电子发射元件和用于制造该电子发射元件的方法

专利名称：电子发射元件和用于制造该电子发射元件的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过施加电压来发射电子的电子发射元件以及用于制造该电子发射元件的方法。
背景技术：
包括Spindt型电极和碳纳米管(CNT)电极的电子发射元件被称为常规电子发射元件。已经研究了将这样的传统电子发射元件应用例如所述FED(场发射显示器)的场。通过由经由向尖角部分施加电压形成的约lGV/m的强电场引起的隧道效应来使此类电子发射元件来发射电子。然而，这两类电子发射元件具有在电子发射部分表面附近的强电场。因此，所发射的电子由于电场很可能使气体分子电离而获得大量的能量。由于气体分子的电离产生的阳离子由于强电场而被朝着元件的表面加速并与元件的表面碰撞。这导致由于溅射而引起的元件击穿的问题。此外，在产生离子之前产生臭氧，因为大气中的氧具有比电离能更低的离解能。臭氧对人体有害且由于其强氧化能力而使各种物质氧化。这引起该元件周围的构件被损坏的问题。为了防止此问题，元件周围的构件局限于对臭氧具有高抵抗力的材料。在这种背景下，已经开发了 MIM(金属绝缘体金属)型和MIS (金属绝缘体半导体) 型电子发射元件作为其他类型的电子发射元件。这些电子发射元件是表面发射型电子发射元件，其中的每一个通过利用元件中的强电场和量子尺寸效应来将电子加速，使得从元件的平坦表面发射出电子。这些电子发射元件不要求在元件外部的强电场，因为在元件中的电子加速层中被加速的电子被发射到外部。因此，MIM型和MIS型电子发射元件能够克服由于气体分子电离而通过溅射引起的元件击穿的问题和臭氧产生的问题，这可能发生在 Spindt型、CNT型和BN型电子发射元件中。然而，此类电子发射元件通常倾向于针孔或电介质击穿。针对此问题，存在一种通过在此类电子发射元件中使用具有金属等的精细颗粒的绝缘膜来防止针孔和电介质击穿的已知技术。例如，已知一种MIM型电子发射元件，其提供有在彼此相对的两片电极之间包含金属等的精细颗粒的绝缘体(例如，参见日本未审查专利公布No. HEI (1989)-298623)。虽然这些电子发射元件具有包含金属等的精细颗粒作为其组分的绝缘膜，然而， 在其中膜非常厚使得其电气电阻增加的一些情况下，该绝缘膜可以引起从电子发射元件发射的电子量的减少。另一方面，绝缘膜在其中绝缘膜非常薄使得难以制备均勻绝缘膜的一些情况下，会容易地引起电介质膜击穿。结果，将难以向电子发射元件施加足够的电压，并因此，电子发射元件会不能发射足够的电子。因此，已经期望开发一种能够发射足够电子且不那么倾向于电介质击穿的电子发射元件。

发明内容
鉴于上述情况，已经实现本发明以提供一种能够发射足够电子且不那么倾向于电介质击穿的电子发射元件。
根据本发明的方面，提供了一种电子发射元件，包括第一电极；绝缘精细颗粒层，其形成在所述第一电极上并由第一绝缘精细颗粒和大于第一绝缘精细颗粒的第二绝缘精细颗粒组成，所述绝缘精细颗粒层的表面具有由第二绝缘精细颗粒形成的凸部；以及第二电极，其形成在所述绝缘精细颗粒层上，其中，当在第一电极与第二电极之间施加电压时，从第一电极提供的电子在绝缘精细颗粒层中被加速以经由所述凸部从第二电极发射出ο为了实现上述目的，本发明的发明人进行了透彻的研究，结果发现，电子发射元件通过采用由绝缘精细颗粒组成的绝缘精细颗粒层作为电子加速层，即使当在设置于电子发射元件的电极之间的电子加速层中不包含诸如金属精细颗粒的导电精细颗粒，也能够发射电子。此外，本发明的发明人集中于这样的事实，即绝缘精细颗粒层中的绝缘精细颗粒的尺寸影响电流的可流动性。然后，本发明的发明人发现绝缘精细颗粒层中的电流通道将受到限制且当在绝缘精细颗粒层上形成来源于较大绝缘精细颗粒的凸部时，被发射的电子量将增加，以实现完成本发明。本发明能够提供一种能够发射足够电子且不那么倾向于电介质击穿的电子发射元件。


图1是举例说明根据本发明实施例的电子发射元件的构造的示意图；图2是沿着图1中的线A-A截取的电子发射元件的截面图；图3是举例说明用于电子发射实验的测量系统的图示；图4是举例说明包括本发明的电子发射元件的带电设备的示例；图5是举例说明包括本发明的电子发射元件的吹风设备和装配有该吹风设备的冷却设备的示例的图示；以及图6是举例说明包括本发明的电子发射元件的吹风设备和装配有该吹风设备的冷却设备的另一示例的图示。
具体实施例方式本发明的电子发射元件，包括第一电极；绝缘精细颗粒层，其形成在所述第一电极上形成并由第一绝缘精细颗粒和大于第一绝缘精细颗粒的第二绝缘精细颗粒组成，所述绝缘精细颗粒层的表面具有由第二绝缘精细颗粒形成的凸部；以及第二电极，其形成在所述绝缘精细颗粒层上，其中，当在第一电极与第二电极之间施加电压时，从第一电极提供的电子在绝缘精细颗粒层中被加速以经由所述凸部从第二电极发射出。由于用于将从第一电极提供的电子加速的层(在本说明书中也称为电子加速层) 在本发明中由绝缘精细颗粒组成，所以不需要考虑电子加速层中的导电精细颗粒的分散性 (例如，聚合)，与提供有包含金属等的精细颗粒的绝缘体的MIM型电子发射元件不同。因此，即使当形成薄的电子加速层时，本发明的电子发射元件也不那么倾向于电介质击穿。另外，由于源自于第二绝缘精细颗粒的凸部被形成在充当第二电极侧的电子加速层的绝缘精细颗粒层的表面上，所以即使当形成厚的电子加速层时，电流通道也受到限制。因此，电子发射元件能够发射足够的电子。为了常规MIS元件发射足够量的电子，必须施加约100V的电压。同时，本发明的电子发射元件能够通过施加约20V的电压来发射相当大量的电子。