JP4019539B2 - 高精細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、テレビもしくはコンピューター等の端末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及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シャドウマスクの高精細化、大画面化が進み、金属基材の薄型化も進んでいる。高精細化が進むにつれて、シャドウマスクの開口パターン幅も減少する傾向にあり、十分な電子線透過率を確保するのが難しい状況にある。
【０００３】
シャドウマスクの製造方法としては、その貫通孔の表裏寸法の異なる複雑な断面形状を再現するためフォトリソ法によるウェットエッチングによる加工法が用いられている。
【０００４】
一般的なシャドウマスクの製造方法は、図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、
まず、鉄又は鉄合金よりなる金属基材２１の両面に感光性樹脂（フォトレジスト）を塗布、乾燥して感光層２２を形成する（図４（ａ）参照）。
【０００５】
次に、所定の遮光パターンを有する露光用マスク（多くの場合、表裏２枚のマスク）を位置合わせ、密着して、所定の露光量で感光層にパターン露光を行い、所定の薬液で現像、硬膜処理等を行い、金属基材２１の両面に小孔パターン２３及び大孔パターン２４からなるレジストパターン２２ａ及び２２ｂを形成する（図４（ｂ）参照）。
【０００６】
次に、レジストパターン２２ａ及び２２ｂが形成された金属基材２１の両面から塩化第２鉄液等を用いて１次エッチング（ハーフエッチング）を行い、金属基材の両面に所定形状の小孔開口パターン２５及び大孔開口パターン２６を形成する（図４（ｃ）参照）。
【０００７】
次に、金属基材２１の小孔開口パターン２５側に所定の樹脂溶液をローラーコーティング、グラビアコーティング、スプレーコーティング等の方法にて塗膜を形成し、乾燥・硬化してエッチング耐触樹脂層２７を形成する（図４（ｄ）参照）。
【０００８】
次に、金属基材２１のもう一方の面の大孔開口パターン２６を塩化第２鉄液等を用いて金属基材２１が貫通するまで２次エッチング（スプレーエッチング）を行い、大孔開口パターン２６ａを形成する（図４（ｅ）参照）。
【０００９】
次に、大孔開口パターン２６ａが形成された金属基材２１を加熱したアルカリ溶液に浸漬もしくはスプレーしてエッチング耐触樹脂層２７及びレジストパターン２２ａ及び２２ｂを剥離処理し、水洗、乾燥を行って所定形状の開口パターンを有するシャドウマスク２０を得る（図２、図４（ｆ）参照）。
【００１０】
しかし、ウェットエッチングは等方性の強い加工方法であり、所定の開口寸法を有するためには深さ方向の他に横方向への余分な加工（一般にサイドエッチという）が発生し、特に高精細シャドウマスクではそれが問題となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、２次エッチング工程に電解エッチング加工法を適用することによりサイドエッチの少ない、形状再現性に優れたシャドウマスクの製造方法及び高精細シャドウマスクを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記問題を解決するために、まず請求項１においては、金属基材の両面に所望のレジストパターンを形成し、前記金属基材の両面から１次エッチング（ハーフエッチング）をして前記金属基材の両面に小孔開口パターン及び大孔開口パターンを形成した後、前記小孔開口パターン側の前記金属基材の片面にエッチング耐蝕樹脂層を形成し、前記金属基材のもう一方の面の大孔開口パターンを２次エッチングして貫通させた後、前記エッチング耐蝕樹脂層及び前記レジストパターンを剥離してシャドウマスクを作製するシャドウマスクの製造方法において、前記２次エッチングをＰＨが６．５〜７．５の電解液を用いた電解エッチング加工法で行うことを特徴とする高精細シャドウマスクの製造方法としたものである。
【００１４】
さらにまた、請求項２においては、請求項１に記載の方法で作製されたことを特徴とする高精細シャドウマスクとしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のシャドウマスクの製造方法は通常のシャドウマスク製造工程の２次エッチング工程に電解エッチング加工法を適用することにより、サイドエッチの少ない、開口パターン形状再現性に優れた高精細シャドウマスクの製造が可能となる。具体的には、小孔開口パターン径１００μｍ、大孔開口パターン径２５０μｍの高精細シャドウマスクが作製可能である。
【００１６】
