CN102089853A - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的发光装置由气密容器(1)、气体、电子源(2)、阳极电极(3)、控制装置(5)及荧光体(4)构成。气密容器具有气密性。气体被密封在气密容器(1)，并该气体受到电子(500)的激发而发射第一光(501)。电子源(2)配置在气密容器(1)内部，因施加驱动电压而发射电子(500)。阳极电极(3)配置在气密容器(1)内部。控制装置(5)向电子源(2)施加驱动电压。荧光体(4)设置在气密容器(1)的内部，并受到所述第一光(501)的激发而发射第二光。电子源(2)因施加放电电压而发射出电子(500)，该电子(500)的能量分布具有峰值。能量分布的所述峰值比所述气体的激发能大，比所述气体的离子能小。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置。详细地说，涉及使密封在气密容器内的气体激发从而发射出被定义为第一光的激发光，接着用荧光体将该第一光转换成具有与第一波长不同的波长的第二光并发射的发光装置。
背景技术
以往，使用利用了水银的荧光灯。但是，随着针对地球环境问题的关注高涨，各地都在进行不使用水银的发光装置的研究。此种发光装置即是所谓的无水银荧光灯，该无水银荧光灯由具有透光性的气密容器和密封在该气密容器内的氙气(xenon)等稀有气体构成。
但是，稀有气体荧光灯以特定效率发射光，该特定效率比利用水银的以往的荧光灯发射光的效率低。因此，为了发射出具有与以往的荧光灯发射的光的亮度相同的亮度的光，稀有气体荧光灯必须在气密容器的内部所配置的一对电极间施加较高的起动电压及驱动电压。
与之相对，日本公开专利公报特开2002-150944号公报公开了另一种以往的发光装置。该发光装置包括具有透光性的气密容器、密封在气密容器内部的氙气等稀有气体、一对放电电极、电场放射型的电子源以及设置在气密容器的内表面的荧光体层。气密容器收纳有一对放电电极和电子源。电子源具有一对驱动电极。该发光装置通过驱动电子源来使电子源发射电子，接着对一对放电用电极之间施加电压。此种发光装置以以往的起动电压的一半左右的起动电压来发射第一光。通过荧光体层该第一光被转换成具有比第一光的波长长的波长的第二光。
发明内容
在这里，为了使发光装置发光，需要向对气密容器内的氙气供应氙气的离子能即12.13eV以上的电子。氙气的离子能大于使氙气产生紫外光所需的激发能即8.44eV。因此，在电子源的驱动电极间施加有较大的电压。因此，上述的发光装置不能实现低耗电化，不能实现提高每单位输入电力的发光效率。在驱动电极间施加的较大的电压将导致电子源的低寿命化。
另外，在上述发光装置中会产生放电等离子的离子，并且该放电等离子的离子碰撞电子源或荧光体层而赋予它们损伤，从而该碰撞将导致发光装置的低寿命化。
本发明是鉴于上述问题而做出的。本发明的目的在于提供低耗电、高效率、长寿命的发光装置。
为了解决此种问题，本发明的发光装置具有气密容器、气体、电子源、阳极电极、控制装置以及荧光体。气密容器具有气密性，而且具有透光性。气体被密封在气密容器内。气体受到电子的激发而发射出第一光，该第一光具有真空紫外至可见光范围的波长。电子源配置在气密容器内部。电子源具有第一驱动电极和第二驱动电极。通过对所述第一驱动电极与所述第二驱动电极之间施加驱动电压，电子源发射所述电子。阳极电极配置在气密容器内部，而且与所述电子源相向地进行配置。控制装置对第一驱动电极与所述第二驱动电极之间施加所述驱动电压。控制装置对所述电子源与所述阳极电极之间施加发射电压，以使所述电子移动到所述阳极电极。荧光体设置在气密容器的内部。荧光体受到第一光的激发而发射出第二光，该第二光的波长与所述第一光的波长不同。通过施加所述发射电压，电子源发射电子，该电子的能量分布具有峰值能量。峰值能量比所述气体的激发能大，比所述气体的离子能小。
