[发明专利]一种场发射平面光源及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及场发射器件领域，具体涉及一种场发射平面光源及其制备方法。

背景技术

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。场发射光源具有节能、环保、可在恶劣环境中工作的优点，已经广泛应用于显示器、照明设备和微波元件中，具有巨大的应用潜力。

通常的场发射器件应用的一些指标有：大电流、发射均匀性、寿命问题等，目前最大的难题是寿命问题。而限制场发射器件的寿命主要原因有：高能离子轰击阴极使形貌变形，材料的物理与化学性质的不稳定性，真空度的变化，隔离体处的表面击穿等。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。此外，除了隔离体厚度需要满足一定耐压等级的爬电距离，三相结合点（隔离体、基板和真空相结合的地方）的强电场分布是击穿的一个重要因素。

基板隔离体处的电场分布畸形现象的产生对器件的影响主要有三个方面：1、影响隔离体附近的阴极电场分布，使阴极电子发射不均匀，寿命变短；2、空间电场分布的不均匀使电子束轨迹发生改变，降低器件性能；3、强电场的存在，增加了绝缘子隔离体的击穿的可能性。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。

发明内容

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。

本发明第一方面提供了一种场发射平面光源，包括阳极板、隔离体和阴极板，所述阳极板与阴极板通过隔离体隔开相对设置，三者形成一长方体密闭收容空间，所述阳极板包括阳极基板和阳极，所述阴极板包括阴极基板和阴极，所述阳极和所述阴极收容在所述密闭收容空间内，所述隔离体平行于所述阳极板方向的截面为环状的正方形，所述隔离体包括四个环绕封接的条形状隔离子体，所述隔离子体朝向和背离收容空间的侧面设置有凸起或凹槽，所述凸起或凹槽沿所述隔离子体的延伸方向延伸。

优选地，所述凸起为三角形凸起或弧形凸起，所述凹槽为三角形凹槽或弧形凹槽。更优选地，所述凸起为正三角形凸起或半圆凸起，所述凹槽为正三角形凹槽或半圆凹槽。

优选地，所述隔离子体垂直于所述阳极板方向的高度为1mm，所述隔离子体平行于所述阳极板方向的延伸长度为80mm，所述隔离子体垂直于所述阳极板方向的截面的宽度为5mm。

优选地，所述隔离子体的材质为陶瓷、玻璃或碳化硼。

优选地，所述阳极包括阳极电极、金属反射层和发光层；所述阳极电极形成于所述阳极基板上，所述金属反射层形成于所述阳极电极上，所述发光层形成于所述金属反射层上。

优选地，所述阳极基板为玻璃或陶瓷材质，所述金属反射层为铝层，所述发光层为可激发出波长为420nm~480nm的蓝光的荧光粉层。

优选地，所述阴极包括导电层和设置在导电层上的发射体。

优选地，所述阴极基板为玻璃或陶瓷材质，所述导电层的材质为金属，所述发射体为氧化锌纳米棒或碳纳米管。

本发明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制备阳极电极，然后在该阳极电极表面制备金属反射层，随后在该金属反射层上制备发光层，得到阳极板；

在洁净的阴极基板上设置导电层，再采用直接生长或涂覆的方式制备发射体，得到阴极板；

将四个条形状隔离子体环绕封接形成一具有长方体收容空间的隔离体，将该隔离体用低玻粉固定在阳极板上，再将阴极板相对固定在隔离体上，密封，并对封装好的场发射平面光源的器件内抽真空。

综上所述的场发射平面光源，由于隔离体的特殊结构，影响了电极板的电场分布，从而减小了隔离体、电极板、真空三相结合点的电场强度，一定程度上抑制了闪络电子的产生，降低闪络电压，提高了器件的耐压水平，防止击穿现象出现，提高了器件的寿命及稳定性。

附图说明

图1是现有技术的场发射平面光源的截面图；

图2是本发明第一实施例中场发射平面光源的截面图；

图3是图2所示场发射平面光源沿III-III方向的剖视图；

图4是本发明第二实施例中场发射平面光源的截面图；