JP3515166B2 - カラー受像管の蛍光面形成用露光装置 - 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、カラー受像管の蛍光
面形成用露光装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般にカラー受像管は、図６に示すよう
に、シャドウマスク１に対向して、パネル２の内面に３
色蛍光体層からなる蛍光面３が設けられ、そのシャドウ
マスク１により、電子銃４から放出された３電子ビーム
５B ，５G ，５R を３色蛍光体層に正しく入射するよう
に選別して、蛍光面３を走査することにより、カラー画
像を表示する構造に形成されている。このようなカラー
受像管において、シャドウマスク１の電子ビームの通過
する開孔を円形とし、蛍光面３を図７に示すように、ド
ット状の３色蛍光体層６B ，６G ，６R が密接するよう
に配列された蛍光面、および図８に示すように、ブラッ
クマトリックス状の光吸収層７のマトリックスホールに
ドット状の３色蛍光体層６B ，６G ，６R が埋込まれる
ように設けられたブラックマトリックス形蛍光面があ
る。 【０００３】従来より上記カラー受像管の蛍光面は、写
真印刷法により形成されている。たとえば、図８に示し
たブラックマトリックス形蛍光面については、図９
（ａ）に示すように、パネル２の内面にポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）と重クロム酸アンモニウム（ＡＤＣ）
とを主成分とする感光剤を塗布し乾燥して感光膜９を形
成し、この感光膜９をシャドウマスク１を介して露光
し、感光膜９にシャドウマスク１の円形開孔１０に対応
するパターンを焼付ける。つぎにこのパターンの焼付け
られた感光膜９を現像して未感光部を除去し、同（ｂ）
に示すように、ドット状のパターンからなるレジスト膜
１１を形成する。つぎにそのレジスト膜１１の形成され
たパネル２の内面に光吸収塗料を塗布し乾燥して、同
（ｃ）に示すように、光吸収塗料層１２を形成する。つ
ぎに上記レジスト膜１１上に塗布された光吸収塗料層１
２をレジスト膜１１とともに剥離して、同（ｄ）に示す
ように、蛍光体ドットを形成する位置をマトリックスホ
ール１３とする光吸収層７を形成する。 【０００４】その後、上記光吸収層７の形成されたパネ
ル２の内面に、任意蛍光体、たとえば青蛍光体、ＰＶＡ
およびＡＤＣを主成分とする感光性蛍光体スラリを塗布
し乾燥して、同（ｅ）に示すように、感光性蛍光体スラ
リ層１５を形成する。そしてこの感光性蛍光体スラリ層
１５をシャドウマスク１を介して露光し、感光性蛍光体
スラリ層１５にシャドウマスク１の円形開孔１０に対応
するパターンを焼付ける。つぎにこのパターンの焼付け
られた感光性蛍光体スラリ層１５を現像して未感光部を
除去し、同（ｆ）に示すように、光吸収層７の所定のマ
トリックスホールにドット状の青蛍光体層６B を形成す
る。この青蛍光体層６B の形成工程を、緑蛍光体および
赤蛍光体について繰返し、同（ｇ）に示すように、光吸
収層７の所定のマトリックスホールにドット状の緑蛍光
体層６G および赤蛍光体層６R を形成する。 【０００５】また図７に示した光吸収層をもたない蛍光
面については、上記青、緑、赤蛍光体層を形成する工程
を順次繰返すことにより形成される。 【０００６】上記蛍光面形成方法における光吸収層７を
形成するための感光膜９および感光性蛍光体スラリ層１
５などの感光性蛍光面形成部材層の露光には、従来、図
１０に示す露光装置が用いられている。この露光装置
は、パネル２を位置決め支持する支持台１７の下部に光
源部１８が設けられ、この光源部１８上に、光源部１８
から放射される光１９を電子ビームの軌道に近似させる
補正レンズなどからなる光学レンズ系２０、支持台１７
に位置決めされたパネル２の内面に対する光量分布を補
正する補正フィルター２１などが配置されている。その
光源部１８には、通常直管状のアーク水銀ランプからな
る光源２２が配置され、水冷方式によりそのアーク水銀
ランプを冷却している。また光源部１８には、実質的に
光源２２の大きさを制御するスリット２３の形成された
遮光板２４が配置されている。この遮光板２４のスリッ
ト２３は、光源２２の軸方向を幅方向としている。な
お、図１０において、２６は、パネル２の内面に形成さ
れた感光性蛍光面形成部材層である。 【０００７】このような露光装置によりパネルの内面に
形成された感光性蛍光面形成部材層にシャドウマスク１
の開孔に対応するパターンを焼付けて、ドット状の３色
蛍光体層またはブラックマトリックス状の光吸収層を形
成する場合、その３色蛍光体層または光吸収層のマトリ
ックスホールの形状は、光源２２の形状、光学レンズ系
