JP4073045B2 - 無孔マトリクス周縁部に被着した蛍光体素子を有するカラー陰極線管 - Google Patents

Description

産業上の利用分野
この発明は、摩擦電気的に（トライボエレクトリカリイ、ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ）荷電した蛍光体を使用して、陰極線管（ＣＲＴ）の内面に電子写真的に形成した発光スクリーン構体（ルミネセント・スクリーン・アセンブリ）に、特にマトリクスの無孔周縁部に蛍光体素子を被着したスクリーンに、関するものである。
発明の背景
普通の湿式スラリー法により発光スクリーンを製造する場合には、フェースプレートの内面に設けたマトリクスに形成した開孔（ｏｐｅｎｉｎｇ）中に、蛍光体を、例えば、緑、青および赤の順序（シーケンス、ｓｅｑｕｅｎｃｅ）で被着する。これと同じ蛍光体被着順序（ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）は、１９９０年５月１日付けでダッタ氏他（Ｄａｔｔａ ｅｔ ａｌ）に与えられた米国特許第４，９２１，７６７号に記載された電子写真的スクリーン作成（ＥＰＳ：Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｔｏｇｒａｐｈｉｃ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ）法でも使用されている。このＥＰＳ法では、その中に蛍光体を被着させる多数の開孔を持ったマトリクスも、フェースプレート・パネルの内面に形成される。
上記の米国特許に記載されているＥＰＳ法では、摩擦電気的に荷電された乾燥粉末状の色（カラー）光発光用の蛍光体を、マトリクス上に形成させて適切に事前処理されている（ｐｒｅｐａｒｅｄ）、静電的に荷電できる光受容体（または、受光体、ホトリセプタ、ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒ）上に被着する。この光受容体は、好ましくは有機導電性（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ＯＣ）層の上に設けられた（オーバライイング）、有機光導電性（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ＯＰＣ）層より成る。この両層は、ＣＲＴフェースプレート・パネルの内面に順次被着されるものである。初めに、適当なコロナ放電装置を使用して、この光受容体中のＯＰＣ層を、静電的に或る正の電位に荷電する。次に、光受容体の選択された領域を、非露光領域の電荷には実質的に影響を与えないように、可視光で露光してその選択された領域の電荷を放電させる。続いて、この光受容体の上記放電された領域上に、摩擦電気的に正に荷電された緑色発光蛍光体を、反転現像法（リバーサル・デベロップメント：ｒｅｖｅｒｓａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）により被着して、実質的に均一な幅とスクリーン重量を持った蛍光体ラインを形成する。この光受容体と緑色発光蛍光体に、コロナ放電装置を使って再荷電してそこに静電荷を与える。光受容体上の電荷の量（マグニチュード：ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）はその前に被着した緑色発光蛍光体上の電荷の量と同じであることが望ましいが、光受容体と前に被着している蛍光体とは必ずしも同電位でなくてもよいことが判った。事実、蛍光体の電荷の受容率または受容能（アクセプタンス：ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ）は光受容体の電荷受容率とは異なっている。従って、光受容体の相異なる選択領域を可視光で露光することにより放電させて、摩擦電気的に正に荷電した青色発光蛍光体で反転現像できるようにする場合に、先に被着された緑色発光蛍光体は、光受容体の非露光部上の正電荷とは異なる量（マグニチュード）の正の電荷を保持している。この電荷の差は、正に荷電された青色発光蛍光体の被着に影響を及ぼし、青色発光蛍光体は、光受容体の非露光領域における電荷によるよりも、先に被着されている緑色発光蛍光体上の電荷によって一層強く反発されることになる。緑色発光蛍光体のこの強力な反発作用によって、青色発光蛍光体は、光受容体上の所望の位置から僅かに変位することになる。先に被着している蛍光体によるこの反発作用は小さなものではあるが、それでも、青色発光蛍光体ラインの幅は所望値よりも狭いものとなる。この光受容体と緑色および青色発光の両蛍光体に、コロナ放電装置で再荷電することにより、正の静電荷を与えて、赤色発光蛍光体の被着ができるようにする。光受容体と緑色および青色発光の両蛍光体は、それぞれ異なる量（マグニチュード）の正の電荷を、その上に持っている。光受容体の選択された領域は露光することによって放電されるが、光受容体の非露光領域上および先に被着された蛍光体上の電荷は、影響を受けない。摩擦電気的に正に荷電された赤色発光蛍光体は、先に被着された蛍光体のうちの一方、この場合は、緑色発光蛍光体によって、他方の蛍光体によるよりも強く反発されるため、赤色発光体は光受容体の上記放電された領域に被着されるとき位置ずれ（ミスレジスタ：ｍｉｓｒｅｇｉｓｔｅｒ）を起こすことになる。この影響も小さいが、それでも、赤色発光体は光受容体上の所望の位置から僅かに変位して、赤色蛍光体ラインの幅は狭くなる。先に被着された蛍光体の、それよりも後で被着される蛍光体に対する影響に加えて、有効スクリーン領域を囲むマトリクスの周縁部（ｂｏｒｄｅｒ）、特にスクリーンの両側辺における、長軸の両端部すなわち３時位置および９時位置に沿って、上記周縁部上に延在する実質的に均一に荷電されたＯＰＣ層も、或る影響を及ぼし、スクリーンの各側辺の最外側（ラスト、ｌａｓｔ）蛍光体ラインを歪ませる。
