発光体及びプラズマディスプレイパネル
【課題】プロセスコストを上昇させることなく、高コントラスト化と発光効率向上を図ることができる発光体及びプラズマディスプレイパネルを提供すること。
【解決手段】発光体を構成する発光粒子１００は、発光体は、紫外線により励起して所定の波長域の可視光を蛍光発光する発光部１０１と、発光部１０１内部の略中心に設けられ、可視域の光を吸収する黒体部１０３と、発光部１０１と黒体部１０３の境界部に設けられ、発光部１０１により発光される可視光を選択的に反射するサブ波長構造層１０２とを備える発光粒子１００の集合体である。また、プラズマディスプレイパネル３００は、発光体である蛍光体層３２２に、上記発光体を用いる。
【解決手段】発光体を構成する発光粒子１００は、発光体は、紫外線により励起して所定の波長域の可視光を蛍光発光する発光部１０１と、発光部１０１内部の略中心に設けられ、可視域の光を吸収する黒体部１０３と、発光部１０１と黒体部１０３の境界部に設けられ、発光部１０１により発光される可視光を選択的に反射するサブ波長構造層１０２とを備える発光粒子１００の集合体である。また、プラズマディスプレイパネル３００は、発光体である蛍光体層３２２に、上記発光体を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光体及びプラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自発光するディスプレイは視野角の依存性が無く、自然な映像が得られるので、広くディスプレイとして使用されており、特にプラズマディスプレイパネルは薄型であり、大画面を構成するのに最適である。
【０００３】
このようなプラズマディスプレイパネルに用いられる発光体（蛍光体）に関する技術として、例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載されたものが知られている。
【０００４】
特許文献１には、顔料を蛍光体粒子の表面に融着・被覆した着色蛍光体粒子を用いてコントラストを改善するようにしたプラズマディスプレイ装置が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、蛍光体粒子の中心部に光吸収体を設けることにより、紫外線の蛍光体への進入を確実に行わせると同時に、光吸収体により不要な外光を吸収させて、発光効率とコントラストを改善するようにしたプラズマディスプレイパネルとその蛍光体の製造方法が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、酸化物粒子のマトリクス中に少なくとも１個の金微粒子を含有させ、又は、酸化物粒子の表面に少なくとも１個の金微粒子を担時・固着してなる、選択的に可視光を吸収する酸化物複合体粒子からなる薄膜を用いて、蛍光体粒子を被覆し又は基板表面をコーティングしてカラーフィルタを得ることにより、コントラストを改善するようにした技術が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−４３６７０号公報
【特許文献２】特開平１１−２２８９５２号公報
【特許文献３】特開２００１−２８８４６７号公報
【非特許文献１】Photophysics of Structural Color in the MorphoButterflies Forma, 17, 103-121, 2002
【非特許文献２】厳密結合波理論（ＲＣＷＡ）によるサブ波長格子の解析：日本女子大学紀要 理学部 第１４号 （２００６） 長吉真弓）の４．５入射角度依存性（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来の発光体及びプラズマディスプレイパネルにあっては、以下のような問題がある。
【０００８】
まず、特許文献１に記載の技術にあっては、蛍光体粒子の表面を融着・被覆した顔料が、蛍光体粒子に入射しようとした紫外線を吸収するため、発光効率を低下させるという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術にあっては、蛍光体に入射した外光はその中心部の光吸収体で吸収されるものの、蛍光体表面では一部の外光が反射されてしまうため、蛍光体表面で反射された外光によるコントラスト低下を抑制するという効果が得られないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載の技術にあっては、上記酸化物複合体粒子からなる薄膜で蛍光体粒子を被覆することは、蛍光体粒子への紫外線の入射を妨げ、発光効率を低下させるという問題がある。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高コントラスト化と発光効率向上を図ることができる発光体及びプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の発光体は、発光粒子の集合体からなる発光体であって、前記発光粒子は、紫外線により励起して所定の波長域の可視光を蛍光発光する発光部と、前記発光部の内部に設けられ、可視域の光を吸収する黒体部と、前記発光部と前記黒体部の境界部に設けられ、前記発光部により発光される可視光を選択的に反射するサブ波長構造層と、を備える構成を採る。
【００１３】
本発明のプラズマディスプレイパネルは、一対の略平行に対向配置された前面板と背面板の間に、発光体が配設され放電ガスが封入された放電空間が形成され、前記前面板と前記背面板内に設けた電極による放電に基づいて前記放電ガスから発生する紫外線を、前記発光体により可視域の発光に変換することによって、可視光を発光するプラズマディスプレイパネルであって、前記発光体は、上記に記載の発光体である構成を採る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高コントラスト化と発光効率向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る発光体を構成する発光粒子の構成図であり、図１（Ａ）は、その正面図、図１（Ｂ）は、その断面図である。
【００１７】
図１において、発光体を構成する発光粒子１００は、紫外線により励起して所定の波長域の可視光を蛍光発光する発光部１０１と、発光部１０１内部の略中心に設けられ、可視域の光を吸収する黒体部１０３と、発光部１０１と黒体部１０３の境界部に設けられ、発光部１０１により発光される可視光を選択的に反射するサブ波長構造層１０２とを備える。
【００１８】
発光部１０１は、黒体部１０３の周囲にあって外部から印可される紫外線のエネルギで励起して、例えば、加色法における赤色・青色・緑色のいずれかの波長域の光を蛍光発光する。
【００１９】
サブ波長構造層１０２は、可視域で略透明で且つ発光粒子製造プロセスに耐えられる金属酸化物から構成することが望ましい。
【００２０】
ここで、サブ波長構造層１０２について詳細に説明する。
【００２１】
サブ波長構造層１０２は、微細な３次元立体構造による構造色（structural color）発現部であり、構造上、発光部１０１の発光波長域の光を選択的に反射する機能を有する。例えば、非特許文献１には、モルフォ蝶（Morpho Butterflies）が有する構造色の解析結果が示されている。構造色は、光の波長又はそれ以下の微細構造によって生じる光の干渉による発色現象である。すなわち、構造色は、色素や発光によらない発色現象であるため、色素や顔料による発色と異なり、紫外線などにより脱色することがない。また、構造色の場合、積層構造を最適化することにより、可視光線をほぼ完全に反射させることも可能である。
【００２２】
図２は、サブ波長構造層１０２の一例を示す拡大断面図である。このサブ波長構造層１０２は、黒体部１０３と発光部１０１の境界部に設けられている。特に、ここでは、黒体部１０３と発光部１０１の間に空隙があり、この空隙にサブ波長構造層１０２が設けられている。
