(57)【要約】本発明は陰極線管（ＣＲＴ）パネルを冷却するための方法であって、熱放射の制御手段が、当該パネルから近い距離において、パネルのいずれかの側上及びパネル表面と平行になるように設けられる方法に関する。上記手段は、熱放射に関して高反射率をもつ第１の領域を有し、この第１の領域がパネルの中央部に近接し、また、上記手段は、熱放射に関して高吸収率をもつ第２の領域を有し、この第２の領域がパネルのエッジ部に近接する。パネルを冷却する間にこの手段を有するとその結果として、パネルの表面にわたってより均一な温度分布が得られる。特に、パネルの中央部とエッジ部との間の温度勾配が低減される。（リアル）フラットパネルのガラスウェッジ部のために、パネルの中央部はパネルのエッジ部よりも薄い。このより薄い部分は、通常、より低い熱容量のためにより急速に冷却されるであろう。冷却の間のパネル表面にわたる局所的な温度差は、いわゆる「メンブレン」応力をもたらすであろう。本発明の方法により、こうした応力が最小限にされるであろう。
2004528260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示窓と、表示管用の周囲側壁とを有するガラスパネルを製造する方法であって、モールドに入れられる溶融ガラスをプレス成形する第１の段階と、前記成形されたガラスが前記モールドから取り出された後に該成形されたガラスを冷却する第２の段階とを有する方法において、前記パネルのエッジ部に対する温度勾配を低減させるために、前記第２の段階の少なくとも一部の間に、前記中央のパネル部の内側及び外側の表面部のうち少なくとも１つの熱放射が低減されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記中央のパネル部の前記熱放射を低減させるために、前記中央のパネル部の前記内側及び外側の表面部のうち少なくとも１つと向き合う位置に、熱反射手段が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記熱反射手段が、前記中央のパネル部の前記内側及び外側の表面部の各々と向き合うことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ニッケル、アルミニウム、金、及びアルミニウム酸化物を有するグループから選択される材料で製作されるか、又は前記材料で覆われる少なくとも１つのプレートを有する熱反射手段が用いられることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ガラスパネルの前記エッジ部のうち少なくとも１つに隣接して、さらに熱吸収手段が設けられることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記ガラスが軟化点Ｔｇを有し、Ｔｇを上回る温度Ｔｓをもつ前記パネルが、Ｔｇを下回る温度ＴＬに保持されるアニーリングレアに置かれることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記ガラスが軟化点Ｔｇを有し、前記アニーリングレアがＴｇを上回る温度ＴＬに設定され、前記パネルが前記アニーリングレアに置かれ、それにより前記レアがＴｇを下回る温度まで冷却されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
パネルの長い側部及び短い側部のうち少なくとも１つの中央領域において実質的に全く引張り応力を生じさせないような高度表面圧縮型の表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールド（mold）に入れられる溶融ガラスをプレス成形する第１の段階と、上記成形されたガラスが上記モールドから取り出された後に該成形されたガラスを冷却する第２の段階とを有する、表示管用のガラスパネルを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の方法において、ガラスパネルはプレス成形される。これは通常、非常に高い温度(１０００℃〜１１００℃)で行われる。このようにして、ガラス表面パネルは成形され得る。例えば陰極線管が、このようなガラスパネルを有する。
【０００３】
