專利名稱：陰極射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有平坦外表面屏盤的陰極射線管，特別涉及人工改變屏盤與錐體熔接部分的應(yīng)力分布以提高回收工藝中玻璃回收率的平面陰極射線管。
背景技術(shù)：
如圖1所示，陰極射線管通常包括設(shè)置于其前部的屏盤1；用于選擇發(fā)射到屏盤1內(nèi)的電子束顏色的蔭罩3；固定和支撐蔭罩3的框架4；將框架4固定于屏盤1上的柱狀銷釘6；與屏盤1接合以維持陰極射線管內(nèi)的真空狀態(tài)的錐體2；連接柱狀銷釘6與框架的彈簧5；位于錐體2后側(cè)的管狀頸部10；設(shè)置于頸部10內(nèi)用以發(fā)射電子束11的電子槍8；內(nèi)屏蔽7，其與框架4組合以屏蔽諸如作用于所發(fā)射的電子束11的地磁場(chǎng)之類的外磁場(chǎng)；固定于錐體2外部使電子束11偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)9；和配置于屏盤1裙邊的防爆帶12。
如圖2A所示，普通屏盤1的內(nèi)外表面都具有特定的曲率。因外表面彎曲，顯示的圖像失真，使觀看的人感覺不舒服。并且，因彎曲引起的外部光線的反射還使眼睛更加疲勞。為解決該問題而提出的陰極射線管采用一種屏盤結(jié)構(gòu)，即其外表面非常平，如圖2B所示，使觀看其上所顯示圖像的人感覺舒服。由于考慮到圖像浮選效果(floatation effects)，該結(jié)構(gòu)(以下稱為FCD)在適當(dāng)觀看范圍內(nèi)能夠消除圖像失真和減輕眼睛疲勞，實(shí)現(xiàn)平面的圖像，因而被廣泛使用。
陰極射線管通過包括下列工藝的多個(gè)工藝來制造形成工藝，在屏盤內(nèi)表面上形成熒光屏；密封工藝，利用熔接玻璃使屏盤1和錐體2相互密封在一起；和排氣工藝，使陰極射線管內(nèi)為高真空。此外，在陰極射線管內(nèi)設(shè)置諸如電子槍8、蔭罩3、框架4和內(nèi)屏蔽7之類的結(jié)構(gòu)元件。在制造工藝期間或制造工藝結(jié)束之后在特定的部件上可能產(chǎn)生缺陷，或在特定的工藝中產(chǎn)生缺陷。在這種情況下，需要回收有缺陷的陰極射線管。
圖3是說明陰極射線管回收機(jī)構(gòu)的圖。切割陰極射線管的頸部，取消陰極射線管內(nèi)部的真空狀態(tài)，去除防爆帶，然后將其裝在起始區(qū)。之后，用硝酸在腐蝕區(qū)域局部去除熔接玻璃，在清洗區(qū)域用水清除在屏盤和錐體的硝酸。其中，在熔接玻璃中產(chǎn)生大量的源點(diǎn)(origins)。并且，在通過第一熱水區(qū)和冷水區(qū)時(shí)，在屏盤、錐體和熔接玻璃的內(nèi)面和外面產(chǎn)生不同的應(yīng)力。尤其是，在源點(diǎn)因張應(yīng)力使玻璃部件破裂。因張應(yīng)力施加到通過第一熱水區(qū)域和冷水區(qū)域的外部，因而熔接玻璃在存在壓應(yīng)力的內(nèi)面部分范圍內(nèi)被分離。然后，當(dāng)其通過冷水區(qū)和第二熱水區(qū)時(shí)，張應(yīng)力施加到熔接玻璃內(nèi)面，壓應(yīng)力施加到其外部，從而使熔接玻璃完全分離。
常規(guī)的陰極射線管屏盤具有如圖2A所示的有特定曲率的內(nèi)外表面，用以確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。這樣，其角部的厚度低于其中心部分厚度的130％。在這種情況下，回收陰極射線管不存在問題?？墒?，如圖2B所示，為了使蔭罩的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最大，使其內(nèi)側(cè)具有與蔭罩類似的曲率而其外面是平坦的，因而在其外面平坦而其內(nèi)面有特定曲率的屏盤(FCD)的情況下，其角部的厚度比其中心部分厚度的170％還厚。這增加了屏盤的厚度來維持蔭罩的強(qiáng)度，但該屏盤結(jié)構(gòu)經(jīng)不起熱應(yīng)力。尤其是，屏盤應(yīng)力的分布不均勻。并且，當(dāng)陰極射線管經(jīng)歷在蔭罩與框架組裝中去除焊接應(yīng)力的穩(wěn)定工藝、將屏盤與錐體密封在一起的熔接密封工藝、和使電子束容易發(fā)射的排氣工藝時(shí)，還必須通過爐子來進(jìn)行制造。這使熔接玻璃的應(yīng)力結(jié)構(gòu)更不均勻。因非均勻應(yīng)力結(jié)構(gòu)，因而在使屏盤與錐體彼此分離的回收工藝中，產(chǎn)生多處破裂。此外，非均勻應(yīng)力結(jié)構(gòu)還使屏盤的強(qiáng)度變低。
