JPH09147746A - カラー陰極線管のフォトレジスト液塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォトレジスト塗布工程の管理条件を厳しく
することなく、且つ、フォトレジスト液の使用量を増加
させることもなく、気泡の残存しない、また膜厚の均一
なレジスト膜を得ることのできるフォトレジスト液の塗
布方法を実現し、輝度ムラの防止あるいは低減された高
品位なカラー陰極線管の製造方法を得る。 【解決手段】 カラー陰極線管のパネル内面の蛍光面に
ブラックマトリクスを形成するためのフォトレジスト液
を塗布する方法において、パネルを所定の傾斜角に保っ
て回転させながらフォトレジスト液を上記パネルの内面
に注入する工程と、フォトレジスト液の注入停止後、所
定の時間の間パネルの回転を停止させる工程と、注入す
る工程よりも高速でパネルを回転させることにより注入
された余剰のフォトレジスト液を振り切る工程とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー陰極線管の
蛍光面へのブラックマトリクスの形成方法に関し、特に
カラー陰極線管におけるブラックマトリクス形成のため
のフォトレジスト液の塗布方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、一般的なカラー陰極線管（以後
「ＣＲＴ」と称す）の基本的な構成を示す斜視図であ
る。図３において、１はファンネル、２はシャドウマス
ク、３はパネルである。ＣＲＴは漏斗状の形状をしたガ
ラス管であるファンネル１の開口部に、色選別電極であ
るシャドウマスク２および蛍光体が塗布されるパネル３
が取り付けられる構成となっている。

【０００３】図４は、図３に示したような構成の一般的
なＣＲＴにおいて、シャドウマスク２を組み込んで、フ
ァンネル１およびパネル３を接合した状態のＣＲＴの部
分断面図を示す。図４において、パネル３の内面には、
蛍光体が所定の形状で塗布された蛍光面４が形成されて
いる。蛍光体の形状は、ドット状、短冊状あるいは縞状
などがあるが、以後はドット状に形成された蛍光体の場
合について説明する。蛍光面４のファンネル１側にはシ
ャドウマスク２が固定されて配置されている。シャドウ
マスク２はドット状の蛍光体の形状に合わせて、丸形の
貫通穴を有して構成されている。

【０００４】図５は、図４に示した一点鎖線で囲まれた
領域Ｘの部分拡大図である。図５に示すようにパネル３
の内面には、それぞれ赤色、緑色、青色のドット状の蛍
光体Ｒ、Ｇ、Ｂが規則的に配列されている。また、５は
コントラストを向上させるために蛍光体間に塗布された
黒色の非発光物質（通常は黒鉛、またはカーボン）であ
って、通常、この黒色物質の部分はブラックマトリクス
と呼称される。シャドウマスク２には複数の丸形の貫通
穴が設けられ、その１つに対してＲ、Ｇ、Ｂの一組の蛍
光体ドットが対応する構成となっている。

【０００５】次に蛍光面４の製造工程について説明す
る。図６は、従来のフォトレジスト液塗布工程における
フォトレジスト液の注入の状態を示す概念図である。洗
浄して乾燥されたパネル３は、図６に示すように所定の
方向の回転軸を中心として回転しながらパネル３の内面
にブラックマトリクス５を形成するためのフォトレジス
ト液（略してレジストとも称す）をノズル６より噴射し
て注入し、フォトレジスト液の注入停止後も引続き同じ
回転数でパネル３の回転を続行し、注入されたフォトレ
ジスト液をパネル３の内面で展延させる。そして所定時
間経過後パネル３を高速回転してフォトレジスト液を振
り切る。このようにいわゆるスピンコート法で塗布して
フォトレジストの膜を形成し、乾燥する。その後、完成
後のＣＲＴの動作時の電子ビーム軌道を模した紫外線を
シャドウマスク２越しにフォトレジスト膜に照射して露
光し、工程で蛍光体が形成される部分の上にフォトレジ
ストの膜が残るように光化学反応によって硬化させる。

