JPH08167375A - シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】フォトエッチング法によってシャドウマスクを
製造する方法に係わり、特に開孔の径が小さく開孔の数
が多い高精細シャドウマスクの製造方法を提供する。 【構成】フォトエッチング法を用いたシャドウマスクの
製造方法において、光硬化型樹脂９の塗布後に金属材１
の板端部領域に光照射を行うことで該光照射部の光硬化
型樹脂を光硬化し、しかるのち光硬化型樹脂塗布面全面
に光照射を行い他の部位の光硬化型樹脂を光硬化するこ
とでエッチング防止層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォトエッチング法に
よってシャドウマスクを製造する方法に係わり、特に開
孔の径が小さく開孔の数が多い高精細シャドウマスクの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー受像管に用いるシャドウマ
スクは、例えば図４に示すような工程で造られる。すな
わち、シャドウマスク材１として例えば板厚0.13mmの低
炭素鋼板を用い、その両面を脱脂、整面、洗浄処理した
後、その両面にカゼインやポリビニルアルコールと重ク
ロム酸アンモニウムからなる水溶性感光液を塗布乾燥し
て、フォトレジスト膜２を形成する。次いで、シャドウ
マスク材１の一方の面に小孔像のネガパターンを、他方
の面に大孔像のネガパターンを露光する。その後、温水
にて、未露光未硬化のフォトレジスト膜を溶解する現像
処理を行なえば、図４（ａ）に示すように、小孔レジス
ト膜2aと大孔レジスト膜2bを表裏に有するシャドウマス
ク材１が得られる。

【０００３】その後、レジスト膜２に対して硬膜処理お
よびバーニング処理を施し、第一段階のエッチングを表
裏両面から行なう。エッチング液には塩化第二鉄のボー
メ濃度35〜50を用い、スプレー圧 1.5〜3.5kg/cm² のス
プレーエッチングで行なうのが一般的である。この第一
エッチング工程では、図４（ｂ）に示すように、エッチ
ング進度は、途中で止めるのが肝要である。また、この
第一エッチング工程では、シャドウマスク材１の大孔レ
ジスト膜2bを有する面に保護フィルムを貼り付け、小孔
側からのみシャドウマスク材１を中途までエッチングす
る方法もある。

【０００４】次いで、図４（ｃ）に示すように、前段の
エッチングで形成された小孔側の凹部3aを完全に埋め尽
くすエッチング防止層４を形成する。なお、このエッチ
ング防止層４の形成の手段として光硬化型の樹脂を用
い、目的とする面への塗布を行えば、樹脂の塗布後、樹
脂に光照射を行うことで速やかに樹脂の硬化が可能とな
り作業効率の向上、エッチング防止層中への気泡混入の
防止による品質向上等の長所があるため、光硬化型の樹
脂、例えば紫外線硬化型の樹脂を用いることが一般的と
なっている。なお、エッチング防止層４の形成面は、小
孔側であっても大孔側であっても、差し支えないが、多
くの場合、小孔側に形成される。続いて、図４（ｄ）に
示すように、大孔側からのみシャドウマスク材１をエッ
チングする第二エッチング工程を行ない、大孔側から小
孔に貫通する開孔５を形成する。最後に、エッチング防
止層４およびレジスト膜２を剥がし、水洗乾燥して図４
（ｅ）に示すフラット型のシャドウマスク６を得る。

【０００５】このエッチング防止層を用いた従来法で
は、フォトエッチング法では避けることのできないサイ
ドエッチング現象を小孔側で抑えている、ということが
できる。すなわち、小孔側の凹部にエッチング防止層を
充填し、第二エッチング工程では小孔はサイドエッチン
グされないことにより、第一エッチング工程における精
確な小孔パターンを維持できる。したがって、例えば材
料金属板の厚さより小さい孔径の開孔も可能としてい
た。

