CN104008952B - 一种场发射器件 - Google Patents

Abstract

公开了一种场发射器件，包括两个阴极平板、两个阳极平板、电子源、驱动装置及外壳，阴极平板包括阴极基板及阴极层，阴极层部分覆盖于阴极基板的外壁盘面，两个阴极平板及两个阳极平板相互堆叠设置，两个阳极平板分别对称设于两个阴极平板的外侧，阳极平板包括荧光层、阳极层及阳极基板，电子源设于阴极平板与阳极平板之间的空腔，驱动装置用于驱动两个阴极平板转动，两个阴极平板及两个阳极平板均嵌于外壳的内壁，两个阴极平板及两个阳极平板与外壳构成封闭空腔。该场发射器件的阴极平板厚度薄，质量轻，转动所需的功耗小，易于驱动。另外，结构简单，控制简便，实用性高，可应用于新型的装饰灯具。

Description

一种场发射器件

技术领域

本发明涉及照明光源领域，尤其涉及一种场发射器件。

背景技术

场发射器件(FieldEmissionDevice)是一种新兴光源器件，因其能实现均匀的、薄型的、面光源式发光的优点，目前已广泛应用于装饰、显示器、照明设备和微波元件中，具有巨大的应用潜力。

现有场发射器件主要通过改变其光色来达到装饰的目的，但目前常见的场发射器件用于装饰灯具的形式还比较单调，只能产生较单一的颜色，且通常需要复杂的驱动系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种场发射器件，能简单有效地实现所述场发射器件的光色多样且易于转换。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种场发射器件，包括两个阴极平板、两个阳极平板、电子源、驱动装置及外壳，所述阴极平板包括阴极基板及阴极层，所述阴极基板包括两个相互平行的盘面，所述阴极层部分覆盖于所述阴极基板的外壁盘面，两个所述阴极平板及两个所述阳极平板相互堆叠设置，两个所述阳极平板分别对称设于两个所述阴极平板的外侧，所述阳极平板包括荧光层、阳极层及阳极基板，所述阳极基板为透明材质，所述阳极层覆盖于所述阳极基板的内壁，所述荧光层覆盖于所述阳极层的内壁，所述阳极层分多个区域，每个区域的所述阳极层的覆盖图形与所述阴极层的覆盖图形匹配，每个所述阳极层区域表面相应的覆盖所述荧光层，每个区域的所述荧光层激发光颜色不同，所述电子源设于所述阴极平板与所述阳极平板之间的空腔，所述驱动装置用于驱动两个所述阴极平板转动，两个所述阴极平板及两个所述阳极平板均嵌于所述外壳的内壁，两个所述阴极平板及两个所述阳极平板与所述外壳构成封闭空腔。

其中，所述阴极平板呈中心对称，所述阴极基板为玻璃、塑料或陶瓷中的一种，所述阴极层为透明导电膜或金属导电膜中的一种。

其中，所述阴极平板为圆形，所述阴极层为铝膜、钛膜、银膜或氧化铟锡膜。

其中，所述电子源为电子发射体，所述电子发射体覆盖于所述阴极层的外壁，所述电子发射体为碳纳米管或氧化锌纳米棒阵列。

其中，所述阴极层的覆盖图形呈扇形、花瓣形、树形或人形，其中所述扇形的圆心角为15～25°，所述电子发射体的覆盖图形与所述阴极层匹配。

其中，所述阳极平板与所述阴极平板同轴且形状匹配，所述阳极基板为透明玻璃或透明陶瓷中的一种，所述阳极层为透明导电膜。

其中，所述电子源为气体电子源，所述气体电子源分布于所述阴极平板与所述阳极平板之间的空腔，所述气体电子源为氮气、氦气、氩气中的一种或多种。

其中，所述驱动装置包括转轴、垫片和马达，所述转轴贯穿设于两个所述阴极平板之间，且与两个所述阴极平板同轴，所述转轴材料为绝缘材料，所述转轴还贯穿所述垫片，每块所述阴极平板均夹持于两个所述垫片之间，以相对固定所述阴极平板与所述转轴，所述马达用于驱动所述转轴转动，进而驱动两个所述阴极平板转动，所述转轴的转动周期为0.04～10秒。

