專利名稱：陰極射線管用玻斗及陰極射線管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于電視廣播接收機(以下稱為電視機)和計算機用顯示器等的陰極射線管和用于該陰極射線管的玻斗。
背景技術：
如

圖1所示，陰極射線管的封裝由顯示圖像的玻璃顯示屏1(以下也簡稱為顯示屏)和被該顯示屏1密封的玻璃漏斗2(以下也簡稱為玻斗)形成的玻殼5構成。前述玻斗2是在具有近似矩形的密封部的漏斗形狀的主體部3熔接裝電子槍的管頸4而形成的。
為了阻斷X射線，前述玻斗2的主體部3由含有大量的鉛的鋁硅酸鹽玻璃(SiO2-Al2O3-R2O-R’O)形成。此外，該主體部3作為陰極射線管的部件，必須具有高絕緣性，通常進行調(diào)整使Na2O和K2O的含量大致相同，通過混合堿效果實現(xiàn)高電阻化。前述玻殼由于作為真空容器使用，所以在其外表面受到大氣壓的作用，其結(jié)果是，由于與球殼不同的不對稱的形狀，拉伸應力作用于較廣的范圍。以下，將玻殼內(nèi)部抽真空時，因內(nèi)外壓力差而產(chǎn)生的應力稱為真空應力。
此外，在陰極射線管的制造過程中，玻殼在相當高的溫度下被加熱。特別是保持在350℃左右的高溫下排氣時，在玻殼因該過程中產(chǎn)生的溫度差而產(chǎn)生應力，即產(chǎn)生熱應力，該熱應力加上前述真空應力達到非常大的情況下，會因瞬間的空氣流入和其反作用產(chǎn)生劇烈的內(nèi)爆，存在對其周圍造成損害的危險性。
作為防止以上問題發(fā)生的保證，考慮在玻殼及陰極射線管的組裝過程中對玻璃表面造成的損傷的強度和陰極射線管的實際使用年限等，對利用#150砂紙進行了同樣磨損的玻殼施加空氣壓或水壓，進行外壓負荷試驗，求出造成破壞時的內(nèi)外壓力差，要做到能承受0.25MPa以上的該壓力差。
此外，近年的電視機的陰極射線管隨著大畫面化和表面部的平面化，希望減小進深和輕量化。減小進深可通過使玻璃的厚度增加、抑制真空應力而實現(xiàn)，但這樣質(zhì)量明顯增加，并不現(xiàn)實。
因此，為了不增加玻璃厚度而又使其具備足夠的強度，必須使玻璃的強度有所提高，其方法如日本專利第2904067號例示，采用物理強化法等在顯示屏表面形成玻璃厚度的約1/6厚度的壓縮應力層，正在使該技術實用化。但是，為了同時實現(xiàn)玻殼進深的減小和輕量化，必須對玻殼進行強化處理，這種情況下，必須對與顯示屏相比為三維結(jié)構的具有不均一的厚度分布的玻斗進行均一地急冷處理。
但是，這種對玻斗的均一急冷是非常困難的，不能夠通過物理強化法對玻斗賦予較大的壓縮應力。因此，采用物理強化法的情況下，由于賦予的壓縮應力較小，所以玻殼的進深減小，即扁平化程度受到限制。
另一種眾所周知的方法是利用化學強化法對玻殼表面進行強化實現(xiàn)輕量化。該方法是在玻璃的變形點以下的溫度下用更大的離子置換玻璃表面層中的特定的堿性離子，利用其容積的增加在表面形成壓縮應力層的方法。例如，將玻璃浸入玻璃的變形點以下的溫度的熔融鉀鹽(例如460℃)中，置換玻璃表面層中的Na離子和熔融鉀鹽的K離子，在玻璃表面層中導入K離子的方法。采用化學強化法時，能夠獲得最高500MPa左右的較大壓縮應力，且不會因熱處理而形成不需要的殘留拉伸應力，在這一點上比物理強化更有利于扁平化。但是，即使利用以往的采用了熱擴散的浸漬法對玻斗進行化學強化，也只能夠形成30μm左右的強化層(壓縮應力層)。此外，由于離子交換速度受熱擴散的支配，所以存在要獲得30μm左右的強化層需要十幾小時甚至數(shù)天的問題。
