表示装置、発光装置、照明装置、及び電子機器
【課題】光源（発光素子からの発光を含む）からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を提供する。
【解決手段】一対の基板間に光電変換素子を挟持し、該光電変換素子をカラーフィルタ（有色層）として機能させることで、光源（発光素子からの発光を含む）からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を実現できる。
【解決手段】一対の基板間に光電変換素子を挟持し、該光電変換素子をカラーフィルタ（有色層）として機能させることで、光源（発光素子からの発光を含む）からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の一態様は、光エネルギー再利用型の発光装置、照明装置、及び表示装置に関する。また、該光エネルギー再利用型の発光装置、照明装置、及び表示装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置として液晶素子を有する液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光素子を有する発光装置、及び電気泳動素子を用いた電子ペーパーなど様々なディスプレイが競合し、開発されている。
【０００３】
また、上述のエレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、面光源であるため、ディスプレイ用途以外にも、その特徴を生かし液晶ディスプレイのバックライトや照明装置等の光源としての応用も考えられている。
【０００４】
一方、これらの表示装置、発光装置、及び照明装置のカラー化技術として、光源（発光素子からの発光を含む）から特定の波長帯域の光を透過し、特定波長帯域以外の光を吸収するカラーフィルタを設ける技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、カラーフィルタを用いると、特定の波長帯域以外の光は当該カラーフィルタに吸収されるために、光損失となり光源からの放射光を有効利用できていない。そのため、所望の輝度を十分に得るためには、光損失分を光源からの発光で補う必要があり、光源の発光を高める必要がある。光源の発光を高めることにより、結果として消費電力が高くなるといった問題が生じる。
【０００６】
このように、上述の表示装置、発光装置、及び照明装置の共通の課題として、消費電力の低減が求められている。また、昨今のエネルギー問題の観点からも、消費電力を低減し、エネルギーの有効利用が求められる。
【０００７】
この問題を解決するために、表示素子（液晶素子、ＥＬ素子）上に、多色の色素増感型太陽電池を形成し、該色素増感型太陽電池をカラーフィルタとして使用することで、表示素子からの光エネルギーを光電変換させて、消費電力を低減させる技術が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４０３４０２２号公報
【特許文献２】特開２０００−２６８８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に開示されている技術では、表示素子（液晶素子、ＥＬ素子）の外側に色素増感型太陽電池を形成しており、表示素子を形成した後に、色素増感型太陽電池を形成する必要があり、作製工程が複雑になってしまう。また、色素増感型太陽電池を形成する際に、表示素子に直接色素増感型太陽電池を形成した場合や、表示素子が形成された基板に色素増感型太陽電池を形成した場合においても、表示素子、及び表示素子を駆動させているトランジスタ等が破壊してしまう可能性がある。
【００１０】
また、表示素子の外側に色素増感型太陽電池を設けた場合には、該色素増感型太陽電池の信頼性を考慮すると更にガラス基板等により封止する必要があり最適な構造とはいえない。
【００１１】
上記問題に鑑み、本明細書等において開示する発明の一態様は、一対の基板間に光電変換素子を挟持し、該光電変換素子をカラーフィルタ（有色層）として機能させることで、光源（発光素子からの発光を含む）からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を提供することを課題の一つとする。
【００１２】
また、該光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を用いた電子機器を提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本明細書等において開示する発明の一態様では、一対の基板間に光電変換素子を挟持し、該光電変換素子をカラーフィルタ（有色層）として機能させることで、光源（発光素子からの発光を含む）からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を実現できる。より詳細には次の通りである。
【００１４】
本発明の一態様は、一対の基板間に挟持された光電変換素子と発光素子とトランジスタと、を有し、発光素子は、トランジスタと電気的に接続され、光電変換素子は、発光素子と対向して設けられ、発光素子からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、発光素子からの放射光が、有色層を介して射出することを特徴とする発光装置である。
【００１５】
また、本発明の他の一態様は、一対の基板間に挟持された光電変換素子と発光素子と、を有し、光電変換素子は、発光素子と対向して設けられ、発光素子からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、発光素子からの放射光が、有色層を介して射出することを特徴とする照明装置である。
【００１６】
上記各構成において、発光素子は、エレクトロルミネッセンス層（ＥＬ層ともいう）を含んで構成されてもよい。
【００１７】
本発明の他の一態様は、光源と、一対の基板間に挟持された光電変換素子と表示素子と、を有し、光電変換素子は、表示素子と対向して設けられ、光源からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、光源からの放射光が、有色層を介して射出することを特徴とする表示装置である。
【００１８】
上記構成において、表示素子は、液晶素子、または電気泳動素子を含んで構成されてもよい。
【００１９】
また、上記各構成において、光電変換素子は、有機薄膜太陽電池を含んで構成されてもよい。また、光電変換素子は、赤色、緑色、または青色の光の中から少なくとも一つの色を透過する構成としてもよい。
【００２０】
また、本発明の他の一態様は、上記各構成を有する表示装置、発光装置、または照明装置を用いた電子機器である。
【００２１】
また、本明細書等において、光電変換素子には、色素増感型太陽電池、高分子塗布型太陽電池、有機薄膜太陽電池等の太陽電池が含まれる。
【００２２】
なお、本明細書等において「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が「直上」または「直下」であることを限定するものではない。例えば、「ゲート絶縁層上のゲート電極」の表現であれば、ゲート絶縁層とゲート電極との間に他の構成要素を含むものを除外しない。
【００２３】
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合をなどをも含む。
【００２４】
また、「ソース」や「ドレイン」の機能は、極性の異なるトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【発明の効果】
【００２５】
光源（発光素子からの発光を含む）からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を提供することができる。
【００２６】
また、信頼性が高い発光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を提供することができる。
【００２７】
また、該光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を用いた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】発光装置を説明する図。
【図２】発光装置の作製方法を説明する図。
【図３】発光装置の作製方法を説明する図。
【図４】発光装置の作製方法を説明する図。
【図５】発光装置を説明する図。
【図６】発光装置を説明するブロック図。
【図７】発光素子の例を説明する図。
【図８】発光装置を説明する図。
【図９】照明装置を説明する図。
【図１０】表示装置、または発光装置を用いた電子機器を説明する図。
【図１１】発光装置を用いた照明装置を説明する図。
【図１２】表示装置を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されず、本明細書などにおいて開示する発明の趣旨から逸脱することなく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異なる実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００３０】
なお、図面などにおいて示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面などに開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００３１】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００３２】
（実施の形態１）
本実施の形態においては、本発明の一態様である発光装置の構成について、図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）を用いて説明する。
【００３３】
〈発光装置の構成〉
図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）は、発光装置の画素の一部分に相当する断面図、または平面図である。本実施の形態においては、図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）に示した画素の一部分も発光装置とすることを付記する。
【００３４】
図１（Ａ）に示す発光装置は、図１（Ｂ）、及び図１（Ｃ）におけるＡ１−Ａ２の断面図に相当する。なお、図１（Ｂ）は、第１の基板１０１を第１の電極１１４側からみた平面図であり、図１（Ｃ）は、第２の基板１５１を第３の電極１５２ａ側からみた平面図である。また、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）の平面図においては、本発明の構成要素である一部（例えば、発光素子１２０など）を図面の煩雑を避けるために、省略してある。
【００３５】
図１（Ａ）に示す発光装置として、発光素子の駆動を制御するトランジスタ１３０と、トランジスタ１３０と電気的に接続された第１の電極１１４と、第１の電極１１４の上に設けられたＥＬ層１１８と、ＥＬ層１１８の上に設けられた第２の電極１１９と、を有した第１の基板１０１と、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜１５３と、光電変換素子１５２と、を有した第２の基板１５１により構成されている。また、第１の基板１０１と第２の基板１５１との間には空間１６０を有している。
【００３６】
なお、第１の電極１１４とＥＬ層１１８と第２の電極１１９により発光素子１２０を構成している。
【００３７】
このように、発光素子１２０、及び光電変換素子１５２が第１の基板１０１と第２の基板１５１との間に挟持されることにより、発光素子１２０と、光電変換素子１５２を同時に封止することができる。
【００３８】
また、図１（Ａ）に示す発光装置は、図１（Ａ）に矢印で示す方向に光を発する。すなわち、発光素子１２０が形成された第１の基板１０１を介することなく、第２の基板１５１を介して発光するトップエミッション構造（上面射出構造）の発光装置である。
【００３９】
なお、発光素子１２０は、ＥＬ層１１８を含むためＥＬ素子として呼ぶこともできる。発光素子１２０からの光は、光電変換素子１５２により特定波長帯域の光を透過し、特定波長帯域域以外の光を吸収することで、所望の発光色が第２の基板１５１側に射出される。また、光電変換素子１５２により吸収された光は、電力に変換される。すなわち、光電変換素子１５２は、光電変換機能と、カラーフィルタ機能を同時に備えた構成となる。
【００４０】
ここで、光電変換素子１５２の詳細について以下説明を行う。
【００４１】
光電変換素子１５２は、第３の電極１５２ａ、第１のバッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、第２のバッファ層１５２ｄ、及び第４の電極１５２ｅにより構成されている。第１のバッファ層１５２ｂ、及び第２のバッファ層１５２ｄは、電荷輸送機能を有していれば良く、ＬｉＦ、ＴｉＯｘなどの無機化合物や、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）等の低分子有機化合物や、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などの高分子化合物を用いることができる。また、有色層１５２ｃは、有機材料を用いることができる。有機材料としては、ｐ型半導体とｎ型半導体の混合物や、ｐ型半導体とｎ型半導体の積層膜や、ｐ型半導体とｎ型半導体のコポリマー等のインクジェットやスクリーン印刷等の塗布型の安価な装置で、各画素に対して塗り分け可能なものであれば様々なものを使用することができる。有色層１５２ｃで得られた電力は、第３の電極１５２ａ、及び第４の電極１５２ｅにより、外部に取り出すことができる。
【００４２】
なお、上述の光電変換素子１５２は、有色層１５２ｃに有機材料を用いることから、有機薄膜太陽電池、または、有機太陽電池と呼ぶこともできる。
【００４３】
ただし、光電変換素子１５２は、有機薄膜太陽電池に限定されない。例えば、色素増感型太陽電池なども使用することができる。色素増感型太陽電池は、液相が一般的であり、表示素子と一緒に用いることが難しい。また、色素増感型太陽電池は、固相の材料もあるがカラーフィルタとしての色を考えた場合に、材料の色に選択性が少ない。よって、本実施の形態に示したように、有機薄膜太陽電池を使用することが好適である。
【００４４】
また、第３の電極１５２ａ、及び第４の電極１５２ｅは、発光素子１２０からの発光を透過させる必要があるため、透光性の高いものを使用する。
【００４５】
このように、発光素子１２０と光電変換素子１５２が近接して設けられることにより、発光素子１２０と光電変換素子１５２の間に光が反射、または吸収する材料がほとんどない。即ち、遮光膜１５３に入射する光以外は全て光電変換素子１５２に入射する。この効果は、本実施の形態に示すように、トップエミッション構造の発光素子（ＥＬ素子）と、有機薄膜太陽電池によって構成された光電変換素子との複合化でしか得られない効果である。その結果、効率の良い光エネルギーの回収が実現できる。
【００４６】
なお、第１の基板１０１と第２の基板１５１の間にある空間１６０は、特に限定はなく、透光性を有していれば良い。ただし、空間１６０は、屈折率が空気よりも大きい透明な材料で充填した方が好ましい。屈折率が小さい場合、発光素子１２０から射出された斜め方向の光が、空間１６０によりさらに屈折し、場合によっては隣接の画素から光が射出してしまう。例えば、空間１６０としては、第１の基板１０１と第２の基板１５１とを、接着可能な屈折率が大きい透光性の接着剤を用いることにより形成することができる。また、空間１６０としては、窒素やアルゴンなどの不活性な気体などが充填された雰囲気としてもよい。
【００４７】
また、発光素子１２０の駆動を制御するトランジスタ１３０、及び発光素子１２０が形成された第１の基板１０１と、光電変換素子１５２が形成された第２の基板１５１とは、異なる基板で形成できる。ただし、第１の基板１０１と、第２の基板１５１の構成はこれに限定されない。第１の基板１０１に光電変換素子１５２を形成しても良い。しかし、本実施の形態に示した構造のように、異なる基板に形成するほうが好適である。なぜなら、光電変換素子１５２を第２の基板１５１に直接形成することができ、他の材料（例えば、発光素子を構成する材料）、及び工程（例えば、加熱工程）による制限がないため、簡単な製造工程で作製することができる。また、このように、トランジスタ１３０、及び発光素子１２０と、光電変換素子１５２を別々の基板に形成することにより、不良発生率が低く、高い歩留まりを実現できる。
【００４８】
続けて、図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）に示した発光装置の作製方法について、図２、及び図３を用いて説明を行う。
【００４９】
まず、発光素子１２０の駆動を制御するトランジスタ１３０、及び発光素子１２０が形成された第１の基板１０１の作製方法について図２（Ａ）乃至図２（Ｄ）を用いて説明を行う。
【００５０】
〈第１の基板１０１の作製方法〉
絶縁表面を有する基板である第１の基板１０１上に、導電層を形成した後、第１のフォトリソグラフィ工程を行い、レジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去してゲート電極１０２を形成する（図２（Ａ）参照）。図２（Ａ）に示すように、ゲート電極１０２の端部にテーパー形状が形成されるようにエッチングすると、積層する膜の被覆性が向上するため好ましい。
【００５１】
第１の基板１０１に使用することができる基板に大きな制限はないが、少なくとも、後の加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有していることが必要となる。第１の基板１０１にはガラス基板を用いることができる。
【００５２】
ガラス基板としては、後の加熱処理の温度が高い場合には、歪み点が７３０℃以上のものを用いると良い。また、ガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている。なお、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）と比較して酸化バリウム（ＢａＯ）を多く含ませることで、より実用的な耐熱ガラスが得られる。このため、Ｂ２Ｏ３よりＢａＯを多く含むガラス基板を用いることが好ましい。
【００５３】
なお、上記のガラス基板に代えて、セラミック基板、石英基板、サファイア基板などの絶縁体でなる基板を用いても良い。他にも、結晶化ガラスなどを用いることができる。本実施の形態で示す発光装置は、第２の基板１５１を介して発光を取り出すトップエミッション構造であるので、第１の基板１０１としては、非透光性の金属基板等の基板を用いることもできる。
【００５４】
また、下地膜となる絶縁膜を第１の基板１０１とゲート電極１０２との間に設けてもよい。下地膜は、第１の基板１０１からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜から選ばれた一又は複数の膜による積層構造により形成することができる。
【００５５】
ゲート電極１０２の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。
【００５６】
次に、ゲート電極１０２上にゲート絶縁層１０４を形成する（図２（Ａ）参照）。ゲート絶縁層１０４は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化アルミニウム膜を単層で又は積層して形成することができる。例えば、成膜ガスとして、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏなどを用いてプラズマＣＶＤ法により酸化窒化シリコン膜を形成すればよい。
【００５７】
次に、半導体層を形成し第２のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により島状の半導体層１０６を形成する（図２（Ａ）参照）。
【００５８】
半導体層１０６の材料は、シリコン半導体や酸化物半導体を用いて形成することができる。シリコン半導体としては、単結晶シリコンや多結晶シリコンなどがあり、酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物などを、適宜用いることができる。ただし、半導体層１０６としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物である酸化物半導体を用いると好適である。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物である酸化物半導体は、オフ電流が低い特徴を有しており、また電界効果移動度が高いため、このような材料を半導体層１０６に使用することで、後に形成される発光素子のオフ時のリーク電流の抑制や、高速での制御が可能となる。
【００５９】
次に、ゲート絶縁層１０４、及び半導体層１０６上に導電膜を形成し、第３のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程によりソース電極及びドレイン電極１０８を形成する（図２（Ａ）参照）。
【００６０】
ソース電極及びドレイン電極１０８に用いる導電膜としては、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素を含む金属膜、または上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）等を用いることができる。また、Ａｌ、Ｃｕなどの金属膜の下側又は上側の一方または双方にＴｉ、Ｍｏ、Ｗなどの高融点金属膜またはそれらの金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）を積層させた構成としても良い。また、ソース電極及びドレイン電極１０８に用いる導電膜としては、導電性の金属酸化物で形成しても良い。導電性の金属酸化物としては、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、以下ＩＴＯと略記する）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【００６１】
以上の工程により、発光素子１２０の駆動を制御するトランジスタ１３０が形成できる（図２（Ａ）参照）。
【００６２】
次に、半導体層１０６、及びソース電極及びドレイン電極１０８上に、第１の絶縁層１１０を形成する（図２（Ｂ）参照）。第１の絶縁層１１０としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などの無機絶縁膜を用いることができる。
【００６３】
次に、第１の絶縁層１１０上に第２の絶縁層１１２を形成する（図２（Ｂ）参照）。
【００６４】
第２の絶縁層１１２としては、トランジスタ起因の表面凹凸を低減するために平坦化機能を有する絶縁膜を選択するのが好適である。例えば、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、第２の絶縁層１１２を形成してもよい。
【００６５】
次に、第４のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により、第２の絶縁層１１２、及び第１の絶縁層１１０にソース電極及びドレイン電極１０８に達する開口を形成する。開口方法は、ドライエッチング、ウェットエッチングなど適宜選択すれば良い。
【００６６】
次に、第２の絶縁層１１２、ソース電極及びドレイン電極１０８上に導電膜を形成し、第５のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により、第１の電極１１４を形成する（図２（Ｂ）参照）。
【００６７】
第１の電極１１４としては、ＥＬ層１１８（後に形成される）が発する光を効率よく反射する材料が好ましい。なぜなら光の取り出し効率を向上できるためである。なお、第１の電極１１４を積層構造としてもよい。例えば、第１の電極１１４としては、発光物質を含むＥＬ層１１８に接する側に金属酸化物による導電膜、またはチタン等を薄く形成し、その上に反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）を形成した積層構造を用いることができる。このような構成とすることで、ＥＬ層１１８と反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）との間に形成される絶縁膜の生成を抑制することができるので好適である。
【００６８】
次に、第１の電極１１４上に隔壁１１６を形成する（図２（Ｃ）参照）。
【００６９】
隔壁１１６としては、有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて形成する。特に感光性の樹脂材料を用い、第１の電極１１４上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【００７０】
