JPH08287827A - カラー陰極線管の蛍光面形成用露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パネル周辺部の光吸収層の隙間や蛍光体層の
サイズを所定大きさに容易に形成できる露光装置を構成
することを目的とする。 【構成】 光源25およびこの光源から放射される光を取
出す窓部を有し、この窓部に光透過部材42が配置されて
なるランプハウス41を備え、その光透過部材を介して投
射される光によりパネル1 の内面に蛍光面を形成するカ
ラー陰極線管の蛍光面形成用露光装置において、窓部の
光透過部材の内外面を曲面とし、この曲面の曲率中心が
光源の発光中心と概ね一致する位置に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラー陰極線管の蛍
光面形成用露光装置に係り、特に良好な光量分布が得ら
れるカラー陰極線管の蛍光面形成用露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー陰極線管は、図７に示すよ
うに、パネル１およびこのパネル１に一体に接合された
ファンネル２からなる外囲器を有し、そのパネル１の内
側に配置されたシャドウマスク３に対向して、パネル１
の内面に蛍光面４が形成されている。一方、ファンネル
２のネック５内に３電子ビーム６を放出する電子銃７が
配設されている。そしてこの電子銃７から放出される３
電子ビーム６をファンネル２の外側に装着された偏向装
置８の発生する磁界により偏向して、蛍光面４を水平、
垂直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。

【０００３】上記蛍光面４としては、図８に示すよう
に、マトリックス状の光吸収層１０の隙間（マトリック
スホール）に、青、緑、赤に発光するドット状の３色蛍
光体層１１B ，１１G ，１１R が埋込まれるように設け
られたブラックマトリックス型蛍光面、図９に示すよう
に、ストライプ状の光吸収層１０の隙間に、青、緑、赤
に発光するストライプ状の３色蛍光体層１１B ，１１G
，１１R が埋込まれるように設けられたブラックスト
ライプ型蛍光面、図１０および図１１に示すように、光
吸収層１０をもたないドット状またはストライプ状の３
色蛍光体層１１B ，１１G ，１１R からなる蛍光面があ
る。

【０００４】従来よりこれら蛍光面４は、いずれも写真
印刷法により形成され、光吸収層１０をもつブラックマ
トリックスまたはブラックストライプ型蛍光面について
は、最初に吸収層１０を形成し、ついで３色蛍光体層１
１B ，１１G ，１１R を形成する方法で形成されてい
る。

【０００５】すなわち、光吸収層１０をもつ蛍光面につ
いては、図１２（ａ）に示すように、パネル１の内面に
感光剤を塗布し、乾燥して感光膜１３を形成する。つい
でシャドウマスク３を介して上記感光膜１３を露光し、
感光膜１３にシャドウマスク３の電子ビーム通過孔１４
に対応するパターンを焼付ける。ついでそのパターンの
焼付けられた感光膜１３を現像して未感光部を除去し、
同（ｂ）に示すように、上記電子ビーム通過孔に対応す
るパターンからなるレジスト１５を形成する。つぎに同
（ｃ）に示すように、上記レジスト１５の形成されたパ
ネル１の内面に黒色光吸収塗料を塗布し、乾燥して光吸
収塗料層１６を形成する。ついで剥離剤を用いて、上記
レジスト１５とともに、その上に塗布形成された光吸収
塗料層１６を剥離除去して、同（ｄ）に示すように、パ
ネル１の内面に光吸収層１０を形成する。

【０００６】その後、上記光吸収層１０の形成されたパ
ネル１の内面に感光剤および蛍光体を主成分とする蛍光
体スラリを塗布し、乾燥して、同（ｅ）に示すように、
蛍光体スラリ層１８を形成する。ついでシャドウマスク
３を介して上記蛍光体スラリ層１８を露光し、蛍光体ス
ラリ層１８にシャドウマスク３の電子ビーム通過孔１４
に対応するパターンを焼付ける。ついでそのパターンの
焼付けられた蛍光体スラリ層１８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１０の所定の
隙間に蛍光体層、たとえば青蛍光体層１１B を形成す
る。この青蛍光体層１１B の形成方法を他の緑、赤蛍光
体について繰返すことにより、同（ｇ）に示すように、
光吸収層１０の所定の隙間に３色蛍光体層１１B ，１１
G ，１１Rを形成する。

