JPH06280051A - シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】規則的多数の小孔を孔設したシャドウマスクの
製造において金属板マスク材にレジスト膜を形成する際
に発生する気泡の抱き込みを解消して小孔の孔径に不揃
いのない精度のあるシャドウマスクを製造することにあ
る。 【構成】金属板１の両面に所望シャドウマスク孔設用パ
ターン状に第一レジスト膜２を形成する工程と、第一レ
ジスト膜を介して両面から金属板面をエッチングする工
程と、エッチングを一旦停止して前記金属板の一方面に
第二レジスト膜３を形成する工程と、前記エッチングを
一旦停止した金属板の他方面から再度のエッチングをす
る工程とからなるシャドウマスクの製造方法において、
第二レジスト膜を形成する工程を、常温未満の温度操作
６にて行なう製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョンのブラウ
ン管、特にカラーテレビジョンのブラウン管内に装填し
て使用される金属板状のシャドウマスクの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に用いられるシャドウマスクの従来
の製造方法について以下に述べれば、一般的なブラウン
管は、電子銃、シャドウマスク、及び赤（Ｒｅｄ）、緑
（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）からなる三色のドット
状パターンの蛍光面から構成されている。

【０００３】シャドウマスクは、蛍光面の手前に或る距
離をもって取付けられた薄い鉄系材料で形成された金属
板であり、電子ビームが通過する小孔が規則的に多数配
列されている。

【０００４】一つの小孔が、赤、緑、青の蛍光体ドット
の１組３個に対応しており、シャドウマスクは、電子銃
から放出された３本の電子ビームを、それぞれの蛍光体
ドットに導く役目を果たしている。

【０００５】シャドウマスクの孔径は、高精細度と称さ
れるものでは、およそ０．１０ｍｍ〜０．１５ｍｍ（ピ
ッチ０．３ｍｍ）であり、さらに超高精細度のもので
は、およそ０．０７ｍｍ〜０．０９ｍｍ（ピッチ０．２
ｍｍ）となる。また、シャドウマスクの板厚は、マスク
強度と熱膨張を抑制するため、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ
程度のものが使用されている。

【０００６】従来のシャドウマスクの製造方法として
は、例えば、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、エッチ
ング液を用いて金属板１に細孔（小孔）を設ける場合に
おいては、まず、金属板１の両面に位置決めして所望の
細孔パターンのレジスト膜２を設け、その両面からエッ
チング液４（エッチャント）を用いてエッチングを行な
う。

【０００７】しかし、このようなエッチング液を用いた
ウエットエッチングでは等方向的、すなわち垂直方向と
同程度に横方向にもエッチングが進行して、サイドエッ
チングを生じるため、前述した超高精細度シャドウマス
クのように微細な孔径の細孔を精度よく開けることは非
常に困難である。

【０００８】このため、通常では、上記サイドエッチン
グを防止（抑制）するために、図４（ａ）〜（ｅ）の側
断面図及び図５の工程フローチャートに示すように、ま
ず金属板１の表裏面に第一のレジスト膜２で所望の規則
的な細孔パターンを形成後、エッチング液４を吹き付け
る（図４（ａ）参照）か、若しくは、浸漬方式にてエッ
チング液を付着させて、金属板１表裏両面よりエッチン
グを行い（図４（ｂ）参照）、その途中で該金属板１の
片面に、第二のレジスト材５を用いてスプレー方式等に
てコーティングしてその後乾燥させて、第二のレジスト
膜３を設ける。（図４（ｃ）参照）

【０００９】次に、図４（ｃ）前記金属板１を第二のレ
ジスト膜３の反対側よりエッチング液４にてエッチング
を開始して、図４（ｄ）に示すように、金属板１を貫通
させて微細な細孔７（小孔）を形成した後、前記第二の
レジスト膜３及び表裏面の第一のレジスト膜２を除去し
て、図４（ｅ）に示すように、金属板１に細孔７が規則
的に多数孔設されたシャドウマスクが製造される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のシャドウマ
スクの製造方法においては、図４（ｂ）〜（ｃ）の側断
面図に示すように、金属板１の片面に第二のレジスト材
５をスプレー方式等にてコーティングして第二のレジス
ト膜３を形成する工程で、金属板１の片面にコーティン
グする際に気泡が発生して、エッチング途中の金属板１
の表面（エッチング進行部分を含めた金属板表面）に残
り、その気泡を脱泡処理する前に気泡を抱き込んだ状態
で、レジスト材が表面上で乾燥固化してしまって、図６
（ａ）に示すように、金属板１上に気泡８を抱き込んだ
第二のレジスト膜３が形成されることがしばしば発生す
る。

【００１１】この状況で、図６（ｂ）のように、下側よ
りエッチングすると、貫通時にエッチング液４が気泡８
の部分の空間で広がり、所定の孔径（図６（ｂ）の点線
部分）より大きな細孔（図６（ｂ）の実線部分）が形成
されて、気泡８を抱き込んだ部分だけ孔径の大きな精度
の良くない不揃いの細孔が孔設されて問題となる。

