JPH10241561A - 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】 マトリックス状光吸収層のマトリックスホー
ルや蛍光体層の形状を損なうことなく、露光光量を増加
させることができるカラー受像管の蛍光面形成方法およ
び露光装置を構成することを目的とする。 【解決手段】 長光源17から放射される光21により感光
性蛍光面形成被膜13にシャドウマスク6 の開孔に対応す
る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、長光源とシャドウマスクとの間に長光源の管軸
方向に頂部が延在しこの頂部を境にして鏡面対称の曲面
が形成され、この曲面の水平面に対する傾きが頂部に垂
直な方向の周辺部から頂部に近づくにしたがって大きい
光学レンズ37を配置し、この光学レンズを頂部に垂直な
方向に揺動させながら感光性蛍光面形成被膜にシャドウ
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関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、カラー受像管は、同一水平面上を
通る一列配置の３電子ビームを放出するインライン型カ
ラー受像管が主流となっている。このカラー受像管は、
図７に示すように、ファンネル１のネック２内に配置さ
れた電子銃３から放出される同一水平面上を通るセンタ
ービーム４G および一対のサイドビーム４B ，４R から
なる一列配置の３電子ビーム４B ，４G ，４R を、ファ
ンネル１の外側に装着された偏向装置５により偏向し、
シャドウマスク６を介して、パネル７の内面に形成され
た青、緑、赤に発光する３色蛍光体層からなる蛍光面８
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】このようなカラー受像管のうち、特に情報
処理の端末機に用いられる高精細カラー受像管では、シ
ャドウマスクの電子ビーム通過孔を円形とし、この電子
ビーム通過孔に対応して、図８に示すように、蛍光面
は、マトリックスホールを円形とするマトリックス状光
吸収層１０と、この光吸収層１０のマトリックスホール
にドット状の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に形
成されている。

【０００４】従来より、上記カラー受像管の蛍光面は、
シャドウマスクをフォトマスクとする写真印刷法により
形成され、ブラックマトリックス型蛍光面では、最初に
光吸収層１０を形成し、ついで３色蛍光体層１１B ，１
１G ，１１R を形成する方法で形成されている。

【０００５】すなわち、まずパネルの内面に感光剤を塗
布してフォトレジストを形成し、このフォトレジストを
シャドウマスクを介して露光することにより、シャドウ
マスクの電子ビーム通過孔に対応するパターンを焼付
け、現像して、シャドウマスクの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を形成する。ついでこ
のレジストの形成されたパネルの内面に黒色塗料被膜を
塗布形成し、レジストとともにこのレジスト上の黒色塗
料被膜を剥離除去して、マトリックス状光吸収層を形成
する。その後、この光吸収層の形成されたパネルの内面
に任意１色の蛍光体を含む感光性蛍光体スラリを塗布し
て感光性蛍光体スラリ層を形成し、この感光性蛍光体ス
ラリ層をシャドウマスクを介して露光することにより、
シャドウマスクの電子ビーム通過孔に対応するパターン
を焼付け、現像して、上記光吸収層の所定のマトリック
スホールに任意１色のドット状蛍光体層を形成する。こ
の任意１色の蛍光体層の形成方法を３色蛍光体について
繰返すことにより形成される。

【０００６】上記蛍光面形成方法では、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電子ビ
ーム通過孔に対応するパターンを焼付けるとき、図９に
示す露光装置が用いられている。

【０００７】この露光装置は、内面に上記フォトレジス
トや感光性蛍光体スラリ層などの感光性蛍光面形成被膜
１３が形成され、かつこの感光性蛍光面形成被膜１３に
対向してシャドウマスク６が装着されたパネル７を位置
決め支持する支持台１４を有し、この支持台１４の下部
に、上記支持台１４に位置決め支持されたパネル７に対
して，カラー受像管の電子銃から放出される電子ビーム
に対応する位置に移動可能に光源部１５が配置されてい
る。この光源部１５は、図１０に示すように、管状の超
高圧水銀ランプからなる長光源１７を光源とし、この長
光源１７のまわりに光源からの光放射面積を規制するス
リット１８が形成された遮光部１９が設けられている。
さらにこの光源部１５とパネル７に装着されたシャドウ
マスク６との間に、光源部１５から放射される光２１の
軌道を電子銃から放出される電子ビームの軌道に近似さ
せる一対のサイドビーム対応のΔＳ補正レンズ２２、偏
向中心の移動にともなう補正をおこなうγ−ΔＰ補正レ
ンズ２３、およびパネル７内面に対する光量分布を補正
する配光フィルター２４などが配置されている。これら
ΔＳ補正レンズ２２、γ−ΔＰ補正レンズ２３および配
光フィルター２４は、光源部１５との相対位置を保っ
て、光源部１５とともに移動するものとなっている。

