JPH10312745A - シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ニス法を用い、二段階のスプレーエッチングに
よりシャドウマスクを製造する方法において、第二段階
目のエッチング工程の際に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、品質の良いシャドウ
マスクを得ることを目的とする。 【解決手段】ニス法を用い、二段階のスプレーエッチン
グにより長尺帯状のシャドウマスク金属素材に多数の貫
通孔を形成するシャドウマスクの製造方法において、第
二段階目のエッチング時、略水平方向に搬送されるシャ
ドウマスク金属素材の上下方向への蛇行を防止する手段
を有し、ニスを塗布した面と反対面側からエッチング液
をシャドウマスク金属素材に噴射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】

【発明の属する技術分野】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、フォトエッチング法を用い製造することが一
般的となっており、そのなかでも特に、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にあたっ
ては、ニス法と称される製造方法を用いることが主流と
なっている。すなわち、シャドウマスク金属素材（シャ
ドウマスク材１）として例えば板厚0.13mmである長尺帯
状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等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、未露光未硬化部位のフォトレジスト
膜を溶解除去する現像処理を行った後、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せば、図５
（ａ）に示すように、所定のパターンに従ってシャドウ
マスク材１を露出した開口を有する小孔レジスト膜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。

【０００３】次いで、第一段階のエッチングをシャドウ
マスク材１の表裏両面から行なう。エッチング液には、
ボーメ濃度40〜55、液温60〜70℃程度の塩化第二鉄液を
用い、スプレー圧 1.5〜3.0kg/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。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５（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よう
ニス（例えば、熱可塑性樹脂等）を塗布形成し、ニス層
（以下、エッチング防止層４と記す）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
側に形成されるものである。

【０００５】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、大孔側から小孔に貫通する貫通孔
５を形成する。次いで、エッチング防止層４およびレジ
スト膜２を剥膜し、水洗乾燥した後、不要部の断裁等を
行い、図５（ｅ）に示すように、シャドウマスク６を得
るものである。

【０００６】上述したニス法、すなわちエッチング防止
層を用いた製造法では、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3a
にエッチング防止層４を充填することで、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な
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
小さい孔径の貫通孔も可能としていた。

【０００７】上述したように、シャドウマスク材１への
エッチングは、スプレーエッチングにて行うことが一般
的といえ、第二エッチング工程においては、シャドウマ
スク材１の両面側からエッチング液のスプレー噴射を行
っていたものである。なぜならば、エッチング工程にお
いては、長尺帯状のシャドウマスク材１は、略水平方向
に搬送されながらエッチングされている。このため、図
４に示すように、シャドウマスク材１の片面側からのみ
スプレー噴射を行った場合、スプレー噴射の圧力によ
り、シャドウマスク材１の弛みや、蛇行が生じるもので
ある。なお、図４において、シャドウマスク材１は、搬
送手段である搬送用ローラー９上を紙面左から右に搬送
されており、前半のエッチングは、シャドウマスク材１
の両面に設けたスプレーノズル８からのスプレー噴射
を、また、後半は片面側からのスプレー噴射の例を示し
ている。

【０００８】エッチング中にシャドウマスク材１が弛み
や、蛇行を生じた場合、エッチング液がシャドウマスク
材１表面に滞留したり、あるいは、エッチング液がシャ
ドウマスク材１に正しく接触しない等で、所望するエッ
チングがなされないことになる。

【０００９】このため、第二エッチング工程では、エッ
チング防止層４を形成した面と反対面側（図５の例では
大孔側凹部3b側）にのみエッチング液をスプレー噴射し
エッチングを行えばいいところを、エッチング防止層４
の形成面側にもスプレー噴射することで圧力の均衡をと
り、シャドウマスク材１の弛みや、蛇行を防止していた
ものである。

【００１０】しかし、第二エッチング工程にて、エッチ
ング防止層４の形成面側にもスプレー噴射を行った場
合、以下の問題が生じていたものである。

【００１１】すなわち、エッチング防止層４を形成する
ニスが、スプレー噴射されたエッチング液に溶解する、
またはスプレー圧でニスの一部が剥がれる等で異物とな
りエッチング液に混入し、ひいては、ニス異物がエッチ
ング不良を引き起こすという問題である。

