JPH08138579A - 陰極線管用ガラスバルブ - Google Patents

陰極線管用ガラスバルブ

Info

Publication number
JPH08138579A
JPH08138579A JP23705995A JP23705995A JPH08138579A JP H08138579 A JPH08138579 A JP H08138579A JP 23705995 A JP23705995 A JP 23705995A JP 23705995 A JP23705995 A JP 23705995A JP H08138579 A JPH08138579 A JP H08138579A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass bulb
panel
ray tube
cathode ray
glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP23705995A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2904067B2 (ja
Inventor
Tsunehiko Sugawara
恒彦 菅原
Toshihide Murakami
敏英 村上
Yusuke Kobayashi
裕介 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP23705995A priority Critical patent/JP2904067B2/ja
Publication of JPH08138579A publication Critical patent/JPH08138579A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2904067B2 publication Critical patent/JP2904067B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】陰極線管用ガラスバルブの肉厚を従来品より薄
くして軽量化しても爆縮しないようにする。 【解決手段】パネル部3の領域に物理強化により圧縮応
力σKCを有する圧縮層を形成し、圧縮応力σKCはガラス
バルブ2の破壊強度σSGと引張応力の最大値σVTmax
の間に、1<CσVTmax /σSG≦1−(σKC/σSG
(ただし2≦C≦4)かつσKC≦−30kg/cm2
る関係を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主にテレビジョン
等に用いるためのガラスバルブを有する陰極線管に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図1の部分断面図に示すように、テレビ
ジョン等に用いる陰極線管1は、基本的には映像を表示
するパネル部3、偏向コイルを装着するファンネル部4
および電子銃17を格納するネック部5からなるガラス
バルブ2で構成されている。
【0003】図1において6はパネルスカート部、7は
映像を映し出すパネルフェース部、8は強度を保持する
ための防爆補強バンド、10はパネル部3とファンネル
部4をハンダガラス等で封着する封着部、12は電子線
の照射により蛍光を発する蛍光膜、13は蛍光の戻りを
防止するアルミニウム膜、14は電子線の照射位置を規
定するシャドウマスク、15はシャドウマスク14をパ
ネルスカート部6内面に固定するためのスタッドピン、
16はシャドウマスク14の電子線による高帯電を防ぎ
外部へ導通接地するための内装ダッグである。また、A
はネック部5の中心軸とパネル部3の中心を結ぶ管軸を
示す。
【0004】真空容器としての陰極線管のガラスバルブ
は、大気圧が外表面に加わるため応力(以後真空応力と
称する)が発生するが、球殻とは異なる非対称的構造に
負うところの引張応力(+の符号)の領域が、圧縮応力
(−の符号)とともに比較的広範囲に図2のように存在
する。ここで、図2中のσR は紙面に沿った応力、σT
は紙面に垂直方向の応力成分を示す。図中の応力分布に
沿った数字は、その位置における応力値を示す。
【0005】ガラスバルブの表面上には二次元的応力分
布が存在し、通常引張真空応力の最大値は、パネルガラ
スフェース部の映像表示面端部またはパネルガラスの側
壁部に存在する。したがって、もし陰極線ガラスバルブ
の前記引張真空応力が大きく、充分に構造的な強度がな
ければ、大気圧による静的疲労破壊を生じ陰極線管とし
て機能しなくなる。さらに陰極線管の製造工程において
は、特に380℃程度の高温に保持し排気する際に、そ
の熱工程において熱応力が発生し前記真空応力に加わる
ため、はなはだしい場合には瞬間的な空気流入とその反
作用によって激しい爆縮を発生し、周囲まで損害を及ぼ
す危険性がある。
【0006】このような破壊を防止するための保証とし
ては、ガラスバルブおよび陰極線管の組立て工程で発生
するガラス表面への加傷の強さと陰極線管の実用耐用年
数等を考慮して、#150エメリー紙により一様に加傷
したガラスバルブに空気圧または水圧により加圧して外
圧負荷試験をおこない、破壊に至ったときの内外圧力差
を求め、かかる圧力差として3気圧以上は耐えうるよう
にしている。
【0007】このような加傷をおこなったガラスバルブ
が持つ構造的な破壊強度は、図2に示すようにガラスバ