次に、第１の電極１１４、及び隔壁１１６上にＥＬ層１１８を形成する（図２（Ｄ）参照）。ＥＬ層１１８は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良いが、ＥＬ層１１８が発する光は白色であることが好ましく、赤、緑、青のそれぞれの波長領域にピークを有する光が好ましい。
【００７１】
次に、ＥＬ層１１８上に第２の電極１１９を形成する（図２（Ｄ）参照）。
【００７２】
なお、第１の電極１１４、または第２の電極１１９は、いずれか一方は発光素子１２０の陽極として機能し、他方は発光素子１２０の陰極として機能する。陽極として機能する電極には、仕事関数の大きな物質が好ましく、陰極として機能する電極には仕事関数の小さな物質が好ましい。
【００７３】
以上の工程により、発光素子１２０の駆動を制御するトランジスタ１３０、及び発光素子１２０が設けられた第１の基板１０１が形成される。
【００７４】
次に、光電変換素子１５２、及びブラックマトリクス機能を有する遮光膜１５３が形成された第２の基板１５１の作製方法について、図３（Ａ）乃至図３（Ｅ）を用いて説明を行う。
【００７５】
〈第２の基板１５１の作製方法〉
まず、第２の基板１５１上に第３の電極１５２ａを形成する（図３（Ａ）参照）。
【００７６】
第３の電極１５２ａとしては、可視光を透過する導電膜を用いる。可視光を透過する導電膜としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、１ｎｍ〜３０ｎｍ程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【００７７】
次に、第２の基板１５１上、及び第３の電極１５２ａ上に、遮光膜１５３を形成する（図３（Ｂ）参照）。遮光膜１５３は、各画素間の混色を防止するために設けられ、所謂ブラックマトリクスとして機能する。
【００７８】
遮光膜１５３としては、発光素子１２０からの放射光を遮光できればよく、金属膜、及び黒色染料や黒色顔料を含有した有機樹脂膜等を用いることができる。なお、ここでは第３の電極１５２ａ形成後に遮光膜１５３を形成する方法について例示したが、これに限定されない。例えば、第３の電極１５２ａを形成する前に、遮光膜１５３を形成しても良いし、遮光膜１５３は形成しなくても良い。
【００７９】
次に、第３の電極１５２ａ、及び遮光膜１５３上に第１のバッファ層１５２ｂを形成する（図３（Ｃ）参照）。
【００８０】
第１のバッファ層１５２ｂとしては、電荷輸送機能を有していれば良く、ＬｉＦ、ＴｉＯｘなどの無機化合物や、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）等の低分子有機化合物や、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などの高分子化合物を用いることができる。また、第１のバッファ層１５２ｂは、スクリーン印刷法、インクジェット法、蒸着法、スピンコート法、キャスト法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法など適宜用いて形成することができる。
【００８１】
次に第１のバッファ層１５２ｂ上に有色層１５２ｃを形成する（図３（Ｄ）参照）。
【００８２】
本実施の形態では、有色層１５２ｃは、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色を用いた構成について説明を行うが、これに限定されない。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ（黄色）の４色を用いた構成や、４色以上の構成を用いても良い。なお、１種類の材料のみで所望の領域に発光スペクトルがない場合には、２種類以上の材料を組み合わせても良い。
【００８３】
有色層１５２ｃは、ｐ型半導体とｎ型半導体の混合物を使用し、インクジェット法やスクリーン印刷法などにより塗布し形成することができる。また、ＲＧＢの各色は、ｐ型半導体とｎ型半導体の吸収スペクトルの調整を行うことで所望の色にすることができる。塗布可能な材料としては、ポリマー材料や、溶媒に可溶な低分子材料、無色のポリマー側鎖を色素材料に一部置換したものを使用することができる。有色層１５２ｃに使用することができる材料の具体的な作製方法の一例を以下に示す。
【００８４】
〈Ｒ（赤色）の有色層の作製方法〉
ｐ型半導体として、ポリフルオレン（略称：ＰＦＯ、構造式（Ａ−１）参照）を使用し、ｎ型半導体として、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシルペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸ジイミド（略称：ＨｅｘＰＴＣ、構造式（Ａ−２）参照）を使用することができる。ＰＦＯ（略称）とＨｅｘＰＴＣ（略称）をトルエン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン等の溶媒に溶かして塗布することでｐ型半導体とｎ型半導体の混合物からなるＲ（赤色）の有色層を形成することができる。
【００８５】
【化１】
【００８６】
【化２】
【００８７】
〈Ｇ（緑色）の有色層の作製方法〉
ｐ型半導体として、フェノキシ基で置換されたバナジウムフタロシアニン（略称：Ｐｈｏ−ＶｏＰｃ、構造式（Ａ−３）参照）を使用し、ｎ型半導体として、［６、６］−Ｐｈｅｎｙｌ−Ｃ６１−Ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ Ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）（略称：ＰＣＢＭ、構造式（Ａ−４）参照）を使用することができる。Ｐｈｏ−ＶｏＰｃ（略称）とＰＣＢＭ（略称）をトルエン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン等の溶媒に溶かして塗布することでｐ型半導体とｎ型半導体の混合物からなるＧ（緑色）の有色層を形成することができる。
【００８８】
【化３】
【００８９】
【化４】
【００９０】
〈Ｂ（青色）の有色層の作製方法〉
ｐ型半導体として、青色顔料として一般的な銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）に、溶媒に溶けるように、置換基（本実施の形態においてはｔ−Ｂｕ）を導入したＣｕＰｃ誘電体（構造式（Ａ−５）参照）を使用することができる。また、ｎ型半導体として、ＰＣＢＭ（略称）（構造式（Ａ−４）参照）を使用した。ＣｕＰｃ誘電体とＰＣＢＭ（略称）をトルエン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン等の溶媒に溶かして塗布することでｐ型半導体とｎ型半導体の混合物からなるＢ（青色）の有色層を形成することができる。
【００９１】
【化５】
【００９２】
【化６】
【００９３】
有色層１５２ｃは、上記ｎ型半導体材料、及びｐ型半導体材料に限定されず、電荷輸送性を高めるために、その他材料を混合しても良い。
【００９４】
以上のように、有色層１５２ｃをＲＧＢの所望の色として形成することができる。このように、有色層１５２ｃを所望の色とすることで、光電変換素子１５２は、カラーフィルタとして機能することができる。
【００９５】
次に、第１のバッファ層１５２ｂ、及び有色層１５２ｃ上に第２のバッファ層１５２ｄを形成する（図３（Ｅ）参照）。第２のバッファ層１５２ｄとしては、第１のバッファ層１５２ｂと同様な材料、及び方法により形成することができる。また、先に形成した第１のバッファ層１５２ｂ、及び第２のバッファ層１５２ｄは、有色層１５２ｃの各色（ＲＧＢ）で共通化して用いることができる。このような構成にすることにより、作製工程が短縮できるため好適である。
【００９６】
次に、第２のバッファ層１５２ｄ上に第４の電極１５２ｅを形成する（図３（Ｅ）参照）。第４の電極１５２ｅとしては、可視光を透過する導電膜を用いることができる。例えば、第３の電極１５２ａと同様の材料を用いればよい。
【００９７】
以上の工程により、第２基板１５１上に光電変換素子１５２と遮光膜１５３を形成することができる。なお、本明細書においては、第３の電極１５２ａ、第１のバッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、第２のバッファ層１５２ｄ、及び第４の電極１５２ｅの構成を光電変換素子１５２とする。
【００９８】
このように、第１の基板１０１と、第２の基板１５１と、を別の基板で形成することにより、不良発生率が低く、高い歩留まりを実現できる。また、第１の基板１０１と、第２の基板１５１とをアライメントして貼り合わせを行い、発光装置とする。第１の基板１０１と、第２の基板１５１との貼り合わせは、特に限定はなく、接着可能な屈折率が大きい透光性の接着剤などを用いて行うことができる。
【００９９】
なお、第１の基板１０１に設けられた発光素子１２０の光は、第２の基板１５１に設けられた光電変換素子１５２により、特定波長帯域の光が透過し、特定波長帯域以外の光が吸収し電力に変換される。
【０１００】
また、光電変換素子１５２を透過する光は、光電変換素子１５２内の有色層１５２ｃの材料であるｐ型半導体とｎ型半導体を調整することにより、ＲＧＢの色を射出する構成としているために、光電変換素子１５２は、カラーフィルタとしても機能している。
【０１０１】
以上のように、一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、光電変換素子と発光素子間の距離が短くなり、発光素子からの放射光は、ほとんど光電変換素子に入射される。したがって、発光素子からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の発光装置を提供することができる。
【０１０２】
また、このように一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、発光素子と光電変換素子を同時に封止することができ、信頼性の向上も実現できる。
【０１０３】
また、従来までカラーフィルタ（有色層）に入射した光は、有色層を透過する特定の波長帯域以外の光が吸収され、光損失となっていた。しかしながら、開示する本発明では、有色層が光電変換素子の一部分であるため、有色層を透過しない波長帯域の光は電力に変換される。このように開示する本発明では、発光装置において、必ず生じてしまう無駄な光エネルギーを回収する光エネルギー再利用型の発光装置を実現できる。
【０１０４】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１０５】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、先の実施の形態１と異なった光電変換素子と遮光膜が形成された第２の基板１５１の作製方法について、図４（Ａ）乃至図４（Ｅ）を用いて説明を行う。
【０１０６】
本実施の形態においては、光電変換素子と、さらに遮光膜にも光電変換機能を有した構造を例示する。このように、光電変換機素子と遮光膜を組み合わせることにより、発光素子１２０からの放射光をさらに有効利用することができる。
【０１０７】
まず、第２の基板１５１の上に第３の電極１５２ａの形成を行う（図４（Ａ）参照）。第３の電極１５２ａとしては、可視光を透過する導電膜を用いる。可視光を透過する導電膜としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、１ｎｍ〜３０ｎｍ程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【０１０８】
次に、第３の電極１５２ａ上に、第５の電極１５３ａを形成する（図４（Ａ）参照）。第５の電極１５３ａとしては、スパッタリング法にて形成した金属膜、例えばＴｉなどを用いて形成することができる。
【０１０９】
次に、第５の電極１５３ａ上にｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、ｎ型半導体層１５３ｄを順に積層するように形成する（図４（Ｂ）参照）。
【０１１０】
ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄとしては、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により、非晶質半導体膜、多結晶半導体膜、微結晶半導体膜などを用いて形成することができる。これらの作製方法を用いる場合、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、その界面にゴミなどが付着するのを防ぐために、大気に曝さずに連続して形成することが望ましい。
【０１１１】
ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄに用いられる半導体の材料として、シリコン、炭化シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウムなどを用いることができる。
【０１１２】
例えば、非晶質シリコンを用いた場合、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、シラン、ジシランなどのシリコンを含む成膜ガスを、グロー放電分解することにより形成することができる。
【０１１３】
また、ｐ型半導体層１５３ｂは、例えばｐ型を付与する不純物元素としてボロンを用いる場合、ボロン、ジボラン、三フッ化ホウ素などを、成膜ガスに加えることで形成することができる。ｎ型半導体層１５３ｄは、例えばｎ型を付与する不純物元素として例えばリンを用いる場合、ホスフィンなどを、成膜ガスに加えることで形成することができる。
【０１１４】
なお、ｉ型半導体層１５３ｃに用いられる半導体は、含まれるｐ型、またはｎ型を付与する不純物が１×１０２０ｃｍ−３以下の濃度であり、暗伝導度に対して光伝導度が１００倍以上である半導体を指す。ｉ型半導体層１５３ｃには、周期表第１３族、または第１５族の不純物元素を有するものも、その範疇に含む。すなわち、ｉ型半導体層１５３ｃは、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないときに弱いｎ型の電気伝導性を示すため、ｐ型を付与する不純物元素が、成膜時、または成膜後に、意図的、または非意図的に添加されたものをその範疇に含む。
【０１１５】
また、炭化シリコンを有する非晶質シリコンを用いた場合、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、炭素を含む気体とシリコンを含む気体とを成膜ガスとして用い、該成膜ガスをグロー放電分解することにより形成することができる。炭素を含む気体としては、メタン、エタンなどが挙げられる。シリコンを含む気体としては、シラン、ジシランが挙げられる。シリコンを含む気体を、水素、水素及びヘリウムで希釈して用いても良い。
【０１１６】
また、シリコンを有する微結晶半導体を用いた場合、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、シリコンを含む気体を水素で希釈したガスを用い、周波数が数十ＭＨｚ乃至数百ＭＨｚの高周波プラズマＣＶＤ装置、または周波数が１ＧＨｚ以上のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用いることで形成できる。シリコンを含む気体は、シラン、ジシランなどの水素化シリコン、フッ化シリコンまたは塩化シリコンを用いればよい。また、水素に加え、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガスで希釈してもよい。
【０１１７】
また、多結晶半導体を用いた場合、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、非晶質半導体または微結晶半導体を、レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する触媒元素を用いた熱結晶化法等を単独で、或いは複数組み合わせて実施することで、形成することができる。また、多結晶半導体を、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などを用いて、直接形成しても良い。
【０１１８】
なお、本実施の形態では、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄを順に積層することでｐｉｎ接合を形成する場合を例示しているが、この構成に限定されない。ｎ型半導体層１５３ｄ、ｉ型半導体層１５３ｃ、ｐ型半導体層１５３ｂの順に積層しても良い。
【０１１９】
なお、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、フォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去することで形成することができる。エッチングは、ドライエッチング、またはウェットエッチング等により行うことができる。
【０１２０】
ドライエッチングで行う場合、エッチングガスには、塩素、塩化硼素、塩化シリコンまたは四塩化炭素などの塩素系ガス、四フッ化炭素、フッ化硫黄またはフッ化窒素などのフッ素系ガス、酸素などを適宜用いることができる。また、ドライエッチングは、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）エッチング法、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）エッチング法、平行平板型（容量結合型）エッチング法、マグネトロンプラズマエッチング法、２周波プラズマエッチング法またはヘリコン波プラズマエッチング法等を用いれば良い。
【０１２１】
また、ウェットエッチングを用いる場合、エッチング液には、水酸化テトラメチルアンモニウム（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ、略称：ＴＭＡＨ）溶液を用いることができる。
【０１２２】
次に、ｎ型半導体層１５３ｄ上に導電膜を形成し、フォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程を行い、第６の電極１５３ｅを形成する（図４（Ｂ）参照）。
【０１２３】
第６の電極１５３ｅとしては、可視光を透過する導電膜を用いる。可視光を透過する導電膜としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、１ｎｍ〜３０ｎｍ程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【０１２４】
以上の工程により遮光膜１５３が形成される。なお、本実施の形態においては、第５の電極１５３ａ、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、ｎ型半導体層１５３ｄ、及び第６の電極１５３ｅの構成で遮光膜１５３とする。
【０１２５】
次に、第３の電極１５２ａ、及び遮光膜１５３上に絶縁層１５５を形成する（図４（Ｃ）参照）。絶縁層１５５は、例えば、黒色の顔料を含んだ有機樹脂などをスピンコーターにより形成することができる。
【０１２６】
次に、絶縁層１５５の全面エッチング（所謂エッチバック）を行い、遮光膜１５３の側壁以外の絶縁層１５５を除去し、サイドウォール層１５６を形成する（図４（Ｄ）参照）。このような構成とすることで、発光素子からの斜め方向の光を当該サイドウォール層１５６にて吸収することができる。また、後に形成される光電変換素子１５２と遮光膜１５３との横方向での接触を防止することもできる。
【０１２７】
次に、第３の電極１５２ａ、遮光膜１５３、及びサイドウォール層１５６の上にバッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、及び第２のバッファ層１５２ｄを形成する（図４（Ｅ）参照）。バッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、及び第２のバッファ層１５２ｄは、先の実施の形態で示した、材料、及び方法を参酌することで形成できる。
【０１２８】
次に、バッファ層１５２ｄ、及びサイドウォール層１５６、及び第６の電極１５３ｅ上に第４の電極１５２ｅを形成する（図４（Ｅ）参照）。なお、第３の電極１５２ａ、バッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、第２のバッファ層１５２ｄ、及び第４の電極１５２ｅにより、光電変換素子１５２を構成している。また、第４の電極１５２ｅと第６の電極１５３ｅは直接接しているため、電気的に導通している。このような構成とすることで、光電変換素子１５２と遮光膜１５３の電極を共通して用いることができる。
【０１２９】
以上の工程により、光電変換素子１５２と、遮光膜１５３を第２の基板１５１の上に形成することができる。また、本実施の形態では、遮光膜１５３も光電変換機能を有しているため、発光素子１２０からの放射光を有効利用することができる。
【０１３０】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１３１】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、先の実施の形態１に示した発光装置と異なる構成について、図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）を用いて説明を行う。
【０１３２】
実施の形態１においては、トランジスタ、及び発光素子が形成された基板とは、逆側の面から発光を取り出すトップエミッション構造（上面射出構造）について例示したが、本実施の形態においては、ボトムエミッション構造（下面射出構造）、及びデュアルエミッション構造（両面射出構造）について例示する。本発明は、このようにどのような射出構造の発光装置にも適用することができる。
【０１３３】
ボトムエミッション構造の発光装置について、図５（Ａ）を用いて説明する。
【０１３４】
図５（Ａ）は、駆動用トランジスタ３３０、接続端子３４０、光電変換素子３５２、及び発光素子３２０が形成された第１の基板３００と、第２の基板３５０により構成されている。
【０１３５】
なお、第１の基板３００と第２の基板３５０との間には、空間３２２を有し、発光素子３２０、及び光電変換素子３５２が挟持されている。
【０１３６】
このように、発光素子３２０、及び光電変換素子３５２が第１の基板３００と第２の基板３５０との間に挟持されることにより、発光素子３２０と、光電変換素子３５２を同時に封止することができる。
【０１３７】
第１の基板３００としては、実施の形態１に示した第１の基板１０１と同様の材料により形成することができる。
【０１３８】
駆動用トランジスタ３３０としては、実施の形態１に示したトランジスタ１３０と同様に形成することができる。
【０１３９】
光電変換素子３５２としては、接続端子３４０に電気的に接続された第３の電極３５２ａ、第１のバッファ層３５２ｂ、有色層３５２ｃ、第２のバッファ層３５２ｄ、第４の電極３５２ｅにより形成されている。なお、光電変換素子３５２としては、実施の形態１に示した光電変換素子１５２と同様の材料、及び手法により形成することができる。なお、実施の形態１に示した光電変換素子１５２同様に光電変換素子３５２はカラーフィルタとしても機能する。
【０１４０】
接続端子３４０としては、光電変換素子３５２が有する第３の電極３５２ａが配線と電気的に接続されている。なお、光電変換素子３５２が有する第４の電極３５２ｅは、別の接続端子（図示しない）と電気的に接続されている。接続端子３４０により、光電変換素子３５２により変換された電力は外部に取り出すことができる。
【０１４１】
また、発光素子３２０としては、駆動用トランジスタ３３０上に形成された絶縁層３１０、及び、隔壁３１２上に形成されており、駆動用トランジスタ３３０と電気的に接続された第１の電極３１４上に、ＥＬ層３１６、第２の電極３１８が順に積層されている。
【０１４２】
また、絶縁層３１０としては、光電変換素子３５２と発光素子３２０を分離し、駆動用トランジスタ３３０の凹凸を平坦化できる材料が好ましい。また、発光素子３２０からの光を透過できる材料が好ましい。本実施の形態においては、有機樹脂膜として透光性の高いアクリル樹脂を用いる。また、隔壁３１２としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成することができる。
【０１４３】
第１の電極３１４としては、可視光を透過する導電膜を用いる。可視光を透過する導電膜としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、１ｎｍ〜３０ｎｍ程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【０１４４】