上記した位置ずれと最外側蛍光体ラインの歪みの発生無しに、ＥＰＳ法によってスクリーンを形成するためには、マトリクスと先に被着した静電荷電されている蛍光体の反発作用を補償することが必要である。この発明によるＣＲＴは、その様な補償を行ない得る構造を持っている。
発明の概要
この発明による陰極線管（ＣＲＴ）は、ネックと開口端（ｏｐｅｎ ｅｎｄ）を有するファンネルを具えた排気された外囲器をもっている。ファンネルの開口端は発光スクリーンを有するフェースプレート・パネルに封着されており、その発光スクリーンはフェースプレート・パネルの内面の観察領域に電子写真式スクリーン作成法により形成されている。このスクリーンは、多数の、異なった色光を発生する蛍光体素子を有している。光吸収マトリクスは、フェースプレート・パネルの観察領域（ｖｉｅｗｉｎｇ ａｒｅａ）の上に形成された多数の開孔を有する第１の部分と、観察領域の外側に延在する無孔（ｉｍｐｅｒｆｏｒａｔｅ）周縁部を形成する第２の部分と、を持っている。上記の蛍光体素子はマトリクス中の開孔内に配置されている。フェースプレート・パネルの内部には、スクリーンに近接してカラー選択電極が取付けられている。ネック内には電子銃がその中心位置に配設されていて、複数本の電子ビームを発生しスクリーンに向けて投射するようになっている。このスクリーン構造は、少なくとも１つの蛍光体素子をマトリクスの無孔周縁部（ｉｍｐｅｒｆｏｒａｔｅ ｂｏｒｄｅｒ）に配置することによって改善される。
発明の構成
１．ネック（１４）と開口端とを有し、該開口端で、発光スクリーン（２２）を有するフェースプレート・パネル（１２）に封着されているファンネル（１５）であって、前記発光スクリーンが相異なるカラー発光をする多数の蛍光体素子（Ｒ、Ｇ、Ｂ）より成り、電子写真的スクリーン作成法によって前記フェースプレート・パネルの内面の観察領域に形成されている、ファンネル（１５）と、
前記フェースプレート・パネルの前記観察領域の上に載っている多数の開孔を有する第１の部分と、前記観察領域よりも外側に延在する無孔周縁部（１２３）を形成する第２の部分とを有する光吸収マトリクスであって、前記蛍光体素子の少なくとも第１の部分が前記光吸収マトリクスの前記開孔内に配設されている、光吸収マトリクス（２３）と、
前記フェースプレート・パネルの内部に前記発光スクリーンに近接して取付けられたカラー選択電極（２５）と、
前記ファンネルの前記ネック内中心部に配置されていて、複数の電子ビーム（２８）を発生し、これを前記発光スクリーンに向けて指向させる電子銃（２６）と、
を具備する排気された外囲器（１１）であって、
前記蛍光体素子（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の第２の部分の少なくとも１つが前記マトリクス（２３）の前記無孔周縁部（１２３）上に形成されて成る外囲器を有する、カラー陰極線管。
２．ネック（１４）と開口端とを有し、該開口端で、長軸と短軸を有するフェースプレート・パネル（１２）に封着されているファンネル（１５）であって、前記フェースプレート・パネルの内面の観察領域には、前記短軸と平行に延びる３種の相異なるカラー発光蛍光体細条（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の３つ組より成る発光ラインスクリーン（２２）が電子写真的スクリーン作成法により形成されている、ファンネル（１５）と、
前記フェースプレート・パネルの前記観察領域の上に載っている矩形の多数の開孔を有する第１の部分と、前記長軸の少なくとも両端部に沿って前記観察領域の外方に延在する無孔周縁部（１２３）を形成する第２の部分とを有する光吸収マトリクスであって、前記相異なるカラー発光蛍光体細条の３つ組の少なくとも第１の部分が前記光吸収マトリクスの前記開孔内に被着されている、光吸収マトリクス（２３）と、
前記フェースプレート・パネルの内部に前記発光ラインスクリーンに近接して取付けられたカラー選択電極（２５）と、
前記ファンネルの前記ネック内中心部に配置されていて、３本の電子ビーム（２８）を発生し、これを前記発光ラインスクリーンに向けて指向させる電子銃（２６）と、
を具備する排気された外囲器（１１）であって、
前記３つ組の第２の部分中の前記３種の相異なるカラー発光蛍光体細条（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の少なくとも１つが前記長軸の各端部において前記マトリクス（２３）の前記無孔周縁部（１２３）上に被着されている外囲器を有する、カラー陰極線管。
発明の効果
