JPH08236018A - シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【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に関する。 【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、第一エッチング工程後、シャドウマ
スク金属素材の一方の面にフィルムを張り付けたうえで
もう一方の面のレジスト膜を剥膜した後、前記フィルム
を剥離する工程と、前記フィルム張り付け面に別のフィ
ルムを再度張り付けた後、前記第一エッチング工程にて
形成された凹部を有するもう一方の面に樹脂を塗布して
この凹部内部に樹脂を充填、硬化しエッチング防止層を
形成する工程と、前記２回目のフィルムを剥離した後、
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
を具備することを特徴とするシャドウマスクの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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、カラー受像管等に用いるシャドウ
マスクは、例えば図３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３（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３（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、シャドウマスク材１を水洗洗浄お
よび乾燥後、図３（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、例えば
グラビアコート法等により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３（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３（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】しかし、上述したサイドエッチング現象は
第一エッチング工程においても生じており、例えば図３
（ｂ）に示すごとく、小孔レジスト膜2aの開口部周辺の
シャドウマスク材１はサイドエッチングを受け、抉れた
形状となる。この結果、小孔レジスト膜2aの開口部周辺
はシャドウマスク材１に対しオーバーハング状のひさし
を形成している。

【０００７】このレジスト膜のひさしが、シャドウマス
ク材にエッチング防止層用の樹脂を塗布する際、樹脂が
凹部内に充填されることを妨げ、図２（ａ）に示すよう
に気泡16の生じたエッチング防止層４が形成される原因
となっていた。このエッチング防止層４に気泡16が生じ
た状態で大孔側に第二エッチングを行うと、大孔側から
小孔側に開孔５が貫通した段階で、気泡16内にエッチン
グ液が流入し不要なエッチングが行われ、図２（ｂ）に
示すような孔形不良が生じていた。

【０００８】この問題を解決する手段として、特許第
1,745,369号等による以下の方法が知られている。すな
わち、小孔側レジスト膜2aおよび大孔側レジスト膜2bを
有するシャドウマスク材１へ第一エッチング工程を行
い、シャドウマスク材１に凹部３を形成した後、例えば
図４（ａ）に示すようにシャドウマスク材の大孔側レジ
スト膜2b表面をシート17で覆う。次いで、剥膜液を小孔
側レジスト膜2aに接触させ小孔側のレジスト膜2aのみを
剥膜し図４（ｂ）を得る。次いで、水洗・乾燥後、図４
（ｃ）に示すようにシャドウマスク材１の小孔側凹部3a
に樹脂を塗布、充填しエッチング防止層４を形成する。
次いで、大孔側のシート17を除去後、大孔側に第二エッ
チングを行い図４（ｄ）に示す大孔側から小孔に貫通す
る開孔５を形成する。次いで、エッチング防止層４およ
び大孔側レジスト膜2b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、と
いう方法である。

【０００９】上記の方法では、大孔側レジスト膜2b表面
をシート17で覆ってから剥膜液を用い小孔側のレジスト
膜2aを除去することで、シート17により大孔側のレジス
ト膜2bが剥膜液の影響を受けることを防ぎつつ小孔側の
レジスト膜2aのみを剥膜除去することができる。これを
もって、上述した小孔側レジスト膜2aのひさしが無くな
り、小孔側凹部3aにエッチング防止層用樹脂が十分に塗
布、充填されることでエッチング防止層４中の気泡発生
の問題を解決したものである。

【００１０】しかし、上記の方法はレジスト剥膜からエ
ッチング防止層形成にいたるまで一種類のシート17を使
用しているため、以下の問題を生じていた。すなわち、
剥膜されたレジスト膜のカス等は異物となってシート17
に付着し、水洗によっても取り除かれなかった異物がエ
ッチング防止層形成工程に持ち込まれ、この異物がシー
トから剥がれエッチング防止層４形成側のシャドウマス
ク材１の凹部3aに再付着していた。この結果、エッチン
グ防止層４形成の際、再付着した異物が樹脂の塗布、充
填を妨げることで、異物のあった部位に気泡が生じ、こ
れにより第二エッチングの際に孔形不良が発生するとい
う問題である。

【００１１】また、シートの破れによりエッチング不良
が生じるという問題もあった。一般に、シャドウマスク
材は長尺帯状の金属素材であることが多く、シャドウマ
スク材の搬送経路は屈曲部の多いものとなっている。こ
のため、柔軟性のある、例えば合成樹脂等の材質が上記
方法に用いるシートとして適しているといえ、かつ、例
えば80〜 100℃と液温の高いアルカリ液をレジスト膜の
剥膜液として使用することが一般的となっている。この
ため、合成樹脂製のシートは高温の剥膜液による影響を
受け強度的に弱くなり、シャドウマスク材搬送中の振動
および張力等により破れ易くなっていた。シートに破れ
が生じた場合、エッチング防止層形成の際、この破れ目
から樹脂が侵入することで、第二エッチングが行なわれ
る側のシャドウマスク材に不要なエッチング防止層が形
成され、このため第二エッチングで本来行われるべきエ
ッチングが阻害され、開孔が得られない等のエッチング
不良を生じるという問題である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に鑑みなされたものであり、得られるシャドウマ
スクに孔形不良等のエッチング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。

