CN102136404A - 电子放射元件及其制造方法、具有该电子放射元件的装置 - Google Patents

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Abstract

一种电子放射元件及其制造方法、电子放射装置、带电装置、图像形成装置、电子束固化装置、自发光设备、图像显示装置、送风装置、冷却装置。在本发明的电子放射元件中，设置在电极基板和薄膜电极之间的电子加速层含有：导电微粒、平均径比导电微粒的平均径大的绝缘体微粒、结晶性电子输送剂。该结晶性电子输送剂结晶化。

Description

电子放射元件及其制造方法、具有该电子放射元件的装置
技术领域
本发明涉及一种通过施加电压放射电子的电子放射元件及其制造方法、以及使用了电子放射元件的电子放射装置、带电装置、图像形成装置、电子束固化装置、自发光设备、图像显示装置、送风装置、冷却装置。
背景技术
作为现有的电子放射元件，圆锥(Spindt)型电极、碳纳米管(CNT)型电极等为世人所知。这种电子放射元件例如在FED(Field Emision Display：场发射显示器)领域中被研究应用。该电子放射元件向尖锐形状部施加电压，形成约1GV/m的强电场，通过隧道效应放射电子。
但这两种类型的电子放射元件中，因电子放射部的表面附近为强电场，所以放射的电子通过电场获得较大能量，易于电离气体分子。因气体分子电离而产生的阳离子通过强电场在元件的表面方向上加速碰撞，出现因溅射导致元件破坏的问题。
并且，大气中的氧和电离能量相比，其离解能量较低，因此产生离子前先产生臭氧。臭氧对人体有害，而且因其较强的氧化力而氧化各种部件，因此存在对元件周围的部件造成损害的问题。为了应对这一问题，出现了必须使用耐臭氧性强的材料的限制。
另一方面，作为和以上不同的其他类型的电子放射元件，MIM(Metal Insulator Metal：金属绝缘体金属)型、MIS(Metal Insulator Semiconductor：金属绝缘体半导体)型的电子放射元件为人所知。它们是利用元件内部的量子尺寸效应及强电场来加速电子，是从平面状的元件表面放射电子的面放射型电子放射元件。它们放射出通过元件内部的电子加速层加速的电子，因此元件外部不需要强电场。因此，在MIM型及MIS型的电子放射元件中，可克服上述圆锥型、CNT型、BN型的电子放射元件中的被气体分子的电离引起的溅射破坏的问题、及发生臭氧的问题。
并且，在本申请发明人申请的专利文献1中，公开了下述电子放射元件：在由薄膜电极和电极基板构成的两块电极之间设置含有导电微粒和由绝缘体物质构成的微粒的电子加速层，通过向两个电极之间提供电位差，从薄膜电极放射电子。
如该专利文献1的电子放射元件所示，在作为电子加速层使用分散有金属等导电微粒的绝缘体膜的结构中，电子放射元件的电压电流特性可通过绝缘体膜内的导电微粒的量或分散状态来控制。本发明人如专利文献1所示通过适度调整导电微粒的添加量或分散状态的程度，增加了电子放射量。
专利文献1：日本国专利公开公报：特开2009-146891公报(平成21年7月2日公开)
但是，上述专利文献1公开的电子放射元件因驱动电压较高，所以存在使其低压化的改善余地。
通过驱动电压的低压化，第一，可降低电子放射元件的耗电。第二，因驱动电子放射元件的电源的负担减轻，所以元件的高频脉冲波形驱动变得容易。其结果是，可延长电子放射元件的驱动寿命，降低耗电，降低高频脉冲驱动电路的制造成本等，具有很多优点。
发明内容
本发明鉴于以上问题而出现，其目的在于提供一种电子放射元件，和现有技术相比，能够以低施加电压放射同等或其以上量的电子，并且使用寿命长且可廉价地制造。
本发明人为实现上述目的进行了锐意研究，结果发现，使用将结晶性电子输送剂添加到分散有导电微粒及绝缘体微粒的分散溶液中而得到的材料来形成电子加速层，使该结晶性电子输送剂在电子加速层中结晶化，能够以较低的施加电压进行电子放射，从而实现了本发明。
即，本发明的一种电子放射元件，在相对的电极基板和薄膜电极之间具有电子加速层，向上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压时，在上述电子加速层中使电子加速，从上述薄膜电极放射上述电子，上述电子放射元件的特征在于，上述电子加速层含有：导电微粒，由导电体构成，抗氧化力强；绝缘体微粒，平均径大于上述导电微粒的平均径；以及结晶性电子输送剂，上述结晶性电子输送剂结晶化。
根据上述结构，通过向电极基板和薄膜电极之间施加电压，在电子加速层中的结晶化的结晶性电子输送剂和各微粒的界面中形成电流路径，其一部分电荷通过施加电压形成的强电场变为弹道电子，从薄膜电极放射。
晶界的电气特性取决于晶界/界面的匹配性，其匹配性越高，静电势垒高度越低。因此，在上述结构中，电荷的传导可通过由结晶性电子输送剂的结晶化形成的较低的势垒部分来实现，和现有的元件相比，能够以较低的施加电压形成电流路径。
因此，通过电子加速层中含有的结晶性电子输送剂结晶化的上述结构，和现有技术相比，能够以较低的施加电压放射同等或其以上量的电子。通过低压化，可延长电子放射元件的驱动寿命，降低耗电。 并且，可低价地提供一种电子加速层不使用高价的材料且可高效进行电子放射的电子放射元件。
其中，对于电子加速层内部的弹道电子的发生机构有诸多不明之处，但我们认为如下从电子放射元件表面放射电子。在电子加速层内部形成的电流路径内传导的电荷的一部分，通过局部形成的高电场部加速，变为热电子(弹道电子)，该热电子沿着电子加速层内形成的电场反复进行弹性碰撞并前进，其一部分透过表面的薄膜电极，或从电极的间隙挤出，从电子放射元件表面放射。
并且，形成电子加速层时的结晶性电子输送剂的添加量有最佳值，添加量过多时，电流过度易于流动，无法施加正好可放射电子的电压。并且当添加量过少时，无法获得足够的电流量，不能进行电子放射。结晶性电子输送剂的最佳添加量与元件电阻值所相关的参数(例如导电微粒的添加量、电子加速层的层厚、下述电阻层的膜厚等)关联设计，通过适当控制该添加量，从电子放射元件可获得足够的电子放射。
