JP3601366B2 - スロット型シャドウマスク及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属薄板を素材とし複数の貫通孔を穿設したシャドウマスクおよびシャドウマスクの製造方法に係わり、中でも特に、貫通孔の形状を略矩形状としたスロット型シャドウマスク及び、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー受像管等に用いられるシャドウマスクは、金属薄板を素材とし、フォトエッチング法を用いて製造されている。
以下に、フォトエッチング法を用いたシャドウマスクの製造方法の例につき説明する。
金属薄板（シャドウマスク材１）として例えば板厚 ０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度の低炭素鋼板を用い、その両面を脱脂、整面、洗浄処理した後、その両面にカゼイン、ゼラチンまたは、ポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニウムからなる水溶性感光液を塗布乾燥して、フォトレジスト膜２を形成する。次いで、パターン露光用マスクを介して、シャドウマスク材１の一方の面に小孔像のネガパターンを、他方の面に大孔像のネガパターンを露光する。その後、温水にて、未露光未硬化のフォトレジスト膜を溶解する現像処理を行なえば、図１０（ａ）に示すように、小孔用開口部７ａよりシャドウマスク材１を露出する小孔側レジスト膜２ａと大孔用開口部７ｂよりシャドウマスク材１を露出する大孔側レジスト膜２ｂとを表裏に有するシャドウマスク材１が得られる。
【０００３】
その後、レジスト膜２に対して硬膜処理およびバーニング処理等を施した後、エッチングをシャドウマスク材１の表裏両面から行なう。なお、エッチング液には塩化第二鉄液を用い、スプレーエッチングで行なうのが一般的である。エッチングにより小孔用開口部７ａおよび大孔用開口部７ｂより露出したシャドウマスク材１部位に凹部（凹部３ａおよび凹部３ｂ）が形成され、両面から形成される凹部３が拡大貫通し図１０（ｂ）に示すように貫通孔５が形成される。
【０００４】
次いで、エッチング終了後、レジスト膜２を剥膜除去する剥膜工程等を行った後に、不要部の断裁等を行い図１０（ｃ）に示す貫通孔５を有するシャドウマスク６を得るものである。
【０００５】
なお、上述した説明では、エッチングを一段階とした製造方法につき説明したが、ニス法を用いエッチングを二段階に分けて行う製造方法もある。すなわち、第一エッチングにてシャドウマスク材１の少なくとも片面にシャドウマスク材１を貫通しない程度の凹部を形成する。次いで、一方の面の凹部にニス層を塗布、充填する。次いで、ニス層を塗布、充填した面と反対面側に第二エッチングを行い第二エッチング側の凹部を拡大し貫通孔を形成する方法である。
【０００６】
ここで、シャドウマスク６の種類として、図９に示すように、所定の配列に従って複数の略矩形状の貫通孔５が穿設されたスロット型シャドウマスク６が知られている。なお図９中の例に示すスカート部１１は、組み込まれるカラー受像管の形状に合わせて所定の形状に成形される部位である。
スロット型シャドウマスク６の製造においては、レジスト膜に形成する開口部の形状を矩形状としている。
すなわち、図８（ａ）に示すように、シャドウマスク材１の一方の面に矩形状とした小孔用開口部７ａを、他方の面側に小孔用開口部７ａと対になる矩形状とした大孔用開口部７ｂとを形成した後エッチングを行うもので、シャドウマスク材１に形成する貫通孔５の形状を略矩形状としようとするものである。
【０００７】
通常、カラー受像管にシャドウマスクを組み込んだ時、シャドウマスク６の表示面４（図９に示す、複数の貫通孔５が所定の配置に従って穿設された、通常は平面視で長方形状の領域）の中心線上にシャドウマスク面と略直角に電子銃が配置される。このため、電子銃から発せられた電子ビームはシャドウマスクの表示面４の中央部近傍では略垂直にシャドウマスク６面に入射するが、表示面の中央から周辺領域に向かうにつれ、シャドウマスク６面に斜めに入射するようになる。
【０００８】
表示面４の中央では図８（ａ）に示すように小孔用開口部７ａの中心と大孔用開口部７ｂの中心とを一致させるが、表示面４の周辺領域で斜め入射する電子ビームを貫通孔より通過させるため、表示面の中央から周辺領域に向かうにつれ図８（ｂ）に示すように、レジスト膜に形成する小孔用開口部７ａの中心と大孔用開口部７ｂの中心とをズラして形成する（いわゆるオフセットをつけて開口部７を形成する）ことが行われている。これにより、エッチングの際、中心がズレた凹部が得られ、図７に示すように周辺領域で斜め入射する電子ビーム９の通過を可能としている。なお、オフセットは、小孔用開口部７ａを中央寄りにズラすことが一般的といえる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
シャドウマスクでは、表示面４の中央から周辺領域に向うにつれ電子ビーム９の入射角度が大きくなるのに合わせ、大孔用開口部７ｂと小孔用開口部７ａとのオフセット量を逐次大きくしている。
しかるに、表示面４の周辺領域に近づき開口部同志のオフセット量が大きくなると、貫通孔５の形状は角部にＲ状に丸みがつく傾向がある。この傾向は表示面の周辺にいくほど著しくなり、特に、略矩形状の貫通孔の短手方向の表示面周辺領域で著しくなるといえる。
【００１０】
カラー受像管に組み込まれた際に電子銃より発せられた電子ビームを正しく蛍光面に導くシャドウマスクの機能上、貫通孔５の形状は電子ビームの入射方向から見た形状が重要となる。すなわち、表示面の周辺領域にあっては貫通孔５に電子ビームが斜め方向より入射するため、シャドウマスク面の斜め方向から見た貫通孔５の形状が重要となる。
【００１１】
上述したように貫通孔の角部に丸みがつく従来のスロット型シャドウマスクにおいては、表示面の周辺領域での貫通孔の形状、特に電子ビームの入射方向である斜め方向から見た貫通孔５の形状は、図５に示すように周辺寄りの角部がＲ状（図１０中の点線内の部位）となった、いわゆる「柿の種状」となっていたものである。
【００１２】
ここで、カラー受像管に組み込まれたシャドウマスクは振動するといえる。すなわち、カラー受像管を構成するスピーカーが作動し音声を発する際に出す振動、もしくはカラー受像管の置かれた周辺環境で生じる振動等の外力がシャドウマスクに伝わりシャドウマスクが振動するものである。通常、シャドウマスクの振動を防止するため、カラー受像管内部ではシャドウマスクの外周をシャドウマスク固定用スプリング等の固定手段にて固定することが行われている。
【００１３】
しかるに、カラー受像管の大画面化の要求により、例えば２８インチ程度と大画面化したカラー受像管においては、シャドウマスクも大面積化し振動を生じる面が広くなっており、シャドウマスク固定用スプリング等の従来の振動防止手段では充分な振動効果を得られなくなってきている。
【００１４】
このため大画面化したカラー受像管においては、表示画面の周辺部で画面に輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる等、表示品位が低下するという問題が生じていた。
すなわち、シャドウマスクの周辺領域で電子ビームの入射方向から見て「柿の種状」となった貫通孔が振動した際、Ｒ状に丸みを帯びた部位が電子ビーム入射領域に掛かる毎に、Ｒ状の丸み部で電子ビームの遮断が行われるためである。図６はこれを模式的に示したもので、図６中の貫通孔５（破線で示す）が振動で、貫通孔５’（実線で示す）の位置に来たとき、貫通孔５’のＲ状の丸み部で電子ビームの遮断が行われる。
