(57)【要約】【課題】より堅牢な露光工程によってもたらされる微視的な光分布に対する、感光性システムの応答性が改良されたスクリーンの製造方法を提供すること。【解決手段】カラー表示管（１）で使用するためのスクリーン（６）の製造工程において、ブラックマトリクスパターンと蛍光体層を表示ウィンドウ（３）に塗布してスクリーン６を形成するために、感光性材料の工程段階（露光工程と呼ぶ）が使用される。この露光工程の堅牢性は、特に、表示ウィンドウ（３）における微視的な光分布の形状に依存する。偏向角の大きいカラー表示管（１）、またはリアルフラットな外面を有するカラー表示管（１）においては、露光工程がますますクリティカルになると考えられる。本発明によると、露光工程に使用される感光性材料に漂白染料を加えることによって、この問題を解決することができる。この漂白染料の作用は、微視的な光分布の周辺部分より中央においてより強い。この結果として、微視的な光分布の傾斜がより急になり、これにより露光工程におけるコントラストが増大し、従って露光工程がはるかに堅牢になる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー表示管の表示ウィンドウ上に、ブラックマトリクスの開口と当該開口の中の電場発光材料との構造を有するスクリーンを製造する方法であって、当該方法が、前記ブラックマトリクスと前記電場発光材料を塗布する工程段階を有し、当該工程段階において、前記表示ウィンドウ上の感光性材料が、光源によって放射されてレンズシステムおよびシャドウマスクを通過した光に露光され、当該シャドウマスクが、前記表示ウィンドウから懸架され、かつ当該レンズシステムが前記光源と前記シャドウマスクの間に配置され、前記レンズシステムが、前記光源から発せられて前記スクリーンの方向に放射する前記光の微視的な光分布を前記スクリーン上に実現する、方法において、
前記感光性材料が、当該工程段階の少なくとも１つに対して、コントラストエンハンサとして機能する漂白染料を有することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記漂白染料が、前記ブラックマトリクスが塗布される前記工程段階の前記感光性材料に加えられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記漂白染料が、水溶性であり、かつ前記感光性材料との溶液を形成することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記漂白染料が、１，２ナフトキノン−（２）−ジアジド−５−スルホン酸ナトリウム塩と、１，２−ナフトキノン−（２）−ジアジド−４−スルホン酸ナトリウム塩と、４−ジアゾジフェニルアミン硫酸水素塩と、１メチル−４−［２−（４−ホルミルフェニル）エテニル］ピリジニウムメチル硫酸塩とによって形成される材料グループを有することを特徴とする、請求項１、２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記漂白染料が、前記感光性材料との感光乳剤を形成することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記感光乳剤が、乾燥した後に前記漂白染料が凝固することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
光に露光されるときに前記漂白染料の透過率を１０ ％から８０ ％に増大させるのに必要な時間間隔が、５〜３０秒の間であることを特徴とする、請求項１、または２、３、５、６に記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかの方法を使用して製造されるスクリーンが設けられたカラー表示管。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかの方法を使用して製造されるスクリーンが設けられた表示ウィンドウ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、カラー表示管の表示ウィンドウ上に、ブラックマトリクスの開口と当該開口の中の電場発光材料との構造を有するスクリーンを製造する方法であって、当該方法が、前記ブラックマトリクスと前記電場発光材料を塗布する工程段階を有し、当該工程段階において、前記表示ウィンドウ上の感光性材料が、光源によって放射されてレンズシステムおよびシャドウマスクを通過した光に露光され、当該シャドウマスクが、前記表示ウィンドウから懸架され（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ）、かつ当該レンズシステムが前記光源と前記シャドウマスクの間に配置され、前記レンズシステムが、前記光源から発せられて前記スクリーンの方向に放射する前記光の微視的な光分布を前記スクリーン上に実現する、方法に関する。
