JPH08236027A - シャドウマスクの検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】所定パターンに従って金属板を貫通する孔が開
孔されたシャドウマスクを検査する方法に係わり、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
の孔の検査方法の提供。 【構成】所定パターンに従って金属板を貫通する孔が開
孔されたシャドウマスクの検査方法において、シャドウ
マスクに開孔された貫通孔の孔径を測定し、測定された
孔径と孔に対し所望される値との比較を行う手段と、孔
径が所望値より小さい場合、シャドウマスク上の孔小部
位の場所を記憶する手段３と、記憶手段をもとにシャド
ウマスク上の孔小部位に光照射１０を行い、光照射部位
より発せられる蛍光１１を受光する手段４と、蛍光の分
光強度を測定する手段６と、蛍光の分光強度データによ
り開孔不良による孔小と異物付着による孔小とを判別す
る手段とを具備するシャドウマスクの検査方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定パターンに従って
金属板を貫通する孔が開孔されたシャドウマスクを検査
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孔の検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー受像管等に用いるシャドウマスク
には、径の小さい貫通孔が多数開孔されている。シャド
ウマスク上に開孔されるべき貫通孔の径は、シャドウマ
スク製造前の設計段階において予め設定されており、そ
の値はシャドウマスクがカラー受像管等に組み込まれた
際、カラー受像管等が所望する性能を発揮できるよう設
定されている。そのため、シャドウマスクを製造後、シ
ャドウマスクに開孔された貫通孔（以下、孔と記す）が
あらかじめ設定された通りの孔径となっているか否かを
検査する工程は、カラー受像管等が所望する性能を発揮
できるか否かを左右する重要な工程といえる。

【０００３】従来は、シャドウマスクの孔径の検査は人
間の眼により顕微鏡等を用い行われていた。しかし、シ
ャドウマスクには微細かつ多数の孔が開孔されており、
人間が全ての孔に対し検査するのでは時間が掛かり、か
つ、検査モレも生じる等生産効率の悪いものであった。
そのため、現在では孔径検査機を用いた機械的な検査が
主流となっている。

【０００４】孔径検査機では、例えば以下のようにして
孔径の検査を行っている。すなわち、シャドウマスクの
一方の面から孔部に、例えば高周波蛍光灯を用いて光を
照射し、孔を通過した光をもう一方の面に設けたＣＣＤ
カメラまたはラインセンサー等で光像として受け、この
光像をもとに孔径を検査するものである。その孔径検査
の際、一定のパターンに従って配列された孔を持つシャ
ドウマスクにおいては、比較検査法が一般的に用いられ
ている。すなわち、幾つかの孔については孔径の実測を
行い孔が所望する孔径を持つことを確認した上で、一定
領域内の隣接する複数の孔同志の孔径比較を行うこと
で、他の孔と異なる孔径を持つ孔を不良として抽出する
方法である。これをシャドウマスクの全領域について行
なうものであり、一連の処理は例えばコンピュータを用
い制御されている。

【０００５】なお、上述した孔径検査の結果、測定され
た孔径が所望値を外れる場合として、以下が考えられ
る。すなわち、シャドウマスクの製造工程において、製
造時の製造条件等が何らかのトラブルによりあらかじめ
設定した条件を外れ、製造されたシャドウマスクの孔が
所望値より大きくなったり小さくなった場合である。例
えば、部分的にエッチングが過度に行われた場合、図２
（ａ）に示すように開孔の孔径は所望値より大きくな
り、逆にエッチングが不足すると図２（ｂ）に示すよう
に孔径は小さくなる。なお、図２はシャドウマスク１の
開孔８部の断面を示し、図中の破線は所望されるエッチ
ングがなされた場合の、開孔を示している。

【０００６】次いで、開孔されたシャドウマスクの孔は
所望する孔径となっているが、図２（ｃ）に示すように
孔に異物９が付着し、孔径の測定時に孔径測定機がシャ
ドウマスクすなわち金属と付着した異物との区別ができ
ず、孔径が所望値より小さいと測定される場合がある。
これは、捉えた光像をもとに孔径測定機が孔径の測定を
行うことによるものである。上記の異物９として、例え
ばフォトエッチング法を用いたシャドウマスクの製造方
法においては、フォトレジストがシャドウマスク材から
完全に剥離されず残った場合等が考えられる。また、製
造、検査、および搬送工程において人手を要することか
ら、人より発生したゴミ、例えば、フケ、アカ、服から
のホコリ、服の繊維片等が孔に付着したことも考えられ
る。

