TWI286033B - Shadow mask - Google Patents

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1286033 ------— 五、發明說明（2) ;遮罩51還勉強可以通過掉落試驗的㈣，不會有大問 此Ϊ二：影遮罩被應用於平面陰極射線管時， 平坦的顯示螢幕、另-面是發 陰影遮罩被岸用；：=極射線管大；或當高解析度 影遮罩於掉落試驗後，陰丄遮===二2種陰 (如圓4中的虛線所示）。 、區或被祖只會塌陷 針對此項缺點，未審查的日本 _ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 種高強度陰影遮罩，此種险旦彡说w山f t 86441唬揭鉻一 製成。然而，此種呤與# f』罩較向揚氏模數的金屬 更。不方便處在於’相關部件的材料也要做大幅度的變 〔發明概述〕 本發明之目的係在於提供一 旦^ 甘曰士 能的改善，如，#動 π〜遮罩，其具有衝擊性 技術的問題，禮Si 掉洛試驗等，以解決上述先前 本發明之繁^ 持形色陰極射線管穩定的品質。 有複數個通孔;供一種陰影遮罩，該陰影遮罩 部、及一 c於其中’每-個通孔具有-後方孔 孔部發射出去，=Ρ電子光束由後方孔部進入後，由前方 以-預定形狀的f 電子光束通過該陰影遮罩的通孔後 勺光點投射到一發光表面；其中，每一個通 第8頁 c：\2D-roDE\9〇.12\90123892.ptd 1286033 ........... 五、發明說明（3) 孔還具有一脊狀部，該脊狀部係由該後方孔部之推拔面與 該爾方孔部之推拔面兩者之交線所形成。該前方孔部的端 部的孔寬度S與該脊狀部的孔寬度Q兩者差之一半被定義為 推拔尺寸丁（=(34)/2)，該推拔尺寸被控制在該陰影 遮罩厚度的30%〜40%之間；及該脊狀部的剖面高度的上 限為35微米（# m )，該剖面高度係自該後方孔部的端 起算。 本發明，推拔尺寸τ為前方孔部的端部的孔寬度$與 ^ 4的孔寬度Q兩者差之—丨，係被控制在陰影遮罩厚、 度t的30%〜40%之間，因此，且右女而择M、， 亡丨旦_ 1 ， u此具有大面積的W方孔部的蝕 列=侍以減 >'，而未被蝕刻的部分得以增加， ^罩的衝擊性能（如，振動試驗、掉落試驗） 。。^依據本發明，該脊狀部自該後方孔部的端 剖面而度的上限為彳轉丰f l ：rr的 J丨艮马U未（);因而，本發明环味u 光暈的發生，且可避免光被 止 的電子光束無法達到一必要水準。t付逋過陰衫遮罩 本發明之第二方面在於提供一 之第-方面所*，"J :阁=衫遮罩，如在本發明 1圾 u衫遮罩外圍區域的推招；？ 4 ^丄 在該陰影遮罩厚度的30%〜40%之間。 、被t制 依據本發明，其陰影遮罩外圍 在該陰影遮罩厚度的30%〜 推拔尺寸T被控制 振動試驗、掉落試驗）獲得^善之的間陰/遮1衝/性能（如， 光束得以被適當遮蔽，使得通過陰影遮罩的電電子 一必要水準。 旱的電子光束可達 Ιί C:\2D-CODE\90-12\90123892.ptd 第9頁 1286033 五、發明說明（4) 〔發明之詳細說明〕 以下即參照附圖說明 圖1為本發明险宏^月之陰影遮罩之較佳具體例。 的剖面形狀，其中 面圖，圖中顯示通孔2a及2b 剖面形狀，(b;為陰影&遮J J【”中央區域的通孔2a的 狀，·圖2為圖i中险旦彡 r阁區域的通孔2b的剖面形 圖；圖3為一前禎不同區域的通孔2a及2b的前視 關係。 見略圖，顯示陰影遮罩1的不同區域的位置 在本發明陰影遮罩1中，^ 片以一預定的圖案進行^通孔係由一金屬薄 於-最密集結構或一近似該圖案通常是基 陰極射線管的發光面上被形裝二於預？ 預定形狀常為一圓形或一5方，形狀的光點。該光點的 兩者均適肖。& # @的π ΐ形，而本發明之技術思想對 技術思想適用於長方形之短邊長方h本毛明之 在下文中’係以光點的預定形狀：ς(也就是x軸方向）。 首先描述通孔的前視形狀。狀為㈣來進行說明。 圖2，並同時參考圖！。通孔。與託具有一後方孔 :4a與4:二及一前方孔部3,與扑’電子光束由後方孔部進 〇後，由刖方孔部發射出去。前方孔部仏與孔所佔面積比 後方孔部4a與4b大。這些通孔2a與託藉由後方孔部切與处 的端部9或推拔面10可以遮蔽部分電子光束，然後形成一 預定大小的圓形光點於陰極射線管的發光面上的一預定位 C:\2D-OODE\9O-12\90123892.ptd 第10頁 1286033 五、發明說明（5) 置。 據以形成通孔2 a與2 h的I + D的則方孔部3a與3b盥祛古：?丨卹/1 4b兩者之相對位置關係，視 。後方孔邛切、 21或中央區域22而有所差位於陰衫遮罩1的外圍區域 的中央區域22裡，電子光^如圖3所不。如，陰影遮罩1 ，後方孔部4a、4b的中心p七㈣衫遮罩1射出 人 π 七二 ； /、則方孔部3a、3 b的中心幾乎番 牡u衫遮罩1的外圍區域21裡，雷子朵杏 係徑向地（非正交地）朝向p、"丄"里電子先束 ,9h 」朝向陰影遮罩1射出，因此，在形 成通孔2 b日守，刖方子[立β卩κ AA山 D , u 、、m . r ^ :孔#3b的中心即相對於後方孔部4b的中