陰極線管（ＣＲＴ）のサイズはますます一層大型化する傾向にあり、それに合わせてＣＲＴの重量も増加している。さらに、ガラスパネルの前面はますますより平坦化する傾向にある。しかしながら、表面パネルの前面の平坦度を上げることは、一般にガラスパネルの重量も増加させることにつながる。ＣＲＴの破裂又は爆縮に対する安全性を確実にするために、ガラスパネルの厚さが増大されなければならないからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＲＴの強度を高めること、特にその重量を増加させることなくガラスパネルの強度を高めることが大いに必要とされている。ガラスパネルの強度を高めることは、歩留りを改善する可能性もある。
【０００５】
本発明の目的は、上記方法の歩留りを向上させること及び／又はガラスパネルの重量を低減させることを可能にする方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のために、本発明による方法は、当該パネルのエッジ部に対する温度勾配を低減させるために、第２の段階の少なくとも一部の間に、中央のパネル部の内側及び外側の表面部のうち少なくとも１つの熱放射が低減されることを特徴とする。
【０００７】
本発明は、冷却段階の間にパネルの応力レベルにおいて不均質性が生じ得るという洞察に基づいている。（リアルフラット）表示パネルの強度を改善するために、プレス成形後の冷却速度は、通常、圧縮応力が３メガパスカル乃至２５メガパスカル（Ｍｐａ）のオーダーで表面にもたらされる程度にまで増加される。このタイプのパネルは、高度表面圧縮（High Surface Compression）パネルと呼ばれている。最終的なアニーリング(annealing；焼きなまし)ステップの間に応力レベルの上記不均質性を修正しようとすると、必要な圧縮応力（バルク応力）に容易に影響を及ぼすであろう。これは歩留りを低減させると共に、真空管の安全性に深刻な影響を及ぼす可能性がある。このことは、リアルフラットパネルのような（ほとんど）平坦な内側及び／又は外側の表面を備えるパネルについて特に重要である。
【０００８】
リアルフラットパネル（例えば５１ＲＦ）がウェッジ部を有するために、普通、当該パネルが冷却されるとき、このパネルの北位置が北位置において引張り応力（幾何学的な応力）を有する。本発明の冷却プロセスの意図は、上記パネルの前面のエッジ部と中央部との間の温度差を最小限にすることである。これにより、北位置における引張り応力は減少するであろう。そのために、北位置で始まるクラックが、中央部に向かう代わりにコーナー部に向かってより伝播しやすいであろう。安全性に関してはこの方がより優れている。冷却の局所的な低減は、パネルの中央部の反対側に熱反射手段を設けることによって有利に実現され得る。北位置（パネルの長い上側の中央領域）に関して説明されたことは、必要な変更を加えて、東位置、南位置、西位置及びコーナー位置に関しても当てはまる。
【０００９】
パネルのより薄い中央部の熱放射を低減させることは、パネル表面にわたって温度勾配を低減させるために有効な手段であることが分かっている。放射輸送は、熱輸送の４０％乃至７０％を占める要因である。ただ他の各部の空気を用いて冷却するだけではあまり効率的ではない。この効果は、例えば、より軽量のパネル、若しくはよりフラットな前面を備えるパネルを製造するために、又は検査不合格率（＝安全性検査に合格しないパネルの百分率）を低減させるために実際に使用されてもよく、又はこれらの有益な効果を任意に組み合わせて使用されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の実施例によれば、熱反射手段は中央のパネル部の内側及び外側の表面部のうち少なくとも１つと向き合う位置に設けられて、エッジ部をフリーにする。好ましくは、上記熱反射手段は、より強い効果のために、上記内側及び外側の表面部のそれぞれと互いに向き合う。
【００１１】
さらなる実施例によれば、ニッケル（Ni）、アルミニウム（Al）、金（Au）、及びアルミニウム酸化物(Al-oxide)を有するグループから選択される材料で製作されるか、又は上記材料で覆われる少なくとも１つのプレートを有する熱反射手段が用いられる。
【００１２】
熱反射手段の効果を高めるために、熱吸収手段が、ガラスパネルのエッジ部の少なくとも１つに隣接して設けられてもよい（このエッジ部は、ガラスパネルの周辺側壁と表示窓とが接合する領域である）。