【０００６】この後、蛍光体が形成される部分以外のフ
ォトレジストの膜を温純水または界面活性剤などを噴霧
する事で除去（現像）する。続いて、グラファイトスラ
リーを全面に塗布し、乾燥後に過ヨウ素酸カリウム溶
液、または過酸化水素水などを主成分とするエッチング
液で、後の工程で蛍光体が形成される部分の上に形成さ
れたレジストごとその上のグラファイトを除去すること
でブラックマトリクス５が完成する。図７は、上述した
ようなブラックマトリクス５の従来の形成工程を示した
ものである。

【０００７】次に、ブラックマトリクス５が形成された
パネル３の内面に、スピンコート法で１色目の蛍光体ス
ラリーを塗布し、これを乾燥させ膜状とする。次に、完
成後のＣＲＴの動作時の電子ビーム軌道を模した紫外線
をシャドウマスク５越しに照射し、１色目の蛍光体スラ
リーが塗布されるべき部分のみを光化学反応によって硬
化させる。その後、温純水または界面活性剤などを噴霧
することで、他の色の蛍光体スラリーが塗布されるべき
部分に塗布された１色目の蛍光体スラリーが除去され
る。２色目および３色目の蛍光体スラリーも上記と同様
の工程を経て順に所定の部分に塗布され、蛍光面４が完
成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
ブラックマトリクスの形成工程におけるフォトレジスト
液の塗布方法では、例えばパネル３の内面にフォトレジ
スト液が強く当たることによって気泡が生じた。あるい
は注入の最後に於いてフォトレジスト液が流れていた部
分が跡になって残るなどして塗布膜厚に不均一が生じる
と、パネル３の高速回転による余剰のフォトレジスト液
の振り切り（以後「振り切り」と称す）の後にもこれが
残り、気泡が残った。また、気泡の破裂した跡が残った
ものは、振り切り・乾燥後にこれがパネル周辺側に向け
て彗星状に尾を引いたような跡を呈する。また、フォト
レジスト液が流れていた跡が残ったものは、その部分、
または周りとの境界部分が濃くなったような跡を呈す
る。

【０００９】図８はこのような不具合な異常現象を説明
するための図である。図において、Ａは有効画面内に気
泡が残ったまま振り切りを行った場合のフォトレジスト
塗布膜の異常の状態、Ｂはレジストが十分に広がらず膜
厚が小さい部分が残った場合の異常の状態、Ｃは有効画
面端に気泡が残ったまま振り切りを行った場合のレジス
ト塗布膜の異常の状態を示している。このような異常状
態のフォトレジスト塗布膜を露光・現像してブラックマ
トリクス５や蛍光体ドットＲ、Ｇ、Ｂを形成すると、元
の塗布膜の跡を反映したようなムラとなって残り、輝度
の分布に不均一が生じる。

【００１０】このようなフォトレジスト液塗布時の塗布
膜の異常形成を防止または低減する方法として、幾つか
の方法が考えられる。一つは、塗布条件の管理を厳しく
するという方法である。すなわち、塗布液の温度、粘
度、注入圧、パネル３の回転数、傾斜角、温度分布など
の公差および、または管理の時間間隔を小さくすること
により、異常の発生を未然に防ぐというものである。し
かし、この方法では管理項目が多すぎて管理者の負担が
増加するという問題があった。二つは、フォトレジスト
液の注入量および注入時間を大きく取り、不良箇所をレ
ジスト液の流れで有効画面の外に追い出す、という方法
である。しかし、この方法ではフォトレジスト液の使用
量が増加するという問題があった。

