JP2000251834A

JP2000251834A - 表示装置

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Publication number: JP2000251834A
Application number: JP5455799A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nakamura; 修中村; Shigeo Suzuki; 滋生鈴木; Yuichi Mori; 裕一森; Hironori Hirama; 浩則平間
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置において、バックライト用の冷
陰極放電管の消費電力の低減を図る。【解決手段】液晶表示装置のバックライトに用いられ
る冷陰極放電蛍光管２８６の電子放出性電極（冷陰極）
の材料として以下のもの使用する。すなわち、電極材料
として、ＹＨ_2+x（xは正負の１未満の数）を用いる。電
子放出性電極は、Ｎｉを含む金属基板と、この金属基板
上に形成された電子放出層とからなる。この電子放出層
は、主に、ＹＨ_2+xからなる。ＹＨ_2+xからなる冷電子放
出性電極は、、低電圧で長期に渡って安定した冷電子放
出を行なうことができる。従って、これをバックライト
用冷陰極放電蛍光管２８６の冷陰極とすれば、液晶表示
装置の消費電力の低減を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷電子放出性電極
を有する冷陰極放電管を備えたバックライトを有する液
晶表示装置、冷電子放出性電極を有するプラズマディス
プレイパネル、同じく冷電子放出性電極を有するフィー
ルドエミッションディスプレイデバイスなどの冷電子放
出性電極を備える表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、物体に存在している電子が空間
に放出される電子放出現象には熱電子放出現象、光電子
放出現象、冷陰極放出現象等が知られている。放電ラン
プ等の放電を利用した装置の電極として電子放出性の電
極材料を用いることが行われており、例えばコイル状の
フィラメントに電流を流して加熱することにより電子を
放出する熱電子放出現象を利用した熱陰極放電管（Ther
moelectronic EmissionDischarge Tube）等が知られて
いる。

【０００３】また、それとは異なり冷陰極放出現象を利
用した電極による各種の放電を用いた装置も知られてお
り、例えば強電界による電子放出を利用したフィールド
エミッションディスプレイデバイス（Field Emission D
isplay Device、以下ＦＥＤと省略する場合がある）
や、主にイオン衝撃による二次電子放出を利用した冷陰
極放電管（Cold Emission Tube）やプラズマディスプレ
イパネル（Plasma Display Panel、以下、ＰＤＰと省略
する場合がある）等が実用化されている。

【０００４】冷陰極放電管特有の電子放出機構である二
次電子放出とは、放電中の冷陰極（冷電子放出性電極）
又は電極内の電子の準位が放電管中の陽イオンの準位よ
りも高いため、陽イオンが冷陰極に近づくと電子が陽イ
オンの基底状態に落ち込み、この準位差によるエネルギ
ーを電極内の他の１つの電子に与える、いわゆるオージ
ェ効果（Auger Effect）により、エネルギーを与えられ
た電子が放出されるPotential型放出や、陽イオンが冷
陰極に衝突することによるエネルギーを受けて冷陰極か
らの電子の放出（Kinetic型放出）のことである。この
ような電子放出機構により冷陰極放電管特有のグロー放
電（Glow Discharge）が起こる。

【０００５】このグロー放電により可視光を発光する冷
陰極放電蛍光管（冷陰極放電管）やプラズマディスプレ
イパネルは、蛍光体が内壁に設けられた容器とその容器
の内部に封入された混合希ガス及び水銀を備えており、
当初は冷陰極放電蛍光管に入射した光により光電子放出
現象により発生した電子が電極に与えられた電界により
移動し、封入されたガス等と衝突して電離しイオンを発
生させる。このイオンが電極に衝突して二次電子を放出
することで冷電子放出性電極から放出された電子が管内
の水銀原子と衝突することでグロー放電を開始して紫外
線を発生し、該紫外線により蛍光体が励起され可視光を
発光する。

【０００６】そして、冷電子放出性電極の材料として
は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）やモリブデン（Ｍｏ）な
どの比較的低仕事関数の元素からなる金属が用いられて
いる。このような材料からなる冷電子放出性電極を備え
た冷陰極放電蛍光管は一般に、その管径を小さくするに
従い輝度（ｃｄ／ｍ²）が高くなる傾向があるので、冷
陰極放電蛍光管を備えた装置自体を薄型化でき、液晶表
示装置のバックライトには好適であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、冷電子放出性
電極を備えた冷陰極放電蛍光管は、ランプ放電電圧が高
く、結果としてランプ消費電力が大きくなってしまい、
特に、電池を用いる携帯用非自発光表示装置にバックラ
イトとして用いた場合に長時間表示が困難であるという
問題があった。また、上述のような金属電極では、放電
により電子放出性材料がスパッタしてしまい、管壁が汚
染されるとともに、発光寿命が短くなる要因となってい
た。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、放電電圧が低く、かつ、長時間使用しても放電
電圧が安定な冷電子放出性電極を備えた表示装置を提供
することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
表示装置は、冷電子放出性電極を備える表示装置であっ
て、上記冷電子放出性電極は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、
Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれる少
なくとも一つの元素の水素化物を有することを特徴とす
る。

【００１０】上記構成によれば、表示装置に備えられた
冷電子放出性電極が有する上記水素化物が、低電圧で長
期に渡って安定した冷電子放出を行なうことができるの
で、上記冷電子放出性電極を備えた表示装置、例えば、
バックライトに上記冷電子放出性電極を有する冷陰極放
電管を備えた液晶表示装置や、冷陰極として上記冷電子
放出性電極を備えたＰＤＰや、同じく冷陰極として上記
冷電子放出性電極を備えたＦＥＤなどにおいて、消費電
力の低減、長期に渡る表示の安定化を図ることができ
る。

【００１１】また、上記水素化物は、請求項２記載のよ
うに、ＲＨ_2+x（ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌ
ｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれる少なくとも
一つの元素、Ｈは水素、−１＜x＜１）で示されること
が好ましい。上記水素化物は、基本的にＲＨ₂で示され
る物質特有の結晶構造を有するが、例えば、Ｒで示され
る元素や、Ｈ（水素）元素の欠落や過剰な存在等によ
り、ストイキオメトリからずれたものを含むＲＨ_2+xで
示されるものであり、冷電子放出性電極として必要な条
件、すなわち、低仕事関数であること、スパッタされに
くいこと、冷陰極放電管内の水銀と反応しづらいこと、
導電性が良いことを満たすものである。

【００１２】なお、Ｒで示される元素は、希土類元素
（アクチノイドを含む）であるＳｃ（スカンジウム）、
Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｃｅ（セリウ
ム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｌｕ（ルテチウム）、Ｔ
ｈ（トリウム）、Ｕ（ウラン）、Ｎｐ（ネブツニウム）
のうちの一つの元素、もしくは複数の元素からなるもの
であるが、コストや、取り扱いやすさ等を考慮した場合
に、Ｙ（イットリウム）が最も適している。

【００１３】また、上記冷電子放出性電極は、請求項３
記載のように、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔ
ｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれる少なくとも一つの
元素の酸化物を有していても良い。水素化された電極材
料の表面もしくは内部に酸化物が形成された場合、上述
に示される元素は、希土類元素及びアクチノイドに分類
されるものであり、希土類元素に含まれる元素の酸化物
は、冷電子放出性電極の材料として用いた場合に放電電
圧を低くすることが可能なものである。

【００１４】また、上記冷電子放出性電極は、Ｓｃ、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグルー
プから選ばれる少なくとも一つの元素を有する金属膜
を、水素ガスを含む雰囲気中で水素化することにより、
冷電子放出性電極の上記水素化物からなる冷電子放出層
（膜）を形成する。また、上記Ｒ元素の金属膜を水素化
することにより上記水素化物を生成することで、該水素
化物を有する冷電子放出性電極をより容易に形成するこ
とができる。この際には、上記水素化される前のＳｃ、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグルー
プから選ばれる少なくとも一つの元素膜の厚さを１３０
００Å（オングストローム）未満にすることが好まし
い。

【００１５】そして、上記金属膜の厚さを１３０００Å
未満とすると次のような効果を奏することができる。上
記金属膜を水素化した場合に、金属膜に水素元素が入り
込んで上記水素化物の冷電子放出性電極となる。そし
て、上記冷電子放出性電極を、例えば、冷陰極放電蛍光
管の冷陰極として耐久限度を越えるほど、長時間使用し
た際に、冷電子放出性電極が放電等により損傷すること
になり、これにより水素が冷陰極放電蛍光管内に放出さ
れることになる。

【００１６】そして、水素が冷陰極放電蛍光管内に放出
されると、例えば、冷陰極放電蛍光管内において放出さ
れた水素が水銀の電離を妨げ、放電による紫外線発生量
を減少することにより蛍光体による蛍光色が相対的に低
下することとなり、結果として水銀の発光色が強く視認
されることにより青みを帯びた発光が生じるなどの問題
が生じる可能性があり、冷陰極放電蛍光管内に放出され
る水素ガスの濃度が高くなると冷陰極放電蛍光管が使用
できなくなるが、金属膜の厚さを１３０００Å未満とす
ることにより、金属膜に含まれる水素の含有量を規制す
ることができ、長時間使用において水素が放出するよう
なことがあっても、水素レベルが冷陰極放電蛍光管を使
用できなくなるような濃度になるのを防止することがで
きる。

