(57)【要約】【課題】光エネルギーを直接発光エネルギーに変換することによりエネルギー効率を高めた発光素子、表示装置及び発光方法を提供する。【解決手段】発光素子１００は、発光部１１０と、酸素濃度制御部１２０がスペーサ１３１を挟んで対向して配置して概略構成されている。ここで、発光部１１０、酸素濃度制御部１２０、及びスペーサ１３１により、発光部１１０と酸素濃度制御部１２０との間に密封空間１３２が形成されている。ここで、発光部１１０は、ガラス等からなる透明基板１１１上に酸素感応発光層１１２及び光反射層１１３を順次設置することにより形成されている。また、酸素濃度制御部１２０は、酸素イオン伝導体を電極としての第１及び第２の電極１２２Ａ、１２２Ｂで狭持することにより形成されている。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギーを受けて、表面の酸素濃度に応じた強度で発光する発光部と、
前記発光部の前記表面の酸素濃度を制御する酸素濃度制御部とを備えたことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記発光部は、前記表面の酸素濃度に応じた強度で発光する酸素感応発光層を備えたことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記酸素感応発光層は、感圧塗料（ＰＳＰ）からなることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記酸素濃度制御部は、酸素イオン伝導体と、
前記酸素イオン伝導体に電圧を印加する一対の電極とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記酸素イオン伝導体は、ジルコニア固体電解質であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記一対の電極はＰｔからなることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【請求項７】
前記発光部と前記酸素濃度制御部とが対面して配置され、前記発光部と前記酸素濃度制御部との間が密封空間であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】
前記密封空間は、前記発光部と前記酸素濃度制御部との間に保持部を設けることにより形成されたことを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記保持部は、スペーサであることを特徴とする請求項８に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記保持部は、六角環構造を有することを特徴とする請求項８に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記発光部は、前記酸素感応発光層の前記酸素濃度制御部側に光反射層を備えたことを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記酸素感応発光層が、透明基板上に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記酸素濃度制御部は、前記酸素イオン伝導体を加熱する加熱部をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記加熱部は、セラミックヒータであることを特徴とする請求項１３に記載の発光素子。
【請求項１５】
透明基板と、
前記透明基板上に形成された酸素感応発光層と、
前記酸素感応発光層に対向配置され、第１及び第２の電極によって狭持された酸素イオン伝導体と、
前記透明基板と前記酸素イオン伝導体の間の空間を仕切ると共に密封する仕切り部材と、
前記酸素イオン伝導体を加熱する加熱部とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項１６】
前記第１及び第２の電極が全面電極であり、
前記加熱部がサーマルヘッドであることを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第１及び第２の電極の一方が全面電極、他方が複数の帯電極であり、
前記ヒータがラインヒータであることを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１８】
光エネルギーを与えることで発光部を発光させる第１の工程と、
前記発光部の表面の酸素濃度を変化させることにより、前記発光部の発光強度を制御する第２の工程とを含むことを特徴とする発光方法。
【請求項１９】
前記第２の工程は、酸素イオン伝導体に電圧を印加し、酸素イオン伝導により前記酸素イオン伝導体を通して酸素を移動させて行うことを特徴とする請求項１８に記載の発光方法。
【請求項２０】
前記第２の工程は、前記酸素イオン伝導体を加熱して行うことを特徴とする請求項１９に記載の発光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感圧塗料を用いた発光素子、表示装置及び発光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー源として、クリーンで資源量の豊富な光エネルギーを利用したデバイスが注目されており、発光表示板等の表示装置についても報告がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これらの従来の光エネルギーを利用した発光表示装置は、太陽光発電システム等を用いて光エネルギーを電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーにより発光装置を駆動させるという方式を採っている。
【０００４】
一方、感圧塗料を用いて、その発光強度から感圧塗料を塗布した物体表面における酸素含有気体の圧力分布を画像情報として視覚的に得る技術が報告されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１５７０９６号公報
【特許文献２】特開平７−１２６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の従来の発光表示装置によると、発光装置を駆動させるためには光エネルギーを一旦電気エネルギーに変換する必要があり、そのためにエネルギー効率が低下するという問題点があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、光エネルギーを直接発光エネルギーに変換することによりエネルギー効率を高めた発光素子、表示装置及び発光方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、光エネルギーを受けて、表面の酸素濃度に応じた強度で発光する発光部と、前記発光部表面の酸素濃度を制御する酸素濃度制御部とを備えたことを特徴とする発光素子を提供する。
【０００８】
また、本発明の他の一態様は、上記目的を達成するため、透明基板と、前記透明基板上に形成された酸素感応発光層と、前記酸素感応発光層に対向配置され、第１及び第２の電極によって狭持された酸素イオン伝導体と、前記透明基板と前記酸素イオン伝導体の間の空間を仕切ると共に密封する仕切り部材と、前記酸素イオン伝導体を加熱する加熱部とを有することを特徴とする表示装置を提供する。
【０００９】
