JPH03141535A - 表示管の外囲器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、たとえば蛍光表示管やプラズマデイスプレ
ィパネル（ＦＤＰ）などの内部が低圧に保持される表示
管の外囲器に関し、特に表示管の大形化を図っても大気
圧を十分耐圧できる表示管の外囲器に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］表示管
、たとえば蛍光表示管は、その用途がその特長を利用し
て拡大されゲーム、オーディオ、自動車等の各分野に多
用されてきており、近時表示機能の複合化（特に、グラ
フィック表示化）とそれに伴う表示管の大形化（大面積
表示化）に対する要望が強くなってきている。

ところで、一般に蛍光表示管の外囲器はガラスによりで
きており、蛍光体を被着した陽極が配設された陽極基板
ＢＰと、陽極基板ＢＰに対面して配設される制御電極や
フィラメント状陰極を封入する容器部にとからなり、こ
の容器部には、第１図に示すように陽極基板ＢＰに対面
する平面板ＦＰと、陽極基板ＢＰと平面板ＦＰに挟持さ
れる側面板ＳＰの各部材からなる組立て容器のタイプや
、−枚の板ガラスを一体成形した平底船形状の容器のも
のがある。

この外囲器は、製造工程において内部が高真空状態に保
たれるので、常時大気圧（約ｉｋｇ／ｃ　ｒｎ”　）の
均一荷重にさらされており、第１図の矢印で示す箇所に
圧縮応力Ｃと引張り応力Ｔが生じる。そして板ガラス固
有の引張り破壊応力に比べて、外圧によって生ずる引張
り応力Ｔが大きい場合は特に、外囲器の陽極基板ＢＰと
平面板ＦＰがクラックする。あるいは、外圧による陽極
基板ＢＰや平面板ＦＰの変形から封着部Ａに発生する曲
げモーメントによる引張り応力の方が、陽極基板ＢＰや
平面板ＦＰに加わる引張り応力より大きければ、封着部
Ａが先に剥離する。一般に、蛍光表示管の外囲器の耐圧
強度は、最大面積を有する陽極基板ＢＰと平面板ＦＰの
強度と封着箇所Ａの接着強度で決まる。陽極基板ＢＰと
平面板ＦＰの強化対策としては、平面板ＦＰや陽極基板
ＢＰの厚みを増したり、第２図に示すように平面板ＦＰ
と陽極基板ＢＰとの間に補強用の支柱Ｐを介在させて耐
圧強度を確保することが考えられる。

しかしながら、前者のように板ガラスを厚くすると、重
量が増えて取り扱いが不便となるばかりかコスト上昇が
さけられず、また後者のように厚くしない代わりに支柱
Ｐを介在させると表示の妨げになり、特に、大形化が望
まれているグラフィック表示用の蛍光表示管では耐圧の
ために支柱を数本人れる必要があるが、表示部分りが支
柱Ｐにより分断されるので設計上の制約から支柱Ｐを使
用することができない。したがって、大形のグラフィッ
ク表示用の蛍光表示管の外囲器は、板ガラスのノアみを
増すか、あるいは強化ガラスを使って耐圧強度を確保す
るしかない。

ところで、従来の板ガラス強化方法としては、下記のも
のがあるが、いずれの場合も表示管の外囲器を強化する
には不適当である。

（１）風冷強化法（物理強化） ガラスを加熱後、空気を吹きつけて急冷して製造する方
法であるが、厚みが３ｍｍ以下の板ガラスは製造できな
い。すなわち、薄い板ガラスは、急冷時ガラス表面と内
部の温度差があまりつかないので、十分な強度を得るだ
けの表面と内部の応力差が生じないことにより、外囲器
用のガラス強化には不適当である。

（２）高温型イオン交換法（化学強化）Ｎａ２０または
に２０を含むガラスを転移温度以上軟化温度以下の温度
域でＬｉ溶融塩に浸し、ガラス中のＮａ＋又はに０とそ
れらよりもイオン半径の小さいＬｉ＋と置換させ、これ
を室温まで冷やす。表面層と内部層の膨張係数の差によ
ってガラス表面に圧縮応力が発生し、ガラスは強化され
る。