【０００７】また光吸収層をもたない蛍光面について
は、上記青蛍光体層形成工程以後の工程により形成され
る。

【０００８】上記光吸収層１０を形成するためにパネル
１の内面に塗布形成された感光膜１３の露光および蛍光
体スラリ層１８の露光には、露光装置が用いられる。こ
の露光装置は、図１３に示すように、パネル１を位置決
め支持する支持台２０の下部にランプハウス２１が設置
され、このランプハウス２１上に、ランプハウス２１か
ら放出される光の軌道をカラー陰極線管の電子銃から放
出される電子ビームの軌道に近似させる補正レンズ２２
などの光学系、パネル１の内面に対するランプハウス２
１から放出される光の分布を補正する補正フィルタ２３
などが配置されている。

【０００９】そのランプハウス２１は、一般に直管型の
超高圧水銀ランプを光源２５とし、この光源２５から放
射される光（紫外線）を取出す窓部に、石英ガラスなど
から形成された内面が平面、外面が平面または曲面から
なる光透過部材２６が配置されている。特にこの外面が
曲面からなる従来の光透過部材２６は、カラー陰極線管
の３色蛍光体層に対する電子ビームのランディング特性
を補助的に補正する曲率の曲面となっている。また上記
超高圧水銀ランプのまわりには、図１４に示すように、
光源２５の大きさを規制する所定大きさのスリット２７
が形成された遮光体２８が配置されている。なお、ラン
プハウス２１は、超高圧水銀ランプの点灯時の発熱によ
る昇温を防止するため、水冷方式となっている。

【００１０】しかし上記露光装置によりパネル１の内面
に形成された感光膜や蛍光体スラリ層を露光すると、パ
ネル１の中央部に対して周辺部での光量の減少がいちじ
るしく、その周辺部の光量不足のために、光吸収層につ
いては、中央部にくらべて周辺部の光吸収層の隙間が、
また蛍光体層については、そのサイズが小さくなるとい
う問題がある。たとえば９０度偏向カラー陰極線管の場
合、パネル１内面の中央と対角端とでは、光源２５から
の距離が約２倍異なる。そのため、光源２５を頂点とす
る立体角から幾何学的に予想されるパネル１内面の対角
端での光量は、パネル１内面の中央の光量の約５０％と
なるが、実測では３０％前後に低下する。これは、単に
パネル１内面の中央と対角端との光路差による紫外線の
減衰ばかりでなく、つぎの要因が加算されるためであ
る。

【００１１】すなわち、図１５に示すように、ランプハ
ウスの光源２５を取巻く水（屈折率ｎ＝１．３）と空気
（屈折率ｎ＝１．０）との間にそれらと屈折率の異なる
光透過部材２６が配置された場合、その境界面を垂直に
入射し、光透過部材２６を通過して垂直に出射する光３
０c は、光透過部材２６入射前と出射後とで、あまり光
量が変化しない。しかしパネル１内面の対角部を露光す
るために、平面状の光透過部材２６を通過して約４５°
の角度θa で出射する光３０d は、スネルの法則から光
透過部材２６に約３３°の角度θw で入射することにな
り（光透過部材２６が限りなく薄いとした場合）、光の
広がりが大きくなる。つまり、光透過部材２６に斜めに
入射する光ほど、出射角が大きくなり、パネル１内面に
到達する光量が減少する。このことは、実際に厚みをも
った光透過部材２６についても同様に考えられ、また外
面が曲面からなる光透過部材でも、その曲面がランディ
ング補正のためのものであるときは、同様に減少する。

