JPH10134715A - カラー受像管の蛍光面形成方法および露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画面周辺部の輝度など劣化させことなくドッ
トタイプの蛍光面を容易に形成できる蛍光面形成方法お
よび露光装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 開孔が円形状であるシャドウマスク3 を
介してパネル1 の内面に形成された感光性蛍光面形成部
材層を露光し、この感光性蛍光面形成部材層に上記シャ
ドウマスクの開孔に対応する円形状のパターンを焼付け
るカラー受像管の蛍光面形成方法において、露光中にパ
ネルとシャドウマスクとの相対位置を変えることなくパ
ネルをこのパネルをその中心軸方向に少なくとも１往復
動かすようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラー受像管の
蛍光面形成方法および露光装置に係り、特にブラックマ
トリクスのマトリクスホールまたは蛍光体層が円形状で
ある蛍光面の形成に有効なカラー受像管の蛍光面形成方
法および露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー受像管は、図５に示すよう
に、外囲器を構成するパネル１の内面に、青、緑、赤に
発光する３色蛍光体層からなる蛍光面２が形成され、こ
の蛍光面２と対向して、その内側に多数の開孔が所定の
配列で形成されたシャドウマスク３が配置されている。
そして、このシャドウマスク３により電子銃４から放出
される３電子ビーム５を選別して３色蛍光体層に入射さ
せることにより、カラー画像を表示する構造に形成され
ている。

【０００３】このようなカラー受像管において、シャド
ウマスク３の開孔を円形状とし、このシャドウマスク３
の開孔に対応して、蛍光面２を、図６に示すように、ブ
ラックマトリクス６の円形状のマトリクスホールに円形
状の３色蛍光体層７B ，７G，７R （蛍光体ドット）が
埋込まれるように設けられたもの、および図７に示すよ
うに、ブラックマトリクスを設けることなく円形状の３
色蛍光体層７B ，７G，７R のみで形成されたものな
ど、ドットタイプに形成されたものがある。

【０００４】このドットタイプの蛍光面２は、シャドウ
マスク３を光学マスクとする写真印刷法により形成さ
れ、ブラックマトリクス６を有する蛍光面２について
は、最初にパネルの内面にフォトレジストを形成し、こ
のフォトレジストを後述する露光装置によりシャドウマ
スクを介して露光し、シャドウマスクの開孔に対応する
パターンを焼付け、現像して、上記シャドウマスクの開
孔に対応するパターンからなるレジストを形成する。つ
いで黒色物質を塗布し、さらにレジスト上に塗布された
黒色物質をレジストとともに剥離除去して、レジストの
剥離した部分をマトリクスホールとする黒色物質からな
るブラックマトリクスを形成する。その後、このブラッ
クマトリクスの形成されたパネルの内面に感光性蛍光体
スラリを塗布し、その感光性蛍光体スラリ層を後述する
露光装置によりシャドウマスクを介して露光し、シャド
ウマスクの開孔に対応するパターンを焼付け、現像し
て、上記ブラックマトリクスの所定のマトリクスホール
に任意蛍光体層を埋込むように形成する。この蛍光体層
の形成工程を３色蛍光体層について繰返すことにより形
成される。

【０００５】また、ブラックマトリクスのない蛍光面２
については、上記蛍光体層の形成工程を３色蛍光体層に
ついて繰返すことにより形成される。

【０００６】上記フォトレジストおよび感光性蛍光体ス
ラリ層にシャドウマスクの開孔に対応するパターンの焼
付けに用いられる従来の露光装置は、図８に示すよう
に、パネル１を位置決め支持する支持台９を有し、この
支持台９の下部に光源部１０が配置され、さらにこの光
源部１０と支持台９に位置決め支持されたパネル１との
間に、光源部１０から放射される光の軌道をカラー受像
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レンズ系１１、および支持台９
に位置決め支持されたパネル１内面の光量分布を補正す
る補正フィルター１２などが配置されたものとなってい
る。

【０００７】ところで、一般にシャドウマスクの開孔
は、フォトエッチング法により形成され、図９に示すよ
うに、電子銃側の小孔１３と蛍光面側の大孔１４とが連
通し、その小孔１３と大孔１４との合致部が実質的にシ
ャドウマスクの開孔径を決定する最小径部をなす形状に
形成される。

【０００８】したがってディスプレイ用カラー受像管な
どに用いられる開孔の配列ピッチの小さいシャドウマス
クでは、その小さな配列ピッチのために、大孔１４を十
分な大きさにすることができない場合がある。一方、開
孔の配列ピッチが小さいために機械的強度が低下するシ
ャドウマスクでは、板厚を厚くすることが望まれる。

