CN103972024A - 一种场发射光源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种场发射光源，包括阴极平板、两个阳极平板及隔离体架，阴极平板包括阴极发射体结构，阴极发射体结构包括多个呈阵列式分布的电子发射层，电子发射层的表面呈中间部分凸起的弧面，两个阳极平板分别对称设于阴极平板两侧，阴极平板及两个阳极平板均适配固定于隔离体架的内壁，隔离体架与阴极平板及两个阳极平板构成封闭结构。该场发射光源结构简单，实用性强。另，阴极平板的损坏概率降低，场发射光源稳定性增加，寿命延长。且隔离体架与阴极平板，及阳极平板便于封装，且提高了场发射光源的真空度。

Description

一种场发射光源

技术领域

本发明涉及一种光源，尤其涉及一种场发射光源。

背景技术

场发射光源一种绿色节能照明光源，其原理是利用阴极平板上的电子发射层发射出电子束，并且在电场的作用下，电子束轰击激发阳极平板上的发光层而发出均匀的可见光。

在一些特殊光源应用场合中，如交通指示灯、墙壁指示灯，需要该场发射光源双面发光显示，以达到双面可观的目的。然而，现有的场发射光源多为单面发光显示，通常将两个现有的场发射光源相反方向设置，以达到光源双面发光显示的目的。但是该装置需两套驱动系统以使得上述两个场发射光源发光，线路复杂，可靠性差，且成本高，不利于实际推广应用。

现有场发射光源的阴极平板的电子发射层，通常是采用小块薄膜以阵列形式涂覆于玻璃基板的两侧面。然而在场发射过程中，从该小块薄膜表面垂直发射的电子束只能轰击和该小块薄膜面积相当的阳极发光层，因而出光面积较小，导致未被电子束轰击的阳极发光层形成暗区，应用于照明领域有局限性。

当所述场发射光源的阴极平板的电子发射层，采用大面积的薄膜纳米材料涂覆于玻璃基板的两侧面时，在场发射过程中，薄膜纳米材料本身的电阻，和该薄膜纳米材料与玻璃基板间的接触电阻均会增加。当电流通过上述电阻时，产生的焦耳热量较大，热量积累增加损坏该阴极平板的可能性，进而影响场发射光源工作的稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可简易实现双面发光显示，且出光效率较高的场发射光源。

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光源，包括阴极平板、两个阳极平板及隔离体架，所述阴极平板包括阴极发射体结构，所述阴极发射体结构包括电子发射层，所述电子发射层的表面呈中间部分凸起的弧面，两个所述阳极平板分别对称设于所述阴极平板两侧，所述阴极平板及两个所述阳极平板均适配固定于所述隔离体架的内壁，所述隔离体架与所述阴极平板及两个所述阳极平板构成封闭结构。

其中，所述阴极发射结构还包括支撑部，所述支撑部包括相对设置的第一侧面和第二侧面，所述支撑部的第一侧面为中间部分凸起的弧面，所述电子发射层覆盖于所述支撑部的第一侧面上。

其中，所述电子发射层为生长于所述支撑部的第一侧面的纳米线薄膜。

其中，所述电子发射层的材质为碳纳米管薄膜，所述支撑部的材质为不锈钢。

其中，所述阴极平板包括阴极基板、两个阴极导电层、两个反光层及两个所述阴极发射体结构，两个所述阴极导电层分别覆盖于所述阴极基板的两表面，所述阴极导电层包括第一区域和处于所述第一区域中心的第二区域，所述反光层仅覆盖于所述阴极导电层的所述第一区域上，两个所述阴极发射体结构的所述支撑部的第二侧面分别对应的固定贴合于所述阴极导电层的所述第二区域上。

其中，所述支撑部的第二侧面经银浆粘接贴合于所述阴极导电层的所述第二区域上。

其中，所述支撑部的所述第二侧面呈圆形。

其中，所述阳极平板依次包括阳极发光层、阳极导电层及阳极基板，所述阳极导电层覆盖于所述阳极基板的内壁，所述阳极发光层覆盖于所述阳极导电层的表面，两个所述阳极平板的涂层相同，且涂层顺序关于所述阴极平板对称。

其中，所述隔离体架的内壁设多条凹槽，所述阴极平板及两个所述阳极平板均适配嵌入所述凹槽内。

其中，所述隔离体架与所述阴极平板及两个所述阳极平板构成的封闭结构，所述封闭结构的真空度为1×10^-5Pa。

综上，本发明实施例的场发射光源包括双面都含有所述电子发射层的所述阴极平板，及两个作为荧光屏的所述阳极平板，所述阴极平板设于两个所述阳极平板之间，通过所述电子发射层发射电子轰击分别对应所述阳极发光层从而实现光源双面显示的目的。所述场发射光源结构简单，实用性强。

