CN101996850A - 场发射灯 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种即便在长时间使用后仍可避免其亮度衰退及/或亮度分布不均匀的现象发生，且使得其阳极不再需要维持一定程度的透明度的场发射灯。本发明的场发射灯，包括：一透明外壳部；一阳极部，设置于此透明外壳部的内；一阴极部，设置于此阳极部与此透明外壳部之间；以及一荧光层，设置于此阳极部上。其中，此阴极部与此荧光层相隔一特定距离并将此荧光层及此阳极部包围于其中。

Description

场发射灯

技术领域

本发明是关于一种场发射灯，尤其是指一种即便在长时间使用后仍可避免其亮度衰退及/或亮度分布不均匀的现象发生，且使得其阳极不再需要维持一定程度的透明度的场发射灯。

背景技术

如图1所示，公知的场发射灯包括：一透明外壳部11、一阳极部12、一阴极部13以及一荧光层14。其中，透明外壳部11具有一内侧表面111，且阳极部12设置于透明外壳部11的部分内侧表面111上。此外，阴极部13的一端固定于透明外壳部11的中央部份，且被阳极部12围绕于其中。另一方面，荧光层14则设置于阳极部12上。

再如图1所示，前述的阴极部13与荧光层14相隔一特定距离，且阳极部12及阴极部13分别与一灯头(图中未示)电性连接，与外部驱动电路形成一回路。如此，公知的场发射灯才可接受一来自外界的驱动电压而发出光线。

此外，前述的透明外壳部11为管状，且其材质为钠钙玻璃(soda-lime glass)。另一方面，阳极部12的材质为一透明的氧化铟锡薄膜或纳米碳管导电薄膜，阴极部13的材质则为一以纳米碳管为电子发射源(emitter)的金属棒。

因此，当公知的场发射灯被长时间使用后(即由阴极部13所发出的电子已长时间地轰击荧光层14后)，数量可观的电子便存留于荧光层14中，使得荧光层14发生库伦老化效应，进而导致公知的场发射灯的亮度衰退及亮度分布不均匀等现象的发生。除此之外，如图1所示，由于公知的场发射灯的阳极部12系位于公知的场发射灯的外侧部分，所以那些由荧光层所发出的光线必须经过公知的场发射灯的阳极部12才能到达外界。因此，公知的场发射灯的阳极部12必须维持一定程度的透明度，才能使得公知的场发射灯具有一定的发光效率。但是，相较于形成金属导体的工艺，形成透明电极的工艺不仅较为复杂，完成后的透明电极的导电率也较金属导体的导电率为低，造成公知的场发射灯的寿命受到进一步的限制。

因此，业界需要一种即便在长时间使用后仍可避免因其荧光层发生库伦老化效应而导致的亮度衰退及亮度分布不均匀的现象发生，且使得其阳极不再需要维持一定程度的透明度的场发射灯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种场发射灯，能在长时间使用后，仍可避免其亮度衰退及/或亮度分布不均匀的现象发生，并且能使得其阳极不再需要维持一定程度的透明度。

为实现上述目的，本发明提供的场发射灯包括：一透明外壳部；一阳极部，设置于此透明外壳部之内；一阴极部，设置于此阳极部与此透明外壳部之间；以及一荧光层，设置于此阳极部上。其中，此阴极部与此荧光层相隔一特定距离并将此荧光层及此阳极部包围于其中。

本发明提供的场发射灯，还包括：一第一基板；一第二基板；一阳极部，位于此第一基板与此第二基板之间并设置于此第一基板的部分表面上；一荧光层，位于此第二基板与此阳极部之间并设置于此阳极部上；以及一阴极部，位于此第二基板与此荧光层之间，且此阴极部与此荧光层之间相隔一特定距离。

因此，即使本发明的场发射灯被长时间使用后，由于那些存留于其荧光层中的电子可由位于荧光层下侧的阳极部而被迅速地传导离开荧光层，所以存留于荧光层的电子数目便可有效地降低。如此，相较于公知场发射灯所具的荧光层，本发明的场发射灯的荧光层较难发生库伦老化效应，进而使得本发明的场发射灯即使被长时间使用后仍可避免因其荧光层发生库伦老化效应而导致的亮度衰退及亮度分布不均匀的现象的发生。除此之外，由于本发明的场发射灯的阳极是位于本发明的场发射灯中央部分(如图2、图3及图4所示)或一侧边(如图5所示)，所以那些由荧光层所发出的光线并不需要通过本发明的场发射灯的阳极便能到达外界。如此，本发明的场发射灯的阳极便不再需要维持一定程度的透明度，使得本发明的场发射灯的阳极可直接以不透明的导电材质构成，大幅降低其制作成本并简化相关工艺。

