本发明属于微电子学技术领域，涉及一种发射 白光的装置， 尤其涉及一种 基于场发射器件的场致发射白光的装置。 背景技术

随着照明科技的快速发展， 研究并开发传统光源的替代品， 即节能环保 的绿色照明光源成为目前各国竞相开展的重要 课题，而真空微电子学领域出现 的场发射光源器件显示出了获得绿色生态照明 的一条新途径。场发射光源器件 的工作原理是：在真空环境下，阳极相对场发 射阴极阵列（field emissive arrays, FEAs ) 施加正向电压形成加速电场， 阴极发射的电子加速轰向阳极板上的发 光材料而发光。该种器件的工作温度范围宽（ -40°C〜80°C )、响应时间短 (<lms)、 结构简单、 省电， 符合绿色环保要求。 和传统的荧光灯管相比， 场发射光源在 保持荧光灯管高效节能优点的同时， 又避免了荧光灯管的环境污染、脉冲光闪 导致人们视觉疲劳等缺点， 是一种绿色节能照明光源。 与 LED相比， 由于场 发射阴极可以大面积制备， 场发射光源在大功率、 大面积照明方面更具优势， 有可能在大功率光源方面成为 LED的强有力竞争者。

目前，有一种利用蓝光场发射器件激发黄色荧 光粉实现白光发射的照明光 源装置， 该装置使蓝光发光部分与黄光发光部分完全分 开， 并且两部分的发光 原理完全不同，在这种装置中只有一种蓝光材 料被电子束直接辐照，通过选用 稳定性能较佳的一种蓝光材料就可以有效降低 色坐标发生偏移和光源效率下 降等光源器件的老化问题。但是， 在这种装置中， 需要将黄光发光材料分散在 透明的环氧树脂中涂敷在玻璃基板的外表面上 ， 这增加了光源器件的制作工 艺， 并且在长时间的使用过程中， 光源外层的树脂容易出现老化等问题。 发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术 的发光装置中， 需要将黄光 发光材料分散在透明的环氧树脂中涂敷在玻璃 基板的外表面上，这增加了光源 器件的制作工艺， 并且长时间的使用， 光源外层的树脂容易出现老化稳定性差 等问题， 提供一种能够大大简化场发射光源器件的制作 工艺， 并能够大大提高 器件整体的稳定性能的场致发射白光的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种场致发射白光的装置， 包括阴极板组件、与阴极板组件相对间隔设置 的阳极板组件，将二者密封连接 在一起的支撑体，所述阳极板组件包括被蓝光 激发而发射黄光的透明基板， 在 面向阴极板组件的透明基板表面设有阳极和蓝 色阴极射线发光材料层，所述蓝 色阴极射线发光材料层含有蓝色阴极射线发光 材料。

一种方案是：在面向阴极板组件的透明基板表 面依次设有透明阳极、蓝色 阴极射线发光材料层。

另一种方案是：在面向阴极板组件的透明基板 表面依次设有蓝色阴极射线 发光材料层、 金属阳极。

所述透明基板为吸收 420〜490nm 蓝光并发射出发光光谱波峰在 520〜590nm范围内黄光的微晶玻璃。

所述透明基板优选为铈离子掺杂的 YAG微晶玻璃。

所述蓝色阴极射线发光材料为在阴极射线激发 下产生光谱波峰在 420〜490nm的蓝色发光材料。 所述蓝色阴极射线发光材料优选为 Y ₂ Si0 ₅ :Ce、 SrGa ₂ S ₄ :Ce、 ZnS:Ag、 ZnS:Tm、 ZnS:Zn或 AlN:Eu _;

或者 La _-χ ) Ga -y) Aly0 ₃ :xTm， 其中 0< x≤0.1， 0<y<l ;

或者由 Y、 Gd、 Lu、 Sc部分或完全取代 La的 La ^ Ga ^ Aly0 ₃ :xTm， 其中 0< x≤0.1， 0<y<l o

所述铈离子掺杂的 YAG微晶玻璃， 其制备方法为： 以氧化铈、二氧化硅、 氧化铝、 氧化钇为主要原材料， 将原材料混合均匀放入白金坩埚中在 1500°C 〜1650°C保温处理 5小时， 然后浇注成型， 最后在还原气氛下 1200〜1500 °C温 度条件下对成型的玻璃进行晶化处理， 获得铈离子掺杂的 YAG微晶玻璃。

本发明场致发射白光的装置中， 除了现有的阴极板组件之外， 设置了不同 的阳极板组件， 此阳极板组件在面向阴极板的透明基板表面设 有阳极和发光 层， 阳极分为两种， 一种是透明阳极， 一种是金属阳极， 在选择透明阳极时， 透明基板表面先贴合透明阳极， 再涂布蓝色阴极射线发光材料层，在选择金属 阳极时， 透明基板表面先涂布蓝色阴极射线发光材料层 ， 再设置金属阳极。本 发明的透明基板是被蓝光激发后能发射黄光的 透明基板， 在阴极射线激发下， 蓝色阴极射线发光材料发出蓝光， 蓝光激发透明基板发出黄光， 黄光与剩余的 蓝光进而复合形成白光。本发明装置通过改变 传统场发射光源的阳极板模块的 发光层结构和组成，将透明基板直接制成可被 蓝光激发后而发射黄光， 大大简 化场发射光源器件的制作工艺， 并能够大大提高器件整体的稳定性能。

