JPH02160335A - 露光方法および露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は露光方法および露光装置に関し、特にテレビジ
ョン受像器やコンピュータ端末表示装置等の陰極線管の
有効画面外に、管種判別や高電圧供給の確認を目的とし
て設けられるカーボン層の開口部（いわゆる窓）を形成
するためのフォトレジストの露光方法および露光装置に
関する。

〔発明の概要〕

本発明は、陰極線管の有効画面外においてカーボン層に
所定の形状の開口部を形成するに際し、フォトレジスト
の選択露光を光ファイバーを介して行うことにより、露
光位置精度や形状精度を向上させると共に陰極線管の信
顧性の向上、管種判別用のマーキング、搬送作業の省力
化等を可能とするものである。

さらに本発明は、光源からの光を光ファイバーで導き所
定の形状の開口部を有するマスクを介してパネルの外面
からフォトレジストの露光を行うことにより、陰極線管
パネルの内側に置かれる色選別機構に接触することなく
有効画面外に上述のようなカーボン層の開口部を形成す
ることを可能とする露光装置を提供するものである。

〔従来の技術） テレビジョン受像器やコンピュータ端末表示装置等の陰
極線管のバルブは、その構造上蛍光体が塗布されガラス
等からなる皿状の陰極線管パネル（フェースプレートと
も呼ばれる。）と漏斗状のファンネルとに分かれており
、蛍光面の作成１色選別機構の組み込み、メタルバンク
の形成等が終わってから両者がハンダガラス等より封着
される。

陰極線管のパネル側に高圧（陽極電圧）を印加するには
、たとえば色選別機構としてシャドウマスクを有するカ
ラー陰極線管の場合、陽極電圧がまずファンネル部に設
けられたアノ−トポクンに印加される。このアノードボ
タンからバルブ内壁に塗布され電極となるカーボン層を
介してシャドウマスクおよび蛍光面のメタルバック層へ
高圧が供給される。ここで、カーボン層とシャドウマス
ク間、およびシャドウマスクとメタルバンク層間の導通
は、シャドウマスクの枠部からカーボン層およびメタル
バンク層へ向けてそれぞれ独立に仮バネを圧接させるこ
とにより達成されている。

従来、上述の仮バネによる接続状態を管外から確認する
ために、陰極線管パネルの有効画面外にいわゆる高圧供
給確認用の窓を設けることが行われている。この窓とは
カーボン層が形成されていない白抜き部分のことであり
、極めて薄いメタルバック層の色が見えている。上述の
板ハネは、窓の外周部をまたいでカーボン層と窓部の両
方にかかるように圧接されているので、その接続状態は
管外から確認できる。

このような窓は、パネルの内側でありかつ有効画面内に
形成する蛍光体マトリクスのパターンに対応して選択露
光によりフォトレジスト層を形成する際に、同じ露光光
源を使用して有効画面外に選択露光を行うことにより形
成される。ただし、有効画面外に相当する面とは一般に
皿状のパネルの周縁部（いわゆるスカート部）に位置し
ているため、有効画面内に相当する面とは同一平面上に
は存在していない。したがって、単一の光源で両方の面
について同時に露光を行うためにはいずれか一方の面に
対して光路を曲げる必要がある。ここで、後者の面（有
効画面外に相当する面）に対して光路を曲げて露光を行
うために従来使用されている装置を第３図に示す。

この露光装置は、露光の位置決めおよび陰極線管パネル
（３７）の固定等を行うだめの露光台（３１）と、該露
光台（３１）の一端に設けられ光路を曲げるためのミラ
ーボックス（３２）を有する。露光台（３１）のうちミ
ラーボックス（３２）の底部に相当する部分には、露光
光源からの光を導入するための第１の開口部（３３）が
設けられている。ミラーボックス（３２）の内壁には、
上記第１の開口部（３３）から入射した光を反射させて
その光路を曲げるための第１の反射鏡（３４）および第
２の反射鏡（３５）が配設され、該第２の反射ｖｌ（３
５）による反射光の光路の延長上には光の出口となる第
２の開口部（３６）が設けられている。

