TW533391B - Improved field emitting display driving method - Google Patents

Description

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發明背景 +發明係有 土 ^ 1王％疋 < 場發射型顯+ 口。 的 的 法吉；利用不同於傳統三極結構的場發射驅動方 電壓控制，來達到控制電子束 器（FED) 。 一徒升解析度的目 楚】在本說明書中，相同功能元件係以相同來老％ 第1圖是利用薄膜技術所製造的一血 摇考號代表。 圖中，該典型FED結構具有三極結構，一 D閘、=圖^第1 9一、及一包含微尖端發射源2的陰極1〇。如第°〗 陽極 二極結構是一種可以提高電子能量、增進：不’： t ί 該陽極5負責利用施加# 力7 kV的正電壓來提高電子的能量’在陰極1〇 地的 發射源2是電子束4的來源，閘極負責利用施加 小 於等於2_的正電壓來將電子4自陰極中拉出。這類結 的驅動方式雖然因為陽極上的加速電壓高（例如，上述的7

Kv左右）而可以使發光效率高，但是具有微尖端發光源生 =期短，及因成本高，所以不適合用來製造大型平面顯示 器（large-sized panel display)等缺點。 第2圖是利用奈米技術來製造其發光源的另一種典型 FED結構圖。在第2圖中，除了微尖端發射源2變成低功函 數（low work function)電子發射源6(見發射源洞穴3内的 不規則針狀排列）之外，其餘部分結構皆相同於第1圖中的 結構。如第2圖所示，這類結構具有低功函數（low w〇rk function) ’因此’大約2-3V/um就可自發射源6拉出電子

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立、發明說明（2) j遠低於上述微尖端發射源2拉出電子所 η 80V/um。因為連接陽極及陰極的間隔物、 :會影響到自發射源中拉出電 P。二8 極）。以常用的約lmm左右的㈣偏古^^加速電堡（陽 陽極約要加到7-8萬伏特才可S能拉出；；為：，第1圖中的 =㈣來拉出電子，而使用低功函數此會利= %極只要2-3千伏特就可 x射源的第2圖 拉出的功能不存在，二;使得閉極辅助電子 =壓才能恢復間極開電失=严 知極電壓才有的高發光效率。。秋而第1圖向 發射源6至陽極9的距離變[在相二；使^ 且間極保有控原有的高發光效率，並 电丁米開關的能力，但ώ於Ρ弓扣；ΛΑ W 力會使電子束發耑，★ I從上 一由於閘極的4買向引 束打到陽極板時發“域：二板與陰極板的距離’使電子 的高解析度。 域增大’此即代表降低第1圖原有 關係了列係综合典型驅動方式對解析度與發光效率的調整 是增加ϊ::i ϊ=法：：高陰極與陽極的間距，也就 造成電子束發散，致：‘ j:丄：：因閘極的横向拉力 越低。 使曰間隔物局度越大時，解析度也就 2. “解析度方法：固定間隔物高度，提高陽極電 533391 五 發明說明（3) 壓 不：：增加電子束直向t生’同時降低閘極電壓，以減少電 散。然❿，這樣雖可提高解析度，卻會因為可由陽 極直接拉出電子，致使間極失去開關的控制能力。 低功’可知傳，三極結構的驅動方式，在使用 析度γ “子發射源日t ’無法同時達到高發光效率與高解 類+ ¥ ΙΕ ΐ毛/之目的係為提供一種改進之場發射型 /mproved fed driving ㈣蘭，其利 制，構的場發射型顯示器⑽）的電壓控 本發明俜一錄“ ：ί與间解析度的目的。 用社人場發射型顯示器驅動方法，其使 口 一極驅動及閘極控制的電壓押 電子束開Μ ’與提升解析度的目的r，改進；控制 示器驅動方法的特徵在於增加陽極拓進式％發射型顯 源接地，及加負電壓於乂 ^電壓，將發射 極上的高正電壓可以直接拉出陰匕在= 驅動時’陽 電壓來控制電子束的開炭極上的負 閘極的橫向拉力，因而 =電子束因沒有受到來自 Τ以侍到較鬲的像素解析度。 圖示之簡單說明 為讓本發明之 而易見，下文特舉較‘實施：目：、特徵、與優點能更顯 說明如下： h例’並配合所附圖式，作詳細 ""J用薄膜技術所製造的一典型FED結構圖；

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第6頁 533391 五、發明說明（4) 第2圖是利用奈米技術來製造其發光源一 FED結構圖； J乃一種典型 第3圖係一施用本發明驅動方法於第2 構中的示意圖； 口所不的FED結 圖； 圖 第4a圖係一採用傳統驅動方法所產生的 ; % 丁 I發射 第4b圖係一採用本發明驅動方法所產生的 ； 电卞東發射 關的 第5圖係利用不同負閘極電壓來控制 模擬圖；及 卞果開及 圖 第6圖係一本發明驅動方法流程 較佳實施例之詳細說明 第3圖係一施用本發明驅動方法於第2圖所示 構中的示意圖。如第3圖所示，在此三極結構中， 源6接地，你备jφf + Λ a. \ ''射 鈐入\ 〇n V〇ltage)為零，對陽極9 輸入一正加速電壓（anode voltage)VDD，例如，7 右，用以產生自發射源6拉出電子所需要的高壓，對 輸入一負驅動電壓（driving voltage)VSS，例如，—2甲〇〇° V，用以遮蔽陽極至陰極端的電位而產生控制電子束 關的功能。當VSS = 0時，在加速電壓VDD作用下，電子#不戈 從發射源6射出。當VSS到達某一負值時，電子會受到負= 抑制而無法射出，藉此關閉電子發射。此驅動^式在正= 狀況下，電子是處於發射狀態。因此，我們稱具有本驅^