另外，电子加速层的构造是简单的，因为由至少两种绝缘精细颗粒组成。因此，能够容易地制造电子发射元件。此外，由于与提供有包含金属等的精细颗粒的绝缘体的MIM 型电子发射元件相比，需要较少的材料来形成电子加速层，所以能够以低制造成本来制造本发明的电子发射元件。第一电极是用于向绝缘精细颗粒层施加电压的导体或半导体，并且可以是单个结构或由多个结构组成的结构。例如，第一电极可以是金属板或在绝缘体上形成的金属膜 (诸如在玻璃基板上形成的铝膜)。第一电极包括所谓的电极基板。在本发明的电子发射元件中，除上述构造之外，绝缘精细颗粒层由通过第一绝缘精细颗粒形成的第一部分以及通过第一和第二绝缘精细颗粒形成的第二部分组成，并且在第二部分中形成凸部。这里，凸部的尺寸意指基于由绝缘精细颗粒层中的第一绝缘精细颗粒形成的部分的表面的宽度和高度，假设由绝缘精细颗粒层中的第一绝缘精细颗粒形成的部分的表面是绝缘精细颗粒层的表面。在本发明的实施例中，除了本发明的上述构造之外，第一绝缘精细颗粒可以具有 7nm至400nm的平均颗粒直径。这是因为当平均颗粒直径为7nm或以上时，第一绝缘精细颗粒将被容易地分散在溶剂中并应用于形成绝缘精细颗粒层；并且当平均颗粒直径是400nm 或以下时，将容易地控制所形成的绝缘精细颗粒层的厚度。优选地，在本发明的实施例中，第一部分具有Iym或以下的层厚度。此类构造防止绝缘精细颗粒层的电阻过高并允许电子发射元件发射足够量的电子。另外，此类构造允许制造电子发射元件，尽管有绝缘精细颗粒在绝缘精细颗粒分散液中的可分散性下降的问题以及在施加绝缘精细颗粒的分散液以形成绝缘精细颗粒层时出现的分散液凝胶化的问题。此外，可以避免分散液溶剂在施加之后仍留在绝缘精细颗粒层上的问题。因此，在上述范围内的由第一绝缘精细颗粒形成的第一部分的层厚度允许形成更均勻的层和电子发射元件的稳定制造。优选地，由第一绝缘精细颗粒形成的第一部分具有比第一绝缘精细颗粒的平均颗粒直径大的层厚度。相信的是，绝缘精细颗粒越薄，电流的可流动性越高。当由第一绝缘精细颗粒形成的部分具有基本上与平均颗粒直径相同的层厚度时，第一电极将基本上均勻地被第一绝缘精细颗粒覆盖以不具有其中不存在第一绝缘精细颗粒的空间。因此，优选的是， 由第一绝缘精细颗粒形成的部分具有比第一绝缘精细颗粒的平均颗粒直径大的层厚度。更优选地，由第一绝缘精细颗粒形成的部分具有比最紧密填充的第一绝缘精细颗粒的三个颗粒更大的、即第一绝缘精细颗粒的平均颗粒直径的2. 4倍大的层厚度。电流的可流动性在由第一绝缘精细颗粒形成的部分中下降，并且电流的可流动性在由第一和第二绝缘精细颗粒形成的凸部中增加，以由此使电流集中在凸部中并改善电子发射效率。因此，优选的是，由第一绝缘精细颗粒形成的部分具有比第一绝缘精细颗粒的平均颗粒直径的2. 4倍大的层厚度。
在本发明的实施例中，除了本发明的上述构造之外，例如，第二绝缘精细颗粒可以具有第一绝缘精细颗粒的平均颗粒直径9倍或以上的平均颗粒直径。在本发明的实施例中，除了本发明的上述构造之外，第一和第二绝缘精细颗粒可以是由Si02、Al2O3和TiA中的至少一个绝缘体形成的颗粒。第一和第二绝缘精细颗粒可以是由金属氧化物或金属氮化物形成的颗粒，但是当其是由Si02、Al2O3和TiA中的至少一个绝缘体形成的颗粒时，这些绝缘体具有高绝缘性， 并且因此，能够通过调整这些绝缘体的含量来调整绝缘精细颗粒层的电气电阻。在本发明的实施例中，除了本发明的上述构造之外，第一和第二绝缘精细颗粒可以是包含有机聚合物的颗粒。例如，其可以是包含诸如苯乙烯、二乙烯基苯和有机硅的材料的颗粒。在本发明的实施例中，除了本发明的上述构造之外，绝缘精细颗粒层可以是通过施加经过表面处理的第一和第二绝缘精细颗粒的分散液形成的层。例如，该表面处理可以是用硅烷醇或甲硅烷基。根据此类构造，当施加绝缘精细颗粒的分散液以形成绝缘精细颗粒层时，绝缘精细颗粒在分散液中的可分散性改善。因此，分散液中的聚合被抑制，并且能够形成更均勻的绝缘精细颗粒层。在本发明的实施例中，除了本发明的上述构造之外，第二电极可以由金、银、钨、 钛、铝和钯中的至少一个金属形成。具有较低的功函数，这些物质提供允许已通过绝缘精细颗粒层到达隧道的电子从第二电极有效率地发射更多高能量的电子。此外，本发明的电子发射元件在吹风设备或冷却设备中的使用使得能够通过利用在被冷却对象表面上的滑动效应来实现高效率冷却而不经历放电和诸如臭氧和NOx的有害物质的生成。此外，本发明的电子发射元件在带电设备和包括带电设备的图像形成装置中的使用使得能够在不经历放电和诸如臭氧和NOx的有害物质的生成的情况下对象的稳定带电持续更长的时间。另外，可以在电子发射设备中使用本发明的电子发射元件。也就是说，本发明可以是包括上述电子发射元件中的任何一个以及用于在第一电极与第二电极之间施加电压的电源的电子发射设备。例如，所述电子发射设备可以包括用于在第一电极与第二电极之间施加直流电压或交流电压的电源。本发明能够提供一种能够发射足够的电子且不那么倾向于电介质击穿的电子发射元件。这些设备、即吹风设备、冷却设备、带电设备、图像形成装置和电子发射设备可以包括多个电子发射元件。例如，可以将多个电子发射元件布置在将被应用于这些设备的平面体上。另外，多个电子发射元件可以共享将被应用于这些设备的第一电极。