また、本発明の他の一態様は、上記目的を達成するため、透明基板と、前記透明基板上に形成された酸素感応発光層と、前記酸素感応発光層と密封空間を介して対向配置され、第１及び第２の電極によって狭持された酸素イオン伝導体と、前記透明基板と前記酸素イオン伝導体との間に酸素感応発光層を密封する保持部とを備えたことを特徴とする発光素子を提供する。
【００１０】
また、本発明の他の一態様は、上記目的を達成するため、光エネルギーを与えることで発光部を発光させる第１の工程と、前記発光部表面の酸素濃度を変化させることにより、前記発光部の発光強度を制御する第２の工程とを含むことを特徴とする発光方法を提供する。
【００１１】
また、本発明の他の一態様は、上記目的を達成するため、上記発光素子をアレイ状に配列したことを特徴とする表示装置を提供する。
【００１２】
上記本発明の一態様によれば、発光部に光エネルギーを与えて発光させ、酸素濃度制御部により発光部表面の酸素濃度を変化させることで発光部の発光強度を制御することができる。
【００１３】
前記発光部は、酸素感応発光層を備え、酸素感応発光層には感圧塗料を用いることができる。
【００１４】
前記感圧塗料は、発光する色素と、前記色素を物体表面に固着させるためのバインダーから形成される。前記色素には、ＰｔＯＥＰ等のポルフィリン系化合物、Ｐｙｒｅｎｅ等の多環式芳香化合物、Ｒｕ（ｄｐｐ）３等のルテニウム錯体、Ｉｒ（ｐｐｙ）３等のイリジウム錯体、Ｅｕ（ｔｔａ）３ｐｈｅｎ等のユーロピウム錯体を用いることができ、前記バインダーは、色素の材料に応じて選択され、ポリプロピレン、ポリスチレン、低密度ポリエチレン、天然ゴム、シリコンゴム等のポリマー、酸化アルミニウム皮膜、シリカゲルプレート等の無機多孔質を用いることができる。
【００１５】
前記酸素濃度制御部は、酸素イオン伝導体と、前記酸素イオン伝導体に電圧を印加する一対の電極とを備え、前記酸素イオン伝導体には、ジルコニア固体電解質や、Ｙ、Ｓｃ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｃｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｈｆ等の不純物元素をドープした安定化ジルコニア、Ｃａ、Ｎｄ等をドープしたＣｅＯ２、ペロブスカイトＢａＣｅ１−ｘＧｄｘＯ３等を用いることができる。これらの酸素イオン伝導体は、５０μｍから１ｍｍに厚膜化して単独で用いたり、多孔質アルミナ基板上に薄膜化して用いたりすることができる。一対の電極は、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、ＵＳｃＯ２、ペロブスカイトＬａ１−ｘＳｒｘＣｏ１−ｙＮｉｙＯ３等の導電性材料を用いることができる。このうちＰｔは酸化、還元に対して安定で、多孔質電極とすることができる点で好ましい。また、前記酸素濃度制御部は、酸素イオン導電率を向上し応答速度を速くするために、ヒータ等で加熱する事も適時実施される。
【００１６】
前記発光部と前記酸素濃度制御部との間に保持部を設けることにより、前記発光部と前記酸素濃度制御部との間に密封空間を形成してもよい。保持部には三角環、四角環、又は六角環等の多角環構造のスペーサを用いることができる。保持部にはガラスやセラミック、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｌ、ジュラルミン等の金属を用いることができる。
【００１７】
前記発光部は、前記感圧部の前記酸素濃度制御部側に光反射層を備えてもよく、前記光反射層にはポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）にエチルアルコール及び酸化チタン微粒子等を加えた白色塗料等の多孔質材料、及び例えばガラス等の透明基板にＡｌ等の金属を半透明に蒸着させた鏡を用いることができる。この光反射層で光を反射することにより、発光素子の明るさを稼ぐことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光エネルギーを発光エネルギーに直接変換することにより、発光素子及び表示装置のエネルギー効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
〔第１の実施の形態〕
（発光素子の構成）
図１Ａ、１Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の断面図及び上面図である。
【００２０】
この発光素子１００は、発光部１１０と、酸素濃度制御部１２０がスペーサ１３１を挟んで対向して配置して概略構成されている。ここで、発光部１１０、酸素濃度制御部１２０、及びスペーサ１３１により、発光部１１０と酸素濃度制御部１２０との間に密封空間１３２が形成されている。
【００２１】
ここで、発光部１１０は、ガラス等からなる透明基板１１１上に感圧塗料等からなる酸素感応発光層１１２及び光反射層１１３を順次設置することにより形成されている。また、酸素濃度制御部１２０は、酸素イオン伝導体１２１を電極としての第１及び第２の電極１２２Ａ、１２２Ｂで狭持することにより形成されている。
【００２２】
図１Ａ、１Ｂは、発光素子１００の形状が正方形であるとして示したが、正方形に限定されない。例えば、正三角形や正六角形であってもよい。
【００２３】
（発光素子の動作）
図２Ａ（ａ）〜（ｃ）、２Ｂ（ｄ）〜（ｅ）、及び図３を参照して、発光素子の動作例について説明する。
【００２４】
図２Ａ（ａ）〜（ｃ）、２Ｂ（ｄ）〜（ｅ）は、第１の実施の形態に係る発光素子１００の動作の流れを示す断面図であり、図３はそのフローチャートである。
【００２５】
まず初めに、図２Ａ（ａ）に示すように、所定の温度の下で、第１及び第２の電極１２２Ａ、１２２Ｂの間に直流電源１３３により図の向きに電圧を印加し、板状の酸素イオン伝導体１２１に電流を流すと、酸素イオン伝導が生じ、密封空間１３２の酸素が酸素イオンＯ２−として酸素イオン伝導体１２１内を通過して発光素子１００の外に排出される（図３ステップＡ１）。ここで、所定の温度とは、酸素イオン伝導体１２１を構成する材料に応じて定められるものである。例えば、ジルコニア固体電解質の場合は３５０℃以上、ペロブスカイトＢａＣｅ１−ｘＧｄｘＯ３の場合は３００℃以上で加熱することにより、酸素イオン導電率が向上する。
【００２６】
次に、図２Ａ（ｂ）に示すように、密封空間１３２内に酸素がほとんど存在しない状態で光１３４を照射し、酸素感応発光層１１２中の色素を励起させると、酸素消光作用による励起エネルギーの損失が無いために、発光が生じる（図３ステップＡ２）。
【００２７】
次に、図２Ａ（ｃ）に示すように、酸素感応発光層１１２が発光している状態のまま発光素子１００を静置すると、励起エネルギーが発光により次第に失われ所定の時間を経て消光する（図３ステップＡ３）。この時、密封空間１３２は酸素がほとんど存在しない状態が続いている。ここで、所定の時間は、酸素感応発光層１１２の材料を選択することで調整可能であり、光１３４の照射を止めたのとほぼ同時に消光する場合も含む。
【００２８】
次に、図２Ｂ（ｄ）に示すように、再び光１３４を照射すると、再び発光が生じる（図３ステップＡ４）。
【００２９】
次に、図２Ｂ（ｅ）に示すように、酸素感応発光層１１２が発光している状態で、所定の温度の下で、第１及び第２の電極１２２Ａ、１２２Ｂの間にステップＡ１とは逆の向きに電圧を印加し、酸素イオン伝導体１２１に電流を流すと、酸素イオン伝導が生じ、密封空間１３２に酸素が注入され、酸素消光作用により消光する（図３ステップＡ５）。
