JP2001110340A

JP2001110340A - 金属材料を用いたブラウン管

Info

Publication number: JP2001110340A
Application number: JP2000231698A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Ohashi; 善久大橋; Wataru Takahashi; 渉高橋; Yoshiaki Yamade; 善章山出; Tatsuo Hiroshima; 龍夫廣島
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2001-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で製造が容易な36インチ以上の高品質大
型ブラウン管とその製造方法を提供する。【解決手段】パネル部、ファンネル部およびネック部
をそれぞれ別個に製作し、ファンネル部の材料に金属材
料を用い、ファンネル部とパネル部との接合、およびフ
ァンネル部とネック部との接合を金属多孔質接合材を用
いて行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、今日広く使われて
いるTV受像機用ブラウン管に関し、特にブラウン管を構
成するファンネル部の材料の改良に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般のTV受像機に用いられている陰極線
管、所謂ブラウン管は、図１に示すように、パネル部
(1) 、ファンネル部(3) およびネック部(4) から構成さ
れている。パネル部(1) には内面に蛍光膜を塗布して蛍
光体塗布面(2) が設けられており、ネック部(4) には電
子銃(5) が内蔵されている。

【０００３】ブラウン管は、構造的には、全体がガラス
管体(11)から構成されており、ネック部に内蔵される電
子銃(5) から放出される電子ビームを、パネル部(1) の
蛍光体塗布面(2) に到達させる真空容器として機能す
る。ブラウン管の材料には、透明性、成形加工性の点お
よび真空容器として必要な特性を備えていることから一
般に BaO、Li₂Oあるいは質量吸収係数の高い SnO、PbO
を含むガラスが使用されている。また、ファンネル部と
ネック部との接合部近辺には電子ビーム偏向装置が取り
付けられるため、ファンネル部は複雑な形状をしてお
り、耐衝撃性や耐気圧性を確保する観点から部位により
ガラスの肉厚を適切にすることが重要であるとされてい
る。

【０００４】パネル部、ファンネル部、およびネック部
はそれぞれ別個に作成され、接合によって組立られる。
ファンネル部とパネル部との接合には通常フリットガラ
スなどを用いた融着法が用いられている。ネック部とフ
ァンネル部との接合も、同様に行われている。

【０００５】また、真空処理、封止処理を高温で行うた
め、その過程で発生するガスを吸収するゲッター剤を使
用するなど製造上の工夫も必要である。従来にあって
も、ファンネル部の製造をより容易にし、加工性の向上
や機械的特性の向上を図るためにファンネル部の材質に
セラミックを用いる提案もあるが(特開昭52−115164号
公報) 、ガラスで作られたパネル部やネック部との接合
に問題があって実用化されることはなかった。つまり、
前面のパネル部との接合には従来と同様のガラスフリッ
トによる融着法を用いているため接合部がファンネル本
体部に比し著しく強度が低下する懸念があり実用に供さ
れるには至らなかった。

【０００６】ブラウン管は内部を高真空にして使用され
る。内外気圧差によりブラウン管のガラス管体に生じる
応力は、通常パネル前面において最大になるが、側壁
部、つまりファンネル部とパネル部の接合部分もフリッ
ト材料強度に比して大きくなる。

【０００７】接合部の強化に関しては、接合部付近のガ
ラス内に埋設した金属環帯に代えて、炭素繊維など高強
度繊維を埋設することにより強化することも提案されて
いる。特開昭63−96850 号公報参照。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年に至
り、ブラウン管の大型化が求められるようになり、大型
ブラウン管では、大幅な重量増加が避けられない。

【０００９】上記のようにセラミックスを使ってブラウ
ン管のファンネル部を構成する試みはネック部およびフ
ァンネル部との接合が難しい。ガラス質内に炭素繊維を
埋設することを教える上述の特開昭63−96850 号公報に
あっては、ファンネル部のガラス内にも炭素繊維を埋設
することを示唆しているが、これは従来と同様にガラス
を用いることでその強化を図るものであって、大型ブラ
ウン管での重量増加は避けられない。

【００１０】ここに、本発明の目的は、安価で製造が容
易な、特に36インチ以上の大型ブラウン管を提供するこ
とである。別の面からは、本発明の目的は、軽量かつ安
価な高品質のブラウン管の製造を可能とするブラウン管
の構造およびそのための材料を開発することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題を解決するため、安価に製造するという観点から
は、36インチ以上という大型ブラウン管の場合には、ブ
ラウン管の各構成部材のうち、ファンネル部を金属材料
から構成することにより軽量化を図ることを着想し、種
々検討を重ねた。

