JPH0574340A - 陰極線管用シヤドウマスクの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 陰極線管用シャドウマスク１０の少なくとも
電子銃側の表面に電子線反射膜１１を形成する方法にお
いて、無機物薄膜からなる電子線反射膜１１をシャドウ
マスク１０となる金属板の表面に形成した後、露光、現
像、エッチング手段により電子ビーム通過孔部１２の電
子線反射膜を除去し、電子ビーム通過孔１２をエッチン
グにより形成することを特徴とする陰極線管用シャドウ
マスクの製法。 【効果】 電子ビーム通過孔内壁１３面での電子線１４
の乱反射を防ぐことができるので、色ずれがない高精細
度の陰極線管画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子線反射膜を有する
陰極線管用シャドウマスクの製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー陰極線管は、パネル面の内側に微
細な３色の螢光体ドットが形成された螢光面と、該螢光
面の手前に設けられたシャドウマスクと、前記螢光面に
３本の電子ビームを照射する電子銃を有している。前記
シャドウマスクは厚さ約１５０μｍの薄い金属板（鋼
板）からなり、前記螢光面の手前約１０ｍｍのところに
取付けられており、幅（または直径）０.２〜０.２５ｍ
ｍのスリット状（またはドット状）の多数の電子ビーム
通過孔が０.５６〜０.７５ｍｍのピッチで規則正しく形
成されている（日本放送協会編ＮＨＫカラーテレビ教科
書、上、２４３〜２４４頁）。

【０００３】シャドウマスクは一般に色選別電極として
の役割を有し、１枚のマスクに２０〜３０万個の孔（す
だれの場合５００〜７００本）が設けられており、１つ
の孔は赤、緑、青の３個の螢光体ドットの１組と対応し
ている。前記電子銃から発射された電子ビームは、シャ
ドウマスクの電子ビーム通過孔を通過して前記螢光体に
照射されるように構成されている。

【０００４】当然のことではあるが、シャドウマスクに
も電子ビームは当たり、電子ビームのエネルギーによっ
てシャドウマスクの温度が上昇しシャドウマスク自体が
熱膨張する。しかし、シャドウマスクはそのスカート部
でマスクフレームに固着されているためドーム状に熱変
形する。この現象はドーミングと呼ばれている。

【０００５】上記ドーミングによってシャドウマスクに
設けられた孔が僅かではあるがずれて、前記螢光体ドッ
トと正確に対応しなくなり、結果的に電子ビームがずれ
たことになって隣接する他の螢光体を発光し、いわゆる
色ずれ現象を生ずる。こうした現象を一般にドーミング
現象と云うが、これを解決する方法として以下の対策が
講じられている。

【０００６】（１） シャドウマスクの放熱率を高めて
昇温を防ぐ。

【０００７】（２） シャドウマスクを低熱膨張材料で
形成する。

【０００８】（３） シャドウマスクの曲面形状をドー
ミングが起りにくい構造とする。

【０００９】前記（１）の具体的方法としてはシャドウ
マスクの表面に黒錆を形成する方法、シャドウマスク表
面に電子線反射膜を形成して電子線の反射効率を高める
方法、あるいは電子線の反射率が大きく、かつ、熱伝導
率の小さい熱電素子膜を用いる方法などがある。また、
前記（２）についてはシャドウマスクにアンバーなどの
低熱膨張材を用いる方法がある。

【００１０】現在、主流として行われているものは、シ
ャドウマスク表面に電子線反射膜を形成する方法であ
る。電子線反射膜としては種々のものが考えられている
が、最も実用的なものは酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）の被
膜である。こうした電子線反射膜は、吹き付け法（特開
昭６２−１０８４２３公報）、真空蒸着法、ＣＶＤ法、
化学反応法、スプレー法など一般的な膜形成法により、
電子ビーム通過孔形成後に該反射膜を形成する方法が知
られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記電子線反射膜の形
成方法においては、該膜成分の粒子、分子あるいは原子
が電子ビーム通過孔の内壁に廻り込んで内壁にも反射膜
が形成される。内壁に反射膜が形成されると該内壁の反
射膜によって電子線が乱反射され、それが螢光体側に洩
れて、所定の螢光体以外にも照射され色ずれを起し、表
示画像の精細度の低下を招くという問題がある。

