JPH11204030A - カラー陰極線管の蛍光面形成用の光量補正フィルター、およびこれを備えた露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】露光量の不足を解消し、所望サイズの光吸収層
間隙部や蛍光体層を容易に得ることが可能な光量補正フ
ィルター、およびこれを備えた露光装置を提供すること
にある。 【解決手段】蛍光面形成用の光量補正フィルター３０
は、透明基板３２上に多数の小区画からなる遮光部３６
と、これら遮光部間に光透過部３８とが形成され、遮光
部と光透過部との面積比を変化させることにより、所望
の透過光量分布を有している。透明基板３２は、合成石
英ガラスあるいは高純度溶融石英ガラスにより形成さ
れ、３１０〜３７０［ｎｍ］の紫外波長域において９０
％以上の透過率を有している。

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、カラー陰極線管
の蛍光面形成に用いられる光量補正フィルター、およ
び、これを備えた露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー陰極線管は、ほぼ矩形状
のフェースパネルおよびこのフェースパネルに一体に接
合されたファンネルを有する外囲器を備え、フェースパ
ネルの内面には、青、緑、赤に発光する３色発光の蛍光
体層を有する蛍光面が形成されている。また、外囲器内
には、蛍光面に対向してその内側に多数の電子ビーム透
過孔が形成され色選別を行うためのシャドウマスクが配
置されている。ファンネルのネック内には、電子ビーム
を放出する電子銃が配設されている。

【０００３】そして、電子銃から放出される電子ビーム
をファンネルの外側に装着された偏向ヨークの発生する
磁界により偏向して、蛍光面を水平、垂直走査すること
により、カラー画像を表示する。

【０００４】蛍光面としては、マトリックス状またはス
トライプ状の光吸収層の間隙部に３色蛍光体層が埋め込
まれたブラックマトリックス形またはブラックストライ
プ形の蛍光面が用いられている。このようなカラー陰極
線管の蛍光面は、従来より、写真印刷法を用いて形成さ
れている。

【０００５】写真印刷法では、まず、フェースパネル内
面を洗浄後、例えばポリビニルアルコール（以下ＰＶＡ
と称する）および重クロム酸アンモニウム（以下ＡＤＣ
と称する）からなる感光膜をフェースパネル内面に塗布
し、これを乾燥させた後、シャドウマスクを介して露光
する。これにより、シャドウマスクの電子ビーム透過孔
に対応するパターンを感光膜に焼き付けた後、現像し、
フェースパネルの内面にマトリックス状またはストライ
プ状のフォトレジスト層を形成する。

【０００６】次に、フォトレジスト層の形成されたフェ
ースパネル内面に、光吸収層となる黒鉛を塗布し、その
後、フォトレジスト膜と、その上の黒鉛とを剥離除去し
てマトリックス状またはストライプ状の光吸収層を形成
する。

【０００７】続いて、光吸収層の形成されたフェースパ
ネルの内面に、蛍光体、ＰＶＡ、重クロム酸塩などを主
成分とする蛍光体スラリ層を塗布および乾燥し、この蛍
光体スラリ層をシャドウマスを介して露光する。これに
より、蛍光体スラリ層にシャドウマスクの電子ビーム透
過孔に対応するパターンを焼き付けた後、現像すること
により、光吸収層の間隙部に任意の１色の蛍光体層を形
成する。このような蛍光体層の形成工程を３色の蛍光体
について繰り返すことにより蛍光面が形成される。

【０００８】上記光吸収層および３色蛍光体層を形成す
るためにフォトレジスト膜または蛍光体スラリ層などの
蛍光面形成部材層に対するシャドウマスクの電子ビーム
透過孔に対応したパターンの焼付けを行う露光装置は、
内面にフォトレジスト膜または蛍光体スラリ層などの蛍
光面形成部材層が形成され、かつ、シャドウマスクが装
着されたフェースパネルを位置決め支持する支持台と、
支持台の下部に設けられた水銀ランプ等の露光用光源
と、順次露光用光源から放射される光を電子ビームの軌
道に似させる補正レンズなどの光学レンズ系と、フェー
スパネル内面に形成された蛍光面成部材層に対する光量
分布を補正する光量補正フィルターと、を備えている。

