WO1995020239A1

WO1995020239A1 - Tube cathodique couleur et sa fabrication

Info

Publication number: WO1995020239A1
Application number: PCT/JP1995/000058
Authority: WO
Inventors: Ying-Fu Wang; Takashi Nishiguchi
Original assignee: Hitachi, Ltd.
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1995-07-27
Also published as: DE69535306D1; EP0737996B1; EP0952603B1; EP0737996A4; EP0737996A1; KR100231392B1; EP0952603A3; DE69520875D1; EP0952603A2; US5844355A; CN1501431A; DE69535306T2; DE69520875T2; CN1153242C; CN1267957C; KR970700927A; CN1144014A

Description

明細書

カラ一ブラウン管とその製造方法技術分野

本発明は、カラ一ブラウン管およびその製造方法に関し、特に、カラーブラウン管の蛍光膜形成の露光工程で使用されるブラウン管蛍光面ドッ卜パターン形成用補正レンズ（以後、補正レンズという）を改善することにより高精細で高画質なブラウン管を得られるようにした高精細 ·高画質ブラゥン管とその製造方法に関するものである。背景技術

カラーブラウン管の高精細化が要求されるに従い、螢光面を露光及び現像により形成するための露光工程に要求される精度も高まっている。

ブラックマトリックス形式のカラ一ブラゥン管の螢光面形成においては、多数のストライプ状またはドット状のホールを残して黒色体が形成され、該ホールにストライプ状またはドット状の螢光膜を形成する。このため、該ホール及び前記螢光体膜の位置が一致することになるが、両者を電子ビ —ムの照射位置に正確に位置させることが重要となる。

上記位置合わせぐレジストレ一ション補正）を行うために種々の補正レンズが使用されているが、連続曲面を有するものと不連続の曲面を有するものがあり、両者共露光用光線を屈折させて実際の電子ビーム軌道に近似させる目的のものであることから、非常に複雑な面形状を呈している。前記ストライプ状の螢光膜を有するカラ一ブラウン管では、螢光膜が垂直方向に長い帯状になるため、これを発光させるために投写させる電子ビームとが垂直方向に位置ずれを起こしても色ずれを起こすことがない。したがって、水平方向へのビームずれのみを補正すればよいことから補正レンズの設計面での自由度は高い。しかし、該螢光面は高密度で配列できないため、高い解像度は得られない。このため、高解像度が要求されるコンピュー夕端末用カラーブラウン管では、ドット状の螢光膜を形成している。上記ドット状の螢光膜を形成したカラーブラウン管の螢光膜形成にあたつては、水平方向及び垂直方向の補正を同時に行わなければならず、最適補正量が得られるように種々の補正レンズが用いられている。

例えば、特公昭 4 7 - 4 0 9 8 3号公報に開示されているような不連続補正レンズを組み込んだ露光台について図面を用いて説明する。

第 8図は露光台の構成を示したものであり、光源 8 1及びレンズ 8 2及び補正レンズ 8 3を内蔵した露光台 8 4上にシャドウマスク 8 7を装着したフヱ一スパネル 8 5が設置される。補正レンズ 8 3は第 9図（ a；)〜（ c ) に示したように平面形状及び水平方向（X ) 、垂直方向（ y ) に傾きを有する断面形状を有し、各方向に正方形あるいは長方形の複数個のプロックに分割されている。光源 8 1から出射された露光用光線はレンズ 8 2を通過し、補正レンズ 8 3で屈折した後シャドウマスク 8 7のァパーチを介してフエースパネル 8 5の内面に達し、感光性膜 8 6を露光するが、補正レンズ 8 3の不連続境界面 8 3 'の格子状の暗線パターンが感光性膜 8 6に露光されるのを防ぐために、露光処理中に補正レンズ 8 3を x、 y 2方向に揺動させている。しかし、この格子状の暗線パターンの影響により、ドット形成が高精度化に出来ないため、種々の格子状暗線パターンの発生を抑止するための種々の方法が試みられている。例えば特開昭 6 2 - 1 5 4 5 2 5号に開示されている補正レンズもそのひとつ例である。このレンズ形状について説明する。

第 1 0図は格子状暗線パターンをある程度抑止するための補正レンズの断面図である。補正レンズの有効面を複数の領域に分割し、領域 1 0 3 a の中心の厚さを d l、 1 0 3 bの中心の厚さを d 2、 1 0 3 cの中心の厚さを d 3、 1 0 3 dの中心の厚さを d 4、 1 0 3 eの中心の厚さを d 5、 1 0

3 f の中心の厚さを d 6とすると、これら d I， d 2， d 3, d 4， d 5， cl 6を各領域間の段差部 1 0 4 a， 1 0 4 b， 1 0 4 c， 1 0 4 d， 1 0 4 e力、' 1 0 0 m程度にしていた。このように各段差部を小さくすることにより、蛍光面上の格子状暗線パターン（暗線縞）のコントラスト及び面積が小さくなるようにしていた。

しかしながら、前記補正レンズを使用しても、カラ—ブラウン管の高精細化のニーズを満足できなかった。

第 1 1図は、従来の補正レンズの部分拡大断面図（各領域の中心の厚さは無視して示している）である。従来の補正レンズ 3 3の領域境界部 3 4 a , 3 4 bは基準面 3 2に対して垂直となっている。したがって、第 3図 ( a ) に示すように、光源より出射され、補正レンズ 3 3の領域境界部 3

4 a , 3 4 bに斜めに入射する入射光が 2次屈折するため、部分的に光が集中したり、分散することにより、出射光の光量が変化し、領域境界部段差の高さに応じた幅 tの暗線が発生する。