除了利用熱擴散進行化學強化之外，公知的還有電場施加型化學強化的方法。該方法是通過在熱以外施加電場，短時間內(nèi)在陽極側(cè)的玻璃表面層注入移動性小的較大的堿性離子，在陰極側(cè)使移動性大的較小的堿性離子從玻璃表面層漏出，從而在陽極側(cè)形成壓縮應力層的方法。但是，即使嘗試采用這種方法對以往的玻斗進行化學強化，也不能夠在短時間內(nèi)進行充分地化學強化。
發(fā)明的揭示采用以往的玻斗用玻璃組合物的情況下，不采用電場施加型化學強化法，即使進行堿性離子的交換，對應于由前述#150砂紙產(chǎn)生的磨損，也不能夠在短時間內(nèi)形成所要求的厚度的壓縮應力層。電場施加型化學強化中，堿性元素的交換量由電流量決定，電導率越大，施加電壓越大，在短時間內(nèi)形成強化層的可能性越大。
但是，采用前述玻璃組合物的情況下，如果施加過大的電壓，則可能會絕緣擊穿，很難通過施加電壓在短時間內(nèi)完成處理。
一般，由于玻璃具備溫度越高電導率越高的性質(zhì)，所以作為提高電導率的方法可以考慮提高處理溫度。但是，采用以往的玻斗用玻璃組合物時，為了提高電導率，在短時間內(nèi)進行處理，必須在高于變形點的溫度下進行處理，這種情況下，由于高溫引起的應力松弛，存在不能夠使扁平型玻斗具備足夠的壓縮應力值的問題。
此外，為了提高電導率，考慮改變玻璃組成，例如堿性元素僅用Na，但這種情況下，即使室溫下電流也易流動，存在陰極射線管在工作時易發(fā)生絕緣擊穿的問題。
本發(fā)明是鑒于上述問題完成的發(fā)明，其目的是提供利用最適合于電場施加型化學強化的玻斗玻璃，通過前述化學強化在短時間內(nèi)形成具有所希望的厚度和壓縮應力值的壓縮應力層，解決了將玻斗扁平薄型化時玻殼的真空應力超負荷的問題，同時解決了在排氣步驟等陰極射線管制造時產(chǎn)生的損傷和熱應力的問題，而且還具備足夠的X射線阻斷能力的陰極射線管用玻斗及使用了該玻斗的陰極射線管。
本發(fā)明是為了實現(xiàn)前述目的而完成的發(fā)明，提供了具備以下特征的陰極射線管用玻斗，即，玻斗的主體部的玻璃至少含有Na2O及K2O，該玻璃的變形點的電導率大于等于4×10-6S/cm，150℃時的電導率小于等于5×10-12S/cm，且在主體部表面的至少一部分通過化學強化法形成了壓縮應力層。
本發(fā)明的前述玻斗的特征是還具有以下的至少一個要素。
1)前述變形點大于等于455℃。
2)前述壓縮應力層的至少一部分的厚度大于等于60μm。
3)前述壓縮應力層的至少一部分的應力值σc滿足|σc|≥80MPa。
4)前述主體部的玻璃以氧化物基準的質(zhì)量百分率表示，對應于全部質(zhì)量的含量實質(zhì)上是SiO2為40.0～55.0％、Al2O3為0.5～8.0％、Na2O為4.0～10.0％、K2O為5.0～10.0％、PbO為15.0～22.0％、SrO為1.0～11.0％、BaO為0.0～6.0％、ZnO為0.0～8.0％、ZrO2為0.0～3.0％、Li2O為0.0～2.0％、CaO為0.0～5.0％、MgO為0.0～1.0％，且1.6×PbO+SrO+ZrO2+0.5×BaO+0.5×ZnO≥37.0％，且SrO+ZnO+ZrO2+CaO≥6.0％。
5)Na2O和K2O的質(zhì)量含有比K2O/(Na2O+K2O)＝0.43～0.65。
6)波長0.06nm的X射線吸收系數(shù)大于等于60cm-1。
此外，本發(fā)明還提供了陰極射線管，該陰極射線管的特征是，使用了前述陰極射線管用玻斗。
