用於陰極射線管中的平板的製作方法
2023-04-28 06:47:31 2
專利名稱：用於陰極射線管中的平板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於陰極射線管(CRT)中的平板；特別地講，涉及一種薄平板，其總高度被降低，以減小CRT的總深度。
背景技術：
眾所周知，彩色電視機或計算機顯示器中使用的CRT的玻殼包括用於顯示圖像的平板、結合在平板後側部分的圓錐形的玻錐部分和整體連接在圓錐形玻錐頂部的圓柱形管頸。平板、玻錐和管頸部分由玻璃製成，特別是平板和玻錐部分通過稱為玻璃坯的熔融玻璃的壓製成型而形成為預定的尺寸和形狀。
這種CRT平板設有面板，其用於顯示圖像；側緣部分，其從面板的周邊向後延伸，並且在其後端上具有密封邊緣；以及融合圓角部分(或稱角部)，其將側緣部分整體結合在面板上。玻錐可以劃分為本體部，其具有密封邊緣；以及軛部，其從本體部向後延伸。本體部的密封邊緣連接著側緣部分的密封邊緣，管頸部分連接著軛部。
近來，由於用戶對高解析度和大尺寸屏幕的需求越來越大，平板有超過傳統球形顯示板的趨勢，因此迅猛地加速了平板代替球形顯示板的過程。與球形顯示板相比，平板具有眾多優點。例如，平板能夠降低圖像的扭曲變形、使眼睛疲勞最小化和提供較寬的可視範圍。然而，大尺寸屏幕的CRT會增大CRT的總深度，即面板與管頸部分的後部之間的距離，這樣就會佔據較大空間。因此，在節省安裝所需空間方面，大屏幕的CRT不如具有相同尺寸屏幕的平面顯示器例如等離子顯示板(PDP)和液晶顯示器(LCD)。
為此，曾有各種嘗試試圖減小CRT的總深度，同時擴大屏幕並使其變平。然而，在這些嘗試中，蔭罩和內屏蔽板阻礙了總深度的減小。在射束指引型CRT中，能夠獲得純平並且較薄的顯示板，該射束指引型CRT省掉了蔭罩和內屏蔽板，而採用了指引帶和光探測器。不帶側緣部分的玻璃片材基板用作尺寸在15-19英寸範圍內的小CRT的平板。然而，在玻璃片材基板用作尺寸為19英寸或更大的大CRT的平板的情況下，玻璃片材基板由於其壓製成型時的變形而很難製造，此外，玻璃片材基板結構脆弱而又不能滿足防爆的UL(美國安全檢測實驗室公司)標準。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種薄平板，其具有最小化的側緣部分，以在滿足UL標準的防爆情況下減小CRT的總深度。
根據本發明，提供了一種用於陰極射線管的平板，其包括面板，其具有用於顯示圖像的可用屏幕；側緣部分，其從面板的周邊延伸，並具有密封邊緣；以及融合圓角部分，其將面板與側緣部分結合起來，其中當面板的平均外側曲率半徑R1和平均內側曲率半徑R2等於或大於10000mm時，面板的總高度滿足如下關係式T1+10≤H≤D×0.12，其中T1和D分別是面板的表面中心厚度和可用屏幕對角線長度。
通過下面結合附圖對本發明的優選實施例所作的描述，可以更清楚地理解本發明的上述以及其他目的和特徵。
圖1是根據本發明優選實施例的平板的沿對角線所作剖視圖；以及圖2是平板的俯視圖。
具體實施例方式
下面參照附圖對根據本發明優選實施例的用於陰極射線管中的平板進行描述。相同的附圖標記在不同圖中表示相同的部件。
參看圖1，圖中示出了根據本發明優選實施例的薄平板的對角線剖視圖。薄平板10包括面板11，其用於顯示圖像；側緣部分13，其從面板11的周邊向後延伸，並且在其後端上具有密封邊緣；以及融合圓角部分14，其將面板11與側緣部分13結合起來。
參看圖2，圖中示出了薄平板10的俯視圖。薄平板10呈矩形，該矩形具有短軸15和長軸16。面板11設有中部19，其用作顯示圖像的可用屏幕18(或稱有效屏幕)；以及周邊部分20，其環繞著中部19。附圖標記D表示可用屏幕18的對角線17的長度。
如圖2所示，附圖標記C表示可用屏幕18的中心，即兩對角線17的交點，玻殼的軸線和管頸部分的軸線通過該交點。在圖1中，附圖標記T1表示面板的表面中心厚度，即在中心C處測量的面板11的可用屏幕18的厚度；附圖標記T2表示密封邊緣厚度，即密封邊緣12的厚度；附圖標記H表示平板的總高度，即與密封邊緣12相切的平面至與面板11的外表面11a的中心C相切的平面的距離；附圖標記R1表示平均外側曲率半徑，即在外表面11a上沿預定方向通過中心C的曲率半徑的平均值；R2表示平均內側曲率半徑，即在內表面11b上沿預定方向通過中心C的曲率半徑的平均值。