【０００２】
本発明は、さらに、このようなスクリーンが設けられた、カラー表示管と表示ウィンドウにも関する。
【０００３】
【従来の技術】
冒頭の段落に説明されているカラー表示管のスクリーンを製造する方法は、Ｄａｎｉｅｌ ｄｅｎ Ｅｎｇｅｌｓｅｎ氏による「ＣＲＴの製造（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｏｆ ＣＲＴｓ）」（ＳＩＤ Ｓｅｍｉｎａｒ Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ， Ｌｏｎｇ Ｂｅａｃｈ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ， Ｍａｙ １５ ａｎｄ １９， ２０００）に開示されている。この刊行物は、ブラックマトリクスと電場発光材料をカラー表示管の表示ウィンドウ上に塗布する方法について説明している。カラー表示管のスクリーンを製造するためのこの公知の方法は、以下の主要工程段階の説明によって要約することができる。
【０００４】
第一に、ブラックマトリクス層が塗布される。表示ウィンドウにフォトレジスト層が設けられ、マスクが挿入され、（後の工程段階において）蛍光体によって満たされる領域すべてが露光されるように、層が、連続的な３段階で露光される。マスクを取り除いた後、局所的に硬化したドット（ｄｏｔ）が水によって現像され、黒鉛の層が形成される。局所的に硬化したドットは、エッチング工程によって除去され、その結果として、蛍光体が塗布される領域が空いている黒鉛パターンが得られる。
【０００５】
スクリーン製造工程の第二部においては、表示ウィンドウに感光性蛍光体の懸架層が設けられる。次いで、シャドウマスクが挿入され、層が露光される。この露光により、表示ウィンドウ上の領域のうち第一カラーの蛍光体が塗布される領域のみが照射される。この結果、露光された位置における層が不溶性となる。この段階の後、蛍光体のみが適正な位置に残るように層が現像される。この工程が、他の蛍光体カラーについても繰り返される。
【０００６】
今日の露光工程においては、光源が表示ウィンドウの方向に放射し、シャドウマスクの開口の後ろの表示ウィンドウ上に微視的な光分布が形成される。この微視的な光分布の形状は、露光工程の堅牢性を決定する。
【０００７】
リアルフラット管やスリム管などカラー表示管における新しい傾向（すなわち、偏向角の大きい（例えば、１２０度以上）カラー表示管）に起因して、露光工程が大幅に困難になっている。特に、（ＥＰ−Ａ−０９６８５１４に開示されている）ガンピッチが変調されている（ｇｕｎ ｐｉｔｃｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）リアルフラット型カラー表示管の場合、露光工程は、よりクリティカル（許容される誤差が小さい）になる。露光工程がクリティカルとなるために、生産設備における歩留まりが低下し、かつカラー表示管の画像性能が低下する。これらは、いずれも、ブラックマトリクス構造の開口サイズの大きな拡がりが原因である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、より堅牢な露光工程によってもたらされる微視的な光分布に対する、感光性システムの応答性が改良されたスクリーン製造方法を提供することによって、先行技術の方法の欠点を解決することである。
【０００９】
本発明によると、この目的は、当該工程段階の少なくとも１つについて、前記感光性材料が、コントラストエンハンサ（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｎｈａｎｃｅｒ）として機能する漂白染料（ｂｌｅａｃｈｉｎｇ ｄｙｅ）を有することを特徴とする方法によって達成される。
【００１０】
