JPH0325828A - シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、カラー受像管用シャドウマスクの製造方法
に関する。

（従来の技術） 一般に、シャドウマスク型カラー受像管は、パネル内面
に形成された青、緑、赤に発光する３色蛍光体層からな
る蛍光面に接近かつ対向して、その内側にシャドウマス
クが配置されている。このシャドウマスクは、所定のピ
ッチで配列された多数の電子ビーム通過孔を有し、その
各電子ビーム通過孔により、電子銃から放出された３電
子ビームを選別してそれぞれ対応する３色蛍光体層に射
突させる、いわゆる色選別機能をもつ。

したがって、このシャドウマスクの電子ビーム通過孔の
形状に乱れがあると、３色蛍光体層に対する電子ビーム
のランディングに誤差を生じ、ホワイトユニフォーミテ
ィや色純度が劣化し、測面品位をいちじるしく損なうこ
とになる。

通常、上記シャドウマスクの電子ビーム通過孔は、第４
図に示すように、孔内壁に衝突して蛍光面方向に反射す
る電子ビーム（１）を少なくするため、蛍光面側の開孔
（２）面積が電子銃側の開孔〈３）面積よりも約３倍程
度大きく、この電子銃側の開孔に近い位置に最小孔径部
（４〉をもつテーバ状に形成されている。

このようなシャドウマスクの製造は、写真製版法により
おこなわれ、第５図（ａ）に示すように、脱脂水洗した
帯板状金属薄板（５）の両主面に感光性樹脂液を塗布し
乾燥して感光性樹彫層（８）を形成する。つぎに、同（
ｂ）に示すように、この両主面の感光性樹脂層（６）に
大きさの異なる所定の微細パターンが形成された一対の
ネガ原版（７ａ），（７ｂ）を密着して露光し、上記両
主面の感光性樹脂層（６）にネガ原版（７ａ）　，（７
ｂ）のパターンを焼付ける。ついでこの感光性樹脂層（
６）を現像して、同（Ｃ）に示すように、帯板状金属薄
板（５）の一方の面に大きな開孔をもつレジスト膜（８
ａ）を、他方の面に小さな開孔をもつレジスト膜（８ｂ
）を形成する。

つぎに、このレジスト膜（８ａ）　，　（８ｂ）の形威
された帯板状金属薄板（５）を両面からエッチングして
、同（ｄ）に示すように、帯板状金属薄板（５）を貫通
する電子ビーム通過孔（９）を形成する。その後、この
帯板状金属薄板（５）の両主面に付着するこのレジスト
ｍ　（８ａ）　．　（８ｂ）を除去してフラットマスク
とし、さらにその後、このフラットマスクを或形して所
定のシャドウマスクとすることにより得られる。

このシャドウマスクの製造において、特に電子ビーム通
過孔（９〉の孔径が小さくかつその配列ピッチの小さい
高精細カラー受像管用シャドウマスクを製造するため、
たとえば特開昭６０−７０１８５号公報に示されている
ように、エッチングを２段階に分け、最初レジスト膜（
８ｂ）の形威された面からエッチングして、電子銃側開
孔（３）に相当する小さな凹孔を形成し、つぎにレジス
ト膜（８ａ）の形成された面からエッチングして、蛍光
面側聞孔（２〉を形成することにより、電子ビーム通過
孔（９）を形成するいわゆる２段エッチング法により形
成する方法もある。

いずれの製造方法においても、所要のシャドウマスクと
するためには、エッチング前にレジストＩＩＩ　（８ａ
）　．　（８ｂ）の開孔を高精度に形成することが必要
であり、かつカラー受像管の特性上最も重要な電子ビー
ム通過孔（９〉の最小孔径部（４）寸法に対しては、レ
ジスト膜（８ｂ）の形成された面側からの小さな開孔（
３）（以下、小孔と略記）のエッチングが大きく関与す
るが、レジスト膜（８ａ）の形成された面側からの大き
な開孔（２）（以下、大孔と略記）のエッチングも無視
できない。