【００１７】なお、後述するように上記金属膜を水素化
する際には、必要な水素量以上の水素が金属膜に入り込
んだ状態となる可能性があり、金属膜の厚さを規制する
だけではなく、水素化された金属膜に含まれる水素の含
有量を必要以上に大きくしないようにする必要がある。
ただし、水素化後、減圧下で加熱することにより余分な
水素を予め放出するのであれば、金属膜の厚さを１３０
００Å以上であってもよい。

【００１８】また、冷電子放出性電極は、例えば、導電
性の基板上に上記Ｒ元素の水素化物を含む電子放出層を
形成したものであり、この電子放出層は、上記Ｒで示さ
れる元素からなる金属層と、該金属層上に形成された上
記Ｒ元素の水素化物からなる水素化層とを有してもよ
い。

【００１９】このようにすれば、Ｒで示される元素、す
なわち、希土類に含まれる元素の金属も水銀と反応する
可能性がある点を除けば、冷陰極として適したものであ
るとともに、金属としての導電性を示すものであり、電
子放出層が金属層と該金属層上に形成された水素化層と
を備えた場合に、金属層が水銀と反応しない水素化層に
覆われた状態となり、金属層が水銀と反応するのを防止
することができ、加えて金属層が水素化層に接続された
導体として作用することになる。また、電子放出層の形
成に当たって、例えば、導電性の基板上に金属膜を形成
した後に、この金属膜を水素化するとともに、水素化に
際して金属膜に含まれる水素の量を上述の理由により制
限しようとした場合に、金属膜の露出した表面側が先に
水素化され、金属膜の基板側の一部が水素化されず、金
属層上に水素化層が形成された状態となる可能性がある
が、このような状態となっても良好な冷電子放出性電極
として機能することができる。

【００２０】また、基板上に電子放出層として、水素化
物膜を形成してもよく、基板上に上記金属層、水素化層
を順次形成してもよい。上記基板は導電性又は半導体性
であればよく、例えば、金属基板を電極として適した形
状、例えば、平板状や針状とし、その表面に上記水素化
物からなる電子放出層を形成し、かつ、金属基板に導線
を接続することで電極を比較的容易に製造することがで
きる。

【００２１】また、金属基板を従来から冷陰極として用
いられていた金属電極と同様の材質（例えばニッケル電
極）とすれば、電子放出層の耐久限度を越えるような長
時間の使用により、電子放出層が使用不可能なほど損傷
しても、金属基板自体が従来の金属電極とほぼ同様に機
能するので、放電電圧は高くなることになるが、冷電子
放出性電極が突然機能しなくなるようなことがない。

【００２２】例えば、この冷電子放出性電極を冷陰極放
電蛍光管に用いた場合に、電子放出層の耐久限度を越え
るような長時間の使用により電子放出層が損傷しても、
冷陰極放電蛍光管がいきなり消灯するようなことはな
く、金属基板から電子が放出されて冷陰極放電蛍光管が
点灯可能な状態に保持されることになる。そして、上記
酸化層の厚みが２０００Å以下であれば、電子放出層の
表層部分に酸化層があっても放電電圧を低く保つことが
できるだけではなく、冷電子放出性電極としての電気特
性が安定しているので高い歩留まりで量産することがで
きる。

【００２３】なお、基板上に上記元素の金属膜を形成
し、水素を含む雰囲気中で、金属膜を水素化するものと
した場合に、例えば、雰囲気中に不純物濃度の酸素分子
が含まれたり、例えば、水等の酸素元素を含む化合物
（酸素含有物）が不純物濃度でも含まれていたりする
と、上記金属膜の表面が酸化される可能性がある。さら
に、水素ガスの存在下においては、雰囲気中に酸素元素
が僅かにしか存在しなくとも、酸素元素の上記金属膜中
への浸透が促進され、金属膜が容易に酸化されやすくな
ることが確認されており、上記金属膜を水素を含む雰囲
気中で水素化した場合に、酸素元素が不純物濃度でも存
在すると、金属膜の少なくとも表層部分が酸化される可
能性が極めて高いが、上述のように電子放出層の表層部
分に酸化領域が形成されても、酸化領域自体が良好な冷
電子放出性電極として機能することができることを確認
している。

【００２４】なお、１０ｐｐｍ以上、０．５体積％以下
の水素ガスを含む不活性ガス雰囲気中において上記金属
膜の上述の水素化が行われてもよい。上記構成によれ
ば、金属膜の水素化における水素濃度を０．５体積％以
下とすることにより、金属膜に余分な水素が含まれるの
を防止し、冷電子放出性電極から水素が放出されること
により生じる悪影響を防止することができる。

【００２５】そして、水素ガスを含む雰囲気中で、上記
金属膜を３００℃以上、６５０℃以下で加熱処理するこ
とにより、短時間でＲで示される金属膜を水素化するこ
とができる。処理温度が３００℃以下では、Ｓｃ、Ｙ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループか
ら選ばれる少なくとも一つの元素からなる金属膜を迅速
に水素化することが困難であり、短時間で冷電子放出性
電極として実用上十分な量の水素化物を生成することが
できない。また、処理温度が６５０℃を越える場合にお
いては、雰囲気中に例えば、水や酸素分子の状態で不純
物として極微量の酸素元素が含まれているだけで、上記
元素群から選択される元素の金属膜の酸化が促進され、
上記金属膜の水素化が困難となる場合が多い。

【００２６】すなわち、水素と酸素の共存下において、
上記元素を含む希土類元素又はアクチノイドの金属を熱
処理した場合に、上記金属への酸素元素の浸透が促進さ
れ、僅かな酸素濃度でも金属が酸化されやすい状態とな
るので、上記処理温度が６５０℃を越えると、不純物濃
度の酸素が存在するだけで、上記金属が酸化してしまう
可能性が高く、処理温度を６５０℃以下とすることが好
ましい。なお、６５０℃以下未満においても、上記金属
膜の表面でわずかな酸化膜が形成されるが、金属膜の水
素化も行われ、実用上必要な水素化物を得ることが可能
である。

【００２７】また、本発明の表示装置は、例えば、請求
項４記載のように、液晶パネルと該液晶パネルの背面側
に配置されるバックライトとを備え、かつ、該バックラ
イトに上記冷電子放出性電極を有する冷陰極放電管を備
えた液晶表示装置である。そして、液晶表示装置に用い
られるバックライトに備えられた冷陰極放電管は、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグ
ループから選ばれる少なくとも一つの元素の水素化物を
有する冷電子放出性電極を備えているので、仕事関数の
低い水素化物を有する電子放出性電極が低い電圧で冷電
子を放出することができ、かつ、良好な放電を長期に渡
って安定して得ることができる。

【００２８】従って、消費電力の多くをバックライトで
消費される透過型液晶表示装置において、消費電力の低
減を図るとともに、上記冷電子放出性電極を有する冷陰
極放電管の放電電圧が長期に渡って安定なので、長期の
使用により消費電力が増加するのを防止することができ
る。特に、上記液晶表示装置が携帯型の電子機器に備え
られたもので、電源として電池を用いている場合に、バ
ックライトに上記冷電子放出性電極を有する冷陰極放電
管を適用すれば、バックライトに必要な消費電力を低減
して、携帯型電子機器の電池によって使用可能な時間を
延長することができる。

【００２９】また、本発明の表示装置は、例えば、請求
項５記載のように、冷陰極として上記冷電子放出性電極
を備えたプラズマディスプレイパネルである。そして、
冷陰極放電管と同様に、冷陰極による二次電子放出を利
用するＰＤＰにおいても、上述のバックライト用の冷陰
極放電管と同様に、冷陰極としてＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれ
る少なくとも一つの元素の水素化物を有する冷電子放出
性電極を備えているので、仕事関数の低い水素化物を有
する電子放出性電極が低い電圧で冷電子を放出すること
ができ、かつ、良好な放電を長期に渡って安定して得る
ことができる。従って、ＰＤＰにおいて、低電圧での表
示を長期に渡って行なうことができる。すなわち、低消
費電力で安定した表示を長期に渡って行なうことができ
る。

【００３０】また、本発明の表示装置は、例えば、請求
項６記載のように、冷陰極として上記冷電子放出性電極
を備えたフィールドエミッションディスプレイデバイス
である。そして、冷陰極から電界を放出してアノード側
の蛍光材を発光させるＦＥＤにおいて、冷陰極としてＳ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグ
ループから選ばれる少なくとも一つの元素の水素化物を
有する冷電子放出性電極を備えているので、仕事関数の
低い水素化物を有する電子放出性電極が低い電圧で冷電
子を放出することができ、かつ、良好な電界放出を長期
に渡って安定して得ることができる。従って、低消費電
力で安定した表示を長期に渡って行なうことができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態の表示
装置を図面を参照して説明する。まず、ここでは、この
実施形態の表示装置に用いられる冷電子放出性電極につ
いて説明する。

