DE19748003A1

DE19748003A1 - Glaskolben für eine Kathodenstrahlröhre

Info

Publication number: DE19748003A1
Application number: DE19748003A
Authority: DE
Inventors: Tsunehiko Sugawara; Toshihide Murakami
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1998-05-07
Anticipated expiration: 2017-10-31
Also published as: JPH10134737A; DE19748003B4; US5925977A; MY116161A; CN1104736C; GB2318905A; KR19980033343A; JP3520695B2; GB9722762D0; KR100353185B1; CN1181611A; GB2318905B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Glaskolben für eine Katho denstrahlröhre, welche hauptsächlich zum Empfang von Signalen einer TV-Übertragung oder dgl. verwendet wird.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, weist eine Kathodenstrahlröhre 1, welche zum Empfang von Signalen für eine TV-Übertragung oder dgl. verwendet wird, einen Glaskolben 2, welcher im wesentlichen von einem Schirmglas bzw. einem Schirmbereich 3 zur Darstellung eines Bildes gebildet ist, einen Trichterbereich 4, auf welchem eine Ablenkspule angeordnet ist, und einen Halsbereich 5 zur Aufnahme einer Elektronenkanone 17 auf.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 6 einen Randbereich in dem Schirmbereich 3, bezeichnet das Bezugszeichen 7 einen Front- bzw. Vorder bereich zur Darstellung eines Bildes in dem Schirmbereich, bezeichnet das Bezugszeichen 8 ein implosionssicheres Verstärkungsband zur Erzielung von Festigkeit, bezeichnet das Bezugszeichen 9 einen ineinander übergehenden R-Bereich zur Verbindung des Frontbereichs mit dem Randbereich, bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Dichtungsbereich, an welchem der Schirmbereich 3 und der Trichterbereich 4 mit Lötglas oder dgl. abgedichtet sind, bezeichnet das Bezugszeichen 12 eine Fluoreszenz- bzw. Leuchtstoffschicht zur Emission von Fluoreszenz durch bestrahlende Elektronenstrahlen, bezeichnet das Bezugs zeichen 13 einen Aluminiumfilm zur Reflexion der Fluoreszenz nach vorne an dem Fluoreszenzfilm, bezeichnet das Bezugszeichen 14 eine Lochmaske, welche Positionen der Leuchtsubstanz, welche durch die Elektronenstrahlen bestrahlt sind, spezifiziert, bezeichnet das Bezugszeichen 15 einen Stiftzapfen zum Be festigen der Lochmaske 14 an der inneren Oberfläche des Randbereichs 6, bezeichnet das Bezugszeichen 16 eine innere, leitfähige Beschichtung, welche verhindert, daß die Lochmaske 14 auf eine hohe Spannung durch die Elektronen strahlen aufgeladen wird und welche elektrische Ladungen zu der Außenseite erdet.

Ein Symbol A bezeichnet eine Röhrenachse, welche die zentrale Achse des Halsabschnitts 5 mit dem Zentrum des Platten- bzw. Schirmbereichs 3 verbindet. Die Leuchtschicht ist auf einer inneren Ebene des Platten- bzw. Schirmglases ausgebildet, um dadurch einen Bildschirm auszubilden. Der Bildschirm weist im wesentlichen rechteckige Form auf, welche von vier Linien gebildet wird, welche im wesentlichen parallel zu einer langen Achse und einer kurzen Achse sind, welche einander unter einem rechten Winkel zu der Röhrenachse in dem Mit telpunkt der rechteckigen Form schneiden.

In der Kathodenstrahlröhre 1, welche die Glasplatte bzw. den Glasschirm mit einer im wesentlichen kastenartigen Konfiguration verwendet, besteht eine Region mit einer großen Zugbeanspruchung (ein Vorzeichen von "+") und eine Region mit einer spezifischen Druckbeanspruchung (ein Vorzeichen von "-") in einer relativ weiten Fläche an der Kante des Frontbereichs an der kurzen Achse und der langen Achse, welche aus einer asymmetrischen Struktur abweichend von einer sphärischen Form resultieren, und in einer äußeren Oberfläche des Randbereichs in der Nähe des ineinander übergehenden R-Bereichs, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, da eine Druckdifferenz von 1 atm zwischen der Außenseite und der Innenseite des Schirmglases hierauf angewandt wird. In Fig. 3 bezeich net ein Symbol σ_R eine Belastungskomponente entlang der Papieroberfläche und ein Symbol σ_T repräsentiert eine Belastungskomponente normal auf die Papier oberfläche. Numerische Werte, welche nahe den Verteilungslinien der Belastung bzw. Beanspruchung in Fig. 3 aufscheinen, zeigen die Belastungswerte an entsprechenden Positionen an.

