(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャドウマスク材を所定の搬送方向に搬送しつつその表面にエッチング液を供給してシャドウマスク材に透孔を形成するエッチング装置において、
シャドウマスク材の搬送方向に沿ってほぼ平行に、シャドウマスク材の幅方向に複数本設けられ、複数設けられたスプレイノズルからシャドウマスク材の大孔側表面にエッチング液を供給する複数本のエッチング液供給パイプと、
これら複数本のエッチング液供給パイプをこのパイプの中心軸を中心として揺動させる揺動手段と、を備え、
上記複数本のエッチング液供給パイプのうちの、シャドウマスク材の幅方向両端部に向けてエッチング液を供給する各エッチング液供給パイプのスプレイノズルを、それぞれシャドウマスク材に対して垂直な方向からシャドウマスク材の幅方向外側へ傾斜した方向を中心に揺動させることを特徴とするシャドウマスク材のエッチング装置。
【請求項２】
シャドウマスク材を所定の搬送方向に搬送しつつその表面にエッチング液を供給してシャドウマスク材に透孔を形成するエッチング装置において、
シャドウマスク材の搬送方向に沿ってほぼ平行に、シャドウマスク材の幅方向に複数本設けられ、複数設けられたスプレイノズルからシャドウマスク材の大孔側表面にエッチング液を供給する複数本のエッチング液供給パイプと、
これら複数本のエッチング液供給パイプをこのパイプの中心軸を中心として揺動させる揺動手段と、を備え、
複数のスプレイノズルからシャドウマスク材の幅方向両端部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプよりも、複数のスプレイノズルからシャドウマスク材の幅方向中央部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプの方が、供給されるエッチング液の圧力が大きいことを特徴とするシャドウマスク材のエッチング装置。
【請求項３】
シャドウマスク材を所定の搬送方向に搬送しつつその表面にエッチング液を供給してシャドウマスク材に透孔を形成するエッチング装置において、
シャドウマスク材の搬送方向に沿ってほぼ平行に、シャドウマスク材の幅方向に複数本設けられ、複数設けられたスプレイノズルからシャドウマスク材の大孔側表面にエッチング液を供給する複数本のエッチング液供給パイプと、
これら複数本のエッチング液供給パイプをこのパイプの中心軸を中心として揺動させる揺動手段と、を備え、
複数のスプレイノズルからシャドウマスク材の幅方向両端部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプよりも、複数のスプレイノズルからシャドウマスク材の幅方向中央部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプの方が、供給されるエッチング液の流量が大きいことを特徴とするシャドウマスク材のエッチング装置。
【請求項４】
シャドウマスク材を所定の搬送方向に搬送しつつその表面にエッチング液を供給してシャドウマスク材に透孔を形成するエッチング装置において、
シャドウマスク材の搬送方向に沿ってほぼ平行に、シャドウマスク材の幅方向に複数本設けられ、複数設けられたスプレイノズルからシャドウマスク材の大孔側表面にエッチング液を供給する複数本のエッチング液供給パイプと、
これら複数本のエッチング液供給パイプをこのパイプの中心軸を中心として揺動させる揺動手段と、を備え、
上記複数本のエッチング液供給パイプの互いに隣合う間隔は、シャドウマスク材の幅方向両端部よりも幅方向中央部の方が狭くなっていることを特徴とするシャドウマスク材のエッチング装置。
【請求項５】
大孔と小孔とが連通することによって形成される複数の透孔が形成されたほぼ矩形の透孔形成領域を有するシャドウマスクにおいて、
透孔形成領域の対向する２辺近傍における大孔の開口周縁のうちの、透孔形成領域の中央部に近い部分の曲率半径は、透孔形成領域の２辺に近い部分の曲率半径よりも大きいことを特徴とするシャドウマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャドウマスク材にエッチング液を供給することで、電子ビームを通過させるための複数の透孔をシャドウマスク材に形成するシャドウマスク材のエッチング装置、および複数の透孔が形成されたシャドウマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、たとえば、カラーブラウン管用のシャドウマスク（以下、ＳＭという）を生産する工程のうち、電子ビームを通過させるための複数の透孔をシャドウマスク材に形成するためのフォトリソエッチング工程においては、以下に説明する様々な処理が順に施されている。
【０００３】
まず、所定の金属材料を用いて製造されたシャドウマスク材を軸に巻き取ってロール状にし、次に、このロール状のシャドウマスク材を順に巻き出してその長手方向に搬送しつつ、所定のフォトリソエッチング工程の処理を施すことによって、シャドウマスク製品として必要なほぼ矩形部分（以下、製品部分という）のうちの矩形領域（以下、透孔形成領域という）に複数の透孔を形成する。すなわち、このフォトリソエッチング工程においては、大略的に、シャドウマスク材表面に感光性を有するレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、上記レジスト膜に所定の透孔パターンを露光する露光処理、レジスト膜を現像してレジスト膜の透孔パターンに対応する部分を除去する現像処理、レジスト膜が除去された部分をエッチングしてシャドウマスク材に複数の透孔を形成するエッチング処理、シャドウマスク材表面に残留する膜（レジスト膜等）を除去する剥離処理、およびシャドウマスク材を水洗、乾燥させる水洗乾燥処理などの処理が順に行われる。この後、上述の透孔形成領域を含む製品部分が切り取られてシャドウマスクが完成する。
【０００４】