此时，控制装置调整驱动电极间的电压，从而使电子源发射出如下的电子：该电子的能量分布的峰值比气体的激发能大而且比气体的离子能小。由此，控制装置不使气体放电而使气体激发。被激发的气体发射出作为第一光的激发光。气体所发射的第一光照射到荧光体上，由此荧光体将第一光转换成第二光，该第二光的波长与第一光的波长不同。该第二光由气密容器发射。因此，通过对驱动电极间施加比使气体放电并使荧光体发光的时所需要的电压低的电压，能够使发光装置发光。因此，能够获得低耗电、高发光效率的发光装置。并且，放电等离子的离子不会对电子源及荧光体层造成损伤。因此，能够获得长寿命的发光装置。
优选地，气体以2kPa至20kPa的压力被密封在所述气密容器中。
此时，能够防止气体的放电。另外，能够提高发光装置的发光效率。
更优选地，气体为稀有气体。该气体以具有规定的压力的方式被密封在所述气密容器中。设定该气体的规定的压力以便通过激发气体来形成激元(excimer)。
此时，能够生成激元(激发状态的分子)。并且，此时能够降低在荧光体上的斯托克斯(Stokes)损失，由此能够获得高发光效率的发光装置。
优选地，控制装置对所述电子源施加矩形波的所述驱动电压，由此，对所述电子源提供接通(on)状态和断开(off)状态。在所述接通状态下，电子源在接通期间发射电子。在断开状态下，禁止电子源在断开期间发射电子。
此时，控制装置间歇性地驱动电子源。因此，该结构能够以比连续驱动电子源时所消耗的电力低的电力来驱动发光装置。
更优选地，气体具有自所述电子源从所述接通状态切换到所述断开状态时起，在余辉期间发出余辉的特性。伴随于此，所述断开期间设定成比所述余辉期间短。
此时，发光装置在停止从电子源供应电子的规定的期间也发光。因此，该结构能够提高发光装置的发光效率。
更优选地，电子源定义为弹道电子面发射型电子源。该弹道电子面发射型电子源具有下部电极、表面电极以及强电场漂移(drift)层。表面电极与所述下部电极相向地进行配置。所述表面电极定义为所述第一驱动电极。下部电极定义为所述第二驱动电极。强电场漂移层配置在表面电极与下部电极之间。强电场漂移层由纳米级的多个半导体微晶和多个绝缘膜构成。绝缘膜形成在半导体微晶各自的表面上。绝缘膜的膜厚比半导体微晶的晶粒直径小。控制装置对所述电子源施加作为交流电压的所述矩形波的驱动电压。
此时，对电子源交替地赋予第一期间和第二期间。在第一期间，控制装置对驱动电极间施加正向偏压电压，由此从电子源向气密容器内供应电子。在这里，通过对驱动电极间施加正向偏压电压，强电场漂移层中的收集器(trap)捕获电子。接着，在第二期间，控制装置对驱动电压间施加反向偏压电压，由此，强电场漂移层中的收集器所捕获的电子向下部电极发射。这样，通过对电子源交替地赋予第一期间和第二期间，能够抑制由强电场漂移层中的收集器所捕获的电子引起的电场的衰减，由此实现电子源的长寿命化。
优选地，控制装置在所述阳极电极与所述电子源之间，施加与驱动电压同步的矩形波的所述发射电压。
该结构能够以比在所述阳极电极与所述电子源之间施加一定电压时的耗电低的耗电来驱动发光装置。
优选地，控制装置以所述阳极电极的电位高于所述电子源的电位的方式，对所述阳极电极与所述电子源之间施加所述放电电压。伴随于此，断开期间的放电电压的电压值被设定成比接通期间的放电电压的电压值低。
此时，能够使电子源以低耗电工作。另外，该结构能够在断开期间从所述阳极电极提取电子。
另外，优选地，电子源与阳极电极之间的间隔设定成大于帕邢最小值。
此时，能够使气体的放电难以发生。
附图说明
图1是表示实施方式的发光装置的概略结构图。
图2是在上述发光装置所用的电子源的主要部分说明图。
图3是上述发光装置的特性说明图。
图4是上述发光装置的特性说明图。
图5是上述发光装置的动作说明图。
图6是上述发光装置的特性说明图。
图7是上述发光装置的动作说明图。
具体实施方式