【００３０】
なお、図３のステップＡ１とステップＡ２を逆にして、発光素子１００に光１３４を照射した後に密封空間１３２の酸素濃度を変化させてもよい。
【００３１】
（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、光エネルギーを直接発光エネルギーに変換することにより、発光素子のエネルギー効率を高めることが可能となる。
【００３２】
また、密封空間１３２の酸素濃度を制御し、その状態を保持することで、時間の経過により発光が消失しても、光１３４を再度照射することで、同じ強度で再び発光させることができる。
【００３３】
また、酸素イオン伝導体１２１に印加する電圧と印加時間を制御することにより、発光強度を容易に調整することができる。
【００３４】
〔第２の実施の形態〕
（表示装置の構成）
図４Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す上面図である。
【００３５】
この表示装置２００は、発光素子１００をアレイ状に配列し、１つの発光素子を１つの画素とした画像表示媒体２０１と、各発光素子１００に列電極線２０６Ａ及び第１の電極１２２Ａを介して電圧を印加する列電極駆動回路２０２Ａと、各発光素子１００に行電極線２０６Ｂ及び第２の電極１２２Ｂを介して電圧を印加する行電極駆動回路２０２Ｂと、画像記憶部２０５に記憶されている画像データに基づいて列電極駆動回路２０２Ａ及び行電極駆動回路２０２Ｂを制御して画像表示媒体２０１への表示制御を行う駆動制御部２０４と、列電極駆動回路２０２Ａ及び行電極駆動回路２０２Ｂに電源を供給する電源回路２０３とを有して概略構成されている。
【００３６】
図４Ａは、発光素子１００を４×４のマトリックス状に配列して示したが、配列の形や数は、これに限られない。例えば、発光素子１００が正六角形等の多角形である場合は、ハニカム構造であってもよい。
【００３７】
図４Ｂは、図４Ａに示す画像表示媒体の断面図である。この断面図は、行方向に垂直に切断した面を図示している。各発光素子１００の密封空間１３２がそれぞれスペーサ１３１によって仕切られ、密封状態が保たれている。第１の電極１２２Ａの列と第２の電極１２２Ｂの列は酸素イオン伝導体１２１を挟んで互いに直交する向きに配列されている。
【００３８】
図４Ｃ（ａ）、（ｂ）は、画像表示媒体のスペーサの形状の例を示した上面図である。図４Ｃ（ａ）に示す画像表示媒体２０１ａは、スペーサ１３１ａが正方格子構造を有しており、各発光素子の密封空間１３２ａは正方形である。また、図４Ｃ（ｂ）に示す画像表示媒体２０１ｂは、スペーサ１３１ｂがハニカム構造を有しており、各発光素子の密封空間１３２ｂは正六角形である。
【００３９】
駆動制御部２０４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイミング信号発生回路等を備えて構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って行電極駆動回路２０２Ｂ、列電極駆動回路２０２Ａ及び電源回路２０３を制御して、画像記憶部２０５からの画像データに基づいて画素に対応する発光素子１００の第１及び第２の電極１２２Ａ、１２２Ｂ間に電圧を印加させる。なお、画像記憶部２０５は、ＣＤ−ＲＯＭや書き替え可能なフラッシュメモリ等の記録媒体、あるいはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して画像データを入力してもよい。
【００４０】
列電極駆動回路２０２Ａ、行電極駆動回路２０２Ｂ、電源回路２０３、駆動制御部２０４、及び画像記憶部２０５の一部又は全部は、外部装置として表示装置２００に接続できる形態であってもよい。
【００４１】
列電極駆動回路２０２Ａは、駆動制御部２０４からのタイミング信号及び画像信号に基づいて対応する第１の電極１２２Ａに電源回路２０３から供給された電圧を印加するものである。一方、行電極駆動回路２０２Ｂは、駆動制御部２０４からのタイミング信号及び画像信号に基づいて対応する第２の電極１２２Ｂに電源回路２０３から供給された電圧を印加するものである。
【００４２】
第１および第２の電極１２２Ａ、Ｂは、互いに直交する複数の行電極と複数の列電極を用い、それぞれ列電極線２０６Ａ、行電極線２０６Ｂに接続され、パッシブ・マトリックス駆動（単純マトリックス駆動）により各画素を駆動する。また、第１および第２の電極１２２Ａ、Ｂは、全面電極と複数の画素電極を用い、互いに直交する複数のデータ線と複数の走査線との各交点にＴＦＴ等のアクティブ素子をそれぞれ接続し、アクティブ・マトリックス駆動により各画素を駆動してもよい。
【００４３】
（表示装置の動作）
図５及び図６を参照して、表示装置の動作例について説明する。各発光素子の動作については、第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【００４４】
図５は、第２の実施の形態に係る表示装置２００の動作の流れを示す断面図であり、図６はそのフローチャートである。
【００４５】
まず初めに、画像記憶部２０５に記憶された画像データに基づいて、駆動制御部２０４が列電極駆動回路２０２Ａ及び行電極駆動回路２０２Ｂを制御して画像表示媒体２０１への表示制御を行う（図６ステップＢ１）。
【００４６】
列電極駆動回路２０２Ａ及び行電極駆動回路２０２Ｂがそれぞれ列電極線２０６Ａ、第１の電極１２２Ａ及び行電極線２０６Ｂ、第２の電極１２２Ｂを介して各発光素子の酸素イオン伝導体１２１に所定の温度の下で電圧を印加すると、入力した画像データに基づいて各発光素子１００の密封空間１３２の酸素濃度が制御される。
【００４７】
次に、画像表示媒体２０１に光１３４を照射すると、各発光素子１００中の酸素感応発光層１１２中の色素が励起されて密封空間１３２の酸素濃度の低い発光素子１００が発光し、図５（ａ）に示すように、入力した画像データに基づいた画像が画像表示媒体２０１に表示される（図６ステップＢ２）。
【００４８】
次に、図５（ｂ）に示すように、画像表示媒体２０１を静置すると、時間の経過に伴って各発光素子１００が消光し、所定の時間を経て画像が消失する（図６ステップＢ３）。ここで、所定の時間は、酸素感応発光層１１２の材料を選択することで調整可能であり、光の照射を止めたのとほぼ同時に消光する場合も含む。
【００４９】
次に、図５（ｃ）に示すように、再び画像表示媒体２０１へ光１３４を照射すると、再び画像が表示される（図６ステップＢ４）。
【００５０】
（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態に係る発光素子１００を複数配列することにより、エネルギー効率の高い画像表示装置としての表示装置２００を形成することが可能となる。
【００５１】
また、各発光素子１００の密封空間１３２の酸素濃度を制御し、その状態を保持することで、時間の経過により画像表示媒体２０１の画像が消失しても、再び光１３４を照射することで、同じ画像を表示させることができる。酸素濃度の保持にはエネルギーを必要としないため、表示装置２００は、電源を切っても画像が保持されるメモリー性を有する。
【００５２】
また、各発光素子１００の酸素イオン伝導体１２１に印加する電圧を制御することにより、階調性を有する画像を表示することができる。
【００５３】
〔第３の実施の形態〕
（発光素子の構成）
図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の構成図、及び発光素子の発光部拡大断面図である。
【００５４】
この発光素子３００は、発光部３１０と、酸素濃度制御部としての図示しない真空ポンプ及び三方口電磁弁、三方コック等の三方弁３２０が耐圧チューブ３３１により接続されて概略構成されている。
【００５５】
ここで、発光部３１０は、ガラス等からなる試験管３１１の底部に感圧塗料等からなる酸素感応発光層３１２及び光反射層３１３が順次形成され、試験管３１１の口がキャップ３１５により塞がれており、外部との通気はガラス等からなる通気管３１４からのみ行うことができる。また、三方弁３２０は、発光部３１０に繋がる発光部接続口３２１、真空ポンプに繋がる真空ポンプ接続口３２２、及び空気を導入する空気導入口３２３を有する。
【００５６】
（発光素子の動作）
図８に示す動作フローチャートを参照して、発光素子の動作例について説明する。
【００５７】
まず初めに、三方弁３２０の発光部接続口３２１と真空ポンプ接続口３２２を繋げて空気導入口３２３を閉じることにより、発光部３１０を真空ポンプに繋げて発光部３１０内の空気を排出する（図８ステップＣ１）。
【００５８】
次に、発光部３１０内の空気が排出されて酸素がほとんど存在しない状態で光を照射し、酸素感応発光層３１２中の色素を励起させると、酸素消光作用による励起エネルギーの損失が無いために、発光が生じる（図８ステップＣ２）。
【００５９】
次に、酸素感応発光層３１２が発光している状態のまま発光素子３００を静置すると、時間の経過に伴って励起エネルギーが発光により次第に失われ所定の時間を経て消光する（図８ステップＣ３）。この時、発光部３１０内は酸素がほとんど存在しない状態が続いている。ここで、所定の時間は、酸素感応発光層３１２の材料を選択することで調整可能であり、光の照射を止めたのとほぼ同時に消光する場合も含む。
【００６０】
次に、再び光を照射すると、再び発光が生じる（図８ステップＣ４）。
【００６１】
次に、酸素感応発光層３１２が発光している状態で三方弁３２０の発光部接続口３２１と空気導入口３２３を繋げて真空ポンプ接続口３２２を閉じることにより、発光部３１０内に空気を導入すると、酸素消光作用により消光する（図８ステップＣ５）。
【００６２】
なお、図８のステップＣ１とステップＣ２を逆にして、発光素子３００に光を照射した後に発光部３１０内の酸素濃度を変化させてもよい。
【００６３】
（第３の実施の形態の効果）
この第３の実施の形態によれば、酸素濃度制御部として、真空ポンプ及び三方弁３２０を用いて、酸素感応型の発光素子を製造することが可能となる。
【００６４】
また、この第３の実施の形態に係る発光素子を複数配列することにより、画像表示装置として用いることができる。
【００６５】
〔第４の実施の形態〕
（発光素子の構成）
図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の第７の実施の形態に係る発光素子の構成図、及び発光素子の発光部拡大断面図である。
【００６６】
この発光素子４００は、発光部４１０と、酸素濃度制御部としての図示しない窒素ボンベ及び二方口電磁弁、二方コック等の二方弁４２０がチューブ４３１により接続されて概略構成されている。
【００６７】
ここで、発光部４１０の構成における第３の実施の形態に係る発光部３１０と異なる点は、試験管４１１の開口部のキャップが穴あきキャップ４１５であり、穴あきキャップ４１５の穴を通して発光部４１０内の排気が可能なところである。また、二方弁４２０は、発光部４１０に繋がる発光部接続口４２１及び窒素ボンベに繋がる窒素ボンベ接続口４２２を有する。
【００６８】
（発光素子の動作）
図１０に示す動作フローチャートを参照して、発光素子の動作例について説明する。
【００６９】
まず初めに、二方弁４２０の発光部接続口４２１と窒素ボンベ接続口４２２を繋げることにより、発光部４１０を窒素ボンベに繋げて発光部３１０内に窒素ガスを導入し、穴あきキャップ４１５の穴を通して発光部４１０内の酸素を排出させる。（図１０ステップＤ１）。
【００７０】
次に、発光部４１０内の空気が排出されて酸素がほとんど存在しない状態で光を照射し、酸素感応発光層４１２中の色素を励起させると、酸素消光作用による励起エネルギーの損失が無いために、発光が生じる（図１０ステップＤ２）。
【００７１】
次に、酸素感応発光層４１２が発光している状態のまま発光素子４００を静置すると、時間の経過に伴って励起エネルギーが発光により次第に失われ所定の時間を経て消光する（図１０ステップＤ３）。この時、発光部４１０内には窒素の導入が続いており、酸素がほとんど存在しない状態が続いている。ここで、所定の時間は、酸素感応発光層４１２の材料を選択することで調整可能であり、光の照射を止めたのとほぼ同時に消光する場合も含む。
【００７２】
次に、再び光を照射すると、再び発光が生じる（図１０ステップＤ４）。
【００７３】
次に、酸素感応発光層４１２が発光している状態で二方弁４２０の発光部接続口４２１と窒素ボンベ接続口４２２の接続を閉じることにより、穴あきキャップ４１５の穴を通して発光部４１０内に酸素の拡散が生じると、酸素消光作用により消光する（図１０ステップＤ５）。
【００７４】
なお、図１０のステップＤ１とステップＤ２を逆にして、発光素子４００に光を照射した後に発光部４１０内の酸素濃度を変化させてもよい。
【００７５】
（第４の実施の形態の効果）
この第４の実施の形態によれば、酸素濃度制御部として、窒素ボンベ及び二方弁４２０を用いて、酸素感応型の発光素子を製造することが可能となる。
【００７６】
また、この第４の実施の形態に係る発光素子を複数配列することにより、画像表示装置として用いることができる。
【００７７】
〔第５の実施の形態〕
（発光素子の構成）
図１１Ａ、１１Ｂは、本発明の第５の実施の形態に係る発光素子の断面図及び上面図である。
【００７８】
図１１Ａ、１１Ｂに示すように、この発光素子１００は、発光部１１０と酸素濃度制御部１２０がスペーサ１３１を挟んで対向して配置され、酸素濃度制御部１２０の酸素イオン伝導体１２１を加熱する加熱部１４０を備えて概略構成されている。本実施形態においては、発光部１１０及び酸素濃度制御部１２０はともに略平坦に形成され、スペーサ１３１を介装させて、発光部１１０と酸素濃度制御部１２０とが離隔するようになっている。ここで、発光部１１０、酸素濃度制御部１２０、及びスペーサ１３１により、発光部１１０と酸素濃度制御部１２０との間に密封空間１３２が形成されている。
【００７９】
ここで、発光部１１０は、例えばガラス等からなる透明基板１１１上に感圧塗料等からなる酸素感応発光層１１２及び光反射層１１３を順次設置することにより形成されている。そして、透明基板１１１における酸素感応発光層１１２及び光反射層１１３が積層された面が酸素濃度制御部１２０と対向するようになっている。
【００８０】
また、酸素濃度制御部１２０は、酸素イオン伝導体１２１を第１及び第２の電極１２２Ａ、１２２Ｂで狭持することにより形成されている。第１及び第２の電極１２２Ａ、１２２Ｂ及び酸素イオン伝導体１２１は、それぞれ上面視にて同面積の正四角形状を呈し、それぞれ平板状に形成された全面電極である。そして、第１の電極１２２Ａが発光部１１０と対向するようになっている。
【００８１】
また、図１１Ｂに示すように、酸素感応発光層１１２及び光反射層１１３は正四角形状に形成されており、スペーサ１３１は酸素感応発光層１１２及び光反射層１１３を、所定距離をおいて包囲するよう形成されている。スペーサ１３１が透明基板１１１及び第１の電極１２２Ａと当接することにより、前述の密封空間１３２が画成される。すなわち、仕切り部材としてのスペーサ１３１は、透明基板１１１と酸素イオン伝導体１２１の間の空間を仕切ると共に密封している。
【００８２】
加熱部１４０は、セラミック基板１４１の表面または内部に発熱体１４２が形成されたセラミックヒータである。また、加熱部１４０は、平面視にて酸素濃度制御部１２０とほぼ同形状の正四角形状を呈している。本実施形態においては、セラミック基板１４１は多孔質アルミナ基板であり、発熱体１４２は薄膜ヒータである。セラミック基板１４１は第２の電極１２２Ｂにおける酸素イオン伝導体１２１と反対側の面と接触している。発熱体１４２はセラミック基板１４１における第２の電極１２２Ｂと反対側の表面に設置されている。
【００８３】
図１１Ａ、１１Ｂは、発光素子１００の形状が正方形であるとして示したが、正方形に限定されない。例えば、発光素子１００の形状は正三角形や正六角形であってもよい。
【００８４】
（発光素子の動作）
次に、図１２を参照して、発光素子の動作例について説明する。図１２は第５の実施の形態に係る発光素子１００の動作の流れを示すフローチャートである。ここで、発光素子１００の動作の流れの断面図については、第１の実施の形態の図２Ａ（ａ）〜（ｃ）、２Ｂ（ｄ）〜（ｅ）と同様であるので、ここでは省略する。
【００８５】
まず始めに、第１及び第２の電極１２２Ａ，１２２Ｂの間に直流電源１３３により図２（ａ）と同様の向きに電圧を印加するが、この状態では酸素イオン伝導体１２１には殆ど電流は流れない（図１２ステップＥ１）。次に、発熱体１４２を用いてセラミック基板１４１を発熱させ、酸素イオン伝導体１２１をイオン伝導に好適な温度となるよう瞬間的に加熱する（図１２ステップＥ２）。この好適な温度とは、酸素イオン伝導体１２１を構成する材料に応じて変化するものであり、例えば、ジルコニア固体電解質の場合は３５０℃以上、ペロブスカイトＢａＣｅ１−ｘＧｄｘＯ３の場合は３００℃以上で加熱することにより、酸素イオン導電率が向上する。
【００８６】
このように、酸素イオン伝導体１２１に第１及び第２の電極１２２Ａ、１２２Ｂを用いて図２Ａ（ａ）と同様の向きに電圧を印加した状態で、瞬間的に加熱を行うと、板状の酸素イオン伝導体１２１に電流が流れる。これにより、酸素イオン伝導が生じ、密封空間１３２の酸素が酸素イオンＯ２−として酸素イオン伝導体１２１内を通過して発光素子１００の外に排出される。この後、酸素イオン伝導体１２１が好適な温度より低温となると、殆ど電流が流れない状態に戻り、電圧を切ったとしてもこの状態が維持される。
【００８７】
次いで、密封空間１３２内に酸素がほとんど存在しない状態で図２Ａ（ｂ）に示すように光１３４を照射し、酸素感応発光層１１２中の色素を励起させると、酸素消光作用による励起エネルギーの損失が無いために、発光が生じる（図１２ステップＥ３）。
【００８８】
次に、酸素感応発光層１１２が発光している状態のまま発光素子１００を静置すると、図２Ａ（ｃ）に示すように、励起エネルギーが発光により次第に失われ所定の時間を経て消光する（図１２ステップＥ４）。この時、密封空間１３２は酸素がほとんど存在しない状態が続いている。ここで、所定の時間は、酸素感応発光層１１２の材料を選択することで調整可能であり、光１３４の照射を止めたのとほぼ同時に消光する場合も含む。
【００８９】
次に、再び光１３４を照射すると、図２Ｂ（ｄ）に示すように、再び発光が生じる（図１２ステップＥ５）。
【００９０】
次に、酸素感応発光層１１２が発光している状態で、第１及び第２の電極１２２Ａ，１２２Ｂの間にステップＥ１とは逆の向きに電圧を印加し（図１２ステップＥ６）、発熱体１４２を用いてセラミック基板１４１を瞬間的に発熱させ、酸素イオン伝導体１２１をイオン伝導に好適な温度となるよう加熱する（図１２ステップＥ７）。すると、酸素イオン伝導体１２１に電流が流れることにより酸素イオン伝導が生じ、密封空間１３２に酸素が注入され、図２Ｂ（ｅ）に示すように酸素消光作用により消光する。酸素イオン伝導体１２１が好適な温度より低温となると、殆ど電流が流れない状態に戻り、電圧を切ったとしてもこの状態が維持される。
【００９１】
なお、図１２のステップＥ３をステップＥ１の前に行い、発光素子１００に光１３４を照射した後に密封空間１３２の酸素濃度を変化させてもよい。また、加熱した後に酸素イオン伝導体１２１に印加するようにしているが、酸素イオン伝導体１２１に印加した後に加熱してもよいことは勿論であるし、酸素イオン伝導体１２１への印加及び加熱を同時に行うようにしてもよい。
【００９２】
すなわち、本実施形態の発光方法は、光エネルギーを与えることで発光部１１０を発光させる第１の工程と、発光部１１０の表面の酸素濃度を変化させることにより、発光部１１０の発光強度を制御する第２の工程とを含んでいる。そして、第２の工程は、酸素イオン伝導体１２１に電圧を印加した後、酸素イオン伝導体１２１を加熱し、酸素イオン伝導により酸素イオン伝導体１２１を通して酸素を移動させて行う。また、電圧の印加開始と酸素イオン伝導体１２１の加熱開始は同時でもよい。尚、第１の工程と第２の工程の前後は問わず、これらの工程を含んでいればよいことは勿論である。
【００９３】
（第５の実施の形態の効果）
この第５の実施の形態によれば、光エネルギーを直接発光エネルギーに変換することにより、発光素子のエネルギー効率を高めることが可能となる。
【００９４】
また、加熱部１４０を用いて酸素イオン伝導体１２１をイオン伝導に好適な温度に調整することができ、密封空間１３２内の酸素濃度の制御を的確且つ効率良く行うことができる。
【００９５】
また、密封空間１３２の酸素濃度を制御し、その状態を保持することで、時間の経過により発光が消失しても、再び光１３４を照射することで、同じ強度で再び発光させることができる。
【００９６】
また、酸素イオン伝導体１２１に印加する電圧と加熱時間を制御することにより、発光強度を容易に調整することができる。
【００９７】
〔第６の実施の形態〕
（表示装置の構成）
図１３Ａは、本発明の第６の実施の形態に係る表示装置の構成を示す上面図である。
【００９８】
この表示装置２００は、発光素子１００をアレイ状に配列し、１つの発光素子１００を１つの画素とした画像表示媒体２０１と、第１電極線２１６Ａ及び第１の電極１２２Ａを介して各発光素子１００に電圧を印加する第１電極駆動回路２１２Ａと、第２電極線２１６Ｂ及び第２の電極１２２Ｂを介して各発光素子１００に電圧を印加する第２電極駆動回路２１２Ｂと、アレイ状に配列された発光素子１００の列方向へ延び発光素子１００の各行に対応する複数の発熱体１４２を有するサーマルヘッド２２０と、サーマルヘッド２２０を発光素子１００の行方向へ走査させるヘッド駆動回路２２１と、各発熱体１４２の発熱量を制御する発熱体駆動回路２２２と、画像記憶部２０５に記憶されている画像データに基づいて第１電極駆動回路２０２Ａ、第２電極駆動回路２０２Ｂ、ヘッド駆動回路２２１及び発熱体駆動回路２２２を制御して画像表示媒体２０１への表示制御を行う駆動制御部２０４と、第１電極駆動回路２０２Ａ、第２電極駆動回路２０２Ｂ、ヘッド駆動回路２２１及び発熱体駆動回路２２２に電源を供給する電源回路２０３とを有して概略構成されている。
【００９９】
図１３Ａは、発光素子１００を４×４のマトリックス状に配列して示したが、配列の形や数は、これに限られない。例えば、第２の実施形態と同様、図４Ｃ（ａ）に示すようにスペーサ１３１ａが正方格子構造であってもよいし、図４Ｃ（ｂ）に示すようにスペーサ１３１ｂが六角環構造であってもよく、このように発光素子１００が正六角形等の多角形である場合は、ハニカム構造であってもよい。
【０１００】
図１３Ｂは、図１３Ａに示す画像表示媒体の断面図である。各発光素子１００の密封空間１３２がそれぞれスペーサ１３１によって仕切られ、密封状態が保たれている。本実施形態においては、第１の電極１２２Ａ及び第２の電極１２２Ｂは、全発光素子１００に対応して表示領域全体にわたって連続的に形成された１枚の板状を呈している。すなわち、第１の電極１２２Ａ及び第２の電極１２２Ｂは、それぞれ全面電極となっており、酸素イオン伝導体１２１は全体的に印加される。
【０１０１】
また、図１３Ｂに示すように、第２の電極１２２Ｂと離隔してサーマルヘッド２２０が配される。サーマルヘッド２２０の各発熱体１４２は、互いに独立して酸素イオン伝導体１２１における一の発光素子１００に対応する部位を加熱するよう配置されている。本実施形態においては、各発熱体１４２はヘッド本体の第２の電極１２２Ｂ側に設けられている。また、図１３Ｂに示すように、透明基板１１１の側方にはＵＶ光源１５０が配されている。ＵＶ光源１５０は、板状の透明基板１１１内に延在方向へ光を照射する。照射された光は、図中の矢印に示すように、透明基板１１１の表面及び裏面で反射を繰り返しながら、全ての発光素子１００の酸素感応発光層１１２へ到達する。尚、ＵＶ光源１５０等のような光源用の装置等を設けずに外光を酸素感応発光層１１２まで導入させてもよい。
【０１０２】
駆動制御部２０４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイミング信号発生回路等を備えて構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って第１電極駆動回路２１２Ａ、第２電極駆動回路２１２Ｂ、電源回路２０３、ヘッド駆動回路２２１及び発熱体駆動回路２２２を制御して、第１及び第２の電極１２２Ａ、１２２Ｂ間に電圧を印加するとともに、画像記憶部２０５からの画像データに基づいて画素に対応する発光素子１００の酸素イオン伝導体１２１を加熱する。なお、画像記憶部２０５は、ＣＤ−ＲＯＭや書き替え可能なフラッシュメモリ等の記録媒体、あるいはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して画像データを入力してもよい。
【０１０３】
また、第１電極駆動回路２１２Ａ、第２電極駆動回路２１２Ｂ、電源回路２０３、ヘッド駆動回路２２１、発熱体駆動回路２２２、駆動制御部２０４、及び画像記憶部２０５の一部又は全部は、外部装置として表示装置２００に接続できる形態であってもよい。
【０１０４】
ヘッド駆動回路２２１は駆動制御部２０４からの信号に基づいてライン状のサーマルヘッド２２０を走査させるものである。また、発熱体駆動回路２２２は、駆動制御部２０４からの信号に基づいて各発熱体１４２を加熱する。発熱体駆動回路２２２は、サーマルヘッド２２０が発光素子１００の一列分だけ移動する都度に、サーマルヘッド２２０が位置している行の発光素子１００が好適な温度となるよう各発熱体１４２を制御する。すなわち、図１４に示すように、サーマルヘッド２２０を行方向へ移動させることによって表示領域の全域について、発光素子１００を互いに独立して発光させることができる。ここで、図１４はサーマルヘッド２２０の動作を示す表示装置の下面図である。
【０１０５】
（表示装置の動作）
次に、図１５を参照して、表示装置の動作例について説明する。図１５は第６の実施の形態に係る表示装置２００の動作の流れを示すフローチャートである。尚、初期状態として、全ての発光素子１００の密封空間１３２内に、酸素感応発光層１１２の酸素消光作用を得るのに十分な濃度の酸素が封入されているものとする。
【０１０６】
まず、駆動制御部２０４が第１電極駆動回路２１２Ａ及び第２電極駆動回路２１２Ｂを制御し、全ての発光素子１００に対応する酸素イオン伝導体１２１に電圧を印加する（図１５ステップＦ１）。これにより、酸素イオン伝導体１２１を所定の温度で加熱することで密封空間１３２から酸素が流出する状態となる。
【０１０７】
次いで、画像記憶部２０５に記憶された画像データに基づいて、駆動制御部２０４がヘッド駆動回路２２１及び発熱体駆動回路２２２を制御して画像表示媒体２０１への表示制御を行う（図１５ステップＦ２）。具体的には、発光させる発光素子１００については酸素イオン伝導体１２１を加熱して、発光させない発光素子１００については酸素イオン伝導体１２１を加熱せず、入力した画像データに基づいて各発光素子１００の密封空間１３２の酸素濃度を制御する。
【０１０８】
次に、ＵＶ光源１５０から透明基板１１１内へ紫外光を照射すると、各発光素子１００中の酸素感応発光層１１２中の色素が励起されて密封空間１３２の酸素濃度の低い発光素子１００が発光し、入力した画像データに基づいた画像が画像表示媒体２０１に表示される（図１５ステップＦ３）。
【０１０９】
次に、画像表示媒体２０１を静置すると、時間の経過に伴って各発光素子１００が消光し、所定の時間を経て画像が消失する（図１５ステップＦ４）。ここで、所定の時間は、酸素感応発光層１１２の材料を選択することで調整可能であり、光の照射を止めたのとほぼ同時に消光する場合も含む。
【０１１０】
次に、再び透明基板１１１内へ紫外光をを照射すると、再び画像が表示される（図１５ステップＦ５）。この後、初期状態へ戻すことにより、画像が初期化され、次の画像を表示するための準備状態となる。初期化は、駆動制御部２０４が第１電極駆動回路２１２Ａ及び第２電極駆動回路２１２Ｂを制御し、全ての発光素子１００に対応する酸素イオン伝導体１２１に書き込み時と逆電圧を印加した状態で、駆動制御部２０４がヘッド駆動回路２２１及び発熱体駆動回路２２２を制御して全面書き込みを行う事により達成される。
【０１１１】
なお、印加状態を保ったまま酸素イオン伝導体１２１を加熱するようにしているが、酸素イオン伝導体１２１の印加と加熱を同時に行うようにしてもよいことは勿論である。
【０１１２】
（第６の実施の形態の効果）
この第４の実施の形態によれば、発光素子１００を複数配列することにより、エネルギー効率の高い画像表示装置としての表示装置２００を形成することが可能となる。
【０１１３】
また、各発光素子１００の密封空間１３２の酸素濃度を制御し、その状態を保持することで、時間の経過により画像表示媒体２０１の画像が消失しても、再び紫外光を照射することで、同じ画像を表示させることができる。酸素濃度の保持にはエネルギーを必要としないため、表示装置２００は、電源を切っても画像が保持されるメモリー性を有する。
【０１１４】
また、各発光素子１００の酸素イオン伝導体１２１を加熱する熱量を制御することにより、階調性を有する画像を表示することができる。
【０１１５】
尚、第６の実施形態においては、マトリクス状の発光素子１００に対して、行方向についてはサーマルヘッド２２０の各発熱体１４２の加熱制御を行い、列方向についてはサーマルヘッド２２０を移動させて対応するものを示したが、各発光素子１００について加熱及び印加のいずれか一方が制御されるよう構成すればよい。この構成は任意であり、これにより全発光素子１００についての発光制御が可能となる。
【０１１６】
〔第７の実施の形態〕
（表示装置の構成）
図１６Ａは、本発明の第７の実施の形態に係る表示装置の構成を示す上面図である。
【０１１７】
この表示装置２００は、発光素子１００をアレイ状に配列し、１つの発光素子を１つの画素とした画像表示媒体２０１と、各発光素子１００に第１電極線２１６Ａ及び第１の電極１２２Ａを介して電圧を印加する第１電極駆動回路２１２Ａと、行電極線２１６Ｂ及び第２の電極１２２Ｂを介して各発光素子１００に電圧を印加する行電極駆動回路２０２Ｂと、アレイ状に配列された発光素子１００の列方向へ延び同列の酸素イオン伝導体１２１を一括して加熱する一の発熱体１４２を有するサーマルヘッド２２０と、サーマルヘッド２２０を発光素子１００の行方向へ走査させるヘッド駆動回路２２１と、発熱体１４２の発熱量を制御する発熱体駆動回路２２２と、画像記憶部２０５に記憶されている画像データに基づいて列電極駆動回路２０２Ａ、第２電極駆動回路２１２Ｂ、ヘッド駆動回路２２１及び発熱体駆動回路２２２を制御して画像表示媒体２０１への表示制御を行う駆動制御部２０４と、第１電極駆動回路２０２Ａ及び第２電極駆動回路２０２Ｂに電源を供給する電源回路２０３とを有して概略構成されている。
【０１１８】
図１６Ａは、発光素子１００を４×４のマトリックス状に配列して示したが、配列の形や数は、これに限られない。例えば、第２の実施形態と同様、図４Ｃ（ａ）に示すようにスペーサ１３１ａが正方格子構造であってもよいし、図４Ｃ（ｂ）に示すようにスペーサ１３１ｂが六角環構造であってもよく、このように発光素子１００が正六角形等の多角形である場合は、ハニカム構造であってもよい。
【０１１９】
図１６Ｂは、図１６Ａに示す画像表示媒体の断面図である。各発光素子１００の密封空間１３２がそれぞれスペーサ１３１によって仕切られ、密封状態が保たれている。本実施形態においては、第１の電極１２２Ａは、全発光素子１００に対応して表示領域全体にわたって連続的に形成され、１枚の板状を呈する全面電極となっている。第２の電極１２２Ｂは行方向へ延びる帯状の電極であり、第２の電極１２２Ｂとサーマルヘッド２２０とは、互いに直交する向きに配列されている。すなわち、酸素イオン伝導体１２１は、第２の電極１２２Ｂがそれぞれ行方向へ延びていることから、第１の電極１２２Ａ及び第２の電極１２２Ｂにより列方向に間隔をおいて行方向へ延びるよう印加される。また、図１６Ｂに示すように、透明基板１１１の側方にはＵＶ光源１５０が配されている。ＵＶ光源１５０は、板状の透明基板１１１内に延在方向へ光を照射する。照射された光は、図中の矢印に示すように、透明基板１１１の表面及び裏面で反射を繰り返しながら、全ての発光素子１００の酸素感応発光層１１２へ到達する。尚、ＵＶ光源１５０等のような光源用の装置等を設けずに外光を酸素感応発光層１１２まで導入させてもよい。
【０１２０】
また、図１６Ｂに示すように、第２の電極１２２Ｂと離隔してサーマルヘッド２２０が配される。サーマルヘッド２２０の発熱体１４２は、列方向へ延びるラインヒータであることから、酸素イオン伝導体１２１は列方向について一括して加熱される。本実施形態においても、発熱体１４２はヘッド本体の第２の電極１２２Ｂ側に設けられている。
【０１２１】
駆動制御部２０４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイミング信号発生回路等を備えて構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って第１電極駆動回路２１２Ａ、行電極駆動回路２０２Ｂ、電源回路２０３、ヘッド駆動回路２２１及び発熱体駆動回路２２２を制御して、画像記憶部２０５からの画像データに基づいて、第１及び第２の電極１２２Ａ、１２２Ｂ間に電圧を印加するとともに、画素に対応する発光素子１００の酸素イオン伝導体１２１を加熱する。なお、画像記憶部２０５は、ＣＤ−ＲＯＭや書き替え可能なフラッシュメモリ等の記録媒体、あるいはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して画像データを入力してもよい。
【０１２２】
また、第１電極駆動回路２１２Ａ、行電極駆動回路２０２Ｂ、電源回路２０３、ヘッド駆動回路２２１、発熱体駆動回路２２２、駆動制御部２０４、及び画像記憶部２０５の一部又は全部は、外部装置として表示装置２００に接続できる形態であってもよい。
【０１２３】
ヘッド駆動回路２２１は駆動制御部２０４からの信号に基づいてライン状のサーマルヘッド２２０を走査させるものである。また、発熱体駆動回路２２２は、駆動制御部２０４からの信号に基づいて発熱体１４２を加熱する。発熱体駆動回路２２２は、サーマルヘッド２２０が発光素子１００の一列分だけ移動する都度に、サーマルヘッド２２０が位置している列の発光素子１００が好適な温度となるよう各発熱体１４２を制御する。すなわち、サーマルヘッド２２０を行方向へ移動させることによって表示領域の全域について、発光素子１００を互いに独立して発光させることができる。
【０１２４】
（表示装置の動作）
次に、図１７を参照して、表示装置の動作例について説明する。図１７は第７の実施の形態に係る表示装置２００の動作の流れを示すフローチャートである。尚、初期状態として、全ての発光素子１００の密封空間１３２内に、酸素感応発光層１１２の酸素消光作用を得るのに十分な濃度の酸素が封入されているものとする。
【０１２５】
まず、画像記憶部２０５に記憶された画像データに基づいて、駆動制御部２０４が第１電極駆動回路２１２Ａ及び行電極駆動回路２０２Ｂにより電圧を印加制御するとともに、ヘッド駆動回路２２１及び発熱体駆動回路２２０により加熱制御することにより、画像表示媒体２０１への表示制御を行う（図１７ステップＧ１）。すなわち、入力した画像データのデータ信号に基づいて、第１及び第２の電極１２２Ａ、１２２Ｂ間に電圧を印加しながらサーマルヘッド２２０を走査し、各発光素子１００の密封空間１３２の酸素濃度を制御する。
【０１２６】
具体的には、発光させる発光素子１００については酸素イオン伝導体１２１に電圧を印加し、発光させない発光素子１００については酸素イオン伝導体１２１に電圧を印加しないようにする。このとき、発熱体１４２が定常的に加熱されていてもよいし、電圧の印加制御と同じタイミングで加熱制御される構成であってもよい。
【０１２７】
次に、ＵＶ光源１５０から透明基板１１１内へ紫外光を照射すると、各発光素子１００中の酸素感応発光層１１２中の色素が励起されて密封空間１３２の酸素濃度の低い発光素子１００が発光し、入力した画像データに基づいた画像が画像表示媒体２０１に表示される（図１７ステップＧ２）。
【０１２８】
次に、画像表示媒体２０１を静置すると、時間の経過に伴って各発光素子１００が消光し、所定の時間を経て画像が消失する（図１７ステップＧ３）。ここで、所定の時間は、酸素感応発光層１１２の材料を選択することで調整可能であり、光の照射を止めたのとほぼ同時に消光する場合も含む。
【０１２９】
次に、再びＵＶ光源１５０から透明基板１１１内へ紫外光を照射すると、を照射すると、再び画像が表示される（図１７ステップＧ４）。この後、初期状態へ戻すことにより、画像が初期化され、次の画像を表示するための準備状態となる。初期化は、駆動制御部２０４が第１電極駆動回路２１２Ａ及び第２電極駆動回路２１２Ｂを制御し、全ての発光素子１００に対応する酸素イオン伝導体１２１に書き込み時と逆電圧を印加した状態で、駆動制御部２０４がヘッド駆動回路２２１及び発熱体駆動回路２２２を制御して全面書き込みを行う事により達成される。
【０１３０】
（第７の実施の形態の効果）
この第７の実施の形態によれば、発光素子１００を複数配列することにより、エネルギー効率の高い画像表示装置としての表示装置２００を形成することが可能となる。
【０１３１】
