JPS5938696B2 - カラ−受像管用シヤドウマスクの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラー受像管用シヤドウマスクの製造方法に係
り、特にシヤドウマスクの食刻方法に関するものである
。

カラー受像管用シヤドウマスクは通常一枚の金属板に所
定の配列でマスク穿孔部が穿設してあり、前記マスク穿
孔部は金属板の両面で径が異なつている。

前記マスク穿孔部は一般に写真食刻技術により食刻穿設
されている。

この工程の概略を説明すると、或る一定の厚さを有する
干らな金属板の両面に光硬化性樹脂（フォトレジスト）
を塗布乾燥して感光膜を形成した後、この金属板の片面
に径の小さな孔のネガ像を有するネガ原版、他面に径の
大きなネガ像を有するネガ原版をそれぞれ密着配置し、
紫外線光源などを使用して各々のネガ像を感光膜に焼き
付ける。次に感光膜の未露光部未硬化樹脂を温水などに
より溶解除去して金属板のマスク穿孔部を穿設させる部
分を露出させた後、残存感光膜の耐水性および金属板と
の密着性を向上させて食刻液による分解・剥離を防止す
るために高温熱処理を施す。次に前記金属板の露出部に
食刻液をスプレーすることにより腐食させ、マスタ穿孔
部を穿設する。前記シヤドウマスクの食刻法には化学的
方法および電気化学的方法があるが、食刻液をスプレー
したり、あるいは金属板を食刻液に浸漬したりする化学
的方法が一般的である。

このスプレー法・浸漬法の共通の問題点は穿孔部形状お
よび穿孔部周囲の切れ状態であり、主に感光膜と金属板
との密着強度、感光膜の耐食刻液性・耐水性によるもの
である。これらの特性は感光膜を形成する光硬化性樹脂
の特性によるのは当然であるが、感光膜厚・高温熱処理
条件によつても変動する。もし穿孔部の形状が所望のも
のと異なり、且つ切れが悪い場合、螢光体層が穿孔部を
通つた光で１対１の状態で焼きつけられるため、ストラ
イプ形カラー受像管に於ては切れが悪く、くびれの有る
螢光体ストライプになり易い。この結果白色画像を出し
た際の画面におけるユニフオミテイーが悪くなり、電子
ビームのランデインク余裕度が少なくなる欠点がある。
浸漬法によるエッチングにおいてはスプレー法と比較し
金属板への機械的な食刻液の射突がない為、スプレー圧
・スプレーパターンの重なり・食刻液の液溜など食刻に
およぼす要因を考える必要はないが、食刻液の撹拌不均
一による穿孔形状のばらつきおよびサイド食刻による穿
孔径のばらつきが問題となる。

更に食刻時間がかかりすぎる為、小さな試料の場合には
用いられる可能性も有るが、シヤドウマスク製造法とし
ては一般的でない。前述したスプレー法による食刻は浸
漬法による食刻と比較し食刻時間か短かくなる利点を有
している。しかし不均一食刻による穿孔径の部分むら・
穿孔形状ばらつき・サイド食刻による穿孔径のばらつき
が有り、これらは食刻液の金属表面への射突具合、金属
表面における液溜りの分布状態および食刻時間・組成に
より影響を受けるものである。特に穿孔径の部分むら、
サイド食刻による穿孔径のばらつきをなくすことはネガ
原版と１対１の穿孔を得られ理想的なシヤドウマスクと
なる。前述した穿孔径の部分むらは金属板表面に於ける
食刻液の液溜り状態に大きな影響を受け、液溜りの多い
部分が液溜りの少ない部分と比較し新しい食刻液との交
換速度が遅くなり食刻速度が低下するためによるもので
ある。液溜りに関してはカツトシート方式の場合、液が
前後・左右に流れ易く、おまり問題にならない。しかし
、量産の立場から作業性が悪い為、一般的には１枚１枚
食刻するのではなく金属板送り方向に対して連続な状態
で食刻を行つている。この結果、食刻時に上より吹きつ
けられた食刻液が金属板上にまず溜り、穿孔された後で
も穿孔部の径が小さいために食刻液の表面張力にて落下
せず、且つ下方からも食刻液が吹きつけられているため
、常時食刻液が溜つている状態にある。従つて液溜り量
が少なく均一な分布状態であれば、穿孔部の径の部分む
らのない均一食刻を行なうことは可能である。即ちこの
対策法として食刻時に金属板に曲率を持たせ食刻液を常
に下方に流そうとする力法が有るが、食刻工程で金属板
に一定の曲率を持たせる事は難しく、且つ金属板送り力
向に一定の張力をかけているがたわみが有るため液溜り
のコントロールは困難である。更にサイド食刻による穿
孔径のばらつきは腐食化学的にみて当然起りうるもので
あり、この主原因は金属板・感光膜・食刻液の３層の共
有部が、食刻液・金属板の２層の共有部に比較して食刻
液に対し化学的に活性なためである。

