JPH10172430A - 蛍光面の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より高精細な蛍光面を形成するために色選別
機構のスリットのピッチを細かくしても、高精細な蛍光
面を形成できる蛍光面の形成方法を提供する。 【解決手段】 パネルガラス板１上の感光膜に対し、光
源（水銀ランプ）４から光（波長２２０〜６００ｎｍ）
を照射し集光させて色選別機構２のスリット３を介して
選択露光を行う。光源４と色選別機構２との間には、光
路変更用の石英ガラス板５ａおよびランディング補正お
よび集光用の石英レンズ５ｂが設置されている。更に、
光源４と石英ガラス板５ａとの間には短波長側の特定波
長領域（例えば２５４ｎｍ）の光のみを透過する光フィ
ルタ（バンドパスフィルタ）６が設置されており、波長
３６５ｎｍ以上の光を遮断し、波長３６５ｎｍより短い
波長（２５４ｎｍ）の光のみを透過させる。この短波長
側の光によってフレネル回折の影響が軽減され、光の強
度分布がピークのある形状となり、シャープなエッジを
有する光吸収物質膜パターンを形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光面形成領域に
選択的に光吸収物質膜パターンを形成すると共にこの光
吸収物質膜パターン間に蛍光体パターンを形成してなる
蛍光面の形成方法に係り、例えば高精細な蛍光体パター
ンを必要とするカラー陰極線管等に適用される蛍光面の
形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー陰極線管（以下、カラー
ＣＲＴという。）における蛍光面には電子ビームを照射
すると赤、緑、青の３色の可視光を発する蛍光体パター
ンと、それら３種の蛍光体パターンを個々のパターンご
とに分離する光吸収物質膜パターンが形成されている。
光吸収物質膜パターンはカラー陰極線管上に画像等を表
示させたときのコントラストを改善し、またビームラン
ディングが多少不正確であっても他色の蛍光体パターン
に電子が照射されるのを防ぐという重要な役割がある。

【０００３】このようなカラー陰極線管において、蛍光
面を形成する際には、まず、蛍光面となるパネルガラス
板上に感光材料が塗布され、選択露光と現像とを経て所
定の感光膜パターンが形成される。この選択露光の際、
光源には波長２２０〜６００ｎｍの範囲にわたる波長の
光を出す水銀ランプが用いられ、露光用には波長３６５
ｎｍの光が利用される。次に、全面に光吸収物質膜が塗
布形成された後、上記の感光膜パターンがその上の光吸
収物質膜と共に選択除去されることで、感光膜パターン
の反転パターンである光吸収物質膜パターンが形成され
る。次いで、この光吸収物質膜パターンの間を埋めるよ
うにして赤、緑、青の各蛍光材料からなる蛍光体パター
ンが形成される。