【０００６】上記の小孔側へのエッチング防止層の形成
は、例えばグラビアコート法等で行なわれているが、そ
のエッチング防止層形成の間、樹脂の塗布を簡易にする
ためシャドウマスク材１を水平方向に搬送しつつ塗布を
行うことが一般的に行われている。通常、エッチング防
止層用の光硬化型樹脂９はシャドウマスク材１の小孔側
面全面に塗布される。このため、光硬化型樹脂９の塗布
後、小孔側全面に光照射を行い樹脂の硬化を行う前に、
シャドウマスク材１が樹脂の塗布面を上面にして搬送さ
れた場合、図３に示すようにシャドウマスク材１の板端
部のまだ未硬化の光硬化型樹脂９が重みで垂れ、光硬化
型樹脂９の塗布面と反対側の面に回り込むという問題が
ある。なお、図３はシャドウマスク材１の搬送方向に対
し直角方向に切った場合の断面を示している。

【０００７】シャドウマスク材１が樹脂の塗布面を上面
にして搬送された場合、シャドウマスク材１の下面つま
り大孔側にシャドウマスク材１に接する形で搬送用ロー
ラー７が設けられていることが普通である。

【０００８】そのため、図３に示すようにシャドウマス
ク材１の上面板端から下面の大孔側に回り込んだ光硬化
型樹脂９が搬送用ローラー７に付着、硬化し突起状のゴ
ミ８となることで以下の問題を生じている。すなわち、
搬送用ローラー７に付着したゴミ８がシャドウマスク材
１と接触し擦れることで、大孔レジスト膜2bが傷を受
け、大孔側に選択的にエッチングを行う第二エッチング
工程においてその傷からエッチング液が侵入し、シャド
ウマスク材１に接触することでシャドウマスク材１は不
用なエッチングを受け、これによりエッチング形状不良
を生じるという問題である。

【０００９】また、搬送用ローラー７に付着したゴミ８
が剥がれ第二エッチング液中に持ち込まれ、第二エッチ
ング工程においてシャドウマスク材１の大孔側のレジス
ト膜2bから露出した凹部3bに再付着することで、ゴミの
再付着した部位のシャドウマスク材１へのエッチングが
阻害されエッチング形状不良を生じるという問題等も上
げられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に鑑み、シャドウマスクの製造方法において、ゴ
ミが発生しないエッチング防止層の形成法を立案して、
本発明に至ったものであり、得られるシャドウマスクに
エッチング形状不良が生じないシャドウマスクの製造方
法を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、両
面に所定パターンに従って一部金属面を露出させている
レジスト膜が形成されている板状のシャドウマスク金属
素材の少なくとも一方の面をエッチングして、少なくと
もこの一方の面の金属露出部分に凹部を形成する第一エ
ッチング工程と、前記第一エッチング工程にて形成され
た凹部を有する一方の面に光硬化型の樹脂を塗布してこ
の凹部内部に光硬化型樹脂を充填する工程と、光硬化型
樹脂塗布面側から光照射を行いこの光硬化型樹脂を光硬
化しエッチング防止層を形成する工程と、前記エッチン
グ防止層の設けられた面とは反対の面をエッチングし
て、この反対の面から前記一方の面に形成された凹部に
通じる凹孔を形成する第二エッチング工程と、前記エッ
チング防止層とレジスト膜を除去する剥膜工程とを少な
くとも有するシャドウマスクの製造方法において、前記
の光硬化型樹脂の塗布後に金属材の板端部領域に光照射
を行うことで該光照射部の光硬化型樹脂を光硬化し、し
かるのち塗布した光硬化型樹脂全面に光照射を行い他の
部位の光硬化型樹脂を光硬化しエッチング防止層を形成
することを特徴とするシャドウマスクの製造方法を提供
することで上記の課題を解決したものである。