さらに、電解エッチングの電解液をＰＨ６.５〜７.５にすることにより化学反応による金属部分の溶解現象が抑えられ、純粋に電解エッチング加工の効果を得ることができる。
【００１７】
【実施例】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
＜実施例１＞
まず、板厚１３０μｍの鉄合金基板（ＹＥＴ３６：日立金属株式会社製）からなる金属基材１１の両面に水溶性レジスト（Ｒ−１７：富士薬品工業製）をディップコーティングにて塗布し、６０℃３０分乾燥して感光層１２を形成した（図３（ａ）参照）。
【００１８】
次に、所定のシャドウマスクパターンが形成されたフォトマスクを感光層１２に密着し、３ｋＷの超高圧水銀灯で、積算光量で１５００ｍｊ／ｃｍ2の露光量で露光した。ここで、シャドウマスクパターンとして小孔パターン８０μｍφ及び大孔パターン１２０μｍφの円形状パターンを用いた。
【００１９】
次に、一般水道水を使って９０秒間スプレー現像を行い、金属基材１１の両面に小孔パターン１３及び大孔パターン１４を有するレジストパターン１２ａ及びレジストパターン１２ｂを形成した（図３（ｂ）参照）。
【００２０】
次に、レジストパターン２２ａ及び２２ｂが形成された金属基材１１を比重１.５０、温度7０℃の塩化第二鉄溶液をスプレー圧３ｋｇ／ｃｍ2で２分間スプレーエッチングして、１次エッチング（ハーフエッチング）を行い、小孔開口パターン１５及び大孔開口パターン１６を形成した（図３（ｃ）参照）。
【００２１】
次に、金属基材１１の小孔開口パターン１５側に所定の樹脂溶液を塗布し、乾燥・硬化してエッチング耐触樹脂層１７を形成した（図３（ｄ）参照）。
【００２２】
次に、金属基材１１のもう一方の面の大孔開口パターン１６を電解エッチングを行って金属基材１１が貫通するまで２次エッチングを行い、大孔開口パターン１６ａを形成した（図３（ｅ）参照）。電解エッチング条件は１０重量％硝酸ナトリウム水溶液からなる電解液を用い、電圧８Ｖ、電極間距離１ｃｍとした。
【００２３】
次に、大孔開口パターン１６ａが形成された金属基材１１を８０℃のアルカリ剥離液中に３分間浸漬し、エッチング耐触樹脂層１７及びレジストパターン１２ａ及び１２ｂを剥離処理し、高精細シャドウマスク１０を得た（図１、図３（ｆ）参照）。
【００２４】
＜実施例２＞
まず、板厚１３０μｍの鉄合金基板（ＹＥＴ３６：日立金属株式会社製）からなる金属基材１１の両面に水溶性レジスト（ＰＶ−Ｈ：ユニオン化学製）をディップコーティングにて塗布し、６０℃１５分乾燥して感光層１２を形成した（図３（ａ）参照）。
【００２５】
次に、所定のシャドウマスクパターンが形成されたフォトマスクを感光層１２に密着し、３ｋＷの超高圧水銀灯で、積算光量で２０００ｍｊ／ｃｍ2の露光量で露光した。ここで、シャドウマスクパターンとして小孔パターン８０μｍφ及び大孔パターン１２０μｍφの円形状パターンを用いた。
【００２６】
次に、イオン交換水を使って９０秒間スプレー現像を行い、金属基材１１の両面に小孔パターン１３及び大孔パターン１４を有するレジストパターン１２ａ及びレジストパターン１２ｂを形成した（図３（ｂ）参照）。
【００２７】
次に、レジストパターン２２ａ及び２２ｂが形成された金属基材１１を比重１.５０、温度7０℃の塩化第二鉄溶液をスプレー圧３ｋｇ／ｃｍ2で２分間スプレーエッチングして、１次エッチング（ハーフエッチング）を行い、小孔開口パターン１５及び大孔開口パターン１６を形成した（図３（ｃ）参照）。
【００２８】
次に、金属基材１１の小孔開口パターン１５側に所定の樹脂溶液を塗布し、乾燥・硬化してエッチング耐触樹脂層１７を形成した（図３（ｄ）参照）。
【００２９】
次に、金属基材１１のもう一方の面の大孔開口パターン１６を電解エッチングを行って金属基材１１が貫通するまで２次エッチングを行い、大孔開口パターン１６ａを形成した（図３（ｅ）参照）。電解エッチング条件は１０重量％硝酸ナトリウム水溶液からなる電解液を用い、電圧１２Ｖ、電極間距離１ｃｍとした。
【００３０】
次に、大孔開口パターン１６ａが形成された金属基材１１を８０℃のアルカリ剥離液中に３分間浸漬し、エッチング耐触樹脂層１７及びレジストパターン１２ａ及び１２ｂを剥離処理し、高精細シャドウマスク１０を得た（図１、図３（ｆ）参照）。
【００３１】
実施例１及び実施例２の高精細シャドウマスクサンプルの形状観察を行った結果開口パターン孔径バラツキの少ない、形状再現性に優れたものであった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の高精細シャドウマスクの製造方法によれば、シャドウマスク製造工程の２次エッチング工程に電解エッチング加工法を適用することにより、サイドエッチの少ない、開口パターン形状再現性に優れた高精細シャドウマスクの製造が可能となり、優れた実用上の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシャドウマスクの一実施例の構成を示す部分断面図である。