【００１２】上記の電子ビーム通過孔内壁への反射膜の
形成を防ぐ方法として、ホトラッカーにより電子ビーム
通過孔部を被覆してシャドウマスク表面に反射膜を形成
後、該ホトラッカーを除去する方法、あるいは反射膜形
成面の反対側から空気を吸引しながら、粒子径１μｍ以
下に制御した反射膜材の水様懸濁液粒子を吹き付ける方
法が提案されている（特開昭５７−５０７４５号公
報）。

【００１３】しかし、上記前者の方法では精細な電子ビ
ーム通過孔部のみホトラッカーで被覆することは容易で
ない。また、上記後者の方法では内壁への反射膜材の付
着を完全に防止することは困難である。

【００１４】本発明の目的は、電子ビーム通過孔内壁に
電子線反射膜材の付着のない陰極線管用シャドウマスク
の製法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】電子線反射膜をシャドウ
マスク表面のみ高精度に被覆することができればよい。
該目的を達成する本発明の要旨は下記のとおりである。

【００１６】（１） 陰極線管用シャドウマスクの少な
くとも電子銃側の表面に電子線反射膜を形成する方法に
おいて、無機物薄膜からなる電子線反射膜をシャドウマ
スクとなる金属板の表面に形成した後、露光，現像，エ
ッチング手段により電子ビーム通過孔部の電子線反射膜
を除去し、電子ビーム通過孔部を形成することを特徴と
する陰極線管用シャドウマスクの製法。

【００１７】（２） エッチングレジストと電子線反射
材との混合物被覆を金属板表面に形成する工程、前記混
合物被覆の所定箇所に露光する工程、電子ビーム通過孔
形成部上の前記混合物被覆を現像により除去する工程、
前記混合物被覆の除去による露出箇所の金属板をエッチ
ングして電子ビーム通過孔を形成する工程、前記金属板
上に残された混合物被覆を焼成することにより金属板に
密着させる工程を含む方法により形成する陰極線管用シ
ャドウマスクの製法。

【００１８】（３） 電子線反射材の被覆を金属板表面
に形成する工程、前記電子線反射膜の上にエッチングレ
ジストの被覆を形成する工程、前記エッチングレジスト
被覆の所定箇所に露光する工程、電子ビーム通過孔形成
部上の前記エッチングレジスト被覆を現像により除去す
る工程、前記エッチングレジスト被覆の除去による露出
箇所の電子線反射膜をエッチング除去し金属板を露出さ
せる工程、前記金属板の露出箇所をエッチングして電子
ビーム通過孔を形成する工程、前記金属板上に残された
電子線反射膜を焼成することにより金属板に密着させる
工程を含む方法により形成する陰極線管用シャドウマス
クの製法。

【００１９】

【作用】本発明の方法により作成されたシャドウマスク
は、電子ビーム通過孔の内壁に電子線反射材の付着等が
全くないので、電子ビームが電子ビーム通過孔内壁で反
射されないため、該シャドウマスクを用いた陰極線管は
表示画像の色ずれ等による精細度の低下を防止できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。

【００２１】図１は本発明に係るシャドウマスクの断面
構造を示す模式断面図である。シャドウマスク１０の一
方の表面にのみ電子線反射膜１１が被覆されており、電
子ビーム通過孔１２の内壁１３には電子線反射膜は付着
していない。照射された電子ビームのうち電子ビーム通
過孔内壁１３に当たる電子ビーム１４はシャドウマスク
に吸収され螢光体１５の塗布面側に乱反射しない。ま
た、該シャドウマスク表面には電子線反射膜１１が完全
に形成されているので前記ドーミング現象も起りにく
い。

【００２２】図１に示す構造のシャドウマスクは図２の
工程を経て形成される。

【００２３】まず、工程２１では、エッチングレジスト
と電子線反射材との混合物を鋼板２１０に塗布，乾燥し
て被膜２１１を形成する。なお、裏面にはエッチングレ
ジスト膜２１２を形成する。次の工程２２では、マスク
２２０を介して前記被膜２１１および２１２の所定の箇
所に感光線２２１を露光する。次の工程２３では現像に
より前記露光部が除去される。工程２４では鋼板の露出
箇所をエッチング液２４１をもってウエットエッチング
法により電子ビーム通過孔を形成し、水洗後仮焼して電
子線反射材の仮焼膜２４０，２４２を鋼板に密着させ
る。次に工程２５で、エッチングレジスト洗浄液２５０
中で前記仮焼膜２４０中のエッチングレジストおよびレ
ジスト膜２４２を除去（該仮焼膜２４２は残しておいて
もよい）する。工程２６で電子線反射材を本焼成するこ
とにより本発明の電子線反射膜２６０を備えたシャドウ
マスクが完成する。

【００２４】前記エッチングレジストとしてはポジタイ
プとネガタイプの何れでも用いることができる。前記実
施例においてはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
系、ポリメチルイソプロペニルケトン（ＰＭＩＰＫ）系
のポジタイプを用いた。

【００２５】塗布方法は一般的な厚膜塗布法、例えば、
浸漬法、吹付け法、電着法等目的に応じて選択すること
ができるが、特に電着法が均一で緻密なエッチングレジ
スト＋電子線反射材の混合膜を形成することができる。
該混合物の電着液の組成の好ましい範囲を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】前記工程２２において、感光線としてはキ
セノン水銀ランプの遠紫外光を用いることができる。ま
た、現像は通常の有機溶剤（例えばメチルエチルケトン
とイソプロピルアルコールの混合物）を用いて行うこと
ができる。

【００２８】前記工程２４において、鋼板のエッチング
液としては、濃塩酸：４２ｍｌ，ＦｅＣｌ₃：３０ｇ，
エタノール：５００ｍｌおよび水：５００ｍｌからなる
混合液が用いられる。エッチングはこうしたシャドウマ
スクの電子ビーム通過孔形成において一般に行われてい
る２段エッチング法が電子ビーム通過孔特有の鼓型断面
形状の孔を形成する上でも好都合である。

【００２９】前記電子ビーム通過孔形成に先立ちレジス
ト膜の仮焼条件は１７０℃，数分程度である。また、電
子線反射膜の本焼成条件は４００〜６００℃，１〜５分
である。

【００３０】次に、図３はシャドウマスク＋電子線反射
材の被覆法の一実施例を示す説明図である。

【００３１】裏面（陰極線管の螢光面側）にあらかじめ
エッチングレジスト膜２１２を形成したシャドウマスク
用鋼板２１０を正電極、ステンレス板３３を負電極に接
続し、表１に示す電着液３２中に浸漬して両電極間に直
流電源３１を接続し、シャドウマスク用鋼板２１０の表
面（片面あるいは両面）にエッチングレジストと電子線
反射材の混合物の被膜を形成する。

【００３２】シャドウマスク１枚（３９インチ）の所定
の厚さの被覆を行うための電着条件は１００〜２００
Ｖ、通電時間数秒である。また、本方法では複数のシャ
ドウマスクに同時に被膜を形成することが可能である。
さらにまた、連続的に成膜することも可能である。

【００３３】電子線反射材としては前記Ｂｉ₂Ｏ₃の他
に、純重金属であるタングステンやモリブデン等を用い
るとより薄い膜厚で、同等以上の反射効果を得ることが
できる。この場合もＢｉ₂Ｏ₃を用いた場合と同様のプロ
セスにより電子線反射膜を形成することが可能である。
特に、品質のよい製品を得るために、次に述べる方法に
より電子線反射材を被覆することが望ましい。

【００３４】まず、シャドウマスク用鋼板の片面に、Ｐ
ＶＤ（物理蒸着）、ＣＶＤ（化学蒸着）、スパッタ等の
方法を用いて、タングステンなどの純重金属薄膜を、厚
さ１μｍ以上被覆し、その上にエッチングレジストを塗
布する。該レジスト面に電子ビーム通過孔を形成するた
めのマスクパターンを介して露光し、現像した後、ＣＦ
₄ガス，ＳＦ₆ガス等を用いて、電子ビーム通過孔形成部
の上の純重金属膜をドライエッチングする。その後、所
望の電子ビーム通過孔をウェットエッチングにより形成
して本発明のシャドウマスクを得ることができる。

【００３５】なお、前記純重金属薄膜のエッチングは、
ＣＦ₄ガスを用いる場合、酸素を４〜１０％含むＣＦ₄ガ
スの０.１〜１Ｔｏｒｒ雰囲気中において、膜厚で０.２
〜０.５μｍ／分の速度でエッチングすることができ
る。

【００３６】図４および図５は本発明により形成したシ
ャドウマスクを用いた陰極線管の色ずれを輝度比で示
し、従来例のものと比較した図である。

【００３７】色ずれは図４（ａ）に示す色入力信号があ
った位置およびその近傍での表示面輝度Ｂ，Ｂ’を示
す。但し、ｌはにじみ距離である。図５は前記表示面輝
度Ｂ，Ｂ’の輝度比（Ｐ＝Ｂ’／Ｂ）を示すもので、本
発明によれば該輝度比Ｐはゼロであり、色ずれがないこ
とを示している。これに対して従来例によるものにおい
ては、輝度比Ｐは電子ビーム通過孔内壁への反射材付着
量に比例して大きくなる。

【００３８】

【発明の効果】本発明のシャドウマスクは、電子線反射
膜が電子ビーム通過孔の内壁に全く被覆（付着）されて
いないので、シャドウマスクに入射した電子ビームが通
過孔内で乱反射しないでシャドウマスクに吸収されるた
め画像の色ずれ等が発生せず、高精細度の陰極線管画像
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シャドウマスクの断面構造を示す模式断面図で
ある。

【図２】本発明のシャドウマスクの作製工程を示す工程
図である。

【図３】エッチングレジスト＋電子線反射膜の被覆法の
説明図である。

【図４】陰極線管の色入力信号と表示面輝度との色ずれ
程度を示すグラフである。

【図５】輝度比Ｐと電子ビーム通過孔内壁への反射材付
着量との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…シャドウマスク、１１，…電子線反射膜、１２…
電子ビーム通過孔、１３…電子ビーム通過孔内壁、１４
…電子ビーム、１５…螢光体塗布面、２１０…鋼板、２
１１…エッチングレジスト＋電子線反射材の膜、２１２
…エッチングレジスト膜、２２０…マスク、２２１…感
光線、２４０，２４２…仮焼膜、２４１…現像液、２５
０…エッチングレジスト洗浄液、２６０…電子線反射
膜、３１…直流電源、３２…電着液、３３…ステンレス
板。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陰極線管用シャドウマスクの少なくとも電
   子銃側の表面に電子線反射膜を形成する方法において、 無機物薄膜からなる電子線反射膜をシャドウマスクとな
   る金属板の表面に形成した後、露光、現像、エッチング
   手段により電子ビーム通過孔部の電子線反射膜を除去
   し、電子ビーム通過孔部をエッチングにより形成するこ
   とを特徴とする陰極線管用シャドウマスクの製法。
2. 【請求項２】陰極線管用シャドウマスクの少なくとも電
   子銃側の表面に電子線反射膜を形成する方法において、 エッチングレジストと電子線反射材との混合物被覆を金
   属板表面に形成する工程、 前記混合物被覆の所定箇所に露光する工程、 電子ビーム通過孔形成部上の前記混合物被覆を現像によ
   り除去する工程、 前記混合物被覆の除去による露出箇所の金属板をエッチ
   ングして電子ビーム通過孔を形成する工程、 前記金属板上に残された混合物被覆を焼成することによ
   り金属板に密着させる工程、を含む方法により形成する
   ことを特徴とする陰極線管用シャドウマスクの製法。
3. 【請求項３】陰極線管用シャドウマスクの少なくとも電
   子銃側の表面に電子線反射膜を形成する方法において、 電子線反射膜を金属板表面に形成する工程、 前記電子線反射膜の上にエッチングレジストの被覆を形
   成する工程、 前記エッチングレジスト被覆の所定箇所に露光する工
   程、 電子ビーム通過孔形成部表面の前記エッチングレジスト
   被覆を現像により除去する工程、 前記エッチングレジスト被覆の除去による露出箇所の電
   子線反射膜をエッチング除去し金属板を露出させる工
   程、 前記金属板の露出箇所をエッチングして電子ビーム通過
   孔を形成する工程、 前記金属板上に残された電子線反射膜を焼成することに
   より金属板に密着させる工程、を含む方法により形成す
   ることを特徴とする陰極線管用シャドウマスクの製法。
4. 【請求項４】電子線反射膜が重金属またはそれを含む無
   機物からなることを特徴とする請求項１，２または３に
   記載の陰極線管用シャドウマスクの製法。
5. 【請求項５】電子線反射膜がタングステン，モリブデン
   またはＢｉ₂Ｏ₃からなることを特徴とする請求項１，２
   または３に記載の陰極線管用シャドウマスクの製法。