附图说明

图1是公知场发射灯的示意图。

图2是本发明第一实施例的场发射灯的示意图。

图3是本发明第二实施例的场发射灯的示意图。

图4是本发明第三实施例的场发射灯的示意图。

图5A是本发明第四实施例的场发射灯的示意图。

图5B是本发明第四实施例的场发射灯所具的电子发射源的仰视图。

图6是本发明第五实施例的场发射灯所具的电子发射源的仰视图。

图7是本发明第六实施例的场发射灯所具的电子发射源的仰视图。

附图中主要组件符号说明

11、21、31、41透明外壳部

12、22、32、42、53阳极部

13、23、33、43、55阴极部

14、24、34、44、54荧光层

25、35、45、56反射层

51第一基板

52第二基板

111、211、311内侧表面

321玻璃棒

322导电层

551、651、751阴极

552、652、752电子发射源

具体实施方式

如图2所示，本发明第一实施例的场发射灯包括：一透明外壳部21、一阳极部22、一阴极部23以及一荧光层24。其中，阳极部22是设置于透明外壳部21之内。此外，阴极部23是设置于阳极部22与透明外壳部21之间，且阴极部23与荧光层24相隔一特定距离。最后，阴极部23将荧光层24与阳极部22包围于其中。

在本实施例中，透明外壳部21具有一内侧表面211，且阴极部23设置透明外壳部21的部分内侧表面211上，如图2所示。此外，阳极部22及阴极部23分别与一灯头(图中未示)电性连接，与外部驱动电路形成一回路。如此，本发明第一实施例的场发射灯便可接受一来自外界的驱动电压而发出光线。

在本实施例中，透明外壳部21为管状，且其材质为钠钙玻璃(soda-lime glass)。虽然如此，透明外壳部21的材质亦可为钠玻璃、硼玻璃、铅玻璃、石英玻璃或无碱金属玻璃。此外，阴极部23为一混合有复数个纳米碳管于其中的氧化铟锡薄膜，但阴极部23亦可为一混合有复数个纳米碳管于其中的氧化铟钼薄膜层(IMO)、一混合有复数个纳米碳管于其中的氧化铟锌薄膜层(IZO)或一混合有复数个纳米碳管于其中的石墨薄膜层。另一方面，前述的阳极部22的材质为金属材质，如不锈钢，铝合金、镍合金等。

除此之外，为了增加本发明第一实施例的场发射灯的发光效率，本发明第一实施例的场发射灯还包括一形成于荧光层24与阳极部22之间的反射层25。在本实施例中，反射层25为铝薄膜，但反射层25亦可为金薄膜、银薄膜或锡薄膜等反射率高的金属膜。

因此，即使本发明第一实施例的场发射灯被长时间使用后(即由阴极部23所发出的电子已长时间地轰击荧光层24后)，由于那些存留于荧光层24中的电子可由位于荧光层24下侧的阳极部22而被迅速地传导离开荧光层24，所以存留于荧光层24的电子数目便可有效地降低。如此，相较于公知场发射灯所具的荧光层，本发明第一实施例的场发射灯的荧光层较难发生库伦老化效应，进而使得本发明第一实施例的场发射灯即使被长时间使用后仍可避免因其荧光层发生库伦老化效应而导致的亮度衰退及亮度分布不均匀的现象的发生。

另一方面，如图2所示，由于本发明第一实施例的场发射灯的阳极部22是位于本发明第一实施例的场发射灯的中央部分，所以那些由荧光层24所发出的光线并不需要通过本发明第一实施例的场发射灯的阳极部22便能到达外界。如此，本发明第一实施例的场发射灯的阳极部22便不再需要维持一定程度的透明度，使得本发明第一实施例的场发射灯的阳极可直接以不透明的导电材质构成，大幅降低其制作成本并简化相关工艺。

如图3所示，本发明第二实施例的场发射灯包括：一透明外壳部31、一阳极部32、一阴极部33以及一荧光层34。其中，阳极部32设置于透明外壳部31之内。此外，阴极部33设置于阳极部32与透明外壳部31之间，且阴极部33与荧光层34相隔一特定距离。最后，阴极部33将荧光层34与阳极部32包围于其中。