【０００９】このようなことから、上記開孔の配列ピッ
チの小さいシャドウマスクを光学マスクとして、パネル
の内面に形成された蛍光面形成部材層にシャドウマスク
の開孔に対応するパターンを焼付けると、図１０に示す
ように、開孔１６が円形であっても、開孔１６を斜めに
横切る光源部１０からの光１７は、小孔１３や大孔１
４、さらには実質的に開孔径を決定する最小径部により
規制され、パネル周辺部の蛍光面形成部材層に入射する
光のスポット１８は、円形とならず、結果として、形成
されるブラックマトリクスのマトリクスホールや蛍光体
層に欠損部が生じ、画面周辺部の輝度を低下させる。

【００１０】このような問題を解決する方法として、シ
ャドウマスクの開孔をラジアル方向を長径とする楕円形
としたり、露光時、光源部をパネルの中心軸方向に移動
あるいは光学レンズ系を移動かつ回転させる方法などが
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、カラー
受像管の蛍光面は、シャドウマスクを光学マスクとする
写真印刷法により形成され、その一工程として、露光装
置を使用して、パネルの内面に形成されたフォトレジス
トや感光性蛍光体スラリ層などの蛍光面形成部材層にシ
ャドウマスクの開孔に対応するパターンを焼付ける工程
がある。この場合、蛍光面形成部材層に焼付けられるパ
ターンは、シャドウマスクの開孔を通って蛍光面形成用
部材層に達する光源部からの光により決定されるため、
シャドウマスクの開孔に対応したパターンとなる。

【００１２】しかしこのような方法により蛍光面を形成
すると、一般にシャドウマスクの開孔は、電子銃側の小
孔と蛍光面側の大孔とが連通し、その小孔と大孔との合
致部が実質的にシャドウマスクの開孔径を決定する最小
径部をなす形状に形成されるため、ディスプレイ用カラ
ー受像管などに用いられる開孔の配列ピッチの小さいシ
ャドウマスクでは、その小さな配列ピッチのために、大
孔を十分な大きさにすることができない場合がある。一
方、開孔の配列ピッチの小さいために機械的強度が低下
するシャドウマスクでは、板厚を厚くすることが望まれ
る。このようなことから、開孔の配列ピッチの小さいシ
ャドウマスクを光学マスクとして、パネルの内面に形成
された蛍光面形成部材層にシャドウマスクの開孔に対応
するパターンを焼付けると、開孔が円形であっても、光
源部からの光が小孔や大孔さらには実質的に開孔径を決
定する最小径部により規制され、蛍光面形成部材層に入
射する光のスポットが円形とならず、結果として、パネ
ル周辺部のブラックマトリクスのマトリクスホールや蛍
光体層に欠損部が生じ、画面周辺部の輝度を低下させる
という問題がある。

【００１３】このような問題を解決する方法として、シ
ャドウマスクの開孔をラジアル方向を長径とする楕円形
としたり、露光時、光源部をパネルの中心軸方向に移動
あるいは光学レンズ系を移動かつ回転させる方法などが
ある。

【００１４】しかしシャドウマスクの開孔をラジアル方
向を長径とする楕円形とすると、開孔の占める面積が大
きくなり、シャドウマスクの機械的強度が低下する。ま
た、光源部を移動あるいは光学レンズ系を移動かつ回転
させる方法は、露光装置の構造が複雑となり、露光装置
の組立て精度が低下し、カラー受像管の品質を劣化させ
る要因となるなどの問題がある。

【００１５】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、画面周辺部の輝度やカラー受像管の品質を
劣化させことなくドットタイプの蛍光面を容易に形成で
きる蛍光面形成方法および露光装置を得ることを目的と
する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】開孔が円形状であるシャ
ドウマスクを介してパネルの内面に形成された感光性蛍
光面形成用部材層を露光し、この感光性蛍光面形成部材
層に上記シャドウマスクの開孔に対応する円形状のパタ
ーンを焼付けるカラー受像管の蛍光面形成方法におい
て、露光中にパネルとシャドウマスクとの相対位置を変
えることなくパネルをこのパネルの中心軸方向に少なく
とも１往復動かすようにした。

【００１７】また、内面に感光性蛍光面形成部材層が形
成されたパネルを位置決め支持する支持台を有し、開孔
が円形状であるシャドウマスクを介して上記支持台に位
置決め支持されたパネル内面の感光性蛍光面形成部材層
を露光することによりこの感光性蛍光面形成部材層に上
記シャドウマスクの開孔に対応する円形状のパターンを
焼付けるカラー受像管の蛍光面形成用露光装置におい
て、支持台を位置決め支持されたパネルをこのパネルの
中心軸方向に往復移動させる構造に形成した。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。

【００１９】図１により、開孔が円形状であるシャドウ
マスクを光学マスクとして写真印刷法により、パネルの
内面にブラックマトリクスとそのマトリクスホールに円
形状の３色蛍光体層を形成する蛍光面形成方法を説明す
る。

