专利名称：光源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光源装置，尤其涉及一种场发射光源装置。
背景技术：
目前，日常使用最多的光源均采用类似日光灯管的这种技术。
2004年7月21日公开的第03154282.4号中国发明专利申请揭示一种民用照明的日光灯的灯管部分。它的原理构造形状相当于在紫外灯灯管外面套着一支日光灯管。其中，相当于紫外灯管和日光灯管的部分分别叫做内管、外管。内、外管之间的空腔充有一个大气压的空气、氮气或氩气。当内管的电极通电后，内管发射的紫外线照射到外管内壁的荧光粉就会发出可见光。这种结构设计的目的是让外管承受的大气压力内外相抵消。这样设计外管的形状时就不必考虑大气压的因素可以将外管制成需要的椭圆形、球体、球缺体、贝壳等各种形状，而应用于所需要的场合。
然而，这种光源的能量转换方式是首先将电转化为紫外线，然后由紫外线转化为可见光，由两个能量转化的过程组成。由于能量转化效率是相乘关系，一个环节的转化效率低的话，将会降低整个过程的转化效率。并且，这种日光灯管往往需要充入汞等有害气体，会对环境的造成污染。
因此，有必要提供一种能量转化效率高且不会污染环境的光源装置。
实用新型内容为解决现有技术中光源装置能量转化效率低、会污染环境的问题，本实用新型的目的在于提供一种能量转化效率高且不会污染环境的光源装置。
为实现上述目的，本实用新型提供一种光源装置，包括一个阴极和与其相对的一个阳极。其中，该阴极包括若干导电承载柱以及形成于其上的多个发射体，该阳极具有若干曲面槽。
为实现上述目的，本实用新型还提供另一种光源装置，包括两个阳极以及位于其之间的一个阴极。其中，该阴极包括若干导电承载柱以及形成于其上的多个发射体，该发射体分布于该若干导电承载柱，至少一个阳极具有若干曲面槽。
其中，上述发射体具有一末端，其最好沿该导电承载柱表面的法线朝向背离该导电承载柱的方向。上述的若干导电承载柱最好平行分布于同一平面。最好在至少一个导电承载柱的端部设置拉伸装置。上述阴极和阳极之间可进一步设置栅极。
相对于现有技术，本实用新型将若干分布有发射体的导电承载柱并行排列组成阴极发射体阵列，由发射体在电场作用下发射电子轰击阳极荧光层使其发光，能量由电能直接转化为光能，从而避免中间转化环节的能量损失，提高能量转化效率。并且，阴极发射体阵列形成大面积的发射面，使得该光源装置可直接提供近似的平面光，而无需与其它光源装置进行组合或增设其它光学元件进行后续的光学处理。这种场发射光源只需将阴阳极之间抽成真空，而不须充入任何气体，不会造成对环境的污染。
同时，当本实用新型的发射体沿导电承载柱表面的法线方向排布时，发射体之间的屏蔽效应将显著降低，从而提高场发射阴极的电子发射效率，提高光电转化效率，改善整个光源装置的性能。另外，本实用新型还提出在导电承载柱的一端或两端采用弹簧等拉伸装置予以拉紧固定，一方面可保证电子发射的均匀性，另一方面使其更为稳固，进而增长整个光源装置的使用寿命。
图1为本实用新型提供的单面型光源装置的立体示意图；图2为沿图1中II-II线的剖视图；图3为本实用新型提供的双面型光源装置的立体示意图；图4为沿图3中VI-VI线的剖视图。
具体实施方式下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
请一并参阅图1和图2，本实用新型的第一实施例为一种单面型光源装置8。其包括一底板80、一阴极81和一阳极82，四个侧面由玻璃封接，并抽成真空状态。
其中，阴极81包括多个导电承载柱812和多个发射体(图未示)。该发射体均匀分布于各导电承载柱812相对于阳极82的表面上。其用于发射电子的末端背离该导电承载柱812，且最好沿该导电承载柱表面的法线方向分布，以降低发射体之间的屏蔽效应。该多个导电承载柱812按一定间隔均匀排列，相互平行，组成一阴极发射体阵列。最好各导电承载柱812形状、尺寸均一致，并且其中心轴基本分布于同一平面，因此可近似看作一个电子发射平面。阴极81的两侧设有两根阴极引线85，其分别与各导电承载柱812的两末端相连。
阳极82为一块表面涂有透明导电膜(未标示)的导电玻璃板。同时，该阳极82对应于各导电承载柱812的表面具有呈半圆柱型的曲面槽820。荧光层83主要分布于该曲面槽820的内壁。其中，荧光层83可含有红、绿、黄三色荧光粉，也可含有白色荧光粉。阳极82的一侧还设有与透明导电膜相连的阳极引线86。需注意的是，该装置8的亮度将主要取决于阳极82的电压和电流密度以及荧光粉的发光效率等因素，可根据不同使用需要，做适当安排。
底板80与阳极82之间设有若干玻璃柱84用于支撑整个装置8。底板80两端还设有阴极固定板(未标示)，用于固定阴极81。
该装置8的一侧壁玻璃上开有排气孔(未标示)，并连接有一排气管87。该排气管87的内壁上放置有一消气剂88，用以维持装置8内的真空度。
在本实施例中，导电承载柱812为细丝结构。发射体通过电泳或化学气相沉积等方法形成在导电承载柱812的表面。将这些形成有发射体的导电承载柱812排列均匀地固定在阴极固定板上，从而形成阴极81。当然，还可先将导电承载柱812在一基板上排列固定，再采用上述方法在该导电承载柱812上形成该发射体。
同时，该发射体可为各种微尖结构，包括金属尖、非金属尖、化合物尖和一维纳米材料，例如钨尖、钼尖、硅尖、金刚石尖、氧化锌尖等。其中一维纳米材料包括各种纳米级的管状结构、棒状结构和线状结构，如碳纳米管、硅线、钼线等。
