專利名稱：場致發(fā)射光源內(nèi)的陽極和包括該陽極的場致發(fā)射光源的制作方法
場致發(fā)射光源內(nèi)的陽極和包括該陽極的場致發(fā)射光源
本申請是基于申請?zhí)枮?00580003494.8(國際申請?zhí)枮镻CT/SE2005/000106)、申請日為2005年1月28日、發(fā)明名稱為“場致發(fā)射光源內(nèi)的一種陽極和包括這種陽極的場致發(fā)射光源”的專利申請的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域
根據(jù)第一種狀況，本發(fā)明涉及場致發(fā)射光源中的一種陽極。
根據(jù)第二種狀況，本發(fā)明涉及一種包括這種陽極的場致發(fā)射光源。
背景技術(shù)：
在US 5，877，588中公開一種光源，這種光源包含具有至少一部分由外玻璃層組成的周壁的一種真空的容器，在外玻璃層上，在內(nèi)側(cè)用形成發(fā)光層的一層熒光物質(zhì)覆蓋其至少一個主要部件。導(dǎo)電層構(gòu)成陽極。從位于容器內(nèi)部的場發(fā)射陰極和配置在用于為發(fā)射電子而形成電場的陰極與陽極之間的調(diào)制電極或柵極用電子轟擊來激發(fā)熒光物質(zhì)層發(fā)光。 場發(fā)射陰極包含呈纖維狀的一些場發(fā)射體和裝有在纖維之間由至少二條導(dǎo)線緊固形成的縱向延伸芯線的基架。
在US 6，008, 575中提供一種光源，這種光源包括具有周壁的一種真空的容器，由在內(nèi)側(cè)在其至少一個主要部件上覆蓋有形成發(fā)光層的熒光物質(zhì)層和形成陽極的導(dǎo)電層的外玻璃層組成至少一部分周壁。從位于容器內(nèi)部的場發(fā)射陰極用電子轟擊來激發(fā)熒光物質(zhì)層發(fā)光。調(diào)制電極配置在用于建立為發(fā)射電子所必需的電場的陰極和陽極之間。熒光物質(zhì)層是在電子轟擊時候發(fā)射可見光的一種發(fā)光層。優(yōu)選用反光導(dǎo)電材料，例如鋁，制作陽極。
在這樣的技術(shù)中，以上所公開的場致發(fā)射光源有許多局限性。例如，以上所述類型場致發(fā)射光源可能在導(dǎo)電材料中造成由于吸收引起的能量損失。也有電荷積聚的風(fēng)險。此外，上述類型光源的制造是件相當(dāng)復(fù)雜的事。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明兩種狀況的主要目的在于緩解在技術(shù)方面的一些缺點。
根據(jù)本發(fā)明的第一種狀況，公開在場致發(fā)射光源中的一種陽極。這種陽極包括導(dǎo)電層和在受到由導(dǎo)電層和陰極之間電位差引起的電子轟擊而激發(fā)時發(fā)光的發(fā)光層。這種狀況的主要特點在于發(fā)光層配置在導(dǎo)電層和陰極之間、在于導(dǎo)電層是一種透明導(dǎo)電層，和在于透明導(dǎo)電層厚度為100 lOOOnm。
由于電子在它們激發(fā)發(fā)光層之前不需要通過透明導(dǎo)電層，因此透明導(dǎo)電層提供發(fā)光層內(nèi)被更多電子激發(fā)的機會。透明導(dǎo)電層透明是個必要條件，因為在相反情況下沒有任何光會透過它。透明導(dǎo)電層的電導(dǎo)應(yīng)該與體電導(dǎo)率情況中的厚度成正比。然而，導(dǎo)電機理經(jīng)歷從在透明導(dǎo)電層平均厚度是由分離的微晶組成非常小時的絕緣類型轉(zhuǎn)變到在平均厚度更小而由弱耦合的微晶組成透明導(dǎo)電層時的滲流類型，和最后轉(zhuǎn)變到在厚度足夠大而透明導(dǎo)電層成為不間斷的薄膜時的體導(dǎo)電性。體導(dǎo)電性通常在平均厚度IOOnm以上時出現(xiàn)。導(dǎo)電層的厚度和透明度之間相互關(guān)系是透明度隨著厚度增大而減小。當(dāng)厚度增大超過IOOOnm 時，透明度變得使大量的光不可能透過導(dǎo)電層。根據(jù)這些研究，厚度應(yīng)該在IOOOnm以下。
在確定最佳薄層厚度方面也應(yīng)該考慮像熱容量之類因素。
在一個具體實施例中，發(fā)光層直接與透明導(dǎo)電層鄰接。這樣就提供進一步減少電子的能量損失的優(yōu)點。
