(57)【要約】      （修正有）【課題】高純度の発光材料の製造方法、及びこの発光材料を用いた高輝度発光素子の提供。【解決手段】容器内に、発光中心元素を含む第１の層を形成し、第１の層を覆うように、母体材料を含む第２の層を形成し、容器内の前記第１の層および第２の層に加熱処理を施すことによる、前記発光中心元素を第２の層に添加させる発光材料の製造方法である。加熱処理は、７００℃以上１５００℃以下の温度で加熱される。母体材料は、例えば硫化亜鉛等、発光中心元素は、銅、塩素、マンガン等である。１対の電極間に、バインダ中に分散された粒子状の該発光材料からなる発光層を有する高輝度な発光素子がえられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に、
第１の発光中心元素を含む第１の層を形成し、
前記第１の層を覆うように、母体材料を含む第２の層を形成し、
前記容器内の前記第１の層および前記第２の層に加熱処理を施すことにより、前記第１の発光中心元素を前記第２の層に添加させることを特徴とする発光材料の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記加熱処理は、７００℃以上１５００℃以下の温度で加熱することを特徴とする発光材料の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記加熱処理は、硫化性ガス雰囲気下で行うことを特徴とする発光材料の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第１の発光中心元素は、銅、銀、金、マンガン、テルビウム、ユーロピウム、ツリウム、セリウム、プラセオジウム、サマリウム、エルビウム、アルミニウム、塩素、又はフッ素のいずれか一種又は複数種であることを特徴とする発光材料の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記母体材料は、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化バリウム−アルミニウム、硫化カルシウム−ガリウム、硫化ストロンチウム−ガリウム、又は硫化バリウム−ガリウムのいずれかであることを特徴とする発光材料の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第２の層は、前記第１の発光中心元素とは異なる第２の発光中心元素を含むことを特徴とする発光材料の製造方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の発光中心元素からの発光色と、前記第２の発光中心元素からの発光色とが補色の関係にあることを特徴とする発光材料の製造方法。
【請求項８】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、バインダ中に分散された粒子状の発光材料を有し、
前記発光材料は、第１の発光中心元素と、母体材料と、を含み、
前記バインダ中に分散された各粒子が含む前記第１の発光中心元素の濃度は、粒子毎に異なることを特徴とする発光素子。
【請求項９】
請求項８において、
前記一対の電極間に、さらに絶縁層を有することを特徴とする発光素子。
【請求項１０】
請求項９において、
前記絶縁層は、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化シリコン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、窒化シリコン、酸化ジルコニウムのいずれか一種または複数種を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項１１】
請求項８乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第１の発光中心元素は、銅、銀、金、マンガン、テルビウム、ユーロピウム、ツリウム、セリウム、プラセオジウム、サマリウム、エルビウム、アルミニウム、塩素、又はフッ素のいずれか一種であることを特徴とする発光素子。
【請求項１２】
請求項８乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記発光材料は、第２の発光中心元素を含み、
前記第２の発光中心元素は、銅、銀、金、マンガン、テルビウム、ユーロピウム、ツリウム、セリウム、プラセオジウム、サマリウム、エルビウム、アルミニウム、塩素、又はフッ素のいずれか一種であり、前記第１の発光中心元素とは異なることを特徴とする発光素子。
【請求項１３】
請求項８乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記母体材料は、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化バリウム−アルミニウム、硫化カルシウム−ガリウム、硫化ストロンチウム−ガリウム、又は硫化バリウム−ガリウムのいずれかであることを特徴とする発光素子。
【請求項１４】
請求項８乃至請求項１３のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御手段とを有する発光装置。
【請求項１５】
表示部を有し、
前記表示部は、請求項８乃至請求項１３のいずれか一項に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光材料の製造方法に関する。また、エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子に関する。また、発光素子を有する発光装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビ、携帯電話、デジタルカメラ等における表示装置は、平面的で薄型の表示装置が求められており、この要求を満たすための表示装置として、自発光型である発光素子を利用した表示装置が注目されている。自発光型の発光素子の一つとして、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光素子があり、この発光素子は、発光材料を一対の電極で挟み、電圧を印加することにより、発光材料からの発光を得ることができるものである。
【０００３】
このような自発光型の発光素子は、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好適であると考えられている。また、このような発光素子は、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。また、非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
【０００４】
さらに、このような自発光型の発光素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積の素子を形成することにより、面発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
【０００５】
エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と呼ばれている。
【０００６】
