(57)【要約】【課題】陰極線管用真空容器の軽量化、高信頼性化を図る。【解決手段】ガラス部材１２、１３、１４と金属部材１５、１６、１７とからなり、ガラス部材１２、１３と金属部材１５、１６との接合部において、ガラス部材１２、１３に金属部材１５、１６の一部が埋め込まれて気密的に接合されて成る。【選択図】　　　　図１
2004063414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス部材と金属部材とからなり、
前記ガラス部材と前記金属部材との接合部において、前記ガラス部材に金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合されて成る
ことを特徴とする陰極線管用真空容器。
【請求項２】
第１及び第２のガラス部材と、第１及び第２の金属部材とからなり、
前記第１のガラス部材に前記第１の金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合され、
前記第２のガラス部材に前記第２の金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合され、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とが気密的に溶接されて成る
ことを特徴とする陰極線管用真空容器。
【請求項３】
第１及び第２のガラス部材と、第１、第２及び第３の金属部材とからなり、
前記第１のガラス部材に前記第１の金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合され、
前記第２のガラス部材に前記第２の金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合され、
前記第１の金属部材と前記第３の金属部材、及び前記第２の金属部材と前記第３の金属部材が夫々気密的に溶接されて成る
ことを特徴とする陰極線管用真空容器。
【請求項４】
前記金属部材の熱膨張係数が、前記ガラス部材の熱膨張係数の０．９〜１．２倍であり、且つ前記金属部材の少なくともガラス部材に接合する部分の表面に酸化膜が形成されて成る
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の陰極線管用真空容器。
【請求項５】
ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用真空容器を備えた表示装置であって、
前記ガラス部材と前記金属部材との接合部において、前記ガラス部材に金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合されて成る
ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
第１及び第２のガラス部材と、第１及び第２の金属部材とからなる陰極線管用真空容器を備えた表示装置であって、
前記第１のガラス部材に前記第１の金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合され、
前記第２のガラス部材に前記第２の金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合され、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とが気密的に溶接されて成る
ことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
第１及び第２のガラス部材と、第１、第２及び第３の金属部材とからなる陰極線管用真空容器を備えた表示装置であって、
前記第１のガラス部材に前記第１の金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合され、
前記第２のガラス部材に前記第２の金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合され、
前記第１の金属部材と前記第３の金属部材、及び前記第２の金属部材と前記第３の金属部材が夫々気密的に溶接されて成る
ことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
前記金属部材の熱膨張係数が、前記ガラス部材の熱膨張係数の０．９〜１．２倍であり、且つ前記金属部材の少なくともガラス部材に接合する部分の表面に酸化膜が形成されて成る
ことを特徴とする請求項５、６又は７記載の表示装置。
【請求項９】
ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用真空容器の製造方法であって、
前記ガラス部材を徐冷点温度以上に予備加熱する工程と、
前記金属部材の埋込み端部を１１５０℃〜１２５０℃の範囲で加熱する工程と、
加熱した前記金属部材を前記ガラス部材に近接させてガラス部材の埋込み部を局所加熱する工程と、
前記金属部材を前記ガラス部材内に押し込んで埋め込み、一定時間保持する工程と、
該押し込んだ金属部材を押し込み方向とは逆方向に一部戻し、一定時間保持してガラス部材と金属部材との気密接合を行う工程とを有する
ことを特徴とする陰極線管用真空容器の製造方法。
【請求項１０】
前記金属部材の戻し量が、金属部材の押し込み量の１／２以下である
ことを特徴とする請求項９記載の陰極線管用真空容器の製造方法。
【請求項１１】
