(57)【要約】【課題】  非表示状態における画像表示装置の不活性ガス分圧の上昇により電子放出素子の寿命が低減することを抑制する。【解決手段】  電子放出素子を備えるリアプレートと、アノード電極を備えるフェースプレートと、前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、画像を表示する表示状態と画像を表示しない非表示状態とを切り替える切替手段と、計時手段と、を有し、前記計時手段は、前記切替手段が前記非表示状態を継続する時間である非表示時間を計測し、前記計時手段が一定の前記非表示時間を計測した後に、前記電圧印加手段は前記表示状態に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする。【選択図】  図２
2009244625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出素子を備えるリアプレートと、
アノード電極を備えるフェースプレートと、
前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
画像を表示する表示状態と画像を表示しない非表示状態とを切り替える切替手段と、
計時手段と、を有し、
前記計時手段は、前記切替手段が前記非表示状態を継続する時間である非表示時間を計測し、
前記計時手段が一定の前記非表示時間を計測した後に、前記電圧印加手段は前記表示状態に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
電子放出素子を備えるリアプレートと、
アノード電極を備えるフェースプレートと、
前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
画像を表示する表示状態と画像を表示しない非表示状態とを切り替える切替手段と、
計時手段と、を有し、
前記計時手段が一定の時間を計測した際に、前記切替手段が前記非表示状態である場合、前記電圧印加手段は前記表示状態に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
電子放出素子を備えるリアプレートと、
アノード電極を備えるフェースプレートと、
前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する画像表示装置であって、
前記画像表示装置は、該画像表示装置内部のガス分圧を測定する真空計を有し、
前記ガス分圧が基準とする分圧を超えた際に、前記電圧印加手段は前記画像表示装置に画像を表示する際に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
前記画像表示装置に電源が供給された際に、前記電圧印加手段は前記第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記第２の電圧は、０．１ｋＶ以上４ｋＶ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第２の電圧は、該第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させた際の輝度が１Ｃｄ／ｍ２以下となる電圧であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項７】
電子放出素子を備えるリアプレートと、アノード電極を備えるフェースプレートと、前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、画像を表示する表示状態と画像を表示しない非表示状態とを切り替える切替手段と、を有する画像表示装置の駆動方法であって、
前記切替手段が前記非表示状態を継続する時間である非表示時間が基準とする第１の時間を超えた後に、前記電圧印加手段は前記表示状態に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項８】
前記切替手段が前記表示状態を継続する時間である表示時間が基準とする第２の時間を超えずに該切替手段が前記非表示状態となる場合、該表示時間に応じて前記第１の時間よりも短くした時間を前記非表示時間が超えた後に、前記電圧印加手段は前記表示状態に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項９】
電子放出素子を備えるリアプレートと、アノード電極を備えるフェースプレートと、前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、画像を表示する表示状態と画像を表示しない非表示状態とを切り替える切替手段と、を有する画像表示装置の駆動方法であって、
基準とする時間が経過した際に前記切替手段が表示状態であるか否かを判断し、該基準とする時間が経過した際に前記切替手段が前記非表示状態である場合、前記電圧印加手段は前記表示状態に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
電子放出素子を備えるリアプレートと、アノード電極を備えるフェースプレートと、前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する画像表示装置の駆動方法であって、
前記画像表示装置内部のガス分圧が基準とする分圧を超えた際に、前記電圧印加手段は画像を表示する際に前記アノード電極に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
前記画像表示装置に電源が供給された際に、前記電圧印加手段は前記第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項１２】
前記第２の電圧は、０．１ｋＶ以上４ｋＶ以下であることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の画像表示装置の駆動方法。
【請求項１３】
前記第２の電圧は、該第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させた際の輝度が１Ｃｄ／ｍ２以下となる電圧であることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれかに記載の画像表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面型の画像表示装置とその駆動方法に関し、特に、電子放出素子を用いた画像表示装置とその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面基板上に設けられた電子源から放出した電子ビームを、対向する基板上の蛍光体に照射し、蛍光体を発光させて画像を表示する平面型画像表示装置が知られている。かかる画像表示装置は、
電子源と蛍光体とを内包する真空容器の内部を高真空に保持する必要がある。真空容器内部にガスが発生し圧力が上昇すると、その影響の程度はガスの種類により異なるが、電子源に悪影響を及ぼして電子放出量を低下させるためである。
【０００３】
これを解決するため、ゲート電極をゲッタ材で形成し、発生したガスを吸着する構成が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
ここで、ゲッタには、蒸発型ゲッタと非蒸発型ゲッタがある。ガスの種類によっては、ゲッタに吸収されやすいものと吸収されにくいものがある。蒸発型ゲッタは、水や酸素に対する排気速度は極めて大きいが、アルゴン（Ａｒ）のような不活性ガスに対する排気速度は極めて小さい。また、非蒸発型ゲッタも、アルゴンのような不活性ガスに対する排気速度は極めて小さい。
【０００５】
一般的に、電子放出素子から放出された電子の軌道が、対向電極に向かって真っ直ぐな場合、空間中に存在するＡｒなどの不活性ガスが、放出された電子によって衝突電離される。電離された不活性ガスイオンは、＋の１価もしくは多価の電荷を持っており、電子を加速するための電界により電子とは逆方向に加速され、不活性ガスイオン生成部直下の電子源が設けられた基板に高エネルギーで衝突する。つまり、電子放出素子から放出された電子が電子放出素子の上を通過すると、電離され加速された不活性ガスイオンが直下の電子放出素子に衝突し、電子放出素子に損傷を与えることになる。また、場合によっては内部で放電を生じさせる場合もあり、装置を破壊することがある。
【０００６】
そこで、平面型画像表示装置の真空容器本体にイオンポンプを外付けにした構成も提案されている（特許文献２）。
【０００７】
また、パネル内の画像表示領域外に犠牲領域と名づけられた不活性ガス電離用の電子放出素子を設け、画像表示を行わない期間にこの電子放出素子から電子を放出する構成が提案されている（特許文献３）。
【０００８】
また、電子放出素子から放出された電子を電子放出素子の真上から偏向し、不活性ガスを捕捉する構成が提案されている（特許文献４）。
【０００９】
さらに、アノード電圧を画像表示を行う際の５０％まで上げて保持することにより、画像表示領域内の電子放出素子を用いて、不活性ガスを電離させて排気する構成が提案されている（特許文献５）。
【００１０】
しかしながら、特許文献１のような構成では、ゲッタ材により排気されるのは、活性なガスであり、Ａｒ、Ｈｅなどの不活性なガスはほとんど排気されない。また、メタンガスのように化学的に安定なガスの排気速度は著しく小さく、排気しにくい。
【００１１】
不活性なガスのうち、特にＡｒは大気中に１％程度含まれており、画像表示装置の製造過程で画像表示装置の構成材料に取り込まれる。また、画像表示装置の構成材料にＡｒを用いたスパッタ膜などが用いられている場合は材料中に多量のＡｒが含まれている。
【００１２】
Ａｒは重量が比較的重いため、電離後、高電界により加速されると電子放出素子への損傷が大きくなり、電子放出素子の寿命が短くなるという問題点がある。
【００１３】
また、特許文献２のようなイオンポンプを外付けにした構成では、コンダクタンスの悪い平面型画像表示装置内の局所的な不活性ガスの圧力上昇に対応しきれない可能性がある。また、イオンポンプに用いられる磁界によって、ビームが偏向するため、防磁などの対策が必要となり、製造プロセスが複雑となり、コストがかかる。
【００１４】
また、特許文献３のような構成も、コンダクタンスの悪い平面型画像表示装置内の局所的な圧力上昇に対応しきれない可能性がある。また、不活性ガス電離用の電子放出素子の配置が画像領域外のみであること、不活性ガス電離用の電子放出素子自身が劣化可能性のある構成となっていることなどから、十分な排気速度、総排気量が得られないという可能性がある。
