CN103854959A - 一种场发射器件 - Google Patents

Abstract

公开了一种场发射器件，包括第一壳体、第二壳体、第三壳体、第一转轴、第二转轴及气体电子源，第三壳体内嵌于第二壳体，第二壳体内嵌于第一壳体，第一转轴及第二转轴均内嵌于第三壳体，第一壳体由外而内包括第一基板，第一阳极层及第一荧光层，第二壳体由外而内包括第一阴极层、第二基板、第二阳极层及第二荧光层，第三壳体包括第二阴极层及第三基板，第一转轴用于驱动第一壳体转动，第二转轴用于驱动第二壳体转动，第一转轴和第二转轴的转动角速度不相等，气体电子源分别布满于第一壳体与第二壳体，第二壳体与第三壳体之间的空腔。该场发射器件降低传统制备工艺的难度和成本，光色多样且易于转换、结构简单、实用性高，应用于新型装饰灯具。

Description

一种场发射器件

技术领域

本发明涉及照明光源领域，尤其涉及一种场发射器件。

背景技术

场发射器件(Field Emission Device)是一种新兴光源器件，因其能实现均匀的、薄型的、面光源式发光的优点，目前已广泛应用于装饰、显示器、照明设备和微波元件中，具有巨大的应用潜力。

现有场发射器件的发光原理是，在真空环境下，阴极板上的电子发射体发射的电子受阳极板上的正电压吸引，从而加速运动，轰击阳极板的荧光粉，进而发出可见光。但是目前场发射器件的制备技术工艺难度较大，成本较高，生产效率较低，且制备的场发射器件成品发光均匀性较差。

现有场发射器件主要通过改变其光色来达到装饰的目的，但目前常见的场发射器件用于装饰灯具的形式还比较单调，只能产生较单一的颜色，且通常需要复杂的驱动系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种场发射器件，可降低其工艺难度，成本低廉，且能简单有效地实现所述场发射器件的光色多样且易于转换。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种场发射器件，包括第一壳体、第二壳体、第三壳体、第一转轴、第二转轴及气体电子源，所述第三壳体内嵌于所述第二壳体，所述第二壳体内嵌于所述第一壳体，所述第一转轴及第二转轴均内嵌于所述第三壳体，所述第一壳体由外而内包括第一基板、第一阳极层及第一荧光层，所述第一阳极层及所述第一荧光层依次覆盖于所述第一基板内壁，所述第一基板为透明材质，所述第二壳体由外而内包括第一阴极层、第二基板、第二阳极层及第二荧光层，所述第一阴极层覆盖于所述第二基板的外壁，所述第二阳极层及所述第二荧光层依次覆盖于所述第二基板的内壁，所述第二基板为透明材质，所述第三壳体包括第二阴极层及第三基板，所述第二阴极层覆盖于所述第三基板外壁，所述第一转轴用于驱动所述第一壳体转动，所述第二转轴用于驱动所述第二壳体转动，所述第一转轴和所述第二转轴的转动角速度不相等，所述气体电子源分别布满于所述第一壳体与所述第二壳体之间的空腔，所述第二壳体与所述第三壳体之间的空腔。

其中，所述第二壳体呈中心对称，所述第一阴极层为透明导电膜，所述第二基板为透明玻璃或透明陶瓷中的一种，所述第二阳极层为透明导电膜，所述第二荧光层分成多个区域，每个区域的所述荧光层激发光颜色不同。

其中，所述第二壳体呈圆柱体或球体，所述第一阴极层为氧化铟锡膜，所述第二阳极层为氧化铟锡膜。

其中，所述第一壳体与所述第二壳体形状匹配，所述第二壳体同轴内嵌于所述第一壳体内腔，所述第一基板为透明玻璃或透明陶瓷中的一种，所述第一阳极层为透明导电膜，所述第一荧光层分多个的区域，每个区域的所述荧光层激发光颜色不同。

其中，所述第一阳极层为氧化铟锡膜，所述第一荧光层与所述第二荧光层的区域个数和范围相匹配。

其中，所述第三壳体与所述第二壳体形状匹配，所述第三壳体同轴内嵌于所述第二壳体内腔，所述第三基板为透明玻璃或陶瓷中的一种，所述第二阴极层为透明导电膜或金属导电膜中的一种。

