JPS62243781A - シヤドウマスク用薄板材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） 本発明はカラー受像管に用いるシャドウマスク用薄板材
に関する。

（従来の技術及び問題点） 従来、カラー受像管用シャドウマスクには、低炭素リム
ド冷延鋼板や低炭素ＡＱキルド冷延鋼板といった軟鋼板
が用いられているが、これらの材料により低熱膨張特性
を有するＩ”　ｅ　−Ｎ　ｉ系合金。

例えば３６Ｎｉ−Ｆｅアンバーなどの使用が検討されて
いる。

一般にカラー受像管を作動させた場合、シャドウマスク
の開孔を通過する電子ビームは全体の１７３以下であり
、残りの電子ビームはシャドウマスクに射突するので、
シャドウマスクは時として８０℃にも達する程加熱され
る。この際、シャドウマスクが熱により膨張し該シャド
ウマスクと蛍光面の距離が変化して色純度の低下が生じ
るわけであるが、Ｆｅ−Ｎｉ系アンバー合金の使用によ
りこの熱膨張が軽減されるというものである。しかし、
このＦ　ｅ　−Ｎ　ｉ系アンバー合金は従来の軟鋼に比
べ多数の細孔を開けるためのエツチング性に問題がある
。

前記アンバー合金の場合、レジス、１〜の密着性やエツ
チング液に対する腐食性が軟鋼と異なるため、従来のエ
ツチング穿孔法では孔径や孔形状のばらつきが大きくな
り、その結果、該エッチナグにより穿孔した細孔部に光
を透過させるとマスクにもやがかったようなむらが生じ
る。特に、近年急速に増加しているピッチ及び孔径の小
さい高精細度マスクにおいては、孔径や孔形状のわずか
な乱れによってもむらが生じてしまい、カラー受像管の
品位を著しく低下させてしまう、これを防ぐため。

エツチング液温を低クシ、エツチング速度を低下させる
方法も検討されているが、この方法では生産性が極端に
低下して、経済的に適合しない。

このため生産効率がよく、かつ高品位のシャドウマスク
を得ることができるＮ　ｉ　−Ｆ　ａ系合金のシャドウ
マスク用薄板材が待ち望まれていた。

（発明の構成） 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、シャドウマ
スクの孔径や孔形状のばらつきを小さくし、むらの発生
しない高品位のシャドウマスクを生産効率よく製造でき
るシャドウマスク用薄板材を提供するものであ゛る。す
なわち、本発明エツチングにより電子ビーム透過孔を形
成するためのＦｅ及びＮｉを主成分とするＦ　ａ　−Ｎ
　ｉ系合金シャドウマスク用薄板材が下記゛の表面粗さ
Ｒａ及び表面粗さの凸凹の平均間隔Ｓｍを有し、さらに
下記のエツチング穿孔後の孔径比Ｒｅを備えることを特
徴とするシャドウマスク用薄板材 Ｒａ　　　　０　、２〜０　、７　ｔｔ　ｍＳ　ｒｎ　
　　　１００　ｐ　ｍ以下 Ｒｅ　　　　Ｏ，９以上 （但し、ＲａはＪＩＳ　　Ｂ　　０６０１の表面粗さ、
Ｓｍは基準良さ内における表面粗さを示す断面曲線の凸
凹の間隔の平均値、Ｒａは透過光孔径ｄＬ／エツチング
径ｄ、の比であり、透過光孔径ｄ１は光を透過させたと
きの孔径で、エツチング径ｄ２はエツチングによる小孔
側の腐食部の最大径である）及びエツチングにより電子
ビーム透過孔を形成するためのＦｅ及びＮｉを主成分と
するＦｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用薄板材が下記の
表面粗さ　Ｒａ及び表面粗さの凸凹の平均間隔Ｓｍを有
し、かつ結晶粒度が粒度番号で８．０以上であり、さら
に下記のエツチング穿孔後の孔径比Ｒｅを備えることを
特徴とするシャドウマスク用薄板材 Ｒａ　　　　　０．２〜０．７μｍ Ｓｍ　　　　１００４ｍ以下 Ｒｅ　　　　Ｏ，９以上 （但し、ＲａはＪＩＳ　　Ｂ　　０６０１の表面粗さ。

Ｓｍは基準長さ内における表面粗さを示す断面曲線の凸
凹の間隔の平均値、Ｒｅは透過光孔径ｄ工／エツチング
径ｄｔの比であり、透過光孔径ｄＬは光を透過させたと
きの孔径で、エツチング径ｄ２はエツチングによる小孔
側の腐食部の最大径である）に関する。

