JP2001507860A - 表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 気密容器及び少なくとも該気密容器の一部分を構成するガラス部品（３）を具える表示装置を製造する方法において、前記ガラス部品（３）を第１の期間中第１の温度（Ｔ₁）に温め、その後に前記ガラス部品を第２の期間中第１の温度より低い第２の温度（Ｔ₂＜Ｔ₁）の流体（３２）中に浸すことを特徴とする。２５℃≦Ｔ₁−Ｔ₂≦８５℃、特にＴ₁−Ｔ₂≒５０℃が好ましい。また、５０℃≦Ｔ₁≦１００℃、特にＴ₁≒６５℃が好ましい。前記ガラス部品は表示窓（３）又は表示窓のコーン部とするのが好ましく、前記流体は水とするのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】 表示装置の製造方法 本発明は、気密容器及び少なくとも該気密容器の一部分を構成するガラス部品 を具える表示装置の製造方法に関するものである。 頭書に記載したタイプの表示装置は特にテレビジョン受信機及びコンピュータ モニタに使用されている。 頭書に記載したタイプの表示装置は既知である。既知の表示装置は表示窓を有 する気密容器を具える。陰極線管（ＣＲＴ）の場合には、容器はコーン部と（１ つ以上の）電子ビームを発生する電子銃を収容するネック部とを具える。これら の電子ビームは表示窓の内面上の蛍光体層に集束される。プラズマディスプレイ パネル（ＰＤＰ）の場合には、気密容器は表示窓として作用するフェースプレー トと、リアプレートとを具え、両プレートは連結部分により互いに連結される。 プラズマディスプレイパネルはイオン化ガスを含み、このガス内でプラズマ放電 が発生され、エレクトロルミネッセンス又はフォトルミネッセンス蛍光体が像を 発生する。 既知の表示装置はいくつかの欠点を有し、特に表示装置の製造中に製品不良を 発生し、これは例えば容器の排気中における表示装置の爆縮の結果としての破壊 により生ずる。 本発明の目的は上述の問題が発生する惧れを低減するために頭書に述べたガラ ス部品を表示装置の製造プロセスの初期の段階において選別する方法を提供する ことにある。 この目的を達成するために、本発明の方法では、前記ガラス部品を第１の期間 中第１の温度に加熱し、その後に前記ガラス部品を第２の期間中第１の温度より 低い第２の温度の流体内に浸すことを特徴とする。前記流体は気体又は液体にす ることができる。 ガラスは脆い材料であるため、表面損傷及び応力破壊現象を受け易い。表面損 傷は熟練者でない人が検出するのは一般に難しく、またガラス内の（表面）応力 の悪影響は製造プロセスの後半までは問題を生じないこともある。更に、どの程 度の表面損傷及びどのような表面損傷並びにガラス部品内のどのタイプの応力が 気密容器及び表示装置のその後の組立て中において製品不良に実質的に寄与する か明らかでない。製品不良は、特に表示装置の気密容器の（初めての）排気時に おける爆縮により生ずる。前記排気プロセスにおいて容器は比較的高い温度（３ ００−４００℃）に加熱される。このような爆縮は多くの場合前記表面損傷によ り又は高すぎる表面応力により開始する。表示装置の気密容器が初めて排気され るとき、表示装置は既にかなり進んだ組立て段階にあるため、排気及び加熱処理 中の爆縮は製造のロスになる。 本発明に従ってガラス部品に熱衝撃試験を実施することにより、ガラス部品の 表面及び内部における表面欠陥及び応力のような任意の欠陥が目に見えるものと なる。本発明の方法によれば前記表面損傷及び応力を初期の段階において検出す ることができるため、このようなガラス部品は表示装置のその後の製造プロセス から排除することができる。例えば、陰極線管の場合において、表示窓に本発明 の方法を実施すれば、表示窓に蛍光体パターン及びシャドウマスクを設ける前に 、且つ表示窓を表示装置の容器のコーン部にフリットシールする前に、表示窓上 の表面損傷又は表示窓内の応力が製造プロセスの後の段階（例えば容器の排気中 ）において製品不良をまねくか否かを決定することができる。ガラス部品を浸す ために特に好適に使用し得る流体は液状媒体、特に水である。 表示装置のガラス部品の表面損傷及び内部応力の発生に関連する要因は、特に 、ガラス部品の製造中及びコンベアベルト上の部品の位置決め及び取扱い中にで きる掻き傷である。