曝光装置 本发明是关于曝光装置、特别是关于在彩色阴极射线管面板上，使荧光屏曝光形成荧光屏的曝光装置。
如图1所示，通常，在彩色阴极射线管中，与荫罩相对，在面板2的内侧面形成由3色荧光体层组成的荧光屏3。由电子枪4射出的3束电子束5B、5G、5R经荫罩筛选准确地射在对应的3色荧光体层上，由该电子束扫描荧光屏3，显示彩色图像。
在这样的彩色阴极射线管中，荫罩1上电子束通过的开孔成圆形，荧光屏3有如图2A与2B所示那样圆点状3色荧光体层6B、6G、6R紧靠排列的荧光屏和如图3A和3B所示那样在黑色矩阵状光吸收层7的矩阵式开孔中镶入圆点状3色荧光层6B、6G、6R的黑色矩阵式荧光屏。
这样的彩色阴极射线管地荧光屏向来是用照相印刷法形成的。例如，图3A与3B所示的黑色矩阵式荧光屏，如图4A所示，面板2的内侧面涂有以PVA(聚乙烯醇)及ADC(重铬酸铵)为主成分的感光剂，它被烘干后形成感光膜9，这一感光膜隔着荫罩曝光，在感光膜9上晒出与荫罩1的圆形开孔10的图形对应的像。然后，这样图形的被晒像过的感光膜9经显像，除去未感光的部分，如图4B所示，形成圆点状的图形组成的保护膜11。接着，在形成保护膜11的面板2的内侧面涂布光吸收涂料，烘干后，如图4C所示，形成光吸收涂料层12。而后，将涂布在保护膜11上的光吸收涂料层12与保护膜11一起剥离，如图4D所示，形成开有矩阵孔13的光吸收层7，矩阵孔13开在应该形成荧光体点的位置上。
此后，在形成上述光吸收层7的面板2的内侧面涂布以任意荧光体，例如兰色荧光体与PVA及ADC为主要成分的感光性荧光体浆液、烘干、如图4E所示，形成感光性荧光体浆液层15。然后，隔着荫罩使这一感光性荧光体浆液层曝光，在感光性荧光体浆液层15上晒出与荫罩1的圆形开孔10相对应的图形，接着，这一图形的被晒像过的感光性荧光体浆液层15显像，未感光部分被除掉，如图4F所示，在光吸收层7上形成的预定的矩阵孔上形成点状的兰色荧光体层6B。对绿色及红色荧光体重复进行上述兰色荧光体层6B的形成工序后，如图4G所示，在形成于光吸收层7上的预定的矩阵孔上形成绿色荧光体层6G及红色荧光体层6R。
而且，对于不具有图2所示的光吸收层的荧光屏，用依序反复进行上述兰、绿、红荧光体层的形成工序的方法制造。
在形成荧光屏的工序中、形成光吸收层7用的感光膜9及形成感光性荧光体浆液层15等的荧光屏用的感光性构件的曝光向来使用图5所示的曝光装置。这种曝光装置，在支持面板2于预定位置的支持台17的下部设置光源部18，在这光源部18上面配置使光源部18射出的光线19近似于电子束轨道的补偿透镜等组成的光学透镜系统20、校正按规定配置于支持台17上的面板2的内侧面的光量分布的校正滤光片21等。在这光源部18，通常配置直管状电弧式汞灯组成的光源22，该电弧式汞灯采用水冷方式冷却。在光源部18，配置着形成实质上控制光源22的大小的狭缝23的遮光板24。该遮光板24的狭缝23以光源22的轴方向为其宽度方向。还有，在图5中，符号26是在面板2的内侧形成荧光屏所需要的感光性构件。
借助于这样的曝光装置，在制成面板内侧面所形成荧光屏用的感光性构件上晒出与荫罩1的开孔对应的图案，在圆点状的3色荧光体层或黑色矩阵式光吸收层形成的情况下，该3色荧光体层或光吸收层的矩阵式开孔的形状很大程度上取决于光源22的形状，光学透镜系20荫罩的开孔开状、面板2的内侧面形状等。为了做成电子束中靶余量大且色纯度易于调节的彩色阴极射线管，最好把该3色荧光体层或光吸收层的矩阵式开孔做成高密度的正圆形，为此，对于光源22，有必要设定成电弧式汞灯轴向的分量(即决定轴向长度的遮光板24的狭缝23的宽度)和作为垂直于轴向的方向上的分量的放电电弧直径具有大致相等的关系。如果决定该电弧式汞灯轴向分量的遮光板24的狭缝23的宽度与放电电弧直径的关系不适当，则圆点状的3色荧光体层或光吸收层的矩阵式开孔不能形成近乎正圆的形状。
