JP2000348643A - Glass panel for cathode-ray tube - Google Patents

Glass panel for cathode-ray tube

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JP2000348643A
JP2000348643A JP15696899A JP15696899A JP2000348643A JP 2000348643 A JP2000348643 A JP 2000348643A JP 15696899 A JP15696899 A JP 15696899A JP 15696899 A JP15696899 A JP 15696899A JP 2000348643 A JP2000348643 A JP 2000348643A
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JP
Japan
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glass
stress
glass panel
ray tube
face portion
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JP15696899A
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Japanese (ja)
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Tsunehiko Sugawara
恒彦 菅原
Naoya Shimizu
直也 清水
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Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent fatigue fracture and realize weight reduction, by providing a specific relationship between a maximum compressive stress σC developed on a surface out of a face by reinforcement and a maximum tensile stress σT developed in a glass. SOLUTION: This physically reinforced glass panel has a relationship of an expression: 3.3σT<=|σC|<=5σT between the maximum compressive stress σC developed on a glass surface out of a face where the maximum tensile vacuum stress is developed after at least assembling of a cathode-ray tube, more specifically, near the end of a screen end on the surface out of the face, and a maximum tensile stress σT developed in a glass. The physical reinforcement satisfying this expression can be provided by a heat treatment of rapidly cooling the glass from higher temperature and a temperature operation in a gradual cooling initial stage, comparing with a reinforcing method having a relation σC=|2σT|. The maximum tensile stress σT developed in the glass is preferably not more than 10 MPa for suppressing crack or splitting.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主にテレビジョン
放送受信等に用いられる陰極線管のためのガラスパネル
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glass panel for a cathode ray tube used mainly for receiving television broadcasts.

【0002】[0002]

【従来の技術】テレビジョン放送受信等に用いる陰極線
管は、映像を表示するパネル部(以下ガラスパネルとす
る)と一端に電子銃を格納するネック部を具備する漏斗
状のファンネル部からなるガラスバルブで外郭が構成さ
れている。そして、ガラスパネルは略箱形の構造を有し
ており、スクリーンが形成される略矩形のフェース部と
その側壁を構成するスカート部からなっている。前記ス
クリーンは、フェース部内面に蛍光膜を塗布することに
より形成され、フェース部の中心で直交する長軸および
短軸に平行な4辺で構成された略矩形をなしている。
2. Description of the Related Art A cathode ray tube used for receiving a television broadcast or the like is a glass having a panel portion (hereinafter referred to as a glass panel) for displaying an image and a funnel-shaped funnel portion having a neck portion for storing an electron gun at one end. The outer shell is constituted by the valve. The glass panel has a substantially box-shaped structure, and includes a substantially rectangular face portion on which a screen is formed and a skirt portion forming a side wall thereof. The screen is formed by applying a fluorescent film on the inner surface of the face portion, and has a substantially rectangular shape including four sides parallel to the major axis and the minor axis orthogonal to the center of the face portion.

【0003】このようなガラスパネルを用いた陰極線管
には、1気圧の内外圧力差が負荷された場合、球殻とは
異なる非対称構造のために短軸上や長軸上のスクリーン
端部やフェース部とスカート部の結合部であるブレンド
R部近傍のスカート部の外表面に、大きな引張り応力
(+の符号)の領域が、圧縮応力(−の符号)とともに
比較的広範囲に存在する。ガラスパネルとファンネル部
とを比べると、ガラスパネルにより大きな引張り応力が
発生する。
When a cathode-ray tube using such a glass panel is subjected to a pressure difference of 1 atm between the inside and outside, a screen end portion on a short axis or a long axis has an asymmetric structure different from a spherical shell. On the outer surface of the skirt portion near the blend R portion, which is the joint portion between the face portion and the skirt portion, a region of a large tensile stress (+ sign) exists in a relatively wide range together with the compressive stress (-sign). When the glass panel and the funnel are compared, a larger tensile stress is generated in the glass panel.

【0004】図4に、最も一般的な陰極線管におけるガ
ラスバルブに発生する応力分布を示す。ここで、図4中
のσ1は紙面に沿った応力、σ2は紙面に垂直な方向の応
力成分を示す。図4中の応力分布に沿った数字はその位
置における応力値を示している。
FIG. 4 shows a distribution of stress generated in a glass bulb in the most general cathode ray tube. Here, σ 1 in FIG. 4 indicates a stress along the paper surface, and σ 2 indicates a stress component in a direction perpendicular to the paper surface. The numbers along the stress distribution in FIG. 4 indicate the stress value at that position.

【0005】これをガラスパネルに注目して見ると、ガ
ラスパネルの表面部には二次元的応力分布が存在し、引
張り真空応力の最大値は、通常フェース部のスクリーン
端部またはガラスパネルのスカート部に存在する。した
がって、もしガラスパネルの前記引張り真空応力が大き
い場合、ガラスパネルの構造的強度が十分でないと、大
気圧による静的疲労破壊を生じ陰極線管として機能しな
くなる。
Looking at this from the viewpoint of a glass panel, a two-dimensional stress distribution exists on the surface of the glass panel, and the maximum value of the tensile vacuum stress is usually determined by the screen end of the face portion or the skirt of the glass panel. Exists in the department. Therefore, if the tensile vacuum stress of the glass panel is large, if the structural strength of the glass panel is not sufficient, static fatigue failure due to atmospheric pressure occurs and the glass panel does not function as a cathode ray tube.

