JPH09274854A

JPH09274854A - シャドウマスクの製造方法

Info

Publication number: JPH09274854A
Application number: JP8269496A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Okazaki; 康弘岡崎; Nagaru Ogawa; ▲ながる▼ 小川; Katsunori Dochi; 克敬洞地; Tomohito Tsunashima; 智史綱島
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】形状不良を生じることなく剥膜工程の装置の長
さを短くできるシャドウマスクの製造方法を提供するこ
とを目的とする。【解決手段】フォトエッチング法を用いて、金属素材に
多数の貫通孔を形成してシャドウマスクを製造する方法
において、前記貫通孔を形成し、金属素材上に形成した
耐食性被膜を剥膜した後、搬送される金属素材に、ウォ
ータージェット法を用い、高圧水を噴射することを特徴
とするシャドウマスクの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトエッチング
法によって、金属素材を貫通する開口が複数形成された
シャドウマスクを製造する方法に係わり、特に開口の径
が小さく開口の数が多い高精細シャドウマスクの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー受像管等に用いるシャドウ
マスクは、フォトエッチング法を用いた工程で造ること
が主流となっている。例えば、図３はフォトエッチング
法を用いたシャドウマスクの製造工程の一例を示してい
る。すなわち、金属素材（以下、シャドウマスク材１と
記す）として例えば板厚0.13mmの低炭素鋼板を用い、そ
の両面を脱脂、整面、洗浄処理した後、その両面にカゼ
インまたはポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニ
ウム等からなる水溶性感光液を塗布乾燥して、感光性樹
脂層を形成する。

【０００３】次いで、所定のパターンを有する露光用マ
スクを介して、シャドウマスク材１の一方の面に小孔像
のネガパターンを、他方の面に大孔像のネガパターンを
露光する。その後、温水にて、未露光未硬化部位の感光
性樹脂層を溶解する現像処理を行った後、残った感光性
樹脂層に対して硬膜処理およびバーニング処理を施せ
ば、図３（ａ）に示すように、開孔よりシャドウマスク
材１を露出した小孔側の耐食性被膜（以下、レジスト膜
２と記す）と大孔側のレジスト膜2bが得られる。

【０００４】次いで、シャドウマスク材１の両面よりエ
ッチングを行い、図３（ｂ）に示すように、シャドウマ
スク材１を貫通する開口３を形成する。次いで、図３
（ｃ）に示すように、レジスト膜２にアルカリ液等の剥
膜液を接触させ、レジスト膜２を剥膜後、水洗および乾
燥を行う。しかる後、不要部の断裁等を行いシャドウマ
スク４を得るものである。

【０００５】なお、エッチングを二段階に分け、耐食性
被膜としてレジスト膜２に加えてエッチング防止層を形
成し、シャドウマスク材１を貫通する開口３を形成する
方法もある。例えば、開孔を有するレジスト膜２を形成
後、シャドウマスク材１の表裏両面から第一段階のエッ
チングを中途まで行ない、小孔レジスト膜2a側に小孔凹
部を、大孔レジスト膜2b側に大孔凹部を形成する。次い
で、小孔側の凹部に、例えば光硬化型の樹脂をグラビア
コート法等により塗布充填後、樹脂に光照射を行い、小
孔レジスト膜2a側にエッチング防止層を形成する。続い
て、大孔レジスト膜2b面側から第二段階のエッチングを
行ない、大孔側から小孔に貫通する開口３を形成する。
次いで、耐食性被膜であるレジスト膜およびエッチング
防止層を剥膜し、シャドウマスクを得るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したフォ
トエッチング法で得られるシャドウマスクにおいては、
シャドウマスク材１からレジスト膜およびエッチング防
止層を剥膜する際、レジスト膜およびエッチング防止層
の滓等が、異物としてシャドウマスク材１に付着すると
いう問題が生じていたものである。

