JP2000323034A

JP2000323034A - 陰極線管ガラスの加熱方法

Info

Publication number: JP2000323034A
Application number: JP11127607A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Yamazaki; 博樹山崎; Hiroshi Komori; 宏師小森
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【目的】陰極線管に用いられるガラス部材の必要な部
分のみを局所加熱して短時間で熔着したり、封止するこ
とができ、しかも加熱部を汚染することのない加熱方法
を提供する。【構成】ネック１２は、軸方向に回転するようになっ
ているため、その全周に亘って赤外線が照射され、ガラ
スが加熱軟化することによって、ネック１２とステム２
２が完全に熔着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管の外囲器を構
成する各種ガラス部材を熔着したり、封止するのに適し
た加熱方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に陰極線管の外囲器は、図２に示す
ように、映像が映し出されるパネル１０と、電子銃１１
が装着される管状のネック１２と、パネル１０とネック
１２を接続する漏斗状のファンネル１３から主に構成さ
れ、電子銃１１から出た電子線は、パネル１０の内面に
設けられた蛍光膜１４を発光させてパネル１０に映像を
映し出すが、この時に制動Ｘ線が管内に発生し、これが
外囲器を通して管外に漏れると人体に悪影響を及ぼすた
め、この種の外囲器は高いＸ線吸収能を有するガラスか
ら作製されている。

【０００３】通常、パネル１０とファンネル１３の結合
は、熔着やフリットガラスシールによって行われ、ファ
ンネル１３とネック１２の結合は、熔着によって行われ
る。さらにファンネル１３の内面には、アノードボタン
１５も熔着（封着）される。

【０００４】尚、図２中、１６はパネル１０の強度を保
持し、破損時の飛散を防止するための補強バンド、１７
は蛍光膜１４からの蛍光の戻りを防止するためのアルミ
ニウム膜、１８は電子線の照射位置を規定するシャドウ
マスク、１９はシャドウマスク１８を固定するためのス
タッドピン、２０はシャドウマスク１９の電子線による
高帯電を防ぎ、外部に導通接地するための導電膜を各々
示している。

【０００５】また陰極線管のネック１２付近は、図３に
示すような構造となっている。すなわちネック１２内に
は、電子銃１１が挿入されており、電子銃１１は内部リ
ード２１でステム２２と繋がっている。ステム２２は、
ネック１２の開口端に熔着され、ステム２２の外面に
は、排気管２３が熔着され、内部リード２１は、ステム
２２に封入された外部取り出しリード２４と繋がってい
る。

【０００６】このようなステム２２や排気管２３も、陰
極線管の外囲器の一部であるため、高いＸ線吸収能が要
求される。さらにステム２２は、金属と封止されるた
め、電気抵抗が高く、熱加工性に優れていることも要求
され、また排気管２３は、陰極線管をベーキングしなが
ら減圧排気して封止されるため、熱加工性に優れている
ことも要求される。そのためステム２２や排気管２３
は、Ｘ線吸収能、電気絶縁性、熱加工性に優れた高鉛含
有ガラスから作製されている。

【０００７】一般に陰極線管の外囲器を構成するガラス
部材（パネル、ネック、ファンネル、ステム、排気管）
を熔着、封止する方法としては、ガス−酸素バーナーや
ガス−空気バーナー等の燃焼手段でガラス部材の所定箇
所を加熱軟化させたり、ニクロムやカンタル等の抵抗線
に電流を流してガラス部材の所定箇所を加熱軟化させる
方法が採られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のバ
ーナーによる燃焼や電気抵抗を利用した加熱方法の場
合、加熱を必要とする部分だけを局所加熱することが困
難であり、その周辺の加熱する必要のない部分まで加熱
したり、ガラス部材の固定冶具や雰囲気も加熱されるた
め、無駄な熱量が必要となり、しかも昇温速度や冷却速
度が制限されるため、ガラス部材に大きな引っ張り歪が
入りやすく、破損の原因となることがある。

