JPH10326566A - 陰極線管の露光方法および露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陰極線管の露光に際し、発光面の最外列付近
のフォトレジストストライプの光量を増加してフォトレ
ジストの固着状態を向上させる。 【解決手段】 露光光源６から出射し、シャドウマスク
２の最外列スロット２ａを通過してパネル内面４ａに直
接入射する光と、シャドウマスク２の最外列より内側の
スロット２ｂを通過してパネル４に入射し、さらにパネ
ル外面４ｂで反射して戻る反射光３ｃとを、最外列フォ
トレジストストライプ１ａで重畳させ、最外列フォトレ
ジストストライプ１ａでの光量を増加してその固着を向
上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブラウン管の露光方
法および露光装置に関し、特に最外列蛍光体ストライプ
の付着強度を向上することを目的とした露光方法および
露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４はブラウン管の従来の露光方法を説
明するための装置の概略図である。図５に蛍光体マトリ
ックスが形成されたブラウン管面を示す。ブラウン管の
内面に蛍光体ストライプ１を形成するには、光源６から
シャドウマスク２を通してＵＶ光３をブラウン管ガラス
パネル４の内面４ａに塗布された感光材を含む蛍光体ス
ラリー層５に照射して固着し、これを現象と呼ばれる水
洗いの工程により非固着部分を洗い流して固着部分５ａ
により蛍光体ストライプ１が形成される。

【０００３】これにより図５に示したようにシャドウマ
スクのスロットに対応した蛍光体ストライプ１がパネル
内面に形成されるが、蛍光体の付着強度や蛍光体ストラ
イプの大きさは入射される光の強度に依存するため、パ
ネル全面に渡る光強度分布に配慮する必要があり、シャ
ドウマスクと露光光源の間に配置されたフィルター７に
よりその分布を調整するなど、もっぱら入射光の分布に
配慮するのが従来技術であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のカラーブラウン
管では形成する蛍光体ストライプの大きさ、ピッチ共に
大きく、例えばテレビ用ブラウン管などにはピッチ０．
４ｍｍ以上が用いられている。しかるに最近のモニター
管などの高精細度のブラウン管に従来の技術を適用する
と、次のような不具合を生ずる。すなわち画面左右の最
外列付近の蛍光体ストライプ１ａが脱落しやすくなり、
全面にわたった均一な蛍光面が形成できないという問題
を生ずる。これは高精細度化に対応して形成する蛍光体
マトリックスの大きさが小さいため、パネル内面４ａへ
の付着強度が全体として低下することに加えて、最外列
付近にのみ特殊な状態が生じていることを示唆してい
る。従来のブラウン管においても生じていたものと推定
されるが、低精細度のブラウン管では問題にならなかっ
たものである。

【０００５】図６に露光時の光の経路についての詳細図
を示し、これにより課題を説明する。露光による感光性
蛍光体スラリーの硬化、およびパネル内面への固着は基
本的には従来技術で説明したように入射するＵＶ光３の
量によって行われるが、さらに蛍光体スラリー層５を通
過した光がパネルの外面４ｂで内側に反射してパネルの
内面４ａすなわちパネルと蛍光体の接着面に当たり、こ
の部分の効果を促進して付着効果を高めている。

【０００６】蛍光面に入射後の光は入射方向に指向性を
持った拡散光となるが、簡単のため通過する光を２つに
分けて考えることができる。すなわち蛍光体スラリー層
５に入射して拡散する光３ｂと拡散せず直進する３ａで
ある。拡散光３ｂを考えると画面の周辺より内側の場所
では、その場所の周辺部から拡散してくる光が重なり、
ある一定の反射光が確保されている。しかし画面の最外
部分では外側から拡散してくる光がないため急激に反射
光量が減少する。

【０００７】一方直進する光成分３ａは蛍光体スラリー
層５を通過して減衰するものの、パネル内面４ａで屈折
してパネル４に入射しパネル外面４ｂで反射して帰って
くる。帰ってくる光の経路は光源６の位置、シャドウマ
スク２，パネル４の形状、位置関係から必ずしも入射経
路と一致せず、最初の入射点５ａより外側にずれた点５
ｂになる。特に最近の内面がフラットなパネルに対して
は最外列のスロットを通った光が同じ経路で帰ってくる
ことはなくなっている。

【０００８】シャドウマスクの最外列のスロットに対応
したパネルの最外列蛍光体ストライプ１ａに帰ってくる
光は少なく、このため最外部分で急激な反射光量の減少
がおきる。このことが最外列付近の蛍光体付着強度を低
下させ、蛍光体の脱落を発生させる原因になっている。

【０００９】本発明は従来の入射光のみを考慮した露光
方法にたいして、反射光の経路を最適化させて最外列付
近の蛍光体ストライプの光量を増加して付着強度を向上
させ蛍光体の脱落を防止した露光方法および露光装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の技術的手段として、本発明は、パネル内面に塗布され
た蛍光体をシャドウマスクを介して露光し、蛍光体をパ
ネル内面に固着するブラウン管の露光方法において、露
光光源から出射して最外列のシャドウマスクスロットを
通った光が直接入射するパネル内面位置と、前記露光光
源と同一位置または異なる位置の露光光源から出射して
最外列より内側のシャドウマスクスロットを通りパネル
外側で反射して戻る光が入射するパネル内面位置とを一
致させることを特徴とする。

【００１１】また、直接光と反射光が入射するパネル内
面位置が最外列の蛍光体ストライプであることを特徴と
する。

【００１２】また、蛍光体を内面に塗布したパネルと露
光光源との間にシャドウマスクを配設したブラウン管の
露光装置において、露光光源とパネル内面の距離、シャ
ドウマスクとパネル内面との間隔、パネルの厚み、パネ
ルの屈折率、シャドウマスクの水平ピッチ、露光光源と
パネルの中心を結ぶ中心軸に対するシャドウマスクの最
外列スロットの開き角度、内側スロットの最外列スロッ
トからの列数を一定の関係に設定することにより、シャ
ドウマスクの最外列スロットを通った光と、内側のスロ
ットを通りパネル外面で反射して戻る光とをパネル内面
位置で一致させたことを特徴とする。

【００１３】また、露光光源とパネル内面の距離をＬ、
シャドウマスクとパネル内面の間隔をｇ、パネルの厚み
をｔ、パネルの屈折率をｎ、シャドウマスクスロットの
水平ピッチをｐ、露光光源とパネルの中心を結ぶ中心軸
に対するシャドウマスクの最外列スロットの開き角度を
θ、最外列スロットから数えた内側スロットの列数をＮ
とした時、

【００１４】

【数２】 θ0 ＝tan^-1｛｛（Ｌ−ｇ）tan θ−Ｎｐ｝／（Ｌ−
ｇ）｝、 の関係を満足するように、露光光源、シャドウマスク、
パネルが配設された露光装置であることを特徴とする。

【００１５】上記手段により、最外列の蛍光対ストライ
プに表裏から光が入射するので光量が増加し、ストライ
プの固着強度が増して蛍光体の脱落が防止されるので、
高精細かつ高品質のストライプ型ブラウン管を提供でき
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明は最外列のスロットを通っ
て直進しパネル内面４ａに入射する光と、最外列より内
側のスロットを通り、パネル外面４ｂで反射する光を最
外列の蛍光対ストライプ上で一致させることにより、最
外列の蛍光対ストライプ上での光量を増加し、接着力を
向上して蛍光体の脱落を防止するものであり、その原理
を以下に説明する。

【００１７】簡単のためパネル、シャドウマスクの曲率
が無限大の場合について説明する。図１は露光時のブラ
ウン管の各部を符号で示したもので６は例えば緑の蛍光
体に対応する露光光源、２はシャドウマスク、４はガラ
スパネルであり、内面を４ａ、外面を４ｂ、最外列のシ
ャドウマスクスロットを２ａ、それに対応する最外列蛍
光体ストライプを１ａとすると寸法関係は次のようにな
る。

