JPH0574345A - カラー陰極線管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】カラー陰極線管の螢光面をフォトリソグラフィ
技術によって形成するための露光装置に用いる補正レン
ズのレンズ面の傾斜を緩やかにして作り易く高精度なも
のとし、色ずれや明暗むらの少ない表示ができるカラー
陰極線管を容易に製造できる方法を提供することにあ
る。 【構成】固定したロングアーク水銀灯に、水銀灯軸に直
交したスリットを有する遮光板を組合せ、水銀灯軸に直
交する面内におけるスリットを設けた遮光板の湾曲形状
を、カラー陰極線管に組合せる偏向ヨークのＨＶシフト
に対応させて適切に定め、従来は補正レンズが負担して
いた補正効果の一部をスリットに分担させ、従来よりも
表面の湾曲が少ない補正レンズで済むようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３原色螢光体よりなる
ドットを配列したカラー陰極線管用螢光面を露光法によ
り形成する際に、固定したロングアーク水銀灯光源に組
合せて用いる遮光板のスリット開口位置から水銀灯中心
軸までの距離を適当に規定することにより、補正レンズ
が分担補正すべき露光光線に対する補正量を低減した、
作り易く高精度な補正レンズを用いるカラー陰極線管の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドット型螢光面を有するカラー陰極線管
では、シャドウマスクの特定の孔を通過した特定原色専
用の電子ビームはそれぞれ３原色螢光体よりなるドット
をパネルの裏面に所定の如く配列したカラー陰極線管の
前記特定原色のドットに射突して発光させなければなら
ない。シャドウマスクの同じ孔を通過した夫々３原色専
用の３本の電子ビームが、各電子ビームの軌道が異なる
ことによって夫々の色の螢光体ドットに射突するように
なっている。従って、フォトリソグラフィ技術によっ
て、反射防止、コントラスト向上用のブラックマトリク
ス膜や螢光体ドットを形成するための露光作業をすると
きには、露光光線がシャドウマスクの孔を通過する際の
光線の傾斜角や方向は、各電子ビームがシャドウマスク
の其の孔を通過するときと同様になっていなければなら
ない。一方、カラー陰極線管の電子ビームは偏向ヨーク
の偏向磁界によって電磁的に曲げられるので、光線のよ
うに直進せず、次第に湾曲する曲線になっている。カラ
ー陰極線管の螢光面形成用の露光装置では、露光光線が
シャドウマスクを通過するときの光線の傾斜角や方向
が、上記のように、電子ビームと同様な傾斜角や方向と
なるように、補正レンズを用いて補正レンズの各部に入
射する光線の方向を補正している。上記説明からも容易
に判るように、補正レンズは極めて複雑な曲面、または
光線の各入射出射部位それぞれに所望のように光線の方
向を変えてしまう傾斜を持った微小平面の集合、よりな
る表面を有する。

