1 由互相垂直的阴极条和阳极条构成像素点阵列，每个像素内有大量的微尖发射体，微尖发射电流的统计平均产生了很好的冗余度和均匀性。设计中阳极条由导电银浆衬底和荧光粉套印成行，阴极条由导电银浆衬底和碳纳米管套印成列，并分别在阳极条行和阴极条列之间布以绝缘支柱，然后以低玻粉胶合封装，抽真空并蒸散消气剂。 CNT FED与外部电路之间用柔性印刷电路板连接。
在显示屏的制作过程中，采用后处理技术有效改善了发光均匀性 采用阴极共烧结技术有效提高了场发射稳定性 测试结果表明， CNT FED的亮度已达10 4 cd/ m 2，显示分辨率为160 120像素，有效显示尺寸为13 97 cm（ 5 5英寸） ，在1 400 cd/ m 2亮度下的功耗为3 mW/ m 2。
2驱动电路2. 1驱动方法采用全丝网印刷技术制作的两级结构CNT FED具有两个显著特点：一是驱动电压比较高，需要场强达到2 V/ m甚至更高；二是驱动电流小，微弱的电流就可以点亮一个像素点，对于0 4 mm 0 4 mm的发射面积， 0 34 A的漏电流即可将其点亮。因而，本文设计的CNT FED驱动电路为电压控制型。
在一定频率下，人眼感受光照是视觉惰性效果和对光强时间积分效果的综合，在比较了常见的ADS、ALIS等驱动方法 后，本文采用ADS子场分离的驱动方法，通过调节每一子场脉冲宽度来进行灰度显示，每一子场时间内又包括寻址期、维持期，分子场显示原理如所示。中一帧图像数据分为8个子场 ，脉冲宽度比为 控制像素点在各子场中的开关，即可实现既定的亮度显示，方法简单。
256级灰度显示原理2. 2驱动电路的整体结构CNT FED驱动电路包括接口电路、显示控制电路、行驱动电路和列驱动电路4个部分，驱动电路原理如所示。
CNT FED驱动电路结构框图接口电路将来自其他媒体的模拟信号转化为数字信号，本文采用T HS8083A专业视频信号数字化电路输出行、场同步信号、时钟信号和R、G、B各8位数据信号。
显示控制部分实现电路的开机故障自检、图像数据的抽取和传送、时钟的分频以及整个电路的时钟协调。本文采用AT M EL公司的AT89LS8252单片机作主控芯片，采用AT28C256可擦写的5 V Flash闪速存储器做图像数据缓存， AT 89LS8252在24 M Hz时钟驱动下，控制电路各部分工作时序，按照地址信号，在FLASH中查询当前子场中当前行上的160个数据点， 行驱动电路结合消影信号和反向控制等信号打开或者关闭某显示行，即将低压的寻址信号转换为高压信号。每个子场中所有行信号是等宽电平扫描，一个子场中的行扫描波形如a所示，需要显示的行被置为高电平，不需要显示的行则全部置为低电平。第1行显示时，列数据显示原理如b所示。行驱动电路采用自举电路实现，如所示。输入信号V in经过T 1、T 2光电耦合器隔离，并转换为高压信号， 2个光耦的输出同时通、断，高压场效应管M 1、M 2的栅极接收光耦输出， 2个场效应管互补通断。
电容C 1和快速恢复二极管D 1构成自举电路驱动高压场效应管。由于采用自举电路结构，使得行驱动电路结构简单且速度快，易于实现多级灰度显示。另外，由于行信号开关频率一定，行驱动电路采用图腾L 0 L 119为行数； c 0 c 159为列数（ a）行扫描（ b）列数据行扫描驱动波形及列数据显示原理图V in为输入信号； V out为输出信号； V CC为数字电源； V DD为模拟电源； R 1、R 2为光藕输入端电阻； R 3、R 4为源、漏极电阻；M 1、M 2为高压场效应管； T 1、T 2为光电耦合器行驱动电路原理图柱电路结构，有效保证了上下沿宽度一致。
列驱动电路 是电平扫描电路，将低压的数据信号转换为高压信号。高电平对不点亮的像素点有效，起到关闭二极型像素点的作用，此电路的高电压一般不高于500 V，比用于行寻址的电压低。列电路仍采用图腾柱结构，一路用串联光耦T 1、T 2代替高压场效应管，另一路用光电耦合器T 3进行高低压信号分离，高压场效应管M 1的栅极接收光耦输出，与串联光耦输出互补通断。
3驱动电路分析为了有效提高显示亮度，采用光耦、高压场效应管等分立器件设计了高压驱动电路。为满足场光射高达10 - 6 10 - 8 Pa的度条件，采用丝网印刷技术制作的CNT FED封装后的阴、阳极间距比较大，达到100 200 m，因而要求像素点正常点亮时所需场强较大，而目前所见集成度较高的高压驱动接口集成电路都有一定电压限制，一般小于等于300 V，为此本文采用分立元件设计行高压驱动电路，使得阳极高压可达到700 1 000 V.另外，由于在烧结过程中印刷浆料发生流变行为导致行与行、列与列电极之间平行度比较差，大的间距下电子散射容易造成相邻行、列上像素点被点亮的串亮现象，本文在列电路上也采用高的驱动电压，在像素点不被点亮时，采用反向电压将像素点上的压降限定在开启电压之下，不仅保证了全屏像素点有效开启，而且抑制了行、列像素点之间的串亮现象，实现了准确的高亮度显示。
由于套印的阴极发射表面不够平整，不同像素点的阴、阳极间距有几微米差异，导致同样外电压驱动时，不同像素点间有较小的亮度差异，为此在行驱动电路高压输出与屏之间设计了限流电路，不仅能保护像素点，同时也能对电流起到负反馈作用。当像素点的发射电流增大时，限流电阻上的压降增大，使通路电流减小；当发射电流减小时，限流电阻上的压降减小，结果使通路电流增大。因此，增加限流电阻对显示亮度均匀性有一定的调节作用。
为了抑制串亮现象，采用高压对阴极进行水隐。
由于显示屏也具有微电流即可点亮的特点，电流不足1 A，因此我们在设计中，对于不需要点亮的像素点进行电压反向设置，即对不亮的像素点所对应的阴极列施加高电压，将阴、阳极间电压限制在100 V，有效地防止了相邻行、列间的串亮，可确保图像的正确显示。
驱动电路采用脉冲移位序列产生行信号。在接受每一个场同步信号时，控制芯片向移位寄存器里打入一个高电平 1？，即该数据存在行移位寄存器的**位，用来驱动**行，同时配以计数器计数列时钟来设定行时钟，在下一个行时钟到来时，移位寄存器中数据 1？向下移一位，在下一个引脚输出驱动相应行，对于120行的CNT FED，当移位脉冲来了119个之后，这个高电平就移到经过串联后的第120个输出引脚，完成了一个子场的扫描，对应于5位显示， 5个子场过后完成了一个完整帧显示。逻辑时序如所示，列数据为32位并行输出，因而一个行时钟对应于32个列时钟。
另外，在CNT FED的电源设计中采用开关电源，外接可调电阻，实现了电压从250 V到600 V之间的可调输出，对驱动不同参数显示屏具有一定兼容性，扩展了电路的适应性。为提高实验安全性，还设计了两级保护系统。整体电路设计完备，自顶向下的模块化设计、成熟的电路技术和电子器件的应用都有效地提高了电路系统的可靠性和稳定性，且利于降低成本。驱动显示效果图如所示。
行、列驱动电路时序图全印刷CNT FED的显示效果图4结论根据CNT FED器件的特点研制出配套驱动电路，是CNT FED走向市场的关键环节之一。采用丝网印刷技术制作的CNT FED器件具有成本低、易于制作大面积显示器的优势，同时也有驱动电压高、制作精度低的不足。采用分立器件设计行、列驱动电路的高压驱动部分，不仅降低了驱动电路成本，而且有效提高了显示亮度；采用限流电阻使全屏显示的均匀性得到了改善，从电路角度提高了显示器件的性能。
下一步的研究工作将针对低压型CNT FED的驱动问题，设计集成度更高的驱动电路。
(完)
鲁公网安备37030402001756
