KR20040041705A - 컬러음극선관 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

섀도우마스크(7)는 주마스크(14)와 보조 마스크(20)를 겹쳐 구성되어 있다. 주마스크의 각 전자빔 통과구멍은 주마스크의 형광체 스크린측의 표면에 개구한 대공(19a)과 전자총측의 표면에 개구한 소공(19b)을 연통한 연통구멍으로 형성되어 있다. 보조 마스크의 각 전자빔 통과구멍은 보조 마스크의 한쪽 표면에 개구한 대공(25a)과 보조 마스크의 다른쪽 표면에 개구한 소공(25b)을 연통한 연통구멍으로 형성되어 있다. 주마스크의 각 소공은 주마스크의 전자총측 표면에서 대공을 향해 서서히 감소한 지름을 갖고, 보조 마스크의 각 소공은 보조 마스크의 상기 다른쪽 표면에서 상기 대공을 향해 거의 일정한 지름 또는 서서히 증가한 지름을 갖고 있다.

Description

컬러음극선관 및 그 제조방법{COLOR CATHODE-RAY TUBE AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}

일반적으로 컬러음극선관은 내면에 형광체 스크린이 형성된 패널을 갖는 외관용기와 이 외관용기 내에서 형광체 스크린에 대향하여 설치된 거의 장방형상의 섀도우마스크를 구비하고 있다. 형광체 스크린과 대향하는 섀도우마스크의 유효면에는 전자빔 통과구멍으로서 다수의 개공(開孔)이 소정 배열로 형성되어 있다. 섀도우마스크는 전자총으로부터 방출된 3전자빔을 각 개공에 의해 선별하고, 형광체 스크린을 구성하는 3색 형광체층에 입사시키는 기능을 구비하고 있다.

근래 외광반사가 적고, 또한 화상 변형을 경감하여 시인성을 높이기 위해, 컬러음극선관의 패널 외면의 곡률반경을 10,000mm 이상으로 거의 평탄하게 한 플랫관이 주류가 되고 있다. 통상 형광체 스크린과 대향하는 섀도우마스크의 유효면은 패널의 내면형상에 대응한 형상으로 형성되어 있다. 그 때문에 플랫관의 섀도우마스크는 종래의 컬러음극선관에 대해 곡률이 작아져 거의 평탄화되어 있다.

그런데, 이와 같은 곡률이 작은 섀도우마스크를 이용한 경우, 이하의 문제가생긴다.

통상 섀도우마스크는 판두께가 0.22~0.25mm 정도의 금속판에 의해 형성되어 있다. 이와 같은 박판으로 형성된 대화면용의 섀도우마스크는 유효면의 곡률이 작은 경우, 자체 무게 또는 외력에 의해 변형되어 마스크 곡면을 유지하는 것이 어렵다. 즉, 유효면의 곡률을 작게 하면, 마스크 곡면의 유지력(이하, 마스크 곡면강도)이 저하한다. 특히 마스크 곡면강도의 저하는 유효면 중심, 즉 화면 센터 근방이 가장 현저하게 된다.

마스크 곡면강도가 낮은 경우, 제조중 또는 수송중의 미소한 외력에 의해 섀도우마스크의 유효면이 변형되어 버린다. 섀도우마스크가 변형하면, 섀도우마스크의 개공과 패널 내면과의 거리관계가 변동된다. 그 결과, 전자총에서 방출된 전자빔이 소정의 형광체층에 랜딩되지 않아 색 어긋남의 원인이 된다.

마스크 곡면강도의 저하는 섀도우마스크가 변형까지 도달하지 않더라도, 텔레비전 세트에 조립되었을 때, 음성 등의 진동에 의해 마스크 유효면이 공진되기 쉬워지고, 화면상에 불필요한 명암이 비춰 나오게 된다.

마스크 곡면강도의 저하를 방지하는 가장 간단한 방법은 섀도우마스크의 판두께를 두껍게 하는 것이다. 그러나, 섀도우마스크 판두께가 증가하면, 섀도우마스크 제조시의 에칭제어가 곤란하게 되고, 전자빔 통과구멍의 구멍지름의 불균일이 커진다. 그 결과, 섀도우마스크 제조시 및 컬러음극선관 제조시의 수율저하나, 화면품위 열화가 생기는 요인이 되어 버린다.

이들 문제를 해소하기 위해 예를 들면 일본 특개평 2002-197989호 공보에는개시된 음극선관에 의하면, 마스크곡면을 유지하기 위해, 섀도우마스크의 단축 근방에 보조 마스크가 부착되어 있다. 이와 같은 구조라면 마스크 곡면을 효율적으로 유지하는 것이 가능하게 된다.

상기한 바와 같이, 통상 섀도우마스크에는 다수의 개공이 설치되어 있다. 이들 다수의 개공을 공업적으로 효율좋게 얻기 위해, 종래부터 개공은 에칭에 의해 형성되어 왔다. 에칭에는 다양한 수법이 있고, 섀도우마스크를 제조하는데 있어서는 주로 2개의 수법이 취해지고 있다. 그 하나는 양면 에칭이라 불리는 1스텝 에칭의 수법이고, 다른 하나는 2단 에칭이라 불리는 2스텝 에칭의 수법이다.

