JP2795094B2 - 微小透孔板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばカラーテレビジ
ョン受像管用のシャドウマスク等の微小透孔板の製造方
法に係わり、特にエッチングによる微小透孔の形成方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーテレビジョン受像管用のシ
ャドウマスクの製造に際し、多数の微小透孔を形成する
場合、以下のようなエッチング方法が採用されていた。

【０００３】まず、フォトレジストにて金属板（シャド
ウマスク基板）の両面に、表裏対照にレジストパターン
を形成し、ついで例えば塩化第２鉄液からなるエッチン
グ液を吹きつけ、両面をハーフエッチングして、金属板
の両面に、表裏対照な窪みを形成し、そののち、小孔側
（基本孔径側）となる一方の面に耐蝕性のニスを全面塗
布し、この小孔側からエッチング液が入らないようにす
る。ついで、例えば塩化第２鉄液からなるエッチング液
により、他方の面（大孔側）からエッチングをおこな
い、小孔側へ透孔を貫通させ、最後に上記フォトレジス
トおよび耐蝕性ニスを剥離することにより多数の微小透
孔が形成される。

【０００４】この場合、最終的に形成される透孔は、第
２段目のエッチングに際し、小孔側の窪みが予めニスで
被覆されているため、小孔側の孔径は変化しないので、
すり鉢状の透孔が形成されることになり、被エッチング
材料の板厚よりも小さい直径の透孔を形成することがで
きる。

【０００５】この場合の耐蝕性ニスとしては、水溶性ニ
スは泡の発生があったり、乾燥状態が均一にならない
（すなわち、被エッチング基板の周辺から先に乾燥し、
液が中央に寄ってくるという現象）などの点から従来は
適当でないとされており、そのため、代わりに弱アルカ
リ性で剥離可能なニトロセルロースラッカーまたはアク
リル系樹脂を有機溶剤に溶解したニスが多く用いられて
いた。

【０００６】この有機溶剤を使用する理由としては、塗
布液、できるだけ早く乾燥させないと膜厚にムラが生
じ、その結果、最終的に得られるシャドウマスクにもム
ラができてしまうためである。

【０００７】また、従来、小孔側に耐蝕性ニスを全面塗
布する場合、耐蝕性ニスはスプレーコーティング法によ
り塗布される。ローラーコーターまたはフローコーター
による方法では、小孔側の窪みにかぶさるように形成さ
れたレジストのオーバーハング形状のため、小孔側の窪
みに耐蝕性ニスがうまく入らないためである。

【０００８】また、スプレーコーティング法によりニス
を塗布する場合、素早く乾燥させるため有機溶剤を使用
するが、通常の有機溶剤を用いる場合、コーティング工
程から乾燥工程までの場所を防爆性にしなければならな
いため、設備コスト的に負担が大きくなる。そのため、
引火性のない１−１−１ トリクロロエタンを使用する
ことも従来おこなわれていたが、これは地球環境の点で
問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決するためになされたものであって、引火性のない耐
蝕性ニスの使用を可能とするとともに、ローラコーター
またはフローコーターによる耐蝕性ニスの塗布が可能
で、かつ、微小透孔を精度よく均一に形成することがで
きる微小透孔の形成方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、耐蝕性ニスとして水溶性ニスを用い、最初
のハーフエッチングにより形成された窪みへのニスの充
填に先立ち、水または水溶性溶剤あるいはこれらの混合
物からなる希釈置換溶剤をこの窪みに予め充填するとい
う手段を採用した。

【００１１】すなわち、本発明は、微小透孔を形成すべ
き薄板の両面に、表裏対照にレジストパターンを形成す
る工程と、このレジストパターンを形成した該薄板の両
面に、エッチング液を接触させて露出部分をハーフエッ
チングして、該薄板の両面に、表裏対照な窪みを形成す
る工程と、水または水溶性溶剤あるいはこれらの混合物
からなる希釈置換溶剤を該薄板の一方の面に塗布して、
この面内の窪みに該希釈置換溶剤を充填する工程と、こ
の該希釈置換溶剤を塗布した薄板の一方の面に水溶性ニ
スを層状に塗布し、乾燥する工程と、該薄板の他方の面
にエッチング液を接触させて、その窪み部分をさらにエ
ッチングして該薄板に透孔を貫通させる工程と、上記水
溶性ニスおよびレジストパターンを剥離する工程とを具
備してなることを特徴とする微小透孔板の製造方法を提
供するものである。

