JPH04123747A - カラー受像管の製造方法 - Google Patents

カラー受像管の製造方法

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JPH04123747A
JPH04123747A JP24251890A JP24251890A JPH04123747A JP H04123747 A JPH04123747 A JP H04123747A JP 24251890 A JP24251890 A JP 24251890A JP 24251890 A JP24251890 A JP 24251890A JP H04123747 A JPH04123747 A JP H04123747A
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shutter
light source
landing
movement
shape
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JP24251890A
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Katsue Morohashi
諸橋 勝栄
Hirotaka Murata
弘貴 村田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、カラー受像管の製造方法に係り、特に良好な
ランディング特性が得られるようにドツト型の蛍光面を
形成するカラー受像管の製造方法に関する。
(従来の技術) 一般にカラー受像管は、第10図に示すように、パネル
jおよびファンネル2からなる外囲器を有し、そのパネ
ル1の内側に装着された多数の透孔の形成されたシャド
ウマスク3に対向して、パネル1内面に蛍光面4が形成
されている。この蛍光面4は、青、緑、赤に発光するス
トライプ状またはドツト状の3色蛍光体層からなる。ま
た、画面のコントラストを向上させるために、この3色
蛍光体層の間隙部にカーボンなどを主成分とする非発光
層を設けて、いわゆるブラックストライプ型またはブラ
ックマトリックス型としたものもある。
この蛍光面4への画像の表示は、ファンネル2のネック
部に内装された電子銃5から放出される3電子ビーム6
B、 6G、 6Rをファンネル2外側に装着された偏
向ヨーク7の形成する磁界により水平方向および垂直方
向に偏向して、蛍光面4を走査することにより行われる
。したがって、この蛍光面4上に色純度良好な画像を表
示するためには、第11図に示すように、シャドウマス
ク3に対して、その透孔8を通過した各電子ビーム6B
、 6G、 6Rが対応する蛍光体層9B、 9G、 
9Rに正しく射突するようにすることが必要である。特
に、シャドウマスクの透孔8に対する3色蛍光体層98
.9G、 9Rの位置は、各電子ビーム6B、 6G、
 6Rの偏向角度にしたがってその見掛上の射出位置(
偏向中心)が変化するため、各対応する蛍光体層9B、
 9G、 9Rに電子ビーム6B、6G6Rが正しく射
突するようにするためには、パネルl内面の各点におい
て、シャドウマスク3の透孔8に対する3色蛍光体層9
B、 9G、 9Rの位置を変化させる必要がある。
一方、従来より蛍光面は、第12図に示すように、パネ
ル内面に蛍光体と感光性樹脂を主成分とする蛍光体スラ
リを塗布、乾燥し、その被膜40をシャドウマスク3を
介して露光することによりシャドウマスク3の透孔8に
パターンを焼付けた後、現像して未感光部分を除去する
ことにより任意1色の蛍光体層を形成する。そして、そ
の工程を3色蛍光体層について繰返すことにより形成し
ている。特に非発光層を有する蛍光面については、上記
3色蛍光体層の形成に先立って、感光性樹脂を塗布し、
類似の方法により3色蛍光体層形成位置にシャドウマス
ク3の透孔8に対応する感光性樹脂のパターンを形成し
た後、非発光性塗料を塗布し、その後、この非発光性塗
料を感光性樹脂のパターンと共に剥離して3色蛍光体層
形成位置に空隙部をもつ非発光層を形成することにより
製造される。
この蛍光体層、非発光層のいずれの場合でも、露光工程
では、第13図に示すように、シャドウマスク3を装着
したパネル1と露光用光源10との間に、光源lOから
放射される光11の軌道を上記電子ビームの軌道に近似
させる補正レンズ12を配置した露光装置が用いられて