根据本发明的另一方面，提供了一种用于产生电子发射元件的方法，该电子发射元件包括第一电极；绝缘精细颗粒层，其形成在所述第一电极上；以及第二电极，其形成在所述绝缘精细颗粒层上，所述绝缘精细颗粒层由第一绝缘精细颗粒以及比第一绝缘精细颗粒大的第二绝缘精细颗粒组成，所述绝缘精细颗粒层的表面具有由第二绝缘精细颗粒形成的凸部，其中，当在第一电极与第二电极之间施加电压时，从第一电极提供的电子在绝缘精细颗粒层中被加速以经由所述凸部从第二电极发射，所述方法包括步骤在第一电极上形成由第一和第二绝缘精细颗粒组成的绝缘精细颗粒层；以及在绝缘精细颗粒层上并与第一电极相对地形成第二电极，其中，形成绝缘精细颗粒层的步骤是向第一电极上施加第一和第二绝缘精细颗粒的分散液的步骤。本发明能够提供一种用于产生能够发射足够电子且不那么倾向于电介质击穿的电子发射元件的方法。在本发明的实施例中，形成绝缘精细颗粒层的步骤中的第一和第二绝缘精细颗粒可以是表面处理的绝缘精细颗粒。在这种情况下，分散液中的聚合被抑制，并且能够产生包括更均勻的绝缘精细颗粒层的电子发射元件。在下文中，将参考图1至图6来更详细地描述本发明的实施例和示例。应注意的是，以下实施例和示例仅仅是本发明的具体示例，并且本发明不限于以下实施例和示例。实施例1图1是举例说明根据本发明的电子发射元件的实施例的构造的示意图。如图1所示，本实施例的电子发射元件10包括电极基板1 ；以及在电极基板1上形成并由绝缘精细颗粒组成的电子加速层4。电极基板1是也充当基板并由通过导体形成的板状材料组成的电极。具体地，其由板状材料组成，该板状材料由不锈钢(SUQ形成。充当电极以及电子发射元件的支撑体， 电极基板1优选地具有一定水平的机械强度和适当导电性。除了不锈钢(SUQ之外，例如， 可以使用由诸如SUS、Ti和Cu的金属形成的基板；以及诸如Si、Ge和GaAs的半导体的基板。可替选地，电极基板1可以是通过在诸如玻璃基板或塑料基板的绝缘基板上形成由金属膜制成的电极而获得的结构。当使用诸如玻璃基板的绝缘基板时，例如，可以使用绝缘基板作为电极基板1，作为与电子加速层4的界面的该绝缘基板的表面涂敷有诸如金属的导电材料。可以将任何种类的导电材料用于电极，只要能够将磁控溅射用于导电材料即可。当期望在大气中的稳定操作时，优选地使用具有较高抗氧化能力的导电材料，并且更优选地使用贵金属。ITO还可用于导电材料，作为被广泛地用于透明电极的导电氧化物材料。此外，可以使用多个导电材料来涂敷绝缘基板以便形成坚韧的薄膜。例如，可以使用通过形成具有 200nm的厚度的Ti膜并进一步在玻璃基板的表面上形成具有IOOOnm的厚度的Cu膜而获得的金属薄膜作为电极基板1。通过用此类Ti薄膜和Cu薄膜涂敷玻璃基板，可以形成坚韧的薄膜。当用导电材料来涂敷绝缘基板的表面时，可以通过众所周知的光刻法或掩蔽来形成矩形形状等的图案以形成电极。虽然薄膜的导电材料和厚度未受到具体限制，但电极基板1应该具有与包括将如下所述的在其上形成的电子加速层的结构的良好粘附性。电子加速层4在电极基板1上被形成为部分地或完全覆盖电极并由绝缘精细颗粒组成的层。绝缘精细颗粒由两种绝缘精细颗粒组成。图2是沿着图1中的线A-A截取以示出来自根据本发明的电子发射元件的实施例的构造的电子加速层4周围的横截面的放大图的截面图。如图2所示，电子加速层4由A绝缘精细颗粒2和B大于A绝缘精细颗粒2的绝缘精细颗粒3组成，并在面对薄膜电极5的表面上具有由B绝缘精细颗粒3形成的凸部6。
A绝缘精细颗粒2是具有IOnm的平均颗粒直径的绝缘颗粒。A绝缘精细颗粒2的平均颗粒直径不受限制，只要其小于稍后将描述的B绝缘精细颗粒3的平均颗粒直径即可， 并且其优选地为7nm至400nm。当平均颗粒直径为7nm或以上时，绝缘精细颗粒被容易地分散在其分散液中以形成层4。当平均颗粒直径是400nm或以下时，容易形成具有适当厚度的电子加速层4。因此，平均颗粒直径优选地在上述范围内。另外，在上述范围内的平均颗粒直径允许容易地形成具有适当厚度的膜，并防止分散液溶剂的挥发在用分散液来形成电子加速层4时变得困难。另外，虽然A绝缘精细颗粒2具有在上述范围内的平均颗粒直径，但A绝缘精细颗粒2的变化、即其颗粒直径的分布可以相对于平均颗粒直径而言是宽的。例如，具有50nm 的平均颗粒直径的精细颗粒可以具有在20nm至IOOnm范围内的颗粒直径分布。本实施例中的电子加速层4具有源自于B绝缘精细颗粒3的凸部6。然后，A绝缘精细颗粒2的颗粒直径的分布优选地相对于B绝缘精细颗粒3的平均颗粒直径而言是小的且相对于B绝缘精细颗粒3的颗粒直径的分布而言是宽的，使得凸部6将大于A绝缘精细颗粒2。实际上，A绝缘精细颗粒2由诸如Si02、Al2O3和TW2的绝缘体形成，但是其可以由金属氧化物或金属氮化物形成。例如，可以使用硅石颗粒。A绝缘精细颗粒2可以由有机聚合物的精细颗粒形成。有机聚合物的精细颗粒的示例包括由JSR公司制造和出售的苯乙烯/ 二乙烯基苯(SX874； )的高度交联聚合物精细颗粒和由MomentivePerformance Materials股份有限公司制造的有机硅树脂精细颗粒Tospearl。B绝缘精细颗粒3是具有1 μ m的平均颗粒直径的绝缘颗粒。B绝缘精细颗粒3的平均颗粒直径不受限制，只要其大于A绝缘精细颗粒2的平均颗粒直径即可，并且其优选地为Ιμπι至9μπι。本实施例中的电子加速层4具有由B绝缘精细颗粒3形成的凸部6。然后，可以将B绝缘精细颗粒3选择为使得凸部6将大于A绝缘精细颗粒2。例如，当由B绝缘精细颗粒形成的凸部6 (由电子加速层4中的B绝缘精细颗粒3形成的部分)充分地大于如图2所示的由电子加速层4中的A绝缘精细颗粒2形成的部分时，B绝缘精细颗粒3的平均颗粒直径优选地为A绝缘精细颗粒2的平均颗粒直径的9倍或以上。在其中A绝缘精细颗粒2的平均颗粒直径是IlOnm的特定示例中，优选地使用具有1 μ m的平均颗粒直径的B 绝缘精细颗粒3，该平均颗粒直径优选地为A绝缘精细颗粒2的平均颗粒直径的约9倍。