【0006】このような破壊を防止するための保証とし
ては、ガラスパネルおよび陰極線管の組み立て工程で発
生するガラス表面への加傷の程度と陰極線管の実用耐用
年数等を考慮して、#150エメリー紙により一様に加
傷したガラスパネルを加圧して外圧負荷試験を行い、破
壊に至ったときの内外圧力差を求めて、この圧力差とし
て3気圧程度は耐え得るようにしている。
As a guarantee for preventing such destruction, taking into account the degree of damage to the glass surface generated in the process of assembling the glass panel and the cathode ray tube and the practical service life of the cathode ray tube, etc. An external pressure load test is performed by pressing a glass panel uniformly damaged with emery paper to determine a pressure difference between the inside and outside when the glass panel is broken, and the pressure difference is made to withstand about 3 atm.

【0007】このような加傷を行ったガラスパネルが持
つ構造的な破壊強度は、ガラスパネルの外表面層に存在
する引張り性の真空応力がガラスバルブの構造に左右さ
れ、二次元的であるため一義的に決まらず、たかだか最
小値18.6MPa、平均24.5MPa程度の範囲に
ある。また、前記真空応力による疲労破壊の起点は、引
張り性の真空応力の最大値σVmaxの存在する領域に存在
する確率が高い。このため、σVmaxを6MPaから12
MPaまでの範囲に抑えるようにガラスパネルの肉厚や
形状を定めている。すなわち、フェース部にある程度の
曲率と肉厚を持たすことにより上記真空応力の低減を図
っている。
The structural breaking strength of such a damaged glass panel is two-dimensional because the tensile vacuum stress existing in the outer surface layer of the glass panel depends on the structure of the glass bulb. Therefore, it is not uniquely determined, and is in a range of at most a minimum value of 18.6 MPa and an average of about 24.5 MPa. Also, the starting point of the fatigue fracture due to the vacuum stress has a high probability of being present in a region where the maximum value σ Vmax of the tensile vacuum stress exists. Therefore, σ Vmax is changed from 6 MPa to 12
The thickness and shape of the glass panel are determined so as to keep the glass panel in the range up to MPa. In other words, the vacuum stress is reduced by providing the face portion with a certain curvature and thickness.

【0008】しかし、視認性を良化する目的で中央肉厚
とスクリーン端の肉厚差を維持したままフェース部の外
面の曲率半径を大きくすると、例えば29インチのガラ
スパネルを平面のフェース部にして、前記最大引張り真
空応力の範囲に抑えた場合、フェース部の肉厚は18.
5mmまで増加する。このため、特許第2671766
号に示されているように引張り真空応力が最大になる領
域に有効な強化を行って強度を確保しつつ薄肉化してい
る。
However, if the radius of curvature of the outer surface of the face portion is increased while maintaining the thickness difference between the center thickness and the screen edge for the purpose of improving visibility, for example, a 29-inch glass panel can be made into a flat face portion. When the maximum tensile vacuum stress is suppressed within the range, the face portion has a thickness of 18.
Increase to 5 mm. For this reason, Japanese Patent No.
As shown in the figure, effective strengthening is performed in the region where the tensile vacuum stress is maximized, and the thickness is reduced while securing the strength.

【0009】通常、ガラスに用いられる物理強化法で
は、成形後少なくともガラスを構成する分子の再配置が
可能な温度域にて、表面とガラス内部との間の厚み方向
に効果的な温度差が生じたまま分子の再配置が不可能な
温度域まで急冷し、その後は室温まで割れない程度の速
度で冷却し強化している。例えば、比較的単純な二次元
的な形状の板ガラスの強化では、両面をほぼ均一に急冷
する熱処理により、両面からガラス厚みの1/6程度の
深さまで圧縮応力層が形成され、残部の2/3程度の厚
みには引張り応力層が形成される。これら圧縮応力層お
よび引張り応力層の最大圧縮応力σCと最大引張り応力
σTの間には、ほぼ|σC|=2σTの関係を有しなが
ら、その応力分布は放物線状を示すことが知られてい
る。
In general, in the physical strengthening method used for glass, an effective temperature difference in the thickness direction between the surface and the inside of the glass is at least in a temperature range in which molecules constituting the glass can be rearranged after molding. As it is generated, it is rapidly cooled to a temperature range in which the molecules cannot be rearranged, and then cooled and strengthened at such a rate that it does not crack to room temperature. For example, in the strengthening of a relatively simple two-dimensionally shaped sheet glass, a heat treatment for quenching both sides almost uniformly forms a compressive stress layer from both sides to a depth of about 1/6 of the glass thickness, and 2 / At a thickness of about 3, a tensile stress layer is formed. Although the relationship between the maximum compressive stress σ C and the maximum tensile stress σ T of the compressive stress layer and the tensile stress layer is approximately | σ C | = 2σ T , the stress distribution may show a parabolic shape. Are known.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前述のような強化法を
用いた場合、σCを増大させるとσT=|σC|/2の関
係でσTも大きくなる。一旦亀裂が圧縮層を貫通し引張
り層に到達した場合には、亀裂の進展性はσTの大きさ
に左右され、大きいほどその歪みエネルギーを解放しよ
うとして亀裂が自走したり、分岐し細片化しやすくな
る。
[0007] When using the reinforcing method as described above, = sigma increasing the C σ T | σ C | becomes larger sigma T in / 2 relationship. Once when a crack has reached the penetrating tension layer compression layer, progress of the cracks is dependent on the size of the sigma T, more or crack free running while attempting to free the strain energy large, branched fine It becomes easier to fragment.