【０００９】このような露光装置を用いてフェースパネ
ル内面に形成された蛍光面形成部材層を露光する場合、
フェースパネル内面の中央部と周辺部とでは光源からの
距離および電子ビームの入射角が相違するために光量差
が生じ、蛍光面全域で均一あるいは所望の光量分布が得
られず、形成される光吸収層や蛍光体層が所定のサイズ
にならなくなる。そのため、露光装置の光量補正フィル
ターは、フェースパネル内面の中央部から周辺部にかけ
ての光量分布を適正化するために設けられている。

【００１０】このような光量補正フィルターは、青板ガ
ラスよりなる透明基板の一方の表面にＮｉやＣｒ等の金
属を蒸着して金属蒸着膜を成し、この金属蒸着膜の膜厚
を変化させることにより、フィルター中央部の光透過率
を抑え、周辺部になるに従って光透過率が大きくなるよ
うに形成されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように金属蒸着膜の膜厚により光透過率分布を調整する
ことは容易でなく、再現性が悪い。また、局部的な透過
率調整も困難となる。そのため、光透過率分布の相違に
より、形成される光吸収層の間隙部や蛍光体層が所定の
サイズにならないという問題がある。

【００１２】すなわち、カラー陰極線管の特性評価に
は、画面全域を白色表示してその均一性を評価すホワイ
トユニフォーミティや、画面全域の輝度の均一性を評価
するブライトネスユニフォーミティがあるが、これらの
評価には、光吸収層の間隙部や蛍光体層のサイズが大き
く関与する。したがって、カラー陰極線管のホワイトユ
ニフォーミティやブライトネスユニフォーミティを良好
とするためには、光吸収層の間隙部や蛍光体層の大きさ
を正確に制御することがきわて重要となる。

【００１３】このような光量補正フィルターの問題を解
決するため、例えば特開平６−３０２２６９号公報に
は、透明基板上に連続または不連続に多数の小区画から
なる遮光部または光透過部を形成し、その小区画からな
る遮光部間を光透過部とするか、または光透過部間を遮
光部とし、任意位置の光透過率がこれら遮光部と光透過
部との面積比として数式で表されることを特徴としたカ
ラー受像管の蛍光面形成用光量補正フィルターが示され
ている。

【００１４】このような光量補正フィルターは、光透過
率分布の正確な制御が可能であるが、近年のカラー陰極
線管、特に、カラーディスプレイ管は、画面の大型化や
高精細化が進み、蛍光面形成時の露光照度が低下する傾
向にあり、上述の光量補正フィルターを用いた場合で
も、透明基板の光量損失により、フェースパネル全面、
特に、透過率１００％で使用することの多いフェースパ
ネル周辺部に、所望サイズの光吸収層間隙部や蛍光体層
を形成することが困難となってきている。

【００１５】このような露光量の不足を解消するため
に、露光装置の光源に用いる水銀ランプに大きな電圧か
けて高照度を得ることも可能であるが、この場合、水銀
ランプの寿命が低下し、生産性の低下および製造コスト
の増加を招く。

【００１６】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、露光光源に無理な負荷をかけることな
く露光量の不足を解消し、所望サイズの光吸収層間隙部
や蛍光体層を容易に得ることが可能な光量補正フィルタ
ー、およびこれを備えた露光装置を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る光量補正フィルターは、透明基板上
に連続または不連続に多数の小区画からなる遮光部また
は光透過部と、上記小区画間に光透過部または遮光部と
が形成され、上記遮光部と光透過部との面積比を変化さ
せて所望の透過光量分布を有したカラー陰極線管の蛍光
面形成用の光量補正フィルターにおいて、上記透明基板
は、３１０〜３７０［ｎｍ］の紫外波長域において９０
％以上の透過率を有していることを特徴としている。

【００１８】３１０〜３７０［ｎｍ］の紫外波長域にお
いて９０％以上の透過率を持つ透明基板としては、フォ
トマスク用の合成石英ガラスや高純度溶融石英ガラスを
用いることができる。

【００１９】透明基板として青板ガラスを使用した従来
の光量補正フィルターでは、比較的低波長域の光は透明
基板に吸収されるため、露光に用いる水銀ランプの輝線
スペクトルの内、波長域３６５［ｎｍ］の光しか露光に
使用できなかった。これに対して、本発明の光量補正フ
ィルターによれば、透明基板の透過率を３１０〜３７０
［ｎｍ］の紫外波長域において９０％以上とすることに
より、従来は露光に寄与しなかった比較的低波長域の輝
線スペクトル３１３、３３４［ｎｍ］の光も露光に使用
することが可能となる。

