CN103972030A - 一种场发射光源 - Google Patents

Abstract

一种场发射光源，包括阳极壳体、密封件及阴极体，阳极壳体开设第一通孔，密封件适配嵌于第一通孔内，密封件开设第二通孔，阴极体收容于阳极壳体内腔，阴极体包括主体部、阴极发射体结构和阴极导杆，阴极发射体结构包括多个均匀分布于主体部外壁上的支撑部和电子发射层，支撑部的第一面为环形凸起的弧面，电子发射层覆盖于支撑部的第一面上，电子发射层用于发射电子束，阳极壳体接收电子束而发光，支撑部的第二面固定贴合于主体部上，阴极导杆设于主体部外壁，并沿远离阴极体的方向延伸，且适配嵌于第二通孔内，阳极壳体与阴极体之间为封闭空腔。该结构增加了该场发射光源的出光面积及亮度，增强了稳定性、延长了寿命，优化了其工作性能。

Description

一种场发射光源

技术领域

本发明涉及照明领域，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，其原理是利用阴极体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壳体上的发光层而发出均匀的可见光。

现有场发射光源的阴极体，通常涂覆或生长连续均匀分布的纳米薄膜作为电子发射层。但以整片连续膜存在的电子发射层的本身电阻，及电子发射层与阴极载体间的接触的电阻较大，当所述阴极体有电流时，上述电阻产生的焦耳热较多，易烧毁所述阴极体，导致场发射光源的稳定性差、寿命短。

此外，经研究证明，当电子发射层的连续层面积达到一定数值时，在屏蔽效应等因素影响下，电子束电流将无法增大，从而导致所述场发射光源的出光亮度较低，影响其品质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种场发射光源，可增加所述场发射光源的出光面积及亮度，优化所述场发射光源的工作性能，稳定性较强、寿命较长。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种场发射光源，包括阳极壳体、密封件及阴极体，所述阳极壳体开设第一通孔，所述密封件适配嵌于所述第一通孔内，所述密封件开设第二通孔，所述阴极体收容于所述阳极壳体内腔，所述阴极体包括主体部、阴极发射体结构和阴极导杆，所述阴极发射体结构包括多个均匀分布于所述主体部外壁上的支撑部和电子发射层，所述支撑部包括相对设置的第一面和第二面，所述支撑部的第一面为环形凸起的弧面，所述电子发射层覆盖于所述支撑部的第一面上，所述电子发射层用于发射电子束，所述阳极壳体接收所述电子束而发光，所述支撑部的第二面固定贴合于所述主体部上，所述阴极导杆设于所述主体部外壁，并沿远离所述阴极体的方向延伸，且适配嵌于所述第二通孔内，所述阳极壳体与所述阴极体之间为封闭空腔。

其中，所述阴极体的主体部包括阴极载体和阴极层，所述阴极层覆盖于所述阴极载体外壁和所述阴极导杆的外壁，所述支撑部的第二面固定贴合于所述阴极层上。

其中，所述阴极载体呈轴对称图形，所述阴极载体的材质为绝缘体，所述支撑部的材质为导电体。

其中，所述电子发射层为生长于所述支撑部的第一面的纳米线薄膜。

其中，所述电子发射层的材质为碳纳米管薄膜，所述阴极载体呈球体或对称板状结构，所述阴极载体的材质为玻璃或陶瓷，所述支撑部呈半球形或半椭球形，所述支撑部的材质为不锈钢、铜或铝。

其中，所述阳极壳体由外而内依次包括阳极载体、阳极层、荧光层及反射层，所述阳极层覆盖于所述阳极载体的内壁，所述荧光层覆盖于所述阳极层的内壁，所述反射层覆盖于所述荧光层内壁，所述阳极载体与所述阴极体的形状相匹配，所述第一通孔的表面覆盖所述阳极层以作为阳极电极，与所述阴极导杆配合连接外界电压。

其中，所述阳极载体的材质为透明玻璃或陶瓷。

其中，所述场发射光源还包括排气管，所述密封件还开设第三通孔，所述排气管的第一端适配贯穿所述第三通孔，并沿靠近所述阴极体的方向延伸，所述排气管的第二端沿远离所述阳极壳体的方向延伸。