【００１８】シャドウマスクの横ピッチをｇ、露光光源
とパネル内面の中心部との距離をＬ、シャドウマスクと
パネル内面の間隔をｑ、パネルの厚さをｔ、パネルの屈
折率をｎ、最外列のシャドウマスクスロット２ａとの光
源を結ぶ線が光源をとおるパネルの中心線となす角度を
θとする。光源６から出た光が最外列スロット２ａを通
ってパネル上に入射する位置を１ａとすると、同一光源
６から出射して最外列から内側へＮ番目のスロットを通
った光がパネルの外面４ｂで反射されて最外列蛍光体ス
トライプ（例えば緑）１ａに入射するとき１ａでの光量
は入射する光と反射光とが重なって急激な減少を起こさ
ない。そのための条件を求めると次の通りとなる。

【００１９】シャドウマスクの最外列スロットの離芯距
離（中心線からの距離）Ｌ1 は図１から Ｌ1 ＝（Ｌ−ｇ）tan θ （１） で表される。また、最外列スロットを通った光がパネル
内面への入射する位置の離芯距離Ｌ2 は、 Ｌ2 ＝Ｌtan θ （２） で表される。また、最外列スロットから内側へＮ番目の
スロットの中心軸からの位置Ｌ3 は、 Ｌ3 ＝（Ｌ−ｇ）tan θ−Ｎｐ （３） で表される。したがって、Ｎ番目のスロットを通った光
がパネル内面へ入射する位置の離芯距離Ｌ4 は、 Ｌ4 ＝Ｌ・Ｌ3 ／（Ｌ−ｇ） ＝Ｌ｛（Ｌ−ｇ）tan θ−Ｎｐ｝／（Ｌ−ｇ） （４） で表される。また、Ｎ番目のスロットを通る光がパネル
内面へ入射する入射角度をθ 0とし、屈折角度をθ1 と
すると次式の関係がある。 sin θ0 ＝ｎsin θ1 （５） また、パネル外面４ｂでの反射位置Ｌ5 は、 Ｌ5 ＝Ｌ4 ＋ｔ・tan θ1 （６） で表される。また、パネル外面４ｂで反射した光がパネ
ル内面４ａに入射する位置Ｌ6 は、 Ｌ6 ＝Ｌ4 ＋２ｔ・tan θ1 （７） で表される。ここで、最外列スロットを通りパネル内面
４ａへ直接入射する光と、Ｎ番目のスロットを通りパネ
ル外面４ｂで反射してからパネル内面へ入射するそれぞ
れの入射位置が一致するための条件は、 Ｌ2 ＝Ｌ6 （８） である。したがって、（２）、（４）、（７）、（８）
式を用いてＮｐについて整理すると、 Ｎｐ＝｛２（Ｌ−ｇ）ｔ／Ｌ｝tan θ1 （９） となる。一方、tan θ1 は（５）式を用いて次のように
変形される。

【数３】 （10）式を（９）式に代入すると、

【数４】 となる。ただし、θ0 は次式で表される。 θ0 ＝tan^-1｛Ｌ3 ／（Ｌ−ｇ）｝ ＝tan^-1｛｛（Ｌ−ｇ）tan θ−Ｎｐ｝／（Ｌ−ｇ）｝ （12） すなわち、(11)式と(12)式からＮｐはＬ，θ，ｎ，ｇ，
ｔの関数となる。

【００２０】したがって、(11)式と(12)式を満足するよ
うに各因子を決定することにより、最外列スロットを通
った光と、最外列スロットより内側のスロットを通りパ
ネルの外面で反射して戻ってくる光とを最外列蛍光体ス
トライプ上で重畳させることができ、最外列蛍光体スト
ライプ上での光量を増加して蛍光体の付着強度を高め、
蛍光体の脱落を防止することができる。

【００２１】式(11)，(12)は図１に示すように同一光源
６から出た２系統の光が一致するための条件であるが、
図２に示すように、ある発光色に対応した光源６から出
て直接パネル内面４ａに入射する光と、別の発光色に対
応した異なる位置の光源６’（または光源６”）から出
射してパネル外面４ｂで反射しパネル内面４ａへ戻って
くる光とを一致させることもできる。

【００２２】以上はシャドウマスク、パネルの曲率が無
限大の場合を示したが、有限の曲率の場合でも求めるこ
とができるし、計算によらなくてもその関係を満足する
ように観察によって設定することもできる。