其中，所述第二阴极层为氧化铟锡膜、铝膜、银膜或钛膜中的一种。

其中，所述第二转轴同轴内嵌于所述第一转轴内腔，所述第一转轴同轴内嵌于所述第三壳体内腔，所述第二转轴的长度大于所述第一转轴。

其中，所述第一转轴和所述第二转轴的材料为绝缘材料、塑料或陶瓷中的一种。

其中，所述气体电子源为氮气、氦气、氩气中的一种或多种。

本发明实施例的所述场发射器件，把形状和大小相匹配的所述第一壳体、所述第二壳体、所述第三壳体、所述第一转轴及所述第二转轴同轴装配组合成所述场发射器件。所述场发射器件的发射光由所述第一荧光层和所述第二荧光层不同激发光颜色区域可见光叠加而成。通过分别控制所述第一荧光层和所述第二荧光层的涂覆区域、激发光颜色和转动速度，从而控制改变所述场发射器件的发射光颜色，进而达到所述场发射器件光色多样且易于转换的目的。

本发明实施例的所述场发射器件，有效降低了场发射器件制备工艺的难度和成本。另，所述场发射器件光色多样且易于转换、结构简单、控制简便、实用性高，可应用于新型的装饰灯具。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种场发射器件的第一实施方式的分解示意图；

图2是本发明一种场发射器件的第一实施方式结构示意图；

图3是本发明一种场发射器件的第二实施方式结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面参考附图对本发明的实施例进行描述。参见图1和图2，为本发明第一实施方式的一种场发射器件100，包括第一壳体10、第二壳体20、第三壳体30、第一转轴40、第二转轴50及气体电子源60，所述第三壳体30内嵌于所述第二壳体20，所述第二壳体20内嵌于所述第一壳体10，所述第一转轴40及第二转轴50均内嵌于所述第三壳体30，所述第一壳体10由外而内包括第一基板11，第一阳极层12及第一荧光层13，所述第一阳极层12及所述第一荧光层13依次覆盖于所述第一基板11内壁，所述第一基板11为透明材质，所述第二壳体20由外而内包括第一阴极层21、第二基板22、第二阳极层23及第二荧光层24，所述第一阴极层21覆盖于所述第二基板22的外壁，所述第二阳极层23及所述第二荧光层24依次覆盖于所述第二基板22的内壁，所述第二基板为透明材质，所述第三壳体30包括第二阴极层31及第三基板32，所述第二阴极层31覆盖于所述第三基板32外壁，所述第一转轴40用于驱动所述第一壳体10转动，所述第二转轴50用于驱动所述第二壳体20转动，所述第一转轴40和所述第二转轴50的转动角速度不相等，气体电子源60包括第一气体电子源61和第二气体电子源62，所述第一气体电子源61布满于所述第一壳体10与所述第二壳体20之间的空腔，所述第二气体电子源62布满于所述第二壳体20与所述第三壳体30之间的空腔。本实施方式中，所述外，内均是常规状态下，由中心轴向外周延伸的方向。

所述第二壳体20呈中心对称，所述第一阴极层21为透明导电膜，所述第二基板22为透明玻璃或透明陶瓷中的一种，所述第二阳极层23为透明导电膜，所述第二荧光层24分成多个区域，每个区域的所述第二荧光层24激发光颜色不同。所述第二荧光层24为三基色荧光粉，也可为单色荧光粉，也可以为任意两种或三种不同激发光颜色的混合荧光粉。本实施方式中，所述第二壳体20呈圆柱体，所述第一阴极层21为氧化铟锡膜，所述第二阳极层23为氧化铟锡膜。所述第二荧光层24平均分为6个区域，每个区域为圆心角60°的弧面，6个区域上分别涂覆不同激发光颜色的荧光粉，激发光颜色依次为绿色、蓝色、黄蓝混合、红色、黄色、蓝绿混合。在其它实施方式中，所述第一阴极层21及所述第二阳极层23均可为铝掺杂氧化锌膜，所述第二荧光层24也可采用其它配色方案，如第二荧光层24平均分为5个区域，每个区域为圆心角72°的弧面，5个区域上分别涂覆不同激发光颜色的荧光粉，激发光颜色依次为绿色、黄蓝混合、蓝色、黄色、红色。