【００１２】36インチ以上の大型ブラウン管ではパネル
全面にかかる大気圧の力は約3.7Ton以上となり、材料の
曲げ強度として２kgf/mm²程度以上が求められる。しか
し、パネル部およびネック部の材質変更には大きな困難
を伴うことから、ファンネル部が材料代替の対象とな
る。そのときファンネル部の対角線長さは90cm以上とな
ることから、一体成形で構成することは通常の材料では
困難であるが、金属材料では比較的容易に行うことがで
きる。

【００１３】しかしながら、内部真空度が10^-5Torr程度
であるから、ファンネル部を金属製とした場合、パネル
部およびネック部との接合およびシール性が問題とな
り、勿論、従来のようにガラスフリットを使って融着さ
せることはできない。そこで、この点について種々検討
を重ねたところ、パネル部とファンネル部との間の接合
に、金属焼結材料にガラスを含浸させて構成した好まし
くは嵌着型の接合材を用いることで、強力な接合が可能
となり、またシール性が確保されることが判明した。特
にネック部については、これも金属製とすることで両部
材を容易に接合できることも判明した。

【００１４】ファンネル部を構成する材料とパネル部お
よびネック部とを構成する材料との線熱膨張率の差異
も、金属材料の焼結体にガラスを含浸させた接合材を使
用する場合、接合材が両者の膨張率の差を吸収し、さら
に必要であれば金属とガラスの混合率を連続的に変化さ
せることにより調整が可能となるので問題ないことが判
明した。

【００１５】よって、本発明は、最も広義には、ファン
ネル部の材料に金属材料を用い、ファンネル部とパネル
部との接合を接合材を介して行うことを特徴とするブラ
ウン管である。

【００１６】以下、本発明は次の通りである。 (1) それぞれ別々に作成されたパネル部、ファンネル
部、およびネック部を組立てて成るブラウン管であっ
て、ファンネル部を金属材料から構成したことを特徴と
するブラウン管。

【００１７】(2) 前記金属材料が、非磁性金属材料であ
る上記(1) 記載のブラウン管。 (3) 前記金属材料が、アルミニウム、マグネシウム、チ
タン、およびそれらの合金から成る群から選んだ金属材
料である上記(1) 記載のブラウン管。

【００１８】(4) 多孔質金属材料にガラスを含浸させて
なる接合材を用いて前記ファンネル部と前記パネル部と
を接合することを特徴とする上記(1) ないし(3) のいず
れかに記載のブラウン管。

【００１９】(5) 多孔質金属材料にガラスを含浸させて
なる接合材および接合用ビスの両者を用いて前記ファン
ネル部と前記パネル部とを接合することを特徴とする上
記(1) ないし(4) のいずれかに記載のブラウン管。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
をさらに具体的に説明する。図２は、本発明にかかるブ
ラウン管を概念的に示す模式図であり、図中、ガラスで
作られる前面のパネル部(1) と一般にはリング状の接合
材、つまり接合リング(20)を介してこのパネル部(1) と
接合される金属製ファンネル部(3) およびガラスもしく
は金属で作られるネック部(4) から構成されている。フ
ァンネル(3)およびネック部(4) も接合材(20)を介して
接合されている。

【００２１】金属製ファンネル部(3) は電子銃から発生
する電子ビームを偏向装置( 図示せず) により前面のパ
ネル部(1) に備えられた蛍光体塗布面 (図示せず) に走
査到達させるための真空空間を与えるもので、ファンネ
ル部における外部大気圧と内部の真空空間との気圧差に
よって生ずる外圧に耐え得るものでなければならない。

【００２２】また、電子ビーム偏向装置は通常ファンネ
ルの外側に設置されるため、偏向装置が発生する電子ビ
ーム偏向用磁界を正確にファンネル部の内部へ与えるた
めファンネル部を構成する材料は非磁性材料であること
が望ましい。

【００２３】本発明はファンネル部を構成する材料とし
て非磁性材料であり、機械的強度が高い金属材料を用い
るものである。例えば、アルミニウム、マグネシウム、
チタンおよびそれらの合金が好ましい。

【００２４】ファンネル部の成形に当たってはこれらの
金属材料の板材をいわゆるプレス成形により一体的に成
形すればよい。その他一部分をスピニング法などによっ
て成形してもよい。特にプレス成形を採用する場合には
フラックス部とネック部とを一体的にプレス成形するこ
とが可能となり有利である。成形後、必要により、熱処
理を行ってさらなる強化を図ってもよい。

【００２５】図３にはこのようにして成形したファンネ
ル部とパネル部およびネック部との接合の形態の一例を
示す。図示例は各接合面に凹凸を形成した嵌着型の接合
材の例を示す。

【００２６】本発明によれば、接合材として多孔質金属
材料にガラスを含浸させたものを使用するが、そのとき
の金属材料はファンネル部を構成する金属と同種のもの
であることが好ましいが、特にそれに制限されない。含
浸されるガラスについても例えばパネル部を構成するそ
れと同種のものが好ましいが、必要に応じて他種のガラ
スを使用しても良い。接合材による接合に加えて、ガラ
スフリットを用いた溶融法を併用してもよい。

【００２７】このような接合材の形態は、例えばパネル
部とファンネル部の両接合面に密着するものであればい
ずれでもよい。一般には両側に平行面を備えた円環状の
リングであるが、図３に示すように各接合面に凹凸を形
成した嵌着型であっても、あるいは後述する図５の重ね
合わせの形態であってもよい。

【００２８】本発明において、ファンネル部をAl、Ti、
Mgもしくはそれらの金属の合金から構成する場合、同種
の金属、つまりAl、Ti、Mgもしくはそれらの金属の合金
の多孔質金属材料にガラスを含浸させた材料から接合材
を構成するのが好ましい。

【００２９】接合材の構造は図４(a) に接合材の外形
を、図４(b) に内部構造をそれぞれ模式的に示すよう
に、多孔質金属材料にガラスを含浸させたものであり、
かかる接合材によってガラスと金属とを容易に接合でき
る。

【００３０】本発明の別の態様によれば、ファンネル部
(3) とパネル部(1) 、ネック部(4)の接合は、図５(a)
、(b) に示すように、接合材(20)を介在させて重ね合
わせることで接合した部分の外周に金属等のバンド(22)
を巻きつけ、さらに接合用ビス(24)でこれらを固定する
ことにより、ガラス製パネル部(1) 、ネック部(4) との
接合強度が一層強固になり、真空容器としてのブラウン
管の信頼性の向上が図れるようにしてもよい。

【００３１】本発明によればガラスを用いた従来のブラ
ウン管を金属製とすることで軽量化でき、その製造工程
中、本発明のブラウン管を用いたTV受像機の輸送手段な
どが著しく簡素化され、流通経費の削減などの経済効果
が実現できると共に、極めて強固な構造体を実現でき
る。

【００３２】しかも、金属材料として上述のような金属
を用いることで、材料のリサイクルが促進され、資源の
より一層の有効利用を図ることができる。

【００３３】

【実施例】図３には本発明にかかるブラウン管の実施例
を示す。図中、ブラウン管は、前面のパネル部(1) と、
ファンネル部(3) と、ネック部(4) とから構成され、パ
ネル部(1) とファンネル部(3) と、さらにファンネル部
(3) とネック部(4) とはそれぞれ環状の接合材(20)でも
って接合され、内部真空がシールされる。図示例では、
接合材はリング状をなしており、パネル部とファンネル
部との間およびファンネル部とネック部との間に介在さ
せ、相互に約20mmの凹凸部が係合する嵌着型となってい
る。

【００３４】まず、本実施例ではTi-15V-3Al-3Cr-3Snな
る組成を有する板厚1.0 mmのβ型チタン合金板を用い、
750 ℃×30分加熱後、空冷して酸化スケールをチタン合
金表面に生成させた後、潤滑剤にフッ素樹脂を用いたプ
レス成形によりファンネル部を一体的に成形加工した。
加工は一般的に２段加工により行い、最初の台形のファ
ンネル部を絞り、その後ネック部に接する部位を絞る方
法を用いた。なお、ネック部もファンネル部と一体的に
成形するときは、ファンネル部とネック部との接合は不
要である。

【００３５】本実施例では上述の加工後、高強度化の目
的で500 ℃、８時間の熱処理を施した。その後ファンネ
ル部の内部の電気的に絶縁を必要とする部分にアルミナ
の溶射による表面処理を行った。この処理はアルミナ以
外のセラミックを用いることもできるほか、溶射以外の
方法や琺瑯処理のようなガラスフリットを用いた方法な
どによってもよい。その後ファンネル部の端末に接合の
ために必要な機械加工を実施した。

