(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が映し出される有効画面部を備えた略矩形のフェース部と、該フェース部の周縁から略垂直方向に延在し、他の部材に封着されるシールエッジ部を有する側壁部とからなり、少なくとも外表面に圧縮応力層が形成されてなる陰極線管用ガラスパネルにおいて、前記フェース部の外表面の周縁の領域の圧縮応力値が最大になるように圧縮応力層が形成されるとともに、前記フェース部の対角軸方向における有効画面部の端部と側壁部とが連結するブレンドＲ部の内表面に生じる引張応力値をσＴＲとし、該フェース部の外表面の周縁の領域において計測した前記圧縮応力層の最大圧縮応力値をσＣＭとするとき、前記最大圧縮応力値σＣＭと前記引張応力値σＴＲとが、σＴＲ≦７ＭＰａ、１４ＭＰａ≦σＣＭなる関係を有することを特徴とする陰極線管用ガラスパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陰極線管用ガラスパネルに関し、特に、物理強化を行うとともに熱応力に対する強度を改善した陰極線管用ガラスパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テレビ及びモニター装置の表示画面の平面化に伴って、表面に圧縮応力層を形成して強化し、陰極線管の破壊を防止した陰極線管用ガラスパネルが用いられている。
【０００３】
図３は、従来の陰極線管用ガラスパネルを示す図である。図３（Ａ）に示すように陰極線管用ガラスパネル１は、フェース部２とその周縁から略垂直方向に延在する側壁部３と、フェース部２と側壁部３とが屈曲面で連結するブレンドＲ部４とからなる構造をしており、陰極線管用ガラスパネル１を用いて陰極線管を作製した場合、内部が真空になっていることに起因して生じる最大引張応力がフェース部２の周縁、特に長辺中央の外表面の領域２ｃに発生する。そこで陰極線管用ガラスパネル１には、所要の耐圧強度を維持するために、フェース部２の特にその周縁の領域２ｃの圧縮応力値が最大になるように圧縮応力層を形成してある。
【０００４】
上記のように強化された陰極線管用ガラスパネル１は、雌型及び側枠型の成形金型に充填された溶融ガラスを雄型の成形金型でプレス成形し、雄型を取り外して陰極線管用ガラスパネル１の内面を露出し、側壁部３が実質的に固化した時点で、側壁部３に接する側枠型を取り外して側壁部３を露出し、次いで陰極線管用ガラスパネル１を金型から取り出した後、陰極線管用ガラスパネル１がガラスの徐冷点以上の所定の温度下の状態から陰極線管用ガラスパネル１の内外表面に、冷却風を当ててガラスの歪み点よりも低い温度に急冷することにより製造される。
【０００５】
このようにして作製された陰極線管用ガラスパネル１においては、フェース部２の有効画面部２ａの対角軸方向端部２ｂと側壁部３とが連結するブレンドＲ部４の内表面４ａに引張応力Ｔが生じていることが分かった。この引張応力Ｔは、陰極線管用ガラスパネル１を作製する際におけるガラスの表面を急冷して圧縮応力層を形成する過程において、ガラスパネル１の肉厚分布や三次元的な構造に起因する温度分布が生じ、この急冷過程での温度分布に基づき生じる。
【０００６】