【０００８】

【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、シャドウマスクをフォトマスクとす
る写真印刷法により形成され、情報処理の端末機に用い
られる高精細カラー受像管のブラックマトリックス型蛍
光面については、最初にマトリックス状の光吸収層を形
成し、ついでそのマトリックスホールにドット状３色蛍
光体層を形成する方法で形成される。その光吸収層を形
成するためのフォトレジストおよび３色蛍光体層を形成
ため感光性蛍光体スラリ層にシャドウマスクの電子ビー
ム通過孔に対応するパターンを焼付けるとき、長光源ま
わりにこの長光源からの光放射面積を規制するスリット
の形成された遮光部が配置された露光装置が用いられて
いる。

【０００９】ところで、近年、高精細カラー受像管は大
型化が進められており、この大型カラー受像管の蛍光面
形成には、露光光量の増加が必要となっている。

【００１０】この露光光量を増やす方法として、図１１
（ａ）に示すように、単純に遮光部１９のスリット１８
の幅ｓを拡げる方法があるが、スリット１８の幅ｓを拡
げると、同（ｂ）に示すように、光吸収層１０のマトリ
ックスホール２６が楕円状となり（蛍光体層も楕円状と
なる）、画面の色ずれ防止上必要なガードリング余裕度
が減少するため、十分にスリット１８の幅ｓを拡げるこ
とはできない。

【００１１】また他の方法として、光源の出力を上げる
方法があるが、光源の出力を上げると、光源を冷やす冷
却水の流量増加、電源トランスの変更、光源の寿命低下
などの問題があり、実用的でない。

【００１２】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、マトリックス状光吸収層のマトリ
ックスホールや蛍光体層の形状を損なうことなく、露光
光量を増加させることができるカラー受像管の蛍光面形
成方法および露光装置を構成することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】電子銃から放出される３
電子ビームに対応する位置に配置された管状の長光源か
ら放射される光によりパネルの内面に形成された感光性
蛍光面形成被膜にシャドウマスクの開孔に対応するパタ
ーンを焼付けるカラー受像管の蛍光面形成方法におい
て、長光源とシャドウマスクとの間に長光源の管軸方向
に頂部が延在しこの頂部を境にして鏡面対称の曲面が形
成され、この曲面の水平面に対する傾きが頂部に垂直な
方向の周辺部から頂部に近づくにしたがって大きい光学
レンズを配置し、この光学レンズを頂部に垂直な方向に
揺動させながら感光性蛍光面形成被膜にシャドウマスク
の開孔に対応するパターンを焼付けるようにした。

【００１４】また、電子銃から放出される３電子ビーム
に対応する位置に配置された管状の長光源から放射され
る光によりパネルの内面に形成された感光性蛍光面形成
被膜にシャドウマスクの開孔に対応するパターンを焼付
けるラー受像管の蛍光面形成用露光装置において、長光
源とシャドウマスクとの間に長光源の管軸方向に頂部が
延在しこの頂部を境にして鏡面対称の曲面が形成され、
この曲面の水平面に対する傾きが頂部に垂直な方向の周
辺部から頂部に近づくにしたがって大きい光学レンズを
配置し、この光学レンズを頂部に垂直な方向に進退動す
る駆動機構に支持させた。

【００１５】さらに、その光学レンズを、パネルの内面
の全面にわたり長光源から放射される光が光学レンズを
介することなくパネルの内面に到達する点に対して一定
距離変位させる曲面に形成した。

【００１６】

【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。

【００１７】図１にその一形態であるブラックマトリッ
クス型蛍光面形成方法の主要工程を示す。このブラック
マトリックス型蛍光面は、シャドウマスクをフォトマス
クとする写真印刷法により形成され、最初に光吸収層を
形成し、ついで３色蛍光体層を形成する方法で形成され
る。