【０００３】カラー陰極線管の螢光面形成用の露光装置
は、上記補正レンズの他に、光源から露光面に至る距離
の差の影響を打ち消して単位面積当たりの光量を均一化
するための光量補正フィルタも備えていなければならな
い。また、カラー陰極線管は量産品であって、露光所要
時間は短くなければならない。そのために極力輝度の高
い光源を選定する必要があり、現在は一般に高圧または
超高圧水銀灯が用いられているが、それにも、交流で点
灯でき比較的寿命が長いロングアーク水銀灯にスリット
を設けた遮光板を組合せて点光源に近付けたものや直流
点灯により極めて輝度が高く点光源に近いショートアー
ク水銀灯など種々のものがある。上記のような状況であ
るから、露光装置に関しては従来から多くの提案が行な
われている。例えば、ロングアーク水銀灯に比較的スリ
ット幅の大きい遮光板を組合せ、水銀灯軸に対して垂直
な軸を中心にして回転させ、かつ水銀灯軸に平行な方向
に開口した可動スリット板を設け水銀灯の回転に同期し
てスリット板と水銀灯の距離を変えるようにした、光量
を大きく、しかも点光源に近くする技術が特開平２−９
４２２７号公報等に、固定したロングアーク水銀灯光源
に実効アーク径にほぼ等しい幅のスリットを配して露光
する方法が実開昭６３−１９２６５８号公報等に、線光
源に直交する比較的幅の広いスリットを被せ、スリット
方向に間歇移動させたり揺動運動や楕円運動を与えて、
光量が大きく、しかも点光源に近いものとする技術が特
開昭６１−９９２４５号公報や特開昭６３−２８９７４
２号公報等に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、露光光
源からの光線の軌道を、偏向された電子ビームの軌道に
近似させるために、露光装置には補正レンズを用いてい
るが、偏向された電子ビームの軌道は、カラー陰極線管
に組合せて用いる偏向ヨークの種類、仕様によって変
る。従って、補正レンズも偏向ヨークの種類、仕様に適
応したものを使用しなければならない。従来一般の偏向
ヨークでは、水平偏向にいわゆるサドル巻きをしたコイ
ルを、垂直偏向にトロイダル巻きをしたコイルが用いら
れて来たが、近年は情報処理用の端末ディスプレイを多
数隣接密着配置して用いる場合も生じ、偏向ヨークの漏
洩磁界が近傍のディスプレイに影響しないように、水
平、垂直いずれにもサドル巻きを用いた偏向ヨークが使
われるようになってきた。偏向ヨークでは、通常、所謂
セパレータと称する漏斗状の保持具の内側（パネル側）
に水平偏向コイル、保持具の外側（電子銃側）に垂直偏
向コイルを配置して保持させている。これは一般には水
平偏向角が垂直偏向角より大きいためである。しかし、
近年、情報処理用の端末ディスプレイの中には縦長画面
が使用される場合もあるが、このような水平偏向角より
も垂直偏向角の方が大きい場合には、垂直偏向コイルを
セパレータのパネル側に、水平偏向コイルをセパレータ
の電子銃側に配置する。このように水平、垂直偏向コイ
ルの位置が管軸方向にずれているために、通常、水平偏
向中心の位置がパネル側に、垂直偏向中心の位置が電子
銃側に、縦長画面の場合には此の逆に、ずれている（以
後このずれをＨＶシフトと呼ぶ）。水平偏向、垂直偏向
ともサドル巻きにした偏向ヨークでは、ＨＶシフトは大
きくなる傾向にある。螢光面形成用露光装置の補正レン
ズは、従来の露光光源では、ほぼ１点から放射される点
光源からの光線の軌道に対応するように設計されていた
が、上記のように近年増大しているＨＶシフトも含めて
補正させようとすると、補正レンズに対しては非常に厳
しい仕様となり、レンズの製造が困難になったり、出来
上がったレンズの精度が良くないなどの問題が生じてい
る。

【０００５】本発明は、上記のような従来の問題を解決
し、たとえＨＶシフトがかなり大きい場合でも、ドット
型カラー螢光面を高精度に製造できるようなカラー陰極
線管の製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、３原色螢光体よりなるドットをパ
ネルの裏面に所定の順序で繰返し配列したカラー陰極線
管用螢光面をフォトリソグラフィ技術により形成する際
に、固定したロングアーク水銀灯が放射する光線を水銀
灯軸に直交する方向にスリットを設けた遮光板を通過さ
せ点光源に近付けて露光光源として用いるカラー陰極線
管の製造方法において、対象とするカラー陰極線管が横
長画面で組合せて用いる偏向ヨークの水平偏向中心がパ
ネル側に垂直偏向中心が電子銃側に分離しているとき
は、露光光源の水銀灯軸をパネルの水平方向に平行に、
光源スリットの方向をパネルの垂直方向に平行に配置
し、陰極線管が縦長画面で偏向ヨークの水平偏向中心が
電子銃側に垂直偏向中心がパネル側に分離しているとき
は、露光光源の水銀灯軸をパネルの垂直方向に平行に、
光源スリットの方向をパネルの水平方向に平行に配置ま
た、パネル中央部への露光光線が通過する遮光板のスリ
ット開口部から光源の水銀灯中心軸までの距離を、対象
とするカラー陰極線管に組合せて用いる偏向ヨークの水
平偏向中心と垂直偏向中心の間の距離すなわちＨＶシフ
トに同一、又はそれとの差を±２ｍｍ以下にすることに
した。