本発明は、微視的な光分布の傾斜がより急であるときに露光工程の堅牢性を大きく向上させることができるという洞察に基づく。このことは、ブラックマトリクスまたは蛍光体を塗布するための露光工程で使用される感光性層に漂白染料を加えることによって達成できる。カラー表示管の露光工程における漂白染料の主要な作用については、後から説明する。先行技術の露光工程においては、シャドウマスクの開口に対応する露光される領域を決定する微視的な光分布は、特定の形状、すなわち中央にピークがあり、かつ周辺領域が特定の峻度で傾斜する形状を有する。漂白染料が加えられている感光性層が光に露光されると、前述した微視的な光分布が生成される。この露光工程中に漂白染料により漂白が行われ、その結果として感光性層の透過率が高まる。この漂白工程は、微視的な光分布に起因して、露光される領域の中央においては相対的に迅速に起こり、露光される領域の縁に近くなるほどゆっくり起こる。従って、露光の過程において、漂白染料を含む感光性層の平均透過率は、露光される領域の中央の方が周辺領域より高い。この結果として、峻度の高い、すなわちコントラストが強調された微視的な光分布が効果的に得られ、これにより、露光工程の工程レベルをより良好に規定することが可能となる。この結果として、より堅牢な工程と、より品質の高いカラー表示管が得られる。
【００１１】
例えば、米国特許第５，２７５，９２１ ５２７号には、半導体素子の生産工程で使用される漂白染料が開示されているように、漂白染料自体が、公知であることは、留意すべきである。この工程は、カラー表示管の露光工程とはまったく異なる。半導体素子のパターン成形工程においては、基板上の感光性層を露光するのに使用されるマスクは、基板と密接な関係がある。この工程における１つの問題は、基板からの反射に起因する。米国特許第５，２７５，９２１号の場合、基板からの反射を減少させ、かつパターンの露光される部分と露光されない部分の間の良好なコントラストを得るために、漂白染料が使用される。この理由から、半導体産業における漂白染料は、感光性層の上に別の層として塗布される。
【００１２】
カラー表示管の露光工程において漂白染料を使用することは、露光される領域（すなわち、シャドウマスクの開口を介して露光される表示ウィンドウ上の領域）の中央部分と周辺部分とで漂白染料の作用が異なることに基づく。この作用の差が生じる唯一の理由は、微視的な光分布の形状の場合、中央にピークが来て、周辺領域に向かって徐々に傾斜するためである。従って、この作用の差は、露光される領域と露光されない領域の間のコントラスト強調に関係するのではなく、露光される領域内でのコントラストの向上に関係する。漂白染料と感光性材料は、１つの工程段階において塗布されることが望ましい。なぜなら、それによって、生産工程を大きく変更することなくそれを工場に導入できるためである。二層構造の場合には、漂白染料を塗布して乾燥させるための場所を、製造ラインに追加する必要がある。しかしながら、二層システムは、コントラスト強調のための可能な方法の１つであるため、このような欠点はあるが、除外されるべきではない。
【００１３】
望ましい実施例においては、前記ブラックマトリクスが塗布される前記工程段階の前記感光性材料に、前記漂白染料が加えられる。
【００１４】
スクリーンの製造においては、最初にブラックマトリクス層が塗布される。このブラックマトリクス構造の開口は、カラー表示管の輝度に直接関連するマトリクスの透過率を決定する。次いでブラックマトリクス層の上に蛍光体パターンが塗布される。このとき蛍光体パターンの位置決めの許容差を補うために、蛍光体のドットはブラックマトリクスの開口よりもいくらか大きい。この理由のため、高品質なスクリーンを得るには、ブラックマトリクスを塗布する工程が堅牢であることが、最も重要なことである。
【００１５】
さらなる実施例は、前記漂白染料が水溶性であり、かつ前記感光性材料との溶液を形成することを特徴とする。
【００１６】
ブラックマトリクスの工程に使用されるほとんどの感光性材料は、水溶性である。従って、加えられる漂白染料が感光性材料との溶液を形成し、かつ水溶性でもある場合に、生産工程が円滑になる。
【００１７】
さらなる実施例においては、前記漂白染料は、１，２ナフトキノン−（２）−ジアジド−５−スルホン酸ナトリウム塩と、１，２−ナフトキノン−（２）−ジアジド−４−スルホン酸ナトリウム塩と、４−ジアゾジフェニルアミン硫酸水素塩と、１メチル−４−［２−（４−ホルミルフェニル）エテニル］ピリジニウムメチル硫酸塩とによって形成される材料グループを有する。
【００１８】
これらの４種類の漂白染料は、カラー表示管における使用時に良好な特性を示し、かつ水溶性であり、使用が好ましい材料である。