양면 에칭은 공정이 단순하고 섀도우마스크를 저렴하게 제조하는 것이 가능하게 된다. 그러나, 이 수법은 개공의 불균일이나 개공이 고르지 않게 되는 일이 발생하기 쉬워 제조가능한 개공이 비교적 큰 것으로 제한된다.

2단 에칭은 2스텝으로 나뉘어 개공을 형성하기 때문에, 공정이 복잡해져 제조비용이 고가가 된다. 그 반면, 양면 에칭에 비교하여 개공의 불균일 및 마스크 개공이 고르지 않게 되는 일이 생기기 어렵다. 이 수법에 의하면, 비교적 작은 개공을 가진 섀도우마스크를 제조할 수 있다. 그 때문에, 근래의 고정밀 컬러음극선관의 경우는 2단 에칭을 이용하여 제조하는 것이 바람직하다고 되어 있다.

상기한 2장의 섀도우마스크를 부착시킨 컬러음극선관에서는 이하와 같은 과제가 있다. 2단 에칭으로 제조된 2장의 마스크를 서로 붙인 구성에서는 보조 마스크의 강도가 약하면, 마스크 전체의 강도를 오히려 저하시켜 버릴 우려가 있다. 그 때문에, 보조 마스크 자체의 강도를 향상시킬 필요가 있다.

보조 마스크가 주마스크에 서로 겹쳐진 중첩부와 주마스크만으로 형성되어 있는 비중첩부에서, 전자빔 반사에 기인하는 형광면의 불필요한 발광의 발생상태가 상이하다. 컬러음극선관의 제조시, 이 섀도우마스크를 이용하여 형광면을 노광하면, 형성된 형광면에서 상기 중첩부에 대응하는 부분과 비중첩부에 대응하는 부분으로 형광체층의 폭이 상이하다.

이상의 점에서 상기 컬러음극선관에 의해 화상을 표시한 경우, 표시화면에 있어서, 섀도우마스크의 중첩부에 대응하는 부분과 비중첩부에 대응하는 부분에서 화상표시상태가 상이하고, 이들 사이에 띠형상의 경계가 나타나 화질의 열화를 초래할 우려가 있다.

본 발명은 섀도우마스크를 구비한 컬러음극선관 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관련된 컬러음극선관의 장축을 포함한 단면도,

도 2는 상기 컬러음극선관의 단축을 포함한 단면도,

도 3A는 상기 컬러음극선관에서의 섀도우마스크를 나타낸 사시도,

도 3B는 상기 섀도우마스크의 전자빔 통과구멍을 확대하여 나타낸 평면도,

도 4는 상기 섀도우마스크의 장축방향을 따른 단면도,

도 5는 상기 섀도우마스크의 단축방향을 따른 단면도,

도 6은 상기 섀도우마스크의 주마스크 및 보조마스크를 확대하여 나타낸 단면도,

도 7A 내지 도 7F는 상기 주마스크의 2단 에칭 공정을 각각 나타낸 단면도,

도 8A는 상기 주마스크의 제조에 이용하는 마스크 소판을 나타낸 평면도,

도 8B는 상기 보조 마스크의 제조에 이용하는 마스크 소판을 나타낸 평면도,

도 9A 내지 도 9D는 상기 보조 마스크의 양면 에칭 공정을 각각 나타낸 단면도,

도 10A는 2단 에칭에 의해 형성된 개공과 양면 에칭에 의해 형성된 개공을 겹쳐 개략적으로 나타낸 단면도,

도 10B는 2단 에칭에 의해 형성된 개공과 양면에칭에 의해 형성된 개공을 겹쳐 개략적으로 나타낸 단면도,

도 11은 상기 섀도우마스크에서의 전자빔의 통과 및 반사상태를 나타낸 단면도,

도 12는 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 컬러음극선관의 섀도우마스크를나타낸 단면도 및

도 13은 상기 다른 실시형태에서의 섀도우마스크를 개공부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.

본 발명은 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로 그 목적은 충분한 마스크 곡면강도를 갖고 있는 것과 함께 화상품위가 양호한 컬러음극선관 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 형태에 관련된 컬러음극선관은 내면에 형광체 스크린이 설치된 패널과, 상기 형광체 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 패널의 안쪽에 상기 형광체 스크린에 대향하여 배치되고, 서로 직교하면서 관축과 직교한 장축 및 단축을 구비한 거의 장방형상의 섀도우마스크를 구비하고,

상기 섀도우마스크는, 상기 형광체 스크린의 거의 전면(全面)과 대향하고, 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 거의 장방형상의 유공부(有孔部)를 가진 주마스크와, 상기 주마스크의 유공부의 단축을 포함한 영역에 고정되고, 상기 주마스크의 전자빔 통과구멍에 대응한 다수의 전자빔 통과구멍을 갖고, 상기 단축을 따른 방향을 길이방향으로 한 띠형상의 보조 마스크를 구비하고 있다.

상기 주마스크의 각 전자빔 통과구멍은 주마스크의 형광체 스크린측의 표면에 개구한 대공(大孔)과 주마스크의 전자총측의 표면에 개구한 소공(小孔)을 연통한 연통구멍으로 형성되고, 상기 보조 마스크의 각 전자빔 통과구멍은 보조 마스크의 한쪽 표면에 개구한 대공과 보조마스크의 다른쪽 표면에 개구한 소공을 연통한 연통구멍으로 형성되고, 상기 주마스크의 각 소공은 주마스크의 전자총측 표면에서 상기 대공을 향해 서서히 감소한 지름을 갖고, 상기 보조 마스크의 각 소공은 보조 마스크의 상기 다른쪽 표면에서 상기 대공을 향해 거의 일정한 지름 또는 서서히 증가한 지름을 갖고 있다.