高温で処理する必要上、ガラスが反りやすい等作業トの
問題があり実用化されていない。

（３）低温型イオン交換法（化学強化）ガラスを転移点
温度をこえない温度域で、そのガラス中に含まれるアル
カリイオンよりイオン半径の大きなアルカリ溶融塩に浸
し、たとえば、ガラス中のＮａ″″をに０で置換させる
。そして冷却すると、アルカリイオンの占める容積の差
によってガラス表面層に圧縮応力が発生しガラスは強化
される。

しかしながら、この低温型イオン交換法により強化され
た強化ガラスは、未強化量の６．５倍の平均破壊曲げ応
力を有するが、これを５１０℃の高温雰囲気に３回、１
０分間づつさらす実験を行なった結果、強化ガラスの強
度は、もとの未強化量の強度にまで低下してしまうこと
が判明した。

ところが、たとえば、蛍光表示管の製造工程には、たと
えば容器部側にネサ膜や封着ガラスを被着したり（５０
０〜５１０℃、約１０分間）、陽極基板と容器部を封着
ガラスを介して封着（５００°、約１０分間）、さらに
は封着後傾内で焼成する（５０５℃、約１０分間）など
の後工程があり、結局強化ガラスは後工程においてその
強度低下を余イλなくされてもとの未強化ガラスにもど
ってしまうという問題がある。

そこで、この発明は上述した問題を解消するためになさ
れたものであって、５００℃以上の後工程においても耐
圧強度低下がなく、補強用支柱を用いずに大気圧に十分
耐える耐圧強度を確保し、かつ厚みを薄くして軽量化及
びコスト低減化が図れる表示管の外囲器を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ したがって、この目的を達成するためにこの発明の表示
管の外囲器は、表示用の陽極や制御電極及び陰極等の電
極を低圧に保持する外囲器が複数の部材で構成され、少
なくともその一部材が板ガラスである表示管の外囲器に
おいて、前記板ガラスの片面又は両面又は全面に、板ガ
ラスの膨張率より小さな膨張率を有するガラス層を配設
し、軽量化及びコスト低減化が図れ耐圧強度が十分大気
圧に耐えることができることを特徴としている。

［実施例］ 以下、図示の実施例によりこの発明の表示管の外囲器を
、蛍光表示管の外囲器を例にとって説明する。第３図は
、蛍光表示管の外囲器の斜視図を示し、第４図は、同外
囲器の断面図である。図において１は、外囲器であり、
内部が高真空状態に保たれた外囲器１は、絶縁性材料、
たとえば板ガラスからなる陽極基板２と、側面板３，３
，４゜４の枠体を介して陽極基板２に対向された板ガラ
スよりなる平面板５が、ガラス封着材Ｃ１Ｃにより密封
封着された構成である。この陽極基板２及び平面板５は
、陽極部６での発光表示を陽極基板２を通して観察する
か、または平面板５を通して観察するかにより一方又は
双方に透光性が必要である。

前記陽極基板２の内面には、所望の表示パターンに陽極
部６が分割配設されており、陽極部６は陽極導体６ａ上
に蛍光体層６ｂが被着形成されてなる。また、陽極部６
の上方には、制御電極７及びフィラメント状の陰極８が
対向して張架配設されている。

方、前記陽極基板ｌ及び平面板５の表裏面及び外端面、
すなわち全面には、フリットガラスペーストを印刷法、
浸漬法、吹き付は法等によりフリットガラス層９を被着
して被ｒｇ焼結しである。このフリットガラス層９は、
板ガラス製の陽極基板２及び平面板５の膨張率より低い
膨張率を有し、たとえば陽極基板２及び平面板５の膨張
率を９０Ｘ１０−’／ｌ：とすれば６０〜８ｏ×１０−
フ／℃の鉛ガラスが用いられ、陽極基板２及び平面板５
の全面にあらかじめ圧縮応力を持たせガラス強化するた
めのもので、フリットガラス層９の形成層ωは、陽極基
板２及び平面板５の板厚Ｗより極めて薄いものとなって
いる。

ここで、フリットガラス層９に発生する圧縮応力σとそ
の応力σが陽極基板２及び平面板５に与える作用、すな
わちガラス強化について考える。

第５図は、フリットガラス層９に発生する圧縮応力０及
び陽極基板２及び平面板５に発生する引張り応力ｔを示
す拡大断面図であり、第６図は、加熱温度に対する陽極
基板２及び平面板５の伸び率（ガラスの伸び率、曲線Ｃ
Ｌ、で示す）とフリットガラス層９の伸び率（曲線ＣＬ
、で示す）を示すグラフである。