【００１９】
さらなる実施例は、前記漂白染料が前記感光性材料との感光乳剤を形成することを特徴とする。
【００２０】
一層構造を形成する代替方法として、感光性層と漂白染料とを１つの層に結合することがあげられる。漂白染料の粒子は感光性材料に溶解せず、感光乳剤を形成する。
【００２１】
さらなる実施例においては、前記感光乳剤が乾燥した後に前記漂白染料が凝固する。
【００２２】
この種類の漂白染料は、製造工程において感光性層と漂白染料が一層構造として塗布されるが、乾燥工程中に漂白染料が凝固を開始し、これにより漂白染料と感光性層が分離し、結果的に二層構造が得られるという利点を有する。
【００２３】
さらなる実施例は、光に露光されるときに前記漂白染料の透過率が１０ ％から８０ ％に高まるのに必要な時間間隔が５〜３０秒の間であることを特徴とする。
【００２４】
カラー表示管のスクリーンを製造するために現在使用されている工程においては、感光性材料を露光する時間は、１０〜３０秒のオーダーである。漂白染料の作用が微視的な光分布の中央と周辺領域とで異なるように、露光工程に必要な速度と同じ速度で脱色する（ｄｉｓｃｏｌｏｒｉｚｅ）漂白染料を使用することが推奨される。
【００２５】
本発明は、さらに、本発明の方法を使用して製造されるスクリーンが設けられた、カラー表示管と表示ウィンドウにも関する。
【００２６】
本発明の上記およびその他の観点は、具体例により、図面と以下に説明される実施例を参照しながら明確に解明されるであろう。なお本発明は、これらの例に限定されることはない。
【００２７】
【発明を実施するための形態】
図１に示されているカラー表示管１は、表示ウィンドウ３と、漏斗状の部品４と、ネック５とを有する真空のガラス外囲器２を有する。表示ウィンドウ３の内側には、例えば、異なるカラー（例：赤、緑、青）で発光する蛍光体の線のパターンを有するスクリーン６を配置できる。蛍光体パターンは、電子銃１０によって生成される３本の電子ビーム７、８、９によって励起される。電子ビーム７、８、９は、スクリーンに達するまでの間に偏向ユニット１１によって偏向され、これにより、スクリーン６が、電子ビーム７、８、９により系統的に走査される。電子は、スクリーン６に当たる前にカラー選択電極１２を通過する。カラー選択電極１２は、表示ウィンドウ３から懸架され（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ）、シャドウマスク１３を有する。シャドウマスク１３は、電子が適切なカラーの蛍光体にしか当たらないように、電子ビームと交差する。シャドウマスク１３は、細長い開口を有する開口マスク（ａｐｅｒｔｕｒｅｄ ｍａｓｋ）か、またはワイヤマスク（ｗｉｒｅ ｍａｓｋ）とすることが出来る。
【００２８】
スクリーン６は、一般に、写真露光工程によって製造される。現在のほとんどのカラー表示管１においては、スクリーン６は、ブラックマトリクス構造を有し、かつブラックマトリクスによって形成される開口に電場発光材料が塗布される。また、ブラックマトリクス構造を有さないカラー表示管１も可能である。
【００２９】
ブラックマトリクスは、表示ウィンドウ３の内側に堆積された感光性材料を露光することによって形成される。ブラックマトリクス層が塗布された後、３つのカラーの蛍光体を３つの連続する生産段階において塗布するための別の感光性材料工程が、ブラックマトリクス構造によって形成された表示ウィンドウ３の領域に、使用される。
【００３０】
図２に示されている露光テーブル２０は、表示ウィンドウ３の内側の感光性材料を露光するための標準的な機器である。ハウジング２１の底には、光源２２が配置されている。この露光テーブル２０には、開口２５を有する支持材２４によって位置決めされたレンズシステム２３が設けられている。光源２２からの光は、感光性材料を露光するために、レンズシステム２３を通過し、露光テーブル２０の上部の開口２９を通過し、シャドウマスク１３を通過し、表示ウィンドウ３の内側に向かう。
【００３１】
製造工程において、レンズシステム２３は偏向ユニット１１をシミュレートする。カラー表示管１が動作するとき、電子ビームは、シャドウマスク１３の開口を通過した後に蛍光体に当たるようにして、スクリーン６全体にわたって偏向される。電子ビームのこれらの軌道は、スクリーン６の製造工程中に、レンズシステム２３の機能である光ビームをシミュレートする必要がある。
【００３２】