第 1 2図は、前記補正レンズの成形に使用する従来技術による補正レンズの金型の斜視図である。補正レンズの金型 1 2 1は、成形される補正レンズの所望の複数個の分割された領域（例えば 1 2 3 ) を持っており、該領域にはそれぞれ領域境界部（例えば 1 2 4 ) がある。従来 S術による金型は、数百個の前記領域に当たるプロックの組合せにより一つの金型となつている。いわゆる組立式のものである。したがって、高精細化の要求を満たすために、補正レンズの複数個に分割されたそれぞれの領域の面積を更に小さくしたり、領域境界部の段差を更に小さくしたりすることが大変に難しくなつている。

前'記金型 1 2 1で成形した補正レンズに光源から出射された光線を通過させ、力ラーブラウン管のフ X —スパネル内面の感光性膜を露光すると、前記第 3図（ a ) を使用し説明したように、前記感光性膜に補正レンズ面の異なる領域境界部段差高さによる幅不均一の格子状暗線バタ一ンが発生し、カラ—ブラウン管蛍光面のドットにバラツキが発生する。すなわち、感光性膜へ到達する光量が不均一になり、蛍光体ドッ卜の形状精度が悪く、位置精度も劣る。このため、画質の良い高精細なカラ一ブラウン管を得ることが困難であった。発明の開示

上記従来技術では、補正レンズ面の異なる領域境界部の段差により、この補正レンズを透過してシャドーマスク上に照射される露光用光に、幅及びコントラストが不均一な格子状明暗線パタ一ンが発生してしまう。そして、この格子状明暗線パターンの影響を緩和するための手段として、レンズ平面の中心の厚さの調整することにより格子状明暗線パタ一ンの発生を低減させるようにしたり、または、露光時に補正レンズを揺動させることにより格子状明暗線パターンの影響が露光面前面に渡って均一に現われるようにしているが、従来 4 0万画素で構成していた画面を 1 0 0万以上の画素で構成しょうとするカラーブラウン管の高精細化のニーズに対して、十分に対応することができなかった。

これは、前述したように、画質の良い C D Tを得るには、高精度の蛍光体ドット位置精度が必要であり、高精度の蛍光体ドット位置精度を得るには、高精度な形状のドットを形成することが必要であるが、これらを満足させるための高精度の補正レンズが得られなかったからである。

したがって、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消して、露光時に補正レンズにより発生する格子状の明暗線パターンの影響を無くすることにより、蛍光体のドッ卜パターン形状及びその位置を高精度に形成した高精細 ·高画質のブラウン管及びその製造方法を提供することにある。上記目的は、露光用光の入射面を傾きが異なる複数の平面あるいは曲面で構成した補正レンズにより発生する格子状の明暗線又は暗線パターンの幅及びコントラス卜が、露光面全面に渡って均一になるように補正レンズを構成し、この補正レンズを揺動させながら露光することにより達成される。

そして、上記補正レンズは、レンズ面に形成する傾きが異なる複数個の平面あるいは曲面を従来の寸法の半分ないし 1 / 3以下に微細化し、かつ、それぞれの微細化した平面あるいは曲面の境界部に生ずる段差ができるだけ小さくなるようにそれぞれの平面あるいは曲面が位置するように形成し、

( 1 ) 境界部の段差面の傾きを、露光用光の入射方向に平行にする、または、

( 2 ) 境界部の段差面の傾きを基準面に対して 1 2 0度以下で露光用光の入射方向に対して一定の傾きにする、

または、

( 3 ) 境界部の段差面の傾きを基準面に対して 1 2 0度以下にして、段差面の表面に微小な凹凸を形成する、

または、

( 4 ) 境界部の段差面の傾きを基準面に対して 1 2 0度以下にして、補正レンズの露光用光の出射面の側で格子状の暗線が発する部分に一定の幅でスジまたはキズ等を形成して表面を荒らす、

またはこれら（ 1 ) 乃至（4 ) を組み合わせることにより得られる。

補正レンズにより発生する格子状の明暗線又は暗線パターンの幅及びコントラス卜を露光面全面に渡って均一にすることにより、この補正レンズを露光時に揺動させながらシャドーマスク上に照射したとき、一定の露光時間内に露光面に照射される光量は、露光面の全領域に渡って均一になる。このように露光量を均一にすることにより、ブラウン管のフヱ一スパネル上に位置精度及び形状精度の良好な蛍光膜のドットパターンが形成される。

ここで、補正レンズにより発生する格子状の明暗線又は暗線パターンの幅及びコントラストは、上記課題を解決するための手段の欄に記載した順に従って説明すると、

(： 1 )境界部の段差面を露光用光の入射方向に平行に形成したことにより、露光用光による段差面での 2次屈折する割合が少なくなり、かつ、その出射面に影響を及ぼす領域が小さくなる。これにより、補正レンズを透過した露光用光による線幅が狭く、コントラストが一定な、格子状の明喑線パターンが発生する。

( 2 ) 境界部の段差面の傾きを基準面に対して 1 2 0度以下で露光用光の入射方向に対して一定の傾きにすることにより、段差面及びその近傍に入射した露光用光が干渉して比較的広い領域に分散し、補正レンズの段差面の影響を受けた部分から出射する露光用光の光量が低減し、この部分により、幅及びコントラストが均一な格子状の暗線パターンが発生する。

( 3 ) 境界部の段差面の傾きを基準面に対して 1 2 0度以下にして、段差面の表面に微小な凹凸を形成することにより、段差面での光の透過率が低下して、補正レンズの段差面の影響を受けた部分から出射する露光用光の光量が上記（ 2 ) の場合に.比べて更に低減し、この部分により、幅及びコントラス卜が均一な格子状の暗線パターンが発生する。