【０００７】孔径検査機により測定し、シャドウマスク
に開孔された孔の径が所望値を外れていた場合、そのシ
ャドウマスクは孔径不良を持つと見なされる。ここで、
孔径が所望値より大きい不良（以下、孔大不良と記す）
を持つ場合は、シャドウマスクに所望する孔径より大き
な孔がすでに開孔されているためいかんともしがたく、
孔大不良を持つシャドウマスクは破棄されるのが普通と
なっている。次いで、孔径が所望値より小さい不良（以
下、孔小不良と記す）を持つ場合であってもシャドウマ
スクは破棄される。

【０００８】しかし、孔小不良のみを持つシャドウマス
クにおいては、上述したように所望される径に開孔され
た孔に異物が付着しただけの理由で孔径不良となってい
る場合があり、その場合には付着した異物を除去しさえ
すればシャドウマスクとしてそのまま使用できると言え
る。

【０００９】そのため、孔小不良のみを持つとされたシ
ャドウマスクをそのまま破棄することは、上記の理由に
より、異物を除去すれば利用可能なシャドウマスクを捨
てる可能性があるという意味で資源のムダであり、か
つ、再度シャドウマスクを製造し直さなければならない
等生産効率の悪いものとなる。

【００１０】しかし、上述した孔径検査機を用いた孔径
検査では、不良となった孔と正常な孔との大きさの相違
しか判断出来ないため、孔径不良と測定された原因が、
シャドウマスクに穿孔された孔の不良によるためなの
か、もしくは孔に異物が付着したためなのかは判断でき
ない。このため、孔径不良と測定された箇所を人手によ
り、顕微鏡等を用い目視で検査を行い、孔径不良が開孔
不良によるものか、もしくは異物付着によるものかを判
断する必要が新たに生じ、これがシャドウマスク検査の
自動化を妨げるものとなっていた。

【００１１】また、上述したようにシャドウマスクには
多数の微細な貫通孔が開孔されているため人手による検
査は非常に手間が掛かる。また、検査員の技量によって
は検査ミスにより使用可能なシャドウマスクを破棄して
しまう可能性や、逆に使用不能なシャドウマスクを良品
として通過させてしまう可能性等もあり、人手による検
査は非常に効率が悪いものといえる。

【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、シャドウマスクの検査において、孔小不
良がシャドウマスクに開孔された孔が小さいためなの
か、もしくは孔に異物が付着したためなのかを判断する
検査方法を立案して、本発明に至ったものであり、シャ
ドウマスクの検査において検査ミスが無く、かつ、検査
効率を向上したシャドウマスクの検査方法を提供するこ
とを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、所
定パターンに従って金属板を貫通する孔が開孔されたシ
ャドウマスクの検査方法において、シャドウマスクに開
孔された貫通孔の孔径を測定し、測定された該孔径と該
孔に対し所望される値との比較を行う手段と、該孔径が
所望値より小さい場合、前記シャドウマスク上の該孔小
部位の場所を記憶する手段と、該記憶手段をもとに前記
シャドウマスク上の該孔小部位に光照射を行い、該光照
射部位より発せられる蛍光を受光する手段と、該蛍光の
分光強度を測定する手段と、測定した蛍光の分光強度デ
ータにより開孔不良による孔小と異物付着による孔小と
を判別する手段とを具備することを特徴とするシャドウ
マスクの検査方法を提供することにより上記の課題を解
決したものである。

【００１４】すなわち、本発明者らは、本課題を解決す
べく鋭意検討を行い、シャドウマスクに開孔された孔に
付着し孔小不良と測定される原因となる異物は、（従来
の技術）の項で記したように有機物であるという点に着
目したうえで、シャドウマスクを構成する金属すなわち
無機物と、異物である有機物とを区別する手段として、
蛍光顕微鏡等に用いられている蛍光の原理にも着目し
た。すなわち、物質、特に有機物に特定波長の光照射を
行った場合、その有機物は励起され蛍光を発し、かつ、
その蛍光は物質固有の蛍光スペクトルを持つというもの
である。

【００１５】そこで本発明においては、以下の工程をも
ってシャドウマスクの孔径検査を行うものである。初め
に、従来の孔径検査機を用い孔径の測定を行ない、孔径
不良を持つシャドウマスクを選別する。

【００１６】次いで、孔径不良となった孔の孔径と、本
来その孔が持つべき孔径との比較を行い、孔径不良を持
つシャドウマスクから孔小不良のみを持つシャドウマス
クを選別する。なお、上記の孔径比較の際に、孔小不良
のみを持つシャドウマスク上における孔小不良となった
孔の位置、例えばＸ、Ｙ座標を記憶手段、例えばコンピ
ュータに位置データとして記憶するものである。