【００１３】
上記を考慮すると、とりわけ本発明の態様は、当該パネルの長い側部及び短い側部の少なくとも１つの中央領域において実質的に全く引張り応力を生じさせないような高度表面圧縮型の表示パネルを提供することにある。
【００１４】
これを実現するやり方は、冷却段階の間に全てのパネル部がほぼ同じ瞬間にＴｇを超えるような手段を取ることである（Ｔｇは、ガラスが粘性状態から固体状態に変化する転移温度である）。
【００１５】
本発明の枠組みにおいて、冷却段階は有利なことに以下の２通りのやり方のうち１つで実行され得る。
ａ．ガラスが軟化点Ｔｇを有し、アニーリングレアがＴｇを下回る温度ＴＬに保持され、Ｔｇを上回る温度ＴＳをもつパネルがアニーリングレアに置かれることを特徴とする方法。
ｂ．ガラスが軟化点Ｔｇを有し、アニーリングレアがＴｇを上回る温度ＴＬに設定され、パネルがこのアニーリングレアに置かれ、それにより上記レアがＴｇを下回る温度まで冷却されることを特徴とする方法。
【００１６】
本発明のこれら及び他の態様は、本明細書の以下に説明される実施例から明らかになると共に、これらの実施例を参照して明瞭に説明されるであろう。
【００１７】
各図面は単に概略的に表したもので、スケール通りに記載したものではない。特に明確にするため、若干の寸法は強く誇張されている。各図面中、同じ参照番号は同じ部分を可能な限り示している。
【実施例１】
【００１８】
図１は、表示パネル３、コーン部４及びネック部５を含むガラスエンベロープ２を有する表示管１の断面の略図である。ネック部５には、１つ又は複数の電子ビーム９を生成するための電子銃がある。この電子ビームは、表示パネル３の内側面上の蛍光体層７に集束されると共に、偏向コイルシステム８によって表示パネル３の端から端まで互いに直角な２方向に偏向される。
【００１９】
表示装置は、完全にガラスでできていると共に、異なる厚さ又は異なる熱吸収特性をもつガラス壁を備える２つ又はそれより多くの部品で作られている陰極線管又はテレビ表示管１を有していることが多い。例えば、ガラステレビ表示管１は、通例、ガラス表示パネル３及びガラスコーン部４を有し、これらは別々に製作され、その後に熔解すること又は（はんだ付け）ガラス嵌合を用いることによって接合され、この形成された接合部が気密固定されている。このような真空管の表示パネル３は、その厚さが上記真空管のコーン部の壁の厚さよりずっと厚いガラス壁によって形成されている。表示パネル３のこうしたより一層厚い壁の厚さは、上記パネルを有する最終的な真空管が空にされるときに十分に堅固であることを確実にするために役立つ 。
【実施例２】
【００２０】
図２Ａ及び図２Ｂは、プレス成形の方法を例示している。第１の方法ステップ（図２Ａ）では、高温（通常１０００℃〜１１００℃）におけるガラス塊(glass volume)２１は、その形態が、製作されるべきガラスパネルの形態に対応する下側モールド部材２３ａと、リング部材２４とを有するプレス機２２に供給される。ガラスパネルは、プランジャ２３ｂをモールド部材２３ａに押し下げることによって、その間にあるガラス塊２１から、通常の態様でプレス成形される（図２Ａ）。かなり冷たいプレス機と接触する上記温かいガラスは、当該ガラスの温度、特にその表面温度を低下させるであろう。上記パネルの成形後、プランジャ２３ｂがはずされ、リング部材２４が取り除かれ、ガラスパネル３はプレス機から取り出されて冷却され得る（図２Ｃ）。
【００２１】
リアルフラット（ＲＦ）パネルのガラスウェッジ部のために、これらのパネルの中央部は当該パネルのエッジ部と同じくらいより薄型である。このより薄型の部分は、普通、より低い熱容量のためにより迅速に冷却されるであろう。この冷却の間に当該パネルの表面にわたる局所的な温度差により、いわゆる「メンブレン（membrane）」応力がもたらされるであろう。これらの応力を除去するためには、上記表面にわたって等しい温度をもつことが最善策である（注記：詳細には、上記冷却のために温度勾配が存在し、これにより当該パネルの厚さにわたって放物線状応力の分散がもたらされる）。
【００２２】
冷却の間に上記表面にわたって等しい温度を得るために、当該冷却をガラスの局所的な厚さに適応させることが必要である。熱流束Ｑによる冷却は、以下の式によってもたらされる。
Ｑ＝Ｑrad＋Ｑconv＝４εδＴｍ３（Ｔglass−Ｔsur）＋ｈconv（Ｔglass−Ｔsur）
