JP2005531892A - 陰極線管のガラスパネル - Google Patents

Abstract

本発明は、特にリアルフラットパネルである、陰極線管１のガラスパネル（２）に関し、該パネルは、実質的に長方形のディスプレイ窓（５）を有し、該窓は該窓の周囲に沿った直立の端（６）を有する。ガラスパネル（２）は、下記の応力分配基準：Ｓ_ｉｃｏｒ＞Ｓ_ｉｃｆ、式中、Ｓ_ｉｃｏｒはディスプレイ窓（５）の角（１９、２０、２１、２２）の圧縮力のある内部表面応力であり、Ｓ_ｉｃｆはディスプレイ窓（５）の中心面（２５）の圧縮力のある内部表面応力である、を満たす。好ましくは、Ｓ_ｉｃｏｒ／Ｓ_ｉｃｆの比率が１．０５よりも高いか又は１．０５と等しく、２．０よりも小さいか又は等しい。この特定の応力分配の結果として、パネル（２）の強度及び機械的な安全性が高められ、その結果、パネル（２）のガラス厚及び／又は熱処理速度が減少される。

Description

本発明は、実質的に長方形のディスプレイ窓を有し、該窓は該窓の周囲に沿った直立の端を有する陰極線管のガラスパネルに関する。

今日において、一般的に、リアルフラットパネルと呼ばれる、より平らな正面の表面を有する、より大型のパネルを製造する傾向がある。広範囲な分類によると、リアルフラットパネルは、２０，０００ｍｍよりも大きい外側の屈曲半径によって特徴づけられ、一方で、従来のパネルは１０，０００ｍｍよりも小さい外側の屈曲半径によって特徴づけられる。

一般的に、リアルフラットパネルは、サイズが違う結果としてだけでなく、ガラス厚が異なる結果としても、従来のパネルよりも重い。リアルフラットパネルが陰極線管で活用される場合、リアルフラットパネルが高い真空の引張り応力を受けるという事実により、リアルフラットパネルのガラス厚は、従来のパネルのガラス厚よりも厚くする必要がある。この必要性は、平らな表面上の応力分配が、曲がった表面上の応力分配と比較して望ましくないので、リアルフラットパネルの正面の表面の平坦さの結果である。さらに、あるタイプの陰極線管では、これらの陰極線管の操作中にディスプレイ窓の正面の表面で平らな画像を得るために、ディスプレイ窓の周囲のガラス厚が、ディスプレイ窓の中心面のガラス厚よりも厚いことが必要とされる。例えば、いわゆるウェッジ（wedge）、すなわち、周囲の厚さと中心面の厚さとの間の差が５ｍｍよりも大きいことが必要とされ得る。

パネルの重い重量は、パネルの製造工程中のパネルの取り扱いをより困難なものにさせ、陰極線管の重量を重くするために、重大な問題点である。さらに、パネルの熱処理が比較的長時間を要する。結果として、リアルフラットパネルを有する陰極線管の製造工程で要する費用は、比較的高い。したがって、陰極線管の分野において、リアルフラットパネルのガラス厚さを減少することは現在直面している問題である。

ガラス厚は、熱強化工程でパネルを処理することにより減少することができ、それによって、パネルの表面上の圧縮応力層が得られることが一般的に既知である。この工程において、表面の強さが高められ、破損する機会が減少する。したがって、そのような圧縮応力層を設けたパネルのガラス厚は薄くなることができる。

しかしながら、熱強化工程中にパネルの表面で不均一な温度分配が生じる。パネルの特定の設計に関して、ディスプレイ窓の中心面がディスプレイ窓の周囲、特にディスプレイ窓の内部表面の角よりも迅速に冷却することが理解されるであろう。リアルフラットパネルでは、この影響は、周囲でのガラス厚が中心面でのガラス厚よりも厚いという事実によって増強される。圧縮応力が冷却率に直接的に関係するので、そのリアルフラットパネルの表面にわたり不均一な応力分配を有するパネルが得られ、ディスプレイ窓の内部表面の角における圧縮応力は、ディスプレイ窓の内部表面の中心面での圧縮応力と比較して小さい。この特定の応力分配は、強度に影響を及ぼし、さらに否定的な意味でパネルの機械的な安全性に影響を及ぼし、結局のところ、破損の機会は、圧縮応力層を適用した場合に期待されるほど減少されない。

本発明の目的は、機械的な安全性及びリアルフラットパネルの強度をさらに改善し、パネル又はパネルの一部のガラス厚がさらに薄くされ得る。パネルの強度の高まりは、生産高を改善し得る。さらに、本発明の目的は、リアルフラットパネルの内部表面にわたる応力分配を改善することである。