ルブの外表面に存在する真空応力がガラスバルブの構造
に左右され、二次元的であるため一義的には決まらな
い。同じ材質から作られた各種のテレビジョン受信用ガ
ラスバルブの破壊強度を図3に示すが、たかだか最小値
190kg/cm2 、平均250kg/cm2 程度にし
かすぎない。
【0008】一方、真空応力による疲労破壊を考える
と、最大引張真空応力σVTmax の存在する領域が起点と
なって破壊する確率が高いので、前述の耐圧強度の保証
値である内外圧力差が3気圧以上の強度を有する陰極線
管ガラスバルブにするためには、弾性体の線形性がガラ
スバルブに適合することからして、3.0σVTmax <σ
SGの条件を満足すればよい。すなわち、σVTmax <σSG
/3であるから、従来は図2に示すように、σVTmax
60〜90kg/cm2 に抑えるようにガラスバルブの
肉厚、形状等の幾何学的構造を定めている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、耐圧強度を保
証するためσVTmax を前述のように60〜90kg/c
2 に定めたガラスバルブの構造にすると、例えばアス
ペクト比が4:3(横:縦)の有効画面(視像領域)を
有するカラーテレビジョン用陰極線管ガラスバルブに用
いられるパネル部の重量は、その最大外径のほぼ2.0
〜2.4乗に比例し増加するので、大型サイズの陰極線
管の生産性、とりわけガラスバルブの生産性を極端に低
下させ、材料コストも大幅に増大する結果となる。
【0010】このような問題に対する解決方法として、
例えばガラスバルブの表面をイオン交換処理によって強
化させ、軽量化を図ることが考えられる。この方法は、
徐冷域以下の温度でガラス中のアルカリイオンをそれよ
りも大きいイオンで置換し、その容積増加によって表面
に圧縮応力を作る方法である。例えば、Na2 Oを5〜
8%、K2 Oを5〜9%程度含有するSiO2 −SrO
−BaO−Al23−ZnO2 系パネルガラス(旭硝
子製5001ガラス)を、約450℃に保持したKNO
3 の溶融液中に約4〜6時間程度浸漬することによって
得られる。
【0011】この処理により、パネルガラス表面に15
00〜3000kg/cm2 程度の大きさで、深さ10
〜30μm程度の深さを有する圧縮層が形成される。こ
の強化法の場合、ガラス内部に大きな引張応力層は形成
されないが、得られた圧縮応力層の厚味は薄い。表1に
示すように#150エメリー紙による加傷の深さと同程
度かそれ以下である。したがって、製造中あるいは使用
中に応力層をつき抜ける傷がつくことは充分考えられ、
その場合強化の効果が消失する問題がある。
【0012】また風冷強化によっても、ガラスの表面を
強化できることは知られている。これは、ガラスを軟化
点よりも少し低い温度に加熱し、次に空気を吹きつけ急
冷し、ガラス表面に500〜1000kg/cm2 程度
の圧縮応力層を形成する方法である。
【0013】つまり、ガラスの軟化が多少生じる温度域
に保持して表面を急冷するため、処理後若干の変形を伴
うので、寸法精度が厳密に要求される陰極線管用パネル
ガラスの強化方法としては問題が大きい。また圧縮層形
成と同時にガラス内部に圧縮応力の絶対値の半分の大き
さの引張応力層が形成される。そのため、亀裂がガラス
内部へ進展した場合、貯えられている引張歪のエネルギ
ーを解放しようとして自爆するので、陰極線管のような
真空容器では、爆縮の点から大きすぎる引張応力層は問
題となる。
【0014】本発明の目的は、従来技術におけるこのよ
うな欠点を解消しつつ、陰極線管の爆縮を招かないよう
安全性を確保しながらガラスバルブの表面を強化し、そ
の表面の圧縮応力値との関係において、従来よりも軽量
化された陰極線管ガラスバルブを新たに提供することに
ある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決すべくなされたものであり、第1の発明として、略
矩形のパネルフェース部を有するパネル部とファンネル
部およびネック部からなる陰極線管用ガラスバルブにお
いて、前記ガラスバルブの少くともパネル部の領域に物
理強化により圧縮応力σKCを有する圧縮層が形成されて
なり、前記圧縮応力σKCは、前記ガラスバルブの破壊強
度σSGと、内部が真空のガラスバルブの表面に大気圧が
負荷されることによって発生する引張応力の最大値であ
る最大引張真空応力σVTmax との間に、1<CσVTmax
/σSG≦1−(σKC/σSG)(ただし2≦C≦4)かつ
σKC≦−30kg/cm2 なる関係を有することを特徴
とする陰極線管用ガラスバルブを提供する。
【0016】第2の発明として、前記σVTmax がパネル
部の映像表示面端部に存在する陰極線管用ガラスバルブ
であって、パネルフェース部の内面および外面の面形状
を一定とし肉厚を変化させたときに、σVTmax =σSG
C(ただし2≦C≦4)となるようなパネルフェース部
中央の肉厚がt0 である場合、パネルフェース部中央の
肉厚t1 が、σSG/(σSG−σKC)≦(t1 /t02
<1かつσKC≦−30kg/cm2 なる関係を有するこ
とを特徴とする陰極線管用ガラスバルブを提供する。
【0017】前記第2の発明において、(t1 /t0
2 は、0.64≦(t1 /t02<1とするのが好ま
しい。0.64よりも小さいとフェース部の肉厚が薄く
なり、爆縮しやすくなる。またt1 =t0 の場合、薄く
して軽量化することができなくなる。
【0018】本発明において、前記引張応力の最大値σ
