JP2018006335A - 電子放出素子、電子放出装置および電子放出素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】導電性微粒子の凝集や偏析を抑制し安定した電子放出が可能な電子放出素子、電子放出装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】電子放出素子(10)は、基板電極となる第1電極(11)、絶縁層(12)、中間層(13)、表面電極となる第2電極(14)からなり、第1電極(11)および第2電極(14)の間に電圧を印加することによって第2電極(14)から電子を放出させる。中間層(13)には、導電性微粒子(15b)を担持した絶縁性微粒子(15a)が含まれる。【選択図】図1
Description
本発明は、電圧を印加することによって表面電極から電子を放出させることのできる電子放出素子、電子放出装置および電子放出素子の製造方法に関する。
従来の電子放出素子として、スピント(Spint)型電極、カーボンナノチューブ(CNT)型電極等で構成された電子放出素子が一般的に知られている。これらの電子放出素子は尖鋭突起部に高電圧を印加して約1GV/mの強電界を形成し、トンネル効果により電子を放出することができる。また、これらの素子は真空中で用いられることが一般的である。
しかしながら、これら両タイプの電子放出素子は、電子放出部の表面近傍において強電界を発生させるため、放出電子は電界により大きなエネルギーを得たものとなる。これらの電子放出素子を大気中で動作させた場合、大きなエネルギーを得た放出電子は、気体分子を容易に電離させる。気体分子の電離により生じた陽イオンは、強電界によって素子表面に向かって加速衝突し、スパッタリングによる素子破壊が生じる問題がある。
このような背景から、上記のものとは異なるタイプの電子放出素子として、MIM(Meta1−lnsulator−Metal)型、MIS(Meta1−lnsulator−Semiconductor)型、あるいはBSD(Ballistic electron Surface−emitting Device)型等の電子放出素子が開発されている。これらは、素子内部の量子サイズ効果および強電界を利用して電子を加速し、平面状の素子表面(表面電極)から電子を放出させる電界電子放出素子である。
これらの電子放出素子は、素子内部の電子加速層で加速した電子を放出するため、素子外部に強電界を必要としない。したがって、気体分子の電離によるスパッタリングで破壊されるという問題を克服できる。特許文献1には、上記の問題を克服し、かつ大気中で安定的に電子を放出可能な電子放出素子が開示されている。
図6は、従来技術における電子放出素子1の構造を示す模式断面図である。電子放出素子1は、電極基板2と、絶縁層3と、中間層4と、薄膜電極5とを備え、中間層4にはバインダ樹脂8中に絶縁性微粒子6と導電性微粒子7が分散されている。電極基板2に負極が接続され、薄膜電極5が正極に接続されることで、電子放出素子1を流れる電子は中間層4において電極基板2から薄膜電極5に向けて加速され、一部の電子がホットエレクトロンとして薄膜電極5から放出される。
従来の電子放出素子1では、中間層4のバインダ樹脂8中に絶縁性微粒子6と導電性微粒子7を混合して分散しているが、導電性微粒子7が凝集や偏析してリーク電流が発生し、電子を加速させる効率が低下するという問題があった。また、導電性微粒子7として銀ナノ粒子を用いると、高価であるうえに均一に分散することが困難であった。
そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、導電性微粒子の凝集や偏析を抑制し安定した電子放出が可能な電子放出素子、電子放出装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために本発明の電子放出素子は、第1電極と、第2電極と、前記第1電極および前記第2電極の間に設けられた中間層とを備え、前記第1電極および前記第2電極の間に電圧を印加することによって前記第2電極から電子を放出させる電子放出素子であって、前記中間層に、導電性微粒子を担持した光触媒機能を有する絶縁性微粒子が含まれることを特徴とする。
