JPS6342371B2 - - Google Patents

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JPS6342371B2
JPS6342371B2 JP55148073A JP14807380A JPS6342371B2 JP S6342371 B2 JPS6342371 B2 JP S6342371B2 JP 55148073 A JP55148073 A JP 55148073A JP 14807380 A JP14807380 A JP 14807380A JP S6342371 B2 JPS6342371 B2 JP S6342371B2
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JP
Japan
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layer
phosphor
faceplate
light
screen
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JP55148073A
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Oosutein Heibun Deyuen
Hooru Chitotsudo Donarudo
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Tektronix Inc
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Tektronix Inc
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Publication date
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Publication of JPS5667141A publication Critical patent/JPS5667141A/ja
Publication of JPS6342371B2 publication Critical patent/JPS6342371B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007—Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/20—Manufacture of screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored; Applying coatings to the vessel
    • H01J9/22—Applying luminescent coatings
    • H01J9/227—Applying luminescent coatings with luminescent material discontinuously arranged, e.g. in dots or lines
    • H01J9/2271—Applying luminescent coatings with luminescent material discontinuously arranged, e.g. in dots or lines by photographic processes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に陰極線管表示スクリーンの製
法、特に螢光体マトリクスを有する多色陰極線管
表示スクリーンの改良された製法に関する。本発
明はシヤドウマスク型高分解能カラー表示管、特
に「ブラツク・マトリクス」型表示管の螢光体ド
ツト・スクリーンの製造に非常に有効である。よ
つて、以下本発明を主に螢光体ドツト・スクリー
ンの製法に関して述べる。
従来のドツト・スクリーン型カラー表示管はデ
ルタ形に配置された３個の電子銃を有している。
これら３個の電子銃は３つ１組に配置された多数
組の螢光体のモザイク・パターンである表示スク
リーンにシヤドウマスクを介して３つの電子ビー
ムを照射する。３つ１組のドツトの各々は、赤、
緑及び青色発光の螢光体ドツトである。表示輝度
を改善するために、表示スクリーンはフエースプ
レートに被着した螢光体ドツトを包囲し且つ各ド
ツトを分離する光吸収性マトリクス層を含んでも
よい。この表示スクリーンは「ブラツク・マトリ
クス」スクリーンとして知られており、フイオレ
等の米国特許第3146368号明細書に開示されてい
る。
ドツト・スクリーン管のモザイク螢光体ドツト
は通常直接光学印刷処理により形成され、この処
理はほぼ以下の通りである。初めにフエースプレ
ート内面のスクリーン領域を単一色の螢光体粒子
を含む感光性スラリーで被覆する。次に、陰極線
管（以下CRTという）のシヤドウマスクをフエ
