专利名称：用于阴极射线管中的平板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于阴极射线管(CRT)中的平板；特别地讲，涉及一种薄平板，其总高度被降低，以减小CRT的总深度。
背景技术：
众所周知，彩色电视机或计算机显示器中使用的CRT的玻壳包括用于显示图像的平板、结合在平板后侧部分的圆锥形的玻锥部分和整体连接在圆锥形玻锥顶部的圆柱形管颈。平板、玻锥和管颈部分由玻璃制成，特别是平板和玻锥部分通过称为玻璃坯的熔融玻璃的压制成型而形成为预定的尺寸和形状。
这种CRT平板设有面板，其用于显示图像；侧缘部分，其从面板的周边向后延伸，并且在其后端上具有密封边缘；以及融合圆角部分(或称角部)，其将侧缘部分整体结合在面板上。玻锥可以划分为本体部，其具有密封边缘；以及轭部，其从本体部向后延伸。本体部的密封边缘连接着侧缘部分的密封边缘，管颈部分连接着轭部。
近来，由于用户对高分辨率和大尺寸屏幕的需求越来越大，平板有超过传统球形显示板的趋势，因此迅猛地加速了平板代替球形显示板的过程。与球形显示板相比，平板具有众多优点。例如，平板能够降低图像的扭曲变形、使眼睛疲劳最小化和提供较宽的可视范围。然而，大尺寸屏幕的CRT会增大CRT的总深度，即面板与管颈部分的后部之间的距离，这样就会占据较大空间。因此，在节省安装所需空间方面，大屏幕的CRT不如具有相同尺寸屏幕的平面显示器例如等离子显示板(PDP)和液晶显示器(LCD)。
为此，曾有各种尝试试图减小CRT的总深度，同时扩大屏幕并使其变平。然而，在这些尝试中，荫罩和内屏蔽板阻碍了总深度的减小。在射束指引型CRT中，能够获得纯平并且较薄的显示板，该射束指引型CRT省掉了荫罩和内屏蔽板，而采用了指引带和光探测器。不带侧缘部分的玻璃片材基板用作尺寸在15-19英寸范围内的小CRT的平板。然而，在玻璃片材基板用作尺寸为19英寸或更大的大CRT的平板的情况下，玻璃片材基板由于其压制成型时的变形而很难制造，此外，玻璃片材基板结构脆弱而又不能满足防爆的UL(美国安全检测实验室公司)标准。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种薄平板，其具有最小化的侧缘部分，以在满足UL标准的防爆情况下减小CRT的总深度。
根据本发明，提供了一种用于阴极射线管的平板，其包括面板，其具有用于显示图像的可用屏幕；侧缘部分，其从面板的周边延伸，并具有密封边缘；以及融合圆角部分，其将面板与侧缘部分结合起来，其中当面板的平均外侧曲率半径R1和平均内侧曲率半径R2等于或大于10000mm时，面板的总高度满足如下关系式T1+10≤H≤D×0.12，其中T1和D分别是面板的表面中心厚度和可用屏幕对角线长度。
通过下面结合附图对本发明的优选实施例所作的描述，可以更清楚地理解本发明的上述以及其他目的和特征。
图1是根据本发明优选实施例的平板的沿对角线所作剖视图；以及图2是平板的俯视图。
具体实施例方式
下面参照附图对根据本发明优选实施例的用于阴极射线管中的平板进行描述。相同的附图标记在不同图中表示相同的部件。
参看图1，图中示出了根据本发明优选实施例的薄平板的对角线剖视图。薄平板10包括面板11，其用于显示图像；侧缘部分13，其从面板11的周边向后延伸，并且在其后端上具有密封边缘；以及融合圆角部分14，其将面板11与侧缘部分13结合起来。
参看图2，图中示出了薄平板10的俯视图。薄平板10呈矩形，该矩形具有短轴15和长轴16。面板11设有中部19，其用作显示图像的可用屏幕18(或称有效屏幕)；以及周边部分20，其环绕着中部19。附图标记D表示可用屏幕18的对角线17的长度。
如图2所示，附图标记C表示可用屏幕18的中心，即两对角线17的交点，玻壳的轴线和管颈部分的轴线通过该交点。在图1中，附图标记T1表示面板的表面中心厚度，即在中心C处测量的面板11的可用屏幕18的厚度；附图标记T2表示密封边缘厚度，即密封边缘12的厚度；附图标记H表示平板的总高度，即与密封边缘12相切的平面至与面板11的外表面11a的中心C相切的平面的距离；附图标记R1表示平均外侧曲率半径，即在外表面11a上沿预定方向通过中心C的曲率半径的平均值；R2表示平均内侧曲率半径，即在内表面11b上沿预定方向通过中心C的曲率半径的平均值。
