JPH11329228A - シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感光性樹脂の塗布膜厚がバラツイても、形状の
バラツキの無い所望する形状となった長円形の貫通孔の
得られるシャドウマスクの製造方法を提供する。 【解決手段】金属薄板の両面に感光性樹脂層を形成する
工程と、感光性樹脂層にパターン露光、現像、硬膜処理
を行い、一方の面のレジスト膜に、複数の大孔開孔部
を、また、他方の面側のレジスト膜に、複数の小孔開孔
部を形成する工程と、金属薄板の両面にエッチングを行
う工程と、前記レジスト膜を剥膜する工程とを少なくと
も有し、金属薄板に複数の略長円形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、前記パターン露光
の際、大孔開孔部位および小孔開孔部位に露光する各パ
ターンを、角部を取りＲ部を有する長円形としたことを
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、金属薄板を素材と
して用い、フォトエッチング法にて、カラー受像管等に
用いられるシャドウマスクを製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー受像管等に用いられるシャドウマ
スクは、フォトエッチング法を用いて製造することが主
流となっている。例えば、図６はフォトエッチング法を
用いたシャドウマスクの製造工程の一例を模式的に示し
ている。すなわち、金属素材（以下、金属薄板１と記
す）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
ム等からなる水溶性感光液を塗布乾燥して、図６（ａ）
に示すように、感光性樹脂層２を形成する。

【０００３】次いで、図６（ｂ）に示すように、所定の
パターンを有する露光用マスク４を介して、金属薄板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、温水等にて、未
露光未硬化部位の感光性樹脂層２を溶解する現像処理を
行った後、残った感光性樹脂層２に対して硬膜処理およ
びバーニング処理等を施せば、図６（ｃ）に示すよう
に、開孔５より金属薄板１を露出した小孔レジスト膜3a
と大孔レジスト膜3bが得られる。

【０００４】次いで、塩化第二鉄液等のエッチング液を
金属薄板１に接触させ、レジスト膜３の開孔５より露出
した金属薄板１部位にエッチングを行う。エッチングに
より、大孔面側と小孔面側とに各々凹部７が形成され、
両面の凹部同士が貫通することで、図６（ｄ）に示すよ
うに、金属薄板１に貫通孔６が形成される。

【０００５】次いで、金属薄板１よりレジスト膜３の剥
膜を行った後、金属薄板１を所定の形状に断裁する、不
要部を除去する等の工程を経てシャドウマスクとするも
のである。

【０００６】なお、エッチングは、金属薄板１の両面側
から同時にエッチングを行なう方法もあるが、エッチン
グ工程を二段階に分ける方法等もある。例えば、第一段
階のエッチングを金属薄板１の両面側から行ない、小孔
レジスト膜3a側に小孔凹部7aを、大孔レジスト膜3b側に
大孔凹部7bを形成する。次いで、金属薄板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、前段の
エッチングで形成された小孔側の凹部7aを完全に埋め尽
くすエッチング防止層を形成する。続いて、大孔レジス
ト膜3b面側から金属薄板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６
を形成する。最後に、エッチング防止層およびレジスト
膜３を剥膜除去する剥膜工程を行う等の方法である。

【０００７】以上、フォトエッチング法を用いたフォト
マスクの製造方法の一例を記したが、フォトエッチング
法を用いたエッチング部品の製造方法においては、上述
したように、金属素材１表面に感光性樹脂層２を形成す
る工程、パターン露光工程、現像工程、エッチング工
程、および剥膜工程を少なくとも有するものである。

【０００８】ここで、シャドウマスクとして、図５に示
すように、貫通孔６の形状を略長円形としたものが知ら
れている。なお、図５は、金属薄板１に形成した貫通孔
６を大孔面側から見た一部拡大平面図である。この略長
円形とした貫通孔６を多数形成したシャドウマスクを得
るにあたり、金属薄板１上に塗布形成された感光性樹脂
層２に露光用マスク４を介し露光するパターンの形状
を、図４の平面図に示すように、大孔面側を長方形パタ
ーン８（図５中の実線部）とし、また、反対面側の小孔
面側に略長円パターン９（図５中の破線部）を露光する
ことが多い。

【０００９】しかるに、大孔側の感光性樹脂層2bに露光
する各パターンを長方形パターン８とすると、エッチン
グで形成される各貫通孔６の形状にバラツキが生じるこ
とがあり、以下にその理由を記す。

【００１０】従来より、金属薄板１上に感光性樹脂を塗
布する際、感光性樹脂の膜厚が均一とならず、金属薄板
部位により膜厚の厚い部位と薄い部位が発生する、いわ
ゆる塗布ムラが発生してしまうものである。

【００１１】すなわち、金属素材表面に感光性樹脂を塗
布する手段として、ディップコート法やロールコーター
法等が用いられている。ディップコート法の場合、例え
ば帯状に搬送される金属素材１を、感光性樹脂を有する
塗布槽中に浸漬後、ドクターバーと呼称される掻き落と
し棒等でシャドウマスク材１表面の余分な感光液を掻き
落としつつ、塗布槽より金属薄板１の引き上げを行なう
ことで、感光性樹脂の塗布が行われる。また、ロールコ
ーター法では、表面に感光性樹脂を有する塗布ロールを
用い、搬送される金属薄板に感光性樹脂の塗布を行って
いる。