フリットガラス層９の固着点温度Ｔ２（たとえば５００
℃）において、第６図に示すように曲線ＣＬ、で表す陽
極基板２及び平面板５の伸び率が、曲線ＣＬ２で表すフ
リットガラス層９の伸び率より大きく、その伸び率差＜
　Ａ　Ｒｒ　　Ａ　ｌ　２　＞１　　　　　　２ は、固着点温度Ｔ２から室温Ｔ１にまで下りたときに第
５図に示すようにフリットガラス層９に圧縮応力をσを
、陽極基板２及び平面板５に引張り応力ｔを発生させて
、陽極基板２及び平面板５は強化される。

実際に、陽極基板２及び平面板５の膨張率をＣ１、フリ
ットガラス層９の膨張率をＣ２、フリットガラス層９の
固着点温度を１２℃とすると、フリットガラス層９に発
生する圧縮応力σは、 σ＝εＥ＝（Ｃ１−Ｃ２）　　（Ｔ２　−ＴＩ　　）Ｅ
ただし、ε：ひずみ量 Ｅニガラスのヤング率 ＴＩ　＝室温＝２０℃ で表される。

ガラスのヤング率Ｅはほぼ７０ｘｌＯ’ｋｇ／ｃｒｎ”
程度であるから、たとえば、上式において、ａ２＝７Ｘ
　１０−６／”Ｃ１固着点温度Ｔ２＝５２０℃のフリッ
トガラス層９を用いれば、フリットガラス層９の形成層
ωが陽極基板２や平面板５の板厚Ｗに比べ無視できるほ
どに薄い場合、表面に発生する圧縮応力σは、室温Ｔ、
＝２ｏ”ｃのときａ＝　（９ｘｌＯ−’／ｌニー７ｘｌ
Ｏ−’／で）ｘ（５２０℃−２０℃）Ｘ７０Ｘ　１０’
　ｋｇ／ｃｒｎ’＝　７００　ｋ　ｇ　／　ｃゴ となる。

一般に、板ガラス本来の引張り破壊応力は、６００　ｋ
　ｇ　／　ｃ　ｒｎ’　〜ｌ　ＯＯＯｋ　ｇ　／　ｃ　
ｒｎ’であり、さらに７００　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｎ’
の圧縮応力σをガラスの陽極基板２及び平面板５に持た
せることで陽極基板２及び平面板５の引張り破壊応力を
１３００ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｎ’　〜１７００　ｋ　ｇ
　／　ｃ　ｒｎ”と約２倍に強化できる。したがって、
大気圧が加わって、陽極基板２及び平面板５に第１図の
ように引張り応力Ｔが加わっても破壊しないように余裕
を持たせておくことができ外囲器１の耐圧強度が向上す
る。

なお、フリットガラス層９の形成厚ωは、薄いほど圧縮
応力σは上記数値に近い値が得られ、厚くなるとその断
面積が増し、圧縮応力σは小さくなる。したがって、実
際には形成厚ωは１０〜３０μｍ程度が好ましい。また
、強化の程度は、フリットガラス層９の成分調整をして
、固着点温度Ｔ２及び膨張率を適宜制御することで自由
に設計できる。補強用支柱を介在させたりあるいは板厚
を厚くしなくても、大形のグラフィック表示用の外囲器
でも十分大気圧に耐え得るように耐圧強度を確保でき、
外囲器の軽量化及びコスト低減化が図れる。

次に、この発明の表示管の外囲器の製造方法を、上述し
た蛍光表示管の外囲器１を例にして説明する。

まず、外囲器１に使用する板ガラスの全面に、この板ガ
ラスより低膨張率を有するフリットガラスペーストを印
刷法、浸漬法、吹き付は法等によりフリットガラス層９
として被着すると共に、フリットガラス層９を被着させ
た板ガラスを焼成して板ガラスの全面、すなわち、表裏
面、端面に低膨張率のフリットガラス層９を被覆させ、
あらかじめ陽極基板２及び平面板５の各全表面に圧縮応
力σを付与しておく。

