制造彩色阴极射线管的光吸收层的方法 本发明涉及制造彩色阴极射线管的光吸收层的方法。
通常，彩色阴极射线管的面板内侧的荧光表面是(例如)按图7A和7B所示方式制成的，这是一种带有光吸收层的条带式彩色荧光表面，光吸收层在各红、绿和兰荧光层之间起光吸收作用。
首先，这种制造方法按图7A所示方式实施，在面板11的内表面上涂敷并形成光敏材料层12，并采用(例如)选色电极(具有按预定节距排列的狭缝状束通孔的选色电极)作为曝光掩模，对所涂材料进行紫外线曝光。
参考数字14表示选色电极13上的开孔，参考符号I(X)表示选色电极12上的光强分布。也就是说，输入的紫外线通过选色电极13上的开孔14时产生图7A中所示的衍射，这种衍射形成光强分布I(X)。
参考符号I(t)表示光敏材料12的不溶值，该值对应于在面板显影时为保持光敏材料12留在面板11上所需的最小能量(曝光量)。参考符号12t表示由所接收的光产生的在光敏材料12中地能量超过不溶值的点。
当曝光程度完成后，用所要求的显影液对光敏材料12进行显影处理。然后，由显影液洗除光敏材料12中的所接收光能未超过不溶值的部分。即，仅将超过不溶值的部分留作光敏材料12，从而变成光敏材料12选择性地形成的状态。
尔后，如图7B所示，在选择性地形成有光敏材料12的面板11的内表面上全部形成由炭黑构成的光吸收层形成膜15。
以下述方法除去光敏材料12及留在其上的由炭黑构成的光吸收层形成膜15a：将在前面的显影工序中未洗除的位于光吸收层形成膜15之下的光敏材料12再用可溶解光敏材料12的负(reversing)显影液进行显影。结果，形成了由炭黑构成的光吸收层15。由于光吸收层由石墨构成，故有时称之为石墨条或石墨层。
但是，上述的这种曝光方法存在这样的问题：在穿过选色电极中的狭缝的曝光光束的抗蚀膜的水平方向(水平扫描方向)上，与光强分布I(X)[I：光强，X：水平方向的位置]图形的不溶线It相交处有形成低梯度的趋势，从而使光吸收层图形不能成为线性的，并可能产生单色不均匀现象。图8的曲线示出在水平方向上曝光光束的光强分布I(X)，它显示出上述问题。
下面对这个问题进行更详细地描述。
在图8A中，若假设有一条如实线所示的光强分布曲线，光强It位于抗蚀材料的不溶线(无论抗蚀膜是否对光敏感，此线均变为界线)中，且此光强It对应于抗蚀材料的难熔线(无论抗蚀材料是否对光敏感，此线均变为界线)，由于在光强分布曲线与不溶线It交界部分具有小的梯度绝对值，曝光(光能)具有轻微的不均匀性，以及抗蚀膜具有轻微的不均匀的光敏感性，从而导致曲线变为非正规曲线，例如变成波纹形，因此由抗蚀膜的曝光和显影形成的光吸收层的保护(层)图形不能变成边缘清晰的线性形状。当光吸收层的保护(层)图形变成不规则的情况下，可能产生单色干扰而妨碍图象质量的改善，从而产生问题。从宏观角度观察，光吸收层呈不规则形状。
但是，在通过曝光光束的掩模开孔的光的光强分布I(X)与不溶线的交界处的梯度变成使保护(层)图形出现不均匀的这种程度，可表示为|[1/I(X)]·[I(X)/X]|x-xo。下面将描述得到这个表达式的原因。
最初，由于光强分布I(X)是根据下列条件确定的：用作光源的超高压汞灯(波长为0.365μm或0.432μm或类似值)的内径、灯的光强、灯中的光强分布、所用的曝光部件(block)的尺寸、通过所用的射击位置校正透镜系统投射至面板上的紫外线的入射角、掩膜的开孔宽度以及掩模与面板之间的相对距离即加至面板内表面的局部(local)坐标上的栅高(GH)，因此光强分布I(X)仅在局部坐标X方向上是变化的，所有其它参数是固定的，由此得到了I(X)/X的偏微分等式。为使这个偏微分等式具有更通用的特性，将其乘以1/I(X)，使其对于光强I呈归一形式，由此得到[1/I(X)]·[I(X)/X]的等式。
此外，光强分布I(X)在中心轴(Y轴)的左侧是向右地增大的，其梯度为正值，而在右侧则是向右地减小的，从而导致产生不利的负梯度值，因此要计算等式中的绝对值并进而得到上述的|[1/I(X)]·[I(X)/X]|的等式。另外，不溶线It和I(X)之间的交叉点的坐标为±Xo，因此实际数值可由|[1/I(X)]·[I(X)/X]|x-xo得到。这个值在本发明中被定义为对比系数。虽然，这个值越大，前述的光吸收层的保护(层)图形的不均匀性就越小是显然的，但最好增大对比系数值，以使保护(层)图形的非均匀性难以产生。