ここで、以上のようなフォトリソエッチング工程によってシャドウマスク材に形成された透孔は、最終的にシャドウマスクとなって、図８の断面図および図９の底面図に示すような形状となる。すなわち、シャドウマスクに形成された透孔Ｈは、シャドウマスク材Ｗの小孔側表面（図８における上面）に形成された小孔ＨＳと、シャドウマスク材Ｗの大孔側表面（図８における下面）に形成された大孔ＨＬとが連通した形状となる。さらに、上述したように、この図８および図９に示した透孔Ｈはシャドウマスク材Ｗの透孔形成領域の全域に渡って形成されている。
【０００５】
ところで、上述のフォトリソエッチング工程におけるエッチング処理を行うためには、特開平５−９７５５号公報に開示されているように、一般に、以下に示すような２段階のエッチング処理が行われる。すなわち、まず、両面に複数の透孔に対応するパターン状の感光性のレジスト膜がそれぞれ被着形成されたシャドウマスク材Ｗの両面に対し、シャドウマスク材Ｗの両面側に配置されたエッチング液供給パイプのスプレイノズルからエッチング液（塩化第２鉄水溶液）を供給して１段階目のエッチングを行う。この際、シャドウマスク材の小孔側表面には小孔ＨＳに対応する凹部（以下、小孔側凹部という）が、大孔側表面には大孔ＨＬに対応する凹部（以下、大孔側凹部という）が徐々に形成されていく。そして、小孔側凹部と大孔側凹部とが互いに連通される前の段階で、この１段階目のエッチングを中止して、水洗、乾燥を行う。
【０００６】
次に、シャドウマスク材Ｗの小孔側表面にＵＶ硬化樹脂等を塗布して、その表面にエッチング抵抗層を形成する。そして、シャドウマスク材Ｗの大孔側表面の側に配置されたエッチング液供給パイプのスプレイノズルからエッチング液（塩化第２鉄水溶液）を供給して２段階目のエッチングを行い、大孔側凹部のみをさらに成長させて小孔側凹部と大孔側凹部とを連通させ、シャドウマスク材Ｗの両面に貫通する透孔Ｈを形成する。そして、上述の剥離処理によってシャドウマスク材Ｗの表面からエッチング抵抗層およびレジスト膜を剥離して、水洗、乾燥を行い、その後、上述の透孔形成領域を含む製品部分が切り取られて枚葉形態のシャドウマスクが完成する。
【０００７】
ここで、特に、上述の２段階目のエッチング（大孔側表面のみのエッチング）におけるエッチング液の供給についてさらに説明すると、このエッチング液供給パイプは、シャドウマスク材Ｗの大孔側表面の側において、シャドウマスク材Ｗの幅方向全域に等間隔配置されてシャドウマスク材Ｗの搬送方向に沿って延び、複数のエッチング液供給口を有する複数本のパイプからなっていた。また、この複数本のパイプは、それぞれパイプを中心として所定の角度範囲内で往復回動（以下、揺動という）が可能となっており、エッチング液の供給を揺動できるようになっていた。さらに、そのエッチング液の供給方向はすべてのパイプにおいて同一となっていた。したがって、これらの構成により、シャドウマスク材Ｗの大孔側表面全域に渡ってエッチング液を均一に供給し、ほぼ同一形状の透孔Ｈを上述の透孔形成領域の全域に渡って形成することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来のシャドウマスク材Ｗのエッチングにおいては、図８および図９に示すようなほぼ対称形状の透孔Ｈが上述の透孔形成領域の全域に渡って形成される。このため、特に大孔ＨＬの存在によってシャドウマスク材Ｗの容積および重量が減少して、シャドウマスク材Ｗの機械的強度が著しく低下し、近年のシャドウマスクのフラット化に対応できないという状況が生じてきた。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、シャドウマスク材の機械的強度を向上させ、シャドウマスクのフラット化に対応することが可能なシャドウマスク材のエッチング装置、およびシャドウマスクを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題を解決するための、請求項１に係る発明は、シャドウマスク材を所定の搬送方向に搬送しつつその表面にエッチング液を供給してシャドウマスク材に透孔を形成するエッチング装置において、シャドウマスク材の搬送方向に沿ってほぼ平行に、シャドウマスク材の幅方向に複数本設けられ、複数設けられたスプレイノズルからシャドウマスク材の大孔側表面にエッチング液を供給する複数本のエッチング液供給パイプと、これら複数本のエッチング液供給パイプをこのパイプの中心軸を中心として揺動させる揺動手段と、を備え、上記複数本のエッチング液供給パイプのうちの、シャドウマスク材の幅方向両端部に向けてエッチング液を供給する各エッチング液供給パイプのスプレイノズルを、それぞれシャドウマスク材に対して垂直な方向からシャドウマスク材の幅方向外側へ傾斜した方向を中心に揺動させることを特徴とするシャドウマスク材のエッチング装置である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、シャドウマスク材を所定の搬送方向に搬送しつつその表面にエッチング液を供給してシャドウマスク材に透孔を形成するエッチング装置において、シャドウマスク材の搬送方向に沿ってほぼ平行に、シャドウマスク材の幅方向に複数本設けられ、複数設けられたスプレイノズルからシャドウマスク材の大孔側表面にエッチング液を供給する複数本のエッチング液供給パイプと、これら複数本のエッチング液供給パイプをこのパイプの中心軸を中心として揺動させる揺動手段と、を備え、複数のスプレイノズルからシャドウマスク材の幅方向両端部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプよりも、複数のスプレイノズルからシャドウマスク材の幅方向中央部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプの方が、供給されるエッチング液の圧力が大きいことを特徴とするシャドウマスク材のエッチング装置である。
【００１２】
請求項３に係る発明は、シャドウマスク材を所定の搬送方向に搬送しつつその表面にエッチング液を供給してシャドウマスク材に透孔を形成するエッチング装置において、シャドウマスク材の搬送方向に沿ってほぼ平行に、シャドウマスク材の幅方向に複数本設けられ、複数設けられたスプレイノズルからシャドウマスク材の大孔側表面にエッチング液を供給する複数本のエッチング液供給パイプと、これら複数本のエッチング液供給パイプをこのパイプの中心軸を中心として揺動させる揺動手段と、を備え、複数のスプレイノズルからシャドウマスク材の幅方向両端部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプよりも、複数のスプレイノズルからシャドウマスク材の幅方向中央部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプの方が、供給されるエッチング液の流量が大きいことを特徴とするシャドウマスク材のエッチング装置である。
【００１３】
請求項４に係る発明は、シャドウマスク材を所定の搬送方向に搬送しつつその表面にエッチング液を供給してシャドウマスク材に透孔を形成するエッチング装置において、シャドウマスク材の搬送方向に沿ってほぼ平行に、シャドウマスク材の幅方向に複数本設けられ、複数設けられたスプレイノズルからシャドウマスク材の大孔側表面にエッチング液を供給する複数本のエッチング液供給パイプと、これら複数本のエッチング液供給パイプをこのパイプの中心軸を中心として揺動させる揺動手段と、を備え、上記複数本のエッチング液供給パイプの互いに隣合う間隔は、シャドウマスク材の幅方向両端部よりも幅方向中央部の方が狭くなっていることを特徴とするシャドウマスク材のエッチング装置である。
【００１４】
請求項５に係る発明は、大孔と小孔とが連通することによって形成される複数の透孔が形成されたほぼ矩形の透孔形成領域を有するシャドウマスクにおいて、透孔形成領域の対向する２辺近傍における大孔の開口周縁のうちの、透孔形成領域の中央部に近い部分の曲率半径は、透孔形成領域の２辺に近い部分の曲率半径よりも大きいことを特徴とするシャドウマスクである。
【００１５】
ここで、請求項１に係る発明のシャドウマスク材のエッチング装置によると、複数本のエッチング液供給パイプのうちの、シャドウマスク材の幅方向両端部に向けてエッチング液を供給する各エッチング液供給パイプのスプレイノズルが、それぞれシャドウマスク材に対して垂直な方向からシャドウマスク材の幅方向外側へ傾斜した方向を中心に揺動させられる。このため、シャドウマスク材の大孔側表面において、シャドウマスク材の幅方向中央部（以下、ＳＭ中央部という）から幅方向両端部（以下、ＳＭ両端部という）へと向かうエッチング液流れが形成される。よって、特に透孔形成領域の両端部においては、大孔凹部内壁面のうちのＳＭ中央部に近い壁面部分（以下、大孔内側壁面という）にエッチング液が滞留することとなり、その壁面部分のエッチングの進行が著しく遅くなる。したがって、特に透孔形成領域の両端部においては、大孔内側壁面があまりエッチングされずに肉厚部分が形成される。
【００１６】
この結果、特に透孔形成領域の両端部の大孔凹部の容積が減少、言いかえれば、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する。なお、ＳＭ両端部においては、大孔内側壁面はそもそも透孔を通過する電子ビームの経路から大きく外れているので、大孔内側壁面に金属部分が厚く形成されていたとしても問題はない。
【００１７】
なお、ＳＭ両端部のエッチング液供給パイプのスプレイノズルの揺動中心方向が、シャドウマスク材に対して垂直な方向からシャドウマスク材の幅方向外側へ傾斜した方向であればよく、ＳＭ中央部のエッチング液供給パイプのスプレイノズルの揺動中心方向は特に問わない。
【００１９】
また、請求項２に係る発明のシャドウマスク材のエッチング装置によると、複数本のエッチング液供給パイプのスプレイノズルからのエッチング液の供給圧力は、ＳＭ両端部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプよりも、ＳＭ中央部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプの方が大きくされている。このため、請求項１に係る発明のエッチング装置と同様に、シャドウマスク材の大孔側表面において、ＳＭ中央部からＳＭ両端部へと向かうエッチング液流れが形成される。したがって、請求項１に係る発明のエッチング装置と同様の作用により、特に透孔形成領域の両端部の大孔凹部の容積が減少、言いかえれば、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する。
【００２０】
また、請求項３に係る発明のシャドウマスク材のエッチング装置によると、複数本のエッチング液供給パイプのスプレイノズルからのエッチング液の供給流量は、ＳＭ両端部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプよりも、ＳＭ中央部に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給パイプの方が大きくされている。このため、請求項１および２に係る発明のエッチング装置と同様に、シャドウマスク材の大孔側表面において、ＳＭ中央部からＳＭ両端部へと向かうエッチング液流れが形成される。したがって、請求項１および２に係る発明のエッチング装置と同様の作用により、特に透孔形成領域の両端部の大孔凹部の容積が減少、言いかえれば、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する。
【００２１】
また、請求項４に係る発明のシャドウマスク材のエッチング装置によると、複数本のエッチング液供給パイプの互いに隣合う間隔は、シャドウマスク材の幅方向両端部よりも幅方向中央部の方が狭くなっているので、結果的にＳＭ両端部におけるエッチング液の流量よりもＳＭ中央部におけるエッチング液の流量の方が大きくなる。このため、請求項１、２、および３に係る発明のエッチング装置と同様に、シャドウマスク材の大孔側表面において、ＳＭ中央部からＳＭ両端部へと向かうエッチング液流れが形成される。したがって、請求項１、２、および３に係る発明のエッチング装置と同様の作用により、特に透孔形成領域の両端部の大孔凹部の容積が減少、言いかえれば、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する。
