JP2001148225A - 陰極線管及び陰極線管の製造方法 - Google Patents

陰極線管及び陰極線管の製造方法

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JP2001148225A
JP2001148225A JP2000054278A JP2000054278A JP2001148225A JP 2001148225 A JP2001148225 A JP 2001148225A JP 2000054278 A JP2000054278 A JP 2000054278A JP 2000054278 A JP2000054278 A JP 2000054278A JP 2001148225 A JP2001148225 A JP 2001148225A
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cathode ray
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Hideki Yamaoka
秀樹 山岡
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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ネックガラスとステムベースガラスの必要な
部分だけを局所加熱して短時間、低い温度で溶着するこ
とができ、しかも加熱部を汚染することのない陰極線管
の製造方法を提供することである。 【構成】 本発明の陰極線管の製造方法は、管状のネッ
クガラスに、電子銃が取り付けられたステムベースガラ
スを溶着して、電子銃をネック部に装着する陰極線管の
製造方法において、ネックガラス及びステムベースガラ
スに肉厚方向の波長1050nmの赤外線透過率85%
以下の特性を有するガラスを使用することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管及び陰極線管
の製造方法に関し、特にインプレカソード付き電子銃を
装着するカラー陰極線管及びその製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】陰極線管の外囲器は、映像が映し出され
るパネル部と、電子銃が装着される管状のネック部と、
パネル部とネック部を接続する漏斗状のファンネル部か
ら構成され、電子銃から出た電子線は、パネル部の内面
に設けられた蛍光体を発光させてパネル部に映像を映し
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、
この種の外囲器には高いX線吸収能を有することが要求
される。
【0003】特にネックガラスは、パネルガラスやファ
ンネルガラスに比べて管壁の肉厚が薄い(一般のネック
ガラスの平均肉厚は約2.4mm)ため、高いX線吸収
能を有することが要求されており、通常のネックガラス
には、ガラスのX線吸収能を最も高める成分であるPb
Oが35重量%程度含有されている。
【0004】ネックガラスへの電子銃の装着は、図2に
示すように、ファンネル部20の一端に溶着されたネッ
クガラス21内に、予め排気管25を溶着したステムベ
ースガラス22に取り付けられた電子銃23を挿入した
後、ネックガラス21の開口端とステムベースガラス2
2を溶着することによって行われ、通常、この溶着はバ
ーナー24によるバーナーフレーム加熱で行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バーナ
ーによる燃焼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、周辺の
加熱する必要のない部分までも加熱するため、ガラスの
昇温、冷却工程でガラスに引っ張り歪みが入り、破損の
原因となることがある。
【0006】また、燃焼ガス中の不純物やバーナー先端
部の金属の剥離により、加熱部分に金属異物が付着し汚
染されることがある。このようにガラスに金属異物が付
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、陰極線管の解像度を下げる可能性があるた
