JPH07220627A - カラー受像管用シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 シャドウマスク素材の板面に感光性樹脂およ
び架橋剤を主成分とする感光剤を塗布し乾燥して感光膜
を形成し、この感光膜に露光マスクを介して紫外線を照
射して露光マスクのパターンを焼付け、現像してレジス
ト膜を形成したのち、エッチングにより電子ビーム通過
孔を形成するカラー受像管用シャドウマスクの製造方法
において、架橋剤に対して、３６０nm±１０nmおよび４
００nm±１０nmに透過率のピーク値をもち、４５０nmの
透過率がそのピーク値の１／５以下である増感剤を３０
〜１６０重量％添加した感光剤を用いてシャドウマスク
を製造するようにした。 【効果】 ミクロ的な孔径のばらつきによる孔むらなど
を低減し、歩留りよく製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラー受像管用シャ
ドウマスクの製造方法に係り、特に高精細のカラーディ
スプレイ管などに好適なカラー受像管用シャドウマスク
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー受像管は、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に形成
された、青、緑、赤に発光する所定配列の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。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、上記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、多数の電子ビーム通過孔
が所定の配列で形成されている。一般にこの電子ビーム
通過孔は、図４に示すように、蛍光体スクリーン側の面
に形成された大孔９とその反対側の電子銃側の面に形成
された小孔１０とからなり、その電子銃側の面に接近し
た位置に、電子ビーム通過孔の孔径を規制する大孔９と
小孔１０との連通部（最小径部）が形成されている。

【０００３】ところで、現在カラー受像管には、通常の
テレビ用カラー受像管のほかに、モニターやディスプレ
イなどに用いられるカラー受像管がある。このモニター
やディスプレイなどに用いられるカラー受像管は、特に
精細な画像や文字などを表示することが要求されるた
め、通常のテレビ用カラー受像管のシャドウマスクにく
らべて、高精度かつ微細な電子ビーム通過孔が微細な配
列ピッチで形成されたシャドウマスクが用いられてい
る。その一例では、電子ビーム通過孔の最小径部の孔径
が０．１１５mm、配列ピッチが０．２５０mmであり、よ
り精細なものとして、最小径部の孔径が０．０９０mm、
配列ピッチが０．２００mm、孔径のばらつきの許容範囲
が約±0.３μm というものもある。

【０００４】従来よりシャドウマスクは、フォトエッチ
ング法により製造されているが、特に上記したモニター
やディスプレイなどに用いられるカラー受像管の精細な
シャドウマスクについては、フォトエッチング法によ
り、特にエッチングを２段階に分けておこなう方法によ
り製造されている。

【０００５】この２段エッチング法によるシャドウマス
クの製造方法では、まず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、膜厚７．０〜１０．０μ
m の感光膜を形成する。つぎにこの感光膜に形成しよう
とする電子ビーム通過孔に対応する大孔形成用パターン
および小孔形成用パターンの形成された一対のネガ原版
を露光マスクとして密着し、上記両面の感光膜にこれら
一対のネガ原版のパターンを焼付ける。つぎにこのネガ
原版のパターンの焼付けられた感光膜を約４０℃の温水
で現像して、未感光部を除去し、シャドウマスク素材の
一方の面にネガ原版の大孔形成用パターンに対応するパ
ターンからなる大孔形成用レジスト膜、他方の面にネガ
原版の小孔形成用パターンに対応するパターンからなる
小孔形成用レジスト膜を形成する。その後、まず最初に
小孔形成用レジスト膜の形成された面をエッチングし
て、所定の大きさの小孔を形成する。ついで大孔形成用
レジスト膜の形成された面をエッチングして、上記小孔
に連通する所定の大きさの大孔を形成することにより電
子ビーム通過孔を形成する。

