專利名稱：場發(fā)射光源器件及其制作方法
場發(fā)射光源器件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空電子器件領(lǐng)域，尤其涉及一種場發(fā)射光源器件及其制作方法。背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的經(jīng)常使用的光源有高壓鈉燈，金鹵燈，熒光燈或者LED等。高壓鈉燈雖然具有較高的光效，但是其發(fā)光偏黃，顯色性較差，較多應(yīng)用于隧道和道路照明。金鹵燈和三基色熒光燈具有較高的光效和顯色性，但是其使用了有害物質(zhì)-汞，不符合環(huán)保的未來發(fā)展趨勢。LED作為一種綠色環(huán)保的新型光源，具有光效高的優(yōu)點(diǎn)，但是單顆LED功率較小，而集成LED發(fā)熱量大，大大影響其實(shí)際使用壽命。場發(fā)射光源器件作為新一代平面光源，具有低能耗，高光效，不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，符合光源平面化，環(huán)保節(jié)能化的發(fā)展趨勢，在平板顯示器、X射線源、微波放大器等真空電子領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。但是，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的場發(fā)射光源器件普遍存在發(fā)光效率不夠高的問題，進(jìn)一步限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種發(fā)光效率較高的場發(fā)射光源器件。一種場發(fā)射光源器件，包括基座、透光面板、殼體及陰極板和陽極板。殼體一端固定在基座上，另一端與透光面板連接。陰極板及陽極板收容于殼體內(nèi)部并固定在基座上，陰極板介于陽極板與殼體之間。陰極板為表面涂有碳納米管的金屬絲網(wǎng)。陽極板與陰極板相互平行設(shè)置。陽極板表面涂有熒光材料。優(yōu)選的，殼體的截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形，殼體兩端開口，其中開口較小一端固定在基座上，開口較大一端被透光面板所密封，殼體、基座及所述透光面板共同形成一收容陰極板及陽極板的密閉空間。優(yōu)選的，殼體的內(nèi)壁涂有反光材料。優(yōu)選的，陰極板的縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形；陰極板的材質(zhì)為良導(dǎo)電性的金屬，所述金屬絲的截面呈圓弧狀。優(yōu)選的，碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管，碳納米管的長度為1 μ m 9mm。優(yōu)選的，陽極板包括透明基材及涂敷于透明基材表面的導(dǎo)電層，熒光材料涂覆在導(dǎo)電層上。優(yōu)選的，導(dǎo)電層為氧化銦錫層；熒光材料為三基色熒光粉或單色熒光粉。優(yōu)選的，透光面板為表面凸起、凹陷或呈平面狀的透明玻璃或透明陶瓷，透光面板表面經(jīng)磨砂或印花處理。優(yōu)選的，還包括絕緣的支撐體，支撐體位于陰極板與陽極板之間，用于固定陰極板及陽極板并控制陰極板與陽極板的間距。上述場發(fā)射光源器件中，陰極板具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且金屬絲的截面為圓弧狀，一方面可以利用圓弧狀的表面積累更多數(shù)量的碳納米管，另一方面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有利于碳納米管之間的分布，增大碳納米管尖端之間的距離，從而碳納米管場發(fā)射的屏蔽效應(yīng)降低，能有效發(fā)射電子的碳納米管數(shù)量上升，因此得到發(fā)射效率較高，發(fā)射穩(wěn)定的光源；陽極板與陰極板形狀大致相同，可以保證陰極板和陽極板之間的距離一定，在適配的加速電壓下，能夠使發(fā)光及時響應(yīng)，保證的器件發(fā)光均勻性。采用縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形的陰極板、陽極板和殼體設(shè)計(jì)，外形類似普遍使用的白熾燈，從而應(yīng)用范圍更廣。同時，還有必要提供一種上述場發(fā)射光源器件的制作方法。一種上述場發(fā)射光源器件的制作方法，包括如下步驟制備金屬絲網(wǎng)狀的陰極板， 并在金屬絲網(wǎng)狀的陰極板表面沉積碳納米管；制備陽極板，并在陽極板的表面涂覆熒光材料；將陰極板、陽極板及基座、透光面板、殼體組裝成場發(fā)射光源器件。優(yōu)選的，還包括通過模壓處理，使得陰極板、陽極板及殼體的縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形形狀的步驟。上述制作方法，過程簡單，便于推廣。

