(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口部が形成された光吸収性マトリックス（２３）を陰極線管（１０）のフェースプレートパネル（１２）の内面に製造する方法であって、
フォトレジスト層（５６）、伝導性層（６２）及び光伝導性層（６６）を含む複数の層を有する光受容体（７２）を上記フェースプレートパネルの内面に形成する工程（ａ）と、
上記光受容体を実質的に均一な電荷レベルまで静電的に充電する工程（ｂ）と、
上記光吸収性マトリックスの上記開口部よりも実質的に大きい寸法を有する複数の開口部（３３）を含むカラー選択電極（２４）を上記パネルに装着する工程（ｃ）と、
上記光受容体の強く照射された領域を選択的に放電させ、上記光受容体の強く照射されていない領域を実質的に放電させることなく、上記カラー選択電極の上記複数の開口部を通して上記光受容体に光を照射する工程（ｄ）と、
上記パネルから上記カラー選択電極を取り外す工程（ｅ）と、
複数のトナーライン（８４）を形成するため、上記光受容体の強く照射されていない領域上の電荷とは逆極性の電荷を帯びた顔料粒子を含有する適当な液体トナーを上記光受容体に接触させる工程（ｆ）と、
上記カラー選択電極を上記パネルに再装着する工程（ｇ）と、
上記フォトレジスト層に上記トナーの下側にある溶解性の高い領域と上記溶解性の高い領域の間にある溶解性の低い領域とが作成されるように、上記光受容体の上記フォトレジスト層の溶解性を変えるため上記光受容体に光を再照射する工程（ｈ）と、
上記溶解性の低い領域をそのままの状態で保ち、上記パネルの上記内面の一部分を露出させるため、上記光受容体を順番に現像する工程（ｉ）と、
上記パネルの上記内面の上記露出した一部分及び上記溶解性の低い領域をマトリックス懸濁液で被覆する工程（ｊ）と、
上記光吸収性マトリックスを形成するため上記マトリックス懸濁液を乾燥する工程（ｋ）と、
上記パネルの上記内面の上記露出した領域から上記光吸収性マトリックスを除去することなく、上記溶解性の低い領域及びその上に重なる光吸収性マトリックスを除去し、上記光吸収性マトリックスに上記複数の開口部を形成するため、上記光吸収性マトリックスを溶媒と接触させる工程（ｌ）と、を有する方法。
【請求項２】
上記工程（ａ）の前に、プレコート層（５４）を形成するため、上記フェースプレートパネル（１２）の上記内面をポリビニルアルコール（ＰＶＡ）溶液で塗膜する工程を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記工程（ａ）は、
上記フォトレジスト層を形成するため上記プレコート層をフォトレジスト溶液で塗膜する工程（Ｉ）と、
有機伝導性層（６２）を形成するため上記フォトレジスト層を有機伝導性溶液で塗膜する工程（ＩＩ）と、
有機光伝導性層（６６）を形成するため上記有機伝導性層を有機光伝導性溶液で塗膜する工程（ＩＩＩ）と、
上記有機光伝導性層に保護コーティング（７０）を設けるためポリ−２−ビニルピリジン（ＰＶＰｙ）溶液を上記有機光伝導性層に塗布する工程（ＩＶ）とを含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
単一のフォトレジスト・有機伝導性層を形成するため、上記プレコート層を適当な溶液で容易に塗膜できるように、工程（Ｉ）における上記フォトレジスト溶液、及び、工程（ＩＩ）における上記有機伝導性溶液が混合される、請求項３記載の方法。
【請求項５】
上記溶解性の低い領域をそのままの状態で保ち、上記パネル（１２）の上記内面の一部分を露出させるため、上記光受容体（７２）を順番に現像する工程（ｉ）は、
上記トナーライン（８４）及び上記保護コーティング（７０）を除去するため第１の溶媒を上記パネルに入れる工程と、
上記有機光伝導性層（６６）を除去するため第２の溶媒を上記パネルに入れる工程と、
上記フォトレジスト層（５６）の溶解性の低い領域をそのままの状態で残し、上記パネルの上記内面の一部分が露出されるように、上記有機伝導性層（６２）及び上記フォトレジスト層（５６）の上記溶解性の高い領域を除去するため第３の溶媒を上記パネルに入れる工程とを有する、請求項３記載の方法。
【請求項６】
上記第１の溶媒は、イソプロパノール（ＩＰＡ）と、スルファミン酸の水溶液（１５％）と、過ヨウ素酸（１０％）とからなる群より選択される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
上記第２の溶媒は、トルエン及びメチル・イソブチル・ケトン（ＭＩＢＫ）の混合物と、ｄ−リモネンとからなる群より選択される、請求項５記載の方法。
【請求項８】
上記第３の溶媒は水である、請求項５記載の方法。
【請求項９】
複数の矩形状開口部が形成された光吸収性マトリックス（２３）を陰極線管（１０）のフェースプレートパネル（１２）の内面に製造する方法であって、
プレコート層（５４）を形成するため、上記フェースプレートパネル（１２）の上記内面をポリビニルアルコール（ＰＶＡ）溶液で塗膜する工程と、
フォトレジスト層（５６）を形成するため上記プレコート層をフォトレジスト溶液で塗膜する工程と、
有機伝導性層（６２）を形成するため上記フォトレジスト層を有機伝導性溶液で塗膜する工程と、
有機光伝導性層（６６）を形成するため上記有機伝導性層を有機光伝導性溶液で塗膜する工程と、
上記有機光伝導性層に保護コーティング（７０）を設けるためポリ−２−ビニルピリジン（ＰＶＰｙ）溶液を上記有機光伝導性層に塗布する工程と、