ＥＬ層３１６としては、実施の形態１に示したＥＬ層１１８と同様な材料、及び手法により形成することができる。
【０１４５】
第２の電極３１８としては、ＥＬ層３１６が発する光を効率よく反射する材料が好ましい。なぜなら光の取り出し効率を向上できるためである。なお、第２の電極３１８を積層構造としてもよい。例えば、第２の電極３１８としては、発光物質を含むＥＬ層３１６に接する側に金属酸化物による導電膜、またはチタン等を薄く形成し、その上に反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）を形成した積層構造を用いることができる。このような構成とすることで、ＥＬ層３１６と反射率の高い金属膜との間に形成される絶縁膜の生成を抑制することができるので好適である。
【０１４６】
第２の基板３５０としては、発光素子３２０、及び光電変換素子３５２を封止できる材料であればよい。また、図５（Ａ）に示す発光装置は、ボトムエミッション構造のため、透光性を有していない基板でも良い。例えば、第２の基板３５０として使用できる基板としては、ガラス基板、金属基板など適宜用いることができる。
【０１４７】
また、空間３２２としては、実施の形態１に示した空間１６０と同様の材料、及び手法により形成することができる。また、空間３２２に発光素子３２０、及び光電変換素子３５２に浸入する水分等を取り除くことができる乾燥剤などを封入してもよい。
【０１４８】
なお、図５（Ａ）に示す発光装置においては、第１の電極３１４、ＥＬ層３１６、及び第２の電極３１８により発光素子３２０を形成している。図５（Ａ）に示した素子構造の場合、発光素子３２０からの発光は、矢印で示すように第１の基板３００側に射出し、光電変換素子３５２を通過して外部へ射出する。
【０１４９】
次に、デュアルエミッション構造の発光装置について、図５（Ｂ）を用いて説明する。
【０１５０】
図５（Ｂ）は、駆動用トランジスタ４３０、接続端子４４０、光電変換素子４５２、及び発光素子４２０が形成された第１の基板４００と、第２の基板４５０により構成されている。
【０１５１】
なお、第１の基板４００と第２の基板４５０との間には、空間４２２を有し、発光素子４２０、及び光電変換素子４５２が挟持されている。
【０１５２】
このように、発光素子４２０、及び光電変換素子４５２が第１の基板４００と第２の基板４５０との間に挟持されることにより、発光素子４２０と、光電変換素子４５２を同時に封止することができる。
【０１５３】
駆動用トランジスタ４３０としては、実施の形態１に示したトランジスタ１３０と同様に形成することができる。
【０１５４】
光電変換素子４５２としては、接続端子４４０に電気的に接続された第３の電極４５２ａ、第１のバッファ層４５２ｂ、有色層４５２ｃ、第２のバッファ層４５２ｄ、第４の電極４５２ｅにより形成されている。なお、光電変換素子４５２としては、実施の形態１に示した光電変換素子１５２と同様の材料、及び手法により形成することができる。なお、実施の形態１に示した光電変換素子１５２同様に光電変換素子４５２はカラーフィルタとしても機能する。
【０１５５】
接続端子４４０としては、光電変換素子４５２が有する第３の電極４５２ａが配線と電気的に接続されている。なお、光電変換素子４５２が有する第４の電極４５２ｅは、別の接続端子（図示しない）と電気的に接続されている。接続端子４４０により、光電変換素子４５２により変換された電力は外部に取り出すことができる。
【０１５６】
また、発光素子４２０としては、駆動用トランジスタ４３０上に形成された絶縁層４１０、及び、隔壁４１２上に形成されており、駆動用トランジスタ４３０と電気的に接続された第１の電極４１４上に、ＥＬ層４１６、第２の電極４１８が順に積層されている。
【０１５７】
絶縁層４１０としては、光電変換素子４５２と発光素子４２０を分離し、駆動用トランジスタ４３０の凹凸を平坦化できる材料が好ましい。また、発光素子４２０からの光を透過できる材料が好ましい。本実施の形態においては、有機樹脂膜として透光性の高いアクリル樹脂を用いる。また、隔壁４１２としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成することができる。
【０１５８】
第１の電極４１４としては、可視光を透過する導電膜を用いる。可視光を透過する導電膜としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、１ｎｍ〜３０ｎｍ程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【０１５９】
ＥＬ層４１６としては、実施の形態１に示したＥＬ層１１８と同様な材料、及び手法により形成することができる。
【０１６０】
第２の電極４１８としては、可視光を透過する導電膜を用いる。ただし、第１の電極４１４、または第２の電極４１８のどちらか一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。そのため、第１の電極４１４と第２の電極４１８は、仕事関数が異なる材料を使用することが好ましい。陽極として機能する電極には、仕事関数の大きな物質が好ましく、陰極として機能する電極には仕事関数の小さな物質が好ましい。
【０１６１】
また、第１の基板４００、及び第２の基板４５０としては、発光素子４２０、及び光電変換素子４５２を封止できる材料であればよい。ただし、図５（Ｂ）に示す発光装置は、デュアルエミッション構造のため、第１の基板４００、及び第２の基板４５０ともに透光性の材料を用いる。例えば、第１の基板４００、及び第２の基板４５０として使用できる基板としては、ガラス基板など適宜用いることができる。
【０１６２】
また、空間４２２としては、実施の形態１に示した空間１６０と同様の材料、及び手法により形成することができる。また、空間４２２に発光素子４２０、及び光電変換素子４５２に浸入する水分等を取り除くことができる乾燥剤などを封入してもよい。ただし、乾燥剤などを封入した場合、発光素子４２０からの光を遮光する可能性があるため、設けなくてもよい。
【０１６３】
本実施の形態においては、第１の電極４１４、ＥＬ層４１６、及び第２の電極４１８により発光素子４２０を形成している。図５（Ｂ）に示した素子構造の場合、発光素子４２０からの発光は、矢印で示すように第１の基板４００側、及び第２の基板４５０側両方に射出する。
【０１６４】
ただし、発光素子４２０の光は、第１の基板４００側に射出された場合、光電変換素子４５２を通過するため、光電変換素子４５２による光の吸収が行われるが、第２の基板４５０側に射出された光は、光電変換素子４５２を通過しない。従って、このようなデュアルエミッション構造の発光素子を用いる場合、どちらの表示面もカラー表示とするために、第２の基板４５０に実施の形態１に示した第２の基板１５１と同様な構成の基板を設けることが好ましい。
【０１６５】
以上のように、一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、光電変換素子と発光素子間の距離が短くなり、発光素子からの放射光は、ほとんど光電変換素子に入射される。したがって、発光素子からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の発光装置を提供することができる。
【０１６６】
また、このように一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、発光素子と光電変換素子を同時に封止することができ、信頼性の向上も実現できる。
【０１６７】
また、従来までカラーフィルタ（有色層）に入射した光は、有色層を透過する特定の波長帯域以外の光が吸収され、光損失となっていた。しかしながら、開示する本発明では、有色層が光電変換素子の一部分であるため、有色層を透過しない波長領域の光は電力に変換される。このように開示する本発明では、発光装置において、必ず生じてしまう無駄な光エネルギーを回収する光エネルギー再利用型の発光装置を実現できる。
【０１６８】
本実施の形態は他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１６９】
（実施の形態４）
本実施の形態においては、本発明の一態様である発光装置について、図６を用いて説明を行う。
【０１７０】
図６は、発光装置１０００、及び周辺回路等のブロック図を示しており、光電変換素子１０１０、発光素子１０２０、電力制御回路１０３０、蓄電池１０４０、発光制御回路１０５０により構成されている。なお、電力制御回路１０３０は、コンバータ１００２、コンバータ１００３、及びＳＷ１乃至ＳＷ３を有する構造について例示している。また、発光制御回路１０５０は、コンバータ１００３と、ＳＷ３、及び蓄電池１０４０を有する構造について例示している。なお、発光素子１０２０は、発光素子、及び発光素子を駆動させるトランジスタを含む構成である。
【０１７１】
まず、発光素子１０２０からの放射光、及び、外部からの光が光電変換素子１０１０により吸収され、電力に変換され発電される場合の動作について説明する。
【０１７２】
光電変換機能を有する光電変換素子１０１０で発電した電力は、蓄電池１０４０を充電するための電圧となるようにコンバータ１００２で昇圧または降圧がなされる。そして、発光素子１０２０の動作に光電変換素子１０１０からの電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバータ１００３で発光素子１０２０の動作に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、発光素子１０２０で表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにして蓄電池１０４０の充電を行う構成とすればよい。
【０１７３】
また、光電変換素子１０１０からの電力のみで発光素子１０２０に必要な電力が得られない場合には、ＳＷ１、及びＳＷ３をオンにして光電変換素子１０１０からの電力と、蓄電池１０４０からの電力を合わせて用いることもできる。
【０１７４】
次に、光電変換素子１０１０が発電されない場合、すなわち発光素子１０２０が未発光時、及び外部からの光が光電変換素子１０１０により吸収されない時の動作について説明する。
【０１７５】
光電変換素子１０１０からの電力が与えられないため、予め蓄電池１０４０に蓄えられていた電力を使用するために、発光制御回路１０５０が機能する。すなわち、蓄電池１０４０に蓄電された電力は、スイッチＳＷ３をオンにすることでコンバータ１００３により昇圧または降圧がなされる。そして、発光素子１０２０の動作に蓄電池１０４０からの電力が用いられることとなる。
【０１７６】
なお、蓄電池１０４０としては、特に限定は無いが、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点があるため好適である。
【０１７７】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１７８】
（実施の形態５）
本実施の形態においては、実施の形態１で示した第１の電極１１４、ＥＬ層１１８、及び第２の電極１１９からなる発光素子１２０の詳細について、図７（Ａ）、及び図７（Ｂ）を用いて説明を行う。
【０１７９】
〈発光素子の構成〉
図７（Ａ）に示す発光素子１２０は、一対の電極（第１の電極１１４、第２の電極１１９）間に発光領域を含むＥＬ層１１８が挟まれた構造を有する。なお、以下の本実施の形態の説明においては、例として、第１の電極１１４を陽極として用い、第２の電極１１９を陰極として用いるものとする。
【０１８０】
また、ＥＬ層１１８は、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外の機能層を含む積層構造であっても良い。発光層以外の機能層としては、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等を含む層を用いることができる。具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等の機能層を適宜組み合わせて用いることができる。
【０１８１】
図７（Ａ）に示す発光素子１２０は、第１の電極１１４と第２の電極１１９との間に生じた電位差により電流が流れ、ＥＬ層１１８において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまりＥＬ層１１８に発光領域が形成されるような構成となっている。
【０１８２】
本発明において、発光素子からの発光は、第１の電極１１４、または第２の電極１１９側から外部に取り出される。従って、第１の電極１１４、または第２の電極１１９のいずれか一方は透光性を有する物質で成る。
【０１８３】
なお、ＥＬ層１１８は、図７（Ｂ）のように第１の電極１１４と第２の電極１１９との間に複数積層されていても良い。ｎ（ｎは２以上の自然数）層の積層構造を有する場合には、ｍ（ｍは自然数、ｍは１以上ｎ−１以下）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）番目のＥＬ層との間には、それぞれ電荷発生層１１８ａを設けることが好ましい。
【０１８４】
電荷発生層１１８ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料、金属酸化物、有機化合物とアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物との複合材料の他、これらを適宜組み合わせて形成することができる。有機化合物と金属酸化物の複合材料としては、例えば、有機化合物と酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステン等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、電荷発生層１１８ａに用いるこれらの材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、発光素子１２０の低電流駆動、および低電圧駆動を実現することができる。
【０１８５】
なお、電荷発生層１１８ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【０１８６】
このような構成を有する発光素子１２０は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方の発光層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。
【０１８７】
なお、電荷発生層１１８ａとは、第１の電極１１４と第２の電極１１９に電圧を印加したときに、電荷発生層１１８ａに接して形成される一方のＥＬ層１１８に対して正孔を注入する機能を有し、他方のＥＬ層１１８に電子を注入する機能を有する。
【０１８８】
図７（Ｂ）に示す発光素子１２０は、ＥＬ層に用いる発光物質の種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもできる。
【０１８９】
図７（Ｂ）に示す発光素子１２０を用いて、白色発光を得る場合、複数のＥＬ層の組み合わせとしては、赤、青及び緑色の光を含んで白色に発光する構成であればよく、例えば、青色の蛍光材料を発光物質として含む第１のＥＬ層と、緑色と赤色の燐光材料を発光物質として含む第２のＥＬ層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示す第１のＥＬ層と、緑色の発光を示す第２のＥＬ層と、青色の発光を示す第３のＥＬ層とを有する構成とすることもできる。または、補色の関係にある光を発するＥＬ層を有する構成であっても白色発光が得られる。ＥＬ層が２層積層された積層型素子において、第１のＥＬ層から得られる発光の発光色と第２のＥＬ層から得られる発光の発光色を補色の関係にする場合、補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。
【０１９０】
なお、上述した積層型素子の構成において、積層されるＥＬ層の間に電荷発生層を配置することにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現することができる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。
【０１９１】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１９２】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置について、図８を用いて説明する。図８（Ａ）は、第１の基板上に形成された発光素子駆動用トランジスタ及び発光素子と、第２の基板上に形成された遮光膜、及び光電変換素子と、をシール材によって封止したパネルの平面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＢ１−Ｂ２における断面図に相当する。また、図８（Ｃ）は、図８（Ａ）のＣ１−Ｃ２における断面図に相当する。
【０１９３】
図８（Ａ）は、第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂを囲むようにして、シール材４５０５が設けられている。また画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂの上に第２の基板４５０６が設けられている。
【０１９４】
なお、第２の基板４５０６上には、光電変換素子４５２１、及び遮光膜４５２２が設けられている。光電変換素子４５２１、及び遮光膜４５２２については、実施の形態１で示した光電変換素子１５２、及び遮光膜１５３と同様な手法により形成することができる。
【０１９５】
このような構造とすることで、画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂは、第１の基板４５０１とシール材４５０５と第２の基板４５０６とによって、充填材４５０７と共に密封されている。このように外気に曝されないように脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材でパッケージング（封入）することにより、気密性が高くなり好ましい。
【０１９６】
また、第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂは、薄膜トランジスタを複数有しており、図８（Ｂ）では、画素部４５０２に含まれるトランジスタ４５１０と、信号線駆動回路４５０３ａに含まれるトランジスタ４５０９とを例示している。
【０１９７】
トランジスタ４５０９、及びトランジスタ４５１０は、実施の形態１で示したトランジスタ１３０と同様な手法により形成することができる。
【０１９８】
また、発光素子４５１１が有する第１の電極４５１４は、トランジスタ４５１０のソース電極またはドレイン電極と電気的に接続されている。なお、発光素子４５１１の構成は、第１の電極４５１４、ＥＬ層４５１２、第２の電極４５１３の積層構造である。発光素子４５１１の構成としては、実施の形態５で示した素子構造を適用することができる。
【０１９９】
隔壁４５２０は、有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成する。特に感光性の材料を用い、第１の電極４５１４上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【０２００】
ＥＬ層４５１２は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。
【０２０１】
発光素子４５１１に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しないように、第２の電極４５１３及び隔壁４５２０上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等を形成することができる。
【０２０２】
また、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂ、または画素部４５０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４５１８から供給されている。
【０２０３】
接続端子電極４５１７は、発光素子４５１１が有する第１の電極４５１４と同じ導電膜から形成され、端子電極４５１６は、トランジスタ４５０９、及びトランジスタ４５１０が有するソース電極及びドレイン電極と同じ導電膜から形成されている。
【０２０４】
また、接続端子電極４５１７は、ＦＰＣ４５１８が有する端子と、異方性導電膜４５１９を介して電気的に接続されている。
【０２０５】
発光素子４５１１からの光は、第２の基板４５０６側から射出される。そのため、第２の基板４５０６は、透光性を持たせる必要があり、例えば、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムのような材料を用いる。
【０２０６】
また、充填材４５０７としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。例えば充填材として窒素を用いればよい。
【０２０７】
また、必要であれば、第２の基板４５０６に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）などの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【０２０８】
信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂは、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜によって形成された駆動回路で実装されていてもよい。また、信号線駆動回路のみ、或いは一部、又は走査線駆動回路のみ、或いは一部のみを別途形成して実装しても良く、図８の構成に限定されない。
【０２０９】
次に、図８（Ｃ）について、説明を行う。図８（Ｃ）は光電変換素子４５２１と、接続端子部４５２３において、ＦＰＣ４５１８が有する端子と、導電層４５３０ａ、及び導電層４５３０ｂを介して電気的に接続されている。
【０２１０】
導電層４５３０ａ、及び導電層４５３０ｂは、導電性を有していればよく、例えば、銀ペースト、銅ペースト、カーボンペースト等の導電性接着剤、または、導電性ビーズを含有した樹脂、または半田接合等の方法を用いて接続端子部４５２３と接続されれば良い。
【０２１１】
なお、光電変換素子４５２１が有する第３の電極４５２１ａは、接続端子部４５２３ａと電気的に接続されており、発光素子４５１１が有する第１の電極４５１４と同じ導電膜から形成されている電極４５１７ａと、トランジスタ４５１０が有するソース電極及びドレイン電極と同じ導電膜から形成された電極４５１６ａに接続され、さらにトランジスタ４５１０が有するゲート電極と同じ導電膜から形成された電極４５１５ａと電気的に接続されている。
【０２１２】
また、光電変換素子４５２１が有する第４の電極４５２１ｂは、接続端子部４５２３ｂと電気的に接続されており、発光素子４５１１が有する第１の電極４５１４と同じ導電膜から形成されている電極４５１７ｂと、トランジスタ４５１０が有するソース電極及びドレイン電極と同じ導電膜から形成された電極４５１６ｂに接続され、さらにトランジスタ４５１０が有するゲート電極と同じ導電膜から形成された電極４５１５ｂと電気的に接続されている。
【０２１３】
本実施の形態においては、光電変換素子４５２１からの電力は、ＦＰＣ４５１８から取り出す構造を例示しているが、これに限定されない。第３の電極４５２１ａと、第４の電極４５２１ｂにそれぞれ電極を繋げ、電力を取り出す構造とすれば良く、別途外部に蓄電部等を実装しても良く、図８の構成に限定されない。
【０２１４】
以上のように、一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、光電変換素子と発光素子間の距離が短くなり、発光素子からの放射光は、ほとんど光電変換素子に入射される。したがって、発光素子からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の発光装置を提供することができる。
【０２１５】
また、このように一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、発光素子と光電変換素子を同時に封止することができ、信頼性の向上も実現できる。
【０２１６】
また、従来までカラーフィルタ（有色層）に入射した光は、有色層を透過する特定の波長帯域以外の光が吸収され、光損失となっていた。しかしながら、開示する本発明では、有色層が光電変換素子の一部分であるため、有色層を透過しない波長領域の光は電力に変換される。このように開示する本発明では、発光装置において、必ず生じてしまう無駄な光エネルギーを回収する光エネルギー再利用型の発光装置を実現できる。