前記ガラス部材がヒータによって加熱され、前記金属部材が高周波誘導加熱によって選択的に加熱される
ことを特徴とする請求項９記載の陰極線管用真空容器の製造方法。
【請求項１２】
ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用真空容器を備えた表示装置の製造方法であって、
前記ガラス部材を徐冷点温度以上に予備加熱する工程と、
前記金属部材の埋込み端部を１１５０℃〜１２５０℃の範囲で加熱する工程と、
加熱した前記金属部材を前記ガラス部材に近接させてガラス部材の埋込み部を局所加熱する工程と、
前記金属部材を前記ガラス部材内に押し込んで埋め込み、一定時間保持する工程と、
該押し込んだ金属部材を押し込み方向とは逆方向に一部戻し、一定時間保持してガラス部材と金属部材との気密接合を行う工程とを有して、前記陰極線管用真空容器の作製する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記金属部材の戻し量が、金属部材の押し込み量の１／２以下である
ことを特徴とする請求項１２記載の表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記ガラス部材がヒータによって加熱され、前記金属部材が高周波誘導加熱によって選択的に加熱される
ことを特徴とする請求項１２記載の表示装置の製造方法。
【請求項１５】
ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用真空容器の製造方法であって、
前記ガラス部材に接合された第１の金属部材に対して第２の金属部材を、前記ガラス部材との接合部から１５ｍｍ以上離れた位置で溶接する工程を有する
ことを特徴とする陰極線管用真空容器の製造方法。
【請求項１６】
ガラス部材と金属部材とからなり、
前記ガラス部材に接合された第１の金属部材に対して第２の金属部材が、前記ガラス部材との接合部から１５ｍｍ以上離れた位置で溶接されて成る
ことを特徴とする陰極線管用真空容器。
【請求項１７】
前記第１の金属部材の一部が前記ガラス部材内に埋め込まれて接合されて成る
ことを特徴とする請求項１６記載の陰極線管用真空容器。
【請求項１８】
前記第１の金属部材の一部がフリットガラスまたは低融点金属を介して前記ガラス部材に接合されて成る
ことを特徴とする請求項１６記載の陰極線管用真空容器。
【請求項１９】
ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用真空容器を備えた表示装置であって、
前記ガラス部材に接合された第１の金属部材に対して第２の金属部材が、前記ガラス部材との接合部から１５ｍｍ以上離れた位置で溶接されて成る
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２０】
前記第１の金属部材の一部が前記ガラス部材内に埋め込まれて接合されて成る
ことを特徴とする請求項１９記載の表示装置。
【請求項２１】
前記第１の金属部材の一部がフリットガラスまたは低融点金属を介して前記ガラス部材に接合されて成る
ことを特徴とする請求項１９記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン受像機やコンピュータディスプレイモニタを始めとする各種機器のモニタ装置等に広く利用されている表示装置とその製造方法、及び表示装置に用いられる陰極線管用真空容器とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラーテレビジョン受像機等に用いられているカラー陰極線管は、画面表示部であるガラスパネルと背面部材を有する管体（真空容器）と、この管体内の背面部材側に配置された電子放出源を備えて成る。図１７は、通常のカラー陰極線管のガラス管体（真空容器）１を示し、夫々がガラスからなるパネル２と、ネック部３を一体に有したファンネル４とをフリットガラス５を介して接合して構成される。ネック部３を一体に有する漏斗状のファンネル４が背面部材に相当し、ネック部３内に電子放出源となる電子銃が配置される。図１８は、平面カソード等を用いた平板型陰極線管、例えばフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）用の陰極線管のガラス管体（真空容器）６を示し、前面ガラスパネル７と、背面ガラスパネル８と、側面を形成するガラス支持部材９とを、相互にフリットガラス１０を介して接合して構成される。このようなガラス製真空容器、いわゆるガラス管体１、６の封着方法としては、パネル２とファンネル４とを、また前面ガラスパネル７と背面ガラスパネル８とをガラス支持部材部材９を介して、それぞれフリットガラス（低融点ガラス）により約４５０℃で加熱封着する方法が一般的である。
【０００３】
これまでに、管体にセラミックやセラミックコーティングをした金属を用いたもの（特開平３ー２６３７４１号公報）、シール部の金属にガラスろうの被膜を設けたもの（特開昭４７ー３９４２０号公報）、管体を形成する金属を直接ガラスに封着するようにしたもの（特開昭５３ー１４５５５５号公報）等が提案されている。
【０００４】