上記有機光伝導性層を実質的に均一な電荷レベルまで静電的に充電する工程と、
上記光吸収性マトリックスの上記矩形状開口部よりも実質的に広い幅を有する複数の矩形状開口部（３３）を含むテンション集束マスク（２４）を上記パネルに装着する工程と、
上記有機光伝導性層の強く照射された領域を選択的に放電させ、上記有機光伝導性層の強く照射されていない領域を実質的に放電させることなく、少なくとも５箇所の光源位置（Ｂ’，Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ’；Ｂ’，Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ’，Ｇ’；Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ’，Ｇ’）から上記テンション集束マスク内の上記複数の矩形状開口部を通して上記有機光伝導性層に光を照射する工程と、
上記パネルから上記テンション集束マスクを取り外す工程と、
上記有機光伝導性層の強く照射されていない領域に複数のトナーライン（８４）を形成するため、上記有機光伝導性層の強く照射されていない領域上の電荷とは逆極性の電荷を帯びた顔料粒子を含有する適当な液体トナーを上記有機光伝導性層に接触させる工程と、
上記テンション集束マスクを上記パネルに再装着する工程と、
上記フォトレジスト層に上記トナーラインの下側にある溶解性の高い領域と上記溶解性の高い領域の間にある溶解性の低い領域とが作成されるように、溶解性を選択的に変更するため、上記保護コーティングの下側にある上記フォトレジスト層、上記有機光伝導性層、及び、上記有機伝導性層にＵＶ放射線を投光する工程と、
上記トナーライン及び上記保護コーティングを除去するため第１の溶媒を上記パネルに入れる工程と、
上記有機光伝導性層を除去するため第２の溶媒を上記パネルに入れる工程と、
上記フォトレジスト層の溶解性の低い領域をそのままの状態で残し、下側にある上記パネルの上記内面の一部分が露出されるように、上記有機伝導性層及び上記フォトレジスト層の上記溶解性の高い領域を除去するため第３の溶媒を上記パネルに入れる工程と、
上記パネルの上記内面の上記露出した一部分及び上記フォトレジスト層の上記溶解性の低い領域をマトリックス懸濁液で被覆する工程と、
上記光吸収性マトリックスの層を形成するため上記マトリックス懸濁液を乾燥する工程と、
上記光吸収性マトリックスに上記複数の開口部が形成されるよう、上記フォトレジスト層の上記溶解性の低い領域及びその上に重なるマトリックスを除去するため、第４の溶媒を上記パネルに入れる工程と、を有する方法。
【請求項１０】
上記第１の溶媒は、イソプロパノール（ＩＰＡ）と、スルファミン酸の水溶液（１５％）と、過ヨウ素酸（１０％）とからなる群より選択される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
上記第２の溶媒は、トルエン及びメチル・イソブチル・ケトン（ＭＩＢＫ）の混合物と、ｄ−リモネンとからなる群より選択される、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
上記第３の溶媒は水である、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
上記第４の溶媒は水性過ヨウ素酸である、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
フォトレジスト・有機伝導性層を形成するため、上記プレコート層を塗膜する適当な溶液が得られるように上記フォトレジスト溶液及び上記有機伝導性溶液が混合される、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、陰極線管（ＣＲＴ）用の光吸収性マトリックスを製造する方法に係り、特に、製造されるマトリックスの開口部の幅よりも実質的に大きい幅をもつ開口部を有するカラー選択電極を用いてマトリックスを製造する方法に関する。
【０００２】
［発明の背景］
図１は、シャドウマスク２と、スクリーン組立体２２が上に形成された従来型ＣＲＴ画面のビューイングフェースプレート１８とを示す。シャドウマスク２は、複数のスリット、すなわち、矩形状開口部４を有し、その中の一つだけが図示されている。スクリーン組立体２２は光吸収性的マトリックス２３を含み、光吸収性マトリックス２３には、青色蛍光体ラインＰb、緑色蛍光体ラインＰg及び赤色蛍光体ラインＰrが配置された矩形状開口部が設けられる。三つの発色蛍光体と、それらの間にマトリックスライン又は保護帯は、幅すなわち画面ピッチがＴが約０．８４ｍｍ（３３ミル）の三つ組を構成する。以下の説明中、赤色蛍光体ラインと青色蛍光体ラインの間の保護帯はＲＢで表し、赤色蛍光体ラインと緑色蛍光体ラインの間の保護帯はＲＧで表し、青色蛍光体ラインと緑色蛍光体ラインの間の保護帯はＢＲで表す.従来型シャドウマスク２の場合、マスク開口部４は、三つ組の幅Ｔの３分の１未満の幅を有する。対角寸法が５１ｃｍ（２１インチ）のＣＲＴの場合、シャドウマスク開口部４の幅ａは、約０．２３ｍｍ（９ミル）のオーダーであり、マトリックスに形成された最終的な開口部の幅ｃは、約０．１８ｍｍ（７ミル）である。マトリックス２３の保護帯は、隣接した蛍光体ラインの間で、約０．１ｍｍ（４ミル）の幅を有する。