【００１５】
また、特許文献４のような構成では、不活性ガスを捕捉する不活性ガス捕捉手段として、電極構造が複雑になるため、製造コストがかかる。
【００１６】
また、特許文献５のような構成では、電源を入れた後に明るい画像を表示できるまでに時間がかかってしまう。
【特許文献１】特開平４−１２４３６号公報
【特許文献２】特開平５−１２１０１２号公報
【特許文献３】米国特許第６１０７７４５号明細書
【特許文献４】特開２００６−１２７７８１号公報
【特許文献５】米国特許第６４５９２０９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
Ａｒなどの不活性ガスはゲッタで排気されないため、画像表示装置が完成した後においても徐々に画像表示装置の空間内に放出される。そのため、電子放出素子から電子を放出していない間に不活性ガスの分圧は上昇する。特に、長期間、画像表示装置に画像を表示していない場合には、不活性ガス分圧がかなり高くなる。
【００１８】
従来の技術においては、このようなゲッタで排気されないガスの分圧が上昇することに対する対策が必ずしも十分なものではなかった。
【００１９】
本発明は、電子放出素子の寿命を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の画像表示装置は、電子放出素子を備えるリアプレートと、アノード電極を備えるフェースプレートと、前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、画像を表示する表示状態と画像を表示しない非表示状態とを切り替える切替手段と、計時手段と、を有し、前記計時手段は、前記切替手段が前記非表示状態を継続する時間である非表示時間を計測し、前記計時手段が一定の前記非表示時間を計測した後に、前記電圧印加手段は前記表示状態に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の画像表示装置は、電子放出素子を備えるリアプレートと、アノード電極を備えるフェースプレートと、前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、画像を表示する表示状態と画像を表示しない非表示状態とを切り替える切替手段と、計時手段と、を有し、前記計時手段が一定の時間を計測した際に、前記切替手段が前記非表示状態である場合、前記電圧印加手段は前記表示状態に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の画像表示装置は、電子放出素子を備えるリアプレートと、アノード電極を備えるフェースプレートと、前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する画像表示装置であって、前記画像表示装置は、該画像表示装置内部のガス分圧を測定する真空計を有し、前記ガス分圧が基準とする分圧を超えた際に、前記電圧印加手段は前記画像表示装置に画像を表示する際に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の画像表示装置の駆動方法は、電子放出素子を備えるリアプレートと、アノード電極を備えるフェースプレートと、前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、画像を表示する表示状態と画像を表示しない非表示状態とを切り替える切替手段と、を有する画像表示装置の駆動方法であって、前記切替手段が前記非表示状態を継続する時間である非表示時間が基準とする第１の時間を超えた後に、前記電圧印加手段は前記表示状態に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の画像表示装置の駆動方法は、電子放出素子を備えるリアプレートと、アノード電極を備えるフェースプレートと、前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、画像を表示する表示状態と画像を表示しない非表示状態とを切り替える切替手段と、を有する画像表示装置の駆動方法であって、基準とする時間が経過した際に前記切替手段が表示状態であるか否かを判断し、該基準とする時間が経過した際に前記切替手段が前記非表示状態である場合、前記電圧印加手段は前記表示状態に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の画像表示装置の駆動方法は、電子放出素子を備えるリアプレートと、アノード電極を備えるフェースプレートと、前記アノード電極に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する画像表示装置の駆動方法であって、前記画像表示装置内部のガス分圧が基準とする分圧を超えた際に、前記電圧印加手段は画像を表示する際に前記アノード電極に印加する第１の電圧よりも低い第２の電圧を前記アノード電極に印加するとともに、前記電子放出素子から電子を放出させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、電子放出素子の寿命を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
＜第１の実施形態＞
（画像表示装置の構造）
