(57)【要約】【課題】複数の発光部を有する発光体を用いて面発光させる場合における輝度ムラを低減しつつ消費電力を抑制し、更に発光体の長寿命化を図ること。【解決手段】発光を制御される発光体１は、複数の発光部２が等間隔で格子状に配列されている。それら複数の発光部２を、任意の領域ごとに発光部の配置数が均等となるよう、回路上において分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ等に分割し、所定の周期で変化する電圧を、それぞれの分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ等が有するそれぞれの発光部２に対して、異なる位相で印加する。【選択図】図７
2012181964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光部を有する発光体を発光させるための制御方法であり、
前記複数の発光部を任意の領域ごとに前記発光部の配置数が均等になるよう分割し、
分割されたそれぞれの分割領域内において、それぞれの前記発光部に対し所定の周期で変化する電圧を異なる位相で印加することを特徴とする発光制御方法。
【請求項２】
前記分割領域に配置されたすべての前記発光部に印加される電圧の総和が、それぞれの前記分割領域の間で等しくなるよう制御を行う請求項１に記載の発光制御方法。
【請求項３】
前記分割領域は、前記発光部がＨ×Ｈ個配列される請求項１に記載の発光制御方法。
Ｈは１よりも大きい整数。
【請求項４】
Ｘ−Ｙの二次元座標系において、Ｘ方向にｎ個、Ｙ方向にｍ個配列される場合において、
前記発光部の位置が（Ｘｉ、Ｙｊ）である場合には式（１）で示す電圧Ｖが前記発光部に印加される請求項１から３のいずれか１項に記載の発光制御方法。
Ｖ＝Ａ×ｓｉｎ｛２×π×（ｆ×ｔ−｛（ｉ−１）−√Ｋ×（１−ｊ）｝／Ｋ）｝・・・（１）
Ａは発光部に印加される電圧の振幅、Ｋは１つの分割領域に含まれる発光部の数、ｎはＸ方向に配列された発光部の数、ｍはＹ方向に配列された発光部の数、ｉは１以上ｎ以下の整数、ｊは１以上ｍ以下の整数、ｆは発光部に印加される電圧の周波数（１／Ｔ：周期）、ｔは時間。
【請求項５】
前記発光部に印加される電圧の周波数は、１００Ｈｚ以上１ＭＨｚ以下である請求項１から４のいずれか１項に記載の発光制御方法。
【請求項６】
１つの前記分割領域に含まれる前記発光部の数は、４、９、１６である請求項１から５のいずれか１項に記載の発光制御方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の発光制御方法を実現することを特徴とする発光制御装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の発光制御方法を実現することを特徴とする発光装置。
【請求項９】
前記発光体は、第１の半導体層と第２の半導体層とで構成され、
前記第２の半導体層は、連続した層であり、
前記第１の半導体層は、連続した絶縁物の層に、前記第２の半導体層と異なる組成で構成された複数の半導体領域が、それぞれ独立して等間隔で配置された構造を持つ半導体・絶縁体複合層であり、
前記第１の半導体層と前記第２の半導体層とは接合され、さらに、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層との接合面と異なる面は、それぞれ電極と接合されており、
前記第１の半導体層の前記接合面と異なる面に設けられる前記電極は、前記複数の半導体領域に独立して通電されるようにパターニングされ、かつ、前記パターニングされた電極に、前記複数の半導体領域に対応したスイッチング素子を含む請求項８に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光制御方法、面発光する発光装置及び発光制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）は、液晶ディスプレイのバックライトの光源として普及している。また、近年は、ＬＥＤを光源とした照明器具が製造され、普及し始めている。複数のＬＥＤを駆動する技術として、複数のＬＥＤ中の１個のＬＥＤを順番に導通させるものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】登案第３１４６７３０号公報［段落００２５、００２７］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術は、複数のＬＥＤ中の１個を順番に導通させ、発光させるものなので、複数のＬＥＤを同一面に配置して面発光体として用いる場合、輝度ムラが発生するおそれがある。本発明は、複数の発光部を有する発光体を用いて面発光させる場合における輝度ムラを低減しつつ消費電力を抑制し、更に発光体の長寿命化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数の発光部を有する発光体を発光させるための制御方法であり、前記複数の発光部を任意の領域ごとに前記発光部の配置数が均等になるよう分割し、分割されたそれぞれの分割領域内において、それぞれの前記発光部に対し所定の周期で変化する電圧を異なる位相で印加することを特徴とする発光制御方法である。
【０００６】
この発光制御方法は、複数の発光部を有する発光体の発光制御に関して、任意の領域において前記発光部の配置数が均等になるよう、制御上において、複数の発光部を任意の領域に分割し、その分割された領域内に配置されたそれぞれの発光部には、所定の周期で変化する電圧を異なる位相で印加する。このような制御により、前記複数の発光部を有する発光体は、それぞれ任意の分割領域が有するそれぞれの発光部に印加される電圧の総和を、それぞれ任意に分割された分割領域の全ての領域間で等しくすることができるので、発光体全体での輝度ムラを抑制することができる。また、それぞれの発光部に印加される電圧は周期的に変化するので、この発光制御方法は、常時発光部を発光させる駆動方法と比較して、消費電力が抑制されると共に、発光部の長寿命化に寄与することができる。
【０００７】
本発明において、前記分割領域に配置されたすべての前記発光部に印加される電圧の総和が、それぞれの前記分割領域の間で等しくなるよう制御を行うことが好ましい。すなわち、本発明において、発光体が有する複数の発光部は、任意の領域ごとに発光部の配置数が均等になるよう分割され、その領域内において発光を制御されるそれぞれの発光部に印加される電圧の総和が、それぞれ任意に分割された分割領域の全ての領域間で等しいことが好ましい。このように、任意に分割されたそれぞれの領域において、その領域が有するすべての発光部に印加される電圧の総和を等しくするので、隣接する領域間における輝度ばらつきはほとんど発生しない。その結果、発光体全体での輝度ムラを抑制することができる。
【０００８】
本発明において、前記分割領域は、前記発光部がＨ×Ｈ個配列されることが好ましい。なお、Ｈは１よりも大きい整数である。このようにすれば、それぞれの分割された領域を正方形かつ同じ寸法とすることができるので、発光体の全面に、均等に分割領域を配置することができる。その結果、発光体全体での輝度ムラを抑制できる。
【０００９】
本発明において、Ｘ−Ｙの二次元座標系において、Ｘ方向にｎ個、Ｙ方向にｍ個配列される場合において、
前記発光部の位置が（Ｘｉ、Ｙｊ）である場合には式（１）で示す電圧Ｖが前記発光部に印加される請求項１から３のいずれか１項に記載の発光制御方法。
Ｖ＝Ａ×ｓｉｎ｛２×π×（ｆ×ｔ−｛（ｉ−１）−√Ｋ×（１−ｊ）｝／Ｋ）｝・・・（１）
なお、Ａは発光部に印加される電圧の振幅、Ｋは１つの分割領域に含まれる発光部の数であり、１を除く正数の自乗、ｎはＸ方向に配列された発光部の数、ｍはＹ方向に配列された発光部の数、ｉは１以上ｎ以下の整数、ｊは１以上ｍ以下の整数、ｆは発光部に印加される電圧の周波数（１／Ｔ：周期）、ｔは時間である。
【００１０】
このような発光制御を行うことで、複数の発光部を有する発光体は、前記複数の発光部を任意の領域に分割し、その任意の領域内に配置される発光部に印加される電圧の総和が、全ての前記分割された領域間で等しくなるので、発光体全体の輝度ムラを抑制できる。また、それぞれの発光部に印加される電圧は、０から最大値の間で周期的に変化する。Ａｓを発光部における発光閾電圧値とすると、Ａｓは０から最大値の間に含まれ、印加される電圧がＡｓ以下である場合発光部は消灯状態となる。このため、発光体をこの発光制御方法により発光させると、常時発光部を発光させる制御方法と比較して、消費電力を抑制し、発光体の長寿命化に寄与することができる。
【００１１】
本発明において、前記発光部に印加される電圧の周波数は、１００Ｈｚ以上１ＭＨｚ以下であることが好ましい。このようにすれば、発光体から放射される発光のちらつきを低減できるとともに、消費電力及び発熱の増加も抑制できる。
【００１２】
本発明において、１つの前記分割領域に含まれる前記発光部の数は、４、９、１６であることが好ましい。すなわち、任意の領域における発光部の配置数は、４、９、１６であることが好ましい。配置数が多くなりすぎると、任意の領域内において輝度ムラが生じてしまうおそれがある。また、それぞれの発光部は等間隔に配置されていることが好ましい。等間隔に配置されていることで領域内での輝度ムラを抑制できる。前記配置数および配置形態であれば、発光体全体の輝度ムラの抑制に効果的である。
【００１３】
本発明は、前記発光制御方法を実現することを特徴とする発光制御装置である。このため、この発光制御装置は、常時発光部を発光させる駆動方法と比較して、消費電力が抑制されると共に、発光部の長寿命化に寄与することができる。
【００１４】
本発明は、前記発光制御方法を実現することを特徴とする発光装置である。このため、この発光装置は、常時発光部を発光させる駆動方法と比較して、消費電力が抑制されると共に、発光部の長寿命化に寄与することができる。
【００１５】
本発明において、前記発光体は、第１の半導体層と第２の半導体層とで構成され、前記第２の半導体層は、連続した層であり、前記第１の半導体層は、連続した絶縁物の層に、前記第２の半導体層と異なる組成で構成された複数の半導体領域が、それぞれ独立して等間隔で配置された構造を持つ半導体・絶縁体複合層であり、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層とは接合され、さらに、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層との接合面と異なる面は、それぞれ電極と接合されており、前記第１の半導体層の前記接合面と異なる面に設けられる前記電極は、前記複数の半導体領域に独立して通電されるようにパターニングされ、かつ、前記パターニングされた電極に、前記複数の半導体領域に対応したスイッチング素子を含むことが好ましい。
【００１６】
このように、複数の発光部を有する半導体層に、連続した１つの半導体の層を設けることにより、複数の発光部で発生した光は連続した１つの層で散乱する。その結果、この発光装置は、面発光した場合の輝度ムラをさらに効果的に低減することができる。また、前記複数の発光部が等間隔で配置されることにより、発光面内における部分的な散乱光の強弱の発生を抑制できる。また、分割された領域内における発光部の発光パターンや周期などの制御は、それぞれの分割された領域において同一であるため、常に点灯位置や消灯位置は等間隔を保つことができることから、面内において明るさの補間がなされ、より輝度ムラを低減することができる。また、それぞれの発光部は独立して発光制御が可能であるため、意図的に発光面内において、輝度の高低を制御することも可能である。さらに、本発明は、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層との接合面とは異なる面は、電極と接合しており、前記第１の半導体層と接合する電極が、前記複数の半導体領域にそれぞれ独立して通電される様パターニングされ、かつ前記パターニングされた電極下部に、前記半導体領域に対応したスイッチング素子を有している。スイッチング素子により、複数の発光部の発光を個別に制御することができる。その結果、この発光体は、輝度ムラをより低減するような順序で発光部を発光させたり、消費電力がより低減するような方法で発光部を発光させたりすることができる。また、必要に応じてそれぞれの発光部を独立して制御することで、発光面内の任意の領域において輝度の高低差を設けることも可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、複数の発光部を有する発光体を用いて面発光させる場合における輝度ムラを低減し、更に発光体の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本実施形態に係る発光体の平面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る発光体の断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る発光体が有する発光部の配列を示す平面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る発光体が有する発光部の配列を示す平面図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る発光制御装置及び発光体を含む発光装置の装置構成を示す概念図である。
【図６−１】図６−１は、本実施形態に係る発光体が有する発光部とスイッチング素子との回路構成例を示す概念図である。
【図６−２】図６−２は、本実施形態に係る発光体が有する発光部とスイッチング素子との回路構成例を示す概念図である。
【図６−３】図６−３は、本実施形態に係る発光体が有する発光部とスイッチング素子との回路構成例を示す概念図である。
【図６−４】図６−４は、本実施形態に係る発光体が有する発光部とスイッチング素子との回路構成例を示す概念図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る発光制御におけるそれぞれの発光部の擬似的な電圧の分布を示す模式図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る発光制御において、１つの分割領域が有するそれぞれの発光部の電圧変化を示す図である。