このような電子放出素子では、絶縁性微粒子が導電性微粒子を担持しているため、中間層中で導電性微粒子が凝集や偏析することを抑制し、リーク電流が抑制されるため安定した電子放出が可能となる。
また、本発明の一実施態様では、前記中間層は、前記絶縁性微粒子が前記第1電極上に堆積した層である。
また、本発明の一実施態様では、前記中間層がバインダ樹脂を有し、前記絶縁性微粒子は前記バインダ樹脂中に含まれる。
また、本発明の一実施態様では、前記導電性微粒子は、Ag,Pt,Au,Rh,Cu, Ni, Ruの何れかであり、前記光触媒機能を有する絶縁性微粒子はTiO2,BaTiO3,SrTiO3,WO3の何れかである。
また、本発明の一実施態様では、前記導電性微粒子は単体で遊離せず、かつ前記第1電極上に単体で存在しない。
また、本発明の一実施態様では、前記導電性微粒子は、前記絶縁性微粒子よりも小さい。
また本発明の電子放出装置は、上記に記載のいずれかの電子放出素子と、前記電子放出素子における前記第1電極および第2電極の間に電圧を印加する電源を備えることを特徴とする。
また本発明の電子放出素子の製造方法は、光触媒機能を有する絶縁性微粒子に導電性微粒子を担持させる担持工程と、前記導電性微粒子を担持した前記絶縁性微粒子を含む中間層を形成する中間層形成工程を含むことを特徴とする。
このような電子放出素子の製造方法では、担持工程で導電性微粒子を光触媒機能を有する絶縁性微粒子に担持させるため、簡便な方法で導電性微粒子の凝集や偏析を抑制することが可能となる。
また、本発明の一実施態様では、前記担持工程は、金属イオンを含む水溶液に前記光触媒機能を有する絶縁性微粒子を水浸させ、光析出法 (光電着法) により前記導電性微粒子を担持する。
本発明の電子放出素子、電子放出装置およびその製造方法は、導電性微粒子の凝集や偏析を抑制し安定した電子放出が可能となる。
[第1実施形態]
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る電子放出素子10の概略構成を示す模式断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る電子放出素子10の概略構成を示す模式断面図である。
本発明の電子放出装置は、電子放出素子10および図示しない電源を備えて構成される。すなわち、電子放出装置では、電子放出素子10に電源から所望の電圧が印加されることによって電子が放出される。このような電子放出装置は、例えば電子写真方式の画像形成装置において、感光体ドラム表面を帯電させる帯電装置として好適に使用することができる。それ以外にも、電子線硬化装置や、発光体と組み合わせることによる画像表示装置、放出された電子が発生させるイオン風を利用するイオン風発生装置等に適用することができる。
電子放出素子10は、基板電極となる第1電極11、絶縁層12、中間層13、表面電極となる第2電極14が下層から積層された構造をしている。また中間層13には、絶縁性微粒子15aに導電性微粒子15bが担持された担持粒子15が多数含まれている。
図2は、絶縁性微粒子15aに導電性微粒子15bが担持された担持粒子15を示す模式図である。図2に示すように担持粒子15は、絶縁性微粒子15aの表面に1つ以上の導電性微粒子15bが物理的または化学的な力によって付着して担持されたものである。よって担持粒子15を一つの粒子として取り扱っても、絶縁性微粒子15aから導電性微粒子15bが容易に分離せず、担持された状態が維持される。
電子放出装置では電源の負極は第1電極11に接続され、電源の正極は第2電極14に接続される。このため、電子放出素子10を流れる電子は、中間層13において第1電極11から第2電極14に向けて加速され、一部の電子がホットエレクトロンとして第2電極14から放出される。
