專利名稱：一種動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光源，特別是涉及一種動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源。
背景技術(shù)：
背光源在信息顯示領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。目前大面積的背光源主要采用冷陰極熒光 燈(CCFL)或半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)組裝而成，其主要應(yīng)用于包括液晶顯示器在內(nèi)的多種 被動式大面積顯示器。但是，CCFL色域窄、亮度均勻度不夠、壽命短、體積大、功耗高且含有 對環(huán)境有害的金屬汞，這些缺點(diǎn)導(dǎo)致其在大面積背光源領(lǐng)域上的應(yīng)用逐漸被LED背光源代 替。而采用LED作為大面積背光源存在散熱難，發(fā)光不均的問題，需要做復(fù)雜的散熱設(shè)計和 光學(xué)設(shè)計，需要散熱板，導(dǎo)光板等其他散熱及光學(xué)原器件作為輔助組件，導(dǎo)致其應(yīng)用設(shè)計成 本高。隨著信息顯示技術(shù)的發(fā)展以及人們對顯示器件的色彩、節(jié)能等方面要求的不斷提 高，對顯示器背光源的功耗、對比度和色域范圍性能提出了更高的要求，背光源技術(shù)需要朝 低能耗、低成本、高亮度、高對比度以及長壽命等方面發(fā)展。因此，提供一種滿足上述要求并 解決上述LED背光源存在問題的新型背光源具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源，其發(fā)光均勻，擴(kuò)散片、導(dǎo)光 板、反射板等背光源輔助組件，解決了采用CCFL作為背光源時存在的色域窄、亮度均勻度 不夠、壽命短、體積大、功耗高且含有對環(huán)境有害的金屬汞的問題，還解決了采用LED作為 大面積背光源存在的散熱難，亮度不均的問題，大大降低了生產(chǎn)成本的問題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源，其特征在于其包 括若干個場致發(fā)射背光單元，所述若干個場致發(fā)射背光單元相互獨(dú)立設(shè)于一平面上并排列 組合成為大面積場致發(fā)射背光源。所述場致發(fā)射背光單元為二極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元或多極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射 單元。所述二極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元包括陰極、陽極、邊封體、隔離支柱、吸氣劑、排氣 管；所述陽極設(shè)于所述陰極的上方，所述邊封體設(shè)于所述陰極和陽極之間的周側(cè)，所述邊封 體、所述陰極和陽極共同構(gòu)成密封腔；所述隔離支柱設(shè)于所述密封腔內(nèi)且位于陰極與陽極 之間；所述吸氣劑設(shè)于所述密封腔內(nèi)，所述排氣管設(shè)于所述場發(fā)射背光單元的密封腔周部。所述多極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元是平行柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元或前柵結(jié)構(gòu)的場 致發(fā)射單元或后柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元或雙柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元或多柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā) 射單元。本發(fā)明一種動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源采用場致發(fā)射發(fā)光光源，發(fā)光均勻， 無需擴(kuò)散片、導(dǎo)光板、反射板等輔助光學(xué)組件，直接背光，具有低成本、環(huán)保、壽命長、視角 廣、亮度高、能耗低、色域?qū)拸V、響應(yīng)時間短且工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。另外，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)還在于動態(tài)調(diào)光，該動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源的背光區(qū)域分成若干個小區(qū)域，每個小 區(qū)域可根據(jù)對應(yīng)部分的圖像亮度進(jìn)行獨(dú)立調(diào)整，有效提高了被動式大面積顯示器顯示的對 t匕貞。


