JPH04104425A - シャドウマスクの製造方法及びシャドウマスク板材 - Google Patents

シャドウマスクの製造方法及びシャドウマスク板材

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JPH04104425A JP2221964A JP22196490A JPH04104425A JP H04104425 A JPH04104425 A JP H04104425A JP 2221964 A JP2221964 A JP 2221964A JP 22196490 A JP22196490 A JP 22196490A JP H04104425 A JPH04104425 A JP H04104425A
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山本 紀雄
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、カラーテレビ受像管等に用いられるシャド
ウマスクを製造する方法、特に複数枚のシャドウマスク
板材を重ね合わせ互いに接着して1枚のシャドウマスク
を製造する方法、並びにその製造方法において使用され
るシャドウマスク板材に関する。
〔従来の技術〕
カラーブラウン管は、第6図に示すように、3本の電子
ビームBを放射する電子銃1と、この電子銃1から放射
された電子ビームBを受けて三原色に発光する蛍光体2
と、この蛍光体2と電子銃1との間に配置され、各電子
ビームBのうちの必要な方向の電子ビームだけを選択的
に通過させて不要な方向の電子ビームを遮断するための
透孔が多数形成されたシャドウマスク3とを備えて構成
されている。
カラーブラウン管に用いられる上記シャドウマスク3は
、一般に、第2図に示すような工程を経ることにより製
造されている。すなわち、板厚が0.1〜0.3mm程
度の低炭素アルミキルト鋼、或いはアンバー(Inva
r)合金と呼ばれる、ニッケル含有率が例えば36%の
鉄−ニッケル合金をシャドウマスク板材とじて用い、ま
ず、このシャドウマスク板材にフォ1〜エツチング法に
よって多数の電子ビーム通過孔を形成する。このエツチ
ング穿孔加工における作業の概略を説明すると、まず、
上記シャドウマスク板材の表裏両面に感光液を塗布しそ
れを乾燥させて、厚みが数μmのフォトレジス(・膜を
被着形成する。次に、シャドウマスク板材の両面に被着
形成された各フォ!−レジスト膜の表面に、形成しよう
とする電子ビーム通過孔に対応した所要の画像を有する
マスターパターンを、表・裏で画像位置を一致させてそ
れぞれ密着させ、露光を行なう。続いて、現像し、無水
クロム酸の溶液中へ浸漬した後バーニングすることによ
り硬膜処理を施し、シャドウマスク板材の表裏両面に所
要のパターン状画像の耐食性皮膜(レジスト膜)をそれ
ぞれ形成する。そして、塩化第二鉄水溶液を用いてスプ
レィエツチングを行なって、シャドウマスク板材に多数
の透孔を形成した後、その表裏両面からレジス1〜膜を
剥離する。
以上のエツチング穿孔加工が終了すると、多数の透孔が
形成されたシャドウマスク板材にプレス成形性を付与す
る目的で、焼鈍を行なう。
この焼鈍は、非酸化性雰囲気中においてシャドウマスク
板材を吊り下げ、或いは何枚かの板材を積み重ね、シャ
ドウマスク板材がアルミギルド鋼である場合には700
〜900℃、板材がアンバー合金である場合には1,0
00℃前後の温度に加熱することにより行なわれる。こ
のようにして焼鈍されたシャドウマスクは、プレス成形
によって球面加工が施された後、熱輻射性の向上並びに
電子ビームの乱反射性の低減を目的として、黒化炉中で
黒化処理し1表面に酸化皮膜を形成することにより、シ
ャドウマスクが完成する。
ところで、カラーブラウン管においては、電子銃から放
射されて蛍光体の方へ向かう電子ビームの多くは、上記
したように不要な方向の電子ビームとしてシャドウマス
クに衝突し吸収されることになる。この結果、シャドウ
マスクが加熱されてその温度が十昇し、熱膨張によって
いわゆる1−−ミング現象と呼はれる熱変形を生し、こ
のために電子ビームの軌道か変化して色すれが起こるこ
とがある。一方、近年においてはカラーブラウン管か大
型化する傾向かあり、これに伴って」二記1ヘーミング
現象による熱変形の影響も大きく現われることになる。
この熱変形を少なくするための対策として、最も一般的
に採られているのは、シャドウマスク板材の厚みを厚く
してシャドウマスクの強度を増す方法である。また、近
年では、カラーフラウン管の大型化と共に高精細度化の
要求があり、このため、シャドウマスクに形成される電
子ビーム通過孔のピッチを小さくする必要が生じている
このように、シャドウマスク板材の厚みが厚くなると、
エツチング穿孔の際にいわゆるサイI・エツチングによ
り厚み方向と垂直な方向に孔が広がってしまい、他方、
孔の形成ピッチが小さくなると、隣接する透孔同士か互
いにつながってしまうことになる。
以−4二の対策として、第1−図に示すように、フカl
−エツチング法によって予め多数の透孔6.7を形成し
た複数枚(図示例では2枚)のシャドウマスク板材4.