与添加的附图一起说明本发明的实施方式涉及的发光装置。图1是本实施方式的发光装置的概略图。本实施方式的发光装置具有气密容器1、电子源2、阳极电极3、荧光体层4以及控制装置5。气密容器1具有透光性，而且具有气密性。在气密容器1的内部密封有气体。通过激发该气体产生被定义为第一光的激发光，该第一光具有真空紫外至可见光范围的波长。该气体由例如氙等构成。通过对表面电极27与下部电极25之间施加驱动电压，电子源2向气密容器1的内部供应用于激发气体的电子。阳极电极3由ITO(Indium Tin Oxide：铟锡氧化物)等形成的透明电极构成，而且该阳极电极3与电子源2相向地进行配置。荧光体层4将第一光转换成作为可见光第二光，该第二光的波长比第一光的波长长。该第二光被发射到具有透光性的气密容器1的外部。控制装置5对电子源的表面电极27与下部电极25之间施加电压，而且对施加在电子源的表面电极27与阳极电极3之间的电压进行调整。另外，控制装置5对阳极电极3与电子源2的表面电极27之间施加电压，而且对施加在阳极电极3与电子源2的表面电极27之间的电压进行调整。另外，在本实施方式中，表面电极27与下部电极25协力工作，表面电极27与下部电极25被定义为驱动电极。表面电极27构成第一驱动电极，下部电极25构成第二驱动电极。
气密容器1由背板(rear plate)11、面板(face plate)12及隔板13构成。背板11由玻璃等具有透光性的材料制成，而且形成为矩形板状。面板12由玻璃等具有透光性的材料制成，而且与背板11的一个表面侧相向地进行配置，并形成为矩形板状。隔板13介于背板11与面板12之间，并且形成为矩形框状。在背板11的与面板12相对的一个表面上配置有电子源2。在面板12的与背板11相向的一个表面上设置有阳极电极。在阳极电极3的与背板11相向的一个表面上设置有荧光体层4。另外，气密容器1的形状不限于上述形状。另外，背板11、面板12及隔板13的材料不限于玻璃，例如也可以是具有透光性的陶瓷(ceramics)。另外，在本实施方式中，气密容器1整体由透光性材料形成。但是，无需一定是气密容器1整体由具有透光性的材料形成。只要气密容器1的至少一部分由透光性材料形成即可。
电子源2为弹道电子面发射型电子源(Ballistic electron Surface-emitting Device：BSD)。该弹道电子面发射型电子源具有所述下部电极25、所述表面电极27以及介于下部电极25与表面电极27之间的强电场漂移层26。下部电极25例如由如钨(tungsten)等的金属膜构成。表面电极例如由Au(金)等构成，而且由膜厚为10nm至15nm左右的导电性薄膜构成。但是，下部电极25以及表面电极27的材料并不限定于上述的材料。并且，下部电极25及表面电极27分别可以是单层，也可以是多层。
如图2所示，强电场漂移层26至少由晶粒(grain，半导体结晶)261、硅氧化膜262、硅微晶263、硅氧化膜264构成。在下部电极25与表面电极27之间设置有晶粒261、硅氧化膜262、硅微晶(半导体微晶)263以及硅氧化膜264。晶粒261由多晶硅构成，而且该晶粒261在下部电极25的表面侧排列成柱状。在晶粒261的表面上设置有较薄的硅氧化膜262。多个纳米级的硅微晶263介于各晶粒261之间。在各硅微晶263的表面上形成有多个硅氧化膜264。该硅氧化膜264是膜厚比硅微晶263的晶粒直径小的绝缘膜。各晶粒261在下部电极25的厚度方向延伸。即，各晶粒261沿着背板11的厚度方向延伸。
为了从上述的电子源2发射电子，控制单元5a控制驱动电源Vps，以表面电极27具有的电位比下部电极25的电位高的方式，对表面电极27与下部电极25之间施加驱动电压。随着对表面电极27与下部电极25之间施加驱动电压，从下部电极25向强电场漂移层26注入电子。接着，注入到强电场漂移层26的电子发生漂移，接着通过表面电极27而被发射。
在这里，通过对表面电极27与下部电极25之间施加驱动电源Vps为10V至20V左右的低电压，也能够使电子源2发射电子。另外，本实施方式的电子源2具有以下特征：电子发射特性的真空度依存性低，并且在电子发射时能够不发生跳跃(hopping)现象，能以高电子发射效率稳定地发射电子。
如以下说明，上述电子源如下所述地产生电子。即，对表面电极27与下部电极25之间，以表面电极27比下部电极25高电位的方式施加电压。如果对下部电极25施加电压，则从下部电极25注入电子e-。在这里，在强电场漂移层26产生的电场的大部分被施加到硅氧化膜264上。因此，通过硅氧化膜264产生的强电场，所注入的电子e-受到图2的箭头所指向的力。受到了箭头所指向的力的电子e-在表面上朝着强电场漂移层26的晶粒261之间的区域，向箭头方向漂移。漂移后的电子e-通过表面电极27后被发射。这样，在强电场漂移层26中，从下部电极25注入的电子e-几乎不因硅微晶263而散射，并且因在硅氧化膜264上产生的电场加速而漂移，接着电子e-通过表面电极27而被发射。这就是所谓的弹道型电子发射现象。另外，在强电场漂移层26产生的热通过晶粒261而散出。因此，在电子发射时不发生跳跃现象。由此，能够稳定地发射电子。