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有し、後者は、発光材料の薄膜からなる発光層を有している点に違いはあるが、高電界で加速された電子を必要とする点では共通である。なお、得られる発光のメカニズムとしては、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。一般的に、分散型無機ＥＬ素子ではドナー−アクセプター再結合型発光、薄膜型無機ＥＬ素子では局在型発光である場合が多い。
【０００７】
このような無機ＥＬ素子に用いられる発光材料は、硫化亜鉛等の母体材料にマンガンや銅等の発光中心元素を添加させたものであるが、その製造方法としては、例えば、特許文献１があり、また、白色発光を有する発光材料の製造方法としては、例えば、特許文献２がある。これらの製造方法では、母体材料と発光中心元素を含む材料を混合して焼成することにより発光材料を製造しているが、発光中心元素を含む材料の濃度の制御が難しく、濃度を高くした場合には副生成物が多くなり、発光材料の純度が低くなる問題があった。
【特許文献１】特開２００４−９９８８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２４４６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明は、高純度の発光材料の製造方法を提供することを課題とする。また、高輝度の発光素子を提供することを課題とする。また、高輝度の発光装置および電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一は、容器内に、発光中心元素を含む第１の層を形成し、第１の層を覆うように、母体材料を含む第２の層を形成し、容器内の第１の層および第２の層に加熱処理を施すことにより、発光中心元素を第２の層に添加させることを特徴とする発光材料の製造方法である。
【００１０】
上記構成において、加熱処理は、７００℃以上１５００℃以下の温度で加熱することが好ましい。また、加熱処理は、硫化性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【００１１】
また、上記構成において、第１の発光中心元素は、銅、銀、金、マンガン、テルビウム、ユーロピウム、ツリウム、セリウム、プラセオジウム、サマリウム、エルビウム、アルミニウム、塩素、又はフッ素のいずれか一種又は複数種であることが好ましい。
【００１２】
また、上記構成において、母体材料は、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化バリウム−アルミニウム、硫化カルシウム−ガリウム、硫化ストロンチウム−ガリウム、又は硫化バリウム−ガリウムのいずれかであることが好ましい。
【００１３】
また、上記構成において、第２の層は、さらに、第１の層に含まれる発光中心元素とは異なる発光中心元素を含んでいてもよい。特に、第１の層に含まれる発光中心元素からの発光色と、第２の層に含まれる発光中心元素からの発光色とが補色の関係にあることで白色発光する発光素子を得ることができる。
【００１４】
また、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層はバインダ中に分散された粒子状の発光材料を有し、発光材料は第１の発光中心元素と母体材料とを含み、バインダ中に分散された各粒子が含有する第１の発光中心元素の濃度が、粒子毎に異なることを特徴とする発光素子である。
【００１５】
上記構成において、一対の電極間に、さらに絶縁層を有していてもよい。絶縁層は、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化シリコン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、窒化シリコン、又は酸化ジルコニウムのいずれか一種又は複数種を含むことが好ましい。
【００１６】
また、上記構成において、第１の発光中心元素は、銅、銀、金、マンガン、テルビウム、ユーロピウム、ツリウム、セリウム、プラセオジウム、サマリウム、エルビウム、アルミニウム、塩素、又はフッ素のいずれか一種であることが好ましい。
【００１７】
また、上記構成において、発光材料は第２の発光中心元素を含んでいてもよい。第２の発光中心元素は、銅、銀、金、マンガン、テルビウム、ユーロピウム、ツリウム、セリウム、プラセオジウム、サマリウム、エルビウム、アルミニウム、塩素、又はフッ素のいずれか一種であり、第１の発光中心元素とは異なることが好ましい。
【００１８】
また、上記構成において、母体材料は、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化バリウム−アルミニウム、硫化カルシウム−ガリウム、硫化ストロンチウム−ガリウム、又は硫化バリウム−ガリウムのいずれかであることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、上述した発光素子を有する発光装置も範疇に含めるものである。つまり、本発明の一は、発光素子と発光素子の発光を制御する制御手段とを有する発光装置である。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置を含む）を含む。また、発光素子が形成されたパネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【００２０】
また、本発明の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものとする。したがって、本発明の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の発光材料の製造方法により、純度の高い発光材料を得ることができる。
【００２２】
また、本発明の製造方法による発光材料を用いることで、輝度の高い発光素子を得ることができる。
【００２３】
また、本発明の発光装置は、高輝度の発光素子を有しているため、高い輝度を得ることができる。また、消費電力が低減された発光装置および電子機器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更しうることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明に係る発光材料の製造方法について図１を用いて説明する。図１は第１の層１１１と第２の層１１２が積層された容器１００の断面図である。本実施の形態は、容器１００を加熱処理することにより、容器内の材料を焼成する発光材料の製造方法であり、以下、説明する。
【００２６】
まず、マンガン等の発光中心材料を所定量秤量して、容器１００に収容し、第１の層１１１を形成する。第１の層１１１上に、硫化亜鉛等の母体材料を所定量秤量して、容器１００に収容し、第２の層１１２を形成する。なお、適当な振動を加えて、材料を平坦にしながら収容してもよい。
【００２７】
容器１００の材質としては、石英、アルミナ、窒化ホウ素等の材料を用いることができ、様々な形状のものを用いることができる、例えば、半球状のものや筒状のもの等を用いることができる。
【００２８】
