CN101894518B - 一种场致发射显示器数据驱动方法及电路结构 - Google Patents

一种场致发射显示器数据驱动方法及电路结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种场致发射显示器数据驱动方法，在阳极电极上施加静态高压Va，在栅极电极上施加行扫描电压Vg，当Vg为正电压时所扫描行选中，当Vg为零时所扫描行不工作；在阴极电极与地线之间增加一个高电阻，所述阴极电极有两种连接状态，当阴极电极直接接地线时，像素点呈现发光状态，当阴极电极通过一个高电阻与大地相连接，场致发射截止，像素点为不发光状态。本发明还公开这种场致发射显示器的电路结构。本发明在阴极电极后增加一高电阻状态截止场致发射，并提出采用简单的场效应管实现高阻状态变化和接地状态的变化，由于对场效应管施加20伏以下电压即可控制其导通和截止，因而采用本发明提出的数据驱动方法，数据信号的电压变化范围小于20V。

Description

一种场致发射显示器数据驱动方法及电路结构
技术领域
本发明涉及一种场致发射显示器数据驱动方法及相关的电路结构。
背景技术
场致发射显示器件是一种平面显示器件，采用冷阴极阵列做为平面电子发射源，对场发射三极结构中的栅极施加一电压，在场发射阴极尖端形成高场强，从而获得场致发射电子。场致发射电子在阳极电压的加速下，以较高的能量轰击荧光粉，产生可见光，实现图像显示。场致发射显示器和传统的阴极射线管都是利用高能电子轰击荧光粉发光，所以场致发射显示器继承了阴极射线管的众多优点，如发光效率较高、色域宽广、显示视角大和显示图像质量好等。由于在场致发射显示器件中采用冷阴极阵列取代阴极射线管的热阴极，所以场致发射显示器件可以利用矩阵扫描的方式实现图像显示，避免了阴极射线管中电磁场对电子束的偏转，从而克服了阴极射线管体积庞大和重量大的缺点，具有非常好的发展前景。
在场致发射显示器件中，为了实现矩阵扫描方式的图像显示，要求扫描电压和数据电压的幅值不能过高，否则没有适合的高压集成芯片驱动场发射显示器。另外，为了实现高亮度显示，要求在阳极上施加一高电压以提高电子束能量。通常场致发射显示器需采用三极结构获得较低的驱动电压和很高的阳极电压。
在普通的场致发射显示器件驱动中，阴极和栅极之间施加一电压，电子从阴极产生场致发射，对应的像素点呈现发光状态。当阴极和栅极之间的电压低于阈值电压时，场致发射电流为零，像素点为不发光状态。为了获得较高的发光效率，阳极高压通常大于5000V。场致发射显示器采用如图1和图2所示的被动矩阵方式实现图像扫描，即将阴极电极阵列与栅极电极阵列垂直设置，对每行的栅极分别施加脉冲电压，当某一行栅极电压为正，该扫描行被选中，而其它行处于不工作状态；数据信号加于阴极电极上，当阴极电极的电压为零，该阴极列电极与选中行电极交叉位置的像素处于发光状态。反之，当阴极电极被施加一正电压，则该像素处于不发光状态。
场致发射显示器中，行电极(栅极电极)和列电极(阴极电极)垂直设置，通过在行电极上施加扫描信号和在列电极上施加数据信号实现图像显示。为了实现高分辨率显示，场发射显示器件必须具有足够多的阴极电极和栅极电极，需要采用多引脚的集成电路芯片完成扫描信号和数据信号的加载。通常显示器件的驱动电压越低，其所能够选用的驱动芯片性能越好，价格也越低廉。因此，降低场发射显示器件的驱动电压是一个急需解决的关键问题。目前，由于受场致发射显示器件制备工艺的局限，场发射显示器件三极结构所要求的驱动电压偏高，通常扫描电压在100V～300V之间，在阴极电极上施加较高的数据电压才能有效控制电子的场致发射，因而数据电压也在100V以上。在这种工作方式下驱动电路需采用特殊的高压驱动芯片，成本昂贵且驱动效果不佳。随着显示图像分辨率的提高，数据信号的频率越来越高，高压芯片已经不能满足图像显示的需要。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种可以将场致发射显示器驱动的数据电压降低到20V以下的场致发射显示器数据驱动方法。
本发明的另一目的是提供实现这种驱动方法的场致发射显示器的电路结构。
技术方案：本发明所述的场致发射显示器数据驱动方法，在阳极电极上施加静态高压Va，在栅极电极上施加行扫描电压Vg，当Vg为正电压时所扫描行选中，当Vg为零时所扫描行不工作；在阴极电极与地线之间增加一个高电阻，所述阴极电极有两种连接状态，当阴极电极直接接地线时，像素点呈现发光状态，当阴极电极通过一个高电阻与大地相连接，场致发射截止，像素点为不发光状态。
所述高电阻的阻值大于10KΩ。
所述高电阻为场效应管T1，所述场效应管T1的漏极与阴极电极连接，所述场效应管T1的源极与地线连接，所述场效应管T1的栅极与数据驱动电路连接，数据驱动电路对所述场效应管T1施加数据电压Vc，当Vc为零时，阴极电极与地线之间为导通状态时，像素点呈现发光状态，当Vc为正电压时，阴极电极通过一个高电阻与大地相连接，场致发射截止，像素点为不发光状态。
因为高电阻的接入将在其上产生一个较大的电压降，从而减小栅极与阴极之间的电压差。由于场致发射电流与发射体尖端场强呈指数关系，所以阴极接入高电阻后场发射电流迅速下降，当栅极与阴极之间电位差小于阈值时，场致发射完全截止，像素点为不发光状态。
通常情况下，对场效应管施加20伏以下电压即可控制其导通和截止。因此，采用本发明提出的数据驱动方法，数据信号的电压变化范围小于20V。
本发明所述的场致发射显示器电路结构，包括阳极电极、栅极电极、阴极电极和数据驱动电路，每一列阴极电极与一个场效应管T1的漏极连接，所述场效应管T1的源极与地线相连接，所述场效应管T1的栅极与数据驱动电路相连接。
当数据驱动电路输出的数据电压为正电压时，阴极电极与一高电阻相连接，被选中像素处于不工作状态；当数据电压为0时，阴极电极与地线相连通，被选中像素处于工作状态。由于数据信号通过场效应管的基极输入控制阴极电极的导通状态或者高阻状态，数据信号的电压可以低于20V。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：(1)本发明在阴极电极后增加一高电阻状态截止场致发射，并提出采用简单的场效应管实现高阻状态变化和接地状态的变化，通常情况下，对场效应管施加20伏以下电压即可控制其导通和截止，因此，采用本发明提出的数据驱动方法，数据信号的电压变化范围小于20V；(2)采用普通的集成电路芯片皆可实现该功能，极大地降低了场发射显示器件的成本，并提高了图像显示效果。
附图说明
图1是现有的场致发射显示器一个像素单元的电极结构；
图2是现有的场致发射显示器的矩阵驱动电路；
图3是本发明的场致发射显示器一个像素单元的电极结构；
图4是本发明的场致发射显示器的矩阵驱动电路。
其中有：1、阳极电极；2、阳极基板；3、栅极电极；4、介质层；5、阴极电极；6、阴极基板；7、场致发射体；8、支撑体。
具体实施方式
下面结合附图，对最佳实施例进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：如图所示，一种场致发射显示器数据驱动方法为：在阳极基板2上制备阳极电极1，对阳极电极1施加静态高压Va；在介质层4上制备栅极电极3，对栅极电极3施加行扫描电压Vg。当Vg为正电压时所扫描行选中，当Vg为零时所扫描行不工作；在阴极基板6上制备阴极电极5，在阴极电极5与地线之间增加一个场效应管T1，所述场效应管T1的漏极与阴极电极5连接，所述场效应管T1的源极与地线连接，所述场效应管T1的栅极与数据驱动电路连接，数据驱动电路对所述场效应管T1施加数据电压Vc，当Vc为零时，阴极电极与地线之间为导通状态时，发射体7产生电子发射，该数据列与所选中行对应的像素点处于工作状态，当Vc为正电压时，阴极电极通过一个高电阻与大地相连接，场致发射截止，该数据电极所对应的列处于不工作状态，像素点为不发光状态。
本发明提出的一种场致发射器电路结构如图3、图4所示，每一列阴极电极5与一场效应管T1的漏极相连接，场效应管T1的源极与地线相连接，场效应管T1的栅极则与数据驱动电路相连接。当数据信号Vc为正电压时，相当于阴极电极5与一高电阻相连接，被选中像素处于不工作状态；当数据电压Vc为零时，阴极电极5与地线相连通，被选中像素处于工作状态。由于数据电压Vc通过场效应管的栅极输入控制阴极电极的导通状态或者高阻状态，数据信号的电压Vc可以低于20V。
熟知本领域的人士将理解，虽然这里为了便于解释已描述了具体实施例，但是可在不背离本发明精神和范围的情况下做出各种改变。因此，除了所附权利要求之外，不能用于限制本发明。