ミラーボックス（３２）の外側には露光時に陰極線管パ
ネル（３７）のスカート部を位置決めして固定するため
のンールエッジ台（３８）が配設されている。

このような露光装置を使用して陰極線管パネル（３７）
の有効画面外に対して露光を行うには、予め内面にフォ
トレジストを塗布した陰極線管パネル（３７）を露光装
置にミラーボックス（３２）が該陰極線管パネル（３７
）の内側に入るようにかぶせてシールエンジ台（３８）
にそのスカート部を位置決めして固定し、光を照射する
。このとき、第１の開口部（３３）あるいは第２の開口
部（３６）の少なくとも一方を所定の形状に形成してお
けば、その形状に対応した形状のフォトレジスト層が光
硬化により形成され、最終的にはカーボン層に同様の形
状の窓が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、カラー陰極線管の有効画面内にドツト状ある
いはストライプ状の蛍光体パターンを形成するためには
、フォトレジストの露光に際してシャドウマスクやアパ
ーチャーグリル等の色選別機構（３９）がマスクとして
使用される。ここで、上述のような露光装置を使用して
有効画面外にも露光を行おうとすると、陰極線管パネル
（３７）の内側に空間的余裕が余りないこと、およびミ
ラーボックス（３２）がその構造上ある程度の大きさを
要すること等の理由により、上記色選別機構（３９）と
ミラーボックス（３２）間の距離２．が大きくとれない
。

したがって、パネル（３７）の移載中に該ミラーボック
ス（３２）が上記色選別機構（３９）と接触する虞れが
ある。しかし、色選別機構（３９）の位置決めは元来高
精度を要求するものであり、わずかな位置ずれが生じて
も蛍光面ストライブの位置ずれを生じ、正確な蛍光体パ
ターンを形成することはできないので、このような接触
は極めて有害である。

さらに、上述のような露光装置を使用する露光作業に際
しては、ミラーボックス（３２）の第２の開口部（３６
）とスカート部の内表面との距離ｔ４をできるだけ狭く
とることが望ましい。これは、有効画面外への露光が乱
反射等により有効画面内へ悪影響を及ぼすことを防止す
るためと、有効画面外の露光領域における照度分布をで
きるだけ一定にして、形成されるフォトレジスト層の形
状精度を向上させるためである。しかし、上述の露光装
置では距離１４を十分に小さく、しかも常に一定に調整
することは困難であり、有効画面内への悪影響はもとよ
り有効画面外への露光量の不足や、周辺減光等の照射領
域内における照度分布のばらつきを生じ、ひいては形成
される窓の形状精度１位置精度を劣化させる。ここで、
窓の形状精度や位置精度が劣化すると、次のような理由
により陰極線管の特性が劣化する原因となる。すなわち
、陰極線管の内部においては前述のように色選別機構と
カーボン層間の導通が色選別機構の枠部に取り付けられ
た仮バネを窓の外周部に圧接させることにより達成され
ている。しかし、窓の位置や形状が不正確であると組立
て作業時に板バネがカーボン層を削り取ったり、カーボ
ン粉末を飛散させたりする虞れがあり、これが耐圧不良
や異常放電の発生の原因となる。

そこで本発明は、上述の問題点を解決し、信頬性の高い
陰極線管を生産性良く製造することを可能とする露光方
法および露光装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 本発明者は上述の目的を達成するために検討を重ねた結
果、陰極線管パネルの有効画面外に対する露光を光ファ
イバーを介して行えば上述の問題点は解決されることを
見出し、本発明を完成するに至ったものである。

すなわち本発明にかかる露光方法は、陰極線管パネルの
内面でありかつ有効画面外に所定の形状のフォトレジス
ト層を形成し、カーボン層に前記フォトレジスト層の形
状に対応する開口部を設けるに際し、光源からの光を光
ファイバーで導いて照射しフォトレジストを選択的に露
光して前記フォトレジスト層を形成することを特徴とす
るものである。

さらに本発明にかかる露光装置は、陰極線管パネルの外
部に配置される光源からの光を導く光ファイバーと、所
定の形状の開口部を有し前記光ファイバーの先端に装着
されるマスクと、前記マスクが装着される光ファイバー
を該マスクがパネル外面に密着する位置まで移動させる
ための駆動手段と、パネルの内面側において少なくとも
前記マスクの開口部と対向配置される遮光板とを有し、
陰極線管パネルの有効画面外に選択的に露光を行うこと
を特徴とするものである。

（作用〕 本発明の露光方法によると、陰極線管パネルの有効画面
外に対する露光は光ファイバーで光源から導かれた光に
より行われる。従来は有効画面外に対する露光を行う場
合、有効画面内に対する露光と同一の光源を使用し、光
路をミラーボックス等を用いて曲げることにより行って
いたために、照度の不足、照度分布の不均一、位置精度
の不足、形状精度の不足といった問題が生じやすかった
。