第１の層１１１を構成する材料として、発光中心元素を含む材料（以下、発光中心材料とする）を用いることができる。発光中心元素としては、銅、銀、金、マンガン、テルビウム、ユーロピウム、ツリウム、セリウム、プラセオジウム、サマリウム、エルビウム、アルミニウム、塩素、又はフッ素等であり、発光中心材料としては、単体又は化合物を用いることができる。発光中心材料が化合物の場合は、硫化銅、塩化銅、フッ化銅、硫酸銅、硫化銀、塩化銀、フッ化銀、硫化マンガン、炭酸マンガン、塩化テルビウム、フッ化テルビウム、酸化ユーロピウム、塩化ユーロピウム、フッ化ユーロピウム、酸化ツリウム、フッ化ツリウム（ＴｍＦ３）、塩化プラセオジウム、フッ化プラセオジウム、酸化サマリウム、塩化サマリウム、フッ化サマリウム、酸化セリウム、塩化セリウム、フッ化セリウム、酸化エルビウム、塩化エルビウム、フッ化エルビウム、硫化アルミニウム、又は塩化アルミニウム等を用いることができる。
【００２９】
第２の層１１２を構成する材料として、母体材料を用いることができる。母体材料としては、硫化物、酸化物、又は窒化物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、又は硫化バリウム等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛又は酸化イットリウム等を用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、又は窒化インジウム等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛又はテルル化亜鉛等も用いることができ、硫化バリウム−アルミニウム、硫化カルシウム−ガリウム、硫化ストロンチウム−ガリウム、又は硫化バリウム−ガリウム、等の３元系の化合物であってもよい。
【００３０】
なお、容器１００内に発光中心材料を収容して、第１の層１１１を形成した後、加熱処理を行い、発光中心材料を溶融させ、冷却して固めた後に、母体材料を収容して第２の層を形成することもできる。
【００３１】
次に、容器１００を加熱し、容器内の材料の焼成を行う。焼成は、大気で行ってもよく、Ｎ２雰囲気下、Ａｒ雰囲気下、又は硫化性ガス雰囲気下で行ってもよい。硫化性ガスとしては、例えば、硫化水素、二硫化炭素、硫黄蒸気、エチルメルカプタン、メチルメルカプタン等のメルカプタン類、ジメチル硫黄、又はジエチル硫黄等を用いることができる。なかでも、硫化水素ガスが好ましい。これは、硫化水素の一部が分解して硫黄と水素が発生し、発光材料中の硫黄欠損を防ぐと同時に、水素の還元作用効果が期待できるためである。また、容器を石英管の中に入れ、１×１０−３Ｐａ以下の圧力となるように排気した後、封管を行い、封管された石英管を加熱し、材料を焼成することもできる。なお、焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。
【００３２】
焼成により、母体材料と発光中心材料との固相反応が起き、母体材料に発光中心元素が添加された発光材料が得られる。一般的に行われている母体材料と発光中心材料を混合した製造方法では、母体材料と発光中心材料との固相反応だけでなく、発光中心材料同士が固相反応を起こし、合金等の副生成物を生じてしまう。特に、発光中心材料の混合比率が高い場合に顕著に見られ、これは、固相反応が起こる際、母体材料の固溶度が限界に達しているにもかかわらず、未反応の発光中心材料が存在しているために起きると考えられる。そして、このような副生成物は、発光材料の純度を下げ、発光素子に用いた場合では濃度消光の原因となっている。一方、本実施の形態による製造方法では、母体材料と発光中心材料とが分離されている。加熱することで、蒸気となった発光中心材料は母体材料中に拡散するが、気体である発光中心材料は拡散係数が高く、部分的に発光中心材料の濃度が高まることはない。また、発光中心材料が蒸気とならない場合でも、母体材料と発光中心材料との界面より固相反応が進み、発光中心元素が母体材料中に拡散するが、母体材料の固溶度に達しても、母体材料中には未反応の発光中心材料が存在しないため、副生成物の反応が進みにくい特徴を有している。
【００３３】
焼成後の第２の層１１２には、第１の層に含まれる発光中心元素が添加された発光材料が得られる。本実施の形態による発光材料の製造方法によれば、発光中心材料の量を調整することなく、温度と時間のみの条件により、発光中心元素の濃度分布のある発光材料又は均質な発光材料が得られる。なお、発光中心元素の濃度分布のある発光材料の場合、得られた発光材料を粉砕、撹拌し、再度焼成を行うことで、均質な発光材料を得ることも可能である。また、母体材料と発光中心材料とが分離されているため、副生成物ができにくく、純度の高い発光材料を得ることができる。
【００３４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明に係る発光材料の製造方法について図２を用いて説明する。図２は第１の層１２１と第２の層１２２が積層された容器１００の断面図である。本実施の形態は、容器１００を加熱処理することにより、容器内の材料を焼成する発光材料の製造方法であり、以下、説明する。
【００３５】
まず、マンガン等の発光中心材料を所定量秤量して、容器１００に収容し、第１の層１２１を形成する。第１の層１２１上に、硫化亜鉛等の母体材料を所定量秤量して、容器１００に収容し、第２の層１２２を形成する。なお、適当な振動を加えて、材料を平坦にしながら収容してもよい。
【００３６】
第２の層１２２を構成する母体材料としては、実施の形態１で説明した材料を用いることができる。第１の層１２１を構成する発光中心材料は、２種類以上の異なる発光中心材料の混合物である。発光中心材料としては、実施の形態１で説明した材料を用いることができ、これらの単体又は化合物の混合物を用いることができる。例えば、発光中心元素としてＭｎとＴｂを添加する場合、ＭｎＳとＴｂＦ３をそれぞれ秤量し、これらの混合物を第１の層と形成することができる。なお、混合物とせず、発光中心材料を積層させて、第１の層を形成することもできる。
【００３７】
次に、容器１００を加熱し、容器内の材料の焼成を行う。焼成は、大気で行ってもよく、Ｎ２雰囲気下、Ａｒ雰囲気下、又は硫化性ガス雰囲気下で行ってもよい。硫化性ガスとしては、例えば、硫化水素、二硫化炭素、硫黄蒸気、エチルメルカプタン、メチルメルカプタン等のメルカプタン類、ジメチル硫黄、又はジエチル硫黄等を用いることができる。なかでも、硫化水素ガスが好ましい。これは、硫化水素の一部が分解して硫黄と水素が発生し、発光材料中の硫黄欠損を防ぐと同時に、水素の還元作用効果が期待できるためである。また、容器を石英管の中に入れ、１×１０−３Ｐａ以下の圧力となるように排気した後、封管を行い、これを用いて焼成することもできる。なお、焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。
【００３８】
焼成後、第２の層１２２には、複数の発光中心元素が添加された発光材料が得られる。本実施の形態による発光材料の製造方法によれば、発光中心材料の量を調整することなく、温度と時間のみの条件により、複数の波長ピークを有する発光材料が得ることができる。そのため、容易に白色発光を得ることも可能である。なお、発光中心元素の濃度分布のある発光材料の場合には、得られた発光材料を粉砕、撹拌し、再度焼成を行うことで、均質な発光材料を得ることも可能である。また、母体材料と発光中心材料とが分離されているため、副生成物ができにくく、純度の高い発光材料を得ることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【００４０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明に係る発光材料の製造方法について図３を用いて説明する。図３は第１の層１３１と第２の層１３２が積層された容器１００の断面図である。本実施の形態は、容器１００を加熱処理することにより、容器内の材料を焼成する発光材料の製造方法であり、以下、説明する。