いる。なお、13は上記被膜を部分露光するためのシャ
ッターであり、14はその露光領域を制御する開口であ
る。光源10の基準位置を原点とし、管軸と一致する光
軸をX軸、パネルlの短軸、長軸をそれぞれy軸、Z軸
とする直交座標系を用いると、通常、シャッター13は
、2方向に長い間口14を有し、露光領域を制限しなか
らy方向に移動する。
上記補正レンズ12としては、かつては、球面レンズが
用いられていたが、カラー受像管の構造が複雑になるに
つれて、単純なレンズでは光の軌道を補正することがで
きなくなり、現在では複雑な表面形状を有する非球面レ
ンズが用いられている。
この非球面レンズの表面の任意の点におけるレンズ底面
からの表面高さXは、一般にはy、zの多項式で表わさ
れる。このような多項式を用いて行われる補正レンズI
2の設計は、多項式の各係数の変化量に対して光源IO
から放射される光11がどのように変化するか、蛍光面
4の全面にわたり追跡し、蛍光面4全面の電子ビームの
入射位置との誤差が一定値(通常10ミクロン)以下に
なるように設計される。しかし、このような方法で設計
しても、補正レンズI2の限られた数少ない点で誤差を
小さくすることは比較的簡単にできるが、補正レンズの
任意の点で誤差を小さくするように係数を設定しても、
その係数は、一般に他の大多数の点で誤差を大きくする
ように作用するので、蛍光面上のすべての点において所
望の誤差以下になるように設計することは極めて困難で
ある。たとえ高性能超高速の電算機を使用しても、設計
に時間がかかるばかりでなく、多くの場合、係数の変更
は豊富な経験による判断を必要としている。しかも、連
続曲面によって行うことのできる補正には限界がある。
すなわち、連続曲面は一般にy方向だけ、あるいは2方
向だけのランディングを合わせる自由度しかもちあわせ
ていない。したがって、y方向のランディングを無視で
きるストライプ型のカラー受像管については、連続曲面
により補正を行うことができるが、y方向、2方向の両
方のランディングを合わせる必要のあるドツト型のカラ
ー受像管については、一般には連続曲面だけで補正を行
うことは不可能である。ただし、90゜偏向程度であれ
ば、偏向磁界の特性が連続曲面により表現できる特性に
近いため、ある程度満足のいく補正を行うことができる
。しかし、110゜偏向などの広偏向角のカラー受像管
については、連続曲面により十分な補正を行うことは不
可能であった。
また、他の補正レンズの設計方法として、特公昭47−
40983号公報や特公昭49−22770号公報には
第14図(a)及び(b)に示すように、補正レンズ1
2を複数部分に分割し、その各部分ごとにその表面の傾
斜を決定する方法か示されている。このような方法は、
分割された各部分ごとに露光時の光の軌道を電子ビーム
の軌道に精度よく一致させることができる。しかし、分
割された各部分の境界部に段差15ができるため、特に
、3色蛍光体層の間隙部に非発光層を設けるブラックス
トライプ型やブラックマトリックス型の蛍光面4に対し
ては、その段差15に起因する光量不均一のために蛍光
面4にむらが生じやすい。これを解決する方法として、
露光時に補正レンズ12を揺動する方法や段差部を遮光
する方法があるが、いずれも蛍光面4のむらを十分に満
足のいく品位にすることはできない。
(発明が解決しようとする課題) 上述のように、一般にカラー受像管の蛍光面4の製造に
おいては、パネル1内面に形成された蛍光体スラリや感
光樹脂などの被膜にシャドウマスクの透孔に対応するパ
ターンを焼付けるとき、光源10から放射される光11
の軌道を偏向ヨークの形成する磁界により偏向される電
子ビーム6B、 6G、 6Rの軌道に近似させる補正
レンズ12が用いられる。
しかし、補正レンズ12の表面形状に多項式などによっ
て表わされる連続曲面を用いた場合、ドツト型のカラー
受像管の補正を行うには不十分であり、とりわけ110
°偏向などの広偏向角の場合、補正を行うことは一般に
は不可能であった。これはドツト型のカラー受像管の場
合y方向、2方向の両方のランディングを合わせる必要
があるが、−般に連続曲面には、y方向だけあるいは2
方向だけのランディングを合わせる自由度しかないため
である。
また、補正レンズ12を複数部分に分割し、その各分割
部分ごとにその表面の傾斜を決定する方法が提案されて
いるが、この場合各部分ごとに必要な補正を行うことは