つまり、陰極線管用ガラスパネル１が冷却され歪み点より温度が下がる際は、一般に肉厚のフェース部２が側壁部３よりも温度が高くなる温度分布を示し、肉薄の側壁部３がフェース部２に先行して歪み点より低い温度に降下する。このため、フェース部２の有効画面部２ａの対角軸方向端部２ｂと側壁部３とが連結するブレンドＲ部４の内表面４ａに引張応力Ｔが生じる。特に、表面に強い圧縮応力層が形成された陰極線管用ガラスパネルの強化品の場合、各部位に分布する応力の差も大きくなり、図３（Ｂ）、（Ｃ）に中抜きの矢印で示すように、陰極線管用ガラスパネル１の三次元的な構造に起因して側壁部３を内側へ倒し込む方向の応力及びフェース部２の有効画面部２ａの対角軸方向における端部２ｂ付近に反り変形Ｓが生じる方向の応力が作用し、この応力に伴ってコーナーのブレンドＲ部４の内表面４ａに引張応力Ｔが生じると考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
表面に圧縮応力層が形成され強化された前述の陰極線管用ガラスパネル１においては、取扱等によって引張応力Ｔが生じているブレンドＲ部４の内表面４ａに深いキズが入った場合、そのキズを起点として肉厚方向にクラックが生じパネルが自破するという点で問題がある。また、ブレンドＲ部４の内表面４ａのキズが僅かなものである場合でも、陰極線管用ガラスパネル１とファンネルとをフリットシールする際の昇温工程、更には陰極線管製造時の排気工程での熱応力が加わる工程において、内表面４ａの僅かなキズを起点として肉厚方向にクラックが伸びて陰極線管用ガラスパネル１が破壊するという点で問題がある。更に、これらのことは、圧縮応力層により耐圧を向上させる際に制約となるという点で問題がある。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するものであり、耐圧強度を高めるとともに熱応力による破壊を防止することを可能とする陰極線管用ガラスパネルを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る陰極線管用ガラスパネルは、画像が映し出される有効画面部を備えた略矩形のフェース部と、該フェース部の周縁から略垂直方向に延在し、他の部材に封着されるシールエッジ部を有する側壁部とからなり、少なくとも外表面に圧縮応力層が形成されてなる陰極線管用ガラスパネルにおいて、前記フェース部の対角軸方向における有効画面部の端部と側壁部とが連結するブレンドＲ部の内表面に生じる引張応力値をσＴＲとし、該フェース部の周縁の領域において計測した前記圧縮応力層の最大圧縮応力値をσＣＭとするとき、前記最大圧縮応力値σＣＭと前記引張応力値σＴＲとが、σＴＲ≦（１／２）σＣＭなる関係を有してなることを特徴とする。
【００１０】
陰極線管の耐圧強度を高めるために、表面の圧縮応力層の最大圧縮応力値σＣＭを所定の値以上にした従来の陰極線管用ガラスパネルでは、最大圧縮応力値σＣＭに対してコーナーのブレンドＲ部の内表面に生じる引張応力の引張応力値σＴＲが最大圧縮応力値σＣＭの１／２を越え、この引張応力に起因して陰極線管用ガラスパネルが破壊する。本発明の陰極線管用ガラスパネルでは、引張応力値σＴＲを最大圧縮応力値σＣＭの１／２以下に抑制しており、所要の最大圧縮応力値σＣＭを有し所期の耐圧強度を有する陰極線管を作製する場合にあって、ブレンドＲ部の内表面の引張応力に起因する陰極線管用ガラスパネルの破壊を防止すると共に陰極線管の耐圧強度を最大に高める。
【００１１】
本発明に係る陰極線管用ガラスパネルは、σＴＲ≦（１／２）σＣＭ、且つ、σＴＲ≦７ＭＰａなる関係を有することを特徴とする。前記引張応力値σＴＲを７ＭＰａ以下とすることにより、陰極線管用ガラスパネルの破壊の防止効果を高める。
【００１２】
更に、本発明に係る陰極線管用ガラスパネルは、１４ＭＰａ≦σＣＭなる関係を有する。最大圧縮応力値σＣＭを１４ＭＰａ以上とすることにより、陰極線管用ガラスパネルの前記引張応力σＴＲにより制限されている圧縮応力値の上限を高めることができる。
【００１３】
（作用）