（発明の詳細な説明） 次に本発明のシャドウマスク用薄板材の各条件の限定に
ついて述べる。

まず、表面粗さであるが１表面粗さはレジストの密着性
に大きく影響を与える。レジストの密着性が適切でない
と孔形状の乱れがおこり、開孔の精度が低下する。特に
、高精細度マスクではレジストの密着性のｂずかな差に
よる孔形状の乱れが致命的な欠陥となる。そこで、表面
粗さは次のように厳しく規定する必要がある。表面粗さ
Ｒａが０．２μｍより小さいとレジストの密着性か弱す
ぎるためサイドエツチングが進みすぎ、精度良く開孔で
きない。また、０．７μｍより大きいと密着性が強すぎ
るため現象後に穿孔されるべき部分にもレジストが残存
することがあり好ましくない。

また、生産性を高めるためにはエツチング温度を高くし
なければならないが、その場合、腐食反応が激しくなる
ため、より一層表面粗さを厳しくコントロールして良好
なレジストの密着性を得る必要がある。Ｒａのさらに好
ましい範囲は０．４超〜０．６μｍである。

しかしながら、また上記のＲａだけでは適切な細孔を得
るための十分なエツチング穿孔ができない。そこで種々
検討されたのがＳｍである。Ｓｍは第１図に示すように
基準長さ内における表面粗さを示す断面曲線の凸凹の間
隔の平均値を表すものであり、Ｓｍが大きすぎると孔形
状が悪くなる。この様子を第２図に示す、第２図（ａ）
はＳｍが大きすぎる場合を概念的に示したもので粗さの
ピッチが大きいため局部的にレジストの密着性が弱くな
り、その部分で図の点線４に示すようにサイドエツチン
グ（側壁方向へのエツチング）が過度に進むため孔形状
が九九る。第２１１ｉｉ１（ｂ）はＳ　ｍ　ｈｓ適度に
小さい場合を概念的に示したものでレジストの密着性が
孔のどの部分でも均一なため孔形状は乱れない。このよ
うにＳｍはレジストの密着性の重要な因子であり、１０
０μｍを超えると孔形状の乱れを生ずるので、本発明の
ようにＳｍを１００μｍ以下とする必要がある。

特に高温でエツチングする場合や孔径が小さい高＃ｙａ
マスクの場合は、Ｓｍ５０μｍ以下とすることが望まし
い。

結晶粒については、粒度番号で８．０未満の粗粒である
と、結晶面によってエツチング性に差異があるので孔の
縁がギザギザになり孔形状が悪くなるという傾向がある
。したがって、より孔精度を良好にするためには結晶粒
度を粒度番号で８゜０以上とするのが望ましい。

次にエツチング穿孔後の孔径比Ｒｅであるが。

これは前記のように穿孔したシャドウマスクに光を透過
させた場合、もやがかかったように見える透過光のむら
はエツチング穿孔後の多数の小孔形状が均一でないこと
を物語っており、その要因の１つとして前記開孔部にお
ける板厚方向中央部にある突出部がある。

この突出部は第３図（ｂ）に示すようにシャドウマスク
用薄板材の両側面からエツチングしていった場合、小孔
側６及び大孔側７のほぼ中央部で突出部５が発生するが
、これを上面から見ると第３図（ａ）に示すようにスロ
ット孔の場合、三日月状を呈している。

この突出部５はレジストによってエツチング液の腐食か
ら保護されていないので、形状に非常にばらつきを生じ
易いという欠点を有している。特に第５図（ａ）の孔部
断面図に示すように突出部５が大きく先がまた鋭い状態
ではわずかなエツチング条件の差によって形状が大きく
変化するおそれがある。

本願発明においては第４図（ｂ）の孔部所面図に示すよ
うに突出部５の形状を小さく、シかも先端が鈍い形状と
なるようにエツチング条件を調節したものであり、この
突出部の形状に制限を設け、形状の安定化を計ったもの
である。

これによって画像の乱れの一因となる透過光むらが著し
く減少するという効果をもたらした。

本願発明における上記突出部の制限はエツチング穿孔後
の孔径比Ｒｅで示すものであり、Ｒｅ＝透過光孔径ａＸ
／エツチング径ｄ２≧０．９とするものである。

ここで透過光孔径ｄ工は第５図（ａ）丸孔の場合、（ｂ
）スロット孔の場合にも示すように光を透過させた場合
の孔径で、エツチング径ｄ２は小孔側６の腐食部の最大
径である。

このようにエツチングによる細孔の精度を上げろために
は、Ｒａ、Ｓｍ、Ｒｅさらには結晶粒度を本願発明の条
件に厳密に調節する必要がある。

次に実施例について説明する。

（実施例） シャドウマスク用金属薄板材として３６Ｎｉ−Ｆｅ合金
いわゆるアンバーを用いた。この材料を圧延により板厚
を０．２１とし、ダル仕上げにより表面粗さを調整した
。また、結晶粒度は最終圧延の前の焼鈍により調整した
。