本發(fā)明中的玻璃組成的含量及質(zhì)量含有比是實施化學強化前的玻斗的值，是至少一部分經(jīng)過化學強化后的玻斗中未強化區(qū)域的玻璃的含量及質(zhì)量含有比。
附圖的簡單說明圖1為陰極射線管用玻殼的平面圖。
符號說明1為玻璃顯示屏，2為玻斗，3為主體部，4為管頸，5為玻殼。
實施發(fā)明的最佳方式以下，對本發(fā)明的詳細情況進行說明。
如前所述，玻璃的化學強化法是通過玻璃表面層的堿性離子與外部介質(zhì)中的離子半徑更大的1價陽離子的交換，使壓縮應力產(chǎn)生的方法。
硅酸鹽玻璃中，堿及堿土類元素作為網(wǎng)狀修飾離子不規(guī)則地進入由Si-O鍵構成的網(wǎng)狀結(jié)構中，利用網(wǎng)狀修飾離子中的1價陽離子能夠比較自由地在玻璃內(nèi)部移動的特性，可實現(xiàn)玻璃表面層的堿性離子與外部介質(zhì)中的離子半徑更大的1價陽離子的交換。其結(jié)果是，在堿性離子脫離的位置進入比其更大的離子，使容積增加，產(chǎn)生壓縮應力。電場施加型化學強化法中，通過在玻璃的兩面設置電極，施加電場使外部介質(zhì)中的更大的堿性離子從陽極側(cè)的玻璃表面進入到玻璃中，較小的堿性離子從陰極側(cè)的玻璃表面漏出。
具體來講，它是將含有Na+的玻璃浸入溫度被保持在比該玻璃的變形點略低的KNO3熔融鹽浴槽中，在該玻璃的一側(cè)配置陽極，在該玻璃的另一側(cè)配置陰極，在陽極和陰極間施加電場，在陽極側(cè)使K+進入到玻璃表面層的方法?；蛘呤窃诤蠳a+的玻璃的兩面涂布含有KNO3熔融鹽的漿料，在該玻璃的一個漿料涂布面配置陽極使兩者接觸，在該玻璃的另一漿料涂布面配置陰極使兩者接觸，對該玻璃加熱直至達到略低于玻璃的變形點的溫度，在陽極和陰極間施加電場，在陽極側(cè)使K+進入到玻璃表面層的方法。這種電場施加型化學強化法與一般的熱擴散型化學強化法相比，能夠在短時間內(nèi)形成壓縮應力層，與物理強化法相比，當然可賦予高壓縮應力值，所以適合于玻斗的扁平薄型化。作為熔融鹽可適當采用目前化學強化法中公知的各種熔融鹽，并不僅限于上述使用KNO3熔融鹽的化學強化法。
玻斗的玻璃在變形點的溫度下的電導率如果小于4×10-6S/cm，則即使施加電場，也不能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)足夠的K+離子的移動，不能夠獲得足夠的強化層厚度。此外，150℃時的電導率如果大于5×10-12S/cm，則陰極射線管(CRT)工作時易發(fā)生絕緣擊穿。
此外，玻斗的玻璃的變形點如果低于455℃，則很難提高電場施加時的溫度，其結(jié)果是，不能夠在短時間內(nèi)進行化學強化，所以前述玻斗的玻璃的變形點較好是大于等于455℃，小于等于530℃。
利用前述化學強化法，在玻斗，更準確地說是至少在其主體部的外表面層或外表面層和內(nèi)表面層形成80MPa以上的壓縮應力層，能夠使彎曲強度與未強化時(50～65MPa)相比提高約4～6倍(220～330MPa)。特別在玻斗做成玻殼時，最好至少在玻殼的產(chǎn)生較大拉伸真空應力的區(qū)域的主體部的外表面或外表面層和內(nèi)表面層形成上述壓縮應力層。產(chǎn)生較大的拉伸真空應力的區(qū)域為主體部的內(nèi)表面時，可至少在該區(qū)域的內(nèi)表面層形成壓縮應力層。因此，由于能夠提高玻殼各部的設計容許應力，特別是顯著提高產(chǎn)生較大拉伸真空應力的主體部的容許應力值，所以可實現(xiàn)扁平化、薄型化，進而實現(xiàn)輕量化。通過化學強化在玻斗的表面層產(chǎn)生的壓縮應力值更好的是大于等于130MPa，最好是大于等于150MPa。此外，在玻殼的產(chǎn)生較大拉伸真空應力的區(qū)域，特別是產(chǎn)生最大拉伸真空應力的區(qū)域形成的前述壓縮應力層的厚度如果比60μm薄，則用#150砂紙進行磨損時，很難保持足夠的強度，所以壓縮應力層的厚度較好是大于等于60μm，更好是大于等于80μm。