本発明はコーナーのブレンドＲ部の内表面に生じる引張応力の引張応力値σＴＲを要部の最大圧縮応力値σＣＭに対して小さくした陰極線管用ガラスパネルである。陰極線管の耐圧強度を所要のレベルに確保しながら、陰極線管の製造時における前記コーナー部外表面からの破壊を防止する。破壊が防止できる所要の引張応力値σＴＲに対して、最大圧縮応力値σＣＭをより大きくし耐圧強度を一層高めた陰極線管用ガラスパネルを構成する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の陰極線管用ガラスパネルの一実施の形態の説明図であり、図中、１は陰極線管用ガラスパネルを、２は略矩形のフェース部を、２ａは画像が映し出される有効画面部を、２ｂは有効画面部２ａの対角軸方向における端部を、３はフェース部２の周縁から略垂直方向に延在する側壁部を、４はフェース部２と側壁部３とが連結するブレンドＲ部を、４ａはブレンドＲ部４の内表面を各々示しており、前出の図３と同一部分には同一符号を付してそれぞれ示している。
【００１５】
本実施の形態に係る陰極線管用ガラスパネルは、画像が映し出される有効画面部２ａを備えた略矩形のフェース部２と、フェース部２の周縁から略垂直方向に延在して側壁を構成する側壁部３とからなり、陰極線管を作製した場合に所要の耐圧強度を維持するために、フェース部２の特にその周縁の領域２ｃ等において圧縮応力値が最大になるようにフェース部２および側壁部３の少なくとも外表面に圧縮応力層が形成されており、更に、フェース部２の対角軸方向における有効画面部２ａの端部２ｂと側壁部３とが連結するブレンドＲ部４の内表面４ａに生じる引張応力値σＴＲが、陰極線管用ガラスパネルの表面に形成された圧縮応力層の最大圧縮応力値σＣＭの１／２以下の応力関係を有する。また、他の実施の形態の陰極線管用ガラスパネルとして、前記引張応力値σＴＲが７ＭＰａ以下であり、更に、前記圧縮応力層は前記最大圧縮応力値σＣＭが１４ＭＰａ以上で形成されている。
【００１６】
また、本発明の陰極線管用ガラスパネルを製造する場合、雌型及び側枠型の成形金型に溶融ガラスを充填し、雄型の成形金型を用いてプレス成形を行う第１の工程と、雄型を取り外して陰極線管用ガラスパネルの内面を露出し、側壁部３が実質的に固化した時点で、側壁部３に接する側枠型を取り外して側壁部３を露出する第２の工程と、陰極線管用ガラスパネルを金型から取り出し、陰極線管用ガラスパネル１がガラスの徐冷点以上の所定の温度下の状態から、フェース部２と側壁部３の温度差を極力少なくしてほぼ同様の降下温度を維持、管理しながら、陰極線管用ガラスパネル１の内外表面に冷却風を当ててガラスの歪み点よりも低い温度に急冷する第３の工程とを含む製造工程から構成される。
【００１７】
特に、前記第３の工程においては、まず、側壁部３のシールエッジ部３ａの付近にヒーター等を近づけて約徐冷点の温度に保温して、肉薄の側壁部３がフェース部２に先行して歪み点より温度が下がるのを防止することにより、フェース部２と側壁部３との温度差を少なくし、次に、冷却風を吹き付けることにより、フェース部２と側壁部３をほぼ同様に徐冷点以上の温度から歪み点よりも低い温度に降温させる工程を含む工程とすることができる。また、前記第３の工程は、前記ヒーター等による約徐冷点の温度の保温と、前記冷却風を吹き付けることによる急冷とを一部重複するような工程とすることができる。
【００１８】
前述の第３の工程において、肉薄の側壁部３がフェース部２に先行して歪み点より温度が下がるのを防止するためのヒーター等の保温手段としては、側壁部３のシールエッジ部３ａの付近を約徐冷点の温度に保温するために、例えば側壁部３のシールエッジ部３ａの付近に対し、熱風を吹き付ける方法やバーナーの炎を近づけて加熱する保温方法を採用することが可能である。また、このような保温手段による保温箇所としては、側壁部３全体、側壁部３のシールエッジ部３ａの付近全体、前記有効画面部２ａの対角軸方向端部２ｂから延在する前記側壁部３のシールエッジ部３ａ近傍の外表面側のみ、前記シールエッジ部３ａ、又は前記シールエッジ部３ａ近傍の内外表面の何れかを対象とする。