近年、画像表示装置の大画面化への需要が高まり、陰極線管の大型化に伴った重量低減と全長低減が求められている。今後、更なる陰極線管の大型化を実現するためには、更なる真空容器の軽量化及び平板型陰極線管の実現による薄型化が要求される。これらを達成する技術として、特願２０００ー２７９１４５号（特開２００２ー９３３２２号）で提案したように、光学特性を問わない画面表示部以外の全部、又は一部を比強度の高い金属で形成し、高強度かつ軽量な陰極線管用の真空容器を実現する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
陰極線管の真空容器（管体）には、大気圧に耐え得るだけの強度が必要である。特に、ガラスと金属といった異種材料間の接合を用いる場合は、接合部の強度が高いこと、気密封着性が長期間保証でること、の条件を満足する必要がある。フリットガラスを用いたガラスと金属の接合方法は、真空容器の強度向上限界があった。また、金属を直接ガラスに封着する方法においては、ガラスの残留応力の小さい、信頼性の高い接合形態とその製造方法に関しての詳しい提案がなされていないのが現状であった。
【０００６】
一方、ガラスと金属からなる真空容器を作製する際には、ガラスパネルと金属スカートを封着接合した後、背面金属部材を溶接する方法が好ましい。最終的な封止工程を溶接にすることで、フリットガラスを用いる場合のような高温の焼成工程を経ずに常温下での封止が可能となり、デバイスに要求される耐熱性が下げられる利点がある。しかし、ガラスパネル／金属スカートの封着体と背面金属部材との溶接では、溶接時の熱で金属部材が熱膨張し、ガラスにクラックが発生するといった悪影響を及ぼす虞れがあり、実現が難しかった。
これまで、陰極線管用の真空容器の封止溶接に関しては特開平５ー１６６４６２号公報に示されるような溶接方法、溶接条件に関する提案はあるが、溶接位置に関した提案はない。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑み、軽量化、高信頼性化を図った陰極線管用真空容器とその製造方法、及びこの陰極線管用真空容器を備えて軽量化、高信頼性化を図った表示装置とその製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る陰極線管用真空容器は、ガラス部材と金属部材とからなり、ガラス部材に金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合された構成とする。
【０００９】
本発明の陰極線管用真空容器では、ガラス部材と金属部材からなるので、軽量且つ高強度の真空容器が得られ、耐熱性、耐熱衝撃性に優れる。ガラス部材に金属部材の一部を埋め込んで気密的に接合されるので、ガラス／金属接合部の残留応力が小さく高強度に接合され高い気密性を有する。封着材料が不要になる。
【００１０】
本発明に係る陰極線管用真空容器の製造方法は、ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用真空容器の製造方法であって、ガラス部材を徐冷点温度以上に予備加熱する工程と、金属部材の埋込み端部を１１５０℃〜１２５０℃の範囲で加熱する工程と、加熱した金属部材をガラス部材に近接させてガラス部材の埋込み部を局所加熱する工程と、金属部材を前記ガラス部材内に押し込んで埋め込み、一定時間保持する工程と、この押し込んだ金属部材を押し込み方向とは逆方向に一部戻し、一定時間保持してガラス部材と金属部材との気密接合を行う工程とを有する。
【００１１】
本発明の陰極線管用真空容器の製造方法では、ガラス部材を徐冷点温度以上に予備加熱して金属部材を埋め込むので、ガラス割れが生じないで埋め込むことができる。金属部材の埋込み端部を１１５０℃〜１２５０℃の範囲出加熱するので、埋込み時間、アニール時間の短縮が図れる。上記一連の工程を有することにより、ガラス部材と金属部材が高強度で接合され、軽量、高強度の真空容器の製造が可能になる。
【００１２】
本発明に係る陰極線管用真空容器は、ガラス部材と金属部材とからなり、ガラス部材に接合された第１の金属部材に対して第２の金属部材がガラス部材との接合部から１５ｍｍ以上離れた位置で溶接された構成とする。
【００１３】
本発明の陰極線管用真空容器では、ガラス部材と金属部材からなるので、軽量且つ高強度の真空容器が得られ、耐熱性、耐熱衝撃性に優れる。ガラス部材に接合された第１の金属部材に対して第２の金属部材がガラス部材との接合部から１５ｍｍ以上離れた位置で溶接されるので、溶接熱がガラス／金属接合部へ影響を与えず、ガラス部材にクッラクが発生しない。
【００１４】
本発明に係る陰極線管用真空容器の製造方法は、ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用真空容器の製造方法であって、ガラス部材に接合された第１の金属部材に対して第２の金属部材を、ガラス部材との接合部から１５ｍｍ以上離れた位置で溶接する工程を有する。
【００１５】
本発明の陰極線管用真空容器の製造方法では、ガラス部材に接合された第１の金属部材に対して第２の金属部材を、ガラス部材との接合部から１５ｍｍ以上離れた位置で溶接する工程を有するので、溶接時に溶接熱がガラス／金属溶接部へ影響を与えず、溶接熱に起因した金属部材の熱膨張によるガラスクッラクが生じない。これにより、軽量且つ高強度で信頼性の高い陰極線管用真空容器の製造が可能になる。
【００１６】
本発明に係る表示装置は、ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用真空容器を備えた表示装置であって、ガラス部材と金属部材との接合部において、ガラス部材に金属部材の一部が埋め込まれて気密的に接合されてた構成とする。
【００１７】