２０、シャドウマスクの開孔形状、パネル２の内面形状
などにより支配される。３色蛍光体層に対する電子ビー
ムのランディンク余裕度を大きくして、色純度を調整し
やすいカラー受像管とするためには、その３色蛍光体層
または光吸収層のマトリックスホールを稠密性の高い真
円にすることが望ましい。そのため、光源２２について
は、アーク水銀ランプの軸方向の大きさ（長さ）を決定
する遮光板２４のスリット２３の幅と直交する方向の大
きさである放電アークの径とを適切な関係に設定する必
要がある。このアーク水銀ランプの軸方向の大きさを決
める遮光板２４のスリット２３の幅と放電アーク径との
関係が適切でなくなると、ドット状の３色蛍光体層また
は光吸収層のマトリックスホールが真円に近い形状とな
らなくなる。そのため、ドット状の３色蛍光体層または
光吸収層のマトリックスホールを形成するための露光に
ついては、上記スリット２３を介して放射される光１９
の光軸２８を回転軸として光源部１８を回転している。 【０００８】しかし上記のように光源部１８を回転して
露光しても、実質的に光源の大きさ、すなわちアーク水
銀ランプの軸方向の大きさを決める遮光板２４が光源２
２から離れて配置されているため、光源２２をその軸方
向からみたときと、これと直交する方向からみたときと
では、見掛上光源２２の位置が異なる。そのため、光源
部１８の回転にともなって、シャドウマスク１の円形開
孔１０を通過する光によりパネル２の内面に得られる像
は回転変位する。その結果、パネル２の周辺部になるに
したがって、感光性蛍光面形成部材層２６に焼付けられ
るシャドウマスク１の円形開孔１０に対応するパターン
は、パネル２の放射方向の径が直交する方向の径に対し
て小さくなり、真円にならない。 【０００９】一方、感光性蛍光面形成部材層２６に焼付
けられるシャドウマスク１の円形開孔１０に対応するパ
ターンが真円にならない他の原因として、パネル２の内
面の形状、補正レンズなどの光学系２１による光源像の
見掛上の変形、シャドウマスク１の開孔１０側壁での光
１９の遮蔽などがある。このうち、シャドウマスク１の
開孔１０側壁での光１９の遮蔽は、光源部１８から放射
された光１９が斜めに入射するシャドウマスク１の周辺
部の開孔ほど大きくなり、パネル２の周辺部になるにし
たがって、感光性蛍光面形成部材層２６に焼付けられる
シャドウマスク１の円形開孔１０に対応するパターン
は、パネル２の放射方向の径が直交する方向の径に対し
て小さくなる。 【００１０】このような問題を解決するため、アーク水
銀ランプをその管軸方向に間欠的に動かしたり、揺動あ
るいは楕円運動を与えて、感光性蛍光面形成部材層に焼
付けられるシャドウマスクの円形開孔に対応するパター
ンを真円に近くづける露光装置が知られている。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、ドット
状の３色蛍光体層または光吸収層のマトリックスホール
にドット状の３色蛍光体層が埋込まれるように設けられ
たカラー受像管の蛍光面ついては、その３色蛍光体層ま
たはマトリックスホールを真円に近い形状とし、できる
かぎり稠密に形成することにより、３色蛍光体層に対す
る電子ビームのランディング余裕度を大きくでき、色純
度を調整しやすいカラー受像管とすることができる。 【００１２】このようなカラー受像管の蛍光面は、従来
より写真印刷法により形成され、パネルの内面に形成さ
れた感光性蛍光面形成部材層にシャドウマスクの円形開
孔に対応するパターンを焼付ける露光装置が用いられて
いる。この露光装置の光源部は、通常直管状のアーク水
銀ランプを光源とし、実質的にこの光源の大きさを制御
するスリットの形成された遮光板が配置されている。 【００１３】このような露光装置によりパネルの内面に
形成された感光性蛍光面形成部材層にシャドウマスクの
開孔に対応するパターンを焼付けて、ドット状の３色蛍
光体層またはブラックマトリックス状の光吸収層を形成
する場合、電子ビームのランディンク余裕度を大きくし
て、色純度を調整しやすいカラー受像管とするため、そ
の３色蛍光体層または光吸収層のマトリックスホールを
真円にするためには、特に光源については、アーク水銀
ランプの軸方向の大きさを決める遮光板のスリットの幅
と直交する方向の大きさである放電アークの径とをほぼ
等しい関係に設定する必要がある。この遮光板のスリッ
トの幅と放電アーク径との関係が適切でなくなると、ド
ット状の３色蛍光体層または光吸収層のマトリックスホ
ールが真円に近い形状とならなくなる。一方、生産性向
上のため、パネルの内面に形成された感光性蛍光面形成
部材層を短い露光時間で露光するためには、放射光量を
多くする必要がある。しかしアーク水銀ランプについて
は、その軸方向の大きさは、遮光板のスリットの幅によ
