专利名称：场发射结构驱动方法与显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一场发射(field emission)像素的驱动方法，特别是涉及一种应用相位差来控制灰阶亮度的场发射像素的驱动方法与具有该像素结构的显示装置。
背景技术：
场发射显示器(field emission display)的技术被视为一种可用来节省能源的平面显示器制作技术。场发射显示器通常具有一阴极(cathode)、平行于阴极的一阳极 (anode)，以及位于该阴极与该阳极间的一狭窄真空间隙(narrow vacuum gap)。场发射显示器可在极低的电场下(一般而言，介于每微米1伏特至每微米20伏特之间的范围)放出高电流密度的电子(一般是介于每平方公分10毫安培至每平方公分100毫安培的范围)， 使得设置在面板上的萤光体层(phosphor layer)产生明亮萤光。请参照图1，其为一传统侧向场发射元件(lateral field emission device) 1000 的结构示意图，侧向场发射元件1000的主要架构包括萤光粉体涂布的阳极(anode) 1100， 位在同一平面上的栅极(gate) 1200与阴极(cathode) 1300，以及发射源(emitter) 1400，是一三极结构。请再参照图2，其为传统侧向场发射元件1000的侧向阴极结构的俯视示意图。 在此结构设计之下，栅极1200会接收一电压来诱发电子从场发射源1400脱离射出，经阳极 1100高压吸引轰击到萤光粉形成发光。由于此结构的限制，并无法大量增加场发射源的发射区域，使得发光区域也因此而受到限制，若为了要加强发光效率，而在奈米碳管上增加其电流密度，则又容易造成奈米碳管的损害，进而缩短了场发射装置的寿命。因此，如何改良传统侧向场发射结构，增加发光效率并延长场发射装置寿命便成了此领域的一大课题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有高发光效率以及较长的运作寿命的射极场发射像素结构的驱动方法以及显示装置。依据本发明的一实施例，其提供了一种应用于一场发射(field emission)像素结构的驱动方法，该场发射结构包含有至少一像素，每一像素包含有第一发射源、第二发射源、用以控制该第一发射源的第一电极以及用以控制该第二发射源的第二电极，该驱动方法包含有接收第一控制讯号以及第二控制讯号；以及依据该第一控制讯号以及该第二控制讯号来控制该第一发射源以及该第二发射源，其中当该第一、第二控制讯号具有一第一相位差时，该第一、第二发射源所发射出的电子具有第一强度，以及当该第一、第二控制讯号具有异于该第一相位差的第二相位差时，该第一、第二发射源所发射出的电子具有异于该第一强度的第二强度。依据本发明的另一实施例，其提供了一种显示装置，其包含有至少一像素以及驱动电路，其中每一像素包含有一第一发射源、第二发射源、第一电极以及第二电极。该第一电极用以接收第一控制讯号，而该第二电极，用以接收第二控制讯号。该驱动电路耦接于该些像素，用以产生该第一、第二控制讯号；其中该第一发射源以及该第二发射源依据该第一控制讯号以及该第二控制讯号发射出电子，当该第一、第二控制讯号具有一第一相位差时， 该第一、第二发射源所发射出的电子具有一第一强度，以及当该第一、第二控制讯号具有异于该第一相位差的一第二相位差时，该第一、第二发射源所发射出的电子具有异于该第一强度的一第二强度。
图1为一传统侧向场发射元件的结构示意图。
图2为传统侧向场发射元件的侧向阴极结构的俯视示意图。
图3为依据本发明的一 实施例所实现的一显示装置的像素结构示意图。
图4为依据本发明的一-实施例在第--、第二控制讯号相位差为180度时的驱动讯号示意图U
图5为依据本发明的一实施例在第--、第二控制讯号相位差为90度时的驱动讯号示意图。
图6为依据本发明的另一实施例所实现的一显示装置的像素结构示意图。
图7为依据本发明的又另一实施例所实现的一显示装置的像素结构示意图。
附图符号说明
1000、3000、6000显示装置
1100阳极
1200栅极
1300阴极
1400发射源
3100,6100驱动电路
3200像素
3210第一电极
3220第二电极
3211第一发射源
3221第二发射源