【００１５】
本発明は上記の問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、カラー受像管に組み込まれ振動を生じても、カラー受像管の表示画面に輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる等の表示品位の低下を防止できるスロット型シャドウマスクおよびその製造方法を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明の請求項１においては、金属薄板の一方の面に金属薄板を露出する複数の矩形状の大孔用開口部を所定の配置に従って穿設した大孔側レジスト膜を、金属薄板の他方の面に前記大孔用開口部と対となる複数の小孔用開口部を穿設した小孔側レジスト膜を形成する工程と、エッチング液を金属薄板に接触させ前記レジスト膜から露出した金属薄板部位をエッチングする工程と、前記レジスト膜を剥膜する工程とを少なくとも有する、複数の貫通孔が形成された表示面を有するスロット型シャドウマスクを製造する方法であって、前記小孔側レジスト膜に形成する小孔用開口部の形状を矩形状パターンの四隅に斜めに台形状、三角形状、矩形状のセリフパターンを付加した略糸巻状とし、前記矩形状パターン内に設定される前記セリフパターンの下底と、製品狙い目形状の角部と前記矩形状パターンの角部とを結ぶ線が直交し、かつ、表示面の中央を原点、前記矩形状パターンの短辺方向をＸ軸方向、長辺方向をＹ軸方向とした場合、小孔用開口部の穿設位置がＸ軸方向の表示面周辺に向かうにつれ、Ｘ軸方向の表示面周辺寄りに付加する２個のセリフパターンの高さを高くしていくことを特徴とするスロット型シャドウマスクの製造方法としたものである。
【００１７】
また、請求項２においては、
上記請求項１に記載のスロット型シャドウマスクの製造方法で得られるスロット型シャドウマスクであって、シャドウマスクに入射する電子線の入射方向から見た貫通孔の形状を表示面周辺領域で略矩形状としたことを特徴とするスロット型シャドウマスクとしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に説明図を用い、本発明の実施の形態の一例につき説明を行う。
図２は、フォトエッチング法を用い金属薄板よりスロット型シャドウマスクを製造するのに際し、金属薄板（シャドウマスク材）の片面に形成する小孔側レジスト膜２ａに穿設する小孔用開口部７ａの形状を模式的に示す平面図である。
図２に示すように本発明の特徴として、小孔用開口部７ａの形状を、従来より小孔側レジスト膜２ａに形成していた矩形１０に加えて四隅に斜めにセリフ（Ｓｅｒｉｆ）パターン８（図２中に示す８ａ〜８ｄ）を付加した、略糸巻状としている。次いで本発明では、上記付加したセリフパターン８の形状を、小孔用開口部７ａが穿設される表示面４上の位置に応じて変化させるもので、以下に説明を行う。
【００１９】
図１に示すように、仮に、表示面４の中央を原点、表示面４に穿設する矩形状パターンの短手方向をＸ軸方向、長手方向をＹ軸方向とする。
ここで、原点上（中央）に位置する小孔用開口部７ａにおいては、小孔用開口部７ａを構成する矩形１０の四隅に付加するセリフパターン８は各々同一の形状および大きさとする。また、正および負のＹ軸上に位置する小孔用開口部７ａの四隅に付加したセリフパターン８は原点上で付加したセリフパターン８と略同一の形状および大きさとしている。なお、付加するセリフタパーン８の形状としては、台形状、三角形状、矩形状等が考えられ、エッチング条件、レジスト膜の材質、レジスト膜の解像度、金属板厚等に応じて適宜形状を選択して構わない。
【００２０】
次いで、原点および正、負のＹ軸上から離れた表示面４領域にも、カラー受像管の仕様に応じて所定の配列に従い、複数の小孔用開口部７ａを穿設するが、その小孔用開口部７ａの穿設位置が正、負のＸ軸方向の表示面周辺部に向かうにつれ（すなわち、図１の例では小孔用開口部７ａが辺Ａおよび辺Ｂ寄りに穿設されるにつれ）、正、負のＸ軸方向の表示面周辺寄りの２個のセリフパターン（例えば辺Ａ寄りの８ｅ、８ｆ、辺Ｂ寄りの８ｍ、８ｋ）の高さを逐次高くしていく。
その際、残りのＹ軸寄りの２個のセリフパターン（例えば８ｈ、８ｇ、８ｉ、８ｊ）は、原点で付加したセリフパターンの形状および大きさと略同等とする。
【００２１】
なお、小孔用開口部７ａと対となる金属薄板の他方の面に形成する大孔側レジスト膜２ｂに穿設する大孔用開口部７ｂは、従来の製造方法と同様に矩形状とするものであり、その配置、大きさもカラー受像管の仕様に応じ従来と同様の配置および大きさとして構わない。また、形成すべき貫通孔５の位置に応じて開口部７にかけるオフセットも従来と同様のオフセット量をかけることで構わない。
【００２２】
かかる形状とした開口部７を有するレジスト膜２を形成した後、金属薄板（シャドウマスク材１）にエッチングを行えば、表示面４の周辺領域に位置する貫通孔５であっても電子ビームの入射方向から見て矩形状となった貫通孔とすることができる。
【００２３】
すなわち、前述したように貫通孔５を電子ビームの入射方向から見て「柿の種」状とするＲ状の丸みは、表示面周辺寄りの２箇所の角部で顕著となるものであり、この丸みはＸ軸方向の表示面周辺に向かうほど大きくなる。本発明の製造方法では、従来の製造方法で表示面周辺に向かうほどＲ状が丸みが大きくなる部位に対応した小孔側レジスト膜２ｂ部位にセリフパターン８を追加、形成し、かつ、丸みが大きくなるのに対応させてセリフパターン８の高さを高くしていくものである。追加したセリフパターン８により開口部が広がったことになり、エッチングの際、従来Ｒ状の丸みとなっていた部位が削られることで、得られる貫通孔５の形状は略矩形状になる。
また、本発明では小孔用開口部７ａのＹ軸寄りの２箇所の角部にも各々セリフパターン８を追加しているが、これによりエッチング形成される貫通孔のＹ軸寄り（中央寄り）の角部も直角に近づけることができる。このため、表示面の中央から離れた貫通孔であっても、その電子線の入射方向から見た孔の形状は、矩形状に近づけることが可能となる。
【００２４】
本発明の製造方法で得られたスロット型シャドウマスクは、表示面の中央から離れた貫通孔であっても、その孔の形状を電子線の入射方向から見て矩形状とすることができる。このため、従来のスロット型シャドウマスクで生じていた、カラー受像管に組み込んだ際、スピーカー、もしくは周辺環境等からの振動により画面表示品位が低下した問題を解決できる。特に、従来のスロット型シャドウマスクでは、表示面の周辺部に向かうほど貫通孔の形状が「柿の種」状となり、このためカラー受像管の表示画面の周辺部で輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる等の問題が生じていたが、本発明で得られたスロット型シャドウマスクではこの問題を解決している。すなわち、シャドウマスクが振動し貫通孔の角部が電子線入射領域に掛かっても、従来電子線を遮断していた表示面周辺寄りのＲ状の丸み部を無くしたため、シャドウマスクが振動してもＲ状の丸み部が電子線の通過を妨げることが無くなることになり、輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる問題が生じにくくなる。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例を説明する。
本実施例ではシャドウマスク材１として、板厚０．１ｍｍのアンバー材を用い、以下に記す工程により５４５ｍｍ×３０９ｍｍの表示面（複数の貫通孔を形成した長方形状の領域面）を有するスロット型シャドウマスク６を得た。
【００２６】
まず、シャドウマスク材１の両面を脱脂、整面、洗浄処理した後、その両面にポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニウムからなる水溶性感光液を塗布乾燥して、フォトレジスト膜を形成した。次いで、パターン露光用マスクを介して、シャドウマスク材１の一方の面に小孔像のネガパターンを、他方の面に大孔像のネガパターンを露光した（露光量１０００〜２０００ｍＪ／ｃｍ２ ）。その後、温水にて未露光未硬化のフォトレジスト膜を溶解する現像処理を行った後、硬膜処理等を行ない、図１０（ａ）に示す、小孔用開口部７ａを有する小孔側レジスト膜２ａ（膜厚７〜１０μｍ）と大孔用開口部７ｂを有する大孔側レジスト膜２ｂ（膜厚７〜１０μｍ）とを表裏に有するシャドウマスク材１を得た。
【００２７】
本実施例において大孔側レジスト膜２ｂに形成した大孔用開口部７ｂの形状は、従来と同様の矩形状とし、大孔用開口部７ｂの大きさは表示面４の中央（原点）から離れるにつれ逐次相似形状に大きくしていった（本実施例では表示面の中央（原点）での大孔用開口部７ｂの形状は、短辺を２００〜３００μｍ、長辺を３５０〜４５０μｍの矩形状とした）。
【００２８】
次いで、大孔用開口部７ｂと対となる小孔側レジスト膜２ａに形成する小孔用開口部７ａの形状は、従来通りの矩形１０の四隅にセリフパターン８を追加した略糸巻状とした（図２参照）。なお、本実施例ではセリフパターンの形状は台形状とした。また、図２中の＋印は矩形１０の中心を示す。
小孔用開口部７ａの形状を構成する矩形１０は、表示面４の中央（原点）で短辺１００〜２００μｍ、長辺３５０〜４５０μｍの矩形状とし、表示面４の中央から離れるにつれ対向する大孔用開口部７ｂと同様に逐次相似形状に大きくしていった。
【００２９】
小孔用開口部７ｂを構成するため本実施例で矩形１０に付加したセリフパターン８の説明を、以下に図面に基づき行う。
【００３０】
図１に示すように、シャドウマスクの表示面４の中央を原点、矩形１０の短手方向をＸ軸、長手方向をＹ軸とした場合、原点上の矩形１０（中心＋が原点上の矩形）に付加するセリフパターン８ａ〜８ｄは各々同一形状としたもので、その付加の形態を図１中のセリフパターン８ａ部を拡大した図である図３をもとに説明する。
【００３１】
図３中の点線は「製品狙い目形状」と呼称される、必要とされるシャドウマスクの仕様に基づいて最終的にシャドウマスク材１に形成しなければならない平面視での貫通孔５の形状を示す。なお、表示面４の各部位における「製品狙い目形状」はシャドウマスクの仕様に基づいて予め決定されている。
また、図３中に実線で示す矩形１０は従来小孔側レジスト膜２ａに形成していた小孔用開口部であり、矩形１０の大きさ及び位置は所望する「製品狙い目形状」を得るため、レジスト膜の材質、膜厚、エッチング条件、シャドウマスク材の板厚等の製造条件に従って予め決定される。
ここで図３中の一点鎖線は、「製品狙い目形状」と矩形１０の各角部を結ぶ線であり、台形状としたセリフパターン８ａの上底は一点鎖線と直交し、かつ、一点鎖線により２分されるように設定した。
なお、表示面４上の各部位で付加する各セリフパターン８の上底の長さは、原点上で設定された台形状のセリフパターン８ａの上底の長さ（例えば２０〜３０μｍ）と同一とした。
【００３２】
次いで、図３中の矩形１０の角部から各々距離Ｋ（例えば２０〜４０μｍ）、距離Ｌ（例えば１０〜３０μｍ）の位置にセリフパターン８ａの下底を設定した。表示面４上の各部位で付加する全てのセリフパターン８の下底と矩形１０の角部との位置関係は、中央（原点）で設定したセリフパターン８ａの下底と矩形１０の角部との位置関係（図３中の距離Ｋ、距離Ｌ）と同一とした。本実施例で付加したセリフパターン８は上述した上底および下底を有する台形状とした。
なお、上述した説明では矩形１０が原点上にある場合のセリフパターン８ａにつき記したが、原点上の矩形１０に付加する残りのセリフパターン８ｂ〜８ｄは各々セリフパターン８ａとＸ軸もしくはＹ軸を基にした対称の関係となるように付加した。
【００３３】
次いで、所定の配置に従って原点から離れた位置に逐次小孔用開口部７ａを穿設した。その際、原点（中央）を（０，０）とし、穿設する矩形１０の中心（＋）の座標に応じてＸ軸方向の周辺寄りの２個のセリフパターンの高さ（台形の高さ）を高くしていった（図１参照）。
【００３４】
本実施例ではセリフパターン８の高さ（本実施例においては台形の高さ）を、「製品狙い目形状」の角部と上底との距離Ｍ（図３中の距離Ｍ）より算出したもので以下に説明を行う。
矩形１０をＸ軸上およびＹ軸上を含むＸ、Ｙともに正の領域（すなわち第一象限内）に穿設する際、Ｘ軸方向の周辺（辺Ａ）寄りのセリフパターン８ａ及びセリフパターン８ｂの高さを矩形１０の穿設位置により変化させた。例えば図１に示すように、原点上のセリフパターン８ａはセリフパターン８ｅのように変化させ、また、セリフパターン８ｂはセリフパターン８ｆのように変化させた。
ここで、セリフパターン８ｅの上底と「製品狙い目形状」の角部との距離をＭ１、セリフパターン８ｆの上底と「製品狙い目形状」の角部との距離をＭ２とする。本実施例では、上述したＭ１およびＭ２を以下の（数１）及び（数２）の式で求め、求まった距離Ｍ１および距離Ｍ２の位置に各々台形状のセリフパターンの上底を設定した。なお、下記（数１）および（数２）の式中、ｘは矩形１０の中心（＋印）のＸ座標（原点からのＸ方向の距離ｍｍ）を示し、同様にｙは矩形Ａの中心（＋印）のＹ座標（原点からのＹ方向の距離ｍｍ）を示す。
また、上述したように各上底の長さは、原点上で設定された台形状のセリフパターン８ａの上底の長さと同一とした。さらに、上述したように下底は中央（原点）でのセリフパターン８ａで設定した下底と矩形１０の角部との位置関係（図３中の距離Ｋ及び距離Ｌの位置）と同一とした。
【００３５】
【数１】
【００３６】
【数２】
【００３７】
次いで、第一象限では、Ｙ軸寄りとなるセリフパターン８ｈ及びセリフパターン８ｇの高さは略同一とした。すなわち、原点上におけるセリフパターン８ａの高さと略同一のままとしている。
【００３８】
すなわち図１に示すように、第一象限では、矩形１０がＸ軸方向の周辺（辺Ａ）寄りに向かうにつれ原点上のセリフパターン８ａ及びセリフパターン８ｂを各々高くし（例えば、セリフパターン８ｅ及びセリフパターン８ｆ）、原点上のセリフパターン８ｄ及びセリフパターン８ｃとセリフパターン８ｈ及びセリフパターン８ｇは略同一としている。
【００３９】
以上、第一象限でのセリフパターンの設定につき説明したが、矩形１０が負のＸ座標および正のＹ座標の領域（すなわち第二象限内）にある時はＹ軸対称に第一象限でのセリフパターンの設定を移し替えた。すなわち、図１に示すように、第二象限では、矩形１０がＸ軸方向の周辺（辺Ｂ）寄りに向かうにつれ原点上のセリフパターン８ｄ及びセリフパターン８ｃを各々高くし（例えば、セリフパターン８ｍ及びセリフパターン８ｋ）、原点上のセリフパターン８ａ及びセリフパターン８ｂとセリフパターン８ｉ及びセリフパターン８ｊは略同一としている。
以下同様に、矩形１０が第三象限にある時は第二象限でのセリフパターンの設定をＸ軸対称に移し替え、また、矩形１０が第四象限にある時はＹ軸対称に第三象限でのセリフパターンの設定を移し替えた。
【００４０】
なお、小孔側開口部と大孔側開口部とのオフセット量は従来のシャドウマスクと同様に設定したもので、本実施例ではＸ方向で６０〜７０μｍ、Ｙ方向で４０〜５０μｍのオフセットをかけた。