【００２２】
また、請求項５に係る発明のシャドウマスクによると透孔形成領域の対向する２辺近傍における大孔の開口周縁のうちの、透孔形成領域の中央部に近い部分の曲率半径は、透孔形成領域の２辺に近い部分の曲率半径よりも大きくなっている。言いかえれば、透孔形成領域の対向する２辺近傍においては、透孔の大孔内側壁面に肉厚部分が厚く形成されていることになる。
【００２３】
このため、特にシャドウマスクの透孔形成領域の対向する２辺近傍においては、大孔凹部の容積が減少、言いかえれば、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する。なお、シャドウマスクの透孔形成領域の対向する２辺近傍においては、大孔内側壁面はそもそも透孔を通過する電子ビームの経路から大きく外れているので、大孔内側壁面に金属部分が厚く形成されていたとしても問題はない。また、この請求項５に係る発明のシャドウマスクの大孔形状を形成するためには、たとえば、請求項１、２、３、または４に記載したようなエッチング装置を用いてもよい。なおここで、たとえば透孔形成領域がほぼ長方形状に形成されている場合、「透孔形成領域の対向する２辺」とは、該長方形の対向する短辺２辺であってもよいし、該長方形の対向する長辺２辺であってもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、上述の技術的課題を解決するための本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。まず最初に、本発明の第１の実施形態に係るカラーブラウン管用のシャドウマスク材のエッチング装置について説明する。図１は、この第１の実施形態に係るエッチング装置の構成を模式的に示すための装置上方から見た平面図であり、図２は、この第１の実施形態に係るエッチング装置の構成を模式的に示すための装置側方から見た側面図である。このエッチング装置は、上述の１段階目のエッチングが行われ、小孔側表面にＵＶ硬化樹脂等のエッチング抵抗層が形成された後の、シャドウマスク材Ｗの大孔側表面（下面）にエッチング液を供給して２段階目のエッチングを行うためのエッチング装置である。なお、図１においては、図面の都合上、シャドウマスク材Ｗを２点鎖線で示しており、また、図１の破線で囲まれたほぼ矩形の領域Ｒは、実際に透孔Ｈが形成されるべき透孔形成領域Ｒであり、２点鎖線で囲まれたほぼ矩形の領域Ｓは、実際にシャドウマスク製品として使用される製品部分Ｓである。
【００２５】
これらの図に示すように、このエッチング装置は、大きくは、シャドウマスク材Ｗの下面にエッチング液を供給するエッチング液供給機構１０と、このエッチング液供給機構１０の供給パイプ１１を揺動させる揺動機構２０とからなっている。なお、揺動機構２０については、図３に側面図で示している。
【００２６】
さらに詳細に説明すると、エッチング液供給機構１０は、シャドウマスク材Ｗの搬送方向Ｔに沿って延びるように設けられ、シャドウマスク材Ｗの大孔側表面側（下面側）においてシャドウマスク材Ｗの幅方向全域に渡って等間隔配置された複数本の供給パイプ１１（図２の左から順に１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７とする）と、この供給パイプ１１に複数設けられてエッチング液を供給するスプレイノズル１２と、供給パイプ１１にエッチング液を供給するためのエッチング液タンク１３と、このエッチング液タンク１３と複数の供給パイプ１１とを接続しエッチング液が流通する複数の流通配管１４とからなっている。また、流通配管１４のそれぞれの途中部には、それぞれの供給パイプ１１のスプレイノズル１２から供給されるエッチング液の圧力を調節可能な圧力調整弁１５と、そのエッチング液の流量を調節可能な流量調整弁１６とが介装されている。
【００２７】
ここで、スプレイノズル１２は、円錐状にエッチング液を供給するものであり、また、互いに隣り合う供給パイプ１１におけるスプレイノズル１２の位置は、シャドウマスク材Ｗの下面全域にエッチング液を供給するために、図１に示すような千鳥状の配置関係となっている。なお、互いに隣り合う供給パイプ１１の間隔はそれぞれ同じとされている。さらには、圧力調整弁１５および流量調整弁１６によって、それぞれの供給パイプ１１からシャドウマスク材Ｗに供給されるエッチング液の圧力および流量はほぼ同じに設定されている。
【００２８】
また、揺動機構２０は、サーボモータＭからの回転駆動力が伝達されて回転する回転駆動軸２１と、この回転駆動軸２１を挟持する軸ホルダー２２と、複数本の供給パイプ１１をそれぞれ挟持する複数のパイプホルダー２３と、軸ホルダー２２および複数のパイプホルダー２３をこれらの下端部においてピン連結する連結バー２４とからなっている。なお、パイプホルダー２３は供給パイプ１１を保持するようになっており、したがって、このパイプホルダー２３の保持力を緩めることによって供給パイプ１１の角度、すなわちスプレイノズル１２からのエッチング液の供給方向を任意に調節可能となっている。また、軸ホルダー２２についても同様の構造となっている。ここで、「エッチング液の供給方向」とは、たとえば、供給パイプ１１のスプレイノズル１２がエッチング液を扇形状に噴射する場合は、その扇形の中心角の２等分線の方向であり、スプレイノズル１２がエッチング液を円錐状（コーン状）に噴射する場合は、その円錐の中心軸線の方向である。また、供給パイプ１１および回転駆動軸２１はその両端部に設けられた軸受け部（図示せず）によって回転可能に支持されている。
【００２９】
