專利名稱：蔭罩的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于彩色顯像管的蔭罩的制造方法，尤其涉及通過兩步蝕刻來形成電子束所穿過的縫隙的蔭罩制造方法。
彩色陰極射線管通常采用的蔭罩帶有大量縫隙。這些蔭罩使電子槍發(fā)出的分別對應于紅色、綠色和藍色的三束電子束穿過縫隙，射到對應的熒光物質(zhì)上。
本發(fā)明的蔭罩通常設置于下述彩色顯像管中。
如

圖1所示，該蔭罩型彩色顯像管具有由面板1和與面板1接合成一個整體的漏斗狀物2所構(gòu)成的管殼。在面板1的內(nèi)表面上形成由三色熒光層構(gòu)成的熒光屏3。在該熒光屏3內(nèi)側(cè)配置蔭罩4，面向熒光屏。
蔭罩4由形狀近似于面板1內(nèi)表面形狀的蔭罩主體9、焊接在該蔭罩主體9的周邊上的蔭罩架10構(gòu)成。蔭罩4具有這樣的構(gòu)造，它區(qū)別開從配置在漏斗狀物2的頸部5中的電子槍6發(fā)出的三個電子束7B、7G、7R，使其射到三色熒光層上。為此，在蔭罩主體9上以預定的配置形成大量讓電子束通過的縫隙。此外，如圖2所示，為了減少因碰撞縫隙內(nèi)壁而反射到熒光屏方向的電子束，蔭罩主體9的縫隙11構(gòu)成這樣的形狀，在面對熒光屏一側(cè)形成大的開口12，相反一側(cè)形成小的開口13，而兩個開口12與13相互連通。
例如，通常在由厚度為0.13mm的薄的低碳鋼板等做成的蔭罩基片上，利用光刻技術形成縫隙，待變成平整的蔭罩之后，通過沖壓成形制造出蔭罩4的蔭罩主體9。
在蔭罩4上，通常如下述那樣形成縫隙。首先，在上述蔭罩材料的兩面形成感光膜。在這兩面感光膜上分別密切附著一對負底板，底版上形成有預定形狀及尺寸的縫隙的圖案，然后曝光。此后，固化各負底版的圖案，并顯像，形成由與各負底版的圖案相對應的圖案構(gòu)成的抗蝕劑膜。與具有圖2所示截面的大開口12及小開口13相對應，在蔭罩基板的一面形成有大開口圖案的腐蝕掩膜，在另一面形成具有小開口圖案的腐蝕掩膜，然后，在兩個面上同時腐蝕形成有腐蝕掩膜的蔭罩坯料，形成縫隙。
近年來，彩色顯像管正在向高清晰化發(fā)展。與此相配合，也要求蔭罩縫隙直徑小。與通常的蔭罩制造方法相對應，作為用于制造高清晰彩色顯像管中縫隙直徑小的蔭罩的方法，例如特愿昭58-176378號中所述的所謂兩步蝕刻法。該方法與上述蔭罩的制造方法相同，在蔭罩基板的兩個面上形成感光膜抗蝕劑，在這兩面的感光膜上分別密切附著負底版，曝光并顯像，形成具有與負底版的圖案相對應的圖案的腐蝕掩膜。然后，作為前一蝕刻步驟，首先在蔭罩基板的已形成具有大開口圖案的腐蝕掩膜的一個表面貼上保護膜。接著，蝕刻形成有小開口圖案的腐蝕掩膜的另一表面，形成小的開口。此后，將構(gòu)成具有小開口圖案的腐蝕掩膜的抗蝕劑剝離，在另一面涂上以環(huán)氧樹脂、酪朊和均化劑為主要成分的抗蝕劑，形成抗蝕層。再剝除貼在大開口圖案上的保護膜。然后，作為后一步蝕刻，蝕刻形成有大開口圖案的表面，使其與小開口連通，藉此形成縫隙。
采用這種兩步蝕刻法，縫隙直徑由于蝕刻液通過所形成的縫隙內(nèi)部而迅速擴大的情況少，因此，與通常的蝕刻方法所得的縫隙相比，即使縫隙直徑設計得小，也能得到高精度的縫隙。
如上所述，在兩步蝕刻中，在蝕刻形成于蔭罩基板上的大開口圖案時，有必要首先保護形成有小開口的另一表面，使之不被蝕刻。尤其在后一步蝕刻時，作為保護另一表面的抗蝕層，采用了以環(huán)氧樹脂、酪朊和均化劑為主要成分的抗蝕劑。但是，存在的問題是在縫隙形成后，抗蝕劑難以剝落，以及所形成的縫隙會被堵塞。
在剝離抗蝕層時，通常采用苛性堿溶液。但是，抗蝕層不溶于苛性堿溶液，因此難以剝落，并且，已剝落的抗蝕層漂浮在溶液中、付著于蔭罩上，使已形成的縫隙易于堵塞。
