专利名称：用于制备彩色显象管的遮蔽屏的方法
技术领域：
本发明涉及用于彩色显象管的遮蔽屏，特别涉及制备遮蔽屏的方法。
如
图1所示的彩色显象管，通常包括玻璃壳1，发射与电子枪3排列成行的三电子束11R，11G和11B的电子枪3，及荧光屏5，当由电子束11R，11G和11B激发时，发射包括红，绿和兰荧光点(未示出)的可见光。电子枪3位于壳1的颈部2中，而以周期地重复颜色点状排列的荧光物是涂盖于壳1面板部4的内表面。连接颈部2和面板部4的是漏斗形部分12。电子束11R，11G和11B是由围绕颈部2的一部分的偏转系统(未示出)产生的磁场偏转的。
靠近荧光屏5是遮蔽屏6，具有相应于荧光点的位置的在图2所示的多个环状窗口10，遮蔽屏6是附加到屏架7上，屏架7是由架支承座8支承在壳1之中，架支承座8是可解脱地安装在埋在面板部分4的侧壁内的面板插脚9上。
遮蔽屏6具有使电子束准确地轰击荧光点的功能。因此窗口10的截面形状是精心设计的。即如图2所示形成了窗口10。遮蔽屏6具有一个面向荧光屏的前开口13a，一个面向电子枪的后开口13b，及连接前开口和后开口的内壁13C。内壁13C具有在开口13a和13b之间的几乎是阻塞的部分13d以确定投到荧光屏上的电子束11B的点的大小。
进而，为避免电子束11B对内壁13C的不理想的轰击，前开口13a大于后开口13b，而内壁13C是斜的。在遮蔽屏中，如果前开口13a和后开口13b之前的位置，和几乎是阻塞部分13d的大小是从设计的值变化，通过窗口10的电子束的量将改变，这样图象质量将受到破坏。同样，如果电子束11B，11G和11R轰击内壁13C，由于反射的电子束，图象的颜色纯度将会受到破坏。
这种类型遮蔽屏已由光刻法制造。典型的制造遮蔽屏的工艺正在美国专利号为3，973，965的专利中公开，即如图3A中所示，一对光敏层14形成在条形金属片15的两表面上，是在其表面被清洗而又干燥后在其两表面上涂盖树脂液体而形成的。将一对具有不同尺寸的点图形形成在其上的底片16a和16b置于光敏层之上。然后，将光敏层14暴露于从光源17发射的分别通过底片16a和16b(图3B)的光。而后形成了暴露的光敏层14。再将层14未暴露的部分去除。这样，一对抗膜18a和18b形成在片15上(图3C)，该抗膜是由对应于底片16a和16b的点图形的点形状开口的图形构成。保护膜18a和18b被干燥并烘烤以提高抗腐蚀度。
之后，对片15的两表面喷射腐蚀液以形成窗口10。作为腐蚀结果，在保护膜18a中从大开口20a生成大孔洞19a而在保护膜18b中从小开口20b生成小孔洞19b，该大孔洞19a和小孔洞19b相互连接(图3D)，大开口20a大于小开口20b。最后，保护膜18a和18b被剥下并从表面移去(图3E)。
在上面提到的腐蚀工艺过程中，保护膜18a和18b不可避免地形成横向扩展21a和21b，因为在保护膜下面横向腐蚀将伴随着孔洞19a和19b的生成，如图4所示。在图4中，横向扩展21a的宽度d是从各向同性腐蚀导致的。扩展21a被摧毁和去除，这是由于腐蚀液喷射的压力而致。结果窗口的结构可从设计的结构发生变化。
上面提到的横向腐蚀在厚的遮蔽屏中易于产生，使用时厚遮蔽屏需要很高的机械强度，例如，平面遮蔽屏。如当对通常的遮蔽屏使用的片厚度从0.15mm升到0.3mm时，腐蚀时间大约增加3倍。这样，横向腐蚀正比于腐蚀的进展。结果，保护膜的横向腐蚀增加，最后被削除。
