专利名称：彩色阴极射线管的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色阴极射线管的制造，特别涉及面板部外表面为大致平坦的表面的平面(flat face)型彩色阴极射线管。
背景技术：
彩色阴极射线管，例如用于彩色电视机、OA设备终端用彩色显示监视器等的彩色阴极射线管采用以下结构由在内表面具有黑底(BM，black matrix)膜和包含点状或条(stripe)状的多个荧光体像素的荧光面的大致矩形的面板部、收容电子枪的大致筒状的颈(neck)部、将该颈部和上述面板部与管轴大致同轴地连接起来并且在颈部和面板部的过渡区域的外周具有偏转线圈(yoke)的漏斗状的漏斗(funnel)部形成真空管壳，在该真空管壳内，接近上述荧光面地相对配置了具有多个电子束通过孔的作为色选择电极的荫罩。
作为该荫罩的构成材料，主要使用铝镇静钢。近来伴随着彩色阴极射线管的高清晰化，荫罩使用了板厚薄的荫罩。在采用了薄壁的荫罩的彩色阴极射线管中，在其工作中容易发生荫罩的一部分产生热变形，电子束点在荧光面上偏离预定位置的所谓荫罩隆起(maskdoming)的现象。
作为对策，进行了荫罩悬挂结构的改善，并且作为上述结构材料，考虑到它的热膨胀率、物理硬度，使用了因瓦合金(invar)材料。
这样的荫罩是把通过蚀刻在预定位置设置了上述多个电子束通过孔的原料板冲裁成预定形状，然后进行压制修整，修整为具有呈大致球面状的主面、和连接在该主面的周围并且相对于主面弯曲为大致90度的裙(skirt)部的形状来使用。
此外，最近随着平面彩色电视和彩色显示监视器的普及，在它们所使用的彩色阴极射线管方面，也存在面板(面板玻璃)的外表面平坦化(平板化)的倾向。
图8是说明平板(flat panel)式的荫罩型彩色阴极射线管的构造例的概略剖视图。在图8中，由在内表面设置了具有荧光体像素和由非荧光性吸收物质层构成的黑底膜的荧光面50的面板部51、收容电子枪61的颈部52、连接面板部51和颈部52的漏斗部53构成真空管壳。
面板部51的外表面是大致平坦的，内表面弯曲成凹面，配置在该内表面的荧光面50一般具有把红(R)、绿(G)、蓝(B)3色荧光体分别涂敷为点状或条状而形成的荧光体像素、包围荧光体像素的由碳那样的非发光性吸收物质层构成的黑底膜、以及成为背金的金属反射膜。此外，接近荧光面50地配置有荫罩54。考虑到热膨胀率、物理硬度，该荫罩54由因瓦合金材料构成。
荫罩54是压制成形的自立形状保持型，把其周边与荫罩架57焊接，通过悬挂弹簧59悬挂支撑在固定于面板部51的裙部内壁上的柱销(stud pin)上。另外，在荫罩架57的电子枪侧固定有磁屏蔽58。在真空管壳的颈部52与漏斗部53的过渡区域安装偏转线圈55，通过使从电子枪61发射出的3束调制电子束B水平(X方向)和垂直(Y方向)地偏转，使电子束B在荧光面50上进行二维扫描，再现图像。
此外，形成在漏斗部53的内表面的内部导电膜62对电子枪61的形成主透镜的电极和荧光面50的金属反射膜施加从阳极帽(anodebutton)导入的高电压。63表示加强带，64表示管座，65表示整个彩色阴极射线管。
在这样结构的彩色阴极射线管中，如上所述，面板部51的外表面是大致平坦的，内表面弯曲为凹面。而荫罩54是通过压制成形把荫罩原料板修整为预定的曲面而形成的，所以依照面板部51的内表面弯曲。
这样，尽管面板部51的外表面是大致平坦的，但是使面板部51的内表面以及荫罩54形成为弯曲状，这是因为基于压制成形技术的荫罩54的制作方法简单并且成本低。
该荫罩54的曲面形状是曲率半径分别沿着长轴、短轴以及对角线从荫罩54的主面的中央向着周边渐渐减小的非球面。
该非球面形状的荫罩的曲率，作为等效曲率半径Re，例如如下这样定义。
Re＝(z2+e2)/2z其中，e从荫罩主面的中央到任意的周边位置的垂直于管轴的方向的距离z上述任意的周边位置的从荫罩主面的中央沿管轴方向的凹陷量(mm)该规格能在实现作为彩色阴极射线管的画面的平面感的同时维持修整后的荫罩的机械强度。