본 발명의 다른 형태에 관련된 컬러음극선관의 제조방법은, 내면에 형광체 스크린이 설치된 패널과, 상기 형광체 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 패널의 안쪽에 상기 형광체 스크린에 대향하여 배치되고, 서로 직교하면서 관축과 직교한 장축 및 단축을 구비한 거의 장방형상의 섀도우마스크를 구비하고, 상기 섀도우마스크는 상기 형광체 스크린의 거의 전면과 대향하고 있는 것과 함께 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 거의 장방형상의 유공부를 가진 주마스크와, 상기 주마스크의 유공부의 단축을 포함한 영역에 고정되고, 상기 주마스크의 전자빔 통과구멍에 대응한 다수의 전자빔 통과구멍을 갖고, 상기 단축을 따른 방향을 길이방향으로 한 띠형상의 보조마스크를 구비한 컬러음극선관의 제조방법에 있어서,

상기 주마스크용의 평탄한 마스크 소판(素板, blank) 및 상기 보조 마스크용의 평탄한 마스크 소판을 준비하고, 상기 주마스크용의 마스크 소판을 2단 에칭하고, 각각 마스크 소판의 한쪽 표면에 개구한 대공과 마스크 소판의 다른쪽 표면에 개구한 소공이 연통된 연통구멍으로 이루어진 복수의 전자빔 통과구멍을 형성하고, 상기 보조 마스크용의 마스크 소판을 양면 에칭하고, 각각 마스크 소판의 한쪽 표면에 개구한 대공과 마스크 소판의 다른쪽 표면에 개구한 소공이 연통된 연통구멍으로 이루어진 복수의 전자빔 통과구멍을 형성하고, 각각 상기 전자빔 통과구멍이 형성된 주마스크용의 마스크 소판 및 보조 마스크용의 마스크 소판을 서로 고정하고, 상기 서로 고정된 마스크 소판을 소망 형상으로 프레스 형성하여 상기 섀도우마스크를 형성한다.

상기한 바와 같이 구성된 컬러음극선관 및 그 제조방법에 의하면, 주마스크의 각 소공을 주마스크의 전자총측 표면에서 대공을 향해 서서히 감소한 지름을 가진 구조로 하고, 또 보조 마스크의 각 소공을 보조마스크의 다른쪽 표면에서 대공을 향해 거의 일정한 지름 또는 서서히 증가한 지름을 가진 구조로 하고 있다. 이것에 의해 보조마스크의 충분한 강도를 확보하면서, 보조 마스크가 주마스크에 서로 겹쳐진 중첩부와 주마스크만으로 형성되어 있는 비중첩부에서, 전자빔 반사에 의한 형광면의 불필요한 발광의 발생상태를 거의 동일하게 할 수 있다. 따라서 섀도우마스크의 충분한 마스크 곡면강도를 얻을 수 있어, 화상품위가 양호한 컬러음극선관을 얻는 것이 가능하게 된다.

이하 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 관련된 컬러음극선관에 대해 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 컬러음극선관은 유리로 형성된 외관용기를 구비하고 있다. 이 외관용기는 주연부(周緣部)에 스커트부(2)를 가진 장방형상의 패널(1)과, 스커트부(2)에 접합된 퍼넬(3)과, 퍼넬(3)의 소직경부로부터 뻗은 네크(4)를 갖고 있다. 패널(1)의 내면에는 형광체 스크린(5)이 형성되어 있다. 외관용기는 패널(1)의 중심 및 네크(4)의 중심을 통과하는 관축(Z), 관축과 직교하여 뻗은 장축(수평축)(X) 및 관축 및 장축과 직교하여 뻗은 단축(수직축)(Y)을 갖고 있다.

화면 애스펙트비 16대9로 화면 유효지름 76cm의 32인치 와이드 타입의 컬러음극선관을 일례로 한 경우, 패널(1)의 외면은 곡률반경이 100,000mm로 실질적으로 평탄하게 되어 있다. 패널(1) 내면은 X축 상에서 X축을 따른 곡률반경이 약 7,000mm, Y축 상에서 Y축을 따른 곡률반경이 약 1,500mm로 거의 원통형상으로 이루어져 있다.

외관용기 내에는 색선별전극으로서 기능하는 섀도우마스크 구조체(6)가 형광체 스크린(5)에 대향하여 배치되어 있다. 이 섀도우마스크 구조체(6)는 전자빔 통과구멍인 개공이 다수 형성된 섀도우마스크(7)와, 섀도우마스크(7)의 주변부가 고정된 단면 L자 형의 장방형 틀형상의 마스크 프레임(8)을 갖고 있다. 섀도우마스크 구조체(6)는 마스크 프레임(8)의 측벽에 설치된 복수의 탄성지지체(도시하지 않음)를 패널(1)의 스커트부(2)에 매설된 스터드핀(도시하지 않음)에 각각 걸어 고정하여 패널(1)의 안쪽에 지지되어 있다. 섀도우마스크(7)에 형성된 전자빔 통과구멍의 개공형상은 용도에 따라 장방형상 또는 원형상으로 형성된다.