【０００７】従来、エッチング後のエッチング防止層お
よびレジスト膜の剥膜工程は、図５の例に示すような方
法で行われている。まず、剥膜液15として例えば苛性ソ
ーダ20重量％、液温80℃としたアルカリ液を用い、シャ
ドウマスク材１を、剥膜液15を有する剥膜槽６中に浸漬
し、エッチング防止層およびレジスト膜よりなる耐食性
被膜の剥膜処理を行った後、例えば水洗スプレーノズル
14を有する水洗チャンバー７にて水洗洗浄を行う。しか
る後、赤外線ヒーター等の乾燥炉８にて乾燥するもので
ある。しかし、従来の剥膜処理では、耐食性被膜の一部
は微小な滓となり、シャドウマスク材１上に剥膜されず
付着したままとなるか、または剥膜槽６中で剥膜された
耐食性被膜の一部が滓となり、剥膜槽６中を搬送される
シャドウマスク材１に滓が再付着するものである。剥膜
槽６で行う剥膜処理後に、水洗チャンバー７にて行う水
洗洗浄は、水のスプレー圧が例えば 2〜 8Kg／cm²程度
と低いものである。水洗洗浄の水洗圧が低いため、シャ
ドウマスク材１に付着したエッチング防止層およびレジ
スト膜の滓等からなる異物（以下、単に異物５と記す）
は、シャドウマスク材１から完全に除去できず、図４に
示すように、シャドウマスク４に付着したままの状態に
なるものである。

【０００８】水洗洗浄を行ってもシャドウマスク材１に
付着したままとなった異物は、水洗洗浄後の乾燥におい
て、シャドウマスク材１に固くこびりつくものであり、
一旦シャドウマスクに固くこびりついた異物５は、ブラ
シ等で擦っても容易に除去できるものではなかった。

【０００９】このため、特に、図４中に示すように、異
物５の付着した部位が開口３部であった場合、以下に記
す不具合等が生じるものである。すなわち、エッチング
によりシャドウマスクに形成された開口３が、所望する
形状を有しているか否か等の検査を、剥膜工程後に行う
ことが一般的となっている。例えば、検査方法として、
シャドウマスクの一方の面から光照射を行い、ついでシ
ャドウマスクの他方の面に設けた検査機でシャドウマス
クの開口３を通過した光を受け、この通過光をもとに開
口形状の良否を判定する方法が上げられる。また、シャ
ドウマスクに形成された多数の開口３を検査しなければ
ならず、人手による検査では手間が掛かるため、機械検
査、すなわち、自動検査機を用いた検査を行うことが一
般的となっている。

【００１０】しかし、たとえエッチングにより所望する
形状の開口３が形成されていたとしても、開口３部に異
物５が付着していた場合、上述した検査の際に、異物５
の付着部位が影となり、形状不良と判定されるものであ
る。このため、所望する開口形状であっても異物付着に
より形状不良と判定されるエラー、すなわち疑似エラー
が、自動検査機による検査では多発するものであり、自
動検査機による検査の精度を下げるものといえる。

【００１１】このため、自動検査機で形状不良が検出さ
れた場合、顕微鏡等の拡大鏡を用い人手により、検出さ
れた形状不良が異物付着による疑似エラーか真の形状不
良かを、再度検査しなければならず、再検査の手間が掛
かるものであった。さらに、再検査の結果、形状不良が
異物付着による場合、人手によりブラシ等を用いて異物
５を除去するものである。しかし、上述したように、異
物５はシャドウマスクに固くこびりついており、除去す
るのは困難かつ手間のかかるものといえる。また、疑似
エラーの検出を少なくするため、自動検査機の検査精度
を下げた場合、真の形状不良が検出されずに、形状不良
の開口を有するシャドウマスクが良品としてそのまま流
出してしまう可能性も問題として指摘される。

【００１２】さらに、シャドウマスクに形成される開口
３の形状は、シャドウマスクがカラー受像管等に組み込
まれた際、カラー受像管等が所望する性能を発揮できる
よう、予め設定されているものである。しかし、剥膜工
程でシャドウマスクの開口３部に異物５が付着したまま
となった場合、シャドウマスクをカラー受像管等に組み
込んだ際、カラー受像管等が所望する性能を発揮出来な
くなる恐れもあるといえる。

【００１３】以上のように、剥膜工程で、シャドウマス
クに異物が付着したままになることは、検査の手間が掛
かり、かつ、検査精度が悪くなり、また、シャドウマス
クの品質を下げる要因になる等、シャドウマスクの製造
効率上および品質上の問題となるものである。