【００１１】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたものであり、フォトレジスト塗布工程の管
理条件を厳しくすることなく、且つ、フォトレジスト液
の使用量を増加させることもなく、気泡の残存しない、
また膜厚の均一なレジスト膜を得ることのできるフォト
レジスト液の塗布方法を実現し、輝度ムラの防止あるい
は低減された高品位なカラー陰極線管の製造方法を得る
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載のカラー陰極線管のフォトレジスト液塗布方法は、カ
ラー陰極線管のパネル内面の蛍光面にブラックマトリク
スを形成するためのフォトレジスト液を塗布する方法に
おいて、パネルを所定の傾斜角に保って回転させながら
フォトレジスト液を上記パネルの内面に注入する工程
と、フォトレジスト液の注入停止後、所定の時間の間パ
ネルの回転を停止させる工程と、所定の時間経過後、注
入する工程よりも高速でパネルを回転させることにより
注入された余剰のフォトレジスト液を振り切る工程とを
有したものである。

【００１３】本発明に係る請求項２記載のカラー陰極線
管のフォトレジスト液塗布方法は、請求項１の発明にお
いて、パネルの回転を停止させる所定時間は、注入され
るフォトレジスト液の粘度、当該パネルのサイズおよび
傾斜角によって定まる、注入されたフォトレジスト液が
当該パネルの内面を上端から下端まで流れ落ちるに要す
るだけの時間に設定したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。図１はこの発明に係るカラー陰極線管
のブラックマトリクス形成工程におけるフォトレジスト
液塗布方法の実施の形態１を示す工程図である。尚、こ
の発明によるカラー陰極線管（ＣＲＴ）の構造は図３あ
るいは図４に示したものと基本的には同一であるが、図
７に示したパネル３の内面の蛍光面にブラックマトリク
スを形成する工程の一部であるフォトレジスト液の塗布
工程において、従来とは異なった新たな知見に基づく方
法を適用したものである。

【００１５】図１に基づいて説明する。尚、同一符号は
従来のものと同一または相当のものを表わす。まず、パ
ネル３を洗浄し、洗浄したパネル３を乾燥して内面に残
った洗浄液を除去する。然る後にフォトレジスト液の塗
布工程に移り、パネル３の内面にブラックマトリクス５
を形成するためのフォトレジスト液を、パネル３を適当
な回転数、および傾斜角に保ちながら注入する。フォト
レジスト液の注入終了後、フォトレジスト液がパネル３
の内面の上端から下端まで流れ落ちるに要する時間の
間、パネル３の回転を停止させる。その後、パネル３を
注入時よりも高速で回転させて注入された余剰のフォト
レジスト液を振り切る。以上でフォトレジスト液の塗布
工程は終了し、次にパネル３の内面に塗布されたフォト
レジスト液を乾燥して、フォトレジストの膜を生成す
る。図２は、上述した図１のフォトレジスト液の塗布工
程におけるパネル３の回転数制御のタイミングチャート
を示したものである。

【００１６】フォトレジスト液の塗布工程終了後は、図
１に示したような従来と同様のブラックマトリクス形成
工程が順次実施される。すなわち、パネル３の回転数を
上げて余剰のフォトレジスト液を振り切り、乾燥した
後、完成後のＣＲＴの動作時の電子ビーム軌道を模した
紫外線をシャドウマスク２越しに照射して露光し、後の
工程で蛍光体が形成される部分の上にフォトレジストの
膜が残るように光学反応によって硬化させる。次いで温
純水などで現像し不要部分に付着したフォトレジストを
除去し、その上にグラファイトまたはカーボンスラリー
を全面に塗布して乾燥し膜状とした後に、過ヨウ素酸カ
リウム溶液、または過酸化水素水などを主成分とするエ
ッチング液で、残存するフォトレジストごとこのフォト
レジスト上のグラファイトまたはカーボン膜を除去する
ことによりブラックマトリクス５が完成する。

