(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗パターンを覆って表面にコーティングされるオーバーコートガラスのナトリウム濃度が、純水で洗浄することにより５００ｐｐｍ以下とされている
ことを特徴とする抵抗器。
【請求項２】
抵抗パターンを覆って表面にコーティングされるオーバーコートガラスのナトリウム濃度が、純水で洗浄することにより５００ｐｐｍ以下とされている抵抗器を備えて成る
ことを特徴とする陰極線管用電子銃。
【請求項３】
抵抗パターンを覆って表面をコーティングするオーバーコートガラスを作製する際に、
上記オーバーコートガラスの原材料のガラスカレットを粉砕する工程の後に、
粉砕したガラス粉末を純水で洗浄し、ナトリウムを５００ｐｐｍ以下にする工程を有する
ことを特徴とする抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗パターンを覆って表面にオーバーコートガラスを塗布して成る抵抗器、及びこれを用いた陰極線管用電子銃、並びに抵抗器の製造方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テレビ、ディスプレイ等において高解像度化の要求が非常に高まっている。
【０００３】
そのため、例えば図４に示すような、共有電界拡張レンズ（ＥＦＥＡＬ：Extended Field Elliptical Aperture Lens ）構造の電子銃３１が開発され、商品化されてきている（SID '97 DIGEST p347-350(1997) 参照）。
【０００４】
この電子銃３１では、図示しないが赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色に対応する電子ビームを発生させる３つの陰極Ｋ、電子ビームを加速及び制御する各電極即ち第１電極Ｇ1 、第２電極Ｇ2 、第３電極Ｇ3 、第４電極Ｇ4 、第５電極Ｇ5 、後述の中間電極ＧＭ、第６電極Ｇ6 、及びコンバージェンスカップ３５を有し、電子銃３１の長手方向と略平行に抵抗器３２が取り付けられて成る。図４中３３はステム、３４はステムピンである。
【０００５】
このＥＦＥＡＬ構造の電子銃３１には、従来のフォーカス電圧（例えば６ｋＶ）とアノード電圧（例えば２７ｋＶ）の中間の電圧（例えば１４ｋＶ）を印加する新規の電極が必要になる。
そこで、陽極側の第６電極Ｇ6 とフォーカス電極である第５電極Ｇ5 との間に中間電極ＧＭを設けている。ＥＦＥＡＬ型構造の電子銃３１では、第５電極Ｇ5 、中間電極ＧＭ、第６電極が、図示しないがそれぞれ３つの電子ビームに対応したビーム透過孔を有する電界補正電極板を内部に有し、各電極Ｇ5 ，ＧＭ，Ｇ6 が断面長円形の筒体とされている。
【０００６】
そして、この中間電極ＧＭに上述の例えば１４ｋＶの中間の電圧を印加することにより、中間電極ＧＭの電界補正電極板（図示せず）のビーム透過孔への電界のしみ込みで電子ビームの形状やコンバージェンスを制御して、これらを最適化することができる。
【０００７】
ここで、陰極線管の外部から電子銃に電圧を供給するステムピン３４から供給できる電圧は、ピン間の耐電圧特性から１０ｋＶ程度が限界である。
従って、中間電極ＧＭに例えば１４ｋＶ等の中間電圧を供給するために、ステムピン３４からの低い電圧と、陽極側の高い電圧の間を接続して分圧する、抵抗器３２が不可欠となっている。
【０００８】
図５は、図の電子銃３１の抵抗器３２である。図５Ａに断面図、図５Ｂに平面図を示す。この抵抗器３２は、例えばアルミナ等のセラミック基板３６の片面に、導電膜を所定のパターンに塗布形成した抵抗パターン３７が印刷焼成されている。
