JPS63128185A - シヤドウマスク用金属薄板の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、カラー受像管に用いるシャドウマスク用薄板
の製造方法に関するものであり、特にはシャドウマスク
電子ビーム通過用開孔をエツチング穿孔により形成する
為のブランク素材としてのシャドウマスク用薄板の製造
方法に関する。本発明は、当該シャドウマスク用薄板の
製造工程において生じた有害表面層を取除く工程を組込
むことを特徴とし、それによりむらの発生のない高精細
度シャドウマスクの製造を可能とし、最近開発が進めら
れている高品位テレビジョン等の製造に大きく寄与する
ものである。

発明の背景 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Ａｌキルド冷延鋼板といった軟鋼板
が用いられてきたが、これらの材料より低熱膨張特性を
有するＦｅ−Ｎｉ系合金、例えば５６Ｎｉ−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１／３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
ウマスクと螢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、Ｆｅ−Ｎｉ系合金もシャドウマスク材として全
ての条件を具備しているとは言い難い。

プレス成型性の悪さ、成型マスクの座屈現象その他様々
の問題点があり、本件出願人等の努力によりその多くが
解決されまた解決されつつある。

こうして実用化が急速に進展しているＦｅ−Ｎｉ系シャ
ドウマスクにおいて、残された幾つかの問題の一つは、
従来の軟鋼に比べ電子線ビーム通過用の多数の細孔を開
ける為のエツチング性である。

Ｆｅ−Ｎ１系合金の場合、レジストの密着性やエツチン
グ液に対する腐食性が軟鋼と異るため、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、該エツチン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りなむらが生じる。特
ζ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が乱れに
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。

Ｆｅ−Ｎｉ系シャドウマスク薄板のエツチング性に関し
ては、従来、材質面の検討、特にＣ，Ｎ等の不純物含有
量の規制等と云った対策が採られてきたが、高一度シャ
ドウ！スクに対してはこれだけでは十分でない。これら
と併せて、より高品位の高精細度シャドウマスクの作製
を可能ならしめるＦ　ｅ　−Ｎ　ｉ系合金シャドウマス
ク用薄板の開発が要望されている。

発明の概要 本発明者等は、上述したＦｅ−Ｎｉ系合金シャドウマス
クのむらの原因たるレジストの密着性及びエツチング液
に対する腐食性について種々の角度から調査を行った。

その結果、シャドウマスク薄板の製造工程において生ず
る酸化層と簀化層とがエツチング性を損い、こうしたむ
らの発生原因となっているとの知見を得るに至った。即
ち、Ｆ　ｅ　−Ｎ　ｉ系合金シャドウマスク薄板は、通
常、溶解、鋳造、鍛造、熱間圧延、酸洗の後、冷間圧延
と焼鈍を繰り返して製造される。その際、焼鈍は水素と
窒素の混合ガス（アンモニア分解ガス）中で行われるた
め、シャドウマスク材の表面にいわゆるＢＡ皮膜と呼ば
れる酸化層と窒化層が生成してしまう＠そして・この酸
化層と窒化層はエツチングの前処理工程における脱脂洗
浄工程において取り除くことができないためエツチング
性に悪影響を及ばずのである。

この知見に基いて、本発明は、最終焼鈍後、酸洗、化学
研磨等の手段により材料表面層を除去したことを特徴と
する、電子ビーム通過用開孔形成の為のエツチング工程
に供せられるＦ　ｅ　−Ｎ　ｉ系合金シャドウマスク用
金属薄板の製造方法を提供する。表面層の除去後、表面
粗さ等のコントロールの為に冷間圧延を行うことが好ま
しい。

発明の詳細な説明 シャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ系合金については多くのも
のがこれまで提唱されている。参考までに数例を示して
おくが、本発明は決してこれらに制限されるものでな（
、Ｆｅ−Ｎｉを基とするオーステナイ）Ａｔ合金のすべ
てを対象とするものであることは云うまでもない。

例１　（残部Ｆｅ及び不可避的不純物）Ｃα１０チ以下 Ｓ　　　　　　　α３０％以下 ＡＩ　　　　　　　Ｑ、５０チ以下 Ｍｎ　　　　　　　α１〜ｔＯチ Ｎ１　　　　　　５４０〜３８．０％ 例２ 例１＋（Ｔ１１　Ｚｒｔ　ｌＭｏ１　Ｎｂｌ　ｐｅＣｕ
ｔ　Ｖｅ　Ｍｇｅ　Ｃｏ、Ｗ）の１種以上１０１〜１０
％ 例３　（残部Ｆｅ及び不可避的不純物）Ｃ０１０％以下 ＳＩ　　　　　　ＩＩＬ３０チ以下 Ａｌ　　　　　　　（Ｌ３０％３０ ％以下１〜ｔ０％ Ｎｉ　　　　　　　５０〜４５チ Ｃｒ２．Ｏ〜１αａｑｂ 例４ 例２＋（Ｔｉ　Ｚｒ、Ｍｏｌ　Ｎｂ、Ｂ＠　Ｖ。

