(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード基板と、
このカソード基板の表面に形成された複数のカソード電極と、
このカソード電極上に形成されたエミッタ層と、
前記カソード基板上の絶縁層を介して形成され前記エミッタ層との対向部位に開口部が形成された複数の制御電極と、
前記カソード基板に対向して配置されたアノード基板と、
このアノード基板の前記カソード基板側の表面に形成された蛍光体と、
前記蛍光体の表面に形成されたアノード電極と、
前記制御電極と前記アノード電極との間に配置され、前記エミッタ層から前記開口部を通過して前記蛍光体へ向かう電子が通過する複数の電子通過孔が形成された遮蔽電極板とを備えた電界放出型表示装置において、
前記遮蔽電極板では、少なくとも前記アノード電極側を除いた前記制御電極面に、全面が面接触して接着材により固定された誘電体層が形成されており、
前記エミッタ層と対向しない、前記遮蔽電極板の外周縁全領域では、複数の孔が形成されていることを特徴とする電界放出型表示装置。
【請求項２】
カソード基板と、
このカソード基板の表面に形成された複数のカソード電極と、
このカソード電極上に形成されたエミッタ層と、
前記カソード基板上の絶縁層を介して形成され前記エミッタ層との対向部位に開口部が形成された複数の制御電極と、
前記カソード基板に対向して配置されたアノード基板と、
このアノード基板の前記カソード基板側の表面に形成された蛍光体と、
前記蛍光体の表面に形成されたアノード電極と、
前記制御電極と前記アノード電極との間に配置され、前記エミッタ層から前記開口部を通過して前記蛍光体へ向かう電子が通過する複数の電子通過孔が形成された遮蔽電極板とを備えた電界放出型表示装置において、
前記遮蔽電極板では、少なくとも前記アノード電極側を除いた前記制御電極面側の面に、誘電体層が形成されており、
また前記絶縁層には、先端面が接着材により前記誘電体層と接着されたリブが立設されており、
前記エミッタ層と対向しない、前記遮蔽電極板の外周縁全領域では、複数の孔が形成されていることを特徴とする電界放出型表示装置。
【請求項３】
前記遮蔽電極板は、全体形状が略矩形であり、この遮蔽電極板の隅部は、直線状または円弧状に面取り加工されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電界放出型表示装置。
【請求項４】
前記遮蔽電極板の肉厚は、前記エミッタ層と対向しない、遮蔽電極板の外周縁領域の内側領域に形成された前記電子通過孔の周囲の肉厚が、前記外周縁領域の肉厚よりも薄いことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電界放出型表示装置。
【請求項５】
複数の前記孔は、その開口形状の長手方向が前記遮蔽電極板の中心から放射状に配列されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電界放出型表示装置。
【請求項６】
前記遮蔽電極板は、前記制御電極間の領域に対向する領域の肉厚が、前記電子通過孔の周囲の肉厚に比べて厚い畝部を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電界放出型表示装置。
【請求項７】
前記制御電極と前記カソード基板上の制御電極用引き出し電極との間に制御電極と制御電極用引き出し電極とを電気的に接続する接続部を備え、
前記遮蔽電極板の、前記接続部に対向する部位に孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電界放出型表示装置。
【請求項８】