【００１２】その結果、光量分布のための補正フィルタ
ーを使用しても、露光光量の絶対量が周辺で不足するた
め光吸収層については中央部にくらべて周辺部の光吸収
層の隙間が、また蛍光体スラリ層についてはそのサイズ
が小さくなる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、カラー
陰極線管の蛍光面は、写真印刷法にり形成され、その光
吸収層や蛍光体層の形成に、ランプハウス、このランプ
ハウスから放出される光の軌道をカラー陰極線管の電子
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
ンズなどの光学系、パネルの内面に対するランプハウス
から放出される光の分布を補正する補正フィルタなどが
配置された露光装置が用いられている。従来そのランプ
ハウスは、直管型の超高圧水銀ランプを光源とし、この
光源の大きさを規制するために、超高圧水銀ランプを所
定大きさのスリットの形成された遮光体で覆い、この光
源から放射される光を取出す透過窓に、石英ガラスなど
から形成された内面が平面、外面が平面または曲面から
なる光透過部材が配置されている。そして超高圧水銀ラ
ンプの点灯時の発熱による昇温を防止するため、水冷方
式となっている。

【００１４】しかし上記露光装置によりパネルの内面に
形成された感光膜や蛍光体スラリ層を露光すると、パネ
ルの中央部に対して周辺部の光量の減少がいちじるし
く、その周辺部の光量不足のために、光吸収層について
は中央部にくらべて周辺部の光吸収層の隙間が、蛍光体
スラリ層についてはそのサイズが小さくなるという問題
がある。これは、パネル内面の中央と対角端とでは、光
源からの距離が異なりことによる光量の低下のほかに、
光透過部材に斜めに入射する光ほど出射角が大きくな
り、光の広がりが大きくなって、パネル内面の周辺部を
露光する光量が減少するためである。

【００１５】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、光透過部材に斜めに入射する光の
出射角を小さくして、パネル内面の周辺部の光吸収層の
隙間や蛍光体層のサイズを容易に所定の大きさに形成す
ることができる露光装置を構成することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】光源およびこの光源から
放射される光を取出す窓部を有し、この窓部に光透過部
材が配置されてなるランプハウスを備え、その光透過部
材を介して投射される光によりパネルの内面に蛍光面を
形成するカラー陰極線管用露光装置において、窓部の光
透過部材の内外面を曲面とし、この曲面の曲率中心が光
源の発光中心と概ね一致する位置に配置した。また、そ
の光透過部材の内外面の曲面を球面とした。また、その
光透過部材の内外面の曲面を回転放物面とした。

【００１７】さらに、窓部の光透過部材を凸レンズと
し、この凸レンズの焦点距離の内側に光源の発光中心を
位置させた。また、その凸レンズからなる光透過部材の
レンズ曲面を球面とした。また、その凸レンズからなる
光透過部材のレンズ曲面を回転放物面とした。さらにま
た、その凸レンズからなる光透過部材のレンズ曲面を円
筒面または放物面とした。

【００１８】

【作用】上記のように、窓部の光透過部材の内外面を曲
面とし、この曲面の曲率中心が光源の発光中心と概ね一
致する位置に配置し、より具体的には、その光透過部材
の内外面の曲面を球面または回転放物面とすると、光源
から放出される光を光透過部材に垂直に入射させて垂直
に出射させることができる。したがって光透過部材を斜
めに入射し、大きな角度で出射するために光の広がりが
大きくなり、そのために生じた光量の減少を軽減でき
る。その結果、パネル内面の周辺部の光量を増加させ
て、その周辺部の光吸収層の隙間や蛍光体層のサイズを
容易に所定の大きさに形成することができる。

【００１９】また、窓部の光透過部材を凸レンズとし、
この凸レンズの焦点距離の内側に光源の発光中心を位置
させ、より具体的には、その凸レンズからなる光透過部
材のレンズ曲面を球面または回転放物面または円筒面ま
たは放物面としても、上記光透過部材の内外面の曲面を
球面または回転放物面とした場合と同様の作用が得られ
る。

【００２０】

【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。

【００２１】実施例１．図１にその実施例１の露光装置
を示す。この露光装置は、内面に光吸収層を形成するた
めの感光膜や蛍光体層を形成するための蛍光体スラリ層
などの蛍光面形成部材層４０の形成されたパネル１を位
置決め支持する支持台２０の下部にランプハウス４１が
設置され、このランプハウス４１上に、ランプハウス４
１から放出される光の軌道をカラー陰極線管の電子銃か
ら放出される電子ビームの軌道に近似させるための補正
レンズ２２などの光学系、上記支持台２０に位置決め支
持されたパネル１の内面に対するランプハウス４１から
放出される光の分布を補正する補正フィルタ２３などが
配置されている。なお、３はパネル１の内側に配置され
たシャドウマスクである。

【００２２】上記ランプハウス４１は、直管型の超高圧
水銀ランプを光源２５とし、この光源２５から放出され
る光を取出す窓部に石英ガラスからなる光透過部材４２
が配置されている。特にこの例の露光装置では、その光
透過部材４２は、一定厚み曲面からなる形状に形成さ
れ、その曲面が図２に示すように、内外面ともに球面で
あり、その球面の曲率中心が上記光源２５の発光中心と
概ね一致する位置に配置されている。また上記超高圧水
銀ランプのまわりには、光源２５の大きさを規制するス
リット２７の形成された遮光体２８が配置されている。
なお、このランプハウス４１は、超高圧水銀ランプの点
灯時の発熱による昇温を防止するため、水冷方式となっ
ている。

【００２３】ところで、上記のようにランプハウス４１
の光源２５からの光を取出す窓部に、内外面が球面から
なる一定厚みに形成され、その球面の曲率中心が光源２
５の発光中心と概ね一致する位置に光透過部材４２を配
置すると、図２（ｂ）に示したように、光源２５から放
出された光４４は、光透過部材４２への入射角をθw，
出射角をθa で示したように光透過部材４２の有効部の
すべての位置で垂直に横切って出射されるようになる。
その結果、光透過部材４２を通って出射される光４４の
広がりは、支持台４０に位置決め支持されたパネル１の
周辺部に向かう光も、パネル１中央部に向かう光とほぼ
同じになる。したがって補正フィルタ２３を適切に設計
することにより、パネル１内面に形成する光吸収層の隙
間や蛍光体層のサイズをパネル１中央から周辺部にかけ
て均一にすることができる。さらに補正フィルタ２３の
濃度勾配も小さくなり、容易に所要の補正フィルタ２３
を製作することができる。しかもパネル１の周辺部の光
量増加により、露光時間を短縮することができる。

【００２４】なお、上記実施例では、光源の発光中心を
点として、すなわち光源を点光源として説明したが、直
管型の超高圧水銀ランプを光源２５とし、この超高圧水
銀ランプのまわりにスリット２７の形成された遮光体２
８を配置し、光源２５から放射される光をそのスリット
２７により規制された所定大きさする場合ついても、光
透過部材４の曲率中心に、その光源２５の中心が位置す
るように配置することにより、同様の効果が得られる。

【００２５】実施例２．露光装置の全体の構成は、実施
例１と同じであるので、説明を省略し、図３に実施例２
の光透過部材を示す。

【００２６】実施例１では、光透過部材を内外面が球面
からなる一定厚みの形状としたが、図３に示した光透過
部材４２は、内外面ともに回転放物面からなる一定厚み
の形状とし、その回転放物面の曲率中心が光源２５の発
光中心と概ね一致する位置に配置したものである。

【００２７】このように光透過部材４２を構成しても、
実施例１と同様の効果をもつ露光装置を構成することが
できる。

【００２８】実施例３．露光装置の全体の構成は、実施
例１と同じであるので、説明を省略し、図４に実施例３
の光透過部材を示す。

【００２９】実施例１および２では、光透過部材を内外
面が球面または回転放物面からなる一定厚みの曲面から
なる形状としたが、図４に示したこの例の光透過部材４
２は、光源から放出され光の出射側の外面が球面からな
る凸レンズとしたものである。この凸レンズからなる光
透過部材４２に対しては、図５に示すように、光源２５
は、その焦点距離の内側に配置される。

【００３０】このように光透過部材４２を凸レンズと
し、その焦点距離の内側に光源２５を配置すると、図５
に示したように、光源２５から放出された光４４を支持
台に位置決め支持されたパネルの中央部に向かうように
集光することができ、光透過部材４２を通って出射され
る光の広がりを抑え、パネルの周辺部に向かう光の広が
りを中央部に向かう光と同じようにすることができる。
したがって補正フィルタを適切に設計することにより、
パネル内面に形成する光吸収層の隙間や蛍光体層のサイ
ズをパネル中央から周辺部にかけて均一にすることがで
きる。さらに補正フィルタの濃度勾配も小さくなり、容
易に所要の補正フィルタを製作することができる。しか
もパネルの周辺部の光量増加により、露光時間を短縮す
ることができる、など実施例１と同様の効果をもつ露光
装置を構成することができる。

【００３１】なお、図４には、光源から放出され光の入
射側が平面である凸レンズからなる光透過部材を示した
が、この凸レンズからなる光透過部材の光の入射側は、
必ずしも平面である必要はなく、凸球面または凹球面な
ど他の曲面としてもよい。

【００３２】実施例４．図６に実施例４の光透過部材を
示す。実施例３では、光透過部材４２を外面が球面から
なる凸レンズとしたが、図６の光透過部材４２は、光源
から放出され光の出射側の外面が回転放物面からなる凸
レンズとしたものである。このような光透過部材４２に
対して、光源２５は、その焦点距離の内側に配置され
る。

【００３３】このように光透過部材４２を構成しても、
実施例３と同様の効果をもつ露光装置を構成することが
できる。

【００３４】なお、図６には、光源から放出され光の入
射側が平面である凸レンズからなる光透過部材を示した
が、この光透過部材も光の入射側は、必ずしも平面であ
る必要はなく、凸球面または凹球面など他の曲面として
もよい。

【００３５】実施例５．実施例３および４では、光源か
ら放出され光の出射側を球面または回転放物面球面とし
た凸レンズからなる光透過部材について説明したが、こ
の凸レンズからなる光透過部材は、光源から放出され光
の出射側を円筒面、または一方向が放物面、直交する方
向が平面または異なる曲面としても、同様のの効果をも
つ露光装置を構成することができる。

【００３６】

【発明の効果】光源およびこの光源から放射される光を
取出す窓部を有し、この窓部に光透過部材が配置されて
なるランプハウスを備え、その光透過部材を介して投射
される光によりパネルの内面に蛍光面を形成するカラー
陰極線管の蛍光面形成用露光装置において、窓部の光透
過部材の内外面を曲面とし、この曲面の曲率中心が光源
の発光中心と概ね一致する位置に配置し、より具体的に
は、その光透過部材の内外面の曲面を球面または回転放
物面とすると、光源から放出される光を光透過部材に垂
直に入射させ、かつ光透過部材から垂直に出射させるこ
とができ、光透過部材を斜めに入射し、大きな角度で出
射するために光の広がりが大きくなり、そのために生じ
た光量の減少を軽減でき、パネル内面の周辺部の光吸収
層の隙間や蛍光体層のサイズを容易に所定の大きさに形
成することができる。