本发明实施例采用电子发射层表面为中间部分凸起的弧面，使所述电子束分散并有相应角度射出，相比同样出光面积的平面电子发射层，减小了所述电子发射层本身的电阻，从而减小了所述阴极平板的焦耳热量，进而减小了所述阴极平板损坏的概率，增加了所述场发射光源稳定性及寿命。另外，所述隔离体架与所述阴极平板，及阳极平板便于封装，且提高了所述场发射光源的真空度。

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是本发明实施例所提供的场发射光源的结构示意图；

图2是本发明实施例所提供的阴极平板的第一视角示意图；

图3是图2所示的阴极平板的第二视角示意图；

图4是本发明实施例的阳极平板的结构示意图；

图5是本发明实施例的隔离体架的第一视角的示意图；

图6是图5所示的隔离体架的第二视角截面图。

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，为本发明中提供的一种场发射光源100，包括阴极平板10、两个阳极平板20a及隔离体架30。两个所述阳极平板20a分别对称设于所述阴极平板10两侧，所述阴极平板10及两个所述阳极平板20a均适配固定于所述隔离体架30的内壁，所述隔离体架30与所述阴极平板10及两个所述阳极平板20a构成封闭结构。

参见图2和图3，所述阴极平板10包括阴极发射体结构13a，所述阴极发射体结构13a包括电子发射层131a，所述电子发射层131a的表面呈中间部分凸起的弧面。

所述阴极发射结构13a还包括支撑部132a，所述支撑部132a包括相对设置的第一侧面和第二侧面，所述支撑部132a的第一侧面为中间部分凸起的弧面，所述电子发射层131a覆盖于所述支撑部132a的第一侧面。

本实施方式中，所述支撑部132a的材质为不锈钢。具体的，所述支撑部132a呈柱状。通常采用切割法加工多个第一侧面为椭球面，第二侧面为平面的不锈钢柱，所述椭球面的短半轴2mm，长半轴10mm，对所述不锈钢柱进行抛光处理，超声清洗并烘干，以获取所述支撑部132a。在其他实施方式中，所述支撑部132a也可为普通玻璃，在所述该普通玻璃上镀金属薄膜导电层，然后采用丝网印刷的方法在所述金属薄膜导电层上涂覆一层纳米线薄膜。

本实施方式中，所述电子发射层131a为生长于所述支撑部132a的第一侧面的纳米线薄膜。具体的，所述纳米线薄膜可为碳纳米管薄膜或其他纳米薄膜。通常采用热化学气相沉积（CVD）方法在所述不锈钢柱上生长所述碳纳米管薄膜以获取所述电子发射层131a。

所述阴极平板10包括阴极基板11、两个阴极导电层12a、两个反光层14a及两个所述阴极发射体结构13a。两个所述阴极导电层12a分别覆盖于所述阴极基板11的两表面。通常选择一厚3mm，边长为10cm的所述阴极基板11，对其超声清洗并烘干后，采用磁控溅射法在所述阴极基板11表面镀所述阴极导电层12a。

所述阴极导电层12a包括第一区域，和处于所述第一区域中心的第二区域，所述第一区域和所述第二区域构成整个所述阴极导电层12a表面。反光层14a仅覆盖于所述阴极导电层12a的所述第一区域上，两个所述阴极发射体结构13a的所述支撑部132a的第二侧面分别对应的固定贴合于两个所述阴极导电层12的所述第二区域上。所述反光层14a用于增加所述场发射光源100的光输出效率。

所述支撑部132a的第二侧面固定贴合于所述阴极导电层12a的所述第二区域上，所述第二侧面呈圆形。本实施方式中，所述第二侧面经银浆粘接分别对应贴合于所述阴极导电层12a的第二区域上。所述第二区域的直径10mm。在其他实施方式中，所述银浆可采用其他金属导电胶代替。

请参见图4，所述阳极平板20a依次包括阳极发光层21a、阳极导电层22a及阳极基板23a。所述阳极导电层22a覆盖于所述阳极基板23a的内壁，所述阳极发光层21a覆盖于所述阳极导电层22a的表面。两个所述阳极平板20a的涂层相同且顺序关于所述阴极平板10对称。通常选择一厚3mm，边长为10cm的所述阳极基板23a，对其超声清洗并烘干。后用磁控溅射法所述阳极基板23a的表面镀所述阳极导电层22a。然后用丝网印刷法在所述阳极导电层22a上涂覆所述阳极发光层21a。在本实施方式中，所述阳极发光层21a为荧光粉层。