り大きくすることができるが、直交する方向の放電アー
クの径を大きくすることは困難である。 【００１４】そのため、ドット状の３色蛍光体層または
光吸収層のマトリックスホールを形成するための露光に
ついては、遮光板のスリットの幅を大きくし、かつパネ
ルの内面に形成された感光性蛍光面形成部材層に焼付け
られるシャドウマスクの円形開孔に対応するパターンを
真円にするため、スリットを介して放射される光の光軸
を回転軸として光源部を回転している。しかしこのよう
に光源部を回転して露光しても、遮光板は、光源から離
れて配置されているため、シャドウマスクの特定開孔か
ら光源をみた場合、光源部の回転にともなって、見掛
上、光源の位置が変動する。そのため、パネルの内面に
形成された感光性蛍光面形成部材層に焼付けられるシャ
ドウマスクの円形開孔に対応するパターンは、真円にな
らなくなるという問題がある。 【００１５】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、カラー受像管の蛍光面形成用露光装置にお
いて、光源として用いられるアークランプの放電アーク
の長さ方向と直交する方向を実質的に大きくして、露光
時間を短縮し、所定の露光時間でドット状の３色蛍光体
層または光吸収層のマトリックスホールを真円に近い形
状に焼付けることができるようにすることを目的とす
る。 【００１６】 【課題を解決するための手段】カラー受像管の蛍光面形
成用露光装置において、パネルの内面とほぼ平行な面内
に放電アークを発生し、パネルの内面に形成された感光
性蛍光面形成部材層にシャドウマスクの電子ビーム通過
孔に対応するパターンを焼付けるアークランプおよびこ
のアークランプのパネル側に設置され放電アークの長さ
方向を幅とするスリットの形成された遮光部を有する光
源部と、その放電アークの長さ方向と直交するアークラ
ンプの両側に配置され、放電アークをパネル方向にほぼ
垂直に横切る４極磁界を発生する磁石とを設けた。 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【００２０】 【作用】上記のように構成すると、磁石の発生する磁界
により、放電アークをその長さ方向と直交する方向に動
かすことができ、この放電アークの移動と遮光部のスリ
ット幅とにより、光源を所望の大きさすることができ
る。また磁石の発生する磁界により、放電アークを露光
に有効な形状に変えることもできる。 【００２１】 【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。 【００２２】実施例１．図１に実施例１の露光装置を示
す。この露光装置は、パネル２を位置決め支持する支持
台１７と、この支持台１７の下部に設けられた光源部１
８と、この光源部１８上に順次上記支持台１７に位置決
めされたパネル方向に配置された光源開閉シャッター１
９と、光源部１８から放射される光をカラー受像管の電
子銃から放出される電子ビームの軌道に近似させる補正
レンズなどからなる光学レンズ系２０と、支持台１７に
位置決め支持されたパネル２の内面に対する光量分布を
補正する補正フィルター２１とを有する。その光源部１
８は、直管状のアーク水銀ランプを光源２２とし、この
光源２２が支持台１７に位置決め支持されたパネル２の
内面と平行な面内に放電アークを発生するように配置さ
れている。またこの光源部１８には、図２（ｂ）に示す
ように、上記光源２２に接近してこの光源２２の発生す
る放電アークの長さ方向を幅とするスリット３０の形成
された遮光部３１が設けられている。 【００２３】さらにこの露光装置には、上記光源２２に
対して支持台１７に位置決め支持されたパネル２の反対
側に遮光部３１のスリット３０に対応して、１個の電磁
石３３が配置されている。この電磁石３３は、柱状のコ
ア３４にコイル３５が巻回されたものであり、中心軸３
６が光源２２に対して垂直になるように一端部の磁極が
光源２２に接近して配置され、光源２２の発生する放電
アークを支持台１７に位置決め支持されたパネル方向に
ほぼ垂直に横切る磁界を発生するものとなっている。 【００２４】なお、図１および図２において、３８は、
パネル２の内面に塗布形成された感光膜または感光性蛍
光体スラリ層などからなる感光性蛍光面形成部材層、１
はそのパネル２の内側に装着された円形電子ビーム通過
孔を有するシャドウマスクである。 【００２５】上記のように光源２２に接近して、光源２
２の発生する放電アークを支持台１７に位置決め支持さ
れたパネル方向にほぼ垂直に横切る磁界を発生する電磁
石３３を配置し、そのコイル３５に交番電流を供給する
と、放電アークは、フレミングの左手の法則により、交
番電流による磁界の方向の変化にしたがって、図１に矢
印３９L ，３９R で示したように放電アークの長さ方向