所述第一壳体10与所述第二壳体20形状匹配，所述第二壳体20同轴内嵌于所述第一壳体10内腔，所述第一基板11为透明玻璃或透明陶瓷中的一种，所述第一阳极层12为透明导电膜，所述第一荧光层13分多个区域，每个区域激发光颜色不同。本实施方式中，所述第一阳极12层为氧化铟锡膜，所述第一荧光层13与所述第二荧光层24的区域个数和范围相匹配。所述第一荧光层13相应的平均分为6个区域，每个区域为圆心角60°的弧面，6个区域上分别涂覆不同激发光颜色的荧光粉，激发光颜色依次为绿色、黄蓝混合、蓝色、黄色、蓝绿混合、红色。在其他实施方式中，所述第一壳体10与所述第二壳体20的形状也可不同，所述第二壳体20的轴线也可与所述第一壳体10的轴线不同。所述第一阳极层12可为铝掺杂氧化锌膜，所述第一荧光层13也可根据所述第二荧光层24的激发光颜色及区域，采用其它不同的配色方案。

所述第三壳体30与所述第二壳体20形状匹配，所述第三壳体30同轴内嵌于所述第二壳体20内腔，所述第三基板32为玻璃或陶瓷中的一种，所述第二阴极层31为透明导电膜或金属导电膜中的一种。本实施方式中，所述第二阴极层31为氧化铟锡膜，在其他实施方式中，所述第三壳体30的轴线也可与所述第一壳体20的轴线不同。所述第三基板32透明，或是不透明均可。所述第二阴极层31可为铝膜、银膜或钛膜中的一种。

所述第二转轴50同轴内嵌于所述第一转轴40内腔，所述第一转轴40同轴内嵌于所述第三壳体30内腔，所述第二转轴50的长度大于所述第一转轴40，以便于马达操控所述第二转轴50和所述第一转轴40。所述第一转轴40和所述第二转轴50的材料为绝缘材料、塑料或陶瓷中的一种。通过马达分别控制所述第一转轴40和所述第二转轴50的角速度，第一转轴10经一支架连接所述第一壳体10，第二转轴50经另一支架连接所述第二壳体20，从而分别控制所述第一壳体10和所述第二壳体20转动的角速度。所述第一转轴40和所述第二转轴50的转动角速度不相等，以达到更好地转换光色的目的。在其他实施方式中，所述第二转轴50与所述第一转轴40不同轴，所述第二转轴50和所述第一转轴40位于所述第一壳体10的外周，所述第二转轴50的长度小于所述第一转轴40。

所述气体电子源60为第一电离能较小的气体，如氮气、氦气、氩气中的一种或多种。气体电子源60包括第一气体电子源61和第二气体电子源62，所述第一气体电子源61布满于所述第一壳体10与所述第二壳体20之间的空腔，所述第二气体电子源62布满于所述第二壳体20与所述第三壳体30之间的空腔。本实施方式中，所述气体电子源60为氮气。其他实施方式中，所述气体电子源60为氦气或氩气中的一种或两种。

参见图3，为本发明第二实施方式的一种场发射器件200，包括第一壳体110、第二壳体120、第三壳体130、第一转轴140、第二转轴150及气体电子源160，所述第一壳体110由外而内包括第一基板111，第一阳极层112及第一荧光层113，所述第二壳体120由外而内包括第一阴极层121、第二基板122、第二阳极层123及第二荧光层124，所述第三壳体130包括第二阴极层131及第三基板132。第二实施方式的所述场发射器件200与第一实施方式的所述场发射器件100基本相同，其不同之处在于，所述场发射器件200为球体，且所述第一转轴140和第二转轴150经球形壳体的球心贯穿所述壳体。