マトリクスと先に被着した静電荷電されている蛍光体の反発作用を補償することにより、位置ずれと最外側蛍光体ラインの歪みを発生させることなく、ＥＰＳ法（電子写真的スクリーン作成法）によってスクリーンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明に従って製作されたカラーＣＲＴの、一部軸上断面で示す、平面図である。
図２は、スクリーン構体を示す、図１のＣＲＴのフェースプレート・パネルの断面図である。
図３は、スクリーン構体の新規な製造工程を示すものである。
図４は、上記製造工程中の一段階におけるＯＰＣ層上の静電電荷を示す、フェースプレート・パネルの断面図である。
図５は、上記製造工程で使用されるＯＰＣ層の放電特性を示す図である。
図６−図８は、ライトハウスの３つの各位置において露光処理の結果、ＯＰＣ層に生じた従来の静電電荷の態様を示す図である。
図９は、１次および２次露光処理の両方を使用したＯＰＣ層の新規な一露光態様を示す合成図である。
図１０−図１２は、１次および２次露光処理をして得られたＯＰＣ層上の静電電荷の態様を示す図である。
発明の詳細な説明
図１は、矩形フェースプレート・パネル１２と管状ネック１４および両者を結合するファンネル１５より成るガラス外囲器１１を有するカラーＣＲＴ１０を示している。フェースプレート・パネル１２は、この技術分野で周知のように、長軸と短軸を持っている。ファンネル１５は、アノードボタン１６に接触すると共にネック１４内に延びた内部導電性被膜（図示省略）を持っている。パネル１２は、観察用フェースプレートまたは基板１８と、ガラスフリット２１でファンネル１５に封着された周辺フランジすなわち側壁２０とで構成されている。３色蛍光体スクリーン２２がこのフェースプレート１８の内面に支持されている。図２に示されたスクリーン２２は、３本の細条（ストライプ：ｓｔｒｉｐｅ）すなわち３つ組より成るカラーグループまたは画素として繰返し順番に配設された、赤色発光、緑色発光および青色発光の各蛍光体細条Ｒ、Ｇ、およびＢより成る、多数のスクリーン素子を含んだライン・スクリーン（ｌｉｎｅ ｓｃｒｅｅｎ）である。上記の細条は、電子ビームが発生する平面に対して、ほぼ垂直の方向に延びている。この実施例によるＣＲＴを正常な観察位置から見ると、この蛍光体細条は縦方向に、すなわち短軸と平行に延びている。周知のように、蛍光体細条の少なくとも一部分は比較的薄い光吸収マトリクス２３上に重なっていることが望ましい。スクリーン２２の少なくとも左右両側辺部には、長軸の両端部に無孔（開孔が形成されていない）のマトリクス周縁部１２３が設けられ、短軸に沿って延びている。各色発光蛍光体ラインの一つが、後記する理由で、マトリクス周縁部１２３の上に被着されている。アルミニウムより成ることが望ましい、薄い導電性層２４がスクリーン２２の上に重畳されていて、蛍光体素子から放射される光をフェースプレート１８を通して反射させると共に、スクリーンに均一な電位を印加する手段となっている。スクリーン２２とその上に重畳して形成されたアルミニウム層２４とが、スクリーン構体を構成している。多孔カラー選択電極すなわちシャドウマスク２５が、このスクリーン構体に対して所定の間隔を保って、通常の方法で、取外し可能に取付けられている。
図１に破線で略示されている電子銃２６は、ネック１４内に中心合せして設けられていて、３本の電子ビーム２８を発生し、これを集中径路に沿って、マスク２５の開孔を通してスクリーン２２に投射する。この電子銃は、この技術分野で周知の任意適当な電子銃とすることができる。この電子銃内において互いに隣接する電子ビーム相互の中心−中心間隔は、約４．１ｍｍ乃至６．６ｍｍの範囲の値で、電子銃の形式と陰極線管のサイズによって決まる。
陰極線管１０は、ファンネルとネックの接合域に配設された、ヨーク３０のような、外部磁気偏向ヨークと共に使用するように設計されている。このヨーク３０は、付勢すると、３本のビーム２８に磁界を作用させる。この磁界は、ビームに、スクリーン２８上を水平および垂直方向に、矩形ラスタを描くように、走査させる。初期偏向面（ゼロ偏向域の）は、図１にヨーク３０のほぼ中央部におけるＰ−Ｐ線で示されている。図面の簡単化のために、偏向域における偏向ビーム径路の実際の曲がりは示されていない。
このスクリーンは、図３に図式化して示された電子写真的方法で製作される。最初、ステップ３１で示されるように、パネル１２を、苛性アルカリ溶液で洗浄し、水ですすぎ洗いし、緩衝フッカ水素酸でエッチングし、再び水ですすぎ洗いする、というこの技術分野で周知の手法で、清浄化する。次に、ステップ３３で示されるように、観察用フェースプレート１８の内面に、例えば１９７１年１月２６日付けでメイヨード氏（Ｍａｙａｕｄ）に付与された米国特許第３，５５８，３１０号に記述されている通常の湿式マトリクス法を使用して、光吸収マトリクス２３と周縁部１２３を形成する。この湿式マトリクス法では、内面に適当なホトレジスト溶液を例えばスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）により塗布し、乾燥処理してホトレジスト層を作る。次に、フェースプレート・パネル内にシャドウマスクを装着し、このパネルを、シャドウマスクの開孔を通して光を投射するスリー・イン・ワン（ｔｈｒｅｅ−ｉｎ−ｏｎｅ）ライトハウス（ｌｉｇｈｔｈｏｓｅ、図示せず）上に配置して、光源からの化学線（アクチニック・ラジエーション、ａｃｔｉｎｉｃ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）でホトレジスト層を露光する。