)이 섀도우 마스크(31)로 입사되기 이전에 전자빔(7)이 원래 보내진 방향과 다른 방향으로 제 2 벽부(34a)로부터 반사되는 전자빔(7a)의 양을 감소시키도록 설계된 제 2 벽부(34a)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

음극선관용 섀도우 마스크 및 그 제조방법

본 발명은 제 1 표면에 형성된 글 크기의 리세스부와 제 2 표면에 형성된 작은 크기의 리세스부에 의해 각각 한정되는 도트 구멍 및 슬롯 구멍 등의 복수개의 관통구멍을 구비하고, 음극선관용으로 사용되는 섀도우 마스크에 관한 것이다. 부가적으로, 본 발명은 상기 섀도우 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 컬러 음극선관중 하나가 일본 특개소 7-65738호에 제안된다. 도 1 은 상기 제안된 컬러 음극선관을 도시한다. 도시된 음극선관(11)은 진공관(12)의 전면을 구성하는 페이스 패널(13; face panel)을 구비하는 진공관(12)과, 전면패널(13)의 내부면상에 형성된 형광필름(14)과, 복수개의 슬롯을 구비하고 형광필름(14)에 면하여 배치된 섀도우 마스크와, 진공관(12)의 목부(12a; neck portion)에 배치된 전자총(16) 및 전자총(16)으로부터 방사된 전자빔(7)을 편향시키기 위해 진공관(12)의 목부(12a) 둘레에 배치된 편향 요크(18)를 포함한다.

작동시에, 전자총(16)은 전자빔(7)을 방사하고, 전자빔은 편향요크(18)에 의해 발생한 자기장에 의해 편향된다. 편향된 전자빔(7)은 섀도우 마스크(15)를 통과하고 형광필름(14)을 주사한다. 주사 경로에 따라, 특정한 이미지가 형광필름(14)에 생성된다.

대비(contrast)와 밝기 등의 이미지 표시 장치에 요구되는 기본 특성을 향상시키기 위해, 컬러 음극선관은 블랙 카본(black carbon) 등의 비발광 흡광 재료(non-luminous light-absorbing material)를 포함하는 블랙 매트릭스 필름과, 적색, 녹색, 파란색 형광 발광 화소사이에 형성된 필링(filling) 공간 및 알루미늄필름으로 제조되고 형광 필름(14)과는 독립적으로 빛을 반사하는 금속 배경 필름(도시되지 않음)을 내부 페이스 패널(13) 상에서 포함하도록 설계된다. 상술한 형광필름(14)은 블랙 매트릭스 필름과 일체로 형성된다. 섀도우 마스크(15)는 감속 배경 필름에 면하여 배치된다.

하기에 전자빔(7)이 통과하는 복수개의 직사각형 슬롯을 구비한 섀도우 마스크(15)가 설명된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 섀도우 마스크(15)는 복수개의 슬롯(22)을 갖고 형성되고, 각각의 슬롯은 수직축(V) 방향에 긴 측면을 수평축(H) 방향에 짧은 측면을 구비한다. 브릿지부(23)는 수직축(V) 방향에서 인접한 슬롯(22) 사이에 배치되고, 접속부(24)는 수평축(H) 방향에서 인접한 슬롯(22) 사이에 형성된다.

각각의 슬롯(22)은 섀도우 마스크(15)의 제 1 표면에 형성된 제 1 리세스(25)와, 섀도우 마스크(15)의 제 2 표면(도 2에 도시되지 않음)에 형성되고 제 1 리세스(25)보다 작은 크기의 제 2 리세스(26)로 구성된 관통구멍이다. 여기에서, 섀도우 마스크(15)의 제 1 표면은 형광 필름(14)에 면한 표면으로서 정의되고, 제 2 표면은 전자총(16)에 면한 표면으로서 정의된다. 슬롯(22)은 제 1 리세스(25)를 형성하기 위한 얇은 금속판의 제 1 표면상에 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와 제 2 리세스(26)를 형성하기 위한 얇은 금속판의 제 2 표면상에 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 얇은 금속판을 마스크로서 작용하는 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴으로 에칭하고 그에의해 제 1 및 제 2 리세스를 형성하는 단계 및 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계에 의해 형성되고, 상기 제 1 포토레지스트 패턴은 각각 수직축(V) 방향에서 긴 측면과 수평축(H) 방향에서 짧은 측면을 구비하는 복수개의 직사각형을 한정하며, 또한, 상기 제 2 포토레지스트 패턴은 수직축(V) 방향에서 긴 측면을 구비하고 수평축(H) 방향에서 짧은 측면을 구비하는 복수개의 직사각형을 한정하고, 상기 제 2 포토레지스트 패턴에서의 긴 측면과 짧은 측면은 제 1 레지스트 패턴의 긴 측면과 짧은 측면보다 짧다.

