CN102333393B - 场发射照明光源 - Google Patents

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一种场发射照明光源，包括一中空筒状的壳体、导电阳极、导电阴级、透明件以及灯头，所述壳体的一端与所述灯头连接，所述壳体的另一端被所述透明件所封闭，所述导电阳极与所述透明件紧贴，并与所述导电阴极相对设置，所述导电阴极收容于所述壳体并固定于所述灯头上，所述导电阴极与所述导电阳极平行设置。上述场发射照明光源通过封闭壳体的导电阳极以及固定于壳体中并与导电阳极平行设置的导电阴极，有效地增大了壳体、导电阳极以及灯头所形成的收容空腔的体积，使得收容空腔出现放气的状况时不会对大体积的收容空腔产生影响，从而实现了高真空度的持久维持，有效地降低了光源的驱动电压。

Description

场发射照明光源
【技术领域】
本发明涉及照明光源，特别是涉及一种场发射照明光源。
【背景技术】
日常照明中，常常广泛使用荧光灯和LED照明光源。荧光灯内部是含汞的混合气体，利用气体放电发光或气体放电产生的紫外光激发荧光粉发光，但是这种由气体放电而产生的光容易导致人视觉疲劳，且汞的存在还会造成环境的污染。LED照明光源也存在着自身散射、高温工作环境中寿命衰减较快、光线发散性差等问题，另外，由于显色性和色温以及LED照明光源是点光源的限制，LED照明光源也容易导致视觉疲劳。
场发射照明光源具备了节能、环保、可在恶劣环境中工作的优点，正逐渐广泛应用于各个照明领域，以取代传统的荧光灯和LED照明光源。场发射照明光源的外形主要集中于平面型对于平面型的场发射光源来说，由于腔体以及阴极与阳极的间距比较小，通常小于1厘米，因此难以达到高真空状态，另外，小的腔体中放气率对真空状态的影响也比较明显。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种可维持高真空度的场发射照明光源。
一种场发射照明光源，包括一中空筒状的壳体、导电阳极、导电阴级、透明件以及灯头，所述壳体的一端与所述灯头连接，所述壳体的另一端被所述透明件所封闭，所述导电阳极与所述透明件紧贴，并与所述导电阴极相对设置，所述导电阴极收容于所述壳体并固定于所述灯头上，所述导电阴极与所述导电阳极平行设置。
优选地，所述透明件的封闭所述壳体的面为弧形面或平面。
优选地，所述导电阳极包括紧贴于所述透明件上的阳极层以及覆盖于所述阳极层上的发光层，所述阳极层是透明电极。
优选地，所述导电阳极还包括反光层，所述反光层覆盖于所述发光层上。
优选地，所述反光层的材质为铝。
优选地，所述导电阴极包括阴极基体以及覆盖于所述阴极基体上并与所述导电阳极相对应的发射体，所述阴极基体的材质为金属。
优选地，所述导电阴极包括阴极基体、覆盖于所述阴极基体上并与所述导电阳极相对应的阴极膜以及覆盖于所述阴极膜上的发射体，所述阴极基体的材质为玻璃或陶瓷。
优选地，所述发射体呈定域阵列型分布于阴极膜的表面。
优选地，述包括支撑杆，所述导电阴极通过所述支撑杆固定于所述灯头上。
优选地，所述壳体内壁中覆盖一层连接电极，所述连接电极与所述导电阳极电连接。
上述场发射照明光源通过封闭壳体的导电阳极以及固定于壳体中并与导电阳极平行设置的导电阴极，有效地增大了壳体、导电阳极以及灯头所形成的收容空腔的体积，使得收容空腔出现放气的状况时不会对大体积的收容空腔产生影响，从而实现了高真空度的持久维持，有效地降低了光源的驱动电压。
【附图说明】
图1为一实施例的场发射照明光源的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为图1中B处的局部放大图。
【具体实施方式】
如图1所示，一实施例的场发射照明光源包括壳体100、导电阳极200、导电阴级300、透明件400、灯头500以及支撑杆600。壳体100为中空筒状，两端具有开口，一端与灯头500连接，另一端被透明件400所封闭，导电阳极200与透明件400紧贴，并与导电阴极300相对设置。导电阴极300与导电阳极200的形状平行设置，导电阴极300通过支撑杆600固定于灯头500上并与导电阳极200相对。
壳体100大致呈漏斗状。壳体100两端分别开设有安装口120和出光口140。壳体100的侧壁是弧形。壳体100的宽度沿远离安装口120的轴向逐渐变大，以使安装口120的宽度远小于出光口140的宽度。壳体100的材质可为玻璃或陶瓷，内壁涂敷一层连接电极130。连接电极130与导电阳极200接触。该电极可为铬电极、铝电极、钼电极、导电银浆或透明的铟锡氧化物(Indium Tin Oxides，ITO)电极。
请同时参阅图2，导电阳极200包括阳极层220、发光层230以及反光层240。
阳极层220紧贴于透明件400上，是透明电极。阳极层220通过磁控溅射法或蒸发法沉积形成。发光层230覆盖于阳极层220上。发光层230用于在被电子轰击时发出白色或彩色的可见光，其可为荧光粉、发光薄膜或发光玻璃。在优选的实施例中，发光层230为通过涂覆法形成的荧光粉。在其他实施例中，发光层230还可以为通过磁控溅射法形成的发光薄膜。发光层230的厚度优先为30微米。反光层240覆盖于发光层230上。在优选的实施例中，反光层240的材质为铝，其厚度优选为100纳米。
请同时参阅图3，导电阴极300包括阴极基体310和发射体330。