Ｂｅ）の１種以上０．０１〜ｔｏ％ 例５　（残部Ｆｅ及び不可避的不純物）Ｍｎ　　　　　
　　　　　α１〜ｔ　ＯチＮｉ　　　　　　　　　　　
５　　α０〜３４．０　％Ｃｒｔｏ〜４．Ｏ％ Ｃｏ　　　　　　　　　　Ｚ　Ｏ〜５．　Ｏ％こうした
合金組成においてエツチング穿孔性を害する非金属介在
物を形成しやすいＣ，Ｓ、０．Ｎ等の微量不純物を低水
準に規制することも行われている。

シャドウマスクは、上述したような組成の合金を、溶解
（真空＋　Ｖ　ＯＤ　ｇ　Ａ　ＯＤ　等）、Ｄ造、鍛造
、熱間圧延及び酸洗の熱間加工工程を経由した後、大き
く分けて次の２つの方法により作製される： （１）一般法（プレス成型性を付与する為の焼鈍をプレ
ス成型直前に行う方法） これは、冷間圧延及び焼鈍を適宜繰返し、最終冷間圧延
によりシャドウマスク用金属薄板を製造し、脱脂・レジ
スト塗布・現像を行つた後、電子ビーム通過用開孔を形
成する穿孔工程、フラットマスクを形成する切断工程、
プレス成型性を付与する為の焼鈍工程、マスクを成形す
るプレス成型工程及び底面に黒色皮膜を生成する黒化処
理を経由してシャドウマスクを製造するものである。

（Ｉ［）プレアニール法（プレス成型性を付与する為の
焼鈍を最終冷間圧延直後に行う方法）これは、上記と同
様にして最終圧延工程によりシャドウマスク薄板を製造
した後、線径のプレス成型性を付与する為の焼鈍を施し
、必要ならスキンパス冷間加圧延を行った上で、脱脂・
レジスト塗布・現像を行った後、電子ビーム通過用開孔
な形成する穿孔工程、フラットマスクを形成する切断工
程、上記と同じプレス威武工程及び上記と同じ黒化処理
工程を経てシャドウマスクを製造するものである。

本発明は基本的には、（Ｉ）及び（ｎ）いずれの方法に
も適用しうる。

（Ｉ）の方法の場合には、最終冷間圧延前の焼鈍が最終
焼鈍でありそして（ＩＩ）の方法の場合は最終冷間圧延
後のプレス成型性付与の為の焼鈍が最終焼鈍となる。

本発明に従えば、最終焼鈍後にそれまでの何回かの焼鈍
工程中に材料表面に形成されたエツチング性に有害な表
面層が除去される。焼鈍は水素と窒素の混合ガス（アン
そニア分解ガス）中で実施されるのが一般であるため、
有害な表面層としては主に酸化層と窒化層とが生成する
。

これらの恕影響についてさらに詳しく述べると、まず、
酸化層はレジスト密着性を著しく悪くし、孔形状の乱れ
やむらの原因になる。

また、酸化層はエツチングされにくく、酸化層は全く均
一の厚さで生成しているわけではないので、エツチング
の進み具合が局所的に異なり、むらの原因となる。

次に４化層であるが、窒化層もエツチングされにくいた
め窒′化の程度の微妙なばらつきにより、エツチング後
のむらの原因となる。

したがって、焼鈍後、酸洗や化学研摩等によって酸化層
と窒化層を取り除けばエツチング性は良好になり、エツ
チング後のむらの発生を押さえることができる。

なお、最終焼鈍後酸洗等により表面層を取り除いた後、
冷間圧［（スキンパス）により形状及び底面粗さをコン
トロールすることが望ましい。

こうして生成されたシャドウマスク用金属薄板は、１５
０ｍ以下の板厚のものであり、エツチング工程に供せら
れる。エツチング工程は、脱脂洗浄後、片面或いは両面
にレジスト膜を形成し、所定の開孔パターンを現像し、
乾燥及びバーニングを経てエツチングが行われる。エツ
チングは一般に塩化第２鉄溶液を用いて行われる。

上記の通り、本発明に従うシャドウマスク用金属薄板は
レジストの密着性を妨げまたエツチングの均一性を妨げ
る表面有害層が除去されているので、エツチングは開ロ
バターン通りに良好に進行し、孔形状や寸法のバラツキ
のない開孔を生成しうる。本発明は、エツチング性に有
害な介在物の排除といった材質面からの対策と併用して
、むらの力い高精細度シャドウマスクの製造を可能なら
しめるものである。

シャドウマスク材として３６％Ｎｉ−Ｆｅアンバー合金
を用いた。これを第１表に示す工程により最終的に板厚
１２闘の金属薄板とした。この金属薄板を供試材として
エツチング試験を行った。

まず、脱脂洗浄を行い、その後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Ｋ、両面の感光膜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、現像、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鉄液を用いた。

エツチングを終えたマスクを暗室内で透過光により観察
しむら品位を評価した。その結果も第１表に示す。

第１表かられかるように、最終焼鈍後、酸洗あるいは化
学研摩で表面層を取り除いた本発明例は比較例に比べむ
ら品位が優れている。

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
を小さくし、むらの発生しない高品質のシャドウマスク
を製造できるシャドウマスク用金属薄板を製造すること
ができ、高品位カラーテレビジョンの開発に貢献する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）最終焼鈍後、酸洗、化学研磨等の手段により材料表
   面層を除去したことを特徴とする、電子ビーム通過用開
   孔形成の為のエッチング工程に供せられるＦｅ−Ｎｉ系
   合金シヤドウマスク用金属薄板の製造方法。