できても、境界部に段差15ができるため蛍光面4のむ
らが生じる。これを避けるために、補正レンズ12を揺
動したり段差部を遮光する方法を用いても、蛍光面4の
むらを十分に満足のいく品位にすることはできない。
本発明は上記問題点を解決するためのものであり、従来
製作が困難だったドツト型のカラー受像管の蛍光面を十
分満足のいくように形成する手段を提供することを目的
とする。
[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明は、パネル内面に感光
性樹脂または蛍光体スラリの被膜を形成し、この被膜に
シャドウマスクを介して光源からの光を照射し、上記被
膜に上記シャドウマスクの透孔に対応するパターンを焼
付けた後、現像して非発光層または蛍光体層を形成する
ことにより上記パネルの内面に蛍光面を形成するカラー
受像管の製造方法において、 上記パネル内面に形成された被膜に対する上記光源から
の光の照射領域を制限しながら一方向1移動しこの移動
方向と直交する方向に長い間ロズ設けられたシャッター
と、このシャッターと上W1光源の間に配置され、上記
光源が管軸上の原点番。
あるときに上記シャッターの移動方向と同方向qランデ
ィングが合う形状を有する補正レンズとづ用い、 上記シャッターの移動に同期して上記光源を」記シャッ
ターの移動方向に平行で管軸を含む平山内で移動すると
ともに、上記シャッターの開口に形状を変化させ、 上記開口の形状変化を、移動した光源からの上記シャッ
ターの開口を通過する光線の上記シャッターの移動方向
と同方向のランディングが上記光源が上記原点にあった
ときと略同等となる照射領域に対応するように定めると
ともに、 上記光源の移動量で上記照射領域における上記シャッタ
ーの移動方向と直交する方向のランディングを調整する
ことにより、 上記被膜に上記シャドウマスクの透孔に対応するパター
ンを焼付けることを特徴とする。
(作用) 光源から出た光は補正レンズにより屈折し、シャッター
の開口、シャドウマスクの透孔を通ってパネルの曲面上
の所定の点に到達する。ここで、シャッターの開口はパ
ネルの長袖又は短軸方向に長く、露光領域を制限しなが
ら前記開口の長軸に直交する方向に移動する。
補正レンズの表面形状が連続曲面の場合、シャッターを
用いず、光源も移動しないとすると、般にはパネルの長
軸及び短軸方向の両方のランディングを合わせることは
不可能である。しかし、パネルの長袖方向だけあるいは
短軸方向だけの一方向のランディングを合わせることの
できる連続曲面は一般には設計可能である。そこで、補
正レンズは、光源が原点にあるとき、蛍光面でシャッタ
ーの移動方向のランディングが合うように設計される。
一方、シャッターの移動方向と直交する方向のランディ
ングは、光源の移動によって合わせるようにする。すな
わち、シャッターにより制限された照射領域におけるシ
ャッターの移動方向と同方向のランディングを変化させ
ないで、かつ、シャッターの移動方向と直交する方向の
ランディングずれを修正するように、光源をシャッター
の移動に同期してシャッターの移動方向に平行で管軸を
含む平面内で移動させる。
しかし、シャッターの開口の形状が一定であると、対応
する照射領域全体でシャッターの移動方向と同方向のラ
ンディングを変化させないようにすることは一般にはで
きず、シャッターの端の方へいくにつれて少しずつラン
ディングはずれてくる。これは主として、曲面形状を有
するパネルとシャッターの開口を通過する平面状の光の
交差形状が曲線となるためである。
そこで、シャッターの開口の形状を、移動した光源から
のシャッターの開口を通過する光線のシャッターの移動
方向と同方向のランディングが上記光源が原点にあった
ときと略同等となる照射領域に対応する形状に変化させ
ることにより、シャッターの移動方向と同方向のランデ
ィングを調整することができる。
このようにシャッターの移動とともに光源の位置を決め
ると同時に開口の形状を変化させていくことにより、ド
ツト型カラー受像管用の蛍光面を全面にわたり良好なラ
ンディング特性が得られるように形成することができる
(実施例) 以下、図面を参照しつつ本発明を実施例に基づいて説明
する。
第1図に本発明に使用する露光装置の一構成を示す。こ
の露光装置は、内面に感光性樹脂又は蛍光体スラリの被
膜40が形成されたパネルlを位置決め支持する支持台
30を有し、この支持台30の下方に露光用光源20が