( 4 ) 境界部の段差面の傾きを基準面に対して 1 2 0度以下にして、補正レンズの露光用光の出射面の側で格子状の暗線が発する部分に一定の幅でスジまたはキズ等を形成して表面を荒らすことにより、この部分により、幅及びコントラス卜が均一な格子状の暗線パターンが発生する。

本発明によれば、複数の微小な平面又は曲面により構成された補正レンズにより発生する格子状の明暗線の線幅及びそのコントラストを、シャド —マスク上の露光面の全面に渡って均一になるように形成することができるので、この補正レンズを揺動させながら露光することにより、形状精度及び位置精度の良い螢光体ドットパターンが形成され、画質の良いブラウン管を得ることができる。

更に、このブラウン管を用いることにより、高精細テレビセット、および端末用モニターを得ることができる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の実施例 1に係る補正レンズの外観を示す斜視図である。

第 2図は、本発明の実施例 1に係る補正レンズの断面図である。

第 3図は、従来の補正レンズと本発明の実施例 1に係る補正レンズの部分拡大断面図と露光効果の比較図である。

第 4図は、本発明の実施例 2に係る補正レンズの外観を示す斜視図である。

第 5図は、本発明の実施例 2に係る補正レンズの断面図である。

第 6図は、従来の補正レンズの部分拡大断面図である。

第 7図は、本発明の実施例 2に係る補正レンズの部分拡大断面図である。第 8図は、露光台の構成を示す断面図である。

第 9図は、従来の補正レンズの平面図及び断面図である。

第 1 0図は、従来の補正レンズの平面図及び断面図である。

第 1 1図は、従来の補正レンズの部分拡大断面図である。

第 1 2図は、従来の補正レンズの金型の斜視図である。

第 1 3図は、本発明の実施例 1に係る補正レンズの成形用金型の外観を示す斜視図である。

第 1 4図は、本発明の実施例 1に係る補正レンズ用成形金型の切削加工装置である。

第 1 5図は、本発明の実施例 1に係る補正レンズの金型の切削加工プロセスのフローチヤ— ト図である。

第 1 6図は、本発明の実施例 1に係る補正レンズ用成形金型の塑性加工装置である。

第 1 7図は、本発明の実施例 1 に係る補正レンズの金型の塑性加工プロセスのフローチヤ— ト図である。

第 1 8図は、本発明の実施例 2に係る補正レンズの成形用金型の外観を示す斜視図である。

第 1 9図は、本発明の実施例 2に係る補正レンズ用成形金型の切削加工装置である。

第 2 0図は、本発明の実施例 2に係る補正レンズの金型の切削加工プロセスのフローチヤ— 卜図である。

第 2 1図は、本発明の実施例 1に係る補正レンズと従来補正レンズの露光効果の比較図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面にしたがって説明する。

実施例 1 .

第 1図は、本発明の一実施例に係る補正レンズの外観を示す斜視図である。第 2図は補正レンズの断面図である。

補正レンズ 3を構成する材料としては光の透過度が高いポリメチルメタァクリレー卜等の光学プラスチックであり、基準面 2に対して X、 y方向の傾きが異なる複数個の平面、あるいは曲面 3 aの集合を形成している。第 1図に示した本発明による補正レンズは、従来技術で製作された第 9 図に示したような補正レンズと類似した形状を有しているが、これらの補正レンズを成形するのに、従来は組立式の金型を用いて 1つ 1つの型でそれぞれの平面あるいは曲面を形成していたのに対して、本発明では、それぞれの平面あるいは曲面の型を一つの金型材料表面に機械加工により形成する一体型を用いて形成する。

このように、一体の金型を用いて補正レンズを成形するため、補正レンズ 3のそれぞれに傾きが異なる複数個の平面、あるいは曲面 3 aのそれぞれの辺の長さの最小寸法に従来の組立式の型のような制約を受けることがなくなるので、その平面、あるいは曲面 3 aの各辺の寸法を従来の組立式の金型により形成していた各辺の寸法に比べて半分乃至 1 / 3以下に微細化して形成することができる。

更に、それら傾斜角を持った平面、あるいは曲面の境界部の段差のうち最も大きい段差の値が一番小さくなる（極小）ように各平面又は曲面が位置するように前記一体型の加工条件を決めることにより、組立式の型を用いて成形していた従来の補正レンズでは 1 0 0 m前後あつた境界部の段差を、 5 / m以下に低減することができる。

更に、後述するような方法により、上記した補正レンズを成形する一体型の金型を機械加工で形成するので、本発明では、レンズ面境界部段差 4 aを段差 4 aにより発生する格子状の明暗線の発生の度合いに応じて様々な角度で形成できることができる。

これにより、ドット成形するための露光効果に大きく影響する不連続境界部の段差を大幅に減小でき、境界部段差 4 aによるレンズ面 3 aの有効面の面積への影響が小さく、有効面積が大きくなり、設計自由度も増すことができる。

第 3図は、従来の補正レンズと本発明の補正レンズの、部分拡大断面図と露光効果の比較図である。従来の補正レンズのレンズ面境界部段差 3 4 aは、基準面 3 2に対して垂直になるように構成されており、レンズ面境界部段差 3 4 aに入射する露光用光の入射角度が場所により異なるので、レンズ面境界部段差 3 4 a に斜めに入射する入射光の 2次屈折により部分的に光が集中したり分散することによって発生す.る出射光の格子状の明暗線パターンの光量及びその幅に、場所による変化（分布）が生じてしまう。

