CN101894719A - 电子发射元件及其制造方法、使用电子发射元件的各装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种电子发射元件、电子发射装置、自发光设备、图像显示装置、送风装置、冷却装置、带电装置、图像形成装置、电子线硬化装置及电子发射元件的制造方法。本发明的电子发射元件中，设在电极基板和薄膜电极之间的电子加速层有含有绝缘性微粒的微粒层构成，该微粒层中含有碱性分散剂。从而，可以提供一种没有绝缘体层内的绝缘破坏的问题且可以廉价地制造的电子发射元件。

Description

电子发射元件及其制造方法、使用电子发射元件的各装置
技术领域
本发明涉及一种可以通过施加电压而发射电子的电子发射元件、电子发射装置、自发光设备、图像显示装置、送风装置、冷却装置、带电装置、图像形成装置、电子线硬化装置及电子发射元件的制造方法。 
背景技术
作为现有的电子发射元件，公知有圆锥发射体(Spindt)型电极、碳纳米管(CNT)型电极等。这种电子发射元件例如应用于FED(FieldEmission Display)的领域。这种电子发射元件对尖锐形状部施加电压而形成约1GV/m的强电场，通过隧道效应而发射电子。 
但是，这两种类型的电子发射元件，电子发射部表面附近为强电场，因此发射出的电子容易通过电场获得较大的能量而对气体分子进行电离。通过气体分子的电离而产生的阳离子会在强电场的作用下向元件的表面方向加速冲撞，存在因溅射而导致元件破坏的问题。此外，大气中的氧气的解离能量比电离能量低，因此在产生离子之前先产生臭氧。臭氧对人体有害，且会通过其强氧化能力氧化各种物体，因此存在对元件周围的部件造成损伤的问题，为了避免该问题而产生了必须对其周边部件使用耐臭氧性高的材料的限制。 
因此，作为与上述不同种类的电子发射元件公知有MIM(MetalInsulator Metal)型、MIS(Metal Insulator Semiconductor)型的电子发射元件。这些是面发射型的电子发射元件，利用元件内部的量子尺寸 效应及强电场而使电子加速，从平面状的元件表面发射电子。这些元件发射在元件内部加速的电子，因此元件外部不需要强电场。因此，在MIM型电子发射元件及MIS型电子发射元件中，可以克服上述Spindt型、CNT型、BN型电子发射元件中的因气体分子的电离产生的溅射而破坏的问题以及产生臭氧的问题。 
例如在专利文献1中公开了如下MIM型电子发射元件：在2个电极之间设置分散有金属等的微粒的绝缘体膜，从一个电极(基板电极)向绝缘体膜中注入电子，使注入的电子在绝缘体膜中加速，并经过厚度为数十 
Figure G2009102044709D00021
～1000 
Figure G2009102044709D00022
的另一个电极(电子发射侧的电极)发射电子。 
专利文献1：日本国公开专利公报“特开平1-298623号公报(1989年12月1日公开)” 
发明内容
(发明要解决的问题) 
但是如专利文献1的电子发射元件那样，在使用分散有金属等的微粒的绝缘体膜的构成中，在绝缘体膜内金属等的微粒的分散状态差时，具有容易产生绝缘体膜内的绝缘破坏的问题。 
在专利文献1中，作为分散有金属等的微粒的绝缘体膜的制作方法，列举了以下(1)～(3)的3例。 
(1)通过旋转涂敷法来涂敷在绝缘体的液体涂敷剂中混合有金属微粒的分散液的方法；
(2)在涂敷了在绝缘体的液体涂敷剂中混合了有机金属化合物的溶液的分散液之后进行热分解的方法； 
(3)通过等离子或热CVD法等进行的绝缘体的真空堆积法。 
在上述3例中使用分散液的(1)和(2)的方法中，难以控制绝 缘体膜中的金属等微粒的分散，容易产生微粒的凝聚。其原因在于微粒的再凝聚。即，在溶剂中的固体微粒的分散中，超声波振动等外力的施加会促进固体微粒的分散。但是，在施加了过度的外力时，会因所谓过分散而导致微粒表面受损，容易产生再凝聚。粒径越小该倾向越明显。在溶剂中可以维持金属等微粒的一次粒子的分散状态的条件需要极其精确。 
另一方面，在(3)的方法中，虽然可以控制微粒的分散，但因利用等离子CVD装置、热CVD装置，因此大面积化时的制造成本与其他方法相比极高。 
本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种没有绝缘体层内的绝缘破坏的问题且可以廉价地制造的电子发射元件。 
(用于解决问题的手段) 
本申请发明人为了实现上述目的进行了锐意研究，发现通过使设在电极间的绝缘体膜的层为由绝缘体微粒构成的微粒层，且在形成该绝缘体微粒的层时使用的、在溶剂中分散绝缘体微粒而成的分散溶液中，作为使绝缘体微粒分散的分散剂使用碱性分散剂，即使在绝缘体膜中没有分散金属等微粒也可以进行电子发射，从而进行了本发明。 
即，本发明的电子发射元件，具有相对的电极基板和薄膜电极、以及配置在该电极基板和薄膜电极之间的电子加速层，通过在上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压，而由上述电子加速层使电子加速，从上述薄膜电极发射上述电子，其中，上述电子加速层包括含有绝缘体微粒的微粒层，在该微粒层中含有碱性分散剂。 
本发明的电子发射装置包括：上述任一个电子发射元件；和在上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压的电源部。 
进而使用这种本发明的电子发射装置构成的自发光设备、图像显示装置、送风装置、冷却装置、带电装置、图像形成装置、电子线硬化装置也属于本发明的范畴。 
本发明的电子发射元件的制造方法，该电子发射元件在相对的电极基板和薄膜电极之间具有电子加速层，通过在上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压，而由上述电子加速层使电子加速，从上述薄膜电极发射上述电子，其中，具有以下工序：利用绝缘体微粒分散溶液在上述电极基板上形成构成上述电子加速层的微粒层，该绝缘体微粒分散溶液是利用碱性分散剂在溶剂中分散绝缘体微粒而成；以及在上述微粒层上形成薄膜电极。 