参见图5及图6，所述隔离体架30与所述阴极平板10及两个所述阳极平板20a构成的封闭结构，所述封闭结构的真空度为1×10^-5Pa。本实施方式中，所述阴极平板10及两个阳极平板20a均呈圆板状，所述隔离体架30为内壁开设多个凹槽31的陶瓷板。所述阴极平板10与两个所述阳极平板20a相互平行设置，以增加所述场发射光源100的发光效率。所述阴极平板10与两个所述阳极平板20a的端面均适配嵌设于所述凹槽31内，达到更佳的稳固效果。多个所述隔离体架30围绕于所述阴极平板10与两个所述阳极平板20a的圆形外周，以将所述隔离体架30与所述阴极平板10及两个所述阳极平板20a构成的封闭结构。在其他实施方式中，所述阴极平板10与两个所述阳极平板20a可为其他不规则设置方式，也可呈采用其他方式固定于所述隔离体架30的内壁，如粘接，螺纹连接。

本发明实施例所述的场发射光源100的原理为：当在所述阳极导电层22a施加一个正电压，将所述阴极导电层12a接地后，所述电子发射层131a的弧形表面会发射出电子束，所述电子束垂直弧形表面并分散发射，以一定的发散角度轰击所述阳极发光层21a。

综上，本发明实施例为了实现光源双面显示，提供了一种场发射光源100。所述场发射光源100包括双面都含有所述电子发射层131a的所述阴极平板10，及两个作为荧光屏的所述阳极平板20a，所述阴极平板10设于两个所述阳极平板20a之间，通过所述电子发射层131a发射电子轰击分别对应所述阳极发光层21a，从而实现光源双面显示的目的。

本发明实施例采用电子发射层131a表面为中间部分凸起的弧面，使所述电子束分散并有相应角度射出，相比同样出光面积的平面电子发射层131a，减小了所述电子发射层131a本身的电阻，从而减小了所述阴极平板10的焦耳热量，进而减小了所述阴极平板10损坏的概率，增加了所述场发射光源100稳定性及寿命。另外，所述隔离体架30与所述阴极平板10，及两个阳极平板20a便于封装，且提高了所述场发射光源100的真空度。

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)

1.一种场发射光源，其特征在于，包括阴极平板、两个阳极平板及隔离体架，所述阴极平板包括阴极发射体结构，所述阴极发射体结构包括电子发射层，所述电子发射层的表面呈中间部分凸起的弧面，两个所述阳极平板分别对称设于所述阴极平板两侧，所述阴极平板及两个所述阳极平板均适配固定于所述隔离体架的内壁，所述隔离体架与所述阴极平板及两个所述阳极平板构成封闭结构。

2.如权利要求1所述的一种场发射光源，其特征在于，所述阴极发射结构还包括支撑部，所述支撑部包括相对设置的第一侧面和第二侧面，所述支撑部的第一侧面为中间部分凸起的弧面，所述电子发射层覆盖于所述支撑部的第一侧面上。

3.如权利要求2所述的一种场发射光源，其特征在于，所述电子发射层为生长于所述支撑部的第一侧面的纳米线薄膜。

4.如权利要求3所述的一种场发射光源，其特征在于，所述电子发射层的材质为碳纳米管薄膜，所述支撑部的材质为不锈钢。

5.如权利要求2所述的一种场发射光源，其特征在于，所述阴极平板包括阴极基板、两个阴极导电层、两个反光层及两个所述阴极发射体结构，两个所述阴极导电层分别覆盖于所述阴极基板的两表面，所述阴极导电层包括第一区域和处于所述第一区域中心的第二区域，所述反光层仅覆盖于所述阴极导电层的所述第一区域上，两个所述阴极发射体结构的所述支撑部的第二侧面分别对应的固定贴合于所述阴极导电层的所述第二区域上。

6.如权利要求5所述的一种场发射光源，其特征在于，所述支撑部的第二侧面经银浆粘接贴合于所述阴极导电层的所述第二区域上。

7.如权利要求6所述的一种场发射光源，其特征在于，所述支撑部的所述第二侧面呈圆形。

8.如权利要求1所述的一种场发射光源，其特征在于，所述阳极平板依次包括阳极发光层、阳极导电层及阳极基板，所述阳极导电层覆盖于所述阳极基板的内壁，所述阳极发光层覆盖于所述阳极导电层的表面，两个所述阳极平板的涂层相同，且涂层顺序关于所述阴极平板对称。

9.如权利要求1所述的一种场发射光源，其特征在于，所述隔离体架的内壁设多条凹槽，所述阴极平板及两个所述阳极平板均适配嵌入所述凹槽内。

10.如权利要求9所述的一种场发射光源，其特征在于，所述隔离体架与所述阴极平板及两个所述阳极平板构成的封闭结构，所述封闭结构的真空度为1×10^-5Pa。