這種情況下，可對玻斗的整個主體部表面進行化學強化，也可對產(chǎn)生較大拉伸真空應力的區(qū)域，特別是例如主體部的外表面的產(chǎn)生最大拉伸真空應力的區(qū)域進行部分地化學強化。即，本發(fā)明的玻斗是至少對產(chǎn)生較大拉伸真空應力的區(qū)域的主體部的外表面層的至少一部分進行了化學強化。此外，作為化學強化方法，較好的是采用電場施加型化學強化法，特別是對前述主體部的外表面的一部分進行部分強化時，最好采用利用漿料化學強化法的電場施加型化學強化。
此外，本發(fā)明中主體部的玻璃以氧化物基準的質(zhì)量百分率表示，對應于全部質(zhì)量的含量實質(zhì)上是SiO2為40.0～55.0％、Al2O3為0.5～8.0％、Na2O為4.0～10.0％、K2O為5.0～10.0％、PbO為15.0～22.0％、SrO為1.0～11.0％、BaO為0.0～6.0％、ZnO為0.0～8.0％、ZrO2為0.0～3.0％、Li2O為0.0～2.0％、CaO為0.0～5.0％、MgO為0.0～1.0％，前述PbO含量的1.6倍、SrO含量、ZrO2含量、BaO和ZnO含量的0.5倍的合計大于等于37.0％，且SrO、ZnO及CaO的含量合計大于等于6.0％。此外，K2O含量與Na2O及K2O的合計含量之比K2O/(Na2O+K2O)如后所述較好為0.43～0.65。
前述含量是為了獲得滿足陰極射線管所要求的各種特性，同時與以往產(chǎn)品相比能夠采用電場施加型化學強化法在更短的時間內(nèi)實現(xiàn)強度的進一步提高，并且X射線吸收能力不會下降的玻斗而設定的。以下如無特別說明，％表示質(zhì)量百分率。
SiO2的含量如果未滿40.0％，則出現(xiàn)化學耐久性劣化的問題，如果超過55.0％，則不能夠在滿足玻斗所要求的各種特性的同時使X射線吸收系數(shù)大于等于60cm-1，所以較好的是40.0～55.0％。如果前述含有率為45.0～51.0％，則更理想。
Al2O3的含量如果未滿0.5％，則出現(xiàn)耐候性劣化的問題，如果超過8.0％，則出現(xiàn)軟化點過高，隨著溫度上升粘度明顯增加，成形困難的問題，所以較好的是0.5～8.0％。前述含有率如果為2.0～6.0％，則更理想。
Na2O的含量如果未滿4.0％，則出現(xiàn)軟化點過高，隨著溫度上升粘度增加明顯，成形困難的問題，以及阻礙玻璃中的Na+離子和含有KNO3的溶液鹽或KNO3的熔融鹽中的K+離子的離子交換的問題。如果超過10.0％，則電阻下降，所以較好為4.0～10.0％。前述含有率如果為6.0～9.0％，則更理想。
以利用K2O與Na2O的混合堿效果使電阻增加及調(diào)整熱膨脹系數(shù)為目的，含有大于等于5.0％的K2O。但是，如果含量超過10.0％，則出現(xiàn)阻礙玻璃組合物中的Na+和含有KNO3的溶液鹽或熔融鹽中的K+的交換的問題，所以較好為5.0～10.0％。前述含有率如果為6.0～9.0％，則更理想。