本發(fā)明對用兩步蝕刻的蔭罩制造方法作了改良，其目的在于提供一種在不降低抗蝕層耐蝕性的情況下使所采用的抗蝕層易于剝落，防止縫隙被堵塞的蔭罩制造方法。
用本發(fā)明方法所形成的蔭罩具有第1和第2主面，并且?guī)в卸鄠€縫隙，這些縫隙在第1主面上的開口與在第2主面上的開口尺寸不同，該方法包括(ⅰ)在上述金屬基板的第1及第2主面上分別形成感光層的工序;
(ⅱ)在上述第1及第2主面的感光層上，分別進行曝光、顯像，藉此在第1主面上形成有第1開口圖案的蝕刻掩膜，在第2主面上形成具有其尺寸與第1開口不同的第2開口圖案的蝕刻掩膜的工序;
(ⅲ)蝕刻上述第1主面，形成第1開口的工序;
(ⅳ)在去除上述第1蝕刻掩膜之后，在第1主面上，利用含有丙烯酸樹脂、酪朊和均化劑的抗蝕劑配方形成抗蝕層的工序;
(ⅴ)蝕刻第2主平面，形成尺寸與第1開口不同的第2開口的工序;以及(ⅵ)去除上述抗蝕層，從而形成由相互連通的第1及第2開口構(gòu)成的縫隙的工序。
由上述六道工序所提供的本發(fā)明的蔭罩制造方法中，抗蝕劑采用以丙烯酸樹脂、酪朊和均化劑為主要成分的配方。涂敷該抗蝕劑而得到的抗蝕層不僅具有充分的抗蝕性，還可溶于苛性堿溶液。因此，抗蝕層的去除工序易行，并且，不會發(fā)生像用已往的方法得到的蔭罩那樣，去除抗蝕層后殘渣堵塞縫隙的麻煩。
圖1為適用本發(fā)明蔭罩的彩色陰極射線管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2所示為本發(fā)明的蔭罩的縫隙一個實施例的剖示圖。
圖3A至3H所示為在蔭罩上形成縫隙的各個工序的剖示圖。
圖4所示為蔭罩制造中采用的蝕刻裝置簡示圖。
本發(fā)明的蔭罩制造方法改進了采用兩步蝕刻的電子束所通過縫隙的蝕刻工藝。
首先，該兩步蝕刻法在蔭罩坯料的兩個表面上形成由具有與蔭罩縫隙相對應的圖案的抗蝕劑構(gòu)成的蝕刻掩膜，蝕刻該坯料的一面，在該表面上形成第1開口。剝離該表面上的蝕刻掩膜，在剝?nèi)ノg刻掩膜的面以及所形成的第1開口中涂敷抗蝕劑而形成抗蝕層。接著，蝕刻另一面上蔭罩基片，暴露出在第1開口中形成的抗蝕層。然后除去抗蝕層，第1開口與第2開口便相互連通。
在本發(fā)明中，所用抗蝕劑主要成分配方是丙烯酸樹脂、酪朊和均化劑。
下面，參照附圖，說明本發(fā)明的蔭罩制造方法較好的實施例。
圖3A至3H是順序顯示在蔭罩基片上開出縫隙的步驟的剖示圖。
如圖3A所示，備好表面平整、厚度為0.13mm左右的條狀鍍鋁低碳鋼板，作為蔭罩坯料20。將該蔭罩坯料20脫脂洗凈，然后在其兩面涂敷以牛奶酪蛋白酸堿鹽和重鉻酸銨為主要成分的感光劑，并干燥，從而形成厚約5μm的感光膜21。
接著如圖3B所示，在該兩表面的感光膜21上分別鍍上預定的圖案。該圖案對應于可形成所要制造的蔭罩縫隙在各個面上的開口的區(qū)域，即對應于能夠形成圖2所示的大開口12及小開口13的區(qū)域。為了得到固定這種區(qū)域的位置的圖案，使用一對形成有大小不同的圖案的負底版22a、22b。該圖案設計可比實際開口的直徑適當?shù)匦∫恍?。這是因為考慮到了在蝕刻步驟中，蝕刻液會侵蝕感光膜之下的部位，這樣，實際得到的開口比圖案的直徑大。將這些負底片22a、22b分別密切附著于感光膜，并曝光，在蔭罩坯料兩面的感光膜上印出一對負底版22a、22b的圖案。接著如圖3c所示，使印上該圖案的感光膜顯像，除去未感光部分，就形成了與一對負底版的圖案相對應的圖案所構(gòu)成的抗蝕膜23a、23b。該抗蝕膜23a、23b的圖案以縫隙形成部分作為暴露部分24a、24b，蔭罩坯料20一個面的抗蝕膜23a的暴露部分24a比另一面的抗蝕膜23b的暴露部分24b暴露出更大面積的蔭罩坯料表面。接著，在必要時，為了提高上述抗蝕膜23a、23b的耐蝕性，在大約150℃的環(huán)境中烤板大約兩分鐘。