【００４１】
まず、マンガン等の発光中心材料を所定量秤量して、容器１００に収容し、第１の層１３１を形成する。第１の層１３１上に、硫化亜鉛等の母体材料を所定量秤量して、容器１００に収容し、第２の層１３２を形成する。なお、適当な振動を加えて、材料を平坦にしながら収容してもよい。
【００４２】
容器１００、第１の層１３１を構成する発光中心材料としては、実施の形態１で説明した材料を用いることができる。第２の層１３２は発光材料である。本実施の形態で用いる発光材料としては、実施の形態１〜２で製造した発光材料を用いることができ、さらに、一般的な固相反応を利用して合成した発光材料を用いることもできる。例えば、Ｍｎが添加されたＺｎＳ（ＺｎＳ：Ｍｎ）、Ｔｂが添加されたＺｎＳ（ＺｎＳ：Ｔｂ）、又はＣｕ、Ｃｌが添加されたＺｎＳ（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ）等を用いることができる。
【００４３】
次に、容器１００を加熱し、容器内の材料の焼成を行う。焼成は、大気で行ってもよく、Ｎ２雰囲気下、Ａｒ雰囲気下、又は硫化性ガス雰囲気下で行ってもよい。硫化性ガスとしては、例えば、硫化水素、二硫化炭素、硫黄蒸気、エチルメルカプタン、メチルメルカプタン等のメルカプタン類、ジメチル硫黄、又はジエチル硫黄等を用いることができる。なかでも、硫化水素ガスが好ましい。これは、硫化水素の一部が分解して硫黄と水素が発生し、発光材料中の硫黄欠損を防ぐと同時に、水素の還元作用効果が期待できるためである。また、容器を石英管の中に入れ、１×１０−３Ｐａ以下の圧力となるように排気した後、封管を行い、これを用いて焼成することもできる。なお、焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。
【００４４】
焼成後、第２の層１３２には、複数の発光中心元素が添加された発光材料が得られる。本実施の形態による発光材料の製造方法によれば、発光中心材料の量を調整することなく、温度と時間のみの条件により、複数の波長ピークを有する発光材料が得ることができる。そのため、容易に白色発光を得ることも可能である。なお、発光中心元素の濃度分布のある発光材料の場合には、得られた発光材料を粉砕、撹拌し、再度焼成を行うことで、均質な発光材料を得ることも可能である。また、母体材料と発光中心材料とが分離されているため、副生成物ができにくく、純度の高い発光材料を得ることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【００４６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明に係る発光材料の製造方法について図４を用いて説明する。図４は第１の層１４１と第２の層１４２が積層された容器１００の断面図である。本実施の形態は、容器１００を加熱処理することにより、容器内の材料を焼成する発光材料の製造方法であり、以下、説明する。
【００４７】
まず、マンガン等の発光中心材料を所定量秤量して、容器１００に収容し、第１の層１４１を形成する。第１の層１４１上に、硫化亜鉛等の母体材料を所定量秤量して、容器１００に収容し、第２の層１４２を形成する。なお、適当な振動を加えて、材料を平坦にしながら収容してもよい。
【００４８】
第１の層１４１を構成する発光中心材料は、２種類以上の異なる発光中心元素を含む発光中心材料の混合物である。発光中心材料としては、実施の形態１で説明した材料を用いることができ、これらの単体又は化合物の混合物を用いることができる。例えば、発光中心元素としてＭｎとＴｂを添加する場合、ＭｎＳとＴｂＦ３をそれぞれ秤量し、これらの混合物を用いて第１の層を形成することができる。なお、混合物とせず、発光中心材料を積層させて、第１の層を形成することもできる。第２の層１４２は発光材料である。本実施の形態で用いる発光材料としては、実施の形態１〜２で製造した発光材料を用いることができ、さらに、一般的な固相反応を利用して合成した発光材料を用いることもできる。例えば、Ｍｎが添加されたＺｎＳ（ＺｎＳ：Ｍｎ）、Ｔｂが添加されたＺｎＳ（ＺｎＳ：Ｔｂ）、Ｃｕ、Ｃｌが添加されたＺｎＳ（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ）等を用いることができる。
【００４９】
次に、容器１００を加熱し、容器内の材料の焼成を行う。焼成は、大気で行ってもよく、Ｎ２雰囲気下、Ａｒ雰囲気下、又は硫化性ガス雰囲気下で行ってもよい。硫化性ガスとしては、例えば、硫化水素、二硫化炭素、硫黄蒸気、エチルメルカプタン、メチルメルカプタン等のメルカプタン類、ジメチル硫黄、又はジエチル硫黄等を用いることができる。なかでも、硫化水素ガスが好ましい。これは、硫化水素の一部が分解して硫黄と水素が発生し、発光材料中の硫黄欠損を防ぐと同時に、水素の還元作用効果が期待できるためである。また、容器を石英管の中に入れ、１×１０−３Ｐａ以下の圧力となるように排気した後、封管を行い、これを用いて焼成することもできる。なお、焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。
【００５０】
焼成後、第２の層１４２には、複数の発光中心元素が添加された発光材料が得られる。本実施の形態による発光材料の製造方法によれば、発光中心材料の量を調整することなく、温度と時間のみの条件により、複数の波長ピークを有する発光材料が得ることができる。そのため、容易に白色発光を得ることも可能である。なお、発光中心元素の濃度分布のある発光材料の場合には、得られた発光材料を粉砕、撹拌し、再度焼成を行うことで、均質な発光材料を得ることも可能である。また、母体材料と発光中心材料とが分離されているため、副生成物ができにくく、純度の高い発光材料を得ることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【００５２】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明に係る分散型発光素子について図５を用いて説明する。
【００５３】
本実施の形態で示す発光素子は、基板２００の上に、第１の電極２０１と及び第２の電極２０４と、第２の電極に接する絶縁層２０３と、第１の電極２０１と絶縁層２０３との間に発光層２０２を有する素子構成である。本実施の形態で示す発光素子は、第１の電極２０１と、第２の電極２０４の間に電圧を印加することで発光層２０２より発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。なお、本明細書中において、ＥＬ層とは、一対の電極間に形成された層をまとめて表す。
【００５４】
発光層２０２は、粒子状の実施の形態１〜４で示した発光材料をバインダ中に分散させた膜である。バインダとは、粒子状の発光材料を分散した状態で固定し、発光層としての形状に保持するための物質であり、発光材料は、このバインダにより発光層中に均一に分散し固定される。なお、発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕し、所定の大きさの粒子に加工すればよい。また、本願発明の製造方法を用いて作製された発光材料は、粒子状に加工した時、粒子毎に含有する発光中心元素の濃度が異なって得られる。これは、加熱により、発光中心元素が母体材料を含む層に拡散する際に、母体材料を含む層の中で、発光中心元素を含む層に近い領域に拡散する発光中心元素の濃度が高くなり、遠い領域に拡散する濃度が低くなるためである。そのため、粒子状に加工した時、粒子毎に濃度が異なって得られる。この粒子毎の濃度の割合は、加熱の温度と時間の条件を決めるだけで調整することができる。一般的に、粒子中の発光中心元素の濃度が過剰になると、濃度消光が生じ、輝度が下がる。このとき、発光中心元素が高濃度の粒子は導電性が高く、低濃度の粒子は高輝度の発光が得られる。そのため、本願発明を分散型発光素子に適用することで、濃度の異なる粒子が混合され、高輝度かつ低消費電力の発光素子を得ることが可能となる。
