JPH1074450A - シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開孔寸法、形状のばらつきを抑え、むら品位
のすぐれた高品位シャドウマスクが得られるシャドウマ
スクの製造方法を得ることを目的とする。 【解決手段】 金属薄板の両面にシャドウマスクの開孔
に対応するパターンからなるレジストを形成し、このレ
ジストの形成された金属薄板を塩化第２鉄溶液を用いて
エッチングすることにより上記開孔を形成するシャドウ
マスクの製造方法において、エッチング後に金属薄板に
付着する塩化第２鉄溶液を金属薄板に対して不活性なエ
ッチング抑制液で置換するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フォトエッチン
グ法によるカラー受像管用シャドウマスクの製造方法に
係り、特にエッチングによる開孔寸法、形状のばらつき
を少なくしたシャドウマスクの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シャドウマスク型カラー受像管は、図８
に示すように、外囲器を構成するパネル１の内面に設け
られた３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン２から所
定間隔離れて、その内側に多数の開孔が所定の配列で形
成された色選別電極としてのシャドウマスク３が組込ま
れており、このシャドウマスク３により、電子銃４から
放出された３電子ビーム５がそれぞれ所定の蛍光体層に
正しくランディングするように選別している。

【０００３】このシャドウマスク３には、大別して開孔
形状が円形のものと、矩形状のものとがあり、文字、図
形などを表示するカラーディスプレイ管には、円形開孔
のシャドウマスクが用いられ、一般家庭などで使用され
る民生用カラー受像管には、矩形状開孔のシャドウマス
クが主として用いられている。

【０００４】ところで、近年、カラーディスプレイ管に
ついては、高精細化、高品質化が強く要求されており、
それにともなって、シャドウマスクの開孔寸法の微細
化、開孔寸法のばらつきの低減化が図られている。これ
は、カラー受像管においては、画像を表示する蛍光体ス
クリーンがシャドウマスクをフォトマスクとして写真印
刷法により形成されるため、その蛍光体スクリーンを構
成するブラックマトリックスのマトリックスホールやド
ット状の３色蛍光体層の寸法、形状がシャドウマスクの
開孔寸法、形状に大きく依存し、シャドウマスクの開孔
寸法、形状のばらつきが表示される画像のむらとなって
現れ、画像品位を損なうためである。

【０００５】従来より、上記シャドウマスクの開孔は、
フォトエッチング法により形成されており、上記高精細
化、高品質化が要求されるディスプレイ管用シャドウマ
スクについては、エッチングを２段に分けて片面づつエ
ッチングする２段エッチング法により形成されている。

【０００６】この２段エッチング法では、図９（ａ）に
示すように、アンバー材やアルミキルド鋼などの金属薄
板７の両面に感光剤を塗布して感光膜８を形成する（感
光膜形成工程）。つぎに同（ｂ）に示すように、この両
面の感光膜８にシャドウマスクの開孔の電子銃側の小孔
に対応するパターンが形成された原版９a 、および蛍光
体スクリーン側の大孔に対応するパターンが形成された
原版９b からなる一対の原版９a ，９b を密着して露光
し、これら原版９a ，９b のパターンを焼付ける（露光
工程）。つぎにこのパターンを焼付けられた両面の感光
膜８を現像して未感光部を除去し、同（ｃ）に示すよう
に、上記一対の原版のパターンに対応するパターンから
なるレジスト１０a ，１０b を形成する（現像工程）。

【０００７】その後、同（ｄ）に示すように、上記レジ
スト１０b の形成された面側に保護フィルム１１b を貼
着し、上記レジスト１０a の形成された面側に塩化第２
鉄溶液からなるエッチング液をスプレーしてエッチング
し、このレジスト１０a の形成された面にシャドウマス
クの電子銃側の小孔を構成する小凹孔１２a を形成する
（第１段エッチング工程）。

【０００８】つぎに上記レジスト１０b の形成された面
側に貼着された保護フィルム１１bを取除き、さらに同
（ｅ）に示すように、アルカリ水溶液により上記小凹孔
の形成された面側のレジストを剥離したのち、この小凹
孔の形成された面およびその小凹孔内にニスを塗布して
耐エッチング層１３を形成する。さらにこの耐エッチン
グ層１３上に保護フィルム１１a を貼着する。そしてレ
ジスト１０b の形成された面側にエッチング液をスプレ
ーしてエッチングし、このレジスト１０b の形成された
面にシャドウマスクの蛍光体スクリーン側の大孔を構成
する大凹孔１２b を形成する（第２段エッチング工
程）。

【０００９】つぎに上記保護フィルム１１a を取除き、
その後、アルカリ水溶液により、大凹孔１２b の形成さ
れた面側のレジスト１０a および上記小凹孔の形成され
た面側の耐エッチング層１３を剥離除去して、同（ｆ）
に示すように、小凹孔１２aと大凹孔１２b とが連通し
た開孔１４を形成する（仕上げ工程）。

【００１０】この場合、小凹孔１２a 、大凹孔１２b の
いずれについても、エッチング終了後、洗浄水をスプレ
ーして水洗するが、この水洗時に、凹孔１２a ，１２b
内に残留するエッチング液によりエッチングが進行し
て、実質的にシャドウマスクの開孔を規制する凹孔１２
a ，１２b の連通部の寸法、形状がばらつくという問題
がある。