(发明效果) 
本发明的电子发射元件，如上所述，相对的电极基板和薄膜电极之间的电子加速层具有包含绝缘体微粒的微粒层，在该微粒层中含有碱性分散剂。 
根据上述构成，通过在电极基板和薄膜电极之间施加电压，而在电子加速层内产生电流，其一部分通过施加电压所形成的强电场而成为弹道电子，并从薄膜电极侧发射。 
在此，从电子发射元件发射电子推测是由于碱性分散剂所具有的用于给予电子对的电子对给予体作用的结果。即，碱性分散剂具有给予电子对的电子对给予体，电子对给予体给予电子对后离子化。该离子化的电子对给予体在附着的绝缘体微粒的表面进行电荷的转移，而可以进行绝缘体微粒的表面的电传导。 
使得电子加速层成为不需要分散金属等微粒的构成，从而在本发明的电子发射元件中可以构成如下电子加速层：没有金属等微粒凝聚而产生电子加速层的绝缘破坏的问题，不使用等离子CVD装置或热 CVD装置也难以产生绝缘破坏。 
并且，使得为了在溶剂中分散绝缘体微粒可以说是必须的要素的分散剂同时承担金属等微粒的功能，因此可以减少制造工序以及材料费用。 
其结果起到如下效果：可以提供一种没有绝缘体层内的绝缘破坏的问题，且可以廉价地制造的电子发射元件。 
在电子发射元件中如上所述，本发明的电子发射元件没有绝缘体层内的绝缘破坏的问题，且可以通过廉价的装置制造，因此利用这种电子发射元件构成的电子发射装置也没有绝缘体层内的绝缘破坏的问题，且可以通过廉价的装置制造。 
使用本发明的电子发射装置而构成的本发明的自发光设备、图像显示装置、送风装置、冷却装置、带电装置、图像形成装置、电子线硬化装置也没有绝缘体层内的绝缘破坏的问题，且可以通过廉价的装置制造。 
根据本发明的电子发射元件的制造方法，可以获得没有绝缘体层内的绝缘破坏的问题且可廉价地制造的电子发射元件。 
附图说明
图1是表示使用了本发明的一个实施方式的电子发射元件的电子发射装置的构成的示意图。 
图2是图1的电子发射装置所具备的电子发射元件的电子加速层附近的放大图。 
图3是表示对电子发射元件实施的电子发射实验的测定系统的说明图。 
图4是表示用于电子加速层的制作的绝缘体微粒分散溶液中使碱 性分散剂的添加量相对于溶剂在0wt％～1.0wt％之间变化而制作出的电子发射元件的元件内电流的测定结果的图。 
图5是表示用于电子加速层的制作的绝缘体微粒分散溶液中使碱性分散剂的添加量相对于溶剂在0wt％～1.0wt％之间变化而制作出的电子发射元件的电子发射电流的测定结果的图。 
图6是表示用于电子加速层的制作的绝缘体微粒分散溶液中使碱性分散剂的添加量相对于溶剂在1.0wt％～20.0wt％之间变化而制作出的电子发射元件的元件内电流的测定结果的图。 
图7是表示用于电子加速层的制作的绝缘体微粒分散溶液中使碱性分散剂的添加量相对于溶剂在1.0wt％～20.0wt％之间变化而制作出的电子发射元件的电子发射电流的测定结果的图。 
图8是放大表示比较例的电子发射元件的表面状态的照片。 
图9是表示比较例的电子发射元件的元件内电流及电子发射电流的测定结果的图。 
图10是表示使用了图1的电子发射装置的带电装置的一例的图。 
图11是表示使用了图1的电子发射装置的电子线硬化装置的一例的图。 
图12是表示使用了图1的电子发射装置的自发光设备的一例的图。 
图13是表示使用了图1的电子发射装置的自发光设备的另一例的图。 
图14是表示使用了图1的电子发射装置的自发光设备的又一例的图。 
图15是表示具备使用了图1的电子发射装置的自发光设备的图像显示装置的一例的图。 
图16是表示使用了图1的电子发射装置的送风装置及具有其的冷却装置的一例的图。 
图17是表示使用了图1的电子发射装置的送风装置及具有其的冷却装置的另一例的图。 
具体实施方式
以下参照图1～15具体说明本发明的电子发射元件、电子发射装置的实施方式及实施例。另外，以下记载的实施方式及实施例只不过是本发明的具体的一例，本发明并不受其限定。 
(实施方式1) 
图1是表示使用了本发明的一个实施方式的电子发射元件1的电子发射装置10的构成的示意图。如图1所示，电子发射装置10具有本发明的一个实施方式的电子发射元件1和电源7。电子发射元件1包括成为下部电极的电极基板2、成为上部电极的薄膜电极3和夹在它们之间的电子加速层4。此外，电极基板2和薄膜电极3与电源7相连，可以在彼此相对配置的电极基板2和薄膜电极3之间施加电压。电子发射元件1通过在电极基板2和薄膜电极3之间施加电压，而在电极基板2和薄膜电极3之间、即电子加速层4中产生电流，使其一部分通过施加电压所形成的强电场而作为弹道电子，通过(透过)薄膜电极3，或者从由绝缘体微粒间的间隙的影响而产生的薄膜电极3的孔(间隙)或从绝缘体的阶梯差等挤出而向外部发射。 
成为下部电极的电极基板2除了作为电极的功能以外，还起到电子发射元件的支撑体的作用。因此，只要具有一定的强度且与直接接触的物质的粘合性良好并且具有适度的导电性即可使用，并无特别限制。例如可以选自SUS、Ti、Cu等金属基板，Si、Ge、GaAs等半导体基板，玻璃基板之类的绝缘体基板，塑料基板等。例如使用玻璃基板之类的绝缘体基板时，在其与电子加速层4的界面上作为电极而附着金属等导电性物质，从而可以用作成为下部电极的电极基板2。作为上述导电性物质，只要导电性好且可以利用磁控溅射等进行薄膜形成就没有问题。然而，若希望在大气中可以稳定动作，则优选使用抗氧化能力高的导电体，更优选使用贵金属。此外，作为氧化物导电材料，广泛应用于透明电极的ITO薄膜也较为有用。此外在可以形成强韧的薄膜这一方面，例如可以使用在玻璃基板表面形成200nm的Ti膜进而 重叠形成1000nm的Cu膜而成的金属薄膜，但这些材料及数值并不限于此。 
薄膜电极3用于在电子加速层4内施加电压。因此，只要是可以施加电压的材料即可使用，并无特别限制。然而，从使在电子加速层4内加速而成为高能量的电子尽量无能量损耗地透过而发射的观点出发，若为功函数低且可以形成薄膜的材料，则可以期待更高的效果。作为这种材料，例如可以选自功函数对应于4～5eV的金、银、碳、钨、钛、铝、钯等。其中在假定了大气压中的动作的情况下，没有氧化物及硫化物形成反应的金为最佳材料。此外，氧化物形成反应较小的银、钯、钨等也没有问题，是可以耐实际使用的材料。 