另外，在上述强电场漂移层26上，硅氧化膜264构成绝缘膜，该绝缘膜由氧化工艺形成。但是，也能够用氮化工艺代替氧化工艺来构成绝缘膜。此时，硅氮化膜代替硅氧化膜262及硅氧化膜264形成为绝缘膜。另外，氧氮化工艺也能够代替氧化工艺来构成绝缘膜。此时，硅氧氮化膜代替硅氧化膜262及硅氧化膜264形成为绝缘膜。另外，在本实施方式中，电子源2直接形成在由玻璃基板构成的背板11的一个表面侧。但是，也能够采用由硅基板和该硅基板的背面侧的欧姆(ohmic)电极构成的电子源。此种电子源也配置在背板11的上述一个表面侧。
上述控制装置5由驱动电源Vps、阳极电极用电源Va以及控制单元5a构成。驱动用电源Vps对电子源2的表面电极27与下部电极25之间施加电压。阳极电极用电源Va对阳极电极3与电子源2的表面电极27之间施加电压。控制单元5a由微型计算机等构成，该微型计算机分别控制驱动电源Vps及阳极电极用电源Va。为了能够从电子源2发射出具有的能量分布且具有峰值能量的电子，控制单元5a控制驱动电源Vps对电子源2施加驱动电压，而且控制阳极电极用电源Va对阳极电极3与电子源2之间施加发射电压。所述驱动电压及所述发射电压被设定为：电子的能量分布的峰值能量比密封在气密容器1内的气体即氙气的激发能大，而且比氙气的离子能小。即，所述驱动电压被设定为：电子的能量分布的峰值能量比氙气的激发能大，而且比氙气的离子能小。控制单元5a控制驱动电源Vps来对表面电极27与下部电极25之间的电压进行调整，由此气体不放电而被激发。
在这里，在本实施方式的发光装置中，控制装置5控制驱动电源Vps，以表面电极27具有的电位比下部电极25具有的电位高的方式，对表面电极27与下部电极25之间施加驱动电压。另外，控制装置5控制阳极电极用电源Va，以阳极电极3具有比电子源的表面电极27具有的电位高的方式，对阳极电极3与电子源2的表面电极27之间是施加发射电压。因此，由于在阳极电极3与表面电极27之间产生的电场，电子源2所发射的电子e-受力。由于受力，电子e-向阳极电极3移动，由此，与存在于阳极电极3与表面电极27之间的氙原子碰撞。
在这里，从电子源2发射出的电子由于阳极电极3与表面电极27之间的电场而获得的能量依赖于阳极电极3与表面电极27之间的电场强度与气体中的电子的平均移动行程的积。电场强度依赖于施加在阳极电极3与表面电极27之间的电压和阳极电极3与表面电极27之间的距离。平均自由程依赖于气密容器1内的气体的种类及气压。在本实施方式中，气压设定为5kPa，而且由于电子的平均自由程较短，所以从电子源2发射出的电子由于阳极电极3与表面电极27之间的电场而获得的能量小于从电子源2发射出的电子的能量分布的峰值能量。因此，在电子源2发射出的电子的能量分布从与气体发生碰撞的电子的能量分布稍微向高能量侧偏移。在这里，以表面电极27具有的电位比下部电极25具有的电位高的方式，对所述电子源2的表面电极27与下部电极25之间施加20V的电压。随着对表面电极27与下部电极25之间施加20V的电压，电子源发射如下的电子：该电子的能量分布的峰值能量比氙气的激发能大，而且比氙气的离子能小。在这里，从电子源发射出的电子具有10eV左右的电子能量分布的峰值能量。
这样，在本实施方式的发光装置中，控制装置5对表面电极27与下部电极25之间施加电压。受到电压的电子源发射出如下的电子：该电子的能量分布的峰值能量比气体的激发能大而且比气体的离子能小。在图1中，该电子用箭头500表示。所发射的电子不对填充在气密容器1内部的气体放电而是激发该气体。激发后的气体发射出被定义为第一光的激发光。该第一光在图1中用箭头501表示。发射出的第一光由荧光体层4转换成第二光，该第二光具有比第一光的波长长的波长。第二光从荧光体层4发射。通过对表面电极27与下部电极25之间施加较低的电压，该结构的发光装置发射第二光。因此，该结构的发光装置用比使气体放电并发射光的发光装置低的电力来发射光。因此，能够获得耗电少、发光效率高的发光装置。另外，电子源2、荧光体层4也不会因放电等离子的离子而受到损伤。因此，能够得到长寿命的发光装置。