r , m ^ 秒仳目陰衫遮罩1的中心指向外圍A〜H ° 不 又，基於通孔2 b的形成的位置係自中央 區域22到外圍區域2〗，、s。ou ^士 i ι尔曰甲兴 i困匕Ml，通孔2b的丽方孔部3b相對於後方孔 部4b逐漸地移向陰影遮罩工的外圍。 丁、设方孔 依據前述的位置關将，拟士、—猫a丄 ^ ^ ^ ^ ^ ^ 1係形成預疋大小的圓形光點於陰 和射線s务光面上的一預定位置係為可達成者。本文 陰影遮罩1的「中央區域22」意指包含陰影遮罩i的中心點 的區域，如圖3所示；陰影遮罩丨的「外圍區域2〗」包含 陰影遮罩1的外部周圍區域，視其方位，用符號A〜Η表示 之丄且係一範圍，該範圍包含自陰影遮罩1的最外部通孔 起异’向陰影遮罩1的中心點内縮約2 〇毫米（_)的一區 域， 通孔的剖面形狀現在開始描述： 在本發明的陰影遮罩中所形成的通孔2 a與2 b中，前方孔 部3a與3b的端部7，7b，…，76的孔寬度s與該脊狀部8，

第11頁 1286033 五、發明說明（6) 8b，…，8e的孔寬度Q兩者差 (U)該推拔尺寸被尺 的讓~ 4。%之間。又’脊狀部8 ,，…，8J 4a與4b的端部9起算的剖面高度k，h的上^方孔^ 米（Μ。本發明陰影遮罩中的通孔 =试 1處的「脊狀部」係由後方孔部4a_之推成。 i〇b ’10e與前方孔部以與扑之推拔面6，6b，…， :J,交線所形成。此處的「孔寬度Q」係脊狀部的内孔 3b之SmifT係一fi平均值’其為所有前方孔部以與 =ί ’…的平均。特別地，如圖1A及圖 2A所不’，脊狀部8的中心與中央區域22的通孔2a的中心重 合，其丽方孔部3a之推拔面6之各個方位上的推拔尺寸τ 相同。而，如圖1Β及圖2Β所示，脊狀部8的中心與外圍區 域21的通孔2b的中心存在一相對位移，其前方孔部礼之推 拔面6b，…，6e之各個方位上的推拔尺寸τ大多不相同。 在本發明中，推拔尺寸Τ被控制在該陰影遮罩厚度七的 3 0%〜4 0%之間係有助於提高陰影遮罩的強度，使其該衝 擊性能（如，振動試驗、掉落試驗）獲得改善。因為，將 推拔尺寸Τ限制在上述範圍將使前方孔部3 a與3 b的金屬部 分增加，金屬部分增加使衝擊強度提高。 當推拔尺寸T小於陰影遮罩厚度t的30%時，前方孔部3a 與3b的開口面積變小，使得電子光束不易通過；而，為形 成此推拔尺寸T所需的製程也變得困難許多。另一方面， C:\2D-O0DE\90-12\90123892.ptd 第12頁 1286033 五、發明說明（7) 當推拔尺寸T大於陰影遮罩厚度t的40%時，前方孔部3a與 3 b的開口面積變大，使得前方孔部3 a與3 b的金屬部分減 少，金屬部分減少使衝擊強度降低。 本發明脊狀部8，8b，…，8e其自後方孔部4a與4b的端 部9起算的剖面高度k，h被控制在3 5微米（// in )以下，其 可抑制電子光束在後方孔部4 a與4 b之推拔面1 0，1 0 b， ···’ 1 0e上的反射，同時可避免光暈的發生；又，可避免 電子光束被遮蔽超過一所需水準。形成一預定形狀的光點 於陰極射線管的發光面上係為可達成者。

