經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 A7 ___ B7 五、發明說明（1 ) 發明背景 發明範圍 本發明係關於藉電子射線照射之陰極射線管用之玻璃 面板、使用此玻璃面板的陰極射線管，及製造此陰極射線 管之方法。 相關技塒之描述 近來，TV螢幕尺寸越來越大，欲配合此情況，陰極 射線管（CRT)重量顯著提高。CRT組重量增加的主 要因素在於玻璃重量，玻璃組件佔C R T總重的約6 0 % 。用於C R T的玻璃組件大致由影像投射板、背面上的通 風筒和電子槍連接區域（n e ck)構成，面板部分的大 部分重量來自於玻璃。 例如，3 6吋CRT面板厚度不低於2 0毫米，其重 量約4 0公斤。T V組總重約4 0公斤。因此，就居家環 境限制而言，不易安裝大螢幕尺寸的T V組。此外，這樣 重的C RT不易運送且須耗費可觀能量和成本。 至於常用於CRT的玻璃，常使用含Pb〇、S r〇 或B a〇的玻璃。例如，日本專利申請公告第Η — 5 9 — 27729號提出一種由含Ba〇、Sr〇和Zr〇2的玻 璃形成之用於C R T的面板。 但是，此類型玻璃測得之彎曲強度約5 Ο Μ P a。因 此，欲獲致足以忍受大氣壓的強度，此玻璃必須要提高其 厚度，因此，欲提高螢幕尺寸時，須明顯提高玻璃厚度和 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------tr---------$# (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 A7 B7 五、發明說明（2 ) 重量。此外，玻璃表面有刮痕時，彎曲強度大幅降低，甚 至低至25至30MPa。 最近，面板部分以扁平玻璃製造的扁平型CRT上市 。將扁平型玻璃用於CRT時，其內部空間維持真空，扁 平表面的玻璃強度須足以忍受大氣壓。因此，此方法使用 強化玻璃，加強空氣冷卻，下文中將此簡稱爲物理強化玻 璃。 但是，物理強化作用以施用於較厚的玻璃板爲佳。換 言之，薄玻璃板難獲致高強度。因此，使用物理強化玻璃 的C RT之面板的玻璃厚度較厚，使得減少重量的效果不 彰。 此外，B r a u η管的製法中，熔接密合時須加熱至 4 0 0至4 5 Ot。此時，物理強化的玻璃之應力扭曲而 鬆弛，使得強度降低。因此，玻璃強度約1 0 0 Μ P a ， 許多情況中，難達到質輕的要求。 另一方面，試圖使用離子交換玻璃作爲面板玻璃，以 防止面板玻璃褪色（褐化）。例如，日本專利申請公告第 5 - 5 0 - 1 0 5 7 0 5號提出一種用以製造以電子射線 照射之玻璃的方法，其中，鉀、鉚、鉋或氫中之一者代替 存在於以電子射線照射的玻璃表層中的鋰或鈉。 日本專利公告第H— 7 — 1 0 8 7 97號中提出一種 玻璃面板，其中，鉀和鋰離子代替電子射線照射之鹼石灰 矽石玻璃面板表面上的鈉離子。 此外，日本專利公告第H — 7 — 4 2 1 4 0號提出一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 492037 A7 B7 五、發明說明（3 ) 種用於C R T的化學強化玻璃，其中，使用N a 2 0含量低 於以鹼金屬氧化物總量計之6 5 %的化學強化玻璃，其中 ，玻璃中的鈉離子以鉀離子作過離子交換。 用以藉化學方式強化C R T之玻璃面板表面的技巧揭 示於日本專利申請公告第Η— 1 - 3 1 9 2 3 2號和日本 專利案第2904067號。 但晕，日本專利申請公告第Η - 50 - 1 05707 號、曰本專利公告第7 - 1 0879 7和7-42 140 號用於抗褐化，這些技巧無法改善防損壞強度受損或彎曲 強度。 此外，曰本專利公告第4 一 7 2 1 4 0號所提出的技 巧中，玻璃中所含N a 2〇量不低於鹼金屬氧化物總量的 6 5 %，因此，玻璃的熱膨脹係數高，因此有對於防反玻 化性（devitrification )或耐化學品性方面的問題。 