【０００６】このシャドウマスクの製造方法において、
感光膜の膜厚を７．０〜１０．０μm にしている理由
は、エッチング工程で十分な耐エッチング性を確保する
ためである。この感光膜の膜厚が７．０μm よりも薄い
と、耐エッチング性が低下し、サイドエッチングにより
開孔上に張出した感光膜のひさし部分に亀裂が生じ、正
常な孔形状、孔径が得られず、欠陥孔が形成される。ま
た膜厚が１０．０μm よりも厚いと、露光時、光の拡散
によりレジスト膜のパターンが変化し、電子ビーム通過
孔を所定の大きさ形成することが困難となるためであ
る。

【０００７】しかし上記のように感光膜の膜厚を７．０
〜１０．０μm とすると、現像工程での温水現像によ
り、部分的にレジスト膜の膜厚が１μm 程度減少し、エ
ッチング後、ミクロ的な孔径のばらつきによる孔むらな
どが生じ、カラー受像管に組込んだ場合、ホワイトユニ
フォーミティの劣化として現れる。この部分的な膜減り
による不良の発生は、単純に露光量を増大したり、ある
いは現像水の温度を下げるなど、製造条件を変更しても
なくすことはできない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来よ
り高精度かつ微細な電子ビーム通過孔が微細な配列ピッ
チで形成されたシャドウマスクの製造方法として、シャ
ドウマスク素材の両面に感光剤を塗布し乾燥して、膜厚
７．０〜１０．０μm の感光膜を形成し、露光後、約４
０℃の温水で現像して、シャドウマスク素材の両面にレ
ジスト膜を形成し、その後、２段エッチング法により電
子ビーム通過孔を形成する方法がある。

【０００９】しかしこの方法のように膜厚７．０〜１
０．０μm の感光膜を約４０℃の温水で現像すると、部
分的にレジスト膜の膜厚が減少し、エッチング後、ミク
ロ的な孔径のばらつきによる孔むらなどが生じ、カラー
受像管に組込んだ場合、ホワイトユニフォーミティの劣
化として現れるという問題がある。

【００１０】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、通常のテレビ用カラー受像管のシ
ャドウマスクは勿論、電子ビーム通過孔が高精度かつ微
細かつ微細なピッチで配列されたシャドウマスクを、ミ
クロ的な孔径のばらつきによる孔むらなどによる不良を
少なくし、歩留りよく製造できる方法を得ることを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】シャドウマスク素材の板
面に感光性樹脂および架橋剤を主成分とする感光剤を塗
布し乾燥して感光膜を形成し、この感光膜にシャドウマ
スクの電子ビーム通過孔に対応するパターンの形成され
た露光マスクを介して紫外線を照射してそのパターンを
焼付け、現像してシャドウマスク素材の板面にシャドウ
マスクの電子ビーム通過孔に対応する部分を露出部とす
るレジスト膜を形成したのち、エッチングして電子ビー
ム通過孔を形成するカラー受像管用シャドウマスクの製
造方法において、架橋剤に対して、３６０nm±１０nmお
よび４００nm±１０nmに透過率のピーク値をもち、４５
０nmの透過率がそのピーク値の１／５以下である増感剤
を３０〜１６０重量％添加した感光剤を用いてシャドウ
マスクを製造するようにした。

【００１２】また、その増感剤を特にウラニンとした。

【００１３】

【作用】上記のように、３６０nm±１０nmおよび４００
nm±１０nmに透過率のピーク値をもち、４５０nmの透過
率がそのピーク値の１／５以下である増感剤、たとえば
ウラニンを架橋剤に対して３０〜１６０重量％添加した
感光剤を用いると、感光膜の焼付けに有効な短波長光に
対して効果的な増感作用が得られ、従来現像工程で発生
した部分的にレジスト膜の膜厚が減る現象をなくし、ミ
クロ的な孔径のばらつきによる孔むらを低減することが
できる。