根据优选实施例的薄平板10设计得满足压制成型的压制特征和防爆的UL标准，同时其总高度也被最小化。在平均外侧曲率半径R1等于或大于10000mm且平均内侧曲率半径R2等于或大于10000mm的情况下，总高度H满足下面的方程T1+10≤H≤D×0.12 (1)其中，T1和D分别表示面板的表面中心厚度和对角线长度。
为了使平板10变薄，优选使内表面11b和外表面11a变平坦。在内表面11b变平坦的情况下，融合圆角部分14的内侧圆角半径14a越小，与侧缘部分13连接的融合圆角部分14的长度就越短。然而，在这种情况下，平板在压制成型中的可成型性会被损害，并且在融合圆角部分14处的热应力集中也会加剧，这样就会导致平板10的变形和报废。因此，为了保持可成型性和防止在融合圆角部分处的热应力集中增大，内侧圆角半径14a应该等于或大于5mm。
用于压制成型平板10的模具包括下模；中间模(称为模套)，其用于成型密封边缘12和侧缘部分13，并且与下模的上部结合；以及上模(或称阳模)，其通过压制装载在下模型腔中的玻璃坯成型平板10的内表面。
连接在压力机滑块上的上模可被滑块升降，从而可压制下模中的玻璃坯，以成型平板10。在平板10形成之后，为了打开上模而又不会在侧缘部分13的内表面上产生划痕，应该为侧缘部分13的内表面设置脱模斜度为预定角度的楔面。楔面长度至少为5mm。因此，鉴于融合圆角部分的尺寸和楔面的长度，侧缘部分13为压制成型其长度应该至少为10mm。此外，平板10的总高度应该等于或小于D×0.12。
防爆的UL标准是为了通过冲击试验来保证CRT的安全性和可靠性。冲击试验以如下方式进行利用能量为7-20焦耳(J)的球形或导弹形状的物体对平板上的预定位置进行冲击。然后，对从平板或玻锥部分上破碎的玻璃碎片量进行测量，以确定是否小于基准值。如果玻璃碎片量小于基准值，则CRT就通过了冲击试验。
当玻壳被抽真空时，玻壳会由于内外压力的不同而承受着压应力和拉应力。由于玻璃对拉应力承受能力很弱，所以在拉应力的作用下玻壳部分极容易破碎或内爆。当冲击或热应力作用在平板上时，拉应力最大处的融合圆角部分开始产生裂纹，并由此开始传播，最后玻壳发生爆裂。因此，在设计平板过程中，总高度H、面板的表面中心厚度T1和密封边缘厚度T2是缓和或降低玻壳拉应力的关键因素。一般而言，玻壳这样设计，即考虑到安全因素，平板具有大约10MPa的最大许可真空应力，特别地，考虑到由于平板和玻锥的热膨胀系数的不同及玻璃烧结材料的使用产生的应力，通过使用称为玻璃烧结材料的结晶粉末玻璃使平板的密封边缘和玻锥部分的密封边缘结合处的连接部分具有大约8MPa的最大许可真空拉应力。
而且，面板的表面中心厚度T1和密封边缘厚度T2分别满足下面的方程，这样平板10就能够具有满足UL标准的防爆许可拉应力D×0.02≤T1≤D×0.037 (2)D×0.014≤T2≤D×0.026 (3)实验为了设计满足方程2和3的平板，以这种方式制造多个平板，即面板的表面中心厚度T1、密封边缘厚度T2和总高度H中的两个因素固定不变，另一个变化。然后，通过实验1至3，对由于面板的表面中心厚度T1、密封边缘厚度T2或总高度H的变化而导致的平板拉应力的变化进行观测。在实验1至3中，面板的拉应力是在可用屏幕18的周边与短轴15或长轴16的交点测量的，在此，拉应力最大。密封边缘的拉应力是在玻壳的水平侧和竖直侧的中心部分测量的，中心部分被安置平板和玻锥之间的连接部分上。而且，拉应力是根据日本工业标准(JIS)-S2305定义的直接测量法(Senarmont法)通过使用光弹应力测量仪测量的。
实验1在实验1中，平板是在保持面板的表面中心厚度T1和密封边缘厚度T2不变的情况下改变总高度H制造的。表1示出了总高度H(mm)与拉应力(MPa)之间的关系。实验1中的平板用于32英寸电视机，并且具有长宽比为16∶9的可用屏幕。对角线长度D为760mm；平均外侧曲率半径R1和平均内侧曲率半径R2等于或大于10000mm；面板的表面中心厚度T1为21mm；密封边缘厚度T2为15mm。