在屏盤的楔形(wedge)率為170％以上時(shí)，因爐內(nèi)熱沖擊使熔接部分的張應(yīng)力變得非常大，引起“角部拉伸(pull)”現(xiàn)象，如圖4所示，這指屏盤和錐體彼此分離時(shí)在屏盤對(duì)角線角部的破裂。這降低了通常占FCD型管子成本的35-45％的屏盤和錐體的回收率。為了減少該破裂率，要求改進(jìn)陰極射線管制造期間諸如穩(wěn)定工藝、玻璃熔接密封工藝、排氣工藝等復(fù)雜的爐子工藝，尤其是要控制在將屏盤和錐體相互熔接在一起的熔接密封工藝中的應(yīng)力?？墒?，改進(jìn)爐子溫度需要過高的投資并且會(huì)降低生產(chǎn)率，增加產(chǎn)品成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以高生產(chǎn)率制造同時(shí)不需要增加投資的陰極射線管。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供一種陰極射線管，該陰極射線管包括具有頸部、錐體和利用熔接玻璃熔接到錐體上的屏盤的外殼，屏盤的外面基本上是平的，屏盤的內(nèi)面具有預(yù)定的曲率，其中當(dāng)屏盤中心的厚度為T1，屏盤對(duì)角線角部的厚度為T2時(shí)，1.7≤T2/T1≤2.3，和當(dāng)陰極射線管的有效圖像區(qū)域的大小為x(單位cm)時(shí)，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力小于-1.3876x+128.24(Kgf/cm2)。
當(dāng)陰極射線管的有效圖像區(qū)域的大小為x(單位cm)時(shí)，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力小于-1.4625x+119.88較好，小于-1.4875x+117.1更好。


圖1表示常規(guī)陰極射線管的結(jié)構(gòu)；圖2A和2B分別表示常規(guī)陰極射線管和平面陰極射線管的屏盤結(jié)構(gòu)；圖3表示陰極射線管的回收機(jī)構(gòu)；圖4表示屏盤與錐體相互分離時(shí)產(chǎn)生的角部拉伸現(xiàn)象；圖5是表示熔接密封工藝中爐子工藝規(guī)范的曲線；圖6是說明回收率與屏盤與錐體熔接部分位置的應(yīng)力之間關(guān)系的圖；圖7-11是分別表示17″FCD、19″FCD、21″FCD、25″FCD和29″FCD的基于在錐體與屏盤熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)的回收率曲線；和圖12是表示陰極射線管的有效熒光屏的大小與影響回收率的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)之間關(guān)系的曲線。
具體實(shí)施例方式
下面，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)例展示于附圖中的優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明人根據(jù)因其楔形率引起的厚度差，在屏盤對(duì)角線角部熔接部分產(chǎn)生相當(dāng)大的不規(guī)則溫度分布的事實(shí)，按照熔接密封爐內(nèi)溫度的變化，進(jìn)行了測(cè)試，以找出影響陰極射線管回收的關(guān)鍵因素。圖5是表示熔接密封工藝中爐子工藝規(guī)范的曲線?？筛鶕?jù)該曲線發(fā)現(xiàn)升溫速率、保溫時(shí)間、冷卻速率和峰值溫度的因素。以下列方式進(jìn)行測(cè)試如圖3所示，回收已通過密封爐的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品按不同的指定時(shí)間通過密封爐。在下列表1中示出結(jié)果。其中，對(duì)所有產(chǎn)品采用相同的回收工藝，即在58℃下進(jìn)行190秒噴射式腐蝕，在58℃下進(jìn)行90秒的第一熱水區(qū)處理，在28℃下進(jìn)行38秒冷水區(qū)處理，和在54℃下進(jìn)行45秒第二次熱水區(qū)處理。
密封溫度曲線分析

參照表1可知可由密封爐中的升溫速率、保溫時(shí)間、冷卻速率和峰值溫度預(yù)先確定回收率。
圖6是用于說明按屏盤與錐體熔接部分的位置的應(yīng)力與回收率之間關(guān)系的圖。在按熔接部分位置的屏盤與錐體熔接部分的應(yīng)力被分成屏盤外面應(yīng)力(P-out)、屏盤中心應(yīng)力(P-cent)、屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)，錐體外面應(yīng)力(F-out)、錐體中心應(yīng)力(F-cent)和錐體內(nèi)面張應(yīng)力(F-in)，并且分析這些應(yīng)力與回收率之間的相關(guān)性。其結(jié)果示于下列表2中。按應(yīng)力的相關(guān)性分析