【００１２】この塗布の際、搬送される金属薄板１の振
動、塗布ロールの振動等が有り、ドクターバーもしくは
塗布ロールと金属薄板との位置条件が所望される条件に
維持でない等により、塗布された感光性樹脂の膜厚は部
位により不均一となる。

【００１３】例えば、ロールコーター法にて塗布を行っ
た場合、図３に示すように、膜厚の薄い部位（図中のＡ
部）と厚い部位（図中のＢ部）とが帯状となって生じる
ものである。

【００１４】ここで、シャドウマスクには多数の貫通孔
６を形成するものであり、大孔側感光性樹脂層2bにも所
定の配列にて複数の長方形パターン８を露光しなければ
ならない。

【００１５】そのため、図２に示すように、感光性樹脂
層2bの膜厚が厚くなった部位（図２中のＢ部）にも、長
方形パターン８（図２中の破線部）が露光されることと
なる。

【００１６】感光性樹脂層が厚く形成された部位では、
現像後のレジストパターンの精度が悪くなり、結果とし
てエッチングパターンの精度が低下することは周知の事
実といえる。このため、図２に示すように、感光性樹脂
層の膜厚が厚くなった部位（Ｂ部）に露光された長方形
パターン８（図２中の破線部）の角部のパターン精度が
低下することで、現像後のレジスト膜3bに形成される開
孔5b（図２中の実線部）は長方形パターン８の角部がと
れた形状となり、当然のことながらエッチング形状は開
孔5bの形状に対応して、角部のとれたエッチングパター
ンとなってしまう。一方、感光性樹脂層2bの膜厚が薄い
部位（Ａ部）に露光された長方形パターン８の角部は、
パターン精度が低下せず、現像後のレジスト膜3bに形成
される開孔5bは、露光された長方形パターン８と略同一
形状のものが得られ、エッチング形状も長方形のエッチ
ングパターンとなる。

【００１７】金属薄板１に塗布形成される感光性樹脂層
２の膜厚の薄い部位と厚い部位とはランダム（不規則）
に現れるため、金属薄板の大孔側にエッチング形成され
る長方形凹部7aも、所望する角部を有するパターンと角
部のとれたパターンとがランダム（不規則）に形成され
ることとなる。

【００１８】前述したように、金属薄板１に形成される
貫通孔６は、大孔側凹部7bと小孔側凹部7aとが貫通して
形成されるものであり、大孔側凹部7bの形状にバラツキ
が生じた場合、貫通孔６の形状にもバラツキが生じるこ
とになる。

【００１９】例えば、図３に示したようにスジ状に塗布
膜厚の薄い部位と厚い部位が生じ、大孔側凹部7bの形状
不良部位がスジ状に発生したシャドウマスクにあって
は、製造後のシャドウマスクを目視検査すると、大孔側
凹部7bが所望する形状とならなかった部位がスジ状にム
ラとなって見えるものであり、また当然のことながら、
貫通孔６の形状にバラツキを生じたシャドウマスクをカ
ラー受像管に組み込んでも所望する性能を出せないこと
となる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
に鑑みなされたもので、その目的とするところは、感光
性樹脂の塗布膜厚がバラツイても、形状のバラツキの無
い所望する形状となった長円形の貫通孔の得られるシャ
ドウマスクの製造方法を提供しようとするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、金
属薄板を素材とし、金属薄板の両面に感光性樹脂を塗布
し感光性樹脂層を形成する工程と、感光性樹脂層にパタ
ーン露光、現像、硬膜処理を行い、金属薄板の一方の面
側の感光性樹脂層を、所定のパターンに従って金属薄板
を露出した複数の大孔開孔部を有するレジスト膜とし、
また、他方の面側の感光性樹脂層を、所定のパターンに
従って金属薄板を露出した複数の小孔開孔部を有するレ
ジスト膜とする工程と、金属薄板にエッチングを行う工
程と、前記レジスト膜を剥膜する工程とを少なくとも有
し、金属薄板に複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、前記パターン露光の際、感光性樹
脂層の大孔開孔部位および小孔開孔部位に露光する各パ
ターンの形状を角部を取りＲ部を有する長円形としたこ
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。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態の一例を示す以
下の図面に基づき、本発明の説明を行う。

【００２３】まず、金属薄板１として板厚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、図６
（ａ）に示すように、感光性樹脂層２を形成した。

【００２４】本実施例では、感光性樹脂の塗布にロール
コーター法を用い、感光性樹脂層2bの膜厚を８μｍとす
べく塗布を行ったが、塗布膜厚は均一とはならず、前述
した（従来の技術）の項に記した理由等により、金属薄
板の部位によっては膜厚７〜９μｍとなった部位があ
り、塗布膜厚にバラツキを生じていた。