【０００４】図７はこのような蛍光面の形成方法におい
て、光吸収物質膜パターンを形成するために露光したと
きの色選別機構（アパーチャグリル管）１２における光
透過状態を表している。すなわち、光源から出る光を球
面波１３として考えた場合、色選別機構１２のスリット
１１によりフレネル回折が起きている。また、色選別機
構１２のスリット１１の幅および入射光１０の波長によ
り、フレネル回折の干渉縞パターンがパネルガラス板１
に塗布された感光材料での光の強度分布として現れる。
スリット１１の幅が広い場合には、光の中央部にはフレ
ネル回折の影響を受けない平面波近似領域１４が現れる
と共に、この平面波近似領域１４の周辺部のフレネル回
折パターン領域１５が現れる。逆に、高精細陰極線管の
ようにスリット１１の幅が狭い場合には、パネルガラス
板１に塗布された感光材料における光の強度分布はフレ
ネル回折パターン領域１５のみが現れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように色選別機
構１２のスリット１１の幅が狭い場合にはフレネル回折
パターン領域１５のみが現れるが、更により高精細な蛍
光体パターンおよび光吸収物質膜パターンを形成するた
めにスリット１１の幅を一定幅以下に狭くした場合に
は、光の回折パターンが重なり合うという問題があっ
た。すなわち、それぞれのピッチの光の強度分布が重な
り合って、ピークを持たない強度分布となり、パネルガ
ラス板１に塗布された感光材料の露光領域と露光されて
いない領域との境界部分が不明瞭になり、光吸収物質膜
パターンのエッジ（露光端部）の直線性が劣化する。こ
のように光吸収物質膜パターンのエッジが劣化している
場合には、光吸収物質膜パターンの相当部分と蛍光体パ
ターンの相当部分との境界が不明瞭になり、高精細な蛍
光面を形成するのは困難であるという問題が生ずる。更
に、スリット１１の幅を一定幅以下に狭くした場合に
は、蛍光体パターンおよび光吸収物質膜パターンを所定
の幅で作成できないという問題も生ずる。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、より高精細な蛍光面を形成するため
に色選別機構のスリットのピッチを細かくしても、高精
細な蛍光面を形成できる蛍光面の形成方法を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による蛍光面の形
成方法は、所定の基板の蛍光面形成領域に感光膜を形成
する工程と、感光膜に対し露光用集光手段を用いて特定
波長より短い波長の光を照射して選択露光を行う工程
と、露光後の感光膜を現像して感光膜パターンを形成す
る工程と、感光膜パターンを覆うようにして基板上に光
吸収物質膜を形成した後、感光膜パターンをその上を覆
う光吸収物質膜と共に選択的に除去し、光吸収物質膜パ
ターンを形成する工程と、光吸収物質膜パターンの間に
蛍光体パターンを形成する工程とを含むものである。露
光用集光手段としては、３６５ｎｍより短波長側の光、
望ましくは２７５ｎｍより短波長側の光の透過率が良い
レンズ（特に石英レンズ）が用いられる。更に、露光用
光源とこのレンズとの間に３６５ｎｍより短い波長で所
定の範囲の波長領域の光のみを透過させる光フィルタを
設置することが望ましい。

【０００８】この蛍光面の形成方法では、露光用集光手
段による選択露光工程において、特定波長（具体的には
３６５ｎｍ）より短波長側の光が感光膜に照射される。
この短波長側の光を利用することにより、色選別機構の
スリットによるフレネル回折現象の影響が軽減され、そ
れぞれのピッチの光の強度分布のピークがより明確にな
り、隣接する回折パターンが重なり合う領域が無くな
る。すなわち、光吸収物質膜パターンの露光端部がシャ
ープになり、高精細な光吸収物質膜パターンおよび蛍光
体パターンが容易に作成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１０】具体的な実施の形態の説明に先立ち、ま
ず、本発明の基本的な原理について説明する。前述のよ
うに、色選別機構（アパーチャグリル管）のスリットの
ピッチがある一定の値より細かくなると、スリットによ
るフレネル回折現象の影響により、感光材料の光の強度
分布がピークをもたない形状となる。本発明では露光に
使用する光のなかで従来使用されている特定の波長（３
６５ｎｍ）より短い波長の光を使用することにより、色
選別機構のスリットによるフレネル回折の影響を軽減
し、感光材料の光の強度分布のピークをより明確にする
ものである。以下、その理由について説明する。

【００１１】図５は感光材料における光の強度分布とそ
の曲線の傾きを比較した例を表すものである。図中、横
軸はＸ座標、縦軸は一次微分係数をそれぞれ表すもので
ある。また、１６は光の強度分布、１７はＸ座標におけ
る光の強度分布の傾きを示す一次微分曲線をそれぞれ表
している。例えば、Ｘ座標中のＡ点を光吸収物質膜パタ
ーンのエッジとすると、図からも明らかなように、光の
強度分布１６の傾きが大きいほど、すなわち一次微分曲
線１７のＡ点での値が大きいほど、シャープなエッジが
得られることがわかる。

【００１２】本発明はこのような結果を利用し、感光材
料における光の強度分布の一次微分係数の値が大きくな
る波長の光を露光に用いることにより、光の強度プロフ
ァイルのピークを明確にしてエッジのシャープな光吸収
物質膜パターンを形成しようとするものである。

