JPS62160641A - 陰極線管 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はガラス外囲器を使用した陰極線管の構造に関し
特に外囲器のガラス肉厚分布に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来の陰極線管はその外形が矩形状で内面に蛍光体スク
リーンを有するパネルとこのパネルに延在するファンネ
ル及び電子銃を内在するネックとから外囲器が構成され
ている。

このような陰極線管は、電子銃からの電子ビームの偏向
中心を起点としスクリーン走査面各部位までの距離をで
きるだけ等しくする為パネルは外方にふくらんだ曲面形
状としている。

しかし現在ではガラスパネルのフェースプレートを出来
るだけ平坦化して視感的に最も好ましい印象を与える様
に設計された陰極線管が米国特許第４　、５３７．９２
１号明細書等に提案されている。またこの様な陰極線管
はテレビ受像機用、コンピュータ一端末用として幅広く
利用され、陰極線管の主流となっている。

また同時に陰極線管の偏平化に対しても各方面で活発に
研究され、古くから数々の方式が提案されてい把がガラ
ス外囲器の真空強度に対する信頼性も大きな障害となっ
て現在、商品化したものは数少ない。

そこで古くから陰極線管としての全体の方式は従来と変
わりなく、電子ビームの偏向角を広角化したもの、例え
ば１１０′偏向のものが、現在では陰極線管の奥行きを
短縮化した短全長管として幅広く利用されている。また
最近ではパネルのフェースプレートを更に平坦化し、同
時に電子ビームの偏向角を更に広角化した陰極線管に対
する要望が市場から出され、各方面で検討されている。

陰極線管パネルのフェースプレートの曲率半径を大きく
し、フェースプレートのより平坦化を図り、同時に広偏
向角化を実現する際問題になることはガラス外囲器の線
機的強度を十分に保つ為のガラス外囲器構造、即ち外囲
器各部におりるガラス肉厚を適正に選択することである
。

一般にガラス外囲器に十分な機械的強度を保つ条件とし
て実際の成品とした時の外囲器各部での大気圧に対する
応力、いわゆる真空応力が１２００ＰＳ　Ｉ　（ｐｏｕ
ｎｄ　５ｑｕａｒｅ　１ｎｃｈ　）以下であることが必
要なことは古くから実験的且つ経験的に知られている。

前記の如く、フェースプレートの曲率半径の大きいパネ
ルを有するパネルの応力の補強にはパネル肉厚を増加さ
せることが最も効果的であり、現在のフェースプレート
の曲率半径の大きいパネルの場合においても上記の手法
により補強を実施している。またこの時同時真空応力の
集中するフェースプレート周辺でスカート部との連結部
近傍の内面のガラス肉厚を増加する口とも実施されてい
る。

また偏向角の広角化に伴う真空応力に対する補強も同様
にガラス肉厚の増加により実施している。

しかし、パネルのフェースプレート曲率半径が例えば３
０００履を超える極めて平坦度が良い場合、或いは偏向
角が１１０°を超える超広角偏向陰極線管の場合、通常
の陰極線管に比べて大きく異なる外囲器形状を成し、真
空応力の分布も従来の陰極線管とは大きく異なってくる
。これらはパネルのフェースプレート曲率半径の増大に
伴うフェースプレート周辺部での真空応力の急激な増大
、及び超広角偏向実現の為の外囲器の急激な形状変化部
分の発生による真空応力の集中、及び超広角偏向実現の
為のスカート部の短縮化に伴うスカート部での真空応力
の分布の変化などが大きな原因である。

前記の様な真空応力に対する補強も各部のガラス肉厚を
増加することで補強可能であるが、単に各部のガラス肉
厚を従来の補強手法に従い補強するだけではフェースプ
レートの過度のガラス肉厚の増加に伴う外囲器＠量の増
加及びコストの増加を招き実用上極めて好ましくない。

（発明の目的〕 本発明は極めて平坦度の良いフェースプレートを有し陰
極線管全長が短縮され、且つ機械的強度に優れた陰極線
管を提供することを目的とする。

（発明の概要） 本発明は管軸方向に突出したほぼ球面形状をなし、平面
形状が概略矩形状をなすフェースプレートと、このフェ
ースプレートの周縁部から前記突出方向とは反対方向で
管軸とばば平行に延びるスカートからなる第１の外囲器
と、管軸を横切る方向に延びる主面を有し周縁が前記ス
カートに連接される第２の外囲器とを具瀦し、内部が真
空排気されるガラスバルブを協えた陰極線管において、
前記スカートの第２の外囲器との連通部における肉厚は
、フェースプレート中央部におＣブる肉厚の１．３倍以
上であり、 前記フェースプレートの矩形状部の対角線の長さ第１の
外囲器の管軸方向高さの８倍以上であることを特徴とす
る陰極線管である。