【００１２】また、気泡８による影響を回避するため
に、エッチング液４を例えば６０℃以上に上げてエッチ
ング速度を速め、孔径がサイド方向に大きくなるのを抑
制するようにしてエッチングした場合には、エッチング
液４の熱によってレジスト膜がエッチング液に対する耐
性を低下したり、変色したり、レジスト脱離や剥離が生
じ易くなる。

【００１３】本発明は、シャドウマスクの製造におい
て、金属板１に第二のレジスト膜を形成する際に発生す
る気泡の抱き込みを解消して、精度のあるシャドウマス
クを製造することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属板の両面
に所望シャドウマスク孔設用パターン状に第一レジスト
膜を形成する工程と、第一レジスト膜を介して金属板両
面をエッチングする工程と、エッチングを一旦停止して
前記金属板の一方面に第二レジスト膜を形成する工程
と、前記エッチングを一旦停止した金属板の他方面から
再度のエッチングをする工程とからなるシャドウマスク
の製造方法において、第二レジスト膜を形成する工程
を、常温未満の冷却操作によって行なうことを特徴とす
るシャドウマスクの製造方法である。

【００１５】

【作用】本発明方法によれば、図１（ｂ）に示すよう
に、金属板１上への第二レジスト材５のコーティングか
ら、レベリング（平準化）、及び乾燥までの第二レジス
ト膜３形成工程を、常温未満の温度により冷却操作しな
がら行なうので、この冷却操作により、金属板１上への
第二レジスト材５のコーティング時におけるレジスト材
５本体に気泡の発生するのを抑制でき、結果的に、金属
板１上にコーティングされるレジスト材５の気泡の発生
を抑制できる。

【００１６】また金属板１上にコーティングされてレベ
リングされた第二レジスト膜３内にたとえ気泡８が取り
込まれたとしても、上記冷却操作によって、少なくとも
第二レジスト膜内に取り込まれた気泡８はその容積を膨
張する方向に変動することはない。また、レベリングか
ら第二レジスト膜３の乾燥固化するまでの間の昇温によ
って、乾燥前に取り込まれていた気泡８は膨張して自己
脱泡を行なう作用がある。

【００１７】このように冷却操作によって、コーテング
時においてはレジスト材本体内の気泡の発生が減少する
方向に回避でき、またレベリング時には気泡の容積の冷
却収縮を促進でき、レベリングから乾燥固化までは冷却
時と乾燥時との温度差によって気泡が膨張して自己脱泡
が促進される。

【００１８】これによって、第二レジスト膜３内の気泡
８の抱き込みを減少あるいは回避でき、また第一レジス
ト膜２と第二レジスト膜３との層間、あるいは第二レジ
スト膜３と金属板１（エッチンク表面を含む金属板１）
との層間での気泡８の抱き込みを減少あるいは回避で
き、気泡８によるエッチング小孔７の不必要なエッチン
グ拡大を防止できるものである。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明方法を詳細に説
明する。図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明方法の実施例に
おける製造工程を示す側断面図であり、図２は、その製
造工程フローチャートであって、まず、図１（ａ）シャ
ドウマスク製造用基板として、金属板１の表裏両面に、
所望のシャドウマスクパターンによる第一レジスト膜２
をパターン状に形成する。なお、一実施例としては、図
１（ａ）に示すように、金属板１の表面側に形成された
シャドウマスクの小孔（細孔）に相当する小円形の第一
レジスト膜２の無い領域に対して、裏面側に形成された
シャドウマスクの小孔（細孔）に相当する小円形の第一
レジスト膜２の無い領域は、金属板１を挟んで相対する
部位に形成され、裏面側に形成された第一レジスト膜２
の無い領域は、第一レジスト膜２の無い領域よりも多少
大きく設定されている。

【００２０】第一レジスト膜２のパターン形成は、金属
板１の表裏両面に全面的に第一のエッチングレジスト材
（ポジタイプ、若しくはネガタイプのフォトレジスト
材）を全面にコーティングして乾燥させた後に、シャド
ウマスクパターンによるパターンにてパターン露光し、
適宜レジスト溶剤を用いて現像処理、水洗処理等して、
現像不溶部分を第一レジスト膜２のパターンとするもの
である。

【００２１】続いて、第一レジスト膜２がパターン形成
された金属板１の表裏両面より、エッチング液４を吹き
付け、あるいは該金属板１をエッチング液４内に浸漬し
て、金属板１表裏両面の第一レジスト膜２の無い領域を
エッチング処理する。（図１（ｂ）参照）

【００２２】続いて、図１（ｂ）に示すように、金属板
１の表面側（図面上側）の第一レジスト膜２上に、第二
レジスト材５をスプレー等にてコーティングする。その
時に金属板１を、常温（室温、乃至２０℃）未満の温度
に冷却操作６を行いながら、コーティングを行いレベリ
ングを行って、後に、乾燥固化することにより、図１
（ｃ）に示すように第二レジスト膜３を形成する。な
お、実施例においては、レベリング後に第二レジスト膜
の乾燥を行なう際には、常温以上の温度によって乾燥を
行なうものであるが、該第二レジスト膜３はパターン化
しないためプリベーク等の加熱硬膜処理は必ずしも必要
とはしない。