本発明の表示装置では、ガラス部材と金属部材とかなる陰極線管用真空容器を備えるので、軽量且つ高強度の表示装置が得られ、耐熱性、耐熱衝撃性に優れる。真空容器において、ガラス部材に金属部材の一部を埋め込んで気密的に接合されるので、ガラス／金属接合部の強度が高く且つ高い気密性が得られる。
【００１８】
本発明に係る表示装置の製造方法は、ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用真空容器を備えた表示装置の製造方法であって、ガラス部材を徐冷点温度以上に予備加熱する工程と、金属部材の埋込み端部を１１５０℃〜１２５０℃の範囲で加熱する工程と、加熱した金属部材をガラス部材に近接させてガラス部材の埋込み部を局所加熱する工程と、金属部材を前記ガラス部材内に押し込んで埋め込み、一定時間保持する工程と、この押し込んだ金属部材を押し込み方向とは逆方向に一部戻し、一定時間保持してガラス部材と金属部材との気密接合を行う工程とを有して、陰極線管用真空容器の作製する。
【００１９】
本発明の表示装置の製造方法では、特に陰極線管用真空容器の製造において、ガラス部材を徐冷点温度以上に予備加熱して金属部材を埋め込むので、ガラス割れが生じないで埋め込むことができる。金属部材の埋込み端部を１１５０℃〜１２５０℃の範囲出加熱するので、埋込み時間、アニール時間の短縮が図れる。上記一連の工程を有することにより、ガラス部材と金属部材が高強度で接合され、軽量、高強度の真空容器の製造が可能になる。
【００２０】
本発明に係る表示装置は、ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用真空容器を備えた表示装置であって、ガラス部材に接合された第１の金属部材に対して第２の金属部材が、ガラス部材との接合部から１５ｍｍ以上離れた位置で溶接された構成とする。
【００２１】
本発明の表示装置では、ガラス部材と金属部材とかなる陰極線管用真空容器を備えるので、軽量且つ高強度の表示装置が得られ、耐熱性、耐熱衝撃性に優れる。真空容器において、ガラス部材に接合された第１の金属部材に対して第２の金属部材がガラス部材との接合部から１５ｍｍ以上離れた位置で溶接されるので、溶接熱がガラス／金属接合部へ影響を与えず、ガラス部材にクッラクが発生しない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図　は、本発明に係る陰極線管用真空容器の一実施の形態を示す。本実施の形態に係る陰極線管用真空容器、即ち管体１１は、平板状のガラスパネル１２と、ガラスコーン部１３を一体に有するガラスネック部１４と、パネルスカート部となる第１の金属部材１５と、ガラスコーン部１３に接合する第２の金属部材１６と、主たるファンネルとなる第３の金属部材１７とから成る。
【００２４】
第１の金属部材１５は、その一端部がガラスパネル１２の内面側よりガラス１２内に埋め込まれて、ガラスパネル１２と封着接合、即ち気密的に接合される。第２の金属部材１６は、その一端部がガラスネック部１４側のガラスコーン部１３内に埋め込まれて、ガラスコーン部１３と気密的に接合される。ガラスパネル１２に接合された第１の金属部材１５は、その他端部が第３の金属部材１７の一端部に突き合わされ、その突き合わせ部１８において互いの溶接されて気密的に接合される。ガラスコーン部１３に接合された第２の金属部材１６は、その他端部が第３の金属部材１７の他端部に突き合わされ、その突き合わせ部１９において互いに溶接されて気密的に接合される。このようにして、ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用の管体１１が構成される。コーン部１３は、偏向ヨーク２５の磁界を遮蔽しないようにガラス製とされる。
【００２５】
ガラス部材と接合される金属部材、即ちパネルスカート部を構成する第１の金属部材１５及びガラスコーン部１３と接合される第２の金属部材１６は、その熱膨張係数が夫々対応するガラスパネル１２の熱膨張係数及びガラスコーン部１３の熱膨張係数の０．９〜１．２倍、好ましくは１．０〜１．１倍であり、且つ少なくともガラス部材内に埋め込まれる金属部材表面に酸化膜８０（図７参照）が形成されているものとする。熱膨張係数が０．９倍より小さい、または１．２倍より大きいと、ガラス部材が割れて接合が難しく、仮に接合が良かったとしても後工程の熱衝撃で内部の残留応力が大きくなりガラス部材に割れが発生し、信頼性が悪くなる。接合部の金属部材表面の酸化膜８０は、酸化物で構成されるガラス部材との接合に必要である。
【００２６】
第１及び第２の金属部材１５及び１６としては、鉄クロム合金、鉄ニッケル合金、鉄ニッケルクロム合金、鉄ニッケルコバルト合金等の１種を用いることができる。具体的には、Ｆｅー１８Ｃｒ合金、Ｆｅー４２Ｎｉー６Ｃｒ合金、Ｆｅー４７Ｎｉー６Ｃｒ合金等が挙げられる。第３の金属部材１７は、ガラス部材と接合されず溶接での接合であるから、熱膨張係数を考慮することなく、且つ表面酸化膜を必要とせず、安価なＦｅ鋼板を使用することができる。なお、第３の金属部材１７は、第１及び第２の金属部材１５及び１６と同様のものを使用することも可能である。
【００２７】
このようにガラス部材と金属部材から構成される真空容器としての管体１１は、陰極線管用の管体として十分に機能する。すなわち、この管体１１は、製造時では排気工程における最大３５０℃のベーキング温度に耐えうる耐熱性、耐衝撃性を有し、実働時では大気圧下で真空容器である管体が破壊せず、高真空を長期にわたって維持できる信頼性の高い管体である。この管体１１は、ガラスと金属が接合した接合部の残留応力が小さく高強度に接合されており、高気密性を有している。