在这里，在本实施方式的发光装置中，使电子源2与阳极电极3之间的间隔大于帕邢最小值，为1cm。使电子源2与阳极电极3之间的间隔大于帕邢最小值，使得气体的放电难以发生。另外，电子源2与阳极电极3之间的间隔并不限定于1cm。
另外，在本实施方式的发光装置中，具有弹道电子面发射型电子源作为电子源2。弹道电子面发射型电子源在气体中也能够稳定地工作，能够发射具有氙气的激发能即8.44eV以上的初始能量的电子。即，弹道电子面发射型电子源能发射的电子的初始能量比圆锥发射体(spindt)型电子源作为电子源所发射的电子的初始能量高。因此，能够用比具有圆锥发射体型电子源的发光装置低的电压来驱动具有弹道电子面发射型电子源作为电子源2的发光装置，由此，能够获得耗电低的发光装置。
可是，在本实施方式的发光装置中，气密容器1的内部密封有氙气。该氙气被设定成具有5kPa的压力。但是，该氙气的压力并不限定于5kPa。图3的(a)至图3的(c)表示利用光电倍增管来测定从密封了具有各种压力的氙气的发光装置发射出的紫外光的发光强度的结果。在该实验中所利用的发光装置由气密容器1、气体、电子源2、阳极电极3以及控制装置5构成。即，该实验中所利用的发光装置不具有荧光体层4。在该发光装置中，控制装置5对阳极电极3与表面电极27之间施加100V的电压。另外，控制装置5以表面电极27具有的电位比下部电极25具有的电位高的方式，对表面电极27与下部电极25之间施加20V的脉冲电压。由图3的(b)及图3的(c)可知，通过在以2kPa至20kPa的范围的压力气密容器中密封氙气，能够防止氙气的放电，并提高发光效率。另外，在密封了100Pa和1kPa的压力的氙气的气密容器1中，由于发生放电，未利用光电倍增管进行测定。
另一方面，图4表示利用光电倍增管测定紫外光发光强度的另一个例子。在图4的例子中，从表面电极27隔开1cm地设置阳极电极3。氙气具有5kPa的压力地填充到气密容器1中。在阳极电压为0V至180V的情况下，不发生放电。即，可知通过将换算电场强度设定在0至3.6(V/mPa)的范围，能够防止放电。该换算电场强度由利用了阳极电极3与电子源2的表面电极27之间的电场强度E(v/m)和气压p(Pa)的E/p来规定。从图4可知：紫外光的发光强度随着阳极电压的增加而增加。推测该增加是由于电子的能量分布的峰值能量随着阳极电压的增加而向高能量侧偏移，从而氙气受激发的几率增加而引起的。
另外，如图5所示，为了使氙原子离子化并放电，需要12.13eV的能量。与之相对，为了使氙原子激发并发射出波长147nm的紫外光，仅仅需要8.44eV的激发能。另外，通过生成激发状态的氙分子即激元，发射出具有比147nm长的波长的172nm的光。另外，图5中的向下的箭头上标注的数值表示发光波长。
在这里，在本实施方式中，采用作为稀有气体的一种的氙气作为气体。并且在气密容器1中密封具有5kPa的压力的气体，以便能够生成激元。因此，通过从电子源2向气密容器1内供应电子，在气密容器1内生成激元(激发状态的分子)。即，能够降低荧光体层4在荧光体中的斯托克斯损失，由此能够获得提高了发光效率的发光装置。
另外，本实施方式的控制单元5a对驱动电源Vps发送控制信号。接收到控制信号的驱动电源Vps以表面电极27具有的电位比下部电极25具有的电位高的方式，对表面电极27与下部电极25之间施加矩形波的驱动电压。即，通过施加矩形波的驱动电压，接收到控制信号的驱动电源Vps对电子源2交替地赋予接通状态和断开状态，所述接通状态是向气密容器1内供应电子的状态，所述断开状态是在规定的期间禁止向气密容器1内供应电子的状态。其结果，接收到矩形波的驱动电压的电子源2周期性地对气密容器1内供应电子。这样，控制装置5以表面电极27具有的电位比下部电极25具有的电位高的方式，对表面电极27与下部电极25之间施加矩形波电压。其结果，电子源2周期性地对气密容器1内供应电子。由此，本实施方式的发光装置中，控制装置5间歇性地驱动电子源2。因此，根据该结构，能够获得以比具有连续性地驱动电子源2的控制装置5的发光装置低的耗电来驱动电子源2的发光装置。