此外，薄膜电极3的膜厚作为从电子发射元件1向外部高效地发射电子的条件非常重要，优选10～100nm的范围。用于使薄膜电极3作为平面电极发挥作用的最低膜厚为10nm，若是低于此的膜厚，则无法确保电气导通。另一方面，用于从电子发射元件1向外部发射电子的最大膜厚为100nm，若为超过其的膜厚则弹道电子的发射极端减少。弹道电子的发射量减少被认为是由于在薄膜电极3会因弹道电子的吸收或反射而产生向电子加速层4的再捕获。 
电子加速层4如图2所示，由包含绝缘体微粒5的微粒层构成(包括含有绝缘体微粒5的微粒层)，且在该微粒层中，为了防止溶剂中的绝缘体微粒5的凝聚，而含有用于分散绝缘体微粒的碱性分散剂6。图2是放大了电子发射元件1的电子加速层4附近的示意图。 
作为绝缘体微粒5的材料只要具有绝缘性即可使用，并无特别限制。例如SiO2、Al2O3、TiO2等材料较为实用。然而，使用进行了表面处理的小粒径的二氧化硅粒子时，与使用粒径比其大的球状二氧化硅粒子时相比，分散液(溶液)中含有的二氧化硅粒子的表面积增加，分散液的粘度(溶液粘度)上升，因此电子加速层4的膜厚存在稍微 增加的倾向。此外，绝缘体微粒5的材料可以使用由有机聚合物构成的微粒，例如可以使用JSR株式会社制造销售的由苯乙烯/二乙烯基苯构成的高架桥微粒(SX8743)、或日本ペイント株式会社制造销售的苯乙烯-丙烯酸微粒的Fine Sphere Series(フアインスフエアシリ一ズ)。 
并且作为绝缘体微粒5可以使用材质不同的2种以上的粒子，或使用粒径的峰值不同的粒子，进而可以使用单一粒子且粒径分布广泛的粒子。绝缘体微粒5的平均粒径优选为10～1000nm，更优选10～200nm。 
在本发明中，碱性分散剂6具有以下功能：使得容易凝聚的绝缘体微粒5在溶剂中的分散性良好且在电极基板2表面实现极为平滑的微粒层的形成的、作为分散剂的本来的功能；以及可以进行绝缘体微粒5的表面的电传导的进一步的功能。 
碱性分散剂6具有高分子和导入到该高分子的一部分中的电子对给予体。高分子通过立体排斥效果而赋予分散性。在图2中由参照标号15表示作为在绝缘体微粒5相互间形成的立体障碍的区域。电子对给予体起到吸附在绝缘体微粒5上的锚的作用。此外，电子对给予体通过给予电子对而成为正离子，可以进行离子电导。可以进行绝缘体微粒5的表面的电传导的功能被认为是由于碱性分散剂6中可以进行上述离子电导的部分进行了电荷的转移。此外，碱性分散剂6的离子电导部分彼此电气排斥，因此有助于绝缘体微粒的分散性。 
电子对给予体部分是由电子给予基构成的特定的取代基，作为上述取代基立刻如为作为π电子系的苯基或乙烯基、烷基、氨基等。 
若对可以适用于本发明的碱性分散剂6的市场销售品进行示例，则可以列举：アビジア公司制造的商品名为ソルスパ一ス9000、13240、13940、20000、24000、24000GR、24000SC、26000、28000、32550、 34750、31845等各种ソルスパ一ス分散剂；ビツクケミ一公司制造的商品名为デイスパ一ビツク106、112、116、142、161、162、163、164、165、166、181、182、183、184、185、191、2000、2001；味の素フアインデクノ公司制造的商品名为アジスパ一PB711、PB411、PB111、PB821、PB822；エフカケミカルズ公司制造的商品名为EFKA-47、4050等。 
电子加速层4中的碱性分散剂6的含量，由于与和电子发射量相关的电子发射元件的元件内电流的流动难易度有关，因此在控制电子发射量方面，成为一个重要的控制因子。 
碱性分散剂6向电子加速层4中的添加，在将构成电子加速层4的绝缘体微粒在溶剂中分散的过程中进行。即，在向使用的溶剂中投入必要量的碱性分散剂6并分散而成的分散剂含有溶剂中添加绝缘体微粒5，进行绝缘体微粒5的充分的分散，从而使碱性分散剂6附着到绝缘体微粒5的表面。绝缘体微粒5表面上的分散剂的附着量，可以通过操作分散剂相对于溶剂的投入量来控制。但是，分散剂的投入量和添加分散剂后得到的电子加速层4的电流的流动难易度并不是一对一的关系，而是具有在某添加量下具备电流的流动难易度的峰值的特性。添加量少时电子的载体少，从而在电子加速层4中流动的电流量也自然较小。另一方面，添加量过多时，碱性分散剂所具有的高分子的成分相对于在元件内流动的电流作为电阻成分而强烈作用，导致电流值变小。 
这样一来，碱性分散剂6的添加量具有最佳值，鉴于在元件内流动的电流量来设定为最佳，因此并不能一概而论，在滴下分忧绝缘体微粒5的分散溶液并通过旋转涂敷法成膜电子加速层4的条件中，通过碱性分散剂6相对于溶剂的添加量来规定时，优选添加量为0.4～10wt％，更优选为1～5wt％以下。 
相对于溶剂的添加量小于0.4wt％时，无法充分得到在电子加速层中流动的电流量，可能完全无法获得来自电子发射元件1的电子发射。通过更优选为1wt％以上，可以稳定获得来自电子发射元件1的电子发射。另一方面，虽然为添加量的上限，超过10％时碱性分散剂6所具有的高分子的部分的电阻成分使得元件内电流难以流动，从而导致来自电子发射元件1的电子发射降低。通过使添加量的下限更优选为5wt％，具有可以把降低来自电子发射元件1的电子发射的效果。 
电子加速层4当在电极基板2和薄膜电极3之间施加的电压相同时，层厚越薄则产生的电场越强。即，通过减少层厚可以将在电极基板2和薄膜电极3之间施加的电压抑制得较低，同时施加强电场而使电子加速。另一方面，电子加速层4的层厚还需要可以均化层厚以及可以调整层厚方向上的加速层的电阻。有鉴于此，作为电子加速层4的层厚优选为12～6000nm，更优选为300～2000nm。 
如上所述在本实施方式的电子发射元件1中，在电子加速层4中分散状态较差时，不使用可能产生绝缘体膜内的绝缘破坏的金属等微粒，而通过碱性分散剂6可以进行绝缘体微粒5的表面的电传导。 
