JP2001216899A

JP2001216899A - 陰極線管ガラスの熔着方法

Info

Publication number: JP2001216899A
Application number: JP2000026244A
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: 2000-02-03
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2001-08-10

Abstract

(57)【要約】【目的】カソードの温度上昇を極力抑えながら、短時
間で強固に熔着することができ、しかも加熱部を汚染さ
せることなくネックとステムを熔着する方法を提供する
ことである。【構成】赤外線照射による温度上昇を抑制したい箇所
に、照射される赤外線を遮光するための遮光板１７を設
置し、ネック１１とステム１２を軸方向に回転させなが
ら、熔着箇所のみを全周に亘って赤外線で照射し、ガラ
スを加熱軟化させ熔着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管を構成するネ
ックとステムのガラス部材を熔着するのに適した熔着方
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、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】特にネックは、パネルやファンネルのガラ
ス部材に比べて管壁の肉厚が薄い（一般のネックの平均
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、通常のネックには、ガラスのＸ線
吸収能を最も高める成分であるＰｂＯが３５質量％程度
含有されている。

【０００４】ネックへの電子銃の装着は、ファンネルの
一端に熔着されたネック内に電子銃を挿入した後、予め
排気管を熔着したステムをネックの開口端に設置し、ネ
ックの開口端とステムをバーナーフレームで加熱熔着す
ることによって行われる。

【０００５】

【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を利用した熔着方法の場合、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
熱が使用されていた。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。また、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
れることがある。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輝度を下げる可能性が
あるため好ましくない。

【０００６】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
像度や輝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。

【０００７】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）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いため、インプレカソード付き
電子銃を高温下に曝すと、カソード材料が酸化され、エ
ミッション特性が劣化する傾向にある。このため、カソ
ードの温度をできる限り上昇させないことが望まれる。

【０００９】そこで、インプレカソード付き電子銃をネ
ック内に装着し、これにステムを熔着する際には、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熔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、作業性が悪い。

【００１０】このような事情から陰極線管ガラスを赤外
線で加熱する方法が特願平１１−１２７６０７で提案さ
れている。この特許出願には、ファンネル部の一端に熔
着されたネック内に電子銃を挿入した後、予め排気管を
熔着したステムをネックの開口端に設置し、管軸に対し
て９０°の角度より赤外線を照射して、ネックの開口端
を加熱熔着する方法が開示されている。

【００１１】この方法の場合、局所加熱が行え、また、
加熱部を汚染することなく熔着できる。ところが、この
方法においても、加熱部のみに赤外線を照射することは
難しく、カソードが位置する部分にも若干の赤外線が照
射されてしまう。この結果、バーナー加熱ほどではない
にしろ、やはりカソードの温度上昇は避けられず、電子
銃のエミッション特性への影響が懸念される。

【００１２】本発明の目的は、カソードの温度上昇を極
力抑えながら、短時間で強固に熔着することができ、し
かも加熱部を汚染させることなくネックとステムを熔着
する方法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の陰極線管ガラス
の溶着方法は、陰極線管に用いられるネック及びステム
を赤外線で加熱して熔着を行うにあたり、赤外線の一部
を遮光することを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明では、赤外線を利用しているため、ネッ
クの開口端を局所加熱して、ネックとステムを熔着する
ことができる。また、熔着部の接着強度も強く、バーナ
ー加熱のように加熱部分が汚染されることもない。

【００１５】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見られな
い。そのため、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等に
よって集光、拡散させるなどして適切な密度分布で照射
することによって、必要部分を短時間で加熱軟化するこ
とが可能となる。

【００１６】しかも、本発明では、照射される赤外線の
一部、具体的にはカソードが位置する部分に照射される
赤外線を遮光することにより、カソードの赤外線照射に
よる直接の温度上昇を抑制することができる。また、ガ
ラス部材を保持する治具に照射される赤外線を遮光し
て、熱による劣化を防止することもできる。

【００１７】赤外線を遮光するには、耐熱性を有し、表
面加工が容易に行えるという理由から、金属製の板（遮
光板）を用いることが望ましい。遮光板の表面を鏡面研
磨する理由は、遮光板にあたる赤外線を反射させ、遮光
版の温度上昇を抑え、遮光板からカソードへの伝熱を抑
制するためである。この遮光板を用いてカソードの温度
上昇を防止する場合、遮光板をネックから２〜５ｍｍ程
度離して、カソードが位置する部分のネックを全周に亘
って覆えばよい。このような方法によれば、カソードに
あたる赤外線は全て遮光板によって反射、遮光され、カ
ソードの温度上昇を抑制することができる。尚、バーナ
ー加熱の場合、金属製の板を用いても、カソードの温度
上昇を十分に抑えることは困難である。その理由は、バ
ーナー加熱の場合、バーナーフレームが遮光板を回りこ
んでカソードにあたるためである。しかも、バーナーフ
レームにより、金属製の遮光板が酸化され、剥離しやす
くなり、ガラス表面に異物として付着し、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
解像度や輝度を下げることも懸念される。

【００１８】赤外線の照射は、例えば、排気管側からネ
ックとステムの熔着箇所に向けて斜め方向に照射する方
法や、複数の赤外線ランプを用い、ネック及びステムに
それぞれ照射する方法等を採用してもよい。

【００１９】更に、輻射熱等によるカソードの間接的な
温度上昇を抑制するために、加熱中にＮ₂ガス等でカソ
ードを冷却する空冷装置を併用してもよい。

【００２０】本発明において、ネック又はステムの少な
くとも一方、好ましくは両方のガラス部材に波長１０５
０ｎｍにおける肉厚方向の赤外線透過率が７０％以下の
ガラスを用いると、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６５％以下、より好ましい値は３０％以下である。

【００２１】また、一般にネック内に電子銃を挿入する
場合、電子銃が正確な位置に配置されるように確認しな
がら作業を行う必要があるため、一定以上の可視透過率
を有することが望ましい。このため、ネックは可視光で
ある５７０ｎｍの波長における肉厚方向の光透過率が、
１０％以上、好ましくは２０％以上となるようにするこ
とが好ましい。

【００２２】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質量％（より好ましくは
０．２〜５質量％）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質量％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。

【００２３】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質量％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。

【００２４】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。

【００２５】本発明に適したネックの具体的組成は、質
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 ０．０５〜１０％である。

【００２６】また、本発明に適したステムの具体的組成
は、質量百分率で、ＳｉＯ₂ ４８〜６８％、Ａｌ₂Ｏ₃
０〜５％、ＰｂＯ１８〜４０％、Ｎａ₂Ｏ５〜１
５％、Ｋ₂Ｏ０〜６％、Ｓｂ₂Ｏ₃ ０〜１％、Ｆｅ₂Ｏ
₃ ０．０５〜１０％であり、より好ましい組成は、Ｓ
ｉＯ₂ ５０〜６６％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０．１〜４％、Ｐｂ
Ｏ２０〜３８％、Ｎａ₂Ｏ６〜１４％、Ｋ₂Ｏ１〜
５％、Ｓｂ₂Ｏ₃ ０〜０．６％、Ｆｅ₂Ｏ₃ ０．０５〜
５％である。

【００２７】

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

【００２８】まず、質量百分率で、ＰｂＯ２８．０
％、ＳｉＯ₂ ４８．５％、Ａｌ₂Ｏ₃１．４％、ＣａＯ
０．１％、ＳｒＯ２．４％、ＢａＯ１．８％、Ｎ
ａ₂Ｏ０．８％、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、波
長１０５０ｎｍにおける肉厚方向の赤外線透過率が１０
％以下のネックを準備した。

【００２９】また、質量百分率で、ＳｉＯ₂ ５１．４
％、Ａｌ₂Ｏ₃ ２．０％、ＰｂＯ３０．０％、Ｎａ₂Ｏ
８．０％、Ｋ₂Ｏ３．０％、Ｓｂ₂Ｏ₃ ０．６％、
Ｆｅ ₂Ｏ₃ ５．０％、金属Ｓｉ３０ｐｐｍの組成を有
し、Ｆｅ²⁺が０．４０５％、Ｆｅ²⁺／Ｆｅ³⁺が０．１３
であり、波長１０５０ｎｍにおける肉厚方向の赤外線透
過率が１０％以下のステムと排気管を準備した。

【００３０】次に、ネック内に電子銃を挿入し、予め排
気管を熔着したステムをネックの開口端付近にセットし
た。続いて、カソードの温度を測定しながらネックとス
テムを加熱熔着した。

【００３１】ネックとステムの熔着は図１に示すように
して行った。

【００３２】まず、ネック１１とステム１２の管軸に対
して９０°の角度になるように赤外線ランプ１３とミラ
ー１４を配置した。次に、内部に電子銃１５が装着され
たネック１１の開口端に排気管１６が熔着されたステム
１２を接触させた状態で保持した。また、赤外線がカソ
ードの位置する部分にあたらないように熔着部以外のネ
ックの周囲に表面を鏡面研磨したＳＵＳ３０４製の遮光
板（肉厚１ｍｍ）１７を設置した。その後、ネックと
ステムを管軸方向に回転させながらネック１１の開口端
に赤外線を照射し、局所加熱を行って熔着させた。

【００３３】この方法によれば、カソードの温度は最高
でも２７０℃であった。

【００３４】これに対して、図２に示すように遮光板を
用いていない従来の赤外線加熱方法により作成した試料
は、加熱中に赤外線の一部がカソードの位置する部分に
あたるため、カソードの温度が４００℃まで上昇した。

【００３５】また、図３に示すようにバーナー加熱によ
り作成した試料は、カソードの温度が５８０℃まで上昇
したため、インプレカソード付電子銃を用いた場合、エ
ミッション特性が劣化する可能性が高い。尚、図３中、
１８はバーナーフレーム、１９はバーナーを示してい
る。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明の陰極線管ガラスの
熔着方法によると、必要な部分のみを加熱することが可
能であり、短時間で効率よくガラス部材の必要箇所を熔
着することができる。このため、インプレカソード付き
電子銃を用いた場合でも、カソード材料の酸化を防止す
ることが可能となる。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。

【００３７】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】本発明の方法の一例を示す説明図である。

【図２】遮光板を設置せず赤外線を利用して加熱して熔
着する従来の方法を示す説明図である。

【図３】バーナーを利用してネックとステムを熔着する
従来の方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１１ネック１２ステム１３赤外線ランプ１４ミラー１５電子銃１６排気管１７遮光板１８バーナーフレーム１９バーナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陰極線管に用いられるネック及びステム
を赤外線で加熱して熔着を行うにあたり、赤外線の一部
を遮光することを特徴とする陰極線管ガラスの熔着方
法。
【請求項２】カソードが位置する部分に照射される赤
外線を遮光することを特徴とする請求項１記載の陰極線
管ガラスの溶着方法。
【請求項３】遮光板を用いて、赤外線を遮光すること
を特徴とする請求項１記載の陰極線管ガラスの熔着方
法。
【請求項４】ネック又はステムの少なくとも一方のガ
ラス部材の波長１０５０ｎｍにおける肉厚方向の赤外線
透過率が、７０％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熔着方法。
【請求項５】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熔着方法。
【請求項６】ネック又はステムの少なくとも一方のガ
ラス部材のＦｅ₂Ｏ₃含有量が、０．０５〜１０質量％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
熔着方法。
【請求項７】ネック又はステムの少なくとも一方のガ
ラス部材のＦｅ²⁺含有量が、０．００５質量％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熔
着方法。
【請求項８】ネック又はステムの少なくとも一方のガ
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熔
着方法。