表1
由表1可知，当面板11的内表面和外表面11a、11b变得平坦且将面板的表面中心厚度T1和密封边缘厚度T2分别固定在21mm和15mm的情况下变化总高度H时，面板11中的拉应力小于10MPa。然而，密封边缘12中的最大拉应力大于许可拉应力，因此密封边缘厚度T2需要增大，以降低其中的最大拉应力。例如，在总高度H为56mm的情况下，面板11中的最大应力变成约为6MPa，即小于许可拉应力。然而，在总高度H为31mm的情况下，密封边缘厚度T2需要增大，以降低密封边缘中的拉应力，从而使平板能够满足防爆的UL标准。由表1还可知，当总高度H增大而面板的表面中心厚度T1和密封边缘厚度T2没有任何变化时，密封边缘1 2中的拉应力略有降低，而面板11中的拉应力增加。
实验2在实验2中，平板是在保持面板的表面中心厚度T1和总高度H不变的情况下改变密封边缘厚度T2制造的。表2示出了密封边缘厚度T2(mm)与拉应力(MPa)之间的关系。实验2中的平板用于32英寸电视机，并且具有长宽比为16∶9的可用屏幕。对角线长度D为760mm；平均外侧曲率半径R1和平均内侧曲率半径R2等于或大于10000mm；面板的表面中心厚度T1为21mm；总高度为50mm。
表2
由表2可知，在面板的密封边缘厚度T2增加而表面中心厚度T1和总高度H没有任何变化时，密封边缘12中的拉应力急剧减小，而面板11中的拉应力缓慢增加。此外，当面板的表面中心厚度T1为21mm和总高度H为50mm时，密封边缘厚度T2需要约为19mm或更大，以便使平板10能够满足防爆的UL标准。
实验3在实验3中，平板是在保持密封边缘厚度T2和总高度H不变的情况下改变面板的表面中心厚度T1制造的。表3示出了面板的表面中心厚度T1(mm)与拉应力(MPa)之间的关系。实验3中的平板用于32英寸电视机，并且具有长宽比为16∶9的可用屏幕。对角线长度D为760mm；平均外侧曲率半径R1和平均内侧曲率半径R2等于或大于10000mm；密封边缘厚度T2为15mm；总高度为50mm。
表3
由表3可知，在面板的表面中心厚度T1增大时，面板11和密封边缘12中的拉应力急剧降低。而且，表3示出了在面板的表面中心厚度T1为19mm或更大时面板11中的拉应力小于许可拉应力。
实验1至3清楚地表明面板的表面中心厚度T1、密封边缘厚度T2和总高度H是影响玻壳拉应力的关键因素，并且在设计总高度降低的薄平板时这些因素应该满足方程1至3。根据本发明，可以获得一种平板，其不仅总高度被降低，而且还满足压制成型特征和防爆的UL标准。
虽然前面通过优选实施例显示和描述了本发明，但本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离权利要求中确定的本发明精神和范围的前提下，可以作出各种改变和修改。
权利要求
1.一种用于阴极射线管的平板，包括面板，其具有用于显示图像的可用屏幕；侧缘部分，其从面板部分的周边伸出，并且具有密封边缘；以及融合圆角部分，其将面板与侧缘部分结合。其中在面板的平均外侧曲率半径R1和平均内侧曲率半径R2等于或大于10000mm时，面板的总高度H满足下面的关系式T1+10≤H≤D×0.12其中，T1和D分别是面板的表面中心厚度和可用屏幕对角线长度。
2.如权利要求1所述的平板，其特征在于，面板的表面中心厚度T1和密封边缘厚度T2分别满足下面关系式，以使平板具有满足UL标准的防爆许可拉应力D×0.02≤T1≤D×0.037D×0.014≤T2≤D×0.026。
全文摘要
本发明公开了一种用于阴极射线管的平板，包括面板，其具有用于显示图像的可用屏幕；侧缘部分，其从面板的周边伸出，并且具有密封边缘；以及融合圆角部分，其将面板与侧缘部分结合。在面板的平均外侧曲率半径R1和平均内侧曲率半径R2等于或大于10000mm时，面板的总高度满足T1+10≤H≤D×0.12，其中T1和D分别是面板的表面中心厚度和可用屏幕对角线长度。
文档编号H01J29/86GK1484272SQ0312744
公开日2004年3月24日 申请日期2003年8月7日 优先权日2002年8月7日
发明者秋景文 申请人:三星康宁株式会社