【0011】したがって、強化による大きな歪みエネル
ギーを貯えた陰極線管ガラスパネルに亀裂が生じた場
合、内外圧力差1気圧を解消しようとして瞬間的に自爆
する。また、陰極線管の組み立ての際の破壊の場合に
は、破片の細片化は、工程の汚染を招く問題を生じる。
また、σTが過度の大きさになると、一般的には陰極線
管組み立ての熱処理の際に生じるガラスの収縮量が大き
くなり、熱処理前にフェース内面に形成された蛍光体と
電子が通過するシャドウマスクの穴の相対位置に狂いが
生じ実用性を失う。従来、こうした問題から物理強化ガ
ラスパネルの表面に形成する圧縮応力の実用的な範囲は
極めて制限されている。
[0011] Therefore, when a crack occurs in the glass panel of the cathode ray tube which has stored a large strain energy due to the strengthening, it self-detonates instantaneously in an attempt to eliminate the internal and external pressure difference of 1 atm. In the case of destruction during the assembly of a cathode ray tube, fragmentation of fragments causes a problem of causing contamination of the process.
When σ T is excessively large, the amount of shrinkage of the glass generally generated during the heat treatment for assembling the cathode ray tube increases, and the phosphor formed on the inner surface of the face and the shadow through which electrons pass before the heat treatment. The relative positions of the holes in the mask become inconsistent and lose practicality. Conventionally, due to these problems, the practical range of the compressive stress formed on the surface of the physically strengthened glass panel is extremely limited.

【0012】ガラスの表面強度を向上させる他の方法と
して、ガラスの表面をイオン交換処理によって強化させ
ることが考えられる。この方法は、徐冷域以下の温度で
ガラス中のアルカリイオンをそれよりも大きいイオンで
置換し、その容積増加によって表面に圧縮応力を作る方
法である。この場合、ごく表面にのみ圧縮応力層が形成
されるので、それと相殺する形で形成されるガラス内部
の引張り応力層は物理強化に比べると極めて厚くなる。
As another method for improving the surface strength of glass, it is conceivable to strengthen the surface of glass by ion exchange treatment. This method is a method in which alkali ions in glass are replaced with larger ions at a temperature lower than a slow cooling region, and a compressive stress is generated on the surface by increasing the volume. In this case, since the compressive stress layer is formed only on the very surface, the tensile stress layer inside the glass formed so as to cancel the compressive stress layer becomes extremely thick as compared with the physical strengthening.

【0013】このイオン交換処理は、例えばNa2Oを
5〜8%、K2Oを5〜9%程度含有するSiO2−Sr
O−BaO−Al23−ZnO2系ガラスパネル(旭硝
子製5001ガラス)を、約450℃に保持したKNO
3溶融液中に約4〜6時間程度浸漬することによって得
られる。この処理により、ガラスパネル表面には150
〜300MPa程度の比較的大きな圧縮応力が形成され
る。一方、引張り応力値は、測定不可能なほど小さい。
In this ion exchange treatment, for example, SiO 2 —Sr containing 5 to 8% of Na 2 O and 5 to 9% of K 2 O is used.
O-BaO-Al 2 O 3 -ZnO 2 based glass panel (manufactured by Asahi Glass Co. 5001 glass), and held at about 450 ° C. KNO
3 Obtained by immersion in the melt for about 4 to 6 hours. Due to this processing, 150
A relatively large compressive stress of about 300 MPa is formed. On the other hand, the tensile stress value is so small that it cannot be measured.

【0014】したがって、イオン交換処理では表面に大
きい圧縮応力を形成しても、ガラス内部の引張り応力に
よる自爆は生じない。しかし、圧縮応力層の深さは、高
々30μm程度であり、製造中または使用中に発生する
加傷の最大深さ100〜200μmと比較すると過小で
あるため、十分実用的な深さとは言えない。
Therefore, even if a large compressive stress is formed on the surface in the ion exchange treatment, no self-destruction occurs due to the tensile stress inside the glass. However, the depth of the compressive stress layer is at most about 30 μm, which is too small as compared with the maximum depth of damage of 100 to 200 μm that occurs during manufacturing or use, and is not sufficiently practical. .

【0015】このように、これまでは、ガラスパネルの
軽量化を図るためにガラスパネルを強化して表面層にσ
Cを形成する場合、σCを増大させても安全なσCとσT
関係について十分な究明がなされていない。このため、
σTが所定の範囲を超えないようにσCを一定以下に抑え
たり、σCは大きくしないでガラスの肉厚を増加するこ
とにより陰極線管の安全性を確保してきた。
As described above, conventionally, in order to reduce the weight of the glass panel, the glass panel is strengthened and σ
When forming C , sufficient research has not been performed on the relationship between σ C and σ T that is safe even if σ C is increased. For this reason,
The safety of the cathode ray tube has been ensured by keeping σ C below a certain value so that σ T does not exceed a predetermined range, or by increasing the glass thickness without increasing σ C.

