电子发射元件及其制造方法以及电子元件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能使现有的电子发射元件实现特性提升及/或寿命增长且具有新颖构造的电子发射元件及其制造方法。电子发射元件的制造方法包含：步骤A，准备铝基板(12)或由基板支承的铝层；步骤B，通过使铝基板的表面(12s)或铝层的表面阳极氧化，而形成具有多个细孔(34)的多孔氧化铝层(32)；步骤C，通过向多个细孔内赋予银纳米粒子(42n)，而使多个细孔内承载银纳米粒子；步骤D，在步骤C之后，对铝基板或铝层的实质整个表面，赋予绝缘层形成溶液(36)；步骤E，在步骤D之后，通过至少减少绝缘层形成溶液中所含的溶剂而形成绝缘层(37)；及步骤F，在绝缘层上形成电极(52)。

Electronic Emitter Element and Its Manufacturing Method and Manufacturing Method of Electronic Element

The invention provides an electronic emission element with novel structure and its manufacturing method, which can enhance the characteristics and/or increase the life of the existing electronic emission element. The manufacturing method of the electronic emission element includes: step A, preparing the aluminum substrate (12) or the aluminum layer supported by the substrate; step B, forming a porous alumina layer (32) with multiple fine holes (34) by anodizing the surface of the aluminum substrate (12s) or the aluminum layer; step C, loading silver nanoparticles (42n) into multiple fine holes; D. After step C, the insulating layer is given a solution (36) to the entire surface of the aluminum substrate or the aluminum layer; step E, after step D, forms an insulating layer (37) by reducing at least the solvent contained in the solution; and step F, forms an electrode (52) on the insulating layer.

【技术实现步骤摘要】
电子发射元件及其制造方法以及电子元件的制造方法
本专利技术涉及一种电子发射元件及其制造方法以及电子元件的制造方法。
技术介绍
本申请人开发了一种能在大气中运行且具有新颖构造的电子发射元件(例如参照专利文献1及2)。专利文献2中记载的电子发射元件具有配置在一对电极(基板电极及表面电极)之间、且有导电性纳米粒子分散于绝缘材料中的半导电层。通过对半导电层施加几十伏左右的电压，能从表面电极发射电子(电场电子发射)。因此，该电子发射元件具有不会向利用强电场下的放电现象的现有的电子发射元件(例如电晕放电器)那样产生臭氧的优点。该电子发射元件适宜用于例如用于使图像形成装置(例如复印机)中的感光性鼓带电的带电装置。根据非专利文献1，专利文献2中记载的包含具有积层构造的表面电极的电子发射元件可具有约300小时(中速复印机为30万张左右)以上的寿命。现有技术文献[专利文献][专利文献1]特开2009-146891号公报(专利第4303308号公报)[专利文献2]特开2016-136485号公报[非专利文献][非专利文献1]岩松正·其他，日本图像学会期刊，第56卷第1号第16-23页(2017)