图9是放大表示图8所示的彩色阴极射线管的主要部分的一部分的剖视示意图。在图9中，设置在面板部51的内表面的荧光面50具有把3色荧光体涂敷为点状或条状而形成的三色荧光体像素501、包围荧光体像素501的黑底膜502和金属反射膜503，接近荧光面50地相对配置有荫罩54。
三色的荧光体像素501由红(R)色荧光体像素501R、绿(G)色荧光体像素501G和蓝(B)色荧光体像素501B构成。荧光体像素501是在形成有黑底膜502的面板部内表面涂敷了荧光体浆料后，经过曝光工序，在黑底膜542的开口部(窗口部)形成的。曝光工序按各色进行。3个光源66G、66B、66R的位置分别不同，所以能在黑底膜542的开口部(窗口部)分别正确地形成3种荧光体像素。
黑底膜502，在面板内表面涂敷光致抗蚀剂的浆料后，对光致抗蚀剂进行曝光，然后去掉光致抗蚀剂的感光部位，之后，涂敷石墨，再去掉感光部位，由此在黑底膜上形成用于形成荧光体层的开口部。在形成黑底膜时的曝光工序中，为了形成绿色荧光体用开口部、蓝色荧光体用开口部、红色荧光体用开口部，要改变光源的位置地进行3次曝光。
图10表示以往的曝光装置的一个例子。图10所示的曝光装置是专利文献1、即日本特开平11-167864号公报的图2所示的曝光装置，原封不动地引用了参照标号。在图10中，1是面板，3是荫罩，5是装置主体，6是光源，7是滑动机构，8是第一校正透镜，9是2个辅助校正透镜的设置位置，9a是第一辅助校正透镜，9b是第二辅助校正透镜，10是辅助校正透镜存放库，10a是存放架，10b是升降机构，10c是出口，11是辅助校正透镜旋转驱动机构，12是第二校正透镜，根据专利文献1的说明，公开了能提供以下这样的制造装置的技术该第二校正透镜12由具有平行于X方向的校正成分的曲面玻璃构成，只校正制造工序中产生的3色的各荧光体条的位置偏移的成分，加上上述第一校正透镜8的校正效果，能以低成本校正制造工序中产生的位置偏移成分。
此外，图11表示以往的曝光装置的另一例子。该图11所示的曝光装置是专利文献2、即日本特开2000-268719号公报的图1所公开的曝光装置，原封不动地引用了参照标号。在图11中，1是光源，2是包含校正透镜的透镜系统，3是主平台(main base)，4是支撑构件，105是面板，106是面板安装台，107是面板放置台，108是色选择电极，上述透镜系统2准备了用于R曝光、用于G曝光、用于B曝光的3组透镜系统，它们是三色公用的平板n和各色专用的校正透镜的结构，根据专利文献2的说明，公开了以下这样的技术通过准备使用个数少的三色用的各自独立的校正透镜，能把从光源到面板面的光路近似为电子束的轨迹，与以往相比，能制作色偏移小的彩色阴极射线管。
日本特开平11-167864号公报[专利文献2]日本特开2000-268719号公报发明内容在面板部的外表面大致平坦的图8所示的平板(flat panel)型彩色阴极射线管中，面板部壁厚在中央部和周边部不同，为了减轻由此引起的画面畸变，提出了使用特性与以往不同的新型偏转线圈。
此外，在形成上述面板壁厚在面板整体上为大致相等的形状的以往的阴极射线管的荧光面时，使用减轻条的波动的旋转体透镜和着屏(landing)校正透镜的组合方式。
可是，用与上述同样的方式形成安装了上述新型偏转线圈的平板型彩色阴极射线管的荧光面时，存在以下问题曝光时使用的校正透镜的曲面形状变化急剧，透镜制作精度和所制作的透镜的个体间的特性变动增大，而且造成透镜制作成本增高，难以确保校正透镜本身，给制造减少了误着屏(mislanding)、色纯度优异的彩色阴极射线管带来障碍。
为了解决上述问题，在本发明中，形成荧光面的曝光时的校正透镜采用了R、G、B三色公用的公共校正透镜、各色的单色用校正透镜的组合。
根据本发明，能取得以下显著效果能使用高精度的校正透镜，能防止误着屏的发生，通过比单色用校正透镜更靠近面板内表面侧配置公共校正透镜，能确保大的校正量，能得到防止了误着屏的发生、色纯度优异的高品质的彩色阴极射线管等。