【００１１】すなわち、上記方法により凹孔１２a ，１
２b を形成すると、たとえば大凹孔１２b について図１
０に示すように、サイドエッチングによりレジスト１０
b の開孔径Ｄr よりも凹孔１２b の開孔径Ｄh が大きく
なり、その結果、凹孔１２bの開孔周辺にレジスト１０b
の庇部１５ができる。この庇部１５の大きさＤh −Ｄr
は、たとえば板厚１３０μm のシャドウマスクの場
合、約１００μm にもなり、この庇部１５の内側に比較
的多量のエッチング液１６が残留するようになる。この
ように凹孔１２a ，１２b 内に残留するエッチング液
は、エッチング終了後、洗浄水をスプレーしても、短時
間に洗浄水と置換することができず、かつこの洗浄水の
置換速度がすべての凹孔について均一とならない。一
方、塩化第２鉄溶液からなるエッチング液は、図１１に
曲線１８で示すように、金属薄板のエッチングに用いら
れるときの破線付近の濃度よりも低い濃度でエッチング
速度が速くなる。そのため、エッチング終了後の水洗に
より希釈された低濃度の塩化第２鉄溶液に長時間さらさ
れると、開孔寸法が変化する。しかもその開孔寸法、形
状がばらつき、モトリング（Mottling）むらが生ずる。

【００１２】一方、一般家庭などで使用される民生用カ
ラー受像管については、近年、人間工学的な見地から外
光反射が少なくかつ画像歪みの少ない平坦な画面を有す
るＦＳ（Fiat Square ）管が主流となっている。このＦ
Ｓ管に組込まれるシャドウマスクは、パネルに合わせて
平坦化されているため、電子ビームの入射角が大きく、
そのために、電子ビームが開孔の内壁に衝突して散乱し
たり、蛍光体スクリーン上のビームスポットに欠けが生
じたりしやすい。

【００１３】この民生用カラー受像管のシャドウマスク
は、両面から同時にエッチングする両面同時エッチング
法で形成されるが、特公昭４７−７６７０号公報には、
上記電子ビームの入射角が大きくなるために生ずる問題
点を解決するため、シャドウマスクの電子銃側の小孔を
構成する小凹孔に対して蛍光体スクリーン側の大孔をを
構成する大凹孔を電子ビームの偏向方向にずらして形成
する方法が示されている。また実質的に開孔の大きさを
規制する小凹孔と大凹孔の連通部からシャドウマスクの
電子銃側面までの距離が大きいと、小凹孔の内壁に衝突
した電子ビームが蛍光体スクリーン方向に反射し、コン
トラストや色純度を劣化させるため、一般に小凹孔と大
凹孔の連通部は、板厚の１／３よりも電子銃側の面に近
い位置に形成される。

【００１４】しかしこのようなシャドウマスクも、たと
えば２９インチ以上の大型カラー受像管（２９インチ以
上）では、板厚が２２０μm 以上と厚いため、レジスト
の庇部が大きくなり、この庇部の内側に比較的多量のエ
ッチング液が残留し、エッチング終了後、洗浄水をスプ
レーしても、このエッチング液を短時間に洗浄水と置換
することができず、結果として、開孔寸法の変化、開孔
寸法、形状がばらつきが生ずる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
シャドウマスクの製造方法は、２段エッチング法、両面
同時エッチング法のいずれにおいても、エッチング終了
後、金属薄板に付着するエッチング液を水洗により除去
している。しかしこの水洗によるエッチング液の除去で
は、エッチングにより形成された凹孔が水洗により希釈
されたエッチング速度の速い低濃度のエッチング液に長
時間さらされるため、開孔寸法が変化し、かつその開孔
寸法や形状にばらつきが生じ、むら品位のすぐれた高品
位シャドウマスクが得られないという問題がある。

【００１６】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、シャドウマスクの開孔寸法や形状
のばらつきを抑え、むら品位のすぐれた高品位シャドウ
マスクが得られるシャドウマスクの製造方法を得ること
を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

（１） 金属薄板の両面にシャドウマスクの開孔に対応
するパターンからなるレジストを形成し、このレジスト
の形成された金属薄板を塩化第２鉄溶液を用いてエッチ
ングすることにより上記開孔を形成するシャドウマスク
の製造方法において、エッチング後に金属薄板に付着す
る塩化第２鉄溶液を金属薄板に対して不活性なエッチン
グ抑制液で置換するようにした。

【００１８】（２） （１）のシャドウマスクの製造方
法において、エッチング抑制液を、冷水またはアルコー
ルまたは３価の鉄よりもイオン化傾向の高い金属イオン
を含有する溶液とした。

【００１９】（３） （１）のシャドウマスクの製造方
法において、３価の鉄よりもイオン化傾向の高い金属イ
オンを含有する溶液を、塩化ニッケル水溶液、塩化コバ
ルト水溶液、塩化カリウム水溶液、塩化カルシウム水溶
液、塩化マグネシウム水溶液、塩化リチウム水溶液、塩
化亜鉛水溶液塩化マンガン水溶液、塩化第１鉄水溶液か
ら選択された１または２以上の混合液とした。