め好ましくない。
【0007】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はバリウムであるが、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
ドを使用したインプレカソード付き電子銃が使用されつ
つある。
【0008】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。
【0009】そのため、インプレカソード付き電子銃を
ネックガラスに装着し、これにステムベースガラスを溶
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溶着部を冷却しながら溶着作業を行
う必要がある。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、作業性が悪い。
【0010】本発明の目的は、ネックガラスとステムベ
ースガラスの必要な部分だけを局所加熱して短時間、低
い温度で溶着することができ、しかも加熱部を汚染する
ことのない陰極線管の製造方法を提供することである。
また、これら技術を用いて、高品質な画像が得られるイ
ンプレカソード付き電子銃を装着することができる陰極
線管を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の陰極線管の製造
方法は、管状のネックガラスに、電子銃が取り付けられ
たステムベースガラスを溶着して、電子銃をネック部に
装着する陰極線管の製造方法において、ネックガラス及
びステムベースガラスに肉厚方向の波長1050nmの
赤外線透過率85%以下の特性を有するガラスを使用す
ることを特徴とする。
【0012】また、本発明の陰極線管は、管状のネック
ガラスにステムベースガラスを介して電子銃が装着され
たネック部を有する陰極線管において、ネックガラス及
びステムベースガラスが肉厚方向の波長1050nmの
赤外線透過率85%以下の特性を有するガラスからなる
ことを特徴とする。
【0013】
【作用】ネックガラスとステムベースガラスの溶着時間
を短縮したり、溶着温度を低下するには、ガラスの粘度
を下げれば良いが、他の要求特性を維持したまま、粘度
だけを変化させることは非常に困難である。しかもネッ
クガラス及びステムベースガラスの粘性を下げると、こ
れを既存のファンネル部と溶着する際に大きな応力が発
生することになり、破損の原因となりやすい。
【0014】ガラスの粘度を下げずにネックガラスとス
テムベースガラスの溶着時間を短縮したり、溶着温度を
低下する方法として、肉厚方向の波長1050nmの赤
外透過率が85%以下の特性を有するネックガラスを用
い、この部分に赤外線を照射して加熱、溶着する方法が
考えられる。この場合、ネックガラスに光の焦点を合わ
せるために、ステムベースガラスはネックガラスから伝
わる熱で軟化する。しかしながら、赤外線吸収特性を有
していないステムベースガラスは、軟化しにくく、この
方法では、ネックガラスとの溶着に時間がかかったり、
真空に耐えうる溶着が行われないこともあり、不良の原
因となる可能性がある。
【0015】そこで、本発明の陰極線管の溶着方法は、
ネックガラス及びステムベースガラスの両方に、肉厚方
向の波長1050nmの赤外線透過率が85%以下、好
ましくは70%以下、さらに好ましくは65%以下とな
るように調整した赤外線吸収率の高いガラスを使用する
ことを特徴とする。これにより、ネックガラスとステム
ベースガラスを赤外線ランプや赤外線レーザーによって
スポット加熱することができ、また、溶着する際の時間
短縮や温度低下を図ることができる。このため、ネック
部に装着される電子銃に熱が伝わるのを防止することが
でき、インプレカソード付き電子銃を装着する場合に
は、カソード材料の酸化を防止することが可能となる。
なお、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見られず、軟化変形は起こらない。
【0016】ネックガラス及びステムベースガラスの波
長1050nmの赤外透過率を低下させるには、ガラス
