專利名稱：用于制造陰極射線管的玻璃屏的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造顯象管的玻璃屏的方法，其具有內(nèi)外表面部分，所述方法包括第一階段，擠壓成形注入在模具中的熔融的玻璃，以及第二階段，在成形的玻璃從模具取出之后，冷卻所述成形的玻璃。本發(fā)明尤其涉及一種用于制造高表面壓縮屏的方法。
在已知的方法中，玻璃屏通常在極高的溫度下(1000℃-1100℃)被擠壓成形。用這種方式，可以形成玻璃屏面。例如，陰極射線管便包括這種玻璃屏。
陰極射線管(CRT)的尺寸越來越大，因而其重量不斷增加。此外，玻璃屏的前表面也越來越平。不過，屏面的前表面平度的增加一般也導(dǎo)致玻璃屏的重量的增加，這是因?yàn)椋Ａ恋暮穸缺仨氃黾?，以便確保安全性，防止CRT的內(nèi)破裂和爆炸。
因而非常需要增加CRT的強(qiáng)度，尤其是玻璃屏的強(qiáng)度，而不增加其重量。增加玻璃屏的強(qiáng)度可以提高產(chǎn)量。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高玻璃屏的產(chǎn)量與/或減小玻璃屏的重量的方法。
為此目的，按照本發(fā)明的方法的特征在于，至少在第二階段的一部分期間，屏的外表面部分的熱輻射被減少，從而減小在內(nèi)外表面部分之間的冷卻速率的差別。
本發(fā)明基于這樣的理解在冷卻階段期間，屏內(nèi)的應(yīng)力水平可能產(chǎn)生不均勻。為了改善(純平)顯示屏的強(qiáng)度，模壓成形之后的冷卻速度通常增加到這樣的程度，使得在表面上產(chǎn)生3到25個(gè)Mpa的數(shù)量級的壓縮應(yīng)力。這種類型的屏被稱為高表面壓縮屏。在最后的退火步驟期間努力校正上述的應(yīng)力水平的不均勻能夠容易地影響所需的壓縮應(yīng)力(表面應(yīng)力)。這種不均勻?qū)p少產(chǎn)量，并且可以嚴(yán)重影響顯象管的安全性。對于具有(幾乎)平的內(nèi)和/或外表面的屏，例如純平的顯示屏，這種處理尤其是重要的。
本發(fā)明的冷卻處理的意圖是使內(nèi)外表面部分的冷卻速率更對稱。這意味著，在冷卻期間，內(nèi)外表面基本上同時(shí)經(jīng)過溫度Tg(其是玻璃從粘稠狀態(tài)改變?yōu)楣虘B(tài)的溫度)。冷卻的減少可以通過面對屏的外表面部分設(shè)置熱反射裝置來有利地實(shí)現(xiàn)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，降低屏的厚度上的溫度梯度是降低屏的外表面部分的熱輻射的一種有效的方法。輻射輸送承擔(dān)熱輸送的40-70％。單獨(dú)利用空氣對其它部分冷卻是低效的。在實(shí)際上這種有效方法例如可以應(yīng)用于制造具有較低重量的屏或者具有較平的前表面的屏，或者用于減少不良率(＝未通過安全測試的屏的百分?jǐn)?shù))，或者用于這些有益效果的組合。
按照第一實(shí)施例，在面向屏的外表面部分的位置設(shè)置熱反射裝置，最好將熱反射裝置和加熱裝置組合使用，以便取得較強(qiáng)的效果。
按照另一個(gè)實(shí)施例，使用一種熱反射裝置，其包括由從Ni，Al，Au，氧化鋁構(gòu)成的組中選擇的材料制成的或者覆蓋的至少一個(gè)板。
為了增加熱反射裝置的效果，可以面向玻璃屏的內(nèi)表面部分設(shè)置一個(gè)熱吸收裝置。
由上述可見，本發(fā)明的一個(gè)特別的方面是提供一種高表面壓縮型的顯示屏，其在屏的內(nèi)外表面部分之間的(觀察窗)區(qū)域內(nèi)，基本上沒有張應(yīng)力。
通過參閱下面說明的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它的方面將會更加清楚地看出。
在附圖中

圖1是具有擠壓成形的玻璃屏的顯象管的示意的截面圖；圖2表示擠壓成形的方法；圖3表示在按照本發(fā)明的冷卻步驟期間玻璃屏的第一方案；以及圖4表示在按照本發(fā)明的冷卻步驟期間玻璃屏的第二方案。
附圖完全是示意的，因而未按比例繪制。為清楚起見，有些尺寸被大大地夸大了。在附圖中，只要可能，相同的標(biāo)號表示相同的元件。