【００１２】なお、板端部への光照射は光硬化型樹脂の
塗布面側または両面より行うことも、本課題解決の手段
として有効といえる。

【００１３】以下に図を用い、本発明の説明を行う。図
１において、シャドウマスク材１は巻取りロールから供
給された長尺物の金属板であって、前述した（従来の技
術）の項に記した工程等に従い第一エッチング工程まで
終了し、図４（ｂ）に示すように両面に凹部を得ている
ものとする。次いで、シャドウマスク材１に対し、例え
ばグラビアコート法等を用いシャドウマスク材１の小孔
側すなわちレジスト膜2aの面側に、例えば紫外線硬化型
の光硬化型樹脂９を塗布する。なお、図１の例において
は塗布ロール10を用い、シャドウマスク材１の上面を小
孔側として樹脂の塗布を行っている。

【００１４】次いで、本発明においては、シャドウマス
ク材１の搬送方向に対し左右の両板端部にスポット露光
用の光源11を設け、シャドウマスク材１の左右の板端部
領域に選択的に紫外線等の露光を行うことを特徴とする
ものである。ここで、光硬化型樹脂９の塗布後速やかに
シャドウマスク材１の板端部の樹脂を光硬化させること
で、図２に示すように硬化部が土手14となり、光照射領
域より内側の未硬化の光硬化型樹脂９が板端より垂れ、
光硬化型樹脂９塗布面の反対面に回り込むことを防ぐも
のである。

【００１５】次いで、公知の従来通りの工程に従い、光
硬化型樹脂９塗布面への全面露光による他の部位の未硬
化樹脂の硬化を行いエッチング防止層を形成後、第二エ
ッチング工程、剥膜等を行いシャドウマスクを得るもの
である。

【００１６】また、図１の例では、本発明によるシャド
ウマスク材１の板端部へのスポット露光は光硬化型樹脂
９を塗布した面より行っているが、このスポット露光は
シャドウマスク材１の両側から行っても構わない。

【００１７】次いで、図１においては、本発明に用い
る、例えば水銀ランプ等の露光用の光源用装置12を塗布
ロール10より離れた場所に設置し、光源用装置12から出
る光を光ケーブル13を用いスポット露光用光源11に供給
している。これにより、狭い場所における本発明の実施
を容易にしたものである。

【００１８】また、図１においては光硬化型樹脂９の塗
布面がシャドウマスク材１の上面となっているが、光硬
化型樹脂９の塗布面が下面であってもよく、この場合、
小孔側全面に光照射を行い樹脂の光硬化を行う前、か
つ、光硬化型樹脂９を塗布後の搬送工程において小孔面
がシャドウマスク材１の上面になる前に本発明を実施す
ることが望ましいといえる。

【００１９】なお、本発明によるシャドウマスク材１の
板端部への光照射領域および光強度は、使用するエッチ
ング防止層用樹脂の光硬化条件、エッチング防止層用樹
脂の粘度および塗布膜厚、および、板端部のパターンと
無関係な不用領域の広さ等、製造条件により異なるた
め、随時設定することが望ましいといえる。ちなみに、
後述する実施例においては、経験的に光照射領域をシャ
ドウマスク材の板端部より 5〜10mm程度内側までの領域
とし、光強度 150〜3000mJ/cm²の紫外線を用いることで
好ましい結果を得ている。

【００２０】

【作用】本発明では、エッチング防止層用の光硬化型樹
脂を塗布後、速やかにシャドウマスク材の板端部の樹脂
を、光硬化させている。これにより板端部の光硬化部が
土手となり、光照射領域より内側の未硬化の樹脂が板端
より垂れ、シャドウマスク材のエッチング防止層塗布面
の反対面に回り込むことを防いでいる。

【００２１】

【実施例】本発明の実施例を、以下に記す。 ＜実施例＞シャドウマスク材１として、巻取りロールか
ら供給された長尺物の金属板であって、板厚0.13mmの低
膨張性のアンバー材を用いた。次いで、前述した（従来
の技術）の項で説明した工程に従い、第一エッチング工
程まで行い、図４（ｂ）に示す、凹部を表裏に有するシ
ャドウマスク材１を得た。