然后如圖3D所示，在上述蔭罩坯料20具有大直徑圖案的抗蝕膜23a上貼一層聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯樹脂之類的保護膜26。之后，將形成有抗蝕膜23b的一面向下，在該面上噴灑以氯化鐵為主要成分的蝕刻液，在抗蝕膜23b的暴露部分24b上形成小開口27(前一步蝕刻)。此后，如圖3E所示，用水沖洗上述形成小開口27的一面，再噴灑濃度為15重量%、溫度為60℃的苛性堿溶液，除去該面上的抗蝕膜，用水沖洗干燥一次。
接著如圖3F所示，將上述除去抗蝕膜的一面向上，用涂膠輥在該面上涂敷丙烯酸樹脂、酪朊和作為均化劑的阿迪托魯(additol)為主要成分的抗蝕劑。然后，剝?nèi)ベN在一個面上的保護膜，干燥所涂敷的抗蝕劑，形成抗蝕層29。從涂敷抗蝕劑的工序到干燥工序，基片基本上保持水平。將抗蝕劑填入小開口中以完成該抗蝕層29的涂敷。另外，作為上述抗蝕劑的涂敷方法，除了用滾涂法涂敷之外，也可以用噴涂、浸漬、棒涂等方法。
下面，如圖3G所示，將一個面朝下，在該面上噴灑以氯化鐵為主要成分的蝕刻液，在抗蝕膜23a的暴露部分24a上形成與上述小形口27連通的大開口30(后一步蝕刻)。在水洗之后，噴灑苛性堿溶液，溶解并剝離形成有大開口30的表面上的抗蝕膜23a以及形成于另一表面上的抗蝕層29，再用水洗。這樣，如圖3H所示，得到了已形成縫隙31的平坦蔭罩，縫隙31由形成于蔭罩坯料20一個表面的大開口30及形成于另一面的小開口27構(gòu)成。
此后，將該平坦蔭罩沖壓成預定的形狀，將成形后的蔭罩主體焊接在用其它方法做出的蔭罩架上，從而制造出裝入彩色顯像管中的蔭罩。
圖4所示為利用上述方法在蔭罩坯料上形成縫隙的蝕刻裝置。該蝕刻裝置具有輸送結(jié)構(gòu)(圖中未示出)，該輸送構(gòu)造使兩面形成有抗蝕膜23a、23b并卷成環(huán)的長條狀蔭罩坯料20移動之后，再將其卷起來。沿著該蔭罩坯料20的移動路線設置多個室34a～34h。另外，沿著該蔭罩坯料20的運行路線還配置有保護膜供給機構(gòu)35，提供保護膜26，貼在形成于蔭罩坯料20一個表面(下文稱為第2面)上的抗蝕膜23a之上，在后一步蝕刻之前，將該保護膜26剝下卷繞起來。
首先，將形成有抗蝕膜23b的一面(下文稱為第1面)向下，連續(xù)地輸送卷成環(huán)狀的蔭罩坯料20。先在蔭罩坯料20形成有抗蝕膜23a的第2面上用保護膜供給裝置貼上保護膜26。然后，將坯料輸送到位于下部的第1室34a。從設置在第1室34a下部的多個噴嘴37噴出蝕刻液，進行蝕刻，從而在蔭罩坯料向下的第1面上形成小開口。接著，蔭罩坯料20輸送到鄰接第1室34a的第2室34b，從設置在第2室34b中上、下部位的多個噴嘴38噴出水，進行清洗。蔭罩坯料20再輸送到第3室34c，從設置在第3室34c下部的多個噴嘴噴出苛性堿溶液，例如氫氧化鈉的水溶液，去掉上述第1面上形成的抗蝕膜23b，然后輸送到第4室。進而，從設置在第4室34d內(nèi)上、下部位的多個噴嘴40噴灑水，進行水洗，再用圖中未示出的加熱器稍加干燥。
然后，通過輸送滾筒41、42反轉(zhuǎn)，將去掉上述抗蝕膜的一面向上，用設置在第5室34e中的涂膠輥43涂敷以丙烯酸樹脂、酪朊和均化劑為主要成分的抗蝕劑。在涂敷抗蝕劑之后，剝?nèi)ベN在第2面上的保護膜26。從前一步蝕刻結(jié)束到后一步蝕刻開始之前的時間里，在任一時候剝除保護膜26都沒關系。但是，如將保護膜貼至抗蝕劑涂敷結(jié)束為止，當在第1面上涂敷抗蝕劑時，就能保護第2面不沾上涂敷液體。在剝除保護膜26之后，用設置在第6室34f中的加熱器44干燥所形成的抗蝕劑，便形成抗蝕層。