【0016】本発明は、上述したようなガラスパネルの
強化における制約と問題に着目して、ガラス内部に形成
される引張り残留応力を許容範囲に抑制したまま、ガラ
ス表面の強化圧縮応力の実用的範囲を従来より拡大した
強化応力分布を有する、安全で軽量化可能な陰極線管用
ガラスパネルを創出したものである。
The present invention focuses on the constraints and problems in strengthening a glass panel as described above, and makes it possible to reduce the tensile residual stress formed inside the glass to an allowable range while maintaining the practical strength of the compressive stress on the glass surface. The present invention has created a glass panel for a cathode ray tube which has a strengthened stress distribution whose range is expanded as compared with the conventional case and which can be reduced in weight with safety.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ス
クリーンが形成される略矩形のフェース部とその側壁を
構成するスカート部とからなる陰極線管用ガラスパネル
であって、少なくともフェース部に物理強化により圧縮
応力層が形成されており、前記矩形のフェース部の少な
くとも陰極線管組み立て後に最大引張り真空応力が形成
されるスクリーン端近傍において、前記強化によりフェ
ース部外表面に形成された最大圧縮応力σCとガラス内
部に形成された最大引張り応力σTとの間に、3.3σT
≦|σC|≦5σTなる関係を有することを特徴とする陰
極線管用ガラスパネルを提供する。
That is, the present invention relates to a glass panel for a cathode ray tube comprising a substantially rectangular face portion on which a screen is formed and a skirt portion forming a side wall thereof, wherein at least the face portion is physically reinforced. A compressive stress layer is formed, and at least in the vicinity of the screen end where the maximum tensile vacuum stress is formed after assembling the cathode ray tube at the rectangular face portion, the maximum compressive stress σ C formed on the outer surface of the face portion by the reinforcement. Between the maximum tensile stress σ T formed inside the glass and 3.3 σ T
Provided is a glass panel for a cathode ray tube, characterized by having a relationship of ≦ | σ C | ≦ 5σ T.

【0018】また、本発明は、スクリーンが形成される
略矩形のフェース部とその側壁を構成するスカート部と
からなる陰極線管用ガラスパネルであって、少なくとも
フェース部に物理強化および化学強化によりガラス厚み
の1/12以上の圧縮応力層が形成されており、前記矩
形のフェース部の少なくとも陰極線管組み立て後に最大
引張り真空応力が形成されるスクリーン端近傍におい
て、前記強化によりフェース部外表面に形成された最大
圧縮応力σCとガラス内部に形成された最大引張り応力
σTとの間に、3.3σT≦|σC|≦5σTなる関係を有
することを特徴とする陰極線管用ガラスパネルを提供す
る。
The present invention also relates to a glass panel for a cathode ray tube comprising a substantially rectangular face portion on which a screen is formed and a skirt portion forming a side wall thereof, wherein at least the face portion has a glass thickness by physical strengthening and chemical strengthening. Is formed on the outer surface of the face by the reinforcement at least in the vicinity of the screen end where the maximum tensile vacuum stress is formed after assembling the cathode ray tube in the rectangular face at least. Provided is a glass panel for a cathode ray tube, wherein a relationship of 3.3σ T ≦ | σ C | ≦ 5σ T is established between the maximum compressive stress σ C and the maximum tensile stress σ T formed inside the glass. .

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の望ましい実施形態である
物理強化のガラスパネルは、少なくとも陰極線管組み立
て後に最大引張り真空応力が発生するフェース部外表面
の、更に具体的にはフェース部外表面におけるスクリー
ン端近傍の、ガラス表面に形成された最大圧縮応力σC
とガラス内部に形成された最大引張り応力σTとの間
に、3.3σT≦|σC|≦5σTなる関係を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A physically reinforced glass panel according to a preferred embodiment of the present invention is provided at least on a face outer surface where a maximum tensile vacuum stress is generated after assembling a cathode ray tube, and more specifically, on a face outer surface. Maximum compressive stress σ C formed on the glass surface near the screen edge
And the maximum tensile stress σ T formed inside the glass has a relationship of 3.3σ T ≦ | σ C | ≦ 5σ T.

【0020】σCとσTとが前記の特定の関係を有する物
理強化は、従来のσC=|2σT|の関係を有する強化方
法に比較し、より高温から急冷する熱処理とともに徐冷
初期段階で温度操作を行うことにより得られる。
In the physical strengthening in which σ C and σ T have the above-mentioned specific relationship, compared with the conventional strengthening method having the relationship of σ C = | 2σ T | It is obtained by performing a temperature operation in stages.

【0021】一般には、製造中または使用中に生じる加
傷の深さに比較し十分な圧縮応力層の厚みが確保されて
いれば、強化応力が大きいほどガラスの薄肉化の度合を
高くすることができる。しかし、通常ガラスパネルはプ
レス成形時にガラス表面に光学的欠点を生じやすいの
で、強化処理後こうした光学的欠点を除去するため研磨
を行い、映像表示に必要とされる高い光学品質を確保す
る場合がある。このため、研磨前の圧縮応力層は少なく
とも1mm程度確保されることが望ましい。
In general, if the thickness of the compressive stress layer is sufficient compared to the depth of the damage that occurs during manufacturing or use, the degree of thinning of the glass increases as the reinforcing stress increases. Can be. However, glass panels are usually susceptible to optical defects on the glass surface during press forming.Therefore, after strengthening, polishing is performed to remove such optical defects, and the high optical quality required for image display may be ensured. is there. For this reason, it is desirable that the compressive stress layer before polishing be at least about 1 mm.