【００２８】
図４は、上述の管体１１を備えてなるカラー陰極線管の実施の形態を示す。本実施の形態に係るカラー陰極線管２１は、管体１１の平板状のガラスパネル１２の内面に赤、緑及び青の各色蛍光体層、例えば各色蛍光体ストライプからなるカラー蛍光面２２が形成され、この蛍光面２２に対向して例えばアパーチャグリル、シャドウマスク等の色選別機構２３は配置され、ガラスネック部１４内に電子銃２４が配置されて成る。ガラスコーン部１３の外側には電子銃２４からの電子ビームを画面の水平、垂直方向へ走査させるための偏向ヨーク２５が配置される。色選別機構２３は、パネルスカート部となる第１の金属部材１５に金属ピン２６設け、この金属ピン２６に支持する。金属ピン２６は、溶接で付けるか、プレス加工で第１の金属部材１５と一体に成形するとができる。
【００２９】
図２及び図３は、本発明に係る陰極線管用真空容器を、平面カソード、例えばフィールドエミッション（電界放出）型カソードを備えた平板型陰極線管用の真空容器（管体）に適用した他の実施の形態を示す。
【００３０】
図２の本実施の形態に係る平板型陰極線管用真空容器、即ち平板型管体３１は、蛍光面が形成される平板状のガラスパネル３２と、平板状の背面ガラスパネル３３と、管体の側板に相当する枠状の第１及び第２の金属部材３４及び３５とから成る。第１の金属部材３４は、その一端部がガラスパネル３２の内面側よりガラスパネル３２内に埋め込まれてガラスパネル３２と気密的に接合される。第２の金属部材３５は、その一端部が背面ガラスパネル３３の内面側より背面ガラスパネル３３内に埋め込まれて背面ガラスパネル３３と気密的に接合される。第１及び第２の金属部材３３及び３４同士は、互いに他端部が突き合わされ、その突き合わせ部３６において溶接により気密的に接合される。このようにして、ガラス部材と金属部材からなる平板型陰極線管用の管体３１が構成される。
第１及び第２の金属部材３４及び３５は、前述した図１の金属部材１５及び１６と同様の金属材料で作製することができる。
【００３１】
図３の本実施の形態に係る平板型陰極線管用の平板型管体４１は、蛍光面が形成される平板状のガラスパネル４２と、管体の側板に相当する枠状の第１の金属部材４３と、背面パネルとなる第２の金属部材４４とから成る。第１の金属部材４３はその一端部がガラスパネル４２内面に埋め込まれてガラスパネル４２と気密的に接合される。、第１の金属部材４３及び背面パネルとなる第２の金属部材４４同士は、互いに端部が突き合わされその突き合わせ部４５において溶接により気密的に接合される。このようにして、ガラス部材と金属部材から成る平板型陰極線管の管体４１が構成される。
【００３２】
かかる平板型管体３１あるいは４１内に、図示せざるも平面カソード、例えばフィールドエミッション型カソードとこれに対向する制御電極とが配置され、ガラスパネル３２あるいは４２の内面に赤、緑及び青の各色蛍光体層、例えば各色蛍光体ストライプからなるカラー蛍光面が形成されて平板型カラー陰極線管が構成される。
【００３３】
次に、上述の陰極線管用真空容器（即ち管体）の製造方法、及びその製造装置の実施の形態を説明する。
【００３４】
図５は、製造装置、特に金属部材をガラス部材に埋め込んで接合するための製造装置の一例である。本実施の形態の製造装置５１は、炉筐体５２内の下方にガラス部材を載置して上下移動可能なカーボン製架台５３と、その下に例えばカーボン製の架台５３を通してガラス部材を予備加熱するためのヒータ５４が配置され、カーボン製架台５３に対向する上方にガラス部材に接合する金属部材を保持する上下動可能な例えばカーボン製のホルダー５５と、金属部材の接合部を局所的に加熱するための高周波誘導加熱手段５６、即ち高周波コイル５７及び高周波電源５８が配置されて成る。図示の例では、ガラス部材としてガラスパネル１２が載置され、金属部材としてパネルスカート部となる第１の金属部材１５が配置される。
【００３５】
図６は、陰極線管用管体の製造方法、ここでは金属部材のガラス部材への埋込み接合のプロセスフローチャートを示す。
先ず、図５の製造装置５１のカーボン製架台５３上にガラス部材の例えばガラスパネル１２を載置固定する。また、カーボン製ホルダー５５に金属部材の例えばパネルスカート部となる第１の金属部材１５を保持する。
次に、図６のステップＳ１　でヒータ５４をオンしてガラスパネル１２を予備加熱する。この予備加熱は、ガラスの徐冷点温度以上でガラス変形が起こらない温度まで、即ち　　　〜　　　℃の範囲に昇温する。このガラスの徐冷点温度、即ちガラスに歪みが生じない温度まで昇温して置くことによって、後述するガラス割れが生じないで埋め込むことが可能になる。
【００３６】
次に、このガラスパネル１２を予備加熱した後、ステップＳ２　で高周波電源５６をオンして、第１の金属部材１５の接合部、即ち埋込み端部を局部的に高周波誘導加熱手段５６により、所要の温度、例えば１１５０℃〜１２５０℃の範囲まで加熱する。
次に、ステップＳ３　で架台５３を上昇させガラスパネル１２を第１の金属部材１５に近接させ（図７Ａ参照）、ガラスパネル１２の埋込み部となる部分を、高周波誘導加熱されている金属部材１５からの熱輻射により局所的に加熱する。このとき、図７Ａに示すように、金属部材１５の少なくとも埋込まれる部分（埋込み端部）の表面には、酸化膜８０が形成されている。
【００３７】
次に、ステップＳ４　でホルダー５５を下側へ可動し、金属部材１５に荷重を印加して金属部材１５の端部をガラスパネル１２の局部的に溶けた埋込み部内に埋め込む。そしてステップ５　で、所定の押し込み量Ｄ１　になったところで一定時間保持する（図７Ｂ参照）。
次に、ステップＳ６　で架台５３とホルダー５５とを相対的に可動し、例えば架台５３を下降させ、ガラスパネル１２と金属部材１５との濡れ角θが９０°以上（図８参照）になるように、押し込み量Ｄ１　の１／２以下、好ましくは１／３程度まで金属部材１５を引き抜き（図７Ｃ参照）、ステップＳ７　で所定の引き抜き量（いわゆる挿入方向と逆方向への戻し量）になったところで一定時間保持する。
【００３８】
一定時間経過後、ステップＳ８　で高周波加熱をオフして、埋込み完了した接合部材、即ちガラスパネル１２及び金属部材１５を降温し、室温まで例えば平均冷却速度３℃／分以下で徐冷する。このようにして、埋込み深さＤ２　としたガラスパネル１２と第１の金属部材１５との埋込み封着接合が終了する。
【００３９】
ガラスコーン部１３と第２の金属部材１６との埋込み封着接合も同様にして行われる。その後、第１の金属部材１５と第２の金属部材１６と第３の金属部材１７との相互の気密的な溶接（いわゆる溶接による封着接合）が行われ、目的のガラス部材と金属部材からなる陰極線管用の管体１１が製造される。この溶接については後述する。
【００４０】
図示せざるも、図２の平板型管体３１、及び図３の平板型管体４１も同様にして製造される。
【００４１】
表１は、ガラスパネル１２と第１の金属部材１５を上述の製造プロセスを用いて埋込み封着接合の試験結果を示す。
ガラスパネル１２のサイズは対角７インチである。第１の金属部材１５は、鉄１８％クロム合金で作製した。ガラスパネル１２の予備加熱温度は５８０℃、埋込み深さＤ２　は２ｍｍ（押し込み量３ｍｍ、引き抜き量１ｍｍ）、埋込み荷重は６ｋｇで共通である。第１の金属部材１５の温度は比較例１、２が１０５０℃、実施例１が１１５０℃、実施例２が１１８０℃とした。埋込み時間、即ち埋込み開始（ステップＳ４　）から埋込み終了（ステップＳ７　）までの時間は比較例１が５分、比較例２が１５分、実施例１、２が３分である。徐冷時間は比較例１が１２時間、比較例２が２４時間、実施例１、２が６時間である。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１によれば、比較例１以外では徐冷後にガラスクッラクの発生が無く、ガラス／金属の埋込み封着が成功した。比較例２、実施例１、２を比較すると、金属部材温度が高いほど埋め込み時間、徐冷時間が短縮でき、ガラスの濡れ角θが大きくなった。ただし、金属部材温度が高過ぎると結晶粒粗大化が進み、金属材料が脆化するので好ましくない。好ましい金属部材の温度範囲は１１５０℃〜１２５０℃である。
実施例２の条件において、最もガラス濡れ角θが大きく、接合部の残留応力の小さい良好な埋込み封着が実現された。接合部のガラス濡れ角θが９０℃以上で大きいほど応力集中が緩和でき、残留応力が小さく接合強度が高くなる。また、徐冷時の冷却速度を速めることができ、徐冷時間が短縮できる。
【００４４】
上述した本実施の形態によれば、陰極線管用の真空容器（管体）１１、３１又は４１を、ガラス部材と金属部材とから構成するので、陰極線管用真空容器１１、３１又は４１、ひいては陰極線管の軽量化、高強度化を可能にする。高強度の陰極線管用真空容器１１、平板型陰極線管用の真空容器３１、４１を実現することができる。
真空容器において、ガラス部材と金属部材を埋込み封着接合し、その接合部のガラス濡れ角θを９０°以上とすることにより、ガラス／金属接合部の残留応力が小さく、高強度で接合できる融着形態となる。長期間の高真空保持が可能な、信頼性の高い気密封着が可能になる。
埋込み封着接合はフリットガラス或いは低融点金属（半田）などの封着材料が必要ないため、低コストであり、製造プロセスが簡単になる。フリットガラスを用いないため、鉛の使用がなく（いわゆる鉛フリーであり）、低環境負担となり、また真空容器のリサイクルを容易にする。
【００４５】
なお、上述の実施の形態におけるガラス部材と金属部材との埋込み封着接合は、上述の２形態の陰極線管用の真空容器に限らず、真空容器としての機能が要求される他の用途への応用が可能である。
【００４６】
次に、上述したガラス部材と金属部材からなる陰極線管用真空容器の金属部材同士の封止溶接に係る実施の形態を説明する。
本実施の形態に係る封止溶接は、ガラス部材と金属部材間の封着接合として、前述した図１、図２、図３に示す埋込み封着接合を用いた場合、あるいは、図９、図１０、図１１に示す低融点ガラス（いわゆるフリットガラス）、あるいは低融点金属（いわゆる半田等）等の低融点接合部材６０を介して封着接合を行う場合に適用できる。図１２に示すように、ガラス部材６１と金属部材６２とを例えばフリットガラス６０１を介して封着接合する場合は、金属部材６２の接合部分の表面に酸化膜６３を形成して接合する。図１３に示すように、ガラス部材６１と金属部材６２とを例えば低融点金属６０２を介して封着接合する場合は、金属部材６２の接合部分の表面に酸化膜を形成する必要はない。
【００４７】
本実施の形態に係るガラス部材と金属部材とからなり金属部材同士を溶接接合する陰極線管用真空容器（管体）は、特に、そのガラス部材に接合された金属部材と他の金属部材とを封止溶接する際に、ガラス部材との接合部から距離Ｌ１　が１５ｍｍ以上離れた位置で溶接して構成される。これにより、溶接熱によるガラス／金属溶接部の金属部材の温度上昇が小さく抑えられ、金属部材の溶接時の熱膨張によるガラス部材側でのクラック発生を抑制することができる。
