JPH10208640A

JPH10208640A - シャドウマスクの検査方法

Info

Publication number: JPH10208640A
Application number: JP736997A
Authority: JP
Inventors: Kyuichi Yago; 久一谷郷
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-01-20
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】シャドウマスクに光照射を行い、貫通孔の形状
の検査判定を行うシャドウマスクの検査方法において、
検査精度が向上し、疑似エラーの無い検査方法を提供す
る。【解決手段】金属薄板の一方の面に形成された小孔凹部
と、他方の面に形成された大孔凹部とが結合してなる貫
通孔を複数有するシャドウマスクの片面側より光照射を
行い、貫通孔を通過した光をもとに、貫通孔の形状が所
望の形状となっているか否かを検査判定するシャドウマ
スクの検査方法において、開口部を有する枠状の検査台
上に、前記大孔凹部面側を下面にしてシャドウマスクを
載置し、しかる後、シャドウマスクの片面側より光照射
を行い、貫通孔を通過した光をもとに貫通孔の形状が所
望の形状となっているか否かを検査することを特徴とす
るシャドウマスクの検査方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属薄板に複数の
貫通孔が形成されたシャドウマスクを検査する方法に係
わり、特に、貫通孔の数が多く、貫通孔の径が小さい高
精細シャドウマスクを検査する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー受像管等に用いるシャドウマスク
は、金属薄板に複数の貫通孔を形成しているものであ
り、フォトエッチング法を用いてシャドウマスクを製造
することが主流となっている。また、シャドウマスクは
高精細化の要求が高まっており、以下の図５に記す製造
例に記すように、シャドウマスクに形成する貫通孔を、
一方の面に形成した小孔凹部と、他方の面に形成した大
孔凹部とにより形成することが主流となりつつある。

【０００３】すなわち、金属薄板（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
ンまたは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、所定のパターンを有する露
光用マスクを介して、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５
（ａ）に示すように、開孔部よりシャドウマスク材１を
露出した小孔レジスト膜2aと大孔レジスト膜2bとを表裏
に有するシャドウマスク材１が得られる。

【０００４】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35〜52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５（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。

【０００５】次いで、シャドウマスク材１を水洗洗浄お
よび乾燥後、例えば光硬化型の樹脂をグラビアコート法
等により塗布後、樹脂に光照射を行うことで、図５
（ｃ）に示すように、前段のエッチングで形成された小
孔凹部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、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。

【０００６】続いて、図５（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、大孔凹部3bを拡大することで、大
孔側から小孔に貫通する貫通孔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を剥膜除去する
剥膜工程を行い図５（ｅ）を得た後、不要部の断裁等を
行いフラット型のシャドウマスク６を得るものである。
なお、上述した図５では、エッチング防止層４を用いた
製造方法の例を記したが、エッチング防止層４を用いる
こと無くシャドウマスクを製造する方法もある。

【０００７】また、通常は図４に示すように、上述した
複数の貫通孔５はシャドウマスク６の中央部寄りの画像
領域11に形成されるものであり、画像領域11を取り巻く
外周部12は貫通孔が形成されていず、カラー受像管等に
シャドウマスク６を組み込む際に、金型等により成形さ
れる部位である。

【０００８】上述した例に記したように、、シャドウマ
スクを製造するうえで、小孔凹部3aと大孔凹部3bを貫通
させる方法が主流となりつつあるものであり、シャドウ
マスクには、金属薄板を貫通した径の小さい貫通孔５
が、多数形成されている。

【０００９】シャドウマスクに形成された各貫通孔５
は、シャドウマスクをカラー受像管等に組み込んだ際
に、電子銃より発せられた電子線を正しくカラー受像管
の蛍光面に導く役目をしている。そのため、シャドウマ
スク上に形成されるべき各貫通孔５の形状、特に貫通部
の平面形状（以下、形状と記す）および貫通孔５の貫通
部の開口径（以下、孔径と記す）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、その形状
および孔径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。