【０００９】また特にバーナーによる燃焼を利用した加
熱方法の場合には、燃焼ガス中の不純物等により、加熱
部分に金属異物が付着して汚染されることがあった。こ
のようにガラス部材に金属異物が付着すると、ガラスの
電気抵抗が小さくなり、絶縁破壊を起こしたり、陰極線
管の解像度や明度を下げる可能性があるため好ましくな
い。

【００１０】近年、陰極線管の大型化が進むにつれて、
ガラス中の引っ張り歪みに起因する破損、絶縁破壊、解
像度や明度の低下が起こりやすくなっており、そのため
外囲器を熔着したり、封止する際の加熱時間を短縮し、
汚染を防止することが、ますます要求されるようになっ
てきている。

【００１１】また従来よりカラー陰極線管に使用されて
いる電子銃のカソード材料としてはバリウムが使用され
ているが、近年、フォーカスをより向上させ、画質を高
めることができるという理由から、カソード材料として
タングステンカーバイドを使用した含浸型カソード（以
下、インプレカソードという）付き電子銃が使用されつ
つある。

【００１２】タングステンカーバイドは、バリウムに比
べて低温で酸化されやすく、インプレカソード付き電子
銃を６００℃以上の高温下に曝すと、カソード材料が酸
化され、エミッション特性が劣化しやすい。

【００１３】そのため、インプレカソード付き電子銃を
ネック内に装着し、これにステムを溶着する際には、空
冷装置を用いて電子銃に窒素ガスを供給することによっ
てカソードを冷却しながら溶着作業を行う必要がある。
また陰極線管を減圧排気した後に排気管を封止する際に
も、空冷装置を用いて電子銃のカソードの温度上昇を抑
える必要がある。しかしながら、このような空冷装置
は、極めて高価で、しかも窒素ガスの供給方向や供給量
を調整するのが非常に困難であり、作業性が悪かった。

【００１４】本発明の目的は、陰極線管に用いられるガ
ラス部材の必要な部分のみを局所加熱して短時間で熔着
したり、封止することができ、しかも加熱部を汚染する
ことのない加熱方法を提供することである。また耐熱性
の低いインプレカソード付き電子銃を使用する場合で
も、空冷装置を使用せずに電子銃のエミッション特性を
劣化させることなく、ネックとステムを溶着したり、排
気管を封止できる加熱方法を提供することも目的として
いる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の陰極線管の作製
方法は、陰極線管に用いられるガラス部材を加熱して熔
着や封止を行うにあたり、主に赤外線を利用してガラス
部材を加熱軟化させることを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明では、主に赤外線を利用して陰極線管に
用いられるガラス部材を加熱軟化するため、ガラス部材
の所定部位のみを局所加熱して熔着や封止を行うことが
可能である。

【００１７】すなわちガラス部材に赤外線を照射する場
合、赤外線が照射されていない部分は直接の温度上昇は
みられず、また赤外線吸収率の小さいガラスに赤外線を
照射しても、直接の温度上昇はみられない。そのためガ
ラス部材を赤外線吸収率の高い材質から作製し、ハロゲ
ンランプやキセノンランプ等の赤外線ランプから照射さ
れた赤外線をレンズやミラーによって集光、拡散させて
必要な部分のみに適切な密度分布で照射することによっ
て、必要な部分のみを短時間で加熱軟化することが可能
となる。またバーナーによる燃焼加熱のように加熱部分
が汚染されることもない。

【００１８】本発明において、ガラス部材の熔着部及び
／又は封止部のガラス肉厚方向の波長１０５０ｎｍにお
ける赤外線透過率を８５％以下とすると、赤外線が照射
された場合に熱線を吸収しやすいため好ましい。この赤
外線透過率の好ましい値は７０％以下、より好ましい値
は６５％以下である。

【００１９】このようなガラスを得るためには、ガラス
中にＦｅ₂Ｏ₃を０．０５〜１０重量％（好ましくは０．
１〜８重量％、より好ましくは０．２〜５重量％）含有
させたり、さらにＦｅ³⁺を還元させてＦｅ²⁺の割合を増
加させれば良く、Ｆｅ²⁺の含有量を０．００５重量％以
上としたり、Ｆｅ²⁺／Ｆｅ³⁺の比率を０．０８以上にす
ることが好ましい。