네크(4) 내에는 장축(X) 상에 인라인 배열된 3개의 전자빔(9R, 9G, 9B)을 방출하는 전자총(10)이 배치되어 있다. 상기 컬러음극선관에서는 전자총(10)에서 방출된 전자빔(9R, 9G, 9B)을 퍼넬(3)의 바깥쪽에 부착된 편향요크(11)에 의해 편향하고, 섀도우마스크(7)를 통해 형광체 스크린(5)에 수평, 수직 주사하여 화상을 표시한다.

다음에 섀도우마스크(7)의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 도 3A, 도 3B, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 섀도우마스크(7)는 주마스크(14)와, 주마스크의 일부에 중첩하여 고정된 보조마스크(20)를 구비하고, 부분적으로 2중 구조로 구성되어 있다.

주마스크(14)는 형광체 스크린(5)의 거의 전면과 대향하여 배치되고 소정의 곡면형상으로 형성된 거의 장방형상의 마스크 주면(38)과, 마스크 주면의 주연으로부터 관축 Z방향을 따라 전자총측으로 뻗어나간 스커트부(17)를 일체로 구비하고 있다. 마스크 주면(38)은 전자빔 통과구멍으로서 기능하는 다수의 개공(12)이 형성된 장방형상의 유공부(13)와, 유공부를 둘러싸도록 위치하고 개공을 갖지 않은거의 장방형 틀형상의 무공부(16)를 갖고 있다. 주마스크(14)는 판두께 0.1~0.25mm 정도의 금속재료로 형성되고, 그 재질로서는 철재 또는 저팽창재로서의 인버(invar)재(Fe-Ni합금) 등을 사용한다.

주마스크(14)의 각 개공(12)은 유공부(13)의 장축 X방향을 폭방향으로 하는 거의 장방형상으로 형성되어 있다. 복수의 개공(12)이 각각 유공부(13)의 단축 Y방향으로 브리지(15)를 통해 거의 직선형상으로 배열되어 개공열을 구성하고, 이 개공열이 장축 X방향으로 약 0.4~0.6mm의 배열 피치(PH)로 다수 배열되어 있다.

도 6과 같이 각 개공(12)은 주마스크(14)의 형광체 스크린측의 표면에 개구한 거의 장방형상의 대공(19a)과, 전자총측의 표면에 개구한 거의 장방형상의 소공(22)을 연통한 연통구멍에 의해 형성되어 있다. 이들 개공(12) 중, 유공부(13)의 중심에서 주변측으로 어긋나 위치한 개공은 대공(19a)의 중심(C1)이 소공(19b)의 중심(C2)에 대해 상대적으로 유공부 주변측으로 △만큼 오프셋되어 있다. 유공부(13)의 중심에서 주변측에 위치한 개공일수록, 오프셋량(△)이 커진다. 이것은 전자빔이 소공(19b)을 통과한 후, 개공(12)의 내면에 충돌 반사하여 화면상에 불필요한 발광이 생기는 것을 억제하기 위한 것이다. 주마스크(14)의 단축 Y방향, 장축 X방향 모두 대공(19a)은 소공(19b)에 대해 오프셋되어 있다.

구체예에 의하면, 섀도우마스크는 판두께 0.22mm의 저열팽창재인 인버(Fe-Ni합금)로 형성되어 있다. 섀도우마스크의 단축 Y방향에는 복수개의 개공(12)이 0.6mm의 배열피치로 직선형상으로 배치되고, 이 단축방향의 복수개의 개공으로 이루어진 개공열이 장축 X방향으로 단축 부근에서 0.75mm, 장축방향 주변에서 0.82mm의 피치로 배열되고, 장축방향 주변에 가까와짐에 따라 피치가 커지는 가변 피치로 배열되어 있다. 개공(12)의 대공(19a) 폭방향의 개공치수는 단축(Y) 상에서 0.46mm, 장축 X방향 주변부에서 0.50mm, 소공(19b) 폭방향의 개공치수는 단축상에서 0.18mm, 장축방향 주변부에서 0.20mm가 되고 있다. 전자빔이 장축 X방향 주변부에 위치한 개공(12)에 46°의 편향각으로 입사한 경우, 장축 X방향 주변의 개공의 소공(19b)에 대한 대공(19a)의 오프셋(△)은 0.06mm가 되고 있다.

도 3 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 보조 마스크(20)는 가늘고 긴 띠형상으로 형성되고, 주마스크(14)의 내면측, 즉 전자총측의 표면상에서 유공부(13)의 단축(Y)을 포함하는 영역에 겹쳐 고정되어 있다. 보조 마스크(20)는 그 장축방향이 주마스크(14)의 단축(Y)과 일치하여 설치되어 있다. 이것에 의해 섀도우마스크(7)는 단축(Y)을 포함하는 소정 폭의 영역에 보조 마스크(20)가 고정된 2중 구조의 중복부와, 중복부의 양측에 위치한 비중복부를 갖고 있다.

