專利名稱：高效場致發(fā)射面光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效場致發(fā)射面光源裝置，特別涉及一種將從電子放出源中放出的電子作為熒光體，使進行發(fā)光的場致發(fā)射面光源的結(jié)構(gòu)改變，從而大大提高效果的高效場致發(fā)射面光源裝置。
背景技術(shù)：
最近，各種各樣的顯示設(shè)備被開發(fā)出來，光源的重要性也正在被提高。這些光源是將燈絲加熱，利用氣體放電，利用熒光體發(fā)光等各種方法。這些光源只能作為單純的照明設(shè)備使用，但是制成面光源形態(tài)的LCD等顯示背光也能夠被使用。
這種LCD的背光主要使用能夠提高很高的灰度和均勻的發(fā)光區(qū)域的冷陰極管(Cold Cathode Fluorescent LampCCFL)。這種冷陰極管主要是在玻璃管內(nèi)面涂抹上熒光物質(zhì)，在玻璃管的兩邊盡頭形成電極后，將惰性氣體和水銀封入燈內(nèi)進行制造。同時，如果向燈的兩端輸入電壓，上述玻璃管內(nèi)存在的電子便高速向電極移動，同時因為電極和電子的沖突生成的2次電子開始放電，電極中發(fā)散出來的電子與水銀原子沖突，從水銀中產(chǎn)生紫外線。上述紫外線照射到玻璃管內(nèi)面涂抹的熒光體上，生成可視光線。
但是，這種CCFL隨著LCD的大小變得大型化，便要求具有更亮的灰度和更高的效率，從而給使用帶來限制。同時，從環(huán)境保護領(lǐng)域來看，因為水銀的使用越來越受到限制，所以在不使用水銀的同時，便要求使用比CCFL具有更好灰度的效率的新面光源。
在這種新的面光源中，利用場致發(fā)射(Field EmissionFE)的面光源的大小、灰度和效率都嶄露頭角。這種場致發(fā)射的方法是如同使用場致發(fā)射裝置，形成各種形態(tài)的電場放出源后，從上述電場放出源中放出的電子沖突到對面的熒光體上，從而能夠發(fā)光，通過比較簡單的構(gòu)成，能夠獲得高灰度的光源。
圖1是顯示原來場致發(fā)射面光源裝置結(jié)構(gòu)的截面圖。如圖所示，在下玻璃基板10上形成陰極電極20，在其上面形成電子放出源30。同時，利用格外的過程，上玻璃基板40上形成陽極電極50，從而能夠輸入高電壓，在其上面形成由熒光體61、感光乳劑62、反射金屬層(metal back)63組成的熒光部60。此后，上述下板部分和上板部分相對排列(由空閑桿和玻璃料(圖中未顯示)等支撐)，完成場致發(fā)射面光源結(jié)構(gòu)。上述電子放出源30和熒光部60之間維持真空。
眾所周知，上述電子放出源30使用的是微尖(Micro Tip)型、金屬邊(Metal Edge)型、碳納米管(Carbon Nano TubeCNT)型等。
上述場致發(fā)射面光源因為具有高灰度和高效率，使用白色光，制造價格比較低，而且不使用水銀等污染物，有利用保護環(huán)境，所以備受人們關(guān)注。
當然，上述如圖所示的構(gòu)造是向陽極電極50輸入高電壓，是直接放出電子的二極管形態(tài)，但是也可以與上述電子放出源30臨近附加門電極，使用3電極形態(tài)。如圖所示的結(jié)構(gòu)是二極管形態(tài)，如果向上述陽極電極50輸入高電壓，從上述電子放出源30放出電子(點線)，所放出的電子透過反射金屬層63和感光乳劑62，照射到熒光體61上，產(chǎn)生發(fā)光。上述熒光體61產(chǎn)生的光向上述陽極電極50和上玻璃基板40方向放出，向上述反射金屬層63方向發(fā)出的光在反射金屬層63上被反射，從而提高了效率。上述反射金屬層63越厚，反射效率越高，如果越薄的話，光越不反射，越能夠透過掉，在這里，上述光乳劑62是涂抹在熒光體62上，使上述反射金屬層63能夠平坦形成的層。
圖2所顯示的是將圖1中發(fā)光面光源裝置作為背光安裝的LCD結(jié)構(gòu)截面圖。如圖所示，形成場致發(fā)射面光源的下板和上板利用空閑桿70和玻璃料75包上后，在其上面安裝LCD模塊90。在其間為了均勻的光擴散，再安裝擴散板80或者是光棱鏡(圖中未顯示)。具體地說，在這種原有結(jié)構(gòu)中，從電子放出裝置30放出的電子直接射向熒光部60，所以電子沖突的部分就亮，電子不沖突的部分相對比較黑，所以很難看到整體均勻發(fā)光的狀態(tài)。因此，大部分情況下，為了獲得均勻發(fā)光狀態(tài)，必須再增加擴散板80。