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放射元件的电子放射装置的结构的示意图。
图2是图1的电子放射装置具有的电子放射元件的电子加速层附近的示意图。
图3是放大了图1的电子放射元件的表面状态的照片。
图4是表示对电子放射元件实施的电子放射实验的测定系统的说明图。
图5是表示对电子加速层的制作中使用的微粒分散溶液中含有的结晶性电子输送剂的添加量按0g、0.0082g、0.04g变化而制作的电子放射元件的元件内电流进行测定的结果的图。
图6是表示对电子加速层的制作中使用的微粒分散溶液中含有的结晶性电子输送剂的添加量按0g、0.0082g、0.04g变化而制作的电子 放射元件的电子放射电流进行测定的结果的图。
图7是表示图1的电子放射元件的表面状态的SEM照片。
图8是表示对电子加速层的制作中使用的微粒分散溶液中含有的结晶性电子输送剂的添加量为0.0082g且在电子加速层内再结晶化前和再结晶化后的电子放射元件测定元件内电流的结果的图。
图9是表示对电子加速层的制作中使用的微粒分散溶液中的结晶性电子输送剂的添加量为0.0082g且在电子加速层内再结晶化前和再结晶化后的电子放射元件测定电子放射电流的结果的图。
图10是表示在真空中使电子加速层内的结晶性电子输送剂再结晶化的电子放射元件以脉冲电压驱动时的电子放射电流的经时变化的图。
图11是表示在真空中使电子加速层内的结晶性电子输送剂再结晶化的电子放射元件以脉冲电压驱动时的电子放射电流的经时变化的图。
图12是表示对薄膜电极仅是由金及钯构成的金属膜的电子放射元件、及薄膜电极是由非晶碳和由金及钯构成的金属膜的电子放射元件测定元件内的电流的结果的图。
图13是表示对薄膜电极仅是由金及钯构成的金属膜的电子放射元件、及薄膜电极是由非晶碳和由金及钯构成的金属膜的电子放射元件测定电子放射电流的结果的图。
图14是表示使用了图1的电子放射装置的带电装置的一例的图。
图15是表示使用了图1的电子放射装置的电子束固化装置的一例的图。
图16是表示使用了图1的电子放射装置的自发光设备的一例的图。
图17是表示使用了图1的电子放射装置的自发光设备的另一例的图。
图18是表示使用了图1的电子放射装置的自发光设备的另一例的图。
图19是表示具有使用了图1的电子放射装置的自发光设备的图像 显示装置的一例的图。
图20是表示使用了图1的电子放射装置的送风装置及具有该送风装置的冷却装置的一例的图。
图21是表示使用了图1的电子放射装置的送风装置及具有该送风装置的冷却装置的另一例的图。
具体实施方式
以下参照图1～21说明本发明涉及的电子放射元件、电子放射装置的实施方式及实施例。此外，下述实施方式及实施例只是本发明的具体一例，本发明不受其限定。
(实施方式1)
(电子放射元件及电子放射装置的结构)
图1是表示使用了本发明的一个实施方式的电子放射元件1的电子放射装置11的结构的示意图。如图1所示，电子放射装置11具有本发明涉及的一个实施方式的电子放射元件1和电源10。电子放射元件1由作为下部电极的电极基板2、作为上部电极的薄膜电极3、夹在它们中间的电子加速层4构成。并且，电极基板2和薄膜电极3连接到电源(电源部)10，可向相对配置的电极基板2和薄膜电极3之间施加电压。电子放射元件1通过向电极基板2和薄膜电极3之间施加电压，在电极基板2和薄膜电极3之间、即电子加速层4中流过电流，其一部分通过施加电压形成的强电场变为弹道电子。并且，该弹道电子通过(透过)薄膜电极3，或者从因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)或绝缘体微粒的阶梯差等挤出，放射到外部。
作为下部电极的电极基板2除了电极的功能外，还起到电子放射元件的支撑体的作用。因此，如果是具有一定程度的强度、与直接接触的物质之间的粘合性良好、并具有适当的导电性的基板，均可使用。例如包括SUS、Al、Ti、Cu等金属基板、Si、Ge、GaAs等半导体基板 等。并且，也可以是在玻璃基板、塑料基板等绝缘体基板表面(与电子加速层4的界面)上将金属等导电性物质作为电极附着的材料。作为绝缘体基板表面上附着的上述导电性物质，只要是具有良好导电性的材料、且可使用磁控溅射等形成薄膜的材料即可。但如果希望在大气中进行稳定的动作，则优选使用抗氧化力强的导电体，进一步优选使用贵金属。并且，作为氧化物导电材料，也可使用透明电极中广泛使用的ITO薄膜。并且，从形成坚固薄膜的角度出发，例如可在玻璃基板表面成膜200nm的Ti，进一步重叠成膜1000nm的Cu，使用由此成膜的金属薄膜。但不限于上述材料及数值。
从限制电子加速层4的电流量的角度出发，薄膜电极3具有电阻层5和金属层6的层叠结构。
电阻层5可使用非晶碳膜或氮化膜。使用非晶碳时，电阻层5由具有所谓SP2杂化轨道的石墨结构的簇(数百个左右的原子的块)无序堆叠而成。石墨本身是具有良好导电性的材质，但因簇之间的导电处于不佳的堆叠状态，因此其结果是作为电阻层发挥作用。
使用氮化膜作为电阻层5时，例如可使用通过溅射法形成的SiN2、TaN2等。此外，从易处理性、处理时间长度和基板温度上升的影响等角度出发，作为电阻层5，和氮化膜相比，更适于使用非晶碳膜。
金属层6由金属材料形成。作为金属材料，只要是可施加电压的材料即可，无特别限定。但从尽量使电子加速层4内被加速并变为高能的电子不降低能量地透过而射出的角度出发，如果是功函数低且可形成薄膜的材料，则具有较好的效果。这种材料例如包括功函数相当于4～5eV的金、银、钨、钛、铝、钯等。其中，考虑到在大气压中的动作，无氧化物及硫化物形成反应的金是最佳材料。并且，氧化物形成反应较小的银、钯、钨等在实际应用中也没有问题。
并且，薄膜电极3的膜厚作为将电子从电子放射元件1高效放射到外部的条件非常重要，优选15～100nm的范围。使薄膜电极3的金属层6作为平面电极发挥作用的最低膜厚为10nm，小于该膜厚时，无法确保电导通。并且，为了使由非晶碳膜构成的电阻层5作为电阻体发挥作用，电阻层5需要为5nm以上。
另一方面，使电子从电子放射元件1放射到外部的薄膜电极的最大膜厚为100nm，膜厚超过该值时，弹道电子的放射极少。弹道电子的放射量减少是因为，薄膜电极3中，弹道电子的吸收或反射造成电子加速层4的再捕获。