【図９】図９は、分割領域が有する発光部の数を変更した場合における擬似印加電圧の分布を示す模式図である。
【図１０】図１０は、図９に示す例の発光制御において、１つの分割領域が有するそれぞれの発光部の電圧変化を示す図である。
【図１１】図１１は、分割領域が有する発光部の数を変更した場合における擬似印加電圧の分布を示す模式図である。
【図１２】図１２は、図１０に示す例の発光制御において、１つの分割領域が有するそれぞれの発光部の電圧変化を示す図である。
【図１３】図１３は、分割した分割領域が有する発光部の数を変更した場合における擬似印加電圧の分布を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態は、本発明を限定するものではない。また、下記の実施形態で開示された構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。まず、本実施形態に係る発光制御装置の制御対象である発光体の構造を説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る発光体の平面図である。発光体１は、複数の発光部２を有する平板状の素子である。発光体１は、複数の独立した発光部２を同一の面内で発光（点発光）させることにより、擬似的に面発光する発光素子である。それぞれの発光部２は、ＬＥＤである。すなわち、発光体１は、複数のＬＥＤを同一（共通）の基板に作製したものである。この点で、発光体１は、部品としてのＬＥＤを、例えば、一つの基板に複数実装し取り付けた発光体とは異なる。
【００２１】
図１に示す発光体１は、複数の発光部２が、Ｘ−Ｙの二次元座標系において、格子の交点に配列（格子状に配列）されている。複数の発光部２の配列間隔Ｐは、等間隔であることが好ましい。等間隔とすることにより、連続した層の面内での散乱光の強度のバラツキを抑制できるので、結果として、発光体１の輝度ムラを抑制できるので好ましい。この例では、Ｘ方向に隣接する発光部２の配列間隔ＸｐとＹ方向に隣接する発光部２の配列間隔Ｙｐとが等しい、すなわち、Ｘｐ＝Ｙｐ＝Ｐである。このようにすれば、それぞれの発光部２を発光させて擬似的に面発光させた場合、発光体１の輝度ムラを低減できるので好ましい。このように、発光体１は、２方向（この例ではＸ方向及びＹ方向）において、複数の発光部２の配列間隔が等しければ、発光体１の輝度ムラ低減の効果を得ることができる。
【００２２】
発光部２の配列は、格子状の配列に限定されるものではない。例えば、複数の発光部２は、Ｘ−Ｙの二次元座標系において千鳥配列されていてもよい。複数の発光部２が千鳥配列される場合でも、複数の発光部２の配列間隔は、等間隔であることが好ましい。等間隔とすることにより、連続した層の面内での散乱光の強度のバラツキを抑制できるので、結果として、発光体１の輝度ムラを抑制できるので好ましい。このようにすれば、それぞれの発光部２を発光させて擬似的に面発光させた場合、発光体１の輝度ムラを低減できるので好ましい。
【００２３】
発光部２の直径Ｄ（発光部２の形状が円形でない場合には等価直径Ｄｅ＝４×Ｓ／Ｃ、Ｓは柱状部分の断面積、Ｃは柱状部分の周長）は、１０μｍ以上１ｃｍ以下が好ましい。発光部２の直径Ｄがこのような範囲であれば、発光部２としての抵抗値を抑えられ、かつ電流分布もある程度一定となるため、発光体１の輝度ムラを抑制できるので好ましい。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る発光体の断面図である。発光体１は、第１の半導体層４Ａと第２の半導体層４Ｂとからなる半導体層４と、基板３と、複数の発光部２と、スイッチング素子７とを含む。本実施形態において、発光体１は、各スイッチング素子７の表面に設けられる電極５Ａと、第２の半導体層４Ｂの表面に設けられる電極５Ｂ（透明電極が好ましい）と、電極５Ｂの表面に設けられる透明の保護層６とを有する。半導体層４は、第１の半導体層４Ａと第２の半導体層４Ｂとが接合されるとともに、第１の半導体層４Ａと第２の半導体層４Ｂとの少なくとも一方は、連続した層であり、また、他方の半導体層は連続した絶縁体層中に前記一方の半導体層の組成とは異なる半導体組成で複数独立して配置されている。本実施形態において、第１の半導体層４Ａが有する半導体領域４ＳはＰ型半導体であり、第２の半導体層４ＢはＮ型半導体である。したがって、半導体層４は、第１の半導体層４Ａが有する半導体領域４Ｓと第２の半導体層４ＢとがＰＮ接合されたものである。なお、第１の半導体層４Ａが有する半導体領域４ＳがＮ型半導体であり、第２の半導体層４ＢがＰ型半導体であってもよい。
【００２５】
上述したように、半導体層４は第１の半導体層４Ａ及び，第２の半導体層４Ｂからなり、第２の半導体層４Ｂが連続した層である。第１の半導体層４Ａは、複数の半導体領域（柱状部分）４Ｓを有している。複数の半導体領域４Ｓは、円柱形状又は多角柱形状等の柱状の形状となっている（本実施形態では円柱形状）。本実施形態では、半導体絶縁層４Ｉに、複数の半導体領域４Ｓが設けられて第１の半導体層４Ａとなる。第１の半導体層４Ａの柱状部分の厚み（基板３の表面と直交する方向における寸法）は、５０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下であることが好ましい。半導体層４の厚みがこのような範囲であれば、発光部２としての抵抗値を抑えられ、かつ電流分布もある程度一定となるため、発光体１の輝度ムラを抑制できるので好ましい。また、半導体層４Ａ、半導体層４Ｂそれぞれの厚みは、前記半導体層４の厚みの範囲内であれば、特に限定されない。
【００２６】
複数の発光部２は、半導体層４に形成される。より具体的には、発光部２は、第１の半導体層４Ａが有する半導体領域４Ｓと第２の半導体層４Ｂとの接合部（界面）の近傍である。すなわち、第１の半導体層４Ａが有する半導体領域４Ｓと第２の半導体層４ＢとでＬＥＤが構成される。第１の半導体層４Ａが有するそれぞれの半導体領域４Ｓの下部に電極５Ａが設けられ、かつ電極５Ａと基板３との間にスイッチング素子７が設けられる。また、第２の半導体層４Ｂとも接している。第２の半導体層４Ｂの表面にも電極５Ｂが設けられ、電極５Ａと電極５Ｂとを介して複数の発光部２に電圧が印加されることで、発光部２が発光する。
【００２７】
本実施形態では、Ｐ型半導体である第１の半導体層４Ａが有する半導体領域４Ｓに正電圧を印加することにより、半導体領域４ＳからＮ型半導体である第２の半導体層４Ｂに向かって電流が流れ、両者の接合部（ＰＮ接合部）近傍（より具体的には禁制帯の近傍）で発光する。発光体１は、第１の半導体層４Ａと第２の半導体層４Ｂとの少なくとも一方が、連続した層であり、半導体粒子により構成される。このため、両者の接合部近傍に形成される複数の発光部２で発光した光は、連続した１つの層の半導体が含む粒子で散乱される。その結果、発光体１は、連続した１つの層の半導体により輝度ムラが抑制できる。尚、半導体層４Ａ、半導体層４Ｂを構成するそれぞれの粒子サイズは５ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。更に、光散乱の効率を考慮すると２０ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましい。
