(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリットガラスを介してファンネルが封着されるパネルの開口端面が未研磨のまま封着面として使用に供する成形精度で成形されてなり、前記開口端面の有効面が、該有効面上の任意の肉厚方向での内縁と外縁を結ぶ直線からの変位量の最高値をｈ、前記肉厚方向での有効面幅をＷとするとき、０≦ｈ／Ｗ≦０．０２である平坦面または凸状湾曲面に、開口端面全周に亘って形成されてなることを特徴とする陰極線管用パネル。
【請求項２】
有効面上の任意の肉厚方向での内縁と外縁を結ぶ直線からの変位量の最高値ｈが実質的に前記直線上の中点にあることを特徴とする請求項１記載の陰極線管用パネル。
【請求項３】
シェルリングを有する成形装置により、上端に開口端面をもつパネルを成形し、成形したパネルの開口端面の有効面の凹み変位量を測定し、前記開口端面の有効面の凹み変位量に応じて前記シェルリングの開口端面の有効面成形部を凹状に修正加工し、該修正加工したシェルリングを用いた成形装置により、成形後において開口端面を未研磨のまま封着面とするパネルを成形することを特徴とする陰極線管用パネルの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、陰極線管用パネル及びその成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
陰極線管は、画像が映し出される略矩形のパネルと、その背後を形成する漏斗状のファンネルとネックからなり、パネルとファンネルは、双方の対向する封着面間にフリットガラスを介在して封着される。この封着は、ファンネルの封着面上に、有機溶媒と混合されたスラリー状のフリットガラスを塗布し、乾燥後、その上にパネルをその封着面を対向させて載置し、焼成工程にて、フリットガラスを加熱溶解して封着端面間に流動させることにより行われる。
【０００３】
陰極線管用パネルは、一般に溶融ガラスをプレス成形することにより成形される。図４に示すように、シェルリング１０を載置したボトムモールド１１に溶融ガラス（ゴブ）を供給してプランジャ１２を最終降下位置まで降下させ、プランジャ１２のプレス加圧によって、シェルリング１０、ボトムモールド１１及びプランジャ１２で形成する空間に溶融ガラスを押し拡げることによりパネル１３の成形を行う。成形されたパネル１３は、図５に示すようにフェース部１４とその周囲に略直立するスカート部１５とよりなり、該スカート部１５の上端は開口端面１６となっており、かかる開口端面１６は、後にフリットガラスを介してファンネルが封着される封着面となる。そのため上記成形装置において、シェルリング１０の成形面は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、パネルの開口端面１６の内縁と外縁に面取り部１７を形成する面取り成形部１８と、これら面取り部１７を除いた有効面１９を形成する有効面成形部２０と、パネル１３のスカート部１５の外側面２１を形成する側壁部２２とからなり、スカート部１５の内側面２３はプランジャ１２の側周壁で形成される。溶融ガラスをプレスした後、プランジャ１２を上昇し、パネル１３内面を冷却し、シェルリング１０を取り外して、再度パネル１３を冷却した後、ボトムモールド１１からパネル１３を取り出す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、プレス成形後の陰極線管用パネルの開口端面の有効面を研磨して、封着面を形成していた。しかしながら、かかる研磨作業には特殊な研磨装置と多量の研磨剤を必要とし、手数と時間がかかり経済的でなく、また、研磨による微小傷が前記有効面に発生せざるを得ず、ガラス本来の強度を維持するという観点からすれば、成形後の開口端面を研磨せず非研磨面のまま使用に供することが望まれていた。そこで、成形後に開口端面を研磨せずとも所定の面精度を得られる陰極線管用パネルに関しては、プレス成形後の開口端面を非研磨面のままで封着面として使用に供することが行われていた。
【０００５】
しかしながら、プレス成形後の開口端面を非研磨面のままで封着面とされた従来の陰極線管用パネルにあっては、図７に示すように、ファンネル２４との封着部２５において、フリットガラス２６とパネル１３の開口端面１６間に空隙２７が生じ易く、該空隙２７により、パネル１３の開口端面１６の有効面１９がフリットガラス２６と部分的に非接触の状態で封着されるという問題があった。かかる空隙２７は、焼成工程でのフリットガラス２６の流動に伴い、開口端面１６の肉厚方向に伸びた楕円形を呈しており、大きなものでは開口端面１６の肉厚方向の１／３〜１／２の長さに達するものもある。従って、空隙２７が生じた封着部２５では所期の強度を有する封着状態とならず、フリットガラス２６の焼成工程中、或いは陰極線管の製造工程におけるガラスバルブの内部排気工程において、前記封着部２５の空隙部が局所的な応力を受け、該封着部２５からのガラスの破壊を生じるという問題がある。また、かかる空隙部の発生は、非研磨状態の封着面を有した陰極線管用パネルにおいて、パネルのサイズが大きくなるほど相対的に増加する傾向にあり、大型のパネルになるほど上記の問題の発生が著しい。
【０００６】
そこで本発明の目的は、パネルの開口端面が未研磨のまま封着面として使用に供する成形精度で成形されながら、かつファンネルとの封着において、フリットガラスとパネルの開口端面間に空隙を生じさせず、所期の強度を有する良好な封着状態を得ることができる陰極線管用パネルとその成形方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の課題及び目的に鑑み、鋭意研究した結果、開口端面が未研磨のまま封着面として使用に供される従来の陰極線管用パネルにあっては、開口端面の有効面において、その肉厚方向に亘り、深さ０．０５〜０．２５ｍｍの僅かな凹みが生じており、フリットガラスとパネルの開口端面間に発生する空隙は、前記開口端面の有効面の僅かな凹みに起因しているとの知見を得た。
【０００８】
即ち、プランジャによるプレス成形後の冷却工程で冷却される陰極線管用パネルは、その外表面から温度が低下することになるため、外表面が冷却される一方で、内部のガラスは未だ高温状態にある。従って、パネルの外表面と内部とで熱収縮量が異なり、スカート部の内部のガラスの収縮により、開口端面に垂直な方向に収縮が起こり、図８に示すように、パネルの開口端面１６の有効面１９に僅かな凹み２８が生じるという知見を得た。かかる凹みの深さ量は、スカート部の肉厚、スカート部の長さに比例して大きくなることから、一般にパネルのサイズが大きくなるほど開口端面の有効面の凹みが深くなると考えられる。また、図５に示すように、略矩形の輪郭の開口端面１６の中でも特にパネル１３の長辺２９と短辺３０の接合域であるコーナー部３１付近における開口端面１６においては、他の領域の開口端面１６に比べて有効面１９の凹み２８が生じ易くなる。この理由は、プランジャのプレス加圧により溶融ガラスが押し拡げられる際、溶融ガラスは、最初に長辺方向に、次いで短辺方向に押し拡げられ、最後にコーナー部付近に下方及び左右から溶融ガラスが伸びてくることから、コーナー部付近のスカート部は他の部位に比べてプランジャとの接触時間が短く、該コーナー部付近のスカート部における内部のガラスは他の部位に比べて高温状態となる。そのため先記した外表面と内部とのガラスの熱収縮量の差も大きくなることから、特にコーナー部付近の開口端面の有効面においては凹みが生じ易くなると考えられる。
【０００９】
かかる凹みが開口端面の有効面に生じた陰極線管用パネルを、フリットガラスが塗布されたファンネルの封着面に載置すると、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、パネルの開口端面１６の有効面１９がフリットガラス２６に接触し、焼成工程にてフリットガラス２６が流動する際、前記開口端面１６の有効面１９の凹み２８により、開口端面１６とフッリトガラス２６の界面に空気泡を閉じこめた状態となり、フリットガラス２６の流動によっても空気泡が抜けきれず、結果、封着部に空隙２７を介した封着状態となる。
【００１０】
本発明は上記の考察及び知見を得てなされたもので、フリットガラスを介してファンネルが封着されるパネルの開口端面が未研磨のまま封着面として使用に供する成形精度で成形されてなり、前記開口端面の有効面が、該有効面上の任意の肉厚方向での内縁と外縁を結ぶ直線からの変位量の最高値をｈ、前記肉厚方向での有効面幅をＷとするとき、０≦ｈ／Ｗ≦０．０２である平坦面または凸状湾曲面に、開口端面全周に亘って形成されてなることを特徴とする陰極線管用パネルである。
【００１１】
また、本発明は、有効面上の任意の肉厚方向での内縁と外縁を結ぶ直線からの変位量の最高値ｈが実質的に前記直線上の中点にあることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、シェルリングを有する成形装置により、上端に開口端面をもつパネルを成形し、成形したパネルの開口端面の有効面の凹み変位量を測定し、前記開口端面の有効面の凹み変位量に応じて前記シェルリングの開口端面の有効面成形部を凹状に修正加工し、該修正加工したシェルリングを用いた成形装置により、成形後において開口端面を未研磨のまま封着面とするパネルを成形することを特徴とする陰極線管用パネルの成形方法である。
【００１３】
【作用】
本発明の陰極線管用パネルは、開口端面が未研磨のまま封着面として使用に供する成形精度で成形されてなり、かつ前記開口端面の有効面が、該有効面上の任意の肉厚方向での内縁と外縁を結ぶ直線からの変位量の最高値をｈ、前記肉厚方向での有効面幅をＷとするとき、０≦ｈ／Ｗ≦０．０２である平坦面または凸状湾曲面に、開口端面全周に亘って形成されていることにより、ファンネルとの封着工程において、ファンネルの封着面上に塗布されたフリットガラスにパネルの開口端面の有効面が接触し、加熱によりフリットガラスが流動する際、有効面とフッリトガラスの界面に空気泡を巻き込むことなく、前記有効面に沿ったフリットガラスの良好な流動が可能となる。ｈ／Ｗが０未満であると、開口端面の有効面の凹みに起因して、開口端面の有効面とフッリトガラスの界面に空気泡を閉じこめ、封着部に空隙を生じた状態でパネルが封着される。また、成形装置から取り出されたパネルは、後工程へ搬送され、各工程での加工を経て保管される。そのため、ｈ／Ｗが０．０２を越えると、パネルの搬送、後工程における載置、或いは保管等の取扱い時において、凸状湾曲面の接触面積が小さくなるので、該凸状湾曲面頂部に微小傷や欠けが生じ易くなる。斯様な開口端面の擦傷は、フリットガラスによる封着工程で問題にならなくても、後の陰極線管の製造工程でのガラスバルブの排気工程では、加熱処理を行いながら内部排気されるため、相当な応力が負荷されることから、前記開口端面の有効面の擦傷に起因したガラス破壊が生じ易くなる。
【００１４】
また、上記陰極線管用パネルの開口端面において、有効面の変位量の最高値ｈは実質的に有効面の肉厚方向での中点にすることにより、フリットガラスが流動する際、パネルの開口端面からスカート部の内外側面に沿った流動がバランス良く行われることから、より好ましい。
【００１５】
また、本発明は、シェルリングを有する成形装置により、上端に開口端面をもつパネルを成形し、成形したパネルの開口端面の有効面の凹み変位量を測定し、前記開口端面の有効面の凹み変位量に応じて前記シェルリングの開口端面の有効面成形部を凹状に修正加工し、該修正加工したシェルリングを用いた成形装置により、成形後において開口端面を未研磨のまま封着面とするパネルを成形する。これにより、プレス成形後のガラスの冷却作用に伴うパネルの開口端面における有効面の凹み変位量を予め勘案して、シェルリングの有効面成形部を修正加工しておくことにより、パネルの開口端面が未研磨のまま封着面として使用に供する成形精度で成形されながら、かつ開口端面の有効面に、封着部に生じる空隙の原因となる冷却作用に伴う凹みを生じさせない陰極線管用パネル成形することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例に基づき、本発明を説明する。
【００１７】
図１は本発明にかかる２０インチサイズの略矩形の陰極線管用パネルの開口端面部付近の拡大断面図、図２は本発明にかかる陰極線管用パネルの成形方法を示す説明図である。なお、先記の説明と重複する部位、部材については同符号を用いて説明する。
【００１８】
