照明光通信システム用の送信装置
【課題】照明としての性能が高く、かつ通信速度が速い新規な照明光通信システムおよびこの照明光通信用システムに好適に適用可能な送信装置。
【解決手段】送信データに基づいて変調された変調光を出射する照明用光源を備える送信装置であって、照明用光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子２６を含んで構成され、送信装置は、光透過性基板本体１１０と、有機エレクトロルミネッセンス素子と、光透過性基板本体および有機エレクトロルミネッセンス素子間に介在して配置され、かつ有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を制御する光透過性制御回路２８とを含み、光透過性制御回路は、光透過性基板本体の厚み方向の一方から見て、有機エレクトロルミネッセンス素子に重ねて配置される、照明光通信システム用の送信装置。
【解決手段】送信データに基づいて変調された変調光を出射する照明用光源を備える送信装置であって、照明用光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子２６を含んで構成され、送信装置は、光透過性基板本体１１０と、有機エレクトロルミネッセンス素子と、光透過性基板本体および有機エレクトロルミネッセンス素子間に介在して配置され、かつ有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を制御する光透過性制御回路２８とを含み、光透過性制御回路は、光透過性基板本体の厚み方向の一方から見て、有機エレクトロルミネッセンス素子に重ねて配置される、照明光通信システム用の送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を利用してデータを伝送する照明光通信システム用の送信装置および照明光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速通信技術の進展とともに、光を伝送媒体として用いた屋内無線通信技術が利用されるようになってきた。特に、伝送媒体として赤外線を用いたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が、オフィスや家庭に普及してきている。
【０００３】
しかしながら、赤外線を用いた無線データ通信では、送信装置と受信装置との間に存在する遮蔽物によって通信に支障が生じるという問題がある。また、信号電力が小さいため、データ通信が不安定になり易いという問題がある。
【０００４】
前述した無線データ通信にかかる問題を解決する通信方式として、照明光を用いた通信方式（照明光通信）が考えられている。照明光の光源としては、化合物半導体系の白色発光ダイオード（以下、白色ＬＥＤ（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）という場合がある）が用いられている。
【０００５】
白色ＬＥＤを用いた照明は、蛍光灯といった従来の照明と比較して、長寿命、小型、低消費電力といった優れた特長を有している。非特許文献１および特許文献１には、このような白色ＬＥＤの特長に着目した照明光通信システムが開示されている。
【０００６】
【非特許文献１】「可視光通信に適した変調方式の実験的検討」（信学技報IEICE Technical Report OCS2005-19(2005-5)第４３〜４８頁 社団法人 電子情報通信学会）
【特許文献１】特開２００３−３１８８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
照明光通信装置には、通信装置に求められる特性と照明装置に求められる特性とを両立させることが要求される。通信としては高い伝送速度が求められており、照明としては高い輝度が求められている。従って、その光源には、例えば高い応答速度と高い輝度とを兼ね備えるものが求められている。
前述したように、蛍光灯などの照明と比較すると白色ＬＥＤは照明として優れた特徴を有している。しかしながら、照明光通信装置に用いられる白色ＬＥＤは、例えば半導体レーザと比較するとその応答速度が低い。特に照明装置に利用される白色ＬＥＤには、蛍光体を使用するタイプのものが主に用いられているが、蛍光体を使用するタイプの白色ＬＥＤは、蛍光体を用いないものと比較すると応答速度が低い。従って白色ＬＥＤを用いた従来の照明光通信では、伝送速度が必ずしも十分とはいえない。
そこで輝度と応答速度との両方を勘案すると、照明光通信装置用の光源として有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という場合がある）を用いることを本願出願人は考案し、これにさらに検討を加えた。例えばアクティブマトリクス型の装置では、有機ＥＬ素子を駆動するトランジスタ素子や配線により構成される制御回路（駆動回路）が予め形成されたＴＦＴ基板上に有機ＥＬ素子が設けられている。有機ＥＬ素子の光を基板側から取り出すボトムエミッション型の装置では、有機ＥＬ素子からの光が制御回路によって遮られるので、基板の厚み方向からみて制御回路と有機ＥＬ素子とが重ならないように配置されている。そうすると有機ＥＬ素子を配置することのできる面積が制御回路の分だけ小さくなり、ひいては有機ＥＬ素子の開口率が小さくなるので、結果として照明装置としての輝度が小さくなるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、伝送速度が速く、かつ輝度が高い新規な照明光通信システム用の送信装置および照明光通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するために、本発明では、下記の構成を採用した。
〔１〕 送信データに基づいて変調された変調光を出射する照明用光源を備える送信装置であって、照明用光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子を含んで構成され、送信装置は、光透過性基板本体と、有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記光透過性基板本体および前記有機エレクトロルミネッセンス素子間に介在して配置され、かつ前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を制御する光透過性制御回路とを含み、該光透過性制御回路は、前記光透過性基板本体の厚み方向の一方から見て、前記有機エレクトロルミネッセンス素子に重ねて配置される、照明光通信システム用の送信装置。
〔２〕 前記照明用光源は、それぞれの発光面積が１０−８ｃｍ２から１０−１ｃｍ２である複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える、〔１〕に記載の照明光通信システム用の送信装置。
〔３〕 前記照明用光源が、前記送信データに基づいて変調された変調光を出射する通信用の有機エレクトロルミネッセンス素子と、非変調光を出射する照明用の有機エレクトロルミネッセンス素子とを備える、〔１〕または〔２〕に記載の送信装置。
〔４〕 通信用の前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光層が、蛍光を発光する発光材料を用いて形成され、かつ照明用の前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光層が、リン光を発光する発光材料を用いて形成されてなる〔３〕に記載の送信装置。
〔５〕 前記光透過性制御回路は、光透過性半導体層を含む光透過性トランジスタ素子と、光透過性配線層とを備え、前記光透過性配線層が、主配線部と、該主配線部から分岐して前記光透過性トランジスタ素子に接続する副配線部とを含む、〔１〕から〔４〕のいずれかに記載の送信装置。
〔６〕 前記光透過性配線層が、無機酸化物導電体材料よりなる、〔５〕に記載の送信装置。
〔７〕 前記光透過性半導体層が、無機酸化物半導体材料よりなる、〔５〕または〔６〕に記載の送信装置。
〔８〕 前記光透過性配線層が、亜鉛錫酸化物またはインジウム含有酸化物から構成される導電体材料よりなり、前記光透過性半導体層が、前記光透過性配線層よりもキャリア濃度が低く、亜鉛錫酸化物またはインジウム含有酸化物から構成される半導体材料よりなる、〔５〕から〔７〕のいずれかに記載の送信装置。
〔９〕 前記光透過性配線層の一部分が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子における電極に相当する、〔５〕から〔８〕のいずれかに記載の送信装置。
〔１０〕 前記光透過性制御回路は、光透過性絶縁層をさらに備え、前記光透過性配線層の一部分が、前記光透過性トランジスタ素子におけるゲート電極、ソース電極およびドレイン電極に相当し、かつ前記光透過性絶縁層の一部分が前記光透過性トランジスタ素子におけるゲート絶縁膜に相当する、〔５〕から〔９〕のいずれかに記載の送信装置。
〔１１〕 変調光を出射する照明用光源を備える〔１〕から〔１０〕のいずれかに記載の送信装置と、前記照明用光源から出射された前記変調光を受光して電気信号に変換し、当該電気信号を復調して受信データを生成する受信装置とを具備する、照明光通信システム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の照明光通信システムにおいては、照明光通信システムの照明用光源として、高速応答性を特長とする有機ＥＬ素子を用いる。よって、従来の白色ＬＥＤを用いる場合と比較して伝送速度を顕著に高めることができる。また光透過性制御回路を用いるとともに、厚み方向の一方から見て有機ＥＬ素子を光透過性制御回路に重ねて配置することにより、有機ＥＬ素子の開口率を高めることができ、高輝度の照明用光源を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図を参照して、本発明の実施形態につき説明する。なお、各図は、発明が理解できる程度に、構成要素の形状、大きさおよび配置が概略的に示されているに過ぎない。本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、各構成要素は本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。なお、以下の説明に用いる各図において、同様の構成要素については同一の符号を付して示し、その重複する説明を省略する場合がある。また、有機ＥＬ素子を備える装置においては電極のリード線等の部材も存在するが、本発明の説明にあっては直接的に要しないため記載を省略している。層構造等の説明の便宜上、下記に示す例においては基板を下に配置した図と共に説明がなされるが、本発明の有機ＥＬ素子およびこれを搭載した装置は、必ずしもこの配置で、製造または使用等がなされるわけではない。なお以下の説明において基板の厚み方向の一方を上または上方といい、厚み方向の他方を下または下方という場合がある。
【００１２】
〈照明光通信システムの構成例（１）〉
図１を参照して、本発明の照明光通信システムの構成例につき説明する。図１は、照明光通信システムの構成を概略的に説明するブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、照明通信システム１０は、送信装置２０と受信装置３０とを備えている。送信装置２０は、照明用光源２２を備えている。照明用光源２２は、送信されるべき送信データに基づいて変調された変調光を出射する。変調光とは、点滅制御された光または光量制御された光をいい、変調方式としては、アナログ変調方式（ＡＭ、ＦＭなど）、デジタル変調方式、パルス変調方式、およびスペクトラム拡散方式などが用いられる。
【００１４】
照明用光源２２は、それぞれが有機ＥＬ素子２６を備える１または複数の発光ユニット２４を含んで構成される。本実施の形態では照明用光源２２は、１つの発光ユニット２４を備える。また発光ユニット２４は、該有機ＥＬ素子２６に接続され、かつ当該有機ＥＬ素子２６の動作を制御する制御回路２８をさらに備える。制御回路２８と有機ＥＬ素子２６とは電気的に接続されている。
【００１５】
有機ＥＬ素子２６は、照明光のみ、または照明光および信号光の双方を生成して出射する。制御回路２８は、有機ＥＬ素子２６の動作を制御する。有機ＥＬ素子２６および制御回路２８の具体的な構成については後述する。
【００１６】
受信装置３０は、受光部３２と復調部３４とを備える。受信装置３０は、照明用光源２２から出射された変調光を受光して、受信データを生成する。
【００１７】
受光部３２は、図示しない光電変換装置を内蔵しており、受光した変調光を電気信号に変換する。復調部３４は、受光部３２によって光電変換された電気信号から、元のデータ(送信データ）を復調して受信データを生成する。
【００１８】
送信装置２０が受信装置３０に対してデータを送信しない状態においては、照明用光源２２をそのまま照明装置として利用することができる。
【００１９】
送信装置２０がデータを送信する場合には、送信すべきデータ、すなわち送信データが制御回路２８に供給される。送信データの供給を受けた制御回路２８は、供給されたデータに基づいて有機ＥＬ素子２６の動作を制御する。
【００２０】
こうして、送信データに対応して変調された変調光が有機ＥＬ素子２６、すなわち発光ユニット２４から出射される。有機ＥＬ素子２６を高速に点滅させたり、その光量を高速で変化させたりしても、視覚的には感知されないので、通信用に使用したとしても有機ＥＬ素子２６はほぼ一定の光量で光っているように見える。したがって、有機ＥＬ素子２６から出射された変調光は、人に違和感を与えることなく、そのまま照明光としても利用することができる。
【００２１】
〈照明光通信システムの構成例（２）〉
図２および図３を参照して、本発明の照明光通信システムの他の構成例につき説明する。
【００２２】
１Ｇbps程度以上の大容量の伝送を行なうためには、送信装置２０において多数の発光ユニット２４を二次元的に配列し、これらを互いに並列的に動作させればよい。このような並列システムを従来のＬＥＤを用いて実現するためには、多数のＬＥＤを二次元的に配列し、分割器との配線接続を行なう必要があり、システムとして大型にならざるを得なかった。
【００２３】
白色ＬＥＤに代えて有機ＥＬ素子を用いると、完成した個々の発光ユニット２４を配線ボード上に後付けして配列するのではなく、例えば制御回路２８が形成されたＴＦＴ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板上に複数の有機ＥＬ素子２６を直接的に作りこむことができ、発光ユニット２４を二次元的に配置された集積デバイスを基板上に最初から製造できる。したがって、分割器などの他の素子を加えても非常にコンパクトな送信装置２０を実現できる。
【００２４】
図２および図３は、本発明の照明通信システムの構成例を概略的に説明するブロック図である。
【００２５】
図２に示すように、照明光通信システム１０は、図１を参照して既に説明した構成を基本として、有機ＥＬ素子２６および制御回路２８からなる発光ユニット２４並びに受光部３２の組を複数組備えている。送信装置２０の照明用光源２２において、複数の発光ユニット２４は、二次元的に配置されている。また、制御回路２８は、直列／並列変換回路２９をさらに含み、受信装置３０は、レンズ３６と並列／直列変換回路３８とをさらに含んでいる。
【００２６】
なお、図示例の送信装置２０および受信装置３０において、直列／並列変換回路２９を制御回路２８に組み込む構成としたが、直列／並列変換回路２９を、制御回路２８の外部に設ける構成とすることもできる。この場合、直列／並列変換回路２９から生成されるパラレル信号に基づいて、制御回路２８が各有機ＥＬ素子２６を制御してもよい。
【００２７】
送信装置２０の直列／並列変換回路２９は、送信データであるシリアルデータを複数のパラレルデータに分割し、分割されたパラレルデータを個々の有機ＥＬ素子２６にそれぞれに供給する。この送信装置２０の直列／並列変換回路２９の動作を含めた制御回路２８の制御によって、各有機ＥＬ素子２６は、各々に与えられるパラレルデータに基づいて、変調された変調光を出射する。出射された変調光は、レンズ３６によって空間的に分離され、対応する各受光部３２の光電変換装置において光電変換され、さらに変換された電子信号は図示しないＡ／Ｄコンバータによってデジタル化され、受信装置３０の並列／直列変換回路３８によってシリアルデータに変換される。復調部３４は、このシリアルデータを復調することにより受信データを生成して出力する。
【００２８】
このように、複数の有機ＥＬ素子２６を並列的に駆動することによって、大容量のデータを高速で伝送することができる。
【００２９】
図２に示した送信装置２０において、有機ＥＬ素子２６の制御(変調制御を含む）は、外部駆動回路としてのドライバＩＣを用いて行ってもよい。図２に示した送信装置２０においては、複数の有機ＥＬ素子２６を単一の制御回路２８で動作制御している。
【００３０】
図３に示すように、複数の有機ＥＬ素子２６それぞれを個別に制御する複数の制御回路２８を、各有機ＥＬ素子２６に対応させて接続する構成とすることもできる。この場合には、照明用光源２２は、１つの有機ＥＬ素子２６および１つの制御回路２８を１組として一体的に形成した発光ユニット２４を複数組備える。なお、複数の有機ＥＬ素子２６を１つの構成単位とする素子群に、各有機ＥＬ素子２６をグループ分けしたときに、同じ素子群に含まれる複数の有機ＥＬ素子２６と該有機ＥＬ素子２６に接続される制御回路２８とからなる発光ユニット２４群を、サブ光源２３という場合がある。後述するように、サブ光源２３ごとに発光を制御することにより、各有機ＥＬ素子２６を素子群ごとに駆動することができる。このように１つの素子群に含まれる複数の有機ＥＬ素子２６を単位として駆動することにより、素子群単位としての光強度（信号強度）が大きくなるので、例えばノイズの多い環境で使用する場合や各有機ＥＬ素子２６の光量が少ない場合であっても、正確に信号を伝送することができ、エラービットレートの小さい照明用光通信システムを実現することができる。
【００３１】
有機ＥＬ素子２６と一体的に作り込まれる制御回路２８の構成要素の一例としていわゆる薄膜トランジスタを用いることができる。薄膜トランジスタとしては、ポリシリコントランジスタ、アモルファスシリコントランジスタ、有機半導体材料を用いた有機トランジスタ等が知られている。こうした薄膜トランジスタから構成される制御回路２８と有機ＥＬ素子２６とを一体的に形成することで、送信装置２０の一層の小型化が可能になる。
【００３２】
次に、図４を参照して、前述した照明光通信システム１０の送信装置２０の構成例として、いわゆるアクティブマトリクス型として構成された照明用光源２２について説明する。
【００３３】
アクティブマトリクス型とは、有機ＥＬ素子２６および制御回路２８を一体的に構成した発光ユニット２４をマトリクス状に配列し、複数の有機ＥＬ素子２６それぞれの駆動制御を有機ＥＬ素子２６の近傍にそれぞれ作り込まれた制御回路２８によって行うタイプをいう。
【００３４】
図４は、本発明のアクティブマトリクス型の照明用光源を用いた照明光通信システムの概略的な説明図である。
【００３５】
送信装置２０が備える照明用光源２２は、前述したように例えばＴＦＴを構成要素とする制御回路２８により有機ＥＬ素子２６を駆動する、いわゆるアクティブマトリクス型の装置である。
【００３６】
この照明用光源２２には、ｍ×ｎ（記号「ｍ」、「ｎ」はそれぞれ自然数を表す）個の発光ユニット２４が平面上においてｍ行ｎ列のマトリクス状に配列される。すなわち格子縞の交点上に各発光ユニット２４がそれぞれ配置される。
【００３７】
照明用光源２２は、それぞれが図４において行方向に延在するとともに、互いに列方向に間隔をあけて配置されるｎ本の走査線Ｙからなる走査線群Ｙ1〜Ｙnを有する。
【００３８】
また、照明用光源２２は、列方向に延在するとともに、互いに行方向に間隔をあけて配置されるｍ本のデータ線Ｘからなるデータ線群Ｘ1〜Ｘｍを有する。走査線群Ｙ1〜Ｙnとデータ線群Ｘ1〜Ｘｍとは、基板の厚み方向の一方から見て、格子縞を形成している。
【００３９】
基板の厚み方向からみて、走査線Ｙとデータ線Ｘとにより形成される複数の交点近傍には、画素領域５１が設けられており、各画素領域５１に１つの発光ユニット２４が配置されている。換言すると、複数の発光ユニット２４が、画素領域５１ごとにマトリクス状に配置されている。
【００４０】
なお、本実施形態では、１つの有機ＥＬ素子２６を含む１つの発光ユニット２４を最小発光単位としているが、１つの発光ユニット２４の発光領域を分割して、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）色光をそれぞれ出射する３つのサブ素子を構成してもよい。また、図４においては、それぞれの発光ユニット２４に対して所定の電圧ＶｄｄまたはＶｓｓを供給する電源線等が省略されている。
【００４１】
図５、図６、図７および図８を参照して、発光ユニット２４が備える制御回路２８の好適な構成例につき説明する。
【００４２】
有機ＥＬ素子２６を用いてアクティブマトリクス型の照明用光源２２を構成した場合には、有機ＥＬ素子の駆動方法は、電流プログラム方式および電圧プログラム方式の二種類に大別される。「電流プログラム方式」とは、データ線に対するデータの供給を電流レベルで行う方式をいい、図６の回路構成によって実現することができる。また「電圧プログラム方式」とは、データ線に対するデータの供給を電圧レベルで行う方法をいい、図５または図７の回路構成によって実現することができる。
【００４３】
〈回路構成例（１）〉
図５は、本発明の送信装置および照明光通信システムの発光ユニットに適用して好適な制御回路の回路構成の一例を示す回路図である。
【００４４】
本例の制御回路２８は、有機ＥＬ素子２６を発光させる期間の駆動信号ＧＰの電圧レベルを共通電圧の電圧レベルよりも高くし、それ以外の期間における駆動信号ＧＰの電圧レベルを共通電圧と同じかそれよりも低くすることで、有機ＥＬ素子２６の発光または非発光の制御を行う。
【００４５】
図５に示すように、発光ユニット２４の制御回路２８は、走査信号ＳＥＬを供給する走査線Ｙおよびデータ電圧（信号）Ｖdataを供給するデータ線Ｘの双方に電気的に接続されている。以下の説明において、走査線Ｙおよびデータ線Ｘを基板の厚み方向の一方から見たときに相互に格子縞を形成するように行列方向に延伸する主たる配線部分を主配線部と称する。また、主配線部から分岐して、トランジスタやキャパシタといった構成要素に接続される配線部分を副配線部部と称する。さらに、これら構成要素間を接続する配線についても副配線部と称する。
【００４６】
有機ＥＬ素子２６を除く制御回路２８は、いわゆるスイッチングトランジスタであるトランジスタＴ１と、駆動トランジスタであるトランジスタＴ２と、データ保持手段であるキャパシタＣとを含んでいる。
【００４７】
トランジスタＴ１は、例えばｎ型のＴＦＴである。トランジスタＴ１のソース電極は、データ線Ｘの主配線部から分岐する副配線に電気的に接続される。
【００４８】
トランジスタＴ２は、例えばｎ型のＴＦＴである。トランジスタＴ２のドレイン電極に電気的に接続されている副配線には駆動信号ＧＰが入力される。トランジスタＴ２のソース電極は、副配線を経て有機ＥＬ素子２６の陽極に電気的に接続される。
【００４９】
トランジスタＴ１のドレイン電極は、副配線を経てトランジスタＴ２のゲート電極に電気的に接続される。また、トランジスタＴ１のゲート電極は、走査線Ｙの主配線部から分岐する副配線に電気的に接続される。
【００５０】
キャパシタＣの一方の端子には、トランジスタＴ１のドレイン電極およびトランジスタＴ２のゲート電極が副配線を経て電気的に共通接続される。キャパシタＣの他方の電極および有機ＥＬ素子２６の陰極には基準電圧（接地電圧Ｖｓｓ）が印加される。
【００５１】
トランジスタＴ１は、走査信号ＳＥＬの電圧レベル（走査制御電圧Ｖｇ）により、データ線ＸおよびトランジスタＴ２のゲート電極間、並びにデータ線ＸおよびキャパシタＣ間を導通または遮断する。
【００５２】
〈回路構成例（１）における動作〉
図８を参照して、図５を参照して説明した発光ユニット２４の動作につき説明する。図８は、発光ユニット２４の動作タイミングチャートである。
【００５３】
以下の動作説明において、走査線駆動回路４２（図４）による走査線Ｙ1から走査線Ｙnの線順次走査によって、所定の発光ユニット２４の選択が開始されるタイミングをｔ0とする。また、発光ユニット２４の選択が次に開始されるタイミングをｔ2とする。期間ｔ0〜ｔ2は、前半のプログラミング期間ｔ0〜ｔ1と、後半の駆動期間ｔ1〜ｔ2とに分けられる。
【００５４】
まず、タイミングｔ0において、所定の走査線Ｙに、走査線信号ＳＥＬが入力される。すると、走査線Ｙは、高レベル（以下、Ｈレベルという場合がある）に立ち上がり、トランジスタＴ１がオン状態となる。よって、データ線Ｘに供給されたデータ電圧Ｖdataが、トランジスタＴ１を介して、キャパシタＣの一方の電極に印加される。
【００５５】
これにより、データ電圧Ｖdata相当の電荷がキャパシタＣに蓄積される（送信データが書き込まれる）。走査線Ｙの電圧レベルが低レベル（以下、Ｌレベルという場合がある）となってトランジスタＴ１が完全にオフ状態となった後から次に電圧レベルがＨレベルになってトランジスタＴ１がオン状態となると共に次のデータ信号が入力されるまでの間、トランジスタＴ２のゲート電極に印加される電圧をキャパシタＣは維持する働きをする。すなわち、キャパシタＣは、所定の期間、データ線Ｘに入力されたデータを保持する。
【００５６】
また、トランジスタＴ２がオン状態となり、駆動信号ＧＰ入力信号線および有機ＥＬ素子２６間が導通する。なお、タイミングｔ0からタイミングｔ1までの期間において、駆動信号ＧＰの入力信号線はＬレベルに維持される。したがって、前半の期間ｔ0〜ｔ1において、有機ＥＬ素子２６は発光しない。
【００５７】
前半の期間ｔ0〜ｔ1に続く後半の期間ｔ1〜ｔ2では、キャパシタＣに蓄積された電荷によりトランジスタＴ２がオン状態となる。期間ｔ1〜ｔ2では、入力される駆動信号ＧＰに応じて有機ＥＬ素子２６が発光する。
【００５８】
タイミングｔ1では、走査信号ＳＥＬがＬレベルに立ち下がる。これにより、トランジスタＴ１がオフする。よって、キャパシタＣの一方の電極に対するデータ電圧Ｖdataの印加が停止するが、キャパシタＣの蓄積電荷によって、トランジスタＴ２のゲート電極にはゲート電圧Ｖg相当が印加される。
【００５９】
タイミングｔ1における走査信号ＳＥＬの立ち下がりと同期して、それ以前はＬレベルだった駆動信号ＧＰは、Ｈレベルに立ち上がる。
【００６０】
これにより、駆動信号ＧＰが入力される信号線は、次の選択が開始されるタイミングｔ2に至るまでＨレベルが維持される。よって、駆動電流の電流経路が形成される。これにより、有機ＥＬ素子２６は、キャパシタＣに保持されていた送信データに基づいて発光する。
【００６１】
〈回路構成例（２）〉
図６は、回路構成例（２）にかかる制御回路２８を示す回路図である。いわゆる電流プログラム方式の回路構成例である。
【００６２】
図６に示すように、制御回路２８は、４つのトランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４、送信データを保持するデータ保持手段であるキャパシタＣ、電源電圧（供給手段）Ｖｄｄ、基準電圧（供給手段）Ｖｓｓ並びにこれらを互いに接続する信号線を含んでいる。
【００６３】
図６に示す構成例では、トランジスタＴ１、Ｔ２およびＴ４をｎチャネル型トランジスタとし、トランジスタＴ３をｐチャネル型トランジスタとしてある。
【００６４】
トランジスタＴ１のゲート電極は、走査信号ＳＥＬが供給される所定の１本の走査線Ｙに電気的に接続されている。トランジスタＴ１のソース電極は、データ電流Ｉdataが供給される所定の１本のデータ線Ｘに電気的に接続されている。トランジスタＴ１のドレイン電極は、トランジスタＴ２のソース電極に電気的に接続されている。
【００６５】
トランジスタＴ１のドレイン電極およびトランジスタＴ２のソース電極は、プログラミングトランジスタであるトランジスタＴ３のドレイン電極およびトランジスタＴ４のドレイン電極に電気的に共通接続されている。
【００６６】
トランジスタＴ２のゲート電極は、トランジスタＴ１のゲート電極と同じく、走査信号ＳＥＬが供給される走査線Ｙに電気的に共通接続されている。トランジスタＴ２のドレイン電極は、キャパシタＣの一方の電極と、トランジスタＴ３のゲート電極とに電気的に共通接続されている。
【００６７】
キャパシタＣの他方の電極には電源電圧Ｖｄｄが印加されている。また、トランジスタＴ３のソース電極には、電源電圧Ｖｄｄが印加されている。キャパシタＣの他方の電極とトランジスタＴ３のソース電極とには、電源電圧Ｖｄｄが印加されている。
【００６８】
トランジスタＴ４のゲート電極には駆動信号ＧＰが入力される。トランジスタＴ４のドレイン電極には有機ＥＬ素子２６のアノード（陽極）が電気的に接続されている。また、有機ＥＬ素子２６のカソード（陰極）には、電源電圧Ｖｄｄよりも低電圧である基準電圧Ｖｓｓが印加されている。
【００６９】
〈回路構成例（２）の動作〉
図８を参照して、図６を参照して説明した発光ユニット２４の動作につき説明する。
前半のプログラミング期間ｔ0〜ｔ1では、キャパシタＣに対する送信データの書き込みが行われる。まず、タイミングｔ0において、走査信号ＳＥＬが走査線Ｙに入力される。これにより、走査線ＹがＨレベルに立ち上がる。スイッチング素子として機能するトランジスタＴ１およびＴ２が共にオン（導通）する。すると、データ線ＸとトランジスタＴ３のドレイン電極とが電気的に接続される。これにより、トランジスタＴ３は、自己のゲート電極と自己のドレイン電極とが電気的に接続されたダイオード接続となる。