【００１９】
表面に圧縮応力層を形成した強化品の陰極線管用ガラスパネルでは、陰極線管用ガラスパネルの表面に形成された圧縮応力層の最大圧縮応力値σＣＭを増大させると、ブレンドＲ部４の内表面４ａに生じる引張応力Ｔが増大し、最大圧縮応力値σＣＭが所定値より大きくなると前記引張応力値σＴＲの増大が一層顕著になる。従来の製造方法により製作され圧縮応力層の最大圧縮応力値σＣＭが所定値より大きい陰極線管用ガラスパネルは、前記圧縮応力層の最大圧縮応力値σＣＭの１／２より大きい引張応力Ｔを前記ブレンドＲ部４の内表面４ａに生じ、後述の加傷による平均破壊時間が著しく減少し、熱応力破壊を起こしやすい。つまり、従来の圧縮応力により強化した陰極線管用ガラスパネルは、前記引張応力値σＴＲが圧縮応力層の最大圧縮応力値σＣＭの１／２より大きい値を示し、陰極線管用ガラスパネルとファンネルとをフリットシールする工程、及び陰極線管製造時の排気工程での破壊頻度が増大する。
【００２０】
これに対し、本実施の形態の陰極線管用ガラスパネルは、側壁部３のシールエッジ部３ａの付近の温度を前述のように制御して作製されるから、フェース部２と側壁部３との圧縮応力値の差を少なくして側壁部３が内側へ倒し込む方向の応力及びフェース部２の有効画面部２ａの対角軸方向端部２ｂ付近に反り変形Ｓが生じる方向の応力に基づく引張応力を緩和し、陰極線管用ガラスパネルのサイズ及びフェース形状等に拘わらず当該箇所の引張応力値σＴＲが抑制されるので、前記引張応力値σＴＲは最大圧縮応力値σＣＭの１／２以下の値に制限され、陰極線管を製造する際の前記フリットシール工程、及び陰極線管製造時の排気工程における破壊が防止される。また、前記破壊の防止には前記引張応力値σＴＲとして７ＭＰａ以下とすると好適であり、この場合には前記工程での熱応力による破壊を実質上回避することが可能である。更に、陰極線管用ガラスパネルの耐圧を高めるためには、最大圧縮応力値σＣＭを充分高めることが重要であるが、熱応力による破壊を防止できる最大圧縮応力値σＣＭの範囲を１４ＭＰａ以上とすることが可能となる。
【００２１】
なお、陰極線管用ガラスパネルの引張応力値σＴＲの測定方法としては、以下の方法を採用した。つまり、予め陰極線管用ガラスパネル１と同じガラス製で除歪み処理した試験片を多数枚作製し、一方の表面にガラスカッターで深さ３００μｍ、長さ１０ｍｍのキズを刻設しておき、キズを刻設した表面に歪みゲージを取り付けて６〜１２ＭＰａの曲げ荷重を負荷した状態で水中に浸漬して破壊時間ｔを計測し、図２に示すような、表面に負荷される引張応力の値と破壊時間ｔとの関係を求めておく。次に、陰極線管用ガラスパネル１の引張応力値σＴＲは、引張応力Ｔが生じた表面に、ガラスカッターで深さ３００μｍ、長さ１０ｍｍのキズを刻設し水中に浸漬して自破に要する破壊時間ｔを計測し、図２に示す関係に破壊時間ｔを当てはめることにより引張応力値σＴＲを得る測定方法である。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の製造方法により作製される陰極線管用ガラスパネルの実施例１〜３と、参考例及び比較例１、２とをあげて本発明を以下説明する。表１は、本発明の陰極線管用ガラスパネルの実施例、参考例及び比較例の陰極線管用ガラスパネルの各種データを示すものである。
【００２３】
