(57)【要約】【課題】面発光する発光体の薄型化、排熱の効率化、輝度ムラの低減のうち、少なくとも１つを実現すること。【解決手段】発光体１は、第１の半導体層４Ａと第２の半導体層４Ｂとで構成され、第２の半導体層４Ｂは、同一組成かつ連続した層であり、第１の半導体層４Ａは、連続した絶縁物の層４Ｉに、第２の半導体層４Ｂとは異なる組成で構成された複数の半導体領域４Ｓが、それぞれ別個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、第１の半導体層４Ａと前記第２の半導体層４Ｂとは接合し、前記接合部近傍に発光部２が形成され、さらに、第１の半導体層４Ａと第２の半導体層４Ｂとの接合面とは異なる面はそれぞれ第１電極５Ａと第２電極５Ｂが接合している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、同一組成かつ連続した層であり、
前記第１の半導体層は、連続した絶縁物の層に、前記第２の半導体層とは異なる組成で構成された複数の半導体領域が、それぞれ別個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し、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は異なる面は、電極と接合していることを特徴とする発光体。
【請求項２】
前記第１の半導体層の前記接合面とは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それぞれ別個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する請求項１に記載の発光体。
【請求項３】
第１の半導体層と第２の半導体層とが接合されるとともに、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層との少なくとも一方は、同一組成かつ連続した一つの層である半導体層と、
第１の半導体層と第２の半導体層とが接合される部分で発光する複数の発光部と、
前記半導体層に電圧を印加するための電極と、
を含むことを特徴とする発光体。
【請求項４】
前記複数の発光部は、等間隔で配置される請求項３に記載の発光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光する発光体の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ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。例えば、特許文献１には、ＬＥＤの応用製品として、基板上に複数のチップＬＥＤを配置したＬＥＤ表示ユニットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７８４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたＬＥＤ表示ユニットは、基板上に配置した複数のチップＬＥＤにより面発光するものである。しかし、このＬＥＤ表示ユニットは、別個独立の部品としてのチップＬＥＤが基板上に実装、配置されているので、ＬＥＤ表示ユニットが厚みを持ち、かつ、複数のチップＬＥＤからの発熱や、配置されたチップＬＥＤ間の距離が影響し、面発光体としての輝度ムラが大きくなるおそれがある。本発明は、面発光する発光体の薄型化、放熱の効率化、輝度ムラの低減のうち、少なくとも１つを実現す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、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、同一組成かつ連続した層であり、前記第１の半導体層は、連続した絶縁物の層に、前記第２の半導体層とは異なる組成で構成された複数の半導体領域が、それぞれ別個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し、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は異なる面は、電極と接合していることを特徴とする発光体である。
【０００６】
この発光体は、異なる半導体相互の接合面を形成するとともに、少なくとも一方の半導体層は連続した層、かつ、半導体粒子により構成される。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が複数別個独立して配置されている。このような構造により、この発光体は、極めて薄い構造を有し、また、別個独立して配置されている複数の半導体領域において、それぞれが発光することで擬似面発光することができる。このように、それぞれの半導体領域は発光部となる。それぞれの半導体領域（発光部）で発生した熱は、発光面全体に拡散されるため、放熱効率を高められる。さらに、複数の発光部で発生した光が連続した半導体層を透過する際に、半導体層を構成する半導体粒子により散乱するので、複数の独立した発光部とそれ以外の領域との明るさの差が少なくなる。また、複数の発光部で発生した光は発光面方向だけでなく、あらゆる方向へと放射され、発光体を構成する各層で反射，散乱するため、輝度ムラを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あるので、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ので、輝度ムラを抑制することができる。
【０００７】