【００２３】
図２に示すように、サブ波長構造層１０２は、複数の柱状体１５０と複数の平行平板１５１群を組み合わせて構成されている。柱状体１５０は、黒体部１０３から発光部１０１側に略垂直方向に林立して突出伸長している。また、平行平板１５１群は、各柱状体１５０において、各柱状体１５０の伸長方向と略垂直方向に一定の間隔で平行配置されている。サブ波長構造層１０２は、例えば、集束イオンビーム装置を用いて、無機材料を微細加工して形成される。
【００２４】
このような構成を有するサブ波長構造層１０２は、平行平板１５１の屈折率をｎ、平行平板１５１の厚みをａ、平行平板１５１に挟まれた空間の厚み（平行平板１５１の間隔）をｂ、発光部１０１から射出する蛍光発光色の波長をλとするとき、次の式（１）を満足することにより、発光部１０１の発光波長域の光を選択的に反射することができる。
λ／２＝ａ×ｎ＋ｂ …（１）
【００２５】
すなわち、発光部１０１の発光波長域に応じて平行平板１５１の屈折率ｎ、厚みａ、及び間隔ｂが上記式（１）を満足するようにサブ波長構造層１０２を形成することにより、赤色、青色、又は緑色の各発光波長域の光を選択的に反射させることができる。例えば、モルフォ蝶の翅は、金属光沢に富んだ鮮やかな青色をしているが、これは鱗粉表面に刻まれた格子状の構造による構造色である。この格子状の構造は青色の光の波長の丁度半分に相当する２００ｎｍの間隔で並んでおり、干渉により青色の光のみが反射される。発光体において、発光部１０１の発光波長域から青色の波長の光を選択的に反射させる場合には、青色の波長λが上記式（１）を満足するように平行平板１５１の屈折率ｎ、厚みａ、及び間隔ｂを決定してサブ波長構造層１０２を構成すればよい。また、同様に、発光部１０１の発光波長域から赤色又は緑色の波長の光を選択的に反射させる場合には、赤色又は緑色の波長λが上記式（１）を満足するようにサブ波長構造層１０２を構成すればよい。
【００２６】
したがって、このようなサブ波長構造層１０２を形成することにより、広い波長域で発光する蛍光発光波長域を狭帯域化して色純度を高めることができる。また、上記式（１）を満足する平行平板１５１の屈折率、厚み、及び間隔を適度に分散させたサブ波長構造層１０２とすることにより、赤色、青色、及び緑色の各発光波長域において、より広い波長域での選択的反射を実現することができる。このような作用により、実効的な発光効率を向上することができ、輝度の向上を図ることができる。
【００２７】
また、このようなサブ波長構造層１０２において、特に赤色の波長域に選択的反射をするサブ波長構造層１０２からなる境界部を有する発光粒子１００に外光が入射すると、赤色以外の外光成分は、発光部１０１と境界部であるサブ波長構造層１０２を透過し黒体部１０３に入射して吸収される。また、青色の波長域に選択的反射をするサブ波長構造層１０２からなる境界部を有する発光粒子１００に外光が入射すると、青色以外の外光成分は、発光部１０１と境界部であるサブ波長構造層１０２を透過し黒体部１０３に入射して吸収される。同様に、緑色の波長域に選択的反射をするサブ波長構造層１０２からなる境界部を有する発光粒子１００に外光が入射すると、緑色以外の外光成分は、発光部１０１と境界部であるサブ波長構造層１０２を透過し黒体部１０３に入射して吸収される。このような作用でコントラストを向上させることができる。
【００２８】
上記のように、サブ波長構造層１０２は、色素や顔料による発色と異なり、サブ波長構造を最適化することにより発光部１０１の発光波長域から特定色の光をほぼ完全に反射させることも可能である。
【００２９】
このように、本実施の形態によれば、発光体は、紫外線により励起して所定の波長域の可視光を蛍光発光する発光部１０１と、発光部１０１内部の略中心に設けられ、可視域の光を吸収する黒体部１０３と、発光部１０１と黒体部１０３の境界部に設けられ、発光部１０１により発光される可視光を選択的に反射するサブ波長構造層１０２とを備える発光粒子１００の集合体である。この構成により、外部から印可されるエネルギによって発光部１０１で蛍光発光した光は、サブ波長構造層１０２により発光部１０１の発光波長域が選択的に反射されるとともに、発光波長域外の外光はサブ波長構造層１０２を透過して発光部１０１の略中心にある黒体部１０３に到達し、黒体部１０３で吸収される。したがって、蛍光発光した光は発光粒子１００から効率よく放射され、同時に、発光波長域外の外光はサブ波長構造層１０２を透過して黒体部１０３で吸収されるため、高コントラスト化と発光効率向上を図ることができる。発光効率の向上により、低消費電力化も可能である。また、発光効率の向上により、高輝度の映像を得ることが可能になる。
【００３０】
また、発光粒子１００の集合体である発光体を、プラズマディスプレイ装置などの表示装置に用いることで、外光に対するコントラスト向上を実現することができる。
【００３１】
また、サブ波長構造層１０２は、色素や顔料による発色と異なり、紫外線などにより劣化することがないため、長寿命化も図ることができる。
【００３２】
また、サブ波長構造層１０２は、サブ波長構造を最適化することにより発光部１０１の発光波長域の光をほぼ完全に選択的に反射させることができるため、高コントラスト化と発光効率向上の両立をより高い次元で図ることができる。
【００３３】
また、サブ波長構造層１０２による発光波長域の光の選択的反射は、光の波長又はそれ以下の微細構造によって生じる光の干渉による発色現象であり、色素や顔料による発色のように光の吸収が電子により行われるものではない。したがって、サブ波長構造層１０２の材質として、高温プロセスに耐える材料（例えば、無機材料）を用いることができ、プラズマディスプレイパネルの製造工程で容易に実施することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、図２に示すように、黒体部１０３と発光部１０１の間に空隙があり、その空隙にサブ波長構造層１０２が形成されているが、これに限定されるわけではなく、空隙無しに発光部１０１内にサブ波長構造層を形成するようにしてもよい。この場合、発光部１０１の屈折率をｎｈとしたとき、次の式（２）を満足することにより、サブ波長構造層を含む発光部は、当該発光部の発光波長域の光を選択的に反射することができ、上記と同様の効果を得ることができる。
λ／２＝ａ（ｎ−ｎｈ）＋ｂ …（２）
【００３５】
（実施の形態２）
実施の形態２は、黒体部１０３を無機材料から構成する場合である。
【００３６】
本発明の実施の形態２に係る発光体を構成する発光粒子の基本的構成は、図１及び図２に示す実施の形態１の場合と同様であるため、ここでは、便宜上、同一の符号を用いて説明する。
【００３７】
本実施の形態では、黒体部１０３は、無機材料からなる。黒体部１０３は、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）の各発光部１０１に対応して以下の材質の光吸収材料を用いることができる。例えば、（１）赤色を蛍光発光する発光粒子１００内部の黒体部１０３は、酸化鉄、（２）青色を蛍光発光する発光粒子１００内部の黒体部１０３は、アルミン酸コバルト、（３）緑色を蛍光発光する発光粒子１００内部の黒体部１０３は、コバルトグリーン、をそれぞれ用いることができる。
【００３８】
外光は、発光部１０１及びサブ波長構造層１０２を一部透過して、無機材料からなる黒体部１０３に到達するが、この黒体部１０３によって発光波長域外の外光は吸収される。これにより、コントラストが向上する。
【００３９】
また、黒体部１０３は、例えば、マグネタイトやチタンブラックなどの可視光を吸収する黒色の無機材料から構成してもよい。これにより、吸収可能な光の波長域が拡大し、さらにコントラストの向上を図ることができる。
【００４０】
このように、本実施の形態によれば、黒体部１０３に無機材料を用いるため、サブ波長構造層１０２の場合と同様に、高温プロセスに耐えることができ、プラズマディスプレイパネルの製造工程で容易に実施することができる。