次に、板ガラスより外囲器１の部材として陽極基板２と
平面板５を形成したのち、陽極基板２の内面周囲に封着
材Ｃを５００℃〜５１０℃で焼成したあと、陽極基板２
の内面側に陽極部６を形成し、蛍光体層６ｂを被着焼成
する一方、平面板５の内面にネサ膜を形成する。そして
、制御電極７や陰極８を内包するようにして陽極基板２
、側面板３，３，４，４、平面板５を組立てて外囲器１
を構成し、封着材Ｃを介して炉内で外囲器ｌを焼成封着
した後排気するか、又は炉内で外囲器１内を真空排気し
ながら焼成すれば、高真空の耐圧強化された外囲器１が
完成する。

上述した第１の実施例は、陽極基板２及び平面板５の全
面にフリットガラス層９を配設した全面コートの場合で
あったが、次に、端面を除く表裏面にフリットガラス層
２９を配設するこの発明の第２の実施例について、第７
図により説明する。

この場合、陽極基板２２及び平面板２５の表裏面にのみ
圧縮応力σが付与されており、それぞれの端面には付与
されていないが、側面板２３゜２３、−２４．２４の封
着幅Ｒを厚くすれば端面でのモーメントＭを減少できる
ことから、端面での大気圧による引張り応力Ｔを減少さ
せることができ、十分大気圧に耐える耐圧強度の外囲器
が得られる。

さらに、この発明の第３の実施例を第８図により説明す
る。この場合、陽極基板３２及び平面板３５の表面又は
裏面にのみ、フリットガラス層３９が配設されて圧縮応
力σが付与されている。

この実施例でも大気圧に十分耐えることができる耐圧強
度を確保できる。

ここで、第２及び第３の実施例の表示管の外囲器は、上
述した第１の実施例の外囲器と同様の製造方法で製造で
きるので、その説明は省略する。

なお、第１から第３実施例では、外囲器を構成する各部
材がガラスにより形成されている場合を述べたが、たと
、えば陽極基板に放熱用金属板が用いられている場合に
は、平面板側にのみフリットガラス層を配設するだけで
大気圧に十分耐えられる外囲器が得られる。また、蛍光
表示管に−限らずＣＲ，Ｔや内部が低圧のプラズマデイ
スプレィパネルの外囲器として、この発明の表示管の外
囲器及び製造方法が適用できることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の表示管の外囲器によれ
ば、外囲器を構成する板ガラスの少なくとも片面に、板
ガラスの膨張率より小さい膨張率を有するガラス層を配
設するようにしたので、板ガラスに圧縮応力があらかじ
め付与され、板ガラス本来の引張り破壊応力とガラス層
により付与される圧縮応力との合成応力が板ガラス本来
の圧縮応力の例えば、ｍｌ述の条件では約２倍にもなり
、大気圧に十分耐えるようにすることができる耐圧強度
の外囲器が得られ、したがって外囲器の各部材を耐圧の
ために厚くしたり、あるいは補強用支柱を介在させたり
する必要がないので、特に大形のグラフィック表示用の
表示管の外囲器として製造する場合に、その軽量化及び
コスト低減化が図れる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、従来の表示管の外囲器の大気圧によ
る変形を説明するための図、第３図は、この発明の表示
管の外囲器としての蛍光表示管の外囲器の斜視図、第４
図は、同外囲器の断面図、第５図は、板ガラスである陽
極基板あるいは平面板に発生する引張り応力ｔとフリッ
トガラス層に発生する圧縮応力σを示す拡大断面図、第
６図は、加熱温度に対する陽極基板と平面板の伸び率及
びフリットガラス層の伸び率を示すグラフ、第７図と第
８図は、この発明の第２と第３の実施例を示す外囲器の
断面図である。 ｌ・・・外囲器、　　２．２２．３２−・・陽極基板、
５．２５．３５−一平面板、　　６・−陽極部、９．２
９．３９−・・フリットガラス層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表示用の陽極や制御電極及び陰極等の電極を低圧に保持
   する外囲器が複数の部材で構成され、少なくともその一
   部材が板ガラスである表示管の外囲器において、前記板
   ガラスの少なくとも片面に、板ガラスの膨張率より小さ
   な膨張率を有するガラス層を配設したことを特徴とする
   表示管の外囲器。