电子加速层4如图2所示包括：导电微粒8，由导电体构成，抗氧化力强；绝缘体微粒7，大于导电微粒8的平均粒径；结晶性电子输送剂9。图2是放大了图1的电子放射元件1的电子加速层4附近的示意图。
作为绝缘体微粒7的材料，只要具有绝缘性即可，无特别限定。例如实用中可使用SiO2、Al2O3、TiO2。并且，作为绝缘体微粒7，可使用由有机聚合物构成的微粒。作为由有机聚合物构成的微粒，例如可使用JSR株式会社制造销售的由不锈钢/二乙烯基苯构成的高交联微粒(SX8743)、日本ペイント株式会社制造销售的不锈钢/丙烯微粒的フアイスフエア(FINE SPHERE)系列。
并且，作为绝缘体微粒7，可使用不同材料的两种以上的粒子。并且，也可使用粒径峰值不同的粒子，或使用单一粒子但粒径分布广的粒子。绝缘体微粒7的平均粒径优选10～1000nm，进一步优选10～200nm。
作为导电微粒8的材料，从生成弹道电子的动作原理出发，可使用任意的导电体。但出于避免大气压下动作时的氧化劣化的目的，需 要抗氧化力强的导电体，优选贵金属，例如包括金、银、白金、钯、镍等材料。该导电微粒8可通过公知的微粒制造技术的溅射法、喷雾加热法来做成，也可使用応用ナノ研究所制造销售的银纳米粒子等市售的金属微粒粉体。后面记载生成弹道电子的原理。
其中，由于需要控制导电性，所以导电微粒8的平均粒径必须小于绝缘体微粒7的平均粒径，优选3～10nm。这样一来，使导电微粒8的平均粒径小于绝缘体微粒7的平均粒径，优选为3～10nm，从而在微粒层(电子加速层4)内不形成导电微粒8产生的导电路径，难以发生微粒层内的绝缘破坏。并且，虽然原理上有诸多不明之处，但通过使用平均粒径为上述范围内的导电微粒8，可高效生成弹道电子。
此外，导电微粒8的周围也可存在作为小于导电微粒8的大小的绝缘体物质的小绝缘体物质。该小绝缘体物质可以是附着到导电微粒8的表面的附着物质，附着物质作为比导电微粒8的平均粒径小的形状的集合体，可以是对导电微粒8的表面覆膜的绝缘覆膜。作为小绝缘体物质，在生成弹道电子的动作原理上，可使用任意的绝缘体物质。但比导电微粒8的大小小的绝缘体物质是对导电微粒8进行覆膜的绝缘覆膜，通过导电微粒8的氧化覆膜提供绝缘覆膜时，因在大气中的氧化劣化，氧化薄膜的厚度可能会大于所需的膜厚，因此从避免大气压下动作时的氧化劣化的目的出发，优选由有机材料形成的绝缘覆膜，例如包括醇化物、脂肪酸、烷烃硫醇这样的材料。该绝缘覆膜的厚度较薄时比较有利。
结晶性电子输送剂9是可溶于分散绝缘体微粒7及导电微粒8而得到的分散溶液的物质，在制造了电子加速层4后，不作为图1及图2所示的针状结晶存在。但在室温下静置数十小时后，出现结晶化，成为图1及图2所示的结晶化的结构。结晶性电子输送剂9的结晶化的位置、结晶的生长方向是随机的，可在电子加速层4内向平面方向生长，或在与电子加速层4的面垂直的方向穿越电子加速层4而生长。 图3是表示再结晶化后的电子放射元件1的表面的照片的图。图3的中央的四边形部分是薄膜电极3，可知其中再结晶化的结晶性电子输送剂9以线状散布存在。在图3中，对结晶化的结晶性电子输送剂9标注了箭头。
在本发明中，结晶性电子输送剂9在电子加速层4内再结晶化，从而发挥其能力。晶界的电气特性取决于晶界或界面的匹配性，其匹配性越高，静电势垒高度越低。在本实施方式的电子放射元件1的结构中，电荷的传导可通过由结晶性电子输送剂9的结晶、尤其是针状结晶的生长偶然形成的较低的势垒部分来进行。因此，结晶性电子输送剂9和结晶化前相比，结晶化后即使是较低的施加电压也可形成电流路径。作为这种结晶性电子输送剂9，例如可使用联苯醌，但不限于此。
对电子加速层4添加结晶性电子输送剂9时，如下所述，可将构成电子加速层4的绝缘体微粒7和导电微粒8分散到分散溶剂而得到的分散溶液中进行添加。其中，结晶性电子输送剂9只要可溶解于分散溶液即可，但在绝缘体微粒7及导电微粒8分散前先将结晶性电子输送剂9溶解到分散溶剂时，溶液的粘度上升，绝缘体微粒7及导电微粒8的分散所需的时间有变长的趋势。因此，优选在将绝缘体微粒7及导电微粒8分散到分散溶剂后，添加结晶性电子输送剂9。
结晶性电子输送剂9的电子输送能力需要是使该分子间发挥电子跳跃点(Electron hopping site)的作用的能力，与添加浓度及电子输送能力成比例关系。并且，结晶性电子输送剂9的添加量取决于作为基础的电子加速层4的结构。如上述专利文献1所示，电子加速层4由绝缘体微粒7及导电微粒8构成，从而在元件内流动电流。电子加速层中的全部微粒(绝缘体微粒7及导电微粒8)的质量中的各微粒的质量比例为绝缘体微粒7∶导电微粒8＝8∶2时，极少量地添加结晶性电子输送剂9时，电子输送剂的电子输送能力发挥作用，并且添加高分 子而引起电阻的增加。其结果是，在电子加速层4中流动的元件内电流具有减少的趋势。并且，增加结晶性电子输送剂9的添加量时，在电子加速层4中流动的元件内电流只有增加趋势。
并且，结晶性电子输送剂9通过在电子加速层4内再结晶化，实现元件内电流量的增加。
仅增加结晶性电子输送剂9的添加量时，如上所述，在电子输送剂的分子之间选择性地集中并流动电流，在电流路径中途形成的强电场部(即微观上来看，作为电子的加速部位发挥作用的电阻部)中，电子不加速，不产生弹道电子。另一方面，通过使结晶性电子输送剂9再结晶化，元件内电流增加，且通过晶界在绝缘体微粒7及导电微粒8的界面流动的电流可极高效地生成弹道电子。
结晶性电子输送剂9的结晶化可在如下过程中产生：渗透到具有多个空孔(Void)的绝缘体微粒7中的结晶性电子输送剂9的溶解液在大气压中的室温环境下缓慢地蒸发其溶剂。
结晶化后的结晶的量和电子加速层4的电流特性成比例关系。当然，结晶越多，电子加速层4内的元件内电流越多，但对反复通电的耐压性也有变差的趋势，易发生元件内的短路。
因此，结晶性电子输送剂9的添加量有最佳值，优选根据在电子放射元件1内流动的电流量设定最佳值，但另一方面，因较强地依赖于和元件相关的材料参数，所以不能一概而论。但如下所述，在滴下分散有绝缘体微粒7及导电微粒8的分散溶液、通过旋涂法(spin coat method)成膜电子加速层4的条件下，结晶性电子输送剂9的添加量优选是以下量。结晶性电子输送剂9的质量相对于构成电子加速层4的绝缘体微粒7的质量优选5％左右。并且相对于溶剂的比优选是0.82％。