図１（ａ）は、本発明の画像表示装置の構造の一例を示す斜視図であり、一部切り欠いて示している。
【００２９】
図に示すように、本実施形態においては、リアプレート８とフェースプレート２とが支持枠４６を挟んだ形で真空容器４７が構成されている。
【００３０】
リアプレート８は、少なくとも、電子源基板１、電子源基板１上に配置された電子放出素子７、電気接続用端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎ、列配線３１、行配線４２、素子電極３２、３３とで構成されている。電気接続用端子Ｄｘ１〜ＤｘｍとＤｙ１〜Ｄｙｎは、電子放出素子７に真空容器４７の外部から給電を行うための端子であり、それぞれ、列配線３１と行配線４２に電気的に接続されている。素子電極（高電圧側）３３と素子電極（低電圧側）３２は、それぞれ、列配線３１と行配線４２に電気的に接続されていると共に、電子放出素子７に電気的に接続されている。この素子電極３２及び３３によって、真空容器４７外部から電子放出素子７に電圧の印加が行われる。本実施形態においては、電子放出素子７として表面伝導型電子放出素子を用いた。
【００３１】
フェースプレート２は、少なくとも、ガラス等の透明基板４３と、透明基板４３上に配置された、蛍光膜４４、メタルバック４５（本発明の「アノード電極」に相当）とで構成されている。メタルバック４５は、電子放出素子７から放出された電子ビームが透過する電極兼発光反射薄膜である。また、蛍光膜４４は、高電圧が印加されたメタルバック４５を透過した電子ビームが照射されて、画像を表示するために発光する。
【００３２】
さらに、高圧端子Ｈｖ（本発明の「電圧印加手段」に相当）は、真空容器４７外部からメタルバック４５に給電を行うための、気密構造を持った電気接続用端子である。
【００３３】
また、図には示されていないが、リアプレート８にはゲッターが設けられている。
【００３４】
また、図１（ｂ）に示すように、本発明の画像表示装置は、図１（ａ）に示したような表示パネル１００に、計時手段１０１と画像表示装置に画像を表示する表示状態と画像を表示しない非表示状態とを切り替える切替手段１０２が接続されている。
【００３５】
本実施形態では、計時手段１０１としてタイマーが設けられている。タイマーを設ける位置は特に限定されない。例えば、電子放出素子の駆動を行う駆動回路の中にタイマーが設けられている構成が考えられる。
【００３６】
また、切替手段１０２としては、画像表示装置に直接設けられるスイッチや、表示状態と非表示状態とを切り替えるリモコンなどがある。
【００３７】
（画像表示装置の駆動方法）
図２は、本実施形態の駆動方法をシーケンスで表したものである。
【００３８】
本実施形態では、計時手段１０１は、切替手段１０２が非表示状態を継続する時間（非表示時間）を計測する。また、切替手段１０２が非表示状態から表示状態に切り替わるとタイマーがリセットされるようになっている。ここで、表示状態とは、電子放出素子から電子を放出することにより画像表示装置に画像を表示する状態を意味し、電子放出素子から電子を放出するが画像表示装置に画像が表示されない状態は含まない。
【００３９】
上述したように、Ａｒなどの不活性ガスは電子ビームにより電離されてプラスイオンとなり、これがリアプレートに衝突するため、表示状態では不活性ガスの分圧は低下する。これに対し、非表示状態では、不活性ガスの分圧は上昇する。そのため、非表示時間がある程度長くなると、表示装置内部の不活性ガスの分圧も高くなる。
【００４０】
本実施形態では、非表示時間が基準とする時間（図２の一定時間）に達した後に、画像表示装置に画像を表示する際（表示状態）にアノード電極に印加する電圧（本発明の「第１の電圧」に相当）よりも低い電圧（本発明の「第２の電圧」に相当）をアノード電極に印加する。更に、この第２の電圧をアノード電極に印加した状態で、電子放出素子から電子を放出させる。以下、上記の第２の電圧をアノード電極に印加するとともに、電子放出素子から電子を放出させる駆動を、便宜上、低Ｖａ駆動と表現する。ここで、本実施形態では、第１の電圧を１０ｋＶとした。
【００４１】
なお、低Ｖａ駆動は非表示状態に行うため、低Ｖａ駆動による電子の放出による発光は人間が視認できない程度であることが望ましい。低Ｖａ駆動を行う際の輝度は、１Ｃｄ／ｍ２以下であることが好ましい。
【００４２】
図２の一定時間は、画像表示装置の特性や仕様に応じて適宜決めることができる。例えば、単位時間あたりに不活性ガス分圧が上昇する割合、電子放出素子がイオン化した不活性ガスによる衝突に耐え得る不活性ガス分圧の大きさ、画像表示装置を駆動した後の表示装置内部の不活性ガス分圧の大きさ、等から許容される非表示時間を決めることができる。これらは、同じ作り方をしたサンプル用の画像表示装置を用いて、内部の不活性ガス分圧の時間変化を測定することにより決めることも可能である。
【００４３】
所定の時間だけ低Ｖａ駆動を行った後、低Ｖａ駆動を停止する。この際、タイマーもリセットする。
【００４４】
なお、表示状態になった際にもタイマーをリセットするのは、画像表示装置に画像を表示する際にも不活性ガスはイオン化されて排気されるためである。リセットされたタイマーは、切替手段が非表示状態になった際に再び時間を計測し始める。
【００４５】