【００１８】まず、図１（ａ）に示すように、パネル７
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３０を形成する。つぎに同
（ｂ）に示すように、上記フォトレジスト３０をシャド
ウマスク６を介して露光し、このシャドウマスク６の円
形電子ビーム通過孔３１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
３０を現像して未感光部分を除去し、同（ｃ）に示すよ
うに、シャドウマスクの電子ビーム通過孔に対応する円
形パターンからなるレジスト３２を形成する。つぎに同
（ｄ）に示すように、上記レジスト３２の形成されたパ
ネル７の内面に黒色塗料を塗布し、乾燥して黒色塗料被
膜３３を形成する。つぎに剥離剤を用いて、上記レジス
ト３２とともに、このレジスト３２上の黒色塗料被膜３
３を剥離除去して、同（ｅ）に示すように、マトリック
スホールを円形とするマトリックス状光吸収層１０を形
成する。

【００１９】その後、同（ｆ）に示すように、上記光吸
収層１０の形成されたパネル７の内面に蛍光体、ＰＶＡ
およびＡＤＣを主成分とする感光性蛍光体スラリを塗布
し、乾燥して感光性蛍光体スラリ層３５を形成する。つ
ぎに同（ｇ）に示すように、上記感光性蛍光体スラリ層
３５をシャドウマスク６を介して露光し、このシャドウ
マスク６の円形電子ビーム通過孔３１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３５を現像して未感光部分を除去し、
同（ｈ）に示すように、光吸収層１０の所定のマトリッ
クスホールに任意１色のドット状蛍光体層、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
成工程を緑、赤蛍光体について繰返し、同（ｉ）に示す
ように、光吸収層１０の所定のマトリックスホールにド
ット状の３色蛍光体層１１B ，１１G ，１１R を形成す
る。

【００２０】図２に上記フォトレジストおよび感光性蛍
光体スラリ層にシャドウマスクの電子ビーム通過孔に対
応するパターンを焼付けるときに用いられる露光装置を
示す。

【００２１】この露光装置は、内面にフォトレジストや
感光性蛍光体スラリ層などの感光性蛍光面形成被膜１３
が形成され、かつこの感光性蛍光面形成被膜１３に対向
してシャドウマスク６が装着されたパネル７を位置決め
支持する支持台１４を有し、この支持台１４の下部に後
述する光源部１５が配置されている。さらにこの光源部
１５と上記パネル７に装着されたシャドウマスク６との
間に、光源部１５から放射される光２１の軌道を電子銃
から放出される電子ビームの軌道に近似させる一対のサ
イドビーム対応のΔＳ補正レンズ２２、偏向中心の移動
にともなう補正をおこなうγ−ΔＰ補正レンズ２３、お
よびパネル７内面に対する光量分布を補正する配光フィ
ルター２４などが配置されている。これらΔＳ補正レン
ズ２２、γ−ΔＰ補正レンズ２３および配光フィルター
２４は、光源部１５との相対位置を保ったまま、光源部
１５とともに移動するものとなっている。

【００２２】上記光源部１５としては、上記支持台１４
に位置決め支持されたパネル７に対してカラー受像管の
電子銃から放出される電子ビームに対応する位置に移動
可能またはその電子ビームに対応する位置に固定的に配
置されたものとがあり、いずれも水冷方式のランプハウ
スの内側に、図１０に示したように、管状の超高圧水銀
ランプからなる管状の長光源１７が配置され、この長光
源１７のまわりに光源からの光放射面積を規制するスリ
ット１８が形成された遮光部１９が設けられている。特
にこの実施の形態の露光装置では、その長光源１７は、
長手方向（管軸方向）を水平方向として配置されてい
る。