これらの揺動機構２０は、全体としていわゆるリンク機構を形成しており、サーボモータＭからの回転駆動力が回転駆動軸２１に伝達されると、軸ホルダー２２、連結バー２４、複数のパイプホルダー２３、複数の供給パイプ１１の順にその回転駆動力が伝達されるようになっている。したがって、サーボモータＭによって回転駆動軸２１が所定の角度範囲内で往復回動されると、複数の供給パイプ１１もその中心軸を中心として回転駆動軸２１と同じ角度範囲内で往復回動（以下、揺動という）される。たとえば、回転駆動軸２１が−α〜＋αの角度で往復回動されると、複数の供給パイプ１１も−α〜＋αの角度で揺動されることとなる。
【００３０】
次に、このエッチング装置によるエッチング処理動作について説明する。まずこのエッチング装置とは別のエッチング装置において上述の１段階目のエッチングが行われ、小孔側表面にＵＶ硬化樹脂等のエッチング抵抗層が形成される。この後、シャドウマスク材Ｗの製品部分Ｓがこのエッチング装置内に順次搬送されてくる。このエッチング装置内においては、揺動機構２０によって複数本の供給パイプ１１がその中心軸を中心に揺動されつつ、その複数本の供給パイプ１１からシャドウマスク材Ｗの大孔側表面（下面）に向けてエッチング液が供給されて、１段階目のエッチングにおいて大孔側表面に既に形成されていた大孔側凹部のみをさらに成長させて小孔側凹部と大孔側凹部とを連通させ、シャドウマスク材Ｗの両面に貫通する透孔Ｈを形成する。
【００３１】
そして、このエッチング装置から搬出された後は、剥離処理によってシャドウマスク材Ｗの表面からエッチング抵抗層およびレジスト膜を剥離して、水洗処理、乾燥処理を行い、その後、上述の透孔形成領域Ｒを含む製品部分Ｓが切り取られて図４に示すような枚葉形態のシャドウマスクが完成する。なお、この図４において、Ｌ１，Ｌ２は、透孔形成領域Ｒの対向する２辺を、Ｒ１，Ｒ２は、この２辺Ｌ１，Ｌ２の近傍を、Ｃは、透孔形成領域Ｒの中央部を表している。また、このシャドウマスクがシャドウマスク材Ｗから切り取られる前にエッチング装置でエッチングされていた時には、図４のｔ方向にシャドウマスク材Ｗが搬送されていたものとする。
【００３２】
ここで、供給パイプ１１のスプレイノズル１２の供給方向の設定について説明する。図３に示す位置に回転駆動軸２１が停止している時、すなわち回転駆動軸２１が０度の回転位置にある時において、供給パイプ１１のスプレイノズル１２の供給方向は、図３に示すように、シャドウマスク材Ｗの幅方向中央を境にして左右方向に行くにしたがって、供給方向と鉛直線とのなす角が徐々に大きくなるように設定されている。言いかえれば、エッチング液の供給方向は、シャドウマスク材Ｗの幅方向中央部（以下、ＳＭ中央部という）から幅方向両端部（以下、ＳＭ両端部という）に行くにしたがって徐々にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向くように設定されている。さらには、ＳＭ両端部におけるエッチング液の供給方向と鉛直線とのなす角をβとすると、αとβとの関係がα＜βを満たすように設定されている。言いかえれば、供給パイプ１１が−α〜＋αの角度で揺動されたとしても、ＳＭ両端部の供給パイプ１１１，１１７におけるエッチング液の供給方向は、常にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向くようになっている。このようにエッチング液の供給方向を定めた場合、図２に示すように、ＳＭ中央部からＳＭ両端部へと向かうエッチング液流れＦが形成される。
【００３３】
ここで、このようなエッチング液流れＦが形成されるのは、ＳＭ両端部の供給パイプ１１１，１１７におけるエッチング液の供給方向は常にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向いているため、ＳＭ両端部においてシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向かう液流れが発生しており、ＳＭ中央部に供給されたエッチング液がこの液流れに引きつられるためである。また、エッチング液の供給方向は、ＳＭ中央部からＳＭ両端部に行くにしたがって徐々にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向くように設定されているため、ＳＭ中央部においてシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向かって押出すような液流れが発生するので、エッチング液流れＦがさらに強く形成される。
【００３４】
この第１の実施形態によると、最終的に完成された図４に示すシャドウマスクの、特に透孔形成領域Ｒの対向する２辺Ｌ１，Ｌ２の近傍Ｒ１，Ｒ２（以下、両端部Ｒ１，Ｒ２という）においては、透孔Ｈの形状は、図５の断面図および図６の底面図に示すような形状となる。すなわち、透孔形成領域Ｒの中央部Ｃに近い大孔ＨＬの内壁面ＬＷは、破線で示す従来の内壁面に比べてＸ部分だけ肉厚となっている。また、図６に示すように、大孔ＨＬの透孔形成領域Ｒの２辺Ｌ１，Ｌ２に近い部分Ｂ１の大孔ＨＬの曲率半径よりも、透孔形成領域Ｒの中央部Ｃに近い部分Ｂ２の大孔ＨＬの曲率半径の方が大きくなっている。
【００３５】
ここで、透孔Ｈがこのような形状となるのは、特に透孔形成領域Ｒの両端部Ｒ１，Ｒ２においては、ＳＭ中央部からＳＭ両端部に向かう液流れのために、内壁面ＬＷ周辺にエッチング液が滞留し、その部分のエッチングの進行が著しく遅くなって、内壁面ＬＷがあまりエッチングされずにＸ部分が厚く残るからである。この結果、大孔凹部の容積が減少、言いかえれば、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する。
【００３６】
なお、透孔形成領域Ｒの両端部Ｒ１，Ｒ２においては、図５に示すように、内壁面ＬＷはそもそも透孔Ｈを通過する電子ビームの経路ＥＢから大きく外れているので、内壁面ＬＷにＸ部分が厚く形成されたとしても問題はない。なお、図５および図６において、中央部Ｃ側は「ＳＭ中央部側」に相当し、両端部Ｒ１，Ｒ２側は「ＳＭ両端部側」に相当する。
【００３７】