【００７０】
トランジスタＴ３は、データ線Ｘより供給されたデータ電流Ｉdataを自己のチャネルに流す。これにより、データ電流Ｉdataに応じた電圧がゲート電圧Ｖgとして発生する。トランジスタＴ３のゲート電極に接続されたキャパシタＣには、発生したゲート電圧Ｖgに応じた電荷が蓄積される。これにより、キャパシタＣには、蓄積された電荷量に相当するデータ（送信データ）が書き込まれる。
【００７１】
プログラミング期間ｔ0〜ｔ1において、トランジスタＴ３は、自己のチャネルを流れるデータ信号に基づいて、キャパシタＣに対するデータの書き込みを行うプログラミングトランジスタとして機能する。また、この期間中、駆動信号ＧＰが低レベルに維持されているため、トランジスタＴ４はオフ（非導通）のままである。したがって、有機ＥＬ素子２６に対する駆動電流の経路はトランジスタＴ４により遮断される。よって、有機ＥＬ素子２６は発光しない。
【００７２】
続く駆動期間ｔ1〜ｔ2では、駆動電流が有機ＥＬ素子２６を流れ、有機ＥＬ素子２６の輝度の設定が行われる。まず、タイミングｔ1において、走査信号ＳＥＬがＬレベルに立ち下がり、トランジスタＴ１およびＴ２がいずれもオフする。これにより、データ電流Ｉdataが供給されるデータ線ＸとトランジスタＴ３のドレイン電極とが電気的に分離され、トランジスタＴ３のゲート電極とドレイン電極との間も電気的に分離される。
【００７３】
トランジスタＴ３のゲート電極には、キャパシタＣの蓄積電荷に応じたゲート電圧Ｖgが印加され続ける。タイミングｔ1における走査信号ＳＥＬの立ち下がりと同期（同一タイミングであるとは限らない）して、それ以前はＬレベルだった駆動信号ＧＰがＨレベルに立ち上がる。
【００７４】
これにより、電源電圧Ｖｄｄから基準電圧Ｖｓｓに向かって、トランジスタＴ３およびＴ４と有機ＥＬ素子２６とに連なる駆動電流の経路が形成される。有機ＥＬ素子２６を流れる駆動電流は、トランジスタＴ３のチャネル電流に相当し、その電流レベルは、キャパシタＣの蓄積電荷に基づくゲート電圧Ｖgによって制御される。
【００７５】
駆動期間ｔ1〜ｔ2において、トランジスタＴ３は、有機ＥＬ素子２６に駆動電流を供給する駆動トランジスタとして機能する。結果として、有機ＥＬ素子２６は、この駆動電流に基づいて、換言すれば、キャパシタＣに保持されたデータに基づいて変調された発光強度で発光する。
【００７６】
〈回路構成例（３）〉
図７は回路構成例（３）にかかる制御回路２８を示す回路図である。いわゆる電圧プログラム方式の回路構成例である。
【００７７】
電圧プログラム方式についても、送信装置の全体的な構成については既に説明した通りである。しかしながら、この場合には、データ電圧（信号）Ｖdataをデータ線Ｘにそのまま出力するため、データ線Ｘに電気的に接続されているデータ線駆動回路４４（図４）の可変電流源が不要になる。ここでは、いわゆるＣＣ（Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）法と称される構成例につき説明する。
【００７８】
図７に示すように、発光ユニット２４は、有機ＥＬ素子２６、トランジスタＴ１、Ｔ４およびＴ５、データ保持手段であるキャパシタＣ、電源電圧（供給手段）Ｖｄｄ、基準電圧（供給手段）Ｖｓｓ並びにこれらを互いに接続する信号線を含んでいる。図７にはトランジスタＴ１、Ｔ４およびＴ５を、すべてｎチャネル型とした例を示してある。
【００７９】
いわゆるスイッチングトランジスタであるトランジスタＴ１のゲート電極は、走査信号ＳＥＬを供給する所定の走査線Ｙに電気的に接続されている。トランジスタＴ１のドレイン電極は、データ電圧（信号）Ｖdataを供給する所定のデータ線Ｘに電気的に接続されている。トランジスタＴ１のソース電極は、データ保持手段であるキャパシタＣの一方の電極に電気的に接続されている。
【００８０】
トランジスタＴ１のソース電極とキャパシタＣの一方の電極とは、いわゆる駆動トランジスタであるトランジスタＴ４のゲート電極に、電気的に共通接続されている。
【００８１】
キャパシタＣの他方の電極には基準電圧Ｖｓｓが印加されている。また、トランジスタＴ４のドレイン電極には電源電圧Ｖｄｄが印加されている。トランジスタＴ４のソース電極は、いわゆる制御トランジスタであるトランジスタＴ５のドレイン電極に電気的に接続されている。
【００８２】
トランジスタＴ５には、駆動信号ＧＰが入力される。トランジスタＴ５は、駆動信号ＧＰによって導通制御される。トランジスタＴ５のソース電極は、有機ＥＬ素子２６のアノードに電気的に接続されている。この有機ＥＬ素子２６のカソードには、基準電圧Ｖｓｓが印加されている。
【００８３】
前述した構成例では、データを保持する回路要素、すなわちデータ保持手段の好適例として、キャパシタを用いる例を説明したが、キャパシタの代わりに、多ビットのデータを記憶可能なメモリ装置（ＳＲＡＭ等）を用いることもできる。
【００８４】
〈回路構成例（３）の動作〉
図８を参照して、図７を参照して説明した発光ユニット２４の動作につき説明する。
【００８５】
まず、タイミングｔ0において、所定の走査線Ｙに、走査線信号ＳＥＬが入力される。すると、走査線Ｙは、Ｈレベルに立ち上がり、トランジスタＴ１がオンする。よって、データ線Ｘに供給されたデータ電圧Ｖdataが、トランジスタＴ１を介して、キャパシタＣの一方の電極に印加される。
【００８６】
これにより、データ電圧Ｖdata相当の電荷がキャパシタＣに蓄積される（送信データが書き込まれる。）。なお、タイミングｔ0からタイミングｔ1までの期間において、駆動信号ＧＰはＬレベルに維持される。よって、制御トランジスタＴ５はオフのままである。したがって、有機ＥＬ素子２６に対する駆動電流の電流経路が遮断されるため、前半の期間ｔ0〜ｔ1において、有機ＥＬ素子２６は発光しない。
【００８７】
前半の期間ｔ0〜ｔ1に続く後半の期間ｔ1〜ｔ2では、キャパシタＣに蓄積された電荷に応じた駆動電流が有機ＥＬ素子２６を流れる。これにより、有機ＥＬ素子２６が発光する。タイミングｔ1では、走査信号ＳＥＬがＬレベルに立ち下がる。
【００８８】
これにより、トランジスタＴ１がオフする。よって、キャパシタＣの一方の電極に対するデータ電圧Ｖdataの印加が停止するが、キャパシタＣの蓄積電荷によって、トランジスタＴ４のゲート電極にはゲート電圧Ｖg相当が印加される。タイミングｔ1における走査信号ＳＥＬの立ち下がりと同期して、それ以前はＬレベルだった駆動信号ＧＰは、Ｈレベルに立ち上がる。
【００８９】
これにより、発光ユニット２４の次の選択が開始されるタイミングｔ2に至るまでＨレベルが維持される。よって、駆動電流の電流経路が形成される。これにより、有機ＥＬ素子２６は、キャパシタＣに保持されたデータに基づいて変調された発光強度で発光する。
【００９０】
図４を参照して既に説明したように、照明用光源２２を駆動するための駆動回路は、走査線駆動回路４２とデータ線駆動回路４４とによって構成されており、両者は、図示しない上位装置による同期制御下、互いに協働して動作する。
【００９１】
走査線駆動回路４２は、シフトレジスタ、出力回路等を主体に構成されており、走査線Ｙ1〜Ｙnに走査信号ＳＥＬを出力することによって、走査線Ｙ1〜Ｙnを所定の選択順序で順番に選択する線順次走査を行う。走査信号ＳＥＬは、ＨレベルまたはＬレベルの２値的な信号レベルをとり、データの書込対象となる行（走査線Ｙの１ラインに接続される複数の発光ユニット２４群）に対応する走査線ＹはＨレベルとされ、これ以外の走査線ＹそれぞれはＬレベルとされる。
【００９２】
そして、１垂直走査期間（１Ｆ）において、所定の選択順序で、それぞれの行が順番に選択されていく。なお、走査線駆動回路４２は、走査信号ＳＥＬ以外に、トランジスタを導通制御する駆動信号ＧＰ（またはそのベース信号）も出力する。この駆動信号ＧＰによって、駆動期間、すなわち、発光ユニット２４中に含まれる有機ＥＬ素子２６の輝度設定を行う期間が設定される。
【００９３】
データ線駆動回路４４は、走査線駆動回路４２による線順次走査と同期して、データ線Ｘ1〜Ｘｍそれぞれに対するデータ信号の供給を電流ベースで行う。前述した電流プログラム方式の場合には、データ線駆動回路４４は、発光ユニット２４より出射される変調光の変調度合いを規定するデータ（データ電圧Ｖdata）をデータ電流Ｉdataへと変換する可変電流源を含む。データ線駆動回路４４は、１水平走査期間（１Ｈ）において、今回データを書き込む行に対するデータ電流Ｉdataの一斉出力と、次の水平走査期間で書き込みを行う行に関するデータの点順次的なラッチとを同時に行う。
【００９４】
ある水平走査期間において、データ線Ｘの本数に相当するｍ個のデータが順次ラッチされる。そして、次の水平走査期間において、ラッチされたｍ個のデータは、データ電流Ｉdataに変換された上で、それぞれのデータ線Ｘ1〜Ｘｍに対して一斉に出力される。
【００９５】
図９を参照して、サブ光源２３の構成につき説明する。図９は、サブ光源の構成例を説明する照明光通信システムの概略的な説明図である。
【００９６】
送信装置２０のサブ光源２３は、照明用光源２２に含まれる複数の発光ユニット２４が複数のグループに区分けされることにより規定される。図示例では、複数の発光ユニット２４が４つに区分けされて、第１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄ（以下、それぞれサブ光源Ａ、サブ光源Ｂ、サブ光源Ｃおよびサブ光源Ｄという場合がある）とされている。なお、ｉおよびｊは１以上の任意の正数であり、かつｍおよびｎは２以上の任意の正数である。１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２４Ｄに含まれる発光ユニット２４の数は、互いに同一であっても、互いに異なっていてもよい。また、サブ光源２３同士の発光ユニット２４の数が同数である場合において、発光ユニット２４の配置形態は、サブ光源２３単位で同一であっても、異なっていてもよい。また離散的に離れて配置されている発光ユニット２４を同一の発光ユニット２４に属する発光ユニット２４とするグループ分けをしてもよく、このようなグループ分けを行うことにより、たとえサブ光源２３単位で明滅などしたとしても、局所的な光量の低下を抑制することができ、照明としての性能の低下を抑えることができる。
【００９７】
第１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２４Ｄに含まれる発光ユニット２４の数を、ここではｉ＝ｊ＝４かつｍ＝ｎ＝８、すなわち互いに同数である１６とした例を説明する。第１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄそれぞれが含む発光ユニット２４は、この例では４×４のマトリクス状に配置されている。
【００９８】
第１サブ光源２３Ａおよび第２サブ光源２３Ｂの発光ユニット２４は、走査線Ｙ１〜Ｙｊ（Ｙ４）（走査線群Ｙabという場合がある）に電気的に接続される。また、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄの発光ユニット２４は、走査線Ｙｊ+１〜Ｙｎ（Ｙ５〜Ｙ８）（走査線群Ｙcdという場合がある）に電気的に接続される。
【００９９】
また、第１サブ光源２３Ａおよび第３サブ光源２３Ｃの発光ユニット２４は、データ線Ｘ１〜Ｘｉ（Ｘ４）（データ線群Ｘacという場合がある）に電気的に接続される。また、第２サブ光源２３Ｂおよび第４サブ光源２３Ｄの発光ユニット２４は、データ線Ｘｉ+１〜Ｘｍ（Ｘ５〜Ｘ８）（データ線群Ｘbdという場合がある）に電気的に接続される。
【０１００】
次に、図４、図９および図１０を参照して、複数のサブ光源にグループ分けされた照明用光源を備える照明光通信システムの動作につき説明する。
【０１０１】
走査線駆動回路４２およびデータ線駆動回路４４（図４）は、照明用光源２２に設定された第１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄにおいて、各サブ光源２３単位で、複数のサブ光源２３を独立的に駆動する。
【０１０２】
同一のサブ光源２３に属する複数の発光ユニット２４は、本実施形態では、すべて同一の発光状態になるように制御される。異なるサブ光源２３同士については互いに独立的に制御され得る。よって、この場合には、照明用光源２２に、４つの独立した伝送チャネルが形成されることになる。
【０１０３】
走査線Ｙ1〜Ｙj、すなわち走査線群Ｙabが選択されている状態でデータ線Ｘ1〜Ｘi、すなわちデータ線群Ｘacに供給されたデータ（すべて同一の電流レベルである）は、第１サブ光源２３Ａの各発光ユニット２４に共通して供給される。
【０１０４】
これによって、第１サブ光源２３Ａの発光状態が制御される。また、この状態でデータ線Ｘｉ+１〜Ｘｍ、すなわちデータ線群Ｘbdに供給されたデータは、第２サブ光源２３Ｂの各発光ユニット２４に共通に供給される。これによって、第２サブ光源２３Ｂの発光状態が制御される。
【０１０５】
走査線Ｙｊ+１〜Ｙｎ、すなわち走査線群Ｙcdが選択されている状態でデータ線Ｘ1〜Ｘi、すなわちデータ線群Ｘacに供給されたデータは、第３サブ光源２３Ｃの各発光ユニット２４に共通に供給される。
【０１０６】
これによって、第３サブ光源２３Ｃの発光状態が制御される。また、この状態でデータ線Ｘｉ+１〜Ｘｍ、すなわちデータ線群Ｘbdに供給されたデータは、第４サブ光源２３Ｄの各発光ユニット２４に共通に供給される。これによって、第４サブ光源２３Ｄの発光状態が制御される。
【０１０７】
図１０は、照明光通信システムの動作を説明するタイミングチャートである。
【０１０８】
図９に示す構成において、最上段に配置されている走査線Ｙ１から最下段に配置されている走査線Ｙｎに向かって、ｎ本の走査線Ｙが順次選択されていくものとする。
【０１０９】
この場合には、照明用光源２２全体に対して、送信データのデータ書き込みを行うのに要する１フレーム期間ｔ0〜ｔ2は、前半の第１サブ光源２３Ａおよび第２サブ光源２３Ｂの選択期間ｔ0〜ｔ1と、後半の第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄの選択期間ｔ1〜ｔ2とに分けられる。
【０１１０】
第１サブ光源２３Ａおよび第２サブ光源２３Ｂの選択期間ｔ0〜ｔ1は、走査線群Ｙabに属する走査線Ｙ1の選択が開始されてから走査線Ｙjの選択が終了するまでの期間に相当する。
【０１１１】
この期間ｔ0〜ｔ1において、データ線群Ｘacには第１サブ光源２３Ａ用の送信データＤaが共通して供給され、この送信データＤaに応じたレベルにデータ線群Ｘacが維持される。
【０１１２】
データ線群Ｘacには、第１サブ光源２３Ａのみならず第３サブ光源２３Ｃも接続されているが、走査線群Ｙcdが非選択のため、第３サブ光源２３Ｃは電気的に分離されている。したがって、データ線群Ｘacに供給された送信データＤaは、第１サブ光源２３Ａにのみ供給され、これに応じた書き込みが第１サブ光源２３Ａにおいて行われる。
【０１１３】
また、この期間ｔ0〜ｔ1において、データ線群Ｘbdには第２サブ光源２３Ｂ用の送信データＤbが共通して供給され、この送信データＤbに応じたレベルにデータ線群Ｘbdが維持される。
【０１１４】
データ線群Ｘbdには、第２サブ光源２３Ｂのみならず第４サブ光源２３Ｄも接続されているが、走査線群Ｙcdが非選択のため、第４サブ光源２３Ｄは電気的に分離されている。したがって、データ線群Ｘbdに供給された送信データＤbは、第２サブ光源２３Ｂにのみ供給され、これに応じた書き込みが第２サブ光源２３Ｂにおいて行われる。
【０１１５】
第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄの選択期間ｔ1〜ｔ2は、走査線群Ｙcdに属する走査線Ｙj+1の選択が開始されてから走査線Ｙnの選択が終了するまでの期間に相当する。この期間ｔ1〜ｔ2において、データ線群Ｘacには第３サブ光源２３Ｃ用の送信データＤcが共通して供給され、この送信データＤcに応じたレベルにデータ線群Ｘacが維持される。
【０１１６】
ここで、データ線群Ｘacに接続された第１サブ光源２３Ａは、走査線群Ｙabが非選択のため電気的に分離されている。したがって、データ線群Ｘacに供給された送信データＤcは、第３サブ光源２３Ｃにのみ供給され、これに応じた書き込みが第３サブ光源２３Ｃにおいて行われる。
【０１１７】
また、期間ｔ1〜ｔ2において、データ線群Ｘbdには第４サブ光源２３Ｄ用の送信データＤｄが共通して供給され、この送信データＤｄに応じたレベルにデータ線群Ｘbdが維持される。このとき、データ線群Ｘbdに接続された第２サブ光源２３Ｂは、走査線群Ｙabが非選択のため電気的に分離されている。したがって、データ線群Ｘbdに供給された送信データＤｄは、第４サブ光源２３Ｄにのみ供給され、これに応じた書き込みが第４サブ光源２３Ｄにおいて行われる。
【０１１８】
なお、図１０においては、同一のサブ光源２３に対応する走査線群を順次走査するケースを例示したが、駆動回路の駆動能力を十分に確保できることを条件として、サブ光源２３ごとに対応する走査線群を同時に一括選択することもできる。
【０１１９】
ここで、前述した図５、図６および図７に示すように制御回路２８を構成しておけば、いずれにおいても、第１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄの独立的な駆動を実現することができる。
【０１２０】
〈発光ユニットの構成例〉
図１１および図１２を参照して、本発明の送信装置および照明通信システムに好適に適用できる発光ユニットの構成例につき説明する。
【０１２１】
本発明の照明通信システム１０および送信装置２０において、発光ユニット２４は、複数がマトリクス状に配置されている。ここでは、マトリクス状に配置された複数の発光ユニットのうち、１つの有機ＥＬ素子を有する１つの発光ユニット２４を含む領域を図示して説明する。
【０１２２】
図１１は、図７の回路構成を実現する発光ユニット２４の構成を説明するための概略的な平面図である。特に基板１００の説明を容易にするために、基板１００上に配置される構成要素の図示を省略し、かつ光透過性半導体層１３０を最上層として示してある。
【０１２３】
図１２は、図１１の切断面線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿って切断した発光ユニット２４の端面を連続的に示す端面図である。
【０１２４】
図１１および図１２に示すように、基板１００は、光透過性基板本体１１０と、該光透過性基板本体１１０上に形成される光透過性制御回路２８とを含んで構成され、いわゆるＴＦＴ基板を構成する。基板１００は、第１主面１００ａと、この第１主面１００ａに対向する第２主面１００ｂを有している。基板１００はいわゆる平行平板型の板状体である。基板１００の第１主面１００ａ上には有機ＥＬ素子２６が設けられる。有機ＥＬ素子２６は、例えば、第２光透過性絶縁層１４４上に設けられる第１電極５２と、第１電極５２と対向配置されている第２電極５８と、第１電極５２および第２電極５８に挟まれて設けられる発光層５６とを含んでいる。（有機ＥＬ素子２６の詳細については後述する）。このように光透過性制御回路２８は光透過性基板本体１１０と、有機ＥＬ素子２６との間に介在して配置される。
【０１２５】
マトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子２６は、隔壁６０により互いに分離される。隔壁６０は、格子状に設けられ、隔壁６０により電気的に区分けされる各画素領域５１に、各有機ＥＬ素子２１がそれぞれ配置される。隔壁６０は、第１電極５２および発光層５６の積層構造を有機ＥＬ素子２６ごとに分離している。
【０１２６】
隔壁６０は、例えば感光性樹脂よりなる単層構造の絶縁膜により構成することができる。ただし、隔壁６０は、これに限定されず、例えばＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ＯＮ Ｇｌａｓｓ）や酸化シリコン（ＳｉＯ２）、や窒化シリコン（ＳｉＮＸ）などのシリコン系絶縁物やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のアルミニウム酸化物やハフニア（ＨｆＯ２）等のハフニウム酸化物やイットリア（Ｙ２Ｏ３）などのイットリウム酸化物やＬａ２Ｏ３等のランタン酸化物など、あるいは、光透過性感光性樹脂などのような塗布プロセスによる成膜が可能な絶縁物よりなる光透過性絶縁性単層膜、または、これらを１つ以上含む光透過性絶縁性多層膜とすることができる。
【０１２７】
有機ＥＬ素子２６上には封止層であるパッシベーション膜７０が設けられる。パッシベーション膜７０は、この例では第２電極５８上に設けられていて、基板１００および隔壁６０と相俟って、有機ＥＬ素子２６および基板１００に作り込まれた構成要素を外部環境から保護する。パッシベーション膜７０は、複数の有機ＥＬ素子２６、すなわち複数の発光ユニット２４を一体的に覆っている。パッシベーション膜７０は、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で成膜された、ＳｉＯ２膜やＳｉＮｘ膜等の多層膜とすることができる。
【０１２８】
基板１００は、その厚み内にトランジスタ、キャパシタといった素子およびこれらを電気的に接続する配線が作り込まれたいわゆるアクティブマトリクス基板またはアレイ基板と称されるものである。したがって、有機ＥＬ素子２６と光透過性制御回路２８とが一体的に発光ユニット２４を構成している。本実施形態の有機ＥＬ素子２６、すなわち発光ユニット２４からの出射光は、基板１００の第２主面１００ｂ側から出射する。よって、この発光ユニット２４は、発光方向が基板１００側であるいわゆるボトムエミッション型である。しかしながら、これに限定されず、例えば基板１００側のみならず、基板１００とは反対側からも同時に出射光を取り出すいわゆる両面発光型とすることもできる。
【０１２９】
本明細書において、「光」とは、１ｎｍから１ｍｍ程度の範囲の波長の電磁波を意味する。「光透過性」とは、前述の「光」から照明光および信号光として使用できることを条件として選択された範囲内に含まれる波長の光が吸収および散乱されることなく透過するか、または入射した照明光および信号光が許容される程度の割合で透過することをいう。照明光および信号光は、好ましくは「可視光」とするのがよい。「可視光」とはヒトの目で見ることができる範囲の波長を有する電磁波をいう。可視光は、一般に短波長側が３６０ｎｍから４００ｎｍ程度、長波長側が７６０ｎｍから８３０ｎｍ程度の波長を有している。光透過性としては、光透過率が高い方が好ましく、例えば１０％以上であり、好ましくは２５％以上であり、５０％以上が好ましい。
【０１３０】
基板１００には、例えば、走査制御電圧Ｖｇが印加される走査線Ｘ、データ電圧Ｖdataが印加されるデータ線Ｙ、接地電圧Ｖｓｓが印加される容量線および駆動電圧Ｖｄｄ（Ｖｐ）が印加される駆動線が第１光透過性配線層１２２および第２光透過性配線層１２４（第１光透過性配線層１２２と第２光透過性配線層１２４とを、光透過性配線層という場合がある）の一部として含まれている。また、基板１００は、光透過性半導体層１３０、層間絶縁膜として第１光透過性配線層１２２および第２光透過性配線層１２４を分離する第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４を含む光透過性絶縁層１４０を備えている。
【０１３１】
さらに、基板１００は、図１２中に破線により囲って示すように、これら第１光透過性配線層１２２、第２光透過性配線層１２４、光透過性半導体層１３０、第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４が相俟って、すなわちこれらにより構成される光透過性トランジスタ素子（以下、トランジスタという場合がある）Ｔ１、光透過性トランジスタ素子Ｔ２を含む光透過性トランジスタ素子１５０および光透過性キャパシタＣを含む光透過性制御回路２８と、該光透過性制御回路２８が設けられる光透過性基板本体１１０とを備えている。基板１００の構成要素は、いずれも光透過性であるため、基板１００は、光透過性である（基板を光透過性基板という場合がある）。
【０１３２】
光透過性基板本体１１０は、例えばガラス基板とすることができる。ただし、これに限定されず、光透過性基板本体１１０として、例えば石英基板やプラスチック基板など、種々の光透過性である絶縁性基板を用いることができる。また、光透過性基板本体１１０として例えばフレキシブルな基板を用いることで、全体としてフレキシブルな装置を実現することもできる。
【０１３３】
光透過性基板本体１１０上には第１光透過性配線層１２２が設けられる。第１光透過性配線層１２２は、複数の第１光透過性配線部１２２ａを含んでいる。第１光透過性配線層１２２には、複数の第１光透過性配線部１２２ａの一部として、トランジスタＴ１のゲート電極１５２、トランジスタＴ２のゲート電極１５２、およびキャパシタＣの一方の電極である下部電極が含まれている。
【０１３４】
第１光透過性配線層１２２上には、層間絶縁膜である第１光透過性絶縁層１４２が設けられる。また、第１光透過性絶縁層１４２は、トランジスタＴ１およびトランジスタＴ２のゲート絶縁膜１５８、並びにキャパシタＣの容量絶縁膜としても機能する。また、第１光透過性絶縁層１４２には、その表面から第１光透過性配線層１２２の表面に至る複数のコンタクトホール１４２ａが設けられる。コンタクトホール１４２ａは、第１光透過性絶縁層１４２を貫通して第１光透過性配線部１２２ａの表面の一部分を露出させている。
【０１３５】
第１光透過性絶縁層１４２上には、第２光透過性配線層１２４が設けられる。第２光透過性配線層１２４は、複数の第２光透過性配線部１２４ａを含んでいる。第２光透過性配線層１２４には、第２光透過性配線部１２４ａの一部として、トランジスタＴ１およびトランジスタＴ２のドレイン電極１５４およびソース電極１５６、およびキャパシタＣの他方の電極である上部電極が含まれる。
【０１３６】
第１光透過性配線層１２２と第２光透過性配線層１２４とは、コンタクトホール１４２ａ内に設けられるコンタクト内配線部１２４ｂにより電気的に接続される。
【０１３７】
第２光透過性配線層１２４上および第２光透過性配線層１２４から露出する第１光透過性絶縁層１４２の一部分、すなわちトランジスタＴ１およびトランジスタＴ２を含む光透過性トランジスタ素子１５０の直上である複数の部分領域には、光透過性半導体層１３０が設けられる。光透過性半導体層１３０は、光透過性トランジスタ素子１５０のチャネル層として機能する。
【０１３８】
光透過性半導体層１３０上および光透過性半導体層１３０から露出する第１光透過性絶縁層１４２上には第２光透過性絶縁層１４４が設けられる。第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４には、第２光透過性絶縁層１４４の表面から第１光透過性配線層１２２の表面に至るヴィアホール１６０が設けられる。ヴィアホール１６０は、第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４を貫通して第１光透過性配線部１２２ａの表面の一部分を露出させている。第２光透過性絶縁層１４４上には有機ＥＬ素子２６の第１電極５２が設けられる。ヴィアホール１６０内には、プラグ１６２が設けられる。プラグ１６２は、第１電極５２と、第１光透過性配線層１２２とを電気的に接続している。したがって、有機ＥＬ素子２６は、プラグ１６２およびコンタクト内配線部１２４ｂを経て、第１光透過性配線層１２２および第２光透過性配線層１２４に接続され、ひいては光透過性トランジスタ素子１５０およびキャパシタＣに電気的に接続されている。
【０１３９】
走査線Ｙは、例えば、光透過性基板本体１１０上の第１光透過性配線層１２２から構成される。データ線Ｘ、容量線（接地線）および駆動線は、それぞれ例えば、光透過性基板本体１１０上の第１光透過性配線層１２２および第１光透過性絶縁層１４２上の第２光透過性配線層１２４と、第１光透過性絶縁層１４２に形成されたコンタクトホール１４２ａ内のコンタクト内配線部１２４ｂと、互いに隣接する発光ユニット２４同士を電気的に接続する、第１光透過性配線層１２２、コンタクト内配線部１２４ｂおよび第２光透過性配線層１２４よりなる立体配線とから構成される。他の配線構造としては、光透過性基板本体１１０上の第１光透過性配線層１２２および第１光透過性絶縁層１４２上の第２光透過性配線層１２４と、第１光透過性絶縁層１４２に形成されたコンタクトホール１４２ａに設けられたコンタクト内配線部１４２ｂとから構成される。また、配線構造には、例えば、トランジスタＴ２のソース電極１５６に電気的に接続された第１光透過性配線層１２２を有機ＥＬ素子２６の第１電極５２へ電気的に接続するためのプラグ１６２が含まれる。
【０１４０】
第１光透過性配線層１２２において、略行方向または略列方向に延在する第１光透過性配線部１２２ａは、それぞれ走査線Ｙ、データ線Ｘ、容量線または駆動線における主配線部に相当する。また、主配線部から分岐した第１光透過性配線部１２２ａは、例えば主配線部と光透過性トランジスタ素子１５０およびキャパシタＣとを接続するための副配線部分に相当する。
【０１４１】
コンタクト内配線部１２４ｂは立体配線を構成し、例えばデータ線Ｘ、容量線または駆動線を第１光透過性絶縁層１４２上に導く。第２光透過性配線層１２４の第２光透過性配線部１２４ａは、第１光透過性配線層１２２の第１光透過性配線部１２２ａと空間的に立体交差させることができる。第２光透過性配線層１２４に含まれるデータ線Ｘは、コンタクト内配線部１２４ｂを含む立体配線により第１光透過性配線層１２２に含まれる走査線Ｙを跨いで延在している。なお、本実施形態では、コンタクト内配線部１２４ｂおよび第２光透過性配線層１２４において、第１光透過性配線層１２２の第１光透過性配線部１２２ａを第１光透過性絶縁層１４２上に導く部分は副配線部に含まれ、走査線Ｙを跨ぐための部分は主配線部に含まれる。