まず、圧延油及び防錆油を取除くため脱脂を行い、その
後マスク材の両面に牛乳カゼイン酸アルカリと重クロム
酸アンモニウムとからなる感光液を塗布して所定のレジ
スト膜を形成する。次に両面の感光１摸に大小マスク孔
のネガ像を有するパターンを密着配置し、超高圧水銀ラ
ンプで露光することによりマスク孔の像を得る。その後
、＠象、乾燥、バーニングを経てエツチング工程に進む
。

エツチング工程では、エツチング液として塩化第２鉄を
用いた。

このようにして製造したシャドウマスクを暗室内で透過
光によりｍａｔ、むら品位を評価した。

以上の実験によって得た本発明例及び比較例を第１表に
示す。

本発明例１〜５はＲａ、Ｓｍ、Ｒｅ、結晶粒度の全てが
適切なためむら品位の高い良好なマスクが得られている
。特に１本発明例１．２はＲａ。

Ｓｍ、Ｒｅがさらに好ましい範囲にあるためむらの全く
ない特に良好なマスクが得られている。

本発明例６．７は結晶粒度が粒度番号８．０未満なため
むらが少しあるが実用上は問題ないレベルである。

比較例８〜１１はＲａ、Ｓｍ、Ｒｅに本発明範囲を外れ
るものがあるため、むらが強く実用不可である。

以下余白 第　　１　　表 むら品位 Ａ　むらは全くなく特に良好 Ｂ　むらはほとんどなく良好 Ｃむらが少しあるが実用上問題はない Ｄ　むらがあり実用不可 Ｅ　むらがかなり強い また１以上の実施例ではシャドウマスク用素材として３
８Ｎｉ−Ｆｅ合金を用いたが１本発明はこれに限るもの
ではなく、４２Ｎｉ−Ｆｅ合金、３６Ｎｉ−４Ｃｒ−Ｆ
ｅ合金、３２Ｎｉ−５Ｇ。

−Ｆｅ合金、３２　Ｎ　ｉ　−４Ｃｏ　−２Ｃｒ　−Ｆ
　ｅ合金等のＦｅ及びＮｉを主成分とする合金であれば
同様に適用できることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば孔径や孔形状のばらつきの
小さく、むらのない高品位のシャドウマスクが得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は表面粗さＳｍの説明図、第２図（ａ）及び第２
図（ｂ）はＳｍの孔形状に及ぼす影響を概念的に説明す
るための説明図、第３図（ａ）、（ｂ）。 第４図（ａ）、（ｂ）及び第５図（ａ）、（ｂ）はエツ
チングされた孔の形状並びに断面を示す図である。 Ｉ２＝　　平均線 ＳｍいＳｍｚ：・・・凸凹の間隔 １：　粗さのあらい凸部 ２：　粗さの密な凸部 ３：孔 ４：　サイドエツチングが進み孔形状が点線のように脹
らんだ部位 ５：　突出部 ６：　小孔側（エツチングの） ７：　大孔側（エツチングの）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エッチングにより電子ビーム透過孔を形成するた
   めのＦｅ及びＮｉを主成分とするＦｅ−Ｎｉ系合金シャ
   ドウマスク用薄板材が下記の表面粗さＲａ及び表面粗さ
   の凸凹の平均間隔Ｓｍを有し、さらに下記のエッチング
   穿孔後の孔径比Ｒｅを備えることを特徴とするシャドウ
   マスク用薄板材Ｒａ　０．２〜０．７μｍ Ｓｍ　１００μｍ以下 Ｒｅ　０．９以上 （但し、ＲａはＪＩＳ　Ｂ　０６０１の表面粗さ、 Ｓｍは基準長さ内における表面粗さを示す断面曲線の凸
   凹の間隔の平均値、 Ｒｅは透過光孔径ｄ＿１／エッチング径ｄ＿２の比であ
   り、 透過光孔径ｄ＿１は光を透過させたときの孔径で、 エッチング径ｄ＿２はエッチングによる小孔側の腐食部
   の最大径である）。
2. （２）エッチングにより電子ビーム透過孔を形成するた
   めのＦｅ及びＮｉを主成分とするＦｅ−Ｎｉ系合金シャ
   ドウマスク用薄板材が下記の表面粗さＲａ及び表面粗さ
   の凸凹の平均間隔Ｓｍを有し、かつ結晶粒度が粒度番号
   で８．０以上であり、さらに下記のエッチング穿孔後の
   孔径比Ｒｅを備えることを特徴とするシャドウマスク用
   薄板材Ｒａ　０．２〜０．７μｍ Ｓｍ　１００μｍ以下 Ｒｅ　０．９以上 （但し、ＲａはＪＩＳ　Ｂ　０６０１の表面粗さ、 Ｓｍは基準長さ内における表面粗さを示す断面曲線の凸
   凹の間隔の平均値、 Ｒｅは透過光孔径ｄ＿１／エッチング径ｄ＿２の比であ
   り、 透過光孔径ｄ＿１は光を透過させたときの孔径で、 エッチング径ｄ＿２はエッチングによる小孔側の腐食部
   の最大径である）。