JPH03129647A

JPH03129647A - 陰極線管

Info

Publication number: JPH03129647A
Application number: JP26515589A
Authority: JP
Inventors: Shinji Ohama; 大濱　真二; Kiyoshi Tokita; 清時田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-10-13
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1991-06-03

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、陰極線管に関するものであり、特に機械的強
度を向上させた陰極線管用ガラス外囲器に関するもので
ある。

（従来の技術）一般にカラー陰極線管は、パネルおよびファンネルから
なるガラス外囲器を有し、そのパネルの内側に装着され
た色選別電極となるシャドウマスクに対向してパネル内
面に、青、緑、赤に発光する３色蛍光体層からなる蛍光
面が形成されている。また、ファンネルのネック内に３
電子ビームを放出する電子銃構体が配設され、各電子銃
から放出される３電子ビームをファンネルのコーン部と
ネックとの境界部外側に装着された偏向装置により水平
および垂直方向に偏向して、蛍光面上を走査することに
より、カラー画像を表示する構造となっている。

通常、上記カラー陰極線管のファンネルの内壁面には、
黒鉛と水ガラスを主成分とする内部導電性被膜が形成さ
れている。この内部導電性被膜には、ファンネルに埋設
されたアノードボタンを介して外部より高電圧が印加さ
れ、さらにバルブスペーサーコンタクトを介してこの高
電圧は電子銃構体の加速電極に印加され３電子ビームを
加速する。

一方、上記カラー陰極線管の製造工程において、前記ガ
ラス外囲器は、数回の高温工程を経る。特にパネルとフ
ァンネルを低融点ガラスを介して融着接合させる封着工
程と、電子銃構体を封止した後に、内部を高真空に排気
する排気工程では３００°〜５００℃に加熱される。こ
の高温工程、特に昇温過程および降温過程においては、
ガラス内部の温度分布により、ガラス内部に種々応力が
働く。

さらに、排気工程ではガラス外囲器内外の気圧差による
応力が加わり、これらの応力によってガラス外囲器が機
械的に破壊されることがある。

すなわち、第６図（ａ）乃至（ｃ）に示すように、まず
上記高温工程の昇温過程において第６図（ａ）のように
、パネル（５０）およびファンネル（５１）外壁と内壁
にガラスの肉厚によって温度差が生じ、温度の低いファ
ンネル内壁には、引張り応力（Ｆ４）が働く。外面には
圧縮応力（Ｆ２）が働く。この際、ファンネル内壁面に
被着された内部導電性被膜（５３）の熱膨張率が前記フ
ァンネル（５１）を成すガラスの熱膨張率よりも大きい
場合には、ファンネル内壁面にはさらに引張り応力が働
く。この引張り応力はガラス表面にひずみを与え微小ク
ラックが生じる原因となり、微小クラックが存在する場
合には応力集中による破壊の原因となる。

また、上記高温工程の降温過程においては、第６図（ｂ
）に示すように、外面は引張り応力（ＦＬ）。

内面には圧縮応力（Ｆ２）が働く。さらに、排気炉中で
は、第６図（ｃ）に示すように、外囲器の内外の気圧差
によって生じる変形によって圧縮、引張り応力が複雑に
加わる。

（発明が解決しようとする課題）このような、応力の影響は従来の小型管では少なく無視
できたが、近年の大型の受像管やハイビジョン用受像管
では無視できなくなっている。

この対策の１つとしてガラス肉厚を大きくし強度を向上
する方法があるが、重量の点で問題が残る。

そこで近年では、軽量化しかつ強度を保つことのできる
ガラス外囲器への要求が高まっている。本発明は上記の
ような問題点を鑑みてなされたものであり、ガラスの肉
厚を薄くして軽量化しても、強度を保つことのできるガ
ラス外囲器を与えることを目的としている。

〔発明の構成〕

（ｍ１題を解決するための手段）本発明は、ガラスよりなる真空外囲器を有し、このガラ
ス外囲器に、外囲器との熱膨張係数の差により歪を発生
する被覆Ｍを有する陰極線管である。

