JPH0734266A - シャドウマスクのエッチング方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、矩形状のシャドウマスクの長辺方
向外周近傍の開孔を中央部と同様な正常な開孔とするシ
ャドウマスクのエッチング方法及びその装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】この発明は、複数のエッチングチャンバーごと
のエッチング液の流れを金属薄板の幅方向に交互に優先
的に流れるようにエッチングチャンバ21内のマニホール
ド31, 41及びスプレーノズル 101,102を配置することに
よって、上記目的を達成するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー受像管のシャド
ウマスクのエッチング方法及びその装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シャドウマスク型カラー受像管
は多数の電子ビーム開孔が所定のピッチで配列され、蛍
光面に近接対向して配置されたシャドウマスクを有して
いる。このシャドウマスクは、電子銃から射出された
赤、青及び緑に対応する３本の電子ビームを１つの電子
ビーム開孔近傍で集中させ、赤、青及び緑に対応するよ
うに塗り分けられた蛍光面に正しく対応射突して、カラ
ー映像を再現する、いわゆる色選別機能を有する重要な
部材の１つである。

【０００３】従って、シャドウマスクの電子ビーム開孔
形状の歪み、電子ビーム開孔と対応する蛍光体との配置
歪み及びシャドウマスクと蛍光面の一定の距離の歪み
は、その許容範囲を越えると、いずれの場合も色純度の
劣化などの特性上の重大な支障をもたらすことになる。
このようなシャドウマスクの電子ビーム開孔は、一般に
斜めに入射する電子ビームに対しても一定の通過量を確
保するために、図４に示すような断面形状を有してい
る。

【０００４】即ち、矩形状の金属薄板１からなるシャド
ウマスクの蛍光面側の開孔２（以降大孔と称す）は、電
子銃側の開孔３（以降小孔と称す）よりも大きな面積を
有するように穿設されており、大孔２の面積は小孔３の
面積の約３倍にも達する。このようなシャドウマスクの
電子ビーム開孔は以下のような工程を経て製造される。

【０００５】まず、図５（Ａ）に示すように、シャドウ
マスク用素材である帯状金属薄板１の両面に感光性樹
脂、例えば感光剤を含むレジスト膜４を被着形成する。
次いで所定の開孔面積に対応するマスクパターンを介し
てレジスト膜４の所定部を感光させ、現像処理を施し
て、開孔されるべき大孔２部分と対応する小孔３部分の
レジスト膜４を除去して、素材面を露出させる。そし
て、素材が鉄を主成分とする材質であれば、塩化第２鉄
を主成分とするエッチング液により両側からエッチング
し、図５（Ｂ）に示すような所定の開孔を貫通穿設す
る。その後、残存レジスト膜４を除去して得られたフラ
ットマスクを曲面形状にプレス成形して完成する。

【０００６】ところで、帯状金属薄板に被着されたレジ
スト膜にシャドウマスクの開孔パターンを焼き付ける方
法としては、一般的に図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すよう
な方法が取られる。即ち、一般的なカラー受像管のシャ
ドウマスクは、長辺と短辺を有する実質的に矩形状であ
る。従って、図６（Ａ）は帯状金属薄板の長さ方向とシ
ャドウマスクの長辺が平行になる場合であり（以降パタ
ーン横取りと称す）、図６（Ｂ）は帯状金属薄板の長さ
方向とシャドウマスクの短辺が平行になる場合である
（以降パターン縦取りと称す）。

【０００７】両者の内、シャドウマスク材の使用効率及
びマスクパターンの焼き付け効率を考慮すれば縦取り方
式が優れている。しかしながら、近年のカラー受像管は
大型化への移行が顕著である上に、例えばハイビジョン
テレビ用のシャドウマスクは従来の縦横比３：４から
９：16と、より長辺が長くなっている。従って、これに
必要なシャドウマスクを縦取り方式で製造しようとした
場合、当然のことながら従来よりも幅の広い帯状金属薄
板が必要となる。

【０００８】従来よりも幅の広い帯状金属薄板を得るに
は、まず金属薄板の供給元では従来よりも幅の広い圧延
機を新規に設ける必要があり、莫大な投資を必要とす
る。また、シャドウマスクの加工元では、シャドウマス
クのエッチングチャンバーの帯状金属薄板の通り抜け可
能な幅は最大でも750 mm程度であり、これ以上の幅の金
属薄板のエッチングを行うには、同じく製造設備を新規
に設ける必要があり、これまた莫大な投資を必要とす
る。従って、シャドウマスクの長辺の長さが従来の帯状
金属薄板の幅を越えても、シャドウマスクの短辺の長さ
が従来の帯状金属薄板の幅を越えないものである限り、
パターン横取りを採用せざるを得ない。

