JPH09223460A - カラー受像管用露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光装置における十分な照度と照度分布の制
御を容易にする。 【解決手段】 露光装置は、パネル１を位置決め支持す
る支持部１３を有し、この支持部１３の下部に光源装置
１４が配置され、レンズ光学系１７および光量補正フィ
ルター１８が配置されている。光源装置は、内部に超高
圧水銀ランプからなる光源ランプ１５が配置され、この
光源ランプの上部にはカバーガラス３０が設けられてい
る。このカバーガラス３０は、光源ランプ側、パネル側
の双方に向かって凸状で、パネルの軸に対応する各軸方
向の曲率を平均した曲率の関係が、光源側の曲率に比し
パネル側の曲率が大きくなっている。

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、カラー受像管の
蛍光面を形成するための露光装置に係り、特に、光源装
置の上部に設けられるカバーガラスの形状に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー受像管は、図５に示すよ
うに、ほぼ矩形状のパネル１とこのパネル１に一体に接
合されたファンネル２からなる外囲器を有し、そのパネ
ル１の内面に、青、緑、赤に発光する３色蛍光体層から
なる蛍光面３が形成され、この蛍光面３に対向して、パ
ネル１内側に多数の電子ビーム通過孔の形成されたシャ
ドウマスク４が配置されている。一方、ファンネル２の
ネック５内には３電子ビーム６を放出する電子銃７が配
設されている。そして、この電子銃７から放出される電
子ビーム６をファンネル２の外側に装着された偏向装置
８の発生する磁界により偏向して、蛍光面３を水平、垂
直に走査することによりカラー画像を表示するように構
成されている。

【０００３】このようなカラー受像管の蛍光面３とし
て、３色蛍光体層がドット状に形成されたものと、スト
ライプ状に形成されたものとがある。ドット状に形成さ
れた蛍光面の一例としては、図６に示すように、所定配
列の３色蛍光体ドット１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒで形成さ
れたもの、または図７に示すように、マトリックス状の
光吸収層１１のホールに３色蛍光体ドット１０Ｂ，１０
Ｇ，１０Ｒが埋め込まれるように形成されたものがあ
る。

【０００４】このようなカラー受像管の蛍光面は、従来
より写真印刷法により形成されている。例えば、図７に
示したマトリックス状の光吸収層１１を有する蛍光面に
ついて説明すると、まず、パネル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（ＡＤ
Ｃ）を主成分とする感光剤を塗布して感光膜を形成し、
この感光膜をシャドウマスクを介して露光し、感光膜に
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。次に、この電子ビーム通過孔に対応するパ
ターンの焼付けられた感光膜を現像して未感光部を除去
し、ドット状のレジスト膜を形成する。次に、上記レジ
スト膜の形成されたパネルの内面に黒色光吸収塗料を塗
布して光吸収塗料層を形成し、上記レジスト膜ととも
に、このレジスト膜上の光吸収塗料を除去して、パネル
の内面にレジスト膜の除去部分を間隙部とするマトリッ
クス状の光吸収層を形成する。

【０００５】その後、上記光吸収層の形成されたパネル
の内面にＰＶＡ，ＡＤＣおよび任意１色蛍光体、例えば
青蛍光体を主成分とする蛍光体スラリを塗布して蛍光体
スラリ層を形成し、その蛍光体スラリ層をシャドウマス
クを介して露光し、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。その
後、この電子ビーム通過孔に対応するパターンの焼付け
られた蛍光体スラリ層を現像して未感光部を除去し、光
吸収層の間隙部にドット状の蛍光体層１０Ｂを形成す
る。この蛍光体層１０Ｂの形成方法を３色蛍光体につい
て繰返すことにより、光吸収層の間隙部に３色蛍光体層
１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒを形成する。

【０００６】また、図６に示した光吸収層をもたない蛍
光面については、上記蛍光体層を形成する工程を繰返す
ことにより形成される。ところで、上記蛍光面形成方法
においては、パネルの内面に形成された感光膜や蛍光体
スラリ層などの蛍光面形成部材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
８に示す露光装置が用いられる。この露光装置は、パネ
ル１を位置決め支持する支持部１３を有し、この支持部
１３の下部に光源装置１４が配置されている。そしてこ
の光源装置１４から上記支持部１３に位置決め支持され
たパネル１方向に、光源装置１４の光源ランプ１５から
放射される光線１６の軌道をカラー受像管の電子銃から
放出される電子ビームの軌道に近似させる補正レンズな
どからなる光学レンズ系１７、上記パネル内面の蛍光面
形成部材層１５に対する照度分布、すなわち蛍光面形成
部材層１５の各部位に対する露光光量を調整する光量補
正フィルター１８などが配置されている。

