JP2938670B2 - 陰極線管蛍光面の露光方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ブラックマトリック
スタイプの蛍光面の製造に係り、特に、ブラックマトリ
ックスの寸法制御を実現する陰極線管蛍光面の露光方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３と図４は従来のブラックマトリック
スの製造工程を説明するための図と、その製造工程で用
いる露光装置の概略構成図である。これらの図面によ
り、カラー陰極線管蛍光面の蛍光体の発光領域を光吸収
性物質であるグラファイト膜で限定したいわゆるブラッ
クマトリックスタイプの蛍光面の製造工程の一例につい
て説明する。なお、露光は図４に示す露光装置により、
所定位置に所定の寸法のブラックマトリックスを形成す
るよう設定された条件で行われるものとする。

【０００３】（１） まず、対となっているシャドウマ
スク３６を取り外したガラスパネル３２を製造ライン
（自動機）に投入し、このガラスパネル３２の内面を苛
性ソーダ、フッ酸、純水を使用して洗浄する（図３の洗
浄工程２１）。

【０００４】（２） 続いて、ヒータ等により、上記ガ
ラスパネル３２を乾燥した後、フォトレジスト、例えば
ポリビニルアルコールと重クロム塩酸の５〜１０セチポ
イズ（ｃｐ）程度の液を塗布し、乾燥する（図３のフォ
トレジスト塗布工程２２）。

【０００５】（３） 次に、先に取り外したシャドウマ
スク３６を再び、ガラスパネル３２に取り付け、図４で
示す露光装置の露光台４１上に載置して露光を行う（図
３の露光工程２３）。

【０００６】この露光工程２３では、図４で示すよう
に、ガラスパネル３２が露光台４１の所定の位置にセッ
トされると、自動的に照度計または積算光量計としての
光センサ３１がその待機位置よりガラスパネル３２の中
央の所定位置へ移動して停止し、光源３３の上部にある
シャッタ３４が開いて、一定時間または一定光量の露光
が行われる。この露光光量は制御ボックス４０に取り付
けられたデジタルカウンタ３５によって前もって設定さ
れた値が適用参照される。

【０００７】従来、この露光光量を正確に制御するため
に各種の工夫がなされている。例えば特開昭５８−２５
０３７号公報によれば、光源そのものの照度をも光源の
近くにセットした光センサによりフイードバックをかけ
一定に保つと共にガラスパネル上部にセットされる光セ
ンサにもフイードバックをかける方法がある。

【０００８】さらに、特開平３−２７２５４１号公報に
よれば、ガラスパネル全域において適正な露光光量を決
めるために極めて多数の光センサをパネル上に配し、各
光センサに設定された光量に応じてパネルと光源の間に
配置された液晶マトリックスを制御して相対する位置の
光量を制御する（光をＯＮ，ＯＦＦする）方法が開示さ
れている。現実には液晶の光透過率、強烈な紫外線を含
む光源による劣化などで応用には問題を有しているもの
であるが、次項で説明する光量調整用フイルタを使用し
ない点で制御方法（液晶使用）に特徴を有している。

【０００９】カラー陰極線管では、三原色（緑，青，
赤）の発光領域をシャドウマウス３６の開孔部に対応し
て形成する必要があるため、この露光工程２３では光源
３３の位置を所定量３７変位させて合計３回の露光が行
われる。このとき、電子ビームの軌跡に合わせるための
レンズ類３８が各色の露光に追従して入れ替わってい
る。そのほか、適正な発光面積（ストライプあるいはド
ット）の分布を得るための光量調整用フイルタ３９など
も同様に使用されている。

【００１０】（４） 上述した露光工程２３で露光が完
了すると、光センサ３１が元の待機位置に戻り、再び、
ガラスパネル３２からシャドウマウス３６を取り外し、
このガラスパネル３２を現像処理に付する（図３の現像
工程２４）。ここでは、先に形成された潜像がレジスト
ストライプまたはドット（以下、単にレジストパターン
という）として残り、乾燥される。

