CN100365756C - 场发射显示器电源模块及其电源产生方法 - Google Patents

Abstract

一种场发射显示器电源模块及其电源产生方法，是关于一种用来驱动二极结构的场发射显示器的电源模块及其电源产生方法。其中该场发射显示器电源模块包括有：一直流电源；一脉宽调变电路，连接于该直流电源，用以产生一调变信号；一电子开关，连接于该脉宽调变电路，接收该调变信号，用以作电力切换；及一放大器，连接该直流电源与该电子开关，用以作电力放大。该电源产生方法包括步骤：提供一直流电源；转换该直流电源为一高频率的间歇性电源；及升压该高频率间歇性电源成一高电位、高频率的间歇性电源，且送至阴极与阳极之间，使阴极产生电子，并该电子间歇性撞击阳极以产生间歇发光。本发明有效提高荧光粉发光效率进而延长场发射显示器使用寿命。

Description

场发射显示器电源模块及其电源产生方法

技术领域

本发明涉及一种场发射显示器电源模块及其电源产生方法，特别涉及一种用来驱动二极结构的场发射显示器的电源模块及其电源产生方法。

背景技术

场发射显示器(Field Emission Display；FED)实现了阴极射线管(Cathode-Ray Tube；CRT)平面化的可能性，其显像的方式类似阴极射线管的工作原理，都是由阴极发射电子经由真空，且被阳极加速后激发荧光粉而发亮，而两者所使用的荧光粉都相同，唯一的差别在于电子的产生方式，一般CRT是利用加热阴极来产生电子，而FED则是利用电场将电子由阴极吸引出来。

参考图1，为公知二极结构的金属微尖端场发射显示器(FED)电源及组件剖面示意图。公知的二极结构的金属微尖端场发射显示器1利用稳定的直流电源19当作驱动电源，直流电源19连接于FED的阳极层10与阴极层14。当直流电源19动作时，连接于阴极层14的发射层16会产生电子，再通过阳极层10与阴极层14间的高压直流电源19，用以加速电子撞击设置在阳极层10上的荧光层12，并且，使得荧光层12的荧光体被激发产生光。且利用绝缘层18来阻隔各个发射层16间产生的电子，避免相互间电子的干扰。上述说明中，发射层16其结构为一金属微尖端。

参考图2，为公知二极结构的碳纳米管(carbon nano-tube)场发射显示器电源及组件剖面示意图。公知的二极结构的碳纳米管场发射显示器2其与图1的公知的二极结构的金属微尖端场发射显示器1差别在于发射层16，公知的二极结构的碳纳米管场发射显示器2其发射层16为碳纳米管组成，其它各项组件都与公知的二极结构的金属微尖端场发射显示器1相同。

上述说明中，不论公知二极结构场发射显示器的发射层16为何种组成，其都利用直流电源19来驱动场发射显示器的发光，且其驱动方式可分成主动式驱动与被动式驱动。主动式驱动用于薄膜制程，其设备昂贵、制程复杂，且对于中大型面板尚待验证。被动式驱动提供一种正压差脉冲电路，其对于亮度表现会大打折扣，或是，利用直流压差电路提供二极结构的阳极层与阴极层使用，不过此持续的低电压、高电流也会使面板组件及电路产生热，并使得其寿命缩短。

并且，由于公知的场发射显示器其阳极与阴极间的驱动电压往往大于200V，因此可适用的驱动IC成本较高，或者，需要设计更为复杂的电路。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种场发射显示器电源模块及其电源产生方法，其可以通过提供一高频的交流电源，送至场发射显示器的阳极层与阴极层，并提高发射层的电流密度，有效地提高荧光层的发光效率，且不致使面板温度过高而延长场发射显示器的寿命。

本发明提供一种场发射显示器电源模块及其电源产生方法，利用交流电源以形成一发射层产生电子所需的正电场与一方向相反的负电场，该负电场则形成保护作用，以防止电子撞击荧光层后反射回到发射层，产生二次电子轰击而对发射层的损害。