本発明の陰極線管用ガラスパネルの実施例１の試料であるパネルＡは、フェース部２の対角方向寸法が２１インチでアスペクト比が４：３であり、フェース部２の外表面の周縁部２ｃにおける圧縮応力層の最大圧縮応力値σＣＭは平均で１４．０ＭＰａであり、フェース部２の対角軸方向における有効画面部２ａの端部２ｂと側壁部３とが連結するブレンドＲ部４の内表面４ａに生じる引張応力Ｔの引張応力値σＴＲは平均で６．５ＭＰａである。自破に要した時間は、８，７９５〜４３，２３９分であり、平均２４，２４７分経った後に自破している。
【００２４】
実施例２のパネルＢは、フェース部２の対角方向寸法が２８インチでアスペクト比が１６：９であり、自破に要した時間は、２，０３５〜６，０２１分であり、平均３，６２７分経った後に自破している。パネルＢの引張応力値σＴＲは、平均で６．９ＭＰａであった。
【００２５】
実施例３のパネルＣは、フェース部２の対角方向寸法が３２インチでアスペクト比が１６：９であり、自破に要した時間は、１，１９３〜４，３１６分であり、平均２，４６１分経った後に自破している。パネルＣの引張応力値σＴＲは、平均で７．０ＭＰａであった。
【００２６】
参考例のパネルＤは、フェース部２の対角方向寸法が３２インチでアスペクト比が１６：９であり、自破に要した時間は、９２３〜１，５４８分であり、引張応力値σＴＲは平均で７．２ＭＰａであった。
【００２７】
また、比較例１のパネルＥは、パネルＣと同じ寸法を有しており、成形を終えて金型から取り出したパネルの側壁部３のシールエッジ部３ａを実施例に比べて極めて短い時間保温して作製したものである。５個のパネルＥの引張応力値σＴＲを測定した。パネルＥの破壊時間は、２８１〜６８５分であり、パネルＥの引張応力値σＴＲは、平均７．５ＭＰａである。
【００２８】
比較例２のパネルＦは、パネルＣと同じ寸法を有しており、成形を終えて金型から取り出したパネルの側壁部３のシールエッジ部３ａを保温しない従来の工程により作製したものである。５個のパネルＦの引張応力値σＴＲを測定した。パネルＦの破壊時間は、２３〜１４６秒であり、パネルの５個全てが、３分以内に自破している。パネルＦの引張応力値σＴＲは、平均１０．８ＭＰａであった。
【００２９】
なお、表１で示す最大圧縮応力値σＣＭは、フェース部２の周縁の長辺中央の外表面の領域２ｃを含む部位から試料片を切り出し、光弾性歪測定器を用いてＪＩＳ−Ｓ２３０５に規程さているセナルモン法により測定したデータのうち最大値を示したものである。
【００３０】
【表１】
0003722457.tif 000002
【００３１】
次に、本発明の陰極線管用ガラスパネル１を、パネルとファンネルとをフリットシールする際の工程における破壊の可能性を試験することにより評価を行った。先ず、ブレンドＲ部４の内表面４ａを＃３２０サンドペーパーで加傷して深さ約２０μｍのキズをつけた各１０個のパネルＡ&#0;、Ｂ&#0;、Ｃ&#0;、及び参考例の同１０個のパネルＤ&#0;の試料を作製した。
【００３２】
比較例１’、２’としては、前記比較例１、２のパネルと同様のパネルを各１０個用意し同様に加傷してそれぞれパネルＥ’、Ｆ’の試料を作製した。
【００３３】
実施例１’〜３’のパネルＡ’、Ｂ’、Ｃ’、参考例のパネルＤ’、比較例１’、２’のパネルＥ’、Ｆ’のそれぞれの試料を加熱炉に入れてフリットシールする際の工程と同様の６℃／分の昇温速度で４４０℃まで昇温し、４４０℃で５０分保持した後、５℃／分で降温し、破壊した試料の個数で評価を行った。表２は、前述の条件での評価結果を示すデータである。
【００３４】
【表２】
0003722457.tif 000003
【００３５】
