JP2674430B2 - 固体映像変換素子 - Google Patents
固体映像変換素子Info
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Landscapes
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Description
【００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線、とりわけ、近
赤外線を可視光に変換する固体映像変換素子に係り、特
に電場発光体層と光導電体層を分散形で積層した固体映
像変換素子の改良に関するものである。
赤外線を可視光に変換する固体映像変換素子に係り、特
に電場発光体層と光導電体層を分散形で積層した固体映
像変換素子の改良に関するものである。
【００２】
【従来の技術】電場発光体層（以下、ＥＬ層という）と
光導電体層（以下、ＰＣ層という）を組み合わせた光増
幅器の原理は古くから知られており、更にこれをＸ線域
に適用したＸ線映像変換素子も多くの研究者により研究
され、一部実用化されている。これらＸ線映像変換素子
は、Ｘ線写真に比べると、現像等の手数を不要として直
接に可視像として見られるという手軽さで安価であるた
め、イメージインテンシファイア等の高価な装置を利用
するまでもない用途に広く用いられている。この種のＸ
線映像変換素子は、例えば、特公昭４９−３０３７号公
報に示されるように、透明電極層を有するガラス基板上
にＥＬ層、誘電体層、不透光層、ＰＣ層を順次積層した
後、その上に金属蒸着電極、防湿コーテイング層を形成
した構造となっており、この構造から、これら両電極間
に交流電圧を印加し、防湿コーテイング層上に被写体を
配置し、ＰＣ層の側からＸ線を照射すると、Ｘ線像はＰ
Ｃ層でインピーダンス像に変換され、さらにＥＬ層でＥ
Ｌ発光による可視像に変換される。この場合、不透光層
はカーボン粉末とエポキシ樹脂系結合剤からなってお
り、その膜厚は、不透光層はＥＬ層での発光によるＰＣ
層への帰還を防ぐため、最小限１０μｍ程度必要であ
る。
光導電体層（以下、ＰＣ層という）を組み合わせた光増
幅器の原理は古くから知られており、更にこれをＸ線域
に適用したＸ線映像変換素子も多くの研究者により研究
され、一部実用化されている。これらＸ線映像変換素子
は、Ｘ線写真に比べると、現像等の手数を不要として直
接に可視像として見られるという手軽さで安価であるた
め、イメージインテンシファイア等の高価な装置を利用
するまでもない用途に広く用いられている。この種のＸ
線映像変換素子は、例えば、特公昭４９−３０３７号公
報に示されるように、透明電極層を有するガラス基板上
にＥＬ層、誘電体層、不透光層、ＰＣ層を順次積層した
後、その上に金属蒸着電極、防湿コーテイング層を形成
した構造となっており、この構造から、これら両電極間
に交流電圧を印加し、防湿コーテイング層上に被写体を
配置し、ＰＣ層の側からＸ線を照射すると、Ｘ線像はＰ
Ｃ層でインピーダンス像に変換され、さらにＥＬ層でＥ
Ｌ発光による可視像に変換される。この場合、不透光層
はカーボン粉末とエポキシ樹脂系結合剤からなってお
り、その膜厚は、不透光層はＥＬ層での発光によるＰＣ
層への帰還を防ぐため、最小限１０μｍ程度必要であ
る。
【００３】ところで、上述の特公昭４９−３０３７号公
報では、電極を除いた各層が粉体状の素材を有機バイン
ダ中に分散させ、これをスクリーン印刷等により塗布す
ることにより形成されたいわゆる分散形Ｘ線映像変換素
子である。また薄膜形で、現在、メモリ機能を持つ発光
素子として提案されているものには、例えば、ガラス基
板上に透明電極、第１の絶縁層、ＥＬ層、第２の絶縁
層、ＰＣ層、背面電極が蒸着等より順次薄膜で積層され
たものがある。この作動原理では、両電極間に維持電圧
を印加しておき、この場合、ＥＬ層が暗状態にあり、次
に、両電極間の印加電圧を増加させ、ＥＬ層への分配電
圧を大きくし、ＥＬ発光を開始させるか、ＥＬ層の側か
らＰＣ層へ充分な光を照射し、ＰＣ層のインピーダンス
を下げるかして、ＥＬ層の発光を開始させる。ＥＬ層が
一度発光状態になると、ＥＬ発光によってＰＣ層が励起
されて低いインピーダンスをとり続けるので、印加電圧
を低減或いは外部からの光照射を止めてもＥＬ層の発光
が維持されるものである。この場合、メモリ機能として
働くため、ＥＬ発光によってＰＣ層を励起し続けなけれ
ばならないので、構成において不透光層は無く、ＥＬ層