（作用）前記のように構成されるガラス外囲器が、封着工程およ
び排気工程のような高温工程を通過した場合の本発明の
作用を第２図乃至第５図を用いて説明する。

高温工程の昇温過程では、ファンネル（Ｕ）はある一定
の肉厚を有するために、ファンネル外壁面（３１）に加
えられた熱がファンネル内壁面（３２）に伝導するため
にはある一定の時間を要する。そのためにはファンネル
外壁面（３１）と内タマ面（３２）に温度差が生じ、温
度の低い内壁面（３２）には、温度差に伴う膨張量の差
から第２図図示のように引張り応力＜３４）が働く。こ
の際ファンネル内壁面（３２）に被着した内部導電性被
膜（３３）の熱膨張係数（α。）が、ファンネル（１１
）を威すガラスの熱膨張係数（αｇ）より大ならば、フ
ァンネル内壁面（３２）には引張り応力が働き、前記引
張り応力を助長することになる。

この引張り応力（３４）は、第５図図示のように完全に
は均一ではないガラス表面（３８）の一部に微小クラッ
ク（３９）を生じさせる。この表面に生じた微小クラッ
ク（３９）には引張り応力が集中（４０）　Ｌ、　、つ
いには原子間の結合力以上の応力が働き、ガラスの機械
的破壊をもたらす。ここで、本発明の構成のように、内
部導電被膜（３３）の熱膨張係数（α。）が、ファンネ
ルガラス（１１）の熱膨張係数（αｇ）より小ならば、
ファンネル内壁面（３２）には、圧縮応力（３６）が働
き、前記引張り応力（３４）を打消すことができる。

その後の定温過程では、ガラス外壁面（３１）と内壁面
（３２）との間の温度差はなくなり、第３図図示のよう
に、ファンネル内壁面（３２）には、ファンネルガラス
と内部導電被膜（３３）の熱膨張係数の差により生じた
圧縮歪（４１）のみが残る。

さらに、収縮を伴う降温過程では、昇温過程とは逆に熱
膨張係数の差により、ファンネル内壁面（３２）には引
張り応力（４２）が働くが、この引張り応力（４２）は
定温過程で残った圧縮歪（４１〉を解放するのに使われ
るため、ガラスを破壊するまでには至らない。

以上のように、ガラス外囲器表面に低熱膨張係数を有す
る被覆層形成することにより、ガラス外囲器表面に圧縮
応力を与え高温処理工程中に生じる引張り応力を効果的
に緩和し、ガラスの強度を向上させることができる。

（実施例）以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。第１図に、この発明の一実施例であるインライン
型カラー陰極線管装置を示す。

このカラー陰極線管装置は、パネル（１０）およびこの
パネル（１０）に低融点ガラス（２３）を介して一体に
接合されたファンネル（１１）から成るガラス外囲器を
有している。前記パネル（１０）内面には、青、緑。

赤に発光する３色蛍光体層からなる蛍光面（１２）が形
成され、この蛍光面（１２）に対向して、その内側に多
数の電子ビーム通過孔が形成された色選別電極となるシ
ャドウマスク（１３）が装着されている。

また、ファンネル（１１）のネック（１４）内に、同一
水平面上を通るセンタービーム（８Ｇ）および一対のサ
イドビーム（８Ｂ）、　（８Ｒ）からなる−列配置の３
電子ビームを放出する電子銃（１５）が配設されている
。

さらに、ファンネル（１１）のコーン部（２４）とネッ
ク（１４）との境界部外側には、この電子銃（１５）か
ら放出される３電子ビームを偏向する偏向装置（１８）
が装着されている。

さらに、本実施例のカラー陰極線管装置のファンネル内
壁面（３２）には、ファンネル（１１〉のネック（１４
）部から、ファンネル（１１）とパネル（ｌＯ）の接合
面（２３）付近までパネル（ｌＯ）およびファンネル（
１１）からガラス外囲器を威すガラスの熱膨張係数（α
ｇ）より小さい熱膨張係数（α。）を有する内部導電性
被膜（３３）が形成されている。この内部導電性被膜（
３３）は、ファンネル（１１）に埋設されたアノードボ
タン（２６）を介して外部から印加される高電圧をバル
ブスペーサーコンタクト（２７）を通して電子銃構体（
１５）へ、またコンタクトスプリング（２８）を通して
シャドウマスク（１３）に供給する機能、およびシャド
ウマスク（１３）などから発生した２次電子を吸収して
、２次電子が蛍光面（１２）に射突して起こる色純度の
劣化を防止する機能などを有する。

本実施例では、このガラス外囲器を成すガラスの熱膨張
係数（αｇ）より小さい熱膨張係数（α。）を有する内
部導電性被膜（３３）を形成する物質の一例として導電
物質である酸化すず（ＳｎＯ□）および酸化アンチモン
（ｓｂｚｏｚ）を有する鉛はう酸塩ガラスを選んだ。