【０１４２】
このように複数の配線層を絶縁層で分離し、立体的に構成することで、配線部の多くの領域を単一の配線層に形成することができるため、基板１００における層構造の簡略化や配線レイアウトの明確化などが可能になると共に、配線層よりも上層に形成される膜上面の平坦性を高めることができる。
【０１４３】
なお、本実施形態では第１および第２光透過性配線層１２２、１２４からなる２層の配線層からなる配線構造を説明したが、本実施形態の基板１００は、さらなる光透過性配線層およびさらなる光透過性絶縁層を設けたより多層の配線構造とすることもできる。
【０１４４】
また、基板１００上において、前述した各種配線および各種素子が非形成とされる領域には、例えば第１光透過性配線層１２２に含まれる配線部の一部が冗長化された冗長配線部１２２ｂを設けることで、配線層上に形成される層上面の平坦性を向上させることができる。
【０１４５】
トランジスタＴ１は、例えば、光透過性基板本体１１０上の第１光透過性配線部１２２ａの一部であるゲート電極１５２と、ゲート電極１５２を覆うゲート絶縁膜１５８と、ゲート絶縁膜１５８上のドレイン電極１５４およびソース電極１５６と、ソース電極１５６およびドレイン電極１５４間のゲート絶縁膜１５８上の光透過性半導体層１３０とにより構成されるいわゆるボトムゲート構造の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。
【０１４６】
同様に、トランジスタＴ２は、例えば、光透過性基板本体１１０上の第１光透過性配線部１２２ａの一部であるゲート電極１５２と、ゲート電極１５２を覆うゲート絶縁膜１５８と、ゲート絶縁膜１５８上のドレイン電極１５４およびソース電極１５６と、ソース電極１５６およびドレイン電極１５４間のゲート絶縁膜１５８上の光透過性半導体層１３０とにより構成されるいわゆるボトムゲート構造の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。
【０１４７】
ゲート電極１５２には、例えば走査線Ｙを構成する第１光透過性配線層１２２の一部を使用することができる。ゲート絶縁膜１５８には、例えば第１光透過性絶縁層１４２の一部を使用することができる。ソース電極１５６には、例えばデータ線Ｘの一部を構成する第２光透過性配線層１２４の一部を使用することができる。ドレイン電極１５４には、例えば第２光透過性配線層１２４の一部を使用することができる。ただし、本発明はこれに限定されず、トランジスタを例えば、ゲート電極１５２に第２光透過性配線層１２４の一部を使用し、ソース電極１５６およびドレイン電極１５４にそれぞれ第１光透過性配線層１２２の一部を使用した、いわゆるトップゲート構造の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）としてもよい。
【０１４８】
キャパシタＣは、例えば、容量線の一部を構成する第１光透過性配線部１２２ａの一部である下部電極と、下部電極と対向配置されており、駆動線を構成する第２光透過性配線部１２４ａの一部である上部電極と、下部電極および上部電極間に設けられ、第１光透過性絶縁層１４２の一部である容量絶縁膜とにより構成されている。
【０１４９】
なお、有機ＥＬ素子２６の出射光を取り出す基板１００側には、カラーフィルタや波長シフタなどの色変換膜といった機能層を配置してもよい。
【０１５０】
第１光透過性配線層１２２、第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂ、ならびにプラグ１６２は、例えば亜鉛錫酸化物（Ｚｉｎｃ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＺＴＯ）を主成分とした導電体材料により構成することができる。ただし、これに限定されず、インジウム含有酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯなど）やその他の無機酸化物導電体材料、あるいは、有機物材料などで、光透過性導電性膜を得ることのできる導電体材料を用いて構成することもできる。
【０１５１】
ＺＴＯ材料としては、例えば、Ｚｎ（モル）よりもＳｎ（モル）の量を多くすることにより、導電体材料としての使用が可能である。Ｚｎ：Ｓｎのモル比は、例えば、１：２とするのが好ましい。
【０１５２】
また、導電体材料としてのＩＴＯは、通常Ｉｎ：Ｓｎのモル比が０．９：０．１程度、導電体材料としてのＩＺＯは通常Ｉｎ：Ｚｎのモル比が０．９：０．１程度である。
【０１５３】
特に、ＺＴＯ導電性膜はアモルファスな膜とできるため、第１光透過性配線層１２２、第２光透過性配線層１２４、コンタクト内配線部１２４ｂおよびプラグ１６２をフレキシブルな構成とすることができるという利点がある。さらに、アモルファスなＺＴＯ導電性膜は、低温形成することができるため、プラスチック基板などの高温耐性の低い基板を光透過性基板本体１１０とできる。これらのことから、ＺＴＯ導電性膜は、本実施形態の第１光透過性配線層１２２、第２光透過性配線層１２４、コンタクト内配線部１２４ｂおよびプラグ１６２に適用して好適である。
【０１５４】
第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４には、ＳＯＧや酸化シリコンや窒化シリコンなどのシリコン系絶縁物やアルミナ等のアルミニウム酸化物やハフニア等のハフニウム酸化物やイットリアなどのイットリウム酸化物やＬａ２Ｏ３等のランタン酸化物など、あるいは、光透過性である感光性樹脂などのような塗布プロセスによる成膜が可能な絶縁物よりなる光透過性絶縁性単層膜、または、これらを１つ以上含む光透過性絶縁性多層膜を用いることができる。
【０１５５】
本実施形態では、第１光透過性絶縁層１４２を例えばアルミナ膜とハフニア膜とを含む多層構造の絶縁膜とし、第２光透過性絶縁層１４４を例えば感光性樹脂よりなる単層構造の絶縁膜とすることができる。なお、本実施形態において、第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４は、配線層間を絶縁するための絶縁膜として機能するほか、各層の平坦性を確保するための平坦化膜としても機能する。
【０１５６】
光透過性半導体層１３０は、後述する製造工程における例えばエッチング工程時により下層に位置する第２光透過性配線層１２４やコンタクト内配線部１２４ｂなどが受けるプロセスダメージを低減するための保護膜として機能する。本実施形態では、光透過性半導体層１３０の例として、前述した導電体材料（ＺＴＯ導電体材料、インジウム含有酸化物導電体材料）よりなる配線よりも、キャリア濃度を低くすることのできる半導体材料であって、ＺＴＯまたはインジウム含有酸化物から構成される半導体材料よりなる光透過性半導体層を用いることができる。
【０１５７】
なお、ＺＴＯ導電体材料は、例えば、ＳｎよりもＺｎの量（モル量）を多くすることにより（例えば、Ｚｎ：Ｓｎのモル比が２：１など）、半導体材料としての使用が可能である。また、このＺＴＯ半導体層の成膜時には、雰囲気の酸素濃度を増やすなどして、半導体層のキャリア濃度を低くする調整を行うことができる。また、前述した第１光透過性配線層１２２等と同様に、ＺＴＯ光透過性半導体層も、アモルファスな膜として形成できることから、フレキシブルな光透過性半導体層１３０とすることができる。
【０１５８】
また、本発明はこのようなＺＴＯ半導体材料に限定されず、インジウム含有酸化物半導体材料（Ｉｎ：Ｚｎのモル比が４：６のＩＺＯなど）などの光透過性無機酸化物半導体材料や、この他、ペンタセンやテトラベンゾポルフィリンの前躯体などを含む光透過性有機半導体材料など、種々の光透過性半導体材料を用いて形成することができる。
【０１５９】
なお、本実施形態では、光透過性半導体層１３０を形成する導電体材料の主成分と、光透過性素子１５０の電極部分を形成する導電体材料の主成分とに同種の材料を用いる。したがって、本実施形態では、光透過性トランジスタ素子（Ｔ１、Ｔ２）のドレイン電極１５４およびソース電極１５６ならびにドレイン電極１５４およびソース電極１５６を含む第２光透過性配線層１２４をＺＴＯを主成分とするＺＴＯ導電性膜とし、光透過性半導体層１３０をＺＴＯを主成分とする層とし、かつキャリア濃度が第２光透過性配線層１２４のそれよりも低いＺＴＯ半導体膜とする。このように、両者を同種の材料で構成することで、例えばトランジスタＴ１におけるドレイン電極１５４またはソース電極１５６と光透過性半導体層１３０とをオーミック接触させることができる。同様に、トランジスタＴ２におけるドレイン電極１５４またはソース電極１５６と光透過性半導体層１３０とをオーミック接触させることができる。これにより、各ＴＦＴ素子における抵抗成分が低減されるため、各素子の駆動電力を低減することができる。結果として、装置の消費電力を低減することが可能となる。
【０１６０】
光透過性トランジスタ素子１５０、すなわちトランジスタＴ１およびトランジスタＴ２、並びにキャパシタＣは、前述した第１光透過性配線層１２２、第２光透過性配線層１２４および光透過性絶縁層１４０の一部を使用して構成することが可能であるため、その材料も上述したものと同様とすることができる。ただし、各電極上に、より低抵抗化するためのさらなる光透過性の導電性膜を形成するなど、適宜変形することも可能である。
【０１６１】
図１０および図１１に示すように、光透過性制御回路２８は、光透過性基板本体１１０と有機ＥＬ素子２６との間に介在するとともに、透光性基板本体１１０の厚み方向の一方から見て光透過性制御回路２８の少なくとも一部が有機ＥＬ素子２６に重ねて配置される。有機ＥＬ素子は膜厚の均一性などにその特性が依存するため、平坦な面上に形成されることが好しい。制御回路が設けられる部位はその厚みによって凹凸が生じるので、制御回路上に有機ＥＬ素子を設けるためには、平坦化膜を形成するなどの所定の処理を行う必要があるが、制御回路が不透光性のものである場合、この制御回路によって有機ＥＬ素子からの光が遮られることになるので、制御回路上に有機ＥＬ素子を敢えて形成せずに、基板の厚み方向の一方から見て制御回路が形成される領域を避けた領域に有機ＥＬ素子を設けていた。そうすると、制御回路の分だけ有機ＥＬ素子の開口率が必然的に低下することになるが、有機ＥＬ素子２６からの光を透過する光透過性制御回路２８を用いるとともに、透光性基板本体１１０の厚み方向の一方から見て光透過性制御回路２８を有機ＥＬ素子２６に重ねて配置することにより、有機ＥＬ素子２６の開口率を向上させることができる。また制御回路の一部を構成する走査線Ｙ、データ線Ｘ、容量線および駆動線などの主配線と、この主配線から分岐する副配線とはその厚みによって凹凸が生じるので、これらの配線が不透明な場合には、前述と同様の理由により、基板の厚み方向の一方から見て配線と有機ＥＬ素子とが重ならないような配置を採っており、その結果として有機ＥＬ素子の開口率が低下するとともに、設計の自由度が低下していたが、透光性配線を用いることにより、該透光性配線上に有機ＥＬ素子を形成することができ、開口率を向上させることができ、さらには設計の自由度を向上させることができる。したがって本実施形態の発光ユニット２４はきわめて高性能であり、照明用途に好適に適用することができる。
【０１６２】
〈有機ＥＬ素子の構成例〉
有機ＥＬ素子は、自由なサイズ設計が可能、超小型化が可能、高速応答が可能といった優れた特長を有する。有機ＥＬ素子を、照明光通信に利用する場合には、個々の素子面積はより小さいものが好適である。有機ＥＬ素子の静電容量は、面積が小さいほど小さくなる傾向にあるので、応答速度を規定する素子のＲＣ時定数も同様に有機ＥＬ素子の面積が小さいほど小さくなり、有機ＥＬ素子の面積が小さくなるほど応答速度が速くなるからである。
【０１６３】
素子面積(発光面積）は、例えば１０-8cm2以上１cm2以下であり、好ましくは１０-8cm2以上１０-1cm2以下であり、さらに好ましくは１０-8cm2以上１０-2cm2以下である。
【０１６４】
従来のＬＥＤでは、半導体基板に発光ユニットを形成した後、半導体基板を分割して個々のチップとし、配線形成された回路基板にチップを取り付けて使用する。半導体基板を分割してチップ化するので、チップの小型化には自ずと限界がある。
【０１６５】
また、高価な半導体結晶を有効に利用するためには、個々のチップに占める発光ユニットの大きさを最大に、すなわちチップ全体の大きさに近いものにせざるを得ない。そのため、従来のＬＥＤでは、チップを含む素子の小型化が困難であった。
【０１６６】
これに対して、有機ＥＬ素子の場合には、例えば素子の動作を制御する制御回路といった配線を形成した基板上に素子を直接的かつ配線と一体的に形成することができる。そして、基板に作り込まれた有機ＥＬ素子をそのまま動作させて利用できるので、設計上の自由度が高く、素子の小型化が比較的容易である。以上のような理由から、有機ＥＬ素子は、照明光通信用の発光ユニットとして極めて好適である。
【０１６７】
大容量データの高速通信を可能にするためには、複数の発光ユニットからデータを並列的に送信することが好ましく、そのためには、発光ユニットを複数配列する必要がある。
【０１６８】
従来のＬＥＤでは、個々のＬＥＤチップ、または、チップに台座と樹脂レンズとからなる素子を配列する必要があるために、実際に発光する部分よりも大きな面積が必要であった。
【０１６９】
これに対して、有機ＥＬ素子では、配線および制御回路などを形成した基板上に素子を直接形成し、素子をそのまま動作させて利用できるので、発光ユニットの高集積化が容易であり、全体として小さな通信向け照明用光源(送信装置）が実現できる。
【０１７０】
また、従来のＬＥＤの場合には、送信装置における照明用光源の強度変調は、ドライバＩＣ（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）といった外部制御回路を用いて行う必要があった。そのため、送信装置を構成するユニットの小型化が困難であった。
【０１７１】
これに対して、有機ＥＬ素子の場合には、発光層の近傍に薄膜トランジスタ等の変調素子からなる制御回路を一体的に形成することができる。制御回路と有機ＥＬ素子とを、例えば積層して一体化すれば、発光ユニットの小型化が容易である。
【０１７２】
このように、有機ＥＬ素子を用いることにより、発光ユニットのさらなる小型化や集積化が可能であり、有機ＥＬ素子と制御回路との積層構造も容易に製造できるので、高速大容量の照明光通信に対応した送信装置の小型化を実現することができる。
【０１７３】
有機ＥＬ素子としては、蛍光発光型（一重項遷移）とリン光発光型（三重項遷移）が知られているが、本実施形態では、どちらを使用してもよい。有機ＥＬ素子を小さくし、ＲＣ時定数を小さくして応答速度を上げても、発光の減衰時間で規定される速度以上に応答速度を上げることはできない。
【０１７４】
一般に、蛍光発光型はリン光発光型よりも発光の減衰時間が短く、室温（２０℃程度）では蛍光発光型で約１０ns程度、リン光発光型で約1μs程度である。したがって、どちらを用いても、素子単体で１Ｍbps程度の伝送速度までの信号通信に対応可能である。
【０１７５】
また、本発明の実施形態において、蛍光発光型の有機ＥＬ素子およびリン光発光型の有機ＥＬ素子の双方を混載した集積デバイスを照明用光源として用いてもよい。蛍光発光型は、リン光発光型よりも応答速度をより速くできるので、高速な通信用途に適しているといえる。リン光発光型は、蛍光発光型よりも発光効率をより高くできるので、照明用途により適している。
【０１７６】
有機ＥＬ素子は発光層材料を素子ごとに選択的に分けて形成できる。よって、照明用光源において、例えば照明用の有機ＥＬ素子をリン光発光型とし、通信用の有機ＥＬ素子を蛍光発光型とするというように、照明用光源が、送信データに基づいて変調された変調光を出射する通信用の有機ＥＬ素子と、非変調光を出射する照明用の有機ＥＬ素子とを含んで構成されてもよい。
【０１７７】
この場合には、蛍光発光型の有機ＥＬ素子には、例えば照明機能および通信機能の双方を担わせて、送信すべき送信データに基づいて変調された変調光を出射する通信用の有機ＥＬ素子としてこれを用いることができる。また、リン光発光型の有機ＥＬ素子には、例えば照明機能のみを担わせて、一定の非変調光を出射する照明用の有機ＥＬ素子としてこれを用いることができる。
【０１７８】
これら照明用および通信用発光ユニットは、前述したサブ光源ごとにいずれかの有機ＥＬ素子を選択して設ける構成としてもよい。また、単一のサブ光源内に照明用の有機ＥＬ素子および通信用の有機ＥＬ素子を混在させてもよい。
【０１７９】
これにより、照明効率の向上と通信の高速化とを両立した照明システムが構築できる。ただし、このような構成では、照明からの全光量に対して、通信情報が重畳された光、すなわち信号光の割合が小さくなる。したがって、受信装置として、光の強度変化に敏感なシステムが必要になる。全光量に対する蛍光、すなわち信号光の割合としては、１％以上５０％以下であることが望ましい。
【０１８０】
一般照明を用いて照明光通信を行う場合には、照明用光源の出射光は白色であることが望ましい。有機ＥＬ素子で白色光を得るためには、大きく２つの方法がある。
【０１８１】
一方は、赤色発光ユニット（Ｒ素子）、緑色発光ユニット（Ｇ素子）および青色発光ユニット（Ｂ素子）を同時に発光させて、光の３原色から白色を得る方法である。この方法は、（１）Ｒ素子、Ｇ素子およびＢ素子の各発光ユニットを基板面内にタイル状に配列させる方法と、（２）１つの素子内部にＲ素子、Ｇ素子、およびＢ素子の発光層を積層する方法とに分けられる。
【０１８２】
他方は、発光層自体が複数の波長ピークを有する白色発光材料からなるものを利用することにより白色発光を得る方法である。
【０１８３】
これらの白色光を発光する有機ＥＬ素子は、従来の蛍光体を用いた、いわゆる白色ＬＥＤのような電流注入による青色発光→蛍光体励起→黄色発光というプロセス非経由で、電流注入直接再結合により複数の波長の出射光を出射する。そのため、従来の蛍光体を用いた白色ＬＥＤよりも応答速度がより速いという特長があり、照明光通信システムに好適である。
【０１８４】
図１２を参照して、本発明の送信装置および照明光通信システムに好適に適用できる有機ＥＬ素子２６の構成例につき説明する。
【０１８５】
有機ＥＬ素子２６は、画素領域５１内に設けられる。画素領域５１は、この例では基板の厚み方向の一方からみたときにデータ線Ｘおよび走査線Ｙが形成する格子縞の交点近傍に設けられる。
【０１８６】
なお、この画素領域５１内には、光透過性制御回路２８が、有機ＥＬ素子２６の動作制御が可能となるように有機ＥＬ素子２６作り込まれている。
【０１８７】
〈第１電極〉
有機ＥＬ素子２６は、第１電極５２を有する。この例では、第１電極５２を陽極としてある（以下、第１電極５２を陽極５２という場合がある）。第１電極５２は基板１００の第１主面１００ａ上に設けられる。第２電極５８は、この第１電極５２と離間して対向配置されている。第２電極５８は、この例では陰極としてある（以下、第２電極５８を陰極５８という場合がある）。
【０１８８】
有機ＥＬ素子を基板に設ける場合には、通常、基板側、すなわち基板直上に陽極が設けられるが、基板側に陰極を設ける構成としてもよい。
【０１８９】
一般に、有機ＥＬ素子においては、陽極および陰極のいずれか一方または双方とも、光透過性または半光透過性とされる。有機ＥＬ素子２６を例えばボトムエミッション型とする場合には、陽極５２は、光透過性とされる。光透過性または半光透過性とする場合には、陽極５２として、可視光の透過率がより高いものを用いるのが好適である。
【０１９０】
陽極５２の材料としては、例えば導電性を有する金属酸化物膜、半光透過性の金属薄膜が用いられる。陽極５２としては、例えば電気抵抗のより低いものを用いることができる。
【０１９１】
具体的には、陽極５２は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＴＯ）およびインジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）などからなる薄膜、あるいは金、白金、銀、銅などからなる薄膜が用いられる。陽極５２は、これらの中でもＩＴＯ、ＩＺＯ、および酸化スズからなる薄膜が好適に用いられる。
【０１９２】
〈発光層〉
次に、有機ＥＬ素子２６の発光層５６の材料について説明する。発光層５６の材料としては、いわゆる低分子系材料および高分子系材料のどちらも利用可能であり、特に高分子系材料が好ましい。
【０１９３】
なお、本明細書でいう高分子とは、ポリスチレン換算の数平均分子量が、１０３以上であり、通常、ポリスチレン換算の数平均分子量が１０８以下である。
【０１９４】
発光層５６は、蛍光および／またはリン光を発光する有機物、若しくは該有機物と、ドーパントとを含んで構成される。ドーパントは、例えば発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で付加される。発光層５６を主に構成する発光材料としては、例えば以下のものが挙げられる。
【０１９５】
〈色素系材料〉
色素系の発光材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、オキサジアゾールダイマー、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびピラゾリンダイマーなどを高分子化したものを挙げることができる。
【０１９６】
〈金属錯体系材料〉
金属錯体系の発光材料としては、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅなど、またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属を有し、配位子に、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを有する金属錯体を高分子化したものを挙げることができる。
【０１９７】
金属錯体系の発光材料としては、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体などを高分子化したものを挙げることができる。
【０１９８】
高分子系の発光材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、およびポリビニルカルバゾール誘導体などを挙げることができる。
発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【０１９９】
〈ドーパント材料〉
発光層５６を構成する発光材料としては、前述の発光材料の他に、例えば発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的でドーパント材料をさらに含んでいてもよい。このようなドーパント材料としては、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。
【０２００】
〈陰極〉
陰極５８の材料としては、仕事関数が小さく、発光層への電子注入が容易な材料が好ましい。また陰極５８の材料としては、電気伝導度の高い材料がよい。
また、陽極５２側から光を取り出す場合には、発光層５６からの光を陽極５２側に反射するために、陰極５８の材料としては可視光反射率の高いものが好ましい。
【０２０１】
陰極５８の材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属および周期表第１３族金属などの金属を用いることができる。具体的には、陰極５８の材料として、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、または上記金属のうち２つ以上の合金、またはこれらのうち１つまたは２つ以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち１つまたは２つ以上との合金、またはグラファイト若しくはグラファイト層間化合物などが用いられる。
【０２０２】
合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などを挙げることができる。
【０２０３】
また、陰極５８としては、光透過性導電性電極を用いることができる。陰極５８としては、例えば導電性金属酸化物や導電性有機物などを用いることができる。具体的には、陰極５８としては、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、導電性有機物としてポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機材料により形成される光透過性導電膜を用いてもよい。なお、陰極５８を２層以上の多層の積層構造としてもよい。
本実施形態では、照明光を通信媒体として用いるため、有機ＥＬ素子２６を全体として白色光を発光する構成とするのがよい。
しかしながら、発光層５６の出射光が例えば白色光とは異なる波長の光となるものとしてもよい。
【０２０４】
本実施形態の有機ＥＬ素子２６では、陽極５２と陰極５８との間には、少なくとも発光層５６が設けられていればよく、発光層５６のみが設けられていてもよい。
【０２０５】
また、発光層５６と陽極５２との間、および／または発光層５６と陰極５８との間には、１層または複数層の不図示の機能層を設けてもよい。
【０２０６】
以下に、陽極５２と陰極５８との間に設けられる機能層の例について説明する。なお、以下の説明において、既に説明した陽極５２、陰極５８および発光層５６については、重複する説明を省略する場合がある。
【０２０７】
陰極５８と発光層５６との間に設けられる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層などを挙げることができる。陰極５８と発光層５６との間に、電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合には、陰極５８に近い側に位置する（接する）層を電子注入層といい、発光層５６に近い側に位置する（電子注入層を除く）層を電子輸送層という。
【０２０８】
陽極５２と発光層５６との間に設けられる層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等を挙げることができる。陽極５２と発光層５６との間に、正孔注入層と正孔輸送層との両方が設けられる場合には、陽極５２に近い側に位置する（接する）層を正孔注入層といい、発光層５６に近い側に位置する（正孔注入層を除く）層を正孔輸送層という。
【０２０９】
なお、電子注入層および正孔注入層を総称して電荷注入層ということがある。また、電子輸送層および正孔輸送層を総称して電荷輸送層ということがある。
【０２１０】
本実施形態の有機ＥＬ素子２６のとりうる層構成の具体的な例を以下に示す。
ａ）陽極／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
ｄ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｆ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｇ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｈ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｉ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
ｊ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ここで、記号「／」は、記号「／」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す）
本実施の形態の有機ＥＬ素子は、２層以上の発光層を有していてもよく、２層の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、以下のｋ）に示す層構成を挙げることができる。
ｋ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／電荷発生層／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
また、３層以上の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、具体的には、（電荷発生層／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層）を一つの繰り返し単位として、以下のｌ）に示す前記繰り返し単位を２つ以上含む層構成を挙げることができる。
ｌ） 陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／（該繰り返し単位）／（該繰り返し単位）／・・・／陰極
上記層構成ｋ）およびｌ）において、陽極、陰極、発光層以外の層は、所望により、または設計に応じて非形成とすることができる。
【０２１１】
ここで、電荷発生層とは、電界を印加することにより、正孔と電子を発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、インジウムスズ酸化物、酸化モリブデンからなる薄膜を挙げることができる。
【０２１２】
有機ＥＬ素子２６を、基板１００側から光を取り出すいわゆるボトムエミッション型とする場合には、発光層５６に対して、基板１００側に配置される層を、全て光透過性、すなわち透明である層で構成する。また、有機ＥＬ素子２６を、陰極５８側から光を取り出す場合には、発光層５６に対して、陰極５８側に配置される層を、全て光透過性である層により構成する。