そして、抵抗パターン３７の上及びセラミック基板３６の裏面には、抵抗パターン３７を保護するためのオーバーコートガラス３８が形成されて抵抗器３２が構成されている。
【０００９】
抵抗器３２は、セラミック基板３６の抵抗パターン３７が形成された面を電子銃３１側、反対側の面を外側、即ち陰極線管のネックガラス側として電子銃３１に取り付けられる。
【００１０】
抵抗器３２の左端の高圧電極部３９には、アノード電圧例えば、２５〜３２ｋＶ程度の高圧が印加され、右端のアース電極部４１は接地されるか、又は陰極線管外部の外付け抵抗に接続される。
図４の電子銃３１では、高圧電極部３９がコンバージェンスカップ３５に接続され、アース電極部４１がステムピン３４を通じて接地され、中間電極部４０が中間電極ＧＭに接続される。
【００１１】
上述のような抵抗器３２は、例えばいわゆる内部分割抵抗器（ＩＢＲ：Inner Breeder Resistor）、ＩＭＲ（Inner Middle voltage breeder Resistor)、ＩＦＲ（Inner Focus breeder Resistor）等があり、上述の中間電極ＧＭへの中間電圧の供給の他にも、陰極線管の電子銃のコンバーゼンス特性を得るためのコンバーゼンス電圧の供給、陰極線管の電子銃のフォーカス電圧の供給、さらにはテレビ受像機のフォーカスコントローラ等にも用いられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような抵抗器３２の場合、動作中にナトリウムのイオンマイグレーションによるデンドライト（Dendrite）の成長が発生し、抵抗パターン３７間が導通してしまうことがあった。
【００１３】
例えば、図５Ｂに示すように、オーバーコートガラス３８とセラミック基板３６との界面において、オーバーコートガラス３８のエッジの部分から抵抗パターン３７に向かってデンドライト４２の成長が生じる。
【００１４】
このデンドライト４２の成長は、次のように説明することができる。
図６に示すように、オーバーコートガラス、セラミック基板及び抵抗パターン中に不純物として含まれるＮａ2 Ｏからナトリウム原子がイオン化し、ナトリウムイオンＮａ+ が発生する。このナトリウムイオンＮａ+ が、電位勾配に沿ってイオンマイグレーションを起こし、陰極側（低電位側）Ｋに移動する。
さらに、陰極側Ｋで周りの酸化物から酸素を奪って、酸化ナトリウムＮａ2 Ｏの層として析出し、陰極側Ｋから陽極側（高電位側）Ａに向かって酸化ナトリウムＮａ2 Ｏから成るデンドライト４２が成長していく。
【００１５】
このデンドライト４２の成長が、陰極線管の動作中に進行すると、前述のように抵抗パターン３７間の導通が生じる。例えば図５Ｂの場合、本来は中間電極部４０から１４ｋＶを供給してきたものが、低電圧側の抵抗パターン３７が短絡して実質的抵抗が短くなることにより、中間電極ＧＭの電位が１５ｋＶ等の電圧に上がってしまいフォーカスの不良を起こしてしまう。
【００１６】
特に最近では、上述のＥＦＥＡＬ型の電子銃３１等のように、電気的、機械的に過酷な条件下で抵抗器が使用される要求が高まり、抵抗パターン３７間導通の問題が深刻化されている。
また、電子銃３１の小型化を図ろうとすると、抵抗器３２において抵抗パターン３７の間隔が狭くなり、短絡が生じやすくなるため、電子銃３１の小型化が難しかった。
【００１７】
上述した問題の解決のために、本発明においては、抵抗パターン間の短絡を抑制することにより、寿命が長く小型化が図れる抵抗器、及びこの抵抗器を備えた陰極線管用電子銃、並びに抵抗器の製造方法を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の抵抗器は、抵抗パターンを覆って表面にコーティングされるオーバーコートガラスのナトリウム濃度が、純水で洗浄することにより５００ｐｐｍ以下とされているものである。