接著，由位于相鄰第6室34f的第7室34g中下部的多個噴嘴45噴出蝕刻液，進行蝕刻，在下表面形成大開口。然后，從設置在第8室34h上、下部位的多個噴嘴46噴出與第3室相同的苛性堿溶液，溶解并除去一個表面的抗蝕膜以及另一表面上形成的抗蝕層。在此之后，用圖中未示出的加熱器干燥所得到的蔭罩坯料20。
這里所使用的抗蝕劑由下列成分組成。
抗蝕劑
丙烯酸樹脂是可選自丙烯酸酯聚合物、甲基丙烯酸酯聚合物以及它們的共聚物。作為這類丙烯酸樹脂，例如可采用聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙基丙烯酸酯以及聚丁基丙烯酸酯等。
酪朊是牛奶中含量約3%的磷蛋白質(zhì)，在牛奶中通常和鈣形成復合物，以膠體粒子的形式存在。另外，酪朊不是單一的蛋白質(zhì)，而由α-酪朊、β-酪朊、γ-酪朊三種構(gòu)成的復合蛋白質(zhì)。此處可以使用利用酪朊與重鉻酸銨的光反應的光刻膠。作為這類光刻膠，可以例舉如FR-15、FR-16、FR-17(富土藥品工業(yè)公司制造)、MR-SG、MR-SGM及MR-SLG(諸星墨水公司制造)等品種。
均化劑是為了改善涂膜表面而加的用于涂敷液的添加物。例如，AdditolXW395是由50重量%的丙烯酸酯和50重量%的丁醇、乙基乙二醇以及水的混合溶液構(gòu)成的。通過加入該均化劑，能夠防止因為涂膜缺損、異物存在而發(fā)生的濕潤不均勻，得到均勻的涂膜。
另外，最好在抗蝕劑中含有4.0～7.0重量%的丙烯酸樹脂。如果不滿4.0重量%，則會使掩模材料的付著力及耐蝕特性低劣，如果超過7.0重量%，則在蝕刻之后的剝落工序中存在著抗蝕劑難以全剝落的傾向。
在抗蝕劑中，最好含有4.4～5.4重量%的酪朊，如果不到4.4重量%，則在蝕刻之后的剝離工序中抗蝕劑就難以全剝離。若超過5.4重量%，則會造成掩模材料的付著力及耐蝕特性趨于低劣。
抗蝕劑中最好含有0.08～0.18重量%的均化劑，若不滿0.08%，則不能防止因涂膜缺陷及異物存在而發(fā)生的濕潤不勻情況，如超過0.18重量%，則有抗蝕劑流動性反而降低、均化特性劣化的傾向。
本發(fā)明中采用的抗蝕層可溶于苛性堿溶液，因而能夠容易地從蔭罩基材上剝除。以往制造蔭罩時使用的抗蝕層不溶于苛性堿溶液，因而除去后的抗蝕層漂游在苛性堿溶液中，付著于平坦的蔭罩上，使縫隙發(fā)生堵塞。而采用本發(fā)明中所用的抗蝕層則不會發(fā)生這種情況。因此，能夠完善制造保持高品質(zhì)的蔭罩。
上述本發(fā)明的方法對先形成小開口、然后形成大開口的情況作了說明，也可適用于先形成大開口、而后形成小開口的情況。
權(quán)利要求
1.一種蔭罩制造方法，用于形成蔭罩，蔭罩具備第1主面和第2主面及多個縫隙，這些縫隙在第1主面上的開口尺寸不同于在第2主面上的開口尺寸，其特征在于，該方法包括下列工序(i)在金屬基片的第1及第2主面上分別形成感光層；(ii)在上述第1及第2主面的感光層上，分別進行曝光、顯像，從而在第1主面上形成具有第1開口圖案的蝕刻掩膜，在第2主面上形成具有與第1開口圖案尺寸不同的第2開口圖案的蝕刻掩膜；(iii)蝕刻上述第1主面，形成第1開口；(iv)在除去上述第1蝕刻掩膜之后，在第1主面上用含有丙烯酸樹脂、酷朊和均化劑的抗蝕劑成分形成抗蝕層；(v)蝕刻上述第2主面，形成尺寸與第1開口及大小不同的第2開口；(vi)去除上述抗蝕層，形成由相互連通的第1及第2開口構(gòu)成的縫隙。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在抗蝕劑成分中含有4.0～7.0重量百分比的上述丙烯酸樹脂