【００２０】まず図１（ａ）に示すように、パネル１の
内面にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と重クロム酸ア
ンモニウム（ＡＤＣ）を主成分とする感光剤を塗布し、
乾燥してフォトレジスト２０を形成する。つぎに、同
（ｂ）に示すように、このフォトレジスト２０の形成さ
れたパネル１にシャドウマスク３を装着し、後述する露
光装置を使用して露光し、上記フォトレジスト２０にシ
ャドウマスク３の円形状の開孔１６に対応するパターン
を焼付ける。つぎに、このパターンの焼付けられたフォ
トレジスト２０を温水で現像して未感光部を除去し、同
（ｃ）に示すように、上記シャドウマスクの開孔に対応
する円形状のパターンからなるレジスト２１を形成す
る。

【００２１】つぎに、上記レジスト２１の形成されたパ
ネル１の内面に黒色物質を塗布し、乾燥して、同（ｄ）
に示すように、黒色物質層２２を形成する。つぎに、こ
の黒色物質層２２の形成されたパネル１の内面に過酸化
水素水などの酸化剤を注入してレジスト２１を分解し、
このレジスト２１とともに、その上に塗布された黒色物
質を除去して、同（ｅ）に示すように、上記レジストの
位置をマトリクスホール２３とするブラックマトリクス
２４を形成する。

【００２２】つぎに、同（ｆ）に示すように、上記ブラ
ックマトリクス２４の形成されたパネル１の内面に、蛍
光体、ＰＶＡおよびＡＤＣを主成分とする蛍光体スラリ
を塗布し、乾燥して感光性蛍光体スラリ層２５を形成す
る。つぎに、同（ｇ）に示すように、この感光性蛍光体
スラリ層２５の形成されたパネル１にシャドウマスク３
を装着し、後述する露光装置を使用して露光し、上記感
光性蛍光体スラリ層２５にシャドウマスク３の円形状の
開孔１６に対応するパターンを焼付ける。つぎに、この
パターンの焼付けられた感光性蛍光体スラリ層２５を温
水で現像して未感光部を除去し、同（ｈ）に示すよう
に、ブラックマトリクス２４の所定のマトリクスホール
に上記シャドウマスクの開孔に対応する円形状のパター
ンからなるたとえば青蛍光体層２６B を形成する。

【００２３】つぎに、記青蛍光体層２６B の形成と同様
の工程を繰返して、同（ｉ）に示すように、ブラックマ
トリクス２４の所定のマトリクスホールにシャドウマス
クの開孔に対応する円形状のパターンからなる緑蛍光体
層２６G および赤蛍光体層２６R を形成する。

【００２４】図２に上記フォトレジストおよび感光性蛍
光体スラリ層などの感光性蛍光面形成部材層にシャドウ
マスクの円形状の開孔に対応するパターンを焼付けると
き使用する露光装置を示す。この露光装置は、パネル１
を位置決め支持する支持台２８を有し、この支持台２８
の下部に光源部１０が配置され、さらにこの光源部１０
と支持台２８に位置決め支持されたパネル１との間に、
光源部１０から放射される光の軌道をカラー受像管の電
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
レンズなどの光学レンズ系１１、および支持台２８に位
置決め支持されたパネル１内面の光量分布を補正する補
正フィルター１２などが配置されている。

【００２５】さらにこの露光装置では、上記支持台２８
のパネル１を位置決め支持する支持部２９が、図示しな
い駆動機構により位置決め支持されたパネル１の中心軸
方向に往復移動する構造に形成され、露光中、支持部２
９に位置決め支持されたパネル１を少なくとも１回以上
往復移動させて、光源部１０からパネル１内面までの距
離を変化させるものとなっている。この場合、シャドウ
マスク３は、パネル１に装着されるので、パネル１とシ
ャドウマスク３との相対位置は変わらない。

【００２６】このように露光中パネル１をその中心軸３
０方向に往復移動させる露光装置を使用して、パネル１
の内面に形成されたフォトレジスト２０や感光性蛍光体
スラリ層２５などの感光性蛍光面形成部材層にシャドウ
マスク３の円形状の開孔に対応するパターンを焼付ける
と、光源部１０に対するパネル１の接離に応じて、図３
（ａ）および（ｂ）に示すように、シャドウマスク３の
開孔１６に入射する光源部１０からの光１７の入射角θ
が変化し、光源部１０にパネル１が離間したときの入射
角θ1 と接近したときの入射角θ2 とは、 θ1 ＞θ2 の関係となり、同（ｃ）に示すように、パネル内面に設
けられた感光性蛍光面形成部材層に入射する光のスポッ
ト１８の位置が実線および破線で示したように変化す
る。この光のスポット１８の位置変化は、図４に矢印３
１で示したように、パネル周辺部でラジアル方向に生ず
る。

