DE10102824B9

DE10102824B9 - Thermisch vorgespannter Bildschirm für Kathodenstrahlröhren und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE10102824B9
Application number: DE2001102824
Authority: DE
Inventors: Carsten Weinhold; Peter Dr. Elfner
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2021-01-24
Also published as: DE10102824A1; CN1498195A; DE10102824B4; EP1353881A1; WO2002060829A1; CN1250466C

Abstract

Thermisch vorgespannter Bildschirm für Kathodenstrahlröhren mit definierter Verteilung von Oberflächen-Druckspannungen, bestehend aus einer im wesentlichen rechteckigen Frontscheibe mit umlaufend winklig angeformtem Steg, der mit einer Lötkante abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Oberflächendruckspannung auf der Außenseite der Frontscheibe in einem Bereich mit einem unteren Wert von 4 MPa liegt und der Schrumpf bei thermischer Nachbehandlung unter 110 ppm liegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen thermisch vorgespannten Bildschirm für Kathodenstrahlröhren mit definierter Verteilung von Oberflächen-Druckspannungen, bestehend aus einer im wesentlichen rechteckigen Frontscheibe mit umlaufend winklig angeformtem Steg, der mit einer Lötkante abschließt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bildschirmes.
Kathodenstrahlröhren aus Glas, wie sie insbesondere als Bildröhren für TV-Geräte oder als Monitore für PC Anwendung finden, bestehen typischerweise aus einem Bildschirm, d.h. einer Frontscheibe, auch Kalotte genannt, mit umlaufend winklig angeformtem Steg, aus einem Trichter, der Kante auf Kante mit dem Steg luftdicht verbunden wird, und dem Hals für das Kathodenstrahlsystem, der an einer Öffnung im Trichter an diesem angeschmolzen wird.
Der umlaufende Steg erstreckt sich typischerweise im wesentlichen senkrecht zu der annähernd rechteckigen Frontscheibe, die, wie bei konventionellen Kathodenstrahlröhren gewölbt, aber wie bei modernen Flachbildschirmen, auch im wesentlichen flach sein kann.
Diese Kathodenstrahlröhren sind nach ihrer Evakuierung einer sehr hohen Druckbelastung durch den Atmosphärendruck ausgesetzt. Dies gilt insbesondere für die sehr großflächigen TV-Bildröhren und dort speziell für den Bildschirm. Diese Druckbelastung führt u.a. dazu, daß die Frontplatte des Bildschirmes nach innen gewölbt ist.
Um eine Implosion aufgrund der Druckbelastung zu verhindern, wird bei der Herstellung der Bildschirme eine hohe Bruchfestigkeit und somit ein hoher Implosionsschutz-Standard der Bildröhre angestrebt. Dies kann durch eine ausreichend hohe Wanddicke und eine geeignete Wanddickenverteilung des Bildschirmes erfolgen. Im Allgemeinen muß die Wandstärke der Frontscheibe des Bildschirms umso höher sein, je flacher, d.h. weniger gewölbt, die Frontscheibe des Bildschirms ist. Dies hat jedoch zur Folge, daß das Gewicht des Bildschirms und somit der Bildröhre zunimmt.
Neben der Glasteilgeometrie und der Festigkeit des Glases liefert auch der umlaufende Steg der Frontscheibe des Bildschirmes einen Beitrag zur Verbesserung der Bruchfestigkeit der Kathodenstrahlröhre. Ohne den umlaufenden Steg würde in dem Verbindungsbereich zwischen dem Bildschirm und dem Bildröhrentrichter bzw. in dessen Umgebung, unter dynamischer Last, d.h. bei einem Schlag oder Stoß, eine hohe Zugspannung auftreten, welche zu einem Bruch des Bildschirmes entlang der Verbindungskante führen kann. Dies ist jedoch im Fall einer Implosion unerwünscht.
Der Winkel zwischen der Frontscheibe und dem umlaufend abgewinkelt angeformten Steg beträgt nicht notwendigerweise exakt 90°. Die Dicke, die Form, die Höhe und andere geometrische Eigenschaften des umlaufenden Steges, aber auch der Übergangsbereich zur Frontscheibe, werden daher generell so ausgelegt, daß die entstehende Bildröhre die notwendige Festigkeit hat.
Die resultierende Bruchfestigkeit des Bildschirmes – und damit auch die der Bildröhre – hängt auch im hohen Maße von der Art der Herstellung des Bildschirmes und von den dabei entstehenden mechanischen Spannungen im Bildschirm ab, was im folgenden beschrieben werden soll.
Ein typischer Herstellungsprozeß für den Bildschirm besteht aus dem Pressen des Roh-Bildschirmes aus einem geschmolzenen Glasposten, einem Anfangs-Kühlschritt, dem Einbringen der sogenannten PIN's für das Halten der Lochmaske und deren Justage, einem Entspannungsschritt sowie einem Schleif- und Polierschritt.
Üblicherweise erfolgt das Entspannen in zwei Stufen. Während der Anfangsstufe, einem homogenen Durchwärmen des gepreßten Bildschirmes (dem sogenannten "soaking") wird die Temperatur vergleichmäßigt und es werden Spannungen mit einer kurzen Abklingzeit abgebaut. In der abschließenden Stufe wird der Bildschirm mit definierter Abkühlungsgeschwindigkeit auf Raumtemperatur abgekühlt, derart, daß ein Brechen des Bildschirmes durch transiente Spannungen vermieden wird.
Es ist dabei wünschenswert, zumindest in ausgewählten Teilbereichen eine höhere Oberflächen-Druckspannung in den Bildschirm einzubringen, um die strukturell durch die Vakuumbelastung und durch das typischerweise um die Bildröhre angelegte Spannband eingebrachten Zugspannungen auszugleichen.