の発光分布とＰＣ層の分光分布は一致してなければなら
ない。
報では、電極を除いた各層が粉体状の素材を有機バイン
ダ中に分散させ、これをスクリーン印刷等により塗布す
ることにより形成されたいわゆる分散形Ｘ線映像変換素
子である。また薄膜形で、現在、メモリ機能を持つ発光
素子として提案されているものには、例えば、ガラス基
板上に透明電極、第１の絶縁層、ＥＬ層、第２の絶縁
層、ＰＣ層、背面電極が蒸着等より順次薄膜で積層され
たものがある。この作動原理では、両電極間に維持電圧
を印加しておき、この場合、ＥＬ層が暗状態にあり、次
に、両電極間の印加電圧を増加させ、ＥＬ層への分配電
圧を大きくし、ＥＬ発光を開始させるか、ＥＬ層の側か
らＰＣ層へ充分な光を照射し、ＰＣ層のインピーダンス
を下げるかして、ＥＬ層の発光を開始させる。ＥＬ層が
一度発光状態になると、ＥＬ発光によってＰＣ層が励起
されて低いインピーダンスをとり続けるので、印加電圧
を低減或いは外部からの光照射を止めてもＥＬ層の発光
が維持されるものである。この場合、メモリ機能として
働くため、ＥＬ発光によってＰＣ層を励起し続けなけれ
ばならないので、構成において不透光層は無く、ＥＬ層
の発光分布とＰＣ層の分光分布は一致してなければなら
ない。
【００４】しかしながら、上述のＰＣ層とＥＬ層を組み
合わせたＸ線固体映像変換素子では、分散形或いは薄膜
形のいずれであっても、ＰＣ層の側から照射されるＸ線
像を可視光にするものであり、入光する光源はＸ線であ
って、赤外線の如く可視光より長波長の光を利用するも
のでなく、また、ＰＣ層でなくＥＬ層側の透明基板から
Ｘ線像を入光させるものでない。しかも、ＥＬ層とＰＣ
層との間には、ＥＬ発光によりＰＣ層を励起する光の帰
還を防止するため、不透光層を必要としている。また、
透過力の大きいＸ線を対象としているため、ＰＣ層が厚
く、ＥＬ層上の誘電体層に不透光層或いは電流拡散層を
積層するため、必然的に全体の膜厚が著しく厚く、この
ため、高い印加電圧が必要であって、絶縁破壊しやすい
という欠点がある。
合わせたＸ線固体映像変換素子では、分散形或いは薄膜
形のいずれであっても、ＰＣ層の側から照射されるＸ線
像を可視光にするものであり、入光する光源はＸ線であ
って、赤外線の如く可視光より長波長の光を利用するも
のでなく、また、ＰＣ層でなくＥＬ層側の透明基板から
Ｘ線像を入光させるものでない。しかも、ＥＬ層とＰＣ
層との間には、ＥＬ発光によりＰＣ層を励起する光の帰
還を防止するため、不透光層を必要としている。また、
透過力の大きいＸ線を対象としているため、ＰＣ層が厚
く、ＥＬ層上の誘電体層に不透光層或いは電流拡散層を
積層するため、必然的に全体の膜厚が著しく厚く、この
ため、高い印加電圧が必要であって、絶縁破壊しやすい
という欠点がある。
【００５】そこで、従来のＸ線像を可視光に変換する固
体映像変換素子をそのまま利用して、近赤外線像を可視
光に変換することは、ＰＣ層側からの近赤外線の入光の
場合、防湿コーティング、金属蒸着による背面電極の存
在によって近赤外線が透過できず、また、ＥＬ層側から
の入光の場合、不透光層の存在によって、近赤外線がほ
とんど透過できないか、透過できたとしても、ＰＣ層の
表面近傍までしか到達せず、膜厚の厚いＰＣ層の大部分
が不感となってはなはだ感度が悪い。さらにＥＬ層上の
誘電体層に、不透光層或いは電流拡散層を積層したり、
また、透過力の大きいＸ線やこれによる高い印加電圧に
よりＰＣ層を厚くしなければならない等のため、必然的
に全体の膜厚が著しく厚くならざるを得ず、しかも高い
印加電圧が伴うという不都合がある。
体映像変換素子をそのまま利用して、近赤外線像を可視
光に変換することは、ＰＣ層側からの近赤外線の入光の
場合、防湿コーティング、金属蒸着による背面電極の存
在によって近赤外線が透過できず、また、ＥＬ層側から
の入光の場合、不透光層の存在によって、近赤外線がほ
とんど透過できないか、透過できたとしても、ＰＣ層の
表面近傍までしか到達せず、膜厚の厚いＰＣ層の大部分
が不感となってはなはだ感度が悪い。さらにＥＬ層上の
誘電体層に、不透光層或いは電流拡散層を積層したり、
また、透過力の大きいＸ線やこれによる高い印加電圧に
よりＰＣ層を厚くしなければならない等のため、必然的
に全体の膜厚が著しく厚くならざるを得ず、しかも高い
印加電圧が伴うという不都合がある。
【００６】また、従来のＸ線像を可視光に変換する固体
映像変換素子では、不透光層或いは電流拡散層は、ＰＣ
層とＥＬ層との間の接続層として働き、容量、抵抗成分
を合わせもつ層であるので、効率、さらに、画質、輝度