本発明において、前記第１の半導体層又は前記第２の半導体層は、一方が連続した層であり、他方が複数の部分に分かれていて、かつ連続した層は半導体粒子により形成されていることが好ましい。このように、複数の発光部を構成する層に、連続した半導体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半導体層で散乱する。前記連続した半導体層は透明又は半透明の粒子で構成され、複数の発光部から発生した光が前記粒子を透過する際、散乱光となるため、面全体が発光しているような擬似面発光体として機能する。その結果、この発光体は、同一面における輝度ムラを低減することができ、また発光部からの発熱が発光体全面に伝わり放熱されるため、放熱効率が高く、更に連続した絶縁体層に熱伝導性の高い材料を用いることで、より放熱が促され、局所的な発熱を低減することができる。
【０００８】
本発明において、前記第１の半導体層の前記接合面とは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それぞれ別個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することが好ましい。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。
【０００９】
本発明は、第１の半導体層と第２の半導体層とが接合されるとともに、前記第２の半導体層は、同一組成かつ連続した層であり、前記第１の半導体層は、連続した絶縁物の層に、前記第２の半導体層とは異なる組成で構成された複数の半導体領域が、それぞれ別個独立して等間隔で配置された構造を持つ半導体・絶縁体複合層であるとともに、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層とが接合される部分で発光する複数の発光部と、前記半導体層に電圧を印加するための電極と、を含むことを特徴とする発光体である。
【００１０】
この発光体は、第１の半導体層と、前記第１の半導体層とは異なる第２の半導体層とを接合するとともに、少なくとも一方は連続した半導体層を有する。そして、半導体層は、第１の半導体層と第２の半導体層との接合部の近傍に、複数の発光部を有する。第１の半導体層及び第２の半導体層は、いずれも薄膜なので、この発光体は、極めて薄い構造とすることができる。また、この発光体は、別個独立して配置されている複数の発光部が、それぞれ発光することで擬似面発光することができる。発光部で発生した熱は、発光体の発光面全体に拡散されるため、この発光体は放熱効率が向上する。さらに、半導体層を半導体粒子で構成することにより、複数の発光部で発生した光が連続した半導体層を透過する際に、前記半導体粒子により散乱する。その結果、複数の独立した発光部とそれ以外の領域との明るさの差が少なくなる。また、複数の発光部で発生した光は発光面方向だけでなく、あらゆる方向に放射され、発光体を構成する各層で反射，散乱する。その結果、放射光は複雑に反射、散乱を繰り返し、放射光は放射面において平均化された放射光を発するため、この発光体は、放射面における輝度ムラを効率よく低減することができる。
【００１１】
本発明において、前記複数の発光部は、等間隔で配置されることが好ましい。このように、複数の発光部を等間隔とすることにより、発光体の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ので、輝度ムラを効率的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、面発光する発光体の薄型化、放熱の効率化、輝度ムラの低減のうち、少なくとも１つを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態に係る発光体の平面図である。
【図２−１】図２−１は、本実施形態に係る発光体の平面図である。
【図２−２】図２−２は、本実施形態に係る発光体の平面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る発光体の断面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る発光体の断面図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る発光体の断面図である。
【図６】図６は、スイッチング素子を有する発光体の制御回路の一例を示す回路図である。
【図７】図７は、本実施形態おける第１の発光体の製造方法を示すフローチャートである。
【図８−１】図８−１は、本実施形態における第１の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図８−２】図８−２は、本実施形態における第１の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図８−３】図８−３は、本実施形態における第１の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図８−４】図８−４は、本実施形態における第１の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図８−５】図８−５は、本実施形態における第１の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図９】図９は、本実施形態おける第１の発光体の製造方法を示すフローチャートである。
