JPH03245445A - 平面型表示装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は電子ビームを利用した平面型表示装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第１０図は例えば特開昭６３−１８４２３９号公報に示
されるような従来の平面型表示装置の一部を示す斜視図
であり、（１）は支持体に接続され通電することによっ
て電子を放射する電子放射源としての線状熱陰極、（２
）はこの線状熱陰極（１）の上面を覆う断面楕円形状の
有孔カバー電極である。この有孔カバー電極（２）は電
子を通過させるための多数の小孔（３）を有しており、
適当な電位を印加することで上記線状熱陰極（１）から
電子が引き出される。（４）はこの有孔カバー電極（２
）によって引き出された電子により励起されて赤、緑、
青に発光する３種の蛍光体（５）が内面側にドツト状に
塗膜され、さらにその−ヒに導電性を持たせるためのア
ルミ膜（図示せず）が形成された前面ガラスであり、こ
のアルミ膜に１０〜３０ＫＶ程度の電圧を印加すること
により電子が加速され、蛍光体（５）を励起し発光させ
る。

（６）はこの前面ガラス（４）と上記線状熱陰極（１）
との間に介在し、上記有孔カバー電極（３）によって引
き出され、前面ガラス（４）へ向かう電子を通過あるい
は遮断する制御電極部であり、第１１図（ａ）にその分
解構成図を示すように、前面ガラス（４）上Φ画素に対
応する電子通過孔（７）を有する絶縁基板（８）と、そ
の絶縁基板（８）の下面に画素の１列ずつに対応して配
列され、電子通過部（９ｂ）を有する短冊状の金属電極
（９ａ）からなる第１の制御電極群（９）と、同様に電
子通過部（１０ｂ）を有して絶縁基板（８）の上面に画
素の１行ずつに対応して配列された短冊状の金属電極（
１０ａ）からなる第２の制御電極群（１０）とから構成
される。これら第１、第２の制御電極群（９）、（１０
）の各金属電極はそれぞれ短冊状の金属からなり、その
電子通過部（９ｂ）、（１０ｂ）は第１１図（ｂ）に拡
大図を示したように、上記絶縁基板（８）の電子通過孔
（７）に対応する部分に多数の小穴（１１）をあけてメ
ツシュ状に形成したものである。

なお、図示していないが、前面ガラス（４）の周囲はさ
らに下方に向かってわん曲しながら伸び、背面電極（３
０）の下で閉じており、内部は真空に保もたれている。

各電極は側面に設けられた封止部から外部へ電気的に接
続されている。

次に動作について説明する。線状熱陰極（１）から放出
された熱電子は、線状熱陰極（１）に印加された電圧に
対して約５〜３０Ｖ高い電圧が印加されている有孔カバ
ー電極（２）によって引き出され、さらに線状熱陰極（
１）と直交する方向に配設された金属電極（９ａ）から
なる第１の制御電極群（９）のうちの−本に線状熱陰極
（１）の電位に対して約２０〜４０Ｖのプラス電位を印
加することにより、熱電子はこの電極に引き寄せられ、
制御電極部（６）に達する。なお、ここで線状熱陰極（
１）の動作中に印加されている平均電圧をＯＶとして基
準の電圧とする。有孔カバー電極（２）の楕円柱形状、
第１の制御電極群（９）の位置、およびそれぞれの金属
電極（９ａ）への印加電圧を調整することにより、上記
第１の制御電極群（９）の任意の一本の金属電極（９ａ
）前面での電子流密度がほぼ均一になるようになってい
る。

制御電極部（６）の動作については上記特開昭６３−１
８４２３９号公報には説明されていないが、例えば特開
昭６２−１７２６４２号公報および特開平１−１２６６
８８号公報などに記載されているような一般のマトリク
ス型デイスプレィと類似であり、以下の通りである。即
ち、上記のように第１の制御電極群（９）のうち１本の
金属電極（９ａ）のみプラス電位となり他はＯｖまたは
マイナス電位となっていれば、線状熱陰極（１）から放
出された熱電子はこのプラス電位の１本の金属電極（９
ａ）にのみ引き寄せられ、その金属電極（９ａ）の各電
子通過部（９ｂ）を通って絶縁基板（８）の電子通過孔
（７）に入っていく。

そしてこの電子通過孔（７）に入った電子はそのまま全
てが前面ガラス（４）側へ通過するのではす＜、電子通
過孔（７）上部に配置された第２の制御電極群（１０）
のうち例えば４０〜１００■の電位が印加されている金
属電極（１０ａ）の電子通過部（１０ｂ）のみ電子が通
過し、他の０■またはマイナス電位となっている金属電
極（１０ａ）の電子通過部（１０ｂ）は通過せず、電子
通過孔（７）内に止まる。従って、第１の制御電極群（
９）のうちプラス電位の印加されたオン状態の１本の金
属電極（９ａ）と、第２の制御電極群（１０）のうちプ
ラス電位が印加されている金属電極（１０ａ）との交点
の電子通過孔（７）のみで電子が通過する。そして、そ
の通過電子によりその電子通過孔（７）に対応する画素
の位置の蛍光体（５）が発光し、画面表示が行われる。

よって、上記交点が所望の位置に対応するように各金属
電極（９ａ）、（１０ａ）への電位印加を制御すること
により、所望の画像表示が行える。例えば、第１の制御
電極群（９）のうち金属電極（９ａ）を−本ずつ順次走
査してオン状態とし、それに同期させて発光させるべき
位置に対応する第２の制御電極群（１０）中の金属電極
（１０ａ）をオン状態とし、これを人間の目に感じない
程度の周期、例えば１秒あたり６０画面繰り返す（走査
）することにより画像が表示される。