图6表示对从发光装置发射的紫外光的发光强度的经时变化进行测定的结果。通过具有气密容器1、氙气、电子源2、阳极电极3及控制装置5但不具有荧光体层4的发光装置来进行该测定。另外，控制装置5以表面电极27具有的电位比下部电极25具有的电位高的方式，对表面电极27与下部电极25之间施加20V的脉冲电压。在这里，图6的接通(ON)表示对电子源2施加脉冲电压的期间。图6的断开(OFF)表示未对电子源2施加脉冲电压的期间。由图6可知停止对电子源2施加脉冲电压之后，可得到20μsec左右的余辉。总之，可知余辉期间为20μsec左右。
因此，将控制装置5输出的矩形波设定为电子源2处于断开状态的规定的期间比余辉期间短。图7表示使上述的矩形波电压的频率及占空系数(on duty)变化时的断开期间的时间(即断开时间)。在图7中，横轴表示频率、纵轴表示断开时间。“A”表示使占空系数为1％时的频率与断开时间之间的关系。“B”表示使占空系数为10％时的频率与断开时间之间的关系。“C”表示使占空系数为50％时的频率与断开时间之间的关系。
由图7可知，在本实施方式的发光装置中，电子源2在断开期间也供应电子。因此，气密容器1内的气体在断开期间也被电子激发，由此，在断开期间也继续进行紫外线的激发。因此，能够获得提高了发光效率的发光装置。
另外，在本实施方式中，如上所述，电子源2由弹道电子面发射型电子源构成，该弹道电子面发射型电子源具有下部电极25、与下部电极25相向的表面电极27以及介于下部电极25与表面电极27之间的强电场漂移层26。因此，控制装置5对电子源施加正向偏压电压和反向偏压电压，该反向偏压电压具有与正向偏压电压相反的电位。即，控制装置5对表面电极27与下部电极25之间施加正向偏压电压和反向偏压电压。在对电子源2施加正向偏压电压时，电子源2向气密容器1内供应电子。随着电子源2受到正向偏压电压，强电场漂移层26中的收集器捕获电子。接着，若对电子源施加反向偏压电压，则收集器所捕获的电子向下部电极25发射。这样，控制装置5对电子源2交替地赋予施加正向偏压电压的正向期间和施加反向偏压电压的反向期间。由此，能够抑制收集器所捕获的电子所引起的电场的衰减。由此，实现电子源2的长寿命化。
另外，在本实施方式的发光装置中，优选地，控制装置5对阳极电极3与电子源2之间施加与矩形波的驱动电压同步的矩形波的发射电压。根据该结构，能够获得用比对阳极电极3与电子源2之间施加一定电压的发光装置低的电力来发光的发光装置。
此时，更优选地，控制装置5以阳极电极3的电位比电子源2具有的电位高的方式，对阳极电极3与电子源2之间施加矩形波的发射电压。伴随于此，优选地，设定成上述接通期间的发射电压的电压值比上述断开期间的发射电压的电压值低。由此，能够使电子源2以低耗电工作。另外，在上述断开期间，能够继续使电子移动到阳极电极3。
另外，在上述实施方式中，采用氙气作为密封到气密容器1内的气体，但密封到气密容器1内的气体并不限定于氙气，例如也可以是氦气(helium)、氖气(neon)、氩气(argon)、氪气(krypton)、氮气以及它们的混合气体等。另外，上述各结构能够进行分别组合。
Claims (10)
1.一种发光装置，其特征在于，
包括：
气密容器，其具有透光性，
气体，其被密封在所述气密容器内，而且受到电子的激发而发射第一光，该第一光具有真空紫外至可见光范围的波长，
电子源，其配置在所述气密容器的内部，而且具有第一驱动电极和第二驱动电极，通过在所述第一驱动电极与所述第二驱动电极之间所施加的驱动电压来发射所述电子，
阳极电极，其配置在所述气密容器的内部，并与所述电子源相向配置，
控制装置，其对所述第一驱动电极与所述第二驱动电极之间施加所述驱动电压，而且，对所述电子源与所述阳极电极之间施加发射电压，以使所述电子移动到所述阳极电极，以及
荧光体，其设置在所述气密容器的内部，受到所述第一光的激发而发射第二光，该第二光的波长与所述第一光的波长不同；
