JP2003016972A - 陰極線管および表示装置 - Google Patents

陰極線管および表示装置

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JP2003016972A
JP2003016972A JP2001193875A JP2001193875A JP2003016972A JP 2003016972 A JP2003016972 A JP 2003016972A JP 2001193875 A JP2001193875 A JP 2001193875A JP 2001193875 A JP2001193875 A JP 2001193875A JP 2003016972 A JP2003016972 A JP 2003016972A
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ray tube
panel
cathode ray
skirt portion
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Tamao Asaki
玲生 浅木
Mitsuo Hashimoto
光生 橋本
Masataka Mitoku
正孝 三徳
Masamichi Okada
正道 岡田
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/86Vessels; Containers; Vacuum locks
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    • H01J29/87Arrangements for preventing or limiting effects of implosion of vessels or containers

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  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属部材を用いた陰極線管においてガラスと
金属部材との接合部での応力緩和を図ること。 【解決手段】 本発明は、ガラス製のパネル1と、パネ
ル1の周縁に取り付けられる金属製のスカート部3と、
スカート部3と接続されるファンネル4とを備えてお
り、スカート部3に補強用のリブ31が設けられている
陰極線管である。また、この陰極線管を用いる表示装置
でもある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空容器に金属を
用いた陰極線管およびそれを用いた表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】陰極線管を構成する真空容器には通常ガ
ラスが用いられ、表示画面部であるパネルおよびファン
ネルの2体がシールエッジ部においてフリットガラスに
より接合された構造を有する。
【0003】容器内部は真空状態に保持され、常に1気
圧の圧力がガラス容器にかかることから、陰極線管を構
成するガラス容器には真空容器としての特性を満たすた
めに、耐真空強度および防爆特性について必要な性能を
満たすことが要求される。
【0004】また耐真空強度、防爆特性以外にも陰極線
管の真空容器には、パネルとファンネルとの接合性、耐
熱性、真空保持性といった特性が要求され、これらの性
能を満たすことのできるガラスがパネル、ファンネル共
に用いられるのが通常である。
【0005】一般的にガラスを用いた真空容器において
これらの性能を実現するには、ガラスの肉厚を厚くする
ことによって強度を確保する方法が用いられる。すなわ
ち、ガラスバルブの強度を高めるためにはガラス肉厚を
厚くすることが必要となる。また、防爆特性もガラス肉
厚が厚いほど有利になる。
【0006】近年、テレビセットの画面サイズの大型化
に伴い、真空容器の強度を確保するためにガラス肉厚が
増加し、陰極線管の重量が増加するという問題があっ
た。また、近年の画面のフラット化に伴い、真空容器の
耐真空強度と防爆特性を確保するために従来の丸型の陰
極線管よりもガラス肉厚が厚くなり、重量増加の一因と
なっている。
【0007】例えば、36インチクラスではパネルとフ
ァンネルとを合わせたガラス重量は50kg超にもな
る。これ以上の更なる陰極線管の大型化をする場合、ガ
ラス重量は更に増加し、現実的には困難となる。
【0008】そこで、省エネ、省コスト等の観点から、
カラー陰極線管の大画面化による重量増加の問題を解決
するため、ガラスの軽量化が検討されている。これは強
化技術によりガラスの機械的強度を向上させ、ガラス肉
厚を薄くする方法により軽量化を行うものである。
【0009】また別のアプローチとして、光学的特性を
問わない前面表示部以外のパネルスカート部、およびフ
ァンネル部を比強度の高い金属材料で形成し、軽量化を
図る方法が提案されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属薄板で真
空容器を形成する際の金属部材の強度確保、ならびにパ
ネルガラスと金属部材の接合強度の問題があり、特に高
い強度を必要とする大型の陰極線管では実現が困難であ
る。ここで、特公平7−40474号公報に示されるよ
うに、リブを取り付けることで補強を図った金属製ファ