在本实施例中，透明外壳部31具有一内侧表面311，且阴极部33设置透明外壳部31的部分内侧表面311上，如图3所示。此外，阳极部32及阴极部33分别与一灯头(图中未示)电性连接，与外部驱动电路形成一回路。如此，本发明第二实施例的场发射灯便可接受一来自外界的驱动电压而发出光线。

在本实施例中，透明外壳部31为圆球状，且其材质为钠钙玻璃(soda-lime glass)。虽然如此，透明外壳部31的材质亦可为钠玻璃、硼玻璃、铅玻璃、石英玻璃或无碱金属玻璃。此外，阴极部33为一混合有复数个纳米碳管于其中的氧化铟锡薄膜，但阴极部33亦可为一混合有复数个纳米碳管于其中的氧化铟钼薄膜层(IMO)、一混合有复数个纳米碳管于其中的氧化铟锌薄膜层(IZO)或一混合有复数个纳米碳管于其中的石墨薄膜层。

另一方面，前述的阳极部32包含一玻璃棒321及一包覆于玻璃棒321外侧的导电层322。除此之外，为了增加本发明第二实施例的场发射灯的发光效率，本发明第二实施例的场发射灯还包括一形成于荧光层34与阳极部32之间的反射层35。在本实施例中，反射层35为铝薄膜，但反射层35亦可为金薄膜、银薄膜或锡薄膜等反射率高的金属膜。

因此，即使本发明第二实施例的场发射灯被长时间使用后(即由阴极部33所发出的电子已长时间地轰击荧光层34后)，由于那些存留于荧光层34中的电子可由位于荧光层34下侧的阳极部32而被迅速地传导离开荧光层34，所以存留于荧光层34的电子数目便可有效地降低。如此，相较于公知场发射灯所具的荧光层，本发明第二实施例的场发射灯的荧光层较难发生库伦老化效应，进而使得本发明第二实施例的场发射灯即使被长时间使用后仍可避免因其荧光层发生库伦老化效应而导致的亮度衰退及亮度分布不均匀的现象的发生。

另一方面，如图3所示，由于本发明第二实施例的场发射灯的阳极部32是位于本发明第二实施例的场发射灯的中央部分，所以那些由荧光层34所发出的光线并不需要通过本发明第二实施例的场发射灯的阳极部32便能到达外界。如此，本发明第二实施例的场发射灯的阳极部32便不再需要维持一定程度的透明度，使得本发明第二实施例的场发射灯的阳极可直接以不透明的导电材质构成，大幅降低其制作成本并简化相关工艺。

如图4所示，本发明第三实施例的场发射灯包括：一透明外壳部41、一阳极部42、一阴极部43以及一荧光层44。其中，阳极部42设置于透明外壳部41之内。此外，阴极部43设置于阳极部42与透明外壳部41之间并与荧光层44相隔一特定距离，阴极部43更将荧光层44与阳极部42包围于其中。

在本实施例中，阴极部43为棒状并环绕荧光层44及阳极部42，如图4所示。此外，阳极部42及阴极部43分别与一灯头(图中未示)电性连接，与外部驱动电路形成一回路。如此，本发明第三实施例的场发射灯便可接受一来自外界的驱动电压而发出光线。

在本实施例中，透明外壳部41为管状，且其材质为钠钙玻璃(soda-lime glass)。虽然如此，透明外壳部41的材质亦可为钠玻璃、硼玻璃、铅玻璃、石英玻璃或无碱金属玻璃。此外，前述的阴极部43为表面具有电子发射源材料的金属棒，其中电子发射源较佳为纳米碳管薄膜，金属棒则较佳为不锈钢，金属铝金属镍等。另一方面前述的阳极部42的材质则为金属材质，如不锈钢，铝合金、镍合金等。

除此之外，为了增加本发明第三实施例的场发射灯的发光效率，本发明第三实施例的场发射灯还包括一形成于荧光层44与阳极部42之间的反射层45。在本实施例中，反射层45为铝薄膜，但反射层45亦可为金薄膜、银薄膜或锡薄膜等反射率高的金属膜。

因此，即使本发明第三实施例的场发射灯被长时间使用后(即由阴极部43所发出的电子已长时间地轰击荧光层44后)，由于那些存留于荧光层44中的电子可由位于荧光层44下侧的阳极部42而被迅速地传导离开荧光层44，所以存留于荧光层44的电子数目便可有效地降低。如此，相较于公知场发射灯所具的荧光层，本发明第三实施例的场发射灯的荧光层较难发生库伦老化效应，进而使得本发明第三实施例的场发射灯即使被长时间使用后仍可避免因其荧光层发生库伦老化效应而导致的亮度衰退及亮度分布不均匀的现象的发生。

