JP2006012668A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

【課題】 陰極線管の封止クラックの軽減とガラス材料の統合を図った陰極線管を提供する。
【解決手段】 陰極線管のステム部１８をネック部３と略同一の熱膨張係数をもつガラス材料で構成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、陰極線管に係り、特にガラス材料に起因するネック部とステム部の封止クラックの発生を抑制した陰極線管に関する。

テレビ受像管やディスプレイ管等に用いられる陰極線管及び投射型映像装置に用いられる投射型の陰極線管等は、その精細な画像再現性を有していることから、各種の情報処理機器の表示手段として広く用いられている。この種の陰極線管は、内面に蛍光体を塗布してなる蛍光面を形成したパネル部と、前記蛍光面に向けて電子ビームを出射する電子銃を収容したネック部と、前記パネル部とネック部を連接し前記電子銃から発射される電子ビームを蛍光面上で走査するための偏向ヨークを外装したファンネル部と、前記ファンネル部と反対側の前記ネック部の一端と気密封着されたステム部とで構成した真空外囲器を備えている。

前述したような陰極線管において、ネック部とステム部との封止部のクラックを防止する方法として、複数の凸起（だぼ）を環状に配列したステム部と筒状のネック部との溶着で、前記凸起とネック部間に略Ｕ字状の環状溝を介在させ、応力の集中を無くしてネック部とステム部との封止部のクラックを防止する構成が特許文献１に開示されている。

又、ネック部とステム部との封止部のクラックを防止する方法として、ネック部とステム部間に両者の中間の線熱膨張係数を持つガラス層を介在させ、溶着接続する構成が特許文献２に開示されている。更に、ネック部とステム部との封止部のクラックを防止する方法として、ステム部のフレアー部のガラスがネック部端部のガラスを外側から取り巻くように溶着する構成が特許文献３に開示されている。
特開平８−２５５５８２号公報 特開２０００−１０６１０９号公報 特開２００１−６０４４４号公報

近年、陰極線管自体の製造原価低減要求が強く、これに対処して製造時間の短縮、使用材料の統合等が図られている。特に、陰極線管では総原価中に占めるガラス材料費の比率は高く、ガラス材料費の低減は急務となっている。しかしながら、ガラス材料は溶解、溶着及び気密封止等の処理や、漏洩Ｘ線防止等の制約により使用目的別の選択が必要で、使用材料の統合には問題が有った。例えば、ステム部は導入線の気密封止が必須で、このためにはステム部は導入線とのなじみを考慮した熱膨張係数の鉛ガラスの使用が要求され、それに合致した材料選択が必要である。

又、ステム部の排気管は前記導入線の封着時に同時に融着されること及び排気終了に電熱或はバーナによるチップオフ作業があり、この作業に適したガラス材料の選択が必要とされている。

一方、前記ステム部と封着されるネック部はその構成からステムガラス及びファンネルガラスとの整合のみを考慮すれば良く、比較的安価な材料選択で対処可能である。ところが、前述した特許文献１〜３にも開示されているように、ステム部とネック部との封止部のクラック防止には従来種々の提案がなされているが、このような手段では十分な解決に至っておらず、更なる対策が求められている。更に、環境問題の点からもガラス組成の見直しも重要な課題となっている。

本発明は、ステム部をネック部と熱膨張係数の略等しいガラス材料で構成し、封止部のクラック防止を図った真空外囲器を具備した陰極線管を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の代表的な構成では、ステム部をネック部の熱膨張係数と略等しいガラス材から構成した。なお、本発明は、上記の構造に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の思想を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

請求項１及び２に係る発明によると、ネック部とステム部との熱膨張係数を略合致させたことで封止部のクラックを軽減することが出来、これにより歩留まり向上が図れ、又原価低減効果も大となる。

又、封止部に特別な加工を施す必要も無く、更には他の部材を付加する必要もないことから、作業が簡便となり、工程の短縮と共に原価低減が図れる。更に、ガラス材料の統合が出来、ガラス生産の合理化が可能となると共に、原価低減効果も期待できる。

