照明装置
【課題】照明装置を大面積化した際に、発光領域内での輝度のばらつきを抑制し、明るい照明装置を提供することを課題とする。
【解決手段】第１の発光ユニット１４、中間導電層１６、第２の発光ユニット１８とこれらの発光ユニットを挟む第１の電極１２、第２の電極２０から成る発光セルを複数個設け、基板１０上で直列接続する。この直列接続は、第１の発光セル１０１における第２の電極２０ａと、第２の発光セル１０２における第１の電極１２ｂが、発光ユニットに形成された第２の開口部１９ｂで接続する構造とする。中間導電層１６は、発光ユニット１４と他の発光ユニット２０の端部に至らない内側に設けられている構成を含む。この構造により、一方の電極を構成する透明導電膜の抵抗率が、他方の電極を構成する金属電極に比較して高いことによる抵抗損失の影響を抑制することができる。
【解決手段】第１の発光ユニット１４、中間導電層１６、第２の発光ユニット１８とこれらの発光ユニットを挟む第１の電極１２、第２の電極２０から成る発光セルを複数個設け、基板１０上で直列接続する。この直列接続は、第１の発光セル１０１における第２の電極２０ａと、第２の発光セル１０２における第１の電極１２ｂが、発光ユニットに形成された第２の開口部１９ｂで接続する構造とする。中間導電層１６は、発光ユニット１４と他の発光ユニット２０の端部に至らない内側に設けられている構成を含む。この構造により、一方の電極を構成する透明導電膜の抵抗率が、他方の電極を構成する金属電極に比較して高いことによる抵抗損失の影響を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、１０Ｖ程度の電圧を印加して１００〜１０００ｃｄ／ｍ２の輝度で発光する有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）が知られている。有機ＥＬ素子は、薄型化及び軽量化が可能であることから、表示装置や照明装置への応用が期待されている。しかし、実用化のためには、さらなる輝度の向上や劣化を抑制しなければならないことが指摘されている。
【０００３】
一対の電極間に発光層を挟んだ有機ＥＬ素子は、光を外部に放射するために、少なくとも一方の電極を透明導電膜で形成する必要がある。透明導電膜は酸化インジウムや酸化亜鉛を主成分としているが、抵抗率が５×１０−４Ω・ｃｍ程度であり、アルミニウムの３×１０−６Ω・ｃｍよりも１００倍以上も高いことが知られている。すなわち、有機ＥＬ素子を照明の用途で面光源とし利用する場合、全面を同じ輝度で発光させるには、透明導電膜による抵抗損失を解決する必要があった。この問題点を解決するため、陽極の少なくとも一部分に、陽極より電気抵抗の低い補助電極を併設した構造が報告されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３４２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、補助電極を設ける場合、照明装置を大面積化した場合に、補助電極から離れた部分（例えば、照明装置の中心部）では、輝度低下が起きてしまう。補助電極の面積を拡大すると、有効発光面積が縮小してしまう。
【０００５】
同一基板上に小面積のＥＬ素子を複数個に分割して直列若しくは並列に接続する方法が考えられる。この場合、複数のＥＬ素子を接続するための領域は発光しないので、照明装置における有効発光面積が縮小してしまう。すなわち、照明装置における照明パネルの単位面積当たりに換算した輝度効率は低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、照明装置を大面積化した際に、発光領域内での輝度のばらつきを抑制し、明るい照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一対の電極間に少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続された発光セルを複数備えた照明装置である。複数の発光セルは、直列接続となるように、一対の電極における一方の電極と他方の電極が異なる発光セル間で電気的に接続されている。直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には中間導電層が設けられている。中間導電層は、一の発光ユニットと他の発光ユニットの端部に至らない内側に設けられている構成を含む。
【０００８】
本発明の照明装置は、複数の発光セルが直列接続となるように、複数の発光セルが接続される構成において、一対の電極における一方の電極と他方の電極が、発光層に形成され一方の電極を露出させる開口により接続される構成を含む。
【０００９】
本発明において、発光ユニットとは、代表的には周期律第１２族と第１５族元素を含む母体材料と、発光中心を形成する不純物元素を含む一又は複数の層により構成される。発光ユニットは一対の電極と中間導電層を除いた要素を指す。
【００１０】
中間導電層とは、一の発光ユニットと他の発光ユニットの間に挟まれ、一対の電極の一方を陽極、他方を陰極とした場合に、素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する機能を持った層をいう。