ところで、上述のように微細開孔パターンをもつレジス
ト＠　（８ａ）　．　（８ｂ）は、一対のネガ原版（７
ａ），（７ｂ）の密着焼付けにより形成されるため、こ
のレジスト膜（８ａ）　．　（８ｂ）の開孔を高精度に
形成するためには、感光樹脂層（６）の膜厚を均一に形
成することが必要である。何故ならば、ネガ原版（７ａ
），（７ｂ）を密着して露光しても、第６図に示すよう
に、有限の大きさをもつ露光光源（１ｔ）からの投射光
（ｌ２）は感光性樹脂層（６）中で拡散するため、感光
性樹脂層（６）の膜厚の相違により、現像後に得られる
レジスト膜の開孔寸広が変化するからである。

しかしながら、従来、感光性樹脂液の塗布は、下記フロ
一方式や浸漬引上げ方式でおこなわれているため、均一
な感光性樹脂層（６）を形成することが困難であった。

すなわち、フロ一方式では、第７図に示すように、帯板
状金属薄板（５）の幅方向両端部が上下になるように垂
直に立てて搬送し、その上部から帯板状金属薄板（５）
の両主面に感光性樹脂液（ｌ３）を垂れ流し、その後、
乾燥炉（ｌ４）を通して乾燥する方法であるため、上方
部の膜厚が下方部にくらべて薄く、幅方向に膜厚差がで
きる。この膜厚差を軽減するためには、たとえば上方部
の乾燥を速めるように乾燥炉（ｌ４）の温度分布を変え
たり、帯板状金属薄板（５）の搬送速度や乾燥速度を速
めたり、あるいは感光性樹脂液（ｌ３）の粘度を高める
ことなどが考えられるが、いずれも膜厚を均一にするこ
とはできない。

一方、浸漬引上げ方式では、第８図に示すように、帯板
状金属薄板（５）を感光性樹脂液（ｉ３）中に浸漬した
のち、垂直方向に引上げ、乾燥炉（ｌ４）を通して乾燥
する方法であるため、完全に乾燥するまでに板面に沿っ
て感光性樹脂液（１３〉が流下し、帯板状金属薄板（５
）の長さ方向に膜厚が変動する。

これを抑制するため、感光性樹脂液（ｌ３〉の粘度、帯
板状金属薄板（５）の引上げ速度、乾燥炉（１４）の温
度分布、吸込み風量などの調整がおこなわれるが、膜厚
変動は避けられない。

電子ビーム通過孔（９）の最小孔径部（４）寸法に大き
く関与する小孔（３）については、これを精度よくエッ
チングするためには、レジスト膜（８ｂ）の開孔を高精
度に形成する必要がある。そのためには、前述の感光性
樹脂層（６）中の光の拡散から明らかなように感光樹脂
層（６）の膜厚を薄くすることが望まれる。

しかしながら、大孔（２〉については、小孔（３〉より
もエッチング量が多く、かつ大きなエッチング速度でお
こなわれるため、耐食性の高い膜厚の厚いレジスト膜（
８ａ）が望まれる。しかも、この大孔（２）のエッチン
グは、その大きなエッチング量とエッチング速度のため
にサイドエッチングも大きく、第９図に示すように、レ
ジスト膜（８ａ）に大きな庇部（ｌＢ〉ができる。レジ
スト膜（８ａ）の膜厚が薄いと、エッチング速度を速め
るために大量にスプレイされるエッチング液の液圧や疲
労したエッチング液の浸透のために、しばしばその庇部
（ｌ３〉が破壊あるいは剥離し、大孔（２）形状ひいて
は最小孔径部（４〉形状を歪ませる。この孔形状の歪み
は、孔径および孔の配列ピッチの小さい高精細カラー受
像管用シャドウマスクや板厚の厚いシャドウマスクほど
顕著となる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように、カラー受像管のシャドウマスクの電子ビ
ーム通過孔は、写真製版法により、蛍光面側の開孔面積
が電子銃側の開孔面積よりも小さいく、その電子銃側聞
孔に近い位置に最小孔径部をもつテーパ状に形成される
。その電子ビーム通過孔、特にカラー受像管の特性上最
も重要な最小孔径部を高精度かつ所定の形状に形成する
ためには、エッチングの前に形成されるレジスト膜の膜
厚を均一に、しかも、好ましくは大孔側の膜厚を厚く、
小孔側の膜厚を薄く形成することが望まれる。しかし、
従来の製造方法では、帯板状金属薄板の両主面に感光性
樹脂液をフロ一方式あるいは浸漬引上げ方式で塗布して
感光性樹脂層を形成するため、膜厚を均一にすることが
困難であり、また、両主面の膜厚を異ならしめるができ
ない。

