CN1096095C - 荫罩的制造方法及荫罩的制造装置 - Google Patents

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Abstract

一种荫罩的制造方法，将具有修整刮片的直径20mm～60mm的凹印辊设在带状金属薄板下方，在其上部不配置对应的支承体，并将耐蚀刻层涂敷液供给到以金属薄板运送速度的4倍至25倍圆周速度与金属薄板的运送方向逆向地旋转的凹印辊，在由修整刮片刮去多余涂敷液后对金属薄板进行涂敷，因在涂敷耐蚀刻层时，防止了因在小孔侧凹部残留气泡而在耐蚀刻层上产生缺陷，故可获得无开孔形状及开孔直径误差且品质良好的荫罩。

Description

荫罩的制造方法及荫罩的制造装置
本发明涉及彩色显象管用荫罩的制造方法，尤其涉及称作所谓2次蚀刻法的方法。
另外，本发明还涉及在进行2次蚀刻法时所使用的耐蚀刻层的涂敷装置。
近年来，对于显示文字和图形等的彩色显象管，强烈要求高精细化及高品质化，由此，谋求缩小荫罩开孔尺寸及降低开孔尺寸误差。
对于荫罩的开孔，开孔形状大致分为圆形状和矩形状，显示文字和图形等的彩色显示管，使用开孔形状为圆形状的荫罩，在一般家庭中使用的彩色显象管，主要使用开孔形状为矩形状的荫罩。
荫罩的开孔，从来就是用光刻技术来形成的，特别要求高精细、高品质的彩色显示管用荫罩，主要用2次蚀刻法来形成。
在2次蚀刻法中，首先在金属薄板的一面，通过蚀刻而形成与电子枪一侧的小孔相对应的凹部，在形成与该小孔相对应的凹部的面上形成耐蚀刻层，然后，用与大孔相对应的图案将另一面蚀刻，使从大孔侧贯通与小孔相对应的凹部而形成开孔，这实际上可看作由小孔侧控制所获得开孔的开孔直径。
在由小孔与大孔的两面同时进行蚀刻的两面蚀刻法中，对用蚀刻法获得的凹部的开孔尺寸比防蚀涂层的开孔尺寸大的侧面蚀刻现象难以抑制，另外，由于在将小孔与大孔连接后，小孔的蚀刻仍在进行，故难以控制开孔直径。对此，在2次蚀刻法中，为使在第2蚀刻工序中的小孔不被再度蚀刻，在小孔侧的凹部充填耐蚀刻层。由此，就可保持第1蚀刻工序中精确的小孔图案，可做成比金属薄板厚度还小的开孔。
作为现有的涂敷耐蚀刻层用的方法，是使用喷涂器、滚涂器、凹版式涂敷器及PDN(管式修整喷嘴)(Pipe Doctor Nozzle)涂敷器的方法。但是，随着近年来的高精细化，必须具有更小直径的开孔，而用所述的涂敷方法是不行的。一旦开孔较小，则在涂敷耐蚀刻层时，在小孔侧凹部易残留气泡，并在耐蚀刻层上产生缺陷。因此，在第2蚀刻工序中，易产生小孔的蚀刻现象。侧面蚀刻现象就成为开孔形状的扩大和变形及开孔直径不良的原因，从而成为开孔直径误差、品质恶化的原因。
另外，近年来，在开孔形状为矩形的彩色显象管中，为了可用于多媒体，要求精细化，对于这种彩色显象管的荫罩也开始适用2次蚀刻法。但是，这种矩形开孔与圆形开孔相比，除了小孔形状具有异向性外，小孔的深度较深，故难以形成耐蚀刻层。
鉴于上述存在的缺点，本发明的目的在于，提供一种在涂敷耐蚀刻层时、通过防止在小孔侧凹部残留气泡且在耐蚀刻层上产生缺陷而得到无开孔形状及开孔直径误差的品质良好的荫罩的制造方法。
另外，本发明的另一目的在于，提供一种在涂敷耐蚀刻层时可防止在小孔侧凹部残留气泡的、形成无缺陷且均匀的耐蚀刻层的耐蚀刻层涂敷装置。
本发明的第1方案提供一种荫罩的制造方法，其具有的工序为：将具有第1主面和第2主面、作为荫罩基材用的带状金属薄板的第1主面向下配置，所述第1主面上通过蚀刻已形成多个凹部，所述第2主面上已形成有多个开口的保护层，且在所述第1主面的下方，设置耐蚀刻层涂敷装置，该装置具有直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊上的构件以及在所述凹印辊上设置的修整刮片，在大致水平运送所述带状金属薄板的同时，以所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度使所述凹印辊与所述带状金属薄板的运送方向逆向地旋转，并使其与所述第1主面接触，将所述凹印辊所接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持在自由状态，同时将所述耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊，在用所述修整刮片刮去所述凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，一面充填所述第1主面的凹部一面对所述第1主面进行涂敷，从而形成耐蚀刻层的工序；以及，
对所述第2主面进行蚀刻、在所述第2主面上形成与第1主面上的凹部连通的开孔的工序。
本发明第2方案提供一种荫罩的制造方法，其具有的工序为：预先制作具有第1主面和第2主面的带状金属薄板，在第1主面上由蚀刻形成多个凹部，在第2主面上形成具有多个开口的保护层，且在所述第1主面上设置第1耐蚀刻层涂敷装置，预先供给耐蚀刻层涂敷液的工序；
将第1主面向下配置，且在所述第1主面上，设置第2耐蚀刻层涂敷装置，该装置具有直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊的构件以及在所述凹印辊上设置的修整刮片，在大致水平运送所述带状金属薄板的同时，使所述凹印辊以所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度与所述带状金属薄板的运送方向逆向地旋转并与所述第1主面接触，将所述凹印辊所接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持在自由状态，同时将所述耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊，在用所述修整刮片刮去所述凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，通过凹印辊隔着涂敷液而与第1主面的接触对所述第1主面进行涂敷并对预先供给的涂敷液层的厚度进行限定，从而形成耐蚀刻层的工序；以及，