【０２１７】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２１８】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置を用いた照明装置の構成について、図９を用いて説明する。図９（Ａ）は、第１の基板上に形成されたＥＬ層を含む発光素子と、第２の基板に形成された光電変換素子と、を充填材によって封止された発光装置の断面図であり、図９（Ｂ）は発光装置の斜視図を示す。なお、図９（Ａ）は、図９（Ｂ）のＤ１−Ｄ２線における断面図に相当する。
【０２１９】
本実施の形態においては、第１の基板上にトランジスタが形成されない構成である。すなわち、第１の基板上には、第１の電極、ＥＬ層、及び第２の電極を含む発光素子で構成されている。
【０２２０】
図９（Ａ）に示した発光装置について、以下詳細に説明する。
【０２２１】
図９に示す発光装置は、外部電源（図示していない）から電力を与えることで、発光素子が発光し、照明装置として使用することができる。
【０２２２】
図９（Ａ）に示すように、第１の基板１０１上には、第１の電極１１４、ＥＬ層１１８、及び第２の電極１１９からなる発光素子１２０が形成されており、第２の基板１５１上には、第３の電極１５２ａ、第１のバッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、第２のバッファ層１５２ｄ、及び第４の電極１５２ｅからなる光電変換素子１５２が形成されている。また、第１の基板１０１と、第２の基板１５１は、充填材２８０により、密封されている。
【０２２３】
図９（Ａ）に示す発光装置は、図９（Ａ）に矢印で示す方向に発光する構造であり、ＥＬ層１１８の光は、光電変換素子１５２により、吸収、及び透過する。
【０２２４】
光電変換素子１５２は、先の実施の形態に示した材料、及び形成方法により作製することができる。また、発光素子１２０からの光は、光電変換素子１５２により特定波長帯域の光を透過し、特定波長帯域域以外の光を吸収することで、所望の発光色が第２の基板１５１側に射出される。また、光電変換素子１５２により吸収された光は、電力に変換される。すなわち、光電変換素子１５２は、光電変換機能と、カラーフィルタ機能を同時に備えた構成となる。
【０２２５】
充填材２８０としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。例えば充填材として窒素を用いればよい。
【０２２６】
このように、発光素子１２０と光電変換素子１５２が近接して設けられることにより、発光素子１２０と光電変換素子１５２の間に光が反射、または吸収する材料がほとんどない。よって、発光素子１２０からの光を効率良く光電変換素子１５２で吸収することができる。
【０２２７】
なお、図９（Ｂ）に示す筐体２９０は、図９（Ａ）に示す発光装置を収納することができ、照明装置として、用いることができる。
【０２２８】
以上のように、一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、光電変換素子と発光素子間の距離が短くなり、発光素子からの放射光は、ほとんど光電変換素子に入射される。したがって、発光素子からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の照明装置を提供することができる。
【０２２９】
また、このように一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、発光素子と光電変換素子を同時に封止することができ、信頼性の向上も実現できる。
【０２３０】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２３１】
（実施の形態８）
本実施の形態では、表示装置として、液晶パネル、及び電子ペーパーについて図１２（Ａ）、及び図１２（Ｂ）を用いてそれぞれ説明する。
【０２３２】
なお、本明細書等においては、図１２（Ａ）に示した液晶パネル、及び図１２（Ｂ）に示した電子ペーパーは、表示素子（液晶素子、ツイストボール素子、電気泳動素子など含む）を利用した表示装置とする。
【０２３３】
まず、図１２（Ａ）に示した液晶パネルについて説明を行う。図１２（Ａ）は、トランジスタ５０２と、トランジスタ５０２を覆う第１の絶縁層５０４、及び第２の絶縁層５０６と、トランジスタ５０２と電気的に接続された第１の電極５０８と、を有した第１の基板５００と、遮光膜５５２と、光電変換素子５５４と、光電変換素子５５４の上に設けられた第３の絶縁層５６０と、第３の絶縁層５６０の上に設けられた対向電極５６２と、を有した第２の基板５５０と、により液晶層５５６が挟持されている。
【０２３４】
トランジスタ５０２、第１の絶縁層５０４、第２の絶縁層５０６及び第１の電極５０８は、それぞれ、先の実施の形態１に記載したトランジスタ１３０、第１の絶縁層１１０、第２の絶縁層１１２、及び第１の電極１１４と同様の材料、及び手法により形成することができる。
【０２３５】
このように、光電変換素子５５４が第１の基板５００と第２の基板５５０との間に挟持されることにより、光電変換素子５５４を封止することができる。
【０２３６】
また、光電変換素子５５４は、第３の電極５５４ａ、第１バッファ層５５４ｂ、有色層５５４ｃ、第２のバッファ層５５４ｄ、第４の電極５５４ｅにより構成されている。光電変換素子５５４は、先の実施の形態１に記載した光電変換素子１５２と同様の材料、及び手法により形成することができる。
【０２３７】
第３の絶縁層５６０は、光電変換素子５５４と対向電極５６２とを絶縁することができればよく、例えばスパッタリング法を用いて酸化シリコン膜、及び酸化窒化シリコン膜などを形成することができる。第３の絶縁層５６０は、光電変換素子５５４に対して、外部からの水分などの浸入を防止することができる。また、第３の絶縁層５６０に開口部を設け、光電変換素子５５４の第４の電極５５４ｅの電極を外部に取り出す構造としてもよい。
【０２３８】
第１の電極５０８は、反射電極として機能する。第１の電極５０８としては、実施の形態１に示した第１の電極１１４と同様の材料、及び手法により形成することができる。
【０２３９】
なお、第１の電極５０８は、外部からの光を反射し利用することで、表示を行う。そのため、第１の電極５０８自身が発光しないが、本明細書等においては、外部からの反射光を利用する反射膜、および反射板なども光源として扱うこととする。
【０２４０】
また、第１の電極５０８、及び対向電極５６２は、それぞれ配向膜５１０、及び配向膜５６４が設けられており、配向膜５１０、及び配向膜５６４を介して液晶層５５６が挟持されている。また、対向電極５６２の上には、スペーサ５５８が設けられており、第１の基板５００と第２の基板５５０はシール材（図示しない）により、封止されている。
【０２４１】
対向電極５６２は、ＩＴＯなどの透光性の導電性材料を用いることができる。第１の電極５０８と対向電極５６２に電圧を印加することにより、液晶層５５６の電界を制御することができる。
【０２４２】
スペーサ５５８は、絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、第１の電極５０８と対向電極５６２との間の距離（セルギャップ）を制御するために設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。
【０２４３】
また、第１の基板５００、及び第２の基板５５０としては、透光性基板を用いることができ、ガラス、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム、またはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。
【０２４４】
液晶層５５６は、特に限定されず、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）液晶、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）液晶、高分子分散型液晶、ディスコティック液晶などの材料を適宜用いることができる。
【０２４５】
また、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いてもよい。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。よって液晶表示装置の生産性を向上させることが可能となる。特に、酸化物半導体をトランジスタとして用いた場合、静電気の影響によりトランジスタの電気的な特性が著しく変動して設計範囲を逸脱する恐れがある。よって酸化物半導体をトランジスタとして用いた場合、ブルー相の液晶材料を用いることはより効果的である。
【０２４６】
なお、本実施の形態においては、反射型の液晶表示装置について例示しているが、透過型液晶表示装置、及び半透過型液晶表示装置でも適用できる。ただし、透過型液晶表示装置、及び半透過型液晶表示装置では、第１の電極５０８として、使用できる材料が反射性を有する材料ではなく、透光性を有する材料に変更することができる。
【０２４７】
また、偏光部材、位相差部材、反射防止部材などの光学部材（光学基板）などは適宜設けてもよい。例えば、偏光基板及び位相差基板による円偏光を用いてもよい。また、透過型液晶表示装置、及び半透過型液晶表示装置にする場合には、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いてもよい。
【０２４８】
また、透過型液晶表示装置、及び半透過型液晶表示装置の動画特性を改善するため、バックライトとして複数のＬＥＤ（発光ダイオード）光源または複数のＥＬ光源などを用いてもよい。
【０２４９】
次に、図１２（Ｂ）に示した電子ペーパーについて説明を行う。図１２（Ｂ）は、アクティブマトリクス型の電子ペーパーの断面図を示す。
【０２５０】
なお、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示した液晶表示パネルと同様な部分には、同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０２５１】
一般的に電子ペーパーは、液晶素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要であり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能である。
【０２５２】
ただし、表示部に電源が供給されない場合であっても、演算処理部（ＣＰＵ）等は、電力を消費しているため、本実施の形態に示した光電変換素子５５４を用いることで、消費電力をさらに小さくすることができる。
【０２５３】
図１２（Ｂ）に示した電子ペーパーは、ツイストボール表示方式を用いた表示装置の例である。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用い、電極層である第１の電極５０８及び電極５９０の間に配置し、第１の電極５０８及び電極５９０に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
【０２５４】
電子ペーパーは、このように白と黒に塗り分けられた球形粒子により、白黒表示を行うのが用いられているが、本実施の形態においては、カラーフィルタとして、光電変換素子５５４を使用することでカラー表示の電子ペーパーとすることができる。
【０２５５】
また、図１２（Ｂ）に示した電子ペーパーは、第１の電極５０８と電極５９０との間には黒色領域５９０ａ、及び白色領域５９０ｂを有し、周りに液体で満たされているキャビティ５９４を含む球形粒子５８９が設けられており、球形粒子５８９の周囲は樹脂等の充填材５９５で充填されている。本実施の形態においては、第１の電極５０８が画素電極に相当し、第２の基板５５０に設けられる電極５９０が共通電極に相当する。
【０２５６】
また、第１の基板５００と対向して第２の基板５５０が配置されており、第２の基板５５０は、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜５５２、光電変換素子５５４、第３の絶縁層５６０、及び対向電極５６２が設けられている。
【０２５７】
なお、白色領域５９０ｂが視認側に位置した際に、白色領域５９０ｂによって反射した光が、カラーフィルタとして設けた光電変換素子５５４を透過することにより、カラー表示を行うことができる。
【０２５８】
また、白色領域５９０ｂは、外部からの光を反射し利用することで、表示を行う。そのため、白色領域５９０ｂ、または白色領域５９０ｂを含む球形粒子５８９自身が発光しないが、本明細書等においては、外部からの反射光を利用する球形粒子なども光源として扱うこととする。
【０２５９】
また、ツイストボールの代わりに、電気泳動素子を用いることも可能である。透明な液体と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径１０μｍ〜２００μｍ程度のマイクロカプセルを用いる。第１の電極５０８と電極５９０との間に設けられるマイクロカプセルは、第１の電極５０８と電極５９０によって、電場が与えられると、白い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。白い微粒子が視認側に位置する際に、白い微粒子によって反射した光が、カラーフィルタとして設けた光電変換素子５５４を透過することにより、カラー表示を行うことができる。
【０２６０】
以上のように、従来までカラーフィルタ（有色層）に入射した光は、有色層を透過する特定の波長帯域以外の光が吸収され、光損失となっていた。しかしながら、開示する本発明では、有色層が光電変換素子の一部分であるため、有色層を透過しない波長領域の光は電力に変換される。このように開示する本発明では、表示装置において、必ず生じてしまう無駄な光エネルギーを回収する光エネルギー再利用型の表示装置を実現できる。
【０２６１】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２６２】
（実施の形態９）
本実施の形態では、上記実施の形態に示した表示装置、及び発光装置を含む電子機器について図１０を用いて説明する。
【０２６３】
上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置を有する電子機器の一例として、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図１０に示す。
【０２６４】
図１０（Ａ）はテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置は、表示部９１０３は、上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置を用いることによって作製される。光エネルギー再利用型の発光装置、及び表示装置を搭載したテレビ装置は、表示部９１０３の光を再利用することが可能であるため、消費電力が小さいテレビ装置を提供することができる。
【０２６５】
図１０（Ｂ）はコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータは、表示部９２０３に上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置を用いることによって作製される。光エネルギー再利用型の発光装置、及び表示装置を搭載したコンピュータは、表示部９２０３の光を再利用することが可能であるため、消費電力が小さいコンピュータを提供することができる。また、携帯可能なコンピュータである場合には、消費電力が小さいため長時間使用することができる。
【０２６６】
図１０（Ｃ）は携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話は、表示部９４０３が上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置を用いることによって作製される。光エネルギー再利用型の発光装置、及び表示装置を搭載した携帯電話は、表示部９４０３の光を再利用することが可能であるため、消費電力が小さい携帯電話を提供することができる。また、消費電力が小さい携帯電話とすることによって、長時間使用することができる。
【０２６７】
図１０（Ｄ）はデジタルビデオカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このデジタルビデオカメラは、表示部９５０２は、上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置を用いることによって作製される。光エネルギー再利用型の発光装置、及び表示装置を搭載したデジタルビデオカメラは、表示部９５０２の光を再利用することが可能であるため、消費電力が小さいデジタルビデオカメラを提供することができる。
【０２６８】
以上のように、上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置、及び表示装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０２６９】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２７０】
（実施の形態１０）
本実施の形態では、実施の形態７に示す発光装置の一形態である照明装置について図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）を用いて説明する。
【０２７１】
図１１（Ａ）は、本発明の一態様の照明装置を電気スタンドとして用いた例である。電気スタンドは、筐体１００１と、照明部１００５とを有している。そして、照明部１００５として、本発明の一態様の照明装置が用いられている。
【０２７２】
図１１（Ｂ）は、本発明の一態様の照明装置を、室内用照明装置として用いた例である。室内用照明装置は、筐体１００４と、照明部１００６とを有している。そして、照明部１００６として、本発明の照明装置が用いられている。
【０２７３】
以上のように、本発明の一態様の照明装置を用いることで、光エネルギーを再利用することが可能であるため、消費電力が少なく、環境に対する負荷を低減した照明装置を提供することができる。
【０２７４】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【０２７５】
１０１ 基板
１０２ ゲート電極
１０４ ゲート絶縁層
１０６ 半導体層
１０８ ドレイン電極
１１０ 絶縁層
１１２ 絶縁層
１１４ 電極
１１６ 隔壁
１１８ ＥＬ層
１１８ａ 電荷発生層
１１９ 電極
１２０ 発光素子
１３０ トランジスタ
１５１ 基板
１５２ 光電変換素子
１５２ａ 電極
１５２ｂ バッファ層
１５２ｃ 有色層
１５２ｄ バッファ層
１５２ｅ 電極
１５３ 遮光膜
１５３ａ 電極
１５３ｂ ｐ型半導体層
１５３ｃ ｉ型半導体層
１５３ｄ ｎ型半導体層
１５３ｅ 電極
１５５ 絶縁層
１５６ サイドウォール層
１６０ 空間
２８０ 充填材
２９０ 筐体
３００ 基板
３１０ 絶縁層
３１２ 隔壁
３１４ 電極
３１６ ＥＬ層
３１８ 電極
３２０ 発光素子
３２２ 空間
３３０ 駆動用トランジスタ
３４０ 接続端子
３５０ 基板
３５２ 光電変換素子
３５２ａ 電極
３５２ｂ バッファ層
３５２ｃ 有色層
３５２ｄ バッファ層
３５２ｅ 電極
４００ 基板
４１０ 絶縁層
４１２ 隔壁
４１４ 電極
４１６ ＥＬ層
４１８ 電極
４２０ 発光素子
４２２ 空間
４３０ 駆動用トランジスタ
４４０ 接続端子
４５０ 基板
４５２ 光電変換素子
４５２ａ 電極
４５２ｂ バッファ層
４５２ｃ 有色層
４５２ｄ バッファ層
４５２ｅ 電極
５００ 基板
５０２ トランジスタ
５０４ 絶縁層
５０６ 絶縁層
５０８ 電極
５１０ 配向膜
５５０ 基板
５５２ 遮光膜
５５４ 光電変換素子
５５４ａ 電極
５５４ｂ バッファ層
５５４ｃ 有色層
５５４ｄ バッファ層
５５４ｅ 電極
５５６ 液晶層
５５８ スペーサ
５６０ 絶縁層
５６２ 対向電極
５６４ 配向膜
５８９ 球形粒子
５９０ 電極
５９０ａ 黒色領域
５９０ｂ 白色領域
５９４ キャビティ
５９５ 充填材
１０００ 発光装置
１００１ 筐体
１００２ コンバータ
１００３ コンバータ
１００４ 筐体
１００５ 照明部
１００６ 照明部
１０１０ 光電変換素子
１０２０ 発光素子
１０３０ 電力制御回路
１０４０ 蓄電池
１０５０ 発光制御回路
４５０１ 基板
４５０２ 画素部
４５０３ａ 信号線駆動回路
４５０３ｂ 信号線駆動回路
４５０４ａ 走査線駆動回路
４５０４ｂ 走査線駆動回路
４５０５ シール材
４５０６ 基板
４５０７ 充填材
４５０９ トランジスタ
４５１０ トランジスタ
４５１１ 発光素子
４５１２ ＥＬ層
４５１３ 電極
４５１４ 電極
４５１５ａ 電極
４５１５ｂ 電極
４５１６ 端子電極
４５１６ａ 電極
４５１６ｂ 電極
４５１７ 接続端子電極
４５１７ａ 電極
４５１７ｂ 電極
４５１８ ＦＰＣ
４５１９ 異方性導電膜
４５２０ 隔壁
４５２１ 光電変換素子
４５２１ａ 電極
４５２１ｂ 電極
４５２２ 遮光膜
４５２３ 接続端子部
４５２３ａ 接続端子部
４５２３ｂ 接続端子部
４５３０ａ 導電層
４５３０ｂ 導電層
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
９５０１ 本体
９５０２ 表示部
９５０３ 筐体
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ リモコン受信部
９５０６ 受像部
９５０７ バッテリー
９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
【技術分野】
【０００１】
発明の一態様は、光エネルギー再利用型の発光装置、照明装置、及び表示装置に関する。また、該光エネルギー再利用型の発光装置、照明装置、及び表示装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置として液晶素子を有する液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光素子を有する発光装置、及び電気泳動素子を用いた電子ペーパーなど様々なディスプレイが競合し、開発されている。
【０００３】
また、上述のエレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、面光源であるため、ディスプレイ用途以外にも、その特徴を生かし液晶ディスプレイのバックライトや照明装置等の光源としての応用も考えられている。
【０００４】
一方、これらの表示装置、発光装置、及び照明装置のカラー化技術として、光源（発光素子からの発光を含む）から特定の波長帯域の光を透過し、特定波長帯域以外の光を吸収するカラーフィルタを設ける技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、カラーフィルタを用いると、特定の波長帯域以外の光は当該カラーフィルタに吸収されるために、光損失となり光源からの放射光を有効利用できていない。そのため、所望の輝度を十分に得るためには、光損失分を光源からの発光で補う必要があり、光源の発光を高める必要がある。光源の発光を高めることにより、結果として消費電力が高くなるといった問題が生じる。
【０００６】
このように、上述の表示装置、発光装置、及び照明装置の共通の課題として、消費電力の低減が求められている。また、昨今のエネルギー問題の観点からも、消費電力を低減し、エネルギーの有効利用が求められる。
【０００７】
この問題を解決するために、表示素子（液晶素子、ＥＬ素子）上に、多色の色素増感型太陽電池を形成し、該色素増感型太陽電池をカラーフィルタとして使用することで、表示素子からの光エネルギーを光電変換させて、消費電力を低減させる技術が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４０３４０２２号公報
【特許文献２】特開２０００−２６８８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に開示されている技術では、表示素子（液晶素子、ＥＬ素子）の外側に色素増感型太陽電池を形成しており、表示素子を形成した後に、色素増感型太陽電池を形成する必要があり、作製工程が複雑になってしまう。また、色素増感型太陽電池を形成する際に、表示素子に直接色素増感型太陽電池を形成した場合や、表示素子が形成された基板に色素増感型太陽電池を形成した場合においても、表示素子、及び表示素子を駆動させているトランジスタ等が破壊してしまう可能性がある。
【００１０】
また、表示素子の外側に色素増感型太陽電池を設けた場合には、該色素増感型太陽電池の信頼性を考慮すると更にガラス基板等により封止する必要があり最適な構造とはいえない。
【００１１】
上記問題に鑑み、本明細書等において開示する発明の一態様は、一対の基板間に光電変換素子を挟持し、該光電変換素子をカラーフィルタ（有色層）として機能させることで、光源（発光素子からの発光を含む）からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を提供することを課題の一つとする。