因此，如图5所示，形成圆点状的3色荧光体层或光吸收层的矩阵式开孔用的曝光工序中，光源部18以经狭缝射出的光线19的光轴28为转轴旋转。
为了解决这样的问题，使电弧式汞灯在其管轴方向上间歇性移动、摇动或椭圆运动，以形成与构成荧光屏用的感光性构件晒像荫罩的圆形开孔相对应的图形实质上为正圆形的曝光装置已为人们所了解。
这样，设置圆点状3色荧光体层或在光吸收层矩阵式开孔中埋入圆点状3色荧光体层的彩色阴极射线管荧光屏，其3色荧光体层或矩阵式开孔做成近于正圆形，而且尽可能做得大，以此，可以做成电子束对3色荧光体层的中靶余量大且色纯度易于调整的彩色阴极射线管。
这样的彩色阴极射线管的荧光屏，一向用照相印刷法形成，使用的曝光装置，在形成于面板内侧面的荧光屏形成时所用的感光构件上，晒像得出与荫罩的园形开孔相对应的图案。这一曝光装置的光源部，通常以直管状的电弧式汞灯作光源，配置着实质上控制该光源大小的狭缝形成用的遮光板。
借助于这样的曝光装置，在形成于面板内侧面的荧光屏形成时所用的感光构件上晒像得出与荫罩的开孔相对应的图形，在形成圆点状3色荧光体层或黑色矩阵式光吸收层时，为了做成电子束中靶余量大且色纯度易于调整的彩色阴极射线管，要把该3色荧光体层或光吸收层的矩阵式开孔做成正圆，为此，特别是对于光源，必须设定，决定电弧式汞灯轴向分量的遮光板的狭缝的宽度和作为与该轴向正交方向上的分量的放电电弧直径大致相等。如果该遮光板的狭缝的宽度与放电电弧直径的关系不合适，则圆点状的3色荧光体层或光吸收层的矩阵式开孔就不能成为接近正圆的形状。另一方面，为了提高生产效率，要用短曝光时间使形成于面板内侧的荧光屏形成时用的感光构件曝光，必须使发射出的光量大。然而，电弧式汞灯，其轴向分量可以借助于遮光板的狭缝宽度而扩大，但要使正交方向上的放电电弧的直径变大是困难的。
因此，在为形成圆点状3色荧光体层或光吸收层的矩阵式开孔而进行曝光时，使遮光板的狭缝宽度变大，而且，在面板内侧面上形成的荧光屏形成时所用的感光构件上晒像时，为了使晒出的与荫罩的圆形开孔对应的图形为正圆，光源部以经狭缝射出的光线的光轴为旋转轴旋转。但是，即使这样旋转光源部进行曝光，也因为遮光板离开光源配置，从荫罩的特定开孔看光源时，可以看到随着光源部的旋转，光源有视在变动。因此，存在着在形成于面板内侧面的荧光屏形成时所用的感光构件上晒像所得与荫罩的开孔相对应的图形不是正圆的问题。
本发明的目的是提供一种不使光源运动，而在形成于面板内侧面的荧光屏形成时所用的感光构件上晒像所得与荫罩的圆形开孔对应的图形可接近正圆形的曝光装置。
在形成彩色阴极射线管的荧光屏时用的曝光装置中，使在形成于面板内侧面的荧光屏形成时用的感光构件上晒像得出与荫罩的开孔对应的图形的光线的发射光源部与上述荧光屏形成时用的感光构件相向配置，在它与荫罩之间配置光学补偿构件，该光学补偿构件具有，从光源部向形成荧光屏用的感光构件发射的光线的透射方向上的厚度有偏差的倾斜平面或倾斜曲面，借助于驱动部使该光学补偿构件以从光源部向形成荧光屏用的感光构件发射的光线的光轴为中心轴旋转。
而且该光学补偿构件具有根据在形成荧光屏用的感光构件上晒像所得与荫罩的开孔对应的图形的长径与短径的比设定的倾斜曲面。
如上所述，在光源部与荫罩之间配置着具有：从光源部向形成于面板内侧面的荧光屏形成时所用的感光构件发射的光线的透过方向上的厚度有偏差的倾斜平面或倾斜曲面的光学补偿构件，借助于驱动部使该光学补偿构件以从光源部向形成荧光屏用的感光构件发射的光线的光轴为中心轴旋转。在这样的曝光装置中，从光源出发通过荫罩的任意开孔到达形成荧光屏用的感光构件的光线、由于旋转着的光学补偿构件的厚度及曲面的折射变化而改变轨迹，以不同的角度射入荫罩的开孔。其结果是，随着光学构件的旋转，投射在形成荧光屏所用的感光构件上的、荫罩开孔的图形旋转移动，从而可以使在形成荧光屏所用的感光构件上晒像所得与荫罩开孔对应的图形接近正圆。