【０２１３】
本実施形態の有機ＥＬ素子２６は、さらに電極との密着性向上や、電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して膜厚が最大でも２ｎｍ程度の絶縁層が設けられてもよく、また、界面の密着性向上や混合の防止等のために、互いに隣接する前述した各層間、すなわち各層の界面に薄いバッファー層が挿入されてもよい。
【０２１４】
以下、各層の具体的な構成について説明する。
【０２１５】
〈正孔注入層〉
正孔注入層は、陽極５２からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体などを挙げることができる。
【０２１６】
正孔注入層は、例えば前述の正孔注入材料を溶媒に溶解した塗布液を塗布する塗布法によって成膜することができる。溶媒としては、正孔注入層の形成材料が溶解することを条件として任意好適なものを用いることができる。
【０２１７】
溶媒としては、例えば、水、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒を用いることができる。
【０２１８】
正孔注入層は、例えば塗布法により形成することができる。塗布法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、およびインクジェットプリント法などを挙げることができる。これらの塗布法のうちの１つを用いて、陽極５２が形成された基板１００上に、前述した塗布液を塗布することによって、正孔注入層を形成することができる。
【０２１９】
正孔注入層の層厚は、用いる材料によって最適値が異なる。よって正孔注入層の層厚は、少なくともピンホールが非発生となり、駆動電圧と発光効率が適度な値となることを条件として任意好適な厚さとすることができる。
【０２２０】
正孔注入層の層厚は、厚すぎると素子の駆動電圧が高くなってしまう。よって、正孔注入層の膜厚は、例えば１ｎｍから１μｍ、好ましくは２ｎｍから５００ｎｍ、さらに好ましくは５ｎｍから２００ｎｍである。
【０２２１】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層は、陽極または正孔注入層、若しくは陽極により近い正孔輸送層からの正孔注入を改善する機能を有する。正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などを挙げることができる。
【０２２２】
これらのうち、正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体等の高分子の正孔輸送材料を用いることができる。正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体などがさらに好ましい。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【０２２３】
正孔輸送層の形成方法としては、低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーとの混合溶液からの成膜による方法を挙げることができる。また、高分子の正孔輸送性材料を用いる場合には、溶液からの成膜による方法を挙げることができる。
【０２２４】
溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであればよく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒を挙げることができる。
【０２２５】
溶液からの成膜方法としては、正孔注入層を形成する方法として挙げた方法と同様の塗布法を挙げることができる。
【０２２６】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収が弱いものが好適に用いられる。該高分子バインダーとしては、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。
【０２２７】
正孔輸送層の層厚は、用いる材料によって最適値が異なる。よって、少なくともピンホールが非発生となる厚さが必要であり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択される。正孔輸送層の層厚が厚すぎると、素子の駆動電圧が高くなってしまうおそれがある。従って、正孔輸送層の層厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍから５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍから２００ｎｍである。
【０２２８】
＜電子輸送層＞
電子輸送層は、陰極５８、または電子注入層、若しくは陰極５８により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。電子輸送層を構成する電子輸送性材料としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体等を挙げることができる。
【０２２９】
これらのうち、電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、または８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【０２３０】
電子輸送層の形成法として、低分子の電子輸送材料を用いる場合には、粉末からの真空蒸着法、若しくは溶液または溶融状態からの成膜による方法を挙げることができ、高分子の電子輸送材料を用いる場合には、溶液または溶融状態からの成膜による方法を挙げることができる。溶液または溶融状態からの成膜では、高分子バインダーをさらに併用してもよい。溶液から電子輸送層を成膜する方法としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する方法と同様の成膜法を挙げることができる。
【０２３１】
電子輸送層の層厚は、用いる材料によって最適値が異なる。よって、少なくともピンホールが非発生となる厚さが必要であり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよい。電子輸送層の層厚が厚すぎると素子の駆動電圧が高くなってしまうおそれがある。従って、電子輸送層の層厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍから５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍから２００ｎｍである。
【０２３２】
＜電子注入層＞
電子注入層は、陰極５８からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。電子注入層を構成する電子注入材料としては、発光層の種類に応じて、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または前記金属を１種類以上含む合金、または前記金属の酸化物、ハロゲン化物および炭酸化物、または前記物質の混合物などを挙げることができる。
【０２３３】
アルカリ金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等を挙げることができる。
【０２３４】
また、アルカリ土類金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウム等を挙げることができる。
【０２３５】
電子注入層は、２層以上を積層した積層体であってもよい。積層体の具体例としては、ＬｉＦ／Ｃａなどを挙げることができる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等によって形成される。電子注入層の層厚としては、例えば１ｎｍから１μｍ程度とすることができる。
【０２３６】
なお、本実施形態における発光層５６は、発光層のみによって構成される例を説明した。しかしながら、他の実施形態として、発光層を複数層とし、発光層と発光層との間に、非発光の層が挿入されてもよい。このような発光層と発光層との間に挿入される層としては、例えば、電子ブロック層、正孔ブロック層などを挙げることができる。
【０２３７】
電子ブロック層は、電子の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお、正孔注入層および／または正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。電子ブロック層が電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製して、その電流値の減少により堰き止める効果を確認することができる。
【０２３８】
正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお、電子注入層および／または電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねる場合がある。正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製して、その電流値の減少により堰き止める効果を確認することができる。
【０２３９】
〈発光ユニットの製造方法〉
前述した発光ユニット２４の製造方法につき、図面を参照して詳細に説明する。図１３−１から図１３−１０は、発光ユニット２４の製造工程を示す概略図である。なお、図１３−１から図１３−１０では、既に説明した図１２と同じ位置で切断した切り口を示す。
まず、図１３−１に示すように、光透過性基板本体１１０を準備する。光透過性基板本体１１０の厚み方向に対して垂直な面である２つの主面のうち一方の主面（以下、上面という場合がある）上に、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いてＺＴＯを堆積することで、光透過性であるアモルファス状のＺＴＯ導電性膜を形成する。
【０２４０】
次いで、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により、形成されたＺＴＯ導電性膜をパターニングする。これにより、光透過性基板本体１１０の上面上に、前述したトランジスタＴ１およびトランジスタＴ２を含む光透過性トランジスタ素子１５０のゲート電極１５２、キャパシタＣの下部電極を含む複数の第１光透過性配線部１２２ａからなる第１光透過性配線層１２２を形成する（第１配線形成工程）。ただし、これに限定されず、第１光透過性配線層１２２は、例えばゾル・ゲル法を使用した印刷技術やインクジェットプリンティング技術などのような塗布プロセス技術などにより形成することもできる。
【０２４１】
次に、図１３−２に示すように、第１光透過性配線層１２２が形成された光透過性基板本体１１０上面上に、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いてアルミナとハフニアとを順次堆積する。この工程により、光透過性絶縁性積層膜よりなる第１光透過性絶縁層１４２を形成する（第１光透過性絶縁層形成工程）。続いて、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により第１光透過性絶縁層１４２をパターニングして、第１光透過性配線層１２２の一部分を露出させる複数のコンタクトホール１４２ａを形成する。ただし、コンタクトホール１４２ａの形成は、これに限定されず、例えば上述のような塗布プロセス技術などを用いてコンタクトホール１４２ａを備えた第１光透過性絶縁層１４２を形成してもよい。なお、本工程で形成された第１光透過性絶縁層１４２のうち、少なくともゲート電極１５２上の第１光透過性絶縁層１４２は、光透過性トランジスタ素子１５０のゲート絶縁膜１５８として機能し、少なくとも下部電極に対応する第１光透過性配線部１２２ａ上の第１光透過性絶縁層１４２は、キャパシタＣの容量絶縁膜として機能する。詳細は後述するが、複数のコンタクトホール１４２ａのうちの一部は、後の工程においてプラグ１６２用のヴィアホール１６０の一部分とされる。
【０２４２】
次いで、図１３−３に示すように、コンタクトホール１４２ａが形成された第１光透過性絶縁層１４２上に、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いてＺＴＯを堆積することで、光透過性のアモルファス状のＺＴＯ導電性膜を形成する。この際、プラグ１６２用のコンタクトホール１４２ａ内をＺＴＯ導電性膜で埋め込んでおいてもよい。続いて、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程によりＺＴＯ導電性膜をパターニングする。
【０２４３】
こうして、第１光透過性絶縁層１４２上に、光透過性トランジスタ素子１５０のドレイン電極１５４、ソース電極１５６、キャパシタＣの上部電極を含む複数の第２光透過性配線部１２４ａからなる第２光透過性配線層１２４を形成すると共に、第１光透過性絶縁層１４２のコンタクトホール１４２ａ内に第１光透過性配線層１２２と電気的に接続されたコンタクト内配線部１２４ｂを形成する（第２配線形成工程）。ただし、これに限定されず、例えば塗布プロセス技術などを用いて第２光透過性配線層１２４を形成してもよい。なお、この工程では、前述したプラグ１６２用のコンタクトホール１４２ａ内のＺＴＯ導電性膜を残存させてもよい。
【０２４４】
次に、図１３−４に示すように、第２光透過性配線層１２４が形成された第１光透過性絶縁層１４２上に、例えば従来公知の常法に従うスパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いてＺＴＯを堆積することで、キャリア濃度が、ＺＴＯ導電性膜のそれよりも低いＺＴＯ半導体膜を形成する（半導体層形成工程）。なお、上述したように、ＺｎとＳｎのモル比を調整することなどにより、ＺＴＯ半導体膜は、そのキャリア濃度が第１光透過性配線層１２２や第２光透過性配線層１２４を構成するＺＴＯ導電性膜よりも低い、光透過性半導体膜とすることができる。
【０２４５】
続いて、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程によりＺＴＯ半導体膜をパターニングすることで、第１光透過性絶縁層１４２上に、コンタクト内配線部１２４ｂを含む第２光透過性配線層１２４を覆う光透過性半導体層１３０を形成する。この工程において、プラグ１６２用のコンタクトホール１４２ａ内に形成されたＺＴＯ半導体膜が完全に除去される程度にオーバエッチングするのが好ましい。なお、形成された光透過性半導体層１３０のうち、ソース電極１５６およびドレイン電極１５４間の光透過性半導体層１３０は、光透過性トランジスタ素子１５０のチャネル層として機能する。
【０２４６】
本実施形態では、光透過性半導体層１３０と第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂとを同種の材料を用いて形成するため、光透過性半導体層１３０と第２光透過性配線層１２４とのエッチング工程における適切な選択比を得ることは困難である。そこで本実施形態のように、パターニング後の光透過性半導体層１３０が第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂを覆うように構成することで、エッチング工程時に第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂがエッチング雰囲気中に非暴露とされる。したがって、エッチング選択比を考慮することなく、光透過性半導体層１３０をパターニングすることが可能となる。ただし、これに限定されず、例えば上述のような塗布プロセス技術などを用いて光透過性半導体層１３０を形成してもよい。この場合には、形成した光透過性半導体層１３０をエッチング工程によりパターニングする必要がなくなるため、光透過性半導体層１３０は必ずしも第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂを覆っていなくともよい。
【０２４７】
次に、図１３−５に示すように、光透過性半導体層１３０が形成された第１光透過性絶縁層１４２上に、例えば感光性レジスト液をスピン塗布し、これを露光および現像する。こうして、第１光透過性絶縁層１４２に形成されていたプラグ１６２用のコンタクトホール１４２ａと連通するヴィアホール１６０を備え、光透過性な感光性樹脂よりなる第２光透過性絶縁層１４４を形成する（第２光透過性絶縁膜形成工程）。ただし、これに限定されず、例えば上述のような塗布プロセス技術などを用いてヴィアホール１６０を備えた第２光透過性絶縁層１４４を形成してもよい。
【０２４８】
次いで、図１３−６に示すように、ヴィアホール１６０が形成された第２光透過性絶縁層１４４上に、例えば従来公知の常法に従うスパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いてＺＴＯを堆積する。これにより、ヴィアホール１６０内を埋め込んで、第１光透過性配線層１２２と電気的に接続された光透過性なアモルファス状のプラグ１６２を形成する。なお、この際に形成される第２光透過性配線層１２４上の不要なＺＴＯ導電性膜は、例えばエッチバックなどの技術などを用いて除去する。ただし、これに限定されず、例えば上述のような塗布プロセス技術などを用いて第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性配線層１２４を貫通するプラグ１６２を形成してもよい。
【０２４９】
これまでに説明した工程を実施することで、いわゆるアレイ基板としてのアクティブマトリクス基板である基板１００が製造される。
なお、以上の製造工程は、基板洗浄工程といった処理工程を適宜含むことができる。ここでは説明の簡略化のためにこれらの工程の詳細については説明を省略する。
【０２５０】
本実施形態による製造方法では、エッチング工程実施時に第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂが光透過性半導体層１３０で覆われているため、後のエッチング工程などにより既に形成された配線等の構成要素が受けるプロセスダメージを低減することができる。
【０２５１】
次に、図１３−７に示すように、前述した材料を用いて、本実施形態では陽極である第１電極５２を形成する。第１電極５２は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等による成膜工程、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程によるパターニング工程といった工程により形成することができる。
【０２５２】
第１電極５２は、例えば、ＺＴＯとＡｇとＺＴＯとを順次に積層することで、プラグ１６２と電気的に接続される光透過性であるＺＴＯ／Ａｇ／ＺＴＯ積層構造とするのがよい。ただし、これに限定されず、好適な材料を選択して、例えば塗布法により形成してもよい。
【０２５３】
次いで、図１３−８に示すように、第１電極５２が形成された基板１００上に、例えば感光性レジスト液をスピン塗布し、これを露光および現像することで、画素領域５１を区画する領域に、光透過性である感光性樹脂よりなる隔壁６０を形成する。ただし、これに限定されず、例えば塗布法により隔壁６０を形成してもよい。
【０２５４】
次に、図１３−９に示すように、第１電極５２上に、発光層５６を形成する。ただし、発光層５６を形成する前に、前述した正孔注入層、正孔輸送層といった任意好適な発光層５６以外の機能層を選択して成膜しておいてもよい。
【０２５５】
発光層５６は、溶媒に、発光層５６を構成する材料を溶解した塗布液を、例えば塗布法によって塗布することで形成することができる。発光材料を含む溶液を発光層を形成する領域の面上、もしくは転写用の膜を形成するための基体の上に塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の色分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。また、昇華性の低分子化合物の場合は、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザによる転写や熱転写により、所望の領域のみに発光層を形成してもよい。
【０２５６】
次いで、図１３−１０に示すように、発光層５６上に、本実施形態では陰極である第２電極５８を形成する。ただし、第２電極５８を形成する前に、前述した電子輸送層、電子注入層といった任意好適な機能層を選択して成膜しておいてもよい。
【０２５７】
第２電極５８は、例えば真空蒸着法などを用いてＭｇとＡｇとの合金材料を堆積することにより導電性を有する合金膜として形成するのがよい。この時、シャドウマスク法を用いて所望の領域以外に余分な合金膜が蒸着されることを防止することにより、少なくとも画素領域５１全体に第２電極５８を形成する。ただし、これに限定されず、例えば塗布法を用いて第２電極５８を形成してもよい。
【０２５８】
次に、有機ＥＬ素子２６が形成された基板１００上全体に、例えばＣＶＤ法などを用いてＳｉＯ２およびＳｉＮｘの多層膜を形成することにより、図１２に示したパッシベーション膜７０を形成して封止を行う。以上の工程を経ることで、本実施形態の発光ユニット２４が製造される。
【０２５９】
本発明の照明光通信システムにおいては、照明用光源として、高速応答性を特長とする有機ＥＬ素子を用いる。これにより、従来の白色ＬＥＤと比較して、単位時間当たりのデータ送信量をより増加させることができるので、大容量のデータをより高速で伝送することができる。
【０２６０】
本発明の照明光通信システムにおいては、照明として高性能であり、かつ応答速度が速い有機ＥＬ素子を実現かつ適用することで、より高性能な照明光通信システムを提供することができる。
【０２６１】
本発明の送信装置においては、照明用光源を複数のサブ光源に分割し、複数のサブ光源を並列的に駆動させる。よって、送信データを並列的に伝送できるので、大容量のデータをより高速に伝送することができる。
【０２６２】
また、サブ光源を複数の発光ユニットで構成することにより、照明光通信を行うのに必要な光量を確保するのがより容易になる。さらに、照明用光源を構成するすべての発光ユニットに対する送信データの書き込みを、走査線の選択による部分的な書き込みを繰り返すことによって順次行う。
【０２６３】
こうすることで、駆動能力の高い駆動回路が要求されないため、走査線の選択やデータ線へのデータ出力をより高速化できる。結果として、発光ユニットに対する送信データの書き込みのさらなる高速化を図ることが可能になる。
【０２６４】
加えて、本発明の照明光通信システム、およびこの照明光通信システムに適用して好適な送信装置の発光ユニットは、有機ＥＬ素子を備えている。有機ＥＬ素子は、自由度の大きなサイズ設計が可能であり、サイズのさらなる小型化が可能であり、かつ応答速度のさらなる高速化が可能であるといった優れた特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【０２６５】
【図１】照明光通信システムの概略的説明図（１）である。
【図２】照明光通信システムの概略的説明図（２）である。
【図３】照明光通信システムの概略的説明図（３）である。
【図４】照明光通信システムの概略的説明図（４）である。
【図５】発光ユニットの回路図（１）である。
【図６】発光ユニットの回路図（２）である。
【図７】発光ユニットの回路図（３）である。
【図８】発光ユニットの動作説明図である。
【図９】照明光通信システムの概略的説明図（５）である。
【図１０】照明用光源の動作説明図である。
【図１１】発光ユニットの構成を説明するための概略的な平面図である。
【図１２】発光ユニットの構成を説明するための切断面の切り口を連続的に示す概略図である。
【図１３−１】発光ユニットの製造工程を示す概略図（１）である。
【図１３−２】発光ユニットの製造工程を示す概略図（２）である。
【図１３−３】発光ユニットの製造工程を示す概略図（３）である。
【図１３−４】発光ユニットの製造工程を示す概略図（４）である。
【図１３−５】発光ユニットの製造工程を示す概略図（５）である。
【図１３−６】発光ユニットの製造工程を示す概略図（６）である。
【図１３−７】発光ユニットの製造工程を示す概略図（７）である。
【図１３−８】発光ユニットの製造工程を示す概略図（８）である。
【図１３−９】発光ユニットの製造工程を示す概略図（９）である。
【図１３−１０】発光ユニットの製造工程を示す概略図（１０）である。
【符号の説明】
【０２６６】
１０：照明光通信システム
２０：送信装置
２２：照明用光源
２３：サブ光源
２３Ａ：第１サブ光源
２３Ｂ：第２サブ光源
２３Ｃ：第３サブ光源
２３Ｄ：第４サブ光源
２４：発光ユニット
２６：有機ＥＬ素子
２８：（光透過性）制御回路
２９：直列／並列変換回路
３０：受信装置
３２：受光部
３４：復調部
３６：レンズ
３８：並列／直列変換回路
４２：走査線駆動回路
４４：データ線駆動回路
５１：画素領域
５２：第１電極（陽極）
５６：発光層
５８：第２電極（陰極）
６０：隔壁
７０：パッシベーション膜（封止層）
１００：基板
１００ａ：第１主面
１００ｂ：第２主面
１１０：光透過性基板本体
１２２：第１光透過性配線層
１２２ａ：第１光透過性配線部
１２２ｂ：冗長配線部
１２４：第２光透過性配線層
１２４ａ：第２光透過性配線部
１２４ｂ：コンタクト内配線部
１３０：光透過性半導体層
１４０：光透過性絶縁層
１４２：第１光透過性絶縁層
１４２ａ：コンタクトホール
１４４：第２光透過性絶縁層
１５０：光透過性トランジスタ素子
１５２：ゲート電極
１５４：ドレイン電極
１５６：ソース電極
１５８：ゲート絶縁膜
１６０：ヴィアホール
１６２：プラグ
Ｘ：データ線
Ｙ：走査線
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５：トランジスタ
Ｃ：キャパシタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を利用してデータを伝送する照明光通信システム用の送信装置および照明光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速通信技術の進展とともに、光を伝送媒体として用いた屋内無線通信技術が利用されるようになってきた。特に、伝送媒体として赤外線を用いたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が、オフィスや家庭に普及してきている。
【０００３】
しかしながら、赤外線を用いた無線データ通信では、送信装置と受信装置との間に存在する遮蔽物によって通信に支障が生じるという問題がある。また、信号電力が小さいため、データ通信が不安定になり易いという問題がある。
【０００４】
前述した無線データ通信にかかる問題を解決する通信方式として、照明光を用いた通信方式（照明光通信）が考えられている。照明光の光源としては、化合物半導体系の白色発光ダイオード（以下、白色ＬＥＤ（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）という場合がある）が用いられている。
【０００５】
白色ＬＥＤを用いた照明は、蛍光灯といった従来の照明と比較して、長寿命、小型、低消費電力といった優れた特長を有している。非特許文献１および特許文献１には、このような白色ＬＥＤの特長に着目した照明光通信システムが開示されている。
【０００６】
【非特許文献１】「可視光通信に適した変調方式の実験的検討」（信学技報IEICE Technical Report OCS2005-19(2005-5)第４３〜４８頁 社団法人 電子情報通信学会）
【特許文献１】特開２００３−３１８８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
照明光通信装置には、通信装置に求められる特性と照明装置に求められる特性とを両立させることが要求される。通信としては高い伝送速度が求められており、照明としては高い輝度が求められている。従って、その光源には、例えば高い応答速度と高い輝度とを兼ね備えるものが求められている。
前述したように、蛍光灯などの照明と比較すると白色ＬＥＤは照明として優れた特徴を有している。しかしながら、照明光通信装置に用いられる白色ＬＥＤは、例えば半導体レーザと比較するとその応答速度が低い。特に照明装置に利用される白色ＬＥＤには、蛍光体を使用するタイプのものが主に用いられているが、蛍光体を使用するタイプの白色ＬＥＤは、蛍光体を用いないものと比較すると応答速度が低い。従って白色ＬＥＤを用いた従来の照明光通信では、伝送速度が必ずしも十分とはいえない。
そこで輝度と応答速度との両方を勘案すると、照明光通信装置用の光源として有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という場合がある）を用いることを本願出願人は考案し、これにさらに検討を加えた。例えばアクティブマトリクス型の装置では、有機ＥＬ素子を駆動するトランジスタ素子や配線により構成される制御回路（駆動回路）が予め形成されたＴＦＴ基板上に有機ＥＬ素子が設けられている。有機ＥＬ素子の光を基板側から取り出すボトムエミッション型の装置では、有機ＥＬ素子からの光が制御回路によって遮られるので、基板の厚み方向からみて制御回路と有機ＥＬ素子とが重ならないように配置されている。そうすると有機ＥＬ素子を配置することのできる面積が制御回路の分だけ小さくなり、ひいては有機ＥＬ素子の開口率が小さくなるので、結果として照明装置としての輝度が小さくなるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、伝送速度が速く、かつ輝度が高い新規な照明光通信システム用の送信装置および照明光通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するために、本発明では、下記の構成を採用した。