前記孔の外径寸法は、孔と対向した前記接続部の対向面積よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載の電界放出型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アノード電極とカソード電極との間に設けられ、両電極間の放電による制御電極等が破壊するのを防止する遮蔽電極板を備えた電界放出型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電界放出型表示装置は、カソード基板と、このカソード基板上に形成されたカソード電極と、前記カソード基板及び前記カソード電極上に形成された絶縁層と、この絶縁層上に形成された制御電極と、この制御電極及び前記絶縁層を貫通して形成した開口部内に収容されて該開口部の底部に露出して前記カソード電極上に形成されたエミッタ層と、前記制御電極の前方に配置されたアノード基板と、このアノード基板の前記制御電極側の表面に形成されたアノード電極及び蛍光体とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この種の電界放出型表示装置として、更に前記制御電極と前記アノード電極との間に電子通過孔を有する遮蔽電極板が配置され、前記エミッタ層から前記蛍光体へ電子通過孔を通じて電子ビームが流れるものが知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
また、遮蔽電極板として板状の部材を用いて、カソード基板上のエミッタ構造と独立に形成することで工程を簡略化する方法を採用したものも知られている（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４８５７７９９号明細書（図２、図３参照）
【特許文献２】特開平７−２９４８４号公報
【特許文献３】特開平９−２７４８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
遮蔽電極板を金属板からなる部材で構成することは、カソード基板プロセスを簡略化することができる利点を有する。
さらに、通常５ｋＶから１０ｋＶ程度の高電圧が印加される、アノード電極とカソード電極との間で、予期せぬ放電が生じた場合に遮蔽電極によって電子源や制御電極等の微細構造に対する破壊が生じるのを防ぐ働きを期待することができる。
即ち、板状の遮蔽電極板は抵抗値も低く、熱容量が大きいため、薄膜電極のように容易に蒸発、変形する恐れがない。
【０００７】
しかしながら、この電界放出型表示装置は、遮蔽電極板と制御基板との間での絶縁は、空間を確保することでなされているが、空間距離を確実に確保して確実に絶縁を確保することが困難であるという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、遮蔽電極板と制御基板との間の絶縁を確実に確保することができる電界放出型表示装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る電界放出型表示装置は、カソード基板と、このカソード基板の表面に形成された複数のカソード電極と、このカソード電極上に形成されたエミッタ層と、
前記カソード基板上の絶縁層を介して形成され前記エミッタ層との対向部位に開口部が形成された複数の制御電極と、前記カソード基板に対向して配置されたアノード基板と、
このアノード基板の前記カソード基板側の表面に形成された蛍光体と、前記蛍光体の表面に形成されたアノード電極と、前記制御電極と前記アノード電極との間に配置され、前記エミッタ層から前記開口部を通過して前記蛍光体へ向かう電子が通過する複数の電子通過孔が形成された遮蔽電極板とを備えた電界放出型表示装置において、
前記遮蔽電極板では、少なくとも前記アノード電極側を除いた前記制御電極面に、全面が面接触して接着材により固定された誘電体層が形成されており、
前記エミッタ層と対向しない、前記遮蔽電極板の外周縁全領域では、複数の孔が形成されている。
また、この発明に係る電界放出型表示装置は、カソード基板と、このカソード基板の表面に形成された複数のカソード電極と、このカソード電極上に形成されたエミッタ層と、前記カソード基板上の絶縁層を介して形成され前記エミッタ層との対向部位に開口部が形成された複数の制御電極と、前記カソード基板に対向して配置されたアノード基板と、
このアノード基板の前記カソード基板側の表面に形成された蛍光体と、前記蛍光体の表面に形成されたアノード電極と、前記制御電極と前記アノード電極との間に配置され、前記エミッタ層から前記開口部を通過して前記蛍光体へ向かう電子が通過する複数の電子通過孔が形成された遮蔽電極板とを備えた電界放出型表示装置において、