圖1為實(shí)施例1 二極結(jié)構(gòu)動態(tài)調(diào)光的大面積場致發(fā)射背光源示意圖； 圖2為實(shí)施例1中單個二極式場致發(fā)射單元的結(jié)構(gòu)剖視圖3為實(shí)施例2后柵結(jié)構(gòu)動態(tài)調(diào)光的大面積場致發(fā)射背光源示意圖； 圖4為實(shí)施例2中單個后柵結(jié)構(gòu)場致發(fā)射光源背光單元的立體分解示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明。參閱圖1和圖2，圖1為實(shí)施例1 二極結(jié)構(gòu)動態(tài)調(diào)光的大面積場致發(fā)射背光源示意 圖，圖2為實(shí)施例1單個二極式場致發(fā)射單元的結(jié)構(gòu)剖視圖。在本實(shí)施例1中，該拼接式大 面積場發(fā)射平面顯示光源10包括144個場致發(fā)射背光單元，所述144個場致發(fā)射背光單元 相互獨(dú)立設(shè)于一平面上，并排成9行16列，組合成為大面積場致發(fā)射背光源10。所述場致發(fā) 射背光單元11是二極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元，該二極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元包括陰極21、 陽極20、邊封體22、隔離支柱23、吸氣劑24、排氣管25 ；所述陽極20設(shè)于所述陰極21的上 方，所述邊封體22設(shè)于所述陰極21和陽極20之間的周側(cè)，所述邊封體22、所述陰極21和 陽極20共同構(gòu)成密封腔；所述隔離支柱23設(shè)于所述密封腔內(nèi)且位于陰極與陽極之間，用以 支撐陰極21與陽極20 ；所述吸氣劑24設(shè)于所述密封腔內(nèi)的陰極基板中央，所述排氣管25 設(shè)于所述場發(fā)射背光單元的陰極基板212上，用以在封裝時將密封腔中的氣體排出。所述陰極包括陰極基板212、陰極基板212上的導(dǎo)電層211和電子發(fā)射層210 ；該 陰極基板212上的導(dǎo)電層211設(shè)于陰極基板212上，所述電子發(fā)射層210設(shè)于該陰極基板 212上的導(dǎo)電層211上，所述陰極基板212上的導(dǎo)電層211和設(shè)于該導(dǎo)電層上的電子發(fā)射層 210呈條狀間距分布于所述陰極基板212上。所述陰極基板212是方形的透明玻璃基板， 所述陰極基板上的導(dǎo)電層211是線狀銀漿導(dǎo)電層(導(dǎo)電銀薄膜)。該線狀的銀漿導(dǎo)電層是通 過感光銀漿通過光刻工藝制備或者通過直接絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電銀漿制備而成。所述電子發(fā)射層 210材料是碳納米管發(fā)射材料，其是通過電泳沉積工藝，將碳納米管發(fā)射材料轉(zhuǎn)移到設(shè)于陰 極基板上的導(dǎo)電層211上，形成電子發(fā)射層210。所述陽極20包括陽極基板200、陽極基板上的導(dǎo)電層201、熒光粉層202和鋁膜 203，該陽極基板上的導(dǎo)電層201設(shè)于陽極基板200上，所述熒光粉層202設(shè)于所述陽極基 板上的導(dǎo)電層201上，所述鋁膜203設(shè)于熒光粉層202上。所述陽極基板200是透明玻璃 基板，所述導(dǎo)電層201是ITO透明導(dǎo)電薄膜。所述設(shè)于陽極導(dǎo)電層上的熒光粉層202，選用 高光電轉(zhuǎn)換效率、低應(yīng)用電壓及長余輝并且含有R、G、B彩色熒光粉。所述設(shè)于熒光粉層上 的鋁膜203可以防止熒光粉在電子束轟擊過程中過早老化，同時提高光源亮度。本實(shí)施例1中的邊封體22包含堅固的玻璃條和低熔點(diǎn)玻璃粉，其用于支撐陰極21 和陽極20。此外，隔離支柱23選擇石英玻璃隔離支柱，由于其設(shè)于陰極21和陽極20之間， 在器件封接后也對兩極起到支撐作用。在邊封體22和隔離支柱23的支撐下，場發(fā)射背光單元能夠承受住外界的壓力。本實(shí)施例1中，所述吸氣劑23是集中非蒸散式吸氣劑。在本實(shí)施例中，拼接式大面積場發(fā)射平面顯示光源10使用時，陰極電子發(fā)射層 210在陽極20和陰極21間的電場作用下發(fā)射電子，電子撞擊陽極20中的熒光粉層203，從 而使熒光粉層203發(fā)光。通過控制拼接式大面積場發(fā)射平面顯示光源10中各個獨(dú)立場發(fā) 射背光單元內(nèi)部電子的發(fā)射，進(jìn)而可以分別控制各個獨(dú)立場發(fā)射背光單元的發(fā)光，使拼接 式大面積場發(fā)射平面顯示光源可以動態(tài)調(diào)光。
另外，本實(shí)施例是將144個相互獨(dú)立的場發(fā)射背光單元排成9行16列的大面積方 形場發(fā)射平面光源，其也可以根據(jù)實(shí)際顯示光源面積的要求，將相互獨(dú)立的場發(fā)射背光單 元拼接成不同面積、不同形狀的平面光源，以符合不同場合下的應(yīng)用。參閱圖3和圖4，圖3表示本發(fā)明實(shí)施例2后柵結(jié)構(gòu)動態(tài)調(diào)光的大面積場致發(fā)射背 光示意圖4為實(shí)施例2中單個后柵結(jié)構(gòu)場致發(fā)射光源背光單元的立體分解示意圖。拼接式大 面積場發(fā)射平面顯示光源是由多極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元組成，在本實(shí)施例2中，該多極 式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元為后柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元。具體來說，該拼接式大面積場發(fā)射平 面顯示光源40包括36個場致發(fā)射背光單元41，所述36個場致發(fā)射背光單元41相互獨(dú)立 設(shè)于一平面上，并排成6行6列，組合成為大面積場致發(fā)射背光源40。所述場致發(fā)射背光單 元41是后柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元，該后柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元包括陰極、陽極、邊封體、隔 離支柱、消氣劑、排氣管；所述陽極設(shè)于所述陰極的上方，所述邊封體設(shè)于所述陰極和陽極 之間的周側(cè)，所述邊封體、所述陰極和陽極共同構(gòu)成密封腔；所述隔離支柱設(shè)于所述密封腔 內(nèi)且位于陰極與陽極之間，用以支撐陰極與陽極；所述吸氣劑設(shè)于所述密封腔內(nèi)，所述排氣 管設(shè)于所述場發(fā)射背光單元的周側(cè)；所述陰極包括陰極基板51、柵極導(dǎo)電層52、絕緣介質(zhì) 層53、陰極導(dǎo)電層54和電子發(fā)射層55 ；所述柵極導(dǎo)電層52呈條狀間距分布于所述陰極基 板51上，所述絕緣介質(zhì)層53設(shè)于所述柵極導(dǎo)電層52的上方，所述陰極導(dǎo)電層54設(shè)于所述 絕緣介質(zhì)層53的上方，所述絕緣介質(zhì)層53將柵極導(dǎo)電層52與陰極導(dǎo)電層54絕緣。所述電 子發(fā)射層55設(shè)于所述陰極導(dǎo)電層54的上方，且所述陰極導(dǎo)電層54和電子發(fā)射層55呈條 狀間距分布于所述絕緣介質(zhì)層53上；所述陽極包括陽極基板、陽極基板上的導(dǎo)電層、熒光 粉層和鋁膜，所述導(dǎo)電層設(shè)于陽極基板上，所述熒光粉層設(shè)于所述陽極基板上的導(dǎo)電層上， 所述鋁膜設(shè)于熒光粉層上。所述陰極基板是透明玻璃基板，所述柵極導(dǎo)電層52和陰極導(dǎo)電層54是圓形面銀 漿導(dǎo)電層(導(dǎo)電銀膜)，其中銀漿導(dǎo)電層是通過絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電銀漿制備而成。所述電子發(fā)射 層55的材料是氧化鋅發(fā)射材料，其是通過電泳沉積工藝，將氧化鋅發(fā)射材料轉(zhuǎn)移到導(dǎo)電層 54上，形成電子發(fā)射層55。所述陽極基板上的導(dǎo)電層是ITO透明導(dǎo)電薄膜，該導(dǎo)電層上的熒光粉層選用高光 電轉(zhuǎn)換效率、低應(yīng)用電壓及長余輝并且含有R、G、B彩色熒光粉。所述設(shè)于熒光粉層上的鋁 膜可以防止熒光粉在電子束轟擊過程中的過早老化，同時提高光源亮度。本實(shí)施例2中的邊封體包含堅固的玻璃條和低熔點(diǎn)玻璃粉，其用于支撐陰極和陽 極。此外，隔離支柱選擇石英玻璃隔離支柱，由于其設(shè)于陰極和陽極之間，在器件封接后也 對兩極起到支撐作用。在邊封體和隔離支柱的支撐下，場發(fā)射背光單元能夠承受住外界的壓力。本實(shí)施例2中，所述吸氣劑是集中非蒸散式吸氣劑。在本實(shí)施例2中，拼接式大面積場發(fā)射平面顯示光源40使用時，陰極電子發(fā)射層 在陽極和陰極間的電場作用下發(fā)射電子，電子撞擊陽極中的熒光粉層，從而使熒光粉層發(fā) 光。通過控制拼接式大面積場發(fā)射平面顯示光源10中各個獨(dú)立場發(fā)射背光單元內(nèi)部電子 的發(fā)射，進(jìn)而可以分別控制各個獨(dú)立場發(fā)射背光單元的發(fā)光，使拼接式大面積場發(fā)射平面 顯示光源可以動態(tài)調(diào)光。另外，本實(shí)施例是將36個相互獨(dú)立的場發(fā)射背光單元排成6行6列的大面積方形 場發(fā)射平面光源，其也可以根據(jù)實(shí)際顯示光源面積的要求，將相互獨(dú)立的場發(fā)射背光單元 拼接成不同面積、不同形狀的平面光源，以符合不同場合下的應(yīng)用。此外，上述實(shí)施例中的設(shè)于陰極基板上的導(dǎo)電層也可以是CrCuCr導(dǎo)電層，其中該 CrCuCr導(dǎo)電層可通過光刻工藝制備而成；上述實(shí)施例中的陰極導(dǎo)電層上的電子發(fā)射層還 可以選用納米纖維、氧化鎂、氧化鋅、氧化錫或者相近的納米發(fā)射材料；上述實(shí)施例中的吸 氣劑還可以是蒸散式吸氣劑；上述實(shí)施例中的吸氣劑還可以放置于所述密封腔內(nèi)的其他位 置；上述實(shí)施例中的排氣管還可以設(shè)于所述場發(fā)射背光單元周側(cè)的所述邊封體上，或者設(shè) 于陽極基板上，或者陰極基板上的其他位置；上述實(shí)施例中設(shè)于陰極基板上的導(dǎo)電層還可 以是含有Cr、Cu、Ag、Fe、Al、Ni、Au、Pt、Ti中的一種金屬元素的單層薄膜，或者是含有Cr、 Cu、Ag、Fe、Al、Ni、Au、Pt、Ti中的多種金屬元素的多層復(fù)合薄膜或合金薄膜，或者是含有具 有導(dǎo)電性的Sn的氧化物、Zn的氧化物、In的氧化物中的其中一種氧化物的半導(dǎo)體薄膜，或 者是含有具有導(dǎo)電性的Sn的氧化物、Zn的氧化物、In的氧化物中的多種氧化物組成的半 導(dǎo)體薄膜；上述實(shí)施例中設(shè)于陽極基板上的導(dǎo)電層(包括柵極導(dǎo)電層)還可以是含有Cr、Cu、 Ag、Fe、Al、Ni、Au、Pt、Ti中的一種金屬元素的單層薄膜，或者是含有Cr、Cu、Ag、Fe、Al、Ni、 Au、Pt、Ti中的多種金屬元素的多層復(fù)合薄膜或合金薄膜，或者是含有具有導(dǎo)電性的Sn的 氧化物、Zn的氧化物、In的氧化物中的其中一種氧化物的半導(dǎo)體薄膜，或者是含有具有導(dǎo) 電性的Sn的氧化物、Zn的氧化物、In的氧化物中的多種氧化物組成的半導(dǎo)體薄膜。需要指出的是，多極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元不僅可以采用實(shí)施例2中的后柵極結(jié) 構(gòu)的場致發(fā)射單元，還可以是其它種多極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元，如平行柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā) 射單元、前柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元、雙柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元或多柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元 等。這里就不再一一贅述。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源，其特征在于其包括若干個場致發(fā)射背光單元，所述若干個場致發(fā)射背光單元相互獨(dú)立設(shè)于一平面上并排列組合成為大面積場致發(fā)射背光源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源，其特征在于所述場 致發(fā)射背光單元為二極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元或多極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源，其特征在于所述二 極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元包括陰極、陽極、邊封體、隔離支柱、吸氣劑、排氣管；所述陽極設(shè) 于所述陰極的上方，所述邊封體設(shè)于所述陰極和陽極之間的周側(cè)，所述邊封體、所述陰極和 陽極共同構(gòu)成密封腔；所述隔離支柱設(shè)于所述密封腔內(nèi)且位于陰極與陽極之間；所述吸氣 劑設(shè)于所述密封腔內(nèi)，所述排氣管設(shè)于所述場發(fā)射背光單元的密封腔周部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源，其特征在于所述多 極式結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元是平行柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元或前柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元或后 柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元或雙柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元或多柵結(jié)構(gòu)的場致發(fā)射單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源，其包括若干個場致發(fā)射背光單元，所述若干個場致發(fā)射背光單元相互獨(dú)立設(shè)于一平面上并排列組合成為大面積場致發(fā)射背光源。本發(fā)明解決了采用CCFL作為背光源時存在的色域窄、亮度均勻度不夠、壽命短、體積大、功耗高且含有對環(huán)境有害的金屬汞的問題，還解決了采用LED作為大面積背光源存在的散熱難，亮度不均的問題，大大降低了生產(chǎn)成本的問題。另外，本發(fā)明動態(tài)調(diào)光大面積場致發(fā)射背光源的背光區(qū)域分成若干個小區(qū)域，每個小區(qū)域可根據(jù)對應(yīng)部分的圖像亮度進(jìn)行獨(dú)立調(diào)整，有效提高了被動式大面積顯示器顯示的對比度。
文檔編號H05B33/00GK101835298SQ201010165818
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月8日
發(fā)明者葉蕓, 張永愛, 林志賢, 林金堂, 游玉香, 蘇藝菁, 郭太良 申請人:福州大學(xué)