JP2000223018A - カラー陰極線管およびその蛍光面の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超高精細度のカラー陰極線管の蛍光面を作製
する際、蛍光体層を形成すべき位置にフォトレジストに
よるストライプを形成するために、電子ビームにより感
光材を露光させるが、露光の際の電荷チャージアップを
防止し、ストライプの品質を向上させる。 【解決手段】 カラー蛍光面２１の光吸収層１７形成工
程において、パネル１１内面に透明導電膜２０を形成
し、透明導電膜２０上に感光膜１２を形成し、感光膜１
２を色選別機構１３を介して電子ビーム３０露光法によ
り露光し、現像処理して各色蛍光体層１８が形成される
位置にレジスト層１４を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー陰極線管、
特に超高精細度のカラー陰極線管及びその蛍光面の作製
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】超高精細度のカラー陰極線管の蛍光面の
作製方法として、電子ビーム露光装置を用いた方法が知
られている。通常、カラー陰極線管の蛍光面は、赤、緑
及び青の各蛍光体の間隙に黒色物質等の光吸収層を配置
することにより、画面のコンストラストを向上させるい
わゆるブラックマトリックス型のカラー蛍光面が用いら
れる。電子ビーム露光法を用いたカラー蛍光面の作製
は、次のようにして行われる。

【０００３】先ず、陰極線管のパネル内面に、ＰＶＡ
（ポリビニルアルコール）等の水溶性紫外線硬化樹脂か
らなる感光膜を塗布し、乾燥後、色選別機構を装置して
電子ビーム露光装置に配置する。そして、電子ビーム露
光装置における赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に対応
する３つの電子ビームを、通常のカラー陰極線管管の動
作と同様に水平，垂直偏向させて、この電子ビームで感
光膜を露光する。

【０００４】具体的な露光の方法は、第１色目、例えば
赤（Ｒ）用のカソードから電子ビームを走査し、色選別
機構を光学マスクとして感光膜を露光する。その後、第
２色目、例えば緑（Ｇ）用のカソードから電子ビームを
出射し、さらに第３色目、例えば青（Ｂ）用のカソード
から電子ビームを出射して、各色に対応した位置を露光
する。３回露光した後、純水による水洗等で露光部分の
感光膜を除去して現像し、各色に対応した位置にフォト
レジスト層を形成する。

【０００５】次に、フォトレジスト層を含む上面全面に
カーボンスラリーを塗布し、乾燥してカーボン膜を形成
した後、反転現象によりフォトレジスト層とその上のカ
ーボン膜を除去して、所定パターンのカーボン膜、即ち
光吸収層を形成する。

【０００６】次に、通常の光源を用いた露光装置を用い
て各色蛍光体層を形成する。すなわち、第１色目の例え
ば赤色の蛍光体スラリーを塗布し、乾燥後、例えば、紫
外線により露光した後、現像処理して、所定の光吸収層
間に赤色蛍光体層を形成する。以下同様にして、それぞ
れ他の光吸収層間に、第２色目の例えば緑色蛍光体層及
び第３色目の青色蛍光体層をそれぞれ形成する。

【０００７】しかる後、これら蛍光体層の上面を平滑に
するために中間膜を塗布形成し、さらにその上に、蛍光
面の電荷の蓄積を防ぎ、蛍光面の後方への光を前方に反
射させるためのアルミニウムのメタルバック層を形成し
た後、焼成して目的のカラー蛍光面が形成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】超高精細度の蛍光面
は、真空装置内で電子ビームによる露光法により作製さ
れているが、感光膜に用いる感光剤には、電子ビームに
よるチャージアップを防ぐために導電性が要求される。
環境及び作業性を考慮すると、有機溶剤を使用した感光
剤よりも無機系の感光剤の方が好ましいが、導電性の感
光剤として適当なものがない。

【０００９】そのため、導電性を有しない感光膜を用い
たときには、従来は数十ｎｍのアルミニウムの薄膜を感
光膜の上に蒸着し、これを真空装置内で電子ビームによ
る露光の後に、未露光部分の膜を水洗浄して、光吸収層
を形成するためのレジストパターンを作製していたが、
アルミニウムを所定の膜厚に均一に蒸着するのは難し
い。

