JPH06283094A - カラーブラウン管用シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 板状のシャドウマスク素材13の両面にシャド
ウマスクの多数の透孔に対応する露出部をもつレジスト
膜16a,16b を形成し、その一方の面をエッチングしてこ
の一方の面の露出部に凹孔9 を形成し、この一方の面に
エッチング抵抗層31を形成したのち、シャドウマスク素
材の他方の面をエッチングしてその露出部に一方の面の
凹孔に通ずる凹孔10を形成するカラーブラウン管用シャ
ドウマスクの製造方法において、シャドウマスク素材の
一方の面にアクリル樹脂、カゼイン、重クロム酸アンモ
ニウムおよびレベリング剤を主成分とするエッチング抵
抗層を形成した。 【効果】 エッチング抵抗層を容易に剥離除去でき、ま
た孔詰まりを大幅に低減でき、さらに傷などによる変形
孔を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラーブラウン管用
シャドウマスクの製造方法に係り、特にシャドウマスク
素材の両面を各別に２段に分けてエッチングするカラー
ブラウン管用シャドウマスクの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラーブラウン管は、図３に示す
ように、パネル1 およびこのパネル1に一体に接合され
たファンネル2 からなる外囲器を有し、そのパネル1 内
面に形成された青、緑、赤に発光する３色蛍光体層から
なる蛍光体スクリーン3 に対向して、その内側にシャド
ウマスク4 が装着されている。

【０００３】このシャドウマスク4 は、ファンネル2 の
ネック5 内に配置された電子銃6 から放出される３電子
ビーム7B，7G，7Rを選別して、蛍光体スクリーン3 の３
色蛍光体層に正しくランディングさせるためのものであ
り、蛍光体スクリーン3 と対向する板面には、３色蛍光
体層に対応して多数の透孔が所定の配列で形成されてい
る。通常この透孔は、図４に示すように、シャドウマス
ク素材の一方の面、すなわち電子銃側となる面に形成さ
れた小孔9 と、他方の面、すなわち蛍光体スクリーンと
対向する面に形成された大孔10とからなり、その一方の
面に近い位置に透孔径を規制する最小径部11（直径ｄ）
をもつ形状に形成されている。

【０００４】ところで、現在実用化されているカラーブ
ラウン管には、一般のテレビ受像用カラーブラウン管の
ほかに、モニター用やディスプレイ用のカラーブラウン
管がある。特にこのモニター用やディスプレイ用のカラ
ーブラウン管では、精細な画像や文字などを表示するた
めに、一般のテレビ受像用カラーブラウン管のシャドウ
マスクよりも、より高精度かつ微細な透孔をもつシャド
ウマスクが要求される。

【０００５】上記シャドウマスクの製造方法として、従
来より図５に示す同時エッチング法といわれる方法があ
る。この方法は、同（ａ）に示すように、両面が清浄に
された板状のシャドウマスク素材13の両面に感光剤を塗
布し乾燥して感光膜14を形成する。つぎに同（ｂ）に示
すように、その両面の感光膜14に、前記シャドウマスク
の透孔の各凹孔に対応する大小大きさの異なるパターン
の形成された一対のネガ原版15a ，15b を密着して露光
し、各ネガ原版15a ，15b のパターンを焼付ける。そし
て同（ｃ）に示すように、上記パターンの焼付けられた
感光膜14を現像して未感光部分を除去し、シャドウマス
クの透孔を形成する部分をシャドウマスク素材13の露出
部とするレジスト膜16a ，16b を形成する。つぎに同
（ｄ）に示すように、上記レジスト膜16a ，16b の形成
されたシャドウマスク素材13を両面から同時にエッチン
グして、シャドウマスク素材13の露出部に透孔17を形成
する。その後、上記透孔17の形成されたシャドウマスク
素材13の両面のレジスト膜16a ，16b を除去して、同
（ｅ）に示すように、平板状のフラットマスク18を形成
する。