【００１２】通常、製造コスト低減、廃液の処理回数の
低減等を考慮し、エッチング液を使い捨てとせず、循環
して使用しているものである。エッチング液を循環して
利用する際、循環経路には異物除去用フィルターを設
け、エッチング液中に混入した異物の除去を行うように
なってはいる。しかし、上述したように、第二エッチン
グ工程にてエッチング液中に、エッチング防止層４を形
成するニスがモノマーもしくはポリマーとして溶解もし
くは、剥がれ、異物として混入した場合、異物が非常に
微細であるため、異物除去用フィルターでは完全に取り
除くことは困難であった。

【００１３】このため、循環して利用することで、ニス
異物の混入したエッチング液をシャドウマスク材１にス
プレー噴射した際、エッチング液中のニス異物がシャド
ウマスク材１に付着していたものである。ニス異物は粘
度を有するため、一旦シャドウマスク材１に付着すると
エッチング液のスプレー圧では剥がれ難く、特に、ニス
異物の付着部位が、エッチングにより拡大すべき凹部
（図５の例では、大孔凹部3b）部位であった場合、ニス
異物がシャドウマスク材１へのエッチング液の接触を妨
げる等により凹部の拡大を遅くしていたものである。す
なわち、ニス異物が付着した凹部ではエッチングが遅く
なるため所望するエッチング形状が得られず、貫通孔が
所望する径より小さくなる、貫通孔の形状が所望の形状
とならない等のエッチング不良となっていたものであ
る。

【００１４】

【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、ニス法を用い、二段
階のスプレーエッチングによりシャドウマスクを製造す
る方法において、第二エッチング工程の際にエッチング
不良が生じないシャドウマスクの製造方法を提供し、品
質の良いシャドウマスクを得ることを目的とするもので
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１においては、ニス法を
用い、二段階のスプレーエッチングにより長尺帯状のシ
ャドウマスク金属素材に多数の貫通孔を形成するシャド
ウマスクの製造方法において、第二段階目のエッチング
時、略水平方向に搬送されるシャドウマスク金属素材の
上下方向への蛇行を防止する手段を有し、ニスを塗布し
た面と反対面側からエッチング液をシャドウマスク金属
素材に噴射することを特徴とするシャドウマスクの製造
方法としたものである。

【００１６】また、請求項２においては、前記蛇行防止
手段が、回転手段により回転する無端ベルトであり、第
二段階目のエッチング時、前記無端ベルト上を、ニスを
塗布した面を下面にしてシャドウマスク金属素材を搬送
することを特徴とする請求項１に記載のシャドウマスク
の製造方法としたものである。

【００１７】さらにまた、請求項３においては、前記蛇
行防止手段が、シャドウマスク金属素材の幅方向両端部
に位置するガイドロールであり、ニスを塗布した面を上
面にしてシャドウマスク金属素材を搬送し、第二段階目
のエッチングを行う際、前記ガイドロールにてシャドウ
マスク金属素材の両端を挟持することを特徴とする請求
項１に記載のシャドウマスクの製造方法としたものであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明のシャドウマスクの製造方
法の特徴として、上述したように、第二エッチング工程
において、略水平方向に搬送されるシャドウマスク材１
に、上下方向への蛇行を防止する手段を設け、本来エッ
チングを行わなければならない面にのみエッチング液を
スプレー噴射するものである。これにより、シャドウマ
スク材１の片面側からのみスプレー噴射を行っても、シ
ャドウマスク材１に弛みや蛇行が生じず、しかも、エッ
チング防止層を形成するニスがエッチング液と接触する
ことで異物となることが防止でき、品質の良いシャドウ
マスクが得られるものである。この点を、本発明の実施
の形態例を模式的に示す図面に基づき、以下に説明を行
う。

【００１９】図１の例において、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帯状の金属板であ
って、前述した（従来の技術）の項に記した工程等に従
い、図５（ｃ）に示すように、小孔凹部3aを充填するエ
ッチング防止層４が形成されているものである。また図
１では、シャドウマスク材１は紙面左から右に略水平に
搬送され、上面を大孔凹部3b側、下面を小孔凹部3a側と
している。

【００２０】次いで、図５（ｄ）に示すように、小孔凹
部3aに貫通する貫通孔５を形成する第二エッチング工程
をエッチングチャンバー内にて行う。なお、図１におい
ては、説明の都合上、エッチングチャンバーの図示は行
っていない。エッチングチャンバー内には、駆動ロール
10を介して回転する、ゴム等を材質とする無端ベルト11
が設けられており、無端ベルト11はシャドウマスク材１
の搬送方向に、シャドウマスク材１の搬送と連動して回
転している。図１に示すように、シャドウマスク材１は
無端ベルト11上を、小孔凹部3a側と無端ベルト11表面と
が接触した形で搬送されている。ここで、無端ベルト11
上方に設けたスプレーノズル８より、シャドウマスク材
１の大孔凹部3b側にエッチング液７をスプレー噴射す
る。

【００２１】大孔凹部3b側、すなわち上方側からのみエ
ッチング液７をスプレー噴射しても、シャドウマスク材
１は無端ベルト11で支えられているため、弛みや蛇行が
生じない。

【００２２】上述した説明では、エッチング液７をシャ
ドウマスク材１の上方側からスプレー噴射し、大孔凹部
3b側のエッチングを行っている。しかし、より精度の高
いシャドウマスクを得ようとする場合、エッチング液７
をシャドウマスク材１の下方側からスプレー噴射したほ
うが好ましい場合がある。すなわち、上方側からエッチ
ング液７をスプレー噴射した場合、略水平に搬送される
シャドウマスク材１表面に疲労したエッチング液が滞留
し、精度の高いエッチングを妨げる可能性がある。しか
るに、シャドウマスク材１の下方側からエッチング液を
スプレー噴射すれば、シャドウマスク材１と接触したエ
ッチング液は滞留することなく速やかに下に落ち、被エ
ッチング面には新鮮なエッチング液が接触することにな
り、精度の高いエッチングを行うことができるためであ
る。

【００２３】請求項３に係わる発明は、この点をも考慮
してなされたもので、シャドウマスク材１の下方側から
エッチング液７をスプレー噴射し、被エッチング面のエ
ッチングを行おうとするものである。請求項３に係わる
実施例を、図面に基づき以下に説明する。

【００２４】図２は、第二エッチング中のシャドウマス
ク材１を示している。シャドウマスク材１の小孔凹部3a
側には、上述した図１と同様にエッチング防止層４が形
成されており、図中左から右に大孔凹部3b側を下面にし
て搬送用ローラー（図示せず）上を略水平に搬送されて
いる。

【００２５】請求項３に係わる発明の特徴として、シャ
ドウマスク材１の搬送方向左右の両端部に、図２およ
び、図２のＸ−Ｘ’線における断面図である図３に示す
ように、端部に凸部13を有する、例えば皿ネジ状のガイ
ドロール12を、凸部13を上にして直立して設けている。
ここで、シャドウマスク材１の上面と凸部13の下端が接
するようガイドロール12を設けているものである。すな
わち、シャドウマスク材１は、搬送用ローラー９とガイ
ドロール12とで挟まれた形となるものである。

【００２６】請求項３に係わる発明では、図２に示すよ
うに、シャドウマスク材１の下面側よりエッチング液７
をスプレー噴射し、大孔凹部3b側のエッチングを行うも
のである。なお、図２において、スプレー噴射は、エッ
チング液７を供給する供給パイプ14に複数個設けられた
スプレーノズル８より行われており、供給パイプ14は所
定の角度にて揺動させている。

【００２７】図２および図３において、シャドウマスク
材１の下側からエッチング液７をスプレー噴射すると、
下面側からのスプレー圧でシャドウマスク材１は上に押
される。しかし、シャドウマスク材１の両端部には、凸
部13を有するガイドロール12が設けられており、凸部13
にて、上に押されているシャドウマスク材１を抑えるも
のである。これにより、下面側からのスプレー噴射を行
っても、シャドウマスク材１の蛇行が防止できる。

【００２８】なお、シャドウマスク材１の両端部に設け
るガイドロール12の個数および位置は、シャドウマスク
材１の強度、幅、もしくはエッチング液７のスプレー圧
等の製造条件により適宜設定し、シャドウマスク材１の
蛇行防止を行うものである。