Es besteht eine zweidimensionale Belastungsverteilung in der vorderen Oberfläche des Glaskolbens. Im allgemeinen existiert der maximale Wert der Vakuum-Zugbeanspruchung in einem Kantenbereich einer bilddarstellenden Oberfläche des Frontbereichs des Schirmglases oder des Randbereichs des Schirmglases. Demgemäß kann, wenn die in dem Glaskolben der Kathoden strahlröhre erzeugte Vakuum-Zugbelastung groß ist und wenn der Glaskolben keine ausreichende Festigkeit aufweist, um der Vakuum-Zugbeanspruchung zu widerstehen, ein statischer Ermüdungsbruch aufgrund des Atmosphärendruckes resultieren und der Glaskolben wird nicht als die Kathodenstrahlröhre funktio nieren.

Darüberhinaus wird bei der Herstellung der Kathodenstrahlröhre der Glaskol ben bei einer hohen Temperatur, wie beispielsweise etwa 380°C, gehalten und Luft in dem Glaskolben wird evakuiert. Während eines derartigen Aufheiz vorganges resultiert eine thermische Belastung zusätzlich zu der Vakuum-Zugbe lastung. Im schlechtesten Fall resultiert eine intensive Implosion aufgrund eines plötzlichen Eintretens von Luft und der Reaktion derselben, wodurch eine Gefahr eines Bewirkens eines Schadens in der Umgebung besteht. Als eine Garantie, um ein derartiges Brechen des Glaskolbens oder des Glasschirms bzw. der Glasplatte zu vermeiden, wurde ein externer Druckbelastungstest durch Anwenden eines Druckes auf den Glaskolben durchgeführt, auf welchem Kratzer gleichmäßig unter Verwendung eines Schmirgelpapiers Nr. 150 unter Berücksichtigung der Tiefe der Kratzer in der Glasoberfläche, welche in einem Zusammenbauschritt des Glaskolbens und der Kathodenstrahlröhre erzeugt werden können, und der Einsatzdauer der Kathodenstrahlröhre ausgebildet werden. Darauf wird eine Differenz zwischen einem Innendruck und einem Außendruck zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Glaskolben bricht, gemessen. Der Glaskolben ist allgemein so konstruiert, daß er bis zu einer Druckdifferenz von 3 atm oder mehr beständig ist.

Die Bruchfestigkeit des Glaskolbens mit den Kratzern wird nicht primär bestimmt, da die Vakuum-Zugbeanspruchung in der äußeren Oberfläche des Glaskolbens von der Struktur des Glaskolbens abhängt und eine zweidimensio nale Belastungsverteilung aufweist. Im allgemeinen liegt die Bruchfestigkeit innerhalb von 18,6 MPa als minimalem Wert und etwa 24,5 MPa im Durch schnitt.

Andererseits besteht unter Berücksichtigung des Ermüdungsbruches des Glaskolbens aufgrund einer Vakuumbeanspruchung bzw. -belastung eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß das Brechen des Glaskolbens in einem Bereich auftritt, welcher der maximalen Vakuum-Zugbeanspruchung σ_Vmax ausgesetzt ist. Demge mäß werden die Wanddicke und die Form des Glaskolbens so bestimmt, daß der maximale Wert σ_Vmax in einem Bereich von 6 bis 12 MPa liegt. Insbesondere ist der Frontbereich ausgebildet, um ein gewisses Ausmaß eines Krümmungsradius und einer Wanddicke aufzuweisen, wodurch die Vakuum-Zugbeanspruchung reduziert wird. Darüberhinaus wird als allgemeine Vorkehrung ein Kantenbereich des Frontbereichs dicker ausgebildet, während der Frontbereich insgesamt nicht verdickt ausgebildet wird, wodurch die Vakuum-Zugbeanspruchung durch einen Keileffekt reduziert wird. Demgemäß ist der ineinander übergehende R-Bereich dicker ausgebildet als die anderen Bereiche.

In jüngsten Jahren besteht ein Bedarf an einer Vergrößerung der Größe der Kathodenstrahlröhren. In diesem Fall tritt, wenn der Krümmungsradius des Frontbereichs gering ist, ein Problem der Sichtbarkeit an einer Bildoberfläche auf. Um das Problem der Sichtbarkeit zu eliminieren, besteht ein Vorschlag, daß der Krümmungsradius des Frontbereichs asymmetrisch ausgebildet wird, wodurch der Krümmungsradius des Frontbereichs um etwa das 2- bis 3-fache erhöht werden kann, und der obengenannte Bereich der maximalen Vakuum-Zugbean spruchung kann erreicht werden, ohne eine wesentliche Vergrößerung der Dicke des Frontbereichs mit sich zu bringen. Wenn beispielsweise der maximale Wert des äußeren Durchmessers des Schirmbereichs demjenigen eines 29-Zoll(73,66 cm)-Modells entspricht, wird der Krümmungsradius des Frontbereichs an der Diagonalachse auf etwa 2400 mm erhöht, während der Krümmungsradius der kurzen Achse bis auf 1400 mm verkleinert werden kann. Dadurch kann eine zufriedenstellende Sichtbarkeit durch Minimierung der Höhendifferenz an den Umfangsbereichen des Frontbereichs sichergestellt werden und die maximale Vakuum-Zugbeanspruchung kann durch Reduzierung des Krümmungsradius des Frontbereichs an der kurzen Achse reduziert werden.