另外，根据本发明，还能取得以下显著效果通过与校正滤光片进行组合，能取得细致、较大的校正量，能防止误着屏的发生，能适当地设定配置部位和外形尺寸以及校正量，能得到防止了误着屏的发生、色纯度优异的高品质的彩色阴极射线管。
下面简要地说明附图。
图1是用于说明本发明的彩色阴极射线管的制造方法的曝光装置一个例子的示意俯视图。
图2是图1的A-A线剖视图。
图3是表示本发明的校正透镜-校正滤光片的组合结构例的示意剖视图。
图4A～图4C表示本发明的单色用局部校正滤光片的例子，图4A、图4C是旁侧射束(side beam)用局部校正滤光片的示意俯视图，图4B是中央射束(center beam)用局部校正滤光片。
图5是表示本发明的公共局部校正滤光片的一个例子的示意剖视图。
图6是表示本发明的渐变滤光片(grading filter)的一个例子的示意剖视图。
图7是用于说明本发明的彩色阴极射线管的曝光装置的另一例子的示意剖视图。
图8是说明平板式的荫罩型彩色阴极射线管的构造的概略结构图。
图9是图8的要部放大剖视图。
图10是表示以往的曝光装置的一个例子的概略剖视图。
图11是表示以往的曝光装置的另一个例子的概略剖视图。
具体实施例方式
下面参照实施例的附图详细说明本发明的实施例。
彩色阴极射线管包括面板部和荫罩，所述面板部在内表面设置了具有多个开口部的黑底膜和配置在该黑底膜的开口部的具有3种荧光体像素的荧光面，所述荫罩与该面板部内表面的荧光面相对配置并具有多个电子束通过孔。
图1和图2是用于说明本发明的彩色阴极射线管的制造方法的图，图1是表示曝光装置的一个例子的示意俯视图，图2是图1的A-A线剖视图。在图1和图2中，11是曝光光源，12是渐变滤光片；13(13C、13S1、13S2)是单色用局部校正滤光片，14是多色用局部校正滤光片，15是公共校正透镜，16是多个单色用校正透镜，17是荫罩，18是面板部，19是面板定位部，20是突起，21是存放室，22是装置主体。
使在内侧安装了荫罩17的面板部18与装置主体22上的面板定位部19的突起20抵接地放置，用来自曝光光源11的光线进行曝光，形成具有预定图案的荧光面。
在本实施例中，使用外表面大致平坦、周边部的壁厚比中央部的壁厚厚的平面(flat face)型的面板部18。
黑底膜的形成工序包括第一荧光体像素用孔的曝光工序、第二荧光体像素用孔的曝光工序、第三荧光体像素用孔的曝光工序。在第一荧光体像素用孔的曝光工序中，在面板内表面和曝光光源之间配置公共校正透镜15和第一单色用校正透镜16C进行曝光。在第二荧光体像素用孔的曝光工序中，在面板内表面和曝光光源之间配置公共校正透镜15和第二单色用校正透镜16S1进行曝光。在第三荧光体像素用孔的曝光工序中，在面板内表面和曝光光源之间配置公共校正透镜15和第三单色用校正透镜16S2进行曝光。
在第一荧光体像素用孔的曝光工序、第二荧光体像素用孔的曝光工序、第三荧光体像素用孔的曝光工序中公共地使用公共校正透镜15。
公共校正透镜的有效区域、即透镜形成部的外形为矩形，该公共校正透镜以公共校正透镜的纵轴(Y轴)为中心，左右对称，并且以公共校正透镜的横轴(X轴)为中心，上下对称。此外，在第一荧光体像素用孔的曝光工序中，对绿色荧光体像素用的孔进行曝光，在第二荧光体像素用孔的曝光工序中，对蓝色荧光体像素用的孔进行曝光，在第三荧光体像素用孔的曝光工序中，对红色荧光体像素用的孔进行曝光。
在本实施例中，在曝光时，组合插入在3次曝光中作为校正透镜使用的公共校正透镜15、在3次曝光的各次曝光中使用的单色用校正透镜16(16C、16S1、16S2)、以及光透射率在中央和周边是变化的在3次曝光中作为校正滤光片使用的渐变滤光片12、在校正一定的透射率的各曝光中使用的单色用局部校正滤光片13和校正一定的透射率的在3次曝光中公共使用的公共局部校正滤光片14的多个校正滤光片来曝光，形成所要的图案。