【００３２】この実施形態では、冷電子放出性電極の電
子放出性材料として水素化化合物ＲＨ_2+x（ＲはＳｃ、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグルー
プから選ばれる少なくとも一つの元素、Ｈは水素、−１
＜ｘ＜１）を適用するものであり、一例として水素化イ
ットリウムについて示す。そこで、水素化イットリウム
の物性を調査するため、石英ガラス基板上に実質的にイ
ットリウム元素のみからなるイットリウム膜（極僅かの
水素を含有）を１０００Å〜１３０００Åの膜厚で成膜
し、水素ガスを数ｐｐｍ〜１００体積％の範囲で含むア
ルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気（水素ガスが１００％の場合
にＡｒが０％）中で約３００℃から６５０℃の範囲でこ
のイットリウム膜を加熱してイットリウム膜を水素化す
る処理を行った。

【００３３】図１に上記水素化処理により得られた水素
化イットリウム膜のＸ線回折のデフラクション結果を示
す。このデフラクションパターンからガラス基板上に成
膜された物質は、水素原子の存在によりイットリウム原
子が面心立方の配列をとる均一な水素化イットリウムと
同定できる。

【００３４】図２は、ラザフォード後方散乱分光法（Ru
therford Backscattering Spectroscopy）により分析さ
れた水素化イットリウムの厚さ方向の元素成分を示すグ
ラフである。破線はイットリウム原子を示し、一点鎖線
は水素原子を示し、実線は酸素原子を示す。この膜の表
面には薄い酸化領域が形成されているが、後述するよう
に酸化領域が表面にない方が初期放電電圧を若干低くす
ることができるという結果が得られた。図から明らかな
ように水素とイットリウムのモル比はある程度２：１と
なり、他の元素が確認されないことから得られた水素化
イットリウム膜の化学式が基本的にＹＨ₂であることが
示唆される。

【００３５】そして、５００ｐｐｍの水素分圧を含むア
ルゴン雰囲気中で石英ガラス基板上に４０００Åの厚さ
のイットリウムを成膜し、４００℃で加熱処理して形成
された水素化イットリウム膜に対して反射率の測定試験
と透過率の測定試験を行い、反射率の測定結果を図３に
示し、透過率の測定結果を図４に示す。図３において、
破線が水素化イットリウム膜側から光が照射されたほぼ
水素化イットリウムの反射率であり、実線が石英ガラス
基板側から光が照射された石英ガラス基板の反射率とガ
ラス基板を透過し水素化イットリウム膜で反射された反
射率の和である。

【００３６】図３に示される反射率の測定結果から、水
素化イットリウム膜の反射率は、水素化イットリウム面
及びガラス面で０．５ｅＶから１．５ｅＶまでに急速に
減少し、極小を持ったあと、増加する。すなわち、約
１．３ｅＶに極小のピークがある。そして、このピーク
のエネルギーから５ｅＶまでの高エネルギー側の反射率
は、エネルギー０ｅＶ時の反射率に比べて小さい。通常
のイットリウム金属の場合、ガラス面での反射率が急速
に落ち込まないので、ガラス基板に接触するイットリウ
ムまで、水素化されていることが図２及び図３から明ら
かである。図４に示される透過率の測定結果から、１．
８ｅＶ近傍に透過率のピークとなるバンドパスが見られ
る。なお、１ｅＶは、光の波長でおよそ１２５０ｎｍに
対応する。

【００３７】これらの光学データから以下のことを仮定
することが可能である。仮定１．反射率の極小値はプラ
ズマ端である。仮定２．透過率のデータのうち、１．８
ｅＶより低エネルギー側は、光が反射してしまうことで
透過率が低くなっている。また、１．８ｅＶより高エネ
ルギー側はバンド間遷移による吸収により透過率が低く
なっている。そして、プラズマ端のエネルギーから計算
したキャリアー濃度は、通常の金属の十分の一程度とな
る。また、上述のように石英ガラス基板上に形成された
イットリウム膜の抵抗率は、実測で０．０９ｍΩ／ｃｍ
であり導電性を示していることが確認された。

【００３８】このことから生成された水素化イットリウ
ム膜は、導電性の組成式ＹＨ₂と半導体性の組成式ＹＨ₃
とが、ある割合で全体で均一に形成された膜と推定で
き、その割合は、水素化時の水素濃度等に依存する。ま
た中性子回折からは、水素が、Ｙの四面体の中心（四配
位）かＹの八面体の中心（八配位）をとる。本来は、Ｙ
の四面体の中心（四配位）の水素だけでも水素化イット
リウムとなることから、同一結晶構造を維持したままで
かなりの固溶範囲（Ｙに対する水素の割合の範囲）を持
つことができる。また、仮説として組成比ＹＨも考えら
れるので、ここで述べる水素化イットリウムとは、基本
的にはＹＨ₂の結晶構造で、Ｙに対する水素元素の割合
が１：２からずれたものを含むものであり、実際には、
ＹＨ_2+x(−１＜x＜１)と定義する。

【００３９】なお、電極材料としては、希土類元素のう
ちのＹの水素化物に限定されるものではなく、他に希土
類元素（アクチノイドを含む）のうちのＳｃ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれ
る１つの元素の水素化物を用いることができる。また、
電極材料中には他にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌ
ｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれる複数の元素
の水素化物が含まれていても良い。すなわち、この一例
の電極材料は、ＲＨ_2+x（ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、
Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれる少
なくとも一つの元素、Ｈは水素、−１＜x＜１）で示さ
れるものである。

【００４０】また、これらＲで示される元素の水素化物
は、基本的にＹの水素化物と同様に、導電性または半導
体性を示すものであり、冷電子放出性電極として使用可
能である。また、ＲＨ_2+xで示される電極材料は、Ｒに
対する水素元素の割合が１：２からずれたものとなって
いても、基本的にＲＨ₂で示される物質が取ることがで
きる結晶構造を有するものである。

【００４１】次に、上記電極材料からなる冷電子放出性
電極について説明する。この一例の冷電子放出性電極１
は、図５に示されるように、例えば、ニッケルもしくは
ニッケル−クロムを含有する金属基板２上にイットリウ
ム膜３が形成され、イットリウム膜３を覆うように水素
化イットリウム膜４が形成された構造である。また、図
６に示すように、冷電子放出性電極５は、ニッケルもし
くはニッケル−クロムを含有する金属基板６上に水素化
イットリウム膜７が形成された構造でもよい。

【００４２】なお、金属基板２、６、すなわち、上部に
冷電子放出層（水素化イットリウム膜４、７）が形成さ
れる基板は、導電性或いは半導体性を示すものであり、
かつ、比較的スパッタされにくい元素の単体或いは複数
種の混合材料からなるものであり、上述の元素以外に、
例えば、Ｍｏ（＝モリブデン）やＡｌ（＝アルミニウ
ム）等がある。上記冷電子放出層である水素化イットリ
ウム膜４、７は、ＲＨ_2+x（ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれ
る少なくとも一つの元素、Ｈは水素、−１＜x＜１）で
示される電極材料を含有するものである。

【００４３】図５に示す非水素化金属層（イットリウム
膜３）は、希土類元素のうちの上述のＲで示される元素
の単体もしくは複数種が混合した状態の金属であり、こ
の金属は、基本的に低仕事関数の導体であり、水銀と反
応しないかぎり冷電子放出性電極の材料として適したも
のである。この非水素化金属層は、水素化が容易な状態
であれば単体でなくＲ元素を含む化合物でも良い。ま
た、非水素化金属層は、水素化層に覆われているため、
放電を行う雰囲気中に水銀が存在しても、直接水銀と接
触することがなく、水銀と反応しにくい構造になってい
る。

【００４４】上記冷電子放出層（水素化イットリウム膜
４、７）は、この一例の上述の電極材料からなるもので
あり、後述するように放電電圧が低いとともに、長時間
使用しても放電電圧の上昇がほとんど見られず安定性の
高いものである。なお、Ｒで示される元素からなる金属
膜を水素化する際に、雰囲気中に含まれる微量な酸素や
酸素含有物の存在により、水素化領域の表面上に薄い酸
化領域が形成されるが、水素化層が露出している方が放
電電圧が若干低いので、ない方がより望ましい。

【００４５】しかしながら基本的に、イットリウムの酸
化物は、安定性を除いて冷電子放出性電極の材料に適し
たものである。また、水素の共存下で、上記金属膜を酸
化した場合には、水素により酸素の金属膜への浸透が促
進される傾向があり、水素化イットリウムと酸化イット
リウムとが含まれた構造となることもある。いずれにお
いても酸化領域は、水素化領域が露出している電極程で
はないにしても放出性電極として低い放電電圧を示す。

【００４６】従って、水素化領域上に薄い酸化領域が形
成されても冷電子放出性電極の初期放電性能に極端に悪
影響を与えることなく、特に酸化領域の厚みが２０００
Å以下となっていれば、酸化領域が放電により経時的に
スパッタされて水素化領域が露出するので、長期にわた
って安定した放電が可能となる点において表面に酸化領
域のない水素化電極と実質的に同じである。