Wenn jedoch der Krümmungsradius des Frontbereichs weiter vergrößert werden soll, wenn beispielsweise der Frontbereich mit einer abgeflachten Form betreffend das 29-Zoll(73,66 cm)-Modell ausgebildet wird, während der oben genannte Wert der maximalen Vakuum-Zugbeanspruchung aufrechterhalten werden soll, wird die Wandstärke des Frontbereichs auf 18,5 mm vergrößert. Derart schlagen die japanischen, nicht-geprüften Patentveröffentlichungen JP-A-7-21944 und JP-A-7-142013 vor, daß ein physikalisches Verstärken effizient im einem Bereich durchgeführt wird, in welchem die Vakuum-Zugbeanspruchung am größten ist, d. h. eine Wärmebehandlung wird so durchgeführt, daß eine gewünschte spezifische Druckbeanspruchung an der Oberflächenschicht vor gesehen wird, an welcher die Wandstärke reduziert werden kann, während die Festigkeit aufrechterhalten wird.

Allgemein wird das Schirmglas durch Preß- bzw. Druckvorgänge bei einer hohen Temperatur von etwa 1000°C ausgebildet. Dann wird ein Verfahren einer körperlichen Versteifung bzw. physikalischen Verstärkung derart durchgeführt, daß eine Wärmebehandlung an dem Glasschirm bzw. der Glasplatte durchgeführt wird, so daß eine effektive Temperaturdifferenz zwischen dem Kern und der Oberfläche des Glases bei zumindest einem Temperaturbereich erzeugt wird, welcher die Wiederanordnung der das Glas bildenden Moleküle erlaubt.

In dem konventionellen Schirmbereich bzw. -abschnitt ist jedoch die Wand dicke des ineinander übergehenden R-Bereichs beträchtlich dicker als jene des Frontbereichs oder des Randbereichs, welche nahe dem ineinander übergehen den R-Bereich angeordnet sind, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn demgemäß die Glastafel für ein Verfestigen bzw. Verstärken abgekühlt wird, wird eine Verzögerung des Abkühlens in der zu dem Frontbereich und dem Randbereich benachbarten Region gefunden, welche mit dem ineinander übergehenden R-Bereich verbunden sind, in welchem eine große Vakuum-Zugbelastung erzeugt wird, da die Wärmekapazität des ineinander übergehenden R-Bereichs groß ist und eine Änderung in der Form des ineinander übergehenden R-Bereichs groß ist. Daraus resultierend ist eine spezifische Druckbeanspruchung, welche in der Oberflächenschicht durch ein physikalisches Verstärken gebildet wird, geringer als jene in dem Kern des Frontbereichs.

Wenn daher ein großer Beanspruchungswert durch die Verstärkung in dieser Region erhalten werden soll, werden die erhöhten Beanspruchungswerte des Kerns des Frontbereichs und des Abdichtungs-Kantenbereichs des Randbereichs übermäßig groß und eine Zug-Flächenbeanspruchung wird neu an einer inneren Oberfläche oder einer äußeren Oberfläche des Kantenbereichs des Frontbereichs ausgebildet, um einen derartigen Ungleichgewichtszustand der Belastungsver teilung zu vermeiden. Darüberhinaus bewirkt das Vorhandensein des dicken Wandbereichs eine instabile Abkühlung. Weiters besteht ein Problem einer Schwierigkeit betreffend die Kontrolle bzw. Steuerung der erhöhten Belastungs werte in dieser Region.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Glaskolben zur Verfü gung zu stellen, welcher ohne eine Gefahr einer Implosion einer Kathoden strahlröhre verstärkt ist, während die maximale Vakuum-Zugbeanspruchung reduziert werden kann.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Glaskolben für eine Kathodenstrahlröhre zur Verfügung gestellt, welcher einen Schirmbereich mit einem Frontbereich mit im wesentlichen rechteckiger Form und mit einem eine Seitenwand für den Frontbereich bildenden Randbereich, einen Trichter bereich und einen Halsbereich aufweist, worin eine spezifische Druckbe anspruchung zumindest an einer äußeren Oberfläche des Schirmbereichs durch physikalisches Verstärken ausgebildet ist; eine Beziehung von 1,0 ≦ t_R/t_F ≦ 1,4 zwischen der maximalen Wanddicke t_F des Frontbereichs an wenigstens einer Achse einer langen Achse und einer kurzen Achse, welche durch den Mit telpunkt des Frontbereichs verlaufen und einander unter einem rechten Winkel schneiden, und der maximalen Wanddicke t_R eines ineinander übergehenden R-Bereichs für eine Verbindung mit dem Randbereich besteht; und eine Formel von 7 MPa ≦ | σ_c | ≦ 30 MPa erfüllt ist, worin σ_c ein spezifischer Druck beanspruchungswert durch physikalisches Verstärken an wenigstens einer Fläche umfassend eine Position ist, an welcher die maximale Vakuum-Zugbean spruchung σ_Vmax nach dem Zusammenbau der Kathodenstrahlröhre ausgebildet ist.