剖面高度k，h如果超過35微米（从m)，電子光束之反 射將會在後方孔部4a與4b之推拔面l〇e上發生，甚至到達 脊狀部8e ;此情形在陰影遮罩外圍區域2丨尤其嚴重。在製 程中’前方孔部3a與3b的開口面積如果做得太小，將會使 知電子光束不易通過。在後方孔部4a與4]3之推拔面1〇e 上’，電子光束很容易就被遮蔽，造成光點被扭曲變形。為 了製程的順利進行，脊狀部8，8b，…，8e自後方孔部4a 與4b的端部9起算的剖面高度k，h建議以1〇微米（)為 其下限。

較佳的製程應該將陰影遮罩外圍區域2丨的推拔尺 制在該陰影遮罩厚度的3〇%〜4〇%之間，以此推拔尺寸 f的通孔，較佳地應包含以最外圍形成的通孔的位置夫 异’往陰影遮罩中心内縮2〇毫米（mm)的位置上所 些通孔。因此，前方孔部3a與儿影響電子光束前^ 問題將被排。結果，卩此對通孔的描述製成的陰二:

C:\2D-C0DE\90-12\90123892.ptd 第13頁 1286033

五、發明說明（8) 5點5:f擊、無光暈等性能卓著，且能夠形成1定的 先j於陰極射線管的發光面上。 、 相i i ί ϊ f孔的描述製成的陰影遮罩1，其外圍區域21 因:：： 金屬部分’結果，可獲致較高的強度。 的去/ Γ遮罩1的中央區域22受到外圍區域21強而有力 阶極“ C通孔的描述製成的陰影遮罩1安裝到-η官上後’即使遭受如掉落 罩1也不會塌陷變形。 4 刖j對通孔的描述確實可行，+因陰 田地^ 寸通孔的尺寸及形狀）而失去其可利 則述的通孔尺寸範圍，尤其對17封到21英对的陰 f f線：的陰影遮罩特具成效。若無特別聲明，此後的 剖面馬度」係指自後方孔部4&與处的端部9 部8,8一’86的高度；對於那些位 = ㈣的通⑽’以「剖面高度hj表之；對於那 影遮罩中央區域22的通？L2a，w「剖面高度k」^之於陰 二，製造上述陰影遮罩的方法將於下文描述之。惟，毋 庸％ σ本毛明陰影遮罩並不囿限於以下描述的製造方 法。 、 陰影遮罩1可以傳統熟知的製造方法製造之，經由光-蝕 刻（photo-etching)的步驟與一連續同線裝置 (continuous inline apparatus)的製程，陰影遮罩丨可被 ^成。例如，將水溶性膠狀光阻或類似之光阻舖覆於〇 3 毫米厚的不變鋼（鎳鐵合金材料）的兩面後，烘乾之。·其

1286033 五、發明說明（9) m前方孔部3a_圖案之光罩貼近不變鋼上之光阻 有後方孔部4amb圖案之光罩貼近另-面之 接下來’以紫外線（如，以高壓水銀為 其曝光’再以水顯影之。具有前方孔部3a與 宰：t具有後方孔部化祕圖案之光罩，兩者圖 係對應於前方孔部3a_及後方孔部 ==之位置關係與形狀尺寸而配置、設計。基於顯 C，i此开:：不Γ ’金屬外露的部分其周圍仍有光阻層圍 立圖案。至於㈣，-般採用兩

刻製程。第一餘刻製·：在將殘留的光阻層進 蝕刻、溶液噴灑在半成品之兩表面；第二 起；：处德广、，孔°p4a與41)之半蝕刻金屬外露孔洞填補 ==ΓΓ與3b的那-面進行第二爛直 洞打牙為止。鼢後進行後處理 光阻、及剝離廢料。 娜戈水α /先去 重Λ尺：的要求，如’前方孔部3a㈣的端部

及金屬薄片的材質與厚度等又二剖面高度k ’h、 刻的製程參數，加以調整罩：案、黃光與餘 由第- ^皆段與第二階段蝕刻f ; I尺寸的要求退可藉 明確些，餘刻的製程參數包之搭配而達成。說的 灑壓力、填充面之挑選等等=·刻液的溫度、黏度、噴 將姓刻完成的陰影遮罩押 、 以光學表面黑化處理，此光與 疋之形狀裡，接著，施 此先學表面黑化處理的目的在防止

