JP2001210232A - シャドウマスクの製造方法 - Google Patents
シャドウマスクの製造方法Info
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- JP2001210232A JP2001210232A JP2000020077A JP2000020077A JP2001210232A JP 2001210232 A JP2001210232 A JP 2001210232A JP 2000020077 A JP2000020077 A JP 2000020077A JP 2000020077 A JP2000020077 A JP 2000020077A JP 2001210232 A JP2001210232 A JP 2001210232A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シャドウマスクのスジムラの発生を抑制し、開
口マスクの貫通孔のエッジ形状が良好で、電子ビーム透
過率のバラツキの少ないシャドウマスクの製造方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】長尺状のFe−Ni系のインバー合金から
なる金属基材21を塩化第二鉄溶液からなるエッチング
液を用いて両面からエッチングを行い、小孔マスク25
及び大孔マスク26からなる開口マスクを形成するシャ
ドウマスクの製造方法において、前記小孔マスク25を
形成する際のエッチング液として、液温が70℃以上、
前記液温での比重が1.51以上である第一のエッチン
グ液を用い、前記大孔マスク26を形成する際のエッチ
ング液として、液温が55℃以上65℃以下、前記液温
での比重が1.45以上1.50以下である第二のエッ
チング液を用いてシャドウマスクを作製する。
口マスクの貫通孔のエッジ形状が良好で、電子ビーム透
過率のバラツキの少ないシャドウマスクの製造方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】長尺状のFe−Ni系のインバー合金から
なる金属基材21を塩化第二鉄溶液からなるエッチング
液を用いて両面からエッチングを行い、小孔マスク25
及び大孔マスク26からなる開口マスクを形成するシャ
ドウマスクの製造方法において、前記小孔マスク25を
形成する際のエッチング液として、液温が70℃以上、
前記液温での比重が1.51以上である第一のエッチン
グ液を用い、前記大孔マスク26を形成する際のエッチ
ング液として、液温が55℃以上65℃以下、前記液温
での比重が1.45以上1.50以下である第二のエッ
チング液を用いてシャドウマスクを作製する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はテレビ、コンピュー
ターなどのカラーディスプレーのブラウン管中に用いら
れるシャドウマスクの製造方法に関するものである。
ターなどのカラーディスプレーのブラウン管中に用いら
れるシャドウマスクの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、シャドウマスクの高精度高精細
化、大画面化が進み、シャドウマスクの金属基材として
従来主に使用されてきた純鉄(アルミキルド鋼)に替わ
り、室温での熱膨張係数が純鉄(アルミキルド鋼)に比
べ極めて低く、シャドウマスクの開口マスク(電子ビー
ム透過孔)の位置精度を温度に依存せず正確に保つこと
のできるFe−Ni(36重量%)合金(いわゆるイン
バー合金)をはじめとする低熱膨張特性を有するFe−
Ni系合金を使用する必要が生じている。
化、大画面化が進み、シャドウマスクの金属基材として
従来主に使用されてきた純鉄(アルミキルド鋼)に替わ
り、室温での熱膨張係数が純鉄(アルミキルド鋼)に比
べ極めて低く、シャドウマスクの開口マスク(電子ビー
ム透過孔)の位置精度を温度に依存せず正確に保つこと
のできるFe−Ni(36重量%)合金(いわゆるイン
バー合金)をはじめとする低熱膨張特性を有するFe−
Ni系合金を使用する必要が生じている。
【0003】Fe−Ni系合金は熱膨張による開口マス
ク(電子ビーム透過孔)の位置ズレの極めて少ない金属
材料であるが、金属基材の板材製造過程でNi偏析部と