と直交する左右両方向に繰返し動く。このように放電ア
ークが放電アークの長さ方向と直交する方向に動くと、
この放電アークの動きに対応して、図２（ａ）に示した
ように、パネル２の内面に塗布形成された感光性蛍光面
形成部材層に投影されるシャドウマスクの電子ビーム通
過孔のパターン４０も動く。その結果、従来の技術で述
べたように、光源を固定し、電磁石を用いず、かつ遮光
部のスリットの幅を大きくした場合は、放電アークの長
さ方向の大きさが放電アークの径に対して大きいため
に、感光性蛍光面形成部材層に投影されるシャドウマス
クの円形電子ビーム通過孔のパターンは円形にならなく
なるが、その非円形のパターンを上記放電アークの移動
によって、真円に近い形状に焼付けることができる。し
かも電磁石３３のコイル３５に流れる電流と遮光部３１
のスリット３０の幅を調整することにより実質的に光源
２２の放電アーク径を大きくすることにより、短い露光
時間でパターンを所望の形状に焼付けることができ、ビ
ームランディングの余裕度の大きい蛍光面を形成するこ
とができる。 【００２６】実施例２． 図３に実施例２の露光装置の要部構成を示す。この露光
装置では、電磁石３３を柱状のコア３４にコイル３５が
巻回された一対の電磁石３３a，３３bで構成し、この一
対の電磁石３３a，３３bを光源２２に対してその両側に
対称に配置し、各電磁石３３a，３３bのコイル３５に直
流または交番電流を流すことにより、図４に示すよう
に、光源２２の発生する放電アーク４２を支持台１７に
位置決め支持されたパネル方向にほぼ垂直に横切る４極
磁界４３を発生するものとなっている。 【００２７】なお、その他の構成については、実施例１
の露光装置と同一であるので、その説明を省略する。 【００２８】このように光源２２の両側に一対の電磁石
３３ a ，３３ bを対称に配置して、放電アーク４２をほぼ
垂直に横切る４極磁界４３を発生するようにすると、放
電アーク４２は、フレミングの左手の法則により、断面
が放電アークの長さ方向と直交する方向に長い楕円形と
なり、放電アークの長さ方向と直交する方向に光源２２
を大きくしたことになる。したがって上記のように構成
すると、各電磁石３３a，３３bのコイル３５に流れる電
流と遮光部のスリットの幅を調整することにより、実質
的に光源２２の放電アーク径を大きくでき、感光性蛍光
面形成部材層に焼付けられるシャドウマスクの円形電子
ビーム通過孔に対応するパターン４０を円形に近い形状
に焼付けることができ、ビームランディングの余裕度の
大きい蛍光面を形成することができる。しかも露光時間
を短縮することができる。 【００２９】なお、上記説明では、光源の両側に一対の
電磁石を配置したが、これら電磁石を永久磁石で構成し
ても、同様の効果を奏する露光装置を構成することがで
きる。 【００３０】実施例３．図５に実施例３の露光装置の要
部構成を示す。この露光装置では、電磁石３３を柱状の
コア３４にコイル３５が巻回された一対の電磁石３３a
，３３b で構成し、この一対の電磁石３３a ，３３b
を光源２２に対してその両側に対称に配置し、各電磁石
３３a ，３３b のコイル３５に直流または交番電流を流
すことにより、光源２２を挟んで対向する端部を逆磁極
として、これら磁極間に光源２２の発生する放電アーク
４２を支持台に位置決め支持されたパネルの内面と平行
な面内でほぼ垂直に横切る２極磁界４３を発生するもの
となっている。 【００３１】なお、その他の構成については、実施例１
の露光装置と同一であるので、その説明を省略する。 【００３２】このように光源２２の両側に一対の電磁石
３３a ，３３b を対称に配置して、放電アーク４２を支
持台に位置決め支持されたパネルの内面と平行な面内で
ほぼ垂直に横切る２極磁界４３を発生するようにする
と、放電アーク４２は、フレミングの左手の法則によ
り、たとえば交番電流を流した場合、矢印４５U ，４５
Dで示すように支持台に位置決め支持されたパネル方向
に進退移動を繰返し、光源２２から支持台に位置決め支
持されたパネル内面までの距離が変化する。 【００３３】したがって上記のように露光装置を構成す
ると、従来光源から放射された光がシャドウマスクの電
子ビーム通過孔に斜めに入射した場合、電子ビーム通過
孔の側壁で反射し、感光性蛍光面形成部材層に焼付けら
れるシャドウマスクの円形電子ビーム通過孔に対応する
パターンのパネルの放射方向の径が直交する方向の径に
対して小さくなるという問題を解決することができる。
すなわち、一対の電磁石３３a ，３３b の発生する２極
磁界４３により、放電アーク４２をパネル方向に進退移
動させると、その進退移動にともなって、感光性蛍光面
形成部材層に投影されるシャドウマスクの電子ビーム通
過孔のパターンがパネルの放射方向に動き、感光性蛍光