도 3은 슬롯(22)을 통과하는 입사 전자법과 슬롯(22) 사이의 위치 관계를 도시하는, 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 만약 전자빔(7)이 부분적으로 제 2 리세스(26)의 내부면(26a)에 부딪히면, 전자빔(7)의 일부가 전자빔(7)이 원래 보내진 방향과는 다른 방향으로 랜덤(random) 반사된다. 만약, 랜덤 반사된 전자빔(7a)이 형광 필름(14)을 향해 보내진다면 랜덤 반사된 전자빔(7a)에 의해 원하지 알은 이미지가 형광필름(14)에 형성되고, 이것은 섀도우 마스크(15)의 대비를 감소시키는 주요한 요인이다.

전자빔(7)이 큰 입사각도로 섀도우 마스크(15)의 중앙으로부터 멀리 떨어져 배치된 슬롯(22)으로 입사되고, 따라서, 큰 각도로 제 2 리세스(26)의 내부면(26a)에서 반사되고, 결과적으로 섀도우 마스크(15)의 대비는 현저하게 감소된다.

종래 섀도우 마스크의 상술한 문제의 측면에서, 본 발명의 목적은 관통구멍의 내부면으로부터 형광 필름을 향해 반사된 전자빔을 감소시킬 수 있고, 그에의해, 이미지가 형광필름상에 불필요하게 형성되는 것을 방지할 수 있는 섀도우 마스크를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 섀도우 마스크를 포함하는 음극선관과 섀도우 마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 관점에서, 전자빔이 통과하는 복수개의 관통구멍이 형성된 제1 영역과 관통구멍이 형성되지 않은 제 2 영역을 한정하고, 각각의 상기 관통구멍이 섀도우 마스크의 제 1 표면에 형성된 제 1 리세스와 섀도우 마스크의 제 2 표면에 형성된 제 2 리세스에 의해 한정되고, 그 제 2 벽보다 섀도우 마스크의 중앙으로부터 더 이격된 제 1 벽을 구비하며, 상기 제 2 리세스는 제 1 리세스의 크기보다 작은 크기를 갖고, 상기 제 1 벽은 제 1 리세스의 내면에 의해 한정되는 제 1 벽부와 제 2 리세스의 내면에 의해 한정되는 제 2 벽부로 형성된 음극선관용으로 사용되는 섀도우 마스크가 제공되고, 상기 섀도우 마스크는 상기 제 1 영역의 마진 영역에 배치된 관통구멍이 섀도우 마스크로 전자빔이 입사되기 전에 전자빔이 원래 보내진 방향과 다른 방향으로 제 2 벽부로부터 반사되는 전자빔을 감소시키도록 설계된 상기 제 2 벽부를 갖도록 설계되는 것을 특징으로 한다.

예로서, 제 1 영역의 마진 영역에 배치된 관통구멍의 제 2 벽부는 그로부터 반사된 전자빔이 제 1 리세스의 내면으로 보내지는 형상으로 설계될 수 있다. 제 1 리세스의 내면이 그를 향해 들어온 전자빔이 전자빔이 원래 보내진 방향으로 그로부터 반사되도록 설계되는 것이 바람직하다.

제 1 벽내의 제 1 및 제 2 리세스 사이의 제 1 경계가 제 2 벽 내의 제 1 및 제 2 리세스 사이의 제 2 경계보다 제 2 리세스(34)의 바닥을 기초로하여 더 낮게 배치되는 것이 바람직하다. 제 1 벽내의 상기 제 1 및 제 2 리세스 사이의 제 1 경계가 제 2 리세스의 바닥을 기초로하여 20㎛ 이하의 높이를 갖는 것이 바람직하다.

제 2 벽부는 제 1 벽 내의 제 1 및 제 2 리세스 사이의 제 1 경계와 제 2 리세스의 외부 엣지 사이의 수평 거리의 함수로 정의되는 형상을 갖도록 설계될 수있고, 상기 수평 거리가 섀도우 마스크의 두께와, 제 1 경계의 높이와, 관통구멍의 폭과, 제 1 경계에서 전자빔의 입사각과, 제 1 리세스의 내부 폭의 함수로서 정의된다. 예로서, 상술한 수평거리는 하기의 수학식에 의해 정의된다

[수학식 1]

S3≥H2 × tanβ1

β1=(90-α- tan^-1((T-H2)/(A+S4)))/2

여기서, S3은 상기 수평 거리를 나타내고, H2는 상기 제 1 경계의 높이를 나타내고, α는 상기 관통구멍으로 입사되는 상기 전자빔의 입사각도를 나타내고, T는 상기 섀도우 마스크의 두께를 나타내고, A는 상기 관통구멍의 폭을 나타내며, S4는 상기 제 2 벽내의 상기 제 1 및 제 2 리세스 사이의 경계와 상기 제 1 리세스의 외부 엣지 사이의 수평 거리를 나타낸다.