根據優選實施例的薄平板10設計得滿足壓製成型的壓制特徵和防爆的UL標準，同時其總高度也被最小化。在平均外側曲率半徑R1等於或大於10000mm且平均內側曲率半徑R2等於或大於10000mm的情況下，總高度H滿足下面的方程T1+10≤H≤D×0.12 (1)其中，T1和D分別表示面板的表面中心厚度和對角線長度。
為了使平板10變薄，優選使內表面11b和外表面11a變平坦。在內表面11b變平坦的情況下，融合圓角部分14的內側圓角半徑14a越小，與側緣部分13連接的融合圓角部分14的長度就越短。然而，在這種情況下，平板在壓製成型中的可成型性會被損害，並且在融合圓角部分14處的熱應力集中也會加劇，這樣就會導致平板10的變形和報廢。因此，為了保持可成型性和防止在融合圓角部分處的熱應力集中增大，內側圓角半徑14a應該等於或大於5mm。
用於壓製成型平板10的模具包括下模；中間模(稱為模套)，其用於成型密封邊緣12和側緣部分13，並且與下模的上部結合；以及上模(或稱陽模)，其通過壓制裝載在下模型腔中的玻璃坯成型平板10的內表面。
連接在壓力機滑塊上的上模可被滑塊升降，從而可壓制下模中的玻璃坯，以成型平板10。在平板10形成之後，為了打開上模而又不會在側緣部分13的內表面上產生劃痕，應該為側緣部分13的內表面設置脫模斜度為預定角度的楔面。楔面長度至少為5mm。因此，鑑於融合圓角部分的尺寸和楔面的長度，側緣部分13為壓製成型其長度應該至少為10mm。此外，平板10的總高度應該等於或小於D×0.12。
防爆的UL標準是為了通過衝擊試驗來保證CRT的安全性和可靠性。衝擊試驗以如下方式進行利用能量為7-20焦耳(J)的球形或飛彈形狀的物體對平板上的預定位置進行衝擊。然後，對從平板或玻錐部分上破碎的玻璃碎片量進行測量，以確定是否小於基準值。如果玻璃碎片量小於基準值，則CRT就通過了衝擊試驗。
當玻殼被抽真空時，玻殼會由於內外壓力的不同而承受著壓應力和拉應力。由於玻璃對拉應力承受能力很弱，所以在拉應力的作用下玻殼部分極容易破碎或內爆。當衝擊或熱應力作用在平板上時，拉應力最大處的融合圓角部分開始產生裂紋，並由此開始傳播，最後玻殼發生爆裂。因此，在設計平板過程中，總高度H、面板的表面中心厚度T1和密封邊緣厚度T2是緩和或降低玻殼拉應力的關鍵因素。一般而言，玻殼這樣設計，即考慮到安全因素，平板具有大約10MPa的最大許可真空應力，特別地，考慮到由於平板和玻錐的熱膨脹係數的不同及玻璃燒結材料的使用產生的應力，通過使用稱為玻璃燒結材料的結晶粉末玻璃使平板的密封邊緣和玻錐部分的密封邊緣結合處的連接部分具有大約8MPa的最大許可真空拉應力。
而且，面板的表面中心厚度T1和密封邊緣厚度T2分別滿足下面的方程，這樣平板10就能夠具有滿足UL標準的防爆許可拉應力D×0.02≤T1≤D×0.037 (2)D×0.014≤T2≤D×0.026 (3)實驗為了設計滿足方程2和3的平板，以這種方式製造多個平板，即面板的表面中心厚度T1、密封邊緣厚度T2和總高度H中的兩個因素固定不變，另一個變化。然後，通過實驗1至3，對由於面板的表面中心厚度T1、密封邊緣厚度T2或總高度H的變化而導致的平板拉應力的變化進行觀測。在實驗1至3中，面板的拉應力是在可用屏幕18的周邊與短軸15或長軸16的交點測量的，在此，拉應力最大。密封邊緣的拉應力是在玻殼的水平側和豎直側的中心部分測量的，中心部分被安置平板和玻錐之間的連接部分上。而且，拉應力是根據日本工業標準(JIS)-S2305定義的直接測量法(Senarmont法)通過使用光彈應力測量儀測量的。
實驗1在實驗1中，平板是在保持面板的表面中心厚度T1和密封邊緣厚度T2不變的情況下改變總高度H製造的。表1示出了總高度H(mm)與拉應力(MPa)之間的關係。實驗1中的平板用於32英寸電視機，並且具有長寬比為16∶9的可用屏幕。對角線長度D為760mm；平均外側曲率半徑R1和平均內側曲率半徑R2等於或大於10000mm；面板的表面中心厚度T1為21mm；密封邊緣厚度T2為15mm。