另一方面，日本專利案第2 8 3 7 0 0 5號中所提出 的技術中，欲改善化學強化玻璃之強度，壓縮應力層深至 2 0 0至2 6 0微米，防彎曲破裂強度高至8 2至9 8公 斤/平方毫米，即使有深度裂紋，強度亦足夠。 但是，這些已知技術無法針對C R T玻璃面板的某些 性質（如：褐化）提出對策，使得玻璃無法直接用於 CRT。 以化學方式強化用於C R T之玻璃面板表面的技巧中 ，如：日本專利申請公告第Η —1 — 3 19232號或專 利案第2 9 0 4 0 6 7號，離子交換而形成的應力扭曲層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------訂---------線 ml (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 A7 B7 五、發明說明（4 ) 與表面相距不到5 0微米，因此，如果玻璃表面刮傷，裂 縫到達主要部分或甚至穿透應力扭曲層。其結果在於用於 C R T之玻璃面板的耐刮傷強度不足’使其難作爲大尺寸 平面C R T之厚度夠薄且質輕的玻璃面板。 發明槪述 因此，本發明的目的是要提出一種無則述缺點之用於 陰極射線管的玻璃面板。 本發明的一個特點是要提出一種用於陰極射線管的玻 璃面板，其製自含57至64重量％Si〇2、0 · 1至4 重量％Al2〇3、5至10重量％Na2〇、5至10重 量％1^2〇、7至1 3重量％S r〇、7至1 1重量％ Ba〇、〇 · 1至2重量％Ti〇2、0 · 1至4重量％ Z r〇2和〇 · 〇 1至1重量％C e〇2的玻璃之化學強化 處理。本發明的另一特點是提出使用此玻璃面板的陰極射 線管。 本發明的另一特點是提出陰極射線管之製法’其步驟 包含：構築用於陰極射線管的玻璃面板，固定用以將內部 元件固定於玻璃面板上的夾具，及以化學方式強化此玻璃 面板。 本發明提出一種用於陰極射線管的玻璃面板’其抗褐 化性令人滿意，且藉由化學強化而使其應力扭曲層深’以 確保強度足以作爲陰極射線管的玻璃面板。 根據本發明之用於陰極射線管的玻璃面板’能夠在不 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 492037 A7 B7 五、發明說明（5 ) 降低面板的抗壓性的情況下，降低此玻璃面板厚度，藉此 顯著降低面板重量。此外，能夠改善玻璃於熱處理步驟（ 如：熔接密合所用的熱處理步驟）中的耐熱性，以改善產 製性。此外，使用用於陰極射線管的玻璃面板，陰極射線 管的重量降低且抗壓性不會降低。此外，根據本發明之製 造陰極射線管之方法，可以在即使於熱處理步驟中也不.損 及表面強度的情況下製得這樣的陰極射線管。特別地，本 發明對於大尺寸扁平型陰極射線管的施用成效顯著。 附圖簡述 附圖1所示者爲本發明之實例和比較例。 附圖2所示者爲利用B a b i n e t輔助法的觀察結 果。 較佳實施例之描述 詳細描述本發明之實施例。根據本發明之較佳實施例 ’用於C R T的玻璃面板的主要特徵在於可獲致所欲性質 ，主要是與降低厚度及降低C RT重量。 根據本發明之較佳實施例，用於C R T的玻璃面板製 自含57至64重量i〇2、0 · 1至4重量％ Al2〇3、5至10重量％Na2〇、5至10重量％ K2〇、7至1 3重量r〇、7至1 1重量a〇、 0 · 1至2重量％Ti〇2、〇 · 1至4重量％Z r〇2和 0 · 0 1至1重量％C e〇2的玻璃之化學強化處理。此化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " -8 - ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 A7 __B7_ 五、發明說明（6 ) 學強化處理係藉表面離子交換而達成。 詳細解釋根據本發明之用於CRT的玻璃面板。根據 本實施例，可藉前述玻璃組成物製得X -射線吸收係數不 低於2 8公分且抗褐化的玻璃面板。其熱膨脹係數與傳 統通風筒相仿，以便製得可靠度高的扁平密封。此外，有 助於加壓模製，以製得形狀複雜的大尺寸面板。 此外，用於本實施例之CRT的玻璃面板中，因爲離 子交換而形成的應力扭曲層約1 5 0微米。