(57)【要約】【課題】高輝度放電管の特性改善を図り、低電圧で動作する放電管を作製し、液晶デイスプレー、プラズマデイスプレー、照明装置等のキーデバイスとして提供する。【解決手段】放電管の電極表面にホウ素と窒素を主成分とする膜を作製する。また、前記膜と電極金属の間に窒化チタン、炭化チタン、炭化珪素等の窒化物または炭化物を挿入し、前記膜の安定化を図り、信頼性の高い電極を作製する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ素と窒素を主成分とする膜を電極上に有する事を特徴とする放電管。
【請求項２】
前記膜が六方晶窒化ホウ素結晶相とアモルファス相を含むことを特徴とする請求項１記載の放電管。
【請求項３】
前記膜に炭素、水素、酸素、シリコン、イオウ、リン、リチウムのいずれかの元素を含んでいる事を特徴とする請求項１、２に記載の放電管。
【請求項４】
前記膜と電極金属の間に窒化物または炭化物の電気伝導性膜を挿入する事を特徴とする請求項１ないし３記載の放電管。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の放電管をバックライトとして用いた事を特徴とする液晶デイスプレ装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の放電管をセルとして用いた事を特徴とするプラズマデイスプレ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホウ素と窒素を主成分とした膜を電極として用いる放電管およびそれを用いた応用装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶デイスプレ装置にはバックライトが不可欠であり、その光源として冷陰極を電極にもつ放電管が開発され、用いられている。電極金属としてニッケルが用いられ、蛍光体が塗布されたガラス管にアルゴン、水銀等を封入して作製されている。今後益々大型化が望まれる液晶デイスプレの作製にはバックライトとして用いられる放電管の高性能化が不可欠である。光源の輝度の向上、消費電力の低減が強く放電管に求められている。放電管の消費電力の低減のためには電極の冷陰極特性の改善が必要となる。
【０００３】
これまで冷陰極の研究開発についてはモリブデンやシリコンを用いて尖塔形状を形成するいわゆるスピント型冷陰極の研究が進められてきた。更に近年、炭素系材料の開発が活発にすすめられ、負性電子親和力を有するダイヤモンドや、電界集中因子を大きくできる特長を有するカーボンナノチューブやカーボンナノファイバといった材料の合成がすすめられ、低電圧での電子放出が観測されている。しかし、未だ放電管用電極としては用いられていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況で放電管の冷陰極電極の電子放出特性を改善するため新しい電極用材料の導入が必要である。従来用いられてきたニッケル電極の仕事関数より小さい表面ポテンシャル障壁高さを有する材料を用いて動作電圧の低減を図る。
【０００５】
本発明は上記の状況を鑑みてなされたもので、従来に優る電子放出特性を示す冷陰極電極をもった放電管を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の放電管はホウ素と窒素を主成分とする膜が存在する電極を有する事を特徴とする。
【０００７】
また前記膜が六方晶窒化ホウ素結晶相とアモルファス相を含むことを特徴とする。本発明の膜は負性電子親和力を有し、更に、アモルファス相の存在による空間電荷生成が下地金属との間で内部電界を作るため、内部放出特性が向上する。
【０００８】
また、前記膜に炭素、水素、酸素、シリコン、イオウ、リン、リチウムのいずれかの元素を含んでいる事を特徴とする。不純物の添加は膜の電気抵抗率を低減させる事ができ、また、表面での水素の存在は表面特性を改善する効果を持っている。
【０００９】
また、前記膜と電極金属の間に窒化物または炭化物の電気伝導性膜を挿入する事を特徴とする。窒化ホウ素膜はクラックの発生や下地基板からの剥離が起こりやすいがこれらの層を挿入する事により、それを防止することができる。
【００１０】
また、窒化ホウ素炭素膜を挿入することも効果的である。炭素組成比ほ５％以上でその効果が現れ、１５％以上で完全に剥離などが防止できる。