【００１４】これは、たとえば重クロム酸アンモニウム
を架橋剤とする感光膜の焼付けに有効な短波長光（３６
５nm）をあまり吸収することなく透過し、しかも重クロ
ム酸アンモニウムを架橋剤とする感光膜の焼付けあまり
有効でなかった短波長光（４０８nm、４３６nm）を効果
的に吸収して、一般に露光工程で用いられる超高圧水銀
ランプの発光を有効に利用できるようになるためと考え
られる。

【００１５】

【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。

【００１６】図１にその一実施例であるシャドウマスク
の製造方法を示す。まずアンバーなどの低熱膨張材板あ
るいはアルミキルド鋼などの低炭素鋼板からなるシャド
ウマスク素材を洗浄し、（ａ）図に示すように、このシ
ャドウマスク素材２０の両面に、カゼイン（感光性樹
脂）と重クロム酸アンモニウム（架橋剤）を主成分と
し、その重クロム酸アンモニウムに対して、ウラニン
（色素）を８０重量％添加した感光剤を塗布し乾燥し
て、膜厚７．０〜７．５μm の感光膜２１を形成する。
つぎに同（ｂ）に示すように、上記両面の感光膜２１
に、形成しようとする電子ビーム通過孔に対応する大孔
形成用パターンおよび小孔形成用パターンの形成された
一対のネガ原版２２a ，２２b からなる露光マスクを密
着して、各ネガ原版２２a ，２２b のパターンを焼付け
る。このパターンの焼付けには、たとえば５ kＷの超高
圧水銀ランプを感光膜２１から約１m 離れた位置に設置
して、約３０秒間露光することによりおこなわれる。

【００１７】つぎにこのパターンの焼付けられた両面の
感光膜２１に約４０℃の温水を２．０kg/ cm² の圧力で
約１分間スプレーして、未感光部を除去する現像をおこ
ない、さらに界面活性剤溶液を用いて水切りし、同
（ｃ）に示すように、シャドウマスク素材２０の一方の
面にネガ原版の大孔形成用パターンに対応するパターン
からなる大孔形成用レジスト膜２３a を、他方の面にネ
ガ原版の小孔形成用パターンに対応するパターンからな
る小孔形成用レジスト膜２３b を形成する。さらにこの
両面のレジスト膜２３a ，２３b を１５０℃の雰囲気で
約３０秒乾燥し、ついで２００℃の雰囲気で約３０秒バ
ーニングして、両面のレジスト膜２３a ，２３b を硬化
する。

【００１８】その後、２段エッチング法により、上記レ
ジスト膜２３a ，２３b の形成されたシャドウマスク素
材２０をエッチングする。まず同（ｄ）に示すように、
大孔形成用レジスト膜２３a の形成されたシャドウマス
ク素材２０の一方の面に、ポリエステル樹脂などからな
るエッチング保護フィルム２４を貼着し、小孔形成用レ
ジスト膜２３b の形成された他方の面を下向きにしてエ
ッチング液をスプレーし、この他方の面側に所定の大き
さの小孔１０を形成する。ついでこの小孔１０の形成さ
れた面に苛性アルカリ溶液をスプレーして、小孔形成用
レジスト膜２３b を剥離し、水洗、乾燥したのち、同
（ｅ）に示すように、その小孔形成用レジスト膜の剥離
された他方の面にパラフィン、ラッカーなどの耐エッチ
ング剤を、小孔１０内にも耐エッチング剤が完全に埋込
まれるように塗布し、耐エッチング層２５を形成する。
ついで上記大孔形成用レジスト膜２３a の形成された一
方の面に貼着されているエッチング保護フィルムを剥離
し、この一方の面を下向きにしてエッチング液をスプレ
ーし、この一方の面側に上記他方の面側に形成された小
孔１０に連通する所定の大きさの大孔９を形成する。

【００１９】その後、この大孔９の形成されたシャドウ
マスク素材２０の両面に苛性アルカリ溶液をスプレーし
て、上記他方の面に塗布形成されている耐エッチング層
２５および一方の面に形成されている大孔形成用レジス
ト膜２３a を剥離して、同（ｆ）に示すように、一方の
面側の大孔９と他方の面側の小孔１０とが連通した電子
ビーム通過孔の形成された平板状のフラットマスク２６
を形成する。