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以及生鏽。光學表面黑化處理 二次電子之發生、熱輻射 對於抗腐蝕則特具成效。 以下說明本發明陰影遮罩安裝到陰極 圖4為-實施例之描述視圖，顯示陰影遮罩匕V:一V 面陰極射線管6 3。如圖4所示，f | 、 '平 fn力a媸赁拉π β a 貝線代表本發明陰影遮罩 6 1在又掉洛彳里擊過後的情況，虛線代表 ^J^(dr〇pping J :陰影遮罩6"寺別適用於平面陰極射線管63，平面 =極射線官的前方表面比傳統的陰極射線管平坦；而發光

表面的曲率半徑也很大。本發明^ ^ ^ ^ ^ ^ 不I Λ k衫遮罩6 1即使在掉落衝 名（dropping impact)過後也不會像傳統陰影遮罩62 央部位發生塌陷。 〔實施例〕 以下舉一實施例及一比較例對本發明進一步說明。 (例1 ) 本發明陰影遮罩以0 · 1 3毫米厚的不變鋼（鎳鐵合金材料 )做為基材。先以1 %的水性氫氧化納溶液（aque〇US sodium hydroxide solution )將此薄片金屬洗去油污，

之後，兩面上光阻至7微米，該光阻含有水性重鉻酸銨-酪 蛋白 /谷液（aqueous ammonium dichromate- casein solution )。接著，以一具節距〇· 23毫米、孔徑〗〇7微米 的圖案的玻璃光罩貼近前方孔面，以紫外線曝光之；再以 另一具節距0. 2 3毫米、孔徑7 2 · 5微米的圖案的玻璃光罩貼 近後方孔面，以紫外線曝光之。再來，以3 〇 t溫水顯影

90123892.ptd 第16頁 1286033 五、發明說明（11) 後，以2 0 0 °C烘烤之。 接下來，以兩階段式的蝕刻製程 ^ 蝕刻為施於兩面之半蝕刻製程：^波美=二P“又的 )、74 C的氯化鐵溶液加壓喷灑在半成口 孔面〇.54MPa;後方孔面〇.25MPa) 面上則: 金屬外露孔洞填補起來，填補材料 。卩之半蝕刻 、广丁 + ^W料為一熱溶金屬且盥蝕刻 =文不起反應。第：階段的餘刻製程：在前方那一 Γ((Γ=值4929Baume) 、65°〇的氣化鐵溶液二壓噴 巍（〇· 34MPa )，直到孔洞打穿為止。 再來，以水性氫氧化納溶液除去光阻及填補金屬。最 <以水β洗、烘乾。因此完成例1的陰影遮罩。 以此製程步驟所得到的陰影遮罩，其重要尺寸為：前方 孔部3a與3b的端部的孔寬度5為196微米、脊狀部的孔寬产 Q為107微米、脊狀部的剖面高度k吡為34微米、推拔尺$ \(= (S；"Q) /2)為44.5微米，即基材厚度t的34.2%。陰 影遮罩成品重79.6公克。 (比較例1 ) 比較例1的陰影遮罩製法同前述例丨。惟，比較例丨中第 一階段與第二階段的蝕刻製程變更如下。第一階段的蝕刻 以波美值49(49 Baume)、70。〇的氯化鐵溶液加壓噴灑在^ 成品之兩表面（前方孔面〇· 39MPa，·後方孔面〇· 49Μρ& )。 第二階段的钱刻製程：在前方孔部的那一面，以波美值 47( 47 BaUme)、62它的氯化鐵溶液加壓喷灑（〇34好^)， 直到孔洞打穿為止。 1286033 五、發明說明（12) · "" "~" 一 以此製程步驟所得到的陰影遮罩，其重要尺寸為：前方 孔部3a與儿的端部的孔寬度S為216微米、脊狀部的孔寬度 Q為109微米、脊狀部的剖面高度k，h為34微米、推拔尺寸 ΐ (= (S-Q ) /2 )為53· 5微米，即基材厚度t的“ 2%。陰 影遮罩成品重74. 6公克。 一例1及比較例1製成的陰影遮罩分別壓入成型且裝配到同 二J:極射線管裡。將此裝配成品施以掉落試驗後，觀察 f衫遮罩的變化，發現，例1的陰影遮罩沒有變形；而比 較例1的陰影遮罩發生變形。 箱發明的陰影遮罩，如上所述，藉由形成-具有-旦Ϊ a f尺寸T的通孔，具有一大面積的前方孔部的蝕刻 ϊ ί Ϊ以增加金屬部A。因此，獲致-具有衝擊性能改 :=遮罩（如’振動試驗、掉落試驗）係為可達成 农业Α 明中’藉由將陰影遮罩外圍區域的推拔尺寸7及 i t二Ϊ剖面高度分別限制在-預定之個別範圍内，本發 J的”寻以在抗衝擊性能上表現優異、且電子光束 月b 2 預疋形狀的光點投射到一發光表面。 献ί Li品在運送或發貨過程中可能遭受振動或撞擊，裝 而維抵二=陰影遮罩的陰極射線管禁得起這些環境的考驗 而維持向晝質。 相：：ί發明之結構已參照附圖及較佳具體例加以說明， ^ *並不囿限於此且具體例之說明皆為例示性而非限 何依本發明之精神所做的變化與修改，均屬於本 發明的範圍。

