JPS58212033A - シヤドウマスクの製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はカラーブラウン管に使用するシャドウマスクの
製造方法に関するものである 〔発明の技術的背景とその問題点〕 最近コンピュータなどの普及に伴い、文字や図形の情報
表示装置として高解像度を有するカラーブラウン管（以
下単に高解像度管と云う）の需要が高まっている。

この高解像度管においては、シャドウマスクに穿設され
る電子ビーム通過孔部のピッチ（以下孔ピッチと云う）
及び電子ビーム通過孔部の孔径が共に家庭用などに一般
に使用されているカラー受像管のシャドウマスクに比較
して極めて微細となり、かつ厳密な寸法精度が要求され
る　即ち例えば孔ヒツチ０．３　ｍ、孔径１４３μｍと
なり、更に漢字表示のためには孔ピッチＱ、　２　ｍ　
、孔径９５μｍ程度のものを製作しなければならない。

このような寸法精度を厳密に制御する条件として、先ず
原板ネガパターンの寸法をいかにして、例えば純鉄軟鋼
板やアンバー板等のシャドウマスク素材に被着形成した
感光膜に忠実に再現するかにかかつている。そして忠実
な再現はシャドウマスクの製造工程中の蝕刻工程に入る
迄の感光膜の処理方法が大きなポイントをしめている。

次に従来のこの種のシャドウマスクの製造方法の一例を
説明する２ 先ず、両主面を清浄にしたシャドウマスク素材に力“ゼ
インと重クロム酸アンモニウムを主成分とした感光溶液
を塗布する感光液頭布工程を行なう。

次に１００Ｃ約２，５秒の乾燥工程により膜厚的４．５
μｍの感光膜を形成する。

次に所定のネガパターンを有するネガ原板を密接し、約
５ｙの水銀ランプを使用し、約１ｍのところから露元時
間約３０秒間程度露光する露光工程を行なう。

次に約４５Ｃの温水を約１分間スプレィ噴霧し、未感光
部、即ち電子ビーノ通過孔部形成装置の感光膜を除去し
　シャドウマスク素材の面を露出する現像工程を行なう
。

次に界面活性剤として市販品Ｐ３Ｎｅｘｏ　１２９Ｔ（
商品名）の０，２嗟溶液を使用して水切りを行ない、続
いて１５０Ｃ約２分間の乾燥工程を行なう。

次に感光膜を硬化するため、２００Ｃ，約２分間のハー
二ング工程を行なう。　　　・１ 次に塩化第２鉄溶液を比重１．４６７２．液温６ｔで両
主面にスプレィ噴霧し、約８分間腐蝕することによ抄所
望形状の電子ビーム通過孔部を穿設する腐蝕工程を行な
う。

このよりなンヤドウマスクの製造方法に罫いて、問題と
なるの１−ｉ特にバー二ン・グ工程などにおいて、第１
図に示すように例えば小孔側ネガ原版寸法（Ｄｌ）を５
０　μｒｎＸ＃Ｌ　涌ネガ原版寸法（Ｄ−ｉｌ　１０　
μｍとした場合、シャドウマスク素材中に沿って画主面
の感光膜！２１　：、３１から未反応の高分子物質であ
るカゼイン・、４１　ｉ５）がそれぞれ（△Ｄ１）（△
Ｄ２）だけ滲み出し、この＃み出し量は例えば小孔側ネ
ガ原版寸法（Ｄｌ）においては両側から計４４μｍも鯵
み出すことが実験的に確かめられており、またこの滲み
出しも均一ではなく、ばらつきがある。つまり、ネガ原
板の寸法をそのままンヤドウマスク素材上に再現するこ
とは困難である　このことは後の腐蝕工程において影響
を及ぼし、例えば小孔側ネガ原版寸法（Ｄ、）ではネガ
寸法による径よりも８．８チ近く小さくなり、その形状
も″悪く−極めて品位の低いシャドウマスクしか得られ
ないと云う問題点があった。。