【００１２】
また、該光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を用いた電子機器を提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本明細書等において開示する発明の一態様では、一対の基板間に光電変換素子を挟持し、該光電変換素子をカラーフィルタ（有色層）として機能させることで、光源（発光素子からの発光を含む）からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を実現できる。より詳細には次の通りである。
【００１４】
本発明の一態様は、一対の基板間に挟持された光電変換素子と発光素子とトランジスタと、を有し、発光素子は、トランジスタと電気的に接続され、光電変換素子は、発光素子と対向して設けられ、発光素子からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、発光素子からの放射光が、有色層を介して射出することを特徴とする発光装置である。
【００１５】
また、本発明の他の一態様は、一対の基板間に挟持された光電変換素子と発光素子と、を有し、光電変換素子は、発光素子と対向して設けられ、発光素子からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、発光素子からの放射光が、有色層を介して射出することを特徴とする照明装置である。
【００１６】
上記各構成において、発光素子は、エレクトロルミネッセンス層（ＥＬ層ともいう）を含んで構成されてもよい。
【００１７】
本発明の他の一態様は、光源と、一対の基板間に挟持された光電変換素子と表示素子と、を有し、光電変換素子は、表示素子と対向して設けられ、光源からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、光源からの放射光が、有色層を介して射出することを特徴とする表示装置である。
【００１８】
上記構成において、表示素子は、液晶素子、または電気泳動素子を含んで構成されてもよい。
【００１９】
また、上記各構成において、光電変換素子は、有機薄膜太陽電池を含んで構成されてもよい。また、光電変換素子は、赤色、緑色、または青色の光の中から少なくとも一つの色を透過する構成としてもよい。
【００２０】
また、本発明の他の一態様は、上記各構成を有する表示装置、発光装置、または照明装置を用いた電子機器である。
【００２１】
また、本明細書等において、光電変換素子には、色素増感型太陽電池、高分子塗布型太陽電池、有機薄膜太陽電池等の太陽電池が含まれる。
【００２２】
なお、本明細書等において「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が「直上」または「直下」であることを限定するものではない。例えば、「ゲート絶縁層上のゲート電極」の表現であれば、ゲート絶縁層とゲート電極との間に他の構成要素を含むものを除外しない。
【００２３】
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合をなどをも含む。
【００２４】
また、「ソース」や「ドレイン」の機能は、極性の異なるトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【発明の効果】
【００２５】
光源（発光素子からの発光を含む）からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を提供することができる。
【００２６】
また、信頼性が高い発光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を提供することができる。
【００２７】
また、該光エネルギー再利用型の表示装置、発光装置、及び照明装置を用いた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】発光装置を説明する図。
【図２】発光装置の作製方法を説明する図。
【図３】発光装置の作製方法を説明する図。
【図４】発光装置の作製方法を説明する図。
【図５】発光装置を説明する図。
【図６】発光装置を説明するブロック図。
【図７】発光素子の例を説明する図。
【図８】発光装置を説明する図。
【図９】照明装置を説明する図。
【図１０】表示装置、または発光装置を用いた電子機器を説明する図。
【図１１】発光装置を用いた照明装置を説明する図。
【図１２】表示装置を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されず、本明細書などにおいて開示する発明の趣旨から逸脱することなく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異なる実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００３０】
なお、図面などにおいて示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面などに開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００３１】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００３２】
（実施の形態１）
本実施の形態においては、本発明の一態様である発光装置の構成について、図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）を用いて説明する。
【００３３】
〈発光装置の構成〉
図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）は、発光装置の画素の一部分に相当する断面図、または平面図である。本実施の形態においては、図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）に示した画素の一部分も発光装置とすることを付記する。
【００３４】
図１（Ａ）に示す発光装置は、図１（Ｂ）、及び図１（Ｃ）におけるＡ１−Ａ２の断面図に相当する。なお、図１（Ｂ）は、第１の基板１０１を第１の電極１１４側からみた平面図であり、図１（Ｃ）は、第２の基板１５１を第３の電極１５２ａ側からみた平面図である。また、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）の平面図においては、本発明の構成要素である一部（例えば、発光素子１２０など）を図面の煩雑を避けるために、省略してある。
【００３５】
図１（Ａ）に示す発光装置として、発光素子の駆動を制御するトランジスタ１３０と、トランジスタ１３０と電気的に接続された第１の電極１１４と、第１の電極１１４の上に設けられたＥＬ層１１８と、ＥＬ層１１８の上に設けられた第２の電極１１９と、を有した第１の基板１０１と、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜１５３と、光電変換素子１５２と、を有した第２の基板１５１により構成されている。また、第１の基板１０１と第２の基板１５１との間には空間１６０を有している。
【００３６】
なお、第１の電極１１４とＥＬ層１１８と第２の電極１１９により発光素子１２０を構成している。
【００３７】
このように、発光素子１２０、及び光電変換素子１５２が第１の基板１０１と第２の基板１５１との間に挟持されることにより、発光素子１２０と、光電変換素子１５２を同時に封止することができる。
【００３８】
また、図１（Ａ）に示す発光装置は、図１（Ａ）に矢印で示す方向に光を発する。すなわち、発光素子１２０が形成された第１の基板１０１を介することなく、第２の基板１５１を介して発光するトップエミッション構造（上面射出構造）の発光装置である。
【００３９】
なお、発光素子１２０は、ＥＬ層１１８を含むためＥＬ素子として呼ぶこともできる。発光素子１２０からの光は、光電変換素子１５２により特定波長帯域の光を透過し、特定波長帯域域以外の光を吸収することで、所望の発光色が第２の基板１５１側に射出される。また、光電変換素子１５２により吸収された光は、電力に変換される。すなわち、光電変換素子１５２は、光電変換機能と、カラーフィルタ機能を同時に備えた構成となる。
【００４０】
ここで、光電変換素子１５２の詳細について以下説明を行う。
【００４１】
光電変換素子１５２は、第３の電極１５２ａ、第１のバッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、第２のバッファ層１５２ｄ、及び第４の電極１５２ｅにより構成されている。第１のバッファ層１５２ｂ、及び第２のバッファ層１５２ｄは、電荷輸送機能を有していれば良く、ＬｉＦ、ＴｉＯｘなどの無機化合物や、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）等の低分子有機化合物や、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などの高分子化合物を用いることができる。また、有色層１５２ｃは、有機材料を用いることができる。有機材料としては、ｐ型半導体とｎ型半導体の混合物や、ｐ型半導体とｎ型半導体の積層膜や、ｐ型半導体とｎ型半導体のコポリマー等のインクジェットやスクリーン印刷等の塗布型の安価な装置で、各画素に対して塗り分け可能なものであれば様々なものを使用することができる。有色層１５２ｃで得られた電力は、第３の電極１５２ａ、及び第４の電極１５２ｅにより、外部に取り出すことができる。
【００４２】
なお、上述の光電変換素子１５２は、有色層１５２ｃに有機材料を用いることから、有機薄膜太陽電池、または、有機太陽電池と呼ぶこともできる。
【００４３】
ただし、光電変換素子１５２は、有機薄膜太陽電池に限定されない。例えば、色素増感型太陽電池なども使用することができる。色素増感型太陽電池は、液相が一般的であり、表示素子と一緒に用いることが難しい。また、色素増感型太陽電池は、固相の材料もあるがカラーフィルタとしての色を考えた場合に、材料の色に選択性が少ない。よって、本実施の形態に示したように、有機薄膜太陽電池を使用することが好適である。
【００４４】
また、第３の電極１５２ａ、及び第４の電極１５２ｅは、発光素子１２０からの発光を透過させる必要があるため、透光性の高いものを使用する。
【００４５】
このように、発光素子１２０と光電変換素子１５２が近接して設けられることにより、発光素子１２０と光電変換素子１５２の間に光が反射、または吸収する材料がほとんどない。即ち、遮光膜１５３に入射する光以外は全て光電変換素子１５２に入射する。この効果は、本実施の形態に示すように、トップエミッション構造の発光素子（ＥＬ素子）と、有機薄膜太陽電池によって構成された光電変換素子との複合化でしか得られない効果である。その結果、効率の良い光エネルギーの回収が実現できる。
【００４６】
なお、第１の基板１０１と第２の基板１５１の間にある空間１６０は、特に限定はなく、透光性を有していれば良い。ただし、空間１６０は、屈折率が空気よりも大きい透明な材料で充填した方が好ましい。屈折率が小さい場合、発光素子１２０から射出された斜め方向の光が、空間１６０によりさらに屈折し、場合によっては隣接の画素から光が射出してしまう。例えば、空間１６０としては、第１の基板１０１と第２の基板１５１とを、接着可能な屈折率が大きい透光性の接着剤を用いることにより形成することができる。また、空間１６０としては、窒素やアルゴンなどの不活性な気体などが充填された雰囲気としてもよい。
【００４７】
また、発光素子１２０の駆動を制御するトランジスタ１３０、及び発光素子１２０が形成された第１の基板１０１と、光電変換素子１５２が形成された第２の基板１５１とは、異なる基板で形成できる。ただし、第１の基板１０１と、第２の基板１５１の構成はこれに限定されない。第１の基板１０１に光電変換素子１５２を形成しても良い。しかし、本実施の形態に示した構造のように、異なる基板に形成するほうが好適である。なぜなら、光電変換素子１５２を第２の基板１５１に直接形成することができ、他の材料（例えば、発光素子を構成する材料）、及び工程（例えば、加熱工程）による制限がないため、簡単な製造工程で作製することができる。また、このように、トランジスタ１３０、及び発光素子１２０と、光電変換素子１５２を別々の基板に形成することにより、不良発生率が低く、高い歩留まりを実現できる。
【００４８】
続けて、図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）に示した発光装置の作製方法について、図２、及び図３を用いて説明を行う。
【００４９】
まず、発光素子１２０の駆動を制御するトランジスタ１３０、及び発光素子１２０が形成された第１の基板１０１の作製方法について図２（Ａ）乃至図２（Ｄ）を用いて説明を行う。
【００５０】
〈第１の基板１０１の作製方法〉
絶縁表面を有する基板である第１の基板１０１上に、導電層を形成した後、第１のフォトリソグラフィ工程を行い、レジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去してゲート電極１０２を形成する（図２（Ａ）参照）。図２（Ａ）に示すように、ゲート電極１０２の端部にテーパー形状が形成されるようにエッチングすると、積層する膜の被覆性が向上するため好ましい。
【００５１】
第１の基板１０１に使用することができる基板に大きな制限はないが、少なくとも、後の加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有していることが必要となる。第１の基板１０１にはガラス基板を用いることができる。
【００５２】
ガラス基板としては、後の加熱処理の温度が高い場合には、歪み点が７３０℃以上のものを用いると良い。また、ガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている。なお、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）と比較して酸化バリウム（ＢａＯ）を多く含ませることで、より実用的な耐熱ガラスが得られる。このため、Ｂ２Ｏ３よりＢａＯを多く含むガラス基板を用いることが好ましい。
【００５３】
なお、上記のガラス基板に代えて、セラミック基板、石英基板、サファイア基板などの絶縁体でなる基板を用いても良い。他にも、結晶化ガラスなどを用いることができる。本実施の形態で示す発光装置は、第２の基板１５１を介して発光を取り出すトップエミッション構造であるので、第１の基板１０１としては、非透光性の金属基板等の基板を用いることもできる。
【００５４】
また、下地膜となる絶縁膜を第１の基板１０１とゲート電極１０２との間に設けてもよい。下地膜は、第１の基板１０１からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜から選ばれた一又は複数の膜による積層構造により形成することができる。
【００５５】
ゲート電極１０２の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。
【００５６】
次に、ゲート電極１０２上にゲート絶縁層１０４を形成する（図２（Ａ）参照）。ゲート絶縁層１０４は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化アルミニウム膜を単層で又は積層して形成することができる。例えば、成膜ガスとして、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏなどを用いてプラズマＣＶＤ法により酸化窒化シリコン膜を形成すればよい。
【００５７】
次に、半導体層を形成し第２のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により島状の半導体層１０６を形成する（図２（Ａ）参照）。
【００５８】
半導体層１０６の材料は、シリコン半導体や酸化物半導体を用いて形成することができる。シリコン半導体としては、単結晶シリコンや多結晶シリコンなどがあり、酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物などを、適宜用いることができる。ただし、半導体層１０６としては、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物である酸化物半導体を用いると好適である。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物である酸化物半導体は、オフ電流が低い特徴を有しており、また電界効果移動度が高いため、このような材料を半導体層１０６に使用することで、後に形成される発光素子のオフ時のリーク電流の抑制や、高速での制御が可能となる。
【００５９】
次に、ゲート絶縁層１０４、及び半導体層１０６上に導電膜を形成し、第３のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程によりソース電極及びドレイン電極１０８を形成する（図２（Ａ）参照）。
【００６０】
ソース電極及びドレイン電極１０８に用いる導電膜としては、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素を含む金属膜、または上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）等を用いることができる。また、Ａｌ、Ｃｕなどの金属膜の下側又は上側の一方または双方にＴｉ、Ｍｏ、Ｗなどの高融点金属膜またはそれらの金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）を積層させた構成としても良い。また、ソース電極及びドレイン電極１０８に用いる導電膜としては、導電性の金属酸化物で形成しても良い。導電性の金属酸化物としては、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、以下ＩＴＯと略記する）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【００６１】
以上の工程により、発光素子１２０の駆動を制御するトランジスタ１３０が形成できる（図２（Ａ）参照）。
【００６２】
次に、半導体層１０６、及びソース電極及びドレイン電極１０８上に、第１の絶縁層１１０を形成する（図２（Ｂ）参照）。第１の絶縁層１１０としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などの無機絶縁膜を用いることができる。
【００６３】
次に、第１の絶縁層１１０上に第２の絶縁層１１２を形成する（図２（Ｂ）参照）。
【００６４】
第２の絶縁層１１２としては、トランジスタ起因の表面凹凸を低減するために平坦化機能を有する絶縁膜を選択するのが好適である。例えば、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、第２の絶縁層１１２を形成してもよい。
【００６５】
次に、第４のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により、第２の絶縁層１１２、及び第１の絶縁層１１０にソース電極及びドレイン電極１０８に達する開口を形成する。開口方法は、ドライエッチング、ウェットエッチングなど適宜選択すれば良い。
【００６６】
次に、第２の絶縁層１１２、ソース電極及びドレイン電極１０８上に導電膜を形成し、第５のフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により、第１の電極１１４を形成する（図２（Ｂ）参照）。
【００６７】
第１の電極１１４としては、ＥＬ層１１８（後に形成される）が発する光を効率よく反射する材料が好ましい。なぜなら光の取り出し効率を向上できるためである。なお、第１の電極１１４を積層構造としてもよい。例えば、第１の電極１１４としては、発光物質を含むＥＬ層１１８に接する側に金属酸化物による導電膜、またはチタン等を薄く形成し、その上に反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）を形成した積層構造を用いることができる。このような構成とすることで、ＥＬ層１１８と反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）との間に形成される絶縁膜の生成を抑制することができるので好適である。
【００６８】
次に、第１の電極１１４上に隔壁１１６を形成する（図２（Ｃ）参照）。
【００６９】
隔壁１１６としては、有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて形成する。特に感光性の樹脂材料を用い、第１の電極１１４上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【００７０】
次に、第１の電極１１４、及び隔壁１１６上にＥＬ層１１８を形成する（図２（Ｄ）参照）。ＥＬ層１１８は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良いが、ＥＬ層１１８が発する光は白色であることが好ましく、赤、緑、青のそれぞれの波長領域にピークを有する光が好ましい。
【００７１】
次に、ＥＬ層１１８上に第２の電極１１９を形成する（図２（Ｄ）参照）。
【００７２】
なお、第１の電極１１４、または第２の電極１１９は、いずれか一方は発光素子１２０の陽極として機能し、他方は発光素子１２０の陰極として機能する。陽極として機能する電極には、仕事関数の大きな物質が好ましく、陰極として機能する電極には仕事関数の小さな物質が好ましい。
【００７３】
以上の工程により、発光素子１２０の駆動を制御するトランジスタ１３０、及び発光素子１２０が設けられた第１の基板１０１が形成される。
【００７４】
次に、光電変換素子１５２、及びブラックマトリクス機能を有する遮光膜１５３が形成された第２の基板１５１の作製方法について、図３（Ａ）乃至図３（Ｅ）を用いて説明を行う。
【００７５】
〈第２の基板１５１の作製方法〉
まず、第２の基板１５１上に第３の電極１５２ａを形成する（図３（Ａ）参照）。
【００７６】
第３の電極１５２ａとしては、可視光を透過する導電膜を用いる。可視光を透過する導電膜としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、１ｎｍ〜３０ｎｍ程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【００７７】
次に、第２の基板１５１上、及び第３の電極１５２ａ上に、遮光膜１５３を形成する（図３（Ｂ）参照）。遮光膜１５３は、各画素間の混色を防止するために設けられ、所謂ブラックマトリクスとして機能する。
【００７８】
遮光膜１５３としては、発光素子１２０からの放射光を遮光できればよく、金属膜、及び黒色染料や黒色顔料を含有した有機樹脂膜等を用いることができる。なお、ここでは第３の電極１５２ａ形成後に遮光膜１５３を形成する方法について例示したが、これに限定されない。例えば、第３の電極１５２ａを形成する前に、遮光膜１５３を形成しても良いし、遮光膜１５３は形成しなくても良い。
【００７９】
次に、第３の電極１５２ａ、及び遮光膜１５３上に第１のバッファ層１５２ｂを形成する（図３（Ｃ）参照）。
【００８０】
第１のバッファ層１５２ｂとしては、電荷輸送機能を有していれば良く、ＬｉＦ、ＴｉＯｘなどの無機化合物や、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）等の低分子有機化合物や、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などの高分子化合物を用いることができる。また、第１のバッファ層１５２ｂは、スクリーン印刷法、インクジェット法、蒸着法、スピンコート法、キャスト法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法など適宜用いて形成することができる。
【００８１】
次に第１のバッファ層１５２ｂ上に有色層１５２ｃを形成する（図３（Ｄ）参照）。
【００８２】
本実施の形態では、有色層１５２ｃは、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色を用いた構成について説明を行うが、これに限定されない。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ（黄色）の４色を用いた構成や、４色以上の構成を用いても良い。なお、１種類の材料のみで所望の領域に発光スペクトルがない場合には、２種類以上の材料を組み合わせても良い。
【００８３】