本発明によると、少なくともこれらの目的の第一の目的が、下記の応力分配基準を満足するパネルの手段によって達成され、その基準はＳ_ｉｃｏｒ＞Ｓ_ｉｃｆであり、式中、Ｓ_ｉｃｏｒはディスプレイ窓の角の圧縮力のある内部表面応力（a compressive inside surface stress）であり、Ｓ_ｉｃｆはディスプレイ窓の中心面の圧縮力のある内部表面応力である。

本発明によると、応力分配はＳ_ｉｃｏｒがＳ_ｉｃｆより高いようなものである。したがって、ウェッジを有するリアルフラットパネルでは、パネルの厚い部分での圧縮力のある内部表面応力が、薄い部分での圧縮力のある内部表面応力よりも高い。陰極線管を得るためにパネルとフーネル（funnel）をリンクする工程に関して、この応力分配は、この工程中に、張力の表面応力（tensile surface stress）がもたらされて、圧縮力のある表面応力を減少する効果を自然に有するように有利である。この工程において、不均一な温度分配がパネルの表面で生じ、その結果、パネルの表面にわたる張力の表面応力の不均一な分配が得られる、つまり、張力の表面応力はパネルの薄い部分よりもパネルの厚い部分で高い。したがって、リアルフラットパネルでは、もたらされた張力の表面応力は、ディスプレイ窓の中心面よりもディスプレイ窓の周囲で高い。圧縮力のある表面応力（a compressive surface stress）が比較可能な手法でディスプレイ窓の表面にわたって分配されるので、もたらされた引張り応力の減少効果は、パネルのすべての部分に対して大体同じである。したがって、生じる表面応力はパネルの表面にわたって大体均一に分配され得る。この有利な生じる応力分配の結果、パネルのガラス厚は少なくとも局所的に減少され得、一方で、同時に、そのような薄いパネルを有する陰極線管の機械的な安全性は、さらに安全基準を満たす。

本発明は、添付図を参照して、より詳細に説明され、添付図は同様の部分が同一の参照番号によって示される。

図面は単なる図表であり、一定の縮尺で描かれていない。特に、明瞭さのために、多少、大きさが誇張される。

図１は、パネル２、コーン３及びネック４を有するガラスエンベロープを有する陰極線管１の縦の断面図である。パネル２は、実質的に長方形のディスプレイ窓５及び直立の端６を有する。パネル２の直立の端６は、例えば、溶接手段によって、コーン３のフロントエンド７に接合される。

ネック４は、３つの電子ビーム９、１０、１１を発生するための３つの電子銃を有する電極システム８を収容する。電子ビーム９、１０、１１は、ディスプレイ窓５の内部に設けられて、ナローバンドに配置されている多数の赤、緑及び青のルミネセンスを示す発光体素子を有する、長方形のディスプレイスクリーン１２に向かって導かれる。ディスプレイスクリーン１２へ向かう途中で、電子ビーム９、１０、１１は、陰極線管１の縦軸１４に関して同軸で配置された偏向コイル１３によって偏向される。

図２及び３は、パネルの生産工程のある段階のパネル２を示し、ルミネセンスを示す発光体素子はディスプレイ窓５の内部にまだ配置されていない。

下記で、ｚ方向は、縦軸１４が延在する方向として定義される。ｘ方向と、ｘ方向に垂直なｙ方向は、ｚ方向に垂直な平面の方向として定義される。ｘ方向は、ディスプレイ窓５の２つの向かい合っている長い側１５、１６が延在する方向と一致し、一方で、ｙ方向は、ディスプレイ窓５の２つの別の向かい合っている短い側１７、１８が延在する方向と一致し、後者の方向は、ルミネセンスを示す発光体素子がパネル２の生産工程の後の段階の間にディスプレイ窓５に配置される方向と一致する。

ディスプレイ窓５の角１９、２０、２１、２２は、長い側１５、１６と短い側１７、１８が互いに交わる場所に位置する領域として定義される。ディスプレイ窓５の対角線２３、２４は、一方の角１９、２１から別の角２０、２２まで延在し、側１５、１６、１７、１８の一つと平行な方向で延在しない、想像上の線として定義される。ディスプレイ窓５の中心面２５は、対角線２３、２４が交差する場所に位置する領域として定義される。短い中心軸２６は、対角線２３、２４の交点のｘ位置と一致する短い中心軸２６のｘ位置を備え、ディスプレイ窓５の短い側１７、１８と平行に延在する、想像上の線として定義される。長い中心軸２７は、対角線２３、２４の交点のｙ位置と一致する長い中心軸２７のｙ位置を備え、ディスプレイ窓５の長い側１５、１６と平行に延在する、想像上の線として定義される。図２及び３において、ディスプレイ窓５の内部表面は、参照番号２８によって示される。図３において、ウェッジを有する特定のタイプのパネル設計が図で示され、ディスプレイ窓５の周囲のガラス厚は、ディスプレイ窓５の中心面２５でのガラス厚よりも厚い。ウェッジは、例えば、５ｍｍよりも大きくてよい。