前記フェースプレートの矩形状部の対角線の長さは第１
の外囲器の管軸方向高さの２５倍以下である。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施した陰極線管の一例（一部所面図
を含む）である。ここで第１図の陰極線管は説明を簡単
化するため内部４ｆｉＳ造物をすべて省略している。ま
た内部＠進物に対する説明も省略する。

陰極線管ωは内面に蛍光体スクリーンを有し管軸方向に
突出したほぼ球面形状をなし、平面形状が概略矩形状を
なすフェースプレート■と、このフェースプレートの周
辺部から前記突出方向とは反対方向で管軸と平行に延び
るスカート部■を有する第１の外囲器に）と、管軸を横
切る方向に延びる主面を有し周縁が前記スカートに連接
されるファンネル部■とこのファンネル部０の延長上に
あり、電子銃を内在するネック部０から成る。また第１
の外囲器は）は一般的にパネル０）と称されている。ま
た本説明ではファンネル部■及びネック部（６）を総称
して第２の外囲器■と称している。

実施例の陰）※線管（υのフェースプレー１〜（２）の
内面に塗布されている蛍光体スクリーンは幅が４０６、
４．、高さが３０４．８ｍ、有効径対角が５０８．０履
の大きざを有するもので、２０インチに相当するスクリ
ーン有効径を持つ。

又電子ビームの偏向角が１１５°である超広角偏向陰極
線管である。

またフェースプレート■の外面の曲率半径は３５００ｍ
の単−球凸面であり、従来の陰）か線管のフェースプレ
ートに比べて極めて平坦度か良い。またフェースプレー
ト■の内面の曲率半径は２７００ｍＩｎである。

第２図に第１の外囲器（又はパネル）（へ）のフェース
プレート■艮辺部の断面図を示し、第３図にスクリーン
有効径が本実施例と同じ大きざの従来の陰極線管のフェ
ースプレート（８）長辺部の断面図を示す。

第３図の従来の陰極線管の第１の外囲器（又はパネル）
θΦのフェースプレート（８）の外面の曲率半径は１７
５０ｍの単−球凸面であり１．内面の曲率は１３５０！
ｒｖｎの単−球凸面であり、偏向角が９０°の角度の陰
極線管に用いられているものである。

第２図の実施例のパネル（イ）はシールエツジ部θｌ）
で１１５°偏向用のファンネル■が連結される為第３図
の従来例に対してスカート部（３）の高さが短縮されて
いる。これは広角偏向に伴うファンネル■の急激な形状
変化を防ぐ為であり、第３図のパネル（ｌΦで１１５°
偏向のファンネルを形成するとシールエツジ部０２）の
近傍のファンネル形状が急激に変化させざるを得ず真空
応力が形状が急激に変化した部分に集中する為実用的で
ない。

第３図に示す従来の第１の外囲器の高さＰＨ１は８５＃
であり、第２図の本実施例の第１の外囲器の高さＰＨ２
は従来例より２０Ｍ短縮された６５＃である。

スカート部■（９）の形状は実施例、従来例共にシール
エツジ部（Ｉｆ）０２）へ行くに従いガラス肉厚が小さ
くなっている。

第４図は陰極線管外囲器の真空応力分布を説明する為の
模式図で第１図の陰性線管のｘＩＴＩＩ１１方向（長辺
方向）の断面図であり、真空応力が一番集中しやすい場
所である。

通常の陰極線管では真空応力が第４図の区間（８）に集
中する為、真空応力の補強は区間（Ｂ）を中心に行われ
る。その手法は９０’偏向の陰極線管の場合フェースプ
レート■の区間（＾）のガラス肉厚を増量する方法と区
間（８）の内面のカラス肉厚を増量する方法があり、ど
ちらか一方、若しくは両者を同時に行い、機械的強度の
増加をはかつている。

フェースプレート■の曲率半径がやや増大すると区間（
Ｂ）の真空応力が増加すると同時に区間（Ｃ）の応力分
イ［にも影響を与えてくる。

この場合区間（Ａ）と区間（Ｂ）の補強のみてすべて真
空応力に対する補強か出来るか、フェースプレート■の
曲率半径が著しく増大し、フェースプレート■の平坦度
か極めて良くなると真空応力も前記の様な少し増加でな
く急激に増加し、その補強に際しても相当足のガラス肉
厚の増加か必要となると同時に、区間（Ｃ）における影
響も著しく増大し、区間（Ｃ）のガラス肉厚を増加する
ことも必要となってくる。