前記遮蔽電極板では、少なくとも前記アノード電極側を除いた前記制御電極面側の面に、誘電体層が形成されており、
また前記絶縁層には、先端面が接着材により前記誘電体層と接着されたリブが立設されており、
前記エミッタ層と対向しない、前記遮蔽電極板の外周縁全領域では、複数の孔が形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明による電界放出型表示装置によれば、遮蔽電極板と制御基板との間の絶縁を確実に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１の電界放出型表示装置の要部断面図であり、電界放出型表示装置は、カソード基板１と、カソード基板１上に接着材（図示せず）を用いて固定されたエミッタ構造２と、遮蔽電極構造３と、発光体構造５と、アノード基板４とを備えている。
エミッタ構造２は、カソード基板１上に平行に離間配置されて形成された複数のカソード電極６と、カソード電極６上に形成されたエミッタ層（電子放射物質層）７と、互いに平行に離間配置された複数の絶縁層１０と、この絶縁層１０の表面に形成された制御電極８とを備えている。制御電極８には、エミッタ層７の上部対向部分に開口部９ａが形成されている。
カソード基板１及びカソード電極６の両縁部上には、絶縁層１０が設けられており、この絶縁層１０上に制御電極８が設けられている。制御電極８及び絶縁層１０を貫通した開口部９ａ、９ｂの底部には、露出したカソード電極６上にエミッタ層７が設けられている。
カソード電極６及び制御電極８は、直線的な帯状の形状であり、互いに直交するように配置される。制御電極８の開口部９ａは、一本の制御電極８にそれぞれ等分間隔で複数形成されている。
図２は、カソード電極６と制御電極８との位置関係を示す平面図である。
なお、図２では絶縁層１０は省略されている。駆動の単位はカソード電極６と制御電極８との交差点であるから、この交差点内に複数の開口部があってもよく、その場合は同一の交差点内の開口部が同時に駆動される。
【００１２】
遮蔽電極構造３は、エミッタ層７から制御電極８の開口部９ａを通過して発光体構造５に向かって放射される電子ビームが通過する電子通過孔１１が形成された遮蔽電極板１２と、遮蔽電極板１２の制御電極８側の表面に接着材（図示せず）を用いて固定された誘電体層１３とを備えている。遮蔽電極板１２のアノード基板４側には誘電体層１３は形成されていない。
誘電体層１３の全面と制御電極８とは面接触して接着材により固定されており、誘電体層１３により、遮蔽電極板１２と制御電極８との間の絶縁が確保されている。
また、電子通過孔１１の内壁面のエミッタ構造２側の一部が誘電体層１３で被覆されているが、これはエミッタ材料が飛散して制御電極８と遮蔽電極板１２間、またはエミッタ層７と遮蔽電極板１２との間でショートが発生するリスクを軽減させる効果がある。
【００１３】
発光体構造５は、アノード基板４のカソード基板１側の表面に設けられた蛍光体１４及びブラックマトリクス１５と、さらにその上面を被覆するアルミニウム等で構成されたアノード電極１６とを備えている。
【００１４】
カソード基板１とアノード基板４との間の空間は真空排気され、例えば圧力が１×１０−４Paより低い真空に維持される。長時間の動作安定性を確保するため、ゲッターが内部に配置されることが多い。
【００１５】
次に、上記構成の電界放出型表示装置の動作について説明する。
制御電極８を走査線として、選択時に電位を下げるとともに、カソード電極１をデータ線として、選択された走査線に対して発光させる場合は正の電圧を印加し、エミッタ層７からトンネル効果により電子を引き出す。
発光させない場合は、電子放出に必要な電位以下にすればよい。
引き出された電子は、必ずしもカソード基板１の鉛直方向に直進するだけではなく、放射方向に拡がりがあるため、遮蔽電極板１２により軌道をやや修正されてアノード基板４に向かってほぼ直進する。アノード電極１６には正の高電圧が印加されており、放射電子を加速して蛍光体１４に衝突し、蛍光体１４は励起発光される。アノード電極１６は、カソード基板１側に向かう蛍光体１４からの発光をアノード基板４側（表示面側）に反射させる働きも担う。