ンネルを用いた陰極線管について提案されているもの
の、具体的なリブの形状、リブの取り付け位置などパネ
ルガラスと金属との応力低減を図るための提案はなされ
ていない。また、フラットなパネルガラスと金属製ファ
ンネルとを直接接続するため、蛍光体ストライプの形成
時に色選別機構を取り付けることが困難となり、いまま
でとは全く別の製造方法が必要となる。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために成されたものである。すなわち、本
発明は、ガラス製のパネルと、パネルの周縁に取り付け
られる金属製のスカート部と、スカート部と接続される
ファンネルとを備えており、スカート部に補強用のリブ
が設けられている陰極線管である。また、この陰極線管
を用いる表示装置でもある。
【0012】このような本発明では、ガラス製のパネル
と、ファンネルとの間に介在する金属製のスカート部に
リブが設けられていることから、金属製のスカート部の
補強が施され、内部を真空にした時に最も応力が加わる
パネルとスカート部との接合部分における応力緩和を図
ることができるようになる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。本実施形態に係る陰極線管では、ガ
ラスと金属とを用いた真空容器で最も問題となるガラス
/金属接合部での応力低減を効果的に達成するリブの形
状、およびリブの取り付け位置を提案するため、3次元
応力解析計算により定量的な解析を行っている。
【0014】図1は、本実施形態に係る陰極線管を説明
する模式図、図2は、本実施形態に係る陰極線管の部分
拡大図である。すなわち、この陰極線管は、前部表示画
面となるパネル1にガラスを使用し、このパネル1の周
縁に金属製のスカート部3を取り付け、さらにこのスカ
ート部3にファンネル4を接続して真空容器を構成して
いる。
【0015】後部のファンネル4としては、ガラス製も
しくは金属製が適用可能である。パネル1とスカート部
3およびスカート部3とファンネル4とはフリットガラ
ス2を用いて接続している。スカート部3の金属材料と
しては、ガラスとの熱膨張係数の近い低熱膨張材を適用
し、表面に繊密かつ密着性の良い酸化皮膜が出来るFe
−18Cr鋼、Fe−42Ni−6Cr鋼、あるいは純
Ti等を用いる。
【0016】スカート部3は、前記低熱膨張材ですべて
構成されているものでも良いし、ガラスとの接合部のみ
を前記低熱膨張材で構成し、その他の部分は一般的に用
いられる加工用鋼板等を用いても良い。スカート部3と
パネル1との接続は、先に示したフリットガラス2のほ
か、スカート部3の端部をパネル1の周縁に直接埋め込
むようにしてもよい。
【0017】また、本実施形態では、金属製のスカート
部3に、スカート部3自体の強度向上およびガラス製の
パネル1との接合部の応力低減を目的として、スカート
部3の胴部にフランジ形状のリブ31を設けている。つ
まり、スカート部3にリブ31を設けることで、スカー
ト部3の剛性とガラス製のパネル1の剛性との差が少な
くなり、真空容器を構成して内部を真空にした際、応力
が集中しやすいスカート部3とパネル1との接合部分で
の応力緩和を図ることができる。
【0018】図3は、ファンネルとして金属を用いた場
合の例を説明する模式断面図である。この例では、パネ
ル1とスカート部3とがフリットガラス2で接続され、
スカート部3とファンネル4とは図中A印部分で溶接さ
れている。また、ファンネル4とガラスコーンネック5
とはフリットガラス2によって接続されている。
【0019】このような構成から成る本実施形態では、
スカート部3に設けるリブ31の形状およびリブ31の
取り付け位置が、最適となる条件を見出すことを目的と
して、ガラスと金属から構成される3次元真空容器モデ
ルに1気圧の圧力を印加した際の応力分布、および変位
を有限要素法による3次元応力解析により計算してい
る。
【0020】図4は、3次元応力解析で適用する3次元
真空容器モデルおよび寸法を説明する図、図5は、3次
元真空容器モデルにおける接合部の寸法を示す図であ
る。この3次元真空容器モデルとしては、平板ガラス1
0に筒状金属部材30を接合した形状を使用した。これ
は陰極線管を構成する真空容器において、ガラス製のパ
ネルに金属部材からなるスカート部を接合した状態を、
計算のためにモデル化したものとなっている。なお、モ
デル各部の寸法は図示の通りである。
【0021】また、図6に示すように、このモデルの真
空容器は平板ガラス10、Fe−18Cr鋼の筒状金属
部材30、リブ31から構成され、筒状金属部材30と
平板ガラス10とは、筒状金属部材30の端に取り付け
られたフランジ面でフリットガラス2により接合される
ものとする。リブ31は筒状金属部材30の胴部に取り
付けられ、リブ31の数、位置、幅を条件として変化さ
せている。図7に、各実施例のリブ条件と応力解析結果
を示す。なお、図7に示す記号は、図6に示す各部の寸
法の記号と対応している。
【0022】(実施例1)は、筒状金属部材30にリブ
31を取り付けない場合である。また、(実施例2)〜
(実施例6)が筒状金属部材30にリブ31を取り付け
た場合であり、平板ガラス10との接合面と平行にフラ
ンジ状のリブ31が取り付けられている。
【0023】リブ31を取り付けない(実施例1)とリ
ブ31を取り付けた(実施例2)〜(実施例6)とを比