マトリックス２３は、好ましくは、１９７１年１月２６日にMayaudに発行された米国特許第3,558,310号に記載されたプロセスによってビューイングパネル１８上に形成される。簡単に説明すると、光によって溶解性が変化する適当なフォトレジストの膜がビューイングパネル１８の内面に設けられる。フォトレジスト膜は、シャドウマスク２の開口部４を通して、図２に概略的に示された従来の三位一体型照明器からの紫外線光で露光される。シャドウマスク２が正しい位置にあるとき、フォトレジスト膜は、各光源によって順番に同等に（たとえば、それぞれにつき６露光単位(wgt)で）露光される。シャドウマスク開口部４は、周期的ピッチＤmを有し、マスク−スクリーン間隔Ｑの設計値はＱ0である（Ｑ＝Ｑ0）。三つの光源Ｒ、Ｇ及びＢからの光路は、ＣＲＴの３本の電子銃からの電子ビーム路に合わせることが望ましい。したがって、光源Ｒ、Ｇ及びＢは、電子銃−ヨーク系の偏向の実効中心で画面から距離Ｌだけ離され、偏向ビームは偏向面の中心にあるので、光源は同じ距離ｓで横方向に離間する。光源Ｇは、画面とマスクの対称軸上にある。
【０００３】
マトリックス露光プロセスの終了後、溶解性が高められたフォトレジスト膜の領域は、露光膜を水で洗い流すことによって除去され、フェースプレートの領域が剥き出しにされる。次に、フェースプレートパネルの内面は、従来技術において公知のタイプのブラックマトリックススラリーで被覆され、このブラックマトリックススラリーは、乾燥すると、フェースプレートの剥き出し領域に粘着する。最後に、保持された膜領域の上に重なるマトリックス材料、並びに、保持された膜が除去され、マトリックス保護帯がフェースプレートパネルの剥き出し領域上に残る。図２において、ｂ、ｇ及びｒで示された画面上の位置は、投影されたスリット像の中心である。露光幾何学から、単一光源から投影されたスリット像に基づく画面の三つ組みピッチＴの設計値は、次式で与えられる。
【０００４】
Ｔ＝（Ｌ／Ｌ−Ｑ0））×Ｄm                （１）
画面上でｇからｂまでの距離、及びｒからｇまでの距離として必要な値Ｔ／３を得るため、次の条件が充たされるべきである。
【０００５】
ｓ＝ＬＤm／３Ｑ0                          （２）
式中、ｓは、図２に示されるように、照明器内での光源間の横方向の間隔である。
【０００６】
再度、図１を参照するに、シャドウマスク開口部の幅ａと、マトリックス開口部の幅ｃには、「プリントダウン」と呼ばれる差が存在する。幅０．２３ｍｍのマスク開口部と幅０．１８ｍｍのマトリックス開口部を有する従来のシャドウマスク型ＣＲＴの場合、典型的な「プリントダウン」は約０．０５ｍｍ（２ミル）である。シャドウマスク型ＣＲＴの欠点は、画面の中央で、シャドウマスクが電子ビーム電流の約１８〜２２％を除く全部を遮ることであり、すなわち、シャドウマスクの透過率は約１８〜２２％に過ぎないということである。したがって、シャドウマスク２の開口部４の面積は、マスクの面積の約１８〜２２％である。シャドウマスク２と関連した集束フィールドは存在しないので、画面組立体２２の対応した部分は電子ビームによって励起される。
【０００７】
画面の励起部分のサイズを拡大することなく、カラー選択電極の透過率を増加させるため、偏向後の集束カラー選択構造体が必要とされる。このような構造体の集束特性は、従来型シャドウマスクで得られた透過率よりも高い電子ビーム透過率を実現するため、より大きいアパーチャ開口部の利用を可能にする。このような構造体の一例である一軸テンション集束マスクは、１９９７年７月８日にR. W. Nosker他に発行された米国特許第5,646,478号に記載されている。テンション集束マスクのような偏向後のカラー選択電極を使用する欠点は、従来の製造方法では、約０．０５ｍｍ（２ミル）の「プリントダウン」しか得られないので、通常のマトリックス製造方法を利用できない点である。米国特許第5,646,478号に記載されたテンション集束マスクの場合、画面組立体の三つ組の周期すなわちピッチＴは、従来型シャドウマスクを含むＣＲＴの場合と同じであるため、マトリックス開口部の幅は約０．１８ｍｍである。
【０００８】
しかし、後述するように、テンション集束マスク型ＣＲＴの場合、約０．３７ｍｍ（１４．５ミル）の「プリントダウン」が要求される。このような大きい「プリントダウン」は上記の従来型マトリックス製造方法では実現できない。その上、たとえば、透過率５０％を有するテンション集束型ＣＲＴの場合、たとえば、上述のMayaudによって提供された従来の三位一体型照明プロセスを用いて形成されるマトリックス開口パターンは、青色蛍光体、及び、赤色蛍光体に衝突する電子ビームの位置決め誤差を生し、”Q”スペース誤差を含む三つ組間の開口部の非同等性を生じる。±５％のオーダーの”Q”スペース誤差、すなわち、フェースプレート厚、又は、ボギー寸法からの曲率のばらつきによって生じる集束マスクと画面の隙間の変動は、典型的である。したがって、非常に大きい「プリントダウン」を許容するマトリックスを製造する方法が必要とされる。