1286033 五、發明說明（13) ( 元 件編號之說 明 1 陰 影 遮 2a 中 央 區 2b 外 圍 區 3a 中 央 區 3b 外 圍 區 4a 中 央 區 4b 外 圍 區 6 前 方 孔 6b， •，6 e 不 同 方 7 前 方 孔 7b， ·· •，7e 不 同 方 8 脊 狀 部 8b， •，8e 不 同 方 9 後 方 孔 10 後 方 孔 10b 5 …，1 0 e 不 同 方 21 外 圍 區 22 中 央 51 陰 影 遮 52a 中 央 區 52b 外 圍 區 53a 中 央 53b 外 圍 區 罩 域的通孔 域的通孔 域的前方孔部 域的前方孔部 域的後方孔部 域的後方孔部 部之推拔面 位的前方孔部之推拔面 部的端部 位的前方孔部的端部 位的脊狀部 部的端部 部的推拔面 位的後方孔部之推拔面 域 域 罩 域的通孔 域的通孔 域的前方孔部 域的前方孔部

C:\2D-CODE\90-12\90123892.ptd 第19頁 1286033 圖式簡單說明 圖1 A及1 B為本發明陰影遮罩的剖面圖，圖中顯示通孔的 剖面形狀，其中：1 A為陰影遮罩中央區域的通孔的剖面形 狀，1 B為陰影遮罩外圍區域的通孔的剖面形狀； 圖2A及2B 為圖1中陰影遮罩不同區域的通孔的前視圖； 圖3為前視略圖，顯示陰影遮罩的不同區域的位置關 係； 圖4為一實施例之描述視圖，顯示陰影遮罩被裝設於一 平面陰極射線管；及 圖5為一先前技術陰影遮罩的剖面圖，圖中顯示一般的

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Claims (1)

1286033 90123892 六、申請專利範圍 丄· 種陰影遮罩，1柄、s · V.續,¾¾¾ /、中愚;Eft表形成於其中，每 孑L 部、；5 _ 許 + w ^ . 2006 2 9 MAY 替换本 個通孔具有—絲方^ 1、丁屬ajy^形成於其中，每一 孔部進4，= ::上前方孔部，電子光束由後方 孔部進入後，i a + 久一剐方孔部，電子光束由後方 該陰影遮罩的通孔後以二1出*據此電子光束通過 面； 、孔後以一預疋形狀的光點投射到一發光表 孔Ξ:推：：：ΐ 2有-脊狀部’㈣狀部係由該後方 其中，每一=二^、孔部之推拔面兩者之交線所形成； 形為圓形；王。通孔於其之前方孔部和後方孔部係成 了在陰影遮罩之中央 刖方孔部係相對於德方π加如人& 1 通孔之 偏移； f後方孔。卩朝向陰影遮罩之外圍部分逐漸 泊佶 ）/ 2 )為推拔表面之個別部分的平 孔寬邻〇: VV亥前方孔部的端部的孔寬度s與該脊狀部的 扎見部Q兩者差之一本佶本- ^ w 1 J 罩厚度的3〇%〜40%之間；不’该推拔尺寸係在該陰影遮 該脊狀部的剖面高度的上限為35微米（_)， 度係自該後方孔部的端部起算；及 阿 Η ΐίίΓ上部ί上述前方孔部，係利用僅具有圓形光阻 ^案之遮罩而形成，因此在上述前方孔部上不具有變曲 /.如申請專利範圍第1 :員之陰影遮軍，其中，位於該降 影遮罩/卜圍區域而為推拔表面之個別部分的平均值之推^ 尺寸τ係在該陰影遮罩厚度的3〇%〜4〇%之間。

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