本実施形態の計時手段１０１と切替手段１０２とは、図１（ｂ）においては直接接続されていない。しかし、計時手段１０１と切替手段１０２が直接接続され、切替手段１０２からの信号に応じて計時手段１０１が時間の計測とリセットを行う構成であってもよい。また、図１（ｂ）のように計時手段１０１と切替手段１０２とが直接接続されていない場合であっても、表示パネル１００を介して切替手段１０２の信号が計時手段１０１に送られるような構成であってもよい。
【００４６】
本実施形態により、表示装置内部の不活性ガス分圧が基準とする分圧を超えないようにすることが出来る。
【００４７】
図３は、Ａｒイオンの捕獲の指標となる、電離断面積とＡｒイオンの収率のエネルギー依存性を示す図である。
【００４８】
図３（ａ）の横軸は、メタルバック４５に印加するアノード電圧を示している。右縦軸は、Ａｒの電離断面積を示している。左縦軸は、リアプレートへのＡｒイオンの収率を示している。
【００４９】
図３（ｂ）の横軸は、メタルバック４５に印加するアノード電圧を示している。縦軸は、図３（ａ）の電離断面積と収率を乗じたものである。
【００５０】
図３（ａ）に示すように、Ａｒに衝突する電子のエネルギーが大きいと電離断面積が小さくなるため、Ａｒイオンの生成確率が減少する。一方、Ａｒイオンの収率はＡｒイオンのエネルギーが小さすぎると低くなる。つまり、Ａｒイオンを加速するアノード電圧が低すぎると、Ａｒ分子がイオン化して、リアプレートに衝突してもリアプレートに捕獲される確率が低くなってしまう。従って、Ａｒイオンがリアプレートに到達して捕獲される確率は、図３（ｂ）に示したように、電離断面積とＡｒイオンの収率を乗じたものになる。
【００５１】
図３（ｂ）から、効率的に不活性ガスをイオン化してリアプレートに捕獲するためには、第２の電圧を０．１ｋＶ以上４ｋＶ以下とすることが好ましい。
【００５２】
また、低Ｖａ駆動を行うことにより、仮にＡｒイオンが電子放出素子７に衝突したとしても、衝突の際のエネルギーを小さくすることができ、電子放出素子７に損傷を与えにくくなる。
【００５３】
なお、図３（ａ）に示したＡｒイオンの収率は、リアプレート基板にモリブデン（Ｍｏ）が存在するとした場合、そのＭｏにＡｒイオンが衝突したときの曲線であるが、他の金属等に衝突する場合も曲線の形は似たようなものになる。
【００５４】
以上、説明してきたように、低Ｖａ駆動を行うことにより、不活性ガスを効率良くイオン化してリアプレートに捕獲することができる。
【００５５】
また、電子放出素子７として表面伝導型電子放出素子を用いた本実施形態においては、電子放出素子から放出された電子は、素子電極（低電圧側）３２から素子電極（高電圧側）３３に向かう方向（図１のｘ方向）に進む。電子放出素子から放出された電子は、ｘ方向、ｙ方向に広がりながらフェースプレートに到達する。放出された電子の広がりは、アノード電圧に依存する。アノード電圧が大きいほど、放出された電子のｘ方向、ｙ方向への広がりは小さくなり、アノード電圧が小さいほど、放出された電子のｘ方向、ｙ方向への広がりは大きくなる。不活性ガスを効率的にイオン化するためには、電子の広がりは大きい方がよい。
【００５６】
表面伝導型電子放出素子を用いた場合、放出された電子はｘ方向へ並進しながら、ｘ方向、ｙ方向に広がる。そのため、その電子を放出した電子放出素子にイオン化した不活性ガスが衝突することはほとんどない。しかし、アノード電圧を小さくし、放出された電子のｘ方向への並進量が大きくなった場合、イオン化した不活性ガスが他の電子放出素子に衝突する可能性がある。そのため、表面伝導型電子放出素子などのように、放出された電子が並進する電子放出素子を用いる場合は、イオン化した不活性ガスが他の電子放出素子に衝突することが少なくなるようにアノード電圧の値を選択することが好ましい。
【００５７】
図４の実線は、切替手段を表示状態にすることなく本実施形態の駆動方法を行ったときのＡｒガス分圧の時間変化を示した図である。横軸は時間を、縦軸はＡｒ分圧を示している。図中の点線は、本発明の駆動方法を行わなかった場合、非表示状態のＡｒガス分圧が変化する様子を示したものである。
【００５８】
図４に示したように、非表示状態においては、時間とともにＡｒガス分圧は上昇する。Ａｒ分圧が１×１０−４Ｐａを超えると電子放出素子７に与えるダメージが著しく大きくなる。
【００５９】
本実施形態では図４の実線で示したように、Ａｒ分圧が５×１０−５Ｐａを超えないように低Ｖａ駆動することにより、Ａｒなどの不活性ガスの分圧を低下させた。具体的には、非表示時間が基準とする時間を超えた際に低Ｖａ駆動を行うことで、不活性ガス分圧の上昇を抑制することが可能になる。
【００６０】
なお、本実施形態ではＡｒ分圧が５×１０−５Ｐａを超えないような条件から非表示時間の基準とする時間を決めて低Ｖａ駆動することとした。しかし、非表示時間の基準とする時間は画像表示装置の構成により異なるため、画像表示装置の構成に応じて適宜選択することができる。
【００６１】
低Ｖａ駆動を行う時間は、画像表示装置の特性に応じて適宜決定することができる。例えば、低Ｖａ駆動を開始する不活性ガスの分圧、低Ｖａ駆動を行う際のアノード電圧、単位時間当たり低Ｖａ駆動を行った際の不活性ガス分圧の低下量、等に応じて決定することができる。
【００６２】
本実施形態では、低Ｖａ駆動を行う時間は５分とした。さらには、低Ｖａ駆動を２０分以上行うのがより好ましい。
【００６３】