遮蔽電極板１２は、アノード電極１６にかかる高電圧によるプラスイオンの衝突や、真空放電からエミッタ層７などのエミッタ構造２を保護する作用を有する。制御電極８は、エミッタ層７から電子を放出（引き出す）するための引出電極（ゲート電極）として機能する。
【００１６】
上記構成の電界放出表示装置によれば、次のような効果を有している。
イ．遮蔽電極板１２の制御電極８側の全面に設けられた誘電体層１３は、カソード基板１上のエミッタ構造２の制御電極８上に全面接触により直接固定されているので、確実にエミッタ構造２と遮蔽電極板１２との絶縁を確保しながら、広い接着面積を確保して、強固な構造を得ることができる。従って、例えば、部分的に固定されている場合に起こり得る、駆動電圧によって遮蔽電極板１２が振動するようなことはない。
また、遮蔽電極板１２に誘電体層１３を形成することで遮蔽電極板１２自体のそり変形も抑制される。
また、遮蔽電極板１２に誘電体層１３を形成することで、遮蔽電極板１２の強度は格段に補強され、カソード基板１との位置合わせ（アライメント）工程に至るまでのハンドリングによる変形量を低減させることができる。
ロ．遮蔽電極板１２のアノード基板４側には誘電体層１３が形成されていないので、電子ビームの一部は遮蔽電極板１２に衝突してそのまま遮蔽電極板１２を通じて外部に放出されるので、遮蔽電極板１２がチャージアップ（帯電）して、電子ビームの軌道がドリフトすることを防止することができる。
また、遮蔽電極板１２とアノード基板４上のアノード電極１６等との間で真空放電が生じても、放電電流は直接、遮蔽電極板１２を通して外部に流れる。
【００１７】
具体的な構成として、カソード電極６はＡｇ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｌ−Ｎｄ、Ｔｉ等の金属膜またはＩＴＯ、ＺｎＯ等の酸化物導電体膜からなり、密着性や焼成に対する耐久性を得るためにそれらの材料を適宜組み合わせて多層化する。特に、エミッタ層７にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）やカーボンナノファイバー、カーボンナノウォール、グラファイトナノファイバーなど、微細構造を有するカーボン材料を用いる場合は、電気抵抗や密着性、耐熱性の観点からＴｉやＩＴＯが適している。また、それぞれの膜は蒸着膜であることが一般的であるが、微粒子をペースト化して印刷などの方法でコーティングしたものでもよい。いずれも成膜後、レジストを用いて露光、現像を行ってパターン形成される。
【００１８】
カソード電極６の積層膜の例として、カソード基板１を構成するガラス基板上にＭｏ、ＴｉまたはＣｒの下地層を１００〜１０００Å成膜し、その上にＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｌ、Ａｌ−Ｎｄを１０００〜１００００Å積層し、さらに下地層と同じ材料またはＴＩＮの層を１００〜１０００Å成膜する。さらに、カーボン系エミッタとの密着性を高めるためにＩＴＯを１０００〜３０００Å積層する。特に、Ａｌ−Ｎｄを用いた積層膜は、大気中で５００℃の高温で焼成しても電気抵抗が上昇しないため、カソード形成後の熱プロセスに対する耐久性が高い。
なお、積層膜全体の厚みは、カソード基板１上の絶縁層１０の凹凸を考慮して、１〜２μｍを上限とすべきである。カソード電極６の幅は表示画素サイズに応じたものになるが、単板のディスプレイ装置として用いる場合、３０〜３００μｍの範囲が実用上適当であり、隣接カソード電極６間の距離も静電容量やマイグレーションの観点から、幅と同程度か好ましくは１００μｍ以上が適当である。
【００１９】
エミッタ層７は、例えばカーボンエミッタ材料をベースト状に混練したものをインクとして、スクリーン印刷やその他の印刷法でパターン形成するか、ＦｅやＭｏ等を触媒としてＣＶＤ法により気相成長させる方法がある。
絶縁層１０は、低融点ガラス粉末にセラミック微粒子のフィラーと感光性材料、溶剤、バインダー樹脂などを混合したガラスペーストを用いる方法が適当であり、その他シリコンラダーポリマー（化学名ポリフェニルシロキサン）と呼ばれる、(-Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−)からなるシロキサン結合を主骨格としたポリマー材料を用いてもよい。絶縁層１０の厚さは、エミッタ層７の厚み（高さ）によるが、エミッタ層７より低い厚みで、５〜２０μｍの範囲が適当である。開口幅は、数μｍから１００μｍ程度が可能である。制御電極はＡｌ薄膜ないしＡｌ−Ｓｉ薄膜が適当であるが、その他の金属材料でも構わない。
