JPH11273562A - カラー受像管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラー受像管の画像品位と生産性を向上する
カラー受像管露光用レンズを利用したカラー受像管の製
造方法を提供する。 【解決手段】 パネルの露光工程に用いる補正レンズ３
は、所定の３次元的傾きを有する平面小レンズ面がＭ行
×Ｎ列に配設された不連続面レンズであり、かつ、この
小レンズ面を成形するためのＭ個の成形用小平面２０ａ
を一列に配列して形成した金型分割ユニット２０を、Ｎ
個互いに平行な配置でかつ密着状態で固定して形成した
金型１９により成形されるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー受像管の製
造方法に関し、特に蛍光面パターン形成時に補正レンズ
を用いる露光工程に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シャドウマスク形カラー受像管
用パネルの内面には、ブラックマトリックス（黒色吸収
層の開口部）を介して赤、緑および青の３色の蛍光体ド
ットが規則的に形成された蛍光面を有しており、この蛍
光面は通常、露光装置を使用した写真法により形成され
る。

【０００３】上記露光装置は、図４に示すように、光源
部１と、この光源部１から放射された露光光線７を実際
のカラー受像管の使用時に電子銃から出射されて偏向磁
界により偏向される電子ビームの軌跡に近似させるため
の露光用補正レンズ２、３と、光量補正フィルター４と
を基本構成としている。この露光装置には、シャドウマ
スク６が装着されたパネル５が補正レンズ３に対向して
設置され、パネル５の内面に塗布形成された感光膜や蛍
光体スラリー膜が、補正レンズ２、３および光量補正フ
ィルター４およびシャドウマスク６を介して露光光線７
により露光される。

【０００４】上記補正レンズ３は、光源部１からの距離
がそれぞれ異なる各露光面に対して露光光線７を電子ビ
ームの軌跡に近似させる補正機能を有する必要があるた
め、図３に示すように、それぞれ所定の方向に３次元的
に傾斜した複数の隣り合う鏡面平面、いわゆるセグメン
ト３ａが列方向に配設された不連続な表面を有する不連
続面レンズである。

【０００５】補正レンズ３のセグメント３ａは８〔ｍ
ｍ〕四方の寸法を有する正方形であり、一般の露光用に
用いられるレンズでは、このセグメント３ａが碁盤の目
状に５８８個（２１行×２８列）規則正しく配列されて
いる。このような形状の補正レンズ３は、成形金型を用
いて熱可塑性樹脂または紫外線硬化樹脂による成形加工
により製作される。

【０００６】図８に示すように、上記成形金型は、組立
用固定枠１０の内部にＭ×Ｎ個の金型分割ブロック１１
がＭ行×Ｎ列の配置で挿入されるとともに、行方向押圧
用ボルト１４のねじ込みにより行方向Ｘに押圧される行
方向押圧板１２および、列方向押圧用ボルト１７のねじ
込みにより列方向Ｙに押圧される列方向押圧板１３から
それぞれ押圧力を受けて、静止摩擦力によって固定され
ている。

【０００７】各金型分割ブロック１１は、各々の一端面
に補正レンズ３のセグメント３ａを形成するためのミラ
ー平面１１ａ（成形用小平面）を有しており、これらミ
ラー平面１１ａは、各々がセッティングされる位置に固
有の光学的補正が行われるように固有の三次元的傾きを
有している。たとえば、各金型分割ブロック１１がセッ
ティングされる場所を（ｉ，ｊ）とすれば、各金型分割
ブロック１１のミラー平面１１ａは、行方向ｘにθｘ
（ｉ，ｊ）の傾きを有し、かつ、列方向ｙにθｙ（ｉ，
ｊ）の傾きを有している。

【０００８】一方、副金型部９は、組立用固定枠１０に
対応する開口を有する容器状であって、一側面に樹脂注
入口１８が設けられている。

【０００９】上記成形金型は、主金型部８と副金型部９
とを合体させて型締めしたのちに、各金型分割ブロック
１１の各々のミラー平面１１ａと副金型部９の内面との
間の成形用空間に樹脂注入口１８から所要の樹脂を注入
することにより、上述の補正レンズ３を成形加工できる
ものである。