【００１３】

【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、シャドウマスク金属素材の一方の面に
フィルムを張り付けたうえでもう一方の面のレジスト膜
を剥膜後、前記フィルムを剥離する工程と、前記フィル
ム張り付け面に別のフィルムを再度張り付けた後、前記
第一エッチング工程にて形成された凹部を有するもう一
方の面に樹脂を塗布してこの凹部内部に樹脂を充填、硬
化しエッチング防止層を形成する工程と、前記２回目の
フィルムを剥離した後、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
ら前記もう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具備することを特徴
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。

【００１４】以下に本発明の例を示した図面を用い、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パターン露
光および現像工程まで終了し図３（ａ）に示すように、
小孔レジスト膜2aと大孔レジスト膜2bを表裏に有してい
るものとし、図１の例ではシャドウマスク材１は左から
右に搬送され、上面を小孔レジスト膜2a側、下面を大孔
レジスト膜2b側としている。次いで、図１に示すように
第一エッチングチャンバー８内にて、例えば塩化第二鉄
液をスプレーし第一エッチングを行い、水洗・乾燥チャ
ンバー９にて水洗および乾燥を行う。

【００１５】次いで、片面に粘着剤を有するフィルム7a
をフィルム供給ロール11a より供給し、例えば大孔レジ
スト膜2b側に粘着剤にて貼り付ける。次いで、剥膜チャ
ンバー10にて、例えばスプレー法または浸漬法等により
剥膜液をシャドウマスク材１に接触させ、小孔レジスト
膜2aの剥膜を行う。次いで、フィルム回収ロール12a に
て大孔レジスト膜2b側に貼り付けたフィルム7aを剥離し
つつフィルム7aの回収を行う。次いで、別のフィルム供
給ロール11b より表面に粘着剤を有するフィルム7bを新
たに供給し、シャドウマスク材の大孔レジスト膜2b側に
貼り付ける。以上のように、レジスト膜剥膜工程後に一
旦フィルム7aを剥がし、再度別の新しいフィルム7bを貼
る、すなわち２種類のフィルムを用いることが本発明の
特徴となっている。

【００１６】次いで、エッチング防止層形成手段13内に
て、例えばロールコート法等により樹脂塗布ロール15等
を用い光硬化型樹脂等の樹脂をシャドウマスク材１の小
孔凹部3a側に塗布後、紫外線照射等の手段により樹脂の
硬化を行い、エッチング防止層４をシャドウマスク材１
の小孔凹部3a側に形成する。

【００１７】次いで、フィルム回収ロール12b により、
大孔レジスト膜2b側に貼り付けた２回目のフィルム7bを
剥離しつつフィルムの回収を行う。次いで、シャドウマ
スク材１を第二エッチングチャンバー14に通し、例えば
塩化第二鉄液をスプレーしシャドウマスク材１の大孔側
に第二エッチングを行い、図３（ｄ）に示す大孔側から
小孔に貫通する開孔５を形成後、エッチング防止層４お
よび残った大孔レジスト膜2bの剥膜等を行いシャドウマ
スクを得るものである。

【００１８】次いで、フィルムの材質として、上記１回
目のフィルムは、レジスト剥膜に用いられる高温のアル
カリ液に対し耐性をもつ柔軟性のある材質、例えば、ポ
リプロピレンまたはポリエチレン等であることが望まし
い。また、２回目のフィルムは１回目のフィルムと同じ
材質であっても構わないが、２回目のフィルムは単に大
孔側への樹脂の付着を防ぐことが目的であり、塩化ビニ
ル等の安価なものであっても構わない。また、２回目の
フィルムは粘着剤を有さず、フィルムの粘着性のみでシ
ャドウマスク材に貼り付けても構わないといえる。な
お、上記の例では、エッチング防止層を光硬化型樹脂に
より形成したが、必ずしもこれに限定されるものではな
く、例えば、加熱硬化型等の樹脂であってもよい。この
場合には、２回目のフィルムには耐熱性をもつフィルム
を用いることが望ましいといえる。

【００１９】なお、本発明は図１の形態に限定されるも
のではなく、要は小孔レジスト膜剥膜工程前に大孔側に
貼ったフィルムは小孔レジスト膜剥膜後に剥離し、エッ
チング防止層用樹脂塗布前に別の新しいフィルムが大孔
側に貼られ、しかる後、第二エッチング工程前に再度貼
られたフィルムを剥離する構成になっていれば構わない
といえる。

