CN101430999A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光装置，其可以使荧光体的整个表面发出的光，无阻碍地向外部射出，提高发光效率，得到高亮度的外部出射光。将负极(10)配置在透光部(30)的周部，同时将正极(15)配置在与透光部(30)相对的区域，并且使配置在正极(15)上层的荧光体(16)的表面(16a)形成为凹面。由此，即使在将负极(10)(电子发射源(11))移动至透光部(30)的周部的情况下，也可以使负极(10)准确地与荧光体(16)的表面(16a)相对，使来自荧光体(16)的整个表面(16a)的激励光入射至透光部(30)，而不与负极(10)等干涉。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及一种发光装置，其利用从电子发射源发射的电子而使荧光体受激发光。
背景技术
近年，相对于白炽灯或荧光灯等现有的发光装置，已开发出电子束激励型发光装置，其通过在真空容器中，使从电子发射源发射的电子高速与荧光体碰撞，由此使荧光体受激发光而用于照明或图像显示。
作为这种发光装置，例如专利文献1所示，通常采用使荧光体层表面的发光透过荧光体层背面侧的玻璃基板向外部射出的构造，但在这种构造中，无论被照射电子束的荧光体表面是否以最大强度发光，该发光都将作为无用的发光而发射至真空容器内部，装置的发光效率并不一定很好。
因此，已知在电子束激励型显示装置中，通过对荧光体层的照射电子束的表面蒸镀铝等而形成金属背层，从而提高亮度的技术。除了将来自荧光体的向装置内部侧的光，镜面反射至装置外部侧(显示面侧或照明面侧)而提高亮度之外，金属背层的目的还在于通过使发光面具有规定的电位，保护荧光体不会由使荧光面带电的电子而导致损坏或由装置内产生的负离子的碰撞而导致损坏等，例如专利文献2中所述。
专利文献2的技术是在使荧光膜发光而显示图像的图像形成装置中，通过将设置在荧光膜内表面侧的金属背层分割为多个部分，并由导电材料覆盖分割出的多个间隙，从而防止因真空中发生的异常放电而导致间隙部分表面的沿面放电，实现显示品质的稳定化。
但是，利用金属背层提高装置的发光效率的技术中，在电子束进入金属背层时，会使加速能量发生损耗，导致荧光体的激励效率下降。特别是在作为照明装置的用途中，不能忽视与加速能量的损耗相伴的荧光体激励效率的下降，无法从根本上改进发光效率。
因此，在专利文献3中公开了如下技术，在将阴极板和具有荧光体层的阳极板隔着一定间隔相对配置的薄型显示装置中，至少使发射极线和门极线的构成像素的区域均由透明电极膜形成，透过各个透明导电膜观察荧光体层的发光，即，从荧光体表面侧观察荧光体的发光，其中，该阴极板设有：发射极线，其在构成像素的区域内具有发射极尖端；以及门极线，其配置为在构成像素的区域内与发射极线交差。
专利文献1：特开2004-207066号公报
专利文献2：特开2000-251797号公报
专利文献3：特开平10-12164号公报
发明内容
根据专利文献3中公开的技术，通过从荧光体表面侧观察荧光体的发光，在用作显示装置的情况下，可以得到高亮度的显示，但在考虑到作为照明的用途的情况下，则是透过与荧光体层相对的阴极板而得到照明光。即，将从阴极板上的发射极尖端、发射极线或门极线的下层金属导电膜之间的间隙向外部射出的光用作照明光，从荧光体照射的光产生衰减或散射，无法有效利用荧光体层整个表面的发光。
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种发光装置，其可以使荧光体层的整个表面发出的光，无阻碍地向外部射出，提高发光效率，得到高亮度的外部出射光。
本发明是一种发光装置，其在真空容器内收容具有电子发射源的负极和具有荧光体的正极，从设置在该真空容器上的透光部向外部射出激励前述荧光体而发出的光，前述荧光体由从前述电子发射源场致发射的电子激励而进行发光，其特征在于，前述负极配置在前述透光部的周部，同时，前述正极配置在与前述透光部相对的区域，前述正极上层的前述荧光体的表面，与前述电子发射源相对，并且形成为使激励光指向前述透光部的凹面。
发明的效果
根据本发明的发光装置，可以使荧光体的整个表面发出的光，无阻碍地向外部射出，提高发光效率，得到高亮度的外部出射光。
附图说明
图1是发光装置的要部剖面图。
图2是从透光部侧观察的发光装置的俯视图。
图3是表示发光装置的要部的分解斜视图。
图4是从透光部侧观察的发光装置变形例的俯视图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。附图涉及本发明的一个实施方式，图1是发光装置的要部剖面图，图2是从透光部侧观察的发光装置的俯视图，图3是表示发光装置的要部的分解斜视图，图4是从透光部侧观察的发光装置变形例的俯视图。
在图1中，标号1是发光装置，用作例如手电筒或探照灯的光源。在真空容器5内收容下述部分而构成该发光装置1的要部，即：负极10，其具有电子发射源11；以及正极15，其具有由从电子发射源11场致发射的电子激励而进行发光的荧光体16。
真空容器5例如由多个玻璃部件的接合体构成。在本实施方式中，真空容器5具有：容器主体6，其前端侧开口；以及盖体7，其将该容器主体6的开口部真空密封。
如图1、3所示，容器主体6例如由内表面6a形成为旋转抛物面的石英玻璃等玻璃成型品构成，在该容器主体6的内表面6a的基部侧配置正极15。在本实施方式中，正极15由覆膜形成在容器主体6的内表面6a上的导电性电路图案构成。该导电性电路图案，通过例如蒸镀或溅射法等沉积ITO、铝、镍等，或涂敷银导电膏材料并干燥·烧结等而覆膜形成。
在这里，如图1所示，在容器主体6的一部分上开设有贯穿内外的通孔20，在该通孔20内填充有热膨胀系数与容器主体6接近的导电部件21。在容器主体6的内部，导电部件21与正极15电气连接，由此使正极15与容器主体6的外部导通。另一方面，在容器主体6的外部，导电部件21由硅酮橡胶等构成的正极罩22覆盖，从该正极罩22延伸出与导电部件21电气连接的导电线23。另外，在由石英玻璃等构成容器主体6的情况下，作为导电部件21优选使用将镍及钴混合在铁中的合金即科瓦(kovar)合金。
在正极15的上层，例如在俯视大致呈矩形形状的带状区城内覆膜形成有荧光体16(参照图2)。该荧光体16可以通过例如丝网印刷法、喷墨法、照相法、沉淀法、电沉积法等覆膜形成。这样，通过覆膜形成在正极15的上层，使荧光体16的表面(发光面)16a由以旋转抛物面为基本形状的凹状曲面构成，其中，该正极15是沿着呈旋转抛物面形状的容器主体6的内表面6a覆膜形成的。即，在本实施方式中，荧光体16的表面16a呈旋转抛物面的一部分的形状。由此，荧光体16的表面16a受激发光而产生的光，聚光至旋转抛物面的焦点F后扩散。
此外，在容器主体6的开口端部，形成例如在450℃～500℃下熔化的低熔点玻璃层8。然后，通过例如在被抽至高真空的真空炉内，经由低熔点玻璃层8将容器主体6和盖体7熔接，从而使容器主体6真空密封。另外，为了防止在使低熔点玻璃层8熔化而进行真空密封时，由热膨胀系数不同而导致的损坏等，优选盖体7由热膨胀系数与容器主体6相等的透光性材料(例如，石英玻璃等)构成。
在盖体7上与正极15(以及荧光体16)相对的大致中央区域设置透光部30，其用于使来自荧光体16的激励光向外部射出。在本实施方式中，透光部30例如由透镜曲面30a向真空容器5的外部突出的单面凸型准直透镜构成，该准直透镜的前侧焦点设定在与荧光体16的表面16a的焦点F一致的位置。这样，通过将透光部30(准直透镜)的前侧焦点设定在与荧光体16的表面16a的焦点F一致的位置，而将来自荧光体16的入射光调光为大致平行的光。
此外，在透光部30的周部形成从真空容器5的前端侧向基部侧扩展的环状锥面31，在该锥面31上配置有与荧光体16相对的一对负极10。在本实施方式中，负极10由覆膜形成在锥面31上的导电性电路图案构成。该导电性电路图案，通过例如蒸镀或溅射法等沉积ITO、铝、镍等，或涂敷银导电膏材料并干燥·烧结等而覆膜形成。
在这里，如图1所示，通过使导电部32从负极10向外侧延伸，使该导电部32的端部贯穿低熔点玻璃层8而露出至真空容器5的外部，从而使负极10与容器主体6的外部导通。
在负极10的上层覆膜形成有电子发射源11。在本实施方式中，电子发射源11是通过施加电场而从固体表面向真空中发射电子的冷阴极型电子发射源，例如，通过在负极10的上层以膜状涂敷CNT(碳纳米管)、CNW(碳纳米壁)、Spindt型微锥、金属氧化物晶须等发射极材料而形成。
在上述结构中，如果向电子发射源11施加电场，则电子发射源11朝向荧光体16的表面16a发射电子。通过该场致发射的电子对荧光体16的表面16a进行激励而发光，激励光通过焦点F后，入射至透光部30。然后，入射至透光部30的光经过准直后向外部射出。
根据上述实施方式，通过将负极10配置在透光部30的周部，同时将正极15配置在与透光部30相对的区域，并将配置在正极15上层的荧光体16的表面16a形成为凹面，即使在将负极10(电子发射源11)移动至透光部30的周部的情况下，也可以使该负极10准确地与荧光体16的表面16a相对，并且可以使来自荧光体16的整个表面16a的激励光入射至透光部30，而不与负极10等干涉。因此，可以提高透光部30的发光效率，得到高亮度的外部出射光。
在这种情况下，特别是通过将荧光体16的表面16a形成为基于旋转抛物面的凹曲面，可以使激励光暂时聚光至焦点F，而不会散射，因此可以使来自荧光体16的表面16a的大致全部的激励光准确地入射至透光部30。另外，如果由准直透镜构成透光部30，则可以将聚光至焦点F的激励光良好地进行准直并射出。
在这里，例如图4所示，也可以在锥面31的整个周向以环状形成负极10及电子发射源11，同时，在容器主体6的内表面6a的基部侧的整个周向形成正极15及荧光体16。如果这样构成，则可以使发光装置1以更高的光量进行发光。
另外，在上述实施方式中，对于将荧光体16的表面16a形成为基于旋转抛物面的凹曲面的一个例子进行了说明，但本发明并不限于此，荧光体的表面形状可以根据各种用途进行适当变更。即，荧光体16的表面16a的凹面形状，只要可以与移动至透光部30的周部的电子发射源11直接相对，并且使激励光指向透光部30即可。
此外，在上述实施方式中，对于使荧光体16的表面16a的形状形成为依赖于容器主体6的内表面6a的形状的一个例子进行了说明，但本发明并不限于此，例如也可以利用成型为凹状的导电板等构成正极，在该正极的上层覆膜形成荧光体。

Claims (3)

1.一种发光装置，其在真空容器内收容具有电子发射源的负极和具有荧光体的正极，从设置在该真空容器上的透光部向外部射出激励前述荧光体而发出的光，前述荧光体由从前述电子发射源场致发射的电子激励而进行发光，
其特征在于，
前述负极配置在前述透光部的周部，同时，前述正极配置在与前述透光部相对的区域，
前述正极上层的前述荧光体的表面，与前述电子发射源相对，并且形成为使激励光指向前述透光部的凹面。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
前述凹面是以旋转抛物面为基本形状的曲面。
3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，
前述透光部是准直透镜，其将由前述荧光体的表面受激发光并聚光于旋转抛物面的焦点处的激励光调光为大致平行的光。
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