対流部分＝Ｑconv＝ｈconv（Ｔglass−Ｔsur）＝ｖｘ（Ｔglass−Ｔsur）
放射部分＝Ｑrad＝ｈrad（Ｔglass−Ｔsur）＝４εδＴｍ３（Ｔglass−Ｔsur）
ｖ＝冷却空気の速度
ε＝周囲の放射係数(emission coefficient)
Ｔsur＝周囲の温度
【００２３】
それゆえに、局所的な冷却は、
放射係数の局所的な変動値εと、
冷却空気の速度の局所的な変動値ｖと、
周囲の温度の局所的な変動値（周囲の局所的な熱）Ｔsurと
によって適応され得る。
【００２４】
５００℃乃至６００℃において、
ｈrad（ε＝１）＝４*１*５６．７Ｅ−９*（５５０＋２７３）３＝１００[Ｗ／ｍ２Ｋ]
なので、この放射熱伝導(radiative heat transfer)は、強度の対流熱伝導に匹敵するものである。
【実施例３】
【００２５】
放射熱伝導は、放射係数を変化させることによって容易に変化することが可能であるのに対して、対流熱輸送(convective heat transport)を変化させることにはより多くの作業が必要とされる。したがって、本発明は、放射制御手段を用いることによってパネルの局所的な冷却に変更を加える。この放射制御手段は、
任意的には、吸収用のプレート（εa＝高）と下記のプレートとの組み合わせで、反射用の中心に位置するプレート（εr＝低）を有している。
【００２６】
パネル３の中央部は上記反射プレートと「対面する(see)」一方で、このパネルのエッジ部は上記吸収プレートと「対面する」（図３参照）。
【００２７】
適切な反射プレートは赤外線領域の放射を反射することが可能にされるべきである。例えば、ニッケルプレート、アルミニウムプレート及び（研磨された）アルミニウム酸化物プレートが適切であることが分かっている。
【００２８】
図３に示される構成体(setup)において、パネルは断熱サポート手段２９に置かれている。パネルの中央部は反射プレート(２７ａ，２７ｂ)と「対面する」一方で、パネルのエッジ部は吸収プレート(２８ａ，２８ｂ)、例えば、黒色鋼板と「対面する」。これらのプレートは、当該パネルの外側表面と内側表面との反対側にそれぞれ置かれている。プレート２７の寸法は、エッジ部の厚さ及びパネル距離に依存する。
【００２９】
このパネルがプレスされた後、パネルは５０℃の周囲環境のために輸送ベルト上で非常に急速に冷却される。この急速な冷却によって、非常に高い応力が引き起こされる。輸送ベルト上でのこの冷却後、上記パネルは（例えば）４９０℃でより長い期間、アニーリングレア（annealing lehr；焼きなまし用の徐冷窯）に入れられる。この温度において、高い応力のうち大部分が緩和される。結果として生じる応力は、周囲環境における冷却によってもたらされる高い応力と、大幅な緩和との間の（比較的小さな）差によりもたらされる。さらに、この緩和は温度と線形関係にない（しかし指数関数の関係にある）ため、冷却プロセスが制御されにくい。
【００３０】
より適切に「周囲環境」の温度を制御するために、上記構成体がアニーリングレアに置かれ得る。このレアの設定は、
１．
Ｔｇを下回る一定温度Ｔｌｅｈｒにおいてなされ得る。その場合、Ｔｇを上回る温度Ｔｓをもつ熱いパネルがＴｌｅｈｒまで冷却されるであろう。一定の冷却速度は（Ｔｓ−Ｔｌｅｈｒ）に依存する。
２．
また、当該設定は、Ｔｇを上回る温度Ｔｌｅｈｒにおいてなされ得る。パネルがレアに入れられた後、このレアは、一定の冷却率でＴｇを下回るまで冷却され始める。パネルの温度は、上記レアの温度に追従する傾向があるだろう。
【００３１】
２９ＲＦパネルの冷却結果
先行して製作されたパネルは５８０℃まで加熱され、応力を解放するために１０分間この温度に保たれ、その後、冷却レアが一定の冷却速度で冷却し始める。したがって、冷却方法１が用いられる。
【００３２】
このパネルは、一定の冷却率を有するレア内で冷却される。パネル温度は、レアの温度に（多かれ少なかれ）追従するであろう。
【００３３】
以下の２通りの異なる設定が用いられている。
１．スクリーンの中央部に対向する反射プレート（寸法：４００×３００；
２９ＲＦ＝６００×４７０）で冷却する（図３参照）。
２．参考のため、吸収プレートのみで冷却する。
レアの冷却速度は、０．１／０．２／０．３／０．４／０．５℃／秒(℃/s)であった。
【００３４】
以下のテーブル１は、結果としてもたらされた応力を示している。