因此，即使刮 傷玻璃表面，所得裂縫也不會穿透應力扭曲層。換言之， 玻璃表面的刮痕通常不超過5 0微米，即使刮痕大，藉由 如本實施例地形成超過5 0微米的應力扭曲層，在本實施 例中，應力扭曲層不會被一般的刮痕所穿透。因此能夠藉 由降低C R T板厚度地降低重量且不會損及抗壓性。 此外，因爲藉離子交換而形成應力扭曲層，所以，對 玻璃施以熱處理時，玻璃強度未降低，此與物理強化玻璃 不同。因此，可維持作爲CRT之玻璃面板的足夠強度， 即使對玻璃施以熱處理（如：熔接密合），也不會降低強 度。因此，可降低用於CRT的玻璃面板厚度以降低整個 C R T的重量。 此外，根據此實施例之用於C R T的玻璃面板中，組 成物中之鹼金屬氧化物的N a 2〇3比例降至低於6 5%。 此使得玻璃具有優良之防反玻化性或耐化學品性且不會過 度提高熱膨脹係數。 其結果是：熱膨脹係數與通風筒相配合時，能夠簡便 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- 民國91年4月修正
492037 附件一(A):第90102936號專利申請案 中文說明書修正頁 A7 __ B7 五、發明說明（7 ) 地壓模製得大尺寸C RT面板，因此防止於互連時剝落或 破碎。 此外，因爲降低鈉含量比例，所以能夠抑制鈉離子於 玻璃中遷徙。特別地，能夠避免因爲鈉離子擴散於熔接密 合表面上而有電壓外漏情況發生，因此，使得能夠製得可 靠度和持久性優良的C R T並改善產製效能。 除前述組份外，用於此實施例之C R T的玻璃面板含 有运自^/12〇、Ca〇、Zn〇、Sb2〇3、N i〇和 C Ο 2〇3中之至少一種氧化物。藉由選擇性地添加這些組 份，例如，藉由改善其熔解性質或調整其X -射線吸收係 數、熱膨脹係數、澄淸或穿透因子，能夠有利於玻璃製造 或調整其性質。 用於此實施例之C R Τ的玻璃面板之彎曲強度不低於 2 0 0ΜΡ a。藉由使得用於CRT之玻璃面板的彎曲強 度不低於20OMPa ，相較於傳統用於CRT的玻璃面 板之彎曲強度，玻璃厚度可降低約3 0%。換言之，組合 成C RT組時，用於C RT的玻璃面板之厚度和彎曲強度 必須要能忍受大氣壓。通常，須符合下列關係式： 厚度^ 1/V15 因此，若強度低，提高厚度導致C R T組重量增加。 如果用於CRT之玻璃面板的彎曲強度超過2 0 OMP a (如：300MPa)，用於36吋CRT的玻璃面板厚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
· n i I I I ·ϋ t— 一 0’ t 1 1· n n n ϋ ϋ I %· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 A7 B7 五、發明說明（8 ) 度（目前須2 0毫米）可降至約9毫米。藉此方式降低玻 璃面板厚度，能夠降低用於CRT的玻璃面板重量，即， 降低C R T總重。 因爲可降低用於C RT的玻璃面板厚度，所以可降低 面板內部和表面之間的溫度差，（即使是熔接密合此板和 通風筒時，面板突增的溫度差），因此有助於降低應力扭 曲。因此，比較不會破壞此面板，即使在面板的熔接密合 期間內有突增的溫度差亦然。換言之，可提高熔接密合程 序中的慣常加熱或冷卻速率，藉此改善C R T的產製率。 注意到本實施例之C R T的玻璃面板特徵爲3 0 t至 300 °C的熱膨脹係數是9 5至1 Ο 5x 1 0_7/°C。因 此，熱膨脹係數與傳統通風筒的熱膨脹係數相配合，因此 能夠防止連接部分剝離或破裂，以維持連接可靠性。此外 ，可降低C R T重量且不須修飾製法或其他材料（如：通 風筒和連接區域）。 其應力扭曲層藉離子交換而形成的化學強化玻璃可具 有高強度，即使爲薄片形式亦然。與物理強化玻璃不同地 ，化學強化玻璃強度不會因熱處理而受損，即使於熔接密 合程序中，強度也不會明顯降低。 用於本發明之C R T的玻璃面板的彎曲強度不低於非 強化玻璃的兩倍。此處，可大幅降低C R T的面板厚度以 達到質輕目的。