【００２３】前記の原理の説明では例えば緑の蛍光体に
対応する位置の露光光源６から出た光のうち最外列側の
スロットを通った光と１ピッチの整数倍（Ｎ倍）の内側
のスロットを通った光が緑の蛍光体ストライプ上で重な
る場合について示したが、緑の位置の露光光源からでた
光が赤または青の蛍光体ストライプに重なっても良い
し、赤または青の位置の露光光源からでた光が赤、青、
緑の蛍光体位置に重なっても良いし、あらゆる組み合わ
せを含むことができる。このように異なるスロットを通
過した光を同じ経路を通ることなく同一場所に入射さ
せ、その場所の蛍光体の付着強度を高めるように設定し
たので、その部分の接着強度が低下することなく、所望
の蛍光体ストライプを脱落することなく付着させること
ができる。

【００２４】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図３において、６は露光光源、７は光の強度分布を
調整するためのフィルター、２はシャドウマスク、４は
パネルである。本発明によれば、シャドウマスクとパネ
ルの間隔（ｇ）、光源とパネルの距離（Ｌ）、パネルの
厚さ（ｔ）、パネルの屈折率（ｎ）、シャドウマスクス
ロットの水平ピッチ（ｐ）、最外列スロットの中心線に
対する開き角度（θ）、光源とシャドウマスクの距離
（Ｌ−ｇ）を選んだ場合に最外列の蛍光体ストライプの
位置に内側の列のシャドウマスクを通った光を重畳させ
ることができることは前述した通りであるが、この実施
例では簡単に為にグリーンの位置（中心線上）の露光光
源により露光した場合の例で、しかも最外列より１つ内
側の列のシャドウマスクスロット２ｂを通った光が最外
列のシャドウマスクスロット２ａを通ってパネルの最外
列の蛍光体を固着させるべきところに一致させる実施例
について示す。

【００２５】まず、露光光源６から出た光３は入射光の
均一性を確保するために中央部の透過率を下げたフィル
ター７を通過してシャドウマスク２に向かう。シャドウ
マスク２を通った光４はパネルの内面４ａまで直進し、
パネル内面４ａに塗布された感光性物質を含む蛍光体ス
ラリー層５に照射される。シャドウマスクは縦長のスロ
ット形状をしており、この形状の光が感光性蛍光体スラ
リーに照射されるので、シャドウマスクと同じ形状に感
光することになり、その部分が硬化し、パネルに固着し
てシャドウマスクのパターンと同じパターンの蛍光体パ
ターンが硬化部分５ｃとして形成される。実際には上下
方向のパターンは光源の縦方向の大きさにより重なり合
い、隔離されたシャドウマスクパターンに対して、パネ
ル内面の感光されるパターンは連続した縦縞のストライ
プとなる。露光後現象により未感光部分を洗い流せば所
望の蛍光体パターンを得ることができる。

【００２６】ここで最外列のシャドウマスクスロット２
ａを通った光はパネル内面４ａに塗布された蛍光体スラ
リー層５の１ａの部分を硬化させる。１つの内側のスロ
ット２ｂを通過した光も同じく蛍光体スラリー層５の１
ｂに当たり蛍光体スラリーを硬化させるが、この光は蛍
光体に当たった後拡散してパネルに入射または直接反射
する光３ｂと、直進してパネルに入射する光３ａに分け
て考えることができる。拡散してパネルに入射する光３
ｂは最外列ストライプ１ａに対してはその影響が拡散し
ているので少ないが、直進する光３ａはパネル内面４ａ
で屈折し、パネル内面を直進した後、パネル外面４ｂに
達し、この部分で反射する光３ｃと、屈折してパネル外
部へ抜ける光３ｄとなる。外部へ抜ける光３ｄは対象外
である。反射してくる光３ｃは再び蛍光体塗布面に帰っ
てくるのでその硬化に寄与することができる。反射光３
ｃはパネルの内面の最外列ストライプ１ａに近い側へ帰
ってくるが、従来はこの帰ってくる場所を規定していな
かった。本発明はこの帰ってくる光が確実に最外列スト
ライプに一致するように諸条件を規定するものであり、
例えば１つ内側の光が中途半端に重なり光量が不足して
しまうことはない。この経路は最初に述べた各諸元によ
り決定され、例えば光源の距離を近づけることにより反
射光の入射位置を更に外側に持ってくることができる
し、その逆も可能である。このように、２つの経路の光
が一致するように諸元を選んだので、最外列部分に塗布
された感光性蛍光体スラリーのパネル接着面に十分な光
量が直接当たり、この部分の硬化に寄与して接着強度を
向上させることになる。