【図２】従来のシャドウマスクの一実施例の構成を示す部分断面図である。
【図３】 (ａ)〜(ｆ)は、本発明のシャドウマスクの一実施例の製造工程を工程順に示す部分断面図である。
【図４】 (ａ)〜(ｆ)は、従来のシャドウマスクの一実施例の製造工程を工程順に示す部分断面図である。。
【符号の説明】
１０……高精細シャドウマスク
２０……従来のシャドウマスク
１１、２１……金属基材
１２、２２……感光層
１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ……レジストパターン
１３、２３……小孔パターン
１４、２４……大孔パターン
１５、２５……小孔開口パターン
１６、２６……大孔開口パターン
１６ａ……大孔開口パターン
１７、２７……エッチング耐蝕樹脂層
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビもしくはコンピューター等の端末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及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シャドウマスクの高精細化、大画面化が進み、金属基材の薄型化も進んでいる。高精細化が進むにつれて、シャドウマスクの開口パターン幅も減少する傾向にあり、十分な電子線透過率を確保するのが難しい状況にある。
【０００３】
シャドウマスクの製造方法としては、その貫通孔の表裏寸法の異なる複雑な断面形状を再現するためフォトリソ法によるウェットエッチングによる加工法が用いられている。
【０００４】
一般的なシャドウマスクの製造方法は、図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、
まず、鉄又は鉄合金よりなる金属基材２１の両面に感光性樹脂（フォトレジスト）を塗布、乾燥して感光層２２を形成する（図４（ａ）参照）。
【０００５】
次に、所定の遮光パターンを有する露光用マスク（多くの場合、表裏２枚のマスク）を位置合わせ、密着して、所定の露光量で感光層にパターン露光を行い、所定の薬液で現像、硬膜処理等を行い、金属基材２１の両面に小孔パターン２３及び大孔パターン２４からなるレジストパターン２２ａ及び２２ｂを形成する（図４（ｂ）参照）。
【０００６】
次に、レジストパターン２２ａ及び２２ｂが形成された金属基材２１の両面から塩化第２鉄液等を用いて１次エッチング（ハーフエッチング）を行い、金属基材の両面に所定形状の小孔開口パターン２５及び大孔開口パターン２６を形成する（図４（ｃ）参照）。
【０００７】
次に、金属基材２１の小孔開口パターン２５側に所定の樹脂溶液をローラーコーティング、グラビアコーティング、スプレーコーティング等の方法にて塗膜を形成し、乾燥・硬化してエッチング耐触樹脂層２７を形成する（図４（ｄ）参照）。
【０００８】
次に、金属基材２１のもう一方の面の大孔開口パターン２６を塩化第２鉄液等を用いて金属基材２１が貫通するまで２次エッチング（スプレーエッチング）を行い、大孔開口パターン２６ａを形成する（図４（ｅ）参照）。
【０００９】
次に、大孔開口パターン２６ａが形成された金属基材２１を加熱したアルカリ溶液に浸漬もしくはスプレーしてエッチング耐触樹脂層２７及びレジストパターン２２ａ及び２２ｂを剥離処理し、水洗、乾燥を行って所定形状の開口パターンを有するシャドウマスク２０を得る（図２、図４（ｆ）参照）。
【００１０】
しかし、ウェットエッチングは等方性の強い加工方法であり、所定の開口寸法を有するためには深さ方向の他に横方向への余分な加工（一般にサイドエッチという）が発生し、特に高精細シャドウマスクではそれが問題となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、２次エッチング工程に電解エッチング加工法を適用することによりサイドエッチの少ない、形状再現性に優れたシャドウマスクの製造方法及び高精細シャドウマスクを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記問題を解決するために、まず請求項１においては、金属基材の両面に所望のレジストパターンを形成し、前記金属基材の両面から１次エッチング（ハーフエッチング）をして前記金属基材の両面に小孔開口パターン及び大孔開口パターンを形成した後、前記小孔開口パターン側の前記金属基材の片面にエッチング耐蝕樹脂層を形成し、前記金属基材のもう一方の面の大孔開口パターンを２次エッチングして貫通させた後、前記エッチング耐蝕樹脂層及び前記レジストパターンを剥離してシャドウマスクを作製するシャドウマスクの製造方法において、前記２次エッチングをＰＨが６．５〜７．５の電解液を用いた電解エッチング加工法で行うことを特徴とする高精細シャドウマスクの製造方法としたものである。