【００１０】そのため、シャドウマスクの製造後に、貫
通孔５の形状および孔径が所望されたものとなっている
か否かの検査を行うものであるが、貫通孔５の数が多
く、肉眼による検査では手間が掛かかるため、貫通孔５
の形状および孔径の検査（以下、単に「貫通孔の検査」
と記す）は機械を用い自動的に行う場合が多い。

【００１１】すなわち、図４の例に示すように、光透過
性の検査台７上に載置したシャドウマスク６の検査部位
に、例えば高周波蛍光灯等の光源８から光を照射し、シ
ャドウマスク６に形成された貫通孔５を通過した光を、
シャドウマスク６を間に介し光源８と反対面側に設け
た、例えば固体撮像カメラ９等で光像として受ける。次
いで、この光像を電気信号に変換後、電気信号を例えば
コンピュータ等よりなる判定手段10で受け、判定手段10
は貫通孔５が所望される形状および孔径であるか否かを
検査判定するものである。なお、光源８と固体撮像カメ
ラ９の位置が図４と反対の場合、すなわち固体撮像カメ
ラ９を検査台７側に置くと、貫通孔５を通過した光が検
査台７により散乱される等により検査精度が低下する可
能性が有るため、通常は、固体撮像カメラ９をシャドウ
マスク６側に、光源８を検査台７側に位置させるもので
ある。

【００１２】上述した自動検査機を用いた検査の際、一
定のパターンに従って配列された複数の貫通孔５を持つ
シャドウマスク６においては、比較検査法が一般的に用
いられているものである。すなわち、一定領域内の隣接
する複数の貫通孔５同志の形状比較を行うことで、他の
貫通孔５と異なる形状および孔径を持つ貫通孔５を不良
として抽出する方法である。これを、貫通孔５が形成さ
れたシャドウマスクの画像領域11に逐次行なうものであ
る。なお、検査部位を移動する場合、移動手段（図示せ
ず）により光源８と固体撮像カメラ９とを連動して別の
検査部位に移動させるか、または、光源８と固体撮像カ
メラ９の位置を固定し、検査台７を移動手段（図示せ
ず）により移動させるものである。一連の検査、および
移動手段の作動は、例えば判定手段10により制御されて
いるものである。

【００１３】従来、光照射を用いるシャドウマスクの検
査方法においては、図４に示すように、光透過性を有す
る板状の検査台７、例えば透明ガラス板上にシャドウマ
スク６を載置し、光照射を行っていたものである。なぜ
かならば、薄板であるシャドウマスク６は強度が弱いた
め、板状の検査台７上にシャドウマスクを載置しないと
湾曲を生じて平面状に保持できないためである。検査時
にシャドウマスク６が平面状でなく湾曲していた場合、
湾曲部位を通過した通過光が固体撮像カメラ９に入射し
なかったり、または固体撮像カメラ９のピントが合わな
くなる等で、所望する検査精度が得られなくなるといえ
る。

【００１４】上述したように、貫通孔５を通過した光を
固体撮像カメラ９にて捕らえ、電気信号に変換するた
め、通過光の光強度は大きい程、望ましいといえる。す
なわち、通過光の光強度が大きい程、変換される電気信
号の強度が大きくなり、貫通孔５以外の光遮断部との強
度差が大きくとれるため、検査判定が容易となるためで
ある。しかるに、従来の検査方法では、貫通孔５を通過
する光の強度が低下していたものである。すなわち、シ
ャドウマスク６を載置した検査台７は光透過率が 100％
ではなく、光吸収をもつといえる。例えば、検査台７の
材質がガラス板であった場合、入射光の20％程度を光吸
収してしまうものである。このため、検査台７側に光源
８が位置し、検査台７上にシャドウマスク６を載置した
場合、検査台７により減衰された光がシャドウマスク６
に照射されていたものであり、結果として貫通孔５を通
過する光の強度も低下していたものである。このため検
査精度が低下し、正常な孔を不良と判断する疑似エラー
が発生したり、また、不良な孔を検出できない等の問題
が生じていたものである。