5を、互いに透孔6.7の位置を合致させて重ね合わせ
接着することにより、1枚のシャドウマスクを製造する
方法が、例えば特開昭4−9−791.70号公報、特
開昭49−1.31.、676号公報、国際特許公開W
○89107329号公報、特開平1−302639号
公報等に開示されている。
これらの公報に開示されているように、複数枚のシャド
ウマスク板材を接着して1枚のシャドウマスクを製造す
る場合においては、特にシャドウマスクが大型になると
、カラーブラウン管の製造]二程で衝撃を受けても、特
にプレス成形時に加わる力によっても中央部が凹んだり
しないように、充分な強度を持たせる必要があり、この
ために板材同士は全面にわたって接着することが望まし
い。
従来、複数枚の板材同士を接着する方法としては、特開
平246628号公報や時開下246629号公報等に
開示されているように、互いに重ね合わせた板材同士を
全面にわたり数センチツー1〜ル間隔で、レーザー光又
は電子ビームによってスポット溶接することか提案され
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、例えは対角線距離が20インチの板組同
士を3センチメ−1〜ルの間隔てスポラ1〜溶接してゆ
くとすると、1.50ポイント以−1−での溶接が必要
どなるため、1枚当りの溶接時間が30分以−にもかか
ってしまい、製造工程全体の生産効率が非常に悪くなり
、生産性の面からみて工業的規模での実施が困難である
、といった問題点があった。
この発明は、以」−のような事情に鑑みてなされたもの
であり、予め多数の透孔が形成された複数枚のシャドウ
マスク板材を、互いに透孔の位置を合致させて重ね合わ
せ接着することにより、1枚のシャドウマスクを製造す
る方法において、板材同士を接着する工程を簡略化し、
生産効率を高めることができるようにすることを技術的
課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明では、シャドウマスクの製造工程中の、エツチ
ング]二程に続いて行なわれる焼鈍工程において、多数
の透孔が形成された複数枚のシャドウマスク板材同士を
焼鈍によって互いに接着させるようにする。複数枚の板
材同士が焼鈍によって接着するようにさせるため、シャ
ドウマスク板材として、以下のような表面微細構造を有
する金属薄板を用いるようにする。
中心線平均粗さRa:0.1〜0.7μrnスキューネ
スRsk:0.3以下、さらに好ましくは○以下(負の
値) 冬山の平均距離Rsm:60μm以」−ピークカウント
Pc:60/cm以下 ここで、中心線平均粗さRaは、測定長さ1゜内の粗さ
曲線上の全ての地点の算術平均値であり、測定長さL内
の中心線をX軸、縦倍率の方向をY軸とし、粗さ曲線を
y=Y (x)とすると、次式で与えられる。
スキューネスRskは、測定長さL内で平均線に対して
の粗さ曲線の上下の相対性を示す値であり、次式で表わ
される。
線A″のように山の形が鋭角的になる。
次に、Rsmは、測定長さL内で算出された平均線上に
突き出た冬山の中心線上での平均距離を示す値であって
、第4図に示すように、冬山の中心線上での距離をそれ
ぞれS□、S2、S3、・・・・・・、Snとすると、
次式で表ねされる。
但し、Rq:自乗平均粗さ(測定長さL内における平均
線からの全ての振れの自乗平均の平n:粗さの曲線上の
縦座標の数、y]:縦座標の高さである。
例えば第3図に示すように、2つの粗さ曲線A、A’の
中心線平均粗さRaが等しい場合であっても、Rskが
負の値であるときは振幅分布曲線Bの最大値が平均線の
上部にあることを示し、Rskが正の値であるときは振
幅分布曲線B′の最大値が平均線の下部にあることを示
す。そして、前者の場合には、粗さ曲線Aのように山の
形が台形状になり、後者の場合には、粗さ曲このRsm
