專利名稱：場發(fā)射平面光源及其制備方法
場發(fā)射平面光源及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種照明光源，尤其涉及一種場發(fā)射平面光源，另外還涉及該場發(fā)射平面光源的制備方法。
背景技術：
目前廣泛使用的熒光燈，其內部為含汞的混合氣體，利用氣體放電發(fā)光或氣體放電產(chǎn)生的紫外光激發(fā)熒光粉發(fā)光。這種氣體放電光源的脈沖光閃容易導致人視覺疲勞，而且汞污染環(huán)境。隨著科技的發(fā)展以及人們對光源視覺舒適度的追求，平面光源在光電產(chǎn)品上的應用越來越廣泛。然而，當前市場上所用的平面光源幾乎都不是直接產(chǎn)生的平面光。這些光源是借助光學元件將非平面光源轉換成平面光源。如目前液晶顯示器，利用冷陰極熒光燈管、 LED點光源，將其轉化為平面化光源。為將其轉化為平面光源，在光學模塊系統(tǒng)中必須配備有導光板、擴散片燈光學裝置。然而，熒光燈管或LED發(fā)出的原始光經(jīng)過這些光學元件后， 光的損失比較高，往往會使得平面光源的整體亮度不足，光線均勻性比較難以控制，組裝復雜、成本高并且功耗大。

發(fā)明內容鑒于此，有必要提供一種結構簡潔，光效較高的新型場發(fā)射平面光源。另外，還有必要提供一種結構簡潔，光效較高的新型場發(fā)射平面光源的制備方法。一種場發(fā)射平面光源，包括陽極板、隔離體、陰極和光致發(fā)光的發(fā)光板，所述陽極板與發(fā)光板通過隔離體隔開相對設置，三者形成一個收容空間，所述陰極設置于該收容空間中并與所述陽極板和發(fā)光板間隔設置，所述陰極發(fā)射出電子轟擊所述陽極板發(fā)光，所述陽極板發(fā)光激發(fā)所述發(fā)光板發(fā)光后復合發(fā)出白光。優(yōu)選的，所述陽極板包括陽極基板、陽極電極、金屬反射層及發(fā)光層。優(yōu)選的，所述陽極電極形成于該陽極基板上，所述金屬反射層形成于所述陽極電極上，所述發(fā)光層形成于所述金屬反射層上；或所述金屬反射層形成于該陽極基板上，所述陽極電極形成于所述金屬反射層上，所述發(fā)光層形成于所述陽極電極上；或所述金屬反射層與所述陽極電極為同一層，所述金屬反射層形成于該陽極基板上，所述發(fā)光層形成于所述金屬反射層上。優(yōu)選的，所述陽極基板為玻璃或者陶瓷材質；或所述金屬反射層為鋁層；或所述發(fā)光層為可發(fā)射出420nm-480nm的藍光的熒光粉層、發(fā)光薄膜層、發(fā)光玻璃層或者發(fā)光陶瓷層中的一種。優(yōu)選的，所述陰極包括陰極基體和設置于該陰極基體上的發(fā)射體。優(yōu)選的，所述陰極基體為金屬絲或者由金屬絲制成的網(wǎng)格結構。優(yōu)選的，所述發(fā)射體為金剛石薄膜、碳納米管、碳納米墻、氧化銅納米線、氧化鋅納米線、納米棒、四角形納米氧化鋅、氧化鐵納米線中的一種。
優(yōu)選的，所述發(fā)光板包括玻璃基板和形成于該玻璃基板上的光致發(fā)光層。優(yōu)選的，所述光致發(fā)光層為可吸收420nm-480nm的藍光而發(fā)射出黃光的熒光粉層、發(fā)光薄膜層、發(fā)光玻璃層或者發(fā)光陶瓷層中的一種。一種場發(fā)射平面光源的制作方法，包括如下步驟在陽極基板上采用磁控濺射或蒸發(fā)方式沉積陽極電極，然后在該陽極電極表面制備金屬反射層，隨后在該金屬反射層制備發(fā)光層，得到陽極板；在陰極基體上采用直接生長或者涂覆的方式制備發(fā)射體，得到陰極；在玻璃基板上采用熒光粉、發(fā)光薄膜、發(fā)光玻璃或者發(fā)光陶瓷中的一種形成光致發(fā)光層，得到發(fā)光板；組裝場發(fā)射平面光源，將制備好的陽極板放置在水平操作臺上；把隔離體放置在陽極板四周，用低玻粉固定；然后將陰極固定在隔離體上，并引出電極，確保陰極與陽極板平行；隨后將制備好的發(fā)光板施壓在隔離體上，固定并密封好；把封裝好的場發(fā)射平面光源通過排氣管進行抽真空進行排氣封離。