【００１１】
発光セルとは、一対の電極間に発光ユニットを挟んだものを指し、その積層体及びそれに付随する層構造若しくは電極構造などを含む場合もある。
【発明の効果】
【００１２】
一対の電極間に発光層を介在させた発光セルを複数備え、複数の発光セルを直列接続となるように、一対の電極における一方の電極と他方の電極が異なる発光セル間で電気的に接続することにより、安定して発光させることができる。すなわち、一対の電極の内、一方の電極を構成する透明導電膜の抵抗率が金属電極に比較して高いことによる抵抗損失の影響を抑制することができる。
【００１３】
一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には中間導電層を設けることにより、電流密度を高めることなく、発光輝度を高めることができる。また、中間導電層を、一の発光ユニットと他の発光ユニットの端部に至らない内側に設けることにより、発光セルの隣接間リーク電流を抑えることができる。
【００１４】
複数の発光セルが接続される構成において、一対の電極における一方の電極と他方の電極が、発光層に形成され一方の電極を露出させる開口により接続される構成とすることで、実効的に発光に寄与する発光セルの面積を高めることができる。
【００１５】
この構成により、照明装置を大面積化した際に、発光領域内での輝度のばらつきを抑制し、明るい照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、一対の電極間に少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には中間導電層が設けられている複数個の発光セルを備えた照明装置である。この複数個の発光セルの内、隣接するものについては互いに直列に接続されている。すなわち、一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続されている。発光セルは短冊状に形成され、その短尺方向に複数個が配列して電気的な直列接続を形成する。
【００１７】
このように、発光セルを複数個に分割して、直列に接続することにより、一対の電極の一方若しくは双方が影響する抵抗損失を抑えることができる。例えば、一方の電極を酸化インジウムや酸化亜鉛を主成分とする透明導電膜で形成する場合、抵抗率が５×１０−４Ω・ｃｍ程度となりアルミニウムなどの金属よりも１００倍程度高い値となる。この場合、発光セルを短冊状に形成し、その短尺方向に複数個を直列接続を形成するように配列させることで、照明装置における発光部の面積が増大しても、直列抵抗の増大を抑えることができる。
【００１８】
一対の電極における一方の電極は透明電極とし、他方の電極は光反射性の電極とすることが好ましい。発光セルは光を放射するため、少なくとも一方を透明電極で形成することで有効に光を放射させることができる。また、他方の電極は少なくとも可視光帯域の反射率が高い金属で形成することが好ましい。透明電極が形成された面に、発光ユニットで発光した光を放射させるために有効である。また、他の態様として、両方の電極を透明電極で形成することもできる。この構成にすると、発光セルの両面から光を放射することができる。そのため、照明装置として意匠を凝らすことができる。
【００１９】
複数の発光セルを直列に接続する構造において、その電気的接続部の構造は照明装置における有効発光面積に影響を与える。この照明装置を面光源として捉えた場合に、実効的な輝度（発光パネル１枚当たりの輝度）に影響を与えることとなる。そのため、発光に寄与しない直列接続部の面積は極力小さいことが望ましい。発光セルは、一対の電極と複数の発光ユニットを直列に接続した構成を有するが、この発光ユニットの下層にある電極を露出させる開口部を、発光ユニットに形成することで電気的接続部を形成する。この開口部を利用して、一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される構造を形成する。この開口部は、発光ユニットを直接的に加工して形成する。すなわち薄膜を除去して形成することができる。また、一対の電極として、短冊状若しくは矩形状の第１の電極、第２の電極及び発光ユニットをそれぞれ短尺方向にずらして配置させても同様な接続構造を形成することができる。
【００２０】
このように、一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される構造において、発光ユニットの下層にある電極を露出させる開口部を発光ユニットに形成することで、接続のために必要とする面積を縮小することができる。この電気的接続部を形成するための開口部を、発光セルを形成する基板の端部に至らない内側に形成することにより、発光セルのリーク電流を抑制することができる。
【００２１】