ースプレート上に一時的に配置し、関連する電子
銃に対応する位置に配置された光源からシヤドウ
マスクの開口を介して照射された紫外光線により
この被膜を露光する。次に、シヤドウマスクを取
外し、この選択露光した被膜を処理して未露光部
分を除去し、単一色の螢光体ドツトのパターンを
作る。残りの色の各螢光体に対して上述の工程を
繰返し、赤、緑及び青の３つの螢光体ドツトの３
角形の組合せを各シヤドウマスク開口に対向する
フエースプレート上に被着する。
実際には螢光体ドツトの大きさを対応するシヤ
ドウマスク開口よりも小さくするのが一般的であ
る。これは、通常一時的に開口を小さくしたシヤ
ドウマスクを介して螢光体ドツトを露光すること
により行なう。螢光体ドツトを被着した後、シヤ
ドウマスクを再びエツチングして開口を最終的な
大きさにする。シヤドウマスク開口の再エツチン
グは例えばアムダスキーの米国特許第2961313号
明細書に開示されている。シヤドウマスク開口の
直径を一時的に大きくする他の方法としては、ロ
ーの米国特許第3231380号明細書に開示された電
気めつきや、シユバルツの米国特許第3070441号
明細書に開示された非金属物質による電気泳動被
覆がある。また露光工程を非常に注意深く制御す
ることにより、シヤドウマスクを変更することな
く螢光体ドツトの大きさを小さくできる。この方
法は例えば上述の米国特許第3146368号明細書に
開示されている。
ブラツクマトリツクス・スクリーンは種々の方
法で作られるが、螢光体ドツトの被着前に光吸収
性マトリクス層を形成するのが一般的な方法であ
る。例えば、メヨードの米国特許第3558310号明
細書に開示される如く、まずフエースプレートの
スクリーン領域を重クロム酸塩で感光性を与えた
ポリビニール・アルコール（PVA）の如き光硬
化性物質で被覆する。所定位置に配置したシヤド
ウマスクを用い、各電子銃位置からこの被膜に３
つの独立した露光を行なう。その後、シヤドウマ
スクを取外し、この被膜の未露光部分を洗い落し
て、硬化したPVAドツトのパターンを作る。こ
のドツト・パターンをコロイド状黒鉛の光吸収性
被膜で覆い、乾燥させ、過酸化水素のような化学
薬品で処理してPVAドツト及びそれを覆う黒鉛
被膜を除去する。こうして、カラー螢光体ドツト
を被着する開口パターンを有する光吸収性マトリ
ツクス層を備えたスクリーン領域を作り、その後
上述した如く螢光体ドツトを被着する。
然し上述した従来のスクリーンの製法は、特に
高分解能表示スクリーン及び優れたカラー品質の
表示スクリーンに適用した場合に多くの欠点を有
する。例えば、分解能が標準娯楽用CRTの２倍
のカラーCRTを作るには、螢光体ドツト密度を
４倍に増し、密度に応じてドツトの大きさを小さ
くしなければならない。しかし、ドツトの大きさ
の縮小は単に小さな開口を有するシヤドウマスク
を用いるだけではすまない。標準のスクリーン製
法を用いてドツトの大きさを２分の１に縮小する
には、回折の影響により開口の大きさを２分の１
以下に縮小する必要がある。この影響は開口の大
きさを小さくすると一層増大するので、ドツトの
直径が同等サイズの娯楽TV用CRTの４分の１の
スクリーンを作るには極めて小さな開口が必要と
なる。PVA露光処理における端部回折の影響に
より、作られたドツトは不規則且つ不均一になり
がちである。
従来の製法を一般の及び高分解スクリーンに適
用した場合の他の欠点は、処理中における各カラ
ー螢光体の汚染である。例えば、スゼゴ等の米国
特許第3615462号明細書に指摘されている如く、
螢光体をスクリーンに設ける工程中に、ブラツ
ク・マトリツクス層から離れた光吸収性染料の粒
子により螢光体ドツトが汚染される。この米国特
許は染料層上に揮発性保護膜を設けて上述の欠点
を克服することを提案している。この提案はその
意図する目的にとつては（処理の複雑さが増す
が）効果的であろうが、螢光体間の汚染は何ら防
止できず、この汚染はカラー純度が主目的の場合
に一層重要な問題となる。
又、特開昭52−67254号公報は、フエースプレ
ートに第１螢光体パターンを被着した後に、全面
にアクリルエマルジヨン系接着剤を塗布して輝発
性隔離層を設け、隔離層上に第２螢光体のスラリ
ーを塗布して所定のパターンを露光現像すること
により、第１及び第２螢光体相互の汚染を防止す
ることを開示している。この公報の製法では第１
及び第２螢光体を隔離層で隔離しているが、第２
螢光体を被着するパターン位置における隔離層上
への第１螢光体の残留により第２螢光体と、汚染
を生ずる虞れがあり、この汚染を防止するために
は未露光部分の入念な洗浄を必要とするという欠
点がある。
従来のスクリーン製法の更に他の欠点は、「正
面」露光、即ち感光性層の開放表面（フエースプ
レートと反対の表面）から光を照射して螢光体ド
ツトを形成することである。光重合反応は感光性
層の最も光源に近い側から始まり、露光時間に応
じてフエースプレートの方に進行するので、大き
さが均一で確実に被着したドツトを得たいとき
は、露光及び被膜を確実に制御して均一にしなけ
