CN1385875A - 彩色阴极射线管用的玻璃面板和阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一种彩色阴极射线管用的玻璃面板,它的0.06nm波长的X射线的线性吸收系数为30－38cm^－1,在其正面部分外表面的短轴端部和/或长轴端部以及该正面部分内表面的中心部分具有采用化学强化方法形成的压缩应力至少为70MPa的层。

Description

彩色阴极射线管用的玻璃面板和阴极射线管

                          技术领域

本发明涉及用于如电视广播接收机(下文称为电视机)或计算机的显示器的彩色阴极射线管，以及用于这种阴极射线管的玻璃面板。

                          背景技术

首先，结合附图描述彩色阴极射线管的结构。图1是整个阴极射线管的局部截面图。

阴极射线管1的外壳是一个玻璃外壳2，主要包括显示图像用的面板3、与面板3密封连接的漏斗4以及容纳电子枪17的颈5。面板3由近似长方形的构成图像显示屏幕的正面部分7和以基本上与正面部分7垂直的方向从其边缘经由曲率半径为R的转弯部分11延伸的围裙部分6构成。

防爆加固带8环绕在边缘部分6的周围，用以维持面板的强度并防止破裂后破裂物的散开。在正面部分7的内表面上，叠置了由从电子枪17射出的电子束撞击而发射荧光的荧光屏12，和将荧光屏12向阴极射线管后面(漏斗4)发射的荧光反射到前面(正面7)的铝膜13，在该内表面上还提供了调节电子束撞击位置的荫罩板14。荫罩板14由柱螺栓销15固定在围裙部分6的内表面上。此外，图1中的A指的是连接颈5中轴和面板3中轴的管轴。

使用密封材料如焊料玻璃，在对应于围裙部分6的端部的密封边缘部分使上述面板3与漏斗4的密封边缘部分密封地结合起来，从而形成密封部分10。

彩色阴极射线管具有上述结构的玻壳的作用是个真空管，大气压力作用于它的外表面上，因而在玻壳的相当大范围中存在着由于与球形外壳不同的不对称形状产生的位伸应力(这是当玻壳被抽空时由内部压力和外部压力之间的差异产生的应力，在下文称为真空应力)。

此外，在生产阴极射线管的过程中，尤其是在抽真空的同时还维持玻壳在大约350℃的高温，由于这一步骤所产生的温度差异，就会形成应力(在这个加热步骤中形成的应力，在下文称为热应力)，这个热应力加到上述真空应力上，结果在极端情况下，空气的瞬时流入以及它的反作用可能发生猛烈的内向爆炸，造成的损坏可能波及其周围环境中。

对于其它类型的阴极射线管如投射型阴极射线管(投射管)或黑白(单色)阴极射线管，不需要如上面所述将各个部件如荫罩板连接到面板的内面上。但是，对于彩色阴极射线管，在连接这些部件的步骤中面板的内表面有可能遭到损坏。

为了确保能防止这类问题，考虑到该阴极射线管的使用寿命和在装配玻壳和阴极射线管步骤中会发生的对该玻璃表面磨擦的强度，在使用150砂纸产生均匀擦痕的玻壳上施加空气压力或液压，进行外压负荷实验，测定出受压破坏时的内压和外压之差。玻壳在制成至少能承受0.3MPa这样的压力差。

此外，近年来，人们要求电视有大的显示屏和平整的正面部分，并且其重量减少。如果仅仅是通过减少壁的厚度来达到减小重量的目的，那么上述的真空应力将会增加。因此，需要改进面板的强度，为此研究了一些强化方法。

迄今，如日本专利第2904067号公开的，作为减少阴极射线管用玻壳的重量的一种方法，在实践上已提出了采用如物理强化方法，在玻璃面板的表面上形成厚度为该玻璃厚度的1/6的压缩应力层。但是，对具有三维结构且壁厚度分布不均匀的漏斗或面板不可能均匀地淬火。结果，由于不均匀的温度分布，与压缩应力一起形成了较大的残余拉伸应力，从而使压缩应力相当限制在最多30MPa的水平，使得不可能产生大的压缩应力。即是说，采用物理强化方法，由于可能对玻壳产生的压缩应力相当小，使得玻壳的重量减少受到限制。