前記の補強に際してフェースプレート■のガラス肉厚を
増加させる方法が最も効果的であり、この手法のみでフ
ェースプレート■の曲率半径の増加に伴う真空応力の増
大にすべて対処できるが実際には、外囲器全体の重量、
コストの増加分を考慮しなければならないのでこの方法
のみで補強することは実用的でない。

又、フェースプレート■のガラス肉厚を増加することな
く、フェースプレート■の曲率増加に対する補強をスカ
ート部（３）のみのガラス肉厚の増量のみで対処するこ
とは物理的或いは力学的に限界があり、前記フェースプ
レート■とスカート部■のノコラス肉厚の増ωを適正に
選択し、補強しなければならない。

ここで第２図の実施例の如くフェースプレート■の曲率
半径が増大すると同時に偏向角もより広角化し、スカー
ト部の高さＰＨ２が短縮した場合の真空応力はファンネ
ル部■からの真空応力とフェースプレート■からの真空
応力がスカート部（３）の全体及びフェースプレート周
辺部及びファンネル０のシールエツジ部θｌ）近傍の全
体に分イ［シ、この真空応力に対する補強は区間（Ａ）
　（Ｂ）　（Ｃ）全域のガラス肉厚の増量が必要となっ
てくる。

以下、具体的な例を挙げ本発明を説明する。

第５図、第６図に第３図、第２図の第１の外囲器を有す
る従来例と本実施例の陰極線管の有限要素法に基づく真
空応力分布の８１算解析結果を示す。

第５図、第６図中の（八）（Ｂ）　（Ｃ）　（Ｄ）は第
４図の区間（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）　（、Ｄ）に各々対
応している。また、第５図、第６図は外囲器全体の真空
応力の計算結果からＸ軸方向（長辺方向）の真空応力の
最も集中する部分の計算結果のみを取り出したもので、
横軸の左端がフェースプレート中央部に対応し、以下順
に外囲器の表面に沿ってネックへと対応する位置を表わ
し、縦軸は＋側が伸張力の応力、−側が圧縮力の応力を
表わしている。また第５図、第６図共にフェースプレー
ト中央から放射状の応力成分、即ちシールエツジに対し
て垂直な応力成分を表わし、この応力成分が外囲器の機
械的強度を表わす数値である。

第５図からも明らかな様に従来の陰極線管では、区間（
Ｃ）即ちシールエツジ０２）近傍のガラス肉厚が９．２
馴であるにもかかわらず区間（Ｃ）には大きな真空応力
が加わっていない。また第６図の本実施例ではシールエ
ツジ部θ０のガラス肉厚が１７．５蒜であるにもかかわ
らず区間（Ｃ）には従来例以上の真空応力が加わってい
る。

従ってフェースプレートの曲率半径が極めて大きく、偏
向角も更に広角化された陰極線管外囲器の）成域的強度
の補強は従来の陰１セ線管において行われてきた補強手
法に加えて、シールエツジ部近傍のカラス肉厚の増ｍも
重要な手法となることは明白である。

第７図、第８図にスカート部の高さの変化に伴う真空応
力分布の変化を示す。第７図は従来の１１０°偏向の陰
極線管、第８図はスカート部を短縮された陰極線管の各
々の真空応力分布５をその外囲器の形状に沿って同時に
表わしたもので外囲器表面の外側へ延びた線が真空応力
の強さを表わしている。第７図、第８図から明白な様に
スカート部の長さが短縮されるとシールエツジ部（図中
の矢印）近傍の真空応力が著しく増大し、シールエツジ
近傍の相当量の補強が必要であることが分かる。

第９図に第１の外囲器の高さ、即ちスカート部の長さに
対するＸ軸方向のシールエツジ部の真空応力の計算結果
を示す。この計算は２０インチ（５０８ｍ＞の対角有効
径を有するスクリーンを持つ従来の陰極線管外囲器を基
準のモデルとし第１の外囲器の高さを変化させて計算を
行ったものである。

また、前記第１の外囲器の高さはスクリーンの対角有効
径で規格化し、その値をに１としている。

（に１＝対角有効径［ｍ：］／外囲器の高ざ［＃］）第
９図からも明白な様にに１の値が８を超えるとシールエ
ツジ部の真空応力値が１００ＯＰＳＴを超え、シールエ
ツジ部においてもガラス肉厚の増量による補強が必要と
なることが分かる。