本実施例において、パネルの開口端面１６は未研磨のまま封着面として使用に供する成形精度で成形され、開口端面１６の内縁及び外縁には面取り部１７、１７が形成されている。これら面取り部１７、１７を除いた開口端面１６の有効面１９は、略矩形のパネル１３の開口端面１６全周に亘って凸状湾曲面３２に形成されている。凸状湾曲面３２は、開口端面１６の有効面１９の肉厚方向での内縁と外縁を結ぶ直線からの変位量の最高値ｈが０．０７ｍｍ、前記有効面１９幅Ｗが６．５ｍｍで、ｈ／Ｗが０．０１となるように成形されている。また、凸状湾曲面３２の変位量の最高値ｈは実質的に前記直線上の中点、即ち、有効面１９の肉厚方向での中間点に位置せしめてある。
【００１９】
上記の陰極線管用パネル１３は以下の方法により成形する。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、水平な有効面成形部を有するシェルリングを備えた成形装置によりパネル１３を成形し、冷却後において有効面１９に凹み２８が生じている開口端面１６について、開口端面１６全周に亘って基準水平面に対する凹み変位量を測定する。この測定は、例えば接触式三次元座標測定機（ＣＭＭ）により行い、この測定は、複数枚のパネル１３につき、その開口端面１６全周に亘って行う。本実施例の場合、上記パネル１３の開口端面１６の有効面１９における凹み変位量は、図７におけるパネル１３の長辺２９側及び短辺３０側で０．０１ｍｍであり、長辺２９及び短辺３０の端から漸増し、コーナー部３１において最大の０．０７ｍｍであった。次いで、上記の有効面１９の基準水平面に対する凹み変位量の測定結果に基づき、前記シェルリング１０の有効面成形部２０をその全周に亘って修正加工する。シェルリングの有効面成形部の修正加工は、直径が前記開口端面成形部にほぼ対応した８．０ｍｍで、端部がＲ１ｍｍ、底面が前記パネル１３の有効面１９の基準水平面に対する凹み変位量に対応する各種の凸型曲率面を備えた複数のストレートエンドミルを用いて、シェルリングの前記有効面成形部に、パネル１３における凹み変位量に対応した凹み加工を施す。この場合、本実施例のように、パネル１３の開口端面１６の全周に亘って、有効面１９を同一高さの凸状湾曲面３２に形成する場合には、前記のパネル１３の凹み変位量に、上記パネル１３の凸状湾曲面の凸高さを勘案して、シェルリングの前記有効面成形部に凹み加工を施せばよい。
【００２１】
図２（ｂ）には、上記のようにして、有効面成形部２０に凹み加工を施されたシェルリング１０を用いた成形装置により、パネル１３の開口端面１６付近を成形している状態を示している。この場合、パネル１３の開口端面１６の有効面１９は、シェルリング１０の有効面成形部２０により、パネルの開口端面１６の長辺２９側及び短辺３０側で０．０８ｍｍ、コーナー部３１においては０．１４ｍｍの凸状湾曲面３２に成形される。その後、プランジャ１２を上昇し、パネル１３内面を冷却し、シェルリング１０を取り外して、再度パネル１３を冷却した後、ボトムモールド１１からパネル１３を取り出し、徐冷等の工程を経て、開口端面１６の有効面１９が凹む方向に収縮することにより、開口端面１６の有効面１９は、パネルの開口端面１６全周に亘って０．０７ｍｍの高さを有する凸状湾曲面３２に形成される。
【００２２】
上記のようなシェルリングで成形したパネルの開口端面は、未研磨のまま封着面として使用に供され、ファンネルとの封着工程において、ファンネルの封着面上に塗布されたフリットガラスにパネルの開口端面の有効面が接触する際、有効面とフッリトガラスの界面に空気を閉じこめることなく、しかも焼成時においてもフリットガラスが空気を巻き込むことなく、図３に示すように、パネル１３の開口端面１６において、凸状湾曲面３２に成形された有効面１９に沿ってフリットガラス２６がスムースに流動し、良好な封着形状、封着状態が得られる。
【００２３】
なお、表１は、２０インチサイズの陰極線管用パネルについて、本発明にかかる実施例１〜５のパネルと比較例のパネルを各々５０枚作製し、それぞれのフリットシール工程破損率と、排気工程破損率を示したものである。実施例１〜５及び比較例２については、パネルの開口端面において、凸状湾曲面に形成された有効面の変位量の最高値ｈは実質的に有効面の肉厚方向での中間点に位置するよう成形したものである。
【００２４】