請求項３に係る発明によると、ＰｂＯを含有し、かつＰｂＯの含有量を略同一の組成としたことで封止部のクラックの軽減が図れ、これにより歩留まり向上が可能となり、又原価低減効果も大となる。

請求項４に係る発明によると、既存のジュメット線の使用が可能で、かつ導入線との気密封着も確保でき、ガラス材変更に伴う前述した種々のメリットを享受できる効果を備えている。

以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１乃至図３は本発明の陰極線管の一実施例を示し、図１はシャドウマスク型カラー陰極線管の概略構造を説明する模式断面図、図２は図１に示した本発明のカラー陰極線管に用いられる電子銃の構成例を説明する側面図、図３は図１の要部拡大断面図である。

図１乃至図３において、符号１はパネル部、２はファンネル部、３はネック部、４は蛍光面、５はシャドウマスク、６は磁気シールド、７は偏向ヨーク、８は外部磁気補正装置、９は電子銃、１０は電子ビーム、１１は制御電極（第１グリッド電極：Ｇ１）、１２は加速電極（第２グリッド電極：Ｇ２）、１３乃至１５は集束電極（第３グリッド電極：Ｇ３、第４グリッド電極：Ｇ４、第５グリッド電極：Ｇ５）、１６は陽極（第６グリッド電極：Ｇ６）、１７はシールドカップ、１８はステム部、１９はバルブスペーサコンタクト、２０はマルチフォームガラスである。

図１乃至図３において、この陰極線管はパネル部１、ファンネル部２、ネック部３及び詳細は後述するステム部１８で真空外囲器を構成し、この真空外囲器のパネル部１の内面に蛍光体を塗布して形成した蛍光面４が配置され、この螢光面４に対面して色選択電極であるシャドウマスク５が配置され、その後段には外部磁界（地磁気）を遮蔽する磁気シールド６が配置されて地磁気によって電子ビームの軌道が変化するのを防止している。

ファンネル部２とネック部３の遷移領域には水平と垂直の偏向磁界を発生して管内を通過する電子ビームを偏向する偏向ヨーク７が外装され、又ネック部３には外部磁気補正装置（マグネット組立）８が外装されている。この外部磁気補正装置８は電子銃９とパネル部１・ファンネル部２・シャドウマスク５の微妙な軸ずれあるいは回転ずれによる電子ビームと蛍光体の不一致等を補正する機能を有する。

ネック部３内に収容された電子銃９は、３本の電子ビーム１０（１本のみを表示）を出射する傍熱型陰極を備えた構成で、管軸と同軸で配置されており、この電子銃９とパネル部１・ファンネル部２・シャドウマスク５の微妙な軸ずれあるいは回転ずれによる電子ビームと蛍光体の不一致等は前記外部磁気補正装置８により補正する。

この電子銃９は、制御電極１１、加速電極１２、集束電極１３，１４，１５、陽極１６、及びシールドカップ１７を管軸方向に所定の間隔と位置関係で配列し、マルチフォームガラス２０で固定支持すると共に、ネック部３の一端を閉止するように溶着された後述する構成からなるステム部１８に植立した複数本の導入線（ステムピン）１８ａに前記各電極に設けたタブ或はリード線のような接続線を溶接して接続している。

又、前記シールドカップ１７の蛍光面４側に配置されたバルブスペーサコンタクト１９はネック部３の内壁に弾接して電子銃９の中心軸を管軸に一致させる機能を有すると共に、ファンネル部２とネック部３の内壁に連続して塗布された内部導電膜（図示せず）から電子銃９に陽極電圧を導入する機能を有する。

電子銃９は制御電極１１と加速電極１２及び傍熱型カソード構体２１とで電子ビーム発生部（３極部）を構成する。又、集束電極１３〜１５は電子ビーム発生部から出射する電子ビームを加速集束し、集束電極１５と陽極１６の間に形成される主レンズで収束されて蛍光面４方向に指向される。