对所述第2主面进行蚀刻、在所述第2主面上形成与第1主面上的凹部连通的开孔的工序。
作为上述第2方案的预先供给耐蚀刻层涂敷液的工序如下所述。
作为第1较佳工序，是与上述第1方案同样的工序，即，将具有第1主面和第2主面的带状金属板的第1主面向下并大致水平运送，该第1主面上由蚀刻已形成多个凹部，该第2主面上已形成有多个开口的保护层，还设有耐蚀刻层涂敷装置，该耐蚀刻层涂敷装置具有直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊的耐蚀刻层涂敷液供给构件以及在所述凹印辊上设置的修整刮片，使该凹印辊以所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度与所述带状金属薄板的运送方向逆向地旋转并与所述第1主面接触，将在所述凹印辊所接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持在自由状态，同时将所述耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊，在用所述修整刮片刮去所述凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，通过所述凹印辊隔着涂敷液而与所述第1主面的接触，对所述第1主面进行涂敷，并供给耐蚀刻层涂敷液。
另外，作为第2较佳工序，除了将上述凹印辊圆周速度与金属薄板运送速度之比设定为4倍以下外，是与第1较佳工序同样的工序。
又，作为第3较佳工序，除了拆除刮去所述凹印辊上多余耐蚀刻层涂敷液的修整刮片外，是与第1较佳工序同样的工序。这种场合不特别限定凹印辊的圆周速度。
作为第4较佳工序，是不使用凹印辊而使用装有狭缝式喷嘴(slit nozzle)的耐蚀刻层涂敷装置以形成耐蚀刻层的工序。
本发明第3方案提供一种荫罩用耐蚀刻层涂敷装置，系具有直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊上的构件及在所述凹印辊上设置的修整刮片，其特点在于，
所述凹印辊设置在具有第1主面和第2主面的带状金属薄板的所述第1主面一侧，所述第1主面上由蚀刻已形成多个凹部，所述第2主面上已形成有多个开口的保护层，将第1主面向下配置并大致水平地运送，使所述凹印辊以所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度与所述带状金属薄板的运送方向逆向地旋转并与所述第1主面接触，将所述凹印辊接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持在自由状态，同时将所述耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊，在用所述修整刮片刮去所述凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，通过所述凹印辊隔着涂敷液而与所述第1主面的接触而一面充填所述第1主面的凹部一面对所述第1主面进行涂敷，从而形成耐蚀刻层。
本发明第4方案提供一种荫罩用耐蚀刻层涂敷装置，具有第1涂敷装置和第2涂敷装置，该第2涂敷装置包含直径20mm～60mm的凹印辊，将耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊上的构件及在所述凹印辊上设置的修整刮片，其特点在于，
所述第1涂敷装置配置在具有第1主面和第2主面的带状金属薄板的第1主面一侧，所述第1主面上由蚀刻已形成多个凹部，所述第2主面上已形成有多个开口的保护层，所述第2涂敷装置配置在带状金属板的所述第1主面一侧，所述第1主面向下配置并大致水平运送，使所述凹印辊以所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度与所述带状金属薄板的运送方向逆向地旋转并与所述第1主面接触，将所述凹印辊接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置在保持自由状态，同时将所述耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊，在用所述修整刮片刮去所述凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，通过所述凹印辊隔着涂敷液而与所述第1主面的接触，对所述第1主面进行涂敷，从而形成耐蚀刻层。
用于第4方案的第1耐蚀刻层涂敷装置如下所述。
作为第1较佳涂敷装置，其具有第1直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊的耐蚀刻层涂敷液供给构件以及在所述凹印辊上设置的修整刮片，这里，所述凹印辊以所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度与所述带状金属薄板的运送方向逆向地旋转，并与所述第1主面接触，在所述凹印辊所接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持自由状态，同时所述耐蚀刻层涂敷液被供给到所述凹印辊，在用第1修整刮片刮去所述凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，通过所述凹印辊隔着涂敷液而与所述第1主面的接触，对所述第1主面进行涂敷。
作为第2较佳涂敷装置，除了将上述凹印辊圆周速度与金属薄板运送速度之比设定为4倍以下外，是与第1较佳涂敷装置同样的涂敷装置。
作为第3较佳涂敷装置，除了拆除刮去所述凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液的修整刮片外，是与第1较佳涂敷装置同样的涂敷装置。这种场合不特别限定凹印辊的圆周速度。
作为第4较佳涂敷装置，是不使用凹印辊而使用装有狭缝式喷嘴的耐蚀刻层涂敷装置。
第5发明提供一种由第2涂敷装置进一步限制第1涂敷装置所涂敷的所述耐蚀刻层涂敷液的涂层厚度而形成耐蚀刻层的荫罩用耐蚀刻层涂敷装置。
本发明的荫罩的制造方法，其具有的工序为：将具有第1主面和第2主面的带状金属板的第1主面向下配置，所述第1主面上由蚀刻已形成多个凹部，所述第2主面上已形成有多个开口的保护层，且在第1主面的下方，至少设置1个耐蚀刻层涂敷装置，该装置具有直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到凹印辊上的构件以及在凹印辊上设置的修整刮片，在大致水平运送带状金属薄板的同时，使凹印辊以带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度与带状金属薄板的运送方向逆向地旋转并与第1主面接触，将凹印辊接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持在自由状态，同时将耐蚀刻层涂敷液供给到凹印辊，在用修整刮片刮去印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，通过凹印辊与第1主面的接触，对第1主面进行涂敷，从而形成耐蚀刻层的工序；以及，
对第2主面进行蚀刻、在第2主面上形成与第1主面上的凹部连通的开孔的工序。
这里，所谓“将第2主面上的位置保持在自由状态”是指，在第2主面上不存在与凹印辊相对的例如支承辊那样的支承构件。
作为凹印辊，可使用表面刻有规定深度的槽或在表面绕有细金属丝的例如直径20mm～60mm的小直径辊。
欲由蚀刻形成多个凹部，则可预先制成例如在第1主面上形成具有多个开口的第1蚀刻用保护层及在所述第2主面上形成具有多个开口的第2蚀刻用保护层的所述带状金属薄板，并对所述第1主面进行蚀刻。
本发明中，通过使直径20mm～60mm的小直径凹印辊以高速逆向旋转，而产生大的剪切力，且在凹部形成耐蚀刻层的压入力增大，容易与凹部内的空气置换，从而可容易将涂敷液充填在象荫罩的小孔凹部那样的凹凸基材的凹部。
此外，在本发明中，由于用修整刮片刮去凹印辊表面上多余的耐蚀刻层形成剂来进行涂敷，故能容易地获得一定的膜厚。
作为用于本发明荫罩的制造方法的耐蚀刻层形成剂，可使用水溶性的热硬化型树脂、溶剂型的热硬化型树脂、无溶剂型的UV硬化型树脂及热熔化树脂等。无溶剂型的UV硬化型树脂尤其适合于本发明的荫罩的制造装置。在耐蚀刻层形成剂为UV硬化型树脂的场合，涂敷后的树脂膜的硬化可用UV硬化灯。
最好在第2主面上的位置的下游位置再设置辅助辊。由此，可更有效果地进行空气的置换、膜厚的控制。
另外，涂敷时的耐蚀刻层形成剂的粘度最好是40cps～1500cps，调整到70～200cps更好。此外，涂敷时的耐蚀刻层形成剂的温度最好是20℃～70℃，调整到30～50℃更好。由于用于本发明的涂敷装置的比热容量较小，故容易进行涂敷液的加热涂敷，可预先供给被加热到20℃～70℃的耐蚀刻层形成剂。用于本发明的涂敷装置，其温度调整容易进行，可在例如粘度及表面张力等良好的最佳涂敷液的条件下进行涂敷。在这种场合，金属薄板在涂敷前先加热到20℃～70℃，可使涂敷状态进一步改善。
另外，这种方法根据需要可将耐蚀刻层涂敷装置设置1个或2个以上。在设置2个耐蚀刻层涂敷装置的场合，可用涂敷液更可靠地置换凹部的空气，使涂敷液充填在凹部，并可更好地控制膜厚。
在仅设置1个耐蚀刻层涂敷装置的场合，可用涂敷液充分置换凹部的空气并可控制膜厚。这种方法可较好地适用于例如深度40至50μm、孔径80至120μm以上及点状的凹部等。但是，根据凹部的大小及形状，有时不能充分进行空气的置换、膜厚的控制。
下面说明的荫罩的制造方法是可适用于上述场合的，并作为本发明荫罩的制造方法的较佳实施例之一。在这种方法中，至少并排设置2个第1及第2耐蚀刻层涂敷装置，并进行2级排列，至少以2道工序进行涂敷。
详细地说，根据所述较佳例子，提供了一种荫罩的制造方法，其具有的工序为：预先制作包含由蚀刻形成多个凹部的第1主面及形成有多个开口的保护层的第2主面的带状金属薄板、在第1主面设置第1耐蚀刻层涂敷装置、预先供给耐蚀刻层涂敷液的工序；
将第1主面向下，且在第1主面设置第2耐蚀刻层涂敷装置，该装置具有直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到凹印辊上的构件以及在凹印辊上设置的修整刮片，在大致水平运送带状金属薄板的同时，以带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度使凹印辊与带状金属薄板的运送方向逆向地旋转，并使其与第1主面接触，在凹印辊所接触的第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持自由状态，同时将耐蚀刻层涂敷液供给到凹印辊，在用修整刮片刮去凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，对第1主面进行涂敷并对预先供给的涂敷液层的厚度进行限定，从而形成耐蚀刻层的工序；以及，
对第2主面进行蚀刻、在第2主面上形成与第1主面上的凹部连通的开孔的工序。
作为第1耐蚀刻层涂敷装置，可使用例如具有与第2耐蚀刻层涂敷装置同样结构的涂敷装置，即，直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到凹印辊的耐蚀刻层涂敷液供给构件及在凹印辊上设置的修整刮片的装置。在这种装置中，可将具有同样结构的第1及第2耐蚀刻层涂敷装置2个并排，2级排列，以2道工序进行涂敷。
另外，最好使用装有狭缝式涂敷器的涂敷装置，或是除了未使用修整刮片外与第1耐蚀刻层涂敷装置同样结构的涂敷装置。
在使用狭缝式涂敷器的场合及不使用修整刮片的场合，可过剩地将耐蚀刻层涂敷液供给到金属薄板上。在不使用修整刮片的场合，凹印涂敷器可以用任意的圆周速度旋转。
此外，在使用与第2耐蚀刻层涂敷装置同样结构的涂敷装置的场合，当保持凹印涂敷器的圆周速度为金属薄板的运送速度4至25倍时，可供给适量的耐蚀刻层涂敷液，当保持4倍以下时，可供给过剩的耐蚀刻层涂敷液。
在使用狭缝式涂敷器的场合，带状金属薄板最好朝向上侧。在使用凹印涂敷器的场合，带状金属薄板最好朝向下侧。
在使用所述装置的涂敷方法中，由于由第2涂敷装置进一步限制第1涂敷装置所涂敷的涂敷液的涂层厚度而形成耐蚀刻层，故在用耐蚀刻层涂敷液充分置换凹部内的空气后，可用第2涂敷装置充分进行膜厚的控制。
另外，用使用了所述装置的方法，对于更深的凹部、更细的凹部，甚至对于留有保护层的荫罩的小孔凹部也可充分充填涂敷液。
在第1耐蚀刻层涂敷装置中，预先将耐蚀刻层涂敷液供给到金属薄板上，而且，通过第2涂敷装置，可一面用预先供给的耐蚀刻层涂敷液充分置换凹部的空气一面进行涂敷，并可控制膜厚。
又，这种方法也可较佳地适用于开孔形状为矩形的大型民用彩色显象管用的板厚较厚的荫罩的2次蚀刻等，例如，深度80至120μm、70μm×170μm至200μm×700μm大小的矩形状的凹部。尤其当提供过剩的耐蚀刻层涂敷液时，蚀刻层涂敷液不会不足，从而可充分置换矩形状凹部内的空气。
又，在第1蚀刻后，即使省略将小孔凹部周围的保护层剥离的工序，耐蚀刻层涂敷液也可涂敷充填，故可降低成本。
此外，在上述发明的方法中，可根据荫罩所需的开孔尺寸及开口形状来适当选择所使用的涂敷装置。
附图的简要说明
图1是表示本发明耐蚀刻层涂敷装置一例子的示意图。
图2是表示向图1所示的装置供给耐蚀刻层涂敷液用的供给系统的示意图。
图3是表示本发明耐蚀刻层涂敷装置另一例子的示意图。
图4是表示本发明耐蚀刻层涂敷装置又一例子的示意图。
图5是表示本发明耐蚀刻层涂敷装置再一例子的示意图。
图6是表示本发明耐蚀刻层涂敷装置再一例子的示意图。
图7是表示使用由本发明获得的荫罩彩色显象管之结构的示意图。
图8是用来说明本发明荫罩的制造方法的图。
图9是用来说明本发明荫罩的制造方法的图。
图10是用来说明本发明荫罩的制造方法的图。
图11是用来说明本发明荫罩的制造方法的图。
图12是用来说明本发明荫罩的制造方法的图。
图13是用来说明本发明荫罩的制造方法的图。
图14是用来说明本发明荫罩的制造方法的图。
图15是用来说明本发明荫罩的制造方法的图。
图16是用来说明本发明荫罩的制造方法的图。
以下结合附图具体说明本发明。
图1是表示第1发明所涉及的荫罩的制造装置一例的示意图。
在图1中，21是作为显像管荫罩基材的带状金属薄板。带状金属薄板21被通过未图示的驱动装置而可在上下方向移动的2个伸展辊22、122所伸展。带状金属板21被从图的右侧向左侧运送，在涂敷区域大致呈水平走动。在金属薄板21的下方设有直径约20mm～约60mm的凹印辊23。凹印辊23直接或间接地通过未图示的驱动马达而在与金属薄板21的走动方向相反的方向高速旋转。在凹印辊23的外周部表面设有充填耐蚀刻层涂敷液的雕刻部24。在该凹印辊23的雕刻部24设有间距约0.120mm～0.260mm、深度约30μm～100μm且对辊轴倾斜约70°的螺旋状槽。在该凹印辊23的下方，固定有容器25，用于接受未图示的底座上所载放的耐蚀刻层涂敷液的溢出部分。在该容器25上设有向凹印辊23供给耐蚀刻层涂敷液27的涂敷液供给喷嘴26。另外，在凹印辊23的雕刻部24上的由涂敷液供给喷嘴26供给的耐蚀刻层涂敷液27即将移动到金属薄板21的位置上，设置修整刮片28。通过修整刮片28，可把涂敷在该雕刻部24的多余耐蚀刻层涂敷液27刮除。
在进行涂敷时，伸展辊22、122的下侧面位于比与凹印辊23接触的金属薄板21的上侧表面更下方的位置，对凹印辊23与金属薄板21间形成的角度和接触面积进行限制。另外，在非涂敷时，伸展辊22、122向上侧移动，使金属薄板21的下侧面脱离凹印辊23。而在配置凹印辊的位置，金属薄板的上侧面不设譬如支承辊等，形成自由状态。
由于本发明的涂敷装置采用直径约20mm～约60mm的小径凹印辊23，故与金属薄板21之间的接触面积小。而且，在其涂敷部，把金属薄板21的走动速度和凹印辊23的圆周速度设定为不同，用相对大的圆周速度进行倒转，故在涂敷时可使之产生较大的剪切力。结果是，把耐蚀刻层涂敷液压入雕刻部的力得到增强，可以容易地用耐蚀刻层涂敷液替换凹部内的空气。这样一来，用本发明可以容易地把耐蚀刻层涂敷液27涂敷充填在具有凹凸部的金属薄板21上。另外，由于利用修整刮片28始终将雕刻部24上的耐蚀刻层涂敷液27的层厚度调节为规定的均匀厚度后向金属薄板21供给，故可得到膜厚稳定的涂敷状态。
图2概略表示向图1的涂敷液供给喷嘴26供给加热后的耐蚀刻层涂敷液27用的涂敷液供给系统。在图2中，31是隔膜泵，用于把接受溢出涂敷液用的容器25上积存的耐蚀刻层涂敷液27送到辅助罐32。送到辅助罐32的耐蚀刻层涂敷液27在这里进行脱泡处理及加热处理，并由隔膜泵33送到工作罐34。耐蚀刻层涂敷液27在工作罐34中被加热调整到最终的涂敷液温后，由隔膜泵35送到涂敷液供给喷嘴26。另外，36及37是供对辅助罐32及工作罐34进行加热的温水流经的管道。
使用该图1及图2所示的耐蚀刻层涂敷装置的2次蚀刻法的工序流程如下所示。
第1蚀刻工序
首先，准备在两面形成保护层的带状金属薄板，该保护层上具有规定图案的开口。在该开口处，金属薄板表面露出。把形成保护层膜的带状金属薄板的一面置于下侧进行蚀刻，由此而在开口部分的金属薄板表面形成凹部。然后，把这一面的保护层膜剥离。
耐蚀刻层形成工序
接着，把通过前述第1蚀刻工序而形成凹部的一面仍置于下侧，用本发明的耐蚀刻层涂敷装置涂敷耐蚀刻层涂敷液，在前述凹部内充填耐蚀刻层涂敷液，形成耐蚀刻层。用该装置时，直径约20mm～约60mm的凹印辊配置于以速度V(m/分)走动的带状金属薄板的下方。凹印辊以圆周速度约4V(m/分)～25V(m/分)以上的速度在与金属薄板的运送方向相反的方向旋转。这时，在设置凹印辊的位置，金属薄板的上侧面成为自由状态。把前述耐蚀刻层涂敷液向凹印辊的表面供给，用修整刮片从前述凹印辊的表面刮除多余的耐蚀刻层涂敷液，并把耐蚀刻层涂敷液涂敷到带状金属薄板的下侧面。
第2蚀刻工序
然后，把带状金属薄板提供给蚀刻处理，在与设有耐蚀刻层的面相反的面根据保护层的开口进行蚀刻，形成与第1蚀刻工序中形成的凹部相通的开孔。
图3是表示第2方案的耐蚀刻层涂敷装置一例的示意图。
图3所示的耐蚀刻层涂敷装置是把与图1所示的涂敷装置构造相同的2个涂敷装置排列而成。
图3所示的装置可通过第1涂敷装置用耐蚀刻层涂敷液充分替换凹部内的空气，然后用第2涂敷装置充分地进行膜厚控制。另外，采用这套装置，能够对较深凹部、细小凹部、甚至残留保护层的荫罩的小孔凹部充分地充填涂敷液。
图4是表示第2方案的耐蚀刻层涂敷装置又一例的示意图。
图4所示的耐蚀刻层涂敷装置具有除了不设修整刮片28外构造与图1所示装置相同的第1涂敷装置、以及设置在其下游的与图1所示装置构造相同的第2涂敷装置。
图5是表示第2方案的耐蚀刻层涂敷装置又一例的示意图。
所示的耐蚀刻层涂敷装置具有作为第1涂敷装置而设的狭缝式喷嘴40和配置在其下游的与图1所示涂敷装置构造相同的第2涂敷装置。
由于图5所示的装置在上游使用狭缝式喷嘴40，故是按照在上游把被涂敷面向上，而在下游把被涂敷面向下的状态配置金属薄板。
采用图4和图5所示的装置，通过第1涂敷装置向金属薄板过多地供给耐蚀刻层涂敷液，然后通过第2涂敷装置把过多地供给的耐蚀刻层涂敷液压入凹部，同时对膜厚进行控制，可以形成所需的厚度均匀的涂敷层。
另外，采用图4和图5所示的装置，可以对图1和图3所示的装置不能充填的较深凹部充填涂敷液。
图6是表示第1发明的耐蚀刻层涂敷装置理想形态之一的示意图。
如图所示，该装置除了在与凹印辊23接触面相反一面的略微下游的位置设有辅助辊29之外，与图1所示的装置构造相同。采用辅助辊29可以更加有效地用耐蚀刻层涂敷液替换凹部的空气，可以更好地进行膜厚控制。另外，使用辅助辊29的耐蚀刻层涂敷装置即使不像图3所示的装置那样设置2个涂敷装置，也能充分运用于孔径较小、较深的凹部。
以下说明装有用本发明方法得到的荫罩的彩色显像管一例。
图7是表示装有用本发明方法得到的荫罩的彩色显像管一例的示意图。
该荫罩式彩色显像管如图7所示，具有真空管壳6、在构成该真空管壳6之一部分的面板1内面设置的由红、绿、蓝3色发光萤光体层构成的萤光屏2、及与萤光屏2隔开一定间隔、通过本发明得到的作为选色电极的荫罩3，在荫罩3的整面上有多个开孔以规定的大小和间距排列。通过本发明得到的荫罩开孔形状及孔径均匀一致，品质良好，故从电子枪4放射的电子束5可分别更加精确地选别到达规定的荧光体层。
实施例
实施例1
图8到图16表示2次蚀刻法的流程和金属薄板的剖面形状变化。首先，准备由含有36％重量镍的铁镍合金构成的0.12mm厚不胀钢材作为金属薄板7。
感光膜形成工序
把附在金属薄板7表面的轧制用油或防锈油进行脱脂、洗净并加以干燥。然后如图8所示，在金属薄板7的两面以规定厚度涂敷以酪脘、重铬酸盐为主要成分的水溶性感光剂，并加以干燥，从而形成厚度为数μm的感光膜8、108。
曝光工序
接着准备由原版9和原版109组成的一对光掩模，原版9上形成与荫罩开孔中靠电子枪一侧的小孔对应的图案，原版109上则形成与靠荧光屏一侧的大孔对应的图案。如图9所示，把原版9、109分别紧密贴在该两面感光膜8、108上进行曝光，并将这些原版9、109的图案进行晒相。
显影工序
然后，把图案经过晒相的两面感光膜8用水进行显影，除去未感光部而使金属表面的一部分露出。这样，如图10所示，形成与一对原版9、109的图案对应的图案所构成的保护层10、110。
第1蚀刻工序
进而，如图11所示，在形成保护层110的一面粘贴保护膜111，该保护膜111是在CPP(Casting Poly Propylene)等耐蚀刻性树脂薄膜上涂敷粘接材料构成的。另外，在形成保护层10的一面把氯化铁溶液作为蚀刻液通过喷射而进行蚀刻。通过蚀刻，在形成该保护层10的一面的金属露出部分形成荫罩上靠电子枪一侧的小凹孔12。
第1蚀刻停止工序
第1蚀刻工序结束后，在金属薄板7上喷洒工业用水，并通过工业用水把残存于金属薄板7表面、特别是小凹孔12内的蚀刻液16均匀、高速地加以替换洗净。这样一来，如图12所示，就将金属薄板7表面、特别是小凹孔12内残存的蚀刻液16除去。
耐蚀刻层形成工序
接着，用氢氧化钠水溶液将蚀刻结束后的12一侧的保护层10剥离除去，用工业用水及纯水进行喷洒水洗并加以干燥后，把形成于保护层110一侧的保护膜111除去，并如图13所示，用图1和图2所示的涂敷装置在小凹孔12内涂敷充填耐蚀刻层涂敷液。作为耐蚀刻层涂敷液，使用由水溶性酪脘丙稀酸树脂构成的耐蚀刻层涂敷液。涂敷液的粘度为25℃时60cps。
然后，当采用水溶性酪脘丙稀酸树脂构成的耐蚀刻层涂敷液时，以150℃进行4分钟热干燥，形成耐蚀刻层13。得到的耐蚀刻层膜厚为约15μm到20μm。进而再在该耐蚀刻层13上贴保护膜11。
第2蚀刻工序