Weiters wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Glaskol ben für eine Kathodenstrahlröhre zur Verfügung gestellt, welcher einen Schirm bereich mit einem im wesentlichen flachen Frontbereich mit im wesentlichen rechteckiger Form und mit einem eine Seitenwand für den Frontbereich bildenden Randbereich, einen Trichterbereich und einen Halsbereich aufweist, worin eine spezifische Druckbeanspruchung zumindest an einer äußeren Oberfläche des Schirmbereichs durch physikalisches Verstärken ausgebildet ist; eine Beziehung von 1,0 ≦ t_R/t_F ≦ 1,3 zwischen der maximalen Wanddicke t_F des Frontbereichs an wenigstens einer Achse einer langen Achse und einer kurzen Achse, welche durch den Mittelpunkt des Frontbereichs verlaufen und einander unter einem rechten Winkel schneiden, und der maximalen Wanddicke t_R eines ineinander übergehenden R-Bereichs für eine Verbindung mit dem Randbereich besteht; und eine Formel von 7 MPa ≦ | σ_c | ≦ 30 MPa erfüllt ist, worin σ_c ein spezifischer Druckbeanspruchungswert durch physikalisches Verstärken an wenigstens einer Fläche umfassend eine Position ist, an welcher die maximale Vakuum-Zugbean spruchung σ_Vmax nach dem Zusammenbau der Kathodenstrahlröhre ausgebildet ist.

Weiters wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Glas kolben für eine Kathodenstrahlröhre gemäß den obengenannten Erfindungen zur Verfügung gestellt, worin allgemein eine Beziehung von t_R ≦ R_b zwischen der maximalen Wanddicke t_R des ineinander übergehenden R-Bereichs und dem Krümmungsradius R_b des ineinander übergehenden R-Bereichs besteht.

Eine vollständige Würdigung der Erfindung und viele der damit einher gehenden Vorteile werden leicht erfaßt, sowie besser unter Bezugnahme auf die folgende, detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den angeschlossenen Zeichnungen verständlich werden, worin:

Fig. 1 eine vergrößerte Querschnittsansicht, teilweise weggebrochen, einer Aus führungsform des Schirmbereichs des Glaskolbens für eine Kathoden strahlröhre in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht einer Ausführungsform einer Kathodenstrahl röhre ist, in welcher der Glaskolben gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 3 ein Diagramm ist, welches eine Belastungsverteilung in einem bekannten Glaskolben für eine Kathodenstrahlröhre zeigt;

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht, teilweise weggebrochen, eines ineinander übergehenden R-Bereichs in dem Schirmbereich des Glaskolbens für eine Kathodenstrahlröhre gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und

Fig. 5 ein Diagramm im Querschnitt ist, welches einen Formungsprozeß für den Schirmbereich des Glaskolbens der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Fig. 5a und 5b vergrößerte Schnittansichten eines Bereichs A sind.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen jeweils gleiche oder einander ent sprechende Teile bezeichnen.

In der vorliegenden Erfindung werden die Wanddicke und die Ausbildung des Verbindungsbereichs zwischen einem Vorder- bzw. Frontbereich und einem Randbereich in einem Paneel- bzw. Schirmglas für eine Kathodenstrahlröhre spezifiziert. Dabei wird ein verstärkter Druckspannungswert bzw. erhöhter, spezifischer Druckbeanspruchungswert eines Bereichs nahe dem Verbindungs bereich vergrößert, wenn das Schirmglas einer Versteifungs- bzw. Festigungs- bzw. Widerstands- bzw. Verstärkungsbehandlung oder einer Wärmebehandlung nach einem Preßformvorgang unterworfen wird, wodurch eine Vakuum-Zugbean spruchung, welche nach dem Zusammenbau der Kathodenstrahlröhre gebildet wird, reduziert werden kann.