有色層１５２ｃは、ｐ型半導体とｎ型半導体の混合物を使用し、インクジェット法やスクリーン印刷法などにより塗布し形成することができる。また、ＲＧＢの各色は、ｐ型半導体とｎ型半導体の吸収スペクトルの調整を行うことで所望の色にすることができる。塗布可能な材料としては、ポリマー材料や、溶媒に可溶な低分子材料、無色のポリマー側鎖を色素材料に一部置換したものを使用することができる。有色層１５２ｃに使用することができる材料の具体的な作製方法の一例を以下に示す。
【００８４】
〈Ｒ（赤色）の有色層の作製方法〉
ｐ型半導体として、ポリフルオレン（略称：ＰＦＯ、構造式（Ａ−１）参照）を使用し、ｎ型半導体として、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシルペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸ジイミド（略称：ＨｅｘＰＴＣ、構造式（Ａ−２）参照）を使用することができる。ＰＦＯ（略称）とＨｅｘＰＴＣ（略称）をトルエン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン等の溶媒に溶かして塗布することでｐ型半導体とｎ型半導体の混合物からなるＲ（赤色）の有色層を形成することができる。
【００８５】
【化１】
【００８６】
【化２】
【００８７】
〈Ｇ（緑色）の有色層の作製方法〉
ｐ型半導体として、フェノキシ基で置換されたバナジウムフタロシアニン（略称：Ｐｈｏ−ＶｏＰｃ、構造式（Ａ−３）参照）を使用し、ｎ型半導体として、［６、６］−Ｐｈｅｎｙｌ−Ｃ６１−Ｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ Ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒ（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）（略称：ＰＣＢＭ、構造式（Ａ−４）参照）を使用することができる。Ｐｈｏ−ＶｏＰｃ（略称）とＰＣＢＭ（略称）をトルエン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン等の溶媒に溶かして塗布することでｐ型半導体とｎ型半導体の混合物からなるＧ（緑色）の有色層を形成することができる。
【００８８】
【化３】
【００８９】
【化４】
【００９０】
〈Ｂ（青色）の有色層の作製方法〉
ｐ型半導体として、青色顔料として一般的な銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）に、溶媒に溶けるように、置換基（本実施の形態においてはｔ−Ｂｕ）を導入したＣｕＰｃ誘電体（構造式（Ａ−５）参照）を使用することができる。また、ｎ型半導体として、ＰＣＢＭ（略称）（構造式（Ａ−４）参照）を使用した。ＣｕＰｃ誘電体とＰＣＢＭ（略称）をトルエン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン等の溶媒に溶かして塗布することでｐ型半導体とｎ型半導体の混合物からなるＢ（青色）の有色層を形成することができる。
【００９１】
【化５】
【００９２】
【化６】
【００９３】
有色層１５２ｃは、上記ｎ型半導体材料、及びｐ型半導体材料に限定されず、電荷輸送性を高めるために、その他材料を混合しても良い。
【００９４】
以上のように、有色層１５２ｃをＲＧＢの所望の色として形成することができる。このように、有色層１５２ｃを所望の色とすることで、光電変換素子１５２は、カラーフィルタとして機能することができる。
【００９５】
次に、第１のバッファ層１５２ｂ、及び有色層１５２ｃ上に第２のバッファ層１５２ｄを形成する（図３（Ｅ）参照）。第２のバッファ層１５２ｄとしては、第１のバッファ層１５２ｂと同様な材料、及び方法により形成することができる。また、先に形成した第１のバッファ層１５２ｂ、及び第２のバッファ層１５２ｄは、有色層１５２ｃの各色（ＲＧＢ）で共通化して用いることができる。このような構成にすることにより、作製工程が短縮できるため好適である。
【００９６】
次に、第２のバッファ層１５２ｄ上に第４の電極１５２ｅを形成する（図３（Ｅ）参照）。第４の電極１５２ｅとしては、可視光を透過する導電膜を用いることができる。例えば、第３の電極１５２ａと同様の材料を用いればよい。
【００９７】
以上の工程により、第２基板１５１上に光電変換素子１５２と遮光膜１５３を形成することができる。なお、本明細書においては、第３の電極１５２ａ、第１のバッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、第２のバッファ層１５２ｄ、及び第４の電極１５２ｅの構成を光電変換素子１５２とする。
【００９８】
このように、第１の基板１０１と、第２の基板１５１と、を別の基板で形成することにより、不良発生率が低く、高い歩留まりを実現できる。また、第１の基板１０１と、第２の基板１５１とをアライメントして貼り合わせを行い、発光装置とする。第１の基板１０１と、第２の基板１５１との貼り合わせは、特に限定はなく、接着可能な屈折率が大きい透光性の接着剤などを用いて行うことができる。
【００９９】
なお、第１の基板１０１に設けられた発光素子１２０の光は、第２の基板１５１に設けられた光電変換素子１５２により、特定波長帯域の光が透過し、特定波長帯域以外の光が吸収し電力に変換される。
【０１００】
また、光電変換素子１５２を透過する光は、光電変換素子１５２内の有色層１５２ｃの材料であるｐ型半導体とｎ型半導体を調整することにより、ＲＧＢの色を射出する構成としているために、光電変換素子１５２は、カラーフィルタとしても機能している。
【０１０１】
以上のように、一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、光電変換素子と発光素子間の距離が短くなり、発光素子からの放射光は、ほとんど光電変換素子に入射される。したがって、発光素子からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の発光装置を提供することができる。
【０１０２】
また、このように一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、発光素子と光電変換素子を同時に封止することができ、信頼性の向上も実現できる。
【０１０３】
また、従来までカラーフィルタ（有色層）に入射した光は、有色層を透過する特定の波長帯域以外の光が吸収され、光損失となっていた。しかしながら、開示する本発明では、有色層が光電変換素子の一部分であるため、有色層を透過しない波長帯域の光は電力に変換される。このように開示する本発明では、発光装置において、必ず生じてしまう無駄な光エネルギーを回収する光エネルギー再利用型の発光装置を実現できる。
【０１０４】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１０５】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、先の実施の形態１と異なった光電変換素子と遮光膜が形成された第２の基板１５１の作製方法について、図４（Ａ）乃至図４（Ｅ）を用いて説明を行う。
【０１０６】
本実施の形態においては、光電変換素子と、さらに遮光膜にも光電変換機能を有した構造を例示する。このように、光電変換機素子と遮光膜を組み合わせることにより、発光素子１２０からの放射光をさらに有効利用することができる。
【０１０７】
まず、第２の基板１５１の上に第３の電極１５２ａの形成を行う（図４（Ａ）参照）。第３の電極１５２ａとしては、可視光を透過する導電膜を用いる。可視光を透過する導電膜としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、１ｎｍ〜３０ｎｍ程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【０１０８】
次に、第３の電極１５２ａ上に、第５の電極１５３ａを形成する（図４（Ａ）参照）。第５の電極１５３ａとしては、スパッタリング法にて形成した金属膜、例えばＴｉなどを用いて形成することができる。
【０１０９】
次に、第５の電極１５３ａ上にｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、ｎ型半導体層１５３ｄを順に積層するように形成する（図４（Ｂ）参照）。
【０１１０】
ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄとしては、スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により、非晶質半導体膜、多結晶半導体膜、微結晶半導体膜などを用いて形成することができる。これらの作製方法を用いる場合、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、その界面にゴミなどが付着するのを防ぐために、大気に曝さずに連続して形成することが望ましい。
【０１１１】
ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄに用いられる半導体の材料として、シリコン、炭化シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウムなどを用いることができる。
【０１１２】
例えば、非晶質シリコンを用いた場合、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、シラン、ジシランなどのシリコンを含む成膜ガスを、グロー放電分解することにより形成することができる。
【０１１３】
また、ｐ型半導体層１５３ｂは、例えばｐ型を付与する不純物元素としてボロンを用いる場合、ボロン、ジボラン、三フッ化ホウ素などを、成膜ガスに加えることで形成することができる。ｎ型半導体層１５３ｄは、例えばｎ型を付与する不純物元素として例えばリンを用いる場合、ホスフィンなどを、成膜ガスに加えることで形成することができる。
【０１１４】
なお、ｉ型半導体層１５３ｃに用いられる半導体は、含まれるｐ型、またはｎ型を付与する不純物が１×１０２０ｃｍ−３以下の濃度であり、暗伝導度に対して光伝導度が１００倍以上である半導体を指す。ｉ型半導体層１５３ｃには、周期表第１３族、または第１５族の不純物元素を有するものも、その範疇に含む。すなわち、ｉ型半導体層１５３ｃは、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないときに弱いｎ型の電気伝導性を示すため、ｐ型を付与する不純物元素が、成膜時、または成膜後に、意図的、または非意図的に添加されたものをその範疇に含む。
【０１１５】
また、炭化シリコンを有する非晶質シリコンを用いた場合、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、炭素を含む気体とシリコンを含む気体とを成膜ガスとして用い、該成膜ガスをグロー放電分解することにより形成することができる。炭素を含む気体としては、メタン、エタンなどが挙げられる。シリコンを含む気体としては、シラン、ジシランが挙げられる。シリコンを含む気体を、水素、水素及びヘリウムで希釈して用いても良い。
【０１１６】
また、シリコンを有する微結晶半導体を用いた場合、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、シリコンを含む気体を水素で希釈したガスを用い、周波数が数十ＭＨｚ乃至数百ＭＨｚの高周波プラズマＣＶＤ装置、または周波数が１ＧＨｚ以上のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用いることで形成できる。シリコンを含む気体は、シラン、ジシランなどの水素化シリコン、フッ化シリコンまたは塩化シリコンを用いればよい。また、水素に加え、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガスで希釈してもよい。
【０１１７】
また、多結晶半導体を用いた場合、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、非晶質半導体または微結晶半導体を、レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する触媒元素を用いた熱結晶化法等を単独で、或いは複数組み合わせて実施することで、形成することができる。また、多結晶半導体を、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などを用いて、直接形成しても良い。
【０１１８】
なお、本実施の形態では、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄを順に積層することでｐｉｎ接合を形成する場合を例示しているが、この構成に限定されない。ｎ型半導体層１５３ｄ、ｉ型半導体層１５３ｃ、ｐ型半導体層１５３ｂの順に積層しても良い。
【０１１９】
なお、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、及びｎ型半導体層１５３ｄは、フォトリソグラフィ工程によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去することで形成することができる。エッチングは、ドライエッチング、またはウェットエッチング等により行うことができる。
【０１２０】
ドライエッチングで行う場合、エッチングガスには、塩素、塩化硼素、塩化シリコンまたは四塩化炭素などの塩素系ガス、四フッ化炭素、フッ化硫黄またはフッ化窒素などのフッ素系ガス、酸素などを適宜用いることができる。また、ドライエッチングは、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）エッチング法、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）エッチング法、平行平板型（容量結合型）エッチング法、マグネトロンプラズマエッチング法、２周波プラズマエッチング法またはヘリコン波プラズマエッチング法等を用いれば良い。
【０１２１】
また、ウェットエッチングを用いる場合、エッチング液には、水酸化テトラメチルアンモニウム（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ、略称：ＴＭＡＨ）溶液を用いることができる。
【０１２２】
次に、ｎ型半導体層１５３ｄ上に導電膜を形成し、フォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程を行い、第６の電極１５３ｅを形成する（図４（Ｂ）参照）。
【０１２３】
第６の電極１５３ｅとしては、可視光を透過する導電膜を用いる。可視光を透過する導電膜としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、１ｎｍ〜３０ｎｍ程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【０１２４】
以上の工程により遮光膜１５３が形成される。なお、本実施の形態においては、第５の電極１５３ａ、ｐ型半導体層１５３ｂ、ｉ型半導体層１５３ｃ、ｎ型半導体層１５３ｄ、及び第６の電極１５３ｅの構成で遮光膜１５３とする。
【０１２５】
次に、第３の電極１５２ａ、及び遮光膜１５３上に絶縁層１５５を形成する（図４（Ｃ）参照）。絶縁層１５５は、例えば、黒色の顔料を含んだ有機樹脂などをスピンコーターにより形成することができる。
【０１２６】
次に、絶縁層１５５の全面エッチング（所謂エッチバック）を行い、遮光膜１５３の側壁以外の絶縁層１５５を除去し、サイドウォール層１５６を形成する（図４（Ｄ）参照）。このような構成とすることで、発光素子からの斜め方向の光を当該サイドウォール層１５６にて吸収することができる。また、後に形成される光電変換素子１５２と遮光膜１５３との横方向での接触を防止することもできる。
【０１２７】
次に、第３の電極１５２ａ、遮光膜１５３、及びサイドウォール層１５６の上にバッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、及び第２のバッファ層１５２ｄを形成する（図４（Ｅ）参照）。バッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、及び第２のバッファ層１５２ｄは、先の実施の形態で示した、材料、及び方法を参酌することで形成できる。
【０１２８】
次に、バッファ層１５２ｄ、及びサイドウォール層１５６、及び第６の電極１５３ｅ上に第４の電極１５２ｅを形成する（図４（Ｅ）参照）。なお、第３の電極１５２ａ、バッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、第２のバッファ層１５２ｄ、及び第４の電極１５２ｅにより、光電変換素子１５２を構成している。また、第４の電極１５２ｅと第６の電極１５３ｅは直接接しているため、電気的に導通している。このような構成とすることで、光電変換素子１５２と遮光膜１５３の電極を共通して用いることができる。
【０１２９】
以上の工程により、光電変換素子１５２と、遮光膜１５３を第２の基板１５１の上に形成することができる。また、本実施の形態では、遮光膜１５３も光電変換機能を有しているため、発光素子１２０からの放射光を有効利用することができる。
【０１３０】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１３１】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、先の実施の形態１に示した発光装置と異なる構成について、図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）を用いて説明を行う。
【０１３２】
実施の形態１においては、トランジスタ、及び発光素子が形成された基板とは、逆側の面から発光を取り出すトップエミッション構造（上面射出構造）について例示したが、本実施の形態においては、ボトムエミッション構造（下面射出構造）、及びデュアルエミッション構造（両面射出構造）について例示する。本発明は、このようにどのような射出構造の発光装置にも適用することができる。
【０１３３】
ボトムエミッション構造の発光装置について、図５（Ａ）を用いて説明する。
【０１３４】
図５（Ａ）は、駆動用トランジスタ３３０、接続端子３４０、光電変換素子３５２、及び発光素子３２０が形成された第１の基板３００と、第２の基板３５０により構成されている。
【０１３５】
なお、第１の基板３００と第２の基板３５０との間には、空間３２２を有し、発光素子３２０、及び光電変換素子３５２が挟持されている。
【０１３６】
このように、発光素子３２０、及び光電変換素子３５２が第１の基板３００と第２の基板３５０との間に挟持されることにより、発光素子３２０と、光電変換素子３５２を同時に封止することができる。
【０１３７】
第１の基板３００としては、実施の形態１に示した第１の基板１０１と同様の材料により形成することができる。
【０１３８】
駆動用トランジスタ３３０としては、実施の形態１に示したトランジスタ１３０と同様に形成することができる。
【０１３９】
光電変換素子３５２としては、接続端子３４０に電気的に接続された第３の電極３５２ａ、第１のバッファ層３５２ｂ、有色層３５２ｃ、第２のバッファ層３５２ｄ、第４の電極３５２ｅにより形成されている。なお、光電変換素子３５２としては、実施の形態１に示した光電変換素子１５２と同様の材料、及び手法により形成することができる。なお、実施の形態１に示した光電変換素子１５２同様に光電変換素子３５２はカラーフィルタとしても機能する。
【０１４０】
接続端子３４０としては、光電変換素子３５２が有する第３の電極３５２ａが配線と電気的に接続されている。なお、光電変換素子３５２が有する第４の電極３５２ｅは、別の接続端子（図示しない）と電気的に接続されている。接続端子３４０により、光電変換素子３５２により変換された電力は外部に取り出すことができる。
【０１４１】
また、発光素子３２０としては、駆動用トランジスタ３３０上に形成された絶縁層３１０、及び、隔壁３１２上に形成されており、駆動用トランジスタ３３０と電気的に接続された第１の電極３１４上に、ＥＬ層３１６、第２の電極３１８が順に積層されている。
【０１４２】
また、絶縁層３１０としては、光電変換素子３５２と発光素子３２０を分離し、駆動用トランジスタ３３０の凹凸を平坦化できる材料が好ましい。また、発光素子３２０からの光を透過できる材料が好ましい。本実施の形態においては、有機樹脂膜として透光性の高いアクリル樹脂を用いる。また、隔壁３１２としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成することができる。
【０１４３】
第１の電極３１４としては、可視光を透過する導電膜を用いる。可視光を透過する導電膜としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、１ｎｍ〜３０ｎｍ程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【０１４４】
ＥＬ層３１６としては、実施の形態１に示したＥＬ層１１８と同様な材料、及び手法により形成することができる。
【０１４５】
第２の電極３１８としては、ＥＬ層３１６が発する光を効率よく反射する材料が好ましい。なぜなら光の取り出し効率を向上できるためである。なお、第２の電極３１８を積層構造としてもよい。例えば、第２の電極３１８としては、発光物質を含むＥＬ層３１６に接する側に金属酸化物による導電膜、またはチタン等を薄く形成し、その上に反射率の高い金属膜（アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など）を形成した積層構造を用いることができる。このような構成とすることで、ＥＬ層３１６と反射率の高い金属膜との間に形成される絶縁膜の生成を抑制することができるので好適である。
【０１４６】
第２の基板３５０としては、発光素子３２０、及び光電変換素子３５２を封止できる材料であればよい。また、図５（Ａ）に示す発光装置は、ボトムエミッション構造のため、透光性を有していない基板でも良い。例えば、第２の基板３５０として使用できる基板としては、ガラス基板、金属基板など適宜用いることができる。
【０１４７】
また、空間３２２としては、実施の形態１に示した空間１６０と同様の材料、及び手法により形成することができる。また、空間３２２に発光素子３２０、及び光電変換素子３５２に浸入する水分等を取り除くことができる乾燥剤などを封入してもよい。
【０１４８】
なお、図５（Ａ）に示す発光装置においては、第１の電極３１４、ＥＬ層３１６、及び第２の電極３１８により発光素子３２０を形成している。図５（Ａ）に示した素子構造の場合、発光素子３２０からの発光は、矢印で示すように第１の基板３００側に射出し、光電変換素子３５２を通過して外部へ射出する。
【０１４９】
次に、デュアルエミッション構造の発光装置について、図５（Ｂ）を用いて説明する。
【０１５０】
図５（Ｂ）は、駆動用トランジスタ４３０、接続端子４４０、光電変換素子４５２、及び発光素子４２０が形成された第１の基板４００と、第２の基板４５０により構成されている。
【０１５１】
なお、第１の基板４００と第２の基板４５０との間には、空間４２２を有し、発光素子４２０、及び光電変換素子４５２が挟持されている。
【０１５２】
このように、発光素子４２０、及び光電変換素子４５２が第１の基板４００と第２の基板４５０との間に挟持されることにより、発光素子４２０と、光電変換素子４５２を同時に封止することができる。
【０１５３】
駆動用トランジスタ４３０としては、実施の形態１に示したトランジスタ１３０と同様に形成することができる。
【０１５４】
光電変換素子４５２としては、接続端子４４０に電気的に接続された第３の電極４５２ａ、第１のバッファ層４５２ｂ、有色層４５２ｃ、第２のバッファ層４５２ｄ、第４の電極４５２ｅにより形成されている。なお、光電変換素子４５２としては、実施の形態１に示した光電変換素子１５２と同様の材料、及び手法により形成することができる。なお、実施の形態１に示した光電変換素子１５２同様に光電変換素子４５２はカラーフィルタとしても機能する。
【０１５５】
接続端子４４０としては、光電変換素子４５２が有する第３の電極４５２ａが配線と電気的に接続されている。なお、光電変換素子４５２が有する第４の電極４５２ｅは、別の接続端子（図示しない）と電気的に接続されている。接続端子４４０により、光電変換素子４５２により変換された電力は外部に取り出すことができる。
【０１５６】
また、発光素子４２０としては、駆動用トランジスタ４３０上に形成された絶縁層４１０、及び、隔壁４１２上に形成されており、駆動用トランジスタ４３０と電気的に接続された第１の電極４１４上に、ＥＬ層４１６、第２の電極４１８が順に積層されている。
【０１５７】
絶縁層４１０としては、光電変換素子４５２と発光素子４２０を分離し、駆動用トランジスタ４３０の凹凸を平坦化できる材料が好ましい。また、発光素子４２０からの光を透過できる材料が好ましい。本実施の形態においては、有機樹脂膜として透光性の高いアクリル樹脂を用いる。また、隔壁４１２としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成することができる。