また、各発光素子１００の密封空間１３２の酸素濃度を制御し、その状態を保持することで、時間の経過により画像表示媒体２０１の画像が消失しても、再び紫外光を照射することで、同じ画像を表示させることができる。酸素濃度の保持にはエネルギーを必要としないため、表示装置２００は、電源を切っても画像が保持されるメモリー性を有する。
【０１３２】
また、各発光素子１００の酸素イオン伝導体１２１を加熱する熱量と、酸素イオン伝導体１２１を印加する電圧を制御することにより、階調性を有する画像を表示することができる。
【０１３３】
尚、第７の実施形態においては、マトリクス状の発光素子１００に対して、列方向についてはサーマルヘッド２２０により加熱制御を行い、行方向については帯電極である第２の電極１２２Ｂにより印加制御を行うものを示したが、各発光素子１００について加熱及び印加のいずれか一方が制御されるよう構成すれば、全発光素子１００についての発光制御が可能である。
【０１３４】
例えば、第１の電極１２２Ａ及び第２の電極１２２Ｂを第４の実施形態と同様に全発光素子１００に対応する板状とし、各発光素子１００に対応するようマトリクス状に発熱体１４２が設けられる加熱部１４０を備える構成としてもよい。このように、画素（発光素子１００）ごとに発熱体１４２を設けることにより、全発光素子１００を同時に加熱制御することができる。
【０１３５】
また、例えば、第１の電極１２２Ａ及び第２の電極１２２Ｂを第３の実施形態と同様に帯電極とし、画像表示媒体２０１の全領域を一様に加熱可能な加熱部１４０を備える構成としてもよい。さらに、例えば、第１の電極１２２Ａ及び第２の電極１２２Ｂを帯電極とするとともに、第４の実施形態のように発光素子１００ごとに加熱可能なサーマルヘッドを備えれば、各発光素子１００ごとに電圧印加と加熱の両方の制御を行うことができ、より細かな階調制御等が可能となる。
【０１３６】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、１つの発光素子内に複数の画素を設けてもよい。また、発光波長の異なる酸素感応発光層を複数種用いて、画像に使用する色数を増やしてもよい。
【０１３７】
また、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において上記各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の上面図である。
【図２Ａ】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子１００の動作の流れを示す断面図である。
【図２Ｂ】（ｄ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の動作の流れを示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の動作のフローチャートである。
【図４Ａ】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の構成を示す上面図である。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施の形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【図４Ｃ】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る画像表示媒体のスペーサの形状の例を示した上面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の動作の流れを示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の動作のフローチャートである。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の構成図、及び発光素子の発光部拡大断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の動作例のフローチャートである。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態に係る発光素子の構成図、及び発光素子の発光部拡大断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る発光素子の動作例のフローチャートである。
【図１１Ａ】本発明の第５の実施の形態に係る発光素子の断面図である。
【図１１Ｂ】本発明の第５の実施の形態に係る発光素子の上面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る発光素子の動作のフローチャートである。
【図１３Ａ】本発明の第６の実施の形態に係る表示装置の構成を示す上面図である。
【図１３Ｂ】本発明の第６の実施の形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【図１４】本発明の第６の実施の形態に係るサーマルヘッドの動作を示す表示装置の下面図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態に係る表示装置の動作のフローチャートである。
【図１６Ａ】本発明の第７の実施の形態に係る表示装置の構成を示す上面図である。
【図１６Ｂ】本発明の第７の実施の形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【図１７】本発明の第７の実施の形態に係る表示装置の動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３９】
１００    発光素子
１１０    発光部
１１１    透明基板
１１２    酸素感応発光層
１１３    光反射層
１２０    酸素濃度制御部
１２１    酸素イオン伝導体
１２２Ａ    第１の電極
１２２Ｂ    第２の電極
１３１、１３１ａ、１３１ｂ    スペーサ
１３２、１３２ａ、１３２ｂ    密封空間
１３４    光
１４０    加熱部
１４１    セラミック基板
１４２    発熱体
２００    表示装置
２０１    画像表示媒体
２０２Ａ    列電極駆動回路
２０２Ｂ    行電極駆動回路
２０３    電源回路
２０４    駆動制御部
２０５    画像記憶部
２０６Ａ    列電極線
２０６Ｂ    行電極線
２１２Ａ    第１電極駆動回路
２１２Ｂ    第２電極駆動回路
２１６Ａ    第１電極線
２１６Ｂ    第２電極線
２２０    サーマルヘッド
２２１    ヘッド駆動回路
２２２    発熱体駆動回路
３００、４００    発光素子
３１０、４１０    発光部
３１１、４１１    試験管
３１２、４１２    酸素感応発光層
３１３、４１３    光反射層
３１４、４１４    通気管
３１５    キャップ
３２０    三方弁
３２１、４２１    発光部接続口
３２２    真空ポンプ接続口
３２３    空気導入口
３３１    耐圧チューブ
４３１    チューブ
４１５    穴あきキャップ
４２０    二方弁
４２２    窒素ボンベ接続口
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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