以利用混合堿效果增加電阻為目的，K2O含量與Na2O及K2O的合計含量之比K2O/(Na2O+K2O)較好為0.43～0.65。如果在該范圍之外，則常溫至陰極射線管的工作溫度下的電導率變得過大，可能會絕緣擊穿。
PbO是使玻斗的X射線吸收能力提高的成分，其含量如果未滿15.0％，則不能夠獲得大于等于60cm-1的X射線吸收系數(shù)。如果含量超過22.0％，則使玻璃的變形點過低，其結(jié)果是，不能夠在短時間內(nèi)進行電場施加型化學強化，所以較好為15.0～22.0％。PbO的含有率更好為17.0～21.0％。
SrO是可使玻斗的X射線吸收能力提高的成分，還是通過在電導率對溫度的依賴性不變大的前提下提高變形點，使變形點的電導率增大的成分。其含量如果未滿1.0％，則不能夠獲得大于等于60cm-1的X射線吸收系數(shù)，如果含量超過11.0％，則失透溫度過高，失透物可能會析出而流入產(chǎn)品中。所以較好為1.0～11.0％。SrO的含有率更好為2.0～8.0％。
BaO與前述SrO同樣，是使玻斗的X射線吸收系數(shù)有所提高的成分，還有使SrO的失透溫度下降的作用，可加入到玻璃成分中。但是，含量如果超過6.0％，則存在失透溫度過高，失透流入產(chǎn)品中的問題，所以較好為0.0～6.0％。BaO的含有率更好為0.0～4.0％。
ZnO與前述SrO同樣，是使玻斗的X射線吸收系數(shù)有所提高的成分，可添加。但是，其含量如果超過8.0％，則存在失透溫度過高，失透流入產(chǎn)品中的問題，所以較好為0.0～8.0％。ZnO的含有率更好為0.0～6.0％。
ZrO2與前述SrO及ZnO同樣，是使玻斗的X射線吸收系數(shù)提高的成分，可加入到玻璃成分中。但是，其含量如果超過3.0％，則出現(xiàn)溶解性下降的問題，所以較好為0.0～3.0％以下。ZrO2的含有率更好為0.0～2.5％。
PbO、SrO、ZnO、BaO及ZrO2以質(zhì)量百分率表示的含量的合計(PbO的1.6倍量，ZnO和BaO的0.5倍量)，即1.6×PbO+SrO+ZrO2+0.5×BaO+0.5×ZnO必須大于等于37.0％。由于這些成分的質(zhì)量吸收系數(shù)較高，所以為了確保波長0.06nm時的X射線吸收系數(shù)大于等于60cm-1，該合計值較好是大于等于37.0％，小于等于49％。
其它成分并不是必須成分，這些成分例如可采用Li2O、CaO、MgO及Sb2O3等。
Li2O為調(diào)整玻璃的粘度的成分，如果用量超過2.0％，則變形點降得過低，其含量應小于等于2.0％，較好的是小于等于1.0％。
CaO是調(diào)整玻璃粘度的成分，也是在玻璃的電導率對溫度的依賴性不變大的前提下提高變形點溫度的成分，但如果其含量超過5.0％，則軟化點變得過高，隨著溫度上升粘度明顯增加，成形困難，所以含量較好是小于等于5.0％。
MgO與前述CaO同樣，是調(diào)整玻璃粘度的成分，其含量如果超過1.0％，則軟化點過高，隨著溫度上升粘度增加明顯，成形困難，所以含量較好是小于等于1.0％。
Sb2O3是具有使熔融玻璃中的氣泡減少的澄清效果的成分，其含量如果超過1.0％，則澄清效果飽和，再添加效果也不會更好，所以含量較好是小于等于1.0％。
作為澄清成分，除了前述Sb2O3之外，也可使用SO3和As2O3等。
上述情況下，SrO、ZnO及CaO的合計含量較好的是大于等于6.0％。它們是通過在電導率對溫度的依賴性不變大的前提下提高變形點溫度而使變形點的電導率有所提高的成分，較好是大于等于6.0％，更好是小于等于20.0％。