【０００７】又は、露光装置の従来の補正レンズをこの
レンズの中央部の厚さに等しい平らなガラス板で代替し
てから、まず、水平偏向中心がパネル側に在る横長画面
の場合はパネル中央を通る垂直線両端部で、垂直偏向中
心がパネル側に在る縦長画面の場合はパネル中央を通る
水平線両端部で、実際にシャドウマスクを通過してきた
光線による光スポットの大きさ、位置が、正確にブラッ
クマトリクス膜の孔の所望の大きさ、位置に一致するよ
うに光源位置を調整して決定し、次に、横長画面の場合
はパネル中央を通る水平線両端部で、縦長画面の場合は
パネル中央を通る垂直線両端部で、実際にシャドウマス
クを通過してきた光線による光スポットの位置が、正確
にブラックマトリクス膜の孔の所望の位置に一致するよ
うに、パネル中央部に対向するスリット開口部と光源水
銀灯軸との距離を調整して上記スリット開口部位置を決
定し、更に、パネル四隅で実際にシャドウマスクを通過
してきた光線による光スポットの位置が、正確にブラッ
クマトリクス膜の孔の所望の位置に一致するように、四
隅に光スポットを形成する光線が通過するスリット開口
部の端部の位置を調整して光源軸に直交する面内でのス
リットを設けた遮光板の湾曲形状を決定することによ
り、補正レンズ作用のかなりの部分をスリットに分担さ
せる。

【０００８】

【作用】ロングアーク水銀灯に対し、水銀灯軸に対し直
交する方向にスリット設けた遮光板は、ロングアーク発
光部から放射される光線のうち、アーク長に比較して短
い幅のスリットを通過する光線だけを利用して点光源に
近いものにするためであるから、遮光板したがってスリ
ットは、光源に対し、当然、被露光体であるパネルの側
に配置される。光源の水銀灯軸に直交しスリットを通過
する平面内の点から水銀灯を見る場合は、水銀灯中心軸
の位置すなわちアーク発光部の中心軸位置は何処からで
も正しく其の本来の位置に見える。しかし、水銀灯中心
軸を含む平面内の点からスリットを通してアーク発光部
（水銀灯）を見た場合には、その点がスリットの真正面
にある場合（この場合、その点は上記水銀灯軸に直交し
スリットを通過する平面内に位置することになる）以外
は、換言すれば水銀灯を含む平面内で水銀灯軸と鋭角を
なす斜め方向からスリットを通して発光部を見ると、発
光部（正確には水銀灯管面とほぼ同輝度の部分）はスリ
ットの面まで浮き上がって見える。上述のことを利用し
て本発明では偏向ヨークの構造により発生するＨＶシフ
トを光源（水銀灯）とスリットの位置関係を規定するこ
とにより補正する。実際には偏向ヨークの水平偏向中心
がパネル側にある横長画面の場合は、露光装置の水銀灯
をパネルの水平方向に平行に配置し、遮光板をそのパネ
ル側にスリットが水銀灯軸に直交するように配置し、垂
直偏向中心がパネル側にある縦長画面の場合は、露光装
置の水銀灯をパネルの垂直方向に平行に配置し、遮光板
をそのパネル側にスリットが水銀灯軸に直交するように
配置する。即ち、パネル側の偏向中心（露光中心）をス
リットに担当させ、電子銃側の偏向中心（露光中心）に
対しては水銀灯軸が対応するような配置とする。なお、
この際、実際には、光源に用いる水銀灯は一般に水冷さ
れて水中で使用されることが多いため、水深による浮き
上がり量も考慮して、偏向ヨークのＨＶシフト量に、水
銀灯軸から本発明に係るスリットまでの距離の実効値が
一致するようにする。本発明によりロングアーク水銀灯
と遮光板スリット開口部の位置関係を定めることによ
り、パネル中央に対応する補正レンズの厚さとパネルの
水平、垂直方向端部位置に対応する補正レンズの厚さと
を同一にすることが可能になり、更にレンズによる補正
量を減らすことが出来る。

【０００９】

【実施例】通常の偏向ヨークでは、水平偏向中心がパネ
ル側、垂直偏向中心が電子銃側にくるため、図１に示す
ように水銀灯をパネルの水平方向に平行に配置する。

【００１０】実際には本発明は既にある程度生産してい
る品種を更に量産する場合に、なるべく簡単な露光装置
を増設して対応するような場合に便利であるが、まず既
に製作して問題無く使用できることが判っている螢光面
完成パネル（実際にはブラックマトリクス膜だけが形成
されて特定原色の螢光体のドットがパネル外面から見え
るようにするための孔があいた状態のもの）を使用して
本発明により補正レンズ曲面が最小になるように露光仕
様を決定する。まず、露光装置の所定の位置に光量調整
用フィルタやレンズをセットする。この時、補正レンズ
の代りに中央の厚さを通常の補正レンズと同じにした平
らなガラス板を使用する。また、光源には適当なスリッ
ト（平らで、スリット幅は標準仕様で、水銀灯からの距
離は調整可能なもの）を被せておく。ここで、光源のロ
ングアーク水銀灯は其の長手方向をパネルの水平方向に
平行に、スリットは水銀灯軸に直角すなわちパネルの垂
直方向に平行に配置する。次に、上記螢光面完成パネル
を、この露光装置に載せ、パネル中央を通る垂直方向線
の端部（いわゆる１２時と６時の位置で、これらの位置
では水銀灯発光部をそれに直交し、スリットを通る平面
上の点から見ることになる）で、図２に示すように、水
銀灯の発する光がシャドウマスクの孔を通過して露光装
置上の上記パネル面上で観察される光スポットと上記完
成パネルの対応位置にあるブラックマトリクスの孔とが
一致するように顕微鏡で観察しながら光源とパネルとの
距離を調整する。次にパネル中央を通る水平方向線の端
部（いわゆる９時と３時の位置）で、図３に示すよう
に、水銀灯の発する光がシャドウマスクの孔を通過して
露光装置上の上記パネル面上で観察される光スポットと
上記完成パネルの対応位置にあるブラックマトリクスの
孔とが一致するように顕微鏡で観察しながらパネル中央
部に対向するスリット開口部の光源水銀灯軸からの距離
を調整する。このとき、図３に示すように光スポットの
方がブラックマトリクスの孔よりも外側に現われていれ
ばスリットを水銀灯（上記調整後の位置に固定）に近付
け、反対に内側に現われていればスリットを水銀灯から
遠ざける。こうして、これらの位置で光線がシャドウマ
スクの孔に入射するときの角度が正しく調整される。更
に、図４に示すように、パネルの四隅の位置で、水銀灯
の発する光がシャドウマスクの孔を通過して露光装置上
の上記パネル面上で観察される光スポットと上記完成パ
ネルの対応位置にあるブラックマトリクスの孔の位置を
観察する。図示のように、先ずパネルの水平方向右端上
下の隅で前記両者の位置の差ＡとＢを測定し、その平均
を採り、図５に示すように光源からパネル水平方向右端
に至る光線がスリットと交わる点すなわちスリットの右
端位置を補正する。但し、スリットは既に図３に示すよ
うに補正された位置を通り露光装置のパネル載置台の平
面に平行に置かれていたものとする。パネルの水平方向
左端上下の隅においても同様な観察、測定を行ない、同
様にスリットの左端位置を補正する。