【００２０】（４） （３）のシャドウマスクの製造方
法において、３価の鉄よりもイオン化傾向の高い金属イ
オンを含有する溶液中の金属イオンの濃度を７〜２０重
量％とした。

【００２１】（５） （１）のシャドウマスクの製造方
法において、エッチング抑制液の置換速度を５％／秒以
上とした。

【００２２】（６） （１）または（２）のシャドウマ
スクの製造方法において、エッチング抑制液の置換を、
キャビテーションジェット、メガソニックシャワー、ス
リットノズルシャワー、スポンジロールブラシから選択
された少なくとも一つの手段でおこなうようにした。

【００２３】（７） （１）のシャドウマスクの製造方
法において、エッチング抑制液の置換を、エッチング後
の金属薄板の一方の面に高圧のエッチング抑制液を吹付
けるとともに、他方の面に高圧のエッチング抑制液とエ
アを吹付けることにより得られるキャビテーションジェ
ットによりおこなうようにした。

【００２４】（８） （１）のシャドウマスクの製造方
法において、エッチング後の金属薄板にスポンジロール
ブラシを接触させ、このスポンジロールブラシの一部を
エッチング抑制液に浸漬して金属薄板に付着するエッチ
ング液をエッチング抑制液で置換するようにした。

【００２５】（９） （１）のシャドウマスクの製造方
法において、エッチング後の金属薄板にスポンジロール
ブラシを接触させ、エッチング抑制液中に金属薄板およ
びスポンジロールブラシを浸漬して金属薄板に付着する
エッチング液をエッチング抑制液で置換するようにし
た。

【００２６】（１０） （８）または（９）のシャドウ
マスクの製造方法において、エッチング抑制液槽からエ
ッチング抑制液をオーバーフローさせ、このエッチング
抑制液槽中のエッチング抑制液にスポンジロールブラシ
を浸漬し、このスポンジロールブラシを金属薄板に接触
させて付着するエッチング液をエッチング抑制液で置換
するようにした。

【００２７】（１１） （８）または（９）のシャドウ
マスクの製造方法において、金属薄板を走行させ、この
金属薄板の走行速度に合わせてスポンジロールブラシを
回転駆動するようにした。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。

【００２９】この発明の実施の形態でのシャドウマスク
の製造方法は、金属薄板を両面から同時にエッチングし
て開孔を形成する両面同時エッチング法、および２段に
分けて片面から別々にエッチングして開孔を形成する２
段エッチング法のいずれにも適用される。この実施の形
態は、これら両面同時エッチング法および２段エッチン
グ法において、エッチング後、金属薄板に付着する塩化
第２鉄溶液からなるエッチング液を、金属薄板に対して
不活性なエッチング抑制液を用いて可及的に速やかに置
換することを特徴としている。

【００３０】そのエッチング抑制液としては、冷水、ア
ルコールおよび塩化ニッケル水溶液、塩化コバルト水溶
液、塩化カリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、塩化
マグネシウム水溶液、塩化リチウム水溶液、塩化亜鉛水
溶液、塩化マンガン水溶液、塩化第１鉄水溶液など、３
価の鉄よりもイオン化傾向の高い金属イオンを含有する
溶液から選択された１または２以上の混合液が用いられ
る。

【００３１】特に３価の鉄よりもイオン化傾向の高い金
属イオンを含有するエッチング抑制液を用いる場合は、
その３価の鉄よりもイオン化傾向の高い金属イオンの濃
度を７／２０重量％とするとよい。

【００３２】これらエッチング抑制液の抑制作用とし
て、図１に塩化ニッケル、塩化マンガンおよび水を用い
た場合の塩化第２鉄溶液の濃度（重量％）変化（希釈
率）と金属薄板に対するエッチング率（金属薄板の減少
率）との関係を示す。曲線２０が塩化ニッケル、曲線２
１が塩化マンガン、曲線２２が比較例として示した水の
場合である。水にくらべて塩化ニッケル、塩化マンガン
の抑制作用は大きく、特に塩化マンガンの作用が大きい
ことが示されている。これは、塩化マンガンの溶解度が
塩化ニッケルにくらべて大きく、多量に溶解すること、
イオン化エネルギがニッケルや鉄にくらべてマンガンの
方が大きいことによるものと考えられる。

【００３３】したがって、このようなエッチング抑制液
により金属薄板に付着するエッチング液を置換すること
により、希釈エッチング液による速度の速いエッチング
を抑制することができる。

【００３４】なお、水は、図１に示されているように、
塩化ニッケルや塩化マンガンなどにくらべて抑制作用は
低いが、冷水としてエッチング液の温度を下げることに
よりエッチング液の反応速度を遅くすることができ、か
つ後述するように５％／秒以上の早い置換速度で置換す
ることにより、金属薄板とエッチング液との接触時間を
短縮して、エッチング速度の速い希釈エッチング液によ
るエッチングを抑制することができる。

【００３５】また、置換手段としては、キャビテーショ
ンジェット、メガソニックシャワー、スリットノズルシ
ャワー、スポンジロールブラシから選択された少なくと
も一つの手段が有効である。