Es ist weiterhin zu bedenken, daß während der Herstellung der Kathodenstrahlröhre die Bildröhre wiederholt auf höhere Temperaturen aufgeheizt wird. Während der Aufheiz- und anschließenden Kühlzyklen kommt es innerhalb der Bildröhre wiederholt zu transienten thermisch induzierten Spannungen und einem Abbau der Restspannungen. Ein bekanntes Problem beim Fügen des Bildschirmes mit dem Trichter bei Temperaturen bis zu 450°C besteht darin, daß die Ecken des Bildschirmes aufgrund zu hoher transienter Spannungen abbrechen. Des weiteren wird durch den Abbau von oberflächennahen Druckspannungen die Bruchfestigkeit der fertigen Bildröhre gemindert. Ferner können durch die unterschiedliche thermische Ausdehnung der Glasteile neue Spannungen entlang der Verbindungskante nach der Kristallisation des verwendeten Glaslotes (Fritte) aufgebaut werden. Stehen die thermischen Ausdehnungen der verschiedenen Teile des Systems: Bildschirm/Fritt-Verbindung/Trichter nicht in dem richtigen Verhältnis zueinander, so kann sich dies ungünstig auf das Bruchverhalten auswirken.
Ein weiteres Problem bei der Bildröhren-Herstellung besteht darin, daß sich die Dichte der Glasteile während der thermischen Behandlung im Bildröhren-Herstellprozeß erhöht. Der damit einhergehende Schrumpf, der mehr als 120 ppm betragen kann, führt zu einer relativen Verschiebung der Löcher der Bild-Lochmaske und der Leuchtstoffpunkte auf der Bildschirm-Innenseite. Dies kann zu Farbfehlern führen, da die Zuordnung Maskenloch/Leuchtstoffpunkt nicht mehr stimmt. Der Schrumpf des Glasteils, und somit der Dichteanstieg, sollte daher über die Frontscheibe möglichst gleichmäßig sein und einen gewissen Schwellwert nicht überschreiten.
Es ist ferner zu beachten, daß die fertige Bildröhre während der Evakuierung nochmals auf Temperaturen bis zu 380°C erwärmt wird. Dies führt zu transienten thermischen Spannungen, die den Bruch der Bildröhre herbeiführen können. Dieses Problem wird insbesondere dann verschärft, wenn die Geschwindigkeit der thermischen Verfahrensschritte und somit die Steilheit der durchlaufenden Temperaturkurven in dem Herstellungsprozeß der Bildröhren erhöht wird, um die Fertigungszeiten zum mindern. Bei Bildröhren mit mangelnder Bruchfestigkeit oder zu hohen transienten Spannungen aufgrund von Temperaturgradienten kommt es im schlimmsten Fall nach dem Erreichen des gewünschten Vakuums, aber vor oder bei dem Anlegen des Spannbands zu einer Implosion.
Innerhalb der fertigen evakuierten Bildröhre tritt der Maximalwert der durch das Vakuum verursachten Zugspannung nahe dem Eckbereich zwischen Frontschirm und Steg oder im Steg des Bildschirmes selbst auf. Ist die Vakuum-Zugspannung groß genug, so führt dies in den betroffenen Bereichen zu Materialversagen unter statischer Last. Es ist daher vorteilhaft, in diesen Bereichen, in denen das Maximum der Zugspannungen unter statischer wie dynamischer Last auftreten kann, Oberflächen-Druckspannungen in geeigneter Form einzubringen. Ferner erscheint es förderlich, die Oberflächen-Druckspannung in den Bereichen, in denen aus Sicherheitsgründen ein Brechen unter dynamischer Last bevorzugt erfolgen soll, zu erniedrigen.
Aus vorstehenden Ausführungen wird deutlich, daß es wesentlich auf die Verteilung der Spannungen im Bildschirm ankommt, um eine im hohen Maße bruchfeste Bildröhre zu erhalten. Für diese Spannungsverteilung im Bildschirm spielt zum einen der Preßvorgang und zum anderen der nachgeordnete Kühl- und Entspannungsprozeß eine maßgebende Rolle. Der Glas-Bildschirm wird im allgemeinen aus einem etwa 1000°C heißen Glasposten gepresst. Während dieses Preßvorganges entstehen durch die Kontakt-Kühlung mit dem Preßstempel hohe Temperaturgradienten zwischen der Oberfläche und dem Inneren des Glaskörpers.
Wenn die Glastemperatur beim Zurückziehen des Preßstempels am Ende des Preßvorganges zu hoch ist, wird die schon feste Oberfläche des Glaskörpers durch das heißere Kern-Glas wieder erwärmt und der Glaskörper verliert seine durch die Pressung bestimmte Formgebung. Wenn auf der anderen Seite die Glastemperatur beim Zurückziehen des Preßstempels zu niedrig ist, kann ein Bruch vor allem entlang der Kanten und nahe der Ecken des Bildschirmes auftreten. Es ist daher allgemeine Praxis, den Preßstempel so schnell wie möglich aus der Preßform zu entfernen, d.h. die Kontaktkühlung durch den Preßstempel so früh wie möglich zu beenden, und den in der Preßform verbliebenen Roh-Bildschirm durch eine erzwungene Konvektion mit Luft zu kühlen. Bedingt durch die sich einstellenden Temperaturunterschiede zwischen dem Inneren und der äußeren Oberfläche des Bildschirmes in der Preß-Form, die während des Pressens und der erzwungenen Konvektions-Kühlung entstehen, werden im weiteren Verlauf des Abkühlprozesses mechanische Spannungen im Glas aufgebaut. Je höher die über die Glas-Transformationstemperatur aufgebauten Temperaturunterschiede sind, umso höher sind die Zugspannung in der mittleren Schicht als auch die Oberflächen-Druckspannungen zu beiden Seiten der mittleren Schicht.
Sowohl der Maximalwert der sich unter statischer Vakuumlast einstellenden Zugspannung als auch der Bereich, in dem dieses Maximum auftritt, wird von der Geometrie und der Wanddickenverteilung der Bildröhre bestimmt. Eine übliche Design-Praxis sieht vor, in den gegebenen Grenzen die Bildschirmgeometrie und die Wandstärkenverteilung so einzustellen, daß die maximale vakuumbedingte Zugspannung unterhalb 8 MPa bleibt. Dies kann beispielsweise in bekannter Weise durch das Verändern der Radien der inneren/äußeren Krümmung der Frontscheibe mit dem Ziel, die Randbereiche zu verdicken, erreicht werden (Gewölbeeffekt; Keileffekt; "Wedge"). Eine andere Möglichkeit ist die gezielte Veränderung von Materialstärken, bevorzugt im Steg- oder Übergangsbereich mit dem Ziel, die durch zu hohe Steifigkeit in diesem Bereich in die Frontscheibe eingetragenen Spannungsanteile durch Verformung zu vermindern.