作為該玻璃的X射線吸收系數(shù)，波長0.06nm的X射線吸收系數(shù)較好是大于等于60cm-1。如果未滿60cm-1，則不能夠充分阻斷從陰極射線管輻射的X射線的漏泄。這里，X射線的吸收系數(shù)是通常由μ(cm-1)表示、密度為ρ(g/cm3)的玻璃組合物由n種成分構成，前述各成分的氧化物的含有率分別為f(1)～f(n)％、且波長0.06nm的前述各成分的氧化物的質(zhì)量吸收系數(shù)分別為W(1)～W(n)(cm2/g)時，由下式(a)算出的值。本發(fā)明中的X射線吸收系數(shù)如無特別限定，是指波長0.06nm的X射線吸收系數(shù)。
(式1)μ=ρΣi=1n(f(i)100×W(i))...(a)]]>本發(fā)明的陰極射線管的X射線吸收系數(shù)大于等于60cm-1，通過使用被賦予大于等于80MPa的壓縮應力、具有高強度的玻斗，能夠提供扁平、輕量且安全性良好的陰極射線管。
(實施例)對本發(fā)明的實施例進行說明。使用試劑原料形成表1所示的例1～例6的組成(質(zhì)量百分率單位％)，各例都調(diào)制500g的量。例1及例2為實施例，例3～例6為比較例。用鉑坩堝將調(diào)制的前述各原料升溫至1500℃，溶解，然后在1500℃進行1小時的攪拌，使其均質(zhì)化后，進行1小時的澄清。使澄清后的熔融玻璃流出寬5cm×長25cm的板狀后，慢慢冷卻，獲得5種玻璃板。該玻璃的各成分的質(zhì)量吸收系數(shù)μm(cm2/g)示于表2。
表1

表2

基于表1的含量算出的以下各例的值示于表3。
(*1)PbO、SrO、BaO、ZnO及ZrO2的合計含量(％)＝1.6×PbO含量(％)+SrO含量(％)+ZrO2含量(％)+0.5×BaO含量(％)+0.5×ZnO含量(％)(*2)SrO、ZnO及CaO的合計含量(％)＝SrO含量(％)+ZnO含量(％)+CaO含量(％)(*3)K2O含量與Na2O含量及K2O的合計含量之比＝K2O含量(％)/(Na2O含量(％)+K2O含量(％))表3

然后，利用阿基米德法測定慢慢冷卻后的前述各玻璃板各自的密度，并利用式(a)算出波長0.06nm的X射線吸收系數(shù)。
接著，從前述各玻璃板分別切出寬2cm×長5cm×厚1cm的第一試樣片，僅對其中的例1、例2、例4、例5及例6的共計5塊玻璃板進行電場施加型化學強化處理。具體來講，在玻璃的兩面涂布含有KNO3的漿料，干燥后在其中的一個涂布面設置陽極并使陽極與涂布面接觸，在另一涂布面設置陰極并使陰極與涂布面接觸，在電爐中加熱，在維持規(guī)定的保持溫度的同時施加250V的電壓，以規(guī)定的保持時間進行電場施加型化學強化處理，分別在第一試樣片的一側(cè)表面形成壓縮應力層。該化學強化處理的條件，即用電爐進行化學強化處理時在電爐內(nèi)的保持溫度(℃)及保持時間(小時)分別示于表4。
使進行了化學強化處理的各例的第一試樣片慢慢冷卻后，洗滌干燥。將所得的5塊第一試樣片切成薄片，用帶有貝雷克補充器的偏振光顯微鏡，利用貝雷克法從截面方向測定玻璃厚度方向的前述壓縮應力層的厚度(μm)及壓縮應力值(MPa)。
此外，從與前述例1～6的第一試樣片同樣組成的玻璃板分別切出寬1.5cm×厚0.5cm×長6cm的第二試樣片，采用與第一試樣片同樣的方法，僅對例1、例2、例4、例5及例6的第二試樣片的一側(cè)表面進行化學強化處理后，利用4點彎曲強度試驗，測定例1～例6的各第二試樣片的彎曲強度(MPa)。前述4點彎曲強度試驗是使試樣負載荷重，由破壞載荷算出強度的方法。具體來講它是用粒度#150的研磨紙，以約0.1MPa的力對前述第二試樣片造成損傷后，將其放入下跨距為55mm且上跨距為10mm的夾具中，進行4點彎曲強度測定的方法。進行該彎曲強度的測定時，將通過化學強化處理形成的壓縮應力層朝向下側(cè)。