电子加速层4的层厚需要能够使层厚均匀化，并调整层厚方向上的加速层的电阻。鉴于此，电子加速层4的层厚优选12～6000nm，进一步优选300～1000nm。
此外，从电源10提供的电压也可以是直流电压，但通过使用脉冲波形的电压，连续驱动时的电子放射特性进一步稳定。其原因如下。
电子放射元件1通过再结晶的结晶性电子输送剂9，电流变得极易流动。薄膜电极3如上所述，即使层叠电阻层5和金属层6而形成，也就是说即使在电子加速层4和金属层6之间具有电阻层5，也无法避免长时间连续驱动造成的元件内电流增加。施加直流电压时的元件内电流的增加是由于在电流路径中作为电阻成分作用的部分逐渐破坏造成的，最终引起元件短路，电子放射中断。为了抑制这种元件内电流的增加，通过使来自电源10的施加电压为脉冲波形的电压，可抑制作为电流路径中的电阻成分发挥作用的部分破坏。
因此，通过电子放射元件1的结构及使施加电压为脉冲波形，可提供一种可通过低压进行稳定的电子放射的电子放射装置11。
(电子放射元件的制造方法)
接着说明电子放射元件1的制造方法的一个实施方式。
首先，向分散溶剂中依次投入绝缘体微粒7及导电微粒8，加入到超声波分散器中分散后，投入结晶性电子输送剂9，再次加入到超声波分散器中分散，获得微粒分散溶液A。此外，分散方法没有特别限定，也可通过超声波分散器以外的方法分散。
其中，作为分散溶剂，只要是可溶解结晶性电子输送剂9、且涂布后蒸发的溶剂即可，无特别限定。作为分散溶剂，例如可使用甲苯、 苯、二甲苯、己烷等。
并且，将如上制作的微粒分散溶液A涂布到电极基板2上，形成电子加速层4(电子加速层形成步骤)。作为涂布方法，例如可使用旋涂法。这种情况下，将微粒分散溶液A滴到电极基板2上，使用旋涂法形成作为电子加速层4的薄膜。通过反复多次微粒分散溶液A的滴下、旋涂法下的成膜、干燥，可使电子加速层4成为预定的膜厚。
此外，电子加速层4的成膜除了旋涂法外，例如也可使用滴下法、喷涂法等方法。
电子加速层4形成后，在电子加速层4上成膜薄膜电极3(薄膜电极形成步骤)。如上所述，薄膜电极3具有电阻层5和金属层6的层叠结构。作为电阻层5使用非晶碳膜时，例如可通过蒸镀法成膜。并且，作为电阻层5使用氮化膜时，例如可通过溅射法成膜。
金属层6的成膜可使用磁控溅射法。并且，金属层6的成膜除了磁控溅射法外，例如可使用蒸镀法、喷墨法、旋涂法等。
电子加速层4中含有的结晶性电子输送剂9在制造完电子加速层4后，不作为结晶存在。但通过自然放置会结晶化(再结晶)(结晶化步骤)。此时，结晶性电子输送剂9是针状结晶化的物质时，如图1及图2所示，存在层厚方向上贯通电子加速层4而针状结晶化的情况，此时，结晶化的结晶性电子输送剂9存在于电子加速层4内外。
(实施例)
在以下实施例中，首先说明结晶性电子输送剂9的添加量、结晶性电子输送剂9在电子加速层4内处于非晶状态(结晶化前)的电子放射元件的元件内电流量、以及电子放射量的关系的实验结果。之后说明结晶性电子输送剂9处于非晶状态的电子放射元件及结晶性电子 输送剂9结晶化的电子放射元件1的元件内电流量及电子放射量的测定结果。并且，对薄膜电极的作用也进行了实验。
首先说明电子放射元件1的详细的制作条件。向10mL的试剂瓶中加入1.0g的n-己烷溶剂，作为绝缘体微粒7，投入0.16g的二氧化硅粒子，将试剂瓶放入到超声波分散器中进行分散。其中二氧化碳微粒是平均粒径50nm的气相二氧化硅C413(キヤボツト公司)，使用表面进行了六甲基二硅氮烷处理的微粒。加入到超声波分散器中约10分钟，二氧化硅微粒在n-己烷溶剂中分散为乳白色。接着向上述试剂瓶内，作为导电微粒8投入0.04g的银纳米粒子，进行5分钟的超声波分散处理，制造出微粒分散溶液。银纳米粒子使用具有醇化物的绝缘被覆的平均粒径10nm的材料(応用ナノ研究所)。
上述微粒分散液分别制造出3个试剂瓶，在各试剂瓶中，作为结晶性电子输送剂9，分别不添加、添加0.0082g、添加0.04g的联苯醌粉末(东京化学工业株式会社制造，T1503(3，3’，5，5’-Tetra-tert-butyl-4，4’-diphenoquinone)，再次加入到超声波分散器中5分钟，使之溶解。
作为电极基板2，准备在24mm方形的玻璃基板上成膜200nm的Ti、并重叠1000nm的Cu而成膜的材料。对该带电极的玻璃基板表面，分别滴下以上制造的微粒分散液(添加或未添加联苯醌粉末)，利用旋涂法形成作为电子加速层4的微粒层。旋涂法下的成膜条件是，以500RPM旋转5秒的期间内，将上述微粒分散液滴到基板表面，接着以3000RPM进行10秒钟的旋转。该成膜条件是一次性的，在玻璃基板上层叠一层微粒层后，在室温气氛中自然干燥1小时。构成电子加速层4的微粒层的膜厚约为700nm。
在这样获得的电子加速层4中，使用使结晶性电子输送剂9以0.0082g、0.04g溶解的溶液而形成时，结晶性电子输送剂9均未再结晶。
在电子放射元件1中，在电子加速层4上，作为薄膜电极3形成电阻层5及金属层6，但在此为了调查再结晶化前的结晶性电子输送剂9的添加和电子加速层4的电流特性的关系，仅成膜金属层6。金属层6利用磁控溅射装置，使用金、钯靶(Au-Pd)，成膜为膜厚50nm、面积0.01cm2。
对如上制作的三种(联苯醌粉末无添加、添加0.0082g、0.04g)电子放射元件，使用图4所示的测定系统进行电子放射实验。
图4表示电子放射实验中使用的测定系统。在图4的测定系统中，在电子放射元件1的薄膜电极3一侧，夹持绝缘体垫片13(直径为1mm)配置相对电极12。并且，在电子放射元件1的电极基板2和薄膜电极3之间，通过电源10A施加V1的电压，通过电源10B对相对电极12施加V2的电压。将在薄膜电极3和电源10A之间流动的电流I1作为元件内电流、将在相对电极12和电源10B之间流动的电流I2作为电子放射电流进行测定。将该测定系统配置到1×10-8ATM的真空中，进行电子放射实验。
图5表示测定各电子放射元件1的元件内电流I1的结果。其中，施加电压V1在0～18V内阶段性上升，施加电压V2为100V。并且图6表示测定从各电子放射元件1放射的电子放射电流I2的结果。