在另一個具體實施例中，透明導(dǎo)電層厚度為300 700nm，更優(yōu)選的是400 600nm而再更優(yōu)選的是450 550nm。對于極好的生產(chǎn)節(jié)約措施和性能特征來說，當(dāng)透明導(dǎo)電層厚度大約為500nm時在電導(dǎo)率和透明度之間就出現(xiàn)良好關(guān)系。
在另一個具體實施例中，電位差為4 12KV，而更優(yōu)選的是5 11KV。在這個范圍內(nèi)的電位差提供形成適合于激發(fā)發(fā)冷層發(fā)射光的電子轟擊的優(yōu)點。
在另一個具體實施例中，透明導(dǎo)電層是以下的至少一種銦錫氧化物(ITO)和氧化鋅(ZnO)。這些材料提供的優(yōu)點在于它們既是透明的而又提供合適的導(dǎo)電性能。
在另一個具體實施例中，陽極進一步包括固定導(dǎo)電層的一種封閉式透明結(jié)構(gòu)。
在另一個具體實施例中，透明結(jié)構(gòu)是一種特制的玻璃制品。
根據(jù)本發(fā)明的第二種狀況，公開包括根據(jù)第一種狀況的陽極的一種場致發(fā)射光源。
從使本發(fā)明能夠?qū)嵤┑挠^點來看，許多可替換的制造工藝方法是可應(yīng)用的。例如， 通過使用注入和傾出工藝方法、噴涂方法、旋轉(zhuǎn)涂敷或印刷可以制造陽極。
眼下區(qū)別開關(guān)于場致發(fā)射光源的兩種物理原理、也就是陰極發(fā)光和光致發(fā)光、是至關(guān)重要的。以后在本發(fā)明中涉及的發(fā)光過程的物理原理是陰極發(fā)光，其中通過電子對熒光物質(zhì)直接碰撞來產(chǎn)生可見光。從另一方面來說，光致發(fā)光涉及基于通過分子放電來激發(fā)熒光物質(zhì)的一種發(fā)熒光光源。在發(fā)熒光光源中，從在封閉型透明結(jié)構(gòu)燈泡中的原子或分子蒸氣產(chǎn)生等離子體。通過用等離子體來激發(fā)覆蓋在燈泡內(nèi)表面的熒光物質(zhì)來引起發(fā)光。


在圖1中，公開了在根據(jù)本發(fā)明的場致發(fā)射光源中的陽極1的一個實施例。
在圖2中，公開了包括這種陽極的場致發(fā)射光源的一個具體實施例。
在圖3中，公開了表示基于實驗測量的導(dǎo)電層電導(dǎo)率和平均厚度之間關(guān)系的曲線圖。
在圖4中，公開了表示基于實驗測量的導(dǎo)電層透明度和平均厚度之間關(guān)系的曲線圖。
具體實施方式
在圖1中，公開了在根據(jù)本發(fā)明的場致發(fā)射光源中的陽極1的一個實施例。陽極1 包括導(dǎo)電層3和在受到導(dǎo)電層3和陰極11之間電位差9引起的電子轟擊7而激發(fā)時發(fā)光的發(fā)光層5。發(fā)光層5配置在導(dǎo)電層3和陰極11之間。導(dǎo)電層3是一種透明導(dǎo)電層3。發(fā)光層5直接鄰接于透明導(dǎo)電層3。透明導(dǎo)電層3的厚度為100 lOOOnm，更優(yōu)選的是400 600nm而再更優(yōu)選的是450 550nm。電位差9、Δ V為4 12KV，而更優(yōu)選的是5 11KV。
在一個具體實施例中透明導(dǎo)電層是銦錫氧化物(ITO)而在另一個具體實施例中透明導(dǎo)電層是氧化鋅(ZnO)。
在這個具體實施例中，陽極1包括固定導(dǎo)電層3的一種封閉型透明結(jié)構(gòu)13。在這個具體實施例中，用玻璃來制造透明結(jié)構(gòu)13。在另一個具體實施例中，玻璃結(jié)構(gòu)有調(diào)光性能。
在圖2中，公開了包括陽極1的場致發(fā)射光源15的一個具體實施例。在圖2中， 公開了在根據(jù)本發(fā)明的場致發(fā)射光源內(nèi)的陽極1的實施例。陽極1包括導(dǎo)電層3和在受到導(dǎo)電層3和陰極11之間電位差9引起的電子轟擊而激發(fā)時發(fā)光的發(fā)光層5。發(fā)光層5配置在導(dǎo)電層3和陰極11之間。導(dǎo)電層3是一種透明導(dǎo)電層3。發(fā)光層5直接鄰接于透明導(dǎo)電層3。
正如能夠在圖3中所看到的那樣，所實施的一些實驗表明電導(dǎo)率S隨導(dǎo)電層3的平均厚度增加而增大。
進一步，正如能夠在圖4中看到的那樣，所實施的一些實驗表明透明度隨導(dǎo)電層3 的平均厚度增加而減小。