【０００９】また、シャドウマスクの開孔形状とその配
列は、開孔が円形で互いに三角形状に配列されたドット
タイプのものと、開孔が実質的に矩形状で、開孔の長辺
がシャドウマスクの短辺に平行で複数の開孔がブリッジ
を介して配列されるスロットタイプのものがある。そし
て、カラー受像管の多くはこのスロットタイプの開孔を
有するシャドウマスクが用いられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図５（Ｂ）
に示すように、シャドウマスクの両面の開孔が大孔及び
小孔からなる複雑な断面形状を穿設するには、両面側か
らのエッチング方式が用いられる。即ち、エッチングは
両面側から進行し、ある時点で貫通孔が発生し、エッチ
ング液が貫通孔を吹き抜けるサイドエッチングが一定時
間進行した状態でエッチングを終了する。ここで、貫通
孔が発生するまでのエッチングの効率はエッチング液の
流れによっても大きく影響を受ける。即ち、エッチング
がある程度進行し、大孔及び小孔に対応する窪みが形成
されている状態では、エッチング液の疲労液と新液の液
交換が迅速である程エッチングの効率は高くなる。例え
ば、エッチング液が何等かの影響で窪みに滞留する状態
ではエッチングの効率は低くなる。

【００１１】ここで、スロットタイプのシャドウマスク
を図６（Ａ）に示すようなパターン横取り方式でエッチ
ングする場合、実質的に矩形状の開孔の長辺方向は金属
薄板の幅方向と平行に配置されていることになる。この
ような状態でエッチングを進行させた場合、エッチング
液は金属薄板の中央から幅方向に流れ、両端から流れ落
ちることになる。従って、エッチングの進行によって発
生した窪みへのエッチング液の滞留は、金属薄板の中央
と両端側では異なったものとなる。

【００１２】具体的には、矩形状開孔の短辺方向の幅が
金属薄板の中央部よりも両端側で小さくなってしまう。
これは、エッチング液の滞留が金属薄板の中央よりも両
端側で長くなるためと考えられる。このようなシャドウ
マスクを装着したカラー受像管は画面上下端の輝度が低
下し、人間の視感度特性からすると違和感を覚えるもの
となる。

【００１３】また、主として、ディスプレイ用カラー受
像管に用いられるドットタイプの開孔を有するシャドウ
マスクの場合は、金属薄板の両端側で円形開孔が楕円と
なってしまい、輝度の低下に加えてミスランディングに
よる色純度の低下の恐れも生ずる。

【００１４】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あり、矩形状のシャドウマスクの長辺方向外周近傍の開
孔を中央部と同様な正常な開孔とするシャドウマスクの
エッチング方法及びその装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、搬送される
帯状の金属薄板が通過する開口部を両端に有した複数の
エッチングチャンバーが一列状に配列され、前記エッチ
ングチャンバーの各々には前記帯状の金属薄板の上下に
複数本のマニホールドが配設され、前記マニホールドの
各々には直線上に且つ同一方向を指向するスプレーノズ
ルが配設され、前記スプレーノズルからエッチング液を
スプレーして前記帯状の金属薄板に所定の微細孔を穿設
するシャドウマスクのエッチング方法において、前記ス
プレーノズルからスプレーされ前記帯状の金属薄板に当
たるエッチング液は前記帯状の金属薄板の幅方向に流れ
るとともに、前記エッチング液の幅方向の流れは前記複
数のエッチングチャンバーごとに交互に流れるシャドウ
マスクのエッチング方法であり、また、前記スプレーノ
ズルは一方向に揺動するとともに、前記エッチングチャ
ンバーごとに揺動の中心が交互に逆方向に配向されてい
ることを特徴とするシャドウマスクのエッチング装置で
ある。

【００１６】

【作用】シャドウマスクの長辺方向外周近傍の開孔形状
が異常となるのはエッチング液の流れる方向に関係があ
る。即ち、帯状金属薄板の幅方向両端部と中央部とでは
スプレーノズルの揺動により、エッチング液の流れ方が
異なるためである。帯状金属薄板の中央部ではスプレー
ノズルの揺動により、エッチング液は金属薄板の中央部
を幅方向に交互に流れる。これに対して金属薄板の幅方
向両端部近傍では両端部よりエッチング液が流れ落ちる
ため、エッチング液の流れとしては金属薄板の中央部か
ら両端部方向へ向かう流れが支配的となる。