【００１５】さらに、金属製のシャドウマスクを板状の
検査台７に載置、または検査台７より除去する際、シャ
ドウマスク６と検査台７とが擦れ、ガラス片等の異物を
生じる場合があり、また、静電気等により周辺雰囲気中
の繊維片等の異物が検査台７に付着するものである。こ
れらの異物がシャドウマスクに再付着すると、検査の
際、異物が光を遮り、疑似エラーの原因となり、検査精
度が低下するといえる。さらにまた、検査台７に擦り傷
が生じ、また、検査台７に異物が付着していても、擦り
傷、異物部位が光不透過域となり、疑似エラーの原因と
なるものである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題に鑑みなされたものであり、金属薄板の一方の面
に形成された小孔凹部と、金属薄板の他方の面に形成さ
れた大孔凹部とが結合してなる貫通孔を複数有するシャ
ドウマスクに光照射を行い、前記貫通孔を通過した光を
もとに、貫通孔の形状が所望の形状となっているか否か
を検査判定するシャドウマスクの検査方法において、検
査精度が向上し、疑似エラーの無い検査方法を提供しよ
うとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、金
属薄板の一方の面に形成された小孔凹部と、他方の面に
形成された大孔凹部とが結合してなる貫通孔を複数有す
るシャドウマスクの片面側より光照射を行い、前記貫通
孔を通過した光をもとに、貫通孔の形状が所望の形状と
なっているか否かを検査判定するシャドウマスクの検査
方法において、シャドウマスクを載置した際にシャドウ
マスクの貫通孔形成領域と相対する部位が開口部となる
よう枠状とした検査台上に、前記大孔凹部面側を下面に
してシャドウマスクを載置し、しかる後、シャドウマス
クの片面側より光照射を行い、貫通孔を通過した光をも
とに貫通孔の形状が所望の形状となっているか否かを検
査判定することを特徴とするシャドウマスクの検査方法
を提供することで、上記の課題を解決したものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に説明図を用い、本発明の実
施の形態例につき説明を行う。図１〜図３中のシャドウ
マスク６は、前述した（従来の技術）の項で記した例等
の従来公知の技術にて製造されているものであり、シャ
ドウマスク１の一方の面には小孔凹部3aが、また、他方
の面には大孔凹部3bが形成されており、小孔凹部3aと大
孔凹部3bとを貫通させた複数の貫通孔５が画像領域11内
に形成されている。なお、図１および図２では説明の都
合上、貫通孔５は省略している。

【００１９】また、貫通孔５の検査にあたり、シャドウ
マスクの一方の面側に例えば高周波蛍光灯等の光源８
を、また、他方の面側に例えば固体撮像カメラ９等を置
き、光源８より発せられ、貫通孔５を通過した光を固体
撮像カメラ９にて光像として受けるものである。次い
で、この光像を電気信号に変換後、電気信号を例えばコ
ンピュータ等よりなる判定手段10で受け、判定手段10
は、前述した比較検査法等により貫通孔５が所望される
形状および孔径であるか否かを検査判定するものであ
る。

【００２０】ここで、本発明のシャドウマスクの検査方
法の特徴として、図１、図２および図１のＸ−Ｘ’線に
おける断面図である図３に示すように、シャドウマスク
６を載置した際に、貫通孔５が形成された画像領域11と
相対する部位を開口部13とした枠状（ロの字状）の検査
台７を用い、枠状の検査台７上にシャドウマスク６を載
置して検査を行うものである。また、前記枠状の検査台
７上にシャドウマスク６を載置する際、大孔凹部3bを形
成した面を下面にしてシャドウマスク６を載置するもの
である。

【００２１】前述した（従来の技術）の項で記したよう
に、検査台上に載置した際にシャドウマスクの湾曲を防
ぐため、従来の検査台は平面の板状とし、載置されたシ
ャドウマスク６を平面状の検査台面で支えることで、載
置されたシャドウマスク６を平面状に保持していたもの
である。