【００１４】さらに、従来のシャドウマスクの製造方法
においては、剥膜工程に長大な設備を必要とするもので
ある。一般に、シャドウマスク材１は、金属ロールから
供給され、長尺帯状となっているものである。図５に示
すように、剥膜処理を行うにあたり、搬送される長尺帯
状のシャドウマスク材１を、例えば５分間程度剥膜槽６
中に浸漬しなければならないため、長い距離を有する剥
膜槽６を必要とするものである。また、剥膜処理後の水
洗チャンバーも、例えば10ｍ程度の距離を必要としてい
たものである。このため、剥膜設備に場所をとり、搬送
系、加熱装置等の設備費用、および、剥膜液の温度維
持、液の更新材料費等の維持費用が嵩み、シャドウマス
クの製造コストを上げる要因の一つになっているといえ
る。

【００１５】本発明は、以上の事情に鑑みなされたもの
である。すなわち、剥膜処理においてシャドウマスク材
１に付着した異物５を除去し、かつ、剥膜工程に必要と
される工程距離を短くすることで、上述した問題を解決
したシャドウマスクの製造方法を提供することを目的と
するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１においては、所定のパ
ターンを有する耐食性被膜が形成されている板状のシャ
ドウマスク金属素材をエッチングして、金属素材を貫通
する多数の開口を得るエッチング工程と、前記耐食性被
膜を剥膜除去する剥膜工程とを少なくとも行うことで得
られるシャドウマスクの製造方法において、前記剥膜工
程の際、剥膜液により耐食性被膜を剥膜した後、搬送さ
れる金属素材に、ウォータージェット法を用い、高圧水
を噴射することを特徴とするシャドウマスクの製造方法
としたものである。

【００１７】また、請求項２においては、所定のパター
ンを有する耐食性被膜が形成されている板状のシャドウ
マスク金属素材をエッチングして、金属素材を貫通する
多数の開口を得るエッチング工程と、前記耐食性被膜を
剥膜除去する剥膜工程とを少なくとも行うことで得られ
るシャドウマスクの製造方法において、前記剥膜工程の
際、剥膜液により少なくとも耐食性被膜を膨潤させ、し
かる後、ウォータージェット法を用い高圧水を金属素材
に噴射することで前記耐食性被膜の剥膜除去を行うこと
を特徴とするシャドウマスクの製造方法としたものであ
る。

【００１８】さらにまた、請求項３においては、前記高
圧水のスプレー圧を50〜600Kgf／cm²とすることを特徴
とする請求項１または２に記載のシャドウマスクの製造
方法としたものであり、請求項４においては、前記金属
素材に噴射する高圧水を、異物除去フィルターを介し循
環させることを特徴とする請求項１、２または３に記載
のシャドウマスクの製造方法としたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
き、図面に基づき、説明を行う。

【００２０】図１において、シャドウマスク材１は金属
ロールより供給され、長尺帯状となっている。シャドウ
マスク材１は、前述した（従来の技術）の項で記した工
程等に従い、従来通りエッチングまで終了し、シャドウ
マスク材１を貫通した開口３が形成され、さらに、図５
に示す剥膜槽６にて、レジスト膜およびエッチング防止
層の剥膜処理が終了しており、左から右に搬送されてい
るものである。

【００２１】次いで、本発明においては、剥膜処理が終
了したシャドウマスク材１に、ウォータージェット法を
用い高圧水を噴射し、剥膜処理でシャドウマスク材１に
付着した異物を、吹き飛ばし除去することを特徴として
いる。

【００２２】すなわち、図１に示すように、水洗チャン
バー７内にて、搬送されるシャドウマスク材１に、加圧
装置にて加圧し高圧とした水を高圧スプレーノズル９よ
り噴射するものである。このとき、高圧水のスプレー圧
を50〜600Kgf／cm²程度とすれば、実用上問題のない程
度に異物の除去が行いえることを、本発明者らは経験的
に得ており、これを提案するものである。なお、図１の
例においては、搬送されるシャドウマスク材１の両面側
より高圧水を噴射しているが、特に、開口３部に付着し
た異物除去を目的とする場合、シャドウマスク材１の片
面側からのみの高圧水噴射であっても構わないといえ
る。

【００２３】従来の水洗チャンバーは、低圧の水洗洗浄
としていたため、水洗チャンバーの距離を長くせざるを
得ず、しかも、シャドウマスク材１に付着した異物の除
去は不完全であった。しかし、図１に示すように、高圧
水を用い異物除去を行うことで、水洗チャンバーの距離
を、従来使用していた水洗チャンバーの距離の、例えば
半分程度にすることができ、しかも、異物除去は完全に
行い得るものである。