なお、第１１図（ｂ）に示すように、絶縁基板（８）の
電子通過孔（７）に対応する各制御電極（９）、（１０
）の電子通過部（９ｂ）、（１０ｂ）は多数の小穴（１
１）をあけてメツシュ状に形成してなるものであるが、
これは、電子を通過させない状態（オフ状態）にしたと
きに、電子通過部（９ｂ）、（１０ｂ）全体的に電子を
遮断する電位を生じさせる必要があり、各制御電極（９
）（１０）にＱＶから数１０Ｖの小さいマイナス電位を
印加すれば電子の通過を遮断できるようにするためもの
である。

また、各画素の輝度は、第２の制御電極群（１０）の各
金属電極（１０ａ）をオン状態とする時間により制御し
ている。すなわち、第１の制御電極群（９）のオン状態
時間をｔ９とすると、所定位置の画素をＰ％の輝度にす
る場合その位置に対応する第２の制御電極群（１０）の
金属電極（ＩＱａ）（７）オン状態時間ｔ、をＰｔｙ／
１００とすればよい。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のような従来の平面型表示装置では、絶縁基板（８
）の表面のうち第１、第２の制御電極群の金属電極で覆
われていない部分に電子が序々に付着してその部分がマ
イナス電位になり（チャージアップ効果という）、金属
電極をプラス電位としてオン状態とし電子を通過させよ
うとしたときに、上記のような付着電子によるマイナス
電位が電子の通過を阻害してその部分の表示輝度を所望
輝度よりも暗くしてしまうという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、チャージアップ効果による輝度低下を防止す
ることによって常に所望輝度による表示を可能とする平
面型表示装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る平面型表示装置は、密閉容器内に設けら
れた発光体に電子を放射する電子放射源と、この電子放
射源と上記発光体との間に介在し、複数の電子通過孔を
有する導電性基板に絶縁膜を被膜してなる表面絶縁性基
板と、この表面絶縁性基板に複数に分離して設けられ、
通過電子制御電位が印加される制御電極と、上記表面絶
縁性基板の上記導電性基板に所定電圧を印加する電圧印
加手段と備えたものである。

また、上記電圧印加手段を、上記制御電極に印加される
通過電子制御電圧の最低電圧よりＩＯＶ以」二低い最低
値を有するパルス状電圧を上記導電性基板に印加するパ
ルス電圧印加装置により構成するとチャージアップ効果
の防止に効果的である。

また別の発明に係る平面型表示装置は、密閉容器内に設
けられた発光体に電子を放射する電子放射源と、この電
子放射源と上記発光体との間に介在し、複数の電子通過
孔を有する導電性基板に絶縁膜を被膜してなる表面絶縁
性基板と、この表面絶縁性基板に複数に分離して設けら
れ、通過電子制御電圧が印加される制御電極とにより構
成し、上記表面絶縁性基板のうち分離配置された制御電
極の間に位置する部分に上記導電性基板が露出する導体
露出部を設けたものである。

さらに別の発明に係る平面型表示装置は、密閉容器内に
設けられた発光体に電子を放射する電子放射源と、この
電子放射源と上記発光体との間に介在し、複数の電子通
過孔を有する表面絶縁性基板と、この表面絶縁性基板に
複数に分離して設けられ、通過電子制御電圧が印加され
る制御電極とにより構成し、この制御電極の端部の高さ
４μｍ１および隣合う制御電極間の幅ｄＩＩｍをｄ／ｔ
≦５．　　　ｄ≦１００＋ｍ として構成したものである。

［作用］ この発明の平面型表示装置においては、表面絶縁性基板
が導電性基板に絶縁膜を被膜して形成され、この表面絶
縁性基板の導電性基板に対して電圧印加手段により所定
電圧が印加されるので、その印加電圧により表面絶縁基
板の制御電極で覆われていない部分の電位を電子が付着
しにくい電位とすることができ、チャージアップ効果が
おきにくくなる。

また、電圧印加手段として設けられたパルス電圧印加装
置により、上記制御電極に印加される通過電子制御電圧
の最低電圧よりＩＯＶ以上低い最低値を有するパルス状
電圧が上記導電性基板に印加されると、そのパルス状電
圧により導電性基板から発生する電界により絶縁膜に付
着した電子が離脱し、チャージアップ効果がおきにくく
なる。

また、別の発明においては、電子放射源と発光体との間
に介在する表面絶縁性基板が、複数の電子通過孔を有す
る導電性基板に絶縁膜を被膜して形成され、この表面絶
縁性基板に複数に分離して設けられる隣接した制御電極
の間に位置するその表面絶縁性基板の表面部分に、導電
性基板が露出する導体露出部を設けているので、制御電
極で覆われていない部分もこの導体露出部においては電
子がとどまることがなく電子がたまってしまう部分が小
さくなりチャージアップ効果がおきにくくなる。

さらに別の発明においては、電子放射源と発光体との間
に介在し、複数の電子通過孔を有する表面絶縁性基板に
複数に分離して設けられる制御電極を、その端部の高さ
ｔＩｉｍ、および隣合う制御電極間の幅ｄμｍが ｄ／ｔ≦５．　　　ｄ≦１１００ｐ となるように構成することにより、制御電極で覆われて
いずに電子が付着してしまう部分が小さく、さらに付着
した電子もすぐ近くに位置している制御電極に移動し、
かつ付着した電子による不要な電界が制御電極の厚さに
よって通過電子の軌道に達しにくくなり、チャージアッ
プ効果による輝度低下が防止される。

［実施例コ 以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。第１
図はこの発明の一実施例による平面型表示装置の一部分
の斜視図であり、（１）〜（５）は上記従来例と同様の
ものである。（１１）は前面ガラス（４）と上記線状熱
陰極（１）との間に介在する制御電極部であり、画面の
各画素に対応する多数の電子通過孔（１２）を有し、上
記有孔カバー電極（３）によって引き出され、前面ガラ
ス（４）へ向かう電子を通過あるいは遮断する。