の値が大きい程、複数枚の板材を重ね合わせたときに、
対向する表面同士が接触し易くなると考えられる。
また、ピークカウントPcは、測定長さL内での平均線
を中心として0.5μmの高さの切断線を越えた、1c
mの長さ内での全てのピークをカウントして得られる個
数を示す。
そして、接着されるべき複数枚のシャドウマスク板材を
、それぞれに形成された透孔を互いに対応させて重ね合
わせた状態で、従来から行なわれているのと同様の方法
により焼鈍工程を行なうようにする。また、その焼鈍工
程において、複数枚のシャドウマスク板材を積み重ね、
=11 =12 接着させようとする複数枚のシャドウマスク板材同士以
外のシャドウマスク板材間にはスペーサを介挿して焼鈍
を行なうようにすることができる。
〔作  用〕
上記したような表面微:#構造を有するシャドウマスク
板材を用いるとともに、接着させようとする複数枚のシ
ャドウマスク板材同士を重ね合わせた状態で焼鈍工程を
行なうことにより、互いに重ね合わされた板材同士が接
着する。さらに詳しく説明すると、シャドウマスク板材
の中心線平均粗さRaが0.1μm以下であると、レジ
ストの密着性が悪くなるとともに、露光工程においてマ
スターパターンを真空密着させる時間が長くなってしま
い、他方、Raが0.7μm以上になると、エツチング
穿孔加工性が損なわれ、エツチングによってシャドウマ
スク板材に形成された透孔のエツジがざらつき、製造さ
れたシャドウマスク全体における電子ビームの透過むら
を生じ、シャドウマスクの品質が低下することになるが
、この発明に係る製造方法において用いられるシャドウ
マスク板材は、その中心線平均粗さRaが0.1〜0.
7μmであるため、それらの問題は無い。このようにシ
ャドウマスク板材として一般に求められる条件の表面粗
さを有しつつ、この発明に係るシャドウマスク板材は、
スキューネスRskが0.3を越えないようにされてい
るので、Rskの値が大きくて重ね合わされた板材間の
空間容積が大きくなり板材同士が接着しにくくなる、と
いったこともなく、板材同士の接触面積が大きくなるた
め重ね合わされた板材同士が焼鈍によって容易に接着す
ることになる。特に、Rskが負の値であるときは、焼
鈍によって板材同士が一層強固に接着する。そして、こ
のシャドウマスク板材は、冬山の平均距離Rsmが60
μm以上であるので、各板材の表面が接触し易くなり、
さらに、ピークカウントPcが大きい場合には重ね合わ
された板材間に空間をつくり易くて板材同士が接着しに
くくなるが、Pcは60個/ c m以下とされている
ため、板イ]同士の接着か妨げられることもない。
以−1−説明したように、この発明に係る方法では、シ
ャドウマスクを製造する場合において従来から行なオ)
れている焼鈍工程により、複数枚のシャドウマスク板制
同士の接着が行なわれるため、その焼鈍工程に引き続い
て直ちにプレス成形工程に移行すればよいことになる。
従って、従来の製造方法におけるように、複数枚のシャ
ドウマスク板4同士を接着させるために、スポラ1へ溶
接などによる特別の接着工程を行なう必要が無くなる。
また、複数枚のシャIくウマスフ板材を積み重ね、接着
させようとする複数枚のシャドウマスク板材同士以外の
シャドウマスク板材間にスペーサを介挿して焼鈍を行な
うようにするときは、従来のスポット溶接などによった
場合1.コは・度に2枚の板材同士の接着しか行なえな
かったのに対し、スペーサの介挿位置を適当に決めるこ
とにより、同時に3枚以上の板材の接着も?iJ能であ
り、また、複数対の板材同士の接着を同時に行なうこと
ができる。
以上の通り、この発明では、従来、例えば特開平2−2
5201号公報等に開示されているようにスタック焼鈍
(何枚かの板材を積み重ねた状態で行なう焼鈍)時に生
しる焼鈍密着を防止する技術とは逆に、焼鈍による密着
現象を、シャドウマスクの厚みを厚くするのに複数枚の