発光セルの構成に関し、直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には、該発光ユニットの端部に至らない内側に中間導電層を設ける構成とすることが好ましい。中間導電層は、一の発光ユニットと他の発光ユニットの間に挟まれ、一対の電極の一方を陽極、他方を陰極とした場合に、素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する機能を持つ層である。
【００２２】
中間導電層として、可視光を透過することができる透明導電膜材料を適用することができる。透明導電膜材料としては、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などであり、導電性金属酸化物の中から選択される。
【００２３】
中間導電層の他の形態としては、陰極側に正孔発生層、陽極側に電子発生層を配置した積層構造としても良い。正孔発生層は無機化合物と有機化合物との複合材料でなり、この層において無機化合物は有機化合物に対して電子受容性を示す物質であり、有機化合物は正孔輸送性に優れた物質である。無機化合物としては特に限定されないが、遷移金属酸化物が好ましく、具体的には酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが好適である。
【００２４】
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／Ｖ・ｓｅｃ以上であるものを適用することが好ましい。例えば、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）などに代表される芳香族アミン化合物は、ホールを発生しやすく、有機化合物として好適な化合物群である。電子発生層は電子を発生できる層であれば特に限定はされないが、具体的には、電子輸送性の有機化合物と、その有機化合物に対して電子供与性を示す物質とを有する層を含んでいればよい。
【００２５】
電子輸送性の有機化合物としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ビフェニリル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）などを用いることができる。また、電子供与性を示す物質としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属、あるいはそれらの合金が挙げられる。また、酸化リチウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウムなどのアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を用いることもできる。
【００２６】
中間導電層を介して直列に接続する発光ユニットの数は二層に限定されない。発光ユニットを積層する毎に中間導電層を設ければ二層以上の発光ユニットを積層することができる。一対の電極間に複数の発光ユニットを中間導電層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度で発光セルを発光させることができる。特に照明用途の場合は、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。また、このような中間導電層を、発光ユニットの端部に至らない内側に設けることで、異なる発光セルの間にリーク電流が流れてしまうことを防止することができる。
【００２７】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じ要素を指す符号は異なる図面で共通して用い、その場合における繰り返しの説明は省略する場合がある。
【実施例１】
【００２８】
本実施例は、エレクトロルミネセンスを利用する照明装置において、発光領域内での輝度のばらつきを抑制し、明るい照明装置を提供するための構成について図１と図２を参照して説明する。なお、図１は本実施例に係る照明装置の作製方法及び構造を説明する断面図であり、図２は同平面図を示している。以下の説明では、適宜両図を参照して説明する。
【００２９】
基板上に発光セルの一方の電極である第１の電極を形成する。第１の電極を透明電極で形成する場合には、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などの酸化物導電性材料を用いて形成することが好ましい。また、第１の電極を反射電極とする場合には、典型的にはアルミニウムを用いることが好ましい。アルミニウムは可視光帯域における反射率が高く、真空蒸着法やスパッタリング法で容易に形成することができるからである。その他の金属としては、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、銀などを用いることもできる。
【００３０】
第１の電極は１枚の基板上で複数に分割することが好ましい。これは複数の発光セルを基板上に形成するためである。１枚の基板上で第１の電極を分割する数は任意であるが、発光セルを形成したときの直列抵抗の影響を考慮して寸法を決めることが好ましい。分割された後の第１の電極の形状も任意であるが、長方形若しくは短冊状とする場合には、短尺方向に発光セルが直列接続されるような配列とすることが好ましい。これは、第１の電極による直列抵抗の影響を抑えるためである。