【００１２】さらに、面内の窪みに該希釈置換溶剤を充
填した後に、窪み以外の表面部分から余分な水を除去す
ることが好ましい。

【００１３】

【作用】最初のハーフエッチングにより形成された窪み
に、予め希釈置換溶剤が充填されているため、その上か
ら水溶性ニスを塗布したとき、窪みの上部にある水溶性
ニスは窪みの中の希釈置換溶剤により稀釈されると同時
に希釈置換溶剤との置換により窪みの内部に入り込むこ
とができる。その結果、窪み部分は濃度の淡いニス液層
となる。したがって、乾燥が進むにつれ、窪み以外の部
分のニス層は先に乾燥し、窪み部分のニス層は後から乾
燥し、ニス塗布層が全面的に網目状となって乾燥が進行
することになる。そのため、従来のように被エッチング
基板の周辺から先に乾燥し、ニス液が中央に寄ってくる
という現象を回避することが可能となる。このようにし
て、従来のようにニスの膜厚にムラが生じ、最終的に得
られるシャドウマスクに、ムラが出来てしまうというよ
うな問題を回避することができる。

【００１４】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の種々の
実施例について説明する。

【００１５】図１ないし図８は、本発明に係わる微小透
孔板の製造方法を、カラーテレビジョン受像管用のシャ
ドウマスクの製造に適用した例をそれぞれ工程順に示す
ものである。

【００１６】（実施例１）まず、図１に示すように、板
厚０．１３ｍｍのアンバー材（Ｎｉ：３６％、残部鉄）
からなるシャドウマスク用基板１０の両面にポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）と重クロム酸アンモニウムからな
るフォトレジスト１１により、小孔側に、各円が直径６
０μｍで、ピッチ０．２ｍｍの間隔で配列された円形パ
ターン１２を、また、大孔側に、上記小孔側の各円と位
置的に対応するようにして、直径８０μｍの円の配列か
らなる円形パターン１３を形成した。

【００１７】ついで、小孔側を上面として比重１．４９
０、温度５０℃の塩化第２鉄液からなるエッチング液を
用いて両面からスプレー圧２．０ｋｇにてハーフエッチ
ングをおこない、小孔側に直径が８０μｍ、深さが３５
μｍの窪み１４を形成させた。このとき、大孔側にも、
直径が１００μｍ、深さが３５μｍの窪み１５を形成さ
れた（図２参照）。

【００１８】次に、水洗し、水で濡れたままで、小孔側
の窪み１４に水１６がいっぱいに充填された状態のまま
（図３参照）、アクリル系水溶性ニス（Ｎ−Ｎ−ジメチ
ルアクリルアミド：１０モル％溶液）をローラコーター
により厚みが１０μｍとなるように塗布し（図４参
照）、ついで３分間のレベリングをおこない、水溶性ニ
ス層１７を形成した。このとき、図５に模式的に矢線で
示すように、上記水溶性ニス層１７と窪み１４内の水１
６との混合がおこなわれ、窪み１４の上部の水溶性ニス
層１７の稀釈化がおこなわれた（図５参照）。

【００１９】ついで、１００℃のオーブン中で７分間、
乾燥させた（図６参照）。この状態において、窪み１４
内のニス層中に気泡が実質的に存在しないことが確認さ
れた。次に、下面の大孔側から再び比重１．４９０、温
度６０℃の塩化第２鉄液からなるエッチング液を用いて
エッチングをおこない、透孔を小孔側まで貫通させた
（図７参照）。このとき上記水溶性ニスの破れ、あるい
は離脱はまったく認められなかった。

【００２０】ついで、アルカリ系の剥離液を用いて上記
水溶性ニス１７およびフォトレジスト１１を剥離、除去
した。その結果、小孔側にて直径８０μｍ、大孔側にて
直径１６０μｍの逆すり鉢状の微小透孔１８を精度よく
均一に形成することができた（図８参照）。

【００２１】（実施例２）実施例２では、上記の実施例
１のアンバー合金板と同じものを準備し、レジストパタ
ーン形成工程までは上記の実施例１と同じ処理をアンバ
ー合金板に対して施す。

【００２２】次いで、小孔側を上面として比重１．４９
０、温度５５℃の塩化第二鉄からなるエッチング液を用
いて両面からスプレー圧２．０ｋｇにてハーフエッチン
グをおこない、小孔側に直径が９０μｍ、深さが３５μ
ｍの窪み１４を形成させた。このとき大孔側にも直径が
１１０μｍ、深さが３５μｍの窪み１５を形成させた
（図２参照）。