【００２２】しかし、本発明者らは、図１のＸ−Ｘ’線
における断面図である図３に示すように、検査台７が開
口部13を有するロの字状の枠体であっても、大孔凹部3b
を形成した面を下面にして載置し、シャドウマスク６の
外周部12を検査台７で支えることで、シャドウマスク６
が略平面状に保持されうることを見いだしたものであ
る。すなわち、大孔凹部3bを形成した面を下面にした場
合、各大孔凹部3b部位のアーチ部が下方への変形に対す
る強度を有するといえ、シャドウマスク６の重みによる
下方への変形が妨げられ、結果としてシャドウマスク６
の湾曲が妨げられるものである。ちなみに、小孔凹部3a
を形成した面を下面にして枠状の検査台７上に載置した
場合、小孔凹部3aでは充分な変形強度を持たず、シャド
ウマスク６は下方に湾曲してしまうものである。

【００２３】なお、枠状の検査台７がシャドウマスク６
と接触する部位を、シャドウマスク６の外周部12とすれ
ば、例え検査台７との接触によりシャドウマスク６に異
物付着、擦り傷が発生しても、その部位は貫通孔５が形
成されていない部位であり、シャドウマスクの品質上さ
ほど問題のない部位といえる。このため、シャドウマス
ク６を載置した際、図３に示すように、シャドウマスク
６の外周部12が枠状の検査台７上に載るよう設定するこ
とが望ましいといえる。

【００２４】上述したように、シャドウマスク６を枠状
の検査台７上に載置することで、光源８よりシャドウマ
スク６に光照射を行っても、照射光は開口部13を通過
し、光強度が減衰することなくシャドウマスク６に照射
されるものである。このため、貫通孔５を通過する光も
従来より強くなり、貫通孔５以外の光遮断部位との強度
差が大きくとれるため、検査判定が容易となる。これに
より、検査精度が向上し、正常な孔を不良と判断する疑
似エラーが発生したり、また、不良な孔を検出できない
等の問題を防止できるものである。

【００２５】また、シャドウマスク６の画像領域11が検
査台７の開口部13に位置しているため、画像領域11と検
査台７とが接触する機会が減少する。上述した（従来の
技術）の項に記したように、従来の検査台は板状であっ
たため、画像領域11と検査台とが接触していたものであ
り、検査台上に付着した異物が、検査台上に載置したシ
ャドウマスクの画像領域11に再付着することで、疑似エ
ラーの原因となり、また、画像領域11に相対する検査台
部位に付着した異物、または、画像領域11に相対する検
査台部位についた擦り傷等により疑似エラーが発生して
いたものである。

【００２６】しかるに、本発明のシャドウマスクの検査
方法では、シャドウマスクの画像領域11、すなわち検査
領域と相対する検査台７部位が開口部13となっているた
め、画像領域11と検査台７とは接触せず、検査台７に付
着した異物がシャドウマスクの画像領域11に再付着する
ことを防止できるものである。さらに、検査部位は開口
部13となっているため、検査領域と相対する検査台部位
に擦り傷が発生することがなく、また、異物が付着する
こともなくなる。このため、異物付着や、検査台に付い
た擦り傷を原因とする疑似エラーの発生を防止できるも
のである。

【００２７】さらに、シャドウマスク６を検査台７上に
載置、または検査台７上より搬送する際に、シャドウマ
スクの画像領域11と検査台７とが擦れる機会が少なくな
り、シャドウマスクの画像領域11に、検査台７との接触
による傷が付くことを防止できるものであり、シャドウ
マスクの品質向上につながるといえる。

【００２８】以上、本発明の実施形態の例を述べたが、
本発明の実施の形態は、上述した図面および記述に限定
されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形
が可能なことはいうまでもない。