【００２０】所要のシャドウマスクは、その後、このフ
ラットマスク２６をプレス成形することにより得られ
る。

【００２１】このシャドウマスクの製造方法が従来のシ
ャドウマスクの製造方法と大きく異なる点は、シャドウ
マスク素材２０の板面に、感光性樹脂の架橋剤に対し
て、ウラニンを８０重量％添加した感光剤を塗布して感
光膜を形成することにある。このようにウラニンを添加
した感光剤により感光膜を形成すると、その後の露光工
程において、感光膜の焼付けに必要な短波長光に対して
効果的な増感作用が得られ、従来現像工程で発生した部
分的にレジスト膜の膜厚が減る現象をなくし、ミクロ的
な孔径のばらつきによる孔むらなどを低減することがで
きる。

【００２２】このウラニン添加の効果を説明するため
に、図２に重クロム酸アンモニウム０．１重量％溶液の
光透過率と、ウラニン０．０５重量％溶液の光透過率を
示す。曲線２８が重クロム酸アンモニウム溶液の波長３
５０〜５００nmでの透過率、曲線２９がウラニン溶液の
波長３５０〜５００nmでの透過率である。曲線２９に示
されているように、ウラニン溶液は、３６０nm±１０nm
および４００nm±１０nmの波長域にピーク値をもち、４
５０nmでの透過率がそのピーク値の１／５以下となって
いる。従来の感光性樹脂の架橋剤として用いられている
重クロム酸アンモニウムの透過率は、曲線２８に示され
ているように、４００nmを越えた波長域の透過率が３６
５nmの透過率にくらべて高く、かつこの４００nmを越え
た波長域ではあまり変化しなくなっている。これに対し
て、ウラニンの透過率は、曲線２９から明らかなよう
に、４００nm以下の波長域では、重クロム酸アンモニウ
ムの光透過率にくらべて大幅に高く、４００nm以上の波
長域で急激に小さくなっている。

【００２３】このことは、ウラニンを添加しても、重ク
ロム酸アンモニウムを架橋剤とする感光膜の焼付けに有
効な３６５nmの光をあまり吸収することなく透過して、
重クロム酸アンモニウムによる感光膜の焼付をあまり妨
げないことを示している。一方、重クロム酸アンモニウ
ムを架橋剤とする感光膜の焼付けにあまり有効でなかっ
た４０８nmおよび４３６nmの波長を有効に吸収して、感
光膜の焼付に大きく寄与する増感作用をもつことを示し
ている。

【００２４】このような理由により、カゼインと重クロ
ム酸アンモニウムとを主成分とする感光剤に、その重ク
ロム酸アンモニウムに対して、ウラニン（色素）を８０
重量％添加した感光剤を塗布して、膜厚７．０〜７．５
μm の感光膜２１を形成すると、従来現像工程で発生し
た部分的にレジスト膜の膜厚が減る現象をなくし、ミク
ロ的な孔径のばらつきによる孔むらなどを低減すること
ができる。

【００２５】表１に１７インチカラー受像管に組込まれ
る高精度かつ微細な電子ビーム通過孔が微細な配列ピッ
チで配列されたシャドウマスクの一例として、電子ビー
ム通過孔の孔径０．１１５mm、その配列ピッチが０．２
５mmのシャドウマスクを、カゼインと重クロム酸アンモ
ニウムとを主成分とする従来の感光剤で製造した場合
と、この従来の感光剤にさらにその重クロム酸アンモニ
ウムに対してウラニンを８０重量％添加したこの例の感
光剤で製造した場合との効果の相違を比較して示す。