VTmax は70〜150kg/cm2であり、これはガラ
スの構造上決定される値であり、従来と同等かより大き
な値に設定できる。
【0019】また、前記圧縮応力σKCは具体的には−3
0kg/cm2 以下にすることが、陰極線管用ガラスバ
ルブを有効に軽量化しかつ耐圧強度を高め爆縮発生率を
抑えるために好ましい。圧縮応力σKCは小さければ小さ
いほど陰極線管用ガラスバルブの強化のためによいが、
実際上物理強化により−300kg/cm2 程度以下に
することは困難であり、実用的な下限として−300k
g/cm2 までとするのがよい。
【0020】前記Cの値は、ガラスバルブが使用される
環境に適合し、要求される安全性等の条件を満たすよう
に、耐えうる内外圧力差に等しく、耐圧強度(表4、5
中のP)の初期設定値(単位:kg/cm2 )である。
ある値のCの設定に対して、本発明のような条件式にな
るよう、ある値のσKCを設定すれば、耐圧強度Pが結果
的に向上しC≦Pとなる。σVTmax 、σSGはガラスバル
ブの形状によってほぼ決定される値である。
【0021】すなわち、特定のCに対して、条件式を満
たす特定のσKC、σVTmax 、σSGが決定できる。Cの範
囲としては2≦C≦4とすることが必要であり、それに
よって従来よりも広範囲の耐圧強度Pでガラスバルブを
製造できることとなる。
【0022】C<2の場合はσSG/C(=σVTmax )が
大きくなりすぎ遅れ破壊による自然爆縮を起こしやすく
なるため不適であり、C>4の場合はσVTmax を小さく
しすぎる、すなわちσKCを大きくしすぎることになり、
過大なσKCを形成することは生産性の悪化等を招き実用
的でないため不適である。また、C=3の場合、耐圧強
度Pが3以上となり、耐圧強度の保証値3以上のガラス
バルブを提供でき、好ましい。
【0023】本発明において、パネル部の最大引張真空
応力が生ずる部分がフェース部の外面である場合は、パ
ネル部のスカート部の圧縮応力よりもフェース部の圧縮
応力が大きくなるようにすることが、最大引張真空応力
によるガラス表面の亀裂伸展を阻止し爆縮を防止するう
えで好ましい。この場合、スカート部の圧縮応力はフェ
ース部の圧縮応力の50%以上100%未満とする。
【0024】スカート部の圧縮応力がフェース部のそれ
より大きいと、冷却後のパネルガラスの捻れによる変形
を防止できなくなる。また、スカート部の圧縮応力がフ
ェース部の圧縮応力の50%よりも小さいと、スカート
部の強化がなされないため厚みを厚くする必要が生じ、
軽量化が達成できないという問題がある。
【0025】前記のフェース部の圧縮応力がスカート部
の圧縮応力よりも大きいパネル部は、ガラスの温度が歪
点に下がるまでの間に、前記パネル部の主にフェース部
に冷却風を当てることにより製造される。このような方
法により、パネル部のスカート部よりもフェース部の方
が急冷されることになり、大きな圧縮応力が形成され
る。
【0026】
【発明の実施の形態】本発明は、パネル部、ファンネル
部およびネック部からなるガラスバルブを有してなる陰
極線管用ガラスバルブの表面に、物理強化により陰極線
管の爆縮を導かない程度の大きさと厚さを有する圧縮層
(強化による圧縮応力σKCで、本発明は引張応力をプラ
スの値で表すので、圧縮応力をマイナスの値で表す。)
を形成する。特にパネルガラスの寸法精度に非実用的な
狂いを生じさせず、前記圧縮応力σKCとの関係において
ガラスバルブの機械的物性とガラスバルブの構造によっ
て定まる最大引張真空応力σVTmax の許容範囲を従来よ
り増大せしめる構造にして、軽量化された陰極線管ガラ
スバルブを提供する。
【0027】本発明の特に好ましい実施態様として、前
記圧縮応力σKCの絶対値の大きさは、そのガラスが有す
る構造上本質的な破壊強度σSGに対し|σKC|≦σSG
関係を有し、かつ構造的に定まる引張真空応力の最大値
σVTmax が、σSG/C<σVTmax <(σSG−σKC)/C
となることが挙げられる。
【0028】また本発明において、前記引張応力の最大
値σVTmax は、パネルの形状および厚みの分布によって
フェース部外面の有効画面端の短軸上に存在する場合と
長軸上に存在する場合がある。前記短軸および長軸は、
パネルフェース部外面の中心点を通りパネルの短辺に平
行な軸およびパネルフェース部外面の中心点を通りパネ
ルの長辺に平行な軸を意味する。
【0029】さらに前記圧縮応力σKCは、パネル部の側
壁部よりもフェース部の方で大きくなっていることが好
ましく、それはガラスパネルの側壁(スカート)部より
フェース部を速く冷却して圧縮応力層を形成することに
より、側壁部の収縮固化に伴うフェース部の変形を抑制
し、フェース部内面の曲率精度の向上が達成できるため
である。
【0030】スカート部がフェース部よりも強く速く冷
却されると、パネル部の冷却固化の際、フェース部はス
カート部が収縮する際の動きに伴って大きな変形を引き
起こす。したがって、フェース部内面曲率の精度が変動
し不安定になるため、このようなガラスパネルを用いた
カラー受像管の場合、電子ビームのランディング特性不
良の原因となり、安定したカラー画像が得られなくな
る。
【0031】本発明によると、ガラスパネルのスカート
部の冷却固化に伴う収縮作用によりフェース部が変形す
ることを最小限に抑えることができる。
【0032】本発明は、前述のように圧縮応力値は大き
いが充分な圧縮層の厚みが得られないイオン交換強化法