其中，所述外壳的内壁设滑槽，两个所述阴极平板及两个所述阳极平板均适配嵌于所述滑槽。

其中，所述外壳还包括滚珠，所述滚珠设于所述阴极平板与所述滑槽之间，以减小所述阴极平板与所述外壳间的摩擦力。

本发明实施例中的场发射器件，其原理为，在所述阴极平板与所述阳极平板之间施加高压，两个所述阴极平板的电压值相等，两个所述阳极平板的电压值相等，使得所述阴极平板与所述阳极平板之间产生强电场。所述电子源在电场作用下电离出自由电子，从而轰击处于高电势处的所述荧光层而发出可见光，即在所述荧光层的覆盖区域发光，其余未覆盖荧光层的区域不发光。当所述阴极平板连续扫过不同的区域，轰击不同区域的所述荧光层时，所述场发射器件发出不同的光色。因而，利用人眼视觉暂留的时间为0.05～0.2秒，当所述阴极平板的转动周期小于0.2秒或更短时，由于人眼的视觉暂留效应，观察者能观察到一个五光十色的场发射器件。

结构上，本发明实施例把形状和大小相匹配的两个所述阴极平板、两个所述阳极平板、驱动装置及外壳同轴装配组合成所述场发射器件。通过控制所述阴极层的覆盖图形，所述阳极层和所述荧光层的覆盖图形，所述荧光层的激发光颜色，及所述驱动装置的转动周期，从而控制改变所述场发射器件的发射光颜色，进而达到所述场发射器件光色多样且易于转换的目的。

综上，本发明实施例的所述场发射器件的所述阴极平板厚度薄，质量轻，转动所需的功耗小，易于驱动。另外，结构简单，控制简便，实用性高，可应用于新型的装饰灯具。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种场发射器件的分解示意图；

图2是本发明一种场发射器件的组合示意图；

图3是本发明另一实施方式提供的场发射器件的分解示意图；

图4是本发明另一实施方式提供的荧光层的平面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

下面参考附图对本发明的实施例进行描述。参见图1和图2，为本发明实施例的一种场发射器件100，包括两个阴极平板10、两个阳极平板20、电子源30、驱动装置40及外壳50。

所述阴极平板10包括阴极基板11及阴极层12，所述阴极基板11包括两个相互平行的盘面，所述阴极层12部分覆盖于所述阴极基板11的外壁盘面。本实施方式中，所述阴极平板10呈中心对称，所述阴极基板11为玻璃、塑料或陶瓷中的一种，所述阴极层12为透明导电膜或金属导电膜中的一种。具体的，所述阴极平板10为圆形，所述阴极层12为铝膜、钛膜、银膜或氧化铟锡膜。所述阴极层12部分覆盖于所述阴极基板11上。本实施方式中，所述阴极层12的覆盖图形的覆盖图形呈扇形，所述扇形的圆心角为15～25°。在其他实施方式中，所述阴极平板10可为方形或其他中心不对称图形，所述阴极层12的覆盖图形可为花瓣形、树形或人形。

两个所述阴极平板10及两个所述阳极平板20相互堆叠设置，两个所述阳极平板20分别对称设于两个所述阴极平板10的外侧。所述阳极平板20包括荧光层21、阳极层22及阳极基板23，所述阳极基板23为透明材质，所述阳极层22覆盖于所述阳极基板23的内壁，所述荧光层21覆盖于所述阳极层22的内壁。本实施例中，所述外，内均是常规状态下，均是由两个所述阴极平板10分别向两侧延伸的方向。

