KR20010068263A - 음극선관용 섀도우 마스크와 이 섀도우 마스크를 이용한형광막 스크린의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

색선별 전극인 섀도우 마스크의 빔통과용 어퍼쳐 배열을 변경하여 형광막 스크린의 장변부 끝단을 계단 모양 없이 균일하게 형성하도록 한 음극선관용 섀도우 마스크에 관한 것으로서,

섀도우 마스크는 다수개의 빔통과용 어퍼쳐가 형성되는 유공부와, 유공부의 네 둘레부에 위치하는 무공부와, 마스크 프레임에 결합되도록 상기 무공부에서 굽힘된 스커트부를 포함하며, 유공부의 장변부 끝단에서 빔통과용 어퍼쳐는 가로 방향으로 인접한 빔통과용 어퍼쳐와의 크기 비율이 75∼125% 범위를 유지하면서 가로 방향으로 나란하게 배열됨을 특징으로 한다.

Description

음극선관용 섀도우 마스크와 이 섀도우 마스크를 이용한 형광막 스크린의 제조 방법{Shadow mask for cathode ray tube and manufacturing method of phosphor screen using the shadow mask}

본 발명은 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 색선별 전극인 섀도우 마스크의 빔통과용 어퍼쳐 배열을 변경하여 형광막 스크린 제조시, 형광막 스크린의 장변부 끝단을 계단 모양 없이 균일하게 형성하도록 한 음극선관에 관한 것이다.

도 11은 종래 기술에 의한 음극선관의 단면도로서, 음극선관은 전자총(1)에서 방출된 전자빔(3)으로 형광막 스크린(5)을 발광시켜 소정의 화상을 구현하는 표시 장치이며, 전자총(1)과 마주하는 형광막 스크린(5)의 일면으로 다수개의 빔통과용 어퍼쳐(7a)가 형성된 섀도우 마스크(7)가 마스크 프레임(9)에 의해 페이스 패널(11) 내부에 장착된다.

상기 섀도우 마스크(7)로 인하여 전자총(1)에서 방출된 세줄기의 전자빔(3)은 하나의 빔통과용 어퍼쳐(7a)를 통과하면서 형광막 스크린(5)내의 해당 R, G, B 형광막으로 분리되어 정확한 색을 구현하게 된다.

이와 같이 섀도우 마스크(7)는 음극선관의 작동시 색선별 전극으로 기능하는 동시에, 형광막 스크린(5) 제조 과정에서 페이스 패널(11) 내면에 도포된 R, G, B 형광막 슬러리를 경화시키기 위하여 노광 광원에서 방출된 빛을 각각의 R, G, B 형광막 스트라이프 위치에 분리시키는 역할을 한다.

도 12은 종래 기술에 의한 섀도우 마스크(7)의 사시도로서, 섀도우 마스크(7)는 유공부(13) 내부로 다수개의 빔통과용 어퍼쳐(7a)를 형성하며, 각각의 빔통과용 어퍼쳐(7a)들은 가로 방향으로 서로 어긋난 상태로 배치된다.

상기한 배열 상태로 인하여 유공부(13)의 장변부 끝단에 위치하는 각각의 빔통과용 어퍼쳐(7a)들은 인접한 빔통과용 어퍼쳐와의 크기가 상이하며, 특히 유공부(13)의 장변부 끝단으로 갈수록 곡률이 커지기 때문에 도시한 바와 같이 유공부(13)의 장변부 끝단에 위치하는 각각의 빔통과용 어퍼쳐들은 인접한 빔통과용 어퍼쳐와의 크기 차이가 대략 50% 정도에 이르고 있다.

이로서 형광막 스크린(5) 제조 과정에서, 각각의 R, G, B 형광막 슬러리를 경화시키기 위하여 빛을 조사할 때, 빔통과용 어퍼쳐(7a)들의 크기 차이로 인하여 형광막 스크린의 경화가 균일하게 이루어지지 않게 된다.

