JPH09306357A - カラー受像管装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラー受像管装置の製造装置における蛍光ス
クリーン露光装置において、光源の輝度を向上させ、露
光時間の短縮及びランプの高耐久性により生産性の向上
を図るとともに、光源の冷却効率を向上させ、補正レン
ズ系やシャドウマスク等の熱による変形を防止して、蛍
光スクリーンの品質のばらつきを小さくする。 【解決手段】 光源ユニット１０を発光部１１と光源ラ
ンプ部１２とに分離し、光源ランプ部１２を補正レンズ
系５、フィルタ６、シャドウマスク７等から熱的に遮断
し、光源ランプ部１２を冷却装置１３により冷却する。
発光部１１を伝送ロッド２１、その外周部に形成された
スリット部２２、拡散層２３及び反射層２４等で構成
し、スリット部２２から出力される露光光線の輝度を均
一にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー受像管装置
の製造装置、特にフェースパネル部の内面に蛍光スクリ
ーンを露光焼付けにより形成する蛍光スクリーン露光装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー受像管装置の製造装置にお
ける蛍光スクリーン露光装置を図面を参照しつつ説明す
る。図４は従来の蛍光スクリーン露光装置の構成を示す
正面断面図である。図４に示すように、従来の蛍光スク
リーン露光装置は、毛細管型超高圧水銀ランプを用いた
光源１と、光源１からフェースパネル２の内面２ａが所
定の距離となるようにフェースパネル２を保持するテー
ブル３と、光源１の前方（フェースパネル２側）に配置
されたスリット４と、スリット４とフェースパネル２と
の間に設けられた補正レンズ系５と、補正レンズ系５と
フェースパネル２との間に設けられた２つのフィルタ６
等で構成されている。また、シャドウマスク７はフェー
スパネル２の内面２ａに対して所定の位置に配置されて
いる。

【０００３】カラー受像管装置の一般的な蛍光スクリー
ン製造方法としては、あらかじめフォトレジストを塗布
しておいたフェースパネル２の内面２ａに、光源１から
放射された露光光線をシャドウマスク７を介して照射す
る。これにより、フォトレジスト膜が所定のパターンに
感光される。感光したフォトレジストを処理することに
より、フェースパネル２の内面２ａ上にブラックマトリ
ックスが形成される。次に、ブラックマトリックスが形
成されたフェースパネル２の内面２ａ上に蛍光体を塗布
し、蛍光体層にシャドウマスク７を介して光源１から放
射された露光光線を照射する。その結果、フェースパネ
ル２の内面２ａ上に蛍光体ドットからなる蛍光スクリー
ン化形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の蛍光スクリ
ーン露光装置の光源１として、本出願人は、例えば図５
に示すような形状を有するオーク製作所社製の毛細管型
超高圧水銀ランプ（ＣＭＨ−５０６シリーズ）を用いて
いた。ランプ自体の寿命はランプ内壁に投入されるエネ
ルギー密度で決まる。すなわち、高圧プラズマの影響で
ランプ表面が変質し、ランプ表面における失透及び電極
への蒸着等により輝度が低下する。図６にランプ電圧を
一定にした場合の露光照度と時間の相関図を示す。図６
から明らかなように、フォトレジストや蛍光体等を露光
するために一定以上の輝度が必要であるため、一定時間
経過するとランプを交換しなければならない。例えば、
電圧値を５００〜７００（Ｖ）、輝度０．１〜０．２
（ｍＷ／ｃｍ²）、最大出力１０００Ｗの使用条件の下
で、ランプの平均寿命は約１週間と短く、その間に生産
できるカラー受像管装置の数は限られ、生産性が低いと
いう問題点を有していた。

【０００５】また、ランプの失透を補正し、光源１の輝
度を一定に維持するために、ランプ使用時間に対し電圧
値を変化させて使用する必要がある。図７に露光照度を
一定に維持した場合のランプ電圧と時間の相関図を示
す。図７から明らかなように、ランプ（光源１）の輝度
を一定に維持する場合、時間経過と共に電圧値を高くし
なければならず、最初は、あらかじめ最大出力電圧より
も電圧値を下げて使用しなければならない。ところが、
電圧値を下げることにより、ランプの輝度が低下するた
め、相対的に露光時間を長く（例えば、２０〜３０秒）
しなければならない。その結果、ランプ寿命が限られて
いるため、生産性を向上させることは困難であった。

