本發(fā)明專利技術涉及發(fā)光與顯示技術領域，是一種發(fā)光圖案可調可控的雙電極式場發(fā)射發(fā)光管及其組裝方法。本方法在導電基板上組裝一個大高徑比的宏觀場發(fā)射體，發(fā)射體表面、局部或全部為碳質納米管、納米線、納米纖維或石墨烯片作為場發(fā)射源，周邊對稱布置有圖案控制組件；涂敷有熒光粉薄膜的導電玻璃作為陽極，與陰極導電基板平行相對；發(fā)光結構置于一真空密閉玻璃腔體中，由導線與外界相連通。本發(fā)明專利技術利用宏觀大高徑比場發(fā)射尖端在特定介質圍護條件下的特殊場發(fā)射電流-電壓關系及電子運行軌跡的變化規(guī)律，實現雙電極結構場發(fā)射發(fā)光管在外加電壓或控件絕緣狀態(tài)引導下的發(fā)光顯示圖案的控制、變換。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及發(fā)光及顯示
，具體為一種發(fā)光圖案可調可控的雙電極結構場發(fā)射發(fā)光管及其裝配方法。
技術介紹
發(fā)光二極管(Light Emitting diode)簡稱LED,其發(fā)光原理是利用PN結中電子與空穴復合時的福射效應發(fā)出可見光；選用材料多為半導體發(fā)光物質，如鎵(Ga)與砷(As)或磷(P)的化合物，化學組成不同，材料的發(fā)光顏色(發(fā)光波長)也就不一樣。此類LED的制作工藝和結構較為復雜，顏色品種單一且發(fā)光亮度偏低。與傳統LED不同，場發(fā)射發(fā)光管是通過外加電場的作用使陰極材料發(fā)射出電子，經電場加速后擊打在熒光粉薄膜上形成可見光，熒光粉的不同決定了發(fā)光管的顏色。與傳統的LED相比，場發(fā)射發(fā)光管的制作工藝簡單、能耗低、亮度高、使用壽命長，可用于大屏幕顯示、廣告牌、照明管、交通指示燈等。需要指出的是，場發(fā)射發(fā)光二極管的顏色及顯示圖形主要決定于熒光粉薄膜，在涂裝完成后就無法再加以調整、控制。如采用絲網印刷等技術裝配可矩陣尋址的場發(fā)射陰極，能使場發(fā)射現象發(fā)生于特定區(qū)域，從而實現顯示圖案控制，但其生產成本較高，結構也頗為精細、復雜。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種顯示圖案可調可控的雙電極結構場發(fā)射發(fā)光管及其裝配方法。采用本專利技術可以獲得一種工作電壓低、亮度高的雙電極結構場發(fā)射發(fā)光管，其特征是不需使用任何復雜的電子控制系統即可實現發(fā)光圖形的有效控制及調整，具有結構簡單、組裝方便、調控效果好、成本低廉等工藝技術特點。本專利技術實現場發(fā)射發(fā)光管的雙電極結構組裝及圖案調控的技術方案是附圖I給出了顯示圖案可調可控的雙電極結構場發(fā)射發(fā)光管結構示意圖，其中場發(fā)射發(fā)光管采用雙電極結構，陽極I為涂覆有熒光粉薄膜的氧化銦錫(ITO)透明導電玻璃，陰極則是具有宏觀高度、大長徑比特征的針尖式場發(fā)射體2，垂直固定于導電基板4上；導電基板與導電玻璃陽極平行相對，場發(fā)射體端面與導電玻璃陽極間距O. 2 2 mm。場發(fā)射體高度O. 2 10 _，直徑不大于O. 5 _，其發(fā)射端面、局部或整體為碳質納米線、納米帶、納米管、納米棒、納米錐、石墨烯片或納米薄膜中的一種，也可為多種碳質納米材料的復合結構。在針尖式場發(fā)射體周邊，有圖案調控組件對稱布置于導電基板3上。發(fā)光圖案調控組件的組成材料為玻璃、陶瓷等絕緣材料，也可為與導電基板及場發(fā)射體不連通的導體或半導體材料如金屬、ITO等；其外型為片狀或薄膜狀，厚度不得高于場發(fā)射體。圖案調控組件的外形及排列方式決定發(fā)光圖案。場發(fā)射二極管結構置于一玻璃真空腔體5內，有導線6分別連通外部及導電基板、ITO陽極及圖案調控組件。場發(fā)射體與ITO陽極間的電勢差用于實現電子的場發(fā)射；圖案調控組件的介電常數、外形、排列方式、通電狀態(tài)等可實現發(fā)光管顯示圖案的有效調控。本專利技術的優(yōu)點及有益效果是 I、本設計方法巧妙利用介電效應對電場分布的影響，在雙電極場發(fā)射結構中引入適當的圖案控制組件，不需使用任何電子元件即可完成電子軌跡的可控偏轉，從而實現場發(fā)射發(fā)光管的顯示圖案控制，具有節(jié)能、環(huán)保、工作電壓低、圖案調控效果好、發(fā)光亮度大等特點。2、與傳統發(fā)光管圖形控制方案(控制場發(fā)射陰極的排列分布或熒光粉薄膜的形態(tài))相比，本設計方法工藝簡單，成本低廉，實施方便，技術門檻低，有利于本設計方法的實用推廣。 3、與三電極式場發(fā)射發(fā)光管相比，本設計方法不使用單獨的門電極用于電子引出，全部電子由涂覆有熒光粉薄膜的ITO陽極接收，因此發(fā)光效率高，亮度大，能源利用率得到大幅提高，而且發(fā)光管結構簡單，組裝方便，成本低廉。附圖說明圖I顯示圖案可調控的場發(fā)射發(fā)光二極管裝配示意圖。圖2對稱布置鈉鋁硅玻璃組件對針尖式場發(fā)射體J-K特性及顯示圖案的影響。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術加以說明，但專利技術保護內容不局限于所述實施例 實施例I 發(fā)光控制組件和顯示圖形如圖2所示。以宏觀長度碳納米管繩為場發(fā)射體，其有效高度為2. 5 _，直徑ΙΟΟμπι。顯示圖案控制組件由兩片鈉鋁硅玻璃I制成，單片外形尺寸12x8 X I (mm)，對稱布置于場發(fā)射體2兩側，間距6 mm ;平板陽極采用ITO導電玻璃，上面涂覆有熒光粉薄膜；場發(fā)射體尖端與ITO陽極間距約I mm。工作狀態(tài)下，外加電壓(正電勢)施加于ITO陽極，場發(fā)射體接地。當外加電壓低于550V，顯示圖案呈圓斑狀；外加電壓高于570V，顯示圖案則決定于控制組件的外輪廓，近于矩形。實施例2 與實施例I不同之處在于外加電壓(負電勢)施加于場發(fā)射體，ITO陽極則接地。顯示圖案形式與實施例I相同。實施例3 場發(fā)射體本體為銅質細絲，其有效高度為5. O mm，直徑200 μ m，頂端表面存在碳納米管薄膜。顯示圖案控制組件由兩片陶瓷素片制成，單片外形尺寸12 X 10 X 3(_)，對稱布置于場發(fā)射體兩側，間距6 mm ;平板陽極采用ITO導電玻璃，上面涂覆有熒光粉薄膜；場發(fā)射體尖端與ITO陽極間距約O. 5 mm。工作狀態(tài)下，外加電壓(負電勢)施加于場發(fā)射體，ITO陽極接地。當外加電壓高于特定電勢差，顯示圖案由圓斑狀轉變?yōu)榻凭匦危愃朴诳刂平M件的外輪廓。實施例4場發(fā)射體本體為鎳質細絲,其有效高度為3. O mm，直徑200 μ m，頂端固定一段碳納米管繩(長度2. Omm,直徑80 μ m)。顯示圖案控制組件由兩片ITO玻璃制成,單片外形尺寸10 x8 X I (_)，對稱布置于場發(fā)射體兩側，間距6 _，涂覆有導電薄膜一側面向陽極；平板陽極同樣采用ITO導電玻璃，上面涂覆有熒光粉薄膜；場發(fā)射體尖端與ITO陽極間距約O. 2 mm。工作狀態(tài)下，外加電壓(負電勢)施加于場發(fā)射體，ITO陽極接地。當外加電壓高于特定電勢差，顯示圖案由圓斑狀轉變?yōu)榻凭匦危愃朴诳刂平M件的外輪廓，。實施例5 圖形控制組件形狀及顯示圖形如圖3所示。以宏觀長度碳納米管繩為場發(fā)射體，其有效高度為2. 5 _，直徑ΙΟΟμπι。顯示圖案控制組件由正方形銅質薄片制成，邊長15mm,厚度O. 2mm,中心開有直徑4mm的圓孔,用于場發(fā)射體的伸出；銅片本身與陰極、陽極相絕緣；平板陽極采用ITO導電玻璃，上面涂覆有熒光粉薄膜；場發(fā)射體尖端與ITO陽極間距約I mm見圖3a。工作狀態(tài)下，外加電壓(正電勢)施加于ITO陽極，場發(fā)射體接地。工作狀態(tài)下，顯示圖案則決定于控制組件的外輪廓，近于矩形見圖3b。實施例6 圖形控制組件形狀及顯示圖形如圖4所示。以宏觀長度碳納米管繩為場發(fā)射體，其有效高度為2. 5 _，直徑ΙΟΟμπι。顯示圖案控制組件由銅質薄片制成，呈花朵形見圖4a，厚度O. 5mm，中心開有直徑6mm的圓孔，用于場發(fā)射體的伸出；銅片本身與陰極、陽極相絕緣，由導線與外界連通；平板陽極采用ITO導電玻璃，上面涂覆有熒光粉薄膜；場發(fā)射體尖端與ITO陽極間距約I mm。外加電壓(正電勢)施加于ITO陽極，場發(fā)射體接地。工作狀態(tài)下，顯示圖案則決定于控制組件的外輪廓，呈花朵形狀見圖4b ;采用連通導線使圖案調控組件即銅片接地，則顯示圖案恢復圓斑狀。實施例7 圖形控制組件形狀及顯示圖形如圖5所示。以宏觀長度碳納米管繩為場發(fā)射體，其有效高度為4 mm，直徑20 μ m。顯示圖案控制組件由ITO玻璃制成，4片，呈矩形見圖5a，單片外形尺寸10 x 4 x l(m本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種發(fā)光圖案可變換的雙電極結構場發(fā)射發(fā)光管，包括一真空封裝的玻璃腔體，其特征在于：與接線柱導通的導電基板上固定有具有宏觀長度、大長徑比特征的場發(fā)射體作為電子源；陽極由透明導電玻璃構成，上面涂敷有熒光粉膜；圖案變換控制組件布置于導電基板上，相對針尖狀場發(fā)射體位置對稱分布，以外加電壓或控制組件通/斷電狀態(tài)作為控制信號。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：佟鈺，劉俊秀，夏楓，張婷，曾尤，
申請(專利權)人：沈陽建筑大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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