絶縁層１０は、低融点ガラス層とポリマー層の二層構造とする方法もある。例えば、感光性低融点ガラス層に小孔を形成してその中にカーボンエミッタを埋め込んだ後、研磨を行って表面を平滑化した上にポリマー層を形成して再度小孔を形成してもよい。この方法はカーボンエミッタのパターン形成が容易になる利点がある。
【００２０】
遮蔽電極板１２は、低膨張ニッケル合金が適当であり、例えばＮｉ４８−Ｆｅが望ましい。厚さは加工性と機械的強度を考慮して５０〜３００μｍが適当であるが、実用的には１００〜２００μｍが妥当である。
誘電体層１３は、前述の絶縁層１０に類似しており、低融点ガラス粉末にセラミック微粒子のフィラーと溶剤、バインダー樹脂などを混合したガラスペーストを用いる方法が適当である。その他、真空蒸着法によって誘電体材料を付着させて絶縁層を成膜する方法もある。誘電体層１３の表面とエミッタ構造２の制御電極８との接着についても、同様にガラスペーストを用いることができるが、ポリイミドを用いてもよい。ポリイミドはガス放出が少ない上、良好な接着性を持っている。
【００２１】
誘電体層１３は、誘電体粉末を含むペースト（またはスラリー）が充填された槽を用意して、遮蔽電極板１２を被覆面がペースト表面に接するように槽内に浮かせて片面のみディッピングした後、乾燥、焼成を行って形成する方法がある。
【００２２】
また、予めフィルム状に加工された誘電体シートを貼付して焼成し、形成してもよい。  何れの場合も、遮蔽電極板１２の開口部に合わせて誘電体層１３にも開口部が必要であるが、塗布ないし貼付によって開口部がない状態から、誘電体層１３の反対側から紫外線を照射して露光し、現像によって開口部を形成することが出来る。ペーストないしフィルム中には露光によりエッチング可能となる感光性材料が含まれていなければならない。
なお、遮蔽電極板１２開口部の深さの１／２までは誘電体で被覆されても構わないが、開口部断面が全て被覆されることは電子ビームの制御が困難になるため好ましくない。
【００２３】
また、遮蔽電極板１２は１回目のアニールによる比較的大きな収縮変形が生じるため、アニール前に誘電体層を形成することが望ましい。低融点ガラスも１回目のアニールにより大きく収縮する特性があるため、焼成後の遮蔽電極板１２の変形量を抑えることが出来る。この際、常温付近における誘電体の膨張係数を遮蔽電極板１２の膨張係数よりやや大きめに設定することで、焼成後の反りをその後の組み立て工程に影響のない程度に低減させることが出来る。係数の差は２％〜１５％がよい。
【００２４】
アノード基板４上のブラックマトリクス１５は、表示装置のコントラストを改善し、サブピクセルの輪郭を明確にする機能と、導電性により電子線によるチャージアップを防止する機能を備えるものであり、通常グラファイトが用いられる。厚さ１〜２μｍの一様なグラファイト層を露光、現像することにより形成される。
蛍光体５は５〜１５ｋＶの電子線により三原色の赤、青、緑に発光するものが塗り分けられる。赤色蛍光体としてはＹ２Ｏ２Ｓ:Ｅｕ、緑色蛍光体としてはＺｎＳ:Ａｕ，Ｃｕ，ＡｌまたはＺｎＳ:Ｃｕ，Ａｌ、青色蛍光体としてはＺｎＳ:ＡｇないしＺｎＳ:Ａｇ，Ｃｌが適当であり、蛍光体層の厚さは粒径にも依存するがそれぞれ４〜８μｍが適当である。
さらに、アノード電極１６はＡｌ等の膜を真空蒸着して形成される。Ａｌの厚さは５００〜１５００Åが適当である。
【００２５】
動作電圧は、走査線選択時の制御電極８の電圧を０Ｖとすると、カソード電極６は発光時に−３０〜−１５０Ｖ程度のデータパルスが印加される。この電圧値は、エミッタ層７の材料の電子放出特性と、エミッタ層７と制御電極８との距離に依存する。アノード電極１６または蛍光体１４上のアノード電極１６には５〜１５ｋＶの高電圧が印加される。
ただし、蛍光体１４により低電圧の電子線で発光するものが使用されている場合は、適宜低い電圧を用いることができることは言うまでもない。