보조 마스크(20)는 주마스크(14)와 마찬가지로 철재 또는 인버재 등으로 구성되고, 판두께는 0.25mm 정도로 형성되어 있다. 보조 마스크(20)는 장축 X방향을 따른 폭(LH1)이 주마스크(14)의 유공부(13)의 장축방향 길이(LH2)보다도 작고, 또 단축 Y방향을 따른 길이는 주마스크(14)의 동방향 길이와 거의 같게 형성되어 있다. 보조 마스크(20)는 유공부(21)와 유공부(21)의 바깥쪽에서 보조 마스크의 길이방향 양단부에 위치한 무공부(23)와, 또 각 무공부(23)에서 양단방향으로 뻗어 나간 한쌍의 스커트부(24)를 일체로 구비하고 있다. 유공부(21)에는 주마스크(14)의 개공(12)에 대응한 전자빔 통과구멍으로서의 다수의 개공(24)이 설치되었다.

그리고 보조 마스크(20)는 그 유공부(21), 무공부(23), 스커트부(24)가 주마스크(14)의 유공부(13), 무공부(16) 및 스커트부(17)와 각각 겹친 상태에서 주마스크의 전자총측의 표면에 고정되어 있다. 이것에 의해 주마스크(14)의 단축(Y) 상의 영역은 모두 2중 구조로 이루어져 있다.

유공부(21)에 형성된 각 개공(42)은 보조 마스크(20)의 형광체 스크린측의 표면, 즉 주마스크(14)측의 표면에 개구한 거의 장방형상의 대공(25a)과, 전자총측의 표면에 개구한 거의 장방형상의 소공(25b)을 연통한 연통구멍에 의해 형성되어 있다. 즉, 보조 마스크(20)는 개공(42)의 대공(25a)이 주마스크(14)와 마주본 상태로 주마스크(14)에 고정되어 있다. 그리고 주마스크(14)의 개공(12)과 마찬가지로, 보조마스크(20)의 개공(42)은 단축 Y방향으로 뻗은 복수의 개공열을 형성하고, 이들 개공열은 장축 X방향에 약 0.4~0.6mm의 피치로 배열되어 있다. 이것에 의해 각 개공(42)은 주마스크(14)의 개공(12)과 정열하여 배치되어 있다.

이와 같은 보조 마스크(20)는 주마스크(14)에 밀착된 상태로 고정되어 있다. 주마스크(14)와 보조 마스크(20)와의 고정에는 압착이라 불리는 확산접합이나, 레이저 용접 또는 저항용접 등의 수법을 이용할 수 있다. 보조 마스크(20)는 적어도 몇 개의 고정점을 갖고 있다.

상기한 바와 같이 구성된 컬러음극선관에서, 섀도우마스크(7)를 제조하는 경우, 주마스크(14)의 개공(12)은 2단 에칭에 의해, 또 보조 마스크(20)의 개공(42)은 양면 에칭에 의해 형성한다.

우선, 주마스크(14)의 개공(12)을 2단 에칭에 의해 형성하는 경우에 대해 설명한다. 예를 들면, 인버재로 이루어지는 주마스크용의 마스크 소판(25)을 준비한다. 다음에 도 7A, 도7B에 나타낸 바와 같이, 주마스크(14)의 개공(12)에 대응하는 패턴의 레지스트막(44a, 44b)을 마스크 소판(45)의 양면에 각각 형성한다. 이어서, 도 7C에 나타낸 바와 같이, 한쪽 레지스트막(44a)에 겹쳐 폴리에스테르 수지 등으로 이루어진 에칭 보호 필름(46)을 점착한 후, 다른쪽 레지스트막(44b)측에서 에칭액을 스프레이하여 마스크 소판(45)에 소공(19b)이 되는 오목구멍을 형성한다.

다음에 도 7D에 나타낸 바와 같이, 레지스트막(44b)을 박리하고, 오목구멍이 형성된 마스크 소판(45)의 표면측을 수세 및 건조한다. 그 후, 이 표면측에 파라핀, 라커 등의 항에칭제를 도포하고, 형성된 오목구멍에 메꿔 넣도록 항에칭층(47)을 형성한다. 마스크 소판(45)의 다른 면쪽에 점착된 에칭보호필름(46)을 박리한다.

이 상태에서, 도 7E에 나타낸 바와 같이, 레지스트막(44a)을 통해 마스크 소판(45)의 다른쪽 면에 에칭액을 스프레이하고, 앞에 형성된 오목구멍에 연통하는 대공(19a)을 형성한다. 그 후 도 7F에 나타낸 바와 같이, 가성 알칼리 용액을 스프레이하고, 다른쪽 면에 설치되어 있는 항에칭층(47) 및 또 한쪽 면에 형성된 레지스트막(44a)을 박리한다. 이것에 의해 도 8A에 나타낸 바와 같은, 다수의 개공(12)이 소정의 지름 및 피치로 형성된 유공부(13)를 가진 평탄한 마스크 소판(45)을 얻을 수 있다.