第1電極11は、金属板などの電気伝導性を備えた支持体からなる。第1電極11は、十分な電気伝導性を備えていれば良く、具体例としては、Al板,Cu板,SUS板などの金属板、B,Al,N,Pなどの不純物がハイドープされた半導体基板、および金属又は導電性材料が成膜されたガラス板,アクリル板,セラミック板などの絶縁性基板を使用できる。第1電極11の板厚は特に限定されないが、素子としての剛性、および素子発熱による発熱の緩和が十分となる厚さに設定される。
第1電極11における中間層13側の表面粗さは、中間層13の層厚と比べて十分に小さく、第1電極11と第2電極14との間で短絡が生じなければよい。例えば、表面粗さRaが0.1μm以下であれば適宜調整可能である。また、中間層13および第2電極14が耐えられるものであれば、第1電極11は柔軟性を持つ基板を使用してもよい。
絶縁層12は、電気的に絶縁性を有すればよく、具体例としては金属酸化物・金属窒化物などの無機材料、またはシリコーン樹脂、フェノール樹脂などの有機材料を使用できる。また、絶縁層12は、電子放出素子10にとって必須な構成要素ではない。本実施形態で構成に取り入れた理由の一つは、第2電極14と電源との接点直下で電流が流れず、この部分で電極破壊を発生させないようにするためである。絶縁層12は、電子放出面側から見て開口を有して第1電極11が露出するように形成され、この開口の内部領域が電子放出領域となる。
中間層13は、第1電極11と第2電極14の間に設けられ、バインダである絶縁性樹脂中に、絶縁性微粒子15aに導電性微粒子15bが担持された担持粒子15を複数含んでいる。ここでは中間層13として担持粒子15がバインダ樹脂に含まれた例を示したが、第1電極11と第2電極14との間に設けられて担持粒子15が含まれた層構造であればよく、バインダ樹脂は必須ではない。図1に示すように本実施の形態では、第1電極11の表面上に複数の担持粒子15が積層された上に絶縁性樹脂を層状に形成して中間層13が形成されている。本実施形態の中間層13は、層厚を0.3〜5.0μmとすることが好ましい。バインダ樹脂は、絶縁性を有する材料であれば特に限定は無く、殆どの樹脂が使用可能である。例えば、シリコーン樹脂を使用でき、その硬化タイプも特に限定されない。
第2電極14は、絶縁層12および電子放出領域を覆うように中間層13上に形成された薄膜電極層である。第2電極14を構成する材料は高い電気伝導性を備え、加速された電子を放出可能であれば特に限定されず、金属材料であることが好ましい。また、第2電極14を単層ではなく複数金属の積層構造としてもよい。
絶縁性微粒子15aは、担持粒子15の担体となる微粒子であり、導電性微粒子15bよりも粒径が大きく、球形である必要はない。その粒径は20nm〜1μmの範囲であり、好ましくは100nm〜400nm、さらに好ましくは100nm〜200nmの範囲である。絶縁性微粒子15aを構成する材料としては、導電性微粒子15bを担持できれば材料は限定されないが光触媒機能を有する金属酸化物が好ましく、例えばTiO2,BaTiO3,SrTiO3,WO3などを用いることができる。特に、後述する光析出法を用いた製造方法を適用するためには光触媒として機能する金属酸化物であることが必須となり、本実施形態では TiO2 を用いる。
導電性微粒子15bは、導電性を有し絶縁性微粒子15aで担持可能であればその材料が限定されることは無く、また球形である必要もない。電気伝導性および安定性の観点からは金属が好ましく、例えば、Ag,Pt,Au,Rh,Cu, Ni, Ruなどの金属微粒子を用いればよい。また、フラーレン類やカーボンナノチューブ類などの金属以外の微小粉体も使用できる。導電性微粒子15bは絶縁性微粒子15aよりも粒径が小さく、その範囲は3nm〜50nmであり、好ましくは数nm〜数十nmの範囲である。
また、導電性微粒子15bは絶縁性微粒子15aによって担持されているため、中間層13中で導電性微粒子15bが単体で遊離せず、第1電極11上にも単体で存在しない。さらに、例として導電性微粒子の粒径が100nm前後であった場合、導電性微粒子15bの粒径が100nm以上となるような粗大粒子は中間層13に含まれていない。これにより、導電性微粒子15bの導電性微粒子の凝集や偏析によるリーク電流が抑制され、電子加速の効率が向上する。