【００２４】次いで、本発明者らは、上述した請求項１
に係わる発明の変形として、レジスト膜およびエッチン
グ防止層の剥膜処理にも、高圧水の噴射を用いることを
提案するものである。すなわち、請求項２に係わる発明
として、剥膜処理の際、アルカリ液により少なくとも耐
食性被膜を膨潤させ、しかる後、ウォータージェット法
を用い高圧水を金属素材に噴射することで耐食性被膜の
剥膜除去を行うことを特徴とするシャドウマスクの製造
方法としたものであり、図２に基づき説明を行う。

【００２５】図２において、シャドウマスク材１は金属
ロールより供給され、長尺帯状となっている。シャドウ
マスク材１は、前述した（従来の技術）の項で記した工
程等に従い、従来通りエッチングまで終了し、シャドウ
マスク材１を貫通した開口３が形成され、左から右に搬
送されているものである。

【００２６】次いで、例えば苛性ソーダ20重量％、液温
80℃のアルカリ液を剥膜液15とした剥膜槽６中に、搬送
されるシャドウマスク材１を浸漬する。ここで、本発明
においては、剥膜槽６中への浸漬は、従来のように耐食
性被膜を剥膜することを目的とするのではなく、シャド
ウマスク材１に形成された耐食性被膜を剥膜液15で膨潤
させ、シャドウマスク材１への付着力を低下させること
を目的とするものである。このため、剥膜液15中へのシ
ャドウマスク材１の浸漬時間は、従来の浸漬時間の、例
えば半分程度とするものである。すなわち、本発明に用
いる剥膜槽６の長さは、例えば従来の剥膜槽の半分程度
と短くてすむものである。

【００２７】次いで、水洗チャンバー７内で、剥膜槽６
を出たシャドウマスク材１に、加圧装置にて加圧し高圧
とした水を高圧スプレーノズル９より噴射するものであ
る。これにより、剥膜液15で膨潤し、シャドウマスク材
１への付着力が低下した耐食性被膜は、高圧水の水圧で
容易にシャドウマスク材１から剥膜されることとなる。
このとき、剥膜された耐食性被膜は、シャドウマスク材
１からの剥膜に用いられる以外の高圧水の余力により、
シャドウマスク材１から吹き飛ばされ、シャドウマスク
材１に異物として付着することがなくなるものである。
また、かりに、シャドウマスク材１に異物が付着して
も、高圧水の水圧で異物は容易に除去されるものであ
る。

【００２８】なお、このときの高圧水のスプレー圧にお
いても、スプレー圧を50〜600Kgf／cm²程度とすれば、
耐食性被膜の剥膜が行われ、かつ、実用上問題のない程
度に異物の除去が行いえることを、本発明者らは経験的
に得ており、これを提案するものである。

【００２９】上述した図２に示す剥膜工程では、剥膜槽
６の距離を、従来の剥膜槽より、例えば半分程度と短く
でき、かつ、水洗チャンバー７においても、高圧水を用
い耐食性被膜の剥膜と異物除去とを同時に行うことで、
従来使用していた水洗チャンバーの長さの、例えば半分
程度にすることができる。これにより、剥膜工程に要す
る装置類の長さを短くでき、しかも、異物除去は完全に
行い得るものである。

【００３０】次いで、本発明者らは、資源節約および公
害防止の観点を含め、異物除去に使用した水を循環し再
利用することを提案するものである。図１および図２に
示すように、水洗チャンバー７内にて噴射された後、水
洗チャンバー７の底部に溜まった水を、循環ポンプ10に
て汲み上げ、循環させるものである。

【００３１】循環水中には、シャドウマスク材１より除
去された耐食性被膜の滓が異物として析出しているもの
である。このため、異物の析出した水をそのまま循環
し、高圧スプレーノズル９より噴射すると、シャドウマ
スク材１より一旦除去された循環水中の異物が、シャド
ウマスク材１に再付着する結果となり、また、高圧スプ
レーノズル９が目詰まりを生ずる可能性がある。このた
め、循環水の経路に異物除去フィルター11を設け、循環
水中の異物を除去するものである。ちなみに、図１およ
び図２の例においては、水の循環経路を点線で示してい
る。なお、図２の例において、低圧の水洗スプレーノズ
ル14に供給される水にも循環水を用いても構わない。ま
た、異物除去フィルター11のフィルター径は10μｍ程度
であれば、実用上問題の無い程度まで循環水中の異物を
除去できることを、本発明者らは経験的に得ているもの
である。