所述阳极平板20与所述阴极平板10同轴且形状匹配，所述阳极基板23为透明玻璃或透明陶瓷中的一种，所述阳极层22为透明导电膜，所述阳极层22分多个区域，每个区域的所述阳极层22的覆盖图形与所述阴极层12的覆盖图形匹配，每个所述阳极层22区域表面相应的覆盖所述荧光层21，每个区域的所述荧光层21激发光颜色不同。具体的，所述阳极层22为氧化铟锡膜。所述荧光层21为三基色荧光粉，也可为单色荧光粉，也可以为任意两种或三种不同激发光颜色的混合荧光粉。本实施方式中，所述阴极层12的覆盖图形呈扇形，所述扇形的圆心角为20°。相应的，所述阳极层22覆盖于整个所述阳极基板23。所述荧光层21平均分为18个区域，每个区域为圆心角20°，18个区域上分别覆盖不同颜色的荧光粉，颜色依次为两轮的红色、红黄混色、黄色、黄绿混色、绿色、绿蓝混色、蓝色、蓝紫混色、紫色。在其他实施方式中，所述阳极平板20与所述阴极平板10不同轴线，形状也可不同。参见图3和图4，所述阴极层12的覆盖图形呈花瓣形，所述阳极层22平均分为6个区域，每个区域的所述阳极层22的覆盖图形均呈花瓣形，每个所述阳极层22区域表面相应的覆盖所述荧光层21，每个区域的所述荧光层21的激发光颜色不同，如依次为红、黄、绿、蓝、紫。所述阴极层12的覆盖图形还可呈树形或人形。

所述电子源30设于所述阴极平板10与所述两个阳极平板20之间的空腔。本实施方式中，所述电子源30为电子发射体，所述电子发射体覆盖于所述阴极层12的外壁，所述电子发射体具体的为碳纳米管或氧化锌纳米棒阵列。所述电子发射体的覆盖图形与所述阴极层12匹配。在其他实施方式中，所述电子源30为气体电子源，所述气体电子源分布于所述阴极平板10与所述阳极平板20之间的空腔，所述气体电子源为第一电离能较小的气体，如氮气、氦气、氩气中的一种或多种。

所述驱动装置40用于驱动两个所述阴极平板10转动，所述驱动装置40包括转轴41、垫片42和马达43。

所述转轴41贯穿设于两个所述阴极平板10之间，且与两个所述阴极平板10同轴，所述转轴41材料为绝缘材料，具体的，所述转轴41为塑料或陶瓷中的一种。所述转轴41还贯穿所述垫片42，每块所述阴极平板10均夹持于两个所述垫片42之间，以相对固定所述阴极平板10与所述转轴41，所述马达43用于驱动所述转轴41转动，进而驱动两个所述阴极平板10转动。所述转轴41的转动周期为0.04～10秒。

两个所述阴极平板10及两个所述阳极平板20均嵌于所述外壳50的内壁，两个所述阴极平板10及两个所述阳极平板20与所述外壳50构成封闭空腔。本实施方式中，所述外壳50的内壁设滑槽51，两个所述阴极平板10及两个所述阳极平板20均适配嵌于所述滑槽51。具体的，所述滑槽51为四个，以分别容置所述阴极平板10及所述阳极平板20。

所述外壳50还包括滚珠52，所述滚珠52设于所述阴极平板10与所述滑槽51之间，以减小所述阴极平板10与所述外壳50间的摩擦力，便于所述阴极平板10相对所述外壳50转动。

本发明实施例中的场发射器件100，其原理为，在所述阴极平板10与所述阳极平板20之间施加高压，两个所述阴极平板10的电压值相等，两个所述阳极平板20的电压值相等，使得所述阴极平板10与所述阳极平板20之间产生强电场。所述电子源30在电场作用下电离出自由电子，从而轰击处于高电势处的所述荧光层21而发出可见光，即在所述荧光层21的覆盖区域发光，其余未覆盖荧光层21的区域不发光。当所述阴极平板10连续扫过不同的区域，轰击不同区域的所述荧光层21时，所述场发射器件100发出不同的光色。因而，利用人眼视觉暂留的时间为0.05～0.2秒，当所述阴极平板10的转动周期小于0.2秒或更短时，由于人眼的视觉暂留效应，观察者能观察到一个五光十色的场发射器件100。