【0022】|σC|>5σTである場合、圧縮応力層の
厚みがガラス厚みの1/12未満に減少し、ガラスパネ
ルの表面を研磨するような場合には、圧縮応力層が形成
されている表面層が研磨で除去されるため、強化の効果
の大半または全てが消失してしまう。また、こうした応
力の関係を得ようとすると過度の急冷処理が必要とな
り、ガラスパネルの箱型構造とあいまってスカート部と
フェース部との間の冷却のずれが大きくなりやすい。こ
の部位間の大きな温度差により、フェース部には本質的
な強化応力とは異なる不要な引張り性の残留応力が発生
する。この引張り性の残留応力は、強化で得た圧縮応力
を相殺するように作用し強化の効果を著しく損なう。
When | σ C |> 5σ T , the thickness of the compressive stress layer is reduced to less than 1/12 of the glass thickness, and when the surface of the glass panel is polished, the compressive stress layer is formed. Most or all of the strengthening effect is lost because the surface layer is removed by polishing. Further, in order to obtain such a stress relationship, excessive quenching processing is required, and in combination with the box-shaped structure of the glass panel, a shift in cooling between the skirt portion and the face portion tends to increase. Due to the large temperature difference between the portions, unnecessary tensile residual stress different from the essential reinforcing stress is generated in the face portion. This tensile residual stress acts to offset the compressive stress obtained by the reinforcement and significantly impairs the effect of the reinforcement.

【0023】一方、3.3σT>|σC|である場合に
は、σTの許容範囲内でガラス表面の強化圧縮応力を十
分増大することが困難となる。この結果、ガラスパネル
にこれ以上の強度を得るには、専らガラスの肉厚に頼ら
なければならないので、ガラスの肉厚を変えないで強度
のみ増大させたり、ガラスをより薄肉化することが困難
となって、ガラスパネルの軽量化が図れなくなる。特
に、物理強化の作業性、ガラスパネルの強度と軽量化お
よび安全性の面で、3.6σT≦|σC|≦4.5σT
望ましい。
On the other hand, when 3.3 σ T > | σ C |, it is difficult to sufficiently increase the strengthening compressive stress on the glass surface within the allowable range of σ T. As a result, in order to obtain more strength in the glass panel, it is necessary to rely exclusively on the thickness of the glass, so it is difficult to increase only the strength without changing the thickness of the glass or to make the glass thinner. As a result, the weight of the glass panel cannot be reduced. In particular, in terms of workability of physical strengthening, strength and weight reduction and safety of the glass panel, it is desirable that 3.6σ T ≦ | σ C | ≦ 4.5σ T.

【0024】σCとσTとが前記の特定の関係を満たすよ
うに強化された場合、ガラス内部に形成される最大引張
り応力σTは、10MPa以下であることが亀裂細片化
を抑止するうえで望ましい。そして、本質的な強化応力
とは異なる不要な引張り性の残留応力の発生を抑制する
点から、8MPa以下であることが更に望ましい。ま
た、ガラス表面に形成されるσCは衝撃時の亀裂発生や
進展を抑制するために15MPa以上であることが望ま
しく、さらに疲労破壊を防止しかつ効果的な軽量化を達
成するには、20MPa以上であると一層望ましい。
When σ C and σ T are strengthened so as to satisfy the above-mentioned specific relationship, the maximum tensile stress σ T formed inside the glass should be 10 MPa or less to suppress crack flakes. Above. It is more preferable that the pressure is 8 MPa or less from the viewpoint of suppressing the generation of unnecessary tensile residual stress different from the essential reinforcing stress. Further, σ C formed on the glass surface is desirably 15 MPa or more in order to suppress crack generation and propagation at the time of impact. Further, in order to prevent fatigue fracture and achieve effective weight reduction, 20 MPa is required. It is more desirable that the above is satisfied.

【0025】本発明におけるσCとσTの特定の関係は、
フェース部の少なくとも陰極線管組み立て後に最大引張
り応力が形成される箇所において成立していることが重
要である。通常の陰極線管では前記最大引張り応力は短
軸上のフェース部外表面におけるスクリーン端近傍に形
成されるので、この場合には短軸上のスクリーン端近傍
におけるフェース部外表面の圧縮応力σCとガラス内部
の引張り応力σTが、3.3σT≦|σC|≦5σTを満足
していなければならない。
The specific relationship between σ C and σ T in the present invention is:
It is important that the condition is satisfied at least in the face portion where the maximum tensile stress is formed after assembling the cathode ray tube. In a normal cathode ray tube, since the maximum tensile stress is formed near the screen edge on the outer surface of the face on the short axis, in this case, the compressive stress σ C of the outer surface of the face near the screen edge on the short axis is obtained. The tensile stress σ T inside the glass must satisfy 3.3σ T ≦ | σ C | ≦ 5σ T.

【0026】ここで、スクリーン端近傍について、図2
で説明する。図2はガラスパネル1をフェース部2の外
側から見たときの平面図である。スクリーン3は、点線
で図示したようにフェース部2の主要部分に矩形状に形
成される。したがって、スクリーン3の端部すなわちそ
の周縁輪郭はフェース部のブレンドRに近い周辺に位置
している。スクリーン端近傍は、このスクリーン3の範
囲内でスクリーンの周縁輪郭に近い領域であって、その
範囲は最大引張り真空応力が局部的に大きく分布する部
分が目処となる。
FIG. 2 shows the vicinity of the screen edge.
Will be described. FIG. 2 is a plan view when the glass panel 1 is viewed from the outside of the face portion 2. The screen 3 is formed in a rectangular shape on a main portion of the face portion 2 as shown by a dotted line. Therefore, the end of the screen 3, that is, the peripheral contour thereof is located near the blend R of the face portion. The vicinity of the screen end is a region near the peripheral edge of the screen within the range of the screen 3, and the range is a portion where the maximum tensile vacuum stress is locally largely distributed.

【0027】最大引張り真空応力が形成されるフェース
部外表面のスクリーン端近傍には、ガラスパネルを強化
するために一般により大きい圧縮応力が形成されること
が多い。その結果、この部分のガラス内部の引張り応力
も追従して増大するので、この位置のσCとσTとを重視
することは極めて有効である。その他の領域は最大引張
り真空応力も相対的に小さく、陰極線管の安全性が維持
されることが理論的および経験的に確認されている。
In general, a larger compressive stress is often formed near the screen edge on the outer surface of the face portion where the maximum tensile vacuum stress is formed to strengthen the glass panel. As a result, the tensile stress inside the glass in this portion also increases, so that it is extremely effective to emphasize σ C and σ T at this position. In other areas, the maximum tensile vacuum stress is relatively small, and it has been theoretically and empirically confirmed that the safety of the cathode ray tube is maintained.

【0028】しかし、本発明は必ずしも最大引張り真空
応力が形成される位置に限定するものではない。その他
の領域でも当然に3.3σT≦|σC|≦5σTであって
も支障なく、特に前記領域のσCが大きいときは、σT
過大化を抑制するために、前記関係が成立しているのが
望ましい。また、フェース部の内表面にも強化により圧
縮応力は形成されるが、前述したその他の領域と実質同
一と考えることができるので、詳細な言及はしない。
However, the present invention is not necessarily limited to the position where the maximum tensile vacuum stress is formed. In other regions, naturally, even if 3.3σ T ≦ | σ C | ≦ 5σ T , there is no problem. Particularly, when σ C in the region is large, the above relationship is set to suppress the excessive increase of σ T. It is desirable to be established. Further, the compressive stress is also formed on the inner surface of the face portion by the reinforcement, but since it can be considered to be substantially the same as the other regions described above, detailed description will not be given.

【0029】さらに、例えば陰極線管の外面に機械衝撃
が加わった場合に、最も爆縮を生じやすいフェース部コ
ーナー領域に、前記のσCとσTの特定の関係で強化され
ていれば、強化による圧縮応力の存在が亀裂の進展を抑
止し爆縮の確率を低めるとともに、たとえ亀裂が引張り
層まで達したとしても存在する引張り応力は小さいの
で、亀裂の自走を抑制でき爆縮の危険性が増すことは避
けられる。
Furthermore, for example, when a mechanical shock is applied to the outer surface of the cathode ray tube, if the face corner area where the implosion is most likely to occur is strengthened by the above-described specific relationship between σ C and σ T , the strengthening is performed. The presence of compressive stress suppresses the growth of cracks and lowers the probability of implosion, and even if the cracks reach the tensile layer, the existing tensile stress is small, so the self-propelled crack can be suppressed and the danger of implosion Can be avoided.

【0030】本発明の別の実施形態としては、少なくと
もフェース部外表面を物理強化およびイオン交換強化
(化学強化)したガラスパネルがある。このガラスパネ
ルは物理強化と化学強化の長所が取り入れられており、
圧縮応力層の厚みはガラス厚みの約1/12となってい
る。このガラスパネルにおいても、陰極線管組立後に最
大引張り真空応力が形成されるスクリーン端近傍の表面
層に形成された最大圧縮応力σCとガラス内部に形成さ
れた最大引張り応力σTとの間に3.3σT≦|σC|≦
5σTなる関係を有することが望ましい。
Another embodiment of the present invention is a glass panel in which at least the outer surface of the face portion is physically reinforced and ion exchange reinforced (chemically reinforced). This glass panel incorporates the advantages of physical and chemical strengthening,
The thickness of the compressive stress layer is about 1/12 of the glass thickness. In this glass panel as well, the maximum tensile stress σ C formed in the surface layer near the screen edge where the maximum tensile vacuum stress is formed after assembling the cathode ray tube and the maximum tensile stress σ T formed in the glass are 3. 3σ T ≦ | σ C | ≦
It is desirable to have a relationship of 5σ T.

【0031】この場合、化学強化はより効果的に表面圧
縮応力を高めるために物理強化の補助的な手段として用
いられる。したがって、経済性を考えて、化学強化処理
は物理強化過程において同時に行われるのが望ましく、
化学強化処理を行う範囲は特に加傷されやすい領域や最
大引張り真空応力が形成される領域に限定してよい。
In this case, chemical strengthening is used as an auxiliary means of physical strengthening to more effectively increase the surface compressive stress. Therefore, in consideration of economy, it is desirable that the chemical strengthening process be performed simultaneously with the physical strengthening process,
The range in which the chemical strengthening treatment is performed may be limited to a region that is particularly easily damaged or a region where the maximum tensile vacuum stress is formed.

【0032】なお、本発明においてスカート部も通常は
強化され、特に物理強化の場合にはフェース部に比べて
強化度が異なることはあるにしてもフェース部と同時に
強化され、表面には圧縮応力層が形成される。しかし、
スカート部の強化は本発明と直接に関係しないので、必
ずしも強化されていなくてもよい。強化されている場合
に、その選択された位置のσCとσTの関係は3.3σT
≦|σC|≦5σTを満たしていてもよく、満たしていな
くてもよい。
In the present invention, the skirt portion is also usually reinforced, and especially in the case of physical strengthening, although the degree of reinforcement is different from that of the face portion, the skirt portion is strengthened at the same time as the face portion. A layer is formed. But,
Since the reinforcement of the skirt portion is not directly related to the present invention, the reinforcement is not necessarily required. When enhanced, the relationship between σ C and σ T at the selected location is 3.3 σ T
≦ | σ C | ≦ 5σ T may or may not be satisfied.