S1、S1_1、S1_2、S1_3第一控制讯号
S2、S2_1、S2_2、S2_3第二控制讯号
ISO绝缘材质
具体实施例方式
请参照图3，其为依据本发明的一实施例所实现的显示装置3000的像素结构示意图。显示系统3000包含有(但不限定于)驱动电路3100以及至少一个像素，为了方便解说，在图3中仅绘示了像素3200，显示系统3000中的像素3200包含有用以接收第一控制讯号Sl的一第一电极3210，用以接收第二控制讯号S2的第二电极3220、一第一发射源3211 以及第二发射源3221，其中第一发射源3211是位于第一电极3210之上，第二发射源3221 位于第二电极3220之上。驱动电路3100则耦接于像素3200，用以产生第一控制讯号Sl 以及第二控制讯号S2。其中第一发射源3211以及第二发射源3221依据第一控制讯号Sl以及第二控制讯号S2发射出电子，当第一控制讯号Sl与第二控制讯号S2具有第一相位差时，第一发射源3211以及第二发射源3221所发射出的电子具有第一强度，以及当第一控制讯号Sl与第二控制讯号S2具有异于该第一相位差的第二相位差时，第一发射源3211以及第二发射源3221所发射出的电子便会具有异于该第一强度的第二强度。由于场发射显示器发光的原理是经由激发出的电子撞击萤光体层来产生明亮萤光，当所发射出的电子强度改变时，其所呈现的亮度亦会不同，因此本发明所提出的场发射结构驱动方法可经由输入具有不同相位差的第一、第二控制讯号Si、S2来使得像素3200表现出不同的灰阶效果。请注意，在此实施例中，第一发射源3211与第二发射源3221被分别置放于相对应的第一电极3210与第二电极3220之上，而第一电极3210与第二电极3220则会依据其所分别接收的第一控制讯号Sl与第二控制讯号S2(在此实施例中，第一、第二控制讯号Si、 S2均为周期性讯号)，来交替担任阴极与栅极的角色。请参照图4来进一步了解显示系统 3000的运作，图4为依据本发明的一实施例在第一、第二控制讯号Si、S2相位差为180度时的驱动讯号示意图。由图4可知，当第一控制讯号Sl为高电位，而第二控制讯号S2为低电位时，第一电极3210会担任栅极而激发第二电极3220(此时第二电极3220担任阴极) 上的第二发射源3221，使其发射出电子；相对地，当第二控制讯号S2为高电位，而第一控制讯号Sl为低电位时，第二电极3220会担任栅极而激发第一电极3210 (此时第一电极3210 则担任阴极)上的第一发射源3211。相较于现有的场发射结构，在维持同样亮度的前提之下，本发明所提出的显示系统3000可降低周期性控制讯号的频率(其频率约为现有技术的一半)。图5为依据本发明的一实施例在第一、第二控制讯号Si、S2相位差为90度时的驱动讯号示意图。由图5可知，当第一、第二控制讯号Si、S2同时为高电位或是低电位时 (亦即第一电极3210与第二电极3220之间没有电位差时)，第一发射源3211或第二发射源3221均不会受到激发而发射出电子。由于图5中，第一、第二控制讯号S1、S2具有90度的相位差，在每一周期之中，第一、第二控制讯号Si、S2呈不同电位的时间长度有半个周期之长，因此在图5中，像素3200所呈现亮度仅有图4的操作范例的一半。上述实施例仅为用以说明本发明的功效，并不能用来限定本发明的范围，举例来说，除了相位差之外，亦可通过控制讯号振幅、工作循环(duty cycle)等来调整亮度；此外，第一发射源3211与第二发射源3221的形状并不一定限制为方形，亦可为圆形或三角形。请参照图6与图7，图6为依据本发明的另一实施例所实现的一显示装置的像素结构示意图，而图7为依据本发明的又另一实施例所实现的一显示装置的像素结构示意图。图6中所示的像素结构即应用了圆形的发射源，而图7中所示的像素结构则是应用了三角形的发射源。请再参照图3，为了使得像素3200能均勻呈现出正确的亮度，第一发射源3211沿着一第一水平线设置，而第二发射源322则沿着不同于该第一水平线的一第二水平线所设置，且该第一发射源与该第二发射源在一垂直方向上为交错排列，亦即，第一发射源3211 与第二发射源3221会沿着第一电极3210与第二电极3220的方向交叉排列，以得到较佳的发光效果。