(57)【要約】      （修正有）【課題】無機化合物を用いた発光材料において、発光材料の結晶構造の観点から従来よりも高い発光輝度の得られる発光材料を提供する。【解決手段】母体材料と発光中心となる不純物元素とを含み、主となる結晶構造が六方晶となり、母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうちの、少なくとも１種を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
母体材料と、発光中心となる不純物元素と、を含み、
主となる結晶構造が六方晶となり、
前記母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、
前記不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする発光材料。
【請求項２】
母体材料と、発光中心となる不純物元素と、第１４族の元素と、を含み、
主となる結晶構造が六方晶となり、
前記母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、
前記不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする発光材料。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１４族の元素は、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、又は鉛（Ｐｄ）であることを特徴とする発光材料。
【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２族と第１６族の元素を含む化合物として、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）、セレン化カルシウム（ＣａＳｅ）、セレン化ストロンチウム（ＳｒＳｅ）、セレン化バリウム（ＢａＳｅ）、テルル化マグネシウム（ＭｇＴｅ）、テルル化カルシウム（ＣａＴｅ）、テルル化ストロンチウム（ＳｒＴｅ）、又はテルル化バリウム（ＢａＴｅ）を含むことを特徴とする発光材料。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第１２族と第１６族の元素を含む化合物として、
酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化水銀（ＨｇＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、又はテルル化水銀（ＨｇＴｅ）を含むことを特徴とする発光材料。
【請求項６】
第１の電極と第２の電極との間に、母体材料と発光中心となる不純物元素とを含む発光材料を有する発光層を有し、
前記発光材料は、主となる結晶構造が六方晶となり、
前記母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、
前記不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項７】
第１の電極と第２の電極との間に、母体材料と発光中心となる不純物元素と第１４族の元素とを含む発光材料を有する発光層を有し、
前記発光材料は、主となる結晶構造が六方晶となり、
前記母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、
前記不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項８】
請求項７において、
前記第１４族の元素は、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、又は鉛（Ｐｄ）であることを特徴とする発光素子。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか一項において、
前記第２族と第１６族の元素を含む化合物として、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）、セレン化カルシウム（ＣａＳｅ）、セレン化ストロンチウム（ＳｒＳｅ）、セレン化バリウム（ＢａＳｅ）、テルル化マグネシウム（ＭｇＴｅ）、テルル化カルシウム（ＣａＴｅ）、テルル化ストロンチウム（ＳｒＴｅ）、又はテルル化バリウム（ＢａＴｅ）を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項８のいずれか一項において、
前記第１２族と第１６族の元素を含む化合物として、
酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化水銀（ＨｇＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、又はテルル化水銀（ＨｇＴｅ）を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項１１】
請求項６乃至請求項１０のいずれか一項に記載の前記発光素子を有する発光装置。
【請求項１２】
請求項６乃至請求項１０のいずれか一項に記載の前記発光素子を有する電子機器。
【請求項１３】
母体材料と発光中心となる不純物元素とを焼成して、主となる結晶構造を六方晶とし、
前記母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、
前記不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする発光材料の作製方法。
【請求項１４】
母体材料と発光中心となる不純物元素と第１４族の元素とを焼成して、主となる結晶構造を六方晶とし、
前記母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、
前記不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする発光材料の作製方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記第１４族の元素は、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、又は鉛（Ｐｄ）であることを特徴とする発光材料の作製方法。
【請求項１６】
請求項１３乃至請求項１５のいずれか一項において、
前記第２族と第１６族の元素を含む化合物として、
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）、セレン化カルシウム（ＣａＳｅ）、セレン化ストロンチウム（ＳｒＳｅ）、セレン化バリウム（ＢａＳｅ）、テルル化マグネシウム（ＭｇＴｅ）、テルル化カルシウム（ＣａＴｅ）、テルル化ストロンチウム（ＳｒＴｅ）、又はテルル化バリウム（ＢａＴｅ）を含むことを特徴とする発光材料の作製方法。
【請求項１７】
請求項１３乃至請求項１５のいずれか一項において、
前記第１２族と第１６族の元素を含む化合物として、
酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化水銀（ＨｇＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、又はテルル化水銀（ＨｇＴｅ）を含むことを特徴とする発光材料の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子の発光材料に関する。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および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した発光素子の研究開発が活発に行われている。発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を挟んでなるものであり、両電極間に電圧を印加することによって発光性の物質からの発光を得ることができる。
【０００３】
このような発光素子は、自発光型であることから液晶ディスプレイに比べて視野角が広く、視認性に優れているという点に加えて、応答速度が速く、薄型軽量化が可能であるといった特徴を有している。
【０００４】
また、発光素子は、発光性の物質として有機化合物を用いた有機発光素子と、無機化合物を用いた無機発光素子に分けられる。
【０００５】
なお、これらの発光素子は、発光性の物質が異なるというだけでなく発光機構や特徴においてもそれぞれ異なっている。
【０００６】
このうち無機発光素子は、図１０に示すように一対の電極（第１の電極１５０１、第２の電極１５０５）間に絶縁膜（第１の絶縁膜１５０２、第２の絶縁膜１５０４）で挟まれた発光層１５０３を有する絶縁二重構造を有しており、両電極（第１の電極１５０１、第２の電極１５０５）にそれぞれの電源（第１の電源１５０６、第２の電源１５０７）から交流電圧を印加することにより発光が得られている。
【０００７】
また、無機発光素子は、その素子構成により分散型発光素子と薄膜型発光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。
【０００８】
しかし、無機発光素子は、有機発光素子に比べて材料面での信頼性に優れているものの、発光輝度等が十分に得られておらず様々な研究が進められている（例えば、特許文献１）。
【０００９】
さらに、無機発光素子は、高い電界で加速された電子による発光中心材料への衝突励起によって発光が得られるという発光機構のために発光素子に数百Ｖの電圧を印加することが必要とされているが、ディスプレイパネル等に適用するためには駆動電圧を低減させ、輝度の高い発光素子を提供することが重要となっている。
【特許文献１】特開２００１−２５０６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明では無機化合物を用いた発光材料において、発光材料の結晶構造の観点から従来よりも高い発光輝度の得られる発光材料を提供することを目的とする。また、低電圧駆動が可能な発光素子を提供することを課題とする。また、消費電力の低減された発光装置および電子機器を提供することを課題とする。また、低コストで作製可能な発光装置及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】
【００１１】
本発明は、主となる結晶構造が六方晶となることで発光効率の高い発光材料になることを特徴とする。また、該発光材料を用いて、輝度の高い発光素子、発光装置又は電子機器を作製することを特徴とする。
【００１２】
本発明の発光材料は、母体材料と、発光中心となる不純物元素と、を含み、主となる結晶構造が六方晶となり、母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の発光材料は、母体材料と、発光中心となる不純物元素と、第１４族の元素と、を含み、主となる結晶構造が六方晶となり、母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の発光材料において、第１４族の元素は、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、又は鉛（Ｐｂ）であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の発光材料において、第２族と第１６族の元素を含む化合物として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）、セレン化カルシウム（ＣａＳｅ）、セレン化ストロンチウム（ＳｒＳｅ）、セレン化バリウム（ＢａＳｅ）、テルル化マグネシウム（ＭｇＴｅ）、テルル化カルシウム（ＣａＴｅ）、テルル化ストロンチウム（ＳｒＴｅ）、又はテルル化バリウム（ＢａＴｅ）を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の発光材料において、第１２族と第１６族の元素を含む化合物として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化水銀（ＨｇＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、又はテルル化水銀（ＨｇＴｅ）を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、母体材料と発光中心となる不純物元素とを含む発光材料を有する発光層を有し、発光材料は、主となる結晶構造が六方晶となり、母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明の発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、母体材料と発光中心となる不純物元素と第１４族の元素とを含む発光材料を有する発光層を有し、発光材料は、主となる結晶構造が六方晶となり、母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明の発光素子において、第１４族の元素は、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、又は鉛（Ｐｂ）であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の発光素子において、第２族と第１６族の元素を含む化合物として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）、セレン化カルシウム（ＣａＳｅ）、セレン化ストロンチウム（ＳｒＳｅ）、セレン化バリウム（ＢａＳｅ）、テルル化マグネシウム（ＭｇＴｅ）、テルル化カルシウム（ＣａＴｅ）、テルル化ストロンチウム（ＳｒＴｅ）、又はテルル化バリウム（ＢａＴｅ）を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の発光素子において、第１２族と第１６族の元素を含む化合物として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化水銀（ＨｇＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、又はテルル化水銀（ＨｇＴｅ）を含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明の発光装置又は電子機器は、前記発光素子を有する。
【００２３】
本発明の発光材料の作製方法は、母体材料と発光中心となる不純物元素とを焼成して、主となる結晶構造を六方晶とし、母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の発光材料の作製方法は、母体材料と発光中心となる不純物元素と第１４族の元素とを焼成して、主となる結晶構造を六方晶とし、母体材料は、第２族と第１６族の元素を含む化合物又は第１２族と第１６族の元素を含む化合物であり、不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明の発光材料の作製方法において、第１４族の元素は、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、又は鉛（Ｐｂ）であることを特徴とする。
【００２６】
本発明の発光材料の作製方法において、第２族と第１６族の元素を含む化合物として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）、セレン化カルシウム（ＣａＳｅ）、セレン化ストロンチウム（ＳｒＳｅ）、セレン化バリウム（ＢａＳｅ）、テルル化マグネシウム（ＭｇＴｅ）、テルル化カルシウム（ＣａＴｅ）、テルル化ストロンチウム（ＳｒＴｅ）、又はテルル化バリウム（ＢａＴｅ）を含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明の発光材料の作製方法において、第１２族と第１６族の元素を含む化合物として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化水銀（ＨｇＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、又はテルル化水銀（ＨｇＴｅ）を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、母体材料と発光中心となる不純物元素とを用いて、主となる結晶構造が六方晶となる発光材料を作製することにより、従来よりも高い発光輝度を得ることができる。また、本発明の発光素子は主となる結晶構造が六方晶となる発光材料を有しているため発光効率が高く、駆動電圧が低いだけでなく劣化に強い発光素子を提供することができる。また、本発明の発光装置は、主となる結晶構造が六方晶となる発光材料を有する発光素子を有しているため、消費電力を低減することができる。また、高耐電圧の駆動回路が不要であるため、発光装置の作製コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明の一態様について図面等を用いながら詳細に説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本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。
【００３０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、輝度の高い発光素子を作製するための発光材料について説明する。なお、本実施の形態の発光材料は、母体材料と発光中心となる不純物元素とを有し、主となる結晶構造が六方晶となる材料である。
【００３１】
無機発光素子では発光層の母体材料である硫化物などの無機材料と発光中心となる不純物元素の結晶構造によって、素子の発光効率が左右される。発光材料の結晶構造において、主となる結晶構造が六方晶となることにより、従来より高いＰＬ発光輝度を得ることができ、発光効率を向上することができる。本実施の形態において、輝度の高い発光素子の発光材料として、六方晶の結晶構造を多く含む発光材料について説明する。
【００３２】
主となる結晶構造が六方晶となる発光材料は、母体材料と発光中心となる不純物元素とを７００〜１５００℃で焼成させることにより作製することができる。例えば、母体材料として硫化亜鉛（ＺｎＳ）を用い、不純物元素としてマンガン（Ｍｎ）を用いた場合、母体材料であるＺｎＳのＺｎの一部が発光中心であるＭｎと置換され、立方晶または六方晶の結晶構造を有する構造となる。その後、電気炉で７００〜１５００℃に加熱して反応させることにより、主に六方晶の結晶構造を有する材料へと変化させることができる。
【００３３】
また、主となる結晶構造が六方晶となる発光材料として、母体材料と発光中心となる不純物元素にさらに周期表の第１４族の元素を加えたものを用いてもよい。母体材料と発光中心となる不純物元素にさらに第１４族の元素を添加することにより、発光材料中に含有する立方晶の結晶構造を六方晶の結晶構造に変換する反応を誘発することができ、さらに効率よく六方晶の結晶構造を有する材料を作製することができる。
【００３４】
本実施の形態において、第１４族の元素として、例えば、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）などを用いることができる。ただし、母体材料と不純物元素にさらに添加する材料は第１４族の元素に限定されず、主となる結晶構造が六方晶となる材料であればよい。
【００３５】
また、母体材料として周期表の第２族と第１６族の元素の化合物や第１２族と第１６族の元素の化合物などを用いることができる。ただし、これに限定されるものではない。
【００３６】
第２族と第１６族の元素の化合物として、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）、セレン化カルシウム（ＣａＳｅ）、セレン化ストロンチウム（ＳｒＳｅ）、セレン化バリウム（ＢａＳｅ）、テルル化マグネシウム（ＭｇＴｅ）、テルル化カルシウム（ＣａＴｅ）、テルル化ストロンチウム（ＳｒＴｅ）、テルル化バリウム（ＢａＴｅ）等が挙げられる。または、第２族元素と第１６族元素のどちらか、または両方が２原子以上含まれたものでもよい。
【００３７】