１９９７年５月１４日付けの英国特許出願GB-A-2 307 094号明細書には、カラーＣＲＴパネルの内面に光伝導性層を塗膜し、光伝導性層に静電的電荷を設定し、光伝導性層の選択された領域を露光し、露光されたパネルを現像する、マトリックスの製造方法が記載されている。その中では、ブラックマトリックスがＩＲランプからの赤外線を照射することによりパネル上に定着されるドライ電子写真的方法による現像は、必ずしも好ましくないとされている。また、別の説明によれば、現像は、光吸収性材料の溶液を利用し、現像されたパネル上の残留溶液が除去され、光吸収性材料がパネル上に定着されるウエット電子写真的方法で行うほうが好ましいとされる。しかし、この文献に記載された製造方法では、非常に大きい「プリントダウン」を許容するマトリックスは製作されない。
【０００９】
［発明の概要］
本発明は、複数の開口部が内部に形成された光吸収性マトリックスを陰極線管のフェースプレートパネルの内面上に製造する方法に関する。フォトレジスト層、伝導層及び光伝導層を含む複数の層を有する光受容体は、パネルの内面に形成され、実質的に均一な電荷レベルまで静電的に充電される。次に、対応した光吸収性マトリックスの開口部よりも実質的に寸法が大きい複数の開口部を有するカラー選択電極は、パネルに挿入される。光受容体は、光受容体の余り強く照射されていない領域を実質的に放電させることなく、かつ、下にあるフォトレジストを実質的に照射することなく、光受容体のより強く照射された領域を選択的に放電させるため、カラー選択電極の開口部を通じて露光される。カラー選択電極は、露光工程後に除去され、光受容体はトナーラインを形成するため適当な液体トナーと接触させられる。液体トナーは、光受容体の余り強く照射されていない領域上の電荷とは逆極性の電荷を有する顔料粒子を含む。カラー選択電極は、パネルに再度挿入され、光受容体は、フォトレジスト層の溶解性を選択的に変えるためＵＶ照射され、トナーラインの下側により溶解性の高い領域を作成し、それらの間に溶解性が低い領域を作成する。光受容体は、溶解性の低い領域とパネルの内面の露光部分とを除去するため、順番に現像され、溶解性の高い領域をそのままの状態で残す。次に、パネルの内面の露光部分と、溶解性の低い領域は、マトリックス懸濁液で覆われ、マトリックスを形成するため乾燥させられる。マトリックスは、パネルの内面の露光部分から光吸収性マトリックスを除去することなく、溶解性の低い領域と、その上に重なる光吸収性マトリックスとを除去するため、溶媒と接触させることによって現像される。
【００１０】
［好ましい実施例の詳細な説明］
図３は、矩形状フェースプレートパネル１２と、矩形状ファンネル１５によって連結された管状ネック１４とを含むガラス管状容器（エンベロープ）１１を有する陰極線管１０を示す。ファンネルは、陽極ボタン１６からネック１４へ延びる内部伝導性被膜（図示しない）を含む。パネル１２は、円筒状ビューイングフェースプレート１８と、ガラスフリット１７によってファンネル１５にシールドされた周縁フランジ又は側壁２０とを有する。３色蛍光体画面２２は、フェースプレート１８の内面によって支持される。画面２２は、青色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体が三つ組の形で配置されたラインスクリーンであり、各三つ組は、図４に示されるように、光吸収性マトリックス２３の不透明ラインによって分離された３色の蛍光体ラインＰb、Ｐg及びＰrを含む。テンション集束マスクのような円筒状多孔カラー選択電極２４は、パネル内に、画面２２と所定の隙間を保って着脱自在に取り付けられる。図３において、破線で概略的に示された電子銃２６は、ネック１４内の中心に取り付けられ、３本のインライン電子ビーム（図示しない）を生成し、この電子ビームをコンバージェンスパスに沿ってテンション集束マスク２４を通して画面２２に当てる。この電子銃は通常の電子銃であり、従来技術で公知の適当な電子銃である。
【００１１】
ＣＲＴ１０は、ファンネル・ネック接合部の近くに示されているヨーク３０のような外部磁気偏向ヨークと共に使用するよう設計される。ヨーク３０は、作動されたとき、３本のビームが画面２２上で水平方向及び垂直方向の矩形状ラスタを走査するように３本のビームに磁界を加える。従来から公知の通り、アルミニウム層（図示しない）が画面２２の上に重ねられ、画面２２及び反射面と電気的に接触する。反射面は、蛍光体によって放出された光を、ビューイングパネル１８を通して外に向ける。図５に示されるように、テンション集束マスク２４は、好ましくは、厚さが約０．０５ｍｍ（２ミル）の低炭素鋼の薄い矩形状シートから形成され、二つの長辺と二つの短辺を有する。テンション集束マスクの二つの長辺はマスクの中央の長軸Ｘと平行であり、二つの短辺はマスクの中央の短軸Ｙと平行である。図４及び５を参照するに、テンション集束マスク２４は、マスクの短軸Ｙに平行した狭いスロット部３３によって分離された複数の第１の細長いストランド構造部３２を収容する開口部を有する。一構成例の場合、第１のストランド構造部３２と隣接したスロット部３３の横方向寸法として定義されるマスクピッチＤmは、０．８５ｍｍ（３３．５ミル）である。図４に示されるように、第１のストランド構造部３２の各部分の横方向寸法、すなわち、幅ｗは、約０．３９ｍｍ（１５．５ミル）であり、各スロット部の幅ａ’は、約０．４６ｍｍ（１８ミル）である。スロット部３３は、テンション集束マスクの一方の長辺の付近から、もう一方の長辺の付近まで延在する。複数の第２のストランド構造部３４は、各構造部が約０．０２５ｍｍ（１ミル）の径を有し、第１のストランド構造部３２と実質的に平行に配置され、絶縁体３６によって第１のストランド構造部３２から離間される。図５に示されるように、フレーム３８は、二つのねじり部材４０及び４１と、二つの側方部材４２及び４３の四つの主要部材により構成される。