另一方面，知道有种化学强化的方法可以强化玻壳表面来减少重量。这种方法是在不高于扭变点的温度用大于玻璃中某些碱金属金属离子的离子来替换这些碱金属离子，通过体积的增加在玻璃的表面上形成压缩应力层。例如，将含有约5-8％的Na₂O和约5-9％的K₂O的锶/钡/碱金属/铝硅酸盐玻璃浸在约450℃的KNO₃的熔体中。在采用这种化学强化方法的情况下，可获得最多达到500MPa的很大压缩应力，因此在减少重量方面它比物理强化更有利，因为不会形成不需要的拉伸应力。

此外，从电子枪发射的电子束撞击到涂覆在面板内表面上的磷光体上，使该磷光体发光产生出图像的同时，阴极射线管会产生X射线，如果这种X射线透过面板并泄漏到阴极射线管外，有可能对人体产生损伤。因此，除了上述要求的重量减少外，形成该面板的玻璃还需要具备对X射线屏蔽的能力。

已知可以使用对X射线具有高的质量吸收系数的氧化物如SrO、BaO、ZnO或ZrO₂作为使玻璃吸收X射线的成分。例如，JP-A-7-206466公开了涉及用于阴极射线管的正面的玻璃组合物，该组合物含有58.5-60.5重量％SiO₂、1.0-2.5重量％Al₂O₃、6-7.5重量％Na₂O、8-9.5重量％K₂O、8-9.5重量％SrO、8-9.5重量％BaO、1-2.5重量％ZnO、2.5-3.5重量％ZrO₂、0-1重量％CaO+MgO、0.1-0.6重量％CeO₂、0.3-0.6重量％TiO₂和0.2-0.5重量％Sb₂O₃。

但是，这种玻璃组合物并不适合采用化学强化方法，即使进行了碱金属离子取代，也未能形成具有进行上述#150砂纸擦痕后所需足够厚度的压缩应力层。

此外，面板正面部分的X射线屏蔽能力随着该正面部分厚度和形成该面板玻璃的X射线吸收系数的乘积的增加或减少按指数规律地变化。因此，将使用含有常规成分的玻璃的面板制成薄的面板，存在着X射线屏蔽能力大大下降的问题。

                        发明内容

鉴于上述问题，本发明的一个目的是，要解决当厚度变小时真空应力过大的问题，这是通过采用化学强化方法使面板的内表面和外表面具有高的压缩应力解决的，要解决生产阴极射线管过程中如抽真空或连接荫罩的步骤中的热应力和损坏问题，并要提供具有足够X射线屏蔽能力的彩色阴极射线管用的玻璃面板以及使用这种玻璃面板的阴极射线管。

为了达到上述目的，本发明提供一种彩色阴极射线管用的玻璃面板(下文称为面板)，该面板具有压缩应力至少为70MPa的层(下文称为压缩应力层)，此压缩应力层采用化学强化方法形成，至少形成在正面部分外表面的短轴端部和/或长轴端部以及正面部分内表面的中心部分。这种压缩应力层的厚度最佳至少为30μm。

此外，形成上述面板的玻璃最佳主要含有下述总质量的质量百分数计的各氧化物：

          SiO₂                                53.0-65.0％

          Al₂O₃                              0.5-5.0％

          Na₂O                                3.0-13.0％

          K₂O                                 1.0-9.0％

          SrO                                  3.0-8.6％

          BaO                                  5.0-12.0％

          ZnO                                  0.4-9.0％

          ZrO                                  0.5-5.0％

          TiO₂                                0.1-0.6％

          CeO₂                                0.1-0.9％

          Li₂O                                0.0-3.0％

          CaO                                  0.0-4.0％

          MgO                                  0.0-4.0％

          WO₃                                 0.0-3.0％

其中，ZnO和ZrO₂的总含量是2.5-11.0％，SrO、BaO和CaO的总含量C₁、ZnO的含量C₂和ZnO与碱土金属氧化物的总含量C₃满足0.6≤C₁/C₃≤0.9和0.05≤C₂/C₃≤0.4。

此外，本发明提供使用上述用于彩色阴极射线管的玻璃面板的阴极射线管。

                            附图说明

图1是彩色阴极射线管结构的示意图。

图2是彩色阴极射线管正面部分的示意图。

在这些图中，数字1表示阴极射线管，2表示玻壳，3表示面板，4表示漏斗，5表示颈，6表示边缘部分，7表示正面部分、10表示密封部分、27表示短轴端部，28表示长轴端部。