Die Wärmebehandlung zum Verstärken wird allgemein bei einer Glas-Ober flächentemperatur von etwa 600°C bis 380°C durchgeführt. Da jedoch der Glasschirm eine nicht einheitliche Verteilung der Wanddicke und eine dreidimen sionale Form aufweist und da es schwierig ist, gleichmäßig den Glasschirm zu kühlen, wird eine ziemlich unregelmäßige Temperaturverteilung in dem Verbin dungsbereich erzeugt. Da die Wanddicke des ineinander übergehenden R-Be reichs größer ist, ist die Wärmekapazität größer, so daß ein Wärmestrom von dem ineinander übergehenden R-Bereich zu benachbarten Bereichen während des Abkühlschrittes erzeugt wird. Daraus resultierend wird eine verstärkte Beanspru chung bzw. Spannung an einer Position nahe dem ineinander übergehenden R-Bereich, wo die maximale Vakuum-Zugbeanspruchung bzw. -spannung statt findet, nach dem Zusammenbau der Kathodenstrahlröhre verringert. Daher ist, um zu verhindern, daß die verstärkte Beanspruchung zu gering im Vergleich mit dem erhöhten Beanspruchungswert des zentralen Bereichs des Frontbereichs ist, ist das Verhältnis t_R/t_F der maximalen Wanddicke t_R des ineinander übergehenden R-Bereichs bzw. Übergangs-R-Bereichs zu der maximalen Wanddicke t_F des Frontbereichs in der Achse, in welcher die maximale Vakuum-Zugbeanspruchung erzeugt wird, 1, 4 oder weniger.

Darüberhinaus sollte das Verhältnis t_R/t_F 1,0 oder mehr sein, um einen Druck in einem Druckvorgang bei der Verwendung einer in Fig. 5 gezeigten Form zu reduzieren, wenn ein Glasposten, welcher auf etwa 1 000°C aufgeheizt ist, in die Form gepreßt wird.

Andererseits hängt eine Verteilung der Vakuum-Zugbeanspruchung, welche nach dem Zusammenbau der Kathodenstrahlröhre erzeugt wird, von dem Wert eines Krümmungsradius R_b des ineinander übergehenden R-Bereichs ab. Wenn R_b größer ist, so weitet sich die Verteilung der Vakuum-Zugbeanspruchung aus. Es ist jedoch σ_Vmax reduziert und die Festigkeit des Glaskolbens nach dem Ver stärken ist vergrößert. Insbesondere, wenn t_F ≦ R_b, ist dieser Effekt bemerkens wert.

Weiters wird in der vorliegenden Erfindung ein effektiver Bereich des Wertes der verstärkten Beanspruchung bzw. Spannung für den Bereich, welcher den σ_Vmax -Wert ergibt, durch Erfinden bzw. Vorsehen der Konfiguration des inein ander übergehenden R-Bereichs spezifiert. Wie oben beschrieben, wird der er höhte bzw. verstärkte, spezifische Druckbeanspruchungswert größer, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen der Innenseite und der Oberfläche des Glas schirms, welche für die Verstärkungsbehandlung erforderlich ist, größer wird. Wenn der erhöhte, spezifische Druckbeanspruchungswert in dem Verbindungs bereich kleiner ist als 5 MPa, wird eine von dem ineinander übergehenden R-Be reich zu benachbarten Bereichen fließende Wärmemenge gering werden. Derart wird ein durch die Form des Glasschirms in der vorliegenden Erfindung erhaltener Effekt gering und der erhöhte Beanspruchungswert zeigt keine große Differenz im Vergleich mit der Form gemäß der konventionellen Technik. Um einen relativ bemerkenswerten Effekt zu erhalten, ist ein erhöhter Beanspruchungswert von 7 MPa oder mehr notwendig.

Wenn andererseits der erhöhte Beanspruchungswert größer als 30 MPa ist, ist es schwierig, eine Balance bzw. einen Ausgleich der Abkühlung zwischen dem Frontbereich und dem Randbereich zu kontrollieren bzw. zu steuern. Daraus resultierend wird eine unnötige Zug-Flächenbeanspruchung in dem Verbindungs bereich oder in einer inneren oder äußeren Oberfläche nahe dem Eckbereich erzeugt, wobei dies nicht praktisch ist. Wenn darüberhinaus ein von dem Front bereich und dem Randbereich in einem Bereich nahe dem ineinander übergehen den R-Bereich des Glasschirms gebildeter Winkel nahe einem rechten Winkel ist, ist es schwierig, gleichmäßig Wärme von dem Frontbereich und dem Rand bereich in der Verstärkungsbehandlung zu übertragen und es wird dadurch ein Ungleichgewicht der Abkühlung erzeugt. Demgemäß erhält entweder der Front bereich oder der Randbereich nahe dem ineinander übergehenden R-Bereich eine größere Wärmemenge. Wenn das Schirmglas einen im wesentlichen ebenen Frontbereich aufweist, ist daher ein Bereich von t_R/t_F ≦ 1,3 bevorzugt, um den Effekt der vorliegenden Erfindung zu erhalten.