在其中A绝缘精细颗粒2的平均颗粒直径是IOnm的另一特定示例中，优选地使用具有8. 6 μ m 的平均颗粒直径的B绝缘精细颗粒3，该平均颗粒直径优选地为A绝缘精细颗粒2的平均颗粒直径的约860倍。如上所述，B绝缘精细颗粒3优选地具有与A绝缘精细颗粒2的平均颗粒直径相差几位数(例如，A绝缘精细颗粒2的平均颗粒直径的10倍或100倍)的平均颗粒直径。B绝缘精细颗粒3的变化，即其颗粒直径的分布优选地相对于其平均颗粒直径而言是锐利的(sharp)。由于B绝缘精细颗粒3具有与A绝缘精细颗粒2相比相对大的颗粒直径并在电子加速层4的表面上形成凸部，优选的是，其颗粒直径的分布与A绝缘精细颗粒 2的颗粒直径的分布相比是相对锐利的(sharp)。如在A绝缘精细颗粒2的情况下一样，B绝缘精细颗粒3可以由诸如Si02、Al203和 TiO2的绝缘体形成，或者可以由金属氧化物或金属氮化物形成。可替选地，B绝缘精细颗粒 3可以由有机聚合物的精细颗粒形成。如在A绝缘精细颗粒2的情况下一样，可以使用硅石颗粒、苯乙烯/二乙烯基苯的高度交联聚合物精细颗粒和有机硅树脂精细颗粒。另外，B绝缘精细颗粒3可以由与A绝缘精细颗粒2的材料不同的绝缘材料形成； B绝缘精细颗粒3不一定具有与A绝缘精细颗粒2相同的成分。例如，可以将氧化铝精细颗粒用于B绝缘精细颗粒3且可以将硅石精细颗粒用于A绝缘精细颗粒2。A绝缘精细颗粒2和B绝缘精细颗粒3可以是经表面处理的精细颗粒。该表面处理可以是用硅烷醇或甲硅烷基。在电子加速层4的形成中，A绝缘精细颗粒2和B绝缘精细颗粒3被分散在溶剂中并施加于电极基板1。经过用硅烷醇或甲硅烷基进行的表面处理， 颗粒在溶剂的可分散性方面得到改善以容易地形成具有被均勻地分散的A绝缘精细颗粒2 和B绝缘精细颗粒3的电子加速层4。作为A绝缘精细颗粒2和B绝缘精细颗粒3的均勻分散的结果，可以将电子加速层4形成为具有小的厚度(具体地在由A绝缘精细颗粒2形成的部分中)和高表面平滑度。因此，可以形成薄的电子加速层4上的薄膜电极。用硅烷醇或甲硅烷基进行的表面处理包括干法过程和湿法过程，并且可以使用任何一个过程。在干法过程中，例如，向正在搅拌器中被搅拌的绝缘精细颗粒一滴一滴地添加或用喷射器喷射硅烷化合物或其稀水溶液，并然后通过加热进行干燥。从而可以获得期望的经表面处理的绝缘精细颗粒。在湿法过程中，例如，向绝缘精细颗粒添加溶剂以形成溶胶，并然后向该溶胶添加硅烷化合物或其稀水溶液以执行表面处理。随后，从经表面处理的精细颗粒的凝胶去除溶剂，随后是干燥和筛滤。从而，可以获得期望的经表面处理的绝缘精细颗粒。可以对经这样表面处理的绝缘精细颗粒执行进一步的表面处理。作为硅烷化合物，可以使用由化学结构式RaSiX4_a所表示的化合物，其中，a表示从0至3的整数，R表示氢原子或诸如烷基和烯基的有机基，X表示氯原子或诸如甲氧基和乙氧基的可水解基；可以使用任何类型的氯硅烷、烷氧基硅烷、硅氮烷和特殊的甲硅烷基化剂。硅烷化合物的代表性和特定示例包括甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧甲硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、N，0-双三甲硅基乙酰胺、六甲基二硅脲、叔丁基二甲基氯硅烷、 乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧基烃基硅烷、β-(3，4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷、Y-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅、Y-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、Y-巯基丙基三甲氧基硅烷和Y-氯丙基三甲氧基硅烷。其中， 具体地，二甲基二甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷和二甲基二氯硅烷是优选的。除了上述硅烷化合物之外，可以使用诸如二甲基硅油和甲基氢硅油(methyl hydrogen silicon oil)的娃油。凸部6由A绝缘精细颗粒2和B绝缘精细颗粒3形成，也就是说，A绝缘精细颗粒 2形成层且B绝缘精细颗粒3存在于该层中以形成凸部6。具体地，B绝缘精细颗粒3中的每个基本上占据由A绝缘精细颗粒2和B绝缘精细颗粒3形成的每个部分中的电子加速层4以形成凸部6。例如，B绝缘精细颗粒3通过具有比由电子加速层4中的A绝缘精细颗粒 2形成的另一部分的层厚度更大的直径来形成凸部6 (A绝缘精细颗粒2可以附着到B绝缘精细颗粒3以掩埋电子加速层4中的B绝缘精细颗粒幻。在图2所示的实施例中，B绝缘精细颗粒3具有比由A绝缘精细颗粒2形成的层的一部分更大的颗粒直径(平均颗粒直径)(由A绝缘精细颗粒2形成的层部分具有B绝缘精细颗粒3的颗粒直径的一半厚度)， 从而形成半球形状的凸部6。当B绝缘精细颗粒3形成半球形状凸部6时，例如，凸部6具有0. 5 μ m至4. 5 μ m 的高度(平均颗粒直径的一半)。可以通过使用具有比由电子加速层4中的A绝缘精细颗粒2形成的部分的层厚度更大的平均颗粒直径的B绝缘精细颗粒3来形成这样的凸部6。如下面在示例中所述的，例如，可以通过使用具有1微米至9微米的尺寸的B绝缘精细颗粒3来形成凸部6，以便具有1 μ m至30 μ m的宽度。在下文中，将连同电子发射元件的机制一起描述凸部6的效果。用于发射电子的本实施例的电子发射元件的机制类似于在背景技术描述中所述的MIM型电子发射元件的机制。