面形成部材層に焼付けられるシャドウマスクの電子ビー
ム通過孔のパターンのパネル放射方向の径を大きくで
き、電子ビーム通過孔の側壁での反射の影響を補正し、
真円に近い形状にすることができる。 【００３４】なお、上記実施例では、光源の両側に一対
の電磁石を配置したが、これら電磁石を永久磁石で構成
しても、同様の効果をもつ露光装置とすることができ
る。 【００３５】 【発明の効果】カラー受像管の蛍光面形成用露光装置に
おいて、パネルの内面とほぼ平行な面内に放電アークを
発生し、パネルの内面に形成された感光性蛍光面形成部
材層にシャドウマスクの電子ビーム通過孔に対応するパ
ターンを焼付けるアークランプと、このアークランプの
パネル側に設置され放電アークの長さ方向を幅とするス
リットの形成された遮光部とを有する光源部に、放電ア
ークの長さ方向と直交するアークランプの両側に磁石を
配置し、放電アークをパネル方向にほぼ垂直に横切る４
極磁界を発生する構成とすると、実質的に光源の放電ア
ーク径を大きくでき、感光性蛍光面形成部材層に焼付け
られるシャドウマスクの円形電子ビーム通過孔に対応す
るパターンを真円に近い形状に形成して、ランディング
余裕度を大きくすることができ、かつ露光時間を短縮す
ることができる。 【００３６】 【００３７】

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の実施例１のカラー受像管の蛍光面形
成用露光装置の構成を示す図である。 【図２】図２（ａ）および（ｂ）はそれぞれ上記露光装
置における電磁石の作用を説明するための図である。 【図３】図３（ａ）および（ｂ）はそれぞれこの発明の
実施例２の露光装置の要部構成を示す図である。 【図４】上記実施例２の露光装置における電磁石の作用
を説明するための図である。 【図５】この発明の実施例３の露光装置の要部構成を示
す図である。 【図６】カラー受像管の構成を示す図である。 【図７】図７（ａ）はドット状の３色蛍光体層からなる
蛍光面の構成を示す平面図、図７（ｂ）はその断面図で
ある。 【図８】図８（ａ）は光吸収層とそのマトリックスホー
ルに埋込まれるように設けられたドット状の３色蛍光体
層とからなる蛍光面の構成を示す平面図、図８（ｂ）は
その断面図である。 【図９】図９（ａ）乃至（ｇ）はそれぞれ上記光吸収層
とそのマトリックスホールに埋込まれるように設けられ
たドット状の３色蛍光体層とからなる蛍光面の形成方法
を説明するための図である。 【図１０】従来の露光装置の構成を示す図である。 【符号の説明】 １…シャドウマスク ２…パネル １７…支持台 １８…光源部 ２２…光源 ３３…電磁石 ３３a ，３３b …一対の電磁石 ３４…コア ３５…コイル ３８…感光性蛍光面形成部材層 ４０…パターン ４２…放電アーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−104154（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−91657（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−236139（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−206233（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−279538（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−135706（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−272627（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−77839（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/227

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 パネルの内面とほぼ平行な面内に放電ア
   ークを発生し、上記パネルの内面に形成された感光性蛍
   光面形成部材層にシャドウマスクの電子ビーム通過孔に
   対応するパターンを焼付けるアークランプおよびこのア
   ークランプのパネル側に設置され上記放電アークの長さ
   方向を幅とするスリットの形成された遮光部を有する光
   源部と、 上記放電アークの長さ方向と直交するアークランプの両
   側に配置され、上記放電アークをパネル方向にほぼ垂直
   に横切る４極磁界を発生する磁石とを具備することを特
   徴とするカラー受像管の蛍光面形成用露光装置。