다음에 보조 마스크(20)의 개공(42)을 양면 에칭에 의해 형성하는 경우에 대해 설명한다. 예를 들면 인버재로 이루어진 보조 마스크용의 마스크 소판(50)을준비한다. 다음에 도 9A, 도 9B에 나타낸 바와 같이, 보조 마스크(20)의 개공(42)에 대응하는 패턴의 레지스트막(52a, 52b)을 마스크 소판(50)의 양면에 각각 형성한다. 이어서 도 9C에 나타낸 바와 같이, 한쪽 레지스트막측에서, 즉 개공(42)의 대공에 대응하는 레지스트막(52a)측에서 마스크 소판(50)을 연속적으로 에칭하여 개공(42)을 형성한다. 그 후, 도 9D에 나타낸 바와 같이, 마스크 소판(50)에서 레지스트막(52a, 52b)을 박리한다. 이것에 의해, 도 8B에 나타낸 바와 같은, 보조 마스크용의 마스크 소판(50)을 얻을 수 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 하여 얻게 된 마스크 소판(45 및 50)을 어닐(anneal)처리한 후, 이들 마스크 소판을 서로 정확하게 위치결정한 상태에서 서로 겹치게 하고, 레이저 용접에 의해 서로 고정한다. 이어서 접합된 마스크 소판(45 및 50)을 프레스 장치에 의해 프레스 성형하고, 주마스크의 전자총측 표면에 보조 마스크가 위치한 소망 형상의 섀도우마스크(7)를 형성한다.

상기한 바와 같이 구성된 섀도우마스크(7)에 있어서, 주마스크(14) 및 보조 마스크(20)는 에칭방법의 차이로부터 도 10A, 도 10B에 나타낸 바와 같은 마스크 단면형상이 상이하게 된다. 도 10A는 주마스크(14) 및 보조마스크(20)의 장축 X방향을 따른 단면을 겹쳐 나타낸 도면이고, 점선은 2단 에칭에 의해 형성된 주마스크(14)의 개공(12)을, 실선은 양면 에칭에 의해 형성된 개공(42)을 각각 나타내고 있다. 도 10B는 주마스크(14) 및 보조 마스크(20)의 단축 Y방향을 따른 단면을 서로 겹쳐 나타낸 도면으로, 점선과 실선은 주마스크(14)의 개공(12)과 개공(42)을 각각 나타내고 있다.

도 10A에 나타낸 장축 X방향의 단면에 관해서는 개공(12)과 개공(42)의 차이는 그만큼 크지 않다. 그러나, 도 10B에 나타낸 단축 Y방향의 단면에 대해서는 개공(12)과 개공(42)의 단면형상이 크게 상이하게 된다. 2단 에칭은 양면 에칭보다도 개공을 형성하기 위한 에칭범위가 넓다. 그 결과, 2단 에칭을 이용한 경우, 섀도우마스크(7)를 형성하는 재료의 나머지, 즉 체적이 적어진다. 그 때문에 마스크 강도로서는 양면 에칭에 의해 개공을 형성한 마스크 쪽이 보다 큰 강도를 얻을 수 있다.

이 때, 주마스크(14)에 대해서도 양면 에칭에 의해 개공(12)을 형성함으로써, 주마스크의 체적이 증가하여 마스크 강도가 올라간다. 그러나, 정밀도가 높은 표시에 요구되는 작은 개공을 형성하기 위해서는 2단 에칭에 의한 형성방법이 필요하게 되고, 실제로는 주마스크의 제조에 양면 에칭을 사용하는 것은 곤란하다.

보조 마스크(20)인 경우는 주마스크(14)와의 위치맞춤 여유도를 확보하는 등의 관점에서 주마스크의 개공보다도 큰 개공을 가진 구조로 할 필요가 있다. 그 때문에 보조 마스크(20)의 개공(42)은 양면 에칭으로도 충분히 대응가능한 크기가 되어 있다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서의 섀도우마스크(7)에 의하면 2단 에칭에 의해 형성된 개공(12)을 가진 주마스크(14)의 전자총측 표면에 양면 에칭에 의해 형성된 개공(42)을 가진 보조 마스크(20)가 접합되어 있다. 보조 마스크(20)는 개공(42)의 대공(25a)측이 주마스크(14)에 형성된 개공(12)의 소공(19b)측과 대향하도록 배치되어 있다.

보조 마스크(20)의 개공(42)은 장축 X방향에 대해 주마스크(14)의 개공(12)보다도 약간 큰 치수로 형성되어 있다. 이것은 주마스크(14)와 보조 마스크(20)와의 위치맞춤 어긋남이 발생한 경우에 여유를 갖게 하기 위한 것이다. 단축 Y방향에 대해서도 보조 마스크(20)의 개공(42)쪽이 주마스크(14)의 개공(12)보다도 큰 치수를 갖고 있는 것이 바람직하다. 그러나 형광면 휘도의 관점에서 주마스크(14)의 브리지폭은 제조상 가능한 거의 최소값이 되고 있기 때문에, 단축 Y방향에 관해서는 보조 마스크(20) 및 주마스크(14)의 개공 지름을 동일하게 해도 좋다.

다음에 상기한 바와 같이 구성된 섀도우마스크에서의 전자빔의 반사에 대해 설명한다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 2단 에칭에 의해 형성된 주마스크(14)의 개공(12)은 대공(19a) 및 소공(19b)을 갖고 있다. 소공(19b)은 주마스크(14)의 전자총측 표면에서 대공(19a)측을 향해 서서히 지름이 작아지고 있다. 그 때문에, 소공(19b)을 규정하고 있는 측벽면(60)은 전자총측을 향해 경사진 곡면이 되고 있다.

