発光基板および該発光基板を備えた画像表示装置
【課題】 発光基板および画像表示装置の輝度を向上させる。
【解決手段】 透明な基板の上に、フォトニック結晶構造と、透明なアノード電極と、拡散反射率が０．０４％以下の発光体層と、がこの順序で積層され、前記発光体層の側面に側面反射部材が設けられており、前記フォトニック結晶構造の前記発光体層に対する相対面積をａ［％］、前記側面反射部材の反射率をｃ［％］とした時に、９５≦ｃ、かつ４０≦ａ＜１００の関係または８５≦ｃ＜９５、かつ８０≦ａ＜１００の関係を満たす発光基板。
【解決手段】 透明な基板の上に、フォトニック結晶構造と、透明なアノード電極と、拡散反射率が０．０４％以下の発光体層と、がこの順序で積層され、前記発光体層の側面に側面反射部材が設けられており、前記フォトニック結晶構造の前記発光体層に対する相対面積をａ［％］、前記側面反射部材の反射率をｃ［％］とした時に、９５≦ｃ、かつ４０≦ａ＜１００の関係または８５≦ｃ＜９５、かつ８０≦ａ＜１００の関係を満たす発光基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置として液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）や有機エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＯＬＥＤ）や電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）が知られている。このような画像表示装置には高い輝度が求められている。特許文献１には、回折格子又はゾーンプレートを用いて、ＯＬＥＤにおける光の取り出し効率を向上することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８３７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、発光体層の全面に渡って回折格子を設けたのでは、十分な輝度が得られないことを、本願発明者らは見出した。そこで、本発明は、より輝度を向上させることのできる発光基板および画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
透明な基板の上に、フォトニック結晶構造と、透明なアノード電極と、拡散反射率が０．０４％以下の発光体層と、がこの順序で積層され、前記発光体層の側面に側面反射部材が設けられており、前記フォトニック結晶構造の前記発光体層に対する相対面積をａ［％］、前記側面反射部材の反射率をｃ［％］とした時に、下記条件１の関係または下記条件２の関係を満たすことを特徴とする発光基板。
（条件１）９５≦ｃ、かつ４０≦ａ＜１００
（条件２）８５≦ｃ＜９５、かつ８０≦ａ＜１００
【発明の効果】
【０００６】
輝度を向上させた発光基板および画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】発光基板の断面を示す模式図である。
【図２】画像表示装置の構造の一例を示す斜視模式図である。
【図３】フォトニック結晶構造の効果を説明する図である。
【図４】回折面への入射における球面波と平面波との違いを説明する図である。
【図５】光束の伝播距離と回折の効果との関係を示す図である。
【図６】光束の導波とフォトニック結晶構造の面積との関係を示す図である。
【図７】蛍光体層の拡散反射率、側面反射率、およびフォトニック結晶構造の相対面積と相対強度との関係を示す図である。
【図８】本発明の有効範囲を示す図である。
【図９】相対面積ａの定義を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、電界放出ディスプレイを例に、本発明の実施の形態について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）に限定されず、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＯＬＥＤ）、陰極線管ディスプレイ（ＣＲＴ）、などの画像表示装置に好ましく適用される。ＦＥＤやＯＬＥＤが、特に本発明が好適に適用されるディスプレイである。以下では、ＦＥＤを例に、本発明の実施の形態の一例を説明する。
【０００９】
尚、各図で共通に用いている符号は、特に記載がない限り、同じ部材を指している。そして、各図における各部材の大きさは、特に限定的な説明がなされていない限り、実際の大きさとは異なる。
【００１０】
ＦＥＤの構成について、図２を用いて説明する。図２は、ＦＥＤの構造の一例を示す斜視模式図であり、その内部構造を示すために一部を切り欠いて示している。基板１の上には、複数の走査配線３２と複数の変調配線３３と複数の電子放出素子３４が設けられている。基板１はリアプレート４１の上に固定されている。透明基板４３の内面には、アノード電極４４と発光体層である蛍光体層４５とが積層して設けられている。蛍光体層４５は、一般には、図１を用いて後述するように、複数の蛍光体層４５からなり、各々の蛍光体層４５の間に公知のブラックマトリクスが設けられている。フェースプレート４６は、透明基板４３とアノード電極４４と蛍光体層４５とを含んでいる。リアプレート４１とフェースプレート４６との間に設けられた支持枠４２は、リアプレート４１およびフェースプレート４６にフリットガラス等の接合部材を介して接合されている。そして、フェースプレート４６、支持枠４２、リアプレート４１とで、気密容器４７が構成されている。気密容器４７の内部は大気圧よりも低い圧力（好ましくは１０−７Ｐａ程度）に維持されている。尚、ＦＥＤにおける発光基板はフェースプレート４６である。
【００１１】
尚、ここでは、基板１とリアプレート４１とを別の部材で構成した態様を示したが、リアプレート４１自体が十分な強度を持つ場合には、リアプレート４１が基板１を兼ねることにより、基板１を省くこともできる。また、フェースプレート４６とリアプレート４１との間に、スペーサとよばれる不図示の支持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強度を持たせた構成とすることもできる。
【００１２】
ｍ本の走査配線３２は、それぞれに対応する端子（端子Ｄｘ１，Ｄｘ２，…Ｄｘｍ）と接続されている。ｎ本の変調配線３３は、それぞれに対応する端子（端子Ｄｙ１，Ｄｙ２，…Ｄｙｎ）と接続されている（ｍ，ｎは、共に正の整数）。これらｍ本の走査配線３２とｎ本の変調配線３３との交差部には、不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を電気的に絶縁している。そして、電子放出素子３４の各々が、ｍ本の走査配線３２のうちの１つと、ｎ本の変調配線３３のうちの１つと、に接続している。
【００１３】
高圧端子Ｈｖはアノード電極４４に接続され、例えば５ｋＶ以上１５ｋＶ以下の直流電圧が高圧端子Ｈｖを介してアノード電極４４に供給される。この電圧は、電子放出素子３４から放出された電子に、蛍光体層４５を発光させるのに十分なエネルギーを付与する為の加速電圧である。
【００１４】
図１（ａ）は、発光基板であるフェースプレート４６の一部（ここでは１画素に相当する部分を示す）の断面模式図である。この図では、図２における電子放出素子３４から放出された電子は、紙面に向かって上方から蛍光体層４５に照射される。従って、図２と図１（ａ）では上下が逆さまになって示されている。
【００１５】
透明基板４３の上には、発光体層である蛍光体層４５から発せられた光を透明基板４３の外部に取り出すための、フォトニック結晶構造５０が設けられている。透明基板４３の材料としては、可視光領域において透過性の高い絶縁性基板が好ましく、ソーダライムガラスなどの板ガラスが好適に用いられる。フォトニック結晶構造５０の詳細な構造については後述する。アノード電極４４は、ＩＴＯ等の透明電極で構成されており、透明基板４３との間にフォトニック結晶構造５０を挟むように、フォトニック結晶構造５０の上に設けられている。蛍光体層４５は、透明基板４３との間にフォトニック結晶構造５０とアノード電極４４を間に挟むように、アノード電極４４の上に設けられている。蛍光体層４５の詳細な構成については後述する。
【００１６】
また、ここで示す態様では、隣り合うフォトニック結晶構造５０の間には、公知のブラックマトリクス４８が設けられている。ブラックマトリクス４８は、画素間の混色、拡散反射防止のために設けられている。そして、ここで示す態様では、アノード電極４４は、フォトニック結晶構造５０を覆いかつブラックマトリクス４８の一部を覆っている。しかし、ブラックマトリクス４８を設けない構成でも本発明の効果は得られるので、ブラックマトリクスは必須ではない。
【００１７】
また、アノード電極４４は、少なくともフォトニック結晶構造５０の後述する回折領域を覆っていればよく、実用的には、フォトニック結晶構造５０より大きければよい。そのため、アノード電極４４は、各画素ごとに分離されていなくてもよく、各画素に対応するフォトニック結晶構造５０を覆う、透明な１つの導電性の膜で構成することも可能である。
【００１８】
ここで示す態様では、ブラックマトリクス４８は、フォトニック結晶構造５０が配置される、矩形状の開口部を備える。開口部のサイズとしては、短辺が５０μｍ〜３００μｍ、長辺が短辺の１倍〜３倍程度が好ましい。蛍光体層４５の領域面積は、ブラックマトリクス４８のパターンによって形成される開口部の面積と同程度である。なお、「領域面積」とは、フォトニック結晶構造５０においてはフォトニック結晶構造５０（特にフォトニック結晶構造５０の回折領域）の透明基板４３に接する面の面積のことを意味する。また、蛍光体層４５においては、「領域面積」は、アノード電極４４に接する面の面積のことを意味するが、ブラックマトリクスが用いられる場合には、ブラックマトリクスの開口の面積とみなすことができる。また、蛍光体層４５の側面Ｓには側面反射部材５１が接触して設けられている。側面反射部材５１の詳細な構成については後述する。
【００１９】
（発光体層）
本発明における発光体層としての蛍光体層４５は、低散乱性を備える（発光体層内の光束の伝播損失が少ない）薄膜蛍光体層で構成することが好ましい。薄膜蛍光体層は、本発明の効果を顕著に得ることができる。ここで、「薄膜蛍光体層」は、透明基板４３上にスパッタ法や電子ビーム蒸着法等の真空プロセスで直接成膜した蛍光体層を指す。より詳細には、例えば、母体結晶となりうる材料と発光中心となりうる材料とを、透明基板４３上にアモルファス状態で成膜し、その後、熱処理することで透明基板４３上で結晶化させた蛍光体結晶からなる層のことを指す。母体結晶となりうる材料としては、例えば、Ｙ２Ｏ３やＹ２Ｏ２ＳやＧｄ２Ｏ３等の酸化物、または、ＺｎＳやＳｒＧａ２Ｓ４等の硫化物が挙げられる。また、発光中心となりうる材料（賦活剤）としては、例えば、Ｅｕ、Ｃｕ，Ａｌ、Ａｇ，Ｃｌ等が挙げられる。上記したアモルファス状態で成膜する方法としては、上述したスパッタ法や電子ビーム蒸着法以外に、真空蒸着法、分子線エピタキシー法等の成膜方法も挙げられる。また、上記熱処理としては、例えば、高温炉による熱アニール、レーザービームによる熱アニール等が挙げられる。
【００２０】
また、ナノ粒子蛍光体層も、薄膜蛍光体層と同様に低散乱性を備えるので、本発明の発光体層として好ましく用いられる。尚、「ナノ粒子蛍光体」とは、粒径が当該蛍光体の発光波長（数百ｎｍ程度）以下の粒径を備える蛍光体を差す。ナノ粒子蛍光体は、蛍光体原料液からの化学反応による核の生成と成長により粒径を制御するボトムアップ手法や、バルク状の蛍光体を粉砕して得るトップダウン手法等によって得ることができる。ナノ粒子蛍光体層の特徴としては、ＣＲＴ等で用いられる数μｍサイズの蛍光体粒子を用いた蛍光体層と比較して、低散乱性であることや、励起線の浸入長に対して発光中心が十分に存在することなどが挙げられる。薄膜蛍光体層およびナノ粒子蛍光体層については、小林洋志他著、「蛍光体の基礎及び用途別最新動向」、株式会社 情報機構、２００５年１１月を参照されたい。
【００２１】