加速電圧が低ければ内部の放電現象による素子劣化を防ぐことができると共に、表示装置の駆動回路系の絶縁を簡略化することができる。
【００２６】
実施の形態２．
図３は実施の形態２の電界放出型表示装置の要部断面図である。
この実施の形態では、エミッタ構造２上に複数のリブ１７を立設し、遮蔽電極構造３とリブ１７の頂部とが対向している点である。遮蔽電極構造３の誘電体層１３とリブ１７の頂部との間に隙間があるが、この領域の一部または全部には、図示されていない接着材料が介在している。即ち、リブ１７を介して遮蔽電極構造３はカソード基板１上に支持、固定されている。
リブ１７の形状は図３に示した制御電極８と平行（断面に鉛直の方向）なストライプ状であり、制御電極８間の位置に配置されている。
ただし、各リブ１７は完全に連続で有る必要はなく、複数の線分が直線上に分散配置されていてもよい。線分を配列することで、リブ１７の形成時に生じる応力を低減することができるとともに、遮蔽電極構造３の固定位置と固定面積を制御することができる。
なお、開口部９ａ、９ｂのピッチに余裕があれば格子状のリブを用いることも可能である。格子状を用いることで、機械的な強度を高めることができる。
【００２７】
このリブ１７を用いて遮蔽電極構造３を支持、固定することによって次のような効果がある。
イ．接着剤を塗布する領域が制御電極８から離れており、接着剤を塗布したときに余分な接着剤が開口部９ａ、９ｂに流れ込んでエミッションを阻害することを防ぐことができる。接着剤はチクソ性の高いペーストなど高粘度の材料を用いればよい。
ロ．エミッタ構造２と遮蔽電極構造３との間の距離を大きくすることができる。また、距離をリブ１７の高さで調整することができる。これにより、飛散したエミッタ層７の材料や制御電極８の変形などの要因により問題となりやすい、制御電極８と遮蔽電極板１２とののショートを起き難くすることができる。
【００２８】
リブ１７の具体的な構成としては、低融点ガラスに酸化物微粒子からなるフィラーおよびバインダー、溶剤などを混錬したペーストを用い、スクリーン印刷などの方法により形成される。リブ１７の幅は行ピッチ（制御電極８のピッチ）に依存するが、単板の表示装置の場合、５０〜２００μｍが適当である。リブ１７の高さは、１０μｍ程度あればよいが、上述のように遮蔽電極板１２との距離を考慮して、最大１５０μｍ程度まで使用可能である。それ以上の高さは、リブ１７の強度が低下するため、好ましくないが、高さ／幅が１．５以下であれば適用可能である。
エミッタ材料にＣＮＴを用いる場合は、ＣＮＴの最大長さ以上の高さを設定すれば、前述のショートが生じにくくなる。安全率を見込んでＣＮＴ長さの１．５〜２倍の高さにすれば、より実用的な設計となる。
【００２９】
実施の形態３．
上述した実施の形態１、２では、遮蔽電極板１２は、金属板で構成されているが、金属板を用いることに伴い次のような課題が生じる。
イ．金属板を加工して遮蔽電極板１２を作製する際、遮蔽電極板１２の外形寸法より大きい金属板をエッチングし、枠状になった金属板周辺部と遮蔽電極板１２とを架橋している細いブリッジ部を切断する工程が必要であるが、切断時のせん断に伴う張力で遮蔽電極板１２が歪むおそれがある。
ロ．多数の電子通過孔１１を形成すると、遮蔽電極板１２の機械的強度が低下し、特に誘電体層１３を形成するまでのハンドリングで変形するおそれがある。強度を高めるために遮蔽電極板１２を厚くすると、エッチングによる穴あけ加工を高精度で行うことが難しくなる。
ハ．遮蔽電極板１２を制御電極８上に接着する工程で加熱を行うと、エミッタ構造２の絶縁層１０等の応力によりカソード基板１が一時的に変形する。このとき、遮蔽電極板１２も自身の応力によって変形するため、相互に作用する力によってガラス基板で構成されたカソード基板１が破壊するおそれがある。
ニ．遮蔽電極板１２の隅部は電界が集中しやすいため、真空放電（低気圧のガス放電）が生じる可能性がある。
ホ．遮蔽電極板１２上の片側面に誘電体層１３を形成すると、誘電体層１３の内部応力により、遮蔽電極構造３に歪みが生じる。遮蔽電極板１２と誘電体層１３との膨張係数を揃えることで応力は最小化できるが、誘電体層１３の形成プロセスで高範囲の温度範囲での熱工程では完全な一致は期待できない。
【００３０】
以下、これらの課題を解決する遮蔽電極板２０の構成について説明する。