〔発明の目的〕

本発明は前述した従来の諸欠点に鑑みなされたものであ
り、蝕刻工程に入る迄の感光膜の処理方法を変えること
により、電子ビーム２通過孔部形成位置のシャドウマス
ク素材の露出面に残存または参み田した感光膜を減少さ
せる肌出し処理を施し、シャドウマスク素材上にネガ原
板のネガパターンに極めて近い露出面を得ることが可能
なシャドウマスクの製造方法を提供することを目的とし
ている。

〔発明の概要〕

即ち、本発明はシャドウマスク素材に感光液を塗布後、
感光膜とする乾燥工程、ネガ原版を密接し所定のネガパ
ターンを感光膜に感光させる露光工程、未露光部の感光
膜を除去する現像工程、感光膜を次の腐蝕工程で不所望
に剥離させないようにするバーユング工程、電子ビーム
通過孔部を穿設する腐蝕工程を有するシャドウマスクの
製造方法において現像工程とバーユング工程間に感光膜
を硬くする硬膜工程、水洗工程、界面活性剤による水切
り工程を設けると共に、バーユング工程と腐蝕工程間に
シャドウマスク素材の被腐蝕部に滲み出した感光膜を除
去する肌出し工程を設けてなることを％徴としている。

〔発明の実施例〕

次に本発明のシャドウマスクの製造方法の一実施例とし
て１４インチ形の高解像度官に便用する孔ヒフ　ｆ　０
，２Ｑ＋ｏ＋　、　’ｉＬ子銃側（小孔側）孔径０．１
０１１１ｍ螢光面側（大孔側）孔径０．１８ｍの電子ビ
ーム通過孔部を有するシャドウマスクの製造方法を説明
する。

先ず材厚０．１０μｍｍのアンバー板からなるシャドウ
マスクを用意し、このシャドウマスク素材の両王面を清
浄にしたのち、カゼインを主成分とし、重クロム酸アン
モニウムを感光剤として刃口えた感光溶液を塗布する感
光液塗布工程を行なう一次に１００Ｃ、約２．５秒の乾
燥工程により膜厚的４．５μｍの感光膜を形成する１、 次に所定のネガパターンを有するネガ原板を密接し、約
５謂の水銀ランプを使用し、約１ｍのところから露光時
間約３０秒間程度露光する露光工程を行なう。このネガ
パターンは螢光面ｆｅｌｔは１１０μｍ、亀子銃側は５
０μｍとなっている。

次に約４５Ｃの温純水をスプレィ圧約１沙で約１分間処
理する現像工程を行なう。更に、硬膜処理准として無水
クロム酸約１０％浴液に約３０秒間浸し純水で約２０秒
スプレィ洗浄する。

次に界面活性剤として市販品Ｐ３Ｎｅｘｏ　１２９Ｔ　
（商品名）の０，２チ溶液を使用して水切りを行ない、
続いて１５０Ｃの雰囲気で約２分間乾燥後、２００Ｃの
雰囲気で約２分間バーユング工程を行なう次にハーニン
グ工程の終了したシャドウマスク素材の表面に残存する
溶出した感光膜を後述する肌出し液をスプレィ圧約１〜
で約２０秒間処理する肌吊し工程を設ける。

この肌出し液と・しては、例えば蓚酸と過酸化水素水と
礫憾酸の理数と〃・、蓚酸と苛性ソーダの混液で処理後
過マンガン酸カリウム溶液で更に処理するなど徨々考え
られるか、そのうち前者について説明すると、濃硫酸５
０ｃｃ、　ｇ　５１（固形）　１．２５９過酸化水索水
（３６帽７５０ｃｃ、純水５０−ｅを混合して使用する
っ これち薬剤の作用は濃硫酸が緩衝剤、蓚酸が素材の清浄
剤、過酸化水素水は溶出した感光膜中のカゼインの分解
剤となっている１ この肌出し工程を加えること！でより第２図に示すよう
（・（小ｆ′Ｌ　ＩＩ］、１１ネガ原版寸法（Ｄｌ）大
孔１−１」ネガ原版寸法（Ｄ２）をそれぞれ５０μｍ、
１１０μｍとした場合従来の滲み出し童カニ、約２２μ
ｍあったＯに比重し、本爽施例で諾か出し量は皆無とな
りネガ原版寸法（Ｄ、）及び（Ｄ２）を忠実に再覗する
ことができた第２図で第１図と同一符号は同一部分を示
し特に説明しない。

