JP2000195678A - Luminescent element and image display device - Google Patents
Luminescent element and image display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外光を波長変換
して可視光を放射する発光素子に関する。また、本発明
は、可視光を放射する波長変換膜の励起エネルギ源とし
て紫外発光素子を用いる薄型の画像表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device which emits visible light by converting the wavelength of ultraviolet light. The present invention also relates to a thin image display device using an ultraviolet light emitting element as an excitation energy source for a wavelength conversion film that emits visible light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】画像表示装置は、例えば情報処理装置や
各種放送用受信機等と組み合わせて使用され、画像情報
や文字情報を表示する装置である。画像表示装置は、近
年、薄型化・大画面化されることが望まれており、各種
の表示方式が研究され、開発を進められている。2. Description of the Related Art An image display device is a device that is used in combination with, for example, an information processing device and various broadcast receivers, and displays image information and character information. In recent years, it has been desired that the image display device be made thinner and have a larger screen, and various display methods have been studied and developed.
【０００３】画像表示装置においては、薄膜型の発光素
子を用いることによって薄型化及び大画面化を実現容易
とする薄型の画像表示装置が提案されている。このよう
な薄型の画像表示装置に用いられる薄膜型の発光素子と
しては、例えば、薄膜型エレクトロルミネッセンス素子
（以下、薄膜型ＥＬ素子と称する。）がある。As the image display device, there has been proposed a thin image display device which can easily realize a reduction in thickness and a large screen by using a thin film type light emitting element. As a thin-film light-emitting element used for such a thin image display device, for example, there is a thin-film electroluminescence element (hereinafter, referred to as a thin-film EL element).
【０００４】薄膜型ＥＬ素子は、基板上に、第１の導電
膜と、第１の絶縁膜と、発光膜と、第２の絶縁膜と、第
２の導電膜とを順次積層した構造とされる。薄膜型ＥＬ
素子においては、母体材料中に発光中心となる元素が添
加されることによって発光膜が形成されてなり、第１の
導電膜と第２の導電膜との間に電界を印加することによ
って発光膜が発光する構成とされる。[0004] The thin-film EL element has a structure in which a first conductive film, a first insulating film, a light emitting film, a second insulating film, and a second conductive film are sequentially stacked on a substrate. Is done. Thin-film EL
In the element, a light-emitting film is formed by adding an element serving as a light-emission center to a base material, and the light-emitting film is formed by applying an electric field between the first conductive film and the second conductive film. Is configured to emit light.
【０００５】薄膜型ＥＬ素子を用いた画像表示装置とし
ては、発光膜をＺｎＳ：Ｍｎによって形成した薄膜型Ｅ
Ｌ素子に対して赤色と緑色とのカラーフィルタを配設
し、発光膜をＳｒＳ：ＣｅやＳｒＧａ2Ｓ4：Ｃｅ等によ
って形成した薄膜型ＥＬ素子によって青色の発光を得る
ことで、画素を構成するとした提案がなされている（El
ectroluminescent Displays, Y.Ono, World Scientifi
c）。As an image display device using a thin film type EL element, a thin film type E in which a light emitting film is formed of ZnS: Mn is used.
A pixel is formed by providing red and green color filters for the L element and obtaining blue light emission by a thin film EL element in which a light emitting film is formed of SrS: Ce or SrGa 2 S 4 : Ce. A proposal has been made (El
ectroluminescent Displays, Y.Ono, World Scientifi
c).
【０００６】また、同様の画像表示装置としては、Ｓｒ
Ｓ：ＣｅとＺｎＳ：Ｍｎとを積層形成した発光膜を備え
て白色発光する薄膜型ＥＬ素子に対して、赤色、緑色及
び青色のカラーフィルタを配設することで、画素を構成
するとした提案もなされている。A similar image display device is Sr.
There is also a proposal that a pixel is configured by arranging red, green, and blue color filters with respect to a thin-film EL element that emits white light and includes a light-emitting film in which S: Ce and ZnS: Mn are stacked. It has been done.
【０００７】一方、画像表示装置においては、紫外光を
放射する紫外発光素子と、この紫外光を波長変換して可
視光を放射する波長変換膜とを備える発光素子によっ
て、画素を構成するとした提案がなされている。具体的
には、例えば、特開昭６１−１６４９５号公報、特開昭
６３−１８３１９号公報、「Japanese Journal of Appl
ied Physics, Vol.30, NO.10A, 1991, L1815」等に記載
されているように、紫外発光エレクトロルミネッセンス
素子（以下、紫外発光ＥＬ素子と称する。）と、蛍光体
とを組み合わせることによって、画素が構成された画像
表示装置が提案されている。On the other hand, in an image display device, a pixel is constituted by a light emitting element having an ultraviolet light emitting element that emits ultraviolet light and a wavelength conversion film that emits visible light by converting the wavelength of the ultraviolet light. Has been made. Specifically, for example, JP-A-61-16495, JP-A-63-18319, and "Japanese Journal of Appl.
ied Physics, Vol. 30, NO. 10A, 1991, L1815 ”, etc., by combining an ultraviolet light emitting electroluminescent element (hereinafter, referred to as an ultraviolet light emitting EL element) with a phosphor, 2. Description of the Related Art An image display device including pixels has been proposed.
【０００８】画像表示装置は、紫外発光素子から放射さ
れた紫外光を波長変換膜によって可視光に波長変換する
構成とすることにより、発光材料の選択が容易となり、
画像情報又は文字情報を高品位に表示することができ
る。In the image display device, the wavelength of ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting element is converted into visible light by the wavelength conversion film, so that the selection of the light emitting material is facilitated.
Image information or character information can be displayed with high quality.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところが、画像表示装
置においては、上述したように紫外光を可視光に波長変
換する構成とした場合に、紫外発光素子から放射された
紫外光、及び波長変換膜から放射される可視光がそれぞ
れ各部材から等方的に放射されてしまう。このため、従
来の画像表示装置においては、紫外発光素子から放射さ
れた紫外光が効率よく波長変換膜へ導かれておらず、ま
た、波長変換膜から放射された可視光が効率よく画像表
示面へ導かれていないといった問題があった。However, in the image display device, when the wavelength of the ultraviolet light is converted into the visible light as described above, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting element and the wavelength conversion film are used. Visible light emitted from each member is isotropically emitted from each member. For this reason, in the conventional image display device, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting element is not efficiently guided to the wavelength conversion film, and the visible light emitted from the wavelength conversion film is efficiently displayed on the image display surface. There was a problem that was not led to.
【００１０】また、従来の画像表示装置は、波長変換膜
の膜厚が薄い場合、あるいは、波長変換膜における波長
変換材の含有率が低い場合等に、波長変換膜に導かれた
紫外光を、波長変換材の励起エネルギとして十分に利用
することができないといった問題があった。[0010] Further, the conventional image display apparatus is capable of transmitting ultraviolet light guided to the wavelength conversion film when the film thickness of the wavelength conversion film is thin or when the content of the wavelength conversion material in the wavelength conversion film is low. In addition, there is a problem that the wavelength conversion material cannot be sufficiently used as excitation energy.
【００１１】さらに、従来の画像表示装置は、波長変換
膜の膜厚が厚い場合に、波長変換膜に導かれた紫外光
が、この波長変換膜の表面近傍のみで吸収されてしまう
という問題があった。そのため、従来の画像表示装置
は、波長変換膜から放射された可視光が、この波長変換
膜の内部で多重散乱したり、吸収されたりしてしまい、
画像表示面に十分に到達しないといった問題があった
（Japanese Journal of Applied Physics, Vol.37, 199
8, L129）。Further, the conventional image display apparatus has a problem that when the thickness of the wavelength conversion film is large, the ultraviolet light guided to the wavelength conversion film is absorbed only near the surface of the wavelength conversion film. there were. Therefore, in the conventional image display device, the visible light emitted from the wavelength conversion film is multiple-scattered or absorbed inside the wavelength conversion film,
There was a problem that the image display surface was not sufficiently reached (Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 37, 199
8, L129).
【００１２】すなわち、従来の画像表示装置は、紫外発
光素子から放射された紫外光を効率よく波長変換膜に導
くことが困難であるとともに、波長変換膜から放射され
た可視光を効率よく画像表示面に導くことが困難である
ために、十分な発光輝度を効率よく得ることができない
といった問題があった。That is, in the conventional image display device, it is difficult to efficiently guide the ultraviolet light radiated from the ultraviolet light emitting element to the wavelength conversion film, and the visible light radiated from the wavelength conversion film is efficiently displayed on the image. There is a problem that it is difficult to efficiently obtain sufficient light emission luminance because it is difficult to guide the light to the surface.
【００１３】そこで、本発明は、機能的な光学特性を有
する誘電体膜を備えることによって、紫外光と可視光と
の利用効率を向上させた発光素子を提供することを目的
とする。また、本発明は、マトリクス状に配置された複
数の紫外発光素子のそれぞれに対して、機能的な光学特
性を有する誘電体膜を配設することによって、紫外光と
可視光との利用効率を向上させて高輝度で画像を表示す
る画像表示装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light-emitting element having improved utilization efficiency of ultraviolet light and visible light by providing a dielectric film having functional optical characteristics. In addition, the present invention increases the utilization efficiency of ultraviolet light and visible light by arranging a dielectric film having functional optical characteristics for each of a plurality of ultraviolet light emitting elements arranged in a matrix. It is an object of the present invention to provide an image display device which displays an image with improved brightness at high luminance.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明に係る発光素子は、紫外光を放射する紫
外発光素子と、紫外光を透過させて可視光を反射させる
誘電体膜と、紫外光を可視光に波長変換して放射する波
長変換膜とがこの順で基板上に形成されてなる。In order to achieve the above object, a light emitting device according to the present invention comprises an ultraviolet light emitting device that emits ultraviolet light and a dielectric film that transmits ultraviolet light and reflects visible light. And a wavelength conversion film that converts the wavelength of ultraviolet light into visible light and emits the converted light is formed on the substrate in this order.
【００１５】以上のように構成された発光素子は、可視
光が誘電体膜で反射されるために、波長変換膜から放射
される可視光が、誘電体膜が配設された側と反対側に向
けて一方向に放射されてなる。In the light emitting device having the above-described structure, since visible light is reflected by the dielectric film, visible light emitted from the wavelength conversion film is transmitted to the opposite side to the side on which the dielectric film is provided. Radiation in one direction.
【００１６】また、本発明に係る発光素子は、紫外光を
放射する紫外発光素子と、紫外光を可視光に波長変換し
て放射する波長変換膜と、紫外光を反射させて可視光を
透過させる誘電体膜とがこの順で基板上に形成されてな
る。Further, the light emitting device according to the present invention comprises an ultraviolet light emitting device which emits ultraviolet light, a wavelength conversion film which converts the wavelength of ultraviolet light into visible light and emits the same, and transmits visible light by reflecting ultraviolet light. And a dielectric film to be formed on the substrate in this order.
【００１７】以上のように構成された発光素子は、紫外
光が誘電体膜で反射されるために、紫外発光素子から放
射される紫外光が、効率よく波長変換膜に向けて導かれ
てなる。In the light emitting device configured as described above, since the ultraviolet light is reflected by the dielectric film, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting device is efficiently guided to the wavelength conversion film. .
【００１８】さらに、本発明に係る発光素子は、紫外光
を放射する紫外発光素子と、紫外光を透過させて可視光
を反射させつ第１の誘電体膜と、紫外光を可視光に波長
変換して放射する波長変換膜と、紫外光を反射させて可
視光を透過させる第２の誘電体膜とがこの順で基板上に
形成されてなる。Further, the light emitting device according to the present invention includes an ultraviolet light emitting device that emits ultraviolet light, a first dielectric film that transmits ultraviolet light and reflects visible light, and a wavelength that converts ultraviolet light to visible light. A wavelength conversion film that converts and emits light, and a second dielectric film that reflects ultraviolet light and transmits visible light are formed on the substrate in this order.
【００１９】以上のように構成された発光素子は、可視
光が第１の誘電体膜で反射されるために、波長変換膜か
ら放射される可視光が、誘電体膜が配設された側と反対
側に向けて一方向に放射されてなる。また、発光素子
は、紫外光が第２の誘電体膜で反射されるために、紫外
発光素子から放射される紫外光が、効率よく波長変換膜
に向けて導かれてなる。In the light-emitting element configured as described above, since the visible light is reflected by the first dielectric film, the visible light emitted from the wavelength conversion film is not reflected on the side on which the dielectric film is provided. It is radiated in one direction toward the opposite side. In the light emitting element, since the ultraviolet light is reflected by the second dielectric film, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting element is efficiently guided to the wavelength conversion film.
【００２０】また、本発明に係る画像表示装置は、マト
リクス状に配置されて各々紫外光を放射する複数の紫外
発光素子と、紫外光を透過させて可視光を反射させる誘
電体膜と、紫外光を可視光に波長変換して放射する波長
変換膜とがこの順で基板上に形成されてなる。The image display device according to the present invention comprises a plurality of ultraviolet light emitting elements arranged in a matrix and each emitting ultraviolet light, a dielectric film transmitting ultraviolet light and reflecting visible light, A wavelength conversion film for converting light into visible light and emitting the light is formed on the substrate in this order.
【００２１】以上のように構成された画像表示装置は、
可視光が誘電体膜で反射されるために、波長変換膜から
放射される可視光が、誘電体膜が配設された側と反対側
に向けて一方向に放射されてなる。The image display device configured as described above is
Since the visible light is reflected by the dielectric film, the visible light emitted from the wavelength conversion film is emitted in one direction toward the side opposite to the side on which the dielectric film is provided.
【００２２】さらに、本発明に係る画像表示装置は、マ
トリクス状に配置されて各々紫外光を放射する複数の紫
外発光素子と、紫外光を可視光に波長変換して放射する
波長変換膜と、紫外光を反射させて可視光を透過させる
誘電体膜とがこの順で基板上に形成されてなる。Further, the image display device according to the present invention comprises: a plurality of ultraviolet light emitting elements arranged in a matrix and each emitting ultraviolet light; a wavelength conversion film for converting the wavelength of ultraviolet light into visible light and emitting it; A dielectric film that reflects ultraviolet light and transmits visible light is formed on the substrate in this order.
【００２３】以上のように構成された画像表示装置は、
紫外光が誘電体膜で反射されるために、紫外発光素子か
ら放射される紫外光が、効率よく波長変換膜に向けて導
かれてなる。The image display device configured as described above is
Since the ultraviolet light is reflected by the dielectric film, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting device is efficiently guided toward the wavelength conversion film.