因此，即使通过旋转涂敷法等便宜的制法来形成电子加速层4，也可以提供在电子加速层4中不会产生绝缘破坏的电子发射元件。并且，使得在将绝缘体微粒分散到溶剂中可以说是必须的部件的分散剂同时承担金属等微粒的功能，因此可以减少制造工序以及材料费用。 
接下来利用上述图2说明电子发射的原理。如图2所示，电子加速层4的大部分由绝缘体微粒5构成，在绝缘体微粒5的表面附着有碱性分散剂6。从而在绝缘体微粒5的表面形成由碱性分散剂6构成的作为立体障碍的区域15，使得绝缘体微粒5在溶剂中的分散良好。此外，绝缘体微粒5为绝缘性，但附着在其表面的碱性分散剂6的粒子电导部分进行电荷的转移，从而电子加速层4具有半导电性。因此， 在电极基板2和薄膜电极3之间施加电压时，在电子加速层4有极弱的电流流动。电子加速层4的电压电流特性呈现所谓压敏电阻特性，伴随施加电压的上升，电流值急剧增加。该电流的一部分是，通过施加电压形成的电子加速层4内的强电场而成为弹道电子，使其通过(透过)薄膜电极3，或在薄膜电极3具有孔(间隙)时从且孔向外部发射。弹道电子的形成过程被认为取决于电子向电场方向加速的同时产生隧道效应，但并不能断定。 
接下来说明电子发射元件1的制造方法的一个实施方式。 
向分散溶剂中投入碱性分散剂6并放在超声波分散器中分散了碱性分散剂6后，投入绝缘体微粒5，再次放在超声波分散器中分散绝缘体微粒5，而获得绝缘体微粒分散溶液A。另外，分散方法并无特别限定，也可以通过超声波分散器以外的方法进行分散。
在此，作为分散溶剂只要与碱性分散剂6的相合性好并可有效地分散绝缘体微粒5且在涂敷后蒸发即可使用，并无特别限制。作为分散溶剂例如可以使用甲苯、苯、二甲苯、己烷、十四烷等。 
将如上制作出的绝缘体微粒分散溶液A涂敷到电极基板2上，形成电子加速层4。作为涂敷方法，例如可以使用旋转涂敷法。将绝缘体微粒分散溶液A滴下到电极基板2上，利用旋转涂敷法形成作为电子加速层4的薄膜。通过反复多次绝缘体微粒分散溶液A在电极基板2上的滴下、旋转涂敷法下的成膜、干燥，可以成为预定的膜厚。 
电子加速层4的成膜除了使用旋转涂敷法以外，也可以使用例如滴下法、喷雾涂敷法等方法。 
在形成电子加速层4后，在电子加速层4上成膜薄膜电极3。薄膜电极3的成膜例如可以使用磁控溅射法。此外，薄膜电极3的成膜 除了磁控溅射法以外，例如也可以使用喷墨法、旋转涂敷法、蒸镀法等。 
此外，在由图2所示的微粒层(包含绝缘体微粒和存在于其表面的碱性分散剂)构成的电子发射元件1中，可以构成为进一步在微粒层的表面侧离散地配置有碱性分散剂。电子加速层4具有这种构成时，可以控制电子发射位置，可以防止在发射的电子的作用下构成薄膜电极3的金属材料消失的现象。此外，也可以控制单位面积上的电子发射量等。 
这种碱性分散剂的离散配置，可以在形成了图2所示的微粒层后，利用喷墨法或静电喷雾法等另外涂敷碱性分散剂来制作。因此，微粒层中含有的碱性分散剂与利用喷墨法或静电喷雾法等另外涂敷在微粒层表面的碱性分散剂可以相同，也可以不同。 
然而，在利用喷墨法或静电喷雾法等离散地涂敷碱性分散剂的方法中，因在涂敷时对微粒层的物理性冲击作用等，可能无法维持微粒层中绝缘体微粒的分散状态。 
因此，在构成为在微粒层的表面侧离散地配置有碱性分散剂时，可以构成为，使图2所示的微粒层包含使绝缘体微粒5彼此粘结的粘合剂树脂，在通过粘合剂树脂加固的微粒层表面上离散地配置碱性分散剂6。 
在包含粘合剂树脂的微粒层中，绝缘体微粒5的分散状态得到保持，因此即使之后利用喷墨法或静电喷雾法等涂敷碱性分散剂6，微粒层中的绝缘体微粒的分散状态也不会变化。 
作为粘合剂树脂，只要与电极基板2的粘结性好、可以分散绝缘体微粒5并具有绝缘性即可。作为这种粘合剂树脂15例如选自四甲氧 基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、含水解性基团的硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1，3-二甲基亚丁基)丙胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等。这些树脂可以分别单独使用或者组合2种以上使用。 
(实施例1) 
在此，对于改变绝缘体微粒分散液中碱性分散剂6的添加量并研究了添加量和电子发射量的关系的实验的结果进行说明。 
溶剂使用甲苯，使碱性分散剂6相对于溶剂量的添加量为0wt％、0.08wt％、0.4wt％、1.0wt％，而分别制作电子发射元件1，在1×10-8ATM的真空中进行电子发射实验并评价。作为碱性分散剂6，使用了作为胺价为10～17mgKOH/g并在线状聚合物的一部分上具有直链状或分支状的烷基或苯基的分散剂的、味の素フアインデクノ株式会社制造销售的“颜料分散剂アジスパ一PB821”。 
首先说明电子发射元件1的详细的制作条件。 
在10mL试剂瓶中放入3g甲苯溶液，并投入0.03g アジスパ一PB821(味の素フアインデクノ株式会社制造)，放在超声波分散器中 进行分散。进而向其中作为绝缘体微粒5投入0.25g二氧化硅粒子，同样将试剂瓶放在超声波分散器中进行分散。在此，二氧化硅微粒使用直径50nm的フユ一ムドシリカC413(キヤボツト公司)，表面进行了六甲基二硅氮烷处理。通过放在分散器中约10分钟，二氧化硅微粒在甲苯溶剂中分散为乳白色，成为碱性分散剂6相对于溶剂的添加量为1.0wt％的绝缘体微粒分散溶液。 
作为电极基板2准备25mm见方的蒸镀有ITO薄膜的玻璃基板，在该玻璃基板表面滴下制作出的绝缘体微粒分散溶液，利用旋转涂敷法形成微粒层。旋转涂敷法下的成膜条件如下：在以500rpm旋转5秒钟的期间将上述分散溶液滴下到基板表面，然后以3000rpm进行10秒钟的旋转。反复3次该成膜条件，在玻璃基板上堆积3层微粒层后，在室温下使之自然干燥。构成电子加速层4的微粒层的膜厚约为1000nm。 
在玻璃基板的表面形成微粒层后，利用磁控溅射装置成膜薄膜电极3。作为成膜材料使用金(Au)，膜厚为50nm，面积为0.014cm2。由此获得分散添加量1.0wt％的电子发射元件1。 