从图5可知，元件内电流I1(单位：A/cm2)根据结晶性电子输送剂9的添加量而变化。如上所述，电子放射元件即使没有结晶性电子输送剂9，也存在元件内电流并放射电子。以该没有添加结晶性电子输送剂9的电子放射元件为基准时，结晶性电子输送剂9的添加量很少的0.0082g的电子放射元件的元件内电流I1降低。这是因为，这是结晶性电子输送剂9的电子输送能力不能充分作用的添加浓度，并作为电阻体发挥作用。
另一方面，在结晶性电子输送剂9的添加量为0.04g的电子放射元件中，元件内电流I1增加，超过测定系统的电流供给量，变为短路状态。这是结晶性电子输送剂9的电子输送能力充分作用的结果。
同样，从图6可知，元件放射电流I2(单位：A/cm2)根据结晶性电子输送剂9的添加量而变化。以该没有添加结晶性电子输送剂9的电子放射元件为基准时，在结晶性电子输送剂9的添加量为0.0082g的元件中，施加电压V1为12V以上时电子放射电流I2略降低。在添加量为0.04g的电子放射元件中，元件内电流I1变为短路状态，结果无法测定电子放射电流。
接着如上所述制作结晶性电子输送剂9的添加量为0.0082g的微粒分散溶液，同样形成电子加速层4。形成电子加速层4后，在室温气氛中进行3天的自然干燥，使结晶性电子输送剂9再结晶。再结晶化时通过目视及SEM观测以确认其为针状结晶。图7表示该SEM照片。从图7可知，作为结晶性电子输送剂9的联苯醌的结晶贯穿电子加速层(微粒层)4表面而生长。
该结晶性电子输送剂9再结晶的电子加速层4上形成作为薄膜电极3的电阻层5及金属层6。作为电阻层5，使用蒸镀法使非晶碳膜成膜为膜厚15nm、面积0.01cm2。接着利用磁控溅射装置，使用金、钯靶(Au-Pd)使金属层6成膜为膜厚50nm、面积0.01cm2。这样一来，在电子加速层4上依次层叠电阻层5、金属层6。
图8表示使用结晶性电子输送剂9的添加量为0.0082g的微粒分散溶液制造的电子放射元件在结晶性电子输送剂9再结晶化前和再结晶化后测定元件内电流I1(单位A/cm2)的结果。其中，在再结晶化前的电子放射元件中，在电子加速层4上仅成膜金及钯的金属层6。另一方面，在再结晶化后的电子放射元件中，在电子加速层4上层叠成膜 非晶碳膜的电阻层5和金及钯的金属层6。从图8可知，施加电压V1在3V之后再结晶化后的电子放射元件(再结晶元件)和再结晶化前的电子放射元件(无再结晶)相比，元件内电流I1增加了1个量级。
图9表示使用和图8一样的结晶性电子输送剂9的添加量为0.0082g的微粒分散溶液制造的电子放射元件在结晶性电子输送剂9再结晶化前和再结晶化后测定电子放射电流I2(单位A/cm2)的结果。再结晶化后的电子放射元件从施加电压3V开始电子放射，其量也是高一个量级～两个量级左右的值。并且，从图8及图9可知，在再结晶化后的电子放射元件中，施加电压V1为10V附近时元件内电流I1达到电源的供给能力界限，变为短路状态，电子放射电流I2也开始减少。这一趋势不论是否施加低压，在直流电压连续施加时也容易发生，需要施加电压波形的改善。
图10表示，使用结晶性电子输送剂9的添加量为0.0082g的微粒分散溶液制造的电子放射元件在再结晶化后的真空中的电子放射电流I2的经时特性。施加电压不是直流电压，而是正极的脉冲电压。是脉冲频率为10kHz，峰值为14Vo-p，施加电压的电压接通(ON)时间的比率(占空比)为10％的波形。在接近18小时的连续驱动中，电流略有减少趋势，但非常稳定。
图11表示使用和图10说明的电子放射元件一样的电子放射元件，以和图10说明的条件相同的施加电压波形的条件，在大气中驱动时的电子放射电流I2的经时特性。在该实验中，对相对电极12的施加电压V2为200V。和真空中相比，电子放射电流I2减少两个量级左右，可知获得了稳定的电子放射特性。
接着对使用结晶性电子输送剂9的添加量为0.0082g的微粒分散溶液制造的电子放射元件再结晶化后，通过设置非晶碳膜的电阻层5及金属层6的元件、及仅设置金属层6的元件比较元件内电流及电子 放射电流。其结果如图12及图13所示。从图12可知，在没有电阻层5的电子放射元件中，可确认到低施加电压下的元件内电流上升。并且从图13可知，电子放射与电阻层5的有无无关，V1从3V开始，在仅有金属层6的元件中，立刻达到元件内电流的装置极限，无法获得足够的放射。由此可知，通过设置电阻层5，可限制在电子放射元件内流动的电流，抑制异常的电流上升。
(实施方式2)
图14表示利用了实施方式1说明的本发明涉及的一个实施方式的电子放射元件1的电子放射装置11所构成的本发明涉及的带电装置90的一例。
带电装置90由电子放射装置11构成，使感光鼓14的表面带电，上述电子放射装置11由电子放射元件1和向其施加电压的电源10构成。本发明涉及的图像形成装置具有该带电装置90。
在本发明涉及的图像形成装置中，带电装置90中的电子放射元件1和作为被带电体的感光鼓14相对设置，通过施加电压，放射电子，使感光鼓14的表面带电。此外，在本发明涉及的图像形成装置中，带电装置90以外的构成部件使用现有的公知的部件即可。其中，作为带电装置90使用的电子放射元件1优选距感光鼓14表面隔3～5mm配置。并且，对电子放射元件1施加的电压优选是正极的脉冲电压。优选脉冲频率10kHz、峰值14Vo-p、施加电压的电压接通时间的比率(占空比)为10％的波形。并且，电子放射元件1的电子加速层4的结构例如是，施加上述条件的电压，每单位时间放射1～0.3μA/cm2的电子。
进一步，作为带电装置90使用的电子放射装置11构成为面电子源，因此在感光鼓14的旋转方向上具有宽度而进行带电，可提高感光鼓14的某部位的带电机会。因此，带电装置90和线状带电的线束带电器等相比，可均匀地带电。并且，带电装置90和需要施加数kV电 压的电晕放电器相比，施加十几V左右电压即可，具有施加电压显著降低的优点。
(实施方式3)
图15表示利用了实施方式1说明的本发明涉及的一个实施方式的电子放射元件1的电子放射装置11所构成的本发明涉及的电子束固化装置100的一例。