偏向角の大きいカラー表示管（以下、スリムカラー表示管と呼ぶ）の場合、露光工程は、より困難になる。このことは、図３と４に示されている。図３Ａと３Ｂは、偏向角Φが大きくなると、電子ビームの方向におけるマスク−スクリーン間距離ｑ’がどのように変化するかを線図的に示す。図３Ａは、標準的な偏向角Φ（例：１０５度）を有するカラー表示管１の場合を示し、図３Ｂは、より大きな偏向角Φ（例：１２０度）を有するカラー表示管１の場合を示す。より大きな偏向角Φを有するカラー表示管１の露光工程においては、光源２２は、表示ウィンドウ３の方向に移動させる必要がある。光源２２と表示ウィンドウ３の間の距離Ｌが減少し、これに起因して、スクリーン６の周辺部分の方向に向けられている光ビーム３４と３５が、光ビーム３１と３２を有する標準のカラー表示管１の場合と比較してより大きい角度でシャドウマスク１３を通過する。ここで、露光工程においては、光ビームが、動作時のカラー表示管の電子ビームの軌道を表すことに留意すべきである。従って、シャドウマスク１３がある曲率を有することと相まって、偏向角Φが大きくなると、電子ビームの方向におけるマスク−スクリーン間距離ｑ’が増大する。
【００３３】
さらに、図４に示されているように、偏向角Φが大きくなると、シャドウマスク１３の開口の有効径は減少する。その理由は、シャドウマスク１３は、その厚みのために角度が大きいほど光を大きく遮断するためである。
【００３４】
微視的な光分布は、特に光回折と光源２２の半影化（ｈａｌｆ ｓｈａｄｏｗｉｎｇ）によって決まるため、マスク−スクリーン間距離ｑ’が増大することと、シャドウマスク１３の開口の有効径が減少することは、いずれも微視的な光分布をより平坦にする。
【００３５】
（ＥＰ−Ａ−０９６８５１４に開示されている）ガンピッチが変調されているカラー表示管１においては、マスク−スクリーン間距離は、周辺領域においてさらに増大するので、露光工程がさらにクリティカルとなる。
【００３６】
（レジストとも呼ばれる）感光性材料は、露光を開始させるためには特定の最小光強度を必要とする。この最小強度は、工程レベル（ｐｒｏｃｅｓｓ ｌｅｖｅｌ）と呼ばれる。このレベルにおいて、感光性材料の中の重合体分子の架橋が始まる。
【００３７】
非線形レジストの場合には、光の強度のみが重要であり、この種のレジストは、一般に、ブラックマトリクスが塗布される工程に使用される。非線形レジストの例として、ＰＶＰ−ＤＡＳ（ポリビニルピロリドン−４，４’−ジアジドスチルベン−２，２’−二ナトリウムスルホン酸塩）とＰＡＤ−ＤＡＳ（ポリアクリルアミドｃｏ−ジアセトンアミド−４，４’−ジアジドスチルベン−２，２’−二ナトリウムスルホン酸塩）があげられる。
【００３８】
工程レベルは、感光性材料の化学組成と濃度以外に、層の厚さ、温度、湿度と、ブラックマトリクスまたは蛍光体が塗布される工程中のガス雰囲気にも依存する。
【００３９】
図５Ａと５Ｂは、それぞれ、ブラックマトリクスと蛍光体の露光工程を説明している。各図は、シャドウマスク１３の開口４０の背後の微視的な光分布４１、４２を示す。通常、ブラックマトリクス４６の開口４５は、シャドウマスク１３の開口４０よりも小さい。このことは、ある微視的な光分布４１に対して、工程レベルＩｐが微視的な光分布４１において相対的に高い必要があることを意味する。ブラックマトリクスに得られる開口サイズ４５は、ｗｍによって表される。ブラックマトリクス４６の塗布の後、シャドウマスク１３における対応する開口４５よりも大きいドット４７を与えるパターンに従って、蛍光体が塗布される。この結果、蛍光体パターンが、ブラックマトリクスパターン４６の開口４５に重なる。この理由で、ブラックマトリクスパターンに対する蛍光体パターンの許容差は、不都合にならない。シャドウマスク１３の開口サイズ４０より大きい蛍光体ドットサイズｗｐ ４７を有する蛍光体パターンを得るため、蛍光体が塗布される工程の工程レベルは、微視的な光分布において相対的に低い必要がある。
【００４０】
露光工程のコントラストは、ピーク強度を工程レベルによって除した値、式（Ｉｔ ＋ Ｉｐ） ／ Ｉｐ、によって定義することができる。ブラックマトリクス工程の工程レベルは蛍光体工程の工程レベルよりも高いため、ブラックマトリクス工程のコントラストの方が小さい。コントラストの代表的な値として、ブラックマトリクス工程の１．５、蛍光体工程の５があげられる。
【００４１】