除了将绝缘体微粒分散溶液中アジスパ一PB821相对于甲苯溶剂的添加量改变为0wt％、0.08wt％、0.4wt％以外，以与上述条件完全相同的条件获得分散添加量为0wt％、0.08wt％、0.4wt％的电子发射元件1。 
对于如上制作出的4个电子发射元件1，利用图3所示的测定系统进行电子发射实验。 
图3表示用于电子发射实验的测定系统。在图3的测定系统中，在电子发射元件1的薄膜电极3侧夹着绝缘体隔离物9(直径1mm)配置相对电极8。并且，在电子发射元件1的电极基板2和薄膜电极3 之间通过电源7A施加V1的电压，并通过电源7B向相对电极8施加V2的电压。将在薄膜电极3和电源7A之间流动的电流I1作为元件内电流测定，将相对电极8和电源7B之间流动的电流I2作为电子发射电流测定。将这种测定系统配置在1×10-8ATM的真空中进行电子发射实验。 
图4表示通过电子发射实验测定了各电子发射元件1的元件内电流I1的结果。在此，施加电压V1在0～20V的范围内阶段性升高，施加电压V2为100V。此外图5表示通过电子发射实验测定从各电子发射元件1发射的电子发射电流I2的结果。 
由图4可知，元件内电流I1(单位：A/cm2)在施加电压V1超过了10V的区域中呈现与分散剂的添加量成比例增加的倾向。在分散剂的添加量为0的电子发射元件1中，在施加电压V1为0～10V的范围内是电流不流动的状态(测定下限)，而超过10V后，突发地产生电流上升。这被认为是由于，在分散剂的添加量为0的电子发射元件中，绝缘体微粒的分散状态差，因此产生了在加速层4的极薄部分的集中的电流泄漏、或电压施加的电极端子正下方的电流泄漏等局部的绝缘破坏。 
此外由图5可知，尽管元件内电流I1流动而分散剂的添加量为0及0.08wt％的电子发射元件1中，完全测定不到电子发射。在分散剂的添加量为0.4wt％的电子发射元件1中，在施加电压V1超过12V后测定到1×10-8[A/cm2]的电子发射。在分散剂的添加量为1.0wt％的电子发射元件1中，在施加电压V1为16.3V下获得0.71[A/cm2]的电子发射。 
接下来，溶剂同样使用甲苯，除了将绝缘体微粒分散溶液中アジスパ一PB821相对于甲苯溶剂的添加量改变为1.2wt％、5.0wt％、10.0wt％、20.0wt％以外，以与上述条件完全相同的条件获得分散添加量为1.2wt％、5.0wt％、10.0wt％、20.0wt％的电子发射元件1。 
对这种电子发射元件1，同样地在1×10-8ATM的真空中进行电子发射实验并评价。另外，测定系统及电子发射元件1的详细的制作条件与之前的实验相同。 
图6表示分散剂添加量为1.2wt％、5.0wt％、10.0wt％、20.0wt％的各电子发射元件1的元件内电流I1的测定结果。在此也是施加电压V1在0～20V的范围内阶段性升高，施加电压V2为100V。此外图7表示通过电子发射实验测定从各电子发射元件1发射的电子发射电流I2的结果。另外，在图6、图7中一并表示了在之前的电子发射实验中得到的分散剂添加量为1.0wt％的电子发射元件1的结果。 
由图6可知，元件内电流I1[单位：A/cm2]在分散剂的添加量为1.2wt％时处于峰值，之后呈现添加量越多元件内电流I1越下降的倾向。这是由于，碱性分散剂6的添加量过多时，分散剂具有的高分子材料的电阻成分起到减少元件内电流的作用。此外由图7可知，电子发射量I2具有依照元件内电流I1的序列的倾向，而在分散剂的添加量为1.2wt％时，施加电压V1超过12V后，随着电子发射而产生电子发射元件1的破坏(由微粒构成的电子加速层4的飞散)，电子发射特性低于添加量为1.0wt％的电子发射元件的数据。 
(实施例2) 
除了作为碱性分散剂使用型号和胺价不同的アジスパ一PB822(味の素フアインデクノ株式会社制造)以外，与实施例1同样地制造分散剂添加量为1.0wt％的电子发射元件1，同样地研究电压电流特性，得到了与实施例1中记载的分散剂添加量为1.0wt％的电子发射元件1同样的结果。 
(比较例) 
在10mL的试剂瓶中加入3.0g甲苯溶剂，并作为绝缘体微粒5向 其中投入0.25g二氧化硅微粒(为直径50nm的フユ一ムドシリカC413(キヤボツト公司)，表面进行了六甲基二硅氮烷处理)，将试剂瓶放在超声波分散器中进行分散。约10分钟后，作为导电微粒追加投入0.065g的银纳米粒子(平均粒径10nm，其中绝缘被膜醇化物1nm厚(应用纳米研究所))，进行约20分钟的超声波分散处理，制作出绝缘体微粒/导电微粒分散液。在此，银纳米粒子相对于二氧化硅微粒的全部质量所占的比例约为20％。 
接下来，作为电极基板2准备30mm见方的不锈钢基板，在该不锈钢基板表面滴下制作的绝缘体微粒/导电微粒分散液，利用旋转涂敷法形成微粒层。旋转涂敷法的成膜条件如下：在以500rpm旋转了5秒钟的期间滴下上述绝缘体微粒/导电微粒分散液，然后以3000rpm进行10秒钟的旋转。该成膜条件反复2次，在不锈钢基板上堆积2层微粒层后，在室温下使之自然干燥。 
在不锈钢基板的表面形成微粒层后，利用磁控溅射装置成膜薄膜电极3。作为成膜材料使用金(Au)，成为膜厚45nm、面积0.071cm2的圆形。由此获得在电子加速层4中含有导电微粒的比较例的电子发射元件。 
图8表示比较例的电子发射元件的表面照片。图8中的圆形物是薄膜电极3，环状物是没有设置薄膜电极3的电子加速层4的表面。此外，参照标号111所示的部件是与薄膜电极3接触而施加电压的探头。由图8可知比较例的电子发射元件的表面粗糙。 
对如上制作的比较例的电子发射元件，利用图3所示的测定系统进行电子发射实验。 
图9表示比较例的电子发射元件的元件内电流I1的测定结果、和从电子发射元件发射的电子发射电流I2的测定结果。施加电压V1在 0～40V的范围内阶段性升高，施加电压V2为100V。 
根据图9可知，在比较例的电子发射元件中，无法产生充分的元件内电流I1。这是由于元件表面因微粒的再凝聚而变得粗糙，因此电子加速层无法维持充分的导电状态，以及主要因银纳米粒子凝聚而导致构成电子加速层的微粒层内的电传导特性下降。 