表２に示すように、本発明のパネルＡ’、Ｂ’及びＣ’は、引張応力値σＴＲが平均でそれぞれ６．５ＭＰａ、６．９ＭＰａ及び７．０ＭＰａであり、また、引張応力値と最大圧縮応力値との比率σＴＲ／σＣＭは、それぞれ０．４６３、０．４８９及び０．４９３である。破壊例は存在していない。また、参考例のパネルＤ’は、引張応力値σＴＲが平均で７．２ＭＰａであり、比率σＴＲ／σＣＭは０．４９７である。１０％の破壊例が存在する。
【００３６】
一方、従来の製造方法により作製された比較例２’のパネルＦ’は、引張応力値σＴＲが平均で１０．８ＭＰａであり、比率σＴＲ／σＣＭは０．５６２である。パネルＦ’は評価試験前に破壊に至るほか評価試験での加熱により全体で７０％が破壊している。
【００３７】
また、従来の製造方法において、側壁部３のシールエッジ部３ａの付近を短時間の間保温した比較例１’のパネルＥ’は、引張応力値σＴＲが平均で７．５ＭＰａ、比率σＴＲ／σＣＭは０．５１４であり、評価試験での熱応力が加わっても６０％が破壊から免れ、保温の効果が出ている。
【００３８】
以上のことから、物理強化を施した陰極線管用ガラスパネルにおいては、引張応力値と最大圧縮応力値の比率σＴＲ／σＣＭが１／２以下の場合に、パネルのサイズ及びフェース形状等に拘わらず加傷による充分な平均破壊時間を示し、熱応力破壊の発生確率が大きく減少すること、最大圧縮応力値は１４ＭＰａ以上でも熱応力による破壊を充分防止できること、及び比率σＴＲ／σＣＭが１／２以下で引張応力Ｔが７ＭＰａ以下の場合には加傷による平均破壊時間が充分大きくなり、熱応力による破壊も極めて少なくなることが分かる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の陰極線管用ガラスパネルによれば、要部に強い圧縮応力層が形成されており、かつフェース部の対角軸方向における有効画面部の端部と前記側壁部とを連結しているブレンドＲ部の内表面に生じる引張応力が所要のレベル以下に抑制されているので、陰極線管を作製した場合に所要の耐圧強度を維持するとともに、陰極線管用ガラスパネルのブレンドＲ部の内表面にキズが入った場合に、陰極線管用ガラスパネルが自破せず、陰極線管用ガラスパネルとファンネルとをフリットシールする際の陰極線管用ガラスパネルの破壊も防止することができるという実用上優れた効果を奏する。
【００４０】
また、本発明の陰極線管用ガラスパネルは、前記ブレンドＲ部の内表面に許容される所要の引張応力に対してより強い圧縮応力を陰極線管用ガラスパネルの要部に形成してなるものであり、当該箇所における引張応力により制限されている圧縮応力値の上限を高めることができるから、陰極線管用ガラスパネルの薄型化、軽量化、平面化に資するという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る陰極線管用ガラスパネルの説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の要部断面図である。
【図２】陰極線管用ガラスパネルの引張応力と破壊時間の関係を示す図である。
【図３】従来の陰極線管用ガラスパネルの説明図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は要部破断図、（Ｃ）は（Ｂ）のＹ−Ｙ断面図である。
【符号の説明】
１  陰極線管用ガラスパネル
２  フェース部
２ａ  有効画面部
２ｂ  端部
２ｃ  フェース部の周縁の領域
３  側壁部
３ａ  シールエッジ部
４  ブレンドＲ部
４ａ  内表面
Ｓ  反り変形
Ｔ  引張応力
ｔ  破壊時間
σＴＲ  引張応力値
σＣＭ  最大圧縮応力
【図１】
0003722457.tif 000004
【図２】
0003722457.tif 000005
【図３】
0003722457.tif 000006