図3は、本実施形態における電子放出素子10の製造方法を模式的に示す工程図である。まず、図3(a)に示すように、第1電極11上に絶縁層12を形成する。例えば、第1電極11としてAl板を用い、Al板の表面に陽極酸化法でアルマイト層のパターニングにより絶縁層12を形成する。絶縁層12は、中間層13に電流を流す領域(電子放出領域)に対応する開口を有するように形成される。
次に、図3(b)に示すように、予め用意したTiO2等の絶縁性微粒子15aを絶縁層12の開口から露出した第1電極11の表面に複数供給する。図3(b)では絶縁性微粒子15aを第1電極11上に一層だけ形成した例を示したが、絶縁性微粒子15aが複数層にわたって厚みをもって堆積されてもよい。
次に、図3(c)に示すように、担持させたい金属の金属イオンを含む水溶液16を絶縁性微粒子15aに水浸して紫外線を照射し、図3(d)に示すように導電性微粒子15bを絶縁性微粒子15aの周囲に析出させて担持させ担持粒子15を形成する。この担持工程では、例えば光触媒として機能するTiO2等を絶縁性微粒子15aとして用い、担持させたい金属の金属イオンを含む水溶液16として硝酸銀水溶液等を用いることで、TiO2微粒子の周囲に銀の微粒子が担持された担持粒子15を形成される。
次に、図3(e)に示すように、バインダである絶縁性樹脂を絶縁層12、担持粒子15の上に供給して担持粒子15を含んだ中間層13を形成する。この中間層形成工程では、絶縁性樹脂の供給量や方法等によって中間層13の厚さを調整することで、第1電極11と第2電極14との距離を調整することができる。中間層13の形成は、例えばスピンコート法やスプレーコート法を用いてシリコーン樹脂を塗布して硬化させるなどの方法を用いることができる。
最後に、図3(f)に示すように、中間層13上に例えば真空蒸着法を用いて第2電極14を成膜する。以上の手順により、本実施例に係る電子放出素子10が完成する。
本実施形態における電子放出素子10の製造方法では、金属材料を含んだ水溶液16と絶縁性微粒子15aを第1電極11上の電子放出領域に成膜し、絶縁性微粒子15aが有する光触媒の機能で導電性微粒子15bを析出させて担持させている。これにより、第1電極11上の電子放出領域のみに選択的に高濃度で担持粒子15を形成することができる。また、光析出法による導電性微粒子15b析出で担持工程を実施するため、担持粒子15を別途形成して用意し、中間層13に分散させる必要が無く、導電性微粒子15bの凝集や偏析を抑制することができる。さらに、導電性微粒子15bの析出に高温加熱工程が不要であり、電子放出素子10の他の構造への悪影響を避けることができる。
本実施形態の電子放出素子10およびこれを用いた電子放出装置では、中間層13に担持粒子15を含ませ、担持粒子15は絶縁性微粒子15aに導電性微粒子15bを担持させたものであるため、中間層13において導電性微粒子15bの凝集や偏析が抑制される。これにより、電子放出素子10に電圧を印加しても、第1電極11と第2電極14との間でリーク電流が生じることを防止し、効率的に電子を加速して第2電極14からの安定した電子放出が可能となる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について図面を用いて説明する。第1実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図4は、第2実施形態に係る電子放出素子20の概略構成を示す模式断面図である。
次に、本発明の第2実施形態について図面を用いて説明する。第1実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図4は、第2実施形態に係る電子放出素子20の概略構成を示す模式断面図である。
電子放出素子20は、基板電極となる第1電極11、絶縁層12、積層された複数の担持粒子15、表面電極となる第2電極14が下層から積層された構造をしている。担持粒子15は、第1実施形態と同様に絶縁性微粒子15aに導電性微粒子15bが担持されている。本実施形態は、中間層としてバインダである絶縁性樹脂を塗布せず、絶縁層12と担持粒子15の上に第2電極14を直接形成する点が第1実施形態と異なっている。