【００１１】なお、以上、図面について説明した本発明
の方法は、少なくとも、性能的には一応満足な試作品的
な製品が存在する場合に、パネルとシャドウマスクは其
の儘用いることにして、新たに、作り易い高精度な補正
レンズを設計、製作するのに先立って行なわれるもの
で、実物を用いて行なうから製造作業に伴う不可避な誤
差の影響も見込むことができ、その点で大きな価値があ
る。現在、補正レンズは、微小多面体集合型のものも含
めて光線追跡法を用いたコンピュータシミュレーション
によって設計されている。本発明は従来の補正レンズの
補正作用の一部分をスリットに分担させる点を要旨とす
るが、方法の手順自体は極めて簡単であるから、補正レ
ンズの設計に先立つ新しいカラー陰極線管設計の一部と
して、露光光源における光源水銀灯の位置決めや水銀灯
軸から遮光板上のスリット各部に至る距離などスリット
（遮光板）形状も含めてすべてコンピュータソフトによ
って決めることもできる。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来補正レンズに行なわせていた露光光線の方向の補正作
業の一部分をスリットに分担させることができ、補正レ
ンズの厚さを略一様にし、補正レンズの曲面の傾斜を緩
くすることが出来るために、露光装置用の補正レンズが
作り易くなり、また、高精度になって、色純度良好で明
暗むらの少ないドット方式カラー陰極線管を容易に製造
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る露光装置の光源用水銀灯の軸の配
置方向を説明する図である。

【図２】本発明に係る露光装置の光源用水銀灯の露光対
象パネル面に対する位置決定方法を説明する図である。

【図３】パネル中央部に対向するスリット開口部の光源
水銀灯軸からの距離を調整して上記スリット開口部位置
を決定する方法を説明する図である。

【図４】パネルの四隅に光スポットを形成する光線が通
過するスリット開口部の端部の位置を調整して光源軸に
直交する面内でのスリットを設けた遮光板の湾曲形状を
決定する方法を説明する図である。

【図５】図４に説明した方法により決定された光源軸に
直交する面内でのスリットの湾曲形状を示す図である。

【符号の説明】

１…パネル、 ２…ロングアーク水銀灯、 ３…光スポ
ット、 ４…ブラックマトリクス膜の孔、 ５…スリッ
トを設けてある遮光板、 ６…水銀灯の断面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ３原色螢光体よりなるドットをパ
   ネルの裏面に所定の順序で繰返し配列したカラー陰極線
   管用螢光面をフォトリソグラフィ技術により形成する際
   に、固定したロングアーク水銀灯から放射される光線を
   水銀灯軸に直交する方向にスリットを設けた遮光板を通
   過させ点光源に近付けて露光光源として用いるカラー陰
   極線管の製造方法において、対象とするカラー陰極線管
   に組合せて用いる偏向ヨークの水平偏向中心がパネル側
   に垂直偏向中心が電子銃側に分離しているときは、露光
   光源の水銀灯軸をパネルの水平方向に平行に、光源スリ
   ットの方向をパネルの垂直方向に平行に配置し、偏向ヨ
   ークの水平偏向中心が電子銃側に垂直偏向中心がパネル
   側に分離しているときは、露光光源の水銀灯軸をパネル
   の垂直方向に平行に、光源スリットの方向をパネルの水
   平方向に平行に配置するようにしたことを特徴とするカ
   ラー陰極線管の製造方法。
2. 【請求項２】露光装置の従来の補正レンズをこのレンズ
   の中央部の厚さに等しい平らなガラス板で代替してか
   ら、まず、水平偏向中心がパネル側に在るときはパネル
   中央を通る垂直線両端部で、垂直偏向中心がパネル側に
   在るときはパネル中央を通る水平線両端部で、実際にシ
   ャドウマスクを通過してきた光線による光スポットの大
   きさ、位置が、正確にブラックマトリクス膜の孔の所望
   の大きさ、位置に一致するように光源位置を調整して決
   定し、次に、水平偏向中心がパネル側に在るときはパネ
   ル中央を通る水平線両端部で、垂直偏向中心がパネル側
   に在るときはパネル中央を通る垂直線両端部で、実際に
   シャドウマスクを通過してきた光線による光スポットの
   位置が、正確にブラックマトリクス膜の孔の所望の位置
   に一致するように、パネル中央部に対向するスリット開
   口部の光源水銀灯軸からの距離を調整して上記開口部位
   置を決定し、更に、パネル四隅で実際にシャドウマスク
   を通過してきた光線による光スポットの位置が、正確に
   ブラックマトリクス膜の孔の所望の位置に一致するよう
   に、四隅に光スポットを形成する光線が通過するスリッ
   ト開口部の端部位置を調整して、光源軸に直交する面内
   でのスリットを設けた遮光板の湾曲形状を決定するよう
   にしたことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管
   の製造方法。