この露光処理は、３本の電子銃から放射される電子ビームの径路を模するように位置づけされた光源を用いて、更に２回繰返えす。この光は、後で蛍光体材料が被着されることになる、ホトレジスト層の露光された部位の溶解度を選択的に変化させる。３回目の露光処理後、パネルをライトハウスから外してシャドウマスクをパネルから取り外す。ホトレジスト層を現像することによって、可溶性の高い部位を除去してその下側のフェースプレート内面を露出させ、一方可溶性低い露光部はそのまま残しておく。次に、適当な光吸収材料の分散液をフェースプレートの内面上に一様に施して、フェースプレートの露出部とホトレジスト層のうちの残留低可溶性部分を被覆する。この光吸収材料を乾燥させ、適当な溶液を使って現像する。この溶液は、ホトレジスト層の残留部分とその上の光吸収材料とを溶解除去して、マトリクス層中の窓（ｗｉｎｄｏｗ）とフェースプレートの表面に固着した周縁部とを形成する。対角寸法が５１ｃｍ（２０インチ）のフェースプレート・パネル１２の場合、図４に示された、マトリクス中に形成される窓開孔（ｗｉｎｄｏｗ ｏｐｅｎｉｎｇ）の幅は約０．１３ｍｍ乃至０．１８ｍｍであり、またマトリクス・ラインの幅は約０．１ｍｍ乃至０．１５ｍｍである。次にステップ３５に示されたように、マトリクスを支持している、フェースプレート・パネルの内面に、揮発性の有機導電性（ＯＣ）材料をコーティングする。この材料は、有機導電性（ＯＣ）層３２を形成して、ステップ３７に示されるように、この層上に塗布される揮発性の有機光導電性（ＯＰＣ）層３４に対する電極を構成する。図４に示したこのＯＣ層３２とＯＰＣ層３４とは、協同して光受容体３６を構成する。次に、ステップ３９で示されるように、このＯＰＣ層３４を、ここに図示されていないコロナ放電装置を使用して、図４に示すように、典型的には約４７０ボルトである電圧Ｖｏに、静電的に荷電する。コロナ放電装置は、１９９６年５月２１日付けでウィルバー氏他（Ｗｉｌｂｕｒ ｅｔ ａｌ）に付与された米国特許第５，５１９，２１７号に記載されているものでよい。パルス動作キセノン光源で露光した場合の、ＯＰＣ層３４の放電特性を図５に示す。図３のステップ４１に示すように、フェースプレート・パネル１２を、多重（複数の）光源位置を有する露光装置に配置する。次いで、ステップ４３で示されるように、このＯＰＣ層３４の選択された部分を、露光装置内にある例えばパルス動作をするキセノン・ランプのような光源からの可視光で露光する。その結果ＯＰＣ層上の初期電荷は、ジュール／ｃｍ²で示された、光源のエネルギ密度に応じた量だけ、減少する。図５に示すように、約３ジュール／ｃｍ²の１回の露光で、ＯＰＣ層は、元の電荷（４７０ボルト）の約１０％になるまで放電する。しかし、多重（複数回の）露光処理を行ってＯＰＣ層の放電領域の幅を調節することによって、下記説明のように、続いて形成される蛍光体ラインの幅を調節する。
従来法では、ＯＰＣ層３４に静電的に荷電し、フェースプレート・パネル１２内にシャドウマスク２５を装着し、このパネルを、光源からの可視光でＯＰＣ層３４を露光する通常のライトハウス上に配置する。この光源は、第１の電子銃からの電子ビームの径路を模した角度をもってシャドウマスクの開孔を通して光を投射する。この露光法は、当該技術分野では１次露光と呼ばれている。このＯＰＣ層３４は上記の光が入射した領域で放電する。図６に示されるように、ＯＰＣ層３４上に被着される最初のカラー蛍光体が緑色発光蛍光体であるとすると、曲線４４で示された露光によって、曲線４６で示されるように、静電々位が放電され、有効ステップ領域の緑色蛍光体被着予定部に、電圧井戸（ｖｏｌｔａｇｅ ｗｅｌｌｓ）または電圧のくぼみ（ｖｏｌｔａｇｅ ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎｓ）が生成される。スクリーンの９時位置における、マトリクス周縁部１２３に隣接している最外側（ラスト、ｌａｓｔ）の電圧井戸は、非対称形である。その理由は、曲線４６の電位は、電圧井戸が対称形をなす有効スクリーン領域よりも、マトリクス周縁部１２３の方が大きい（高い）からである。ＥＰＳ現像処理の期間中、正に荷電された蛍光体粒子の公称上均一なフラックス（ｆｌｕｘ：電気力線）は選択的に放電されたＯＰＣ層３４の方向を向いている。有効スクリーン領域の大部分に亘って、ＯＰＣ層の放電パターンは周期的であり、そのため、露光後の電荷、静電々位、および電気力（ｆｏｒｃｅ）の分布も周期性を示す。正に荷電された蛍光体粒子は、ＯＰＣ層３４の最も正に荷電している非露光部分によって反発されて、反転現像として周知のプロセスによって、放電された電圧井戸の中に被着する。しかし、マトリクス周縁部、例えば図６に示されたパターンの９時位置の側辺では、電荷パターンの周期性が保たれておらず、最外側（ラスト：ｌａｓｔ）ラインの非対称性により、緑色蛍光体はマトリクス周縁部１２３上に存在する高い正電圧により強烈に反発されて、非均一に被着することになる。