3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，抗蝕劑成分中含有4.4～5.4重量百分比的酪朊。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，抗蝕劑組成物中含有0.08～0.18重量百分比的均化劑。
5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，上述第1開口比上述第2開口直徑大。
6.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，上述第1開口比上述第2開口直徑小。
7.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，可從滾涂法、噴涂法、浸漬法及棒涂法幾種方法中至少選出一種方法涂敷上述抗蝕劑成分。
8.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，將金屬基片實際上邊保持水平邊涂敷、干燥上述抗蝕劑。
9.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，上述形成第1開口的工序(ⅲ)中，將上述第1主面向下，朝上方噴射蝕刻液，從而進行蝕刻。
10.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，上述形成抗蝕層的工序(ⅳ)是將金屬基片反轉(zhuǎn)后進行的。
11.如權(quán)利要求10所述的制造方法，其特征在于，在上述形成第2開口的工序(ⅴ)中，將上述第2主面向下，朝上方噴射蝕刻液，從而進行蝕刻。
12.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，它還包括在具有已暴露出的上述第2區(qū)域的第2主面上設置保護膜的工序。
13.如權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，它還包括在使用上述抗蝕劑成分之后除去上述保護膜的工序。
14.如權(quán)利要求12所述的制造方法，其特征在于，它還包括在形成上述第1開口之后除去上述保護膜的工序。
15.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，上述保護膜是從由聚乙烯、聚丙烯及聚氯乙烯幾種樹脂化合物中選出的一種樹脂膜。
16.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，上述抗蝕層的去除工序可自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉及硅酸鈉一類堿性物質(zhì)中至少選用一種苛性堿溶液而進行。
全文摘要
對逐個單面蝕刻金屬基片的改良的蔭罩制造方法，在蝕刻一面后，利用令有丙烯酸樹脂、酪朊和均化劑的抗蝕劑組成的混合物在已形成的縫隙上形成抗蝕層，接著，蝕刻另一方面，形成開口，然后除去抗蝕層，使兩個開口連通。
文檔編號G03F7/038GK1073294SQ9211262
公開日1993年6月16日 申請日期1992年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月24日
發(fā)明者田中裕, 工藤誠, 市川勝美 申請人:東芝株式會社