【００１９】
本発明の陰極線管用電子銃は、抵抗パターンを覆って表面にコーティングされるオーバーコートガラスのナトリウム濃度が、純水で洗浄することにより５００ｐｐｍ以下とされている抵抗器を備えて成るものである。
【００２０】
本発明の抵抗器の製造方法は、抵抗パターンを覆って表面をコーティングするオーバーコートガラスを作製する際に、オーバーコートガラスの原材料のガラスカレットを粉砕する工程の後に、粉砕したガラス粉末を純水で洗浄し、ナトリウム濃度を５００ｐｐｍ以下にする工程を有する。
【００２１】
上述の本発明の抵抗器によれば、オーバーコートガラスのナトリウム濃度が５００ｐｐｍ以下とされていることにより、オーバーコートガラスと抵抗パターンとの間等における、ナトリウムイオンの移動によるデンドライトの成長を低減することができる。
【００２２】
上述の本発明の陰極線管用電子銃によれば、その所要の電極に所要の電圧を印加するための抵抗器において、そのオーバーコートガラスのナトリウム濃度が５００ｐｐｍ以下とされていることにより、オーバーコートガラスと抵抗パターンとの間等における、ナトリウムイオンの移動によるデンドライトの成長を低減することができ、所要の電圧の変動が抑えられる。
【００２３】
また、上述の本発明の抵抗器の製造方法によれば、粉砕したガラス粉末を純水で洗浄することにより、ナトリウム濃度を低減して、ナトリウム濃度の低いオーバーコートガラスを製造することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明は、抵抗パターンを覆って表面にコーティングされるオーバーコートガラスのナトリウム濃度が、純水で洗浄することにより５００ｐｐｍ以下とされている抵抗器である。
【００２５】
本発明は、抵抗パターンを覆って表面にコーティングされるオーバーコートガラスのナトリウム濃度が、純水で洗浄することにより５００ｐｐｍ以下とされている抵抗器を備えて成る陰極線管用電子銃である。
【００２６】
本発明は、抵抗パターンを覆って表面をコーティングするオーバーコートガラスを作製する際に、オーバーコートガラスの原材料のガラスカレットを粉砕する工程の後に、粉砕したガラス粉末を純水で洗浄し、ナトリウムを５００ｐｐｍ以下にする工程を有する抵抗器の製造方法である。
【００２７】
図１は、本発明に係る抵抗器の概略構成を示す。図１Ａに断面図、図１Ｂに平面図を示す。この抵抗器２は、絶縁基板６、例えばアルミナ基板等のセラミック基板の片面に、導電膜、例えばＰｂ2 Ｒｕ2 Ｏ7 を主体とした導電膜を所定のパターンに塗布形成した抵抗パターン５が印刷焼成等により形成されている。抵抗パターン５の一端には、低電圧を供給するための端子となる低圧電極部９が形成され、抵抗パターン５の他端には、高電圧を供給するための端子となる高圧電極部７が形成され、抵抗パターンの中間には、分圧された中間の電圧が得られる端子となる中間電極部８が形成される。
そして、抵抗パターン５の上（図１Ａでは絶縁基板６の両面）には、抵抗パターン５を保護するためのオーバーコートガラス４が、例えば焼成によって所定の厚み、例えば数１０〜数１００μｍの厚みで形成されて抵抗器２が構成されている。本発明では、特にオーバーコートガラス４に含まれるナトリウム濃度が５００ｐｐｍ以下に設定される。
【００２８】
この抵抗器２では、低圧電極部９に低圧、例えばアース電圧を供給し、高圧電極部７に高圧を供給することにより、中間電極部８からアース電圧と高圧との中間の電圧が取り出される。
【００２９】
ここで、抵抗器でのデンドライトの成長について、さらに詳述する。
上述のオーバーコートガラスのエッジ部分から抵抗パターンに向かう成長の場合の他に、直接に抵抗パターン相互間、中間電極部と抵抗パターン間、及び低圧電極部と抵抗パターン間においても、条件によっては前述のデンドライトの成長の現象が起こりうる。