【００３７】また、窓部の光透過部材を凸レンズとし、
この凸レンズの焦点距離の内側に光源の発光中心を位置
させ、より具体的には、その凸レンズからなる光透過部
材のレンズ曲面を球面または回転放物面または円筒面ま
たは放物面としても、上記光透過部材の内外面の曲面を
球面または回転放物面とした場合と同様の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）はこの発明の実施例１の露光装置の
構成を示す図、図１（ｂ）はそのランプハウスの構成を
示す図である。

【図２】図２（ａ）上記ランプハウスの光透過部材の形
状を示す図、図２（ｂ）はその断面図である。

【図３】図３（ａ）はこの発明の実施例２の露光装置の
光透過部材の形状を示す図、図３（ｂ）はその断面図で
ある。

【図４】この発明の実施例３の露光装置の光透過部材の
形状を示す断面図である。

【図５】図４に示した光透過部材と光源との関係を示す
図である。

【図６】この発明の実施例４の露光装置の光透過部材の
形状を示す断面図である。

【図７】カラー陰極線管の構成を示す図である。

【図８】図８（ａ）は上記カラー陰極線管の蛍光面の構
成を示す平面図、図８（ｂ）はその断面図である。

【図９】図９（ａ）は上記蛍光面の異なる構成を示す平
面図、図９（ｂ）はその断面図である。

【図１０】図１０（ａ）は上記蛍光面のさらに異なる構
成を示す平面図、図１０（ｂ）はその断面図である。

【図１１】図１１（ａ）は上記蛍光面の他の構成を示す
平面図、図１１（ｂ）はその断面図である。

【図１２】図１２（ａ）乃至（ｇ）はそれぞれ上記蛍光
面の形成方法を説明するための図である。

【図１３】図１３（ａ）は従来の露光装置の構成を示す
図、図１３（ｂ）はそのランプハウスの構成を示す図で
ある。

【図１４】上記ランプハウスの光源を示す図である。

【図１５】上記露光装置の問題点を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１…パネル ３…シャドウマスク ２５…光源 ２７…スリット ２８…遮光体 ４０…蛍光面形成部材層 ４１…ランプハウス ４２…光透過部材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源およびこの光源から放射される光を
   取出す窓部を有し、この窓部に光透過部材が配置されて
   なるランプハウスを備え、上記光透過部材を介して投射
   される光によりパネルの内面に蛍光面を形成するカラー
   陰極線管の蛍光面形成用露光装置において、 上記窓部の光透過部材は内外面が曲面からなり、この曲
   面の曲率中心が上記光源の発光中心と概ね一致する位置
   に配置されていることを特徴とするカラー陰極線管の蛍
   光面形成用露光装置。
2. 【請求項２】 光透過部材の内外面の曲面が球面である
   ことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管の蛍光
   面形成用露光装置。
3. 【請求項３】 光透過部材の内外面の曲面が回転放物面
   であることを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管
   の蛍光面形成用露光装置。
4. 【請求項４】 光源およびこの光源から放射される光を
   取出す窓部を有し、この窓部に光透過部材が配置されて
   なるランプハウスを備え、上記光透過部材を介して投射
   される光によりパネルの内面に蛍光面を形成するカラー
   陰極線管の蛍光面形成用露光装置において、 上記窓部の光透過部材は凸レンズからなり、この凸レン
   ズの焦点距離の内側に上記光源の発光中心が位置するこ
   とを特徴とするカラー陰極線管の蛍光面形成用露光装
   置。
5. 【請求項５】 凸レンズからなる光透過部材のレンズ曲
   面が球面からなることを特徴とする請求項４記載のカラ
   ー陰極線管の蛍光面形成用露光装置。
6. 【請求項６】 凸レンズからなる光透過部材のレンズ曲
   面が回転放物面からなることを特徴とする請求項４記載
   のカラー陰極線管の蛍光面形成用露光装置。
7. 【請求項７】 凸レンズからなる光透過部材のレンズ曲
   面が円筒面または放物面からなることを特徴とする請求
   項４記載のカラー陰極線管の蛍光面形成用露光装置。