【０００６】また、光源１の温度上昇にともない、補正
レンズ系５やフィルタ６等が熱や紫外線により変色した
り、材質の収縮によりレンズ特性が劣化したり、フィル
タ蒸着膜が酸化する。そのため、レンズ透過率やフィル
タ透過率等が変化し、ブラックマトリックスのホールサ
イズの誤差が大きくなり、形成された蛍光スクリーンの
品質が悪化する。かかる問題点を防止するため、光源１
を冷却して使用することが有効である。光源１を冷却す
る方式として、従来より光源１部に高圧エアーを吹き付
けて冷却する空冷方式や、光源１部を水で冷却する水冷
方式等が用いられているが、光源１として毛細管型超高
圧水銀ランプを用いているため、蛍光スクリーン露光装
置の光源部に十分なスペースを確保することは困難であ
り、冷却機構を設けにくいという問題点を有していた。
そのため、実際の冷却効率は空冷方式で約５０％、水冷
方式で８０％程度であり、例えば、室温２５℃、ランプ
電圧５００Ｖの条件の下で、補正レンズ系５の温度が空
冷方式の場合４０℃〜５３℃、水冷方式の場合２７℃〜
３１℃にそれぞれ上昇した。さらに、いずれの冷却方式
による場合であっても、冷却効率が低いため、上記ラン
プ最大出力１０００Ｗで長時間使用することは事実上不
可能であり、光源１の輝度を十分に高くすることができ
ず、生産性を向上させることが困難であった。

【０００７】本発明は上記従来例の問題点を解決するた
めになされたものであり、光源の冷却効率を１００％近
くに向上させ、高出力型ランプの使用を可能とし、露光
時間の短縮による生産性向上を図ると共に、補正レンズ
系及びフィルタ等の性能を維持することにより、形成さ
れた蛍光スクリーンの品質のばらつきを小さくし、高画
質なカラー受像管装置を提供しうるカラー受像管装置の
製造装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のカラー受像管装置の製造装置は、少なくと
も光源と、前記光源から所定距離の位置にシャドウマス
ク及びフェースパネルを保持するためのテーブルと、前
記光源と前記フェースパネルとの間に設けられた補正レ
ンズ系を具備し、前記光源は前記フェースパネルに対向
するように設けられた発光部と前記発光部とは異なる位
置に設けられた光源ランプ部とを含む。

【０００９】上記構成において、前記光源ランプ部は高
輝度点光源を含み、前記発光部は前記点光源を略線光源
に変換する素子であることが好ましい。また、上記構成
において、前記発光部は略円柱状の伝送ロッドであり、
前記伝送ロッドの外周部に、前記光伝送ロッドの軸に平
行に形成されたスリット部と、前記スリット部を除く部
分に形成された拡散層及び反射層を有することが好まし
い。

【００１０】また、上記構成において、前記光源ランプ
部は、前記伝送ロッドの軸に垂直な端面に対向するよう
に設けられ、高圧水銀ランプ及び集光ミラーを含むこと
が好ましい。

【００１１】また、上記構成において、前記光源ランプ
部は、少なくとも前記補正レンズ系と熱的に遮断され、
冷却手段が設けられていることが好ましい。また、前記
発光部に赤外線吸収フィルタを設けることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のカラー受像管装置の製造
装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明のカラー受像管装置の製造装置における蛍
光スクリーン露光装置の構成を示す正面断面図である。
図２は図１に示す蛍光スクリーン露光装置の光源部の構
成を示す斜視図、図３はその正面断面図である。

【００１３】図１に示すように、本発明のカラー受像管
装置の製造装置における蛍光スクリーン露光装置は、光
源ユニット１０と、光源ユニット１０の発光部１１から
フェースパネル２の内面２ａが所定の距離となるように
フェースパネル２を保持するテーブル３と、光源ユニッ
ト１０の前方（フェースパネル２側）に配置されたスリ
ット４と、スリット４とフェースパネル２との間に設け
られた補正レンズ系５と、補正レンズ系５とフェースパ
ネル２との間に設けられた２つのフィルタ６等で構成さ
れている。また、シャドウマスク７はフェースパネル２
とフェースパネル２に対向するフィルタ６との間に設け
られ、かつ、フェースパネル２の内面２ａに対して所定
の位置に配置されている。