その具体的な組成は以下の通りである。

ｍＡ・鉛はう酸塩ガラス；　７０ｗｔ％ＰｂＯ：　７４
．９Ｂ、０．　　：　　８．６ＺｎＯ：　　１２．６Ｓｉｎ２　：　　２．０口ａｏ　　　　：　　　Ｌ、９導電物質　　　　；　３０ｗｔ％ＳｎＯ３：　９５．０Ｓｂ２０．：　　５．０パネル（１０）およびファンネル（１１）を處すガラス
の熱膨張係数（αｇ）が約１０　Ｘ　１０−’ｄｅｇ−
’に対し１本実施例の鉛はう酸塩ガラスの熱膨張係数は
約７．７×ｔｏ−’ｄｅｇ−”である。但し、釦はう酸
塩ガラス中の酸化すず（ＳｎＯ□）の含有量の増加に伴
い熱膨張係数および比抵抗は減少するため、含有量を調
整することにより所望する特性を持つ内部導電性被膜が
得られる。

このような内部導電性被膜（３３）は、弗化水素などの
洗浄剤により洗浄されたファンネル部内壁（３２）に、
上記組成の低熱膨張係数（αｇ）を有する物質を含むス
ラリーを、スプレー法などにより塗布することにより形
成される。その後、この内壁部導電性被膜（３３）は、
パネル（１０）とファンネル（１１）を低融点ガラス（
２３）で接合する封着工程の昇温過程において、焼結し
、ファンネルガラス内壁（３２）に結合される。この被
膜は、同じ熱膨張係数でも厚さにより効果は異なる。但
し、ある程度以上の厚さになると効果は飽和する。本実
施例の場合は、５〜２０μｓぐらいが適当である。従来
の内部導電性被膜のように、粉体の量が多く、被膜内部
に空隙が存在する場合の熱膨張係数は定義も測定も難し
いが、本実施例のように、ガラスが主成分の場合には空
隙はあまり存在しないと考えられるため、焼結後の熱膨
張係数はおよそ８．ＯＸ　１（１’″６ｄｅｇ−１　と
予想される。焼結した低熱膨張係数を有する内部導電被
膜（３３）は、その後の昇温過程においてファンネルガ
ラス内壁（３２）に圧縮応力（３６）を与え、ファンネ
ルガラス内外の温度差によってファンネルガラス内Ｑ　
（３２）に生じる引張り応力（３４）を打消す働きをし
、微小クラックの生成、成長を抑制し、ガラス外囲器の
機械的破壊に対する耐力を向上させる。さらに、定温過
程では、ファンネル内壁面に圧縮歪（４１）が残り、そ
の後の降温過程では上記の圧縮歪（４１）を解放してい
くため、高温工程の全過程で有効に作用する。さらに、
この効果は、陰極線管内を高温で高真空に排気し、ガラ
ス外囲器内外の気圧差による応力が加わる排気工程にも
適応する。

この作用効果についてさらに詳述する。

ガラス外囲器に酸化物、金属その他の粉体とガラスより
なる物質を被着させた場合で、ガラスの転位点以上に昇
温しない場合に、高温状態で応力を働かせ、熱処理中の
バルブの破壊を防止する効果が期待できる。

このような物質を塗布し、昇温した場合には、昇温過程
で塗布物中のガラスは拡散し、粉体粒子とガラス外囲器
を焼結させる。続く熱処理で塗布物の熱膨張係数がガラ
ス外囲器のそれより小さければ、熱膨張量の差からガラ
ス外囲器表面には圧縮応力が働き、表面に存在する微小
クラックに集中する引張り応力を緩和する効果を持つ。

但し、温度を塗布物中のガラスのガラス転位温度以上に
上げた場合には、ガラスが流動性を持ち粒子が再配列さ
れてしまい、圧縮応力は緩和されてしまう、従って、こ
のようなタイプでは、ガラス転位温度以上に昇温しでは
いけない。熱処理後の冷却過程では、逆に、ガラス表面
に引張り応力が働くが、これは高温で生じた圧縮歪を解
放するのに使われるため問題にならない。

但し、冷却中に引張り応力がかかるような場所には、被
着させない方が良いため、ガラス外面にはこのような被
覆層は適当でない。今後、このように高温状態で応力を
働かせ、熱処理中のバルブの破壊を防止するものを「第
１の被覆層」と呼ぶことにする。