电子束固化装置100具有：电子放射装置11，其具有电子放射元件1及向其施加电压的电源10；使电子加速的加速电极21。电子束固化装置100中，以电子放射元件1为电子源，使放射的电子通过加速电极21加速，与抗蚀剂(被固化物)22碰撞。使普通的抗蚀剂22固化所需的能量为10eV以下，因此如仅关注能量则无需加速电极21。但是，电子束的渗透深度是电子的能量的函数，因此例如使厚度1μm的抗蚀剂22全部固化需要约5kV的加速电压。
现有技术的一般的电子束固化装置中，真空密封电子源，通过高电压施加(50～100kV)放射电子，通过电子窗取出电子并照射。这种电子放射方法下，透过电子窗时，产生较大的能量损失。并且，到达抗蚀剂的电子也是高能量的，因此会透过抗蚀剂的厚度，能量利用效率变低。进一步，一次可照射的范围较小，变为点状描绘，因此生产率也较低。
与之相对，在利用了电子放射装置11的结构下，因不通过电子透过窗，所以不会有能量损失，可降低施加电压。进一步，因是面电子源，生产率也格外高。并且，根据图案放射电子时，也可进行无掩模曝光。
(实施方式4)
图16～18分别表示利用了实施方式1说明的本发明涉及的一个实 施方式的电子放射元件1的电子放射装置11所构成的本发明涉及的自发光设备的例子。
图16所示的自发光设备31具有电子放射装置11，并进一步具有发光部36，上述电子放射装置11具有电子放射元件1及向其施加电压的电源10。发光部36具有在作为基材的玻璃基板34上层叠ITO膜33、荧光体32的结构。发光部36在和电子放射元件1相对的位置上，隔开距离配置。
作为荧光体32，适用和红、绿、蓝色的发光对应的电子激励型的材料。例如，红色可使用Y2O3:Eu、(Y，Gd)BO3:Eu，绿色可使用Zn2SiO4:Mn、BaAl12O9:Mn，蓝色可使用BaMgAl10O17:Eu2+等。荧光体32在ITO膜32成膜的玻璃基板34表面上成膜，优选厚度为1μm左右。并且，ITO膜33的膜厚只要是可确保导电性的膜厚即可，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，通过棒式涂布法或滴下法等公知的方法成膜即可。
其中，为了提高荧光体32的发光亮度，需要使从电子放射元件1放射的电子向荧光体32加速。为实现该加速，如图16所示，优选如下结构，在电子放射元件1的电极基板2和发光部36的ITO膜33之间设置电源35，可施加用于形成使电子加速的电场的电压。此时，荧光体32和电子放射元件1的距离为0.3～1mm，来自电源10的施加电压优选为正极的脉冲电压。优选脉冲频率10kHz、峰值14Vo-p、施加电压接通时间的比率(占空比)为10％的波形。并且，来自电源35的施加电压优选500～2000V。
图17所示的自发光设备31’具有电子放射装置11，进一步具有荧光体(发光体)32，上述电子放射装置11具有电子放射元件1及向其 施加电压的电源10。在自发光设备31’中，荧光体32是平面状，配置在电子放射元件1的表面。其中，电子放射元件1表面上成膜的荧光体32的层如上所述，准备与微粒化的荧光体粒子的混炼物所构成的涂布液，在电子放射元件1表面成膜。但电子放射元件1本身是对外力较弱的结构，因此如果使用棒式涂布法的成膜装置，则元件可能破坏。因此使用滴下法或旋涂法等方法即可。
图18所示的自发光设备31”具有电子放射装置11，上述电子放射装置11具有电子放射元件1及向其施加电压的电源10，进一步在电子放射元件1的电子加速层4中，作为荧光体(发光体)32’混入荧光的微粒。这种情况下，也可将荧光体32’的微粒兼用作绝缘体微粒7。但上述荧光体的微粒一般电阻较低，和绝缘体微粒7相比电阻明显低。因此将荧光体的微粒变为绝缘体微粒7混合时，该荧光体的微粒的混合量必须抑制得较少。例如，作为绝缘体微粒7使用球状二氧化硅粒子(平均径110nm)、作为荧光体微粒使用ZnS:Mg(平均径500nm)时，其重量混合比在3∶1左右较适当。
在上述自发光设备31、31’、31”中，使电子放射元件1放射的电子与荧光体32、32’碰撞并发光。电子放射元件1的电子放射量提高，因此自发光设备31、31’、31”可有效地进行发光。此外，自发光设备31、31’、31”通过真空密封提高电子放射电流，可有效地发光。
进一步，图19表示具有本发明涉及的自发光设备的本发明涉及的图像显示装置的一例。图19所示的图像显示装置140具有：图18所示的自发光设备31”；液晶面板330。在图像显示装置140中，将自发光设备31”设置在液晶面板330的后方，作为背面光使用。用于图像显示装置140时，对自发光设备31”施加的电压优选是正极的脉冲电压波形。优选脉冲频率10kHz、峰值14Vo-p、施加电压的电压接通时间比率(占空比)为10％的波形。通过该电压，例如放射出每单位时间1～0.3μA/cm2的电子即可。并且，自发光设备31”和液晶面板330的距离优 选0.1mm左右。
(实施方式5)
图20及图21分别表示使用具有实施方式1中说明的本发明涉及的一个实施方式的电子放射元件1的电子放射装置11的本发明涉及的送风装置的例子。以下说明将本发明涉及的送风装置作为冷却装置使用的情况。但送风装置的利用不限于冷却装置。
图20所示的送风装置150由电子放射装置11构成，该电子放射装置11具有电子放射元件1和向其施加电压的电源10。在送风装置150中，电子放射元件1向电接地的被冷却体41放射电子，从而产生离子风，以冷却被冷却体41。冷却时，施加到电子放射元件1的电压优选为正极的脉冲电压波形。优选脉冲频率10kHz、峰值14Vo-p、施加电压的电压接通时间比率(占空比)为10％的波形。并且，优选通过该电压在气氛下例如放射出每单位时间1～0.3μA/cm2的电子。
图21所示的送风装置160在图20所示的送风装置150上进一步组合了送风扇42。图21所示的送风装置160中，电子放射元件1向电接地的被冷却体41放射电子，进一步通过送风扇42向被冷却体41送风，使从电子放射元件1放射的电子送向被冷却体41，产生离子风，冷却被冷却体41。此时，送风扇42的风量优选0.9～2L/分/cm2。