而且，如果光学补偿构件被做成具有根据在形成荧光屏用的感光构件上晒像所得与荫罩的开孔对应的图形的长径与短径之比设定的曲面的形状，则可以使在形成荧光屏用的感光构件上晒像所得与荫罩的开孔对应的图形成为更准确的正圆形。
图1是表示彩色阴极射线管的大概结构的剖面图。
图2A与2B分别为由圆点状的荧光体层组成的荧光屏的平面图及其剖面图。
图3A与3B分别为黑色矩阵式光吸收层的矩阵式开孔中埋入圆点状荧光体层做成的荧光屏的平面图及剖面图。
图4A至4G是表示分别用来说明黑色矩阵式光吸收层的矩阵式开孔中埋入圆点状荧光体层做成的荧光屏的形成方法的各制造步骤的剖面图。
图5是表示已有的、在彩色阴极射线管的面板上使荧光屏曝光形成荧光屏的曝光装置的构造的概略剖面图。
图6是表示本发明一实施例的、在彩色阴极射线管面板上使荧光屏曝光、形成荧光屏的曝光装置的结构的剖面图。
图7是用来说明通过图6所示的曝光装置的光学补偿构件的光线的轨迹变化的图。
图8是用来说明图6所示的曝光装置的、投影在形成面板内侧面的荧光屏所用的感光构件上的荫罩开孔图形移动情况的图。
图9是用来说明图6所示的曝光装置的、投影在形成面板内侧面的荧光屏所用的感光构件上的荫罩开孔图形所描出的轨迹的图。
图10是表示图6所示的曝光装置中的、具有倾斜曲面的光学补偿构件的一部分的剖面图。
下面参照附图、根据实施例对本发明曝光装置加以说明。
图6表示本发明的一实施例的曝光装置，该曝光装置中，设有确定面板2的位置、支承面板的支持台17，在该支持台下部设有发射曝光用的光线的光源部18。由补偿透镜等组成的光学透镜系统20配置于光源部18与面板12之间。借助于这一光学透镜系统，使射向由支持台17定位并支承的面板12的内侧面上形成的荧光屏形成用的感光构件26的、来自光源18的光线19近似于彩色阴极射线管的电子枪发射出的电子束的轨迹。而且，用来校正由支持台17定位并支承的面板12的内侧面上的光强度分布的补偿滤光片21配置于光源部18与面板2之间。该光源部18以直管状的电弧式汞灯为光源，在该光源22上面离开光源22的地方设置具有以电弧式汞灯的管轴方向为宽度方向的狭缝23的遮光部24。
再者，该曝光装置，在光源22与装于由支持台17定位、支承的面板2的荫罩1之间，最好是在光源22与光学透镜系统20之间设置光学补偿构件30。从光源部18射向由支持台17定位、支承的面板12内侧面上形成荧光屏用的遮光部24的光线19通过该补偿光学构件30。该补偿光学构件30是用其透射方向的厚度(即板厚)不相同的倾斜平面做成的棱镜状透明折射物体。该光学补偿构件30，如图7所示，具有来自光源的光线入射的平坦的入射面30A及与该入射面相对、倾斜的平坦的出射面30B。而且，该光学补偿构件30以从光源部18射向形成荧光屏用的感光构件26的光线19的光轴28为旋转轴，由驱动装置27以预定的转速沿箭头方向驱动旋转。作为转轴的光轴28与面板2的中心轴一致，在图7所示的光学系统中，按照大致垂直通过出射面30B的要求配置光学补偿构件。
这样，在光源22与装在面板2上的荫罩之间配置具有倾斜平面30B的光学补偿构件30，使该光学补偿构件30以从光源部18射出光线19的光轴28为转轴旋转。
图7表示把光源22看作点电源，光学补偿构件30配置于某一位置的情况下以及从该位置转动180°的情况下光线的轨迹。如图7所示，通过荫罩的任一开孔到达形成荧光屏所需的感光构件26的光线19，在通过光学补偿构件的板厚厚的部分时，经过实线表示的轨迹32a，而通过板厚薄的部分时，经过锁线所示的不同的轨迹32b。就是说，使荫罩某一开孔的图形曝光的光线，如图7所示，从因光学补偿构件30的转角不同而不同的入射位置射入入射面30A，在该入射面30A被折射、在光学构件中经过因光学补偿构件30的旋转角度不同而不同的光程，在出射面30B的不同出射位置被折射，从不同的方向向荫罩的任意开孔10射去。结果，如图8所示，投射在形成荧光屏用的感光构件26上的荫罩的开孔的图形33，如两个图形33a、33b所示，通过光学补偿构件的板厚厚的部分时与通过板厚薄的部分时，在面板的辐射方向，即面板2的对角线方向上移动。投影在形成荧光屏用的感光构件上的荫罩的开孔的图形33的这一移动，随着光学补偿构件的旋转，随时间变化，在光学补偿构件旋转一周的时间里，如图9所示、描绘出以荫罩的开孔与光源的中心的连线34与面板内侧面的交点35为中心，以面板的辐射方向为长径的大致椭圆的轨迹36。