【００１７】本実施の形態は、ブラックマトリクスを形
成する際のフォトレジスト液の塗布工程において、フォ
トレジスト液の注入終了後、所定の時間すなわちフォト
レジスト液がパネル３の内面の上端から下端まで流れ落
ちるに要する時間の間パネル３の回転を停止させること
にその特徴を有するものであるが、このようなフォトレ
ジスト液を塗布する際の製造条件の各設定値は、それぞ
れパネル３の大きさ、内面形状、表面粗さ、回転軸の傾
斜角、温度、フォトレジスト液の静・動粘性係数、温
度、雰囲気温度、湿度などの条件の複雑な関数となる。
実際には、フォトレジスト液の粘度は必要な感度を得る
ために概ね一定の値となり、また傾斜角はレジストの広
がりを良好にするためには、後述するように或る程度決
まったものになり、多くの場合は固定されてしまってい
るが、それでもこれら設定値の最適値を解析的に求める
には条件が複雑多岐になり困難であるため、対象とする
パネル３の種類、ライン条件、フォトレジスト液などの
条件毎に、実験的、経験的に最適値を得るのが現実的で
ある。

【００１８】本実施の形態１の具体例について説明す
る。表１は、パネル３の大きさ（有効画面対角線長さ）
が４０ｃｍ（１７インチ）および５０ｃｍ（２１イン
チ）で、回転軸の傾斜角度を７０度に設定し、注入され
るフォトレジスト液の粘度が２０ｍＰａ・ｓの場合につ
いて、フォトレジスト液注入停止後のパネル回転停止時
間とフォトレジスト塗布膜の以上発生の状況について確
認した結果を示すものである。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１より、例えば有効画面の対角線長さが
４０ｃｍ（すなわち１７インチサイズ）のパネルで、注
入されるフォトレジスト液の粘度が２０ｍＰａ・ｓであ
る場合、パネル３の回転軸の傾斜角を７０度に設定する
とともに、パネル３の停止時間は３秒以上８秒以下の
間、望ましくは５秒前後に設定すると、前述したような
従来の塗布方法による不具合な異常現象を最も防止でき
ることが判った。尚、表１において、○は異常はなく良
好、△は異常あり、×は異常の程度が大きいことを表わ
している。また、（＊１）〜（＊３）は異常の状態を説
明している。

【００２１】表２は、上記の条件による試作製造ライン
において製造した場合と従来の製造ラインにおいて製造
した場合とについて、図８で説明したＢの状態の異常、
すなわち、フォトレジスト液が十分に広がらず膜厚が小
さい部分が残った場合の異常の発生状況を比較したもで
ある。

【００２２】

【表２】

【００２３】表２より明らかなように、本発明を適用す
ることによって、異常の発生は著しく低減されることが
確認された。このように本実施の形態１によれば、回転
軸を所定の傾斜角度に保ってパネルを回転させながらフ
ォトレジスト液を注入し、フォトレジスト液の注入が終
了してからこれを振り切るためにパネルを高速回転させ
る前に、所定の時間の間パネルの回転を停止させること
によって、注入によって生じたフォトレジスト液の塗布
膜厚の不均一な箇所や気泡跡の生じた箇所などを、注入
された余剰のフォトレジスト液が流れて塗り潰したり流
し去ったりして塗布膜の厚みを平滑化して均一な状態に
するので、フォトレジスト塗布膜の異常に起因する蛍光
面のムラが防止または低減される。

【００２４】尚、本実施の形態１においては、フォトレ
ジスト液注入終了後にパネル３の回転を完全に停止させ
ているが、ラインの設備上完全停止は困難な場合もあ
る。要はフォトレジスト液が上端から下端まで流れ切れ
ずにパネル３の内面で滞留して滞って不要の流紋を作る
ことの無いようにすればよい。従って、フォトレジスト
液注入終了後にパネル３の回転を完全に停止させること
が困難であれば、例えば１ｒｐｍ未満程度でゆっくりと
パネル３の回転を続行させても差し支えはない。