【００４１】
次いで、上述した開口部７を有するレジスト膜２を形成した後、搬送速度２〜３ｍ／分で搬送されるシャドウマスク材１の両面よりエッチングを行い、図１０（ｂ）に示すように、シャドウマスク材１を貫通する貫通孔５を形成した。
エッチングは液温５５〜６０℃、比重１．４９０〜１．５３０の塩化第二鉄液をエッチング液としたスプレーエッチングにて行ったもので、スプレー圧は１．０〜３．０Ｋｇ／ｃｍ２ で設定した。
【００４２】
次いで、エッチングの終了したシャドウマスク材１にレジスト膜２の剥膜工程等を行った後、シャドウマスク材１の断裁、不要部の除去等を行い、本実施例に係わるスロット型シャドウマスク６を得た。
【００４３】
本実施例で得られたシャドウマスク６において、表示面の周辺近傍に形成された貫通孔５の形状（電子ビームの入射する斜め方向から見た貫通孔５の形状）を調べたが、図４に示すように四隅が角状となった実用上十分な矩形状となっていた。
【００４４】
（比較例）
次いで、上記（実施例）との比較のため、以下の工程にてシャドウマスクを製造した。
すなわち、シャドウマスク材１として、板厚０．１ｍｍのアンバー材を用い、上記（実施例）と同様に５４５ｍｍ×３０９ｍｍの表示面（複数の貫通孔を形成した長方形状の領域面）を有するスロット型シャドウマスクを得た。
【００４５】
シャドウマスク材１の両面を脱脂、整面、洗浄処理した後、その両面にポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニウムからなる水溶性感光液を塗布乾燥して、フォトレジスト膜を形成した。次いで、パターン露光用マスクを介して、シャドウマスク材１の一方の面に小孔像のネガパターンを、他方の面に大孔像のネガパターンを露光した（露光量１０００〜２０００ｍＪ／ｃｍ２ ）。その後、温水にて、未露光未硬化のフォトレジスト膜を溶解する現像処理を行った後、硬膜処理等を行い、図１０（ａ）に示す、小孔用開口部７ａを有する小孔側レジスト膜２ａ（膜厚７〜１０μｍ）と大孔用開口部７ｂを有する大孔側レジスト膜２ｂ（膜厚７〜１０μｍ）とを表裏に有するシャドウマスク材１を得た。
【００４６】
本比較例においては大孔側レジスト膜２ｂに形成した大孔用開口部７ｂの形状は、上記（実施例）と同様の形状、大きさ、配置とした。また、大孔用開口部７ｂと対となる小孔側レジスト膜２ａに形成する小孔用開口部７ａの形状は、四隅にセリフパターンを付加しない単なる矩形としたもので、矩形は上記（実施例）の矩形１０と同様の形状、大きさ、配置とした。また、開口７に掛けるオフセットも上記（実施例）と同様とした。
【００４７】
次いで、上述した開口部７を有するレジスト膜２を形成した後、上記（実施例）と同様の製造工程、製造条件にて、図１０（ｂ）に示すように、シャドウマスク材１を貫通する貫通孔５を形成した。
【００４８】
次いで、エッチングの終了したシャドウマスク材１にレジスト膜２の剥膜工程等を行った後、シャドウマスク材１の断裁、不要部の除去等を行い、本比較例に係わるスロット型シャドウマスク６を得た。
【００４９】
本比較例で得られたシャドウマスクにおいて、上記（実施例）で調べた貫通孔と同一となる部位に形成した貫通孔の形状（上記実施例と同じ方向から見た貫通孔の形状）を調べたが、図５に示すように周辺寄りの角部がＲ状の丸みを帯び、また、中央寄りの角部も丸みを帯びた「柿の種」状となっていた。
【００５０】
以上、本発明の実施例につき説明したが、本発明の実施の形態は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形を行っても構わないことはいうまでもない。
例えば、セリフパターンの大きさ、形状、高さの算出の式、矩形状の開口部の形状、エッチング条件等は、使用するシャドウマスク材の板厚、最終的なシャドウマスクの仕様、レジスト膜の解像度等に応じて適宜設定して構わない。
また、必要により大孔用開口部７ｂにもセリフパターンを付加しても構わず、さらには、エッチングもニス法を用いた二段階エッチングとしても構わない。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の製造方法で得られたスロット型シャドウマスクは、表示面の中央から離れた貫通孔であっても、その孔の形状を電子線の入射方向から見て矩形状とすることができる。このため、従来のスロット型シャドウマスクで生じていた、カラー受像管に組み込んだ際、スピーカー、もしくは周辺環境等からの振動により画面表示品位が低下した問題を解決できる。特に、従来のスロット型シャドウマスクでは、表示面の周辺部に向かうほど貫通孔の形状が「柿の種」状となり、このためカラー受像管の表示画面の周辺部で輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる等の問題が生じていたが、本発明で得られたスロット型シャドウマスクではこの問題を解決している。すなわち、シャドウマスクが振動し貫通孔の角部が電子線入射領域に掛かっても、従来電子線を遮断していた表示面周辺寄りのＲ状の丸み部を無くしたため、シャドウマスクが振動してもＲ状の丸み部が電子線の通過を妨げることが無くなることになり、輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる問題が生じにくくなり、画面表示品位の良いカラー受像管を得ることができる。
【００５２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシャドウマスクの製造方法においてレジスト膜に形成する小孔用開口部の一例を模式的に示す平面説明図。
【図２】本発明のシャドウマスクの製造方法においてレジスト膜に形成する小孔用開口部の一例を模式的に示す拡大説明図。
【図３】本発明のシャドウマスクの製造方法において小孔用開口部に付加するセリフパターンの形状および位置の例を示す説明図。
【図４】斜め方向から見た本発明のシャドウマスクの製造方法で得られた貫通孔の形状の例を示す説明図。
【図５】斜め方向から見た従来のシャドウマスクの製造方法で得られた貫通孔の形状の例を示す説明図。
【図６】従来のシャドウマスクの製造方法で得られた貫通孔が電子ビームを遮断する様子を模式的に示す平面説明図。
【図７】シャドウマスクに入射する電子ビームの例を示す説明図。
【図８】（ａ）および（ｂ）は小孔用開口部と大孔用開口部との位置関係の例を示す平面説明図。
【図９】スロット型シャドウマスクの例を模式的に示す平面説明図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）はシャドウマスクの製造方法の例を工程順に示す断面説明図。
【符号の説明】
１ シャドウマスク材
２ レジスト膜
３ 凹部
４ 表示面
５ 貫通孔
６ シャドウマスク
７ 開口部
８ セリフパターン
９ 電子ビーム
１０ 矩形
１１ スカート部
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属薄板を素材とし複数の貫通孔を穿設したシャドウマスクおよびシャドウマスクの製造方法に係わり、中でも特に、貫通孔の形状を略矩形状としたスロット型シャドウマスク及び、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー受像管等に用いられるシャドウマスクは、金属薄板を素材とし、フォトエッチング法を用いて製造されている。
以下に、フォトエッチング法を用いたシャドウマスクの製造方法の例につき説明する。