【００３１】
図１（Ａ）及び図２（Ａ）は、複数に分割された、第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃが基板１０に形成された状態を示している。これは、基板１０上に透明導電膜又は金属膜を全面に形成した後、第１の開口部１３ａ、１３ｂ、１３ｃを形成することにより形成することができる。第１の開口部はレーザ加工やリフトオフ加工で透明導電膜又は金属膜を直接的に加工しても良いし、フォトリソグラフィー技術を用いてマスクパターンを基板上に形成し、エッチング加工しても良い。第１の開口部１３ａ、１３ｂは第１の電極を隣接分離するために設けられている。
【００３２】
第１の開口部１３ｃ、１３ｄは基板１０において発光セルが直列接続される方向（基板の長辺方向）と平行な方向に設けられている。第１の開口部１３ｃ、１３ｄは基板１０の端面にまで回り込んで透明導電膜又は金属膜が成膜された場合に、第１の電極が実質的に分離不能になるため、設けておくことが好ましい。
【００３３】
次いで第１の発光ユニット、中間導電層、第２の発光ユニットを形成する。第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットは、代表的には周期律第１２族と第１５族元素を含む母体材料と、発光中心を形成する不純物元素を含む一又は複数の層により形成する。また、中間導電層は、正孔発生層と電子発生層を積層した構成とすることが好ましい。第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットで発光した光を有効に取り出すためである。その他に、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などの透明導電膜材料で形成しても良い。なお、発光ユニット、中間導電層及びこの両者を備えた発光セルの構成は、実施例４と実施例５で詳細に説明する。
【００３４】
第１の発光ユニット、中間導電層及び第２の発光ユニットは、分割された第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ上に順次形成する。そして、第２の開口部を形成して複数に分割する。
【００３５】
図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）は第１の発光ユニット、中間導電層及び第２の発光ユニットを分離する第２の開口部１９ａ、１９ｂ、１９ｃが形成された状態を示している。それにより、第１の電極１２ａに対応して第１の発光ユニット１４ａ、中間導電層１６ａ、第２の発光ユニット１８ａが形成されることとなる。他も同様に、第１の電極１２ｂに対応して第１の発光ユニット１４ｂ、中間導電層１６ｂ、第２の発光ユニット１８ｂが形成され、第１の電極１２ｃに対応して第１の発光ユニット１４ｃ、中間導電層１６ｃ、第２の発光ユニット１８ｃが形成されている。第１の発光ユニット、中間導電層及び第２の発光ユニットの積層体は、第１の開口部１３ａ、１３ｂ、１３ｃを被覆し、第１の電極１２ｂ、１２ｃの端部にかかるように形成しても良い。
【００３６】
第２の開口部１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、第１の発光ユニット、中間導電層及び第２の発光ユニットを分離すると共に、第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを露出させている。この露出面は第１の電極の表面であっても良いし、第１の電極を若干エッチングして除去された新しい表面でも良い。また、第１の電極を第２の開口部に合わせて除去してその側端面が露出する状態としても良い。
【００３７】
次に、第２の発光ユニットと接触し、第２の開口部を介して第１の電極の露出面とも接触するように、第２の電極を形成する。第２の電極は、透明送電膜又は金属膜で形成する。この場合、第１の電極を透明導電膜で形成した場合には、第２の電極は金属膜で形成することが好ましい。第１の電極を金属膜で形成した場合には、第２の電極を透明導電膜で形成することもできる。また、両者を透明導電膜で形成しても良い。第２の電極は、第２の発光ユニット上から全面に被膜を形成し、第３の開口部を形成して、第１の電極と対を成すようにする。
【００３８】
図１（Ｃ）及び図２（Ｃ）は、第２の電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが形成された状態を示している。第３の開口部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは第２の電極を分離している。第２の電極２０ａは、第１の電極１２ａに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ａ、中間導電層１６ａ、第２の発光ユニット１８ａが挟まれている。これらが一体となって第１の発光セル１０１を形成している。第２の電極２０ａは、隣接する第１の電極１２ｂと第２の開口部１９ｂを介して電気的に接触している。第２の電極２０ｂは、第１の電極１２ｂに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ｂ、中間導電層１６ｂ、第２の発光ユニット１８ｂが挟まれている。これらが一体となって第２の発光セル１０２を形成している。第２の電極２０ｂは、隣接する第１の電極１２ｃと第２の開口部１９ｃを介して電気的に接触している。第２の電極２０ｃは、第１の電極１２ｃに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ｃ、中間導電層１６ｃ、第２の発光ユニット１８ｃが挟まれている。これらが一体となって第３の発光セル１０３を形成している。