【００３６】これら手段によれば、エッチング後、金属
薄板に付着するエッチング液、特にエッチングにより形
成された開孔や凹孔内に残留するエッチング液を５％／
秒以上の速い速度でエッチング抑制液と置換することが
でき、金属薄板とエッチング速度の速い希釈エッチング
液との接触時間を短縮して、開孔寸法の変化、開孔寸
法、形状のばらつきを抑えて、むら品位のすぐれた高品
位のシャドウマスクを製造することができる。

【００３７】以下、この発明の実施の形態を実施例に基
づいて説明する。

【００３８】

【実施例１】図２に板厚０．１２mmのアンバー材からな
る金属薄板をシャドウマスク基材として、２段エッチン
グ法により開孔を形成する方法を示す。

【００３９】まず、上記金属薄板の表面に付着する圧延
油や防錆油をアルカリ系の脱脂液で洗浄除去し、水洗、
乾燥したのち、図２（ａ）に示すように、この金属薄板
７の両面に、カゼイン、重クロム酸塩を主成分とする感
光剤を塗布し乾燥して、厚さ数μm の感光膜８を形成す
る（感光膜形成工程）。つぎに同（ｂ）に示すように、
この両面の感光膜８にシャドウマスクの開孔の電子銃側
の小孔に対応するドットパターンが形成された原版９a
、および蛍光体スクリーン側の大孔に対応するドット
パターンが形成された原版９b からなる一対の原版９a
，９b を密着して露光し、これら原版９a ，９b のパ
ターンを焼付ける（露光工程）。つぎにこのパターンを
焼付けられた両面の感光膜８を現像して未感光部を除去
し、同（ｃ）に示すように、上記一対の原版９a ，９b
のパターンに対応するドットパターンからなるレジスト
１０a ，１０b を形成する（現像工程）。

【００４０】つぎに同（ｄ）に示すように、上記レジス
ト１０b の形成された面側に、ポリエチレン・テレフタ
レート（ＰＥＴ）樹脂などからなる保護フィルム１１b
を貼着し、上記レジスト１０a の形成された面を下向き
にして、この面に塩化第２鉄溶液からなるエッチング液
をスプレーして、このレジスト１０a の形成された面に
シャドウマスクの電子銃側の小孔を構成する小凹孔１２
a を形成する（第１段エッチング工程）。

【００４１】そしてこの第１段のエッチング終了後、不
活性なエッチング抑制液として塩化ニッケル水溶液を用
い、メガソニックシャワー手段によりメガヘルツ帯の超
音波のかかった塩化ニッケル水溶液を直接金属薄板７に
散布して、金属薄板７の表面、特に上記小凹孔１２a 内
に残留するエッチング液２４を塩化ニッケル水溶液と置
換して、同（ｅ）に示すように、金属薄板７の表面、特
に小凹孔１２a 内に残留するエッチング液を除去したの
ち、水洗する（エッチング抑制液置換工程）。

【００４２】つぎに９０℃に加熱された１０％アルカリ
水溶液により、上記小凹孔１２a の形成された面側のレ
ジスト１０a を剥離除去し、水洗後、上記レジスト１０
b の形成された面側に貼着された保護フィルム１１b を
取除く。その後、同（ｆ）に示すように、上記小凹孔の
形成された面およびその小凹孔内にニスを塗布し乾燥し
て、耐エッチング層１３を形成する。さらにこの耐エッ
チング層１３上にＰＥＴ樹脂などからなる保護フィルム
１１a を貼着する。

【００４３】その後、同（ｇ）に示すように、レジスト
１０b の形成された面を下向きにして、この面に塩化第
２鉄溶液からなるエッチング液をスプレーして、このレ
ジスト１０b の形成された面にシャドウマスクの蛍光体
スクリーン側の大孔を構成する大凹孔１２b を形成する
（第２段エッチング工程）。

【００４４】そしてこの第２段目のエッチング終了後、
上記第１段のエッチング終了後と同様に、不活性なエッ
チング抑制液として塩化ニッケル水溶液を用い、メガソ
ニックシャワー手段によりメガヘルツ帯の超音波のかか
った塩化ニッケル水溶液を直接金属薄板に散布して、金
属薄板の表面、特に上記大凹孔１２b 内に残留するエッ
チング液２４を塩化ニッケル水溶液と置換して、同
（ｈ）に示すように、大凹孔１２b 内に残留するエッチ
ング液を除去したのち、水洗する（エッチング抑制液置
換工程）。

【００４５】つぎに上記他方の面側に貼着された保護フ
ィルム１１a を取除き、その後、９０℃に加熱された１
０％アルカリ水溶液により、大凹孔１２b の形成された
面側のレジスト１０a および上記小凹孔側の耐エッチン
グ層１３を剥離除去し、さらに水洗して、同（ｉ）に示
すように、小凹孔１２a と大凹孔１２b とが連通した開
孔１４を形成する（仕上げ工程）。