や、ガラス内部に過大な引張応力を導く結果陰極線管の
爆縮を招いたり、内部の引張応力を抑制しようとすると
安定的に圧縮応力が得られない風冷強化法によるもので
はなく、ガラス成型後の徐冷時の冷却速度と保持温度を
操作することにより、安定的な圧縮応力が得られる物理
強化をおこなうものである。
【0033】本発明者らは、実験により、許容されうる
圧縮応力の大きさを特定することによりガラスバルブの
肉厚を従来品より薄くし、爆縮を招かず軽量化したガラ
スバルブを実現できた。また、パネルフェース部の形状
は球面、円筒面、非球面のいずれの形状であってもよ
い。ただし、本発明は縦横比が大きくかつ非球面となる
HDTV(High Definition TV)用
のパネルに適用する場合の利点が大きい。
【0034】物理強化においては、ガラスを軟化点近く
の高温域から急冷すると、表面は急激に収縮固化する反
面、内部はまだ充分流動性を保持し膨張したままの状態
にあり、一時歪を流動により瞬時に緩和してしまう。さ
らに冷却されると内部も収縮しようとするが、その動き
は固化した表面層の存在によって制限される。この結
果、ガラスの温度が室温まで下がり充分な平衡状態に達
したときには、表面には大きな圧縮応力層と内部には引
張応力層が形成され残留応力として残る。
【0035】この際、発生する応力の大きさはガラス表
面が徐冷温度から歪点に下がるまでに要する時間によっ
て左右され、冷却が早ければ早いほど内部との収縮の差
が大きくなり、冷却終了後は表面に絶対値の大きな圧縮
応力σKCを発生する。しかし、同時にこの圧縮応力を打
ち消す形で内部中央にはσKT=−σKC/2の大きさの引
張応力が必然的に形成される。
【0036】通常、最大部外径が15cm以上のテレビ
ジョン受信用陰極線管では、陰極線管パネル部のスカー
ト部外面を金属製の防爆バンドで締め付ける等の処理を
おこなって、取扱い上考えられる大きさの衝撃が陰極線
管に加わっても破壊を生じさせず安全性を確保するよう
にしている。
【0037】また、たとえ衝撃により陰極線管ガラスバ
ルブの破壊が生じたとしても、使用者の安全性を確保す
るため、米国のUL安全規格では、陰極線管に衝撃を加
えて、その際飛散するガラスの量の大小によって可否を
判定するというような下記2種類の方法により安全性を
判断している。
【0038】一つは、ダイヤモンドカッタで長さ10c
mのスクラッチをパネルフェース部の有効画面表示端近
くの長辺側上下2ケ所に入れた後、最大20ジュールの
エネルギーを与えるようミサイル状の鋼鉄製物体により
フェース部を衝撃する。その衝撃により陰極線管を破壊
して、その際飛散するガラス片の大小により合否判定を
おこなう試験で、ミサイル法と呼ばれている。
【0039】もう一つは、直径50mmの鋼球を7ジュ
ールのエネルギーでパネルフェース部の有効画面に振り
子状に落下させ、その際飛散するガラス片の大小により
合否判定をおこなう試験で、ボールインパクト法と呼ば
れている。
【0040】これらの破壊試験において、急激な爆縮を
生じた場合にはガラス飛散量が多くなり、不合格になる
確率が高い。また、従来ギロチン法と呼ばれるテストが
安全性確認のためにおこなわれており、陰極線管を収納
したキャビネットの上からファンネル上部相当部分に、
直立した鋼鉄製の棒で61ジュール程度のエネルギーの
衝撃を与えるというものである。
【0041】前記ギロチン法は、TVセットに多大なエ
ネルギーの衝撃を与えて強制的に損傷、破壊させるとい
うテストであり、通常の日常生活で発生するような衝撃
を想定しているとはいえない。したがって、ギロチン法
は、フェース面に安全ガラス等を接着した前面補強型バ
ルブを除いて1992年に米国安全規格から削除されて
おり、本発明においても採用していない。
【0042】本発明においては、物理強化による応力層
の存在が安全性に与える影響を確認するため、これらの
試験を用いて爆縮の発生の有無で、σKTの許容範囲を求
めた。表1にパネルガラスを各種の加傷方法を用いて加
傷した場合に発生する傷の深さを示す。ミサイル法で
は、表1に示した通りダイヤモンドカッタで入れるスク
ラッチの深さはたかだか140μmであるのに対し、圧
縮層の厚みがガラス肉厚のほぼ1/6に相当することか
ら充分に厚く、圧縮応力値σKCの絶対値が大きいほどス
クラッチからの亀裂進展を阻止する度合が大きくなり安
定する傾向を見せた。
【0043】
【表1】
【0044】一方、ボールインパクト法においては、パ
ネルガラス外表面に圧縮応力層があるため、衝撃部にヘ
ルツクラック状の小さな打痕が生じるだけでガラスにク
ラックを生じさせない反発の発生率が増加する傾向を見
せた。圧縮応力値σKCの絶対値が大きいほどこの傾向が
見られた。
【0045】このような表面圧縮応力層を有するガラス
バルブが陰極線管として組み立てられ、内部を真空にし
た際、外表面に発生する応力σは、線形弾性体に関する
応力の重ね合わせの原理からして、真空応力σV と表面
圧縮応力σKCの和、すなわちσ=σV +σKCとして表せ
る。
【0046】陰極線管の製造工程や使用時に破壊が生じ
ない保証として、前述の耐圧強度試験において、内外圧
力差がC気圧の場合に耐えうるようにしなければならな
い。内外圧力差としてC気圧を与えた場合、陰極線管ガ
ラスバルブの表面に発生している応力の大きさはσ=C
σV +σKCに変化している。
【0047】したがって、ガラスバルブが構造的に有す
る破壊強度をσSG、大気圧における最大引張真空応力を