本実施例では、内部導電性被膜を形成する物質に含有さ
れる導電性物質として酸化すず（ＳｎＯ□）。

酸化アンチモン（ｓｂ２ｏ、）を選んだが、特にこの物
質に限定されるものではなく、例えば酸化レニウム（Ｒ
ｅＯｉ　）−酸化ニッケル（ＮｉＯ）　、　　酸化バナ
ジウム（ｖ２０３）なども使用することが可能である。

次に、本実施例の他の実施例について説明する。

ガラス外囲器が高温状態の時被着させて、常温で応力を
与え外囲器の静耐気圧特性を向上させる被膜として第２
の被覆層を形成する場合について説明する。

これはガラス外囲器に、このガラス外囲器よりも熱膨張
係数が小さい低融点ガラスを被着させて、ガラス転位温
度以上に昇温し、低融点ガラスに流動性を持たせた状態
で５〜２０−の厚さに被覆するものである。この場合、
高温状態では応力はかからない。

これを冷却した場合に、被覆層の熱膨張係数がガラス外
囲器のそれよりも小さいため、被覆層とガラス外囲器の
ガラス外囲器側界面には収縮量の差から引張り応力が働
き、被覆層側に圧縮応力が働く。但し、この場合には、
被覆層とガラス外囲器界面が均一に接着されているので
、表面の微小クラックが問題になるのは被覆層の表面に
なる。

この場合、被覆層の厚さはあまり厚くない方がよい。

常温にまで冷却された後は、被覆層の表面がガラスの表
面になり、この部分に圧縮応力が働くため、静耐気圧特
性を上げる効果を持つ。

この場合には、製造工程中の熱処理以前に、別の熱処理
を施してガラス外囲器に被着させておき、前もって圧縮
応力を与えておく方が良い。

このような第２の被覆層をガラス外囲器に被着した例を
第６図（ｃ）および第７図を用いて説明する。すなわち
、第６図（ｃ）に示すように、ガラス外囲器、特にパネ
ル外面の周辺部には、排気炉中の降温過程で強い引張り
応力（Ｆ３）が働く。この部分、すなわち第７図に示す
パネル（１０）の外周辺部に全周に亘って、前記第２の
被覆層（６０）を被着形成する。第７図において、　（
３３）は前記第１の被覆層で、製造工程中の熱処理で被
覆される。前記第２の被覆層（６０）は、一部パネル前
面にかかるため、透明な低融点ガラスが望ましく、封着
、排気などの製造工程中の熱処理の前に、熱処理を加え
ることにより予め強い固着力で被覆させておくことが望
ましい。

また、ファンネル（１１）の外面には、封着炉の降温過
程で、引張り応力が働くので、前記第１の被覆層と同タ
イプのものは好ましくなく、あえて被覆させるならば、
前記第２の被覆層と同タイプを形成するのが良い。

さらにパネル内面センターでは、前記第１の被覆層のタ
イプを用いても良いが、透明であるという条件が必要で
あるため、透明な低融点ガラスを前もって被着させてお
くのが良い。

さらに、他の例としては、従来の内部導電性膜を利用す
るもので、この膜を構成する物質の中に低熱膨張のガラ
スフリット粉末を混入したものや、鉛はう酸塩ガラス以
外の低融点ガラスに導電物質を混入したものをガラス外
囲器に被着し、熱処理することにより強い固着力で被覆
しても良い。

〔発明の効果〕

本発明により、近年のカラー陰極線管の大型化に伴い問
題となっているガラス外囲器の機械的強度を、ガラスの
肉厚を特に大きくすることなしに、また比較的簡単な方
法で向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図であるカラー陰極線管装
置の構成を示す断面図、第２図乃至第５図は本発明の実
施例の作用を説明するための部分断面図であり、第２図
は高温工程の昇温過程で働く応力を示す図、第３図は高
温工程の定温過程で働く応力と歪を示すための図、第４
図は高温工程の降温過程で働く応力を示す図、第５図は
ガラス表面に発生する微小クラックと応力集中を示すた
めの何、第６図（ａ　）、（ｂ　）、（ｃ　）はガラス
外囲器に働く応力を説明する図であり、第６図（ａ）は
高温工程の昇温過程、第６図（ｂ）は降温過程、第６図
（ｃ）は排気炉中の外囲器の概略断面図であり、第７図
は本発明の他の実施例を説明する概略断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高温で排気され、ガラスよりなる真空外囲器と、
この外囲器内に形成される蛍光面と、この蛍光面に対向
する位置に電子を放出し蛍光面を発光させる電子銃を具
備してなる陰極線管において、前記ガラス外囲器に、外
囲器との熱膨張係数の差によって応力歪を発生させる被
覆層を有することを特徴とする陰極線管。