【００２４】また、本発明に係る画像表示装置は、マト
リクス状に配置されて各々紫外光を放射する複数の紫外
発光素子と、紫外光を透過させて可視光を反射させる第
１の誘電体膜と、紫外光を可視光に波長変換して放射す
る波長変換膜と、紫外光を反射させて可視光を透過させ
る第２の誘電体膜とがこの順で基板上に形成されてな
る。Further, the image display device according to the present invention comprises a plurality of ultraviolet light emitting elements which are arranged in a matrix and emit ultraviolet light, and a first dielectric film which transmits ultraviolet light and reflects visible light. And a wavelength conversion film that converts the wavelength of ultraviolet light into visible light and emits the light, and a second dielectric film that reflects ultraviolet light and transmits visible light is formed on the substrate in this order.
【００２５】以上のように構成された画像表示装置は、
可視光が第１の誘電体膜で反射されるために、波長変換
膜から放射される可視光が、誘電体膜が配設された側と
反対側に向けて一方向に放射されてなる。また、画像表
示装置は、紫外光が第２の誘電体膜で反射されるため
に、紫外発光素子から放射される紫外光が、効率よく波
長変換膜に向けて導かれてなる。The image display device configured as described above
Since the visible light is reflected by the first dielectric film, the visible light emitted from the wavelength conversion film is emitted in one direction toward the side opposite to the side on which the dielectric film is provided. In the image display device, since the ultraviolet light is reflected by the second dielectric film, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting element is efficiently guided toward the wavelength conversion film.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明に
おいては、先ず、図１に示すような発光素子１について
説明することとする。なお、以下の説明においては、各
部材並びにその材料、大きさ、膜厚及び成膜方法等につ
いて具体的な例を挙げるが、本発明は以下の例に限定さ
れるものではない。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, first, the light emitting element 1 as shown in FIG. 1 will be described. In the following description, specific examples are given for each member and its material, size, film thickness, film forming method, and the like, but the present invention is not limited to the following examples.
【００２７】発光素子１は、基板２上に、第１の導電膜
３と、第１の絶縁膜４と、紫外発光膜５と、第２の絶縁
膜６と、第２の導電膜７と、第１の誘電体膜８と、波長
変換膜９と、第２の誘電体膜１０とがこの順に形成され
ており、全体で積層構造を呈している。また、発光素子
１においては、第１の導電膜３と、第１の絶縁膜４と、
紫外発光膜５と、第２の絶縁膜６と、第２の導電膜７と
によって紫外発光エレクトロルミネッセンス素子１１
（以下、紫外発光ＥＬ素子１１と称する。）が構成され
ている。The light emitting element 1 includes a first conductive film 3, a first insulating film 4, an ultraviolet light emitting film 5, a second insulating film 6, and a second conductive film 7 on a substrate 2. The first dielectric film 8, the wavelength conversion film 9, and the second dielectric film 10 are formed in this order, and have a laminated structure as a whole. In the light emitting element 1, the first conductive film 3, the first insulating film 4,
The ultraviolet light emitting electroluminescent element 11 is formed by the ultraviolet light emitting film 5, the second insulating film 6, and the second conductive film 7.
(Hereinafter, referred to as an ultraviolet light emitting EL element 11).
【００２８】発光素子１は、第１の導電膜３と第２の導
電膜７との間に電界を印加することによって紫外発光膜
５が紫外光を放射する構成とされる。また、発光素子１
においては、紫外発光膜５から放射された紫外光が波長
変換膜９に入射されることによって、この波長変換膜９
が可視光を放射する構成とされる。そして、発光素子１
は、波長変換膜９から放射された可視光を、発光面とさ
れる第２の誘電体膜１０の外方に臨む主面１０ａから外
方に向けて出射する構成とされてなる。The light emitting element 1 has a structure in which the ultraviolet light emitting film 5 emits ultraviolet light by applying an electric field between the first conductive film 3 and the second conductive film 7. Light emitting element 1
In this case, the ultraviolet light radiated from the ultraviolet light emitting film 5 is incident on the wavelength conversion film 9 so that the wavelength conversion film 9
Are configured to emit visible light. And the light emitting element 1
Is configured such that visible light emitted from the wavelength conversion film 9 is emitted outward from a main surface 10a facing the outside of the second dielectric film 10, which is a light emitting surface.
【００２９】なお、以下の説明において、紫外光とは、
波長４５０ｎｍ以下の電磁波のことをいう。In the following description, ultraviolet light means
This refers to electromagnetic waves having a wavelength of 450 nm or less.
【００３０】基板２は、例えば合成石英ガラス等の硬質
材料によって、略平板状に形成されている。基板２は、
大きさ、厚み、形状等を限定されるものではなく、目的
に応じた所定の機械的強度を備える厚みに形成されてい
ればよい。また、基板２は、非導電性を有する材料によ
って形成されることが望ましい。これにより、第１の導
電膜３に印加される電圧が短絡してしまうことがない。The substrate 2 is formed of a hard material such as synthetic quartz glass into a substantially flat plate shape. Substrate 2
The size, thickness, shape, and the like are not limited, and may be any thickness as long as it has a predetermined mechanical strength according to the purpose. Further, it is desirable that the substrate 2 is formed of a non-conductive material. Thus, the voltage applied to the first conductive film 3 is not short-circuited.
【００３１】第１の導電膜３は、導電性を有する材料に
よって、薄膜状に形成されている。第１の導電膜３は、
例えば、Ｍｏ，Ａｌ，Ｔａ，Ｗ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃ
ｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｗ，Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，Ｚｎ
Ｏ：Ａｌ，酸化インジウム錫（ＩＴＯ），酸化インジウ
ム亜鉛（Ｉｎ2Ｏ3：Ｚｎ）等の材料によって形成されて
いる。The first conductive film 3 is formed of a conductive material into a thin film. The first conductive film 3
For example, Mo, Al, Ta, W, Au, Ag, Pt, C
u, Ni, Cr, Ti, W, In 2 O 3 , SnO 2 , Zn
O: Al, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (In 2 O 3 : Zn) and the like.
【００３２】第１の絶縁膜４は、電気絶縁性を有する材
料によって薄膜状に形成されている。第１の絶縁膜４
は、第１の導電膜３と紫外発光膜５及び第２の導電膜７
との電気的短絡を防止する機能を有している。また、第
１の絶縁膜４は、紫外発光膜５が外環境に晒されて、大
気中の水分、酸素、二酸化炭素等によって劣化してしま
うことを防止する機能を有している。The first insulating film 4 is formed in a thin film from a material having electrical insulation. First insulating film 4
Are the first conductive film 3, the ultraviolet light emitting film 5, and the second conductive film 7
And a function of preventing an electrical short circuit with the Further, the first insulating film 4 has a function of preventing the ultraviolet light emitting film 5 from being exposed to an external environment and being deteriorated by moisture, oxygen, carbon dioxide and the like in the air.
【００３３】また、第１の絶縁膜４は、例えば、ＳｉＯ
2，ＳｉＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＳｉＯＮ，Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＡｌ
ＯＮ，ＢａＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3，Ｔａ2Ｏ5，Ｓｍ
2Ｏ3，ＢａＴａ2Ｏ6，ＴｉＯ2，Ｙ2Ｏ3等のように、電
気絶縁性を有し、且つ大きな誘電率を有する材料によっ
て形成されることが望ましい。これにより、第１の絶縁
膜４は、紫外発光膜５との界面に蓄積される電荷量を増
大し、この紫外発光膜５内の電荷移動量を増大させるこ
とで発光輝度を向上させることができる。The first insulating film 4 is made of, for example, SiO 2
2, SiN, Si 3 N 4 , SiON, Al 2 O 3, SiAl
ON, BaTiO 3 , SrTiO 3 , Ta 2 O 5 , Sm
It is desirable to be formed of a material having electrical insulation and a large dielectric constant, such as 2 O 3 , BaTa 2 O 6 , TiO 2 , Y 2 O 3 and the like. As a result, the first insulating film 4 increases the amount of electric charge accumulated at the interface with the ultraviolet light emitting film 5, and increases the amount of charge transfer in the ultraviolet light emitting film 5 to improve the light emission luminance. it can.
【００３４】紫外発光膜５は、薄膜状に形成されてお
り、母体材料中に発光中心を添加して形成されている。
紫外発光膜５においては、母体材料として、例えば３Ｂ
族元素の窒化物やＺｎ2ＳｉＯ4で表される化合物が選ば
れ、発光中心として、Ｇｄ等の希土類元素及び／又は希
土類元素の化合物が選ばれる。また、紫外発光膜５は、
第１の導電膜３と第２の導電膜７との間に挟まれて形成
されており、これら第１の導電膜３と第２の導電膜７と
の間に電界を印加されることによって紫外光を放射す
る。The ultraviolet light emitting film 5 is formed in a thin film shape, and is formed by adding a light emitting center to a base material.
In the ultraviolet light emitting film 5, as a base material, for example, 3B
A nitride represented by a group III element or a compound represented by Zn 2 SiO 4 is selected, and a rare earth element such as Gd and / or a compound of a rare earth element is selected as a luminescence center. Further, the ultraviolet light emitting film 5
It is formed between the first conductive film 3 and the second conductive film 7 and is formed by applying an electric field between the first conductive film 3 and the second conductive film 7. Emit ultraviolet light.
【００３５】紫外発光膜５において、発光中心として添
加する希土類元素は、単体希土類元素であってもよい
し、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、酸化物又は
窒化物等であってもよい。また、これらの混合物であっ
てもよい。In the ultraviolet light emitting film 5, the rare earth element to be added as the luminescent center may be a single rare earth element, or may be a fluoride, chloride, bromide, iodide, oxide or nitride. . Further, a mixture thereof may be used.
【００３６】また、紫外発光膜５においては、発光中心
の添加量が１０原子％を超えると、共鳴エネルギ移動等
の非輻射過程による濃度消失が生じてしまう。したがっ
て、紫外発光膜５においては、発光中心を母体材料に対
して０．１原子％〜１０原子％なる割合で添加すること
が望ましい。In addition, in the ultraviolet light emitting film 5, if the amount of the light emitting center exceeds 10 atomic%, the concentration disappears due to a non-radiation process such as resonance energy transfer. Therefore, in the ultraviolet light emitting film 5, it is desirable to add the luminescent center at a ratio of 0.1 atomic% to 10 atomic% with respect to the base material.
【００３７】紫外発光膜５は、具体的には、母体材料
を、例えばＢＮ，ＡｌＮ，ＧａＮ，ＩｎＮ，Ｉｎ−Ｇａ
−Ａｌ−Ｎ等のような３Ｂ族元素の窒化物によって形成
され、この母体材料中に発光中心として、例えばＧｄ等
の希土類元素及び／又は希土類元素の化合物を添加され
ることによって形成される。これにより、紫外発光膜５
は、電界を印加されることによって紫外光を放射するこ
とができるとともに、３Ｂ族元素の窒化物が化学的に安
定した化合物であるために、強電界下や紫外線暴露下に
おいても、大気中の水分、酸素、二酸化炭素等によって
劣化することがなく、長期的に安定した輝度を維持する
ことができる。The ultraviolet light emitting film 5 is made of a material such as BN, AlN, GaN, InN, In-Ga
-Formed by a nitride of a Group 3B element such as Al-N or the like, and formed by adding a rare earth element such as Gd and / or a compound of a rare earth element as a luminescent center to the base material. Thereby, the ultraviolet light emitting film 5
Can emit ultraviolet light when an electric field is applied, and because the nitride of a Group 3B element is a chemically stable compound, it can be exposed to the atmosphere even under a strong electric field or exposure to ultraviolet light. A stable luminance can be maintained for a long time without being deteriorated by moisture, oxygen, carbon dioxide and the like.
【００３８】また、紫外発光膜５は、母体材料を、例え
ばＺｎ2ＳｉＯ4で表される化合物によって形成され、こ
の母体材料中に発光中心として、例えばＧｄ等の希土類
元素及び／又は希土類元素の化合物を添加されることに
よって形成されてもよい。これにより、紫外発光膜５
は、電界を印加されることによって紫外光を放射するこ
とができるとともに、母体材料が酸化物によって形成さ
れたことによって、大気中の水分等による特性の劣化が
生じにくい。The ultraviolet light-emitting film 5 is made of a base material made of, for example, a compound represented by Zn 2 SiO 4 , and has a luminescent center in the base material of a rare earth element such as Gd and / or a rare earth element. It may be formed by adding a compound. Thereby, the ultraviolet light emitting film 5
Can emit ultraviolet light when an electric field is applied, and since the base material is formed of an oxide, deterioration of characteristics due to moisture in the air and the like is less likely to occur.
【００３９】また、このとき、紫外発光膜５は、母体材
料中のＳｉのうちの一部をＧｅで置換したり、作製時の
成膜条件によって若干の酸素欠損を有するように形成さ
れてもよい。すなわち、紫外発光膜５は、母体材料が一
般式Ｚｎ2Ｓｉ1-xＧｅxＯ4-y（０≦ｘ≦１，０≦ｙ＜
１）で表される化合物によって形成されてもよい。これ
により、母体材料のバンドギャップエネルギは、５ｅＶ
以上になる。また、Ｇｄ原子は、6Ｐ7/2状態から8Ｓ状
態に内殻遷移する際のエネルギ準位差が４ｅＶである。
したがって、紫外発光膜５は、発光中心がＧｄ原子の内
殻遷移によって紫外光を放射した際に、この紫外光を母
体材料が吸収してしまうことがない。At this time, the ultraviolet light-emitting film 5 may be formed so that part of Si in the base material is replaced with Ge, or that the film has some oxygen deficiency depending on the film forming conditions at the time of fabrication. Good. That is, the base material of the ultraviolet light emitting film 5 is a general formula Zn 2 Si 1-x Ge x O 4-y (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y <
It may be formed by the compound represented by 1). Thereby, the band gap energy of the base material is 5 eV
That is all. Further, Gd atom, the energy level difference at the time of inner shell transition from 6 P 7/2 state to the 8 S state is 4 eV.
Therefore, when the luminescent center of the ultraviolet light emitting film 5 emits ultraviolet light due to the inner shell transition of the Gd atom, the ultraviolet light is not absorbed by the base material.
【００４０】第２の絶縁膜６は、第１の絶縁膜４と同様
に、電気絶縁性を有する材料によって薄膜状に形成され
ている。第２の絶縁膜６は、第２の導電膜７と紫外発光
膜５及び第１の導電膜３との電気的短絡を防止する機能
を有している。また、第２の絶縁膜６は、第１の絶縁膜
４と同様に、紫外発光膜５の劣化を防止する機能を有し
ている。The second insulating film 6, like the first insulating film 4, is formed of a material having an electrical insulating property into a thin film. The second insulating film 6 has a function of preventing an electrical short circuit between the second conductive film 7 and the ultraviolet light emitting film 5 and the first conductive film 3. In addition, the second insulating film 6 has a function of preventing the ultraviolet light emitting film 5 from deteriorating, like the first insulating film 4.