金属薄板（シャドウマスク材１）として例えば板厚 ０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度の低炭素鋼板を用い、その両面を脱脂、整面、洗浄処理した後、その両面にカゼイン、ゼラチンまたは、ポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニウムからなる水溶性感光液を塗布乾燥して、フォトレジスト膜２を形成する。次いで、パターン露光用マスクを介して、シャドウマスク材１の一方の面に小孔像のネガパターンを、他方の面に大孔像のネガパターンを露光する。その後、温水にて、未露光未硬化のフォトレジスト膜を溶解する現像処理を行なえば、図１０（ａ）に示すように、小孔用開口部７ａよりシャドウマスク材１を露出する小孔側レジスト膜２ａと大孔用開口部７ｂよりシャドウマスク材１を露出する大孔側レジスト膜２ｂとを表裏に有するシャドウマスク材１が得られる。
【０００３】
その後、レジスト膜２に対して硬膜処理およびバーニング処理等を施した後、エッチングをシャドウマスク材１の表裏両面から行なう。なお、エッチング液には塩化第二鉄液を用い、スプレーエッチングで行なうのが一般的である。エッチングにより小孔用開口部７ａおよび大孔用開口部７ｂより露出したシャドウマスク材１部位に凹部（凹部３ａおよび凹部３ｂ）が形成され、両面から形成される凹部３が拡大貫通し図１０（ｂ）に示すように貫通孔５が形成される。
【０００４】
次いで、エッチング終了後、レジスト膜２を剥膜除去する剥膜工程等を行った後に、不要部の断裁等を行い図１０（ｃ）に示す貫通孔５を有するシャドウマスク６を得るものである。
【０００５】
なお、上述した説明では、エッチングを一段階とした製造方法につき説明したが、ニス法を用いエッチングを二段階に分けて行う製造方法もある。すなわち、第一エッチングにてシャドウマスク材１の少なくとも片面にシャドウマスク材１を貫通しない程度の凹部を形成する。次いで、一方の面の凹部にニス層を塗布、充填する。次いで、ニス層を塗布、充填した面と反対面側に第二エッチングを行い第二エッチング側の凹部を拡大し貫通孔を形成する方法である。
【０００６】
ここで、シャドウマスク６の種類として、図９に示すように、所定の配列に従って複数の略矩形状の貫通孔５が穿設されたスロット型シャドウマスク６が知られている。なお図９中の例に示すスカート部１１は、組み込まれるカラー受像管の形状に合わせて所定の形状に成形される部位である。
スロット型シャドウマスク６の製造においては、レジスト膜に形成する開口部の形状を矩形状としている。
すなわち、図８（ａ）に示すように、シャドウマスク材１の一方の面に矩形状とした小孔用開口部７ａを、他方の面側に小孔用開口部７ａと対になる矩形状とした大孔用開口部７ｂとを形成した後エッチングを行うもので、シャドウマスク材１に形成する貫通孔５の形状を略矩形状としようとするものである。
【０００７】
通常、カラー受像管にシャドウマスクを組み込んだ時、シャドウマスク６の表示面４（図９に示す、複数の貫通孔５が所定の配置に従って穿設された、通常は平面視で長方形状の領域）の中心線上にシャドウマスク面と略直角に電子銃が配置される。このため、電子銃から発せられた電子ビームはシャドウマスクの表示面４の中央部近傍では略垂直にシャドウマスク６面に入射するが、表示面の中央から周辺領域に向かうにつれ、シャドウマスク６面に斜めに入射するようになる。
【０００８】
表示面４の中央では図８（ａ）に示すように小孔用開口部７ａの中心と大孔用開口部７ｂの中心とを一致させるが、表示面４の周辺領域で斜め入射する電子ビームを貫通孔より通過させるため、表示面の中央から周辺領域に向かうにつれ図８（ｂ）に示すように、レジスト膜に形成する小孔用開口部７ａの中心と大孔用開口部７ｂの中心とをズラして形成する（いわゆるオフセットをつけて開口部７を形成する）ことが行われている。これにより、エッチングの際、中心がズレた凹部が得られ、図７に示すように周辺領域で斜め入射する電子ビーム９の通過を可能としている。なお、オフセットは、小孔用開口部７ａを中央寄りにズラすことが一般的といえる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
シャドウマスクでは、表示面４の中央から周辺領域に向うにつれ電子ビーム９の入射角度が大きくなるのに合わせ、大孔用開口部７ｂと小孔用開口部７ａとのオフセット量を逐次大きくしている。
しかるに、表示面４の周辺領域に近づき開口部同志のオフセット量が大きくなると、貫通孔５の形状は角部にＲ状に丸みがつく傾向がある。この傾向は表示面の周辺にいくほど著しくなり、特に、略矩形状の貫通孔の短手方向の表示面周辺領域で著しくなるといえる。
【００１０】
カラー受像管に組み込まれた際に電子銃より発せられた電子ビームを正しく蛍光面に導くシャドウマスクの機能上、貫通孔５の形状は電子ビームの入射方向から見た形状が重要となる。すなわち、表示面の周辺領域にあっては貫通孔５に電子ビームが斜め方向より入射するため、シャドウマスク面の斜め方向から見た貫通孔５の形状が重要となる。
【００１１】
上述したように貫通孔の角部に丸みがつく従来のスロット型シャドウマスクにおいては、表示面の周辺領域での貫通孔の形状、特に電子ビームの入射方向である斜め方向から見た貫通孔５の形状は、図５に示すように周辺寄りの角部がＲ状（図１０中の点線内の部位）となった、いわゆる「柿の種状」となっていたものである。
【００１２】
ここで、カラー受像管に組み込まれたシャドウマスクは振動するといえる。すなわち、カラー受像管を構成するスピーカーが作動し音声を発する際に出す振動、もしくはカラー受像管の置かれた周辺環境で生じる振動等の外力がシャドウマスクに伝わりシャドウマスクが振動するものである。通常、シャドウマスクの振動を防止するため、カラー受像管内部ではシャドウマスクの外周をシャドウマスク固定用スプリング等の固定手段にて固定することが行われている。
【００１３】
しかるに、カラー受像管の大画面化の要求により、例えば２８インチ程度と大画面化したカラー受像管においては、シャドウマスクも大面積化し振動を生じる面が広くなっており、シャドウマスク固定用スプリング等の従来の振動防止手段では充分な振動効果を得られなくなってきている。
【００１４】
このため大画面化したカラー受像管においては、表示画面の周辺部で画面に輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる等、表示品位が低下するという問題が生じていた。
すなわち、シャドウマスクの周辺領域で電子ビームの入射方向から見て「柿の種状」となった貫通孔が振動した際、Ｒ状に丸みを帯びた部位が電子ビーム入射領域に掛かる毎に、Ｒ状の丸み部で電子ビームの遮断が行われるためである。図６はこれを模式的に示したもので、図６中の貫通孔５（破線で示す）が振動で、貫通孔５’（実線で示す）の位置に来たとき、貫通孔５’のＲ状の丸み部で電子ビームの遮断が行われる。
【００１５】
本発明は上記の問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、カラー受像管に組み込まれ振動を生じても、カラー受像管の表示画面に輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる等の表示品位の低下を防止できるスロット型シャドウマスクおよびその製造方法を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明の請求項１においては、金属薄板の一方の面に金属薄板を露出する複数の矩形状の大孔用開口部を所定の配置に従って穿設した大孔側レジスト膜を、金属薄板の他方の面に前記大孔用開口部と対となる複数の小孔用開口部を穿設した小孔側レジスト膜を形成する工程と、エッチング液を金属薄板に接触させ前記レジスト膜から露出した金属薄板部位をエッチングする工程と、前記レジスト膜を剥膜する工程とを少なくとも有する、複数の貫通孔が形成された表示面を有するスロット型シャドウマスクを製造する方法であって、前記小孔側レジスト膜に形成する小孔用開口部の形状を矩形状パターンの四隅に斜めに台形状、三角形状、矩形状のセリフパターンを付加した略糸巻状とし、前記矩形状パターン内に設定される前記セリフパターンの下底と、製品狙い目形状の角部と前記矩形状パターンの角部とを結ぶ線が直交し、かつ、表示面の中央を原点、前記矩形状パターンの短辺方向をＸ軸方向、長辺方向をＹ軸方向とした場合、小孔用開口部の穿設位置がＸ軸方向の表示面周辺に向かうにつれ、Ｘ軸方向の表示面周辺寄りに付加する２個のセリフパターンの高さを高くしていくことを特徴とするスロット型シャドウマスクの製造方法としたものである。
【００１７】
また、請求項２においては、
上記請求項１に記載のスロット型シャドウマスクの製造方法で得られるスロット型シャドウマスクであって、シャドウマスクに入射する電子線の入射方向から見た貫通孔の形状を表示面周辺領域で略矩形状としたことを特徴とするスロット型シャドウマスクとしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に説明図を用い、本発明の実施の形態の一例につき説明を行う。
図２は、フォトエッチング法を用い金属薄板よりスロット型シャドウマスクを製造するのに際し、金属薄板（シャドウマスク材）の片面に形成する小孔側レジスト膜２ａに穿設する小孔用開口部７ａの形状を模式的に示す平面図である。
図２に示すように本発明の特徴として、小孔用開口部７ａの形状を、従来より小孔側レジスト膜２ａに形成していた矩形１０に加えて四隅に斜めにセリフ（Ｓｅｒｉｆ）パターン８（図２中に示す８ａ〜８ｄ）を付加した、略糸巻状としている。次いで本発明では、上記付加したセリフパターン８の形状を、小孔用開口部７ａが穿設される表示面４上の位置に応じて変化させるもので、以下に説明を行う。
【００１９】
図１に示すように、仮に、表示面４の中央を原点、表示面４に穿設する矩形状パターンの短手方向をＸ軸方向、長手方向をＹ軸方向とする。
ここで、原点上（中央）に位置する小孔用開口部７ａにおいては、小孔用開口部７ａを構成する矩形１０の四隅に付加するセリフパターン８は各々同一の形状および大きさとする。また、正および負のＹ軸上に位置する小孔用開口部７ａの四隅に付加したセリフパターン８は原点上で付加したセリフパターン８と略同一の形状および大きさとしている。なお、付加するセリフタパーン８の形状としては、台形状、三角形状、矩形状等が考えられ、エッチング条件、レジスト膜の材質、レジスト膜の解像度、金属板厚等に応じて適宜形状を選択して構わない。
【００２０】
次いで、原点および正、負のＹ軸上から離れた表示面４領域にも、カラー受像管の仕様に応じて所定の配列に従い、複数の小孔用開口部７ａを穿設するが、その小孔用開口部７ａの穿設位置が正、負のＸ軸方向の表示面周辺部に向かうにつれ（すなわち、図１の例では小孔用開口部７ａが辺Ａおよび辺Ｂ寄りに穿設されるにつれ）、正、負のＸ軸方向の表示面周辺寄りの２個のセリフパターン（例えば辺Ａ寄りの８ｅ、８ｆ、辺Ｂ寄りの８ｍ、８ｋ）の高さを逐次高くしていく。
その際、残りのＹ軸寄りの２個のセリフパターン（例えば８ｈ、８ｇ、８ｉ、８ｊ）は、原点で付加したセリフパターンの形状および大きさと略同等とする。
【００２１】
なお、小孔用開口部７ａと対となる金属薄板の他方の面に形成する大孔側レジスト膜２ｂに穿設する大孔用開口部７ｂは、従来の製造方法と同様に矩形状とするものであり、その配置、大きさもカラー受像管の仕様に応じ従来と同様の配置および大きさとして構わない。また、形成すべき貫通孔５の位置に応じて開口部７にかけるオフセットも従来と同様のオフセット量をかけることで構わない。
【００２２】
かかる形状とした開口部７を有するレジスト膜２を形成した後、金属薄板（シャドウマスク材１）にエッチングを行えば、表示面４の周辺領域に位置する貫通孔５であっても電子ビームの入射方向から見て矩形状となった貫通孔とすることができる。
【００２３】
すなわち、前述したように貫通孔５を電子ビームの入射方向から見て「柿の種」状とするＲ状の丸みは、表示面周辺寄りの２箇所の角部で顕著となるものであり、この丸みはＸ軸方向の表示面周辺に向かうほど大きくなる。本発明の製造方法では、従来の製造方法で表示面周辺に向かうほどＲ状が丸みが大きくなる部位に対応した小孔側レジスト膜２ｂ部位にセリフパターン８を追加、形成し、かつ、丸みが大きくなるのに対応させてセリフパターン８の高さを高くしていくものである。追加したセリフパターン８により開口部が広がったことになり、エッチングの際、従来Ｒ状の丸みとなっていた部位が削られることで、得られる貫通孔５の形状は略矩形状になる。
また、本発明では小孔用開口部７ａのＹ軸寄りの２箇所の角部にも各々セリフパターン８を追加しているが、これによりエッチング形成される貫通孔のＹ軸寄り（中央寄り）の角部も直角に近づけることができる。このため、表示面の中央から離れた貫通孔であっても、その電子線の入射方向から見た孔の形状は、矩形状に近づけることが可能となる。
【００２４】
本発明の製造方法で得られたスロット型シャドウマスクは、表示面の中央から離れた貫通孔であっても、その孔の形状を電子線の入射方向から見て矩形状とすることができる。このため、従来のスロット型シャドウマスクで生じていた、カラー受像管に組み込んだ際、スピーカー、もしくは周辺環境等からの振動により画面表示品位が低下した問題を解決できる。特に、従来のスロット型シャドウマスクでは、表示面の周辺部に向かうほど貫通孔の形状が「柿の種」状となり、このためカラー受像管の表示画面の周辺部で輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる等の問題が生じていたが、本発明で得られたスロット型シャドウマスクではこの問題を解決している。すなわち、シャドウマスクが振動し貫通孔の角部が電子線入射領域に掛かっても、従来電子線を遮断していた表示面周辺寄りのＲ状の丸み部を無くしたため、シャドウマスクが振動してもＲ状の丸み部が電子線の通過を妨げることが無くなることになり、輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる問題が生じにくくなる。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例を説明する。
本実施例ではシャドウマスク材１として、板厚０．１ｍｍのアンバー材を用い、以下に記す工程により５４５ｍｍ×３０９ｍｍの表示面（複数の貫通孔を形成した長方形状の領域面）を有するスロット型シャドウマスク６を得た。
【００２６】
まず、シャドウマスク材１の両面を脱脂、整面、洗浄処理した後、その両面にポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニウムからなる水溶性感光液を塗布乾燥して、フォトレジスト膜を形成した。次いで、パターン露光用マスクを介して、シャドウマスク材１の一方の面に小孔像のネガパターンを、他方の面に大孔像のネガパターンを露光した（露光量１０００〜２０００ｍＪ／ｃｍ２ ）。その後、温水にて未露光未硬化のフォトレジスト膜を溶解する現像処理を行った後、硬膜処理等を行ない、図１０（ａ）に示す、小孔用開口部７ａを有する小孔側レジスト膜２ａ（膜厚７〜１０μｍ）と大孔用開口部７ｂを有する大孔側レジスト膜２ｂ（膜厚７〜１０μｍ）とを表裏に有するシャドウマスク材１を得た。