これに対して、本発明による補正レンズでは、レンズ面境界部段差 4 a が従来の補正レンズに比べて 1 Z 2 0以下に小さく形成されるので、本発明による補正レンズを透過した露光用光により発生する格子状の明暗線の光量及びその幅を露光面の全面に渡ってほぼ均一にすることができる。更に、第 3図（ b ) に示した本発明による補正レンズは、レンズ面境界部段差形状 4 aの傾斜方向を補正レンズに入射する露光用光の入射方向と平行になるように形成した場合を示す。

このように、レンズ面境界部段差形状 4 aの傾斜方向を補正レンズに入射する露光用光の入射方向と平行になるように形成することにより、入射光が段差面で 2次屈折する割合が少なくなるために、 2次屈折により発生する格子状の明暗線の光量を露光面の全面に渡ってほぼ均一に低減できると共に、明暗線の幅も露光面の全面に渡ってほぼ均一に狭くすることができる。

次に、第 1図に示した本発明の補正レンズを成形するための金型について説明する。

第 1 3図は、第 1図に示した本発明の一実施例に係る補正レンズの成形に用いられる金型の外観を示す斜視図である。金型 1 3 1の材料としては加工性の観点から非鉄軟質金属、例えばアルミニウム合金、真鍮、あるいは銅などが適している。金型 1 3 1の表面が、第 1図に示した補正レンズの'転写面に相当して形成されているものである.。次に、この金型の加工法について説明する。

第 1 4図は、本発明の補正レンズ用成形金型の切削加工装置を示した図である。第 1 5図は、本発明の金型の切削プロセスのフローチャートを示した図である。

金型 1 3 1は、 Zテーブルでのピッチ方向の位置決めテーブル 1 4 3上に保持される。この金型表面上に、上述した補正レンズ表面形状の転写面を、ダイャモンドバイトなどの切削工具を用いて切削加工を行うものである。ダイヤモンドバイト 1 4 4は、口—タリテーブル 1 4 2に切れ刃先端中心部が回転中心として回転可能に保持され、金型 1 3 1に対して Y方向のテーブル 1 4 1の移動によって切込みが与えられ、 X方向にテーブル 1 4 1を連続的に移動させて切削送りをかけるものである。

この切削加工を行う前に、予め本発明の補正レンズの平面、あるいは曲面 3 aの傾斜角により、不連続境界部の段差 4 aの高さを算出し、段差の最大値が最も小さくなる（極小）ように最適化した補正レンズ 3の形状を決める。更に、光源より入射する光の入射角を算出して三角函数により隣接した傾斜面との接点を求め、段差の最大値が最も小さくなり、かつレンズ面境界部側壁の傾き方向が光源からの露光用光の入射方向と平行になるような加工条件を決定する。このサイクルを順次繰り返し、全ての不連続境界部の段差における加工位置を決定した後、金型切削加工を行う。

この切削送りの位置に応じ、 1個の平面あるいは曲面 1 3 3の切削を終了するたびに、 Zテーブル 1 4 3のピッチ送りを行い、次に切削を行う平面あるいは曲面 1 3 3の所望の y方向の傾斜角にダイヤモンドバイト 1 4 4の姿勢を口—夕リテーブル 1 4 2によって切削中に順次変化させて加工する。なお、ダイヤモンドバイト 1 4 4の切削方向 Xに直行する方向の切れ刃長さは、所望の 1個の平面あるいは曲面 1 3 3の切削幅方向の辺の長さとほぼ一致させておけば良い。次に、本発明の補正レンズの金型を塑性加工により形成する方法について説明する。

第 1 6図は、本発明の補正レンズ用成形金型の塑性加工装置を示した図である。金型 1 6 4は Xテーブル、及び yテーブルで直行 2軸方向に移動可能に保持された位置決めテーブル 1 6 3上に保持される。この金型表面上に基準底面 1 3 2に対し傾きが異なる複数個の平面、あるいは曲面 1 3 3を形成するためのパンチ 1 6 5が該パンチの加工面を中心として回転可能にゴニォステージ 1 6 6、 1 6 7にて保持され、該ゴニォステージは垂直方向に移動可能な. z軸 1 6 8下端部に取り付けられている。尚、パンチ 1 6 5の加工面への押力を制御、管理するための力センサ—などを含めた制御装置 1 6 9 もこの z軸 1 6 8の下端に取付けられている。この z軸 1 6 8はコラム 1 7 0にて保持されている。

次に本装置を用いた補正レンズ用成形金型の加工プロセスについて説明する。

第 1 7図は本発明の金型の塑性加工プロセスのフローチャートを示した図である。金型加工を行う前に、予め加工の対象となる平面、あるいは曲面 1 3 3の傾斜角により、不連続境界部の段差 1 3 4の高さを算出し、段差が最小となる加工位置を決める。明 Z暗線発生し易い形状になる場合、光源より入射光の入射角を算出、三角函数より隣接した傾斜面との接点を求め、段差が最小となるかつレンズ面境界部側壁の傾き方向が光源と平行になるような加工条件を決定する。このサイクルを順次繰り返し、全不連続境界部の段差における加工位置を決定した後、金型加工を行う。

パンチ 1 6 5の材質としては、ダイヤモンド、 C B Nあるいは超硬などの高硬度材料が適しており、下端部の加工に関与する面の形状は所望の平面、あるいは曲面 1 3 3の表面形状の転写面に加工しておく。パンチ 1 6 5の金型 1 6 4に対する姿勢を被加工面に要求される基準底面 1 3 2に対する x、 y方向の傾きに一致するように X方向のゴニォステージ 1 6 6、および y方向のゴニォステージ 1 6 7をそれぞれパルスモータ等の駆動源で位置決めを行う。また該パンチと金型 1 6 4の X — y面内での相対位置決めは Xテーブル、 yテーブルを駆動して行う。この相対位置決めを行つた後、ノンチ 1 6 5を保持している z軸 1 6 8を下降させ金型 1 6 4表面を押し付け、力センサーなどを含めた制御装置 1 6 9が押力を制御、管理し、所望の平面、あるいは曲面 1 3 3を形成した後、パンチ 1 6 5の姿勢を変え、レンズ面境界部段差形状を形成するものである。このサイクルを順次繰り返し、金型を加工する。