【００４１】
（実施の形態３）
実施の形態３は、発光粒子の外表面上、つまり、発光粒子の発光部の表面上に、波長選択性を持たないサブ波長構造体を有する場合である。
【００４２】
図３は、本発明の実施の形態３に係る発光体を構成する発光粒子の構成図であり、図３（Ａ）は、その正面図、図３（Ｂ）は、その断面図である。なお、この発光体は、図１に示す実施の形態１に対応する発光体と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
図３に示す、発光体を構成する発光粒子２００は、図１に示す発光粒子１００の構成に加えて、発光部１０１の表面上に、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１が形成されている。すなわち、発光粒子２００は、発光部１０１の最外部（最外周面）が、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１を有している。
【００４４】
図４は、サブ波長構造体２０１の一例を示す拡大図である。
【００４５】
図４において、サブ波長構造体２０１は、蛍光発光する発光部１０１の表面に、所定の形状を有する構造単位２０１ａが、蛍光発光するために外部から印可されるエネルギである紫外線の波長域（例えば、１４７ｎｍ）よりも小さいピッチで周期的にアレイ状に配列されている。好ましくは、構造単位２０１ａのピッチは、紫外線波長域の最短波長よりも小さい。なお、ここでいう「ピッチ」とは、サブ波長構造体２０１が多数の微細構造単位の二次元的な配列により構成されている場合には、最も密な配列方向におけるピッチを意味する。
【００４６】
また、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１とは、反射を低減すべき光束を完全に反射させない態様だけではなく、所定波長の反射を低減すべき光束の反射を防止する効果を有する態様をも含んでいる。
【００４７】
このように、上記所定の形状を有する構造単位２０１ａを周期的にアレイ状に配列させることによって、紫外線に対して、見かけ上屈折率（密度）を連続的に変化させ、サブ波長構造体２０１が接する気体との界面における透過／反射特性の入射角依存性及び波長依存性が少ない反射防止機能面を形成することができる。これにより、紫外線に対する反射が抑制されるため、紫外線を効率よく発光粒子２００（特に発光部１０１）に入射させることができ、発光効率を高めることができる。また、可視域に対しても、反射が抑制されるため、高コントラスト化を図ることができる。
【００４８】
反射防止機能面を持つサブ波長構造体２０１としては、例えば、図４に示すように、高さｈの円錐形状の突起を構造単位２０１ａとし、これら円錐形状の突起（構造単位２０１ａ）がピッチｐで周期的にアレイ状に配列された構造体を挙げることができる。
【００４９】
構造単位２０１ａのピッチｐは、サブ波長構造体２０１において、一配列方向において実質上略一定であり、紫外線の波長域よりも小さければよい。しかし、界面での透過／反射特性の入射角依存性及び波長依存性をより一層低減させることができるという点から、かかるピッチｐは、好ましくは紫外線の波長域の１／２以下であり、さらに好ましくは１／３以下である。基本的には波長域の１／２以下であれば垂直入射時に反射率を抑えることができる。しかし、斜めに入射する場合、光から見たときの見かけのピッチが大となるため反射率が増大することになる。そこで、斜めから入射する光に対しても反射率を抑えるにはよりピッチが小である方が好ましい結果となる（非特許文献２参照）。非特許文献２には、４．５入射角度依存性（図８）に詳細な実験結果が記載されている。
【００５０】
また、構造単位２０１ａの高さｈは、特に限定されず、サブ波長構造体２０１において、すべての構造単位２０１ａの高さｈが必ずしも一定である必要はないものの、かかる高さｈが高いほど、紫外線に対する反射防止機能が向上するという利点がある。したがって、構造単位２０１ａの高さｈは、好ましくは少なくともピッチｐ以上（厳密には、最小の構造単位２０１ａの高さがピッチｐ以上）であり、さらに好ましくは少なくともピッチｐの３倍以上（厳密には、最小の構造単位２０１ａの高さｈがピッチｐの３倍以上）である。上述したように、１倍以上で反射率を抑えることができる。より反射率を抑えるにはより大きなアスペクト比が望ましい結果をもたらすことになる。非特許文献２には、４．３アスペクト比依存性（図６）に詳細な実験結果が記載されている。また、斜め入射による反射率の増大を抑えるにもアスペクト比が大きなことが有効である。
【００５１】
本実施の形態では、上記のように、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１として、構造単位２０１ａが図４に示す円錐形状である構造体を用いている。この場合、例えば、一例として、ピッチ０.０７μｍ、高さ０.０７μｍの円錐形状の構造単位２０１ａを有するサブ波長構造体２０１を形成することができる。これは、紫外線の波長（１４７ｎｍ）の１／２以下のピッチで、且つ、このピッチ以上の高さを有する構造単位に相当する。
【００５２】
なお、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１の構造は、必ずしも図４に示す円錐形状の構造体に限定されるわけではなく、各種の形状を採ることができる。
【００５３】
図５〜図９は、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１の構造単位の各種形状を示す図である。これらは、図４に示す円錐形状の構造単位２０１ａに代えて、図３の発光粒子２００の発光部１０１のサブ波長構造体２０１の構造単位として同様に用いることができる。
【００５４】
例えば、サブ波長構造体２０１は、正六角錐形状や四角錐形状などの角錐形状の構造単位を有する構造体であってもよい。図５の例は、正六角錐形状の構造単位２０１ｂを有する場合である。また、サブ波長構造体２０１の構造単位の形状は、必ずしも錐形状に限定されるわけではなく、先端が丸くなっている釣鐘形状（図６及び図７に示す構造単位２０１ｃ、２０１ｄ）であっても、円錐台形状（図８に示す構造単位２０１ｅ）や角錐台形状（図９に示す構造単位２０１ｆ）などの錐台形状であってもよい。また、各構造単位は、厳密な意味で幾何学的な形状である必要はなく、実質的に錐形状や釣鐘形状状、錐台形状などであればよい。
【００５５】
これらにより、外部から印可されるエネルギである紫外線を効率よく発光粒子２００（特に発光部１０１）に入射させることができ、発光効率の向上を図ることができる。
【００５６】
また、紫外線の波長域に対して効果的な反射防止構造体とすることで、より波長の大きい可視域の波長に対しても効果的な反射防止構造体とすることができ、外光が発光粒子２００の最外周面で反射することを抑制でき、コントラストの向上をも図ることができる。
【００５７】
このように、本実施の形態によれば、発光粒子２００の外表面上に、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１を有するため、紫外線に対して反射が抑制され、発光効率のより一層の向上を図ることができ、且つ、可視域に対しても反射が抑制され、より一層の高コントラスト化を実現することができる。
【００５８】
（実施の形態４）
実施の形態４は、上記各実施の形態における発光体を構成する発光粒子１００、２００を、プラズマディスプレイパネルの蛍光体層に適用した場合である。
【００５９】
図１０は、本発明の実施の形態４に係るプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の概略断面図であり、発光色毎に空間的に分離された発光領域となる放電セルの１つを断面で示している。
【００６０】