如表2所示，按屏盤與錐體熔接部分的位置的回收率與應(yīng)力的相關(guān)性最高值為屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)的0.9863。結(jié)果，屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)對(duì)回收率的影響最大。
下面按標(biāo)準(zhǔn)分析方法分析在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)與密封爐中升溫速率、保溫時(shí)間、冷卻速率和峰值溫度之間的關(guān)系。
其結(jié)果示于下列表3中。按應(yīng)力的關(guān)鍵因素的分析

參照表3，R-平方為0.9和F比值為0.04的升溫速率具有區(qū)別于其它因素的相關(guān)性。按照標(biāo)準(zhǔn)分析方法，一般認(rèn)為其R-平方大于0.5和F比值低于0.05的因素具有相關(guān)性。結(jié)果，由于在密封爐的這些因素中升溫速率具有與在屏盤和錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)最大的相關(guān)性，因而通過控制包括密封爐內(nèi)升溫速率的指定時(shí)間，可控制屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)。例如，29″FCD陰極射線管的密封爐指定時(shí)間是約18-19秒?？梢源_認(rèn)，當(dāng)指定時(shí)間變長時(shí)，在屏盤與錐體的熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)變小，但當(dāng)它變短時(shí)，該張應(yīng)力變大。
為了確認(rèn)屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)與回收率之間的關(guān)系，本發(fā)明人通過內(nèi)面張應(yīng)力測(cè)試了17″(406mm)、19″(457mm)、21″(508mm)、25″(590mm)和29″(676mm)FCD陰極射線管的回收率。測(cè)試結(jié)果分別示于表4和圖7、表5和圖8、表6和圖9、表7和圖10、表8和圖11中。
17″FCD的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力與回收率之間的關(guān)系
19″FCD的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力與回收率之間的關(guān)系
21″FCD的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力與回收率之間的關(guān)系
25″FCD的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力與回收率之間的關(guān)系
29″FCD的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力與回收率之間的關(guān)系

在如表4和圖7所示的17″FCD(406mm)的情況下，當(dāng)屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)為72.0(Kgf/cm2)時(shí)，回收率約為70％，當(dāng)張應(yīng)力在72.0(Kgf/cm2)以上時(shí)，它突然減小。在如表5和圖8所示的19″FCD(457mm)的情況下，當(dāng)屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)為63.7(Kgf/cm2)時(shí)，回收率約為70％，當(dāng)張應(yīng)力在63.7(Kgf/cm2)以上時(shí)，它突然減小。在如表6和圖9所示的21″FCD(508mm)的情況下，當(dāng)屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)為57.1(Kgf/cm2)時(shí)，回收率約為70％，當(dāng)張應(yīng)力在57.1(Kgf/cm2)以上時(shí)，它突然減小。
如表7和圖10所示，在25″FCD(590mm)的情況下，當(dāng)屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)為46.6(Kgf/cm2)時(shí)，回收率約為70％，當(dāng)張應(yīng)力在46.6(Kg#cm2)以上時(shí)，它突然減小。如表8和圖11所示，在29″FCD(676mm)的情況下，當(dāng)屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)為32.5(Kgf/cm2)時(shí)，回收率約為70％，當(dāng)張應(yīng)力在32.5(Kgf/cm2)以上時(shí)，它突然減小。