【００４８】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、溶接部位の形態例を示す。本例では、ガラス部材１２と金属部材１５とを低融点接合材６０を介して接合した場合でる。溶接する場合、例えば図１４Ａに示すように、金属部材１５及び１７をその接合端面を直接突き合わせて溶接しても良い。７１は溶接部である。また、図１４Ｂに示すように、金属部材１５及び１７の端部の側面同士を重ね合わせて溶接しても良い。７２は溶接部である。更に図１４Ｃに示すように、金属部材１５及び１７に接合代として折曲したフランジ部１５ａ及び１７ａを設け、両フランジ部１５ａ及び１７ａを重ね合わせて溶接するようにしても良い。７３は溶接部である。そして、夫々の溶接形態においても、その溶接部７１、７２、７３は、ガラス部材１２との接合部から距離Ｌ１　が１５ｍｍ以上離れた位置で行うようにする。
【００４９】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、ガラス部材１２と金属部材１５とを前述の図１と同様の埋込み封着接合した場合の溶接部位の形態例を示す。本例も上述の図１４Ａ〜図１４Ｃと同様に、金属部材１５及び１７をその接合端面を直接突き合わせて溶接することもでき（図１５Ａ参照）、金属部材１５及び１７の端部の側面同士を重ね合わせて溶接することもでき（図１５Ａ参照）、金属部材１５及び１７に接合代として折曲したフランジ部１５ａ及び１７ａを設け、両フランジ部１５ａ及び１７ａを重ね合わせて溶接することもできる（図１５Ｃ参照）。そして、夫々の溶接部７１、７２、７３は、ガラス部材１２との接合部から距離Ｌ１　が１５ｍｍ以上離れた位置で行うようにする。
【００５０】
この溶接形態は、他の金属部材１６及び１７間でも同様であり、図２及び図３の真空容器３１及び４１の金属部材同士の溶接でも同様である。
【００５１】
ガラス部材に接合した金属部材と他の金属部材との溶接時の相互位置精度、溶接性を考慮した場合、溶接代を作る方が製造性が良く好ましい。特に、溶接代としてフランジ部を形成した場合、真空容器の奥行きを増すことなく封着接合部からの距離Ｌ１　を取ることができる。また、フランジ部は金属部材の耐真空強度を向上させ、溶接時の熱による部材変形を抑制する効果があり、ガラス／金属接合部における残留応力の小さい、高強度、高信頼性の真空容器を作製することができる。
【００５２】
溶接位置の実験例を示す。図１６に示すＬ字型金属部材（Ｆｅー１８Ｃｒ材）１５をフリットガラス６０１でガラス部材１２に接合したサンプルを作製し、Ｌ字型金属部材１５に別の金属部材１７（図示せず）をレーザ溶接を行った。ガラス／金属接合面７５からの距離Ｌ０　を変えて溶接を行い、ガラスクラックが生じる距離を求めた。この結果、ガラス／金属接合面７５から溶接位置７６までの距離をＬ０　としたとき、Ｌ０　＝１５ｍｍ以上ではガラスクラックが発生せず溶接することができた。従って、ガラス／金属接合体の金属部材と他の金属部材を接合する際の溶接位置は、接合面から１５ｍｍ以上距離をとれば良いといえる。
【００５３】
本実施の形態に用いる溶接法には、出来るだけ被溶接材への入熱が小さく、気密信頼性の高い溶接法が最適であり、例えば、レーザ溶接、ＴＩＧ溶接等が挙げられる。
【００５４】
上述の本実施の形態によれば、ガラス部材と金属部材とからなる陰極線管用の管体において、封止溶接時に溶接位置をガラス／金属接合部から１５ｍｍ以上の距離を離すことにより、ガラス／金属接合部への溶接熱の影響を少なくし、溶接後のガラス／金属接合部の残留応力を小さくすることができ、信頼性の高い陰極線管用真空容器を提供することができる。
即ち、溶接熱に起因した金属部材の熱膨張によるガラス部材のクラックが生じない。ガラス／金属封着接合部の残留応力を小さくできる。最終的な封止工程を溶接にすることができるため、フリットガラスを用いる場合のように高温の焼成工程を経ずに常温下での封止が可能となり、デバイスに要求される耐熱性が下げられる。長期にわたって高真空を維持できる。信頼性の高い真空容器が製造できる。ガラス部材と金属部材を用いた陰極線管用の真空容器が実現するため、陰極線管の軽量化、薄型化が可能になる。
【００５５】
なお、上述の本実施の形態の溶接方法は、陰極線管用の真空容器に限らず、ガラス／金属部材と他の金属部材とを溶接する他の形態のも応用可能である。
【００５６】
本発明は、上述したガラス部材及び金属部材からなる陰極線管用真空容器、または平板型陰極線管用真空容器を備えた陰極線管、または平板型陰極線管をセットに組み込み、例えばテレビジョン受像機、コンピュータディスプレイなどの表示装置、平板型表示装置として構成する。
このような表示装置、あるいは平板型表示装置によれば、軽量化、高強度化を可能にし、信頼性の高いこの種の表示装置を提供することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明に係る陰極線管用真空容器によれば、ガラス部材と金属部材とからなり、ガラス部材と金属部材との接合部において埋込み封着接合されるので、真空容器の軽量化、高強度化を図ることができる。また、ガラス部材と金属部材の接合部では、残留応力が小さく高強度の接合が得られる。長期間の高真空を保持でき、信頼性の高い陰極線管用真空容器を提供できる。埋込み封着接合のため、封着材料が不要になり、低コスト化が図れる。鉛を含むフリットガラスを用いないので、環境に優しく、且つリサイクルが容易になる。