図１０に示すプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）３００は、互いに離隔して対向配置された前面板３１０と背面板３２０を備えている。なお、図１０では、本実施の形態の特徴的な構成を示しており、その他の部分については一部省略している。
【００６１】
前面板３１０と背面板３２０の間の空間には、プラズマ放電を発生させる放電空間が形成されている。放電空間には、ヘリウム（Ｈｅ）やネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）などを混合した放電ガスが封入されている。放電空間は、隔壁３２１により複数の区画に仕切られており、単位発光領域となる複数の放電セル３３０が形成されている。３つの隣り合う放電セル３３０の内壁及び側面には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各蛍光体層が放電セル毎に色分けして塗布されている。
【００６２】
前面板３１０には、ＰＤＰ３００としての機能を実現するために、電極や誘電体層、保護膜などの各構成要素がそれぞれ適切な位置に形成されている。例えば、前面板３１０は、ガラスなどからなる前面基板３１０ａ上に、透明電極３１１及び金属電極３１２からなる走査電極と、透明電極３１３及び金属電極３１４からなる維持電極とで対をなすストライプ状の表示電極が複数形成され、また、この表示電極を覆うように、例えば、ガラスなどからなる誘電体層３１５が形成されている。さらに、誘電体層３１５上には、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層３１６が形成されている。また、遮光部３１７は、外光の吸収を行い、コントラストの低下を抑制する。また、同様に、反射防止膜３１８は、外光の反射を抑制し、コントラストの低下を抑制する。なお、これらの構成は一例であり、様々な変形例を適用することができる。
【００６３】
また、例えば、背面板３２０は、ガラスなどからなる背面基板３２０ａ上に、前面板３１０と背面板３２０との間に形成される放電空間を区画し放電セル３３０を形成する隔壁３２１と、隔壁３２１により区画された放電セル３３０内に形成される蛍光体層３２２と、絶縁体層３２３で覆われたデータ電極３２４とを備える。背面板３２０は、絶縁体層３２３で覆われたデータ電極３２４と、ストライプ状の複数の隔壁３２１とが、前面板３１０と背面板３２０の間に形成されている。本実施の形態では、蛍光体層３２２は、上記各実施の形態における発光粒子１００、２００の集合体である発光体を用いて形成されている。
【００６４】
次に、上記構成を有するＰＤＰ３００の動作について説明する。
【００６５】
上記のように構成されたＰＤＰ３００において、電極間に電圧が印加されると、放電セル３３０に放電が発生し、励起された、例えば、混合ガス中のヘリウム（Ｈｅ）原子から紫外線が発生する。そして、発生した紫外線により蛍光体層３２２が励起されて可視光が発生し、表示動作が行われる。すなわち、表示電極とデータ電極との交点となる複数の放電セル３３０で構成される微小領域において表示動作が行われて画像が表示される。このとき、蛍光体層３２２は、上記各実施の形態における発光粒子１００、２００の集合体である発光体を用いて形成されているため、高コントラストで且つ高発光効率の発光粒子１００、２００の集合体である発光体が、放電ガスから発生する紫外線により発光する。なお、遮光部３１７は、外光の吸収を行って、コントラストの低下を抑制している。また、反射防止膜３１８は、外光の反射を抑制して、コントラストの低下を抑制している。
【００６６】
このように、本実施の形態によれば、発光体である蛍光体層３２２に、上記各実施の形態に係る発光体を用いるため、高コントラストで且つ高発光効率の発光粒子１００、２００の集合体である発光体が、放電ガスから発生する紫外線で発光する。これにより、ＰＤＰ３００は、高コントラストで且つ高輝度の映像を得ることができる。
【００６７】
なお、以上の説明は、本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。
【００６８】
例えば、上記各実施の形態では、黒体部１０３と発光部１０１との間にサブ波長構造層１０２を設けているが、このサブ波長構造層１０２は、光の波長又はそれ以下の微細構造によって生じる光の干渉により、発光部１０１の発光波長域の光を選択的に反射するものであれば、どのような構造を有するものであってもよい。
【００６９】
また、上記各本実施の形態では、発光粒子、発光体及びプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、例えば、蛍光体粒子や蛍光体材料、プラズマディスプレイ装置、ＰＤＰ表示装置などであってもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の発光体及びプラズマディスプレイパネルは、高コントラスト化と高輝度化が要望されるプラズマディスプレイパネルに有用である。すなわち、高コントラストで明るい画像表示が可能であり、ＴＶ受像機や情報端末ディスプレイなどの高性能化、省電力化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光体を構成する発光粒子の構成図
【図２】図１に示すサブ波長構造層の一例を示す拡大図
【図３】本発明の実施の形態３に係る発光体を構成する発光粒子の構成図
【図４】図３に示すサブ波長構造体の一例を示す拡大図
【図５】図３に示すサブ波長構造体の他の例を示す拡大図
【図６】図３に示すサブ波長構造体のさらに他の例を示す拡大図
【図７】図３に示すサブ波長構造体のさらに他の例を示す拡大図
【図８】図３に示すサブ波長構造体のさらに他の例を示す拡大図
【図９】図３に示すサブ波長構造体のさらに他の例を示す拡大図
【図１０】本発明の実施の形態４に係るプラズマディスプレイパネルの断面図
【符号の説明】
【００７２】
１００、２００ 発光粒子
１０１ 発光部
１０２ サブ波長構造層
１０３ 黒体部
２０１ サブ波長構造体
２０１ａ〜２０１ｆ 構造単位
３００ プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
３１０ 前面板
３１０ａ 前面基板
３１１、３１３ 透明電極
３１２、３１４ 金属電極
３１５ 誘電体層
３１６ 保護層
３１７ 遮光部
３１８ 反射防止膜
３２０ 背面板
３２０ａ 背面基板
３２１ 隔壁
３２２ 蛍光体層
３２３ 絶縁体層
３２４ データ電極
３３０ 放電セル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光体及びプラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自発光するディスプレイは視野角の依存性が無く、自然な映像が得られるので、広くディスプレイとして使用されており、特にプラズマディスプレイパネルは薄型であり、大画面を構成するのに最適である。
【０００３】
このようなプラズマディスプレイパネルに用いられる発光体（蛍光体）に関する技術として、例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載されたものが知られている。
【０００４】
特許文献１には、顔料を蛍光体粒子の表面に融着・被覆した着色蛍光体粒子を用いてコントラストを改善するようにしたプラズマディスプレイ装置が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、蛍光体粒子の中心部に光吸収体を設けることにより、紫外線の蛍光体への進入を確実に行わせると同時に、光吸収体により不要な外光を吸収させて、発光効率とコントラストを改善するようにしたプラズマディスプレイパネルとその蛍光体の製造方法が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、酸化物粒子のマトリクス中に少なくとも１個の金微粒子を含有させ、又は、酸化物粒子の表面に少なくとも１個の金微粒子を担時・固着してなる、選択的に可視光を吸収する酸化物複合体粒子からなる薄膜を用いて、蛍光体粒子を被覆し又は基板表面をコーティングしてカラーフィルタを得ることにより、コントラストを改善するようにした技術が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−４３６７０号公報
【特許文献２】特開平１１−２２８９５２号公報
【特許文献３】特開２００１−２８８４６７号公報
【非特許文献１】Photophysics of Structural Color in the MorphoButterflies Forma, 17, 103-121, 2002
【非特許文献２】厳密結合波理論（ＲＣＷＡ）によるサブ波長格子の解析：日本女子大学紀要 理学部 第１４号 （２００６） 長吉真弓）の４．５入射角度依存性（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来の発光体及びプラズマディスプレイパネルにあっては、以下のような問題がある。
【０００８】
まず、特許文献１に記載の技術にあっては、蛍光体粒子の表面を融着・被覆した顔料が、蛍光体粒子に入射しようとした紫外線を吸収するため、発光効率を低下させるという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術にあっては、蛍光体に入射した外光はその中心部の光吸収体で吸収されるものの、蛍光体表面では一部の外光が反射されてしまうため、蛍光体表面で反射された外光によるコントラスト低下を抑制するという効果が得られないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載の技術にあっては、上記酸化物複合体粒子からなる薄膜で蛍光体粒子を被覆することは、蛍光体粒子への紫外線の入射を妨げ、発光効率を低下させるという問題がある。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高コントラスト化と発光効率向上を図ることができる発光体及びプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の発光体は、発光粒子の集合体からなる発光体であって、前記発光粒子は、紫外線により励起して所定の波長域の可視光を蛍光発光する発光部と、前記発光部の内部に設けられ、可視域の光を吸収する黒体部と、前記発光部と前記黒体部の境界部に設けられ、前記発光部により発光される可視光を選択的に反射するサブ波長構造層と、を備える構成を採る。
【００１３】
本発明のプラズマディスプレイパネルは、一対の略平行に対向配置された前面板と背面板の間に、発光体が配設され放電ガスが封入された放電空間が形成され、前記前面板と前記背面板内に設けた電極による放電に基づいて前記放電ガスから発生する紫外線を、前記発光体により可視域の発光に変換することによって、可視光を発光するプラズマディスプレイパネルであって、前記発光体は、上記に記載の発光体である構成を採る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高コントラスト化と発光効率向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る発光体を構成する発光粒子の構成図であり、図１（Ａ）は、その正面図、図１（Ｂ）は、その断面図である。
【００１７】
図１において、発光体を構成する発光粒子１００は、紫外線により励起して所定の波長域の可視光を蛍光発光する発光部１０１と、発光部１０１内部の略中心に設けられ、可視域の光を吸収する黒体部１０３と、発光部１０１と黒体部１０３の境界部に設けられ、発光部１０１により発光される可視光を選択的に反射するサブ波長構造層１０２とを備える。
【００１８】
発光部１０１は、黒体部１０３の周囲にあって外部から印可される紫外線のエネルギで励起して、例えば、加色法における赤色・青色・緑色のいずれかの波長域の光を蛍光発光する。
【００１９】
サブ波長構造層１０２は、可視域で略透明で且つ発光粒子製造プロセスに耐えられる金属酸化物から構成することが望ましい。
【００２０】
ここで、サブ波長構造層１０２について詳細に説明する。
【００２１】
サブ波長構造層１０２は、微細な３次元立体構造による構造色（structural color）発現部であり、構造上、発光部１０１の発光波長域の光を選択的に反射する機能を有する。例えば、非特許文献１には、モルフォ蝶（Morpho Butterflies）が有する構造色の解析結果が示されている。構造色は、光の波長又はそれ以下の微細構造によって生じる光の干渉による発色現象である。すなわち、構造色は、色素や発光によらない発色現象であるため、色素や顔料による発色と異なり、紫外線などにより脱色することがない。また、構造色の場合、積層構造を最適化することにより、可視光線をほぼ完全に反射させることも可能である。
【００２２】
図２は、サブ波長構造層１０２の一例を示す拡大断面図である。このサブ波長構造層１０２は、黒体部１０３と発光部１０１の境界部に設けられている。特に、ここでは、黒体部１０３と発光部１０１の間に空隙があり、この空隙にサブ波長構造層１０２が設けられている。
【００２３】
図２に示すように、サブ波長構造層１０２は、複数の柱状体１５０と複数の平行平板１５１群を組み合わせて構成されている。柱状体１５０は、黒体部１０３から発光部１０１側に略垂直方向に林立して突出伸長している。また、平行平板１５１群は、各柱状体１５０において、各柱状体１５０の伸長方向と略垂直方向に一定の間隔で平行配置されている。サブ波長構造層１０２は、例えば、集束イオンビーム装置を用いて、無機材料を微細加工して形成される。
【００２４】
このような構成を有するサブ波長構造層１０２は、平行平板１５１の屈折率をｎ、平行平板１５１の厚みをａ、平行平板１５１に挟まれた空間の厚み（平行平板１５１の間隔）をｂ、発光部１０１から射出する蛍光発光色の波長をλとするとき、次の式（１）を満足することにより、発光部１０１の発光波長域の光を選択的に反射することができる。
λ／２＝ａ×ｎ＋ｂ …（１）
【００２５】
すなわち、発光部１０１の発光波長域に応じて平行平板１５１の屈折率ｎ、厚みａ、及び間隔ｂが上記式（１）を満足するようにサブ波長構造層１０２を形成することにより、赤色、青色、又は緑色の各発光波長域の光を選択的に反射させることができる。例えば、モルフォ蝶の翅は、金属光沢に富んだ鮮やかな青色をしているが、これは鱗粉表面に刻まれた格子状の構造による構造色である。この格子状の構造は青色の光の波長の丁度半分に相当する２００ｎｍの間隔で並んでおり、干渉により青色の光のみが反射される。発光体において、発光部１０１の発光波長域から青色の波長の光を選択的に反射させる場合には、青色の波長λが上記式（１）を満足するように平行平板１５１の屈折率ｎ、厚みａ、及び間隔ｂを決定してサブ波長構造層１０２を構成すればよい。また、同様に、発光部１０１の発光波長域から赤色又は緑色の波長の光を選択的に反射させる場合には、赤色又は緑色の波長λが上記式（１）を満足するようにサブ波長構造層１０２を構成すればよい。
【００２６】
したがって、このようなサブ波長構造層１０２を形成することにより、広い波長域で発光する蛍光発光波長域を狭帯域化して色純度を高めることができる。また、上記式（１）を満足する平行平板１５１の屈折率、厚み、及び間隔を適度に分散させたサブ波長構造層１０２とすることにより、赤色、青色、及び緑色の各発光波長域において、より広い波長域での選択的反射を実現することができる。このような作用により、実効的な発光効率を向上することができ、輝度の向上を図ることができる。
【００２７】