【００３０】
このデンドライトの成長は、以下の数１に示すイオン移動の式によって説明することができる。
【００３１】
【数１】
ＪNa＝Ａ0 ・ＮNa・ｅｘｐ（−Ｑ／ｋＴ）・ｄＥ／ｄｘ・ｆ（ｄＴ／ｄｘ）
ＪNa：Ｎａ+ イオンの移動
Ａ0 ：定数
ＮNa：単位堆積当たりのＮａ原子数（atoms/cm3 ）
Ｑ  ：活性化エネルギー（ｅＶ）
ｋ  ：ボルツマン乗数
Ｔ  ：動作温度（Ｋ）
dE/dx ：電位勾配
f(dT/dx)：温度勾配ｄＴ／ｄｘの関数
【００３２】
従って、数１より、ナトリウムのイオンマイグレーションを抑制してDendrite成長を抑えるには、以下のような対策が考えられる。
（１）単位体積当たりのナトリウム原子数（ナトリウム濃度）ＮNaを減らす。
（２）電位勾配ｄＥ／ｄｘを緩やかにする。
（３）動作温度Ｔ及び温度勾配ｄＴ／ｄｘを抑える。
（４）抵抗パターン５間の距離を広げ、デンドライトによる抵抗パターン５間の短絡を生じにくくする。
【００３３】
しかしながら、上述の（２）及び（３）はｘを大きくする、また（４）は抵抗パターン５間を広げることから、いずれも抵抗器２を大きく形成することが必要になる。これにより、抵抗器２全体の大きさに制約が生じる等の短所が生じる。
【００３４】
これに対して、（１）は、抵抗器の全体を大きくする必要がなく、後述する例えば陰極線管に内蔵する小型の抵抗器２に適した手法である。
【００３５】
上述の数１より、動作温度Ｔや電位勾配ｄＥ／ｄｘ等他の条件が同じ（一定）であれば、ナトリウムイオンの移動ＪNaは、ナトリウム濃度ＮNaに比例することがわかる。
【００３６】
従って、図１の抵抗器２において、オーバーコートガラス４のナトリウム濃度ＮＮａを低減することにより、数１よりナトリウムイオンの移動ＪＮａも低減される。
ナトリウムイオンの移動ＪＮａが低減されると、デンドライトの成長が抑制されるため、抵抗パターン５間の導通を抑制し、これにより抵抗器２の寿命を長くすることができる。
【００３７】
上述のナトリウム濃度の低減には、オーバーコートガラス４、絶縁基板６、及び抵抗パターン５の材料のそれぞれにおいてナトリウム濃度を低減することによって効果が期待できる。
特にその中でも、オーバーコートガラス４のナトリウム濃度は、通常１０００ｐｐｍと高く、これを５００ｐｐｍ以下にすることで、ナトリウムイオンの移動ＪNaを低減させ、デンドライトの成長を抑制して、抵抗パターン５間の導通に至るまでの時間を大幅に伸ばすことができる。
【００３８】
このように、本実施の形態の抵抗器２によれば、オーバーコートガラス４のナトリウム濃度を５００ｐｐｍ以下にすることにより、デンドライトの成長を抑制し、抵抗パターン５間の導通を抑制することができるので、抵抗器２の寿命を長くすることができる。
また、抵抗器２を大きくしなくても抵抗パターン５間の導通を抑制できるため、従来よりも、抵抗器２の小型化を図ることが可能になる。
【００３９】
次に、本発明の抵抗器に用いられるナトリウム濃度５００ｐｐｍ以下のオーバーコートガラス４を実現するためには、次のような製造手法がある。図２に製造工程を示す。
【００４０】
まず、原材料のガラスカレット２１に可能な限りナトリウム濃度の低いものを用いる。
【００４１】
この原材料のガラスカレット２１を水２２と混合し（混合工程Ｓ１）、粉砕する（粉砕工程Ｓ２）。
【００４２】
次に、粉砕工程Ｓ２の後に、特に、水２２と混合して粉砕したガラスカレット２１を純水によって洗浄する（純水洗浄工程Ｓ１０）。この純水洗浄工程Ｓ１０を設けることにより、多くのナトリウムイオンが洗い流されるため、ナトリウム濃度を低減することができる。
【００４３】
そして、この原料を用いて、粉砕後の濾過（濾過工程Ｓ３）を行って、さらに遠心沈降機により分離を行う（遠心沈降工程Ｓ４）。