선택적으로, 제 1 영역의 마진 영역에 배치된 관통구멍의 제 2 벽부가 그로부터 반사된 전자빔이 상기 관통구멍으로 입사되지 않도록 보내지는 형상을 갖도록 설계될 수 있다.

상기 제 2 벽부가 제 1 벽내의 제 1 및 제 2 리세스 사이의 제 1 경계와 제 2 리세스의 외부 엣지 사이의 수평거리의 함수로 정의되는 형상을 구비하고, 상기 수평거리가 섀도우 마스크의 두께와, 제 1 경계의 높이와, 관통구멍의 폭과, 제 1 경계에서 전자빔의 입사각과, 제 1 리세스의 내부 폭의 함수로서 정의되면 바람직하다. 예로서 상기 수평 거리는 하기의 수학식으로 정의된다.

[수학식 2]

S3≥H2 × tanβ2

β2= (90-α)/2

α2= tan^-1(S2/H2)

여기서, S3은 상기 수평거리를 나타내고, H2는 상기 제 1 경계의 높이를 나타내고, α는 상기 관통구멍으로 입사되는 상기 전자빔의 입사각을 나타내며, S2는 상기 제 2 벽 내의 상기 제 1 및 제 2 리세스 사이의 제 2 경계와 상기 제 2 리세스의 외부 엣지 사이의 수평 거리를 나타낸다.

제 2 리세스가 제 1 리세스의 중앙축보다 상기 섀도우 마스크의 중앙에 소정 거리만큼 더 근접한 중앙축을 가지면 바람직하다. 상기 소정거리는 제 1 경계의 높이와, 상기 섀도우 마스크의 두께와, 상기 섀도우 마스크로 입사되는 상기 전자빔의 입사각의 함수일수 있다. 상기 미리 정해진 거리는 50㎛ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 관점에 따라, (a) 섀도우 마스크의 제 1 표면상에 상기 제 1 표면에서 제 1 리세스를 형성하기 위해 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, (b) 상기 제 2 리세스가 상기 제 1 리세스와 협력하여 상기 섀도우 마스크의 두께를 통해 관통구멍을 형성하고, 제 2 리세스가 제 1 리세스보다 작은 크기를 가지며, 제 2 리세스가 제 1 리세스의 중앙축 보다 섀도우 마스크의 중앙축에 소정거리만큼 더 근접하게 배치된 중앙축을 갖게되는 방식으로 제 2 표면에서 제 2 리세스를 형성하기 위해 섀도우 마스크의 제 2 표면상에 제 2 포토레지스트를 형성하는 단계와, (c) 마스크로서 작용하는 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴으로 섀도우 마스크를 에칭하는 단계와, (d) 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 음극선관용으로 사용되는 섀도우 마스크를 제조하는 방법이 제공된다.

예로서, 소정거리는 20㎛ 이하인 것이 바람직하다.

단계 (c)에서, 섀도우 마스크는 제 1 벽 내의 제 1 및 제 2 리세스 사이의 제 1 경계가 제 2 벽 내의 제 1 및 제 2 리세스 사이의 제 2 경계 보다 제 2 리세스의 바닥을 기초로하여 낮게 배치되고, 관통구멍의 벽으로서 정의되는 제 1 벽이 상기 섀도우 마스크의 중앙으로부터 제 2 벽보다 더 멀리 이격되어 배치되도록 에칭되는 것이 바람직하다. 상기 섀도우 마스크는 제 1 경개가 제 2 리세스의 바닥을 기초로하여 20㎛ 이하의 높이를 갖도록 에칭되는 것이 바람직하다. 제 1 리세스를형성하기 위한 에칭 압력이 제 2 리세스를 형성하기 위한 에칭 압력과 다른 것이 바람직하다.

본 발명에 따라, 제 2 벽부에서 반사된 전자빔을 전자빔이 원래 보내진 방향과 다른 방향을 향하게 하는 것이 가능하다. 예로서, 제 1 벽의 제 2 벽부에서 반사된 전자빔은 전자총 또는 제 1 리세스의 내부면을 향해 반사된다. 따라서, 형광필름상에 불필요한 이미지가 형성되는 것을 방지하는 것이 가능하고 이것이 섀도우 마스크의 대조 특성의 감소를 기피할 수 있도록 한다.