【０１５８】
第１の電極４１４としては、可視光を透過する導電膜を用いる。可視光を透過する導電膜としては、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、１ｎｍ〜３０ｎｍ程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【０１５９】
ＥＬ層４１６としては、実施の形態１に示したＥＬ層１１８と同様な材料、及び手法により形成することができる。
【０１６０】
第２の電極４１８としては、可視光を透過する導電膜を用いる。ただし、第１の電極４１４、または第２の電極４１８のどちらか一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。そのため、第１の電極４１４と第２の電極４１８は、仕事関数が異なる材料を使用することが好ましい。陽極として機能する電極には、仕事関数の大きな物質が好ましく、陰極として機能する電極には仕事関数の小さな物質が好ましい。
【０１６１】
また、第１の基板４００、及び第２の基板４５０としては、発光素子４２０、及び光電変換素子４５２を封止できる材料であればよい。ただし、図５（Ｂ）に示す発光装置は、デュアルエミッション構造のため、第１の基板４００、及び第２の基板４５０ともに透光性の材料を用いる。例えば、第１の基板４００、及び第２の基板４５０として使用できる基板としては、ガラス基板など適宜用いることができる。
【０１６２】
また、空間４２２としては、実施の形態１に示した空間１６０と同様の材料、及び手法により形成することができる。また、空間４２２に発光素子４２０、及び光電変換素子４５２に浸入する水分等を取り除くことができる乾燥剤などを封入してもよい。ただし、乾燥剤などを封入した場合、発光素子４２０からの光を遮光する可能性があるため、設けなくてもよい。
【０１６３】
本実施の形態においては、第１の電極４１４、ＥＬ層４１６、及び第２の電極４１８により発光素子４２０を形成している。図５（Ｂ）に示した素子構造の場合、発光素子４２０からの発光は、矢印で示すように第１の基板４００側、及び第２の基板４５０側両方に射出する。
【０１６４】
ただし、発光素子４２０の光は、第１の基板４００側に射出された場合、光電変換素子４５２を通過するため、光電変換素子４５２による光の吸収が行われるが、第２の基板４５０側に射出された光は、光電変換素子４５２を通過しない。従って、このようなデュアルエミッション構造の発光素子を用いる場合、どちらの表示面もカラー表示とするために、第２の基板４５０に実施の形態１に示した第２の基板１５１と同様な構成の基板を設けることが好ましい。
【０１６５】
以上のように、一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、光電変換素子と発光素子間の距離が短くなり、発光素子からの放射光は、ほとんど光電変換素子に入射される。したがって、発光素子からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の発光装置を提供することができる。
【０１６６】
また、このように一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、発光素子と光電変換素子を同時に封止することができ、信頼性の向上も実現できる。
【０１６７】
また、従来までカラーフィルタ（有色層）に入射した光は、有色層を透過する特定の波長帯域以外の光が吸収され、光損失となっていた。しかしながら、開示する本発明では、有色層が光電変換素子の一部分であるため、有色層を透過しない波長領域の光は電力に変換される。このように開示する本発明では、発光装置において、必ず生じてしまう無駄な光エネルギーを回収する光エネルギー再利用型の発光装置を実現できる。
【０１６８】
本実施の形態は他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１６９】
（実施の形態４）
本実施の形態においては、本発明の一態様である発光装置について、図６を用いて説明を行う。
【０１７０】
図６は、発光装置１０００、及び周辺回路等のブロック図を示しており、光電変換素子１０１０、発光素子１０２０、電力制御回路１０３０、蓄電池１０４０、発光制御回路１０５０により構成されている。なお、電力制御回路１０３０は、コンバータ１００２、コンバータ１００３、及びＳＷ１乃至ＳＷ３を有する構造について例示している。また、発光制御回路１０５０は、コンバータ１００３と、ＳＷ３、及び蓄電池１０４０を有する構造について例示している。なお、発光素子１０２０は、発光素子、及び発光素子を駆動させるトランジスタを含む構成である。
【０１７１】
まず、発光素子１０２０からの放射光、及び、外部からの光が光電変換素子１０１０により吸収され、電力に変換され発電される場合の動作について説明する。
【０１７２】
光電変換機能を有する光電変換素子１０１０で発電した電力は、蓄電池１０４０を充電するための電圧となるようにコンバータ１００２で昇圧または降圧がなされる。そして、発光素子１０２０の動作に光電変換素子１０１０からの電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバータ１００３で発光素子１０２０の動作に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、発光素子１０２０で表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにして蓄電池１０４０の充電を行う構成とすればよい。
【０１７３】
また、光電変換素子１０１０からの電力のみで発光素子１０２０に必要な電力が得られない場合には、ＳＷ１、及びＳＷ３をオンにして光電変換素子１０１０からの電力と、蓄電池１０４０からの電力を合わせて用いることもできる。
【０１７４】
次に、光電変換素子１０１０が発電されない場合、すなわち発光素子１０２０が未発光時、及び外部からの光が光電変換素子１０１０により吸収されない時の動作について説明する。
【０１７５】
光電変換素子１０１０からの電力が与えられないため、予め蓄電池１０４０に蓄えられていた電力を使用するために、発光制御回路１０５０が機能する。すなわち、蓄電池１０４０に蓄電された電力は、スイッチＳＷ３をオンにすることでコンバータ１００３により昇圧または降圧がなされる。そして、発光素子１０２０の動作に蓄電池１０４０からの電力が用いられることとなる。
【０１７６】
なお、蓄電池１０４０としては、特に限定は無いが、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点があるため好適である。
【０１７７】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１７８】
（実施の形態５）
本実施の形態においては、実施の形態１で示した第１の電極１１４、ＥＬ層１１８、及び第２の電極１１９からなる発光素子１２０の詳細について、図７（Ａ）、及び図７（Ｂ）を用いて説明を行う。
【０１７９】
〈発光素子の構成〉
図７（Ａ）に示す発光素子１２０は、一対の電極（第１の電極１１４、第２の電極１１９）間に発光領域を含むＥＬ層１１８が挟まれた構造を有する。なお、以下の本実施の形態の説明においては、例として、第１の電極１１４を陽極として用い、第２の電極１１９を陰極として用いるものとする。
【０１８０】
また、ＥＬ層１１８は、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外の機能層を含む積層構造であっても良い。発光層以外の機能層としては、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等を含む層を用いることができる。具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等の機能層を適宜組み合わせて用いることができる。
【０１８１】
図７（Ａ）に示す発光素子１２０は、第１の電極１１４と第２の電極１１９との間に生じた電位差により電流が流れ、ＥＬ層１１８において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまりＥＬ層１１８に発光領域が形成されるような構成となっている。
【０１８２】
本発明において、発光素子からの発光は、第１の電極１１４、または第２の電極１１９側から外部に取り出される。従って、第１の電極１１４、または第２の電極１１９のいずれか一方は透光性を有する物質で成る。
【０１８３】
なお、ＥＬ層１１８は、図７（Ｂ）のように第１の電極１１４と第２の電極１１９との間に複数積層されていても良い。ｎ（ｎは２以上の自然数）層の積層構造を有する場合には、ｍ（ｍは自然数、ｍは１以上ｎ−１以下）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）番目のＥＬ層との間には、それぞれ電荷発生層１１８ａを設けることが好ましい。
【０１８４】
電荷発生層１１８ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料、金属酸化物、有機化合物とアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物との複合材料の他、これらを適宜組み合わせて形成することができる。有機化合物と金属酸化物の複合材料としては、例えば、有機化合物と酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステン等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、電荷発生層１１８ａに用いるこれらの材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、発光素子１２０の低電流駆動、および低電圧駆動を実現することができる。
【０１８５】
なお、電荷発生層１１８ａは、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【０１８６】
このような構成を有する発光素子１２０は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方の発光層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。
【０１８７】
なお、電荷発生層１１８ａとは、第１の電極１１４と第２の電極１１９に電圧を印加したときに、電荷発生層１１８ａに接して形成される一方のＥＬ層１１８に対して正孔を注入する機能を有し、他方のＥＬ層１１８に電子を注入する機能を有する。
【０１８８】
図７（Ｂ）に示す発光素子１２０は、ＥＬ層に用いる発光物質の種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもできる。
【０１８９】
図７（Ｂ）に示す発光素子１２０を用いて、白色発光を得る場合、複数のＥＬ層の組み合わせとしては、赤、青及び緑色の光を含んで白色に発光する構成であればよく、例えば、青色の蛍光材料を発光物質として含む第１のＥＬ層と、緑色と赤色の燐光材料を発光物質として含む第２のＥＬ層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示す第１のＥＬ層と、緑色の発光を示す第２のＥＬ層と、青色の発光を示す第３のＥＬ層とを有する構成とすることもできる。または、補色の関係にある光を発するＥＬ層を有する構成であっても白色発光が得られる。ＥＬ層が２層積層された積層型素子において、第１のＥＬ層から得られる発光の発光色と第２のＥＬ層から得られる発光の発光色を補色の関係にする場合、補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。
【０１９０】
なお、上述した積層型素子の構成において、積層されるＥＬ層の間に電荷発生層を配置することにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現することができる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。
【０１９１】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１９２】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置について、図８を用いて説明する。図８（Ａ）は、第１の基板上に形成された発光素子駆動用トランジスタ及び発光素子と、第２の基板上に形成された遮光膜、及び光電変換素子と、をシール材によって封止したパネルの平面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＢ１−Ｂ２における断面図に相当する。また、図８（Ｃ）は、図８（Ａ）のＣ１−Ｃ２における断面図に相当する。
【０１９３】
図８（Ａ）は、第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂを囲むようにして、シール材４５０５が設けられている。また画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂの上に第２の基板４５０６が設けられている。
【０１９４】
なお、第２の基板４５０６上には、光電変換素子４５２１、及び遮光膜４５２２が設けられている。光電変換素子４５２１、及び遮光膜４５２２については、実施の形態１で示した光電変換素子１５２、及び遮光膜１５３と同様な手法により形成することができる。
【０１９５】
このような構造とすることで、画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂは、第１の基板４５０１とシール材４５０５と第２の基板４５０６とによって、充填材４５０７と共に密封されている。このように外気に曝されないように脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材でパッケージング（封入）することにより、気密性が高くなり好ましい。
【０１９６】
また、第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂは、薄膜トランジスタを複数有しており、図８（Ｂ）では、画素部４５０２に含まれるトランジスタ４５１０と、信号線駆動回路４５０３ａに含まれるトランジスタ４５０９とを例示している。
【０１９７】
トランジスタ４５０９、及びトランジスタ４５１０は、実施の形態１で示したトランジスタ１３０と同様な手法により形成することができる。
【０１９８】
また、発光素子４５１１が有する第１の電極４５１４は、トランジスタ４５１０のソース電極またはドレイン電極と電気的に接続されている。なお、発光素子４５１１の構成は、第１の電極４５１４、ＥＬ層４５１２、第２の電極４５１３の積層構造である。発光素子４５１１の構成としては、実施の形態５で示した素子構造を適用することができる。
【０１９９】
隔壁４５２０は、有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサンを用いて形成する。特に感光性の材料を用い、第１の電極４５１４上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【０２００】
ＥＬ層４５１２は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。
【０２０１】
発光素子４５１１に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しないように、第２の電極４５１３及び隔壁４５２０上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等を形成することができる。
【０２０２】
また、信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂ、または画素部４５０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４５１８から供給されている。
【０２０３】
接続端子電極４５１７は、発光素子４５１１が有する第１の電極４５１４と同じ導電膜から形成され、端子電極４５１６は、トランジスタ４５０９、及びトランジスタ４５１０が有するソース電極及びドレイン電極と同じ導電膜から形成されている。
【０２０４】
また、接続端子電極４５１７は、ＦＰＣ４５１８が有する端子と、異方性導電膜４５１９を介して電気的に接続されている。
【０２０５】
発光素子４５１１からの光は、第２の基板４５０６側から射出される。そのため、第２の基板４５０６は、透光性を持たせる必要があり、例えば、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムのような材料を用いる。
【０２０６】
また、充填材４５０７としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。例えば充填材として窒素を用いればよい。
【０２０７】
また、必要であれば、第２の基板４５０６に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）などの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【０２０８】
信号線駆動回路４５０３ａ、信号線駆動回路４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、走査線駆動回路４５０４ｂは、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜によって形成された駆動回路で実装されていてもよい。また、信号線駆動回路のみ、或いは一部、又は走査線駆動回路のみ、或いは一部のみを別途形成して実装しても良く、図８の構成に限定されない。
【０２０９】
次に、図８（Ｃ）について、説明を行う。図８（Ｃ）は光電変換素子４５２１と、接続端子部４５２３において、ＦＰＣ４５１８が有する端子と、導電層４５３０ａ、及び導電層４５３０ｂを介して電気的に接続されている。
【０２１０】
導電層４５３０ａ、及び導電層４５３０ｂは、導電性を有していればよく、例えば、銀ペースト、銅ペースト、カーボンペースト等の導電性接着剤、または、導電性ビーズを含有した樹脂、または半田接合等の方法を用いて接続端子部４５２３と接続されれば良い。
【０２１１】
なお、光電変換素子４５２１が有する第３の電極４５２１ａは、接続端子部４５２３ａと電気的に接続されており、発光素子４５１１が有する第１の電極４５１４と同じ導電膜から形成されている電極４５１７ａと、トランジスタ４５１０が有するソース電極及びドレイン電極と同じ導電膜から形成された電極４５１６ａに接続され、さらにトランジスタ４５１０が有するゲート電極と同じ導電膜から形成された電極４５１５ａと電気的に接続されている。
【０２１２】
また、光電変換素子４５２１が有する第４の電極４５２１ｂは、接続端子部４５２３ｂと電気的に接続されており、発光素子４５１１が有する第１の電極４５１４と同じ導電膜から形成されている電極４５１７ｂと、トランジスタ４５１０が有するソース電極及びドレイン電極と同じ導電膜から形成された電極４５１６ｂに接続され、さらにトランジスタ４５１０が有するゲート電極と同じ導電膜から形成された電極４５１５ｂと電気的に接続されている。
【０２１３】
本実施の形態においては、光電変換素子４５２１からの電力は、ＦＰＣ４５１８から取り出す構造を例示しているが、これに限定されない。第３の電極４５２１ａと、第４の電極４５２１ｂにそれぞれ電極を繋げ、電力を取り出す構造とすれば良く、別途外部に蓄電部等を実装しても良く、図８の構成に限定されない。
【０２１４】
以上のように、一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、光電変換素子と発光素子間の距離が短くなり、発光素子からの放射光は、ほとんど光電変換素子に入射される。したがって、発光素子からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の発光装置を提供することができる。
【０２１５】
また、このように一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、発光素子と光電変換素子を同時に封止することができ、信頼性の向上も実現できる。
【０２１６】
また、従来までカラーフィルタ（有色層）に入射した光は、有色層を透過する特定の波長帯域以外の光が吸収され、光損失となっていた。しかしながら、開示する本発明では、有色層が光電変換素子の一部分であるため、有色層を透過しない波長領域の光は電力に変換される。このように開示する本発明では、発光装置において、必ず生じてしまう無駄な光エネルギーを回収する光エネルギー再利用型の発光装置を実現できる。
【０２１７】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２１８】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置を用いた照明装置の構成について、図９を用いて説明する。図９（Ａ）は、第１の基板上に形成されたＥＬ層を含む発光素子と、第２の基板に形成された光電変換素子と、を充填材によって封止された発光装置の断面図であり、図９（Ｂ）は発光装置の斜視図を示す。なお、図９（Ａ）は、図９（Ｂ）のＤ１−Ｄ２線における断面図に相当する。
【０２１９】
本実施の形態においては、第１の基板上にトランジスタが形成されない構成である。すなわち、第１の基板上には、第１の電極、ＥＬ層、及び第２の電極を含む発光素子で構成されている。
【０２２０】
図９（Ａ）に示した発光装置について、以下詳細に説明する。
【０２２１】
図９に示す発光装置は、外部電源（図示していない）から電力を与えることで、発光素子が発光し、照明装置として使用することができる。
【０２２２】
図９（Ａ）に示すように、第１の基板１０１上には、第１の電極１１４、ＥＬ層１１８、及び第２の電極１１９からなる発光素子１２０が形成されており、第２の基板１５１上には、第３の電極１５２ａ、第１のバッファ層１５２ｂ、有色層１５２ｃ、第２のバッファ層１５２ｄ、及び第４の電極１５２ｅからなる光電変換素子１５２が形成されている。また、第１の基板１０１と、第２の基板１５１は、充填材２８０により、密封されている。
【０２２３】
図９（Ａ）に示す発光装置は、図９（Ａ）に矢印で示す方向に発光する構造であり、ＥＬ層１１８の光は、光電変換素子１５２により、吸収、及び透過する。
【０２２４】
光電変換素子１５２は、先の実施の形態に示した材料、及び形成方法により作製することができる。また、発光素子１２０からの光は、光電変換素子１５２により特定波長帯域の光を透過し、特定波長帯域域以外の光を吸収することで、所望の発光色が第２の基板１５１側に射出される。また、光電変換素子１５２により吸収された光は、電力に変換される。すなわち、光電変換素子１５２は、光電変換機能と、カラーフィルタ機能を同時に備えた構成となる。
【０２２５】
充填材２８０としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。例えば充填材として窒素を用いればよい。
【０２２６】
このように、発光素子１２０と光電変換素子１５２が近接して設けられることにより、発光素子１２０と光電変換素子１５２の間に光が反射、または吸収する材料がほとんどない。よって、発光素子１２０からの光を効率良く光電変換素子１５２で吸収することができる。
【０２２７】
なお、図９（Ｂ）に示す筐体２９０は、図９（Ａ）に示す発光装置を収納することができ、照明装置として、用いることができる。
【０２２８】
以上のように、一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、光電変換素子と発光素子間の距離が短くなり、発光素子からの放射光は、ほとんど光電変換素子に入射される。したがって、発光素子からの放射光を効率よく電力に変換し、消費電力が小さい光エネルギー再利用型の照明装置を提供することができる。
【０２２９】
また、このように一対の基板間に光電変換素子と発光素子が挟持されることにより、発光素子と光電変換素子を同時に封止することができ、信頼性の向上も実現できる。
【０２３０】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２３１】
（実施の形態８）
本実施の形態では、表示装置として、液晶パネル、及び電子ペーパーについて図１２（Ａ）、及び図１２（Ｂ）を用いてそれぞれ説明する。
【０２３２】
なお、本明細書等においては、図１２（Ａ）に示した液晶パネル、及び図１２（Ｂ）に示した電子ペーパーは、表示素子（液晶素子、ツイストボール素子、電気泳動素子など含む）を利用した表示装置とする。
【０２３３】