次に、乾燥して（乾燥工程Ｓ５）、再度濾過（濾過工程Ｓ６）を行う。
さらにアルミナ２３と混合（混合工程Ｓ７）する。
一方、ペースト化するためのビヒクル２４を調整する。
最後に、ビヒクル２４とガラスを混合して（混合工程Ｓ８）ペースト化し（ペースト化工程Ｓ９）、オーバーコートガラス４を塗布するためのペースト２５を形成する。
【００４４】
このオーバーコートガラス４用のペースト２５を用いることにより、上述のナトリウム濃度５００ｐｐｍ以下のオーバーコートガラス４を製造することができる。
【００４５】
抵抗器２は、上述のオーバーコートガラス４用のペースト２５を用いて、例えば次のようにして製造することができる。
まず、絶縁基板６、例えばアルミナ等のセラミック基板に、導電ペースト、例えば金ペースト等の電極材を焼き付けて、高圧電極部７、中間電極部８、アース電極部９を形成する。
その後、例えばＰｂ2 Ｒｕ2 Ｏ7 等の導電膜のペーストを、所定のパターンで印刷塗布し、溶剤を蒸発させた後に、焼成して抵抗パターン５を形成する。
さらに、上述のオーバーコートガラス４用のペースト２５を抵抗パターン５上に印刷塗布する。尚、図２の場合は、セラミック基板６の裏面にも塗布する。
そして、ペースト２５を乾燥した後に焼成することにより、抵抗パターン５を被覆してオーバーコートガラス４を形成することができる。
このようにして、抵抗器２を構成することができる。
【００４６】
上述の抵抗器２は陰極線管の電子銃の例えば中間電極への中間電圧の供給、電子銃のフォーカス電極へのフォーカス電圧の供給、電子銃のコンバージェンス特性を得るためのコンバージェンス電圧供給用等の抵抗器、さらにテレビ受像機のフォーカスコントローラ用の抵抗器にも適用することができる。
【００４７】
図３は、上述の抵抗器を備えた本発明に係る陰極線管用電子銃の概略構成を示す。この図３は、前述のＥＦＥＡＬ型の電子銃に適用した場合を示している。
【００４８】
この電子銃１は、図示しないが赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色に対応する電子ビームを発生させる３つの陰極Ｋ、電子ビームを加速及び制御する各電極即ち第１電極Ｇ1 、第２電極Ｇ2 、第３電極Ｇ3 、第４電極Ｇ4 、第５電極Ｇ5 、中間電極ＧＭ、第６電極Ｇ6 、及びコンバージェンスカップ１２を有して成る。図３中１０はステム、１１はステムピンである。第５電極Ｇ5 にフォーカス電圧が、第６電極Ｇ6 にアノード電圧が、また中間電極ＧＭにフォーカス電圧とアノード電圧の中間の電圧が供給されて、ここに共有電界拡張レンズが構成される。
【００４９】
このＥＦＥＡＬ型構造の電子銃１では、前述の図４の電子銃３１と同様に、第５電極Ｇ5 、中間電極ＧＭ、第６電極Ｇ6 が、図示しないがそれぞれ３つの電子ビームに対応したビーム透過孔を有する電界補正電極板を内部に有し、各電極Ｇ5 ，ＧＭ，Ｇ6 が断面長円形の筒体とされている。
【００５０】
そして、本発明では、特に、中間電極ＧＭに図１で示した抵抗器２から中間電圧を供給するために、電子銃１の片側に抵抗器２が配置される。
【００５１】
抵抗器２は、絶縁基板６の抵抗パターン５が形成された面を外側、即ち陰極線管のネックガラス側、反対側の面を電子銃１側として電子銃１に取り付けられる。
【００５２】
抵抗器２の左端の高圧電極部７には、アノード電圧、例えば、２５〜３２ｋＶ程度の高圧が印加され、右端の低圧電極部９はアース電極部となり、接地されるか、又は陰極線管外部の外付け抵抗に接続される。
図３の電子銃１では、抵抗器２の高圧電極部７がコンバージェンスカップ１２に接続され、アース電極部９がステムピン１１を通じて接地され、中間電極部８が中間電極ＧＭに接続される。
【００５３】