도 1은 컬러 음극선관의 기본 구조를 도시하는 단면도.

도 2는 복수개의 슬롯을 구비한 종래의 섀도우 마스크를 도시하는 평면도.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섀도우 마스크를 도시하는 평면도.

도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도.

도 6은 섀도우 마스크와 반사된 전자빔 사이의 관계를 도시하는 제 1 실시예에따른 섀도우 마스크의 단면도.

도 7은 제 2 실시예에 따른 섀도우 마스크의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

15 : 섀도우 마스크 16 : 전자총

23, 40 : 브릿지부 24, 41 : 접속부

33 : 제 1 리세스 34 : 제 2 리세스

하기에 본 발명에 따른 선택된 실시예가 기술된다. 섀도우 마스크는 일반적으로 도트와, 슬롯 또는 슬릿을 구비하여 형성된다. 후술될 실시예에서 섀도우 마스크는 슬롯을 구비하도록 설계된다. 그러나, 본 발명은 도트나 슬롯 또는 다른 형상의 관통구멍을 구비한 섀도우 마스크에도 적용 가능함을 인지하여야한다.

(제 1 실시예)

도 1을 참조로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섀도우 마스크는 전자빔(7)이 통과하는 복수개의 슬롯(32)이 형성된 제 1 영역(Rl)과, 슬롯이 형성되지 않은 제 2 영역(R2)을 한정한다. 복수개의 슬릇(32) 각각은 수직축(V) 방향에서 긴 측면과 수평축(H) 방향에서 짧은 측면을 구비한다. 브릿지부(40)는 수직축(V) 방향에서 인접한 슬롯(32) 사이에 형성되고, 접속부(41)는 수평축(11) 방향에서 인접한 슬롯(32) 사이에 형성된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 슬롯(32)은 섀도우 마스크(1)의 제 1 표면에 형성된 제 1 리세스(33)와, 섀도우 마스크(1)의 제 2 표면(도 1에는 도시되지 않음)에 제 1 리세스(33)보다 작은 크기로 형성된 제 2 리세스(34)로 구성된 관통구멍이다. 여기서, 섀도우 마스크(31)의 제 1 표면은 형광 필름에 면한 표면으로서 정의되고, 제 2 표면은 전자총에 면한 표면으로서 정의된다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 슬롯(2)은 수직축(V) 방향으로 연장된 제 1 및 제 2 벽(35, 36)을 구비한다. 제 1 벽(35)은 제 2 벽(36)보다 섀도우마스크(31)의 중앙으로부터 멀리 떨어져 배치된다. 제 1 벽(35)은 제 1 리세스(33)의 내면 외부에 의해 한정되는 제 1 외벽부(33a)와 제 2 리세스(34)의 내면 외부에의해 한정되는 제 2 외벽부(34a)로 구성되고, 제 2 벽(36)은 제 1 리세스(33)의 내면 내부에 의해 한정되는 제 1 내벽부(33b)와 제 2 리세스(34)의 내면 내부에 의해 한정되는 제 2 내벽부(34b)로 구성된다.

제 1 리세스(33)의 제 1 외벽부(33a)와 제 2 리세스(34)의 제 2 외벽부(34a)는 제 1 경계(37)에서 서로 만난다. 제 1 벽(35)내의 제 1 및 제 2 리세스(33, 34)사이의 제 1 경계(37)는 섀도우 마스크(31)의 바닥으로부터 측정된 높이 H1을 갖는다. 유사하게, 제 1 리세스(33)의 제 1 내벽부(33b)와 제 2 리세스(34)의 제 2 내벽부(34b)는 제 2 경계(38)에서 서로 만난다. 제 2 벽(36)내의 제 1 및 제 2 리세 스(33, 34) 사이의 제 2 경계(38)는 섀도우 마스크(31)의 바닥으로부터 측정된 높이 H2를 갖는다.

각각의 슬롯(32)은 도 4에 도시된 바와 같이 폭 A를 갖는다. 여기서, 슬롯(32)의 폭은 수평축(H) 방향에서 측정된 길이로서 정의되고, 그 위로 제 1 및 제 2 리세스(33, 34)가 겹쳐진다.

도 5에서, 거리 S3은 제 2 리세스(34)의 외부 엣지와 제 1 경계(37) 사이에서 측정된 수평방향의 거리로서 정의되고, 거리 S4는 제 1 리세스(33)의 외부 엣지 와 제 2 경계 사이에서 측정된 수평방향의 거리로서 정의된다.

제 1 실시예에 따른 섀도우 마스크에서, 높이 H1은 제 1 영역(R1)의 마진(margin) 영역에 배치된 슬롯(32)에서의 높이 H2 보다 작도록 설계된다. 즉, 제 1 경계(37)는 제 2 경계(38) 보다 낮게 배치된다. 부가적으로 높이 H2는 20㎛ 이하로 배열된다.

더욱이, 제 2 리세스(34)는 제 1 리세스(33)의 중앙축(D1) 보다 섀도우 마스크(31)의 중앙에 소정거리(D) 가깝게 배치된 중앙축(D2)글 갖도록 설계된다. 거리 D는 높이 H1과, 섀도우 마스크(31)의 두께(T)와, 슬롯(32)으로 입사되는 전자빔(7)의 입사각(α)의 함수이다. 거리 D는 슬롯(32)과 섀도우 마스크(31)의 중앙 사이의 거리에 의존하여 변화한다. 특히, 거리 D는 슬롯(32)이 섀도우 마스크(31)의 중앙에 배치될 때 0이된다. 거리 D는 섀도우 마스크(31)의 중앙으로부터 슬롯(32)이 떨어져 배치될수록 크게 설정된다. 그러나, 거리 D는 50㎛을 넘지 않는다. 즉, 슬롯(32)이 섀도우 마스크(31)로부터 가장 멀리 이격되어 배치될 때 가장 큰 거리 D가 50㎛을 갖는다.

상술한 제 1 영역(R1)의 마진 영역에 배치된 슬롯(2)에서, 제 2 외벽부(34a)는 전자빔(7)이 섀도우 마스크에 입사되기 전에 전자빔(7)이 원래 보내진 방향과는 다른 방향으로 반사된 전자빔을 감소시킨다. 특히, 제 2 벽부(34a)는 도 6에 도시된 바와 같이, 그로부터 반사된 전자빔(7a)이 제 1 리세스(33)의 제 1 내벽부(33b)로 보내지는 형상을 갖도록 설계된다. 제 2 벽부(34a)로부터 제 1 내벽부(33b)로 반사된 전자빔(7a)은 제 1 내벽부(33b)에서 다시 반사된다. 제 1 내벽부(33b)에서 반사된 전자빔(7b)은 전자빔(7)이 원래 보내진 방향으로 보내진다.

반사된 전자빔(7b)은 제 1 내벽부(33b)에서 반사됨에 의해 그 에너지를 소모하고, 그 때문에 형광 필름상에 원하지 않는 이미지를 더 이상 형성할 수 없다. 그러므로, 섀도우 마스크(31)는 전자빔(7)이 원래 보내진 방향과 다른 방향으로 그로부터 반사된 전자빔(7)을 감소시킬 수 있고, 그에의해, 랜덤 반사된 전자빔 때문에 형광 필름상에 불필요하게 발생하는 이미지를 기피할 수 있다.

슬롯(32)은 일반적으로 제 1 리세스(33)를 형성하기 위해 얇은 금속판의 제 1 표면상에 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 제 2 리세스(34)를 형성하기 위해 얇은 금속판의 제 2 표면상에 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 마스크로서 작용하는 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴으로 얇은 금속판을 애칭하고 그에의해 제 1 및 제 2 리세스(33, 34)를 형성하는 단계 및 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계로 형성된다. 그 때문에 형성된 제 1 및 제 2 리세스(33, 34)는 서로 상호작용하고 그에의해 슬롯(32)을 한정한다. 제 1 및 제 2 리세스(33, 34)의 경계는 원하는 형상을 구비한 슬롯(32)을 형성하기 위한 키(key)이다.

제 2 벽부(34a)에서 제 1 내벽부(33b)로 전자빔(7)을 반사하고, 반사된 전자빔(7a)을 전자빔(7)이 원래 보내진 방향으로 다시 반사하기 위해 슬롯(32)에 필요한 조건은 제 2 리세스(34)의 외부 엣지와 제 1 경계(37) 사이의 거리 S3에 의존한다. 거리 S3은 하기의 수학식 1로 표현된다.

(수학식 1)

S3≥H2×tanβ1

β1=(90-α-tan^-1((T-H2)/(A+S4)))/2

여기서, α는 슬롯(32)으로 입사되는 전자빔(7)의 입사각을 나타내고, T는 섀도우 마스크(31)의 두께를 나타내고, A는 슬롯(32)의 폭을 나타내며, 상술한 S4는 제 1 리세스(33)의 외부 엣지와 제 2 경계(38) 사이의 수평 거리를 나타낸다.

본 발명자들은 제 1 실시예에 따른 섀도우 마스크의 효과를 증명하기 위해 실험을 했다. 실험에서, 제 2 경계(38)의 높이(H2)는 30㎛으로 고정되고, 제 1 및 제 2 리세스(33, 34)의 중앙축 사이의 거리(D)는 10㎛ 또는 15㎛이고, 높이 H1은 10㎛ 내지 40㎛의 범위에서 변화한다. 각각의 경우에서, (X/Y)×100으로 정의되는 비율이 계산되고, 여기서 Y는 실험하의 섀도우 마스크에 입사되는 전자빔을 나타내고, X는 섀도우 마스크에 입사되는 전자빔의 방향과 동일한 방향으로 섀도우 마스크를 벗어나는 전자빔을 나타낸다. 결과는 하기와 같다.

[표 1]

1번 내지 5번의 경우는 제 1 실시예에 따른 경우이다. 명백한 바와 같이, 상기 경우는 제 1 실시예를 따르지 않은 6번 내지 11번의 경우보다 현저하게 높은 비율을 나타낸다.(제 2 실시예)

도 7은 제 2 실시예에 따른 섀도우 마스크의 단면도이다. 제 2 실시예는 제2 벽부(34a)의 형상에 관한 것만이 제 1 실시예와 다르다. 다른 부분이나 요소들은 제 1 및 제 2 실시예 사이에 공통적이다. 제 2 실시예에서, 제 1 영역(R1)의 마진 영역에 배치된 슬롯(32)은 제 2 벽부(34a)가 그로부터 반사된 전자빔(7a)이 슬롯(32)으로 입사되는 방향으로 보내지지 않도록 하는 형상을 구비하도록 설계된다. 달리 말해, 베 2 벽부(34a)에서 반사된 전자빔(7a)은 모두 전자총으로 돌아가도록 보내진다.

제 2 벽부(34a)에서 전자빔(7)을 모두 전자총을 향해 반사하도록 슬롯(32)에 필요한 조건은 제 2 리세스(34)의 외부 엣지와 제 1 경계 사이의 거리(S3)에 의존한다. 거리 S3은 하기의 수학식 2로 표현된다.

(수학식 2)

S3≥H2×tanβ2

β2 = (90-α)/2

α= tan^-1(S2/H2)

여기서, S2는 제 2 리세스(34)의 외부 엣지와 제 2 경계(38) 사이에서 측정된 수평 거리를 나타낸다.

상술한 바와 같이, 제 1 및 제 2 실시예에 따른 섀도우 마스크는 반사된 전자빔(7a) 및 두 번 반사된 전자빔(7b) 등의 원래의 전자빔(7)과 다른 전자빔에 기인하는 형광 필름상에 발생된 불필요한 이미지를 방지하도록 상술한 수학식 1 및 수학식 2로 정의되는 제 2 벽부(34a)를 구비하도록 설계된다. 제 2 벽부(34a)가 수학식 1 및 수학식 2와, 높이 H1이 높이 H2보다 크게되는 것과, 높이 H1이 20㎛이하가 되는 것들 중 하나만에 의해 정의될 수도 있지만, 상술한 모든 조건에 의해 제 2 벽부(34a)가 정의되는 것이 바람직하다.

하기에 제 1 실시예에 따른 상술한 섀도우 마스크의 제조 방법을 설명한다.

먼저, 제 1 리세스(33)를 형성하기 위해 얇은 금속판의 제 1 표면상에 제 1 포토레지스트 패턴이 형성된다. 그후, 제 2 리세스(34)가 제 1 리세스(33)보다 작은 크기를 갖고, 높이 H1보다 작은 거리만큼 제 1 리세스(33)의 중앙축(D1)보다 섀 도우 마스크(31)의 중앙에 근접하게 배치된 중앙축(D2)을 구비하는 방식으로 제 2 리세스(34)를 형성하기 위해 얇은 금속판의 제 2 표면상에 제 2 포토레지스트 패턴이 형성된다. 그후, 얇은 금속판은 마스크로서 작용하는 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴으로 에칭된다, 따라서, 제 1 및 제 2 리세스(33, 34)가 상호작용하고 그에 의해 금속판의 두께를 통해 슬롯(32)을 형성한다. 제 1 리세스(33)를 형성하기 위한 에칭 압력은 제 2 리세스(34)를 형성하기 위한 에칭 압력과 다를 수 있다. 그후, 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴이 제거된다. 따라서, 제 1 실시예에 따른 섀도우 마스크(31)가 완성된다.

본 발명에 따라 관통구멍의 내부면으로부터 형광 필름을 향해 반사된 전자빔을 감소시킬 수 있고, 그에의해, 이미지가 형광필름상에 불필요하게 형성되는 것을 방지할 수 있는 섀도우 마스크가 제공된다. 또한, 본 발명에 따라 상기 섀도우 마스크의 제조방법이 제공된다.

Claims (14)

1. 전자빔들(7)이 통과하는 복수의 관통구멍들(32)이 형성되는 제 1 영역(R1)과, 관통구멍들이 형성되지 않는 제 2 영역(R2)을 정의하는, 음극선관용으로 사용되는 섀도우 마스크(31)로서,

   각각의 상기 관통구멍들(32)이 상기 섀도우 마스크(31)의 제 1 표면에 형성되는 제 1 리세스(33)와 상기 섀도우 마스크(31)의 제 2 표면에 형성되는 제 2 리세스(34)에 의해 정의되고, 상기 섀도우 마스크(31)의 중앙으로부터 제 2 벽(36)보다 더 멀리 이격된 제 1 벽(35)을 가지며, 상기 제 2 리세스(34)는 상기 제 1 리세스(33)의 크기 보다 작은 크기를 가지며,

   상기 제 1 벽(35)은 상기 제 1 리세스(33)의 내면에 의해 정의되는 제 1 벽부(33a)와 상기 제 2 리세스(34)의 내면에 의해 정의되는 제 2 벽부(34a)로 형성되는, 음극선관용 섀도우 마스크에 있어서,

   상기 제 1 영역(R1)의 마진 영역에 위치하는 관통구멍들(32)은, 상기 섀도우 마스크(31)로 상기 전자빔들(7)이 입사되기 전에 상기 전자빔들(7)이 원래 보내진 방향과 다른 방향들로 상기 제 2 벽부(34a)로부터 반사되는 전자빔들(7a)을 감소시키도록 설계된 상기 제 2 벽부(34a)를 갖도록 설계되며,

   상기 제 1 벽(35) 내의 상기 제 1 및 제 2 리세스들(33, 34) 사이의 제 1 경계(37)가 상기 제 2 벽(36) 내의 상기 제 1 및 제 2 리세스들(33, 34) 사이의 제 2 경계(38)보다 상기 제 2 리세스(34)의 바닥을 기초로하여 더 낮게 위치되는 것을특징으로 하는 섀도우 마스크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 영역(R1)의 마진 영역에 배치된 상기 관통구멍들(32)의 상기 제 2 벽부(34a)는 제 2 벽부로부터 반사되는 전자빔들(7a)이 상기 제 1 리세스(33)의 내면(33b)으로 보내지는 형상을 갖도록 설계되는 섀도우 마스크.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 리세스(33)의 상기 내부면(33b)은 내부면(33b)으로 들어오는 상기 전자빔들(7a)이 내부면(33b)으로부터 상기 전자빔들(7)이 원래 보내진 방향으로 반사되는 형상을 갖도록 설계되는 섀도우 마스크.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 2 벽부(34a)는, 상기 제 1 벽(35) 내의 상기 제 1 및 제 2 리세스들(33, 34) 사이의 제 1 경계(37)와 상기 제 2 리세스(34)리 외부 엣지 사이의 수평거리(S3)의 함수로 정의되는 형상을 가지며, 상기 수평 거리(S3)는 하기의 수학식 1로 정의되며,

   (수학식 1)

   S3≥H2× tanβ1

   β1=(90-α-tan^-1((T-H2)/(A+S4)))/2

   여기서, S3은 상기 수평 거리를 나타내고,

   H2는 상기 제 1 경계(37)의 높이를 나타내며,

   α는 상기 관통구멍들(32)로 입사되는 상기 전자빔들(7)의 입사각을 나타내고,

   T는 상기 섀도우 마스크(31)의 두께를 나타내고,

   A는 상기 관통구멍들(32)의 폭을 나타내며,

   S4는 상기 제 2 벽(36)내의 상기 제 1 및 제 2 리세스들(33, 34) 사이의 경계(38)와 상기 제 1 리세스(33)의 외부 엣지 사이의 수평 거리를 나타내는 섀도우 마스크.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 영역(R1)의 마진 영역에 위치되는 상기 관통구멍들(32)의 상기 제 2 벽부(34a)가 제 2 벽부로부터 반사되는 전자빔들(7b)이 상기 관통구멍들(32)로 입사되지 않는 방향으로 보내지는 형상을 갖도록 설계되는 섀도우 마스크.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제 2 벽부(34a)는 상기 제 1 벽(35)내의 상기 제 1 및 제 2 리세스들(33, 34) 사이의 제 1 경계(37)와 상기 제 2 리세스(34)의 외부 엣지 사이의 수평거리(S3)의 함수로 정의되는 형상을 가지며, 상기 수평 거리(S3)는 하기의 수학식 2에 의해 주어지며,