尚、本発明における低散乱性とは、実用的には、拡散反射率が０．０４％以下であることを意味する。蛍光体層４５の拡散反射率は、ＪＩＳ Ｚ ８７２２：２００９の５．３反射物体の測定方法に準じて測定する。具体的には、試料面の法線となす角が４５°±２°の方向に配置した光源から光線束を試料面に照射し、試料面の法線となす角が１０°以下の方向に配置した受光器で反射光束を受光する。そして同一条件の測定系で受光した標準白色面からの反射光束との強度の比を拡散反射率とする。ここにいう標準白色面とは、分光反射率の測定において、基準に用いる、分光反射率が校正された白色面を指し、全方向の反射率が略均一で１００％に近く、材料には白色のＢａＳＯ４等が用いられる。測定装置においては、例えば光源にはハロゲン光源（ＭＨＡＡ−１００Ｗ−１００Ｖ、（株）モリテックス製）を用いることができる。また、受光器には分光放射計（ＳＲ−ＵＬ１、（株）トプコンテクノハウス製）、標準白色面には標準白色板（ＷＳ−３（株）トプコンテクノハウス製）を用いることができる。
【００２２】
蛍光体原料としては、赤色では、例えばＹ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３等の酸化物、或いはＹ２Ｏ２Ｓ等の硫化物を母体とし、この母体にＥｕ、Ｚｎ等の賦活剤金属を添加してなるものを用いることができる。緑色では、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌや、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕなどを用いることができ、青色では、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌなどを用いることができる。
【００２３】
ナノ粒子蛍光体およびナノ粒子蛍光体層の製法は例えば次の通りである。
ナノ粒子蛍光体の製造には、蛍光体原料に対し、噴霧熱分解法や、トップダウン法の固相法、ボトムアップ法の液相法、気相法などの方法を用いることができる。噴霧熱分解法は、原料溶液を噴霧して液滴化したのち、キャリアガス中でヒーターによって加熱し、溶媒の蒸発及び原料の熱分解によりナノ粒子蛍光体を形成するものである。固相法は、原料粉末を混合し、高温条件で加熱して焼成したものをボールミル等で微粉砕してナノ粒子蛍光体を形成する。液相法は、共沈法、ゾルゲル法などの液相反応を利用してナノ粒子蛍光体を形成するものである。気相法は、気相反応を利用してナノ粒子蛍光体を形成するものであり、キャリアガスに浮遊させた蛍光体原料をプラズマ等の熱源による加熱域を通過させて急速に加熱、冷却することで、ナノ粒子蛍光体を形成する方法である。これらの製造方法を適宜、選択して用いることができる。
【００２４】
ナノ粒子蛍光体層を形成するには、まず、溶媒中に上述のナノ粒子蛍光体を分散し、ナノ粒子蛍光体の分散液を用意する。その後、ナノ粒子蛍光体の分散液を、インクジェット法、スピンコート法、バーコート法などにより成膜面に塗布し、乾燥およびまたは焼成を行うことで溶媒を蒸発させて、ナノ粒子蛍光体層を形成することができる。
【００２５】
一方、蛍光体層４５の側面は、鏡面性を持つことが好ましい。さらには、蛍光体層４５の側面は、透明基板４３の表面に対して垂直に近いことが望ましい。なお、ここにいう蛍光体層４５の側面とは、蛍光体層４５の持つ各面のうち、フォトニック結晶構造５０に接する面（透明基板４３の表面）に対して垂直方向の面を指す。そして、図１（ａ）中において、記号Ｓで指し示す箇所が蛍光体層４５の側面である。蛍光体層４５の側面形状の加工方法の一例としては、フォトレジストで蛍光体層の画素領域（残しておく領域）を保護した後、エッチングにより画素領域より外側の領域を除去する方法が挙げられる。エッチング条件やエッチング手法を選択することにより、所望の側面形状を形成することができる。
【００２６】
（側面反射部材）
本発明において、蛍光体層４５の側面Ｓに隣接して側面反射部材５１が配置されることが好ましい。側面反射部材５１の材質は例えば銀、アルミニウムなどを用いることができる。特に銀は光束の損失の少ない高反射率である点で好ましく用いられる。側面反射部材５１の反射率は、おおむね８５％以上であることが望ましい。本発明において、側面反射部材５１の反射率は、ガラス基板上に側面反射部材５１の材料を成膜して形成した試料面に対して５°方向の鏡面反射成分を測定することによって得ることができる。なお、ここにいう鏡面反射成分とは、反射面（試料面）より様々な角度方向に反射される光束の成分のうち、入射光束の入射角に等しい角度で反射する成分を指す。そして、試料の鏡面反射成分と校正された標準ミラーの鏡面反射成分との反射光束の強度の比を反射率として取得する。具体的には、例えば分光光度計ＳｏｌｉｄＳｐｅｃ３７００（島津製作所製）を用いて測定する。側面反射部材５１の製造方法は、上述の蛍光体層４５の側面Ｓの形状を加工する過程におけるレジストを除去する前の段階で、蛍光体層４５の側面Ｓに蒸着法などにより成膜することができる。また、側面反射部材５１は、アノード電極４４と接続させることが望ましい。このようにすることで、蛍光体層４５の電位の制御性が増す。そのため、図１（ａ）に示すように、側面反射部材５１の少なくとも一部が、アノード電極４４の上に、積層して設けることが望ましい。
【００２７】
（フォトニック結晶構造）
ここで説明するフォトニック結晶構造５０は、（フォトニック結晶構造を構成する）互いに異なる材料からなる領域（５２および５３）を交互に配列した領域（回折領域）をその一部に備えた構造である（図１（ａ）参照）。
【００２８】
典型的には、フォトニック結晶構造５０は、低屈折率材料の層に高屈折率材料の領域（微細ドット）が散在するパターン、あるいは、高屈折率材料の層に低屈折率材料の領域（微細ドット）が散在するパターンを備える。前者のパターンの場合、図１（ａ）において、低屈折率材料が５３、高屈折率材料が５２に該当し、後者のパターンの場合、逆に、低屈折率材料が５２、高屈折率材料が５３に該当する。
【００２９】
高屈折率材料としては、例えばＺｒＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、低屈折率材料としては、例えばＭｇＦ２、ＳｉＯ２などが好適に用いられる。高屈折率材料は、その屈折率が１．７から２．６までの間であり、また、低屈折率材料は、その屈折率が１．３から１．６までの間である。そして、高屈折率材料と低屈折率材料の屈折率の差が０．３以上であることが好ましい。
【００３０】
図１（ｂ）は、本発明のフォトニック結晶構造５０の回折領域の一部の平面模式図である。ｐは低屈折率材料（または高屈折率材料）の領域（微細ドット）５２のピッチであり、ｗは低屈折率材料（または高屈折率材料）の領域（微細ドット）５２の径である。実用的には、ｐは３００ｎｍから３μｍの範囲の中から設定され、ｗはｐの０．２倍から１倍の範囲の中から設定される。微細ドット５２は必ずしも正確にピッチｐの周期パターンでなくとも良い。周期パターンでない場合は、ｐは隣接するドットの中心間の平均的距離と見なされる。また、ここでは低屈折率材料（または高屈折率材料）の領域（微細ドット）５２の平面形状を円としたが、矩形や楕円など、その他の形状とすることもできる。
【００３１】
また、ここで示す例では、フォトニック結晶構造５０の上（電子放出素子に近い側）には透明なアノード電極４４が設けられている。透明なアノード電極４４としては、ＩＴＯ膜やＺｎＯ膜、ＳｎＯ膜等の透明導電膜を用いることができ、その形成方法としては、スパッタ法等を用いることができる。
【００３２】
（透明基板内面での全反射による光閉じ込めメカニズムについて）
フォトニック結晶構造５０の作用について、図３を用いて、蛍光体層４５の一部の発光源から光が放射されて場合を例に、説明する。尚、図３と図１（ｂ）では上下関係を逆に示している。フォトニック結晶構造の作用は、その周期構造の特徴から、基本的には回折格子における光の回折現象に基づくものである。図３において、本発明のフォトニック結晶構造がなく、基板４３と空気の屈折率の差で決まる臨界角θ以上の角度で、蛍光体層４５の発光源から基板４３内部に入射した光束Ｌは、基板４３内部（基板４３と空気との界面）で全反射し、閉じ込められてしまう。しかし、本発明では、蛍光体層４５の発光源から基板４３内部に向けて放射された光束を、基板４３内部に入射する際に、フォトニック結晶構造５０の作用により回折させて光束Ｌ’とする（臨界角θ未満の角度θ’に変換する）。これにより、発光源から発せられた光を、より多く、基板４３の外部（空気中）へ導き出すことができる。この結果、基板４３の外部で観測される蛍光体層４５からの発光輝度を向上させることができる。フォトニック結晶の一般的な記述は、「フォトニック結晶技術とその応用」（川上彰二郎監修、シーエムシー出版）などを参照されたい。
【００３３】
しかしながら、本発明者の検討により、単純に蛍光体層４５の全面にフォトニック結晶構造５０（特に回折領域）を積層配置しただけでは、上述したフォトニック結晶構造による効果が十分に発揮されないことがわかった。そこで、本発明は、フォトニック結晶構造５０の効果をより発揮させて、輝度が向上した画像表示装置を提供するものである。その基本的原理と本発明の特徴的な構造について、以下に説明する。
【００３４】
（球面波の問題について）
本実施形態の基本的原理に係る光の回折の特性について説明する。フォトニック結晶構造５０の様な回折構造による回折は、球面波入射よりも平面波入射の方が効果的に生じやすい。この事を、最も簡単な回折構造である単純格子からなる回折格子を例に用いて説明する。図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、平面波入射の場合（図４（Ａ））と、球面波入射の場合（図４（Ｂ））における、回折格子６０による回折現象の違いを定性的に説明する図である。図中、６０は単純格子からなる回折格子、６１は球面波入射の場合の点光源、６２は入射光の波面である。Ｌは光源から各格子点６０Ａへ向かう入射光束を示している。回折格子６０の面形状は平面である。
【００３５】
図４（Ａ）の平面波入射の場合は、回折格子６０の全ての格子点６０Ａにおける波面６２の位相差がよく揃う。その結果、回折格子６０から射出される光は特定の角度に著しい強度ピークを有する明瞭な角度分布を示す。一方で図４（Ｂ）の球面波入射の場合は、回折格子６０と波面６２の形状が異なるために、特に光源６１に近い各格子点６０Ａでの位相差が揃わない。その結果、隣接格子間の強め合いの方向が一様でなくなり、回折格子からの射出による光の角度分布は不明瞭になる。
【００３６】
したがって、蛍光体層の発光源からフォトニック結晶構造５０への入射状態が球面波である場合には、効率よく、臨界角θ内に、光束を回折により集中させることはできず、光束の一部は基板４３内に閉じ込められてしまうことになる。
【００３７】
発光源が前述の図４（Ｂ）のような単一の点光源の場合ではなく、ディスプレイのように画素内に有限の発光領域を持つ場合は、複数の微小な点光源の集まりと考えることが出来る。この際、個々の点光源は互いに独立であり、インコヒーレントな関係であると言える。すなわち画素内全体の光のコヒーレンスは完全ではなく、互いにインコヒーレントな点光源の集まりと考えるのが自然である。
【００３８】
したがって、フォトニック結晶構造５０での回折に対しては、点光源から放出される球面波の入射が影響するために、前述した、フォトニック結晶構造による効果が十分に発揮されないこととなる。
【００３９】
そこで、発光源とフォトニック結晶構造５０との間の光束の伝播距離を考慮することにより、上述した球面波がフォトニック結晶構造に入射することに起因した問題を低減することができる。すなわち、光源から発した光束が球面波であっても、その伝播距離が長くなるほど曲率半径が増すことになり、その結果、所定の大きさのフォトニック結晶構造に入射する波面が平面波に近づくことになる。
【００４０】
（伝播距離の影響について）
図５は発光源からフォトニック結晶構造５０までの光束の伝播距離に対する、回折光強度の角度分布を説明するイメージ図およびグラフである。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）において、４３は透明基板、５０はフォトニック結晶構造、６１は発光源である点光源である。図５（Ａ’）〜図５（Ｃ’）において、グラフ上の点線は臨界角θを示している。図５（Ａ）および図５（Ａ´）は、発光源６１とフォトニック結晶構造５０との間の光束の伝播距離Ｄが比較的近い場合の、それぞれ回折光の角度分布のイメージ図および相対強度のグラフである。この場合、回折光強度の角度分布は一様になり、臨界角内への光束の集中は不十分となる。この場合は、回折面入射時の波面が球面のために格子間の位相差が揃わず、フォトニック結晶構造５０は回折格子としてではなく、単純な散乱体として作用すると考えられる。
