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公開番号2025126056
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024022431
出願日2024-02-16
発明の名称発光素子、及び光照射装置
出願人岩崎電気株式会社
代理人
主分類H01J 63/06 20060101AFI20250821BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】プリント基板等の基板への容易な実装が可能な電子線励起型の発光素子、及び、及び、その発光素子を備えた光照射装置を提供すること。
【解決手段】電子線源11と、電子線源11の電子線によって励起される発光層21Lを有する発光部21と、を備える発光素子10であって、電子線源11は基板31に実装され、基板31の上面31Aに、電子線源11を上方から囲う外郭部51が配置され、外郭部51の上部に発光部21が配置され、基板31、外郭部51及び発光部21で囲まれた空間は真空であり、発光部21は、電子線を加速するための高電圧が印加されるアノード電極41を有し、基板31の下面31Bに、電子線源11に導通するカソード端子TC及びゲート端子TGと、アノード電極41に導通するアノード端子TAが、当該基板31を平面実装可能に平面的に配置される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電子線源と、前記電子線源の電子線によって励起される発光層を有する発光部と、を備える発光素子であって、
前記電子線源は基板に実装され、前記基板の上面に、前記電子線源を上方から囲う外郭部が配置され、前記外郭部の上部に前記発光部が配置され、
前記基板、前記外郭部及び前記発光部で囲まれた空間は真空であり、
前記発光部は、前記電子線を加速するための高電圧が印加されるアノード電極を有し、
前記基板の下面に、前記電子線源に導通するカソード端子及びゲート端子と、前記アノード電極に導通するアノード端子が、当該基板を平面実装可能に平面的に配置される
発光素子。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記外郭部は、前記アノード電極に導通する外郭部パターン層が設けられた絶縁部材であり、前記基板には、前記外郭部の導体を構成する前記外郭部パターン層に接合されると共に前記アノード端子に導通する基板パターン層が設けられる
請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記外郭部は、前記アノード電極と前記基板の上面とを導通可能な導体であり、
前記基板には、前記外郭部に接合されると共に前記アノード端子に導通する基板パターン層が設けられる
請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記基板パターン層は、前記基板の上面に、所定形状に沿って設けられ、
前記ゲート端子及びカソード端子は、前記基板の下面における前記所定形状の中央に対応する領域に設けられる
請求項２又は３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記基板パターン層は、前記基板の上面に、前記外郭部の下面を前記基板の上面に投影した形状の範囲に延出する形状である
請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記アノード電極は、アルミニウムを含み、
前記アノード電極には、Ｔｉ及びＣｒの少なくともいずれかを含む接合用電極層が設けられ、前記接合用電極層が金属接合材を介して前記外郭部の導体に接合される
請求項２又は３に記載の発光素子。
【請求項７】
前記発光部は、前記外郭部に設けられた開口部を覆う透明基板と、前記透明基板の下面に形成されて前記発光層として機能する第１薄膜と、前記発光層の下面に形成されて前記アノード電極として機能する第２薄膜と、を備える
請求項１から３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記発光層は、前記電子線によって深紫外光を放射する
請求項１から３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項９】
請求項１から３のいずれか一項に記載の発光素子を実装したプリント基板を備え、
前記発光素子の光を対象物に照射する産業用途の光照射装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、及び光照射装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
電子線源と、電子線源の電子線によって励起される発光層とを備える電子線励起型の発光素子の開発が進められている（例えば、特許文献１～３）。この種の発光素子は、消毒、殺菌、減菌及び表面改質用等に好適な深紫外光の光源等として期待できる。特許文献１には、電子線源と、電子線源の電子線によって励起される発光層とを素子化、あるいはモジュール化することを目的として、電子放出素子上にガラス板を配置し、ガラス板上に、金蒸着面、六方晶窒化ホウ素薄膜を積層することにより、電子放出素子の基板裏面に取り付けられたカソード、六方晶窒化ホウ素薄膜の下面に形成したＴｉ／Ａｕ面をアノードとする構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－７９８７３号公報
特開２０１５－４６４１５号公報
特開２０２３－５５４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的な半導体部品と同様に、プリント基板等の基板への容易な実装が可能な電子線励起型の発光素子を開発することが望まれる。
しかし、特許文献１～３記載の技術のいずれもプリント基板等へ実装することは開示されていない。例えば、引用文献１記載の技術は、発光層裏面に取り付けられたアノード電極と、発光層に絶縁スペーサーを介して取り付けられた電子線放出基板と、電子線放出基板裏面に取り付けられたカソード電極に電圧を印加することは開示されているが、プリント基板への実装の形態は開示がない。
そこで、本開示は、プリント基板等の実装基板への容易な実装が可能な電子線励起型の発光素子、及び、その発光素子を備えた光照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、電子線源と、前記電子線源の電子線によって励起される発光層とを備える発光素子であって、上面、及び下面を有し、上面に前記電子線源が実装される基板と、前記電子線源を上方から囲い、内部が真空の外郭部と、前記外郭部の上部に配置され、前記発光層Ｌを有する発光部と、を備え、前記発光部は、前記電子線を加速するための高電圧が印加されるアノード電極を有し、前記基板の下面には、前記電子線源に導通するカソード端子及びゲート端子と、前記アノード電極に導通するアノード端子が、当該基板を平面実装可能に平面的に配置される発光素子を提供する。
また、前記発光素子を実装したプリント基板を備え、前記発光素子の光を対象物に照射する産業用途の光照射装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、プリント基板等の実装基板への容易な実装が可能な電子線励起型の発光素子、及び、その発光素子を備えた光照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
（Ａ）は発光素子の結線構造を示し、（Ｂ）は発光原理を示す図である。
発光素子の断面構造を模式的に示す図である。
電子線源と基板の導通構造を示す図である。
発光部と外郭部の導通構造、及び、外郭部と基板の導通構造を示す図である。
外郭部パターン層の変形例の説明に供する図である。
（Ａ）は第１実施例に係る発光素子の斜視図であり、（Ｂ）は第１実施例に係る発光素子の分解斜視図である。
第１実施例に係る発光素子の基板を示す図である。
（Ａ）～（Ｄ）は発光素子を実装基板に実装した複数の態様をそれぞれ示す図である。
（Ａ）は第２実施例に係る発光素子の外郭部を示し、（Ｂ）は第２実施例に係る発光素子１０の断面構造を示し、（Ｃ）は変形例に係る発光素子の断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る発光素子１０の基本構造を示す図であり、図１（Ａ）は発光素子１０の結線構造を示し、図１（Ｂ）は発光原理を示す図である。図２は発光素子１０の断面構造を模式的に示す図である。
本実施形態の発光素子１０は、電子線源１１と、電子線源１１の電子線によって励起される発光層２１Ｌを有する発光部２１と、電子線源１１が実装される基板３１（図２）と、高電圧が印加されるアノード電極４１とを、素子化、及び、パッケージ化した構成である。そのため、発光素子１０は、電子線励起型の発光素子、及び、電子線励起型の発光素子パッケージ等と表記することができる。
なお、アノード電極４１は発光層２１Ｌに設けられるので、アノード電極４１は発光部２１に設けられているものとして説明する。
【０００９】
図１（Ａ）に示すように、電子線源１１は、上部電極１１Ａと下部電極１１Ｂとの間に絶縁体（例えば絶縁膜）をサンドイッチしたＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ／Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ／Ｍｅｔａｌ）構造、又は、上部電極１１Ａと下部電極１１Ｂとの間に酸化物（例えば酸化膜）をサンドイッチしたＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ／Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ／Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造を有し、平面型の電子線源１１に形成される。図１（Ａ）には、上部電極１１Ａと下部電極１１Ｂとの間の部分（絶縁体／酸化物）を、符号１１Ｃを付して示している。
【００１０】
下部電極１１Ｂは、カソード電極に相当し、上部電極１１Ａは、カソード電極に対して正の電位を持つゲート電極に相当する。上部電極１１Ａと下部電極１１Ｂの間に所定の電圧Ｖａを印加することで上記部分１１Ｃに強電界を作り、電子をトンネリングさせる。それらの電子のうち、上部電極１１Ａの仕事関数を超えるエネルギーを持つ電子が真空中に放出される。電圧Ｖａは例えば１０～３０Ｖである。
（【００１１】以降は省略されています）

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