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题然而，希望所述电子发射元件能实现特性提升及/或寿命增长。因此，本专利技术的某实施方式的目的在于提供一种能使所述电子发射元件实现特性提升及/或寿命增长且具有新颖构造的电子发射元件及其制造方法。本专利技术的另一实施方式提供一种能抑制发生非正常驱动的电子元件的制造方法。解决问题的手段本专利技术的某实施方式中的电子发射元件的制造方法包含：步骤A，准备铝基板或由基板支承的铝层；步骤B，通过使所述铝基板的表面或所述铝层的表面阳极氧化，形成具有多个细孔的多孔氧化铝层；步骤C，通过向所述多个细孔内赋予银纳米粒子，而使所述多个细孔内承载银纳米粒子；步骤D，在所述步骤C之后，对所述铝基板或所述铝层的表面的实质整个面赋予绝缘层形成溶液；步骤E，在所述步骤D之后，通过至少减少所述绝缘层形成溶液中所含的溶剂，而形成绝缘层；及步骤F，在所述步骤E之后，在所述绝缘层上形成电极。某实施方式中，所述步骤D包含涂布或印刷所述绝缘层形成溶液的步骤。某实施方式中，所述步骤D包含利用旋涂法涂布所述绝缘层形成溶液的步骤。某实施方式中，所述步骤F包含在所述绝缘层上堆积导电膜的步骤F1、及通过使所述导电膜图案化而形成所述电极的步骤F2。某实施方式中，所述电极包含金属。某实施方式中，所述步骤A中准备的所述铝基板或所述铝层具有以局部地覆盖所述铝基板或所述铝层的表面的方式形成的电极间绝缘层。某实施方式中，所述步骤A包含：步骤A1，准备铝基板或由基板支承的铝层；及步骤A2，形成所述电极间绝缘层，且所述电极间绝缘层含有通过使所述步骤A1中准备的所述铝基板或所述铝层的一部分表面阳极氧化而形成的阳极氧化层。某实施方式中，所述步骤E包含对所述绝缘层形成溶液进行烧成的步骤。某实施方式中，所述步骤E包含对所述绝缘层形成溶液以220℃以下进行烧成的步骤。某实施方式中，所述步骤E包含对所述绝缘层形成溶液以所述溶剂的沸点以上的温度进行烧成的步骤。某实施方式中，所述绝缘层形成溶液包含含有硅氧烷键的聚合物。某实施方式中，所述步骤B还包含在所述阳极氧化步骤之后实施的蚀刻步骤。某实施方式中，所述步骤B包含在所述蚀刻步骤之后的又一阳极氧化步骤。本专利技术的某实施方式中的电子发射元件具有第1电极、第2电极及设在所述第1电极与所述第2电极之间的半导电层，所述第1电极由铝基板或铝层形成，所述半导电层具有形成于所述铝基板的表面或所述铝层的表面的、具有多个细孔的多孔氧化铝层、及承载于所述多个细孔内的银纳米粒子，该电子发射元件还具有形成在所述多孔氧化铝层上及所述多个细孔内的绝缘层。某实施方式中，所述绝缘层包含含有硅氧烷键的聚合物。某实施方式中，所述绝缘层实质上不含有碳。本专利技术的某实施方式中的电子元件的制造方法包含：步骤a，准备铝基板或由基板支承的铝层；步骤b，通过使所述铝基板的表面或所述铝层的表面阳极氧化，形成具有多个细孔的多孔氧化铝层；步骤c，在所述步骤b之后，对所述铝基板或所述铝层的实质整个表面，赋予绝缘层形成溶液；步骤d，在所述步骤c之后，通过至少减少所述绝缘层形成溶液中所含的溶剂，而形成绝缘层；及步骤e，在所述步骤d之后，在所述绝缘层上形成半导体层或导电层。本专利技术的另一实施方式中的电子发射元件具有第1电极、第2电极及设在所述第1电极与所述第2电极之间的半导电层，所述半导电层包含具有多个细孔的多孔氧化铝层、及承载于所述多孔氧化铝层的所述多个细孔内的银，所述第1电极是由铝的含量为99.00质量％以上且未达99.99质量％的铝基板形成，所述多孔氧化铝层是形成于所述铝基板的表面的阳极氧化层。某实施方式中，所述铝基板的铝的含量为99.98质量％以下。某实施方式中，所述多孔氧化铝层的厚度为10nm以上5μm以下。某实施方式中，所述多个细孔具有从表面的法线方向观察时的二维大小为50nm以上3μm以下的开口。某实施方式中，所述多孔氧化铝层具有的所述多个细孔的深度为10nm以上5μm以下。所述多孔氧化铝层具有的所述多个细孔的深度也可为50nm以上500nm以下。某实施方式中，所述多孔氧化铝层具有的障壁层的厚度为1nm以上1μm以下。所述多孔氧化铝层具有的障壁层的厚度也可为100nm以下。某实施方式中，所述多孔氧化铝层具有的所述多个细孔具有阶梯状的侧面。所述多个细孔具有深度方向上的细孔径不同的2个以上的细孔部分，位置越深的细孔部分的细孔径越小。某实施方式中，所述银是平均粒径为1nm以上50nm以下的银纳米粒子。所述银也可为平均粒径是3nm以上10nm以下的银纳米粒子。某实施方式中，所述第2电极包含金层。所述第2电极具有专利文献2中记载的积层构造。