Wird der Krümmungsradius angepaßt, so kann dieser für jede Achse des Bildschirms gesondert ausgeprägt sein. Wenn der Krümmungsradius der Frontscheibe des Bildschirms vergrößert wird, so ist mindestens in Teilbereichen eine wesentlich dickere Frontscheibe notwendig, um die maximale vakuumbedingte Zugspannung unter einem akzeptablen Wert zu halten. Die Eigenschaften der Bildröhre in Bezug auf Implosions-Sicherheit werden jedoch grundsätzlich verschlechtert, wenn die Wandstärken nahezu gleichförmig sind und die Frontscheibe des Bildschirmes im wesentlichen flach ist, wie es bei den modernen Flachbildschirmen gefordert wird.
Es ist allen Fachleuten bekannt, daß die Bruchfestigkeit der Bildröhre erhöht werden kann, indem man die Wanddicke der Frontscheibe erhöht, oder durch eine Verringerung der Krümmungsradien eine Wölbung bei möglicherweise gleichzeitiger Erhöhung der Wanddicke in den Randbereichen vorsieht.
Wenn man zur Erhöhung der Bruchfestigkeit einer Bildröhre mit einem im wesentlichen flachen Bildschirm die Wanddicke erhöht, steigt dadurch das Gesamtgewicht der Bildröhre mit Nachteil an. Neben ungünstigen Handhabungseigenschaften der Bildröhre führt dies auch zu einer Verlangsamung der Bildröhren-Herstellungsverfahren bei gleichzeitig höherem Energieverbrauch, bedingt durch die längeren Aufheiz- und Abkühlzyklen sowohl beim Verbinden des Bildschirmes mit dem Trichter als auch beim Evakuieren. Wenn auf der anderen Seite der Krümmungsradius der inneren Bildschirmoberfläche verringert wird, um das Verhältnis der Wanddicken in den Randbereichen zu denen in der Mitte des Zentrums des Bildschirms zu erhöhen, dann entsteht durch die unterschiedlichen Glasdicken über die ausgeleuchtete Glasfläche ein Helligkeitsverlust im Randbereich.
Es ist bekannt, daß die Bruchfestigkeit der Bildröhren aus Glas, insbesondere von Flachbildschirmen, durch Zusatzmaßnahmen auf andere Weise als durch Erhöhung der Wanddicke des Bildschirmes gesteigert werden kann.
Die US 5.532.545 zeigt einen Weg, bei dem der Bildschirm mit einer Kunststoffschicht versehen wird. Durch Abnutzung und Alterung können die mechanischen und optischen Eigenschaften der Kunststoffschicht und damit der Bildröhre negativ beeinträchtigt werden. Um diese Nachteile zu vermeiden, hat es auch verschiedene Versuche gegeben, eine kratzfeste Dünnglasscheibe auf einen Flachbildschirm aufzukleben.
Nichtsdestoweniger ist in beiden Fällen ein zusätzlicher Verfahrensschritt bei der Herstellung der Bildröhren notwendig, was die Gesamtkosten des Systems erhöht. Ferner ist es auch schwieriger, derartige Verbund-Bildröhren wiederzuverwerten. Es ist aus Umweltschutz-Gründen zu bedenken, daß einige der benutzten Kunststoffe oder Kleber Probleme verursachen können, wenn sie nicht von der Bildröhre entfernt werden, bevor diese zum Zwecke des Wiederverwertens in Scherben zerkleinert wird. Mit Kunststoff- oder Kleberresten versehene Scherben könnten nämlich den Anteil an korrosiven oder toxischen Komponenten im Abgas der Glas-Schmelzwanne beim Einschmelzen der Scherben erhöhen.
Man ist daher insbesondere bei Flachbildschirmen einen anderen Weg gegangen, bei dem der Bildschirm bei seiner Herstellung gezielt thermisch vorgespannt wird, um die Bruchfestigkeit des Glases zu erhöhen.
Die Erhöhung der Bruchfestigkeit von Glas durch thermisches Vorspannen ist an sich seit langem bekannt. Es wird hierzu beispielhaft auf den Aufsatz von Werner Kiefer, "Thermisches Vorspannen von Gläsern niedriger Wärmeausdehnung" erschienen in Glastechnische Berichte 57 (1984), Seiten 221–228, Bezug genommen. Danach entsteht die Vorspannung beim Abschrecken des Glaskörpers durch das Einfrieren der oberflächennahen Schichten und die daraus resultierende Behinderung der Volumenkontraktion des noch plastischen Inneren beim weiteren Abkühlen.
Um eine implosionssichere Bildröhre herzustellen, genügt es jedoch nicht, einfach eine Druckspannungs-Schicht in der Glasoberfläche vorzusehen. Es kommt vielmehr maßgebend auf den Verlauf des Spannungsprofils über die Dicke sowie die Spannungsverteilung innerhalb des Bildschirmes an, die neben den physikalischen Eigenschaften des jeweils verwendeten Glases sowohl von dem absoluten Wert der Temperatur als auch von der größten Temperaturdifferenz zwischen Außen- und Innenseite des Bildschirmes sowie der zeitlich-lokalen Einbringung abhängen.
Unter normalen Umständen ist die durch das Tempern erreichbare Dicke einer Oberflächen-Druckspannungsschicht grundsätzlich immer größer als 1/10 der Bildschirmdicke.
Bei einem Bildschirm entsteht beim Abkühlen typischerweise sowohl an seiner Außenseite als auch an seiner Innenseite jeweils eine unter Druckspannung stehende Oberflächenschicht mit einer dazwischenliegenden, unter Zugspannung stehenden Schicht. Das Niveau der Spannungen nimmt dabei zum Rand des Bildschirmes, d.h. zum umlaufenden, abgewinkelt angeformten Steg hin ab.
Es gibt zwei grundsätzliche, bekannte Möglichkeiten, eine permanente, mechanische Spannung (Vorspannung) auf thermischem Wege in einen Bildschirm einzubringen.