同样，横向腐蚀在高分辨率的彩色显象管遮蔽屏中易于产生，该遮蔽屏与通常的比较具有小尺寸的窗口和较小阵列的间距。即，因为小开口而很难在窗口中循环腐蚀液，所以与通常的遮蔽屏相比腐蚀时间增加。
本发明的目的是提供一种用于制备具有高可靠性的遮蔽屏的方法。
因此，本发明可提供一种用于制备具有多个窗口的遮蔽屏的方法，该多个窗口允许从金属遮蔽屏片的彩色显象管的电子枪发射的电子束通过，包括如下步骤在遮蔽屏片的第一和第二表面上分别提供第一和第二光敏层;在每个第一和第二表面上形成保护膜，致少一个保护膜具有预定的凹进图形;腐蚀片以移去每个凹进部的形成窗口;以及移去保护膜的剩去部分。
本发明人发现;当光敏层为形成保护膜在暴露于有图形的光之前或之后，再暴露于一个没有图形的光，可大大降低横向腐蚀。
根据本发明，对没有图形的光暴露的累积暴光量与对有图形的光曝光的累积曝光量之比率最好约为10%到约45%。当其小于10%时，横向腐蚀不会有效降低。当曝光超过约45%，腐蚀不会成功地完成，因为没曝光区域中的残余的光敏膜对于有图形的光来说太厚了。
累积的曝光量意味着在曝光时间持续期间光敏层的每单元面积累积的总能量。即，累积的曝光量由下述方程式表示。
(累积的曝光量)(mJ/cm2)＝亮度〔mw〕×(曝光时间)〔秒〕累积的曝光量可根据厚度和光敏层的材料种类，底片的透射率调到一适当值。
除当曝露于有图形光之外，光敏膜又曝露于无图形光时，为在遮蔽屏片上形成保护膜，在光敏膜的未曝露部分移去之后，未曝露部分用剩余的光敏膜复盖作为保护膜的剩余部分。结果，获得了凹形图构成的保护膜。未曝露区域的外围用有足够厚度的保护膜复盖以防止腐蚀。削除复盖的未曝露区域的保护膜的剩余部分以腐蚀这些区域。剩余部分的厚度约小于保护膜剩余部分的20%。最好厚度约在0.1μm到约1μm范围之中。
调整曝露于无图形光的累积曝光量和曝露于有图形光的累积曝光量之间的比率可分别改变曝光持续时间和光亮度。
为使本发明更易于理解，将参照附图举例，其中图1是结合本发明的彩色显象管断面图。
图2是在图1所示的彩色显象管的遮蔽屏的断面图，图3A到3E是根据常规法说明制备具有多个窗口的遮蔽屏片的步骤的断面图;
图4是示于图3D里的遮蔽屏的断面图，图5A到5F是根据本发明说明制备具有多个窗口的遮蔽屏片步骤的断面图，图6A是根据本发明在金属片上形成的光敏膜部分的放大断面图，而图6B是根据常规法在金属片上形成的光敏膜的类似的断面图。
图7是示出横向腐蚀量和曝光率之间关系的图形。
本发明的最佳实施例将参照附图加以说明。
首先，诸如以脱铝(aluminium-killed)的低碳钢所构成的条状金属片在其两面清洗。如图5A所示，用复盖和干燥光敏树脂液在金属片31两面形成了厚度约为6μm的光敏层32。关于光敏树脂液，采用例如是含有约重量百分比为1%的作为敏感剂的重铬酸盐铵的铬朊酸盐的碱乳。
然而，如图5B所示，将一对底片34a和34b分别施加到光敏层32以使其在光敏层32上印出底片34a和34b的图形后，光敏层32同时在诸如来自光源33的紫外光中曝光。底片34a和34b具有不同的园形的图形。第一个底片34a是以园形点图形形成，因而在一光敏层32上制成大开口。第二个底片34b也以园形点图形形成，这样在另一个光敏层32上制成小开口。由5KW超高压水银放电灯做的光源33固定在离金属片31表面约1米的地方。曝光进行约1分钟。曝光结果，光敏层32分别是由两种有图形光所曝光。
为了调整累积曝光量，例如采用检测累积曝光量的积分曝光计。然而，检测在光敏层表面上的实际累积曝光量是很困难的。在底片表面的累积曝光量可用于调节光敏层的曝光以替代光敏层表面上的累积曝光量。
有图形光的曝光一直进行到光敏层的曝光部分被固化。也就是说，曝光一直进行到累积曝光量到达予定值。
进而，如图5c所示，光敏层32被来自光源33的光所曝光，此外在底片移走后约10秒钟，亦即光敏层32除了由有图形光曝光外，还再进行无图形光的曝光。
曝光后，用约40℃和压力为1公斤/厘米2的热温水喷射以冲洗和移走光敏层32的未曝光部分。然后，光敏层在1大气压约150℃情况下干燥并在1大气压约150℃情况下烘烤。上述步骤的结果，正如图5D所示，在金属片31的表面得到相应于底片膜的底片图形具有不同尺寸的凹进图形一对保护膜35a和35b。应注意，不是用有图形光曝光而是由无图形光曝光的非曝光区36a和36b是由薄的膜部分37所复盖着。换言之，保护膜35a和35b具有不同的凹进图形，该凹进图形具有保护膜35a和35b的剩余部分37。
接着，带有保护膜35a和35b的金属片用三氯化铁溶液在温度约为67℃下喷射以腐蚀。溶液的比重是1.467。如图5E所示，特定的窗口是由将大孔洞39a到小孔洞39b的连接所形成的，腐蚀期间，在保护膜35a和35b里，从大开口40a和小开口40b分别生成了大的和小的孔洞39a和39b。
最后，在水洗之后，保护膜35a和35b由15%的苛性钠(Caustic soda)溶液在温度约90℃压力为1公斤/厘米2的喷射下去除，然后，在图5F里所示的具有多个窗口38的结果产生的遮蔽屏片由水洗并干燥后而获得。
根据该实施方案，因为光敏层是由无图形光在短的持续时间内曝光，薄的光致抗蚀层仍然保留在由有图形光曝光的光敏层的非曝光区域内。再则，如图6A所示，保护膜35a有由有图形光非曝光区域所复盖着的薄的膜部分37。保护膜35a的剩余膜部分37是如此之薄以致腐蚀液能渗透过去，并在刻蚀期间能被移去。结果减少了在保护膜下面的横向腐蚀。
与没有无图形光曝光的常规方法的情况相反。如图6B所示，移去由有图形光围绕着的非曝光区的保护膜18a的外围边，由于移去了保护膜18a的边缘部分形成一钝角以Q1表示，由于刻蚀溶液渗透到边缘部分，促进了很不理想的横向腐蚀。在本发明实施例的情况下，因为即使保护膜35a的剩余薄膜部分37被移去，保护膜35a的边缘部分能保持在精确角度Q2，腐蚀液的渗透得以防止。结果可减少横向腐蚀。
图7示出了无图形光的曝光量和横向腐蚀量之间的关系。在该图中，水平轴表示由无图形光的曝光累积的曝光累积量对以与金属片紧密接触的用于由底片做图形所要求的曝光量的比率(%)，换言之，比率(%)是通过把无图形光的曝光累积量用于做图形所要求的有图形光的曝光累积量相除而得到的。纵轴表示当只曝露于有图形光时所取的横向刻蚀的量值为100%。
从图可见，无图形光的曝光量与有图形光曝光量的比率最好在约从10%到45%的范围。
根据本发明，由于无图案光的曝光光敏薄膜的横向延伸的长度降低到金属片厚度的25%到45%。而如图3A到3E所示的常规方法情况下光敏膜的横向延伸的长度是45%到65%的金属片的厚度。
而且，本发明能防止金属片由于剩余光敏层在非曝光区域的生锈。
本发明的方法中，有图形光的曝光之前或之后，都可进行无图形光的曝光。除此，无图形光的曝光可以在若干光敏层之一层中进行，特别是对于形成较大开口图形的一光敏层或两光敏层。
本发明的方法，为制备高分辨率彩色显像管的遮蔽屏，第一和第二光敏层的厚度可相互不同，即，最好是与第二光敏层相比较增加形成在金属片的第一表面的，用于第一光敏层的厚度，其中第一表面里有大的窗口形成。在此情况下，将曝露于第一光敏层的曝露到第一有图形光的累积曝光量调整到大于曝露到第二有图形光的量值。如早先提到的，曝光的亮度和/或持续曝光时间为增加累积曝光量而增加。
本发明可用于如欧洲专利号.137、366(美国专利号为№.4，689，114)中所示的方法，该专利对形成小窗口降低横向腐蚀是有效的。
权利要求
1.用于制备具有允许通过电子束的多个窗口的遮蔽屏的方法，该电子束是由金属遮蔽屏片的彩色显象管的电子枪发射出来的，其方法包括的步骤是分别在第一和第二遮蔽屏片表面上提供第一和第二光敏层，在每一个第一和第二表面上形成保护膜，腐蚀在片子上形成窗口的片子，以及去除保护膜。其特征在于至少形成上述保护膜之一以在上述形成步骤期间具有予定的凹状图形并将每一凹状部分去除以在刻蚀时形成窗口。
2.根据权利要求1的方法，其中形成保护膜的步骤包括的步骤是;将片子的第一表面上的第一光敏层用第一有图形光曝光和将片子的第二表面的第二光敏层用第二有图形光曝光，曝光进行到分别在第一和第二有图形光的曝光累积值达到予定值，将第一和第二光敏层中至少其中之一的整个表面用无图形光曝光，曝光进行到曝露在无图形光的累积曝光量达到小于予定值的规定值，以及，移去由第一和第二有图形光未曝光的第一和第二光敏层，以分别留下第一和第二表面上的保护膜。
3.根据权利要求1的方法，其中形成保护膜的步骤包括把片子的第一表面上的第一光敏层用第一持续时间，用规定光强的第一图形光曝光，以及把片子的第二表面上的第二光敏层，以第一持续时间，用规定光强的第二有图形光曝光。把第一和第二光敏层至少其中之一的整个表面曝露于予定光强的无图形光中，在时间上短于第一持续值的第二持续时间，以及移去由第一和第二有图形光未曝光的第一和第二光敏层以分别在第一和第二表面上留下保护膜。
4.根据权利要求1的方法，其中形成保护膜的步骤包括以下几步把第一和第二光敏层中至少其中之一的整个表面曝露于无图形光中，该曝光的曝光的累积量达到予定值。把片子的第一表面上的第一光敏层曝露于第一有图形光中，以及把片子的第二表面上的第二光敏层曝露于第二有图形光中，曝露进行到分别使第一和第二有图形光的曝光累积量达到大于予定值的规定值，以及;移去由第一和第二有图形光未曝露的第一和第二光敏层部分以留下在第一和第二表面上的保护膜。
5.根据权利要求1的方法，其中形成保护膜的步骤包括以下几步把第一和第二光敏层，至少其中之一的整个表面按第一持续时间曝露在予定光强的无图形光中。把片子的第一表面上的第一光敏层按大于第一持续时间的第二持续时间曝露于规定光强的第一有图形光中，以及片子的第二表面的第二光敏层按第二持续时间曝露于规定光强的第二有图形光中，及移去由第一和第二有图形光未曝露的第一和第二光敏层的部分以分别留下第一和第二表面上的保护膜。
6.根据权利要求2或4用于制备遮蔽膜的方法，其中曝露到无图形光中的累积曝光量对于曝露到有图形光中的累积曝光量之比的范围是从10%到45%。
全文摘要
用于从金属遮蔽屏片15制备彩色显象管的具有多个窗口10的遮蔽屏6的方法包括的步骤是，为形成有凹状图形的保护膜，在将光敏层暴露到有图形光中之前或之后，将金属片15两个表面所提供的光敏层14的整个表面曝露到无图形光中。
文档编号H01J9/14GK1035910SQ8910045
公开日1989年9月27日 申请日期1989年1月27日 优先权日1988年1月27日
发明者佐合诚司 申请人:株式会社东芝