各色用的单色用校正透镜16由中央射束用校正透镜16C、两个旁侧射束用校正透镜16S1、16S2构成，分别与曝光光源11的位置配合使用。即在中央射束用曝光中，退到Y轴方向的存放室21C中的中央射束用校正透镜16C从退避位置移动到管轴上的预定位置。
移动后，与预先配置在管轴上的预定位置的公共校正透镜15、渐变滤光片12、公共局部校正滤光片14、以及单色用局部校正滤光片13C组合来曝光，曝光结束后，退到存放室21C中存放，备用。
另一方面，两个旁侧射束用校正透镜16S1、16S2，在各自的旁侧射束用曝光时，分别从各存放室21S1、21S2移动到管轴上的预定位置，与预先配置在管轴上的预定位置的公共校正透镜15、渐变滤光片12、公共局部校正滤光片14、以及单色用局部校正滤光片13S1、13S2组合来曝光，曝光结束后，分别退到存放室21S1、21S2中存放，备用。在各自的曝光时，与以往同样地改变光源位置。
图3～图6表示本发明的彩色阴极射线管的制造方法中使用的校正透镜和校正滤光片的例子，图3是表示校正透镜和校正滤光片的组合结构的一个例子的示意剖视图，图4A～图4C表示单色用局部校正滤光片，图4A、图4C是旁侧射束用局部校正滤光片的示意俯视图，图4B是中央射束用局部校正滤光片的示意俯视图，图5是公共局部校正滤光片的示意俯视图，图6是渐变滤光片的示意俯视图，在各图中，对与上述附图相同的部分赋予相同的参照标号。
在图3中，渐变滤光片12和公共局部校正滤光片14以及公共校正透镜15配置为同轴。渐变滤光片12和公共局部校正滤光片14以及公共校正透镜15在3次曝光中全都使用。在形成阴极射线管的中央电子束照射的荧光体时，使用单色用校正透镜16C和单色用局部校正滤光片13C。在形成阴极射线管的第一旁侧电子束照射的荧光体时，使用第一旁侧单色用校正透镜16S1和第一旁侧单色用局部校正滤光片13S1。在形成阴极射线管的第二旁侧电子束照射的荧光体时，使用第二旁侧单色用校正透镜16S2和第二旁侧单色用局部校正滤光片13S2。
图4A～图4C表示局部校正滤光片13的校正图案的例子，图4A所示的旁侧射束用局部校正滤光片13S1具有半月状的图案13S1p，图4C所示的另一个旁侧射束用局部校正滤光片13S2具有矩形的图案13S2p。图4B所示的中央射束用局部校正滤光片13C具有弓形的图案13Cp。
图5表示公共局部校正滤光片14的校正图案的例子，是在X方向的两端具有三角形的透射率高的图案14p的结构。
图6表示渐变滤光片12的校正图案的例子，由渐变滤光片12A、12B构成，该渐变滤光片12A、12B分别具有中央部的光透射率最低、越靠向周边部光透射率越高的特性，并具有大致同心圆的图案12Ap、12Bp。
根据实施例1的结构，通过使校正透镜采用三色公用的多色用校正透镜15和各色用的单色用校正透镜16的组合结构，能同时实现3次曝光中公共的校正和各曝光的个别校正，能制造防止了误着屏的发生、色纯度优异的高品质的彩色阴极射线管。
图7是表示用于说明本发明的彩色阴极射线管的制造方法的曝光装置的另一个例子的示意剖视图，对于与上述附图相同的部分赋予相同的参照标号。在图7中，在外表面大致平坦、周边部的壁厚比中央部的壁厚厚的平面型面板的曝光时，把曝光时的光源11与单色用校正透镜16的间隔设定为H6，另外，公共校正透镜15比上述单色用校正透镜16更靠近面板部18侧，并且设定为大于上述间隔H6的间隔H5。
此外，各校正滤光片15、16的有效面呈大致矩形，公共校正透镜15是表面为曲面的透镜，其表面的Y轴方向的长度为L5Y、X轴方向的长度为L5X。比上述公共校正透镜15小的单色用校正透镜16是表面为曲面的透镜，其表面的Y轴方向的长度为L6Y、X轴方向的长度为L6X。
各校正透镜的表面的曲面形状分别根据荧光面尺寸、荧光体像素节距，设定为曲面形。下面，以68cm彩色阴极射线管为例表示外形尺寸、配置顺序、配置尺寸等的具体例。首先，从光源11侧以单色用校正透镜16、公共校正透镜15的顺序配置校正透镜，并且各尺寸为H5100mm、H675mm、L5Y110mm、L5X75mm、L6Y80mm、L6X55mm。在该排列、尺寸下，与以往的方法大致相同地设定渐变滤光片12和光源11之间的尺寸H2。其中，参照标号23是附属于光源装置的玻璃板。