表1
由表1可知，當面板11的內表面和外表面11a、11b變得平坦且將面板的表面中心厚度T1和密封邊緣厚度T2分別固定在21mm和15mm的情況下變化總高度H時，面板11中的拉應力小於10MPa。然而，密封邊緣12中的最大拉應力大於許可拉應力，因此密封邊緣厚度T2需要增大，以降低其中的最大拉應力。例如，在總高度H為56mm的情況下，面板11中的最大應力變成約為6MPa，即小於許可拉應力。然而，在總高度H為31mm的情況下，密封邊緣厚度T2需要增大，以降低密封邊緣中的拉應力，從而使平板能夠滿足防爆的UL標準。由表1還可知，當總高度H增大而面板的表面中心厚度T1和密封邊緣厚度T2沒有任何變化時，密封邊緣1 2中的拉應力略有降低，而面板11中的拉應力增加。
實驗2在實驗2中，平板是在保持面板的表面中心厚度T1和總高度H不變的情況下改變密封邊緣厚度T2製造的。表2示出了密封邊緣厚度T2(mm)與拉應力(MPa)之間的關係。實驗2中的平板用於32英寸電視機，並且具有長寬比為16∶9的可用屏幕。對角線長度D為760mm；平均外側曲率半徑R1和平均內側曲率半徑R2等於或大於10000mm；面板的表面中心厚度T1為21mm；總高度為50mm。
表2
由表2可知，在面板的密封邊緣厚度T2增加而表面中心厚度T1和總高度H沒有任何變化時，密封邊緣12中的拉應力急劇減小，而面板11中的拉應力緩慢增加。此外，當面板的表面中心厚度T1為21mm和總高度H為50mm時，密封邊緣厚度T2需要約為19mm或更大，以便使平板10能夠滿足防爆的UL標準。
實驗3在實驗3中，平板是在保持密封邊緣厚度T2和總高度H不變的情況下改變面板的表面中心厚度T1製造的。表3示出了面板的表面中心厚度T1(mm)與拉應力(MPa)之間的關係。實驗3中的平板用於32英寸電視機，並且具有長寬比為16∶9的可用屏幕。對角線長度D為760mm；平均外側曲率半徑R1和平均內側曲率半徑R2等於或大於10000mm；密封邊緣厚度T2為15mm；總高度為50mm。
表3
由表3可知，在面板的表面中心厚度T1增大時，面板11和密封邊緣12中的拉應力急劇降低。而且，表3示出了在面板的表面中心厚度T1為19mm或更大時面板11中的拉應力小於許可拉應力。
實驗1至3清楚地表明面板的表面中心厚度T1、密封邊緣厚度T2和總高度H是影響玻殼拉應力的關鍵因素，並且在設計總高度降低的薄平板時這些因素應該滿足方程1至3。根據本發明，可以獲得一種平板，其不僅總高度被降低，而且還滿足壓製成型特徵和防爆的UL標準。
雖然前面通過優選實施例顯示和描述了本發明，但本領域的普通技術人員可以理解，在不脫離權利要求中確定的本發明精神和範圍的前提下，可以作出各種改變和修改。
權利要求
1.一種用於陰極射線管的平板，包括面板，其具有用於顯示圖像的可用屏幕；側緣部分，其從面板部分的周邊伸出，並且具有密封邊緣；以及融合圓角部分，其將面板與側緣部分結合。其中在面板的平均外側曲率半徑R1和平均內側曲率半徑R2等於或大於10000mm時，面板的總高度H滿足下面的關係式T1+10≤H≤D×0.12其中，T1和D分別是面板的表面中心厚度和可用屏幕對角線長度。
2.如權利要求1所述的平板，其特徵在於，面板的表面中心厚度T1和密封邊緣厚度T2分別滿足下面關係式，以使平板具有滿足UL標準的防爆許可拉應力D×0.02≤T1≤D×0.037D×0.014≤T2≤D×0.026。
全文摘要
本發明公開了一種用於陰極射線管的平板，包括面板，其具有用於顯示圖像的可用屏幕；側緣部分，其從面板的周邊伸出，並且具有密封邊緣；以及融合圓角部分，其將面板與側緣部分結合。在面板的平均外側曲率半徑R1和平均內側曲率半徑R2等於或大於10000mm時，面板的總高度滿足T1+10≤H≤D×0.12，其中T1和D分別是面板的表面中心厚度和可用屏幕對角線長度。
文檔編號H01J29/86GK1484272SQ0312744
公開日2004年3月24日 申請日期2003年8月7日 優先權日2002年8月7日
發明者秋景文 申請人:三星康寧株式會社