结构上，本发明实施例把形状和大小相匹配的两个所述阴极平板10、两个所述阳极平板20、驱动装置40及外壳50同轴装配组合成所述场发射器件100。通过控制所述阴极层12的覆盖图形，所述阳极层22和所述荧光层21的覆盖图形，所述荧光层21的激发光颜色，及所述驱动装置40的转动周期，从而控制改变所述场发射器件100的发射光颜色，进而达到所述场发射器件100光色多样且易于转换的目的。

综上，本发明实施例的所述场发射器件100的所述阴极平板10厚度薄，质量轻，转动所需的功耗小，易于驱动。另外，结构简单，控制简便，实用性高，可应用于新型的装饰灯具。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种场发射器件，其特征在于，包括两个阴极平板、两个阳极平板、电子源、驱动装置及外壳，所述阴极平板包括阴极基板及阴极层，所述阴极基板包括两个相互平行的盘面，所述阴极层部分覆盖于所述阴极基板的外壁盘面，两个所述阴极平板及两个所述阳极平板相互堆叠设置，两个所述阳极平板分别对称设于两个所述阴极平板的外侧，所述阳极平板包括荧光层、阳极层及阳极基板，所述阳极基板为透明材质，所述阳极层覆盖于所述阳极基板的内壁，所述荧光层覆盖于所述阳极层的内壁，所述阳极层分多个区域，每个区域的所述阳极层的覆盖图形与所述阴极层的覆盖图形匹配，每个所述阳极层区域表面相应的覆盖所述荧光层，每个区域的所述荧光层激发光颜色不同，所述电子源设于所述阴极平板与所述阳极平板之间的空腔，所述驱动装置用于驱动两个所述阴极平板转动，两个所述阴极平板及两个所述阳极平板均嵌于所述外壳的内壁，两个所述阴极平板及两个所述阳极平板与所述外壳构成封闭空腔。

2.如权利要求1所述的一种场发射器件，其特征在于，所述阴极平板呈中心对称，所述阴极基板为玻璃、塑料或陶瓷中的一种，所述阴极层为透明导电膜或金属导电膜中的一种。

3.如权利要求2所述的一种场发射器件，其特征在于，所述阴极平板为圆形，所述阴极层为铝膜、钛膜、银膜或氧化铟锡膜。

4.如权利要求3所述的一种场发射器件，其特征在于，所述电子源为电子发射体，所述电子发射体覆盖于所述阴极层的外壁，所述电子发射体为碳纳米管或氧化锌纳米棒阵列。

5.如权利要求4所述的一种场发射器件，其特征在于，所述阴极层的覆盖图形呈扇形、花瓣形、树形或人形，其中所述扇形的圆心角为15～25°，所述电子发射体的覆盖图形与所述阴极层匹配。

6.如权利要求5所述的一种场发射器件，其特征在于，所述阳极平板与所述阴极平板同轴且形状匹配，所述阳极基板为透明玻璃或透明陶瓷中的一种，所述阳极层为透明导电膜。

7.如权利要求1所述的一种场发射器件，其特征在于，所述电子源为气体电子源，所述气体电子源分布于所述阴极平板与所述阳极平板之间的空腔，所述气体电子源为氮气、氦气、氩气中的一种或多种。

8.如权利要求1所述的一种场发射器件，其特征在于，所述驱动装置包括转轴、垫片和马达，所述转轴贯穿设于两个所述阴极平板之间，且与两个所述阴极平板同轴，所述转轴材料为绝缘材料，所述转轴还贯穿所述垫片，每块所述阴极平板均夹持于两个所述垫片之间，以相对固定所述阴极平板与所述转轴，所述马达用于驱动所述转轴转动，进而驱动两个所述阴极平板转动，所述转轴的转动周期为0.04～10秒。

9.如权利要求1所述的一种场发射器件，其特征在于，所述外壳的内壁设滑槽，两个所述阴极平板及两个所述阳极平板均适配嵌于所述滑槽。

10.如权利要求9所述的一种场发射器件，其特征在于，所述外壳还包括滚珠，所述滚珠设于所述阴极平板与所述滑槽之间，以减小所述阴极平板与所述外壳间的摩擦力。