これら各電極への信号・電圧印加は、前述したバルブスペーサコンタクト１９を介して印加する以外はステム部１８のステムピン１８ａを介して印加する。

このようなシャドウマスク型カラー陰極線管では、電子銃９からの３本の電子ビーム１０は図示しない外部信号処理回路からの映像信号で変調され、蛍光面４に向けて出射する。この電子ビーム１０はネック部３とファンネル部２の遷移領域に外装された偏向ヨーク７で発生される水平と垂直の偏向磁界を通過することにより、蛍光面４上を２次元に走査される。シャドウマスク５は、その面内に形成した多数の開孔で通過する３本の電子ビームのそれぞれを色ごとに選択して所要の映像を再現する。

このような陰極線管において、前述したステム部１８は、蛍光面４側に向かって突出した複数個の凸起１８ｂを環状に配列し、該凸起１８ｂ内を気密に貫通する導入線１８ａを備えた略板状のステム基体１８１と、このステム基体１８１の前記環状の中心と略同軸で配置され一端側を前記ステム基体１８１と気密封着し、他端側を前記凸起１８ｂと反対方向に延在した筒状の排気管１８２とを有し、この排気管１８２の他端側を管内の排気完了後チップオフして封止してある。又、前記環状はピンサークルと同一で、例えば１５．２４ｍｍ等規格化されている。

前記導入線１８ａは、炭素を含有したニッケル線からなる内側導入線１８ａ１と、ニッケル線からなる外側導入線１８ａ２及びこれら内外導入線１８ａ１，２間を接続するジュメット線からなる中間導入線１８ａ３の結合体から構成され、前記中間導入線１８ａ３は凸起１８ｂ内でガラスと気密に封着されている。又、内側導入線１８ａ１は前記電子銃９の各電極と直接又はタブ或はリード線等の接続線１８３と溶接して接続し、一方外側導入線１８ａ２は外部回路との接続に用いられる。

このステム部１８のステム基体１８１及び排気管１８２のガラス材は、前記ネック部３と同一組成のガラス材料から構成されており、その組成は必須成分としてＰｂＯを３５％含有し、これにＳｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｎa₂Ｏ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＭｇＯ，ＢａＯの全部又は一部を含み、熱膨張係数は９６．５×１０^-7／℃（０〜３００℃）と同一組成のものを用いた。

その結果、ネック部とステム部の封着部の熱膨張差が存在しないことから封着部のクラックの発生は改善され、実用上問題の無いことが確認できた。

この改善効果は、前述の同一組成、同一熱膨張係数のものに限らず、ネック部３のガラス材の熱膨張係数に対しステム部１８を構成するガラス材の熱膨張係数をその差が±１％以内に設定しても十分に発揮された。すなわち、ネック部３のガラス材の熱膨張係数を前述と同じ９６．５×１０^-7／℃（０〜３００℃）に設定し、ステム部１８を構成するガラス材の熱膨張係数を９５．５〜９７．５×１０^-7／℃（０〜３００℃）の範囲内に設定したケースでも改善結果は認められた。

この熱膨張係数差が±１％を超えるとネック部３とステム部１８の封着箇所の熱衝撃によるクラックの発生が起きやすくなり、封着部分の軸ずれ量を厳密に管理し且つ封着部分の降温時間を十分とる必要ある。このため、更に生産性を追求しなければならない陰極線管用の部品としては不十分である。

又、組成的には両部のガラス材はＰｂＯとＳｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｎa₂Ｏ，ＳｒＯを主成分としているが、その主成分の差が±２％以内であれば略熱膨張係数が等しいのでクラックの発生を抑制することが可能で、２％を超えると特性差が大きく、実用に供しない。

又、前述した中間導入線１８ａ３のジュメット線としては、熱膨張係数を９６．５×１０^-7／℃（０〜３００℃）に設定したことに伴い、ジュメット線の芯金の化学成分が４７％Ｎｉ―Ｆｅ（Ｎｉ：４６．０−４８．０％）のＪＩＳＨ４５４１−１９９７のジュメット線２種に相当するものを用いた。