【００１７】次いで、光照射手段および受光手段を備え
た蛍光測定機を、孔小不良のみを持つシャドウマスクの
孔小不良部位に位置させ、孔小不良部位に特定波長の光
を照射し、かつ、孔小不良部位から発せられる蛍光を受
光するものである。

【００１８】ここでは、特定波長の光を照射すると、有
機物である異物は励起して固有スペクトルの蛍光を発す
るという原理を用いるものである。なお、シャドウマス
クを構成する金属は上記で照射した波長の光を照射して
も蛍光を発しないか、発しても金属による蛍光の波長
は、有機物から発せられる蛍光の波長から外れたものと
なる。これにより、蛍光測定機により受光した蛍光の波
長を分光光度計等を用い測定することで、異物の有無が
判断できるということになる。

【００１９】すなわち、蛍光測定機により特定波長の光
を孔小不良部位に照射し、発せられた蛍光が有機物に固
有なスペクトルであれば、孔小不良は異物付着によるも
のと判定できる。また、孔小不良部位から蛍光が発せら
れ無いか、または受光した蛍光が有機物に固有なスペク
トルから外れていれば、その部位には異物が無く、孔小
不良は開孔不良によるものと判定できる。

【００２０】次いで、上記の光照射、蛍光受光、および
分光光度の測定を、記憶手段に蓄えられた位置データを
もとに蛍光測定機をシャドウマスクの各孔小不良部位に
位置させることで、各孔小不良部位にて繰り返し、異物
の有無の判断を行っていくものである。本発明は、以上
の検査工程を制御装置、例えばコンピュータにて制御す
るものである。

【００２１】

【作用】本発明においては、孔径検査機を用い孔小不良
のみを持つシャドウマスクを選別し、しかる後、シャド
ウマスク上の各孔小部位に特定波長の光を照射し、各孔
小部位から発せられる蛍光の有無、および蛍光のスペク
トルを分光光度計等を用い測定する、以上の工程を制御
装置を用い行っている。これにより、孔小の部位が、シ
ャドウマスクへの開孔不良によるものか、もしくは、異
物が孔に付着しているためなのかの判断を自動的に行う
ことができる。

【００２２】

【実施例】本発明の実施例を以下に記し、さらに説明を
行う。 ＜実施例＞板厚0 ．13mmの低炭素鋼を用い、公知の製造
方法であるフォトエッチング法により、所定パターンに
従って両面を貫通する孔が開孔されたシャドウマスク１
を製造した。

【００２３】次いで、図１に示すように、シャドウマス
ク１の検査を行なった。初めに、従来の孔径検査機２を
用いシャドウマスク１の孔の測定を行ない、孔径不良を
持つシャドウマスクと孔径不良の無いシャドウマスクと
を選別した。ここで、孔径不良が無いシャドウマスク１
ａは、正常なシャドウマスクとして検査工程から搬送手
段（図示せず）により搬出し、次工程に廻した。

【００２４】次いで、孔径不良を持つシャドウマスクに
対して、孔径検査機２を用い孔径不良となった孔の孔径
と、本来その孔が持つべき孔径との比較を行い、孔小不
良のみを持つシャドウマスク１ｃを選別する。ここで、
孔大不良のみを持つ、または、孔大不良と孔小不良を混
在して持つシャドウマスク１ｂは不良として検査工程よ
り搬出し、破棄した。なお、孔径比較の際、孔小不良の
みを持つシャドウマスク１ｃの場合、孔小不良となった
孔のシャドウマスク１ｃ上におけるＸ、Ｙ座標を記憶手
段３、すなわちコンピュータに位置データとして記憶し
た。

【００２５】次いで、孔小不良のみを持つシャドウマス
ク１ｃを搬送手段を用い、孔径検査機２からステージ５
上に載置した。なお、ステージ５はＸ、Ｙ方向に可動で
きるようになっている。

【００２６】次いで、光照射手段および受光手段を備え
た蛍光測定機４をシャドウマスク１ｃの孔小不良部位に
位置させ、波長 510〜 560nmの光照射10を行い、かつ、
孔小不良部位から発せられる蛍光11を受光し、分光光度
計６により受光した蛍光11の波長を測定した。