【００４６】このような方法によりシャドウマスクの開
孔１４を形成すると、塩化ニッケル水溶液のもつ高いエ
ッチング抑制作用と、メガソニックシャワーによる高エ
ネルギ付勢により、金属薄板の表面に付着するエッチン
グ液は勿論、凹孔１２a ，１２b 内に残留するエッチン
グ液を５％／秒以上の速い置換速度で置き換えることが
できる。

【００４７】すなわち、上記のようにエッチングにより
凹孔１２a ，１２b を形成すると、凹孔１２a ，１２b
の開孔径は、サイドエッチングの進行によりレジスト１
０a，１０b の開孔径よりも大きくなり、レジスト１０a
，１０b の庇部ができ、この庇部の内側に比較的多量
のエッチング液が残留するようになる（図１０参照）。
一方、上記のように庇部ができると、従来おこなわれて
いたエッチング後のスプレーによる水洗では、上記庇部
の内側に残留するエッチング液を急速に希釈除去するこ
とができず、図１１により説明したように、エッチング
速度の速い希釈エッチング液に長時間さらされ、開孔寸
法、形状のばらつきをもたらした。しかしこの実施例１
のようにメガソニックシャワーにより、凹孔１２a ，１
２b 内に滞留するエッチング液の置換をおこなうと、５
％／秒以上と速い速度で置換でき、かつ塩化ニッケルの
もつエッチング抑制作用と相俟って、希釈エッチング液
による開孔寸法、形状のばらつきを抑え、むら品位のす
ぐれた高品位シャドウマスクとすることができる。

【００４８】一例として、図３に示した小凹孔１２a と
大凹孔１２b との連通部によって規定される開孔径Ｄの
設定値が１１５μm のシャドウマスクを従来方法により
製造した場合は、開孔径Ｄのばらつき３σが３．６μm
であったが、この実施例１の方法では、開孔径Ｄのばら
つき３σを１．８μm と、１／２に減少させることがで
きた。

【００４９】また、これらシャドウマスクのむら品位を
確認するため、色温度５７００°Ｃの蛍光灯を用いたラ
イトボックス上にシャドウマスクを置いて検査した結
果、この実施例１の方法により製造されたシャドウマス
クは、従来方法により製造されたシャドウマスクにくら
べて、むら品位が大幅に向上しているかことが確認され
た。

【００５０】

【実施例２】実施例１と同様の方法により、板厚０．１
３m m の帯状金属薄板の一方の面に開孔径８０μm 、他
方の面に開孔径１３０μm のレジストを形成し、このレ
ジストの形成された金属薄板を２段エッチング法により
エッチングして、電子銃側となる一方の面側に開孔径１
１８μm の小凹孔、蛍光体スクリーン側となる他方の面
側に開孔径２３５μm の大凹孔、開孔径を規定する小凹
孔と大凹孔との連通部が小凹孔の形成された面から１５
μm の位置にある開孔を形成した。

【００５１】特にこの実施例２では、第１段エッチング
による小凹孔の形成については、小凹孔形成後エッチン
グ抑制液を用いてエッチング液を置換することなく、従
来と同様にスプレーにより水洗し、第２段エッチングに
より大凹孔を形成したのち、図４に示すように、その大
凹孔の形成された一方の面を下向きにして搬送される帯
状金属薄板７の下部に、帯状金属薄板７の幅方向にスリ
ットノズル２５を設置し、このスリットノズル２５から
上記大凹孔の形成された一方の面に４０重量％塩化マン
ガン水溶液（Ｍｎイオンに換算して１７％）のスリット
ノズルシャワーを吹付けてエッチング液の置換をおこな
った。

【００５２】その結果、塩化マンガン水溶液のもつ高い
エッチング抑制作用と、スリットノズルシャワーの付勢
とにより、開孔寸法、形状のばらつきを抑え、むら品位
のすぐれた高品位シャドウマスクとすることができた。

【００５３】

【実施例３】実施例１と同様の方法により板厚０．１３
m m の帯状金属薄板の一方の面に開孔径１００μm 、他
方の面に開孔径１１０μm のレジストを形成し、このレ
ジストの形成された帯状金属薄板を２段エッチング法に
よりエッチングして、電子銃側となる一方の面側に開孔
径１１８μm の小凹孔、蛍光体スクリーン側となる他方
の面側に開孔径２３５μm の大凹孔、開孔径を規定する
小凹孔と大凹孔との連通部が小凹孔の形成された面から
１５μm の位置にある開孔を形成した。

【００５４】特にこの実施例３では、第１段エッチング
による小凹孔の形成については、小凹孔形成後エッチン
グ抑制液を用いてエッチング液を置換することなく、従
来と同様にスプレーにより水洗し、第２段エッチングに
より大凹孔を形成したのちに、スポンジロールブラシを
用いて、冷水によりエッチング液の置換をおこなった。

【００５５】図５にそのエッチング液置換装置を示す。
この置換装置は、第２段エッチング工程後に設けられ、
大凹孔の形成された一方の面を下向きにして搬送される
帯状金属薄板７の両面に圧接する一対のスポンジロール
ブラシ２６a ，２６b と、上記帯状金属薄板７下方に設
置された冷水槽２７とを備える。その冷水槽２７は、冷
水注入口２８および排水口２９を有し、冷水注入口２８
から注入された冷水をオーバーフローさせることにより
常に一定水位を保持するものとなっている。上記一対の
スポンジロールブラシ２６a ，２６b は、たとえば直径
１５mm程度に形成され、それぞれ図示しない駆動装置に
より帯状金属薄板７の走行速度と同じ周速度で回転駆動
され、かつ帯状金属薄板７の下部側に位置するスポンジ
ロールブラシ２６a は、その直径の約半分程度が上記冷
水槽２７の冷水中に浸漬されている。