【0033】[0033]

【実施例】本発明の実施例を比較例とともに表1に示
す。使用したガラスパネルは、アスペクト比が4:3の
34インチのものであり、ガラス厚みはフェース部の中
央が17.5mm、短軸におけるスクリーン端が19.
3mmで、通常のものより薄くなっている。これらのガ
ラスパネルの最大引張り真空応力が形成される位置は、
短軸のスクリーン端近傍にある。ガラスパネルは、実施
例、比較例とも同じものを使用した。
EXAMPLES Examples of the present invention are shown in Table 1 together with comparative examples. The glass panel used was a 34-inch one having an aspect ratio of 4: 3, a glass thickness of 17.5 mm at the center of the face portion, and a glass edge of 19.50 at the short axis.
3 mm, thinner than normal one. The position where the maximum tensile vacuum stress of these glass panels is formed is
Near the short screen edge. The same glass panel was used in both Examples and Comparative Examples.

【0034】強化のための熱処理は、成形後に金型から
取り出した後40秒経過したガラスパネルに対して行
い、その開始時のフェース部(スクリーン端)の温度は
約500℃であった。急冷手段としては、少なくとも短
軸上のスクリーン端部を約20℃の室温の空気により冷
却する方法を用いた。ただし、比較例2については、急
冷手段を用いない点では比較例1と同じであるが、徐冷
条件を操作して表面の圧縮応力を高める方法をとった。
The heat treatment for strengthening was performed on the glass panel 40 seconds after it was taken out of the mold after molding, and the temperature of the face portion (screen end) at the start was about 500 ° C. As the quenching means, a method of cooling at least the screen end on the short axis with air at room temperature of about 20 ° C. was used. However, Comparative Example 2 was the same as Comparative Example 1 except that the quenching means was not used, but a method of increasing the compressive stress on the surface by operating slow cooling conditions was adopted.

【0035】各実施例および比較例についてそれぞれの
熱処理条件でガラスパネルを強化し、これらの最大圧縮
応力σCおよび最大引張り応力σTを、最大引張り真空応
力が形成されるフェース部外表面の短軸のスクリーン端
について測定した。その測定は、ガラスパネルの短軸端
部をスカート部を含む形で幅13〜15mm、長さ約1
50mmの測定試験片4として切り出し(図2参照)、
図3に示す測定片を作製した後、各測定片についてフェ
ース部外表面のスクリーン端の応力測定をバビネ補整器
法により行った。圧縮層の厚みは、バビネ補整器法によ
り得られた応力パターンを写真撮影し測定した。σC
σTおよび圧縮層については、各強化条件で得られたサ
ンプルから任意の3個を抜き出して測定し、平均値で評
価した。
For each of the examples and comparative examples, the glass panel was strengthened under the respective heat treatment conditions, and the maximum compressive stress σ C and the maximum tensile stress σ T were reduced by the shortest outer surface of the face portion where the maximum tensile vacuum stress was formed. Measured at the screen end of the shaft. The measurement was performed by measuring the short axis end of the glass panel including the skirt portion in a width of 13 to 15 mm and a length of about 1 mm.
Cut out as a 50 mm measuring test piece 4 (see FIG. 2),
After the measurement pieces shown in FIG. 3 were manufactured, the stress at the screen edge on the outer surface of the face portion was measured for each measurement piece by the Babinet compensator method. The thickness of the compression layer was measured by photographing a stress pattern obtained by the Babinet compensator method. σ C ,
Regarding the σ T and the compression layer, three arbitrary samples were extracted from the samples obtained under the respective strengthening conditions, measured, and evaluated by the average value.

【0036】耐圧強度は、各強化条件で得られたサンプ
ルから5個を抜き出し、#150エメリー紙により一様
に加傷したガラスバルブに水圧により加圧して外圧負荷
試験を行い、破壊に至った時の内外圧力差を求め平均値
で評価した。防爆試験は、各強化条件で得られたサンプ
ルの任意の10個について、この分野で常用されている
20Jのエネルギーでミサイル法により行った。
With respect to the compressive strength, five samples were taken out of the samples obtained under the respective strengthening conditions, and a glass bulb uniformly damaged with # 150 emery paper was pressurized by water pressure to perform an external pressure load test, which led to destruction. The pressure difference between inside and outside at the time was obtained and evaluated by an average value. The explosion-proof test was performed by the missile method at an energy of 20 J commonly used in this field for any 10 samples obtained under each strengthening condition.

【0037】これらの例から明らかのように、|σC
σT|が3.3〜5の範囲にある実施例1、2、3は、
実施例1で1個不合格となった以外はすべて合格であっ
た。また、各実施例のガラスパネルのσTはいずれも1
0MPa以下であった。これに対し、比較例1、2の|
σC/σT|は2.5、比較例3の|σC/σT|は5.5
となっており、不合格率はいずれも高い。
As is apparent from these examples, | σ C /
Examples 1, 2, and 3 in which σ T | is in the range of 3.3 to 5 are as follows:
All samples were acceptable except that one of them failed in Example 1. Further, the σ T of the glass panel of each embodiment was 1
It was 0 MPa or less. In contrast, | of Comparative Examples 1 and 2
σ C / σ T | 2.5, Comparative Example 3 | σ C / σ T | 5.5
And the rejection rates are all high.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明においては、物理強化によりガラ
スパネル内部に形成される引張り応力を増大せずに、ガ
ラスパネルの表面層に形成される強化圧縮応力の実用的
範囲を従来より拡大した強化応力分布に、つまり前記強
化圧縮応力のみを増大させることができるので、疲労破
壊を防止しながら軽量化をもたらす効果がある。
According to the present invention, the practical range of the strengthening compressive stress formed in the surface layer of the glass panel is increased as compared with the conventional strengthening without increasing the tensile stress formed inside the glass panel by physical strengthening. Since the stress distribution, that is, only the reinforcing compressive stress can be increased, there is an effect of reducing the weight while preventing fatigue fracture.