圖12是表示陰極射線管的有效圖像區(qū)域的大小與影響回收率的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)之間關(guān)系的曲線。該曲線表示有效圖像區(qū)域大小與屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)相互之間具有線性關(guān)系。具體地說，當(dāng)陰極射線管有效圖像區(qū)域的大小為x和屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)為Y時(shí)，在回收率為70％的情況下，Y＝-1.3876x+128.24；在回收率為85％的情況下，Y＝-1.4625x+119.88；在回收率為90％的情況下，Y＝-1.4875x+117.1。這些表達(dá)式具有類似的斜率。因此，在當(dāng)陰極射線管有效圖像區(qū)域的大小為x(單位cm)的情況下，當(dāng)屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)保持在-1.3876x+128.24以下時(shí)，陰極射線管的回收率可增加。并且，當(dāng)張應(yīng)力保持在-1.4625x+119.88以下時(shí)較好，當(dāng)它保持在-1.4875x+117.1以下時(shí)更好。
按照本發(fā)明，為了控制在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)，應(yīng)基本上如上所述那樣來控制密封爐內(nèi)的指定時(shí)間。在這種情況下，當(dāng)指定時(shí)間變長時(shí)，屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)變小，而熔接部分材料的臨界張應(yīng)力也減小?？墒牵诨厥章蕿?0-100％的情況下，考慮到產(chǎn)量，為了降低張應(yīng)力而延長指定時(shí)間并不是優(yōu)選的。因此，屏盤與錐體熔接部分的最小張應(yīng)力最好，在17″FCD陰極射線管的情況下，為56.9±5(Kgf/cm2)；在19″FCD的情況下，為49.3±3(Kgf/cm2)；在21″FCD陰極射線管的情況下，為36.7±2(Kgf/cm2)；在25″FCD的情況下，為29.5±3(Kgf/cm2)；和在29″FCD的情況下，為13.9±1(Kgf/cm2)。其中，由于在回收率為90-95％時(shí)，可獲得在屏盤與錐體熔接部分的最佳屏盤內(nèi)面張應(yīng)力(P-in)，因而給出約5-10％的誤差范圍。
按照本發(fā)明，如上所述，在屏盤與錐體熔接部分的最佳屏盤內(nèi)面張應(yīng)力可維持在預(yù)定值以下，以便在生產(chǎn)其屏盤外面大致為平面而內(nèi)面具有預(yù)定曲率的陰極射線管時(shí)可減少在爐內(nèi)的破裂，提高回收率。
盡管已展示和描述了包括優(yōu)選實(shí)施例的特定實(shí)施例，但在不脫離由權(quán)利要求書唯一限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然還可進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種陰極射線管，包括具有頸部、錐體和利用熔接玻璃熔接到錐體上的屏盤的外殼，屏盤的外面基本上是平的，屏盤的內(nèi)面具有預(yù)定的曲率，其中，當(dāng)屏盤中心的厚度為T1，屏盤對(duì)角線角部的厚度為T2時(shí)，1.7≤T2/T1≤2.3，和當(dāng)陰極射線管的有效圖像區(qū)域的大小為x(單位cm)時(shí)，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力小于-1.3876x+128.24(Kgf/cm2)。
2.如權(quán)利要求1的陰極射線管，其中，當(dāng)陰極射線管的有效圖像區(qū)域的大小為x(單位cm)時(shí)，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力小于-1.4625x+119.88(Kgf/cm2)。
3.如權(quán)利要求1的陰極射線管，其中，當(dāng)陰極射線管的有效圖像區(qū)域的大小為x(單位cm)時(shí)，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力小于-1.4875x+117.1(Kgf/cm2)。