板材同士を接着して1枚のシャドウマスクを製造する方
法において積極的に利用し、スポット溶接等による特別
の接着工程を省略できるようにしたものである。
〔実施例〕
以下、この発明の好適な実施例について説明する。
シャドウマスクの製造工程そのものは、前述したように
従来一般的に行なわれている方法と特に変わるところは
ない。この発明に係る製造方法は、次のような条件で規
定される表面微細構造を有するシャドウマスク板材を用
いる点に特徴がある。すなわち、中心線平均粗さRaが
]5 0 、1−0 、7 p rn、スキューネスRskが
0゜3以下、好ましくはRskか負の値(O以ド)、冬
山の中心線十での平均距離Rsmが60μm以I−7、
平均線から0.5μmの高さの切断線を越えたピークの
カウント数Pcか60 / cm以以下あるような表面
微細構造を有し、板厚が0゜1〜0.3mrn程度の低
炭素アルミキルIく鋼やアンバー合金がシャIくウマス
フ板材として用いられる。−]二記のような表面微細構
造を有するシャドウマスク板材を得るには、所定の板厚
のアルミキルI−鋼やアンバー合金素材に対し、例えば
パフ研磨、酸洗、ショッhプラス1〜、ダルロール加工
等を施すようにする。
そして、接着させようとする複数枚、通常は2枚のシャ
ドウマスク板材を、フォトエッチング法によって予め形
成された電子ビーム通過孔を互いに対応させて重ね合わ
せた状態で、焼鈍工程が行なわれる。焼鈍に程は、前述
した従来の方法と同様にして行なえばよい。ただ、多数
枚のシャドウマスク板材を積み重ねて焼鈍する場合には
、接着させようとする2枚のシャドウマスク板材同士以
外のシャドウマスク板材間には、スペーサとして厚みが
0.3mm程度のステンレス板を介挿するようにして、
不要な焼鈍接着が生じないようにする必要がある。また
、焼鈍によって2枚のシャ1(ウマスフ板材同士を接着
させる過程で、両板材同士を重ね合わせるに際してそれ
らを位置決めするには、第5図に示すように、シャドウ
マスク8のスカーI〜部と呼ばれる、電子ビーム通過孔
が形成された有効部9の周辺部10に、予めエツチング
穿孔加工によって電子ビーム通過孔と一緒に位置決め用
の透孔11を複数個(図示例では4個)形成しておき、
その各透孔11に位置決めピン等を挿通して2枚のシャ
ドウマスク板材間で位置ずれが生じなし)ように固定し
、その状態で焼鈍を行なうようにすればよい。
次に、この発明を実際に適用した実験例及び比較例、並
びにそれらの結果について説明する。
試料としては、表に示すような表面粗さを有するアルミ
キルト鋼又はアンバー合金からなる板材a−eを使用し
た。アルミキルド鋼又はアンバー合金素材の表面をそれ
ぞれ所望の粗さに形成する方法としては、ショットプラ
ス1−によって表面加工処理が施された一対のロール間
に板状素材を圧接させながら通すようにした。また、形
成された表面粗さの測定を行なう測定装置としては、ラ
ンク テーラ−ホブソン(RANK TAYLORHO
BSON)社製のForum  Ta1.ysurf 
 S4Cを用いて検査した。そして、それぞれの試料板
材に、一般に行なわれている方法と同様のエツチング穿
孔加工により多数の電子ビーム通過孔を形成した。すな
わち、まず、試料板材をI・リクロルエタンを用いて脱
脂し、水洗した後、板材の両面に牛乳カゼインと重クロ
ム酸アンモニウムの水溶液とからなる感光液を塗布し、
加熱によりその塗布液を乾燥させて、板材の両面に数μ
mの厚みのフォトレジスト膜をそれぞれ被着形成した。
次に、板材の両面の各フォ1−レジス(焼鈍結果) ○:部位置れ無し △:再現性不良(一部位置ずれ有り) ×:位置ずれ有り ト膜の表面に、電子ビーム通過孔に対応した所要の画像
を有するマスターパターンを、表・裏で画像位置を一致
させてそれぞれ真空密着させ、メタルハライド灯により
露光を行なった。この後、水道水を用いて現像を行ない