   (수학식 2)

   S3≥H2× tanβ2

   β2=(90-α)/2

   α =tan^-1(S2/H2)

   여기서, S3은 상기 수평거리를 나타내고,

   H2는 상기 제 1 경계(37)의 높이를 나타내고,

   α는 상기 관통구멍들(32)로 입사되는 상기 전자빔들(7)의 입사각을 나타내며,

   S2는 상기 제 2 벽(36) 내의 상기 제 1 및 제 2 리세스들(33, 34) 사이의 제 2 경계(38)와 상기 제 2 리세스(34)의 외부 엣지 사이의 수평 거리를 나타내는 섀도우 마스크.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 벽(35) 내의 상기 제 1 및 제 2 리세스들(33, 34) 사이의 제 1 경계(37)는 상기 제 2 리세스(34)의 바닥을 기초로 20㎛ 이하의 높이(H1)를 갖는 섀도우 마스크.
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 2 리세스(34)는 상기 제 1 리세스(33)의 중앙축(D1)보다 상기 섀도우 마스크(31)의 중앙에 더 근접하게 위치하는 중앙축(D2)을 갖는 섀도우 마스크.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 제 2 리세스(34)는 상기 제 1 경계(37)의 높이(H1)와, 상기 섀도우 마스크(31)의 두께(T)와, 상기 섀도우 마스크(31)로 입사되는 상기 전자빔(7)의 입사각(α)의 함수인 미리 정해진 거리(D)만큼, 상기 제 1 리세스(33)의 중앙축(D1)보다 상기 섀도우 마스크(31)의 중앙에 더 근접하게 위치되는 섀도우 마스크.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 미리 정해진 거리(D)는 50㎛ 이하인 섀도우 마스크.
11. 음극선관용으로 사용되는 섀도우 마스크(31)를 제조하는 방법에 있어서,

    (a) 제 1 표면에 제 1 리세스(33)를 형성하기 위해 섀도우 마스크의 상기 제 1 표면상에 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와,

    (b) 제 2 표면에 제 2 리세스(34)를 형성하기 위해 상기 섀도우 마스크(31)의 상기 제 2 표면상에 제 2 포토레지스트를 형성하는 단계로서, 상기 제 2 리세스(34)는 상기 제 1 리세스(33)와 협력하여 상기 섀도우 마스크(31)의 두께를 통해 관통구멍(32)을 형성하고, 상기 제 2 리세스(34)는 상기 제 1 리세스(33)의크기보다 작은 크기를 가지며, 상기 제 2 리세스(34)는 상기 제 1 리세스(33)의 중앙축(D1) 보다 상기 섀도우 마스크(31)의 중앙축에 미리 정해진 거리만큼 더 근접하게 위치되는 중앙축(D2)을 갖게되는 방식으로, 상기 제 2 표면에서 제 2 리세스(34)를 형성하기 위해 상기 섀도우 마스크(31)의 제 2 표면상에 제 2 포토레지스트를 형성하는 단계와,

    (c) 마스크로서 작용하는 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴들로 상기 섀도우 마스크(31)를 에칭하는 단계와,

    (d) 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴들을 제거하는 단계를 포함하며,

    상기 섀도우 마스크(31)는, 제 1 벽(35) 내의 상기 제 1 및 제 2 리세스들(33, 34) 사이의 제 1 경계(37)가 제 2 벽(36) 내의 상기 제 1 및 제 2 리세스들(33, 34) 사이의 제 2 경계(38) 보다 상기 제 2 리세스(34)의 바닥을 기초로 더 낮게 위치되고, 상기 제 1 벽(35)은 상기 섀도우 마스크(31)의 중앙으로부터 상기 제 2 벽(36)보다 더 멀리 이격되어 위치되는 상기 관통구멍(32)의 벽으로서 정의되도록, 에칭되는 섀도우 마스크 제조 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 섀도우 마스크(31)는, 상기 제 1 경계(37)가 상기 제 2 리세스(34)의 바닥을 기초로 20㎛ 이하의 높이(H1)를 갖도록 에칭되는 섀도우 마스크 제조 방법.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 미리 정해진 거리는 제 1 벽(35) 내의 상기 제 1 및 제 2 리세스들(33, 34) 사이의 제 1 경계(37)의 높이 이하인 섀도우 마스크 제조 방법.
14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 제 1 리세스(33)를 형성하기 위한 에칭 압력이 상기 제 2 리세스(34)를 형성하기 위한 에칭 압력과 다른 섀도우 마스크 제조 방법.