JPH07296725A

JPH07296725A - カラー陰極線管用露光装置

Info

Publication number: JPH07296725A
Application number: JP9103694A
Authority: JP
Inventors: Takumi Karasawa; 工唐沢; Takaaki Ishikawa; 孝明石川; Hirobumi Mutou; 博文武東
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】パネルの形状、寸法が僅かに基準値と異なるも
のを使用しても正常なカラー螢光面が形成できる露光装
置を提供することにある。【構成】パネル内面に成膜させた感光性の黒鉛膜または
３原色の螢光体の膜を、シャドウマスクを介して露光さ
せ、カラー陰極線管の螢光面をフォトリソグラフィ技術
により形成させるためのカラー陰極線管用露光装置にお
いて、特定のパネルとシャドウマスクの組合せに対する
露光に先立って、毎回、被露光パネルの中央部および周
辺のファンネルとの封止面と、露光用光源との距離を計
測する手段と、露光用光源とパネルの平行移動成分を計
測する手段とを備え、これらの計測手段によって得られ
た３次元座標に基づいて、露光用光源の位置、傾きを修
正するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー陰極線管のパネ
ルの寸法とくにパネルスカートの高さが、基準値から多
少大きく偏倚している場合でも、露光装置の所定の位置
に載置した特定のパネルとシャドウマスクの組合せの位
置を精密に計測して、被露光パネル内面およびシャドウ
マスクの面に対して、露光用光源を正しい基準位置に修
正して設置することにより、良好な螢光面を形成できる
ようにするカラー陰極線管用露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】公知のように、シャドウマスク方式カラ
ー陰極線管の螢光膜は、感光性接着材と黒鉛（所謂ブラ
ックマトリクス用）や各原色に発光する螢光体を混合し
た感光性膜をパネル内面全面に形成させてある特定のパ
ネルとシャドウマスクの組合せに対して、所定の位置か
ら所謂補正レンズを介して露光するフォトリソグラフィ
ー技術によって形成される。実際の使用状態では、電子
ビームは偏向ヨークによって電磁的に軌道を曲げられ、
パネルの中央部近傍ではパネル内面にほぼ直角に（入射
角≒０で）、パネル周辺部ではパネル内面に対してかな
り大きな入射角で入射する。螢光膜形成に際して、電子
ビームの代りに光線を用いるのは、電子ビームは真空中
でしか実用できないため排気時間が必要になり、量産に
は不向きなためである。光線は補正レンズのガラス面に
入、出射する際に屈折するが、空気中では直線的に進
む。このように陰極線管内の電子ビーム軌道と露光光線
とは曲がり方が大きく異なるのに、電子ビーム軌道と光
線とを、パネル内面に近い部分（シャドウマスクの電子
ビーム通過孔からパネル内面に至る近傍）で同様にする
ために補正レンズを使用する。したがって、補正レンズ
も露光光源に対して正確に所定の相対位置に配置しなけ
れば所望の如く機能しない。公知のように、螢光面形成
工程からパネルとファンネルとを封着して実際使用時に
至るまで、特定のパネルとシャドウマスクとを組合せて
用いないと３原色螢光体のドット又はストライプが隣接
して所期の如く配列する良好な螢光面が得られないほ
ど、パネルとシャドウマスクの組合せ、及び、それに対
する露光光源位置の関係は微妙である。従来は、露光装
置の所定の位置に、特定のパネルとシャドウマスクを組
合せたものを載置し、露光用光源は上記パネルなどの所
定位置に対し、設計的に定まる所定の位置に配置するよ
うになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、カラー陰極線管
の製造工程で、パネルをファンネルに封着したのち、種
々の検査を行っている間に不合格と判定されるものが生
ずるのは止むを得ない。カラー陰極線管を構成する部材
の原価のなかで、パネルとシャドウマスクの組合せ部材
の原価の比重は大きいので、陰極線管の製造工場では、
不合格と判定されたもののパネルとファンネルとを、封
着部で引き離して再利用することが行われている。この
再利用、再生工程で、封着個所に付着した封着用材料
（低融点ガラス）を除去する作業の際に、ガラス封着面
を研磨し過ぎて、パネルスカートの高さを僅かに基準値
よりも低く（場合によっては研磨面が当初の基準面に対
して僅かに傾斜）してしまう場合がある。このようなパ
ネルとシャドウマスクを用いて再度螢光面形成のために
露光作業を行うと、従来の露光装置では、露光用光源の
位置が設計的に正しい位置よりも、僅かではあるが、パ
ネルに近過ぎる（場合によってはパネルの露光台上の姿
勢が正規位置に対して僅かに傾いた）位置に在ることに
なる。上記原因によるものの他にも、例えば、ガラス製
造専門部署の検査誤りなどでパネル寸法不良なものが陰
極線管の製造工程に流れて来ることもあり得る。このよ
うな不具合に気付かないで従来の露光装置で露光する
と、例えば３原色の色ずれや色純度劣化などの欠陥が現
れる。