【００１４】
さらにまた、請求項２においては、請求項１に記載の方法で作製されたことを特徴とする高精細シャドウマスクとしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のシャドウマスクの製造方法は通常のシャドウマスク製造工程の２次エッチング工程に電解エッチング加工法を適用することにより、サイドエッチの少ない、開口パターン形状再現性に優れた高精細シャドウマスクの製造が可能となる。具体的には、小孔開口パターン径１００μｍ、大孔開口パターン径２５０μｍの高精細シャドウマスクが作製可能である。
【００１６】
さらに、電解エッチングの電解液をＰＨ６.５〜７.５にすることにより化学反応による金属部分の溶解現象が抑えられ、純粋に電解エッチング加工の効果を得ることができる。
【００１７】
【実施例】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
＜実施例１＞
まず、板厚１３０μｍの鉄合金基板（ＹＥＴ３６：日立金属株式会社製）からなる金属基材１１の両面に水溶性レジスト（Ｒ−１７：富士薬品工業製）をディップコーティングにて塗布し、６０℃３０分乾燥して感光層１２を形成した（図３（ａ）参照）。
【００１８】
次に、所定のシャドウマスクパターンが形成されたフォトマスクを感光層１２に密着し、３ｋＷの超高圧水銀灯で、積算光量で１５００ｍｊ／ｃｍ2の露光量で露光した。ここで、シャドウマスクパターンとして小孔パターン８０μｍφ及び大孔パターン１２０μｍφの円形状パターンを用いた。
【００１９】
次に、一般水道水を使って９０秒間スプレー現像を行い、金属基材１１の両面に小孔パターン１３及び大孔パターン１４を有するレジストパターン１２ａ及びレジストパターン１２ｂを形成した（図３（ｂ）参照）。
【００２０】
次に、レジストパターン２２ａ及び２２ｂが形成された金属基材１１を比重１.５０、温度7０℃の塩化第二鉄溶液をスプレー圧３ｋｇ／ｃｍ2で２分間スプレーエッチングして、１次エッチング（ハーフエッチング）を行い、小孔開口パターン１５及び大孔開口パターン１６を形成した（図３（ｃ）参照）。
【００２１】
次に、金属基材１１の小孔開口パターン１５側に所定の樹脂溶液を塗布し、乾燥・硬化してエッチング耐触樹脂層１７を形成した（図３（ｄ）参照）。
【００２２】
次に、金属基材１１のもう一方の面の大孔開口パターン１６を電解エッチングを行って金属基材１１が貫通するまで２次エッチングを行い、大孔開口パターン１６ａを形成した（図３（ｅ）参照）。電解エッチング条件は１０重量％硝酸ナトリウム水溶液からなる電解液を用い、電圧８Ｖ、電極間距離１ｃｍとした。
【００２３】
次に、大孔開口パターン１６ａが形成された金属基材１１を８０℃のアルカリ剥離液中に３分間浸漬し、エッチング耐触樹脂層１７及びレジストパターン１２ａ及び１２ｂを剥離処理し、高精細シャドウマスク１０を得た（図１、図３（ｆ）参照）。
【００２４】
＜実施例２＞
まず、板厚１３０μｍの鉄合金基板（ＹＥＴ３６：日立金属株式会社製）からなる金属基材１１の両面に水溶性レジスト（ＰＶ−Ｈ：ユニオン化学製）をディップコーティングにて塗布し、６０℃１５分乾燥して感光層１２を形成した（図３（ａ）参照）。
【００２５】
次に、所定のシャドウマスクパターンが形成されたフォトマスクを感光層１２に密着し、３ｋＷの超高圧水銀灯で、積算光量で２０００ｍｊ／ｃｍ2の露光量で露光した。ここで、シャドウマスクパターンとして小孔パターン８０μｍφ及び大孔パターン１２０μｍφの円形状パターンを用いた。
【００２６】
次に、イオン交換水を使って９０秒間スプレー現像を行い、金属基材１１の両面に小孔パターン１３及び大孔パターン１４を有するレジストパターン１２ａ及びレジストパターン１２ｂを形成した（図３（ｂ）参照）。
【００２７】
次に、レジストパターン２２ａ及び２２ｂが形成された金属基材１１を比重１.５０、温度7０℃の塩化第二鉄溶液をスプレー圧３ｋｇ／ｃｍ2で２分間スプレーエッチングして、１次エッチング（ハーフエッチング）を行い、小孔開口パターン１５及び大孔開口パターン１６を形成した（図３（ｃ）参照）。
【００２８】
次に、金属基材１１の小孔開口パターン１５側に所定の樹脂溶液を塗布し、乾燥・硬化してエッチング耐触樹脂層１７を形成した（図３（ｄ）参照）。
【００２９】
次に、金属基材１１のもう一方の面の大孔開口パターン１６を電解エッチングを行って金属基材１１が貫通するまで２次エッチングを行い、大孔開口パターン１６ａを形成した（図３（ｅ）参照）。電解エッチング条件は１０重量％硝酸ナトリウム水溶液からなる電解液を用い、電圧１２Ｖ、電極間距離１ｃｍとした。