【００５６】このエッチング液置換装置では、直径の約
半分程度の浸漬によりスポンジロールブラシ２６a に十
分に冷水が浸透し、この浸透した冷水がスポンジロール
ブラシ２６a の回転とともに、圧接する帯状金属薄板７
に供給され、特に第２段エッチングにより形成された大
凹孔内に強制的に供給して、大凹孔１２b 内に残留する
エッチング液を５％／秒以上の速い置換速度で置換する
ことができた。

【００５７】この場合、水によるエッチング液の置換
は、図１に示したように、塩化ニッケル水溶液や塩化マ
ンガン水溶液などにくらべてエッチング抑制作用が低い
が、スポンジロールブラシ２４a により強制的に大凹孔
内に押込んで置換を速めて、エッチング速度の速い希釈
エッチング液にさらされる時間を短縮し、かつ冷水によ
る希釈エッチング液温の低下による反応速度の低下によ
り、十分なエッチング抑制作用が得られ、結果として、
開孔寸法、形状のばらつきを抑え、むら品位のすぐれた
高品位シャドウマスクとすることができた。

【００５８】

【実施例４】実施例１と同様の方法により板厚０．１５
m m の帯状金属薄板の一方の面に開孔径１００μm 、他
方の面に開孔径１１０μm のレジストを形成し、このレ
ジストの形成された帯状金属薄板を２段エッチング法に
よりエッチングして、電子銃側となる一方の面側に開孔
径１４０μm の小凹孔、蛍光体スクリーン側となる他方
の面側に開孔径２７５μm の大凹孔、開孔径を規定する
小凹孔と大凹孔との連通部が小凹孔の形成された面から
１５μm の位置にある開孔を形成した。

【００５９】特にこの実施例３では、第１段エッチング
による小凹孔の形成については、実施例２と同様に、小
凹孔形成後、エッチング抑制液を用いことなく、従来と
同様にスプレーにより水洗し、第２段エッチングにより
大凹孔を形成したのちにのみ、スポンジロールブラシを
用いて、冷水によりエッチング液の置換をおこなった。

【００６０】図６にそのエッチング液置換装置を示す。
この置換装置は、第２段エッチング工程後に設けられ、
大凹孔の形成された一方の面を上向きにして搬送される
帯状金属薄板７を案内する一対のガイドロール３１a ，
３１b と、これらガイドロール３１a ，３１b 間に配置
されたスポンジロールブラシ２６と、上記帯状金属薄板
７の下方に設置された冷水槽２７とを備える。この冷水
槽２７は、冷水注入口２８および排水口２９を有し、冷
水注入口２８から注入された冷水をオーバーフローさせ
ることにより常に一定水位を保持するものとなってい
る。スポンジロールブラシ２６は、たとえば直径１５mm
程度に形成され、図示しない駆動装置により帯状金属薄
板７の走行速度と同じ周速度で回転駆動され、上記冷水
槽２７中の冷水の液面からその半径にほぼ等しい深さに
浸漬されている。

【００６１】このようにエッチング液置換装置を構成す
ると、スポンジロールブラシ２６に浸透した冷水が、帯
状金属薄板７に対する圧接によって、第２段エッチング
により形成された大凹孔内に強制的に供給され、大凹孔
１２b 内に残留するエッチング液を５％／秒以上の速い
置換速度で置き換えることができる。

【００６２】この場合の水によるエッチング液の置換
は、実施例２と同様に、塩化ニッケル水溶液や塩化マン
ガン水溶液などにくらべてエッチング抑制作用が低い
が、スポンジロールブラシ２６により強制的に大凹孔内
に押込んで置換を速めて、エッチング速度の速い希釈エ
ッチング液にさらされる時間を短縮し、かつ冷水による
希釈エッチング液温の低下により反応速度が低下し、十
分なエッチング抑制作用が得られ、結果的に開孔寸法、
形状のばらつきを抑え、むら品位のすぐれた高品位シャ
ドウマスクとすることができた。

【００６３】

【実施例５】実施例１と同様の方法により板厚０．１５
m m の帯状金属薄板の一方の面に開孔径１００μm 、他
方の面に開孔径１１０μm のレジストを形成し、このレ
ジストの形成された帯状金属薄板を２段エッチング法に
よりエッチングして、電子銃側となる一方の面側に開孔
径１４０μm の小凹孔、蛍光体スクリーン側となる他方
の面側に開孔径２７５μm の大凹孔、開孔径を規定する
小凹孔と大凹孔との連通部が小凹孔の形成された面から
１５μm の位置にある開孔を形成した。