【００１４】図１〜図３に示すように、光源ユニット１
０は、発光部１１及び光源ランプ部１２とで構成されて
いる。図１に示すように、光源ランプ部１２は補正レン
ズ系５及びフィルタ６等とは熱的に絶縁され、冷却手段
である冷却装置１３が設けられている。そのため、光源
ランプ部１２からの熱は、補正レンズ系５、フィルタ
６、シャドウマスク７等には伝わりにくく、図１に示す
蛍光スクリーン露光装置の内部はほぼ室温に保たれる。
従って、補正レンズ系５及びフィルタ６は熱による変色
や変形等の劣化が防止され、長期に渡ってその初期性能
が維持され、耐久性が飛躍的に向上する。また、シャド
ウマスク７の熱膨張によるホールピッチ、ホールサイズ
のばらつきを軽減することができ、形成された蛍光スク
リーンの品質ならびに完成品であるカラー受像管装置の
画質を向上させることができる。

【００１５】図２及び図３に示すように、発光部１１は
略円柱状の伝送ロッド２１の外周部に、その軸と平行な
スリット部２２と、スリット部２２を除く部分に拡散層
２３及び反射層２４を形成したものである。光源ランプ
部１２は、略点光源である高圧水銀ランプ２５と集光ミ
ラー２６を含み、伝送ロッド２１の軸に直交する端面に
対向するように設けられている。すなわち、集光ミラー
２６による光反射方向と伝送ロッド２１の軸とは一致す
る。

【００１６】拡散層２３としては、鏡面処理された伝送
ロッド２１の外周面に、例えば縞状パターンに拡散性塗
料等を塗布する。一般に、伝送ロッド等において、光源
から遠ざかるほど照度が低くなる（暗くなる）傾向にあ
るが、パターンを工夫することにより、照度をほぼ均一
にすることができる。また、伝送ロッド２１の材料とし
ては、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。
本発明の場合、光源ユニット１０を発光部１１と光源ラ
ンプ部１２に分離し、光源ランプ部１２を発光部１１、
特にスリット部２２から離れた位置に設けることができ
るので、強力な冷却装置により光源ランプ部１２の冷却
効率を１００％近くに向上させることができる。従っ
て、伝送ロッド２１の材料として、比較的熱に弱い材料
であってもよい。

【００１７】また、冷却効率の向上により、光源ランプ
部１２の高圧水銀ランプ２５として、発熱量の大きな高
輝度ランプを用いることができる。その結果、従来例と
同一の条件で比較して、露光時間を２０％以上短縮する
ことができるとともに、ランプ２５自体に裕度ができる
ため、ランプ交換頻度が約１〜２カ月に１回程度でよ
い。また、光源ランプ部１２が発光部１１とは分離して
設けられているため、発光部１１を取り外すことなく、
ランプ２５のみを容易に交換することができる。そのた
め、約１〜２週間毎に交換しなければならなかった従来
例と比較して、ランプ交換に要する時間のロスを少なく
することができ、また、ランプの費用等を節約すること
ができ、生産性が向上する。

【００１８】なお、発光部１１の伝送ロッド２１の直径
及びスリット２４の長さ等を従来の毛細管型超高圧水銀
ランプの外形（例えば、直径６ｍｍ、長さ２０ｍｍ）と
同等とすることにより、図４に示す従来の蛍光スクリー
ン露光装置の光源１との互換性を持たせることができ
る。

【００１９】また、従来の装置では、発光部自体が光源
を兼ねていたため、その熱の影響により発光部にフィル
ター類を付加することは不可能であったが、本発明によ
れば、光源ユニット１０の発光部１１と光源ランプ部１
２とが分離され、発光部１１が熱の影響を受けにくい構
成のため、発光部１１に赤外線吸収フィルタ等を設ける
ことが可能となる。これにより、発光部１１（スリット
部２２）の輝度分布を均一にしたり、熱源の赤外線をカ
ットすることが可能となる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカラー受
像管装置の製造装置によれば、少なくとも光源と、光源
から所定距離の位置にシャドウマスク及びフェースパネ
ルを保持するためのテーブルと、光源とフェースパネル
との間に設けられた補正レンズ系を具備し、光源はフェ
ースパネルに対向するように設けられた発光部と発光部
とは異なる位置に設けられた光源ランプ部とを含むの
で、光源ランプ部をスペースの制約を受けない位置に設
けることができる。その結果、光源ランプ部に特殊な冷
却機構を設けることが可能となり、冷却効率が向上し、
光源ランプ部からの熱放射を抑えることができる。ま
た、光源ランプ部からの熱放射が少なくなるので、熱に
よる補正レンズ系等の劣化を防止することができ、耐久
性を向上させることができる。また、冷却効率の向上に
より、高輝度ランプの使用が可能となり、光源の輝度を
高くすることができるので、露光時間の短縮による生産
性の向上を図ることができる。

