[发明专利]使用电场致灯丝发射电子的照明灯

说明书

技术领域

本发明涉及当前实用照明光源领域，更具体地说，涉及一种绿色节能照明光源的使用与发展。目前使用较普遍的光源，都或多或少地在节能或环保两方面存在不足。因此研究开发传统光源的替代品。

背景技术

1879年，爱迪生发明了第一支可以使用的白炽灯，一百多年来，人们不断研究和提高钨丝白炽灯的发光效率，使白炽灯的发光效率有了显著提高。但是白炽灯的灯丝材料却没有太大改进，一直沿用钨丝作为发光材料，白炽灯是靠黑体辐射发光，大部分电能转化为热能消耗掉了，白炽灯80％的电能是转化为热量。能源利用率低。

节能灯 国外简称CFL灯，它于1978年诞生于荷兰的飞利浦公司，由于它具有光效高，节能效果明显，寿命长，体积小，使用方便等优点，受到各国人民和国家的重视和欢迎。

节能灯是灯丝加热后由汞蒸气电离产生紫外线，紫外线激发使萤光物质发光。

节能灯基本结构都是电子式的，频繁开关节能灯易使线路板烧坏或灯丝部位发黑很快的坏掉，降低节能灯的寿命。更主要的是节能灯管中的汞是最大的污染源。污染主要在生产过程和节能灯报废后被随意丢弃，破裂后造成汞扩散到空气中，危害人体健康，污染环境。由于回收困难和回收价值太低。目前，我国在节能灯无害化处理方而还是空白。

LED发光二极管，近年来被称为LED灯，诞生于20世纪60年代。LED发光二极管灯比起其它光源，单个LED灯的功耗是最小的，发光效率正在取得突破。白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4。LED灯寿命长，可达10万小时以上，对普通家庭照明可谓“一劳永逸”。由于固态封装，所以运输和安装便利，不怕振动，价格也在不断的降低。

但是大量实践表明，单个LED不能加大输入功率，由于LED在工作过程中会放出大量的热，使管芯结温迅速上升，输入功率越高，发热效应越大.温度的升高将导致器件性能的变化与衰减，甚至失效。目前仍存在着一些问题，影响着市场的进一步开拓，比如：光亮度有待进一步提高；发光光谱成分和自然光有一定差距，白光中蓝光成分过多而引起人们的视觉不自然；三是投资大、成本高、价格高。特别是大功率LED发光管问题尤为突出。

近几年来，真空微电子学领域内出现的真空荧光光源，显示出了绿色生态照明的另一条途径。1991年俄罗斯莫斯科理论与实验物理学家A.L.Suvorov，E.P.Sheshin，以及日本科学家Y.Kondo等在第四届国际真空微电子学会议上提出了一种利用场发射阴极的新型真空荧光光源。1995年美国麻省理工学院及Honeywell公司做出了一种用于ALMCD液晶显示器的背景真空荧光光源。2004年，瑞士Mirko Croci，韩国Duck.Jung Lee等科学家发表了以碳纳米管为冷阴极的新型真空荧光光源，称之为场发射荧光管，即FED荧光管。

FED即场致电子发射(Field Emission Display)英语缩写FED。场致电子发射现象是在外加强电场作用下固体表面发生的发射电子的现象。它与热电子发射、光电子发射和二次电子发射的不同之处在于：热电子、光电子和二次电子的发射是由于固体内部电子获得外部给予的能量而被激发，当被激发的电子具有高于表面逸出势垒的动能时就逸出固体表面的电子发射，而场致电子发射是利用加在物体表面的强电场束削弱阻碍电子逸出物体的力，并利用隧道效应使固体向真空发射出电子。

人们认为这种用冷阴极电子源激励产生可见光的场发射真空荧光光源具有多种优点，在特征谱线上的发光亮度高，视角宽，光效高，可获得全色，工作温度范围宽，响应时间短，结构简单，省电，符合绿色环保要求等。与节能荧光灯相比，FED荧光管在保持节能荧光灯高效节能优点的同时，又避免了节能荧光灯管的环境污染是一种绿色节能照明光源。FED荧光管和LED发光管相比，在节能和管芯结温升、大功率、大面积照明方面更具有优势，有可能在大功率光源方面成为LED发光管的强有力竞争者。因此，尽管FED荧光管还处于实验室研究阶段，已经开始被人们所重视。

发明内容

本发明要解决的技术在于，针对近几年来，真空微电子学领域内出现的真空荧光光源即FED荧光管，在实验室中实验可以做到，但在实际生产中无法解决的技术、工艺、成本及使用安全的一系列问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案与传统的CRT电视显像管非常相似，该照明灯内部成真空负压，包括灯丝、涂镀在外壳内壁上的导电金属膜阳极、三基色稀土荧光物质以及电源的交直流转换和供电方式。