此外，在施加电压35V前后测定了尖峰状的电子发射电流I2。这是由于在构成微粒层的绝缘体微粒上积蓄的电荷一下子引起绝缘破坏。产生这种波形时，电子加速层在物理上产生破坏。由此可知，在构成电子加速层的微粒层中导电微粒的分散状态差的元件中，容易产生绝缘破坏。 
(实施方式2) 
图10表示通过实施方式1说明的使用了本发明的一个实施方式的电子发射元件1的电子发射装置10构成带电装置90的、本发明的带电装置90的一例。 
带电装置90由具有电子发射元件1和向其施加电压的电源7的电子发射装置10构成，用于使感光体11带电。本发明的图像形成装置具有该带电装置90。在本发明的图像形成装置中，构成带电装置90的电子发射元件1与作为被带电体的感光体11相对设置，通过施加电压而发射电子，使感光体11带电。另外，在本发明的图像形成装置中，带电装置90以外的构成部件可以使用现有公知的部件。在此，在带电装置90中，电子发射元件1优选从感光体11间隔例如3～5mm来配置。此外，向电子发射元件1的施加电压优选为25V左右，电子发射元件1的电子加速层的构成，只要在25V的电压施加下单位时间发射1μA/cm2的电子即可。 
进而，作为带电装置90使用的电子发射装置10构成为面电子源， 因此可在感光体11的旋转方向具有宽度地进行带电，可以增多向感光体11的某个部位的带电机会。从而，带电装置90与以线状带电的线带电器等相比，可以均匀地带电。此外，带电装置90与需要数kV的电压施加的电晕放电器相比，具有将施加电压降低到低至10V左右的优点。 
(实施方式3) 
图11表示通过实施方式1所说明的使用了本发明的一个实施方式的电子发射元件1的电子发射装置10构成电子线硬化装置100的、本发明的电子线硬化装置100的一例。 
电子线硬化装置100包括具有电子发射元件1和向其施加电压的电源7的电子发射装置10、以及使电子加速的加速电极21。在电子线硬化装置100中，以电子发射元件1为电子源，通过加速电极21使发射的电子加速并与保护膜(被硬化物)22冲撞。使一般的保护膜22硬化而需要的能量为10eV以下，因此若只是关注能量，则不需要加速电极。但是，电子线的浸透深度成为电子的能量的函数，因此为了全部硬化例如厚度1μm的保护膜22，需要约5kV的加速电压。 
现有一般的电子线硬化装置，将电子源真空密封，通过高电压施加(50～100kV)而发射电子，并经过电子窗将电子取出、照射。在该电子发射的方法中，在透过电子窗时会产生较大的能量损耗。此外，到达保护膜的电子也是高能量，因此会透过保护膜的厚度，而使能量的利用效率变低。进而一次可以照射的范围较窄，点状地进行描绘，因此产能较低。 
在使用了电子发射装置10的构成中，不会透过电子透过窗，因此无能量损耗，可以降低施加电压。进而由于是面电子源，因此产能非常高。此外，若按照图案发射电子，还可以进行无掩模曝光。 
(实施方式4) 
图12～14分别表示通过使用了实施方式1中说明的本发明的一个实施方式的电子发射元件1的电子发射装置10构成自发光设备的、本发明的自发光设备的例子。 
图12所示的自发光设备31包括具有电子发射元件1和向其施加电压的电源7的电子发射装置10，还包括具有层叠作为基材的玻璃基板34、ITO膜33及荧光体32的层叠结构的发光部36。另外，发光部36配置在与电子发射元件1相对且隔开间隔的位置上。 
作为荧光体32适用与红色、绿色、蓝色发光对应的电子激励类型的材料，例如红色中可以使用Y2O3:Eu、(Y，Gd)BO3:Eu，绿色中可以使用Zn2SiO4:Mn、BaAl12O19:Mn，蓝色中可以使用BaMgAl10O17:Eu2+等。在成膜了ITO膜33的玻璃基板34表面上成膜荧光体32。荧光体32的厚度优选为1μm左右。此外，ITO膜33的膜厚只要是可以确保导电性的膜厚就没有问题，在本实施方式中为150nm。 
在成膜荧光体32时，准备作为粘合剂的环氧类树脂和微粒化的荧光体粒子的混炼物，并通过刮棒涂布法或滴下法等公知方法成膜即可。 
在此，为了提高荧光体32的发光亮度，需要使从电子发射元件1发射的电子向荧光体加速。为了实现这种加速，如图12所示，优选在电子发射元件1的电极基板2和发光部36的ITO膜33之间设置电源35，而可以进行用于形成使电子加速的电场的电压施加。此时优选，荧光体32和电子发射元件1的距离为0.3～1mm，来自电源7的施加电压为18V，来自电源35的施加电压为500～2000V。 
图13所示的自发光设备31’包括具有电子发射元件1和向其施加电压的电源7的电子发射装置10，还包括荧光体(发光体)32。在自发光设备31’中，荧光体32为平面状，在电子发射元件1的表面配置 有荧光体32。在此，在电子发射元件1表面成膜的荧光体32的层，如上所述准备由与微粒化的荧光体的混炼物构成的涂液，在电子发射元件1表面成膜。电子发射元件1本身为相对于外力较弱的结构，因此若利用刮棒涂布法的成膜手段可能会导致元件破坏。因此优选使用滴下法或旋转涂敷法等方法。 
图14所示的自发光设备31”包括具有电子发射元件1和向其施加电压的电源7的电子发射装置10，进而在电子发射元件1的电子加速层4中作为荧光体(发光体)32’混入有荧光的微粒。此时，可以使荧光体32’的微粒兼用作绝缘体微粒5。然而，上述荧光体的微粒一般来说电阻较低，与绝缘体微粒5相比电阻明显低。因此代替绝缘体微粒5而混合荧光体的微粒时，该荧光体的微粒的混合量必须抑制成少量。例如，作为绝缘体微粒5使用球状二氧化硅粒子(平均粒径110nm)、作为荧光体微粒使用ZnS:Mg(平均粒径500nm)时，其重量混合比为3∶1左右较为合适。 
在上述自发光设备31、31’、31”中，从电子发射元件1发射的电子与荧光体32、32’冲撞而发光。 
电子发射元件1的电子发射效率高，因此自发光设备31、31’、31”可以高效地进行发光。另外，自发光设备31、31’、31”通过进行真空密封，电子发射电流得到提高，可以更有效地发光。 
进而，图15表示具有本发明的自发光设备的本发明的图像显示装置的一例。图15所示的图像显示装置140具有图14所示的自发光设备31”和液晶面板330。在图像显示装置140中，自发光设备31”设置在液晶面板330的后方，作为背光使用。用于图像显示装置140时，向自发光设备31”的施加电压优选为20～35V，只要在该电压下例如单位时间可以发射10μA/cm2的电子即可。此外，自发光设备31”和液晶面板330的距离优选为0.1mm左右。 
此外，作为本发明的图像显示装置使用图12所示的自发光设备31时，可以为以下形状：将自发光设备31配置为矩阵状，作为自发光设备自身产生的FED形成图像并进行显示。此时，向自发光设备31的施加电压优选为20～35V，只要在该电压下例如单位时间可以发射10μA/cm2的电子即可。 
(实施方式5) 
图16及图17分别表示通过实施方式1中说明的使用了本发明的一个实施方式的电子发射元件1的电子发射装置10构成送风装置的、本发明的送风装置的例子。以下对将本发明的送风装置用作冷却装置的情况进行说明。但是送风装置的利用不限于冷却装置。 
图16所示的送风装置150包括具有电子发射元件1和向其施加电压的电源7的电子发射装置10。在送风装置150中，电子发射元件1向电接地的被冷却体41发射电子，从而产生离子风来冷却被冷却体41。冷却时，向电子发射元件1施加的电压优选为18V左右，优选在该电压下在气体氛围下例如单位时间发射1μA/cm2的电子。 
图17所示的送风装置160在图16所示的送风装置150中进一步组合了送风机42。图17所示的送风装置160中，电子发射元件1向电接地的被冷却体41发射电子，进而送风机42向被冷却体41送风，从而将从电子发射元件发射的电子向被冷却体41传送，产生离子风来冷却被冷却体41。此时，送风机42的风量优选为0.9～2L/分/cm2。 
在此，想要通过送风来冷却被冷却体41时，如果仅仅如现有的送风装置或冷却装置那样通过风扇等进行送风，则被冷却体41表面的流速为0，最想散放热的部分的空气无法置换，冷却效率很差。但是，若作为风(空气流)传送的空气中含有电子、离子等电荷粒子，则靠近到被冷却体41附近时通过电气作用力拉引到被冷却体41表面，因此 可以替换表面附近的气体氛围。在此，在本发明的送风装置150、160中，在送风的空气中含有电子、离子等电荷粒子，因此冷却效率格外提高。 
如上所述，本发明的电子发射元件，在相对的电极基板和薄膜电极之间具有电子加速层，通过在上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压，而由上述电子加速层使电子加速，从上述薄膜电极发射上述电子，其中，上述电子加速层包括含有绝缘体微粒的微粒层，在该微粒层中含有碱性分散剂。 
如上所述，根据上述构成，通过在电极基板和薄膜电极之间施加电压，而在电子加速层内产生电流，其一部分通过施加电压所形成的强电场而成为弹道电子，并从薄膜电极侧发射。 
在此，从电子发射元件发射电子推测是由于碱性分散剂所具有的用于给予电子对的电子对给予体作用的结果。即，碱性分散剂具有给予电子对的电子对给予体，电子对给予体给予电子对后离子化。该离子化的电子对给予体在附着的绝缘体微粒的表面进行电荷的转移，而可以进行绝缘体微粒的表面的电传导。 
使得电子加速层成为不需要分散金属等微粒的构成，从而在本发明的电子发射元件中可以构成如下电子加速层：没有金属等微粒凝聚而产生电子加速层的绝缘破坏的问题，不使用等离子CVD装置或热CVD装置也难以产生绝缘破坏。 
并且，使得为了在溶剂中分散绝缘体微粒可以说是必须的要素的分散剂同时承担金属等微粒的功能，因此可以减少制造工序以及材料费用。 
其结果起到如下效果：可以提供一种没有绝缘体层内的绝缘破坏 的问题，且可以廉价地制造的电子发射元件。 
在本发明的电子发射元件中除了上述构成以外优选，上述碱性分散剂是在通过立体排斥效果使上述绝缘体微粒分散的高分子体中，作为取代基导入给予电子对的电子对给予体而构成。 
具有通过立体排斥效果使上述绝缘体微粒分散的高分子，从而可以使得绝缘体微粒的分散性良好，作为电子加速层可以形成均匀的微粒层。从而可以将电子发射元件中的制作偏差抑制得较少。 
此外，这种碱性分散剂的添加量具有最佳值，添加量过多时碱性分散剂所具有的高分子的部分的电阻成分使得元件内电流难以流动，从而导致来自电子发射元件的电子发射降低。另外，添加量过少时无法充分得到在电子加速层中流动的电流量，可能完全无法获得来自电子发射元件的电子发射。碱性分散剂的最佳的添加量成为与绝缘体微粒相关联的设计事项，通过适当地控制该添加量，而可以获得来自电子发射元件的充分的电子发射。 
此外，在本发明的电子发射元件中除了上述构成以外优选，上述绝缘体微粒的平均粒径为10～1000nm，更优选为为10～200nm。此时，粒径的分散状态相对于平均粒径可以较为宽广，例如平均粒径为50nm的绝缘体微粒，即使在20～100nm的区域中具有其粒径分布也没有问题。绝缘体微粒的粒径过小时，在粒子间作用的力较强，因此粒子容易凝聚而难以分散。此外，绝缘体微粒的粒径过大时，虽然分散性好，但难以调整电子加速层的层厚、表面电导物质的配合比以调整电阻。 
在本发明的电子发射元件中除了上述构成以外，上述电子加速层的层厚优选为12～6000nm，更优选为300～2000nm。此外，通过使电子加速层的层厚为上述范围，可以均化电子加速层的层厚并调整层厚方向的电子加速层的电阻。其结果，可以从电子发射元件的全面均匀 地发射电子，且可以有效地向元件外发射电子。 
在本发明的电子发射元件中除了上述构成以外优选，上述绝缘体微粒包含SiO2、Al2O3及TiO2的至少一种，或包含有机聚合物。上述绝缘体微粒包含SiO2、Al2O3及TiO2的至少一种，或包含有机聚合物时，这些物质的绝缘性高，从而可以将上述电子加速层的电阻值调整在任意范围内。特别是，作为绝缘体微粒使用氧化物(SiO2、Al2O3及TiO2)，作为上述表面电导物质使用抗氧化能力高的导电体微粒时，更加难以产生因被大气中的氧气氧化而产生元件劣化，因此可以使在大气压中也可以稳定动作的效果更加显著。 
