[發明專利]一種場發射平面光源及其制備方法

有效

• 申請號: 201310096262.8
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN104064435A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 周明杰;吳康鋒
• 申請（專利權）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;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: H01J63/02
• 分類號: H01J63/02;H01J63/06;H01J9/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

技術領域

本發明涉及場發射器件領域，具體涉及一種場發射平面光源及其制備方法。

背景技術

場發射器件是一種新興光源，是通過施加電場從陰極電極發射電子轟擊陽極發光的裝置，能實現利用大功率高密度電子流發光。場發射平面光源因具有節能、環保、能夠在惡劣環境下工作（如高低溫度環境）、輕薄等優點，可廣泛應用于各個照明領域。場發射平面光源與傳統的背光模塊相比，不僅構造簡單，而且節能、體積小、易于大面積平面化、亮度高，符合了未來平面光源的發展需求。盡管場發射平面光源在未來的市競爭中具有不可替代的優勢，然而，其在實際應用上存在一些問題需要解決。

場發射平面光源所面臨的最重要的問題是關于穩定性及壽命。而限制其壽命的主要原因有：陽極在電子束轟擊下會產生一定量的殘余氣體，部分電離能小于從陰極發射出來的高能電子束能量的時候，會發生電離現象，所產生的正離子在強電場作用下會垂直陰極表面方面轟擊陰極納米材料，致使納米材料損壞，造成發射的跌落，影響器件工作的穩定性和壽命。其中，隔離體對器件壽命的影響比較大，通常對隔離體的材料要求有如下方面：（1）隔離體尺寸適中；（2）具有一定剛度、強度；（3）具有一定的電阻率；（4）放氣量小。隔離體的形狀大小及擺放位置，除了對基板的受力分布影響比較大外，對陰極表面的電場分布也頗有影響，是造成發射不均勻的原因之一。

但通常的場發射的器件測試實驗中，更多的是考慮隔離體對陰陽極板的固定支撐效果及隔離體材料的絕緣性，不同形狀大小及擺放位置的隔離體對陰極表面電場分布影響的問題考慮的比較少。

發明內容

鑒于此，有必要提供一種場發射平面光源，其具有適合場發射平面光源的隔離體，從而能有效提高場發射平面光源的使用壽命。

本發明第一方面提供了一種場發射平面光源，包括陽極、隔離體、聚焦極、柵極和陰極，所述陽極與陰極通過隔離體隔開相對設置，三者形成一密閉收容空間，所述聚焦極和柵極收容在所述密閉收容空間內，

所述陽極依次包括陽極基板、導電層和發光層；

所述隔離體為一體化結構，包括隔離主體和側壁支撐體，所述隔離主體開設有漏斗狀通孔，所述隔離主體的大開口端與所述發光層相接，小開口端與所述側壁支撐體相接；

所述聚焦極和柵極以預定距離設置在所述側壁支撐體的內壁上，所述柵極設置在所述陰極一側；所述柵極開設有能使從所述陰極發射的電子束通過的柵極通孔，所述聚焦極開設有能使所述電子束聚焦的聚焦通孔；

所述陰極包括陰極基板和發射體，所述陰極基板中部設有環形凸起，所述發射體設置在所述環形凸起上。

優選地，所述聚焦極包括導電平板和設置在所述導電平板上方的突起，所述聚焦通孔貫穿所述導電平板和所述突起并在所述突起頂端具有最小處直徑。

優選地，所述隔離主體小開口端的開口口徑小于或等于所述聚焦通孔的最小處直徑。

優選地，所述發射體與所述柵極通孔、所述聚焦通孔以及所述隔離主體的漏斗狀通孔處于同一軸線位置。

優選地，所述隔離體的材質為陶瓷、玻璃或碳化硼。

優選地，所述陽極基板的材質為玻璃，所述導電層為金屬鋁、金或銀層，或者銦錫氧化物層，所述發光層為可激發出波長為420nm～480nm藍光的熒光粉層。

優選地，所述聚焦極和所述柵極的材質為銅。

優選地，所述陰極基板為中部具有環形凸起的不銹鋼板或中部設置有不銹鋼環形凸起的導電玻璃基板。

優選地，所述發射體為氧化鋅納米棒或碳納米管。

本發明第二方面提供了一種上述場發射平面光源的制備方法，包括以下步驟：

在潔凈的陽極基板上采用磁控濺射法或蒸鍍法制備導電層，然后在所述導電層表面制備發光層，得到陽極；

制作中部具有環形凸起的陰極基板，再采用直接生長或涂覆的方式在所述環形凸起表面制備發射體，得到陰極；

采用絕緣材料制作隔離體，所述隔離體為一體化結構，包括隔離主體和側壁支撐體，所述隔離主體開設有漏斗狀通孔；

制作開設有能使由陰極發射的電子束通過的柵極通孔的柵極；制作開設有能使所述電子束聚焦的聚焦通孔的聚焦極；

將所述陽極、聚焦極、柵極、陰極和隔離體進行組裝，所述隔離主體的大開口端與所述發光層相接，小開口端與所述側壁支撐體相接，所述聚焦極和所述柵極以預定距離設置在所述側壁支撐體的內壁上，所述柵極設置在所述陰極一側；所述陽極、聚焦極、柵極、陰極和隔離體組裝形成一收容空間，抽真空密封所述收容空間，制得場發射平面光源。