【００２５】また、上述した本実施の形態１では、パネ
ル３の回転軸の傾斜角は７０度に設定した場合について
述べているが、４５〜１３５度の範囲で適宜変化させる
ことによって、種々の要因によって定まる最適条件が得
られる。しかし、経験的には望ましくはパネル３の大き
さなどによらず６０〜９０度の範囲である。

【００２６】

【発明の効果】この発明の請求項１によれば、カラー陰
極線管のパネル内面の蛍光面にブラックマトリクスを形
成するためのフォトレジスト液を塗布する方法におい
て、パネルを所定の傾斜角に保って回転させながらフォ
トレジスト液を上記パネルの内面に注入する工程と、フ
ォトレジスト液の注入停止後、所定の時間の間上記パネ
ルの回転を停止させる工程と、所定時間経過後に上記注
入する工程よりも高速で上記パネルを回転させることに
より注入された余剰のフォトレジスト液を振り切る工程
とを有したので、フォトレジスト液塗布工程の管理条件
を厳しくすることなく、且つ、フォトレジスト液の使用
量を増加させることもなく、気泡の残存しない、また膜
厚の均一なレジスト膜を得ることのできるフォトレジス
ト液の塗布方法を実現し、輝度ムラの防止あるいは低減
された高品位なカラー陰極線管を得ることができるとい
う効果がある。

【００２７】この発明の請求項２によれば、請求項１の
発明においてパネルの回転を停止させる所定時間は、注
入されるフォトレジスト液の粘度、当該パネルのサイズ
および傾斜角によって定まる、注入されたフォトレジス
ト液が当該パネルの内面を上端から下端まで流れ落ちる
に要するだけの時間に設定したので、フォトレジスト液
の使用量の増加を防止し、かつ、気泡の残存しない、ま
た膜圧の均一なレジスト膜を得ることのできるフォトレ
ジスト液の塗布方法を実現し、輝度ムラの防止あるいは
低減された高品位なカラー陰極線管を得ることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１によるブラックマトリ
クス形成工程を示す図である。

【図２】 本発明の実施の形態１のフォトレジスト液塗
布工程におけるパネル回転の制御タイミングを示す図で
ある。

【図３】 一般的なカラー陰極線管の基本的な構成を示
す斜視図である。

【図４】 一般的なカラー陰極線管の基本的な構造を示
す断面図である。

【図５】 図４の部分拡大図である。

【図６】 従来のフォトレジスト液塗布工程におけるフ
ォトレジスト液の注入の状態を示す概念図である。

【図７】 従来のブラックマトリクス形成工程を示す図
である。

【図８】 フォトレジスト塗布膜の異常の状態を示す模
式図である。

【符号の説明】

１ ファンネル ２ シャドウマスク ３
パネル ４ 蛍光面 ５ブラックマトリクス ６ フォトレジスト液注入ノズル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー陰極線管のパネル内面の蛍光面に
   ブラックマトリクスを形成するためのフォトレジスト液
   を塗布する方法において、 パネルを所定の傾斜角に保って回転させながらフォトレ
   ジスト液を上記パネルの内面に注入する工程と、 上記フォトレジスト液の注入停止後、所定の時間の間上
   記パネルの回転を停止させる工程と、 上記所定の時間経過後、上記注入する工程よりも高速で
   上記パネルを回転させることにより注入された余剰のフ
   ォトレジスト液を振り切る工程とを有したことを特徴と
   するカラー陰極線管のフォトレジスト液塗布方法。
2. 【請求項２】 パネルの回転を停止させる所定時間は、
   注入されるフォトレジスト液の粘度、当該パネルのサイ
   ズおよび傾斜角によって定まる、注入されたフォトレジ
   スト液が当該パネルの内面を上端から下端まで流れ落ち
   るに要するだけの時間に設定したこと特徴とする請求項
   １記載のカラー陰極線管のフォトレジスト液塗布方法。