、続いて、無水クロム酸の溶液中へ浸漬し、水洗した後
、パニングによって硬膜処理を施し、シャドラマ、スフ
板材の表裏両面に所要のレジスト膜をそれぞれ形成した
。そして、塩化第二鉄水溶液を用いてスプレィエツチン
グを行なって、板材に多数の透孔を形成した後、アルカ
リ水溶液によって板材の表裏両面からレジスト膜を剥難
し、水洗、乾燥を行なった。このようにして、1つの試
料につき20枚ずつ、エツチング穿孔により多数の電子
ビーム通過孔が形成された板材を準備した。尚、各試料
におけるエツチング加工性は良好であった。
次に、′各試料板材を2枚ずつ重ね合わせ、その2枚−
組の板材と他の2枚−組の板材との間に、厚さが0.3
胴のステンレス(SUS304)の薄板をスペーサとし
て介在させ、金言′120枚の試料板材を上下に積み重
ねたものを10ツトとした。そして、板材がアルミキル
ド鋼である試料については、窒素(N2):90%、水
素(H2):10%、露点:0〜10℃のガス雰囲気中
において830 ’Cの温度で10分間、板材がアンバ
ー合金である試料については、高真空下(例えば10’
Torr)において1゜000℃の温度で10分間加熱
することにより焼鈍を行なった。この結果、何れの試料
についても、2枚の板材同士はそれぞれ完全に接着し、
続いて行なわれたプレス成形において、2枚の板材間に
位置ずれは全く認められなかった。
次に、この発明に対する比較例として、表に示すような
表面粗さを有するアルミギルド鋼又はアンバー合金から
なる板材f〜1を使用し、これらの各試料板材に上記と
同様の処理を施して、プレス成形時における2枚の板材
間の位置ずれの有無を調べた。この結果、何れの試料も
エツチング加工性は良好であったが、試料f、g +、
ンついては、−・部において、プレス成形l14に2枚
の板木4間における位置ずれがみられ、また、試料h〜
1に−)いては、2枚の板材同士の接着が不−1分であ
るためにプレス成形時に位置ずれが起こった。
以上の実験結果より、Rskを0.3以Fとし、Iく別
nも・60μn’l以十、PCを60以下とすることに
より、焼鈍によ−)てシャドウマスク板材間士を互いに
接着させることが可能であることが分かる。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したように構成されか・つ作用する
ので、予め多数の透孔が形成された複数枚のシャドウマ
スタ板材を互いに重ね合わせて接着することにより1枚
のシャドウマスクを製造する場合1=、この発明に係る
方法によれば、そして、この発明のシャ1(ウマスフ板
材を用いるようにすれば、複数枚のシャドウマスク板材
を接着する工程を殊(財)に行なわなくても、焼鈍工程
でシャドウマスク板材同士が接着されることになるため
、製造工程全体の生産効率が大いに高められる。また、
複数枚のシャドウマスク板材を積め重ね、接着させよう
とする複数枚のシャIくウマスフ板材同士以外のシャド
ウマスク板材間にスベ〜すを介挿して焼鈍を行なうよう
にするときは、同時に3枚以−)−の板材の接着も可能
であり、また複数対の板材同士を同時に接着することが
できるため、生産効率が一層高められる。以上の通り、
この発明は、特に最近のようにカラーフラウン管が大型
化する傾向の中で、工業的に寄Ij、するところが絶大
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、2枚のシャドウマスク板材を重ね合わせ互い
に接着することによって形成されるシャドウマスクの部
分拡大断面図、第2図は、シャドウマスクの製造」二程
の1例を説明するための図、第3図は、シャIへウマス
フ板材の表面粗さのパラメータの1つであるスキューネ
スRskについて説明するだめの図、第4図は、同じく
粗さ曲線の冬山の中心線上での平均距1aRsmについ