在上述情况下，对比系数|[1/I(X)]·[I(X)/X]|x-xo分别随选色电极的节距的增加而增大，随选色电极的透射率的增加而增大，随白区率的增加而增大，随束相对于选色电极的入射角的减小而增大，随狭缝宽度增加而增大，并且随栅高GH减小而增大。根据以上说明，显然可进行以下的描述。
尽管随栅高GH减小，对比系数可以增大，但这可根据电子枪与选色电极或类似装置之间的关系自动地确定，并且不允许为改善对比系数而降低它。此外，一般情况下，在选色电极的入射角相对于狭缝减小的左右两侧处，对比系数设定得低于中心部分，这是因为狭缝宽度减小时，会在屏角部位置产生小的黑色的和模糊的部分，如图9所示。
为消除单色不均匀性，已进行了技术改进。一部分成功的技术载于日本专利公开平4-51928号中。但是，在每次技术改进时，阴极射线管中所需的图象质量与目前技术的要求是完全不同的，目前要求的图象质量水平非常高，以前提出的技术难以满足这些要求。
本发明是为解决上述问题而提出的。本发明的一个目的是要为制造光吸收层而对光敏材料进行曝光，使得在荧光表面上不产生单色不均匀性。
用于制造权利要求1的阴极射线管的光吸收层的方法具有这样一个特征，即曝光工序在下列条件下进行：对比系数|[1/I(X)]·[I(X)/X]|x-xo为[(8.604/P)-4.81]×10-3或更大。
根据权利要求1所述的制造阴极射线管的光吸收层的方法，由于对比系数|[1/I(X)]·[I(X)/X]|x-xo为[(8.604/P)-4.81]×10-3或更大，单色不均匀性可以完全消除。其原因是基于如下事实。本发明人就制造光吸收层的曝光工序按五种节距P(掩模的孔距)的选色电极进行了实验，检查了单色不均匀性的发生情况及其与对比系数的关系，并发现如下结果：当节距P为0.25mm时，对比系数极限值(即这样一个值，若对比系数小于此值就可能产生单色不均匀性)为0.03；当节距P为0.3mm时，对比系数极限值为0.024；当节距P为0.6mm时，对比系数极限值为0.0105；当节距P为0.73mm时，对比系数极限值为0.006；而当节距P为0.73mm时，对比系数极限值为0.0036。本发明人根据上述数据计算了对比系数极限值与节距之间的关系，从而使：|[1/I(X)]·[I(X)/X]|x-xo可由[(8.604/P)-4.81]×10-3表示。
仅为便于参考，将掩模节距与对比系数极限值之间的关系作为例子示于图5中。
图1A和1B是根据本发明的制造阴极射线管的光吸收层的方法的一个优选实施例，其中图1A显示曝光工序，图1B显示显影工序。
图2是用于显示前述优选实施例中的曝光工序的状态的剖视图。
图3是在前述优选实施例的曝光工序中用作光源的超高压汞灯的光发射特性图。
图4是在前述优选实施例中所用的光敏材料的吸收特性和曝光部件透镜系统的透射特性图。
图5是掩模节距P与对比系数极限值之间的相互关系图。
图6A和6B是效果示意图，其中图6A为穿过掩模开孔的曝光光束的光强分布曲线；图6B为顶视平面图，它用于显示通过诸如曝光或类似工序处理形成的光吸收层。
图7A和7B示出背景技术中所用的制造光吸收层的方法。
图8A和8B示出本发明要解决的问题，其中图8A为穿过掩模开孔的曝光光束的光强分布曲线；图8B为顶视平面图，用于显示通过诸如曝光或类似工序处理形成的光吸收层。
图9为屏示意图，用于显示在屏上形成单色不均匀的部分。
现参照附图更详细地描述一个优选实施例，此实施例为根据本发明的对制造彩色阴极射线管的光吸收层的光敏材料进行曝光的方法。
图1A和1B示出本发明的一个优选实施例，其中本发明用于制造单枪三束式彩色阴极射线管的光吸收层。
首先，如图1A所示，在面板11的内表面上涂敷并形成光敏材料12，尔后以选色电极(具有许多按所要求的节距布置的狭缝状束透过孔)作为曝光掩模，用紫外线对所涂材料进行曝光。
参考数字14表示选色电极的开孔，参考符号I(X)表示光敏材料12上的光强分布。也就是说，输入的紫外线穿过选色电极13的开孔14，产生衍射，并形成例如图1A中所示的光强分布I(X)。
参考符号It表示在光敏材料12的不溶点下进行显影时留作掩模所要求的最小能量(曝光量)。参考符号12t表示光敏材料12上所接收的光能超过不溶值It的位置。