따라서 도 13에서 도시한 바와 같이, 형광막 스크린(5)은 장변부 끝단에서 균일하게 형성되는 대신, 계단 모양의 불규칙한 형상으로 제조되며, 이러한 형광막 스크린(5)의 불규칙한 형상은 육안으로 보았을 때도 확연하게 드러나게 된다.

이로서 음극선관 작동시 화면이 완벽한 직사각형을 구현하지 못하고 불규칙한 선을 형성하게 되므로 화면 품질을 저하시키는 문제점을 나타낸다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 형광막 스크린의 장변부 끝단을 계단 모양 없이 균일하게 형성하도록 빔통과용 어퍼쳐의 배열을 변경한 섀도우 마스크 및 상기 섀도우 마스크를 이용한 형광막 스크린의 제조 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 섀도우 마스크의 사시도.

도 2는 본 발명의 제 2실시예에 의한 섀도우 마스크의 부분 확대도.

도 3은 본 발명의 제 3실시예에 의한 섀도우 마스크의 부분 확대도.

도 4는 본 발명에 의한 형광막 스크린의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.

도 5∼도 6은 섀도우 마스크의 제조 과정을 나타내는 개략도.

도 7은 블랙 매트릭스막 형성 단계를 나타내는 개략도.

도 8은 G 형광막 스트라이프의 형성 단계를 나타내는 개략도.

도 9는 형광막 스크린의 부분 단면도.

도 10은 형광막 스크린의 부분 확대도.

도 11은 종래 기술에 의한 음극선관의 단면도.

도 12는 종래 기술에 의한 섀도우 마스크의 사시도.

도 13은 종래 기술에 의한 형광막 스크린의 부분 확대도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

다수개의 빔통과용 어퍼쳐가 형성되는 유공부와,

상기 유공부의 네 둘레부에 위치하는 무공부와,

마스크 프레임에 결합되도록 상기 무공부에서 굽힘된 스커트부를 포함하며,

상기 유공부의 장변부 끝단에서 빔통과용 어퍼쳐는 가로 방향으로 인접한 빔통과용 어퍼쳐와의 크기 비율이 75∼125% 범위를 유지하면서 가로 방향으로 나란하게 배열됨을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우 마스크를 제공한다.

이와 같이 섀도우 마스크는, 유공부의 장변부 끝단에 위치하는 각각의 빔통과용 어퍼쳐들의 크기 차이를 최소화하면서 상기 위치에서 빔통과용 어퍼쳐들을 가로 방향으로 나란하게 배열한다.

이로서 형광막 스크린 제조를 위한 노광시, 형광막 스크린의 장변부 끝단에서 발생하는 계단 형상을 효과적으로 완화하여 균일한 선으로 관찰될 수 있도록 함으로써 보다 뚜렷한 직사각형 화면을 얻을 수 있고, 이에 따라 화면 품질을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 섀도우 마스크(2)의 사시도로서, 섀도우 마스크(2)는 다수개의 빔통과용 어퍼쳐(4)를 형성하는 유공부(6)와, 유공부(6)의 네 둘레부에 위치하는 무공부(8)와, 마스크 프레임(12)과 결합하도록 무공부(8)에서 수직하게 굽힘된 스커트부(10)로 이루어진다.

상기 섀도우 마스크는 공지의 알루미늄 킬드(AK)강 또는 인바(INVAR)강으로이루어지며, 포토리소그래피 공정으로 유공부(6) 내부에 수십만개의 미소한 빔통과용 어퍼쳐(4)를 형성한 다음, 도시한 형상대로 드로잉하여 상기 유공부(6)와 무공부(8)를 소정의 곡률로 형성하면서 스커트부(10)를 굽힘 형성한다.

이 때 본 실시예에 의한 섀도우 마스크는 유공부(6)의 장변부 끝단에서, 특히 장변부의 좌우 끝단으로 갈수록 도면에서 확대 도시한 우측 상단 뿐만 아니라 A, B, C 부분에서 빔통과용 어퍼쳐(4)를 가로 방향으로 나란하게 배열한다.

상기 유공부(6)의 장변부 끝단에 배열되는 빔통과용 어퍼쳐(4)들은 유공부(6)의 곡률 형상을 따라 가로 방향으로 나란하게 배열되며, 특히 상기 부분에 배열되는 빔통과용 어퍼쳐(4)들은 가로 방향으로 인접한 빔통과용 어퍼쳐들과 75∼125% 범위의 크기 비율을 만족하도록 형성된다.

이와 같이 유공부(6)의 장변부 끝단에 배열되는 빔통과용 어퍼쳐들은 가로 방향으로 인접한 빔통과용 어퍼쳐들과의 크기 변화가 최소화되면서 가로 방향으로 나란하게 배열된다.

이로서 형광막 스크린 제작시, 유공부(6)의 장변부 끝단과 대응하는 형광막 스크린의 장변부 끝단에 노광 광원의 빛을 보다 균일하게 제공할 수 있으므로, 상기한 섀도우 마스크를 이용하여 형광막 스크린을 제조하면, 형광막 스트라이프의 길이 차이를 인식할 수 없으므로 계단 형상 대신 균일한 직선으로 보여질 수 있다.

반면 유공부(6)의 장변부 끝단에 배열되는 빔통과용 어퍼쳐(4)가 가로 방향으로 인접한 빔통과용 어퍼쳐와 75% 이하의 크기 비율로 형성되거나, 125% 이상의 크기 비율로 형성되면, 형광막 스크린의 장변부 끝단에 노광 광원의 빛을 균일하게제공할 수 없게 된다.

따라서 상기한 경우로 제작된 섀도우 마스크를 이용하여 형광막 스크린을 제조하면, 종래와 같이 형광막 스트라이프의 길이 차이가 현격하여 육안으로 보았을 때 계단 형상을 판별할 수 있게 된다.

이로서 유공부(6)의 장변부 끝단에 배열되는 빔통과용 어퍼쳐(4)들은 가로 방향으로 나란하게 배열되는 동시에, 가로 방향으로 인접한 빔통과용 어퍼쳐들과의 크기 비율이 75∼125% 범위로 이루어짐이 바람직하다.

이와 같이 유공부(6)의 장변부 끝단에서 빔통과용 어퍼쳐(4)들이 위에서 언급한 바대로 배열되면서, 그 이외의 유공부(6) 내부에 배치되는 빔통과용 어퍼쳐들은 가로 방향으로 서로 어긋나도록 배열될 수 있다.

즉, 도시한 바와 같이 유공부(6)의 장변부 끝단에 배치되는 빔통과용 어퍼쳐들을 제 1열이라고 가정하면, 제 1열과 세로 방향으로 인접하는 제 2열부터는 가로 방향으로 어긋나게 배치된다.

이 때, 제 2열을 어긋나게 배치시키기 위하여 제 1열과 제 2열 사이에 미소한 크기의 추가 빔통과용 어퍼쳐(4a)를 형성할 수 있으며, 제 2실시예로서 도 2에서 도시한 바와 같이 추가 빔통과용 어퍼쳐 및 그와 세로 방향으로 마주하는 제 2열의 빔통과용 어퍼쳐를 통합하여 하나의 빔통과용 어퍼쳐(4)로 형성할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 의한 섀도우 마스크(2)는 형광막 스크린의 계단 형상을 완화하기 위하여 유공부(6)의 장변부 끝단에서 빔통과용 어퍼쳐(4)들의 크기 차이를 최소화하면서 빔통과용 어퍼쳐(4)들을 가로 방향으로 나란하게 배열하고 있다.

도 3은 본 발명의 제 3실시예에 의한 섀도우 마스크의 사시도로서, 앞선 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 사용한다.

도시한 바와 같이 본 실시예에 의한 섀도우 마스크(2)는 유공부(6)의 장변부 끝단 뿐만 아니라 유공부(6) 내부 전체에 걸쳐 다수개의 빔통과용 어퍼쳐(4)를 가로 방향으로 나란하게 배열한다.

이 때 유공부(6)의 장변부 끝단에 위치하는 빔통과용 어퍼쳐(4)들은 유공부(6)의 곡률 형상을 따라 가로 방향으로 나란하게 배열되며, 가로 방향으로 인접한 빔통과용 어퍼쳐들과는 75∼125%의 크기 비율을 만족하도록 형성된다.

다음으로, 본 발명에 의한 섀도우 마스크를 이용한 형광막 스크린의 제조 방법에 대하여 설명하고자 한다.

도 4는 본 실시예에 의한 형광막 스크린의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도로서, 형광막 스크린 제조 방법은 먼저 섀도우 마스크를 제작하고, 패널 내면에 블랙 매트릭스막을 형성하고, 각각의 G, B, R 형광체 슬러리를 도포하고 노광 및 현상하여 각각의 G, B, R 형광막 스트라이프를 형성하는 과정으로 이루어진다.

먼저 섀도우 마스크를 제작하기 위하여, 알루미늄 킬드강 또는 인바강 스트립을 준비하고 이를 블랭킹(blanking)한 다음, 모재의 양표면에 감광성 수지막을 형성하고 노광 마스크를 이용, 노광한다.

상기 노광 마스크는 빔통과용 어퍼쳐 이외의 부분이 투명하며, 노광 마스크를 통하여 빛을 받은 감광성 수지막 만을 선택적으로 경화시키는데, 이 때 도 5에서 도시한 바와 같이 노광 마스크(14)는 다수개의 빔통과용 어퍼쳐와 대응하는 암부분(16)을 형성하며, 특히 장변부의 끝단에 위치하는 암부분(16)은 가로 방향으로 인접한 암부분(16)과의 크기 비율이 75∼125% 범위로 이루어진다.

이 때 노광 마스크(14)에 형성된 암부분(16)은 도시한 바와 같이 장변부 끝단을 제외하고 가로 방향으로 서로 어긋난 상태로 배치될 수 있으며, 다른 실시예로서 노광 마스크(14) 전체에 걸쳐 가로 방향으로 나란하게 배치될 수 있다.

상기한 노광 마스크(14)를 이용하여 모재에 형성된 감광성 수지막을 부분 경화시키고, 현상하여 경화되지 않은 감광성 수지막을 제거한 다음, 도 6에서 도시한 바와 같이 모재(18)의 양표면에 에칭액을 투입하여 외부로 노출된 모재(18)의 일부분을 에칭시키고, 잔류한 감광성 수지막(20)을 제거한다.

그리고 상기 모재(18)를 드로잉(drawing)하여 유공부(6)와 무공부(8)가 소정의 곡률을 형성하도록 하면서 무공부(8)의 네 둘레부로 스커트부(10)를 굽힘 형성하여 섀도우 마스크(2)를 완성한다. (도 1 참고)

이렇게 완성된 섀도우 마스크(2)는 도 1∼도 3에서 도시한 바와 같이, 유공부(6)의 장변부 끝단에서 다수개의 빔통과용 어퍼쳐(4)들을 가로 방향으로 나란하게 배열하며, 각각의 빔통과용 어퍼쳐들은 가로 방향으로 인접한 빔통과용 어퍼쳐와의 크기 비율이 75∼125% 범위를 만족한다.

다음으로, 도 7에서 도시한 바와 같이, 페이스 패널(22) 내면에 감광액을 도포하고 앞선 공정에서 제작된 섀도우 마스크를 장착하여 형광막 형상대로 감광액을 경화시켜 감광성 수지막(24)을 형성한다.

그리고 흑연 슬러리(26)를 도포하고 건조시킨 다음, 감광성 수지막(24)을 에칭하고 측면 흑연을 제거하여 블랙 매트릭스막(28)을 완성한다.

계속해서 도 8에서 도시한 바와 같이, G 형광체 슬러리(30)를 페이스 패널(22) 내면 전체에 도포하고 섀도우 마스크(2)를 장착하여 G 형광막 스트라이프(32) 부분만을 선택적으로 노광시켜 이를 경화시키고, 섀도우 마스크(2)를 제거한 다음 현상하여 경화되지 않은 G 형광체 슬러리를 제거하여 G 형광막 스트라이프(32)를 완성한다.

상기한 G 형광막 스트라이프(32)와 동일한 과정을 거쳐, 도 9에서 도시한 바와 같이 B 형광막 스트라이프(34)와 R 형광막 스트라이프(36)를 순차적으로 완성한다.

여기서 형광막 스트라이프의 노광에 사용되는 본 실시예에 의한 섀도우 마스크(2)는 유공부(6)의 장변부 끝단에서 다수개의 빔통과용 어퍼쳐(4)들을 가로 방향으로 나란하게 배열하면서, 각각의 빔통과용 어퍼쳐(4)의 크기 차이를 최소화한다.

이로서 도 10에서 도시한 바와 같이, 최종 완성된 형광막 스크린(38)은 장변부 끝단에서의 계단 형상이 완화되어 관찰자가 보았을 때 깨끗한 직선으로 보여진다. 이에 따라 형광막 스크린(38)을 보다 정확한 직사각형 형상으로 제조할 수 있으므로 화면 품질을 향상시키는 장점을 갖는다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 섀도우 마스크는 유공부의 장변부 끝단에 위치하는 각각의 빔통과용 어퍼쳐들의 크기 차이를 최소화하면서 상기 위치에서 빔통과용 어퍼쳐들을 가로 방향으로 나란하게 배열한다. 이로서 형광막 스크린 제조를 위한 노광시, 형광막 스크린의 장변부 끝단의 계단 형상을 완화하여 계단 형상 없이 균일한 선으로 보여질 수 있으므로 보다 뚜렷한 직사각형 화면을 얻을 수 있으며, 화면 품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 다수개의 빔통과용 어퍼쳐가 형성되는 유공부와;

   상기 유공부의 네 둘레부에 위치하는 무공부와;

   마스크 프레임에 결합되도록 상기 무공부에서 굽힘된 스커트부를 포함하며,

   상기 유공부의 장변부 끝단에서 빔통과용 어퍼쳐는 가로 방향으로 인접한 빔통과용 어퍼쳐와의 크기 비율이 75∼125% 범위를 유지하면서 가로 방향으로 나란하게 배열됨을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우 마스크.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유공부 내부 전체에 걸쳐 다수개의 빔통과용 어퍼쳐가 가로 방향으로 나란하게 배열됨을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우 마스크.
3. 유공부의 장변부 끝단에서 빔통과용 어퍼쳐가 인접한 빔통과용 어퍼쳐와의 크기 비율이 75∼125% 범위를 유지하면서 가로 방향으로 나란하게 배열되도록 섀도우 마스크를 제조하는 단계와;

   페이스 패널 내표면에 블랙 매트릭스막을 형성하는 단계와;

   상기 섀도우 마스크를 이용하여 각각의 G, B, R 형광막 스트라이프를 형성하는 단계를 포함하는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 섀도우 마스크를 제조하는 단계는,

   강철 스트립을 적당한 크기의 모재로 블랭킹(blanking)하는 단계와;

   포토리소그래피 공정으로 상기 모재에 다수개의 빔통과용 어퍼쳐를 형성하는 단계와;

   상기 모재를 드로잉(drawing)하여 유공부와 무공부를 소정의 곡률로 형성하면서 무공부의 네 둘레부로 스커트부를 굽힘 형성하는 단계를 포함하는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법.