圖1是顯象管1的截面的示意圖，其具有玻璃殼體2，所述玻璃殼體包括顯示屏3，錐形部分4和頸部5。在頸部5中，具有用于發(fā)射一個(gè)或幾個(gè)電子束9的電子槍。電子束被聚焦在顯示屏3的內(nèi)表面上的熒光層7上，并借助于偏轉(zhuǎn)線圈系統(tǒng)8沿兩個(gè)相互垂直的方向跨過顯示屏3偏轉(zhuǎn)。
顯示裝置通常包括陰極射線管或電視顯象管1，其完全由玻璃制成，并由兩個(gè)或多個(gè)具有不同厚度的玻璃壁部分或者具有不同的熱吸收特性的部分構(gòu)成。例如，玻璃電視顯象管1通常包括玻璃顯示屏3和玻璃錐體4，它們被單獨(dú)生產(chǎn)，然后通過熔接或者使用玻璃料(焊料)連成一體，形成的接頭被氣密性地密封。這種顯象管的顯示屏3由厚度比這種顯象管的錐體部分的壁厚大得多的玻璃壁構(gòu)成。顯示屏3的這種較大的壁厚用于確保當(dāng)包括這種屏的最終的顯象管被抽真空時(shí)具有足夠的剛度。
圖2A，2B說明擠壓成形方法。在第一方法步驟中(圖2A)，把處于高溫(一般1100℃-1000℃)下的玻璃團(tuán)21提供給擠壓裝置22，該裝置具有形狀相應(yīng)于要制成的玻璃屏的形狀的下模制部件23a，以及環(huán)形部件24。用通常的方式，在玻璃團(tuán)21位于模制部件23a和柱塞23b之間的情況下，通過擠壓模制部件23a中的柱塞23b，擠壓成形玻璃屏(圖2A)。和相對冷的模壓機(jī)接觸的熱的玻璃使溫度尤其是玻璃表面的溫度降低。在形成屏之后，柱塞23b被拉回，除去環(huán)狀部件24，并從模壓機(jī)中取出玻璃屏3，然后使其冷卻(圖2C)。
本發(fā)明基于發(fā)明人的這樣的觀點(diǎn)，即，屏的外表面部分一般比屏的內(nèi)表面部分冷卻的速度快。在冷卻期間在屏的厚度上冷卻速率的不同引起有害的應(yīng)力。為了消除這些應(yīng)力，最好使用對稱的冷卻條件。
為了在冷卻期間得到對稱的冷卻條件，需要采取局部冷卻。具有熱通量Q的冷卻由下式給出Q＝Qrad+Qconv＝4εσTm3(Tglass-Tsur)+hconv(Tglass-Tsur)對流部分＝＝Qconv＝hconv(Tglass-Tsur)＝vx(Tglass-Tsur)輻射部分＝＝Qrad＝hrad(Tglass-Tsur)＝4εσTm3(Tglass-Tsur)v＝冷卻空氣的速度ε＝環(huán)境的發(fā)射系數(shù)Tsur＝環(huán)境的溫度因此，可以通過以下措施來修正局部冷卻-局部改變發(fā)射系數(shù)ε-局部改變冷卻空氣的速度v-局部改變環(huán)境溫度Tsur(對環(huán)境局部加熱)在500-600℃下，
hrad(ε＝1)＝4*1*56.7E-9*(550+273)3＝100[W/m2K]，因此，輻射熱傳遞可以和強(qiáng)對流熱傳遞相媲美。
當(dāng)改變對流熱傳送需要較多的努力時(shí)，通過改變發(fā)射系數(shù)，可以容易地改變輻射熱傳遞。因此，本發(fā)明通過使用輻射控制裝置改變屏的局部冷卻，所述輻射控制裝置包括一種面對外表面部分的用于熱反射的裝置，εr＝低，任選的是結(jié)合下面裝置一種面對內(nèi)表面部分的用于熱吸收的裝置，εa＝高。屏3的外表面部分“看到”反射裝置，內(nèi)表面部分“看到”吸收裝置，見圖3和圖4。
一種合適的反射板應(yīng)當(dāng)能夠反射紅外范圍內(nèi)的輻射。例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鎳板、鋁板和(拋光的)氧化鋁板是合適的。
在圖3所示的設(shè)備中，屏3在從模壓機(jī)取出之后，被“面向上”地放置在熱隔離支撐裝置29上，以便由輸送裝置31(輸送帶)輸送到玻璃冷卻退火爐中。屏3的外側(cè)“看到”熱反射裝置27，屏3的內(nèi)側(cè)“看到”吸收裝置28，例如一種黑鋼片板。裝置27，28被分別設(shè)置成和屏3的內(nèi)、外表面相對。反射裝置27可以和加熱器30結(jié)合。
在屏被擠壓成形之后，由于環(huán)境溫度是50℃，屏在傳送帶上被快速冷卻。由于該快速冷卻，引起高的應(yīng)力。在(傳送帶上)被冷卻之后，屏被置于(例如)490℃的用于退火的玻璃韌化爐中較長時(shí)間。在這個(gè)溫度下，釋放掉大部分大的應(yīng)力。最終的應(yīng)力(相對小)是由在環(huán)境中冷卻引起的高應(yīng)力與大的弛豫之間的差，而且由于該弛豫與溫度成非線性變化(但是成指數(shù)變化)，所以這個(gè)冷卻過程難于控制。