【００１１】（５） そして、ガラスパネル３２のレジ
ストパターンの上にグラファイトの薄膜を形成する（図
３のグラファイト塗布工程２５）。

【００１２】（６） さらに、例えば過酸化水素水のよ
うな酸化剤をガラスパネル３２の内面に注入し、上記工
程にて感光して残っているレジストパターンに作用さ
せ、分解させる（図３のエッチング工程２６）。

【００１３】（７） この後、強力なスプレー圧で蛍光
面を現像すると、先のレジストパターンは除去され、し
たがって、発光領域はグラファイト膜のないガラス面と
なってパターン化される（図３のグラファイト現像工程
２７）。

【００１４】（８） 最後に、不要な部分（ガラススカ
ート部）のグラファイト膜を除去して水洗し乾燥するこ
とにより、所望のブラックマトリックスが形成される
（図３のトリミング工程２８）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来のブラックマトリ
ックスタイプの蛍光面は、以上のようにして製造されて
おり、ブラックマトリックスの寸法制御については、光
源３３の照度（発光強度）あるいはシャドウマスク３６
の透過率を補正することにより行っている。

【００１６】しかしながら、ブラックマトリックスの寸
法を決める要因として、上記した光源３３の照度あるい
はシャドウマスク３６の透過率を補正することだけで
は、ブラックマトリックスの寸法制御が十分には達成さ
れず、その他の問題として、ガラスパネル３２の中央よ
り周辺部及び左右での差、光源３３の３原色の発光に係
る発光寸法の差などに関しては、従来例の如くガラスパ
ネル３２の中点一点のみの露光光量の制御では感光性の
変化から生じるブラックマトリックスの寸法のばらつき
を解消できない。

【００１７】これらの問題については、例えば上記光量
調整用フイルタ３９あるいは光源３３を新しいものと取
り替えて調整を行うものであるが、そのばらつきの検出
及びその原因などが不明確な状態で処理される場合が多
く、それらのばらつき管理、調整に少なからず負荷があ
り、生産性や製品の品質のばらつきなどの点でも問題が
あった。

【００１８】この発明は、上述した従来例における問題
点を解消するためになされたもので、各種の要因に伴う
感光特性の差によって生じる中央よりも大きい周辺部で
のブラックマトリックスの寸法のばらつきを軽減すると
共に、常に露光条件（光量差）を管理し調整を円滑に行
えるよう、また特定のばらつきについては自動的に制御
できる陰極線管蛍光面の露光方法を提供することを目的
とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る陰極線管蛍光面の露光方法は、陰極線管蛍光面となる
ガラスパネルの内面にフォトレジストを塗布しシャドウ
マスクを装着した状態で露光装置に載置して上記フォト
レジストを露光しレジストパターンを形成する陰極線管
蛍光面の露光方法において、露光光量を計測する複数の
光センサを上記ガラスパネル外面の周辺部に対向させて
配置し、これら光センサの検出値に基づきガラスパネル
周辺部での左右対称位置での露光光量の差を最小にすべ
く上記露光装置の光量調整用フィルタの移動量をフィー
ドバック制御することでガラスパネル周辺部での露光光
量の差を一定値内に制御するものである。

【００２０】また、請求項２に係る陰極線管蛍光面の露
光方法は、陰極線管蛍光面となるガラスパネルの内面に
フォトレジストを塗布しシャドウマスクを装着した状態
で露光装置に載置して上記フォトレジストを露光しレジ
ストパターンを形成する陰極線管蛍光面の露光方法にお
いて、露光光量を計測する複数の光センサを上記ガラス
パネル外面の周辺部に対向させて配置し、これら光セン
サの検出値に基づきガラスパネル周辺部での露光光量を
比較し、その露光光量差が設定値を越える時に警報を発
生するものである。

【００２１】さらに、請求項３に係る陰極線管蛍光面の
露光方法は、陰極線管蛍光面となるガラスパネルの内面
にフォトレジストを塗布しシャドウマスクを装着した状
態で露光装置に載置して上記フォトレジストを露光しレ
ジストパターンを形成する陰極線管蛍光面の露光方法に
おいて、露光光量を計測する複数の光センサを上記ガラ
スパネル外面の周辺部に対向させて配置し、これら光セ
ンサの検出値に基づきガラスパネル周辺部での露光光量
を比較し、その露光光量差を常に最小にすべく上記露光
装置の光源位置を３回移動させて行われる露光に伴う光
量調整用フィルタの移動量をフィードバック制御するも
のである。