此外，因爲用於相同強度時，此面板可以 較薄，因此，面板的耐熱衝擊性較佳，並可提高加熱或冷 卻速率，可以改善產製效能以降低成本。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------41^^--------訂---------線"01^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 492037 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（9 ) 此外，在施用此實施例之用於的C R T的玻璃面板之 CRT中，玻璃面板的應力扭曲層與表面相距超過5 0微 米，不會因爲施用於C RT外部的衝擊力而穿透應力扭曲 層，因此達到足夠的破壞防制效果。 證實破壞防制效果的方法有加速刮傷強度試驗，據此 ，欲測定的物件表面以# 1 5 0和紙均勻地刮磨。下文中 將此試驗稱爲# 1 5 0刮磨試驗。藉由測定彎曲強度，可 證實玻璃刮傷和施以載重時的毀壞強度。 本實施例之用於CRT的玻璃面板於# 1 5 0刮磨之 後的彎曲強度不低於1 0 0 Μ P a ，此値不低於未強化玻 璃之刮磨強度的兩倍。 如前述者，此實施例之用於C R T的玻璃面板之應力 扭曲層厚超過5 0微米，使得應力扭曲層不會因玻璃表面 的缺陷而被穿透。因此，缺陷末端居於壓縮應力層內部的 的可能性高。因爲此壓縮應力，缺陷不會擴大，即使有載 力由外部施用亦然，因此可獲致高刮磨強度。 現解釋此實施例之用於C R T的玻璃面板之組成。基 礎玻璃組份S i 0 2的含量低於5 7 %時，熱係數提高且耐 化學品性變差。反之，S i 0 2含量高於6 4 %時，熔解困 難。因此，本發明中，S i〇2含量設定爲57%至64% ，以60%至62%爲佳。 玻璃組份之一是A 1 2 0 3，其用以改善玻璃之防反玻 化性和耐化學品性，其含量低於0 · 1 %時並無效果，其 含量高於4%時，玻璃的熱膨脹係數降低。因此，此實施 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 A7 B7 五、發明說明（10) 例中，Al2〇3含量設定爲0 · 1%至4%，以0 · 1% 至2%爲佳。藉由A 1 2〇 3含量，可加速離子交換，有助 於提高應力扭曲層的深度。 另一方面，玻璃組份之一是N a 2〇，其用以改善玻璃 之熔解性質和抗褐化性且其以化學方式藉由主要與離子交 換浸液中的K離子進行離子交換而強化玻璃。N a 2〇含量 低於5%時，熔解性降低，Na 2〇含量超過1 〇%時，防 反玻化性和耐化學品性降低，熱膨脹係數提高。因此，此 實施例中，Na2〇含量是5%至1 0%，以6%至8%爲 佳。 玻璃組份之一是K 2 0，其用以改善玻璃之熔解性和抗 褐化性。K 2〇含量低於7 %時，X —射線吸收係數降低， 含量超過1 0 %時，防反玻化性和耐化學品性降低。因此 ，此實施例中，K2〇含量是5%至1 0%，以6%至8% 爲佳。 玻璃組份之一是S r 0，其用以改善玻璃之熔解性及 提高其X —射線吸收係數。S I·〇含量低於7 %時，X -射線吸收係數降低，含量超過1 3 %時，液相溫度提高。 因此，此實施例中，S r〇含量設定爲8%至1 3%，以 8%至10%爲佳。 玻璃組份之一是B a〇，其用以改善玻璃之熔解性及 提高其X -射線吸收係數。B a 0含量低於7 %時，X -射線吸收係數降低，含量超過1 1 %時，液相溫度提高。 因此，此實施例中，B a 0含量設定爲7%至1 1 %，以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -13- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 A7 B7 五、發明說明（11) 8 %至1 〇 %爲佳。 玻璃組份之一是T i〇2，其防止玻璃褐化。T i〇2 含量低於0·1%時，無此效用，含量超過2%時，玻璃 之防反玻化性受損。因此，此實施例中，T i〇2含量設定 爲0.1%至2.0%，以0.2%至1%爲佳。 