4.一種陰極射線管，包括具有頸部、錐體和利用熔接玻璃熔接到錐體上的屏盤的外殼，屏盤的外面基本上是平的，屏盤的內(nèi)面具有預(yù)定的曲率，其中，當(dāng)屏盤中心的厚度為T1，屏盤對(duì)角線角部的厚度為T2時(shí)，1.7≤T2/T1≤2.3，和在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力P-in滿足13.9±1(Kgf/cm2)≤P-in≤72.0(Kgf/cm2)。
5.如權(quán)利要求4的陰極射線管，其中，屏盤有效圖像區(qū)域的對(duì)角線長度小于40.6cm，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力P-in滿足56.9±5(Kgf/cm2)≤P-in≤72.0(Kgf/cm2)。
6.如權(quán)利要求5的陰極射線管，其中，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力P-in滿足56.9±5(Kgf/cm2)≤P-in≤60.4(Kgf/cm2)。
7.如權(quán)利要求4的陰極射線管，其中，屏盤有效圖像區(qū)域的對(duì)角線長度大于40.6cm但小于45.7cm，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力P-in滿足49.3±5(Kgf/cm2)≤P-in≤63.7(Kgf/cm2)。
8.如權(quán)利要求7的陰極射線管，其中，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力P-in滿足49.3±5(Kgf/cm2)≤P-in≤53.1(Kgf/cm2)。
9.如權(quán)利要求4的陰極射線管，其中，屏盤有效圖像區(qū)域的對(duì)角線長度大于45.7cm但小于50.8cm，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力P-in滿足36.7±2(Kgf/cm2)≤P-in≤57.1(Kgf/cm2)。
10.如權(quán)利要求9的陰極射線管，其中，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力P-in滿足36.7±2(Kgf/cm2)≤P-in≤56.9(Kgf/cm2)。
11.如權(quán)利要求4的陰極射線管，其中，屏盤有效圖像區(qū)域的對(duì)角線長度大于50.8cm但小于67.6cm，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力P-in滿足29.5±3(Kgf/cm2)≤P-in≤46.6(Kgf/cm2)。
12.如權(quán)利要求11的陰極射線管，其中，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力P-in滿足29.5±3(Kgf/cm2)≤P-in≤33.8(Kgf/cm2)。
13.如權(quán)利要求4的陰極射線管，其中，屏盤有效圖像區(qū)域的對(duì)角線長度大于67.6cm，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力P-in滿足13.9±31(Kgf/cm2)≤P-in≤32.5(Kgf/cm2)。
14.如權(quán)利要求13的陰極射線管，其中，在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力P-in滿足13.9±1(Kgf/cm2)≤P-in≤27.1(Kgf/cm2)。
全文摘要
提供一種陰極射線管,該陰極射線管包括具有頸部、錐體和利用熔接玻璃熔接到錐體上的屏盤的外殼,屏盤的外面基本上是平的,屏盤的內(nèi)面具有預(yù)定的曲率,其中當(dāng)屏盤中心的厚度為T1,屏盤對(duì)角線角部的厚度為T2時(shí),1.7≤T2/T1≤2.3,和當(dāng)陰極射線管的有效圖像區(qū)域的大小為x(單位cm)時(shí),在屏盤與錐體熔接部分的屏盤內(nèi)面張應(yīng)力小于－1.3876x+128.24(Kgf/cm
文檔編號(hào)H01J29/86GK1347133SQ01132409
公開日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2001年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月26日
發(fā)明者丁圣翰 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社