阴极基体310中与导电阳极200相对应的面大致呈弧形面或平面，其材质可为金属、玻璃或陶瓷。且阴极基体310的弧形面与导电阳极200的弧形面曲率半径相同。发射体330其材质可为薄膜型或准一维型，例如，发射体330可为以碳基质为代表的金钢石薄膜、碳纳米管或碳纳米墙，也可为氧化物纳米材料的氧化铜纳米线、氧化锌纳米线、纳米棒、四角形纳米氧化锌或氧化化铁纳米线。发射体330通过涂覆法或直接生长法形成。优选地，发射体330在整个阴极基体310表面分布或阵列定域分布。优选的实施例中，发射体330为碳纳米管，碳纳米管的直径为10～20纳米，长度为5～15微米。若阴极基体310的材质为玻璃或陶瓷，则需在阴极基体310表面覆盖一层与导电阳极200对应的阴极膜320后，再将发射体330覆盖于阴极膜320上。阴极膜320通过涂覆法、溅射法、电镀法、沉积法或蒸镀法形成。阴极膜320其可为金属电极或非金属电极，例如铬电极、钼电极、铝电极或含铟锡氧化物(Indium Tin Oxides，ITO)的电极。
透明件400封闭壳体100中的出光口140，其封闭壳体100的面优选为弧形面或平面，其材质优选为玻璃或高透光率的有机玻璃。
灯头500的形状与普通灯头相同，可以为螺纹结构或扣挂式结构，从而与传统的白炽灯座相互兼容，以方便替代传统的白炽灯。本实施例中，灯头500与壳体100中安装口120固定相连，其包括设置于壳体100的安装口120中的固定座540、沿固定座540侧面延伸具有外螺纹形状的阴极电极510、位于固定座底面的阳极电极520以及连接阴极电极510和阳极电极520的绝缘介质530。灯头500还包括消气剂(图未示)、排气管543、阳极引线柱541以及阴极引线柱542。消气剂设于固定座540上，排气管543贯穿设于固定座540中，阳极引线柱541和阴极引线柱542分别设于固定座540的边缘位置。固定座540的材质优选为玻璃或陶瓷。消气剂其可为蒸散型或非蒸散型，若消气剂是蒸散型，则消气剂可设置于阴极基体310上，若消气剂是非蒸散型，则消气剂可设置于灯头500中的固定座540上。阳极引线柱541和阴极引线柱542的两端分别设置有导线544。阳极引线柱541通过导线544分别与壳体100中的连接电极130和阳极电极520相连。阴极引线柱542通过导线544分别与导电阴极300及阴极电极510相连接。固定座540、壳体100以及导电阳极200形成收容空腔140，用以收容导电阴极300。排气管543其用于对该收容空腔140抽真空时与外界相通，以排出收容空腔140中的气体。灯头500与壳体100的接触处以及排气管543与固定座540的接触处均通过浆料密封。浆料优选为低温玻璃粉浆。在优选的实施例中，收容空腔140中的真空度小于10-4帕。可以理解，灯头500的形状并不限于此，也可采用其他合适的形状或结构。
支撑杆600呈直杆状或由直杆构成的其他结构。支撑杆600一端与导电阴极相连，另一端通过螺纹或直接焊接固定于固定座540或壳体100上。在支撑杆600的作用下，导电阴极300设置于壳体100中，并与导电阳极200相对设置。支撑杆600其材质可为玻璃或金属。
上述场发射照明光源通过封闭壳体100的导电阳极200以及固定于壳体100中并与导电阳极200平行设置的导电阴极300，有效地增大了壳体100、导电阳极200以及灯头500所形成的收容空腔140的体积，使得收容空腔140出现放气的状况时不会对大体积的收容空腔140产生影响，从而实现了高真空度的持久维持，有效地降低了光源的驱动电压，提高了电子利用率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种场发射照明光源，包括一中空筒状的壳体、导电阳极、导电阴极、透明件以及灯头，其特征在于，所述壳体呈漏斗状，所述壳体的两端分别开设有安装口及出光口，所述壳体的宽度沿远离所述安装口的轴向逐渐变大，以使所述安装口的宽度远小于所述出光口的宽度，所述壳体的安装口与所述灯头连接，所述壳体的出光口被所述透明件所封闭，所述透明件的封闭所述壳体的面为弧形面，且所述弧形面为向所述壳体外侧突出的外凸弧形面；
所述导电阳极与所述透明件紧贴，并与所述导电阴极相对设置，所述导电阳极包括紧贴于所述透明件上的阳极层以及覆盖于所述阳极层上的发光层，所述阳极层是透明电极，所述导电阳极还包括反光层，所述反光层覆盖于所述发光层上；
所述导电阴极收容于所述壳体并固定于所述灯头上，所述导电阴极与所述导电阳极平行设置，所述导电阴极包括阴极基体以及覆盖于所述阴极基体上并与所述导电阳极相对应的发射体，所述阴极基体的材质为金属；
或者，所述导电阴极包括阴极基体、覆盖于所述阴极基体上并与所述导电阳极相对应的阴极膜以及覆盖于所述阴极膜上的发射体，所述阴极基体的材质为玻璃或陶瓷；
其中，所述阴极基体的弧形面与所述导电阳极的弧形面曲率半径相同。
2.根据权利要求1所述的场发射照明光源，其特征在于，所述反光层的材质为铝。
3.根据权利要求1所述的场发射照明光源，其特征在于，所述发射体呈定域阵列型分布于阴极膜的表面。
4.根据权利要求1所述的场发射照明光源，其特征在于，还包括支撑杆，所述导电阴极通过所述支撑杆固定于所述灯头上。
5.根据权利要求1所述的场发射照明光源，其特征在于，所述壳体内壁中覆盖一层连接电极，所述连接电极与所述导电阳极电连接。
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