이에 대해 양면에칭에 의해 형성된 보조마스크(20)의 개공(42)에 있어서, 소공(25b)은 보조 마스크의 전자총측 표면에서 대공(25a)을 향해 지름이 거의 일정하거나 서서히 커지고 있다. 그 때문에 소공(25b)을 규정하고 있는 측벽면(62)은 전자총측을 향해 경사지는 일없이, 전자빔과 거의 평행하거나, 오히려 형광체 스크린측에 경사진 곡면이 되고 있다.

전자총에서 섀도우마스크(7)를 향해 방사된 전자빔은 보조 마스크(20)의 개공(42) 및 주마스크(14)의 개공(12)을 차례로 통과하여 형광체 스크린에 도달한다. 이 때, 보조 마스크(20)에 형성된 개공(42)의 소공(25b)은 전자총측을 향한 측벽면, 즉 전자빔이 충돌하는 측벽면을 갖지 않기 때문에, 전자빔은 2차 전자를 거의 발생하는 일 없이 개공(42)을 통과한다.

한편, 보조 마스크(20)의 개공(42)을 통과한 전자빔은 주마스크(14)의 개공(12)에 입사하고, 그 대부분은 개공(12)을 통과하여 형광체 스크린에 도달한다. 개공(12)에 입사한 전자빔의 일부는 소공(19b)을 규정하고 있는 측벽면(60)에 충돌하여 2차 전자를 방출시킨다. 방출된 2차 전자의 일부는 주마스크(14)의 개공(12)을 통과하여 형광면에 도달한다. 이 2차 전자에 의해 형광체 스크린의 일부에 불필요한 발광이 발생한다.

이상과 같이, 양면 에칭에 의해 형성된 개공(42)을 가진 보조 마스크(20)는 실질적으로 전자빔이 충돌하는 소공측의 측벽면이 없기 때문에, 2차 전자의 발생 자체가 적다. 그 때문에, 전자빔의 반사는 주마스크(14)의 측벽면(60)에서만 발생한다. 이와 같은 2차 전자의 발생상태는 보조 마스크(20)가 접착되어 있지 않은 주마스크(14)의 비중첩부와 같은 상태가 된다. 그 때문에, 형광체 스크린에서 불필요한 발광 자체는 약간 발생하지만, 섀도우마스크(7)의 중첩부에 대응하는 부분과 비중첩부에 대응하는 부분에서 불필요한 발광의 차를 없앨 수 있다. 이것에 의해 표시화면 상에 불필요한 밝기의 단차나 띠형상의 경계가 나타나는 일없이, 양호한 화상을 얻는 것이 가능하게 된다.

설명은 생략하지만, 불필요한 발광의 발생은 단축 Y방향에 대해서도 같고, 양면 에칭에 의해 형성된 개공(42)을 가진 보조 마스크(20)는 주마스크(14)보다도 2차 전자방출이 적다. 그 때문에, 형광체 스크린의 불필요한 발광에 기인하는 밝기의 단차, 경계의 발생을 방지할 수 있다.

또 컬러음극선관의 제조시, 상기 섀도우마스크(7)를 이용하여 예를 들면 스트라이프 형상의 형광체층을 노광, 형성할 때, 상기한 바와 같이, 불필요한 발광의 발생을 전역에 걸쳐 거의 균일하게 할 수 있다. 그 때문에 형광체 스크린에서의 형광체층의 폭을 섀도우마스크(7)의 중첩부에 대향하는 영역과 비중첩부에 대응하는 영역으로 거의 균일하게 형성할 수 있다. 그 결과, 표시화상의 품위가 향상된 컬러음극선관을 얻는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이 구성된 컬러음극선관에 의하면, 주마스크(14)에 겹쳐 보조 마스크(20)를 설치함으로써, 섀도우마스크(7)의 가장 변형되기 쉬운 화면중앙 근방의 변형을 억제하는 것이 가능하고, 결과적으로 마스크 곡면강도를 향상시킬 수 있다. 특히 보조 마스크의 개공을 양면 에칭에 의해 형성함으로써, 개공 형성 후의 마스크재의 체적을 충분히 확보하여 마스크 강도를 유지할 수 있다. 또 보조 마스크의 개공을 양면 에칭에 의해 형성하여, 전자총측으로 경사진 측벽면을 갖지 않은 개공구조, 또는 전자총측으로 경사진 측벽면이 주마스크측의 측벽면에 비교하여 작은 개공구조로 되어 있다. 이것에 의해 섀도우마스크의 중첩부와 비중첩부 사이에서 불필요한 발광 및 형광면의 차이에 의한 불필요한 밝기의 단차가 발생하는 일이 없어 양호한 화상을 얻는 것이 가능하게 된다.