黑底膜的形成工序包括第一荧光体像素用孔的曝光工序、第二荧光体像素用孔的曝光工序、第三荧光体像素用孔的曝光工序。在第一荧光体像素用孔的曝光工序中，在面板内表面和曝光光源之间配置公共校正透镜15和外径比公共校正透镜15小的第一单色用校正透镜16C来曝光。在第二荧光体像素用孔的曝光工序中，在面板内表面和曝光光源之间配置公共校正透镜15和外径比公共校正透镜15小的第二单色用校正透镜16S1来曝光。在第三荧光体像素用孔的曝光工序中，在面板内表面和曝光光源之间配置公共校正透镜15和外径比公共校正透镜15小的第三单色用校正透镜16S2来曝光。
在第一荧光体像素用孔的曝光工序、第二荧光体像素用孔的曝光工序、第三荧光体像素用孔的曝光工序中公共地使用公共校正透镜15。公共校正透镜在3次曝光中进行公共的校正。此外，各单色用校正透镜进行各色用的各校正。因为把公共的校正成分和各色的校正成分分开了，所以能形成高精度的校正透镜，容易进行恰当的射束着屏。
根据实施例2的结构，通过对校正透镜的尺寸和排列进行组合，能制造防止了误着屏的发生、色纯度优异的高品质的彩色阴极射线管。
本发明并不限于上述实施例，在不脱离权利要求书中记载的本发明的思想的范围内，能进行各种变更。
权利要求
1.一种彩色阴极射线管的制造方法，该彩色阴极射线管包括面板部和荫罩，所述面板部在内表面设置了具有多个开口部的黑底膜和配置在该黑底膜的上述开口部的具有3种荧光体像素的荧光面，所述荫罩与上述面板部的内表面的上述荧光面相对配置并具有多个电子束通过孔，其特征在于上述黑底膜的形成步骤包括第一荧光体像素用孔的曝光步骤、第二荧光体像素用孔的曝光步骤和第三荧光体像素用孔的曝光步骤；在上述第一荧光体像素用孔的曝光步骤中，在面板内表面和曝光光源之间配置公共校正透镜和外径比上述公共校正透镜小的第一单色用校正透镜进行曝光；在上述第二荧光体像素用孔的曝光步骤中，在面板内表面和曝光光源之间配置上述公共校正透镜和外径比上述公共校正透镜小的第二单色用校正透镜进行曝光；在上述第三荧光体像素用孔的曝光步骤中，在面板内表面和曝光光源之间配置上述公共校正透镜和外径比上述公共校正透镜小的第三单色用校正透镜进行曝光。
2.一种彩色阴极射线管的制造方法，该彩色阴极射线管包括面板部和荫罩，所述面板部在内表面设置了具有多个开口部的黑底膜和配置在该黑底膜的上述开口部的具有3种荧光体像素的荧光面，所述荫罩与上述面板部的内表面的上述荧光面相对配置并具有多个电子束通过孔，其特征在于上述黑底膜的形成步骤包括第一荧光体像素用孔的曝光步骤、第二荧光体像素用孔的曝光步骤、第三荧光体像素用孔的曝光步骤；在上述第一荧光体像素用孔的曝光步骤中，在面板内表面和曝光光源之间配置公共校正透镜和第一单色用校正透镜进行曝光；在上述第二荧光体像素用孔的曝光步骤中，在面板内表面和曝光光源之间配置上述公共校正透镜和第二单色用校正透镜进行曝光；在上述第三荧光体像素用孔的曝光步骤中，在面板内表面和曝光光源之间配置上述公共校正透镜和第三单色用校正透镜进行曝光；上述公共校正透镜的透镜形成部的外形是矩形，该公共校正透镜以上述公共校正透镜的纵轴为中心，左右对称，并且以上述公共校正透镜的横轴为中心，上下对称。
全文摘要
本发明提供一种彩色阴极射线管的制造方法，在用于形成彩色阴极射线管的荧光面的曝光步骤中，将3色公共使用的公共校正透镜(15)和3种单色用校正透镜(16)组合起来用做配置在光源和面板之间的校正透镜。本发明能抑制平面式彩色阴极射线管的由面板部中央和周边部的壁厚差引起的误着屏的发生，改善色纯度。
文档编号H01J9/227GK1812041SQ20061000279
公开日2006年8月2日 申请日期2006年1月28日 优先权日2005年1月28日
发明者伊藤洋一, 无藤里志 申请人:株式会社日立显示器