【００２５】次いで、感光性樹脂層２に露光用マスク４
を介してパターン露光、現像、硬膜処理を行い、所定の
パターンに従って金属薄板１を露出したレジスト膜３を
得た。ここで、本発明の特徴として、大孔側感光性樹脂
層2bに露光するパターン形状を、従来の長方形パターン
８に変えて、図１に示すように、略長円パターン9b（図
１中の実線）としている。また、大孔側パターンと相対
する小孔側感光性樹脂層2a部位にパターン露光する形状
は、従来と同様の略長円パターン9a（図１中の破線）と
している。

【００２６】なお、前述した（従来の技術）の項で記し
たように、感光性樹脂層２へのパターン露光は、表裏２
枚の露光用マスク４を介して行っており、表面用の露光
用マスク4bに、上述した略長円形パターン9bを、また、
裏面用の露光用マスク4aに略長円パターン9aを予め形成
している。ちなみに、裏面用の露光用マスク4aに形成し
た略長円パターン9aは、中心をズラした円パターンの重
ね打ちにて長円パターンとしている。

【００２７】前述した（従来の技術）の項に記したよう
に、従来は大孔側感光性樹脂層2bへのパターン露光を長
方形パターン８としていたものであり、このため、膜厚
の厚くなった感光性樹脂層2b部位に長方形パターン８の
角部が掛かった場合、感光性樹脂層の膜厚が厚くなった
部位に現像後形成される角部のパターン精度が低下し、
当該部位のレジスト膜3bには角部のとれた開孔パターン
が形成されていた。ここで、本発明においては、大孔側
感光性樹脂層2bに露光するパターンは、上述したよう
に、角部を取りＲ部とした長円パターン9bとしている。

【００２８】長円形のＲ部は、長方形の角部ほど形状精
度を要求されない。このため、感光性樹脂層の膜厚の厚
くなった部位に長円パターン9bのＲ部が掛かった場合で
あっても、レジスト膜には、ほぼ所望する形状（長円
状）の開孔５を形成することが可能となる。

【００２９】ここで、小孔側の感光性樹脂層2aに露光す
るパターンは従来より長円としており、たとえ小孔側の
感光性樹脂層2aの塗布膜厚が部位により不均一となって
いても、形成されるレジスト膜3aの開孔パターンおよび
エッチングパターン（小孔側凹部7a）の形状は、所望す
るものが形成されることとなる。

【００３０】次いで、本実施例においては、上述した方
法にて得られたレジスト膜３を有する金属薄板１に、従
来通りエッチング工程以後の製造工程を行いシャドウマ
スクを得たものである。なお、シャドウマスクの貫通孔
の形状を調べたが、前述した塗布膜厚のバラツキがあっ
たにもかかわらず、貫通孔の形状のバラツキは認められ
なかった。

【００３１】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、上述した説明および図面に限定
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、感
光性樹脂層２に露光する大孔側および小孔側の各長円パ
ターンの大きさおよび、形状は、シャドウマスクの仕様
に応じて適宜変更するものであり、また、相対させる位
置は、カラー受像管にシャドウマスクを組み込んだ際の
電子線の入射角等に応じて、適宜ズラしても構わない。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、感光性樹脂の塗布膜厚
がバラツイても、形状のバラツキの無い大孔凹部7bが得
られ、かつ、所望する形状となった貫通孔６が得られ
る。これにより、本発明で得られたシャドウマスク組み
込むことで、所望する性能を有するカラー受像管を得る
ことができる。

【００３３】

【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】感光性樹脂層の膜厚の相違によりレジスト膜に
形成される開孔形状の変化の一例を示す平面説明図。

【図３】従来の塗布方法で生じる感光性樹脂層の塗布膜
厚の変化の一例を示す平面説明図。

【図４】従来のシャドウマスクの製造方法の一例の要部
を示す平面説明図。

【図５】シャドウマスクに形成する貫通孔の一例を示す
一部拡大平面図。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は、シャドウマスクの製造工程
の一例を工程順に示す説明図。

【符号の説明】

１ 金属薄板 ２ 感光性樹脂層 ３ レジスト膜 ４ 露光用マスク ５ 開孔 ６ 貫通孔 ７ 凹部 ８ 長方形パターン ９ 長円パターン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属薄板を素材とし、金属薄板の両面に感
   光性樹脂を塗布し感光性樹脂層を形成する工程と、感光
   性樹脂層にパターン露光、現像、硬膜処理を行い、金属
   薄板の一方の面側の感光性樹脂層を、所定のパターンに
   従って金属薄板を露出した複数の大孔開孔部を有するレ
   ジスト膜とし、また、他方の面側の感光性樹脂層を、所
   定のパターンに従って金属薄板を露出した複数の小孔開
   孔部を有するレジスト膜とする工程と、金属薄板にエッ
   チングを行う工程と、前記レジスト膜を剥膜する工程と
   を少なくとも有し、金属薄板に複数の長円形状の貫通孔
   を形成するシャドウマスクの製造方法において、前記パ
   ターン露光の際、感光性樹脂層の大孔開孔部位および小
   孔開孔部位に露光する各パターンの形状を、角部を取り
   Ｒ部を有する長円形としたことを特徴とするシャドウマ
   スクの製造方法。