しかし、本発明では光源からの光が光ファイバーにより
照射すべき領域の極めて近傍まで減衰も少なく導かれる
ので、これらの問題は解決できる。

特に、有効画面の内外に対する露光用の光源を個別に設
ければ、有効画面外における露光量を有効画面内におけ
る露光量とは独立に設定することもできる。

また本発明の露光装置は、陰極線管パネルの外側からの
露光を可能とするものである。すなわち、容積の限られ
た陰極線管パネルの内面側に従来のミラーボックスのよ
うな体積の大きい部材を挿入する必要がないので、露光
装置が陰極線管の内部構造と接触する虞れがない。本発
明によっても遮光板は陰極線管パネルの内面側に挿入さ
れるが、該遮光板はほぼ平行光線に近い光源からの光が
不要部分に照射されないように遮断できるだけの高さを
有していれば良いので、ミラーボックスの高さよりは低
くすることができる。また、光源からの光が平行光線に
近いことから、遮光板とパネル内面との距離を従来のミ
ラーボックスとパネル間の距離！４よりある程度広げて
も不要部分への照射の心配はない。したがって、接触に
よる色選別機構の位置ずれが防止され、パネルの移載に
際しての位置決めが容易になる。

さらに、光源は陰極線管パネルの外側に置かれており、
該光源からの光は可撓性を有する光ファイバーによって
露光位置まで導かれる。この光ファイバーとして十分な
長さのものを使用すれば、有効画面外に対する露光光源
と有効画面内に対する露光光源とを十分な距離をおいて
設置することができ、メンテナンスが簡略化される他、
作業性も向上する。

上記光ファイバーの先端には所定の形状の開口部を設け
たマスクが装着されている。このマスクは露光時にはパ
ネル外面に密着されるため、フォトレジスト層はマスク
の開口部に正確に対応した領域で光硬化を起こし、最終
的に形成されるカーボン層の窓の位置精度および形状精
度が向上する。

したがって、色選別機構とカーボン層との間の導通をと
るための仮バネを設置する際にカーボン層を傷つける心
配もなく、陰極線間の耐圧不良や異常放電の発生を防止
することができる。

［実施例〕 以下、本発明の好適な実施例について、図面を参照しな
がら説明する。

まず、本実施例において使用される露光装置の一例につ
いて、その構成を第１図を参照しながら説明する。

この露光装置は、露光台（７）の４−に露光系や該露光
系を移動させるための駆動系等が配置されたものである
。

上記露光系は、たとえば紫外線ランプ等の光源（図示せ
ず、）からの光を導くための光ファイバー（４）と、該
光ファイバー（４）の先端に装着され所定の形状の開口
部を有するマスク（２）と、少なくとも上記マスク（２
）の開口部と対向配置される遮光板（４）から構成され
る。

ここで、上記光ファイバー（４）として本実施例では長
さ１．５　ｍの石英ファイバーを使用したが、咳光ファ
イバー（４）の長さおよび材ｆ：Ｉはこれに限定される
ものではない。このように可撓性とある程度の長さを有
する光ファイバー（４）を露光系に採用することにより
、露光装置の設計の許容度を太幅に高めることができる
。たとえば第１図に示す露光装置では、実用上好ましい
形態として有効画面り（に対する露光を行うための光源
を陰極線管パネルの外側に配しているが、該光源が陰極
線管パネルの内側に配置されていても、あるいは有効両
面内に対する露光を行うための光源と同一であっても原
理的には光を導くことができる。

さらに−１−配光フアイバー（４）は途中で所定の数だ
目に９Ｉ−１１１支させ、それぞれの先端に適当なマス
クを装着し２ても良い。このようにすれば、従来のよら
な高圧供給６１認用の窓を形成する以外にも、たとえば
管種判別用のマーク等を設けることが同一プロセス内で
可能となる。たとえば光ファイバー（４）を途中で３本
に分岐させ、第・２図に示すように真中の光ファイバー
には高圧供給確認用の長方形の窓を形成するための第１
のマスク（２１）、向かって左側の光ファイバーには管
種判別用の菱形の窓を形成するための第２のマスク（２
２）、向かって右側の光ファイバーには同じく管種判別
用の丸形の窓を形成するための第３のマスク（２３）を
装着しても良い。近年の製造現場においては、ＦＭＳ（
フレクシプル・マニュファクチェアリング・システム）
等の導入により、陰極線管パネルの光吸収特性や電子銃
の構成に差異があるだけで外観では極めて区別の困難な
多種類の陰極線管が製造される場合がある。ここで、上
述のような単純な管種判別用のマークが付されれば、画
像認識装置等との組合せにより搬送ラインの省力化や省
人化も可能となる。