【００３０】
次に、大孔開口パターン１６ａが形成された金属基材１１を８０℃のアルカリ剥離液中に３分間浸漬し、エッチング耐触樹脂層１７及びレジストパターン１２ａ及び１２ｂを剥離処理し、高精細シャドウマスク１０を得た（図１、図３（ｆ）参照）。
【００３１】
実施例１及び実施例２の高精細シャドウマスクサンプルの形状観察を行った結果開口パターン孔径バラツキの少ない、形状再現性に優れたものであった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の高精細シャドウマスクの製造方法によれば、シャドウマスク製造工程の２次エッチング工程に電解エッチング加工法を適用することにより、サイドエッチの少ない、開口パターン形状再現性に優れた高精細シャドウマスクの製造が可能となり、優れた実用上の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシャドウマスクの一実施例の構成を示す部分断面図である。
【図２】従来のシャドウマスクの一実施例の構成を示す部分断面図である。
【図３】 (ａ)〜(ｆ)は、本発明のシャドウマスクの一実施例の製造工程を工程順に示す部分断面図である。
【図４】 (ａ)〜(ｆ)は、従来のシャドウマスクの一実施例の製造工程を工程順に示す部分断面図である。。
【符号の説明】
１０……高精細シャドウマスク
２０……従来のシャドウマスク
１１、２１……金属基材
１２、２２……感光層
１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ……レジストパターン
１３、２３……小孔パターン
１４、２４……大孔パターン
１５、２５……小孔開口パターン
１６、２６……大孔開口パターン
１６ａ……大孔開口パターン
１７、２７……エッチング耐蝕樹脂層
Claims (2)
- 金属基材の両面に所望のレジストパターンを形成し、前記金属基材の両面から１次エッチング（ハーフエッチング）をして前記金属基材の両面に小孔開口パターン及び大孔開口パターンを形成した後、前記小孔開口パターン側の前記金属基材の片面にエッチング耐蝕樹脂層を形成し、前記金属基材のもう一方の面の大孔開口パターンを２次エッチングして前記金属基材を貫通させた後、前記エッチング耐蝕樹脂層及び前記レジストパターンを剥離してシャドウマスクを作製するシャドウマスクの製造方法において、前記２次エッチングをＰＨが６．５〜７．５の電解液を用いた電解エッチング加工法で行うことを特徴とする高精細シャドウマスクの製造方法。
- 請求項１に記載の方法で作製されたことを特徴とする高精細シャドウマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04113499A JP4019539B2 (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 高精細シャドウマスク及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP04113499A JP4019539B2 (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 高精細シャドウマスク及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000243310A JP2000243310A (ja) | 2000-09-08 |
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ID=12599981
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| WO2005076307A1 (en) * | 2004-02-07 | 2005-08-18 | Graphion Technologies Usa, Llc | Shadow-mask made by electro-forming master of shadow-mask having a pin portion, and the manufacturing method of shadow-mask |
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1999
- 1999-02-19 JP JP04113499A patent/JP4019539B2/ja not_active Expired - Fee Related
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