【００２０】その結果、露光光源に無理な負荷をかける
ことなく、露光量の不足を補うことができ、所望サイズ
の光吸収層間隙部や蛍光体層を容易に得ることができ
る。また、比較的低波長域の光を露光に使用することに
より、フォトレジスト膜層や蛍光スラリ層中で照射光が
回折現象による散乱を起こし、架橋反応を生じやすくす
ることにより露光量の不足を補う効果も得ることができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態に係る光量補正フィルターを備えた露光
装置について詳細に説明する。まず、本露光装置により
露光されるフェースパネルを備えたカラー陰極線管につ
いて説明する。図１に示すように、カラー陰極線管は、
ほぼ矩形状のフェースパネル１１およびこのフェースパ
ネルに一体に接合されたファンネル１２を有する外囲器
１０を備え、フェースパネル１１の内面には、青、緑、
赤に発光する３色発光の蛍光体層を有する蛍光面１３が
形成されている。また、外囲器１０内には、蛍光面１４
に対向してその内側に、多数の電子ビーム透過孔２０を
有するシャドウマスク１４が配置されている。また、フ
ァンネル１２のネック１５内には、３電子ビームを放出
する電子銃１７が配設されている。

【００２２】そして、このカラー陰極線管は、電子銃１
７から放出される３電子ビームをファンネル１２の外側
に装着された偏向ヨーク１８の発生する磁界により偏向
して、蛍光面１４を水平、垂直走査することにより、カ
ラー画像を表示する。

【００２３】一方、上述したカラー陰極線管の蛍光面１
３の製造に用いられる露光装置は、図２に示すように、
中央部に矩形状の開口２１が形成された水平な支持板２
２を有する支持台２４を備えている。支持板２２の下方
において支持台２４内部には、露光光源２６として、例
えば拡散光２５を開口２１に向けて出射する水銀ランプ
が設けられている。また、支持台２４内部において、露
光光源２６と開口２１との間には、補正レンズ等からな
るレンズ光学系２８、および光量補正フィルター３０が
順番に並んで設けられている。

【００２４】蛍光面１３を形成する場合、内面にフォト
レジスト膜あるいは蛍光体スラリ層等の蛍光面形成部材
層１９が形成されているとともにシャドウマスク１４が
装着されたフェースパネル１１は、支持板２２上に開口
２１を覆うように位置決めおよび保持される。そして、
この状態で、露光光源２６から光を出射し、シャドウマ
スク１４を介して蛍光面形成部材層１９を露光し、シャ
ドウマスク１４の電子ビーム透過孔に対応したパターン
を焼き付ける。

【００２５】この場合、レンズ光学系２３は、露光光源
２６から射出された光を、カラー陰極線管内における電
子銃から射出された電子ビームの軌道に近似するように
補正する。また、光量補正フィルター３０は、露光光源
２６から射出された光を、蛍光体面形成部材層１９に対
する光量分布が均一となるように補正する。

【００２６】図３に示すように、光量補正フィルター３
０は、矩形状の透明基板３２と、透明基板の表面中央に
設けられた円形の光量補正領域３４と、を有している。
そして、光量補正領域３４には、１辺の長さがｄの多数
の正方形ドット状の小区画からなる遮光部３６が互いに
直交する方向に所定のピッチＰで配列され、これら遮光
部３６間を光透過部３８として有している。それによ
り、所望の光透過率分布を有する光量補正フィルター３
０が構成されている。

【００２７】透明基板３２としては、超高純度のＳｉＣ
ｌ₄ から合成法により製造された合成石英が用いられて
いる。図４は、透明基板３２の透過率曲線Ａを青板ガラ
スからなる透明基板の透過率曲線Ｂと比較して示してお
り、図４から明らかなように、透明基板３２は、３１０
〜３７０［ｎｍ］の紫外波長域において、９２％以上の
透過率を有している。

【００２８】光量補正フィルター３０は、以下の工程に
よって製造される。すなわち、例えば、透明基板３２と
して、３ｍｍ厚にスライスされた合成石英基板を、両面
研磨によって１．６ｍｍ厚まで光学研磨したものを用い
ている。そして、この合成石英基板を洗浄後、一方の表
面にハレーションを防止するための色素層を形成し、他
方の表面にゼラチンに感光剤を分散させた乳剤層を形成
する。

