JP2001185029A

JP2001185029A - カラー陰極線管用露光装置

Info

Publication number: JP2001185029A
Application number: JP37324099A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Matsuura; 義人松浦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】フェ−スパネル内面における照度分布を均一
にでき、加工精度の良いテーパ部を具備したマスキング
プレートにより、露光での精度ＵＰによるパネル品位の
向上、露光での精度ＵＰによるパネル品位の向上、コス
トＵＰを軽減することのできるカラー陰極線管用露光装
置を提供する。【解決手段】７はマスキングプレート８に設けられて
直管状水銀ランプ６の長手方向と直交する方向に延びて
その幅は周辺にゆくに従って中心よりも狭いスリット、
Ｗ₁は第２のマスキングプレート８ａにおけるスリット
７の開孔幅、Ｗ₂は第１のマスキングプレート８ｂにお
けるスリット７の開孔幅で、開孔幅Ｗ₁は開孔幅Ｗ₂より
も大きく形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蛍光面タイプのカラ
ー陰極線管の蛍光面焼付に用いるカラー陰極線管用露光
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー陰極線管の蛍光面をパネル
内面に形成するにはシャドウマスクをパターンとして、
写真印刷の技術を基本としたカラー陰極線管用露光装置
が用いられている。この手法は、偏向された電子ビーム
の経路と偏向中心に置かれた光源からの光の経路とがほ
ぼ同じであることを利用したものである。まず、陰極線
管のパネル内面に光を感光して硬化する蛍光体懸濁液を
塗布し、乾燥後シャドウマスクを装着し、偏向中心に露
光用偏向装置（ランプハウス）を置いて蛍光体懸濁液か
らなる感光剤層を露光する。次に、シャドウマスクを外
して現像をすると、カラー陰極線管用露光装置からシャ
ドウマスクの円形状開孔を介して光が照射された部分の
みに蛍光体が残る。この工程を各色の蛍光体について行
うことによって、カラー陰極線管の蛍光面が完成する。
また、パネル内面に光吸収層であるブラックマトリクス
層を形成する場合には、蛍光面の形成の前に形成する。

【０００３】図９は特開平２−２６０３５１号公報に開
示されたカラー陰極線管の蛍光面焼き付けに用いるカラ
ー陰極線管用露光装置である。図において、２は露光装
置本体、５は露光装置本体２内に設置されたランプハウ
ス、６はランプハウス５内にある露光用の直管状水銀ラ
ンプ、４は直管状水銀ランプ６から光を屈折させる光学
系、１１は陰極線管のフェースパネル、９はフェースパ
ネル１１の固定された色選定電極であるシャドウマス
ク、１０はシャドウマスク９の孔である。上記構成によ
って、直管状水銀ランプ６からの光線は、光学系４で屈
折されて、孔１０を介してフェースパネル１１の内面に
あらかじめ塗布された蛍光体懸濁液からなる感光剤層を
露光する。

【０００４】図１０は、ランプハウス５を表した図であ
り、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は右
側断面図である。図において、５ａは冷却水を循環させ
て直管状水銀ランプ６を冷却する冷却水注排孔、８は直
管状水銀ランプ６と一定間隔をおいて上に位置するＶ字
型マスキングプレート、８ｇはマスキングプレート８の
位置決め孔、５ｂは位置決め孔８ｇを嵌合するランプハ
ウス５の位置決め突起、１２は位置決め突起５ｂに嵌め
込んでマスキングプレート８を固定する嵌め込みＯリン
グ、１３はマスキングプレート８の上部に位置する採光
用窓ガラス、１４はロックリング、１５はＯリングであ
る。

【０００５】図１１は露光状態を表す図である。図にお
いて、ランプハウス５内部の直管状水銀ランプ６から放
射された光が、マスキングプレート８のスリット７を通
過し、シャドウマスク９の孔１０を通過し、フェ−スパ
ネル１１の内面に塗布された蛍光体懸濁液の塗布層３７
に照射される。また、フェ−スパネル３６の内面に円形
の光照射部３８（実線の円）が形成されるように、ラン
プハウス５自体を軌道Ｅに沿って公転させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本来、露光により塗布
層３７に照射される光の相対照度は、フェ−スパネル１
１の内面の位置に関係なく均一であり、また、光照射部
３８の形状（ブラックマトリックスホ−ル形状でもあ
る。）は、フェ−スパネル１１の内面の位置に関係なく
均一であることが望ましい。