を低下させ、近赤外線像を可視光に変換する固体映像変
換素子に応用することはできない。
映像変換素子では、不透光層或いは電流拡散層は、ＰＣ
層とＥＬ層との間の接続層として働き、容量、抵抗成分
を合わせもつ層であるので、効率、さらに、画質、輝度
を低下させ、近赤外線像を可視光に変換する固体映像変
換素子に応用することはできない。
【００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、上
述の事情に鑑みなされたものであって、その目的は、分
散形積層体から構成されるが、従来のＸ線像変換素子と
異なってＥＬ層とＰＣ層との間に不透光層を形成するこ
となく、簡単な分散形構造でＥＬ層側から近赤外線を入
射させて近赤外線を可視像に変換する固体映像変換素子
を新規に提供することにある。
述の事情に鑑みなされたものであって、その目的は、分
散形積層体から構成されるが、従来のＸ線像変換素子と
異なってＥＬ層とＰＣ層との間に不透光層を形成するこ
となく、簡単な分散形構造でＥＬ層側から近赤外線を入
射させて近赤外線を可視像に変換する固体映像変換素子
を新規に提供することにある。
【００８】
【発明を解決するための手段】本発明者等は、ＺｎＳを
母体とするＥＬ層自体が近赤外線を透過することと、薄
膜形より光を乱反射しやすい分散形であっても、電場発
光体層（ＥＬ層）及び誘電体層を適宜な厚さに設定する
場合、近赤外線を大きな減衰を伴うことなく通過させる
ことができることを知見し、鋭意研究の結果、新たに、
ＥＬ層側から近赤外線を入射光として混在させて近赤外
線を可視像に変換する本発明の固体映像変換素子を完成
するに至った。
母体とするＥＬ層自体が近赤外線を透過することと、薄
膜形より光を乱反射しやすい分散形であっても、電場発
光体層（ＥＬ層）及び誘電体層を適宜な厚さに設定する
場合、近赤外線を大きな減衰を伴うことなく通過させる
ことができることを知見し、鋭意研究の結果、新たに、
ＥＬ層側から近赤外線を入射光として混在させて近赤外
線を可視像に変換する本発明の固体映像変換素子を完成
するに至った。
【００９】即ち、上述の目的は、分散形積層体であっ
て、透明基板上に透明電極層、電場発光体層、誘電体
層、光導電体層及び背面電極を順次積層してなり、光導
電体層は、その分光感度を前記電場発光体層の発光分布
の可視光より長波長側の赤外線領域とし、透明基板から
入射した赤外線により光導電効果を生じるものからなる
ことを特徴とする固体映像変換素子により、解決され
る。
て、透明基板上に透明電極層、電場発光体層、誘電体
層、光導電体層及び背面電極を順次積層してなり、光導
電体層は、その分光感度を前記電場発光体層の発光分布
の可視光より長波長側の赤外線領域とし、透明基板から
入射した赤外線により光導電効果を生じるものからなる
ことを特徴とする固体映像変換素子により、解決され
る。
【０１０】本発明の固体映像変換素子では、近赤外線ー
可視光の変換の点から、 １）ＥＬ層がＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ又はＺｎＳ：Ｃｕ，Ｘ
若しくはＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ，Ｘ粒子（Ｘはハロゲン元
素である）を含んでなり、一方、ＰＣ層がＣｄＳｅ：Ｃ
ｕ，Ｃｌ粒子を含んでなること。 ２）ＥＬ層の膜厚が１５〜３５μｍであり、誘電体層が
チタン酸バリウム粒子を含んでなり、この誘電体層の膜
厚が３〜３０μｍであり、また、ＰＣ層の膜厚が７０〜
２４０μｍであること。 ３）ＰＣ層のＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子の平均粒径が５
〜１５μｍであること。 これらが好ましい。
可視光の変換の点から、 １）ＥＬ層がＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ又はＺｎＳ：Ｃｕ，Ｘ
若しくはＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ，Ｘ粒子（Ｘはハロゲン元
素である）を含んでなり、一方、ＰＣ層がＣｄＳｅ：Ｃ
ｕ，Ｃｌ粒子を含んでなること。 ２）ＥＬ層の膜厚が１５〜３５μｍであり、誘電体層が
チタン酸バリウム粒子を含んでなり、この誘電体層の膜
厚が３〜３０μｍであり、また、ＰＣ層の膜厚が７０〜
２４０μｍであること。 ３）ＰＣ層のＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子の平均粒径が５