二つのねじり部材４０及び４１は、長軸Ｘに平行であり、かつ、互いに平行である。テンション集束マスク２４の長辺は、マスク２４に必要な張力を加える二つのねじり部材４０及び４１の間に溶接される。再度、図４を参照すると、ビューイングフェースプレート１８上に形成された画面２２は、有色蛍光体ラインが配置された矩形状開口部を有する光吸収性マトリックス２３を含む。対応したマトリックス開口部の幅ｃは、約０．２５ｍｍ（６．１ミル）である。各マトリックスラインの幅ｄは、約０．１５ｍｍ（５．８ミル）であり、各蛍光体三つ組の幅、すなわち、画面ピッチＴは、約０．９１ｍｍ（３５．８ミル）である。本実施例の場合、テンション集束マスク２４は、フェースプレートパネル１２の内面の中心から約１５．２４ｍｍ（６００ミル）の距離Ｑ（以下では、Ｑ間隔と呼ぶ）だけ離される。ＣＲＴ１０の動作中に、陽極電圧３０ｋＶにおける第１のストランド構造部３２と第２のストランド構造部３４の間の電位差は、約８００ボルトである。
【００１２】
テンション集束マスク２４のピッチＤmは可変である。たとえば、マスクピッチは０．６８ｍｍ（２５．６ミル）であり、第１のストランド構造部の幅が０．３３ｍｍ（１１.８ミル）である第２の構成例の場合、対応した画面ピッチＴは０．６８ｍｍ（２６．７８ミル）である。各マトリックス開口部の幅ｃは約０．１１ｍｍ（４.５ミル）であり、マトリックスライン幅ｄは約０．１１ｍｍ（４．５ミル）である。このテンション集束マスク２４の構造の場合、中央Ｑ間隔が１１．５６ｍｍ（４５５ミル）であり、第１のストランド構造部３２と第２のストランド構造部３４の電位差は、陽極電圧が３０ｋＶのとき、約７５０ボルトである。
【００１３】
マスクピッチＤmは０．４１ｍｍ（１６．１ミル）であり、第１のストランド構造部の幅が０．２ｍｍ（７．８ミル）である第２の構成例の場合、対応した画面ピッチＴは０．４２ｍｍ（１６．５ミル）である。各マトリックス開口部の幅ｃは約０．０５１ｍｍ（２ミル）であり、マトリックスライン幅ｄは約０．０８９ｍｍ（３．５ミル）である。このテンション集束マスク２４の構造の場合、中央Ｑ間隔が７．４ｍｍ（２９１．５ミル）であり、第１のストランド構造部３２と第２のストランド構造部３４の電位差は、陽極電圧が３０ｋＶのとき、約６５０ボルトである。
【００１４】
以下、マスクピッチＤmが０．６８ｍｍであるテンション集束マスク２４を使用する一実施例に関して、マトリックス２３の製造方法を詳細に説明する。最初に、図６のステップ５０に示されるように、パネル１２は、従来技術で知られるように、苛性溶液で洗浄され、水中で苛性溶液を洗い流し、調製されたフッ化水素酸でパネルをエッチングし、再度水で洗い流すことによって清浄される。
【００１５】
次に、ステップ５２において、パネル１２のビューイングフェースプレート１８の内面は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）溶液で塗膜され、図７に示される如く、プレコート層５４を形成するよう乾燥される。ガラスフェースプレートパネル１２の化学組成は、ガラス製造者間で多少変化するので、プレコート層５４は、後続の材料の堆積のため均一な表面状態を作り出す。
【００１６】
ステップ５８において、ネガフォトレジスト溶液がプレコート層５４の上に塗膜され、乾燥させられて、フォトレジスト層５６が形成される。フォトレジスト溶液は、１．０８重量％のＰＶＡと、１．０８重量％のＰＶＰと、Fairmount Chemical Co., Inc., Newark, NJから入手可能なDiazo Resin #8のような０．６重量％の感光剤と、Union Carbide, Danury, CTから入手可能なTriton X100のような０．０２重量％の界面活性剤と、バランスである脱イオン（ＤＩ）水とを含む。フォトレジスト層５６の厚さは、約１±０．２μｍである。
【００１７】
次に、ステップ６０において、有機伝導性溶液がフォトレジスト層５６の上に塗膜され、有機伝導性（ＯＣ）層６２を形成するため乾燥される。ＯＣ層６２の厚さは約１±０．２μｍである。ＯＣ溶液は、約０．６２重量％のＰＶＰと、BASF, Parsippany, NJから入手可能な５．８４重量％のＭＳ−９０５と、バランスとしてのメタノールとを含む。
【００１８】
次に、ステップ６４において、有機光伝導性溶液がＯＣ層６２を塗膜するため加えられ、有機光伝導性（ＯＰＣ）層６６を形成するため、乾燥させられる。ＯＰＣ層６６の厚さは、約５±１μｍである。ＯＰＣ溶液は、Union Carbide, Danbury, CTから入手可能な約０．００５重量％の界面活性剤ＵＬ−７６０２と、約０．２３重量％の２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン（ＴＮＦ）と、約０．３５重量％の２−エチルアントラキノン（ＥＡＱ）と、約２．３２重量％のテトラフェニルエチレン（ＴＰＥ）と、約９．２８重量％のポリスチレンと、約２４．４９重量％のキシレンと、バランスのトルエンとを含む。
【００１９】
次に、ステップ６８において、ポリ−２−ビニルピリジン（ＰＶＰｙ）溶液がＯＰＣ層６６を塗膜するため添加され、約０．７±０．２μｍの厚さを有する保護層７０を形成するように乾燥される。フォトレジスト層５６、ＯＣ層６２及びＯＰＣ層６６は、全体として光受容体７２と呼ぶ。
【００２０】