【００４１】また、第２の絶縁膜６は、第１の絶縁膜４
と同様に、電気絶縁性を有し、且つ大きな誘電率を有す
る材料によって形成されることが望ましい。The second insulating film 6 is made of the first insulating film 4
Similarly to the above, it is desirable to be formed of a material having electrical insulation and a large dielectric constant.
【００４２】第２の絶縁膜６は、紫外発光膜５が形成さ
れた第１の絶縁膜４上に形成されており、紫外発光膜５
を覆うように形成されている。言い換えると、紫外発光
ＥＬ素子１１は、紫外発光膜５が第１の絶縁膜４と第２
の絶縁膜６とによって完全に囲まれた、いわゆる二重絶
縁構造とされてなる。The second insulating film 6 is formed on the first insulating film 4 on which the ultraviolet light emitting film 5 is formed.
It is formed so that it may cover. In other words, in the ultraviolet light emitting EL element 11, the ultraviolet light emitting film 5 is formed by the first insulating film 4 and the second
So-called double insulating structure completely surrounded by the insulating film 6.
【００４３】第２の導電膜７は、Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，
ＺｎＯ：Ａｌ，酸化インジウム錫（ＩＴＯ），酸化イン
ジウム亜鉛（Ｉｎ2Ｏ3：Ｚｎ）等のように、導電性を有
し、且つ透光性を有する材料によって薄膜状に形成され
ている。第２の導電膜７は、透光性を有していることに
よって、紫外発光膜５から放射された紫外光を透過させ
て、波長変換膜９に入射させることができる。The second conductive film 7 is made of In 2 O 3 , SnO 2 ,
It is formed in a thin film of a conductive and translucent material, such as ZnO: Al, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (In 2 O 3 : Zn). Since the second conductive film 7 has translucency, the second conductive film 7 can transmit ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting film 5 and make the ultraviolet light incident on the wavelength conversion film 9.
【００４４】第１の誘電体膜８は、第２の導電膜７上
に、薄膜状に形成されてなる。第１の誘電体膜８は、高
屈折率層と低屈折率層とが１周期以上積層されて多層構
造とされてなる。高屈折率層は、例えば、ＨｆＯ2（屈
折率２．３０），ＺｎＳ（屈折率２．３０），ＺｒＯ2
（屈折率２．２０），Ｙ2Ｏ3（屈折率２．１０），Ｍｇ
Ｏ（屈折率１．８０）等のような、高い誘電率を有し、
且つ高い屈折率と透光性とを有する材料によって薄膜状
に形成されている。また、低屈折率層は、例えば、Ｓｉ
Ｏ2（屈折率１．４６），ＭｇＦ2（屈折率１．３８），
ＬｉＦ（屈折率１．３６）等のような、高い誘電率を有
し、且つ低い屈折率と透光性とを有する材料によって薄
膜状に形成されている。The first dielectric film 8 is formed as a thin film on the second conductive film 7. The first dielectric film 8 has a multilayer structure in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated for one cycle or more. The high refractive index layer is made of, for example, HfO 2 (refractive index 2.30), ZnS (refractive index 2.30), ZrO 2.
(Refractive index 2.20), Y 2 O 3 (refractive index 2.10), Mg
Has a high dielectric constant, such as O (refractive index 1.80),
Further, it is formed in a thin film shape from a material having a high refractive index and a light transmitting property. The low refractive index layer is made of, for example, Si
O 2 (refractive index 1.46), MgF 2 (refractive index 1.38),
It is formed of a material having a high dielectric constant, such as LiF (refractive index: 1.36), and having a low refractive index and a light-transmitting property, in a thin film shape.
【００４５】第１の誘電体膜８においては、高屈折率層
及び低屈折率層を構成する材料の組み合わせと、各層の
層厚とを、所定の波長の光が反射させるように適宜選択
して形成されればよい。具体的には、反射させる光の波
長をλ、高屈折率層を形成する材料の屈折率をｎ
（Ｈ）、低屈折率層を形成する材料の屈折率をｎ（Ｌ）
とした場合に、高屈折率層の層厚がｎ（Ｈ）・λ／４、
低屈折率層の層厚がｎ（Ｌ）・λ／４となるように形成
される。そして、第１の誘電体膜８は、高屈折率層と低
屈折率層とを１周期以上積層されて多層構造とされるこ
とによって、広い波長域に亘って光を反射させることが
できる。In the first dielectric film 8, the combination of the materials constituting the high refractive index layer and the low refractive index layer and the thickness of each layer are appropriately selected so that light of a predetermined wavelength is reflected. It should just be formed. Specifically, the wavelength of the light to be reflected is λ, and the refractive index of the material forming the high refractive index layer is n.
(H), the refractive index of the material forming the low refractive index layer is n (L)
When the thickness of the high refractive index layer is n (H) · λ / 4,
The low refractive index layer is formed so that the layer thickness becomes n (L) · λ / 4. The first dielectric film 8 has a multilayer structure in which a high-refractive-index layer and a low-refractive-index layer are stacked for at least one cycle, so that light can be reflected over a wide wavelength range.
【００４６】上述したような、多層構造とされた反射膜
の設計及び作製に関しては、例えば、「レンズ光学、草
川徹著、東海大学出版」、「応用光学Ｉ・ＩＩ、鶴田匡
夫著、培風館」、「光学薄膜、藤原史郎著、共立出版」
等に詳説されている。Regarding the design and fabrication of the reflective film having a multilayer structure as described above, for example, “Lens Optics, Toru Kusakawa, Tokai University Press”, “Applied Optics I / II, Masao Tsuruta, Baifukan” "," Optical Thin Films, Shiro Fujiwara, Kyoritsu Publishing "
Etc. are explained in detail.
【００４７】また、第１の誘電体膜８は、電子ビーム蒸
着法、イオンプレーティング法、スパッタ法、イオンビ
ームスパッタ法等の各種成膜方法を用いて、高屈折率層
と低屈折率層とのそれぞれの層厚を精密に制御されて形
成される。The first dielectric film 8 is formed by using a high refractive index layer and a low refractive index layer by using various film forming methods such as an electron beam evaporation method, an ion plating method, a sputtering method and an ion beam sputtering method. The thickness of each layer is precisely controlled.
【００４８】第１の誘電体膜８は、上述したように、高
屈折率層と低屈折率層との積層構造とされて、紫外光を
透過させて可視光を反射させるように構成されている。
したがって、第１の誘電体膜８は、紫外発光ＥＬ素子１
１から放射される紫外光を透過させて、波長変換膜９に
入射させることができる。また、第１の誘電体膜８は、
波長変換膜９から放射される可視光を、発光面である第
２の誘電体膜１０の外方に臨む主面１０ａに向けて反射
させることができる。As described above, the first dielectric film 8 has a laminated structure of a high refractive index layer and a low refractive index layer, and is configured to transmit ultraviolet light and reflect visible light. I have.
Therefore, the first dielectric film 8 is formed of the ultraviolet light emitting EL element 1.
The ultraviolet light emitted from 1 can be transmitted and made incident on the wavelength conversion film 9. The first dielectric film 8 is
Visible light emitted from the wavelength conversion film 9 can be reflected toward the main surface 10a facing the outside of the second dielectric film 10, which is the light emitting surface.
【００４９】波長変換膜９は、紫外光を吸収して可視光
を放射する材料によって、第１の誘電体膜８上に薄膜状
に形成されてなる。波長変換膜９を形成する材料として
は、例えば、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＣｄＳ：Ａｇ等のよ
うに赤色発光する無機蛍光体粉末、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａ
ｌ、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｔｂ，Ｃｅ、等のように緑色発光する
無機蛍光体粉末、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＢａＭｇＡｌ14
Ｏ23：Ｅｕ等のように青色発光する無機蛍光体粉末を用
いることができる。また、波長変換膜９は、これらの無
機蛍光体粉末を、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ
カーボネイト、ポリメチルメタクリレート等の有機バイ
ンダに分散した蛍光シートによって形成されてもよい。The wavelength conversion film 9 is formed of a material that absorbs ultraviolet light and emits visible light, and is formed in a thin film on the first dielectric film 8. Examples of a material for forming the wavelength conversion film 9 include inorganic phosphor powders that emit red light, such as Y 2 O 2 S: Eu and ZnCdS: Ag, and ZnS: Cu, A.
l, Y 2 SiO 5: Tb , Ce, inorganic phosphor powder emits green light as equal, ZnS: Ag, Al, BaMgAl 14
Inorganic phosphor powder that emits blue light, such as O 23 : Eu, can be used. Further, the wavelength conversion film 9 may be formed by a fluorescent sheet in which these inorganic phosphor powders are dispersed in an organic binder such as polyvinyl alcohol, polycarbonate, and polymethyl methacrylate.
【００５０】また、波長変換膜９は、上述したような蛍
光体材料の他、色素レーザ媒質として一般的なローダミ
ン、クマリン等の有機色素材料によって形成されてもよ
い。The wavelength conversion film 9 may be formed of a general organic dye material such as rhodamine or coumarin as a dye laser medium in addition to the above-described phosphor material.
【００５１】さらに、波長変換膜９は、例えば、ユーロ
ピウムトリフルオロアセトネート（ＥｕＴＴＡ）、Ｎ、
Ｎ−ビス（２，５−ジターシャリブチルフェニル）−
３，４，９，１０−ペリレンジカルボキシイミド（Ｐ
Ｄ）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−
ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、
トリフェニルアミン誘導体（ＮＳＤ）、８−ヒドロキシ
キノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、３−（２’−ベン
ゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリ
ン６）、２，５−ビス（５−ターシャリブチル−２−ベ
ンゾオキサゾル）チオフェン（ＢＢＯＴ）、アントラセ
ン等の有機色素を、例えば、ポリメチルメタクリレート
等の高分子に分散したポリマシートによって形成されて
もよい。Further, the wavelength conversion film 9 is made of, for example, europium trifluoroacetonate (EuTTA), N,
N-bis (2,5-ditert-butylphenyl)-
3,4,9,10-Perylenedicarboximide (P
D), 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (p-
Dimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM),
Triphenylamine derivative (NSD), 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq3), 3- (2'-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin (coumarin 6), 2,5-bis (5-tert-butyl-2-benzoxazol) ) An organic dye such as thiophene (BBOT) or anthracene may be formed, for example, by a polymer sheet in which a polymer such as polymethyl methacrylate is dispersed.
【００５２】波長変換膜９は、「J.Appl.Phys82(8), 19
97,p.4126」に記載されているように、色素濃度が高い
場合に、色素間の共鳴エネルギ移動による消失過程が顕
著になるため、低い色素濃度で形成する。そのため、波
長変換膜９は、厚みが０．３μｍ未満である場合に、紫
外発光ＥＬ素子１１から放射される紫外光を完全に吸収
することが困難となる。また、波長変換膜９は、厚みが
１００μｍを超える場合に、紫外光によって励起される
部分が紫外光の入射面表面近傍のみとなってしまい、波
長変換された可視光を効率よく放射することが困難とな
る。したがって、波長変換膜９は、０．３μｍ〜１００
μｍの厚みで形成されることが望ましい。The wavelength conversion film 9 is formed as described in “J. Appl. Phys. 82 (8), 19”.
97, p. 4126 ", when the dye concentration is high, the disappearance process due to the resonance energy transfer between the dyes becomes remarkable, so that the dye is formed at a low dye concentration. Therefore, when the thickness of the wavelength conversion film 9 is less than 0.3 μm, it becomes difficult to completely absorb the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting EL element 11. Further, when the thickness of the wavelength conversion film 9 exceeds 100 μm, the portion excited by the ultraviolet light is located only near the surface of the incident surface of the ultraviolet light, and the wavelength-converted visible light can be efficiently emitted. It will be difficult. Therefore, the wavelength conversion film 9 has a thickness of 0.3 μm to 100 μm.
It is desirable to be formed with a thickness of μm.
【００５３】第２の誘電体膜１０は、波長変換膜９上
に、薄膜状に形成されてなる。第２の誘電体膜１０は、
第１の誘電体膜８と同様に、高屈折率層と低屈折率層と
が１周期以上積層されて多層構造とされてなる。また、
第２の誘電体膜１０において、高屈折率層と低屈折率層
とは、第１の誘電体膜８と同様の材料及び方法によって
形成され、それぞれの層厚が第１の誘電体膜８と同様に
選択されてなる。The second dielectric film 10 is formed on the wavelength conversion film 9 in the form of a thin film. The second dielectric film 10
Similarly to the first dielectric film 8, a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated one or more periods to form a multilayer structure. Also,
In the second dielectric film 10, the high-refractive-index layer and the low-refractive-index layer are formed by the same material and method as the first dielectric film 8, and each layer has a thickness of the first dielectric film 8. Is selected in the same way as
【００５４】ただし、第２の誘電体膜１０は、第１の誘
電体膜８と異なり、可視光を透過させて紫外光を反射さ
せるように構成される。したがって、第２の誘電体膜１
０は、波長変換膜９から放射される可視光を透過させ
て、外方に臨む主面１０ａから出射させることができ
る。また、第２の誘電体膜１０は、紫外発光ＥＬ素子１
１から放射されて波長変換膜９を透過させてきた紫外光
を反射させて、この紫外光を再び波長変換膜９に入射さ
せることができる。However, unlike the first dielectric film 8, the second dielectric film 10 is configured to transmit visible light and reflect ultraviolet light. Therefore, the second dielectric film 1
Numeral 0 allows visible light emitted from the wavelength conversion film 9 to be transmitted and emitted from the main surface 10a facing outward. Further, the second dielectric film 10 is formed of the ultraviolet light emitting EL element 1.
The ultraviolet light emitted from 1 and transmitted through the wavelength conversion film 9 is reflected, and this ultraviolet light can be made incident on the wavelength conversion film 9 again.
【００５５】以上のように構成された発光素子１は、第
１の導電膜３と第２の導電膜７との間に電界を印加され
ることによって、紫外発光膜５が紫外光を放射する。こ
の紫外光は、第１の誘電体膜８を透過させて波長変換膜
９に入射される。波長変換膜９は、この紫外光を吸収し
て励起することによって、可視光を放射する。この可視
光は、第２の誘電体膜１０を透過させて、この第２の誘
電体膜８の外方に臨む主面１０ａから出射される。発光
素子１は、以上のように動作することによって、可視光
を発光する。In the light emitting device 1 configured as described above, when an electric field is applied between the first conductive film 3 and the second conductive film 7, the ultraviolet light emitting film 5 emits ultraviolet light. . This ultraviolet light passes through the first dielectric film 8 and enters the wavelength conversion film 9. The wavelength conversion film 9 emits visible light by absorbing and exciting this ultraviolet light. This visible light passes through the second dielectric film 10 and is emitted from the main surface 10a facing the outside of the second dielectric film 8. The light emitting element 1 emits visible light by operating as described above.
【００５６】ところで、発光素子１は、第１の誘電体膜
８が可視光を反射させるように形成されていることか
ら、波長変換膜９から第１の誘電体膜８側に放射された
可視光を発光面側に向けて反射させることができる。そ
のため、発光素子１は、波長変換膜９から放射された可
視光を、ほぼすべて発光面から出射することができる。
これにより、発光素子１は、波長変換膜９から放射され
る可視光を有効に利用して発光面での輝度を向上させる
ことができる。Since the first dielectric film 8 of the light emitting element 1 is formed so as to reflect visible light, visible light radiated from the wavelength conversion film 9 to the first dielectric film 8 side. Light can be reflected toward the light emitting surface side. Therefore, the light emitting element 1 can emit almost all visible light emitted from the wavelength conversion film 9 from the light emitting surface.
Thereby, the light emitting element 1 can improve the luminance on the light emitting surface by effectively using the visible light emitted from the wavelength conversion film 9.
【００５７】また、発光素子１は、第２の誘電体膜１０
が紫外光を反射させるように形成されていることから、
紫外発光ＥＬ素子１１から放射された紫外光のうち、波
長変換膜９で吸収されずに透過させてきた紫外光を反射
させて、再び波長変換膜９に入射させることができる。
そのため、発光素子１は、紫外発光ＥＬ素子１１から放
射された紫外光を、波長変換膜９の励起エネルギとして
有効に利用することができるとともに、紫外発光ＥＬ素
子１１の発光効率を向上させることができる。Further, the light emitting element 1 has the second dielectric film 10
Is formed to reflect ultraviolet light,
Of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting EL element 11, the ultraviolet light transmitted without being absorbed by the wavelength conversion film 9 can be reflected and made incident on the wavelength conversion film 9 again.
Therefore, the light emitting element 1 can effectively use the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting EL element 11 as the excitation energy of the wavelength conversion film 9 and improve the light emitting efficiency of the ultraviolet light emitting EL element 11. it can.
【００５８】なお、上述した説明においては、発光素子
１が第１の誘電体膜８と第２の誘電体膜１０とを備える
としたが、本発明は斯かる構成に限定されるものではな
い。発光素子１は、第１の誘電体膜８と第２の誘電体膜
１０とのうち、少なくとも一方を備える構成とされても
よい。In the above description, the light emitting element 1 includes the first dielectric film 8 and the second dielectric film 10, but the present invention is not limited to such a structure. . The light emitting element 1 may be configured to include at least one of the first dielectric film 8 and the second dielectric film 10.
【００５９】具体的には、図２に示すような発光素子２
０のように、第２の誘電体膜１０を備えずに構成されて
もよい。発光素子２０は、第２の誘電体膜１０を備えな
い点を除いて、上述した発光素子１と同等の構成とされ
る。したがって、以下では、発光素子２０を構成する各
部の説明を省略し、図２において、発光素子１と同じ符
号を付すこととする。Specifically, the light emitting element 2 shown in FIG.
0, the second dielectric film 10 may not be provided. The light emitting element 20 has the same configuration as the light emitting element 1 described above except that the light emitting element 20 does not include the second dielectric film 10. Therefore, in the following, description of each part constituting the light emitting element 20 will be omitted, and the same reference numerals as those of the light emitting element 1 will be used in FIG.
【００６０】発光素子２０は、波長変換膜９の外方に臨
む主面９ａが発光面とされる。そして、発光素子２０に
おいては、紫外発光ＥＬ素子１１から放射された紫外光
が第１の誘電体膜８を透過し、波長変換膜９に入射され
ると、波長変換膜９が可視光を放射し、この可視光を発
光面から外方に向けて出射する。このとき、第１の誘電
体膜８は、波長変換膜９から第１の誘電体膜８側に向け
て放射された可視光を、発光面側に向けて反射させる。The light emitting element 20 has a main surface 9a facing the outside of the wavelength conversion film 9 as a light emitting surface. In the light emitting element 20, when the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting EL element 11 passes through the first dielectric film 8 and enters the wavelength conversion film 9, the wavelength conversion film 9 emits visible light. Then, this visible light is emitted outward from the light emitting surface. At this time, the first dielectric film 8 reflects the visible light emitted from the wavelength conversion film 9 toward the first dielectric film 8 toward the light emitting surface.
【００６１】したがって、発光素子２０は、波長変換膜
９から放射された可視光を、ほぼ全て発光面から出射す
ることができる。これにより、発光素子２０は、波長変
換膜９から放射される可視光を有効に利用して発光面で
の輝度を向上させることができる。Therefore, the light emitting element 20 can emit almost all visible light emitted from the wavelength conversion film 9 from the light emitting surface. Thereby, the light emitting element 20 can improve the luminance on the light emitting surface by effectively using the visible light emitted from the wavelength conversion film 9.
【００６２】また、図３に示すような発光素子３０のよ
うに、第１の誘電体膜８を備えずに構成されてもよい。
発光素子３０は、第１の誘電体膜８を備えない点を除い
て、上述した発光素子１と同等の構成とされる。したが
って、以下では、発光素子３０を構成する各部の説明を
省略し、図３において、発光素子１と同じ符号を付すこ
ととする。Further, like the light emitting element 30 as shown in FIG. 3, the light emitting element 30 may not be provided with the first dielectric film 8.
The light emitting element 30 has the same configuration as the light emitting element 1 described above except that the light emitting element 30 does not include the first dielectric film 8. Therefore, in the following, description of each part constituting the light emitting element 30 will be omitted, and the same reference numerals as those of the light emitting element 1 will be used in FIG.
【００６３】発光素子３０は、第２の誘電体膜１０の外
方に臨む主面１０ａが発光面とされる。そして、発光素
子３０においては、紫外発光ＥＬ素子１１から放射され
た紫外光が波長変換膜９に入射されると、波長変換膜９
が可視光を放射する。この可視光は、第２の誘電体膜１
０を透過させて、発光面から外方に向けて出射される。
このとき、第２の誘電体膜１０は、紫外発光ＥＬ素子１
１から放射されて波長変換膜９を透過させてきた紫外光
を反射させて、この紫外光を再び波長変換膜９に入射さ
せる。The light emitting element 30 has a main surface 10a facing the outside of the second dielectric film 10 as a light emitting surface. Then, in the light emitting element 30, when the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting EL element 11 is incident on the wavelength conversion film 9, the wavelength conversion film 9
Emit visible light. This visible light is applied to the second dielectric film 1
0 is transmitted and emitted outward from the light emitting surface.
At this time, the second dielectric film 10 is
The ultraviolet light radiated from 1 and transmitted through the wavelength conversion film 9 is reflected, and the ultraviolet light is made incident on the wavelength conversion film 9 again.
【００６４】したがって、発光素子３０は、紫外発光Ｅ
Ｌ素子１１から放射された紫外光を、波長変換膜９の励
起エネルギとして有効に利用することができるととも
に、紫外発光ＥＬ素子１１の発光効率を向上させること
ができる。Therefore, the light emitting element 30 emits the ultraviolet light E
The ultraviolet light emitted from the L element 11 can be effectively used as the excitation energy of the wavelength conversion film 9, and the luminous efficiency of the ultraviolet light emitting EL element 11 can be improved.
【００６５】また、上述した説明においては、紫外光を
放射する紫外発光素子として、紫外発光ＥＬ素子１１が
発光素子１、発光素子２０及び発光素子３０に備えられ
るとしたが、本発明は斯かる構成に限定されるものでは
ない。発光素子１、発光素子２０及び発光素子３０にお
いては、紫外発光素子として、紫外発光ＥＬ素子１１の
代わりに、例えば、特開昭６３−１８３１９号公報及び
特開平３−２０７７８６号公報等に記載されているよう
なＺｎＭｇＳ：Ｇｄを紫外発光膜として用いた紫外発光
素子や、「Japanese Journal of Applied Physics, Vo
l.30, No.10A, 1991, L1815」に記載されているような
ＺｎＦ2：Ｇｄを紫外発光膜として用いた紫外発光素子
を用いてもよい。Further, in the above description, the ultraviolet light emitting EL element 11 is provided in the light emitting element 1, the light emitting element 20, and the light emitting element 30 as the ultraviolet light emitting element that emits the ultraviolet light. It is not limited to the configuration. In the light-emitting element 1, the light-emitting element 20, and the light-emitting element 30, the ultraviolet light-emitting element is described in place of the ultraviolet light-emitting EL element 11, for example, in JP-A-63-18319 and JP-A-3-207786. An ultraviolet light emitting device using ZnMgS: Gd as an ultraviolet light emitting film as described in “Japanese Journal of Applied Physics, Vo”
l.30, No. 10A, 1991, L1815 ", an ultraviolet light emitting element using ZnF 2 : Gd as an ultraviolet light emitting film may be used.
【００６６】また、紫外発光素子として、特開平９−１
５３６４５号公報、「Japanese Journal of Applied Ph
ysics, Vol.37, 1998, L129」及び「Appl. Phys. Let
t., 67(13), 1995, p1868」等に記載されているような
ＡｌＧａＮ等の３族窒化物系の発光ダイオード等を用い
てもよい。As an ultraviolet light emitting device, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 53645, “Japanese Journal of Applied Ph
ysics, Vol. 37, 1998, L129 "and" Appl. Phys. Let
t., 67 (13), 1995, p1868 "and the like, or a group III nitride based light emitting diode such as AlGaN may be used.
【００６７】本発明においては、紫外発光素子の構成に
限定されるものではなく、紫外発光素子として、従来か
ら一般的に用いられている他の各種の紫外光を発光する
素子を用いることができる。In the present invention, the structure of the ultraviolet light-emitting element is not limited, and any other element that emits various kinds of ultraviolet light generally used conventionally can be used as the ultraviolet light-emitting element. .
【００６８】次に、図４及び図５に示すような画像表示
装置４０について説明する。画像表示装置４０は、基板
４１上に、互いに略平行な複数の第１の電極４２と、第
１の絶縁膜４３と、紫外発光膜４４と、第２の絶縁膜４
５と、第１の電極４２と略直交し且つ互いに略平行な複
数の第２の電極４６と、第１の誘電体膜４７と、波長変
換膜４８と、第２の誘電体膜４９と、透明基板５０と
が、この順で積層されてなる。Next, an image display device 40 as shown in FIGS. 4 and 5 will be described. The image display device 40 includes a plurality of first electrodes 42 substantially parallel to each other, a first insulating film 43, an ultraviolet light emitting film 44, and a second insulating film 4 on a substrate 41.
5, a plurality of second electrodes 46 substantially orthogonal to the first electrode 42 and substantially parallel to each other, a first dielectric film 47, a wavelength conversion film 48, a second dielectric film 49, The transparent substrate 50 is laminated in this order.
【００６９】画像表示装置４０においては、第１の電極
４２と、第１の絶縁膜４３と、紫外発光膜４４と、第２
の絶縁膜４５と、第２の電極４６とが紫外発光ＥＬ素子
５１を構成している。また、画像表示装置４０は、図５
に示すように、第１の電極４２と第２の電極４６との交
差部にそれぞれ紫外発光ＥＬ素子５１が形成され、紫外
発光ＥＬ素子５１がマトリクス状に複数配設された構成
とされている。In the image display device 40, the first electrode 42, the first insulating film 43, the ultraviolet light emitting film 44, and the second
The insulating film 45 and the second electrode 46 constitute the ultraviolet light emitting EL element 51. Further, the image display device 40 is configured as shown in FIG.
As shown in (1), an ultraviolet light emitting EL element 51 is formed at each intersection of the first electrode 42 and the second electrode 46, and a plurality of ultraviolet light emitting EL elements 51 are arranged in a matrix. .
【００７０】さらに、画像表示装置４０は、制御部５２
を備えており、この制御部５２と第１の電極４２及び第
２の電極４６とが、それぞれ第１の配線５３と第２の配
線５４とによって電気的に接続されている。制御部５２
は、第１の電極４２と第２の電極４６との間に印加する
電界を制御する。そして、画像表示装置４０において
は、第１の電極４２と第２の電極４６との間に電界を印
加することによって、各紫外発光ＥＬ素子５１が紫外光
を放射し、この紫外光を波長変換膜４８が可視光に波長
変換して、透明基板５０から外方に向けて出射する構成
とされている。すなわち、画像表示装置４０において
は、透明基板５０の外方に臨む主面５０ａが画像表示面
とされてなる。Further, the image display device 40 includes a control unit 52
The control unit 52 is electrically connected to the first electrode 42 and the second electrode 46 by a first wiring 53 and a second wiring 54, respectively. Control unit 52
Controls the electric field applied between the first electrode 42 and the second electrode 46. In the image display device 40, by applying an electric field between the first electrode 42 and the second electrode 46, each ultraviolet light emitting EL element 51 emits ultraviolet light, and the ultraviolet light is converted into a wavelength. The film 48 is configured to convert the wavelength into visible light and emit the light outward from the transparent substrate 50. That is, in the image display device 40, the main surface 50a facing the outside of the transparent substrate 50 is used as the image display surface.
【００７１】画像表示装置４０は、紫外発光ＥＬ素子５
１が複数個備えられてマトリクス状に配設されているこ
とによって、全体としてひとつの画像を表示することが
できる。The image display device 40 includes the ultraviolet light emitting EL element 5
By providing a plurality of 1s and arranging them in a matrix, one image can be displayed as a whole.
【００７２】なお、図４においては、第１の絶縁膜４
３、第２の絶縁膜４６、第１の誘電体膜４７、波長変換
膜４８、第２の誘電体膜４９及び透明基板５０を図示せ
ず、第２の電極４６と第２の配線５４との一部を省略し
て示す。In FIG. 4, the first insulating film 4
3, the second insulating film 46, the first dielectric film 47, the wavelength conversion film 48, the second dielectric film 49, and the transparent substrate 50 are not shown, and the second electrode 46 and the second wiring 54 Is partially omitted.
【００７３】また、画像表示装置４０は、その基本的構
成を上述した発光素子１と略同等とされている。すなわ
ち、画像表示装置４０において、基板４１と、第１の電
極４２と、第１の絶縁膜４３と、紫外発光膜４４と、第
２の絶縁膜４５と、第２の電極４６と、第１の誘電体膜
４７と、波長変換膜４８と、第２の誘電体膜４９とは、
それぞれ発光素子１における基板２と、第１の導電膜３
と、第１の絶縁膜４と、紫外発光膜５と、第２の絶縁膜
６と、第２の導電膜７と、第１の誘電体膜８と、波長変
換膜９と、第２の誘電体膜１０とに相当する。したがっ
て、以下の説明においては、発光素子１と同一又は同等
の部材についての説明を省略することとする。The basic structure of the image display device 40 is substantially the same as that of the light emitting device 1 described above. That is, in the image display device 40, the substrate 41, the first electrode 42, the first insulating film 43, the ultraviolet light emitting film 44, the second insulating film 45, the second electrode 46, The dielectric film 47, the wavelength conversion film 48, and the second dielectric film 49
Each of the substrate 2 and the first conductive film 3 in the light emitting element 1
, A first insulating film 4, an ultraviolet light emitting film 5, a second insulating film 6, a second conductive film 7, a first dielectric film 8, a wavelength conversion film 9, and a second This corresponds to the dielectric film 10. Therefore, in the following description, description of the same or equivalent members as the light emitting element 1 will be omitted.
【００７４】第１の電極４２は、発光素子１における第
１の導電膜３と同様な材料によって短冊状に形成され、
基板４１上に互いに略平行となるように複数配設されて
いる。第１の電極４２は、例えば、真空蒸着法、スパッ
タ法、反応性スパッタ法、イオンプレーティング法、電
子ビーム蒸着法等に代表される各種のＰＶＤ法によって
基板４２上に形成することができる。The first electrode 42 is formed of a material similar to that of the first conductive film 3 of the light emitting element 1 in a strip shape.
Plural pieces are arranged on the substrate 41 so as to be substantially parallel to each other. The first electrode 42 can be formed on the substrate 42 by, for example, various PVD methods typified by a vacuum evaporation method, a sputtering method, a reactive sputtering method, an ion plating method, an electron beam evaporation method, and the like.
【００７５】第１の絶縁膜４３、紫外発光膜４４及び第
２の絶縁膜４５は、第１の電極４２が形成された基板４
１の全面に対してそれぞれ薄膜状に形成され、この順で
積層されてなる。これら第１の絶縁膜４３、紫外発光膜
４４及び第２の絶縁膜４５は、基板４１の全面に対して
一様に形成することができるために、マトリクス状に複
数配設される紫外発光ＥＬ素子５１の各々に対して形成
する必要がない。The first insulating film 43, the ultraviolet light emitting film 44 and the second insulating film 45 are formed on the substrate 4 on which the first electrode 42 is formed.
1 are formed in a thin film shape over the entire surface, and are laminated in this order. Since the first insulating film 43, the ultraviolet light emitting film 44, and the second insulating film 45 can be uniformly formed on the entire surface of the substrate 41, a plurality of ultraviolet light emitting ELs are arranged in a matrix. It is not necessary to form each of the elements 51.
【００７６】第２の電極４６は、上述した発光素子１に
おける第２の導電膜７と同様に、導電性を有し、且つ透
光性を有する材料によって短冊状に形成され、互いに略
平行となるように複数配設されている。The second electrode 46 is formed in a strip shape with a conductive and translucent material similarly to the second conductive film 7 in the light emitting element 1 described above, and is substantially parallel to each other. A plurality are arranged so as to become.
【００７７】また、第２の電極４６は、第２の導電膜７
と同様に、導電性を有し、且つ紫外線に対する透過率の
高い材料によって形成されてもよい。これにより、第２
の電極４６は、紫外発光膜４４から放射される紫外光を
効率よく透過させて、波長変換膜４８に入射させること
ができる。したがって、画像表示装置４０は、表示する
画像の輝度を向上させることができる。Further, the second electrode 46 is formed on the second conductive film 7.
Similarly to the above, it may be formed of a material having conductivity and high transmittance with respect to ultraviolet rays. Thereby, the second
The electrode 46 can efficiently transmit the ultraviolet light radiated from the ultraviolet light emitting film 44 and make it incident on the wavelength conversion film 48. Therefore, the image display device 40 can improve the brightness of the image to be displayed.
【００７８】第２の電極４６は、第１の電極４２と同様
な方法によって、第２の絶縁膜４５上に形成することが
できる。The second electrode 46 can be formed on the second insulating film 45 by the same method as the first electrode 42.
【００７９】画像表示装置４０は、上述したように、互
いに略平行な複数の第１の電極４２と、この第１の電極
４２と略直交し、且つ互いに略平行な複数の第２の電極
４６とを備えてなる。これにより、画像表示装置４０
は、マトリクス状に複数配設された紫外発光ＥＬ素子５
１を独立して制御することができる。As described above, the image display device 40 includes a plurality of first electrodes 42 substantially parallel to each other, and a plurality of second electrodes 46 substantially orthogonal to the first electrodes 42 and substantially parallel to each other. And Thereby, the image display device 40
Means a plurality of ultraviolet light emitting EL elements 5 arranged in a matrix
1 can be controlled independently.
【００８０】第１の誘電体膜４７は、第２の電極４６が
形成された第２の絶縁膜４５上の全面に対して薄膜状に
形成されてなる。第１の誘電体膜４７は、第２の絶縁膜
４５上の全面に対して一様に形成することができる。The first dielectric film 47 is formed as a thin film over the entire surface of the second insulating film 45 on which the second electrode 46 is formed. The first dielectric film 47 can be formed uniformly over the entire surface of the second insulating film 45.
【００８１】波長変換膜４８は、上述した発光素子１に
おける波長変換膜９と同様の材料によって、第１の誘電
膜４７上に薄膜状に形成されてなる。また、画像表示装
置４０においては、マトリクス状に複数配設された紫外
発光ＥＬ素子５１の各列に対して、波長変換膜４８が順
に、赤色発光する材料と、緑色発光する材料と、青色発
光する材料とによって形成された構造とされている。The wavelength conversion film 48 is formed in a thin film on the first dielectric film 47 using the same material as the wavelength conversion film 9 in the light emitting element 1 described above. Further, in the image display device 40, the wavelength conversion film 48 sequentially arranges a material that emits red light, a material that emits green light, and a material that emits blue light for each column of the ultraviolet light emitting EL elements 51 arranged in a matrix. It is a structure formed by the material to be used.
【００８２】すなわち、画像表示装置４０においては、
赤色発光する材料と、緑色発光する材料と、青色発光す
る材料とによって形成された波長変換膜４８がそれぞれ
配設された３つの紫外発光ＥＬ素子５１を１組として画
像の基本単位（以下、画素と称する。）とされている。
画像表示装置４０においては、各画素における各色の発
光輝度が調整されることによって、各画素が多色を表示
することができる。That is, in the image display device 40,
A basic unit of an image (hereinafter referred to as a pixel) is a set of three ultraviolet light emitting EL elements 51 each having a wavelength conversion film 48 formed of a material that emits red light, a material that emits green light, and a material that emits blue light. ).
In the image display device 40, each pixel can display multiple colors by adjusting the emission luminance of each color in each pixel.
【００８３】第２の誘電体膜４９は、第１の誘電体膜４
７と同様に、波長変換膜４８が形成された第１の誘電体
膜４７上の全面に対して一様に形成することができる。The second dielectric film 49 is formed of the first dielectric film 4
As in the case of 7, it can be formed uniformly over the entire surface of the first dielectric film 47 on which the wavelength conversion film 48 is formed.
【００８４】画像表示装置４０においては、第１の誘電
体膜４７と第２の誘電体膜４９とがそれぞれの形成面上
の全面に対して一様に形成することができる。したがっ
て、画像表示装置４０は、第１の誘電体膜４７と第２の
誘電体膜４９とを備えることが容易である。これによ
り、画像表示装置４０は、上述した発光素子１の場合と
同様に、第１の電極４２と第２の電極４６との間に印加
される電界の強度を向上させることができるとともに、
画像表示面での輝度を向上させることができる。In the image display device 40, the first dielectric film 47 and the second dielectric film 49 can be formed uniformly over the entire surface on which each is formed. Therefore, it is easy for the image display device 40 to include the first dielectric film 47 and the second dielectric film 49. Thereby, the image display device 40 can improve the intensity of the electric field applied between the first electrode 42 and the second electrode 46 as in the case of the light emitting element 1 described above, and
The brightness on the image display surface can be improved.
【００８５】透明基板５０は、例えばガラスやプラステ
ィック材料等の、透光性を有し、且つ所定の機械的強度
を有する材料によって、略矩形平板状に形成されてい
る。画像表示装置４０においては、第２の誘電体膜４９
と透明基板５０とが光学接着剤等によって接着されてな
る。The transparent substrate 50 is formed in a substantially rectangular flat plate shape from a material having a predetermined transmissive mechanical strength, such as glass or plastic material. In the image display device 40, the second dielectric film 49
And the transparent substrate 50 are bonded by an optical adhesive or the like.
【００８６】制御部５２は、第１の配線５３と第２の配
線５４とを介して、第１の電極４２と第２の電極４６と
に接続されており、各紫外発光ＥＬ素子５１の発光を個
別に制御する機能を有している。画像表示装置４０は、
制御部５２を備えることによって、複数の紫外発光ＥＬ
素子５１の発光を各々制御されて、全体としてひとつの
画像を表示することができる。The control section 52 is connected to the first electrode 42 and the second electrode 46 via the first wiring 53 and the second wiring 54, and emits light from each of the ultraviolet light emitting EL elements 51. Have the function of individually controlling The image display device 40
By providing the control unit 52, a plurality of ultraviolet light emitting EL
By controlling the light emission of the elements 51, one image can be displayed as a whole.
【００８７】以下では、制御部５２の具体的な構成の例
を示すこととする。なお、制御部５２は、以下に示す例
に限定されるものではなく、上述したような機能を適宜
備えればよいことは勿論である。Hereinafter, an example of a specific configuration of the control unit 52 will be described. Note that the control unit 52 is not limited to the example described below, and it is needless to say that the control unit 52 may have the above-described functions as appropriate.
【００８８】制御部５２は、例えば、駆動電源と、制御
回路とを備える。制御回路は、図６に示すように、制御
指示部と、この制御指示部からの信号Ｓ１〜Ｓ４に応じ
て動作するスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４と、スイッチン
グ素子Ｔ１，Ｔ２と並列に接続されたダイオードＤ３，
Ｄ４と、スイッチング素子Ｔ３，Ｔ４と直列に接続され
たダイオードＤ３，Ｄ４とにより構成される。The control section 52 includes, for example, a drive power supply and a control circuit. As shown in FIG. 6, the control circuit includes a control instruction unit, switching elements T1 to T4 that operate according to signals S1 to S4 from the control instruction unit, and a diode connected in parallel with switching elements T1 and T2. D3
D4 and diodes D3 and D4 connected in series with the switching elements T3 and T4.
【００８９】斯かる制御回路においては、スイッチング
素子Ｔ１，Ｔ３及びダイオードＤ１が一方の端子をそれ
ぞれ駆動電源に接続されており、スイッチング素子Ｔ
２，Ｔ４及びダイオードＤ２が一方の端子をそれぞれ接
地されている。制御回路は、スイッチング素子Ｔ１及び
ダイオードＤ１の他方の端子と、スイッチング素子Ｔ２
及びダイオードＤ２の他方の端子とが接続されるととも
に、紫外発光ＥＬ素子５１の第１の電極４２に接続され
ている。また、制御回路は、ダイオードＤ３，Ｄ４がそ
れぞれスイッチング素子Ｔ３，Ｔ４と接続された端子と
反対側の端子同士を接続されるとともに、紫外発光ＥＬ
素子５１の第２の電極４６に接続されている。ダイオー
ドＤ１〜Ｄ４は、紫外発光ＥＬ素子５１からの電荷の逆
流を防止する機能を有している。In such a control circuit, the switching elements T1 and T3 and the diode D1 have one terminal connected to the driving power source, respectively.
2, T4 and diode D2 have one terminal grounded. The control circuit includes the other terminal of the switching element T1 and the diode D1 and the switching element T2
And the other terminal of the diode D2, and to the first electrode 42 of the ultraviolet light emitting EL element 51. The control circuit is connected to the terminals of the diodes D3 and D4 opposite to the terminals connected to the switching elements T3 and T4, respectively.
It is connected to the second electrode 46 of the element 51. The diodes D <b> 1 to D <b> 4 have a function of preventing backflow of charges from the ultraviolet light emitting EL element 51.
【００９０】スイッチング素子Ｔ１は、制御指示部から
の信号Ｓ１に応じて、駆動電源と第１の電極４２とを接
続し、この第１の電極４２に電圧を印加する。スイッチ
ング素子Ｔ２は、制御指示部からの信号Ｓ２に応じて、
第１の電極４２を接地する。スイッチング素子Ｔ３は、
制御指示部からの信号Ｓ３に応じて、駆動電源と第２の
電極４６とを接続し、この第２の電極４６に電圧を印加
する。スイッチング素子Ｔ４は、制御指示部からの信号
Ｓ４に応じて、第２の電極４６を接地する。The switching element T1 connects the drive power supply to the first electrode 42 and applies a voltage to the first electrode 42 according to the signal S1 from the control instruction section. The switching element T2 responds to a signal S2 from the control instruction unit.
The first electrode 42 is grounded. The switching element T3 is
In accordance with a signal S3 from the control instruction unit, the drive power supply is connected to the second electrode 46, and a voltage is applied to the second electrode 46. The switching element T4 grounds the second electrode 46 according to the signal S4 from the control instruction unit.
【００９１】制御部５２は、例えば以上のように構成さ
れてなり、複数設けられた第１の電極４２及び第２の電
極４６のうち、所定の第１の電極４２と第２の電極４６
とに対して電圧を印加したり接地したりすることによっ
て、これら第１の電極４２と第２の電極４６との交差部
に位置する紫外発光ＥＬ素子５１の発光を制御する。制
御部５２は、第１の電極４２と第２の電極４６とを選ん
で電圧を印加したり接地したりすることによって、各紫
外発光ＥＬ素子５１の発光を個別に制御することができ
る。The control unit 52 is configured as described above, for example, and includes a predetermined first electrode 42 and a predetermined second electrode 46 among a plurality of the first electrodes 42 and the second electrodes 46.
By applying a voltage to or grounding the light emitting element, the light emission of the ultraviolet light emitting EL element 51 located at the intersection of the first electrode 42 and the second electrode 46 is controlled. The control unit 52 can individually control the light emission of each ultraviolet light emitting EL element 51 by selecting the first electrode 42 and the second electrode 46 and applying a voltage or grounding.
【００９２】以上のように構成された画像表示装置４０
は、制御部５２が、マトリクス状に配設された複数の紫
外発光ＥＬ素子５１の各々に対して印加する電界を制御
することによって、それぞれの紫外発光ＥＬ素子５１が
紫外光の放射を制御される。そして、画像表示装置４０
においては、各紫外発光ＥＬ素子５１から放射された紫
外光が波長変換膜４８に吸収されて可視光に波長変換さ
れ、この可視光が透明基板５０の主面５０ａ側に透過さ
せる。これにより、画像表示装置４０は、全体としてひ
とつの画像を表示する。The image display device 40 configured as described above
The control unit 52 controls the electric field applied to each of the plurality of ultraviolet light emitting EL elements 51 arranged in a matrix, so that each ultraviolet light emitting EL element 51 controls the emission of ultraviolet light. You. Then, the image display device 40
In the above, the ultraviolet light emitted from each ultraviolet light emitting EL element 51 is absorbed by the wavelength conversion film 48 and converted into visible light, and this visible light is transmitted to the main surface 50 a side of the transparent substrate 50. Thereby, the image display device 40 displays one image as a whole.
【００９３】画像表示装置４０は、発光素子１と同様
に、第１の誘電体膜４７が可視光を反射させるように形
成されていることから、波長変換膜４８から第１の誘電
体膜４７側に放射された可視光を画像表示面側に向けて
反射させることができる。そのため、画像表示装置４０
は、波長変換膜４８から放射された可視光を、ほぼすべ
て画像表示面から出射することができる。これにより、
画像表示装置４０は、波長変換膜４８から放射される可
視光を有効に利用して画像表示面での輝度を向上させる
ことができる。In the image display device 40, like the light emitting element 1, the first dielectric film 47 is formed so as to reflect visible light. The visible light emitted to the side can be reflected toward the image display surface side. Therefore, the image display device 40
Can emit almost all visible light emitted from the wavelength conversion film 48 from the image display surface. This allows
The image display device 40 can improve the luminance on the image display surface by effectively using the visible light emitted from the wavelength conversion film 48.
【００９４】また、画像表示装置４０は、第２の誘電体
膜４９が紫外光を反射させるように形成されていること
から、紫外発光ＥＬ素子５１から放射された紫外光のう
ち、波長変換膜４８で吸収されずに透過させてきた紫外
光を反射させて、再び波長変換膜４８に入射させること
ができる。そのため、画像表示装置４０は、紫外発光Ｅ
Ｌ素子５１から放射された紫外光を、波長変換膜４８の
励起エネルギとして有効に利用することができるととも
に、紫外発光ＥＬ素子５１の発光効率を向上させること
ができる。In the image display device 40, since the second dielectric film 49 is formed so as to reflect the ultraviolet light, the wavelength conversion film out of the ultraviolet light radiated from the ultraviolet light emitting EL element 51 is used. The ultraviolet light transmitted without being absorbed at 48 can be reflected and made incident on the wavelength conversion film 48 again. Therefore, the image display device 40 emits the ultraviolet light E
The ultraviolet light emitted from the L element 51 can be effectively used as the excitation energy of the wavelength conversion film 48, and the luminous efficiency of the ultraviolet light emitting EL element 51 can be improved.
【００９５】なお、上述した説明においては、画像表示
装置４０が第１の誘電体膜４７と第２の誘電体膜４９と
を備えるとしたが、本発明は斯かる構成に限定されるも
のではない。画像表示装置４０は、第１の誘電体膜４７
と第２の誘電体膜４９とのうち、少なくとも一方を備え
る構成とされてもよい。In the above description, the image display device 40 includes the first dielectric film 47 and the second dielectric film 49, but the present invention is not limited to such a configuration. Absent. The image display device 40 includes a first dielectric film 47
And at least one of the second dielectric film 49.
【００９６】また、画像表示装置４０は、紫外光を放射
する紫外発光素子として、紫外発光ＥＬ素子５１を備え
るとしたが、本発明は斯かる構成に限定されず、上述し
た発光素子１の場合と同様に、各種の紫外発光素子を用
いてもよい。The image display device 40 includes the ultraviolet light emitting EL element 51 as an ultraviolet light emitting element that emits ultraviolet light. However, the present invention is not limited to such a structure. Similarly to the above, various ultraviolet light emitting elements may be used.
【００９７】画像表示装置４０は、制御部５２を備えず
に構成されてもよい。この場合に、画像表示装置４０
は、他の各種装置に備えられた制御部によって紫外発光
ＥＬ素子５１の動作を制御される構成とすることもでき
る。The image display device 40 may be configured without the control unit 52. In this case, the image display device 40
May be configured such that the operation of the ultraviolet light emitting EL element 51 is controlled by a control unit provided in other various devices.
【００９８】また、画像表示装置４０は、第１の電極４
２と第２の電極４６とを、いわゆる単純マトリクス構造
としなくともよい。画像表示装置４０においては、例え
ば、各紫外発光ＥＬ素子５１の第１の電極４２と第２の
電極４６とを任意の電極パターンで形成してもよい。Further, the image display device 40 includes the first electrode 4
The 2 and the second electrode 46 need not have a so-called simple matrix structure. In the image display device 40, for example, the first electrode 42 and the second electrode 46 of each ultraviolet light emitting EL element 51 may be formed in an arbitrary electrode pattern.
【００９９】さらに、画像表示装置４０は、３つの紫外
発光ＥＬ素子５１を１組として、それぞれに赤色、緑
色、青色を発光する波長変換膜４８が備えられることに
よって画素を構成するとしたが、本発明は斯かる構成に
限定されるものではない。例えば、紫外発光ＥＬ素子５
１が波長４５０ｎｍ付近の光を放射するように構成し、
この紫外発光ＥＬ素子５１の励起光をそのまま青色の発
光として利用してもよい。この場合、青色を発光する３
つの紫外発光ＥＬ素子５１を１組として画素を構成す
る。そして、それぞれの画素のうち、赤色と緑色との発
光部には、紫外発光ＥＬ素子５１が発光する青色を、赤
色と緑色とに波長変換する２つの波長変換膜４８を用い
てもよい。Further, the image display device 40 is configured such that three ultraviolet light emitting EL elements 51 are set as one set and each of them is provided with a wavelength conversion film 48 for emitting red, green and blue light. The invention is not limited to such a configuration. For example, an ultraviolet light emitting EL element 5
1 is configured to emit light having a wavelength of about 450 nm,
The excitation light of the ultraviolet light emitting EL element 51 may be used as it is as blue light emission. In this case, it emits blue light 3
One ultraviolet light-emitting EL element 51 constitutes one set to form a pixel. Then, two wavelength conversion films 48 for converting the wavelength of blue light emitted by the ultraviolet light emitting EL element 51 into red and green light may be used for the red and green light emitting portions in each pixel.
【０１００】[0100]
【実施例】＜第１の実施例＞以下では、上述した発光素
子１に基づいて、第１の発光素子を作製した場合の実施
例について説明する。第１の発光素子は、第１の誘電体
膜と第２の誘電体膜とのうち、第１の誘電体膜のみを備
える発光素子である。Embodiment 1 First Embodiment Hereinafter, an embodiment in which a first light emitting element is manufactured based on the light emitting element 1 described above will be described. The first light emitting element is a light emitting element including only the first dielectric film out of the first dielectric film and the second dielectric film.
【０１０１】先ず、石英ガラス製の基板を用意し、この
基板に対して中性洗剤及び有機溶剤等で超音波洗浄を施
した。次に、この基板上に、ＲＦマグネトロンスパッタ
法によって、Ａｌを材料として第１の導電膜を膜厚１０
０ｎｍで成膜した。次に、第１の導電膜上に、石英ター
ゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタ法によって、
ＳｉＯ2を材料として第１の絶縁膜を膜厚３００ｎｍで
成膜した。First, a quartz glass substrate was prepared, and the substrate was subjected to ultrasonic cleaning with a neutral detergent and an organic solvent. Next, a first conductive film having a film thickness of 10 was formed on the substrate by using an Al material as a material by RF magnetron sputtering.
A film was formed at 0 nm. Next, on the first conductive film, by RF magnetron sputtering using a quartz target,
A first insulating film having a thickness of 300 nm was formed using SiO 2 as a material.
【０１０２】次に、第１の絶縁膜上に、ＲＦマグネトロ
ンスパッタ法によって、紫外発光膜を膜厚５００ｎｍで
成膜した。この紫外発光膜の成膜工程においては、Ｇｄ
金属チップを載置したＺｎ2ＳｉＯ4ターゲットを用いて
スパッタを行い、Ｚｎ2ＳｉＯ4によって形成された母体
材料中に発光中心としてＧｄ3+が添加された紫外発光膜
を成膜した。Next, an ultraviolet light emitting film having a thickness of 500 nm was formed on the first insulating film by RF magnetron sputtering. In the step of forming the ultraviolet light emitting film, Gd
Sputtering was performed using a Zn 2 SiO 4 target on which a metal chip was mounted, and an ultraviolet light-emitting film in which Gd 3+ was added as a light-emitting center was formed in a base material formed of Zn 2 SiO 4 .
【０１０３】また、この成膜工程においては、放電ガス
としてＡｒを用いたが、ＡｒとＯ2との混合ガスを用い
てもよい。この成膜工程においては、ＡｒとＯ2との混
合ガスを用いることによって、紫外発光膜を化学量論的
組成に基づいて成膜することが容易となるが、紫外発光
膜を効率よく紫外発光させるためには酸素欠損を多少含
む状態で成膜して電荷移動量を多くすることが重要とな
る。本実施例においては、Ａｒのみを放電ガスとして用
いることによって、紫外発光膜に対して意図的に酸素欠
損を導入し、母体材料の組成がＺｎ2ＳｉＯ4-y（０＜ｙ
＜１）となるように図った。In this film forming step, Ar is used as the discharge gas, but a mixed gas of Ar and O 2 may be used. In this film forming step, by using a mixed gas of Ar and O 2 , the ultraviolet light emitting film can be easily formed based on the stoichiometric composition. In order to achieve this, it is important to increase the amount of charge transfer by forming a film containing some oxygen vacancies. In this embodiment, oxygen deficiency is intentionally introduced into the ultraviolet light emitting film by using only Ar as a discharge gas, and the composition of the base material is Zn 2 SiO 4-y (0 <y
<1).
【０１０４】さらに、この成膜工程においては、基板を
４００℃に加熱した状態で紫外発光膜を成膜し、成膜後
に真空中で６５０℃の赤外線ランプ光を５分間照射する
ことによってアニール処理を施した。紫外発光膜に対し
てアニール処理を施すことによって、この紫外発光膜の
結晶性が改善することがＸ線回析によって確認されてい
る。また、紫外発光膜に対してアニール処理を施すこと
によって、母体材料のバンドギャップエネルギがエネル
ギ分布の両端部で減少し、紫外線透過率が向上する。Further, in this film forming step, an ultraviolet light emitting film is formed while the substrate is heated to 400 ° C., and after the film is formed, an infrared lamp light at 650 ° C. is irradiated in vacuum for 5 minutes to perform an annealing treatment. Was given. It has been confirmed by X-ray diffraction that the annealing of the ultraviolet light emitting film improves the crystallinity of the ultraviolet light emitting film. Further, by performing an annealing process on the ultraviolet light emitting film, the band gap energy of the base material is reduced at both ends of the energy distribution, and the ultraviolet transmittance is improved.
【０１０５】次に、紫外発光膜上に、石英ターゲットを
用いたＲＦマグネトロンスパッタ法によって、ＳｉＯ2
を材料として、第２の絶縁膜を膜厚３００ｎｍで成膜し
た。次に、第２の絶縁膜上に、ＲＦマグネトロンスパッ
タ法によって、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を材料とし
て、第２の導電膜を膜厚１００ｎｍで成膜した。Next, an SiO 2 film was formed on the ultraviolet light emitting film by RF magnetron sputtering using a quartz target.
Was used to form a second insulating film having a thickness of 300 nm. Next, a second conductive film was formed with a thickness of 100 nm on the second insulating film by RF magnetron sputtering using indium tin oxide (ITO) as a material.
【０１０６】以上のように作製した紫外発光ＥＬ素子に
対して、駆動波形が正弦波で１ｋＨｚの交流電圧を、第
１の導電膜と第２の導電膜とに印加し、そのＥＬ発光ス
ペクトルを測定した。その結果、３００Ｖの印加電圧の
下では、図７に示すように、波長３１４ｎｍで強い発光
ピークが確認された。An AC voltage having a driving waveform of 1 kHz and a sine wave was applied to the first conductive film and the second conductive film to the ultraviolet light emitting EL device manufactured as described above, and the EL light emission spectrum was measured. It was measured. As a result, under an applied voltage of 300 V, a strong emission peak was observed at a wavelength of 314 nm as shown in FIG.
【０１０７】次に、この紫外発光ＥＬ素子上に、ＲＦマ
グネトロンスパッタ法を用いて第１の誘電体膜を成膜し
た。この成膜工程においては、可視光反射の設計中心波
長λを５３０ｎｍとして、高屈折率層をＨｆＯ2（屈折
率ｎ（Ｈ）＝２．３０）、低屈折率層をＳｉＯ2（屈折
率ｎ（Ｌ）＝１．４６）によって成膜した。また、高屈
折率層と低屈折率層とは、それぞれの膜厚がｎ（Ｈ）・
λ／４，ｎ（Ｌ）・λ／４となるように成膜し、各々９
層ずつ積層した。Next, a first dielectric film was formed on the ultraviolet light emitting EL device by using the RF magnetron sputtering method. In this film forming step, the design center wavelength λ of visible light reflection is 530 nm, the high refractive index layer is HfO 2 (refractive index n (H) = 2.30), and the low refractive index layer is SiO 2 (refractive index n (L) = 1.46). The high refractive index layer and the low refractive index layer each have a film thickness of n (H) ·
λ / 4, n (L) · λ / 4, 9
The layers were laminated one by one.
【０１０８】したがって、第１の誘電体膜は、高屈折率
層と低屈折率層とが交互に積層されてなり、全体で１８
層の積層構造を呈する。また、この第１の誘電体膜の反
射率を測定したところ、図８に示すような光学特性を示
すことが確認された。第１の誘電体膜は、図８から分か
るとおり、波長３１４ｎｍの紫外光を９０％以上透過
し、可視光をほぼ全域に亘って９０％以上反射させるこ
とが確認された。Therefore, the first dielectric film is formed by alternately laminating high-refractive-index layers and low-refractive-index layers.
It has a layered structure of layers. When the reflectance of the first dielectric film was measured, it was confirmed that the first dielectric film exhibited optical characteristics as shown in FIG. As can be seen from FIG. 8, it was confirmed that the first dielectric film transmits at least 90% of ultraviolet light having a wavelength of 314 nm and reflects at least 90% of visible light over almost the entire region.
【０１０９】次に、第１の誘電体膜上に、波長変換膜を
成膜した。波長変換膜は、バインダとしてのポリビニル
アルコールを水に溶かし、界面活性剤と蛍光材料とを分
散させたものを塗布法によって１０μｍの厚みで形成し
て、約１１０℃で乾燥させた。界面活性剤としては、例
えば、株式会社ライオン製のポリティＰＳ−１９００等
のポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩を用いた。ま
た、蛍光材料としては、緑色光を放射する蛍光体粉末で
あるＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌを用いた。この蛍光材料は、平
均粒径が２μｍのものを用いた。Next, a wavelength conversion film was formed on the first dielectric film. The wavelength conversion film was formed by dissolving polyvinyl alcohol as a binder in water and dispersing a surfactant and a fluorescent material to a thickness of 10 μm by a coating method, and dried at about 110 ° C. As the surfactant, for example, sodium polystyrene sulfonate such as Polyty PS-1900 manufactured by Lion Corporation was used. As the fluorescent material, ZnS: Cu, Al, which is a phosphor powder that emits green light, was used. The fluorescent material used had an average particle size of 2 μm.
【０１１０】この波長変換膜の成膜工程においては、上
述した組み合わせの他に、例えば、バインダとしてのポ
リカーボネートをメチルエチルケトンに溶かし、界面活
性剤として、スルホコハク酸ジ−２−エチルヘキシルエ
ステルナトリウム塩を用いてもよい。この場合は、約９
０℃で乾燥させる。In the step of forming the wavelength conversion film, in addition to the above-mentioned combination, for example, polycarbonate as a binder is dissolved in methyl ethyl ketone, and di-2-ethylhexyl sulfosuccinate sodium salt is used as a surfactant. Is also good. In this case, about 9
Dry at 0 ° C.
【０１１１】以上のように作製した第１の発光素子に対
して、紫外発光ＥＬ素子の第１の導電膜と第２の導電膜
との間に１ｋＨｚの正弦波を示す交流電圧を印加した。
この結果、第１の発光素子は、中心波長５３０ｎｍであ
る緑色光を発光することが確認された。An AC voltage showing a 1 kHz sine wave was applied between the first conductive film and the second conductive film of the ultraviolet light emitting EL device to the first light emitting device manufactured as described above.
As a result, it was confirmed that the first light-emitting element emitted green light having a center wavelength of 530 nm.
【０１１２】また、この第１の発光素子と、第１の誘電
体膜を成膜せずに作製した発光素子とに対して、２５０
Ｖの印加電圧の下でそれぞれの発光輝度を測定した。こ
の結果、第１の発光素子は、第１の誘電体膜を成膜せず
に作製した発光素子と比較して、約２倍の発光輝度を示
した。これは、第１の発光素子が第１の誘電体膜を備え
ることによって、波長変換膜から第１の誘電体膜側に放
射された緑色光が、この第１の誘電体膜によって発光面
側に反射されたためであると考えられる。したがって、
第１の発光素子は、波長変換膜から放射された可視光
が、効率よく発光面に導かれていることが分かる。Further, the first light emitting device and a light emitting device manufactured without forming the first dielectric film are subjected to 250
Each light emission luminance was measured under the applied voltage of V. As a result, the first light-emitting element exhibited about twice the luminance of the light-emitting element manufactured without forming the first dielectric film. This is because, when the first light emitting element includes the first dielectric film, the green light emitted from the wavelength conversion film to the first dielectric film side emits green light by the first dielectric film. This is probably because the light was reflected to Therefore,
It can be seen that in the first light emitting element, visible light emitted from the wavelength conversion film is efficiently guided to the light emitting surface.
【０１１３】＜第２の実施例＞次に、上述した発光素子
１に基づいて、第２の発光素子を作製した場合の実施例
について説明する。第２の発光素子は、第１の誘電体膜
と第２の誘電体膜とのうち、第２の誘電体膜のみを備え
る発光素子である。<Second Embodiment> Next, an embodiment in which a second light-emitting element is manufactured based on the above-described light-emitting element 1 will be described. The second light emitting element is a light emitting element including only the second dielectric film out of the first dielectric film and the second dielectric film.
【０１１４】先ず、石英ガラス製の透明基板を用意し、
この透明基板に対して中性洗剤及び有機溶剤等で超音波
洗浄を施した。First, a transparent substrate made of quartz glass was prepared.
The transparent substrate was subjected to ultrasonic cleaning with a neutral detergent and an organic solvent.
【０１１５】次に、この透明基板上に、ＲＦマグネトロ
ンスパッタ法によって、第２の誘電体膜を成膜した。こ
の成膜工程においては、紫外光反射の設計中心波長λを
３１４ｎｍとして、高屈折率層をＭｇＯ（屈折率ｎ
（Ｈ）＝１．８０）、低屈折率層をＳｉＯ2（屈折率ｎ
（Ｌ）＝１．４６）によって成膜した。また、高屈折率
層と低屈折率層とは、それぞれの層厚がｎ（Ｈ）・λ／
４，ｎ（Ｌ）・λ／４となるように成膜し、各々６層ず
つ積層した。Next, a second dielectric film was formed on the transparent substrate by RF magnetron sputtering. In this film forming step, the design center wavelength λ of the ultraviolet light reflection is set to 314 nm, and the high refractive index layer is formed of MgO (refractive index n).
(H) = 1.80), and the low refractive index layer is formed of SiO 2 (refractive index n).
(L) = 1.46). The high refractive index layer and the low refractive index layer each have a thickness of n (H) · λ /
4, n (L) .lambda. / 4, and six layers were laminated.
【０１１６】したがって、第２の誘電体膜は、高屈折率
層と低屈折率層とが交互に積層されてなり、全体で１２
層の積層構造を呈する。また、この第２の誘電体膜の反
射率を測定したところ、図９に示すような光学特性を示
すことが確認された。第２の誘電体膜は、図９から分か
るとおり、波長３１４ｎｍの紫外光を９０％以上反射
し、可視光をほぼ全域に亘って９５％以上透過させるこ
とが確認された。Therefore, the second dielectric film is formed by alternately laminating high-refractive-index layers and low-refractive-index layers.
It has a layered structure of layers. When the reflectance of the second dielectric film was measured, it was confirmed that the second dielectric film exhibited optical characteristics as shown in FIG. As can be seen from FIG. 9, it was confirmed that the second dielectric film reflects at least 90% of ultraviolet light having a wavelength of 314 nm and transmits at least 95% of visible light over almost the entire region.
【０１１７】次に、第２の誘電体膜上に、波長変換膜を
上述した第１の実施例と同様にして成膜した。その後、
この波長変換膜と、上述した第１の実施例と同様に作製
した紫外発光ＥＬ素子とを屈折率整合型接着剤を用いて
密着するように接着した。屈折率整合型接着剤は、紫外
波長域で高い透過率を示すシロキサンポリマを主成分と
するシリカ系被膜形成用コーティング剤ＰＳＢ−Ｋ１
（東レ株式会社製）を用いた。Next, a wavelength conversion film was formed on the second dielectric film in the same manner as in the first embodiment. afterwards,
The wavelength conversion film and the ultraviolet light emitting EL device manufactured in the same manner as in the first embodiment were bonded so as to be in close contact with each other using a refractive index matching adhesive. The refractive index matching type adhesive is a coating agent PSB-K1 for forming a silica-based film mainly composed of a siloxane polymer having a high transmittance in an ultraviolet wavelength region.
(Manufactured by Toray Industries, Inc.).
【０１１８】以上のように作製した第２の発光素子に対
して、紫外発光ＥＬ素子の第１の導電膜と第２の導電膜
との間に１ｋＨｚの正弦波を示す交流電圧を印加した。
この結果、第２の発光素子は、第１の発光素子と同様
に、中心波長５３０ｎｍである緑色光を発光することが
確認された。An AC voltage showing a 1 kHz sine wave was applied between the first conductive film and the second conductive film of the ultraviolet light emitting EL device to the second light emitting device manufactured as described above.
As a result, it was confirmed that the second light-emitting element emitted green light having a center wavelength of 530 nm, similarly to the first light-emitting element.
【０１１９】また、この第２の発光素子と、第２の誘電
体膜を成膜せずに作製した発光素子とに対して、２５０
Ｖの印加電圧の下でそれぞれの発光輝度を測定した。こ
の結果、第２の発光素子は、第２の誘電体膜を成膜せず
に作製した発光素子と比較して、約３倍の発光輝度を示
した。これは、第２の発光素子が第２の誘電体膜を備え
ることによって、紫外発光ＥＬ素子から放射されて波長
変換膜で吸収されずに透過させてきた紫外光が反射され
て、再び波長変換膜側へ入射されたためであると考えら
れる。したがって、第２の発光素子は、紫外発光ＥＬ素
子から放射された紫外光を、波長変換膜の励起エネルギ
として効率よく利用することができることがわかる。Further, the second light emitting device and the light emitting device manufactured without forming the second dielectric film were subjected to 250
Each light emission luminance was measured under the applied voltage of V. As a result, the second light-emitting element exhibited approximately three times the luminance of the light-emitting element manufactured without forming the second dielectric film. This is because, since the second light emitting element includes the second dielectric film, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting EL element and transmitted without being absorbed by the wavelength conversion film is reflected, and the wavelength conversion is performed again. This is probably because the light was incident on the film side. Therefore, it is understood that the second light emitting element can efficiently use the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting EL element as the excitation energy of the wavelength conversion film.
【０１２０】＜第３の実施例＞次に、上述した発光素子
１に基づいて、第３の発光素子を作製した場合の実施例
について説明する。第３の発光素子は、第１の誘電体膜
と第２の誘電体膜との両方を備える発光素子である。<Third Embodiment> Next, an embodiment in which a third light emitting element is manufactured based on the above-described light emitting element 1 will be described. The third light emitting element is a light emitting element including both the first dielectric film and the second dielectric film.
【０１２１】先ず、上述した第１の実施例と同様にし
て、紫外発光ＥＬ素子上に第１の誘電体膜を成膜した。
また、上述した第２の実施例と同様にして、透明基板上
に、第２の誘電体膜と波長変換膜とを成膜した。次に、
これら第１の誘電体膜と波長変換膜とを屈折率整合型接
着剤を用いて密着するように接着した。屈折率整合型接
着剤は、第２の実施例と同様に、シリカ系被膜形成用コ
ーティング剤ＰＳＢ−Ｋ１（東レ株式会社製）を用い
た。First, a first dielectric film was formed on an ultraviolet light emitting EL device in the same manner as in the first embodiment.
Further, a second dielectric film and a wavelength conversion film were formed on a transparent substrate in the same manner as in the second embodiment described above. next,
The first dielectric film and the wavelength conversion film were adhered so as to be in close contact with each other using a refractive index matching adhesive. As the refractive index matching type adhesive, a coating agent PSB-K1 (manufactured by Toray Industries, Inc.) for forming a silica-based film was used as in the second embodiment.
【０１２２】以上のように作製した第３の発光素子に対
して、紫外発光ＥＬ素子の第１の導電膜と第２の導電膜
との間に１ｋＨｚの正弦波を示す交流電圧を印加した。
この結果、第２の発光素子は、第１の発光素子と同様
に、中心波長５３０ｎｍである緑色光を発光することが
確認された。An AC voltage showing a 1 kHz sine wave was applied between the first conductive film and the second conductive film of the ultraviolet light emitting EL device to the third light emitting device manufactured as described above.
As a result, it was confirmed that the second light-emitting element emitted green light having a center wavelength of 530 nm, similarly to the first light-emitting element.
【０１２３】また、この第３の発光素子と、第１の誘電
膜及び第２の誘電膜を成膜せずに作製した発光素子とに
対して、２５０Ｖの印加電圧の下でそれぞれの発光輝度
を測定した。この結果、第３の発光素子は、第１の誘電
体膜及び第２の誘電体膜を成膜せずに作製した発光素子
と比較して、約５倍の発光輝度を示した。これにより、
第３の発光素子は、第１の実施例で説明した可視光の利
用効率の向上と、第２の実施例で説明した紫外光の利用
効率の向上との双方の作用によって、可視光の輝度が増
大したことが分かる。The light emitting luminance of each of the third light emitting element and the light emitting element manufactured without forming the first dielectric film and the second dielectric film under an applied voltage of 250 V. Was measured. As a result, the third light-emitting element exhibited approximately five times the luminance of the light-emitting element manufactured without forming the first dielectric film and the second dielectric film. This allows
The third light-emitting element has a function of improving the use efficiency of visible light described in the first embodiment and the improvement of use efficiency of ultraviolet light described in the second embodiment, thereby increasing the luminance of visible light. It can be seen that has increased.
【０１２４】＜第４の実施例＞次に、上述した画像表示
装置４０に基づいて、画像表示装置を作製した場合の実
施例について説明する。先ず、合成石英ガラス製の基板
を用意し、この基板に対して中性洗剤及び有機溶剤等で
超音波洗浄を施した。<Fourth Embodiment> Next, an embodiment in which an image display device is manufactured based on the above-described image display device 40 will be described. First, a substrate made of synthetic quartz glass was prepared, and this substrate was subjected to ultrasonic cleaning with a neutral detergent and an organic solvent.
【０１２５】次に、ｉ線露光用ポジ型フォトレジストに
よって、基板上にストライプ状のレジストパターンを形
成した。その後、Ａｌ金属薄膜をＲＦマグネトロンスパ
ッタ法によって薄膜状に形成した。その後、レジストパ
ターンをアセトン等の有機溶剤を用いて超音波洗浄する
ことによって除去し、ストライプ状の電極パターンを形
成した。Ａｌ金属薄膜は、このストライプ状の電極パタ
ーンに成形されて、最終的に第１の電極となる。Next, a striped resist pattern was formed on the substrate using a positive photoresist for i-line exposure. Thereafter, an Al metal thin film was formed into a thin film by RF magnetron sputtering. Thereafter, the resist pattern was removed by ultrasonic cleaning using an organic solvent such as acetone to form a striped electrode pattern. The Al metal thin film is formed into this striped electrode pattern, and finally becomes the first electrode.
【０１２６】次に、第１の実施例と同様にして、第１の
電極上に、第１の絶縁膜と、紫外発光膜と、第２の絶縁
膜とを成膜した。次に、上述した第１の電極と同様にし
て、この第１の電極と直交するように、酸化インジウム
錫（ＩＴＯ）によって第２の電極をストライプ状の電極
パターンで形成した。これにより、第１の電極と第２の
電極との交差部に、それぞれ紫外発光ＥＬ素子が形成さ
れる。Next, a first insulating film, an ultraviolet light emitting film, and a second insulating film were formed on the first electrode in the same manner as in the first embodiment. Next, similarly to the above-described first electrode, a second electrode was formed of indium tin oxide (ITO) in a striped electrode pattern so as to be orthogonal to the first electrode. As a result, an ultraviolet light emitting EL element is formed at each of the intersections of the first electrode and the second electrode.
【０１２７】次に、第１の実施例と同様にして、第１の
誘電体膜を成膜した。Next, a first dielectric film was formed in the same manner as in the first embodiment.
【０１２８】次に、第１の誘電体膜上で、第１の電極と
第２の電極との交差部に相当する位置に、それぞれ波長
変換膜を形成した。波長変換膜は、バインダとしてポリ
ビニルアルコールを水に溶かし、界面活性剤と蛍光材料
とを分散させたものを、パターンマスクを用いて形成し
た。Next, a wavelength conversion film was formed on the first dielectric film at a position corresponding to the intersection between the first electrode and the second electrode. The wavelength conversion film was formed by dissolving polyvinyl alcohol in water as a binder and dispersing a surfactant and a fluorescent material using a pattern mask.
【０１２９】蛍光材料としては、赤色、緑色、青色を放
射する波長変換膜のそれぞれに対して、ＺｎＳ：Ａｇ，
Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕを用いた。
蛍光材料は、それぞれ平均粒径が２μｍのものを用い
た。また、界面活性剤としては、例えば、第１の実施例
と同様に、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩を用い
た。As a fluorescent material, ZnS: Ag,
Al, ZnS: Cu, Al, Y 2 O 2 S: Eu were used.
The fluorescent material used had an average particle size of 2 μm. As the surfactant, for example, sodium polystyrene sulfonate was used in the same manner as in the first example.
【０１３０】また、第２の実施例と同様にして、第２の
誘電体膜を成膜した透明基板と上述した波長変換膜とを
屈折率整合型接着剤を用いて接着した。Further, in the same manner as in the second embodiment, the transparent substrate on which the second dielectric film was formed and the above-mentioned wavelength conversion film were bonded using a refractive index matching type adhesive.
【０１３１】以上のように作製した画像表示装置に対し
て、上述した制御部５２と同様の制御部を接続した。こ
の画像表示装置において、所望の第１の電極と第２の電
極とに対して電圧を印加することによって、これら第１
の電極と第２の電極との交差部に位置する紫外発光ＥＬ
素子が紫外発光し、これにより波長変換膜が可視光を放
射することが確認された。A control unit similar to the control unit 52 described above was connected to the image display device manufactured as described above. In this image display device, by applying a voltage to a desired first electrode and a desired second electrode, the first
Ultraviolet light emitting EL located at the intersection of the first electrode and the second electrode
It was confirmed that the device emitted ultraviolet light, whereby the wavelength conversion film emitted visible light.
【０１３２】画像表示装置は、制御部によって各々の画
素を発光させる駆動電圧及びタイミングを制御すること
によって、全体としてひとつのカラー画像を表示できる
ことが確認された。It has been confirmed that the image display device can display one color image as a whole by controlling the driving voltage and timing for emitting light from each pixel by the control unit.
【０１３３】[0133]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る発
光素子は、紫外光を透過させて可視光を反射させる誘電
体膜を備えることによって、可視光が誘電体膜で反射さ
れるために、波長変換膜から放射される可視光が、誘電
体膜が配設された側と反対側に向けて一方向に放射され
てなる。したがって、発光素子は、波長変換膜から放射
された可視光を効率よく発光面に導くことができ、発光
輝度を向上させることができる。As described above, since the light emitting device according to the present invention includes the dielectric film that transmits ultraviolet light and reflects visible light, visible light is reflected by the dielectric film. In addition, the visible light emitted from the wavelength conversion film is emitted in one direction toward the side opposite to the side on which the dielectric film is provided. Therefore, the light emitting element can efficiently guide the visible light emitted from the wavelength conversion film to the light emitting surface, and can improve the light emission luminance.
【０１３４】また、本発明に係る画像表示装置は、紫外
光を透過させて可視光を反射させる誘電体膜を備えるこ
とによって、可視光が誘電体膜で反射されるために、波
長変換膜から放射される可視光が、誘電体膜が配設され
た側と反対側に向けて一方向に放射されてなる。したが
って、画像表示装置は、波長変換膜から放射された可視
光を効率よく画像表示面に導くことができ、発光輝度を
向上させて画像を表示することができる。Further, since the image display device according to the present invention includes the dielectric film that transmits ultraviolet light and reflects visible light, the visible light is reflected by the dielectric film. The emitted visible light is emitted in one direction toward the side opposite to the side on which the dielectric film is provided. Therefore, the image display device can efficiently guide the visible light emitted from the wavelength conversion film to the image display surface, and can display an image with improved light emission luminance.
【０１３５】さらに、本発明に係る発光素子は、紫外光
を反射させて可視光を透過させる誘電体膜を備えること
によって、紫外光が誘電体膜で反射されるために、紫外
発光素子から放射される紫外光が、効率よく波長変換膜
に向けて導かれてなる。したがって、発光素子は、紫外
発光素子から放射された紫外光を効率よく波長変換膜の
励起エネルギとして利用することができ、発光輝度を向
上させることができる。Further, since the light emitting device according to the present invention includes the dielectric film that reflects ultraviolet light and transmits visible light, the ultraviolet light is reflected by the dielectric film, so that the light is emitted from the ultraviolet light emitting device. Ultraviolet light is efficiently guided toward the wavelength conversion film. Therefore, the light emitting element can efficiently use the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting element as the excitation energy of the wavelength conversion film, and can improve the light emission luminance.
【０１３６】また、本発明に係る画像表示装置は、紫外
光を可視光に波長変換して放射する波長変換膜を備える
ことによって、紫外発光素子から放射された紫外光を効
率よく波長変換膜の励起エネルギとして利用することが
でき、発光輝度を向上させて画像を表示することができ
る。Further, the image display device according to the present invention is provided with a wavelength conversion film for converting the wavelength of ultraviolet light to visible light and radiating the same, whereby the ultraviolet light radiated from the ultraviolet light emitting element can be efficiently converted into a wavelength conversion film. It can be used as excitation energy, and an image can be displayed with improved light emission luminance.
【０１３７】さらに、本発明に係る発光素子は、紫外光
を透過させて可視光を反射させる第１の誘電体膜と、紫
外光を反射させて可視光を透過させる第２の誘電体膜と
を備えることによって、可視光が第１の誘電体膜によっ
て反射され、紫外光が第２の誘電体膜によって反射され
てなる。したがって、発光素子は、波長変換膜から放射
された可視光を効率よく発光面に導くことができるとと
もに、紫外発光素子から放射された紫外光を効率よく波
長変換膜の励起エネルギとして利用することができ、発
光輝度をさらに向上させることができる。Further, the light emitting device according to the present invention comprises a first dielectric film that transmits ultraviolet light and reflects visible light, and a second dielectric film that reflects ultraviolet light and transmits visible light. , Visible light is reflected by the first dielectric film, and ultraviolet light is reflected by the second dielectric film. Therefore, the light emitting element can efficiently guide the visible light emitted from the wavelength conversion film to the light emitting surface, and efficiently use the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting element as the excitation energy of the wavelength conversion film. As a result, the emission luminance can be further improved.
【０１３８】また、本発明に係る画像表示装置は、紫外
光を透過させて可視光を反射させる第１の誘電体膜と、
紫外光を反射させて可視光を透過させる第２の誘電体膜
とを備えることによって、可視光が第１の誘電体膜によ
って反射され、紫外光が第２の誘電体膜によって反射さ
れてなる。したがって、画像表示装置は、波長変換膜か
ら放射された可視光を効率よく画像表示面に導くことが
できるとともに、波長変換膜の励起エネルギとして利用
することができ、発光輝度をさらに向上させて画像を表
示することができる。Further, the image display device according to the present invention comprises: a first dielectric film that transmits ultraviolet light and reflects visible light;
A second dielectric film that reflects ultraviolet light and transmits visible light, whereby visible light is reflected by the first dielectric film, and ultraviolet light is reflected by the second dielectric film. . Therefore, the image display device can efficiently guide the visible light radiated from the wavelength conversion film to the image display surface, can use the visible light as excitation energy of the wavelength conversion film, and further improve the light emission luminance to improve the image brightness. Can be displayed.
【図１】本発明に係る発光素子を示す要部断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a light emitting device according to the present invention.
【図２】本発明に係る他の発光素子を示す要部断面図で
ある。FIG. 2 is a sectional view of a main part showing another light emitting device according to the present invention.
【図３】本発明に係るさらに他の発光素子を示す要部断
面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a principal part showing still another light emitting device according to the present invention.
【図４】本発明に係る画像表示装置を示す概略平面図で
ある。FIG. 4 is a schematic plan view showing an image display device according to the present invention.
【図５】同画像表示装置を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing the image display device.
【図６】同画像表示装置に接続される制御部の一例を示
す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a control unit connected to the image display device.
【図７】本発明に係る発光素子の紫外発光強度を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing an ultraviolet light emission intensity of a light emitting device according to the present invention.
【図８】同発光素子の第１の誘電体膜の反射率を示す図
である。FIG. 8 is a diagram showing a reflectance of a first dielectric film of the light emitting device.
【図９】同発光素子の第２の誘電体膜の反射率を示す図
である。FIG. 9 is a diagram showing a reflectance of a second dielectric film of the light emitting device.
１ 発光素子、２ 基板、３ 第１の導電膜、４ 第１
の絶縁膜、５ 紫外発光膜、６ 第２の絶縁膜、７ 第
２の導電膜、８ 第１の誘電体膜、９ 波長変換膜、１
０ 第２の誘電体膜、１１ 紫外発光ＥＬ素子Reference Signs List 1 light emitting element, 2 substrate, 3 first conductive film, 4 first
Insulating film, 5 ultraviolet light emitting film, 6 second insulating film, 7 second conductive film, 8 first dielectric film, 9 wavelength conversion film, 1
0 second dielectric film, 11 ultraviolet light emitting EL element
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB04 BA06 BB00 CA01 CA05 CB01 DA02 DA05 DB00 DC04 EC01 EC02 EC03 EC04 FA01 FA03 5C094 AA07 AA08 AA10 AA60 BA29 CA19 CA24 EA05 EB02 FB02 GB10 5C096 AA00 BA01 CC07 CD19 EA06 EB03 EB13 FA01 Continued on the front page F term (reference) 3K007 AB02 AB03 AB04 BA06 BB00 CA01 CA05 CB01 DA02 DA05 DB00 DC04 EC01 EC02 EC03 EC04 FA01 FA03 5C094 AA07 AA08 AA10 AA60 BA29 CA19 CA24 EA05 EB02 FB02 GB10 5C096 AA00 EA01 EB03 CD19
Claims (9)
光を透過させて可視光を反射させる誘電体膜と、紫外光
を可視光に波長変換して放射する波長変換膜とがこの順
で基板上に形成されたことを特徴とする発光素子。1. An ultraviolet light-emitting device that emits ultraviolet light, a dielectric film that transmits ultraviolet light and reflects visible light, and a wavelength conversion film that converts ultraviolet light into visible light and emits the light in this order. A light-emitting element formed on a substrate according to claim 1.
光を可視光に波長変換して放射する波長変換膜と、紫外
光を反射させて可視光を透過させる誘電体膜とがこの順
で基板上に形成されたことを特徴とする発光素子。2. An ultraviolet light-emitting element that emits ultraviolet light, a wavelength conversion film that converts ultraviolet light into visible light and emits the light, and a dielectric film that reflects ultraviolet light and transmits visible light in this order. A light-emitting element formed on a substrate according to claim 1.
光を透過させて可視光を反射させる第１の誘電体膜と、
紫外光を可視光に波長変換して放射する波長変換膜と、
紫外光を反射させて可視光を透過させる第２の誘電体膜
とがこの順で基板上に形成されたことを特徴とする発光
素子。3. An ultraviolet light emitting element that emits ultraviolet light, a first dielectric film that transmits ultraviolet light and reflects visible light,
A wavelength conversion film that converts ultraviolet light into visible light and emits the light,
A light emitting device, wherein a second dielectric film that reflects ultraviolet light and transmits visible light is formed on a substrate in this order.
放射する複数の紫外発光素子と、紫外光を透過させて可
視光を反射させる誘電体膜と、紫外光を可視光に波長変
換して放射する波長変換膜とがこの順で基板上に形成さ
れたことを特徴とする画像表示装置。4. A plurality of ultraviolet light emitting elements which are arranged in a matrix and emit ultraviolet light, a dielectric film which transmits ultraviolet light and reflects visible light, and converts the wavelength of ultraviolet light into visible light. An image display device, wherein a wavelength conversion film for emitting light is formed on a substrate in this order.
互いに略平行な複数の第１の電極と、この第１の電極と
略直交し且つ互いに略平行な複数の第２の電極とを備え
ることを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。5. A driving electrode for each of the ultraviolet light emitting elements,
5. The image display device according to claim 4, comprising: a plurality of first electrodes substantially parallel to each other; and a plurality of second electrodes substantially orthogonal to the first electrodes and substantially parallel to each other.
放射する複数の紫外発光素子と、紫外光を可視光に波長
変換して放射する波長変換膜と、紫外光を反射させて可
視光を透過させる誘電体膜とがこの順で基板上に形成さ
れたことを特徴とする画像表示装置。6. A plurality of ultraviolet light emitting elements which are arranged in a matrix and emit ultraviolet light, respectively, a wavelength conversion film which converts the wavelength of ultraviolet light into visible light and emits the light, and which reflects visible light by reflecting ultraviolet light. An image display device wherein a dielectric film to be transmitted is formed on a substrate in this order.
互いに略平行な複数の第１の電極と、この第１の電極と
略直交し且つ互いに略平行な複数の第２の電極とを備え
ることを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。7. A driving electrode for each of the ultraviolet light emitting elements,
7. The image display device according to claim 6, comprising: a plurality of first electrodes substantially parallel to each other; and a plurality of second electrodes substantially orthogonal to the first electrodes and substantially parallel to each other.
放射する複数の紫外発光素子と、紫外光を透過させて可
視光を反射させる第１の誘電体膜と、紫外光を可視光に
波長変換して放射する波長変換膜と、紫外光を反射させ
て可視光を透過させる第２の誘電体膜とがこの順で基板
上に形成されたことを特徴とする画像表示装置。8. A plurality of ultraviolet light-emitting elements which are arranged in a matrix and emit ultraviolet light, a first dielectric film which transmits ultraviolet light and reflects visible light, and converts the ultraviolet light into visible light. An image display device comprising: a wavelength conversion film that converts and emits light; and a second dielectric film that reflects ultraviolet light and transmits visible light, formed on a substrate in this order.
互いに略平行な複数の第１の電極と、この第１の電極と
略直交し、且つ互いに略平行な複数の第２の電極とを備
えることを特徴とする請求項８記載の画像表示装置。9. A driving electrode for each of the ultraviolet light emitting elements,
9. The image display device according to claim 8, comprising: a plurality of first electrodes substantially parallel to each other; and a plurality of second electrodes substantially orthogonal to the first electrodes and substantially parallel to each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10374380A JP2000195678A (en) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Luminescent element and image display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10374380A JP2000195678A (en) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Luminescent element and image display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000195678A true JP2000195678A (en) | 2000-07-14 |
Family
ID=18503753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10374380A Pending JP2000195678A (en) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Luminescent element and image display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000195678A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1520307A2 (en) * | 2002-06-28 | 2005-04-06 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Electroluminescent device with a transparent cathode |
| JP2006503418A (en) * | 2002-10-18 | 2006-01-26 | アイファイア テクノロジー コーポレーション | Color electroluminescence display device |
-
1998
- 1998-12-28 JP JP10374380A patent/JP2000195678A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1520307A2 (en) * | 2002-06-28 | 2005-04-06 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Electroluminescent device with a transparent cathode |
| JP2006503418A (en) * | 2002-10-18 | 2006-01-26 | アイファイア テクノロジー コーポレーション | Color electroluminescence display device |
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