图2的剖视图示出了进行曝光工序的状态。在此图中，参考数字16表示曝光装置，彩色阴极射线管的面板11置于此装置上。参考数字17表示用于曝光工序的光源，它是超高压汞灯。
图3示出超高压汞灯的发光特性，其中横座标表示光束的波长，纵坐标表示相对强度。从此图中可以看出，在此灯的光谱中，波长为334nm、365nm、 405nm和435nm的部分的谱区变为峰值。此外，虽然在其它位置上还存在其它峰值，但它们对曝光工序几乎无影响，因为以下要描述的透镜系统18的特性与光敏材料12的吸收特性之间的关系决定了这种情况。参考数字18表示透镜系统，其中由光源(超高压汞灯)17产生的光束穿过透镜系统18，再穿过选色电极13的开孔14，而到达位于面板11的内表面的光敏材料12上。
图4示出光敏材料的吸收特性和透镜系统的透射特性，其中，横轴表示光的波长(nm)，纵轴表示透射率(％)。从此图中可以看出，波长为约320nm或更短的光束被透镜系统18阻断。此外，光敏材料12对波长在350nm附近的光束呈吸收峰值。因此，可以认为，在320-450波长范围内的光束对曝光工序至关重要。
另外，曝光工序在下述条件下进行是重要的，即前述的对比系数|[1/I(X)]·[I(X)/X]|x-xo可变为[(8.604/P)-4.81]×10-3，甚至在屏的角部为更大。
进行这一工序的原因是，本发明人就制造光吸收层的曝光工序按五种节距P(掩模的开孔间距)的选色电极做了实验、检查了单色不均匀性发生的情况及其与对比系数之间的关系，结果发现：当节距P为0.25mm时，对比系数极限值(即这样一个值，如果对比系数小于比值，可能发生单色不均匀性)为0.03；当节距P为0.3mm时，对比系数极限值为0.024；当节距P为0.6mm时，对比系数极限值为0.0105；当节距P为0.73mm时，对比系数极限值为0.006；当节距P为0.73mm时，对比系数极限值为0.0036。本发明人根据上述数据计算了对比系数极限值与节距之间的关系，从而使|[1/I(X)]·[I(X)/X]|x-xo可表示为[(8.604/P)-4.81]×10-3。
图5示出了掩模(孔)节距与对比系数极限值之间的关系。
当完成上述曝光工序后，用所要求的显影液对光敏材料12进行显影处理。尔后用显影液洗除光敏材料12的所接收能量未超过不溶值的部分。即，仅将超过不溶值It的部分留作光敏材料12，光敏材料12因此变成所说的选择形成状态。
然后，如图1B所示，在选择性地形成有光敏材料12的面板11内表面上全部覆盖一层由炭黑制成用于形成光吸收层的膜15。
在此工序之后，除去光敏材料12及其上由炭黑制成用于形成光吸收层的膜15a，这是通过用能够溶解留在膜15之下的用于形成光吸收层的光敏材料12的负显影液再次进行显影实现的，而这在此前的显影工序条件下却不能洗除。由此便形成了炭质的光吸收层15。
根据本发明的用于制造彩色阴极射线管的光吸收层的方法，在用于形成光吸收层的抗蚀材料曝光工序中，由于象上面所述的那样将屏角部处的对比系数|[1/I(X)]·[I(X)/X]|x-xo设定为大于对比系数极限值[(8.604/P)-4.81]×10-3，因此不会产生单色不均匀性，如图6B所示。
图6A和6B示出了本发明的优选实施例的效果，其中图6A的曲线示出了穿过掩模开孔的曝光光束的光强分布，图6B为顶视平面图，它示出了光吸收层，并表明光吸收层的边缘变为直的。
也就是说，在光强分布曲线中，由于与不溶值It的交叉点处的梯度绝对值是高的，光吸收层的保护图形不会由于曝光量的轻度不均匀及光敏材料12的光敏特性的轻度不均匀而变成不规则的波纹状，而是变成与狭缝状开孔非常一致的形状。
此外，本发明不仅可用于以狭缝式荫罩作为选色电极的彩色阴极射线管，而且还可用于采用点阵或阀式荫罩的彩色阴极射线管。也就是说，本发明不仅可用于制造条带式彩色阴极射线管的光吸收层，而且还可用于制造点式荫罩或阀式荫罩型彩色阴极射线管的光吸收层。
如上所述，根据权利要求1限定的制造彩色阴极射线管的光吸收层的方法，由于对比系数|[1/I(X)]·[I(X)/X]|x-xo设定为高于[(8.604/P)-4.81]×10-3，因此完全消除单色不均匀性是可能的。