描绘在形成荧光屏所用的感光构件上的椭圆轨迹36的长径与短径之比，可以借助于调整倾斜平面30B相对于光学补偿构件的入射面30A倾斜角度来加以调整。从而可以借助于合适地设定该倾斜平面30B的倾斜角度的方法，不必旋转光源部，使在形成荧光屏用的感光构件上晒像所得与荫罩的开孔对应的图形成为接近正圆形的形状，从而能使相对于圆点状的3色荧光体层或在黑色矩阵式光吸收层的矩阵式开孔上3色荧光体层形成的荧光屏的电子束中靶余量做得大，能做成易于调整色纯度的彩色阴极射线管。
下面对其他实施例的曝光装置加以说明。
图10表示作本发明其他实施例的曝光装置的主要构成要素的光学补偿构件，对于本曝光装置的其他构成，由于与图6所示的曝光装置相同，就省略其说明。
本光学补偿构件30，不同于前述实施例的具有倾斜平面30B的光学补偿构件，将该倾斜平面30B做成按光源部所辐射光线穿透该倾斜平面30B的方向，形成不同光程的倾斜曲面30B。也就是就，光学补偿构件30的出射面30B做成曲面。这个倾斜曲面30B，根据用不具有已有的光学补偿构件的曝光装置，在面板内侧面形成荧光屏用的感光构件上晒像所得与荫罩的开孔对应的图形的长径与短径之比决定，并设定得使被投影于形成荧光屏用的感光构件上的荫罩的开孔的图形，能根据面板内侧面的位置，描绘出最佳轨迹。
在把具有这样的倾斜曲面30B的光学补偿构件30配置于光源部上面，以从光源部向在面板内侧面形成荧光屏用的感光构件辐射的光线的光轴28作为旋转轴旋转的曝光装置中，可以在面板内侧面的任何地方，比具有平面型倾斜面的光学补偿构件更准确地控制在形成荧光屏用的感光构件上晒像所得与荫罩的开孔对应的图形，可以使电子束的中靶余量变大，做成易于调整色纯度的彩色阴极射线管。
还有，光学补偿构件30由使倾斜曲面30B向一个方向倾斜的曲面构成，但是在与这一方向垂直的方向上，也做成能合适地控制与荫罩的开孔对应的图形的曲面，从而能对形成荧光屏用的感光构件晒像所得与荫罩的开孔对应的图形的轨迹作种种设定。
而且在上述实施例中，把光学补偿构件做成具有从光源部发出的光线的透射光路不同的倾斜平面，或倾斜曲面30B的形状，以平面与曲面组合随意构成这一倾斜面。
如上所述，在形成彩色阴极射线管荧光屏用的曝光装置中，射出在面板内侧面形成荧光屏用的感光构件上晒像得出与该形成荧光屏用的感光构件相对配置的荫罩的开孔对应的图形的光线的光源部与荫罩之间，配置具有在向着形成荧光屏用的感光构件射出的光线的透射方向的厚度有偏差的倾斜平面或倾斜曲面30B的光学补偿构件，借助于驱动部，该光学补偿件以从光源部向形成荧光屏用的感光构件射出的光线的光轴为中心轴旋转。这样的构成使得，从光源射出，通过荫罩的任意开孔到达形成荧光屏用的感光构件的光线，轨迹随旋转的光学补偿构件的厚度变化而变化，以不同的角度射入荫罩开孔。其结果是，随着光学补偿构件的旋转，投影在形成荧光屏用的感光构件上的荫罩开孔的图形发生视在移动，可以使在形成荧光屏用的感光构件上晒像所得与荫罩的开孔对应的图形接近正圆形，从而可以使电子束的中靶余量变大，制成易于调整色纯度的彩色阴极射线管。
而且，使光学补偿构件具有根据形成荧光屏用的感光构件晒像所得与荫罩的开孔对应的图形的长径与短径之比设定的倾斜曲面30B的形状，则可以更准确地控制在形成荧光屏用的感光构件上晒像所得与荫罩的开孔对应的图形，可以做成电子束中靶余量大、色纯度易于调整的彩色阴极射线管。