示されたパネル２はリアルフラットパネルであってよく、例えば、対角線２３、２４は５００ｍｍより長く、外側の屈曲の半径は２０，０００ｍｍより大きい。

本発明によると、ディスプレイ窓５の角１９、２０、２１、２２での圧縮力のある内部表面応力Ｓ_ｉｃｏｒは、ディスプレイ窓５の中心面２５での圧縮力のある内部表面応力Ｓ_ｉｃｆよりも大きい。図２において、Ｓ_ｉｃｏｒ及びＳ_ｉｃｆがディスプレイ窓５で作用する位置は、長方形によって図解的に描写される。

この特定の応力分配の重要な利点は、陰極線管１の生産工程でパネル２とコーン３が接合される場合、比較的迅速な加熱処理を可能にすることである。この特定の応力分配の有利な効果の主な理由は、そのような加熱処理中に生じる張力の表面応力の分配に概して匹敵することである。この分配は、もたらされた張力の表面応力が、加熱処理中のディスプレイ窓５の表面で生じる特定の熱分配により、中心面２５よりも周囲で高いというようなものである。この温度分配は、パネル２の特定の設計によって主に決定され、ウェッジは影響を受ける。さらに、一般的には、加熱処理が速くなると、もたらされる引張り応力が高くなる。したがって、実質的に表面応力がないパネル２と比較すると、もたらされた張力の表面応力が既に存在する圧縮力のある表面応力によって少なくとも部分的に打ち消されるために、加熱処理は、より迅速に実行できる。圧縮力のある表面応力の別の分配を有するパネル２と比較すると、もたらされた張力の表面応力の減少効果が、ディスプレイ窓５の少なくとも内部表面２８にわたってより均一に分配されるために、加熱処理はまた、迅速に実行できる。

好ましくは、ディスプレイ窓５にわたる応力分配は、下記のＳ_ｉｃｏｒ／Ｓ_ｉｃｆの比率が１．０５≦Ｓ_ｉｃｏｒ／Ｓ_ｉｃｆ≦２．０であるようなものである。

好ましくは、パネルは、加えて、下記の応力分配基準：Ｓ_ｃａ≦２Ｍｐａ、式中、Ｓ_ｃａはディスプレイ窓５の中心軸２６、２７の端部で測定された厚通しの完全な応力（a through-thickness integral stress）である、を満たす。一般的に、正の符号を有する応力は、引張り応力として解釈され、一方で、負の符号を有する応力は圧縮応力として解釈される。したがって、前述の好ましい応力分配基準は、Ｓ_ｃａが比較的非常に小さい引張り応力又は圧縮応力でもあり、その応力はパネル２の安全性に関する限り有益であることを意味する。図２において、短い中心軸２６の端部２９及び長い中心軸２７の端部３０は、交差の印によって図解的に描写される。

あるｘ、ｙ位置でのＳ_ｃａの値は、ディスプレイ窓５の厚さに沿って測定された、いわゆる膜応力の値の平均である。それらの膜応力は、ディスプレイ窓５の中心部分と周囲の部分との間の冷却率の差の結果であり、その冷却率の差は、パネル２がプレッシング（pressing）によって得られた後に生じる冷却処理中のウェッジの結果として生じる。中心部分は初期段階で冷却し、一方で周囲の部分は後の段階で中心部分のまわりで縮み、それによって、中心部分と周囲の部分との間の応力差を生じさせる。

本発明による応力分配は、最近開発された冷却方法の手段で得られ、ディスプレイ窓５の中心部分での熱の損失は、プレッシングされたパネル２の冷却中の反射シールドの手段によって抑制される。ディスプレイ窓５の中心で熱の損失を抑制することによって、中心と周囲との間の温度差は減少し、したがって、Ｓ_ｃａは減少し、Ｓ_ｉｃｏｒ／Ｓ_ｉｃｆの比率は１．０よりも高くなり、一方で、２．０よりも低く維持する。