其中，所述密封件为绝缘材料，所述密封件呈圆柱体状。

其中，所述封闭空腔的真空度为1×10^-5Pa。

本发明采用环形凸起表面的所述支撑部，当在其表面覆盖上薄膜纳米材料作为电子发射层，垂直环形凸起表面发射的电子束以一定的分散角度轰击所述荧光层。而小面积的所述电子发射层能减小其本身的电阻，及所述电子发射层与所述支撑部的电阻，从而减少电流流过上述电阻时的焦耳热量，增加了所述场发射光源工作的稳定性，延长了使用寿命，优化了工作性能。另外，仅在所述支撑部的环形突出表面上涂覆所述电子发射层，屏蔽效应的等因素的影响较小，易于增大电子束的电流，从而增加了所述场发射光源的出光面积及亮度。

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是本发明实施例提供的场发射光源的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的阴极体的结构示意图。

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，为本发明一种场发射光源100的结构示意图。所述场发射光源100包括阳极壳体1、密封件2及阴极体3。

所述阴极体3包括主体部31、阴极发射体结构32和阴极导杆33。

所述主体部31包括阴极载体311和阴极层312。所述阴极载体311呈轴对称图形，所述阴极载体311的材质为绝缘体，具体的可为玻璃或陶瓷。所述阴极层312覆盖于所述阴极载体311外壁。本实施方式中，所述阴极载体311为玻璃圆形球体，在所述玻璃球体表面上溅射金属层以作为所述阴极层312。在其他实施方式中，参见图2，所述阴极载体311可为对称板状结构。

所述阴极发射结构32包括多个支撑部321，所述支撑部321包括相对设置的第一面和第二面，所述支撑部321的第一面为环形凸起的弧面，所述支撑部321的第二面固定贴合于所述阴极层312上，所述支撑部321为导电体。本实施方式中，所述支撑部321呈半个“游泳圈”形，所述支撑部321的第二面经银浆粘接贴合于所述阴极层312上。所述支撑部321呈半球形或半椭球形，材质为不锈钢。且所述支撑部321为多个，均匀粘附在所述阴极层312上。在其他实施方式中，所述支撑部321可为还可采用其他导电材质，如铜、铝等导电性较好的材质。

所述阴极发射体结构32还包括多个均匀分布于所述主体部31外壁上的电子发射层322，所述电子发射层322的表面呈环形凸起的弧面。本实施方式中，所述电子发射层322覆盖于所述支撑部321的第一面上。所述电子发射层322用于发射电子束，所述电子发射层322为生长于所述支撑部321的第一面的纳米线薄膜。所述电子发射层322的材质为碳纳米管薄膜。即采用热气相沉积法在所述支撑部321的表面上生长碳纳米管薄膜。在其他实施方式中，可采用涂覆或是生长的方法使得所述电子发射层322的表面呈环形凸起的弧面。

请参见图1，所述阴极导杆33设于所述主体部31外壁，并沿远离所述阴极体3的方向延伸。所述阴极导杆33的表面也涂覆所述阴极层312，以用于连接外界电压，从而驱动所述场发射光源100发光。

所述阳极壳体1开设第一通孔（图中未标示），以容置所述密封件2。所述阴极体3收容于所述阳极壳体1内腔，所述阳极壳体1接收所述电子束而发光。所述阳极壳体1由外而内依次包括阳极载体11、阳极层12、荧光层13及反射层14。所述阳极层12覆盖于所述阳极载体11的内壁，所述荧光层13覆盖于所述阳极层12的内壁，所述反射层14覆盖于所述荧光层13内壁，所述反射层14用于增加所述场发射光源100的出光率。所述阳极载体11与所述阴极体3的形状相匹配，所述阳极载体11的材质为透明玻璃或陶瓷。所述第一通孔的表面覆盖所述阳极层12以引线作为阳极电极，与所述阴极导杆33配合连接外界电压。本实施方式中，所述阳极载体11为球形或椭球形玻璃泡壳，在所述阳极载体11内壁溅射金属薄膜或是氧化铟锡作为所述阳极层12，而后在所述阳极层12上涂覆荧光粉以作为荧光层13，最后在所述荧光层13上溅射金属层以作为反射层14。在其他实施方式中，所述阳极载体11与所述阴极体311的形状相匹配。当所述阴极体3为圆弧形板状结构或椭球形球体时，所述阳极载体11相应的呈圆弧形板状结构、椭球形球体或圆形球体。

所述密封件2适配嵌于所述第一通孔内，以密封所述阳极壳体1，使得所述阳极壳体1与所述阴极体3之间为封闭空腔，所述封闭空腔的真空度为1×10^-5Pa，以避免污染或毒化所述电子发射体层322和荧光层13。

所述密封件2开设第二通孔（图中未标示），所述阴极导杆33沿远离所述阴极体3，靠近所述阳极壳体1的方向延伸，直至适配嵌于所述第二通孔内，以达到固定所述阴极导杆33，隔离所述阴极电极与所述阳极电极，密封所述封闭空腔的目的。