〔１〕 送信データに基づいて変調された変調光を出射する照明用光源を備える送信装置であって、照明用光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子を含んで構成され、送信装置は、光透過性基板本体と、有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記光透過性基板本体および前記有機エレクトロルミネッセンス素子間に介在して配置され、かつ前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を制御する光透過性制御回路とを含み、該光透過性制御回路は、前記光透過性基板本体の厚み方向の一方から見て、前記有機エレクトロルミネッセンス素子に重ねて配置される、照明光通信システム用の送信装置。
〔２〕 前記照明用光源は、それぞれの発光面積が１０−８ｃｍ２から１０−１ｃｍ２である複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える、〔１〕に記載の照明光通信システム用の送信装置。
〔３〕 前記照明用光源が、前記送信データに基づいて変調された変調光を出射する通信用の有機エレクトロルミネッセンス素子と、非変調光を出射する照明用の有機エレクトロルミネッセンス素子とを備える、〔１〕または〔２〕に記載の送信装置。
〔４〕 通信用の前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光層が、蛍光を発光する発光材料を用いて形成され、かつ照明用の前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光層が、リン光を発光する発光材料を用いて形成されてなる〔３〕に記載の送信装置。
〔５〕 前記光透過性制御回路は、光透過性半導体層を含む光透過性トランジスタ素子と、光透過性配線層とを備え、前記光透過性配線層が、主配線部と、該主配線部から分岐して前記光透過性トランジスタ素子に接続する副配線部とを含む、〔１〕から〔４〕のいずれかに記載の送信装置。
〔６〕 前記光透過性配線層が、無機酸化物導電体材料よりなる、〔５〕に記載の送信装置。
〔７〕 前記光透過性半導体層が、無機酸化物半導体材料よりなる、〔５〕または〔６〕に記載の送信装置。
〔８〕 前記光透過性配線層が、亜鉛錫酸化物またはインジウム含有酸化物から構成される導電体材料よりなり、前記光透過性半導体層が、前記光透過性配線層よりもキャリア濃度が低く、亜鉛錫酸化物またはインジウム含有酸化物から構成される半導体材料よりなる、〔５〕から〔７〕のいずれかに記載の送信装置。
〔９〕 前記光透過性配線層の一部分が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子における電極に相当する、〔５〕から〔８〕のいずれかに記載の送信装置。
〔１０〕 前記光透過性制御回路は、光透過性絶縁層をさらに備え、前記光透過性配線層の一部分が、前記光透過性トランジスタ素子におけるゲート電極、ソース電極およびドレイン電極に相当し、かつ前記光透過性絶縁層の一部分が前記光透過性トランジスタ素子におけるゲート絶縁膜に相当する、〔５〕から〔９〕のいずれかに記載の送信装置。
〔１１〕 変調光を出射する照明用光源を備える〔１〕から〔１０〕のいずれかに記載の送信装置と、前記照明用光源から出射された前記変調光を受光して電気信号に変換し、当該電気信号を復調して受信データを生成する受信装置とを具備する、照明光通信システム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の照明光通信システムにおいては、照明光通信システムの照明用光源として、高速応答性を特長とする有機ＥＬ素子を用いる。よって、従来の白色ＬＥＤを用いる場合と比較して伝送速度を顕著に高めることができる。また光透過性制御回路を用いるとともに、厚み方向の一方から見て有機ＥＬ素子を光透過性制御回路に重ねて配置することにより、有機ＥＬ素子の開口率を高めることができ、高輝度の照明用光源を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図を参照して、本発明の実施形態につき説明する。なお、各図は、発明が理解できる程度に、構成要素の形状、大きさおよび配置が概略的に示されているに過ぎない。本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、各構成要素は本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。なお、以下の説明に用いる各図において、同様の構成要素については同一の符号を付して示し、その重複する説明を省略する場合がある。また、有機ＥＬ素子を備える装置においては電極のリード線等の部材も存在するが、本発明の説明にあっては直接的に要しないため記載を省略している。層構造等の説明の便宜上、下記に示す例においては基板を下に配置した図と共に説明がなされるが、本発明の有機ＥＬ素子およびこれを搭載した装置は、必ずしもこの配置で、製造または使用等がなされるわけではない。なお以下の説明において基板の厚み方向の一方を上または上方といい、厚み方向の他方を下または下方という場合がある。
【００１２】
〈照明光通信システムの構成例（１）〉
図１を参照して、本発明の照明光通信システムの構成例につき説明する。図１は、照明光通信システムの構成を概略的に説明するブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、照明通信システム１０は、送信装置２０と受信装置３０とを備えている。送信装置２０は、照明用光源２２を備えている。照明用光源２２は、送信されるべき送信データに基づいて変調された変調光を出射する。変調光とは、点滅制御された光または光量制御された光をいい、変調方式としては、アナログ変調方式（ＡＭ、ＦＭなど）、デジタル変調方式、パルス変調方式、およびスペクトラム拡散方式などが用いられる。
【００１４】
照明用光源２２は、それぞれが有機ＥＬ素子２６を備える１または複数の発光ユニット２４を含んで構成される。本実施の形態では照明用光源２２は、１つの発光ユニット２４を備える。また発光ユニット２４は、該有機ＥＬ素子２６に接続され、かつ当該有機ＥＬ素子２６の動作を制御する制御回路２８をさらに備える。制御回路２８と有機ＥＬ素子２６とは電気的に接続されている。
【００１５】
有機ＥＬ素子２６は、照明光のみ、または照明光および信号光の双方を生成して出射する。制御回路２８は、有機ＥＬ素子２６の動作を制御する。有機ＥＬ素子２６および制御回路２８の具体的な構成については後述する。
【００１６】
受信装置３０は、受光部３２と復調部３４とを備える。受信装置３０は、照明用光源２２から出射された変調光を受光して、受信データを生成する。
【００１７】
受光部３２は、図示しない光電変換装置を内蔵しており、受光した変調光を電気信号に変換する。復調部３４は、受光部３２によって光電変換された電気信号から、元のデータ(送信データ）を復調して受信データを生成する。
【００１８】
送信装置２０が受信装置３０に対してデータを送信しない状態においては、照明用光源２２をそのまま照明装置として利用することができる。
【００１９】
送信装置２０がデータを送信する場合には、送信すべきデータ、すなわち送信データが制御回路２８に供給される。送信データの供給を受けた制御回路２８は、供給されたデータに基づいて有機ＥＬ素子２６の動作を制御する。
【００２０】
こうして、送信データに対応して変調された変調光が有機ＥＬ素子２６、すなわち発光ユニット２４から出射される。有機ＥＬ素子２６を高速に点滅させたり、その光量を高速で変化させたりしても、視覚的には感知されないので、通信用に使用したとしても有機ＥＬ素子２６はほぼ一定の光量で光っているように見える。したがって、有機ＥＬ素子２６から出射された変調光は、人に違和感を与えることなく、そのまま照明光としても利用することができる。
【００２１】
〈照明光通信システムの構成例（２）〉
図２および図３を参照して、本発明の照明光通信システムの他の構成例につき説明する。
【００２２】
１Ｇbps程度以上の大容量の伝送を行なうためには、送信装置２０において多数の発光ユニット２４を二次元的に配列し、これらを互いに並列的に動作させればよい。このような並列システムを従来のＬＥＤを用いて実現するためには、多数のＬＥＤを二次元的に配列し、分割器との配線接続を行なう必要があり、システムとして大型にならざるを得なかった。
【００２３】
白色ＬＥＤに代えて有機ＥＬ素子を用いると、完成した個々の発光ユニット２４を配線ボード上に後付けして配列するのではなく、例えば制御回路２８が形成されたＴＦＴ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板上に複数の有機ＥＬ素子２６を直接的に作りこむことができ、発光ユニット２４を二次元的に配置された集積デバイスを基板上に最初から製造できる。したがって、分割器などの他の素子を加えても非常にコンパクトな送信装置２０を実現できる。
【００２４】
図２および図３は、本発明の照明通信システムの構成例を概略的に説明するブロック図である。
【００２５】
図２に示すように、照明光通信システム１０は、図１を参照して既に説明した構成を基本として、有機ＥＬ素子２６および制御回路２８からなる発光ユニット２４並びに受光部３２の組を複数組備えている。送信装置２０の照明用光源２２において、複数の発光ユニット２４は、二次元的に配置されている。また、制御回路２８は、直列／並列変換回路２９をさらに含み、受信装置３０は、レンズ３６と並列／直列変換回路３８とをさらに含んでいる。
【００２６】
なお、図示例の送信装置２０および受信装置３０において、直列／並列変換回路２９を制御回路２８に組み込む構成としたが、直列／並列変換回路２９を、制御回路２８の外部に設ける構成とすることもできる。この場合、直列／並列変換回路２９から生成されるパラレル信号に基づいて、制御回路２８が各有機ＥＬ素子２６を制御してもよい。
【００２７】
送信装置２０の直列／並列変換回路２９は、送信データであるシリアルデータを複数のパラレルデータに分割し、分割されたパラレルデータを個々の有機ＥＬ素子２６にそれぞれに供給する。この送信装置２０の直列／並列変換回路２９の動作を含めた制御回路２８の制御によって、各有機ＥＬ素子２６は、各々に与えられるパラレルデータに基づいて、変調された変調光を出射する。出射された変調光は、レンズ３６によって空間的に分離され、対応する各受光部３２の光電変換装置において光電変換され、さらに変換された電子信号は図示しないＡ／Ｄコンバータによってデジタル化され、受信装置３０の並列／直列変換回路３８によってシリアルデータに変換される。復調部３４は、このシリアルデータを復調することにより受信データを生成して出力する。
【００２８】
このように、複数の有機ＥＬ素子２６を並列的に駆動することによって、大容量のデータを高速で伝送することができる。
【００２９】
図２に示した送信装置２０において、有機ＥＬ素子２６の制御(変調制御を含む）は、外部駆動回路としてのドライバＩＣを用いて行ってもよい。図２に示した送信装置２０においては、複数の有機ＥＬ素子２６を単一の制御回路２８で動作制御している。
【００３０】
図３に示すように、複数の有機ＥＬ素子２６それぞれを個別に制御する複数の制御回路２８を、各有機ＥＬ素子２６に対応させて接続する構成とすることもできる。この場合には、照明用光源２２は、１つの有機ＥＬ素子２６および１つの制御回路２８を１組として一体的に形成した発光ユニット２４を複数組備える。なお、複数の有機ＥＬ素子２６を１つの構成単位とする素子群に、各有機ＥＬ素子２６をグループ分けしたときに、同じ素子群に含まれる複数の有機ＥＬ素子２６と該有機ＥＬ素子２６に接続される制御回路２８とからなる発光ユニット２４群を、サブ光源２３という場合がある。後述するように、サブ光源２３ごとに発光を制御することにより、各有機ＥＬ素子２６を素子群ごとに駆動することができる。このように１つの素子群に含まれる複数の有機ＥＬ素子２６を単位として駆動することにより、素子群単位としての光強度（信号強度）が大きくなるので、例えばノイズの多い環境で使用する場合や各有機ＥＬ素子２６の光量が少ない場合であっても、正確に信号を伝送することができ、エラービットレートの小さい照明用光通信システムを実現することができる。
【００３１】
有機ＥＬ素子２６と一体的に作り込まれる制御回路２８の構成要素の一例としていわゆる薄膜トランジスタを用いることができる。薄膜トランジスタとしては、ポリシリコントランジスタ、アモルファスシリコントランジスタ、有機半導体材料を用いた有機トランジスタ等が知られている。こうした薄膜トランジスタから構成される制御回路２８と有機ＥＬ素子２６とを一体的に形成することで、送信装置２０の一層の小型化が可能になる。
【００３２】
次に、図４を参照して、前述した照明光通信システム１０の送信装置２０の構成例として、いわゆるアクティブマトリクス型として構成された照明用光源２２について説明する。
【００３３】
アクティブマトリクス型とは、有機ＥＬ素子２６および制御回路２８を一体的に構成した発光ユニット２４をマトリクス状に配列し、複数の有機ＥＬ素子２６それぞれの駆動制御を有機ＥＬ素子２６の近傍にそれぞれ作り込まれた制御回路２８によって行うタイプをいう。
【００３４】
図４は、本発明のアクティブマトリクス型の照明用光源を用いた照明光通信システムの概略的な説明図である。
【００３５】
送信装置２０が備える照明用光源２２は、前述したように例えばＴＦＴを構成要素とする制御回路２８により有機ＥＬ素子２６を駆動する、いわゆるアクティブマトリクス型の装置である。
【００３６】
この照明用光源２２には、ｍ×ｎ（記号「ｍ」、「ｎ」はそれぞれ自然数を表す）個の発光ユニット２４が平面上においてｍ行ｎ列のマトリクス状に配列される。すなわち格子縞の交点上に各発光ユニット２４がそれぞれ配置される。
【００３７】
照明用光源２２は、それぞれが図４において行方向に延在するとともに、互いに列方向に間隔をあけて配置されるｎ本の走査線Ｙからなる走査線群Ｙ1〜Ｙnを有する。
【００３８】
また、照明用光源２２は、列方向に延在するとともに、互いに行方向に間隔をあけて配置されるｍ本のデータ線Ｘからなるデータ線群Ｘ1〜Ｘｍを有する。走査線群Ｙ1〜Ｙnとデータ線群Ｘ1〜Ｘｍとは、基板の厚み方向の一方から見て、格子縞を形成している。
【００３９】
基板の厚み方向からみて、走査線Ｙとデータ線Ｘとにより形成される複数の交点近傍には、画素領域５１が設けられており、各画素領域５１に１つの発光ユニット２４が配置されている。換言すると、複数の発光ユニット２４が、画素領域５１ごとにマトリクス状に配置されている。
【００４０】
なお、本実施形態では、１つの有機ＥＬ素子２６を含む１つの発光ユニット２４を最小発光単位としているが、１つの発光ユニット２４の発光領域を分割して、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）色光をそれぞれ出射する３つのサブ素子を構成してもよい。また、図４においては、それぞれの発光ユニット２４に対して所定の電圧ＶｄｄまたはＶｓｓを供給する電源線等が省略されている。
【００４１】
図５、図６、図７および図８を参照して、発光ユニット２４が備える制御回路２８の好適な構成例につき説明する。
【００４２】
有機ＥＬ素子２６を用いてアクティブマトリクス型の照明用光源２２を構成した場合には、有機ＥＬ素子の駆動方法は、電流プログラム方式および電圧プログラム方式の二種類に大別される。「電流プログラム方式」とは、データ線に対するデータの供給を電流レベルで行う方式をいい、図６の回路構成によって実現することができる。また「電圧プログラム方式」とは、データ線に対するデータの供給を電圧レベルで行う方法をいい、図５または図７の回路構成によって実現することができる。
【００４３】
〈回路構成例（１）〉
図５は、本発明の送信装置および照明光通信システムの発光ユニットに適用して好適な制御回路の回路構成の一例を示す回路図である。
【００４４】
本例の制御回路２８は、有機ＥＬ素子２６を発光させる期間の駆動信号ＧＰの電圧レベルを共通電圧の電圧レベルよりも高くし、それ以外の期間における駆動信号ＧＰの電圧レベルを共通電圧と同じかそれよりも低くすることで、有機ＥＬ素子２６の発光または非発光の制御を行う。
【００４５】
図５に示すように、発光ユニット２４の制御回路２８は、走査信号ＳＥＬを供給する走査線Ｙおよびデータ電圧（信号）Ｖdataを供給するデータ線Ｘの双方に電気的に接続されている。以下の説明において、走査線Ｙおよびデータ線Ｘを基板の厚み方向の一方から見たときに相互に格子縞を形成するように行列方向に延伸する主たる配線部分を主配線部と称する。また、主配線部から分岐して、トランジスタやキャパシタといった構成要素に接続される配線部分を副配線部部と称する。さらに、これら構成要素間を接続する配線についても副配線部と称する。
【００４６】
有機ＥＬ素子２６を除く制御回路２８は、いわゆるスイッチングトランジスタであるトランジスタＴ１と、駆動トランジスタであるトランジスタＴ２と、データ保持手段であるキャパシタＣとを含んでいる。
【００４７】
トランジスタＴ１は、例えばｎ型のＴＦＴである。トランジスタＴ１のソース電極は、データ線Ｘの主配線部から分岐する副配線に電気的に接続される。
【００４８】
トランジスタＴ２は、例えばｎ型のＴＦＴである。トランジスタＴ２のドレイン電極に電気的に接続されている副配線には駆動信号ＧＰが入力される。トランジスタＴ２のソース電極は、副配線を経て有機ＥＬ素子２６の陽極に電気的に接続される。
【００４９】
トランジスタＴ１のドレイン電極は、副配線を経てトランジスタＴ２のゲート電極に電気的に接続される。また、トランジスタＴ１のゲート電極は、走査線Ｙの主配線部から分岐する副配線に電気的に接続される。
【００５０】
キャパシタＣの一方の端子には、トランジスタＴ１のドレイン電極およびトランジスタＴ２のゲート電極が副配線を経て電気的に共通接続される。キャパシタＣの他方の電極および有機ＥＬ素子２６の陰極には基準電圧（接地電圧Ｖｓｓ）が印加される。
【００５１】
トランジスタＴ１は、走査信号ＳＥＬの電圧レベル（走査制御電圧Ｖｇ）により、データ線ＸおよびトランジスタＴ２のゲート電極間、並びにデータ線ＸおよびキャパシタＣ間を導通または遮断する。
【００５２】
〈回路構成例（１）における動作〉
図８を参照して、図５を参照して説明した発光ユニット２４の動作につき説明する。図８は、発光ユニット２４の動作タイミングチャートである。
【００５３】
以下の動作説明において、走査線駆動回路４２（図４）による走査線Ｙ1から走査線Ｙnの線順次走査によって、所定の発光ユニット２４の選択が開始されるタイミングをｔ0とする。また、発光ユニット２４の選択が次に開始されるタイミングをｔ2とする。期間ｔ0〜ｔ2は、前半のプログラミング期間ｔ0〜ｔ1と、後半の駆動期間ｔ1〜ｔ2とに分けられる。
【００５４】
まず、タイミングｔ0において、所定の走査線Ｙに、走査線信号ＳＥＬが入力される。すると、走査線Ｙは、高レベル（以下、Ｈレベルという場合がある）に立ち上がり、トランジスタＴ１がオン状態となる。よって、データ線Ｘに供給されたデータ電圧Ｖdataが、トランジスタＴ１を介して、キャパシタＣの一方の電極に印加される。
【００５５】
これにより、データ電圧Ｖdata相当の電荷がキャパシタＣに蓄積される（送信データが書き込まれる）。走査線Ｙの電圧レベルが低レベル（以下、Ｌレベルという場合がある）となってトランジスタＴ１が完全にオフ状態となった後から次に電圧レベルがＨレベルになってトランジスタＴ１がオン状態となると共に次のデータ信号が入力されるまでの間、トランジスタＴ２のゲート電極に印加される電圧をキャパシタＣは維持する働きをする。すなわち、キャパシタＣは、所定の期間、データ線Ｘに入力されたデータを保持する。
【００５６】
また、トランジスタＴ２がオン状態となり、駆動信号ＧＰ入力信号線および有機ＥＬ素子２６間が導通する。なお、タイミングｔ0からタイミングｔ1までの期間において、駆動信号ＧＰの入力信号線はＬレベルに維持される。したがって、前半の期間ｔ0〜ｔ1において、有機ＥＬ素子２６は発光しない。
【００５７】
前半の期間ｔ0〜ｔ1に続く後半の期間ｔ1〜ｔ2では、キャパシタＣに蓄積された電荷によりトランジスタＴ２がオン状態となる。期間ｔ1〜ｔ2では、入力される駆動信号ＧＰに応じて有機ＥＬ素子２６が発光する。
【００５８】
タイミングｔ1では、走査信号ＳＥＬがＬレベルに立ち下がる。これにより、トランジスタＴ１がオフする。よって、キャパシタＣの一方の電極に対するデータ電圧Ｖdataの印加が停止するが、キャパシタＣの蓄積電荷によって、トランジスタＴ２のゲート電極にはゲート電圧Ｖg相当が印加される。
【００５９】
タイミングｔ1における走査信号ＳＥＬの立ち下がりと同期して、それ以前はＬレベルだった駆動信号ＧＰは、Ｈレベルに立ち上がる。
【００６０】
これにより、駆動信号ＧＰが入力される信号線は、次の選択が開始されるタイミングｔ2に至るまでＨレベルが維持される。よって、駆動電流の電流経路が形成される。これにより、有機ＥＬ素子２６は、キャパシタＣに保持されていた送信データに基づいて発光する。
【００６１】
〈回路構成例（２）〉
図６は、回路構成例（２）にかかる制御回路２８を示す回路図である。いわゆる電流プログラム方式の回路構成例である。
【００６２】
図６に示すように、制御回路２８は、４つのトランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４、送信データを保持するデータ保持手段であるキャパシタＣ、電源電圧（供給手段）Ｖｄｄ、基準電圧（供給手段）Ｖｓｓ並びにこれらを互いに接続する信号線を含んでいる。
【００６３】
図６に示す構成例では、トランジスタＴ１、Ｔ２およびＴ４をｎチャネル型トランジスタとし、トランジスタＴ３をｐチャネル型トランジスタとしてある。
【００６４】
トランジスタＴ１のゲート電極は、走査信号ＳＥＬが供給される所定の１本の走査線Ｙに電気的に接続されている。トランジスタＴ１のソース電極は、データ電流Ｉdataが供給される所定の１本のデータ線Ｘに電気的に接続されている。トランジスタＴ１のドレイン電極は、トランジスタＴ２のソース電極に電気的に接続されている。
【００６５】
トランジスタＴ１のドレイン電極およびトランジスタＴ２のソース電極は、プログラミングトランジスタであるトランジスタＴ３のドレイン電極およびトランジスタＴ４のドレイン電極に電気的に共通接続されている。
【００６６】
トランジスタＴ２のゲート電極は、トランジスタＴ１のゲート電極と同じく、走査信号ＳＥＬが供給される走査線Ｙに電気的に共通接続されている。トランジスタＴ２のドレイン電極は、キャパシタＣの一方の電極と、トランジスタＴ３のゲート電極とに電気的に共通接続されている。
【００６７】
キャパシタＣの他方の電極には電源電圧Ｖｄｄが印加されている。また、トランジスタＴ３のソース電極には、電源電圧Ｖｄｄが印加されている。キャパシタＣの他方の電極とトランジスタＴ３のソース電極とには、電源電圧Ｖｄｄが印加されている。
【００６８】
トランジスタＴ４のゲート電極には駆動信号ＧＰが入力される。トランジスタＴ４のドレイン電極には有機ＥＬ素子２６のアノード（陽極）が電気的に接続されている。また、有機ＥＬ素子２６のカソード（陰極）には、電源電圧Ｖｄｄよりも低電圧である基準電圧Ｖｓｓが印加されている。
【００６９】
〈回路構成例（２）の動作〉
図８を参照して、図６を参照して説明した発光ユニット２４の動作につき説明する。
前半のプログラミング期間ｔ0〜ｔ1では、キャパシタＣに対する送信データの書き込みが行われる。まず、タイミングｔ0において、走査信号ＳＥＬが走査線Ｙに入力される。これにより、走査線ＹがＨレベルに立ち上がる。スイッチング素子として機能するトランジスタＴ１およびＴ２が共にオン（導通）する。すると、データ線ＸとトランジスタＴ３のドレイン電極とが電気的に接続される。これにより、トランジスタＴ３は、自己のゲート電極と自己のドレイン電極とが電気的に接続されたダイオード接続となる。
【００７０】
トランジスタＴ３は、データ線Ｘより供給されたデータ電流Ｉdataを自己のチャネルに流す。これにより、データ電流Ｉdataに応じた電圧がゲート電圧Ｖgとして発生する。トランジスタＴ３のゲート電極に接続されたキャパシタＣには、発生したゲート電圧Ｖgに応じた電荷が蓄積される。これにより、キャパシタＣには、蓄積された電荷量に相当するデータ（送信データ）が書き込まれる。
【００７１】
プログラミング期間ｔ0〜ｔ1において、トランジスタＴ３は、自己のチャネルを流れるデータ信号に基づいて、キャパシタＣに対するデータの書き込みを行うプログラミングトランジスタとして機能する。また、この期間中、駆動信号ＧＰが低レベルに維持されているため、トランジスタＴ４はオフ（非導通）のままである。したがって、有機ＥＬ素子２６に対する駆動電流の経路はトランジスタＴ４により遮断される。よって、有機ＥＬ素子２６は発光しない。
【００７２】
続く駆動期間ｔ1〜ｔ2では、駆動電流が有機ＥＬ素子２６を流れ、有機ＥＬ素子２６の輝度の設定が行われる。まず、タイミングｔ1において、走査信号ＳＥＬがＬレベルに立ち下がり、トランジスタＴ１およびＴ２がいずれもオフする。これにより、データ電流Ｉdataが供給されるデータ線ＸとトランジスタＴ３のドレイン電極とが電気的に分離され、トランジスタＴ３のゲート電極とドレイン電極との間も電気的に分離される。
【００７３】
トランジスタＴ３のゲート電極には、キャパシタＣの蓄積電荷に応じたゲート電圧Ｖgが印加され続ける。タイミングｔ1における走査信号ＳＥＬの立ち下がりと同期（同一タイミングであるとは限らない）して、それ以前はＬレベルだった駆動信号ＧＰがＨレベルに立ち上がる。
【００７４】
これにより、電源電圧Ｖｄｄから基準電圧Ｖｓｓに向かって、トランジスタＴ３およびＴ４と有機ＥＬ素子２６とに連なる駆動電流の経路が形成される。有機ＥＬ素子２６を流れる駆動電流は、トランジスタＴ３のチャネル電流に相当し、その電流レベルは、キャパシタＣの蓄積電荷に基づくゲート電圧Ｖgによって制御される。
【００７５】
駆動期間ｔ1〜ｔ2において、トランジスタＴ３は、有機ＥＬ素子２６に駆動電流を供給する駆動トランジスタとして機能する。結果として、有機ＥＬ素子２６は、この駆動電流に基づいて、換言すれば、キャパシタＣに保持されたデータに基づいて変調された発光強度で発光する。
【００７６】
〈回路構成例（３）〉
図７は回路構成例（３）にかかる制御回路２８を示す回路図である。いわゆる電圧プログラム方式の回路構成例である。
【００７７】
電圧プログラム方式についても、送信装置の全体的な構成については既に説明した通りである。しかしながら、この場合には、データ電圧（信号）Ｖdataをデータ線Ｘにそのまま出力するため、データ線Ｘに電気的に接続されているデータ線駆動回路４４（図４）の可変電流源が不要になる。ここでは、いわゆるＣＣ（Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）法と称される構成例につき説明する。
【００７８】
図７に示すように、発光ユニット２４は、有機ＥＬ素子２６、トランジスタＴ１、Ｔ４およびＴ５、データ保持手段であるキャパシタＣ、電源電圧（供給手段）Ｖｄｄ、基準電圧（供給手段）Ｖｓｓ並びにこれらを互いに接続する信号線を含んでいる。図７にはトランジスタＴ１、Ｔ４およびＴ５を、すべてｎチャネル型とした例を示してある。
【００７９】
いわゆるスイッチングトランジスタであるトランジスタＴ１のゲート電極は、走査信号ＳＥＬを供給する所定の走査線Ｙに電気的に接続されている。トランジスタＴ１のドレイン電極は、データ電圧（信号）Ｖdataを供給する所定のデータ線Ｘに電気的に接続されている。トランジスタＴ１のソース電極は、データ保持手段であるキャパシタＣの一方の電極に電気的に接続されている。
【００８０】
トランジスタＴ１のソース電極とキャパシタＣの一方の電極とは、いわゆる駆動トランジスタであるトランジスタＴ４のゲート電極に、電気的に共通接続されている。
【００８１】
キャパシタＣの他方の電極には基準電圧Ｖｓｓが印加されている。また、トランジスタＴ４のドレイン電極には電源電圧Ｖｄｄが印加されている。トランジスタＴ４のソース電極は、いわゆる制御トランジスタであるトランジスタＴ５のドレイン電極に電気的に接続されている。
【００８２】
トランジスタＴ５には、駆動信号ＧＰが入力される。トランジスタＴ５は、駆動信号ＧＰによって導通制御される。トランジスタＴ５のソース電極は、有機ＥＬ素子２６のアノードに電気的に接続されている。この有機ＥＬ素子２６のカソードには、基準電圧Ｖｓｓが印加されている。
【００８３】
前述した構成例では、データを保持する回路要素、すなわちデータ保持手段の好適例として、キャパシタを用いる例を説明したが、キャパシタの代わりに、多ビットのデータを記憶可能なメモリ装置（ＳＲＡＭ等）を用いることもできる。
【００８４】
〈回路構成例（３）の動作〉
図８を参照して、図７を参照して説明した発光ユニット２４の動作につき説明する。
【００８５】
まず、タイミングｔ0において、所定の走査線Ｙに、走査線信号ＳＥＬが入力される。すると、走査線Ｙは、Ｈレベルに立ち上がり、トランジスタＴ１がオンする。よって、データ線Ｘに供給されたデータ電圧Ｖdataが、トランジスタＴ１を介して、キャパシタＣの一方の電極に印加される。