第１０図にスカート部のシールエツジ部におけるガラス
肉厚に対するＸ軸方向のシールエツジ部の真空応力の計
算結果を示す。この計算結果も第９図の計算モデルと同
一のモデルを基準としている。

また、シールエツジ部のガラス肉厚はフェースプレート
（８）の中央部のガラス肉厚で規格化し、その値をに２
としている。

（Ｋ２＝シールエツジ部肉厚［＃］／ フェースプレート肉厚［Ｍコ） また、従来の陰極線管のシールエツジ部の真空応力は８
００ＰＳＩ程度であり、この値を第１０図に対応させる
とに１の値が８以上の場合に２は少なくとも１．３以上
必要であることが分かる。

従って、第１の外囲器の高ざに１が８を超える外囲器を
有する陰極線管の機械的強度の補強は従来からの手法で
あるスカート部のフェースプレート側の内面ガラス肉厚
の増量に加えて、シールエツジ部を含めたスカート部全
体及びシールエツジ部近傍の第２の外囲器のガラス肉厚
を増但し、に２を少なくとも１，３以上の値とすること
が必要である。

また前記条件に加えてフェースプレートの曲率半径がよ
り大きくなった場合もフェースプレートのガラス肉厚を
増量すると同時にに２の値を１．３以上とすることで外
囲器全体のガラス肉厚の増ｍを最小限にし、機械的強度
に優れた陰極線管外囲器を構成することができる。

しかし、Ｋ１の値を茗しく大きく設定すると外囲器の構
造補強には外囲器全体のガラス肉厚の著しい増量が必要
となる為、外囲器単量及びコストの増大を招く他、製造
上も極めて困難となると同時にに２の値の増大に伴い周
辺部（フェースプレートの非有効スクリーン部）の面積
が増大し、視感的にもスペース的にも好ましくない為、
実用上に１の値は２５以下に設定することが望ましい。

前記実施例の説明ではスクリーンの有効径が２０インチ
である従来の陰極線管を基準モデルとして説明したがス
クリーン有効径が異なる他の陰（※線においても、Ｋ１
及びに２の値を前記条件を満足するように設定すること
で外囲器仝休のガラス肉厚の増量を最小限にし、機械的
強度に優れた陰極線管外囲器を構成することができる。

近年陰極線管の扁平化の検討が活発に行われ、特開昭６
０−８９０４１号公報等に提案されている様な外囲器を
有する陰極線管が数多く発表されている。

この様な扁平形陰極線管を実現する為にはフェースプレ
ートの平坦度が極めて良いこととスカート部の高さが従
来の陰極線管に比べてより短縮化されていることが必要
であり、外囲器全体の形状もシールエツジ部を中心にほ
ぼ対称な形状を成している。それ故、フェースプレート
側の第１の外囲器と背面側の第２の外囲器の両者からの
真空応力がスカート部及びその近傍の全域に集中し易い
形状である。故に前記第２図の実施例と同様の手法で真
空応力に対処しな【プればならない。

第１１図に扁平形陰極線管のＸ軸方向（長辺方向）の外
囲器の半分の断面図及び真空応力分布の計算結果を示す
。第１１図の外囲器はフェースプレートの曲率半径が５
０００ａｌｌを超える極めて平坦度の良い形状を成して
いる。またこの場合のシールエツジ部は第１及び第２の
外囲器かほぼ対称な形状を成している為、その対称面を
シールエツジ部とするとに１の値が１４．５、Ｋ２の値
が２．０でおる。

真空応力分布は第７図、第８図と同様に外囲器表面の外
側へ延びた線が真空応力の強さを表わしている。またそ
の最大値は第１１図中の矢印の要素で１１００ＰＳＩで
ある。

第１１図に示す様なスカート部の短く、且つフェースプ
レートの平坦度が極めて良い、扁平形陰極線管では、特
にフェースプレートのガラス肉厚とスカート部全体のガ
ラス肉厚の関係（Ｋ２）を適正に設定しないと外囲器の
重子が著しく増大するため実用上好ましくなく、Ｋ２の
値はシールエツジ部での第１及び第２の外囲器の連結が
実用的に可能な範囲内でなるべく大きな値に設定するこ
とが望ましい。