如上所述，原有的場致發(fā)射面光源只是照原樣使用電場放出裝置的結(jié)構(gòu)，所以為了使通過電子放出裝置放出的電子到達熒光體，必須透過金屬層和感光乳劑，所以減少了效率，為了提高反射效率，必須盡可能增加其厚度，電子透過的效率便更低了。同時，電子沖突的熒光體是位于最下端的熒光體，下端部熒光體產(chǎn)生的光必須經(jīng)過重疊的上部熒光體放出，所以會產(chǎn)生光損失。同時，電子如果在熒光體上沖突的話，熒光體便發(fā)熱，在原有的結(jié)構(gòu)中，所產(chǎn)生的熱量放出很困難，所以上部形成的擴散板或LCD模塊因為熱量而能夠變形。同時，對于上述陽極層來說，因為必須透過光，所以只能利用效率差的透明電極，如果輸入高電壓的話，能夠產(chǎn)生電力損失。

發(fā)明內(nèi)容
原來的場致發(fā)射面光源都是在下基板上形成電子放出源，放出光的上基板上形成陽極電極、熒光體和反射金屬層，所以應(yīng)該將上述陽極電極理想為透明金屬，電流損失多，從電子放出源放出的電子必須透過反射金屬層，到達熒光體，所以存在效率低下的問題。同時，從發(fā)生電子沖突的熒光體發(fā)出的光必須透過重疊的上部熒光層，所以光有損失，灰度變低，具有熒光體的發(fā)熱發(fā)散很難的結(jié)構(gòu)，所以存在熒光體發(fā)出的熱使裝置變形的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有包括以下各部分的特征在下玻璃基板上利用電阻低、反射效果好的金屬形成厚度在高電壓輸入效率和反射效率設(shè)計標準以上的陽極電極；在上述陽極電極上形成的熒光體層；與上述熒光體層相對分開形成的電子放出裝置；安裝上述電子放出裝置的透明陰極電極；形成上述透明陰極電極的上玻璃基板。
上述電子放出裝置是利用印刷方法對碳納米管印刷而成的。
與上述電子放出裝置臨近另外再包含一個與上述陰極電極在電學上絕緣的門電極。
上述下玻璃基板下部還包括能夠使上述熒光體發(fā)出的熱量有效發(fā)散的放熱板。如上所述，依據(jù)本發(fā)明的高效場致發(fā)射面光源裝置具有如下效果在下板上利用電阻低、反射效果高的金屬形成厚厚的陽極電極，在其上部形成熒光體，從上板上形成陰極電極和電子放出裝置，從電子放出裝置上提供的電子使下板上的熒光體發(fā)出并反射的光通過上述上板被放出，電子能夠直接到達熒光體，同時，使所產(chǎn)生的光不經(jīng)過另一熒光層，提高了發(fā)光效果，制作過程很簡單，從而能夠降低費用，并能夠使陽極電極的電子特性上升，從而不僅能夠提高消耗電力效率，而且也能夠解決由發(fā)熱所引起的可靠性問題。


圖1是顯示原來場致發(fā)射面光源裝置結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是將原有的場致發(fā)射面光源裝置作為背光安裝的LCD結(jié)構(gòu)截面圖。
圖3是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的場致發(fā)射面光源裝置的結(jié)構(gòu)截面圖。
圖4是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的將場致發(fā)射面光源裝置作為背光安裝的LCD結(jié)構(gòu)截面圖。
圖5是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的場致發(fā)射面光源裝置上安裝的放熱板結(jié)構(gòu)截面圖。
圖6是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的場致發(fā)射面光源和原來的場致發(fā)射面光源對比效果圖表。
附圖主要部分符號說明80擴散板 90LCD模塊100下玻璃基板110陽極電極120熒光體130上玻璃基板140陰極電極 150電子放出裝置160空閑桿165玻璃料
200放熱板具體實施方式
下面，將通過一個實施例對具有上述構(gòu)成的本發(fā)明進行詳細說明。圖3所顯示的是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的場致發(fā)射面光源裝置的結(jié)構(gòu)截面圖。
如圖所示，很明顯是向形成電子放出源150的上玻璃基板130方向放出光。即，在如圖所示的實施例中，不放出光的下玻璃基板100上面并不利用陽極電極110和熒光體120形成格外的感光乳劑或反射金屬層，上玻璃基板130上形成陰極電極140和電子放出裝置150后，上述下玻璃基板100上的熒光體120和上述上玻璃基板130上的電子放出裝置150反向分開排列。