フェースプレートパネルは、１９９６年５月２１日にWilbur他に発行された米国特許第5,519,217号に記載されているタイプの充電装置に載置され、ステップ７４において、光受容体７２のＯＰＣ層６６が実質的に均一な充電レベルを与えるため、４２５±２５Ｖの正電位まで静電的に充電される。
【００２１】
ステップ７６において、テンション集束マスク２４は、フェースプレートパネル１２に挿入され、複数の光源を有する照明器内に取り付けられる。
【００２２】
シャドウマスク２が幅Ｄm／３未満の複数の開口部４を有する従来型ＣＲＴとは異なり、このＣＲＴを実現するテンション集束マスク２４は、幅ａ’がＤm／３と２Ｄm／３の間に収まる開口部を有する。図２に示されるように、図４のマスク開口部３３の像を投影するため、３個の光源Ｒ、Ｇ及びＢを使用する場合、画面で重大な空間的重なり合いが生ずる。その結果として、蛍光体縞の中の１本の縞が最終的に中心に位置合わせされるように、最小露光領域が開口３３の投影像上で中心に位置合わせされる。この問題を回避するため、図２のすべての光源位置は、左若しくは右の横方向に距離ｓ／２ずつ移され、光源Ｇは画面及びマスクの対称軸上から外れる。光源が右側へ移されたとき、マスク−画面軸は、移されたＲ光源とＧ光源の中間に存在する。同様に、光源が左側へ移されたとき、画面対称軸は、移されたＧ光源とＢ光源の中間に存在する。シャドウマスクと、テンション集束マスク２４を使用するＣＲＴとを具備した従来型ＣＲＴのための露光手順に対する光源の幾何学的関係は、次の表のエントリー１〜３としてまとめられる。この表は、光源位置と照射の重み（括弧内）を示す。
【００２３】
【表１】
0003708020.tif 000002
この表において、第１列は、図２の従来型ＣＲＴとシャドウマスクに対する光源位置及び照射の重みを示す。第２列は、光源位置が左側に移動したテンション集束マスク２４を使用するＣＲＴを表し、第３列は、光源位置が右側に移動した同じテンション集束マスク２４を表す。
【００２４】
照明器内に光源の位置を設定するため使用される値ｓは、設計値Ｌ、Ｄm及びＱ0と関連付けられる。欠陥があるか、又は、適合しないシャドウマスク若しくはテンション集束マスクが、指定された表面形状ｚm（ｘ，ｙ）から位置変形を生ずる場合、この誤差は、Ｑ＝Ｑ0＋εという形式の局部的マスク−画面間隔を作り出し、Ｌは固定される。画面での三つ組のピッチＴ1は、次式で与えられる。
【００２５】
Ｔ1＝ＬＤm／［Ｌ−（Ｑ0＋ε）］                  （３）
像中心ｇとｂの間並びに像中心ｒとｇの間の間隔のｘ1は、ε依存形三つ組間隔の画分として表され、次の式で与えられる。
【００２６】
ｘ1／Ｔ1＝（Ｑ0＋ε）／３Ｑ0                      （４）
テンション集束マスク２４を有するＣＲＴ用の画面を印刷するため必要とされる光源の横方向移動は、マスク開口部３３に関するマトリックス縞の基準位置だけに影響を与える。縞と縞の間隔には影響を与えない。すなわち、このような光源の移動は、画面構造体要素又はそれらの相対的な関係を変えず、画面構造体要素をマスクに関して一括して横方向に移す。したがって、間隔の式（３）及び（４）は、従来型ＣＲＴ及びテンション集束マスク２４を有するＣＲＴの両方に当てはまる。両方のタイプのＣＲＴに対し、マスク−画面間、又は、Ｑ間隔の±５％の誤差は、マトリックス２３の黒色縞若しくは保護帯の隙間の幅に許容できない程度の不均一性を生ずる。式（４）は、所与の光源位置に対する個別の照射プロファイルの中心を記述する。この式は、テンション集束マスクシステムの非常に良好な近似であり、回折は式の精度に殆ど影響を与えない。三つ組の分類（グルーピング）又は分類解消（デグルーピング）は、照射パターンの加算による影響を受ける。しかし、誤差Ｑを含むテンション集束マスク系の場合、式（４）によって記述される個別の照射プロファイルの中心は、得られた分類又は分類解消に追従しない。たとえば、表の第８列のエントリーによって得られる照射シーケンスは、式（４）から予測されるよりも厳しくない短いＱによる分類を生じ、同様に、長いＱによる分類解消は、式（４）から予測されるよりも厳格ではない。分類は、赤色と青色の三つ組の中心が短いＱ誤差で緑色の中心へ向かって移動する傾向を意味する（すなわち、図３において、ｂ，ｇ  及び  ｇ，ｒ  ＜Ｔ／３）。分類解消は、赤色と青色の三つ組の中心が長いＱ誤差で緑色の中心から遠ざかる傾向を意味する（すなわち、図２において、ｂ，ｇ  及び  ｇ，ｒ  ＞Ｔ／３）。
【００２７】
図８を参照するに、二つの光源位置がＢ’及びＲ’として表され、光源位置Ｇから横方向に距離２ｓだけ離れているとき、画面でのｂ，ｇ，ｒの各三つ組におけるマスク開口部の投影像は、図２に示されるような同じ開口部からではなく、マスク内の三つの隣接した開口部を通る光線によって形成される。設計値Ｌ、Ｑ0及びＤmに対し、画面での像の間の間隔は、図２の手順に対する間隔と同じである。この従来型ＣＲＴに対する照射手順の一例は、表の第４列にエントリーとして簡単に示される。
【００２８】
Ｑ間隔誤差が存在する場合、図８の光源コンフィギュレーションは、式（３）のＴ1と同じＱ間隔依存性を伴う三つ組間隔Ｔ2を生ずるが、像中心ｇとｂの間、並びに、像中心ｒとｇの間の間隔ｘ2は、次の式で表される。
【００２９】
ｘ2／Ｔ2＝（Ｑ0−２ε）／３Ｑ0                      （５）