第一試樣片的玻璃密度(g/cm3)、X射線吸收系數(shù)(cm-1)、變形點(℃)、0℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)(×10-7/℃)、變形點及150℃時的電導率(S/cm)、玻璃表面層的壓縮應力值(MPa)、壓縮應力層的厚度(μm)、第二試樣片受損后的彎曲強度(MPa)的測定結(jié)果示于表4。前述電導率是利用交流2端子法測定的，求出科爾-科爾曲線中對零頻率的外插值，將其作為直流電導率。
表4

用前述例1～例6的組成的玻璃制造偏轉(zhuǎn)角為125°的36型玻斗。對其中的例1-F、例2-F、例4-F、例5-F及例6-F的玻斗，通過數(shù)值仿真算出排氣后產(chǎn)生于玻斗的拉伸性真空應力，在該真空應力約為10MPa以上的區(qū)域內(nèi)，以與前述試樣片同樣的條件，實施電場施加型化學強化處理。例3-F的玻斗未強化。各玻斗的主體部形成負荷真空應力時所容許的最小厚度。
然后，將管頸熔接于各玻斗的主體部，再密封該玻斗和公知組成的顯示屏(長寬比＝16∶9)，制得例1-F～例6-F的玻殼。測定這些玻殼的耐水壓強度(MPa)。測定該耐水壓強度的方法是將各玻殼放入較大的耐水壓槽中，將該玻殼內(nèi)部壓力保持為大氣壓，從外側(cè)施壓的試驗方法，將前述玻殼被破壞時的壓力作為耐水壓強度。此外，由各玻殼再現(xiàn)陰極射線管(CRT)，施加工作電壓，評價各陰極射線管的工作狀況。
以下表5所示為例1-F～例6-F的玻斗質(zhì)量(kg)、玻殼(玻斗)的耐水壓強度(MPa)的值以及CRT的工作狀況。
表5

以上結(jié)果中，由于例4的SrO含量少于本發(fā)明的規(guī)定含量，所以在變形點的電導率變小，不能夠利用電場施加型化學強化法進行充分強化。其結(jié)果是，盡管以與例1同樣的保持溫度及保持時間進行了化學強化處理，但壓縮應力層的厚度停留在20μm，不能夠賦予60μm以上的壓縮應力層，所以受損后的彎曲強度變小，不能夠獲得所希望的耐水壓強度。例1中，能夠形成壓縮應力值為200MPa且厚度為90μm的壓縮應力層，耐水壓強度也滿足要求。
例5中PbO的含量超過本發(fā)明的規(guī)定含量，其結(jié)果是，含量變?yōu)镾rO+ZnO+CaO＜6.0％，變形點的電導率變小，所以不能夠利用電場施加型化學強化法進行足夠地強化。其結(jié)果是，盡管以與例2同樣的保持溫度及保持時間進行了化學強化處理，也不能夠獲得厚度在60μm以上的壓縮應力層和80MPa以上的壓縮應力。因此，受損后的彎曲強度也變小，僅能夠獲得極小的耐水壓強度。與此相反，例2以同樣的強化條件，能夠形成具有220MPa的壓縮應力值、厚度為80μm的的壓縮應力層，并能夠獲得足夠大的耐水壓強度。
例6的玻斗實質(zhì)上與本發(fā)明的例1及例2同樣進行了化學強化，也能夠獲得足夠的耐水壓強度，但由于150℃時的電導率較大，因此如果再現(xiàn)陰極射線管，施加工作電壓，則可能會出現(xiàn)絕緣擊穿。對例1～例5的玻斗施加工作電壓，沒有任何一例發(fā)生絕緣擊穿，工作正常。
未進行化學強化處理的例3的玻斗，為了能夠承受真空應力而增加了主體部的厚度，所以能夠滿足耐水壓強度，但非常重，難以實現(xiàn)輕量化。與例3相比，實施了化學強化的其它玻斗輕了約40％。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如前所述，本發(fā)明的玻斗的玻璃的變形點較高，且變形點的電導率比以往高，所以適用于電場施加型化學強化，能夠在比較短的時間內(nèi)形成具有所希望的厚度的壓縮應力層，而且在接近陰極射線管的工作溫度的溫度范圍內(nèi)，即使減小玻璃的電導率，薄型化，也很難出現(xiàn)絕緣擊穿的現(xiàn)象，所以能夠在不破壞安全性的前提下實現(xiàn)扁平薄型化，從而實現(xiàn)輕量化。通過采用該玻斗，能夠獲得安全性良好、且扁平輕量的陰極射線管。
權利要求
1.陰極射線管用玻斗，其特征在于，主體部的玻璃至少含有Na2O及K2O，該玻璃的變形點的電導率大于等于4×10-6S/cm，150℃時的電導率小于等于5×10-12S/cm，且至少在主體部外表面的一部分通過化學強化法形成了壓縮應力層。
2.陰極射線管用玻斗，其特征在于，主體部的玻璃至少含有Na2O及K2O，該玻璃的變形點的電導率大于等于4×10-6S/cm，150℃時的電導率小于等于5×10-12S/cm，且玻斗在做成玻殼時，至少在該玻殼的產(chǎn)生較大拉伸真空應力的區(qū)域的玻斗的主體部的外表面，通過化學強化法形成了壓縮應力層。
3.如權利要求1或2所述的陰極射線管用玻斗，其特征還在于，玻斗在做成玻殼時，至少在該玻殼的產(chǎn)生最大拉伸真空應力的區(qū)域的玻斗的主體部的外表面，通過化學強化法形成了壓縮應力層。
4.如權利要求1～3中任一項所述的陰極射線管用玻斗，其特征還在于，前述變形點大于等于455℃。
5.如權利要求1～4中任一項所述的陰極射線管用玻斗，其特征還在于，前述壓縮應力層的至少一部分的厚度大于等于60μm。
6.如權利要求1～5中任一項所述的陰極射線管用玻斗，其特征還在于，前述壓縮應力層的至少一部分的應力值大于等于80MPa。
7.如權利要求1～6中任一項所述的陰極射線管用玻斗，其特征還在于，前述主體部的玻璃以氧化物基準的質(zhì)量百分率表示，對應于全部質(zhì)量的含量實質(zhì)上是SiO2為40.0～55.0％、Al2O3為0.5～8.0％、Na2O為4.0～10.0％、K2O為5.0～10.0％、PbO為15.0～22.0％、SrO為1.0～11.0％、BaO為0.0～6.0％、ZnO為0.0～8.0％、ZrO2為0.0～3.0％、Li2O為0.0～2.0％、CaO為0.0～5.0％、MgO為0.0～1.0％，且1.6×PbO+SrO+ZrO2+0.5×BaO+0.5×ZnO≥37.0％，且SrO+ZnO+CaO≥6.0％。
8.如權利要求1～7中任一項所述的陰極射線管用玻斗，其特征還在于，前述主體部的玻璃中的Na2O和K2O的質(zhì)量含有比K2O/(Na2O+K2O)＝0.43～0.65。
9.如權利要求1～8中任一項所述的陰極射線管用玻斗，其特征還在于，波長0.06nm的X射線吸收系數(shù)大于等于60cm-1。
10.陰極射線管，其特征在于，采用前述權利要求1～8中任一項所述的陰極射線管用玻斗制得。
全文摘要
陰極射線管用玻斗，它是不會有損陰極射線管的安全性、適用于電場施加型化學強化法的玻斗。該玻斗的主體部3的玻璃至少含有Na
文檔編號H01J29/86GK1639079SQ03805138
公開日2005年7月13日 申請日期2003年3月5日 優(yōu)先權日2002年3月5日
發(fā)明者柴田修一, 矢野哲司, 李在鎬, 黑木有一, 植木干夫 申請人:財團法人理工學振興會, 旭硝子株式會社