【表１】 この表１に示したように、従来の感光剤で製造した場合
には、現像工程でレジスト膜の膜厚が部分的に１μm 減
少し、そのためにミクロ的な孔径のばらつきによる孔む
らが発生し、２０〜３０％程度の良品しか得られなかっ
たが、この例の感光剤で製造すると、現像工程でのレジ
スト膜の膜厚の変化をほとんどなくすことができ、それ
により、ミクロ的な孔径のばらつきによる孔むらなどを
ほぼ完全になくし、８０〜９５％程度の良品率で所要の
シャドウマスクを製造することができるようになった。

【００２６】なお、上記実施例では、重クロム酸アンモ
ニウムに対してウラニンを８０重量％添加したが、この
ウラニンの添加量は、３０〜１６０重量％の範囲で同様
の効果が得られ、その添加量が３０重量％より低くなる
と、ウラニン添加の効果が減退する。また１６０重量％
を越えると、着色レベルが高くなり、逆効果となる。

【００２７】なお、上記実施例では、電子ビーム通過孔
が高精度かつ微細なシャドウマスクについて説明した
が、この発明は、通常のテレビ用カラー受像管のシャド
ウマスクの製造にも適用できる。

【００２８】

【発明の効果】シャドウマスク素材の板面に感光性樹脂
および架橋剤を主成分とする感光剤を塗布し乾燥して感
光膜を形成し、この感光膜にシャドウマスクの電子ビー
ム通過孔に対応するパターンの形成された露光マスクを
介して紫外線を照射して露光マスクのパターンを焼付
け、現像してシャドウマスク素材の板面にシャドウマス
クの電子ビーム通過孔に対応する部分を露出部とするレ
ジスト膜を形成したのち、エッチングして電子ビーム通
過孔を形成するカラー受像管用シャドウマスクの製造方
法において、架橋剤に対して、３６０nm±１０nmおよび
４００nm±１０nmに透過率のピーク値をもち、４５０nm
の透過率がそのピーク値の１／５以下である増感剤、た
とえばウラニンを３０〜１６０重量％添加した感光剤を
用いてシャドウマスクを製造すると、従来現像工程で発
生した部分的にレジスト膜の膜厚が減る現象をなくし、
ミクロ的な孔径のばらつきによる孔むらなどを低減し
て、所要のシャドウマスクを歩留り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（ｆ）はそれぞれこの発明の一
実施例であるカラー受像管用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】その感光剤の主成分である重クロム酸アンモニ
ウムの透過率とその感光剤に添加されるウラニン溶液の
透過率とを示す図である。

【図３】カラー受像管の構成を示す図である。

【図４】そのシャドウマスクの電子ビーム通過孔の形状
を示す図である。

【符号の説明】

９…小孔 １０…大孔 ２０…シャドウマスク素材 ２１…感光膜 ２２a ，２２b …一対のネガ原版 ２３a …大孔形成用レジスト膜 ２３b …小孔形成用レジスト膜 ２６…フラットマスク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャドウマスク素材の板面に感光性樹脂
   および架橋剤を主成分とする感光剤を塗布し乾燥して感
   光膜を形成し、この感光膜にシャドウマスクの電子ビー
   ム通過孔に対応するパターンの形成された露光マスクを
   介して紫外線を照射して上記パターンを焼付け、現像し
   て上記シャドウマスク素材の板面に上記シャドウマスク
   の電子ビーム通過孔に対応する部分を露出部とするレジ
   スト膜を形成したのち、エッチングして上記電子ビーム
   通過孔を形成するカラー受像管用シャドウマスクの製造
   方法において、 上記架橋剤に対して、３６０nm±１０nmおよび４００nm
   ±１０nmに透過率のピーク値をもち、４５０nmの透過率
   が上記ピーク値の１／５以下である増感剤を３０〜１６
   ０重量％添加した感光剤を用いることを特徴とするカラ
   ー受像管用シャドウマスクの製造方法。
2. 【請求項２】 増感剤がウラニンであることを特徴とす
   る請求項１記載のカラー受像管用シャドウマスクの製造
   方法。