또, 이 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 이 발명의 범위 내에서 다양하게 변형 가능하다. 예를 들면, 상기한 실시형태에서 보조 마스크(20)가 주마스크(14)의 전자총측에 배치된 구성에 대해 설명했는데, 도 12 및 도 13에나타낸 바와 같이, 보조 마스크(20)는 주마스크(14)의 외면측, 즉 형광체 스크린(5)쪽의 표면에 설치해도 좋다. 이 경우, 보조 마스크(20)는 개공(42)의 소공(25b)이 주마스크(14)에 대향한 상태에서 주마스크(14)에 고정된다. 이와 같은 구성의 섀도우마스크로 한 경우에도 상기와 같은 작용효과를 얻을 수 있다. 또 다른 구성은 상기한 실시형태와 동일하고, 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

또 보조 마스크는 1장으로 한정하지 않고 복수 설치해도 좋다. 또 섀도우마스크의 각 개공은 장방형상으로 한정하지 않고, 환형(丸型)으로 해도 유효하게 활용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 충분한 마스크 곡면강도를 가지면서 화상품위가 양호한 컬러음극선관 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (8)

1. 컬러음극선관에 있어서,

   내면에 형광체 스크린이 설치된 패널과,

   상기 형광체 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과,

   상기 패널의 안쪽에 상기 형광체 스크린에 대향하여 배치되고, 서로 직교하면서 관축과 직교하는 장축 및 단축을 구비한 실질적으로 장방형상의 섀도우마스크를 포함하고,

   상기 섀도우마스크는

   상기 형광체 스크린의 전면과 실질적으로 대향하고 있는 것과 함께 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 실질적으로 장방형상의 유공부를 가진 주마스크와,

   상기 주마스크의 유공부의 단축을 포함한 영역에 고정되고, 상기 주마스크의 전자빔 통과구멍에 개별적으로 대응하는 다수의 전자빔 통과구멍을 갖고 있는 것과 함께 상기 단축을 따른 방향을 길이방향으로 한 띠형상의 보조 마스크를 구비하고,

   상기 주마스크의 각 전자빔 통과구멍은 주마스크의 형광체 스크린측의 표면에 개구한 대공과 주마스크의 전자총측의 표면에 개구한 소공을 연통하는 연통구멍으로 형성되고,

   상기 보조 마스크의 각 전자빔 통과구멍은 보조 마스크의 한쪽 표면에 개구한 대공과 보조마스크의 다른쪽 표면에 개구한 소공을 연통한 연통구멍으로 형성되고,

   상기 주마스크의 각 소공은 주마스크의 전자총측 표면에서 상기 대공을 향해 서서히 감소하는 지름을 갖고, 상기 보조 마스크의 각 소공은 보조 마스크의 상기 다른쪽 표면에서 상기 대공을 향해 실질적으로 일정한 지름 또는 서서히 증가한 지름을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주마스크는 각 소공을 규정하고 있는 것과 함께 상기 전자총측에 경사져서 전자빔이 충돌하는 측벽면을 갖고,

   상기 보조 마스크는 각 소공을 규정하고 있는 것과 함께 전자빔과 거의 평행한, 또는 형광체 스크린측에 경사진 측벽면을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 주마스크의 전자빔 통과구멍은 2단 에칭에 의해 형성되고,

   상기 보조마스크의 전자빔 통과구멍은 양면 에칭에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 보조마스크는 상기 주마스크의 전자총측의 표면에 겹쳐 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 보조마스크는 상기 대공측의 표면이 상기 주마스크의 소공측의 표면에 접하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 보조 마스크는 상기 주마스크의 형광체 스크린측의 표면에 겹쳐 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관.
7. 내면에 형광체 스크린이 설치된 패널과, 상기 형광체 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 패널의 안쪽에 상기 형광체 스크린에 대향하여 배치되고, 서로 직교하면서 관축과 직교하는 장축 및 단축을 구비한 실질적으로 장방형상의 섀도우마스크를 포함하고, 상기 섀도우마스크는 상기 형광체 스크린의 전면과 실질적으로 대향하고 있는 것과 함께 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 실질적으로 장방형상의 유공부를 가진 주마스크와, 상기 주마스크의 유공부의 단축을 포함한 영역에 고정되고, 상기 주마스크의 전자빔 통과구멍에 개별적으로 대응하는 다수의 전자빔 통과구멍을 갖고 있는 것과 함께 상기 단축을 따른 방향을 길이방향으로 한 띠형상의 보조마스크를 구비한 컬러음극선관의 제조방법에 있어서,

   상기 주마스크용의 평탄한 마스크 소판 및 상기 보조마스크용의 평탄한 마스크 소판을 준비하는 단계,

   상기 주마스크용의 마스크 소판을 2단 에칭하고, 각각 마스크 소판의 한쪽 표면에 개구한 대공과 마스크 소판의 다른쪽 표면에 개구한 소공이 연통된 연통구멍으로 이루어진 복수의 전자빔 통과구멍을 형성하는 단계,

   상기 보조 마스크용의 마스크 소판을 양면 에칭하고, 각각 마스크 소판의 한쪽 표면에 개구한 대공과 마스크 소판의 다른쪽 표면에 개구한 소공이 연통된 연통구멍으로 이루어진 복수의 전자빔 통과구멍을 형성하는 단계,

   각각 상기 전자빔 통과구멍이 형성된 주마스크용의 마스크 소판 및 보조 마스크용의 마스크 소판을 서로 고정하는 단계 및

   상기 서로 고정된 마스크 소판을 요구되는 형상으로 프레스 성형하여 상기 섀도우마스크를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 보조마스크용의 마스크 소판의 상기 대공측의 표면이 상기 주마스크용 마스크 소판의 소공측 표면에 접하도록 상기 마스크 소판을 레이저 용접에 의해 고정하고, 상기 보조 마스크가 상기 주마스크의 전자총측에 위치하도록 상기 마스크소판을 프레스 성형하는 것을 특징으로 하는 컬러음극선관의 제조방법.