〜１５μｍであること。 これらが好ましい。
【０１１】
【作用】本発明の固体映像変換素子では、透明電極と背
面電極との間に交流電圧を印加しておき、ＥＬ層側の透
明基板から近赤外線が入射すると、この入射した近赤外
線は電場発光体層及び誘電体層を通過し、ＰＣ層を励起
し、これにより、ＰＣ層における近赤外線の入射部位が
インピーダンスを低下させ、これから、ＥＬ層における
該部位が発光する。このＥＬ層の発光を可視像として透
明基板側から視ることができる。
面電極との間に交流電圧を印加しておき、ＥＬ層側の透
明基板から近赤外線が入射すると、この入射した近赤外
線は電場発光体層及び誘電体層を通過し、ＰＣ層を励起
し、これにより、ＰＣ層における近赤外線の入射部位が
インピーダンスを低下させ、これから、ＥＬ層における
該部位が発光する。このＥＬ層の発光を可視像として透
明基板側から視ることができる。
【０１２】即ち、最も注目すべきことには、従来の分散
形の固体映像変換素子でＥＬ発光によりＰＣ層を励起す
ることから光の帰還を防止するために必要とされたＰＣ
層とＥＬ層の間の不透光層を無くすることができる。な
ぜなら、本発明のＰＣ層はその分光感度を前記電場発光
体層の発光分布の可視光より長波長側の赤外線領域とす
るからである。
形の固体映像変換素子でＥＬ発光によりＰＣ層を励起す
ることから光の帰還を防止するために必要とされたＰＣ
層とＥＬ層の間の不透光層を無くすることができる。な
ぜなら、本発明のＰＣ層はその分光感度を前記電場発光
体層の発光分布の可視光より長波長側の赤外線領域とす
るからである。
【０１３】例えば、ＥＬ層における電場発光蛍光体粒子
として、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ、Ｚ
ｎＳ：Ｃｕ，Ｂｒ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｌ等を選定
し、一方、ＰＣ層としてＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子を選
定することにより、ＥＬ層からＰＣ層への光のフィード
バックの影響をほとんど受けなくすることができる。図
２には、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ蛍光体粒子を用いたＥＬ層
における発光分布が示されており、一方、図３には、Ｃ
ｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子を用いたＰＣ層における分光感
度が示されており、図２及び図３を参照すれば、主波長
を５３０ｎｍとするＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ蛍光体粒子を用
いたＥＬ層の発光分布は、ＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子を
用いたＰＣ層の分光感度にほとんど影響を与えず、不透
光層を設ける必要がないことがわかる。
として、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ、Ｚ
ｎＳ：Ｃｕ，Ｂｒ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｌ等を選定
し、一方、ＰＣ層としてＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子を選
定することにより、ＥＬ層からＰＣ層への光のフィード
バックの影響をほとんど受けなくすることができる。図
２には、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ蛍光体粒子を用いたＥＬ層
における発光分布が示されており、一方、図３には、Ｃ
ｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子を用いたＰＣ層における分光感
度が示されており、図２及び図３を参照すれば、主波長
を５３０ｎｍとするＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ蛍光体粒子を用
いたＥＬ層の発光分布は、ＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子を
用いたＰＣ層の分光感度にほとんど影響を与えず、不透
光層を設ける必要がないことがわかる。
【０１４】また、不透光層を設けた従来の固体映像変換
素子では、半導体であるＰＣ層と、絶縁体である誘電体
層及び不透光層との間にある程度抵抗値の小さい電流拡
散層（不透光層が電流拡散層を兼ねる場合もある）を設
け、この電流拡散層により、ＰＣ層と誘電体層及び不透
光層との間の電流を流れ易くし、ＥＬ層の発光輝度を上
げる必要があるが、本発明の固体映像変換素子では電流
拡散層も不要である。
素子では、半導体であるＰＣ層と、絶縁体である誘電体
層及び不透光層との間にある程度抵抗値の小さい電流拡
散層（不透光層が電流拡散層を兼ねる場合もある）を設
け、この電流拡散層により、ＰＣ層と誘電体層及び不透
光層との間の電流を流れ易くし、ＥＬ層の発光輝度を上
げる必要があるが、本発明の固体映像変換素子では電流
拡散層も不要である。
【０１５】本発明者等は、ＰＣ層と誘電体層との間の電
流の流れ易さ、即ち、電気的密着性が、ＰＣ層及び誘電
体層、特にＰＣ層を構成する粒子の粒径に影響されるこ
とを見出して、鋭意研究の結果、本発明を完成させてい
る。即ち、従来、誘電体層を構成するチタン酸バリウム
粒子の粒径が０．５ないし２μｍであるのに対し、ＰＣ
層を構成する光導電体粒子の粒径が２０μｍ以上であっ
て、ＰＣ層と誘電体層との接合部に空隙が発生し、これ
により、電気的密着性が阻害されていた。本発明の固体
映像変換素子では、ＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子の粒径を
５ないし１２μｍ、さらに望ましくは７ないし９μｍに
選定することにより、ＰＣ層の光感度を損なうことな
く、ＰＣ層と誘電体層との接合状態が良好であって、電
流拡散層を設ける必要がない。
流の流れ易さ、即ち、電気的密着性が、ＰＣ層及び誘電
体層、特にＰＣ層を構成する粒子の粒径に影響されるこ
とを見出して、鋭意研究の結果、本発明を完成させてい
る。即ち、従来、誘電体層を構成するチタン酸バリウム
粒子の粒径が０．５ないし２μｍであるのに対し、ＰＣ
層を構成する光導電体粒子の粒径が２０μｍ以上であっ
て、ＰＣ層と誘電体層との接合部に空隙が発生し、これ
により、電気的密着性が阻害されていた。本発明の固体
映像変換素子では、ＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子の粒径を
５ないし１２μｍ、さらに望ましくは７ないし９μｍに
選定することにより、ＰＣ層の光感度を損なうことな
く、ＰＣ層と誘電体層との接合状態が良好であって、電
流拡散層を設ける必要がない。
【０１６】次に、透明基板側からＰＣ層へ入射する近赤
外線を通過させるＥＬ層及び誘電体層の膜厚について説
明する。
外線を通過させるＥＬ層及び誘電体層の膜厚について説
明する。
【０１７】誘電体層の膜厚を３〜１５μｍ、より望まし
くは、６〜８μｍに選定することにより、電場発光の透
明電極側への反射作用、漏洩電流の防止等の点から、電
場発光の高効率化を図ることができ、且つ近赤外線を通
過させることができる。
くは、６〜８μｍに選定することにより、電場発光の透
明電極側への反射作用、漏洩電流の防止等の点から、電
場発光の高効率化を図ることができ、且つ近赤外線を通
過させることができる。
【０１８】一方、ＥＬ層の膜厚は近赤外線の透過率に大
きく影響する。また、ＥＬ層の膜厚は、電場発光の発光
開始電圧、輝度の立ち上がりにも関係するため、これら
のことを考慮して膜厚を決めなければならない。図４に
は、ＥＬ層の膜厚と近赤外線の透過率との関係が示され
ている。図５には、ＥＬ層に膜厚７μｍの誘電体層を積
層した状態でのＥＬ層の膜厚と発光開始電圧との関係が
１ｋＨｚの正弦波形の交流電圧の印加下で示されてい
る。図６には、ＥＬ層に膜厚７μｍの誘電体層を積層し
た状態でのＥＬ層の膜厚と、発光開始電圧に２５Ｖ足し
たときの立ち上がりにおける発光輝度との関係が示され
ている。図４ないし図６から明らかなように、電源設計
の点から発光開始電圧が低いほどよく、近赤外線の透過
率の点からもＥＬ層膜厚が薄いほどよいが、素子として
１０Ｃｄ／ｍ2 以上の輝度が必要なため、立ち上がり輝
度を考慮し、ＥＬ層の膜厚としては、１５〜３５μｍが
好ましく、３０μｍ前後が特に望ましい。
きく影響する。また、ＥＬ層の膜厚は、電場発光の発光
開始電圧、輝度の立ち上がりにも関係するため、これら
のことを考慮して膜厚を決めなければならない。図４に
は、ＥＬ層の膜厚と近赤外線の透過率との関係が示され