ればならない。露光不足または感光性層が厚すぎ
ると、ドツトをフエースプレートに被着できな
い。露光過多だと（または層が薄すぎると）、縁
が不揃いの過大なドツトを生じる。小さなマスク
開口を介しての露光により生じる光回折は上述の
問題を大きくする。よつて、従来の製造技術によ
れば大スクリーン｛直径12インチ（30.5cm）以
上｝CRTの分解能は、直径が0.006インチ（0.15
mm）で中心間の距離が0.012インチ（0.305mm）の
ドツトで構成されたマトリクスに制限される。
従つて本発明の目的は上述の欠点を克服した改
良されたCRT表示スクリーンの製法の提供にあ
る。
本発明の他の目的はCRTのフエースプレート
上に確実に被着し、均一なパターンを作る新規な
製法の提供にある。
本発明の他の目的は螢光体被着物の汚染の可能
性を最少としたシヤドウマスク型多色表示CRT
スクリーンの製法の提供にある。
本発明の更に他の目的は、高分解能多色CRT
表示スクリーンの製法の提供にある。
本発明の他の目的へ、フエースプレートを介し
た露光によりブラツク・マトリクス・スクリーン
内に多色螢光体被着物を形成する改良されたスク
リーンの製法の提供にある。
本発明の好適な実施例により多色CRT表示ス
クリーンを形成するには、まず光吸収性マトリク
ス、即ちブラツク・マトリクス層をCRTフエー
スプレートの内面上に形成する。このブラツク・
マトリクスを好適に作るには、黒色クロムの如き
黒色金属物質をフエースプレートの内面に被着
し、この金属層にポジテイブ・フオトレジストを
被覆し、一時的に配置したシヤドウマスクを介し
て従来方法で光を照射してフオトレジスタ被膜を
露光する。シヤドウマスクを取外した後、フオト
レジスト層を現像してシヤドウマスク開口に対応
する領域のパターンを除去し、フオトレジストに
覆われていない黒色金属層の領域をエツチングし
て除去し、ブラツク・マトリクスとする。
次に、カラー螢光体付着物のモザイク・パター
ンで構成された表示スクリーンを、フエースプレ
ート上に以下の方法で形成する。光吸収性マトリ
クスをポジテイブ・フオトレジスト層で覆う。シ
ヤドウマスクをフエースプレート上に再び配置し
た後、CRT電子銃の１つと同じ位置に配置した
光源からシヤドウマスクを介してフオトレジスト
層に光を照射する。次にシヤドウマスクを取外
し、フオトレジスト層を現像して露光された領域
を除去し、第１螢光体素子パターンを形成するた
めの完全なマスクを作る。光硬化性物質を含む単
一色の螢光体粒子のスラリーをフオトレジストの
マスク上に設け、フエースプレート及びフオトレ
ジスト・マスクの開口領域を介して伝達された拡
散光でスラリー層を裏（フエースプレートの外面
側）から露光する。最後に、露光されたスラリー
層を現像し、フオトレジスト・マスクを除去し
て、ブラツク・マトリクス層内の対応する開口の
フエースプレートに被着された単一色の螢光体ド
ツトのパターンを残す。残りの色の螢光体の各々
に対して上述の工程を繰返してスクリーンの製造
を完了する。
本発明の重要な点は、スラリー層の現像後の残
留螢光体がマスクを取除くときに除去されるの
で、螢光体被着物の互いの汚染を基本的に排除で
きることである。更に、既に被着された螢光体ド
ツトは次のドツト・パターンの形成中完全に被覆
されているので、汚染の機会が最少となる。
本発明の他の目的、特徴及び効果は添付図を参
照した以下の説明から明らかになろう。
シヤドウマスク型カラー表示管は代表的には光
吸収性マトリクスを含んだターゲツト・スクリー
ンを有しており、このマトリクスにはカラー発光
螢光体が詰まつた開口配列を有する。一般に螢光
体付着物は３つ１組として配置された多数の微小
ドツト状であるが、他の配置でもよい。この表示
管の管体は透明フエースプレート部を有してお
り、その上にスクリーンを形成した後にフエース
プレートを主フアネル部に封止する。このフエー
スプレートの一部を第１図において参照番号１０
で示す。
本発明の好適な実施例によりフエースプレート
１０上にカラー・ドツト表示スクリーンを形成す
るには、光吸収性層、即ちマトリクス１２をフエ
ースプレートの内面１１上に形成することから開
始する。マトリクス１２は３つの素子領域１１
ｂ，１１ｇ及び１１ｒで１組のほほぼ円形の開口
１３のパターンを含んでおり、これら素子領域に
はカラー螢光体が被着される。光吸収性層は種々
の方法で作ることができるが、好適な方法は、光
吸収性金属膜をフエースプレートの内面１１に設
け、次にフオトエツチングにより所望パターンの
開口１３を形成することである。
特定の実施例では、圧力が約５×10-3トル
（6.6×10-6気圧）の酸素及びアルゴンの混合気体
中において陰極スパツタにより約2000オングスト
ロームの黒色クロムを内面１１上に被着する。こ
のクロムを処理して開口を形成し、マトリクス１
２である光吸収性膜とする。シツプレイAZ1350J
の如き高分解能のポジテイブ・フオトレジストで
この金属膜を被覆し、次に焼成して残留溶剤を被
膜から除去する。シヤドウマスクをフエースプレ