下記の表において、制限しない例は、特別のタイプのパネル２が冷却手法を受けた後のＳ_ｉｃｆ、Ｓ_ｉｃｏｒ及びＳ_ｃａの結果の値が与えられる。Ｓ_ｃａは短い中心軸２６の端部２９で測定される。下記の条件、
１）パネル２がリアルフラットパネル（２９ＲＦ型）であり、ディスプレイ窓５の長い側１５、１６の長さが６００ｍｍで、ディスプレイ窓５の短い側１７、１８の長さが４７０ｍｍであり、
２）最初に、パネル２は５８０℃の温度であり、
３）パネル２は、一定の冷却率を有する冷却レアで冷却され、
４）反射プレート（４００ｍｍｘ３００ｍｍ）がディスプレイ窓５の中心部分の反対に配置され、この中心部分での熱の損失を抑制するために使用される、
が当てはまる。

Ｓ_ｉｃｏｒがＳ_ｉｃｆより高く、Ｓ_ｉｃｏｒ／Ｓ_ｉｃｆの比率がすべての冷却率で１．０５と２．０との間であるパネル２が得られることは表から明白である。さらに、すべての冷却率においてＳ_ｃａが２ＭＰａを超過しないことは明白である。

Ｓ_ｉｃｏｒ／Ｓ_ｉｃｆの有利な比率により、安全性の要求を容易に満たす、比較的強固なパネル２が得られる。したがって、前述で既に説明したように、陰極線管の製造中にもたらされた熱の引張り応力が補償されるので、パネル２のガラス厚は少なくとも局所的により小さくてよく、及び／又は熱処理速度はより速くてよい。

さらに、Ｓ_ｃａの比較的小さい引張り値又は圧縮値はまた、パネル２の強度及び機械的な安全性に明確な影響を有する。

加えて、本発明によるパネル２は、機械的な衝撃に対する強度を提供するための耐内破バンド（anti-implosion band）として役立つリムバンド（rim band）（示されていない）を設けてよい。そのようなリムバンドは、通常は、パネル２の直立の端６のまわりに配置される。本発明による応力分配がより強度の強いパネル２を提供するので、リムバンドの張力が減少されてよい。

要するに、本発明は、特にリアルフラットパネルである、陰極線管１のガラスパネル２に関し、該パネルは、実質的に長方形のディスプレイ窓５を有し、該窓は該窓の周囲に沿った直立の端６を有する。

ガラスパネル２は、下記の応力分配基準：Ｓ_ｉｃｏｒ＞Ｓ_ｉｃｆを満たす。好ましくは、Ｓ_ｉｃｏｒ／Ｓ_ｉｃｆの比率が１．０５よりも高いか又は１．０５と等しく、２．０よりも小さいか又は等しい。

この特定の応力分配の結果として、パネルの強度及び機械的な安全性が高められ、パネル２のガラス厚及び／又は熱処理速度が減少される。

前述の応力分配に加えて、本発明はＳ_ｃａが２ＭＰａよりも小さいか又は等しいことを提案する。

本発明の範囲が既に記載された実施例に制限されず、それら実施例の幾つかの変更及び修正が請求項に定義されるような本発明の範囲を逸脱せずに可能であることは当業者にとって明白である。

陰極線管の部分的な縦の断面図である。 図１で示されるような陰極線管での使用を意図したパネルの内部の正面図である。 図２の線Ａ−Ａで得られたパネルの縦の断面図である。

Claims (7)

1. 実質的に長方形のディスプレイ窓を有し、該窓は該窓の周囲に沿った直立の端を有する陰極線管のガラスパネルであって、該ガラスパネルは、下記の応力分配基準：
   Ｓ_ｉｃｏｒ＞Ｓ_ｉｃｆ、
   式中、Ｓ_ｉｃｏｒは前記ディスプレイ窓の角の圧縮力のある内部表面応力であり、Ｓ_ｉｃｆは前記ディスプレイ窓の中心面の圧縮力のある内部表面応力である、
   を満たすことを特徴とするガラスパネル。
2. １．０５＜Ｓ_ｉｃｏｒ／Ｓ_ｉｃｆ≦２．０、
   を特徴とする請求項１に記載のガラスパネル。
3. 下記の応力分配基準：
   Ｓ_ｃａ≦２ＭＰａ、
   式中、Ｓ_ｃａは前記ディスプレイ窓の中心軸の端部で測定された厚通しの完全な応力である、
   をさらに満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスパネル。
4. 前記ディスプレイ窓の外部の屈曲半径は、２０，０００ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のガラスパネル。
5. 前記パネルの対角線は、５００ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載のガラスパネル。
6. 前記ディスプレイ窓の前記周囲のガラス厚は、前記ディスプレイ窓の前記中心面での前記ガラス厚よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載のガラスパネル。
7. 前記ディスプレイ窓の前記周囲の前記ガラス厚と前記ディスプレイ窓の前記中心面での前記ガラス厚との差は５ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項６に記載のガラスパネル。

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