【００２１】また、光源ランプ部が高輝度点光源を含
み、発光部は点光源を略線光源に変換する素子とするこ
とにより、従来の毛細管型超高圧水銀ランプを用いた場
合と比較して、線状発光部の幅をより細く、かつ、均一
にすることができる。その結果、蛍光スクリーンを形成
する際における、水平方向及び垂直方向のランディング
補正をより正確に制御することができる。

【００２２】また、発光部を略円柱状の伝送ロッドと
し、伝送ロッドの外周部に、光伝送ロッドの軸に平行に
スリット部を形成し、スリット部を除く部分に拡散層及
び反射層を形成することにより、線光源の幅及び長さを
任意に設定することができる。さらに、伝送ロッド内で
拡散及び反射を繰り返すことにより、スリット部から放
射される露光光線の輝度がスリット部の位置によらず均
一になる。

【００２３】また、光源ランプ部を伝送ロッドの軸に垂
直な端面に対向するように設け、高圧水銀ランプ及び集
光ミラーを含むことにより、水銀ランプから放射された
光を効率よく発光部に伝送することができる。

【００２４】また、光源ランプ部を、少なくとも補正レ
ンズ系から熱的に遮断し、冷却手段を設けることによ
り、補正レンズ系等に光源ランプ部からの熱が伝わりに
くく、補正レンズ系等の温度を例えば室温等に一定に維
持することができる。その結果、補正レンズやフィルタ
等の変色、材料の膨張や収縮による特性の変化、フィル
タの蒸着膜の酸化等を防止することができ、本装置を用
いて製造される蛍光スクリーンの品質のばらつきを小さ
くすることができる。

【００２５】また、発光部（スリット部）に赤外線吸収
フィルタを形成することにより、従来不可能であった熱
源の赤外線をカットすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー受像管装置の製造装置の蛍光ス
クリーン露光装置の一構成例を示す正面断面図

【図２】図１に示す蛍光スクリーン露光装置における光
源ユニットの構成を示す斜視図

【図３】図１に示す蛍光スクリーン露光装置における光
源ユニットの構成を示す正面断面図

【図４】従来のカラー受像管装置の製造装置の蛍光スク
リーン露光装置の構成を示す正面断面図

【図５】従来のカラー受像管装置の製造装置における光
源ランプの構成を示す斜視図

【図６】従来のカラー受像管装置の製造装置におけるラ
ンプ電圧を一定にした場合の露光照度と時間の相関図

【図７】従来のカラー受像管装置の製造装置における露
光照度を一定にした場合のランプ電圧と時間の相関図

【符号の説明】

１ ：光源 ２ ：フェースパネル ３ ：テーブル ４ ：スリット ５ ：補正レンズ系 ６ ：フィルタ ７ ：シャドウマスク １０ ：光源ユニット １１ ：発光部 １２ ：光源ランプ部 １３ ：冷却装置 ２１ ：伝送ロッド ２２ ：スリット部 ２３ ：拡散層 ２４ ：反射層 ２５ ：高圧水銀ランプ ２６ ：集光ミラー

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも光源と、前記光源から所定距
   離の位置にシャドウマスク及びフェースパネルを保持す
   るためのテーブルと、前記光源と前記フェースパネルと
   の間に設けられた補正レンズ系を具備し、前記光源は前
   記フェースパネルに対向するように設けられた発光部と
   前記発光部とは異なる位置に設けられた光源ランプ部と
   を含むカラー受像管装置の製造装置。
2. 【請求項２】 前記光源ランプ部は高輝度点光源を含
   み、前記発光部は前記点光源を略線光源に変換する素子
   である請求項１記載のカラー受像管装置の製造装置。
3. 【請求項３】 前記発光部は略円柱状の伝送ロッドであ
   り、前記伝送ロッドの外周部に、前記光伝送ロッドの軸
   に平行に形成されたスリット部と、前記スリット部を除
   く部分に形成された拡散層及び反射層を有する請求項２
   記載のカラー受像管装置の製造装置。
4. 【請求項４】 前記光源ランプ部は、前記伝送ロッドの
   軸に垂直な端面に対向するように設けられ、高圧水銀ラ
   ンプ及び集光ミラーを含む請求項３記載のカラー受像管
   装置の製造装置。
5. 【請求項５】 前記光源ランプ部は、少なくとも前記補
   正レンズ系と熱的に遮断され、冷却手段が設けられてい
   る請求項１から４のいずれかに記載のカラー受像管装置
   の製造装置。
6. 【請求項６】 前記発光部に赤外線吸収フィルタを設け
   た請求項１から５のいずれかに記載のカラー受像管装置
   の製造装置。