その結果、孔径および孔の配列ピッチの小さい高精細カ
ラー受像管用シャドウマスクは勿論、それよりも孔径お
よび孔の配列ピッチが大きい通常のカラー受像管用シャ
ドウマスクについても品質の向上が阻害されている。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であり、帯板状金属薄板の両主面に形成されるレジスト
膜の膜厚を均一にすることができ、かつ必要に応じて両
主面の膜厚を容易に異ならしめることができるシャドウ
マスクの製造方法を得ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 脱脂水洗した帯板状金属薄板の両主面に感光性樹脂液を
塗布し乾燥して両主面に感光性樹脂層を形成し、写真製
版法の露光、現像により、上記両主面の感光性樹脂層に
微細開孔パターンを形成し、この微細開孔パターンの形
成された金属薄板をエッチングして上記微細開孔パター
ンに対応する開孔を形成するシャドウマスクの製造方法
において、上記感光性樹脂層の形成に際し、上記主面を
水平にして金属薄板を水平方向に搬送し、この金属薄板
の一方の主面に感光性樹脂液を塗布し、この感光性樹脂
液の塗布された面を上向きにして乾燥し、ついで冷却し
て上記一方の主面に感光性樹脂層を形成し、つぎに上記
金属薄板の他方の主面に同様の方法により感光性樹脂層
を形成するようにした。

（作　用） 上記のように、帯板状金属薄板の両主面に感光性樹脂層
の形成に際し、金属薄板を主面を水平にして水平方向に
搬送し、最初その一方の主面に感光性樹脂液を塗布し、
この感光性樹脂液の塗布された面を上向きにして乾燥し
、ついで冷却して、一方の主面に感光性樹脂層を形成し
、つぎに、同様の方法により他方の主面に感光性樹脂層
を形成すると、その両主面の膜厚をそれぞれ均一に形成
することができ、かつその金属薄板の両主面の感光性樹
脂層の膜厚を自由に変えることができる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図にその一実施例に係る感光性樹脂液塗布装置の構
成を示す。この塗布装置は、板面を水平にして搬送され
る帯板状金属薄板（５〉の搬送路に沿って、矢印で示す
その進行方向に順次第１バックアップローラ（２０ａ）
　、第１乾燥炉（２１ａ）　、第１クーリングゾーン（
２２ａ）　、ターンローラ（２３）、第２バックアップ
ローラ（２０ｂ）　、第１乾燥炉（２１ａ）と同様の第
２乾燥炉（２ｌｂ）および第２クーリングゾーン（２２
ｂ）が設けられ、各パックアップローラ（２０ａ）　．
（２０ｂ）の設置位置には、それぞれ感光性樹脂液（２
４ａ）　，　（２４ｂ）を溜めておくダム（２５ａ）　
．　（２５ｂ）、およびそのダム（２５ａ）　，　（２
５ｂ）中の感光性樹脂液（２４ａ）　．　（２４ｂ）を
帯板状金属薄板（５）に塗布するためのパイプドクター
（２８ａ）　．　（２８ｂ）が設けられている。このパ
イプドクター（２６ａ）　．　（２１３ｂ）は、帯板状
金属薄板（５〉に塗布する感光性樹脂液（２４ａ）　．
（２４ｂ）の膜厚を調整することができるように、それ
ぞれ対向する帯板状金属薄板（５）との間隔を自由に変
えられるようになっている。