σVTmax とすれば、破壊しない条件としては、Cσ
VTmax +σKC<σSGとなる。
【0048】一方、物理強化により薄肉化、軽量化する
として、σSG/C<σVTmax なる条件を満足しなければ
ならないから、結局1/CσSG<σVTmax <(σSG−σ
KC)/Cとなる。すなわち、1<CσVTmax /σSG<1
−σKC/σSGなる関係をσVTmax とσKCが満足すること
が、物理強化をおこなって安全に軽量化しうる条件とな
ると判明した。
【0049】カラーテレビジョン用陰極線管の製造工程
においては、パネルとファンネルとは、封着域の強度を
向上させる目的で、旭硝子製ASF1307のようなP
bO−B23 −ZnO−BaO−SiO2 系の結晶性
ハンダガラスを用い、約440℃で35分間焼成して封
着し、ガラスバルブとして一体化した構造にする。
【0050】しかし、このようなハンダガラス焼成体が
有する曲げ強度は、パネルガラスやハンダガラスの約7
0%しかない。そこで、封着部からの破壊を防止する必
要上、封着部近傍のパネル、ファンネルの肉厚を厚く
し、封着部に発生する真空引張応力を通常60kg/c
2 程度に抑えている。
【0051】ところで、上記カラーテレビジョン用陰極
線管の製造工程で、結晶性ハンダガラスを用い約440
℃で35分間焼成し封着して室温まで冷却する際に、パ
ネルガラスに形成した圧縮応力が5%程度緩和される。
本発明においては、前記の圧縮応力の緩和を加味して圧
縮応力を形成しているため、パネルガラスとファンネル
ガラスを封着してカラーテレビジョン用陰極線管を製造
した後にも充分な圧縮応力が残留し、強化されている。
【0052】パネル部の軽量化は、パネルフェース部ま
たはパネル側壁部(スカート部)のいずれかを薄肉化し
ても得られるが、パネル側壁部を薄肉化する場合、パネ
ルとファンネルの封着部の引張真空応力の増加を招き、
封着部からの破壊発生が問題となる。すなわち、軽量化
はパネルフェース部を薄肉化し達成するのが好ましい。
【0053】いま、パネルフェース部の外曲面の曲率お
よび内曲面の曲率を一定にしたまま、どちらか一方を平
行移動し薄肉化を達成するものとする。
【0054】アスペクト比が4:3または16:9のテ
レビジョン用陰極線管ガラスバルブの短軸または長軸上
のフェース画像表示端部の近傍に発生する最大引張真空
応力σVTmax は、フェース部中央の肉厚のほぼ2乗に反
比例して増減する。したがって、σVTmax =σSG/Cを
与えるフェース部中央肉厚をt0 とすると、肉厚をt 1
にした場合の最大引張真空応力は、ほぼσVTmax =(t
0 /t12 σSG/Cの関係を有する。
【0055】前述したように、物理強化により圧縮応力
σKCを有するガラスバルブについて、許容されるσ
VTmax の範囲はσSG/C<σVTmax <(σSG−σKC)/
Cであるから、σSG/(σSG−σKC)<(t1 /t0
2 <1となる。つまり、前式の範囲でフェース部中央肉
厚t1 を薄くすることにより、陰極線管の爆縮を招かず
軽量化を達成できる。
【0056】
【実施例】
(実施例1)本実施例においては、図1に示すようなカ
ラーテレビジョン用陰極線管に通常使用されるものでC
=3で設計されており、表2に示されるような特性を有
し、表3に記載された組成(単位:重量%)からなるガ
ラス材料を用いてガラスバルブを作成した。図1の各部
品については、ガラスバルブ2の応力分布およびパネル
フェース部7の肉厚が薄肉化しているのを除いて、従来
と同様であるのでその説明を省略する。なお、表2、表
3における「名称」はいずれも商品名(旭硝子製)であ
る。
【0057】前記ガラスバルブはアスペクト比が4:3
で、対角径68cmの有効画面を有する29インチ型テ
レビジョン用の従来品と同一形状、同一寸法の外形をし
ている。また、パネルフェース部の内曲面を、設計時に
パネルフェースとネック中心を結ぶ管軸に沿って外方向
に平行移動して薄肉化し、フェース中央肉厚が14mm
の従来品から13mmに変更した構造になっている。
【0058】
【表2】
【0059】
【表3】
【0060】ガラスバルブの内部を排気し真空にする
と、フェース部外面の有効画面端の短軸上に最大引張真
空応力σVTmax を形成する。その値を表4に示す。
【0061】
【表4】
【0062】この値は、パネルフェース中央肉厚が14
mmの従来品において84kg/cm2 であったが、フ
ェース中央肉厚を13mmに薄肉化した場合97kg/
cm2 まで増加した。
【0063】次に、この薄肉化したパネルを成型後の徐
冷時に冷却速度と保持温度を操作し、パネルの外面、内
面にほぼ一様に種々のσKCの値を有する圧縮応力層を形
成した。これらのσKCの値は表4のケース3からケース
7に示した。
【0064】このようにして、パネル表面に形成された
圧縮応力値σKCと強度との関係を確認するため、強化さ
れたパネルとファンネルとを封着しガラスバルブを形成
後、耐圧強度テストと排気後防爆加工をおこない前述の
ミサイル法とボールインパクト法により防爆試験で評価
した。
【0065】フェース中央肉厚が14mmのパネルを用
いた従来品のガラスバルブの場合、耐圧強度は約3.0
kg/cm2 であった。これに対し、フェース中央肉厚
が13mmの薄肉化されたパネルを用いた未強化ガラス
バルブの場合、耐圧強度は2.6kg/cm2 に低下し
た。この両者の破壊強度σSGを求めると約250kg/
cm2 であった。