また、このようなサブ波長構造層１０２において、特に赤色の波長域に選択的反射をするサブ波長構造層１０２からなる境界部を有する発光粒子１００に外光が入射すると、赤色以外の外光成分は、発光部１０１と境界部であるサブ波長構造層１０２を透過し黒体部１０３に入射して吸収される。また、青色の波長域に選択的反射をするサブ波長構造層１０２からなる境界部を有する発光粒子１００に外光が入射すると、青色以外の外光成分は、発光部１０１と境界部であるサブ波長構造層１０２を透過し黒体部１０３に入射して吸収される。同様に、緑色の波長域に選択的反射をするサブ波長構造層１０２からなる境界部を有する発光粒子１００に外光が入射すると、緑色以外の外光成分は、発光部１０１と境界部であるサブ波長構造層１０２を透過し黒体部１０３に入射して吸収される。このような作用でコントラストを向上させることができる。
【００２８】
上記のように、サブ波長構造層１０２は、色素や顔料による発色と異なり、サブ波長構造を最適化することにより発光部１０１の発光波長域から特定色の光をほぼ完全に反射させることも可能である。
【００２９】
このように、本実施の形態によれば、発光体は、紫外線により励起して所定の波長域の可視光を蛍光発光する発光部１０１と、発光部１０１内部の略中心に設けられ、可視域の光を吸収する黒体部１０３と、発光部１０１と黒体部１０３の境界部に設けられ、発光部１０１により発光される可視光を選択的に反射するサブ波長構造層１０２とを備える発光粒子１００の集合体である。この構成により、外部から印可されるエネルギによって発光部１０１で蛍光発光した光は、サブ波長構造層１０２により発光部１０１の発光波長域が選択的に反射されるとともに、発光波長域外の外光はサブ波長構造層１０２を透過して発光部１０１の略中心にある黒体部１０３に到達し、黒体部１０３で吸収される。したがって、蛍光発光した光は発光粒子１００から効率よく放射され、同時に、発光波長域外の外光はサブ波長構造層１０２を透過して黒体部１０３で吸収されるため、高コントラスト化と発光効率向上を図ることができる。発光効率の向上により、低消費電力化も可能である。また、発光効率の向上により、高輝度の映像を得ることが可能になる。
【００３０】
また、発光粒子１００の集合体である発光体を、プラズマディスプレイ装置などの表示装置に用いることで、外光に対するコントラスト向上を実現することができる。
【００３１】
また、サブ波長構造層１０２は、色素や顔料による発色と異なり、紫外線などにより劣化することがないため、長寿命化も図ることができる。
【００３２】
また、サブ波長構造層１０２は、サブ波長構造を最適化することにより発光部１０１の発光波長域の光をほぼ完全に選択的に反射させることができるため、高コントラスト化と発光効率向上の両立をより高い次元で図ることができる。
【００３３】
また、サブ波長構造層１０２による発光波長域の光の選択的反射は、光の波長又はそれ以下の微細構造によって生じる光の干渉による発色現象であり、色素や顔料による発色のように光の吸収が電子により行われるものではない。したがって、サブ波長構造層１０２の材質として、高温プロセスに耐える材料（例えば、無機材料）を用いることができ、プラズマディスプレイパネルの製造工程で容易に実施することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、図２に示すように、黒体部１０３と発光部１０１の間に空隙があり、その空隙にサブ波長構造層１０２が形成されているが、これに限定されるわけではなく、空隙無しに発光部１０１内にサブ波長構造層を形成するようにしてもよい。この場合、発光部１０１の屈折率をｎｈとしたとき、次の式（２）を満足することにより、サブ波長構造層を含む発光部は、当該発光部の発光波長域の光を選択的に反射することができ、上記と同様の効果を得ることができる。
λ／２＝ａ（ｎ−ｎｈ）＋ｂ …（２）
【００３５】
（実施の形態２）
実施の形態２は、黒体部１０３を無機材料から構成する場合である。
【００３６】
本発明の実施の形態２に係る発光体を構成する発光粒子の基本的構成は、図１及び図２に示す実施の形態１の場合と同様であるため、ここでは、便宜上、同一の符号を用いて説明する。
【００３７】
本実施の形態では、黒体部１０３は、無機材料からなる。黒体部１０３は、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）の各発光部１０１に対応して以下の材質の光吸収材料を用いることができる。例えば、（１）赤色を蛍光発光する発光粒子１００内部の黒体部１０３は、酸化鉄、（２）青色を蛍光発光する発光粒子１００内部の黒体部１０３は、アルミン酸コバルト、（３）緑色を蛍光発光する発光粒子１００内部の黒体部１０３は、コバルトグリーン、をそれぞれ用いることができる。
【００３８】
外光は、発光部１０１及びサブ波長構造層１０２を一部透過して、無機材料からなる黒体部１０３に到達するが、この黒体部１０３によって発光波長域外の外光は吸収される。これにより、コントラストが向上する。
【００３９】
また、黒体部１０３は、例えば、マグネタイトやチタンブラックなどの可視光を吸収する黒色の無機材料から構成してもよい。これにより、吸収可能な光の波長域が拡大し、さらにコントラストの向上を図ることができる。
【００４０】
このように、本実施の形態によれば、黒体部１０３に無機材料を用いるため、サブ波長構造層１０２の場合と同様に、高温プロセスに耐えることができ、プラズマディスプレイパネルの製造工程で容易に実施することができる。
【００４１】
（実施の形態３）
実施の形態３は、発光粒子の外表面上、つまり、発光粒子の発光部の表面上に、波長選択性を持たないサブ波長構造体を有する場合である。
【００４２】
図３は、本発明の実施の形態３に係る発光体を構成する発光粒子の構成図であり、図３（Ａ）は、その正面図、図３（Ｂ）は、その断面図である。なお、この発光体は、図１に示す実施の形態１に対応する発光体と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
図３に示す、発光体を構成する発光粒子２００は、図１に示す発光粒子１００の構成に加えて、発光部１０１の表面上に、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１が形成されている。すなわち、発光粒子２００は、発光部１０１の最外部（最外周面）が、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１を有している。
【００４４】
図４は、サブ波長構造体２０１の一例を示す拡大図である。
【００４５】
図４において、サブ波長構造体２０１は、蛍光発光する発光部１０１の表面に、所定の形状を有する構造単位２０１ａが、蛍光発光するために外部から印可されるエネルギである紫外線の波長域（例えば、１４７ｎｍ）よりも小さいピッチで周期的にアレイ状に配列されている。好ましくは、構造単位２０１ａのピッチは、紫外線波長域の最短波長よりも小さい。なお、ここでいう「ピッチ」とは、サブ波長構造体２０１が多数の微細構造単位の二次元的な配列により構成されている場合には、最も密な配列方向におけるピッチを意味する。
【００４６】
また、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１とは、反射を低減すべき光束を完全に反射させない態様だけではなく、所定波長の反射を低減すべき光束の反射を防止する効果を有する態様をも含んでいる。
【００４７】
このように、上記所定の形状を有する構造単位２０１ａを周期的にアレイ状に配列させることによって、紫外線に対して、見かけ上屈折率（密度）を連続的に変化させ、サブ波長構造体２０１が接する気体との界面における透過／反射特性の入射角依存性及び波長依存性が少ない反射防止機能面を形成することができる。これにより、紫外線に対する反射が抑制されるため、紫外線を効率よく発光粒子２００（特に発光部１０１）に入射させることができ、発光効率を高めることができる。また、可視域に対しても、反射が抑制されるため、高コントラスト化を図ることができる。