特に、表示窓をコーン部に連結する立上りエッジ部を有し、 このエッジ部に選択電極又はシャドウマスク取付け用の取付け点が設けられたＣ ＲＴの表示窓に対する他の重要な要因は、表示窓の立上りエッジ部内に存在する 圧縮応力の程度である。一般に、本発明の方法はガラス部品の表面損傷と（内部 ）応力を区別しない。耐急冷性は一般にガラス部品の表面損傷と内部応力の組合 せに関連する。本明細書において、ガラス部品の「急冷」とは、部品を例えば水 中に浸すことにより急激に冷却すること（「熱衝撃処理」）によって生ずる熱衝撃 を意味する。 本発明による前記熱衝撃処理はクラック（亀裂）をガラス部品の外表面におい て成長させる。これらのクラックは一般に表面損傷により発生され、或いは応力 が比較的高い領域に発生する。ガラス部品の急冷はその外表面に引張り応力を与 えるが、ガラス部品の内部の材料に圧縮応力を与える。その結果としてクラック はガラス中を成長しない(即ちクラックはガラスの内部に伝播しない)。このこと は、部品の如何なる部分も破損分離又は分断されず、この方法を実施する装置の 汚染を生じないという利点を有する。 本発明方法の好適実施例では、第１の温度と第２の温度との温度差を２５℃〜 ８５℃の範囲とし、好ましくは約５０℃とする。 良好な選択試験の重要な基準は、本発明の方法が有用なガラス部品と有用でな いガラス部品との高信頼度の区別をもたらすことにある。「有用でない」部品とは 、本明細書では、表示装置の気密容器の一部分を構成するこのような部品が容器 の排気及び加熱中に爆縮を生ずる惧れが比較的大きいことを意味する。逆に、「 有用な」部品とは排気及び加熱中に爆縮を生ずる惧れが比較的小さいことを意味 する。更に、長期使用において、本発明の方法がガラス部品に悪影響を与えない ように注意する必要がある。その理由は、熱衝撃処理はガラス部品の品質を劣化 せしめるためであるが、この品質劣化は表示装置の寿命の終盤まで問題を生じ得 ないものとすることができる。第１の温度と第２の温度との温度差が大きすぎる 場合、即ちＴ₁−Ｔ₂≧８５℃の場合には、熱衝撃処理の結果としてのクラック成 長の危険が増大し、ガラス部品の比較的高い不良率を導き、望ましくない。一般 に、不良確率は実際上温度とともに増大する。第１の温度と第２の温度との温度 差が小さすぎる場合、即ちＴ₁−Ｔ₂＜２５℃の場合には、クラック成長は例外的 に生じるのみであるため、選択処理は（殆ど）不可能になる。実験の結果、上記 の温度差の間（２５℃≦Ｔ₁−Ｔ₂≦８５℃）において、熱衝撃処理に対し顕著に 相違する応答が発生することが確かめられた。実験の結果、更に、本発明の方法 は第１の温度と第２の温度との間の約５０℃の温度差（Ｔ₁−Ｔ₂≒５０℃）にお いて部品のその後の処理可能性について大きな識別能力をもたらすことが確かめ られた。 第１の温度の好適値は５０℃〜１００℃の範囲内であり、好ましくは約６５℃ である。従って、約５０℃の温度差（Ｔ₁−Ｔ₂≒５０℃）の場合には、第２の温 度の好適値は約１５℃（Ｔ₂≒１５℃）である。 本発明方法の好適実施例では、ガラス部品は表示装置の表示窓又はコーン部と する。特に、表示窓の表面損傷と立上りエッジ部内の応力の組合せ又はコーン部 の表面損傷は不所望な製品不良を生ずる。熱衝撃試験の結果としてクラックを発 生する表示窓又はコーン部は、その後の処理を施すことなく、表示窓又はコーン 部を形成する溶融炉内のガラス混台物に（所謂コレットとして）加えることがで きる。表示窓に蛍光体パターンが既に設けられている場合及び／又は、表示窓と コーン部とのフリット接合を除去する間に、材料の残留物（蛍光体、コーンガラ ス又はフリットガラス）が表示窓内又は上に残存する場合には、溶融炉内のガラ ス混合物の組成が悪影響を受けることになる。 本発明方法の好適実施例では、流体を０．４Ｗｍ^-1Ｋ^-1以上の熱伝導率（λ） を有する液体とする。比較的高い熱伝導率を有する液体は、ガラス部品が高い第 １の温度を有する環鏡からこの液体に移されるとき、その第２温度をガラス部品 に有効に熱伝達する。熱伝導率が高ければ高いほど、熱衝撃が有効になる。水が 特に好適な液体である。 前記液体は、比質量（ρ）と比熱（ｃ_p）との積が２×１０⁶Ｊｍ^-3Ｋ^-1より大 きい液体とする。水が特に好適な液体である。 本発明本発明方を使用すれば、表示装置の製造中における表示装置の破壊又は 爆縮の惧れが減少し、不良率の低減、従ってコスト価額に好結果をもたらす。 本発明のこれらの特徴及び他の特徴は以下に記載する実施例を参照すると明ら かになる。 図面において、 図１Ａは陰極線管を具える表示装置の切開図であり、 図１Ｂは図ＩＡに示す表示装置の表示窓の断面図であり、 図２Ａ及び図２Ｂは本発明方法の一例を図式的に示す。 これらの図は純粋に略図であって、一定の寸法比で描いてない。特に明瞭のた めに、いくつかの寸法を大きく拡大してある。これらの図において、同一の部分 はできる限り同一の番号で示した。 図１Ａは表示窓３、コーン部４及びネック部５を含むガラス容器２を有する陰 極線管（ＣＲＴ）１を具える表示装置の切開図を図式的に示す。ネック部５は１ 以上の電子ビームを発生する電子銃６を収容する。この（これらの）電子ビーム は表示窓３の内面上の蛍光体層７に集束される。これらの電子ビームは偏向コイ ルシステム８によって互いに直交する２方向に表示窓３に沿って偏向される。 図１Ｂは図１Ａに示す表示装置１の表示窓３の断面図である。表示窓は彎曲し た又はほぼ平坦な部分１１と立上りエッジ部１３、１３'を具え、表示窓は組立 て時にその立上りエッジ部１３、１３’によって表示装置の気密容器２のコーン 部４に連結される（図１Ａ参照）。この立上りエッジ部１３、１３'は一般に所 謂シャドウマスク又は選択電極用の接続点を具える。この理由のために、立上り エッジ部１３、１３'の内側の適切な位置に突起１４、１４'が設けられる。 図２Ａ及び図２Ｂは本発明方法の一例を図式的に示す。図２Ａにおいて、ガラ ス部品を第１の温度Ｔ₁に加熱する。図２Ａの例では、表示装置の一部分を構成 する表示窓３を温度Ｔ₁の流体２２、例えば水を含むウォーミングアップ容器２ １内に浸す。水は高い熱伝導率（λ≒０．６Ｗｍ^-1Ｋ^-1）を有し、ガラス部品を 急速に加熱することができる利点を有する。適切な温度を有する水浴２１内にお ける加熱は部品の均等且つ一様な加熱をもたらす。部品の形状により、この部品 が均等温度Ｔ₁に達するのに要する期間ｔ₁が決まる。前記部品の製造をできる限 り経済的にするためには、ウォーミングアップ容器２１内に滞在する時間をでき る限り短くするのが好ましい。全体的に小さい厚さに対し比較的大きな表面積を 有するガラスの表示窓３の場合には、所望の加熱時間ｔ₁は少なくとも２分、好 ましくは５分である。ガラス部品を加熱する他の方法には、熱放射（赤外）放射 器を用いてガラス部品を照射する方法、又はガラス部品を適当な炉内に入れる方 法がある。温度Ｔ₁は５０℃≦Ｔ₁≦１００℃、特にＴ₁≧６５℃が好ましく、こ の温度は加熱媒体として水を使用する場合に好適である。 図２Ｂにおいて、ガラス部品を第２の温度Ｔ₂に冷却する。図２Ｂの例では、 表示装置の一部分を構成する表示窓３を流体３２、例えば水を含む冷却容器３１ 内に浸す。第１の温度と第２の温度との温度差は２５℃≦Ｔ₁−Ｔ₂≦８５℃の範 囲、特にＴ₁−Ｔ₂≒５０℃が好ましい。このとき、冷却容器用の温度が冷却媒体 として水を使用する場合に好適な温度になる。水は高い熱伝導率（λ≒０．６Ｗ ｍ^-1Ｋ^-1)を有する利点がある。更に、水の比質量（ρ）と比熱（ｃ_p）との積： ρ×ｃ_pは４．２×１０⁶Ｊｍ^-3Ｋ^-1の高い値を有し、その結果としてガラス部品 の所望の急速冷却を生ずる。前記部品をできるだけ経済的に製造するためには、 前記部品が冷却容器内に滞在する時間をできるだけ短くするのが望ましい。全体 的に小さい厚さに対し比較的大きな表面積を有するガラスの表示窓３に対しては 、５秒以上、好ましくは１０秒の冷却時間ｔ₂で十分である。 所定の瞬時、即ちガラス部品が温度Ｔ₁に少なくともほぼ均等に加熱された後 に、ガラス部品をウォーミングアップ容器２１から温度Ｔ₂を有する冷却容器３ ２に移す。図２では、この移動処理を矢印２５により記号的に示している。この 低温環境へのガラス部品の移動によりガラス部品を急激に冷却せしめる(この処 理は急冷とも言う)。このような熱衝撃はガラス部品にクラック（亀裂）生成を 生じ、これは表面が損傷されている位置及び／又は比較的大きな（表面）(引張 り)応力が発生する位置において開始する。ガラス部品、特に表示装置の気密容 器の一部分を構成する表示窓のこのような処理によれば、初期の段階において有 用な表示窓と有用でない表示窓との良好な選択を行うことができる。 実験の結果、本発明の方法はガラス部品の良好な選択をもたらすことが確かめ られた。任意の位置の小さな表面損傷がクラック成長を生じ、この成長は損傷点 の位置にて比較的低い熱応力レベルで始まる。更に、表示窓の場合には、表面損 傷のないときには、クラック成長は一般に表示窓の立上りエッジの位置において 始まることが確かめられた。クラック成長はこの所謂シールエッジ内の比較的低 い圧縮応力により開始される場合が多い。熱衝撃処理は表面損傷と内部応力を区 別しないため、熱衝撃処理は一般に両現象の複合結果を示す。 本発明の範囲内において種々の変更が当業者に可能であること明かである。 一般に、本発明は気密容器及び少なくとも該気密容器の一部分を構成するガラ ス部品を具える表示装置の製造方法に関する。本発明の方法では、前記ガラス部 品を第１の期間中第１の温度（Ｔ₁）に加熱し、その後に前記ガラス部品を第２ の期間中第１の温度より低い第２の温度（Ｔ₂＜Ｔ₁）の流体中に浸すことを特徴 とする。好ましくは、２５℃≦Ｔ₁−Ｔ₂≦８５℃、特にＴ₁−Ｔ₂≒５０℃である 。好ましくは、５０℃≦Ｔ₁≦１００℃、特にＴ₁≒６５℃である。好ましくは、 ガラス部品は表示窓又は表示窓のコーン部であり、流体は水である。 本発明は次のように要約することができる。 本発明による表示装置の製造方法はフェースプレート（３）のような部品に対 する熱衝撃試験を具える。 フェースプレートを最初に高温度の流体内に置き、その後にフェースプレート を著しく低い温度の第２の流体内に急速に移す(両流体は同一のもの、例えば水 にすることができる)。急激な温度低下は前記部品に熱衝撃効果を誘起し、これ によりクラックや応力のような欠陥が目に見えるものとなる。このような欠陥の 可視化により有用部品と欠陥部品を区別する。この方法によれば初期の段階にお いて製造ラインから欠陥部品を除去することができ、従って最終検査をパスしな い表示装置又は減少した予想寿命を有する表示装置の割合を減少させることがで きる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 気密容器及び少なくとも該気密容器の一部分を構成するガラス部品を具え る表示装置を製造する方法において、前記ガラス部品を第１の期間中第１の温度 に加熱し、その後に前記ガラス部品を第２の期間中第１の温度より低い第２の温 度の流体内に浸すことを特徴とする表示装置の製造方法。 ２． 第１の温度と第２の温度との温度差は２５℃〜８５℃の範囲内であり、好 ましくは約５０℃であることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３． 第１の温度は５０℃〜１００℃の範囲内であり、好ましくは約６５℃であ ることを特徴とする請求項１記載の方法。 ４． 前記ガラス部品は表示装置の表示窓又はコーン部であることを特徴とする 請求項１記載の方法。 ５． 前記流体は０．４Ｗｍ^-1Ｋ^-1以上の熱伝導率（λ）を有する液体であるこ とを特徴とする請求項１記載の方法。 ６． 前記液体は比質量（ρ）と比熱（ｃ_p）との積が２×１０⁶Ｊｍ^-3Ｋ^-1より 大きい液体であることを特徴とする請求項１記載の方法。 ７． 第１の期間は少なくとも２分、好ましくは５分続き、第２の期間は少なく とも５秒、好ましくは１０秒続くことを特徴とする請求項１記載の方法。 ８． 第１の期間中に、前記ガラス部品を第１の温度を有する水中に浸すことを 特徴とする請求項１記載の方法。 ９． 気密容器及び少なくとも該気密容器の一部分を構成するガラス部品を具え る表示装置を製造する方法において、前記ガラス部品に熱衝撃試験を施し、前記 ガラス部品の表面又は内部に存在する表面欠陥及び／又は応力又は他の欠陥を目 に見えるものにすることを特徴とする表示装置の製造方法。 １０． 表示装置用の表示窓を製造する方法において、前記表示窓に熱衝撃試験 を施し、前記表示窓の表面又は内部に存在する表面欠陥及び／又は応力又は他の 欠陥を目に見えるものにすることを特徴とする表示窓の製造方法。