专利名称：用于制造阴极射线管的玻璃屏的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造显象管的玻璃屏的方法，其具有内外表面部分，所述方法包括第一阶段，挤压成形注入在模具中的熔融的玻璃，以及第二阶段，在成形的玻璃从模具取出之后，冷却所述成形的玻璃。本发明尤其涉及一种用于制造高表面压缩屏的方法。
在已知的方法中，玻璃屏通常在极高的温度下(1000℃-1100℃)被挤压成形。用这种方式，可以形成玻璃屏面。例如，阴极射线管便包括这种玻璃屏。
阴极射线管(CRT)的尺寸越来越大，因而其重量不断增加。此外，玻璃屏的前表面也越来越平。不过，屏面的前表面平度的增加一般也导致玻璃屏的重量的增加，这是因为，玻璃屏的厚度必须增加，以便确保安全性，防止CRT的内破裂和爆炸。
因而非常需要增加CRT的强度，尤其是玻璃屏的强度，而不增加其重量。增加玻璃屏的强度可以提高产量。
本发明的目的在于提供一种能够提高玻璃屏的产量与/或减小玻璃屏的重量的方法。
为此目的，按照本发明的方法的特征在于，至少在第二阶段的一部分期间，屏的外表面部分的热辐射被减少，从而减小在内外表面部分之间的冷却速率的差别。
本发明基于这样的理解在冷却阶段期间，屏内的应力水平可能产生不均匀。为了改善(纯平)显示屏的强度，模压成形之后的冷却速度通常增加到这样的程度，使得在表面上产生3到25个Mpa的数量级的压缩应力。这种类型的屏被称为高表面压缩屏。在最后的退火步骤期间努力校正上述的应力水平的不均匀能够容易地影响所需的压缩应力(表面应力)。这种不均匀将减少产量，并且可以严重影响显象管的安全性。对于具有(几乎)平的内和/或外表面的屏，例如纯平的显示屏，这种处理尤其是重要的。
本发明的冷却处理的意图是使内外表面部分的冷却速率更对称。这意味着，在冷却期间，内外表面基本上同时经过温度Tg(其是玻璃从粘稠状态改变为固态的温度)。冷却的减少可以通过面对屏的外表面部分设置热反射装置来有利地实现。
已经发现，降低屏的厚度上的温度梯度是降低屏的外表面部分的热辐射的一种有效的方法。辐射输送承担热输送的40-70％。单独利用空气对其它部分冷却是低效的。在实际上这种有效方法例如可以应用于制造具有较低重量的屏或者具有较平的前表面的屏，或者用于减少不良率(＝未通过安全测试的屏的百分数)，或者用于这些有益效果的组合。
按照第一实施例，在面向屏的外表面部分的位置设置热反射装置，最好将热反射装置和加热装置组合使用，以便取得较强的效果。
按照另一个实施例，使用一种热反射装置，其包括由从Ni，Al，Au，氧化铝构成的组中选择的材料制成的或者覆盖的至少一个板。
为了增加热反射装置的效果，可以面向玻璃屏的内表面部分设置一个热吸收装置。
由上述可见，本发明的一个特别的方面是提供一种高表面压缩型的显示屏，其在屏的内外表面部分之间的(观察窗)区域内，基本上没有张应力。
通过参阅下面说明的实施例，本发明的这些和其它的方面将会更加清楚地看出。
在附图中
图1是具有挤压成形的玻璃屏的显象管的示意的截面图；图2表示挤压成形的方法；图3表示在按照本发明的冷却步骤期间玻璃屏的第一方案；以及图4表示在按照本发明的冷却步骤期间玻璃屏的第二方案。
附图完全是示意的，因而未按比例绘制。为清楚起见，有些尺寸被大大地夸大了。在附图中，只要可能，相同的标号表示相同的元件。
图1是显象管1的截面的示意图，其具有玻璃壳体2，所述玻璃壳体包括显示屏3，锥形部分4和颈部5。在颈部5中，具有用于发射一个或几个电子束9的电子枪。电子束被聚焦在显示屏3的内表面上的荧光层7上，并借助于偏转线圈系统8沿两个相互垂直的方向跨过显示屏3偏转。
显示装置通常包括阴极射线管或电视显象管1，其完全由玻璃制成，并由两个或多个具有不同厚度的玻璃壁部分或者具有不同的热吸收特性的部分构成。例如，玻璃电视显象管1通常包括玻璃显示屏3和玻璃锥体4，它们被单独生产，然后通过熔接或者使用玻璃料(焊料)连成一体，形成的接头被气密性地密封。这种显象管的显示屏3由厚度比这种显象管的锥体部分的壁厚大得多的玻璃壁构成。显示屏3的这种较大的壁厚用于确保当包括这种屏的最终的显象管被抽真空时具有足够的刚度。
图2A，2B说明挤压成形方法。在第一方法步骤中(图2A)，把处于高温(一般1100℃-1000℃)下的玻璃团21提供给挤压装置22，该装置具有形状相应于要制成的玻璃屏的形状的下模制部件23a，以及环形部件24。用通常的方式，在玻璃团21位于模制部件23a和柱塞23b之间的情况下，通过挤压模制部件23a中的柱塞23b，挤压成形玻璃屏(图2A)。和相对冷的模压机接触的热的玻璃使温度尤其是玻璃表面的温度降低。在形成屏之后，柱塞23b被拉回，除去环状部件24，并从模压机中取出玻璃屏3，然后使其冷却(图2C)。
本发明基于发明人的这样的观点，即，屏的外表面部分一般比屏的内表面部分冷却的速度快。在冷却期间在屏的厚度上冷却速率的不同引起有害的应力。为了消除这些应力，最好使用对称的冷却条件。
为了在冷却期间得到对称的冷却条件，需要采取局部冷却。具有热通量Q的冷却由下式给出Q＝Qrad+Qconv＝4εσTm3(Tglass-Tsur)+hconv(Tglass-Tsur)对流部分＝＝Qconv＝hconv(Tglass-Tsur)＝vx(Tglass-Tsur)辐射部分＝＝Qrad＝hrad(Tglass-Tsur)＝4εσTm3(Tglass-Tsur)v＝冷却空气的速度ε＝环境的发射系数Tsur＝环境的温度因此，可以通过以下措施来修正局部冷却-局部改变发射系数ε-局部改变冷却空气的速度v-局部改变环境温度Tsur(对环境局部加热)在500-600℃下，
