JPS636730A

JPS636730A - 厚膜抵抗素子及びそれを内蔵する電子管

Info

Publication number: JPS636730A
Application number: JP61149573A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nikaido; 勝二階堂; Yoshiaki Ouchi; 義昭大内; Taketoshi Shimoma; 下間　武敏; Eiji Kanbara; 蒲原　英治; Shigeru Sugawara; 繁菅原; Hideki Yamaguchi; 秀樹山口
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Device Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1988-01-12
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH0682540B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、カラー受像管、泥像管などの陰極線管、進
行波管、タライストロン、Ｘ線管などの電子銃構体、あ
るいはＸ線イメージインデンジファイアなど、複数個の
管内電極を右する電子管に係わり、とくにその真空容器
内に設けられ電子レンズを構成する複数個の管内電極に
、同様に真空容器内に内蔵した分圧抵抗素子から各電極
に動作電圧を分配するように構成された電子管に関する
。

（従来の技術）従来、例えばカラー受像管において陽極電圧以外に、例
えばコンバージェンス電極ヤ）フォーカス電極等に高電
圧を供給する場合、ステム部からリード線を介して高電
圧を供給すると不所望な放電などを生じるので、受像管
内の電子銃溝体部分に分圧用の抵抗素子を組み込み、こ
れによって陽極電圧を分圧して夫々の電極に高電圧を供
給する構成が採用される。その−例は、持回［４５５−
１４６２７号公報に示されている。管内に内蔵される分
圧抵抗素子は、アルミナセラミックス製の絶縁基板−り
に酸化ルデニウム（ＲＩＪ　０２　＞−ガラス系からな
る抵抗層をジグザグパターン状に印刷塗布し、これを焼
成したうえこの抵抗層を覆うように硼珪酸鉛ガラスから
なる絶縁被覆層を形成づ゛る。ぞしてこれを５５０〜６
５０’Ｃでおよそ２０〜３０分焼成する。また、この絶
縁被覆層の月利に酸化アルミニウムをＳ右させてカラー
受像管の製造工程のとくに高電圧ノッキングによる抵抗
値の変化を抑制するものである。

ところで、内部が真空の電子管に内蔵されるこの種分圧
抵抗素子に要求される条件としては、■　電子管製造工
程中の加熱工程などを経てし抵抗値が安定であること、 ■　動作中に発生するジュール熱や高電界中に晒されて
も抵抗値変化やガス放出が少ないこと、■　散乱電子が
当っても、二次電子放出源にならないこと、等が挙げられる。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、従来から知られるこの種分圧抵抗素子を内蔵
する電子管では、第６図に点線曲線Ｐで示すように、動
作初期からおよそ２００乃至３００　＋＋、’７間内で
抵抗値が大ぎく変化する現象をもつことが確認される。

またこの抵抗値の変化は、高電圧がかかる部分でとくに
顕著である。このように部分的に抵抗値が変化すると、
各管内電極への供給電圧配分が変化してしまう。このた
め電子レンズ作用が劣化してしまい、例えばカラー受像
管などでは画面のフォーカスが劣化し、画質低下となっ
てしまう。

この発明は以上のような事情に鑑み、管内に配設された
分圧抵抗素子の抵抗値の変化がきわめて少なく、電子レ
ンズを構成する各電極への電圧配分が艮肋間の動作でも
ほとんど変化しない複数個の管内電極を有する電子管を
提供することを目的とする。

（発明の概要）この発明は、真空容器内に設けられた複数個の管内電極
に接続された分圧抵抗素子が、絶縁基板上に、酸化ルテ
ニウム、酸化鉛、酸化硅素を主成分とづる照は混合物か
らなる抵抗体層が被着され、この抵抗体層を覆うように
硼珪酸鉛ガラスを主体とする絶縁被覆）Ｃ１が９２りら
れるとともに、この絶縁被覆層が鉄、ニッケル、クロム
、コバルト、亜鉛、銅、シルコニ【クム、カドミウムの
中から選択された少なくとも１つの遷移金属酸化物を含
んでなる複数個の管内電極を有する電子管である。

（作用）このような複数個の管内電極を右づる電子管によれば、
比較的高温、あるいは高電圧が印加される条件で長時間
動作されても、抵抗体層の抵抗値の変化をきわめて小さ
い範囲にとどめることができる。