【０００６】しかしこの方法によりシャドウマスクを製
造すると、透孔径が小さくなるにつれて、透孔17の形
状、寸法精度が低下し、精細な画像を表示するカラーデ
ィスプレイ管などに用いられるシャドウマスクのように
透孔径がシャドウマスク素材の板厚よりも小さい高精細
なシャドウマスクを製作することが困難となる。

【０００７】そこで、このように透孔径がシャドウマス
ク素材の板厚よりも小さい高精細シャドウマスクの製造
方法として、図６に示す２段エッチング法といわれる方
法が開発されている。

【０００８】この方法は、上記同時エッチング法と同様
に、両面が清浄にされた板状のシャドウマスク素材の両
面に感光剤を塗布し乾燥して感光膜を形成し、その両面
の感光膜にシャドウマスクの透孔の各凹孔に対応する大
小大きさの異なるパターンの形成された一対のネガ原版
を密着して露光し、ネガ原版のパターンを焼付けたの
ち、現像して未感光部分を除去し、シャドウマスクの透
孔を形成する部分をシャドウマスク素材の露出部とする
レジスト膜を形成する（図５（ａ）ないし（ｃ）参
照）。つぎに図６（ａ）に示すように、大凹孔を形成す
るための他方の面のレジスト膜16b （大凹孔形成用レジ
スト膜）上に保護フィルム20を貼着して、シャドウマス
ク素材13の他方の面を被覆し、小凹孔形成用レジスト16
a の形成されたシャドウマスク素材13の一方の面側から
エッチングして、この一方の面のシャドウマスク素材13
の露出部に小凹孔9 を形成する（前段のエッチング）。
つぎに同（ｂ）に示すように、一方の面側の小凹孔形成
用レジストを剥離し、同（ｃ）に示すように、上記小孔
形成用レジストの剥離された一方の面に、エポキシ樹
脂、カゼインおよびレベリング剤を主成分とするエッチ
ング抵抗剤を上記小凹孔に埋込むように塗布し、引続き
乾燥してエッチング抵抗層21を形成する。その後、上記
シャドウマスク素材13の他方の面を被覆する腐蝕防止フ
ィルム20a を除去し、同（ｄ）に示すように、上記腐蝕
防止フィルムの剥離された他方の面側からエッチングし
て、この他方の面側のシャドウマスク素材13の露出部に
上記小凹孔に通ずる大凹孔10を形成する（後段のエッチ
ング）。その後、同（ｅ）に示すように、一方の面に形
成されているエッチング抵抗層を剥離除去する。さらに
大凹孔形成用レジスト16b を除去して、同（ｆ）に示す
ように、透孔17の形成された平板状のフラットマスク18
を形成する。上記エッチング抵抗層を剥離除去するに
は、アルカリ溶液が用いられる。

【０００９】しかし上記２段エッチング法のように、シ
ャドウマスク素材13の一方の面側に形成された小凹孔9
に埋込むようにエポキシ樹脂を主成分として含有するエ
ッチング抵抗剤を塗布してエッチング抵抗層21を形成す
ると、エポキシ樹脂がアルカリ溶液に不溶であるため、
後段のエッチング後、そのエッチング抵抗層21が剥離し
にくい。また剥離したエッチング抵抗層21がアルカリ溶
液中に浮遊し、フラットマスク18に付着して透孔17を詰
まらせ、孔詰まり不良が少なからず発生するという問題
がある。

【００１０】上記エッチング抵抗層21がエポキシ樹脂を
主成分として含有するために生ずる問題点を解決するた
め、エポキシ樹脂の代わりに、アルカリ溶液に可溶のア
クリル樹脂を用い、アクリル樹脂、カゼインおよびレベ
リング剤を主成分とするエッチング抵抗剤を塗布してエ
ッチング抵抗層を形成してみた。この場合、エポキシ樹
脂を主成分として含有するエッチング抵抗層の問題点は
解決され、後段のエッチング後のエッチング抵抗層を容
易に剥離除去することができ、また剥離したエッチング
抵抗層がアルカリ溶液中に浮遊するために生ずる孔詰ま
りを大幅に低減することはできた。しかし反面変形孔が
生じ、不良となるという問題が発生した。

