CN1666310A - 阴极射线管的玻璃面板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阴极射线管的玻璃面板(2)，特别是真正平坦的面板，包括沿其外围具有竖直边缘(6)的基本矩形的显示窗口(5)。玻璃面板(2)满足以下的应力分布标准：S_icor＞S_icf，其中S_icor是在显示窗口(5)的角部(19、20、21、22)处的压缩内表面应力，S_icf是在显示窗口(5)的中央表面(25)处的压缩内表面应力。最好，S_icor/S_icf的比值大于或者等于1.05，并且小于或者等于2.0。作为该特定应力分布的结果，提高了面板(2)的强度和机械安全性，从而面板2的玻璃厚度和/或热处理速度可以减小。

Description

阴极射线管的玻璃面板

本发明涉及阴极射线管的玻璃面板，包括沿其外围具有竖直边缘的基本矩形的显示窗口。

现在，存在倾向于制造具有更平坦的前表面的更大的面板的趋势，具有更平坦的前表面的更大的面板通常称作真正平坦的面板。根据普遍的分类，真正平坦的面板的特征在于外表曲率的半径大于20000mm，而常规面板的特征在于外表曲率的半径小于10000mm。

通常，真正平坦的面板的重量大于常规面板的重量，不仅是因为尺寸的不同，而且是因为玻璃的厚度不同。真正平坦的面板的玻璃厚度需要大于常规面板的玻璃厚度，主要是由于当真正平坦的面板用在阴极射线管中时要承受更大的真空拉伸应力。这是因为真正平坦的面板的前表面的平面度的结果，由于与曲面上的应力分布相比平坦表面上的应力分布是不利的。此外，在某些类型的阴极射线管中，要求在显示窗口外围的玻璃厚度大于显示窗口中央表面的玻璃厚度，以便在这些阴极射线管工作期间在显示窗口的前表面上得到平坦的图像。例如，要求所谓的楔形，即，外围厚度与中央表面厚度之间的差大于5mm。

面板较大的重量是其主要缺点，因为这使得在其制造工艺期间面板的处理更困难，并且这会导致阴极射线管的重量增大。此外，面板的热处理要花费更多的时间。结果，在制造包含真正平坦的面板的阴极射线管制造工艺中所涉及的成本较高。因此，在阴极射线管领域中，减小真正平坦的面板的玻璃厚度是亟待解决的问题。

通常已知通过对面板进行热加固处理可以减小玻璃的厚度，从而在面板的表面上得到压缩应力层。在该处理中，表面的强度增加，并且破损的机会减少。因此，可以减小具有这种压缩应力层的面板的玻璃厚度。

但是，在热加固处理中，在面板的表面上出现不均匀的温度分布。对于面板的特定设计，应当理解，显示窗口的中央表面比显示窗口的外围冷却得快，特别是在显示窗口的内表面的角部。在真正平坦的面板中，由于在外围的玻璃厚度大于中央表面的玻璃厚度，增强了这种效应。由于压缩应力直接与冷却速度有关，所以得到在其表面上具有不均匀的应力分布的面板，其中在显示窗口的内表面上的角部处的压缩应力比在显示窗口的内表面上的中央表面处的压缩应力小。这种特殊的应力分布以消极的方式影响面板的强度和机械安全性，从而当采用压缩应力层时，最终破损机会的减少不如预期的多。

本发明的一个目的是进一步改善真正平坦的面板的机械安全性和强度，从而进一步减小面板或面板一部分的玻璃厚度。增加面板的强度可以提高产量。而且，本发明的一个目的是改善在真正平坦的面板的内表面上的应力分布。根据本发明，通过满足以下应力分布的标准，至少可以实现这些目的中的第一个：S_icor＞S_icf，其中S_icor是在显示窗口的角部处的压缩内表面应力，S_icf是在显示窗口中央表面处的压缩内表面应力。

根据本发明，应力分布为S_icor大于S_icf。因此，在具有楔形的真正平坦的面板中，在面板的较厚部分处的压缩内表面应力大于在较薄部分处的压缩内表面应力。对于将面板与漏斗连接以便得到阴极射线管的处理，在该处理期间，由于拉伸表面应力的引入，具有自然减小压缩表面应力的作用，所以该应力分布是有利的。在该处理中，作为在面板表面上出现不均匀的温度分布的结果，得到在面板表面上的拉伸表面应力的不均匀分布，即，面板的较厚部分的拉伸表面应力大于较薄部分的拉伸表面应力。因此，在真正平坦的面板中，在显示窗口的外围处引入的拉伸表面应力大于在显示窗口中央表面处的拉伸表面应。由于压缩表面应力以类似的方式分布在显示窗口的表面上，所以引入的拉伸应力的减小效应对于面板的所有部分或多或少是相同的。因此，所得到的表面应力或多或少均匀分布在面板的表面上。作为该有利的应力分布的结果，至少局部减小了面板的玻璃厚度，同时包括这种更薄的面板的阴极射线管的机械安全性仍然满足安全性要求。

现在参考附图更详细的说明本发明，其中类似的部分用相同的参考符号表示，其中：

图1是阴极射线管的局部纵向剖面图；

图2是要用在图1所示的阴极射线管中的面板的内部前视图；以及

图3是沿图2的线A-A的面板的纵向剖面图。

附图纯粹是示意性的，并且没有按比例绘出。特别是，为了清楚起见，夸大了某些尺寸。

图1是阴极射线管1的纵向剖面图，包括具有面板2、圆锥体3和颈4的玻璃壳。面板2包括基本为矩形的显示窗口5和竖直边缘6。面板2的竖直边缘6通过例如烧结的方式连接到圆锥体3的前端7。

颈4容纳具有三个电子枪的电极系统8，用来产生三个电子束9、10、11。电子束9、10、11被导向矩形显示屏12，在显示窗口5的内部提供该矩形显示屏12，并且该矩形显示屏12包括以窄带形敷设的大量红、绿和蓝色发光磷元素。在到达显示屏12的路途中，电子束9、10、11被围绕阴极射线管1的纵轴14共轴布置的的偏转线圈13偏转。

图2和3示出了在制造工艺期间，在某个阶段中的面板2，其中发光磷元素还没有敷设在显示窗口5的内部。

在下面，z方向被定义为纵轴14延伸的方向。x方向和垂直于x方向的y方向被定义为垂直于z方向的平面中的方向。x方向对应于显示窗口5的两个相对长边15、16延伸的方向，而y方向对应于显示窗口5的另外两个相对的短边17、18延伸的方向，后者的方向对应于在面板2的制造工艺的稍后阶段中在显示窗口5上敷设发光磷元素的方向。

显示窗口5的角部19、20、21、22被定义为长边15、16和短边17、18彼此相交的位置所在的区域。显示窗口5的对角线23、24被定义为从一个角部19、21延伸到另一个角部20、22并且不沿平行于边15、16、17、18中的一个边的方向延伸的假想线。显示窗口5的中央表面25被定义为对角线23、24相交的位置所在的区域。短中心轴26被定义为平行于显示窗口5的短边17、18延伸的假想线，短中心轴26的x位置对应于对角线23、24相交的x位置。长中心轴27被定义为平行于显示窗口5的长边15、16延伸的假想线，长中心轴27的y位置对应于对角线23、24相交的y位置。在图2和3中，显示窗口5的内表面用参考数字28表示。在图3中，示意性地显示出具有楔形的特殊类型的面板设计，其中在显示窗口5的外围处的玻璃厚度大于显示窗口5的中央表面25处的玻璃厚度。例如，楔形可以大于5mm。

所示的面板2可以是真正平坦的面板，其中例如对角线23、24大于500mm，外表曲率的半径大于20000mm。

根据本发明，在显示窗口5的角部19、20、21、22处的压缩内表面应力S_icor高于在显示窗口5的中央表面25处的压缩内表面应力S_icf。在图2中，S_icor和S_icf在显示窗口5上起作用的位置用矩形的方式大致描述。

该特定应力分布的重要优点在于当在生产阴极射线管1的工艺中连接面板2和圆锥体3时，允许较快的加热处理。该特定应力分布的这种有利作用的主要原因在于它与在该加热处理期间出现的拉伸表面应力的分布大致相当。由于在加热处理期间在显示窗口5的表面上出现的特殊温度分布，该应力分布为在外围处引入的拉伸表面应力大于在中央表面25处引入的拉伸表面应力。该温度分布主要由面板2的特定设计确定，其中楔形是主要影响。此外，通常，加热处理越快，引入的拉伸应力越大。因此，与基本没有表面应力的面板2相比，由于引入的拉伸表面应力至少一部分被已经存在的压缩表面应力抵消，所以加热处理可以进行得更快。与具有压缩表面应力的另一种分布的面板2相比，由于引入的拉伸表面应力的减小效应更均匀地至少分布在显示窗口5的内表面28上，所以加热处理也可以进行得更快。

最好，在显示窗口5上的应力分布对于S_icor/S_icf的比例满足以下关系：1.05≤S_icor/S_icf≤2.0。

另外，最好面板满足以下应力分布标准：S_ca≤2MPa，其中S_ca是在显示窗口5的中心轴26、27的端部测量的穿通厚度积分应力(through-thickness integral stress)。通常，具有正号的应力解释为拉伸应力，而具有负号的应力解释为压缩应力。因此，上述优选的应力分布标准意味着S_ca为相对非常小的拉伸应力，甚至是压缩应力，这对所关心的面板2的安全性有利。在图2中，短中心轴26的末端29和长中心轴27的末端30以交叉的方式被大致描述。

在某个x、y位置的S_ca的值是沿显示窗口5的厚度测得的称作膜应力的平均值。膜应力是显示窗口5的中央部分与外围部分之间的冷却速度的差的结果，这是由于在通过挤压得到面板2之后进行冷却处理期间的楔形的结果而发生的。中央部分在较早阶段冷却下来，而外围部分在稍后阶段围绕中央部分收缩，从而在中央部分与外围部分之间产生应力差。

通过最近开发的冷却方法的方式可以得到根据本发明的应力分布，其中在挤压的面板2冷却期间，通过反射屏蔽抑制在显示窗口5的中央部分中的热损耗。通过抑制在显示窗口5的中央部分中的热损耗，中央与外围之间的温度差将降低，因此S_ca将降低，S_icor/S_icf的比例变为大于1.0同时保持低于2.0。

在下面的表中，非限定性例子给出在特定的面板2经过冷却方法之后在特定的面板2中S_icf、S_icor和S_ca的结果值。在短中心轴26的末端29处测量S_ca。用下面的条件：

1)面板2为真正平坦的面板(类型29RF)，其中显示窗口5的长边15、16的长度为600mm，显示窗口5的短边17、18的长度为470mm；

2)最初，面板2的温度为580℃；

3)面板2在具有恒定冷却速度的冷却退火炉中冷却；以及

4)反射板(400mm×300mm)相对于显示窗口5的中央部分放置，并用来抑制中央部分的热损耗。

表：测得的应力[MPa]
					面板29RF	Sicf	Sicor	Sicor/Sicf	Sca
速度＝0.1℃/s	-3.0	-5.8	1.93	-1
					速度＝0.2℃/s	-5.0	-7.5	1.50	+2
速度＝0.3℃/s	-7.1	-9.3	1.31	-1
					速度＝0.4℃/s	-8.2	-	-	+1
速度＝0.5℃/s	-8.2	-12.1	1.48	+1.5

从表中可以看出，得到S_icor大于S_icf的面板2，并且对于所有的冷却速度，S_icor/S_icf的比值在1.05与2.0之间。此外，显然，对于所有的冷却速度S_ca不超过2MPa。

由于S_icor/S_icf的有利的比值，得到容易满足安全性要求的较坚固的面板2。因此，由于补偿了在制造阴极射线管期间引入的热拉伸应力，所以面板2的玻璃厚度至少在局部可以更小，和/或热处理速度可以更高，如上已经解释的那样。

此外，相对较低的S_ca拉伸值或压缩值还对面板2的强度和机械安全性具有积极的影响。

另外，根据本发明的面板2具有用作防内爆带(anti-implosionband)的边带(未示出)，用来提供抗机械振动的强度。这种边带通常布置在面板2的竖直边缘周围。由于根据本发明的应力分布提供更坚固的面板2，所以可以减小边带的张力。

简而言之，本发明涉及阴极射线管1的面板2，特别是真正平坦的面板，包括沿其外围具有竖直边缘6的基本矩形的显示窗口5。

玻璃面板2满足以下的应力分布标准：S_icor＞S_icf。最好，S_icor/S_icf的比例大于或者等于1.05，并且小于或者等于2.0。

作为该特定应力分布的结果，提高了面板2的强度和机械安全性，从而面板2的玻璃厚度和/或热处理速度可以减小。

除了上述应力分布之外，本发明建议S_ca小于或者等于2MPa。

对于本领域的技术人员，显然本发明的范围并不限于上面讨论的例子，并且可以不脱离由附带的权利要求书限定的本发明的范围内作出多种改善和修改。

Claims (7)

1.一种阴极射线管的玻璃面板，包括沿其外围具有笔直边缘的基本矩形的显示窗口，玻璃面板满足以下应力分布标准：

S_icr＞S_icf

其中S_icor是在显示窗口的角部处的压缩内表面应力，S_icf是在显示窗口的中央表面处的压缩内表面应力。

2.根据权利要求1的玻璃面板，其中

1.05≤S_icor/S_icf≤2.0。

3.根据权利要求1或2的玻璃面板，还满足以下应力分布标准：

S_ca≤2MPa

其中S_ca是在显示窗口的中心轴的端部处测量的穿通厚度积分应力。

4.根据权利要求1-3中任一个的玻璃面板，其中显示窗口的外表曲率半径大于20000mm。

5.根据权利要求1-4中任一个的玻璃面板，其中面板的对角线大于500mm。

6.根据权利要求1-5中任一个的玻璃面板，其中在显示窗口的外围的玻璃厚度大于显示窗口的中央表面的玻璃厚度。

7.根据权利要求6的玻璃面板，其中在显示窗口的外围的玻璃厚度与在显示窗口的中央表面的玻璃厚度的差大于5mm。

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