次に塩化第２鉄溶液を比重１．４６７２．液温６５°で
シャドウマスク素材の両主面にスプレィ圧１５〜２．０
鐵でスプレィ噴霧し約８分間腐蝕することにより所定の
電子ビーム通過孔部を有するシャドウマスクを得ること
ができた。

フよセ工程−との都合１で肌出し処理工程後水洗、水人 切り、戟燥してから腐蝕する方法シ、肌出し処理後一時
的に塩化第２鉄溶液で置換後、即ち実際の腐蝕液中に肌
出し液をもちこまないための前段処理後、最終腐蝕を行
うなどの工夫は勿論重要であることは説明する迄もない
。− 〔発明の効果〕 上述のように本発明のシャドウマスクの製造方法によＩ
しば、シャドウマスク素材に極めて正確な電子ビーム通
過孔部を穿設することが可能となるのでその工業的価値
は俸めて大でるる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシャドウマスクの製造方法による腐蝕工
種前の感光膜の状態を示す説明図、第２図は本発明のシ
ャドウマスクの製造方法による腐蝕工程前の感光膜の状
態を示す説明図ｔある。 １・・・７ヤドウマスク累材、２°、３・・・感光膜、
４．５・・・カゼインっ 代理人　弁理士　　井　上　−男 第　　１　　図 特許庁長官若杉和夫殿 １　事件の表示 昭和５７年特許願第９３１４４号 ２発明の名称 シャドウマスクの製造方法 ３．４正をする番 事件との関係　時計出願人 （３０７）東京芝浦電気株式会社 ４、代理人 〒１４４ 東京都大田区蒲田４丁目４１番１１号 第−津野田ビル 弁上特許事務所内 電話　７３６−３う５８ ＼３２５７１１弁理士　井　上　−男 明細書全文 ６　補正の内容 別紙の通り 以よ ：１１゜ 訂正明細書 １、発明の名称 シャドウマスクの製造方法 ２、特許請求の範囲 シャドウマスク素材に感光液を塗布後、乾燥工程、露光
工程、現像工程　、Ｓ　　＝ング工程及び腐蝕工程を経
て多数の電子ビーム通過孔部を穿設するようになされた
シャドウマスクの製造方法において、前記ｊＪ４．像工
程とバーニング工程間に硬膜工程、水洗・水切り工程を
設けると共に前記パーニ／グ工程と腐蝕工程間に肌出し
工程を設けてなることを特徴とするシずドウマスクの製
造方法。 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明はカラーブラウン管に使用するシャドウマスクの
製造方法に関するものである。 発明の技術的背景とその問題点〕 最近コンピュータなどの普及に伴い１文字や図形の情報
表示装置として高解像度を有するカラーブラウン管（以
下単に高解像度管と云う）の需要が高まっている。 この高解像度管にお−ては、／ヤドウマスクに穿設され
る電子ビーム通過孔部のヒ゛ツチ（以下孔ピッチと云う
）及び厄子ビーム短過孔部の孔径が共に家庭用などに一
般にイ吏用されているカラー受像管のシャドウマスクＶ
こ比較して惰めて做ａとなり、ηλつ数桁な寸法精度が
要末される、兜］ち例えば孔ピッチ９．３　ｍｒｎ、孔
径１４３μｍとなり、史にｌ勇字茨示のためしで１は孔
ピツチ０２絹、孔／４９０μｍ＋４度のものを型性しな
げればならない。 このような寸法哨覚を数品に１１１−回する条件として
、先ず原板ネηバダーンの寸法をいう・りこして、φＪ
ｔ　’Ｊｄ　＠秩軟脅板やアンバー板前のシャドウマス
ク素材に波看形成１〜た感牟嘆（Ｉｃ　（ｉ　（、（こ
