JP3303429B2 - 陰極線管内蔵抵抗体及びその製造方法 - Google Patents

陰極線管内蔵抵抗体及びその製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管内蔵抵抗体及
びその製造方法に係り、特に抵抗素体端面の導通不良を
改良した陰極線管の内蔵抵抗体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】テレビジョン受像管のような陰極線管
(CRT)の電子銃では、電極と電極との間、あるいは
電極と他部との間で放電を生じ、この時流れる大電流
(ラッシュカレント)により付随する回路部品セット等
に破損を生じる。この破損を生じないように、従来は図
4に示すように陰極線管内蔵抵抗体として放電抑制抵抗
体(PCE)R1、R2を接続することが行われる。
【0003】陰極線管の電子銃1はファンネル管体2の
ネック部3内に収容され、ビードガラス4で固定された
カソードKと、例えば第1〜第5グリッドG1〜G5の
各電極が配列されてなっている。この場合、グリッドG
3〜G5でユニポテンシャルの主電子レンズを構成し、
G3及びG5には高圧及びCV電圧供給を端子(アノー
ド端子)5を介して蛍光面と同様の高電圧HVが印加さ
れる。
【0004】アノード端子5を介して印加された高電圧
HVは、ファンネル管体2内面に塗布されたカーボン膜
よりなる内部導電膜6を介して第5グリッドG5にとり
つけた弾性金属リード片11に接触させ、第5グリッド
G5及び第3グリッドG3間を放電抑制抵抗体R1を通
じて接触することにより供給される。
【0005】他の電極K、G1、G2及びG4に関して
はネック部3の端部に封着したステム8に貫通配設した
対応する端子ピン9に導線で接続し、各端子ピン9から
給電を行うようになされているが、低電圧が印加される
フォーカス電極、すなわち第4グリッドG4とこれに対
応する端子ピン9との接続を同様に放電抑制抵抗体R2
を介して行う。
【0006】一方、コンバージェンス(CV)の電圧供
給はリード10a、サポータ7で固定されたCV電圧供
給被覆導線12、リード10bを介してCVプレート2
0へ供給される。上述したように、従来の陰極線管では
放電抑制抵抗体R1、R2を設けることによりCRTの
放電時に発生する〜1000Aのラッシュカレントを〜
2A程度に抑えることができる。この放電抑制抵抗体を
装備したCRTでは、CRTの製造工程の電子銃のパー
ツのバリ取り工程(ノッキング工程)では実際の動作電
圧(30KV)の2倍以上の高電圧をかけてクリーニン
グして放電を起こさないように耐圧特性を改善してい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記電子銃のノッキン
グ工程では非常に高いエネルギーが放電抑制抵抗体(以
下PCEとも記す)にかけられるため、PCEにとって
最も弱い抵抗素体とAl容射部との界面に導通不良部が
形成され、PCEの導通不良を招く。このようなPCE
の導通不良が発生するとG3電極に高圧が印加されなく
なり、電子ビームがフォーカスされないことになる。こ
の問題は、CRTでは致命的な問題となる。
【0008】ここでPCEがなぜ導通不良を生じるか説
明する。図5は従来の陰極線管内蔵抵抗体(放電抑制抵
抗体)の側面図であり、図6(a)は図5のA−A断面
図であり、図6(b)は図5のB−B断面図である。図
5と図6に示すように、従来のPCE(放電抑制抵抗
体)はAl23,SiO2,MgO,CaO等の酸化物
とカーボンの混合物を焼成してなり、中央部のカーボン
富有抵抗層30aとその周囲の絶縁層30bとからなる
円柱状抵抗素体30の両端にAlを約0.1〜0.2m
mの厚さに容射してAl容射層31を設け、更に両端に
ステンレス等からなる端子キャップ32に圧入して得ら
れる。この従来のPCE構造ではカーボン富有抵抗層3
0aとAl容射層31との側面接続、そしてAl容射層
31と端子キャップ32との圧入によるAl容射層31
の肩部31aと端子キャップ32の内面の接続がなさ
れ、最終的にカーボン富有抵抗層30aと端子キャップ
32との導通が図られる。
【0009】抵抗素体の両端のAl容射層31が抵抗素
体30の構成成分のうちのSiより酸化物を生成し易い
ため、4Al+3O2→2Al23の反応によりAl容
射層31が酸化される。ノッキング工程は温度も高いた
めその反応も早く進む。図7に示すように、抵抗素体3
0とAl容射層31との界面にAl23層34が形成さ
れて導通不良が生じるのである。また抵抗素体30の方
もノッキング工程の昇温により、Al容射層31との接
触面で絶縁材料中のカーボンがC+O2→CO2の反応を
起こし、図7に示したようにカーボンが無いカーボン飛
散部35を生ずる。この現象も導通不良の原因となる。
【0010】従来のPCEの製造方法はまず、導電材料
のカーボン(C)と絶縁材料、例えばAl23,SiO
2,MgO,CaO等とをカーボン添加量が約3%(重
量)になるように混合し、水を加えて混錬し、所定太さ
の棒状に押出し成形する。その後、その棒状成形体を1
200℃程度の温度で焼成し、次に所定長さに切断す
る。棒状成形体を焼成した時点でその棒状中心部のカー
ボン量は最初の成分量(3%)を維持しているが、その
周囲のカーボンは前述の反応によりCO2となり、Cは
なくなりほぼ絶縁材料のみとなっている。
【0011】このようにして得られた抵抗素体の両端に
通常のAlを容射してAl容射量を形成し、両端にAl
容射量を形成した抵抗素体の両端をステンレスからなる
端子キャップに圧入することによってPCEが得られ
る。上記従来の工程で形成した抵抗素体30と端子キャ
ップ32との間の介在層としてのAl容射層31は抵抗
素体30の内部に浸透して形成されておらず、単に抵抗
素体30の表面に被着されているだけなので上述したよ
うに抵抗素体30のカーボン富有抵抗層30aのカーボ
ンが飛散し易く、導通不良を起こす。
【0012】そこで、本発明は上記課題を考慮して陰極
線管の電子銃のノッキング工程時等に導通不良を生じな
い陰極線管の内蔵抵抗体及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、抵抗素体と該抵抗素体に付設する金属端子との間
に、前記抵抗素体を構成する元素の酸化物生成自由エネ
ルギーより大きな酸化物生成自由エネルギーを有する金
属材料のスパッタ膜を導通介在層として設けたことを特
徴とする陰極線管内蔵抵抗体によって解決される。
【0014】本発明では前記導通介在層の金属材料が
銅、少なくとも銅(Cu)、ニッケル(Ni)、鉄(F
e)あるいは金(Au)を含むことが好ましい。
【0015】更に上記課題は本発明によれば抵抗素体と
金属端子との間に導通介在層を有する陰極線管内蔵抵抗
体の製造方法において、前記導通介在層を、前記抵抗素
体を構成する元素の酸化物生成自由エネルギーより大き
な酸化物生成自由エネルギーを有する金属材料を用いた
スパッタ法で形成することを特徴とする陰極線管内蔵抵
抗体の製造方法によって解決される。
【0016】
【作用】本発明によれば、抵抗素体30と端子キャップ
32との間の導体介在層の金属材料として抵抗素体30
を構成する元素、通常C,Si,Al,Mg,Ca等よ
り酸化されにくい(酸化物生成自由エネルギーが大き
い)材料を用いているため酸化物がされにくく、導通不
良を生じない。しかも、その導体介在層の金属材料を抵
抗素体にスパッタ法により形成しているため、その金属
が抵抗素体、特にカーボン富有抵抗層30aに浸透して
いるため、従来のカーボン飛散を抑制し、そのため導通
不良の抑制に寄与する。本発明ではCRTの動作各件に
より好適にするため、上記金属材料としては蒸気圧が低
く、しかも融点がCRT製造プロセスで十分高い材料C
u,Fe,NiあるいはAuが好ましい。
【0017】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
【0018】図1及び図2は本発明に係る陰極線管内蔵
抵抗体の一実施例を示すそれぞれ側面図及び断面図であ
る。本実施例の図において従来図に示した要素と同一要
素については同一符号で示す。
【0019】本実施例の内蔵抵抗体(放電抑制抵抗体)
は外観的には図1に示したように従来図5と同一であ
る。すなわち、円柱状の抵抗素体30の両端がステンレ
スからなる金属端子としての端子キャップ32に圧入さ
れている。その構造を図2(a)、図2(b)を用いて
説明する。図2(a)は図1のA−A断面図、図2
(b)は図1のB−B断面図である。図2(a)及び図
2(b)に示すように、本実施例の内蔵抵抗体は従来の
Al容射層31(図6)の部位を、絶縁層の構成成分で
あるSi,Al,Mg,Ca等よりも酸化物になりにく
い、従って酸化物生成自由エネルギーが大きく、しかも
蒸気圧が低く融点がCRTプロセスで十分高い材料に代
えた。特に図3は各元素の酸化物生成の標準自由エネル
ギーを示す。この図からCu,Ni等がSi,Al等よ
り酸化物になりにくいことがわかる。
【0020】本実施例ではAlの代わりに、上記条件を
満たすAu(金)をスパッタリングによって抵抗素体3
0の両端に設け、導体介在層としてのAuスパッタ膜4
0を構成した。Auスパッタ膜40を設けた抵抗素体3
0は従来と同様にステンレス等からなる端子キャップ3
0に圧入されている。この圧入によって抵抗素体30中