新しい光源位置に対し、式（５）は、所与のＱ誤差に対するわずかな像のシフトは、式（４）における像のシフトの２倍であり、向きは逆向きである。
【００３０】
図２のコンフィギュレーションにおける各光源から４照射単位の照射と、図８に示されるような各光源位置からの付加的な２照射単位の照射が画面に与えられる複合照射手順の場合、投影された赤色及青色のスリット像は、光源位置Ｒ’及びＢ’の場合の２倍の重みを光源位置Ｂ及びＲから受ける。さらに、所定のカラーと関連した全ての光源による複合像は、従来型の実施例の場合と同じ６単位量の総照射量を受ける。Ｑ誤差が存在する場合、重み付けタイプ１及びタイプ２の照射からの赤色像及び青色像の中心の動きは、複合された照射中で互いに打ち消し合う。Ｑ誤差が充分に小さい場合、すなわち、±５％以下のオーダーである場合、複合赤色又は青色像のコントラストレベルは多少低下するが、ピーク位置及び露光幅はかなり一定に保たれ、許容可能な小さい誤差しか生じない。
【００３１】
図９には、小さいＱ間隔誤差によって生ずるマトリックス縞の分類若しくは分類解消問題を最小限に抑える複合照射手順が示されている。複合照射パターンが割り当てる相対照射重みは、Ｂ’から２単位量、Ｒから４単位量、Ｇから６単位量、Ｂから４単位量、Ｒ’から２単位量である。この手順は、表の第５列にまとめられている。
【００３２】
上述の通り、テンション集束マスク２４を有するＣＲＴに要求される光源の横方向シフトは、マスクスリット若しくは開口部３３に対するマトリックス縞の基準位置だけに影響を与え、マトリックス開口部パリティに影響を与えない。マトリックス開口部パリティとは、所定の三つ組ないのマトリックス開口部の幅が一致することである。したがって、図９に示された５個の光源の配列を横方向に距離ｓ／２だけ移動することは、表の第６列に左側シフトとして示されているように、Ｑ誤差が存在する場合のテンション集束マスクを有するＣＲＴに対する分類問題を最小限に抑える。本例の場合、マスク−画面間の対称軸は、光源Ｇと光源Ｂの真ん中にある。或いは、照射パターンは、同じ陰極線管に対し、表の第７列に掲載されているように、右側へ横方向距離ｓ／２だけシフトさせてもよい。
【００３３】
重み付けされた５箇所の位置からの照射は、縞と縞の間隔の誤差を補償するため非常に有効であり、テンション集束マスクを有するＣＲＴ用の画面製造プロセスにおけるこの目的のため適切であることがわかる。しかし、照明器内の全体的な照射方向は、ＣＲＴのインライン型電子銃組立体の対称軸でもある画面中心の法線に関して対称的ではない。電子銃及び画面の軸に関する対称性を有する６箇所の位置での複合照射は、表の第６列及び第７列の照射における光源の重みを半分にし、第６列の系列と第７列の系列を合成することによって実現される。その結果は、図１０に示されると共に、表の第８列に掲載されている。
【００３４】
図６のステップ７８に示されたように、図９若しくは図１０のいずれか一方の手順を使用することにより、照明器内のキセノン光源は、光受容体７２のＯＰＣ層６６を照射し、テンション集束マスク２４内の複数の矩形状開口部３３を通過する光を当て、光受容体７２のＯＰＣ層６６の中で、照射強度が低い領域を完全に放電させることなく、非常に強く照射された領域を選択的に放電させる。キセノン光源の強度は、従来型のマーキュリー光源の強度よりも実質的に低いので、光受容体７２の下側にあるフォトレジスト層５６は、この露光による影響を殆ど受けない。典型的に、ＯＰＣ層６６の中で照射強度の高い領域と照射強度の低い領域の間の照射電圧差は、約５０〜７５ボルトである。
【００３５】
露光工程後、テンション集束マスク２４は、ステップ８０で、パネル１２から取り外され、ステップ８２において、適当な液体トナーを用いてＯＰＣ層６６が現像される。トナーは、絶縁性液体中に懸濁するisopar type H、又は、isopar type Gのような負に帯電した顔料粒子を含む。トナーは、のろのろしたストリームとして、或いは、浸漬によって塗布される。塗布中に、負に帯電したトナー粒子は,静電界ラインを辿り、ＯＰＣ層６６の正に帯電した照射強度の低い領域の上に重なる保護層７０に定着する。過剰な液体トナーは、たとえば、重力送り、又は、排出によってパネル１２から取り除かれ、図７に示されるように、得られたトナーライン８４が乾燥される。露光量、すなわち、キセノンランプのフラッシュ回数がトナーラインの幅に直接的に影響を与えることがわかる。ラインの幅は、一般的に、露光量が増加すると共に減少する。トナーライン８４の幅に影響を与えるトナーパターン現像時間は、トナーの伝導率に関係し、トナーの伝導率はトナー溶液中の顔料固体の濃度に依存する。Olin Corporation, Cheshire, CTから入手可能な好ましい顔料は、０．３〜２．０重量％の濃度範囲で炭素粒子を含有する。必要な密度及び不透明度を有するトナーラインは、約０．８８ピコシーメンス／ｃｍ（ｐＳ／ｃｍ）の伝導率と、約９マイクロクーロン／グラム（μＣ／ｇ）の電荷質量比と、約４３０ｎｍの粒子サイズとを有する液体トナーを用いて獲得される。
【００３６】
ステップ８６において、テンション集束マスク２４は、フェースプレートパネル１２に再挿入され、ＵＶを出力するマーキュリーアーク光源を有する照明器内に取り付けられる。
【００３７】
