CN1278363C - 彩色阴极射线管用锥体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种彩色阴极射线管用锥体，其具有通过熔接玻璃来密封屏盘的密封端面，在假设十点平均粗糙度为Rz、山峰山谷的平均间隔为Sm时，密封端面的表面宽度方向上50%以上的表面是10≤Rz≤25μm、且2.5＜Sm/Rz≤6.0，并且具有由山峰山谷形成的多个微细凹陷状凹部的粗糙面。

Description

彩色阴极射线管用锥体

技术领域

本发明涉及用于彩色阴极射线管的锥体。

背景技术

在彩色阴极射线管用玻璃部件中，如图3所示，有显示图像的屏盘1和漏斗形状的锥体3，锥体3带有插入电子枪的管颈部2。

屏盘1和锥体3通过在其对置的各自密封端面4、4上夹置的熔接玻璃5而密封。通过将锥体3的密封端面4朝上保持，在其密封端面4上涂敷与有机结合剂(通称赋形剂)混合的浆状的结晶性熔接玻璃并进行干燥后，将屏盘1的密封端面4朝下放置在其上，并加热烧结，来进行该密封。

在这样的熔接玻璃5的密封中，从涂敷性和密封强度方面来看，需要将粘性低的浆状的熔接玻璃5尽可能多的、并且均匀地涂敷在锥体3的密封端面4上。

但是，现有的锥体3的密封端面4是平滑的镜面状态，如果大量地涂敷浆状的熔接玻璃5，则不能稳定地保持在密封端面4上，其一部分从密封端面4垂挂，如图4所示的锥体3的密封端面4附近的外表面部和熔接玻璃5形成的角度a小，呈现所谓的凹腔的密封形状。因此，屏盘1和锥体3的密封强度恶化，其结果，在作为阴极射线管制造的后工序的真空排气工序中，因密封部的强度恶化而产生玻壳破损的问题。因此，本申请人在(日本)特公平7-95431中提出了将与熔接玻璃的密封端面形成带有多个微细凹陷状的凹部的粗糙面的阴极射线管用锥体，实现防止阴极射线管用锥体的熔接玻璃的垂挂并保持稳定，可以获得良好的密封形状。

但是，一方面期望改善因将锥体的密封端面形成粗糙面而造成的在密封端面上残留附着的微小异物和密封部产生微小泡，而且，期望可以获得密封强度更良好的阴极射线管用锥体。

即，在使上述的密封端面形成粗糙面的锥体中，在制造工序和包装中，在其密封端面上附着的有机物和碳、或微小金属粉末等微小异物，即使经过锥体清洗工序后，也有残存在密封端面的凹部内的情况，或者在密封过程中，有密封端面上涂敷的熔接玻璃未填充在凹部内，在凹部内残存空气的情况。在使用密封端面上残存微小异物或污迹等状态下将锥体和屏盘密封的玻壳的阴极射线管中，在施加高电压时，有在所述微小异物或污迹的部位造成电荷集中的情况，而在凹部中残留空气的状态下，在密封部形成微泡，其结果，有引起不能获得具有期望强度和性能的阴极射线管的危险。为了抑制两玻璃部件的变形，玻璃构成的屏盘和锥体的密封通常在450℃以下的温度进行加热烧结，但在后工序的阴极射线管制造的真空排气工序(最高温度约350℃)中，为了使熔接玻璃的密封部不软化，例如使用ZnO-Pb-B₂O₃系的结晶性的熔接玻璃。该结晶性的熔接玻璃因加热从约400℃起开始软化、流动，同时从熔接玻璃内部析出4PbO·B₂O₃和2ZnO·PbO·B₂O₃的结晶，通过约440℃下30～60分钟的烧结，改变为热膨胀系数适合锥体的玻璃材质的值(约100×10^-7/℃)的耐热温度高的结晶玻璃。此时，在熔接玻璃和锥体的界面上，熔接玻璃一边进行结晶一边与锥体的密封端面的玻璃进行反应，通过楔作用而进行浸蚀，通过形成化学的结合来进行密封。熔接玻璃的密封强度由熔接玻璃和锥体玻璃的反应、浸蚀的程度来决定。作为判断两者的密封程度的方法，有以下方法：用硝酸等强酸溶解除去熔接玻璃成分后，观察判断在锥体玻璃的密封端面的表面(锥体玻璃和熔接玻璃之间的界面)上熔接玻璃的结晶反应后的米粒状的粒子(以下称为R粒子)的形成状态，但为了获得高密封强度，在锥体玻璃的表面上需要R粒子连锁状细密地形成。此外，R粒子以长径约5～90μm、短径约1～10μm的大致针状地形成，但烧结后的熔接玻璃是包含结晶相和非结晶相的结晶玻璃状态，R粒子的形成状态造成的结晶体积的比例成为决定熔接玻璃的热膨胀系数的重要因素，所以尽可能以呈现细密的连锁状态来形成R粒子，成为熔接玻璃获得与锥体玻璃对应的合适的热膨胀系数的关键。所述密封部中发生的微泡因密封过程中形成R粒子而成为大障碍，不仅不能获得熔接玻璃的合适的热膨胀系数，而且产生不能获得高密封强度和良好的密封形状的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种彩色阴极射线管用锥体，维持密封端面上的熔接玻璃的稳定保持性，同时消除密封端面残存微小异物和污迹、密封部产生微泡的问题，并且合适地进行密封过程中熔接玻璃和锥体玻璃之间的界面上的反应，获得良好的密封形状和优良的密封强度。