【００６４】特にこの実施例５では、第１段エッチング
による小凹孔の形成については、小凹孔形成後、エッチ
ング抑制液を用いてエッチング液を置換することなく、
従来と同様にスプレーにより水洗し、第２段エッチング
により大凹孔を形成したのちに、水圧５kg／cm² のキャ
ビテーションジェットでエッチング液の置換をおこなっ
た。

【００６５】図７にそのキャビテーションジェットを発
生するエッチング液置換装置を示す。この置換装置は、
第２段エッチング工程後に設けられ、大凹孔の形成され
た一方の面を下向きにして搬送される帯状金属薄板７を
案内する各一対のロール３２，３３間に設置され、上部
に帯状金属薄板７の上面に向かってエッチング抑制液と
して冷水を高圧で噴射するノズル３４a が帯状金属薄板
７の幅方向に沿って複数個配置され、下部に帯状金属薄
板７の下面に向かって冷水を高圧で噴射するノズル３４
b および気体を高圧で噴射するノズル３５が帯状金属薄
板７の幅方向に沿って複数個配置されている。

【００６６】このエッチング液置換装置では、ノズル３
４a ，３４b から高圧で噴射された冷水がさらにノズル
３５から噴射するにより付勢され、それにより気体を効
率よく巻込んで、均一かつ細かななキャビテーションが
発生し、帯状金属薄板７の上下面、特に凹孔内に残留す
るエッチング液を５％／秒以上と高い置換速度で効率よ
く置換することができる。

【００６７】この場合、水によるエッチング液の置換
は、図１に示したように、塩化ニッケル水溶液や塩化マ
ンガン水溶液などにくらべてエッチング抑制作用が低い
が、キャビテーションジェットの強い当たりにより置換
を速め、エッチング速度の速い希釈エッチング液にさら
される時間を短縮し、かつ冷水による希釈エッチング液
温の低下による反応速度の低下により、十分なエッチン
グ抑制作用が得られ、結果として、開孔寸法、形状のば
らつきを抑え、むら品位のすぐれた高品位シャドウマス
クとすることができた。

【００６８】

【実施例６】３７インチの民生用カラー受像管のシャド
ウマスクとして、実施例１と同様の方法により板厚０．
２５m m の帯状金属薄板の一方の面に幅１３０μm の矩
形状開孔、他方の面に幅４８０μm の矩形状開孔をもつ
レジストを形成し、このレジストの形成された金属薄板
を両面同時エッチング法によりエッチングして、電子銃
側となる一方の面側に幅２２０μm の矩形状小凹孔、蛍
光体スクリーン側となる他方の面側に幅６１０μm の矩
形状大凹孔からなる開孔を形成した。

【００６９】特にこの実施例６では、エッチングにより
矩形状開孔を形成したのち、図７に示したエッチング液
置換装置と同様のエッチング液置換装置によるキャビテ
ーションジェットで、帯状金属薄板７の両面に３５重量
％の塩化ニッケル水溶液（Ｎｉイオンに換算して１６
％）を吹付けてエッチング液の置換をおこなった。

【００７０】その結果、従来の両面同時エッチング法で
は、大凹孔の形成された一方の面側から見た場合に、斑
状の模様が認められたが、この実施例６の方法では、塩
化ニッケル水溶液のもつエッチング抑制作用と、キャビ
テーションジェットによる高エネルギ付勢とにより、十
分なエッチング抑制作用が得られ、結果として、開孔寸
法、形状のばらつきを抑え、むら品位のすぐれた高品位
シャドウマスクとすることができた。

【００７１】なお、エッチング抑制液として、実施例１
および６では塩化ニッケル水溶液、実施例２では塩化マ
ンガン水溶液を用い、実施例３ないし５では、冷水を用
いたが、これら塩化ニッケル水溶液、塩化マンガン水溶
液あるいは冷水の代わりに、前述した冷水、アルコー
ル、塩化ニッケル水溶液、塩化コバルト水溶液、塩化カ
リウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウ
ム水溶液、塩化リチウム水溶液、塩化亜鉛水溶液、塩化
マンガン水溶液、塩化第１鉄水溶液などの３価の鉄より
もイオン化傾向の高い金属イオンを含有する溶液から選
択された他のエッチング抑制液を用いてもよく、またこ
れらエッチング抑制液から選択された２以上の混合液を
用いても、ほぼ同様の結果が得られる。

【００７２】特に３価の鉄よりもイオン化傾向の高い金
属イオンを含有する溶液を用いる場合は、溶液中の金属
イオンの濃度を７〜２０重量％とするとよい。

【００７３】また、上記実施例１ではメガソニックシャ
ワー、実施例２ではスリットノズルシャワー、実施例３
および４ではスポンジロールブラシ、実施例５および６
ではキャビテーションジェットによりエッチング液の置
換をおこなったが、これら置換手段の代わりに、キャビ
テーションジェット、メガソニックシャワー、スリット
ノズルシャワー、スポンジロールブラシなどから選択さ
れた少なくとも一つ以上の異なる手段でおこなっても、
ほぼ同様の結果が得られる。