露光工程の能力を定量的に表すための１つの重要なパラメータは、ウィンドウ成長係数である。このウィンドウ成長係数は、光の量が変化するときのブラックマトリクスの開口サイズの変化を与える。これは、光の強度が１パーセント増大するときの開口サイズの増加をμｍで示す値（単位μｍ／％）か、または、光の強度が１パーセント変化するときの開口サイズの変化をパーセントで示す値（無次元数）として表すことができる。蛍光体工程の場合にも、ドット成長係数を類似する方法で定義することができる。
【００４２】
明らかに、ウィンドウ成長係数とドット成長係数が小さいほど、露光工程はより堅牢である。光の強度が変動しても、ブラックマトリクス４６の開口サイズ４５、または蛍光体のドットサイズ４７は大きく変動しないので、これらのパラメータの制御がより容易になる。
【００４３】
（それぞれ図５Ａと５Ｂの点線によって示されている）微視的な光分布４３と４４によって示されているように、光の強度が高い場合には、ブラックマトリクスの開口サイズ４５に対する影響の方が、蛍光体のドットサイズ４７に対する影響より大きい。一般には、微視的な光分布における工程レベルが高いほど、光の強度の変動の影響が大きい。言い換えると、コントラストが低いほど、露光工程の堅牢性が小さくなる。
【００４４】
偏向角が大きいおよび／またはガンピッチが変調されるカラー表示管１の場合、微視的な光分布は、より平坦になる。工程レベルＩｐが変化しないため、低コントラストとなる。その結果、ウィンドウ成長係数が大きくなり、露光工程がクリティカルになる。
【００４５】
露光工程の堅牢性を向上させるため、コントラストを高めることが必要であるが、このことは、峻度が高く、従ってウィンドウ成長係数および／またはドット成長係数が小さい微視的な光分布によって実現することができる。本発明は、感光性材料に漂白染料を加えることによってコントラストを高める、化学的な方法を開示する。
【００４６】
漂白染料の主要な作用は、光放射に露光されると、漂白染料の透過率、従って感光性材料の透過率が高まるという事実によって決まる。漂白染料の吸収スペクトルは、望ましくは紫外線領域に位置する必要がある。光の強度が高いと、漂白速度も高い。微視的な光分布の形状は、中央において光の強度が高く、縁に向かうほど光の強度が減少する。この結果として、漂白染料は、中央において強い漂白作用を示し、ブラックウィンドウの開口の周辺部分において弱い漂白作用を示す。これにより、峻度の高い、従ってコントラストの高い微視的な光分布が得られる。
【００４７】
光漂白工程においてかなりの光が失われるため、光の強度は、ブラックマトリクス工程を決定するレジストの放射に対し十分な強度を有するように、高める必要がある。
【００４８】
漂白工程は、図６によってより詳しく理解することができる。この図には、３つの状況の微視的な光分布が示されている。微視的な光分布と光の強度の大きさの単位は任意である。第一の状況（これを標準と呼ぶ）は、曲線５０によって表され、レジストが漂白染料を含まないブラックマトリクス工程の微視的な光分布である。この状況においては、工程レベルはＩｐ，１であり、ブラックマトリクスの開口サイズはＭＷ１である。
【００４９】
曲線５１は、漂白染料を含まないが、標準の曲線５０よりも光の強度が５０ ％高められている状況を示す。この状況においては、工程レベルＩｐ，１が同じままであると、ブラックマトリクスの開口サイズＭＷ２は大きくなり、これは望ましくない。従って、ブラックマトリクスの開口サイズを同じレベルＭＷ１に維持するため、工程レベルがレベルＩｐ，２に高められている。最終的な結果は、光の強度が高まるのみであり、コントラストは変化せず、かつ露光工程の堅牢性は高まっていない。
【００５０】
曲線５２は、特定の漂白染料が使用される状況を示す。この例においては、光の強度を５０ ％高めたときに、工程レベルＩｐ，１においてブラックマトリクスの同じ開口サイズＭＷ１を達成することができる。これにより、コントラストが５０ ％高く、微視的な光分布の傾斜の峻度が高い露光工程、従ってより堅牢な露光工程が得られる。
【００５１】