較すると、リブ31を取り付けたことによる各部応力の
低減効果はすべての場合において認められる。
【0024】金属とガラスとを用いる真空容器では、金
属/ガラス接合部が、ヤング率の不連続性が生じる場
所であること、強度の比較的弱いフリットガラス等の
接合材料を用いる場所であることから、最も強度の弱い
部分となる。したがって、接合部であるフリットガラス
に生じる応力を効果的に低減できるリブの数および位置
が本発明の好適な実施例となる。
【0025】応力低減を最も効果的に達成できるのは、
図7に示す(実施例6)の場合である。すなわち、リブ
31の数は多いほうが良く、その位置は筒状金属部材3
0の中央(図6の平板ガラス10と略平行な一点鎖線)
からリブAが10mm、リブBが15mmの位置に設け
られる場合である。
【0026】また、計算結果を総合すると、接合部での
十分な応力低減効果を得るためには、筒状金属部材30
の平板ガラス10との接合端と中央との間に、接合端か
ら中央部までの長さの40%以上の長さだけ、接合端お
よび中央部から離してリブA、Bを各々取り付けるのが
よい。また、リブの幅Wは大きい方が望ましい。
【0027】この最適リブ条件である(実施例6)で
は、リブ無しの(実施例1)と比較して、各部応力をフ
リットガラス部で4.4%、筒状金属部材で20.0
%、パネルガラス部で7.9%まで低減することができ
る。
【0028】このような条件でリブが形成される陰極線
管を表示装置に用いることで、装置重量の軽減を図るこ
とができる。特に、表示部を大型化した場合の装置重量
増加を抑制することが可能となる。
【0029】また、本実施形態では、パネル1の周縁に
金属製のスカート部3が取り付けられるため、パネル1
の内面に蛍光体ストライプ等を形成する際に、スカート
部3へ色選別機構を取り付けてフォトリソグラフィを行
うことができ、ガラスと金属材料とを用いた陰極線管の
製造でも従来と同じ製造工程でパネル1の内面構造を製
造できるようになる。
【0030】また、陰極線管の真空容器を構成する金属
部材で、現状使用している磁気シールド部材を兼用する
ことにより、磁気シールド部材が不要になり、さらなる
軽量化を図ることができる。しかも、金属部材は磁気シ
ールド性を高め、陰極線管(表示装置)における磁気に
よる色ずれを抑制し、画質を向上することができる。
【0031】
【発明の効果】以上に詳細に説明したように、本発明に
よれば、ガラスと金属材料とを用いた陰極線管におい
て、金属/ガラス接合部の応力低減を図ることができ、
真空容器としての強度の向上、耐傷性の向上を図ること
が可能となる。したがって、このような陰極線管を用い
る表示装置の軽量化を効果的に達成することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る陰極線管を説明する模式図で
ある。
【図2】本実施形態に係る陰極線管の部分拡大図であ
る。
【図3】ファンネルとして金属を用いた場合の例を説明
する模式断面図である。
【図4】3次元応力解析で適用する3次元真空容器モデ
ルおよび寸法を説明する図である。
【図5】3次元真空容器モデルにおける接合部の寸法を
示す図である。
【図6】リブを備えた3次元真空容器モデルを説明する
図である。
【図7】各実施例のリブ条件と応力解析結果を示す図で
ある。
【符号の説明】
1…パネル、2…フリットガラス、3…スカート部、4
…ファンネル、31…リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三徳 正孝 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 岡田 正道 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5C032 AA02 BB10 BB18 CC10 CD06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス製のパネルと、 前記パネルの周縁に取り付けられる金属製のスカート部
    と、 前記スカート部と接続されるファンネルとを備えてお
    り、 前記スカート部に補強用のリブが設けられていることを
    特徴とする陰極線管。
  2. 【請求項2】 前記パネルは略平面であることを特徴と
    する請求項1記載の陰極線管。
  3. 【請求項3】 前記ファンネルは金属製であることを特
    徴とする請求項1記載の陰極線管。
  4. 【請求項4】 前記リブは、少なくとも2つ設けられて
    いることを特徴とする請求項1記載の陰極線管。
  5. 【請求項5】 前記スカート部における前記パネルとの
    接合端と中央との間に2つのリブを設ける場合、各リブ
    の前記接合端および前記中央部からの距離を、前記接合
    端から中央部までの長さの40%以上離して各々取り付
    けることを特徴とする請求項1記載の陰極線管。
  6. 【請求項6】 ガラス製のパネルと、 前記パネルの周縁に取り付けられる金属製のスカート部
    と、 前記スカート部と接続されるファンネルとを備えてお
    り、 前記スカート部に補強用のリブが設けられている陰極線
    管を用いることを特徴とする表示装置。
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