上記と同様な問題は、２番目と３番目の蛍光体の被着工程でも起こる。図７に示されるように、２番目の蛍光体、例えば青色発光蛍光体を被着するために、ＯＰＣ層３４を再荷電し、青色蛍光体を励起する電子銃からの電子ビームの径路を模すように配置した光源を使用して、シャドウマスクを介して光により放電させる。曲線４８で示されたこの露光により、曲線５０で示されるように、静電々位が放電し、有効スクリーン領域の、青色蛍光体の被着予定部に、電圧井戸すなわち電圧のくぼみが作り出される。マトリクス周縁部１２３に隣接している最外側の電圧井戸は、曲線５０の電位が、電圧井戸が対称形をなす有効スクリーン領域におけるよりもマトリクス周縁部における方が大きいことにより、非対称形である。更に、青色蛍光体を被着すべき部分の１次露光期間中、散乱光が、マトリクス周縁部に隣接した最外側のマトリクス開孔上のＯＰＣ層３４を或程度（部分的に、ｐａｒｔｉａｌｌｙ）放電させる。本例の被着態様では、この最外側のラインは赤色発光蛍光体で占められるようになっている。しかし、この最外側のマトリクス開孔が或程度放電されると、少なくとも幾分かの青色発光蛍光体がその最外側マトリクス開孔内に被着され、最後に被着される赤色発光蛍光体と相互汚染または混色（クロス・コンタミネーション：ｃｒｏｓｓ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）を生じることになる。また、９時位置側側辺の最外側の緑色ラインには、局部的な電圧ビーク５２が発生する。この局部的なピーク５２は緑色発光蛍光体が保持している静電電荷によって生じるものである。ＥＰＳ現像の期間中、正に荷電された青色発光蛍光体粒子の公称上均一な電気力線（フラックス：ｆｌｕｘ）は、選択的に放電されたＯＰＣ層３４の方向を向いている。有効スクリーン領域の大部分において放電パターンは周期性を示すので、露光後の、電荷、静電位、および電気力の分布も周期性を有し、荷電された青色発光蛍光体粒子は電圧井戸内に適正に被着する。
図８に示されるように、３番目の、例えば赤色発光の蛍光体を被着させるために、ＯＰＣ層３４を再荷電し、赤色蛍光体を励起する、電子銃からの電子ビームの径路を模すように配置された光源を使用して、シャドウマスクを通した光により放電させる。曲線５４で示されたこの露光によって、曲線５６で示されるように、静電々位が放電されて、有効スクリーン領域の赤色蛍光体被着予定部に電圧井戸すなわち電位のくぼみが生成される。マトリクス周縁部１２３に隣接する最外側の利用可能な電圧井戸は比較的対称的な形をしているが、赤色蛍光体が被着されるべき領域の１次露光の期間中、長軸の３時位置側辺のマトリクス周縁部１２３に隣接している最外側の青色発光蛍光体ラインに隣接した周縁部におけるＯＰＣ層３４を、散乱光が或る程度放電させる。また、この３時位置側辺の最外側の緑および青色ラインでは、その電位曲線５６に局部的な電圧ピーク５８が発生する。この局部的なピーク５８は、緑色発光および青色発光の蛍光体が保持している静電電荷によって生じるものである。最外側の青色発光蛍光体ライン上の電位曲線５６中の浅いくぼみ６０と、マトリクス周縁部１２３上のＯＰＣ層３４の概して高い電位とは、幾分か最外側の青色と最後に被着される赤色発光蛍光体との相互汚染を発生させる可能性がある。ＥＰＳ現像期間中、正に荷電された赤色発光蛍光体粒子の公称上均一な電気力線は、選択的に放電されたＯＰＣ層３４の方向を向いている。有効スクリーン領域の大部分を通じて、放電パターンは周期性を呈しているので、露光後の、電荷、静電々位、および電気力の分布も周期性を示し、それで、荷電された赤色発光蛍光体粒子は適正に被着される。
上述の最外側ラインの被着と相互汚染または混色の問題を解消するために、１次露光と２次露光を組合せ使用する。図９に示されたように、光源を複数の（多重）位置に配置してＯＰＣ層３４を照射するようにする。例えば、１次露光用の光は別々の３位置Ｂ（０）、Ｂ（＋１）およびＢ（−１）から発生するようにし、２次露光用の光は２ケ所Ａ（＋１）およびＡ（−１）から発生するようにする。図９では、１次および２次の露光用の光は、後で緑色発光蛍光体が占めることになる、マトリクス開孔内の位置に指向されている。上被（オーバライイング：ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ）ＯＰＣ層３４上に、上記露光の結果として形成される露光パターンは３つのグループになる。周縁部トラップ（ｂｏｒｄｅｒ ｔｒａｐｓ）と名付けた第１グループＳ（±１）はマトリクスの無孔周縁部１２３上に位置している。第２グループＬ（±１）は、有効スクリーン領域の各側辺の最外側の緑色発光蛍光体ラインを表わしている。第３グループＬ（０）は、有効スクリーン領域の上記以外のすべての緑色発光蛍光体ラインを表わしている。図９Ａに示されるように、９時位置におけるマトリクス周縁部では、２次光源位置Ａ（−１）からの光は、マトリクス周縁部１２３の上に在るＯＰＣ層３４に入射する。これと同様に図９（Ｂ）では、３時位置におけるマトリクス周縁部では、２次光源位置Ａ（＋１）からの光は、マトリクス周縁部の上に在るＯＰＣ層３４上に入射する。図９（Ａ）に示された最外側ラインの開孔、Ｌ（−１）では、単一の２次光源位置Ａ（−１）からの光と３ケ所の１次光源位置Ｂ（０）およびＢ（±１）からの光とが、上記上被ＯＰＣ層３４上に入射し、図９（Ｂ）では、２次光源位置Ａ（＋１）からの光と３ケ所の１次光源位置Ｂ（０）とＢ（±１）からの光が、最外側ラインの開孔の上に在るＯＰＣ層３４上に入射する。従って、２次露光で使用される光パルスの数をｎ、１次露光で使用される光パルスの数をＮとすると、露光パターンは次のように表わすことができる。