この塗布装置に使用される感光性樹脂液（２４ａ）　．
（２４ｂ）としては、粘度が１０　〜１０００ｃｐｓ　
，好ましくは１２〜２００ｃｐｓ程度のものがよい。す
なわち、粘度が１０ｃｐｓ以下にムると、帯板状金属板
（５〉の揺れなどにより、主面に塗布された感光性樹脂
液（２４ｇ），（２４ｂ）の塗布膜が乾燥中にむらとな
り、膜厚が不均一になりやすい。また固形分が少ないた
めに膜厚を厚くすることが難しく、かつｍ媒が多いため
に乾燥に時間がかかるなどの問題がおこる。また、ｆ０
００ｃｐｓ以上になると、感光性樹脂液（２４ａ）　，
　（２４ｂ）が帯板状金属薄板〈５）とパイプドクター
（２６ａ）　．　（２６ｂ）との間隙を通過するときに
加わる剪断応力が一定せず、膜厚が不均一になりやすく
、また固形分が多いために膜厚の微小調整が困難となる
。

乾燥炉（２１ａ）　，　（２ｌｂ）としては、インフラ
スタインヒー夕、インフラスタインヒー夕と熱風とを併
用したもの、あるいはシーズヒータ、シーズヒータと熱
風とを併用したものなどが用いられ、その乾燥温度とし
ては、乾燥膜（感光性樹脂層）の熱かぶりおよびその後
のクーリングゾーン（２２ａ）．（２２ｂ）における十
分な冷却を加味して、乾燥膜が９０℃以上にならないよ
うに制御される。

シャドウマスクの製造は、先ず脱脂チャンバー（図示せ
ず）により帯板状金属板〈５〉の両主面に８０℃以上の
高温苛性アルカリ（ＮａＯＨ）水溶液をスブレイして、
表面に塗布された圧延油や防錆油を除去し、ついで水洗
して、帯板状金属板（５）の表面を清浄にする。

つぎに、この清浄にされた帯板状金属薄板（５）を第１
図に示したように主面を水平にして搬送し、先ず第１バ
ックアップローラ（２０ａ）により反転された上面に、
ダム（２４ａ）に溜められた感光性樹脂液（２４ａ）　
．　（２４ｂ）をパイプドクター（２６ａ）により塗布
する。

感光性樹脂液（２４ａ）　．　（２４ｂ）としては、牛
乳カゼイン酸アルカリに対して重クロム酸アンモニウム
を約１重量％添加し、粘度が約１００ｃｐｓになるよう
に調整されたものが用いられる。ダム（２５ａ）中の感
光性樹脂液（２４ａ）は、その上方に設けられた感光性
樹脂液供給タンク（図示せず）から重力による自然落下
により供給され、過剰の感光性樹脂液（ｌ３）は、帯板
状金属薄板（５）の表面を伝わって、感光性樹脂液受け
皿（図示せず）に回収され、回収された感光性樹脂液は
、一旦感光性樹脂液貯槽（図示せず）に溜められ、フィ
ルター（図示せず）を介して上記感光性樹脂液供給タン
クに圧送され循環使用される。

つぎに、上記のように帯板状金属薄板（５）の一方の主
面に塗布された感光性樹脂液（２４ａ）を上面にしたま
ま第１乾燥炉（２１ａ）に通して乾燥し、乾燥後ただち
に第１クーリングゾーン（２２ａ）において冷風により
強制冷却して、ｍ２図（ａ）に示すように、帯板状金属
薄板（５）の一方の主面に感光性樹脂層（２８ａ）を形
成する。

その後、ターンローラ（２３）により、上記感光性樹脂
層（２８ａ）を形成された帯板状金属薄板（５〉を上方
に引上げ、ついで第２バックアップローラ（２０ｂ）に
よりこの帯板状金属薄板（５）を反転して、まだ感光性
樹脂層（２８ａ）を形成されていない他方の主面を上面
とする。そして、上記第１バックアップローラ（２０ａ
）における感光性樹脂液（２４ａ）の塗布と同様に、そ
の上面にダム（２５ｂ）に溜められた感光性樹脂液（２
４ｂ）をバイブドクター（２６ｂ）により塗布し、つい
でその感光性゛樹脂液（２４ｂ）の塗布された上面にし
たまま第２乾燥炉（２ｌｂ）に通して乾燥し、乾燥後た
だちに第２クーリングゾーン（２２ｂ）において冷風に
より強制冷却して、第２図（ｂ）に示すように、帯板状
金属薄板（５）の他方の主面に感光性樹脂層（２８ｂ）
を形成する。

つぎに、第２図（ｅ）に示すように、上記帯板状金属薄
板（５〉の両主面に形成された感光性樹脂層（２８ａ）
　，　（２８ｂ）にシャドウマスクの電子ビーム通過孔
に対応する大きさの異なる微細パターンの形威された一
対の原版（７ａ）　．　（７ｂ）を密着し、約１ｍの距
離から５ｋｌの超高圧水銀ランプで約１分間露光し、両
主面の感光性樹脂層（２８ａ）　．　（２８ｂ）に各原
版（７ａ）　，（７ｂ）のパターンを焼付ける。ついで
、約４０℃の温水を約１．０ｋｇ／ａｊの圧力でスブレ
イして現像し、未感光部を除去して、同（ｄ）に示すよ
うに、帯板状金属板（５）の一方の面に大きな開孔（２
９ａ）をもつレジスト膜（３０ａ）を、他方の面に小さ
な開孔（２９ｂ）をもつレジスト膜（３０ｂ）を形成す
る。その後、このレジスト膜（３０ａ）　．　（３０ｂ
）を約１５０℃の雰囲気中で約２分間加熱乾燥し、さら
に約２００℃の雰囲気中で約１．５分間バーニングして
耐食性を増強する。

つぎに、上記レジスト膜（３０ａ）　，　（３０ｂ）の
形成された帯板状金属薄板（５）をエッチングして、同
（ｅ）に示すように、レジスト膜（３０ａ）　．　（３
０ｂ）の開孔（２９ａ）　．　（２９ｂ）に対応する大
孔（２〉および小孔（３）からなる電子ビー通過孔（９
）を形成する。このエッチングに用いられるエッチング
液としては、帯板状金属薄板（５）がたとえば低炭素鋼
板である場合は、比重１．４６７程度に調整された塩化
第２鉄溶液が用いられ、このエッチング液をレジスト膜
（３０ａ）　．　（３０ｂ）から約３００關の距離から
スプレイすることによりおこなわれる。

その後、このエッチングされた帯板状金属薄板（５）を
水洗し、さらに、約９０℃、１．５重量％の苛性アルカ
リ水溶液を約３分間、約１０ｋｇ／ｃｉの圧力でスブレ
イして、同（『）に示すように、両主面に付着するレジ
スト膜（３０ａ）　．　（３０ｂ）を除去し、さらに水
洗、乾燥して平板状のシャドウマスク（フラットマスク
）とする。

上記方法により、長さ約３００ｍの帯板状金属薄板（５
〉の両主面に膜厚７．Ｏｎｓの感光性樹脂層（２８ａ）
　，　（２８ｂ）を形成したところ、両主面の感光性樹
脂層（２８ａ）　．　（２８ｂ）とも膜厚のばらつきの
少ない感光性樹脂層を形成することができ、結果的に所
要のシャドウマスクを容易に製造することができた。ま
た、帯板状金属薄板（５〉とパイプドクター（２８ａ）
との間隔を８０［１１％帯板状金属薄板（５）とパイプ
ドクター（２８ｂ）との間隔を１２Ｏｎ−に設定して、
両主面に感光性樹脂層（２８ａ）　．（２８ｂ）を形成
したところ、同一粘度の感光性樹脂液により、帯板状金
属薄板〈５〉の搬送速度、乾燥温度を変えることなく、
一方の主面に膜厚５．Ｂｎｓの感光性樹脂層（２８ａ）
を、他方の主面に膜厚８．４ｎｍの感光性樹脂層（２８
ｂ）を形成することができ、結果的に高品質のシャドウ
マスクを容易に製造することができた。

また、上記帯板状金属薄板（５〉の膜厚の異なる感光性
樹脂層（２８ａ）　．　（２８ｂ）のそれぞれに所定の
パターンを焼付け、前述した２段エッチング法により、
第３図（ａ）に示すように、最初レジスト膜（２９ｂ）
側に小孔に相当する凹孔（３１）をエッチングし、つい
で同（ｂ）示すように、レジスト膜（２９ａ）側に大孔
（２）をエッチングして電子ビー通過孔（９）を形威し
た結果、従来製造が困難であった高品位の高精細カラー
受像管用シャドウマスクを容易に製造することができた
。