綜上所述的場發(fā)射平面光源，由于陰極發(fā)射出的電子轟擊陽極發(fā)光后，陽極發(fā)出的光進而激發(fā)發(fā)光板發(fā)光，經(jīng)復合后發(fā)出的光為平面光源。此種方式發(fā)光效率高，這樣就可以有效解決采用現(xiàn)有的熒光燈管或LED作為背光源的光損耗嚴重，光效低的問題。

圖1為實施例中場發(fā)射平面光源正面剖視結構圖；圖2為實施例中場發(fā)射平面光源左視剖視結構圖。
具體實施方式
下面結合附圖對場發(fā)射平面光源及其制備方法作進一步詳細說明。請參照圖1、圖2，場發(fā)射平面光源包括陽極板10、隔離體20、陰極30和光致發(fā)光的發(fā)光板40。陽極板10與發(fā)光板40通過隔離體20隔開相對設置，三者形成一個收容空間，陰極30設置于該收容空間中并與陽極板10和發(fā)光板40間隔設置，陰極30發(fā)射出電子轟擊陽極板10發(fā)光，陽極板10發(fā)光激發(fā)發(fā)光板40發(fā)光后復合發(fā)出白光。陽極板10包括陽極基板12、形成于該陽極基板12上的陽極電極14、形成于該陽極電極14上的金屬反射層16以及形成于該金屬反射層16上的發(fā)光層18。其中，陽極基板12選用玻璃或者陶瓷材質的方形板。陽極電極14為金屬電極或者非金屬電極，如Cr、Mo、Al或ITO電極，采用磁控濺射或蒸發(fā)等方式沉積在陽極基板12 上。當陽極電極14為非透明的金屬材質的時候，需要設置在金屬發(fā)射層16與陽極基板12 之間，但是當陽極電極14為透明的非金屬材質時，可以設置在金屬反射層16與陽極基板12 之間或者金屬反射層16與發(fā)光層18之間。金屬反射層16由導電金屬材料制成，優(yōu)選的采用鋁層，鋁層可以采用蒸鍍、電鍍、濺射等方式形成在陽極電極14上。另外，也可以不單獨設置一層作為陽極電極14，由金屬發(fā)射層16充當陽極電極，即金屬反射層16與陽極電極 14為同一層。發(fā)光層18為能夠發(fā)射出420nm-480nm藍光的發(fā)光物質制成，該發(fā)光物質可以為熒光粉、發(fā)光薄膜、發(fā)光玻璃或者發(fā)光陶瓷。陰極30設置在隔離體20上，收容于陽極板10、隔離體20與發(fā)光板40形成的收容空間內并與發(fā)光層18相對。陰極30包括陰極基體32和發(fā)射體34。陰極基體32為金屬絲或者金屬絲組成的網(wǎng)格結構。發(fā)射體34為一維納米材料或者薄膜型材料，可以是金剛石薄膜、碳納米管、碳納米墻、氧化銅納米線、氧化鋅納米線、納米棒、四角形納米氧化鋅、氧化鐵納米線等?？梢圆捎猛扛驳姆绞交蛘咧苯由L的方式制備。例如，在陰極基體32上通過噴涂的方式噴涂納米管發(fā)射體34。發(fā)光板40包括玻璃基板42和形成于該玻璃基板42上的光致發(fā)光層44，光致發(fā)光層44設置在玻璃基板42上與陰極30相對的一面。玻璃基板42選用超白玻璃，該光致發(fā)光層44為可以吸收420nm-480nm藍光而發(fā)射出黃光的發(fā)光物質制成，該發(fā)光物質包括熒光粉、發(fā)光薄膜、發(fā)光玻璃或者發(fā)光陶瓷等。場發(fā)射平面光源的工作原理為陰極30發(fā)射出的電子轟擊陽極板10發(fā)出藍光后， 陽極板10發(fā)出的藍光進而激發(fā)光致發(fā)光層44發(fā)出黃光，經(jīng)復合后發(fā)出白光。此種發(fā)光效率高，這樣就可以有效解決采用現(xiàn)有的熒光燈管或LED作為背光源的光損耗嚴重，光效低的問題。