また、この第１の実施形態においては、エッチング液の供給方向は、ＳＭ中央部からＳＭ両端部に行くにしたがって徐々にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向くように設定されているが、これは必須ではない。少なくとも、供給パイプ１１が−α〜＋αの角度で揺動されたとしても、ＳＭ両端部におけるエッチング液の供給方向が常にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向くようになっていればよい。ただし、この第１の実施形態のようにしたほうが、エッチング液のＳＭ両端部に向かう液流れはより円滑になることは言うまでもない。
【００３８】
次に、上述の第１の実施形態に係るエッチング装置の一部を変形した、本発明の第２の実施形態に係るカラーブラウン管用のシャドウマスク材のエッチング装置について、第１の実施形態で用いた図１〜図６を流用して説明する。また、この第２の実施形態において、第１の実施形態と同様な部分についての詳細な説明は、上述の第１の実施形態についての説明を代用するものとして、ここではその説明を省略し、上述の第１の実施形態とこの第２の実施形態との相違点のみを説明する。
【００３９】
第１の実施形態とこの第２の実施形態との相違点は、主に、エッチング液の圧力および供給方向にある。すなわち、上述の第１の実施形態においては、エッチング供給機構１０のそれぞれの供給パイプ１１からシャドウマスク材Ｗに供給されるエッチング液の圧力はほぼ同じであるが、この第２の実施形態においては、ＳＭ両端部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１よりも、ＳＭ中央部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１の方が、供給されるエッチング液の圧力が大きくされている。
【００４０】
また、上述の第１の実施形態においては、エッチング液の供給方向は、ＳＭ中央部からＳＭ両端部に行くにしたがって徐々にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向くように設定されたり、供給パイプ１１が−α〜＋αの角度で揺動されたとしても、ＳＭ両端部におけるエッチング液の供給方向が常にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向くようになっていたが、この第２の実施形態においては、特にエッチング液の供給方向は限定されず、シャドウマスク材Ｗに供給するようになっていればよい。ただしもちろん、この第２の実施形態においても、第１の実施形態のようにエッチング液の供給方向を設定してもよい。
【００４１】
このような第２の実施形態においては、図２の複数の流通配管１４に介装されたそれぞれの圧力調整弁１５を調整することによって、ＳＭ両端部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１よりも、ＳＭ中央部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１の方が、供給されるエッチング液の圧力が大きくされている。たとえば、供給パイプ１１１〜１１７からのエッチング液の圧力を順にｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５，ｐ６，ｐ７とすると、ｐ１＜ｐ２＜ｐ３＜ｐ４＞ｐ５＞ｐ６＞ｐ７を満たすようにエッチング液の圧力を設定する。また、ｐ１＝ｐ２＜ｐ３＝ｐ４＝ｐ５＞ｐ６＝ｐ７のように設定してもよく、すなわち、少なくともＳＭ両端部に供給されるエッチング液の圧力よりもＳＭ中央部に供給されるエッチング液の圧力が大きくなるようにすればよい。
【００４２】
この第２の実施形態のようにすれば、第１の実施形態と同様に、図２に示したようなＳＭ中央部からＳＭ両端部へと向かうエッチング液流れＦが形成される。ここで、このようなエッチング液流れＦが形成されるのは、ＳＭ両端部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１よりも、ＳＭ中央部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１の方が、供給されるエッチング液の圧力が大きくされているため、ＳＭ中央部においてシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向かって押出すような液流れが発生するためである。
【００４３】
したがって、第１の実施形態と同様に、この第２の実施形態のエッチング装置でエッチングされて完成したシャドウマスクの、特に透孔形成領域Ｒの両端部Ｒ１，Ｒ２（図４参照）においては、透孔Ｈの形状は図５および図６に示すような形状となって、大孔凹部の容積が減少、言いかえれば、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する。
【００４４】
次に、上述の第１の実施形態に係るエッチング装置の一部を変形した、本発明の第３の実施形態に係るカラーブラウン管用のシャドウマスク材のエッチング装置について、第１の実施形態で用いた図１〜図６を流用して説明する。また、この第３の実施形態において、第１の実施形態と同様な部分についての詳細な説明は、上述の第１の実施形態についての説明を代用するものとして、ここではその説明を省略し、上述の第１の実施形態とこの第３の実施形態との相違点のみを説明する。
【００４５】
第１の実施形態とこの第３の実施形態との相違点は、主に、エッチング液の流量および供給方向にある。すなわち、上述の第１の実施形態においては、エッチング供給機構１０のそれぞれの供給パイプ１１からシャドウマスク材Ｗに供給されるエッチング液の流量はほぼ同じであるが、この第３の実施形態においては、ＳＭ両端部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１よりも、ＳＭ中央部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１の方が、供給されるエッチング液の流量が大きくされている。