                      具体实施方式

下面将结合图1和图2详细描述本发明。

面板的外表面是面板正对看电视人的那一面的表面，内表面是位于上述外表面反面的表面，即有磷光体涂覆的那个表面，该表面当面板装配在玻壳中时是面板的内侧表面。

并且，在穿过正面部分7中心21的几个轴中，与该正面部分短边22平行的轴是该正面部分的短轴23，与该正面部分长边24平行的轴是该正面部分的长轴25。

本发明面板的特征是在其正面部分的外表面上短轴23的端部(下文称为短轴端部)和/或长轴25的端部(下文称为长轴端部)以及在其内表面上的中心21及其附近(下文称为中部21′)具有压缩应力层。文中，上述端部是指短轴23或长轴25与有效的屏幕边缘(图像边缘)26及其邻近区域相交的部位。在图2中显示了短轴端部27和长轴端部28。

上述压缩应力层需要有至少70MPa的压缩应力，这是因为如果该应力值小于70MPa，玻璃将易于被擦伤的缘故。该压缩应力较佳至少为110MPa，更佳至少为130MPa。

常用μ(cm^-1)表示X射线的线性吸收系数，使用下面的数学式(a)算得该值： $\mathrm{\μ}=\mathrm{\ρ}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}[f_{\left(i\right)}\×W_{\left(i\right)}/100]---\left(a\right)$ 其中，上述作为氧化物组分的各含量(质量百分数)以f₍₁₎到f_(n)(％)分别表示，各氧化物组分在0.06nm波长的质量吸收系数以W₍₁₎到W_(n)(cm²/g)分别表示。在本发明中，除非另有说明，否则X射线吸收系数指0.06nm波长的X射线的线性吸收系数。

如上所述，化学强化方法是用外部介质中具有较大离子半径的单价阳离子替换玻璃表面中的碱金属离子，使玻璃的网络结构受到压缩，从而形成压缩应力的方法。

在硅酸盐玻璃中，碱金属和碱土金属元素作为网络调节成分不规则地包含在Si-O键构成的网络结构中，但是，利用作为在网络调节成分的单价阳离子可在玻璃内部相对自由地移动的特性，可使用外部介质中具有较大离子半径的单价离子替换玻璃表层中的碱金属离子。结果，较大的离子进入碱金属离子离开的位置，就挤压迫了周围的网络结构，从而形成压缩应力。

具体而言，将含Na⁺的玻璃浸入KNO₃的熔体中，用K⁺替换Na⁺的方法用作普通的化学强化方法。由于这种化学强化方法与物理强化方法相比能产生大的压缩应力，所以这种方法适合用来减少厚度。本发明并限制于使用含有KNO₃的熔体的化学强化方法。

采用上述化学强化方法，可在面板的内表面和外表面上形成至少具有70MPa的压缩应力的层，从而使得该面板的抗弯强度与未强化的状态(50-65MPa)相比增加约3-5倍(220-330MPa)。因此，可以提高设计玻壳各部分时的容许应力，具体而言，正面部分的该容许应力可显著地提高，从而使得厚度的减少因而重量的减少成为可能。

例如，若面板是36型阴极射线管用的，其正面部分中心的厚度一般大约为20.0mm。但是，具有采用上述化学强化方法形成的压缩应力层的面板，该厚度可减少到大约11.2mm。

但是，含有常规组成的玻璃，其X射线吸收系数约为28-29cm^-1。使用这种玻璃的36型面板，除非在通常条件下该面板的厚度约为12.0mm，否则该面板不足以屏蔽X射线，虽然这也可能还依赖于电子束的撞击条件。因此，为了通过形成上述压缩应力层使厚度减少到尽可能薄的数值，需要增加X射线吸收系数，使其与含有常规成分的玻璃相比至少增加了7％，达到至少30cm^-1的水平。

但是，为使X射线吸收系数达到高于38cm^-1的水平，需要增加质量吸收系数高的SrO、BaO等成分的含量，但这时又产生了这样的问题：即这些成分可能在玻璃熔制过程中产生析晶，并且有可能妨碍化学强化方法中碱金属离子的取代。因此，X射线吸收系数(对波长：0.06nm)控制在30-38cm^-1范围内。

此外，通过上述产生压缩应力层，可能增加抗弯强度约3-5倍。但是，已经发现通过使面板厚度方向上的上述压缩应力层的厚度至少为30μm，即使在用粒度为#150的砂纸磨擦后仍可以使强度增加至少4倍。至少40μm的厚度更佳，因为擦伤的痕迹达不到拉伸应力层，所以抗擦伤性能由此而得到提高。