通過整理圖3和圖4中的曲線，從彼此曲線來看，能夠得出最佳導(dǎo)電層3厚度，大約為500nm。在500nm厚度時，保持大于95%的透明度。根據(jù)關(guān)于在封閉型透明結(jié)構(gòu)13 上應(yīng)用導(dǎo)電層3過程中的電導(dǎo)率、透明度以及工作時間和經(jīng)濟方面之間權(quán)衡的考慮，發(fā)現(xiàn)這個厚度足以滿足與本發(fā)明有關(guān)的一些用途。
測量和實驗描述
使一種ITO可溶凝膠溶液沉積在玻璃殼體內(nèi)表面，基本上就制成封閉型透明結(jié)構(gòu) 13，繼之以在高溫下烘干。這樣就形成ITO微滴。在以循環(huán)方式重復(fù)這種工序期間，每次循環(huán)，ITO微滴就越來越相互結(jié)合并且隨著導(dǎo)電層3平均厚度因此而增大，電導(dǎo)率也增大。為了監(jiān)控從接近絕緣到滲流導(dǎo)電和到體導(dǎo)電的一些轉(zhuǎn)變(如圖3所示)在每次循環(huán)以后測量電導(dǎo)率。在每次后續(xù)的循環(huán)以后所增加的電導(dǎo)率反映出在微滴間一種增強的連接，而且在電導(dǎo)率方面相當(dāng)大的增量反映出體電導(dǎo)率形成。更一步，一種暗度測試計在每次循環(huán)以后用來監(jiān)測從透明狀態(tài)轉(zhuǎn)變到不透明狀態(tài)(如圖4所示)。
權(quán)利要求
1.一種場致發(fā)射光源(15)，包括陽極(1)和陰極(11)，其中，該陽極(1)包括 -封閉型透明結(jié)構(gòu)(13)；-導(dǎo)電層⑶；-發(fā)光層(5)，在受到導(dǎo)電層(3)和陰極(11)之間的電位差(9)引起的電子轟擊(7) 而激發(fā)時發(fā)光； 其特征在于-發(fā)光層(5)配置在導(dǎo)電層(3)和陰極(11)之間； -導(dǎo)電層⑶是透明導(dǎo)電層(3)， -導(dǎo)電層⑶被固定在封閉型透明結(jié)構(gòu)(13)上； -透明導(dǎo)電層⑶的厚度為450 550nm;并且 -電位差(9)為4 12kV。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射光源(15)，其中使用注入和傾出工藝來將導(dǎo)電層 (3)施加于封閉型透明結(jié)構(gòu)(13)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的場致發(fā)射光源(15)，其中在體電導(dǎo)率情況中透明導(dǎo)電層 ⑶的電導(dǎo)率⑶與透明導(dǎo)電層(3)的厚度成正比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的場致發(fā)射光源(15)，其中發(fā)光層(5)直接鄰接于透明導(dǎo)電層(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的場致發(fā)射光源(15)，其中電位差(9)為5 llkV。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的場致發(fā)射光源(15)，其中透明導(dǎo)電層C3)是銦錫氧化物 ITO和氧化鋅SiO中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場致發(fā)射光源(15)，其中封閉型透明結(jié)構(gòu)(13)由玻璃制成。
全文摘要
公開了場致發(fā)射光源(15)內(nèi)的一種陽極(1)。這種陽極(1)包括導(dǎo)電層(3)和在受到導(dǎo)電層(3)和陰極(11)之間電位差(9)引起的電子轟擊(7)而激發(fā)時發(fā)光的發(fā)光層(5)。主要特征在于發(fā)光層(5)配置在導(dǎo)電層(3)和陰極(11)之間，并且在于導(dǎo)電層(3)是一種透明導(dǎo)電層(3)。進一步，公開了一種包括這種陽極(1)的場致發(fā)射光源。
文檔編號H01J61/04GK102522317SQ20111040262
公開日2012年6月27日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月29日
發(fā)明者胡秋紅 申請人:光實驗室瑞典股份公司