周縁部トラップにおける露光 Ｓ（±１）＝ｎパルス
最外側ラインにおける露光 Ｌ（±１）＝ｎ＋Ｎパルス
他のすべてのラインにおける露光 Ｌ（０）＝２ｎ＋Ｎパルス
もし、Ｎ＝０すなわち２次露光パルスのみを使用したとすると、最外側ラインＬ（±１）は他のすべての可視ラインＬ（０）の２分の１で、周縁部トラップＳ（±１）におけるのと同一量の露光を受けることになる。この可成り強度の露光不足の状態は、最外側ラインの蛍光体スクリーンの重量とライン幅とを、他の可視ラインＬ（０）のそれらと、および所要の仕様とマッチさせることを若干難しくする。従って、比較的強い１次露光と比較的弱い２次露光を利用することが望ましい。この方法は、次の２つの観察結果、すなわち、（１）２次露光の最も重要な機能は、周縁部トラップを作って、もしこれが無ければ最外側ラインに相互汚染を生じさせる因となる蛍光体粒子を集めることであり、（２）ＯＰＣの放電特性として、ＯＰＣ層３４の光による放電作用で生じる静電井戸の深さは、最初の荷電電圧Ｖｏに対してすべての井戸が深いとすれば、露光エネルギの厳密さには比較的不感である、という事実から適切なことが判る。
この発明の方法では、１次光源の位置を変位させて、多重ステップ露光法（マルチプルステップ エクスポジャー、ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｓｔｅｐ ｅｘｐｏｓｕｒｅｓ）を使用して、蛍光体ラインの幅を制御する。適切な多重ステップ露光法のスケジュールを下記の表に示す。

この表中、「フラッシュ（ｆｌａｓｈ）」は、キセノン・ランプのパルス数を表わす。１回のフラッシュは、緑の露光の場合は１平方メートル当たり１．５ジュールのエネルギ密度にほぼ等しく、青および赤の露光の場合そのエネルギ密度は１平方メートル当たり約３．３ジュールに等しい。このフラッシュ・エネルギはピロ電気検出器（ｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）で測定した。「位置」は、１次線中心位置に対するキセノン光源の位置を表わす。上の行は光源位置をミリメートルで示し、２行目はその位置をミルで示している。これに対応するスクリーンの概略位置はこの表に示された位置を１５で割算することによって決まる。
この表から、緑色発光蛍光体を被着するための露光操作には、２ケ所の１次光源位置Ｂ（±１）のみを使用したことが判る。緑の露光時には２次光源位置は使用していない。従って、緑の周縁部トラップ（ｔｒａｐ）は生成されず、また最外側ラインＬ（±１）の露光は、有効スクリーン領域における他のラインＬ（０）の露光と同一である。しかし、青色発光蛍光体の露光の間は、４ケ所の光源位置が使用される。すなわち、周縁部トラップＳ（±１）に対しては単一の２次フラッシュを使用して１回の露光を行ない、青色発光蛍光体用の露光を行なうには、２ケ所の１次光源位置から３回のフラッシュが使用される。この表の右側の３欄、「スクリーンの露光」と表示した欄で、総露光回数が判る。周縁部トラップＳ（±１）を作り出すエネルギは、最外側ラインＬ（±１）を生成するエネルギの７分の１（１／７）であり、他のすべてのラインＬ（０）を生成するために使用されるエネルギの８分の１（１／８）である。赤色発光蛍光体のための露光の間は、また４ケ所の光源位置が使用され、周縁部トラップＳ（±１）の２回のフラッシュ露光には２ケ所の２次フラッシュ位置が使用され、その他のライン位置に対する露光を行なうためには２ケ所の１次光源位置Ｂ（±１）からの５回のフラッシュ露光が使用された。この表の「スクリーンの露光」と表示した右側の３欄から、総露光回数が判る。周縁部トラップＳ（±１）を生成するためのエネルギ密度は、最外側のラインＬ（±１）を生成するエネルギの６分の１（１／６）であり、また他のすべてのラインＬ（０）を生成するのに使用されるエネルギの７分の１（１／７）である。周縁部トラップＳ（±１）を生成するために比較的低い（弱い）露光を使用すると、最外側ラインＬ（±１）とその他の可視ラインＬ（０）との間の露光量の差はそれに対応して低く（小さく）なる。上記のトラップを生成する際に使用されたこの弱い露光によって、無孔のマトリクス周縁部１２３には、可視ラインを形成する蛍光体被着部よりも可成り幅狭の青色と赤色の蛍光体ラインが形成された。しかし、この周縁部トラップに形成されるラインは、赤色と青色の最外側ラインの不都合な相互汚染をすべて排除するのに有効であった。更に、この最外側ラインＬ（±１）とその他のすべての可視ラインＬ（０）との露光量相互間の小さな差は、それらライン間に問題となるような違いを生じさせることはなかった。
上記の表に示された例では、２次露光過程が無く、従って緑色発光蛍光体に対する周縁部トラップが設けられていないが、緑色発光蛍光体に対する周縁部トラップを形成することが有利であることが判った。そのようなトラップは、各側辺のマトリクス周縁部に「擬似最外側ライン（ｐｓｅｕｄｏ ｌａｓｔ ｌｉｎｅ）」を生成することによって、最外側ラインＬ（±１）における静電的対称性を増大させる。緑色発光蛍光体についてその様な周縁部トラップが無いと、その最外側ラインＬ（±１）は、その外縁部が内縁部すなわちスクリーンの中心部を向いている縁辺部よりも多量の蛍光体の被着を受ける形に、歪む（ｓｋｅｗｅｄ）傾向がある。図２は、マトリクス周縁部１２３で各カラー発光蛍光体の各々が１本ずつ計３本の擬似最外側ラインを持ったスクリーンを示している。