【００７４】

【発明の効果】上述のように、金属薄板の両面にシャド
ウマスクの開孔に対応するパターンからなるレジストを
形成し、このレジストの形成された金属薄板をエッチン
グしたのち、この金属薄板に付着するエッチング液、特
にエッチングにより形成された凹孔内に残留するエッチ
ング液を、金属薄板に対して不活性なエッチング抑制液
で置換すると、開孔寸法、形状のばらつきを抑えて、む
ら品位のすぐれた高品位シャドウマスクを製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態におけるエッチング抑制
液の効果を説明するための図である。

【図２】図２（ａ）乃至（ｉ）はそれぞれこの発明の実
施例１におけるシャドウマスクの製造方法を説明するた
めの図である。

【図３】上記実施例１で形成されたシャドウマスクの開
孔寸法を説明するための図である。

【図４】この発明の実施例２におけるスリットノズルシ
ャワーによるエッチング抑制方法を説明するための図で
ある。

【図５】この発明の実施例３におけるスポンジロールブ
ラシを用いたエッチング液置換装置の構成を示す図であ
る。

【図６】この発明の実施例４におけるスポンジロールブ
ラシを用いたエッチング液置換装置の構成を示す図であ
る。

【図７】この発明の実施例４におけるキャビテーション
ジェットを発生するエッチング液置換装置の構成を示す
図である。

【図８】カラー受像管の構成を示す図である。

【図９】図９（ａ）乃至（ｆ）はそれぞれ従来のシャド
ウマスクの製造方法を説明するための図である。

【図１０】上記従来のシャドウマスクの製造方法におけ
る問題点を説明するための図である。

【図１１】塩化第二鉄溶液の濃度とエッチング速度との
関係を示す図である。

【符号の説明】

７…金属薄板 １０a ，１０b …レジスト １２…小凹孔 １２b 大凹孔 １４…開孔 ２４…エッチング液 ２５…スリットノズル ２６a ，２６b …スポンジロールブラシ ３４a ，３４b …ノズル ３５…ノズル ３６…洗浄槽

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄板の両面にシャドウマスクの開孔
   に対応するパターンからなるレジストを形成し、このレ
   ジストの形成された金属薄板を塩化第２鉄溶液を用いて
   エッチングすることにより上記開孔を形成するシャドウ
   マスクの製造方法において、 エッチング後に上記金属薄板に付着する塩化第２鉄溶液
   を上記金属薄板に対して不活性なエッチング抑制液で置
   換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】 エッチング抑制液が冷水またはアルコー
   ルまたは３価の鉄よりもイオン化傾向の高い金属イオン
   を含有する溶液である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。
3. 【請求項３】 ３価の鉄よりもイオン化傾向の高い金属
   イオンを含有する溶液が、塩化ニッケル水溶液、塩化コ
   バルト水溶液、塩化カリウム水溶液、塩化カルシウム水
   溶液、塩化マグネシウム水溶液、塩化リチウム水溶液、
   塩化亜鉛水溶液、塩化マンガン水溶液、塩化第１鉄水溶
   液から選択された１または２以上の混合液であることを
   特徴とする請求項２記載のシャドウマスクの製造方法。
4. 【請求項４】 ３価の鉄よりもイオン化傾向の高い金属
   イオンを含有する溶液中の金属イオンの濃度が７〜２０
   重量％であることを特徴とする請求項３記載のシャドウ
   マスクの製造方法。
5. 【請求項５】 エッチング抑制液の置換速度を５％／秒
   以上とした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。
6. 【請求項６】 エッチング抑制液の置換を、キャビテー
   ションジェット、メガソニックシャワー、スリットノズ
   ルシャワー、スポンジロールブラシから選択された少な
   くとも一つの手段でおこなうことを特徴とする請求項１
   または２記載のシャドウマスクの製造方法。
7. 【請求項７】 エッチング抑制液の置換を、エッチング
   後の金属薄板の一方の面に高圧のエッチング抑制液を吹
   付けるとともに、他方の面に高圧のエッチング抑制液と
   エアを吹付けることにより得られるキャビテーションジ
   ェットによりおこな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。
8. 【請求項８】 エッチング後の金属薄板にスポンジロー
   ルブラシを接触させ、このスポンジロールブラシの一部
   をエッチング抑制液に浸漬して上記金属薄板に付着する
   エッチング液を上記エッチング抑制液で置換することを
   特徴とする請求項１記載のシャドウマスクの製造方法。
9. 【請求項９】 エッチング後の金属薄板にスポンジロー
   ルブラシを接触させ、エッチング抑制液中に上記金属薄
   板およびスポンジロールブラシを浸漬して上記金属薄板
   に付着するエッチング液を上記エッチング抑制液で置換
   する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。
10. 【請求項１０】 エッチング抑制液槽からエッチング抑
    制液をオーバーフローさせ、このエッチング抑制液槽中
    のエッチング抑制液にスポンジロールブラシを浸漬し、
    このスポンジロールブラシを金属薄板に接触させて付着
    するエッチング液を上記エッチング抑制液で置換するこ
    とを特徴とする請求項８または９記載のシャドウマスク
    の製造方法。
11. 【請求項１１】 金属薄板を走行させ、この金属薄板の
    走行速度に合わせてスポンジロールブラシを回転駆動す
    ることを特徴とする請求項８または９記載のシャドウマ
    スクの製造方法。