【0066】また、薄肉化された強化ガラスバルブにつ
いて耐圧強度を求めると、表4に示したように、ほぼσ
SG=P・σVT+σKCの関係が成り立つ。圧縮応力σKC
絶対値が増加するにつれて、耐圧強度Pの値が大きくな
ることが判った。しかし、σVTmax <(σSG−σKC)/
3を満たさないケース3の場合、耐圧強度は2.9kg
/cm2 となり、C=3.0(kg/cm2 )を保証で
きなかった。
【0067】次にミサイルテストをおこない爆縮発生率
の差異を求めたが、圧縮応力の絶対値が大きくなるにつ
れて、フェース有効面端に予め入れられたスクラッチが
伸びた亀裂の進展を阻止する効果によって安定する傾向
を示した。
【0068】さらに、ボールインパクトテストをおこな
い、ミサイルテストと同様爆縮発生率の差異を求めた。
ケース2にみられるように未強化ガラスバルブではコー
ナー部打点(有効画面端より25mm内側)で爆縮が発
生したが、圧縮応力σKCの絶対値が増加するにつれて爆
縮発生率が低下し、また亀裂の発生を阻止する効果によ
って反発の発生率が増加する傾向を示した。
【0069】(実施例2)本実施例においては、ガラス
バルブの構造的因子が与える影響、設定された耐圧強度
Cの影響を確認するため、アスペクト比がほぼ16:9
で、対角径が76cmの有効画面を有する横長の32イ
ンチ型テレビジョン用ガラスバルブについて、実施例1
と同様の評価をおこなった。
【0070】この32インチ型テレビジョン用の従来パ
ネルのフェース中央肉厚は14.5mmでC=3である
が、C=2.8としフェース中央肉厚を14.0、1
3.5、13.0として薄肉化し、さらにC=2.5と
しフェース中央肉厚を12.5mmとして薄肉化した。
本実施例においてもフェース部外面の有効面端短軸上に
最大引張真空応力σVTmax を形成しており、このガラス
バルブについて耐圧強度試験をおこなって測定した破壊
強度σSGはほぼ260kg/cm2 であった。また強化
によりパネル表面に形成した圧縮応力値σKCの値は表5
に示した。
【0071】
【表5】
【0072】耐圧強度に関しては、表5に示す通り、薄
肉化されたガラスバルブで、σVTmax >(σSG−σKC
/Cとなるケース4は耐圧強度2.8kg/cm2 未満
となり不充分であった。しかもミサイルテスト、ボール
インパクトテストにおいても爆縮が発生した。
【0073】一方、圧縮応力σKC≦−30kg/cm2
にし、σVTmax <(σSG−σKC)/Cを満足しているケ
ース3、ケース5、ケース6については耐圧強度2.8
kg/cm2 を超えかつ圧縮応力層がもたらす亀裂進展
阻止の効果により、ミサイルテスト、ボールインパクト
テストにおいても爆縮が発生せず安定している。さらに
Cを2.5としたケース7においても耐圧強度、ミサイ
ルテスト、ボールインパクトテストとも安全が確認され
た。
【0074】またケース2にみられるように、未強化で
σVTmax <(σSG−σKC)/Cを満足しながらボールイ
ンパクトテストで爆縮が発生する場合に対して、圧縮応
力σKCを付加したケース3では爆縮が発生せず、ボール
の反発の発生率も増加した。
【0075】(実施例3)本実施例では、実施例1と同
様のアスペクト比が4:3で、対角径68cmの有効画
面を有する29インチ型テレビジョン用のパネルガラス
を用い、表6に示すように圧縮応力σKC(kg/cm
2 )がパネル部の外表面においてスカート部よりもフェ
ース部の方で大きくなるようにした。
【0076】この場合、パネルガラスを徐冷点から歪点
へ冷却する際に、主にフェース部に冷却風が当たるよう
にし、フェース部がスカート部より急冷されるようにし
て製造した。
【0077】
【表6】
【0078】サンプル1はスカート部の圧縮応力がフェ
ース部の圧縮応力より大きい例であり、サンプル2〜4
はスカート部の圧縮応力がフェース部の圧縮応力の62
%、60%、58%の例である。冷却後の捻れ(μm)
については、パネルの4隅のスカート端部を結ぶ2本の
対角線について、パネル中央におけるフェース面からの
高さの差を測定して求めた。各サンプルは、100個ず
つのパネルについて測定した。捻れの平均値で比較する
と、サンプル1の捻れが約100μmであるのに対し、
サンプル2〜4のそれは各々サンプル1の1/4以下に
改善された。
【0079】
【発明の効果】本発明は、陰極線管用ガラスバルブのガ
ラス成型後の徐冷時の冷却速度と保持温度を操作するこ
とにより、安定的な圧縮応力が得られる物理強化をおこ
ない、その圧縮応力の大きさを許容できる範囲内で特定
することにより、ガラスバルブの肉厚を従来品より薄く
し、爆縮を招かず軽量化したガラスバルブを実現できる
という優れた効果を有する。また、特に薄くしても強度
的に影響の小さいパネルフェース部の肉厚を薄肉化して
軽量化できるという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガラスバルブを説明するためのもの
で、テレビジョン用陰極線管の部分断面図。
【図2】従来の28インチ形陰極線管用ガラスバルブの
応力分布図。
【図3】従来の各種陰極線管用ガラスバルブの破壊強度
を示すグラフ。
【符号の説明】
1:陰極線管 2:ガラスバルブ 3:パネル部 4:ファンネル部 5:ネック部 6:パネルスカート部 7:パネルフェース部 8:防爆補強バンド 10:封着部 12:蛍光膜 13:アルミニウム膜 14:シャドウマスク 15:スタッドピン 16:内装ダッグ 17:電子銃

