JPH0294337A - カラー受像管の蛍光面の形成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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野〉 本発明はカラー受像管に係わり、特に、カラー受像管の
蛍光面の形成方法並びに露光装置に関する。

（従来の技術） カラー受像管は第３図に示す様に、ガラス製の外囲器の
ネック内に配置された電子銃（図示せず）からの電子ビ
ーム（３０Ｒ）　、（３０Ｇ）　、（３０Ｂ）がシャド
ウマスク（３１）の開口を透過した後にガラスパネル（
３２）の内面に設けられた蛍光面（３３）の蛍光体層（
３４Ｒ）　、（３４Ｇ）　、（３４Ｂ）に射突して、画
像を映出するものである。この蛍光面は赤、緑、青の夫
々の色を発光する３種類の蛍光体がストライプ状あるい
はドツト状に塗布された蛍光体層を有する。

画像のコントラストを向上するために、ざらに、各蛍光
体層の間に光吸収層を形成することもできる。この様な
、３種類の蛍光体層は、電子ビームが所定以外の異なる
蛍光体層に射突すると、色再現性が悪くなるために、夫
々の発光色に対応する電子ビームがランディングする位
置に正確に形成する必要がある。そのために、この蛍光
面では、各電子ビームが放出される位置に設けられた光
源からの光により、シャドウマスクの全面に設けられ、
電子ビームが透過する多数の開口を通してガラスパネル
の内面に塗布された感光性樹脂膜を露光して、各蛍光体
層が電子ビームの射突位置に選択的に形成されている。

ところで、このカラー受像管は、−膜内に、電子ビーム
を偏向磁界により水平および垂直方向に偏向して画像を
映出している。ところが、γ−ΔＰ特性のために、偏向
角度によって、電子ビームが放出される位置が変化して
しまい、蛍光体層を形成する際に光源を配置した位置と
ずれてしまい、カラー受像管動作時に各電子ビームが正
しい蛍光体層を射突しなくなる。即ち、インライン型電
子銃の中央ビーム（緑色発光用のビーム）の場合を例に
とって説明すると、第４図に示す様に、斜線で表した偏
向磁界の領域（４１）に入射した電子ビーム〔４２）は
、磁界強度が一定ならば、この領域内を円軌道を描いて
進む。その後、この領域（４１）を通過した電子ビーム
（４２）は直進し、シャドウマスク（４３）の開口（４
４）を通過して、パネル（４５）の内面に設けられた蛍
光面（４６）の緑色発光用の蛍光体層に射突して、これ
を発光させる。この様に、電子ビームが偏向磁界の領域
を通過してその軌道を曲げられた場合、偏向磁界の領域
を通過した電子ビームの軌道を外挿して管軸と交わる点
（以下偏向中心と呼ぶ）は無偏向時の位置と比較してΔ
Ｐだけ蛍光面側に接近する。この様に、電子ビームが角
度１度だけ偏向された時に、偏向中心が△Ｐだけ前進す
ることから、この現象はγ−△Ｐ特性と呼ばれる。無偏
向時の偏向中心はγを０度とした場合の偏向中心として
定義できる。この△Ｐの値が偏向角度に拘らず一定でお
れば、偏向中心に露光用の光源を配置し、感光性樹脂膜
を露光すれば、電子ビームが入射する位置に対応した位
置に夫々対応する蛍光体層を形成することができる。

しかしながら、−膜内には、偏向角度に対して、このΔ
Ｐの値は一定とはならないために、露光時に光源とパネ
ルとの間に、電子ビームのγ−ΔＰ特性と露光用の光の
γ−ΔＰ特性とが一致する様に、補正レンズと称する光
学レンズを配置している。

この様な補正レンズについては、これまでに多くの提案
がなされている。例えば、表面を球面に形成した単一の
レンズからなる補正レンズは、シャドウマスク型カラー
受像管の開発当初から用いられていた。しかし、カラー
受像管の構造が複雑になるに従い、この単純な補正レン
ズではγ−ΔＰ特性を補正できなくなり、現在は、表面
が非球面の単一レンズで構成された補正レンズが用いら
れている。

この様な、非球面からなる表面を有する補正レンズの例
としては、レンズ表面式を第５図に示した座標軸で表現
すると、補正レンズの表面の高さＸは、 ｘ＝ｆ　　（ｙ＊　　ｚ）　　　　　　・・・・・・■
必るいは、極座標表示で表現すると、 ｘ＝ｆ　（ｒ、θ）　　　・・・・・・■但し、１＝Ｊ
戸＋ｚ”　、　　ｆＪ＝　ｔａｎ−１ｙ／ｚて表される
。この（１）式は、−膜内には、Ｘ＝Σａｉｊ’）’ｉ
”Ｚｊ　　・・・■で示される多項式で表される。この
多項式を用いて補正レンズの表面式を決定すると、各係
数ａ　Ｊの変化量に対して、露光用の光がどのように変
化するか、蛍光面の仝而にわたり光線追跡をしてゆき、
蛍光面の全面の電子ビームの入射位置との誤差がある程
度以下、−膜内には、１０ミクロン以下になる様に設計
する。ところが、この様な方法で、補正レンズの特定の
１〜２点における誤差を小さくするのは比較的簡単であ
るが、蛍光面の仝而にわたって、所定の誤差以下に設計
することは非常に難しい。即ち、ある点での誤差を小さ
くする係数の変更が、−膜内には、他の大多数の点にお
ける誤差を大きくする方向に働くためである。この状況
は、最新の超高速計算機を用いても多くの時間を要し、
更に、多くの場合、係数の変更は人の経験に基づいて判
断しているのが現状でおる。まして、偏向角の大きな１
１０°偏向管や蛍光面の大きな大型管等の偏向磁界が複
雑な管では十分な特性を有する補正レンズを設計するこ
とが著しく困難である。

上述した単一のレンズからなる補正レンズとは別に、複
数の部分に分けられ、分けられた各部分の表面は適切な
傾斜を有する複合的な補正レンズが、例えば、特公昭４
７−４０９８３号および特公昭４９−２２７７０号公報
に提案されている。この補正レンズは各分割された部分
毎に独立して表面の傾斜を決定することができるので、
各部分により露光される領域では、補正レンズによる光
路と電子ビームの軌道とをほぼ一致させることが可能で
ある。

しかしながら、各部分の領域間の境界では補正レンズの
表面が不連続となり段差が生じるために、この境界で光
量が異なる。そのために、特に、光量に敏感な感光性樹
脂を用いて露光する、蛍光体層の間を黒色光吸収物質で
埋めた、いわゆるＢｌａｃｋ　Ｍａｔｒｉｘ管やＢｌａ
ｃｋ　５ｔｒｉｐｅ管では、露光の光量不均一のために
、蛍光体層の形状にむらが生じる問題がある。このため
に、この種の補正レンズを用いて露光する場合、露光中
に補正レンズを揺動したり、補正レンズの段差の部分を
遮光する等の特別な対策を必要とした。しかし、この様
な対策を施しても、蛍光体層の形状のむらを十分満足で
きる程度に改善できない。

（発明が解決しようとする課題） 前述した様に、従来の補正レンズを用いた蛍光面の形成
方法は、電子ビームがランディングする位置に少ない誤
差で蛍光体層を形成することが困難であるか、または、
露光の光量不均一による蛍光体層の形状のむらが生じる
問題点がある。

本発明の目的は、電子ビームがランディングする位置に
所望の誤差範囲内で蛍光体層を形成でき、しかも、露光
の光最不均−による蛍光体層のむらが生じることがない
蛍光面の形成方法並びに露光装置を提供することにある
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、カラー映像管の外囲器の内面に感光性樹脂を
塗布し感光性樹脂膜を形成し、この感光性樹脂膜を補正
レンズを通した光で露光した後、蛍光体層を所定の位置
に形成するカラー受像管の蛍光面の形成方法において、
前記補正レンズは複数の単位レンズ領域から構成され、
この単位レンズ領域の表面は夫々異なる面を有し、かつ
、隣合う単位レンズ領域の表面の境界は連続しているこ
とを特徴とするカラー受像管の蛍光面の形成方法でおる
。また、本発明は、感光性樹脂膜が内面に塗布された外
囲器を載置する支持体と、露光用の光源と、支持体およ
び光源の間に配置され照射光路を電子ビーム軌道とほぼ
同一とする補正レンズとを備えた露光装置において、前
記補正レンズは複数の単位レンズ領域から構成され、こ
の単位レンズ領域の表面は夫々異なる面を有し、かつ、
隣合う単位レンズ領域の表面の境界は連続していること
を特徴とする露光装置でおる。

（作用） 本発明では、複数の単位レンズ領域から構成され、この
単位レンズ領域の表面は夫々異なる面を有し、かつ、隣
合う単位レンズ領域の表面の境界は連続している補正レ
ンズを用いることにより、各露光領域における補正レン
ズによる光路と電子ビームの軌道とを所望の誤差範囲内
に一致させることができ、しかも、隣合う単位レンズ領
域の表面の境界は連続しているので、露光の光量不均一
が生じることがない。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図は本実施例を説明するための露光装置（１）を
示す断面図である。この露光装置（１）は感光性樹脂膜
（２）が内面に塗布されると共に、この感光性樹脂膜（
２）と所定の間隔で着脱自在に保持されるシャドウマス
ク（３）を取付けたパネル（４）を載置する支持体（５
）、露光用の光源（６）、および、支持体（５）と光源
（６）との間に配置され光源から照射される光の照射光
路を電子ピ−ムの軌道に補正する補正レンズ（７）を有
する。

この補正レンズ（１）については、後に、詳細に説明す
る。露光装置（１）を用いて蛍光面を形成する場合は、
まず、カラー受像管のパネル（４）の内面に感光性樹脂
を塗布して感光性樹脂膜（２）を形成し、この感光性樹
脂膜（２）と所定の間隔にシャドウマスク（３）を取付
け、このパネル（４）を上記露光装置（１）に取付け、
補正レンズ（７）により光路が補正された光で露光する
。その後、この感光性樹脂膜（２）を現像し、洗浄して
、蛍光体層を所定の位置に形成する感光性樹脂膜パター
ンを作る。

このパターンを用いて、第１の蛍光体層を形成する。引
続いて、第２の蛍光体層を形成するために、上述の露光
から蛍光体層の形成までを繰り返し、３種類の蛍光体層
を形成する。

ところで、この実施例に用いられる補正レンズ（７）は
第２図′（ａ）に示す様に、３５個の単位レンズ領域（
８）から構成される複合レンズからなる。

この補正レンズ（７）は、製造する管種によっても異な
るが、直径３００　Ｍ、厚さ１０＃程度のガラスを削っ
て作られる。蛍光面は一般的には、画面の横幅と縦の長
さとの比率は４：３であるため、このレンズ〔７）は、
蛍光面の形成に利用される領域を、横７分割、縦５分割
された多数の正方形の単位レンズ領域（８）で構成され
ている。各単位レンズ領域（８）は３０Ｍｌ１ｔ　Ｘ　
３０ＩＭ１の寸法を有し、その表面はこの単位レンズ領
域（８）の領域を通過した光の照射光路が電子ビーム軌
道と所望の誤差範囲内で一致する様に、（Ｙ、Ｚ）座標
で決定される表面式により、形成されている。即ち、各
単位レンズ領域に第２図（ａ＞の様に番号を付すと、夫
々の単位レンズ領域が以下の様な表面式を有する。例え
ば、Ｚ軸上におる単位レンズ領域２０（１０）は、Ｘ＝
ｆ２ｏ（Ｙ、Ｚ）　　　＝”ｉ４）で表現される表面式
を有する。例えば、（５）式の多項式で表される。

Ｘ＝ａｏ＋ａ１Ｙ＋ａ２Ｚ＋ａ３Ｙ２＋ａ４ＹＺ＋ａ５
Ｚ２　　　　・・・・＝（５）従って、この補正レンズ
（７）はその有効面全体で、３５種類の表面式で表わさ
れる表面を有する。しかも、これら単位レンズ領域の各
表面の全ての隣合う境界はレンズの厚さを等しくしであ
るために、段差がなく、連続している。この２０番目の
単位レンズ領域により形成された蛍光体層は電子ビーム
のランディング位置と誤差が１０ミクロン以内の位置に
形成することができた。しかし、この２０番目の単位レ
ンズ領域の表面式を他の単位レンズ領域、例えば、３１
番目の単位レンズ領域の表面を決定するのに用いると良
い結果は得られない。即ち、電子ビームのランディング
位置と蛍光体層とのずれは無視できない量になるのが、
通例でおる。ここで、（４）式のｆ２ｏ（Ｙ、Ｚ）とは
、ｆｌ　（Ｙ。

Ｚ）〜ｆ３５（Ｙ、Ｚ）の表面式が例えば、（６）式の
多項式で表した場合、 ｆ２ｏ　（Ｙ、Ｚ）＝ＣＯ＋Ｃ１Ｙ＋Ｃ２Ｚ−−−−−
−（６）８係＠ｃｏ、Ｃ１、Ｃ２のみが各単位レンズで
異なるという意味である。

また、第２図（ｂ）および第２図（Ｃ）に夫々示したＸ
−７平面断面図およびＸ−Ｙ平面断面図から分る様に、
この補正レンズでは隣合う単位レンズの境界、例えば、
１９番目の単位レンズ領域（１１）の右辺境界と２０番
目の単位レンズ領域（１０）の左辺境界とが連続となる
様に、各係数が決定される。なお、第２図（ｂ）および
（Ｃ）において、各単位レンズ領域の境界を破線で示し
である。

本実施例では、補正レンズ全体を一つの座標軸で表現し
た場合について、説明したが、第２図（ｄ）の単位レン
ズ領域２３（１２＞の拡大平面図に示す様に、各単位レ
ンズ領域毎に局所的に座標（ｙｏ、２０＞を設定して、
表面式を決定することもできる。

単位レンズ領域の大きさは、大きくなると各単位レンズ
領域゛の境界領域で誤差が大きくなることが予想される
ので、１０＃Ｘ１０ｍないしｓｍｍＸｓｍｍの範囲が好
適であり、好ましくは、８＃Ｘ８Ｍでおる。逆に、単位
レンズ領域の大きさが小さすぎると、表面式の計算に時
間を要し、さらに、ガラス表面を切削する治具のバイト
刃の先端より小さくなり、レンズ表面の高さと傾斜の両
方を正確に加工することが不可能となる。従って、単位
レンズの寸法の下限は３ｍＸ３ｍの大きざである。

また、本発明に用いられる補正レンズでは、夫々の単位
レンズ領域の表面は、隣合う単位レンズ領域の境界で連
続しており、段差がないが、その表面の傾斜は隣合う単
位レンズ領域で不連続となっている。ここで、傾斜が不
連続とは、隣合う単位レンズ領域の表面の傾斜角度が単
位レンズ領域の境界を挟んで異なることを意味する。

この傾斜の不連続の度合いが大きくなると、単位レンズ
領域のレンズ作用で、露光の際に、集光部と発散部とが
でき、蛍光体層の幅や大きさにむらが生じ、画像の輝度
や発光色にむらが生じ、好ましくない。従って、各単位
レンズ領域の間での傾斜の差は２０度以内となる様に設
定することが、好ましい。

上記実施例では、補正レンズとして、光源側の面が平面
であり、蛍光面側の面が曲面としたレンズを用いて説明
したが、この逆でも良く、さらに、両方の面を曲面とし
ても良い。

また、補正レンズを１枚設けた実施例について説明した
が、光源と補正レンズとの間または補正レンズとパネル
との間の一方もしくは両方に他の補正レンズを設ける等
、複数のレンズと組合わせることもできる。

［発明の効果］ 以上の様に、本発明によれば、電子ビームがランディン
グする位置に所望の誤差範囲内で蛍光体層を形成でき、
しかも、露光の光量不均一による蛍光体層のむらが生じ
ることがない蛍光面の形成方法並びに露光装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の露光装置を示す断面図、第２
図（ａ）は本発明の実施例に用いられる補正レンズを示
す平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のＸ−７平面で
切断したときの断面図、第２図（Ｃ）は第２図（ａ）の
Ｘ−Ｙ平面で切断したときの断面図、第２図（ｄ）は第
２図（ａ＞の単位レンズを拡大した平面図、第３図はカ
ラー受像管の電子ビームのランディング状態を示す断面
図、第４図はカラー受像管における偏向電子ビームを説
明する断面図、第５図は従来の露光方法に用いられてい
た補正レンズの斜視図である。 １・・・露光装置、　　　　　２・・・感光性樹脂膜、
３・・・シャドウマスク、　　４・・・パネル、５・・
・支持体、　　　　　　６・・・光源、７・・・補正レ
ンズ、　　　　８・・・単位レンズ領域。 代理人　弁理士　大　胡　典　夫 第　　１　図 第　　５　　図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラー受像管の外囲器の内面に感光性樹脂を塗布
   し感光性樹脂膜を形成し、この感光性樹脂膜を補正レン
   ズを通した光で露光した後、蛍光体層を所定の位置に形
   成するカラー受像管の蛍光面の形成方法において、前記
   補正レンズは複数の単位レンズ領域から構成され、この
   単位レンズ領域の表面は夫々異なる面を有し、かつ、隣
   合う単位レンズ領域の表面の境界は連続していることを
   特徴とするカラー受像管の蛍光面の形成方法。
2. （２）感光性樹脂膜が内面に塗布された外囲器を載置す
   る支持体と、露光用の光源と、支持体および光源の間に
   配置され照射光路を電子ビーム軌道とほぼ同一とする補
   正レンズとを備えた露光装置において、前記補正レンズ
   は複数の単位レンズ領域から構成され、この単位レンズ
   領域の表面は夫々異なる面を有し、かつ、隣合う単位レ
   ンズ領域の表面の境界は連続していることを特徴とする
   露光装置。