圖1為一實(shí)施例的場發(fā)射光源器件剖面示意圖。圖2為圖1所示場發(fā)射光源器件的陰極板網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面主要結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對上述場發(fā)射光源器件及其制作方法作進(jìn)一步說明。如圖1所示為一實(shí)施例的場發(fā)射光源器件的結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)施例的場發(fā)射光源器件包括基座110、透光面板120、殼體130及陰極板140和陽極板150。其中，殼體130 —端固定在基座110上，另一端與透光面板120連接，優(yōu)選的，兩端均為密封連接，使場發(fā)射光源器件內(nèi)部維持真空，真空度保持在10_4帕以上。陰極板140及陽極板150固定在殼體130的內(nèi)部并通過基座110與外接電源連接，其中，陰極板140介于陽極板150與殼體130之間， 陰極板140為表面涂有碳納米管的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且其縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形； 陽極板150表面涂有熒光材料，且形狀與陰極板140大致相同，縱截面也呈拋物線形或半圓形或半橢圓形，陽極板150與陰極板140之間平行設(shè)置，兩板之間距離保持一致。本實(shí)施例中，殼體130的截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形，殼體兩端開口，其中開口較小一端固定在基座110上，開口較大一端被透光面板120所密封，殼體130、基座 110及透光面板120共同形成一收容陰極板140及陽極板150的密閉空間。優(yōu)選的，基座 110由陶瓷、塑料等絕緣材料制作，內(nèi)部中空；殼體130由玻璃、絕緣陶瓷等無機(jī)材料制作， 內(nèi)壁涂有發(fā)光率較高的反光材料。透光面板120由透光材料制成，如玻璃或者透明陶瓷等。根據(jù)場發(fā)射光源器件的實(shí)際使用需求，可以在其表面進(jìn)行加工處理或成型，如磨砂、印花等工藝處理。透光面板120 的表面可以為凸起、凹陷或者為平面狀。陰極板140為金屬絲網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如圖2所示，碳納米管沉積在該金屬絲網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的表面。優(yōu)選的，金屬為Ag、Cu、Al、Au或Ni等導(dǎo)電性良好的金屬。陰極板140采用縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形及網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其金屬絲的截面呈圓弧狀，一方面有利于沉積更多數(shù)量的碳納米管，另一方面有利于碳納米管之間的分布，增大碳納米管之間的距離，從而減小碳納米管之間的場屏蔽效應(yīng)。碳納米管主要是通過CVD(化學(xué)氣相沉積)生長在已經(jīng)成型好的金屬網(wǎng)絡(luò)絲上，可以為單壁碳納米管或多壁碳納米管，長度為幾微米到幾毫米。陽極板150采用透明基材制作，其表面涂有導(dǎo)電層，熒光材料涂覆在該導(dǎo)電層上。 優(yōu)選的，導(dǎo)電層為ITO(氧化銦錫)導(dǎo)電薄膜，陽極板150利用ITO導(dǎo)電薄膜與基座連接，最終 連接至電源；熒光材料為三基色熒光粉或單色熒光粉。本實(shí)施例中，場發(fā)射光源器件還包括介于陰極板140與陽極板150之間用于固定兩板并控制兩板之間距離的絕緣的環(huán)狀支撐體結(jié)構(gòu)160。上述場發(fā)射光源器件中，采用縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形的陰極板作為發(fā)射源，該陰極板具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，一方面利用圓弧狀的表面積累更多數(shù)量的碳納米管，另一方面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有利于碳納米管之間的分布，增大碳納米管尖端之間的距離，從而碳納米管場發(fā)射的屏蔽效應(yīng)降低，能有效發(fā)射電子的碳納米管數(shù)量上升，因此得到發(fā)射效率較高， 發(fā)射穩(wěn)定的光源；陽極板與陰極板形狀一致，可以保證陰極板和陽極板之間的距離一定，在適配的加速電壓下，能夠使發(fā)光及時響應(yīng)，保證的器件發(fā)光均勻性。上述場發(fā)射光源器件的制作方法，包括如下步驟步驟Sl 制備網(wǎng)狀的陰極板結(jié)構(gòu)，并通過模壓處理，將該網(wǎng)狀陰極板形成縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形形狀。步驟S2 在上述縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形形狀的陰極板表面沉積碳納米管。優(yōu)選的，陰極板采用導(dǎo)電性良好的金屬絲制作，如Au或Ni等，使用CVD、PVD (物理氣相沉積)等方法在金屬絲網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的表面沉積碳納米管。采用縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形網(wǎng)絡(luò)狀的陰極板作為發(fā)射源，使得陰極板表面的碳納米管場發(fā)射的屏蔽效應(yīng)降低，能有效發(fā)射電子的碳納米管數(shù)量上升，從而得到發(fā)射效率高，發(fā)射穩(wěn)定的光源。