【００１０】しかしながら、金型分割ブロック１１は、
多数のブロックを同時に碁盤の目状に締め上げて固定す
るため、ブロックのアンバランスな歪みや割れを防ぐた
めに、かつ、成形後のレンズを剥離するときにブロック
が抜けないようにするために、それぞれの寸法のバラツ
キを出来るだけ小さくする目的で、超硬合金や硬脆材料
を用いる必要がある。そして、これらの材料を用いて正
確な角度ときれいな鏡面を形成するため、５８８個すべ
てのブロックにつき、荒削り、仕上げ削り、研磨といっ
た多数の工程を経なければならない。さらに、多数のブ
ロックを所定の決められた位置に精度よく配置し、均一
に締め上げる必要がある。このため、補正レンズを製作
するために、多大な時間と費用がかかるという問題があ
った。

【００１１】このような問題を解決するため、特開平５
−２１７４９８号公報や特開平６−３１４５４１号公報
には、複数個の平面が表面に形成された単一の金型を用
いて補正レンズを成形する方法が提案されているが、金
型を一体化すると金型自体の成形が困難になるととも
に、金型の設計変更や成形ミスに迅速・容易に対応でき
ないという問題がある。

【００１２】また一方で、図３に示すように、補正レン
ズ３には段差３ｂが存在するため、露光時にその段差部
分の影がカラー受像管スクリーン面に投影され、その影
が完成したカラー受像管にも現れてしまうという問題が
ある。そこで、露光中は特開昭５０−７８２７３号公報
または特開平８−１６２０２１号公報に示されるよう
に、セグメント３ａの寸法に比例してあるパターンで補
正レンズを２次元的に揺動する必要がある。

【００１３】しかしながら、図５に示すように、補正レ
ンズ３を矢印５２の方向に揺動すると、シャドウマスク
の孔を通過した露光光線７はブラックマトリックスや蛍
光体ドットを形成したい所望の場所５１を常に露光する
のではなく、揺動距離や隣り合うセグメント３ａの傾き
角度の差にほぼ比例して、露光場所が矢印５３の様に揺
らいでしまうことになる。このことにより、ブラックマ
トリックスを形成する工程では、ブラックマトリックス
の孔の境界線がなめらかではなく、ギザギザな形になっ
たり、形状がきれいな円もしくは楕円形状ではなく菱形
に歪む現象が起きやすくなる。完成したカラー受像管に
おいては、前者のギザギザな形状の影響は、表示画像が
くすんだ様に見えるいわゆるマッタリングとして現れ
る。後者の形状の歪みの影響は、電子ビームが所定の蛍
光体を完全に射突しなくなるいわゆる自色欠けや、電子
ビームが所定の蛍光体の隣の蛍光体に射突するいわゆる
他色打ちの裕度が損なわれる現象、いわゆる裕度減少と
して現れる。

【００１４】また、蛍光体ドットを形成する工程では、
蛍光体ドットが大きくなりすぎて、隣りのブラックマト
リックスにはみ出してしまういわゆるはみ出しや、隣の
ブラックマトリックスにはみ出さない蛍光体ドットサイ
ズにするために光源部の出力を落とした場合に蛍光体ド
ットが剥がれ落ちやすいという問題いわゆるドット落ち
という現象も現れやすかった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、マ
ッタリングやドット落ちを解決するために、セグメント
の寸法を小さくしようとした場合、たとえば、従来の一
辺８〔ｍｍ〕のセグメントを半分の一辺４〔ｍｍ〕にし
た場合、必要な金型分割ブロックは指数関数的にふくれ
あがり、２３５２個（４２行×５６行）となる。よっ
て、甚だ多大な時間と費用がかかってしまい現実的では
なかった。そのため、従来は、隣り合うセグメントの傾
き角度の差をできるだけ小さくするように設計してい
た。それゆえ、偏向角度が大きいカラー受像管やスクリ
ーン面が平面なカラー受像管などの大きな補正量が必要
な品種では、補正量が足りず、補助の非球面レンズを複
数追加したりして対応せざるを得なかった。しかし、蛍
光体ドットの形成位置精度、露光照度が低下して露光時
間が長くなるなどの課題を残していた。

【００１６】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解消し、カラー受像管の画像品位と生産性を向
上するカラー受像管露光用レンズを利用したカラー受像
管の製造方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、所定の３次元的傾きを有する平面小レンズ
面または曲面小レンズ面がＭ行×Ｎ列に配設された不連
続面レンズであり、かつ、前記小レンズ面を成形するた
めのＭ個の成形用小平面または小曲面を一列に配列して
形成した金型分割ユニットを、Ｎ個互いに平行な配置で
かつ密着状態で固定して形成した金型により成形された
補正レンズと、シャドウマスクとを通して、光源から放
射された光を前面パネル内面の感光膜に照射することに
よりブラックマトリクスおよび蛍光体膜を形成する露光
工程を有することを特徴とする（請求項１）。

【００１８】また、前記金型は、前記Ｎ個の金型分割ユ
ニットが組立用固定枠の内部に挿入され、前記組立用固
定枠の側壁から押圧用ボルトをねじ込むことにより前記
金型分割ユニットを押圧するように固定したものである
ことが好ましい（請求項２）。

【００１９】また、前記成形用小平面または小曲面は正
方形または長方形であり、一方の辺の寸法が２〔ｍｍ〕
以上４〔ｍｍ〕以下、他方の辺の寸法が２〔ｍｍ〕以上
８〔ｍｍ〕以下であることが好ましい（請求項３）。

【００２０】上記本発明にかかる補正レンズの成形金型
は、比較的大きな平板状の金型分割ユニットにＭ個の成
形用小平面もしくは曲面を一括形成できるとともに、金
型分割ユニットの側面は隣接する金型分割ユニットに合
わせて切削加工できるので、主金型部の製作工数を格段
に削減することができ、金型コストを低減できる。

【００２１】また、金型の組立に際しては、平板状の１
個の金型分割ユニットを組立固定枠内に挿入することに
よりＭ個の成形用小平面を一挙に形成できるので、すべ
ての成形用小平面の配列を迅速に行うことができ、主金
型部の組立工数が低減する。

【００２２】しかも、比較的大きな平板状の金型分割ユ
ニットを組立用固定枠に挿入するので、従来金型におけ
る成形用小平面を個々に有する金型分割ブロックを組立
用固定枠内に挿入して組み立てる場合のような異物の噛
み込みによる不都合が発生するおそれがほとんどない。
そのため、クリーンルーム内での精密作業を特に必要と
しないので、組立工数の低減と合わせて製造コストが低
減できる。

【００２３】また、上記発明において、金型分割ユニッ
トは、平板体にＭ個の成形用小平面を形成するととも
に、その側面を隣接する金型分割ブロックの側面に合わ
せて配列方向の単位で研削加工できることから、切削加
工にさほど高い寸法精度を要求されないので、金型分割
ユニットは切削加工により鏡面を形成することが可能な
軟質金属を素材として形成することができる。

【００２４】これにより、従来金型における金属分割ブ
ロックの加工素材である硬脆材料に比較して材料費がか
なり低減するとともに、成形用小平面の加工が格段に容
易になって製作工数、製作時間も低減する。

【００２５】上記金型を用いて補正レンズを成形するこ
とにより、カラー受像管のスクリーン面露光時に十分小
さな揺動範囲を実現できるセグメント寸法をもつ露光用
補正レンズを現実的な時間とコストで提供することがで
き、さらに、カラー受像管のスクリーン面露光時に十分
小さな揺動範囲を実現できるセグメント寸法をもつ前記
補正レンズを用いて蛍光面を形成することにより、マッ
タリングやドット落ちなどの問題を解消できる。つま
り、カラー受像管の画像品位と生産性を向上することが
できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しつつ説明する。

【００２７】図１は、本発明の一実施の形態に係る補正
レンズの成形金型の概略の分解斜視図である。この成形
金型の主金型部１９は、行方向Ｘの１行分であるＮ＝５
６個の成形用小平面２０ａが、平板状部材の一端面に一
体形成された金型分割ユニット２０をＭ＝４２個備えて
いる。各成形用小平面２０ａは、４〔ｍｍ〕×４〔ｍ
ｍ〕の正方形をなし、基板平面に対して行方向ｘの傾き
θｘと列方向ｙの傾きθｙとを有しており、その三次元
的傾きは、補正レンズ３に対応する番地（ｉ，ｊ）に設
定されている。

【００２８】また、従来金型における行方向押圧板１２
および行方向押圧ボルト１４は設けられていない。した
がって、組立用固定枠１０は、その方向ｘの幅が行方向
押圧板１２のほぼ厚み分だけ小さくなっている。換言す
れば、組立用固定枠１０の行方向ｘでの対向方向面の間
隔は金型分割ユニット２０の長さよりも僅かに大きく設
定されて、金型分割ユニット２０をはめ込む状態に挿入
するようになっている。

【００２９】上記成形金型は、図１に矢印で示すよう
に、Ｍ＝４２個の金型分割ユニット２０を所定の順序で
組立用固定枠１０内にはめ込んでいき、すべての金型分
割ユニット２０の挿入が終了した後に、列方向押圧用ボ
ルト１７をねじ込むことにより列方向押圧板１３を介し
て各金型分割ユニット２０を列方向に押圧して、各金型
分割ユニット２０を静止摩擦力により固定すると、主金
型部１９の組立が完了する。この主金型部１９に副金型
部９を合体して型締めし、図２に示すように、各成形用
小平面２０ａと副金型部９の内面とで囲まれた成形用空
間２１内に樹脂注入口１８から所要の樹脂２２を注入し
て、補正レンズを樹脂成形により製作する。

【００３０】従来の金型における金型分割ブロック１１
では、断面矩形の比較的小さな軸上部断面に極めて高い
寸法精度が要求される研削および研磨加工を行うことか
ら、硬脆材料を用いる必要があったのに対して、この成
形金型では、平板状の比較的大きな金型分割ユニット２
０にＭ＝５６個の成形用小平面２０ａを形成するととも
に、各金型分割ユニット２０の側面を列方向ｙに隣接す
る金型分割ユニット２０の側面に合わせて行単位で研削
加工できる。

【００３１】その結果、金型分割ユニット２０の素材と
して、たとえばアルミニウム−マグネシウム合金、無酸
素銅、無電解ニッケルなどの軟質金属を用いることが可
能となり、材料費が相当に低減する。また、Ｍ＝５６個
の成形用小平面２０ａを一括形成できることと、軟質金
属を素材とすることによって、成形用小平面２０ａの加
工が格段に容易になる。さらに、金属分割ユニット２０
の側面を行単位で、研削加工できることと、列方向押圧
板１３および列方向押圧用ボルト１７が不要となること
とにより、主金型部１９の製作工数が格段に削減され
る。

【００３２】本実施の形態においては、４〔ｍｍ〕×４
〔ｍｍ〕のセグメントを持つ補正レンズを作成するため
に、Ｎ＝４２個の金型分割ユニットで金型が構成されて
いるが、従来金型で４〔ｍｍ〕×４〔ｍｍ〕のセグメン
トを持つ補正レンズを作成しようとすると２３５２個の
金型分割ブロックが必要であり、甚だ現実的ではない。

【００３３】図６は、セグメント３ａと揺動範囲６１の
関係を示す図であり、セグメント３ａの左下角の点が揺
動範囲６１の範囲内を揺動することを示す。前記のよう
に成形した４〔ｍｍ〕×４〔ｍｍ〕のセグメントを持つ
補正レンズを蛍光面の露光に用いることにより、図６に
示すように、補正レンズの揺動の幅を図６（ａ）に示す
従来の約１１．３〔ｍｍ〕×１１．３〔ｍｍ〕に比べて
図６（ｂ）に示す半分の約５．６〔ｍｍ〕×５．６〔ｍ
ｍ〕に軽減することができる。

【００３４】図７は、本発明によるカラー受像管の製造
方法による効果を従来の製造方法と比較して示したもの
である。ここで、マッタリング評価値（曲線２４）は視
感評価で行った。その指標はそれぞれ、レベル１が「Ｖ
ＤＴ作業に支障をきたすレベル」、レベル２が「ＶＤＴ
作業中気になるレベル」、レベル３が「不良ではない
が、ムラを感知できるレベル」、レベル４が「少しムラ
を感知できるレベル」、レベル５が「全くムラを感知で
きないレベル」とし、従来例、本発明Ａ、Ｂ、Ｃのそれ
ぞれにつき評価値の平均値を示した。また、ドット落ち
不良比率（曲線２５）は、の従来例の不良率を１００
〔％〕とした相対値で示した。図７において、本発明に
よるカラー受像管の製造方法では従来の製造方法と比較
してマッタリングやドット落ちが改善していることが分
かる。さらに、セグメントサイズを４〔ｍｍ〕×４〔ｍ
ｍ〕とした場合と２〔ｍｍ〕×２〔ｍｍ〕とした場合そ
の効果に差が顕著に見られなかった。また、補助レンズ
を１枚追加し、セグメントサイズを４〔ｍｍ〕×８〔ｍ
ｍ〕とした場合も改善効果がみられた。

【００３５】なお、上記実施の形態では、副金型部９と
して、成形用空間を確保するものについて説明している
が、この部分をガラス基板とスペーサーに置き換えて、
成形後、ガラス基板と成形レンズが一体となる形状とし
てもよい。また、補正レンズのセグメントとそれに対応
する金型の部分を平面として説明しているが、この部分
が曲面であっても同様の効果が得られる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小さなセグメントサイズを持ち、隣り合うセグメントの
角度の差を縮小した補正レンズを容易に製作することが
でき、露光工程における補正レンズの揺動範囲を縮小す
ることができる結果、カラー受像管におけるマッタリン
グやドット落ちなどの問題を解決することができ、画質
の優れたカラー受像管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る補正レンズの成形金型を示す斜視
図

【図２】補正レンズの成形工程を示す断面図

【図３】補正レンズを示す斜視図

【図４】カラー受像管用パネルの露光工程を示す概念図

【図５】露光工程における補正レンズの揺動状態を示す
概念図

【図６】露光工程における補正レンズの揺動範囲を示す
概念図

【図７】本発明により製造したカラー受像管の画質の評
価結果を示す図

【図８】従来の補正レンズの成形金型を示す斜視図

【符号の説明】

１ 光源部 ３ 補正レンズ ５ パネル ６ シャドウマスク ７ 露光光線 １０ 組立用固定枠 １３ 押圧板 １７ 押圧用ボルト １９ 主金型部 ２０ 金型分割ユニット ２０ａ 成形用小平面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松元 慎五 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 新宮 克喜 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の３次元的傾きを有する平面小レン
   ズ面または曲面小レンズ面がＭ行×Ｎ列に配設された不
   連続面レンズであり、かつ、前記小レンズ面を成形する
   ためのＭ個の成形用小平面または小曲面を一列に配列し
   て形成した金型分割ユニットを、Ｎ個互いに平行な配置
   でかつ密着状態で固定して形成した金型により成形され
   た補正レンズと、シャドウマスクとを通して、光源から
   放射された光を前面パネル内面の感光膜に照射すること
   によりブラックマトリクスおよび蛍光体膜を形成する露
   光工程を有するカラー受像管の製造方法。
2. 【請求項２】 前記金型は、前記Ｎ個の金型分割ユニッ
   トが組立用固定枠の内部に挿入され、前記組立用固定枠
   の側壁から押圧用ボルトをねじ込むことにより前記金型
   分割ユニットを押圧するように固定したものであること
   を特徴とする請求項１に記載のカラー受像管の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記成形用小平面または小曲面は正方形
   または長方形であり、一方の辺の寸法が２〔ｍｍ〕以上
   ４〔ｍｍ〕以下、他方の辺の寸法が２〔ｍｍ〕以上８
   〔ｍｍ〕以下であることを特徴とする請求項１に記載の
   カラー受像管の製造方法。