上記の加工方式は、塑性加工方式を用いて、本発明の補正レンズの金型を成形するものである。

上述した塑性加工方式又は切削加工方式のいずれかを用いて金型の加工を終了した後、金型表面に、上述したような光の透過度が高いポリメチルメタァクリレート等の光学プラスチック、あるいは熱硬化樹脂を供給して加熱圧縮することにより補正レンズが成形される。なお、紫外線硬化型樹脂を金型表面に供給して、紫外線を照射することによっても補正レンズを形成することができる。

上述した塑性加工方式及び切削加工方式の 2種類加工プロセスで製作した金型では所望の平面、あるいは曲面 1 3 3の大きさ及び金型表面形状を自由に設計できるため、高精度な補正レンズを製作することが可能となり、螢光膜のパターン精度が向上するため、高精細ブラウン管を露光することができる。

上記した金型は、上述した塑性加工方式又は切削加工方式以外にも、放電加工により形成することも可能である。

次に、上記した加工方法により形成した本発明による補正レンズを用いて、'ブラゥン管のフエースパネル内面の感光性膜を露光して、螢光体のドットパターンを形成する方法について説明する。

この螢光体のドットパターンを形成する方法は、従来の技術の項で第 8 図を用いて説明した方法と同じであり、本発明では、第 8図における従来の補正レンズ 8 3を本発明による補正レンズ 3に置き換えて、光源 8 1から出射した露光用光（図中点線で示す）をレンズ 8 2及び補正レンズ 3を透過させてシャドーマスク 8 7上に照射する。この時、補正レンズ 3を揺動させることにより、前述したようにシャドーマスク 8 7上には所定の時間内に露光用光が均一に照射されるので、シャドーマスク 8 7を通過した露光用光はブラウン管のフヱ一スパネル内面の感光性膜上に、照.射される光量の分布が均一な状態で、露光面全面に渡って均一に照射される。

この均一に露光された感光性膜をマスクとして、この感光性膜の層の下に形成した蛍光膜をエツチングすることにより、ブラウン管のフヱ一スパネル内面には、位置精度及び形状精度の良い蛍光膜のドットパターンが形成される。

また上記方法により製造したカラ一ブラウン管を採用することにより、高精細テレビセット、および端末用モニターを得ることができる。

次に、上記方法により作成されたブラウン管のフユ一スパネルを評価した結果について述べる。

第 2 1図は、本発明による補正レンズ又は従来の補正レンズを用いてブラウン管のフヱースパネル内面に蛍光膜のドットパターンを形成した時の、補正レンズの違いによる露光効果を比較した図である。

この露光効果の比較は、各条件で蛍光膜のドットパターンを形成したブラウン管のフニースパネル 8 5を、裏側からフヱースパネル内面 8 6を均一に照明して、フェースパネルの表側に設置したテレビカメラでこのフエ —スパネルの表面を検出し、この検出した画像信号を検出画素単位で処理することにより行った。上記した方法により製造したブラゥン管のフヱースパネル 8 5には、一般に、縦方向（第 2 1図の y方向）にスジ状の輝度のむらが発生しやすいので、上記画像信号の処理においては、処理の精度を上げるために、縦方向の各画素の信号を足し合わせたものを用いて横方向（第 2 1図の X方向）の輝度の変動を評価した。

ここで、輝度の変動を評価する指標として、次式で定義されるような輝度変動（ブラウン管螢光面 2 1 0の所定の範囲 2 1 1における、 y方向に足し合わせた X方向各点の輝度を各点の座標 Xで 2階微分した値）及び輝度変動率を用いた。 .

輝度変動 = d (輝度） Z d X

(輝度変動/ y方向投影画素数）

輝度変動率： X 1 0 0

ブラゥン管測定画面の平均輝度ここで、上記により定義された輝度変動は、測定面であるブラウン管螢光面 2 1 0の所定の範囲 2 1 1を目視観察したときに確認されるスジむらとの相関が良好なものである。目視観察でこのスジむらが確認できないような高品質なブラウン管を得るには、輝度変動が小さく、輝度変動率が土 0 . 1 5 %以下になるように作成しなければならないことが、発明者等により実験的に求められている。

本発明では、露光に用いる補正レンズを、レンズ面を構成する平面あるいは曲面の一辺の長さを従来より半分乃至 1 Z 3以下に細分化し、その上、蛍光面パターン形成時に露光面に照射する光のエネルギーが部分的にバラつかないように、基準面に対し、傾きが異なる複数個の平面あるいは曲面の境界部段差を極小とし、その境界部側壁の傾き方向が光源より入射する光の光路と平行になるように形成し、この補正レンズを揺動させながら露光することにより、露光面全体に渡って均一な露光が実現され、その輝度変動率を従来の補正レンズの ± 0 . 3 5 %に対して ± 0 . 0 5 %以下に低減することがで、目標とする輝度変動率 ± 0 . 1 5 %以下を達成することができた。

第 2 1図には、本発明による典型的な例を示したが、上記実施例に基づくブラウン管のフエースパネルを複数個作成してそれらの輝度変動を測定し、輝度変動率を求めたところ、それらはいずれも上記目標とする輝度変動率土 0 . 1 5 %以下を達成することができた。

すなわち、露光効果を悪化する格子状の明暗線パタ一ンの幅を小さくすることによって、螢光膜のパターンの精度、即ち、ドットパターンの位置精度及び形状精度が向上し、高精細のカラーブラウン管を得られたことがわかる。

実施例 2 .

第 4図は、本発明の別の実施例に係る補正レンズの外観を示す斜視図である。第 5図は、第 4図の本発明の別の実施例に係る補正レンズの断面図である。第 6図は、従来の補正レンズの部分拡大断面図。第 7図は、第 4 図の本発明の別の実施例に係る補正レンズの部分拡大断面図である。

補正レンズ 4を構成する材料としては、光の透過度が高いポリメチルメタァクリレ一ト等の光学プラスチックで構成され、基準面 4 cに対して x、 y方向の傾きが異なる複数個の平面、あるいは曲面 4 bの集合で形成されている。

この第 4図は、従来技術で製作された補正レンズと類似した形状を有している力 <、第 7図に示すように、補正レンズの傾斜角が異なる複数個の平面あるいは曲面の領域境界部の段差面 4 a ' 'の基準面 4 cに対する角度 0が 1 2 0 ° 以下で入射する露光用光に対して一定の傾きに形成されている。一般には、補正レンズを成形する金型からの離型性を考慮すると、このような形状を持つレンズは成形できないが、本発明では、金型は細分化された平面あるいは曲面により補正レンズ表面形状転写面が形成されているので、傾斜角が異なる複数個の平面あるいは曲面を持つ領域の領域境界部段差の高さが 5 u m以下にまで低減できるため、柔軟な材料の光学ブラスチック材からなる補正レンズを金型で成形した後に、この金型から容易に離型することができる。

このように、段差面 4 a を基準面に対して鈍角になるように形成することによって、領域境界部及びその近傍に入射した露光用光が干渉して比較的広い領域に分散し、補正レンズの領域境界部の影響を受けた部分から出射する露光用光のエネルギーが低減して、この部分により幅及びコントラストが均一な格子状の暗線パタ一ンを発生させることができる。

また、補正レンズの領域境界部の影響を受ける部分から出射する露光用光のエネルギーを更に低減させる手段として、第 5図に示すように、領域境界部の段差面 4 a ' に数本〜数十本のスジを入れることにより面粗さを劣化させる。これにより、この段差面 4 a 'での光の透過率が低下し、補正レンズの領域境界部の影響を受けた部分から出射する露光用光の光量を、更に低減させることができる。

更に、また、領域境界部の裏面、即ち補正レンズの露光用光の出射面の側で、出射光が上記領域境界部の影響を受ける部分に一定の幅のスジまたはキズ等を形成して面を荒し露光用光を散乱させることによって、ドッ卜ノ、 °タ一ン成形時にバラツキが発生する最大原因である格子状喑線パターンの幅の不均一性を補完することができる。このように裏面を荒らす時は、段差面 4 a '又は 4 a ' ' の角度 0を入射する露光用光に対して一定の傾きに形成する必要はなく、例えば、角度 0が一定になるように形成しても良い。更に、角度 0を、直角又は鋭角に形成しても良い。

即ち、第 2の実施例における補正用レンズ 4は、露光用光を照射したときに補正レンズ 4を透過して露光面に到達した露光用光により露光面上に発生する暗線パターンの線幅及びコントラス卜が、露光面の全域に渡って均一になればよい。

次に、第 4図に示した本発明による補正レンズを成形するための金型について説明する。

第 1 8図は、第 4図に示した本発明の一実施例に係る補正レンズの成形に用いる金型の外観を示す斜視図である。金型 1 8 1の材料としては後述する加工性の観点から非鉄軟質金属、例えばアルミニウム合金、真鍮、あるいは銅などが適している。基準底面 1 8 1 cに対し傾きが異なる複数個の平面、あるいは曲面 1 8 1 aの最下点が成形する補正レンズの傾斜面の最上点として転写される。また、金型 1 8 1の表面は、第 1図に示した補正レンズの転写面に相当して形成される。

次に、この金型の加工法について説明する。

第 1 9図は、本発明の補正レンズ用成形金型の切削加工装置を示した図である。第 2 0図は、本発明の金型の切削プロセスのフローチャートを示した図である。

金型 1 9 1は、 Zテーブルでのピッチ方向の位置決めテーブル 1 4 3上に保持される。この金型表面上に、上述した補正レンズ表面形状の転写面を、ダイヤモンドバイトなどの切削工具を用いて切削加工を行うものである。ダイャモンドバイト 1 4 4は、口—タリテ—ブル 1 4 2に切れ刃先端中心部が回転中心として回転可能に保持され、金型 1 8 1に対して Y方向のテ—ブル 1 4 1の移動によつて切込みが与えられ、 X方向にテーブル 1 4 1を連続的に移動させて切削送りをかける。

この切削加工を行う前に、予め加工の対象となる平面あるいは曲面の領域境界部の最上点より基準面に対する角度 0を計算し、又、段差 1 8 1 a の高さによりスジの数及び最適な加工位置を決め、このサイクルを順次繰り返し、全不連続境界部の段差における加工位置を決定した後、金型切削加工を行う。

第 5図に示すような、領域境界部の段差面 4 a 'の面粗さを劣化させるために段差面 4 a ' に数本〜数十本のスジを入れて加工する場合は、金型 1 8 1の段差面 1 8 1 aを加工するときに所望のピッチごとに切削加工の送り量が変化するように切削加工条件を制御して行う。これにより、段差面 1 8 1 aに深さ 0 . 数 mのスジ状の凹凸を発生させることができる。

