[发明专利]场发射灯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及场发射灯以及其制备方法。

背景技术

日常生活中，用于照明的日光灯管由一内壁涂有荧光材料的透明玻璃灯管，并填充汞蒸气所构成。虽然，日光灯管具有高发光效率等特点，但由于灯管内部所填充的汞蒸气具有毒性，当发生灯管破裂等情形时，汞蒸气的泄漏会对人体健康造成很大伤害。

通过此，业界发展出一种新式的冷阴极场发射灯，其灯管内部不需填充汞蒸气，可免除传统日光灯管所存在的危险。如图1，一般的场发射灯1包括有一透明灯管10、一阳极11、一阴极13、一场发射层14，其中阳极11包含有一透明导电层111以及一荧光粉层112。

导电层111的材料一般为纳米碳管(CNT，carbon nanotubes)，当欲提高纳米碳管导电层的导电特性时，利用增加导电层的溶液(浆料)的浓度来达成，然而，当纳米碳管导电层的浓度增加时，其相对的会降低导电层的光穿透度。此外，由于纳米碳管导电层在高温下易氧化，因此当后续制程中需将荧光粉颗粒进行烧结时，由于需保护纳米碳管导电层不被烧解，则必须在惰性气体的环境中进行，如此则提高制作成本，大幅降低其经济效应。

通常，荧光粉层112内包含绝缘的荧光粉颗粒(图未示)，当电子撞击此层时，会因为碰撞与电荷无法实时经由透明导电层111排除而累积在荧光粉颗粒上，而使此荧光粉层温度上升与微放电现象，而荧光粉层的温度上升与微放电现象又会使荧光粉颗粒寿命减短，发光效率降低。

因此，本领域亟需发展出一种新式场发射灯，可解决场发射灯中荧光粉层温度上升与产生微放电现象造成场发射灯寿命不长的问题，使场发射灯的寿命得以延长。

发明内容

本发明提供一种场发射灯，包括：一灯管、一阳极、至少一阳极辅助电极、一阴极、以及一场发射层。阳极形成于灯管内的管壁上，且包括有透明导电层以及荧光粉层。阳极辅助电极较佳可设于阳极的透明导电层以及荧光粉层之间、或阳极的透明导电层以及灯管之间。阴极置于灯管中，场发射层位于阴极表面。本发明的阴极为一般的阴极，例如表面覆有纳米碳管的金属线、或是一沉积有碳膜的镍铬合金基底，没有特别限制。其中，阳极的透明导电层的材质为氧化铟锡层(ITO，indium tin oxide)、氧化铟锌(IZO，indium zinc oxide)、氧化锌铝(AZO，aluminum doped zinc oxide)、氧化锌镓(GZO，gallium doped zinc oxide)、氧化锌、或其组合，较佳可为氧化铟锡(ITO)层，使具有较高的光穿透度。本发明的场发射灯的阳极辅助电极可有效缩短电子传导路径，提升电子传导效率，减少电荷累积所产生的微放电情形，减少阳极电压损失，使场发射灯整体的寿命有效增加。

此外，本发明的场发射灯中，阳极辅助电极较佳可为线状的阳极辅助电极、网状的阳极辅助电极、螺旋型的阳极辅助电极、环状的阳极辅助电极、或由至少一线状的阳极辅助电极以及至少一螺旋型或环状的阳极辅助电极所组合而成。本发明的阳极辅助电极可包含有各种不同形状的组合，通过不同形状的变化，使阳极辅助电极于灯管内的分布更为均匀，而使电子传导路径缩短，并使电子传导的效率可更为提升。

本发明的场发射灯中，阳极辅助电极的材质较佳可为各类金属银、铜、镍、铝、石墨碳材、或其组合，更佳为银。

本发明的场发射灯中，阳极辅助电极的线宽较佳可为10μm～3000μm，更佳可为100μm～1000μm。本发明的阳极辅助电极的线宽根据阳极中透明导电层的电阻值来计算，阳极辅助电极的电阻值较佳约为透明导电层的电阻值的十分之一或以下，使阳极辅助电极可发挥最佳的导电辅助功能。例如，当阳极(如ITO透明电极)的电阻为2K ohm时，阳极辅助电极的电阻较佳可为200ohm，而线宽约20μm的阳极辅助电极的电阻约为200ohm，因此可设计20μm的线宽作为阳极辅助电极的线宽。可兼具导电与较大透光面积。

本发明的场发射灯中，阴极较佳可为表面具有一碳膜或多个微碳管结构的金属。场发射层的材料较佳可为纳米碳管(CNT，carbon nanotubes)、类钻碳膜(Diamond-like Carbon)、纳米钻石(nano-diamond)等具负电子亲和力的材料或易发射电子的材料。