【００１３】図４（ａ）〜（ｃ）は感光材料の露光に使
用する光の波長を変えた場合の、感光材料におけるフレ
ネル回折による光の強度分布とその曲線の傾きを比較し
た例を表している。横軸がＸ座標、縦軸が一次微分係数
を表すものである。なお、色選別機構と感光材料の距
離、色選別機構のスリットの幅、光源距離は一定にし
て、光源として点光源を用いた。ところで、一般的に露
光用光源として用いられている水銀ランプからは２２０
〜６００ｎｍの範囲にわたる波長の光が出ているが、従
来は、これらの波長領域のうち最もピークの強い３６５
ｎｍの波長の光を利用して露光を行っている。図４
（ａ）はこの従来の波長３６５ｎｍの光によって感光材
料を露光した場合、図４（ｂ）は波長３００ｎｍの光に
よって感光材料を露光した場合、図４（ｃ）は波長２５
０ｎｍの光によって感光材料を露光した場合の結果をそ
れぞれ光の強度分布１６₁ 〜１６₃ と一次微分曲線１７
₁ 〜１７₃として表したものである。例えば、Ｂ点が光
吸収物質膜パターンのエッジとすると、その一次微分係
数は図４（ａ）の場合（波長３６５ｎｍ）が０．０６、
図４（ｂ）の場合（波長３００ｎｍ）が０．２０、図４
（ｃ）の場合（波長２５０ｎｍ）が０．３９となってい
る。この図からもわかるように、光の強度分布の一次微
分係数は短い波長の光を利用することにより大きくな
り、光の強度分布についても図４（ａ）ではピークを持
たない形状であるが、図４（ｂ），図４（ｃ）のように
短い波長の光を利用することによりピークが明瞭になっ
ていることがわかる。

【００１４】このように感光材料の露光に使用する光と
して波長３６５ｎｍより短い波長の光を利用すると、光
の強度分布のピークを明瞭にすることができる。従っ
て、高精細化のために色選別機構のスリットピッチが細
かくなっても、シャープなエッジを有する光吸収物質膜
パターンおよび蛍光体パターンを得ることができる。

【００１５】更に、本発明では、このような短い波長の
光の透過率を上げるために、露光用レンズとして石英ガ
ラスを用いるものである。図６は石英ガラスおよび光学
ガラスの分光透過率特性を比較して表すものである。従
来の波長３６５ｎｍの光を用いての露光光学系には光学
ガラスＤが使用されている。この光学ガラスＤでは、波
長３００ｎｍの光の透過率は２０％、波長２８０ｎｍ以
下の光の透過率は０％となり、短い波長の光は透過され
にくい。一方、石英ガラスＣは波長３００ｎｍの光の透
過率は９５％、波長２８０ｎｍ以下の光の透過率は９０
％であり、短い波長の光でも透過率が高くなっている。

【００１６】本発明はこのような結果を利用し、感光材
料の露光用レンズとして短い波長の光の透過率のよい石
英ガラスを用いて、波長３６５ｎｍより短波長側の光で
感光材料を露光することにより、感光材料における光の
強度分布のピークを明瞭にして、シャープなエッジを有
する光吸収物質膜パターンの作成を行うものである。以
下、本発明をカラー陰極線管用蛍光面の製造方法に適用
した例について説明する。

【００１７】[第１の実施の形態]本実施の形態では、ス
トライプ状の蛍光体パターンを形成する場合について説
明する。先ず、パネルガラス板をよく洗浄し乾燥させた
のち、パネルガラス板の蛍光面作成領域に感光材料を塗
布、乾燥させて感光膜を形成する。この感光材料として
は、例えばポリビニルピロリドン等の高分子材料とジア
ジドスチルベンゼン−スルホン酸ナトリウム等の架橋剤
を含む材料を用いる。

【００１８】次に、図１に示したように、パネルガラス
板１の赤、緑、青の３原色蛍光体ストライプを形成する
位置の感光膜に対し、例えば水銀ランプなどの光源４か
ら光（波長２２０〜６００ｎｍ）を照射し集光させて色
選別機構２のスリット３を介して選択露光を行う。露光
用集光手段としては、光路変更用の積層構造の石英ガラ
ス板５ａ、およびランディング補正および集光用の石英
レンズ５ｂを用いた。この露光処理により、蛍光面作成
領域の感光膜にはストライプ状の露光部が形成される。