Es besteht eine Beschränkung der Stärke bzw. Festigkeit des Schirmglases nach dem Zusammenbau der Kathodenstrahlröhre aufgrund eines Bereichs, in welchem die maximale Zugbeanspruchung bzw. Spannung σ_Vmax im wesentlichen erzeugt wird. Demgemäß ist es wichtig, die Festigkeit dieses Bereichs zu verbes sern. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben Richtungen der kurzen Achse und der langen Achse berücksichtigt, entlang welchen die Ausbildung der maximalen Zugbeanspruchung σ_Vmax strukturell und experimentell festgestellt wird, und sie konnten die Festigkeit des Bereichs, welcher der am problema tischsten im Zusammenhang mit der Festigkeit war, durch ein physikalisches Verfestigen bzw. Verstärken und Ändern der Schirmform verbessern.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Krümmungsradius des ineinander übergehenden R-Bereichs, welcher der Verbin dungsbereich zwischen dem Frontbereich und dem Randbereich ist, einheitlich oder ist einfach von dem Zentrum einer langen Seite oder einer kurzen Seite, welche sich mit der kurzen Achse oder der langen Achse des Frontbereichs kreuzen, zu den Eckbereichen reduziert. Weiters ist die maximale Wanddicke t_R des ineinander übergehenden R-Bereichs oder t_F einfach zu den Eckbereichen hin vergrößert. Jedoch variiert das Ausmaß der Vergrößerung im wesentlichen in Abhängigkeit von der Form und der Größe des Schirmglases und ist nicht vorab bestimmt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Es soll jedoch verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung keineswegs durch diese speziellen Beispiele beschränkt ist.

Beispiel 1 (vorliegende Erfindung) und Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)

In Beispiel 1 wurde ein Glaskolben unter Verwendung von Glasmaterialien erzeugt, welche die in Tabelle 2 gezeigten Eigenschaften aufweisen, wobei der Glaskolben im allgemeinen für eine Kathodenstrahlröhre für Farbfernseher ver wendet wird, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. In Tabelle 2 bezeichnet der Ausdruck "Titel" den Markennamen der von der Asahi Glass Company Ltd. erzeugten Produkte.

Der Glaskolben hatte dieselbe Konfiguration wie ein konventioneller Glaskol ben (Beispiel 2) für ein 29-Zoll-Modell (ca. 74 cm) Fernsehgerät, mit einer nutzbaren Bildschirmfläche eines Seitenverhältnisses von 4 : 3 und einer Diagonal linie von 68 cm mit Ausnahme der maximalen Wanddicke t_R und des Krüm mungsradius R_b des ineinander übergehenden R-Bereichs der kurzen Achse und des Krümmungsradius des ineinander übergehenden R-Bereichs an der langen Seite, welcher sich kontinuierlich von R_b an der kurzen Achse zu dem Eckbereich ändert. Die Abmessungen dieser Glaskolben sind in Tabelle 1 gezeigt, wobei der maximale Außendurchmesser des Schirms und die Größe der nutzbaren Bild schirmfläche durch die Länge der Diagonallinie angegeben sind. Durch Änderung des Krümmungsradius R_b des ineinander übergehenden R-Bereichs von 8,0 mm (Beispiel 2) auf 12 mm wurde die maximale Wanddicke t_R des ineinander überge henden R-Bereichs von 24,4 mm (Beispiel 2) auf 22,5 mm reduziert.

Weiters wird durch die Evakuierung von Luft in dem Glaskolben die maximale Vakuum-Zugbeanspruchung σ_Vmax an der kurzen Achse in einem Kantenbereich der nutzbaren Bildschirmfläche in einer äußeren Oberfläche des Frontbereichs ausgebildet. Die Werte der maximalen Vakuum-Zugbeanspruchung sind in Tabelle 1 gezeigt, wobei der Beanspruchungswert von 8,5 MPa (Beispiel 2) auf 8,3 MPa reduziert werden konnte.

In den Beispielen 1 und 2 wurden die Glaskolben durch dieselbe Wärmebe handlung verstärkt. Die Werte der verstärkten, spezifischen Druckbe anspruchung, welche in dem zentralen Bereich des Frontbereichs und einer Kante des Frontbereichs an der kurzen Achse ausgebildet werden, sind in Tabelle 1 gezeigt. Obwohl kein wesentlicher Unterschied zwischen den Beispielen 1 und 2 betreffend die erhöhten Spannungs- bzw. Beanspruchungswerte σ_co an dem zentralen Bereich des Frontbereichs gefunden wurde, wurde der erhöhte Span nungs- bzw. Beanspruchungswert σ_CE an dem Kantenbereich des Frontbereichs in Beispiel 1 von 7,7 MPa (Beispiel 2) auf 9,4 MPa verbessert und σ_co/σ_CE wurde von 0,46 auf 0,56 verbessert.

Beispiel 3 (vorliegende Erfindung)

Ein Glaskolben, welcher dieselbe Form wie jener von Beispiel 1 aufwies, wurde unter Verwendung derselben Glasmaterialien hergestellt, mit Ausnahme der die maximalen Wanddicke t_R und des Krümmungsradius R_b des ineinander übergehenden R-Bereichs an der kurzen Achse und des Krümmungsradius des ineinander übergehenden R-Bereichs an der langen Seite, welcher sich konti nuierlich vom R_b an der kurzen Achse zu dem Eckbereich in Beispiel 2 ändert.

Wenn der Krümmungsradius R_b des ineinander übergehenden R-Bereichs an der kurzen Achse weiter auf 20,0 mm vergrößert wurde, wurde die maximale Vakuum-Zugbeanspruchung σ_Vmax von 8,5 MPa auf 8,1 MPa verringert, obwohl die Wanddicke des ineinander übergehenden R-Bereichs von 24,4 mm (Beispiel 2) auf 17,9 mm verringert wurde.

In Beispiel 3 wurde der Glaskolben unter Verwendung derselben Wärme behandlung wie Anspruch 2 verstärkt. Die Werte der verstärkten, spezifischen Druckbeanspruchung, welche in dem zentralen Bereich des Frontbereichs und einem Kantenbereich des Frontbereichs an der kurzen Achse ausgebildet wur den, sind in Tabelle 1 gezeigt. Obwohl kein wesentlicher Unterschied zwischen den Beispielen 3 und 2 in bezug auf den erhöhten Beanspruchungswert σ_co in dem zentralen Bereich des Frontbereichs festgestellt wurde, wurde der erhöhte Beanspruchungswert σ_CE in dem Kantenbereich des Frontbereichs in Beispiel 3 von 7,7 MPa (Beispiel 2) auf 12,5 MPa verbessert und σ_CE/σ_co wurde von 0,46 auf 0,74 verbessert.

Beispiel 4 (vorliegende Erfindung) und Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel)

Ein Glaskolben wurde unter Verwendung derselben Glasmaterialien wie in Beispiel 1 hergestellt. Der Glaskolben hatte dieselbe Form wie der konventionelle Glaskolben (Beispiel 5) für ein 28-Zoll-Modell (71,12 cm) eines Farbfernsehers mit einem im wesentlichen flachen Frontbereich, eine nutzbare Bildschirmfläche mit einem Seitenverhältnis von 16 : 9 und einer Diagonallinie von 66 cm mit Ausnahme der maximalen Wanddicke t_R des ineinander übergehenden R-Bereichs an der kurzen Achse, des Krümmungsradius R_b des ineinander übergehenden R-Bereichs und des Krümmungsradius des ineinander übergehenden R-Bereichs an der langen Seite, welche sich kontinuierlich von R_b an der kurzen Achse zu dem Eckbereich ändert. Die Abmessungen des Glaskolbens sind in Tabelle 1 gezeigt. Wenn der Krümmungsradius R_b des ineinander übergehenden R-Bereichs von 17,5 mm (Beispiel 5) auf 25,0 mm geändert wurde, wurde die maximale Wand dicke t_R des ineinander übergehenden R-Bereichs von 22,2 mm (Beispiel 5) auf 19,5 mm reduziert.

Wenn Luft in dem Glaskolben evakuiert wird, wird die maximale Vakuum-Zugbeanspruchung σ_Vmax an der kurzen Achse in einem Kantenbereich der nutzbaren Bildschirmfläche an einer äußeren Oberfläche des Frontbereichs ausgebildet. Der Wert ist in Tabelle 1 gezeigt. Der Beanspruchungswert konnte von 9,6 MPa (Beispiel 5) auf 9,2 MPa reduziert werden.

Weiters wurde in den Beispielen 4 und 5 dieselbe Wärmebehandlung für die Verstärkung verwendet. Die Werte der verstärkten, spezifischen Druckbean spruchung, welche in dem zentralen Bereich des Frontbereichs und einem Kantenbereich des Frontbereichs an der kurzen Achse ausgebildet werden, sind in Tabelle 1 gezeigt. Obwohl kein Unterschied zwischen den Beispielen 4 und 5 betreffend den erhöhten Spannungs- bzw. Beanspruchungswert σ_co in dem vertikalen Bereich des Frontbereichs gefunden wurden, wurde der erhöhte Span nungs- bzw. Beanspruchungswert σ_CE in dem Kantenbereich des Frontbereichs in Beispiel 4 von 6,6 MPa (Beispiel 5) auf 10,6 MPa verbessert und σ_CE/σ_co wurde von 0,41 auf 0,66 verbessert.

Tabelle 1

Tabelle 2

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Glaskolben, in welchem eine verstärkte, spezifische Druckbeanspruchung zumindest in einer Oberfläche eines Schirmbereichs durch ein physikalisches Verstärkungsverfahren ausgebildet wird, zur Verfügung gestellt, worin ein Verhältnis der Wanddicke eines ineinander übergehenden R-Bereichs, welcher einen Frontbereich mit einem Randbereich des Schirmbereichs verbindet, zu der Wanddicke des Frontbereichs in der Nähe des ineinander übergehenden R-Bereichs spezifiziert wird und die Größe der spezifischen Druckbeanspruchung spezifiziert wird, wodurch ein erhöhter Beanspruchungswert in einem Bereich, in welchem eine relativ große Vakuum-Zugbeanspruchung nach dem Zusammenbau einer Kathodenstrahlröhre ausgebildet wird, vergrößert wird, während der erhöhte Beanspruchungswert nicht zu gering im Vergleich mit einem erhöhten Beanspruchungswert des zentralen Bereichs des Frontbereichs und des Abdichtungsbereichs des Rand bereichs ist, so daß eine effektive Verteilung des erhöhten Beanspruchungswertes einer äußeren Oberfläche des Schirmbereichs ausgebildet wird.

Weiters ist es mit der oben angegebenen, spezifischen Beziehung möglich, einen Ausgleich einer Kühlung zwischen dem Frontbereich und dem Randbereich zu steuern, und es kann eine nutzlose Druck-Flächenbeanspruchung, welche in dem obengenannten Bereich oder einer inneren oder äußeren Oberfläche nahe dem Verbindungsbereich der Eckbereiche erzeugt wird, reduziert werden.

Weiters kann durch Spezifizierung des Verhältnisses zwischen dem Krüm mungsradius und der Wanddicke des ineinander übergehenden R-Bereichs in dem obengenannten Bereich die Vakuum-Zugbeanspruchung reduziert werden. Dadurch kann ein Glaskolben für eine Kathodenstrahlröhre, welcher eine Implo sion während des Zusammenbauvorganges der Kathodenstrahlröhre und einen Ermüdungsbruch nach dem Zusammenbau verhindert, leicht erhalten werden.

Naturgemäß sind viele Modifikationen und Abänderungen der vorliegenden Erfindung im Licht der obigen Lehren möglich. Es soll daher verstanden werden, daß innerhalb des Umfanges der beigeschlossenen Ansprüche die Erfindung auch anders, als oben detailliert angegeben, ausgeführt werden kann.

Claims

1. Glaskolben (2) für eine Kathodenstrahlröhre (1), welcher einen Schirm bereich (3) mit einem Frontbereich (7) mit im wesentlichen rechteckiger Form und mit einem eine Seitenwand für den Frontbereich (7) bildenden Randbereich (6), einen Trichterbereich (4) und einen Halsbereich (5) aufweist, worin eine spezifische Druckbeanspruchung zumindest an einer äußeren Oberfläche des Schirmbereichs (3) durch physikalisches Verstärken ausgebildet ist; eine Bezie hung von 1,0 ≦ t_R/t_F ≦ 1,4 zwischen der maximalen Wanddicke T_F des Front bereichs (7) an wenigstens einer Achse einer langen Achse und einer kurzen Achse, welche durch den Mittelpunkt des Frontbereichs (7) verlaufen und einander unter einem rechten Winkel schneiden, und der maximalen Dicke t_R eines ineinander übergehenden R-Bereichs (9) für eine Verbindung mit dem Randbereich (6) besteht; und eine Formel von 7 MPa ≦ | σ_c | ≦ 30 MPa erfüllt ist, worin σ_c ein spezifischer Druckbeanspruchungswert durch physikalisches Verstärken an wenigstens einer Fläche umfassend eine Position ist, an welcher die maximale Vakuum-Zugbeanspruchung σ_Vmax nach dem Zusammenbau der Kathodenstrahlröhre (1) ausgebildet ist.

2. Glaskolben (2) für eine Kathodenstrahlröhre (1), welcher einen Schirm bereich (3) mit einem im wesentlichen flachen Frontbereich (7) mit im wesent lichen rechteckiger Form und mit einem eine Seitenwand für den Frontbereich (7) bildenden Randbereich (6), einen Trichterbereich (4) und einen Halsbereich (5) aufweist, worin eine spezifische Druckbeanspruchung zumindest an einer äuße ren Oberfläche des Schirmbereichs (3) durch physikalisches Verstärken aus gebildet ist; eine Beziehung von 1,0 ≦ t_R/t_F ≦ 1,3 zwischen der maximalen Wanddicke t_F des Frontbereichs (7) an wenigstens einer Achse einer langen Achse und einer kurzen Achse, welche durch den Mittelpunkt des Frontbereichs (7) verlaufen und einander unter einem rechten Winkel schneiden, und der maximalen Dicke t_R eines ineinander übergehenden R-Bereichs (9) für eine Verbindung mit dem Randbereich (6) besteht; und eine Formel von 7 MPa ≦ | σ_c | ≦ 30 MPa erfüllt ist, worin σ_c ein spezifischer Druckbeanspruchungswert durch physikalisches Verstärken an wenigstens einer Fläche umfassend eine Position ist, an welcher die maximale Vakuum-Zugbeanspruchung σ_Vmax nach dem Zusammenbau der Kathodenstrahlröhre (1) ausgebildet ist.

3. Glaskolben für eine Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß allgemein eine Beziehung von t_R ≦ R_b zwischen der maxi malen Wanddicke t_R des ineinander übergehenden R-Bereichs (9) und dem Krümmungsradius R_b des ineinander übergehenden R-Bereichs (9) besteht.

4. Kathodenstrahlröhre, welche einen Schirmbereich (3), wie in Anspruch 1 oder 2 definiert, aufweist.