【０００４】本発明は上記のような従来の問題点を解決
し、肉眼などでは到底分からないような僅かに寸法（や
姿勢）が狂っている（例えば数十μｍ程度）パネルとシ
ャドウマスクの組合せに対しても、正しい相対位置に配
置した光源によって露光するようにした露光装置を提供
することを課題とする。

【０００５】なお、カラー陰極線管の螢光面形成工程で
は、ブラックマトリクス膜製造工程も含めると、露光の
都度、最低限４回はパネルとシャドウマスクの取付け、
取外しを行わなければならない。そのために、公知のよ
うに、ガラスのパネルスカート部の内側の所定位置に普
通４個の固定用ピンを突出させ、このピンとシャドウマ
スクの所定位置に取付けた取付け金具の孔とを係合させ
て組合せるようになっている。このピンや取付け金具な
どによる不具合に対しては、陰極線管製造工程では、寸
法検査を厳重に行う以外に対策はなく、また、かかる不
具合品は本発明による救済の対象ではない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、パネル内面に成膜させた感光性の黒鉛膜
または３原色の螢光体の膜を、シャドウマスクを介して
露光させ、カラー陰極線管の螢光面をフォトリソグラフ
ィ技術により形成させるためのカラー陰極線管用露光装
置において、特定のパネルとシャドウマスクの組合せに
対する露光に先立って、毎回、補正レンズを光源に対す
る正規の位置から横にずらした状態で、被露光パネルの
中央部および周辺のファンネルとの封止面と、露光用光
源との距離を計測する手段と、露光用光源とパネルの平
行移動成分を計測する手段とを備え、これらの計測手段
によって得られた３次元座標に基づいて、露光用光源の
位置、傾きを修正するようにした。

【０００７】

【作用】距離測定に例えばレーザ・レーダを用いれば、
本発明が対象とする程度の寸法の狂いを比較的容易に検
出できる。光源を円板の中心に正しく取付け、この円板
を、其の周縁３個所に、それぞれ直角三角形の２辺を形
成するように２本ずつ取り付けた計６本の棒の長さを伸
縮させることによって、円板の中心位置と円板の傾斜を
調整できる６軸支持法で支持させれば、光源の位置、光
線の方向の調整を所望の如く行うことができる。なお、
補正レンズは上記光源を取付ける円板に正しい位置姿勢
に設置したレンズ用載置台上で横にスライド可能に載置
しておく。

【０００８】

【実施例】まず図２によって露光用光源１１の支持法を
説明する。中心に光源１１を正しく（射出する光束の分
布が円板中心に対し点対称になるように）取付けた円板
４は、その周縁１２０度おきに３個所に、それぞれ直角
三角形の２辺を形成するように２本ずつ取付けた合計６
本の長さ可変の棒で支持されている。この支持法は６軸
支持法として知られている。各棒には屈曲可能な関節
Ａ、Ｂ（実際には細い可撓鋼線で製作すると、遊び皆無
のボールジョイントと同等になる、曲げ角度は僅かであ
るから此の構造で問題ない）があり、それらの中間の棒
１４は固定長であるが、固定部に取付けられた棒１５の
長さは可変である。棒１５の長さを伸縮させると、例え
ば図３に示すように関節Ａ₀、Ｂ₀の状態からＡ₁、Ｂ₁の
状態に変化して円板４の位置、傾斜をある程度自由に調
整できる。近年は１６ビットのデータを扱う家電製品用
のＭＰＵなどが安価に入手できるので、棒１５の長さを
調節するパルス・モータを介して円板４の位置、傾斜の
調整は容易である。なお、上記円板は、露光装置の筐体
内で、上記６軸により吊り下げるようにしても、押し上
げて支持するようにしても良い。