漂白染料の別の重要な側面は、光に露光されたときに漂白される速度である。漂白染料は、露光される領域の中央と周辺部分とで異なって作用する必要があるため、漂白速度は露光時間とほぼ同じでなければならない。漂白工程が露光時間よりもずっと短いような漂白速度の場合には、漂白染料の透過率は露光工程の大部分の間にわたって高くなるのに対して、漂白工程が露光時間よりもずっと長いような漂白速度の場合には、漂白染料の透過率は実質的に露光工程全体にわたり低い状態のままにある。従って、漂白染料は、その透過率が露光工程中に大きく変化するときにのみ、機能することができる。このような漂白染料の例は、図７に示されていて、この図には、漂白染料の透過率が約２０秒間に１０ ％から８０ ％に増大していることが示されている。これは、すなわちブラックマトリクス工程における露光時間（約３０秒）に匹敵する速度である。図７のデータは、Ｔ． Ｙｏｎｅｚａｗａ氏らの「水溶性のコントラスト強調材料 − 新しい写真漂白可能染料（Ｗａｔｅｒ−ｓｏｌｕｂｌｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｅｎｈａｎｃｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＆＃０； Ｎｅｗ Ｐｈｏｔｏ−ｂｌｅａｃｈａｂｌｅ ｄｙｅｓ）」（Ｐｒｏｃ． ＳＰＩＥ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｐｈｏｔｏ−ｐｏｌｙｍｅｒｓ， Ｅｌｌｅｎｖｉｌｌｅ， Ｎ．Ｙ．， １８３ （１９８８））から得たものである。この図に使用されている漂白染料は、層厚さ０．２７μｍのＳＰＣ染料（スチリル−ピリジニウム）であり、放射密度３．３ ｍＷ／ｃｍ２で露光されている。
【００５２】
漂白染料をレジストに追加する方法には、何種類かある。漂白染料は、ブラックマトリクス工程の水溶性レジストに混合できるように、水溶性であることが望ましい。レジストと漂白染料のこのような混合物を使用することにより、工場において標準の露光工程を使用することが可能になる。この一層構造用として適合する漂白染料は多数あり、例えば、１，２−ナフトキノン−（２）−ジアジド−５−スルホン酸ナトリウム塩、１，２−ナフトキノン−（２）−ジアジド−４−スルホン酸ナトリウム塩、４−ジアゾジフェニルアミン硫酸水素塩、１メチル−４−［２−（４−ホルミルフェニル）エテニル］ピリジニウムメチル硫酸塩をあげることができる。
【００５３】
二層構造の場合、漂白染料はレジストの上に塗布され、漂白染料は水に溶けない物質である必要がある。漂白染料を含むこのような第二層を塗布するには、製造ライン内に少なくとも１つの余分な位置が必要となり、このことは、特に工業的な観点から魅力的ではない。さらなる可能な解決策は、レジストと漂白染料を感光乳剤の形式において塗布することである。この感光乳剤は、レジスト層の乾燥工程時に凝固し、二層構造が形成されるので、この方法では追加の工程段階が必要ない。
【００５４】
シミュレーションである以下の例は、レジストに漂白染料を加えることの利点についてより詳しく説明する。感光性材料のこの例においては、紫外線は吸収するが漂白作用はないと想定したＰＶＰ−ＤＡＳレジストが選択されている。
漂白染料を含まないレジストが使用される先行技術の状況においては、紫外線を吸収するレジスト成分ＤＡＳについて、以下のパラメータが採用されている。
2004519827.tif 000003
【００５５】
ここで、厚さ１ μｍのレジスト層が、レジスト層の入口における紫外線強度レベルＩ０に露光されると想定する。レジスト層の底における（ガラス界面における）光源の強度は、次式によって計算できる。
【００５６】
2004519827.tif 000004
2004519827.tif 000005
εＤＡＳ、［ＤＡＳ］、ｈの前述の値を使用すると、ガラス面における強度は、次式によって表される。
【００５７】
2004519827.tif 000006
【００５８】
本発明によって漂白染料が加えられたレジスト層の場合、強度の式を修正する必要がある。漂白染料の透過率は、露光工程中に高まり、これは光源の強度と漂白染料自体の透過率とに依存する。ｘ座標は、レジスト層における距離を測定し、レジスト層の入口においてｘ＝０であり、レジスト層の出口、すなわちレジスト層のレジスト−ガラス界面においてｘ＝ｈである。
漂白剤の分解は、次式によって記述できる。
2004519827.tif 000007
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レジスト層の底における紫外線強度は、次式に従う。
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この式中の積分が必要な理由は、［Ｂ］が、レジスト層の上面から底面まで減少するためである。簡略化のため、ＰＶＰ−ＤＡＳレジストは漂白作用がなく、εＤＡＳ．［ＤＡＳ］は時間に対して一定であると想定する。式（３）と（４）を使用して、ガラス界面における強度を時間の関数として計算することができる。