金属部材の熱膨張係数がガラス部材の熱膨張係数の０．９〜１．２倍とし、且つ金属部材の少なくともガラス部材に接合する部分の表面に酸化膜を有するときは、金属部材とガラス部材との接合が強固になる。
【００５８】
本発明に係る陰極線管用真空容器の製造方法によれば、軽量で高強度の真空容器の製造を可能にする。また、ガラス部材と金属部材の接合を封着材料を用いることなく、直接ガラス部材内へ金属部材を埋め込んで接合するので、気密、高強度の接合が可能になり、且つ低コスト化、製造プロセスの簡単化を図ることができる。低環境負荷での製造ができる。
【００５９】
ガラス部材を徐冷点温度以上に予備加熱するので、ガラス部材の形状を変形させることなく、且つガラス部材の割れを防いで金属部材の埋込みを行うことができる。金属部材の埋込み端部を１１５０℃〜１２５０℃にお範囲で加熱するので、金属部材の脆化を防ぎ、埋込み時間、徐冷温度の短縮を図ることができる。金属部材を一旦ガラス部材に押し込んだ後、一定時間保持してから押し込み量の１／２以下だけ金属部材を戻すのとにより、ガラス濡れ角が９０°以上になり、接合強度が向上する。
【００６０】
本発明に係る表示装置によれば、上記陰極線管用真空容器を備えるので、軽量化、高強度化が図られ、長期にわたり高気密性を維持できる。また、環境に優しく、リサイクルを容易にする。
本発明に係る表示装置の製造方法によれば、上記陰極線管用真空容器の製造工程を有するので、陰極線管用真空容器を軽量且つ高強度に製造でき、軽量で且つ信頼性の高い表示装置を製造することができる。
【００６１】
本発明に係る陰極線管用真空容器の製造方法によれば、ガラス部材に接合した第１の金属部材に第２の金属部材を溶接する際に、第１の金属部材に対して第２の金属部材を、ガラス部材の接合部から１５ｍｍ離れた位置で溶接することにより、ガラス／金属接合部へ溶接熱の影響が及ばず、ガラス割れを生じることなく付着溶接ができる。従って、信頼性の高い陰極線管用真空容器を製造することができる。
【００６２】
本発明に係る陰極線管用真空容器によれば、ガラス部材に接合した第１の金属部材に対して第２の金属部材が、ガラス部材の接合部から１５ｍｍ離れた位置で溶接されているので、ガラス／金属接合部でのガラス割れが生ぜず、気密性に優れ、軽量化且つ高強度化された陰極線管用真空容器を提供できる。
本発明に係る表示装置によれば、かかる陰極線管用真空容器を備えるので、軽量且つ信頼性の高い表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る陰極線管用真空容器の一実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係る陰極線管用真空容器の他の実施の形態を示す構成図である。
【図３】本発明に係る陰極線管用真空容器の他の実施の形態を示す構成図である。
【図４】本発明に係る陰極線管の一実施の形態を示す構成図である。
【図５】本発明の埋込み封着接合を行う製造装置の実施の形態を示す区制図である。
【図６】本発明の埋込み封着接合のプロセスフローチャートである。
【図７】本発明の埋込み封着接合の工程順の断面図である。
【図８】埋込み終了時のガラス濡れ角の説明図である。
【図９】本発明に係る陰極線管用真空容器の他の実施の形態を示す構成図である。
【図１０】本発明に係る陰極線管用真空容器の他の実施の形態を示す構成図である。
【図１１】本発明に係る陰極線管用真空容器の他の実施の形態を示す構成図である。
【図１２】金属部材をガラス部材にフリットガラスを介して接合する例を示す要部の断面図である。
【図１３】金属部材をガラス部材に低融点金属を介して接合する例を示す要部の断面図である。
【図１４】Ａ〜Ｃ　本発明に係る陰極線管用真空容器の一例の金属部材同士の溶接形態及び溶接位置を示す要部の構成図である。
【図１５】Ａ〜Ｃ　本発明に係る陰極線管用真空容器の他の例の金属部材同士の溶接形態及び溶接位置を示す要部の構成図である。
【図１６】本発明の溶接位置の説明図である。
【図１７】従来の陰極線管用真空容器の例を示す構成図である。
【図１８】従来の平板型陰極線管用真空容器の例を示す構成図である。
【符号の説明】
１１・・・陰極線管用真空容器、１２・・・ガラスパネル、１３・・・ガラスコーン部、１４・・・ガラスネック部、１５、１６、１７・・・金属部材、２１・・・陰極線管、２２・・・蛍光面、２３・・・色選別機構、２４・・・電子銃、２５・・・偏向ヨーク、２６・・・支持ピン、３１、４１・・・平板型陰極線管用真空容器、３２、４２・・・ガラスパネル、３３・・・背面ガラスパネル、４３、４４・・・金属部材、１８、３６、４５・・・溶接部、５１・・・製造装置、５２・・・筐体、５３・・・架台、５４・・・ヒータ、５５・・・ホルダー、５６・・・高周波誘導加熱手段、５７・・・高周波誘導コイル、５８・・・高周波電源、６０・・・低融点接合材、６０１・・・フリットガラス、６０２・・・低融点金属、７１、７２、７３・・・溶接部、８０・・・酸化膜
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004063414.tif 000018
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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