次に、ステップ８８（図６Ｂ）において、照明器内のＵＶ照射源は、光受容体７２のフォトレジスト層５６にＵＶ放射線を投光する。ＵＶ放射線は、テンション集束マスク２４の多数の矩形状開口部３３と、保護層７０と、ＯＰＣ層６６と、ＯＣ層６２とを通過し、光受容体７２のフォトレジスト層５６の溶解度を選択的に変える。トナーライン８４の下側に存在し、照射されないフォトレジスト層５６の領域は、ＵＶ照射による影響が無く、その溶解度を維持し、一方、トナーライン間の照射されたフォトレジスト層５６の領域は、可溶性が低下する。ＵＶ照射中に、照明器内のＵＶ光源は、テンション集束マスク２４の第１のストランド構造部３２がフォトレジスト層５６にパターンを形成しないように発振させられる。
【００３８】
パネル１２の内面に設けられたトナーライン８４並びに多数の層５４、５６、６２、６６及び７０は、ビューイングフェースプレート１８の内面の部分を露光するため順番に現像される。
【００３９】
ステップ９０において、適当な量の第１の溶媒がパネルに注入され、トナーライン及び保護層７０を除去するため約２分間揺り動かされる。好ましくは、第１の溶媒は、イソプロパノール（ＩＰＡ）と、スルファミン酸の水溶液（１５％）と、過ヨウ素酸（１０％）とからなる群より選択される。つぎに、パネルは、溶媒、トナー及び保護層の残留物を排出するため、垂直位置に傾けられる。垂直位置に置かれたとき、ＩＰＡが使用されているならば、余分な量、たとえば、２００ｍｌのＩＰＡがパネルに与えられ、排出させられ、その後、パネル側壁２０は残留物を除去するため拭われ、パネルが乾燥される。
【００４０】
ステップ９２において、第２の溶媒、好ましくは、容積比が２：１のトルエンとメチル・イソブチル・ケトン（ＭＩＢＫ）の混合物４００ｍｌ、或いは、適当な量のｄ−リモネンを塗布することにより、ＯＰＣ層６６の除去が行われる。この混合物は、ＯＰＣ層を溶解させるため、約７分間、パネルの内面で揺り動かされ、次に、パネルは、溶媒混合物及びＯＰＣの残留物を排出するため傾けられる。ｄ−リモネンが使用される場合、フォトレジスト現像の前に別の処理は不要であるが、トルエンとＭＩＢＫの混合物が使用された場合、さらに２００ｍｌのトルエンが排出のため垂直に立てられたパネルに吹きかけられ、側壁２０は残留物を取り除くため拭われる。
【００４１】
ＯＣ層６２と、フォトレジスト層５６の未露光領域は、水溶性であるため、ステップ９４におけるフォトレジスト層の現像は、非常に溶解性の高いＯＣ層及びフォトレジスト層の領域を除去するため、水のような第３の溶媒でパネル１２の内面を洗い流すことによって行われる。この現像工程は、パネル１２の内面の下側にある領域の一部分を露出させ、溶解性の低いフォトレジスト層５６の領域はそのままの状態に保つ。
【００４２】
ステップ９６において、マトリックスは、溶解性の低いパネル１２の内面の露出部分、並びに、フォトレジスト層５６の保持された領域を、上述の米国特許第3,558,310号に記載されているタイプの水性グラファイト懸濁液でコーティングすることによって形成される。
【００４３】
ステップ９８において、この懸濁液は、光吸収性マトリックス２３を形成するため乾燥され、ステップ１００において、マトリックスの下側にある低溶解性の保持されたフォトレジスト層の領域を柔軟化し膨張させるため、水性過ヨウ素酸又はその等価物のような第４の溶媒をマトリックス上に堆積させることによって現像される。次に、マトリックスは、柔軟化した低溶解性の保持されたフォトレジスト層と、その上に重ねられたマトリックスとを除去するため水洗され、これにより、マトリックスに開口部が形成され、マトリックスライン又は保護帯は、パネル１２の内面の露出した部分に付着したまま残される。
【００４４】
このフェースプレートパネルは、米国特許第4,721,767号に記載されたＥＰＳプロセスを用いて蛍光体画面を製作する準備ができている。
【００４５】
上記の記述では、フォトレジスト層５６及びＯＣ層６２は、別個の層として説明されているが、これらの二つの層をフォトレジスト特性と伝導特性の両方を備えた単一層に置き換えることは、本発明の範囲に含まれている。さらに、本発明は、帯電した顔料を照射強度の高いフォトレジスト層の領域で適当に現像する事項を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】  プリントダウンを説明する従来型シャドウマスク及びＣＲＴの画面の一部分の拡大断面図である。
【図２】  シャドウマスクと組み合わせて使用される従来の三位一体型照明照射手順を概略的に説明する図である。
【図３】  本発明にしたがって製作されたカラーＣＲＴの軸方向部分断面を含む平面図である。
【図４】  図３のＣＲＴのテンション集束マスク及び画面の一部の拡大断面図である。
【図５】  図３のＣＲＴに使用されるテンション集束マスク及びフレームの平面図である。
【図６】  マトリックス製造方法の連続的な工程中に複数の層が積層されたビューイングフェースプレートパネルの部分拡大断面図である。
【図７】  本発明の製造方法のフローチャートである。
【図８】  表の第４列のエントリーとして記載された露光手順を概略的に説明する図である。
【図９】  表の第６列のエントリーとして記載された露光手順を概略的に説明する図である。
【図１０】  表の第８列のエントリーとして記載された露光手順を概略的に説明する図である。
【図１】
0003708020.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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