【００２２】

【作用】この発明の請求項１においては、ガラスパネル
外面の周辺部に対向して配置された光センサの検出値に
基づきガラスパネル周辺部での露光光量の差を一定値内
に制御する。

【００２３】また、請求項２においては、上記光センサ
の検出値に基づき周辺部での露光光量が比較され、その
露光光量差が設定値を越えた時に警報が発生する。

【００２４】さらに、請求項３においては、上記露光光
量差を常に最小にすべく、上記露光装置の光源位置を３
回移動させて行われる露光に伴う光量調整用フイルタの
移動量をフィードバック制御する。

【００２５】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図面により説明
する。図１はこの発明の実施例１による露光方法に用い
る露光装置を示す概略構成図で、図４に示す従来の露光
装置と同一または相当する部分については同一符号を付
してその詳しい説明を省略する。

【００２６】同図において、１はパネル周辺部の対称位
置の露光光量を測定する光センサ、２はその光センサ１
で測定した測定値に対するシーケンス制御および演算，
記録，表示処理を行うコントロール系としての制御装置
であり、従来と異なる点は、光センサ１を周辺に複数個
配置した点と制御装置２を付加した点である。

【００２７】ところで、図２はこの発明の基本的考え方
となるブラックマトリックス寸法、すなわち、パネルの
中央と周辺での各々一定の照度下における露光時間を変
えた場合のストライプ幅の寸法変化を示したもので、同
図においてはその変化率が、周辺の場合、約３０〜５０
％中央より大きい。この関係を従来の露光光量制御の中
央重点指向から周辺指向に応用し、実験的に従来よりば
らつきの少ない製品を量産しこの実施例の効果を確認し
たものである。

【００２８】すなわち、この実施例においては、ブラッ
クマトリックス寸法の変動は一般的にパネル周辺部の方
が中央より３０〜５０％大きいこと、左右の対称位置に
おいて露光光量は必ずしも一定にならないことに注目し
て、周辺部の左右対称位置での複数の露光光量の計測を
行いその差をチェックして、適切なフィードバックを行
うもので、つまり、後述する実施例３と同様な形式でガ
ラスパネル周辺部での左右対称位置での露光光量の計測
結果を制御装置２にフィードバックして露光光量差を最
小にすべく上記露光装置の光量調整用フィルタの移動量
をフィードバック制御するもので、ばらつきの大きい周
辺部をより正確にコントロールし、フィードバックする
結果、ブラックマトリックスは寸法変動の少ない均一な
ものとなり、周辺の寸法変動を従来比３０％以上（絶対
値換算で±１５μを±１０μ以下に）軽減させ得る。

【００２９】この実施例の応用例としては、実際の生産
において、クリティカルポイントとなる位置の露光光量
を制御することであり、一定の位置である必要性は全く
ない。最も問題となる位置を管理することによって他の
位置も規格内にコントロールすることが可能となり、製
造工程の歩留りと製品のばらつきに対して効果を上げる
ことができる。

【００３０】実施例２．実施例２で用いる露光装置は図
１と同じものである。通常、種々の要因（シャドウマス
ク３６、光量調整用フィルタ３９、光源３３の照度）に
より、実際にレジスト面に入射する露光の光エネルギー
はガラスパネル３２の各所（左右、コーナの部）でばら
つきを生じる。この実施例２では複数の光センサ１によ
る検出値に基づき制御装置２により、各所の光量のばら
つきを比較、記録し、必要に応じてデータのプリントア
ウトし、光センサ１、１間のばらつきが設定値を越えた
場合に警報を発生させるなど処理を行う。このような制
御装置２内のデータ処理機能によって露光工程の管理が
自動的にしかもリアルタイムで行える。

【００３１】従って、実施例２では制御装置２に以上の
如き演算処理機能を付加したことで、常に各測定位置に
おけるばらつきを監視し、異常状態をリアルタイムで検
出できる結果、ブラックマトリックス製造の最終検査工
程や抜取り検査を必要とする従来方式に比べ、異常発見
が遅れることなく製造工程の歩留り、製品の品質レベル
を大幅に向上できる。

【００３２】この実施例２においては、特に、光源の異
常による照度分布の不均一を検出することにおいて有効
であり、照度分布のトラブルによる品質問題を未然に防
止することが可能となる。具体的には対称位置の場合、
露光光量の差異を生産管種の条件によるものの±１０％
以内に設定して生産を管理することにより、製品の品質
ばらつきを大幅に改善することができる。

【００３３】実施例３．実施例３での露光装置も図１と
同じものを用いる。この実施例３ではトリオ（シヤドウ
マスクの任意の開孔に対する３原色）の寸法ばらつきを
自動フィードバックする機能をも付与したもので、光量
調整用フイルタ３９の図示しない位置移動機構によって
その移動量をフィードバック制御する。

【００３４】すなわち、ブラックマトリックスの寸法、
特性として単に所定の寸法で形成すると言えども上記ト
リオ（３原色発光寸法）のばらつきを生じないよう形成
する必要がある。３原色による露光は光源の位置を３回
変えて行なわれ、当然のことながら光源３３の移動によ
り、照度分布が変化するため、上記光量調整用フイルタ
３９も光源３３の方向に合せて自動的にあらかじめ設定
された寸法を移動している。

【００３５】しかしながら、その移動量は実験的に結果
を見ながら最適値を設定しているのが現状であり、露光
装置に多様性（設計の異なる蛍光面）を持たせることに
相当な調整時間を必要とし、合理的なものでないという
問題を有している。

【００３６】この実施例３によれば、トリオの寸法ばら
つきが生じる（中央では比較的少ない）周辺部で露光光
量を管理するため、その調整を自動的に、かつ確実に行
えるようにし得る。すなわち、実施例２で説明した対称
位置（この場合は左右が望ましい）における露光光量差
を常に最小にするようなフィードバック機構を有するも
のである。以上のことを繰り返すと、光源３３の所定の
露光位置の移動量３７に対し、光量調整用フイルタ３９
も図示しない位置移動機構によって連動して所定の移動
量だけ移動するように制御されているが、トリオの寸法
ばらつきにより、上述した光量調整用フイルタ３９の所
定の移動量では必ずしもスクリーン面での露光量（照
度）は左右同等とならない。従って、パネル周辺部の対
称位置の露光光量を測定する一対の光センサ１の検出値
に基づくフィードバック制御により、図示しない位置移
動機構によって連動して移動する光量調整用フイルタ３
９の所定の移動量を加減制御して常に左右で均等な照度
になるようにつまり露光光量差を最小にするように作動
させる。この際、制御装置２によるフィードバック制御
は、あらかじめ設定された光量差に従って光量調整用フ
ィルタ３９の必要な移動量の補正が行なわれるのであ
る。

【００３７】この場合、上記制御装置２は相応の演算デ
ータ記録、判断機能を有するものであることは言うまで
もない。特に、フィードバック制御の際、一度露光光量
差の最小値が設定され、その最小値がフィードバック制
御により実現された後は、移動量の補正値は固定され、
その後、露光光量差が何度か設定された最小値をオーバ
すれば、再度フィードバックサイクルが開始されて、フ
ィードバック制御による光量調整用フィルタ３９の必要
な移動量の補正が行なわれるような機能を持たせられる
ものでなければならない。無論、調整不可の場合（例え
ば光源の異常）は実施例２と同様に警報を発する形態を
とる。なお、一般的な光量調整用フィルタは、光源から
の光の放射特性から、光透過率が中心位置では最も低
く、逆に中心より周辺に向かって円対称で高くなるよう
に製造されているのが通常であるため、光量調整用フィ
ルタの位置を変えると、その対称性がずれて照度の変化
を生じることになるから、光量調整用フィルタの位置を
調整することで露光光量差の補正に利用できるのは言う
までもない。

【００３８】この実施例３によれば、トリオの寸法ばら
つきの少ない、従って白色均一性の良い品質の優れたブ
ラックマトリックスを形成できるようになり、従来の調
整に要した時間も軽減され、生産効率を大幅に改善する
ことができる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、露光光量の制御点をガラスパネル周辺部で、かつ
複数箇所とし、各測定位置からの検出値に基づきガラス
パネル周辺部での露光光量の差を一定値内に制御するこ
とにより、ブラックマトリックス寸法のばらつきを抑え
均質な精度の高いものが得られる。

【００４０】また、請求項２によれば、複数の光センサ
によるガラスパネル周辺部での露光光量の比較差が設定
値を越えた時に警報を発生するようにしたので、製造工
程において、露光工程時の不良が次工程への移行後に判
定される場合に比べて露光工程時に警報を発して早期に
対処することが可能となるため、露光工程時に不良品を
生産し続けることを回避することができ、歩留りを向上
できる。

【００４１】さらに、請求項３によれば、上記露光光量
の比較差が常に最小にすべく上記露光装置の光源位置を
３回移動させて行われる露光に伴う光量調整用フイルタ
の移動量をフィードバック制御することにより、トリオ
寸法のばらつきに対して補正を行い得、ブラックマトリ
ックス寸法のばらつきを抑え均質な精度の高いものを安
定して、かつ省力的に得られるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の露光方法を説明するための露光装置
の概略構成図である。

【図２】図１のガラスパネル中央と周辺部におけるブラ
ックマトリックス寸法と露光光量との関係を示すグラフ
である。

【図３】従来のブラックマトリックスの製造工程を説明
するための工程図である。

【図４】図３の製造工程で用いる露光装置の概略構成図
である。

【符号の説明】

１ 光センサ ２ 制御装置 ３２ ガラスパネル ３３ 光源 ３６ シャドウマスク ３９ 光量調整用フイルタ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陰極線管蛍光面となるガラスパネルの内
   面にフォトレジストを塗布しシャドウマスクを装着した
   状態で露光装置に載置して上記フォトレジストを露光し
   レジストパターンを形成する陰極線管蛍光面の露光方法
   において、露光光量を計測する複数の光センサを上記ガ
   ラスパネル外面の周辺部に対向させて配置し、これら光
   センサの検出値に基づきガラスパネル周辺部での左右対
   称位置での露光光量の差を最小にすべく上記露光装置の
   光量調整用フィルタの移動量をフィードバック制御する
   ことでガラスパネル周辺部での露光光量の差を一定値内
   に制御することを特徴とする陰極線管蛍光面の露光方
   法。
2. 【請求項２】 陰極線管蛍光面となるガラスパネルの内
   面にフォトレジストを塗布しシャドウマスクを装着した
   状態で露光装置に載置して上記フォトレジストを露光し
   レジストパターンを形成する陰極線管蛍光面の露光方法
   において、露光光量を計測する複数の光センサを上記ガ
   ラスパネル外面の周辺部に対向させて配置し、これら光
   センサの検出値に基づきガラスパネル周辺部での露光光
   量を比較し、その露光光量差が設定値を越える時に警報
   を発生することを特徴とする陰極線管蛍光面の露光方
   法。
3. 【請求項３】 陰極線管蛍光面となるガラスパネルの内
   面にフォトレジストを塗布しシャドウマスクを装着した
   状態で露光装置に載置して上記フォトレジストを露光し
   レジストパターンを形成する陰極線管蛍光面の露光方法
   において、露光光量を計測する複数の光センサを上記ガ
   ラスパネル外面の周辺部に対向させて配置し、これら光
   センサの検出値に基づきガラスパネル周辺部での露光光
   量を比較し、その露光光量差を常に最小にすべく上記露
   光装置の光源位置を３回移動させて行われる露光に伴う
   光量調整用フィルタの移動量をフィードバック制御する
   ことを特徴とする陰極線管蛍光面の露光方法。