已经一般地解释的是，在MIM形电子发射元件的机制中，电子的发射归因于a)电极材料向绝缘层中的扩散，b)绝缘材料的结晶，c)称为细丝的导电通道的形成，d)非化学计量绝缘材料或e)由于绝缘材料的缺陷而引起的电子陷阱和由俘获电子形成的局部强电场区域。虽然存在解释MIM型电子发射元件的各种理论，有理由假设本发明的电子发射元件的机制以与MIM型电子发射元件的机制相同的方式工作，因为电子加速层4由绝缘体形成。在本实施例的电子发射元件中，在任何理论中，可以认为在向电子加速层施加电场时形成电流路径，所述电子加速层对应于绝缘层，由绝缘精细颗粒组成，并且电流中的一些电子被两个电极之间的电场加速而成为弹道电子以穿过电极基板到达薄膜电极并被发射到元件的外部。根据关于导电通道形成的上述五个因素a)至e)中的e)，可以如下描述本实施例的电子发射元件。电子发射元件包括电极基板、电子加速层和薄膜电极。当在电极基板与薄膜电极之间施加电压时，电子从电极基板移动至在电极基板与薄膜电极之间提供的电子加速层(绝缘精细颗粒层)中的A和B绝缘精细颗粒(第一和第二绝缘精细颗粒)的表面。 由于绝缘精细颗粒内部的电阻高，所以通过A和B绝缘精细颗粒的表面来传导电子。由于 B绝缘精细颗粒大于A绝缘精细颗粒，所以主要通过B绝缘精细颗粒的表面传导电子。在这种情况下，电子被俘获在绝缘精细颗粒的表面上的杂质、当绝缘精细颗粒是氧化物时会引起的氧缺陷或绝缘精细颗粒之间的接触点处。俘获的电子充当固定电荷。结果，在A和 B绝缘精细颗粒的表面上，施加的电压与由俘获的电子形成的电场一起形成强电场，并且电子被强电场加速以从薄膜电极发射出。同时，由于绝缘精细颗粒层的表面具有源自于B绝缘精细颗粒的凸部，所以通过B 绝缘精细颗粒的表面传导的电子被朝着凸部加速。然后，电子被从凸部上的薄膜电极发射出。因此，可以认为凸部6对本实施例的电子发射元件的效果具有很深的影响。由于凸部6根据上述的机制起作用以对电子发射有贡献，所以其形状不限于半球。例如，其可以是椭圆体形状，或者杆状绝缘精细颗粒可以用作B绝缘精细颗粒3以形成凸部6。另外，例如，少量的A绝缘精细颗粒2可以附着到B绝缘精细颗粒3以形成凸部6，只要凸部6主要由B绝缘精细颗粒3形成即可。此外，在电子加速层4上形成至少一个凸部6。如图2所示，电子加速层4由通过A绝缘精细颗粒2形成的部分和基本上通过B 绝缘精细颗粒3形成的部分组成，并且由A绝缘精细颗粒2形成的部分仅由A绝缘精细颗粒2组成。另一方面，基本上由B绝缘精细颗粒3形成的部分包括A绝缘精细颗粒2和B 绝缘精细颗粒3，即B绝缘精细颗粒3占据所述部分的大部分层厚度以基本上形成所述部分 (当B绝缘精细颗粒3充分地大于A绝缘精细颗粒2时，A绝缘精细颗粒2对由B绝缘精细颗粒3形成的部分的层厚度几乎没有影响)。由B绝缘精细颗粒3形成的每个部分包括B 绝缘精细颗粒3的一个颗粒，并且凸部6由B绝缘精细颗粒3形成。由电子加速层4中的A绝缘精细颗粒2形成的部分专有地包括A绝缘精细颗粒2， 并优选地具有2 μ m或以下的层厚度。当由电子加速层4中的A绝缘精细颗粒2形成的部分具有大于2的层厚度时，电子加速层4的电气电阻将非常大，以至于甚至在源自于B绝缘精细颗粒3的凸部的情况下防止足够的电流流动，并因此不能够发射足够的电子。因此，由电子加速层4中的A绝缘精细颗粒2形成的部分优选地具有2 μ m或以下的层厚度。虽然电子加速层4的层厚度越小，电流的可流动性越大，但当电子加速层4中的绝缘精细颗粒不相互重叠时，层厚度将是最小的，均勻地覆盖电极基板。也就是说，由电子加速层4中的A绝缘精细颗粒形成的部分优选地具有等于或大于形成该层的A绝缘精细颗粒的平均颗粒直径的层厚度。当由电子加速层中的A绝缘精细颗粒形成的部分具有小于A绝缘精细颗粒的平均颗粒直径的层厚度时，电子加速层4将具有不包含A绝缘精细颗粒2的部分，并且这样的层将不充当电子加速层。另一方面，当电子加速层4具有与绝缘精细颗粒相对应的厚度时，流过电子加速层4的电流的量增加，但是泄漏电流也增加。结果，被施加于电子加速层4的电场将非常弱，以至于不能执行有效率的电子发射。因此，由电子加速层 4中的A绝缘精细颗粒2形成的部分优选地具有其中堆叠了绝缘精细颗粒中的两个或三个颗粒的层厚度。然而，即使当绝缘精细颗粒中的两个或三个颗粒被堆叠以组成层厚度时，大于 2 μ m的层厚度也导致电子加速层4的电气电阻的增加以如上所述地降低电子加速层4中的电流的可流动性。因此，由电子加速层4中的A绝缘精细颗粒2形成的部分优选地具有其中堆叠绝缘精细颗粒中的两个或三个颗粒且不超过2 μ m的层厚度。如图1所示，本实施例的电子发射元件10包括电极基板1 ；电子加速层4 ；以及在电子加速层4上并与电极基板1相对的薄膜电极5。当在电极基板1与薄膜电极5之间施加电压时，电子发射元件10将从电子加速层4上的电极基板1提供的电子加速，以将其从薄膜电极5发射出。薄膜电极5在电子加速层4上形成并与电极基板1相对。薄膜电极5是与电极基板1形成一对并与电极基板1一起被用于向电子加速层4的内部施加电压的电极。因此， 其材料应该具有的导电性达到其能够充当电极的程度。具体地，预期具有低功函数且可以用来形成薄膜的材料将提供更大的效果，因为薄膜电极5也是以最小能量损失传送和发射由于在电子加速层4内的加速而使其具有较高能量的电子的电极。此类材料的示例包括 金、银、钨、钛、铝和钯，其中的每一个具有在4eV至5eV范围内的功函数。具体地，考虑到大气压力下的操作，金是最好的材料，其没有氧化物或硫化物形成反应。此外，银、钯和钨也是能够在没有任何问题的情况下使用的可适用材料，其中的每一个具有相对小的氧化物形成反应。