この制御電極部（１１）を一部分断面として示す拡大斜
視図を第２図（ａ）（ｂ）に示す。第２図（ａ）は上方
、第２図（ｂ）は下方から見たものである。（１３）は
電子が通過するための貫通した電子通過孔（１２）を有
し、ステンレスあるいはアルミニウムなどで形成された
導電性基板、（１４）はこの導電性基板（１３）の電子
通過孔（１２）の内側壁面を含む全表面に厚さ３０μｍ
で形成されたアルミナ、シリカなどの絶縁膜であり、こ
れらにより表面絶縁性基板（１５）が構成される。（１
６）はこの表面絶縁性基板（１５）の下面に、基板露出
？ｌＪ　（１６ｂ）を形成しながら電子通過孔（１２）
の１列ずつに対応するように複数に分割して被膜・され
たニッケルなどの導電性物質からなる導電膜（１６ａ）
からなる第１の制御導電膜群、（１７）は同様に表面絶
縁性基板（１５）の上面に、基板露出部（１７ｂ）を形
成しながら電子通過孔（１２）の１行ずつに対応するよ
うに複数に分割されて被膜された導電膜（１７ａ）から
なる第２の制御導電膜群であり、これら第１、第２の制
御導電膜群（１６）、（１７）により制御電極が形成さ
れる。これら第１、第２の制御導電膜群（１６）、（１
７）の導電膜（１６ａ）、（１７ａ）はいずれも電子通
過孔（１２）の内側壁面まで被膜されている。そして、
第１、第２の制御導電膜群（１６）、（１７）の間は導
電膜が切れて絶縁膜（１４）が露出した基板露出部（１
８）が形成されて電気的に分離されており、かつ１−述
の如く、第１、第２の制御導電膜群（１６）、（１７）
それぞれの導電膜（１６ａ）、（１７ａ）においてはい
ずれも隣り合った各列もしくは各行間が基板露出部（１
６ｂ）、（１７ｂ）により電気的に分離されており、こ
のような構成により、各導電膜（１６ａ）、（１７ａ）
に対し、各列もしくは各行毎独立に別の電位が印加でき
るようになっている。

なお、第１図に示すようにこの制御電極部（１１）の一
つの角部に絶縁膜（１４）が被膜されていずに導電性基
板（１３）が露出した導電性基板露出部（１３ａ）が設
けられている。そしてこの導電性基板露出部（１３ａ）
にはこれに所定の電圧を印加する電圧印加回路（１９）
が接続されている。

このような構成の平面型表示装置においては、上記従来
例と同様の電圧印加条件で、第１、第２の制御導電膜群
（１，６）、（１７）に電子の通過を制御する電位を印
加することにより、各画素単位で蛍光体（５）の発光を
制御し所望の画像を表示することができる。

ここで、例えば第１の制御導電膜群（１６）のうちｎ番
目の導電膜（１６ａ）に２０〜４０Ｖの電圧を印加して
オン状態とし、他の導電膜（１６ａ）には０〜−１０Ｖ
の電圧、例えば−３Ｖの電圧を印加してオフ状態とする
と、有孔カバー電極（２）を通ってきた電子は、その電
位によりオフ状態の導電膜（１６ａ）には達することな
く、オン状態の導電膜（１６ａ）にのみ達する。従って
、ｎ番目の導電膜（１６ａ）以外の導電膜（１６ａ）が
被膜されている電子通過孔（１２）の中の基板露出部（
１８）には電子が付着しない。また第１の制御導電膜群
（１６）の導電膜（１６ａ）間に関しては、ｎ−１番目
とｎ番目の導電膜（１６ａ）間、ｎ番目とｎ＋１番目の
導電膜（１６ａ）間以外の基板露出部（１６ｂ）にも電
子が達することがない。さらに第２の制御導電膜群（１
７）側の基板露出部（１７ｂ）においてはたとえ電子が
付着しても、電子が第１の制御導電膜群（１６）側から
流れていること、前面ガラス（４）に印加されている電
圧が極めて大きく付着電子による電界の影響が小さいこ
とから、表示輝度には影響がない。

以−にの動作については従来例、あるいは表面絶縁性基
板（１５）を単なる絶縁体板とした場合も同様である。

そして従来例の場合、上述のようにｎ番目の導電膜（１
６ａ）をオン状態とすることにより、そのｎ番目の導電
膜（１６ａ）が被膜された電子通過孔（１２）の中に電
子が入ってきてその中の導電膜（１６ａ）に近接した基
板露出部（１８）に電子の一部が衝突して付着する。−
度付着した電子は離れに＜＜、序々に付着電子が増加し
、この付着電子による電界が強くなってゆき、やがて電
子通過孔（１２）を通過しようとする電子に影響を及ぼ
して対応する画素の表示が暗くなっていく。

しかしながら、この発明においては表面絶縁性基板（１
５）を、導電性基板（１３）に絶縁膜（１４）を被膜し
て形成し、さらに導電性基板露出部（１３ａ）には、第
１の制御導電膜群（１６）におけるオン状態時の印加電
圧よりも低い電圧が電圧印加回路（１９）から印加され
ている。この実施例においては第２の制御導電膜群（１
７）におけるオフ状態時の電位と同程度例えば−３Ｖ−
定の電圧が導電性基板露出部（１３ａ）すなわち導電性
基板（１３）印加されている。このように導電性基板（
１３）に−３ｖの電圧が印加されていると、絶縁膜（１
４）を介してその表面も低い電位になるので電子が付着
しない。従って、上述のようにｎ番目の導電膜（１６ａ
）をオン状態とすることにより、そのｎ番目の導電膜（
１６ａ）が被膜された電子通過孔（１２）の中に電子が
入ってきても、その中の基板露出部（１８）には電子が
付着しない。このため、この実施例においては上記従来
例のようなチャージアップ効果による輝度低下が発生せ
ず、所望の輝度による安定で均一した明るさの表示画面
が得られた。