【０００７】補正レンズは、通常、滑らかな連続曲面か
らなる非球面レンズからなる。また、光量補正フィルタ
ー１８は、透明ガラス基板にＮｉ，Ｃｒなどの金属蒸着
膜を、膜圧が中央部で厚く、周辺部になるに従って薄く
なるように形成して、中央の透過率が周辺より低くなる
ような透過率分布曲線が得られるようにされたものであ
る。これは、パネル内面の中央部の照度に対して周辺部
の照度が急激に落込み、かつ実際の露光では、シャドウ
マスクの光透過率の分布も加味しなければならないため
である。

【０００８】ここで、光源装置１４は、図９に示すよう
に、直管型の超高圧水銀ランプ１５からなる線光源２０
の上部に遮光スリットブレード２１が付設されて線光源
２０から放出される光をスリット幅によって規制するよ
うになっている。また、上部にカバーガラスを有するラ
ンプハウス２１に収納されて、必要な通電及び冷却が行
われるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、最近のカラー
受像管のパネル内面形状は、従来のように単一球面でな
く、高次式で表される曲面となり、かつフラット化する
傾向にある。一方、シャドウマスクの電子ビーム通過孔
は、一定ピッチとなったものよりもピッチが変化するも
のが多く、かつカラー受像管の高精細化に対応してファ
インピッチ化が進行している。それに対応して露光装置
に使用される補正フィルターの透過率分布に対する要求
が、同心円状、楕円状、各軸非対称な分布などと多岐に
わたり、精度を高めた複数種類の光量補正フィルターが
要求されている。

【００１０】このような光量補正フィルターを従来のよ
うに金属蒸着膜で形成しようとすると、その透過率分布
を所望の分布にすることが困難である。さらに、このよ
うな光量補正フィルターをパネルの内面がフラット化し
かつ偏向角の大きいカラー受像管の製造に適用した場
合、わずかな光源位置の変化でも照度分布の不均一を招
き、露光むらが発生しやすくなる。この露光むらは、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サ
イズあるいはドット状またはストライプ状の３色蛍光体
層のサイズを変化させることとなり、画像品位、とりわ
けホワイトユニフォーミティを劣化させる。著しい場合
は、外観品位も低下させる。また蛍光面形成工程におい
て、３色蛍光体層の欠け、脱落などの不良が発生し、歩
留り低下の原因ともなる。

【００１１】一方、画面の大型化に伴い、パネル周辺
部、特に対角付近の光量不足が問題になってきており、
例えばドット状のブラックマトリックスを形成しようと
する場合には、パネル中央部に比べて周辺部のホール径
が小さくなってしまうという問題がある。このようなパ
ネル中央部と周辺部におけるホール径の差異は、解像度
と輝度のアンバランスといった画像劣化を引き起こす原
因となっている。

【００１２】画面対角付近の絶対的な光量を獲得するた
めには光源装置のスリット幅の変更や、光源ランプに反
射膜を設ける等の方法もあるが、未だ十分ではなく、絶
対的光量不足に加えて、画面の水平端部及び対角端部で
の照度に比べ垂直端部での照度が大きすぎるようにな
り、照度補正フィルターの透過率分布では補正しきれな
くなっている。

【００１３】このように本発明は、露光装置における十
分な照度を確保するとともに、画面の各軸方向での照度
分布の制御を容易にすることができるカラー受像管用露
光装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題点に鑑み、本発
明は、内面に蛍光面形成部材層の形成されたパネルを位
置決め支持する支持部と、この支持部に位置決め支持さ
れたパネル内面の蛍光面形成部材層を露光する光源ラン
プを内側に有し、パネル側上面にカバーガラスが設けら
れてなる光源装置と、を具備するカラー受像管用露光装
置において、上記光源装置のカバーガラスを、光源側と
パネル側の双方に向かって凸状とし、さらに、光源側曲
面の平均曲率に比しパネル側曲面の平均曲率が大きくな
るようにしたことを特徴とする。