Eine dieser Möglichkeiten beschreibt die US 2,991,591 . Nach dem Pressen des Glaspostens wird der so geformte Bildschirm unterschiedlich abgekühlt, indem ausgewählte Bereiche des Bildschirmes gezielt mit vorgeheizter Luft von 100°C–400°C angeblasen werden, so lange die Temperatur im Innern des Bildschirmes gut oberhalb der Glas-Transformationstemperatur T_G liegt. Die Verwendung von Blas-Luft für das unterschiedliche Tempern von Teilen eines Glaskörpers ist ohnehin übliche Praxis bei der Flachglas- und Hohlglas-Herstellung.
Während des nachfolgenden Entspannungsschrittes wird die sich sonst einstellende Restspannung auf einen akzeptablen Wert erniedrigt. Dies erfolgt dadurch, indem zunächst die Bildschirmtemperatur für eine bestimmte Zeitdauer nahe der Transformationstemperatur gehalten wird, um eine homogene Durchwärmung (das sogenannte "soaking") zu erzielen, und um gleichzeitig überschüssige Spannungen zu entfernen, und indem danach der Bildschirm mit einem Temperaturgradienten zwischen 3 K/min bis zu 10 K/min, abhängig von der Dicke und der Temperatur des Glasteiles, auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Dadurch entstehen, wie in den Diagrammen der US 2,991,591 dargestellt, im Bildschirm an seinen beiden Oberflächen je eine Druck-Spannungsschicht, die mehr als 1/10 der Bildschirmdicke beträgt, und eine Zugspannungsschicht, die zwischen den beiden Druckspannungsschichten liegt. Die Druckspannung im Bereich der Abbiegung des Steges (Übergangsbereich) beträgt dabei etwa die Hälfte der Druckspannung im Zentrum der Frontscheibe des Bildschirmes.
Eine gezielte Behandlung des Bildschirmes zur Verminderung des Schrumpfes bei thermischer Nachbehandlung wird in der vorgenannten Schrift nicht angesprochen.
Eine zweite Möglichkeit, eine permanente mechanische Vorspannung in einem Bildschirm zu erzeugen, wird in der US 4,566,893 beschrieben, bei der es auf die Erzeugung einer hohen Oberflächen-Druckspannung im Bildschirm mit gleichzeitig niedrigem Schrumpf des Bildschirmes bei thermischer Nachbehandlung ankommt. Bei diesem bekannten Verfahren wird der gepreßte und auf etwa 400°C anfangsgekühlte Bildschirm in der ersten Entspannungsstufe wieder erwärmt und für eine Zeitdauer von 30 bis 40 min auf einer im wesentlichen konstanten Soak-Temperatur von 470°C ± 10 K gehalten mit dem Ziel, die Dichteänderung und somit den Schrumpf bei einer thermischen Nachbehandlung des Bildschirmes zu minimieren. Nach dieser Phase des Durchwärmens und Haltens erfolgt auf übliche Weise das Abkühlen auf Raumtemperatur mit einem Temperaturgradienten von 10 K/min oder höher.
Wenngleich über die Verteilung der Spannungen im Bildschirm nichts näheres ausgesagt ist, so ergibt sich diese indirekt aus der in der vorgenannten Schrift angegebenen Bildschirmgeometrie im Zusammenhang mit der dargestellten Kühlkurve. Danach können sehr hohe Oberflächenspannungen bei gleichzeitig niedrigen Restspannungen in der Lötkante bei diesem Verfahren nicht eingestellt werden.
Die US 5,445,285 beschreibt eine Bildröhre, deren Glaswandungen thermisch vorgespannt sind. Es werden dabei Beziehungen angegeben, die den Zusammenhang zwischen der maximalen Oberflächen-Zugspannung unter statischer Vakuumlast, der Glas-Bruchfestigkeit und der erforderlichen Höhe der Druckspannung an der Oberfläche des Glaskörpers für eine implosionssichere Bildröhre aufzeigen sollen. Hieraus wird die aus der erstgenannten US-PS 2,991,591 bereits bekannten Idee, entwickelt, die Bereiche des Bildschirmes, an deren Oberfläche unter Vakuumlast erhebliche Zugspannungen auftreten, zur Kompensation thermisch vorzuspannen. Durch stärkere Kühlung der Frontscheibe stellt sich dort eine höhere Druckspannung als im Steg ein; die Höhe der Vorspannung im Steg ist im Vergleich zur Frontscheibe um bis zu 50% niedriger. Nichtsdestoweniger sind die beschriebenen Beziehungen und Bedingungen nicht ausreichend, um eine auch unter dynamischer Last (Schlag, Stoß) implosionssichere Bildröhre zu beschreiben.
Die US 5,536,995 (und die zugehörige Reissue Schrift Nr. 36,838) beschreiben einen thermisch vorgespannten Bildschirm mit je einer Druckspannungsschicht an der Innen- und Außenfläche, deren Dicke mindestens 1/10 der Dicke der Frontscheibe in seinem zentralen Bereich beträgt. Diese Mindestdicke stellt sich jedoch in bekannter Weise stets beim Abkühlen von Bildschirmen ein, insbesondere wenn sie mit einem Standard-Kühlprogramm oder dem Kühlprogramm nach der zitierten US 2,991,591 entspannt werden. Die angegebenen Relationen finden sich daher auch bereits bei gut entspannten Bildschirmen für Farbbildröhren, die seit Ende der 70-er Jahre im allgemeinen Gebrauch sind, wieder, wobei auch bei den Bildschirmen dieser Farbbildröhren, wie allgemein üblich, der Krümmungsradius der Innenfläche der Frontscheibe kleiner ist als der Krümmungsradius der Außenfläche. Der offenbarte Wert der Druckspannung von mindestens 5,9 MPa an der Schirmoberfläche ist darüber hinaus auch in Kombination mit der vorbeschriebenen Spannungsverteilung und Geometrie für eine implosionssichere Bildröhre unter dynamischer Last nicht ausreichend.
In der US 5,925,977 wird eine Bildröhre mit einem thermisch vorgespannten Bildschirm beschrieben, bei dem die maximale Wandstärke t_F der Frontscheibe für mindestens eine der langen bzw. kurzen Achsen des Bildschirmes in Bezug auf die maximale Wandstärke t_R im Übergangsbereich zum Steg der Beziehung 1.0 ≤ tR/tF ≤ 1,4genügen soll, was generell auch für die meisten der üblichen Bildschirmgeometrien erfüllt ist.
