[實用新型]采用場發射陣列激發的平板紫外輻射光源的殺菌燈

有效

• 申請號: 201320138702.7
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN203288563U
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 鐘偉杰;趙健;夏忠平
• 申請（專利權）人: 上海顯恒光電科技股份有限公司
• 主分類號: H01J63/06
• 分類號: H01J63/06;H01J63/02
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 何新平

技術領域

本實用新型涉及殺菌系統，具體涉及紫外殺菌燈。

背景技術

紫外光波長比可見光短，但比X射線長的電磁輻射。紫外光在電磁波譜中范圍波長為10-400nm。這范圍內開始于可見光的短波極限，而與長波X射線的波長相重疊。紫外光被劃分為A射線、B射線和C射線(簡稱UVA、UVB和UVC)，波長范圍分別為400-315nm，315-280nm，280-190nm。

具有殺菌效果，可以起到殺菌消毒作用。現在紫外線在殺菌方面的應用已經較為普及，但是仍然存在光強弱、功耗高、故障率低等不足。

紫外線和可以與光觸媒配合殺菌。通過紫外線激發光觸媒活性，可以起到良好的殺菌、消毒作用。但是所應用的紫外光源仍然存在光強弱、功耗高、故障率低等不足。

常見的紫外線光源絕大多數是汞燈，都是通過電極放電激勵或高頻激勵汞原子，當汞原子從激發態回到基態，產生185nm，253nm或365nm的紫外線。汞燈的譜線為紫外區域連續光譜，所有汞燈的通病是應用效率很低。高輸出功率的超高壓汞燈工作時電極溫度達到2000度，因此壽命往往短于100小時。即使普通較低功率的高壓汞燈，壽命也很難超過2000小時。從環境的角度看，所有汞燈的工作物質都是汞蒸氣，有劇毒。

另一種被廣泛看好的汞燈替代光源是UV-LED，其無汞，節能，便攜的特點受到人們越來越多的關注。紫外LED在UVA波段工作的很好，但在UVB和UVC存在不少問題，特別是UVC波段，輸出功率僅在幾個mW，壽命也很短。各國LED的研發人員都想攻克這個難題，但目前未見很好的成果。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供采用場發射陣列激發的平板紫外輻射光源的殺菌燈，以解決上述技術問題。

本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

采用場發射陣列激發的平板紫外輻射光源的殺菌燈，包括一殺菌燈主體，所述殺菌燈主體設有一紫外光源，其特征在于：所述光源包括一陽極板，所述陽極板上設有一紫外熒光粉層；

所述光源還包括一場發射陰極陣列，所述場發射陰極陣列朝向所述陽極板。使用場發射陰極陣列可以產生電子束，激發紫外熒光粉層上的紫外熒光粉發出紫外光。因場發射陣列激發的平板紫外輻射光源采用的是場發射陰極陣列，故光源整體呈板狀，可以直接作為外殼使用，同時板狀光源射出的光更加均勻。

所述紫外熒光粉層的上方固定有一導電層，所述紫外熒光粉層的下方固定有一陽極用石英玻璃層，所述陽極用石英玻璃層、所述紫外熒光粉層、所述導電層構成所述陽極板。導電層用于接入高電位并導出電荷。所述導電層優選為鋁膜層。

所述光源還包括一玻璃粉燒結層，所述玻璃粉燒結層的上方連接所述場發射陰極陣列，所述玻璃粉燒結層的下方連接所述導電層或所述摻雜導電微粒的紫外熒光粉層。生產時，所述導電層和所述場發射陰極陣列間隔1～2mm，通過玻璃粉燒結后在排氣臺上抽真空。

為了方便開關電子束或改變電子束強度，從而實現光源的開關或光源強度的改變，所述玻璃粉燒結層與所述場發射陰極陣列之間還設有一由柵極構成的柵極層。這樣通過調整柵極電位就可以開關電子束或改變電子束強度，進而開關光源或改變光源發出紫外的強度。

所述場發射陰極陣列的上方還設有一陰極用石英玻璃層，所述場發射陰極陣列固定在所述陰極用石英玻璃層的下表面上，所述陰極用石英玻璃層、所述場發射陰極陣列、所述柵極層構成一陰極板。

所述場發射陰極陣列的陰極優選呈針狀的陰極。所述場發射陰極陣列產生的電子束是短脈沖電子束或直流電子束。

所述殺菌燈主體還包括一箱狀外殼，所述光源至少有兩個，各光源嵌在所述外殼上，陰極板朝內，陽極板朝外，且各光源連接同一控制系統。所述光源可以有兩個，兩個光源前后相背設置，分別嵌在所述外殼的前、后兩個面上。所述光源也可以有四個，四個光源分別嵌在所述外殼的前、后、左、右四個面上。

該光源外形輕薄，易于應于不同用途，同時場發射結構設計易于大規模生產。如果無調紫外光強度需求，可以省略柵極以簡化生產加工。

該光源正常工作時，陰極接地，柵極接負電位-50V～-100V，鋁膜層接5kV～10kV正高壓，陽極高壓在場發射針尖陰極處形成強電場，場發射針尖發射電子束，經過高壓電場加速的電子穿透鋁膜轟擊紫外熒光粉，激發出相應波段的紫外光從石英玻璃透射出來。調整柵極電位可以開關電子束或改變電子束強度，進而開關光源或改變光源發出紫外的強度。

附圖說明

圖1為本實用新型的光源的部分結構示意圖。

具體實施方式