ートに一時的に取付けた後、このフエースプレー
トを従来設計の露光室に配置する。CRT内の電
子銃に関連する３つの位置からマスク開口を介し
て照射され視準された光によりフオトレジスト被
膜を露光する。露光の後、フオトレジスト被膜を
適当な溶剤で現像して、露光部分を除去する。こ
のフオトレジスト被膜の除去により下層の金属膜
の対応する部分が露出され、この露出部分をエツ
チングにより除去する。最後に、残つたフオトレ
ジストを適当な溶剤（シツプレイのレジストの場
合はアセトン）によりフエースプレートから取去
り、第１図に示す如き構造とする。よつて、フエ
ースプレート１０は最終のスクリーン構造に必要
な種々のカラー螢光体被着物を受入れられる状態
となる。
次に第２図に示す如くシツプレイAZ1350Jまた
はこれと同等な高分解能ポジテイブ・フオトレジ
ストの層１４を光吸収性マトリクス１２及びフエ
ースプレートの表面領域１１ｂ，１１ｇ，１１ｒ
に被覆する。残つた溶剤を焼成により除去した
後、CRT電子銃の選択した１つ、ここでは「緑
色」用電子銃に対応した位置の小さな領域、即ち
「点」光源からの紫外線光（矢印１７で示される）
により以前用いたマスク１６を介してフオトレジ
スト層を露光する。この露光によりフエースプレ
ートの表面領域１１ｇを覆う位置に、現像可能な
パターンの層部分１５が形成される。次に露光さ
れたホトレジスト層を現像して、緑発光螢光体が
被着されるこれら素子表面領域を露出する。フオ
トレジスト層１４の現像により部分１５を除去し
て、領域１１ｇであるマスク開口１３に一致した
開口のパターンを作る。この現像工程は従来のも
のであり、基本的にはシツプレイAZ現像剤の如
き適当な溶剤でフオトレジスト層を処理し、流れ
る水ですすぎ、乾燥させる。
フオトレジスト層１４を現像した後、緑発光螢
光体の感光性スラリーをフエースプレートのスク
リーン領域上に被覆し、素子領域１１ｇ及びホト
レジスト層の未露光部分を覆う層１８を形成する
（第３図参照）。スラリー層１８の感光性成分はネ
ガテイブ・レジストであり、紫外線で露光された
溶剤が非溶解性となる。好適なホトレジスト物質
は重クロム酸アンモニウムで感光性を与えた
PVA、及びコダツク747の如き市販のネガテイ
ブ・ホトレジストを含んでいる。このネガテイ
ブ・ホトレジスト層１８はポジテイブ・ホトレジ
ストで構成された層１４と反応しないので、最も
望ましい。
次にフエースプレート１０を紫外線発光ランプ
の室に逆、即ちランプがブラツク・マトリクス及
びフオトレジスト層と離れた側になるように配置
する。第３図の矢印１９で示す如く、拡散した紫
外線をフエースプレートに照射して、露光し、内
面領域１１ｇを覆う螢光体スラリー層１８の部分
を非溶解性とする。ブラツク・マトリクス１２及
び現像されたフオトレジスト層１４はスラリー層
１８の他の部分の露光を防止する。説明のため、
例示したポジテイブ・ホトレジストAZ1350Jはそ
の露光されない状態において、約4250オングスト
ローム以下の波長の発光に対し不透明である。よ
つて、パターン化されたホトレジスト層１４は完
全なマスクとして作用し、このような発光がスラ
リー層の対応部分を露光するのを阻止する。露光
工程の次に、適当な溶剤（PVAスラリーを用い
たならば水、またK747レジストの場合はキシレ
ン）を表面に吹きつけてスラリー層１８を現像し
て、このスラリー層の未露光部分を除去し、緑螢
光体被着物２０のパターンをスクリーン表面上に
形成する。次にマスク層１４を支持部材から取去
り、第４図に示す構造を作る。
第２〜４図を参照して説明した処理を繰返し、
第２の色、例えば青色の螢光体ドツト３０をフエ
ースプレートの表面領域１１ｂ上に被着する。即
ち、第５図に示す如く、ポジテイブ・ホトレジス
トの新しい層２４をフエースプレート１０に設
け、シヤドウマスク１６を介して露光する。しか
しこの露光において、点光源を「青色」用電子銃
に対応する位置に移動させる。フオトレジスト層
２４を現像して、露光部分２５を除去し、その下
の素子表面領域１１ｂを露出させる。次に第６図
に示す如く、スクリーン表面を青発光螢光体の感
光性スラリー層２６で被覆し、フエースプレート
の反対側から拡散発光１９により露出する。スラ
リー層の現像により未露光部分を除去し、フエー
スプレート表面領域１１ｂに被着した青色螢光体
３０のパターンを作る。次にホトレジスト層２４
の残りを溶剤で除去し、第７図の如く、スクリー
ン構体の中間物とする。
最後に上述の工程を繰返し、赤発光螢光体の被
着物４０をフエースプレートのスクリーン表面領
域１１ｒ上に形成する。第８図に示す完成したス
クリーン構体は開口の配列を有する光吸収性マト
リクス１２を含んでおり、これら開口には異なる
色の螢光体被着物２０，３０，４０が規則正しい
３つ１組のドツト・パターンとして詰つている。
好適な実施例においては、アルミニウムの電子透
過性層４５が、スクリーンの裏表面全体を覆い、
輝度を増加させると共に、高い動作電圧をスクリ
ーンに供給する従来手段として働く。
上述から明らかな如く、本発明によれば複数の