【００４１】
図５（Ｂ）および図５（Ｂ´）は、発光源６１からフォトニック結晶構造５０までの光束の伝播距離Ｄが図５（Ａ）に比較して長い場合である。図５（Ａ）および図５（Ａ´）の場合とは異なり、回折光の角度分布には強弱が生じる。しかし、強弱のコントラストはあまり大きくないため、臨界角内への光束の集中は不足している。
【００４２】
図５（Ｃ）および図５（Ｃ´）は、発光源６１からフォトニック結晶構造５０までの光束の伝播距離Ｄが図５（Ｂ）に比較してさらに長く、具体的には、１００μｍ以上まで長くした場合である。この場合の回折光の角度分布には明確な強弱が生じる。すなわち、臨界角内へ光束が集中し、輝度の増加につながる。この場合、回折面への入射時の波面は、平面に近く、格子間の位相差が良く揃い、フォトニック結晶構造５０は回折格子として作用すると考えられる。
【００４３】
以上のことから、発光源とフォトニック結晶構造との間の光束の伝播距離が長い方が、よりフォトニック結晶構造５０の回折の効果が高まり、輝度の低下を防ぐことができることがわかる。
【００４４】
（フォトニック結晶構造の領域面積を小さくする構成）
次に、発光源６１からフォトニック結晶構造５０までの光束の伝播距離Ｄを長くする具体的な構成について図６を用いて説明する。
【００４５】
図６は図１（ａ）の一部を抜き出して模式的に記載した図である。図６は蛍光体層４５内を伝播する光束とフォトニック結晶構造５０が形成されている部の大きさの関係を示す図である。図中、Ｌは光束を示す。
【００４６】
伝播距離Ｄを長くするには、単純には基板４３とフォトニック結晶構造５０との界面に垂直な方向（ｚ方向）における、基板４３の膜厚方向への延長、すなわち蛍光体層４５の膜厚の増加が考えられる。しかし、この方法で回折の効果を高めるには１００μｍスケールの距離を必要とする。ここまで蛍光体層４５の膜厚を厚くするのは蛍光体材料の使用効率の悪さ、及び蛍光体層４５の作製プロセスの効率の悪さの観点から適切でない。
【００４７】
そこで本発明では、蛍光体層４５の膜厚を増やすのではなく、基板４３とフォトニック結晶構造５０との界面に沿った（平行な）方向（面方向）における伝播距離Ｄを長くする。この場合、蛍光体層４５が透明に近い低散乱性（拡散反射率が０．０４％以下）の層であれば、結果的に伝播距離Ｄを長くすることができる。これは、図６に示す様に、フォトニック結晶構造５０の回折領域の直下から離れた発光源６１から放出された光束が、漏れの少ない状態で、蛍光体層４５の側面および上下の面で反射され、蛍光体層４５内部を導波するためである。尚、蛍光体層４５の側面とは図６のＸ方向における蛍光体層４５の端面であり、蛍光体層４５の上下の面とは図６のＹ方向における蛍光体層４５の両端面である。そして、蛍光体層４５内部を導波した光束はフォトニック結晶構造５０の回折領域まで到達するので、結果的に伝播距離Ｄを長くすることができる。なお、ここでいう「漏れ」とは、光束Ｌが蛍光体層４５の各面で界面を透過し、蛍光体層４５外部へ射出されることを意味する。
【００４８】
この際、伝播距離Ｄを長くするために蛍光体層４５の領域面積を大きくするのは電子線照射範囲の制約から不適切である。
【００４９】
そこで、蛍光体層４５の領域面積ではなく、フォトニック結晶構造５０の領域面積（フォトニック結晶構造５０の回折領域）を小さくすることが好ましい。すなわち蛍光体層４５の領域の絶対面積は不変だが、フォトニック結晶構造５０の領域面積（フォトニック結晶構造５０の回折領域）に対し相対的に大きくすることで伝播距離Ｄを長くするのが好ましい。
【００５０】
したがって、蛍光体層４５の領域面積に対して、フォトニック結晶構造５０の領域面積（フォトニック結晶構造５０の回折領域）を小さくする構成とすれば、回折の効果が高まる。その結果、透明基板４３の外部に取り出される蛍光体層４５からの発光輝度を増加させることができる。
【００５１】
（パラメータ関係）
ここで重要になるのが、蛍光体層４５内部での光束Ｌの導波効率に影響を与える、蛍光体層４５の低散乱性および側面反射部材５１の反射率である。蛍光体層４５の内部を導波中の光束の漏れを防ぐには、図６のｚ方向に光束が散乱されないことが重要である。また、蛍光体層４５の外側、すなわち図６中のｘ方向で蛍光体層４５の中心から離れる側に向かった光束が、側面で高い反射率で反射して内側、すなわち蛍光体層４５の中心側に戻ることも重要である。
【００５２】
したがって、蛍光体層４５内部を好適に光束Ｌが導波し、フォトニック結晶構造５０の回折の効果によって輝度が増加する条件としては、以下の３つのパラメータが重要となる。即ち、蛍光体層４５の領域面積に対するフォトニック結晶構造５０の相対面積ａ［％］、蛍光体層４５の拡散反射率ｂ［％］、側面反射部材５１の反射率ｃ［％］である。
【００５３】
ここで、相対面積ａの定義について図９を用いて説明する。
図９は、前述した蛍光体層４５およびフォトニック結晶構造５０を透明基板４３側から見た平面模式図である。説明の簡略化のため、図１（ａ）に示した、透明基板４３、アノード電極４４、ブラックマトリクス４８、側面反射部材５１は省略している。図中、Ｓ１は蛍光体層４５の領域面積を表し、Ｓ２はフォトニック結晶構造５０の領域面積を表している。より詳細には、Ｓ２は、前述したフォトニック結晶構造５０の「回折領域」の領域面積に相当する。そのため、図１（ａ）のフォトニック結晶構造５０を透明基板４３側から見た場合には、フォトニック結晶構造５０の外縁は、蛍光体層４５の外縁と重なる。また、図９では、説明を簡略化するために、蛍光体層４５の領域およびフォトニック結晶構造５０の「回折領域」をともに正方形に近い長方形で示している。しかし、蛍光体層４５の領域およびフォトニック結晶構造５０の「回折領域」は、この形に限定されるものではない。一般に、蛍光体層４５の形状は概ね長方形状（Ｙ１＞Ｘ１）に設定され、同様に、フォトニック結晶構造５０の「回折領域」も長方形状（Ｙ２＞Ｘ２）に設定される。
【００５４】
図９に示すように、まず、長方形である蛍光体層４５の一辺（短辺）をＸ１、他辺（長辺）をＹ１として蛍光体層４５の領域面積をＳ１＝Ｘ１×Ｙ１、同様にフォトニック結晶構造５０の「回折領域」の領域面積をＳ２＝Ｘ２×Ｙ２とそれぞれ表す。そして蛍光体層４５に対するフォトニック結晶構造５０の領域面積の比ａ＝Ｓ２／Ｓ１をとることによって相対面積ａを定義することができる。
【００５５】
これらのパラメータａ，ｂ，ｃによる、フォトニック結晶構造５０の「回折領域」の領域面積Ｓ２が蛍光体層４５の領域面積Ｓ１と同じである場合（これを通常面積とする）に対する、輝度の変化を図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示す。この計算は、フォトニック結晶構造５０内の回折特性については電磁場解析手法である転送行列法で行うこともできる。一方、蛍光体層４５内および透明基板内の光束Ｌの伝播は光線追跡法で行うこともできる。光線追跡法は、具体的には照明設計解析ソフトウェアＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ製）を用いることができる。図７（Ａ）は拡散反射率ｂが０．００％、図７（Ｂ）は拡散反射率ｂが０．０４％の場合である。横軸は相対面積ａを表し、縦軸は通常面積での輝度を１とした相対輝度を表す。図７（Ａ）、図７（Ｂ）のグラフ内のプロットの系列は側面反射率ｃがそれぞれ１００％、９５％、９０％、８５％、８０％の場合である。
【００５６】
図８は、通常面積よりも、相対輝度が大きくなるパラメータａ，ｂ，ｃの有効範囲を示す図である。図８の横軸は相対面積ａ、縦軸は側面反射部材５１の反射率ｃであり、蛍光体層４５の拡散反射率ｂを等高線にしている。拡散反射率ｂが０．００％の時には、拡散反射率ｂが０．０４％の時よりも有効範囲が広くなっていることがわかる。これらの結果より、通常面積より相対輝度が大きくなる条件は、拡散反射率ｂが０．０４％以下であり、かつ、次の条件１または条件２を満たすことが必要である。
（条件１）側面反射部材５１の反射率ｃが９５％以上のとき、相対面積ａが４０％以上１００％未満。
（条件２）側面反射部材５１の反射率ｃが８５％以上９５％未満のとき、相対面積ａが８０％以上１００％未満。
【００５７】
これらの条件が好適である理由は、蛍光体層４５の拡散反射率ｂの範囲が比較的広く、作製が比較的容易であるためである。また、条件１は輝度向上効果がより高い点、条件２は側面反射部材５１の反射率が比較的広い範囲にあって、さらに作製が容易である点を考慮している。従って、これらの条件を満たす範囲であれば、通常面積のフォトニック結晶構造５０に比して、高い輝度を得ることができる。
【００５８】
以上に示した条件１およびまたは条件２を満たすフォトニック結晶構造を備えるディスプレイにおいては、輝度の高い表示画像を得ることができる。
尚、図１（ａ）に示した発光基板を有機ＥＬディスプレイに用いる場合には、上述した発光体層としての蛍光体層４５を有機ＥＬ層に置き換え、さらに、有機ＥＬ層の上（図１（ａ）の紙面に向かって上方）に陰極（カソード電極）を設ければよい。即ち、有機ＥＬ層のアノード電極とは反対側に陰極（カソード電極）を設ければよい。また、低分子系の有機ＥＬディスプレイの場合には、発光層と陰極との間に電子輸送層を設け、発光層とアノード電極４４との間に正孔輸送層を設ける。また高分子系の有機ＥＬディスプレイの場合には、発光層と陰極との間に電子輸送層を設け、発光層とアノード電極４４との間に導電性高分子層を設けることが望ましい。
【実施例】
【００５９】
以下具体的な実施例について説明する。
【００６０】
（実施例１）
図１（ａ）は実施例１の発光基板を示す図である。図中、４３は透明基板、４４はアノード電極、４５は蛍光体層、４８はブラックマトリックス、５１は側面反射部材、５０はフォトニック結晶構造を示す。以下に、詳細を記す。
【００６１】
まず、透明基板４３の上にスパッタ法を用いて酸化コバルトを成膜した後に、フォトニック結晶構造５０を設けるために、レジストを用いたパターニングにより、矩形状の開口部を備えたブラックマトリクス４８を形成した。矩形状の開口部のサイズは、短辺を１００μｍ、長辺を２００μｍとした。
【００６２】
続いてブラックマトリクスが形成された透明基板４３上にスパッタ法によりＴｉＯ２膜を堆積した。本実施例においては、透明基板４３として屈折率１．５５のガラス基板を用いた。ＴｉＯ２膜の屈折率は、２．２であった。ＴｉＯ２膜の膜厚は、１．３μｍとした。その後、ＴｉＯ２膜の上にレジスト膜を塗布した。その後、露光装置を用いてレジスト膜の露光、現像を行い、図１（ｂ）に示す微細ドット５２に対応する開口パターンをレジスト膜に形成した。微細ドット５２のピッチｐが１７００ｎｍ、微細ドット５２の径ｗが１２００ｎｍとなるように開口パターンを形成した。フォトニック結晶構造の回折領域（図９で説明した領域面接Ｓ２に対応する領域）は、相対面積ａが４０％となる様に、図９のＹ２に対応する長辺を１２６μｍ、Ｘ２に対応する短辺を６３μｍとした。尚、回折領域の中心とブラックマトリクスの開口部の中心とが一致するようにした。
【００６３】
続いてレジストをマスクとして、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）により、ＴｉＯ２膜に開口を形成した。その後、レジスト剥離液にてレジスト膜を剥離した。
【００６４】
次に、ポリシラザン系塗布液をスピンコート法にて塗布し、焼成してアモルファスＳｉＯ２に変え、ＴｉＯ２膜に形成した各開口をＳｉＯ２にて埋め、ＳｉＯ２からなる複数の微細ドット５２を含むＴｉＯ２膜からなる、フォトニック結晶構造５０を得た。このようにして、画素領域内部にフォトニック結晶構造５０が設けられた透明基板４３を形成した。
【００６５】
その後、フォトニック結晶構造５０の表面に、アノード電極４４として、スパッタ法を用いてＩＴＯ膜を１００ｎｍ堆積し、フォトニック結晶構造５０をＩＴＯ膜で覆った。尚、ＩＴＯ膜４４の面積をブラックマトリクスの開口面積よりも大きく形成し、且つ、ＩＴＯ膜４４の外縁がブラックマトリクスの開口の内側に入らないように配置した。ＩＴＯ膜の屈折率は１．９であった。図１（ａ）では、アノード電極４４がブラックマトリクスの上面の一部を覆うように配置された形態を示しているが、アノード電極は、ブラックマトリクスの上面の全てを覆うように配置することもできる。
【００６６】