1列の平面あるいは曲面を切削後、 Zテーブル 1 4 3のピッチ送りを行い、次に切削を行う平面あるいは曲面 1 8 1 bの所望の y方向の傾斜角にダイヤモンドバイ卜 1 4 4の姿勢を口—タリテ—ブル 1 4 2によつて切削中に順次変化させていく加工方式である。

なお、ダイヤモンドバイト 1 4 4の切削方向 Xに直行する方向の切れ刃長さは、所望の 1個の平面あるいは曲面 1 8 1 bの一辺の長さと同じか又は若干長く形成しておけばよい。

上述した切削加工方式により加工した金型を用いて、この金型表面に上述した光の透過度が高いポリメチルメタァクリレート等の光学プラスチックあるいは熱硬化樹脂を供給し、加熱圧縮することにより補正レンズを成形する。なお、紫外線硬化型樹脂を金型表面に供給し、紫外線を照射することによつても成形することができる。

上述した切削加工方式の加工プロセスで製作した金型では、所望の平面、あるいは曲面 1 8 1 bの大きさ及び金型表面形状を自由に設計できるため、高精度な補正レンズを製作することが可能となる。

次に、上記した加工方法により形成した本発明による補正レンズ 4を用いて、ブラウン管のフユ一スパネル内面の感光性膜を露光して、螢光体のドットパターンを形成する方法について説明する。

この螢光体のドットパターンを形成する方法は、第 1の実施例でも述べたように、従来の技術の項で第 8図を用いて説明した方法と同じであり、本発明では、第 8図における従来の補正レンズ 8 3を本発明による補正レンズ 4に置き換えて、光源 8 1から出射した露光用光（図中点線で示す）をレンズ 8 2及び補正レンズ 4を透過させてシャドーマスク 8 7上に照射する。補正レンズ 4は、領域境界部の境界面（4 a ' '又は 4 a ' ) の基準面 4 cに対する傾き角度を一定の鈍角とし、又、この境界面の面粗さを劣化させたり、領域境界部の裏面に一定の幅のスジまたはキズ等を入れ面を荒してこの部分からの露光用光の透過量を減少させることにより、この補正レンズを透過した露光用光により発生する格子状の暗線の幅及びコントラストを均一性の良いものとすることができる。

このように形成された補正レンズ 4を用いて露光するとき、補正レンズ 4を揺動させながら露光用光を照射することにより、前述したようにシャド一マスク 8 7上には所定の時間で露光用光が均一に照射されるので、シャド一マスク 8 7を通過した露光用光はブラウン管のフヱ一スパネル内面の感光性膜上に、照射される光エネルギ量の分布が均一な状態で露光面前面に渡って照射される。

これにより、ブラウン管のフェースパネル内面には、位置精度及び形状精度の良い蛍光膜のドッ卜パターンが形成される。

また上記カラーブラウン管を採用することにより、高精細テレビセット、および端末用モニタ一を得ることができる。

本実施例により製作したカラーブラウン管の露光効果を測定したところ、前記第 1の実施例と同様の結果が得られた。

以上、本発明を実施する手段について、 2つの実施例を用いて説明した力、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。即ち、本発明におけるカラ一ブラウン管のフヱースパネル内面に蛍光膜のドットパターンを形成するための露光用の補正レンズは、複数の微小な平面又は曲面により構成されたものであって、露光用光を照射したときに露光面に格子状に発生する明暗線パターン又は暗線パターンの線幅、及びそれらパターンとパターン以外の露光面とに照射された露光用光のコントラス卜が露光面の全面に渡って均一になるように形成されたものであればよく、第 1の実施例に開示した方法と第 2の実施例に開示した方法とを組み合わせても良く、また、それらの一部の方法を用いて形成しても良い。

例えば、補正レンズを、露光用光の入射面の側を第 1の実施例に開示した方法及び形状に加工し、反対側の出射面の側を第 2の実施例に開示したような均一な幅の荒した面を形成することによつても、露光用光を照射したときに露光面に格子状に発生する明暗線パターン又は暗線パターンの線幅、及びそれらパターンとパターン以外の露光面とに照射された露光用光のコントラス卜が露光面の全面に渡って均一に形成される。

本発明によれば、複数の微小な平面又は曲面により構成された補正レンズにより発生する格子状の明暗線の線幅及びそのコントラストを、シャド一マスク上の露光面の全面に渡って均一になるように形成することができるので、この補正レンズを揺動させながら露光することにより、形状精度及び位置精度の良い螢光体ドットパターンが形成され、画質の良いブラウン管を得ることができる。

更に、このブラウン管を用いることにより、高精細テレビセッ卜、および端末用モニターを得ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . シャド一マスクを介して露光して形成された螢光体ドットパターンから成る画素を 1 0 0万以上を有し、該画素により構成される画面の輝度変動率を土 0 . 1 5 %以下に形成したことを特徴とするカラ一ブラウン管。

2 . 前記螢光体ドットパターンを、複数の平面又は曲面により構成された補正レンズを摇動させながら、シャドーマスクを介して露光することにより形成したことを特徴とする請求の範囲 1記載のカラ一ブラウン管。

3 . 前記補正レンズは、該補正レンズを構成して隣接し合う前記平面又は曲面の間の段差が 5 m以下であるように形成されており、該補正レンズを用いて前記螢光体ドットパターンを露光して形成したことを特徴とする請求の範囲 2記載のカラ一ブラゥン管。

4 . 前記補正レンズは、前記露光する光の前記補正レンズへの入射方向と平行に形成された前記段差を形成する面を有し、該補正レンズを用いて前記螢光体ドットパターンを露光して形成したことを特徴とする請求の範囲 3記載のカラ一ブラゥン管。

