一种场发射平面光源及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种场发射平面光源，包括阳极、隔离体、聚焦极、栅极和阴极，阳极与阴极通过隔离体隔开相对设置，其中，隔离体包括隔离主体和侧壁支撑体，隔离主体开设有漏斗状通孔，隔离主体的大开口端与发光层相接，小开口端与侧壁支撑体相接；聚焦极和栅极通过侧壁支撑体隔开设置，栅极设置在阴极一侧；栅极中部的圆形区域内阵列设置有多个栅极通孔，聚焦极开设有能使电子束聚焦的聚焦通孔；阴极包括阴极基板和发射体，阴极基板中部与栅极通孔相对应设置有多个柱状凸起，发射体设置在柱状凸起的上表面。本发明专利技术提供的场发射平面光源，通过设置特殊结构的隔离体，提高了器件的寿命及稳定性。本发明专利技术还提供了该场发射平面光源的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及场发射器件领域，具体涉及。
技术介绍
场发射器件是一种新兴光源，是通过施加电场从阴极电极发射电子轰击阳极发光 的装置，能实现利用大功率高密度电子流发光。场发射平面光源因具有节能、环保、能够在 恶劣环境下工作(如高低温度环境)、轻薄等优点，可广泛应用于各个照明领域。场发射平 面光源与传统的背光模块相比，不仅构造简单，而且节能、体积小、易于大面积平面化、亮度 高，符合了未来平面光源的发展需求。尽管场发射平面光源在未来的市竞争中具有不可替 代的优势，然而，其在实际应用上存在一些问题需要解决。 场发射平面光源所面临的最重要的问题是关于稳定性及寿命。而限制其寿命的主 要原因有：阳极在电子束轰击下会产生一定量的残余气体，部分电离能小于从阴极发射出 来的高能电子束能量的时候，会发生电离现象，所产生的正离子在强电场作用下会垂直阴 极表面方面轰击阴极纳米材料，致使纳米材料损坏，造成发射的跌落，影响器件工作的稳定 性和寿命。其中，隔离体对器件寿命的影响比较大，通常对隔离体的材料要求有如下方面： (1)隔离体尺寸适中；（2)具有一定刚度、强度；（3)具有一定的电阻率；（4)放气量小。隔 离体的形状大小及摆放位置，除了对基板的受力分布影响比较大外，对阴极表面的电场分 布也颇有影响，是造成发射不均匀的原因之一。 但通常的场发射的器件测试实验中，更多的是考虑隔离体对阴阳极板的固定支撑 效果及隔离体材料的绝缘性，不同形状大小及摆放位置的隔离体对阴极表面电场分布影响 的问题考虑的比较少。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种场发射平面光源，其具有适合场发射平面光源的隔离体， 从而能有效提高场发射平面光源的使用寿命。 本专利技术第一方面提供了一种场发射平面光源，包括阳极、隔离体、聚焦极、栅极和 阴极，所述阳极与阴极通过隔离体隔开相对设置，三者形成一密闭收容空间，所述聚焦极和 栅极收容在所述密闭收容空间内， 所述阳极依次包括阳极基板、导电层和发光层； 所述隔离体包括隔离主体和侧壁支撑体，所述隔离主体开设有漏斗状通孔，所述 隔离主体的大开口端与所述发光层相接，小开口端与所述侧壁支撑体相接； 所述聚焦极和栅极通过所述侧壁支撑体隔开设置，所述栅极设置在所述阴极一 侦h所述栅极中部的圆形区域内阵列设置有多个能使从所述阴极发射的电子束通过的栅极 通孔，所述聚焦极开设有能使所述电子束聚焦的聚焦通孔； 所述阴极包括阴极基板和发射体，所述阴极基板中部与所述栅极通孔相对应设置 有多个柱状凸起，所述发射体设置在所述柱状凸起的上表面。 