【００１９】次に、現像を行い、光硬化した露光部のみ
を残して他の領域の感光膜を除去して形成された感光膜
パターンを覆うようにしてパネルガラス板１の蛍光面形
成領域全体にカーボン等の光吸収物質を塗布して光吸収
物質膜を形成する。

【００２０】続いて、感光膜パターンをその直上を覆う
光吸収物質膜と共に選択的に除去して反転現像を行い、
光吸収物質膜パターンを形成する。この反転現像は、反
転現像剤を用いた化学的方法により行うか、あるいは水
圧を利用した物理的方法により行う。

【００２１】図２（ａ），（ｂ）は上述の露光処理によ
り形成された光吸収物質膜パターンと、従来の露光処理
により形成された光吸収物質膜パターンとを比較して表
すものである。図２（ａ）は本発明の石英ガラスを露光
用レンズとして用いた場合、図２（ｂ）は従来の光学ガ
ラスを露光用レンズとして用いた場合の結果である。図
２（ｂ）のパターンは光学ガラスを露光用レンズとして
用いているため、波長３６５ｎｍの光しか透過されない
ため、フレネル回折の影響により光吸収物質膜パターン
のエッジの直線性が劣化している。一方、図２（ａ）の
パターンは石英ガラスを露光用レンズとして用いている
ため、波長３６５ｎｍの光に加え波長２５４ｎｍの光が
透過している。このためフレネル回折の影響が軽減さ
れ、エッジのシャープな光吸収物質膜パターンが得られ
ている。

【００２２】このようにして得られたエッジのシャープ
な光吸収物質膜パターンの間を埋めるようにして赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体パターンを形成
し、続いて蛍光体パターンを平滑化するための中間膜を
形成して、中間膜の上にアルミニウム（Ａｌ）等を蒸着
し金属膜のパターンを形成する。次に、所定温度下で加
熱（ベーキング）を行い、光吸収物質膜、蛍光体ペース
トや中間膜等に含まれる蛍光体以外の有機物成分を揮散
あるいは熱分解によって除去する。以上の方法によりパ
ネルガラス板１上に蛍光面が形成される。

【００２３】このように本実施の形態による陰極線管の
蛍光面作成方法によれば、感光材料の露光の際、露光用
レンズとして石英ガラスを用いて波長３６５ｎｍより短
波長側の光も透過させているので、フレネル回折の影響
が軽減され、光の強度分布がピークのある形状となり、
シャープなエッジを有する光吸収物質膜パターンを形成
することができる。

【００２４】[第２の実施の形態]図３は本発明の第２の
実施の形態に係る露光系を表すものである。本実施の形
態は、第１の実施の形態における露光系に、更に、３６
５ｎｍより短波長側の一定波長領域（例えば２５４ｎ
ｍ）の光のみを選択的に透過する光フィルタ（バンドパ
スフィルタ）６を設け、この光フィルタ６によって３６
５ｎｍより短波長側の光のみを透過させるようにしたも
のである。この光フィルタ６の位置は、光源４から離れ
た場合には光の散乱による影響があるため、光源４と露
光レンズ系の石英ガラス板５ａとの間であって、できる
だけ光源４に近い位置が望ましい。

【００２５】感光膜の露光時に露光用レンズとして波長
３６５ｎｍより短い光の透過率の高いレンズを用いた場
合でも、３６５ｎｍの領域の長波長の光を透過するもの
では、やはりフレネル回折の影響を受け、感光膜におけ
る光の強度分布のピークが不明瞭になり、光吸収物質膜
パターンのエッジの直線性が劣化する場合もある。従っ
て、本実施の形態では、光源４と露光レンズ系の石英ガ
ラス板５ａとの間に短波長側の一定波長領域の光のみを
透過する光フィルタ６を設置することにより、波長３６
５ｎｍ以上の光を遮断し、波長３６５ｎｍより短い波長
（例えば２５４ｎｍ）の光のみを透過させることによ
り、第１の実施の形態よりも更にシャープなエッジを有
する光吸収物質膜パターンを安定して形成するものであ
る。なお、その他の工程は第１の実施の形態と同様であ
る。