【００１０】膜厚が薄すぎると電荷がチャージアップし
てレジストパターン（例えばストライプパターン）が歪
んで蛇行してしまい、厚すぎるとアルミニウムが剥離せ
ずに洗浄できなくなる。さらにこの方法では、露光され
たパターンのエッジの品質が良くないという欠点があっ
た。

【００１１】本発明は、上記課題に鑑みて成されたもの
であり、露光の際の電荷のチャージアップが防止でき、
例えば、導電性のない感光膜を用いた時の電子ビーム露
光方法により、蛍光面の品質が良好なカラー陰極線管及
びその蛍光面の製作方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るカラー陰極
線管は、パネル内面に透明導電膜を介して、ブラックマ
トリックス型のカラー蛍光面が形成されて成る。

【００１３】本発明に係るカラー陰極線管においては、
パネル内面に透明な導電膜を形成したことにより、導電
性のない感光膜によるレジストパターンの形成が可能と
なり、光吸収層のパターン品質に優れたカラー蛍光面を
有するカラー陰極線管が得られる。

【００１４】本発明に係る陰極線管の蛍光面の作製方法
は、カラー蛍光面の光吸収層形成工程において、パネル
内面に透明導電膜を介して感光膜を形成し、次いで、色
選別機構を介して電子ビーム露光法により露光し、現像
処理して各色蛍光体層が形成される位置にレジスト層を
形成する。

【００１５】本発明の蛍光面の作製方法によれば、パネ
ル内面に透明導電膜を設けたことにより、電子ビーム露
光の際の電荷のチャージアップが防止できるので、歪み
がないパターンエッジを有するレジスト層が形成され、
品質に優れた超高精細度なブラックストライプ型のカラ
ー蛍光面が作製される。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係るカラー陰極線管は、
パネル内面に透明導電膜を介して、ブラックマトリック
ス型のカラー蛍光面が形成された構成とする。透明導電
膜としては、好ましくは、酸化インジウム，ＩＴＯ（酸
化インジウム錫）等の酸化インジウムを含む透明導電膜
を用いることができる。

【００１７】本発明に係るカラー陰極線管の蛍光面の作
製方法は、カラー蛍光面の光吸収層形成工程において、
パネル内面に透明導電膜を形成し、透明導電膜上に感光
膜を形成する工程と、感光膜を色選別機構を介して電子
ビーム露光法により露光し、現像処理して各色蛍光体層
が形成される位置にレジスト層を形成する工程を有す
る。

【００１８】感光膜としては、導電性を有しない感光膜
を用いることができる。透明導電膜としては、好ましく
は、酸化インジウム，ＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の
酸化インジウムを含む透明導電膜を用いることができ
る。さらに、この酸化インジウムを含む透明導電膜は、
この導電膜形成後に焼成したものを用いることができ
る。

【００１９】以下、図面を参照して、本発明に係るカラ
ー陰極線管及びその蛍光面の作製方法の実施の形態を説
明する。図１〜図４は、光吸収層及び各色蛍光体層がス
トライプ型のカラー蛍光面を有するカラー陰極線管に本
発明を適用した場合である。

【００２０】先ず、カラー蛍光面の作製方法について説
明する。図１は、本実施の形態で用いる電子ビーム露光
装置１の全体構成（いわゆるシステム）を示す。この電
子ビーム露光装置１は、通常の陰極線管体と同様の構
成、即ち、パネル部分を除いたファンネル６とネック５
とからなる管体による真空装置２を有し、そのファンネ
ル外側に偏向ヨーク７が配置されると共に、ネック５内
に電子銃９が挿入配置されて成る。

【００２１】ファンネル６には、通常の排気装置と同様
の油回転ポンプと油拡散ポンプで構成された排気装置３
が接続される。一方、電源部４が設けられ、この電源部
４は、電子銃９，ファンネル６に設けられた陽極ボタン
８及び偏向ヨーク７に所定の電源を供給する装置と、信
号発生装置から構成される。

【００２２】この電子ビーム露光装置１では、後述する
内面に感光膜を塗布形成し、色選別機構を装置したパネ
ル１１を、装置１のファンネル６に接続して密閉し、所
定の電子銃９をネック５に挿入した後、真空装置２内を
排気装置３で排気して真空にする。