表中のフリット工程破損率とは、ファンネルの封着面上に、有機溶媒（ビークル）に分散させたフリットガラス（フリット１０：ビークル１の混合比）を塗布し、乾燥後、その上にパネルをその封着面を対向させて載置し、４５０℃で４０分間焼成し、かかる焼成工程にて、フリットガラスとパネルの開口端面間に生じた空隙に起因して、封着部からのガラスの破壊を生じた破損率を示している。また、排気工程破損率とは、パネルとファンネルを封着してガラスバルブを形成した後、ファンネル後部のネック管からガラスバルブの内部を３５０℃で１０分間加熱処理しながら排気し、封着部近傍をオリジンとして破壊を生じた破損率を示している。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
比較例１では３枚のパネルが、前記開口端面の有効面の凹みにより、有効面とフリットガラスの界面に空気泡を閉じこめ、結果、封着部に空隙を生じた封着状態となり、フリットガラスの焼成工程中或いはガラスバルブの排気工程で前記空隙部が局所的な応力を受け、封着部からのガラスの破壊を生じた。
【００２７】
また、比較例２では、フリットガラスの焼成工程での破壊は生じなかったが、後のガラスバルブの排気工程にて１個のガラスバルブに、封着部近傍をオリジンとした破壊が生じた。前記封着部近傍の破壊オリジンをさらに観察した結果、パネルの開口端面の有効面には、パネルの搬送、載置等の取扱い時に伴う擦傷が生じており、排気工程における応力負荷により、前記擦傷を起点としてクラック伝播が生じ、破壊に至ったことが判明した。
【００２８】
これに対して、本発明にかかる実施例１〜５の陰極線管用パネルは、フリットガラスとパネルの開口端面間に空隙を発生させず、封着部において所期の強度を有する良好な封着状態を得ることができ、フリット工程及び排気工程において、ともに破損は全く発生しなかった。
【００２９】
なお、本発明においては、パネルの開口端面の有効面を、開口端面全周に亘って凸状湾曲面のみに形成するだけでなく、例えば上記実施例４及び５に示すように開口端面の周方向に亘って部分的に平坦面と凸状湾曲面とを形成してもよい。実際のパネルの連続生産においては種々の条件の影響により、個々の製品に多少のばらつきを生じる場合があることから、前記有効面を平坦面に形成することを目標とした場合でも、実際には開口端面に凹みを生じる製品も発生する虞があることを鑑みれば、量産安定性の面からは、冷却後の有効面を若干凸状湾曲面に成形することを、シェルリングの修正加工の設計目標とする方がよい。また、パネルの凸状湾曲面の凸高さについても開口端面全周に亘って同一高さに限るものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上、本発明の陰極線管用パネルとその成形方法によれば、パネルの開口端面が未研磨のまま封着面として使用に供する成形精度で成形されながら、かつファンネルとの封着工程において、フリットガラスとパネルの開口端面間に空隙を生じさせず、封着部において所期の強度を有する良好な封着状態を得ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる陰極線管用パネルの開口端面部付近の拡大断面図である。
【図２】本発明にかかる陰極線管用パネルの成形方法を示す説明図である。
【図３】本発明にかかる陰極線管用パネルの封着状態を示す説明図である。
【図４】陰極線管用パネルの一般的な成形方法を示す説明図である。
【図５】陰極線管用パネルの全体図である。
【図６】（ａ）は一般的な陰極線管用パネルの開口端面部付近の成形状態を示す説明図、（ｂ）はその陰極線管用パネルの開口端面部付近を示す説明図である。
【図７】従来の陰極線管用パネルの封着状態を示す断面図である。
【図８】陰極線管用パネルの開口端面部付近の拡大断面図である。
【図９】陰極線管用パネルの封着状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  シェルリング
１３  パネル
１６  開口端面
１９  有効面
２０  有効面成形部
２５  封着部
２６  フリットガラス
２７  空隙
２８  凹み
３２  凸状湾曲面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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