【００２６】このように本実施の形態による陰極線管の
蛍光面作成方法によれば、感光材料の露光の際、光源４
と露光用レンズの間に光フィルタ６を設置して、波長３
６５ｎｍより短波長側の光のみが透過するようにしたの
で、確実にフレネル回折の影響を回避することができ
る。従って、感光材料における光の強度分布はピークが
より明瞭となり、光吸収物質膜パターンのエッジの直線
性は劣化することがなく、シャープなものが確実に得ら
れる。

【００２７】以上実施の形態を挙げて本発明を説明した
が、本発明は上記実施の形態に限定するものではなく、
種々変形可能である。例えば、上記実施の形態において
は、色選別機構をアパーチャグリル管として説明した
が、シャドウマスク管等にも適用可能である。また、上
記実施の形態においては露光用の光源として水銀ランプ
を用いるようにしたが、露光により感光材料が架橋反応
を起こす光源であればいずれも適用可能である。更に、
上記実施の形態においては、パネルガラス板上に蛍光体
を形成したが、これに限らず、例えば反射型ＣＲＴの場
合にはアルミニウム等の金属板上に蛍光体を形成するよ
うにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る蛍光面
の作成方法によれば、感光材料の露光の際、特定波長よ
りも短波長側の光を利用するようにしたので、色選別機
構のスリットによるフレネル回折現象の影響を軽減する
ことができ、光の強度分布のピークを明瞭にすることが
できる。従って、シャープなエッジを有する光吸収物質
膜パターンが得られ、高精細な蛍光体パターンを形成
し、高品質な蛍光面を作成することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る露光光学系を
表す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態により形成された光
吸収物質膜パターンと従来の光吸収物質膜パターンとを
比較して表すもので、同図（ａ）は第１の実施の形態に
より得られたパターン、同図（ｂ）は従来方法により得
られたパターンを示している。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る露光光学系を
表す断面図である。

【図４】本発明の基本原理を説明するための図であり、
（ａ）は露光波長３６５ｎｍの光の強度分布、（ｂ）は
露光波長３００ｎｍの光の強度分布、（ｃ）は露光波長
２５０ｎｍの光の強度分布をそれぞれ表す図である。

【図５】図４の原理を説明するための、感光材料におけ
る光の強度分布とその１次微分曲線を表す図である。

【図６】本発明に用いる石英ガラスの分光透過率特性を
光学ガラスと比較して表す図である。

【図７】従来の光吸収物質膜パターン形成の際の露光時
におけるフレネル回折現象を説明する模式図である。

【符号の説明】

１…パネルガラス板、２…色選別機構、３…スリット、
４…光源、５ａ…石英ガラス板、５ｂ…石英レンズ、６
…光フィルタ

フロントページの続き (72)発明者 大野 勝利 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の基板の蛍光面形成領域に感光膜を
   形成する工程と、 前記感光膜に対し露光用集光手段を用いて特定波長より
   短い波長の光を照射して選択露光を行う工程と、 露光後の感光膜を現像して感光膜パターンを形成する工
   程と、 前記感光膜パターンを覆うようにして前記基板上に光吸
   収物質膜を形成した後、感光膜パターンをその上を覆う
   光吸収物質膜と共に選択的に除去し、光吸収物質膜パタ
   ーンを形成する工程と、 前記光吸収物質膜パターンの間に蛍光体パターンを形成
   する工程とを含むことを特徴とする蛍光面の形成方法。
2. 【請求項２】 前記露光用集光手段は、３６５ｎｍより
   短い波長の光の透過率がよいレンズを含むことを特徴と
   する請求項１記載の蛍光面の形成方法。
3. 【請求項３】 前記露光用集光手段は、３６５ｎｍより
   短い波長の光の透過率がよい石英ガラスにより形成され
   たレンズを含むことを特徴とする請求項２記載の蛍光面
   の形成方法。
4. 【請求項４】 前記露光用集光手段は、更に、３６５ｎ
   ｍより短い波長で所定の範囲の波長領域の光のみを選択
   的に透過させる光フィルタを含むことを特徴とする請求
   項３記載の蛍光面の形成方法。
5. 【請求項５】 前記光フィルタは、露光用光源と前記レ
   ンズとの間に設置されたことを特徴とする請求項４記載
   の蛍光面の形成方法。