設置されている。この光源20としては、通常、水冷式
または空冷式の超高圧水銀灯が用いられるが、そのほか
にレーザー光、あるいはレーザー光を光ファイバなどの
光導体を介して放射するものも使用できる。上記支持体
30の下部にはシャッター23が、シャッター23と光
源20の間には補正レンズ22が配置されている。
光源20の下部にはラック32が取付けられており、光
源支持体33に取付けられているピニオン34によりX
方向に自在に移動できるようになっている。
光源支持体33の両端にはラック35が取付けられてお
り、ピニオン36によりX方向に自在に移動できるよう
になっている。このような機構により光源20をxy平
面内で移動させることができる。
補正レンズ22は、光源20が原点0にあるとき、パネ
ル内面全面でX方向のランディングが合うように設計さ
れている。また、2方向のランディングについてもz軸
上では合わせることは可能であり、そのように設計され
ている。
シャッター23にはラック41が取付けられておりピニ
オン42によりX方向に移動できる。また、シャッター
23には2方向に長い開口50が設けられており、この
2方向に長い形状の開口50を変化させるための開口形
状制御機構60が配置されている。
この開口形状制御機構60について第2図、第3図によ
り説明する。開口50は光をさえぎるゴム製の膜61に
よって形成されている。膜61の端部には開口形状制御
棒62が固定されている。この制御棒62の一部にはラ
ック63が設けられており、ピニオン64によりX方向
に移動可能となっている。また、複数の制御棒62を移
動させることにより、ゴム膜61が伸び縮みし、開口5
0の形状を変化させることができる。
制御棒62の本数は本実施例では片側3本ずつとしてい
るが、一般には何本でもよく、多いほど微妙な制御が可
能となる。要求されるランディング特性に応じて適宜法
めればよい。ピニオン64はモーター65により駆動さ
れる。なお、図示していないが、光源移動用のピニオン
34.36、シャッター移動用のピニオン42もモータ
ーにより駆動される。
すべてのモーターはデジタル制御され、光源20の動き
、シャッター23の移動、開口50の形状の変化が調和
するようにしである。
次に、光源20の移動量とシャッター23の開口50の
形状変化について第4図乃至第9図を用いて説明する。
いまシャッター23は上述のように2方向に長い間口5
0を有し、X方向に移動するものとする。第4図におい
て、光源20から出た光21は補正レンズ22により屈
、折し、図示していないシャッターの開口、シャドウマ
スクの透孔を通ってパネルlの曲面上の所定点に到達す
る。
補正レンズ22の表面形状が連続曲面の場合、シャッタ
ーを用いず、光源も移動しないとすると、一般にはX方
向及び2方向の両方のランディングを合わせることは不
可能である。しかし、X方向だけあるいは2方向だけの
ランディングを合わせることのできる連続曲面は一般に
は設計可能である。そこでいま、補正レンズ22を、光
源20が原点0にあるとき、蛍光面全面でパネルのX方
向のランディングが合うように設計したとする。また、
2方向のランディングについてもz軸上では合わせるこ
とは可能であり、そのようにしたとする。
このときランディングの様子は一般に第5図のようにな
る。通常ランディングのパターンはy軸、z軸に対し対
称なので、図は2≧0、y≧0の領域で示しである。矢
印71がランディングを示しており、同じシャドウマス
ク透孔を通る光線と電子ビームの到達点の違いを光源に
よる光線の方を基準に任意のスケールで示しである。こ
のようにX方向のランディングを全面で0になるように
設計したとすると、パネルlの対角部にいくにつれて2
方向のランディングが合わなくなる。
そこで、この2方向のランディングを合わせるために光
源20をシャッター23の移動方向(X方向)に平行で
管軸(X方向)を含む平面内で移動させる。このことを
第6図を用いて説明する。いま、簡単のため、パネルl
内面の被膜40とマスク3は平行とし、補正レンズは無
いものとする。
第6図(a)において、光源20をxy平面上で光線2
1の方向に沿って原点OからOIに移動させたとしても
、X方向では光線21の到達点は変わらずランディング
は変化しない。このとき、2方向のランディングについ
ては、第6図(a)のA−B平面を表す第6図(b)に
示したように、光線21の到達点はPからPlに移動す