【００２８】
発光体１は、それぞれの発光部２に対応した複数のスイッチング素子７を有する。スイッチング素子７はそれぞれの発光部２に対応した位置に設けられ、かつ各々が独立して駆動するよう基板に配線される。そして各スイッチング素子７の上部には第１電極５Ａが形成され、電極５Ａと半導体領域４Ｓとが接合される。スイッチング素子７は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）であるが、これに限定されるものではなく、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）素子など、他のスイッチング素子を使用することができる。発光体１が有する第１の半導体層４Ａは、複数の柱状部分に分かれている半導体領域４Ｓを有しており、それぞれの半導体領域４Ｓの下部に配置される電極５Ａと基板３との間にスイッチング素子７が配置される。このような構造により、それぞれのスイッチング素子７は、それぞれの発光部２と対向している。複数のスイッチング素子７により、発光体１は、それぞれの発光部２を独立して発光させることができるので、それぞれの発光部２の発光が制御されることにより、輝度ムラをより低減することができる。
【００２９】
発光体１は、同一の基板３に複数個の発光部２を有しているので、擬似的に面発光する。また、発光体１は、各発光部２の間、より具体的には複数の第１の半導体層４Ａの間に、半導体絶縁部７を有している。ＬＥＤは、発光素子を大型化すると発熱及び電気特性の低下という問題がある。この点について、発光体１は、大型化したＬＥＤと比較して、小さな独立したＬＥＤの発光部２を同一の基板３に形成して、擬似的に面発光させているので、面全体が発光部となっている面発光体と比べてそれぞれの発光部２の発熱は小さく、また、発光面全体で発光部２の熱を放熱させることができる。このため、発光体１は、全体の発熱を効率的に放熱させることができる。また、発光体１は、半導体絶縁部７に、放熱性に優れた樹脂又は酸化物を用いることにより、発光部２で発生した熱は、発光体１の表面へ伝わりやすくなる。その結果、発光体１は、発光に起因する発光体１の昇温は抑制される。また、発光体１の昇温が抑制されることにより、発光体１は、電気特性の低下も抑制され、長寿命化が図られる。
【００３０】
図３、図４は、本実施形態に係る発光体が有する発光部の配列を示す平面図である。図３の発光体１は、Ｘ−Ｙの二次元座標系において、複数の発光部２がＸ方向にｎ個、Ｙ方向にｍ個、格子状に配列されている（ｎ、ｍは整数）。この場合、それぞれの発光部２の位置は、Ｘ座標Ｘ１、Ｘ２、・・・Ｘｎ−１、ＸｎとＹ座標Ｙ１、Ｙ２、・・・Ｙｍ−１、Ｙｍとを用いて、（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、・・・（Ｘｎ−１、Ｙｍ−１）、（Ｘｎ、Ｙｍ）と表すことができる。図４の発光体１’は、Ｘ−Ｙの二次元座標系において、複数の発光部２がＸ方向にｎ個、Ｙ方向にｍ個、千鳥配列されている。この場合、それぞれの発光部２の位置は、Ｘ座標Ｘ１、Ｘ２、・・・Ｘｎ−１、ＸｎとＹ座標Ｙ１、Ｙ２、・・・Ｙｍ−１、Ｙｍとを用いて、（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、・・・（Ｘｎ−１、Ｙｍ−１）、（Ｘｎ、Ｙｍ）と表すことができる点は、発光部２が格子状に配列された場合と同様である。千鳥配列において、発光部２は、Ｙ方向に向かってジグザグに配列されるので、千鳥配列におけるＸ座標は、ジグザグに一列並んだ部分をそれぞれ座標Ｘ１、Ｘ２、・・・Ｘｎ−１、Ｘｎとする（二点鎖線で区画される部分）。以下においては、格子状に発光部２が配列された発光体１を例として説明する。
【００３１】
図５は、本実施形態に係る発光制御装置及び発光体を含む発光装置の装置構成を示す概念図である。発光装置１００は、複数の発光部２及びそれぞれの発光部２に対応したスイッチング素子７を含む発光体１と、発光体１を発光させる発光制御装置８とを含む。発光制御装置８は、例えば、マイクロコンピュータを有しており、スイッチング素子７に発光部２の点灯又は点滅を制御するための信号（発光制御信号）ＳＬを与えて、発光部２の発光制御を行なう。
【００３２】
図６−１から図６−４は、本実施形態に係る発光体が有する発光部とスイッチング素子との回路構成例を示す概念図である。以下においては、説明の便宜上、１つの発光部２及びスイッチング素子７のみを示すが、発光体１が有する他の発光部２及びスイッチング素子７についても同様である。図６−１に示す発光装置１００は、スイッチング素子７にＴＦＴを用いている。ＴＦＴは、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）の一種である。図６−１に示す発光装置１００は、スイッチング素子７のゲートＧに発光制御装置８から発光制御信号ＳＬを与える。スイッチング素子７のドレインＤは、電源９の正極と電気的に接続している。また、スイッチング素子７のソースＳは、発光部２の第１の半導体層４Ａと接合している電極５Ａと電気的に接続している。半導体層４が有する第２の半導体層４Ｂと接合している電極５は、グランド１０と電気的に接続している。
【００３３】
発光制御装置８がスイッチング素子７のゲートＧに発光制御信号ＳＬ（具体的には電圧）を印加しない状態において、発光部２は消灯している。発光制御装置８がスイッチング素子７のゲートＧに発光制御信号ＳＬを印加すると、スイッチング素子７がＯＮになり、電源９からスイッチング素子７を通って発光部２に電流が流れて、発光部２が点灯する。発光制御装置８からの発光制御信号ＳＬの大きさ又は与え方によって、スイッチング素子７のドレインＤに印加される電圧を制御することができる。このように、発光制御装置８は、発光制御信号ＳＬによって、発光部２の発光を制御することができる。
【００３４】
図６−２に示す発光装置１００は、スイッチング素子７にバイポーラトランジスタを用いている。図６−２に示す発光装置１００は、スイッチング素子７のベースＢに発光制御装置８から発光制御信号ＳＬを与える。スイッチング素子７のコレクタＣは、電源９の正極と電気的に接続している。また、スイッチング素子７のエミッタＥは、発光部２の第１の半導体層４Ａと接続している電極５Ａと電気的に接続している。半導体層４が有する第２の半導体層４Ｂと接続している電極５Ｂは、グランド１０と電気的に接続している。
【００３５】
発光制御装置８がスイッチング素子７のベースＢに発光制御信号ＳＬ（具体的には電流）を印加しない状態において、発光部２は消灯している。発光制御装置８がスイッチング素子７のベースＢに発光制御信号ＳＬを印加すると、スイッチング素子７がＯＮになり、電源９からスイッチング素子７を通って発光部２に電流が流れて、発光部２が点灯する。発光制御装置８からの発光制御信号ＳＬの大きさ又は与え方によって、発光部２の点灯と消灯とが制御される。例えば、発光制御装置８は、発光制御信号ＳＬの電流値を変化させることにより、エミッタＥの電圧が変化する。その結果、発光部２に印加される電圧が変化するので、その電圧に応じて発光部２は点灯したり消灯したりする。このように、発光制御装置８は、発光制御信号ＳＬによって、発光部２の発光を制御することができる。