【００２３】さらにこの実施の形態の露光装置において
は、上記ΔＳ補正レンズ２２とγ−ΔＰ補正レンズ２３
との間に、下記光学レンズ３７が配置されている。

【００２４】この光学レンズ３７は、上記支持台に位置
決め支持されたパネル内面に形成された感光性蛍光面形
成被膜にシャドウマスクの電子ビーム通過孔に対応する
パターンを焼付ける光源部１５から放射される光２１の
通過領域よりも大きく形成され、図３に示すように、水
平方向（Ｈ軸方向）に頂部３８が延在し、この頂部３８
を境にして垂直方向（Ｖ軸方向）に鏡面対称の曲面３９
が形成され、この曲面３９の水平面に対する傾きが、垂
直方向周辺部から頂部３８に近づくにしたがって大きな
っている。このような曲面３９は、対数または指数関数
の表現式で表される。そしてこの光学レンズ３７は、支
持枠４１に設けられたガイド部４２に揺動可能に支持さ
れ、揺動機構４３の進退駆動により、垂直方向に速い周
期で微少揺動する構造に形成されている。

【００２５】露光装置に上記光学レンズ３７を配置する
と、長光源１７のまわりに配置された遮光部１９のスリ
ットの幅を大きくして、露光光量を増やしても、スリッ
ト１８の幅を大きくしたことにより生ずるマトリックス
状光吸収層１０のマトリックスホールおよびドット状蛍
光体層１１B ，１１G ，１１R の楕円化を防止して、蛍
光面全面のマトリックスホールおよび蛍光体層１１B ，
１１G ，１１R を円形にすることができる。

【００２６】すなわち、図４に示すように、光源部１５
とシャドウマスク６との間に、水平面に対して傾斜角が
一定の傾斜面をもつ光学レンズ３７a を配置し、この光
学レンズ３７a を矢印４５で示す傾斜面の傾斜方向に動
かし、実線で示したように位置させると、シャドウマス
ク６の電子ビーム通過孔を通ってパネル７の内面に達す
る光源部１５からの光２１は、光学レンズ３７a の厚さ
が厚くなり、みかけ上の光源１７が上昇するために、破
線で示した変位前の光２１の到達点Ｐ1 よりも、パネル
７の中心に対して光学レンズ３７a の移動方向外側の点
Ｐ2 に移動する。逆に光学レンズ３７a を矢印４６で示
す方向に変位させると、光学レンズ３７a の厚さが薄く
なり、みかけ上の光源１７が下降するために、変位前の
光２１の到達点Ｐ1 よりも、パネル７中心に対して光学
レンズ３７a の移動方向の内側の点に移動する。したが
って傾斜面の傾斜角が一定の光学レンズ３７a でも、そ
の傾斜方向を垂直方向として配置し、これを垂直方向に
揺動させることにより、パネル７内面に形成された感光
性蛍光面形成被膜に焼き付けられるシャドウマスク６の
電子ビーム通過孔に対応するパターンの垂直方向寸法を
大きくすることができる。

【００２７】しかしこの傾斜面の傾斜角が一定の光学レ
ンズ３７a では、パネル７の中央部向かう光２１の入射
角と周辺部に向かう光２１の入射角とが異なり、中央部
にくらべて周辺部では、光２１の到達点の変位量ｄが大
きくなり、パネル７内面の全面にわたり一定にすること
ができない。

【００２８】これに対して、上記実施の形態の光学レン
ズ３７のように、水平方向に頂部３８が延在し、この頂
部３８を境にして垂直方向に鏡面対称の曲面３９に形成
され、この曲面３９の水平面に対する傾きが、垂直方向
周辺部から頂部３８に近づくにしたがって大きくする
と、図５に示すように、光学レンズ３７を矢印４５で示
す曲面３９の傾斜方向に動かした場合、頂部３８付近で
は、垂直方向周辺部にくらべて光学レンズ３７の厚さの
変化が大きくなり、光源１７のみかけ上の上昇が大きく
なるため、パネル７中央部での光２１の到達点の変位量
ｄと垂直方向周辺部での変位量ｄとを等しくして、パネ
ル７内面の全面にわたり一定にすることができる。結果
として、蛍光面全面のマトリックスホールおよび蛍光体
層１１B ，１１G ，１１R の形状を損なうことなく、露
光光量を増やすことができる。

【００２９】なお、上記実施の形態では、光学レンズを
ΔＳ補正レンズとγ−ΔＰ補正レンズとの間に配置した
が、この光学レンズは、パネル内面に形成された感光性
蛍光面形成被膜にシャドウマスクの電子ビーム通過孔に
対応するパターンを焼付ける光源部から放射される光の
通過領域であれば、光源部とシャドウマスクとの間のい
ずれの位置に配置してもよく、たとえば図６に示すよう
に、γ−ΔＰ補正レンズ２３と配光フィルター２４との
間に配置してもよい。