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方法的FED二極結構為二極驅動，閘極控制的FED三極結 五、發明說明（5) 如下，將比較使用傳統及本發明驅動方法的結果。八 以第2圖所示的FED三極結構為例，傳統驅動方法的操作^ 件如下·採用低功函數（low work functi〇n)電子發射 源，間隔物高度1111[11，陽極加壓至+1〇〇(^(^)左右，具有 低功函數電子發射源的陰極維持在ov，以及根據閘極到吟 極的距離乘以約3-5V/um來計算負責自陰極拉出電子的閘π 極需求電壓（Vg)，約在200V左右。此操作結果如第“圖所 示，在此條件下拉出的電子束直徑，由模擬與實際量測估 計約為960um。當閘極電壓Vg由2〇〇 v降到〇時，則會關閉電 子發射。另外，本發明驅動方法操作條件如下;^陽極電 壓Va提升至3000V，閘極接地成為〇v，陰極也接地成為 0V。此時，如4b圖所示，陽極可以直接由陰極的電子發射 源中拉出電子束，其模擬直徑約·um，遠小於傳統驅動 方式，也就是具有良好的直向性（高解析度）。若加不同負 壓於閘極上，例如第5圖所示的vg值從〇v變化至— 5〇v時， 電子發射源射出的電子束從正常發射至關閉。另外，若是 浮接陰極，也可達到關閉電子束的作用。又，如所見，本 驅動方式可得到3000V的高能量電子束，以得到高發光效 率。因此，達到兼具高發光效率及高解析度的目標' 本驅 動方式係屬於’’正常動作狀態（n〇rmal 〇N)”元件，不同於 傳統，動方式係屬於”正常關閉狀態（n〇rmal 〇FF)n元件。 也就是，前者必須加負電壓於閘極才能關閉發射源動作，

533391 五、發明說明（6) ::6乂圖1加正電壓於閘極才能使發射源動作。 孰知的严不，可總結本發明驅動方式如下··先採用 (F^ 射=中，該三極係為-具^ 電子東f 用以發射電子束、-陽極，肖以自陰極拉出 入-加速電；=陽：以閘2電子發射源開M。接著輸 電塵至該後：=:=陰極："地 輸入-驅動負電壓至該閘極(S3)。又，’ 子發射源可以是奈米碳管αΝΤ)、$ ^/该低功函數電 孔"之材料(一=?)等石^ 雖然本發明已以一些較佳實施例揭露如 用以限定本發明，任何熟知此技…、其並非 明，精神及範圍内，當可做更動與㈣，因離本發 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。*明之保 0356-7120TW; 003900063; SUE. p t d 第9頁 1

Claims (1)

1. 533391 六、申請專利範圍 1 · 一種改進之場發射型顯示器驅動方法，包括下列步 驟： 備製一三極結構場發射型顯示器（FED)，其中，該三 °係為具有一低功函數（low work function)電子發射 ^之陰極，用以發射電子束、一陽極，用以自陰極拉出電 子束、及一閘極，用以閘控該電子發射源開關； 輸入一加速電壓（anode v〇ltage)至該陽極、一動作 電壓Cturn-on voltage)至該陰極、及一第一驅動電壓 (driving voltage)至該閘極；及 該閑Ϊ要關閉所發射之電子束時，輸入一第二驅動電壓至 2土如申請專利範圍第i項之改進之場發射型顯示 ^方法，進一步包括該步驟為若要關閉 π 時，浮接該陰極。 ^ ^子束 動方3法如專利範圍第1項之改進之場發射型顯示器驅 3方法’其中’該備製一三極結構場發 Τ 熟知的厚膜技術。 為係採用 4 ·如申請專利範圍第i項之改進之場發 :方法，•中’該加速電壓係約落在5。至3萬伏驅 5. 如申請專利範圍第丨項之改進之場發射型。 動方法，其中，該動作電壓係為接地電壓。‘、不器驅 6. 如申請專利範圍第丨項之改進之場發射型 動方法，其中，該第一驅動電壓係為接地電壓。不益驅

   533391 六、申請專利範圍 ^申請專利範圍第改進之場發射型顯 ’’其中’該第二驅動電壓係為一負電壓。$器軀 叙Λ如！請專利範圍第7項之改進之場發射型顯^ % ’，，、中’该負電壓係約落在0至_800伏特範、器‘璲 9.如申請專利範圍第i項之改進之場發射型顯^。 (CNT)法，其中，該低功函數電子發射源係使用一奈米器 10·如申請專利範圍第丨項之改進之場發射型 米 方法，其中，該低功函數電子發射源係使用一石V 纖維（GNF)。 墨秦 11 ·如申請專利範圍第1項之改進之場發射型 、土 ，甘士 •十六你 ^Tn 、 ^ -5V Ί>% 4 +， ikm 〜 動方法，其中，該低功函數電子發射源係使用多币n麵 材料（PorousSilicon)。 石夕質《 1 2·如申請專利範圍第1項之改進之場發射型顯厂、 動方法，其中，該低功函數電子發射源係使用任何驅 或薄膜技術製造之低功函數電子發射源。 不米