【0040】さらに、陰極線管の外面に機械衝撃が加わ
っ場合、本発明による高い強化圧縮応力の存在が亀裂の
進展を抑止し爆縮の確率を低める効果をもたらすととも
に、たとえ亀裂がガラス中央の引張り応力層まで達した
としても、本発明によりガラス内部の引張り応力は小さ
く抑えているので、亀裂の自走を抑制でき爆縮の危険性
を回避できる効果がある。これらの効果により、機械衝
撃や陰極線管組み立て中の熱衝撃による爆縮や完成後の
疲労破壊を招かない強固で軽量な陰極線管ガラスバルブ
を容易に製造できる。
Furthermore, when a mechanical shock is applied to the outer surface of the cathode ray tube, the presence of a high reinforcing compressive stress according to the present invention has the effect of suppressing the growth of cracks and lowering the probability of implosion, and at the same time, the cracks are pulled at the center of glass. Even if the stress layer is reached, the tensile stress inside the glass is kept small by the present invention, so that there is an effect that the self-propelled crack can be suppressed and the risk of implosion can be avoided. By these effects, a strong and lightweight cathode ray tube glass bulb that does not cause implosion due to mechanical shock or thermal shock during assembling the cathode ray tube or fatigue fracture after completion can be easily manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のガラスパネルの断面方向における応力
分布を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a stress distribution in a sectional direction of a glass panel of the present invention.

【図2】本発明のガラスパネルのフェース部の外側方向
から見た平面図。
FIG. 2 is a plan view of the face portion of the glass panel of the present invention as viewed from the outside.

【図3】測定試験片の断面説明図。FIG. 3 is an explanatory sectional view of a measurement test piece.

【図4】陰極線管のガラスバルブに発生する応力分布の
説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a stress distribution generated in a glass bulb of a cathode ray tube.

【符号の説明】 1:ガラスパネル 2:フェース部 3:スクリーン 4:測定試験片[Explanation of Signs] 1: Glass panel 2: Face 3: Screen 4: Measurement test piece

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スクリーンが形成される略矩形のフェース
部とその側壁を構成するスカート部とからなる陰極線管
用ガラスパネルであって、少なくともフェース部に物理
強化により圧縮応力層が形成されており、前記矩形のフ
ェース部の少なくとも陰極線管組み立て後に最大引張り
真空応力が形成されるスクリーン端近傍において、前記
強化によりフェース部外表面に形成された最大圧縮応力
σCとガラス内部に形成された最大引張り応力σTとの間
に、3.3σT≦|σC|≦5σTなる関係を有すること
を特徴とする陰極線管用ガラスパネル。
1. A glass panel for a cathode ray tube comprising a substantially rectangular face portion on which a screen is formed and a skirt portion forming a side wall thereof, wherein a compressive stress layer is formed on at least the face portion by physical strengthening. At least in the vicinity of the screen edge where the maximum tensile vacuum stress is formed after assembling the cathode ray tube of the rectangular face portion, the maximum compressive stress σ C formed on the outer surface of the face portion by the strengthening and the maximum tensile stress formed inside the glass due to the strengthening. between σ T, 3.3σ T ≦ | σ C | ≦ 5σ T becomes a cathode ray tube glass panel and having a relationship.
【請求項2】スクリーンが形成される略矩形のフェース
部とその側壁を構成するスカート部とからなる陰極線管
用ガラスパネルであって、少なくともフェース部に物理
強化および化学強化によりガラス厚みの1/12以上の
圧縮応力層が形成されており、前記矩形のフェース部の
少なくとも陰極線管組み立て後に最大引張り真空応力が
形成されるスクリーン端近傍において、前記強化により
フェース部外表面に形成された最大圧縮応力σCとガラ
ス内部に形成された最大引張り応力σTとの間に、3.
3σT≦|σC|≦5σTなる関係を有することを特徴と
する陰極線管用ガラスパネル。
2. A glass panel for a cathode ray tube comprising a substantially rectangular face portion on which a screen is formed and a skirt portion constituting a side wall thereof, wherein at least the face portion is made to be 1/12 of the glass thickness by physical strengthening and chemical strengthening. The above-mentioned compressive stress layer is formed, and at least in the vicinity of the screen end where the maximum tensile vacuum stress is formed after assembling the cathode ray tube in the rectangular face portion, the maximum compressive stress σ formed on the outer surface of the face portion by the reinforcement. 2. between C and the maximum tensile stress σ T formed inside the glass;
3σ T ≦ | σ C | ≦ 5σ T becomes a cathode ray tube glass panel and having a relationship.
【請求項3】最大圧縮応力σCが15MPa以上、最大
引張り応力σTが10MPa以下である請求項1または
2記載の陰極線管用ガラスパネル。
3. The glass panel for a cathode ray tube according to claim 1, wherein a maximum compressive stress σ C is 15 MPa or more and a maximum tensile stress σ T is 10 MPa or less.
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