[发明专利]一种发光图案可调可控的双电极结构场发射发光管

说明书

技术领域

 本发明涉及发光及显示技术领域，具体为一种发光图案可调可控的双电极结构场发射发光管及其装配方法。 

背景技术

发光二极管（Light Emitting diode）简称LED，其发光原理是利用PN结中电子与空穴复合时的辐射效应发出可见光；选用材料多为半导体发光物质，如镓（Ga）与砷（As）或磷（P）的化合物，化学组成不同，材料的发光颜色（发光波长）也就不一样。此类LED的制作工艺和结构较为复杂，颜色品种单一且发光亮度偏低。 

与传统LED不同，场发射发光管是通过外加电场的作用使阴极材料发射出电子，经电场加速后击打在荧光粉薄膜上形成可见光，荧光粉的不同决定了发光管的颜色。与传统的LED相比，场发射发光管的制作工艺简单、能耗低、亮度高、使用寿命长，可用于大屏幕显示、广告牌、照明管、交通指示灯等。 

需要指出的是，场发射发光二极管的颜色及显示图形主要决定于荧光粉薄膜，在涂装完成后就无法再加以调整、控制。如采用丝网印刷等技术装配可矩阵寻址的场发射阴极，能使场发射现象发生于特定区域，从而实现显示图案控制，但其生产成本较高，结构也颇为精细、复杂。 

发明内容

本发明的目的是提供一种显示图案可调可控的双电极结构场发射发光管及其装配方法。采用本发明可以获得一种工作电压低、亮度高的双电极结构场发射发光管，其特征是不需使用任何复杂的电子控制系统即可实现发光图形的有效控制及调整，具有结构简单、组装方便、调控效果好、成本低廉等工艺技术特点。 

本发明实现场发射发光管的双电极结构组装及图案调控的技术方案是： 

附图1给出了显示图案可调可控的双电极结构场发射发光管结构示意图，其中：

场发射发光管采用双电极结构，阳极1为涂覆有荧光粉薄膜的氧化铟锡（ITO）透明导电玻璃，阴极则是具有宏观高度、大长径比特征的针尖式场发射体2，垂直固定于导电基板4上；导电基板与导电玻璃阳极平行相对，场发射体端面与导电玻璃阳极间距0.2 ~ 2 mm。

场发射体高度0.2 ~ 10 mm，直径不大于0.5 mm，其发射端面、局部或整体为碳质纳米线、纳米带、纳米管、纳米棒、纳米锥、石墨烯片或纳米薄膜中的一种，也可为多种碳质纳米材料的复合结构。 

在针尖式场发射体周边，有图案调控组件对称布置于导电基板3上。发光图案调控组件的组成材料为玻璃、陶瓷等绝缘材料，也可为与导电基板及场发射体不连通的导体或半导体材料如金属、ITO等；其外型为片状或薄膜状，厚度不得高于场发射体。图案调控组件的外形及排列方式决定发光图案。 

场发射二极管结构置于一玻璃真空腔体5内，有导线6分别连通外部及导电基板、ITO阳极及图案调控组件。场发射体与ITO阳极间的电势差用于实现电子的场发射；图案调控组件的介电常数、外形、排列方式、通电状态等可实现发光管显示图案的有效调控。 

本发明的优点及有益效果是： 

1、本设计方法巧妙利用介电效应对电场分布的影响，在双电极场发射结构中引入适当的图案控制组件，不需使用任何电子元件即可完成电子轨迹的可控偏转，从而实现场发射发光管的显示图案控制，具有节能、环保、工作电压低、图案调控效果好、发光亮度大等特点。

2、与传统发光管图形控制方案（控制场发射阴极的排列分布或荧光粉薄膜的形态）相比，本设计方法工艺简单，成本低廉，实施方便，技术门槛低，有利于本设计方法的实用推广。 

3、与三电极式场发射发光管相比，本设计方法不使用单独的门电极用于电子引出，全部电子由涂覆有荧光粉薄膜的ITO阳极接收，因此发光效率高，亮度大，能源利用率得到大幅提高，而且发光管结构简单，组装方便，成本低廉。 

附图说明

图1 显示图案可调控的场发射发光二极管装配示意图。 

图2 对称布置钠铝硅玻璃组件对针尖式场发射体I-V特性及显示图案的影响。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明加以说明，但发明保护内容不局限于所述实施例： 

实施例1

发光控制组件和显示图形如图2所示。