【００２７】ここで（課題を解決するための手段）の項
で記した原理を用い、蛍光測定機４により特定波長、す
なわち波長 510〜 560nmの光照射10を孔小不良部位に行
い、受光した蛍光11が有機物に特有なスペクトル、すな
わち波長 590nmであれば、孔小不良は異物付着によるも
のと判定できる。また、孔小不良部位から蛍光が発せら
れ無いか、または受光した蛍光が波長 590nmから外れて
いれば、その部位には異物が無く、孔小不良は開孔不良
によるものと判定できる。

【００２８】次いで、記憶手段３に蓄えられた位置デー
タをもとにステージ５を移動させることで蛍光測定機４
をシャドウマスク１ｃの各孔小不良部位に位置させ、上
記の光照射、蛍光受光、および分光光度の測定を各孔小
不良部位にて繰り返し、異物の有無の判断を行った。

【００２９】ここで、上述した蛍光による異物の有無の
判断を行い、シャドウマスク１ｃが開孔不良による孔小
不良を含むことが判明した時点で、不良をもつシャドウ
マスク１ｄとして検査工程から搬出し、破棄した。

【００３０】次いで、孔小不良が全て異物によるもので
あったシャドウマスク１ｅの場合、シャドウマスク１ｅ
を搬送手段により異物除去工程に送った。以上の検査工
程を制御装置７、すなわちコンピュータにて制御を行っ
た。

【００３１】なお、異物除去工程において、例えば水洗
洗浄、刷毛等を用いシャドウマスク１ｅに付着した異物
を取り除いた後、次工程に搬送し最終的にカラー受像管
等に組み込むものである。また、必要によっては、異物
除去工程において異物を除去したシャドウマスク１ｅを
再度孔径検査機２に掛け、上記の検査工程を繰り返して
も構わないといえる。

【００３２】なお、上記の実施例では蛍光測定機４によ
る光照射10の波長を 510〜 560nmとし、有機物からの蛍
光11の波長を 590nmとしたが、必ずしもこれに限定され
るものではない。例えば、シャドウマスク製造に使用す
るレジストの材質等が異なった場合、孔に付着した異物
からの蛍光の波長および蛍光を発生させるための光照射
波長は異なる可能性があるため、製造条件等により適宜
最適な波長を選択していくことが必要と言える。

【００３３】また、上記の例ではステージ５を可動とし
たが、これに限定されるものではなく、ステージ５を固
定とし、孔小不良の孔の位置データをもとに蛍光測定機
４が動くことで、孔小不良とされた部位に蛍光測定機４
が位置することであっても構わない。

【００３４】

【発明の効果】本発明においては、孔径検査機により孔
小不良のみを持つシャドウマスクを選別し、しかる後、
シャドウマスク上の各孔小部位に特定波長の光を照射
し、各孔小部位から発せられる蛍光の有無、および蛍光
のスペクトルを分光光度計等を用い測定する、以上の工
程を制御装置を用い行っている。これにより、孔小の部
位が、シャドウマスクへの穿孔不良によるものか、また
は、異物が孔に付着しているためなのかの判断を自動的
に行うことができる。これにより、従来人手に頼ってい
た孔小不良の原因の判断を、機械的かつ自動的に行うこ
とで検査効率が向上し、かつ、検査員の技量に左右され
ることなく検査ができ、例えば肉眼による検査で生じて
いた検査ミスを防止できるといえ、品質の良い高精細シ
ャドウマスクを得る上で本発明は実用上優れているとい
える。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシャドウマスクの検査方法の一実施例
の要部を示す説明図。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は孔径不良の一例を示す断面説
明図。

【符号の説明】

１ シャドウマスク ２ 孔径検査機 ３ 記憶手段 ４ 蛍光測定機 ５ ステージ ６ 分光光度計 ７ 制御装置 ８ 開孔 ９ 異物 10 光照射 11 蛍光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定パターンに従って金属板を貫通する孔
   が開孔されたシャドウマスクの検査方法において、シャ
   ドウマスクに開孔された貫通孔の孔径を測定し、測定さ
   れた該孔径と該孔に対し所望される値との比較を行う手
   段と、該孔径が所望値より小さい場合、前記シャドウマ
   スク上の該孔小部位の場所を記憶する手段と、該記憶手
   段をもとに前記シャドウマスク上の該孔小部位に光照射
   を行い、該光照射部位より発せられる蛍光を受光する手
   段と、該蛍光の分光強度を測定する手段と、測定した蛍
   光の分光強度データにより開孔不良による孔小と異物付
   着による孔小とを判別する手段とを具備することを特徴
   とするシャドウマスクの検査方法。