また、第１２族と第１６族の元素の化合物として、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化水銀（ＨｇＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）等が挙げられる。また、第１２族元素と第１６族元素のどちらか、または両方が２原子以上含まれたものでもよい。
【００３８】
また、発光中心となる不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）などのうち少なくとも１種を含む。または、これらの不純物元素を含む無機化合物を用いることができる。これらの発光中心となる不純物元素の添加により、金属イオンの内殻電子遷移を利用した発光を得ることができる。なお、発光中心となる不純物元素の添加には、金属元素単体のみならず、電荷補償のため、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素が添加されていてもよい。ただし、これに限定されるものではない。なお、好ましくは、発光中心となる不純物元素として、マンガン（Ｍｎ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、又はプラセオジウム（Ｐｒ）を用いることにより、主となる結晶構造が六方晶になり、より発光効率の良い発光材料を作製することができる。
【００３９】
母体材料と発光中心となる不純物元素とを７００〜１５００℃で焼成させることで、主となる結晶構造が六方晶となり、十分に輝度の高い発光材料を得ることができる。また、母体材料と発光中心となる不純物元素にさらに第１４族の元素を添加して、７００〜１５００℃で焼成することにより、主となる結晶構造が六方晶となる発光材料を効率よく作製することができ、輝度の高い発光材料を得ることができる。
【００４０】
また、例えば、母体材料としてＺｎＳを用いた場合、発光材料の材料の混合比を、ＺｎＳを１００ｍｏｌ％とした場合、ＭｎまたはＭｎＳを１〜１０ｍｏｌ％、Ｓｉを１〜１０ｍｏｌ％の割合でそれぞれ混合することにより、主となる結晶構造が六方晶となる発光材料を効率よく作製することができる。
【００４１】
本実施の形態で示した発光材料を発光素子の発光層として用いることにより、輝度の高い発光素子を得ることができる。
【００４２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で示す材料を用いた発光素子について図１を用いて説明する。なお、本実施の形態では薄膜型発光素子について説明する。
【００４３】
本実施の形態で示す発光素子は、図１に示すように基板１００の上に、第１の電極１０１と第２の電極１０５を有し、第１の電極１０１と第２の電極１０５との間に、発光層１０３を有し、第１の電極１０１と発光層１０３との間に第１の誘電体層１０２を有し、発光層１０３と第２の電極１０５の間に第２の誘電体層１０４を有する構成とする。なお、発光素子の構成は図１に示すものに限らず、第１の誘電体層１０２又は第２の誘電体層１０４のいずれか一方だけを有する構成としてもよい。なお、本実施の形態では、第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０５は陰極として機能するものとして以下説明をする。
【００４４】
基板１００は発光素子の支持体として用いられる。基板１００としては、例えば、ガラス、石英又はプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでも用いることができる。
【００４５】
第１の電極１０１及び第２の電極１０５は、金属、合金、導電性化合物、及びこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、導電性金属酸化物、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステンと酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。
【００４６】
これらの導電性金属酸化物の膜は、通常スパッタリングにより成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）膜は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。また、酸化タングステンと酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＷＺＯ）膜は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。この他、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、又は金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン：ＴｉＮ）等を第１の電極１０１及び第２の電極１０５の材料として用いることができる。
【００４７】
なお、第１の電極１０１または第２の電極１０５を、透光性を有する電極とする場合、可視光の透過率の低い材料であっても、１ｎｍ〜５０ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜２０ｎｍ程度の厚さで成膜することで、透光性の電極として用いることができる。なお、スパッタリング以外にも、真空蒸着、ＣＤＶ、ゾル−ゲル法を用いて電極を作製することもできる。
【００４８】
ただし、発光は、第１の電極１０１もしくは第２の電極１０５を通って外部に取り出されるため、第１の電極１０１および第２の電極１０５のうち、少なくとも一方は透光性を有する材料で形成されている必要がある。また、第２の電極１０５よりも第１の電極１０１の方が仕事関数が大きくなるように材料を選択することが好ましい。
【００４９】
発光層１０３を構成する材料としては、実施の形態１で示した主となる結晶構造が六方晶である発光材料を用いることができる。
【００５０】
また、第１の誘電体層１０２と第２の誘電体層１０４を構成する材料は、酸化物などの無機材料である。例えば、高い比誘電率を有するチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）や五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等を用いることができる。
【００５１】