組成中に、Fe23を0.03〜10%(好ましくは
0.05〜8%)含有させたり、これを還元させてFe
2+の割合を増加させ、Fe2+を0.003重量%以上含
有させたり、Fe2+/Fe3+の比率を0.08以上にす
れば良い。
【0017】また、Fe23の代わりにCoO、Ni
O、Cr23、V25、SeO2、CuO及びMnOの
群から選択された一種又は二種以上の着色剤を合量で1
50〜30000ppm(好ましくは400〜3000
0ppm)含有させても良い。
【0018】ガラス中のFe23、Fe2+、Fe2+/F
3+及び着色剤の含有量を限定した理由は、次のとおり
である。
【0019】Fe23はガラスの赤外線透過率を下げる
成分であるが、0.03%より少ないと赤外線透過率を
下げる効果は小さく、10%より多いとガラスが失透し
やすくなる。尚、不純物として混入するFe23は通常
0.02%以下である。
【0020】ガラス中のFe2+の割合を0.003重量
%以上含有させたり、Fe2+/Fe 3+の比率が0.08
以上になるように、ガラス原料に還元剤を添加して溶融
すると、ガラスの可視域の透過率を維持したまま赤外域
の透過率をさらに低下させることができる。還元剤とし
ては、カーボン、金属Siが好ましく、還元剤の含有量
としては、0.002〜0.5%が適当である。
【0021】ただし、Fe2+/Fe3+の比率を0.5よ
り大きくしようとすると、還元をかなり強くする必要が
あり、その結果、ガラス中のPbOが金属化し、ブツと
なるため、好ましくない。
【0022】CoO、NiO、Cr23、V25、Se
2、CuO及びMnOといった着色剤は、ガラスの赤
外線透過率を下げる成分である。着色剤の合量が150
ppmより少ないと、赤外線透過率を下げる効果が小さ
くなる。また、これらの着色剤は可視光透過率も下げる
ため30000ppmより多いと、可視光透過率が低く
なりすぎ、電子銃を封着する場合に電子銃がネックガラ
スの中心に位置しているか確認が困難となる。
【0023】また本発明において使用するネックガラス
及びステムベースガラスは、ガラス中のPbO含有量が
18〜40重量%であることが好ましい。PbO量が1
8重量%より少ないと、十分なX線吸収係数、すなわち
0.6オングストロームの波長のX線に対する吸収係数
が80cm-1以上にならず、X線の透過量が多くなりす
ぎて、人体に悪影響を与える虞れが生じる。逆にPbO
量が40重量%より多いと、ガラスの粘性が低くなりす
ぎて、ネック管状に成形するのが困難となりやすい。
【0024】より具体的なネックガラスのガラス組成
は、重量百分率で、PbO 18〜40%、SiO2
38〜58%、Al23 0〜5%、MgO 0〜5
%、CaO 0〜6%、SrO 0〜9%、BaO 0
〜9%、Na2O 0〜5%、K2O 6〜15%、Sb
23 0〜1%の基本組成に対して、Fe23 0.0
3〜10%または着色剤 150〜30000ppm含
有させた組成を有することが好ましい。
【0025】より具体的なステムベースガラスガラス組
成は、重量百分率で、PbO 18〜40%、SiO2
48〜68%、Al23 0〜5%、MgO 0〜5
%、CaO 0〜6%、SrO 0〜9%、BaO 0
〜9%、Na2O 0〜6%、K2O 5〜15%、Sb
23 0〜1%の基本組成に対して、Fe23 0.0
3〜10%または着色剤 150〜30000ppm含
有させた組成を有することが好ましい。
【0026】ネックガラスへの電子銃の装着は、図1に
示すように、ファンネル部10の一端に溶着されたネッ
クガラス11内に、予め排気管16を溶着したステムベ
ースガラス12に取り付けられた電子銃13を挿入した
後、ネックガラス11の開口端とステムベースガラス1
2を溶着することにより行われる。この溶着は赤外線ラ
ンプ14による赤外線加熱で行うことが好ましい。尚、
図中15はミラーを示している。
【0027】赤外線吸収ガラスに赤外線を照射しても、
赤外線が照射されていない部分に直接の温度上昇は見ら
れない。そのため赤外線吸収率の高い上記ネックガラス
及びステムベースガラスを用い、赤外線ランプから照射
された赤外線をレンズやミラーで集光、拡散させて必要