本发明蓝色阴极射线发光材料层， 在电子束激发下只发射出光谱波峰在 420〜490nm范围的蓝光；同时，透明基板为微晶� ��璃，能够有效吸收 420〜490nm 的蓝光， 并发射出光谱波峰在 520〜590nm范围内的黄光， 剩余的蓝光和发出 的黄光复合形成了白光。 本发明采用的透明基板为部分吸收 420〜490nm蓝光并发射出发光光谱波 峰在 520〜590nm范围内黄光的微晶玻璃。 具体这种微晶玻璃为铈离子掺杂的 YAG微晶玻璃。 无需另外将黄光发光材料分散在透明的环氧树 脂中再涂敷在 玻璃基板的外表面上， 节省了工序。

其中，蓝色阴极射线发光材料选择能够发射出 发光光谱波峰在 420〜490nm 光的蓝色发光材料， 例如： Y ₂ Si0 _{5 :} Ce， SrGa ₂ S ₄ : Ce， ZnS: Ag， ZnS: Tm， ZnS: Zn， A1N: Eu， La _(1-x) Ga _{( 1-y)} Al _y 0 ₃ : xTm (其中 0< x≤0.1， 0<y<l , 另 外， 可以用 Y， Gd、 Lu、 Sc部分或完全取代 La) 等， 这类材料在阴极射线激 发下有较好的发光性能。 附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一歩说 明， 附图中：

图 1是实施例 1的结构示意图；

图 2是实施例 2的结构示意图；

图 3是 YAG微晶玻璃在波长为 460nm激发光的激发下的发射光谱。 具体实施方式

通过以下实施例和附图对本发明进一歩详述：

实施例中的原料都有市售商品或通过常规技术 制备，在此不再详述它们的 制备方法。

实施例 1、 如图 1所示， 一种场致发射白光的装置， 包括阴极板组件 1、 与阴极板组件相对间隔设置的阳极板组件 2， 将二者密封连接在一起的支撑体 3， 其中阴极板组件 1包括水平设置的阴极板 101、 设置在阴极板 101上表面 的导电阴极和栅极导线 102以及电子发射源 103。所述阳极板组件 2包括透明 基板 203，透明基板 203为能够吸收 420〜490nm蓝光并发射出发光光谱波峰在 520〜590nm范围内黄光的铈离子掺杂的 YAG微晶玻璃， 面向阴极板 101的透 明基板 203 表面从上至下依次设有透明阳极 202、 蓝色阴极射线发光材料层 201， 透明阳极 202是以氧化铟锡 ITO或氧化锌 ZnO为主的原料， 采用磁控溅 射或真空蒸镀方式涂敷在透明基板 203 上形成的， 蓝色阴极射线发光材料层 201在电子束激发下发射出光谱波峰在 420〜490nm范围的蓝光，本实施例选择 ZnS: Ag材料（以 Ag为激活剂的 ZnS荧光材料） 的阴极射线发光材料层， 蓝 色阴极射线发光材料层 201采用丝网印刷方式涂布于透明阳极 202的下表面， 支撑体 3将阳极板组件 2与阴极板组件 1隔开一定距离并将其密封连接，从而 构成内部真空的空间， 阴极板 101 与透明阳极 202之间的电位差可以选择为 1〜20KV之间， 如 2、 4、 5、 7、 10、 12、 15、 17、 18、 20KV等都可以， 其中 优选在 4〜15KV。

实施例 2、 如图 2所示， 一种场致发射白光的装置， 包括阴极板组件 1、 与阴极板组件相对间隔设置的阳极板组件 4， 将二者密封连接在一起的支撑体 3， 阴极板组件 1与实施例 1中的阴极板组件结构相同， 不再赘述。

阳极板结构 4包含透明基板 403，透明基板 403为能够部分吸收 420〜490nm 蓝光并发射出发光光谱波峰在 520〜590nm范围内黄光的铈离子掺杂的 YAG微 晶玻璃， 在透明基板 403下表面直接涂布有蓝色阴极射线发光材料层 402 (蓝 色阴极射线发光材料选择 LaGa0 _{3 :} Tm)， 在蓝色阴极射线发光材料层 402上 再蒸镀一层金属铝层作为金属阳极 401， 蓝色阴极射线发光材料层 402的涂布 方式同实施例 1。

蓝色阴极射线发光材料还可以选择 Y ₂ Si0 _5: Ce、 SrGa ₂ S ₄ : Ce、 ZnS: Ag、 ZnS: Tm、 Sr ₂ Ce0 ₄ 、 ZnS: Zn、 A1N: Eu;

La _{0 99} Ga _{0 5} Al _{0 5} O ₃ :0.01Tm、 La _{0 9} GaO ₃ :0.1Tm、 La _{0 98} AlO ₃ :0.02Tm、 Lao.92Ga ₀ .6Alo. ₄ 0 ₃ :0.08Tm, La _{0 6} Y ₀ . ₃₃ Ga ₀ .4Al ₀ . ₆ O ₃ :( 07Tm、

Gd ₀₉₆ Ga _{0 35} Al _{0 65} O ₃ :0.04Tm、 La _{0 2} Lu _{0 75} Ga _{0 8} Al _{0 2} O ₃ :0.05Tm 等。

如图 3所示是 YAG微晶玻璃在波长为 460nm的激发光激发下的发 谱， 图中看出 YAG微晶玻璃受到激发后发射出波长为 530nm的黄光， 该 的黄光与蓝光复合形成白色发光。