【００１１】この変形孔の発生は、調査の結果、つぎの
原因により発生することが判明した。すなわち、一般に
シャドウマスクの製造は、長尺帯状のシャドウマスク素
材を走行装置により逐次シャドウマスクの製造工程に送
込みながらおこなわれる。そのため、シャドウマスク素
材は、走行装置に設けられた複数個の走行用ゴムローラ
と接触する。このゴムローラには、シャドウマスク素材
の走行を制御するため、シャドウマスク素材に圧接する
もの、あるいはシャドウマスク素材に対してスライドす
るものがある。そのため、上記前段のエッチング後、一
方の面に形成されたエッチング抵抗層がゴムローラと摩
擦あるいは微細な鉄粉を巻込んで傷付けられ、図７
（ａ）および（ｂ）に示すように、後段のエッチング時
にその傷部分22からもエッチングが進行して変形孔17a
を生ずる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、透孔径
がシャドウマスク素材の板厚よりも小さい高精細シャド
ウマスクの製造方法として、エッチングを前後２段階に
分けておこなう２段エッチング法がある。この製造方法
では、シャドウマスク素材の両面に小凹孔形成用レジス
トおよび大凹孔形成用レジストを形成したのち、前段の
エッチングとして、その小孔形成用レジストの形成され
た一方の面側からエッチングして小凹孔を形成し、この
小凹孔の形成された一方の面に、小凹孔に埋込むように
エッチング抵抗剤を塗布してエッチング抵抗層を形成す
る。その後、後段のエッチングとして、大凹孔形成用レ
ジストの形成された他方の面側からエッチングして、上
記小凹孔に通ずる大凹孔を形成することにより透孔を形
成する。

【００１３】この２段エッチング法において、従来は、
エッチング抵抗層として、エポキシ樹脂、カゼインおよ
びレベリング剤を主成分とするエッチング抵抗剤を塗布
して形成したものが用いられていたが、このようにエポ
キシ樹脂を主成分として含有するエッチング抵抗層を用
いると、エポキシ樹脂は、アルカリ溶液に不溶であるた
め、後段のエッチング後、エッチング抵抗層が剥離しに
くく、また剥離したエッチング抵抗層がアルカリ溶液中
に浮遊し、フラットマスクに付着して透孔を詰まらせ、
孔詰まり不良になるいう問題がある。

【００１４】上記エッチング抵抗層21の問題点を解決す
るため、エポキシ樹脂の代わりに、アルカリ溶液に可溶
性のアクリル樹脂を用い、アクリル樹脂、カゼインおよ
びレベリング剤を主成分とするエッチング抵抗剤を塗布
してエッチング抵抗層を形成した場合は、エポキシ樹脂
を主成分として含有するエッチング抵抗層の問題点は解
決されるが、反面、変形孔が生じ、不良となるという問
題が発生する。

【００１５】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、２段エッチング法によるシャドウ
マスクの製造方法において、前段のエッチングによりシ
ャドウマスク素材の一方の面に凹孔を形成した後、その
一方の面に形成するエッチング抵抗層を後段のエッチン
グ後容易に剥離除去でき、かつそのエッチング抵抗層の
強度を高めて、傷などによる変形孔が発生しないように
することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】板状のシャドウマスク素
材の両面にシャドウマスクの多数の透孔に対応する露出
部をもつレジスト膜を形成し、このレジスト膜の形成さ
れたシャドウマスク素材の一方の面をエッチングしてこ
の一方の面の露出部に凹孔を形成し、この凹孔の形成さ
れたシャドウマスク素材の一方の面にエッチング抵抗層
を形成したのち、シャドウマスク素材の他方の面をエッ
チングしてこの他方の面の露出部に一方の面の凹孔に通
ずる凹孔を形成するカラーブラウン管用シャドウマスク
の製造方法において、シャドウマスク素材の一方の面に
アクリル樹脂、カゼイン、重クロム酸アンモニウムおよ
びレベリング剤を主成分とするエッチング抵抗層を形成
した。