また所望する穿孔部は数百ミクロンの非常に細い孔であ
るため、腐食させるに従つて穿孔部内の食刻液の流れが
悪くなる。この結果一般の金属材料にて見えれる孔食（
ピッチインク・コロージヨン）に近くなり、穿孔部内で
は金属表面と比較し食刻液の…が低下（Ｈ＋の増加）し
て腐食速度が加速されることもサイド食刻の大きな要因
となる。従つて穿孔終了時点では所望する孔径よりも大
きな孔を得ることになるため、ネガ原版作製時にはサイ
ド食刻による孔径増加量も加昧しなければならず、且つ
食刻時間・食刻液組成及び金属板の材質・板厚にてもサ
イド食刻の進行状態が異なるため、孔径のばらつきのな
いシヤドウマスクを得る事は非常に難しい。このサイド
食刻を防止する方法として、従来食刻途中の段階で食刻
された側面にキリン血を塗り再び食刻を行ない、これを
何回か繰り返えす事によりサイド食刻量を最小にしよう
とするキリン血法、食刻液に界面活性剤か、あるいは脂
肪酸やある種の芳香族及び脂肪族炭化水素などを加える
事により腐食されるべき金属面に腐食防止膜となる吸着
層を形成してサイド食刻量を最小にしようとするパウダ
レス食刻法が考えられてきれ。しかし前者は精度および
穿孔部の形伏が悪く、且つ時間がかかりすぎるために量
産が不可能であるという欠点を有する。後者はサイド食
刻量はある程度押えられるが、食刻防止膜となる吸着層
を形成するために食刻時間が長くかかる事と、添加剤の
食刻液へおよぼす影響が問題となる。本発明は前述した
如き腐食化学的見地からスプレー食刻法と浸漬食刻法と
の両者の長所をかけ合せた食刻法により穿孔径部分むら
・ばらつきがなく、且つサイド食刻量の少いカラー受像
管用シヤドウマスクの製造方法を提供するものである。

即ち本発明はカラー受像管用のシヤドウマスク材となる
金属板上の食刻液溜りを均一にし且つ穿孔部内の食刻液
流れを良くするためにスプレー食刻時に腐食される金属
板に高周期の微振動を与えながら大孔側をスプレー食刻
した後、小孔側をスプレー食刻することを特徴とするも
のである。その結果、金属板上及び穿孔内部の食刻液は
機械的な微震動により流動性が促進され、腐食面は常に
新らしい食刻液と置きかわり、食刻時間が短くなるとと
もに金属板上の食刻液分布が均一になり、部分むら・孔
径ばらつきのない均一食刻が可能となる。また穿孔内部
の食刻液のこもりがないためサイド食刻量も緩和される
。高固期の微震動を与える手段としては超音波を利用す
るのが非常に効率が良い。超音波による高周期の微震動
は、高温熱処理後の金属板が食刻工程に入つて来た際、
金属板両側に超音波発射電極を接触させることにより与
えることができる。使用する電極の数は食刻工程の長さ
及び微震動伝播距離により決められる。金属板と超音波
発射電極との非接触を防止するために溝を有した電極を
使用し、その溝を通して金属板を滑らせながらスプレー
食刻をすることは効果が有る。また食刻液の流れを良く
するために金属板に任意の曲率を持たせることも可能で
、この方法としては超音波発射電極を金属板に曲率を持
たせるストツパ一として使用し、金属板の横巾より狭い
間隔で食刻工程の両側に電極を設置し、その間を金属板
を滑らせる力法があげられる。また、電子ビーム径すな
わち電子ビームがシヤドウマスクの穿孔を通過した時の
実質的な径は、小孔径により決定されるため小孔径のサ
イド食刻量を極力少なくすることが強く望まれる。大孔
側を深さ方向に対して大部分食刻し、ついで小孔側を軽
く食刻することによりサイド食刻量を極力少なくすると
いう発想はあるが、小孔側への食刻液の飛散により穿孔
形状及び穿孔径がばらつき目的を達し得ていない。しか
し、本発明のごとく高周期の微震動を与えながらまず大
孔側を目的とする深さまで食刻した後、小孔径を食刻す
ることにより、大孔側食刻時に小孔側へ飛散した食刻液
は均一に分布するため穿孔形状および穿孔径のばらつき
がなく、且つ小孔側を食刻する時も食刻速度がはやいた
めサイド食刻量がほとんどない理想的なカラー受像管用
シヤドウマスクを得ることができ．る。なお、高周期の
微震動を与える手段として超音波を使用する場合、周波
数としては１０〜３０ＫＨｚの範囲で良い結果を与える
が金属板の巾・厚さ・材質などによりそれに適した周波
数を選ぶ必要がある。

また、振幅に関しても高周期のために余り大きすぎると
スプレーした食刻液が金属板表面ではじき飛ばされてし
まうため、最適なものを実験的に決ることが望ましい。
本発明はカラー受像管用シヤドウマスクの製造に限らず
、これに類似するものに適用できることは勿論である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カラー受像管用シヤドウマスクの製造方法において
   、シヤドウマスク材に高周期の微震動を与えながら大孔
   側のみスプレー食刻した後、小孔側のみスプレー食刻す
   ることを特徴とするカラー受像管用シヤドウマスクの製
   造方法。