このような構成のものにおいては、絶縁膜（１４）の厚
さが１００μｍを越えると導電性基板（１３）からの電
界が絶縁膜（１４）表面まで届かなくなって効果がなく
なるが、１００μｍ以下であれば効果があり、特に３０
μｍ以下であれば確実な効果があるもので、耐電圧さえ
あれば薄い程効果が大きい。

また、導電性基板（１３）に印加する電圧は第１の制御
導電膜群（１６）のオン状態時の印加電圧以下であれば
効果があり、その電圧を越えると逆効果となる。さらに
、この印加電圧はＯｖ以下であれば確実な効果があり、
特に第２の制御導電膜群（１７）のオフ状態時の印加電
圧以下であるとより確実な効果があるもので、低い程効
果が大きい。

絶縁膜（１４）の厚さ、および導電性基板（１３）への
印加電圧を変えた場合の実験結果を表−１に示す。

表−１ この実験例では第１、第２の制御導電膜群（１６）、（
１７）に印加する制御電圧を、オン状態にする時にはそ
れぞれ４０Ｖおよび６０ｖ１オフ状態にする時にはいず
れも一３ｖとし、有孔カバー電極（３）への印加電圧は
７Ｖとした。なお、この表−１中の評価は、表面絶縁性
基板（１５）を単なる絶縁体板で構成した場合と比較し
た結果を示し、×は効果がみられなかった場合、○は効
果がみられた場合、◎は通常の動作においてチャージア
ップ効果が全くみられず、効果が確実であった場合を示
す。

なお、上記実施例では絶縁膜（１４）としてアルミナを
用いた場合を説明したが、シリカ等の絶縁膜、あるいは
ポリイミド樹脂など有機物の絶縁膜でも同様に効果があ
る。

また、上記実施例では第１、第２の制御導電膜群（１６
）、（１７）に印加する制御電圧を、オン状態時にはそ
れぞれ４０Ｖおよび６０ｖ１オフ状態時にはいずれも一
３Ｖ、有孔カバー電極（３）への印加電圧を７Ｖとした
場合を示したが、これらの電圧値に限ることなく、例え
ばオン状態時の印加電圧を第１の制御導電膜群（１６）
には１０〜８０Ｖ、第２の制御導電膜群（１７）には２
０〜１２０Ｖ、オフ状態時の印加電圧をそれぞれ独立に
０〜−１０ｖ、有孔カバー電極（３）への印加電圧を５
〜４０Ｖとした実験においても同様の効果があった。

また第３図（ａ）、（ｂ）は他の実施例を示すもので、
導電性基板（１３）全表面に絶縁膜（１４）を形成し、
その上面、下面に制御電極としてそれぞれ第１１図に示
した従来例と同様の短冊状金属電極（９ａ）、（１０ａ
）をそれぞれ直交する方向で配設して制御電極部（１１
）を構成したものである。この場合でも、導電性基板（
１３）に対し、第１の制御導電膜群（１６）のオン状態
時の印加電圧以下の電圧を印加すれば、上記実施例と同
様に絶縁膜（１４）に電子が付着せずチャージアップ効
果が防止される。

また、チャージアップ効果を効果的に防止する手段とし
て、所定電圧値のパルス状電圧を導電性基板（１３）に
印加するパルス電圧印加装置（２０）により電圧印加手
段を構成したものを第４図に示す。このパルス電圧印加
装置（２０）以外は第１図、第２図に示したものと同様
である。このパルス電圧印加装置（２０）は、通常は一
定の電圧、例えば第１の制御導電膜群（１６）における
オン状態時に印加する電圧とおなじ４０Ｖあるいはそれ
以−１−の５０Ｖの電圧を導電性基板（１３）に印加し
ている。そして、画像表示のときに上述の如く第１の制
御導電膜群（１６）の導電膜（１６ａ）を順にオン状態
としていくが、各導電膜（１６ａ）がオン状態となる直
前の所定期間に、第１の制御導電膜群（１６）における
オフ状態時の印加電圧よりもＩＯＶ以上低い電圧がパル
ス電圧印加装置（２０）から導電性基板（１３）に印加
され、例えば第１の制御導電膜群（１６）におけるオフ
状態時の印加電圧を上記実施例同様に一３Ｖとした場合
、−２０Ｖの電圧を印加する。そして−に配所定期間は
１本の導電膜（１６ａ）がオン状態となる５　ｇｓｅｃ
前から０μＳｅＣ前までの６μｓｅｃ間とし、上記−２
０Ｖの電圧がパルス状に印加されることになる。この電
圧印加を各導電膜（１６ａ）がオン状態となる前毎に行
う。

このように−２０Ｖの電圧をパルス状に印加するとその
電界によって、それまでに基板露出部（１８）等に付着
した電子が表面から離脱されせら、付着電子が存在しな
い状態で各導電膜（１６ａ）がオン状態となる。このた
めチャージアップ効果による輝度低下が発生せず、所望
の輝度による安定で均一した明るさの表示画面が得られ
た。

表−２に絶縁膜（１４）の厚さ、および導電性基板（１
３）への印加電圧を変えた場合の実験結果を示す。表−
２より絶縁膜（１４）の厚さが１００μｍを越えると導
電性基板（１３）からの電界が絶縁膜（１４）表面まで
届かなくなって効果がなくなるが、１１００１Ｉ以下で
あれば効果があり、特に５０μｍ以下であれば確実な効
果があることがわかる。

また、パルス状電圧の電圧値は、第１の制御導電膜群（
１６）におけるオフ状態時の印加電圧−３ｖよりも１０
■以上低い一１３Ｖ以下であれば効果がある。なお、こ
の実験例では第１、第２の制御導電膜群（１６）、（１
７）に印加する制御電圧を、オン状態にする時にはそれ
ぞれ４０Ｖおよび６０ｖ１オフ状態にする時にはいずれ
も一３Ｖとし、有孔カバー電極（３）への印加電圧は７
Ｖとした。

表−２ なお、この表−２中の評価欄中の×、○、◎は上記表−
１で示したものと同様のことを示す。

またパルス電圧印加時以外における導電性基板（１３）
への印加電圧を増加すると表示輝度が上がる傾向があり
、この印加電圧が第１の制御導電膜群（１６）における
オン状態時の印加電圧を越えるとこの効果がはっきりす
る。なお、この印加電圧が第２の制御導電膜群（１７）
におけるオン状態時の印加電圧を越えると、チャージア
ップ効果を防ぐ効果がやや小さくなっていく。一方、こ
のパルス電圧印加時以外における導電性基板（１３）へ
の印加電圧を低くしていくと、パルス電圧印加後わずか
に付着する電子によると考えられる定常的な輝度むらが
極めて小さくなっていくが、ＯＶ以下になると輝度の減
少が著しい。

つまり、チャージアップ効果を減じるには導電性基板（
１３）への印加電圧を下げる必要があり、一方導電性基
板（１３）への印加電圧を下げると輝度が減少する。従
って、上述のように導電性基板（１３）に直流電圧を印
加せずパルス状電圧を印加することにより、低い電圧を
かけて輝度が低下してしまう時間を小さくしながら、付
着電子が瞬時に離脱されるような十分低い電圧をかけて
チャージアップ効果を減じるという効果が得られるもの
である。また、輝度に大きく影響しない程度に低い直流
電圧を導電性基板（１３）に印加した場合、チャージア
ップ効果を減じる効果はあるものの、−度付着した電子
は離れにくい傾向があり、例えば電源を投入した直後、
あるいは２４時間を越える長時間動作時などにはチャー
ジアップ効果がみられる場合がある。これに対し、上述
のようにして付着電子を離脱させるために十分なエネル
ギーを与えるような十分低い電圧のパルス状電圧印加は
効果的である。

なお上述の説明では導電膜（１６ａ）がオン状態となる
直前の所定期間に十分低い電圧を印加する場合を示した
が、この電圧を導電膜（１６ａ）がオン状態となってか
ら印加しても効果があり、また十分低い電圧を印加して
いる間、第１の制御導電膜群（１６）の導電膜（１６ａ
）を全てオフ状態にするなど、付着電子を離脱させる特
別のモードを設けるようにしてもよい。さらに各導電膜
（１６ａ）がオン状態となる毎に１回の周期のパルス状
電圧を印加していたが、２回以上の周期でも同様の効果
があり、逆に減らしてもよい。第１の制御導電膜群（１
６）の全ての導電膜（１６ａ）が１まわりオン状態とな
る毎（１フレ一ム間）に１回の周期でも効果が見られた
。また、十分低い電圧を印加する期間は６μｓｅｃ間と
したが、この期間は長い方が効果がはっきりする傾向が
あるものの、０．５μｓｅｃ間でも効果がみられた。

また、第１、第２の制御導電膜群（１６）、（１７）に
印加する制御電圧を、オン状態時にはそれぞれ４０Ｖお
よび６０Ｖ１オフ状態時にはいずれも一３Ｖ、有孔カバ
ー電極（３）への印加電圧を７■とした場合を示したが
、これらの電圧値に限ることなく、例えばオン状態時の
印加電圧を第１の制御導電膜群（１６）には１０〜８０
Ｖ、第２の制御導電膜群（１７）には２０〜１２０Ｖ。

オフ状態時の印加電圧をそれぞれ独立に０〜−１０Ｖ、
有孔カバー電極（３）に対する印加電圧を５〜４０Ｖと
した実験においても同様の効果があった。

そして、このようにパルス状電圧を導電性基板（１３）
に印加する効果は、この第４図に示した実施例に限られ
ず、上記第３図に示したように、導電性基板（１３）全
表面に絶縁膜（１４）を形成し、その上面、下面にそれ
ぞれ短冊状金属（９ａ）、（１０，ａ）を配設して電極
制御電極部（１１）を構成したものにおいても同様であ
る。

次に、チャージアップ効果を防止するための別の発明の
詳細な説明する。第５図はこの発明の実施例を示すもの
でにおける制御電極部（１１）を一部分断面として示す
拡大斜視図である。第５図において（１１）〜（１５）
、（１９）は上記第２図に示した平面型表示装置と同様
のものである。（２１）は表面絶縁性基板（１５）の下
面に、電子通過孔（１２）の１列ずつに対応するように
複数に分割して被膜されたニッケルなどの導電性物質か
らなる導電膜（２１ａ）からなる第１の制御導電膜群、
（２２）は同様に表面絶縁性基板（１５）の上面に、電
子通過孔（１２）の１行ずつに対応するように複数に分
割されて被膜された導電膜（２２ａ）からなる第２の制
御導電膜群である。これら第１、第２の制御導電膜群（
２１）、（２２）の導電膜（２１ａ）、（２２ａ）はい
ずれも電子通過孔（１２）の内側壁面まで被膜されてい
る。