【００１７】

【作用】上記のように、シャドウマスク素材の一方の面
に凹孔を形成したのち、この一方の面に、アクリル樹
脂、カゼイン、重クロム酸アンモニウムおよびレベリン
グ剤を主成分とするエッチング抵抗層を形成すると、ア
クリル樹脂がアルカリ溶液に可溶であるため、シャドウ
マスク素材の他方の面に凹孔を形成したのち、アルカリ
溶液により容易に剥離除去でき、またアルカリ溶液中の
浮遊物も減少し、浮遊物の付着による孔詰まりを大幅に
低減することができる。さらに重クロム酸アンモニウム
の添加によるカゼインの硬化により、エッチング抵抗層
の強度が高まり、摩擦などによる傷の発生を大幅に低減
できる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。

【００１９】図１（ａ）に示すように、たとえば板厚
０．１３mmのアルミキルド鋼などからなる板状のシャド
ウマスク素材13を洗浄し、清浄にされたシャドウマスク
素材13の両面に、たとえば牛乳カゼイン酸アルカリ、重
クロム酸アンモニウムからなる感光剤を塗布し乾燥して
感光膜14を形成する。つぎに同（ｂ）に示すように、そ
の両面の感光膜14にシャドウマスクの透孔の各凹孔に対
応する大小大きさの異なるパターンの形成された一対の
ネガ原版15a ，15b を密着して露光し、ネガ原版15a ，
15b のパターンを焼付ける。つぎに同（ｃ）に示すよう
に、上記パターンの焼付けられた感光膜14に温水を１kg
／cm² の圧力でスプレーして現像し、未感光部分を除去
してシャドウマスクの透孔を形成する部分をシャドウマ
スク素材の露出部とするレジスト膜16a ，16b を形成す
る。これらレジスト膜16a ，16b のうち、一方のレジス
ト膜16a は、小凹孔形成用レジスト膜であり、そのシャ
ドウマスク素材13の一方の面の露出部は、ネガ原版15a
のパターンに対応して小さく、またレジスト膜16b は、
大凹孔形成用レジスト膜であり、そのシャドウマスク素
材13の他方の面の露出部は、ネガ原版15b のパターンに
対応して大きく形成されている。つぎにこのレジスト膜
16a ，16b の耐エッチング性およびシャドウマスク素材
13に対する付着強度を高めるため、１５０℃の雰囲気中
で約２分間乾燥し、引続き２００℃の雰囲気中で約２分
間バーニングする。

【００２０】つぎに同（ｄ）に示すように、上記シャド
ウマスク素材13の他方の面に形成されたレジスト膜16b
上に、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂
などからなる保護フィルム20を貼着して、シャドウマス
ク素材13の他方の面を被覆し、小孔形成用レジスト16a
の形成されたシャドウマスク素材13の一方の面を下向き
にし、この下向きにした一方の面にエッチング液をスプ
レーして、一方の面側のシャドウマスク素材の露出部に
小凹孔9 を形成する（前段のエッチング）。

【００２１】つぎに同（ｅ）に示すように、上記小凹孔
9 の形成されたシャドウマスク素材13を水洗し、さらに
一方の面に濃度１５％、６０℃のアルカリ溶液をスプレ
ーして、この一方の面側の小孔形成用レジストを剥離す
る。つぎに同（ｆ）に示すように、上記小凹孔形成用レ
ジストの剥離されたシャドウマスク素材13の一方の面
に、アクリル樹脂、カゼイン、重クロム酸アンモニウム
およびレベリング剤としてアディトール（商品名）を主
成分としたエッチング抵抗剤を上記小凹孔に埋込むよう
に塗布し加熱乾燥してエッチング抵抗層31を形成する。
このエッチング抵抗剤は、ローラーコート法、スプレー
法、浸漬法、バーコーター法などにより塗布される。