弓印すもつ・にかかつている。そして忠実な再現は／ヤ
ドンマスクの裂造工程甲の軸刻工糧すこ入る乍の志ＪＣ
＋！う処理方法が大きなポイントをしめている。 次に従来、・）この撞の７ヤドウマスクの契遣万云の一
１列を説明する。 先ず、両主面を清浄にしたシャドウマスク素材にカゼイ
ンと東クロム酸アンモニウムを主成分とした感光溶液を
塗布する感光液塗布工程を行なうつ次に１００℃約２．
５分の乾燥工程により感光塗布膜を乾燥させ膜厚約４５
μｍの感光膜を形成する。 次に所定のネガパターンを有するネガ原板を密接し、約
５．　ｋＷの水銀ランプを使用し、約１ｍのところから
繕光時間約３０秒間程度露光し、感光膜にパターンを焼
き付ける露光工程を行なう。 次に約４５℃の温水を約１分間スプレィ噴霧し、未感光
部、即ち電子ビーム通過孔部を形成すべき位置の感光膜
を除去し、シャドウマスク素材の面を霧出する現１象工
程を行なう。 次に界面活性剤として市販品Ｐ３　Ｎｅｘｏ　１２９　
Ｔ（ｉ品名）の０２％溶徹を使用して水切りを行々い、
続いて１５０℃約２分間の乾燥工程を行なう。 次に感光膜を硬化するため、２００℃、約２分間のバー
ユング工程を行なう−１”：：、　、１．１次に塩化第
２秩溶液を比重１．４６７２．液＠６５で両主面にスプ
レィ噴揚し、約８分間腐臆することにより所望形状の電
子ビーム通過孔部を穿設する腐蝕工程を行なう。 このようなンヤドウマスクの製造方法において問題とガ
るのは、特に現像、水切り体感光膜が乾くまでの乾燥工
程にＰいて第１図に示すように、ンヤドウマスク素材（
１）の両主面の感光膜ｔ２１３）から未反応の高分子ｗ
Ｊ質であるカゼイノ１４）・５）がそれぞれ’１１＋）
（Ｄｔ）滲み、呂し、オ・ガ原版のノくターフ寸法をそ
のままシャドウマスク素ダ上に再現できぬことである。 例えば小孔側ネガ原版寸法・Ｄ、）を５０μ・ｎ、大孔
側ネガ原版寸法　Ｄ２）ｋ　１１０μｍとした場合、こ
の滲み出し量はシャドウマスク孔寸法を決定する小孔側
ネガ原版寸法　１）１１において中側から平均４４幻も
有り、そのバラツキは１〜２μｍでかつ／ヤドウマスク
素材蕗出部と滲み１唱し部との盾界部における感光膜の
＠線性（キレ）が悪い＄が実験的に確められ、ネガ原版
の寸法及び形状をそのままシャドウマスク素材゛）上に
再現することは困難である−この事は後の腐蝕工程にを
いて影響を及ぼし、シャドウマスク孔寸法及び孔形状の
ばらついた栖めて品位の低いシマドウマスク（７か得ら
ｎないという問題点があった。 〔発明の目的Ｊ 本発明は前述した従来の諸欠点に鑑みなされたものであ
り、蝕刻工程に入る迄の感光膜の処理方法を変えること
により、電子ビーム通過孔部形成位置のシャドウマスク
素有の露出面に残存または滲み出す威光膜を押割する硬
膜処理を行うと共に七ね、でも嵩み吊した感光膜を除去
する肌出し処理を國し、シャドウマスク素材上にネガ原
板のネガパターンに極めて近い露出面を得ることカ（可
能なシャドウマスクの製造方法を提供することを目的と
している。 〔発明の概要」 即ち、本発明＋４シヤドウマスク素材に感光液を塗布後
　感光膜とする乾燥工程、ネガ原版を密接し所定のネガ
パターンを感光膜に感光させる露光工程、宋露光部の感
光膜を除去する現像工程、感光膜を次の腐蝕工程で不所
望に剥離させないようにするバーユング工程、電子ビー