て説明するための図、第5図は、焼鈍によって2枚のシ
ャドウマスタ板材同士を接着させる過程での、両板(4
間士の位置決め方法の1例を説明するための図、第6図
は、カラーフラウン管の概略構成を示す図である。 ] ・電子銃、     2 蛍光体、3 ・シャドウ
マスク、 B ・電子ビーム、4.5 シャドウマスク
板材、 6.7・透孔(電子ヒーl\通過孔)。 11ノ 第 図 手府2ン甫−11三書 平成3年8月22日 事件の表示 平成2年特許願第221964号 発明の名称 シャドウマスクの製造方法及びシャドウマスク板材補正
をする考 事件どの関係  特許出願人 住 所 京都市−に京区堀用通寺之内上る4丁目天神北
町1番地の1 名 称 大日本スクリーン製造株式会社代表者 代表取
締役 石1) 明

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも、シャドウマスク板材にフォトエッチン
    グ法によって多数の電子ビーム通過孔を形成する工程と
    、多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスク
    板材を焼鈍する工程と、焼鈍され、それぞれに形成され
    た電子ビーム通過孔を互いに対応させて接着された複数
    枚のシャドウマスク板材をプレス成形する工程とを備え
    てなるシャドウマスクの製造方法において、前記シャド
    ウマスク板材として、測定長さL内の粗さ曲線上の全て
    の地点の算術平均値である中心線平均粗さRaが0.1
    〜0.7μm、測定長さL内で平均線に対しての粗さ曲
    線の上下の相対性を示す値であるスキューネスRskが
    0.3以下、測定長さL内での平均線上に突き出た各山
    の中心線上での平均距離Rsmが60μm以上、測定長
    さL内での平均線を中心として0.5μmの高さの切断
    線を越えた単位長さ当りのピークカウントPcが60/
    cm以下である表面微細構造を有する金属薄板を用いる
    とともに、接着されるべき複数枚のシャドウマスク板材
    を、それぞれに形成された電子ビーム通過孔を互いに対
    応させて重ね合わせた状態で前記焼鈍工程を行なうよう
    にしたことを特徴とするシャドウマスクの製造方法。 2、シャドウマスク板材のスキューネスRskが負の値
    である請求項1に記載のシャドウマスクの製造方法。 3、複数枚のシャドウマスク板材を積み重ね、接着させ
    ようとする複数枚のシャドウマスク板材同士以外のシャ
    ドウマスク板材間にスペーサを介挿して焼鈍工程を行な
    うようにする請求項1又は請求項2に記載のシャドウマ
    スクの製造方法。 4、互いに接着されて1枚のシャドウマスクを形成する
    シャドウマスク板材において、測定長さL内の粗さ曲線
    上の全ての地点の算術平均値である中心線平均粗さRa
    が0.1〜0.7μm、測定長さL内で平均線に対して
    の粗さ曲線の上下の相対性を示す値であるスキューネス
    Rskが0.3以下、測定長さL内での平均線上に突き
    出た各山の中心線上での平均距離Rsmが60μm以上
    、測定長さL内での平均線を中心として0.5μmの高
    さの切断線を越えた単位長さ当りのピークカウント Pcが60/cm以下である表面微細構造を有すること
    を特徴とするシャドウマスク板材。 5、スキューネスRskが負の値である請求項4に記載
    のシャドウマスク板材。
JP2221964A 1990-08-22 1990-08-22 シャドウマスクの製造方法及びシャドウマスク板材 Expired - Lifetime JPH071675B2 (ja)

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