【図１０−１】図１０−１は、本実施形態における第２の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図１０−２】図１０−２は、本実施形態における第２の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図１０−３】図１０−３は、本実施形態における第２の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図１０−４】図１０−４は、本実施形態における第２の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図１０−５】図１０−５は、本実施形態における第２の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図１０−６】図１０−６は、本実施形態における第２の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図１０−７】図１０−７は、本実施形態における第２の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図１０−８】図１０−８は、本実施形態における第２の発光体の製造方法を示す説明図である。
【図１０−９】図１０−９は、本実施形態における第２の発光体の製造方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１、図２−１、図２−２は、本実施形態に係る発光体の平面図である。発光体１、１’、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、１’、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（Light Emitting Diode：発光ダイオード）である。すなわち、発光体１、１’、１’’は、複数のＬＥＤを同一（共通）の基板（基板）に作製したものである。この点で、発光体１、１’、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。
【００１６】
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。配列間隔Ｐの範囲としては、発光部２の等価直径をＤｅ（Ｄｅ＝４×Ｓ／Ｃ、Ｓは柱状部分の断面積、Ｃは柱状部分の周長）とすると、Ｐ−Ｄｅ＝０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。この配列間隔Ｐが狭すぎると、発光面に対する発光部が多くなり、発光部からの発熱が増加するおそれがある。また、配列間隔Ｐが広すぎると、連続した半導体層を構成する粒子による散乱が不十分で、輝度ムラが発生するおそれがある。上述した配列間隔Ｐの範囲内において、配列間隔Ｐをより狭くした配列の方が輝度ムラ低減に関してはより効果的である。
【００１７】
図２−１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、千鳥状に配列されている。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。発光体１’は、隣接する発光部２の配列間隔Ｐが等しくなっている。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。
【００１８】
図２−２に示す発光体１’’は、隣接する発光部２同士の配列間隔がすべてＰとなるように複数の発光部２が配列されている。発光体１’’は、隣接する３個の発光部２で作られる三角形Ｓｑが正三角形となっている。すなわち、三角形Ｓｑのそれぞれの内角θは、すべて６０度である。このようにすれば、隣接する発光部２同士の配列間隔がすべて等しくなるため、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の輝度ムラをより低減できる。次に、発光体１、１’、１’’の内部構造を説明する。以下においては、発光部２の配列は格子状、すなわち、発光体１の発光部２の配列を例とするが、他の配列でも同様である。
【００１９】
図３から図５は、本実施形態に係る発光体の断面図である。発光体１は、半導体層４と、基板３と、第１電極５Ａ及び第２電極５Ｂと、複数の発光部２とを含む。本実施形態において、発光体１は、第２電極５Ｂの表面に透明の保護層６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とが接合されているとともに、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、同一組成かつ連続した層であり、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が複数別個独立して配置されている。発光体１においては、第２の半導体層４Ｂが同一組成かつ連続した層であり、第１の半導体層４Ａは、連続した絶縁物の層としての半導体絶縁層４Ｉに、第２の半導体層４Ｂとは異なる組成で構成された複数の半導体領域４Ｓが、それぞれ別個独立して等間隔で配置された構造を持つ半導体・絶縁体複合層である。本実施形態において、第２の半導体層４ＢはＮ型半導体であり、第１の半導体層４Ａが有する半導体領域４ＳはＰ型半導体である。なお、第２の半導体層４ＢがＰ型半導体であり、第１の半導体層４Ａの有する半導体領域４ＳがＮ型半導体であってもよい（以下同様）。なお、半導体層４Ａと半導体層４Ｂと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〜５０ｎｍがより好ましい。
【００２０】
上述したように、発光体１は、第２の半導体層４Ｂが同一組成かつ連続した層である。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、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。半導体領域４Ｓは、柱状部分の直径Ｄ（柱状部分の断面が円形でない場合には等価直径Ｄｅ）が１０μｍ以上１ｃｍ以下であることが好ましい。また、半導体層４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。半導体領域４Ｓ及び半導体層４の寸法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と半導体層４Ｂとのそれぞれの厚みは、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。
【００２１】
第１の半導体層４Ａは、基板３の表面に形成される第１電極５Ａと接するとともに、第２の半導体層４Ｂとも接している。第２の半導体層４Ｂの表面には第２電極５Ｂが設けられる。これら基板３上に形成された第１電極５Ａと、第２の半導体層４Ｂの表面に設けられた第２電極５Ｂとを介して、半導体層４に電圧が印加される。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との接合部（界面）の近傍である。すなわち、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とでＬＥＤが構成される。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（本実施形態では第２の半導体層４Ｂ）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、連続した半導体層を構成する粒子により散乱される。その結果、発光体１は、半導体粒子により構成された連続した半導体層により輝度ムラが抑制できる。
【００２２】
このように、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半導体領域４Ｓの間に、半導体絶縁層４Ｉ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が低下するという問題がある。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発熱量は小さく、また発光面全体で発熱を放熱することができる。このため、発光体１は、全体の発熱を効率的に放熱することができる。また、発光体１は、半導体絶縁層４Ｉ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の昇温が抑制される。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る。
【００２３】
図４に示す発光体１ａは、上述した発光体１と同様であるが、第１の半導体層４Ａと第２の半導体層４Ｂとの位置関係が反転している。すなわち、第２の半導体層４Ｂが基板３側に、第１の半導体層４Ａが第２電極５Ｂ側に配置される。第１の半導体層４Ａが有する複数の半導体領域４Ｓと半導体絶縁層４Ｉとは、それぞれの表面に設けられる第２電極５Ｂと電気的に接続している。また、第２の半導体層４Ｂは、基板３上に形成された第１電極５Ａと電気的に接続している。発光体１ａの半導体層４は、第１電極５Ａと第２電極５Ｂとを介して電圧が印加される。この発光体１ａも、上述した発光体１と同様の作用、効果が得られる。発光体１、１ａに示されるように、本実施形態において、第１の半導体層４Ａ又は第２の半導体層４Ｂは、一方が同一組成かつ連続した１つの層であり、他方が複数の半導体領域４Ｓを有していればよい。
【００２４】
図５に示す発光体１ｃは、上述した発光体１に、それぞれの発光部２に対応したスイッチング素子７を加えたものである。前記各スイッチング素子７は各々が独立して駆動するよう基板に配線される。各スイッチング素子７の上部には第１電極５Ａ’が形成される。他の半導体層などの構造は、発光体１と同様である。発光体１ｃは、基板３と発光部２に対応して複数形成される第１の電極５Ａ’との間にスイッチング素子７を有する。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い。スイッチング素子７がＴＦＴである場合、例えば、それぞれのスイッチング素子７のゲート等が基板３と電気的に接続される。このような構造により、発光体１ｃは、それぞれの発光部２と対向したスイッチング素子７を有する。発光体１ｃは、上述した発光体１、１ａと同様の作用、効果に加え、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という効果を有する。このため、発光体１ｃは、それぞれの発光部２の発光が制御されることにより、輝度ムラがより低減される。
【００２５】
図６は、スイッチング素子を有する発光体の制御回路の一例を示す回路図である。発光体１ｃは、制御装置８と、ゲート信号制御素子９Ｇａ、９Ｇｂ、９Ｇｃ・・・と、ソース信号制御素子９Ｓａ、９Ｓｂ、９Ｓｃ・・・と、電源１０と、を有する。ゲート信号制御素子９Ｇａ、９Ｇｂ、９Ｇｃ・・・及びソース信号制御素子９Ｓａ、９Ｓｂ、９Ｓｃ・・・は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果型トランジスタ）、バイポーラトランジスタ等のスイッチング素子である。この例において、スイッチング素子７は、ＴＦＴである。ＴＦＴは、ＦＥＴの一種である。
【００２６】