在本发明的电子发射元件中除了上述构成以外优选，上述薄膜电极包含金、银、碳、钨、钛、铝及钯的至少一种。通过使上述薄膜电极包含金、银、碳、钨、钛、铝及钯的至少一种，可以根据这些物质的功函数的高低而使在电子加速层产生的电子高效地产生隧道效应，将高能量的电子更多地发射到电子发射元件外。 
本发明的电子发射装置包括上述任一种电子发射元件、以及在上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压的电源部。 
在电子发射元件中如上所述，本发明的电子发射元件没有绝缘体层内的绝缘破坏的问题，且可以通过廉价的装置制造，因此利用这种电子发射元件构成的电子发射装置也没有绝缘体层内的绝缘破坏的问题，且可以通过廉价的装置制造。 
使用这种本发明的电子发射装置而构成的本发明的自发光设备、图像显示装置、送风装置、冷却装置、带电装置、图像形成装置、电子线硬化装置也属于本发明的范畴。 
本发明的电子发射元件的制造方法，该电子发射元件在相对的电 极基板和薄膜电极之间具有电子加速层，通过在上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压，而由上述电子加速层使电子加速，从上述薄膜电极发射上述电子，该电子发射元件的制造方法的特征在于，具有以下工序：利用绝缘体微粒分散溶液在上述电极基板上形成构成上述电子加速层的微粒层，该绝缘体微粒分散溶液是利用碱性分散剂在溶剂中分散绝缘体微粒而成；以及在上述微粒层上形成薄膜电极。 
从而可以获得没有绝缘体层内的绝缘破坏的问题且可廉价地制造的本发明的电子发射元件。 
在本发明的电子发射元件的制造方法中，进一步优选，上述碱性分散剂是在通过立体排斥效果使上述绝缘体微粒分散的高分子体中，作为取代基导入给予电子对的电子对给予体而构成。 
如上所述，具有通过立体排斥效果使上述绝缘体微粒分散的高分子，从而可以使得绝缘体微粒的分散性良好，作为电子加速层可以形成均匀的微粒层。从而可以将电子发射元件中的制作偏差抑制得较少。 
以上的各实施方式及各实施例只不过是为了明确本发明的技术内容，不应仅限定为这种具体例而进行狭义地解释，在本发明的精神以及权利要求书的范围内可以进行各种变更并实施。此外，即使在本说明书中所示的数值范围以外，只要是不违反本发明的宗旨的合理的范围，则也包含在本发明内。 
工业利用性 
本发明的电子发射装置可以确保电导通并产生充分的元件内电流，并从薄膜电极发射弹道电子。从而例如可以适用于电子照相方式的复印机、打印机、传真机等图像形成装置的带电装置、电子线硬化装置，或通过与发光体组合而适用于图像显示装置，或通过利用发射的电子产生的离子风而适用于冷却装置等。 

Claims (18)

1.一种电子发射元件，具有相对配置的电极基板和薄膜电极、以及配置在该电极基板和薄膜电极之间的电子加速层，通过在上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压，而由上述电子加速层使电子加速，从上述薄膜电极发射上述电子，其特征在于，
上述电子加速层包括含有绝缘体微粒的微粒层，
在该微粒层中含有碱性分散剂。
2.根据权利要求1所述的电子发射元件，其特征在于，上述碱性分散剂是在通过立体排斥效果使上述绝缘体微粒分散的高分子体中，作为取代基导入给予电子对的电子对给予体而构成。
3.根据权利要求1所述的电子发射元件，其特征在于，上述绝缘体微粒的平均粒径为10～1000nm。
4.根据权利要求3所述的电子发射元件，其特征在于，上述绝缘体微粒的平均粒径为10～200nm。
5.根据权利要求1所述的电子发射元件，其特征在于，上述电子加速层的层厚为12～6000nm。
6.根据权利要求5所述的电子发射元件，其特征在于，上述电子加速层的层厚为300～2000nm。
7.根据权利要求1所述的电子发射元件，其特征在于，上述绝缘体微粒包含SiO2、Al2O3及TiO2的至少一种、或包含有机聚合物。
8.根据权利要求1所述的电子发射元件，其特征在于，上述薄膜电极包括金、银、碳、钨、钛、铝及钯的至少一种。
9.一种电子发射装置，其特征在于，包括：权利要求1所述的电子发射元件；和在该电子发射元件的上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压的电源部。
10.一种自发光设备，其特征在于，包括权利要求9所述的电子发射装置和发光体，从该电子发射装置发射电子而使上述发光体发光。
11.一种图像显示装置，其特征在于，包括权利要求10所述的自发光设备。
12.一种送风装置，其特征在于，包括权利要求9所述的电子发射装置，从该电子发射装置发射电子而进行送风。
13.一种冷却装置，其特征在于，包括权利要求9所述的电子发射装置，从该电子发射装置发射电子而冷却被冷却体。
14.一种带电装置，其特征在于，包括权利要求9所述的电子发射装置，从该电子发射装置发射电子而使感光体带电。
15.一种图像形成装置，其特征在于，包括权利要求14所述的带电装置。
16.一种电子线硬化装置，其特征在于，包括权利要求9所述的电子发射装置。
17.一种电子发射元件的制造方法，该电子发射元件在相对的电极基板和薄膜电极之间具有电子加速层，通过在上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压，而由上述电子加速层使电子加速，从上述薄膜电极发射上述电子，该电子发射元件的制造方法的特征在于，具有以下工序：
利用绝缘体微粒分散溶液在上述电极基板上形成构成上述电子加速层的微粒层，该绝缘体微粒分散溶液是利用碱性分散剂在溶剂中分散绝缘体微粒而成；以及
在上述微粒层上形成薄膜电极。
18.根据权利要求17所述的电子发射元件的制造方法，其特征在于，上述碱性分散剂是在通过立体排斥效果使上述绝缘体微粒分散的高分子体中，作为取代基导入给予电子对的电子对给予体而构成。
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