Claims (3)

1.一种场致发射显示器数据驱动方法，在阳极电极(1)上施加静态高压Va，在栅极电极(3)上施加行扫描电压Vg，当Vg为正电压时所扫描行选中，当Vg为零时所扫描行不工作；其特征在于：在阴极电极(5)与地线之间增加一个高电阻，所述阴极电极(5)有两种连接状态，当阴极电极(5)直接接地线时，像素点呈现发光状态，当阴极电极(5)通过一个高电阻与大地相连接，场致发射截止，像素点为不发光状态；所述高电阻的阻值大于10K Ω。
2.根据权利要求1所述的场致发射显示器数据驱动方法，其特征在于：所述高电阻为场效应管T1，所述场效应管T1的漏极与阴极电极(5)连接，所述场效应管T1的源极与地线连接，所述场效应管T1的栅极与数据驱动电路连接，数据驱动电路对所述场效应管T1施加数据电压Vc，当Vc为零时，阴极电极与地线之间为导通状态时，像素点呈现发光状态，当Vc为正电压时，阴极电极(5)通过一个高电阻与大地相连接，场致发射截止，像素点为不发光状态。
3.一种场致发射显示器电路结构，包括阳极电极(1)、栅极电极(3)、阴极电极(5)和数据驱动电路，其特征在于：每一列阴极电极(5)与一个场效应管T1的漏极连接，所述场效应管T1的源极与地线相连接，所述场效应管T1的栅极与数据驱动电路相连接。
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