toon] 优选地，所述聚焦极包括导电平板和设置在所述导电平板上方的突起，所述聚焦 通孔贯穿所述导电平板和所述突起并在所述突起顶端具有最小处直径。 优选地，所述隔离主体小开口端的开口 口径小于或等于所述聚焦通孔的最小处直 径。 优选地，所述发射体与所述多个栅极通孔所在的圆形区域、所述聚焦通孔以及所 述隔离主体的漏斗状通孔处于同一轴线位置。 优选地，所述柱状凸起为不锈钢材质，所述柱状凸起的上表面为平面或弧形外凸 面。 优选地，所述隔离体的材质为陶瓷、玻璃或碳化硼。 优选地，所述阳极基板的材质为玻璃，所述导电层为金属铝、金或银层，或者铟锡 氧化物层，所述发光层为可激发出波长为420nm?480nm蓝光的荧光粉层。 优选地，所述阴极基板为中部圆形区域内阵列设置有多个不锈钢柱状凸起的导电 玻璃基板。 优选地，所述发射体为氧化锌纳米棒或碳纳米管。 本专利技术第二方面提供了一种上述场发射平面光源的制备方法，包括以下步骤： 在洁净的阳极基板上采用磁控溅射法或蒸镀法制备导电层，然后在所述导电层表 面制备发光层，得到阳极； 制作中部圆形区域内阵列设置有多个不锈钢柱状凸起的阴极基板，再采用直接生 长或涂覆的方式在所述柱状凸起上表面制备发射体，得到阴极； 采用绝缘材料制作隔离体，所述隔离体包括隔离主体和侧壁支撑体，所述隔离主 体开设有漏斗状通孔； 制作中部的圆形区域内阵列设置有多个栅极通孔的栅极，所述栅极通孔与不锈钢 柱状凸起相对应设置；制作开设有能使所述电子束聚焦的聚焦通孔的聚焦极； 将所述阳极、聚焦极、栅极、阴极和隔离体进行组装，所述隔离主体的大开口端与 所述发光层相接，小开口端与所述侧壁支撑体相接，所述聚焦极和所述栅极通过所述侧壁 支撑体隔开设置，所述栅极设置在所述阴极一侧；所述阳极、聚焦极、栅极、阴极和隔离体组 装形成一收容空间，抽真空密封所述收容空间，制得场发射平面光源。 综上所述的场发射平面光源，由于隔离体的漏斗状特殊结构，当在各个电极施 加相应的电压后，电子束轰击阳极板后所产生的正离子在电场作用下以垂直的方向往阴极 加速，加速的中间过程将被漏斗状的隔离主体内壁拦截，由于漏斗通孔小开口端开口的 直径较小，所以大大减少了轰击阴极的正离子的数量，降低对阴极纳米材料的毁坏程度，从 而提高了器件工作的稳定性及寿命。此外，场发射平面光源用多个柱状凸起做阴极衬底代 替传统的单个阴极衬底结构，避免单个毁坏后器件工作停止的状态，有利于提高器件工作 的稳定性。 【附图说明】 图1是本专利技术第一实施例中场发射平面光源的剖面图； 图2是本专利技术第一实施例中场发射平面光源的隔离主体结构图； 图3是本专利技术第一实施例中场发射平面光源的阳极结构图； 图4是本专利技术第一实施例中场发射平面光源的聚焦极结构图； 图5是本专利技术第一实施例中场发射平面光源的栅极结构图； 图6是本专利技术第一实施例中场发射平面光源的阴极结构图； 图7是本专利技术第二实施例中场发射平面光源的阴极结构图； 图8是本专利技术第一实施例中场发射平面光源的剖面工作效果示意图。 【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。 参照图1?6,本专利技术第一实施例提供的一种场发射平面光源，包括阳极10、隔离 体20、聚焦极40、栅极50和阴极30。