本实施方式中，所述密封件2为绝缘材料，具体的为陶瓷，所述密封件2呈圆柱体状。在其他实施方式中，所述密封件2可采用其他绝缘材料，如玻璃、干木头或是塑料。

所述场发射光源100还包括排气管4，所述密封件2还开设第三通孔（图中未标示），所述排气管4的第一端41适配贯穿所述第三通孔，并沿靠近所述阴极体3的方向延伸，所述排气管4的第二端42沿远离所述阳极壳体1的方向延伸，以便于对所述场发射光源100进行抽放气处理，使得所述封闭空腔的真空度为1×10^-5Pa。

所述场发射光源100的原理为，所述阳极壳体1施加一正电压，所述阴极体3接地，以使得所述电子发射层322表面分布较强电场。所述电子发射层322在隧道效应下发射出电子束，并轰击所述阳极壳体1上的荧光层13，激发所述荧光层13而发光。

本发明采用环形凸起表面的所述支撑部321，当在其表面覆盖上薄膜纳米材料作为电子发射层322，垂直环形凸起表面发射的电子束以一定的分散角度轰击所述荧光层13。而小面积的所述电子发射层322能减小其本身的电阻，及所述电子发射层322与所述支撑部321的电阻，从而减少电流流过上述电阻时的焦耳热量，增加了所述场发射光源100工作的稳定性，延长了使用寿命，优化了工作性能。另外，仅在所述支撑部321的环形突出表面上涂覆所述电子发射层322，屏蔽效应的等因素的影响较小，易于增大电子束的电流，从而增加了所述场发射光源100的出光面积及亮度。

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，包括阳极壳体、密封件及阴极体，所述阳极壳体开设第一通孔，所述密封件适配嵌于所述第一通孔内，所述密封件开设第二通孔，所述阴极体收容于所述阳极壳体内腔，所述阴极体包括主体部、阴极发射体结构和阴极导杆，所述阴极发射体结构包括多个均匀分布于所述主体部外壁上的支撑部和电子发射层，所述支撑部包括相对设置的第一面和第二面，所述支撑部的第一面为环形凸起的弧面，所述电子发射层覆盖于所述支撑部的第一面上，所述电子发射层用于发射电子束，所述阳极壳体接收所述电子束而发光，所述支撑部的第二面固定贴合于所述主体部上，所述阴极导杆设于所述主体部外壁，并沿远离所述阴极体的方向延伸，且适配嵌于所述第二通孔内，所述阳极壳体与所述阴极体之间为封闭空腔。

2.如权利要求1所述的一种场发射光源，其特征在于，所述阴极体的主体部包括阴极载体和阴极层，所述阴极层覆盖于所述阴极载体外壁和所述阴极导杆的外壁，所述支撑部的第二面固定贴合于所述阴极层上。

3.如权利要求2所述的一种场发射光源，其特征在于，所述阴极载体呈轴对称图形，所述阴极载体的材质为绝缘体，所述支撑部的材质为导电体。

4.如权利要求1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面的纳米线薄膜。

5.如权利要求4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，所述阴极载体呈球体或对称板状结构，所述阴极载体的材质为玻璃或陶瓷，所述支撑部呈半球形或半椭球形，所述支撑部的材质为不锈钢、铜或铝。

6.如权利要求1所述的一种场发射光源，其特征在于，所述阳极壳体由外而内依次包括阳极载体、阳极层、荧光层及反射层，所述阳极层覆盖于所述阳极载体的内壁，所述荧光层覆盖于所述阳极层的内壁，所述反射层覆盖于所述荧光层内壁，所述阳极载体与所述阴极体的形状相匹配，所述第一通孔的表面覆盖所述阳极层以作为阳极电极，与所述阴极导杆配合连接外界电压。

7.如权利要求6所述的一种场发射光源，其特征在于，所述阳极载体的材质为透明玻璃或陶瓷。

8.如权利要求1所述的一种场发射光源，其特征在于，所述场发射光源还包括排气管，所述密封件还开设第三通孔，所述排气管的第一端适配贯穿所述第三通孔，并沿靠近所述阴极体的方向延伸，所述排气管的第二端沿远离所述阳极壳体的方向延伸。

9.如权利要求1所述的一种场发射光源，其特征在于，所述密封件为绝缘材料，所述密封件呈圆柱体状。

10.如权利要求1所述的一种场发射光源，其特征在于，所述封闭空腔的真空度为1×10^-5Pa。