本发明为了实现上述目的，在具有通过熔接玻璃来密封屏盘的密封端面的彩色阴极射线管用锥体中，提供以下结构：在假设十点平均粗糙度为Rz、山峰山谷的平均间隔为Sm时，密封端面的表面宽度方向上50％以上的表面是10≤Rz≤25μm、且2.5＜Sm/Rz≤6.0，并且具有由山峰山谷形成的多个微细凹陷状凹部的粗糙面。

图5表示锥体的密封端面中的粗糙面6的粗糙度曲线。粗糙面6包括：相对于平均线m呈凸状的山峰6a；相对于平均线m呈凹状的山谷6b；以及由山峰和山谷6a、6b形成的多个微细的凹陷状的凹部6c。对于这样的粗糙面6，根据日本工业标准JIS B0601-1994规定的方法和定义，如下确定上述的十点平均粗糙度Rz、山峰山谷的平均间隔Sm。

十点平均粗糙度Rz是从粗糙度曲线中沿其平均线m方向采样基准长度L，从该采样部分的平均线m中，求沿纵放大倍率的方向测定的、求从最高的山峰的顶点至第5个山峰的顶点高度的绝对值的平均值和从最低的山谷底部至第5山谷底部高度的绝对值的平均值之和，将该值以μm表示(下式)。

Rz＝(|Y_P1+Y_P2+Y_P3+Y_P4+Y_P5|)/5+(|X_P1+X_P2+X_P3+X_P4+X_P5|)/5

山峰山谷的平均间隔Sm是从粗糙度曲线中沿其平均线m方向采样基准长度L，求一个山峰和其相邻的一个山谷所对应的平均线m的长度之和，将平均值以mm表示，但在本发明中，将这样的平均值以mm表示(下式)。

Sm＝(Sm₁+Sm₂+…+Sm_i+…+Sm_n)/n

再有，根据上述的定义，在测定十点平均粗糙度Rz、山峰山谷的平均间隔Sm时，假设基准长度L＝0.8mm以上、评价长度Ln＝4mm以上，此外，假设垂直轴放大率为1000～10000倍，水平轴放大率为10～50倍。

在本发明中，具有由十点平均粗糙度Rz为10≤Rz≤25μm的粗糙面6的山峰山谷6a、6b形成的凹陷状的凹部6c，从而使在其上涂敷的浆状的熔接玻璃浸透、保持于凹部6c，所以可抑制熔接玻璃的垂挂。此外，通过在其间进行的干燥作用，提高浆的粘性，进一步抑制其流动，熔接玻璃没有垂挂，以不易产生热应力的形状来保持，其结果，可获得良好的密封形状。

Rz＜10μm时，由于凹部6c的深度过小，所以对凹部6c的熔接玻璃的浸透浅，不能获得熔接玻璃的稳定保持性，容易产生垂挂。此外，在锥体的运输和包装工序中，与传送带、包装材料或其中混入的灰尘等微小异物接触的密封端面上，容易产生损伤，如果凹部6c的深度小，则这样的损伤在密封端面的宽度方向上容易呈现贯通的状态。这样的密封端面的损伤成为诱发密封工序和真空排气工序中玻壳破损的原因，同时还存在阴极射线管内部的真空泄漏的问题。