【００３６】
図６−３に示す発光装置１００は、スイッチング素子７にＴＦＴを用いる点では図６−１に示す発光装置１００と同様であるが、回路構成及び発光体１の発光部の構造が異なる。図６−３に示す発光装置１００は、電極５Ｂと第２の半導体層４Ｂとが電気的に接続されている。第２の半導体層４Ｂは、連続した層である。第２の半導体層４Ｂと接合（ＰＮ接合）される第１の半導体層４Ａは、複数の半導体領域４Ｓ（円柱形状又は多角柱形状等の柱状部分）に分かれており、その複数の半導体領域４Ｓはそれぞれ電極５Ａと電気的に接続されている。第１の半導体層４Ａと第２の半導体層４Ｂとで、半導体層４が形成される。
【００３７】
発光装置１００は、電源９の正極が電極５Ｂと電気的に接続されている。発光部２の第１の半導体層４Ａと電気的に接続する電極５Ａは、スイッチング素子７のドレインＤと電気的に接続している。発光制御装置８は、スイッチング素子７のゲートＧに発光制御信号ＳＬを与える。また、スイッチング素子７のソースＳは、グランド１０と電気的に接続している。発光制御装置８がスイッチング素子７のゲートＧに発光制御信号ＳＬ（具体的には電圧）を印加しない状態において、発光部２は消灯している。発光制御装置８がスイッチング素子７のゲートＧに発光制御信号ＳＬを印加すると、スイッチング素子７がＯＮになり、電源９から発光部２及びスイッチング素子７を通って電流が流れて、発光部２が点灯する。発光制御装置８からの発光制御信号ＳＬの大きさ又は与え方によって、スイッチング素子７のドレインＤの電圧を制御することができる。その結果、発光制御装置８は、発光部２の第１の半導体層４Ａと第２の半導体層４Ｂとの電位差を変更することができるので、発光制御信号ＳＬによって、発光部２の発光を制御することができる。
【００３８】
図６−４に示す発光装置１００は、スイッチング素子７にバイポーラトランジスタを用いる。また、図６−４に示す発光装置１００が有する発光体１の構造は、図６−３に示すものと同様である。発光装置１００は、電源９の正極が電極５Ｂと電気的に接続されている。発光部２の第１の半導体層４Ａと電気的に接続する電極５Ａは、スイッチング素子７のコレクタＣと電気的に接続している。発光制御装置８は、スイッチング素子７のベースＢに発光制御信号ＳＬを与える。また、スイッチング素子７のエミッタＥは、グランド１０と電気的に接続している。
【００３９】
発光制御装置８がスイッチング素子７のベースＢに発光制御信号ＳＬ（具体的には電流）を印加しない状態において、発光部２は消灯している。発光制御装置８がスイッチング素子７のベースＢに発光制御信号ＳＬを印加すると、スイッチング素子７がＯＮになり、電源９から発光部２及びスイッチング素子７を通って電流が流れて、発光部２が点灯する。発光制御装置８からの発光制御信号ＳＬの大きさ又は与え方によって、スイッチング素子７のコレクタＣの電圧を制御することができる。その結果、発光制御装置８は、発光部２の第１の半導体層４Ａと第２の半導体層４Ｂとの電位差を変更することができるので、発光制御信号ＳＬによって、発光部２の発光を制御することができる。次に、発光制御装置８による発光体１の発光の制御（発光制御）について説明する。
【００４０】
図７は、本実施形態に係る発光制御におけるそれぞれの発光部の擬似的な電圧の分布を示す模式図である。図８は、本実施形態に係る発光制御において、１つの分割領域が有するそれぞれの発光部の電圧変化を示す図である。図７に示すそれぞれの四角が、図１、図２等に示す発光部２に相当する。図７に示す１、２、・・ｎは、図３に示したＸ座標に付した添字であり、それぞれのＸ座標を識別するための数字である。また、図７に示す１、２、・・ｍは、図３に示したＹ座標に付した添字であり、それぞれのＹ座標を識別するための数字である。以下において、発光体１が有するそれぞれの発光部２の座標（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、・・・（Ｘｎ、Ｙｍ）は、（１、１）、（２、２）、（ｎ、ｍ）のように示す。すなわち、括弧の中における最初の数字がＸ座標を示し、後の数字がＹ座標をしめす。発光制御装置８は、発光部２の座標により、それぞれの発光部２を識別することができる。すなわち、発光部２の座標は、発光体１におけるそれぞれの発光部２の位置情報（アドレス）となる。
【００４１】
本実施形態において、発光体が有する複数の発光部は、任意の領域ごとに発光部の配置数が均等になるよう分割され、それぞれの任意に分割された分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃについて、所定の周期で変化する電力（電圧）が、それぞれの分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが有するそれぞれの発光部２に対して異なる位相で印加される。すなわち、本実施形態においては、発光体１が有する複数の発光部２を、任意の分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ等に分割する。このとき、それぞれの任意の分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ等が有する発光部２は、いずれの領域においても同数であり、かつ配置数が均等となるよう分割されている。
【００４２】
本実施形態では、分割されたすべての任意の分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ等は、いずれもＸ方向にＨ個、Ｙ方向にＨ個、すなわち、Ｈ×Ｈ個の発光部２を有する正方形かつ同じ寸法の領域である（Ｈは１よりも大きい整数）。より具体的には、分割された全ての任意の分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ等は、Ｘ方向に２個、Ｙ方向に２個、すなわち、２個×２個＝４個の発光部２を有している。すなわち、１つの分割領域２０Ａ、２０Ｂに含まれる発光部２の数Ｋ＝Ｈ×Ｈ個である。このように、分割される任意の分割領域２０Ａ等を正方形かつ同じ寸法の領域とすることで、発光体１の全面に、均等に分割領域２０Ａ等を配置することができる。その結果、発光体１全体を擬似的に面発光させた場合の輝度ムラを抑制できる。
【００４３】
この発光制御方法により、分割された任意のそれぞれの分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ等に対して、所定の周期Ｔで変化する電圧が印加される。例えば、図８に示すように、Ａを中心として±Ａで周期的に変化する電圧Ｖを、位相をずらしてそれぞれの分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ等に対して印加する。このようにすることで、分割された任意のそれぞれの分割領域に含まれる発光部に印加される電圧の総和が、分割された全ての領域において等しくなるので、発光体１を擬似的に面発光させた場合において、発光体１が発光面として認識されたときの輝度ムラを低減させることができる。
【００４４】