本発明に係る発光材料において、母体材料に不純物元素を添加した材料を用いる場合には、固相反応、すなわち、母体材料である硫化物と、不純物元素とを秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱して反応させる方法により、硫化物に不純物元素を含有させる。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。７００℃より温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、１５００℃より温度が高すぎる場合は硫化物が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。
【００５２】
また、本発明に係る発光材料において、固相反応を利用する場合の不純物元素としては、発光中心となる不純物元素を含む化合物をもちいてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光中心を含む発光材料を得ることができる。さらに、発光材料中に余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。発光中心となる不純物元素を含む化合物として、例えば、フッ化銅（ＣｕＦ２）、塩化銅（ＣｕＣｌ）、ヨウ化銅（ＣｕＩ）、臭化銅（ＣｕＢｒ）、窒化銅（Ｃｕ３Ｎ）、リン化銅（Ｃｕ３Ｐ）、フッ化銀（ＡｇＦ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、ヨウ化銀（ＡｇＩ）、臭化銀（ＡｇＢｒ）、塩化金（ＡｕＣｌ３）、臭化金（ＡｕＢｒ３）等を用いることができる。
【００５３】
発光層１０３、第１の誘電体層１０２及び第２の誘電体層１０４を形成する方法としては、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）等の真空蒸着法、スパッタリング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）、または、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、スピンコート法等を用いることができる。発光層１０３、第１の誘電体層１０２及び第２の誘電体層１０４の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。
【００５４】
本発明の発光素子は、直流駆動または交流駆動のいずれにおいても低駆動電圧で動作可能な発光素子を得ることができる。また、低駆動電圧で発光可能なため、消費電力も低減された発光素子を得ることができる。
【００５５】
本実施の形態において、発光層に六方晶の結晶構造を有する発光材料を用いるため、輝度の高い発光素子を得ることができる。
【００５６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１で示す材料を用いた分散型発光素子の構成について説明する。
【００５７】
分散型発光素子の場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の発光層を形成する。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、乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒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る。発光材料は、バインダによって発光層中に均一に分散し固定される。
【００５８】
分散型発光素子の場合、発光層の形成方法は、選択的に発光層を形成できる液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。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％以下とするよい。
【００５９】
図２（Ａ）乃至（Ｃ）に本発明の発光素子として用いることのできる分散型発光素子の一例を示す。図２（Ａ）における発光素子は、第１の電極６０、発光層６２、第２の電極６３の積層構造を有し、発光層６２中にバインダによって保持された発光材料６１を含む。なお、本実施の形態において、発光材料６１として実施の形態１に示した材料と同様のものを用いることができる。
【００６０】
本実施の形態の分散型発光素子に用いることのできるバインダとしては、有機材料または無機材料を用いることができ、有機材料及び無機材料の混合材料を用いてもよい。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、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、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結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。また、置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。または、置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。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、ウレタン樹脂等の樹脂を有機材料として用いてもよい。また、オキサゾール樹脂を用いることもでき、例えば光硬化型ポリベンゾオキサゾール樹脂などを用いることができる。これらの樹脂に、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）やチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。
【００６１】
バインダに含まれる無機材料としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸素及び窒素を含む珪素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素及び窒素を含むアルミニウムまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸鉛（ＰｂＮｂＯ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、タンタル酸バリウム（ＢａＴａ２Ｏ６）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ＺｎＳその他の無機材料を含む物質から選ばれた材料を用いることができる。有機材料に、誘電率の高い無機材料を含ませる（添加等によって）ことによって、発光材料及びバインダよりなる発光層の誘電率をより制御することができ、より誘電率を大きくすることができる。
【００６２】
本実施の形態の分散型発光素子の作製工程において、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。有機溶媒等を用いることができ、例えばバインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合は、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ともいう）、３−メトシキ−３メチル−１−ブタノール（ＭＭＢともいう）などを用いることができる。
【００６３】
図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示す発光素子は、図２（Ａ）の発光素子において、電極と発光層間に誘電体層を設ける構造である。図２（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極６０と発光層６２との間に誘電体層６４を有し、図２（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極６０と発光層６２との間に誘電体層６４ａ、第２の電極６３と発光層６２との間に誘電体層６４ｂとを有している。このように誘電体層は発光層を挟持する一対の電極のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また誘電体層は単層でもよいし複数層からなる積層でもよい。
【００６４】
また、図２（Ｂ）では第１の電極６０に接するように誘電体層６４が設けられているが、誘電体層と発光層の順番を逆にして、第２の電極６３に接するように誘電体層６４を設けてもよい。
【００６５】
図２における誘電体層６４のような誘電体層は、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、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等やこれらの混合膜又は２種以上の積層膜を誘電体層として用いることができる。これらを用いた誘電体層は、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ等により成膜することができる。また、誘電体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。バインダは、発光層に含まれるバインダと同様な材料、方法を用いて形成すればよい。また、誘電体層の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。
【００６６】
本実施の形態で示す発光素子は、発光層を挟持する一対の電極間に電圧を印加することで発光が得られるが、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。
【００６７】
本実施の形態において、発光材料として六方晶の結晶構造を有する材料を用いるため、輝度の高い発光素子を得ることができる。
【００６８】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の発光素子を有する発光装置について図３を用いて説明する。
【００６９】
本実施の形態で示す発光装置は、トランジスタ等の駆動用の素子を特に設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置である。図３には本発明を適用して作製したパッシブ型の発光装置の斜視図を示す。
【００７０】
図３において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６が設けられており、電極９５２と電極９５６との間には層９５５が設けられている。なお、層９５５は実施の形態１で示した主となる結晶構造が六方晶である発光材料を用いた発光層を含んでいる。
【００７１】
電極９５２の側端部は絶縁層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の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、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、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブ型の発光装置においても、低駆動電圧で動作する本発明の発光素子を含むことによって、低消費電力で駆動させることができる。
【００７２】
また、本発明の発光装置は、高耐電圧の駆動回路が不要であるため、発光装置の作製コストを低減することができる。また、発光装置の軽量化、駆動回路部分の小型化が可能である。
【００７３】
また、本実施の形態では、発光層に六方晶の結晶構造を有する発光材料を用いるため、輝度の高い発光装置を得ることができる。
【００７４】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の発光素子を有する発光装置について説明する。
【００７５】
本実施の形態では、トランジスタによって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説明する。具体的には、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図４を用いて説明する。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。図４（Ａ）において点線で示された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。
【００７６】
なお、図４（Ｂ）の引き回し配線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盤（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。
【００７７】
次に、断面構造について図４（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。
【００７８】
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、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、画素部と同一の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。
【００７９】
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膜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絶縁膜６１４を形成する。
【００８０】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁膜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、絶縁膜６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁膜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、絶縁膜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フォトレジスト、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フォトレジストのいずれも使用することができる。
【００８１】
第１の電極６１３上には、実施の形態１に示す発光材料を含む層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、発光材料を含む層６１６からの発光を外部へ取り出すことが可能である。
【００８２】
なお、第１の電極６１３、発光材料を含む層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）、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、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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、シール材及び充填材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）、ポリエステルフィルム、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。
【００８５】
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。
【００８６】
本発明の発光装置は、実施の形態１で示したような主となる結晶構造が六方晶となる発光材料を有する発光素子を有するため、低駆動電圧で動作が可能である。また、高い発光効率を実現することができる。よって、消費電力を低減された輝度の高い発光装置を得ることができる。
【００８７】
また、本発明の発光装置は、高耐電圧の駆動回路が不要であるため、発光装置の作製コストを低減することができる。また、発光装置の軽量化、駆動回路部分の小型化が可能である。
【００８８】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１で示した発光材料を用いた発光素子を有する。よって、駆動電圧が低減され、輝度の高い発光素子を有するため、消費電力の低減された輝度の高い電子機器を提供することが可能である。
【００８９】
本発明の発光装置を用いて作製された電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、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）、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５に示す。
【００９０】
図５（Ａ）は本発明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で示した発光材料を用いた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、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特徴を有している。また、外部からの衝撃等による短絡を防止することも可能である。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なく、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、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。本発明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。
【００９１】
図５（Ｂ）は本発明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で示した発光材料を用いた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、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特徴を有している。また、外部からの衝撃等による短絡を防止することも可能である。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なく、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、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。本発明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、住環境に適合した製品を提供することができる。また、持ち運ぶことも可能となり、持ち運ぶときの衝撃にも強い表示部を有しているコンピュータを提供することができる。
【００９２】
図５（Ｃ）は本発明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で示した発光材料を用いた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、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特徴を有している。また、外部からの衝撃等による短絡を防止することも可能である。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なく、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、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。本発明に係る携帯電話は、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。また、携帯したときの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。
【００９３】
図５（Ｄ）は本発明の係るカメラであり、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で示した発光材料を用いた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、発光効率が高く、駆動電圧が低く、外部からの衝撃等による短絡を防止することができる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なく、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、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。本発明に係るカメラは、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。また、携帯したときの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。
【００９４】
以上の様に、本発明の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。本発明の発光装置を用いることにより、低消費電力で輝度が高く、信頼性の高い表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
【００９５】
また、本発明の発光装置は、発光効率の高い発光素子を有しており、照明装置として用いることもできる。本発明の発光素子を照明装置として用いる一態様を、図６を用いて説明する。
【００９６】
図６は、本発明の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６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、電流が供給されている。
【００９７】
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、消費電力の低減された輝度の高いバックライトが得られる。また、本発明の発光装置は、面発光の照明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、発光装置は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄型化、低消費電力化も可能となる。
【実施例１】
【００９８】
本実施例では、発光材料としてＺｎＳとＭｎとの混合材料、ＺｎＳとＭｎＳとの混合材料、ＺｎＳとＭｎＳとＳｉとの混合材料を用いた場合の結晶構造の違いについて説明する。なお、本実施例において、ＺｎＳとＭｎとの混合材料をＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳとＭｎＳとの混合材料をＺｎＳ：ＭｎＳ、ＺｎＳとＭｎＳとＳｉとの混合材料をＺｎＳ：ＭｎＳ：Ｓｉという。
【００９９】
まず、発光材料の母体材料であるＺｎＳと発光中心であるＭｎとを、窒素雰囲気下でメノウ乳鉢ですりつぶして混合し、ＺｎＳにＭｎを分散させた。また、発光材料の母体材料であるＺｎＳと発光中心であるＭｎＳとを窒素雰囲気下でメノウ乳鉢ですりつぶして混合し、ＺｎＳにＭｎＳを分散させた。また、発光材料の母体材料であるＺｎＳに発光中心であるＭｎＳと更にＳｉとを加えて、窒素雰囲気下でメノウ乳鉢ですりつぶして混合し、ＺｎＳにＭｎＳを分散させた。その後、それぞれの材料を坩堝に入れ電気炉を窒素置換し、予熱として１５０度で１時間、その後１０００度で４時間焼成を行なった。焼成終了後、放冷し取り出す事により、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：ＭｎＳ、ＺｎＳ：ＭｎＳ：Ｓｉを作製した。
【０１００】
なお、発光材料の材料の混合比はＺｎＳ：Ｍｎの場合、ＺｎＳ  ５ｇに対し、Ｍｎは８４．５ｍｇ使用した。なお、この混合比において、ＺｎＳを１００ｍｏｌ％とすると、Ｍｎは約３ｍｏｌ％となる。また、ＺｎＳ：ＭｎＳの場合、ＺｎＳ  ５ｇに対し、ＭｎＳは１３４ｍｇを使用した。なお、この混合比において、ＺｎＳを１００ｍｏｌ％とすると、ＭｎＳは約３ｍｏｌ％となる。また、ＺｎＳ：ＭｎＳ：Ｓｉの場合、ＺｎＳ  ５ｇに対し、ＭｎＳは１３４ｍｇ、Ｓｉは１４．５ｍｇを使用した。なお、この混合比において、ＺｎＳを１００ｍｏｌ％とすると、ＭｎＳは約３ｍｏｌ％、Ｓｉは約１ｍｏｌ％となる。
【０１０１】
この発光材料をＸ線回折法（ＸＲＤ）で測定した。ＺｎＳ：ＭｎのＸＲＤ分析の測定結果を図７、ＺｎＳ：ＭｎＳの結果を図８、ＺｎＳ：ＭｎＳ：Ｓｉの結果を図９に示す。図７、図８、及び図９において、縦軸は回折強度（任意単位）、横軸はＸ線の回折角度を示す。また、図中のＷｕｒｔｚｉｔｅ．ｓｙｎ−ＺｎＳは六方晶のＺｎＳのピークパターンを、Ｓｐｈａｌｅｒｉｔｅ．ｓｙｎ−ＺｎＳは立方晶のＺｎＳのピークパターンを示している。
【０１０２】
図７〜図９より、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：ＭｎＳ、ＺｎＳ：ＭｎＳ：Ｓｉの順に六方晶のピーク強度が高くなり、立方晶のピーク強度が小さくなっていることが分かる。従って、ＺｎＳ：ＭｎＳ：Ｓｉの結晶構造は、ＺｎＳ：Ｍｎの結晶構造に比べて六方晶の割合が高いといえる。また、焼成後の発光材料のｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＰＬ）強度測定を行ったところ、ＰＬ強度はＺｎＳ：Ｍｎ＜ＺｎＳ：ＭｎＳ＜ＺｎＳ：ＭｎＳ：Ｓｉであり、ＺｎＳ：ＭｎＳ：Ｓｉは、高いＰＬ強度が得られた。このことからこの発光材料では結晶構造が六方晶となる方が高い発光輝度の得られる発光材料を得る事が出来ると言える。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の発光素子を説明する図。
【図２】本発明の発光素子を説明する図。
【図３】本発明の発光装置を説明する図。
【図４】本発明の発光装置を説明する図。
【図５】本発明の電子機器を説明する図。
【図６】本発明の電子機器を説明する図。
【図７】ＺｎＳ：ＭｎのＸＲＤ分析結果。
【図８】ＺｎＳ：ＭｎＳのＸＲＤ分析結果。
【図９】ＺｎＳ：ＭｎＳ：ＳｉのＸＲＤ分析結果。
【図１０】従来の発光素子を説明する図。
【符号の説明】
【０１０４】
６０    第１の電極
６１    発光材料
６２    発光層
６３    第２の電極
６４    誘電体層
６４ａ    誘電体層
６４ｂ    誘電体層
１００    基板
１０１    第１の電極
１０２    第１の誘電体層
１０３    発光層
１０４    第２の誘電体層
１０５    第２の電極
【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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