なお、低Ｖａ駆動を行っている際に、切替手段が表示状態になった場合は、低Ｖａ駆動を停止し、画像表示装置に画像を表示するために必要なアノード電圧（本発明の「第１の電圧」に相当）をアノード電極に印加する。
【００６４】
この場合、低Ｖａ駆動の途中であるため、低Ｖａ駆動による不活性ガス分圧の低下量は不十分であるが、表示状態に不活性ガス分圧が低減されるため、不活性ガス分圧が所定の分圧を超えるのを抑制することができる。
【００６５】
＜第２の実施形態＞
上述した実施形態においては、電子放出素子７として表面伝導型電子放出素子を用いた。これに対し、本実施形態では、電子放出素子７としてスピント型の電子放出素子を用いた点が第１の実施形態と異なる。
【００６６】
スピント型の電子放出素子を用いた場合、表面伝導型電子放出素子を用いた第１の実施形態と異なり、電子放出素子から放出された電子は、電子放出素子の真上の方向（図１のｚ方向）に進む。電子放出素子から放出された電子は、ｘ方向、ｙ方向に広がりながらフェースプレートに到達する。電子放出素子の真上でイオン化した不活性ガスが、その電子を放出した電子放出素子に衝突する可能性がある。
【００６７】
しかし、スピント型の電子放出素子を用いた場合であっても、放出された電子の広がりは、アノード電圧に依存する。アノード電圧が大きいほど、放出された電子のｘ方向、ｙ方向への広がりは小さくなり、アノード電圧が小さいほど、放出された電子のｘ方向、ｙ方向への広がりは大きくなる。不活性ガスを効率的にイオン化するためには、電子の広がりは大きい方がよい。
【００６８】
また、低Ｖａ駆動を行うことにより、リアプレートに衝突する不活性ガスイオンのエネルギーは小さくなる。結果として、仮に不活性ガスイオンが電子放出素子に衝突したとしても、電子放出素子に損傷を与えにくくなる。
【００６９】
このように、低Ｖａ駆動を行う際のアノード電圧の値として適切な値を選択することにより、スピント型の電子放出素子のように放出された電子が真上の方向に進む電子放出素子を有する画像表示装置に対しても、本発明を適用することができる。
【００７０】
なお、アノード電極に電圧を印加することのみにより電子を放出するノーマリーオン型の電子放出素子であっても、本発明を好適に適用することができる。
【００７１】
＜第３の実施形態＞
上述した実施形態においては、切替手段が表示状態となった際に、非表示時間を計測するタイマーがリセットされる構成となっている。これに対し、本実施形態では、継続して画像表示装置に画像を表示する時間（表示時間）を考慮する点が異なる。
【００７２】
図５は、本実施形態の駆動方法をシーケンスで表したものである。
【００７３】
画像表示装置を表示状態にすると不活性ガス分圧は低下するが、その表示時間が短い場合、不活性ガス分圧が十分に低下しない可能性がある。このような場合にもタイマーをリセットしてしまうと、非表示時間が基準とする時間に達した際には、Ａｒガス分圧が所定の分圧（上述した実施形態では５×１０−５Ｐａ）よりも高くなっている可能性がある。
【００７４】
本実施形態では、上述した実施形態と同様、非表示時間が基準とする時間（本発明の「第１の時間」に相当）に達した際に低Ｖａ駆動を行い、タイマーをリセットする。
【００７５】
更に、本実施形態では、表示時間が一定時間（本発明の「第２の時間」に相当）に達した際にタイマーをリセットし、表示時間が一定時間に達しないで非表示状態になった場合は、表示時間に応じてタイマーの値を設定した。その結果、表示時間が第２の時間に達しないで非表示状態になった後は、非表示時間が上述の第１の時間に達する前に低Ｖａ駆動を行うこととなる。
【００７６】
表示時間に応じたタイマーの設定の仕方は、画像表示装置の特性に応じて、適宜決定することができる。具体的には、非表示状態から表示状態になった際のタイマーの値、画像表示装置を単位時間駆動した場合の不活性ガス分圧の低下量、等に応じて決定することができる。
【００７７】
本実施形態によれば、より確実に電子放出素子の寿命を向上させることができる。
【００７８】
＜第４の実施形態＞
上述した実施形態は、非表示時間を計測して低Ｖａ駆動を行うものであったが、本実施形態は、表示状態、非表示状態を区別することなく計測した時間が基準とする時間を超えた際に低Ｖａ駆動を行うものである。すなわち、一定時間の間隔で低Ｖａ駆動を行うものである。
【００７９】
但し、基準とする時間が経過し低Ｖａ駆動を行おうとした際に表示状態である場合は、表示状態を優先し、低Ｖａ駆動は行わない。基準とする時間が経過した際に切替手段が表示状態であるか否かを判断するための構成として、例えば、図１（ｂ）において切替手段１０２から表示状態の信号が表示パネルに送信されている場合、低Ｖａ駆動をディセーブルにするような構成を用いることができる。
【００８０】
本実施形態では、Ａｒなどの不活性ガス分圧が基準とする分圧（例えば５×１０−５Ｐａ）よりも十分低いにも関わらず低Ｖａ駆動を行う場合もある。しかし、本実施形態においても不活性ガス分圧が基準とする分圧を超える前に低Ｖａ駆動を行うこととなるため、電子放出素子の寿命を向上させることが出来る。
【００８１】
また、本実施形態のタイマーは、切替手段が表示状態であるか非表示状態であるかを判別する必要がないため、より簡易な構成とすることが出来る。
【００８２】
＜第５の実施形態＞