発光体１ｃが有する複数のスイッチング素子７は、例えば、図６に示すようなマトリックス回路により制御される。前記マトリックス回路は、複数のゲート信号ラインＧａ、Ｇｂ、Ｇｃ・・・と、複数のソース信号ラインＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ・・・とを有している。複数のゲート信号ラインＧａ、Ｇｂ、Ｇｃ・・・は、それぞれ複数のスイッチング素子７のゲートに接続されている。複数のソース信号ラインＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ・・・は、それぞれ複数のスイッチング素子７のソースに接続されている。それぞれのスイッチング素子７のドレインは、それぞれ第１の電極５Ａ’を介して第１の半導体層４Ａに接続されている。第２の半導体層４Ｂは、第２電極５Ｂを介してグランド１１に接続されている。電源１０は、ゲート信号制御素子９Ｇａ、９Ｇｂ、９Ｇｃ及びソース信号制御素子９Ｓａ、９Ｓｂ、９Ｓｃに正電圧を印加している。
【００２７】
発光部２を点灯させる場合、制御装置８は、ゲート信号制御素子９Ｇａ、９Ｇｂ、９Ｇｃ・・・の少なくとも一つをＯＮにする。すると、ゲート信号制御素子９Ｇａ、９Ｇｂ、９Ｇｃ・・・に接続されているスイッチング素子７のゲートに正電圧が印加されるので、ＯＮになったゲート信号制御素子９Ｇａ、９Ｇｂ、９Ｇｃ・・・に接続されているスイッチング素子７がＯＮになる。この状態で、制御装置８は、ソース信号制御素子９Ｓａ、９Ｓｂ、９Ｓｃ・・・の少なくとも一つをＯＮにすると、ソース信号制御素子９Ｓａ、９Ｓｂ、９Ｓｃ・・・に接続されているスイッチング素子７のソースとドレインとを介して、ドレインに接続されている半導体領域４Ｓに正電圧が印加される。すると、半導体領域４Ｓから第２の半導体層４Ｂに向かって電流が流れ、半導体層４の発光部２が発光する。
【００２８】
例えば、制御装置８が、ゲート信号制御素子９Ｇｂとソース信号制御素子９ＳａとをＯＮにしたとする。すると、ゲート信号ラインＧｂに接続されている複数のスイッチング素子７がＯＮになり、ソース信号ラインＳａに接続されているスイッチング素子７のソースに正電圧が印加される。その結果、ゲート信号ラインＧｂとソース信号ラインＳａとが交差する部分（図６の矢印Ａで示す部分）の発光部２が発光する。制御装置８は、ゲート信号制御素子９Ｇｂとソース信号制御素子９Ｓａとの少なくとも一方をＯＦＦにすることにより、ゲート信号ラインＧｂとソース信号ラインＳａとが交差する部分の発光部２を消灯させることができる。このような回路構造により、制御装置８は、発光体１ｃが有する任意の発光部２を発光させることができる。次に、本実施形態に係る発光体の製造方法を説明する。
【００２９】
（第１の発光体の製造方法）
図７は、本実施形態における第１の発光体の製造方法を示すフローチャートである。図８−１から図８−５は、本実施形態における第１の発光体の製造方法を示す説明図である。第１の発光体の製造方法は、図３に示す発光体１を製造する方法の一例である。ステップＳ１１において、基板３を準備する。基板３は、ガラス基板、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、ステップＳ１２に進み、基板３の表面に、第１電極５Ａを形成する。このとき、発光体全面から光を取出したい場合は、基板３、第１電極５Ａともに透明なものを用い、光の取出しが積層方向の一方向のみの場合は、光をよく反射することのできる電極材を用いる。次に、ステップＳ１３に進み、半導体絶縁層４Ｉ（絶縁部）を第１電極５Ａの表面に形成する（図８−１）。
【００３０】
半導体絶縁層４Ｉは、後述する複数の半導体領域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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
次に、半導体領域４Ｓを形成するステップＳ１４に進む（図８−２）。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
次に、ステップＳ１５に進み、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（図８−３）。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２の半導体層４Ｂ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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、ステップＳ１６に進み、第２の半導体層４Ｂの表面に第２電極５Ｂを形成する（図８−４）。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。
【００３９】
次に、ステップＳ１７に進み、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（図８−５）。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。図４に示す発光体１ａは、第１の発光体の製造方法を、ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１５、ステップＳ１３、ステップＳ１４、ステップＳ１６、ステップＳ１７の順に実行することにより製造することができる。
【００４０】
（第２の発光体の製造方法）