な部分のみに照射することによって短時間で局所的に加
熱軟化させ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。
【0028】本発明の陰極線管は、ネックガラスやステ
ムベースガラスが上記したような赤外線透過率の低いガ
ラスからなり、赤外線ランプや赤外線レーザーによって
溶着されるため、ガラスに引っ張り歪が入ったり、金属
異物が付着することもなく、しかも真空に耐える溶着部
を有している。
【0029】尚、一般に広く用いられているネックガラ
スの平均肉厚は2.4mm、ステムベースガラスの平均
肉厚は1.5mmであるが、本発明おいては、これに限
定されるものではなく、それより大きい平均肉厚や小さ
い平均肉厚を有するネックガラスやステムベースガラス
が使用可能であることは言うまでもない。
【0030】
【実施例】以下、本発明の陰極線管の製造方法を実施例
に基づいて詳細に説明する。
【0031】調合した原料バッチを白金坩堝に入れ、約
1480℃で4時間溶融した。尚、均質なガラスを得る
ため、途中で白金攪拌棒を使って3分間攪拌して脱泡を
行った。その後、溶融ガラスを金型に流し出し、所定形
状に成形した後、徐冷した。
【0032】こうして得られた各試料の特性を調べ、ネ
ックガラスの特性を表1に示し、ステムベースガラスの
特性を表2に示した。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】次に、表1、2に示したネックガラスとス
テムベースガラスを組み合わせて赤外線ランプを用いて
溶着した。その時の組み合わせ及び溶着に要した溶着時
間を表3に示した。試料No.1〜3は本発明の実施例
を試料No.4、5は比較例をそれぞれ示している。
【0036】
【表3】
【0037】表から明らかなように、実施例であるN
o.1〜3の各試料は、Fe23や着色剤を含有し、赤
外線透過率が30%以下のネックガラス、ステムベ
ースガラスを使用しているため、それぞれのガラス
単体の軟化変形時間が短く、溶着時間が75秒以下であ
った。また、溶着の状態についても良好であった。
【0038】これに対し、比較例であるNo.5の各試
料は、赤外線透過率が90%のネックガラス及びステ
ムベースガラスを使用しているため、赤外線ランプで
は溶着できなかった。
【0039】比較例No.4は、ネックガラスの赤外線
透過率は低いが、ステムベースガラスの赤外線透過率は
高いため、ステムベースガラスの軟化変形時間が長く、
ネックガラス、ステムベースガラス共に赤外線透過率3
0%以下の実施例に比べて溶着時間が100秒と長かっ
た。また、溶着の状態については、一部不完全な部分が
あり、良好な溶着状態には至らなかった。
【0040】上記の結果から明らかなように、赤外線透
過率の低いネックガラスとステムベースガラスを用いる
と溶着が短時間に行える。また、溶着温度を低下させる
ことも可能であると推定される。
【0041】尚、表中の赤外線透過率は、各試料を板状
に成形し、肉厚が2.4mmとなるように光学研磨した
後、可視・赤外分光光度計によって、1050nmの波
長の光透過率を測定したものである。
【0042】さらに軟化変形時間は、各試料を6φ×1
00mmの大きさのムク棒に加工してから電気炉中に吊
し、その長手方向の中心部2cmを750℃で加熱し、
ムク棒が軟化変形して全長1mまで伸びる時間を測定し
たものである。
【0043】溶着時間については、ネックガラスの開口
部にステムベースガラスをセットしてネックガラスの周
囲を赤外線ランプで照射して溶着し、溶着に要した時間
を測定した。
【0044】またX線吸収係数は、ガラス組成と密度に
基づいて、0.6オングストロームの波長に対する吸収
係数を計算して求めたものである。
【0045】次に、ネックガラス内に、ステムベースガ
ラスに取り付けたインプレカソード付き電子銃を装着
し、図1に示すような赤外線ランプ14によって空冷す
ることなく、ステムベースガラス12を溶着し、陰極線
管を作成したところ、実施例である試料No.1〜3、
については、電子銃のエミッション特性を劣化すること
なく、良好に溶着することができた。比較例であるN
o.4については、一部溶着が不完全であった。No.
5については、溶着することができなかった。
【0046】尚、ここではインプレカソード付き電子銃
を装着した陰極線管について説明したが、本発明はこれ
に限られるものではなく、カソード材料にバリウムを用
いた通常の陰極線管についても適用可能である。また、
ネックガラスとステムベースガラスの溶着に赤外線ラン
プ等を用いて赤外線加熱を行う代わりにバーナーフレー
ム加熱を採用しても差し支えない。
【0047】
【発明の効果】以上のように本発明の方法によれば、熱
線を吸収しやすく、加熱することによって軟化変形しや
すいネックガラス、ステムベースガラスを用いるため、
赤外線ランプや赤外線レーザーによるスポット加熱によ
って両者を溶着することが可能であり、また、ネックガ
ラスとステムベースガラスとの溶着時間の短縮や温度低
下を図ることができる。そのため、カソード材料として
バリウムを使用した一般の電子銃のみならず、インプレ
カソード付き電子銃を装着する場合にも空冷装置を使用
せずに適用でき、高画質の陰極線管を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】赤外線ランプを用いたネックガラスとステムベ
ースガラスの溶着方法を示す説明図である。
【図2】バーナーを用いたネックガラスとステムベース
ガラスの溶着方法を示す説明図である。
【符号の説明】
10、20 ファンネル部 11、21 ネックガラス 12、22 ステムベースガラス 13、23 電子銃 14 赤外線ランプ 15 ミラー 16、25 排気管 24 バーナー

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管状のネックガラスにステムベースガラ
    スを介して電子銃が装着されたネック部を有する陰極線
    管において、ネックガラス及びステムベースガラスが肉
    厚方向の波長1050nmの赤外線透過率85%以下の
    特性を有するガラスからなることを特徴とする陰極線
    管。
  2. 【請求項2】 ネックガラスがFe23を0.03〜1
    0重量%含有するガラスからなることを特徴とする請求
    項1記載の陰極線管。
  3. 【請求項3】 ネックガラスがFe2+を0.003重量
    %以上含有するガラスからなることを特徴とする請求項
    1、2記載の陰極線管。
  4. 【請求項4】 ネックガラスが、Fe2+/Fe3+の比率
    が0.08以上のガラスからなることを特徴とする請求
    項1〜3記載の陰極線管。
  5. 【請求項5】 ネックガラスがCoO、NiO、Cr2
    3、V25、SeO 2、CuO及びMnOの群から選択
    された一種又は二種以上の着色剤を含有するガラスから
    なることを特徴とする請求項1記載の陰極線管。
  6. 【請求項6】 ネックガラスが150〜30000pp
    mの着色剤を含有するガラスからなることを特徴とする
    請求項1、5記載の陰極線管。
  7. 【請求項7】 ステムベースガラスがFe23を0.0
    3〜10重量%含有するガラスからなることを特徴とす
    る請求項1記載の陰極線管。
  8. 【請求項8】 ステムベースガラスがFe2+を0.00
    3重量%以上含有するガラスからなることを特徴とする
    請求項1、7記載の陰極線管。
  9. 【請求項9】 ステムベースガラスが、Fe2+/Fe3+
    の比率が0.08以上のガラスからなることを特徴とす
    る請求項1、7及び8記載の陰極線管。
  10. 【請求項10】 ステムベースガラスがCoO、Ni
    O、Cr23、V25、SeO2、CuO及びMnOの
    群から選択された一種又は二種以上の着色剤を含有する
    ガラスからなることを特徴とする請求項1記載の陰極線
    管。
  11. 【請求項11】 ステムベースガラスが150〜300
    00ppmの着色剤を含有するガラスからなることを特
    徴とする請求項1、10記載の陰極線管。
  12. 【請求項12】 管状のネックガラスに、電子銃が取り
    付けられたステムベースガラスを溶着して、電子銃をネ
    ック部に装着する陰極線管の製造方法において、ネック
    ガラス及びステムベースガラスに肉厚方向の波長105
    0nmの赤外線透過率85%以下の特性を有するガラス
    を使用することを特徴とする陰極線管の製造方法。
  13. 【請求項13】 ネックガラスとステムベースガラスの
    溶着に赤外線ランプ若しくは赤外線レーザーを用いるこ
    とを特徴とする請求項12記載の陰極線管の製造方法。
JP2000054278A 1999-09-07 2000-02-29 陰極線管及び陰極線管の製造方法 Pending JP2001148225A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019607A1 (fr) * 2001-08-23 2003-03-06 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Verre de cône pour tube cathodique

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019607A1 (fr) * 2001-08-23 2003-03-06 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Verre de cône pour tube cathodique

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