【００４６】
また、上述の第１の実施形態においては、エッチング液の供給方向は、ＳＭ中央部からＳＭ両端部に行くにしたがって徐々にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向くように設定されたり、供給パイプ１１が−α〜＋αの角度で揺動されたとしても、ＳＭ両端部におけるエッチング液の供給方向が常にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向くようになっていたが、この第３の実施形態においては、特にエッチング液の供給方向は限定されず、シャドウマスク材Ｗに供給するようになっていればよい。ただしもちろん、この第３の実施形態においても、第１の実施形態のようにエッチング液の供給方向を設定してもよい。
【００４７】
このような第３の実施形態においては、図２の複数の流通配管１４に介装されたそれぞれの流量調整弁１６を調整することによって、ＳＭ両端部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１よりも、ＳＭ中央部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１の方が、供給されるエッチング液の流量が大きくされている。たとえば、供給パイプ１１１〜１１７からのエッチング液の流量を順にｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６，ｆ７とすると、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４＞ｆ５＞ｆ６＞ｆ７を満たすようにエッチング液の流量を設定する。また、ｆ１＝ｆ２＜ｆ３＝ｆ４＝ｆ５＞ｆ６＝ｆ７のように設定してもよく、すなわち、少なくともＳＭ両端部に供給されるエッチング液の流量よりもＳＭ中央部に供給されるエッチング液の流量が大きくなるようにすればよい。
【００４８】
この第３の実施形態のようにすれば、第１の実施形態と同様に、図２に示したようなＳＭ中央部からＳＭ両端部へと向かうエッチング液流れＦが形成される。ここで、このようなエッチング液流れＦが形成されるのは、ＳＭ両端部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１よりも、ＳＭ中央部に向けてエッチング液を供給する供給パイプ１１の方が、供給されるエッチング液の流量が大きくされているため、ＳＭ中央部においてシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向かって押出すような液流れが発生するためである。
【００４９】
したがって、第１の実施形態と同様に、この第３の実施形態のエッチング装置でエッチングされて完成したシャドウマスクの、特に透孔形成領域Ｒの両端部Ｒ１，Ｒ２（図４参照）においては、透孔Ｈの形状は図５および図６に示すような形状となって、大孔凹部の容積が減少、言いかえれば、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する。
【００５０】
次に、上述の第１の実施形態に係るエッチング装置の一部を変形した、本発明の第４の実施形態に係るカラーブラウン管用のシャドウマスク材のエッチング装置について、図７を用いて説明する。なお、図７は、この第４の実施形態に係るエッチング装置の構成を模式的に示すための装置上方から見た平面図である。また、この第４の実施形態において、第１の実施形態と同様な部分についての詳細な説明は、上述の第１の実施形態についての説明を代用するものとして、ここではその説明を省略し、上述の第１の実施形態とこの第４の実施形態との相違点のみを説明する。
【００５１】
第１の実施形態とこの第４の実施形態との相違点は、主に、エッチング液の供給パイプの配置およびエッチング液の供給方向にある。すなわち、上述の第１の実施形態においては、エッチング供給機構１０の互いに隣り合う供給パイプ１１の間隔はそれぞれ同じとされているが、この第４の実施形態においては、供給パイプ１１の互いに隣合う間隔は、ＳＭ両端部よりもＳＭ中央部の方が狭くなっている。
【００５２】
また、上述の第１の実施形態においては、エッチング液の供給方向は、ＳＭ中央部からＳＭ両端部に行くにしたがって徐々にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向くように設定されたり、供給パイプ１１が−α〜＋αの角度で揺動されたとしても、ＳＭ両端部におけるエッチング液の供給方向が常にシャドウマスク材Ｗの幅方向外側に向くようになっていたが、この第４の実施形態においては、特にエッチング液の供給方向は限定されず、シャドウマスク材Ｗに供給するようになっていればよい。ただしもちろん、この第４の実施形態においても、第１の実施形態のようにエッチング液の供給方向を設定してもよい。
【００５３】
このような第４の実施形態においては、供給パイプ１１の互いに隣合う間隔は、ＳＭ両端部よりもＳＭ中央部の方が狭くなっている。たとえば、図７に示すように、供給パイプ１１１〜１１７の互いに隣り合う間隔を順にｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５，ｈ６とすると、ｈ１>ｈ２>ｈ３＝ｈ４<ｈ５<ｈ６を満たすように互いに隣り合う供給パイプ１１１〜１１７の間隔を設定する。また、ｈ１＝ｈ２>ｈ３＝ｈ４<ｈ５＝ｈ６のように設定してもよく、すなわち、少なくとも供給パイプ１１の互いに隣合う間隔が、ＳＭ両端部よりもＳＭ中央部の方が狭くなっていればよい。
【００５４】
この第４の実施形態のようにすれば、結果的に第３の実施形態のようにＳＭ中央部のエッチング液の流量が多くなって、第３の実施形態と同様の作用によって、図２に示したようなＳＭ中央部からＳＭ両端部へと向かうエッチング液流れＦが形成される。したがって、第１の実施形態と同様に、この第４の実施形態のエッチング装置でエッチングされて完成されたシャドウマスクの、特に透孔形成領域Ｒの両端部Ｒ１，Ｒ２（図４参照）においては、、透孔Ｈの形状は図５および図６に示すような形状となって、大孔凹部の容積が減少、言いかえれば、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する。
【００５５】
以上、この発明の実施形態についていくつか説明したが、この発明は、これらに限定されるものではなく、たとえば、上述の第１〜４の実施形態においては、シャドウマスクＷの大孔側表面（下面）のみをエッチングするエッチング装置を例に挙げているが、たとえば、上述の１段階目のエッチングにおいて、シャドウマスク材Ｗの両面をエッチングするようなエッチング装置であってもよい。すなわち、少なくともシャドウマスクＷの大孔側表面をエッチングするエッチング装置であればよい。
【００５６】
また、上述の第１〜４の実施形態を互いに任意に組合せたようなエッチング装置を用いてもよく、このような場合、図２に示したエッチング液流れＦがさらに強く形成され、図５および図６に示したＸ部分がさらに厚く形成されるので、さらにシャドウマスクの機械的強度が向上する。
【００５７】
なお、本明細書においては、説明の簡略化のため、透孔形成領域Ｒや製品部分Ｓの形状は「ほぼ矩形」と表現しているが、実際には、透孔形成領域Ｒの外形は若干の樽形をしており、また、製品部分Ｓの外形は製品の種類によって様々な不定曲線となっている。したがって、透孔形成領域Ｒの対向する２辺Ｌ１，Ｌ２は実際には若干の丸みを帯びた曲線となる。
【００５８】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に係る発明のエッチング装置によると、特に透孔形成領域の両端部においては、大孔内側壁面があまりエッチングされずに肉厚部分が形成されるため、特に透孔形成領域の両端部の大孔凹部の容積が減少し、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上するという効果を奏する。
【００６０】
請求項２に係る発明のエッチング装置によると、請求項１に係る発明と同様に、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する効果を奏する。
【００６１】
請求項３に係る発明のエッチング装置によると、請求項１および２に係る発明と同様に、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する効果を奏する。
【００６２】
請求項４に係る発明のエッチング装置によると、請求項１、２、および３に係る発明と同様に、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上する効果を奏する。
【００６３】
請求項５に係る発明のシャドウマスクによると、透孔形成領域の対向する２辺近傍においては、透孔の大孔内側壁面に肉厚部分が厚く形成されていることになるため、特にシャドウマスクの透孔形成領域の対向する２辺近傍においては、大孔凹部の容積が減少し、シャドウマスクの体積および重量が増加するため、シャドウマスクの機械的強度が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るエッチング装置の構成を模式的に示すための装置上方から見た平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るエッチング装置の構成を模式的に示すための装置側方から見た側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るエッチング装置の揺動機構を説明するための側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るエッチング装置によってエッチングされてレジスト膜やエッチング抵抗層が剥離された後の、シャドウマスクを示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るエッチング装置によってエッチングされてレジスト膜やエッチング抵抗層が剥離された後の、シャドウマスクの透孔の形状を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るエッチング装置によってエッチングされてレジスト膜やエッチング抵抗層が剥離された後の、シャドウマスクの透孔の形状を示す底面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るエッチング装置の構成を模式的に示すための装置上方から見た平面図である。
【図８】従来のシャドウマスクの透孔の形状を示す断面図である。
【図９】従来のシャドウマスクの透孔の形状を示す底面図である。
【符号の説明】
１０  エッチング液供給機構
１１，１１１〜１１７  供給パイプ（エッチング液供給パイプ）
１２  スプレイノズル
１３  エッチング液タンク
１４  流通配管
１５  圧力調整弁
１６  流量調整弁
２０  揺動機構（揺動手段）
２１  回転駆動軸
２２  軸ホルダー
２３  パイプホルダー
２４  連結バー
Ｂ１  大孔の透孔形成領域の２辺に近い部分
Ｂ２  大孔の透孔形成領域の中央部に近い部分
Ｃ  透孔形成領域の中央部
Ｆ  エッチング液流れ
Ｈ  透孔
ＨＬ  大孔
ＨＳ  小孔
Ｌ１，Ｌ２  ２辺（透孔形成領域の対向する２辺）
ＬＷ  大孔内壁面
Ｒ   透孔形成領域
Ｒ１，Ｒ２  ２辺の近傍（透孔形成領域の対向する２辺近傍）
Ｓ  製品部分
Ｔ  搬送方向
Ｗ  シャドウマスク材
【図１】
0003600078.tif 000002
【図２】
0003600078.tif 000003
【図３】
0003600078.tif 000004
【図４】
0003600078.tif 000005
【図５】
0003600078.tif 000006
【図６】
0003600078.tif 000007
【図７】
0003600078.tif 000008
【図８】
0003600078.tif 000009
【図９】
0003600078.tif 000010