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】略矩形のパネルフェース部を有するパネル
    部とファンネル部およびネック部からなる陰極線管用ガ
    ラスバルブにおいて、前記ガラスバルブの少くともパネ
    ル部の領域に物理強化により圧縮応力σKCを有する圧縮
    層が形成されてなり、前記圧縮応力σKCは、前記ガラス
    バルブの破壊強度σSGと、内部が真空のガラスバルブの
    表面に大気圧が負荷されることによって発生する引張応
    力の最大値である最大引張真空応力σVTmax との間に、
    1<CσVTmax /σSG≦1−(σKC/σSG)(ただし2
    ≦C≦4)かつσKC≦−30kg/cm2 なる関係を有
    することを特徴とする陰極線管用ガラスバルブ。
  2. 【請求項2】前記σVTmax がパネル部の映像表示面端部
    に存在する陰極線管用ガラスバルブであって、パネルフ
    ェース部の内面および外面の面形状を一定とし肉厚を変
    化させたときに、σVTmax =σSG/C(ただし2≦C≦
    4)となるようなパネルフェース部中央の肉厚がt0
    ある場合、パネルフェース部中央の肉厚t1 が、σSG
    (σSG−σKC)≦(t1 /t02 <1かつσKC≦−3
    0kg/cm2 なる関係を有することを特徴とする陰極
    線管用ガラスバルブ。
  3. 【請求項3】前記(t1 /t02 が0.64≦(t1
    /t02 <1である請求項2記載の陰極線管用ガラス
    バルブ。
  4. 【請求項4】前記引張応力の最大値σVTmax は、フェー
    ス部外面の短軸上の端部に形成されている請求項1また
    は2記載の陰極線管用ガラスバルブ。
  5. 【請求項5】前記引張応力の最大値σVTmax は、フェー
    ス部外面の長軸上の端部に形成されている請求項1また
    は2記載の陰極線管用ガラスバルブ。
  6. 【請求項6】前記圧縮応力σKCは、パネル部のスカート
    部よりもフェース部の方で大きくなっている請求項1ま
    たは2記載の陰極線管用ガラスバルブ。
  7. 【請求項7】前記圧縮応力σKCは、スカート部の圧縮応
    力がフェース部の圧縮応力の50%以上100%未満と
    されている請求項1または2記載の陰極線管用ガラスバ
    ルブ。
  8. 【請求項8】陰極線管用ガラスバルブのパネル部の表面
    が徐冷点から歪点に下がるまでの間に、前記パネル部の
    主にフェース部に冷却風を当てることにより、前記パネ
    ル部のスカート部よりもフェース部の方を急冷して製造
    される請求項1または2記載の陰極線管用ガラスバル
    ブ。
JP23705995A 1994-09-14 1995-09-14 陰極線管用ガラスバルブ Expired - Fee Related JP2904067B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23705995A JP2904067B2 (ja) 1994-09-14 1995-09-14 陰極線管用ガラスバルブ