後述するＪ：うに、従来の構成の場合は抵抗体層からそ
れを覆う絶縁被覆層に、これら抵抗体層及び絶縁被覆層
の共通構成成分である酸化鉛が溶出し、これが原因とな
って抵抗値を大きく変化させているものと考えられる。

それに対してこの発明によれば、分圧抵抗素子の絶縁被
覆層が鉄笠の遷移金属酸化物を含有することにより、抵
抗体層から絶縁被覆層への酸化鉛の溶出が大きく抑えら
れ、それによって高温、あるいはｌＯＩ電界中で長時間
動作させても抵抗値の変化がきわめて少なく、電子レン
ズ作用の劣化等を防止することができる。したがってき
わめて信頼性の昌い電子管を１７にとができる。

（発明の実施例）以下図面を参照してその実施例を説明する。

第１図は、この発明をカラー受像管に適用した例である
。図中の符号１１は真空容器を構成するガラス容器のネ
ック部、１２はそれに連続するファンネル部、１３はそ
れらの内面に塗ｉ５されたアノード電極被膜、１４はス
テム部、１５は外部リード、１６は電子銃構体、Ｋはそ
のカソード電極、Ｇ、は第１グリツド電極、Ｇ２は第２
グリツド電極、Ｇ３は第３グリツド電極、Ｇ、は第４グ
リツド電極、Ｇ５は第５グリツド電極、Ｇ、は第６グリ
ツド電極、Ｇ７は第７グリツド電極、Ｇ８は第８グリツ
ド電極、Ｇｃはコンバージェンス電極、１７はスプリン
グ接触子、１８．１９は一対の電極支持用絶縁ビードガ
ラスをあられしている。各電極は、３原色に対応して３
組整列されている。なお各電極間の管内での電気的な短
絡接続の構成は、図面および説明を筒中にする意味で省
略しである。

そこで、この電子銃、構体の一部に、細長い板状の分圧
抵抗素子Ｖが、ビードガラスの１つの外側に沿わせて固
定されている。そしてこの抵抗素子２１の高電圧側端子
２２がコンバージェンス電極ＧＣに、また分圧用中間端
子２３．２４．２５がそれぞれ第７グリツド電極Ｇ’／
Ｎ第６グリツド電極Ｇｕｓ第５グリツド電極Ｇ、に、各
導線を介して電気的に接続されている。さらにステム側
すなわら低電圧側端子２６は、ステムに貫通植ムシされ
たり一部１５の１つに接続されている。こうして、複数
個の管内電極には、分圧抵抗素子ζによりアノード電圧
から所定の分圧比で電圧配分され、供給されろ。そして
所要の電子レンズを構成する。

さて、分圧抵抗素子Ｖは、第２図および第３図に示すよ
うな構成を右する。第２図はその中央縦断面図、第３図
は外表部を構成する絶縁被覆層−ヒから透視した平面図
である。

好ましい製造手順にしたがって説明すると、まず酸化ア
ルミニウムが約９６千呈パーセントのセラミックス製の
細長い絶縁基板２７を用意する。なＪ３この絶縁基板の
材料としては、酸化アルミニウムを主成分に、他に酸化
硅素、酸化マグネシウム、あるいは酸化カルシウム等を
含有したセラミックスいだでらよく、あるいはまたガラ
ス基板笠であってもＪ−い。このＩＩ！！縁基板２７の
所要箇所に低抵抗の島状電極層２８．２８・・・および
貴通ピンを含むステンレス製の端子２２．２３．２４．
２５．２６を設ける。

次にこの絶縁基板２７の一面上に、酸化ルテニウム（Ｒ
ｕ　Ｏ２＞粉末と、酸化１ｆ（Ｐｂｏ）および酸化硅素
（Ｓｉ　Ｏ２）を主成分とするガラスｌ利粉末との無機
混合物を溶融、混練してｉＱられる抵抗材料をジグザグ
パターン状に印刷塗布する。

これは各市（※端子に電気的に接合され、抵抗体層２９
となる１、なｊ３この抵抗体層２９は、酸化ルテニウム
、酸化鉛、および酸化硅素を主成分とするものであるが
、これに加え酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ビス
マスを含有させてもよい。なお、低抵抗のＩ；３状電極
層部２８．２８・・・は、抵抗体層２９と同様に酸化ル
テニウム、酸化鉛、酸化硅素を主成分とするが、それに
酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ビスマス等を含有
させて酸化ルテニウム／ガラス成分比を抵抗体層２９よ
りも大ぎくしで低抵抗値を得る。

そして次に、このように抵抗体層等を塗布した絶縁基板
を、大気中において、約５５０〜１０００℃の範囲の温
度、例えば６５０°Ｃで焼成する。そして抵抗体層の抵
抗値をレーザートリミングにより調整する。

次に、抵抗体層２９を覆うＪ：うに、囲硅酸鉛ガラスｖ
Ｊおｌすなわら１０手足パーゼントの酸化硼素（Ｂ２０
３　）　、　２７重量パーセントの酸化硅素（Ｓ＋　０
２　）　、５５ｍｆｆ１パ　ｔントのＭ化鉛（ｒ）ｂＯ
＞、５Ｉロバ−セン１への酸化）アルミニウム（Ａｆ　
２０３　）　、さらにこれに３重量パーセント（Ｆｅ２
０３として添加されているものとして亦出）の酸化鉄を
含有する絶縁被覆層３０の材料を、ペースト状にして厚
膜印刷により塗布する。なお各端子上にはｌイｌ’ｉせ
ず露出したままとする。

次にこれを大気中において、約５５０〜１０００℃の範
囲の温度、例えば６００　’Ｃで焼成する。次いでさら
にこれを、窒素（Ｎ２）に約１０体積％の水素（Ｈ２）
を添加した雰囲気で中で、先の焼成温度よりも低い４０
０〜５５０’Ｃの範囲の温度、例えば４５０℃で約３０
時間の熱処理をする。

なおこの絶縁被覆層３０の熱処理は、塗イ［後に水素雰
囲気中において５５０〜１０００　’Ｃの温度で処理し
てもよい。このような熱処理によってガラス質の絶縁被
覆層３０を得る。

以上の製造工程を経て、全抵抗値が５００ＭΩの分圧抵
抗素子を得た。

なお、抵抗体層および絶縁基板面を覆う絶縁被覆層３０
の材料としては、ＩＷ１硅ＭＫ’＋ガラスを主体とし、
これに鉄、ニッケル、クロム、コバルト、亜鉛、銅、ジ
ルコニウム、カドミウムの中から選択された少なくとも
１つの遷移金属酸化物を含右させる。このうちとくに酸
化鉄を必須とすることが望ましい。そして酸化鉄を０．
５・〜１０ｆｆｌｔａパーセント（Ｆｅ　２０．ｔ　）
としで添加されているものとして粋出）、より好ましく
は２〜５重但％を含有させる。

このようにして得られる分圧抵抗素子Ｕを、第１図に示
すように電子管内の電子銃構体に沿わせて配設し、各電
極と分圧端子とを電気的に接続する。この発明の電子管
によれば、各管内電極に供給される分圧電位は長時間動
作でもほとんど変化しないことが確められた。すなわち
、電子管が比較的高温状態を経たり、抵抗体層自身に発
生づるジュール熱で高温となり、また高電圧が印加され
る条件で長時間動作されてし、抵抗体層の抵抗値の変化
を極めて小さな範囲にとどめることができた。

このようにこの発明により高温、高電界で長時間動作さ
れても抵抗体層の抵抗値変化を極めて小さな範囲にとど
めることができる理由について以下説明する。

本発明者らは、この抵抗値変動の要因に関し、ガラス中
に含まれる各種酸化物の性質との関係を考察した。その
結果、従来の単なる硼珪ｒ！Ａ鉛ガラスを主体とする絶
縁被覆層をもつ分圧抵抗素子では、抵抗体層から絶縁被
覆層へ両省に共通して含まれる酸化鉛（ＰｂＯ）の溶出
が起こり抵抗値を変えているものと世論できる。それに
対してこの発明による抵抗体素子の絶縁被覆層は、硼硅
酸鉛ガラスを主体としこれに鉄、ニッケル、クロム、コ
バルト、亜鉛、銅、ジルコニウム、カドミウムの中から
選択された少なくとも１つの遷移金属酸化物を含右して
いる。このような遷移金属酸化物を含有することにより
、抵抗体層から絶縁被覆層へのＰｂＯの溶出が抑制され
、抵抗体層の抵抗値の変化が抑えられるものと考えられ
る。

なおとくに、酸化鉄を含む絶縁被覆層をもつ抵抗素子は
、その抵抗変化が従来のしのより大幅に低く迎えられる
。しかし、酸化鉄（ＦＱ、、０４、鉄は３（ｉｆｆｉと
して含まれる）は酸性酸化物であるのに対しＰｂｏ＋ａ
塩Ｈ性酸塩物性酸化物分されるので、酸性／塩基性酸化
物間で依然として反応が起こり易いものと考えられる。

絶縁液ｒｒｉ層中に含まれる鉄には、２価および３（ｉ
ＩＩｉ（即ちＦＱＯＪｊよびＦｅ２０ａとして仔在）が
共存し、３価の鉄が全て２価の鉄に変わるまで抵抗体層
から絶縁被覆層へのＰｂＯの溶出が起こりうるので、よ
り好ましくは酸化鉄中の鉄の９０％以上が２価の鉄（Ｆ
Ｏ”）となっているようにする。

この上うな世論に以き、実証を試みた。種々の状態で含
右される酸化鉄を含む絶縁被覆層をもつ抵抗素子の、各
絶縁被覆層の状態を分析した。すなわら、電子管に抵抗
素子を内蔵させる前の段階で、各絶縁被覆層の断面の構
成元素の分イ［状態を電子線励起Ｘ線マイクロ）ノナラ
イザ（ＥＰＭ△）により分析した。なお使用した装置は
、日本電子（株〉製の高速広域マルチアナライザーＪＣ
ＨＡ−７３３で、元素分イ５をその元素の淵度分イ（ｉ
として表示できる機能を有する特殊なＥＰＭΔである。

そして各抵抗素子を受像管内に組込み、３０ｋＶのアノ
ード電圧で約ＯＯＯ時開動作させた。そして動作所期の
抵抗値に対する３０００時間後の抵抗値の変化ωの程度
に応じてほぼ３つのランクに分類し、抵抗値の変化）Ｂ
と動作前の絶縁被覆層の状態分析とを対応させた。その
結果、動作前に第４図の八に示すような鉄のＬ線スペク
トルが確認されたものは、抵抗値の変化聞が約４％で、
とくに２００〜３００時間付近で大ぎく抵抗値が変化す
る傾向を示したものである。なおこの測定は、化学結合
の変化による影響がその波長や形状に敏感に表われる鉄
のＬ線を、加速電圧１０ＫｃＶで行なった。また、同図
Ｂに示すものは、抵抗値の変化が約２％のものである。

さらにまた同図にＣで示すものは約３０００時開動作さ
せても抵抗値の変化がほとんどなかったものである。そ
して対比のために第４図には標、Ｉｔ試料として用いた
ＦｅＯ及びＦ（！　２０ａの鉄のＬ線スペクトルを示し
ている。

第４図に示す分析の比較から、への状態のものは、Ｆｅ
　Ｏ（Ｆｅ　”）とＦｅ　２０３　　（Ｆ（４３″）と
が共存しており、Ｂの状態のものは、ＦＣ”７３よびＦ
ｅ３＋の共存が認められるもののＦｅ３”、：Ｌ、で存
在する量が減っていること、Ｃの状態のものはＦｅ２＋
だＣプの単一状態になっていることがわかる。

したがって、抵抗値の変化をより一層小さく抑えるため
には、初期から絶縁被覆層の酸化鉄の鉄が「ｅ２＋だり
の甲−状態になっていることが望ましいことがわかる。

また本発明者らは、分圧抵抗素子として、全抵抗値を５
００ＭΩとし、絶縁被覆層が酸化鉄をＣむか、含まない
以外は同一の抵抗体素子を種々作製し、これらを第１図
に示したような構造を打する受像管内に取り付【プ、両
端Ｆ＋、１子間に受像管のアノード電圧である３０ｋＶ
の電圧を印加し約３０００時開動作さけ、全抵抗値の変
化ｍを調べた。第５図に、絶縁被覆層の酸化鉄の含有量
（ＦｅｐＯａとして添加されているものとして亦出、重
は比）と、その３０００時１１１動作後の初期抵抗値に
対する抵抗値変化量との関係について示す。この第５図
の結果から明らかな如く、絶縁被覆層中の酸化鉄の足が
０．５乃至１０重量パーセントの範囲にある場合、特に
２〜５重但パーセントの範囲にある場合に、長時間動作
での抵抗値の変化を実用上問題にならない程度の小さい
値に抑えることができる。