【００８６】
これにより、データ電圧Ｖdata相当の電荷がキャパシタＣに蓄積される（送信データが書き込まれる。）。なお、タイミングｔ0からタイミングｔ1までの期間において、駆動信号ＧＰはＬレベルに維持される。よって、制御トランジスタＴ５はオフのままである。したがって、有機ＥＬ素子２６に対する駆動電流の電流経路が遮断されるため、前半の期間ｔ0〜ｔ1において、有機ＥＬ素子２６は発光しない。
【００８７】
前半の期間ｔ0〜ｔ1に続く後半の期間ｔ1〜ｔ2では、キャパシタＣに蓄積された電荷に応じた駆動電流が有機ＥＬ素子２６を流れる。これにより、有機ＥＬ素子２６が発光する。タイミングｔ1では、走査信号ＳＥＬがＬレベルに立ち下がる。
【００８８】
これにより、トランジスタＴ１がオフする。よって、キャパシタＣの一方の電極に対するデータ電圧Ｖdataの印加が停止するが、キャパシタＣの蓄積電荷によって、トランジスタＴ４のゲート電極にはゲート電圧Ｖg相当が印加される。タイミングｔ1における走査信号ＳＥＬの立ち下がりと同期して、それ以前はＬレベルだった駆動信号ＧＰは、Ｈレベルに立ち上がる。
【００８９】
これにより、発光ユニット２４の次の選択が開始されるタイミングｔ2に至るまでＨレベルが維持される。よって、駆動電流の電流経路が形成される。これにより、有機ＥＬ素子２６は、キャパシタＣに保持されたデータに基づいて変調された発光強度で発光する。
【００９０】
図４を参照して既に説明したように、照明用光源２２を駆動するための駆動回路は、走査線駆動回路４２とデータ線駆動回路４４とによって構成されており、両者は、図示しない上位装置による同期制御下、互いに協働して動作する。
【００９１】
走査線駆動回路４２は、シフトレジスタ、出力回路等を主体に構成されており、走査線Ｙ1〜Ｙnに走査信号ＳＥＬを出力することによって、走査線Ｙ1〜Ｙnを所定の選択順序で順番に選択する線順次走査を行う。走査信号ＳＥＬは、ＨレベルまたはＬレベルの２値的な信号レベルをとり、データの書込対象となる行（走査線Ｙの１ラインに接続される複数の発光ユニット２４群）に対応する走査線ＹはＨレベルとされ、これ以外の走査線ＹそれぞれはＬレベルとされる。
【００９２】
そして、１垂直走査期間（１Ｆ）において、所定の選択順序で、それぞれの行が順番に選択されていく。なお、走査線駆動回路４２は、走査信号ＳＥＬ以外に、トランジスタを導通制御する駆動信号ＧＰ（またはそのベース信号）も出力する。この駆動信号ＧＰによって、駆動期間、すなわち、発光ユニット２４中に含まれる有機ＥＬ素子２６の輝度設定を行う期間が設定される。
【００９３】
データ線駆動回路４４は、走査線駆動回路４２による線順次走査と同期して、データ線Ｘ1〜Ｘｍそれぞれに対するデータ信号の供給を電流ベースで行う。前述した電流プログラム方式の場合には、データ線駆動回路４４は、発光ユニット２４より出射される変調光の変調度合いを規定するデータ（データ電圧Ｖdata）をデータ電流Ｉdataへと変換する可変電流源を含む。データ線駆動回路４４は、１水平走査期間（１Ｈ）において、今回データを書き込む行に対するデータ電流Ｉdataの一斉出力と、次の水平走査期間で書き込みを行う行に関するデータの点順次的なラッチとを同時に行う。
【００９４】
ある水平走査期間において、データ線Ｘの本数に相当するｍ個のデータが順次ラッチされる。そして、次の水平走査期間において、ラッチされたｍ個のデータは、データ電流Ｉdataに変換された上で、それぞれのデータ線Ｘ1〜Ｘｍに対して一斉に出力される。
【００９５】
図９を参照して、サブ光源２３の構成につき説明する。図９は、サブ光源の構成例を説明する照明光通信システムの概略的な説明図である。
【００９６】
送信装置２０のサブ光源２３は、照明用光源２２に含まれる複数の発光ユニット２４が複数のグループに区分けされることにより規定される。図示例では、複数の発光ユニット２４が４つに区分けされて、第１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄ（以下、それぞれサブ光源Ａ、サブ光源Ｂ、サブ光源Ｃおよびサブ光源Ｄという場合がある）とされている。なお、ｉおよびｊは１以上の任意の正数であり、かつｍおよびｎは２以上の任意の正数である。１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２４Ｄに含まれる発光ユニット２４の数は、互いに同一であっても、互いに異なっていてもよい。また、サブ光源２３同士の発光ユニット２４の数が同数である場合において、発光ユニット２４の配置形態は、サブ光源２３単位で同一であっても、異なっていてもよい。また離散的に離れて配置されている発光ユニット２４を同一の発光ユニット２４に属する発光ユニット２４とするグループ分けをしてもよく、このようなグループ分けを行うことにより、たとえサブ光源２３単位で明滅などしたとしても、局所的な光量の低下を抑制することができ、照明としての性能の低下を抑えることができる。
【００９７】
第１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２４Ｄに含まれる発光ユニット２４の数を、ここではｉ＝ｊ＝４かつｍ＝ｎ＝８、すなわち互いに同数である１６とした例を説明する。第１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄそれぞれが含む発光ユニット２４は、この例では４×４のマトリクス状に配置されている。
【００９８】
第１サブ光源２３Ａおよび第２サブ光源２３Ｂの発光ユニット２４は、走査線Ｙ１〜Ｙｊ（Ｙ４）（走査線群Ｙabという場合がある）に電気的に接続される。また、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄの発光ユニット２４は、走査線Ｙｊ+１〜Ｙｎ（Ｙ５〜Ｙ８）（走査線群Ｙcdという場合がある）に電気的に接続される。
【００９９】
また、第１サブ光源２３Ａおよび第３サブ光源２３Ｃの発光ユニット２４は、データ線Ｘ１〜Ｘｉ（Ｘ４）（データ線群Ｘacという場合がある）に電気的に接続される。また、第２サブ光源２３Ｂおよび第４サブ光源２３Ｄの発光ユニット２４は、データ線Ｘｉ+１〜Ｘｍ（Ｘ５〜Ｘ８）（データ線群Ｘbdという場合がある）に電気的に接続される。
【０１００】
次に、図４、図９および図１０を参照して、複数のサブ光源にグループ分けされた照明用光源を備える照明光通信システムの動作につき説明する。
【０１０１】
走査線駆動回路４２およびデータ線駆動回路４４（図４）は、照明用光源２２に設定された第１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄにおいて、各サブ光源２３単位で、複数のサブ光源２３を独立的に駆動する。
【０１０２】
同一のサブ光源２３に属する複数の発光ユニット２４は、本実施形態では、すべて同一の発光状態になるように制御される。異なるサブ光源２３同士については互いに独立的に制御され得る。よって、この場合には、照明用光源２２に、４つの独立した伝送チャネルが形成されることになる。
【０１０３】
走査線Ｙ1〜Ｙj、すなわち走査線群Ｙabが選択されている状態でデータ線Ｘ1〜Ｘi、すなわちデータ線群Ｘacに供給されたデータ（すべて同一の電流レベルである）は、第１サブ光源２３Ａの各発光ユニット２４に共通して供給される。
【０１０４】
これによって、第１サブ光源２３Ａの発光状態が制御される。また、この状態でデータ線Ｘｉ+１〜Ｘｍ、すなわちデータ線群Ｘbdに供給されたデータは、第２サブ光源２３Ｂの各発光ユニット２４に共通に供給される。これによって、第２サブ光源２３Ｂの発光状態が制御される。
【０１０５】
走査線Ｙｊ+１〜Ｙｎ、すなわち走査線群Ｙcdが選択されている状態でデータ線Ｘ1〜Ｘi、すなわちデータ線群Ｘacに供給されたデータは、第３サブ光源２３Ｃの各発光ユニット２４に共通に供給される。
【０１０６】
これによって、第３サブ光源２３Ｃの発光状態が制御される。また、この状態でデータ線Ｘｉ+１〜Ｘｍ、すなわちデータ線群Ｘbdに供給されたデータは、第４サブ光源２３Ｄの各発光ユニット２４に共通に供給される。これによって、第４サブ光源２３Ｄの発光状態が制御される。
【０１０７】
図１０は、照明光通信システムの動作を説明するタイミングチャートである。
【０１０８】
図９に示す構成において、最上段に配置されている走査線Ｙ１から最下段に配置されている走査線Ｙｎに向かって、ｎ本の走査線Ｙが順次選択されていくものとする。
【０１０９】
この場合には、照明用光源２２全体に対して、送信データのデータ書き込みを行うのに要する１フレーム期間ｔ0〜ｔ2は、前半の第１サブ光源２３Ａおよび第２サブ光源２３Ｂの選択期間ｔ0〜ｔ1と、後半の第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄの選択期間ｔ1〜ｔ2とに分けられる。
【０１１０】
第１サブ光源２３Ａおよび第２サブ光源２３Ｂの選択期間ｔ0〜ｔ1は、走査線群Ｙabに属する走査線Ｙ1の選択が開始されてから走査線Ｙjの選択が終了するまでの期間に相当する。
【０１１１】
この期間ｔ0〜ｔ1において、データ線群Ｘacには第１サブ光源２３Ａ用の送信データＤaが共通して供給され、この送信データＤaに応じたレベルにデータ線群Ｘacが維持される。
【０１１２】
データ線群Ｘacには、第１サブ光源２３Ａのみならず第３サブ光源２３Ｃも接続されているが、走査線群Ｙcdが非選択のため、第３サブ光源２３Ｃは電気的に分離されている。したがって、データ線群Ｘacに供給された送信データＤaは、第１サブ光源２３Ａにのみ供給され、これに応じた書き込みが第１サブ光源２３Ａにおいて行われる。
【０１１３】
また、この期間ｔ0〜ｔ1において、データ線群Ｘbdには第２サブ光源２３Ｂ用の送信データＤbが共通して供給され、この送信データＤbに応じたレベルにデータ線群Ｘbdが維持される。
【０１１４】
データ線群Ｘbdには、第２サブ光源２３Ｂのみならず第４サブ光源２３Ｄも接続されているが、走査線群Ｙcdが非選択のため、第４サブ光源２３Ｄは電気的に分離されている。したがって、データ線群Ｘbdに供給された送信データＤbは、第２サブ光源２３Ｂにのみ供給され、これに応じた書き込みが第２サブ光源２３Ｂにおいて行われる。
【０１１５】
第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄの選択期間ｔ1〜ｔ2は、走査線群Ｙcdに属する走査線Ｙj+1の選択が開始されてから走査線Ｙnの選択が終了するまでの期間に相当する。この期間ｔ1〜ｔ2において、データ線群Ｘacには第３サブ光源２３Ｃ用の送信データＤcが共通して供給され、この送信データＤcに応じたレベルにデータ線群Ｘacが維持される。
【０１１６】
ここで、データ線群Ｘacに接続された第１サブ光源２３Ａは、走査線群Ｙabが非選択のため電気的に分離されている。したがって、データ線群Ｘacに供給された送信データＤcは、第３サブ光源２３Ｃにのみ供給され、これに応じた書き込みが第３サブ光源２３Ｃにおいて行われる。
【０１１７】
また、期間ｔ1〜ｔ2において、データ線群Ｘbdには第４サブ光源２３Ｄ用の送信データＤｄが共通して供給され、この送信データＤｄに応じたレベルにデータ線群Ｘbdが維持される。このとき、データ線群Ｘbdに接続された第２サブ光源２３Ｂは、走査線群Ｙabが非選択のため電気的に分離されている。したがって、データ線群Ｘbdに供給された送信データＤｄは、第４サブ光源２３Ｄにのみ供給され、これに応じた書き込みが第４サブ光源２３Ｄにおいて行われる。
【０１１８】
なお、図１０においては、同一のサブ光源２３に対応する走査線群を順次走査するケースを例示したが、駆動回路の駆動能力を十分に確保できることを条件として、サブ光源２３ごとに対応する走査線群を同時に一括選択することもできる。
【０１１９】
ここで、前述した図５、図６および図７に示すように制御回路２８を構成しておけば、いずれにおいても、第１サブ光源２３Ａ、第２サブ光源２３Ｂ、第３サブ光源２３Ｃおよび第４サブ光源２３Ｄの独立的な駆動を実現することができる。
【０１２０】
〈発光ユニットの構成例〉
図１１および図１２を参照して、本発明の送信装置および照明通信システムに好適に適用できる発光ユニットの構成例につき説明する。
【０１２１】
本発明の照明通信システム１０および送信装置２０において、発光ユニット２４は、複数がマトリクス状に配置されている。ここでは、マトリクス状に配置された複数の発光ユニットのうち、１つの有機ＥＬ素子を有する１つの発光ユニット２４を含む領域を図示して説明する。
【０１２２】
図１１は、図７の回路構成を実現する発光ユニット２４の構成を説明するための概略的な平面図である。特に基板１００の説明を容易にするために、基板１００上に配置される構成要素の図示を省略し、かつ光透過性半導体層１３０を最上層として示してある。
【０１２３】
図１２は、図１１の切断面線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿って切断した発光ユニット２４の端面を連続的に示す端面図である。
【０１２４】
図１１および図１２に示すように、基板１００は、光透過性基板本体１１０と、該光透過性基板本体１１０上に形成される光透過性制御回路２８とを含んで構成され、いわゆるＴＦＴ基板を構成する。基板１００は、第１主面１００ａと、この第１主面１００ａに対向する第２主面１００ｂを有している。基板１００はいわゆる平行平板型の板状体である。基板１００の第１主面１００ａ上には有機ＥＬ素子２６が設けられる。有機ＥＬ素子２６は、例えば、第２光透過性絶縁層１４４上に設けられる第１電極５２と、第１電極５２と対向配置されている第２電極５８と、第１電極５２および第２電極５８に挟まれて設けられる発光層５６とを含んでいる。（有機ＥＬ素子２６の詳細については後述する）。このように光透過性制御回路２８は光透過性基板本体１１０と、有機ＥＬ素子２６との間に介在して配置される。
【０１２５】
マトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子２６は、隔壁６０により互いに分離される。隔壁６０は、格子状に設けられ、隔壁６０により電気的に区分けされる各画素領域５１に、各有機ＥＬ素子２１がそれぞれ配置される。隔壁６０は、第１電極５２および発光層５６の積層構造を有機ＥＬ素子２６ごとに分離している。
【０１２６】
隔壁６０は、例えば感光性樹脂よりなる単層構造の絶縁膜により構成することができる。ただし、隔壁６０は、これに限定されず、例えばＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ＯＮ Ｇｌａｓｓ）や酸化シリコン（ＳｉＯ２）、や窒化シリコン（ＳｉＮＸ）などのシリコン系絶縁物やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のアルミニウム酸化物やハフニア（ＨｆＯ２）等のハフニウム酸化物やイットリア（Ｙ２Ｏ３）などのイットリウム酸化物やＬａ２Ｏ３等のランタン酸化物など、あるいは、光透過性感光性樹脂などのような塗布プロセスによる成膜が可能な絶縁物よりなる光透過性絶縁性単層膜、または、これらを１つ以上含む光透過性絶縁性多層膜とすることができる。
【０１２７】
有機ＥＬ素子２６上には封止層であるパッシベーション膜７０が設けられる。パッシベーション膜７０は、この例では第２電極５８上に設けられていて、基板１００および隔壁６０と相俟って、有機ＥＬ素子２６および基板１００に作り込まれた構成要素を外部環境から保護する。パッシベーション膜７０は、複数の有機ＥＬ素子２６、すなわち複数の発光ユニット２４を一体的に覆っている。パッシベーション膜７０は、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で成膜された、ＳｉＯ２膜やＳｉＮｘ膜等の多層膜とすることができる。
【０１２８】
基板１００は、その厚み内にトランジスタ、キャパシタといった素子およびこれらを電気的に接続する配線が作り込まれたいわゆるアクティブマトリクス基板またはアレイ基板と称されるものである。したがって、有機ＥＬ素子２６と光透過性制御回路２８とが一体的に発光ユニット２４を構成している。本実施形態の有機ＥＬ素子２６、すなわち発光ユニット２４からの出射光は、基板１００の第２主面１００ｂ側から出射する。よって、この発光ユニット２４は、発光方向が基板１００側であるいわゆるボトムエミッション型である。しかしながら、これに限定されず、例えば基板１００側のみならず、基板１００とは反対側からも同時に出射光を取り出すいわゆる両面発光型とすることもできる。
【０１２９】
本明細書において、「光」とは、１ｎｍから１ｍｍ程度の範囲の波長の電磁波を意味する。「光透過性」とは、前述の「光」から照明光および信号光として使用できることを条件として選択された範囲内に含まれる波長の光が吸収および散乱されることなく透過するか、または入射した照明光および信号光が許容される程度の割合で透過することをいう。照明光および信号光は、好ましくは「可視光」とするのがよい。「可視光」とはヒトの目で見ることができる範囲の波長を有する電磁波をいう。可視光は、一般に短波長側が３６０ｎｍから４００ｎｍ程度、長波長側が７６０ｎｍから８３０ｎｍ程度の波長を有している。光透過性としては、光透過率が高い方が好ましく、例えば１０％以上であり、好ましくは２５％以上であり、５０％以上が好ましい。
【０１３０】
基板１００には、例えば、走査制御電圧Ｖｇが印加される走査線Ｘ、データ電圧Ｖdataが印加されるデータ線Ｙ、接地電圧Ｖｓｓが印加される容量線および駆動電圧Ｖｄｄ（Ｖｐ）が印加される駆動線が第１光透過性配線層１２２および第２光透過性配線層１２４（第１光透過性配線層１２２と第２光透過性配線層１２４とを、光透過性配線層という場合がある）の一部として含まれている。また、基板１００は、光透過性半導体層１３０、層間絶縁膜として第１光透過性配線層１２２および第２光透過性配線層１２４を分離する第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４を含む光透過性絶縁層１４０を備えている。
【０１３１】
さらに、基板１００は、図１２中に破線により囲って示すように、これら第１光透過性配線層１２２、第２光透過性配線層１２４、光透過性半導体層１３０、第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４が相俟って、すなわちこれらにより構成される光透過性トランジスタ素子（以下、トランジスタという場合がある）Ｔ１、光透過性トランジスタ素子Ｔ２を含む光透過性トランジスタ素子１５０および光透過性キャパシタＣを含む光透過性制御回路２８と、該光透過性制御回路２８が設けられる光透過性基板本体１１０とを備えている。基板１００の構成要素は、いずれも光透過性であるため、基板１００は、光透過性である（基板を光透過性基板という場合がある）。
【０１３２】
光透過性基板本体１１０は、例えばガラス基板とすることができる。ただし、これに限定されず、光透過性基板本体１１０として、例えば石英基板やプラスチック基板など、種々の光透過性である絶縁性基板を用いることができる。また、光透過性基板本体１１０として例えばフレキシブルな基板を用いることで、全体としてフレキシブルな装置を実現することもできる。
【０１３３】
光透過性基板本体１１０上には第１光透過性配線層１２２が設けられる。第１光透過性配線層１２２は、複数の第１光透過性配線部１２２ａを含んでいる。第１光透過性配線層１２２には、複数の第１光透過性配線部１２２ａの一部として、トランジスタＴ１のゲート電極１５２、トランジスタＴ２のゲート電極１５２、およびキャパシタＣの一方の電極である下部電極が含まれている。
【０１３４】
第１光透過性配線層１２２上には、層間絶縁膜である第１光透過性絶縁層１４２が設けられる。また、第１光透過性絶縁層１４２は、トランジスタＴ１およびトランジスタＴ２のゲート絶縁膜１５８、並びにキャパシタＣの容量絶縁膜としても機能する。また、第１光透過性絶縁層１４２には、その表面から第１光透過性配線層１２２の表面に至る複数のコンタクトホール１４２ａが設けられる。コンタクトホール１４２ａは、第１光透過性絶縁層１４２を貫通して第１光透過性配線部１２２ａの表面の一部分を露出させている。
【０１３５】
第１光透過性絶縁層１４２上には、第２光透過性配線層１２４が設けられる。第２光透過性配線層１２４は、複数の第２光透過性配線部１２４ａを含んでいる。第２光透過性配線層１２４には、第２光透過性配線部１２４ａの一部として、トランジスタＴ１およびトランジスタＴ２のドレイン電極１５４およびソース電極１５６、およびキャパシタＣの他方の電極である上部電極が含まれる。
【０１３６】
第１光透過性配線層１２２と第２光透過性配線層１２４とは、コンタクトホール１４２ａ内に設けられるコンタクト内配線部１２４ｂにより電気的に接続される。
【０１３７】
第２光透過性配線層１２４上および第２光透過性配線層１２４から露出する第１光透過性絶縁層１４２の一部分、すなわちトランジスタＴ１およびトランジスタＴ２を含む光透過性トランジスタ素子１５０の直上である複数の部分領域には、光透過性半導体層１３０が設けられる。光透過性半導体層１３０は、光透過性トランジスタ素子１５０のチャネル層として機能する。
【０１３８】
光透過性半導体層１３０上および光透過性半導体層１３０から露出する第１光透過性絶縁層１４２上には第２光透過性絶縁層１４４が設けられる。第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４には、第２光透過性絶縁層１４４の表面から第１光透過性配線層１２２の表面に至るヴィアホール１６０が設けられる。ヴィアホール１６０は、第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４を貫通して第１光透過性配線部１２２ａの表面の一部分を露出させている。第２光透過性絶縁層１４４上には有機ＥＬ素子２６の第１電極５２が設けられる。ヴィアホール１６０内には、プラグ１６２が設けられる。プラグ１６２は、第１電極５２と、第１光透過性配線層１２２とを電気的に接続している。したがって、有機ＥＬ素子２６は、プラグ１６２およびコンタクト内配線部１２４ｂを経て、第１光透過性配線層１２２および第２光透過性配線層１２４に接続され、ひいては光透過性トランジスタ素子１５０およびキャパシタＣに電気的に接続されている。
【０１３９】
走査線Ｙは、例えば、光透過性基板本体１１０上の第１光透過性配線層１２２から構成される。データ線Ｘ、容量線（接地線）および駆動線は、それぞれ例えば、光透過性基板本体１１０上の第１光透過性配線層１２２および第１光透過性絶縁層１４２上の第２光透過性配線層１２４と、第１光透過性絶縁層１４２に形成されたコンタクトホール１４２ａ内のコンタクト内配線部１２４ｂと、互いに隣接する発光ユニット２４同士を電気的に接続する、第１光透過性配線層１２２、コンタクト内配線部１２４ｂおよび第２光透過性配線層１２４よりなる立体配線とから構成される。他の配線構造としては、光透過性基板本体１１０上の第１光透過性配線層１２２および第１光透過性絶縁層１４２上の第２光透過性配線層１２４と、第１光透過性絶縁層１４２に形成されたコンタクトホール１４２ａに設けられたコンタクト内配線部１４２ｂとから構成される。また、配線構造には、例えば、トランジスタＴ２のソース電極１５６に電気的に接続された第１光透過性配線層１２２を有機ＥＬ素子２６の第１電極５２へ電気的に接続するためのプラグ１６２が含まれる。
【０１４０】
第１光透過性配線層１２２において、略行方向または略列方向に延在する第１光透過性配線部１２２ａは、それぞれ走査線Ｙ、データ線Ｘ、容量線または駆動線における主配線部に相当する。また、主配線部から分岐した第１光透過性配線部１２２ａは、例えば主配線部と光透過性トランジスタ素子１５０およびキャパシタＣとを接続するための副配線部分に相当する。
【０１４１】
コンタクト内配線部１２４ｂは立体配線を構成し、例えばデータ線Ｘ、容量線または駆動線を第１光透過性絶縁層１４２上に導く。第２光透過性配線層１２４の第２光透過性配線部１２４ａは、第１光透過性配線層１２２の第１光透過性配線部１２２ａと空間的に立体交差させることができる。第２光透過性配線層１２４に含まれるデータ線Ｘは、コンタクト内配線部１２４ｂを含む立体配線により第１光透過性配線層１２２に含まれる走査線Ｙを跨いで延在している。なお、本実施形態では、コンタクト内配線部１２４ｂおよび第２光透過性配線層１２４において、第１光透過性配線層１２２の第１光透過性配線部１２２ａを第１光透過性絶縁層１４２上に導く部分は副配線部に含まれ、走査線Ｙを跨ぐための部分は主配線部に含まれる。
【０１４２】
このように複数の配線層を絶縁層で分離し、立体的に構成することで、配線部の多くの領域を単一の配線層に形成することができるため、基板１００における層構造の簡略化や配線レイアウトの明確化などが可能になると共に、配線層よりも上層に形成される膜上面の平坦性を高めることができる。
【０１４３】
なお、本実施形態では第１および第２光透過性配線層１２２、１２４からなる２層の配線層からなる配線構造を説明したが、本実施形態の基板１００は、さらなる光透過性配線層およびさらなる光透過性絶縁層を設けたより多層の配線構造とすることもできる。
【０１４４】
また、基板１００上において、前述した各種配線および各種素子が非形成とされる領域には、例えば第１光透過性配線層１２２に含まれる配線部の一部が冗長化された冗長配線部１２２ｂを設けることで、配線層上に形成される層上面の平坦性を向上させることができる。
【０１４５】
トランジスタＴ１は、例えば、光透過性基板本体１１０上の第１光透過性配線部１２２ａの一部であるゲート電極１５２と、ゲート電極１５２を覆うゲート絶縁膜１５８と、ゲート絶縁膜１５８上のドレイン電極１５４およびソース電極１５６と、ソース電極１５６およびドレイン電極１５４間のゲート絶縁膜１５８上の光透過性半導体層１３０とにより構成されるいわゆるボトムゲート構造の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。
【０１４６】
同様に、トランジスタＴ２は、例えば、光透過性基板本体１１０上の第１光透過性配線部１２２ａの一部であるゲート電極１５２と、ゲート電極１５２を覆うゲート絶縁膜１５８と、ゲート絶縁膜１５８上のドレイン電極１５４およびソース電極１５６と、ソース電極１５６およびドレイン電極１５４間のゲート絶縁膜１５８上の光透過性半導体層１３０とにより構成されるいわゆるボトムゲート構造の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。
【０１４７】
ゲート電極１５２には、例えば走査線Ｙを構成する第１光透過性配線層１２２の一部を使用することができる。ゲート絶縁膜１５８には、例えば第１光透過性絶縁層１４２の一部を使用することができる。ソース電極１５６には、例えばデータ線Ｘの一部を構成する第２光透過性配線層１２４の一部を使用することができる。ドレイン電極１５４には、例えば第２光透過性配線層１２４の一部を使用することができる。ただし、本発明はこれに限定されず、トランジスタを例えば、ゲート電極１５２に第２光透過性配線層１２４の一部を使用し、ソース電極１５６およびドレイン電極１５４にそれぞれ第１光透過性配線層１２２の一部を使用した、いわゆるトップゲート構造の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）としてもよい。
【０１４８】
キャパシタＣは、例えば、容量線の一部を構成する第１光透過性配線部１２２ａの一部である下部電極と、下部電極と対向配置されており、駆動線を構成する第２光透過性配線部１２４ａの一部である上部電極と、下部電極および上部電極間に設けられ、第１光透過性絶縁層１４２の一部である容量絶縁膜とにより構成されている。
【０１４９】
なお、有機ＥＬ素子２６の出射光を取り出す基板１００側には、カラーフィルタや波長シフタなどの色変換膜といった機能層を配置してもよい。
【０１５０】
第１光透過性配線層１２２、第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂ、ならびにプラグ１６２は、例えば亜鉛錫酸化物（Ｚｉｎｃ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＺＴＯ）を主成分とした導電体材料により構成することができる。ただし、これに限定されず、インジウム含有酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯなど）やその他の無機酸化物導電体材料、あるいは、有機物材料などで、光透過性導電性膜を得ることのできる導電体材料を用いて構成することもできる。
【０１５１】
ＺＴＯ材料としては、例えば、Ｚｎ（モル）よりもＳｎ（モル）の量を多くすることにより、導電体材料としての使用が可能である。Ｚｎ：Ｓｎのモル比は、例えば、１：２とするのが好ましい。
【０１５２】
また、導電体材料としてのＩＴＯは、通常Ｉｎ：Ｓｎのモル比が０．９：０．１程度、導電体材料としてのＩＺＯは通常Ｉｎ：Ｚｎのモル比が０．９：０．１程度である。
【０１５３】
特に、ＺＴＯ導電性膜はアモルファスな膜とできるため、第１光透過性配線層１２２、第２光透過性配線層１２４、コンタクト内配線部１２４ｂおよびプラグ１６２をフレキシブルな構成とすることができるという利点がある。さらに、アモルファスなＺＴＯ導電性膜は、低温形成することができるため、プラスチック基板などの高温耐性の低い基板を光透過性基板本体１１０とできる。これらのことから、ＺＴＯ導電性膜は、本実施形態の第１光透過性配線層１２２、第２光透過性配線層１２４、コンタクト内配線部１２４ｂおよびプラグ１６２に適用して好適である。