【００３５】
【表１】
2004528260.tif 000003
【００３６】
テーブル１に見られ得るように、列Ｎ、すなわち表面における幾何学的な応力は、スクリーンの中央部の前面の反射シートを用いて最小化される一方で、バルク応力はほとんど影響を及ぼされていない。
【００３７】
５１ＲＦパネルの冷却結果
５１ＲＦパネルはプレスされ、このパネルはプレスされた後にアニーリングレア内に置かれる。冷却工程は方法２に従って、反射シールドを用いる場合及び用いない場合に対してそれぞれ行われる。プロセス設定はテーブル２に従って行われる。
【００３８】
ここで測定された応力は、テーブル１に示される応力に匹敵することが判明している。
したがって、このプレスされたパネルの場合も、表面における幾何学的な応力は実質的に低減される一方で、バルク応力は同じレベルにとどまる。
【００３９】
幾何学的な応力は、プレスされたスクリーンに関しても同様に、レア（テーブル１）内で加熱された前もって製作されたパネルに関しても低減されるので、この低減は開始条件については無関係である。
【００４０】
【表２】
2004528260.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の枠組みの範囲内で多くの変形形態が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。要約すると、本発明はＣＲＴパネルを冷却するための方法であって、熱放射の制御手段が、当該パネルから近い距離において、パネルのいずれかの側上及びパネル表面と平行になるように設けられる方法に関する。上記手段は、熱放射に関して高反射率をもつ第１の領域を有し、この第１の領域がパネルの中央部に近接しており、また、上記手段は、熱放射に関して高吸収率をもつ第２の領域を有し、この第２の領域がパネルのエッジ部に近接する。パネルを冷却する間にこの手段を有するとその結果として、パネルの表面にわたってより均一な温度分布が得られる。特に、パネルの中央部とエッジ部との間の温度勾配が低減される。
【００４２】
（リアル）フラットパネルのガラスウェッジ部のために、パネルの中央部はパネルのエッジ部よりも薄い。このより薄い部分は、通常、より低い熱容量のためにより急速に冷却されるであろう。冷却の間のパネル表面にわたる局所的な温度差は、いわゆる「メンブレン」応力をもたらすであろう。本発明の方法により、こうした応力が最小限にされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】プレス成形されたガラスパネルを有する表示管の断面の略図である。
【図２Ａ】プレス成形する方法を例示する。
【図２Ｂ】プレス成形する方法を例示する。
【図２Ｃ】プレス成形する方法を例示する。
【図３】本発明による冷却ステップの間のガラスパネルの構成を例示する。
【符号の説明】
【００４４】
１：表示管
２：ガラスエンベロープ
３：ガラス表示パネル
４：コーン部
５：ネック部
７：蛍光体層
８：偏向コイルシステム
９：電子ビーム
２１：ガラス塊
２２：プレス機
２３ａ：下側モールド部材
２３ｂ：プランジャ
２４：リング部材
２７ａ，２７ｂ：反射プレート
２８ａ，２８ｂ：吸収プレート
２９：断熱サポート手段
【国際公開パンフレット】
2004528260.tif 000005
2004528260.tif 000006
2004528260.tif 000007
2004528260.tif 000008
2004528260.tif 000009
2004528260.tif 000010
2004528260.tif 000011
2004528260.tif 000012
2004528260.tif 000013
2004528260.tif 000014
2004528260.tif 000015
2004528260.tif 000016
2004528260.tif 000017
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004528260.tif 000018
【国際調査報告】
2004528260.tif 000019
2004528260.tif 000020
2004528260.tif 000021
2004528260.tif 000022
2004528260.tif 000023