【００１７】この結果、パターン横取り方式でエッチン
グを行った場合、金属薄板の幅方向両端部に近い部分の
エッチング進行中の個々の開孔のエッチング液量は、両
端部近い部分が多く、中央部は少ない分布を示す。従っ
て、エッチング液量の多い部分はエッチング界面へのエ
ッチング液の衝撃力が低下し、疲労液と新液との液交換
が鈍化する。このため、金属薄板の幅方向両端部近傍は
中央部に比してエッチング速度が遅くなり、結果として
スロット型開孔の場合は、実質的に矩形状の開孔の短辺
方向の幅は金属薄板の幅方向両端部近傍で中央部よりも
小さくなる。

【００１８】以上の考察から、複数のエッチングチャン
バーごとのエッチング液の流れを金属薄板の幅方向に交
互に優先的に流れるようにエッチングチャンバ内のマニ
ホールド及びスプレーノズルを配置することによって、
全てのエッチングチャンバを通過した時点で開孔形状を
均等なものとすることができる。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の実施例について詳細に説明す
る。図１に本発明の実施例に適用されるエッチング装置
の全体構成を示す。エッチング装置は、４つのエッチン
グチャンバ21〜24が一列方向に配置され、各々のエッチ
ングチャンバ内には下側マニホールド31〜34及び上側マ
ニホールド41〜44が配置され、各々のマニホールドには
それぞれスプレーノズルが設けられて（図示せず）エッ
チングシステムを構成している。

【００２０】さらに、このエッチングチャンバ21〜24に
引き続き、エッチング液を洗い流すための水洗チャンバ
50、レジストを剥離するための剥離チャンバ60、剥離液
を洗い流すための水洗チャンバ51および乾燥ヒータを有
する乾燥チャンバ70が配列されてエッチング装置は構成
されている。帯状の金属薄板はバックテンションローラ
ー及びピンチローラーを有する搬送装置（図示せず）に
より、主要な各部分で抑えローラー11および受けローラ
ー12に挟まれて水平に保持されながら、紙面左から右方
向に一定速度で搬送される。

【００２１】エッチングチャンバ21〜24内のマニホール
ドは、帯状の金属薄板の搬送方向と平行に下側マニホー
ルド31〜34及び上側マニホールド41〜44が取り付けら
れ、各マニホールドにはスプレーノズルが取り付けら
れ、帯状金属薄板の幅方向に揺動しながらエッチング液
をスプレーする。

【００２２】図２は第１エッチングチャンバ21を帯状金
属薄板１の進行方向から見た概略構成を示す。第１エッ
チングチャンバ21の上側マニホールド41に取り付けられ
たスプレーノズル101 は図の矢印に示すように一方向に
揺動し、その揺動の中心は帯状金属薄板１の搬送方向に
向かって左側を指向している。また、下側マニホールド
31に取り付けられたスプレーノズル102 は図の矢印に示
すように一方向に揺動し、その揺動の中心は帯状金属薄
板１の搬送方向に向かって、上側スプレーノズル101 と
は逆方向の右側を指向している。

【００２３】一方、第２エッチングチャンバ22において
は、上側マニホールド42に取り付けられたスプレーノズ
ル（図示せず）の揺動の中心は帯状金属薄板１の搬送方
向に向かって右側を指向している。また、下側マニホー
ルド31に取り付けられたスプレーノズル（図示せず）の
揺動の中心は帯状金属薄板１の搬送方向に向かって、上
側スプレーノズルとは逆方向の左側を指向している。

【００２４】同様に、第３エッチングチャンバ23のマニ
ホールドに取り付けられたスプレーノズル（図示せず）
の揺動の中心は、第１エッチングチャンバ21のスプレー
ノズルの揺動の中心と同じであり、第４エッチングチャ
ンバ24のマニホールドに取り付けられたスプレーノズル
（図示せず）の揺動の中心は、第２エッチングチャンバ
22のスプレーノズルの揺動の中心と同じである。即ち、
各々のエッチングチャンバのマニホールドに取り付けら
れたスプレーノズルの揺動の中心は、それぞれ前のエッ
チングチャンバのマニホールドに取り付けられたスプレ
ーノズルの揺動の中心とは逆の方向となるように指向さ
れている。

【００２５】このようなエッチングチャンバで帯状金属
薄板をエッチングした場合、第１エッチングチャンバ21
の上側でのエッチング液の流れは、搬送方向に向かって
右側から左側に流れるようになる。また、下側では搬送
方向に向かって左側から右側に流れるようになる。従っ
て、第１エッチングチャンバ21の上側でのエッチングパ
ターンの穿設痕は、図３（Ａ）に示すように、搬送方向
左側の方が右側よりも大きくなる。下側でのエッチング
パターンの穿設痕は上側とは逆となる。

【００２６】次に、第２エッチングチャンバ22において
は、上側及び下側とも第１エッチングチャンバ21とは逆
の方向にエッチング液が流れるため、上側でのエッチン
グパターンの穿設痕は搬送方向右側の方が左側よりも大
きくなる。また、下側でのエッチングパターンの穿設痕
は搬送方向左側の方が右側よりも大きくなる。この結
果、第２エッチングチャンバ22を通過した時のエッチン
グパターンの穿設痕は、第１エッチングチャンバ21を通
過した時のエッチングパターンの穿設痕と合わせてバラ
ンスが取れ、図３（Ｂ）に示すように、左右がほぼ同じ
エッチングパターンの穿設痕となる。

【００２７】さらに、第３エッチングチャンバ23と第４
エッチングチャンバ24においても、第１エッチングチャ
ンバ21と第２エッチングチャンバ22と同様のエッチング
が行われる。この結果、最終的にはパターン横取り方式
でもシャドウマスクの長辺方向外周近傍の開孔形状は、
中央部と同様のバランスの取れた同じ形状のものが得ら
れる。

【００２８】以上の実施例では、各エッチングチャンバ
のマニホールドに取り付けられたスプレーノズルの揺動
の中心は上側と下側で逆方向となるように指向されてい
るが、本発明ではこれに限らず、上側と下側で同一方向
となるように指向し、それぞれ前のエッチングチャンバ
と逆方向となるように指向してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、シャドウ
マスクのエッチングにおいて、パターン横取り方式で
も、複数のエッチングチャンバーごとのエッチング液の
流れを金属薄板の幅方向に交互に優先的に流れるように
エッチングチャンバ内のマニホールド及びスプレーノズ
ルを配置することによって、全てのエッチングチャンバ
を通過した時点で開孔形状を均等なものとすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に適用されるエッチング装置の
全体構成を示す概略横断面図。

【図２】図１の第１エッチングチャンバを金属薄板の搬
送方向から見た概略構成図。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はエッチングパターンを説明
するための模式図。

【図４】シャドウマスクの電子ビーム開孔を示す断面
図。

【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は図４の電子ビーム開孔のエ
ッチング工程を説明するための工程図。

【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は帯状金属薄板からシャドウ
マスクのパターン取り方式を説明するための模式図。

【符号の説明】 １…帯状金属薄板 21〜24…エッチングチャンバ 31〜34下側マニホールド 41〜44…下側マニホールド 101 〜102 …スプレーノズル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送される帯状の金属薄板が通過する開
   口部を両端に有した複数のエッチングチャンバーが一列
   状に配列され、前記エッチングチャンバーの各々には前
   記帯状の金属薄板の上下に複数本のマニホールドが配設
   され、前記マニホールドの各々には直線上に且つ同一方
   向を指向するスプレーノズルが配設され、前記スプレー
   ノズルからエッチング液をスプレーして前記帯状の金属
   薄板に所定の微細孔を穿設するシャドウマスクのエッチ
   ング方法において、前記スプレーノズルからスプレーさ
   れ前記帯状の金属薄板に当たるエッチング液は前記帯状
   の金属薄板の幅方向に流れるとともに、前記エッチング
   液の幅方向の流れは前記複数のエッチングチャンバーご
   とに交互に流れることを特徴とするシャドウマスクのエ
   ッチング方法。
2. 【請求項２】 搬送される帯状の金属薄板が通過する開
   口部を両端に有した複数のエッチングチャンバーが一列
   状に配列され、前記エッチングチャンバーの各々には前
   記帯状の金属薄板の上下に複数本のマニホールドが配設
   され、前記マニホールドの各々には直線上に且つ同一方
   向を指向するスプレーノズルが配設され、前記スプレー
   ノズルからエッチング液をスプレーして前記帯状の金属
   薄板に所定の微細孔を穿設するシャドウマスクのエッチ
   ング装置において、前記スプレーノズルは一方向に揺動
   するとともに、前記エッチングチャンバーごとに揺動の
   中心が交互に逆方向に配向されていることを特徴とする
   シャドウマスクのエッチング装置。