hrad(ε＝1)＝4*1*56.7E-9*(550+273)3＝100[W/m2K]，因此，辐射热传递可以和强对流热传递相媲美。
当改变对流热传送需要较多的努力时，通过改变发射系数，可以容易地改变辐射热传递。因此，本发明通过使用辐射控制装置改变屏的局部冷却，所述辐射控制装置包括一种面对外表面部分的用于热反射的装置，εr＝低，任选的是结合下面装置一种面对内表面部分的用于热吸收的装置，εa＝高。屏3的外表面部分“看到”反射装置，内表面部分“看到”吸收装置，见图3和图4。
一种合适的反射板应当能够反射红外范围内的辐射。例如已经发现镍板、铝板和(抛光的)氧化铝板是合适的。
在图3所示的设备中，屏3在从模压机取出之后，被“面向上”地放置在热隔离支撑装置29上，以便由输送装置31(输送带)输送到玻璃冷却退火炉中。屏3的外侧“看到”热反射装置27，屏3的内侧“看到”吸收装置28，例如一种黑钢片板。装置27，28被分别设置成和屏3的内、外表面相对。反射装置27可以和加热器30结合。
在屏被挤压成形之后，由于环境温度是50℃，屏在传送带上被快速冷却。由于该快速冷却，引起高的应力。在(传送带上)被冷却之后，屏被置于(例如)490℃的用于退火的玻璃韧化炉中较长时间。在这个温度下，释放掉大部分大的应力。最终的应力(相对小)是由在环境中冷却引起的高应力与大的弛豫之间的差，而且由于该弛豫与温度成非线性变化(但是成指数变化)，所以这个冷却过程难于控制。
为了更好地控制“环境”温度，可以在玻璃退火韧化炉中设置所述设备。
在图4所示的设备中，屏33被“面向下”地放置在热隔离支撑装置39上。屏33的外侧“看到”热反射装置37。装置37被设置成和屏33的外表面相对。玻璃屏33和热反射装置37构成的装置由输送装置41输送。
概括地说，本发明涉及一种用于生产CRT屏的方法，其中，在CRT屏的冷却期间，屏的冷却快的部分的冷却速率被降低。通过把来自CRT屏的外部的热量反射回CRT屏和/或通过利用加热器对CRT的外部提供额外的热量，CRT屏的外部(面向CRT的观看者的一侧)一般比CRT屏的内侧具有较高的冷却速率。
优选地，本发明的方法在CRT屏从模压机输送到玻璃退火炉(冷却炉)的期间使用。
优点和改进本发明提供一种用于对称地冷却CRT屏的方法(使内部和外部的冷却速率相同)，该方法能够减少CRT屏中的有害的应力，并提高产品的尺寸精度。
权利要求
1.一种用于制造显象管用的具有内外表面部分的玻璃屏的方法，所述屏包括观看窗和周边侧壁，该方法包括第一阶段，用于挤压成形被置于模具中的熔融玻璃，以及第二阶段，用于在所述成形玻璃从模具中取出之后对其进行冷却，其特征在于，在至少第二阶段的一部分期间，所述屏的外表面部分的热辐射被减少，从而减少在屏的内外表面部分之间的冷却速率的差别。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了减少热辐射，在面向所述屏的外表面部分的位置设置热反射装置。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述热反射装置和加热装置相结合。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，使用一个热反射装置，其包括由从Ni，Al，Au，氧化铝构成的组中选择的材料制成的或者覆盖的至少一个板。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还面向所述玻璃屏的内表面部分设置一个热吸收装置。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少第二阶段包括从模具中把成形玻璃输送到玻璃冷却退火炉中。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少第二阶段专门包括从模具中把成形玻璃输送到玻璃冷却退火炉中。
8.一种高表面压缩型显示屏，其在屏的内外表面部分之间的(观看窗)区域，基本上没有张应力。
全文摘要
本发明涉及一种用于生产CRT屏的方法，其中，在CRT屏冷却期间，屏的快速冷却部分的较高的冷却速率被降低。CRT屏的外部(面向CRT观看者的一侧)一般比CRT屏的内部具有较高的冷却速率。因此，本发明提供了一种方法，用于减少CRT屏的外部的冷却速率，其中通过向CRT屏反射回来自CRT屏的外部的热量，并/或利用加热器对CRT屏的外部提供额外的热量。本发明的方法在CRT屏从模压机向玻璃退火炉(冷却炉)输送期间被优选地使用。优点和改进本发明提供一种用于对称地冷却CRT屏的方法(使内部和外部的冷却速率相同)，该方法能够减少CRT屏中的有害的应力，并提高产品的尺寸精度。
文档编号C03B11/12GK1541398SQ02810921
公开日2004年10月27日 申请日期2002年5月30日 优先权日2001年6月1日
发明者G·M·奥斯特霍特, H·N·特因, G M 奥斯特霍特, 特因 申请人:皇家菲利浦电子有限公司