のカーボン富有抵抗層30a、Auスパッタ膜40そし
て端子キャップ32が面接触され導通が図られる。
【0021】以下上記実施例の製造方法を詳細に説明す
る。まず、導通材料のカーボン粉末を添加量が約3重量
%となるようにAl32,SiO2,MgO,CaO粉
末添加混合し、水を加え十分に均一になるように混錬し
た後、約3mm直径の細い棒状に押出し成形する。その
後、その棒状成形体を1200℃温度で焼成し、約20
mmの長さに各焼成棒を切断した。前述したように、焼
成完了後は棒の中心部はカーボン濃度が元の3%で保持
されているが外周に移行するにつれてカーボン濃度が急
速に減少し、表面及びその近傍ではカーボン濃度がほぼ
0の状態となっている。カーボン濃度が3%の中央部が
カーボン富有抵抗層30aであり、その周囲(外周)が
絶縁層30bとなる。
【0022】約20mmの長さに切断された上記焼成棒
の抵抗素体30の両端に各端毎にAuスパッタを行い、
Auスパッタ膜40を構成した。Auのスパッタ条件は
以下の通りとした。
【0023】スパッタ法 DCスパッタ 真空度 10-2〜10-3Torr HV(高圧) 1.5KV スパッタ電流 12〜15mA スパッタ時間 30分 成膜厚さ 400〜500nm このようにして抵抗素体30の両端の所定部位にAuス
パッタ膜40を形成した後、従来と同様にステンレスか
らなる端子キャップ32に圧入して、PCE(放電抑制
抵抗体)を得た。このPCEを図4に示したと同様のC
RT内の位置に内蔵させて従来と同様のノッキング処理
を行ったが、内蔵抵抗体での導通不良は発生しなかっ
た。
【0024】本実施例では抵抗素体30と端子キャップ
32の間の導体介在層の材料をAuとしたが、その他C
u,Ni,Fe等を用いることができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、動
作電圧の2倍以上の負荷をかけるCRT製造工程のノッ
キング工程でも、放電抑制抵抗体(PCE)の導通不良
は発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る陰極線管内蔵抵抗体の一実施例の
側面図である。
【図2】図1の断面図である。
【図3】酸化物生成の標準自由エネルギーと温度との関
係を示す図である。
【図4】従来技術を説明するための陰極線管の部分模式
図である。
【図5】従来の陰極線管内蔵抵抗体の側面図である。
【図6】図5の断面図である。
【図7】従来の問題点を説明するための部分断面図であ
る。
【符号の説明】
1 電子銃 2 ファンネル管体 3 ネック部 4 ビードガラス 5 高圧及びCV電圧供給端子 6 内部導電膜 7 サポータ 8 ステム 9 端子ピン 10a リード 20 CVプレート 30 抵抗素体 30a カーボン富有抵抗層 31 Al容射層 32 端子キャップ 34 Al23層 35 カーボン飛散部 40 Auスパッタ膜
フロントページの続き (72)発明者 今林 大智 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−205302(JP,A) 実公 昭39−35124(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 29/48 H01C 17/00 - 17/30

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抵抗素体と該抵抗素体に付設する金属端
    子との間に、前記抵抗素体を構成する元素の酸化物生成
    自由エネルギーより大きな酸化物生成自由エネルギーを
    有する金属材料のスパッタ膜を導通介在層として設けた
    ことを特徴とする陰極線管内蔵抵抗体。
  2. 【請求項2】 前記導通介在層の金属材料が少なくとも
    銅、ニッケル、鉄あるいは金を含むことを特徴とする請
    求項1記載の陰極線管内蔵抵抗体。
  3. 【請求項3】 抵抗素体と金属端子との間に導通介在層
    を有する陰極線管内蔵抵抗体の製造方法において、 前記導通介在層を、前記抵抗素体を構成する元素の酸化
    物生成自由エネルギーより大きな酸化物生成自由エネル
    ギーを有する金属材料を用いたスパッタ法で形成するこ
    とを特徴とする陰極線管内蔵抵抗体の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記導通介在層の金属材料として銅、ニ
    ッケル、鉄あるいは金を用いることを特徴とする請求項
    3記載の陰極線管内蔵抵抗体の製造方法。
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