【０００７】しかし、従来のカラー陰極線管露光装置に
よるフェ−スパネル１１の内面における照度分布を測定
すると、図１２に示されるように、Ｙ軸方向（図１１に
示されるように、スリット７の長手方向であり、通常は
フェ−スパネル１１の短辺方向である。）にはほぼ一様
な照度分布を示すが、Ｘ軸方向（図１１に示されるよう
に、スリット７の幅方向であり、通常はフェ−スパネル
１１の長辺方向である。）及びフェ−スパネル１１の対
角軸方向（図１１に示されるＤ方向であり、ほぼ四角形
であるフェ−スパネル１１の対角線の方向である。）に
おいてはフェ−スパネル１１の端部に近づくほど照度が
低下するという結果が得られた。また、フェ−スパネル
１１の内面における光照射部３８の径（ブラックマトリ
ックスホ−ルのサイズ（μｍ））を測定すると、図１３
に示されるように、Ｙ軸方向にほぼ一様なサイズを示す
が、Ｘ軸方向及び対角軸方向においてはフェ−スパネル
３６の端部に近づくほどサイズが小さくなる。

【０００８】上記した照度分布の不均一を緩和するため
にフェ−スパネル１１と直管状水銀ランプ６との間に特
殊補正フィルタ−を備える対策もあるが、特殊補正フィ
ルタ−は透過光量を減少させることによって照度分布の
均一化を図るものであるから、フェ−スパネル１１に到
達する光を弱めている点及び光照射部３８の形状を悪く
する点から好ましいものではない。

【０００９】また、上記スリット７にテーパをつけた対
策では、マスキングプレート８がＶ字型のために最終工
程で上記スリット７にテーパを取り付けるのが困難であ
り、平板の状態でテーパ部を取り付けてＶ字型に加工し
た場合は加工処理前時点での寸法のため、加工精度が悪
く、ワイヤーカッター処理でのバリ等も生じやすい。そ
のため、従来のテーパ部を具備しないマスキングプレー
トよりも良品率が大幅に悪化して、マスキングプレ−ト
８自体のコストが大幅に上がってしまうと言う問題もあ
る。

【００１０】本発明は、上記したような課題を解決する
ためになされたものであり、その目的とするところは、
フェ−スパネル内面における照度分布を均一にでき、フ
ェ−スパネル内面における良好な光照射部形状を実現す
ることができ、また、従来のマスキングプレ−トのスリ
ットにテーパ部を取り付けるワイヤーカッター等の加工
は不要になり、加工精度の良いテーパ部を具備したマス
キングプレートにより、露光での精度ＵＰによるパネル
品位の向上、コストＵＰを軽減することのできるカラー
陰極線管用露光装置を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係るカラー陰
極線管用露光装置においては、直管ランプの長手方向と
直交する方向に延びてその幅が周辺にゆくに従って中心
よりも狭いスリットを有し、該スリットに沿う断面で見
て前記直管ランプ側に凸であるＶ字型をしている第１の
マスキングプレートと、上記第１のマスキングプレート
より幅が広いスリットを有して上記ランプ側で上記第１
のマスキングプレートと接している第２のマスキングプ
レートとを具備するものである。

【００１２】また、第１のマスキングプレートのスリッ
ト上部内辺と第２のマスキングプレートのスリット上部
内辺を結ぶ直線の前記ランプの長手方向となす角をαと
し、露光するカラー陰極線管の有効画面の短軸における
偏向角度をθ３、有効画面の対角軸における偏向角度を
θ２とするとき、９０°−θ２／２≦α≦９０°−θ３
／２を満たすものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、カラ−陰
極線管のフェ−スパネル内面に蛍光面を形成するための
露光装置であって、本発明の実施の形態１による露光光
源装置を組み込んだものを概略的に示す平面図である。
また、図２は、図１に示すＸ軸上のＳ₂−Ｓ₂線で切る断
面図であり、図３は、図１に示すｙ軸上のＳ₃―Ｓ₃線で
切る断面図である。

【００１４】図において、１はカラー陰極線管用露光装
置、２は露光装置本体、３は露光光源装置、５は露光装
置本体２内に設置されたランプハウス、６はランプハウ
ス５内にあってＸ軸方向に伸びた露光用の直管ランプで
ある直管状水銀ランプ、４は直管状水銀ランプ６から光
を屈折させる光学系、８は直管状水銀ランプ６の光を制
限するマスキングプレート、８ａはマスキングプレート
８を構成する第２のマスキングプレート、８ｂはマスキ
ングプレート８を構成して第１のマスキングプレート８
ａと貼り合わされた第２のマスキングプレート、１１は
カラー陰極線管用露光装１での露光対象である陰極線管
のフェースパネル、９はフェースパネル１１の固定され
た色選定電極であるシャドウマスク、１０はシャドウマ
スク９の孔、θは、直管状水銀ランプ６からフェースパ
ネル１１内面に照射される光の照射角θである。ここ
で、フェースパネル１は長辺をＸ軸と平行、短辺をＹ軸
と平行でありＤ軸は対角方向を表す。

【００１５】上記構成において、カラー陰極線管用露光
装置１は、当該装置の外壁を構成すると共に、その上に
露光対象となるカラ−陰極線管のフェ−スパネル１１
（シャドウマスク９を備えている。）が置かれる露光装
置本体２と、この本体２の中に備えられた露光用光源装
置３と、本体２の内部であって、露光用光源装置３から
放射されフェ−スパネル１１に向かう光の光路を補正す
る光学系４とを具備する。

【００１６】また、露光用光源装置３は、ランプハウス
５内に、直管状水銀ランプ６と、スリット７を備えた第
２のマスキングプレート８ａ及び第１のマスキングプレ
ート８ｂで構成されたマスキングプレ−ト８を有する。
また、露光装置１には、従来の露光用光源装置と同様
に、ランプハウス５を公転させる（図１１の軌道Ｅに沿
って公転させる）ための機構（図示せず）が備えられて
いる。また、第２のマスキングプレート８ａ及び第１の
マスキングプレート８ｂは鉄材に黒ツヤ消しメッキを施
したものであるが、光を遮蔽することができる剛性の材
料であれば、他の材料で形成してもよい。また、水銀ラ
ンプ６は直径約２ｍｍであり、マスキングプレ−ト８か
ら離れて配置されている。

【００１７】図４は図１乃至図３に示された直管状水銀
ランプ６とマスキングプレ−ト８を拡大して示すもので
あり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）を
ｙ軸方向Ｓ_4b−Ｓ_4b線で切る断面図であり、同図（ｃ）
は、同図（ａ）Ｘ軸方向Ｓ_4c―Ｓ_4c線で切る断面図であ
る。また、図５は、図４（ｂ）において直管状水銀ラン
プの長手方向であるＸ軸と平行かつ第２のマスキングプ
レート８ａと第１のマスキングプレート８ｂにおけるＶ
字型の凸面と垂直な平面であるＳ₅―Ｓ₅線で切る拡大断
面図である。

【００１８】図において、７はマスキングプレート８に
設けられて直管状水銀ランプ６の長手方向と直交する方
向に延びてその幅は周辺にゆくに従って中心よりも狭い
スリット、８ｃは直管状水銀ランプ６側に凸であるＶ字
型をしているマスキングプレート８に設けられた折曲
部、８ｄは第２のマスキングプレート８ａにあるスリッ
ト７の上部内辺、８ｅは第２のマスキングプレート８ａ
にあるスリット７の上部内辺、Ｗ₁は第２のマスキング
プレート８ａにおけるスリット７の開孔幅、Ｗ₂は第１
のマスキングプレート８ｂにおけるスリット７の開孔
幅、ｔ２は第２のマスキングプレート８ａ厚さ、ｔ１は
第１のマスキングプレート８ｂ厚さである。ここで、開
孔幅Ｗ₁は開孔幅Ｗ₂よりも大きく、開孔幅Ｗ₁、Ｗ₂を変
化させることにより、上部内辺８ｄと上部内辺８ｅとを
結ぶ直線によって、擬似的なテ−パ部形成する。

【００１９】直管状水銀ランプ６は、スリット７を通し
てフェ−スパネル１１の内面に向けて光を照射する。水
銀ランプ６はスリット７の幅よりも長い形状を持ち、ス
リット７を通してフェ−スパネル１１の内面の全域に光
を照射できる形状であれば他の形状であっても良い。

【００２０】例えば、１７インチカラ−陰極線管用のマ
スキングプレ−トにおいては、折曲部８ｃの先端の角度
を１００°、折曲部８ｃにおけるＶ字状の１辺の長さを
４．６ｍｍ、スリット７の最大幅を１．５ｍｍ、スリッ
ト７の最小幅を１．１ｍｍとしている。

【００２１】図５において、直管状水銀ランプ６から光
が出射する場合、まずスリット上部では、スリット７を
通過し、シャドウマスク９に形成された孔１０を通過し
て、フェ−スパネル１１に向かい、スリット７を通過す
る光は開口幅Ｗ₂である。一方、Ｘ方向にずれた位置で
は、光の通過幅は幅Ｗ₃となり、開口幅がＷ₂である場合
の幅Ｗ₄より大きく、開口幅Ｗ₂に近づいて、フェ−スパ
ネル１１内面における中央と端部の照度分布の均一化を
図ることができる。

【００２２】図６は、カラー陰極線管を各軸上面から見
た上面図を表したものであり、（ａ）はＸ軸上面図、
（ｂ）は対角軸上面図、（ｃ）はＹ軸上面図である。θ
１は露光するカラー陰極線管の有効画面の長軸における
偏向角度、θ２は露光するカラー陰極線管の有効画面の
対角軸における偏向角度、θ３は露光するカラー陰極線
管の有効画面の短軸における偏向角度である。

【００２３】ここで、照射角θは上記偏向角度と等し
く、スリット上部内辺８ｄとスリット上部内辺８ｅを結
ぶ直線の前記ランプの長手方向となす角をαとすると
き、９０°−θ２／２≦α≦９０°−θ３／２で表すこ
とができる。

【００２４】例えば、偏向角θ１〜θ３は適用されるカ
ラ−陰極線管の偏向角度等によって異なるが、偏向角９
０°の１７インチカラ−陰極線管の場合、Ｘ軸方向では
偏向角θ１＝約７８°、対角軸方向では偏向角θ２＝約
９０°、Ｙ軸方向では偏向角θ３＝約６０°である。し
かし、照射角θはパネル内面の各座標によって異なるた
め、角αを、９０°−θ２／２≦α≦９０°−θ３／２
を満たす範囲内で照度分布のバラツキを最小に出来る最
適値に設定し、スリット上部内辺８ｄとスリット上部内
辺８ｅを形成する。例えば、偏向角９０°の１７インチ
カラ−陰極線管の場合、αを４５゜とする。

【００２５】また、本実施の形態のマスキングプレート
を密着させて有することにより、第１のマスキングプレ
ート８ｂに要求される機械的強度は極めて低く、第１の
マスキングプレート８ｂの厚さを極めて薄くすることが
可能になる。例えば、偏向角９０°の１７インチカラ−
陰極線管の場合、従来方式のマスキングプレートの厚さ
は０．２０［ｍｍ］であり、露光用光源装置に取り付け
た時の機械的強度及び寿命の面で、厚さｔ１≦厚さｔ２
を満たすように形成することにより、図５に示すよう
に、水銀ランプ７から放射されスリット７を通過する光
線の幅Ｗ₄からＷ₃へ増加させることができる。尚、第２
のマスキングプレート８ａ、第１のマスキングプレート
８ｂを構成する材料としては、光を遮蔽することができ
る材質であれば金属等、種々のものを選択することがで
きる。

【００２６】さらに、第２のマスキングプレート８ａ、
第１のマスキングプレート８ｂにおける熱膨張係数は、
ランプハウス５内部で直管状水銀ランプ６を冷却するた
めに冷却水を循環させているので、特に２枚のマスキン
グプレート８内側にある第１のマスキングプレート８ｂ
の熱膨張係数を変更する必要はない。

【００２７】図７は本実施の形態におけるフェ−スパネ
ル１１の中心からの距離に対する相対照度（％）であ
り、フェ−スパネル１１の全体で一様になっていること
がわかる。

【００２８】また、図８は、ブラックマトリックスホ−
ルのサイズ（図１１における符号３８に相当する。）を
測定した結果を示すものであり、一点鎖線で示したシャ
ドウマスク９の孔１０のサイズ（１００μｍ）に近接し
て、実施の形態１のカラー陰極線管露光装置によれば、
各軸方向でほぼ一様の照度分布が得られ、測定されたブ
ラックマトリックスホ−ルのサイズ（μｍ）も均一化さ
れていることがわかる。

【００２９】例えば、フェ−スパネル１１の中心から１
２０［ｍｍ］の位置について図８（実施の形態１）と図
１３（従来例）を比較すると、シャドウマスク９の孔１
０のサイズとブラックマトリックスホ−ルのサイズとの
違いが、実施の形態１の場合には面積比（図８に示され
る値は長さであるので、図８の２乗の比）で３％程度で
あり、従来の場合には面積比（図１３に示される値は長
さであるので、図１３の２乗の比）で１２％である。

【００３０】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００３１】第１のマスキングプレートより幅が広いス
リットを有して上記ランプ側で上記第１のマスキングプ
レートと接している第２のマスキングプレートとを具備
するために、露光用光源装置からフェースパネルへ向か
う光量を均一にできるので、フェースパネル内面におけ
る照度分布の均一化、そしてフェースパネル内面におけ
る光照射部形状の均一化を図ることができる。このた
め、フェースパネル内面に形成される蛍光体の均一化を
実現することができ、カラー陰極線管における画像ムラ
や色ズレを軽減することができる。

【００３２】また、第１のマスキングプレートのスリッ
ト上部内辺と第２のマスキングプレートのスリット上部
内辺を結ぶ直線の前記ランプの長手方向となす角をαと
し、露光するカラー陰極線管の有効画面の短軸における
偏向角度をθ３、有効画面の対角軸における偏向角度を
θ２するとき、９０°−θ２／２≦α≦９０°−θ３／
２を満たすもののために、従来のマスキングプレートの
成形技術により容易に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１によるカラー陰極線管
露光装置を示す図である。

【図２】図１をＳ₂−Ｓ₂線で切る断面図である。

【図３】図１をＳ₃−Ｓ₃線で切る断面図である。

【図４】本発明の実施の形態１による露光用光源装置
の水銀ランプとマスキングプレ−トを示すものであり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は同図（ａ）Ｓ_4b−Ｓ_4b線で切
る断面図、（ｃ）は同図（ａ）Ｓ_4c−Ｓ_4c線で切る断面
図である。

【図５】図４（ｂ）をＳ₅−Ｓ₅線で切る拡大断面図で
ある。

【図６】カラー陰極線管の各軸上面から見た上面図を
表したものであり、（ａ）はＸ軸上面図、（ｂ）は対角
軸上面図、（ｃ）はＹ軸上面図である。

【図７】本発明のカラー陰極線管露光装置におけるフ
ェ−スパネル内面の各位置における相対照度（％）を測
定した結果を示すグラフである。

【図８】本発明のカラー陰極線管露光装置により形成
されるブラックマトリックスホ−ルのサイズをフェ−ス
パネル内面の各位置において測定した結果を示すグラフ
である。

【図９】従来の露光用光源装置において、蛍光面焼き
付けに用いる露光装置の概略図である。

【図１０】従来の露光用光源装置によるランプハウス
を三角図法で表したものであり（ａ）は上面図、（ｂ）
は正面断面図、（ｃ）は右側断面図

【図１１】従来の露光用光源装置において、水銀ラン
プから放射された光がマスキングプレ−トのスリット及
びシャドウマスクの孔を通過し、フェ−スパネル内面に
照射される様子を概略的に示す説明図である。

【図１２】従来の露光用光源装置によりフェ−スパネ
ル内面に光を照射したときのフェ−スパネル内面の各位
置における相対照度（％）を測定した結果を示すグラフ
である。

【図１３】従来の露光用光源装置により形成されるブ
ラックマトリックスホ−ルのサイズ（μｍ）をフェ−ス
パネル内面の各位置において測定した結果を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１カラー陰極線管露光装置、２露光装置本体、
３露光用光源装置、４光学系、５ランプハウ
ス、６直管状水銀ランプ、７スリット、８
マスキングプレ−ト、８ａ第２のマスキングプレ−
ト、８ｂ第１のマスキングプレート、８ｃ折曲
部，８ｄスリット上部内辺、８ｅスリット上部内
辺、９シャドウマスク、１０孔、１１フェー
スパネル、１２嵌め込みＯリング、１３採光用
窓ガラス、１４ロックリング、１５Ｏリング。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドットタイプ蛍光面のカラー陰極線管用
露光装置において、直管ランプと、該直管ランプの長手方向と直交する方向
に延びてその幅が周辺にゆくに従って中心よりも狭いス
リットを有し、該スリットに沿う断面で見て前記直管ラ
ンプ側に凸であるＶ字型をしている第１のマスキングプ
レートと、上記第１のマスキングプレートより幅が広いスリットを
有して上記ランプ側で上記第１のマスキングプレートと
接している第２のマスキングプレートとを具備すること
を特徴とするカラー陰極線管用露光装置。
【請求項２】上記ランプの長手方向と平行かつ上記第
１のマスキングプレートと上記第２のマスキングプレー
トにおけるＶ字型の凸面と垂直な平面での断面におい
て、上記第１のマスキングプレートのスリット上部内辺と上
記第２のマスキングプレートのスリット上部内辺を結ぶ
直線の前記ランプの長手方向となす角をαとし、露光するカラー陰極線管の有効画面の短軸における偏向
角度をθ３、有効画面の対角軸における偏向角度をθ２
とするとき、９０°−θ２／２≦α≦９０°−θ３／２であることを特徴とする請求項１に記載のカラー陰極線
管用露光装置。