図４はエミッタ層７が配置された位置に対応して電子通過孔１１が設けられた遮蔽電極板２０の例を示している。この例は、エミッタ層７の平面形状が長方形の場合を想定しており、電子通過孔１１の形状もエミッタ層７の形状とほぼ同一である場合である。
電子通過孔１１の配置されている領域を「表示領域」と呼ぶことにすると、「表示領域」外には電子通過孔１１は形成されていない。
図４に示したものは、遮蔽電極板２０の四隅部の直線状に面取り加工されている。
この構成を採用することで、後述するように隅部からの真空放電を抑制することができるものの、上記の課題（ホ）で述べたように、高温時の熱膨張により、特に表示領域外での歪みが大きくなる。
これに対し、図５は「表示領域外」のほぼ全体に孔２１が形成されている。このような構造にすることによって、遮蔽電極板２０全体の膨張特性がより均一化されるため、上記の課題を解決することができる。
【００３１】
図６は図５に示したものの第１の変形例であり、「表示領域外」の孔２１が放射状に配置されている。このような構成を採用することにより、引っ張り力に対する強度が放射状に増すため、上記課題（イ）に対する解決策となる。
【００３２】
図７は図５に示したものの第２の変形例であり、「表示領域外」に丸形の孔２２が複数配列されている。丸形の孔２２は引っ張り力について強度が低下しにくい上、この構造では、図中矢印Ａのように、斜め方向に対する強度が高まるため、「表示領域」では強度を確保出来ない方向について遮蔽電極板３を補強することができる。
【００３３】
また、図８は図５に示したものの第３の変形例を示す断面図である。
カソード基板１上の制御電極８は絶縁層１０上に形成されるため、カソード基板１上の引き出し端子との電気的な接続部を設けることが必要となる。接続部２３はカソード電極６上の絶縁層１０に開口部２４を設け、制御電極８とカソード電極６に接触するように、Ａｇ等のペースト材料をディスペンサや、スタンプ機などによって落とし込むことによって形成される。このため、制御電極８上にＡｇペーストの乗った領域が生じ、遮蔽電極構造３と接触すると遮蔽電極板１２が反ってしまうという問題がある。
これは、「表示領域外」の領域を狭くして画像装置を小型化するために接続部２３と遮蔽電極板１２の周辺部が干渉することによって生じる。
この問題を回避するには、図８に示すように遮蔽電極板１２に接続部２３の対向面積よりも大きい孔２５を形成し、接続部２３が遮蔽電極板１２と接触しないようにすればよい。
【００３４】
図９（ａ）は、上記（ニ）の課題を有する長方形の遮蔽電極板１２である。
図９（ｂ）は隅部１８からの真空放電を抑制する遮蔽電極板２０の形状を示しており、隅部１８がＲを持つように円弧状に面取り加工されている。隅部１８の角度が緩やかになっているため、真空放電の発生割合を格段に低減することができる。圧力１×１０−４〜１×１０−６Ｐａの実用的な真空においては、Ｒは少なくとも１０ｍｍ以上であれば、５ｋＶのアノード電圧に対して真空放電を効果的に抑制できる。
図９（ｃ）隅部１８が直線状に面取り加工されており、図９（ｂ）と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
図１０は、上記課題（ロ）を解決する遮蔽電極板２７の構造を示す図であり、図１０（ａ）は遮蔽電極板２７の部分正面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図、図１０（ｃ）は図１お（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った矢視断面図である。
「表示領域」内の電子通過孔１１近傍の肉厚が遮蔽電極板２７の外周縁部より薄く形成されており、各制御電極８の長手方向に沿って、制御電極８間に対応する位置に畝部２８が形成されている。
畝部２８の厚さは、遮蔽電極板２７の外周縁部の厚さと同じであるが、やや薄くなっていてもよい。この構造は、畝部２８の長手方向の強度の低下を最小限にしながら、電子通過孔１１の領域のみを薄くすることによって、電子通過孔１１の微細加工を高精度に行うことが可能である。即ち、遮蔽電極板２７の基材に複数の畝部２８を形成した後、電子通過孔１１を形成すればよい。
一般に、制御電極８は画面の長手方向（横方向）であるので、長手方向の強度を確保することは工程中の変形を防ぐ上で有利となる。
なお、制御電極８の短手方向（カソード電極６の長手方向）の強度を向上させるため、画質への影響が問題にならない範囲で、制御電極８を横切る形の縦方向の畝部を数箇所形成してもよい。縦方向の畝部が形成されている位置では畝が格子状になる。
畝部２８間の電子通過孔１１の近傍の板厚は、５〜１００μｍが適当であり、Ｎｉ４８−Fｅの場合、強度と加工性を考慮すると、１０〜６０μｍが最適な範囲となる。
【００３６】
カソード基板１及び遮蔽電極板２７の材料は、熱膨張係数をおおむね近くなるように選択されるが、加熱工程の全温度領域で近い値を取ることは期待できない。また、それぞれ複雑な構造を持っているため、応力の分布という問題も存在する。
例えば、カソード電極６上のエミッタ構造２との応力や、遮蔽電極板２７と誘電体層１３との間の応力という問題がある。
【００３７】
これらは上記（ハ）の課題の要因となる。図１１は、この問題を解決する遮蔽電極板２９の構造を示す図であり、図１０に示した遮蔽電極板２７の畝構造をさらに隅部１８にまで延長した構造を有している。
隅部１８に肉厚の薄い領域を設けることにより、高温時の遮蔽電極板２９の一時的な反り変形が生じやすくなり、応力の集中しやすい隅部のカソード基板１の割れを低減することができる。
【００３８】
実施の形態４．
図１２は実施の形態４の電界放出型表示装置の要部断面図である。
この実施の形態では、遮蔽電極板３０は、電子透過孔３１を形成した金属電極板３２の表裏および電子透過孔３１内面を含む全表面を誘電体膜３３で被覆し、さらに誘電体膜３３の上からアノード基板４側の表面全体が金属膜３４で被覆されている。
この構造でも、カソード基板１との絶縁を保ちつつ、遮蔽電極板３０としての機能を果たすことができる。
【００３９】
この遮蔽電極板３０によれば、絶縁層１０を表裏全面に形成するため、溶射法やスパッタリング法などの成膜手法を用いて高品質の誘電体膜３３を形成することが容易である上、遮蔽電極板３０自体を酸化処理して形成する方法も可能である。溶射法、スパッタリング法、酸化法で得られた膜は緻密で耐電圧が高い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態１の電界放出型表示装置の要部断面図である。
【図２】図１のカソード電極と制御電極との位置関係を示す平面図である。
【図３】実施の形態２の電界放出型表示装置の要部断面図である。
【図４】実施の形態３の電界放出型表示装置における遮蔽電極板の部分正面図である。
【図５】図４の遮蔽電極板の変形例を示す部分正面図である。
【図６】図４の遮蔽電極板の他の変形例を示す部分正面図である。
【図７】図４の遮蔽電極板の他の変形例を示す部分正面図である。
【図８】実施の形態３の電界放出型表示装置の他の形態を示す部分断面図である。
【図９】図９（ａ）は矩形形状をした遮蔽電極板の正面図、図９（ｂ）は遮蔽電極板の隅部がＲ加工された遮蔽電極板の正面図、図９（ｃ）は遮蔽電極板の隅部が面取り加工された遮蔽電極板の正面図である。
【図１０】図１０（ａ）は遮蔽電極板の部分正面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った矢視断面図である。
【図１１】図１０の遮蔽電極板の変形例を示す部分正面図である。
【図１２】実施の形態４の電界放出型表示装置の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  カソード基板、２  エミッタ構造、３  遮蔽電極構造、４  アノード電極、５  蛍光体構造、６  カソード電極、７  エミッタ層、８  制御電極、９ａ，９ｂ  開口部、１０  絶縁層、１１，３１  電子通過孔、１２，２０，２７，２９，３０  遮蔽電極板、１３  誘電体層、１４  蛍光体、１６  アノード電極、１７  リブ、１８  隅部、２１，２２，２５  孔、２８  畝部、３３  誘電体膜、３４  金属膜。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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