步驟S3 制備縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形形狀的陽極板結(jié)構(gòu)，并在所述陽極板結(jié)構(gòu)的表面涂覆熒光材料。優(yōu)選的，陽極板為透明玻璃材質(zhì)，首先在注塑成型的透光玻璃外壁，利用磁控濺射或者涂覆的方式在其表面形成一層ITO導(dǎo)電薄膜；然后，將透光材料外壁通過超聲清洗后， 干燥，將熒光粉和有機(jī)載體按比例混合，并進(jìn)行超聲處理，獲得混合均勻的熒光粉混合溶液，再將該透光材料外壁進(jìn)行熒光粉混合溶液的浸漬處理，干燥后在450°c下燒結(jié)處理。進(jìn)一步優(yōu)選的，為了增加陽極板與熒光材料的附著力，在浸漬處理之前在透光材料外壁表面進(jìn)行硅酸鉀或硅酸鈉處理，以提高陽極板的附著力。步驟S4 將上述陰極板、陽極板及基座、透光面板、殼體組裝成場發(fā)射光源器件。優(yōu)選的，在組裝之前，在透光面板的內(nèi)壁使用沉積或涂覆的方式形成反光率較高的反光層，以增強(qiáng)場發(fā)射光源器件的發(fā)光效率和發(fā)光強(qiáng)度。上述制作方法，過程簡單，便于推廣。以上實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種場發(fā)射光源器件，其特征在于，包括基座、透光面板、殼體及陰極板和陽極板，所述殼體一端固定在所述基座上，另一端與所述透光面板連接，所述陰極板及所述陽極板收容于所述殼體內(nèi)部并固定在所述基座上，所述陰極板介于所述陽極板與所述殼體之間；其中，所述陰極板為表面涂有碳納米管的金屬絲網(wǎng)；所述陽極板與所述陰極板相互平行設(shè)置， 所述陽極板表面涂有熒光材料。
2.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射光源器件，其特征在于，所述殼體的截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形，所述殼體兩端開口，其中開口較小一端固定在所述基座上，開口較大一端被所述透光面板密封，所述殼體、所述基座及所述透光面板共同形成一收容所述陰極板及所述陽極板的密閉空間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的場發(fā)射光源器件，其特征在于，所述殼體的內(nèi)壁涂有反光材料。
4.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射光源器件，其特征在于，所述陰極板的縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形；所述陰極板的材質(zhì)為良導(dǎo)電性的金屬；所述金屬絲的截面呈圓弧狀。
5.如權(quán)利要求1或4所述的場發(fā)射光源器件，其特征在于，所述碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管，所述碳納米管的長度為1 μ m 9mm。
6.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射光源器件，其特征在于，所述陽極板包括透明基材及涂敷于所述透明基材表面的導(dǎo)電層，所述熒光材料涂覆在所述導(dǎo)電層上；所述導(dǎo)電層為氧化銦錫層；所述熒光材料為三基色熒光粉或單色熒光粉。
7.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射光源器件，其特征在于，所述透光面板為透明玻璃或透明陶瓷，所述透光面板表面經(jīng)磨砂或印花處理。
8.如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射光源器件，其特征在于，還包括絕緣的支撐體，所述支撐體位于所述陰極板與所述陽極板之間，用于固定所述陰極板及所述陽極板并控制所述陰極板與所述陽極板的間距。
9.一種如權(quán)利要求1所述的場發(fā)射光源器件的制作方法，包括如下步驟制備金屬絲網(wǎng)狀的陰極板，并在所述金屬絲網(wǎng)狀的陰極板表面沉積碳納米管；制備陽極板，并在所述陽極板的表面涂覆熒光材料；將所述陰極板、陽極板及基座、透光面板、殼體組裝成所述場發(fā)射光源器件。
10.一種如權(quán)利要求9所述的場發(fā)射光源器件的制作方法，其特征在于，還包括通過模壓處理，使得所述陰極板、所述陽極板及所述殼體的縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形形狀的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種場發(fā)射光源器件及其制作方法，該器件包括基座、透光面板、殼體及陰極板和陽極板，殼體一端固定在基座上，另一端與透光面板連接，陰極板及陽極板收容于殼體內(nèi)部并固定在基座上，陰極板介于陽極板與殼體之間，其中，陰極板為表面涂有碳納米管的金屬絲網(wǎng)；陽極板與陰極板相互平行設(shè)置，陽極板表面涂有熒光材料。通過采用縱截面呈拋物線形或半圓形或半橢圓形的陰極板作為發(fā)射源，該場發(fā)射光源器件發(fā)光效率高，制作簡單，便于推廣應(yīng)用。
文檔編號H01J63/02GK102347204SQ201010246500
公開日2012年2月8日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者周明杰, 李清濤, 馬文波 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司