【００５５】
発光層の形成方法としては、選択的に発光層を形成できる液滴吐出法や、スクリーン印刷やオフセット印刷等の印刷法、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、又はディスペンサ法等を用いることができる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、１０〜１０００ｎｍの範囲である。また、発光材料及びバインダを含む発光層において、発光材料の割合は５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下が好ましい。
【００５６】
本実施の形態に用いることのできるバインダは絶縁材料であり、有機材料や無機材料、若しくは有機材料及び無機材料の混合材料を用いることができる。有機材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、又はフッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。また、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂である。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、又はオキサゾール樹脂（ポリベンゾオキサゾール）等の樹脂材料を用いることもできる。一方、無機材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸鉛、酸化タンタル、タンタル酸バリウム、タンタル酸リチウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、硫化亜鉛、又はその他の無機材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。なお、有機材料に、誘電率の高い無機材料を添加したものを用いてもよい。これにより、発光層の誘電率を制御することができ、より大きな誘電率を得ることができるようになる。
【００５７】
発光層２０２を作製工程において、発光材料はバインダを含む溶液中に分散されるが、本実施の形態に用いることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、発光層を形成する方法（各種ウエットプロセス）及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。例えばバインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合には、有機溶媒として、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、又は３−メトシキ−３メチル−１−ブタノール（ＭＭＢ）などを用いることができる。
【００５８】
図５における絶縁層２０３は、特に限定されることはないが、絶縁耐圧が高く、緻密な膜質であることが好ましく、さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、窒化シリコン、酸化ジルコニウム、又は酸化シリコン等や、これらの混合膜又は２種以上の積層膜を用いることができる。これらの絶縁膜は、スパッタリング、蒸着、又はＣＶＤ等により成膜することができる。また、絶縁層はこれら絶縁材料の粒子をバインダ中に分散して成膜してもよい。絶縁層を形成するバインダ材料としては、発光層に含まれるバインダと同様の材料、方法を用いて形成することができる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは１０〜１０００ｎｍの範囲である。
【００５９】
本発明の発光素子は、純度の高い発光材料を用いたことにより、濃度消光が少なく、発光効率の高い発光素子が可能である。そのため、輝度の高い発光素子を得ることができる。つまり、ある電圧を印加したときに得られる輝度が高い発光素子を得ることができる。
【００６０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【００６１】
（実施の形態６）
本実施の形態では、発光装置の一態様として表示装置について、図６〜図１０を参照して説明する。
【００６２】
図６は表示装置の主要部を示す概略構成図である。基板４１０には、第１の電極４１６と、その電極と交差する方向に伸びる第２の電極４１８が設けられている。少なくとも、第１の電極４１６と第２の電極４１８との交差部には、実施の形態５で説明したものと同様な発光層が設けられ、発光素子を形成している。図６の発光装置は、第１の電極４１６と第２の電極４１８を複数本配置して、画素となる発光素子をマトリクス状に配列させ、表示部４１４を形成している。この表示部４１４は、第１の電極４１６と第２の電極４１８の電位を制御して個々の発光素子の発光及び非発光を制御して、動画及び静止画を表示することができる。
【００６３】
この発光装置は、基板４１０の一方向に延設される第１の電極４１６と、それと交差する第２の電極４１８のそれぞれに映像を表示する信号を印加して発光素子の発光及び非発光を選択する。すなわち、画素の駆動は、もっぱら外部回路から与えられる信号で行う単純マトリクス型の表示装置である。このような表示装置は、構成が簡単であるので、大面積化をしても容易に製造をすることができる。
【００６４】
上記において、第１の電極４１６としてアルミニウム、チタン、又はタンタルなどを用い、第２の電極４１８として酸化インジウム、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛を用いれば、対向基板４１２側に表示部４１４が形成される表示装置とすることができる。この場合、第１の電極４１６の表面に薄い酸化膜を形成しておくとバリア層が形成され、キャリアブロッキング効果により発光効率を高めることができる。第１の電極４１６として酸化インジウム、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）、又は酸化亜鉛を用い、第２の電極４１８としてアルミニウム、チタン、又はタンタルなどを用いれば、基板４１０側に表示部４１４が形成される表示装置とすることができる。また、第１の電極４１６と第２の電極４１８を共に透明電極で形成すれば、両面表示型の表示装置とすることができる。
【００６５】
なお、対向基板４１２は必要に応じて設ければ良く、表示部４１４の位置に合わせて設けることで保護部材とすることもできる。これは、板状の硬材としなくても、樹脂フィルム若しくは樹脂材料を塗布して代用することもできる。第１の電極４１６及び第２の電極４１８は基板４１０の端部に引き出され、外部回路と接続する端子を形成している。すなわち第１の電極４１６及び第２の電極４１８は基板４１０の端部でフレキシブル配線基板４２０、４２２とコンタクトを形成する。外部回路としては、映像信号を制御するコントローラ回路の他、電源回路、チューナ回路などが含まれる。
【００６６】
図７は表示部４１４の構成を示す部分拡大図を示す。基板４１０に形成された第１の電極４１６の側端部は隔壁層４２４が形成されている。そして、少なくとも第１の電極４１６の露出面上にはＥＬ層４２６が形成されている。第２の電極４１８は、ＥＬ層４２６上に設けられている。第２の電極４１８は第１の電極４１６と交差するので、隔壁層４２４上に延設されている。隔壁層４２４は、第１の電極４１６と第２の電極４１８の間で短絡が起こらないように絶縁材料で形成されている。隔壁層４２４が第１の電極４１６の端部を覆う部位では、段差が急峻とならないように隔壁層４２４の側端部に勾配を持たせ、所謂テーパー形状としている。隔壁層４２４をこのような形状とすることで、ＥＬ層４２６や第２の電極４１８の被覆性が向上し、ひび割れや断裂などの不良を無くすことができる。
【００６７】
図８は表示部４１４の平面図であり、第１の電極４１６、第２の電極４１８、隔壁層４２４、ＥＬ層４２６の配置を示している。補助電極４２８は第２の電極４１８を酸化インジウムスズ、酸化亜鉛などの酸化物透明導電膜で形成する場合に、抵抗損失を低減するために設けると好ましいものである。この場合、補助電極４２８はチタン、タングステン、クロム、又はタンタルなどの高融点金属、若しくは高融点金属とアルミニウム、銀などの低抵抗金属とを組み合わせて形成すると良い。
【００６８】
図８において、Ａ−Ｂ線及びＣ−Ｄ線に沿った断面図を図９（Ａ）（Ｂ）に示す。図９（Ａ）は第１の電極４１６が配列する断面図であり、図９（Ｂ）は第２の電極４１８が配列する断面図を示す。第１の電極４１６と第２の電極４１８の交差部にはＥＬ層４２６が形成され、その部位に発光素子が形成される。図９（Ｂ）で示す補助電極４２８は隔壁層４２４上にあって、第２の電極４１８と接触するように設けている。補助電極４２８を隔壁層４２４上に設けることにより、第１の電極４１６と第２の電極４１８の交差部に形成される発光素子を遮光することがないので、発光した光を有効に利用することができる。また、補助電極４２８が第１の電極４１６と短絡してしまうことを防ぐことができる。
【００６９】
図９では、対向基板４１２に色変換層４３０を配設した一例を示している。色変換層４３０は、ＥＬ層４２６で発光した光を波長変換して発光色を変化させるためのものである。この場合、ＥＬ層４２６で発光する光は、エネルギーの高い青色若しくは紫外光であることが好ましい。色変換層４３０として、赤色、緑色、青色に変換するものを配列させれば、ＲＧＢカラー表示を行う表示装置とすることができる。また、色変換層４３０を着色層（カラーフィルタ）に置き換えることもできる。その場合は、ＥＬ層４２６は白色発光するように構成すれば良い。充填材４３２は基板４１０と対向基板４１２を固定するものであり適宜設ければ良い。
【００７０】
また、表示部４１４の他の構成を図１０に示す。図１０の構造は、第１の電極９５２の端部が絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、ＥＬ層９５５及び第２の電極９５６を、隔壁層９５４を使って自己整合的に形成することができる。
【００７１】
本実施例の表示装置は、ある電圧を印加したときに得られる輝度が高いため、消費電力を低減することができる。
【００７２】
（実施の形態７）
本実施の形態では、トランジスタにより、画素部に本発明を適用して作製した発光素子の駆動を制御するアクティブ型の発光装置について図１１を用いて説明する。なお、図１１（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。点線で示された６０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、６０２は画素部、６０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
【００７３】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【００７４】
次に、断面構造について図１１（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【００７５】
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴでもよいし、逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし、結晶性半導体膜を用いてもよい。また、半導体材料についても特に限定されず、無機化合物を用いてもよいし、有機化合物を用いてもよい。
【００７６】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【００７７】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【００７８】
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。第１の電極６１３および第２の電極６１７の少なくとも一方は透光性を有しており、ＥＬ層６１６からの発光を外部へ取り出すことが可能である。
【００７９】
ＥＬ層６１６は、実施の形態５で示した発光層を有している。
【００８０】
なお、第１の電極６１３、ＥＬ層６１６、第２の電極６１７の形成方法としては、種々の方法を用いることができる。具体的には、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法（ＰＶＤ）、有機金属ＣＶＤ法、ハイドライド輸送減圧ＣＶＤ法等の化学気相成長法（ＣＶＤ）、又は原子層エピタキシ法（ＡＬＥ）等を用いることができる。また、インクジェット法若しくはスピンコート法等を用いることができる。また、各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
【００８１】
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される場合もある。
【００８２】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー（登録商標）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【００８３】
以上のようにして、本発明を適用して作製した発光素子を有する発光装置を得ることができる。
【００８４】
本実施の形態で示す発光装置は、実施の形態５で示した発光素子を有しており、輝度の高い発光装置を得ることができる。
【００８５】
また、本実施の形態で示す発光装置は、ある電圧を印加したときに得られる輝度が高いため、消費電力が低減された発光装置である。
【００８６】
（実施の形態８）
本実施の形態では、実施の形態６〜７に示す発光装置をその一部に含む電子機器について説明する。本実施の形態で示す電子機器は、実施の形態５で示した発光素子を有する。よって、ある電圧を印加したときに得られる輝度が高い、つまり発光効率が高い発光素子を有するため、消費電力の低減された電子機器を提供することが可能である。
【００８７】
本発明を適用して作製された電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、又は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図９に示す。
【００８８】
図１２（Ａ）は本実施の形態に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置において、表示部９１０３は、実施の形態１〜５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化が低減され、低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体９１０１や支持台９１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。
【００８９】
図１２（Ｂ）は本実施の形態に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態１〜５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９２０３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは画質の劣化が低減され、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９２０１や筐体９２０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。
【００９０】
図１２（Ｃ）は本実施の形態に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、実施の形態１〜５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９４０３も同様の特徴を有するため、この携帯電話は画質の劣化が低減され、低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９４０１や筐体９４０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【００９１】
図１２（Ｄ）はカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラにおいて、表示部９５０２は、実施の形態１〜５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９５０２も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化が低減され、低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９５０１の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【００９２】
以上の様に、本発明を適用して作製した発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明を適用することにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有する電子機器を作製することが可能となる。
【００９３】
また、本発明を適用した発光装置は、照明装置として用いることもできる。本発明を適用した発光素子を照明装置として用いる一態様を、図１３を用いて説明する。
【００９４】
図１３は、本発明を適用した発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図１３に示した液晶表示装置は、筐体５０１、液晶層５０２、バックライト５０３、筐体５０４を有し、液晶層５０２は、ドライバＩＣ５０５と接続されている。また、バックライト５０３は、本発明の発光装置が用いられおり、端子５０６により、電圧が印加されている。
【００９５】
本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、高輝度で長寿命のバックライトが得られるので、表示装置としての品質が向上する。また、本発明の発光装置は、面発光の発光装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、発光素子は薄型で低消費電力であるため、バックライトを薄型化かつ低消費電力化した表示装置を提供することができる。
【００９６】
また、本発明を適用した発光装置は高輝度の発光が可能であるため、自動車、自転車、船などのヘッドライトとして用いることが可能である。図１４は、本発明を適用した発光装置を自動車のヘッドライトとして用いた例である。図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のヘッドライト１０００の部分を拡大した断面図である。図１４（Ｂ）において、光源１０１１として本発明の発光装置が用いられている。光源１０１１から出た光は、反射板１０１２により反射され、外部へ取り出される。図１４（Ｂ）に示すように、複数の光源を用いることで、より高輝度の光を得ることができる。また、図１４（Ｃ）は、円筒形状に作製した本発明の発光装置を光源として用いた例である。光源１０２１からの発光は反射板１０２２により反射され、外部へ取り出される。
【００９７】
図１５は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例である。図１５に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として、本発明の発光装置が用いられている。本発明の発光装置は、高輝度の発光が可能であるため、細かい作業をする場合など、手元を明るく照らすことが可能である。
【００９８】
図１６は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた例である。本発明の発光装置は大面積化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、本発明の発光装置は、薄型で低消費電力であるため、薄型化、低消費電力化の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋に、図１２（Ａ）で説明したような、本発明に係るテレビ装置を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は低消費電力であるので、電気料金を節約でき明るい部屋で迫力のある映像を鑑賞することができる。
【００９９】
照明装置としては、図１４、図１５、図１６で例示したものに限られず、住宅や公共施設の照明をはじめ、様々な形態の照明装置として応用することができる。本発明に係る照明装置は、発光層が薄膜状であり、デザインの自由度が高いので、様々な意匠を凝らした商品を市場に提供することができる。
【０１００】
以下、本発明の詳細について実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【０１０１】
硫化亜鉛、硫酸銅、塩化マグネシウム、塩化ナトリウムを５０ｇ、０．０８１８ｇ、４．８８６５ｇ、０．２９９９ｇとなるようにそれぞれ秤量し、メノー乳鉢を用いて撹拌混合した。適度に混合した後、この混合物をアルミナ容器に入れ、Ａｒ雰囲気下にした電気炉を用いて、１１００℃で４時間の焼成を行った。得られた発光材料（以下、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌとする）は灰白色であった。２５４ｎｍ、３５６ｎｍの波長のＵＶ光を照射したところ、いずれの波長においても青緑色の発光を確認することができた。
【０１０２】
次に、マンガンを０．７１１４ｇ秤量し、できる限りアルミナ容器の側壁に付かないようにしながら、アルミナ容器の中へマンガンを入れた。適度な振動を加え、表面を平らにした。その上に、秤量した３．９４３０ｇのＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌを加え、適度な振動を加え、表面を平らにした。アルミナ容器に蓋をし、Ａｒ雰囲気下にした電気炉を用いて、１１００℃で４時間の焼成を行った。焼成後、波長３６５ｎｍのＵＶ光を照射しながら、アルミナ容器から発光材料を取り出したところ、深さ方向で発光色の異なる発光材料がマンガンに接して形成された。発光材料はマンガンに接した部分から順に、下層領域、中層領域、上層領域と呼ぶことにする。本実施例では、発光色は３種類得られ、各領域で異なる色を示した。なお、マンガンはアルミナ容器の底で溶けて固まっていたため、発光材料と分離することは容易であった。
【０１０３】
得られた発光材料のＰＬスペクトルを図１７に示す。横軸を波長（ｎｍ）、縦軸を規格化したフォトンカウント数とする。下層領域では、マンガンイオン起因の橙色のＰＬスペクトルが得られ、上層領域では、銅イオンと塩化物イオンに起因するドナー−アクセプターペア再結合型の青緑色のＰＬスペクトルが得られた。なお、中層領域では、マンガンイオン起因の橙色のＰＬスペクトルと、銅イオンと塩化物イオン起因の青緑色のＰＬスペクトルと、が得られた。
【０１０４】
このことから、発光中心材料の量に関係なく、複数の発光波長を有する発光材料が得られた。また、フラックス等を用いないため、純度の高い発光材料が得られた。
【実施例２】
【０１０５】
アルミナ容器が入った石英管の中に、秤量したマンガン０．７７４ｇを入れ、適度な振動を加え、表面を平らにした。その上に、秤量した３．９４３０ｇのＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ（実施例１で使用した材料）を加え、適度な振動を加え、表面を平らにした。次に、石英管を１×１０−４（Ｐａ）以下となるまで排気し、バーナーを用いてアルミナ容器が入った石英管を封管した。その後、Ｎ２雰囲気下にした電気炉を用いて、１２５０℃で４時間の焼成を行った。得られた発光材料は灰白色であった。波長３５６ｎｍのＵＶ光を照射しながら、アルミナ容器から発光材料を取り出したところ、深さ方向で発光色の異なる発光材料がマンガンに接して形成された。発光材料は、マンガンに接した部分から順に、下層領域、中層領域、上層領域と呼ぶことにする。本実施例では、発光色は２種類得られ、下層領域と上層領域が同色、中層領域が他領域と異なる色を示した。なお、マンガンはアルミナ容器の底で溶けて固まっていたため、発光材料と分離することは容易であった。
【０１０６】
得られた発光材料のＰＬスペクトルを図１８に示す。横軸を波長（ｎｍ）、縦軸を規格化したフォトンカウント数とする。下層領域と上層領域では、マンガンイオン起因の橙色のＰＬスペクトルが得られ、中層領域では、銅イオンと塩化物イオンに起因するドナー−アクセプターペア再結合型の青緑色のＰＬスペクトルとマンガンイオン起因の橙色のＰＬスペクトルが得られた。
【０１０７】
このことから、発光中心材料の量に関係なく、複数の発光波長を有する発光材料が得られた。また、フラックス等を用いないため、純度の高い発光材料が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の発光材料の製造方法を説明する図。
【図２】本発明の発光材料の製造方法を説明する図。
【図３】本発明の発光材料の製造方法を説明する図。
【図４】本発明の発光材料の製造方法を説明する図。
【図５】本発明の発光素子を説明する図。
【図６】本発明の発光装置を説明する図。
【図７】本発明の発光装置を説明する図。
【図８】本発明の発光装置を説明する図。
【図９】本発明の発光装置を説明する図。
【図１０】本発明の発光装置を説明する図。
【図１１】本発明の発光装置を説明する図。
【図１２】本発明の電子機器を説明する図。
【図１３】本発明の照明装置を説明する図。
【図１４】本発明の照明装置を説明する図。
【図１５】本発明の照明装置を説明する図。
【図１６】本発明の照明装置を説明する図。
【図１７】本発明の発光材料のＰＬスペクトルを説明する図。
【図１８】本発明の発光材料のＰＬスペクトルを説明する図。
【符号の説明】
【０１０９】
１００    容器
１１１    第１の層
１１２    第２の層
１２１    第１の層
１２２    第２の層
１３１    第１の層
１３２    第２の層
１４１    第１の層
１４２    第２の層
２００    基板
２０１    第１の電極
２０２    発光層
２０３    絶縁層
２０４    第２の電極
４１０    基板
４１２    対向基板
４１４    表示部
４１６    第１の電極
４１８    第２の電極
４２０    フレキシブル配線基板
４２４    隔壁層
４２６    ＥＬ層
４２８    補助電極
４３０    色変換層
４３２    充填材
５０１    筐体
５０２    液晶層
５０３    バックライト
５０４    筐体
５０５    ドライバＩＣ
５０６    端子
６０１    ソース側駆動回路
６０２    画素部
６０３    ゲート側駆動回路
６０４    封止基板
６０５    シール材
６０７    空間
６０８    配線
６０９    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０    素子基板
６１１    スイッチング用ＴＦＴ
６１２    電流制御用ＴＦＴ
６１３    第１の電極
６１４    絶縁物
６１６    ＥＬ層
６１７    第２の電極
６１８    発光素子
６２３    ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４    ｐチャネル型ＴＦＴ
９５２    第１の電極
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    ＥＬ層
９５６    第２の電極
１０００    ヘッドライト
１０１１    光源
１０１２    反射板
１０２１    光源
１０２２    反射板
２００１    筐体
２００２    光源
３００１    照明装置
９１０１    筐体
９１０２    支持台
９１０３    表示部
９１０４    スピーカー部
９１０５    ビデオ入力端子
９２０１    本体
９２０２    筐体
９２０３    表示部
９２０４    キーボード
９２０５    外部接続ポート
９２０６    ポインティングデバイス
９４０１    本体
９４０２    筐体
９４０３    表示部
９４０４    音声入力部
９４０５    音声出力部
９４０６    操作キー
９４０７    外部接続ポート
９４０８    アンテナ
９５０１    本体
９５０２    表示部
９５０３    筐体
９５０４    外部接続ポート
９５０５    リモコン受信部
９５０６    受像部
９５０７    バッテリー
９５０８    音声入力部
９５０９    操作キー
９５１０    接眼部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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