另一方面，該場發(fā)射平面光源的制備方法如下實施例一首先，選用ITO玻璃作為陽極基板，玻璃厚度4mm，然后把陽極基板依次用丙酮、乙 醇、去離子水超聲清洗15分鐘并吹干或烘干。然后用蒸鍍的方法在ITO玻璃上蒸鍍厚度約2微米的反射鋁層，隨后采用絲網(wǎng)印刷的方式在反射層表面上印刷一層約35微米厚的 ZnSiAg藍光熒光粉層，即可制成陽極板。其次，選用鎳絲作為陰極基體，由于鎳絲可以直接作為生長碳納米管的催化劑，因此，本實施例采用碳納米管作為發(fā)射體。把鎳絲放入石英管的中央位置，然后在氬氣保護下升溫至650°C，接著通入氫氣1小時對鎳絲進行表面處理，隨后快速升溫至生長溫度并通入包含乙炔或甲烷的混合氣體5-20min，最后在氬氣保護下降溫到室溫，就制備出陰極。再次，采用4mm厚超白玻璃作為玻璃基板。將該超白玻璃依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗15分鐘并吹干或烘干。然后采用絲網(wǎng)印刷的方式在玻璃基體印刷一層 YAGiCe黃光熒光粉層，即可制成發(fā)光板。最后，把制備好的陽極板放置在水平操作臺上，把隔離體放置在陽極板四周，并用低玻粉固定，然后將陰極固定在隔離體上，并引出電極。確保陰極與陽極板平行。隨后將發(fā)光板施壓在隔離體上，固定并密封好。最后，把封裝好的白光場發(fā)射平面光源安裝到排氣臺上，對器件的腔體抽真空，真空度優(yōu)于< KT4Pa后進行封離。實施例二首先，采用厚度為4mm的96陶瓷板作為陽極基板，把陶瓷基板依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗15分鐘后并吹干或烘干，然后采用磁控濺射的方式在陶瓷基板上沉積一層約300nm的鉻電極，隨后用蒸鍍的方法在鍍有鉻電極的陶瓷基板上蒸鍍厚度越 1微米的反射鋁層，隨后采用絲網(wǎng)印刷的方式在反射鋁層表面上印刷一層約35微米厚的 LaAlO3 = Tm熒光粉層。即可制得陽極板。其次，采用氧化銅納米線作為陰極發(fā)射體，把配制的銅粉漿料涂刷在具有導電的 ITO層的表面，然后在空氣中400°C溫度下燒結3小時，就直接能夠在陰極基體的外表面生長出氧化銅納米線，即可制成陰極。
再次，光致發(fā)光層采用在4mm厚超白玻璃上制備。將超白玻璃基體依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗15分鐘并吹干或烘干。然后采用絲網(wǎng)印刷的方式在玻璃基體印刷一層YAG:Ce黃光熒光粉層。即可制得發(fā)光板。最后，把制備好的陽極板放置在水平操作臺上，把隔離體放置在陽極板四周，并用低玻粉固定，然后將陰極固定在隔離體上，并引出電極。確保陰極與陽極板平行。隨后將發(fā)光板施壓在隔離體上，固定并密封好。最后，把封裝好的場發(fā)射平面光源安裝到排氣臺上， 對器件的腔體抽真空，真空度優(yōu)于< KT4Pa后進行封離。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細 ，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種場發(fā)射平面光源，其特征在于包括陽極板、隔離體、陰極和光致發(fā)光的發(fā)光板，所述陽極板與發(fā)光板通過隔離體隔開相對設置，三者形成一個收容空間，所述陰極設置于該收容空間中并與所述陽極板和發(fā)光板間隔設置，所述陰極發(fā)射出電子轟擊所述陽極板發(fā)光，所述陽極板發(fā)光激發(fā)所述發(fā)光板發(fā)光后復合發(fā)出白光。
2.根據(jù)權利要求1所述的場發(fā)射平面光源，其特征在于所述陽極板包括陽極基板、陽極電極、金屬反射層及發(fā)光層；所述陽極電極形成于該陽極基板上，所述金屬反射層形成于所述陽極電極上，所述發(fā)光層形成于所述金屬反射層上；或所述金屬反射層形成于該陽極基板上，所述陽極電極形成于所述金屬反射層上，所述發(fā)光層形成于所述陽極電極上。