另外，如图2所示，薄膜电极5在电子加速层4上被形成为具有覆盖由B绝缘精细颗粒3形成的凸部6的膜厚度。作为除了覆盖凸部6的功能之外用于从电子发射元件10 向元件外部高效率地发射电子的条件，薄膜电极5的膜厚度是重要的。在本视图中，薄膜电极5的膜厚度优选地在IOnm至55nm范围内，虽然一般电极优选地具有尽可能小的厚度以允许更有效率的电子发射，只要该厚度将保证导电性即可。用于薄膜电极5充当电极的最小膜厚度是lOnm，并且IOnm或以上的膜厚度能够保证导电性。另一方面，用于薄膜电极5 允许从电子发射元件10向外部发射电子的最大膜厚度是55nm。当膜厚度是55nm或以下时，弹道电子通过薄膜电极5，并且弹道电子不太可能通过被薄膜电极5吸收或在薄膜电极 5上反射回而被重新捕获在电子加速层4中。在本实施例的电子发射元件的使用中，电极基板1和薄膜电极5被连接到电源7。 如图1所示，可以将电子发射设备形成为包括电子发射元件10以及电源7，所述电源7被连接到电极基板1和薄膜电极5。该电源可以是直流电源或者交流电源。制造方法接下来，将描述用于制造根据实施例1的电子发射元件10的方法。首先，将B绝缘精细颗粒分散在溶剂中以制备分散液(分散步骤1)。这里可使用的溶剂不受具体限制，只要其允许在其中分散B绝缘精细颗粒并能够在涂敷之后干燥即可。其示例包括甲苯、苯、二甲苯、己烷、甲醇、乙醇和丙醇。如上所述，例如，将氧化铝颗粒或硅石颗粒用于B绝缘精细颗粒。例如，以0. 3wt%的浓度，将B绝缘精细颗粒分散在溶剂中。在分散步骤中，可以使用超声波分散器，以便将B绝缘精细颗粒充分地分散在溶剂中。随后，将A绝缘精细颗粒分散在所制备的分散液中(分散步骤幻。如上所述，例如，将硅石颗粒用于A绝缘精细颗粒。将处于将提供期望浓度的量的A绝缘精细颗粒与上述分散液混合并分散在上述分散液中。例如，可以以相对于分散液的8. Owt %的浓度来分散 A绝缘精细颗粒。超声波分散器还适当地用于分散A绝缘精细颗粒。在本实施例中，在分散步骤2之前，执行其中在溶剂中分散具有较大颗粒直径的精细颗粒的分散步骤1，但是可以在分散步骤2之后执行分散步骤1。随后，通过旋涂法来施加通过分散A绝缘精细颗粒和B绝缘精细颗粒制备的分散液，以涂敷电极基板1 (涂敷步骤)，然后将所施加的分散液干燥以形成电子加速层4(电子加速层形成步骤)。可以通过将利用旋涂法和干燥(干燥步骤)进行的膜形成重复多次来获得预定膜厚度。除了旋涂法之外，能够通过例如滴下法或喷涂法来形成电子加速层4。随后，在形成电子加速层4之后，在电子加速层4上形成薄膜电极5 (薄膜电极形成步骤)。为了形成薄膜电极5，例如，可以使用磁控溅射法。可替选地，例如，可以用喷墨法、旋涂法或气相沉积法来形成薄膜电极5。示例在以下示例中，将描述将对实施例1的电子发射元件进行电流测量的实验。本实验仅仅是实施例的示例且绝不限制本发明。首先，如下所述地制造示例1、和2的电子发射元件以及比较例1和2的电子发射元件。然后，通过使用图3中所示的实验系统，针对每单位面积的电子发射电流来测量示例
11和2的电子发射元件以及比较例1和2的电子发射元件。在图3中的实验系统中，对向电极8被设置在电子发射元件10的薄膜电极5侧上，使得对向电极8和薄膜电极5在其之间具有绝缘间隔物9。电极发射元件10和对向电极8分别被连接到电源7，使得电压Vl被施加于电子发射元件10且电压V2被施加于对向电极8。在真空中设立上述实验系统，并逐步地增加Vl以执行电子发射实验。在实验中，在其间具有绝缘间隔物9的电子发射元件与对向电极之间的距离是5mm。施加于对向电极的电压V2是100V。示例 1将作为溶剂的3mL的乙醇放入试剂瓶中，然后放入0. Olg的氧化铝精细颗粒 1. 0CR(由Baikowski制造的BAIKAL0X 1. OCR，标称平均颗粒直径:1. 0 μ m，根据制造商而定)。随后，将试剂瓶施加于超声波分散器以制备氧化铝颗粒的分散液。向氧化铝颗粒的分散液添加用六甲基二硅氮烷(HMDQ进行了表面处理的0. 25g的硅石颗粒(平均颗粒直径110nm，比表面积30m2/g)，并将试剂瓶施加于超声波分散器以制备绝缘精细颗粒的分散液。接下来，制备M平方毫米的SUS基板作为电极基板1，并通过旋涂法来将绝缘精细颗粒的分散液一滴一滴地施加到SUS基板上以形成电子加速层。在将绝缘精细颗粒的分散液一滴一滴地施加于SUS基板的表面之后，在500rpm下持续5秒的旋涂且然后在3000rpm 下持续10秒的旋涂的条件下执行用旋涂法进行的膜形成。通过将上述条件下的膜形成重复两次并使其在室温下自然地干燥，来在SUS基板上沉积两层精细颗粒层。然后，用磁控溅射装置，在电子加速层的表面上形成薄膜电极5以获得示例1的电子发射元件。使用金作为所形成的膜的材料，薄膜电极5的厚度是40nm，并且薄膜电极5的面积是0. 01cm2。在1X10_8ATM下的真空中，针对电子发射电流来测量电子发射元件，以在施加于薄膜电极5的电压Vl是18V时示出0. 3mA/cm2的电子发射电流。用扫描电子显微镜(SEM)来观察产生的电子发射元件，以确认在电子加速层上存在由氧化铝精细颗粒形成的凸部。凸部的宽度在1 μ m至5 μ m范围内，以在尺寸方面确认凸部由氧化铝精细颗粒形成。示锣Ij 2将作为溶剂的2. 5mL的甲苯放入试剂瓶中，然后放入用六甲基二硅氮烷(HMDS)进行表面处理的0. 003g的硅石颗粒(平均颗粒直径8. 6 μ m,比表面积0. 8m2/g)。随后，向超声波分散器施加试剂瓶，以制备硅石颗粒的分散液。向硅石颗粒的分散液添加0. 36g的高纯度有机溶胶PL-1-T0L (由Fuso Chemical有限公司制造，标称颗粒直径IOnm至15nm， 根据制造商而定，分散在甲苯中，固体浓度40% )，并进行搅拌以制备示例2的绝缘精细颗粒的分散液。使用绝缘精细颗粒的该分散液，以与在示例1中相同的方式来产生示例2的电子发射元件。在1X10_8ATM下的真空中，针对电子发射电流来测量电子发射元件，以在施加于薄膜电极5的电压Vl是17V时示出5. OX 10-2mA/cm2的电子发射电流。也用光学显微镜来观察在示例2中制造的电子发射元件，以确认在电子加速层上存在由硅石颗粒(平均颗粒直径8. 6 μ m)形成的凸部。如在示例1的情况下一样，凸部的宽度在10 μ m至30 μ m范围内，以在尺寸发面确认凸部由硅石颗粒形成。