【０１５４】
第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４には、ＳＯＧや酸化シリコンや窒化シリコンなどのシリコン系絶縁物やアルミナ等のアルミニウム酸化物やハフニア等のハフニウム酸化物やイットリアなどのイットリウム酸化物やＬａ２Ｏ３等のランタン酸化物など、あるいは、光透過性である感光性樹脂などのような塗布プロセスによる成膜が可能な絶縁物よりなる光透過性絶縁性単層膜、または、これらを１つ以上含む光透過性絶縁性多層膜を用いることができる。
【０１５５】
本実施形態では、第１光透過性絶縁層１４２を例えばアルミナ膜とハフニア膜とを含む多層構造の絶縁膜とし、第２光透過性絶縁層１４４を例えば感光性樹脂よりなる単層構造の絶縁膜とすることができる。なお、本実施形態において、第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性絶縁層１４４は、配線層間を絶縁するための絶縁膜として機能するほか、各層の平坦性を確保するための平坦化膜としても機能する。
【０１５６】
光透過性半導体層１３０は、後述する製造工程における例えばエッチング工程時により下層に位置する第２光透過性配線層１２４やコンタクト内配線部１２４ｂなどが受けるプロセスダメージを低減するための保護膜として機能する。本実施形態では、光透過性半導体層１３０の例として、前述した導電体材料（ＺＴＯ導電体材料、インジウム含有酸化物導電体材料）よりなる配線よりも、キャリア濃度を低くすることのできる半導体材料であって、ＺＴＯまたはインジウム含有酸化物から構成される半導体材料よりなる光透過性半導体層を用いることができる。
【０１５７】
なお、ＺＴＯ導電体材料は、例えば、ＳｎよりもＺｎの量（モル量）を多くすることにより（例えば、Ｚｎ：Ｓｎのモル比が２：１など）、半導体材料としての使用が可能である。また、このＺＴＯ半導体層の成膜時には、雰囲気の酸素濃度を増やすなどして、半導体層のキャリア濃度を低くする調整を行うことができる。また、前述した第１光透過性配線層１２２等と同様に、ＺＴＯ光透過性半導体層も、アモルファスな膜として形成できることから、フレキシブルな光透過性半導体層１３０とすることができる。
【０１５８】
また、本発明はこのようなＺＴＯ半導体材料に限定されず、インジウム含有酸化物半導体材料（Ｉｎ：Ｚｎのモル比が４：６のＩＺＯなど）などの光透過性無機酸化物半導体材料や、この他、ペンタセンやテトラベンゾポルフィリンの前躯体などを含む光透過性有機半導体材料など、種々の光透過性半導体材料を用いて形成することができる。
【０１５９】
なお、本実施形態では、光透過性半導体層１３０を形成する導電体材料の主成分と、光透過性素子１５０の電極部分を形成する導電体材料の主成分とに同種の材料を用いる。したがって、本実施形態では、光透過性トランジスタ素子（Ｔ１、Ｔ２）のドレイン電極１５４およびソース電極１５６ならびにドレイン電極１５４およびソース電極１５６を含む第２光透過性配線層１２４をＺＴＯを主成分とするＺＴＯ導電性膜とし、光透過性半導体層１３０をＺＴＯを主成分とする層とし、かつキャリア濃度が第２光透過性配線層１２４のそれよりも低いＺＴＯ半導体膜とする。このように、両者を同種の材料で構成することで、例えばトランジスタＴ１におけるドレイン電極１５４またはソース電極１５６と光透過性半導体層１３０とをオーミック接触させることができる。同様に、トランジスタＴ２におけるドレイン電極１５４またはソース電極１５６と光透過性半導体層１３０とをオーミック接触させることができる。これにより、各ＴＦＴ素子における抵抗成分が低減されるため、各素子の駆動電力を低減することができる。結果として、装置の消費電力を低減することが可能となる。
【０１６０】
光透過性トランジスタ素子１５０、すなわちトランジスタＴ１およびトランジスタＴ２、並びにキャパシタＣは、前述した第１光透過性配線層１２２、第２光透過性配線層１２４および光透過性絶縁層１４０の一部を使用して構成することが可能であるため、その材料も上述したものと同様とすることができる。ただし、各電極上に、より低抵抗化するためのさらなる光透過性の導電性膜を形成するなど、適宜変形することも可能である。
【０１６１】
図１０および図１１に示すように、光透過性制御回路２８は、光透過性基板本体１１０と有機ＥＬ素子２６との間に介在するとともに、透光性基板本体１１０の厚み方向の一方から見て光透過性制御回路２８の少なくとも一部が有機ＥＬ素子２６に重ねて配置される。有機ＥＬ素子は膜厚の均一性などにその特性が依存するため、平坦な面上に形成されることが好しい。制御回路が設けられる部位はその厚みによって凹凸が生じるので、制御回路上に有機ＥＬ素子を設けるためには、平坦化膜を形成するなどの所定の処理を行う必要があるが、制御回路が不透光性のものである場合、この制御回路によって有機ＥＬ素子からの光が遮られることになるので、制御回路上に有機ＥＬ素子を敢えて形成せずに、基板の厚み方向の一方から見て制御回路が形成される領域を避けた領域に有機ＥＬ素子を設けていた。そうすると、制御回路の分だけ有機ＥＬ素子の開口率が必然的に低下することになるが、有機ＥＬ素子２６からの光を透過する光透過性制御回路２８を用いるとともに、透光性基板本体１１０の厚み方向の一方から見て光透過性制御回路２８を有機ＥＬ素子２６に重ねて配置することにより、有機ＥＬ素子２６の開口率を向上させることができる。また制御回路の一部を構成する走査線Ｙ、データ線Ｘ、容量線および駆動線などの主配線と、この主配線から分岐する副配線とはその厚みによって凹凸が生じるので、これらの配線が不透明な場合には、前述と同様の理由により、基板の厚み方向の一方から見て配線と有機ＥＬ素子とが重ならないような配置を採っており、その結果として有機ＥＬ素子の開口率が低下するとともに、設計の自由度が低下していたが、透光性配線を用いることにより、該透光性配線上に有機ＥＬ素子を形成することができ、開口率を向上させることができ、さらには設計の自由度を向上させることができる。したがって本実施形態の発光ユニット２４はきわめて高性能であり、照明用途に好適に適用することができる。
【０１６２】
〈有機ＥＬ素子の構成例〉
有機ＥＬ素子は、自由なサイズ設計が可能、超小型化が可能、高速応答が可能といった優れた特長を有する。有機ＥＬ素子を、照明光通信に利用する場合には、個々の素子面積はより小さいものが好適である。有機ＥＬ素子の静電容量は、面積が小さいほど小さくなる傾向にあるので、応答速度を規定する素子のＲＣ時定数も同様に有機ＥＬ素子の面積が小さいほど小さくなり、有機ＥＬ素子の面積が小さくなるほど応答速度が速くなるからである。
【０１６３】
素子面積(発光面積）は、例えば１０-8cm2以上１cm2以下であり、好ましくは１０-8cm2以上１０-1cm2以下であり、さらに好ましくは１０-8cm2以上１０-2cm2以下である。
【０１６４】
従来のＬＥＤでは、半導体基板に発光ユニットを形成した後、半導体基板を分割して個々のチップとし、配線形成された回路基板にチップを取り付けて使用する。半導体基板を分割してチップ化するので、チップの小型化には自ずと限界がある。
【０１６５】
また、高価な半導体結晶を有効に利用するためには、個々のチップに占める発光ユニットの大きさを最大に、すなわちチップ全体の大きさに近いものにせざるを得ない。そのため、従来のＬＥＤでは、チップを含む素子の小型化が困難であった。
【０１６６】
これに対して、有機ＥＬ素子の場合には、例えば素子の動作を制御する制御回路といった配線を形成した基板上に素子を直接的かつ配線と一体的に形成することができる。そして、基板に作り込まれた有機ＥＬ素子をそのまま動作させて利用できるので、設計上の自由度が高く、素子の小型化が比較的容易である。以上のような理由から、有機ＥＬ素子は、照明光通信用の発光ユニットとして極めて好適である。
【０１６７】
大容量データの高速通信を可能にするためには、複数の発光ユニットからデータを並列的に送信することが好ましく、そのためには、発光ユニットを複数配列する必要がある。
【０１６８】
従来のＬＥＤでは、個々のＬＥＤチップ、または、チップに台座と樹脂レンズとからなる素子を配列する必要があるために、実際に発光する部分よりも大きな面積が必要であった。
【０１６９】
これに対して、有機ＥＬ素子では、配線および制御回路などを形成した基板上に素子を直接形成し、素子をそのまま動作させて利用できるので、発光ユニットの高集積化が容易であり、全体として小さな通信向け照明用光源(送信装置）が実現できる。
【０１７０】
また、従来のＬＥＤの場合には、送信装置における照明用光源の強度変調は、ドライバＩＣ（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）といった外部制御回路を用いて行う必要があった。そのため、送信装置を構成するユニットの小型化が困難であった。
【０１７１】
これに対して、有機ＥＬ素子の場合には、発光層の近傍に薄膜トランジスタ等の変調素子からなる制御回路を一体的に形成することができる。制御回路と有機ＥＬ素子とを、例えば積層して一体化すれば、発光ユニットの小型化が容易である。
【０１７２】
このように、有機ＥＬ素子を用いることにより、発光ユニットのさらなる小型化や集積化が可能であり、有機ＥＬ素子と制御回路との積層構造も容易に製造できるので、高速大容量の照明光通信に対応した送信装置の小型化を実現することができる。
【０１７３】
有機ＥＬ素子としては、蛍光発光型（一重項遷移）とリン光発光型（三重項遷移）が知られているが、本実施形態では、どちらを使用してもよい。有機ＥＬ素子を小さくし、ＲＣ時定数を小さくして応答速度を上げても、発光の減衰時間で規定される速度以上に応答速度を上げることはできない。
【０１７４】
一般に、蛍光発光型はリン光発光型よりも発光の減衰時間が短く、室温（２０℃程度）では蛍光発光型で約１０ns程度、リン光発光型で約1μs程度である。したがって、どちらを用いても、素子単体で１Ｍbps程度の伝送速度までの信号通信に対応可能である。
【０１７５】
また、本発明の実施形態において、蛍光発光型の有機ＥＬ素子およびリン光発光型の有機ＥＬ素子の双方を混載した集積デバイスを照明用光源として用いてもよい。蛍光発光型は、リン光発光型よりも応答速度をより速くできるので、高速な通信用途に適しているといえる。リン光発光型は、蛍光発光型よりも発光効率をより高くできるので、照明用途により適している。
【０１７６】
有機ＥＬ素子は発光層材料を素子ごとに選択的に分けて形成できる。よって、照明用光源において、例えば照明用の有機ＥＬ素子をリン光発光型とし、通信用の有機ＥＬ素子を蛍光発光型とするというように、照明用光源が、送信データに基づいて変調された変調光を出射する通信用の有機ＥＬ素子と、非変調光を出射する照明用の有機ＥＬ素子とを含んで構成されてもよい。
【０１７７】
この場合には、蛍光発光型の有機ＥＬ素子には、例えば照明機能および通信機能の双方を担わせて、送信すべき送信データに基づいて変調された変調光を出射する通信用の有機ＥＬ素子としてこれを用いることができる。また、リン光発光型の有機ＥＬ素子には、例えば照明機能のみを担わせて、一定の非変調光を出射する照明用の有機ＥＬ素子としてこれを用いることができる。
【０１７８】
これら照明用および通信用発光ユニットは、前述したサブ光源ごとにいずれかの有機ＥＬ素子を選択して設ける構成としてもよい。また、単一のサブ光源内に照明用の有機ＥＬ素子および通信用の有機ＥＬ素子を混在させてもよい。
【０１７９】
これにより、照明効率の向上と通信の高速化とを両立した照明システムが構築できる。ただし、このような構成では、照明からの全光量に対して、通信情報が重畳された光、すなわち信号光の割合が小さくなる。したがって、受信装置として、光の強度変化に敏感なシステムが必要になる。全光量に対する蛍光、すなわち信号光の割合としては、１％以上５０％以下であることが望ましい。
【０１８０】
一般照明を用いて照明光通信を行う場合には、照明用光源の出射光は白色であることが望ましい。有機ＥＬ素子で白色光を得るためには、大きく２つの方法がある。
【０１８１】
一方は、赤色発光ユニット（Ｒ素子）、緑色発光ユニット（Ｇ素子）および青色発光ユニット（Ｂ素子）を同時に発光させて、光の３原色から白色を得る方法である。この方法は、（１）Ｒ素子、Ｇ素子およびＢ素子の各発光ユニットを基板面内にタイル状に配列させる方法と、（２）１つの素子内部にＲ素子、Ｇ素子、およびＢ素子の発光層を積層する方法とに分けられる。
【０１８２】
他方は、発光層自体が複数の波長ピークを有する白色発光材料からなるものを利用することにより白色発光を得る方法である。
【０１８３】
これらの白色光を発光する有機ＥＬ素子は、従来の蛍光体を用いた、いわゆる白色ＬＥＤのような電流注入による青色発光→蛍光体励起→黄色発光というプロセス非経由で、電流注入直接再結合により複数の波長の出射光を出射する。そのため、従来の蛍光体を用いた白色ＬＥＤよりも応答速度がより速いという特長があり、照明光通信システムに好適である。
【０１８４】
図１２を参照して、本発明の送信装置および照明光通信システムに好適に適用できる有機ＥＬ素子２６の構成例につき説明する。
【０１８５】
有機ＥＬ素子２６は、画素領域５１内に設けられる。画素領域５１は、この例では基板の厚み方向の一方からみたときにデータ線Ｘおよび走査線Ｙが形成する格子縞の交点近傍に設けられる。
【０１８６】
なお、この画素領域５１内には、光透過性制御回路２８が、有機ＥＬ素子２６の動作制御が可能となるように有機ＥＬ素子２６作り込まれている。
【０１８７】
〈第１電極〉
有機ＥＬ素子２６は、第１電極５２を有する。この例では、第１電極５２を陽極としてある（以下、第１電極５２を陽極５２という場合がある）。第１電極５２は基板１００の第１主面１００ａ上に設けられる。第２電極５８は、この第１電極５２と離間して対向配置されている。第２電極５８は、この例では陰極としてある（以下、第２電極５８を陰極５８という場合がある）。
【０１８８】
有機ＥＬ素子を基板に設ける場合には、通常、基板側、すなわち基板直上に陽極が設けられるが、基板側に陰極を設ける構成としてもよい。
【０１８９】
一般に、有機ＥＬ素子においては、陽極および陰極のいずれか一方または双方とも、光透過性または半光透過性とされる。有機ＥＬ素子２６を例えばボトムエミッション型とする場合には、陽極５２は、光透過性とされる。光透過性または半光透過性とする場合には、陽極５２として、可視光の透過率がより高いものを用いるのが好適である。
【０１９０】
陽極５２の材料としては、例えば導電性を有する金属酸化物膜、半光透過性の金属薄膜が用いられる。陽極５２としては、例えば電気抵抗のより低いものを用いることができる。
【０１９１】
具体的には、陽極５２は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＴＯ）およびインジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）などからなる薄膜、あるいは金、白金、銀、銅などからなる薄膜が用いられる。陽極５２は、これらの中でもＩＴＯ、ＩＺＯ、および酸化スズからなる薄膜が好適に用いられる。
【０１９２】
〈発光層〉
次に、有機ＥＬ素子２６の発光層５６の材料について説明する。発光層５６の材料としては、いわゆる低分子系材料および高分子系材料のどちらも利用可能であり、特に高分子系材料が好ましい。
【０１９３】
なお、本明細書でいう高分子とは、ポリスチレン換算の数平均分子量が、１０３以上であり、通常、ポリスチレン換算の数平均分子量が１０８以下である。
【０１９４】
発光層５６は、蛍光および／またはリン光を発光する有機物、若しくは該有機物と、ドーパントとを含んで構成される。ドーパントは、例えば発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で付加される。発光層５６を主に構成する発光材料としては、例えば以下のものが挙げられる。
【０１９５】
〈色素系材料〉
色素系の発光材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、オキサジアゾールダイマー、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびピラゾリンダイマーなどを高分子化したものを挙げることができる。
【０１９６】
〈金属錯体系材料〉
金属錯体系の発光材料としては、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅなど、またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属を有し、配位子に、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを有する金属錯体を高分子化したものを挙げることができる。
【０１９７】
金属錯体系の発光材料としては、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体などを高分子化したものを挙げることができる。
【０１９８】
高分子系の発光材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、およびポリビニルカルバゾール誘導体などを挙げることができる。
発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【０１９９】
〈ドーパント材料〉
発光層５６を構成する発光材料としては、前述の発光材料の他に、例えば発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的でドーパント材料をさらに含んでいてもよい。このようなドーパント材料としては、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。
【０２００】
〈陰極〉
陰極５８の材料としては、仕事関数が小さく、発光層への電子注入が容易な材料が好ましい。また陰極５８の材料としては、電気伝導度の高い材料がよい。
また、陽極５２側から光を取り出す場合には、発光層５６からの光を陽極５２側に反射するために、陰極５８の材料としては可視光反射率の高いものが好ましい。
【０２０１】
陰極５８の材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属および周期表第１３族金属などの金属を用いることができる。具体的には、陰極５８の材料として、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、または上記金属のうち２つ以上の合金、またはこれらのうち１つまたは２つ以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち１つまたは２つ以上との合金、またはグラファイト若しくはグラファイト層間化合物などが用いられる。
【０２０２】
合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などを挙げることができる。
【０２０３】
また、陰極５８としては、光透過性導電性電極を用いることができる。陰極５８としては、例えば導電性金属酸化物や導電性有機物などを用いることができる。具体的には、陰極５８としては、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、導電性有機物としてポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機材料により形成される光透過性導電膜を用いてもよい。なお、陰極５８を２層以上の多層の積層構造としてもよい。
本実施形態では、照明光を通信媒体として用いるため、有機ＥＬ素子２６を全体として白色光を発光する構成とするのがよい。
しかしながら、発光層５６の出射光が例えば白色光とは異なる波長の光となるものとしてもよい。
【０２０４】
本実施形態の有機ＥＬ素子２６では、陽極５２と陰極５８との間には、少なくとも発光層５６が設けられていればよく、発光層５６のみが設けられていてもよい。
【０２０５】
また、発光層５６と陽極５２との間、および／または発光層５６と陰極５８との間には、１層または複数層の不図示の機能層を設けてもよい。
【０２０６】
以下に、陽極５２と陰極５８との間に設けられる機能層の例について説明する。なお、以下の説明において、既に説明した陽極５２、陰極５８および発光層５６については、重複する説明を省略する場合がある。
【０２０７】
陰極５８と発光層５６との間に設けられる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層などを挙げることができる。陰極５８と発光層５６との間に、電子注入層と電子輸送層との両方の層が設けられる場合には、陰極５８に近い側に位置する（接する）層を電子注入層といい、発光層５６に近い側に位置する（電子注入層を除く）層を電子輸送層という。
【０２０８】
陽極５２と発光層５６との間に設けられる層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等を挙げることができる。陽極５２と発光層５６との間に、正孔注入層と正孔輸送層との両方が設けられる場合には、陽極５２に近い側に位置する（接する）層を正孔注入層といい、発光層５６に近い側に位置する（正孔注入層を除く）層を正孔輸送層という。
【０２０９】
なお、電子注入層および正孔注入層を総称して電荷注入層ということがある。また、電子輸送層および正孔輸送層を総称して電荷輸送層ということがある。
【０２１０】
本実施形態の有機ＥＬ素子２６のとりうる層構成の具体的な例を以下に示す。
ａ）陽極／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
ｄ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｅ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｆ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｇ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
ｈ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
ｉ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
ｊ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ここで、記号「／」は、記号「／」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す）
本実施の形態の有機ＥＬ素子は、２層以上の発光層を有していてもよく、２層の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、以下のｋ）に示す層構成を挙げることができる。
ｋ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／電荷発生層／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
また、３層以上の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、具体的には、（電荷発生層／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層）を一つの繰り返し単位として、以下のｌ）に示す前記繰り返し単位を２つ以上含む層構成を挙げることができる。
ｌ） 陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／（該繰り返し単位）／（該繰り返し単位）／・・・／陰極
上記層構成ｋ）およびｌ）において、陽極、陰極、発光層以外の層は、所望により、または設計に応じて非形成とすることができる。
【０２１１】
ここで、電荷発生層とは、電界を印加することにより、正孔と電子を発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、インジウムスズ酸化物、酸化モリブデンからなる薄膜を挙げることができる。
【０２１２】
有機ＥＬ素子２６を、基板１００側から光を取り出すいわゆるボトムエミッション型とする場合には、発光層５６に対して、基板１００側に配置される層を、全て光透過性、すなわち透明である層で構成する。また、有機ＥＬ素子２６を、陰極５８側から光を取り出す場合には、発光層５６に対して、陰極５８側に配置される層を、全て光透過性である層により構成する。
【０２１３】
本実施形態の有機ＥＬ素子２６は、さらに電極との密着性向上や、電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して膜厚が最大でも２ｎｍ程度の絶縁層が設けられてもよく、また、界面の密着性向上や混合の防止等のために、互いに隣接する前述した各層間、すなわち各層の界面に薄いバッファー層が挿入されてもよい。
【０２１４】
以下、各層の具体的な構成について説明する。
【０２１５】
〈正孔注入層〉
正孔注入層は、陽極５２からの正孔注入効率を改善する機能を有する層である。正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体などを挙げることができる。
【０２１６】
正孔注入層は、例えば前述の正孔注入材料を溶媒に溶解した塗布液を塗布する塗布法によって成膜することができる。溶媒としては、正孔注入層の形成材料が溶解することを条件として任意好適なものを用いることができる。
【０２１７】
溶媒としては、例えば、水、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒を用いることができる。
【０２１８】
正孔注入層は、例えば塗布法により形成することができる。塗布法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、およびインクジェットプリント法などを挙げることができる。これらの塗布法のうちの１つを用いて、陽極５２が形成された基板１００上に、前述した塗布液を塗布することによって、正孔注入層を形成することができる。
【０２１９】
正孔注入層の層厚は、用いる材料によって最適値が異なる。よって正孔注入層の層厚は、少なくともピンホールが非発生となり、駆動電圧と発光効率が適度な値となることを条件として任意好適な厚さとすることができる。
【０２２０】
正孔注入層の層厚は、厚すぎると素子の駆動電圧が高くなってしまう。よって、正孔注入層の膜厚は、例えば１ｎｍから１μｍ、好ましくは２ｎｍから５００ｎｍ、さらに好ましくは５ｎｍから２００ｎｍである。
【０２２１】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層は、陽極または正孔注入層、若しくは陽極により近い正孔輸送層からの正孔注入を改善する機能を有する。正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などを挙げることができる。
【０２２２】
これらのうち、正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体等の高分子の正孔輸送材料を用いることができる。正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体などがさらに好ましい。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【０２２３】
正孔輸送層の形成方法としては、低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーとの混合溶液からの成膜による方法を挙げることができる。また、高分子の正孔輸送性材料を用いる場合には、溶液からの成膜による方法を挙げることができる。
【０２２４】
溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであればよく、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒を挙げることができる。
【０２２５】
溶液からの成膜方法としては、正孔注入層を形成する方法として挙げた方法と同様の塗布法を挙げることができる。
【０２２６】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収が弱いものが好適に用いられる。該高分子バインダーとしては、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどを挙げることができる。
【０２２７】
正孔輸送層の層厚は、用いる材料によって最適値が異なる。よって、少なくともピンホールが非発生となる厚さが必要であり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択される。正孔輸送層の層厚が厚すぎると、素子の駆動電圧が高くなってしまうおそれがある。従って、正孔輸送層の層厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍから５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍから２００ｎｍである。
【０２２８】
＜電子輸送層＞
電子輸送層は、陰極５８、または電子注入層、若しくは陰極５８により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。電子輸送層を構成する電子輸送性材料としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体等を挙げることができる。