る。このように、シャッター23の位置に対応するy軸
上の点に向かう光線の方向に沿って光源20を変化させ
ることにより、y方向のランディングを調整することは
できる。
しかし、実際には、補正レンズとパネルが複雑な曲面と
なっているため、y軸上でy方向のランディングが変化
しないように光源を動かしたとしても、y軸から離れる
につれてy方向のランディングは変化していく。これは
主として、第7図に示すように、曲面形状を有するパネ
ルlとシャッター23の開口50を通過する平面状の光
70との交差形状が曲線となるためである。しかし、y
方向のランディングが変化しない領域は存在し、光の軌
道を計算機でシミュレーションすることにより求めるこ
とは可能である。このことを図示すると第8図のように
なる。第8図は第7図におけるシャッター23の位置で
のyz平面を示しており、矢印72は、シャッター23
の開口50を通過した光線のランディングの変化を、光
源20が原点にあるときを基準として、任意の単位で示
している。シャッター23の開口50の形状が81のよ
うに直線状だと、ランディングは2方向だけでなくy方
向にも変化してしまう。そこで、シャッター23の開口
50の形状を計算機で求めた形状82のようにすること
により、y方向のランディングの変化をなくすことがで
きる。また、シャッター23の位置によりy方向のラン
ディングのずれは異なるので、シャッター23の移動に
同期して開口の形状を変化させる。この間口50の形状
変化により、シャッター23の移動と同方向(y方向)
のランディングを調整することができる。さらに、シャ
ッター23の移動と直交する方向(2方向)のランディ
ング73も、上述のように光源20の移動により変化す
るので、光源20の移動量を調整することにより、第5
図に示す光源20が原点0にあったときのミスランディ
ングを相殺することができる。
したがって、曲線82に対応するシャッター23の開口
50の形状を決めて露光を行えば、y、  z両方向の
ランディングを合わせることができる。このようにシャ
ッター23の移動とともに光源20の位置を決めると同
時に開口50の形状をy方向のランディングが変化しな
いような領域に対応させて変化させていくことにより、
全面で良好なランディング特性を得ることができる。
なお、一般的には補正レンズの特性をy方向のランディ
ングが0となるようにする必要はない。
補正レンズの特性に合わせて、光源の移動量と開口の形
状の変化を決定すればよい。ただし、上記のようにした
方が光源の移動、開口形状の決定は容易であり好ましい
開口50の形状変化の様子を第9図に示す。シャッター
23の開口50の形状は開口50の中心の位置により示
してあり、2軸、y軸に対称なので2≧0、y≧0につ
いて図示しである。開口50の幅は、ランディングの点
からは小さくした方がよいが、露光に要する時間を考え
ると大きくした方がよく、これらの点を考慮して決定さ
れる。また、一般的には、光量を調整するため、端にい
くほど幅を広くする必要がある。この形状は本実施例で
は第2図に示す制御棒62によりつくりだされる。開口
50の中心の位置をYA (0)、開口50の長径方向
の位置をYA(Z)とすると、 U  (z)=Y  (Z)  YA  (0)八  
      ^ は、移動した位置での開口の中心部と周辺部の差、つま
り開口形状の曲率の変化を表わすことになる。
移動する光源のX+V座標をxo、yoとすると、20
インチのカラー受像管の場合、UA (z)”o”oの
値は第1表のようになる。
第1表 とした。このとき、2方向、y方向のランディングの目
標特性との差をδ2.δyとしたとき、δ2、δyは最
大でそれぞれ9μm、12μmとすることができた。こ
れは開口形状を変化させない場合におけるδ2.δyの
最大値、12μm、49μmと比較してランディング特
性が向上していることがわかる。
以上の説明のように、本発明によれば、シャッターを移
動させるとともにシャッターの開口の形状を変化させて
、パネルの内面の被膜の露光領域を制限しつつ、その露
光領域に対応して光源を移動することができ、ランディ
ング特性の良好なドツト型カラー受像管の蛍光面を形成
することができる。
なお、上記実施例では2方向に長い開口をもったシャッ
ターをy方向に移動させるとともに光源をxy平面内で
移動させているが、y方向に長い開口をもったシャッタ
ーを2方向に移動させるとともに光源をxz平面内で移