玻璃組份之一是Z r 0 2，其用以提高其X —射線吸收 係數及诨進離子交換，有助於形成較深的應力扭曲層。此 組份含量低於0 . 1%時，無此效用，含量超過4%時， 防反玻化性降低。因此，此實施例中，Z r〇2含量設定爲 Ό.1%至4%，以1%至2%爲佳。 M g〇、C a〇、Ζ η〇和S b 2〇3用以改善熔解性 質，調整X 一射線吸收係數和用以調整玻璃黏度及作爲玻 璃的澄淸劑。M g〇、C a〇和Ζ η〇的量以低於3 %爲 佳，而S b 2〇3以低於1 %爲佳。N i〇和C 〇 2 0 3用以 調整玻璃的透光因子。Ni〇的量以低於〇 . 5%爲佳， 而C〇2〇3以低於〇 · 0 1%爲佳。 如果前述組成物中的鹼金屬氧化物（N a 2〇和K 2〇 )中，N a 2〇量爲6 5 %或以上，玻璃的防反玻化性或耐 化學品性會降低且熱膨脹係數提高。此外，玻璃中的鈉離 子會移動，特別是會因鈉擴散而導致電壓漏至熔接密合表 面上。因此，此實施例中，N a 2〇在鹼金屬氧化物中之比 例設定爲低於6 5 %，以低於5 5 %爲佳。 目前比較喜歡使用的玻璃面板和通風筒之熱膨脹係數 是9 8至1 0 1 X 1 0_7/°C。玻璃面板的熱膨脹係數大 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 丨丨丨丨— I- - - I 丨-丨-I 丨 I I ^57 I *5^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -14- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 A7 B7 五、發明說明（12) 幅偏離此範圍時，與目前較喜歡使用的通風筒之熱膨脹係 數不合，會使得面板和通風筒之間之熔接密合的密合部分 剝離或破裂，使得熔接密合無法達到高可靠性。因此，此 實施例中，3 0°C至3 0 0°C的熱膨脹係數設定爲9 5至 1 05xl0_7 / °C，以 98 至 101x10— 7 / t：爲佳 〇 製璋此實施例之用於C R T之玻璃面板的方法可使用 下列程序：首先，玻璃起始物秤重以得到前述組成並混合 在一起，成爲欲摻合的起始物，之後，引至耐熱坩鍋中， 並於1 4 0 0至1 5 0 0 °C熔解，攪拌及澄淸化，得到均 勻的熔融玻璃。 之後將此玻璃澆鑄於鑄框中以形成澆鑄玻璃塊，或者 壓製成C R T形狀。所得產物移至已加熱至接近玻璃之退 火溫度的爐中，使其冷卻至常溫。切割及硏磨所得之經退 火的玻璃塊。 將面板夾具埋於玻璃面板的內側面以放置彩色分色裝 置，如：光柵（aperture grill )。 之後，此玻璃面板於熔解的鹼金屬鹽中進行離子交換 。視玻璃組成地選擇熔融的鹼金屬鹽之組成和加工溫度。 維持預定時間之後，取出玻璃面板並加以淸洗。就本發明 之玻璃面板而言，硝酸鉀所用的加工溫度以3 5 〇至 5 5 0 °C爲佳。加工時間視加工溫度而定，降低加工溫度 ，所須時間較長。獲致深應力扭曲層的加工時間以不低於 4小時爲佳，不低於1 〇小時更佳。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------^-----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- 492037 A7 B7 五、發明說明（13) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用於C R T的前述玻璃面板藉離子交換而達到化學強 化目的，可於初時放置面板夾具之後強化面板表面，因此 ，能夠避免面板表面的應力扭曲層因爲放置面板夾具時的 加熱而鬆弛。 藉離子交換得到的應力扭曲層厚度可藉使用精準緊伸 測量器（strain gauge )的Babinet輔助法或藉使用極化顯 微境的方法測得。若使用極化顯微鏡，玻璃樣品以與離子 交換表面垂直地切割並硏磨至較薄狀態，使其截面爲 0·5毫米或以下。之後，極化顯微鏡使光束與經硏磨表 面垂直地照射，並以交錯的Nicol觀察。