なお、上記実施例では、帯板状金属薄板の両主面に同一
組成成分の感光性樹脂液を塗布したが、この方法によれ
ば、両主面に組成成分の異なる感光性樹脂液を塗布する
こともできる。

また、上記実施例では、感光性樹脂液の塗布にバイブド
クターを用いたが、この感光性樹脂液の塗布は、そのほ
かにナイフコート、バーコート、リバースロールコート
など、一般に片面塗布法として知られている方法により
塗布することができる。

［発明の効果］ 帯板状金属薄板の両主面に感光性樹脂層の形成に際し、
金属薄板を主面を水平にして水平方向に搬送し、最初そ
の一方の主面に感光性樹脂液を塗布し、この感光性樹脂
液の塗布された面を上向きにして乾燥し、ついで冷却し
て、一方の主面に感光性樹脂層を形成し、つぎに、同様
の方法により他方の主面に感光性樹脂層を形成すると、
金属薄板の両主面の感光性樹脂層の膜厚を自由に変える
ことができ、かつその両主面の膜厚をそれぞれ均一に形
成することができる。しかも、一方の主面に塗布された
感光性樹脂液を加熱乾燥したのち、一旦冷却し、その後
、他方の主面に感光性樹脂液を塗布し、これを加熱乾燥
し、さらに冷却するようにしたので、２段塗布でも感光
性樹脂層のかぶりがなく、所要の高品位シャドウマスク
を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明の実施例の説明図で、第１
図はその一実施例であるシャドウマスクの製造方法に用
いられる感光性樹脂液塗布装置の構成を示す図、第２図
（ａ）〜（ｆ）はそれぞれその一実施例シャドウマスク
の製造方法を説明するための図、第３図（ａ）および（
ｂ）はそれぞれ他の製造方法を説明するための図、第４
図はシャドウマスクの電子ビーム通過孔形状を説明する
ための図、第５図（ａ）〜（ヌはそれぞれ従来のシャド
ウマスクの製造方法を説明するための図、第６図は露光
時におこる感光性樹脂層の光の拡散を説明するための図
、第７図および第８図はそれぞれ異なる従来の感光性樹
脂液塗布装置の構威を示す図、第９図はサイドエッチン
グにより生ずる感光性樹脂層の庇部を示す図である。 ５・・・帯板状金属薄板 ９・・・電子ビーム通過孔 ２０ａ，２０ｂ・・・バックアップローラ２１ａ，２ｌ
ｂ　＝−・乾燥炉 ２２ａ，２２ｂ・・・クーリングゾーン２４ａ．２４ｂ
・・・感光性樹脂岐 ２５ａ，２４ｂ　−・・ダム ２６ａ，２６ｂ・・・パイプドクター ２８ａ．　２８ｂ・・・感光性樹脂層 ３ロａ，３０ｂレジスト膜 第　　１　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　脱脂水洗した帯板状金属薄板の両主面に感光性樹脂液
   を塗布し乾燥して上記両主面に感光性樹脂層を形成する
   第１工程と、写真製版法の露光、現像により、上記両主
   面の感光性樹脂層に微細開孔パターンを形成する第２工
   程と、上記微細開孔パターンの形成された金属薄板をエ
   ッチングして上記微細開孔パターンに対応する開孔を形
   成する第３工程とからなるシャドウマスクの製造方法に
   おいて、 上記第１工程が上記主面を水平にして上記金属薄板を水
   平方向に搬送し、この金属薄板の一方の主面に上記感光
   性樹脂液を塗布し、この感光性樹脂液の塗布された面を
   上向きにして乾燥し、ついで冷却して、上記一方の主面
   に感光性樹脂層を形成し、つぎに上記金属薄板の他方の
   主面に上記感光性樹脂液を塗布し、この感光性樹脂液の
   塗布された面を上向きにして乾燥し、ついで冷却して、
   上記他方の主面に感光性樹脂層を形成する工程からなる
   ことを特徴とするシャドウマスクの製造方法。