非偏析部が生じ、それが微妙なエッチング状態の違いに
起因するとみられる圧延方向に平行なスジ状のムラ(以
下、スジムラという)が発生し、シャドウマスクの品質
低下に繋がり問題となっている。このスジムラは図3に
示すシャドウマスク100のマスク領域101全体を見
たときにスジ状にかすかに見えるもので、スジムラを判
断するにはかなりの熟練を要する。
ク(電子ビーム透過孔)の位置ズレの極めて少ない金属
材料であるが、金属基材の板材製造過程でNi偏析部と
非偏析部が生じ、それが微妙なエッチング状態の違いに
起因するとみられる圧延方向に平行なスジ状のムラ(以
下、スジムラという)が発生し、シャドウマスクの品質
低下に繋がり問題となっている。このスジムラは図3に
示すシャドウマスク100のマスク領域101全体を見
たときにスジ状にかすかに見えるもので、スジムラを判
断するにはかなりの熟練を要する。
【0004】こうしたスジムラを抑制する方法として特
開平7−207415号公報、特公平7−78270号
公報及び特公平7−116558号公報等で、金属材料
中のNi等の元素の偏析を低減する方法が提案されてい
るが、製造工程上、安定的にNi等の元素の偏析発生を
完全に回避することは困難であり、スジムラ発生を完全
に無くすことは困難である。
開平7−207415号公報、特公平7−78270号
公報及び特公平7−116558号公報等で、金属材料
中のNi等の元素の偏析を低減する方法が提案されてい
るが、製造工程上、安定的にNi等の元素の偏析発生を
完全に回避することは困難であり、スジムラ発生を完全
に無くすことは困難である。
【0005】図2(a)にシャドウマスク100の開口
マスクの一例を示す拡大平面図を、図2(b)に開口マ
スクの拡大平面図をA−A線で切断した拡大断面図を示
す。スジムラは、小孔マスク25と大孔マスク26の交
点である貫通孔27のエッジ部分27aの形状がギザつ
いた状態になっており、その状態の開口マスクが圧延方
向に並ぶとスジムラとして見える。開口マスクの貫通孔
27のエッジ部分27aの形状のギザつきはエッチング
状態(特に小孔側)に依存し、従来使用されている比較
的高速エッチングが可能な液温60〜70℃、その温度
での比重1.50以下の条件下で、貫通孔27のエッジ
部分27aの形状がギザついた状態となることが判明し
ており、電子ビーム透過率のシャドウマスク面内の分布
へ与える影響も大きい。
マスクの一例を示す拡大平面図を、図2(b)に開口マ
スクの拡大平面図をA−A線で切断した拡大断面図を示
す。スジムラは、小孔マスク25と大孔マスク26の交
点である貫通孔27のエッジ部分27aの形状がギザつ
いた状態になっており、その状態の開口マスクが圧延方
向に並ぶとスジムラとして見える。開口マスクの貫通孔
27のエッジ部分27aの形状のギザつきはエッチング
状態(特に小孔側)に依存し、従来使用されている比較
的高速エッチングが可能な液温60〜70℃、その温度
での比重1.50以下の条件下で、貫通孔27のエッジ
部分27aの形状がギザついた状態となることが判明し
ており、電子ビーム透過率のシャドウマスク面内の分布
へ与える影響も大きい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、シャドウマス
クのスジムラの発生を抑制し、開口マスクの貫通孔のエ
ッジ形状が良好で、電子ビーム透過率のバラツキの少な
いシャドウマスクの製造方法を提供することを目的とす
る。
点を解決するためになされたものであり、シャドウマス
クのスジムラの発生を抑制し、開口マスクの貫通孔のエ
ッジ形状が良好で、電子ビーム透過率のバラツキの少な
いシャドウマスクの製造方法を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項1においては、長尺状の
金属基材を塩化第二鉄溶液からなるエッチング液を用い
て両面からエッチングを行い、小孔マスク及び大孔マス
クからなる開口マスクを形成するシャドウマスクの製造
方法において、前記小孔マスクを形成する際のエッチン
グ液として、液温が70℃以上、前記液温での比重が
1.51以上である第一のエッチング液を用い、前記大
孔マスクを形成する際のエッチング液として、液温が5
5℃以上65℃以下、前記液温での比重が1.45以上