そして、抵抗器２の中間電極部８から、フォーカス電圧とアノード電圧の中間の電圧、例えば高圧の半分程度の１４ｋＶの中間電圧が取り出されて、電子銃１の中間電極ＧＭに供給される。
【００５４】
上述の陰極線管用電子銃１によれば、寿命が長く小型化を図ることができる抵抗器２を備えて構成することにより、中間電極ＧＭへの中間電圧の変動が抑えられ、陰極線管の故障を低減し、また陰極線管の小型化、長寿命化、高信頼性化を図ることができる。また、抵抗器２が小型化されるので、電子銃の設計に制約が生じにくい。
【００５５】
尚、本発明は、フォーカス電圧を上述の抵抗器２の中間電極部８から供給するようにした電子銃、コンバージェンス電圧を上述の抵抗器２の中間電極部８から供給するようにした電子銃にも適用できる。図１の抵抗器２を電子銃のフォーカス電圧用抵抗とする場合は、例えば高圧の２５％前後、電子銃のコンバーゼンス電圧用抵抗とする場合は、例えば、９５％前後の電圧が、夫々中間電極部８から取り出される。
【００５６】
本発明の抵抗器、陰極線管用電子銃及び抵抗器の製造方法は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【００５７】
【発明の効果】
上述の本発明の抵抗器によれば、抵抗器の抵抗膜上に形成するオーバーコートガラスのナトリウム濃度が５００ｐｐｍ以下とされていることにより、デンドライトの成長を抑制して、抵抗パターン間の導通が生じるまでの時間を長くすることができる。
従って、抵抗器の寿命を延ばすことができる。
【００５８】
また、本発明の抵抗器により、抵抗器を大きくしなくても抵抗パターン間の導通を抑制できるため、従来よりも、抵抗器の小型化を図ることが可能になる。
【００５９】
また、本発明の陰極線管用電子銃によれば、寿命が長く小型化を図ることができる抵抗器を備えることにより、陰極線管の故障を低減し、また陰極線管の小型化も図ることができる。
【００６０】
また、本発明の抵抗器の製造方法によれば、ガラスカレットを粉砕した後に純水による洗浄工程を行うことにより、ナトリウム濃度の低いオーバーコートガラスを製造することができる。
これにより、上述の抵抗器の長寿命化及び小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の抵抗器の実施の形態の概略構成図である。
Ａ  断面図である。
Ｂ  平面図である。
【図２】本発明の抵抗器の製造方法に係るオーバーコートガラスのペーストの製造工程図である。
【図３】本発明に係る陰極線管用電子銃の概略構成図（平面図）である。
【図４】ＥＦＥＡＬ型の陰極線管用電子銃の概略構成図（平面図）である。
【図５】図４の電子銃に用いる抵抗器の概略構成図である。
Ａ  断面図である。
Ｂ  平面図である。
【図６】デンドライトの成長を説明する図である。
【符号の説明】
１…電子銃、２…抵抗器、４…オーバーコートガラス、５…抵抗パターン、６…絶縁基板、７…高圧電極部、８…中間電極部、９…低圧電極部、１０…ステム、１１…ステムピン、１２…コンバージェンスカップ、２１…ガラスカレット、２２…水、２３…アルミナ、２４…ビヒクル、２５…ペースト、３１…電子銃、３２…抵抗器、３３…ステム、３４…ステムピン、３５…コンバージェンスカップ、３６…セラミック基板、３７…抵抗パターン、３８…オーバーコートガラス、３９…高圧電極部、４０…中間電極部、４１…アース電極部、４２…デンドライト（dendrite）、Ｇ1 …第１電極、Ｇ2 …第２電極、Ｇ3 …第３電極、Ｇ4 …第４電極、Ｇ5 …第５電極、Ｇ6 …第６電極、ＧＭ…中間電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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