Der absolute Wert der Oberflächen-Druckspannungen in den Bildschirmbereichen, in denen die maximalen Zugspannungen unter Vakuumlast auftreten, soll im Bereich von 7 bis zu 30 MPa liegen. Derartige hohe Oberflächen-Druckspannungen führen jedoch auch zu hohen Zugspannungen im Bereich der Mittelschicht des Bildschirmes, deren Wert in etwa halb so hoch wie der Absolutwert der Oberflächen-Druckspannung ist. Als Folge hiervon kann bei zu hohen Zugspannungen während einer Implosion ein unerwünschtes nicht beherrschbares Bruchverhalten ("dicing") auftreten, bei dem kleine Teile aus dem Bildschirm herausgelöst und mit hoher Geschwindigkeit in Richtung des Betrachters geschleudert werden. Um dies zu vermeiden, sollten die Zugspannungen in der Mittelschicht der fertigen Bildröhre stets unter 10 MPa gehalten werden.
In der DE 197 58 060 A1 schließlich wird ein Verfahren zur Erzielung einer Vorspannung beschrieben, bei dem nach dem Pressen und Entformen des Bildschirmes eine Vorspannung im Randbereich der Frontscheibe durch gezieltes Anblasen mit vorgewärmter Luft eingebracht wird.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß hierzu eine Zusatzeinrichtung erforderlich ist, welche an die jeweilige Geometrie des zu behandelnden Bildschirmes angepaßt und gegen dieses ausgerichtet werden muß. Zudem ist ein Abschirmen der Bereiche, welche zur Vermeidung von Bruch nicht angeblasen werden dürfen, in Einzelfällen notwendig. Die erzielbaren, hohen Vorspannungen führen bei ungenügender Nachkühlung, welche die maximal auftretenden Zugspannungen in der Mittelschicht auf ein akzeptables Maß herabsenkt, wie zuvor beschrieben im Versagungsfall zu einer Vielzahl von relativ kleinen Splittern.
Entsprechendes gilt für die in der US 5,536,995 beschriebenen Verfahren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen thermisch vorgespannten Bildschirm für eine Kathodenstrahlröhre, vorzugsweise einen solchen, bei dem die Außenflächen der Frontscheiben im wesentlichen flach ist und bei dem die Gesamtdickenänderung über die Schirmfläche minimiert ist, um Helligkeitsunterschiede zwischen dem zentralen Bereich und dem peripheren Bereich zu reduzieren, zu schaffen, sowie das Verfahren zu seiner Herstellung so zu führen, daß er eine höhere Implosionssicherheit auch unter dynamischer Last als die bekannten Bildschirme aufweist bei gleichzeitig geringerem Schrumpf bei thermischer Nachbehandlung.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt ausgehend von einem vorgespannten Bildschirm für Kathodenstrahlröhren mit definierter Verteilung von Oberflächen-Druckspannungen, bestehend aus einer im wesentlichen rechteckigen Frontscheibe mit umlaufend winklig angeformtem Steg, der mit einer Lötkante abschließt dadurch, daß die Höhe der Oberflächendruckspannung auf der Außenseite der Frontscheibe in einem Bereich mit einem unteren Wert von 4 MPa liegt und der Schrumpf bei thermischer Nachbehandlung unter 110 ppm liegt.
Vorzugsweise soll für den Bildschirm, bei dem die Höhe der Oberflächen-Druckspannungen auf der Außenseite der Frontscheibe (S_aussen) in einem Bereich mit einem unteren Wert von 4 MPa liegt, für das Verhältnis der Oberflächen-Druckspannungen auf der Außenseite (S_aussen) zu denen auf der Innenseite (S_innen) insbesondere in den Eckbereichen die Beziehung gelten: 0,9 S_innen ≤ S_aussen ≤ 1,5 S_innen.
Ferner wird bevorzugt, wenn die Höhe der Oberflächen-Druckspannung auf der Außenseite der Frontscheibe in einem Bereich mit einem unteren Wert von 4 MPa liegt und die längenspezifisch gemessene Spannung der Lötkante unter 8 MPa/cm liegt.
Verfahrensmäßig gelingt die Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen thermisch vorgespannter Bildschirme für Kathodenstrahlröhren bestehend aus einer im wesentlichen rechteckigen Frontscheibe mit umlaufend winklig angeformtem Steg, der mit einer Lötkante abschließt, durch eine Preß-Heißformgebung des jeweiligen Bildschirmes aus einem schmelzflüssigen Glasposten mit einem anfänglichen Kühlschritt, dem sich ein mehrstufiger Entspannungsprozeß unter Abkühlung des jeweils mit der Lötkante auf einem Transportband liegenden Bildschirmes anschließt, mit den Schritten:

– Verpressen des Glaspostens unter erhöhter, definiert eingestellter Wärmeabfuhr durch Kontaktkühlung mittels eines mehrteiligen Preßwerkzeuges im Randbereich der Frontscheibe und Kühlen der Innenseite des noch in der Preß-Form befindlichen Bildschirmes nach Entfernen des Preß- Stempels durch eine erzwungene verstärkte Umluftkühlung, bis eine Temperatur unter (T_G + 150 K) erreicht wird,
– Abkühlen des Bildschirms auf eine Temperatur unter T_G zum Versehen des Bildschirms mit Pins zum Halten der Lochmaske,
– Wiedererwärmen des mit Pins zum Halten der Lochmaske versehenen und mit der Öffnung nach unten auf dem Transportband liegenden Bildschirmes auf eine Temperatur oberhalb der Transformationstemperatur T_G,
– gleichmäßiges Durchwärmen des Bildschirmes für eine vorgegebene Zeit bei dieser Temperatur,
– Schnellkühlen des Bildschirmes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 80–120 K unterhalb der Transformationstemperatur liegt,
– Feinkühlen des Bildschirmes bei der abgesenkten Temperatur für eine vorgegebene Zeitdauer zur Senkung des Schrumpfes bei thermischer Nachbehandlung unterhalb 110 ppm, und
– Abkühlen des Bildschirmes auf Raumtemperatur.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann ein thermisch vorgespannter Bildschirm mit einer definierten Spannungsverteilung geschaffen werden, welcher vergleichsweise hohe Oberflächen-Druckspannungen bei gemäßigten Restspannungen in der Lötkante sowie eine gemäßigte Änderung der Glasdichte bei thermischer Nachbehandlung aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren reduziert dabei auch die Schrumpfung und Verformung des Bildschirmes während der Wiedererwärmphasen bei der Herstellung der komplettierten Bildröhre. Daher können sowohl die Dichteänderungen als auch die Differenzen in der Dichteänderung im Bildschirm minimiert werden.