本発明で言う第１の外囲器の高さとは第１の外囲器と第
２の外囲器を実質的に連結するシールエツジ部からフェ
ースプレス中央部外面間の管軸方向の距離である。従っ
て例えば第１２図に示す如くシールエツジ部の少なくと
も一部に管軸方向の段差を有する外囲器においては該段
部の最もフェースプレートに近い部分（八）からフェー
スプレートから最も離れた部分（Ｂ）の中心部（Ｃ）を
実質的なシールエツジ部と規定し該実質的なシールエツ
ジ部（Ｃ）からフェースプレート中央部外面間の管軸方
向の距離（Ｐ　Ｈ３＞を第１の外囲器の高さとする。

また同様に本発明で言うシールエツジ部における内面と
外面間の距離とは実質的に第１の外囲器と第２の外囲器
を連結するシールエツジ部における最も管軸に近い面と
最も管軸から離れた面間の距離である。

本発明は特願昭６０−９７９０１号に提案されている様
な複数の小電子銃部を有する陰極線管の外囲器において
も真空応力に対する補強手法として極めて有効でおるこ
とは明らかである。

本発明で言うシールエツジ部の内面と外面間の距離とは
シールエツジ部において溝等を設した為、シールエツジ
部に空隙を有する場合は、シールエツジ部の最も管軸に
近い面と最も管軸から離れた面との間の距離のことであ
る。

本実施例ではフェースプレートの形状、即ち蛍光体スク
リーンの形状が長辺と短辺を有する概略長方形のものに
ついて説明したが、長辺と短辺の長さが略等しい蛍光体
スクリーンを有する陽極線管においても本実施例と同様
の手法で真空応力に対する補強ができる。この場合、前
記実施例で説明した如くフェースプレートの長辺側中央
付近を中心に補強するのではなく、各辺中央付近を中心
に略均−に補強しなければならない。

本実施例の説明文中で言うシールエツジ部ガラス肉厚と
は、シールエツジ部における内面と外面間の距離のこと
であり、また、フェースプレートのガラス肉厚とはフェ
ースプレートにおける内面と外面間の距離のことである
。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、フェースプレートの
平坦度が従来の陰極線管に比べて極めて良く、偏向角が
非常に大きい陰極線管においてスカート部のガラス肉厚
をフェースパネル肉厚に対して適正に選択することで外
囲器の重量の増加回を従来管に比べ最小限とし機械的強
度に優れた陰極線管を提供することができる。

またフェースプレートの平坦度が極めて良く、スカート
部の長さも短い扁平形陰極線管においても前記した如く
スカート部全体のガラス肉厚適正に増母させることで容
易に機械的強度に優れ、軽母な扁平形陰極線管を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の陰極線管の斜視図（一部所面
図を含む）で 第２図は第１の外囲器のフェースプレート長辺部の拡大
断面図で 第３図は従来の陰極線管のフェースプレート長辺部の拡
大断面図で 第４図は陰極線管外囲器の真空応力分布を説明する為の
模式図で 第５図は従来の陰極線管の真空応力分布の計算結果を示
した図で 第６図は本実施例の陰極線管の真空応力分布の計算結果
を示した図で 第７図は従来の陰極線管の断面図及び真空応力分布を表
わした図で 第８図はスカート部の長さの短い陰極線管の断面図及び
真空応力分布を表わした図で 第９図はスカート部の長さに対するシールエツジ部の真
空応力の変化を表わした図で 第１０図はシールエツジ部のガラス肉厚に対するシール
エツジ部の真空応力の変化を表わした図で第１１図は扁
平形陰極線管の断面図及び真空応力分布を表わす図であ
り 第１２図はシールエツジ部は段差を有する陰極線管の断
面図である。 １　陰極線管 ２　フェースプレート ３　スカート部 ４　第１の外囲器（パネル） ５　ファンネル部 ６　ネック部 ７　第２の外囲器 第　　１　囚 第　　４　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）管軸方向に突出したほぼ球面状をなし、平面形状
   が概略矩形状をなすフェースプレートと、このフェース
   プレートの周縁部から前記突出方向とは反対方向で管軸
   とほぼ平行に延びるスカートからなる第１の外囲器と、
   管軸を横切る方向に延びる主面を有し周縁が前記スカー
   トに連接される第２の外囲器とを具備し、内部が真空排
   気されるガラスバルブを備えた陰極線管において、 前記スカートの第２の外囲器との連接部における肉厚は
   、フェースプレート中央部における肉厚の１．３倍以上
   であり、 前記フェースプレートの矩形状部の対角線の長さは第１
   の外囲器の管軸方向高さの８倍以上であることを特徴と
   する陰極線管。
2. （２）前記フェースプレートの矩形状部の対角線の長さ
   は第１の外囲器の管軸方向高さの２５倍以下であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の陰極線管。