まず、図１２（Ａ）に示した液晶パネルについて説明を行う。図１２（Ａ）は、トランジスタ５０２と、トランジスタ５０２を覆う第１の絶縁層５０４、及び第２の絶縁層５０６と、トランジスタ５０２と電気的に接続された第１の電極５０８と、を有した第１の基板５００と、遮光膜５５２と、光電変換素子５５４と、光電変換素子５５４の上に設けられた第３の絶縁層５６０と、第３の絶縁層５６０の上に設けられた対向電極５６２と、を有した第２の基板５５０と、により液晶層５５６が挟持されている。
【０２３４】
トランジスタ５０２、第１の絶縁層５０４、第２の絶縁層５０６及び第１の電極５０８は、それぞれ、先の実施の形態１に記載したトランジスタ１３０、第１の絶縁層１１０、第２の絶縁層１１２、及び第１の電極１１４と同様の材料、及び手法により形成することができる。
【０２３５】
このように、光電変換素子５５４が第１の基板５００と第２の基板５５０との間に挟持されることにより、光電変換素子５５４を封止することができる。
【０２３６】
また、光電変換素子５５４は、第３の電極５５４ａ、第１バッファ層５５４ｂ、有色層５５４ｃ、第２のバッファ層５５４ｄ、第４の電極５５４ｅにより構成されている。光電変換素子５５４は、先の実施の形態１に記載した光電変換素子１５２と同様の材料、及び手法により形成することができる。
【０２３７】
第３の絶縁層５６０は、光電変換素子５５４と対向電極５６２とを絶縁することができればよく、例えばスパッタリング法を用いて酸化シリコン膜、及び酸化窒化シリコン膜などを形成することができる。第３の絶縁層５６０は、光電変換素子５５４に対して、外部からの水分などの浸入を防止することができる。また、第３の絶縁層５６０に開口部を設け、光電変換素子５５４の第４の電極５５４ｅの電極を外部に取り出す構造としてもよい。
【０２３８】
第１の電極５０８は、反射電極として機能する。第１の電極５０８としては、実施の形態１に示した第１の電極１１４と同様の材料、及び手法により形成することができる。
【０２３９】
なお、第１の電極５０８は、外部からの光を反射し利用することで、表示を行う。そのため、第１の電極５０８自身が発光しないが、本明細書等においては、外部からの反射光を利用する反射膜、および反射板なども光源として扱うこととする。
【０２４０】
また、第１の電極５０８、及び対向電極５６２は、それぞれ配向膜５１０、及び配向膜５６４が設けられており、配向膜５１０、及び配向膜５６４を介して液晶層５５６が挟持されている。また、対向電極５６２の上には、スペーサ５５８が設けられており、第１の基板５００と第２の基板５５０はシール材（図示しない）により、封止されている。
【０２４１】
対向電極５６２は、ＩＴＯなどの透光性の導電性材料を用いることができる。第１の電極５０８と対向電極５６２に電圧を印加することにより、液晶層５５６の電界を制御することができる。
【０２４２】
スペーサ５５８は、絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、第１の電極５０８と対向電極５６２との間の距離（セルギャップ）を制御するために設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。
【０２４３】
また、第１の基板５００、及び第２の基板５５０としては、透光性基板を用いることができ、ガラス、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム、またはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。
【０２４４】
液晶層５５６は、特に限定されず、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）液晶、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）液晶、高分子分散型液晶、ディスコティック液晶などの材料を適宜用いることができる。
【０２４５】
また、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を用いてもよい。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。よって液晶表示装置の生産性を向上させることが可能となる。特に、酸化物半導体をトランジスタとして用いた場合、静電気の影響によりトランジスタの電気的な特性が著しく変動して設計範囲を逸脱する恐れがある。よって酸化物半導体をトランジスタとして用いた場合、ブルー相の液晶材料を用いることはより効果的である。
【０２４６】
なお、本実施の形態においては、反射型の液晶表示装置について例示しているが、透過型液晶表示装置、及び半透過型液晶表示装置でも適用できる。ただし、透過型液晶表示装置、及び半透過型液晶表示装置では、第１の電極５０８として、使用できる材料が反射性を有する材料ではなく、透光性を有する材料に変更することができる。
【０２４７】
また、偏光部材、位相差部材、反射防止部材などの光学部材（光学基板）などは適宜設けてもよい。例えば、偏光基板及び位相差基板による円偏光を用いてもよい。また、透過型液晶表示装置、及び半透過型液晶表示装置にする場合には、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いてもよい。
【０２４８】
また、透過型液晶表示装置、及び半透過型液晶表示装置の動画特性を改善するため、バックライトとして複数のＬＥＤ（発光ダイオード）光源または複数のＥＬ光源などを用いてもよい。
【０２４９】
次に、図１２（Ｂ）に示した電子ペーパーについて説明を行う。図１２（Ｂ）は、アクティブマトリクス型の電子ペーパーの断面図を示す。
【０２５０】
なお、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示した液晶表示パネルと同様な部分には、同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０２５１】
一般的に電子ペーパーは、液晶素子に比べて反射率が高いため、補助ライトは不要であり、また消費電力が小さく、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。また、表示部に電源が供給されない場合であっても、一度表示した像を保持することが可能である。
【０２５２】
ただし、表示部に電源が供給されない場合であっても、演算処理部（ＣＰＵ）等は、電力を消費しているため、本実施の形態に示した光電変換素子５５４を用いることで、消費電力をさらに小さくすることができる。
【０２５３】
図１２（Ｂ）に示した電子ペーパーは、ツイストボール表示方式を用いた表示装置の例である。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用い、電極層である第１の電極５０８及び電極５９０の間に配置し、第１の電極５０８及び電極５９０に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。
【０２５４】
電子ペーパーは、このように白と黒に塗り分けられた球形粒子により、白黒表示を行うのが用いられているが、本実施の形態においては、カラーフィルタとして、光電変換素子５５４を使用することでカラー表示の電子ペーパーとすることができる。
【０２５５】
また、図１２（Ｂ）に示した電子ペーパーは、第１の電極５０８と電極５９０との間には黒色領域５９０ａ、及び白色領域５９０ｂを有し、周りに液体で満たされているキャビティ５９４を含む球形粒子５８９が設けられており、球形粒子５８９の周囲は樹脂等の充填材５９５で充填されている。本実施の形態においては、第１の電極５０８が画素電極に相当し、第２の基板５５０に設けられる電極５９０が共通電極に相当する。
【０２５６】
また、第１の基板５００と対向して第２の基板５５０が配置されており、第２の基板５５０は、ブラックマトリクスとして機能する遮光膜５５２、光電変換素子５５４、第３の絶縁層５６０、及び対向電極５６２が設けられている。
【０２５７】
なお、白色領域５９０ｂが視認側に位置した際に、白色領域５９０ｂによって反射した光が、カラーフィルタとして設けた光電変換素子５５４を透過することにより、カラー表示を行うことができる。
【０２５８】
また、白色領域５９０ｂは、外部からの光を反射し利用することで、表示を行う。そのため、白色領域５９０ｂ、または白色領域５９０ｂを含む球形粒子５８９自身が発光しないが、本明細書等においては、外部からの反射光を利用する球形粒子なども光源として扱うこととする。
【０２５９】
また、ツイストボールの代わりに、電気泳動素子を用いることも可能である。透明な液体と、正に帯電した白い微粒子と負に帯電した黒い微粒子とを封入した直径１０μｍ〜２００μｍ程度のマイクロカプセルを用いる。第１の電極５０８と電極５９０との間に設けられるマイクロカプセルは、第１の電極５０８と電極５９０によって、電場が与えられると、白い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。白い微粒子が視認側に位置する際に、白い微粒子によって反射した光が、カラーフィルタとして設けた光電変換素子５５４を透過することにより、カラー表示を行うことができる。
【０２６０】
以上のように、従来までカラーフィルタ（有色層）に入射した光は、有色層を透過する特定の波長帯域以外の光が吸収され、光損失となっていた。しかしながら、開示する本発明では、有色層が光電変換素子の一部分であるため、有色層を透過しない波長領域の光は電力に変換される。このように開示する本発明では、表示装置において、必ず生じてしまう無駄な光エネルギーを回収する光エネルギー再利用型の表示装置を実現できる。
【０２６１】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２６２】
（実施の形態９）
本実施の形態では、上記実施の形態に示した表示装置、及び発光装置を含む電子機器について図１０を用いて説明する。
【０２６３】
上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置を有する電子機器の一例として、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図１０に示す。
【０２６４】
図１０（Ａ）はテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置は、表示部９１０３は、上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置を用いることによって作製される。光エネルギー再利用型の発光装置、及び表示装置を搭載したテレビ装置は、表示部９１０３の光を再利用することが可能であるため、消費電力が小さいテレビ装置を提供することができる。
【０２６５】
図１０（Ｂ）はコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータは、表示部９２０３に上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置を用いることによって作製される。光エネルギー再利用型の発光装置、及び表示装置を搭載したコンピュータは、表示部９２０３の光を再利用することが可能であるため、消費電力が小さいコンピュータを提供することができる。また、携帯可能なコンピュータである場合には、消費電力が小さいため長時間使用することができる。
【０２６６】
図１０（Ｃ）は携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話は、表示部９４０３が上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置を用いることによって作製される。光エネルギー再利用型の発光装置、及び表示装置を搭載した携帯電話は、表示部９４０３の光を再利用することが可能であるため、消費電力が小さい携帯電話を提供することができる。また、消費電力が小さい携帯電話とすることによって、長時間使用することができる。
【０２６７】
図１０（Ｄ）はデジタルビデオカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このデジタルビデオカメラは、表示部９５０２は、上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置を用いることによって作製される。光エネルギー再利用型の発光装置、及び表示装置を搭載したデジタルビデオカメラは、表示部９５０２の光を再利用することが可能であるため、消費電力が小さいデジタルビデオカメラを提供することができる。
【０２６８】
以上のように、上記実施の形態に示した発光装置、及び表示装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置、及び表示装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０２６９】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２７０】
（実施の形態１０）
本実施の形態では、実施の形態７に示す発光装置の一形態である照明装置について図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）を用いて説明する。
【０２７１】
図１１（Ａ）は、本発明の一態様の照明装置を電気スタンドとして用いた例である。電気スタンドは、筐体１００１と、照明部１００５とを有している。そして、照明部１００５として、本発明の一態様の照明装置が用いられている。
【０２７２】
図１１（Ｂ）は、本発明の一態様の照明装置を、室内用照明装置として用いた例である。室内用照明装置は、筐体１００４と、照明部１００６とを有している。そして、照明部１００６として、本発明の照明装置が用いられている。
【０２７３】
以上のように、本発明の一態様の照明装置を用いることで、光エネルギーを再利用することが可能であるため、消費電力が少なく、環境に対する負荷を低減した照明装置を提供することができる。
【０２７４】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【０２７５】
１０１ 基板
１０２ ゲート電極
１０４ ゲート絶縁層
１０６ 半導体層
１０８ ドレイン電極
１１０ 絶縁層
１１２ 絶縁層
１１４ 電極
１１６ 隔壁
１１８ ＥＬ層
１１８ａ 電荷発生層
１１９ 電極
１２０ 発光素子
１３０ トランジスタ
１５１ 基板
１５２ 光電変換素子
１５２ａ 電極
１５２ｂ バッファ層
１５２ｃ 有色層
１５２ｄ バッファ層
１５２ｅ 電極
１５３ 遮光膜
１５３ａ 電極
１５３ｂ ｐ型半導体層
１５３ｃ ｉ型半導体層
１５３ｄ ｎ型半導体層
１５３ｅ 電極
１５５ 絶縁層
１５６ サイドウォール層
１６０ 空間
２８０ 充填材
２９０ 筐体
３００ 基板
３１０ 絶縁層
３１２ 隔壁
３１４ 電極
３１６ ＥＬ層
３１８ 電極
３２０ 発光素子
３２２ 空間
３３０ 駆動用トランジスタ
３４０ 接続端子
３５０ 基板
３５２ 光電変換素子
３５２ａ 電極
３５２ｂ バッファ層
３５２ｃ 有色層
３５２ｄ バッファ層
３５２ｅ 電極
４００ 基板
４１０ 絶縁層
４１２ 隔壁
４１４ 電極
４１６ ＥＬ層
４１８ 電極
４２０ 発光素子
４２２ 空間
４３０ 駆動用トランジスタ
４４０ 接続端子
４５０ 基板
４５２ 光電変換素子
４５２ａ 電極
４５２ｂ バッファ層
４５２ｃ 有色層
４５２ｄ バッファ層
４５２ｅ 電極
５００ 基板
５０２ トランジスタ
５０４ 絶縁層
５０６ 絶縁層
５０８ 電極
５１０ 配向膜
５５０ 基板
５５２ 遮光膜
５５４ 光電変換素子
５５４ａ 電極
５５４ｂ バッファ層
５５４ｃ 有色層
５５４ｄ バッファ層
５５４ｅ 電極
５５６ 液晶層
５５８ スペーサ
５６０ 絶縁層
５６２ 対向電極
５６４ 配向膜
５８９ 球形粒子
５９０ 電極
５９０ａ 黒色領域
５９０ｂ 白色領域
５９４ キャビティ
５９５ 充填材
１０００ 発光装置
１００１ 筐体
１００２ コンバータ
１００３ コンバータ
１００４ 筐体
１００５ 照明部
１００６ 照明部
１０１０ 光電変換素子
１０２０ 発光素子
１０３０ 電力制御回路
１０４０ 蓄電池
１０５０ 発光制御回路
４５０１ 基板
４５０２ 画素部
４５０３ａ 信号線駆動回路
４５０３ｂ 信号線駆動回路
４５０４ａ 走査線駆動回路
４５０４ｂ 走査線駆動回路
４５０５ シール材
４５０６ 基板
４５０７ 充填材
４５０９ トランジスタ
４５１０ トランジスタ
４５１１ 発光素子
４５１２ ＥＬ層
４５１３ 電極
４５１４ 電極
４５１５ａ 電極
４５１５ｂ 電極
４５１６ 端子電極
４５１６ａ 電極
４５１６ｂ 電極
４５１７ 接続端子電極
４５１７ａ 電極
４５１７ｂ 電極
４５１８ ＦＰＣ
４５１９ 異方性導電膜
４５２０ 隔壁
４５２１ 光電変換素子
４５２１ａ 電極
４５２１ｂ 電極
４５２２ 遮光膜
４５２３ 接続端子部
４５２３ａ 接続端子部
４５２３ｂ 接続端子部
４５３０ａ 導電層
４５３０ｂ 導電層
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
９５０１ 本体
９５０２ 表示部
９５０３ 筐体
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ リモコン受信部
９５０６ 受像部
９５０７ バッテリー
９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に挟持された光電変換素子と発光素子とトランジスタと、を有し、
前記発光素子は、前記トランジスタと電気的に接続され、
前記光電変換素子は、前記発光素子と対向して設けられ、前記発光素子からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、
前記発光素子からの放射光が、前記有色層を介して射出することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記光電変換素子は、有機薄膜太陽電池を含んで構成されることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記光電変換素子は、赤色、緑色、または青色の光の中から少なくとも一つの色を透過することを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記発光素子は、エレクトロルミネッセンス層を含んで構成されることを特徴とする発光装置。
【請求項５】
一対の基板間に挟持された光電変換素子と発光素子と、を有し、
前記光電変換素子は、前記発光素子と対向して設けられ、前記発光素子からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、
前記発光素子からの放射光が、前記有色層を介して射出することを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記光電変換素子は、有機薄膜太陽電池を含んで構成されることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、
前記光電変換素子は、赤色、緑色、または青色の光の中から少なくとも一つの色を透過することを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか一において、
前記発光素子は、エレクトロルミネッセンス層を含んで構成されることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
光源と、
一対の基板間に挟持された光電変換素子と表示素子と、を有し、
前記光電変換素子は、前記表示素子と対向して設けられ、前記光源からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、
前記光源からの放射光が、前記有色層を介して射出することを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記光電変換素子は、有機薄膜太陽電池を含んで構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０において、
前記光電変換素子は、赤色、緑色、または青色の光の中から少なくとも一つの色を透過することを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１のいずれか一において、
前記表示素子は、液晶素子、または電気泳動素子を含んで構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光装置を有する電子機器。
【請求項１４】
請求項５乃至請求項８のいずれか一に記載の照明装置を有する電子機器。
【請求項１５】
請求項９乃至請求項１２のいずれか一に記載の表示装置を有する電子機器。
【請求項１】
一対の基板間に挟持された光電変換素子と発光素子とトランジスタと、を有し、
前記発光素子は、前記トランジスタと電気的に接続され、
前記光電変換素子は、前記発光素子と対向して設けられ、前記発光素子からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、
前記発光素子からの放射光が、前記有色層を介して射出することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記光電変換素子は、有機薄膜太陽電池を含んで構成されることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記光電変換素子は、赤色、緑色、または青色の光の中から少なくとも一つの色を透過することを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記発光素子は、エレクトロルミネッセンス層を含んで構成されることを特徴とする発光装置。
【請求項５】
一対の基板間に挟持された光電変換素子と発光素子と、を有し、
前記光電変換素子は、前記発光素子と対向して設けられ、前記発光素子からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、
前記発光素子からの放射光が、前記有色層を介して射出することを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記光電変換素子は、有機薄膜太陽電池を含んで構成されることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、
前記光電変換素子は、赤色、緑色、または青色の光の中から少なくとも一つの色を透過することを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか一において、
前記発光素子は、エレクトロルミネッセンス層を含んで構成されることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
光源と、
一対の基板間に挟持された光電変換素子と表示素子と、を有し、
前記光電変換素子は、前記表示素子と対向して設けられ、前記光源からの放射光のうち特定波長帯域の光に対して透過性を示す有色層を有し、
前記光源からの放射光が、前記有色層を介して射出することを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記光電変換素子は、有機薄膜太陽電池を含んで構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０において、
前記光電変換素子は、赤色、緑色、または青色の光の中から少なくとも一つの色を透過することを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１のいずれか一において、
前記表示素子は、液晶素子、または電気泳動素子を含んで構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光装置を有する電子機器。
【請求項１４】
請求項５乃至請求項８のいずれか一に記載の照明装置を有する電子機器。
【請求項１５】
請求項９乃至請求項１２のいずれか一に記載の表示装置を有する電子機器。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１６４６４５（Ｐ２０１２−１６４６４５Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６７２１（Ｐ２０１２−６７２１）
【出願日】平成２４年１月１７日（２０１２．１．１７）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月１７日（２０１２．１．１７）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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