阳极10与阴极30通过隔离体20隔开相对设置，三者 形成一密闭收容空间，阳极10包括阳极基板11、导电层12和发光层13,阴极30包括阴极 基板31和发射体32,导电层12、发光层13、发射体32,以及聚焦极40和栅极50收容在密 闭收容空间内，隔离体20包括隔离主体21和侧壁支撑体22,隔离主体21开设有漏斗状通 孔211，隔离主体21的大开口端212与发光层13相接，小开口端213与侧壁支撑体22相 接；聚焦极40和栅极50通过侧壁支撑体22隔开设置，栅极50固定在阴极30 -侧；栅极 50中部的圆形区域内阵列设置有多个能使从阴极30发射的电子束通过的栅极通孔51，聚 焦极40开设有能使电子束聚焦的聚焦通孔41 ;阴极30包括阴极基板31和发射体32,阴极 基板31中部与多个栅极通孔51相对应设置有多个柱状凸起311，发射体32设置在柱状凸 起311的上表面。 其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场发射平面光源，包括阳极、隔离体、聚焦极、栅极和阴极，所述阳极与阴极通过隔离体隔开相对设置，三者形成一密闭收容空间，所述聚焦极和栅极收容在所述密闭收容空间内，其特征在于，所述阳极依次包括阳极基板、导电层和发光层；所述隔离体包括隔离主体和侧壁支撑体，所述隔离主体开设有漏斗状通孔，所述隔离主体的大开口端与所述发光层相接，小开口端与所述侧壁支撑体相接；所述聚焦极和栅极通过所述侧壁支撑体隔开设置，所述栅极设置在所述阴极一侧；所述栅极中部的圆形区域内阵列设置有多个能使从所述阴极发射的电子束通过的栅极通孔，所述聚焦极开设有能使所述电子束聚焦的聚焦通孔；所述阴极包括阴极基板和发射体，所述阴极基板中部与所述栅极通孔相对应设置有多个柱状凸起，所述发射体设置在所述柱状凸起的上表面。

【技术特征摘要】
1. 一种场发射平面光源，包括阳极、隔离体、聚焦极、栅极和阴极，所述阳极与阴极通过 隔离体隔开相对设置，三者形成一密闭收容空间，所述聚焦极和栅极收容在所述密闭收容 空间内，其特征在于， 所述阳极依次包括阳极基板、导电层和发光层； 所述隔离体包括隔离主体和侧壁支撑体，所述隔离主体开设有漏斗状通孔，所述隔离 主体的大开口端与所述发光层相接，小开口端与所述侧壁支撑体相接； 所述聚焦极和栅极通过所述侧壁支撑体隔开设置，所述栅极设置在所述阴极一侧；所 述栅极中部的圆形区域内阵列设置有多个能使从所述阴极发射的电子束通过的栅极通孔， 所述聚焦极开设有能使所述电子束聚焦的聚焦通孔； 所述阴极包括阴极基板和发射体，所述阴极基板中部与所述栅极通孔相对应设置有多 个柱状凸起，所述发射体设置在所述柱状凸起的上表面。2. 如权利要求1所述的场发射平面光源，其特征在于，所述聚焦极包括导电平板和设 置在所述导电平板上方的突起，所述聚焦通孔贯穿所述导电平板和所述突起并在所述突起 顶端具有最小处直径。3. 如权利要求2所述的场发射平面光源，其特征在于，所述隔离主体小开口端的开口 口径小于或等于所述聚焦通孔的最小处直径。4. 如权利要求1所述的场发射平面光源，其特征在于，所述发射体与所述多个栅极通 孔所在的圆形区域、所述聚焦通孔以及所述隔离主体的漏斗状通孔处于同一轴线位置。5. 如权利要求1所述的场发射平面光源，其特征在于，所述隔离体的材质为陶瓷、玻璃 或碳化硼。6. 如权利要求1所述的场发射平面光源，其特征在于，所述柱状凸起为不锈...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，吴康锋，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44