【００２３】次に、図１（ｄ）に示すように、第二レジ
スト膜３の適用された金属板１の裏面側（図面下側）よ
りエッチング液４を吹き付け、あるいは、該金属板１を
エッチング液４に浸漬して第二のエッチング処理（再度
のエッチング処理）を行い、図１（ｅ）に示すように、
金属板１を貫通させて細孔７（小孔）を形成する。

【００２４】続いて、金属板１の表裏両面の第一レジス
ト膜２，２、及び第二レジスト膜３を、適宜有機溶剤、
若しくは、アルカリ性溶剤等にて薄膜除去して、図１
（ｆ）に示すように金属板１に細孔７が規則的に多数配
列されたシャドウマスクが得られる。

【００２５】本発明方法において使用する第一レジスト
材、第二レジスト材としては、金属板１として、鉄系の
金属（鉄、鉄−ニッケル合金等）を使用する場合には、
ケイ皮酸エステル系、ポリイソプレンを主体とするアジ
ド系等のレジスト用感光材料が使用され、また、エッチ
ング液としては、塩化第二鉄溶液が使用される。また、
エッチング方法としては、化学エッチング方式、電解エ
ッチング方式が適用できる。

【００２６】また、本発明方法においては、レジストコ
ーティングからレベリング、及びレジスト乾燥までの間
のいずれかの工程において冷却操作を行なうものであ
り、スプレー等にてコーティングしている時だけでは、
気泡の発生を十分に防ぐことが難しい場合は、レジスト
コーティングからレベリング、及びレジスト乾燥までの
間のすべてにおいても、常温未満の温度にて冷却操作６
を行なうことができる。また、本発明において冷却操作
に使用する温度は、常温未満の温度を使用するものであ
り、例えば、室温より低い温度であって、過冷却によっ
て大気中の水分が露結しない程度の冷却が適当であり、
５℃〜１０℃程度が適当である。

【００２７】また、本発明方法において、第二レジスト
材５をコーティングして第二レジスト膜３を形成する工
程においては、工程雰囲気中の湿度を上げ過ぎると、レ
ジスト材をコーティングする時に金属板１との密着性を
低下させてしまう場合があり、また第二のエッチング
（再度のエッチング）を行なう時に、第二レジスト膜３
のエッチング耐性を低下させてしまう場合があり、ま
た、冷却温度を５℃以下にした場合は、湿度を上げた場
合と同様の現象を生ずる場合があるので、冷却操作を行
なう際には、冷却時の湿度を上げ過ぎないことが必要で
あり、また、冷却温度は５℃未満にしないことが適当で
ある。

【００２８】

【発明の効果】本発明方法は、冷却操作を用いることに
よって、レジスト材のコーティング時における気泡の発
生、及び安定化を図ることができ、気泡を抱き込んだ部
分だけ孔径の大きな精度の良くない不揃いの細孔が孔設
される等の問題が解消でき、エッチング液４を加熱する
操作を必要とせず、よって、レジスト膜がエッチング液
に対してエッチング耐性を低下したり、変色したり、レ
ジスト脱離や剥離が生じることがない等、シャドウマス
クの製造において精度のあるシャドウマスクを製造する
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｆ）は本発明方法の実施例の製造工
程を説明する側断面図である。

【図２】本発明方法の実施例の製造工程を説明する工程
フローチャートである。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は従来の製造工程を説明する側
断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｅ）は従来の製造工程を説明する側
断面図である。

【図５】従来の製造工程を説明する工程フローチャート
である。

【図６】（ａ）〜（ｂ）は従来の製造工程における気泡
の発生によるエッチング不良を示す概要部分側断面図で
ある。

【符号の説明】

１…金属板 ２…第一レジスト膜 ３…第二レジスト膜
４…エッチング液 ５…第二レジスト材 ６…冷却操作 ７…細孔（小孔）
８…気泡

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属板の両面に所望シャドウマスク孔設用
   パターン状に第一レジスト膜を形成する工程と、第一レ
   ジスト膜を介して金属板両面をエッチングする工程と、
   エッチングを一旦停止して前記金属板の一方面に第二レ
   ジスト膜を形成する工程と、前記エッチングを一旦停止
   した金属板の他方面から再度のエッチングをする工程と
   からなるシャドウマスクの製造方法において、第二レジ
   スト膜を形成する工程を、常温未満の冷却操作によって
   行なうことを特徴とするシャドウマスクの製造方法。
2. 【請求項２】前記第二レジスト膜を形成する工程を、５
   ℃〜１０℃の温度範囲の冷却操作によって行なう請求項
   １に記載のシャドウマスクの製造方法。