如上所述，本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)與原來的結(jié)構(gòu)相比，沒有必須在熒光體120上疊加感光乳劑或反射板，所以制造過程變簡單了，制造費用減少了，能夠獲得最基本的效果。
當然，上述結(jié)構(gòu)與原來的結(jié)構(gòu)相比變得更單純，更適用于使用面光源的目的。因此，本發(fā)明有必要關(guān)注這種轉(zhuǎn)換。
原來的場致發(fā)射面光源主要使用從場致發(fā)射裝置發(fā)出光的技術(shù)，場致發(fā)射裝置只是單純的白色光等系列光放出裝置。即，仍然繼續(xù)使用原來的場致發(fā)射裝置的基本結(jié)構(gòu)，并不是個別驅(qū)動，而是為了整體驅(qū)動，仍然使用電極原來的結(jié)線程度，所以對于電場來說很關(guān)鍵的場致發(fā)射裝置仍然繼承了非有效結(jié)構(gòu)的問題。
為此，在本發(fā)明中，使用了發(fā)光面的焦點更加均勻的面光源，因此是更加適合的場致發(fā)射結(jié)構(gòu)，能夠解決原來所有的問題。
現(xiàn)在，將對本發(fā)明中通過結(jié)構(gòu)的變更所帶來的功能上的改善進行一一說明。
首先，將對在下玻璃基板100上形成的陽極電極110進行關(guān)注。在本發(fā)明中，陽極電極110并不是所發(fā)出光的前進光路方向，所以沒有必要形成透明的金屬，厚度也不受到影響，所以能夠形成電阻低的不透明金屬，能夠形成輸入高電壓沒有電力損失的厚度。同時，因為在上述陽極電極110上形成熒光體120，所以從熒光體120向陽極電極110方向放出的光線能夠被反射的話，陽極電極110同時也具有反射層的作用。具體地說，對于反射層來說，厚度直接對反射效率產(chǎn)生影響，所以如果說充分厚度的陽極電極110由電阻低反射效率高的金屬形成的話，由輸入高電壓引起的電力損失便降低，反射光的效率也能夠提高。
現(xiàn)在，讓我們來關(guān)注熒光體120的安裝。現(xiàn)存的結(jié)構(gòu)是電子與熒光體重疊層(一般由2-3層重疊形成的結(jié)構(gòu))下端沖突，所產(chǎn)生的光透過上述重疊的上部熒光體被放出，所以雖然產(chǎn)生光損失，但是在本發(fā)明中，從上板的電子放出裝置150提供的電子沖突部分為熒光體120的最上端部分，該部分所產(chǎn)生的光仍然反射，因為通過上基板130放出，所以也不會發(fā)生重疊的熒光體灰度減少。
同時，不規(guī)則的熒光體120表面所產(chǎn)生的光向上方展開，這具有不能作為電場放出裝置使用的特性，但是作為面光源，它成為了能夠提供均勻灰度分布的最佳特性。
同時，如果觀察上板結(jié)構(gòu)的話，上玻璃基板130部分由透明金屬形成陰極電極140，在其上面形成電子放出裝置150，陰極電極140電流的流動比較微弱，所以即使厚度很薄也能夠充分發(fā)揮作用。上述電子放出裝置150與整體發(fā)光面積相比，具有相對小的面積，所以實際上應(yīng)該放出光的整體上板透明度與形成原來厚的陽極電極的上板相比，其效率更高。上述電子放出裝置150是利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)對碳納米管進行印刷而成的，形成點(dot)形態(tài)，因此能夠大大提高效率和過程。同時，碳納米管比較低的陽極電壓也放出電子，所以將碳納米管作為電子放出裝置150使用的話比較理想。當然，也能夠使用其它種類的電子放出源。
如上所述，如果使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，便能夠獲取更簡單的制作過程，改善電效率，提高灰度。但是，本發(fā)明的效果并不局限于這種效率或灰度的提高，提高其信賴性也是其另一個效果。
在原來的技術(shù)中，依靠電子的沖突，發(fā)熱的熒光體位于發(fā)光的上板上，所以在上板上不具備放熱板，因為發(fā)熱而會使元件變形。具體地說，這種場致發(fā)射面光源作為背光使用的話，上述上板上使顯示模塊(LCD模塊等)最大化，所以顯示模塊上傳導熱量，使高價的顯示模塊特性低下，便發(fā)生變形等問題，但是，在本發(fā)明中，發(fā)生熱量的熒光體120位于下玻璃基板100上，上述下板雖然是發(fā)光面，不是顯示模塊結(jié)合面，所以上述下玻璃基板100上可以增加放熱板，所以能夠解決由發(fā)熱所帶來的信賴性低下的問題。
因此，本發(fā)明可以被看作通過簡單的結(jié)構(gòu)變更，將制作過程效率，電效率和發(fā)光效率全部提高，從而提高可信性。
圖4所顯示的是圖3中的將場致發(fā)射面光源裝置作為背光安裝的LCD結(jié)構(gòu)截面圖。如圖所示，形成場致發(fā)射面光源的下板和上板利用空閑桿160和玻璃料165包上后，在其上面安裝LCD模塊90。在其間也可以再增加用于光均勻擴散的擴散板80或者是棱鏡(圖中未顯示)等。在本發(fā)明中，因為面光源本身的光均勻擴散，所以上述擴散板80的擴散程度也能夠降低。這是非常重要的，擴散板80的擴散程度越高，光損失越高，不管使用或者不使用低擴散程度的擴散板80，都能夠獲得附加的灰度改善效果。
圖5所顯示的是圖4中的場致發(fā)射面光源裝置上安裝的放熱板結(jié)構(gòu)截面圖。
如圖所示，在下玻璃基板100上也可以安裝另外的放熱板200，包上如上所述的LCD模塊和面光源的顯示部模塊的機殼或者是產(chǎn)品外殼與下玻璃基板100寬面接觸，便不能夠得到發(fā)熱效果。
如上所述的結(jié)構(gòu)雖然以二極管結(jié)構(gòu)為根本，與電子放出裝置臨近，再多加一個門電極，與陰極電極電子絕緣的話，也可以形成3電極結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明不會受到電極結(jié)構(gòu)的限制。
圖6所顯示的是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的場致發(fā)射面光源和原來的場致發(fā)射面光源對比效果圖表。為了進行這種對比，將碳納米管印刷成圓點形態(tài)的電子放出源，熒光體使用陰極線管(CRT)用P22熒光體。同時，在本發(fā)明的實施例中，使用鋁3000成膜制成陽極電極。
如圖所示的陽極電壓面光源的效率，本發(fā)明的效率與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比有很大的提高。例如，陽極電極如果是10kV的話，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的電壓為25lm/W的效率，相反本發(fā)明的效率卻是40lm/W，由此看來，陽極電壓如果是10kV的話，本發(fā)明的效率要比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的效率高大約60％。
通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。因此，本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1.一種高效場致發(fā)射面光源裝置，其特征在于，包括以下部分在下玻璃基板上利用電阻低、反射效果好的金屬形成厚度在高電壓輸入效率和反射效率設(shè)計標準以上的陽極電極；在所述陽極電極上形成的熒光體層；與所述熒光體層相對分開形成的電子放出裝置；安裝所述電子放出裝置的透明陰極電極；形成所述透明陰極電極的上玻璃基板。
2.如權(quán)利要求1所述的高效場致發(fā)射面光源裝置，其特征在于，上述電子放出裝置是利用印刷方法對碳納米管印刷而成的。
3.如權(quán)利要求1所述的高效場致發(fā)射面光源裝置，其特征在于，與所述電子放出裝置臨近還包括一個與所述陰極電極在電學上絕緣的門電極。
4.如權(quán)利要求1所述的高效場致發(fā)射面光源裝置，其特征在于，在所述下玻璃基板下還包括能夠使所述熒光體發(fā)出的熱量有效發(fā)散的放熱板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效場致發(fā)射面光源裝置。它由以下各部分構(gòu)成在下玻璃基板上利用電阻低、反射效果好的金屬形成厚度在高電壓輸入效率和反射效率設(shè)計標準以上的陽極電極；在上述陽極電極上形成的熒光體層；與上述熒光體層相對分開形成的電子放出裝置；安裝上述電子放出裝置的透明陰極電極；形成上述透明陰極電極的上玻璃基板。本發(fā)明提高了發(fā)光效果，制作過程很簡單，從而能夠降低費用，并能夠使陽極電極的電子特性上升，從而不僅能夠提高消耗電力效率，而且也能夠解決由發(fā)熱所引起的可靠性問題。
文檔編號H01J63/02GK101042980SQ20061003898
公開日2007年9月26日 申請日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者姜南錫 申請人:樂金電子(南京)等離子有限公司