Um eine hohe Bruchfestigkeit unter dynamischer Last zu erreichen, sind die Druckspannungsschichten in der komplettierten Bildröhre so gleichmäßig und so symmetrisch wie möglich verteilt. Zur Erhöhung der Sicherheit im Versagensfall ist die Druckspannung auf der Innenfläche des Bildschirmes gleich oder größer als diejenige auf der Bildschirm-Außenseite. Dies ist vor allem in den Bereichen des Glas-Bildschirmes der Fall, die am nächsten zu den Randbereichen und dort insbesondere zu den Eckbereichen, also im Übergang von Frontscheibe zum Steg, liegen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Erzeugung einer vorgegebenen Spannungsverteilung im Bildschirm ohne zusätzliche Mittel in einem vorgegebenen Prozeß allein durch ein wärmeoptimiertes Preß-Werkzeug in Verbindung mit einer gezielten Temperaturführung während des Abkühlprozesses im Kühlband. Es kann somit ein inhärent stabiler Prozeß unter Vermeidung von Mitteln, die einer Änderung über die Zeit ausgesetzt sind, die sorgfältig eingestellt und justiert werden müssen oder die hochentwickelte Einrichtungen gegen Neigungen zu Fehlern und zur Steuerung erfordern, erzielt werden.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 in drei verschiedenen Figurenteilen A–C schematisch drei verschiedene Möglichkeiten zur Wärmeoptimierung eines Preßstempels für Bildschirme, der nur ausschnittsweise dargestellt ist,
2 in vier verschiedenen Figurenteilen A–D schematisch vier verschiedene Möglichkeiten zur Wärmeoptimierung einer Preß-Form für Bildschirme, die ebenfalls nur ausschnittsweise dargestellt ist, und
3 ein Temperatur/Zeitdiagramm mit einer bevorzugten Kühlkurve für die Temperaturbehandlung eines heißgeformten Bildschirmes und
4 in einer Blockschaltbild-Darstellung die Hauptverfahrensschritte für die Herstellung einer Bildröhre.
Die 1 zeigt in drei verschiedenen Figurenteilen A, B und C ausschnittsweise drei Ausführungsformen eines wasser- oder ölgekühlten, wärmeoptimierten Preßstempels 1 und in 2 ebenfalls in drei verschiedenen Figurenteilen A, B, C ausschnittsweise drei Ausführungsformen einer gekühlten, wärmeoptimierten Preßform 2 für die Heißformgebung eines Bildschirmes. Sowohl der Preßstempel als auch die Preßform besitzen eine definierte Materialkombination und/oder Wandstärkenverteilung, um auf diese Weise eine Wärmeoptimierung des Wärmeentzugs beim Werkzeugkontakt mit dem heißgeformten Bildschirm zu erzielen. Diese Wärmeoptimierung erfolgt in der Weise, daß der Preßstempel und die Preßform so ausgebildet sind, daß in den Bereichen, in denen eine höhere Druckspannung in der Oberfläche des Bildschirmes aufgebaut werden soll, auf definiertem Wert eine größere Wärmemenge von dem Bildschirm abgeführt wird, um auf diese Weise eine höhere Temperaturdifferenz zu der mittleren Glasschicht im Bildschirm zu erzielen.
Neben der geeigneten Materialkombination und Wandstärkenverteilung spielt die Kontaktzeit des Preßstempels mit dem heißgeformten Bildschirm als auch seine Verweildauer in der Preßform eine wesentliche Rolle, die daher entsprechend abgestimmt fein eingestellt werden.
Die Ausführungsformen nach den Figurenteilen A und B der 1 zeigen eine Wärmeoptimierung des Preßstempels durch eine unterschiedliche Wandstärkenverteilung, und zwar im Figurenteil A in der Weise, daß im Randbereich eine Vertiefung 3 in der Wandung des Preßstempels ausgebildet ist. Im Bereich dieser Vertiefung kann daher die Wärme von dem unter dem (innen gekühlten) Preßstempel 1 befindlichen Bildschirm stärker abgeleitet werden.
Bei der zweiten Ausführung nach dem Figurenteil B wird die unterschiedliche Wandstärkenverteilung in der Weise erreicht, daß innen auf dem Preßstempelboden 1a eine zusätzliche Platte 1b aufgebracht, z.B. aufgeschraubt, ist.
Die Ausführungsform nach dem Figurenteil C zeigt eine Wärmeoptimierung des Preßstempels 1 durch unterschiedliche Materialien mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit. Mit Ausnahme des Eckbereiches ist der Preßstempelboden 1a, der aus einem Standard-Werkstoff besteht, innen mit einer Schicht (Lage) 1c aus einem Werkstoff mit geringerer Wärmeleitfähigkeit belegt, so daß die Wärmeleitfähigkeit und damit der Wärmeentzug in den Eckbereichen größer ist.
Auch eine Kombination der Maßnahmen nach den Figurenteilen A, B bzw. jeweils in zusätzlicher Kombination mit der Maßnahme nach Figurenteil C ist möglich.
Die 2 zeigt in entsprechender Weise in vier Figurenteilen A, B, C und D vier verschiedene Möglichkeiten zur Wärmeoptimierung der Preßform 2, wobei auch hier eine Kombination der entsprechenden Maßnahmen möglich ist.
Bei der Maßnahme nach Figurenteil A ist im Eckbereich der Preßform 2 ein Kühlrohr symbolisch angedeutet, das den Eckbereich stärker als den Zentral-Bereich des Bildschirmes kühlt. Bei der Ausführungsform nach dem Figurenteil B erfolgt die Wärmeoptimierung durch die Variation der Materialstärke in Form einer Ausnehmung 5 im Eckbereich, was ebenfalls zu einer besseren Wärmeabfuhr in diesem Bereich beiträgt.
Die 2C zeigt entsprechend der 1C eine Ausführungsform, bei der im Formboden 2b innerseitig eine Schicht 2a aus weniger wärmeleitendem Material bündig eingebettet ist. Die 2D zeigt eine Lösung der Wärmeoptimierung, bei der die Schicht 2a aus weniger leitendem Material auf der Außenseite des Formbodens 2b eingebettet ist.