そして、表面絶縁性基板（１５）の上面と下面に設けら
れた第１、第２の制御導電膜群（２１）、（２２）の間
は電気的に分離されており、かつ上述の如く、第１、第
２の制御導電膜群（２１）、（２２）においてはいずれ
も隣り合った各列もしくは各行の導電膜間が電気的に分
離されており、各導電膜（２１−ａ）、（２２ａ）に対
し、各列もしくは各行毎独立に別の電位が印加できるよ
うになっている。

さらに、電子通過孔（１２）内の各導電膜（２１ａ）、
（２２ａ）間、あるいは隣り合った各列もしくは各行の
導電膜間に位置する表面絶縁性基板（１５）の表面部分
には導電性基板（１３）が露出する導体露出部（２３）
が形成されている。

第６図にこの制御電極部（１１）の部分拡大断面図を示
す。この第６図に示されるように、導体露出部（２３）
が形成されているため絶縁膜（１４）が露出する部分は
その端部（２４）のみとなっている。なお、この絶縁膜
（１４）の膜厚は３０μｍである。

このような構成の平面型表示装置において、導電性基板
（１３）には２０Ｖの電圧が印加されており、他の電圧
印加条件は上記第１図で説明したものと同様に、第１、
第２の制御導電膜群（２１）（２２）に印加する制御電
圧を、オン状態にする時にはそれぞれ４０Ｖおよび６０
ｖ１オフ状態にする時にはいずれも一３Ｖとしている。

ここで、例えば第１の制御導電膜群（２１）のうち０番
１」の導電膜（２１ａ）に４０Ｖの電圧を印加してオン
状態とすると、電子はオフ状態の導電膜（２１ａ）に達
することなく、オン状態の導電膜（２１ａ）の近傍にの
み達する。そしてこの電子の一部は、表面絶縁性基板（
１５）の下面あるいは電子通過孔（１２）内において、
オン状態の導電膜（２１ａ）と導電性基板（１３）と挟
まれた絶縁膜端部（２４）に達し、一部がこの絶縁膜端
部（２４）に付着する。しかし、この絶縁膜端部（２４
）は狭い幅で両側を導体に挟まれているため付着した電
子はすぐそばの導体に移動しやすく、付着電子密度は大
きくならない。また絶縁膜端部（２４）の露出表面は狭
いので付着する電子が少なく、これによる電子通過孔（
１２）を通過する電子への影響は小さい。これらの効果
によって、この実施例ではチャージアップ効果による輝
度低下が発生せず、所望の輝度による安定で均一した明
るさの表示画面が得られた。

このような構成において絶縁膜（１４）の厚さを変えた
場合の実験結果を表−３に示す。　なお、この表−３中
の評価欄中の×、○、◎は上記表１で示したものと同様
のことを示す。

この表−３から、絶縁膜厚さは１２０μｍ以下であれば
よいことがわかる。

表 導電性基板（１３）への印加電圧は２０Ｖであったが、
この電圧はこれ以外の値であってもこの発明による効果
はみられ、特にＯＶ以下の場合に効果が大きい。

また、この導電性基板（１３）への印加電圧は一定電圧
でなくとも、例えば第１の制御導電膜群（２１）の走査
に同期した交流電圧などの周期的に変動する電圧、ある
いはパルス状の電圧などでもよい。ただし、この導電性
基板（１３）を所定の電位に保つようにしておかず、い
わゆる電気的に浮いた状態にしておくと、導電性基板（
１３）自体に電子が付着してやがて強いマイナス電位を
持つようになって電子が電子通過孔（１２）を通過しに
くくなって表示輝度を暗くしてしまうことがある。

また他の実施例を第７図に示し、この例は導電性基板（
１３）上面および下面に絶縁膜（１４）を形成し、その
絶縁膜（１４）に制御電極として第１１図に示した従来
例と同様の短冊状金属電極（９ａ）、（１０ａ）をそれ
ぞれ直交する方向で配設して制御電極部（１１）を構成
したものであり、絶縁膜（１４）は短冊状金属電極（９
ａ）、（１０ａ）に対応する部分のみに設けられ、他の
部分は導体露出部となっている。この場合でも同様の効
果が得られた。

これらの実施例においては制御電極の設けられた部分に
のみ絶縁膜（１４）を設けて他の部分を導体露出部（２
３）としたものを説明したが、表面絶縁性基板（１５）
のうち電子の付着しやすい部分のみを導体露出部（２３
）とし、他は絶縁膜（１４）が露出するようにしてもよ
く、例えば第２の制御導電膜群（２２）の導電膜（２２
ａ）間は絶縁膜（１４）が露出したままでもほとんど影
響がなく、さらに第１の制御導電膜群（２１）の導電膜
（２１ａ）間を絶縁膜（１４）が露出したままとしても
よい。

なお、オン状態時の印加電圧を第１の制御導電膜群（２
１）には１０〜８０Ｖ１第２の制御導電膜群（２２）に
は２０〜１２０Ｖ、オフ状態時の印加電圧をそれぞれ独
立に０〜−１０Ｖ、有孔カバー電極（３）への印加電圧
を５〜４０Ｖとした実験においても同様の効果があった
。

次に、チャージアップ効果を防止するためのさらに別の
発明の詳細な説明する。第８図はこの発明の実施例を示
すもので、第８図（ａ）は平面型表示装置の一部分の斜
視図、第８図（ｂ）はその制御電極部（１１）を一部分
断面として示す拡大斜視図である。（１）〜（５）、（
１１）、（１２）は上記第１図に示した構成の平面型表
示装置と同様のものである。（２５）は電子が通過する
ための貫通した電子通過孔（１２）を有し、アルミナを
主成分とするセラミックス板からなる絶縁性基板である
。この絶縁性基板（２５）に、上記第２図に示したもの
と同様にして制御電極としての第１、第２の制御導電膜
群（１６）、（１７）が形成されている。すなわち、絶
縁性基板（２５）下面に基板露出部（１６ｂ）を形成し
ながら電子通過孔（１２）の１列ずつに対応するように
複数に分割して導電膜（１６ａ）被膜されて第１の制御
導電膜群（１６）が形成され、同様に絶縁性基板（２５
）上面に基板露出部（１７ｂ）を形成しながら電子通過
孔（１２）の１行ずつに対応するように複数に分割され
て導電膜（１７ａ）被膜されて第２の制御導電膜群（１
７）が形成されている。