強化玻璃中，因爲 形成的扭曲層接近其表面，可藉由變淡或顏色改變之區域 表面的距離而測定表面應力扭曲層厚度。 用於應力測量的Babinet輔助器述於，如，Glass Engineering Handbook, Masayuki Yamane 等人編輯， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Asakura Shoten 於1 9 9 9年7月5日發佈，第一版第一 卷。前述樣品（硏磨至厚度爲0 · 5毫米或以下）以 Babinet輔助器觀察，測定參考邊中央交叉點的玻璃表面與 玻璃面上邊緣曲徑中央之間的距離，以測定應力扭曲層的 厚度。 仔細檢查玻璃面板表面附近所含金屬離子的分佈，可 看出化學強化玻璃和物理強化玻璃之間的差別。亦即，檢 視離子半徑較大的金屬離子（如：鹼金屬離子）和離子半 徑較小者（如：鹼金屬離子）的分佈深處。 換言之，如果接近玻璃表面部分之（離子半徑較大的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 A7 B7 五、發明說明（14) 金屬離子密度）/(離子半徑較小的金屬離子密度）比玻 璃整體（如：一部分玻璃（約玻璃厚度的一半））的此値 來得大且彎曲強度在此實施例定義範圍內時，可看出達到 藉離子交換達到化學強化的目的。 現解釋根據本發明之用於C R T的玻璃面板的數個例 子和比較例。附圖1所示者爲本發明的實例1至4和比較 例1和2。 實例1至4 各種起始物（即，氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸 鹽、氯化物和硫酸鹽）秤重，得到附圖1所示之實例1至 4的各組成物，混合在一起成爲用於摻合的起始物，將其 移至耐熱槽，如：鉑坩鍋中，於1300至1500 °C加 熱以使其熔解，攪拌，均質化和使其澄淸。所得物質之後 澆注於模中。所得玻璃塊製得尺寸爲6 5 X 1 0 X 1毫米 的雙面磨光樣品並施以離子交換，其中，前述玻璃樣品浸 泡於熔融鹽（如：維持於3 6 0至4 2 0 °C的Κ Ν Ο 3 )中 達預定時間，之後取出玻璃樣品並淸洗。附圖1列出各實 例之組成和測得的數據。 用以測定應力扭曲層厚度，玻璃樣品比與玻璃樣品之 離子交換表面實質上呈直角地切割，將截面硏磨至厚度不 超過0 · 5毫米。極化光線垂直地照射經硏磨表面’以極 化顯微鏡觀察經硏磨表面，以交錯的Nicol定出與表面的距 離。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 罾 --------訂---------線·4Ι^· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 A7 ___ B7 五、發明說明（15) 爲證實以不同測定方法測得的結果相同，亦以Babinet 輔助法測定。特定言之，使用Babinet輔助法測定硏磨至厚 度不超過0 · 5毫米的樣品之扭曲層厚度。 附圖2所示者爲以實例1的Babinet輔助法所得觀察結 果。測定參考邊中央交叉點的玻璃表面與玻璃面上邊緣曲 徑中央之間的距離d，以測定應力扭曲層的厚度。Babinet 輔助法測得的扭曲層厚度與藉極化顯微鏡法測得者大約相 以波長0 · 0 6奈米的X —射線照射製得的玻璃樣品 ，基於與玻璃背面距離5 0毫米處之穿透量計算X -射線 吸收係數。 以熱-機械分析儀（Τ Μ A )測定熱膨脹係數，以計 算於3 0 °C至3 0 0 °C溫度範圍內的平均直線膨脹係數。 根據J I S — R 1 6 0 1的三點彎曲試驗測定彎曲強 度，樣品尺寸如前述者（65x10x1毫抹米），計算 得到彎曲強度値。至於耐刮強度，前述經化學強化處理之 樣品的一面以# 1 5 0和紙平均刮磨，於其上施以載力以 於此表面施以抗張應力，以測定彎曲強度。 由下面的式子計算出褐化値： 褐化値=照射之前的穿透因子-照射之後的穿透因子 其中，照射之前的穿透因子和照射之後的穿透因子係 以2 1千伏特、電流密度〇 · 9微米的電子射線照射 1 2 0分鐘，藉由測定照射前後’穿透因子於波長4 0 0 奈米之變化而得。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — — — — — — — - — — — — 111 » — — — 1 — — I» (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -18- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 Α7 Β7 五、發明說明（16) 實例1至4的玻璃樣品之X -射線吸收係數不高於 2 8公分―1且熱膨脹係數是9 8至1 Ο Ο X 1 0— 7 / °C ’ 其無因褐化而造成的褪色現象’應力扭曲層的厚度不低於 7 0微米，未經刮磨狀態的彎曲強度不低於2 5 0 Μ P a ，經# 1 5 0刮磨者的彎曲強度不低於1 〇 〇 Μ P a。因 此，藉由使用此玻璃，能夠降低用於CRT之玻璃面板的 厚度，雜維持一般抗壓性質。 比較例1 比較例1相當於曰本專利案的實施例。製得組成如附 圖1中之比較例1所示的玻璃樣品以進行離子交換。用於 此離子交換，前述玻璃樣品浸於NaN〇3(40%)+ K N〇3 ( 6 0 % )的4 0 0 °C加工浸液中4小時，之後取 出並淸洗。各種測定方法與前述實例相同。 比較例1的玻璃樣品之應力扭曲層厚度和彎曲強度足 以用於c R T面板，但X -射線吸收係數或抗褐化性不足 以用於CRT。因此，比較例的玻璃不適合作爲CRT的 玻璃面板。 比較例2 比較例2相當於日本專利申請公告第Η - 7 -4 2 1 4 0號的實施例。製得組成如附圖1中之比較例2 所示的玻璃樣品以進行離子交換。用於此離子交換，前述 玻璃樣品浸於Κ Ν〇3加工浸液中1小時，之後取出並淸洗 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------—_·-----^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -19- 492037 A7 ___B7 _ 五、發明說明（17) 。各種測定方法與前述實例相同。 比較例2的玻璃樣品之X -射線吸收係數和抗褐化性 足以用於C RT玻璃面板，其應力扭曲層薄且彎曲強度不 足。因此，使用此玻璃難降低作爲C RT的玻璃面板厚度 〇 現解釋本發明之實例與各比較例之差異。 實例和比較例1 (日本專利案第2 8 3 7 Ο Ο 5號）之差 異 比較例1 (日本專利案第2837005號）之玻璃 的應力扭曲層厚度和彎曲強度使其足以作爲C R Τ的玻璃 面板，但其X -射線吸收係數或抗褐化性無法令人滿意。 換言之，玻璃中所含的玻璃基礎組份S i 0 2也會降低 X —射線吸收係數。實例中，S i〇2含量爲5 7至6 4 % 可達足夠的X -射線吸收係數。 另一方面，A 1 2〇3組份降低耐化學品性和離子交換 效能，同時也會降低X -射線吸收係數。比較例1含5至 1 5 % A 1 2 0 3，其X —射線吸收係數低，因此不適合作 爲用於CRT的玻璃面板。本發明之實例中，A 1 2〇3含 量設定爲1 %至4 %，以獲致高X —射線吸收係數。 L i 2〇用於比較例1，改善玻璃的熔解性質，且主要 與離子交換加工浸液中的N a離子進行玻璃表面區域的離 子交換。但是，因爲L i 2 0是會大幅降低X -射線吸收係 數的組份，所以比較例1中的X -射線吸收係數低。本發 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 閱 磧 背 面 之 ii 項再填寫本頁) -丨丨丨丨丨訂.丨丨丨！丨丨-線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 Λ7 B7 五、發明說明（18) 明之實例中，含有在改善X -射線吸收係數方面的效果顯 著的K 2 0來改善玻璃的熔解性質。 N a 2 0用以改善玻璃的熔解性並以化學方式藉主要與 離子交換浸液中的K離子進行離子交換而強化玻璃。實例 和比較例均含N a 2〇。 