図１０乃至図１２には、緑、青および赤の被着シーケンスにおいて、３種のカラー発光蛍光体の各々に対する周縁部トラップの位置と機能が略示されている。この新規な方法では、ＯＰＣ層３４はここに図示されていないコロナ放電装置によって静電的に、典型的には約４７０ボルトの電圧に荷電される。このコロナ放電装置は、例えば、前述した米国特許第５，５１９，２１７号に記載されているものでよい。フェースプレート・パネル１２は、図３のステップ４１に示されているように、複数の光源位置を有する露光装置上に配置される。次に、ステップ４３で示されるように、このＯＰＣ層３４の選択された領域を、露光装置内の複数の位置からの、例えばパルス動作キセノンライトのような光源からの可視光により、シャドウマスク２５を通して露光し、この光源のエネルギ密度によって決まる量だけこのＯＰＣ層上の初期電荷を減少させる。通常、上記の選択された領域を放電させるためにはパルスまたはフラッシュが用いられる。各パルスまたはフラッシュにより緑色発光蛍光体が被着される領域の受けるエネルギ密度は１．５ジュール／ｍ²であり、青色および赤色発光蛍光体で被着される領域の受けるエネルギ密度は３．３ジュール／ｍ²である。
図９において、光源位置Ａ（±１）とＢ（±１）からの１次および２次照射で、ＯＰＣ層３４は図１０の露光曲線７０に示されるような照射を受けて、静電々位曲線７２で示される形に部分的に放電する。この露光によって、マトリクス周縁部１２３と共に有効スクリーン領域の、緑色蛍光体が被着されるべき部位に、電圧井戸または電圧のくぼみが生成される。スクリーンの９時位置におけるマトリクス周縁部１２３に隣接している最外側の電圧井戸は、この場合、光源位置Ａ（−１）からの７４で示す２次照射がマトリクス周縁部１２３上の電位曲線７２を放電させて明確に画定された周縁部トラップを生成するので、対称形となる。図３のステップ４５で示されるようなＥＳＰ現像の期間中、正に荷電されている緑色発光蛍光体粒子の公称上均一な電気力線（フラックス）は、選択的に放電されたＯＰＣ層３４の方を向いている。この正に荷電されている蛍光体粒子は、ＯＰＣ層３４のより正に荷電された非露光領域により反発されて、反転現像メカニズムにより、既に放電されている電圧井戸の中に被着する。例えば、図１０に示されるパターンの９時位置側におけるマトリクス周縁部１２３では、曲線７２の放電パターンの周期性が維持されており、最外側ラインの対称形によりこの最外側ラインＬ（−１）への緑色蛍光体の被着は均一になり、一方、図１１に示される、マトリクス周縁部１２３の上に延在する「隠れた」擬似最外側緑色ラインは対称形の周縁効果（ｂｏｒｄｅｒ ｅｆｆｅｃｔ）を受ける。この擬似最外側ラインは、完成したＣＲＴでは、観察者側から見えないので、主たるパラメータとしてラインの幅と位置的整合（レジストレーション：ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）の２点を採り上げて見た場合、実用上、品質的に問題はない。この擬似最外側ラインの働きは、単に、スクリーン２２上で眼に見える最外側ラインに静電的な対称性を与えることだけである。
図１１に示され図３のステップ４７が示すように、２番目の、例えば青色発光の蛍光体を被着するために、図３のステップ４９の如く、ＯＰＣ層３４を再荷電し、次にステップ４１と４３に示すように、青色蛍光体を励起する電子銃からの電子ビームの径路を模して、前掲の表に記載されているような２ケ所の密接した個別位置に置かれた、１次光源を使用して、シャドウマスクを通した光で放電させる。更に、前掲の表に示されたように、２次位置も使用される。曲線８０で示される露光により曲線８２で示されるように静電々位が放電し、マトリクス周縁部１２３と共に有効スクリーン領域の、青色蛍光体被着予定部の上に、電圧井戸または電圧のくぼみが生成される。マトリクス周縁部１２３に近接している最外側の電圧井戸は、光源位置Ａ（−１）からの、８４で示される２次照射がマトリクス周縁部１２３の電位曲線を放電させて、適切に画定された周縁部トラップを生成するので、対称形になる。ＥＰＳ現像期間中、正に荷電されている青色発光蛍光体粒子の公称上均一な電気力線は、選択的に放電されているＯＰＣ層３４の方向を向いている。この正に荷電されている蛍光体粒子は、ＯＰＣ層３４の、より正に荷電されている非露光部によって反発されて、放電された電圧井戸内に反転現像メカニズムによって、被着する。マトリクス周縁部１２３、例えば図１１に示すパターンの９時位置側においては、曲線８２の放電パターンの周期性が保たれており、最外側ラインの対称形により、最外側ラインＬ（−１）に、およびマトリクス周縁部１２３の上を覆う擬似最外側青色ライン（図１２）に相互汚染を生じること無く、青色蛍光体が均一に被着される。