另外，阳极82可采用以下工艺制备可先用模具在一玻璃平板上压出多个曲面槽820，然后再设置透明导电膜和荧光层83。最好使阴极81的各导电承载柱812位于其所对应的曲面槽820的中心位置。
应指出的是，阴极81和阳极82之间可根据需要加设栅极，例如光刻成型的金属网格，以提高阴极81的电子发射效率。
请一并参阅图3和图4，本实用新型的第二实施例为一种双面型光源装置9。其与前一实施例的主要不同之处在于该装置9包括两个阳极90，92，阴极91位于该两阳极90，92之间，组成阴极91的各导电承载柱912面对阳极90，92的两侧表面上均形成有发射体(图未示)。需注意的是，两阳极90，92的曲面槽900，920最好呈对称分布，各导电承载柱912分别位于其所相对的两曲面槽900，920的对称中心位置。
另外，在本实施例中，导电承载柱912的一端由一弹簧94固定于阴极固定板(未标示)，以拉紧该导电承载柱912，使其不易弯曲，从而使这些导电承载柱912能更好地位于同一平面上。可选择的是，可在导电承载柱912的两端均设置弹簧94，以增强拉紧效果。
应指出的是，当上述阳极的圆柱面的直径尺寸足够小，排列得足够紧密时，该光源装置可近似认为是一均匀的平面光源。并且，阳极的曲面槽还可为其他形状，如锥形、V型、棱柱型等，不应以具体实施例为限。第一实施例中所述的单面型光源装置8也可类似的在其阴极81的导电承载柱812的一端或两端设置起拉紧作用的弹簧。
本领域普通技术人员应明白，所述的导电承载柱除已指出的圆柱型外，还可为其他类型的柱体结构，如四棱柱、五棱柱或不规则多边形柱体，而不必以具体实施例为限。并且，还可采用其他元件或装置来拉紧导电承载柱，而不必仅限于弹簧。另外，导电承载柱的数量、固定方式以及阴阳极引线的排布位置等均可根据实际需要加以变化。当然，这些依据本实用新型精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。
本实用新型将若干分布有发射体的导电承载柱并行排列组成阴极发射体阵列，由发射体在电场作用下发射电子轰击阳极荧光层使其发光，能量由电能直接转化为光能，从而避免中间转化环节的能量损失，提高能量转化效率。并且，阴极发射体阵列形成大面积的发射面，使得该光源装置可直接提供近似的平面光，而无需与其它光源装置进行组合或增设其它光学元件进行后续的光学处理。这种场发射光源只需将阴阳极之间抽成真空，而不须充入任何气体，不会造成对环境的污染。
同时，当本实用新型的发射体沿导电承载柱表面的法线方向排布时，发射体之间的屏蔽效应将显著降低，从而提高场发射阴极的电子发射效率，提高光电转化效率，改善整个光源装置的性能。另外，本实用新型还提出在导电承载柱的一端或两端采用弹簧等拉伸装置予以拉紧固定，一方面可保证电子发射的均匀性，另一方面使其更为稳固，进而增长整个光源装置的使用寿命。
权利要求1.一种光源装置，包括一个阴极和与其相对的一个阳极，其特征在于，该阴极包括若干导电承载柱以及形成于其上的多个发射体，该阳极具有若干曲面槽。
2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述阴极和阳极之间设有栅极。
3.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述的发射体具有一末端，其沿该导电承载柱表面的法线朝向背离该导电承载柱的方向。
4.如权利要求1至3任一项所述的光源装置，其特征在于，所述的若干导电承载柱平行分布于同一平面。
5.如权利要求1至3任一项所述的光源装置，其特征在于，至少一个导电承载柱的一端设有一拉伸装置。
6.如权利要求1至3任一项所述的光源装置，其特征在于，所述的导电承载柱为圆柱型或棱柱型。
7.一种光源装置，包括两个阳极以及位于其之间的一个阴极，其特征在于，该阴极包括若干导电承载柱以及形成于其上的多个发射体，该发射体分布于该若干导电承载柱，至少一个阳极具有若干曲面槽。
8.如权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述阴极和至少一个阳极之间设有栅极。
9.如权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述的发射体具有一末端，其沿该导电承载柱表面的法线朝向背离该导电承载柱的方向。
10.如权利要求7至9任一项所述的光源装置，其特征在于，至少一个导电承载柱的一端设有一拉伸装置。
专利摘要本实用新型涉及一种光源装置，其包括一个阴极和与其相对的一个阳极。其中，该阴极包括若干导电承载柱以及形成于其上的多个发射体，该阳极具有若干曲面槽。该光源装置将若干分布有发射体的导电承载柱并行排列组成阴极发射体阵列，由发射体在电场作用下发射电子轰击阳极荧光层使其发光，能量由电能直接转化为光能，能量转化效率高，且不会污染环境，可用于包括照明在内的多个领域。
文档编号H05B33/12GK2731901SQ20042008303
公开日2005年10月5日 申请日期2004年8月13日 优先权日2004年8月13日
发明者陈丕瑾, 柳鹏, 盛雷梅, 魏洋, 刘亮, 胡昭复, 郭彩林, 范守善 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司