ている。図５には、ＥＬ層に膜厚７μｍの誘電体層を積
層した状態でのＥＬ層の膜厚と発光開始電圧との関係が
１ｋＨｚの正弦波形の交流電圧の印加下で示されてい
る。図６には、ＥＬ層に膜厚７μｍの誘電体層を積層し
た状態でのＥＬ層の膜厚と、発光開始電圧に２５Ｖ足し
たときの立ち上がりにおける発光輝度との関係が示され
ている。図４ないし図６から明らかなように、電源設計
の点から発光開始電圧が低いほどよく、近赤外線の透過
率の点からもＥＬ層膜厚が薄いほどよいが、素子として
１０Ｃｄ／ｍ2 以上の輝度が必要なため、立ち上がり輝
度を考慮し、ＥＬ層の膜厚としては、１５〜３５μｍが
好ましく、３０μｍ前後が特に望ましい。
【０１９】次に、近赤外線を吸収して光導電性を示すＰ
Ｃ層の膜厚について説明する。図７には、粒度分布で５
ないし２５μｍとし、且つ平均粒径を８μｍとするＣｄ
Ｓｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子からなるＰＣ層における近赤外線
の吸収率と膜厚との関係が示されている。図７から明ら
かように、膜厚が２４０μｍ以上であると、吸収率が１
００％と飽和するので、２４０μｍ以上の膜厚では、Ｐ
Ｃ層に不感部位が発生することになるので、２４０μｍ
以上の膜厚は不適切である。一方、最低膜厚に関して
は、印加電圧の点から決定される。即ち、図６から、素
子として１０Ｃｄ／ｍ2 以上の輝度が必要というＥＬ層
の発光輝度の点から、例えば、ＥＬ層の膜厚が３０μｍ
とすると、図５から約発光開始電圧が３０Ｖ必要であ
り、通常、近赤外線入射によりＰＣ層の印加電圧の約半
分がＥＬ層に分配されるから、ＰＣ層にも５０Ｖの電圧
が分配され、通常、ＰＣ層の膜厚１０μｍに付き、７Ｖ
程度の電圧分配が必要であるから、ＰＣ層の膜厚は７０
μｍとなる。よって、望ましいＰＣ層の膜厚は７０〜２
４０μｍ、さらに、望ましいのは１００〜１５０μｍで
ある。
Ｃ層の膜厚について説明する。図７には、粒度分布で５
ないし２５μｍとし、且つ平均粒径を８μｍとするＣｄ
Ｓｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子からなるＰＣ層における近赤外線
の吸収率と膜厚との関係が示されている。図７から明ら
かように、膜厚が２４０μｍ以上であると、吸収率が１
００％と飽和するので、２４０μｍ以上の膜厚では、Ｐ
Ｃ層に不感部位が発生することになるので、２４０μｍ
以上の膜厚は不適切である。一方、最低膜厚に関して
は、印加電圧の点から決定される。即ち、図６から、素
子として１０Ｃｄ／ｍ2 以上の輝度が必要というＥＬ層
の発光輝度の点から、例えば、ＥＬ層の膜厚が３０μｍ
とすると、図５から約発光開始電圧が３０Ｖ必要であ
り、通常、近赤外線入射によりＰＣ層の印加電圧の約半
分がＥＬ層に分配されるから、ＰＣ層にも５０Ｖの電圧
が分配され、通常、ＰＣ層の膜厚１０μｍに付き、７Ｖ
程度の電圧分配が必要であるから、ＰＣ層の膜厚は７０
μｍとなる。よって、望ましいＰＣ層の膜厚は７０〜２
４０μｍ、さらに、望ましいのは１００〜１５０μｍで
ある。
【０２０】さらに、注目すべきことには、従来のＸ線像
を可視像に変換する固体映像変換素子では、４００Ｖ前
後の印加電圧が必要であるのに対し、本発明の固体映像
変換素子では、８０〜１２０Ｖと、従来の３分の１から
４分の１に低減できる。
を可視像に変換する固体映像変換素子では、４００Ｖ前
後の印加電圧が必要であるのに対し、本発明の固体映像
変換素子では、８０〜１２０Ｖと、従来の３分の１から
４分の１に低減できる。
【０２１】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
について説明する。
について説明する。
【０２２】第１図には、本発明の固体映像変換素子の断
面図が示されており、この固体映像変換素子は、透明基
板２、透明電極層４、ＥＬ層６、誘電体層８、ＰＣ層１
０及び背面電極層１２が順次積層されたものである。
面図が示されており、この固体映像変換素子は、透明基
板２、透明電極層４、ＥＬ層６、誘電体層８、ＰＣ層１
０及び背面電極層１２が順次積層されたものである。
【０２３】この固体映像変換素子を具体的な製造方法に
基づいて説明すると、透明電極層４を有した透明基板２
（コーニング社製ガラス基板７０５９）上に、平均粒径
１３μｍのＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ粉末から構成された膜厚
３０μｍのＥＬ層６、平均粒径１．４μｍのチタン酸バ