上記光ファイバー（４）の先端に装着されるマスクは、
陰極線管パネル（１）のスカート部の外表面に密着させ
る時の傷付きを防止し、密着させる面がある程度の曲率
を有していてもそれにならって変形することができ、密
着時の衝撃を吸収するためにある程度の弾性を有し、ま
た開口部を設けるための加工が容易な材料で作成されて
いることが好ましい、上記材料として好適なものは、黒
色のネオプレンゴム等である。またマスク（２）の装着
方法としては、実用的には一旦光フアイバー（４）を適
当なホルダー（８）内に収容し、該ホルダー（８）の先
端に冠着するのが最も簡便である。

なお、第１図に示す装置では上述のようにマスクが使用
されているが、あるいはマスクを使用しない方法も考え
られる。たとえば光ファイバーを束ねる際にその束の断
面が所望の形状となるようにしても、同様に選択的な露
光は可能である。

上記駆動手段は、マスク（２）を陰極線管パネル（１）
の外面に密着させることができるものであれば形式や動
力の伝達方式は問わない。第１図に示す露光装置では、
エアシリンダ（５）を使用した。

すなわち、上記エアシリンダ（５）を前記露光台（７）
ノ上に取付け、該エアシリンダ（５）のロッド（１１）
を支持部材（１０）を介して該露光台（７）と平行に支
持した。上記ロッド（１１）はこの工°アシリンダ（５
）から送られる空気圧により前後に滑動可能となされて
いる。ロッド（１１）の先端にはマスクホルダー（１２
）が固定されている。このマスクホルダー（１２）は光
ファイバー（４）を収容しているホルダー（８）をさら
にその外側から固定保持するものであり、これにより上
記マスク（２）、　　光ファイバー（４）。

ホルタ−（８）、　　マスクホルダー（１２）が一体と
なってシリンダ（５）の動作により前後方向に移動可能
となされている。

本発明にかかる露光装置のうち、これまでに説明した部
分は露光台（７）の一部を除き、すべて陰極線管パネル
（１）の外側に置かれるものであるが、次に説明する遮
光板（９）は陰極線管パネル（１）の内面側に置かれる
ものである。この遮光板（９）を設ける目的は、有効画
面外に照射される光を有効画面内に到達させず、また有
効画面内に照射される光を有効画面外に到達させないこ
とにより、有効画面の内外における露光を完全に独立し
て行わせることにある。したがって、上記遮光板（９）
は、少なくとも上記マスク（２）の開口部と対向配置す
るように設けられる必要があるが、遮光板（９）と色選
別機ｉ＃（３）の枠部との距Ｍｉ、　、および陰極線管
パネル（１）のスカート部の内表面からの距離ｌ□は上
述の目的にかなうように設定される必要がある。本実施
例においては、上記距離！！、ｌ　はたとえば前述の第
３図に示した従来の露光装置におけるミラーボックス（
３２）と色選別機構（３９）の枠部との距離２３よりも
大きくとることができた。また、距離１２も約８ｍｍと
することができ、同し〈従来の露光装置におけるミラー
ボックス（３２）の第２の開口部（３６）とを動画面外
のスカート部の内表面との距離１ａ＜約５ｍｍ）よりも
大きくとることができた。このようなことが可能になる
のは、光ファイバー（４）に導かれ陰極線管パネル（１
）に密着させたマスク（２）を介して照射される紫外光
が平行光線に近く、陰極線管の内部構造と露光装置の部
材との距離に若干余裕を持たせても上記紫外光が有効画
面内へ到達して悪影響を及ぼす虞れがないからである。

このことにより、陰極線管パネル（１）の移載も容易に
なる。なお、第１図に示すように遮光板（９）を筐体状
に形成すればその縁部が散乱光を閉じ込めるので、不要
部分への光照射を防止する上でより一層効果的である。

さらに本露光装置の露光台（７）の上には、露光系と遮
光板（９）の中間部に必要に応じて陰極線管パネル（１
）のスカート部の先端に接触してこれを固定するための
シールエツジ台（６）を設けても良い。シールエツジ台
（６）を設ける場合、その高さは陰極線管パネル（１）
の寸法や露光位置により適宜設定すれば良い。

なお第１図に示す露光装置では、露光系が陰極線管パネ
ルの外側に置かれているが、これを内側に１くこともで
きる。このような場合でも、露光系の高さは従来のミラ
ーボックスのようには高くはならないので、色選別機構
の位置ずれ等の問題を生じることはない。また、露光系
が陰極線管パネルの内側に配置される場合には、外側に
遮光板を設ける必要は特にない。