【００４７】次に、本実施の形態の液晶表示装置のバッ
クライトに用いられる上記冷陰極放電管に適用される冷
電子放出性電極について説明する。この冷電子放出性電
極１１は、図７に示されるように、くさび型（Ｖ字型）
の基板１２の一方の表面に水素化イットリウムを有する
冷電子放出層１３が５００Å〜３００００Åの厚さで形
成されている。基板１２は、配線１４に接続されてい
る。なお冷電子放出層１３は酸化イットリウムを含んで
いてもよい。そして、上記金属基板１及び配線１４は、
例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｄ、Ｃｕ、
Ａｇ、Ａｕから選択される単体又は合金である。基板１
２及び冷電子放出層１３は平板の基板材の表面に水素化
イットリウム膜を形成後に屈曲させて形成するか、くさ
び型の基板１２の表面に水素化イットリウム膜を形成し
てもよい。

【００４８】また、冷陰極放電管に適用される他の冷電
子放出性電極として、図８に示すように、基板１６上に
Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐの
グループから選ばれる少なくとも一つの元素を有する金
属膜１７が形成され、金属膜１７上にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、
Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ば
れる少なくとも一つの元素を有する水素化物を有する電
子放出膜１８を設け、基板１６が配線１９に接続されて
いる構造でもよい。

【００４９】この冷電子放出性電極１１を用いた直管型
冷陰極放電蛍光管２１を図９に示す。冷陰極放電蛍光管
２１は、励起状態で所定の波長域の光を発光する蛍光材
料２２が内壁に被膜されたガラス管２３内に配置され、
一対の上記冷電子放出性電極１１が冷電子放出層１３を
対向するように配置された構造からなり、ガラス管２３
内には、アルゴン等の希ガス及び水銀が封入されてい
る。同様に図１０に示すように、内壁に蛍光材料２６の
被膜が形成されたガラス管２７内に一対の冷電子放出性
電極１５が設けられた冷陰極放電蛍光管２５でもよい。

【００５０】次に、上記冷電子放出性電極の製造方法を
説明する。この一例の冷電子放出性電極の製造において
は、上述のように、Ｒで示される金属（Ｓｃ、Ｙ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから
選ばれる少なくとも一つの元素）の膜を基板上に成膜す
る成膜工程と、次いで、この金属膜を水素ガスを含む雰
囲気下で加熱処理することにより水素化する水素化工程
とを行うことで上記冷電子放出性電極を製造する。

【００５１】成膜工程においては、ニッケル−クロム系
の材料からなる基板３３３を洗浄し、次に基板３３３の
表面に、抵抗加熱や電子ビーム等による蒸着或いはスパ
ッタによりイットリウム膜３３４を成膜する。イットリ
ウム膜３３４は酸化されやすく、一旦全体が酸化される
と水素化が困難なので水素化処理工程までできるだけ酸
素に接しないように保持する。基板３３３は、従来のニ
ッケル電極と同様の材質のものを適用しているので、イ
ットリウムを含有する冷電子放出層の耐用期間を越える
ような長時間の使用を行い、電子放出層がスパッタし、
電子放出層がほとんどなくなってしまうような状態とな
っても、基板がニッケル電極として機能し、従来の電極
と同じレベルまで放電電圧が高くなってしまうが、電子
放出層の耐用期間を越えても、急に冷電子放出性電極が
機能しなくなるようなことがない。

【００５２】また、イットリウム膜が厚く、脱水素を行
わなずに電極基板洗浄工程、イットリウム膜形成工程、
水素化工程のみで製造された冷陰極放電蛍光管では、放
電時間が１００時間を越えると、白色発光が青みを帯び
てしまっていた。これは蛍光管内に水素化イットリウム
から放出された余分な水素が放出することに起因する。
このためイットリウム金属膜の水素化に際しては、金属
膜（イットリウム膜３３４）に余分な水素が入り込む可
能性が高く、成膜工程において成膜される水素化前の金
属膜（イットリウム膜３３４）の厚みは、１３０００Å
未満とされることが好ましい。特に６０００Å以下の場
合、水素化工程における雰囲気中の水素分圧（水素濃
度）の微妙な差があっても放電特性にばらつきが小さ
く、製造制御しやすく、４０００Å程度が特にばらつき
が小さく好ましい。金属膜（イットリウム膜３３４）の
厚みを例えば１３０００Å以上とした場合には、水素化
処理温度によって異なるが、金属膜（イットリウム膜３
３４）を水素化して製造された冷電子放出性電極から放
出される水素が多くなり、冷陰極放電蛍光管にこの冷電
子放出性電極を用いた場合に、冷陰極放電蛍光管の発光
に悪影響がでる可能性がある。

【００５３】同様に、金属膜（イットリウム膜３３４）
の厚みを１３０００Å以上とした冷電子放出性電極を用
いた冷陰極放電蛍光管を冷電子放出性電極の耐用期間を
越える時間用いた場合に、冷電子放出性電極がスパッタ
することになるが、この際に、損傷した電子放出層から
放出される水素濃度が高くなると、基板を上述のように
ニッケル電極と同様のものとしても、その時点で冷陰極
放電蛍光管が十分に使用できなくなるが、金属膜の厚み
が１３０００Å未満であれば、電子放出層が放電により
損傷することにより放出される水素濃度を低く抑えるこ
とができるので、冷電子放出性電極がスパッタしても冷
陰極放電蛍光管が急に使用できない状態となるのを防止
することができる。ただし、１３０００Å以上であって
も水素化イットリウムを減圧下で７００℃程度に加熱す
れば余分な水素が放出され、冷電子放出性電極として十
分使用することができる。

【００５４】そして、図１１に示すように、基板３３３
上に形成された金属膜（イットリウム膜３３４）を反応
炉３３１内のテーブル３３２上に配置する。反応炉３３
１の気体注入口３３８からは、反応炉３３１内が常に所
定の濃度の水素を含む不活性のアルゴン気体で満たされ
るように水素及びアルゴン気体が注入され、気体排出口
３３９からは水素及びアルゴン気体が排出するように設
定されている。

【００５５】次に常温から１００℃／１５分〜１００℃
／５分の割合で昇温し、３００℃〜６５０℃程度で１０
〜６０分加熱する。イットリウム膜３３４は水素化が進
行し、図１２に示すように、水素化イットリウム膜３３
６がイットリウム膜３３５上に徐々に形成される。この
あと、脱水素工程において、１×１０−３Torr以下望ま
しくは１×１０−６Torr以下の減圧雰囲気中で３５０℃
以上望ましくは４５０℃以上８００℃以下で１５分加熱
し、水素イットリウム膜内に含まれた余分な水素を除去
する。

【００５６】図１３は、イットリウム膜の水素化工程に
おけるアルゴン及び水素雰囲気中の水素濃度（水素分
圧）及び水素化処理温度の範囲をグラフとして図示した
ものである。反応炉内には極微量の酸素が存在してい
る。領域Ｆは主に水素化イットリウムが形成できる範囲
であり、領域Ｇは水素化イットリウム及び／又は酸化イ
ットリウムが形成される範囲であり、領域Ｈは主に酸化
イットリウムが形成される範囲である。酸化イットリウ
ムは条件により体心立方格子や単純立方格子で構成され
る。なお、上述の生成されるイットリウム化合物は数十
分程度で生成されるものを示しており、より長時間保持
すればより低温でイットリウム化合物が生成される。

【００５７】水素ガス濃度が１０ｐｐｍ未満の雰囲気で
は、短時間で十分にＲで示される元素の金属の水素化を
行えない場合があり、確実に上記金属を水素化するため
には、水素ガス濃度が５０ｐｐｍ以上であることが好ま
しい。しかし、Ｒで示される金属は、例えば、１００体
積％の水素（Ｈ₂）下で、Ｙの金属を水素化した場合
に、Ｘ線回折で、水素化合物（水素化イットリウム）の
生成が確認できたが、水素が、上述したＹの４配位や８
配位以外の不安定な場所に入ることがあり、この固溶分
を含む水素が経時的に放出される。イットリウムの水素
化後に得られる水素化イットリウム膜を再び加熱処理し
てこの膜から放出される水素の量は、水素化時の雰囲気
中の水素濃度や水素化温度の上昇にしたがい大幅に変化
することが確認された。

【００５８】以下に、本発明の冷電子放出性電極及び冷
陰極放電蛍光管の特性について具体的に説明する。ま
ず、予め洗浄されたニッケル−クロム系の材料からなる
基板（INCONEL601）上にＹの金属膜（膜厚１．３μｍ程
度）を形成した後に、この金属膜を水素化し、次いで、
真空炉で加熱することにより水素化に際して金属膜に入
り込んだ水素を放出させ、放出される水素ガス量を検出
した。

【００５９】そして、水素化工程における雰囲気として
は、アルゴンガスに水素ガスを添加したものを用いると
ともに、この際の水素ガス濃度を、５００ｐｐｍ、１０
０ｐｐｍとして水素化を行った。水素化工程における処
理温度（炉の温度）を、３００℃、３５０℃、４００
℃、４５０℃として水素化を行った結果を図１４に示
す。図中、横軸に水素化工程における処理温度、縦軸に
水素化後に水素化イットリウム膜を加熱し、この膜から
放出された水素ガス量の相対値をとっている。