其中，通过送风冷却被冷却体41时，像现有的送风装置或冷却装置一样仅通过风扇等送风时，被冷却体41的表面流速为0，最希望去除热量的部分的空气未被置换，冷却效率较差。但当作为风(空气流)输送的空气中含有电子、离子这样的电荷粒子时，在接近被冷却体41时，通过电力被吸引到被冷却体41表面，因此可替换表面附近的气氛。在本发明涉及的送风装置150、160中，在送风的空气中含有电子、离子这样的电荷粒子，因此冷却效率大幅提高。
(关于本发明的结构)
本发明的一种电子放射元件，在相对的电极基板和薄膜电极之间具有电子加速层，向上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压时，在上述电子加速层中使电子加速，从上述薄膜电极放射上述电子，上述电子放射元件的特征在于，上述电子加速层含有：导电微粒，由导电体构成，抗氧化力强；绝缘体微粒，平均径大于上述导电微粒的平均径；以及结晶性电子输送剂，上述结晶性电子输送剂结晶化。
通过电子加速层中含有的结晶性电子输送剂结晶化的上述结构，和现有技术相比，以低施加电压可放射出同等或其以上量的电子。通过低压化，可延长电子放射元件的驱动寿命，降低耗电。并且，可低价地提供一种电子加速层中不使用高价材料、且可高效进行电子放射的电子放射元件。
在本发明的电子放射元件中，除了上述结构外，也可以是，上述结晶性电子输送剂在上述电子加速层的厚度方向上贯穿上述电子加速层并结晶化。
结晶性电子输送剂在层厚方向上贯穿电子加速层而结晶化，从而在贯穿电子加速层的结晶性电子输送剂的结晶、和各微粒的界面上形成电流路径。因此，可获得较多的量的电子放射。
其中，上述结晶性电子输送剂可结晶化为针状。当是针状结晶时，可易于在层的厚度方向上穿越电子加速层而生长，易于形成电流路径。
并且，上述结晶性电子输送剂可溶于分散有上述绝缘体微粒和导电微粒的分散溶液，并且使用含有上述结晶性电子的上述分散溶液形成上述电子加速层后上述结晶性电子输送剂再结晶化，这样一来，易于形成上述结构的电子放射元件。
在本发明的电子放射元件中，除上述结构外，形成上述导电微粒的导电体含有金、银、白金、钯及镍中的至少一种。这样一来，构成上述导电微粒的导电体含有金、银、白金、钯及镍中的至少一种，可有效防止导电微粒因大气中的氧而氧化等元件劣化。因此，可有效延长电子放射元件的使用寿命。
并且，在本发明的电子放射元件中，除上述结构外，优选上述绝缘体微粒的平均粒径为10～1000nm，进一步优选10～200nm。此时，粒径的分散状态相对平均粒径可以较宽，例如平均径50nm的微粒在20～100nm的区域内具有该粒径分布也可。当绝缘体微粒的粒径过小时，作用于粒子间的力较强，因此粒子易于凝聚，难以分散。并且当绝缘体微粒的粒径过大时，分散虽良好，但当调整电阻时难以调整电子加速层的层厚、表面导电物质的配合比。
其中，在本发明的电子放射元件中，上述结晶性电子输送剂例如可使用联苯醌。但不限于此。
在本发明的电子放射元件中，除上述结构外，优选，上述电子加速层的层厚是12～6000nm，进一步优选300～1000nm。通过使电子加速层的层厚为上述范围，可使电子加速层的层厚均匀，并可进行层厚方向上的电子加速层的电阻调整。其结果是，可从电子放射元件整个表面均匀地放射电子，且可有效地将电子放射到元件外。
在本发明的电子放射元件中，除上述结构外，上述绝缘体微粒含有SiO2、Al2O3及TiO2中的至少一种。或含有有机聚合物。上述绝缘体微粒含有SiO2、Al2O3及TiO2中的至少一种，或含有有机聚合物时，因这些物质的绝缘性强，所以可将上述电子加速层的电阻值调整为任意的范围。尤其是作为绝缘体微粒使用氧化物(SiO2、Al2O3及TiO2)，作为导电微粒使用抗氧化力强的导电体时，大气中的氧造成的氧化所引起的元件劣化更难以发生，因此明显具有可在大气中也能够稳定动 作的效果。
并且在上述结构的电子放射元件中，可进行低压下的电子放射，并且元件内电阻明显下降。因此，反复施加电压的电子放射元件的耐压难以维持。因此从限制电子放射元件的元件内流动的电流、抑制异常的电流上升的目的出发，优选在电子加速层上附加电阻层。通过附加电阻层，可获得可低压且稳定地进行电子放射的电子放射元件。
在本发明的电子放射元件中，除上述结构外，上述薄膜电极从与电子加速层接触的一侧开始依次层叠电阻层和金属层而成，上述电阻层由非晶碳膜或氮化膜构成，上述金属层含有金、银、钨、钛、铝及钯中的至少一种。
通过薄膜电极具有电阻层，可限制在元件内流动的电流，抑制异常的电流上升。并且，上述电阻层存在于电子加速层和表面的金属层之间。
作为电阻层使用的非晶碳膜由具有所谓SP2杂化轨道的石墨结构的簇(数百个左右的原子的块)无序堆叠而成。石墨本身是具有良好导电性的材质，但因簇之间的电传导处于不佳的堆叠状态，因此其结果是作为电阻层发挥作用。并且，氮化膜也作为电阻层发挥作用。
并且，作为电子放射元件的表面的金属层上含有金、银、钨、钛、铝、钯中的至少一种，因这些物质的功函数较低，因此可使通过电子加速层产生的电子高效通过，使高能量的电子更多地放射到电子放射元件外。
本发明的一种电子放射装置，其特征在于，具有：上述任一个电子放射元件；向上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压的电源部。
其中，从电源部提供的电压可以是直流电压，但通过使用脉冲波形的电压，连续驱动时的电子放射特性进一步稳定。其原因如下所述。
具有上述结构的本发明的电子放射元件通过再结晶的电子输送剂，电流变得极易流动。薄膜电极如上所述，即使层叠非晶碳膜或氮化膜和金属膜而形成，也就是说即使在电子加速层和金属膜之间具有作为电阻层发挥作用的非晶碳膜或氮化膜，也无法避免长时间连续驱动造成的元件内电流的增加。施加直流电压时的元件内电流的增加是由于在电流路径中作为电阻成分作用的部分逐渐破坏造成的，最终引起元件短路，电子放射的中断。为了抑制这种元件内电流的增加，通过使施加电压为脉冲波形的电压，可抑制作为电流路径中的电阻成分发挥作用的部分破坏。
如上所述，通过电子放射元件的结构的改善及施加电压波形的变更，可提供一种可通过低压进行稳定的电子放射的电子放射装置。
进一步，使用本发明的电子放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、电子束固化装置也在本发明的范畴内。