電子放出素子20の製造方法では、第1実施形態の図3(a)〜(d)と同様に、第1電極11上に絶縁層12を形成し、絶縁性微粒子15aを絶縁層12の開口から露出した第1電極11の表面に成膜し、担持させたい金属の金属イオンを含む水溶液16を絶縁性微粒子15aに供給して紫外線を照射し、導電性微粒子15bを絶縁性微粒子15aの周囲に析出させて担持させ担持粒子15を形成する。次に、担持粒子15および絶縁層12上に第2電極14を形成する。このとき、第1電極11と第2電極14が接触して短絡することがないように、絶縁性微粒子15aおよび担持粒子15を複数層積層させて十分な膜厚を確保することが好ましい。
本実施形態では、層状に形成した絶縁性微粒子15aに光照射で導電性微粒子15bを析出させることで、担持粒子15が層状に積層されて中間層が形成される。したがって、光照射による導電性微粒子15bの析出は、担持工程と中間層形成工程を同時に行うものであり、材料数と工程数を削減することが可能である。
本実施形態の電子放出素子20およびこれを用いた電子放出装置でも、担持粒子15が積層された中間層を形成し、担持粒子15は絶縁性微粒子15aに導電性微粒子15bを担持させたものであるため、中間層において導電性微粒子15bの凝集や偏析が抑制される。また、中間層にバインダである絶縁性樹脂の層を形成しないので、中間層における担持粒子15を高濃度に形成し、バインダ中での導電性微粒子15bの凝集や偏析を防止することができる。これにより、電子放出素子20に電圧を印加しても、第1電極11と第2電極14との間でリーク電流が生じることを防止し、効率的に電子を加速して第2電極14からの安定した電子放出が可能となる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について図面を用いて説明する。第1実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図5は、第3実施形態に係る電子放出素子30の概略構成を示す模式断面図である。
次に、本発明の第3実施形態について図面を用いて説明する。第1実施形態と重複する部分についての説明は省略する。図5は、第3実施形態に係る電子放出素子30の概略構成を示す模式断面図である。
電子放出素子30は、基板電極となる第1電極11、絶縁層12、中間層13、表面電極となる第2電極14が下層から積層された構造をしている。また中間層13には、絶縁性微粒子15aに導電性微粒子15bが担持された担持粒子15がバインダである絶縁性樹脂に分散されている。本実施形態では、担持粒子15がバインダである絶縁性樹脂に分散されている点が第1実施形態と異なっている。
本実施形態では、絶縁性微粒子15aに導電性微粒子15bを担持させて担持粒子15を形成する担持工程を予め実施しておき、バインダである絶縁性樹脂中に担持粒子15を分散しておく。本実施形態の担持工程では、第1実施形態と同様に光析出法で絶縁性微粒子15aの周囲に導電性微粒子15bを担持させて担持粒子15を析出する。本実施形態の特徴としては、第1実施形態とは異なり、担持粒子15を一括して大量に作製することが可能である。ここでは担持工程に光析出法を用いる例を示したが、従来から公知の含浸法で絶縁性微粒子15aの周囲に導電性微粒子15bを担持させて担持粒子15を形成させてもよい。
電子放出素子30は、第1電極11上に絶縁層12を形成し、担持粒子15を分散したバインダを塗布して硬化することで中間層13を形成し、中間層13上に第2電極14が形成される。
本実施形態の電子放出素子30およびこれを用いた電子放出装置でも、中間層13に担持粒子15が分散されており、担持粒子15は絶縁性微粒子15aに導電性微粒子15bを担持させたものであるため、中間層13において導電性微粒子15bの凝集や偏析が抑制される。これにより、電子放出素子30に電圧を印加しても、第1電極11と第2電極14との間でリーク電流が生じることを防止し、効率的に電子を加速して第2電極14からの安定した電子放出が可能となる。
次に、上述した方法で作製した実施例と、比較のために作製した比較例とについて説明し、それらを観察および分析した結果について示す。
(実施例)
実施例は、上述した第2実施形態に係る電子放出素子20と同様の構成とされている。なお、作製した実施例の構造は、図4に示す構造と同じであるが、製造工程の一部は、第1実施形態と同じであるので、図3に沿って、具体的な製造方法を説明する。
実施例は、上述した第2実施形態に係る電子放出素子20と同様の構成とされている。なお、作製した実施例の構造は、図4に示す構造と同じであるが、製造工程の一部は、第1実施形態と同じであるので、図3に沿って、具体的な製造方法を説明する。
まず、図3(a)に示すように、第1電極11上に絶縁層12を形成する。第1電極11は、厚さ0.5mmのアルミ基板を用いた。アルミ基板に対し、5mm×5mmの電子放出領域をマスキングして、陽極酸化処理を行った。陽極酸化処理の条件は、20±1℃の15wt%硫酸浴、電流密度1A/dm
2
、250秒間とした。その後、アルミ基板に対し、蒸留水(pH:6.0、90℃)で封孔処理を約30分間行うことで、厚さ2μmの絶縁層12を形成した。なお、封孔処理は、pH:5.5〜7.5で90〜100℃の蒸留水で行えばよい。また、以下では、説明のため、製造過程の電子放出素子20を構造体と呼ぶことがある。
次に、図3(b)に示すように、絶縁性微粒子15aを絶縁層12の開口(電子放出領域)から露出した第1電極11の表面に堆積させた。実施例において、絶縁性微粒子15aは、TiO
2
粒子(X線粒径:200nm)とされ、膜厚は1.3μmであった。
次に、図3(c)に示すように、金属イオンを含む水溶液16を絶縁性微粒子15aに水浸して紫外線を照射した。なお、本発明では、導電性微粒子15bとして、絶縁性微粒子15aに担持させたい金属の金属イオンを含む水溶液16とされており、実施例では、5μmol/Lの硝酸銀水溶液100mlを用いた。すなわち、実施例において、担持させたい金属(導電性微粒子15b)は、銀(Ag)とされている。
実施例では、具体的に、絶縁性微粒子15aの層が浸る位置に、上述した工程を経たアルミ基板(構造体)を設置し、紫外線ランプを照射した。その結果、酸化チタンの光触媒機能により、銀イオンが酸化チタン上で還元されて銀のナノ粒子が生成され、図3(d)に示すように、銀の微粒子が担持された担持粒子15が形成された。その後、構造体を室温雰囲気中で一晩自然乾燥させた。
最後に、構造体に対し、マグネトロンスパッタ装置を用いて、担持粒子15の層の上に第2電極14を成膜した。実施例において、第2電極14は、Auを材料とし、膜厚は40nmであった。第2電極14は、素子面積(電子放出領域)よりも一回り大きい7mm×7mmの範囲に設けられている。以上の工程によって、実施例に係る電子放出素子20(図4参照)を形成した。
作製した実施例に対し、STEM(走査型透過電子顕微鏡)による断面の観察(図7参照)と、EDX(エネルギー分散型X線分析)による元素分析(図8参照)とを行った。なお、図8は、図7の点101に示す位置に対して、元素分析を行った結果を示している。図7に示すように、黒色のAgの微粒子(導電性微粒子15b)が、球状TiO
2
粒子に担持されており、凝集や偏析が生じていないことが確認された。また、図8に示すように、Agに対応する部分で強い反応を示していることから、Agが担持されていることが確認された。
(比較例)
比較例は、上述した図6に示す電子放出素子1と略同様の構成とされており、シリコーン樹脂に銀ナノ粒子を混合した分散液によって、中間層4を形成した。具体的に、第1電極2は、JIS A1050のアルミ基板であって、厚さが0.5mmである。絶縁層3は、陽極酸化アルミナ層(封孔処理されたポーラスアルミナ層)であって、厚さが4〜5μmである。中間層4は、厚さが1〜2μmであって、バインダ樹脂8は、シリコーン樹脂である。また、導電性微粒子7に相当するAgナノ粒子は、分散液に含まれているアルコール誘導体で被覆されており、粒径が5〜10nmである。第2電極5は、Auで形成されている。比較例において、素子サイズ(第2電極のサイズ)は、5mm×5mmとされている。
比較例は、上述した図6に示す電子放出素子1と略同様の構成とされており、シリコーン樹脂に銀ナノ粒子を混合した分散液によって、中間層4を形成した。具体的に、第1電極2は、JIS A1050のアルミ基板であって、厚さが0.5mmである。絶縁層3は、陽極酸化アルミナ層(封孔処理されたポーラスアルミナ層)であって、厚さが4〜5μmである。中間層4は、厚さが1〜2μmであって、バインダ樹脂8は、シリコーン樹脂である。また、導電性微粒子7に相当するAgナノ粒子は、分散液に含まれているアルコール誘導体で被覆されており、粒径が5〜10nmである。第2電極5は、Auで形成されている。比較例において、素子サイズ(第2電極のサイズ)は、5mm×5mmとされている。
実施例と同様に、比較例に対し、断面の観察(図9参照)と元素分析(図10参照)とを行った。なお、図10は、図9の点102に示す位置に対して、元素分析を行った結果を示している。これによると、銀微粒子が偏析、凝集していることが確認された。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
1…電子放出素子
2…電極基板
5…薄膜電極
10,20,30…電子放出素子
11…第1電極
3,12…絶縁層
4,13…中間層
14…第2電極
15…担持粒子
6,15a…絶縁性微粒子
7,15b…導電性微粒子
8…バインダ樹脂
16…金属イオンを含む水溶液
2…電極基板
5…薄膜電極
10,20,30…電子放出素子
11…第1電極
3,12…絶縁層
4,13…中間層
14…第2電極
15…担持粒子
6,15a…絶縁性微粒子
7,15b…導電性微粒子
8…バインダ樹脂
16…金属イオンを含む水溶液
Claims (9)
- 第1電極と、第2電極と、前記第1電極および前記第2電極の間に設けられた中間層とを備え、前記第1電極および前記第2電極の間に電圧を印加することによって前記第2電極から電子を放出させる電子放出素子であって、
前記中間層に、導電性微粒子を担持した光触媒機能を有する絶縁性微粒子が含まれることを特徴とする電子放出素子。 - 請求項1に記載の電子放出素子であって、
前記中間層は、前記絶縁性微粒子が前記第1電極上に堆積した層であることを特徴とする電子放出素子。 - 請求項1または2に記載の電子放出素子であって、
前記中間層がバインダ樹脂を有し、前記絶縁性微粒子は前記バインダ樹脂中に含まれることを特徴とする電子放出素子。 - 請求項1から3の何れか1つに記載の電子放出素子であって、
前記導電性微粒子は、Ag,Pt,Au,Rh,Cu,Ru,Niの何れかであり、前記絶縁性微粒子は、TiO2,BaTiO3,SrTiO3,WO3の何れかであることを特徴とする電子放出素子。 - 請求項1から4の何れか1つに記載の電子放出素子であって、
前記導電性微粒子は単体で遊離せず、かつ前記第1電極上に単体で存在しないことを特徴とする電子放出素子。 - 請求項1から5の何れか1つに記載の電子放出素子であって、
前記導電性微粒子は、前記絶縁性微粒子よりも小さいことを特徴とする電子放出素子。 - 請求項1から6の何れか1つに記載の電子放出素子と、
前記電子放出素子における前記第1電極および前記第2電極の間に電圧を印加する電源を備えることを特徴とする電子放出装置。 - 光触媒機能を有する絶縁性微粒子に導電性微粒子を担持させる担持工程と、
前記導電性微粒子を担持した前記絶縁性微粒子を含む中間層を形成する中間層形成工程を含むことを特徴とする電子放出素子の製造方法。 - 請求項8に記載の電子放出素子の製造方法であって、
前記担持工程は、金属イオンを含む水溶液に前記絶縁性微粒子を水浸させ、光析出法(光電着法)により前記導電性微粒子を担持することを特徴とする電子放出素子の製造方法。
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