ム通過孔部を穿設する腐蝕工程を有するシャドウマスク
の製造方法において現像工程と／く一ニノグ工程間に感
光膜を化学的に水に不溶にして感光膜の番み出しを抑え
かつ膜硬度を上げる硬膜工程と硬膜処理液の洗浄のだめ
の水洗工程、界面活性剤による水切り工程を設けると共
に、）（−ユング工程と腐蝕工程間にシャドウマスク素
材の被腐蝕部に＠８己硬膜処理を施こしてもなお滲み出
した感光膜を除去するとともにバーユング工程にて生じ
たシャドウマスク素材表面の酸化摸を除去する肌出し工
程を設けてなることを特徴としている。 発明の実施例□ 次に本発明のシャドウマスクの製造方法の一実施例とし
て１４インチ形の亮解像度管して使用する孔ピッチ０．
２０−電子針側（小孔１１ヒ孔径０．ＩＱＩ＋１ｍ蛍光
面側（太孔（ＩＩＩ　）孔径０．１８辺ｍの宵子ビーム
通過孔部を有するシャドウマスクの製造方法を説明する
。 先ず材厚０．１０　Ｈｌｔやア／ノ＜　−叛からなるシ
ャト。 ウマスフを用意し、このシャドウマスク素材の両主面を
清浄にしたのち、１０チ牛乳カゼインを主成分とし、牛
乳カゼインの固形分に対し１０チの重クロム酸アンモニ
ウムを感光剤として加えた感光溶液を塗布する感光液塗
布工程を行なう。 次に１００℃、約２，５分の乾燥工程により膜厚的４５
μｍの威光膜を形成する。 次にストライプ状または円形状の黒色物質ドツトのネガ
パターンを有するネガ原板を密接し、約５ｋＷの水悄ラ
ンプを使用し、約１？Ｐ＋のところから露光時間約３０
秒間程度露光する露光工程を行なう。このネガパターン
のドツト径は蛍光面側は１１０μｍｎ　電子銃１則は５
０μｍとなっている。 次に約４０℃の温純水をスプレィ圧約１にｇ／ｍで約１
分間処理する現像処理を行なう。更に、化学的に感光膜
全体を硬化させ、現像後の板応部をも強制的に硬化させ
ることによシ滲み出しを極力抑制する硬暎処埠を行う。 その硬膜処理液として無水クロム酸またはタンニン醗曾
使囲する場合その約１０％溶液に約３０秒間浸し軸木で
約２０秒スプレィ洗浄する。この硬膜処理液としてイン
グロビルアルコールを使用することができ、その場合は
原液に約３０秒間浸）８、糾水で洗浄するう次に界面活
性剤として市販品Ｐｓ　Ｎｅｘｏ　１２９Ｔ　（商品名
）の０２チ溶液を使用して水切りを行ない、続いて硬膜
処理水洗後のシャドウマスク素材上の水および感光膜中
の水を蒸発させるため１００〜１５０℃の雰暉気で約２
分間乾燥後、１５０〜２００℃の雰囲気で約２分間パー
ユング工程を行なう。 このバーニング工程はＮｇ光嗅の１金管を熱処理によっ
て興上略せ、耐エツチング性例えばシャドウマスク素材
とレジスト嗅の密着強度、感光膜のエツアング液に対す
る膨潤および耐溶解性を向上させるものである。 硬膜工程、乾燥およびバーニング工程の条件で感光膜の
硬さは変り、膜が硬すぎる場合、後の綱蝕工程のサイド
エツチングにより感光膜の下部のマスク素材が除去され
て感光一部の折れが発生しマスク孔不良になるｋめ、こ
れらの条件は総合的に決定するのが良い。 次にバーニング工程の終了し＋後の＋ｉＩＬ出し工程は
、シャドウマスク素材の表面に６［処理を疵こしてもな
お残存する溶出した感光膜およびバーニング後シャドウ
マスク素材の表面に生成した酸化膜を除去するものであ
る。換言すればマスク素材表面上の酸化膜および感光膜