【００２３】次いで、電源部４を通じて各陽極ボタン
８、電子銃９、偏向ヨーク７に所定の電圧，信号を供給
して、電子銃９からの電子ビームを水平，垂直走査する
ことにより、パネル１１の内面の感光膜は電子ビーム露
光される。露光後、真空解除されてパネル１１は装置１
から取り外されて、現像工程へ送られる。

【００２４】このような方法を用いた本実施の形態に係
るカラー陰極線管１０の蛍光面２１の作製工程図を、図
２に示す。先ず図２Ａに示すように、カラー陰極線管１
０のパネル１１の内面に、透明導電膜２０を形成する。

【００２５】透明導電膜２０としては、酸化インジウム
を含む導電膜、例えば粉末状の酸化インジウム（Ｉｎ2
Ｏ3 ）を蒸着して成る酸化インジウム膜、或いは、塗布
による酸化インジウムスズ〔ＩＴＯ（Indium Tin Oxid
e）〕膜を用いるのが好ましい。ここで、酸化インジウ
ム膜或いはＩＴＯ膜は、後述するように成膜後焼成する
のが好ましい。

【００２６】酸化インジウムを蒸着する蒸着装置は、通
常の陰極線管の蛍光面にアルミニウムを蒸着してメタル
バック処理する装置と同じものが使用でき、蒸着用のヒ
ータにはＭｏ（モリブデン）ヒータを用いる。酸化イン
ジウムは粉末状のため、上下に合わさりセンターに微小
丸穴のあるヒータを用いる。

【００２７】酸化インジウムをヒータにセットして所定
の真空度に達したら、ヒータを２．０〜３．０Ｖで約９
０秒間加熱して蒸着する。蒸着により形成された透明導
電膜２０の膜厚は、３０〜５０ｎｍ以内である。抵抗値
は数１０ＫΩ以下と良好で、焼成した場合は若干上昇す
る。

【００２８】次に、図２Ｂに示すように、蒸着により形
成された透明導電膜２０の上に、導電性を有しない感光
材、例えばＰＶＰ（ポリビニルピロリドン），ＰＶＡ
（ポリビニルアルコール）等の水溶性光硬化樹脂をスピ
ンコートで塗布して、ヒータで充分乾燥して感光膜１２
を形成する。

【００２９】感光膜１２を形成した後、色選別機構（例
えば、フレーム上に多数の帯状でグリッド素体を所定ピ
ッチをもって平行に架張してなるいわゆるアパチャーグ
リル）１３を装着し（図４参照）、このパネル１１を電
子ビーム露光装置１のファンネル６に保持、固定する。

【００３０】規定の電圧を印加するために、色選別機構
１３からスプリング接触子が導出されて、露光装置１の
ファンネル６内面に形成された内装導電膜と接触してお
り、パネル１１とファンネル６はコンタクターによって
導通している。ファンネル６は大気中のガスや水分を吸
収しにくくするために、アルミニウムが蒸着されてい
る。

【００３１】パネル１１を露光装置１のファンネル６に
密封後、所定の真空度に達したら露光装置の電子銃９の
カソードをエージングし、電源部４における信号発生装
置及び偏向装置の電源を入れ、さらに規定の電圧を電子
銃９及びファンネル６の陽極ボタン８に印加し、図４の
ような方法により図２Ｃに示すようにして露光する。露
光に要する時間は、極く短時間で電流も数１０μＡ程度
である。

【００３２】この電子ビーム露光では、例えば、各電子
ビーム３０を順次に走査して露光する。すなわち、第１
色目の例えば赤（Ｒ）のカソードＫR からの電子ビーム
３０を走査して露光した後、第２色目の例えば緑（Ｇ）
のカソードＫG からの電子ビーム３０を走査して露光
し、さらに第３色目の例えば青（Ｂ）のカソードＫB か
らの電子ビーム３０を走査して露光する。その他、３つ
の電子ビーム３０を同時に走査して一括露光する事も可
能である。

【００３３】次に、露光後、パネル１１を露光装置１か
ら取り外し、さらに、パネル１１から色選別機構１３を
取り外して、感光膜１２の水現像を行い、図２Ｄに示す
各色蛍光体層（例えば、蛍光体ストライプ）１８を形成
すべき位置にストライプ状のフォトレジスト層１４を形
成する。

【００３４】酸化インジウム蒸着膜やＩＴＯ膜等の透明
導電膜２０を形成したパネル１１は、光の透過率が約５
％ほど低下する。これらの透明導電膜２０は、現像の際
に剥離されるので、１回でストライプ１４形成が成功す
れば、蛍光面２１には透明導電膜２０は残らないので、
透過率の低下はない。

【００３５】しかし、感光材を塗布する前にこれらの透
明導電膜２０を焼成しておくと、露光に失敗して感光膜
１２を洗浄し、感光材を再塗布する場合でも、透明導電
膜２０の特性、例えば透過率，抵抗値はほとんど変化せ
ず、洗浄には数十回耐えられる。

【００３６】これらの透明導電膜２０は、焼成した方が
光の透過率が良くなるが、焼成しない場合には洗浄によ
り除去されるので、焼成した場合は光の透過率は多少低
下する。図２及び図３の実施の形態では、酸化インジウ
ム膜，ＩＴＯ膜を焼成した場合を示している。

【００３７】次に、図３Ｅに示すようにフォトレジスト
層１４を含む上面全面にカーボンスラリーを塗布し、乾
燥してカーボン膜１５を形成する。その後、図３Ｆに示
すように、反転剤１６を塗布して浸透した反転剤１６に
より、フォトレジスト層１４を分解し、純水により現
像、いわゆる反転現像（即ち、フォトレジスト層１４と
共にその上に積層したカーボン膜１５も剥離）して、図
３Ｇに示すように所定パターンのカーボンストライプ１
７、即ち黒色ストライプ光吸収層を形成する。

【００３８】次に、通常の光源による露光方法、すなわ
ち、例えば水銀ランプにより紫外線を照射する露光装置
により、各色蛍光体層（例えば蛍光体ストライプ層）１
８を形成する。

【００３９】すなわち、第１色目の例えば赤色の蛍光体
スラリーを塗布し、乾燥後、通常の紫外線により露光し
た後、現像処理し、所定の黒色ストライプ光吸収層間に
赤色蛍光体ストライプ１８Ｒを形成する。以下同様にし
て、それぞれ他の黒色ストライプ光吸収層間に、第２色
目の例えば緑色蛍光体ストライプ１８Ｇ及び第３色目の
青色蛍光体ストライプ１８Ｂをそれぞれ形成する（図３
Ｈ参照）。

【００４０】しかる後、これら蛍光体層１８の上面に中
間膜を塗布形成し、さらにアルミニウムのメタルバック
層１９を形成した後、焼成して目的のカラー蛍光面２１
が形成される。

【００４１】図５は、このようにして形成された蛍光面
２１に色選別機構１３を装着し、ファンネル２６及び電
子銃２９を封止した本実施の形態に係るカラー陰極線管
１０を示したものである。完成された状態では、パネル
内面に透明導電膜２０を介して蛍光面２１が形成され
る。透明導電膜２０を焼成した時は、パネル内面の全面
に残るように形成され、焼成しない時は、全く残らな
い。

【００４２】上述した本実施の形態に係る蛍光面２１の
作製方法によれば、そのカーボンストライプ１７形成工
程において、感光膜１２とパネル１１の内面との間に透
明な導電膜２０を形成するので、ストライプ状のフォト
レジスト層１４を形成するために、電子ビーム３０によ
り露光する際のチャージアップを防止する事ができる。

【００４３】特に透明導電膜２０として酸化インジウム
（Ｉｎ2 Ｏ3 ），インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の
酸化インジウムを含む透明導電膜２０を用いた場合に
は、現像後のストライプの歪みが少なくなり、ストライ
プのエッジが格段に向上したフォトレジスト層１４を形
成する事ができ、この結果、品質の良好な超高精細度の
蛍光面を作製する事ができる。

【００４４】また、本実施の形態に係るカラー陰極線管
１０によれば、パネル１１の内面に酸化インジウム等の
透明導電膜２０を設けることにより、導電性のない感光
材を用いることが可能となり、電子ビーム３０露光の際
のチャージアップのない蛍光面２１を作製する事ができ
る。

【００４５】透明導電膜２０としてネサ膜（ＳｎＯ2 ）
を用いることも可能であるが、この場合、ネサ膜を塗布
した後、抵抗値を下げるために焼成する必要がある。し
かし、焼成後は、パネルの透過率にも注意しないと輝度
が劣化し、品質に悪影響を及ぼす恐れがあるが、上述の
酸化インジウムを含む透明導電膜を用いれば、このよう
な心配は少ない。

【００４６】なお、本発明は、上例の他、例えばスロッ
トタイプ，ドットタイプ等他の色選別機構を有する陰極
線管の蛍光面の作製にも適用できる。

【００４７】

【発明の効果】本発明に係るカラー陰極線管は、パネル
面に酸化インジウム等の導電性に優れた透明導電膜が形
成されているので、電子ビーム露光の際の電荷チャージ
アップが防止でき、従って、ストライプのエッジが格段
に向上した超高精細度の蛍光面を有する陰極線管を得る
ことができる。

【００４８】本発明に係るカラー陰極線管の蛍光面作製
方法によれば、その光吸収層形成工程において、パネル
面に透明導電膜、好ましくは酸化インジウムを有する導
電膜を形成する事により、導電性のない感光膜を用いて
レジスト層を形成することが可能となり、露光の際の電
子ビームによるチャージアップを防止する事ができるの
で、電荷のチャージアップによる露光の歪みが防止され
て、良好なレジスト層を形成し、最終的に品質の良い光
精細度のカラー蛍光面を作製することができる。

【００４９】特に粉末状の酸化インジウムを用いた場合
には、焼成しなくても薄膜形成が可能であるが、焼成し
た場合にはさらに透過率が良好となり、パネルを数十回
洗浄しても再使用する事ができる。

【００５０】また、感光材として、導電性を有しないＰ
ＶＰ（ポリビニルピロリドン），ＰＶＡ（ポリビニルア
ルコール）等の水溶性光硬化樹脂を使用することができ
るので、作業性に優れ、環境汚染のないコストの安い設
備を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子ビーム露光装置の概略図である。

【図２】Ａ〜Ｄ 本発明に係る蛍光面作製方法の一例を
示す工程図（その１）である。

【図３】Ｅ〜Ｈ 本発明に係る蛍光面作製方法の一例を
示す工程図（その２）である。

【図４】感光膜の露光方法の説明図である。

【図５】本発明に係る陰極線管の一例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 電子ビーム露光装置、２ 真空装置、３ 排気装
置、４ 電源部、６，２６ ファンネル、７ 偏向ヨー
ク、８ 陽極ボタン、９，２９ 電子銃、１０ 陰極線
管、１１パネル、１２ 感光膜、１３ 色選別機構、１
４ フォトレジスト層、１５ カーボン膜、１６ 反転
剤、１７ カーボンストライプ、１８ 蛍光体層、１９
メタルバック層、２０ 透明導電膜、２１ 蛍光面、
３０ 電子ビーム、ＫR ，ＫG ，ＫB ，カソード

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パネル内面に透明導電膜を介して、ブラ
   ックマトリックス型のカラー蛍光面が形成されて成るこ
   とを特徴とするカラー陰極線管。
2. 【請求項２】 前記透明導電膜が酸化インジウムを含む
   透明導電膜であることを特徴とする請求項１に記載の陰
   極線管。
3. 【請求項３】 カラー蛍光面の光吸収層形成工程におい
   て、 パネル内面に透明導電膜を形成し、該透明導電膜上に感
   光膜を形成する工程と、 該感光膜を色選別機構を介して電子ビーム露光法により
   露光し、現像処理して各色蛍光体層が形成される位置に
   レジスト層を形成する工程を有することを特徴とするカ
   ラー陰極線管の蛍光面の作製方法。
4. 【請求項４】 前記透明導電膜を酸化インジウムを含む
   透明導電膜で形成することを特徴とする請求項３に記載
   のカラー陰極線管の蛍光面の作製方法。
5. 【請求項５】 前記酸化インジウムを含む透明導電膜を
   形成した後、該透明導電膜を焼成する工程を有すること
   を特徴とする請求項４に記載のカラー陰極線管の蛍光面
   の作製方法。