【００２９】例えば、上述した図１では、光源８を検査
台７側に、固体撮像カメラ９をシャドウマスク６側に位
置させている。しかし、大孔凹部3b側から通過光を検査
した方が、通過光の回り込み等により検査精度が向上す
る場合は、固体撮像カメラ９を検査台７側に、光源８を
シャドウマスク６側に位置させても構わない。また、従
来の検査方法では、固体撮像カメラ９を検査台側に置く
と、貫通孔５を通過した光が検査台により散乱される等
により検査精度が低下する可能性が有るため、固体撮像
カメラ９をシャドウマスク６側に、光源８を検査台側に
位置させていたものであり、シャドウマスクの検査面を
反転する場合、検査台上のシャドウマスク６を反転させ
る必要があった。このため、シャドウマスク６と検査台
とが接触する回数が増え異物付着、擦り傷が発生し易か
ったものである。

【００３０】しかるに、本発明の検査方法では、検査台
７が枠状であるため、シャドウマスク６を反転すること
なく、固体撮像カメラ９と光源８との位置を入替えるだ
けで容易にシャドウマスクの検査面を入替えることが可
能となるものであり、シャドウマスクの移動による異物
付着、擦り傷等の発生が無くなるものである。

【００３１】

【発明の効果】以上、述べたように、本発明のシャドウ
マスクの検査方法では、シャドウマスク６を枠状の検査
台７上に載置することで、光源８よりシャドウマスク６
に光照射を行っても、照射光が検査台７の開口部13を通
過することで、光強度が減衰することなくシャドウマス
ク６に照射されるものである。このため、貫通孔５を通
過する光が従来より強くなり、貫通孔５以外の光遮断部
との強度差が大きくとれるため、検査判定が容易とな
る。これにより、検査精度が向上し、正常な孔を不良と
判断する疑似エラーが発生したり、また、不良な孔を検
出できない等の問題を防止できるものである。

【００３２】さらに、シャドウマスクの画像領域11、す
なわち検査領域と相対する検査台７部位が開口部13とな
っているため、検査台７に付着した異物がシャドウマス
ク６、特に画像領域11に再付着することを防止できるも
のであり、また、検査台７部位は開口部13となっている
ため、検査領域と相対する検査台７部位に擦り傷や異物
が付着することもなくなる。このため、シャドウマスク
６または検査台７への異物付着や、検査台７に付いた擦
り傷を原因とする疑似エラーの発生を防止できるもので
ある。

【００３３】さらにまた、シャドウマスク６を検査台７
上に載置、または検査台７上より搬送する際に、シャド
ウマスクの画像領域11と検査台７とが擦れる機会が少な
くなり、シャドウマスクの画像領域11に、検査台７との
接触による傷が付くことを防止できるものでありシャド
ウマスクの品質向上につながる等、本発明は実用上優れ
ているといえる。

【００３４】

【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】本発明のシャドウマスクの検査方法に用いる検
査台の一例を示す説明図。

【図３】本発明のシャドウマスクの検査方法に用いる検
査台上のシャドウマスクの状態例を示す断面図。

【図４】従来のシャドウマスクの検査方法の一例を示す
説明図。

【図５】（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貫通孔６シャドウマスク７検査台８光源９カメラ 10 判定手段 11 画像領域 12 外周部 13 開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属薄板の一方の面に形成された小孔凹部
と、他方の面に形成された大孔凹部とが結合してなる貫
通孔を複数有するシャドウマスクの片面側より光照射を
行い、前記貫通孔を通過した光をもとに、貫通孔の形状
が所望の形状となっているか否かを検査判定するシャド
ウマスクの検査方法において、シャドウマスクを載置し
た際にシャドウマスクの貫通孔形成領域と相対する部位
が開口部となるよう枠状とした検査台上に、前記大孔凹
部面側を下面にしてシャドウマスクを載置し、しかる
後、シャドウマスクの片面側より光照射を行い、貫通孔
を通過した光をもとに貫通孔の形状が所望の形状となっ
ているか否かを検査判定することを特徴とするシャドウ
マスクの検査方法。