【００６１】
図８には、漂白の作用が示されている。３つの強度レベルＩ０ （０．２０、０．１０、０．０５ｍＷ／ｃｍ２）について、露光時間に対する層の底の強度がプロットされている。線６１、６２、６３は、漂白染料を含むレジストの挙動を示し、線６４、６５、６６は、漂白染料を含まないレジストの挙動を示す。漂白染料については、以下の特性が（任意に）選択されている。
2004519827.tif 000010
【００６２】
漂白染料がレジスト層に加えられている露光工程のこの例においては、層の底における強度は、時間内において（ほぼ）線形で増加する。架橋に利用できる層の底における紫外線強度は、漂白染料の（必要な）紫外線吸収によって減少している。
【００６３】
ｔ＝０において、漂白剤を含まないシステムに等しい紫外線強度が、層の底において（すなわちガラス界面において）得られるように、漂白染料を含むシステムの強度Ｉ０を高める場合、図８の線６１、６２、６３は、図９に示されている線６７、６８、６９に変更される。
【００６４】
式（３）と（４）から、漂白剤の量子効率が高いことは、良好な漂白作用を得るうえで有益であることがわかる。さらに、漂白染料の濃度が高いほど漂白作用も高いが、（架橋に利用できる）層の底における紫外線強度は減少する。また、吸光係数が高いと漂白作用も高まるが、紫外線強度が減少する。従って、いずれの状況においても、レジスト層の入口の紫外線強度を高める必要がある。
【００６５】
要約すると、カラー表示管１で使用するためのスクリーン６の製造工程において、ブラックマトリクスパターンと蛍光体層を表示ウィンドウに塗布してスクリーン６を形成するために、感光性材料の工程段階（露光工程と呼ぶ）が使用される。この露光工程の堅牢性は、特に、表示ウィンドウ３における微視的な光分布の形状に依存する。偏向角の大きいカラー表示管１、またはリアルフラットな外面を有するカラー表示管１においては、露光工程がますますクリティカルになると考えられる。本発明によると、露光工程に使用される感光性材料に漂白染料を加えることによって、この問題を克服することができる。この漂白染料は、微視的な光分布の周辺部分より中央においてより強く作用する。この結果として、微視的な光分布の傾斜がより急になり、露光工程におけるコントラストが増大し、これにより露光工程がずっと堅牢になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー表示管の断面図である。
【図２】先行技術の露光テーブルの垂直断面線図である。
【図３Ａ】偏向角の異なるカラー表示管のマスク−スクリーン間距離に対する影響を示す。
【図３Ｂ】偏向角の異なるカラー表示管のマスク−スクリーン間距離に対する影響を示す。
【図４】異なる偏向角の場合の微視的な光分布の線図的な表現である。
【図５Ａ】ブラックマトリクスの工程と蛍光体の工程の、微視的な光分布と工程レベルの表現である。
【図５Ｂ】ブラックマトリクスの工程と蛍光体の工程の、微視的な光分布と工程レベルの表現である。
【図６】漂白染料を使用する場合と使用しない場合の微視的な光分布の例を示す。
【図７】漂白染料の透過率を時間の関数として示す。
【図８】異なる強度レベルの場合の、レジスト層の底における光の強度に対する漂白染料の作用を示す。
【図９】異なる強度レベルの場合の、レジスト層の底における光の強度に対する漂白染料の作用を示す。
【符号の説明】
１  カラー表示管
２  ガラス外囲器
３  表示ウィンドウ
４  漏斗状の部品
５  ネック
６  スクリーン
７、８、９  電子ビーム
１０  電子銃
１１  偏向ユニット
１２  カラー選択電極
１３  シャドウマスク
２０  露光テーブル
２１  ハウジング
２２  光源
２３  レンズシステム
２４  支持材
２５  開口
２９  開口
３１、３２、３４、３５  光ビーム
４０  開口
４１、４２、４３、４４  微視的な光分布
４５  開口
４６  ブラックマトリクス
４７  ドット
Ｉｐ  工程レベル
ＭＷ１、ＭＷ’２  開口サイズ
５０、５１、５２  曲線
６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９  線
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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