【０２２９】
これらのうち、電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、または８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【０２３０】
電子輸送層の形成法として、低分子の電子輸送材料を用いる場合には、粉末からの真空蒸着法、若しくは溶液または溶融状態からの成膜による方法を挙げることができ、高分子の電子輸送材料を用いる場合には、溶液または溶融状態からの成膜による方法を挙げることができる。溶液または溶融状態からの成膜では、高分子バインダーをさらに併用してもよい。溶液から電子輸送層を成膜する方法としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する方法と同様の成膜法を挙げることができる。
【０２３１】
電子輸送層の層厚は、用いる材料によって最適値が異なる。よって、少なくともピンホールが非発生となる厚さが必要であり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよい。電子輸送層の層厚が厚すぎると素子の駆動電圧が高くなってしまうおそれがある。従って、電子輸送層の層厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍから５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍから２００ｎｍである。
【０２３２】
＜電子注入層＞
電子注入層は、陰極５８からの電子注入効率を改善する機能を有する層である。電子注入層を構成する電子注入材料としては、発光層の種類に応じて、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または前記金属を１種類以上含む合金、または前記金属の酸化物、ハロゲン化物および炭酸化物、または前記物質の混合物などを挙げることができる。
【０２３３】
アルカリ金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等を挙げることができる。
【０２３４】
また、アルカリ土類金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウム等を挙げることができる。
【０２３５】
電子注入層は、２層以上を積層した積層体であってもよい。積層体の具体例としては、ＬｉＦ／Ｃａなどを挙げることができる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等によって形成される。電子注入層の層厚としては、例えば１ｎｍから１μｍ程度とすることができる。
【０２３６】
なお、本実施形態における発光層５６は、発光層のみによって構成される例を説明した。しかしながら、他の実施形態として、発光層を複数層とし、発光層と発光層との間に、非発光の層が挿入されてもよい。このような発光層と発光層との間に挿入される層としては、例えば、電子ブロック層、正孔ブロック層などを挙げることができる。
【０２３７】
電子ブロック層は、電子の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお、正孔注入層および／または正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。電子ブロック層が電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製して、その電流値の減少により堰き止める効果を確認することができる。
【０２３８】
正孔ブロック層は、正孔の輸送を堰き止める機能を有する層である。なお、電子注入層および／または電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねる場合がある。正孔ブロック層が正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えばホール電流のみを流す素子を作製して、その電流値の減少により堰き止める効果を確認することができる。
【０２３９】
〈発光ユニットの製造方法〉
前述した発光ユニット２４の製造方法につき、図面を参照して詳細に説明する。図１３−１から図１３−１０は、発光ユニット２４の製造工程を示す概略図である。なお、図１３−１から図１３−１０では、既に説明した図１２と同じ位置で切断した切り口を示す。
まず、図１３−１に示すように、光透過性基板本体１１０を準備する。光透過性基板本体１１０の厚み方向に対して垂直な面である２つの主面のうち一方の主面（以下、上面という場合がある）上に、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いてＺＴＯを堆積することで、光透過性であるアモルファス状のＺＴＯ導電性膜を形成する。
【０２４０】
次いで、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により、形成されたＺＴＯ導電性膜をパターニングする。これにより、光透過性基板本体１１０の上面上に、前述したトランジスタＴ１およびトランジスタＴ２を含む光透過性トランジスタ素子１５０のゲート電極１５２、キャパシタＣの下部電極を含む複数の第１光透過性配線部１２２ａからなる第１光透過性配線層１２２を形成する（第１配線形成工程）。ただし、これに限定されず、第１光透過性配線層１２２は、例えばゾル・ゲル法を使用した印刷技術やインクジェットプリンティング技術などのような塗布プロセス技術などにより形成することもできる。
【０２４１】
次に、図１３−２に示すように、第１光透過性配線層１２２が形成された光透過性基板本体１１０上面上に、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いてアルミナとハフニアとを順次堆積する。この工程により、光透過性絶縁性積層膜よりなる第１光透過性絶縁層１４２を形成する（第１光透過性絶縁層形成工程）。続いて、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により第１光透過性絶縁層１４２をパターニングして、第１光透過性配線層１２２の一部分を露出させる複数のコンタクトホール１４２ａを形成する。ただし、コンタクトホール１４２ａの形成は、これに限定されず、例えば上述のような塗布プロセス技術などを用いてコンタクトホール１４２ａを備えた第１光透過性絶縁層１４２を形成してもよい。なお、本工程で形成された第１光透過性絶縁層１４２のうち、少なくともゲート電極１５２上の第１光透過性絶縁層１４２は、光透過性トランジスタ素子１５０のゲート絶縁膜１５８として機能し、少なくとも下部電極に対応する第１光透過性配線部１２２ａ上の第１光透過性絶縁層１４２は、キャパシタＣの容量絶縁膜として機能する。詳細は後述するが、複数のコンタクトホール１４２ａのうちの一部は、後の工程においてプラグ１６２用のヴィアホール１６０の一部分とされる。
【０２４２】
次いで、図１３−３に示すように、コンタクトホール１４２ａが形成された第１光透過性絶縁層１４２上に、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いてＺＴＯを堆積することで、光透過性のアモルファス状のＺＴＯ導電性膜を形成する。この際、プラグ１６２用のコンタクトホール１４２ａ内をＺＴＯ導電性膜で埋め込んでおいてもよい。続いて、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程によりＺＴＯ導電性膜をパターニングする。
【０２４３】
こうして、第１光透過性絶縁層１４２上に、光透過性トランジスタ素子１５０のドレイン電極１５４、ソース電極１５６、キャパシタＣの上部電極を含む複数の第２光透過性配線部１２４ａからなる第２光透過性配線層１２４を形成すると共に、第１光透過性絶縁層１４２のコンタクトホール１４２ａ内に第１光透過性配線層１２２と電気的に接続されたコンタクト内配線部１２４ｂを形成する（第２配線形成工程）。ただし、これに限定されず、例えば塗布プロセス技術などを用いて第２光透過性配線層１２４を形成してもよい。なお、この工程では、前述したプラグ１６２用のコンタクトホール１４２ａ内のＺＴＯ導電性膜を残存させてもよい。
【０２４４】
次に、図１３−４に示すように、第２光透過性配線層１２４が形成された第１光透過性絶縁層１４２上に、例えば従来公知の常法に従うスパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いてＺＴＯを堆積することで、キャリア濃度が、ＺＴＯ導電性膜のそれよりも低いＺＴＯ半導体膜を形成する（半導体層形成工程）。なお、上述したように、ＺｎとＳｎのモル比を調整することなどにより、ＺＴＯ半導体膜は、そのキャリア濃度が第１光透過性配線層１２２や第２光透過性配線層１２４を構成するＺＴＯ導電性膜よりも低い、光透過性半導体膜とすることができる。
【０２４５】
続いて、例えばフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程によりＺＴＯ半導体膜をパターニングすることで、第１光透過性絶縁層１４２上に、コンタクト内配線部１２４ｂを含む第２光透過性配線層１２４を覆う光透過性半導体層１３０を形成する。この工程において、プラグ１６２用のコンタクトホール１４２ａ内に形成されたＺＴＯ半導体膜が完全に除去される程度にオーバエッチングするのが好ましい。なお、形成された光透過性半導体層１３０のうち、ソース電極１５６およびドレイン電極１５４間の光透過性半導体層１３０は、光透過性トランジスタ素子１５０のチャネル層として機能する。
【０２４６】
本実施形態では、光透過性半導体層１３０と第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂとを同種の材料を用いて形成するため、光透過性半導体層１３０と第２光透過性配線層１２４とのエッチング工程における適切な選択比を得ることは困難である。そこで本実施形態のように、パターニング後の光透過性半導体層１３０が第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂを覆うように構成することで、エッチング工程時に第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂがエッチング雰囲気中に非暴露とされる。したがって、エッチング選択比を考慮することなく、光透過性半導体層１３０をパターニングすることが可能となる。ただし、これに限定されず、例えば上述のような塗布プロセス技術などを用いて光透過性半導体層１３０を形成してもよい。この場合には、形成した光透過性半導体層１３０をエッチング工程によりパターニングする必要がなくなるため、光透過性半導体層１３０は必ずしも第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂを覆っていなくともよい。
【０２４７】
次に、図１３−５に示すように、光透過性半導体層１３０が形成された第１光透過性絶縁層１４２上に、例えば感光性レジスト液をスピン塗布し、これを露光および現像する。こうして、第１光透過性絶縁層１４２に形成されていたプラグ１６２用のコンタクトホール１４２ａと連通するヴィアホール１６０を備え、光透過性な感光性樹脂よりなる第２光透過性絶縁層１４４を形成する（第２光透過性絶縁膜形成工程）。ただし、これに限定されず、例えば上述のような塗布プロセス技術などを用いてヴィアホール１６０を備えた第２光透過性絶縁層１４４を形成してもよい。
【０２４８】
次いで、図１３−６に示すように、ヴィアホール１６０が形成された第２光透過性絶縁層１４４上に、例えば従来公知の常法に従うスパッタリング法、ＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いてＺＴＯを堆積する。これにより、ヴィアホール１６０内を埋め込んで、第１光透過性配線層１２２と電気的に接続された光透過性なアモルファス状のプラグ１６２を形成する。なお、この際に形成される第２光透過性配線層１２４上の不要なＺＴＯ導電性膜は、例えばエッチバックなどの技術などを用いて除去する。ただし、これに限定されず、例えば上述のような塗布プロセス技術などを用いて第１光透過性絶縁層１４２および第２光透過性配線層１２４を貫通するプラグ１６２を形成してもよい。
【０２４９】
これまでに説明した工程を実施することで、いわゆるアレイ基板としてのアクティブマトリクス基板である基板１００が製造される。
なお、以上の製造工程は、基板洗浄工程といった処理工程を適宜含むことができる。ここでは説明の簡略化のためにこれらの工程の詳細については説明を省略する。
【０２５０】
本実施形態による製造方法では、エッチング工程実施時に第２光透過性配線層１２４およびコンタクト内配線部１２４ｂが光透過性半導体層１３０で覆われているため、後のエッチング工程などにより既に形成された配線等の構成要素が受けるプロセスダメージを低減することができる。
【０２５１】
次に、図１３−７に示すように、前述した材料を用いて、本実施形態では陽極である第１電極５２を形成する。第１電極５２は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等による成膜工程、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程によるパターニング工程といった工程により形成することができる。
【０２５２】
第１電極５２は、例えば、ＺＴＯとＡｇとＺＴＯとを順次に積層することで、プラグ１６２と電気的に接続される光透過性であるＺＴＯ／Ａｇ／ＺＴＯ積層構造とするのがよい。ただし、これに限定されず、好適な材料を選択して、例えば塗布法により形成してもよい。
【０２５３】
次いで、図１３−８に示すように、第１電極５２が形成された基板１００上に、例えば感光性レジスト液をスピン塗布し、これを露光および現像することで、画素領域５１を区画する領域に、光透過性である感光性樹脂よりなる隔壁６０を形成する。ただし、これに限定されず、例えば塗布法により隔壁６０を形成してもよい。
【０２５４】
次に、図１３−９に示すように、第１電極５２上に、発光層５６を形成する。ただし、発光層５６を形成する前に、前述した正孔注入層、正孔輸送層といった任意好適な発光層５６以外の機能層を選択して成膜しておいてもよい。
【０２５５】
発光層５６は、溶媒に、発光層５６を構成する材料を溶解した塗布液を、例えば塗布法によって塗布することで形成することができる。発光材料を含む溶液を発光層を形成する領域の面上、もしくは転写用の膜を形成するための基体の上に塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の色分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。また、昇華性の低分子化合物の場合は、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザによる転写や熱転写により、所望の領域のみに発光層を形成してもよい。
【０２５６】
次いで、図１３−１０に示すように、発光層５６上に、本実施形態では陰極である第２電極５８を形成する。ただし、第２電極５８を形成する前に、前述した電子輸送層、電子注入層といった任意好適な機能層を選択して成膜しておいてもよい。
【０２５７】
第２電極５８は、例えば真空蒸着法などを用いてＭｇとＡｇとの合金材料を堆積することにより導電性を有する合金膜として形成するのがよい。この時、シャドウマスク法を用いて所望の領域以外に余分な合金膜が蒸着されることを防止することにより、少なくとも画素領域５１全体に第２電極５８を形成する。ただし、これに限定されず、例えば塗布法を用いて第２電極５８を形成してもよい。
【０２５８】
次に、有機ＥＬ素子２６が形成された基板１００上全体に、例えばＣＶＤ法などを用いてＳｉＯ２およびＳｉＮｘの多層膜を形成することにより、図１２に示したパッシベーション膜７０を形成して封止を行う。以上の工程を経ることで、本実施形態の発光ユニット２４が製造される。
【０２５９】
本発明の照明光通信システムにおいては、照明用光源として、高速応答性を特長とする有機ＥＬ素子を用いる。これにより、従来の白色ＬＥＤと比較して、単位時間当たりのデータ送信量をより増加させることができるので、大容量のデータをより高速で伝送することができる。
【０２６０】
本発明の照明光通信システムにおいては、照明として高性能であり、かつ応答速度が速い有機ＥＬ素子を実現かつ適用することで、より高性能な照明光通信システムを提供することができる。
【０２６１】
本発明の送信装置においては、照明用光源を複数のサブ光源に分割し、複数のサブ光源を並列的に駆動させる。よって、送信データを並列的に伝送できるので、大容量のデータをより高速に伝送することができる。
【０２６２】
また、サブ光源を複数の発光ユニットで構成することにより、照明光通信を行うのに必要な光量を確保するのがより容易になる。さらに、照明用光源を構成するすべての発光ユニットに対する送信データの書き込みを、走査線の選択による部分的な書き込みを繰り返すことによって順次行う。
【０２６３】
こうすることで、駆動能力の高い駆動回路が要求されないため、走査線の選択やデータ線へのデータ出力をより高速化できる。結果として、発光ユニットに対する送信データの書き込みのさらなる高速化を図ることが可能になる。
【０２６４】
加えて、本発明の照明光通信システム、およびこの照明光通信システムに適用して好適な送信装置の発光ユニットは、有機ＥＬ素子を備えている。有機ＥＬ素子は、自由度の大きなサイズ設計が可能であり、サイズのさらなる小型化が可能であり、かつ応答速度のさらなる高速化が可能であるといった優れた特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【０２６５】
【図１】照明光通信システムの概略的説明図（１）である。
【図２】照明光通信システムの概略的説明図（２）である。
【図３】照明光通信システムの概略的説明図（３）である。
【図４】照明光通信システムの概略的説明図（４）である。
【図５】発光ユニットの回路図（１）である。
【図６】発光ユニットの回路図（２）である。
【図７】発光ユニットの回路図（３）である。
【図８】発光ユニットの動作説明図である。
【図９】照明光通信システムの概略的説明図（５）である。
【図１０】照明用光源の動作説明図である。
【図１１】発光ユニットの構成を説明するための概略的な平面図である。
【図１２】発光ユニットの構成を説明するための切断面の切り口を連続的に示す概略図である。
【図１３−１】発光ユニットの製造工程を示す概略図（１）である。
【図１３−２】発光ユニットの製造工程を示す概略図（２）である。
【図１３−３】発光ユニットの製造工程を示す概略図（３）である。
【図１３−４】発光ユニットの製造工程を示す概略図（４）である。
【図１３−５】発光ユニットの製造工程を示す概略図（５）である。
【図１３−６】発光ユニットの製造工程を示す概略図（６）である。
【図１３−７】発光ユニットの製造工程を示す概略図（７）である。
【図１３−８】発光ユニットの製造工程を示す概略図（８）である。
【図１３−９】発光ユニットの製造工程を示す概略図（９）である。
【図１３−１０】発光ユニットの製造工程を示す概略図（１０）である。
【符号の説明】
【０２６６】
１０：照明光通信システム
２０：送信装置
２２：照明用光源
２３：サブ光源
２３Ａ：第１サブ光源
２３Ｂ：第２サブ光源
２３Ｃ：第３サブ光源
２３Ｄ：第４サブ光源
２４：発光ユニット
２６：有機ＥＬ素子
２８：（光透過性）制御回路
２９：直列／並列変換回路
３０：受信装置
３２：受光部
３４：復調部
３６：レンズ
３８：並列／直列変換回路
４２：走査線駆動回路
４４：データ線駆動回路
５１：画素領域
５２：第１電極（陽極）
５６：発光層
５８：第２電極（陰極）
６０：隔壁
７０：パッシベーション膜（封止層）
１００：基板
１００ａ：第１主面
１００ｂ：第２主面
１１０：光透過性基板本体
１２２：第１光透過性配線層
１２２ａ：第１光透過性配線部
１２２ｂ：冗長配線部
１２４：第２光透過性配線層
１２４ａ：第２光透過性配線部
１２４ｂ：コンタクト内配線部
１３０：光透過性半導体層
１４０：光透過性絶縁層
１４２：第１光透過性絶縁層
１４２ａ：コンタクトホール
１４４：第２光透過性絶縁層
１５０：光透過性トランジスタ素子
１５２：ゲート電極
１５４：ドレイン電極
１５６：ソース電極
１５８：ゲート絶縁膜
１６０：ヴィアホール
１６２：プラグ
Ｘ：データ線
Ｙ：走査線
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５：トランジスタ
Ｃ：キャパシタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データに基づいて変調された変調光を出射する照明用光源を備える送信装置であって、
照明用光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子を含んで構成され、
送信装置は、
光透過性基板本体と、
有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記光透過性基板本体および前記有機エレクトロルミネッセンス素子間に介在して配置され、かつ前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を制御する光透過性制御回路とを含み、
該光透過性制御回路は、前記光透過性基板本体の厚み方向の一方から見て、前記有機エレクトロルミネッセンス素子に重ねて配置される、照明光通信システム用の送信装置。
【請求項２】
前記照明用光源は、それぞれの発光面積が１０−８ｃｍ２から１０−１ｃｍ２である複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える、請求項１に記載の照明光通信システム用の送信装置。
【請求項３】
前記照明用光源が、前記送信データに基づいて変調された変調光を出射する通信用の有機エレクトロルミネッセンス素子と、非変調光を出射する照明用の有機エレクトロルミネッセンス素子とを備える、請求項１または２に記載の送信装置。
【請求項４】
通信用の前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光層が、蛍光を発光する発光材料を用いて形成され、かつ照明用の前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光層が、リン光を発光する発光材料を用いて形成されてなる請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
前記制御回路は、光透過性半導体層を含む光透過性トランジスタ素子と、光透過性配線層とを備え、
前記光透過性配線層が、主配線部と、該主配線部から分岐して前記光透過性トランジスタ素子に接続する副配線部とを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項６】
前記光透過性配線層が、無機酸化物導電体材料よりなる、請求項５に記載の送信装置。
【請求項７】
前記光透過性半導体層が、無機酸化物半導体材料よりなる、請求項５または６に記載の送信装置。
【請求項８】
前記光透過性配線層が、亜鉛錫酸化物またはインジウム含有酸化物から構成される導電体材料よりなり、
前記光透過性半導体層が、前記光透過性配線層よりもキャリア濃度が低く、亜鉛錫酸化物またはインジウム含有酸化物から構成される半導体材料よりなる、請求項５から７のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項９】
前記光透過性配線層の一部分が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子における電極に相当する、請求項５から８のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記光透過性制御回路は、光透過性絶縁層をさらに備え、
前記光透過性配線層の一部分が、前記光透過性トランジスタ素子におけるゲート電極、ソース電極およびドレイン電極に相当し、かつ前記光透過性絶縁層の一部分が前記光透過性トランジスタ素子におけるゲート絶縁膜に相当する、請求項５から９のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１１】
変調光を出射する照明用光源を備える請求項１から１０のいずれか一項に記載の送信装置と、前記照明用光源から出射された前記変調光を受光して電気信号に変換し、該電気信号を復調して受信データを生成する受信装置とを具備する、照明光通信システム。
【請求項１】
送信データに基づいて変調された変調光を出射する照明用光源を備える送信装置であって、
照明用光源が、有機エレクトロルミネッセンス素子を含んで構成され、
送信装置は、
光透過性基板本体と、
有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記光透過性基板本体および前記有機エレクトロルミネッセンス素子間に介在して配置され、かつ前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光を制御する光透過性制御回路とを含み、
該光透過性制御回路は、前記光透過性基板本体の厚み方向の一方から見て、前記有機エレクトロルミネッセンス素子に重ねて配置される、照明光通信システム用の送信装置。
【請求項２】
前記照明用光源は、それぞれの発光面積が１０−８ｃｍ２から１０−１ｃｍ２である複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える、請求項１に記載の照明光通信システム用の送信装置。
【請求項３】
前記照明用光源が、前記送信データに基づいて変調された変調光を出射する通信用の有機エレクトロルミネッセンス素子と、非変調光を出射する照明用の有機エレクトロルミネッセンス素子とを備える、請求項１または２に記載の送信装置。
【請求項４】
通信用の前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光層が、蛍光を発光する発光材料を用いて形成され、かつ照明用の前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光層が、リン光を発光する発光材料を用いて形成されてなる請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
前記制御回路は、光透過性半導体層を含む光透過性トランジスタ素子と、光透過性配線層とを備え、
前記光透過性配線層が、主配線部と、該主配線部から分岐して前記光透過性トランジスタ素子に接続する副配線部とを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項６】
前記光透過性配線層が、無機酸化物導電体材料よりなる、請求項５に記載の送信装置。
【請求項７】
前記光透過性半導体層が、無機酸化物半導体材料よりなる、請求項５または６に記載の送信装置。
【請求項８】
前記光透過性配線層が、亜鉛錫酸化物またはインジウム含有酸化物から構成される導電体材料よりなり、
前記光透過性半導体層が、前記光透過性配線層よりもキャリア濃度が低く、亜鉛錫酸化物またはインジウム含有酸化物から構成される半導体材料よりなる、請求項５から７のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項９】
前記光透過性配線層の一部分が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子における電極に相当する、請求項５から８のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記光透過性制御回路は、光透過性絶縁層をさらに備え、
前記光透過性配線層の一部分が、前記光透過性トランジスタ素子におけるゲート電極、ソース電極およびドレイン電極に相当し、かつ前記光透過性絶縁層の一部分が前記光透過性トランジスタ素子におけるゲート絶縁膜に相当する、請求項５から９のいずれか一項に記載の送信装置。
【請求項１１】
変調光を出射する照明用光源を備える請求項１から１０のいずれか一項に記載の送信装置と、前記照明用光源から出射された前記変調光を受光して電気信号に変換し、該電気信号を復調して受信データを生成する受信装置とを具備する、照明光通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１３−３】
【図１３−４】
【図１３−５】
【図１３−６】
【図１３−７】
【図１３−８】
【図１３−９】
【図１３−１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１３−３】
【図１３−４】
【図１３−５】
【図１３−６】
【図１３−７】
【図１３−８】
【図１３−９】
【図１３−１０】
【公開番号】特開２０１０−１０３７７８（Ｐ２０１０−１０３７７８Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７３６２２（Ｐ２００８−２７３６２２）
【出願日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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