1.50以下である第二のエッチング液を用いることを
特徴とするシャドウマスクの製造方法としたものであ
る。
を達成するために、まず請求項1においては、長尺状の
金属基材を塩化第二鉄溶液からなるエッチング液を用い
て両面からエッチングを行い、小孔マスク及び大孔マス
クからなる開口マスクを形成するシャドウマスクの製造
方法において、前記小孔マスクを形成する際のエッチン
グ液として、液温が70℃以上、前記液温での比重が
1.51以上である第一のエッチング液を用い、前記大
孔マスクを形成する際のエッチング液として、液温が5
5℃以上65℃以下、前記液温での比重が1.45以上
1.50以下である第二のエッチング液を用いることを
特徴とするシャドウマスクの製造方法としたものであ
る。
【0008】また、請求項2においては、前記金属基材
としてNi30〜50質量%、残部をFeを主体とする
Fe−Ni系合金を用いることを特徴とする請求項1記
載のシャドウマスクの製造方法としたものである。
としてNi30〜50質量%、残部をFeを主体とする
Fe−Ni系合金を用いることを特徴とする請求項1記
載のシャドウマスクの製造方法としたものである。
【0009】さらにまた、請求項3においては、前記金
属基材の開口マスクの貫通孔の形状が円形状であること
を特徴とする請求項1または請求項2記載のシャドウマ
スクの製造方法としたものである。
属基材の開口マスクの貫通孔の形状が円形状であること
を特徴とする請求項1または請求項2記載のシャドウマ
スクの製造方法としたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明では開口マスクの貫通孔の
エッジ形状がエッチング条件に起因していることに着目
し、発明者等は一般的に化学エッチング工程に用いられ
る塩化第二鉄溶液での化学エッチング条件の検討を行っ
た。因子としては、エッチング条件の中でも塩化第二鉄
エッチング液の温度、比重を選択し各種比較実験を行
い、エッチング条件とスジムラの発生及び貫通孔形状に
ついて比較検討を行った。スジムラ発生状態に付いては
目視による判定を行い、貫通孔形状に付いては開口マス
クの顕微鏡等による拡大形状評価を行った。
エッジ形状がエッチング条件に起因していることに着目
し、発明者等は一般的に化学エッチング工程に用いられ
る塩化第二鉄溶液での化学エッチング条件の検討を行っ
た。因子としては、エッチング条件の中でも塩化第二鉄
エッチング液の温度、比重を選択し各種比較実験を行
い、エッチング条件とスジムラの発生及び貫通孔形状に
ついて比較検討を行った。スジムラ発生状態に付いては
目視による判定を行い、貫通孔形状に付いては開口マス
クの顕微鏡等による拡大形状評価を行った。
【0011】塩化第二鉄エッチング液の温度を55〜8
5℃、比重を1.45〜1.54の間で変化させ図4
(a)〜(f)に示すような工程でシャドウマスクを作
製し、スジムラの発生状態及び開口マスクの形状評価を
行った。その結果を図1に示す。スジムラについてはわ
ずかにスジムラが認識できるレベルをレベル1、はっき
りスジムラが認識できるレベルをレベル4として4段階
で評価した。図1の結果から分かるように、スジムラの
発生状態については、スジムラレベルの段階評価の結果
図1の右下の高温、低比重領域でスジムラレベルが小と
なっているが、この領域ではエッチング表面が極度に粗
面化されており、エッチング面粗さの点で実用領域でな
いことが判明した。
5℃、比重を1.45〜1.54の間で変化させ図4
(a)〜(f)に示すような工程でシャドウマスクを作
製し、スジムラの発生状態及び開口マスクの形状評価を
行った。その結果を図1に示す。スジムラについてはわ
ずかにスジムラが認識できるレベルをレベル1、はっき
りスジムラが認識できるレベルをレベル4として4段階
で評価した。図1の結果から分かるように、スジムラの
発生状態については、スジムラレベルの段階評価の結果
図1の右下の高温、低比重領域でスジムラレベルが小と
なっているが、この領域ではエッチング表面が極度に粗
面化されており、エッチング面粗さの点で実用領域でな
いことが判明した。
【0012】図1の右下領域を除いてスジムラレベルが
低く、貫通孔形状の良好な領域を検討した結果小孔マス
ク側のエッチング条件として、塩化第二鉄エッチング液
の温度が70℃以上、同温度での比重が1.51以上の
条件域が、小孔マスク側のエッチング条件として、塩化
第二鉄エッチング液の温度が55℃以上68℃以下、同
温度での比重が1.45以上1.50以下という条件域
でスジムラの発生が少なくなり、且つ開口マスクの貫通
孔形状が良好であることが判明した。ここで、スジムラ
は小孔マスク側に比べ、エッチング表面が比較的観察し
やすい大孔マスク側に観察されるのがそのほとんどであ
ることも分かった。
低く、貫通孔形状の良好な領域を検討した結果小孔マス
ク側のエッチング条件として、塩化第二鉄エッチング液
の温度が70℃以上、同温度での比重が1.51以上の
条件域が、小孔マスク側のエッチング条件として、塩化
第二鉄エッチング液の温度が55℃以上68℃以下、同
温度での比重が1.45以上1.50以下という条件域
でスジムラの発生が少なくなり、且つ開口マスクの貫通
孔形状が良好であることが判明した。ここで、スジムラ
は小孔マスク側に比べ、エッチング表面が比較的観察し
やすい大孔マスク側に観察されるのがそのほとんどであ
ることも分かった。
【0013】また、本課題の一つである開口マスクの貫
通孔の形状については、小孔マスク側のエッチング条件
に大きく影響される。すなわち、塩化第二鉄エッチング
液の温度が70℃以上、同温度での比重が1.51以
上、好ましくは1.51〜1.53で、この条件は大孔
マスク側のエッチング条件にほとんど影響されないた
め、上記条件を同時に満たすことにより、スジムラの発
生が抑制され、且つ開口マスクの貫通孔の形状が良好で
あるシャドウマスクを得ることができる。
通孔の形状については、小孔マスク側のエッチング条件
に大きく影響される。すなわち、塩化第二鉄エッチング
液の温度が70℃以上、同温度での比重が1.51以
上、好ましくは1.51〜1.53で、この条件は大孔
マスク側のエッチング条件にほとんど影響されないた
め、上記条件を同時に満たすことにより、スジムラの発
生が抑制され、且つ開口マスクの貫通孔の形状が良好で
あるシャドウマスクを得ることができる。
【0014】
【実施例】以下実施例により本発明のエッチング条件で
作製したシャドウマスクの製造方法について説明する。
図4(a)〜(e)は、本発明によるシャドウマスク製
造方法の一実施例を示すシャドウマスクの開口マスクの
構成断面図である。まず、板厚130μmのインバー合
金基板(YET36:日立金属(株)製)からなる金属
基材21の両面に重クロム酸アンモニウムを1重量%添
加した水溶性レジスト(FR−17:富士薬品工業
(株))を、ディップコーティングにより塗布し、60
℃・30分の乾燥を行い、感光層22を形成した(図4
(a)参照)。
作製したシャドウマスクの製造方法について説明する。
図4(a)〜(e)は、本発明によるシャドウマスク製
造方法の一実施例を示すシャドウマスクの開口マスクの
構成断面図である。まず、板厚130μmのインバー合
金基板(YET36:日立金属(株)製)からなる金属
基材21の両面に重クロム酸アンモニウムを1重量%添
加した水溶性レジスト(FR−17:富士薬品工業
(株))を、ディップコーティングにより塗布し、60
℃・30分の乾燥を行い、感光層22を形成した(図4
(a)参照)。
【0015】次に、金属基材21の感光層22に、パタ
ーンを描いたネガ型のフォトマスクを通して、3kWの
超高圧水銀灯で1500mJ/cm2の露光量で露光
し、一般の上水を0.1MPaの圧力で90秒間スプレ
ー現像を行い、小孔パターン23及び大孔パターン24
を有する小孔レジストパターン22a及び大孔レジスト
パターン22bを形成した(図4(b)参照)。ここ
で、小孔パターン23及び大孔パターン24は、小孔用
が直径100μm、大孔用が直径140μmの円形状パ
ターンを用いた。
ーンを描いたネガ型のフォトマスクを通して、3kWの
超高圧水銀灯で1500mJ/cm2の露光量で露光
し、一般の上水を0.1MPaの圧力で90秒間スプレ
ー現像を行い、小孔パターン23及び大孔パターン24
を有する小孔レジストパターン22a及び大孔レジスト
パターン22bを形成した(図4(b)参照)。ここ
で、小孔パターン23及び大孔パターン24は、小孔用
が直径100μm、大孔用が直径140μmの円形状パ
ターンを用いた。
【0016】次に、金属基材21の大孔レジストパター
ン22b側にプラスチックフイルム等を貼着しエッチン
グ液に対する保護膜31を形成し、金属基材21の小孔
レジストパターン22b側から、比重1.515、温度
75℃の塩化第二鉄溶液からなる第一のエッチング液を
0.3MPaの圧力で3分間スプレーエッチングするこ
とにより、小孔マスク25を形成した(図4(c)参
照)。
ン22b側にプラスチックフイルム等を貼着しエッチン
グ液に対する保護膜31を形成し、金属基材21の小孔
レジストパターン22b側から、比重1.515、温度
75℃の塩化第二鉄溶液からなる第一のエッチング液を
0.3MPaの圧力で3分間スプレーエッチングするこ
とにより、小孔マスク25を形成した(図4(c)参
照)。
【0017】次に、金属基材21の小孔マスク25側に
耐食性ニス(アロニックスM−5400:東亞合成化学
工業製)をロールコーターにより塗布し、乾燥、硬化し
て膜厚30μmの耐蝕樹脂層32を形成した(図4
(d)参照)。
耐食性ニス(アロニックスM−5400:東亞合成化学
工業製)をロールコーターにより塗布し、乾燥、硬化し
て膜厚30μmの耐蝕樹脂層32を形成した(図4
(d)参照)。
【0018】次に、金属基材21の大孔レジストパター
ン22b側の保護膜31を剥離し、大孔レジストパター
ン22bをマスクにして、比重1.46、温度57℃の
塩化第二鉄溶液からなる第二のエッチング液を0.3M
Paの圧力で6分間スプレーエッチングすることによ
り、大孔マスク26を形成した(図4(e)参照)。
ン22b側の保護膜31を剥離し、大孔レジストパター
ン22bをマスクにして、比重1.46、温度57℃の
塩化第二鉄溶液からなる第二のエッチング液を0.3M
Paの圧力で6分間スプレーエッチングすることによ
り、大孔マスク26を形成した(図4(e)参照)。
【0019】次に、上記金属基材21を80℃の20重
量%の水酸化ナトリウム水溶液中に3分間浸漬すること
により、耐蝕樹脂層32、小孔レジストパターン22a
及び大孔レジストパターン22bを除去し、145μm
径の小孔マスク25、270μm径の大孔マスク26及
び140μm径の貫通孔27からなる開口マスクを有す
るシャドウマスク100を得た(図4(e)参照)。
量%の水酸化ナトリウム水溶液中に3分間浸漬すること
により、耐蝕樹脂層32、小孔レジストパターン22a
及び大孔レジストパターン22bを除去し、145μm
径の小孔マスク25、270μm径の大孔マスク26及
び140μm径の貫通孔27からなる開口マスクを有す
るシャドウマスク100を得た(図4(e)参照)。
【0020】上記シャドウマスク100のマスク領域1
01を目視検査した結果スジムラの発生は見られず、ま
た開口マスクの貫通孔のエッジ形状も良好であり、本発
明のシャドウマスクの製造方法によれば、得られたシャ
ドウマスクにはスジムラが発生しないことが確認され
た。
01を目視検査した結果スジムラの発生は見られず、ま
た開口マスクの貫通孔のエッジ形状も良好であり、本発
明のシャドウマスクの製造方法によれば、得られたシャ
ドウマスクにはスジムラが発生しないことが確認され
た。
【0021】
【発明の効果】本発明のシャドウマスクの製造方法によ
れば、Fe−Ni合金系インバー金属基材でスジムラの
ない、且つ開口マスクの貫通孔部分の形状が良好なシャ
ドウマスクを得ることができる。さらに、カラーブラウ
ン管に内装された場合電子ビーム透過率の面内分布が良
好なカラーディスプレイが得られ、優れた実用上の効果
を発揮する。
れば、Fe−Ni合金系インバー金属基材でスジムラの
ない、且つ開口マスクの貫通孔部分の形状が良好なシャ
ドウマスクを得ることができる。さらに、カラーブラウ
ン管に内装された場合電子ビーム透過率の面内分布が良
好なカラーディスプレイが得られ、優れた実用上の効果
を発揮する。
【図1】Fe−Ni合金系のインバー金属基材を各種の
エッチング条件で作製したシャドウマスクのスジムラレ
ベルの目視判定結果を示す説明図である。
エッチング条件で作製したシャドウマスクのスジムラレ
ベルの目視判定結果を示す説明図である。
【図2】シャドウマスクの開口マスクの形状を示すもの
で、(a)は開口マスクの一例を示す拡大平面図であ
る。(b)は開口マスクの拡大平面図をA−A線で切断
した開口マスクの拡大断面図である。
で、(a)は開口マスクの一例を示す拡大平面図であ
る。(b)は開口マスクの拡大平面図をA−A線で切断
した開口マスクの拡大断面図である。
【図3】シャドウマスクの構成を示す平面図である。
【図4】(a)〜(f)は、本発明によるシャドウマス
ク製造方法の一実施例の工程をを示すシャドウマスクの
開口マスクの構成断面図である。
ク製造方法の一実施例の工程をを示すシャドウマスクの
開口マスクの構成断面図である。
21……金属基材 22……感光層 22a……小孔レジストパターン 22b……大孔レジストパターン 23……小孔パターン 24……大孔パターン 25……小孔マスク 26……大孔マスク 26a……大孔マスクのテーパー部 27……貫通孔 27a……貫通孔のエッジ部分 31……保護膜 32……耐蝕樹脂層 41……スジムラレベル1 42……スジムラレベル2 43……スジムラレベル3 44……スジムラレベル4 100……シャドウマスク 101……マスク領域 102……スカート形成エリア
Claims (3)
- 【請求項1】長尺状の金属基材を塩化第二鉄溶液からな
るエッチング液を用いて両面からエッチングを行い、小
孔マスク及び大孔マスクからなる開口マスクを形成する
シャドウマスクの製造方法において、前記小孔マスクを
形成する際のエッチング液として、液温が70℃以上、
前記液温での比重が1.51以上である第一のエッチン
グ液を用い、前記大孔マスクを形成する際のエッチング
液として、液温が55℃以上65℃以下、前記液温での
比重が1.45以上1.50以下である第二のエッチン
グ液を用いることを特徴とするシャドウマスクの製造方
法。 - 【請求項2】前記金属基材としてNi30〜50質量
%、残部をFeを主体とするFe−Ni系合金を用いる
ことを特徴とする請求項1記載のシャドウマスクの製造
方法。 - 【請求項3】前記金属基材の開口マスクの貫通孔の形状
が円形状であることを特徴とする請求項1または請求項
2記載のシャドウマスクの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000020077A JP2001210232A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | シャドウマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000020077A JP2001210232A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | シャドウマスクの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001210232A true JP2001210232A (ja) | 2001-08-03 |
Family
ID=18546694
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000020077A Pending JP2001210232A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | シャドウマスクの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001210232A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015139757A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 大日本印刷株式会社 | フィルターおよびその製造方法 |
-
2000
- 2000-01-28 JP JP2000020077A patent/JP2001210232A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015139757A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 大日本印刷株式会社 | フィルターおよびその製造方法 |
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