また、絶縁被覆層に含まれる酸化鉄を形成する鉄イオン
の９０％以上、さらにより望ましくは９５％以上がＦｅ
２＋Ｔあることが望ましい。すなわち、絶縁被覆層にｇ
まれる酸化鉄を形成する鉄イオンの約９０％がＦｅ２＋
Ｔ−あるものは、第６図に曲線Ｑ、で示すように約３０
００時間の動作で抵抗値の変化は約２％程度にとどめる
ことができた。また同様に９５％がＦｅ２＋Ｔあるもの
は、同図に曲線Ｑ２で示すように１％程度に、さらに同
様に１００％がＦＣ”ｒあるものは、同図に曲線Ｑ、で
示すＪ：うに動作初期からｔｒＬとんと抵抗値の変化が
黙視できる程度にとどめることができた。

そしてこのように動作初期から絶縁被覆層に含まれる酸
化鉄を形成する鉄イオンの９０％以上が［ｅ　”Ｔある
にうに構成するには、前述のＪ、うに絶縁被覆層が酸化
鉄を０．５乃至１０小量パーセント（Ｆｅ２０ａの形で
添加されているしのとして篩用）含むようにし、あるい
は少なくとも水素を含む雰囲気で熱処理を施すことによ
り確実に１！するこ　・とができる。

なお、酸化鉄の代わりに酸化り［Ｉム、酸化ニッケル、
酸化コバルト、酸化亜鉛、酸化銅、酸化ジルコニウム、
酸化カドミウムでも同様の効果が１！７られるがその効
果の程度は酸化鉄の場合と比較して少さく、したがって
より好ましくは酸化鉄にそれらの中から選択された少な
くとも１つを複合添加しＣ使用することが望ましい。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、電子管内に内蔵
された分圧抵抗素子を構成する絶縁被覆層が酸化鉄のよ
うな遷移金属酸化物を含有しているので、抵抗体層から
絶縁被覆層への酸化鉛の溶出が抑制され、比較的高温、
且つ？３電界のもとでて長時間動作されても抵抗値の変
化を小さな範囲にとどめることができる。こうして管内
の複数電極による電子レンズ作用の変化がほとんどない
、信頼性の高い電子管を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示ず凹部縦断面図、第２図
はその要部断面図、第３図はその平面図、第４図は状態
比較図、第５図および第６図はそれぞれ特性比較図でお
る。１６・・・電子銃溝体に′、Ｇ、〜Ｇθ・・・管内電極、２１・・・分圧抵抗素子、２２〜２６・・・端子、２７・・・絶縁基板、２９・・・抵抗体層、３０・・・絶縁被覆層。代理人弁理士　則　′ｉｉ　志　イイｊ同　　大胡典夫第１面第４１．ｉ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空容器内に設けられた複数個の管内電極と、上
記真空容器内に配設されその分圧端子が前記各管内電極
に接続された分圧抵抗素子とを具備する複数個の管内電
極を有する電子管において、上記分圧抵抗素子は、絶縁基板上に酸化ルテニウム、酸
化鉛、酸化硅素を主成分とする無機混合物からなる抵抗
体層が被着され、この抵抗体層を覆うように硼硅酸鉛ガ
ラスを１体とする絶縁被覆層が設けられるととらに、前
記絶縁被覆層が鉄、ニッケル、クロム、コバルト、亜鉛
、銅、ジルコニウム、カドミウムの中から選択された少
なくとも１つの遷移金属酸化物を含んでなることを特徴
とする複数個の管内電極を有する電子管。
（２）分圧抵抗素子の絶縁被覆層は、酸化鉄と、ニッケ
ル、クロム、コバルト、亜鉛、銅、ジルコニウム、カド
ミウムの中から選択された少なくとも１つの金属酸化物
とを含んでなる特許請求の範囲第１項記載の複数個の管
内電極を有する電子管。
（３）分圧抵抗素子の絶縁被覆層は、酸化鉄が被覆層全
体の０．５乃至１０重量％の範囲で含有されている特許
請求の範囲第２項記載の複数個の管内電極を有する電子
管。
（４）分圧抵抗素子の絶縁被覆層は、酸化鉄中の鉄の９
０％以上が２価の鉄（Ｆｅ＾２＾＋）である特許請求の
範囲第２項または第３項記載の複数個の管内電極を有す
る電子管。