【００２２】次いで、図１に示すように小孔側を上面に
して水平搬送されるシャドウマスク材１の小孔側の面全
面に、25℃における粘度が1000cps の紫外線硬化型樹脂
を膜厚30μm にて塗布した。次いで、本発明によりシャ
ドウマスク材１の上面、すなわち小孔側の板端部より10
mm内側までの領域に2000mJ／cm² の紫外線を照射し、板
端部の樹脂の光硬化を行った。なお、前述したように、
この板端部への紫外線照射は両面から行われても構わな
いといえる。

【００２３】次いで、前述した（従来の技術）の項の工
程に従い、シャドウマスク材１の小孔側の全面への紫外
線照射によるエッチング防止層の形成、第二エッチン
グ、剥膜等を行いシャドウマスクを得た。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明のシャドウマスク
の製造方法によれば、エッチング防止層用の光硬化型樹
脂を塗布後、速やかにシャドウマスク材の板端部の樹脂
を、光硬化させている。これにより板端部の光硬化部が
土手となり、光照射領域より内側の未硬化の樹脂が板端
より垂れ、シャドウマスク材のエッチング防止層塗布面
の反対面に回り込むことを防いでいる。これにより、シ
ャドウマスク材のエッチング防止層塗布面の反対面に回
り込んだ樹脂が搬送用ローラーに付着、硬化することを
防止出来る。そのため、本発明は、従来、シャドウマス
ク材のエッチング防止層塗布面の反対面に回り込んだ樹
脂が搬送用ローラーに付着、硬化することで生じてい
た、第二エッチングの際のエッチング形状不良を防止出
来るという点で、実用上優れた効果があると言える。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシャドウマスクの製造方法の一実施例
の要部を示す斜視説明図。

【図２】本発明による板端部の樹脂硬化の一例を示す断
面説明図。

【図３】塗布した樹脂の反対面への回り込みの一例を示
す断面説明図。

【図４】（ａ）〜（ｅ）はシャドウマスクの製造方法の
一例を工程順に示す説明図。

【符号の説明】

１ シャドウマスク材 ２ レジスト膜 ３ 凹部 ４ エッチング防止層 ５ 開孔 ６ シャドウマスク ７ 搬送用ローラー ８ ゴミ ９ 光硬化型樹脂 10 塗布ロール 11 光源 12 光源用装置 13 光ケーブル 14 土手

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両面に所定パターンに従って一部金属面を
   露出させているレジスト膜が形成されている板状のシャ
   ドウマスク金属素材の少なくとも一方の面をエッチング
   して、少なくともこの一方の面の金属露出部分に凹部を
   形成する第一エッチング工程と、前記第一エッチング工
   程にて形成された凹部を有する一方の面に光硬化型の樹
   脂を塗布してこの凹部内部に光硬化型樹脂を充填する工
   程と、光硬化型樹脂塗布面側から光照射を行いこの光硬
   化型樹脂を光硬化しエッチング防止層を形成する工程
   と、前記エッチング防止層の設けられた面とは反対の面
   をエッチングして、この反対の面から前記一方の面に形
   成された凹部に通じる凹孔を形成する第二エッチング工
   程と、前記エッチング防止層とレジスト膜を除去する剥
   膜工程とを少なくとも有するシャドウマスクの製造方法
   において、前記の光硬化型樹脂の塗布後に金属材の板端
   部領域に光照射を行うことで該光照射部の光硬化型樹脂
   を光硬化し、しかるのち塗布した光硬化型樹脂全面に光
   照射を行い他の部位の光硬化型樹脂を光硬化しエッチン
   グ防止層を形成する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】板端部への光照射を光硬化型樹脂の塗布面
   側または両面より行うことを特徴とする請求項１記載の
   シャドウマスクの製造方法。