Andere Möglichkeiten zur Wärmeoptimierung der Form sind möglich und bleiben dem Fachmann von Fall zu Fall vorbehalten.
Durch diese Wärmeoptimierung des Preßstempels und der zugehörigen Preßform in den Eckbereichen ist es möglich, in den Randbereichen des Bildschirmes, in denen beim und nach dem Evakuieren der Bildröhre die größten Zugspannungen auftreten, gezielt entsprechend hohe Oberflächen-Druckspannungen ohne Zusatzeinrichtungen aufzubauen.
In den 3 und 4 ist der erfindungsgemäße Verfahrensablauf zum Herstellen der vorgespannten Bildschirme in Form der Kühlkurve und der Hauptverfahrensschritte dargestellt. Die Kühlkurve zeigt dabei den zeitlichen Verlauf der Temperatur an der Bildschirm-Oberfläche während der Heißformgebung und anschließenden Kühlung des Bildschirmes.
Zu Beginn des Herstellvorganges wird jeweils ein etwa 1000°C heißer Glasposten in die wärmeoptimierte Preßform mit einer definierten Materialkombination und Wandstärkenverteilung nach 2 sowie aufgesetztem Ring gegeben. Als Glasmaterial wird vorzugsweise Glas eingesetzt, das unter dem Schott-Kode 8056 bekannt ist und das typischerweise zum Herstellen von Bildschirmen verwendet wird. Danach wird der gekühlte, wärmeoptimierte Preßstempel mit definierter Materialkombination und Wandstärkenverteilung nach 1 in die Preßform 2 eingeführt und der schmelzflüssige Glasposten in die Form eines Bildschirmes verpreßt. Dabei erfolgt sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite des Bildschirmes eine Kontaktkühlung durch den Preßstempel und die Preßform mit unterschiedlicher Wärmeabfuhr.
Wenn diese Heißformgebung abgeschlossen ist, wird der Preß-Stempel zurückgezogen. Um ein Wiederaufheizen der Oberfläche des Bildschirmes zu vermeiden, und diesen zur Erreichung der Formstabilität bis zum Entformen weiter abzukühlen, wird die Außenseite des Bildschirmes durch Kontaktkühlung mit der Preß-Form und die Innenseite des Bildschirmes durch verstärkte, erzwungene Konvektion gekühlt. Diese Umluftkühlung erfolgt so lange, bis die Oberfläche des Bildschirmes eine Temperatur gut unter (T_G + 150 K) erreicht.
In diesem Zustand hat der Bildschirm neben der Formstabilität für das Entformen die gewünschte anfängliche Temperaturverteilung für die spätere Wärmebehandlung, nämlich eine hohe Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Schicht und der Außenseite des Bildschirmes in den Bereichen, in denen anschließend eine hohe Oberflächen-Druckspannung erreicht werden soll.
Dieser zeitliche Verfahrensschritt des Pressens und des Kühlens in den 3 und 4 ist mit "I" bezeichnet.
Im anschließenden Verfahrensschritt II erfolgt ein Transportieren der Bildschirme bei freier Konvektion und variabler Transportzeit zu einer Station, in der die sogenannten Pins für die spätere Lochmasken-Halterung in dem Bildschirm verankert werden, wobei die Verweilzeit in der Station variabel ist bei freier Konvektion.
Nach dem Verfahrensschritt II des Pinnens werden die Bildschirme mit der Lötkante, d.h. der Öffnung nach unten auf ein Transportband gelegt und in einen Kühlofen transportiert.
Um überschüssige Spannungen abzubauen und um Temperaturdifferenzen zwischen den einzelnen Bildschirmen zu egalisieren, die durch unterschiedliche Verweilzeiten außerhalb des Kühlbandes entstehen können, werden in einem ersten Verfahrensschritt III die Bildschirme in weniger als 5 min auf eine Temperatur leicht oberhalb der Transformationstemperatur T_G wiedererwärmt. Dies erfolgt vorzugsweise durch eine Kombination von definierter Strahlungs- und verstärkter Umluftbeheizung, wobei das Innere der dickeren Bereiche des Bildschirmes bevorzugt erwärmt wird. Auch andere Methoden der Wiedererwärmung, etwa der Einsatz von Mikrowellen, sind denkbar.
Die Bildschirme werden dann für die Zeitdauer IV unter Verwendung der oben genannten Beheizungskombination auf der erhöhten Temperatur gehalten, um eine gleichmäßige Durchwärmung ("soaking"), des Bildschirmes zu erzielen. Im nächsten Schritt V erfolgt eine Schnellkühlung, das sogenannte "quenching". Diese wird vorzugsweise dadurch bewirkt, daß die Temperatur der für die Umluftheizung verwendete Luft rapide, d.h. in wenigen Minuten, beispielsweise in 6 min, auf eine Temperatur von ca. (T_G – 100 K) ± 25 K abgesenkt wird, um den Spannungsabbau in den Bildschirmen zu verlangsamen und eine Temperaturdifferenz von mindestens 15 K zwischen der Außen- und Innenseite des Bildschirmes zu erhalten. Hierbei sind auch andere Kombinationen aus Heiz- und Kühlmethoden mit dem Ziel, die Temperaturdifferenz einzustellen, denkbar.
Im Verfahrensschritt VI erfolgt eine Feinkühlung der weiterhin auf dem Kühlband durch den Kühlofen laufenden Bildschirme zur Einstellung der maximalen Glasdichteänderung bei der thermischen Nachbehandlung, der sogenannten "Compaction". Dazu werden die Bildschirme bis zu 60 min auf einer Temperatur von (T_G – 80 K) ± 15 K gehalten, um die Compaction auf einen Wert gut unter 110 ppm zu erniedrigen, gemessen auf der Basis eines vom Bildröhrenhersteller vorgegebenen Temperatur-/Zeitverlaufes, vorzugsweise erfaßt durch die dabei auftretende Längenänderung einer stabförmigen Glasprobe.
Im abschließenden Verfahrensschritt VII werden dann die Bildschirme auf übliche Weise auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die so hergestellten Bildschirme werden anschließend unter Verbindung (Löten, Fritten) mit dem Bildröhrentrichter und Ansetzen des Bildröhren-Halses an den Trichter in bekannter Weise gemäß den in 4 gezeigten Schritten zu der Bildröhre komplettiert, die später mit dem Spannband, dem sogenannte "Rimband" ummantelt wird.