【００２０】ガラス中のＦｅ²⁺を増加させるためには、
金属Ｓｉ等の還元剤を含有させることが好ましく、還元
剤の含有量としては、０．００２〜０．５重量％が適当
である。また還元剤を含有させると、ガラスの可視光域
の光透過率を維持したまま、赤外線域の光透過率を低下
させることも可能である。

【００２１】ただしＦｅ²⁺／Ｆｅ³⁺の比率が０．５より
大きくなると、還元がかなり強くなり、その結果、ガラ
ス中のＰｂＯが金属化し、ブツとなったり、ガラス組成
が変動しやすくなるため好ましくない。

【００２２】このように本発明では、ガラス部材に対
し、赤外線を照射し、局所加熱することによって熔着や
封止を行うことができるため、パネルとファンネルの熔
着、ネックとファンネルの熔着、ネックとステムの熔
着、ステムと排気管の熔着、排気管の封止、ファンネル
内面へのアノードボタンの熔着（封着）に適用すること
で、従来の熔着、封止方法に比べて、大幅に作業時間を
短縮し、熱量を削減することが可能となる。またインプ
レカソード付き電子銃を用いた場合でも、ネックとステ
ムを熔着したり、排気管を封止する際に、カソード材料
の酸化を防止することが可能となる。特にネックとステ
ムの熔着は、電子銃と近接する部分で行われるため、局
所加熱が可能な本発明の方法は、ネックとステムの熔着
に最も適している。

【００２３】本発明に適したネックの具体的組成は、重
量百分率で、ＰｂＯ２０〜４０％、ＳｉＯ₂ ３８〜
５８％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜５％、ＭｇＯ０〜５％、Ｃａ
Ｏ０〜６％、ＳｒＯ０〜９％、ＢａＯ０〜９％、Ｎ
ａ₂Ｏ０〜５％、Ｋ₂Ｏ６〜１５％、Ｓｂ₂Ｏ₃ ０〜１
％、Ｆｅ₂Ｏ₃ ０．０３〜１０％である。

【００２４】また本発明に適したステムや排気管の具体
的組成は、重量百分率で、ＳｉＯ₂４８〜６８％、Ａｌ₂
Ｏ₃ ０〜５％、ＰｂＯ１８〜４０％、Ｎａ₂Ｏ５〜
１５％、Ｋ₂Ｏ０〜６％、Ｓｂ₂Ｏ₃ ０〜１％、Ｆｅ₂
Ｏ₃ ０．０５〜１０％であり、より好ましい組成は、
ＳｉＯ₂ ５０〜６６％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０．１〜４％、Ｐ
ｂＯ２０〜３８％、Ｎａ₂Ｏ６〜１４％、Ｋ₂Ｏ１
〜５％、Ｓｂ₂Ｏ₃０〜０．６％、Ｆｅ₂Ｏ₃ ０．２〜５
％である。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の陰極線管ガラスの加熱方法を
実施例に基づいて詳細に説明する。

【００２６】まず重量百分率で、ＰｂＯ２８．０％、
ＳｉＯ₂ ４８．５％、Ａｌ₂Ｏ₃１．４％、ＣａＯ
０．１％、ＳｒＯ２．４％、ＢａＯ１．８％、Ｎａ
₂Ｏ０．８％、Ｋ₂Ｏ１２．０％、Ｆｅ₂Ｏ₃ ５．０
％、金属Ｓｉ５０ｐｐｍの組成を有し、Ｆｅ²⁺が０．
４３８０、Ｆｅ²⁺／Ｆｅ³⁺が０．１４であり、肉厚方向
の波長１０５０ｎｍにおける赤外線透過率が１０％以下
のネックを準備した。

【００２７】また重量百分率で、ＳｉＯ₂ ５１．４
％、Ａｌ₂Ｏ₃ ２．０％、ＰｂＯ３０．０％、Ｎａ₂
Ｏ８．０％、Ｋ₂Ｏ３．０％、Ｓｂ₂Ｏ₃ ０．６
％、Ｆｅ₂Ｏ₃ ５．０％、金属Ｓｉ３０ｐｐｍの組成
を有し、Ｆｅ²⁺が０．４０５、Ｆｅ²⁺／Ｆｅ³⁺が０．１
３であり、肉厚方向の波長１０５０ｎｍにおける赤外線
透過率が１０％以下のステムと排気管を準備した。

【００２８】さらにパネルとして、日本電気硝子株式会
社製ＰＴ−２８を準備し、ファンネルとして、日本電気
硝子株式会社製ＦＴ−２２Ｈを準備し、これらの各ガラ
ス部材を用いて陰極線管を作製した。

【００２９】上記パネルとファンネルの結合は、フリッ
トガラスシールによって行ったが、ファンネルとネック
の結合、ネックとステムの結合、ステムと排気管の結合
は、赤外線で所定箇所を加熱軟化して熔着することによ
って行った。またアノードボタンの熔着や排気管の封止
も、赤外線加熱によって行った。

【００３０】図１は、ネックとステムを赤外線を利用し
て熔着する方法を示す説明図である。

【００３１】ネック１２の近傍に、赤外線ランプ２５と
ミラー２６を配置し、内部に電子銃１１が装着されたネ
ック１２の開口端に対し、排気管２３が熔着されたステ
ム２２を接触させ、その状態で赤外線ランプ２５から赤
外線を照射すると、赤外線がミラー２６で集光されてネ
ック１２とステム２２の接触部に照射され、局所加熱が
行われる。ネック１２は、軸方向に回転するようになっ
ているため、その全周に亘って赤外線が照射され、ガラ
スが加熱軟化することによって、ネック１２とステム２
２が完全に熔着される。

【００３２】この際、電子銃１１のカソードの温度を測
定したところ、６００℃に達しなかった。一方、従来の
バーナー加熱法によって、同様のネックとステムを熔着
し、電子銃のカソードの温度を測定したところ、最高８
００℃となり、インプレカソード付き電子銃を用いる
と、エミッション特性が劣化する可能性が高かった。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明の陰極線管ガラスの
加熱方法によると、必要な部分のみを局所加熱すること
が可能であり、短時間で効率よくガラス部材の必要箇所
を加熱熔着したり、加熱封止することができる。また従
来のバーナーによる燃焼加熱のように加熱部を汚染する
こともない。

【００３４】従って本発明の方法は、特に高温に曝され
るとエミッション特性が劣化しやすいインプレカソード
付き電子銃を使用する場合のネックとステムの熔着に好
適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ネックとステムを赤外線を利用して熔着する方
法を示す説明図である。

【図２】陰極線管を示す説明図である。

【図３】電子銃を装着したネックとステムを示す説明図
である。

【符号の説明】

１０パネル１１電子銃１２ネック１３ファンネル１５アノードボタン２２ステム２３排気管２５赤外線ランプ２６ミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陰極線管に用いられるガラス部材を加熱
して熔着や封止を行うにあたり、主に赤外線を利用して
ガラス部材を加熱軟化させることを特徴とする陰極線管
ガラスの加熱方法。
【請求項２】ガラス部材の熔着部及び／又は封止部
は、肉厚方向の波長１０５０ｎｍにおける赤外線透過率
が、８５％以下であることを特徴とする請求項１記載の
陰極線管ガラスの加熱方法。
【請求項３】赤外線ランプを使用することを特徴とす
る請求項１記載の陰極線管ガラスの加熱方法。
【請求項４】赤外線を、レンズ及び／又はミラーによ
って、集光したり、拡散させることを特徴とする請求項
１記載の陰極線管ガラスの加熱方法。
【請求項５】ガラス部材のＦｅ₂Ｏ₃含有量が、０．０
５〜１０重量％であることを特徴とする請求項１記載の
陰極線管ガラスの加熱方法。
【請求項６】ガラス部材のＦｅ²⁺含有量が、０．００
５重量％以上であることを特徴とする請求項１記載の陰
極線管ガラスの加熱方法。
【請求項７】ガラス部材のＦｅ²⁺／Ｆｅ³⁺の比率が、
０．０８以上であることを特徴とする請求項１記載の陰
極線管ガラスの加熱方法。