也就是说，本发明提供一种场发射显示器电源模块，用以提供电力给一场发射显示器，其中包括有：

一直流电源；

一脉宽调变电路，连接于该直流电源，用以产生一调变信号；

一电子开关，连接于该脉宽调变电路，接收该调变信号，用以作电力切换；及

一放大器，连接该直流电源与该电子开关，用以作电力放大。

本发明还提供一种场发射显示器电源模块的电源产生方法，其中包括有以下步骤：

提供一直流电源；

转换该直流电源为一高频率的间歇性电源；及

升压该高频率间歇性电源成一高电位、高频率的间歇性电源，且送至阴极与阳极之间，使阴极产生电子，并该电子间歇性撞击阳极以产生间歇发光。

由于提供交流电源到二极结构的阳极层与阴极层，而使得原激发或累积于阳极层的电荷得以释放，不致累积过多电荷于阳极层。并且，荧光层于高频交流电子激发下，不致连续累积发光而产生热能，进而延长场发射显示器的使用寿命。

附图说明

图1为公知二极结构的金属微尖端场发射显示器电源及组件剖面示意图；

图2为公知二极结构的碳微管场发射显示器电源及组件剖面示意图；

图3为本发明二极结构的金属微尖端场发射显示器电源及组件剖面示意图；

图4为本发明二极结构的碳纳米管场发射显示器电源及组件剖面示意图；

图5为本发明场发射显示器电源模块的电路方块图；

图6为本发明场发射显示器电源模块的电路图；及

图7为本发明场发射显示器电源产生方法流程图。

其中，附图标记说明如下：

1：公知的二极结构的金属微尖端场发射显示器

10：阳极层

12：荧光层

14：阴极层

16：发射层

18：绝缘层

19：直流电源

2：公知的二极结构的碳纳米管场发射显示器

3：本发明二极结构的金属微尖端场发射显示器

20：阳极层

22：荧光层

24：阴极层

26：发射层

28：绝缘层

30：交流电源

4：本发明二极结构的碳纳米管场发射显示器

5：场发射显示器

6：场发射显示器电源模块

60：直流电源

62：整流电路

64：保护电路

66：脉宽调变电路

68：电子开关

69：放大器

具体实施方式

请参考图3，为本发明二极结构的金属微尖端场发射显示器电源及组件剖面示意图。本发明二极结构的金属微尖端场发射显示器3利用高压、高频的交流电源30当作驱动电源，交流电源30连接于二极结构的金属微尖端场发射显示器3的阳极层20与阴极层24。当交流电源30于正电场时，连接于阴极层24的发射层26会产生电子，再通过阳极层20与阴极层24间的高压、高频交流电源30，用以加速电子激发设置在阳极层20上的荧光层22，使得荧光层22的荧光体发光，接着，交流电源30在负电场时，则形成保护作用，用以抑制电子因撞击荧光层22而反射回到发射层26所造成的二次电子轰击损害，并且，在阳极层20上面，不致累积过多电荷而造成荧光层22的连续发光所产生的热能。同时，利用绝缘层28来阻隔各个发射层26间产生的电子，避免相互间电子的干扰。上述说明中，发射层26其结构为一金属微尖端。

请参考图4，为本发明二极结构的碳纳米管场发射显示器电源及组件剖面示意图。本发明二极结构的碳纳米管场发射显示器4其与图3的本发明二极结构的金属微尖端场发射显示器3差别在于发射层26，本发明二极结构的碳微管场发射显示器4其发射层26为碳纳米管组成，其它各项组件都与本发明二极结构的金属微尖端场发射显示器3相同。

如此，本发明利用至少一万赫兹以上的高频与至少+300V至-300V的交流电源30，用以驱动各类场发射显示器的发光，并且交流电源30可以配合面板发光效率及需求进行调变，上述中交流电源的频率以一万二千赫兹到一万四千赫兹之间为最佳发光效率。

请配合图6，参考图5，为本发明场发射显示器电源模块的电路方块图。场发射显示器电源模块6包括有：一直流电源60、一整流电路62、一保护电路64、一脉宽调变电路66、一电子开关68及一放大器69。上述说明中，直流电源60连接于整流电路62与脉宽调变电路66，用以提供场发射显示器5所需的电力。整流电路62将直流电源60作电源的升压转换，并且连接于该保护电路64与该放大器69，该保护电路64用以作为电路的过电压与过电流保护。该脉宽调变电路66连接该电子开关68，根据直流电源60产生一调变信号，用以控制该电子开关68作为电力切换动作。放大器69连接于该保护电路64与电子开关68，用以根据电子开关68的电力高频切换动作，而将升压后的直流电源放大，以产生一高频且间歇性的电源供给场发射显示器5使用，上述说明的放大器为一变压器，该变压器为一高频变压器。