此外，在上述的实施例中，发射源需要感应到大于预定阈值的电场才会发射出电子，举例来说，以奈米碳管(carbon nanotube)作为发射源为例，两电极间距为100微米，当第一控制讯号S1(50V)大于第二控制讯号S2 (OV)加上该预定阈值O00V)时，像素3200便经由第一电极3210来控制激发第二发射源3221发射出电子；同样地，当第二控制讯号S2大于第一控制讯号Sl加上该预定阈值时，像素3200便经由第二电极3220来控制激发第一发射源3211发射出电子。综上所述，本发明提供了一种场发射(field emission)像素结构的驱动方法与应用该驱动方法的显示装置，其可应用相位差等参数来控制所显示的灰阶亮度，并达到提高发光效率以及延长运作寿命的目的。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种应用于一场发射结构的驱动方法，该场发射结构包含有至少一像素，每一像素包含有一第一发射源、一第二发射源、用以控制该第一发射源的一第一电极以及用以控制该第二发射源的一第二电极，该驱动方法包含有接收一第一控制讯号以及一第二控制讯号；以及依据该第一控制讯号以及该第二控制讯号来控制该第一发射源以及该第二发射源，其中当该第一、第二控制讯号具有一第一相位差时，该第一、第二发射源所发射出的电子具有一第一强度，以及当该第一、第二控制讯号具有异于该第一相位差的一第二相位差时，该第一、第二发射源所发射出的电子具有异于该第一强度的一第二强度。
2.如权利要求1所述的驱动方法，其中依据该第一控制讯号以及该第二控制讯号来控制该第一发射源以及该第二发射源发射出电子的步骤包含有当该第一控制讯号大于该第二控制讯号加上一预定阈值时，控制该第二发射源发射出电子；以及当该第二控制讯号大于该第一控制讯号加上该预定阈值时，控制该第一发射源发射出电子。
3.如权利要求1所述的驱动方法，其中接收该第一控制讯号以及该第二控制讯号的步骤包含有接收一第一周期性讯号来作为该第一控制讯号；以及接收一第二周期性讯号来作为该第二控制讯号。
4.一种显示装置，包含有至少一像素，每一像素包含有一第一发射源；一第二发射源；一第一电极，用以接收一第一控制讯号；以及一第二电极，用以接收一第二控制讯号；以及一驱动电路，耦接于该些像素，用以产生该第一、第二控制讯号；其中该第一发射源以及该第二发射源依据该第一控制讯号以及该第二控制讯号发射出电子，当该第一、第二控制讯号具有一第一相位差时，该第一、第二发射源所发射出的电子具有一第一强度，以及当该第一、第二控制讯号具有异于该第一相位差的一第二相位差时，该第一、第二发射源所发射出的电子具有异于该第一强度的一第二强度。
5.如权利要求4所述的显示装置，其中当该第一控制讯号大于该第二控制讯号加上一预定阈值时，该像素经由该第一电极来控制该第二发射源发射出电子；以及当该第二控制讯号大于该第一控制讯号加上该预定阈值时，该像素经由该第二电极来控制该第一发射源发射出电子。
6.如权利要求4所述的显示装置，其中该第一发射源于该第一电极上沿着一第一水平线设置，而该第二发射源于该第二电极上沿着不同于该第一水平线的一第二水平线设置， 且该第一发射源与该第二发射源在一垂直方向上为交错排列。
7.如权利要求4所述的显示装置，其中该第一发射源与该第二发射源呈方形、圆形或三角形。
8.如权利要求4所述的显示装置，其中该些像素以矩阵的方式排列，位于同一排的多个像素接收该第一控制讯号，以及位于同一列的多个像素接收该第二控制讯号。
9.如权利要求4所述的显示装置，其中该第一发射源位于该第一电极之上，该第二发射源位于该第二电极之上。
全文摘要
一种场发射结构驱动方法与显示装置。该驱动方法应用于一场发射结构，该场发射结构包含有至少一像素，每一像素包含有第一发射源、第二发射源、第一电极以及第二电极，该驱动方法包含有接收第一控制讯号以及第二控制讯号；以及依据该第一、第二控制讯号来控制该第一、第二发射源，其中当该第一、第二控制讯号具有第一相位差时，该第一、第二发射源所发射出的电子具有第一强度，以及当该第一、第二控制讯号具有异于该第一相位差的第二相位差时，该第一、第二发射源所发射出的电子具有异于该第一强度的第二强度。
文档编号G09G3/20GK102254507SQ20111020734
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年6月8日
发明者邱胜正, 郭志彻 申请人:友达光电股份有限公司