上述した実施形態においては、非表示時間を計測するタイマーを用いることにより、不活性ガス分圧が基準とする分圧を超えないようにするものであった。これに対し、本実施形態では、画像表示装置に不活性ガスの分圧を測定する真空計を取り付けた点が異なる。
【００８３】
真空計としては、イオンゲージのような気体の電離作用を利用する真空計を用いても良いし、サーミスタ真空計のような熱伝導を利用する真空計を用いても良い。
【００８４】
本実施形態では、非表示時間の計測により不活性ガス分圧を推定する構成と異なり、分圧真空計により不活性ガス分圧を直接測定することで、より確実に電子放出素子の寿命を向上させることができる。
【００８５】
図６は、本実施形態の駆動方法を示す図である。
【００８６】
図２においては、画像表示装置が表示状態になったか否か、図５においては、表示時間を考慮してタイマーをリセットしたり、タイマーの値を設定したりする必要があった。本実施形態によれば、不活性ガス分圧を直接測定することができるため、画像表示装置が表示状態であるか、非表示状態であるかをモニターすることなく電子源の寿命を向上させることができる。
【００８７】
＜第６の実施形態＞
上述した実施形態においては、タイマーや真空計により、基準とする時間や基準とする分圧に達した際に低Ｖａ駆動を行うものであった。本実施形態では、更に、画像表示装置に電源が供給されたときに、最初に低Ｖａ駆動を行う点が異なる。
【００８８】
画像表示装置が製品として出荷された後、初めてユーザーが画像表示装置に電源を供給する際は、画像表示装置が製造されてからユーザーの手元に渡るまでに、既に不活性ガス分圧が高くなっている可能性がある。このような場合に、電源を供給した後、直ちに画像表示を行うと電子放出素子に損傷を与える可能性がある。
【００８９】
また、何らかの理由でユーザーが画像表示装置への電源の供給を停止した場合は、上述した実施形態のような低Ｖａ駆動を行う機能を画像表示装置が備えていたとしても、電源が供給されていないためにその機能が発揮されない。その結果、画像表示装置への電源の供給が停止している間に、不活性ガス分圧が上昇している可能性がある。
【００９０】
本実施形態では、画像表示装置に電源が供給された際に低Ｖａ駆動を行うこととしたため、画像表示装置に電源が供給されない間に上昇した不活性ガス分圧により電子放出素子に損傷を与えられるのを抑制することができる。
【実施例１】
【００９１】
本実施例は、図１（ａ）に示した画像表示装置に分圧真空計を取り付けたものを用いた。電子放出素子７としては、表面伝導型電子放出素子を用いた。
【００９２】
分圧真空計で測定したＡｒガス分圧が５×１０−５Ｐａを超えるたびに、行配線４２を介して素子電極（低電圧側）３２に０Ｖ、列配線３１を介して素子電極（高電圧側）３３に１８Ｖ、パルス幅５μｓｅｃ、６０Ｈｚのパルスを印加し、高圧端子Ｈｖに１ｋＶを印加し、１０分間の低Ｖａ駆動を行った。画像表示装置を表示状態にすることなく、６ヶ月後に、行配線４２を介して素子電極（低電圧側）３２に０Ｖ、列配線３１を介して素子電極（高電圧側）３３に１８Ｖ、パルス幅１２μｓｅｃ、６０Ｈｚのパルスを印加し、高圧端子Ｈｖに１０ｋＶを印加することにより画像を表示させた。すると電子放出素子から放出される電流は、初期（６ヶ月前）と比較してほとんど減少しなかった。これは、電子放出素子７が電離されたＡｒなどの不活性ガスイオンによって損傷を受けないためである。
【００９３】
（比較例１）
本比較例では、実施例１の低Ｖａ駆動を行わなかった。この画像表示装置を表示状態にすることなく６ヶ月間保管したところ、分圧真空計で測定したＡｒガス分圧が５×１０−４Ｐａまで上昇していた。
【００９４】
この画像表示装置に、行配線４２を介して素子電極（低電圧側）３２に０Ｖ、列配線３１を介して素子電極（高電圧側）３３に１８Ｖ、パルス幅１２μｓｅｃ、６０Ｈｚのパルスを印加し、高圧端子Ｈｖに１０ｋＶを印加することにより画像を表示させた。すると電子放出素子から放出される電流は、初期（６ヶ月前）と比較して１２％低下していた。これは、電子放出素子７が電離されたＡｒなどの不活性ガスイオンによって損傷を受けたためである。
【実施例２】
【００９５】
本実施例は、図１（ｂ）に示すように、表示パネル１００に非表示時間を計測するタイマーを取り付けたものを用いた。本実施例では、図２に示したようなシーケンスで低Ｖａ駆動を行った。
【００９６】
本実施例では、タイマーが２００時間を経過するとトリガー出力が出て、低Ｖａ駆動を１０分間行う。また、低Ｖａ駆動を行うとタイマーがリセットされるようになっている。
【００９７】
切替手段を表示状態にすることなく、６ヶ月後に、行配線４２を介して素子電極（低電圧側）３２に０Ｖ、列配線３１を介して素子電極（高電圧側）３３に１８Ｖ、パルス幅１２μｓｅｃ、６０Ｈｚのパルスを印加し、高圧端子Ｈｖに１０ｋＶを印加することにより画像を表示させた。
【００９８】
すると電子放出素子から放出される電流は、初期（６ヶ月前）と比較してほとんど減少しなかった。これは、電子放出素子７が電離されたＡｒなどの不活性ガスイオンによって損傷を受けないためである。
【実施例３】
【００９９】
本実施例は、図１（ｂ）に示すように、表示パネル１００に非表示時間を計測するタイマーを取り付けたものを用いた。本実施例では、図２に示したようなシーケンスで低Ｖａ駆動を行った。
【０１００】