【００１５】また、内面に蛍光面形成部材層の形成され
たパネルを位置決め支持する支持部と、この支持部に位
置決め支持されたパネル内面の蛍光面形成部材層を露光
する光源ランプを内側に有し、パネル側上面にカバーガ
ラスが設けられてなる光源装置と、を具備するカラー受
像管用露光装置において、上記光源装置のカバーガラス
を、光源側とパネル側との双方に向かって凸状となった
曲面を有するようにし、パネル側曲面の中心からパネル
の各軸端に対応する位置への落ち込み量が、対角軸、水
平軸、垂直軸の順となるようにしたことを特徴とする。

【００１６】光源装置のカバーガラスの形状を光源側に
凸とすることにより、板状のカバーガラスでは利用され
ていない範囲の光束をも露光に利用することができ、露
光照度を向上させることができる。そして、カバーガラ
スのパネル側も凸状にし、各方向での照度バランスを補
正することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明を
実施例に基づいて説明する。図１にその一実施例に係る
露光装置を示す。この露光装置は、パネル１を位置決め
支持する支持部１３を有し、この支持部１３の下部に光
源装置１４が配置され、この光源装置１４から上記支持
部１３に位置決め支持されたパネル１方向に、順次、支
持部１３に位置決め支持されたパネル１に対して光源装
置１４からの放射光の軌道をカラー受像管の電子銃から
放出される電子ビームの軌道に近似させる補正レンズを
含むレンズ光学系１７および支持部１３に位置決め支持
されたパネル１の内面に形成された感光剤層または蛍光
体スラリ層などの蛍光面形成部材層１２の各部位に対す
るる露光光量を補正する光量補正フィルター１８が配置
されている。なお、図１において、４はパネル１に装着
されたシャドウマスクである。

【００１８】上記光源装置１４は、内部に超高圧水銀ラ
ンプからなる光源ランプ１５が配置され、この光源ラン
プの上部にはカバーガラス３０が設けられている。な
お、このカバーガラス３０の形状以外は、図９に示すも
のと同様の構成となっている。カバーガラス３０は、図
２に示すように、光源ランプ１５側、パネル１側の双方
に向かって凸状で、パネルの軸の対応する各軸方向の曲
率を平均した曲率の関係が、光源側の曲率に比しパネル
側の曲率が小さくなっている。また、光源ランプはカバ
ーガラスの焦点距離内に配置されている。さらに、断面
形状を考えたときに、板厚の薄い場所よりも厚い領域に
向かって光が収束するので、収束させる光量を所定のバ
ランスにすべく、パネルの各軸方向に対応して板厚を制
御している。

【００１９】次に、このようなカバーガラス３０の形状
による露光光量の照度向上と照度分布の制御について図
面を参照して説明する。図３は、従来の露光装置におけ
るカバーガラス形状と、本発明に係るカバーガラスの形
状とを対比して照度向上メカニズムを説明する図であ
り、矢印で示す線は光源からの光線を表す。図３（ａ）
に示すように従来のカバーガラス形状に比べて、図３
（ｂ）に示すように光源ランプ側を凸状にすることによ
って、従来のカバーガラスでは利用できなかった光束を
も露光に利用することができるようになるので、露光照
度を向上させることができる。

【００２０】なお、光源側の焦点距離以内に光源ランプ
をカバーガラスに近づけて配置すると、光源ランプから
照射される光をより広い範囲で活用することができ、露
光照度を大きく確保することができる。

【００２１】また、カバーガラス３０のパネル側形状に
ついて４分の１象限を切り出して図４に示す。これは、
管軸をＺ軸、パネルの水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸
として画面の各軸方向端部に対応するカバーガラス上の
位置での形状を示すものである。

【００２２】図４に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸上の各位置Ｐ
₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ は、それぞれパネル内面の水平端、垂直
端、対角部を露光する露光光線が通過する位置となって
いる。そして、中心Ｏから位置Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ への落
ち込み量Ｚ₁ ，Ｚ₂ ，Ｚ₃ は、Ｚ₃ が小さく、Ｚ₁ ，Ｚ
₂ の順に大きくなっている。このように上面での落ち込
み量を対角、水平、垂直軸の順にすると、パネル側のみ
の断面形状を考えたとき、周辺部を露光する光線が通過
するカバーガラスの形状としては、垂直軸端、水平軸の
各々から対角軸端部に向かって厚くなり、垂直軸部の厚
さが最小となる。露光光線は板厚の厚い部分に収束する
傾向にあるので、従来問題となっていた垂直軸端での光
量を水平軸端、対角軸端に収束させる方向に補正できる
ようになる。その結果、光量補正フィルターに到達する
前で露光光線の照度分布を滑らかにすることができ、光
量補正フィルターの透過率分布の制御が容易となる。