【０００９】次に図１により、本発明の要部である光源
の（設計的に定められた）基準位置から露光装置の所定
位置に載置された特定のパネルとシャドウマスクの組合
せに至る距離の精密計測法について説明する。なお、こ
の計測に際して、補正レンズ２は正規の位置から横にス
ライドさせてある。光源１１は円板４の中心に取付けら
れ、この円板４は上記６軸支持法により露光装置の筐体
に、吊り下げ状態または押し上げ状態で、取付け支持さ
れているが、図面を簡単にするため、上記６軸支持部は
図示を省略した。なお、図中で５０はシャドウマスクで
ある。

【００１０】パネル３の中央部の高さをレーザ・レーダ
５５、５６を用いて、測定点Ｐ₁、Ｐ₂までの距離Ｌ₁、
Ｌ₂として計測する。次にパネル３の周辺部のファンネ
ルとの封着面Ｐ₃、Ｐ₄までの高さを、それぞれ、レーザ
・レーダ５３、５４で測定する。なお、周辺部について
は、代表的な数点について行う。測定個所にはレーザ光
を通過させるための孔５７、５８があけてある。また、
此の周辺部の封着面を、１次元ＣＣＤカメラ５１、５２
で撮像し、横方向の位置ずれを計測する。上記、計測で
問題とする値は、通常は最大でも０．１ｍｍ以下の程度
であるが、螢光体のドット又はストライプのピッチが
０．２ｍｍ程度のカラーデータ端末表示管もあるから、
もし０．１ｍｍ横にずれていたりすれば、影響は大き
く、本発明により対パネル光源位置を修正することによ
る効果は大きい。

【００１１】本発明では、正規（設計的）位置（従来の
露光装置で光源を固定していた位置）にあると仮定した
光源１１から、パネルに対する距離、相対位置を計測
し、計測結果を用いて、パネルに対する光源の位置、姿
勢が基準状態になるように光源１１の位置、姿勢を、円
板４の位置、姿勢を介して修正するので、実際に露光す
る際には、光源はパネルやシャドウマスクに対して設計
的に正しい位置にある。修正量の絶対値が小さいから、
計測開始当初の光源位置は従来の場合と同様、露光装置
のパネル載置個所に対し、上記のように正規位置に置く
のが都合が良い。

【００１２】なお、本発明により、パネル面が僅かに電
子銃側へ近寄ったものを使用する場合、ファンネルとネ
ック管の接合部近くに配設する偏向ヨークの取り付け位
置を僅かに電子銃側へ近付けるように調整することによ
り、全く問題は生じない。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、た
とえ、製造工程で一旦不具合と判定されたものを解体し
てパネルを再利用する場合などに、パネルのファンネル
との封着面を多少研磨し過ぎたようなものが生じても、
全く問題のない製品を製作できるようになり、しかも露
光用光源の位置修正は全自動で行われるので、原価低減
に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部である光源の基準位置から露光装
置の所定位置に置かれたパネルに至る距離の精密計測に
ついて説明する図である。

【図２】露光用光源を取付けた円板を、その周縁１２０
度おきに３個所に、それぞれ直角三角形の２辺を形成す
るように２本ずつ取付けた合計６本の長さ可変の棒で支
持させ、光源をパネルに対して正規の状態に設定する６
軸支持方法を説明する図である。

【図３】露光用光源を取付けた円板の位置、姿勢を調整
するために６軸支持法を用いた場合に、軸長を長くした
結果、円板の姿勢が傾いた状態を説明する図である。

【符号の説明】

２…補正レンズ、３…パネル、４…円板、１１…
光源、１４…固定長の棒、１５…調整のために伸縮
する棒、５０…シャドウマスク、５１、５２…１次
元ＣＣＤカメラ、５３、５４、５５、５６…レーザ・
レーダ、５７、５８…孔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パネル内面に成膜させた感光性の黒鉛膜ま
たは３原色の螢光体の膜を、シャドウマスクを介して露
光させ、カラー陰極線管の螢光面をフォトリソグラフィ
技術により形成させるためのカラー陰極線管用露光装置
において、特定のパネルとシャドウマスクの組合せに対
する露光に先立って、被露光パネルの中央部および周辺
のファンネルとの封止面と露光用光源との距離を計測す
る手段と、露光用光源とパネルの平行移動成分を計測す
る手段とを備え、これらの計測手段によって得られた３
次元座標に基づいて、露光用光源の位置、傾きを修正す
るようにしたことを特徴とするカラー陰極線管用露光装
置。