【００４８】
反射防止機能面を持つサブ波長構造体２０１としては、例えば、図４に示すように、高さｈの円錐形状の突起を構造単位２０１ａとし、これら円錐形状の突起（構造単位２０１ａ）がピッチｐで周期的にアレイ状に配列された構造体を挙げることができる。
【００４９】
構造単位２０１ａのピッチｐは、サブ波長構造体２０１において、一配列方向において実質上略一定であり、紫外線の波長域よりも小さければよい。しかし、界面での透過／反射特性の入射角依存性及び波長依存性をより一層低減させることができるという点から、かかるピッチｐは、好ましくは紫外線の波長域の１／２以下であり、さらに好ましくは１／３以下である。基本的には波長域の１／２以下であれば垂直入射時に反射率を抑えることができる。しかし、斜めに入射する場合、光から見たときの見かけのピッチが大となるため反射率が増大することになる。そこで、斜めから入射する光に対しても反射率を抑えるにはよりピッチが小である方が好ましい結果となる（非特許文献２参照）。非特許文献２には、４．５入射角度依存性（図８）に詳細な実験結果が記載されている。
【００５０】
また、構造単位２０１ａの高さｈは、特に限定されず、サブ波長構造体２０１において、すべての構造単位２０１ａの高さｈが必ずしも一定である必要はないものの、かかる高さｈが高いほど、紫外線に対する反射防止機能が向上するという利点がある。したがって、構造単位２０１ａの高さｈは、好ましくは少なくともピッチｐ以上（厳密には、最小の構造単位２０１ａの高さがピッチｐ以上）であり、さらに好ましくは少なくともピッチｐの３倍以上（厳密には、最小の構造単位２０１ａの高さｈがピッチｐの３倍以上）である。上述したように、１倍以上で反射率を抑えることができる。より反射率を抑えるにはより大きなアスペクト比が望ましい結果をもたらすことになる。非特許文献２には、４．３アスペクト比依存性（図６）に詳細な実験結果が記載されている。また、斜め入射による反射率の増大を抑えるにもアスペクト比が大きなことが有効である。
【００５１】
本実施の形態では、上記のように、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１として、構造単位２０１ａが図４に示す円錐形状である構造体を用いている。この場合、例えば、一例として、ピッチ０.０７μｍ、高さ０.０７μｍの円錐形状の構造単位２０１ａを有するサブ波長構造体２０１を形成することができる。これは、紫外線の波長（１４７ｎｍ）の１／２以下のピッチで、且つ、このピッチ以上の高さを有する構造単位に相当する。
【００５２】
なお、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１の構造は、必ずしも図４に示す円錐形状の構造体に限定されるわけではなく、各種の形状を採ることができる。
【００５３】
図５〜図９は、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１の構造単位の各種形状を示す図である。これらは、図４に示す円錐形状の構造単位２０１ａに代えて、図３の発光粒子２００の発光部１０１のサブ波長構造体２０１の構造単位として同様に用いることができる。
【００５４】
例えば、サブ波長構造体２０１は、正六角錐形状や四角錐形状などの角錐形状の構造単位を有する構造体であってもよい。図５の例は、正六角錐形状の構造単位２０１ｂを有する場合である。また、サブ波長構造体２０１の構造単位の形状は、必ずしも錐形状に限定されるわけではなく、先端が丸くなっている釣鐘形状（図６及び図７に示す構造単位２０１ｃ、２０１ｄ）であっても、円錐台形状（図８に示す構造単位２０１ｅ）や角錐台形状（図９に示す構造単位２０１ｆ）などの錐台形状であってもよい。また、各構造単位は、厳密な意味で幾何学的な形状である必要はなく、実質的に錐形状や釣鐘形状状、錐台形状などであればよい。
【００５５】
これらにより、外部から印可されるエネルギである紫外線を効率よく発光粒子２００（特に発光部１０１）に入射させることができ、発光効率の向上を図ることができる。
【００５６】
また、紫外線の波長域に対して効果的な反射防止構造体とすることで、より波長の大きい可視域の波長に対しても効果的な反射防止構造体とすることができ、外光が発光粒子２００の最外周面で反射することを抑制でき、コントラストの向上をも図ることができる。
【００５７】
このように、本実施の形態によれば、発光粒子２００の外表面上に、波長選択性を持たないサブ波長構造体２０１を有するため、紫外線に対して反射が抑制され、発光効率のより一層の向上を図ることができ、且つ、可視域に対しても反射が抑制され、より一層の高コントラスト化を実現することができる。
【００５８】
（実施の形態４）
実施の形態４は、上記各実施の形態における発光体を構成する発光粒子１００、２００を、プラズマディスプレイパネルの蛍光体層に適用した場合である。
【００５９】
図１０は、本発明の実施の形態４に係るプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の概略断面図であり、発光色毎に空間的に分離された発光領域となる放電セルの１つを断面で示している。
【００６０】
図１０に示すプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）３００は、互いに離隔して対向配置された前面板３１０と背面板３２０を備えている。なお、図１０では、本実施の形態の特徴的な構成を示しており、その他の部分については一部省略している。
【００６１】
前面板３１０と背面板３２０の間の空間には、プラズマ放電を発生させる放電空間が形成されている。放電空間には、ヘリウム（Ｈｅ）やネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）などを混合した放電ガスが封入されている。放電空間は、隔壁３２１により複数の区画に仕切られており、単位発光領域となる複数の放電セル３３０が形成されている。３つの隣り合う放電セル３３０の内壁及び側面には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各蛍光体層が放電セル毎に色分けして塗布されている。
【００６２】
前面板３１０には、ＰＤＰ３００としての機能を実現するために、電極や誘電体層、保護膜などの各構成要素がそれぞれ適切な位置に形成されている。例えば、前面板３１０は、ガラスなどからなる前面基板３１０ａ上に、透明電極３１１及び金属電極３１２からなる走査電極と、透明電極３１３及び金属電極３１４からなる維持電極とで対をなすストライプ状の表示電極が複数形成され、また、この表示電極を覆うように、例えば、ガラスなどからなる誘電体層３１５が形成されている。さらに、誘電体層３１５上には、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層３１６が形成されている。また、遮光部３１７は、外光の吸収を行い、コントラストの低下を抑制する。また、同様に、反射防止膜３１８は、外光の反射を抑制し、コントラストの低下を抑制する。なお、これらの構成は一例であり、様々な変形例を適用することができる。
【００６３】
また、例えば、背面板３２０は、ガラスなどからなる背面基板３２０ａ上に、前面板３１０と背面板３２０との間に形成される放電空間を区画し放電セル３３０を形成する隔壁３２１と、隔壁３２１により区画された放電セル３３０内に形成される蛍光体層３２２と、絶縁体層３２３で覆われたデータ電極３２４とを備える。背面板３２０は、絶縁体層３２３で覆われたデータ電極３２４と、ストライプ状の複数の隔壁３２１とが、前面板３１０と背面板３２０の間に形成されている。本実施の形態では、蛍光体層３２２は、上記各実施の形態における発光粒子１００、２００の集合体である発光体を用いて形成されている。
【００６４】