【００３２】本発明のシャドウマスクの製造方法におい
ては、図１および図２に示すように、水洗チャンバー７
を出たシャドウマスク材１を乾燥炉８に通し乾燥した
後、従来通り断裁等の必要とされる工程を行いシャドウ
マスクを得るものである。

【００３３】なお、本発明の実施の形態は、上述した図
および記述に限定されるものではなく、本発明の趣旨に
基づき種々の変形が可能なことはいうまでもない。例え
ば、シャドウマスク材１の幅、搬送速度等に応じて高圧
スプレーノズル９を複数個設け、シャドウマスク材１に
高圧水を噴射してもよく、また、異物除去効率を上げる
ため、高圧スプレーノズル９を揺動させながら、シャド
ウマスク材１に高圧水を噴射することであっても構わな
い。また、シャドウマスクの錆発生を防止するため、高
圧水中に防錆剤を添加することであっても構わない。

【００３４】

【発明の効果】本発明によるシャドウマスクの製造方法
では、上述した、ウォータージェット法を用い、高圧水
を噴射することで、シャドウマスク材１に付着した異物
を除去することが可能となる。また、上述したように、
剥膜処理にも、高圧水の噴射を用いれば、剥膜工程の設
備距離を短くでき、かつ、シャドウマスク材１への異物
付着を防止できる。これにより、本発明は、前述した
（発明が解決しようとする課題）で記したように、異物
付着を要因とし、検査に手間が掛かり、かつ、検査精度
が悪くなり、また、シャドウマスクの品質を下げるとい
う、シャドウマスクの製造効率の低下および品質低下の
問題を解決したものである。また、本発明に用いる剥膜
工程の設備距離は、例えば従来の半分程度に短くできる
ため、設備に場所をとらず、搬送系、加熱装置等の設備
費用、および、剥膜液の温度維持、液の更新材料費等の
維持費用も低コストで済む等、本発明は、実用上優れて
いるといえる。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシャドウマスクの製造方法の一実施例
の要部を示す説明図。

【図２】本発明のシャドウマスクの製造方法のその他の
実施例の要部を示す説明図。

【図３】（ａ）〜（ｃ）はシャドウマスクの製造方法の
一例を工程順に示す断面図。

【図４】異物付着の一例を示す説明図。

【図５】従来の剥膜工程の一例を示す説明図。

【符号の説明】

１シャドウマスク材２レジスト膜３開口４シャドウマスク５異物６剥膜槽７水洗チャンバー８乾燥炉９高圧スプレーノズル 10 ポンプ 11 フィルター 12 搬送用ロール 13 バッキングロール 14 水洗スプレーノズル 15 剥膜液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者綱島智史東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のパターンを有する耐食性被膜が形成
されている板状のシャドウマスク金属素材をエッチング
して、金属素材を貫通する多数の開口を得るエッチング
工程と、前記耐食性被膜を剥膜除去する剥膜工程とを少
なくとも行うことで得られるシャドウマスクの製造方法
において、前記剥膜工程の際、剥膜液により耐食性被膜
を剥膜した後、搬送される金属素材に、ウォータージェ
ット法を用い、高圧水を噴射することを特徴とするシャ
ドウマスクの製造方法。
【請求項２】所定のパターンを有する耐食性被膜が形成
されている板状のシャドウマスク金属素材をエッチング
して、金属素材を貫通する多数の開口を得るエッチング
工程と、前記耐食性被膜を剥膜除去する剥膜工程とを少
なくとも行うことで得られるシャドウマスクの製造方法
において、前記剥膜工程の際、剥膜液により少なくとも
耐食性被膜を膨潤させ、しかる後、ウォータージェット
法を用い高圧水を金属素材に噴射することで前記耐食性
被膜の剥膜除去を行うことを特徴とするシャドウマスク
の製造方法。
【請求項３】前記高圧水のスプレー圧を50〜600Kgf／cm
²とすることを特徴とする請求項１または２に記載のシ
ャドウマスクの製造方法。
【請求項４】前記金属素材に噴射する高圧水を、異物除
去フィルターを介し循環させることを特徴とする請求項
１、２または３に記載のシャドウマスクの製造方法。