【００３０】

【発明の効果】電子銃から放出される３電子ビームに対
応する位置に配置された管状の長光源とシャドウマスク
との間に、長光源の管軸方向に頂部が延在しこの頂部を
境にして鏡面対称の曲面が形成され、この曲面の水平面
に対する傾きが頂部に垂直な方向の周辺部から頂部に近
づくにしたがって大きい光学レンズを配置し、この光学
レンズを頂部に垂直な方向に揺動させる露光装置を用い
て、パネルの内面に形成された感光性蛍光面形成被膜に
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、蛍光面全面のマトリックス状光吸収層のマトリック
スホールや蛍光体層の形状を損なうことなく、露光光量
を増やすことができ、とくに大型管の蛍光面形成に適用
して、光源の電力を上げることなく露光時間を短縮で
き、所要の蛍光面を容易に形成することができる。また
中小型管の蛍光面形成に適用して、露光時間の短縮、低
電力化をおこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）ないし（ｉ）はれぞれこの発明の実
施の一形態であるブラックマトリックス型蛍光面形成方
法の主要工程を示す図である。

【図２】上記蛍光面形成に用いられる露光装置の構成を
示す図である。

【図３】図３（ａ）は上記露光装置に配置される光学レ
ンズおよびその駆動機構を示す図、図３（ｂ）は光学レ
ンズの形状を示す図である。

【図４】上記光学レンズの動作原理を説明するための図
である。

【図５】上記光学レンズの動作を説明するための図であ
る。

【図６】図２に示した露光装置とは光学レンズの配置が
異なる露光装置の構成を示す図である。

【図７】カラー受像管の構成を示す図である。

【図８】高精細カラー受像管の蛍光面の構成を示す図で
ある。

【図９】従来の露光装置の構成を示す図である。

【図１０】従来の露光装置の光源部の構成を示す図であ
る。

【図１１】図１１（ａ）および（ｂ）はそれぞれ上記光
源部に配置された遮光部のスリットの幅とマトリックス
状光吸収層のマトリックスホールの形状との関係を説明
するための図である。

【符号の説明】

６…シャドウマスク ７…パネル １０…マトリックス状光吸収層 １１B ，１１G ，１１R …３色蛍光体層 １３…感光性蛍光面被膜 １５…光源部 １７…光源 １９…遮光部 ３０…フォトレジスト ３５…感光性蛍光体スラリ ３７…光学レンズ ３８…頂部 ３９…曲面 ４３…揺動機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子銃から放出される３電子ビームに対
   応する位置に配置された管状の長光源から放射される光
   によりパネルの内面に形成された感光性蛍光面形成被膜
   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
   カラー受像管の蛍光面形成方法において、 上記長光源と上記シャドウマスクとの間に上記長光源の
   管軸方向に頂部が延在しこの頂部を境にして鏡面対称の
   曲面が形成され、この曲面の水平面に対する傾きが上記
   頂部に垂直な方向の周辺部から上記頂部に近づくにした
   がって大きい光学レンズを配置し、この光学レンズを上
   記頂部に垂直な方向に揺動させながら上記感光性蛍光面
   形成被膜に上記シャドウマスクの開孔に対応するパター
   ンを焼付ける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】 電子銃から放出される３電子ビームに対
   応する位置に配置された管状の長光源から放射される光
   によりパネルの内面に形成された感光性蛍光面形成被膜
   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
   カラー受像管の蛍光面形成用露光装置において、 上記長光源と上記シャドウマスクとの間に上記長光源の
   管軸方向に頂部が延在しこの頂部を境にして鏡面対称の
   曲面が形成され、この曲面の水平面に対する傾きが上記
   頂部に垂直な方向の周辺部から上記頂部に近づくにした
   がって大きい光学レンズが配置され、この光学レンズが
   上記頂部に垂直な方向に進退動する駆動機構に支持され
   ている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。
3. 【請求項３】 光学レンズはパネルの内面の全面にわた
   り長光源から放射される光が上記光学レンズを介するこ
   となくパネルの内面に到達する点に対して一定距離変位
   させる曲面に形成されていることを特徴とする請求項２
   記載のカラー受像管の蛍光面形成用露光装置。