為了更好地控制“環(huán)境”溫度，可以在玻璃退火韌化爐中設(shè)置所述設(shè)備。
在圖4所示的設(shè)備中，屏33被“面向下”地放置在熱隔離支撐裝置39上。屏33的外側(cè)“看到”熱反射裝置37。裝置37被設(shè)置成和屏33的外表面相對。玻璃屏33和熱反射裝置37構(gòu)成的裝置由輸送裝置41輸送。
概括地說，本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)CRT屏的方法，其中，在CRT屏的冷卻期間，屏的冷卻快的部分的冷卻速率被降低。通過把來自CRT屏的外部的熱量反射回CRT屏和/或通過利用加熱器對CRT的外部提供額外的熱量，CRT屏的外部(面向CRT的觀看者的一側(cè))一般比CRT屏的內(nèi)側(cè)具有較高的冷卻速率。
優(yōu)選地，本發(fā)明的方法在CRT屏從模壓機(jī)輸送到玻璃退火爐(冷卻爐)的期間使用。
優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)本發(fā)明提供一種用于對稱地冷卻CRT屏的方法(使內(nèi)部和外部的冷卻速率相同)，該方法能夠減少CRT屏中的有害的應(yīng)力，并提高產(chǎn)品的尺寸精度。
權(quán)利要求
1.一種用于制造顯象管用的具有內(nèi)外表面部分的玻璃屏的方法，所述屏包括觀看窗和周邊側(cè)壁，該方法包括第一階段，用于擠壓成形被置于模具中的熔融玻璃，以及第二階段，用于在所述成形玻璃從模具中取出之后對其進(jìn)行冷卻，其特征在于，在至少第二階段的一部分期間，所述屏的外表面部分的熱輻射被減少，從而減少在屏的內(nèi)外表面部分之間的冷卻速率的差別。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了減少熱輻射，在面向所述屏的外表面部分的位置設(shè)置熱反射裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述熱反射裝置和加熱裝置相結(jié)合。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，使用一個(gè)熱反射裝置，其包括由從Ni，Al，Au，氧化鋁構(gòu)成的組中選擇的材料制成的或者覆蓋的至少一個(gè)板。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還面向所述玻璃屏的內(nèi)表面部分設(shè)置一個(gè)熱吸收裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少第二階段包括從模具中把成形玻璃輸送到玻璃冷卻退火爐中。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少第二階段專門包括從模具中把成形玻璃輸送到玻璃冷卻退火爐中。
8.一種高表面壓縮型顯示屏，其在屏的內(nèi)外表面部分之間的(觀看窗)區(qū)域，基本上沒有張應(yīng)力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)CRT屏的方法，其中，在CRT屏冷卻期間，屏的快速冷卻部分的較高的冷卻速率被降低。CRT屏的外部(面向CRT觀看者的一側(cè))一般比CRT屏的內(nèi)部具有較高的冷卻速率。因此，本發(fā)明提供了一種方法，用于減少CRT屏的外部的冷卻速率，其中通過向CRT屏反射回來自CRT屏的外部的熱量，并/或利用加熱器對CRT屏的外部提供額外的熱量。本發(fā)明的方法在CRT屏從模壓機(jī)向玻璃退火爐(冷卻爐)輸送期間被優(yōu)選地使用。優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)本發(fā)明提供一種用于對稱地冷卻CRT屏的方法(使內(nèi)部和外部的冷卻速率相同)，該方法能夠減少CRT屏中的有害的應(yīng)力，并提高產(chǎn)品的尺寸精度。
文檔編號C03B11/12GK1541398SQ02810921
公開日2004年10月27日 申請日期2002年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月1日
發(fā)明者G·M·奧斯特霍特, H·N·特因, G M 奧斯特霍特, 特因 申請人:皇家菲利浦電子有限公司