在Rz＞25μm时，在密封过程中的烧结环境中，密封端面的山峰6a和山谷6b中的温度分布上产生偏差，从而密封端面上涂敷的熔接玻璃的软化流动速度在山谷6b和山峰6a中有所不同，在密封端面上难以按均匀厚度进行熔接玻璃浸透、反应，其结果，难以获得期望的密封形状和密封强度。

而且，在本发明中，除了上述的十点平均粗糙度Rz以外，通过形成Rz和山峰山谷的平均间隔Sm为2.5＜Sm/Rz≤6.0的粗糙面，形成粗糙面6的山峰山谷6a、6b在熔接玻璃的R粒子的形成和向凹部6c内填充浆状的熔接玻璃中呈现合适的平均倾斜，软化的熔接玻璃均匀地流动并填充到凹部6c内，在山峰山谷6a、6b的倾斜上以紧密连接的状态连锁状细密地形成期望尺寸的R粒子。

如果Sm/Rz≤2.5，则有粘性的浆状的熔接玻璃难以填充到凹部6c内，凹部6c内残存空气，在密封部中成为包含微泡的密封状态，阻碍R粒子的形成，所以在锥体玻璃的表面中R粒子的形成状态不形成紧密连锁状，容易形成粗杂的R粒子状态。如果R粒子的形成状态粗杂，则熔接玻璃和锥体玻璃的截面上的反应不充分，熔接玻璃的热膨胀系数不适合于锥体玻璃的热膨胀系数，此外，熔接玻璃的结晶化产生的楔作用不足，有只能获得低密封强度的危险。此外，因锥体的密封端面和熔接玻璃的接触面积增大，所以需要增大熔接玻璃和锥体玻璃的反映时间，以便在密封过程中达到期望的密封强度，因而使密封作业时间增加，导致作业效率和生产率下降。而且，在锥体的制造工序中密封端面上附着的微小异物、污迹等难以脱落。在使用微小异物和污迹原封不动残存在构成粗糙面的凹部6c内的玻壳的阴极射线管中，在由电子枪施加了高压的情况下，在异物和污迹部位引起电荷集中，其结果，在密封端部附近的锥体玻璃和熔接玻璃的界面上有产生裂纹并破损，造成绝缘破坏的危险。

而如果Sm/Rz＞6.0，则构成粗糙面6的山峰山谷6a、6b的平均倾斜过于平滑，所以在涂敷了熔接玻璃的锥体密封端面上放置屏盘造成的熔接玻璃的露出量容易过乘，因此容易呈现凹腔的密封形状。此外，还容易诱发锥体的密封端面和熔接玻璃的接触面积变小造成的密封强度的下降。

从上述观点来看，十点平均粗糙度Rz和山峰山谷的平均间隔Sm之比为2.5＜Sm/Rz≤6.0，更好为3.5≤Sm/Rz≤5.0。

为了稳定获得本发明的上述作用，具有基于本发明的Rz和Sm/Rz的多个微细凹陷的凹部的粗糙面形成于密封端面的表面宽度方向内的50％以上。

作为本发明的在锥体的密封端面上形成带有多个微细凹陷状的凹部的粗糙面形成方法，没有特别的限定，但在形成期望的山峰山谷和凹部，并且抑制发生不必要的研磨损伤方面，通过含有研磨材料的泥浆以一个至多个阶段进行机械抛光研磨的方法容易又适用。此外，作为其他方法，有使用金刚石球进行粗研磨，用铝等硬度高的材料进行喷砂处理等的机械处理方法，或者，对进行过这些机械处理的粗糙面用氟酸和酸性氟化铵等玻璃腐蚀性的水溶液进行化学处理，也能够调整粗糙面的Rz或Sm值。

附图说明

图1是实施例的彩色阴极射线管用锥体的密封端面的局部放大斜视图；

图2是使用实施例的彩色阴极射线管用锥体密封的密封部的放大剖面图；

图3是表示以密封的彩色阴极射线管用锥体的状态的剖面图；

图4是使用现有的彩色阴极射线管用锥体密封的密封部的放大剖面图；

图5是表示实施例的彩色阴极射线管用锥体的密封端面的粗糙面的放大剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施例。再有，对与上述的部件和部分实质上相同的部件和部分附以相同的标号。

图1是本实施例的彩色阴极射线管用锥体3的局部放大斜视图。锥体3在其密封端面4的全周上配有10≤Rz≤25μm、且2.5＜Sm/Rz≤6.0的粗糙面6。如图5所示，粗糙面6由相对于平均线m呈凸状的山峰6a、相对于平均线m呈凹状的山谷6b、以及由山峰山谷6a、6b形成的多个微细凹陷状的凹部6c构成。

例如，可以通过将锥体3的密封端面4与旋转的研磨台对接，施加一定的负荷，同时供给将具有规定的粒度分布的氧化铝研磨材料(主要成分Al₂O₃)分散在水中的研磨浆来进行研磨而获得这样的粗糙面6。研磨结束后，通过将锥体3进行水洗、干燥，可制作具有期望的表面性状的粗糙面6的密封端面4的锥体3。

这样的粗糙面6的凹部6c的关键在于，不形成横切锥体3的密封端面4两边的连续的线状或沟状，各凹部6c以独立的不连续状形成。即，如果凹部成为横切锥体3的密封端面4两边的连续线状或沟状，则难以将熔接玻璃5完全填充到所有这些线状或沟状的凹部中，其结果，在使内部为真空的阴极射线管中，有发生真空泄漏等问题的危险。

图2表示使用熔接玻璃5将带有这样的粗糙面6的密封端面4的彩色阴极射线管用锥体3与屏盘1的密封端面4进行密封后的状态。通过将涂敷在锥体3的密封端面4上的浆状的熔接玻璃5浸透于密封端面4的粗糙面6的凹部6c，抑制熔接玻璃5的垂挂，使熔接玻璃5稳定保持在锥体3的密封端面4上，所以与在其上放置的屏盘1的密封端面4之间可以形成良好的密封形状。

锥体3的密封端面4因熔接玻璃5容易充分浸透粗糙面6的凹部6c，所以不仅具有熔接玻璃5的稳定保持性，而且在凹部6c中不残留空气，在密封部不发生微泡。此外，在密封过程中，不阻碍熔接玻璃5的结晶化、R粒子的形成，可以细密形成具有期望尺寸的R粒子，合适地进行熔接玻璃5和锥体3的密封端面4的玻璃界面上的反应，可以获得更高的密封强度。

本发明的实施例1～4和比较例1及2的阴极射线管用锥体的密封端面的Rz、Sm及Sm/Rz示于表1和表2。

作为各实施例及比较例的锥体，使用长宽比为4∶3的对角外径为724mm、密封端面宽度为12mm、偏转角为110°的阴极射线管用锥体。再有，对于各实施例和比较例1来说，使用上述的研磨方法，通过适当改变氧化铝研磨材料的粒度分布或泥浆中的研磨材料浓度，而在比较例2中，通过将锥体的密封端面与旋转的带有金刚石球研磨台的研磨装置对接，施加一定的负荷来进行研磨，从而在各个密封端面上形成粗糙面。

在各实施例和比较例的锥体中，密封端面的粗糙面的十点平均粗糙度Rz、凹凸的平均间隔Sm的各值，根据日本工业标准JISB0601-1994中规定的方法和定义，通过测定锥体的密封端面的短轴(SA)、长轴(LA)、对角轴(DA)各部分的表面粗糙度而获得。在表面粗糙度的测定中，以基准长度L＝0.8mm、评价长度Ln＝8mm、垂直轴放大率＝2000倍、水平轴放大率＝20倍来进行。密封端面的短轴上、长轴上、对角轴上的表面粗糙度是测定各轴上的密封端面宽度方向的中央部的粗糙度。

	实施例1			实施例2
								SA	LA	DA	SA	LA	DA
Rz(μm)	22.2	21.2	22.2	16.7	14.5	17.2
							Sm(μm)	94.1	100.1	82.5	72.7	71.4	74.7
Sm/Rz	4.2	4.7	3.7	4.4	4.9	4.3
								实施例3			实施例4
	SA	LA	DA	SA	LA	DA
							Rz(μm)	12.0	13.5	11.3	24.1	23.7	23.2
Sm(μm)	66.1	72.9	64.4	72.3	73.5	71.9
							Sm/Rz	5.5	5.4	5.7	3.0	3.1	3.1

                                      表1

	比较例1			比较例2
								SA	LA	DA	SA	LA	DA
Rz(μm)	19.7	21.5	16.5	13.0	14.1	12.5
							Sm(μm)	13.4	17.9	15.5	97.5	100.8	97.5
Sm/Rz	0.68	0.83	0.94	7.5	7.2	7.8

                             表2

就各实施例和比较例的锥体来说，将其密封端面向上保持，均匀地涂敷熔接玻璃的浆料并进行干燥。作为熔接玻璃的浆料，使用将乙酸叔戊酯和硝化棉的混合液的赋形剂、以及熔接玻璃(旭硝子株式会社制ASF-1307)按熔接玻璃∶赋形剂＝12∶1的重量比充分混合而调制的浆料。

接着，按与上述锥体相同尺寸(对角外径为724mm、密封端面宽度为12mm)，准备具有对角轴方向的外表面曲率半径为40000mm的大致平坦的平面部外表面的阴极射线管用玻璃屏盘，对于各实施例和比较例的锥体，将各个屏盘的密封端面朝下放置，在电炉中按最高温度为440℃、30分钟的条件进行加热烧结，制作成将锥体和屏盘密封的阴极射线管用玻壳。

对这样获得的各玻壳的耐压强度、锥体玻璃的密封端面的内表面形成的R粒子的形成状态及密封部的密封形状进行测定、观察的结果示于表3。

耐压强度使用耐水压法测定，即在玻壳内填充水，使该水压上升，由此测定玻壳破裂时的水压，将玻壳破裂时的水压值作为耐压强度。一般地，在内部形成真空的阴极射线管的情况下，考虑到真空排气后的长期的大气压强和排气工序等的热真空应力上升，需要玻壳的耐压强度至少达到大气压的2.5倍的0.25MPa的耐压强度，但实际上，热真空应力值最高、最容易受到玻壳的局部热应力集中等影响的部位是锥体和屏盘的密封部，所以期望玻壳具有尽可能高的耐压强度。在使用各实施例及比较例的锥体制作的玻壳的耐压强度测定中，玻壳破裂时的起点都发生密封部。

此外，对于R粒子的形成状态来说，将使用各实施例及比较例的锥体制作的玻壳的密封端面的短轴侧中央部切下来，在超声波振动下使用10％的硝酸水溶液，仅溶解除去密封端面的熔接玻璃(去熔接)，使用显微镜观察在锥体玻璃的密封端面的表面上形成的R粒子的形成状态。R粒子的形成状态如下：直接紧密连接在试料片的整个密封端面上、细密连锁状地形成的情况表示为○，其形成不细密、或不连锁的情况表示为×。

此外，就密封部的密封形状来说，表示观察使用各实施例和比较例的锥体制作的玻壳的密封部的熔接玻璃切下部分形状的结果。密封形状的观察是分别制作10个使用各实施例和比较例的锥体制作的玻壳，目视观察其密封形状，表示形成凹腔不良形状的玻壳数目。

	耐压强度(MPa)	R粒子的形成	密封形状
				实施例1	0.59	○	0/10
实施例2	0.59	○	0/10
				实施例3	0.56	○	0/10
实施例4	0.51	○	0/10
				比较例1	0.39	×	0/10
比较例2	0.44	○	2/10

                         表3

在实施例1～4的阴极射线管用锥体中，密封时的R粒子的形成、生长充分地进行，此外，密封形状也呈现没有凹腔、具有高密封强度的良好密封形状。其结果，在使用这些锥体制作的阴极射线管用玻壳中，可获得耐压强度高的良好效果。

相反，在比较例1的阴极射线管用锥体中，在密封部产生微泡，R粒子的形成状态不充分，其结果，在使用这样的锥体制作的阴极射线管用玻壳中，与实施例比较，耐压强度低。此外，在比较例2的阴极射线管用锥体中，密封部中有密封端面和附近的外表面部及熔接玻璃形成的角度小的凹腔密封形状的情况，使用这样的锥体制作的阴极射线管用玻壳与实施例相比，耐压强度低。

如以上说明，根据本发明的彩色阴极射线管用锥体，可维持密封端面上的熔接玻璃的稳定保持性，同时消除因密封端面的微小异物和污迹的残留、密封部产生的微泡而造成的问题，并且可合适地进行密封过程中的熔接玻璃和锥体玻璃的界面中的反应，获得良好的密封形状和优良的密封强度，可进行比现有密封强度高的良好密封，在阴极射线管的制造工序中也可以进一步降低玻壳的破损，具有有助于提高制造合格品率的良好效果。

Claims (1)

1.一种彩色阴极射线管用锥体，具有通过熔接玻璃来密封屏盘的密封端面，其特征是，在假设十点平均粗糙度为Rz、山峰山谷的平均间隔为Sm时，所述密封端面的表面宽度方向上的50％以上的表面为10≤Rz≤25μm、且2.5＜Sm/Rz＜5.0，并且具有由所述山峰山谷形成的多个微细凹陷状凹部的粗糙面。

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