図９は、本実施形態おける第２の発光体の製造方法を示すフローチャートである。図１０−１から図１０−９は、本実施形態における第２の発光体の製造方法を示す説明図である。第２の発光体の製造方法は、図５に示す発光体１ｃを製造する方法の一例である。ステップＳ３１において、基板３を準備する。基板３は、第１の発光体の製造方法と同様に、様々な種類を用いることができる。次に、ステップＳ３２に進み、準備した基板３の表面に後述するそれぞれのスイッチング素子７（図１０−２参照）に対応する部分を空けて半導体絶縁層４Ｉａを形成する（図１０−１）。そして、半導体絶縁層４Ｉａの間に各スイッチング素子７を形成・配線する（図１０−２）。次に、ステップＳ３３に進み、基板３の表面に形成した各スイッチング素子７及び半導体絶縁層４Ｉａの表面に、各スイッチング素子７の表面の一部及び半導体絶縁層４Ｉａを覆うように半導体絶縁層４Ｉｂを形成してから（図１０−３）、第１電極５Ａ’を形成する（図１０−４）。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１ｃに柔軟性を持たせる必要がある場合、基板３は、例えば、樹脂のフィルム等を用いる。発光体１ｃ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。基板３にＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＰＥＮ（Polyethylene Naphthalate）等の柔軟な材料を用いる場合は、フラーレン又はペンタセン等の有機半導体等でスイッチング素子７が形成される。
【００４１】
次に、ステップＳ３４に進み、まず、それぞれの第１電極５Ａ’表面の一部及び半導体絶縁層４Ｉｂの表面に、後述する半導体領域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（図１０−５）。ここまでの工程で形成された、半導体絶縁層４Ｉａ、４Ｉｂ、４Ｉが絶縁部となる。そして、半導体絶縁層４Ｉの間、つまりそれぞれの第１電極５Ａ’の表面に半導体領域４Ｓを形成することにより、第１の半導体層４Ａが形成される（図１０−６）。次に、第１の半導体層４Ａの表面に、第２の半導体層４Ｂが形成される（ステップ３５、図１０−７）。その形成方法は、第１の発光体の製造方法と同様である。次に、第２電極５Ｂの形成（ステップＳ３６、図１０−８）及び保護層６の形成（ステップＳ３８、図１０−９）が行われて、発光体１ｃが完成する。ステップＳ３４からステップＳ３８は、第１の発光体の製造方法におけるステップＳ１３からステップＳ１７と同様なので、説明は省略する。このような工程により、発光体１ｃを製造することができる。
【００４２】
以上、本実施形態に係る発光体は、異なる半導体層を接合するとともに、少なくとも一方の半導体は同一組成かつ連続した層とした半導体層を有し、この連続した半導体層は、半導体粒子により構成され、前記半導体層に複数の独立した発光部を形成する。このような構造により、本実施形態に係る発光体は、擬似的に面発光する。このとき、本実施形態に係る発光体は、複数の発光部で発生した光が連続した層を構成する粒子により散乱されるので、輝度ムラが低減される。また、本実施形態に係る発光体は、大型化したＬＥＤによって面発光させる発光体と比較して、小さな発光部（ＬＥＤ）の集合体により擬似的に面発光させる。このため、面全体が発光する面発光体と比べ発熱量及び消費電力を低減することができ、また発光部からの発熱を面全体で放熱するため、放熱効率が高い。これらの作用により、発光体は耐久性の低下が抑制される。また、本実施形態に係る発光体は、ＬＥＤからの光を導光板に導いて面発光させる発光体と比較して、寸法を抑制できるとともに部品点数も低減できる。さらに、本実施形態に係る発光体は、複数の発光部から発生した光が、連続した半導体層を構成する粒子により、面全体に分散されるので、輝度ムラも抑制できる。
【００４３】
また、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。
【符号の説明】
【００４４】
１、１’、１’’、１ａ、１ｃ  発光体
２  発光部
３  基板
４  半導体層
４Ａ  第１の半導体層
４Ｂ  第２の半導体層
４Ｉ  半導体絶縁層
４Ｓ  半導体領域
５Ａ、５Ａ’  第１電極
５Ｂ  第２電極
６  保護層
７  スイッチング素子
８  制御装置
９  信号制御素子
１０  電源
１１  グランド
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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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８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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【図８−４】
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【図８−５】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１０−３】
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【図１０−４】
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【図１０−５】
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【図１０−６】
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【図１０−７】
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【図１０−８】
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【図１０−９】
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