如图14所示，通过在形成保护层110的一面喷洒由氯化铁溶液构成的蚀刻液而进行蚀刻，在形成保护层110的一面形成荫罩上靠荧光屏一侧的大孔112，并使之与小凹孔12贯通形成开孔。
蚀刻停止工序
在该第2蚀刻工序结束后，在金属薄板7上喷洒工业用水，并用工业用水均匀、高速地替换残存于金属薄板7表面、特别是大凹孔112内的蚀刻液16。这样一来，如图15所示，就将金属薄板7表面、特别是大凹孔112内残存的蚀刻液16充分除去。
然后，将贴于上述另一面的保护膜11除去，然后，用未图示的剥离装置并利用氢氧化钠水溶液将形成大孔112的一面的保护层110及形成小孔12的一面的耐蚀刻层13剥离除去。再通过水洗、干燥，如图16所示，就在金属薄板上形成小孔12与大孔112连通的多个点状开孔14。本实施例的荫罩的小孔径为120μm，小孔的深度为50μm，开孔的间距为0.25mm。
在以上的制造工序中，使凹印辊的圆周速度与耐蚀刻层形成工序的带状金属薄板的运送速度之比为1.07到25.2，且分别在耐蚀刻层形成工序后检查孔的充填性、即小孔被耐蚀刻层充填的状态。另外，在第2蚀刻工序后，检查有无孔径不良现象。对孔的充填性和孔径不良的发生率进行综合评价的结果如表1所示。表中0为充填状态良好，且第2蚀刻后也无问题的场合，Δ为10片产品中有1片的1处充填不良，且在第2蚀刻中发生问题的场合，×为充填状态不完全，且在第2蚀刻中发生多处缺陷的场合。
实施例2
本实施例除了设定小孔径为80μm、小孔深度为40μm，开孔的间距为0.20mm以外，用与实施例1同样的方法制造荫罩，并分别进行综合评价。其结果如表1所示。
实施例3
本实施例除了设定开孔的大小为70×170μm、形状为矩形、小孔深度为40μm以外，用与实施例1同样的方法制造荫罩，并分别进行综合评价。其结果如表1所示。
比较例1到比较例3
除了在耐蚀刻层形成工序中使用传统的管式修整喷嘴涂敷机来替代图1及图2所示的涂敷装置以外，分别用与实施例1到实施例3同样的方法制造荫罩，并分别进行综合评价。其结果如表1所示。
表1
                                           综合评价
实施例                                凹印辊速度与运送速度之比
    1.07     3.14     3.77     6.28     12.6     24.1     25.2
    1     ×     ×     △     ○     ○     ○     △
    2     ×     ×     △     ○     ○     ○     △
    3     ×     ×     △     ○     ○     ○     △
比较例     1                                          --     ○
    2                                          --     △
    3                                          --     △
从表1可知，当凹印辊的圆周速度与金属薄板的走动速度之比在大约4以上25以下时，可得到优于传统方法的充填性。另外，采用本发明，对用传统方法难以充填的矩形开孔、孔径很小难以充填的小孔及较深的难以充填的小孔也能很容易进行充填。
另外，当凹印辊的圆周速度与金属薄板的走动速度之比在大约4以上25以下时得到的耐蚀刻层厚度和膜质均匀，各荫罩也具有优良的品质。从而，采用本发明可防止第2蚀刻工序中小孔意外蚀刻现象，可得到品质良好的荫罩。
实施例4
本实施例除了在耐蚀刻层形成工序中使用在50℃时粘度100cps的由无溶剂式丙稀酸盐树脂一丙稀酸酯单体一光聚合引发剂构成的UV硬化型耐蚀刻层涂敷液替代由水溶性酪脘丙稀酸树脂构成的耐蚀刻层涂敷液以外，用与实施例1同样的方法制造荫罩，并分别进行综合评价。其结果如表2所示。
实施例5
本实施例除了设定所需开孔的小孔径为80μm、小孔深度为40μm，开孔的间距为0.20mm以外，用与实施例4同样的方法制造荫罩，并分别进行综合评价。其结果如表2所示。
实施例6
本实施例除了设定所需开孔的小孔径为70×170μm、形状为矩形、小孔深度为40μm以外，用与实施例4同样的方法制造荫罩，并分别进行综合评价。其结果如表2所示。
实施例7
本实施例除了设定金属薄板的厚度为0.22mm，所需开孔的小孔径为130×450μm、形状为矩形、小孔深度为80μm、开孔的间距为0.65mm以外，用与实施例4同样的方法制造荫罩，并分别进行综合评价。其结果如表2所示。
实施例8
本实施例除了在耐蚀刻层形成工序中使用图4所示的装置并设定金属薄板的厚度为0.25mm，所需开孔的小孔径为130×550μm、形状为矩形、小孔深度为100μm、开孔的间距为0.60mm以外，用与实施例4同样的方法制造荫罩，并分别进行综合评价。其结果如表2所示。
比较例4到8
除了在耐蚀刻层形成工序中使用传统的管式修整喷嘴涂敷机以外，分别用与实施例4到8同样的方法制造荫罩，并对其进行综合评价。其结果如表2所示。
表2
                                     综合评价
实施例                              凹印辊速度与运送速度之比
    1.07     3.14     3.77     6.28     12.6     24.1     25.2
    4     ×     △     ○     ○     ○     ○     △
    5     ×     △     ○     ○     ○     ○     △
    6     ×     ×     ○     ○     ○     ○     △
    7     ×     ×     △     ○     ○     ○     △
    8     ×     ×     ×     ○     ○     ○     △
比较例     4                                        --     ○
    5                                        --     △
    6                                        --     △
    7                                        --     ×
    8                                        --     ×
实施例9
除了在耐蚀刻层形成工序中，把蚀刻结束后的12一侧的保护层11残留于金属薄板7表面，并把涂敷装置分别变更为图1及图2所示的单级排列装置、图6所示的带辅助辊的单级排列装置、图4所示的无刮片装置和有刮片装置构成的二级排列装置、以及图3所示的有刮片装置的二级排列装置以外，用与实施例4同样的方法制造荫罩。耐蚀刻层的膜厚在单级排列的场合为30μm～40μm，二级排列及具备边辊(际ロ-ル)的场合为15μm～20μm。
对各荫罩进行了综合评价，其结果如表3所示。
表3
涂敷装置的构成                             综  合  评  价
                       凹印辊速度与运送速度之比
3.14 3.77 4.83 9.69 14.6 19.3 24.1
      单级排列单级排列+边辊2级排列  无刮片+有刮片2级排列    有刮片×2 ×××× ××△△ ×△○○ △○○○ ○○○○ ○○○○ ○○○○
从表3可知，无论在何种场合，即使是进行用传统耐蚀刻层形成方法难以充填的保护层图案剥离前的涂敷充填，只要用本发明的耐蚀刻层涂敷装置并适当选择凹印辊圆周速度与金属薄体走动速度之比，即可进行涂敷充填。而且，不预先将保护层图案剥离也无妨，故可简化整个工序。
还有，即使是单级排列，速度比在大约10以上时可得到良好的涂敷状态，不过存在膜厚较厚的问题，故最好采用2级排列或是设置边辊。
采用本发明，通过使用以金属薄板运送速度的4到25倍的高速在与金属薄板运送方向相反的方向旋转的小径凹印辊来涂敷耐蚀刻层涂敷液，可以容易地把耐蚀刻层涂敷液充填于如荫罩小孔凹部那样的凹凸基材的凹部。
用本发明得到的耐蚀刻层，尤其可减少凹部内残存的气泡，可得到均匀的耐蚀刻层。其结果，可防止第2次蚀刻工序中小孔的意外蚀刻现象，得到品质优良的荫罩。

Claims (16)

1.一种荫罩的制造方法，其特征在于，包括以下工序：将具有第1主面和第2主面、作为荫罩基材用的带状金属薄板的所述第1主面向下配置，所述第1主面上通过蚀刻已形成多个凹部，所述第2主面上已形成具有多个开口的保护层，且在所述第1主面的下方，设置耐蚀刻层涂敷装置，该装置具有直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊上的构件以及在所述凹印辊上设置的修整刮片，在大致水平运送所述带状金属薄板的同时，使所述凹印辊以所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度与所述带状金属薄板的运送方向逆向地旋转并与所述第1主面接触，将所述凹印辊所接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持在自由状态，同时将所述耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊，在用所述修整刮片刮去所述凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，通过所述凹印辊隔着涂敷液而与所述第1主面的接触，对所述第1主面进行涂敷，从而形成耐蚀刻层的工序；以及，
对所述第2主面进行蚀刻、在所述第2主面上形成与在第1主面上形成的所述凹部连通的开孔的工序。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第2主面上的位置的下游位置再设置辅助辊。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐蚀刻层涂敷液由UV硬化型的树脂构成。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预先制作所述带状金属板，在所述第1主面上形成具有多个开口的第1主面保护层，在所述第2主面上形成具有多个开口的第2主面保护层，通过对所述第1主面进行蚀刻，形成所述凹部。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在去除所述第1主面保护层前，涂敷所述耐蚀刻层涂敷液。
6.一种荫罩的制造方法，其特征在于，包括以下工序：预先制作具有第1主面和第2主面、作为荫罩基材用的带状金属薄板，在所述第1主面上通过蚀刻形成多个凹部，在所述第2主面上形成具有多个开口的保护层，在所述第1主面上设置第1耐蚀刻层涂敷装置，预先向第1主面供给耐蚀刻层涂敷液；
将第1主面向下配置，且在所述第1主面的下侧，设置第2耐蚀刻层涂敷装置，该装置具有直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊的构件以及在所述凹印辊上设置的修整刮片，在大致水平运送所述带状金属薄板的同时，使所述凹印辊以所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度与所述带状金属薄板的运送方向逆向地旋转并与所述第1主面接触，将所述凹印辊接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持在自由状态，同时将所述耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊，在用所述修整刮片刮去所述凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，通过所述凹印辊与所述第1主面的接触，对所述第1主面进行涂敷并对预先供给的涂敷液层的厚度进行限定，从而形成耐蚀刻层的工序；以及，
对所述第2主面进行蚀刻、在所述第2主面上形成与在第1主面上形成的凹部连通的开孔的工序。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第1耐蚀刻层涂敷装置具有直径20mm～60mm的凹印辊和将耐蚀刻层涂敷液供给到凹印辊上的耐蚀刻层涂敷液供给构件，预先供给所述耐蚀刻层涂敷液的工序系一面大致水平地运送所述带状金属薄板，一面使所述凹印辊与所述带状金属薄板的运送方向逆向地旋转并与向下配置的所述第1主面接触，将所述凹印辊接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持在自由状态，同时向凹印辊上供给耐蚀刻层涂敷液以对所述第1主面进行涂敷并供给耐蚀刻层涂敷液。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述第1耐蚀刻层涂敷装置的所述凹印辊上再设置修整刮片，所述耐蚀刻层涂敷液被供给到所述凹印辊，在由所述修整刮片刮去多余的耐蚀刻层涂敷液后，供给到所述第1主面。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第1耐蚀刻层涂敷装置的所述凹印辊的圆周速度是所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第1耐蚀刻层涂敷装置具有狭缝式喷嘴。
11.一种荫罩的制造装置，具有直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊上的构件及在所述凹印辊上设置的修整刮片，其特征在于，
所述凹印辊设置在具有第1主面和第2主面、作为荫罩基材用的带状金属薄板的所述第1主面一侧，在所述第1主面上通过蚀刻已形成多个凹部，在所述第2主面上已形成具有多个开口的保护层，且将第1主面向下配置并大致水平地运送，使所述凹印辊以所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度与所述带状金属薄板的运送方向逆向地旋转并与所述第1主面接触，将所述凹印辊接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持在自由状态，同时将所述耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊，在用所述修整刮片刮去所述凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，通过所述凹印辊与所述第1主面的接触，对所述第1主面进行涂敷，从而形成耐蚀刻层。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，在所述第2主面上的位置的下游位置还具有辅助辊。
13.一种荫罩的制造装置，具有第1耐蚀刻层涂敷装置和第2耐蚀刻层涂敷装置，所述第2耐蚀刻层涂敷装置位于所述第1耐蚀刻层涂敷装置的下游，具有直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊上的构件及在所述凹印辊上设置的修整刮片，其特征在于，
所述第2耐蚀刻层涂敷装置配置在具有第1主面和第2主面、作为荫罩基材用的带状金属薄板的所述第1主面一侧，所述第1主面上通过蚀刻已形成多个凹部，所述第2主面上已形成具有多个开口的保护层，所述第1主面向下配置并大致水平地运送，使所述凹印辊以所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍的圆周速度与所述带状金属薄板的运送方向逆向地旋转并与所述第1主面接触，将所述凹印辊接触的所述第1主面上的位置的相反侧的第2主面上的位置保持在自由状态，同时将所述耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊，在用所述修整刮片刮去所述凹印辊上多余的耐蚀刻层涂敷液后，通过所述凹辊与所述第1主面的接触对所述第1主面进行涂敷，并通过所述凹印辊与所述第1主面的接触，进一步限制由所述第1耐蚀刻层涂敷装置涂敷后的所述耐蚀刻涂敷液的涂层厚度，从而形成耐蚀刻层。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第1耐蚀刻层涂敷装置配置在带状金属薄板的所述第1主面一侧，所述第1主面向下配置并大致水平地运送，且所述第1耐蚀刻层涂敷装置具有直径20mm～60mm的凹印辊、将耐蚀刻层涂敷液供给到所述凹印辊上的耐蚀刻层涂敷液供给构件及在所述第1凹印辊上设置的第1修整刮片。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第1耐蚀刻层涂敷装置的所述凹印辊的圆周速度是所述带状金属薄板的运送速度的4倍至25倍。
16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第1耐蚀刻层涂敷装置具有狭缝式喷嘴。
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