【００２３】なお、光源装置内には光源ランプが配置さ
れているため、カバーガラスの光源側の曲率は、光源ラ
ンプの冷却効率と保つためにも、あまり大きくすること
はできない。よって、パネル側の曲面形状も凸にしてレ
ンズ作用を持たせるとともに、板厚分布で照度分布を制
御している。つまり、各軸方向の曲率を平均した平均曲
率としては、光源側に比べパネル側が大きくなってい
る。

【００２４】このように、光源装置のカバーガラスの形
状を工夫することにより、光源からの光を効率的に収束
させて照度を向上させるとともに、収束した光を各軸方
向で所定のバランスで発散させることにより照度のバラ
ンスを制御している。

【００２５】そして、露光光線が光量補正フィルターに
到達するまでの前段部分で露光照度分布を滑らかにする
ことが可能なので、光量補正フィルターに対する要求を
緩和できる。よって、光量補正フィルターの作成も容易
となり、安定した蛍光面作成が可能となる。

【００２６】また、本発明のカバーガラスはガラスの厚
さを厚くする方向ではあるが、透過照度低下率を８％と
従来のカバーガラスと同程度に抑えることができるの
で、露光照度の低下を問題はない。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
カバーガラスの両面を凸状にしてレンズ機能を持たせる
とともに、形状を工夫することにより照度分布を制御す
ることができる。従って、光量補正フィルターに対する
照度補正のための透過率分布への要求を緩和できるた
め、蛍光面作成が安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の一実施例に係る露光装置の
構成を示す図である。

【図２】図２は、図１における光源装置のカバーガラス
の形状を示す図である。

【図３】図３は、カバーガラスの光源側形状の作用を示
す図であり、図３（ａ）は従来のカバーガラスとして平
板状のものを示し、図３（ｂ）は本実施例におけるカバ
ーガラスを示す。

【図４】図４は、カバーガラスのカバーガラスのパネル
側形状について４分の１だけ切り出して示す模式図であ
る。

【図５】図５は、カラー受像管の構成を示す断面図であ
る。

【図６】図６は、蛍光体ドットからなる蛍光面の構成を
示す図であり、図６（ａ）は模式平面図、図６（ｂ）は
その断面図である。

【図７】図７は、マトリックス状の光吸収層と蛍光体ド
ットからなる蛍光面の構成を示す図であり、図６（ａ）
は模式平面図、図６（ｂ）はその断面図である。

【図８】図８は、従来の露光装置を示す模式図である。

【図９】図９は、露光装置の光源装置を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１…パネル ４…シャドウマスク １２…蛍光面形成部材層 １４…光源装置 １５…光源ランプ １７…光学レンズ系 １８…光量補正フィルター ３０…カバーガラス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に蛍光面形成部材層の形成されたパ
   ネルを位置決め支持する支持部と、この支持部に位置決
   め支持されたパネル内面の蛍光面形成部材層を露光する
   光源ランプを内側に有し、パネル側上面にカバーガラス
   が設けられてなる光源装置と、を具備するカラー受像管
   用露光装置において、 上記光源装置のカバーガラスは、光源側とパネル側の双
   方に向かって凸状となっており、光源側曲面の平均曲率
   に比しパネル側曲面の平均曲率が大きいことを特徴とす
   るカラー受像管用露光装置。
2. 【請求項２】 内面に蛍光面形成部材層の形成されたパ
   ネルを位置決め支持する支持部と、この支持部に位置決
   め支持されたパネル内面の蛍光面形成部材層を露光する
   光源ランプを内側に有し、パネル側上面にカバーガラス
   が設けられてなる光源装置と、を具備するカラー受像管
   用露光装置において、 上記光源装置のカバーガラスは、光源側とパネル側との
   双方に向かって凸状となった曲面を有し、パネル側曲面
   の中心からパネルの各軸端に対応する位置への落ち込み
   量が、対角軸、水平軸、垂直軸の順となっていることを
   特徴とするカラー受像管用露光装置。