【００２９】続いて、レーザ光を利用したフォトプロッ
タを用いて、乳剤層に以下の式１で示される光透過率Ｔ
の分布を持つように、遮光部３６となる辺長ｄの正方形
ドットを光量補正領域３４の中央部から周辺部に向かっ
て連続的に小さくなるようなパターンで露光する。その
後、乳剤層の現像、水洗、定着、水洗を行うことによ
り、遮光部３６および光透過部３８を有する光量補正フ
ィルターが形成される。

【００３０】Ｔ＝１−ｄ² ／ｐ² ・・・（１） 式（１）において、ｐは正方形ドット状の遮光部３６の
配列ピッチである。このように形成された本実施の形態
に係る光量補正フィルター３０の透過率分布は、従来の
青板ガラスからなる光量補正フィルターと同じである
が、各点の透過率の絶対値は、本実施の形態に係る光量
補正フィルター３０の方が高く、光量も高くなってい
る。

【００３１】上記のように構成された光量補正フィルタ
ー３０と従来の光量補正フィルターとを図２に示した露
光装置にそれぞれセットし、シャドウマスク１４を介し
て、フェースパネル１１内面にドット状の間隙部を有す
る光遮光部を形成した後、これらのドット状間隙部の中
央部と周辺部とのバランスを調査した。その結果、従来
の光量補正フィルターを使用した場合、中央部の孔径に
合わせると周辺部の孔径が不足し、周辺部の孔径を合わ
せるためには、水銀ランプに無理な負荷をかけて照度を
上げる必要があったのに対して、本実施の形態に係る光
量補正フィルター３０を用いた場合には、従来よりも少
ない光量で所定の孔径を容易に得ることができた。

【００３２】以上のことから、上記構成の光量補正フィ
ルター３０によれば、３１０〜３７０［ｎｍ］の紫外波
長域において、９０％以上、望ましくは９２％以上の透
過率を有した透明基板３２を用いることにより、露光光
源に無理な負荷をかけることなく露光量の不足を解消
し、所望サイズの光吸収層間隙部や蛍光体層を容易に得
ることができる。

【００３３】なお、上記実施の形態において、乳剤層は
軟らかく傷が付きやすい欠点があるが、透過率を損なわ
ない範囲で保護を設けることにより解消することができ
る。また、光量補正フィルター３０は、上述した実施の
形態に限らず、以下に示す他の実施の形態のように構成
されていてもよい。すなわち、他の実施の形態によれ
ば、光量補正フィルター３０の透明基板３２として、高
純度の溶融石英ガラスを用いている。図４に透過率曲線
Ｃで示すように、この透明基板３２は３１０〜３７０
［ｎｍ］の紫外波長域において、９２％以上の透過率を
有している。

【００３４】溶融石英ガラスは気泡を内蔵しやすいた
め、光量補正フィルターの透明基板として利用する際は
注意する必要がある。本実施の形態によれば、光量補正
フィルター３０は、以下の工程によって製造される。

【００３５】すなわち、まず、溶融石英ガラスからなる
透明基板の上に、０．５μｍ厚のＮｉ−Ｐ層を無電解メ
ッキ法で形成し、５０℃でアニールする。続いて、Ｎｉ
−Ｐ層の上に市販のポジ型レジストをスピンコーティン
グにより塗布し、乾燥した後、前述した実施の形態のパ
ターンを反転したパターンをレーザプロッタを用いて露
光する。

【００３６】その後、Ｎｉ−Ｐ層の現像、水洗を行い、
ポストベークしてレジストパターンを形成し、更に、燐
酸、硝酸系のエッチング液でエッチングし、水洗後、レ
ジストパターンを剥離した。これにより、図５に示すよ
うに、光量補正領域３４に、１辺の長さがｄの多数の正
方形ドット状の小区画からなる光透過部３８が互いに直
交する方向に所定のピッチＰで配列され、かつ、これら
光透過部３８間に遮光部３６を有し、所定の透過率分布
を持つ光量補正フィルターを得た。

【００３７】上記のように構成された光量補正フィルタ
ー３０の場合、光透過部３８には透明基板以外に存在し
ないため、前述した実施の形態よりも更に高い透過率が
期待できる。従って、この光量補正フィルター３０によ
れば、前述した実施の形態と同様に、露光光源に無理な
負荷をかけることなく露光量の不足を解消し、所望サイ
ズの光吸収層間隙部や蛍光体層を容易に得ることができ
る。