本专利技术的另一实施方式中的电子发射元件的制造方法是上文所述的任一电子发射元件的制造方法，包含如下步骤：准备铝的含量为99.00质量％以上且未达99.99质量％的铝基板；通过使所述铝基板的表面阳极氧化而形成多孔氧化铝层；及向所述多孔氧化铝层具有的多个细孔内赋予银纳米粒子。某实施方式中，所述铝基板的铝的含量为99.98质量％以下。某实施方式中，形成所述多孔氧化铝层的步骤包含阳极氧化步骤、及在所述阳极氧化步骤之后实施的蚀刻步骤。某实施方式中，形成所述多孔氧化铝层的步骤包含在所述蚀刻步骤之后的又一阳极氧化步骤。专利技术效果根据本专利技术的某实施方式，提供一种能使所述现有技术实现特性提升及/或寿命增长且具有新颖构造的电子发射元件及其制造方法。根据本专利技术的另一实施方式，提供一种能抑制发生非正常驱动的电子元件的制造方法。附图说明图1是本专利技术的实施方式中的电子发射元件100的示意性截面图。图2(a)～(c)是用于说明本专利技术的实施方式中的、电子发射元件100的制造方法的示意性截面图。图3(a)～(c)是表示电子发射元件100的半导电层中使用的多孔氧化铝层的示例的示意性截面图。图4(a)～(c)是表示本专利技术的实施方式中的电子发射元件中的半导电层30A内的银纳米粒子的状态的差异的示意性截面图。图5(a)及(b)是表示含有银纳米粒子的半导电层的截面STEM像的图。图6(a)～(c)是表示半导电层的截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子发射元件的制造方法，其特征在于，包含：步骤A，准备铝基板或由基板支承的铝层；步骤B，通过使所述铝基板的表面或所述铝层的表面阳极氧化，形成具有多个细孔的多孔氧化铝层；步骤C，通过向所述多个细孔内赋予银纳米粒子，而使所述多个细孔内承载银纳米粒子；步骤D，在所述步骤C之后，对所述铝基板或所述铝层的表面的实质整个面赋予绝缘层形成溶液；步骤E，在所述步骤D之后，通过至少减少所述绝缘层形成溶液中所含的溶剂，而形成绝缘层；及步骤F，在所述步骤E之后，在所述绝缘层上形成电极。

【技术特征摘要】
2017.09.11 JP 2017-1741151.一种电子发射元件的制造方法，其特征在于，包含：步骤A，准备铝基板或由基板支承的铝层；步骤B，通过使所述铝基板的表面或所述铝层的表面阳极氧化，形成具有多个细孔的多孔氧化铝层；步骤C，通过向所述多个细孔内赋予银纳米粒子，而使所述多个细孔内承载银纳米粒子；步骤D，在所述步骤C之后，对所述铝基板或所述铝层的表面的实质整个面赋予绝缘层形成溶液；步骤E，在所述步骤D之后，通过至少减少所述绝缘层形成溶液中所含的溶剂，而形成绝缘层；及步骤F，在所述步骤E之后，在所述绝缘层上形成电极。2.根据权利要求1所述的电子发射元件的制造方法，其特征在于，所述步骤D包含涂布或印刷所述绝缘层形成溶液的步骤。3.根据权利要求1或2所述的电子发射元件的制造方法，其特征在于，所述步骤D包含利用旋涂法涂布所述绝缘层形成溶液的步骤。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子发射元件的制造方法，其特征在于，所述步骤F包含在所述绝缘层上堆积导电膜的步骤F1、及通过使所述导电膜图案化而形成所述电极的步骤F2。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子发射元件的制造方法，其特征在于，所述电极包含金属。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电子发射元件的制造方法，其特征在于，所述步骤A中准备的所述铝基板或所述铝层的表面，通过电极间绝缘层被局部地覆盖。7.根据权利要求6所述的电子发射元件的制造方法，其特征在于，所述步骤A包含：步骤A1，准备铝基板或由基板支承的铝层；及步骤A2，形成所述电极间绝缘层，且所述电极间绝缘层含有通过使所述步骤A1中准备的所述铝基板或所述铝层的一部分表面阳极氧化而形成的阳极氧化层。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子发射元件的制造方法，其特征在于，所述步骤E包含对所述绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：中松健一郎，林秀和，田口登喜生，岩松正，新川幸治，高崎舞，金子俊博，新纳厚志，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP