JP6876044B2 - 電子放出素子、帯電装置、および画像形成装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態に係る帯電装置について、図面を参照して説明する。
次に、第2実施形態に係る電子放出素子について説明する。なお、第2実施形態は、第1実施形態に対して、略同様の構成とされているので、図面を省略し、第1実施形態と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、第1実施形態、従来例、および第2実施形態について、電子放出性能と電子放出領域RD周縁部の破壊度合とを評価した結果を示す。
図9は、本発明の第3実施形態に係る電子放出素子の概略断面図である。なお、第3実施形態は、第1実施形態に対して、略同様の構成とされているので、第1実施形態および第2実施形態と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
図11は、本発明の第4実施形態に係る電子放出素子の概略断面図である。なお、第4実施形態は、第1実施形態に対して、略同様の構成とされているので、第1実施形態ないし第3実施形態と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
第4実施形態では、上述した第1実施形態と同様にして、基板30の上面に絶縁層60を形成する。絶縁層形成工程において、例えば、基板30としてアルミニウム板を使用した場合は、図2Aないし図2Cに示すように、スクリーン印刷法によって、開口部を有するようにパターニング形成した絶縁層60を基板30に形成する。絶縁層60は、陽極酸化処理によって形成すればよい。
絶縁性微粒子塗布工程では、絶縁層60の開口部内に、スピンコート法、滴下法、およびスプレーコート法等の塗布法を用いて、絶縁性微粒子53を塗布する。具体的に、絶縁性微粒子15aであるTiO2粒子(X線粒径:200nm)をスピンコート法で塗布し、膜厚は1.3μmであった。
導電性微粒子担持工程では、絶縁性微粒子53に導電性微粒子54を担持させて、担持粒子55を形成する。導電性微粒子54については、無電解メッキや金属イオンを含む水溶液を還元して金属を担持させる方法として、含浸法、クエン酸還元法、空気還元法、および光析出法がある。
第2電極形成工程では、中間層50および絶縁層60の上に、第2電極40を形成する。第2電極40の形成方法は、例えば、真空蒸着法やスパッタ法を用いればよい。第2電極40が2層以上とされている場合は、各種金属をそれぞれのパターンに合わせて順次積層すればよい。本実施の形態において、第2電極40は、Auを材料とし、膜厚は40nmであって、マグネトロンスパッタ装置によって形成された。第2電極40は、素子面積(電子放出領域RD)よりも一回り大きい7mm×7mmの範囲に設けられている。
バインダー含有工程では、バインダーとなる絶縁性樹脂を微粒子層51の上に供給する。ここでは、絶縁性樹脂の供給量や方法等によって、微粒子層51とバインダー層52との厚さを調整することで、第1電極30aと第2電極40との距離を調整することができる。バインダー層52は、周知の方法で形成すればよく、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などを塗布し、硬化させて形成される。
図13は、本発明の第5実施形態に係る電子放出素子の概略断面図である。なお、第5実施形態は、第1実施形態に対して、略同様の構成とされているので、第1実施形態ないし第4実施形態と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
ポーラスアルミナ層形成工程では、絶縁層60の開口部内を、陽極酸化することによってポーラスアルミナ層57を形成する。ここで、絶縁層60は、マスキングによって保護しておけばよい。また、必要に応じて、陽極酸化後にエッチングを行ってもよく、陽極酸化とエッチングとを交互に複数回繰り返してもよい。陽極酸化およびエッチングの条件を調整することによって、種々の断面形状およびサイズを有する細孔56が形成される。図13では、ポーラスアルミナ層57に円柱状の細孔56が形成されている。
導電性微粒子担持工程では、ポーラスアルミナ層57の細孔56内に導電性微粒子54を担持させる。具体的には、有機溶媒などの分散媒中に導電性微粒子54が分散された分散液を、ポーラスアルミナ層形成工程を経た基板30へ付与する。
10 帯電装置
20 電子放出素子
30 基板
30a 第1電極
40 第2電極
50 中間層
51 微粒子層
52 バインダー層
53 絶縁性微粒子
54 導電性微粒子
55 担持粒子
56 細孔
57 ポーラスアルミナ層
57a バリア層
60 絶縁層
70 配線電極
80 第3電極
d1 絶縁層厚さ
d2 境界段差
d3 中間層膜厚
Claims (11)
- 互いに対向して配置された第1電極と第2電極との間に電圧を印加し、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、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた中間層と、
前記第1電極が設けられた基板の上に、厚さd1として形成された絶縁層とを備え、
前記中間層は、導電性微粒子が分散され、
前記絶縁層と前記第1電極との段差d2は、前記絶縁層の厚さd1より小さく、
前記中間層の膜厚は、前記段差d2よりも厚く、前記基板の上面の絶縁層のない部分から前記絶縁層の上面部にかけて積層されていること
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、
前記絶縁層は、前記基板のうち、前記第1電極の上面よりも低くされた領域に設けられていること
を特徴とする電子放出素子。 - 請求項1または請求項2に記載の電子放出素子であって、
前記中間層の膜厚d3は、d2<3×d3とされていること
を特徴とする電子放出素子。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1つに記載の電子放出素子であって、
前記中間層の膜厚d3は、0.3μm<d3<5μmとされていること
を特徴とする電子放出素子。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1つに記載の電子放出素子であって、
前記導電性微粒子の粒径は、1nm〜80nmとされていること
を特徴とする電子放出素子。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1つに記載の電子放出素子であって、
前記基板は、金属材料で形成され、
前記絶縁層は、陽極酸化被膜であること
を特徴とする電子放出素子。 - 請求項6に記載の電子放出素子であって、
前記基板は、アルミニウムで形成されていること
を特徴とする電子放出素子。 - 請求項6に記載の電子放出素子であって、
前記絶縁層は、前記基板に表面処理を施した後に形成されること
を特徴とする電子放出素子。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1つに記載の電子放出素子であって、
前記第1電極の表面粗さRaは、0.05μm<Ra<0.8μmであること
を特徴とする電子放出素子。 - 請求項1から請求項9までのいずれか1つに記載の電子放出素子を電子放出源として用いること
を特徴とする帯電装置。 - 請求項10に記載の帯電装置を備えた画像形成装置。
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