【００３８】なお、他の実施の形態において、金属層と
して、無電解メッキ法により形成したＮｉ−Ｐ層を用い
たが、これに限定されることなく、４００［ｎｍ］以下
の光をカットできるものであれば他の層を用いてもよ
い。例えば、真空蒸着やスパッタ法によるＣｒ、Ｃｒ−
Ｏ、Ｎｉ、あるいは、ＣＶＤ法によるＦｅ−Ｏ、無電解
メッキや電解メッキによるＣｒ、Ｎｉ、Ｎｉとその他の
共析物等を用いることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、３１０〜３７０［ｎｍ］の紫外波長域において９０
％以上の透過率を有する透明基板を用いることにより、
従来、露光に寄与していなかった３１３［ｎｍ］、３３
４［ｎｍ］の光も露光に利用することができ、露光光源
に無理な負荷をかけることなく露光量の不足を補うこと
ができ、所望サイズの光収層間隙部や蛍光体層を容易に
得ることが可能な光量補正フィルター、およびこれを備
えた露光装置を提供することができる。

【００４０】その結果、これらの光量補正フィルター、
露光装置を用いることにより、ホワイトユニフォーミテ
ィやブライトネスユニフォーミティの良好なカラー陰極
線管を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー陰極線管の一例を示す断面図。

【図２】この発明の実施の形態に係る露光装置を示す断
面図。

【図３】上記露光装置における光量補正フィルターを示
す図。

【図４】上記光量補正フィルター、この発明の他の実施
の形態に係る光量補正フィルター、および従来の光量補
正フィルターの透過率曲線をそれぞれ示すグラフ。

【図５】上記他の実施の形態に係る光量補正フィルター
を示す図。

【符号の説明】

１１…フェースパネル １３…蛍光面 １４…シャドウマスク １９…蛍光面形成部材層 ２６…露光光源 ２８…レンズ光学系 ３０…光量補正フィルター ３２…透明基板 ３４…光量補正領域 ３６…遮光部 ３８…光透過部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上に連続または不連続に多数の小
   区画からなる遮光部または光透過部と、上記小区画間に
   光透過部または遮光部とが形成され、上記遮光部と光透
   過部との面積比を変化させて所望の透過光量分布を有し
   たカラー陰極線管の蛍光面形成用の光量補正フィルター
   において、 上記透明基板は、３１０〜３７０［ｎｍ］の紫外波長域
   において９０％以上の透過率を有していることを特徴と
   する光量補正フィルター。
2. 【請求項２】上記透明基板は、３１０〜３７０［ｎｍ］
   の紫外波長域において９２％以上の透過率を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の光量補正フィルタ
   ー。
3. 【請求項３】上記透明基板は、合成石英ガラスあるいは
   高純度溶融石英ガラスにより構成されていることを特徴
   とする請求項１又は２に記載の光量補正フィルター。
4. 【請求項４】上記遮光部は、４００［ｎｍ］以下の波長
   域の光を遮光する金属層により形成されていることを特
   徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光量
   補正フィルター。
5. 【請求項５】カラー陰極線管のフェースパネル内面に蛍
   光面を形成するための露光装置において、 内面に蛍光面形成部材層が形成されているとともに、こ
   の蛍光面形成部材層に対向してシャドウマスクが装着さ
   れたフェースパネルを支持および位置決めする支持台
   と、 上記シャドウマスクを介して上記蛍光面形成部材層に光
   を照射する露光光源と、 上記露光光源とシャドウマスクとの間に配置され、露光
   光源からの光を所望の軌道に補正するレンズ光学系と、 上記レンズ光学系とシャドウマスクとの間に配置され、
   上記露光光源からの光の光量分布を補正する光量補正フ
   ィルターと、を備え、 上記光量補正フィルターは、透明基板上に連続または不
   連続に多数の小区画からなる遮光部または光透過部と、
   上記小区画間に光透過部または遮光部とが形成され、上
   記遮光部と光透過部との面積比を変化させて所望の透過
   光量分布を有しているとともに、上記透明基板は、３１
   ０〜３７０［ｎｍ］の紫外波長域において９０％以上の
   透過率を有していることを特徴とする露光装置。