[发明专利]发光装置及相关制造方法

说明书

相关申请

本申请要求于2004年12月16日提交的第60/637,069号美国临时 申请的优先权，该临时申请的内容通过引用并入本文。

背景技术

用于显示(例如广告、标牌、发出信号或发出事故信号)的光源 通常有两种：白炽灯和发光二极管(LED)。这两种光源中的每一种 都存在使其在某些应用中不合乎要求的缺点。例如，虽然白炽灯容易 制成多种颜色，并且能够发出基本上可从任意角度看到的亮光，但是， 相较于所发出光的质量，白炽灯会产生大量热量。因而，白炽灯产生 的热量会浪费电功率。

可选地，相较于所发出的光，LED产生相对较低的热量，因而与 白炽灯相比，LED使用相对较少的电功率。然而，LED具有许多局限。 例如，LED通常为圆形或圆柱形的，而将LED制造为更适于特殊照 明应用的可选形状则不具有成本效益。此外，目前仍无法成本有效地 制造白光或多色光LED。LED还具有相对较低的闪烁频率(例如， 5kHz)，这样会使得64或更高级别亮度的视频显示出现扭曲，例如， 其将使得采用LED阵列难以或不能够产生动画显示。另外，LED具 有相对较窄的发射角，在发射角内可有效地看到发出的光——通常发 射角的最大值为120-130度。

图1示出了现有技术的显示装置(例如广告牌)的像素2，其中 示出像素2具有由9个独立的LED 4构成的LED组。像素2通常用 于需要较大或较亮像素的情况中，即在像素2内通过使LED 4聚集并 同时使所有LED 4工作，可以提高发光度。然而，由于LED 4是圆形 的，因此像素2的照明面积(即LED 4的圆形辐射面积之和)小于像 素2的面积，从而无法获得最佳像素亮度。

发明内容

在一个实施方案中，一种发光装置，包括：具有表面部分的外壳， 位于所述外壳内的冷阴极，设置于所述表面部分的内表面的荧光层， 位于所述冷阴极和所述荧光层之间的引出栅极，以及位于所述引出栅 极和所述荧光层之间的发散栅极。由于在所述冷阴极、所述引出栅极、 所述发散栅极和所述荧光层处施加电压而在所述冷阴极和所述荧光层 之间建立电场时，来自所述冷阴极的电子被所述发散栅极发散并撞击 所述荧光层。所述荧光层响应于入射到其上的电子而通过所述表面部 分发光。

在另一个实施方案中，一种发光装置，包括：具有表面部分的外 壳，位于所述外壳内的冷阴极，所述冷阴极具有凸起或下凹的形状， 设置于所述表面部分的内表面的荧光层，以及位于所述冷阴极和所述 荧光层之间的引出栅极。所述引出栅极具有凸起或下凹的形状，并且 形成为与所述冷阴极的表面之间具有均匀的间隔。由于在所述冷阴极、 所述引出栅极和所述荧光层处施加电压而在所述冷阴极和所述荧光层 之间建立电场时，来自所述冷阴极的电子撞击所述荧光层。所述荧光 层响应于入射到其上的电子而通过所述表面部分发光。

在又一个实施方案中，一种显示系统，包括：发光装置阵列，电 连接到各个所述发光装置的显示控制器，其中所述显示控制器控制各 个所述发光装置的亮度。各个所述发光装置包括：具有表面部分的外 壳，位于所述外壳内的冷阴极，设置于所述表面部分的内表面的荧光 层，位于所述冷阴极和所述荧光层之间的引出栅极，以及位于所述引 出栅极和所述荧光层之间的发散栅极。当通过为所述冷阴极、所述引 出栅极、所述发散栅极和所述荧光层施加电压而在所述冷阴极和所述 荧光层之间建立电场时，来自所述冷阴极的电子被所述发散栅极发散 并撞击所述荧光层。所述荧光层响应于撞击到其上的电子而通过所述 表面部分发光。

在再一个实施方案中，一种显示系统，包括：发光装置阵列，各 个所述发光装置能够产生颜色和亮度可变的光，以及电连接到各个所 述发光装置的显示控制器。所述显示控制器为各个所述发光装置提供 多个电势，以控制所述发光装置的颜色和亮度。各个所述发光装置包 括：具有表面部分的外壳，位于所述外壳内的冷阴极，设置于所述表 面部分的内表面的荧光层，位于所述冷阴极和所述荧光层之间的引出 栅极，以及位于所述引出栅极和所述荧光层之间的发散栅极。当通过 为所述冷阴极、所述引出栅极、所述发散栅极和所述荧光层施加电压 而在所述冷阴极和所述荧光层之间建立电场时，来自所述冷阴极的电 子被所述发散栅极发散并撞击所述荧光层。所述荧光层响应于撞击到 其上的电子而通过所述表面部分发光。