図４は本発明の陰極線管に用いられるステム部の他の例を示す斜視図で、前述した図と同一部分には同一記号を付してある。図４に示すステム部２８は、前述のステム部１８に比べ導入線１８ａが存在しない凸起２８ｂを多数有する構成のもので、蛍光面側に向かって突出した複数個の凸起２８ｂを環状に配列し、該凸起２８ｂ内を気密に貫通する導入線１８ａを備えた略板状のステム基体２８１と、このステム基体２８１の前記環状の中心と略同軸で配置され一端側を前記ステム基体２８１と気密封着し、他端側を前記凸起２８ｂと反対方向に延在した筒状の排気管２８２とを有し、この排気管２８２の他端側を管内の排気完了後チップオフして封止する。又、前記環状は前述したステム部１８と同一で、例えば１５．２４ｍｍΦで配置されている。

前記導入線２８ａは、炭素を含有したニッケル線からなる内側導入線２８ａ１と、ニッケル線からなる外側導入線２８ａ２及びこれら内外導入線２８ａ１，２間を接続するジュメット線からなる中間導入線（図示せず）の結合体から構成され、前記中間導入線は凸起２８ｂ内でガラスと気密に封着されている。又、内側導入線２８ａ１は前記電子銃９の各電極と直接又はタブ或はリード線等の接続線と溶接して接続し、一方外側導入線２８ａは外部回路との接続に用いられる。

以上説明したように、本発明によれば、陰極線管のネック部とステム部との熱膨張係数を略合致させたことで封止部のクラックを軽減することが出来、これにより歩留まり向上が図れ、又原価低減効果も大となる。

又、封止部に特別な加工を施す必要も無く、更には他の部材を付加する必要もないことから、作業が簡便となり、工程の短縮と共に原価低減が図れる。更に、ガラス材料の統合が出来、ガラス生産の合理化が可能となると共に、原価低減効果も期待でき、優れた陰極線管を提供することができる。

本発明による陰極線管の１実施例を説明するためのシャドウマスク型カラー陰極線管の概略構造を説明する模式断面図である。 図１に示したカラー陰極線管に用いられる電子銃の構成例を説明する側面図である。 図１の要部拡大断面図である。 本発明による陰極線管に用いられるステム部の他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１ パネル部
２ ファンネル部
３ ネック部
４ 蛍光面
９ 電子銃
１８、２８ ステム部
１８ａ、２８ａ 導入線
１８ｂ、２８ｂ 凸起
１８１、２８１ ステム基体
１８２、２８２ 排気管。

Claims (4)

1. 内面に蛍光体を塗布した蛍光面を有するパネル部と、前記蛍光面に向けて電子ビームを出射する電子銃を収容したネック部と、前記パネル部とネック部の一端を連接するファンネル部と、前記ネック部の他端に気密封着されたステム部とで構成された真空外囲器を備えた陰極線管であって、
   前記ステム部は、複数の凸起を環状に配列し、該凸起内を気密に貫通する導入線を備えた略板状のステム基体と、このステム基体の前記環状の中心に配置した筒状の排気管とを有し、
   前記ステム部は前記ネック部と熱膨張係数の略等しいガラス材から構成されてなることを特徴とする陰極線管。
2. 前記ネック部を構成するガラス材の熱膨張係数は、前記ステム部のガラス材の熱膨張係数との差が１％以内であることを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。
3. 前記ネック部及びステム部を構成するガラス材はそれぞれＰｂＯを含有し、前記ネック部及びステム部を構成するガラス材のＰｂＯの重量比差は２％以内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の陰極線管。
4. 前記導入線は前記凸起を気密に貫通する部分にジュメット線を備え、該ジュメット線は４７％Ｎｉ―Ｆｅを主成分とする芯金を用いたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の陰極線管。
   
   

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