【００２３】次に、板を水洗し、水に濡れたままで、小
孔側の表面に付着した余分な水をゴムスクイジーにより
除去し、小孔側の窪み１４に水１６がいっぱいに充填さ
れた状態のまま（図３参照）、アクリル系水性ニス（Ｎ
−Ｎ−ジメチルアクリルアミド：２０モル％溶液）をロ
ーラーコーターにより表面部の厚みが２０μｍとなるよ
うに塗布し（図４参照）、ついで３分間のレベリングを
おこない、水性ニス層１７を形成した。このとき、図５
に模式的に矢線で示すように、上記水性ニス層１７と窪
み１４内の水１６との混合がおこなわれ、窪み１４の上
部の水性ニス層１７の希釈化がおこなわれた（図５参
照）。

【００２４】次いで、１１０℃のオーブン中で７分間、
乾燥させた（図６参照）。この状態において、窪み１４
内のニス層中に気泡が実質的に存在しないことが確認さ
れた。次に、大孔側から再び比重１．４９０、温度６０
℃の塩化第二鉄液からなるエッチング液を用いてエッチ
ングをおこない、透孔を小孔側まで貫通させた（図７参
照）。このとき上記水性ニスの破れ、あるいは離脱はま
ったく認められなかった。

【００２５】次いで、アルカリ系の剥膜液を用いて上記
水性ニス１７およびフォトレジスト１１を剥離、除去し
た。その結果小孔側にて直径９０μｍ、透孔径として８
０μｍ、大孔側にて直径１７０μｍの逆すり鉢状の微小
透孔１８を精度よく均一に形成することができた（図８
参照）。

【００２６】上記実施例２によれば、小孔側の表面の余
分な水を除去するので、最初のハーフエッチングにより
形成された窪みの部分だけに、予め水が充填されること
になる。この上に水性ニスを塗布すると、全面均一な濃
度で塗布され、窪みの上部にある水性ニスは窪みの中の
水により希釈されると同時に水との置換により窪みの内
部に入り込むことができる。この結果、窪み部分は均一
な濃度の淡いニス液層となる。乾燥が進むにつれて、窪
み以外の部分のニス層は先に乾燥し、窪み部分のニス層
はどの窪みも後から同時に乾燥し、ニス塗布層が全面的
に窪みにそった網目状となって乾燥が進行することにな
る。

【００２７】このため、従来のように被エッチング基板
の周辺から先に乾燥し、ニス液が中央に寄ってくるとい
う現象を回避することができる。この結果、従来のよう
にニスの膜厚にムラが生じ、最終的に得られるシャドウ
マスクに、ムラが出来てしまうというような問題を回避
することができる。

【００２８】（実施例３）実施例３では、上記の実施例
１のアンバー合金板と同じものを準備し、レジストパタ
ーン形成工程までは上記の実施例１と同じ処理をアンバ
ー合金板に対して施す。

【００２９】次いで、小孔側を上面として比重１．４９
０、温度５５℃の塩化第二鉄からなるエッチング液を用
いて両面からスプレー圧２．０ｋｇにてハーフエッチン
グをおこない、小孔側に直径が９０μｍ、深さが３５μ
ｍの窪み１４を形成させた。このとき大孔側にも直径が
１１０μｍ、深さが３５μｍの窪み１５を形成させた
（図２参照）。

【００３０】次に、板を水洗し、水に濡れたままで、イ
ソプロピルアルコール５％を含んだ水をスプレーし水洗
水と置換する、このようにして小孔側の窪み１４にイソ
プロピルアルコールを含んだ水１６がいっぱいに充填さ
れた状態のまま（図３参照）、アクリル系水性ニス（Ｎ
−Ｎ−ジメチルアクリルアミド：２０モル％溶液）をロ
ーラーコーターにより表面部の厚みが２０μｍとなるよ
うに塗布し（図４参照）、ついで３分間のレベリングを
おこない、水性ニス層１７を形成した。このとき、図５
に模式的に矢線で示すように、上記水性ニス層１７と窪
み１４内の水１６との混合がおこなわれ、窪み１４の上
部の水性ニス層１７の希釈化がおこなわれた（図５参
照）。

【００３１】ついで、１１０℃のオーブン中で７分間、
乾燥させた（図６参照）。この状態において、窪み１４
内のニス層中に気泡が実質的に存在しないことが確認さ
れた。次に、大孔側から再び比重１．４９０、温度６０
℃の塩化第二鉄液からなるエッチング液を用いてエッチ
ングをおこない、透孔を小孔側まで貫通させた（図７参
照）。このとき上記水性ニスの破れ、あるいは離脱はま
ったく認められなかった。