【００２７】したがって、上記パネル１の移動量を適正
に設定することにより、従来、光源部からの光がシャド
ウマスクの開孔の小孔や大孔さらには実質的に開孔径を
決定する最小径部により規制されて円形状にならなかっ
た感光性蛍光面形成部材層に入射する光のスポットを円
形状にすることができ、ブラックマトリクスのマトリク
スホールや３色蛍光体層に欠損部が生じない品位良好な
蛍光面を形成することができる。

【００２８】なお、上記実施の形態では、ブラックマト
リクスのマトリクスホールに３色蛍光体層が埋込まれる
ように設けられる蛍光面について説明したが、この発明
は、ブラックマトリクスのない３色蛍光体層のみからな
る蛍光面の形成に適用しても同様の効果が得られる。

【００２９】

【発明の効果】上記のように、開孔が円形状であるシャ
ドウマスクを介してパネルの内面に形成された感光性蛍
光面形成用部材層を露光し、この感光性蛍光面形成部材
層に上記シャドウマスクの開孔に対応する円形状のパタ
ーンを焼付けるカラー受像管の蛍光面形成方法におい
て、露光中にパネルとシャドウマスクとの相対位置を変
えることなくパネルをこのパネルの中心軸方向に少なく
とも１往復動かすようにし、また、内面に感光性蛍光面
形成部材層が形成されたパネルを位置決め支持する支持
台を有するカラー受像管の蛍光面形成用露光装置におい
て、支持台を位置決め支持されたパネルをその中心軸方
向に往復移動させる構造に形成すると、従来、光源部か
らの光がシャドウマスクの開孔の小孔や大孔さらには実
質的に開孔径を決定する最小径部により規制されて円形
状にならなかった感光性蛍光面形成部材層に入射する光
のスポットを円形状にすることができ、ブラックマトリ
クスのマトリクスホールや３色蛍光体層に欠損部が生じ
ない品位良好な蛍光面を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）ないし（ｉ）はそれぞれこの発明の
実施の一形態であるブラックマトリクスとそのマトリク
スホールに円形状の３色蛍光体層が埋込まれるように設
けられる蛍光面の形成方法を説明するための図である。

【図２】上記蛍光面の形成に使用される露光装置の構成
を示す図である。

【図３】図３（ａ）ないし（ｃ）はそれぞれ上記露光装
置を使用して蛍光面を形成するとき、パネル内面の感光
性蛍光面形成部材層に入射する光のスポットの位置変化
を説明するための図である。

【図４】上記蛍光面の形成方法でパネル内面の感光性蛍
光面形成部材層に入射する光のスポットの位置変化の方
向を説明するための図である。

【図５】カラー受像管の構成を示す図である。

【図６】図６（ａ）はブラックマトリクスとそのマトリ
クスホールに円形状の３色蛍光体層が埋込まれるように
設けられる蛍光面の平面図、図６（ｂ）はその断面図で
ある。

【図７】図７（ａ）はブラックマトリクスのない３色蛍
光体層のみからなる蛍光面の平面図、図７（ｂ）はその
断面図である。

【図８】従来の露光装置の構成を示す図である。

【図９】シャドウマスクの開孔の断面形状を示す図であ
る。

【図１０】従来の蛍光面の形成方法でパネル内面の感光
性蛍光面形成部材層に入射する光のスポット形状を説明
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 １０…光源部 １６…開孔 ２０…フォトレジスト ２１…レジスト ２５…感光性蛍光体スラリ層 ２８…支持台

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開孔が円形状であるシャドウマスクを介
   してパネルの内面に形成された感光性蛍光面形成部材層
   を露光し、この感光性蛍光面形成部材層に上記シャドウ
   マスクの開孔に対応する円形状のパターンを焼付けるカ
   ラー受像管の蛍光面形成方法において、 露光中に上記パネルとシャドウマスクとの相対位置を変
   えることなく上記パネルをこのパネルの中心軸方向に少
   なくとも１往復動かすことを特徴とするカラー受像管の
   蛍光面形成方法。
2. 【請求項２】 内面に感光性蛍光面形成部材層が形成さ
   れたパネルを位置決め支持する支持台を有し、開孔が円
   形状であるシャドウマスクを介して上記支持台に位置決
   め支持されたパネル内面の感光性蛍光面形成部材層を露
   光することによりこの感光性蛍光面形成部材層に上記シ
   ャドウマスクの開孔に対応する円形状のパターンを焼付
   けるカラー受像管の蛍光面形成用露光装置において、 上記支持台は上記位置決め支持されたパネルをこのパネ
   ル中心軸方向に往復移動させる構造に形成されているこ
   とを特徴とするカラー受像管の蛍光面形成用露光装置。