本发明的一种电子放射元件的制造方法，该电子放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，通过向上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压，在上述电子加速层中使电子加速，从上述薄膜电极放射上述电子，上述电子放射元件的制造方法的特征在于，包括：电子加速层形成步骤，将微粒分散溶液涂布到上述电极基板上，形成上述电子加速层，上述微粒分散溶液通过将绝缘体微粒、导电微粒及结晶性电子输送剂分散到溶剂中而形成；薄膜电极形成步骤，在上述电子加速层上形成上述薄膜电极；以及结晶化步骤，使上述结晶性电子输送剂结晶化。
通过上述制造方法，可低价地制造出使用寿命长且以低施加电压可进行足够量的电子放射的电子放射元件。
并且在上述结晶化步骤中，使上述结晶性电子输送剂在上述电子加速层内外结晶为针状。
上述发明的具体说明中的各具体实施方式及实施例仅用于明确本发明的技术内容，不应限于该具体例作狭义的解释，在本发明的精神及权利要求范围内，可进行各种变更来实施。并且，即使在本说明书所示的数值范围以外，如是不脱离本发明主旨的合理范围，当然也包括在本发明中。
本发明涉及的电子放射元件可确保电导通而流动充足的元件内电流，并从薄膜电极放射弹道电子。因此，例如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，电子束固化装置、或与发光体组合的图像显示装置，或通过利用由放射的电子产生的离子风而用于冷却装置等。

Claims (23)

1.一种电子放射元件，在相对的电极基板和薄膜电极之间具有电子加速层，向上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压时，在上述电子加速层中使电子加速，从上述薄膜电极放射上述电子，上述电子放射元件的特征在于，
上述电子加速层含有：导电微粒，由导电体构成，抗氧化力强；绝缘体微粒，平均径大于上述导电微粒的平均径；以及结晶性电子输送剂，
上述结晶性电子输送剂结晶化。
2.根据权利要求1所述的电子放射元件，其特征在于，
上述结晶性电子输送剂在上述电子加速层的厚度方向上贯穿上述电子加速层并结晶化。
3.根据权利要求1或2所述的电子放射元件，其特征在于，
上述结晶性电子输送剂结晶化为针状。
4.根据权利要求1或2所述的电子放射元件，其特征在于，
上述结晶性电子输送剂可溶于分散有上述绝缘体微粒和导电微粒的分散溶液，并且使用含有上述结晶性电子输送剂的上述分散溶液形成上述电子加速层后，上述结晶性电子输送剂再结晶化。
5.根据权利要求1或2所述的电子放射元件，其特征在于，
形成上述导电微粒的导电体含有金、银、白金、钯及镍中的至少一种，其平均径为3～10nm。
6.根据权利要求1或2所述的电子放射元件，其特征在于，
上述绝缘体微粒的平均粒径为10～200nm。
7.根据权利要求1或2所述的电子放射元件，其特征在于，
上述结晶性电子输送剂是联苯醌。
8.根据权利要求1或2所述的电子放射元件，其特征在于，
上述电子加速层的层厚是300～1000nm。
9.根据权利要求1或2所述的电子放射元件，其特征在于，
上述绝缘体微粒含有SiO2、Al2O3及TiO2中的至少一种或有机聚合物。
10.根据权利要求1或2所述的电子放射元件，其特征在于，
上述薄膜电极从与上述电子加速层接触的一侧开始依次层叠电阻层和金属层而成，上述电阻层限制在元件内流动的电流。
11.根据权利要求10所述的电子放射元件，其特征在于，
上述电阻层由非晶碳膜或氮化膜构成，
上述金属层含有金、银、钨、钛、铝及钯中的至少一种。
12.一种电子放射装置，其特征在于，具有：
权利要求1或2所述的电子放射元件；和
电源部，向该电子放射元件中的上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压。
13.根据权利要求12所述的电子放射装置，其特征在于，
由上述电源部施加的电压是脉冲波形的电压。
14.一种自发光设备，其特征在于，
具有权利要求12所述的电子放射装置和发光体，从该电子放射装置放射电子并使该发光体发光。
15.一种图像显示装置，其特征在于，
具有权利要求14所述的自发光设备。
16.一种送风装置，其特征在于，
具有权利要求12所述的电子放射装置，从该电子放射装置放射电子并送风。
17.一种冷却装置，其特征在于，
具有权利要求12所述的电子放射装置，从该电子放射装置放射电子并冷却被冷却体。
18.一种带电装置，其特征在于，
具有权利要求12所述的电子放射装置，从该电子放射装置放射电子并使感光体带电。
19.一种图像形成装置，其特征在于，
具有权利要求18所述的带电装置。
20.一种电子束固化装置，其特征在于，
具有权利要求12所述的电子放射装置，从该电子放射装置放射电子并使被固化物固化。
21.一种电子放射元件的制造方法，该电子放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，通过向上述电极基板和上述薄膜电极之间施加电压，在上述电子加速层中使电子加速，从上述薄膜电极放射上述电子，上述电子放射元件的制造方法的特征在于，包括：
电子加速层形成步骤，将微粒分散溶液涂布到上述电极基板上形成上述电子加速层，上述微粒分散溶液通过将绝缘体微粒、导电微粒及结晶性电子输送剂分散到溶剂中而形成；
薄膜电极形成步骤，在上述电子加速层上形成上述薄膜电极；以及
结晶化步骤，使上述结晶性电子输送剂结晶化。
22.根据权利要求21所述的电子放射元件的制造方法，其特征在于，
在上述结晶化步骤中，使上述结晶性电子输送剂在上述电子加速层内外结晶化为针状。
23.根据权利要求21或22所述的电子放射元件的制造方法，其特征在于，
在上述薄膜电极形成步骤中，从与上述电子加速层接触的一侧开始依次层叠电阻层和金属层而形成上述薄膜电极，上述电阻层限制在元件内流动的电流。
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