【００３２】ついで、アルカリ系の剥膜液を用いて上記
水性ニス１７およびフォトレジスト１１を剥離、除去し
た。その結果小孔側にて直径９０μｍ、透孔径として８
０μｍ、大孔側にて直径１７０μｍの逆すり鉢状の微小
透孔１８を精度よく均一に形成することができた（図８
参照）。

【００３３】上記実施例３によれば、水より浸透性のよ
い水溶性溶剤を含んだ水は、最初のハーフエッチングに
より形成された窪みに入りやすく、多数の窪みを均一に
充填できる、そして予め水が充填されているため、その
上から水性ニスを塗布したとき、全面均一な濃度で塗布
され、窪みの上部にある水性ニスは窪みの中の水により
希釈されると同時に水との置換により窪みの内部に入り
込むことができる。その結果、窪み部分は均一な濃度の
淡いニス液層となる。乾燥が進むにつれて、窪み以外の
部分のニス層は先に乾燥し、窪み部分のニス層はどの窪
みも後から同時に乾燥し、ニス塗布層が全面的に窪みに
そった網目状となって乾燥が進行することになる。

【００３４】このため、従来のように被エッチング基板
の周辺から先に乾燥し、ニス液が中央に寄ってくるとい
う現象を回避することが可能となる。この結果、従来の
ようにニスの膜厚にムラが生じ、最終的に得られるシャ
ドウマスクに、ムラが出来てしまうというような問題を
回避する事ができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の方法によれ
ば、ハーフエッチングにより形成された窪みに、水溶性
ニスを導入するに際し、予め水を充填するようにしたか
ら、この窪み内に水溶性ニスを気泡を含ませることなく
十分に充填させることができ、しかも従来のようにスプ
レーコーティング法によらなくとも、フローコーター、
ローラコーター等を使用しても窪み内に水溶性ニスを充
填させることができる。また、この場合、粘度が多少高
い水溶性ニスでも使用可能である。

【００３６】さらに、本発明の方法によれば、窪み内に
充填する材料として水溶性ニスを用いるものであるか
ら、引火性がなく、有機溶媒も不必要であり、地球環境
の上からも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の微小透孔板の製造方法の一実施例を工
程順に示す断面図。

【図２】図１に続く本発明の方法の工程を示す断面図。

【図３】図２に続く本発明の方法の工程を示す断面図。

【図４】図３に続く本発明の方法の工程を示す断面図。

【図５】図４に続く本発明の方法の工程を示す断面図。

【図６】図５に続く本発明の方法の工程を示す断面図。

【図７】図６に続く本発明の方法の工程を示す断面図。

【図８】図７に続く本発明の方法の工程を示す断面図。

【符号の説明】

１０ シャドウマスク用基板 １１ フォトレジスト １２ 円形パターン １３ 円形パターン １４ 窪み １５ 窪み １６ 水 １７ 水溶性ニス層 １８ 微小透孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 晃 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版 印刷株式会社内 (72)発明者 城崎 善夫 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版 印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−286588（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−148859（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−136977（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C23F 1/00,1/02 H01J 9/14,29/07

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微小透孔を形成すべき薄板の両面に、表
   裏対照にレジストパターンを形成する工程と、 このレジストパターンを形成した該薄板の両面に、エッ
   チング液を接触させて露出部分をハーフエッチングし
   て、該薄板の両面に、表裏対照な窪みを形成する工程
   と、 水または水溶性溶剤あるいはこれらの混合物からなる希
   釈置換溶剤を該薄板の一方の面に塗布して、この面内の
   窪みに該希釈置換溶剤を充填する工程と、 該希釈置換溶剤を塗布した薄板の一方の面に水溶性ニス
   を層状に塗布し、乾燥する工程と、 該薄板の他方の面にエッチング液を接触させて、その窪
   み部分をさらにエッチングして該薄板に透孔を貫通させ
   る工程と、 上記水溶性ニスおよびレジストパターンを剥離する工程
   と、 を具備してなることを特徴とする微小透孔板の製造方
   法。
2. 【請求項２】 希釈置換溶剤として水を用いることを特
   徴とする請求項１記載の微小透孔板の製造方法。
3. 【請求項３】 希釈置換溶剤として水溶性溶剤を用いる
   ことを特徴とする請求項１記載の微小透孔板の製造方
   法。
4. 【請求項４】 面内の窪みに希釈置換溶剤を充填する工
   程の後に、さらに、余分な希釈置換溶剤を除去する工程
   を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちのいず
   れか１に記載の微小透孔板の製造方法。
5. 【請求項５】 該薄板がシャドウマスク用薄板であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１に記
   載の微小透孔板の製造方法。