次に、蛍光体層４５として、スパッタ法により薄膜蛍光体をアノード電極４４の上に積層した。本実施例では、赤色に発光する薄膜蛍光体として、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕからなる薄膜蛍光体を用い、その膜厚を１μｍとして、ＩＴＯ膜４４の上に成膜した。
【００６７】
その後、蛍光体層４５の上にレジスト膜を塗布し、レジスト膜の露光、現像を行い、画素サイズと同一の大きさのパターン（ブラックマトリクス４８の開口と同一のパターン）を形成した。なお、ここでは画素の形状は矩形状とし、サイズは長辺を２００μｍ、短辺を１００μｍとした。
【００６８】
このレジストをマスクとして、ＲＩＥ法により、蛍光体層４５のレジスト膜で覆われていない部分を除去し、蛍光体層４５の側面Ｓを基板面に対して垂直になるように形成した。このようにして蛍光体層４５を形成した。このときの蛍光体層４５の拡散反射率は、０．０１％であった。なお拡散反射率は、発明を実施するための形態中で記載した手法で測定した。即ち、ブラックマトリクス４８の開口内部に位置する、フォトニック結晶構造５０の回折領域の外側の領域（回折領域の隣接領域）を測定対象としている。そして、回折領域の隣接領域へ透明基板４３側から透明基板４３のフォトニック結晶構造５０が形成されている面に対する法線とのなす角度が４５°となるように照明光束を蛍光体層４５に照射し、上記法線上（角度０°）の反射光束を受光した。そして同一測定系で受光した標準白色面からの反射光束との強度の比を拡散反射率として取得した。なお、測定装置には、照射光源にはハロゲン光源ＭＨＡＡ−１００Ｗ−１００Ｖ（モリテックス製）、受光器には分光放射計ＳＲ−ＵＬ１（トプコンテクノハウス製）、標準白色面には標準白色板ＷＳ−３（トプコンテクノハウス製）を用いた。
【００６９】
次に、蛍光体層４５の上にレジストが残っている状態で、側面反射部材５１として銀を、真空蒸着法により蛍光体層４５の側面に１００ｎｍ堆積させた。その後、レジスト剥離液にて蛍光体層４５の上のレジストを剥離して側面反射部材５１を形成した。側面反射部材５１の材料である銀の膜を別のガラス基板上に同じく１００ｎｍ堆積させ、反射率を測定したところ９８％であった。なお反射率は発明を実施する形態中で記述した手法で測定した。すなわちガラス基板側から、ガラス基板の銀の膜が形成されている面に対する法線とのなす角度が＋５°となるように光束を銀の膜に照射した。そして、法線とのなす角度が−５°方向の反射光束を受光し、同一測定系で受光した標準ミラーからの反射光束の強度との比を反射率として取得した。なお、測定装置には分光光度計ＳｏｌｉｄＳｐｅｃ３７００（島津製作所製）を用いた。
【００７０】
以上のように形成した、前述した条件１を満たす発光基板の発光輝度を、輝度評価真空装置で測定した。
【００７１】
具体的には、発光基板を輝度評価のための真空装置内に納め、真空中で電子銃により放出した電子を、アノード電極４４と電子銃との間に印加した加速電圧で加速し、蛍光体層４５に照射した。そして蛍光体層４５の発光輝度を、透明基板４３と真空装置のガラス窓とを通して、輝度計にて測定した。輝度評価のための真空装置内の真空度は１×１０−６Ｐａであり、アノード電極４４にはと電子銃との間に７ｋＶの電圧を印加した。電子銃からは４０μＡの電子ビームが放射され、蛍光体層４５の表面上で電子ビーム径を１ｍｍに収束させ、電流密度は４ｍＡ／ｃｍ２とした。
【００７２】
このようにして蛍光体層４５を赤色に発光させた発光輝度の測定結果は３６６ｃｄ／ｍ２であった。
【００７３】
そして、上述した構成の画素をガラス基板上にマトリクス状に多数配列形成してなるフェースプレート４６と、電子放出素子３４を有するリアプレート４１と、支持枠４２とを用いて、図２に示した画像表示装置を形成した。尚、電子放出素子３４としては、表面伝導型電子放出素子を用いた。
このとき、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は３０．２ｃｄ／ｍ２であった。本実施例における発光輝度は、後述する比較例１における発光輝度の４．５％増加となった。
【００７４】
（比較例１）
比較例１では、実施例１で形成したフォトニック結晶構造５０の回折領域を画素領域全体とした（ブラックマトリクスの開口内を全て回折領域とした）点だけが異なる。すなわち、フォトニック結晶構造５０の回折領域と蛍光体層４５とを同じ大きさとした点だけが異なる。このため、本比較例１は、相対面積ａが１００％となる。その他の構成については、実施例１と同様である。このように形成した発光基板の発光輝度を実施例１と同様に測定したところ、その測定結果は３５０ｃｄ／ｍ２であった。
【００７５】
また、本比較例１と同様の構成の画素をガラス基板上にマトリクス状に多数配列形成してなるフェースプレート４６を用いて、実施例１と同様に画像表示装置を形成し、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は２８．９ｃｄ／ｍ２であった。
【００７６】
（実施例２）
本実施例２は、条件１の範囲にあり、実施例１とは蛍光体層４５にナノ粒子蛍光体を用いた点だけが異なる。その他の構成については実施例１と同様であるので説明を省略する。ナノ粒子蛍光体を用いた蛍光体層４５の形成方法を以下に記す。
【００７７】
本実施例における蛍光体粒子の製造方法について説明する。本実施例では、液相法のうち、ゾルゲル法を用いてナノ粒子蛍光体粒子を形成した。
【００７８】
赤色に発光するナノ粒子蛍光体は、例えば、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３等の酸化物、或いはＹ２Ｏ２Ｓ等の硫化物を母体とし、この母体にＥｕ、Ｚｎ等の付活剤金属を添加して形成するｋとができる。Ｙの無機塩又はＧｄの無機塩と、Ｅｕの無機塩及びＺｎの無機塩と、有機酸とを溶媒に溶解又は分散させる。その後、得られた溶液又は分散液を加熱してゲル化させる（ゾルゲル法）。その後、酸素を含む雰囲気中（例えば大気中）で焼成する。Ｙ２Ｏ２Ｓを得る場合は、この酸化物を硫化水素雰囲気中で加熱することにより得ることができる。
【００７９】
このＹの無機塩、Ｇｄの無機塩としては、焼成の際に分解して酸化物となり得る化合物であれば良く、例えば、硝酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、硫酸塩、酢酸塩、水酸化物、ハロゲン化物（例えば、塩化物や臭化物等）等を挙げることができる。
【００８０】
また、Ｅｕ及びＺｎの無機塩としては、例えば硝酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、硫酸塩、酢酸塩、水酸化物、ハロゲン化物（例えば、塩化物や臭化物等）等を挙げることができる。
【００８１】
本実施例においては、ゾルゲル法を用いて、赤色に発光するＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕのナノ粒子蛍光体を作製した。粒度分布を測定した結果、平均粒径が２１ｎｍの粒子であった。蛍光体粒子の平均粒径は、ゼータサイザーナノＺＳ（シスメックス株式会社製）を用いて測定した。平均粒径は体積分布でみたメジアン径（Ｄ５０）の値である。
【００８２】
ゾルゲル法により得られたナノ粒子蛍光体をボールミルに入れ、溶媒分散処理を行った。溶媒としてＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用い、分散剤としてアクリル系分散剤を用いた。次に、バーコート法に適した粘度と表面張力を付与するため、ＢＣＡ（ブチルカルビトールアセテート）にて溶媒置換を行い、蛍光体のナノ粒子を含有したバーコート法用インクを調製した。
【００８３】
蛍光体層４５の形成においては、アノード電極であるＩＴＯ膜４４の形成後に、ＩＴＯ膜４４の表面に、バーコート法を用いて、上述した平均粒径２１ｎｍの蛍光体を含有したインクを塗布した。その後、５５０℃にて１時間、焼成を行った。焼成後の蛍光体層４５の厚さは１０００ｎｍであった。
【００８４】
その他の構成および製造方法は、実施例１と同様であるので説明を省略する。なお、蛍光体層４５の拡散反射率を実施例１と同一の方法で測定したところ、０．０４％であった
このように形成した発光基板の発光輝度を実施例１と同様に測定したところ、その測定結果は３５９ｃｄ／ｍ２であった。また、実施例１と同様に画像表示装置を形成し、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は２９．６ｃｄ／ｍ２であった。本実施例における発光輝度は、後述する比較例２における発光輝度の１．４％増加となった。
【００８５】
（比較例２）
比較例２では、実施例２で形成したフォトニック結晶構造５０の回折領域を画素領域全体とした（ブラックマトリクスの開口内を全て回折領域とした）点だけが異なる。このため、本比較例２は、相対面積ａが１００％となる。その他の構成、製法については、実施例２と同様である。このように形成した発光基板の発光輝度を実施例１と同様に測定したところ、その測定結果は３５４ｃｄ／ｍ２であった。また、実施例２と同様に画像表示装置を形成し、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は２９．２ｃｄ／ｍ２であった。
【００８６】
（実施例３）
本実施例３は、条件２の範囲にある。実施例２とは側面反射部材５１にアルミニウムを用い、フォトニック結晶構造５０の回折領域の画素領域に対する相対面積を８０％とした（フォトニック結晶構造５０の回折領域をブラックマトリクスの開口面積の８０％とした）点が異なる。それ以外については、本実施例における発光基板の製造方法は、実施例１と同様の方法にて形成した。
【００８７】
このように形成した発光基板の発光輝度を実施例１と同様に測定したところ、その測定結果は３５６ｃｄ／ｍ２であった。また、実施例１と同様に画像表示装置を形成し、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は２９．４ｃｄ／ｍ２であった。本実施例における発光輝度は、後述する比較例３における発光輝度の０．７％増加となった。
【００８８】
（比較例３）
比較例３では、実施例３で形成したフォトニック結晶構造５０の回折領域を画素領域全体とした（ブラックマトリクスの開口内を全て回折領域とした）点だけが異なる。このため、本比較例３は、相対面積ａが１００％となる。その他の構成、製法については、実施例３と同様である。このように形成した発光基板の発光輝度を実施例１と同様に測定したところ、その測定結果は３５３ｃｄ／ｍ２であった。また、実施例３と同様に画像表示装置を形成し、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は２９．２ｃｄ／ｍ２であった。
【符号の説明】
【００８９】
４３ 透明基板
４４ アノード電極
４５ 蛍光体層
５１ 側面反射部材
【技術分野】
【０００１】
画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置として液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）や有機エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＯＬＥＤ）や電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）が知られている。このような画像表示装置には高い輝度が求められている。特許文献１には、回折格子又はゾーンプレートを用いて、ＯＬＥＤにおける光の取り出し効率を向上することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８３７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、発光体層の全面に渡って回折格子を設けたのでは、十分な輝度が得られないことを、本願発明者らは見出した。そこで、本発明は、より輝度を向上させることのできる発光基板および画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
透明な基板の上に、フォトニック結晶構造と、透明なアノード電極と、拡散反射率が０．０４％以下の発光体層と、がこの順序で積層され、前記発光体層の側面に側面反射部材が設けられており、前記フォトニック結晶構造の前記発光体層に対する相対面積をａ［％］、前記側面反射部材の反射率をｃ［％］とした時に、下記条件１の関係または下記条件２の関係を満たすことを特徴とする発光基板。
（条件１）９５≦ｃ、かつ４０≦ａ＜１００
（条件２）８５≦ｃ＜９５、かつ８０≦ａ＜１００
【発明の効果】
【０００６】
輝度を向上させた発光基板および画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】発光基板の断面を示す模式図である。
【図２】画像表示装置の構造の一例を示す斜視模式図である。
【図３】フォトニック結晶構造の効果を説明する図である。
【図４】回折面への入射における球面波と平面波との違いを説明する図である。
【図５】光束の伝播距離と回折の効果との関係を示す図である。
【図６】光束の導波とフォトニック結晶構造の面積との関係を示す図である。
【図７】蛍光体層の拡散反射率、側面反射率、およびフォトニック結晶構造の相対面積と相対強度との関係を示す図である。
【図８】本発明の有効範囲を示す図である。
【図９】相対面積ａの定義を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、電界放出ディスプレイを例に、本発明の実施の形態について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）に限定されず、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＯＬＥＤ）、陰極線管ディスプレイ（ＣＲＴ）、などの画像表示装置に好ましく適用される。ＦＥＤやＯＬＥＤが、特に本発明が好適に適用されるディスプレイである。以下では、ＦＥＤを例に、本発明の実施の形態の一例を説明する。
【０００９】
尚、各図で共通に用いている符号は、特に記載がない限り、同じ部材を指している。そして、各図における各部材の大きさは、特に限定的な説明がなされていない限り、実際の大きさとは異なる。
【００１０】
ＦＥＤの構成について、図２を用いて説明する。図２は、ＦＥＤの構造の一例を示す斜視模式図であり、その内部構造を示すために一部を切り欠いて示している。基板１の上には、複数の走査配線３２と複数の変調配線３３と複数の電子放出素子３４が設けられている。基板１はリアプレート４１の上に固定されている。透明基板４３の内面には、アノード電極４４と発光体層である蛍光体層４５とが積層して設けられている。蛍光体層４５は、一般には、図１を用いて後述するように、複数の蛍光体層４５からなり、各々の蛍光体層４５の間に公知のブラックマトリクスが設けられている。フェースプレート４６は、透明基板４３とアノード電極４４と蛍光体層４５とを含んでいる。リアプレート４１とフェースプレート４６との間に設けられた支持枠４２は、リアプレート４１およびフェースプレート４６にフリットガラス等の接合部材を介して接合されている。そして、フェースプレート４６、支持枠４２、リアプレート４１とで、気密容器４７が構成されている。気密容器４７の内部は大気圧よりも低い圧力（好ましくは１０−７Ｐａ程度）に維持されている。尚、ＦＥＤにおける発光基板はフェースプレート４６である。
【００１１】
尚、ここでは、基板１とリアプレート４１とを別の部材で構成した態様を示したが、リアプレート４１自体が十分な強度を持つ場合には、リアプレート４１が基板１を兼ねることにより、基板１を省くこともできる。また、フェースプレート４６とリアプレート４１との間に、スペーサとよばれる不図示の支持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強度を持たせた構成とすることもできる。
【００１２】
ｍ本の走査配線３２は、それぞれに対応する端子（端子Ｄｘ１，Ｄｘ２，…Ｄｘｍ）と接続されている。ｎ本の変調配線３３は、それぞれに対応する端子（端子Ｄｙ１，Ｄｙ２，…Ｄｙｎ）と接続されている（ｍ，ｎは、共に正の整数）。これらｍ本の走査配線３２とｎ本の変調配線３３との交差部には、不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を電気的に絶縁している。そして、電子放出素子３４の各々が、ｍ本の走査配線３２のうちの１つと、ｎ本の変調配線３３のうちの１つと、に接続している。
【００１３】
高圧端子Ｈｖはアノード電極４４に接続され、例えば５ｋＶ以上１５ｋＶ以下の直流電圧が高圧端子Ｈｖを介してアノード電極４４に供給される。この電圧は、電子放出素子３４から放出された電子に、蛍光体層４５を発光させるのに十分なエネルギーを付与する為の加速電圧である。
【００１４】
図１（ａ）は、発光基板であるフェースプレート４６の一部（ここでは１画素に相当する部分を示す）の断面模式図である。この図では、図２における電子放出素子３４から放出された電子は、紙面に向かって上方から蛍光体層４５に照射される。従って、図２と図１（ａ）では上下が逆さまになって示されている。
【００１５】
透明基板４３の上には、発光体層である蛍光体層４５から発せられた光を透明基板４３の外部に取り出すための、フォトニック結晶構造５０が設けられている。透明基板４３の材料としては、可視光領域において透過性の高い絶縁性基板が好ましく、ソーダライムガラスなどの板ガラスが好適に用いられる。フォトニック結晶構造５０の詳細な構造については後述する。アノード電極４４は、ＩＴＯ等の透明電極で構成されており、透明基板４３との間にフォトニック結晶構造５０を挟むように、フォトニック結晶構造５０の上に設けられている。蛍光体層４５は、透明基板４３との間にフォトニック結晶構造５０とアノード電極４４を間に挟むように、アノード電極４４の上に設けられている。蛍光体層４５の詳細な構成については後述する。
【００１６】
また、ここで示す態様では、隣り合うフォトニック結晶構造５０の間には、公知のブラックマトリクス４８が設けられている。ブラックマトリクス４８は、画素間の混色、拡散反射防止のために設けられている。そして、ここで示す態様では、アノード電極４４は、フォトニック結晶構造５０を覆いかつブラックマトリクス４８の一部を覆っている。しかし、ブラックマトリクス４８を設けない構成でも本発明の効果は得られるので、ブラックマトリクスは必須ではない。
【００１７】
また、アノード電極４４は、少なくともフォトニック結晶構造５０の後述する回折領域を覆っていればよく、実用的には、フォトニック結晶構造５０より大きければよい。そのため、アノード電極４４は、各画素ごとに分離されていなくてもよく、各画素に対応するフォトニック結晶構造５０を覆う、透明な１つの導電性の膜で構成することも可能である。
【００１８】
ここで示す態様では、ブラックマトリクス４８は、フォトニック結晶構造５０が配置される、矩形状の開口部を備える。開口部のサイズとしては、短辺が５０μｍ〜３００μｍ、長辺が短辺の１倍〜３倍程度が好ましい。蛍光体層４５の領域面積は、ブラックマトリクス４８のパターンによって形成される開口部の面積と同程度である。なお、「領域面積」とは、フォトニック結晶構造５０においてはフォトニック結晶構造５０（特にフォトニック結晶構造５０の回折領域）の透明基板４３に接する面の面積のことを意味する。また、蛍光体層４５においては、「領域面積」は、アノード電極４４に接する面の面積のことを意味するが、ブラックマトリクスが用いられる場合には、ブラックマトリクスの開口の面積とみなすことができる。また、蛍光体層４５の側面Ｓには側面反射部材５１が接触して設けられている。側面反射部材５１の詳細な構成については後述する。
【００１９】
（発光体層）
本発明における発光体層としての蛍光体層４５は、低散乱性を備える（発光体層内の光束の伝播損失が少ない）薄膜蛍光体層で構成することが好ましい。薄膜蛍光体層は、本発明の効果を顕著に得ることができる。ここで、「薄膜蛍光体層」は、透明基板４３上にスパッタ法や電子ビーム蒸着法等の真空プロセスで直接成膜した蛍光体層を指す。より詳細には、例えば、母体結晶となりうる材料と発光中心となりうる材料とを、透明基板４３上にアモルファス状態で成膜し、その後、熱処理することで透明基板４３上で結晶化させた蛍光体結晶からなる層のことを指す。母体結晶となりうる材料としては、例えば、Ｙ２Ｏ３やＹ２Ｏ２ＳやＧｄ２Ｏ３等の酸化物、または、ＺｎＳやＳｒＧａ２Ｓ４等の硫化物が挙げられる。また、発光中心となりうる材料（賦活剤）としては、例えば、Ｅｕ、Ｃｕ，Ａｌ、Ａｇ，Ｃｌ等が挙げられる。上記したアモルファス状態で成膜する方法としては、上述したスパッタ法や電子ビーム蒸着法以外に、真空蒸着法、分子線エピタキシー法等の成膜方法も挙げられる。また、上記熱処理としては、例えば、高温炉による熱アニール、レーザービームによる熱アニール等が挙げられる。
【００２０】
また、ナノ粒子蛍光体層も、薄膜蛍光体層と同様に低散乱性を備えるので、本発明の発光体層として好ましく用いられる。尚、「ナノ粒子蛍光体」とは、粒径が当該蛍光体の発光波長（数百ｎｍ程度）以下の粒径を備える蛍光体を差す。ナノ粒子蛍光体は、蛍光体原料液からの化学反応による核の生成と成長により粒径を制御するボトムアップ手法や、バルク状の蛍光体を粉砕して得るトップダウン手法等によって得ることができる。ナノ粒子蛍光体層の特徴としては、ＣＲＴ等で用いられる数μｍサイズの蛍光体粒子を用いた蛍光体層と比較して、低散乱性であることや、励起線の浸入長に対して発光中心が十分に存在することなどが挙げられる。薄膜蛍光体層およびナノ粒子蛍光体層については、小林洋志他著、「蛍光体の基礎及び用途別最新動向」、株式会社 情報機構、２００５年１１月を参照されたい。
【００２１】
尚、本発明における低散乱性とは、実用的には、拡散反射率が０．０４％以下であることを意味する。蛍光体層４５の拡散反射率は、ＪＩＳ Ｚ ８７２２：２００９の５．３反射物体の測定方法に準じて測定する。具体的には、試料面の法線となす角が４５°±２°の方向に配置した光源から光線束を試料面に照射し、試料面の法線となす角が１０°以下の方向に配置した受光器で反射光束を受光する。そして同一条件の測定系で受光した標準白色面からの反射光束との強度の比を拡散反射率とする。ここにいう標準白色面とは、分光反射率の測定において、基準に用いる、分光反射率が校正された白色面を指し、全方向の反射率が略均一で１００％に近く、材料には白色のＢａＳＯ４等が用いられる。測定装置においては、例えば光源にはハロゲン光源（ＭＨＡＡ−１００Ｗ−１００Ｖ、（株）モリテックス製）を用いることができる。また、受光器には分光放射計（ＳＲ−ＵＬ１、（株）トプコンテクノハウス製）、標準白色面には標準白色板（ＷＳ−３（株）トプコンテクノハウス製）を用いることができる。
【００２２】
蛍光体原料としては、赤色では、例えばＹ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３等の酸化物、或いはＹ２Ｏ２Ｓ等の硫化物を母体とし、この母体にＥｕ、Ｚｎ等の賦活剤金属を添加してなるものを用いることができる。緑色では、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌや、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕなどを用いることができ、青色では、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌなどを用いることができる。
【００２３】
ナノ粒子蛍光体およびナノ粒子蛍光体層の製法は例えば次の通りである。
ナノ粒子蛍光体の製造には、蛍光体原料に対し、噴霧熱分解法や、トップダウン法の固相法、ボトムアップ法の液相法、気相法などの方法を用いることができる。噴霧熱分解法は、原料溶液を噴霧して液滴化したのち、キャリアガス中でヒーターによって加熱し、溶媒の蒸発及び原料の熱分解によりナノ粒子蛍光体を形成するものである。固相法は、原料粉末を混合し、高温条件で加熱して焼成したものをボールミル等で微粉砕してナノ粒子蛍光体を形成する。液相法は、共沈法、ゾルゲル法などの液相反応を利用してナノ粒子蛍光体を形成するものである。気相法は、気相反応を利用してナノ粒子蛍光体を形成するものであり、キャリアガスに浮遊させた蛍光体原料をプラズマ等の熱源による加熱域を通過させて急速に加熱、冷却することで、ナノ粒子蛍光体を形成する方法である。これらの製造方法を適宜、選択して用いることができる。
【００２４】
ナノ粒子蛍光体層を形成するには、まず、溶媒中に上述のナノ粒子蛍光体を分散し、ナノ粒子蛍光体の分散液を用意する。その後、ナノ粒子蛍光体の分散液を、インクジェット法、スピンコート法、バーコート法などにより成膜面に塗布し、乾燥およびまたは焼成を行うことで溶媒を蒸発させて、ナノ粒子蛍光体層を形成することができる。
【００２５】
一方、蛍光体層４５の側面は、鏡面性を持つことが好ましい。さらには、蛍光体層４５の側面は、透明基板４３の表面に対して垂直に近いことが望ましい。なお、ここにいう蛍光体層４５の側面とは、蛍光体層４５の持つ各面のうち、フォトニック結晶構造５０に接する面（透明基板４３の表面）に対して垂直方向の面を指す。そして、図１（ａ）中において、記号Ｓで指し示す箇所が蛍光体層４５の側面である。蛍光体層４５の側面形状の加工方法の一例としては、フォトレジストで蛍光体層の画素領域（残しておく領域）を保護した後、エッチングにより画素領域より外側の領域を除去する方法が挙げられる。エッチング条件やエッチング手法を選択することにより、所望の側面形状を形成することができる。
【００２６】
（側面反射部材）
本発明において、蛍光体層４５の側面Ｓに隣接して側面反射部材５１が配置されることが好ましい。側面反射部材５１の材質は例えば銀、アルミニウムなどを用いることができる。特に銀は光束の損失の少ない高反射率である点で好ましく用いられる。側面反射部材５１の反射率は、おおむね８５％以上であることが望ましい。本発明において、側面反射部材５１の反射率は、ガラス基板上に側面反射部材５１の材料を成膜して形成した試料面に対して５°方向の鏡面反射成分を測定することによって得ることができる。なお、ここにいう鏡面反射成分とは、反射面（試料面）より様々な角度方向に反射される光束の成分のうち、入射光束の入射角に等しい角度で反射する成分を指す。そして、試料の鏡面反射成分と校正された標準ミラーの鏡面反射成分との反射光束の強度の比を反射率として取得する。具体的には、例えば分光光度計ＳｏｌｉｄＳｐｅｃ３７００（島津製作所製）を用いて測定する。側面反射部材５１の製造方法は、上述の蛍光体層４５の側面Ｓの形状を加工する過程におけるレジストを除去する前の段階で、蛍光体層４５の側面Ｓに蒸着法などにより成膜することができる。また、側面反射部材５１は、アノード電極４４と接続させることが望ましい。このようにすることで、蛍光体層４５の電位の制御性が増す。そのため、図１（ａ）に示すように、側面反射部材５１の少なくとも一部が、アノード電極４４の上に、積層して設けることが望ましい。
【００２７】
（フォトニック結晶構造）
ここで説明するフォトニック結晶構造５０は、（フォトニック結晶構造を構成する）互いに異なる材料からなる領域（５２および５３）を交互に配列した領域（回折領域）をその一部に備えた構造である（図１（ａ）参照）。
【００２８】
典型的には、フォトニック結晶構造５０は、低屈折率材料の層に高屈折率材料の領域（微細ドット）が散在するパターン、あるいは、高屈折率材料の層に低屈折率材料の領域（微細ドット）が散在するパターンを備える。前者のパターンの場合、図１（ａ）において、低屈折率材料が５３、高屈折率材料が５２に該当し、後者のパターンの場合、逆に、低屈折率材料が５２、高屈折率材料が５３に該当する。
【００２９】
高屈折率材料としては、例えばＺｒＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２など、低屈折率材料としては、例えばＭｇＦ２、ＳｉＯ２などが好適に用いられる。高屈折率材料は、その屈折率が１．７から２．６までの間であり、また、低屈折率材料は、その屈折率が１．３から１．６までの間である。そして、高屈折率材料と低屈折率材料の屈折率の差が０．３以上であることが好ましい。
【００３０】
図１（ｂ）は、本発明のフォトニック結晶構造５０の回折領域の一部の平面模式図である。ｐは低屈折率材料（または高屈折率材料）の領域（微細ドット）５２のピッチであり、ｗは低屈折率材料（または高屈折率材料）の領域（微細ドット）５２の径である。実用的には、ｐは３００ｎｍから３μｍの範囲の中から設定され、ｗはｐの０．２倍から１倍の範囲の中から設定される。微細ドット５２は必ずしも正確にピッチｐの周期パターンでなくとも良い。周期パターンでない場合は、ｐは隣接するドットの中心間の平均的距離と見なされる。また、ここでは低屈折率材料（または高屈折率材料）の領域（微細ドット）５２の平面形状を円としたが、矩形や楕円など、その他の形状とすることもできる。
【００３１】
また、ここで示す例では、フォトニック結晶構造５０の上（電子放出素子に近い側）には透明なアノード電極４４が設けられている。透明なアノード電極４４としては、ＩＴＯ膜やＺｎＯ膜、ＳｎＯ膜等の透明導電膜を用いることができ、その形成方法としては、スパッタ法等を用いることができる。
【００３２】
（透明基板内面での全反射による光閉じ込めメカニズムについて）
フォトニック結晶構造５０の作用について、図３を用いて、蛍光体層４５の一部の発光源から光が放射されて場合を例に、説明する。尚、図３と図１（ｂ）では上下関係を逆に示している。フォトニック結晶構造の作用は、その周期構造の特徴から、基本的には回折格子における光の回折現象に基づくものである。図３において、本発明のフォトニック結晶構造がなく、基板４３と空気の屈折率の差で決まる臨界角θ以上の角度で、蛍光体層４５の発光源から基板４３内部に入射した光束Ｌは、基板４３内部（基板４３と空気との界面）で全反射し、閉じ込められてしまう。しかし、本発明では、蛍光体層４５の発光源から基板４３内部に向けて放射された光束を、基板４３内部に入射する際に、フォトニック結晶構造５０の作用により回折させて光束Ｌ’とする（臨界角θ未満の角度θ’に変換する）。これにより、発光源から発せられた光を、より多く、基板４３の外部（空気中）へ導き出すことができる。この結果、基板４３の外部で観測される蛍光体層４５からの発光輝度を向上させることができる。フォトニック結晶の一般的な記述は、「フォトニック結晶技術とその応用」（川上彰二郎監修、シーエムシー出版）などを参照されたい。
【００３３】
しかしながら、本発明者の検討により、単純に蛍光体層４５の全面にフォトニック結晶構造５０（特に回折領域）を積層配置しただけでは、上述したフォトニック結晶構造による効果が十分に発揮されないことがわかった。そこで、本発明は、フォトニック結晶構造５０の効果をより発揮させて、輝度が向上した画像表示装置を提供するものである。その基本的原理と本発明の特徴的な構造について、以下に説明する。
【００３４】
（球面波の問題について）
本実施形態の基本的原理に係る光の回折の特性について説明する。フォトニック結晶構造５０の様な回折構造による回折は、球面波入射よりも平面波入射の方が効果的に生じやすい。この事を、最も簡単な回折構造である単純格子からなる回折格子を例に用いて説明する。図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、平面波入射の場合（図４（Ａ））と、球面波入射の場合（図４（Ｂ））における、回折格子６０による回折現象の違いを定性的に説明する図である。図中、６０は単純格子からなる回折格子、６１は球面波入射の場合の点光源、６２は入射光の波面である。Ｌは光源から各格子点６０Ａへ向かう入射光束を示している。回折格子６０の面形状は平面である。
【００３５】
図４（Ａ）の平面波入射の場合は、回折格子６０の全ての格子点６０Ａにおける波面６２の位相差がよく揃う。その結果、回折格子６０から射出される光は特定の角度に著しい強度ピークを有する明瞭な角度分布を示す。一方で図４（Ｂ）の球面波入射の場合は、回折格子６０と波面６２の形状が異なるために、特に光源６１に近い各格子点６０Ａでの位相差が揃わない。その結果、隣接格子間の強め合いの方向が一様でなくなり、回折格子からの射出による光の角度分布は不明瞭になる。
【００３６】
したがって、蛍光体層の発光源からフォトニック結晶構造５０への入射状態が球面波である場合には、効率よく、臨界角θ内に、光束を回折により集中させることはできず、光束の一部は基板４３内に閉じ込められてしまうことになる。
【００３７】
発光源が前述の図４（Ｂ）のような単一の点光源の場合ではなく、ディスプレイのように画素内に有限の発光領域を持つ場合は、複数の微小な点光源の集まりと考えることが出来る。この際、個々の点光源は互いに独立であり、インコヒーレントな関係であると言える。すなわち画素内全体の光のコヒーレンスは完全ではなく、互いにインコヒーレントな点光源の集まりと考えるのが自然である。
【００３８】
したがって、フォトニック結晶構造５０での回折に対しては、点光源から放出される球面波の入射が影響するために、前述した、フォトニック結晶構造による効果が十分に発揮されないこととなる。
【００３９】
そこで、発光源とフォトニック結晶構造５０との間の光束の伝播距離を考慮することにより、上述した球面波がフォトニック結晶構造に入射することに起因した問題を低減することができる。すなわち、光源から発した光束が球面波であっても、その伝播距離が長くなるほど曲率半径が増すことになり、その結果、所定の大きさのフォトニック結晶構造に入射する波面が平面波に近づくことになる。
【００４０】
（伝播距離の影響について）
図５は発光源からフォトニック結晶構造５０までの光束の伝播距離に対する、回折光強度の角度分布を説明するイメージ図およびグラフである。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）において、４３は透明基板、５０はフォトニック結晶構造、６１は発光源である点光源である。図５（Ａ’）〜図５（Ｃ’）において、グラフ上の点線は臨界角θを示している。図５（Ａ）および図５（Ａ´）は、発光源６１とフォトニック結晶構造５０との間の光束の伝播距離Ｄが比較的近い場合の、それぞれ回折光の角度分布のイメージ図および相対強度のグラフである。この場合、回折光強度の角度分布は一様になり、臨界角内への光束の集中は不十分となる。この場合は、回折面入射時の波面が球面のために格子間の位相差が揃わず、フォトニック結晶構造５０は回折格子としてではなく、単純な散乱体として作用すると考えられる。
【００４１】
図５（Ｂ）および図５（Ｂ´）は、発光源６１からフォトニック結晶構造５０までの光束の伝播距離Ｄが図５（Ａ）に比較して長い場合である。図５（Ａ）および図５（Ａ´）の場合とは異なり、回折光の角度分布には強弱が生じる。しかし、強弱のコントラストはあまり大きくないため、臨界角内への光束の集中は不足している。
【００４２】
図５（Ｃ）および図５（Ｃ´）は、発光源６１からフォトニック結晶構造５０までの光束の伝播距離Ｄが図５（Ｂ）に比較してさらに長く、具体的には、１００μｍ以上まで長くした場合である。この場合の回折光の角度分布には明確な強弱が生じる。すなわち、臨界角内へ光束が集中し、輝度の増加につながる。この場合、回折面への入射時の波面は、平面に近く、格子間の位相差が良く揃い、フォトニック結晶構造５０は回折格子として作用すると考えられる。
【００４３】
以上のことから、発光源とフォトニック結晶構造との間の光束の伝播距離が長い方が、よりフォトニック結晶構造５０の回折の効果が高まり、輝度の低下を防ぐことができることがわかる。
【００４４】
（フォトニック結晶構造の領域面積を小さくする構成）
次に、発光源６１からフォトニック結晶構造５０までの光束の伝播距離Ｄを長くする具体的な構成について図６を用いて説明する。
【００４５】
図６は図１（ａ）の一部を抜き出して模式的に記載した図である。図６は蛍光体層４５内を伝播する光束とフォトニック結晶構造５０が形成されている部の大きさの関係を示す図である。図中、Ｌは光束を示す。
【００４６】
伝播距離Ｄを長くするには、単純には基板４３とフォトニック結晶構造５０との界面に垂直な方向（ｚ方向）における、基板４３の膜厚方向への延長、すなわち蛍光体層４５の膜厚の増加が考えられる。しかし、この方法で回折の効果を高めるには１００μｍスケールの距離を必要とする。ここまで蛍光体層４５の膜厚を厚くするのは蛍光体材料の使用効率の悪さ、及び蛍光体層４５の作製プロセスの効率の悪さの観点から適切でない。
【００４７】
そこで本発明では、蛍光体層４５の膜厚を増やすのではなく、基板４３とフォトニック結晶構造５０との界面に沿った（平行な）方向（面方向）における伝播距離Ｄを長くする。この場合、蛍光体層４５が透明に近い低散乱性（拡散反射率が０．０４％以下）の層であれば、結果的に伝播距離Ｄを長くすることができる。これは、図６に示す様に、フォトニック結晶構造５０の回折領域の直下から離れた発光源６１から放出された光束が、漏れの少ない状態で、蛍光体層４５の側面および上下の面で反射され、蛍光体層４５内部を導波するためである。尚、蛍光体層４５の側面とは図６のＸ方向における蛍光体層４５の端面であり、蛍光体層４５の上下の面とは図６のＹ方向における蛍光体層４５の両端面である。そして、蛍光体層４５内部を導波した光束はフォトニック結晶構造５０の回折領域まで到達するので、結果的に伝播距離Ｄを長くすることができる。なお、ここでいう「漏れ」とは、光束Ｌが蛍光体層４５の各面で界面を透過し、蛍光体層４５外部へ射出されることを意味する。
【００４８】
この際、伝播距離Ｄを長くするために蛍光体層４５の領域面積を大きくするのは電子線照射範囲の制約から不適切である。
【００４９】
そこで、蛍光体層４５の領域面積ではなく、フォトニック結晶構造５０の領域面積（フォトニック結晶構造５０の回折領域）を小さくすることが好ましい。すなわち蛍光体層４５の領域の絶対面積は不変だが、フォトニック結晶構造５０の領域面積（フォトニック結晶構造５０の回折領域）に対し相対的に大きくすることで伝播距離Ｄを長くするのが好ましい。
【００５０】
したがって、蛍光体層４５の領域面積に対して、フォトニック結晶構造５０の領域面積（フォトニック結晶構造５０の回折領域）を小さくする構成とすれば、回折の効果が高まる。その結果、透明基板４３の外部に取り出される蛍光体層４５からの発光輝度を増加させることができる。
【００５１】
（パラメータ関係）
ここで重要になるのが、蛍光体層４５内部での光束Ｌの導波効率に影響を与える、蛍光体層４５の低散乱性および側面反射部材５１の反射率である。蛍光体層４５の内部を導波中の光束の漏れを防ぐには、図６のｚ方向に光束が散乱されないことが重要である。また、蛍光体層４５の外側、すなわち図６中のｘ方向で蛍光体層４５の中心から離れる側に向かった光束が、側面で高い反射率で反射して内側、すなわち蛍光体層４５の中心側に戻ることも重要である。
【００５２】
したがって、蛍光体層４５内部を好適に光束Ｌが導波し、フォトニック結晶構造５０の回折の効果によって輝度が増加する条件としては、以下の３つのパラメータが重要となる。即ち、蛍光体層４５の領域面積に対するフォトニック結晶構造５０の相対面積ａ［％］、蛍光体層４５の拡散反射率ｂ［％］、側面反射部材５１の反射率ｃ［％］である。
【００５３】
ここで、相対面積ａの定義について図９を用いて説明する。
図９は、前述した蛍光体層４５およびフォトニック結晶構造５０を透明基板４３側から見た平面模式図である。説明の簡略化のため、図１（ａ）に示した、透明基板４３、アノード電極４４、ブラックマトリクス４８、側面反射部材５１は省略している。図中、Ｓ１は蛍光体層４５の領域面積を表し、Ｓ２はフォトニック結晶構造５０の領域面積を表している。より詳細には、Ｓ２は、前述したフォトニック結晶構造５０の「回折領域」の領域面積に相当する。そのため、図１（ａ）のフォトニック結晶構造５０を透明基板４３側から見た場合には、フォトニック結晶構造５０の外縁は、蛍光体層４５の外縁と重なる。また、図９では、説明を簡略化するために、蛍光体層４５の領域およびフォトニック結晶構造５０の「回折領域」をともに正方形に近い長方形で示している。しかし、蛍光体層４５の領域およびフォトニック結晶構造５０の「回折領域」は、この形に限定されるものではない。一般に、蛍光体層４５の形状は概ね長方形状（Ｙ１＞Ｘ１）に設定され、同様に、フォトニック結晶構造５０の「回折領域」も長方形状（Ｙ２＞Ｘ２）に設定される。
【００５４】
図９に示すように、まず、長方形である蛍光体層４５の一辺（短辺）をＸ１、他辺（長辺）をＹ１として蛍光体層４５の領域面積をＳ１＝Ｘ１×Ｙ１、同様にフォトニック結晶構造５０の「回折領域」の領域面積をＳ２＝Ｘ２×Ｙ２とそれぞれ表す。そして蛍光体層４５に対するフォトニック結晶構造５０の領域面積の比ａ＝Ｓ２／Ｓ１をとることによって相対面積ａを定義することができる。
【００５５】
これらのパラメータａ，ｂ，ｃによる、フォトニック結晶構造５０の「回折領域」の領域面積Ｓ２が蛍光体層４５の領域面積Ｓ１と同じである場合（これを通常面積とする）に対する、輝度の変化を図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示す。この計算は、フォトニック結晶構造５０内の回折特性については電磁場解析手法である転送行列法で行うこともできる。一方、蛍光体層４５内および透明基板内の光束Ｌの伝播は光線追跡法で行うこともできる。光線追跡法は、具体的には照明設計解析ソフトウェアＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ製）を用いることができる。図７（Ａ）は拡散反射率ｂが０．００％、図７（Ｂ）は拡散反射率ｂが０．０４％の場合である。横軸は相対面積ａを表し、縦軸は通常面積での輝度を１とした相対輝度を表す。図７（Ａ）、図７（Ｂ）のグラフ内のプロットの系列は側面反射率ｃがそれぞれ１００％、９５％、９０％、８５％、８０％の場合である。
【００５６】
図８は、通常面積よりも、相対輝度が大きくなるパラメータａ，ｂ，ｃの有効範囲を示す図である。図８の横軸は相対面積ａ、縦軸は側面反射部材５１の反射率ｃであり、蛍光体層４５の拡散反射率ｂを等高線にしている。拡散反射率ｂが０．００％の時には、拡散反射率ｂが０．０４％の時よりも有効範囲が広くなっていることがわかる。これらの結果より、通常面積より相対輝度が大きくなる条件は、拡散反射率ｂが０．０４％以下であり、かつ、次の条件１または条件２を満たすことが必要である。
（条件１）側面反射部材５１の反射率ｃが９５％以上のとき、相対面積ａが４０％以上１００％未満。
（条件２）側面反射部材５１の反射率ｃが８５％以上９５％未満のとき、相対面積ａが８０％以上１００％未満。
【００５７】
これらの条件が好適である理由は、蛍光体層４５の拡散反射率ｂの範囲が比較的広く、作製が比較的容易であるためである。また、条件１は輝度向上効果がより高い点、条件２は側面反射部材５１の反射率が比較的広い範囲にあって、さらに作製が容易である点を考慮している。従って、これらの条件を満たす範囲であれば、通常面積のフォトニック結晶構造５０に比して、高い輝度を得ることができる。
【００５８】
以上に示した条件１およびまたは条件２を満たすフォトニック結晶構造を備えるディスプレイにおいては、輝度の高い表示画像を得ることができる。
尚、図１（ａ）に示した発光基板を有機ＥＬディスプレイに用いる場合には、上述した発光体層としての蛍光体層４５を有機ＥＬ層に置き換え、さらに、有機ＥＬ層の上（図１（ａ）の紙面に向かって上方）に陰極（カソード電極）を設ければよい。即ち、有機ＥＬ層のアノード電極とは反対側に陰極（カソード電極）を設ければよい。また、低分子系の有機ＥＬディスプレイの場合には、発光層と陰極との間に電子輸送層を設け、発光層とアノード電極４４との間に正孔輸送層を設ける。また高分子系の有機ＥＬディスプレイの場合には、発光層と陰極との間に電子輸送層を設け、発光層とアノード電極４４との間に導電性高分子層を設けることが望ましい。
【実施例】
【００５９】
以下具体的な実施例について説明する。
【００６０】
（実施例１）
図１（ａ）は実施例１の発光基板を示す図である。図中、４３は透明基板、４４はアノード電極、４５は蛍光体層、４８はブラックマトリックス、５１は側面反射部材、５０はフォトニック結晶構造を示す。以下に、詳細を記す。
【００６１】
まず、透明基板４３の上にスパッタ法を用いて酸化コバルトを成膜した後に、フォトニック結晶構造５０を設けるために、レジストを用いたパターニングにより、矩形状の開口部を備えたブラックマトリクス４８を形成した。矩形状の開口部のサイズは、短辺を１００μｍ、長辺を２００μｍとした。
【００６２】
続いてブラックマトリクスが形成された透明基板４３上にスパッタ法によりＴｉＯ２膜を堆積した。本実施例においては、透明基板４３として屈折率１．５５のガラス基板を用いた。ＴｉＯ２膜の屈折率は、２．２であった。ＴｉＯ２膜の膜厚は、１．３μｍとした。その後、ＴｉＯ２膜の上にレジスト膜を塗布した。その後、露光装置を用いてレジスト膜の露光、現像を行い、図１（ｂ）に示す微細ドット５２に対応する開口パターンをレジスト膜に形成した。微細ドット５２のピッチｐが１７００ｎｍ、微細ドット５２の径ｗが１２００ｎｍとなるように開口パターンを形成した。フォトニック結晶構造の回折領域（図９で説明した領域面接Ｓ２に対応する領域）は、相対面積ａが４０％となる様に、図９のＹ２に対応する長辺を１２６μｍ、Ｘ２に対応する短辺を６３μｍとした。尚、回折領域の中心とブラックマトリクスの開口部の中心とが一致するようにした。
【００６３】
続いてレジストをマスクとして、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）により、ＴｉＯ２膜に開口を形成した。その後、レジスト剥離液にてレジスト膜を剥離した。
【００６４】
次に、ポリシラザン系塗布液をスピンコート法にて塗布し、焼成してアモルファスＳｉＯ２に変え、ＴｉＯ２膜に形成した各開口をＳｉＯ２にて埋め、ＳｉＯ２からなる複数の微細ドット５２を含むＴｉＯ２膜からなる、フォトニック結晶構造５０を得た。このようにして、画素領域内部にフォトニック結晶構造５０が設けられた透明基板４３を形成した。
【００６５】
その後、フォトニック結晶構造５０の表面に、アノード電極４４として、スパッタ法を用いてＩＴＯ膜を１００ｎｍ堆積し、フォトニック結晶構造５０をＩＴＯ膜で覆った。尚、ＩＴＯ膜４４の面積をブラックマトリクスの開口面積よりも大きく形成し、且つ、ＩＴＯ膜４４の外縁がブラックマトリクスの開口の内側に入らないように配置した。ＩＴＯ膜の屈折率は１．９であった。図１（ａ）では、アノード電極４４がブラックマトリクスの上面の一部を覆うように配置された形態を示しているが、アノード電極は、ブラックマトリクスの上面の全てを覆うように配置することもできる。
【００６６】
次に、蛍光体層４５として、スパッタ法により薄膜蛍光体をアノード電極４４の上に積層した。本実施例では、赤色に発光する薄膜蛍光体として、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕからなる薄膜蛍光体を用い、その膜厚を１μｍとして、ＩＴＯ膜４４の上に成膜した。
【００６７】
その後、蛍光体層４５の上にレジスト膜を塗布し、レジスト膜の露光、現像を行い、画素サイズと同一の大きさのパターン（ブラックマトリクス４８の開口と同一のパターン）を形成した。なお、ここでは画素の形状は矩形状とし、サイズは長辺を２００μｍ、短辺を１００μｍとした。
【００６８】
このレジストをマスクとして、ＲＩＥ法により、蛍光体層４５のレジスト膜で覆われていない部分を除去し、蛍光体層４５の側面Ｓを基板面に対して垂直になるように形成した。このようにして蛍光体層４５を形成した。このときの蛍光体層４５の拡散反射率は、０．０１％であった。なお拡散反射率は、発明を実施するための形態中で記載した手法で測定した。即ち、ブラックマトリクス４８の開口内部に位置する、フォトニック結晶構造５０の回折領域の外側の領域（回折領域の隣接領域）を測定対象としている。そして、回折領域の隣接領域へ透明基板４３側から透明基板４３のフォトニック結晶構造５０が形成されている面に対する法線とのなす角度が４５°となるように照明光束を蛍光体層４５に照射し、上記法線上（角度０°）の反射光束を受光した。そして同一測定系で受光した標準白色面からの反射光束との強度の比を拡散反射率として取得した。なお、測定装置には、照射光源にはハロゲン光源ＭＨＡＡ−１００Ｗ−１００Ｖ（モリテックス製）、受光器には分光放射計ＳＲ−ＵＬ１（トプコンテクノハウス製）、標準白色面には標準白色板ＷＳ−３（トプコンテクノハウス製）を用いた。
【００６９】
次に、蛍光体層４５の上にレジストが残っている状態で、側面反射部材５１として銀を、真空蒸着法により蛍光体層４５の側面に１００ｎｍ堆積させた。その後、レジスト剥離液にて蛍光体層４５の上のレジストを剥離して側面反射部材５１を形成した。側面反射部材５１の材料である銀の膜を別のガラス基板上に同じく１００ｎｍ堆積させ、反射率を測定したところ９８％であった。なお反射率は発明を実施する形態中で記述した手法で測定した。すなわちガラス基板側から、ガラス基板の銀の膜が形成されている面に対する法線とのなす角度が＋５°となるように光束を銀の膜に照射した。そして、法線とのなす角度が−５°方向の反射光束を受光し、同一測定系で受光した標準ミラーからの反射光束の強度との比を反射率として取得した。なお、測定装置には分光光度計ＳｏｌｉｄＳｐｅｃ３７００（島津製作所製）を用いた。
【００７０】
以上のように形成した、前述した条件１を満たす発光基板の発光輝度を、輝度評価真空装置で測定した。
【００７１】
具体的には、発光基板を輝度評価のための真空装置内に納め、真空中で電子銃により放出した電子を、アノード電極４４と電子銃との間に印加した加速電圧で加速し、蛍光体層４５に照射した。そして蛍光体層４５の発光輝度を、透明基板４３と真空装置のガラス窓とを通して、輝度計にて測定した。輝度評価のための真空装置内の真空度は１×１０−６Ｐａであり、アノード電極４４にはと電子銃との間に７ｋＶの電圧を印加した。電子銃からは４０μＡの電子ビームが放射され、蛍光体層４５の表面上で電子ビーム径を１ｍｍに収束させ、電流密度は４ｍＡ／ｃｍ２とした。
【００７２】
このようにして蛍光体層４５を赤色に発光させた発光輝度の測定結果は３６６ｃｄ／ｍ２であった。
【００７３】
そして、上述した構成の画素をガラス基板上にマトリクス状に多数配列形成してなるフェースプレート４６と、電子放出素子３４を有するリアプレート４１と、支持枠４２とを用いて、図２に示した画像表示装置を形成した。尚、電子放出素子３４としては、表面伝導型電子放出素子を用いた。
このとき、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は３０．２ｃｄ／ｍ２であった。本実施例における発光輝度は、後述する比較例１における発光輝度の４．５％増加となった。
【００７４】
（比較例１）
比較例１では、実施例１で形成したフォトニック結晶構造５０の回折領域を画素領域全体とした（ブラックマトリクスの開口内を全て回折領域とした）点だけが異なる。すなわち、フォトニック結晶構造５０の回折領域と蛍光体層４５とを同じ大きさとした点だけが異なる。このため、本比較例１は、相対面積ａが１００％となる。その他の構成については、実施例１と同様である。このように形成した発光基板の発光輝度を実施例１と同様に測定したところ、その測定結果は３５０ｃｄ／ｍ２であった。
【００７５】
また、本比較例１と同様の構成の画素をガラス基板上にマトリクス状に多数配列形成してなるフェースプレート４６を用いて、実施例１と同様に画像表示装置を形成し、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は２８．９ｃｄ／ｍ２であった。
【００７６】
（実施例２）
本実施例２は、条件１の範囲にあり、実施例１とは蛍光体層４５にナノ粒子蛍光体を用いた点だけが異なる。その他の構成については実施例１と同様であるので説明を省略する。ナノ粒子蛍光体を用いた蛍光体層４５の形成方法を以下に記す。
【００７７】
本実施例における蛍光体粒子の製造方法について説明する。本実施例では、液相法のうち、ゾルゲル法を用いてナノ粒子蛍光体粒子を形成した。
【００７８】
赤色に発光するナノ粒子蛍光体は、例えば、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３等の酸化物、或いはＹ２Ｏ２Ｓ等の硫化物を母体とし、この母体にＥｕ、Ｚｎ等の付活剤金属を添加して形成するｋとができる。Ｙの無機塩又はＧｄの無機塩と、Ｅｕの無機塩及びＺｎの無機塩と、有機酸とを溶媒に溶解又は分散させる。その後、得られた溶液又は分散液を加熱してゲル化させる（ゾルゲル法）。その後、酸素を含む雰囲気中（例えば大気中）で焼成する。Ｙ２Ｏ２Ｓを得る場合は、この酸化物を硫化水素雰囲気中で加熱することにより得ることができる。
【００７９】
このＹの無機塩、Ｇｄの無機塩としては、焼成の際に分解して酸化物となり得る化合物であれば良く、例えば、硝酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、硫酸塩、酢酸塩、水酸化物、ハロゲン化物（例えば、塩化物や臭化物等）等を挙げることができる。
【００８０】
また、Ｅｕ及びＺｎの無機塩としては、例えば硝酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、硫酸塩、酢酸塩、水酸化物、ハロゲン化物（例えば、塩化物や臭化物等）等を挙げることができる。
【００８１】
本実施例においては、ゾルゲル法を用いて、赤色に発光するＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕのナノ粒子蛍光体を作製した。粒度分布を測定した結果、平均粒径が２１ｎｍの粒子であった。蛍光体粒子の平均粒径は、ゼータサイザーナノＺＳ（シスメックス株式会社製）を用いて測定した。平均粒径は体積分布でみたメジアン径（Ｄ５０）の値である。
【００８２】
ゾルゲル法により得られたナノ粒子蛍光体をボールミルに入れ、溶媒分散処理を行った。溶媒としてＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用い、分散剤としてアクリル系分散剤を用いた。次に、バーコート法に適した粘度と表面張力を付与するため、ＢＣＡ（ブチルカルビトールアセテート）にて溶媒置換を行い、蛍光体のナノ粒子を含有したバーコート法用インクを調製した。
【００８３】
蛍光体層４５の形成においては、アノード電極であるＩＴＯ膜４４の形成後に、ＩＴＯ膜４４の表面に、バーコート法を用いて、上述した平均粒径２１ｎｍの蛍光体を含有したインクを塗布した。その後、５５０℃にて１時間、焼成を行った。焼成後の蛍光体層４５の厚さは１０００ｎｍであった。
【００８４】
その他の構成および製造方法は、実施例１と同様であるので説明を省略する。なお、蛍光体層４５の拡散反射率を実施例１と同一の方法で測定したところ、０．０４％であった
このように形成した発光基板の発光輝度を実施例１と同様に測定したところ、その測定結果は３５９ｃｄ／ｍ２であった。また、実施例１と同様に画像表示装置を形成し、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は２９．６ｃｄ／ｍ２であった。本実施例における発光輝度は、後述する比較例２における発光輝度の１．４％増加となった。
【００８５】
（比較例２）
比較例２では、実施例２で形成したフォトニック結晶構造５０の回折領域を画素領域全体とした（ブラックマトリクスの開口内を全て回折領域とした）点だけが異なる。このため、本比較例２は、相対面積ａが１００％となる。その他の構成、製法については、実施例２と同様である。このように形成した発光基板の発光輝度を実施例１と同様に測定したところ、その測定結果は３５４ｃｄ／ｍ２であった。また、実施例２と同様に画像表示装置を形成し、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は２９．２ｃｄ／ｍ２であった。
【００８６】
（実施例３）
本実施例３は、条件２の範囲にある。実施例２とは側面反射部材５１にアルミニウムを用い、フォトニック結晶構造５０の回折領域の画素領域に対する相対面積を８０％とした（フォトニック結晶構造５０の回折領域をブラックマトリクスの開口面積の８０％とした）点が異なる。それ以外については、本実施例における発光基板の製造方法は、実施例１と同様の方法にて形成した。
【００８７】
このように形成した発光基板の発光輝度を実施例１と同様に測定したところ、その測定結果は３５６ｃｄ／ｍ２であった。また、実施例１と同様に画像表示装置を形成し、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は２９．４ｃｄ／ｍ２であった。本実施例における発光輝度は、後述する比較例３における発光輝度の０．７％増加となった。
【００８８】
（比較例３）
比較例３では、実施例３で形成したフォトニック結晶構造５０の回折領域を画素領域全体とした（ブラックマトリクスの開口内を全て回折領域とした）点だけが異なる。このため、本比較例３は、相対面積ａが１００％となる。その他の構成、製法については、実施例３と同様である。このように形成した発光基板の発光輝度を実施例１と同様に測定したところ、その測定結果は３５３ｃｄ／ｍ２であった。また、実施例３と同様に画像表示装置を形成し、赤色画素のみを点灯した時の画像表示装置の輝度は２９．２ｃｄ／ｍ２であった。
【符号の説明】
【００８９】
４３ 透明基板
４４ アノード電極
４５ 蛍光体層
５１ 側面反射部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基板の上に、フォトニック結晶構造と、透明なアノード電極と、拡散反射率が０．０４％以下の発光体層と、がこの順序で積層され、
前記発光体層の側面に側面反射部材が設けられており、
前記フォトニック結晶構造の前記発光体層に対する相対面積をａ［％］、前記側面反射部材の反射率をｃ［％］とした時に、下記条件１の関係または下記条件２の関係を満たすことを特徴とする発光基板。
（条件１）９５≦ｃ、かつ４０≦ａ＜１００
（条件２）８５≦ｃ＜９５、かつ８０≦ａ＜１００
【請求項２】
前記発光体層が、薄膜蛍光体層またはナノ粒子蛍光体層であることを特徴とする請求項１に記載の発光基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発光基板を備える画像表示装置。
【請求項４】
前記画像表示装置が有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであり、
前記アノード電極と前記発光体層との間に正孔輸送層が設けられており、前記発光体層の前記アノード電極とは反対側に電子輸送層を間に挟んで陰極が設けられている、ことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記画像表示装置が有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであり、
前記アノード電極と前記発光体層との間に導電性高分子層が設けられており、前記発光体層の前記アノード電極とは反対側に陰極が設けられている、ことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記画像表示装置がＦＥＤであることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項１】
透明な基板の上に、フォトニック結晶構造と、透明なアノード電極と、拡散反射率が０．０４％以下の発光体層と、がこの順序で積層され、
前記発光体層の側面に側面反射部材が設けられており、
前記フォトニック結晶構造の前記発光体層に対する相対面積をａ［％］、前記側面反射部材の反射率をｃ［％］とした時に、下記条件１の関係または下記条件２の関係を満たすことを特徴とする発光基板。
（条件１）９５≦ｃ、かつ４０≦ａ＜１００
（条件２）８５≦ｃ＜９５、かつ８０≦ａ＜１００
【請求項２】
前記発光体層が、薄膜蛍光体層またはナノ粒子蛍光体層であることを特徴とする請求項１に記載の発光基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発光基板を備える画像表示装置。
【請求項４】
前記画像表示装置が有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであり、
前記アノード電極と前記発光体層との間に正孔輸送層が設けられており、前記発光体層の前記アノード電極とは反対側に電子輸送層を間に挟んで陰極が設けられている、ことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記画像表示装置が有機エレクトロルミネッセンスディスプレイであり、
前記アノード電極と前記発光体層との間に導電性高分子層が設けられており、前記発光体層の前記アノード電極とは反対側に陰極が設けられている、ことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記画像表示装置がＦＥＤであることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２５７６５１（Ｐ２０１１−２５７６５１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３３２８８（Ｐ２０１０−１３３２８８）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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