次に、上記構成を有するＰＤＰ３００の動作について説明する。
【００６５】
上記のように構成されたＰＤＰ３００において、電極間に電圧が印加されると、放電セル３３０に放電が発生し、励起された、例えば、混合ガス中のヘリウム（Ｈｅ）原子から紫外線が発生する。そして、発生した紫外線により蛍光体層３２２が励起されて可視光が発生し、表示動作が行われる。すなわち、表示電極とデータ電極との交点となる複数の放電セル３３０で構成される微小領域において表示動作が行われて画像が表示される。このとき、蛍光体層３２２は、上記各実施の形態における発光粒子１００、２００の集合体である発光体を用いて形成されているため、高コントラストで且つ高発光効率の発光粒子１００、２００の集合体である発光体が、放電ガスから発生する紫外線により発光する。なお、遮光部３１７は、外光の吸収を行って、コントラストの低下を抑制している。また、反射防止膜３１８は、外光の反射を抑制して、コントラストの低下を抑制している。
【００６６】
このように、本実施の形態によれば、発光体である蛍光体層３２２に、上記各実施の形態に係る発光体を用いるため、高コントラストで且つ高発光効率の発光粒子１００、２００の集合体である発光体が、放電ガスから発生する紫外線で発光する。これにより、ＰＤＰ３００は、高コントラストで且つ高輝度の映像を得ることができる。
【００６７】
なお、以上の説明は、本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。
【００６８】
例えば、上記各実施の形態では、黒体部１０３と発光部１０１との間にサブ波長構造層１０２を設けているが、このサブ波長構造層１０２は、光の波長又はそれ以下の微細構造によって生じる光の干渉により、発光部１０１の発光波長域の光を選択的に反射するものであれば、どのような構造を有するものであってもよい。
【００６９】
また、上記各本実施の形態では、発光粒子、発光体及びプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、例えば、蛍光体粒子や蛍光体材料、プラズマディスプレイ装置、ＰＤＰ表示装置などであってもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の発光体及びプラズマディスプレイパネルは、高コントラスト化と高輝度化が要望されるプラズマディスプレイパネルに有用である。すなわち、高コントラストで明るい画像表示が可能であり、ＴＶ受像機や情報端末ディスプレイなどの高性能化、省電力化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光体を構成する発光粒子の構成図
【図２】図１に示すサブ波長構造層の一例を示す拡大図
【図３】本発明の実施の形態３に係る発光体を構成する発光粒子の構成図
【図４】図３に示すサブ波長構造体の一例を示す拡大図
【図５】図３に示すサブ波長構造体の他の例を示す拡大図
【図６】図３に示すサブ波長構造体のさらに他の例を示す拡大図
【図７】図３に示すサブ波長構造体のさらに他の例を示す拡大図
【図８】図３に示すサブ波長構造体のさらに他の例を示す拡大図
【図９】図３に示すサブ波長構造体のさらに他の例を示す拡大図
【図１０】本発明の実施の形態４に係るプラズマディスプレイパネルの断面図
【符号の説明】
【００７２】
１００、２００ 発光粒子
１０１ 発光部
１０２ サブ波長構造層
１０３ 黒体部
２０１ サブ波長構造体
２０１ａ〜２０１ｆ 構造単位
３００ プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
３１０ 前面板
３１０ａ 前面基板
３１１、３１３ 透明電極
３１２、３１４ 金属電極
３１５ 誘電体層
３１６ 保護層
３１７ 遮光部
３１８ 反射防止膜
３２０ 背面板
３２０ａ 背面基板
３２１ 隔壁
３２２ 蛍光体層
３２３ 絶縁体層
３２４ データ電極
３３０ 放電セル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光粒子の集合体からなる発光体であって、
前記発光粒子は、
紫外線により励起して所定の波長域の可視光を蛍光発光する発光部と、
前記発光部の内部に設けられ、可視域の光を吸収する黒体部と、
前記発光部と前記黒体部の境界部に設けられ、前記発光部により発光される可視光を選択的に反射するサブ波長構造層と、
を備える発光体。
【請求項２】
前記黒体部は、当該発光体の略中心に設けられ、
前記発光部は、空隙を置いて前記黒体部の周囲を包囲するように設けられ、
前記サブ波長構造層は、前記発光部と前記黒体部の間の前記空隙に設けられている、
請求項１記載の発光体。
【請求項３】
前記黒体部は、前記発光粒子の略中心に設けられ、
前記発光部は、前記黒体部の周囲を包囲するように設けられ、
前記サブ波長構造層は、前記発光部と前記黒体部の境界部における前記発光部の内部に設けられている、
請求項１記載の発光体。
【請求項４】
前記黒体部は、無機材料からなる、請求項１記載の発光体。
【請求項５】
前記発光粒子は、外表面上に、波長選択性を持たないサブ波長構造体を有する、請求項１記載の発光体。
【請求項６】
一対の略平行に対向配置された前面板と背面板の間に、発光体が配設され放電ガスが封入された放電空間が形成され、前記前面板と前記背面板内に設けた電極による放電に基づいて前記放電ガスから発生する紫外線を、前記発光体により可視域の発光に変換することによって、可視光を発光するプラズマディスプレイパネルであって、
前記発光体は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発光体である、
プラズマディスプレイパネル。
【請求項１】
発光粒子の集合体からなる発光体であって、
前記発光粒子は、
紫外線により励起して所定の波長域の可視光を蛍光発光する発光部と、
前記発光部の内部に設けられ、可視域の光を吸収する黒体部と、
前記発光部と前記黒体部の境界部に設けられ、前記発光部により発光される可視光を選択的に反射するサブ波長構造層と、
を備える発光体。
【請求項２】
前記黒体部は、当該発光体の略中心に設けられ、
前記発光部は、空隙を置いて前記黒体部の周囲を包囲するように設けられ、
前記サブ波長構造層は、前記発光部と前記黒体部の間の前記空隙に設けられている、
請求項１記載の発光体。
【請求項３】
前記黒体部は、前記発光粒子の略中心に設けられ、
前記発光部は、前記黒体部の周囲を包囲するように設けられ、
前記サブ波長構造層は、前記発光部と前記黒体部の境界部における前記発光部の内部に設けられている、
請求項１記載の発光体。
【請求項４】
前記黒体部は、無機材料からなる、請求項１記載の発光体。
【請求項５】
前記発光粒子は、外表面上に、波長選択性を持たないサブ波長構造体を有する、請求項１記載の発光体。
【請求項６】
一対の略平行に対向配置された前面板と背面板の間に、発光体が配設され放電ガスが封入された放電空間が形成され、前記前面板と前記背面板内に設けた電極による放電に基づいて前記放電ガスから発生する紫外線を、前記発光体により可視域の発光に変換することによって、可視光を発光するプラズマディスプレイパネルであって、
前記発光体は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発光体である、
プラズマディスプレイパネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１２７００３（Ｐ２００９−１２７００３Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０６１４８（Ｐ２００７−３０６１４８）
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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