此外，用于形成本发明面板的玻璃较佳主要含有下述以占总质量的质量百分数计的氧化物：53.0-65.0％SiO₂、0.5-5.0％Al₂O₃、3.0-13.0％Na₂O、1.0-9.0％K₂O、3.0-8.6％SrO、5.0-12.0％BaO、0.4-9.0％ZnO、0.5-5.0％ZrO、0.1-0.6％TiO₂、0.1-0.9％CeO₂、0.0-3.0％Li₂O、0.0-4.0％CaO、0.0-4.0％MgO、0.0-3.0％WO₃，其中，ZnO和ZrO₂的总含量是2.5-11.0％，SrO、BaO和CaO的总含量C₁、ZnO的含量C₂和ZnO与碱土金属氧化物的总含量C₃满足0.6≤C₁/C₃≤0.9和0.05≤C₂/C₃≤0.4。

确定了上述含量范围，就可以采用化学强化方法使强度与常规的产品相比有所改进，同时满足阴极射线管所需的各种特性，获得X射线吸收能力不下降的面板。下文中除非另有说明，否则“％”表示质量百分数。

如果SiO₂的含量少于53.0％，将会存在化学稳定性变差的问题，或者引线脱去的可能性增加的问题。另一方面，如果SiO₂的含量超过65.0％，将会存在玻璃的X射线吸收系数倾会难以达到至少30cm^-1而同时满足面板所需各种特性的问题。因此，SiO₂的含量较佳为53.0-65.0％，更佳为56.0-60.0％。

如果Al₂O₃的含量少于0.5％，将会产生耐气候性能变差的问题，如果该含量超过5.0％，将会产生软化点太高，并且其在相应温度的粘度会太高，从而难以进行玻璃成形的问题。因此，Al₂O₃的含量较佳为0.5-5.0％，更佳为1.5-3.0％。

如果Na₂O的含量少于3.0％，将会产生软化点太高，并且在相应温度的粘度会太高，从而难以进行玻璃成形的问题，或者将会产生妨碍玻璃中Na⁺被含有KNO₃的熔体中的K⁺取代的问题；如果该含量超过13.0％，其电阻会下降。因此，Na₂O的含量较佳为3.0-13.0％，更佳为6.0-8.0％。

加入K₂O至少1.0％，可以控制热膨胀系数，并且由于其与Na₂O的混合碱金属作用，玻璃的电阻有所增加。但是，如果加入的量超过9.0％，将会产生含有KNO₃的熔体中的K⁺取代玻璃成分中的Na⁺受到妨碍的问题。因此，K₂O的含量较佳为1.0-9.0％，更佳为4.0-8.0％。

SrO是提高面板X射线吸收能力的成分。如果其含量少于3.0％，面板将难以获得至少30cm^-1的X射线吸收系数，如果它的含量超过8.6％，将会产生KNO₃的熔体中K⁺取代玻璃中Na⁺受到阻碍的问题，并且析晶温度会太高，从而使析晶物质会沉淀引入产品中。因此，它的含量较佳是3.0-8.6％。

与SrO一样，BaO也是提高面板X射线吸收系数的成分。如果它的含量少于5.0％，面板将难以获得至少30cm^-1的X射线吸收系数，如果它的含量超过12.0％，将会产生含有KNO₃的熔体中K⁺取代玻璃中Na⁺受到阻碍的问题，并且析晶温度会太高，从而使析晶物质有可能引入产品中。因此，它的含量较佳是5.0-12.0％。

与SrO和BaO一样，ZnO也是提高面板X射线吸收系数的成分。如果它的含量少于0.4％，面板将难以获得至少30cm^-1的X射线吸收系数，如果它的含量超过9.0％，析晶温度会太高，从而使析晶物质会引入产品中。因此，它的含量较佳是0.4-9.0％。

与SrO、BaO和ZnO一样，ZrO₂也是提高面板X射线吸收系数的成分。如果它的含量少于0.5％，面板将难以获得至少30cm^-1的X射线吸收系数，如果它的含量超过5.0％，玻璃的熔制性能会很差。因此，它的含量较佳为0.5-5.0％。

如果TiO₂的含量少于0.1％，则紫外线和X射线引起的抑制电子束褐变的效果会不充分；如果它的含量超过0.6％，那么可见短波长范围的光的吸收会太高。因此，它的含量较佳为0.1-0.6％。

CeO₂是具有与TiO₂类似作用的成分。如果它的含量少于0.1％，则紫外线和X射线引起的抑制电子束褐变的效果会不充分；如果它的含量超过0.9％，那么可见短波长范围的光的吸收会太高。因此，它的含量较佳为0.1-0.9％。

此外，就ZnO和ZrO₂而言，其以质量百分数计的总含量要调节为2.5-11.0％。ZnO和ZrO₂的质量吸收系数高，它们是加速化学强化的成分。因此，它们的总含量较佳至少为2.5％，但较佳不超过11.0％，以避免上述析晶问题。

此外，也可使用非必需成分Li₂O、CaO、MgO、Sb₂O₃、SO₃和/或WO₃。

Li₂O是调整玻璃粘度的成分。但是，如果它的含量超过3.0％，玻璃的电阻会下降。因此，它的含量最多为3.0％，较佳最多为2.0％。

CaO是调整玻璃的粘度的成分，并且也具有促进含有KNO₃的熔体中的K⁺取代玻璃中的Na⁺的作用。但是，如果它的含量超过4.0％，则软化点会太高，其在相应温度的粘度会较大，从而玻璃难以成形。因此，它的含量较佳最多为4.0％。

与CaO一样，MgO是调整玻璃的粘度的成分，并且也具有促进含有KNO₃的熔体中的K⁺取代玻璃中的Na⁺的作用。但是，如果它的含量超过4.0％，则软化点会太高，其在相应温度的粘度会太大，从而玻璃难以成形。因此，它的含量较佳最多为4.0％。

Sb₂O₃具有减少熔融玻璃中气泡的澄清作用。但是，即使它的含量超过1.0％，这种澄清作用的提高已经饱和，不会再有进一步的作用。因此，它的含量较佳最多为1.0％。

与Sb₂O₃一样，SO₃具有减少熔融玻璃中气泡的澄清作用，可以取代Sb₂O₃。但是，即使它的含量超过1.0％，它的这种澄清作用的提高已经饱和，不会再有进一步的作用，而且还会产生可能形成结石缺陷的问题。因此，它的含量较佳最多为1.0％。作为澄清作用成分，除了上述Sb₂O₃或SO₃外，知道As₂O₃也具有类似的作用。但是，从环保的角度看，As₂O₃不宜使用。

与SrO或BaO一样，WO₃也是提高面板X射线吸收系数的成分。但是，如果它的含量超过3.0％，则玻璃的熔制性能变差。因此，它的含量较佳最多为3.0％。

此外，作为调节玻璃颜色的成分，可合适地使用着色剂如CoO或NiO。

可以含有Fe₂O₃，将其作为着色剂或杂质。但是，如果它的使用量超过1％，将会产生不好的着色状态。因此，它的含量较佳最多为1％。

并且，在这些情况下，要调整各成分的含量，使SrO、BaO和CaO的总含量C₁、ZnO的含量C₂和ZnO与碱土金属氧化物的总含量C₃满足0.6≤C₁/C₃≤0.9和0.05≤C₂/C₃≤0.4的关系。

在上述成分中，SrO、BaO、CaO和MgO对应于上述碱土金属氧化物。因此，上述C₃是SrO、BaO、CaO、MgO和ZnO的含量(％)之和。同样，C₁是SrO、BaO和CaO的含量(％)之和。

SrO、BaO和CaO是相比于其它成分具有高质量吸收系数的成分。上述C₁/C₃小于0.6，则玻璃X射线吸收系数会很低。因此，较佳的是将该比值调整为至少0.6，但是，如果它超过0.9，化学强化中的离子取代会削弱。因此，较佳的是0.6≤C₁/C₃≤0.9。

此外，ZnO是促进化学强化处理中离子取代的成分。因此，C₂/C₃较佳至少为0.05，但是，如果该比值超过0.4将有可能发生析晶。因此，较佳的是0.05≤C₂/C₃≤0.4。

本发明阴极射线管的特征是使用了上述面板。使用了本发明具有30-38cm^-1的线性吸收系数和使其具有高强度的至少70MPa的压缩应力的面板，可以产生重量轻和安全性优异的阴极射线管。

下面本发明将结合一些实施例进行描述。但是，应理解本发明并不受这些具体实施例限制。实施例1-5

将各种原料混合，以便获得表1所示的实施例1-5的500克组合物(质量百分数：单位为％)。在此，实施例1和2是本发明的指导性实施例，实施例3-5是比较例。然后，加热该混合的原料，使其在1500℃的铂坩埚中熔制，并进一步在1500℃搅拌1小时，使其均匀，接着澄清1小时。澄清后，玻璃熔体烧注到宽5cm、长25cm的平板上，接着让其逐渐冷却。此外，表2给出各成分的质量吸收系数μm(cm²/g)。

                      表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						SiO2	56.7	57.6	61.6	61.6	55.8
Al2O3	2.0	1.9	2.0	2.0	2.0
						Na2O	7.7	7.0	7.4	7.4	7.7
K2O	7.7	7.5	7.6	7.6	5.2
						SrO	6.8	7.8	8.7	8.7	12.0
BaO	7.5	8.0	9.6	9.6	13.0
						ZnO	3.5	2.0	0.5	0.5	0.5
CaO	2.0	3.0	0.0	0.0	0.0
						ZrO	3.0	2.8	1.5	1.5	3.0
MgO	2.0	1.0	0.0	0.0	0.0
						Sb2O3	0.35	0.35	0.35	0.35	0.3
TiO2	0.45	0.45	0.45	0.45	0.3
						CeO2	0.3	0.3	0.3	0.3	0.2
Li2O	——	0.3	——	——	——

          表2

成分	μm(cm2/g)
		SiO2	2.34
Al2O3	2.11
		Na2O	1.69
K2O	8.45
		SrO	53.4
BaO	25.1
		ZnO	28.5
CaO	8.81
		ZrO	53.5
MgO	1.92
		Sb2O3	18.2
TiO2	9.12
		CeO2	25.3

此外，根据表1所列的含量计算出各实施例的下述值，将其列在表3中。

※1：C₃(％)＝SrO含量(％)+BaO含量(％)+CaO含量(％)+MgO含量(％)+ZnO含量(％)；

※2：ZnO和ZrO₂的总含量(％)＝ZnO含量(％)+ZrO₂含量(％)；

※3：C₁/C₃＝〔SrO含量(％)+BaO含量(％)+CaO含量(％)〕/C₃(％)；

※4：C₂/C₃＝ZnO含量(％)/C₃(％)。

                                     表3

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						※1	21.8	21.8	18.8	18.8	25.5
※2	6.5	4.8	2.0	2.0	3.5
						※3	0.75	0.86	0.97	0.97	0.95
※4	0.16	0.09	0.03	0.03	0.02

然后，采用阿基米德方法测量退火后各玻璃板的密度，并根据式(a)计算0.06nm波长的X射线吸收系数。

此外，从各玻璃板上切下宽2cm、长5cm的第一样品。仅对实施例1、2、4和5的样品采用低温离子取代强化方法进行了化学强化。具体而言，将第一样品放到含有熔融KNO₃的不锈钢容器中，使其在电炉中加热，进行离子取代强化方法的处理，在各第一样品的表面上形成压缩应力层。

然后，让各实施例的样品逐渐冷却，再清洗和干燥。将由此获得各样品切成薄片，使用备有Berek补偿器的偏光显微镜从截面方向测量玻璃厚度方向上的压缩应力层的厚度(μm)和压缩应力的值(MPa)。

此外，再从上述5块玻璃板中各切下宽1.5cm、厚0.5cm、长6cm的第二样品，采用与处理第一样品相同的方法对实施例1、2、4和5的第二样品进行化学强化处理，使用四点抗弯强度实验测试实施例1-5的第二样品的抗弯强度(MPa)。四点抗弯强度实验是给样品施加负荷，从断裂时的负荷计算强度的方法。具体而言，用粒度为#150的砂纸以约0.1MPa的力磨擦上述第二样品，然后使用下端跨度为55mm、上端跨度为10mm的夹具固定，进行四点抗弯强度测量。

此外，使用具有上述实施例1-5组成的玻璃制备纵横比为16∶9的36型面板，在与上述样品相同的条件下对这些面板中的实施例1、2、4和5的面板进行化学强化处理。在此，将各面板的正面部分制成在产生真空应力的条件下可承受的最薄的厚度。

然后，将各面板焊接到具有已知组成的漏斗和颈上，制成实施例1-5的玻壳。测量这些玻壳的耐液压强度(MPa)。测量耐液压强度的方法是将各阴极射线管用的玻壳放到具有大的耐液压管容器中，在该阴极射线管用的玻壳的外部施加压力，同时维持其内部在大气压下，将使玻壳破裂的压力作为抗水压强度。

下面，表4中给出了实施例1-5中的玻璃第一样品的密度(g/m³)、X射线吸收系数(cm^-1)、离子取代强化方法处理时电炉的加热温度(℃)和加热时间(小时)、玻璃表面的压缩应力(MPa)、该压缩应力层的厚度(μm)、第二样品磨擦后的抗弯强度(MPa)、面板正面部分的中心的厚度(mm)、面板质量(kg)和玻壳的耐液压强度(MPa)。

                                      表4

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						玻璃密度(g/m3)	2.83	2.85	2.78	2.78	2.97
X射线吸收系数(cm-1)	30.2	30.9	29.0	29.0	39.9
						保持温度(℃)	465	470	—	470	470
保持时间(小时)	12	16	—	8	16
						压缩应力(MPa)	140	135	—	105	65
压缩应力层的厚度(μm)	43	40	—	25	20
						磨擦后的抗弯强度(MPa)	220	200	26	90	60
正面部分中心的厚度(mm)	11.0	10.5	20.0	11.0	10.5
						面板的质量(kg)	24.8	24.3	34.6	24.8	24.3
耐液压强度(MPa)	3.1	3.0	3.5	2.1	1.9

结果，在实施例5中，SrO和BaO的含量大于本发明所述的含量，且C₁/C₃＞0.9，因而即使是在与实施例2相同的保持温度和保持时间下进行了化学强化处理，也没能进行足够的离子取代，因而不能产生至少70MPa的压缩应力。但是，在实施例2中形成了压缩应力值为135MPa的层。

此外，比较了正面部分厚度相等的实施例1和4(在两个实施例中，正面部分的厚度为11mm)，X射线吸收系数低于30cm^-1的实施例4，其幅射速率有超过0.5mR/小时(这样的X射线泄漏有可能对人体产生不利的影响)的可能性。相反，实施例1的辐射速率低于0.5mR/小时，表明是安全的。

此外，没有进行化学强化处理的实施例3的面板需要将其正面部分制成厚些，以使其能持久抵抗真空应力，这样就变得非常重。与实施例3这样的面板比，其它进行了化学强化处理的面板的重量有可能减少大约30％。

如前面所述，本发明的面板适合进行化学强化处理，同时，它含有X射线屏蔽能力高的成分，从而可能在不削弱它的幅射安全性情况下制成薄的面板，结果可减少重量。此外，通过使用这种面板，可以提供安全性优异且轻的阴极射线管。

本文纳入2001年5月15日提交的第2001-145371号日本专利申请(包括说明书、权利要求、附图以及摘要在内)的全部公开内容参考。

Claims (4)

1.一种彩色阴极射线管用的玻璃面板，它的0.06nm波长的X射线线性吸收系数为30-38cm^-1，至少在其正面部分外表面的短轴端部和/或长轴端部以及该正面部分内表面的中心部分具有用化学强化方法形成的压缩应力至少为70MPa的层。

2.如权利要求1所述的彩色阴极射线管用的玻璃面板，其特征在于，该具有所述压缩应力的层的厚度至少为30μm。

3.如权利要求1或2所述的彩色阴极射线管用的玻璃面板，其特征在于，该面板主要含有下述以占总质量的质量百分数计的氧化物：

      SiO₂                                  53.0-65.0％

      Al₂O₃                                  0.5-5.0％

      Na₂O                                   3.0-13.0％

      K₂O                                     1.0-9.0％

      SrO                                      3.0-8.6％

      BaO                                     5.0-12.0％

      ZnO                                      0.4-9.0％

      ZrO                                      0.5-5.0％

      TiO₂                                    0.1-0.6％

      CeO₂                                    0.1-0.9％

      Li₂O                                    0.0-3.0％

      CaO                                      0.0-4.0％

      MgO                                      0.0-4.0％

      WO₃                                     0.0-3.0％

其中，ZnO和ZrO₂的总含量是2.5-11.0％，SrO、BaO和CaO的总含量C₁、ZnO的含量C₂和ZnO与碱土金属氧化物的总含量C₃满足0.6≤C₁/C₃≤0.9和0.05≤C₂/C₃≤0.4。

4.一种彩色阴极射线管，它使用权利要求1-3中任一项所述的彩色阴极射线管用的玻璃面板。