【００１１】
また、本発明の放電管をバックライトとして用いた場合、消費電力の少ない液晶デイスプレ装置が実現できる。
【００１２】
なた、本発明の放電管をセルとして用いた場合、消費電力の少ないプラズマデイスプレ装置が実現できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について説明する。本発明による放電管は冷陰極電極部分に本発明に該当する膜を設ける。本発明の膜を設けることにより、前述の冷陰極電極の電子放出特性が改善でき、低電圧動作を実現する事ができ、消費電力の少ない放電管が達成できると共に、高性能液晶デイスプレやプラズマデイスプレ装置の提供が可能となる。
【００１４】
（実施例）
以下に各々の基板上に作製する本発明の放電管の実施例について、具体的に説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の第１実施例に係る放電管の断面概略図を示す。実施例１の放電管はガラス管１、電極金属２、窒化ホウ素膜３、蛍光体膜４、放電ガス５で構成されている。
【００１６】
電極金属２にニッケルを用いた。放電管内に封入される電極金属２部の上に窒化ホウ素膜３をプラズマアシスト化学気相合成（ＣＶＤ）法によって堆積させた。材料ガスとして三塩化ホウ素と窒素ガスを用いた。窒化ホウ素膜３の厚さを５０ｎｍ堆積した。窒化ホウ素薄膜２にはイオウ原子を１×１０１８ｃｍ−３の濃度に添加した。この電極金属２をアルゴン、水銀などを含む放電ガス５と共に蛍光体膜４を塗布したガラス管１に封入した。放電特性を調べた結果、放電電圧が本発明の膜を持たない従来の放電管のものに比べ３０％程度低減した。
【００１７】
本発明の膜を有する電極は様々な放電ガスを有する放電管や様々な蛍光体を塗布した放電管、および放電管の形状の異なるものについても用いられる。また、形状の異なる電極金属２に対しても本発明の膜を堆積させ、用いることができる。更に、電極金属２の材質をニッケル以外の金属に変えて作製することができる。
【００１８】
（実施例２）
図２は本発明の第２実施例に係る放電管に用いる電極の断面概略図を示す。
【００１９】
実施例２の放電管内に封入される電極部は電極金属２２、窒化チタン２３１、窒化ホウ素膜２３２で構成されている。
【００２０】
電極金属２にニッケルを用いた。放電管内に封入される電極金属２部の上に窒化チタン２３１を３０ｎｍをスパッタ法により堆積させ、引き続いて窒化ホウ素膜２３２をプラズマアシスト化学気相合成（ＣＶＤ）法によって堆積させた。
【００２１】
材料ガスとして三塩化ホウ素と窒素ガスを用いた。窒化ホウ素膜２３２の厚さを５０ｎｍ堆積した。窒化ホウ素薄膜２３２にはイオウ原子を１×１０１８ｃｍ−３の濃度に添加した。このように作製する事によって電極金属上に堆積させた膜の信頼性が向上した。第１実施例と同様にこの電極金属２２をアルゴン、水銀などを含む放電ガス５と共に蛍光体膜４を塗布したガラス管１に封入した。放電特性を調べた結果、放電電圧が本発明の膜を持たない従来の放電管のものに比べ３０％程度低滅した。
【００２２】
本実施例では電極金属２２と窒化ホウ素膜２３２の間に窒化チタン２３１を挿入したが、それ以外に炭化チタンや窒素添加した炭化珪素など様々な膜を用いる事が可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による膜を放電管の電極に用いることにより放電電圧を低減する事ができ、装置の低消費電力化に効果的である。又、本発明の多層膜構造を用いることにより、膜の信頼性向上につながり、製造歩留まりが向上しコストダウンにつながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放電管の実施例１を示す断面図
【図２】本発明の放電管の電極構造の実施例２を示す断面図
【符号の説明】
１・・ガラス管
２、２２・・電極金属
３、２３２・・窒化ホウ素膜
２３１・・窒化チタン
４・・蛍光体膜
５・・放電ガス
【図１】
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【図２】
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