【００２９】以上、本発明の実施例につき説明したが、
本発明の実施の形態は、上述した図面および説明に限定
されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形
を行っても構わないことはいうまでもない。例えば、図
２に示すガイドロール12では、端部の凸部13をテーパー
状としているが、凸部13を円盤としたバーベル状であっ
ても構わない。また、図２において、供給パイプ14をシ
ャドウマスク材１の搬送方向と直角とし、搬送方向に複
数本設けているが、シャドウマスク材１の搬送方向と平
行とし、幅方向に複数本設けても構わない。

【００３０】

【発明の効果】本発明のシャドウマスクの製造方法にお
いては、第二エッチング工程において、略水平方向に搬
送されるシャドウマスク材１に、上下方向への蛇行を防
止する手段を設け、本来エッチングを行わなければなら
ない面にのみエッチング液をスプレー噴射している。こ
れにより、シャドウマスク材１の片面側からのみスプレ
ー噴射を行っても、シャドウマスク材１に弛みや蛇行が
生じず、精度の良いエッチングが可能となる。しかも、
エッチング防止層へのスプレー噴射を行わないため、エ
ッチング防止層を形成するニスの溶解、剥がれが生じな
い。これにより、溶解または剥がれたニスが異物として
シャドウマスク材１に付着することで生じる、エッチン
グ形状不良が防止できる。また、請求項３に係わる発明
によれば、シャドウマスク材１の下方側からエッチング
液をスプレー噴射している。これにより、疲労したエッ
チング液が速やかに下に落ち、被エッチング面には新鮮
なエッチング液が接触することになり、精度の高いエッ
チングを行うことが可能となる。

【００３１】さらにまた、本発明を用いることで、エッ
チング液の使用量が少なくなり、シャドウマスクの製造
コスト低減につながるという新たな効果も生じるもので
ある。すなわち、従来のシャドウマスクの製造方法にお
いては、ニス異物の混入によるエッチング不良を防止す
るため、頻繁にエッチング液の更新を行っていたもので
ある。しかるに、本発明を用いることにより、エッチン
グ液中へのニス異物の混入が極めて少なくなるため、エ
ッチング液の更新頻度を少なくできる。すなわちエッチ
ング液の使用量を削減できる、また、エッチング液中に
混入したニス異物を除去するために設けた異物除去用フ
ィルターの交換頻度が少なくなり、フィルターの使用量
を低減できる等、シャドウマスクの製造に要するコスト
を低減することが可能となるものである。

【００３２】

【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】本発明のシャドウマスクの製造方法の他の実施
例の要部を示す斜視図。

【図３】本発明のシャドウマスクの製造方法の他の実施
例の要部を示す断面図。

【図４】シャドウマスク材の蛇行の例を示す説明図。

【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 エッチング液 ８ スプレーノズル ９ 搬送用ローラー 10 駆動ロール 11 無端ベルト 12 ガイドロール 13 凸部 14 供給パイプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ニス法を用い、二段階のスプレーエッチン
   グにより長尺帯状のシャドウマスク金属素材に多数の貫
   通孔を形成するシャドウマスクの製造方法において、第
   二段階目のエッチング時、略水平方向に搬送されるシャ
   ドウマスク金属素材の上下方向への蛇行を防止する手段
   を有し、ニスを塗布した面と反対面側からエッチング液
   をシャドウマスク金属素材に噴射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】前記蛇行防止手段が、回転手段により回転
   する無端ベルトであり、第二段階目のエッチング時、前
   記無端ベルト上を、ニスを塗布した面を下面にしてシャ
   ドウマスク金属素材を搬送することを特徴とする請求項
   １に記載のシャドウマスクの製造方法。
3. 【請求項３】前記蛇行防止手段が、シャドウマスク金属
   素材の幅方向両端部に位置するガイドロールであり、ニ
   スを塗布した面を上面にしてシャドウマスク金属素材を
   搬送し、第二段階目のエッチングを行う際、前記ガイド
   ロールにてシャドウマスク金属素材の両端を挟持するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のシャドウマスクの製造
   方法。