5 . 前記補正レンズは、前記段差を前記補正レンズの基準面に対して 1 2 0 ° 以下の角度で傾斜した前記段差を形成する面を有し、該補正レンズを用いて前記螢光体ドットパターンを露光して形成したことを特徴とする請求の範囲 3記載のカラ一ブラウン管。

6 . 前記補正レンズは、前記露光する光を出射する面に均一な幅に形成した前記露光する光の透過率を低減させる領域を有し、該補正レンズを用いて前記螢光体ドットパターンを露光して形成したことを特徴とする請求の範囲 3記載の力ラープラウン管。

7 . 前記補正レンズは、前記段差を前記補正レンズの基準面に対して 1 2 0 ° 以下の角度で傾斜して微小な凹凸を備えた前記段差を形成する面を有し、該補正レンズを用いて前記螢光体ドットパターンを露光して形成したことを特徴とする請求の範囲 3記載のカラ一ブラウン管。

8 . 前記補正レンズは、一体金型により成形さた光学プラスチック材より成り、該補正レンズを用いて前記螢光体ドットパターンを露光して形成したことを特徴とする請求の範囲 1乃至 7いずれかに記載のカラーブラウン管。

9 . 複数の平面又は曲面により構成され隣接し合う前記平面又は曲面の間の段差が 5 m以下であるように形成された補正レンズを揺動させながら該補正レンズを透過した露光用光をシャドーマスクを介してカラ一ブラゥン管のフェースパネル内面の感光性膜に照射して該感光性膜を露光し、該露光された感光性膜をマスクとしてフニースパネル面に蛍光体ドットパタ

—ンを形成することにより、該螢光体ドットパターンから成る 1 0 0万以上の画素により構成される輝度変動率が土 0 . 1 5 %以下の画面を製造することを特徴とするカラーブラウン管の製造方法。

1 0 . 前記補正レンズは、前記露光する光の前記補正レンズへの入射方向と平行に形成された前記段差を形成する面を有し、該補正レンズを用いて前記感光性膜を露光することを特徴とする請求の範囲 9記載のカラーブラゥン管の製造方法。

1 1 . 前記補正レンズは、前記段差を前記補正レンズの基準面に対して 1 2 0 ° 以下の角度で傾斜した前記段差を形成する面を有し、該補正レンズを用いて前記感光性膜を露光することを特徴とする請求の範囲 9記載の力ラーブラゥン管の製造方法。

1 2 . 前記補正レンズは、前記露光する光を出射する面に均一な幅に形成した前記露光する光の透過率を低減させる領域を有し、該補正レンズを用いて前記感光性膜を露光することを特徴とする請求の範囲 9記載のカラ一ブラウン管の製造方法。

1 3 . 前記補正レンズは、前記段差を前記補正レンズの基準面に対して 1 2 0 ° 以下の角度で傾斜して微小な凹凸を備えた前記段差を形成する面を有し、該補正レンズを用いて前記感光性膜を露光することを特徴とする請求の範囲 9記載のカラーブラウン管の製造方法。

1 4 . 前記補正レンズは、一体金型により成形さた光学プラスチック材ょり成り、該補正レンズを用いて前記感光性膜を露光することを特徴とする請求の範囲 9乃至 1 3いずれかに記載のカラ一ブラウン管の製造方法。

1 5 . 複数の平面又は曲面により構成されて露光時に該複数の平面又は曲面により生じる格子状の明暗線又は暗線パターンの幅及びコントラストを露光面全面に渡って均一に発生させる補正レンズを揺動させながら該補正レンズに露光用光を照射し、該補正用レンズを透過した前記露光用光をブラウン管のフェースパネルの全面に配置したシャドーマスクに照射し、該シャドーマスクを通過した前記露光用光により前記フェースパネル上の感光性膜を露光し、前記フースパネル上に螢光体ドットパターンを形成することにより、該螢光体ドットパターンから成る 1 0 0万以上の画素により構成される輝度変動率が土 0 . 1 5 %以下の画面を製造することを特徴とするカラーブラウン管の製造方法。

1 6 . 前記補正レンズは、前記露光する光の前記補正レンズへの入射方向と平行に形成された前記差を形成する面を有し、該補正レンズを用いて前記感光性膜を露光することを特徴とする請求の範囲 1 5記載のカラ一ブラゥン管の製造方法。

1 7 . 前記補正レンズは、前記段差を前記補正レンズの基準面に対して 1 2 0 ° 以下の角度で傾斜した前記段差を形成する面を有し、該補正レンズを用いて前記感光性膜を露光することを特徴とする請求の範囲 1 5記載のカラーブラウン管の製造方法。

1 8 . 前記補正レンズは、前記露光する光を出射する面に均一な幅に形成した前記露光する光の透過率を低減させる領域を有し、該補正レンズを用いて前記感光性膜を露光することを特徴とする請求の範囲 1 5記載のカラ一ブラゥン管の製造方法。

1 9 . 前記補正レンズは、前記段差を前記補正レンズの基準面に対して 1 2 0 ° 以下の角度で傾斜して微小な凹凸を備えた前記段差を形成する面を有し、該補正レンズを用いて前記感光性膜を露光することを特徴とする請求の範囲 1 5記載のカラ一ブラウン管の製造方法。

2 0 . 前記補正レンズは、一体金型により成形さた光学プラスチック材ょり成り、該補正レンズを用いて前記感光性膜を露光することを特徴とする請求の範囲 1 5乃至 1 9のいずれかに記載のカラ一ブラウン管の製造方法 _c