【００２２】その後、シャドウマスク素材の他方の面を
被覆している保護フィルム20を除去し、同（ｇ）に示す
ように、上記保護フィルムの剥離された他方の面を下向
きにし、この下向きの他方の面にエッチング液をスプレ
ーし、この他方の面側のシャドウマスク素材13の露出部
に上記一方の面側の小凹孔に通ずる大凹孔10を形成する
（後段のエッチング）。

【００２３】その後水洗し、さらにアルカリ溶液をスプ
レーして一方の面に形成されているエッチング抵抗層を
膨潤させ、さらに温水をスプレーして、同（ｈ）に示す
ように、膨潤により一方の面から浮上っているエッチン
グ抵抗層を剥離除去する。その後他方の面の大凹孔形成
用レジスト16b にアルカリ溶液をスプレーして除去し、
水洗、乾燥して、同（ｉ）に示すように、小凹孔9 と大
凹孔10とからなる透孔17の形成されたフラットマスク18
とする。

【００２４】一般にシャドウマスクは、図２にその要部
工程を示すように、長尺帯状のシャドウマスク素材を走
行装置により逐次シャドウマスク製造工程に送込みなが
ら製造される。

【００２５】すなわち、フープ状に巻かれたシャドウマ
スク素材を巻戻しながら洗浄チャンバーで洗浄し、引続
き感光剤塗布チャンバーに送込んで、洗浄されたシャド
ウマスク素材の両面に感光剤を塗布し乾燥して感光膜を
形成する。そしてこの感光膜の形成されたシャドウマス
ク素材を一旦巻取る。つぎにこの巻取られたシャドウマ
スク素材を巻戻しながら露光し、露光終了後、再び巻取
る。さらにこの巻取られたシャドウマスク素材を巻戻し
ながら現像チャンバーに送込んで現像し、引続き乾燥チ
ャンバーに送込んで乾燥し、さらに加熱チャンバーに送
込んでバーニングする。そしてこのバーニングの施され
たシャドウマスク素材を一旦巻取る。

【００２６】つぎに上記バーニングの施されたシャドウ
マスク素材を巻戻しながら、図２に示したように、その
上向きにされたシャドウマスク素材13の他方の面に保護
フイルム20を貼着し、この保護フイルム20の貼着された
シャドウマスク素材13を前段のエッチングチャンバー33
に送込んで、シャドウマスク素材13の下向きの一方の面
をエッチングして、この一方の面に小凹孔を形成する。
引続きこの小凹孔の形成されたシャドウマスク素材13を
洗浄チャンバー34に送込んで水洗する。さらにこの洗浄
されたシャドウマスク素材13をアルカリスプレーチャン
バー35に送込んで、一方の面に形成されているレジスト
膜を剥離する。引続きこのレジスト膜の剥離したシャド
ウマスク素材13をつぎの洗浄チャンバー36に送込んで水
洗し乾燥する。

【００２７】その後、上記シャドウマスク素材13を反転
してエッチング抵抗剤塗布チャンバー38に送込んで、小
凹孔の形成されている一方の面（上向き）にエッチング
抵抗剤を塗布する。引続きこのエッチング抵抗剤を塗布
されたシャドウマスク素材13を乾燥チャンバー39に送込
んで乾燥する。その後、シャドウマスク素材13の他方の
面に貼着されている保護フイルム20を除去しながら後段
のエッチングチャンバー33に送込んで、シャドウマスク
素材13の他方の面（下向き）をエッチングし、この他方
の面に大凹孔を形成する。