Die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Bildschirme weisen neben einem moderaten Schrumpf bei einer thermischen Nachbehandlung eine ausreichend hohe Oberflächen-Druckspannung auf, die an der Innenseite des Bildschirmes größer ist als an seiner Außenseite. Die erhaltenen Spannungsschichten haben eine substantiell gleichförmige Dicke, wodurch Bereiche mit Zugspannungen auf der Bildschirm-Innenseite nahe den Ecken im Übergang von der Frontscheibe zum Steg vermieden werden. Diese Bereiche mit Zugspannung werden oft festgestellt, wenn durch ein reines Abkühlen oder ungeeignetes Anblasen hohe Oberflächen-Druckspannungen im Bildschirm aufgebaut werden. Sie sind Störfaktoren hinsichtlich der Implosionssicherheit der späteren Bildröhre.
Durch die erfindungsgemäße thermische Behandlung kann in der Abkühlphase zudem eine meßbare Verwerfung des Bildschirmes, welche zu einer Abweichung von der geforderten Innenkontur führt, vermieden werden.
Überraschenderweise kann bei der Herstellung der Bildröhre, abgesehen von der Verschiebung der Spannungsverteilung infolge der Vakuumlast und dem Spannband, keine substantielle Änderung der Spannungen in der Oberfläche beobachtet werden.

Claims

Thermisch vorgespannter Bildschirm für Kathodenstrahlröhren mit definierter Verteilung von Oberflächen-Druckspannungen, bestehend aus einer im wesentlichen rechteckigen Frontscheibe mit umlaufend winklig angeformtem Steg, der mit einer Lötkante abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Oberflächendruckspannung auf der Außenseite der Frontscheibe in einem Bereich mit einem unteren Wert von 4 MPa liegt und der Schrumpf bei thermischer Nachbehandlung unter 110 ppm liegt.
Bildschirm nach Anspruch 1, bei dem die Höhe der Oberflächen-Druckspannungen auf der Außenseite der Frontscheibe (S_außen) in einem Bereich mit einem unteren Wert von 4 MPa liegt und für die Oberflächen-Druckspannungen auf der Außenseite (S_außen) zu denen auf der Innenseite (S_innen) insbesondere in den Eckbereichen die Beziehung gilt: 0,9 S_innen ≤ S_außen ≤ 1,5 S_innen.
Bildschirm nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Höhe der Oberflächen-Druckspannung auf der Außenseite der Frontscheibe in einem Bereich mit einem unteren Wert von 4 MPa liegt und die längenspezifisch gemessene Spannung der Lötkante unter 8 MPa/cm liegt.
Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Höhe der Oberflächen-Druckspannungen auf der Außenseite der Frontscheibe in einem Bereich mit einem unteren Wert von 4 MPa liegt und die maximale Zugspannung im Inneren des Übergangsbereiches zum Steg unter 12 MPa liegt.
Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Oberflächen-Druckspannungen auf der Außenseite der Frontscheibe in einem Bereich mit einem unteren Wert von 4 MPa liegt und die in der Frontscheibe gemessene Membranspannung höchstens 25% der maximalen Oberflächen-Druckspannung beträgt, aber 2 MPa nicht übersteigt.
Verfahren zum Herstellen thermisch vorgespannter Bildschirme für Kathodenstrahlröhren bestehend aus einer im wesentlichen rechteckigen Frontscheibe mit umlaufend winklig angeformtem Steg, der mit einer Lötkante abschließt, durch eine Preß-Heißformgebung des jeweiligen Bildschirmes aus einem schmelzflüssigen Glasposten mit einem anfänglichen Kühlschritt, dem sich ein mehrstufiger Entspannungsprozeß unter Abkühlung des jeweils mit der Lötkante auf einem Transportband liegenden Bildschirmes anschließt, mit den Schritten: – Verpressen des Glaspostens unter erhöhter, definiert eingestellter Wärmeabfuhr durch Kontaktkühlung mittels eines mehrteiligen Preßwerkzeuges im Randbereich der Frontscheibe und Kühlen der Innenseite des noch in der Preßform befindlichen Bildschirmes nach Entfernen des Preßstempels durch eine erzwungene verstärkte Umluftkühlung, bis eine Temperatur unter (T_G + 150 K) erreicht wird, wobei mit T_G die Transformationstemperatur bezeichnet wird, – Abkühlen des Bildschirmes auf eine Temperatur unter T_G zum Versehen des Bildschirmes mit Pins zum Halten der Lochmaske, – Wiedererwärmen des mit Pins versehenen und mit der Öffnung nach unten auf dem Transportband liegenden Bildschirmes auf eine Temperatur oberhalb der Transformationstemperatur T_G, – gleichmäßiges Durchwärmen des Bildschirmes für eine vorgegebene Zeit bei dieser Temperatur, – Schnellkühlen des Bildschirmes auf eine Temperatur, die im Bereich von etwa 80–120 K unterhalb der Transformationstemperatur T_G liegt, – Feinkühlen des Bildschirmes bei der abgesenkten Temperatur für eine vorgegebene Zeitdauer zur Senkung des Schrumpfes bei thermischer Nachbehandlung unterhalb 110 ppm, und – Abkühlen des Bildschirmes auf Raumtemperatur.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Wiedererwärmen durch eine Kombination aus Strahlungs- und Umluftheizung in weniger als 5 min erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Wiedererwärmen im Innern des Bildschirmes erfolgt, mit bevorzugter Erwärmung der Teile des Bildschirmes mit größerer Wandstärke.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das gleichmäßige Durchwärmen durch Umspülen des Bildschirmes mit 200° bis 400°C heißer Luft für eine Zeitdauer bis zum 15 min, bevorzugt 10 min, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem das Schnellkühlen durch eine rapide Absenkung der Temperatur der Umluft erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem das Feinkühlen in einer Zeitspanne von 35 bis 60 min erfolgt.
Kathodenstrahlröhre mit einem Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, hergestellt nach einem der Ansprüche 6 bis 11, und einem damit luftdicht verbundenen Trichter, an dem ein Hals für das Kathodenstahlsystem angeschmolzen ist.