動させるようにしてもよい。
また、使用する補正レンズは連続曲面でなくてもよく、
表面に段差をもつ補正レンズであってもよい。
さらに、シャッター23、光源2θ、制御棒62の移動
はラック、ピニオン、モーターによって行っているが、
移動方法はこれに制限されない。ベルトやワイヤーを用
いてもよいし、空気圧、油圧の利用なども可能である。
必要な移動ができさえすれば、手段は任意に選ぶことが
できる。
[発明の効果コ 本発明によれば、ドツト型カラー受像管の蛍光面を良好
な特性で形成することができる。とりわけ連続曲面によ
る補正レンズだけでは製造が不可能であった広偏向角の
カラー受像管用の蛍光面をも良好な品位で形成すること
ができ、その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明で使用する露光装置の一実施例を示す断
面図、第2図は第1図におけるシャッターの開口形状制
御機構を示す模式平面図、第3図は第2図における開口
形状制御機構の要部断面図、第4図は第1図における補
正レンズの原理を示す模式斜視図、第5図は第4図にお
けるランディングを説明する図、第6図(a)乃至(b
)は光源を移動したときのランディングの変化を説明す
る図、第7図はシャッターの移動に伴うランディングの
変化を示す図、第8図はシャッターの開口形状とランデ
ィングの変化を示す図、第9図はシャッターの開口形状
の変化を示す図、第10図はカラー受像管の構成を示す
断面図、第11図は蛍光面の3色蛍光体層に対する3電
子ビームのランディングを説明するための図、第12図
は蛍光面の製造方法を説明するためのブロック図、第1
3図は従来の露光装置を示す断面図、第14図(a)乃
至(b)はそれぞれ複数部分に分割された補正レンズの
平面図及び断面図である。 l・・・パネル       3・・・シャドウマスク
10、20・・・光源      12.22・・・補
正レンズH,23・・・シャッター   50・・・開
口40・・・被膜        61・・・ゴム膜6
2・・・開口形状制御棒 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同    竹 花 喜久男 第 図 bl 第 図 第 図 第 図 (a) (b) 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 (b 第 図 [ 〉) 「 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 パネル内面に感光性樹脂または蛍光体スラリの被膜を形
    成し、この被膜にシャドウマスクを介して光源からの光
    を照射し、上記被膜に上記シャドウマスクの透孔に対応
    するパターンを焼付けた後、現像して非発光層または蛍
    光体層を形成することにより上記パネルの内面に蛍光面
    を形成するカラー受像管の製造方法において、 上記パネル内面に形成された被膜に対する上記光源から
    の光の照射領域を制限しながら一方向に移動しこの移動
    方向と直交する方向に長い開口が設けられたシャッター
    と、このシャッターと上記光源の間に配置され、上記光
    源が管軸上の原点にあるときに上記シャッターの移動方
    向と同方向のランデイングが合う形状を有する補正レン
    ズとを用い、 上記シャッターの移動に同期して上記光源を上記シャッ
    ターの移動方向に平行で管軸を含む平面内で移動すると
    ともに、上記シャッターの開口の形状を変化させ、 上記開口の形状変化を、移動した光源からの上記シャッ
    ターの開口を通過する光線の上記シャッターの移動方向
    と同方向のランデイングが上記光源が上記原点にあった
    ときと略同等となる照射領域に対応するように定めると
    ともに、 上記光源の移動量で上記照射領域における上記シャッタ
    ーの移動方向と直交する方向のランデイングを調整する
    ことにより、 上記被膜に上記シャドウマスクの透孔に対応するパター
    ンを焼付けることを特徴とするカラー受像管の製造方法
JP24251890A 1990-09-14 1990-09-14 カラー受像管の製造方法 Pending JPH04123747A (ja)

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