3.根據(jù)權利要求1所述的場發(fā)射平面光源，其特征在于所述陽極板包括陽極基板、陽極電極、金屬反射層及發(fā)光層；所述金屬反射層與所述陽極電極為同一層，所述金屬反射層形成于該陽極基板上，所述發(fā)光層形成于所述金屬反射層上。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的場發(fā)射平面光源，其特征在于所述陽極基板為玻璃或者陶瓷材質；或所述金屬反射層為鋁層；或所述發(fā)光層為可發(fā)射出420nm-480nm的藍光的熒光粉層、發(fā)光薄膜層、發(fā)光玻璃層或者發(fā)光陶瓷層中的一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的場發(fā)射平面光源，其特征在于所述陰極包括陰極基體和設置于該陰極基體上的發(fā)射體。
6.根據(jù)權利要求5所述的場發(fā)射平面光源，其特征在于所述陰極基體為金屬絲或者由金屬絲制成的網(wǎng)格結構。
7.根據(jù)權利要求6所述的場發(fā)射平面光源，其特征在于所述發(fā)射體為金剛石薄膜、碳納米管、碳納米墻、氧化銅納米線、氧化鋅納米線、納米棒、四角形納米氧化鋅、氧化鐵納米線中的一種。
8.根據(jù)權利要求4所述的場發(fā)射平面光源，其特征在于所述發(fā)光板包括玻璃基板和形成于該玻璃基板上的光致發(fā)光層。
9.根據(jù)權利要求8所述的場發(fā)射平面光源，其特征在于所述光致發(fā)光層為可吸收 420nm-480nm的藍光而發(fā)射出黃光的熒光粉層、發(fā)光薄膜層、發(fā)光玻璃層或者發(fā)光陶瓷層中的一種。
10.一種根據(jù)權利要求1至9中任意一項所述的場發(fā)射平面光源的制作方法，包括如下步驟在陽極基板上采用磁控濺射或蒸發(fā)方式沉積陽極電極，然后在該陽極電極表面制備金屬反射層，隨后在該金屬反射層制備發(fā)光層，得到陽極板；在陰極基體上采用直接生長或者涂覆的方式制備發(fā)射體，得到陰極；在玻璃基板上采用熒光粉、發(fā)光薄膜、發(fā)光玻璃或者發(fā)光陶瓷中的一種形成光致發(fā)光層，得到發(fā)光板；組裝場發(fā)射平面光源，將制備好的陽極板放置在水平操作臺上；把隔離體放置在陽極板四周，用低玻粉固定；然后將陰極固定在隔離體上，并引出電極，確保陰極與陽極板平行； 隨后將制備好的發(fā)光板施壓在隔離體上，固定并密封好；把封裝好的場發(fā)射平面光源通過排氣管進行抽真空進行排氣封離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種場發(fā)射平面光源，包括陽極板、隔離體、陰極和發(fā)光板，所述陽極板與發(fā)光板通過隔離體隔開相對設置，三者形成一個收容空間，所述陰極設置于該收容空間中并與所述陽極板和發(fā)光板間隔設置。綜上所述的場發(fā)射平面光源，由于陰極發(fā)射出的電子轟擊陽極發(fā)光后，陽極發(fā)出的光進而激發(fā)發(fā)光板發(fā)光，經(jīng)復合后發(fā)出的光為平面光源。此種方式發(fā)光效率高，這樣就可以有效解決采用現(xiàn)有的熒光燈管或LED作為背光源的光損耗嚴重，光效低的問題。
文檔編號H01J63/02GK102403188SQ20101027688
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權日2010年9月8日
發(fā)明者周明杰, 邵鵬睿, 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有限公司