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6-220377 1994-09-14
JP22037794 1994-09-14
JP23705995A JP2904067B2 (ja) 1994-09-14 1995-09-14 陰極線管用ガラスバルブ

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22590698A Division JP3863299B2 (ja) 1994-09-14 1998-08-10 陰極線管用ガラスバルブ
JP22590798A Division JPH11135040A (ja) 1994-09-14 1998-08-10 陰極線管用ガラスバルブ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08138579A true JPH08138579A (ja) 1996-05-31
JP2904067B2 JP2904067B2 (ja) 1999-06-14

Family

ID=16750174

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23705995A Expired - Fee Related JP2904067B2 (ja) 1994-09-14 1995-09-14 陰極線管用ガラスバルブ
JP22590698A Expired - Fee Related JP3863299B2 (ja) 1994-09-14 1998-08-10 陰極線管用ガラスバルブ
JP22590798A Pending JPH11135040A (ja) 1994-09-14 1998-08-10 陰極線管用ガラスバルブ

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22590698A Expired - Fee Related JP3863299B2 (ja) 1994-09-14 1998-08-10 陰極線管用ガラスバルブ
JP22590798A Pending JPH11135040A (ja) 1994-09-14 1998-08-10 陰極線管用ガラスバルブ

Country Status (1)

Country Link
JP (3) JP2904067B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6448707B1 (en) 1998-12-07 2002-09-10 Samsung Corning Co., Ltd. Cathode ray tube panel
KR100363935B1 (ko) * 1998-03-26 2002-12-11 아사히 가라스 가부시키가이샤 파열 방지형 음극선관용 글라스 패널
EP1361599A1 (en) * 2002-01-22 2003-11-12 Asahi Glass Company Ltd. Glass bulb for cathode ray tube and method for manufacturing the same
US6727640B2 (en) 2000-05-15 2004-04-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Glass bulb for a cathode-ray tube and a cathode-ray tube device
WO2004088707A1 (ja) * 2003-03-31 2004-10-14 Mitsui Chemicals Inc. 画像表示装置用真空外囲器および画像表示装置用封着材

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE38450E1 (en) 1997-02-06 2004-03-02 Asahi Glass Company, Ltd. Glass panel for a cathode ray tube
KR100665028B1 (ko) * 1999-12-22 2007-01-04 삼성코닝 주식회사 음극선관용 유리 벌브
KR100407410B1 (ko) * 1999-12-30 2003-11-28 한국전기초자 주식회사 강화유리패널
KR20040000332A (ko) 2002-06-24 2004-01-03 아사히 가라스 가부시키가이샤 음극선관용 유리깔때기 및 그 제조방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100363935B1 (ko) * 1998-03-26 2002-12-11 아사히 가라스 가부시키가이샤 파열 방지형 음극선관용 글라스 패널
US6448707B1 (en) 1998-12-07 2002-09-10 Samsung Corning Co., Ltd. Cathode ray tube panel
US6727640B2 (en) 2000-05-15 2004-04-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Glass bulb for a cathode-ray tube and a cathode-ray tube device
EP1361599A1 (en) * 2002-01-22 2003-11-12 Asahi Glass Company Ltd. Glass bulb for cathode ray tube and method for manufacturing the same
EP1361599A4 (en) * 2002-01-22 2006-11-22 Asahi Glass Co Ltd GLASS BULB FOR CATHODIC TUBE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
WO2004088707A1 (ja) * 2003-03-31 2004-10-14 Mitsui Chemicals Inc. 画像表示装置用真空外囲器および画像表示装置用封着材

Also Published As

Publication number Publication date
JP3863299B2 (ja) 2006-12-27
JP2904067B2 (ja) 1999-06-14
JPH11135039A (ja) 1999-05-21
JPH11135040A (ja) 1999-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2671766B2 (ja) 陰極線管用ガラスバルブ
US5536995A (en) Glass bulb for a cathode ray and a method of producing the same
KR100353185B1 (ko) 음극선관용유리벌브
JPH08138579A (ja) 陰極線管用ガラスバルブ
US6353283B1 (en) Implosion-resistant cathode ray tube envelope
JP2636706B2 (ja) 陰極線管用ガラスバルブ
US6236151B1 (en) Glass panel for an implosion-protected type cathode ray tube
JP2001307662A (ja) 陰極線管用ガラスパネル
JP2003051274A (ja) 平面型陰極線管のパネル
JP2000040476A (ja) 陰極線管用ガラスパネル
JP2000348643A (ja) 陰極線管用ガラスパネル
US6448707B1 (en) Cathode ray tube panel
KR100671756B1 (ko) 음극선관용 전면유리
KR100665028B1 (ko) 음극선관용 유리 벌브
JP2001502841A (ja) 耐内破陰極線管外囲器
JPH1186754A (ja) 陰極線管用ガラスファンネル
JP3374909B2 (ja) 陰極線管用ガラスパネル
JP2004030984A (ja) 陰極線管用ガラスパネル、陰極線管およびビームインデックス型陰極線管
JP2001338597A (ja) 陰極線管用ガラスパネル
KR100572337B1 (ko) 음극선관용 전면유리
JP2000133171A (ja) 陰極線管用ガラスバルブ
CN1328749C (zh) 用在阴极射线管中的面板
JPH1196941A (ja) 陰極線管用ガラスバルブ
EP0943152A1 (en) Method of manufacturing a display device
KR100480489B1 (ko) 음극선관용 평면패널

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990223

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080326

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080326

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090326

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees