JP2002091344A - 表示装置 - Google Patents
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- Led Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 細かな文字や図などを表示した際に鮮明に文
字を表示することができ解像度の高い、輝度、コントラ
ストの高い表示装置を提供する。 【解決手段】 発光部１と、該発光部１を分離する画素
分離部２を配列した部位を有する表示装置において、該
発光部１と画素分離部２の少なくとも一方は該発光部か
ら発せられる発光の波長より小さい周期で周期的に屈折
率の異なる材料が配列した周期構造（フォトニック結
晶）を有していることを特徴とする表示装置。
字を表示することができ解像度の高い、輝度、コントラ
ストの高い表示装置を提供する。 【解決手段】 発光部１と、該発光部１を分離する画素
分離部２を配列した部位を有する表示装置において、該
発光部１と画素分離部２の少なくとも一方は該発光部か
ら発せられる発光の波長より小さい周期で周期的に屈折
率の異なる材料が配列した周期構造（フォトニック結
晶）を有していることを特徴とする表示装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は表示装置に関し、特
に蛍光体や発光素子などの発光部を配列した部位を有
し、上記発光部を一つの画素として画像を表示する表示
装置に関する。
に蛍光体や発光素子などの発光部を配列した部位を有
し、上記発光部を一つの画素として画像を表示する表示
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自発光型表示装置として、蛍光体
を電子線で励起するＣＲＴ、ＶＦＤ（蛍光表示管）、Ｆ
ＥＤ（フィエールドエミッションディスプレイ）、さら
には放電で生じる紫外線を用いて励起を行うＰＤＰ（プ
ラズマディスプレイ）などが知られている。他に、発光
素子を表示装置に適用した例として、有機ＥＬ（エレク
トロルミネッセンス）素子、無機ＥＬ素子、ＬＥＤ（発
光ダイオード）などを配した表示装置が挙げられる。こ
れらの表示装置に関しては、たとえば、月刊ディスプレ
イ２０００年１月号の特集「２０世紀のディスプレイの
歩み」に開示されている。
を電子線で励起するＣＲＴ、ＶＦＤ（蛍光表示管）、Ｆ
ＥＤ（フィエールドエミッションディスプレイ）、さら
には放電で生じる紫外線を用いて励起を行うＰＤＰ（プ
ラズマディスプレイ）などが知られている。他に、発光
素子を表示装置に適用した例として、有機ＥＬ（エレク
トロルミネッセンス）素子、無機ＥＬ素子、ＬＥＤ（発
光ダイオード）などを配した表示装置が挙げられる。こ
れらの表示装置に関しては、たとえば、月刊ディスプレ
イ２０００年１月号の特集「２０世紀のディスプレイの
歩み」に開示されている。
【０００３】これらの表示装置は、たとえば図１２に示
すように、発光部すなわち、蛍光体や発光素子５を基板
４上に配列し、それぞれの発光部を発光画素として発光
を制御することで画像を表示するものである。
すように、発光部すなわち、蛍光体や発光素子５を基板
４上に配列し、それぞれの発光部を発光画素として発光
を制御することで画像を表示するものである。
【０００４】また、発光部の間に画素分離部を配置し、
互いの画素における発光を遮断することを行う。たとえ
ば蛍光体を用いる場合には、図１２（ｂ）に示すように
発光画素の間には互いの画素における発光を遮断するた
めに、黒色部３のブラックストライプとして知られる光
吸収層などに挙げられる画素分離部を配置することが行
われている。一方で、このブラックストライプには、こ
の画素間の光遮断に加え、他にも、外光に対する吸収率
を増大することによりコントラストを向上させという別
の効果がある。
互いの画素における発光を遮断することを行う。たとえ
ば蛍光体を用いる場合には、図１２（ｂ）に示すように
発光画素の間には互いの画素における発光を遮断するた
めに、黒色部３のブラックストライプとして知られる光
吸収層などに挙げられる画素分離部を配置することが行
われている。一方で、このブラックストライプには、こ
の画素間の光遮断に加え、他にも、外光に対する吸収率
を増大することによりコントラストを向上させという別
の効果がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、輝度の
高い表示装置を実現するためには画素分離部の面積（体
積）を小さくし、多くの面積を発光部に割り当てること
が望ましいが、画素分離部を小さくすると画素間の光の
遮断が不十分になることがあった。特に、小面積で高精
細の表示装置を実現しようとする、細かな文字などを表
示した際に、文字の輪郭がぼやけて鮮明に文字を表示す
ることができなくなる。
高い表示装置を実現するためには画素分離部の面積（体
積）を小さくし、多くの面積を発光部に割り当てること
が望ましいが、画素分離部を小さくすると画素間の光の
遮断が不十分になることがあった。特に、小面積で高精
細の表示装置を実現しようとする、細かな文字などを表
示した際に、文字の輪郭がぼやけて鮮明に文字を表示す
ることができなくなる。
【０００６】また、従来のブラックストライプは光を吸
収するため、図１２（ｂ）に示すように発光部からの発
光の一部は吸収され、光を外部に取り出すことができ
ず、実質的な発光量を無駄にしていた。
収するため、図１２（ｂ）に示すように発光部からの発
光の一部は吸収され、光を外部に取り出すことができ
ず、実質的な発光量を無駄にしていた。
【０００７】本発明は、この様な従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、画素分離部にフォト
ニック結晶を適用することで、細かな文字や図などを表
示した際に鮮明に文字を表示することができ解像度の高
い、輝度、コントラストの高い表示装置を提供すること
を目的とするものである。
決するためになされたものであり、画素分離部にフォト
ニック結晶を適用することで、細かな文字や図などを表
示した際に鮮明に文字を表示することができ解像度の高
い、輝度、コントラストの高い表示装置を提供すること
を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明の
以下の構成および製法により解決できる。即ち、本発明
は、発光部と、該発光部を分離する画素分離部を配列し
た部位を有する表示装置において、該発光部と画素分離
部の少なくとも一方は該発光部から発せられる発光の波
長より小さい周期で周期的に屈折率の異なる材料が配列
したフォトニック結晶を有していることを特徴とする表
示装置である。
以下の構成および製法により解決できる。即ち、本発明
は、発光部と、該発光部を分離する画素分離部を配列し
た部位を有する表示装置において、該発光部と画素分離
部の少なくとも一方は該発光部から発せられる発光の波
長より小さい周期で周期的に屈折率の異なる材料が配列
したフォトニック結晶を有していることを特徴とする表
示装置である。
【０００９】さらに、本発明の表示装置は、以下の特徴
を有する。該画素分離部は該発光部から発せられる発光
の波長より小さい周期で周期的に屈折率の異なる材料が
配列したフォトニック結晶を有していることを特徴とす
る。該発光部は蛍光体からなり、さらに該蛍光体を励起
する手段を具備することを特徴とする。該発光部は発光
素子を有してなり、さらに該発光素子の発光を制御する
駆動手段を有することを特徴とする。該画素分離部は、
該フォトニック結晶からなる部位に加え、黒色部を有す
ることを特徴とする。
を有する。該画素分離部は該発光部から発せられる発光
の波長より小さい周期で周期的に屈折率の異なる材料が
配列したフォトニック結晶を有していることを特徴とす
る。該発光部は蛍光体からなり、さらに該蛍光体を励起
する手段を具備することを特徴とする。該発光部は発光
素子を有してなり、さらに該発光素子の発光を制御する
駆動手段を有することを特徴とする。該画素分離部は、
該フォトニック結晶からなる部位に加え、黒色部を有す
ることを特徴とする。
【００１０】該フォトニック結晶から成る部位は、該黒
色部と該発光部の間に配することを特徴とする。該画素
分離部において、該フォトニック結晶は該黒色部の上も
しくは下に配されることを特徴とする。該フォトニック
結晶は、屈折率の異なる材料を２次元的に配列した構造
からなることを特徴とする。該フォトニック結晶は、屈
折率の異なる円柱を２次元的に三角格子状に配列した構
造からなることを特徴とする。該フォトニック結晶には
陽極酸化アルミナが適用されていることを特徴とする。
色部と該発光部の間に配することを特徴とする。該画素
分離部において、該フォトニック結晶は該黒色部の上も
しくは下に配されることを特徴とする。該フォトニック
結晶は、屈折率の異なる材料を２次元的に配列した構造
からなることを特徴とする。該フォトニック結晶は、屈
折率の異なる円柱を２次元的に三角格子状に配列した構
造からなることを特徴とする。該フォトニック結晶には
陽極酸化アルミナが適用されていることを特徴とする。
【００１１】該発光部が、発光波長より小さい周期で周
期的に屈折率の異なる材料が配列したフォトニック結晶
からなることを特徴とする。該発光部は発光材料が２次
元的に配列した構造からなることを特徴とする。該発光
部は円柱状の発光材料が２次元的に三角格子状に配列し
た構造からなることを特徴とする。
期的に屈折率の異なる材料が配列したフォトニック結晶
からなることを特徴とする。該発光部は発光材料が２次
元的に配列した構造からなることを特徴とする。該発光
部は円柱状の発光材料が２次元的に三角格子状に配列し
た構造からなることを特徴とする。
【００１２】該画素分離部が屈折率の異なる円柱を２次
元的に三角格子状に配した構造からなるフォトニック結
晶からなり、さらに該発光部は円柱状の発光材料が２次
元的に三角格子状に配列した構造からなり、さらに該発
光部における該円柱状の発光材料の径が該画像分離部に
おける該円柱の径より大きいことを特徴とする。該発光
部の発光によって励起される蛍光体を具備し、該蛍光体
からの発光により画像を形成することを特徴とする。該
発光部はＧａＮ系発光ダイオードからなることを特徴と
する。
元的に三角格子状に配した構造からなるフォトニック結
晶からなり、さらに該発光部は円柱状の発光材料が２次
元的に三角格子状に配列した構造からなり、さらに該発
光部における該円柱状の発光材料の径が該画像分離部に
おける該円柱の径より大きいことを特徴とする。該発光
部の発光によって励起される蛍光体を具備し、該蛍光体
からの発光により画像を形成することを特徴とする。該
発光部はＧａＮ系発光ダイオードからなることを特徴と
する。
【００１３】本発明により、発光部の間に画素分離部と
して後述のフォトニック結晶を適用することで、画素間
に幅の狭い小面積で十分な光反射能を有する画素分離部
を構成できる。
して後述のフォトニック結晶を適用することで、画素間
に幅の狭い小面積で十分な光反射能を有する画素分離部
を構成できる。
【００１４】これにより、画素分離部の面積低減がはか
られ、開口率の向上にともなう輝度向上が可能となる。
特に、高精細ディスプレイに適用した際に、細かな文字
まで輪郭をはっきりさせて、精度良く表示することがで
きるという作用がある。
られ、開口率の向上にともなう輝度向上が可能となる。
特に、高精細ディスプレイに適用した際に、細かな文字
まで輪郭をはっきりさせて、精度良く表示することがで
きるという作用がある。
【００１５】さらには、発光部にも周期構造を適用する
ことで、輻射場の制御により発光部の発光強度増強や、
発光スペクトルなどの制御が可能となる。すなわち、発
光部と画素分離部の両方にフォトニック結晶を適用する
ことで、さらに明るい表示画像を得ることができる。
ことで、輻射場の制御により発光部の発光強度増強や、
発光スペクトルなどの制御が可能となる。すなわち、発
光部と画素分離部の両方にフォトニック結晶を適用する
ことで、さらに明るい表示画像を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】まず、本発明の表示装置の構成に
ついて説明する。 ＜構成＞図１は本発明の表示装置における、発光部１と
画素分離部２の配置の一例を示す概念図である。図１
（ａ）は断面図であり、図１（ｂ），（ｃ），（ｄ）は
面内における配置の例を示す平面図である。
ついて説明する。 ＜構成＞図１は本発明の表示装置における、発光部１と
画素分離部２の配置の一例を示す概念図である。図１
（ａ）は断面図であり、図１（ｂ），（ｃ），（ｄ）は
面内における配置の例を示す平面図である。
【００１７】本発明の表示装置は、図１のように、複数
の発光体からなる画素１０を配列してなり、各発光体か
らの発光により画像や文字など表示を行う。本発明の表
示装置は、発光体の間にはフォトニック結晶からなる画
素分離部２を配置することを特徴とする。発光体より放
出された光は、このフォトニック結晶からなる画素分離
部２で効果的に反射されるために、画素間で光が十分に
遮断される。さらには、発光部から生じた発光を有効に
外部に取り出すことができる。
の発光体からなる画素１０を配列してなり、各発光体か
らの発光により画像や文字など表示を行う。本発明の表
示装置は、発光体の間にはフォトニック結晶からなる画
素分離部２を配置することを特徴とする。発光体より放
出された光は、このフォトニック結晶からなる画素分離
部２で効果的に反射されるために、画素間で光が十分に
遮断される。さらには、発光部から生じた発光を有効に
外部に取り出すことができる。
【００１８】本発明の発光部１としては、任意の蛍光体
６や発光素子５を適用することができる。蛍光体６を用
いる場合には、図２（ｂ）に示すように電子線や紫外線
を発する励起源を対向して配置し、励起源を制御するこ
とで画像を表示する。発光素子５を用いる場合は、図２
（ａ）のように基板４上に配列して発光素子５を配置
し、それぞれの発光素子５に接続された駆動手段（不図
示）により発光量を制御することで画像を表示する。
６や発光素子５を適用することができる。蛍光体６を用
いる場合には、図２（ｂ）に示すように電子線や紫外線
を発する励起源を対向して配置し、励起源を制御するこ
とで画像を表示する。発光素子５を用いる場合は、図２
（ａ）のように基板４上に配列して発光素子５を配置
し、それぞれの発光素子５に接続された駆動手段（不図
示）により発光量を制御することで画像を表示する。
【００１９】本発明の表示装置において、発光部１に蛍
光体６を用いる例としては、電子線で励起するＣＲＴ、
ＶＦＤ（蛍光表示管）、図６（ａ）に示すようなＦＥＤ
（フィエールドエミッションディスプレイ）、さらに
は、紫外線で励起するものとして、図６（ｂ）に示すよ
うなたとえばＧａＮをべースとしたＬＥＤ１２と蛍光体
６を用いた紫外線励起ディスプレイ、さらには放電で生
じる紫外線を用いて励起を行うＰＤＰ（プラズマディス
プレイ）などが挙げられる。
光体６を用いる例としては、電子線で励起するＣＲＴ、
ＶＦＤ（蛍光表示管）、図６（ａ）に示すようなＦＥＤ
（フィエールドエミッションディスプレイ）、さらに
は、紫外線で励起するものとして、図６（ｂ）に示すよ
うなたとえばＧａＮをべースとしたＬＥＤ１２と蛍光体
６を用いた紫外線励起ディスプレイ、さらには放電で生
じる紫外線を用いて励起を行うＰＤＰ（プラズマディス
プレイ）などが挙げられる。
【００２０】本発明の発光部１に発光素子５を用いた表
示装置に適用した例としては、それぞれ図７（ｃ），
（ｄ），図８（ｅ）に示すように、発光素子５として、
無機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、有機ＥＬ
素子、ＬＥＤ（発光ダイオード）１３などを配した表示
装置が挙げられる。
示装置に適用した例としては、それぞれ図７（ｃ），
（ｄ），図８（ｅ）に示すように、発光素子５として、
無機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、有機ＥＬ
素子、ＬＥＤ（発光ダイオード）１３などを配した表示
装置が挙げられる。
【００２１】他にも、蛍光体６を励起する励起手段に光
励起源、たとえば紫外光励起を用いる場合には、図８
（ｆ）のように紫外発光素子１２の間にフォトニック結
晶を配置することで、紫外発光素子１２からの励起光を
効果的に蛍光体６に照射することが可能となり、明るい
表示装置を実現できる。さらには、このような構成によ
り隣接画素の蛍光体６への紫外線照射が少なくなるた
め、解像度が高い表示装置とすることができる。
励起源、たとえば紫外光励起を用いる場合には、図８
（ｆ）のように紫外発光素子１２の間にフォトニック結
晶を配置することで、紫外発光素子１２からの励起光を
効果的に蛍光体６に照射することが可能となり、明るい
表示装置を実現できる。さらには、このような構成によ
り隣接画素の蛍光体６への紫外線照射が少なくなるた
め、解像度が高い表示装置とすることができる。
【００２２】本発明の画素分離部２にはフォトニック結
晶を適用する。ここでフォトニック結晶は、２種類以上
の屈折率（誘電率）の異なる部位を周期的に配列するこ
とで、その光学的性質を制御したものである。フォトニ
ック結晶については、「Ｏｐｌｕｓ Ｅ」１９９９年１
２月号 特集：「フォトニック結晶」に詳しい。この様
な媒質は、半導体のバンド形成理論において電子波がブ
ラッグ反射されてエネルギーＥと波数ｋとの分散関係が
バンドを形成するのに類推されるように、光においても
波長程度の屈折率の周期性がフォトニックバンドを生み
出す。さらに、その周期構造によっては、光が存在でき
ない波長領域、すなわちフォトニックバンドギャップが
形成され、大きな光反射能を有するようになる。その構
造周期として光の波長程度から光の波長の数分の１のサ
イズを必要とするため、可視光域のフォトニック結晶に
おいては、フォトニック結晶を構成する材料の屈折率に
もよるが、たとえば１００〜４００ｎｍ程度の周期構造
が挙げられる。
晶を適用する。ここでフォトニック結晶は、２種類以上
の屈折率（誘電率）の異なる部位を周期的に配列するこ
とで、その光学的性質を制御したものである。フォトニ
ック結晶については、「Ｏｐｌｕｓ Ｅ」１９９９年１
２月号 特集：「フォトニック結晶」に詳しい。この様
な媒質は、半導体のバンド形成理論において電子波がブ
ラッグ反射されてエネルギーＥと波数ｋとの分散関係が
バンドを形成するのに類推されるように、光においても
波長程度の屈折率の周期性がフォトニックバンドを生み
出す。さらに、その周期構造によっては、光が存在でき
ない波長領域、すなわちフォトニックバンドギャップが
形成され、大きな光反射能を有するようになる。その構
造周期として光の波長程度から光の波長の数分の１のサ
イズを必要とするため、可視光域のフォトニック結晶に
おいては、フォトニック結晶を構成する材料の屈折率に
もよるが、たとえば１００〜４００ｎｍ程度の周期構造
が挙げられる。
【００２３】フォトニック結晶の構造例としては、たと
えば、２次元方向（ｘ、ｙ方向）に周期性を有する２Ｄ
フォトニック結晶が挙げられ、たとえば図４（ａ）に示
すように、第１の誘電部位（材料）２１の中に、柱状形
状の第２の誘電部位（材料）２２が規則的に２次元に配
列した構造が挙げられる。他にも、３Ｄフォトニック結
晶として、３次元方向に周期性を有する構造であり、た
とえば図４（ｂ）示すように誘電体の棒（ロッド）２４
を積み上げた構造や、図４（ｃ）のように誘電体球２５
を積み上げた構造などが挙げられる。本発明において
は、周期構造により生じたフォトニックバンド構造によ
り発光波長において、フォトニックバンドギャップが開
いていることがより好ましいが状態密度が減少していれ
ば効果を有する。
えば、２次元方向（ｘ、ｙ方向）に周期性を有する２Ｄ
フォトニック結晶が挙げられ、たとえば図４（ａ）に示
すように、第１の誘電部位（材料）２１の中に、柱状形
状の第２の誘電部位（材料）２２が規則的に２次元に配
列した構造が挙げられる。他にも、３Ｄフォトニック結
晶として、３次元方向に周期性を有する構造であり、た
とえば図４（ｂ）示すように誘電体の棒（ロッド）２４
を積み上げた構造や、図４（ｃ）のように誘電体球２５
を積み上げた構造などが挙げられる。本発明において
は、周期構造により生じたフォトニックバンド構造によ
り発光波長において、フォトニックバンドギャップが開
いていることがより好ましいが状態密度が減少していれ
ば効果を有する。
【００２４】２次元フォトニック結晶の周期構造として
は、図５（ｂ）に示すような正方配列や図５（ｃ）に示
すような三角格子配列などがあげられるが、フォトニッ
クバンドギャップが開くという観点から、図５（ｃ）に
示すように６方向対称でハニカム状に規則的に配列した
三角格子配列の構造が好ましい。また、本発明において
は発光部１を基板４上に２次元的に配列し、その間に光
を遮断する目的で配置する観点、さらには比較的容易に
作製できる点から、特に２Ｄフォトニック結晶が好適で
ある。
は、図５（ｂ）に示すような正方配列や図５（ｃ）に示
すような三角格子配列などがあげられるが、フォトニッ
クバンドギャップが開くという観点から、図５（ｃ）に
示すように６方向対称でハニカム状に規則的に配列した
三角格子配列の構造が好ましい。また、本発明において
は発光部１を基板４上に２次元的に配列し、その間に光
を遮断する目的で配置する観点、さらには比較的容易に
作製できる点から、特に２Ｄフォトニック結晶が好適で
ある。
【００２５】フォトニック結晶のフォトニックバンド
は、その構造、構成材料などでかわるが、その構造周期
サイズと波長の間にはスケール則が成り立つため、構造
周期を制御することで所望の波長域にフォトニックバン
ドギャップを設定することができる。すなわち、発光部
１の発光波長に応じてその周期構造を適宜設計すること
で、その発光を高度に反射しうる画素分離部２を構成で
きる。
は、その構造、構成材料などでかわるが、その構造周期
サイズと波長の間にはスケール則が成り立つため、構造
周期を制御することで所望の波長域にフォトニックバン
ドギャップを設定することができる。すなわち、発光部
１の発光波長に応じてその周期構造を適宜設計すること
で、その発光を高度に反射しうる画素分離部２を構成で
きる。
【００２６】画素分離部２において光を十分に遮断する
ための周期構造の周期数は、フォトニックバンドの構造
にもよるが、たとえば５〜２０層程度の周期数で十分な
反射能とすることができる。フォトニック結晶のこのよ
うな性質により、画素分離部２は波長の数１０倍程度の
幅（厚さ）を有すれば十分であり、画素分離部２の面積
を小さくすることができる。もちろん、これ以上の周期
数があってもなんら問題ない。
ための周期構造の周期数は、フォトニックバンドの構造
にもよるが、たとえば５〜２０層程度の周期数で十分な
反射能とすることができる。フォトニック結晶のこのよ
うな性質により、画素分離部２は波長の数１０倍程度の
幅（厚さ）を有すれば十分であり、画素分離部２の面積
を小さくすることができる。もちろん、これ以上の周期
数があってもなんら問題ない。
【００２７】フォトニック結晶は２種類以上の異なる材
料で構成されるが、構成する材料としては、屈折率の異
なるものであればこだわらず、任意のガラス材料、半導
体材料、酸化物材料、金属材料、有機材料などが適用可
能である。また、大気や真空などを一つの材料とみなす
ことができる。たとえば大気中で誘電棒や誘電球を配列
させることでフォトニック結晶を作製できる。
料で構成されるが、構成する材料としては、屈折率の異
なるものであればこだわらず、任意のガラス材料、半導
体材料、酸化物材料、金属材料、有機材料などが適用可
能である。また、大気や真空などを一つの材料とみなす
ことができる。たとえば大気中で誘電棒や誘電球を配列
させることでフォトニック結晶を作製できる。
【００２８】フォトニック結晶から成る画素分離部２を
単色の表示装置に適用する場合には、その単色光の波長
に応じて、フォトニック結晶の構造を適宜選び、フォト
ニックバンドギャップがその波長に対応し、反射率が大
きくなるように選ぶことができる。
単色の表示装置に適用する場合には、その単色光の波長
に応じて、フォトニック結晶の構造を適宜選び、フォト
ニックバンドギャップがその波長に対応し、反射率が大
きくなるように選ぶことができる。
【００２９】また、カラー表示装置に適用する場合に
は、フォトニック結晶の構造を設定し、可視域全域にわ
たりフォトニックバンドギャップが開くように構成する
ことや、Ｒ，Ｇ，Ｂの色に対応して、所望の波長域に適
合するようにフォトニック結晶の構造を設定することが
挙げられる。
は、フォトニック結晶の構造を設定し、可視域全域にわ
たりフォトニックバンドギャップが開くように構成する
ことや、Ｒ，Ｇ，Ｂの色に対応して、所望の波長域に適
合するようにフォトニック結晶の構造を設定することが
挙げられる。
【００３０】また、フォトニックバンドギャップの幅、
すなわち、十分な反射能を有する波長幅が小さく、所望
の波長域をカバーできない場合には、異なる構造、たと
えば周期の異なるフォトニック結晶を複数層（列）並べ
て配置することで、所望の波長域をカバーすることがで
きる。
すなわち、十分な反射能を有する波長幅が小さく、所望
の波長域をカバーできない場合には、異なる構造、たと
えば周期の異なるフォトニック結晶を複数層（列）並べ
て配置することで、所望の波長域をカバーすることがで
きる。
【００３１】さらに、本発明においては、発光部１にフ
ォトニック結晶を適用しても良い。あらかじめ周期構造
を作製しておき、その一部に発光能をもたせることで、
たとえば図１０に示すように画素分離部２と発光部２８
の両方をフォトニック結晶とすることができる。このよ
うな構成は、作成方法によっては作製の簡略化がはから
れ、好ましい。また、また、発光部２８にフォトニック
結晶を適用し、たとえばフォトニックバンドの状態密度
の大きい波長域が発光波長に対応するようにフォトニッ
ク結晶を設計することで、発光強度の向上を図ることが
できる。
ォトニック結晶を適用しても良い。あらかじめ周期構造
を作製しておき、その一部に発光能をもたせることで、
たとえば図１０に示すように画素分離部２と発光部２８
の両方をフォトニック結晶とすることができる。このよ
うな構成は、作成方法によっては作製の簡略化がはから
れ、好ましい。また、また、発光部２８にフォトニック
結晶を適用し、たとえばフォトニックバンドの状態密度
の大きい波長域が発光波長に対応するようにフォトニッ
ク結晶を設計することで、発光強度の向上を図ることが
できる。
【００３２】また、画素分離部２には、上述のフォトニ
ック結晶に加えて、黒色部３を併用することができる。
従来、黒色部（ブラックストライプ）は、画素間の光遮
蔽と外光反射によるコントラスト向上の２つの目的のた
めに用いられてきた。本発明においては、画素分離部２
にフォトニック結晶を適用することで光遮蔽の効果を増
強し、さらに黒色部３を配するによって外光に光を吸収
しコントラストを向上するという２つの効果を両立した
表示装置とすることができる。
ック結晶に加えて、黒色部３を併用することができる。
従来、黒色部（ブラックストライプ）は、画素間の光遮
蔽と外光反射によるコントラスト向上の２つの目的のた
めに用いられてきた。本発明においては、画素分離部２
にフォトニック結晶を適用することで光遮蔽の効果を増
強し、さらに黒色部３を配するによって外光に光を吸収
しコントラストを向上するという２つの効果を両立した
表示装置とすることができる。
【００３３】たとえば、図３に示すように、発光素子５
の間にフォトニック結晶と黒色部３を並べて配置する
（図３（ａ））ことや、黒色部３すなわちブラックスト
ライプ上にフォトニック結晶を配置する（図３（ｃ））
こと、基板４に裏面に黒色部３を配置する（図３
（ｂ））などの例があげられる。
の間にフォトニック結晶と黒色部３を並べて配置する
（図３（ａ））ことや、黒色部３すなわちブラックスト
ライプ上にフォトニック結晶を配置する（図３（ｃ））
こと、基板４に裏面に黒色部３を配置する（図３
（ｂ））などの例があげられる。
【００３４】特に２Ｄフォトニック結晶を適用した場合
には、図５（ａ）に示すｘ、ｙ方向の周期方向において
は大きな反射能を有するが、非周期方向においては透過
するため、図３ｂ）のような構成を用いた場合、発光部
から発光に対しては反射能を有し、外光に対しては透過
し黒色部での外光の吸収を可能とする。これにより、光
遮蔽とコントラスト向上の両立が可能である。
には、図５（ａ）に示すｘ、ｙ方向の周期方向において
は大きな反射能を有するが、非周期方向においては透過
するため、図３ｂ）のような構成を用いた場合、発光部
から発光に対しては反射能を有し、外光に対しては透過
し黒色部での外光の吸収を可能とする。これにより、光
遮蔽とコントラスト向上の両立が可能である。
【００３５】さらには、図１１に示すように黒色部２９
も周期構造としてもよい。この場合も周期構造を作成
後、その一部に黒色材料を埋め込むことで黒色部２９と
することができる。黒色部３には、黒色を呈している材
料であればこだわらないが、たとえば黒色樹脂やカーボ
ンを主成分とした材料などの黒色材料を用いることがで
きる。
も周期構造としてもよい。この場合も周期構造を作成
後、その一部に黒色材料を埋め込むことで黒色部２９と
することができる。黒色部３には、黒色を呈している材
料であればこだわらないが、たとえば黒色樹脂やカーボ
ンを主成分とした材料などの黒色材料を用いることがで
きる。
【００３６】＜画素分離部の作製方法＞次に、本発明の
画素分離部２すなわちフォトニック結晶の製法について
説明する。本発明の、画素分離部２を作製する手法とし
て、まず電子線リソグラフィーやフォトリソグラフィー
とエッチングなどの半導体加工技術を適用したパターニ
ング手法を用いることがあげえられる。これにはあらか
じめ所望のパターンを作製した後、エッチングや選択成
長などの手法で作製することがあげられる。
画素分離部２すなわちフォトニック結晶の製法について
説明する。本発明の、画素分離部２を作製する手法とし
て、まず電子線リソグラフィーやフォトリソグラフィー
とエッチングなどの半導体加工技術を適用したパターニ
ング手法を用いることがあげえられる。これにはあらか
じめ所望のパターンを作製した後、エッチングや選択成
長などの手法で作製することがあげられる。
【００３７】しかしこのような手法は、パターニング形
成において歩留まりの悪さや装置のコストが高いなどの
問題があるため、以下のように自然に形成される規則的
なナノ構造を用いる事が好ましい。たとえば、陽極酸化
アルミナ皮膜、誘電体球の自己組織配列の技術などが挙
げられる。
成において歩留まりの悪さや装置のコストが高いなどの
問題があるため、以下のように自然に形成される規則的
なナノ構造を用いる事が好ましい。たとえば、陽極酸化
アルミナ皮膜、誘電体球の自己組織配列の技術などが挙
げられる。
【００３８】特に、陽極酸化アルミナは、陽極酸化とい
う簡易な手法で大面積にわたるアスペクトの高い２次元
周期構造すなわち、２Ｄフォトニック結晶を作製できる
ため最も好ましい。また、その周期サイズは作製条件に
より数１０から５００ｎｍの範囲で制御できるため、可
視域においてフォトニック結晶の作製に有用である。
う簡易な手法で大面積にわたるアスペクトの高い２次元
周期構造すなわち、２Ｄフォトニック結晶を作製できる
ため最も好ましい。また、その周期サイズは作製条件に
より数１０から５００ｎｍの範囲で制御できるため、可
視域においてフォトニック結晶の作製に有用である。
【００３９】以下に陽極酸化アルミナナノホールについ
て説明する。陽極酸化アルミナナノホールはＡｌ膜やア
ルミ箔、アルミ板などをある特定の酸性溶液中で陽極酸
化することにより作製される（たとえばＲ．Ｃ．Ｆｕｒ
ｎｅａｕｘ，Ｗ．Ｒ．Ｒｉｇｂｙ ＆ Ａ．Ｐ．Ｄａｖ
ｉｄｓｏｎ「ＮＡＴＵＲＥ」Ｖｏｌ．３３７、Ｐ１４７
（１９８９）等参照）。図９に陽極酸化アルミナナノホ
ールの概略図を示す。この陽極酸化アルミナ層５２は、
Ａｌと酸素を主成分とし、多数の円柱状のナノホール５
３を有し、そのナノホール５３は、基体の表面にほぼ垂
直に配置し、それぞれのナノホールは互いに平行かつほ
ぼ等間隔に配置している。すなわち、第１の誘電部位
（アルミナ）の中に、柱状形状の第２の誘電部位（中
空）が、ハニカム状に規則的に２次元に配列した構造
（２次元フォトニック結晶としての構造）を有する。ア
ルミナナノホールの直径２ｒは数ｎｍ〜数１００ｎｍ、
間隔２Ｒは数１０ｎｍ〜５００ｎｍ程度であり、陽極酸
化条件により制御可能である。また、アルミナナノホー
ル層５２の厚さ、ナノホールの深さは、陽極酸化時間な
どで制御することができる。これはたとえば１０ｎｍ〜
５００μｍの間である。
て説明する。陽極酸化アルミナナノホールはＡｌ膜やア
ルミ箔、アルミ板などをある特定の酸性溶液中で陽極酸
化することにより作製される（たとえばＲ．Ｃ．Ｆｕｒ
ｎｅａｕｘ，Ｗ．Ｒ．Ｒｉｇｂｙ ＆ Ａ．Ｐ．Ｄａｖ
ｉｄｓｏｎ「ＮＡＴＵＲＥ」Ｖｏｌ．３３７、Ｐ１４７
（１９８９）等参照）。図９に陽極酸化アルミナナノホ
ールの概略図を示す。この陽極酸化アルミナ層５２は、
Ａｌと酸素を主成分とし、多数の円柱状のナノホール５
３を有し、そのナノホール５３は、基体の表面にほぼ垂
直に配置し、それぞれのナノホールは互いに平行かつほ
ぼ等間隔に配置している。すなわち、第１の誘電部位
（アルミナ）の中に、柱状形状の第２の誘電部位（中
空）が、ハニカム状に規則的に２次元に配列した構造
（２次元フォトニック結晶としての構造）を有する。ア
ルミナナノホールの直径２ｒは数ｎｍ〜数１００ｎｍ、
間隔２Ｒは数１０ｎｍ〜５００ｎｍ程度であり、陽極酸
化条件により制御可能である。また、アルミナナノホー
ル層５２の厚さ、ナノホールの深さは、陽極酸化時間な
どで制御することができる。これはたとえば１０ｎｍ〜
５００μｍの間である。
【００４０】陽極酸化アルミナの作成方法について、図
１５を用いて詳しく説明する。陽極酸化の前工程とし
て、アルミの表面に陽極酸化の細孔開始点５５となるよ
う凹凸を作製しておく。この表面加工により、アルミナ
の細孔配列を規則的なものとする事ができる（益田：
「ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ」Ｎｏ．８（１９９８年）２１１
頁参照）。この凹凸は、陽極酸化アルミナの細孔配列に
対応して、ハニカム状に形成されていることがアスペク
ト比の大きいナノホールを作製するうえで好ましい。こ
の細孔開始点５５（凹部）の形成方法としては、集束イ
オンビーム（ＦＩＢ）を照射する手法、ＡＦＭを始めと
するＳＰＭを用いて行う手法、特開平１０−１２１２９
２号公報で開示されたプレスパターニングを用いて凹み
を作成する手法、レジストパターン作成後エッチングに
より凹みを作る手法などを用いることが挙げられる。
１５を用いて詳しく説明する。陽極酸化の前工程とし
て、アルミの表面に陽極酸化の細孔開始点５５となるよ
う凹凸を作製しておく。この表面加工により、アルミナ
の細孔配列を規則的なものとする事ができる（益田：
「ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ」Ｎｏ．８（１９９８年）２１１
頁参照）。この凹凸は、陽極酸化アルミナの細孔配列に
対応して、ハニカム状に形成されていることがアスペク
ト比の大きいナノホールを作製するうえで好ましい。こ
の細孔開始点５５（凹部）の形成方法としては、集束イ
オンビーム（ＦＩＢ）を照射する手法、ＡＦＭを始めと
するＳＰＭを用いて行う手法、特開平１０−１２１２９
２号公報で開示されたプレスパターニングを用いて凹み
を作成する手法、レジストパターン作成後エッチングに
より凹みを作る手法などを用いることが挙げられる。
【００４１】これらの中でも、集束イオンビーム照射を
用いる手法は、レジスト塗布、電子ビーム露光、レジス
ト除去といったような手間のかかる工程は不必要であ
り、直接描画で所望の位置に短時間で細孔開始点５５を
形成することが可能であることや、被加工物に圧力をか
ける必要がないので、機械的強度が強くない被加工物に
対しても適用可能であるなどの観点から特に好ましい。
用いる手法は、レジスト塗布、電子ビーム露光、レジス
ト除去といったような手間のかかる工程は不必要であ
り、直接描画で所望の位置に短時間で細孔開始点５５を
形成することが可能であることや、被加工物に圧力をか
ける必要がないので、機械的強度が強くない被加工物に
対しても適用可能であるなどの観点から特に好ましい。
【００４２】引き続き、陽極酸化を行うが、実際の陽極
酸化は図１６に示すような装置で行うことができる。図
１６中、４０は恒温槽であり、４１は試料、４２はＰｔ
板のカソード、４３は電解質、４４は反応容器であり、
４５は陽極酸化電圧を印加する電源、４６は陽極酸化電
流を測定する電流計、４７は試料ホルダーである。図で
は省略してあるが、このほか電圧、電流を自動制御、測
定するコンピュータなどが組み込まれている。試料４１
およびカソード４２は、恒温水槽により温度を一定に保
たれた電解質中に配置され、電源より試料、カソード間
に電圧を印加することで陽極酸化が行われる。陽極酸化
に用いる電解質は、たとえば、シュウ酸、りん酸、硫
酸、クロム酸溶液などが挙げられる。
酸化は図１６に示すような装置で行うことができる。図
１６中、４０は恒温槽であり、４１は試料、４２はＰｔ
板のカソード、４３は電解質、４４は反応容器であり、
４５は陽極酸化電圧を印加する電源、４６は陽極酸化電
流を測定する電流計、４７は試料ホルダーである。図で
は省略してあるが、このほか電圧、電流を自動制御、測
定するコンピュータなどが組み込まれている。試料４１
およびカソード４２は、恒温水槽により温度を一定に保
たれた電解質中に配置され、電源より試料、カソード間
に電圧を印加することで陽極酸化が行われる。陽極酸化
に用いる電解質は、たとえば、シュウ酸、りん酸、硫
酸、クロム酸溶液などが挙げられる。
【００４３】アルミナナノホールの細孔間隔すなわち構
造周期は、陽極酸化電圧とほぼ次式（１）の相関を有す
るため、開始点配列（間隔）に対応して陽極酸化電圧を
設定する事が望ましい。
造周期は、陽極酸化電圧とほぼ次式（１）の相関を有す
るため、開始点配列（間隔）に対応して陽極酸化電圧を
設定する事が望ましい。
【００４４】
【数１】
【００４５】アルミナナノホールの厚さは、アルミ膜の
膜厚や陽極酸化の時間によって制御する事ができる。た
とえば全アルミ膜厚をすべてアルミナナノホールに置換
する事や、所望のアルミ膜を残す事もできる。
膜厚や陽極酸化の時間によって制御する事ができる。た
とえば全アルミ膜厚をすべてアルミナナノホールに置換
する事や、所望のアルミ膜を残す事もできる。
【００４６】さらにアルミナナノホール層を酸溶液（た
とえばりん酸溶液）中に浸す処理（ポアワイド処理）に
より、適宜ナノホール径を広げることができる。酸濃
度、処理時間、温度を制御することにより所望のナノホ
ール径を有するアルミナナノホールとすることができ
る。
とえばりん酸溶液）中に浸す処理（ポアワイド処理）に
より、適宜ナノホール径を広げることができる。酸濃
度、処理時間、温度を制御することにより所望のナノホ
ール径を有するアルミナナノホールとすることができ
る。
【００４７】さらにゾルゲル、ＣＶＤ、電着などの手法
により、細孔内に誘電体や金属、発光体などを充填する
こともできる。たとえば、発光材料を充填し発光素子を
構成することで、発光材料を充填した部分を発光部１と
して、さらに非充填部を画素分離部２として構成するこ
とができる。他にも細孔内に、黒色樹脂や金属を充填す
ることで前述の黒色部３とすることができる。このよう
な手法は、一連のプロセスで作製でき、作製簡略化の観
点から好ましい。
により、細孔内に誘電体や金属、発光体などを充填する
こともできる。たとえば、発光材料を充填し発光素子を
構成することで、発光材料を充填した部分を発光部１と
して、さらに非充填部を画素分離部２として構成するこ
とができる。他にも細孔内に、黒色樹脂や金属を充填す
ることで前述の黒色部３とすることができる。このよう
な手法は、一連のプロセスで作製でき、作製簡略化の観
点から好ましい。
【００４８】ここでは、２Ｄフォトニック結晶の陽極酸
化アルミナの作成方法に関して述べたが、周期構造を作
製できるものであれば、その製法は適宜用いることがで
きる。
化アルミナの作成方法に関して述べたが、周期構造を作
製できるものであれば、その製法は適宜用いることがで
きる。
【００４９】
【実施例】以下に実施例をあげて、本発明を説明する。
ただし、本発明は、以下に示す実施例に限られるもので
はなく、上述の概念に含まれるものであれば、その構
成、製法は、適用される。
ただし、本発明は、以下に示す実施例に限られるもので
はなく、上述の概念に含まれるものであれば、その構
成、製法は、適用される。
【００５０】実施例１ 本実施例においては、三角格子周期パターンのフォトニ
ック結晶から成る画素分離部と蛍光体を配列したフェー
スプレートに電子線を照射することで画像を表示する表
示装置を作成した例である。
ック結晶から成る画素分離部と蛍光体を配列したフェー
スプレートに電子線を照射することで画像を表示する表
示装置を作成した例である。
【００５１】図１３は本実施例のフェースプレートの作
製工程を示す図である。まず、透明導電膜７４のＩＴＯ
膜が製膜されたガラス基板７５上に厚さ２０ｎｍのＣｒ
膜７９、厚さ３００ｎｍのＳｉＯ2膜７８を製膜した
（図１３（ａ））。引き続き、レジスト膜形成、電子ビ
ーム露光、現像、ドライエッチによりＳｉＯ2からなる
周期パターン８０を作製した（図１３（ｂ））。周期パ
ターンは、１４０ｎｍ径、深さ２５０ｎｍの円柱細孔が
図５（ｃ）のように三角格子状に２１０ｍの周期で配列
したものである。レジスト除去後、さらにフォトリソグ
ラフィーの技術を用い、円柱細孔が並んだＳｉＯ2パタ
ーンの中に、発光部のパターンとなる３０ミクロンサイ
ズの六角形のパターンを形成し、下地Ｃｒ層上部までト
ライエッチし、最後にＣｒをウエットエッチした。
製工程を示す図である。まず、透明導電膜７４のＩＴＯ
膜が製膜されたガラス基板７５上に厚さ２０ｎｍのＣｒ
膜７９、厚さ３００ｎｍのＳｉＯ2膜７８を製膜した
（図１３（ａ））。引き続き、レジスト膜形成、電子ビ
ーム露光、現像、ドライエッチによりＳｉＯ2からなる
周期パターン８０を作製した（図１３（ｂ））。周期パ
ターンは、１４０ｎｍ径、深さ２５０ｎｍの円柱細孔が
図５（ｃ）のように三角格子状に２１０ｍの周期で配列
したものである。レジスト除去後、さらにフォトリソグ
ラフィーの技術を用い、円柱細孔が並んだＳｉＯ2パタ
ーンの中に、発光部のパターンとなる３０ミクロンサイ
ズの六角形のパターンを形成し、下地Ｃｒ層上部までト
ライエッチし、最後にＣｒをウエットエッチした。
【００５２】以上により、３０ミクロンサイズの六角形
の開口パターン８１の周りを、フォトニック結晶となり
うるＳｉＯ2からなる周期パターン８０を配した構造を
作製した（図１３（ｃ））。隣接する開口パターン間の
距離、すなわち画素分離部の幅は５ミクロンとした。
の開口パターン８１の周りを、フォトニック結晶となり
うるＳｉＯ2からなる周期パターン８０を配した構造を
作製した（図１３（ｃ））。隣接する開口パターン間の
距離、すなわち画素分離部の幅は５ミクロンとした。
【００５３】さらに、六角形の部位に発光材料として酸
化亜鉛膜７７を電着により製膜した。電着は、６５℃に
保持した硝酸亜鉛０．１Ｍの水溶液中で、白金の対向電
極と共に浸して約−１．５Ｖの負の電圧を印加すること
で厚さ約３００ｎｍのＺｎＯを堆積した。これにより酸
化亜鉛膜の周囲に、ＳｉＯ2の三角格子周期パターンか
らなる画素分離部を有するものが作製された（図１３
（ｄ））。
化亜鉛膜７７を電着により製膜した。電着は、６５℃に
保持した硝酸亜鉛０．１Ｍの水溶液中で、白金の対向電
極と共に浸して約−１．５Ｖの負の電圧を印加すること
で厚さ約３００ｎｍのＺｎＯを堆積した。これにより酸
化亜鉛膜の周囲に、ＳｉＯ2の三角格子周期パターンか
らなる画素分離部を有するものが作製された（図１３
（ｄ））。
【００５４】さらに、２％Ｈ2 と９８％Ｈｅの還元雰囲
気中で５００℃、１０ｍｉｎの熱処理を行うことで、酸
化亜鉛膜の酸素組成比を減じ、波長５００ｎｍ付近の緑
色発光を示す蛍光体とした。最後にメタルバック層とし
てアルミ膜７１を１００ｎｍ製膜し、フェースプレート
を完成した（図１３（ｅ））。
気中で５００℃、１０ｍｉｎの熱処理を行うことで、酸
化亜鉛膜の酸素組成比を減じ、波長５００ｎｍ付近の緑
色発光を示す蛍光体とした。最後にメタルバック層とし
てアルミ膜７１を１００ｎｍ製膜し、フェースプレート
を完成した（図１３（ｅ））。
【００５５】比較例１として、ＳｉＯ2を周期パターン
に加工せず、六角形の酸化亜鉛膜の周囲にＳｉＯ2を有
するものを用意した。
に加工せず、六角形の酸化亜鉛膜の周囲にＳｉＯ2を有
するものを用意した。
【００５６】本実施例の発光部に電子線を照射し、カソ
ードルミネッセンスのマッピング評価を行ったところ、
比較例１に比べて発光が画素分離部で反射され、発光部
の上部に放出される傾向がみられた。すなわち、隣接画
素への光漏れが少ないことが見て取れた。
ードルミネッセンスのマッピング評価を行ったところ、
比較例１に比べて発光が画素分離部で反射され、発光部
の上部に放出される傾向がみられた。すなわち、隣接画
素への光漏れが少ないことが見て取れた。
【００５７】また、本実施例と比較例１で作製したフェ
ースプレートと対向してスピント型の電子源１４を配列
した電子源基板を配置し、真空容器１５内に封止し、図
６（ａ）に示すようなＦＥＤ表示装置を作製した。電子
源から放出された電子１９を電子加速手段１７で加速、
蛍光体６に照射することで画像を表示させたところ、本
実施例において比較例１に比べて細かい画像まで鮮明に
表示することができた。
ースプレートと対向してスピント型の電子源１４を配列
した電子源基板を配置し、真空容器１５内に封止し、図
６（ａ）に示すようなＦＥＤ表示装置を作製した。電子
源から放出された電子１９を電子加速手段１７で加速、
蛍光体６に照射することで画像を表示させたところ、本
実施例において比較例１に比べて細かい画像まで鮮明に
表示することができた。
【００５８】実施例２ 本実施例においては、図３（ｃ）に示すように、黒色部
の上に三角格子周期パターンのフォトニック結晶を配し
た画素分離部と、発光体を配列したフェースプレートに
電子線を照射することで画像を表示する表示装置を作成
した例である。また本実施例のフォトニック結晶は、ア
ルミの陽極酸化により作製した陽極酸化アルミナからな
る。
の上に三角格子周期パターンのフォトニック結晶を配し
た画素分離部と、発光体を配列したフェースプレートに
電子線を照射することで画像を表示する表示装置を作成
した例である。また本実施例のフォトニック結晶は、ア
ルミの陽極酸化により作製した陽極酸化アルミナからな
る。
【００５９】図１４は本実施例のフェースプレートの作
製工程を示す図である。開口部になるパターンのレジス
ト層７２をフォトリソグラフィーで形成後、黒色部とな
る厚さ１００ｎｍのアモルファスカーボン膜、陽極酸化
のストップ層として働く厚さ５０ｎｍのＴｉ膜（不図
示）、厚さ２ミクロンのアルミ膜を製膜し（図１４
（ａ））、アルミ膜を陽極酸化し陽極酸化アルミナに変
換した（図１４（ｂ））。陽極酸化アルミナはアルミナ
からなる周期構造を有し、フォトニック結晶として作用
する。
製工程を示す図である。開口部になるパターンのレジス
ト層７２をフォトリソグラフィーで形成後、黒色部とな
る厚さ１００ｎｍのアモルファスカーボン膜、陽極酸化
のストップ層として働く厚さ５０ｎｍのＴｉ膜（不図
示）、厚さ２ミクロンのアルミ膜を製膜し（図１４
（ａ））、アルミ膜を陽極酸化し陽極酸化アルミナに変
換した（図１４（ｂ））。陽極酸化アルミナはアルミナ
からなる周期構造を有し、フォトニック結晶として作用
する。
【００６０】陽極酸化に先立ち、アルミ膜表面にＦＩＢ
照射による開始点（くぼみ）形成を行うことで、細孔を
ハニカム状に規則的に配列したものとした。本実施例に
おいてはＧａの集束イオンビームを照射することで用
い、１９０ｎｍ間隔のハニカム配列にドット状の開始点
を形成した。ここで集束イオンビーム加工のイオン種は
Ｇａ，加速電圧は３０ｋＶ、イオンビーム径は１００ｎ
ｍ、イオン電流は３００ｐＡ、各ドットの照射時間は１
０ｍｓｅｃとした。陽極酸化は図１６に示す装置を用
い、本実施例においては、陽極酸化の電解液として０．
３Ｍリン酸浴を用い、７６Ｖの陽極酸化を行った。さら
にポアワイド処理として、２５℃のりん酸溶液５ｗｔ．
％中に７５分浸すことでりナノホール径を約１５０ｎｍ
に広げた。
照射による開始点（くぼみ）形成を行うことで、細孔を
ハニカム状に規則的に配列したものとした。本実施例に
おいてはＧａの集束イオンビームを照射することで用
い、１９０ｎｍ間隔のハニカム配列にドット状の開始点
を形成した。ここで集束イオンビーム加工のイオン種は
Ｇａ，加速電圧は３０ｋＶ、イオンビーム径は１００ｎ
ｍ、イオン電流は３００ｐＡ、各ドットの照射時間は１
０ｍｓｅｃとした。陽極酸化は図１６に示す装置を用
い、本実施例においては、陽極酸化の電解液として０．
３Ｍリン酸浴を用い、７６Ｖの陽極酸化を行った。さら
にポアワイド処理として、２５℃のりん酸溶液５ｗｔ．
％中に７５分浸すことでりナノホール径を約１５０ｎｍ
に広げた。
【００６１】引き続き、レジスト７２を除去（図１４
（ｃ））し、発光部となる開口を形成した。発光部のサ
イズは４０ミクロンの円形とし、５０ミクロン周期で配
置した。また画素分離部は約１０ミクロンの幅である。
実施例１と同様な手法で、発光部パターンに酸化亜鉛膜
７７を堆積させた（図１４（ｃ））。酸化亜鉛膜の厚さ
は約２ミクロンである。
（ｃ））し、発光部となる開口を形成した。発光部のサ
イズは４０ミクロンの円形とし、５０ミクロン周期で配
置した。また画素分離部は約１０ミクロンの幅である。
実施例１と同様な手法で、発光部パターンに酸化亜鉛膜
７７を堆積させた（図１４（ｃ））。酸化亜鉛膜の厚さ
は約２ミクロンである。
【００６２】さらに、２％Ｈ2 と９８％Ｈｅの還元雰囲
気中で５００℃、１０ｍｉｎの熱処理を行うことで、酸
化亜鉛膜の酸素組成比を減じ、波長５００ｎｍ付近の緑
色発光を示す蛍光体とした。最後にメタルバック層とし
てアルミ膜７１を１００ｎｍ製膜し、フェースプレート
を完成した（図１４（ｅ））。
気中で５００℃、１０ｍｉｎの熱処理を行うことで、酸
化亜鉛膜の酸素組成比を減じ、波長５００ｎｍ付近の緑
色発光を示す蛍光体とした。最後にメタルバック層とし
てアルミ膜７１を１００ｎｍ製膜し、フェースプレート
を完成した（図１４（ｅ））。
【００６３】本実施例の発光部に電子線を照射し、カソ
ードルミネッセンスのマッピング評価を行ったところ、
発光が画素分離部で反射され、発光部の上部にのみ放出
される傾向がみられた。すなわち、隣接画素への光漏れ
が少ないことが見て取れた。
ードルミネッセンスのマッピング評価を行ったところ、
発光が画素分離部で反射され、発光部の上部にのみ放出
される傾向がみられた。すなわち、隣接画素への光漏れ
が少ないことが見て取れた。
【００６４】また、本実施例で作製したフェースプレー
トを用い実施例１と同様にしてＦＥＤ表示装置を作製
し、画像を表示させたところ、細かい画像まで鮮明に表
示することができた。また、黒色部、すなわちブラック
ストライプを有するために、コントラストが高い画像が
得られた。
トを用い実施例１と同様にしてＦＥＤ表示装置を作製
し、画像を表示させたところ、細かい画像まで鮮明に表
示することができた。また、黒色部、すなわちブラック
ストライプを有するために、コントラストが高い画像が
得られた。
【００６５】さらに、本実施例においては、陽極酸化ア
ルミナを用いることで比較的容易な手法でアスペクト比
の高い周期構造を作製できた。これにより発光層の厚さ
を厚くすることもできた。
ルミナを用いることで比較的容易な手法でアスペクト比
の高い周期構造を作製できた。これにより発光層の厚さ
を厚くすることもできた。
【００６６】実施例３ 本実施例は、図７（ｃ）に示すような無機ＥＬ表示を作
製した例である。陽極酸化アルミナの一部の細孔に発光
材料を充填した技術を利用して無機ＥＬ素子を作製す
る。これにより図１０に示すように発光部、画素分離部
ともに周期構造を有する。
製した例である。陽極酸化アルミナの一部の細孔に発光
材料を充填した技術を利用して無機ＥＬ素子を作製す
る。これにより図１０に示すように発光部、画素分離部
ともに周期構造を有する。
【００６７】図１７は本実施例の無機ＥＬ表示装置の作
製工程を示す図である。図１７に示すように、ガラス基
板７５上にＩＴＯ透明電極７４、さらに絶縁層２６とし
て厚さ２００ｎｍのＹ2Ｏ3膜、アルミ膜７１を６００ｎ
ｍ製膜した（図１７（ａ））。
製工程を示す図である。図１７に示すように、ガラス基
板７５上にＩＴＯ透明電極７４、さらに絶縁層２６とし
て厚さ２００ｎｍのＹ2Ｏ3膜、アルミ膜７１を６００ｎ
ｍ製膜した（図１７（ａ））。
【００６８】次にアルミ膜を陽極酸化することで、陽極
酸化アルミナ７６とした（図１７（ｂ））陽極酸化アル
ミナの作成方法は実施例２に準じた。ただし、用いた開
始点間隔は２２０ｎｍ、陽極酸化電圧は８８Ｖ、ポアワ
イド時間は９０ｍｉｎであり、細孔間隔は２２０ｎｍ、
細孔径は１８０ｎｍである。
酸化アルミナ７６とした（図１７（ｂ））陽極酸化アル
ミナの作成方法は実施例２に準じた。ただし、用いた開
始点間隔は２２０ｎｍ、陽極酸化電圧は８８Ｖ、ポアワ
イド時間は９０ｍｉｎであり、細孔間隔は２２０ｎｍ、
細孔径は１８０ｎｍである。
【００６９】陽極酸化アルミナの一部をレジストで覆
い、細孔内の一部に発光材料８２としてＺｎＳ：Ｍｎを
充填した（図１７（ｃ））。陽極酸化アルミナにＺｎ
Ｓ：Ｍｎが充填された発光部のサイズは約６０ミクロン
径の円状であり、非充填部のすなわち画素分離部の幅は
５ミクロン程度である。ＺｎＳ：Ｍｎの堆積には、試料
を０．０５Ｍ酢酸亜鉛、０．００１Ｍ酢酸マンガンの混
合水溶液中に３ｍｉｎ浸したあと、アンモニアを用いて
ｐＨを１２に調整した０．０５Ｍチオアセトアミド水溶
液に１０ｍｉｎ浸し、さらに６０℃で１時間の焼成を行
うという３ステッププロセスを繰り返し行うことで、行
った。
い、細孔内の一部に発光材料８２としてＺｎＳ：Ｍｎを
充填した（図１７（ｃ））。陽極酸化アルミナにＺｎ
Ｓ：Ｍｎが充填された発光部のサイズは約６０ミクロン
径の円状であり、非充填部のすなわち画素分離部の幅は
５ミクロン程度である。ＺｎＳ：Ｍｎの堆積には、試料
を０．０５Ｍ酢酸亜鉛、０．００１Ｍ酢酸マンガンの混
合水溶液中に３ｍｉｎ浸したあと、アンモニアを用いて
ｐＨを１２に調整した０．０５Ｍチオアセトアミド水溶
液に１０ｍｉｎ浸し、さらに６０℃で１時間の焼成を行
うという３ステッププロセスを繰り返し行うことで、行
った。
【００７０】さらに、レジストを除去後、絶縁層２６と
して厚さ２００ｎｍのＹ2Ｏ3膜、さらに上部電極として
Ａｌ膜を製膜することでＥＬ素子を配列した表示装置を
作製した（図１７（ｄ））。
して厚さ２００ｎｍのＹ2Ｏ3膜、さらに上部電極として
Ａｌ膜を製膜することでＥＬ素子を配列した表示装置を
作製した（図１７（ｄ））。
【００７１】比較例２として、陽極酸化アルミナを用い
ずに、アルミナ膜にフォトリソグラフィーで発光部の開
口パターニングをつくり、パターン内にＺｎＳ：Ｍｎ堆
積することで作製した表示装置を用意した。
ずに、アルミナ膜にフォトリソグラフィーで発光部の開
口パターニングをつくり、パターン内にＺｎＳ：Ｍｎ堆
積することで作製した表示装置を用意した。
【００７２】下部透明電極と上部電極の間に交流電圧
（２５０Ｖ、５ｋＨｚ）を印加し、ＥＬ発光素子から赤
橙色（波長５８０ｎｍ付近）の発光をさせたところ、本
実施例においては、比較例２に比べて近接画素への光の
漏れが少なく、細かい画像を精度良く表示することがで
きた。
（２５０Ｖ、５ｋＨｚ）を印加し、ＥＬ発光素子から赤
橙色（波長５８０ｎｍ付近）の発光をさせたところ、本
実施例においては、比較例２に比べて近接画素への光の
漏れが少なく、細かい画像を精度良く表示することがで
きた。
【００７３】実施例４ 本実施例は、図７（ｄ）に示すような発光素子として有
機ＥＬ発光素子を配した表示装置の例である。
機ＥＬ発光素子を配した表示装置の例である。
【００７４】実施例１と同様な手法により、透明電極を
配したガラス基板上に、発光部を設ける開口パターンの
周りに、画素分離部と成るＳｉＯ2からなる周期パター
ン（フォトニック結晶）を配した構造を作製した（図１
３（ｃ））。周期パターンは、有機ＥＬ素子の発光波長
をかんがみて、１４０ｎｍ径、深さ２５０ｎｍの円柱細
孔が図５（ｃ）のように三角格子状に２４０ｍの周期で
配列したものとした。発光部を配する開口パターンのサ
イズは、５０ミクロン、画素分離部の幅は５ミクロンで
ある。
配したガラス基板上に、発光部を設ける開口パターンの
周りに、画素分離部と成るＳｉＯ2からなる周期パター
ン（フォトニック結晶）を配した構造を作製した（図１
３（ｃ））。周期パターンは、有機ＥＬ素子の発光波長
をかんがみて、１４０ｎｍ径、深さ２５０ｎｍの円柱細
孔が図５（ｃ）のように三角格子状に２４０ｍの周期で
配列したものとした。発光部を配する開口パターンのサ
イズは、５０ミクロン、画素分離部の幅は５ミクロンで
ある。
【００７５】次に、開口内に、厚さ７５ｎｍの芳香族ジ
アミンからなる膜、厚さ６０ｎｍのアルミキノリノール
錯体（Ａｌｑ３）からなる膜の積層からなる有機発光層
を蒸着し、さらに上部電極としてＡｇＭｇ合金膜を製膜
することで有機ＥＬ素子を配した。
アミンからなる膜、厚さ６０ｎｍのアルミキノリノール
錯体（Ａｌｑ３）からなる膜の積層からなる有機発光層
を蒸着し、さらに上部電極としてＡｇＭｇ合金膜を製膜
することで有機ＥＬ素子を配した。
【００７６】上部電極と下地透明電極間に電圧（７Ｖ）
を印加し、有機ＥＬ発光素子から５５０ｎｍ付近の緑色
発光をさせたところ、近接画素への光の漏れが少なく、
細かい画像を精度良く表示することができた。
を印加し、有機ＥＬ発光素子から５５０ｎｍ付近の緑色
発光をさせたところ、近接画素への光の漏れが少なく、
細かい画像を精度良く表示することができた。
【００７７】実施例５ 本実施例は図８（ｅ）に示すよう発光ダイオードを配列
した表示装置の例であり、画素分離部としてポリスチレ
ン球が配列したフォトニック結晶を配した例である。
した表示装置の例であり、画素分離部としてポリスチレ
ン球が配列したフォトニック結晶を配した例である。
【００７８】市販のＩｎＧａＮ系発光ダイオード（発光
波長５２０ｎｍ）を、黒色の基板上に配列し実装、電気
接続をおこなった。発光ダイオードのサイズは４ｍｍ径
であり、隣接するダイオード間の間隔は約１ｍｍであ
る。
波長５２０ｎｍ）を、黒色の基板上に配列し実装、電気
接続をおこなった。発光ダイオードのサイズは４ｍｍ径
であり、隣接するダイオード間の間隔は約１ｍｍであ
る。
【００７９】次に発光ダイオードの間に、画素分離部と
して、２１０ｎｍ径のポリスチレン球を分散し、図４
（ｃ）に示すような３Ｄフォトニック結晶を配すること
で、図８（ｅ）に示すような表示装置とした。フォトニ
ック結晶は乱れを有したものの、５００から５５０ｎｍ
付近で大きな反射率を有することを確認した。ダイオー
ドを発光させたところ、画素分離部にポリスチレン球を
配置しなかったものとくらべて、近接画素への光の漏れ
が少なかった。
して、２１０ｎｍ径のポリスチレン球を分散し、図４
（ｃ）に示すような３Ｄフォトニック結晶を配すること
で、図８（ｅ）に示すような表示装置とした。フォトニ
ック結晶は乱れを有したものの、５００から５５０ｎｍ
付近で大きな反射率を有することを確認した。ダイオー
ドを発光させたところ、画素分離部にポリスチレン球を
配置しなかったものとくらべて、近接画素への光の漏れ
が少なかった。
【００８０】実施例６ 本実施例は、陽極酸化アルミナの細孔に発光材料を充填
するのを利用して図１０示すように発光部、画素分離部
ともに周期構造からなるフェースプレートを作製した例
であり、これに電子線を照射することで画像を表示する
表示装置を作成した例である。
するのを利用して図１０示すように発光部、画素分離部
ともに周期構造からなるフェースプレートを作製した例
であり、これに電子線を照射することで画像を表示する
表示装置を作成した例である。
【００８１】特に、本実施例は、細孔径の異なる領域を
設け、細孔径の大きい細孔にのみ発光体を充填すること
で、円柱状の発光材料が配列した発光部と、円柱状の空
孔が配列した画素分離部を有し、発光材料の円柱形が空
孔の空孔径より大きい構成を作製した例である。
設け、細孔径の大きい細孔にのみ発光体を充填すること
で、円柱状の発光材料が配列した発光部と、円柱状の空
孔が配列した画素分離部を有し、発光材料の円柱形が空
孔の空孔径より大きい構成を作製した例である。
【００８２】ＩＴＯが製膜されたガラス基板上にアルミ
膜を製膜した後、陽極酸化し陽極酸化アルミナに変換し
た。陽極酸化アルミナの作成方法は実施例２に準じる
が、細孔開始点５５の深さを制御することで、径の異な
る細孔が配列した陽極酸化アルミナとすることができ
る。具体的にはＦＩＢ照射量が大きく、深さの深い最高
開始点から細孔径の大きい細孔を作製できる。大きい細
孔が配列した領域、すなわち発光部の形状は３０ミクロ
ンサイズの六角形であり、隣接する小さな細孔が配列し
た領域、すなわち画素分離部の幅は３ミクロンである。
膜を製膜した後、陽極酸化し陽極酸化アルミナに変換し
た。陽極酸化アルミナの作成方法は実施例２に準じる
が、細孔開始点５５の深さを制御することで、径の異な
る細孔が配列した陽極酸化アルミナとすることができ
る。具体的にはＦＩＢ照射量が大きく、深さの深い最高
開始点から細孔径の大きい細孔を作製できる。大きい細
孔が配列した領域、すなわち発光部の形状は３０ミクロ
ンサイズの六角形であり、隣接する小さな細孔が配列し
た領域、すなわち画素分離部の幅は３ミクロンである。
【００８３】試料周りを真空に脱気後、亜鉛を含有した
ゾルゲル液（たとえば高純度化学製ＺＮ−０５）をスピ
ンコートし、細孔上の余分なゾルゲル液を十分に除去
後、６００℃程度の熱処理をほどこすことで、細孔内に
酸化亜鉛を堆積させた。この際、ゾルゲル液を希釈し、
粘性を制御することで、大きな細孔の中にのみゾルゲル
液を導入することができる。すなわち、大きい細孔内の
みに酸化亜鉛膜を堆積できる。
ゾルゲル液（たとえば高純度化学製ＺＮ−０５）をスピ
ンコートし、細孔上の余分なゾルゲル液を十分に除去
後、６００℃程度の熱処理をほどこすことで、細孔内に
酸化亜鉛を堆積させた。この際、ゾルゲル液を希釈し、
粘性を制御することで、大きな細孔の中にのみゾルゲル
液を導入することができる。すなわち、大きい細孔内の
みに酸化亜鉛膜を堆積できる。
【００８４】このようにして、大きな細孔内に発光材料
が充填された領域のまわりに、小さな空孔が配列したフ
ォトニック結晶からなる画素分離部を有した。大きな細
孔、すなわち発光材料の径は１６０ｎｍ程度、小さな空
孔の径は９０ｎｍ程度である。
が充填された領域のまわりに、小さな空孔が配列したフ
ォトニック結晶からなる画素分離部を有した。大きな細
孔、すなわち発光材料の径は１６０ｎｍ程度、小さな空
孔の径は９０ｎｍ程度である。
【００８５】さらに、２％Ｈ2 と９８％Ｈｅの還元雰囲
気中で５００℃、１０ｍｉｎの熱処理を行うことで、酸
化亜鉛膜の酸素組成比を減じ、波長５００ｎｍ付近の緑
色発光を示す蛍光体とした。
気中で５００℃、１０ｍｉｎの熱処理を行うことで、酸
化亜鉛膜の酸素組成比を減じ、波長５００ｎｍ付近の緑
色発光を示す蛍光体とした。
【００８６】最後にメタルバック層としてアルミ膜７１
を１００ｎｍ製膜し、フェースプレートを完成した（図
１３（ｅ））。
を１００ｎｍ製膜し、フェースプレートを完成した（図
１３（ｅ））。
【００８７】このようにして作製した試料に、実施例１
と同様な手法でカソードルミネッセンスの評価を行った
ところ、発光強度が強く、また発光スペクトルのピーク
は長波長側に移動し、スペクトル幅が若干狭くなってい
た。また蛍光寿命が長くなっていた。これは、発光部を
周期構造にしたこと、すなわちフォトニック結晶にした
作用であり、このように発光部に周期構造を適用するこ
とで発光部の発光特性を制御することができることがわ
かる。また、隣接画素への光漏れが少なかった。
と同様な手法でカソードルミネッセンスの評価を行った
ところ、発光強度が強く、また発光スペクトルのピーク
は長波長側に移動し、スペクトル幅が若干狭くなってい
た。また蛍光寿命が長くなっていた。これは、発光部を
周期構造にしたこと、すなわちフォトニック結晶にした
作用であり、このように発光部に周期構造を適用するこ
とで発光部の発光特性を制御することができることがわ
かる。また、隣接画素への光漏れが少なかった。
【００８８】フォトニック結晶において細孔径の異なる
領域を設け、細孔径の大きい細孔にのみ発光体を充填す
ることで、比較的安易な手法で、フォトニック結晶から
なる発光部とフォトニック結晶からなる画素分離部を配
列して形成することができた。
領域を設け、細孔径の大きい細孔にのみ発光体を充填す
ることで、比較的安易な手法で、フォトニック結晶から
なる発光部とフォトニック結晶からなる画素分離部を配
列して形成することができた。
【００８９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、以
下の効果がある。すなわち、画素分離部にフォトニック
結晶を適用することで、細かな文字などを鮮明に文字を
表示することができる。すなわち、解像度の高い表示装
置を実現できた。画素分離部の面積低減がはかられ、開
口率の向上と、効果的な光の取出しにより、輝度の向上
が可能である。また、陽極酸化アルミナを適用した製法
を適用することで、簡易な製法でアスペクトの高いフォ
トニック結晶を有した画素分離部を作製することができ
る。
下の効果がある。すなわち、画素分離部にフォトニック
結晶を適用することで、細かな文字などを鮮明に文字を
表示することができる。すなわち、解像度の高い表示装
置を実現できた。画素分離部の面積低減がはかられ、開
口率の向上と、効果的な光の取出しにより、輝度の向上
が可能である。また、陽極酸化アルミナを適用した製法
を適用することで、簡易な製法でアスペクトの高いフォ
トニック結晶を有した画素分離部を作製することができ
る。
【図１】本発明の表示装置の発光部と画素分離部の一例
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図２】本発明の表示装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の表示装置の発光部と画素分離部の一例
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図４】フォトニック結晶の例を示す概略図である。
【図５】２Ｄフォトニック結晶の例を示す概略図であ
る。
る。
【図６】本発明の表示装置の例を示す概略図である。
【図７】本発明の表示装置の例を示す概略図である。
【図８】本発明の表示装置の例を示す概略図である。
【図９】陽極酸化アルミナを示す概略図である。
【図１０】フォトニック結晶を発光部と画素分離部の両
方に適用した例を示す概略図である。
方に適用した例を示す概略図である。
【図１１】フォトニック結晶を発光部と画素分離部と黒
色部のすべてに適用した例を示す概略図である。
色部のすべてに適用した例を示す概略図である。
【図１２】従来の表示装置の例を示す概略図である。
【図１３】本発明の実施例１の表示部の作成方法を示す
概略図である。
概略図である。
【図１４】本発明の実施例２の表示部の作成方法を示す
概略図である。
概略図である。
【図１５】陽極酸化アルミナの作製工程を示す概略図で
ある。
ある。
【図１６】陽極酸化装置を示す概略図である。
【図１７】本発明の実施例３の無機ＥＬ表示装置の作成
方法を示す概略図である。
方法を示す概略図である。
１ 発光部 ２ フォトニック結晶からなる画素分離部 ３ 黒色部 ４ 基板 ５ 発光素子 ６ 蛍光体 ７ 上部電極 ８ 下部電極 ９ 電圧印加手段 １０ 画素 １１ 有機発光層 １２ 紫外発光素子 １３ 発光ダイオード（ＬＥＤ） １４ 電子源 １５ 真空容器 １６ 制御電極 １７ 電子加速手段 １８ 真空 １９ 電子 ２０ メタルバック ２１ 第１の誘電材料 ２２ 第２の誘電材料 ２４ 誘電体ロッド ２５ 誘電体球 ２６ 絶縁層 ２７ 発光層 ２８ フォトニック結晶から成る発光部 ２９ 周期構造から成る黒色部 ４０ 恒温槽 ４１ 試料 ４２ カソード ４３ 電解質 ４４ 反応容器 ４５ 電源 ４６ 電流計 ５１ アルミ（膜） ５２ 陽極酸化アルミナ ５３ 細孔（ナノホール） ５４ バリア層 ５５ 細孔開始点 ７１ アルミ膜 ７２ レジスト ７３ カーボン膜 ７４ 透明導電膜 ７５ ガラス基板 ７６ 陽極酸化アルミナ ７７ 酸化亜鉛膜 ７８ ＳｉＯ2膜 ７９ Ｃｒ膜 ８０ ＳｉＯ2からなる周期パターン ８１ 六角形の開口 ８２ 発光材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｚ Ｆターム(参考） 3K007 AB04 AB17 AB18 BA00 CA01 CB01 DA01 DA04 DB02 DB03 DC02 EA00 EB00 5C036 CC01 CC13 CC14 CC18 EE01 EE05 EF01 EF06 EF09 EG36 EH07 EH09 EH12 5C094 AA05 AA10 AA12 AA45 BA21 BA23 BA27 BA32 CA19 CA24 ED20 5F041 AA06 CA40 CB22 DA82 FF01
Claims (16)
- 【請求項１】 発光部と、該発光部を分離する画素分離
部を配列した部位を有する表示装置において、該発光部
と画素分離部の少なくとも一方は該発光部から発せられ
る発光の波長より小さい周期で周期的に屈折率の異なる
材料が配列したフォトニック結晶を有していることを特
徴とする表示装置。 - 【請求項２】 該画素分離部は該発光部から発せられる
発光の波長より小さい周期で周期的に屈折率の異なる材
料が配列したフォトニック結晶を有していることを特徴
とする請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項３】 該発光部は蛍光体からなり、さらに該蛍
光体を励起する手段を具備することを特徴とする請求項
１または２に記載の表示装置。 - 【請求項４】 該発光部は発光素子を有してなり、さら
に該発光素子の発光を制御する駆動手段を有することを
特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。 - 【請求項５】 該画素分離部は、該フォトニック結晶か
らなる部位に加え、黒色部を有することを特徴とする請
求項１乃至４のいずれかの項に記載の表示装置。 - 【請求項６】 該フォトニック結晶から成る部位は、該
黒色部と該発光部の間に配することを特徴とする請求項
５に記載の表示装置。 - 【請求項７】 該画素分離部において、該フォトニック
結晶からなる部位は該黒色部の上もしくは下に配される
ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。 - 【請求項８】 該フォトニック結晶は、屈折率の異なる
材料を２次元的に配列した構造からなることを特徴とす
る請求項１乃至７のいずれかの項に記載の表示装置。 - 【請求項９】 該フォトニック結晶は、屈折率の異なる
円柱を２次元的に三角格子状に配列した構造からなるこ
とを特徴とする請求項８に記載の表示装置。 - 【請求項１０】 該フォトニック結晶には陽極酸化アル
ミナが適用されていることを特徴とする請求項９に記載
の表示装置。 - 【請求項１１】 該発光部が、発光波長より小さい周期
で周期的に屈折率の異なる材料が配列したフォトニック
結晶からなることを特徴とする請求項１乃至１０のいず
れかの項に記載の表示装置。 - 【請求項１２】 該発光部は発光材料が２次元的に配列
した構造からなることを特徴とする請求項１１に記載の
表示装置。 - 【請求項１３】 該発光部は円柱状の発光材料が２次元
的に三角格子状に配列した構造からなることを特徴とす
る請求項１１または１２に記載の表示装置。 - 【請求項１４】 該画素分離部が屈折率の異なる円柱を
２次元的に三角格子状に配した構造からなるフォトニッ
ク結晶からなり、さらに該発光部は円柱状の発光材料が
２次元的に三角格子状に配列した構造からなり、さらに
該発光部における該円柱状の発光材料の径が該画像分離
部における該円柱の径より大きいことを特徴とする請求
項１３に記載の表示装置。 - 【請求項１５】 該発光部の発光によって励起される蛍
光体を具備し、該蛍光体からの発光により画像を形成す
ることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 【請求項１６】 該発光部はＧａＮ系発光ダイオードか
らなることを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
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