図７に示す例において、分割領域２０Ｃが有する発光部２の位置は、座標（１、１）、（１、２）、（２、１）、（２、２）となる。本実施形態において、分割領域２０Ｃに着目した場合、それぞれの発光部２に印加される電圧（印加電圧）は、式（２）から式（５）に示すようになる。また、それぞれの発光部２に印加される電圧の変化は、図８に示すようになる。式（２）から式（５）に示すように、それぞれの発光部２の印加電圧Ｖは、電圧Ａを中心とし、電圧の振幅（電圧振幅）Ａで、周期Ｔ＝１／ｆで変化する正弦波となる。ｆは、発光部２に印加される電圧の周波数である。なお、ｔは時間である。
Ｖ（１、１）＝Ａ×ｓｉｎ｛２×π×（ｆ×ｔ）｝・・（２）
Ｖ（２、１）＝Ａ×ｓｉｎ｛２×π×（ｆ×ｔ−１／４）｝・・（３）
Ｖ（１、２）＝Ａ×ｓｉｎ｛２×π×（ｆ×ｔ−１／２）｝・・（４）
Ｖ（２、２）＝Ａ×ｓｉｎ｛２×π×（ｆ×ｔ−３／４）｝・・（５）
【００４５】
発光部２は、ＬＥＤであるため、ある電圧の閾値Ａｓを超えると発光し、閾値Ａｓを下回ると消灯する。印加電圧Ｖは、０から２Ａまで変化し、閾値Ａｓは０と２Ａとの間に含まれる。発光制御装置８は、式（２）から（５）で示すように、それぞれの分割領域２０Ａ等が有するそれぞれの発光部２に所定の周期で変化する電圧を印加するので、分割領域２０Ａ等が有するそれぞれの発光部２は１周期（Ｔ）において、点灯と消灯の制御が行われる。また、印加電圧ＶがＡｓ以上の場合、印加電圧の強弱により発光強度の強弱が制御される。このため、発光部２の消費電力及び発熱は、発光部２が常時発光（点灯）している場合と比較して小さくなるので、発光体１の消費電力及び発熱も、すべての発光部２が常時点灯している場合と比較して小さくなる。
【００４６】
図７に示す四角に付された数字は、あるタイミングにおいて発光部２に印加される擬似的な電圧（疑似印加電圧）である。数値が大きいほど、発光部２に印加される電圧は高くなる。本実施形態において、複数の発光部２を有する発光体１のそれぞれの発光部２に、所定の周期で変化する電圧を異なる位相で印加することにより、任意の領域に分割された分割領域２０Ａ、２０Ｂ等においては、それぞれの分割領域２０Ａ、２０Ｂ等が有するすべての発光部２の印加電圧Ｖの総和が、それぞれの分割領域２０Ａ、２０Ｂ等の間で等しくなる。本実施形態では、それぞれの分割領域２０Ａ、２０Ｂ等が有するすべての発光部２における電流値の総和は、それぞれの分割領域２０Ａ、２０Ｂ等の間で等しい。このため、１つの発光部２を共通に有するそれぞれの分割領域２０Ａ、２０Ｂ等においては、それぞれの分割領域２０Ａ、２０Ｂ等が有するすべての発光部２に与えられる電力の総和が、それぞれの分割領域２０Ａ、２０Ｂ等の間で等しくなる。
【００４７】
例えば、図７に示す例において、分割領域２０Ａと分割領域２０Ｂとは、座標（４、４）の発光部２を共通に有している。分割領域２０Ａ、２０Ｂにおける印加電圧Ｖの総和は、前記疑似印加電圧に換算すると、それぞれ１＋２＋３＋４＝１０（＝４×Ａ）で等しくなる。したがって、分割領域２０Ａ、２０Ｂに印加される電力の総和は等しくなる。このように、任意の領域において前記発光部の配置数が均等になるよう、分割された分割領域２０Ａ、２０Ｂ等は、印加電圧Ｖの総和（印加電力の総和）がそれぞれ等しくなるので、上述のような発光制御を行うことにより、分割領域２０Ａ、２０Ｂ間の輝度ムラを抑制できる。
【００４８】
図９は、分割領域が有する発光部の数を変更した場合における擬似印加電圧の分布を示す模式図である。図１０は、図９に示す例の発光制御において、１つの分割領域が有するそれぞれの発光部の電圧変化を示す図である。図１１は、分割領域が有する発光部の数を変更した場合における擬似印加電圧の分布を示す模式図である。図１２は、図１０に示す例の発光制御において、１つの分割領域が有するそれぞれの発光部の電圧変化を示す図である。図１３は、分割領域が有する発光部の数を変更した場合における擬似印加電圧の分布を示す模式図である。図９に示す例の発光体１は、Ｈ＝３、すなわち、Ｘ方向に３個、Ｙ方向に３個の計９個の発光部２が配列された分割領域２１Ａ、２１Ｂ等を有するものである。図１１に示す例の発光体１は、Ｈ＝４、すなわち、Ｘ方向に４個、Ｙ方向に４個の計１６個の発光部２が配列された分割領域２２Ａ、２２Ｂ等を有するものである。図１３に示す例の発光体１は、Ｈ＝５、すなわち、Ｘ方向に５個、Ｙ方向に５個の計２５個の発光部２が配列された分割領域２３Ａ、２３Ｂを有するものである。
【００４９】
Ｈ＝３、４、５いずれの例においても、Ｈ＝２の場合と同様に、図５に示す発光制御装置８は、任意の領域において前記発光部の配置数が均等になるよう、分割領域２１Ａ、２１Ｂ等に分割する。そして、所定の周期で変化する電力（電圧）を、それぞれの分割領域２１Ａ、２１Ｂ等が有するそれぞれの発光部２に対して異なる位相で印加する。その結果、それぞれの発光部２の点灯，消灯，そして点灯時の発光強度の強弱を制御できるので、発光体１が有するすべての発光部２を同時に点灯させる場合と比較して消費電力及び発熱を低減できる。また、それぞれの領域が有する全ての発光部２に印加される電圧の総和を、それぞれの領域間で等しくすることで、領域間による輝度ムラが低減でき、その結果、発光体１の輝度ムラを抑制することができる。
【００５０】
本実施形態において、上述のような発光駆動制御により発光制御される複数の発光部を有する発光体１は、任意の領域において前記発光部の配置数が均等になるよう、分割領域２１Ａ、２１Ｂ等に分割され、それぞれの分割領域２１Ａ、２１Ｂ等が有するすべての発光部２に対して印加される電圧Ｖ（印加電力）の総和が、それぞれの分割領域２１Ａ、２１Ｂの間で等しい。このような発光制御をすることで、発光体１において、分割領域２１Ａ、２１Ｂ等の間における輝度ムラを抑制できるので、結果、発光体１全体の輝度ムラも抑制できる。
【００５１】
発光体１は、Ｘ−Ｙの二次元座標系において、発光部２がＸ方向にｎ個、Ｙ方向にｍ個配列され、それぞれの発光部２の位置は座標（Ｘｉ、Ｙｊ）で表される。そして、発光体１が有する複数の分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２ＣがＨ×Ｈ個（Ｈは１よりも大きい整数）の発光体を有する場合、発光制御装置８は、それぞれの発光部２の印加電圧Ｖを、式（６）、式（７）のように制御する。Ａは印加電圧の振幅（電圧振幅）、Ｋは１つの分割領域に含まれる発光部の数、ｎはＸ方向に配列された発光部の数、ｍはＹ方向に配列された発光部の数、ｉは１以上ｎ以下の整数、ｊは１以上ｍ以下の整数、ｆは発光部に印加される電圧の周波数（１／Ｔ：周期）、ｔは時間である。
Ｖ＝Ａ×ｓｉｎ｛２×π×（ｆ×ｔ−｛（ｉ−１）−√Ｋ×（１−ｊ）｝／Ｋ）｝・・（６）
【００５２】
式（６）の｛（ｉ−１）−√Ｋ×（１−ｊ）｝／Ｋ）が、異なる発光部２の間における印加電圧Ｖの位相差を示す。図１０、図１１に示すように、Ｋが大きくなるにしたがって、それぞれの発光部２同士においては、それぞれの印加電圧Ｖの位相差は小さくなる。また、Ｋが大きくなるにしたがって、発光体１の消費電力及び発熱は小さくなる。しかし、Ｋが大きくなると、同じ周波数においては、１つの分割領域内における輝度ムラが大きくなり、結果として発光体１全体の輝度ムラの抑制効果が低減するおそれがある。
【００５３】