【００２０】

【作用】本発明では、剥膜されたレジスト膜のカス等の
異物が付着したフィルムをエッチング防止層形成工程前
に剥離し回収している。これにより、異物がエッチング
防止層形成工程に持ち込まれ、樹脂を充填すべきシャド
ウマスク材の凹部に異物が付着することを防止できる。
また、エッチング防止層形成工程において、液温度の高
いアルカリ液であるレジスト膜剥膜液に接触し強度的に
弱くなったフィルムを使うことなく、十分な強度を持つ
新しいフィルムがシャドウマスク材に貼られていること
になる。これにより、エッチング防止層形成中にフィル
ムの破れにより樹脂が侵入しシャドウマスク材に不要な
エッチング防止層が形成されることを防止できる。

【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、現像工程まで行
い、図３（ａ）に示す、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を得た。

【００２２】次いで、図１に示すように、第一エッチン
グチャンバー８にて第一エッチングを行った後、水洗・
乾燥チャンバー９にて水洗・乾燥を行った。次いで、片
面に粘着剤（日東電工（株）製、商品名「Ｎ３６０」）
を有するポリプロピレン製のフィルム7aをフィルム供給
ロール11a より供給し、粘着剤によりシャドウマスク材
の大孔レジスト膜2b側に貼り付けた。次いで、剥膜チャ
ンバー10内にて、90℃、濃度30％の苛性ソーダ水溶液を
スプレー法により小孔レジスト膜2a側に吹きつけ、小孔
レジスト膜2aの剥膜を行った。

【００２３】次いで、上記フィルム7aをシャドウマスク
材１から剥離しつつフィルム回収ロール12a により回収
した。次いで、塩化ビニル製のフィルム7bをフィルム供
給ロール11b より供給し、シャドウマスク材の大孔レジ
スト膜2b側に貼り付けた。次いで、エッチング防止層形
成手段13内にてシャドウマスク材１の小孔凹部3a側にエ
ッチング防止層４を形成した。次いで、二回目のフィル
ム7bをシャドウマスク材から剥離しつつフィルム回収ロ
ール12b により回収した。

【００２４】次いで、第二エッチングチャンバー14にて
大孔側にエッチングを行い、図３（ｄ）に示す、大孔側
から小孔に貫通する開孔５を形成した。次いで、エッチ
ング防止層４および大孔レジスト膜2bを剥がし、水洗乾
燥して図３（ｅ）に示すフラット型のシャドウマスク６
を得た。

【００２５】

【発明の効果】本発明のシャドウマスクの製造方法によ
れば、従来法と同様にレジスト膜を剥膜したうえでエッ
チング防止層用の樹脂を塗布することで、気泡の生じな
いエッチング防止層を形成できるものであり、さらに、
フィルムを２種類用いることで以下の効果を持つもので
ある。すなわち、剥膜されたレジスト膜のカス等の異物
が付着したフィルムをエッチング防止層形成工程前に剥
離し回収している。これにより、異物がエッチング防止
層形成工程に持ち込まれ、樹脂を充填すべきシャドウマ
スク材の凹部に異物が付着することを防止でき、ひいて
は、エッチング防止層形成工程において凹部への異物付
着を原因とする気泡の発生がなくなり、第二エッチング
の際の孔形不良を防止できる。

【００２６】また、エッチング防止層形成工程におい
て、液温度の高いアルカリ液であるレジスト膜剥膜液に
接触し強度的に弱くなったフィルムを使うことなく、十
分な強度を持つ新しいフィルムがシャドウマスク材に貼
られている。このため、エッチング防止層形成中にフィ
ルムの破れにより樹脂が侵入しシャドウマスク材に不要
なエッチング防止層が形成されることを防止でき、ひい
ては、この不要なエッチング防止層により所望するエッ
チングが妨げられることで生じるエッチング不良を防止
をできる。以上のように本発明は、高精度のパターンを
要求され、開孔の径が小さく開孔の数が多い高精細シャ
ドウマスクを得る上で実用上優れた効果があると言え
る。

【００２７】

【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
の要部を示す説明図。

【図２】（ａ）〜（ｂ）は気泡によるエッチング孔形不
良の一例を示す説明図。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は従来の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。

【図４】（ａ）〜（ｅ）は従来のシャドウマスクの製造
方法の他の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 フィルム ８ 第一エッチングチャンバー ９ 水洗・乾燥チャンバー 10 剥膜チャンバー 11 フィルム供給ロール 12 フィルム回収ロール 13 エッチング防止層形成手段 14 第二エッチングチャンバー 15 塗布ロール 16 気泡 17 シート

Claims (1)

【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、該シャドウマスク金属
   素材の一方の面にフィルムを張り付けたうえでもう一方
   の面のレジスト膜を剥膜後、前記フィルムを剥離する工
   程と、前記フィルム張り付け面に別のフィルムを再度張
   り付けた後、前記第一エッチング工程にて形成された凹
   部を有するもう一方の面に樹脂を塗布してこの凹部内部
   に樹脂を充填、硬化しエッチング防止層を形成する工程
   と、前記２回目のフィルムを剥離した後、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もう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
   具備することを特徴とするシャドウマスクの製造方法。