次に、第１図に示す露光装置を使用して実際にカラー陰
極線管の露光を行った。

まず、エアシリンダ（５）を動作させてロッド（１１）
を後退させ、マスク（２）の先端と遮光板（９）との間
に十分な距離をとった。次に、予めフォトレジストを内
面に塗布した陰極線管パネル（１）をそのスカート部が
上記マスク（２）と遮光板（９）の間に挿入されかつシ
ールエツジ台（６）上に載置し固定した。このとき、遮
光板（９）の上端と色選別機構（３）との間にも十分な
距離１２が取られており、該色選別機構（３）の位置ず
れ等を起こす心配はなかった。次に、エアシリンダ（５
）からの空気圧によりロッド（１１）を前進させてマス
ク（２）を陰極線管パネル（１）の外表面に接触させた
。次に、光源としてたとえば紫外線ランプ（図示せず。

）を点灯すると、紫外光は光ファイバー（４）により導
かれてマスク（２）の先端から放射され、第１図中に斜
線で示す光路を与えた。ここで、上記紫外光は陰極線管
パネル（１）と密着したマスク（２）を介して照射され
るので、その光路の断面形状はマスク（２）に設けられ
た開口部の形状を極めて正確に反映していた。断面内の
照度分゛布も極めて均一であり、しかも有効画面内にお
ける照度を独立に制御することにより十分な照度を得て
露光時間を短縮することができた。フォトレジストの選
択的な光硬化は、陰極線管パネル（１）のスカート部と
光路が交わった部分において起こった。

一方有効画面内への光照射は、陰極線管パネル（１）を
上述の露光装置に設置したままで色選別機構（３）をマ
スクとして別の光源（図示せず。）により独立に行うこ
とができた。

続いて上記フォトレジストを現像すると、有効画面内に
はドント状あるいはストライブ状等の所定のパターンの
フォトレジスト層が、また有効画面外にはマスク（２）
の開口部の形状に極めて良く対応したフォトレジスト層
が形成された。

その後、カーボンスラリーを塗布しフォトレジスト層を
除去すると、有効画面内に所定のパターンのカーボンマ
トリクスが形成されると同時に、有効画面外にはマスク
（２）の開口部の形状に極めて良（対応した窓が形成さ
れた。

これに続く各工程は、通常の陰極線管の製造方法にした
がって行った。

このようにして作成されたカラー陰極線管においては耐
圧不良や異常放電の発生が効果的に抑制された。また管
種判別用の窓を設けたことにより、搬送作業も大幅に省
力化することができた。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明の露光方法を
適用すれば耐圧不良や異常放電の発生等が効果的に抑制
され、信頼性の高い陰極線管が提供できるようになる。

特に、有効画面外への露光を独立の光源を使用して行っ
た場合には、作業性や生産性も向上する。

また本発明の露光装置は設計の許容度が高く、またメン
テナンスが容易であることから産業上極めて有意義であ
る。特に、光ファイバーを分岐させることにより高圧供
給確認用の他にも管種判別用等の窓を同時に設けること
が可能となるので、製造される陰極線管の信頼性が向上
するのみでなく、生産性や搬送作業の省力化や省人化も
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した露光装置の一例を一部を破断
して示す要部概略側面図である。第２図は本発明の露光
装置に使用されるマスクの正面図である。第３図は従来
の露光装置の一例を一部破断して示す要部概略側面図で
ある。 １・・・陰極線管パネル ２・・・マスク ３・・・色選別機構 ４・・・光ファイバー ５・・・エアシリンダ ７・・・露光台 ８・・・ホルダー ９・・・遮光板 １１・・・ロッド 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）陰極線管パネルの内面でありかつ有効画面外に所
   定の形状のフォトレジスト層を形成し、カーボン層に前
   記フォトレジスト層の形状に対応する開口部を設けるに
   際し、 光源からの光を光ファイバーで導いて照射しフォトレジ
   ストを選択的に露光して前記フォトレジスト層を形成す
   ることを特徴とする露光方法。
2. （２）陰極線管パネルの外部に配置される光源からの光
   を導く光ファイバーと、 所定の形状の開口部を有し前記光ファイバーの先端に装
   着されるマスクと、 前記マスクが装着される光ファイバーを該マスクがパネ
   ル外面に密着する位置まで移動させるための駆動手段と
   、 パネルの内面側において少なくとも前記マスクの開口部
   と対向配置される遮光板とを有し、陰極線管パネルの有
   効画面外に選択的に露光を行うことを特徴とする露光装
   置。