【００６０】図中、黒四角印は、炉内の雰囲気が１００
ｐｐｍの水素を含むアルゴン気体で満たされている場合
に形成された水素化イットリウム膜から放出された水素
気体の量であり、黒丸印は、炉内の雰囲気が５００ｐｐ
ｍの水素を含むアルゴン気体で満たされている場合に形
成された水素化イットリウム膜から放出された水素気体
の量を示す。

【００６１】同温で水素化工程における水素ガス濃度を
１００ｐｐｍから５００ｐｐｍに増やすと、明らかに放
出される水素ガス量が増えており、この温度範囲では、
水素化工程の処理温度が高い試料ほど、放出ガス量が少
ない。図中の範囲では、水素放出量は、水素化処理温度
に対し１次関数的な挙動を示す。なお、水素化処理時の
雰囲気中の水素ガス濃度を５％として製造した試料につ
いても同様の試験を行ったが、脱水素処理を行わずにそ
のまま冷陰極放電蛍光管の電極材料として使用するには
不適な程度に水素化後の水素の放出量が多かった。

【００６２】また、水素化工程における水素濃度を５％
以上として脱水素処理を行わない水素化イットリウムを
含有する冷電子放出性電極をいくつか作成し、これを図
９に示す管長６３ｍｍ、管径２．６ｍｍの冷陰極放電蛍
光管の冷陰極として用いた。この冷陰極放電蛍光管をラ
ンプ電流が５ｍＡの状態で長時間連続点灯したところ、
水素化イットリウムとして結晶中に含まれる以外の不安
定な水素のため数百時間内に異常放電となった。

【００６３】すなわち、水素化する際の雰囲気中の水素
分圧が高いと、金属膜を水素化した生成された電子放出
層の水素化イットリウムの結晶以外の不安定な場所に、
不安定な水素が多量に含まれた状態となる。そして、こ
のように不安定な水素を余分に含んだ冷電子放出性電極
を備える冷陰極放電蛍光管を使用した際には、蛍光管内
の冷電子放出性電極から放出された水素が、放電に悪影
響を与えることになる。

【００６４】従って、冷陰極放電蛍光管の電極として望
ましい性質の水素化イットリウムを得るための水素化の
際の雰囲気中における水素ガス濃度は、後に脱水素処理
を行わない場合については、０．５体積％以下であるこ
とが好ましい。また、水素ガス濃度は、より好ましくは
５００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは、５０ｐｐ
ｍ〜１００ｐｐｍ程度である。上記不活性ガスとは、基
本的に希ガスであるが、ここではアルゴンガス以外のネ
オン等の希ガスを用いても良い。

【００６５】なお、上記雰囲気中には、基本的に酸素ガ
スや、酸素含有物が含まれていないことが好ましいが、
使用される希ガスや水素ガス濃度が制御できれば、微量
の酸素や酸素含有物が含まれていても良く、上述のよう
に不純物レベルの酸素により電子放出層の表面に極薄い
酸化領域が形成されても、十分に冷電子放出性電極とし
て機能することができる。

【００６６】図１５では、最適水素化処理温度を求める
ために水素化イットリウム膜から放出されるおおよその
水素ガスの量と水素化処理温度をプロットした。横軸は
水素化処理時の温度であり、水素化のあと全てにおいて
減圧下で７００℃の脱水素処理を施されている。ここで
用いられる炉は図１４で用いられた炉と異なるため、多
少異なる値をとった。

【００６７】図中、黒四角印は生成された水素化イット
リウムの水素化時のアルゴン雰囲気中の水素濃度が１０
ｐｐｍ、黒丸印は１００ｐｐｍ、黒三角印は５００ｐｐ
ｍ、印黒逆三角印は０．５体積％、黒菱形印は１００体
積％の場合の、水素化イットリウムを減圧下で７００℃
程度で加熱処理して放出した水素量を示す。水素化処理
温度が２００℃未満の各試料においては、処理温度によ
る放出ガス量が少なく、水素化工程において、短時間で
は冷陰極放電蛍光管の電極材料として充分な程度に水素
化イットリウムが形成されていない場合が多い。

【００６８】また、６５０℃より高い温度で水素化処理
を行った場合、放出ガス量が低いが、酸化イットリウム
のみが生成されることが多い。これは、上述のように、
６５０℃より高い水素化処理温度では、微量の水素ガス
の存在がイットリウムの酸化物の形成を促す傾向が大き
く、一度酸化された酸化イットリウムを還元して最終生
成物として水素化イットリウムを得ることが極端に困難
となるためである。

【００６９】なお、６５０℃より低温でも表面に極薄い
酸化イットリウム領域（例えば、Ｙ ₂Ｏ₃）が形成される
が、水素化イットリウムの表面に形成される酸化領域の
厚みは、数百Å以下であることが、Ｘ線回折（薄膜法）
やＨＦＳの分析でも確認された。また、酸化領域の厚み
が２０００Å以下であれば、冷電子放出性電極の性能が
大きく変わることがないので、６５０℃以下の処理温度
で水素化するものとすることにより、特性のよい冷電子
放出性電極を製造することができる。

【００７０】そして、水素化工程における加熱温度（炉
内の温度）は、３００℃以上であることが好ましい。３
００℃未満の温度では、Ｒで示される金属の水素化が進
行が遅く、短時間でのＲで示される金属の水素化が困難
となる場合がある。より好ましい水素化工程における加
熱温度は、３５０℃以上である。

【００７１】一方、水素化処理温度が６５０℃を越える
と、水素の存在がＲで示される元素の酸化物の形成を促
す傾向が強く、上述のように水素化工程での希ガス雰囲
気中に存在する微量の酸素により元素Ｒの酸化が進行し
還元が困難な、酸化物が生成され、Ｒで示される元素の
水素化物を得ることが困難なものとなる。従って、微量
の酸素や酸素含有物が存在する状態では、水素化工程に
おける加熱温度を６５０℃以下とすることが好ましく、
さらに、６００℃以下とすることがより好ましい。

【００７２】また、水素化工程の加熱処理における昇温
速度は、１０℃／分から３０℃／分程度が好ましく、さ
らに、２０℃／分程度とすることがより好ましい。ま
た、加熱処理後の降温速度は、１０℃／分から１℃／分
とすることが好ましく、さらに、３℃／分程度とするこ
とがより好ましい。水素化前のイットリウムの膜厚を１
３０００Åとし、水素化に際する水素濃度を１００ｐｐ
ｍ程度とするとともに、水素化に際する熱処理温度を４
００℃程度で製造した冷電子放出性電極を用いた図９に
示す形状の冷陰極放電蛍光管２１の連続点灯試験を行っ
た。ガラス管２３は、外径２．６ｍｍ、長さが６３．５
ｍｍのものを用いた。

【００７３】図１６にこの水素化イットリウム冷電子放
出性電極の冷陰極放電蛍光管２１及び比較例として冷電
子放出性電極の電子放出層にニッケルを用いる点を除き
冷陰極放電蛍光管２１と同じ規格の蛍光管の放電特性を
示す。実線は冷陰極放電蛍光管２１の５ｍＡ時の放電電
圧特性であり、破線は冷陰極放電蛍光管２１の３ｍＡ時
のである。水素化イットリウムの冷陰極放電蛍光管２１
においては、７０００時間を越えても明らかな放電電圧
の上昇はない。一点鎖線がニッケル電極を用いた冷陰極
放電蛍光管の放電特性である。

【００７４】そして、この実施例における冷電子放出性
電極は、ニッケル電極に比較して３０％程度、電圧にし
て５０（Ｖ）程度の効率が向上している。すなわち、水
素化イットリウムを用いた冷電子放出性電極は、その放
電電圧が低く消費電力を低減することができる。他に水
素化イットリウムの表面に酸化イットリウムが形成され
た電極の放電管では、初期放電が１７０Ｖ程度であるの
に１００時間を経過すると放電電圧が１６５Ｖ程度に下
がっていることが確認された。これは、初期放電時の電
子放電性に水素化イットリウムの表面に発生した酸化領
域が関与したためにやや高く、１００時間後では表面の
酸化領域がスパッタされ、電子放出層表面に水素化イッ
トリウムが露出したために低下したと思われる。

【００７５】すなわち、この一例の冷電子放出性電極
は、長時間使用しても従来のニッケル電極と同様に放電
電圧が上昇するようなことがなく、放電電圧が安定して
いるとともに、従来のニッケル電極に比較して、消費電
力を小さくすることができる。さらに他に、成膜工程に
おいてニッケル基板上にイットリウムの金属膜を膜厚を
１３０００Å程度で成膜し、水素化工程においてアルゴ
ンガス中の水素ガス濃度を０．５体積％として、製造し
た冷電子放出性電極を用いて図９に示すのと同様の冷陰
極放電蛍光管を作成した。