リウムからなる膜厚７μｍの誘電体層８、粒径を６〜８
μｍとするＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌからなる膜厚１２０μ
ｍのＰＣ層１０をスクリーン印刷により積層し、その上
にアルミニウムを蒸着し、背面電極層１２を形成した。
周縁部を封止すると共に、透明電極層４及び背面電極層
１２を好適な交流電源に接続する。
基づいて説明すると、透明電極層４を有した透明基板２
（コーニング社製ガラス基板７０５９）上に、平均粒径
１３μｍのＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ粉末から構成された膜厚
３０μｍのＥＬ層６、平均粒径１．４μｍのチタン酸バ
リウムからなる膜厚７μｍの誘電体層８、粒径を６〜８
μｍとするＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌからなる膜厚１２０μ
ｍのＰＣ層１０をスクリーン印刷により積層し、その上
にアルミニウムを蒸着し、背面電極層１２を形成した。
周縁部を封止すると共に、透明電極層４及び背面電極層
１２を好適な交流電源に接続する。
【０２４】このように構成された固体映像変換素子で
は、１ｋＨｚ、１００Ｖの交流電圧を印加する場合、波
長７８０ｎｍ、１００μＷ／ｃｍ2 の近赤外線を透明基
板２側より照射するとき、被照射領域におけるＥＬ層６
の発光が１０Ｃｄ／ｍ2 であった。
は、１ｋＨｚ、１００Ｖの交流電圧を印加する場合、波
長７８０ｎｍ、１００μＷ／ｃｍ2 の近赤外線を透明基
板２側より照射するとき、被照射領域におけるＥＬ層６
の発光が１０Ｃｄ／ｍ2 であった。
【０２５】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、分散
形積層体から構成されるが、従来のＸ線像変換素子と異
なって電場発光体層（ＥＬ層）と光導電体層（ＰＣ層）
との間に不透光層を形成することなく、簡単な分散形構
造で電場発光体層（ＥＬ層）側から近赤外線を入射させ
て近赤外線を可視像に変換する新規な固体映像変換素子
を提供できる。
形積層体から構成されるが、従来のＸ線像変換素子と異
なって電場発光体層（ＥＬ層）と光導電体層（ＰＣ層）
との間に不透光層を形成することなく、簡単な分散形構
造で電場発光体層（ＥＬ層）側から近赤外線を入射させ
て近赤外線を可視像に変換する新規な固体映像変換素子
を提供できる。
【０２６】そして、本発明の固体映像変換素子では、全
体の厚みを極めて薄くでき、従来の欠点であった積層数
の多さから起因する故障、高印加電圧による絶縁破壊等
を低減できる。
体の厚みを極めて薄くでき、従来の欠点であった積層数
の多さから起因する故障、高印加電圧による絶縁破壊等
を低減できる。
【図１】本発明の一実施例の固体映像変換素子を示す断
面図である。
面図である。
【図２】本発明に係る電場発光体層の発光分布を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
【図３】本発明に係る光導電体層の分光感度を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図４】本発明に係る電場発光層の膜厚と近赤外線の透
過率との関係を示すグラフ図である。
過率との関係を示すグラフ図である。
【図５】本発明に係る電場発光層の膜厚と発光開始電圧
との関係を示すグラフ図図である。
との関係を示すグラフ図図である。
【図６】本発明に係る電場発光層の膜厚と発光輝度との
関係を示すグラフ図である。
関係を示すグラフ図である。
【図７】本発明に係る光導電体層の膜厚と近赤外線の吸
収率との関係を示すグラフ図である。
収率との関係を示すグラフ図である。
２ 透明基板 ４ 透明電極層 ６ 電場発光体層（ＥＬ層） ８ 誘電体層 １０ 光導電体層（ＰＣ層） １２ 背面電極層
Claims (4)
- 【請求項１】透明基板上の透明電極層、ＺｎＳを母体と
する電場発光体層、誘電体層、光導電体層及び背面電極
を順次積層する分散形積層体の固体映像変換素子であっ
て、前記電場発光体層のＥＬ発光により前記光導電体層
を励起する帰還を防ぐ層がなく、前記光導電体層は、そ
の分光感度である分光分布を前記電場発光体層の発光分
布の可視光より長波長側の赤外線領域とし、前記透明基
板から入射した赤外線により光導電効果を生じるものか
らなることを特徴とする固体映像変換素子。 - 【請求項２】前記電場発光体層がＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ又
はＺｎＳ：Ｃｕ，Ｘ若しくはＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ，Ｘ
（Ｘはハロゲン元素である）を含んでなり、一方、前記
光導電体層がＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子を含んでなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の固体映像変換素子。 - 【請求項３】前記光導電体層のＣｄＳｅ：Ｃｕ，Ｃｌ粒
子の平均粒径が５〜１５μｍである請求項２記載の固体
映像変換素子。 - 【請求項４】駆動印加電圧が８０から１２０Ｖである請
求項１記載の固体映像変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197897A JP2674430B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 固体映像変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197897A JP2674430B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 固体映像変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0637353A JPH0637353A (ja) | 1994-02-10 |
| JP2674430B2 true JP2674430B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=16382105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4197897A Expired - Lifetime JP2674430B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 固体映像変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674430B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06326350A (ja) * | 1993-05-12 | 1994-11-25 | Nichia Chem Ind Ltd | 赤外可視変換素子 |
| JP3491402B2 (ja) * | 1995-08-07 | 2004-01-26 | 株式会社デンソー | 単結晶製造方法及びその単結晶製造装置 |
| JP2008016831A (ja) * | 2006-06-09 | 2008-01-24 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 光−光変換デバイス |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS493037A (ja) * | 1972-05-01 | 1974-01-11 | ||
| JPH0797657B2 (ja) * | 1986-10-01 | 1995-10-18 | 株式会社小松製作所 | 光メモリ |
| JPH01238100A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-22 | Hitachi Ltd | 部品供給装置 |
| JPH0463320A (ja) * | 1989-03-08 | 1992-02-28 | Victor Co Of Japan Ltd | 光―光変換素子 |
| JP2501368B2 (ja) * | 1990-09-29 | 1996-05-29 | 日亜化学工業株式会社 | 固体映像変換素子 |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP4197897A patent/JP2674430B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0637353A (ja) | 1994-02-10 |
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