そして、この第１、第２の制御導電膜群（１６）（１７
）の導電膜（１６ａ）、（１７ａ）の厚さｔは１０μｍ
であり、また電子通過孔（１２）内で隣接する導電膜（
１６ａ）、（１７ａ）間、および制御電極部（１１）上
面において隣接する導電膜（１６ａ）間、制御電極部（
１１）下面において隣接する導電膜（１７ａ）間の幅ｄ
はいずれも４０μｍとなっている。第９図は電子通過孔
（１２）内で隣接する導電膜（１６ａ）、（１７ａ）を
示す部分拡大断面図である。

このような構成の平面型表示装置において、上記第１図
で説明したものと同様に、第１、第２の制御導電膜群（
１６）、（１７）に印加する制御電圧を、オン状態にす
る時にはそれぞれ４０Ｖおよび６０ｖ１オフ状態にする
時にはいずれも一３Ｖ、有孔カバー電極（３）への印加
電圧を７Ｖという条件とする。

第１の制御導電膜群（１６）のうちｎ番目の導電膜（１
６ａ）に４０Ｖの電圧を印加してオン状態とすると電子
はオフ状態の導電膜（１６ａ）に達することなく、オン
状態の導電膜（１６ａ）の近傍にのみ達する。そして電
子は、電子通過孔（１２）に入り、その電子の一部は電
子通過孔（１２）内の基板露出部（１８）に達し、その
−部がこの基板露出部（１８）に付着する。

しかし、この基板露出部（１８）は導電膜（１６ａ）、
（１７ａ）の厚みにより電子の軌道から離され、かつ狭
い幅を有しているために電子が到達しにくく、また付着
した電子はすぐそばの導電膜（１６ａ）、（１７ａ）に
移動しやすく、付着電子密度は大きくならない。そして
その付着電子による電界も基板露出部（１８）が導電膜
（１６ａ）の厚みにより電子の軌道から離されているこ
とから電子通過孔（１２）を通過する電子への影響が小
さい。

これらの効果によって、この実施例ではチャージアップ
効果による輝度低下が発生せず、所望の輝度による安定
で均一した明るさの表示画面が得られた。なお基板露出
部（１６ｂ）に付着する電子の電界は電子通過孔（１２
）を通過する電子の軌道から離れており、影響が小さい
。

このような構成において、隣接する導電膜間幅ｄ導電膜
の厚さｔを変えた場合の実験結果を表４に示す。

なお、この表−４中の評価欄中の×はチャージアップ効
果による表示輝度の変動が観測された場合、◎は表示輝
度の変動が観測されなかった場合を示す。

表 ４ この表からｄ／ｔ≦５かつ６５１００μｍであればよい
ことがわかる。なお−Ｌ述の如く第１、第２の制御導電
膜群（１６）、（１７）に印加する制御電圧を、オン状
態にする時にはそれぞれ４０Ｖおよび６０Ｖ、オフ状態
にする時にはいずれも一３■としたが、第１、第２の制
御導電膜群（１６）（１７）をオン状態にする時に印加
する制御電圧の差が大きい方がこの発明の効果が大きく
なり表−４より良くなる傾向がある。特にこの電圧差は
２０Ｖ以上なら確実に効果がある。なお、オン状態時の
印加電圧を第１の制御導電膜群（２１）には１０〜８０
Ｖ、第２の制御導電膜群（２２）には２０〜１２０Ｖ、
オフ状態時の印加電圧をそれぞれ独立に０〜−１０ｖ１
有孔カバー電極（３）への印加電圧を５〜４０Ｖとした
実験においても同様の効果があった。

この実施例においては絶縁性基板（２５）としてアルミ
ナを主成分とするセラミックス板を用いたものについて
説明したがこれはガラスなど絶縁性のものであればよく
、また第２図等に示したように導電性基板の表面に絶縁
膜を形成したものであってもよい。

またこの実施例においては均一の厚みｔを有する導電膜
（１６ａ）により制御電極を形成したものについて説明
したが、制御電極の端部の高さをｔとして上記のような
条件として形成すれば同様の効果を奏する。例えば制御
電極を導電膜により形成する場合でも、上記ｔよりも薄
い膜厚の導電膜を被膜し、例えば絶縁性基板（２５）の
基板露出部（１８）をｔｌＩｎ１程度くぼませて形成し
、そのくぼみの側面にも導電膜を被膜して実質的に端部
の高さをｔｐａ＋とするようにしてもよい。

以上のようにこれらの発明によればチャージアップ効果
による表示輝度の変動を防止することができる。

なお上記第１図から第９図までの説明では電子通過孔（
１２）が四角形状の場合を例に説明したが、丸孔など他
の形状においても同様の効果がある。また、線状熱陰極
（１）および有孔カバー電極（２）によって電子放射源
を構成したものについて説明したが、これに限られるこ
となく制御電極部（１１）に対して均一に電子を放射す
るものであればよく、例えば傍熱形の点状陰極をマトリ
ックス状に並べたもの、電界放出を利用した陰極のアレ
イなどでもよい。

［発明の効果］ 以」二連べてきたようにこの発明によれば、発光体と電
子放射源との間に介在し、複数の電子通過孔を有する導
電性基板に絶縁膜を被膜して表面絶縁性基板を構成し、
この表面絶縁性基板に複数に分離して制御電極を設ける
とともに、上記導電性基板に所定電圧を印加する電圧印
加手段を設けたので、この電圧印加手段より導電性基板
に対して印加される電圧により、表面絶縁基板の制御電
極で覆われていない部分の電位を電子が付着しにくい電
位とすることができ、チャージアップ効果を防止して輝
度が変動しない安定した表示ができる平面型表示装置が
得られるという効果がある。

また、上記電圧印加手段を、上記制御電極に印加される
通過電子制御電圧の最低電圧より１０Ｖ以上低い最低値
を有するパルス状電圧を上記導電性基板に印加するパル
ス電圧印加装置により構成したので、そのパルス電圧印
加装置からの印加電圧によって導電性基板から発生する
電界により、絶縁膜に付着した電子が離脱してチャージ
アップ効果が防止でき、輝度が変動しない安定した表示
ができるという効果がある。

さらに、発光体と電子放射源との間に介在し、複数の電
子通過孔を有する導電性基板に絶縁膜を被膜して表面絶
縁性基板を構成し、この表面絶縁性基板に複数に分離し
て制御電極を設けるとともに、表面絶縁性基板のうち分
離配置された制御電極の間に位置する部分に上記導電性
基板が露出する導体露出部を設けたので、制御電極で覆
われていない部分もこの導体露出部においては電子がと
どまることがなく電子がたまってしまう部分が小さくな
るので、チャージアップ効果が防止でき、輝度が変動し
ない安定した表示ができるという効果がある。

そして、電子放射源と発光体との間に介在し、複数の電
子通過孔を有する表面絶縁性基板に複数に分離して設け
られる制御電極を、その端部の高さｔ　μｍ、および隣
合う制御電極間の幅ｄＪＩｍがｄ／ｔ≦５．　　　ｄ≦
１１００ｊ となるように構成することにより、制御電極以外に付着
した電子もすぐ近くに位置している制御電極に移動し、
かつ付着した電子による不要な電界が制御電極の厚さに
よって通過電子の軌道に達しにくくなるので、チャージ
アップ効果による輝度低下が防止され、輝度が変動しな
い安定した表示ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による平面型表示装置の一部分の斜視
図、第２図はその装置の制御電極部を一部分断面として
示す拡大斜視図、第３図は他の実施例の平面型表示装置
の部分斜視図およびその制御電極部を一部分断面として
示す拡大斜視図、第４図は別の実施例による平面型表示
装置の部分斜視図、第５図は別の発明による平面型表示
装置の部分斜視図およびその制御電極部を一部分断面と
して示す拡大斜視図、第６図はその制御電極部の拡大断
面図、第７図は他の実施例を示す構成図、第８図はさら
に別の発明による平面型表示装置の部分斜視図およびそ
の制御電極部を一部分断面として示す拡大斜視図、第９
図はその制御電極部の拡大断面図、第１０図は従来の平
面型表示装置の部分斜視図、第１１図はその装置の制御
電極部の部分斜視図およびその制御電極部の部分拡大図
である。 図において、（１）は線状熱陰極、（４）は前面ガラス
、（５）は蛍光体、（１１）は制御電極部、（１２）は
電子通過孔、（１３）は導電性基板、（１４）は絶縁膜
、（１５）は表面絶縁性基板、（１６）は第１の制御導
電膜群、（１６ａ）は導電膜、（１６ｂ）は基板露出部
、（１７）は第２の制御導電膜群、（１７ａ）は導電膜
、（１７ｂ）、（１８）は基板露出部、（１９）は電圧
印加回路、（２０）はパルス電圧印加装置、（２１）は
第１の制御導電膜群、（２１ａ）は導電膜、（２２）は
第２の制御導電膜群、（２２ａ）は導電膜、（２３）は
導体露出部、（２４）は絶縁膜端部、（２５）は絶縁性
基板である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉容器内に設けられた発光体に電子を放射する
   電子放射源と、この電子放射源と上記発光体との間に介
   在し、複数の電子通過孔を有する導電性基板に絶縁膜を
   被膜してなる表面絶縁性基板と、この表面絶縁性基板に
   複数に分離して設けられ、通過電子制御電圧が印加され
   る制御電極と、上記表面絶縁性基板の上記導電性基板に
   所定電圧を印加する電圧印加手段と備えたことを特徴と
   する平面型表示装置。
2. （２）上記電圧印加手段を、上記制御電極に印加される
   通過電子制御電圧の最低電圧より１０Ｖ以上低い最低値
   を有するパルス状電圧を上記導電性基板に印加するパル
   ス電圧印加装置により構成したことを特徴とする請求項
   １記載の平面型表示装置。
3. （３）密閉容器内に設けられた発光体に電子を放射する
   電子放射源と、この電子放射源と上記発光体との間に介
   在し、複数の電子通過孔を有する導電性基板に絶縁膜を
   被膜してなる表面絶縁性基板と、この表面絶縁性基板に
   複数に分離して設けられ、通過電子制御電圧が印加され
   る制御電極とを備え、上記表面絶縁性基板の表面のうち
   、隣接した上記制御電極の間に位置する部分に上記導電
   性基板が露出する導体露出部を設けたことを特徴とする
   平面型表示装置。
4. （４）密閉容器内に設けられた発光体に電子を放射する
   電子放射源と、この電子放射源と上記発光体との間に介
   在し、複数の電子通過孔を有する表面絶縁性基板と、こ
   の表面絶縁性基板に複数に分離して設けられ、通過電子
   制御電圧が印加される制御電極とを備え、この制御電極
   の端部の高さｔμｍ、および隣合う制御電極間の幅ｄμ
   ｍをｄ／ｔ≦５、ｄ≦１００μｍ として構成したことを特徴とする平面型表示装置。