比较例1将作为溶剂的3mL的乙醇放入试剂瓶中，然后放入用六甲基二硅氮烷(HMDS)进行表面处理的0. 25g的硅石颗粒(平均颗粒直径110nm，比表面积30m2/g)。随后，向超声波分散器施加试剂瓶，以制备绝缘精细颗粒的分散液。使用绝缘精细颗粒的该分散液，以与在示例1中相同的方式来产生比较例1的电子发射元件。在1X10_8ATM下的真空中，针对电子发射电流来测量该电子发射元件，以在施加于薄膜电极5的电压Vl是25V时示出0. ImA/cm2的电子发射电流。比较例2向试剂瓶中放入0. 33g的高纯度有机溶胶PL-1-T0L (由FusoChemical有限公司制造，标称颗粒直径IOnm至15nm，根据制造商而定，分散在甲苯中，固体浓度40，然后一点一点地向其添加2. OmL的甲苯且进行搅拌，以制备绝缘精细颗粒的分散液。使用绝缘精细颗粒的该分散液，以与在示例1中相同的方式来产生比较例2的电子发射元件。在1X10_8ATM下的真空中，针对电子发射电流来测量电子发射元件，以在施加于薄膜电极5的电压Vl是16V时示出1. 5 X IO-Wcm2的电子发射电流。这些示例和比较例已经揭示了包括A绝缘精细颗粒和大于A绝缘精细颗粒的B绝缘精细颗粒且具有源自于B绝缘精细颗粒的至少一个凸部的构造允许有令人满意的量的稳定电子发射。实施例2图4举例说明包括实施例1的电子发射元件10的带电设备10的示例。带电设备 110包括具有电子发射元件10以及用于向电子发射元件10施加电压的电源7的电子发射设备100。带电设备110用于使感光器111带电。本实施例的图像形成装置包括带电设备 110。在本实施例的图像形成装置中，组成带电设备110的电子发射元件10被设置为面对被带电的感光器111。电压的施加引起电子的发射，使得感光器111带电。在本实施例的图像形成装置中，除了带电设备110之外，可以使用常规的已知组成。充当带电设备110的电子发射元件10优选地被提供为例如与感光器111间隔开3mm至5mm。此外，优选的是，向电子发射元件10施加约25V的电压。例如，电子发射元件10的电子加速层优选地被构造为使得响应于25V电压的施加而每单位时间发射1 μ A/cm2的电子。充当带电设备110的电子发射元件10在没有放电的情况下进行操作，并因此带电设备110不产生臭氧。臭氧对人体有害，并因此在各种环境标准中对其进行管制。即使臭氧未被排放至装置的外部，臭氧也使诸如感光器111的有机材料和装置中的带子氧化和劣化。能够通过将本实施例的电子发射元件10用于带电设备110并进一步在图像形成装置中包括此类带电设备110来解决此类问题。另外，由于电子发射元件10在电子发射效率方面有所改善，所以带电设备110能够有效率地执行带电。进一步地，充当带电设备110的电子发射元件10被配置为包括板状电极基板1并因此能够在旋转方向上具有宽度的区域上使感光器111带电的平面电子源。这为使感光器 111的某部分带电提供许多机会。因此，带电设备110与导线带电设备相比，能够执行更均勻的带电，所述导电带电设备110逐行地执行带电。此外，带电设备110具有优点，使得所施加的电压为约10V，其远远低于电晕放电设备的电压，电晕放电设备要求施加几千伏的电压。实施例3图5和6中的每个举例说明包括实施例1的电子发射元件10的吹风设备的示例。 例如，以下描述将假设使用吹风设备作为冷却设备。图5所示的吹风设备120包括具有电子发射元件10和用于向电子发射元件10施加电压的电源7的电子发射设备100。在吹风设备120中，电子发射元件10朝着要被冷却的对象121发射电子，使得产生离子风，并且被电接地的对象121被冷却。当对象121被冷却时，优选的是，向电子发射元件10施加约18V的电压且电子发射元件10在该电压下、在大气中、每单位时间发射例如1 μ A/cm2的电子。除了图5所示的吹风设备120的构造之外，图6所示的吹风设备130包括吹风机 131。在图6所示的吹风设备130中，电子发射元件10朝着要被冷却的对象121发射电子， 并且吹风机131朝着对象121吹风以朝着对象121发送从电子发射元件10发射的电子并产生离子风，使得被电接地的对象121被冷却。在这种情况下，优选的是，由吹风机131产生的空气容积在每平方厘米每分钟0. 9L至2L范围内。当如在常规吹风设备或常规冷却设备的情况下一样，仅仅用由风扇等吹的空气来冷却对象121时，对象121的表面上的流速将是0，并且最期望从中消散热量的部分中的空气不备替换，导致低的冷却效率。然而，当诸如电子或离子的带电颗粒被包括在吹的空气中时，吹的空气当在对象121附近时被电力吸引到对象121的表面，以允许在对象121的表面附近的空气被替换。这里，由于本发明的吹风设备120、130吹出包括诸如电子或离子的带电颗粒的空气，所以冷却效率得到显著改善。此外，由于电子发射元件10在电子发射效率方面得到改善，所以吹风设备120、130能够更有效率地执行冷却。预期吹风设备120、130 在大气中进行操作。可以将实施例1中描述的电子发射元件10用于发光设备、图像显示设备、电子束固化设备以及吹风设备、冷却设备、带电设备、图像形成设备和电子发射设备。可以通过在发光设备或包括发光设备的图像显示设备中使用实施例1的电子发射元件，来提供稳定、 长寿命并能够执行平面光发射的发光设备。此外，实施例1的电子发射元件在电子束固化设备中的使用使得能够实现逐个区域的电子束固化以及无掩模工艺的实现，从而实现低成本和高生产量。本发明不限于上述实施例和示例，并且在由所附权利要求书限定的本发明的范围内可以进行各种其他修改。也就是说，通过在由所附权利要求书限定的本发明的范围内被适当修改的由技术手段组合获得的其他实施例也被包括在本发明的技术范围内。工业实用性本发明的电子发射元件发射足够的电子且不那么趋向于任何电介质击穿。因此， 本发明的电子发射元件能够被适当地应用于例如诸如电子照相复印机、打印机和传真机的图像形成装置的带电设备；电子束固化设备；与发光体相结合时的图像显示设备；以及利用由从其发射的电子产生的离子风时的冷却设备。
权利要求
1.一种电子发射元件，包括 第一电极；绝缘精细颗粒层，所述绝缘精细颗粒层形成在所述第一电极上并包括第一绝缘精细颗粒以及大于所述第一绝缘精细颗粒的第二绝缘精细颗粒，所述绝缘精细颗粒层的表面具有由所述第二绝缘精细颗粒形成的凸部；以及第二电极，所述第二电极被形成在所述绝缘精细颗粒层上，其中，当在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压时，从所述第一电极提供的电子在所述绝缘精细颗粒层中被加速，以经由所述凸部从所述第二电极发射出。
2.根据权利要求1所述的电子发射元件，其中，所述绝缘精细颗粒层包括由所述第一绝缘精细颗粒形成的第一部分及由所述第一和第二绝缘精细颗粒形成的第二部分，并且在所述第二部分中形成所述凸部。
3.根据权利要求1所述的电子发射元件，其中，所述第一绝缘精细颗粒具有7nm至400nm的平均颗粒直径。
4.根据权利要求2所述的电子发射元件，其中， 所述第一部分具有1 μ m或以下的层厚度。
5.根据权利要求1所述的电子发射元件，其中，所述第二绝缘精细颗粒具有所述第一绝缘精细颗粒的平均颗粒直径的9倍或以上的平均颗粒直径。
6.根据权利要求1所述的电子发射元件，其中，所述第一和第二绝缘精细颗粒由Si02、Al203和TiA中的至少一种绝缘体来形成。
7.根据权利要求1所述的电子发射元件，其中， 所述第一和第二绝缘精细颗粒包含有机聚合物。
8.根据权利要求1所述的电子发射元件，其中，通过施加经过表面处理的所述第一和第二绝缘精细颗粒的分散液来形成所述绝缘精细颗粒层。
9.根据权利要求1所述的电子发射元件，其中，所述第二电极由金、银、钨、钛、铝和钯中的至少一种金属来形成。
10.一种吹风设备，所述吹风设备包括根据权利要求1所述的电子发射元件，其中， 从所述电子发射元件发射电子以产生离子风。
11.一种冷却设备，所述冷却设备包括根据权利要求1所述的电子发射元件，其中， 从所述电子发射元件发射电子以冷却对象。
12.一种带电设备，所述带电设备包括根据权利要求1所述的电子发射元件，其中， 从所述电子发射元件发射电子以使感光器带电。
13.一种图像形成装置，所述图像形成装置包括根据权利要求12所述的带电设备。
14.一种电子发射元件，所述电子发射元件包括根据权利要求1所述的电子发射元件以及用于在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压的电源。
15.根据权利要求14所述的电子发射设备，其中，所述电子发射设备包括用于在所述第一电极与所述第二电极之间施加电压的电源。
16.一种用于制造电子发射元件的方法，所述电子发射元件包括第一电极；绝缘精细颗粒层，所述绝缘精细颗粒层被形成在所述第一电极上；以及第二电极，所述第二电极被形成在所述绝缘精细颗粒层上，其中，所述绝缘精细颗粒层包括第一绝缘精细颗粒以及大于所述第一绝缘精细颗粒的第二绝缘精细颗粒，所述绝缘精细颗粒层的表面具有由所述第二绝缘精细颗粒形成的凸部，当在所述所述第一电极与所述第二电极之间施加电压时，从所述第一电极提供的电子在所述绝缘精细颗粒层中被加速以经由所述凸部从所述第二电极发射出，所述方法包括步骤在所述第一电极上形成由所述第一和第二绝缘精细颗粒组成的绝缘精细颗粒层；以及将所述第二电极形成在所述绝缘精细颗粒层上并且与所述第一电极相对，其中，形成所述绝缘精细颗粒层的步骤包括向所述第一电极上施加所述第一和第二绝缘精细颗粒的分散液的步骤。
17.根据权利要求16所述的用于制造电子发射元件的方法，其中， 形成所述绝缘精细颗粒层的步骤中的所述第一和第二绝缘精细颗粒是经过表面处理的绝缘精细颗粒。
全文摘要
本发明提供一种电子发射元件和用于制造该电子发射元件的方法。该电子发射元件，包括第一电极；绝缘精细颗粒层，其形成在所述第一电极上并由第一绝缘精细颗粒以及大于第一绝缘精细颗粒的第二绝缘精细颗粒组成，所述绝缘精细颗粒层的表面具有由第二绝缘精细颗粒形成的凸部；以及第二电极，其形成在所述绝缘精细颗粒层上，其中，当在第一电极与第二电极之间施加电压时，从第一电极提供的电子在绝缘精细颗粒层中被加速，以经由所述凸部从第二电极发射出。
文档编号H01J9/02GK102243961SQ20111007878
公开日2011年11月16日 申请日期2011年3月28日 优先权日2010年3月26日
发明者井村康朗, 岩松正, 平川弘幸, 平田佳奈子, 长冈彩绘 申请人:夏普株式会社