【００２７】
本実施例において大孔側レジスト膜２ｂに形成した大孔用開口部７ｂの形状は、従来と同様の矩形状とし、大孔用開口部７ｂの大きさは表示面４の中央（原点）から離れるにつれ逐次相似形状に大きくしていった（本実施例では表示面の中央（原点）での大孔用開口部７ｂの形状は、短辺を２００〜３００μｍ、長辺を３５０〜４５０μｍの矩形状とした）。
【００２８】
次いで、大孔用開口部７ｂと対となる小孔側レジスト膜２ａに形成する小孔用開口部７ａの形状は、従来通りの矩形１０の四隅にセリフパターン８を追加した略糸巻状とした（図２参照）。なお、本実施例ではセリフパターンの形状は台形状とした。また、図２中の＋印は矩形１０の中心を示す。
小孔用開口部７ａの形状を構成する矩形１０は、表示面４の中央（原点）で短辺１００〜２００μｍ、長辺３５０〜４５０μｍの矩形状とし、表示面４の中央から離れるにつれ対向する大孔用開口部７ｂと同様に逐次相似形状に大きくしていった。
【００２９】
小孔用開口部７ｂを構成するため本実施例で矩形１０に付加したセリフパターン８の説明を、以下に図面に基づき行う。
【００３０】
図１に示すように、シャドウマスクの表示面４の中央を原点、矩形１０の短手方向をＸ軸、長手方向をＹ軸とした場合、原点上の矩形１０（中心＋が原点上の矩形）に付加するセリフパターン８ａ〜８ｄは各々同一形状としたもので、その付加の形態を図１中のセリフパターン８ａ部を拡大した図である図３をもとに説明する。
【００３１】
図３中の点線は「製品狙い目形状」と呼称される、必要とされるシャドウマスクの仕様に基づいて最終的にシャドウマスク材１に形成しなければならない平面視での貫通孔５の形状を示す。なお、表示面４の各部位における「製品狙い目形状」はシャドウマスクの仕様に基づいて予め決定されている。
また、図３中に実線で示す矩形１０は従来小孔側レジスト膜２ａに形成していた小孔用開口部であり、矩形１０の大きさ及び位置は所望する「製品狙い目形状」を得るため、レジスト膜の材質、膜厚、エッチング条件、シャドウマスク材の板厚等の製造条件に従って予め決定される。
ここで図３中の一点鎖線は、「製品狙い目形状」と矩形１０の各角部を結ぶ線であり、台形状としたセリフパターン８ａの上底は一点鎖線と直交し、かつ、一点鎖線により２分されるように設定した。
なお、表示面４上の各部位で付加する各セリフパターン８の上底の長さは、原点上で設定された台形状のセリフパターン８ａの上底の長さ（例えば２０〜３０μｍ）と同一とした。
【００３２】
次いで、図３中の矩形１０の角部から各々距離Ｋ（例えば２０〜４０μｍ）、距離Ｌ（例えば１０〜３０μｍ）の位置にセリフパターン８ａの下底を設定した。表示面４上の各部位で付加する全てのセリフパターン８の下底と矩形１０の角部との位置関係は、中央（原点）で設定したセリフパターン８ａの下底と矩形１０の角部との位置関係（図３中の距離Ｋ、距離Ｌ）と同一とした。本実施例で付加したセリフパターン８は上述した上底および下底を有する台形状とした。
なお、上述した説明では矩形１０が原点上にある場合のセリフパターン８ａにつき記したが、原点上の矩形１０に付加する残りのセリフパターン８ｂ〜８ｄは各々セリフパターン８ａとＸ軸もしくはＹ軸を基にした対称の関係となるように付加した。
【００３３】
次いで、所定の配置に従って原点から離れた位置に逐次小孔用開口部７ａを穿設した。その際、原点（中央）を（０，０）とし、穿設する矩形１０の中心（＋）の座標に応じてＸ軸方向の周辺寄りの２個のセリフパターンの高さ（台形の高さ）を高くしていった（図１参照）。
【００３４】
本実施例ではセリフパターン８の高さ（本実施例においては台形の高さ）を、「製品狙い目形状」の角部と上底との距離Ｍ（図３中の距離Ｍ）より算出したもので以下に説明を行う。
矩形１０をＸ軸上およびＹ軸上を含むＸ、Ｙともに正の領域（すなわち第一象限内）に穿設する際、Ｘ軸方向の周辺（辺Ａ）寄りのセリフパターン８ａ及びセリフパターン８ｂの高さを矩形１０の穿設位置により変化させた。例えば図１に示すように、原点上のセリフパターン８ａはセリフパターン８ｅのように変化させ、また、セリフパターン８ｂはセリフパターン８ｆのように変化させた。
ここで、セリフパターン８ｅの上底と「製品狙い目形状」の角部との距離をＭ１、セリフパターン８ｆの上底と「製品狙い目形状」の角部との距離をＭ２とする。本実施例では、上述したＭ１およびＭ２を以下の（数１）及び（数２）の式で求め、求まった距離Ｍ１および距離Ｍ２の位置に各々台形状のセリフパターンの上底を設定した。なお、下記（数１）および（数２）の式中、ｘは矩形１０の中心（＋印）のＸ座標（原点からのＸ方向の距離ｍｍ）を示し、同様にｙは矩形Ａの中心（＋印）のＹ座標（原点からのＹ方向の距離ｍｍ）を示す。
また、上述したように各上底の長さは、原点上で設定された台形状のセリフパターン８ａの上底の長さと同一とした。さらに、上述したように下底は中央（原点）でのセリフパターン８ａで設定した下底と矩形１０の角部との位置関係（図３中の距離Ｋ及び距離Ｌの位置）と同一とした。
【００３５】
【数１】
【数２】
次いで、第一象限では、Ｙ軸寄りとなるセリフパターン８ｈ及びセリフパターン８ｇの高さは略同一とした。すなわち、原点上におけるセリフパターン８ａの高さと略同一のままとしている。
【００３８】
すなわち図１に示すように、第一象限では、矩形１０がＸ軸方向の周辺（辺Ａ）寄りに向かうにつれ原点上のセリフパターン８ａ及びセリフパターン８ｂを各々高くし（例えば、セリフパターン８ｅ及びセリフパターン８ｆ）、原点上のセリフパターン８ｄ及びセリフパターン８ｃとセリフパターン８ｈ及びセリフパターン８ｇは略同一としている。
【００３９】
以上、第一象限でのセリフパターンの設定につき説明したが、矩形１０が負のＸ座標および正のＹ座標の領域（すなわち第二象限内）にある時はＹ軸対称に第一象限でのセリフパターンの設定を移し替えた。すなわち、図１に示すように、第二象限では、矩形１０がＸ軸方向の周辺（辺Ｂ）寄りに向かうにつれ原点上のセリフパターン８ｄ及びセリフパターン８ｃを各々高くし（例えば、セリフパターン８ｍ及びセリフパターン８ｋ）、原点上のセリフパターン８ａ及びセリフパターン８ｂとセリフパターン８ｉ及びセリフパターン８ｊは略同一としている。
以下同様に、矩形１０が第三象限にある時は第二象限でのセリフパターンの設定をＸ軸対称に移し替え、また、矩形１０が第四象限にある時はＹ軸対称に第三象限でのセリフパターンの設定を移し替えた。
【００４０】
なお、小孔側開口部と大孔側開口部とのオフセット量は従来のシャドウマスクと同様に設定したもので、本実施例ではＸ方向で６０〜７０μｍ、Ｙ方向で４０〜５０μｍのオフセットをかけた。
【００４１】
次いで、上述した開口部７を有するレジスト膜２を形成した後、搬送速度２〜３ｍ／分で搬送されるシャドウマスク材１の両面よりエッチングを行い、図１０（ｂ）に示すように、シャドウマスク材１を貫通する貫通孔５を形成した。
エッチングは液温５５〜６０℃、比重１．４９０〜１．５３０の塩化第二鉄液をエッチング液としたスプレーエッチングにて行ったもので、スプレー圧は１．０〜３．０Ｋｇ／ｃｍ２ で設定した。
【００４２】
次いで、エッチングの終了したシャドウマスク材１にレジスト膜２の剥膜工程等を行った後、シャドウマスク材１の断裁、不要部の除去等を行い、本実施例に係わるスロット型シャドウマスク６を得た。
【００４３】