図１２に示され、また図３のステップ４７に記述されているように、３番目の、例えば赤色発光蛍光体を被着するために、ＯＰＣ層３４を、再荷電し、かつ、赤色蛍光体を励起する電子銃からの電子ビームの径路を模すように、前掲の表に示されているような２ケ所またはそれ以上の位置に置かれた１次光源を用いて、ステップ４１と４３に示されたように、シャドウマスクを介する光によって放電させる。更に、２ケ所の２次光源位置も使用される。曲線９０で示される露光により、曲線９２で示されるように、静電々位が放電し、マトリクス周縁部１２３および有効スクリーン領域の、赤色蛍光体が被着される部位に、電圧井戸または電圧のくぼみが生成される。マトリクス周縁部１２３に隣接した最外側の利用可能な電圧井戸も対称形である。その理由は、図９の光源位置Ａ（＋１）からの、９４と付記した２次照射が、長軸の３時位置側辺に周縁部トラップを作り出すからである。ＥＰＳ現像の期間中、正に荷電されている赤色発光蛍光体粒子の公称上均一な電気力線は、選択的に放電されたＯＰＣ層３４の方向を向いている。この正に荷電されている蛍光体粒子は、ＯＰＣ層３４のより正に荷電されている非露光領域によって反発されて、反転現像メカニズムに従い、放電されている電圧井戸内に被着する。マトリクス周縁部１２３、例えば図１２に示すパターンの３時位置側では、このとき放電パターンの曲線９２の周期性が保たれており、最外側ラインの対称形によって、最外側ラインＬ（−１）に、およびマトリクス周縁部１２３の上に延在する、図示されていない擬似最外側赤色ラインに、赤色蛍光体が、相互汚染を生じることなく、被着する。これら３種の蛍光体は、１９９０年４月１７日付けでリット氏他（Ｒｉｔｔ ｅｔ ａｌ）に付与された米国特許第４，９１７，９７８号に記載されている手法で適当な溶剤蒸気に接触させることによって、光受容体３６のＯＰＣ層３４に融着（ｆｕｓｅ）する（図３のステップ４９）。次に、このスクリーン構造に、ステップ５１と５３にそれぞれ示されるように、スプレー法でフィルム塗布をし、アルミニウム化（アルミニウム層形成）処理をして、発光スクリーン構体を形成する。このスクリーン構体を、約４２５℃の温度で約３０分間ベーキング処理して、スクリーン構体中の可揮発成分を蒸発させる。
上述の例におけるこの多重（マルチプル）１次露光操作Ｂ（±１）は、マトリクス２３の開孔上に蛍光体を適正な位置と形状をもって形成して、観察スクリーン２２を作成するように働く。例えば、１回だけの１次ビームＢ（０）のみを使用したとすると、観察スクリーン２２全面を通じて、蛍光体ラインの幅およびスクリーン重量を必要値に維持することは難しく、コロナ荷電作用を均一化するよう非常に厳密な制御が要求されることになる。また、露光分布の慎重な調整と露光レベルをたびたび調節することが必要になる。しかし、この発明の方法では、最適のＢ（±１）位置と露光レベルとは実験的に決定される。その様な最適の複数ステップ１次Ｂ（±１）露光法は、コロナ荷電作用の均一性と露光分布とに対する蛍光体被着プロセスの感度を低減することが判った。また、この最適のＢ（±１）の位置は、必要とする露光レベルを低減し、その結果、工程に融通性を得ることができる。
通常、ＥＰＳ法では、２番目および３番目のカラー発光蛍光体を、スクリーンの観察領域の周期性を持って形成された電位井戸内に被着していた。このような電位井戸は、この２番目および３番目のカラー発光蛍光体の被着期間中、それ以前に被着した蛍光体が持っている電荷のために、在る程度の非対称形を呈している。この発明においては、先に被着された蛍光体が原因となって生じる非対称形の静電的反発作用がある場合に、全スクリーン領域に亘ってマトリクス開孔を良好にカバーするのに、複数ステップの１次露光が有効であることが判った。少なくとも２ケ所の調節可能な露光位置を持つことにより、１つのライトハウスの位置を、マトリクス開孔の一方の縁、典型的には静電的に反発する蛍光体から最も遠い縁が十分にカバーされるように選択し、また２番目のライトハウス位置を、マトリクス開孔の他方の縁、すなわち、上記蛍光体に最も近い縁が十分にカバーされるように選択する態様で、実験により決まるこれらのライトハウスの位置を設定することが効果的であることが判った。

Claims (1)

1. ネックと、開口端とを有し、該開口端で発光スクリーンを有するフェースプレート・パネルに封着されているファンネルであって、前記発光スクリーンが前記フェースプレート・パネルの内面の観察領域に形成されている、ファンネルを含む排気された外囲器と、
   前記フェースプレート・パネルの内部に前記発光スクリーンに近接して取付けられたカラー選択電極と、
   前記ファンネルの前記ネック内中心部に配置されていて、複数の電子ビームを発生し、これを前記発光スクリーンに向けて指向させる電子銃と、を具備し、
   前記発光スクリーンが前記フェースプレート・パネルの内面に形成される光吸収マトリクスを含み、前記光吸収マトリクスが前記フェースプレート・パネルの前記観察領域の上に載っている多数の開孔を有する第１の部分と、前記観察領域よりも外側に延在する無孔周縁部を形成する第２の部分とを有する、カラー陰極線管を製造する方法であって、
   電子写真的スクリーン作成法を用いて前記フェースプレート・パネルの前記内面に相異なるカラー発光をする多数の蛍光体素子を被着するステップを含み、
   前記蛍光体素子が、前記マトリクスの第１の部分の前記開孔内に配設されると共に、前記マトリクスの第２の部分の前記無孔周縁部上に形成されることを特徴とする、前記カラー陰極線管を製造する方法。

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