【００２７】この実施例は一つのケースを示したに過ぎ
ず、赤、緑、青の蛍光体に対応する各露光位置からでた
光が同じ発光色の蛍光体ストライプに集中するようにし
てもよいし、異なる発光色の蛍光体に集中するようにし
ても同様の効果が得られることはいうまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、最
外列の蛍光体ストライプ部分に内側のスロットを通った
露光の光が確実に重なるようにしたので、最外列の蛍光
体ストライプが確実に固着され、最外列の蛍光体の脱落
がおきることがない。最外列に着目して光の重畳を行っ
たので、光の重なりの効果は近傍の内側のストライプま
で及び周辺全体の付着強度を高めることができ、画面全
体に渡って均一な蛍光体ストライプを形成できるため、
高精細なストライプ型ブラウン管を高品質で製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の露光方法の原理を説明するための図

【図２】 異なる位置の露光光源を用いた場合の露光方
法を説明するための図

【図３】 本発明の露光方法の一実施例を説明するため
の図

【図４】 従来の露光方法を説明するための図

【図５】 従来の蛍光体ストライプが形成されたブラウ
ン管の発光面を示す図

【図６】 従来の露光方法における光の経路を説明する
ための図

【符号の説明】

１ 蛍光体ストライプ １ａ 最外列蛍光体ストライプ １ｂ 内側の蛍光体ストライプ ２ シャドウマスク ２ａ 最外列スロット ２ｂ 内側のスロット ３ 光源から出射する光 ３ｃ 反射光 ４ パネル ４ａ パネル内面 ４ｂ パネル外面 ６ 露光光源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パネル内面に塗布された蛍光体をシャドウ
   マスクを介して露光し、蛍光体をパネル内面に固着する
   ブラウン管の露光方法において、露光光源から出射して
   最外列のシャドウマスクスロットを通った光が直接入射
   するパネル内面位置と、前記露光光源と同一位置または
   異なる位置の露光光源から出射して最外列より内側のシ
   ャドウマスクスロットを通りパネル外面で反射して戻る
   光が入射するパネル内面位置とを一致させることを特徴
   とするブラウン管の露光方法。
2. 【請求項２】直接光と反射光が入射するパネル内面位置
   が最外列の蛍光体ストライプであることを特徴とする請
   求項１に記載のブラウン管の露光方法。
3. 【請求項３】蛍光体を内面に塗布したパネルと露光光源
   との間にシャドウマスクを配設したブラウン管の露光装
   置において、 露光光源とパネル内面の距離、シャドウマスクとパネル
   内面との間隔、パネルの厚み、パネルの屈折率、シャド
   ウマスクの水平ピッチ、露光光源とパネルの中心を結ぶ
   中心軸に対するシャドウマスクの最外列スロットの開き
   角度、内側スロットの最外列スロットからの列数を一定
   の関係に設定することにより、シャドウマスクの最外列
   スロットを通った光と、内側のスロットを通りパネル外
   面で反射して戻る光とをパネル内面位置で一致させたこ
   とを特徴とするブラウン管の露光装置。
4. 【請求項４】露光光源とパネル内面の距離をＬ、シャド
   ウマスクとパネル内面の間隔をｇ、パネルの厚みをｔ、
   パネルの屈折率をｎ、シャドウマスクスロットの水平ピ
   ッチをｐ、露光光源とパネルの中心を結ぶ中心軸に対す
   るシャドウマスクの最外列スロットの開き角度をθ、最
   外列スロットから数えた内側スロットの列数をＮとした
   時、 【数１】 但し、θ0 ＝tan^-1｛｛（Ｌ−ｇ）tan θ−Ｎｐ｝／
   （Ｌ−ｇ）｝、の関係を満足するように露光光源、シャ
   ドウマスク、パネルが配設されたことを特徴とする請求
   項３に記載のブラウン管の露光装置。