本実施例で得られたシャドウマスク６において、表示面の周辺近傍に形成された貫通孔５の形状（電子ビームの入射する斜め方向から見た貫通孔５の形状）を調べたが、図４に示すように四隅が角状となった実用上十分な矩形状となっていた。
【００４４】
（比較例）
次いで、上記（実施例）との比較のため、以下の工程にてシャドウマスクを製造した。
すなわち、シャドウマスク材１として、板厚０．１ｍｍのアンバー材を用い、上記（実施例）と同様に５４５ｍｍ×３０９ｍｍの表示面（複数の貫通孔を形成した長方形状の領域面）を有するスロット型シャドウマスクを得た。
【００４５】
シャドウマスク材１の両面を脱脂、整面、洗浄処理した後、その両面にポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニウムからなる水溶性感光液を塗布乾燥して、フォトレジスト膜を形成した。次いで、パターン露光用マスクを介して、シャドウマスク材１の一方の面に小孔像のネガパターンを、他方の面に大孔像のネガパターンを露光した（露光量１０００〜２０００ｍＪ／ｃｍ２ ）。その後、温水にて、未露光未硬化のフォトレジスト膜を溶解する現像処理を行った後、硬膜処理等を行い、図１０（ａ）に示す、小孔用開口部７ａを有する小孔側レジスト膜２ａ（膜厚７〜１０μｍ）と大孔用開口部７ｂを有する大孔側レジスト膜２ｂ（膜厚７〜１０μｍ）とを表裏に有するシャドウマスク材１を得た。
【００４６】
本比較例においては大孔側レジスト膜２ｂに形成した大孔用開口部７ｂの形状は、上記（実施例）と同様の形状、大きさ、配置とした。また、大孔用開口部７ｂと対となる小孔側レジスト膜２ａに形成する小孔用開口部７ａの形状は、四隅にセリフパターンを付加しない単なる矩形としたもので、矩形は上記（実施例）の矩形１０と同様の形状、大きさ、配置とした。また、開口７に掛けるオフセットも上記（実施例）と同様とした。
【００４７】
次いで、上述した開口部７を有するレジスト膜２を形成した後、上記（実施例）と同様の製造工程、製造条件にて、図１０（ｂ）に示すように、シャドウマスク材１を貫通する貫通孔５を形成した。
【００４８】
次いで、エッチングの終了したシャドウマスク材１にレジスト膜２の剥膜工程等を行った後、シャドウマスク材１の断裁、不要部の除去等を行い、本比較例に係わるスロット型シャドウマスク６を得た。
【００４９】
本比較例で得られたシャドウマスクにおいて、上記（実施例）で調べた貫通孔と同一となる部位に形成した貫通孔の形状（上記実施例と同じ方向から見た貫通孔の形状）を調べたが、図５に示すように周辺寄りの角部がＲ状の丸みを帯び、また、中央寄りの角部も丸みを帯びた「柿の種」状となっていた。
【００５０】
以上、本発明の実施例につき説明したが、本発明の実施の形態は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形を行っても構わないことはいうまでもない。
例えば、セリフパターンの大きさ、形状、高さの算出の式、矩形状の開口部の形状、エッチング条件等は、使用するシャドウマスク材の板厚、最終的なシャドウマスクの仕様、レジスト膜の解像度等に応じて適宜設定して構わない。
また、必要により大孔用開口部７ｂにもセリフパターンを付加しても構わず、さらには、エッチングもニス法を用いた二段階エッチングとしても構わない。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の製造方法で得られたスロット型シャドウマスクは、表示面の中央から離れた貫通孔であっても、その孔の形状を電子線の入射方向から見て矩形状とすることができる。このため、従来のスロット型シャドウマスクで生じていた、カラー受像管に組み込んだ際、スピーカー、もしくは周辺環境等からの振動により画面表示品位が低下した問題を解決できる。特に、従来のスロット型シャドウマスクでは、表示面の周辺部に向かうほど貫通孔の形状が「柿の種」状となり、このためカラー受像管の表示画面の周辺部で輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる等の問題が生じていたが、本発明で得られたスロット型シャドウマスクではこの問題を解決している。すなわち、シャドウマスクが振動し貫通孔の角部が電子線入射領域に掛かっても、従来電子線を遮断していた表示面周辺寄りのＲ状の丸み部を無くしたため、シャドウマスクが振動してもＲ状の丸み部が電子線の通過を妨げることが無くなることになり、輝度差を生じフリッカー状に画面が揺れる問題が生じにくくなり、画面表示品位の良いカラー受像管を得ることができる。
【００５２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシャドウマスクの製造方法においてレジスト膜に形成する小孔用開口部の一例を模式的に示す平面説明図。
【図２】本発明のシャドウマスクの製造方法においてレジスト膜に形成する小孔用開口部の一例を模式的に示す拡大説明図。
【図３】本発明のシャドウマスクの製造方法において小孔用開口部に付加するセリフパターンの形状および位置の例を示す説明図。
【図４】斜め方向から見た本発明のシャドウマスクの製造方法で得られた貫通孔の形状の例を示す説明図。
【図５】斜め方向から見た従来のシャドウマスクの製造方法で得られた貫通孔の形状の例を示す説明図。
【図６】従来のシャドウマスクの製造方法で得られた貫通孔が電子ビームを遮断する様子を模式的に示す平面説明図。
【図７】シャドウマスクに入射する電子ビームの例を示す説明図。
【図８】（ａ）および（ｂ）は小孔用開口部と大孔用開口部との位置関係の例を示す平面説明図。
【図９】スロット型シャドウマスクの例を模式的に示す平面説明図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）はシャドウマスクの製造方法の例を工程順に示す断面説明図。
【符号の説明】
１ シャドウマスク材
２ レジスト膜
３ 凹部
４ 表示面
５ 貫通孔
６ シャドウマスク
７ 開口部
８ セリフパターン
９ 電子ビーム
１０ 矩形
１１ スカート部
Claims (2)
- 金属薄板の一方の面に金属薄板を露出する複数の矩形状の大孔用開口部を所定の配置に従って穿設した大孔側レジスト膜を、金属薄板の他方の面に前記大孔用開口部と対となる複数の小孔用開口部を穿設した小孔側レジスト膜を形成する工程と、エッチング液を金属薄板に接触させ前記レジスト膜から露出した金属薄板部位をエッチングする工程と、前記レジスト膜を剥膜する工程とを少なくとも有する、複数の貫通孔が形成された表示面を有するスロット型シャドウマスクを製造する方法であって、前記小孔側レジスト膜に形成する小孔用開口部の形状を矩形状パターンの四隅に斜めに台形状、三角形状、矩形状のセリフパターンを付加した略糸巻状とし、前記矩形状パターン内に設定される前記セリフパターンの下底と、製品狙い目形状の角部と前記矩形状パターンの角部とを結ぶ線が直交し、かつ、表示面の中央を原点、前記矩形状パターンの短辺方向をＸ軸方向、長辺方向をＹ軸方向とした場合、小孔用開口部の穿設位置がＸ軸方向の表示面周辺に向かうにつれ、Ｘ軸方向の表示面周辺寄りに付加する２個のセリフパターンの高さを高くしていくことを特徴とするスロット型シャドウマスクの製造方法。
- 上記請求項１に記載のスロット型シャドウマスクの製造方法で得られるスロット型シャドウマスクであって、シャドウマスクに入射する電子線の入射方向から見た貫通孔の形状を表示面周辺領域で略矩形状としたことを特徴とするスロット型シャドウマスク。
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