例えば、図１３に示す発光体１は、Ｈ＝５であるので、分割領域２３は、５×５＝２５個の発光部２を有する。すなわち、Ｋ＝２５となる。図１３に示す四角に付された数字は、それぞれの発光部２の疑似印加電圧であり、数値が大きいほど疑似印加電圧は大きい。分割領域２３内の領域２３Ｌは、疑似印加電圧が低い発光部２が集まっているので、分割領域２３内において輝度の低い領域になる。これに対して、分割領域２３内の領域２３Ｈは、疑似印加電圧が高い発光部２が集まっているので、分割領域２３内において輝度の高い領域になる。その結果、分割領域２３は、中央部分の輝度が高く、その周りの輝度が低くなるので、１つの分割領域２３内での輝度ムラが発生する。なお、輝度ムラの発生は、Ｋの大きさのみならず、周波数、発光部２の寸法又は間隔等によって変化するが、Ｋが大きくなるほど、１つの分割領域の輝度ムラが大きくなり、その結果、発光体１全体の輝度ムラも大きくなる傾向がある。本実施形態において、Ｋは４、９、１６が好ましい。この範囲であれば、発光体１の輝度ムラの抑制に効果的である。
【００５４】
上記例において、発光体１が有するそれぞれの発光部２の印加電圧の周波数ｆは、人間の視覚応答速度以上、ＬＥＤの応答速度以下とすることが好ましい。例えば、印加電圧の周波数ｆは、１００Ｈｚ以上１ＭＨｚ以下であることが好ましい。この範囲であれば、発光体１から放射される光のちらつきを低減できるとともに、消費電力及び発熱の増加も抑制でき、その結果、発光体の長寿命化を図ることができる。なお、印加電圧の周波数ｆを変更することにより、単位時間あたりにおける点灯、消灯の回数が変化する。このため、この駆動方法による制御において、印加電圧の周波数ｆを変更することにより、それぞれの発光部２及び発光体１の輝度を調整することもできる。
【００５５】
上述した例においては、それぞれの発光部２に対する印加電圧Ｖを周期的に変化させ、かつ複数の発光部２の間で位相差を設けた。しかし、それぞれの発光部２に対する印加電圧Ｖを閾値Ａｓよりも大きい一定の値とし、それぞれの発光部２に印加する電流の値を周期的に変化させ、かつ複数の発光部２の間で位相差を設けるようにしてもよい。すなわち、図５に示す発光制御装置８は、任意の領域において前記発光部の配置数が均等になるよう分割した分割領域２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２１Ａ、２１Ｂ等について、所定の周期で変化する電流を、それぞれの分割領域２０Ａ等が有するそれぞれの発光部２に対して、異なる位相で印加してもよい。この場合も、それぞれの発光部２に印加される電流は、時間の経過とともに０から最大値まで変化するので、それぞれの発光部２に印加させる電力も時間の経過とともに０から最大値まで変化する。このため、このような発光制御をすることにより、印加電圧Ｖを周期的に変化させるときと同様の効果が得られ、それぞれの発光部２の消費電力及び発熱は、それぞれの発光部２を常時点灯させる場合と比較して低減する。また、分割領域２０Ａ、２０Ｂ等が有する各領域内の全ての発光部には、印加される電流の総和（印加電力の総和）が、任意に分割される全ての領域間でそれぞれ等しくなるので、分割領域２０Ａ、２０Ｂ等の任意に分割される領域間での輝度ムラを抑制することができる。
【００５６】
（発光体の製造方法）
図１、図２に示す発光体１の製造方法を簡単に説明する。発光体１の半導体層４は、半導体材料粒子を有機溶液に分散させたものを印刷又は塗布することにより作製される。まず、基板３を準備する。基板３は、ガラス、樹脂基板、フィルム等様々な種類を用いることができる。次に、基板３の表面にそれぞれの半導体領域４Ｓに対応するよう各スイッチング素子７を形成・配線する。次に、スイッチング素子７の表面に第１電極５Ａを形成する。スイッチング素子７は、真空成膜、塗布又は印刷によって形成する。発光体１に柔軟性を持たせる必要がある場合、基板３は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＥＮ（Polyethylene Naphthalate）等の柔軟な樹脂のフィルム等を用いる。更に、これらの樹脂フィルムのスイッチング素子７が形成される面とは逆の面に金属膜を設けて、光学反射性を高めることもできる。それらの樹脂フィルムに形成されるスイッチング素子７にはＳｉ等の一般的な材料や、好ましくはフラーレン又はペンタセン等の有機半導体が用いられる。発光体１に柔軟性を持たせる必要がない場合、スイッチング素子７は、Ｓｉ等の一般的な材料を用いて形成される。
【００５７】
次に、基板３及びそれぞれの第１電極５Ａ表面に半導体領域４Ｓに対応する部分が除外されるように半導体絶縁層４Ｉを形成する。導体絶縁層４Ｉは、複数の半導体領域４Ｓに対応する部分が除外されるように基板３の表面に形成された第１電極５Ａの表面に、半導体絶縁層４Ｉの原料を分散させた塗料を印刷又はインクジェット印刷することにより形成する。又は、半導体絶縁層４Ｉは、半導体絶縁層４Ｉの原料となる酸化物を、真空成膜等により複数の半導体領域４Ｓに対応する部分が除外されるように第１電極５Ａの表面に成膜することにより形成される。
【００５８】
半導体絶縁層４Ｉに樹脂を用いる場合には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の一般的なＬＥＤ封止材に、絶縁性及び放熱性に優れた無機物質（例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＡｌＮ、ＢＮ等）が混合されたものを使用することができる。また半導体絶縁層４Ｉを樹脂以外で形成する場合には、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＡｌＮ、ＢＮ等を真空成膜して形成することができる。これらの材料は、放熱性に優れ、かつ絶縁性を有するので、発光部２で発生した熱を発光体１の外部に効率よく伝えることができる。その結果、発光体１の昇温を抑制して、耐久性低下を抑制できるので好ましい。
【００５９】
印刷により半導体絶縁層４Ｉを形成する場合、所望のパターンのスクリーン版を使用することができる。真空成膜により半導体絶縁層４Ｉを形成する場合、所望のパターンに加工したメタルマスクを介して、半導体領域４Ｓに対応する部分が除外されるように半導体絶縁層４Ｉを成膜し形成する。半導体絶縁層４Ｉが第１電極５Ａの表面に形成されたら、樹脂を使用した場合のみ乾燥して硬化させる。このようにして、半導体絶縁層４Ｉが第１電極５Ａの表面に形成される。
【００６０】
次に、半導体領域４Ｓを形成する。本実施形態においては、半導体領域４Ｓとなる半導体の粒子を分散させた塗料を半導体絶縁層４Ｉの間、つまり第１電極５Ａ表面に塗布することにより、複数の半導体領域４Ｓを形成する。
【００６１】
前記塗料は、半導体領域４Ｓの材料、本実施形態ではＰ型の半導体材料粒子と、有機溶剤とを混合し、これらを分散させることにより作製される分散溶液である。この塗料を用いて、スクリーン印刷又はインクジェット印刷等により、半導体領域４Ｓのパターンで第１電極５Ａの表面に印刷することにより、半導体領域４Ｓを形成する。印刷後、塗料を乾燥させて、圧縮加工を施す。このようにして第１の半導体層４Ａが第１電極５Ａの表面に形成される。
【００６２】
半導体領域４Ｓは、透明又は半透明の半導体材料粒子の集合体である。このため、発光部２で発光した光は、半導体材料粒子を透過し散乱されることにより、発光体１の輝度ムラが低減される。
【００６３】
次に、半導体領域４Ｓ及び半導体絶縁層４Ｉの表面に第２の半導体層４Ｂを形成する。本実施形態においては、第２の半導体層４Ｂの半導体粒子を分散させた塗料を半導体領域４Ｓ及び半導体絶縁層４Ｉの表面に塗布することにより、第１の半導体層４Ａを形成する。前記塗料は、第２の半導体層４Ｂの材料、本実施形態ではＮ型の半導体材料粒子と、有機溶剤とを混合し、これらを分散させることにより、分散溶液を作製する。この分散溶液を塗料とする。この塗料を用いて、スクリーン印刷又はインクジェット印刷等により、半導体領域４Ｓ及び半導体絶縁層４Ｉの表面に印刷することにより、第２の半導体層４Ｂを形成する。印刷後、塗料を乾燥させて、圧縮加工を施すことにより、Ｐ／Ｎ（又はＮ／Ｐ）接合が形成される。本実施形態においては、第２の半導体層４Ｂ及び第１の半導体層４Ａが有する半導体領域４Ｓは、いずれも半導体材料粒子の集合体である。このため、第２の半導体層４Ｂと第１の半導体層４Ａが有する半導体領域４ＳとのＰ／Ｎ（又はＮ／Ｐ）接合は、半導体粒子によるＰ／Ｎ（又はＮ／Ｐ）接合となる。
【００６４】
本実施形態においては、第２の半導体層４Ｂと第１の半導体層４Ａが有する半導体領域４Ｓは、半導体材料粒子の集合体である。このため、発光部２で発光した光は、前記半導体材料粒子により散乱することにより、発光体１の輝度ムラが低減される。
【００６５】
次に、第２の半導体層４Ｂの表面に第２電極５Ｂを形成する。この例において、第２電極５Ｂは、透明電極である。第１電極５Ａ及び第２電極５Ｂは、Ｐ／Ｎ（又はＮ／Ｐ）接合部分の取出し電極となる。第２電極５Ｂは、光の取り出し効率を考慮して、透過率が高く、屈折率の低い材料で形成されることが好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２等を第２電極５Ｂとして用いることができる。これらの材料を、例えば、第２の半導体層４Ｂの表面に真空成膜又は塗布することによって第２電極５Ｂを形成する。
【００６６】
次に、第２電極５Ｂの表面に保護層６を形成して、発光体１が完成する。保護層６も、第２電極５Ｂ同様に、光の取り出し効率を考慮して、透過率が高く、屈折率の低い材料で形成されることが好ましい。保護層６は、材料を、例えば、第２電極５Ｂの表面に真空成膜又は塗布することによって形成する。このような工程により、発光体１を製造することができる。
【００６７】
本実施形態に係る発光体の製造方法は、半導体材料等と溶剤とを混合して得られた塗料を印刷又は塗布等することにより、半導体層及び電極等を形成して発光体を製造する。このように、本実施形態に係る発光体の製造方法は、半導体層及び電極の材料を含む塗料を用いるので、比較的簡易なプロセスで、比較的安価に発光体を製造することができる。また、本実施形態に係る発光体の製造方法は、半導体層等を形成する対象（基板）の形状又は材質に対する自由度が大きい。例えば、柔軟性のあるフィルムに半導体層等を形成したり、曲面に半導体層を形成したりすることができる。その結果、本実施形態に係る発光体の製造方法は、さまざまな形状又は仕様の、面発光する発光体を製造することができる。
【００６８】
（評価例）
図５に示した本実施形態の発光制御装置８を用いて発光体１を駆動制御して発光させ、性能を評価した。評価した発光体１は、図１に示すように、発光部２が格子状に配列されたものである。発光部２の直径は２００μｍ、発光部２同士の配列間隔Ｐは１ｍｍ、電圧振幅Ａは３Ｖ、Ｋ＝４、９、１６、２５、発光部２に印加される電圧の周波数ｆ＝１ｋＨｚとした。なお、分割領域２０は、Ｈ＝２、３、４、５とし、Ｘ方向に２、３、４、５個、Ｙ方向に２、３、４、５個の発光部２を有するものとした。表１は、輝度ムラ、消費電力及び発熱の評価結果である。これらの評価においては、Ｋを４、９、１６、２５とした。表１中において、☆は特に優れる、◎は優れる、○は標準、△はやや劣る、×は劣ることを示す。
【００６９】
【表１】
2012181964.tif 000003
【００７０】
表１の結果から、Ｋが大きくなるほど輝度ムラが生じてしまう（均一性がない）。なお、輝度ムラとは、発光体１の発光面全体で見たときに輝度の均一性が有るか否かについての評価である。消費電力は、Ｋが大きくなるほど優れる、すなわち、少なくなる。同様に、発熱も、Ｋが大きくなるほど優れる、すなわち、少なくなる。これらの評価結果から、Ｋは４以上１６以下が好ましい。なお、Ｋ＝２５の評価は△ではあるが、発光体１の実用上許容できる範囲である。
【００７１】
表２には、発光部２に印加される電圧の周波数ｆが、発光体１から放射される光のちらつき、消費電力及び発熱に与える影響を評価した結果を示す。表２中において、☆は特に優れる、◎は優れる、○は標準、△はやや劣る、×は劣ることを示す。この評価においては、Ｋ＝４とした。分割領域２０は、Ｈ＝２であり、Ｘ方向に２個、Ｙ方向に２個の発光部２を有するものを用いた。常時点灯とは、発光部２に一定の直流電圧を印加したものである。
【００７２】
【表２】
2012181964.tif 000004
【００７３】
表２の結果から、周波数ｆが大きくなるほど、発光体１から放射される光のちらつきは改善される。なお、ちらつきは、常時点灯が最も優れる（ちらつきが少ない）。消費電力は、周波数が大きくなるほど評価が低い、すなわち、消費電力が増加する。同様に、発熱も、周波数が大きくなるほど評価が低い、すなわち、発熱が増加する。なお、消費電力、発熱は、いずれも常時点灯が最も大きくなる。周波数が大きくなるほど、発光部の点灯頻度が多くなるがゆえに、ちらつきは改善されるが、消費電力，発熱は増加してしまう。これらの結果から、発光部２に印加される電圧の周波数ｆは、１００Ｈｚ以上１ＭＨｚ以下が好ましい。
【符号の説明】
【００７４】
１  発光体
２  発光部
３  基板
４  半導体層
４Ａ  第１の半導体
４Ｂ  第２の半導体
４Ｉ  半導体絶縁層
４Ｓ  半導体領域
５Ａ  第１電極
５Ｂ  第２電極
６  保護層
７  スイッチング素子
８  発光制御装置
９  電源
１０  グランド
【図１】
2012181964.tif 000005
【図２】
2012181964.tif 000006
【図３】
2012181964.tif 000007
【図４】
2012181964.tif 000008
【図５】
2012181964.tif 000009
【図６−１】
2012181964.tif 000010
【図６−２】
2012181964.tif 000011
【図６−３】
2012181964.tif 000012
【図６−４】
2012181964.tif 000013
【図７】
2012181964.tif 000014
【図８】
2012181964.tif 000015
【図９】
2012181964.tif 000016
【図１０】
2012181964.tif 000017
【図１１】
2012181964.tif 000018
【図１２】
2012181964.tif 000019
【図１３】
2012181964.tif 000020