【００２８】さらにこの大凹孔の形成されたシャドウマ
スク素材を洗浄チャンバーに送込んで水洗し、引続きこ
の洗浄されたシャドウマスク素材をアルカリスプレーチ
ャンバーに送込んで、一方の面に形成されているエッチ
ング抵抗剤を剥離するとともに、他方の面に形成されて
いるレジスト膜を剥離する。引続き洗浄チャンバーに送
込んで水洗し乾燥することにより製造される。

【００２９】ところで、上記のように前段のエッチング
により小凹孔9 を形成したシャドウマスク素材13の一方
の面に、アクリル樹脂、カゼイン、重クロム酸アンモニ
ウムおよびレベリング剤を主成分とするエッチング抵抗
剤を塗布してエッチング抵抗層31を形成すると、アクリ
ル樹脂は、アルカリ溶液に可溶であるため、後段のエッ
チング後、そのエッチング抵抗層31を容易に剥離除去で
き、またアルカリ溶液中の浮遊物も減少し、その浮遊物
の付着による孔詰まりを大幅に低減することができる。
しかも重クロム酸アンモニウムの添加によりカゼインが
硬化するため、エッチング抵抗層31の強度が高くなり、
走行装置と摩擦しても、傷が発生しにくく、その傷が原
因で生ずる変形孔を防止することができ、所要のシャド
ウマスクを歩留よく製造することができる。

【００３０】

【発明の効果】前段のエッチングにより凹孔の形成され
たシャドウマスク素材の一方の面に、アクリル樹脂、カ
ゼイン、重クロム酸アンモニウムおよびレベリング剤を
主成分とするエッチング抵抗剤を塗布してエッチング抵
抗層を形成すると、アクリル樹脂がアルカリ溶液に可溶
であるため、後段のエッチング後、そのエッチング抵抗
層を容易に剥離除去でき、またアルカリ溶液中の浮遊物
が減少し、その浮遊物の付着による孔詰まりを大幅に低
減することができる。しかも重クロム酸アンモニウムの
添加によるカゼインの硬化により、エッチング抵抗層の
強度が高くなり、走行装置と摩擦しても、傷が発生しに
くく、その傷が原因で生ずる変形孔を防止することがで
き、所要のシャドウマスクを歩留よく製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）乃至（ｉ）はそれぞれこの発明の一
実施例であるシャドウマスクの製造方法を説明するため
の図である。

【図２】その要部工程を示す図である。

【図３】カラーブラウン管の構成を示す図である。

【図４】そのシャドウマスクの透孔形状を示す図であ
る。

【図５】図５（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ従来の同時エ
ッチング法によるシャドウマスクの製造方法を説明する
ための図である。

【図６】図６（ａ）乃至（ｆ）はそれぞれ従来の２段エ
ッチング法によるシャドウマスクの製造方法を説明する
ための図である。

【図７】図７（ａ）および（ｂ）はそれぞれレジスト膜
の傷のために生ずる変形孔の説明図である。

【符号の説明】

9 …小凹孔 10…大凹孔 13…シャドウマスク素材 14…感光膜 15a ． 15b…ネガ原版 16a ． 16b…レジスト膜 17…透孔 31…エッチング抵抗層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状のシャドウマスク素材の両面にシャ
   ドウマスクの多数の透孔に対応する露出部をもつレジス
   ト膜を形成する工程と、 上記レジスト膜の形成されたシャドウマスク素材の一方
   の面をエッチングしてこの一方の面の露出部に凹孔を形
   成する前段のエッチング工程と、 上記凹孔の形成されたシャドウマスク素材の一方の面に
   アクリル樹脂、カゼイン、重クロム酸アンモニウムおよ
   びレベリング剤を主成分としたエッチング抵抗層を形成
   する工程と、 上記エッチング抵抗層の形成されたシャドウマスク素材
   の他方の面をエッチングしてこの他方の面の露出部に上
   記一方の面の凹孔に通ずる凹孔を形成する後段のエッチ
   ング工程とを有することを特徴とするカラーブラウン管
   用シャドウマスクの製造方法。