请再配合图6，参考图5，放大器69的一端连接于场发射显示器5的阳极层，另一端则连接于场发射显示器5的阴极层，用以提供场发射显示器5发光所需的交流电力。

接下来，介绍本发明场发射显示器电源模块的电源产生方法，请参考图7，为本发明场发射显示器电源产生方法流程图。该方法流程如下：首先提供一直流电源(S100)；接着，转换该直流电源为一高频率间歇性电源(S102)；最后，升压该高频率间歇性电源成一高电位、高频率间歇电源(S104)。

请配合图5，参考图7，在本发明场发射显示器电源产生方法流程中，先提供一直流电源60，接着通过整流电路62将该直流电源60升压产生一高压直流电源，同时脉宽调变电路66产生调变信号用以控制电子开关68的动作，根据电子开关68的高频切换动作，转换高压直流电源成为一高频率的间歇性电源，高频率间歇性电源再经由放大器69放大，产生一高电位、高频率的间歇性电源，且送至场发射显示器5的阴极层与阳极层之间，以提供场发射显示器5发光所需的交流电力，使阴极层产生电子，并该电子间歇性撞击阳极层以产生间歇发光。

上述说明中，高电位、高频率的间歇性电源为至少一万赫兹以上的高频与至少+300V至-300V的交流电源，用以驱动各类场发射显示器的发光，并且间歇性电源可以配合面板发光效率及需求进行调变，并且，上述中高电位、高频率的间歇性电源的频率以一万二千赫兹到一万四千赫兹之间为最佳发光效率。

综上所述，本发明可通过高压、高频的交流电源，可以有效提高荧光粉的发光效率并不致使场发射显示器温度过高，且延长使用寿命。并且，交流电源的负电场可形成保护作用，用以抑制电子撞击荧光层而反射回发射层的动能，而有效地改善二次电子轰击所造成的损害，进而延长使用寿命。

上述所揭示的附图、说明，仅为本发明的实施例而已，凡本领于技术人员当可依据上述的说明作其它种种的改良，而这些改变仍属于本发明的发明精神及所界定的专利范围中。

Claims (11)

1.一种场发射显示器电源模块，用以提供电力给一场发射显示器，其中包括有：

一直流电源；

一脉宽调变电路，连接于该直流电源，用以产生一调变信号；

一电子开关，连接于该脉宽调变电路，接收该调变信号，用以作电力切换；及

一放大器，连接该直流电源与该电子开关，用以作电力放大。

2.如权利要求1所述的场发射显示器电源模块，其中还有一整流电路连接于该直流电源与该保护电路，用以作电源的转换。

3.如申权利要求1所述的场发射显示器电源模块，其中还有一保护电路连接于该整流电路与该放大器，用以防止线路的过电压与过电流。

4.如权利要求1所述的场发射显示器电源模块，其中该放大器为一变压器。

5.如权利要求4所述的场发射显示器电源模块，其中该变压器为高频变压器。

6.如权利要求1所述的场发射显示器电源模块，其中该场发射显示器包括有：一阳极层与一阴极层，其中该阳极层连接于该放大器的一端，该阴极层连接于该放大器的另一端。

7.如权利要求6所述的场发射显示器电源模块，其中该阳极层上设置有一荧光层。

8.如权利要求6所述的场发射显示器电源模块，其中该阴极层上设置有一发射层。

9.如权利要求8所述的场发射显示器电源模块，其中该发射层为一金属微尖端。

10.如权利要求8所述的场发射显示器电源模块，其中该发射层为一碳微管。

11.一种场发射显示器电源模块的电源产生方法，其中包括有以下步骤：

提供一直流电源；

转换该直流电源为一高频率的间歇性电源；及

升压该高频率间歇性电源成一电位为+300伏特到-300伏特之间的高频率的间歇性电源，且送至阴极与阳极之间，使阴极产生电子，并该电子间歇性撞击阳极以产生间歇发光，其中该高频率为一万二千赫兹到一万四千赫兹之间。

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