CN101140052A

CN101140052A - 场发射型平面灯具及其制作方法

Info

Publication number: CN101140052A
Application number: CNA2006101269256A
Authority: CN
Inventors: 李协恒; 萧俊彦; 郑奎文
Original assignee: Teco Electric and Machinery Co Ltd
Current assignee: Teco Electric and Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-12

Abstract

一种以堆叠结构组成的场发射型平面灯具及其制作方法，该结构主要包括阳极板、阴极板及面板，其中所述阳极板包括阳极基板，而所述阴极板与所述阳极板相互堆叠，所述阴极板包括绝缘网罩及阴极网罩，所述绝缘网罩上设有多个孔隙，所述阴极网罩上设有与所述孔隙相对应的多个透孔，所述面板与所述阳极基板对应结合，并将所述阳极单元及所述阴极板包覆其中而形成一真空腔体，所述阴极板产生的电子束撞击所述阳极板时产生的光，除了由所述阳极基板的一侧透出之外，还经过所述孔隙和所述透孔所形成的路径，由所述面板的一侧透出，从而形成两面发光的平面灯具。

Description

场发射型平面灯具及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种灯具结构，特别涉及一种利用场发射结构作为发光机制的照明灯具结构及其制作方法。

背景技术

随着科学技术的进步，人类对于生活的需求也不断在其中获得便利，特别是日常生活中的照明需求，从早期以点光源形式发光的热钨丝灯，以至后来线光源形式的汞日光灯，皆为人类的生活带来无穷的便利。

由于照明灯具的应用千变万化，虽然目前多数点光源或线光源形式的照明灯具可满足不同照明的使用，但就特定的照明需求上却有无法满足的情况，如街道上常见的广告灯箱，商家的装置灯饰，甚至是一般以大面积照明的阅读桌灯，皆是一种面光源的应用，但在面光源的技术发展上未见成熟的情况下，公知的照明手段便利用一般的点光源或是线光源的发光机制再装设匀光板来模拟面光源的方式，以营造出类似面光源的照明效果，但由于光线是经由匀光板向外透出，其折射角度的落差使照明光线的均匀度不足，同时也造成透光效率不佳而降低整个灯具的亮度；虽然现有技术提供了一种平面式冷光板来作为面光源的一种发光机制，但此种冷光板不仅所产生的亮度不足，同时其变化的颜色仅有少数两种，且使用的寿命过短，实在不足以作为照明灯具的发光机制。

由于上述现有的面光源结构及技术已经无法补足市场的需求，相对的也积极带动了照明灯具朝向以面光源作为发光形式的研究方向，因此将一种原本用以作为背光模块的场发射发光机制，作为面光源发光机制的一种来源，即所谓的场发射发光机制，其通过阴极电子发射源在真空环境下，在外加电压差的导引下引发电子束产生，同时由阳极引导加速以激发荧光粉而发光，形成一种均匀的薄型化面光源发光形态，加上所使用的荧光粉可通过改变材料而产生多种色泽变化的光，因此很快成为争相研究的技术之一。

不过由于早期的场发射技术仍是沿用阴极射线管(CRT)来作为电子束发射的结构，因此必须外加一强大的电压差来促使电子束产生，同时所制成的灯具结构过于庞大，无法正常运用于一般生活中；而之后所开发出来的场发射型薄型显示结构(FED)，所采取的平面阴阳极板结构及阴极电子束发射结构，不但改善前述灯具过于庞大的缺点，同时在低电压差的作用下，就能产生效率更好的电子束，从而使得利用场发射发光机制的照明灯具足以达到照明的效果。

虽然现有技术中已经揭露了多种利用场发射发光机制作为发光源的照明灯具结构，如日本双叶公司所提出的具有三极结构的照明灯具，并透过一连串的驱动结构以形成该发光效果，然而该结构制作繁琐且难以降低其制作成本而成为生活中一般所能应用的产品，同时，所制作出来的平面灯具只能透过一侧发光，因此，以场发射结构作为发光源的照明灯具仍有很大的发展空间。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的主要目的在于提供一种具有两面发光的场发射型平面灯具及其制作方法，借助于在同一基板上设置阳极单元和以网罩结构组成的阴极板，并通过网罩上的孔隙透孔设计，以提供被电子束所激发的荧光发光源路径，从而形成两面发光的平面灯具。另外，利用层状结构的组合使所述平面灯具的制作过程简单化，将阴阳极面集中于同一侧堆叠制作，以减少制作步骤和成本。

为了实现上述目的，本发明主要提供一种场发射型平面灯具及其制作方法。所述场发射型平面灯具主要包括阳极板、阴极板及面板，其中所述阳极板包括阳极基板，而所述阴极板与所述阳极板相互堆叠，所述阴极板包括绝缘网罩及阴极网罩，所述绝缘网罩上设有多个孔隙，所述阴极网罩上设有与所述孔隙相对应的多个透孔，所述面板与所述阳极基板对应结合，并将所述阳极单元及所述阴极板包覆其中而形成一真空腔体，所述阴极板产生的电子束撞击所述阳极板时产生的光，除了由所述阳极基板的一侧透出之外，还经过所述孔隙和所述透孔所形成的路径，由所述面板的一侧透出，从而形成两面发光的平面灯具。

附图说明

图1是本发明的阳极板剖视图；

图2(a)～2(b)是本发明的阴极板分解剖视图；

图3(a)～3(b)是本发明的面板结构示意图；

图4(a)～4(b)是本发明的阴极板结构组合流程图；

图5(a)～5(b)是本发明的结构组成完成图；

图6是本发明的结构组成剖视图；

图7是本发明的操作示意局部放大图；以及

图8是本发明的制作流程方块图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

阳极板1 阳极基板11

阳极单元12 阳极导电层121

荧光层122 阻隔壁123

阴极板2 绝缘网罩21

孔隙211 阴极网罩22

透孔221 阴极电子发射源222

面盘3 管裙壁31

真空腔体20 电子束40

具体实施方式

图1至图5分别为本发明的结构剖视分解图及侧视剖面图。如图1至图3所示，本发明的平面灯结构主要包括阳极板1、阴极板2及面盘3。阳极板1及阴极板2相对应设置，其中如图1所示，阳极板1包括阳极基板11，阳极基板11由玻璃材料构成，阳极基板11上设有阳极单元12，阳极单元12包括阳极导电层121，阳极导电层121上涂覆有一层荧光层122，在荧光层122上设有阻隔壁123，用以支撑阴极板2，以提供真空形成时的气导路径，同时阳极板1的制成可经由提供具有导电层121的玻璃阳极基板11，或为一种例如具有氧化铟锡(ITO)覆层的导电玻璃材料，再通过网印或光刻工艺在导电层121上形成荧光层122，并通过网印或植入来形成阻隔壁123。

参照图2(A)～2(B)及图4(A)～4(B)，阴极板2由绝缘网罩21及阴极网罩22组成。绝缘网罩21由玻璃材料构成，其设置于阳极板1及阴极网罩22之间，并由阻隔壁123支撑，用以作为阳极板1及阴极网罩22的阻隔。绝缘网罩21上设有多个以间隔排列的孔隙211。可采用蚀刻或喷砂工艺在玻璃基板上形成多个孔隙211，从而形成网罩21结构。另外，阴极网罩22为金属网罩，网罩22上设有多个间隔排列的透孔221。透孔221对应于绝缘网罩21上的孔隙211的设置位置，并且透孔221的直径略小于绝缘网罩21上的孔隙211的直径。在各个透孔221的周缘上设有多个阴极电子发射源222，阴极电子发射源222由碳纳米管构成，多个阴极电子发射源222呈环形凸起状，使阴极网罩22与绝缘网罩21对应组合后，呈环形凸起状的多个阴极电子发射源222恰好容设于孔隙211内部，如图4(B)所示。面板3由玻璃材料构成，用于与阳极板1的阳极基板11对应结合。面板3的周缘向外延伸有管裙壁31，使面板3与基板11对应结合后，将阳极单元12及阴极板2包覆于其中，形成密闭的真空腔体20(后面将进行详细描述)。

图5至图7分别为本发明的组合侧视图、剖视图及操作局部放大图。本发明的阳极板1与阴极板2先行对应接合，然后再与面板3对应组合形成真空腔体20，从而将阴极板2及阳极板1上的阳极单元12包覆于其中，同时设置于阴极网罩22上的多个阴极电子发射源222分别恰好对应绝缘网罩21上的孔隙211并且容设于其中，同时也对应到阳极单元12上的荧光层122。当外部电源导入到阳极单元12及阴极网罩22上时，在两者之间产生电场，同时吸引阴极电子发射源222产生的电子束40通过所对应的孔隙211并射向所对应的荧光层122，以激发荧光层122产生亮光，从而使真空腔体13形成实质的发光显示区，此时，由电子束40撞击荧光层122所产生的亮光除了由阳极基板11的一侧透出外，进一步从所对应的孔隙211及透孔221通过之后，由面板3的一侧透出，从而形成两面发光的平面灯具(如图中的箭头所示)。

如图8所示，可将本发明的各个组件独立加工之后再进行组合及封装，下面将阳极板1、阴极板2及面板3的制作组合流程以流程图的形式再加以说明。首先提供由玻璃材料构成并具有导电层121的阳极基板11，然后采用网印或光刻工艺在阳极基板11上形成荧光层122(S1)，再在荧光层122上通过网印或植入来形成阻隔壁123(S2)，然后采用蚀刻或喷砂工艺在玻璃基板上形成绝缘网罩21，以玻璃胶将绝缘网罩21黏合于荧光层122上(S3)，再以金属网罩为主体，利用网印、黄光光刻工艺或电泳工艺在网罩上将碳纳米管形成于其上的阴极网罩22贴合于绝缘网罩21(S4)，最后，以真空封装工艺将面板3与阳极基板11对应封合，从而形成本发明的平面灯具结构(S5)。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的实施范围，凡是在本发明的专利范围内，根据说明书内容所作的其它等效变化或修饰，均应包括在本发明的专利范围内。

Claims

1.一种场发射型平面灯具，包括：

阳极板，其包括阳极基板，在所述阳极基板上设有阳极单元；

阴极板，其由绝缘网罩及阴极网罩组成，并与所述阳极板上的阳极单元相互结合；

面板，其与所述阳极基板对应封合，所述面板的周缘具有向外延伸的管裙壁，所述管裙壁以线状包围所述阳极单元及所述阴极板；

其中，所述阳极板与所述面板对应封合后利用所述管裙壁阻隔成真空腔体。

2.如权利要求1所述的场发射型平面灯具，其中所述绝缘网罩上具有多个孔隙，所述阴极网罩上设有多个透孔，所述透孔恰好对应所述孔隙，并且所述透孔的周缘上设有多个阴极电子发射源。

3.如权利要求2所述的场发射型平面灯具，其中所述透孔的直径小于所述孔隙的直径。

4.如权利要求2所述的场发射型平面灯具，其中所述多个阴极电子发射源呈环形凸起状。

5.如权利要求2所述的场发射型平面灯具，其中所述多个透孔周缘上的多个阴极电子发射源恰好容设于所述多个孔隙内。

6.如权利要求2所述的场发射型平面灯具，其中所述阴极电子发射源由碳纳米管构成。

7.如权利要求1所述的场发射型平面灯具，其中所述阳极单元上具有阻隔壁以支撑所述阴极板。

8.如权利要求1所述的场发射型平面灯具，其中所述阳极基板由玻璃材料构成。

9.如权利要求1所述的场发射型平面灯具，其中所述绝缘网罩由玻璃材料构成。

10.如权利要求1所述的场发射型平面灯具，其中所述阴极网罩由金属网罩构成。

11.如权利要求1所述的场发射型平面灯具，其中所述面板由玻璃材料构成。

12.一种场发射型平面灯具的制作方法，包括下列步骤：

a)提供具有导电层的阳极基板；

b)成型荧光层于所述导电层上；

c)成型阻隔壁于所述荧光层上；

d)贴合绝缘网罩于所述阻隔壁上；

e)贴合具有多个阴极电子发射源的阴极网罩于所述绝缘网罩上；以及

f)封合面板于所述阳极基板上。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述阳极基板是具有氧化铟锡覆层的导电玻璃。

14.如权利要求12所述的方法，其中在所述b步骤中，采用网印和光刻工艺中的任意一种方法使所述荧光层形成于所述导电层上。

15.如权利要求12所述的方法，其中在所述c步骤中，采用网印或植入工艺中的任意一种方法使所述阻隔壁形成于所述荧光层上。

16.如权利要求12所述的方法，其中所述绝缘网罩由玻璃材料构成。

17.如权利要求12所述的方法，其中在所述d步骤中，所述绝缘网罩由玻璃基板经蚀刻和喷砂工艺中的任意一种方法形成。

18.如权利要求12所述的方法，其中所述阴极网罩由金属材料构成。

19.如权利要求12所述的方法，其中在所述e步骤中，采用网印、黄光光刻工艺和电泳工艺中的任意一种方法使所述阴极电子发射源成型于所述阴极网罩上。

20.如权利要求12所述的方法，其中所述面板由玻璃材料构成。

21.如权利要求12所述的方法，其中在所述f步骤中，采用真空封装工艺将所述面板与所述阳极基板封合。