全体の溶解を目的としたプリエツチングである。これに
よりエツチングされる部分は清浄々マスク素材面が露出
し、かつ感光膜の溶解によって特に滲み出した薄い感光
膜部が除去され、ネガパターンに忠実な感光膜部が残る
。この肌出し処理液としては例えばイｉ酸と］歯暖化水
素水と濃硫酸の混液と、蓚酸と苛性ソーダの混液で処理
した後、過マンガン酸カリウム溶液でづらに処理するこ
とが考えられる。そのうち前者について具体的に説明す
ると、濃硫酸５０ｃｃ、蓚酸ｆ固形）１．２５ｋｌ；＋
、過酸化水素水１３６％）７５０ｃｃ、Ｊ４ｊ水５０１
！の溶液をスゲレイ圧約１／Ｉ：ｇ／ゴで約２０秒間処
理する。 これら薬剤の作用は濃硫酸及び蓚酸が素材の清浄剤、過
酸化水素水は溶出した感光膜中のカゼインの分解剤とな
っている。 肌出し工程では感光膜が溶解されるため肌出し液の組成
および処理時間を誤ると感ｆ、膜全体が薄くなり、後の
腐蝕工程における耐エツチング性が低下しマスク品位に
影響を及ぼすため、実験的に最適条件を決定するのが良
く、従って、肌出し処理の萌に感光膜を硬化づぜる６ｆ
膜処理を行なうことが必要である。 この川し出し工程を７１０えることにより第２図に示す
ように小孔側ネガ原版寸法（Ｄ、、）大孔側ネガ原版寸
法（ｒ）２）をそれぞれ５０μｍ　１１０μｍ　とした
場合従来の滲み出し量が、約２２μｍあったのに比較し
、本実施例で滲み出し量は清缶となりネガ原版寸法（Ｄ
Ｉ）及び（Ｄ２）を忠実に再現することができた。 第２図で第１図と同一符号は同一部分を示し特に説明し
ない。 次に塩化第２溶液を比重１．４６７２　　液温６５°で
シャドウマスク素材の両王面にスプレィ圧１５〜２０〜
／ｄで約８分間スプレィ噴霧することによりシャドウマ
スク素材を腐蝕し、所定の電子ビーム通逼孔部を有する
シャドウマスクを祷ることができた。 なお工程上の都合で肌出し処理工程後水洗、水切り、乾
燥してから腐蝕する方法や、肌出し処理後一時的に塩化
第２鉄溶液で置換後、即ち実際の腐蝕液中に肌出し液を
もちこまないための前段処理後、最終腐蝕を行うなどの
工夫は勿論重要であること＋ｔ　６明する迄もない。 〔発明の効果〕 上述のように本発明のシャドウマスクの製造方法ニよれ
ば、シャドウマスク素材に惟めで正確なイ子ビーム通過
孔部を穿設することが可能となる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は従来のンヤドウマスクの製造方法による１シ旭
工程藺の感光膜の状態を示す説明図、第２図は本発明の
シャドウマスクの製造方法による腐齢工程前の感光膜の
状態を示す説明図である。 １　シャドウマスク素材、２，３・・−感光膜、４．５
　カゼイン。 代理人　弁理士　井　上　−男

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シャドウマスク素材に感光液を塗布後、乾燥工程、露光
   工程、現像工程、バーユング工程及び腐蝕工程を経て多
   数の電子ビーム通過孔部を穿設するようになされたシャ
   ドウマスクの製造方法において、前記現像工程とバーニ
   ング工程間に硬膜工程、水洗・水切り工程を設けると共
   に前記バーユング工程と腐蝕工程間に肌出し工程を設け
   てなることを特徴とするシャドウマスクの製造方法、