異なる螢光体被着物を順次形成する製造過程にお
いて、特定の螢光体被着物を形成するために、選
択した光吸収層（ブラツク・マトリクス）の開口
以外のフエースプレート上の部分を不透光性の感
光性物質層（ホトレジスト）で被覆することによ
り螢光体被着物の製造中、感光性物質層はホトマ
スクとして働くと共に、螢光体汚染を防ぐ隔離層
として働く。
即ち、感光性物質層上に被覆した螢光体スラリ
ーを露光する際に、フエースプレートを介して選
択した開口の螢光体を露光して螢光体スラリー層
を底部から硬化させるので、仮えスラリー層が厚
くても螢光体被着物をフエースプレートに短時間
で確実に被着でき、従つて長時間露光によつて生
じる螢光体被着物の拡大を回避できる。
更に、隔離層としての感光性物質は光吸収層の
染料による螢光体の汚染及び螢光体相互の汚染を
防止する。又、スラリー現像後に感光性物質をフ
エースプレートから取去るときに、感光性物質に
被着した残留螢光体は共に除去されるので、螢光
体汚染の可能性は極めて少ない。
上述の実施例において、波長が約4250オングス
トローム以下の光に対しマスクとなるというポジ
テイブ・ホトレジスト固有の機能を用いたが、代
りに、現像されたポジテイブ・ホトレジスト層
｛例えば層１４または２４｝を紫外線吸収染料で
処理してもよい。これにより、光硬化性スラリー
が反応する波長に対し、不透明さが不充分なポジ
テイブ・ホトレジストを完全なマスク層にでき
る。
以上、本発明の好適実施例を説明したが、種々
の変形及び変更が可能なことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第７図は本発明のCRT表示スクリー
ンの製法の各工程を説明するための表示スクリー
ンの部分的断面図、第８図は第１図〜第７図に示
す工程により作られた表示スクリーンの部分的断
面図である。 図において、１０はフエースプレート、１２は
光吸収性マトリクス層、１４及び２４はフオトレ
ジスト層（感光性物質の層）、１６はシヤドウマ
スク、１８及び２６は感光性物質を含む螢光体
層、２０，３０及び４０は螢光体被着物である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ フエースプレート内面に設けられ複数の開口
    を有する光吸収層の上記開口内に複数の異なる螢
    光体被着物を設けるに際し、上記フエースプレー
    ト内面上を不透光性の感光性物質の第１層で被覆
    し、上記光吸収層の選択した開口に対する上記第
    １層を露光し、上記第１層の露光された部分を除
    去し、上記フエースプレート内面上を感光物質を
    含む所望螢光体の第２層で被覆し、上記フエース
    プレートを介して上記選択された開口部分の上記
    第２層を露光し、露光されない上記第２層及び上
    記第１層を除去して上記所望の螢光体被着物を形
    成し、以下上記異なる螢光体を用いて上述の工程
    を繰返すことを特徴とする陰極線管表示スクリー
    ンの製法。 ２ 上記複数の異なる螢光体は赤、緑及び青色発
    光の螢光体である特許請求の範囲第１項記載の陰
    極線管表示スクリーンの製法。
JP14807380A 1979-11-02 1980-10-22 Method of manufacturing cathode ray tube display screen Granted JPS5667141A (en)

Applications Claiming Priority (1)

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US06/090,709 US4251610A (en) 1979-11-02 1979-11-02 Method of making multicolor CRT display screen with minimal phosphor contamination

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Publication Number Publication Date
JPS5667141A JPS5667141A (en) 1981-06-06
JPS6342371B2 true JPS6342371B2 (ja) 1988-08-23

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ID=22223931

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JP14807380A Granted JPS5667141A (en) 1979-11-02 1980-10-22 Method of manufacturing cathode ray tube display screen

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