通过施加所述发射电压，使所述电子源发射电子，该电子的能量分布具有峰值能量；
所述峰值能量比所述气体的激发能大，而且比所述气体的离子能小。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述气体以2kPa至20kPa的压力被密封在所述气密容器中。
3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，
所述气体为稀有气体，并且以规定的压力被密封在所述气密容器中，
所述规定的压力设定成能够通过激发所述气体来形成激元。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述控制装置对所述电子源施加矩形波的所述驱动电压，由此交替提供接通状态和断开状态，所述接通状态是使所述电子源在接通期间内发射所述电子的状态，所述断开状态是禁止所述电子源在断开期间内发射所述电子的状态。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，
所述气体具有如下特性：自所述电子源从所述接通状态切换到所述断开状态时起，在余辉期间发出余辉，
所述断开期间被设定为比所述余辉期间短。
6.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，
所述电子源定义为弹道电子面发射型电子源，该弹道电子面发射型电子源具有下部电极、表面电极及强电场漂移层；
所述表面电极与所述下部电极相向配置，所述表面电极定义为所述第一驱动电极，所述下部电极定义为所述第二驱动电极；
所述强电场漂移层配置在所述表面电极与所述下部电极之间，强电场漂移层具有纳米级的多个半导体微晶以及多个绝缘膜，所述绝缘膜形成在各半导体微晶各自的表面上，而且该绝缘膜的膜厚小于半导体微晶的晶粒直径；
所述控制装置对所述电子源施加交流且所述矩形波的驱动电压。
7.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，所述控制装置对所述阳极电极与所述电子源之间施加与所述驱动电压同步的矩形波的所述发射电压。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，
所述控制装置以所述阳极电极的电位比所述电子源的电位高的方式，对所述阳极电极与所述电子源之间施加所述放电电压；
所述断开期间内的放电电压的电压值比所述接通期间内的放电电压的电压值低。
9.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述电子源与所述阳极电极之间的间隔大于帕邢最小值。
10.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述气体为氙气；
所述电子源的所述能量分布的峰值能量为8.44eV以上且12.13eV以下。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO, LTD. Free format text: FORMER OWNER: MATSUSHITA ELECTRIC WORKS LTD. Effective date: 20120315 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20120315 Address after: Osaka Japan Applicant after: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Address before: Japan Osaka Applicant before: Matsushita Electric Works, Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130821 Termination date: 20150708 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |