CN103972037A - 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，阴极体包括阴极载体、支撑部、电子发射层、隔离片和阴极导杆，多个支撑部均匀分布于阴极载体外壁，支撑部与阴极载体为一体结构，支撑部的表面为环形凸起的弧面，电子发射层覆盖于支撑部和阴极载体的表面，电子发射层发射电子束，阳极壳体接收电子束而发光，阴极导杆设于阴极载体外壁，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。该结构可增加该场发射光源出光面积及亮度，可增强该场发射光源稳定性、延长了寿命，优化了工作性能。

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，所述阴极体包括阴极载体、支撑部、电子发射层、隔离片和阴极导杆，多个所述支撑部均匀分布于所述阴极载体外壁，所述支撑部与所述阴极载体为一体结构，所述支撑部的表面为环形凸起的弧面，所述电子发射层覆盖于所述支撑部和所述阴极载体的表面，所述隔离片开设多个第三通孔，所述支撑部一对一贯穿所述第三通孔，所述隔离片与所述阴极载体和所述支撑部的外表面匹配，所述电子发射层发射电子束，所述阳极壳体接收所述电子束而发光，所述阴极导杆设于所述阴极载体外壁，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，所述阴极载体呈轴对称图形，所述阴极载体、所述阴极导杆及所述支撑部为一体结构、材质为导电体。

其中，所述阴极载体呈球体，或对称板状结构，所述支撑部呈半球形或半椭球形的弧面。

其中，所述阴极载体、所述阴极导杆及所述支撑部的材质为不锈钢、铜或铝。

其中，所述隔离片为绝缘体，所述电子发射层为纳米线薄膜。

其中，所述隔离片的材质为玻璃或陶瓷，所述电子发射层的材质为碳纳米管薄膜。

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，所述阳极载体与所述阴极体的形状相匹配，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四通孔，所述排气管的第一端适配贯穿所述第四通孔，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，所述密封件的材质为绝缘体，所述密封件呈圆柱体状，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，避免了烧毁所述场发射光源。而且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。另，所述支撑部与所述阴极载体为一体结构，有利于保持所述封闭空腔的高真空，因而增强了所述场发射光源的稳定性、延长了寿命，优化了工作性能。

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；

图3是本发明实施例提供的支撑部和隔离片的结构局部示意图。

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包括阴极载体31、支撑部32、电子发射层33、隔离片34和阴极导杆35。

所述阴极载体31呈轴对称图形，所述阴极载体31为导电体。本实施方式中，所述阴极载体31为不锈钢圆形球体。在其他实施方式中，参见图2，所述阴极载体31可为对称板状结构。所述阴极载体31还可是绝缘球体外表面涂覆导电层而构成的导电体。

所述支撑部32与所述阴极载体31为一体结构，多个所述支撑部32均匀分布于所述阴极载体31外壁，所述支撑部32的表面为环形凸起的弧面。本实施方式中，所述支撑部32呈半球形或半椭球形，所述支撑部32和所述阴极载体31的材质为不锈钢。在其他实施方式中，所述支撑部32和所述阴极载体31的材质还可为其他导电材质，如铜、铝等导电性较好的材质。

所述电子发射层33覆盖于所述支撑部32和所述阴极载体31的表面，所述电子发射层33用于发射电子束。具体的，所述电子发射层33为纳米线薄膜。所述电子发射层33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32和所述阴极载体31的表面生长碳纳米管薄膜。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33的表面呈环形凸起的弧面。

所述隔离片34开设多个第三通孔（图中未标示），所述支撑部32一对一贯穿所述第三通孔，所述隔离片34与所述阴极载体31和所述支撑部32的外表面匹配，以装配在所述阴极载体31的外表面。本实施方式中，所述隔离片34为绝缘体，所述隔离片34的材质为玻璃或陶瓷，所述隔离片34用于防止多个支撑部32电连接，致使器件损坏。在其他实施方式中，如若所述支撑部32的相邻间距较大，所述阴极体3可不包括所述隔离片34。

所述阴极导杆35设于所述阴极载体31外壁，并沿远离所述阴极体3的方向延伸。所述阴极载体31、所述阴极导杆35及所述支撑部32为一体结构、材质为导电体，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1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35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，所述阴极载体31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层33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35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35，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。所述密封件2的材质为绝缘体。本实施方式中，所述密封件2的材质为陶瓷，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，所述密封件2的形状与所述第一通孔相匹配。

所述场发射光源100还包括排气管4，所述密封件2还开设第四通孔（图中未标示），所述排气管4的第一端41适配贯穿所述第四通孔，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33表面分布较强电场。所述电子发射层33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32，当在其表面覆盖上薄膜纳米材料作为电子发射层33，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33能减小其本身的电阻，及所述电子发射层33与所述支撑部32的电阻，从而减少电流流过上述电阻时的焦耳热量，避免了烧毁所述场发射光源100。而且仅在所述支撑部32的环形突出表面上涂覆所述电子发射层33，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。另，所述支撑部32与所述阴极载体31为一体结构，有利于保持所述封闭空腔的高真空，因而增强了所述场发射光源100的稳定性、延长了寿命，优化了工作性能。

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，所述阴极体包括阴极载体、支撑部、电子发射层、隔离片和阴极导杆，多个所述支撑部均匀分布于所述阴极载体外壁，所述支撑部与所述阴极载体为一体结构，所述支撑部的表面为环形凸起的弧面，所述电子发射层覆盖于所述支撑部和所述阴极载体的表面，所述隔离片开设多个第三通孔，所述支撑部一对一贯穿所述第三通孔，所述隔离片与所述阴极载体和所述支撑部的外表面匹配，所述电子发射层发射电子束，所述阳极壳体接收所述电子束而发光，所述阴极导杆设于所述阴极载体外壁，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，所述阴极载体呈轴对称图形，所述阴极载体、所述阴极导杆及所述支撑部为一体结构、材质为导电体。

3.如权利要求2所述的一种场发射光源，其特征在于，所述阴极载体呈球体，或对称板状结构，所述支撑部呈半球形或半椭球形的弧面。

4.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、所述阴极导杆及所述支撑部的材质为不锈钢、铜或铝。

5.如权利要求1所述的一种场发射光源，其特征在于，所述隔离片为绝缘体，所述电子发射层为纳米线薄膜。

6.如权利要求5所述的一种场发射光源，其特征在于，所述隔离片的材质为玻璃或陶瓷，所述电子发射层的材质为碳纳米管薄膜。

7.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。

8.如权利要求7所述的一种场发射光源，其特征在于，所述阳极载体与所述阴极体的形状相匹配，所述阳极载体的材质为透明玻璃或陶瓷。

9.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四通孔，所述排气管的第一端适配贯穿所述第四通孔，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。

10.如权利要求1所述的一种场发射光源，其特征在于，所述密封件的材质为绝缘体，所述密封件呈圆柱体状，所述封闭空腔的真空度为1×10-5Pa。