本実施例では、タイマーが２００時間を経過するとトリガー出力がでて、低Ｖａ駆動を１０分間行う。低Ｖａ駆動を行うとタイマーがリセットされるようになっている。
【０１０１】
また、切替手段が表示状態となった場合にも、タイマーがリセットされるようになっている。
【０１０２】
少なくとも月に１回は切替手段を表示状態にした状態で、６ヶ月後に、行配線４２を介して素子電極（低電圧側）３２に０Ｖ、列配線３１を介して素子電極（高電圧側）３３に１８Ｖ、パルス幅１２μｓｅｃ、６０Ｈｚのパルスを印加し、高圧端子Ｈｖに１０ｋＶを印加することにより画像を表示させた。
【０１０３】
すると電子放出素子から放出される電流は、初期（６ヶ月前）と比較してほとんど減少しなかった。これは、電子放出素子７が電離されたＡｒなどの不活性ガスイオンによって損傷を受けないためである。
【実施例４】
【０１０４】
本実施例は、図１（ｂ）に示すように、表示パネル１００に表示時間、非表示時間を区別することなく時間を計測するタイマーを取り付けたものを用いた。
【０１０５】
本実施例では、タイマーが２００時間を経過した際に非表示状態であった場合は、トリガー出力がでて、低Ｖａ駆動を１０分間行う。低Ｖａ駆動を行うとタイマーがリセットされるようになっている。
【０１０６】
一方、タイマーが２００時間を経過した際に表示状態であった場合は、表示状態を優先し、低Ｖａ駆動は行わない。但し、この表示時間が本来低Ｖａ駆動を行うべき１０分間より短い時間（例えば３分間）で終了し、非表示状態となった場合は、不足する７分間、低Ｖａ駆動を行った後にタイマーをリセットした。すなわち、非表示時間を計測するタイマーが２００時間を経過してから１０分間は、表示状態か低Ｖａ駆動のいずれかの状態になるようにした。
【０１０７】
少なくとも月に１回は画像表示装置を数分〜数十分間表示状態にし、６ヶ月後に、行配線４２を介して素子電極（低電圧側）３２に０Ｖ、列配線３１を介して素子電極（高電圧側）３３に１８Ｖ、パルス幅１２μｓｅｃ、６０Ｈｚのパルスを印加し、高圧端子Ｈｖに１０ｋＶを印加することにより画像を表示させた。
【０１０８】
すると電子放出素子から放出される電流は、初期（６ヶ月前）と比較してほとんど減少しなかった。これは、電子放出素子７が電離されたＡｒなどの不活性ガスイオンによって損傷を受けないためである。
【実施例５】
【０１０９】
本実施例は、図１（ａ）に示した画像表示装置に分圧真空計を取り付けたものを用いた。電子放出素子７としては、表面伝導型電子放出素子を用いた。
【０１１０】
本実施例では、画像表示装置に電源を供給しない状態で６ヵ月間放置した。この際、分圧真空計で測定したＡｒガス分圧が５×１０−４Ｐａまで上昇していた。その後、画像表示装置に電源を供給した。電源を供給した際に１０分間の低Ｖａ駆動を行った。その後、行配線４２を介して素子電極（低電圧側）３２に０Ｖ、列配線３１を介して素子電極（高電圧側）３３に１８Ｖ、パルス幅１２μｓｅｃ、６０Ｈｚのパルスを印加し、高圧端子Ｈｖに１０ｋＶを印加することにより画像を表示させた。すると電子放出素子から放出される電流は、初期（６ヶ月前）と比較してほとんど減少しなかった。これは、電源を供給した際の低Ｖａ駆動により、不活性ガス分圧が低下し、電子放出素子７が電離されたＡｒなどの不活性ガスイオンによって損傷を受けないためである。
【０１１１】
（比較例２）
本実施例は、図１に示した画像表示装置に分圧真空計を取り付けたものを用いた。電子放出素子７としては、表面伝導型電子放出素子を用いた。
【０１１２】
本実施例では、画像表示装置に電源を供給しない状態で６ヵ月間放置した。この際、分圧真空計で測定したＡｒガス分圧が５×１０−４Ｐａまで上昇していた。その後、画像表示装置に電源を供給した。本比較例では、低Ｖａ駆動を行うことなく、行配線４２を介して素子電極（低電圧側）３２に０Ｖ、列配線３１を介して素子電極（高電圧側）３３に１８Ｖ、パルス幅１２μｓｅｃ、６０Ｈｚのパルスを印加し、高圧端子Ｈｖに１０ｋＶを印加することにより画像を表示させた。すると電子放出素子から放出される電流は、初期（６ヶ月前）と比較して１２％低下していた。これは、電子放出素子７が電離されたＡｒなどの不活性ガスイオンによって損傷を受けたためである。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の画像形成装置の構造の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態の駆動方法を示す図である。
【図３】電離断面積とＡｒイオンの収率のエネルギー依存性を示す図である。
【図４】第１の実施形態の駆動方法を行ったときのＡｒガス分圧の時間変化を示した図である。
【図５】第３の実施形態の駆動方法を示す図である。
【図６】第５の実施形態の駆動方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１１４】
２  フェースプレート
７  電子放出素子
８  リアプレート
４５  メタルバック
１００  表示パネル
１０１  計時手段
１０２  切替手段
【図１】
2009244625.tif 000003
【図２】
2009244625.tif 000004
【図３】
2009244625.tif 000005
【図４】
2009244625.tif 000006
【図５】
2009244625.tif 000007
【図６】
2009244625.tif 000008