K 2 0是改善玻璃之熔解性和X -射線吸收係數的組份 。比較例1中無此組份，玻璃會因褐化而褪色。反之，本 發明之實例含5%至1 0%K2〇，不會因褐化而褪色。 S r 0是改善玻璃之熔解性及提高X -射線吸收係數 的組份。本發明之實例含有此組份，比較例1則否。 B a 0也是改善玻璃之熔解性質和提高其X —射線吸 收係數的組份。本發明之實例含有此組份，比較例1則否 〇 T i 0 2是防止玻璃褐化的組份。本發明之實例含有此 組份，比較例1則否。 Z r· 0 2是改善耐化學品性並同時提高其X -射線吸收 係數及離子交換效率的組份。但其難熔於玻璃中，甚至會 降低玻璃之防反玻化性。比較例1中含5 %至1 5 % Z r〇2，其有防反玻化性和熔解度不足方面的問題。
Mg〇、C a〇、Zn〇和Sb2〇3並非此二者之基 礎組份，但這些組份可用以改善玻璃的熔解性質及用以調 整X -射線吸收係數和玻璃黏度並作爲澄淸劑。 由前述者可以看出比較例1的玻璃樣品具有可作爲用 於C R T之玻璃面板所須之足夠的應力扭曲層厚度値和彎 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 - 492037 Α7 Β7 五、發明說明（19) 曲強度，但X -射線吸收係數或抗褐化性不足’因此不適 合作爲CRT的玻璃面板。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之實例和比較例2 (日本專利公告第Η - 7 -4 2 140號）的差異 比較例1 (日本專利公告第Η - 7 - 4 2 1 40號） 含有較#的N a 2〇以降低玻璃基質中的Κ2〇含量’以降 低起始物成本及彌補熔解性質。但是’此使得因褐化而褪 色的情況更顯著。因此，藉由離子交換距表面2至5微米 處而使N a 2〇和Κ2〇一倂存在，在表面上形成應力扭曲 層以阻礙電子射線穿透，以改善抗褐化性。比較例2因此 與本發明的實例不同，後者藉由厚應力扭曲層和高彎曲強 度而降低用於C R Τ之玻璃面板的厚度和重量。 比較例2中，經離子交換的組份延著深度方向之分佈 適當，但應力扭曲層厚度不恰當。此外，比較例2中，電 子射線穿透深度不超過1 0微米便已足夠，更厚的應力扭 曲層厚度並非必要。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然比較例缺乏對於玻璃組成之明確限制，但描述 N a 2〇含量爲鹼金屬氧化物總量的6 5 %或以上。 N a 2 0含量高，可改善熔解性質和可模製性，但玻璃的防 反玻化性或耐化學品性降低且熱膨脹係數提高。由日本專 利公告第H— 7 — 42 1 40號判斷，希望K2〇含量至少 低於7 · 5 %，以約3 %爲佳。 如日本專利公告第Η—7—42140號的實例2中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492037 _B7 五、發明說明（20) 所述者，比較例2中的玻璃之玻璃基質本身的抗褐化性極 低。因此，比較例2中，藉由明智地選擇玻璃面上之離子 交層中的N a 2 0和K 2 0比例來抑制褐化情況。其結果在 於對離子交換深度造成限制，因而無法達到足夠的應力扭 曲層深度。 此外，鈉離子在比較例2的玻璃中有移動的傾向。特 別地，筘離子有在熔接密合表面上有鈉離子擴散的傾向。 在玻璃的持久性試驗超過3 0 0 0小時時，此現象特別明 顯。 由前述者可看出比較例2的玻璃之X -射線吸收係數 和抗褐化性方面滿足用於CRT的要求，但應力扭曲層深 度則不合要求。換言之，因爲應力扭曲層深度不足，刮磨 之後的彎曲強度小，使得玻璃無法作爲C R T的面板。 本實施例的玻璃樣品中，N a 2 0和K 2〇量皆爲5 % 至1 0%，玻璃基質本身比較不會因褐化而褪色，且因爲 未限制離子交換效率，所以應力扭曲層厚。此外，本實施 例之玻璃樣品的彎曲強度高。因此，使用本玻璃面板可得 到達厚度薄且質輕要求之用於C RT的玻璃面板。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -23-