【００３６】本例においては、パネル部は BaO、Li₂Oを
含むガラスから、ネック部は30〜32％のPbO を含むガラ
スから構成した。本実施例における接合材は、平均粒径
20μｍのチタン粉末を型枠に装入し、およそ２ton/cm²
の圧力で加圧成形した後1200℃で３時間加熱し、焼結し
たものである。プレス時の成形性を得るため、バインダ
として、チタン粉末100 重量部に対しポリメチルメタク
リレート (PMMA、平均分子量30万) を固形分で５重量
部、可塑剤としてブチルベンジルフタレートを1.5 重量
部の割合で加えた。このバインダは、熱天秤の測定から
窒素雰囲気中600 ℃で完全に熱分解することがわかって
おり、チタン粉末の焼結開始時には成形物中には存在せ
ず、接合体としての特性を劣化させるものではない。

【００３７】得られた焼結体は、気孔率15％、平均気孔
径15μｍの多孔質体であって、気孔部分に溶融させたガ
ラスを含浸させる時に容易に含浸が可能なように気孔制
御を行ったものである。この気孔制御は原料のチタン粉
末の粒度分布制御、平均粒径、焼結温度、時間などの最
適化により実現できる。

【００３８】次に焼結体にガラスを含浸させ、接合材を
得る。含浸は溶融したガラス中に焼結体を浸漬すること
により行う。この場合、真空中で含浸を行えば、余分な
空気を含まず、含浸を十分に行うことができより好まし
い。本例ではガラスとして、BaO 、Li₂Oを含むものを使
用した。

【００３９】図４(a) は、パネル部(1) とファンネル部
(4) との接合の様子を示し、図４(b) は接合材(20)の内
部構造を模式的に示す。すなわち、このように作られた
円環状の接合材(20)を、図４(a) に示すように、ファン
ネル部(4) とパネル部(1) およびネック部との間に挟み
加圧しながら、接合材(20)を誘導加熱などの方法で加熱
し、ファンネル部とパネル部およびネック部との接合を
行う。このときパネル部およびネック部は予熱するなど
して容易に接合できるようにしても良い。接合材の構造
は図４(b) のようになっている。

【００４０】次に、接合材とファンネル部を接合する。
接合材を誘導加熱などで熱し、ファンネル部を加熱しつ
つ圧接する。本実施例では、850 ℃、５分で両者を良好
に接合することができた。

【００４１】さらに別法として図５(a) 、(b) に示す態
様で金属製ファンネル部を備えたブラウン管を製造した
ところ、接合強度の一層の改善が図られ、ブラウン管の
信頼性がさらに高まった。

【００４２】

【発明の効果】本発明にかかるブラウン管用ファンネル
部はガラスと比較した場合、非常に軽くすることができ
る。また、接合材によるパネル部との接合には従来のガ
ラスフリットを使った融着法と類似の生産設備や技術を
使うことができ新たな生産設備を必要としないなどの利
点をもっていることが分かった。

【００４３】また、ファンネル部が導電体であるため従
来ガラス製ブラウン管に見られた蓄電によって電子ビー
ムが曲げられることが排除でき、電気的に安定なブラウ
ン管が実現できた。

【００４４】このように、本発明にかかる金属製ファン
ネル部を使ったブラウン管は生産性が高く、大量生産に
適したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のブラウン管の模式的説明図である。

【図２】本発明にかかるブラウン管の模式的説明図であ
る。

【図３】ファンネル部とパネル部と、およびファンネル
部とネック部との接合形態の模式的説明図である。

【図４】図４(a) は、パネル部とファンネル部との接合
形態を拡大して示す説明図、図４(b) は、接合材の材質
の模式的説明図である。

【図５】図５(a) は、パネル部とファンネル部とを接合
材とバンド、ならびにビスを用いて接合する別の接合形
態を拡大して示す説明図、図５(b) は、その部分拡大断
面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山出善章兵庫県尼崎市扶桑町１番８号住友金属工業株式会社エレクトロニクス技術研究所内 (72)発明者廣島龍夫東京都台東区池之端１丁目２番18号住友金属工業株式会社電子部品事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ別々に作成されたパネル部、フ
ァンネル部、およびネック部を組立てて成るブラウン管
であって、ファンネル部を金属材料から構成したことを
特徴とするブラウン管。
【請求項２】前記金属材料が、非磁性金属材料である
請求項１記載のブラウン管。
【請求項３】前記金属材料が、アルミニウム、マグネ
シウム、チタン、およびそれらの合金から成る群から選
んだ金属材料である請求項１記載のブラウン管。
【請求項４】多孔質金属材料にガラスを含浸させてな
る接合材を用いて前記ファンネル部と前記パネル部とを
接合することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載のブラウン管。
【請求項５】多孔質金属材料にガラスを含浸させてな
る接合材および接合用ビスの両者を用いて前記ファンネ
ル部と前記パネル部とを接合することを特徴とする請求
項１ないし４のいずれかに記載のブラウン管。