本发明实施例的所述场发射器件，其原理为，在所述第一壳体，所述第二壳体和所述第三壳体分别施加依次升高的电压，使所述第一壳体与所述第二壳体，所述第二壳体与所述第三壳体之间产生强电场，中性所述气体电子源在该强电场作用下电离出自由电子，电子轰击处于高电势处的所述第一荧光层和所述第二荧光层从而发出可见光。结构上，本发明实施例把形状和大小相匹配的所述第一壳体、所述第二壳体、所述第三壳体、所述第一转轴及所述第二转轴同轴装配组合成所述场发射器件。所述场发射器件的发射光由所述第一荧光层和所述第二荧光层不同激发光颜色区域可见光叠加而成。通过分别控制所述第一荧光层和所述第二荧光层的涂覆区域、激发光颜色和转动速度，从而控制改变所述场发射器件的发射光颜色，进而达到所述场发射器件光色多样且易于转换的目的。

本发明实施例的所述场发射器件，利用所述气体电子源来代替现由于场发射器件中的电子发射体，有效降低了其制备工艺的难度和成本。另，所述场发射器件光色多样且易于转换、结构简单、控制简便、实用性高，可应用于新型的装饰灯具。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种场发射器件，其特征在于，包括第一壳体、第二壳体、第三壳体、第一转轴、第二转轴及气体电子源，所述第三壳体内嵌于所述第二壳体，所述第二壳体内嵌于所述第一壳体，所述第一转轴及第二转轴均内嵌于所述第三壳体，所述第一壳体由外而内包括第一基板、第一阳极层及第一荧光层，所述第一阳极层及所述第一荧光层依次覆盖于所述第一基板内壁，所述第一基板为透明材质，所述第二壳体由外而内包括第一阴极层、第二基板、第二阳极层及第二荧光层，所述第一阴极层覆盖于所述第二基板的外壁，所述第二阳极层及所述第二荧光层依次覆盖于所述第二基板的内壁，所述第二基板为透明材质，所述第三壳体包括第二阴极层及第三基板，所述第二阴极层覆盖于所述第三基板外壁，所述第一转轴用于驱动所述第一壳体转动，所述第二转轴用于驱动所述第二壳体转动，所述第一转轴和所述第二转轴的转动角速度不相等，所述气体电子源分别布满于所述第一壳体与所述第二壳体之间的空腔，所述第二壳体与所述第三壳体之间的空腔。

2.如权利要求1所述的一种场发射器件，其特征在于，所述第二壳体呈中心对称，所述第一阴极层为透明导电膜，所述第二基板为透明玻璃或透明陶瓷中的一种，所述第二阳极层为透明导电膜，所述第二荧光层分成多个区域，每个区域的所述第二荧光层激发光颜色不同。

3.如权利要求2所述的一种场发射器件，其特征在于，所述第二壳体呈圆柱体或球体，所述第一阴极层为氧化铟锡膜，所述第二阳极层为氧化铟锡膜。

4.如权利要求2所述的一种场发射器件，其特征在于，所述第一壳体与所述第二壳体形状匹配，所述第二壳体同轴内嵌于所述第一壳体内腔，所述第一基板为透明玻璃或透明陶瓷中的一种，所述第一阳极层为透明导电膜，所述第一荧光层分多个的区域，每个区域的所述第一荧光层激发光颜色不同。

5.如权利要求4所述的一种场发射器件，其特征在于，所述第一阳极层为氧化铟锡膜，所述第一荧光层与所述第二荧光层的区域个数和范围相匹配。

6.如权利要求2所述的一种场发射器件，其特征在于，所述第三壳体与所述第二壳体形状匹配，所述第三壳体同轴内嵌于所述第二壳体内腔，所述第三基板为透明玻璃或陶瓷中的一种，所述第二阴极层为透明导电膜或金属导电膜中的一种。

7.如权利要求6所述的一种场发射器件，其特征在于，所述第二阴极层为氧化铟锡膜、铝膜、银膜或钛膜中的一种。

8.如权利要求1所述的一种场发射器件，其特征在于，所述第二转轴同轴内嵌于所述第一转轴内腔，所述第一转轴同轴内嵌于所述第三壳体内腔，所述第二转轴的长度大于所述第一转轴。

9.如权利要求8所述的一种场发射器件，其特征在于，所述第一转轴和所述第二转轴的材料为绝缘材料、塑料或陶瓷中的一种。

10.如权利要求1所述的一种场发射器件，其特征在于，所述气体电子源为氮气、氦气、氩气中的一种或多种。

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