另一方面，如图4所示，由于本发明第三实施例的场发射灯的阳极部42系位于本发明第三实施例的场发射灯的中央部分，所以那些由荧光层44所发出的光线并不需要通过本发明第三实施例的场发射灯的阳极部42便能到达外界。如此，本发明第三实施例的场发射灯的阳极部42便不再需要维持一定程度的透明度，使得本发明第三实施例的场发射灯的阳极可直接以不透明的导电材质构成，大幅降低其制作成本并简化相关工艺。

如图5A所示，本发明第四实施例的场发射灯包括：一第一基板51、一第二基板52、一阳极部53、一荧光层54以及一阴极部55。其中，阳极部53位于第一基板51与第二基板52之间并设置于第一基板51的部分表面上，荧光层54则位于第二基板52与阳极部53单元之间并设置于阳极部53上。此外，阴极部55位于第二基板52与荧光层54之间并包含阴极551与电子发射源552。除此之外，阴极部55并与荧光层54之间相隔一特定距离。

在本实施例中，第一基板51及第二基板52为平板状，且它们的材质为钠钙玻璃(soda-lime glass)。虽然如此，第一基板51及第二基板52的材质亦可为钠玻璃、硼玻璃、铅玻璃、石英玻璃或无碱金属玻璃。此外，阳极部53的材质为金属材质，如银、铝等。此外，前述的阴极551可为ITO透明导电层，电子发射源552则可为具有图案化的纳米碳管薄膜。

请参阅图5B，是本实施例中的场发射灯所具的电子发射源的仰视图。如图5B所示，电子发射源552的图案为条状，且分布于整个阴极551的表面。但需注意的是，电子发射源552并不一定要分布于整个阴极551的表面，电子发射源552亦可依据实际需要而仅分布于阴极551的部分表面。

另一方面，在不同的实施例中，电子发射源的图案亦可为其它形状，如点状或环状等，分别如图6及图7所示。其中，图6是本发明第五实施例的场发射灯所具的电子发射源的仰视图，图7则为本发明第六实施例的场发射灯所具的电子发射源的仰视图。如图6所示，电子发射源652的图案为点状，且分布于整个阴极651的表面。此外，如图7所示，电子发射源752的图案为环状，且分布于整个阴极751的表面。

除此之外，电子发射源的图案的设计亦需考虑阳极发光的开口率。例如，当电子发射源的图案越密集时，虽然电子发射源可因此而发射出较多的电子，进而产生较多的光。但是，也就是因为电子发射源的图案越密集，被图案屏蔽掉的光线也较多。所以，电子发射源的图案并非越密集越好，而是达到一个适当的密度即可。

再如图5A所示，一驱动单元(驱动单元)则系分别与阳极部53及阴极部55电性连接，与外部驱动电路形成一回路。如此，本发明第四实施例的场发射灯便可接受一来自外界的驱动电压而发出光线。而为了增加本发明第四实施例的场发射灯的发光效率，本发明第四实施例的场发射灯还包括一形成于荧光层54与阳极部53之间的反射层56。在本实施例中，反射层56为铝薄膜，但反射层56亦可为金薄膜、银薄膜或锡薄膜。

因此，即使本发明第四实施例的场发射灯被长时间使用后(即由阴极部55所发出的电子已长时间地轰击荧光层54后)，由于那些存留于荧光层54中的电子可由位于荧光层54下侧的阳极部53而被迅速地传导离开荧光层54，所以存留于荧光层54的电子数目便可有效地降低。如此，相较于公知场发射灯所具的荧光层，本发明第四实施例的场发射灯的荧光层较难发生库伦老化效应，使得本发明第四实施例的场发射灯即使被长时间使用后，仍可避免因其荧光层发生库伦老化效应而导致的亮度衰退及亮度分布不均匀的现象的发生。另一方面，如图5所示，由于本发明第四实施例的场发射灯的阳极部53是位于本发明第四实施例的场发射灯的一侧边，所以那些由荧光层所发出的光线并不需要通过本发明第四实施例的场发射灯的阳极便能到达外界。如此，本发明第四实施例的场发射灯的阳极便不再需要维持一定程度的透明度，使得本发明第四实施例的场发射灯的阳极可直接以不透明的导电材质构成，大幅降低其制作成本并简化相关工艺。

综上所述，即使本发明的场发射灯被长时间使用后，由于那些存留于其荧光层中的电子可由位于荧光层下侧的阳极部而被迅速地传导离开荧光层，所以存留于荧光层的电子数目便可有效地降低。如此，相较于公知场发射灯所具的荧光层，本发明的场发射灯的荧光层较难发生库伦老化效应，进而使得本发明的场发射灯即使被长时间使用后仍可避免因其荧光层发生库伦老化效应而导致的亮度衰退及亮度分布不均匀的现象的发生。除此之外，由于本发明的场发射灯的阳极是位于本发明的场发射灯中央部分(如图2、图3及图4所示)或一侧边(如图5所示)，所以那些由荧光层所发出的光线并不需要通过本发明的场发射灯的阳极便能到达外界。如此，本发明的场发射灯的阳极便不再需要维持一定程度的透明度，使得本发明的场发射灯的阳极可直接以不透明的导电材质构成，大幅降低其制作成本并简化相关工艺。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请的权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (22)

1.一种场发射灯，包括：

一透明外壳部；

一阳极部，设置于该透明外壳部之内；

一阴极部，设置于该阳极部与该透明外壳部之间；以及一荧光层，设置于该阳极部上；

其中，该阴极部与该荧光层相隔一特定距离并将该荧光层及该阳极部包围于其中。

2.如权利要求1所述的场发射灯，其中，该透明外壳部具有一内侧表面，且该阴极部设置于部分的内侧表面上。

3.如权利要求1所述的场发射灯，其中，该透明外壳部的材质为钠钙玻璃、钠玻璃、硼玻璃、铅玻璃、石英玻璃或无碱金属玻璃。

4.如权利要求1所述的场发射灯，其中，该阴极部为棒状并环绕该荧光层及该阳极部。

5.如权利要求1所述的场发射灯，其中，该阴极部为一混合有复数个纳米碳管于其中的透明导电薄膜层。

6.如权利要求5所述的场发射灯，其中，该透明导电薄膜层为氧化铟钼薄膜层、氧化铟锌薄膜层或石墨薄膜层。

7.如权利要求1所述的场发射灯，其中，该阳极部为金属材质。

8.如权利要求1所述的场发射灯，其中，该阳极部为一外侧包覆有一导电层的玻璃棒。

9.如权利要求1所述的场发射灯，其中，包括一形成于该荧光层与该阳极部之间的反射层。

10.如权利要求9所述的场发射灯，其中，该反射层为铝薄膜、金薄膜、银薄膜或锡薄膜。

11.如权利要求1所述的场发射灯，其中，该透明外壳部为管状。

12.如权利要求1所述的场发射灯，其中，该透明外壳部为圆球状。

13.一种场发射灯，包括：

一第一基板；

一第二基板；

一阳极部，位于该第一基板与该第二基板之间并设置于该第一基板的部分表面上；

一荧光层，位于该第二基板与该阳极部之间并设置于该阳极部上；以及

一阴极部，位于该第二基板与该荧光层之间，且该阴极部与该荧光层之间相隔一特定距离。

14.如权利要求13所述的场发射灯，其中，该阴极部设置于该第二基板的部分表面上。

15.如权利要求13所述的场发射灯，其中，该阴极部包含一阴极及一电子发射源，且该电子发射源位于该阴极的部份表面上。

16.如权利要求15所述的场发射灯，其中，该电子发射源为一图案化的纳米碳管薄膜，且该图案为点状、长条状或环状。

17.如权利要求13所述的场发射灯，其中，该第一基板与该第二基板的材质为钠钙玻璃、钠玻璃、硼玻璃、铅玻璃、石英玻璃或无碱金属玻璃。

18.如权利要求13所述的场发射灯，其中，该阴极部为一混合有复数个纳米碳管于其中的透明导电薄膜层。

19.如权利要求18所述的场发射灯，其中，该透明导电薄膜层为氧化铟钼薄膜层、氧化铟锌薄膜层或石墨薄膜层。

20.如权利要求13所述的场发射灯，其中，该阳极部为金属材质。

21.如权利要求13所述的场发射灯，其中，包括一形成于该荧光层与该阳极部之间的反射层。

22.如权利要求21所述的场发射灯，其中，该反射层为铝薄膜、金薄膜、银薄膜或锡薄膜。

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