【００７６】そして、この冷陰極放電蛍光管を用いた過
電流寿命試験を行った。管電流を７ｍＡとして上記の冷
陰極放電蛍光管を連続点灯した。その結果を図１７に示
す。この冷陰極放電蛍光管では１０００時間を越える当
たりで異常放電を起こし、異常放電後に急激に管電圧が
上昇し、実質的にランプの寿命となるとともに、周囲の
温度上昇を招いた。この試験で用いられた冷電子放出性
電極は、水素化前のイットリウム膜の膜厚が１．３μｍ
と厚く、水素化工程における水素濃度も０．５体積％と
比較的高く、脱水素処理工程を施していないために、放
出される水素ガス量が多く電子放出層の破壊により異常
放電が発生した。しかし、水素化工程における水素濃度
を上述の範囲内とするか、水素化前の金属膜の膜厚を薄
くするか、或いは水素化後に減圧雰囲気で加熱する脱水
素処理を行えば、電子放出層が破壊されても、放出され
る水素量が少なく、異常放電が生じるのを防止すること
ができる。

【００７７】そして、電子放出層破壊時の異常放電を防
止できれば、電子放出層が全てスパッタされても、基板
であるニッケル基板が冷電子放出性電極として機能し、
管電圧がニッケル電極レベルまで上昇するものの、電子
放出層が破壊されても冷陰極放電蛍光管が急に消灯する
のを防止できることになる。

【００７８】なお、ＲＨ_2+x（ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれ
る少なくとも一つの元素、Ｈは水素、−１＜x＜１）で
示される電極材料を含有する冷電子放出膜は、図１８に
示すように、ホロー（=hollow）型冷電子放出性電極３
１に適用しても良い。冷電子放出性電極３１は、配線３
２に接続された円筒状の基板３３の内面に冷電子放出層
３４が設けられた構造になっている。さらに図１９に示
すように、冷電子放出性電極３５は、配線３６に接続さ
れた円筒状の基板３３の内面にＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、
Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれる少
なくとも一つの元素を含む金属または金属化合物を有す
る金属膜３８が設けられ、金属膜３８の表面に冷電子放
出層３９が設けられた構造でもよい。

【００７９】このホロー型冷電子放出性電極３１、３５
を用いた直管型冷陰極放電蛍光管４０を図２０及び図２
１に示す。冷陰極放電蛍光管４１、４２は、励起状態で
所定の波長域の光を発光する蛍光材料４３が内壁に被膜
されたガラス管４４内に、電子放出層３４、３９が対向
するように一対の冷電子放出性電極３１、３５が配置さ
れた構造からなり、ガラス管４４内には、アルゴン等の
希ガス及び水銀が封入されている。

【００８０】また、図２２に示すようにガラス管５１が
Ｌ字型や図２３に示すようにガラス管６１がＵ字型、図
２４に示すようにガラス管７１が蛇行型でもよいし、平
面型やその他の形状でも良い。配線５３、６３、７３に
接続された冷電子放出性電極５２、６２、７２はガラス
管５１、６１、７１の内壁に塗布された蛍光体が発光す
るように希土類水素化物からなる上述の電子放出膜を備
え、管内は封止材５４、６４、７４により封止されてい
る。なお、水素がほぼ１００体積％雰囲気で６００℃で
水素化処理を施した水素化物のdiffractionパターンを
図２５に示す。反応系の極僅かな酸素により酸化イット
リウムも一緒に生成されていることが確認されている
が、十分な脱水素処理を行えば長期にわたって低電圧で
放電できる。

【００８１】このような冷電子放出性電極を用いた冷陰
極放電蛍光管を、特に、携帯型の電池を用いる電子機器
の液晶表示装置のバックライトとして用いることによ
り、バックライトに必要な消費電力を低減して、携帯型
電子機器の電池によって使用可能な時間を延長すること
ができ、かつ、放電電圧が長期に渡って安定なので、長
期の使用により消費電力が増加するようなことがない。

【００８２】図２６は、駆動回路一体型の液晶表示装置
２１２の断面構成図であり、図２７は、図２６の液晶表
示装置２１２の平面構成図である。図２６に示すよう
に、本実施の形態に係る液晶表示装置２１２の構成は、
対向配置された一対のガラス基板２２１、２２２の対向
面の一方側に、複数の画素電極２２３がマトリクス状に
配置されている液晶パネルとその下方に設けられた冷陰
極放電蛍光管２８６で構成されている。図２７は、画素
電極２２３がガラス基板２２１上にマトリクス配置され
た画素を構成していることを示している。そして、各画
素電極２２３にはスイッチングを行うアクティブ素子の
薄膜トランジスタ（=Thin Film Transistor 以下ＴＦ
Ｔ）２２４がそれぞれ接続されている。当該画素部のア
クティブ素子は、ここでは、アモルファスシリコンＴＦ
ＴまたはポリシリコンＴＦＴで形成されている。

【００８３】また、他方のガラス基板２２２側には、上
記した画素電極２２３に対向配置された１つの共通電極
２２５が全面に形成されている。そして、上記した画素
電極２２３と共通電極２２５の表面には、それぞれ液晶
分子の初期配向を整える配向膜２２６、２２７が形成さ
れている。このような一対の上下ガラス基板２２１、２
２２の間には、周囲にシール材２２８で貼り合わせら
れ、これら基板２２１、２２２及びシール材２２８で囲
まれた領域には、液晶層２２９が充填されている。そし
て、配向膜２２６、２２７の間には、基板間隔を一定に
保つギャップ材２３０とが封入されている。

【００８４】液晶層２２９は、基板２２１、２２２の厚
さ方向に約９０#程度にツイストしているＴＮ液晶、１
８０#以上にツイストしているＳＴＮの液晶、３次元網
目状構造のポリマーの隙間に液晶が介在する高分子分散
型液晶、強誘電性液晶、或いは反強誘電性液晶等のいず
れでもよい。さらに、上記の液晶セルは、図２６に示す
ように、上下から偏光板２３１、２３２で挟まれてい
る。図２６および図２７に示すように、液晶表示装置２
１２は、一方のガラス基板２２１上に走査駆動回路２０
４と信号駆動回路２０５とがCOG技術により一体形成さ
れており、その駆動回路のトランジスタには、ｐチャネ
ルとnチャネルのＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide
Semiconductor）ポリシリコンTFTか用いられている。

【００８５】そして、図２７に示すように、走査駆動回
路２０４からは、複数の走査線２４１がそれぞれ伸び
て、行方向に配置されたそれぞれの画素のTFT２２４の
各ゲート電極に接続されている。また、信号駆動回路２
０５からは、複数の信号線２４２がそれぞれ伸びて、列
方向に配置されたそれぞれの画素のTFT２２４のソース
に接続されて構成されている。このように、液晶表示装
置２１２のガラス基板２２１上には、走査駆動回路２０
４と信号駆動回路２０５とを一体形成した駆動回路一体
型の液晶表示装置としたので、実装面積が小さくなると
ともに、その液晶駆動方式にTFT等のアクティブ素子を
使ったアクティブマトリクス駆動方式を採用したため、
駆動回路を一方のガラス基板側にまとめることが可能と
なり、製造コストを低減することができる。なお、上述
の各種電極や素子や配向膜等が形成された上下ガラス基
板２２１，２２２と、これらに挟まれた液晶層２２９な
どの上記の構成要素から液晶パネルが形成されている。

【００８６】そして、液晶表示パネルの下方には、円筒
型の冷陰極放電蛍光管２８６が配置され、冷陰極放電蛍
光管２８６の側方には、冷陰極放電蛍光管２８６からの
光を導光するアクリル樹脂からなる導光板２８７が設け
られ、導光板２８７の下面には反射板２８８が設けられ
ている。導光板２８７の上面には、光拡散板２８９が設
けられている。これら、冷陰極放電蛍光管２８６、導光
板２８７、反射板２８８、光拡散板２８９からバックラ
イトが構成されている。冷陰極放電蛍光管２８６は、そ
の一対の電極が対向して配置され、電極の冷電子放出膜
はＲＨ_2+x（ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、
Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれる少なくとも一つ
の元素、Ｈは水素、−１＜x＜１）で示される電極材料
を有している。この冷電子放出膜は一部に元素Ｒの酸化
物を含んでいてもよい。

【００８７】図２８は、この実施の形態の直流駆動のカ
ラープラズマディスプレイパネルの一部を示した断面図
である。ＰＤＰ９１は、それぞれ赤色、緑色、青色を表
示する複数の画素から構成され、各画素は、透明な上基
板９２と下基板９３との間に設けられた格子状或いはス
トライプ状の障壁１０１により区分けされている。下基
板９３上には補助カソード電極９４が各画素の中央に配
置されている。冷電子放出性電極である補助カソード電
極９４は、Ｙ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏの中から少なく
とも１つ選択される導体からなる基体９５と、基体９５
上に形成された希土類水素化物として水素化イットリウ
ムからなる電子放出膜９６と、から構成されている。電
子放出膜９６は酸化イットリウムを含んでいてもよい。
補助カソード電極９４の周囲には、データ電極９７が電
極９４と離間して配置されている。補助カソード電極９
４を中心としたデータ電極９７の外側方向にはアモルフ
ァスシリコン等の電流制御膜９８が配置されている。ま
た、電流制御膜９８のさらに外側には冷電子放出性電極
であるカソード電極１０２が配置されている。カソード
電極１０２は、Ｙ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏの中から少
なくとも１つ選択される導体からなる基体１０３と、基
体１０３上に形成された希土類水素化物として水素化イ
ットリウムからなる電子放出膜１０４と、から構成され
ている。電子放出膜１０４は酸化イットリウムを含んで
いてもよい。電流制御膜９８は、カソード電極１０２の
スパッタを抑制するため、電流を制限している。電流制
御膜９８の抵抗は、膜厚、長さ、アモルファスシリコン
中に添加される不純物等により設定することができる。

【００８８】また、下基板９３上には、補助カソード電
極９４の電子放出膜９６とカソード電極１０２の電子放
出膜１０４を除く全面に絶縁膜１０５が設けられてい
る。補助カソード電極９４の周囲の絶縁膜１０５上に
は、補助障壁１０６が形成されている。障壁１０１及び
補助障壁１０６は、各画素毎に、赤色に発光する蛍光体
１０７Ｒ、緑色に発光する蛍光体１０７Ｇ、青色に発光
する蛍光体１０７Ｂがそれぞれ設けられている。蛍光体
１０７Ｒとしては、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ₃₊，Ｙ₂０
₃：Ｅｕ₃₊，があり、蛍光体１０７Ｇとしては、Ｚｎ₂Ｓ
ｉＯ₄：Ｍｎ，ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎがあり、蛍光体１
０７Ｂとしては、ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕ ₂₊，ＳｒＭ
ｇ（ＳｉＯ₄）₂：Ｅｕ₂₊がある。

【００８９】上基板９２には、各画素に応じて、赤色に
分光するカラーフィルタ１１１Ｒ、緑色に分光するカラ
ーフィルタ１１１Ｇ、青色に分光するカラーフィルタ１
１１Ｂが設けられている。カラーフィルタ１１１Ｒ、１
１１Ｇ、１１１Ｂの表面には、ＩＴＯからなる透明電極
１１２が設けられている。また、上基板９２と下基板９
３と障壁１０１に囲まれた空間には、Ｈｅ、Ｘｅを含む
希ガス１１３が封入されている。

【００９０】上記ＰＤＰ９１の駆動方法について、以下
に説明する。第１に、透明電極１１２と補助カソード電
極９４との間に所定の電圧を印加することにより補助プ
ラズマを発生させる。第２に、各画素には表示に応じた
データ電圧がデータ電極９７に印加され、電流制御膜９
８から制御された電流がカソード電極１０２に流れる。
カソード電極１０２と透明電極１１２との間には、補助
プラズマの補助により、プラズマがすばやく発生する。
このプラズマにより希ガスからの紫外線が発生し、紫外
線が各画素の蛍光体に当たり、所定の波長域の光を発光
し、上基板９２を透過して表示される。

【００９１】また、外光がＰＤＰ９１に入射すると、カ
ラーフィルタ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂにより各色
に分光されて上基板９２から出射されるので、蛍光体１
０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂの発光に加え、より色相の
濃い色で表示することができる。また、カラーフィルタ
１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂは分光しているので、外
光の反射によるちらつきを抑制することができ、見やす
い表示が可能となる。

【００９２】ＰＤＰ９１はその表示面側に光シャッター
としての液晶パネルを設けてもよい。液晶パネルを設け
ることにより、細かい階調表示を行うことができる。ま
た、上記水素化イットリウムを有する冷電子放出性電極
を備えるＰＤＰ９１は、蛍光体を用いたカラー発光であ
ったが、蛍光体を用いずにプラズマ発光による橙色を表
示色に用いるＰＤＰにも応用することができる。

【００９３】上記ＰＤＰ９１に用いる希土類元素として
は、イットリウムの他にＳｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌ
ｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループの中から選択することが
できる。また水素化物とともに含まれてもよい酸化物
は、イットリウムの他にＳｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌ
ｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループの中から選択することが
できる。そして基体９５、１０３はアノード電極である
透明電極１１２より低仕事関数の材料であれば、上記材
料に限らない。

【００９４】さらに本発明の冷電子放出性電極は、フィ
ールドエミッションディスプレイデバイスにも適用する
ことができる。図２９はＦＥＤの一部の断面図であり、
ＦＥＤ１２１は、それぞれ赤色、緑色、青色を表示する
複数の画素から構成され、各画素は、互いに離間して配
置された透明な上基板１２２と下基板１２３との間に格
子状或いはストライプ状の障壁により区分けされてい
る。下基板１２３上には、輝度データ電圧が印加される
データ電極１２４が設けられ、そのデータ電極１２４の
上には、アモルファスシリコンからなる電流制御膜１２
５が形成されている。電流制御膜１２５の上には、１画
素につき、約２０００程度の数の円錐状の冷電子放出性
電極である冷陰極１２６が設けられている。

【００９５】冷陰極１２６は、円錐状のＹ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ａｌ、Ｍｏの中から少なくとも１つ選択される基体
１２７と、その表面に設けられた、希土類水素化物とし
て水素化イットリウムからなる電子放出膜１２８と、か
ら構成される。各冷陰極１２６は、隣接する冷陰極１２
６と絶縁膜１２９を介して配置されている。絶縁膜１２
９上には、冷陰極１２６上が開放しているゲート電極１
３０が設けられている。電子放出膜１２８は酸化イット
リウムを含んでいてもよい。電流制御膜１２５は、冷陰
極１２６のスパッタを抑制するため、電流を制限してい
る。電流制御膜１２５の抵抗は、膜厚、長さ、アモルフ
ァスシリコン中に添加される不純物等により設定するこ
とができる。

【００９６】上基板１２２には、冷陰極１２６との対向
面にＩＴＯからなるアノード電極の透明電極１３１が設
けられており、透明電極１３１の表面には、赤色に発光
する蛍光体１３２Ｒ、緑色に発光する蛍光体１３２Ｇ、
青色に発光する蛍光体１３２Ｂがそれぞれ設けられてい
る。

【００９７】上記ＦＥＤ１２１の駆動方法について、以
下に説明する。まず、透明電極１３１とデータ電極１２
４との間に各画素に応じたデータ電圧が印加される。デ
ータ電極１２４からは、電流制御膜１２５を介して制御
された電流が冷陰極１２６の基体１２７に流れる。色表
示する画素のゲート電極１３０には選択電圧が印加さ
れ、ゲート電極１３０により選択された冷陰極１２６
は、データ電圧に応じて冷陰極１２６の先端の電子放出
膜１２８から電子が放出される。

【００９８】放出された電子は、所定の電圧が印加され
た透明電極１３１の方に寄せられていく。このため電子
は、この透明電極１３１の表面にある蛍光体１３２Ｒ、
１３２Ｇ、１３２Ｂに当たり、蛍光体１３２Ｒ、１３２
Ｇ、１３２Ｂが可視光を発光して、可視光が透明基板
（上基板１２２）を透過してカラー表示される。上記Ｆ
ＥＤ１２１は、その表示面側に光シャッターとしての液
晶パネルを設けてもよい。液晶パネルを設けることによ
り、細かい階調表示を行うことができる。

【００９９】また、水素化イットリウムを有する冷電子
放出性電極は、単色発光のフィールドエミッションディ
スプレイデバイスにも適用することができる。上記フィ
ールドエミッションディスプレイデバイス１２１に用い
る希土類元素としては、イットリウムの他にＳｃ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループの中
から選択することができる。また水素化物とともに含ま
れてもよい酸化物は、イットリウムの他にＳｃ、Ｌａ、
Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループの中から
選択することができる。そして基体１２７はアノード電
極である透明電極１１２より低仕事関数の材料であれ
ば、上記材料に限らない。

【０１００】なお、上記実施形態においては、表示装置
として液晶表示装置を挙げ、液晶表示装置のバックライ
トの冷陰極放電管に上記冷電子放出性電極を備えるもの
としたが、バックライトは、上述の構成のものに限られ
るものではなく、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、
Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれる少なくとも一つ
の元素の水素化物を有する冷電子放出性電極を備えた冷
陰極放電管を備えるものならば、どのようなものでも良
い。また、液晶表示装置も、上述のＴＦＴ型のものに限
られるものではなく、他のアクティブ素子を用いたもの
や、アクティブ素子を用いないものなどでも良い。

【０１０１】また、液晶以外の非自発光表示装置に、上
述のバックライトを用いるものとしても良い。また、Ｐ
ＤＰ及びＦＥＤも上述の構造のもに限られるものではな
く、上述の構造を一部代えたものや、上述の構造の一部
を応用したものや、上述の構造から派生したものなどで
あっても良く、上述のＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌ
ｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれる少なくとも
一つの元素の水素化物を有する冷電子放出性電極を備え
たものならば良い。

【０１０２】

【発明の効果】本発明の請求項１、２または３記載の表
示装置によれば、表示装置に備えられた冷電子放出性電
極が有する上記水素化物が、低電圧で長期に渡って安定
した冷電子放出を行なうことができるので、上記冷電子
放出性電極を備えた表示装置、例えば、バックライトに
上記冷電子放出性電極を有する冷陰極放電管を備えた液
晶表示装置や、冷陰極として上記冷電子放出性電極を備
えたＰＤＰや、同じく冷陰極として上記冷電子放出性電
極を備えたＦＥＤなどにおいて、消費電力の低減、長期
に渡る表示の安定化を図ることができる。

【０１０３】本発明の請求項４記載の表示装置によれ
ば、液晶表示装置に用いられるバックライトに備えられ
た冷陰極放電管は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌ
ｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれる少なくとも
一つの元素の水素化物を有する冷電子放出性電極を備え
ているので、仕事関数の低い水素化物を有する電子放出
性電極が低い電圧で冷電子を放出することができ、か
つ、良好な放電を長期に渡って安定して得ることができ
る。

【０１０４】従って、消費電力の多くをバックライトで
消費される透過型液晶表示装置において、消費電力の低
減を図るとともに、上記冷電子放出性電極を有する冷陰
極放電管の放電電圧が長期に渡って安定なので、長期の
使用により消費電力が増加するのを防止することができ
る。特に、上記液晶表示装置が携帯型の電子機器に備え
られたもので、電源として電池を用いている場合に、バ
ックライトに上記冷電子放出性電極を有する冷陰極放電
管を適用すれば、バックライトに必要な消費電力を低減
して、携帯型電子機器の電池によって使用可能な時間を
延長することができる。

【０１０５】本発明の請求項５記載の表示装置によれ
ば、冷陰極放電管と同様に、冷陰極による二次電子放出
を利用するＰＤＰにおいても、上述のバックライト用の
冷陰極放電管と同様に、冷陰極としてＳｃ、Ｙ、Ｌａ、
Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ば
れる少なくとも一つの元素の水素化物を有する冷電子放
出性電極を備えているので、仕事関数の低い水素化物を
有する電子放出性電極が低い電圧で冷電子を放出するこ
とができ、かつ、良好な放電を長期に渡って安定して得
ることができる。従って、ＰＤＰにおいて、低電圧での
表示を長期に渡って行なうことができ、低消費電力で安
定した表示を長期に渡って行なうことができる。

【０１０６】本発明の請求項６記載の表示装置によれ
ば、冷陰極から電界を放出してアノード側の蛍光材を発
光させるＦＥＤにおいて、冷陰極としてＳｃ、Ｙ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから
選ばれる少なくとも一つの元素の水素化物を有する冷電
子放出性電極を備えているので、仕事関数の低い水素化
物を有する電子放出性電極が低い電圧で冷電子を放出す
ることができ、かつ、良好な電界放出を長期に渡って安
定して得ることができる。従って、低消費電力で安定し
た表示を長期に渡って行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の表示装置の冷電子放出性電
極の材料として用いられる水素化イットリウムのＸ線回
折のパターンを示す図面である。

【図２】上記実施形態の表示装置の冷電子放出性電極の
材料として用いられる水素化イットリウムの元素成分を
示すグラフである。

【図３】上記実施形態の表示装置の冷電子放出性電極の
材料として用いられる水素化イットリウム及びガラスの
反射率を示すグラフである。

【図４】上記実施形態の表示装置の冷電子放出性電極の
材料として用いられる水素化イットリウムの透過率を示
すグラフである。

【図５】上記実施形態の表示装置の冷電子放出性電極の
概略を示す断面図である。

【図６】上記実施形態の表示装置の冷電子放出性電極の
概略を示す断面図である。

【図７】上記実施形態の表示装置としての液晶表示装置
のバックライトに用いられる冷陰極放電管の冷電子放出
性電極を示す斜視図である。

【図８】上記実施形態の表示装置としての液晶表示装置
のバックライトに用いられる冷陰極放電管の冷電子放出
性電極を示す斜視図である。

【図９】上記実施形態の表示装置としての液晶表示装置
のバックライトに用いられる冷陰極放電管を示す断面図
である。

【図１０】上記実施形態の表示装置としての液晶表示装
置のバックライトに用いられる冷陰極放電管を示す断面
図である。

【図１１】上記実施形態の表示装置の冷電子放出性電極
の製造工程を示す略断面図である。

【図１２】上記実施形態の表示装置の冷電子放出性電極
の製造工程における水素化工程を示す略断面図である。

【図１３】上記冷電子放出性電極の製造の水素化工程に
おける水素濃度範囲と処理温度範囲を示すグラフであ
る。

【図１４】上記冷電子放出性電極の製造の水素化工程後
に減圧下、所定の温度で加熱して放出された水素の量を
示すグラフである。

【図１５】広い温度範囲で水素化を行った後に減圧下、
所定の温度で加熱して放出された水素の量を示すグラフ
である。

【図１６】良好な条件で製造された上記冷電子放出性電
極を用いた冷陰極放電蛍光管の連続放電特性及び比較例
としてニッケル電極を用いた放電管の放電特性を示すグ
ラフである。

【図１７】良好とは言えない条件で製造された上記冷電
子放出性電極を用いた冷陰極放電蛍光管の過電流による
放電特性を示すグラフである。

【図１８】上記実施形態の表示装置としての液晶表示装
置のバックライトに用いられる冷陰極放電管のホロー型
冷電子放出性電極の概略構造を示す斜視図である。

【図１９】上記実施形態の表示装置としての液晶表示装
置のバックライトに用いられる冷陰極放電管のホロー型
冷電子放出性電極の概略構造を示す斜視図である。

【図２０】上記ホロー型冷電子放出性電極を備えた冷陰
極放電管を示す断面図である。

【図２１】上記ホロー型冷電子放出性電極を備えた冷陰
極放電管を示す断面図である。

【図２２】上記実施形態の表示装置としての液晶表示装
置のバックライトに用いられるＬ字型の冷陰極放電蛍光
管を示す断面図である。

【図２３】上記実施形態の表示装置としての液晶表示装
置のバックライトに用いられるＵ字型の冷陰極放電蛍光
管を示す断面図である。

【図２４】上記実施形態の表示装置としての液晶表示装
置のバックライトに用いられる蛇行型の冷陰極放電蛍光
管を示す断面図である。

【図２５】所定の条件下で製造された水素化イットリウ
ム及び酸化イットリウムを有する上記冷電子放出性電極
の表層部分の冷電子放出膜のＸ線回折のパターンを示す
図面である。

【図２６】上記実施形態の表示装置としての液晶表示装
置の液晶表示装置を示す断面図である。

【図２７】上記実施形態の表示装置としての液晶表示装
置の一方の基板を示す平面図である。

【図２８】上記実施形態の表示装置としてのプラズマデ
ィスプレイパネルを示す要部断面図である。

【図２９】上記実施形態の表示装置としてのフィールド
エミッションディスプレイデバイスを示す要部断面図で
ある。

【符号の説明】

１冷電子放出性電極５冷電子放出性電極１１冷電子放出性電極１５冷電子放出性電極２１冷陰極放電蛍光管（冷陰極放電管）２５冷陰極放電蛍光管（冷陰極放電管）３１冷電子放出性電極３５冷電子放出性電極４１冷陰極放電蛍光管（冷陰極放電管）４２冷陰極放電蛍光管（冷陰極放電管）５２冷電子放出性電極６２冷電子放出性電極７２冷電子放出性電極９１プラズマディスプレイパネル９４補助カソード電極（冷電子放出性電極）１０２カソード電極（冷電子放出性電極）１２１フィールドエミッションディスプレイデバイ
ス１２６冷陰極（冷電子放出性電極）２１２液晶表示装置２８６冷陰極放電蛍光管（冷陰極放電管）

フロントページの続き (72)発明者森裕一神奈川県横浜市青葉区荏田西１−３−１スタンレー電気株式会社技術研究所内 (72)発明者平間浩則神奈川県横浜市青葉区荏田西１−３−１スタンレー電気株式会社技術研究所内Ｆターム(参考） 5C015 AA05 BB02 CC06 CC07 CC08 CC09 CC10 CC12 CC13 5C036 EE19 EF02 EF16 EG11 EH11 5C040 FA02 GB20 KB22 MA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷電子放出性電極を備える表示装置であ
って、上記冷電子放出性電極は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇ
ｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれる少な
くとも一つの元素の水素化物を有することを特徴とする
表示装置。
【請求項２】請求項１記載の表示装置であって、上記水素化物は、ＲＨ_2+x（ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれ
る少なくとも一つの元素、Ｈは水素、−１＜x＜１）で
示されることを特徴とする表示装置。
【請求項３】請求項１または２記載の表示装置であっ
て、上記冷電子放出性電極は、さらにＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐのグループから選ばれ
る少なくとも一つの元素の酸化物を有することを特徴と
する表示装置。
【請求項４】請求項１、２または３記載の表示装置で
あって、液晶パネルと該液晶パネルの背面側に配置されるバック
ライトとを備え、かつ、該バックライトに上記冷電子放
出性電極を有する冷陰極放電管を備えた液晶表示装置で
あることを特徴とする表示装置。
【請求項５】請求項１、２または３記載の表示装置で
あって、冷陰極として上記冷電子放出性電極を備えたプラズマデ
ィスプレイパネルであることを特徴とする表示装置。
【請求項６】請求項１、２または３記載の表示装置で
あって、冷陰極として上記冷電子放出性電極を備えたフィールド
エミッションディスプレイデバイスであることを特徴と
する表示装置。