【００３９】
このように、各層に応じた開口部を形成することにより、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３を基板１０上で直列に接続させることができる。なお、第２の電極２０ｄは、第１の発光セル１０１における第１の電極１２ａの取り出し端子である。すなわち、第２の電極２０ｄと第２の電極２０ｃの間に所定の電圧を印加することにより、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３を発光させることができる。
【００４０】
本実施例に係る照明装置は、複数の発光セルを直列に接続する際に、電気配線を引き回す必要が無く、積層する被膜のみで電気的な接続をすることができる。それにより、照明装置における接点不良を無くすことができる。
【００４１】
また、本実施例に係る照明装置は、１枚の基板上で発光セルを複数個に分割して直列に接続されているので、透明電極を用いることによる抵抗損失を抑えることができる。それにより、照明装置における発光部の面積が増大しても、直列抵抗の増大を抑えることができる。一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される構造において、発光ユニットの下層にある電極を露出させる開口部を発光ユニットに形成することで、接続のために必要とする面積を縮小することができる。
【実施例２】
【００４２】
本実施例は、エレクトロルミネセンスを利用する照明装置において、発光領域内での輝度のばらつきを抑制し、明るい照明装置を提供するためであって、実施例１とは異なる構成について図３と図４を参照して説明する。なお、図３は本実施例に係る照明装置の作製方法及び構造を説明する断面図であり、図４は同平面図を示している。以下の説明では、適宜両図を参照して説明する。また、本実施例において、基板上で第１の電極を分離形成するまでは実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
【００４３】
図３（Ａ）及び図４（Ａ）は、第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを被覆するように第１の発光ユニット１４を形成する。その上に、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃを分離形成する。中間導電層は、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などの透明導電膜材料で形成することが好ましい。第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットで発光した光を有効に取り出すためである。中間導電層は電子ビーム蒸着法、スパッタリング法などで形成することができる。この場合、シャドーマスク（所定のパターンで開口部が形成された金属やセラミクスで形成されたマスク。成膜時に基板に近接させて、被膜の付着を物理的に遮断することにより、基板上に所定のパターンを形成するためのもの。）を用いることで、第１の発光ユニット１４上に分割した状態で形成することができる。勿論、中間導電層を分離形成する方法はこれに限定されず、フォトリソグラフィー技術を使ってマスクパターンを形成し、中間導電層を選択的に加工しても良い。分離形成される中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、いずれも第１の発光ユニット１４の端部に至らない内側に形成されている。その後、第２の発光ユニットを形成し、実施例１と同様に開口部を形成する。
【００４４】
図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）は、第１の発光ユニット、中間導電層及び第２の発光ユニットを分離する第２の開口部１９ａ、１９ｂ、１９ｃが形成された状態を示している。それにより、第１の電極１２ａに対応して第１の発光ユニット１４ａ、中間導電層１６ａ、第２の発光ユニット１８ａが形成されることとなる。他も同様に、第１の電極１２ｂに対応して第１の発光ユニット１４ｂ、中間導電層１６ｂ、第２の発光ユニット１８ｂが形成され、第１の電極１２ｃに対応して第１の発光ユニット１４ｃ、中間導電層１６ｃ、第２の発光ユニット１８ｃが形成されている。
【００４５】
図３（Ｃ）及び図３（Ｃ）は、実施例１と同様にして、第２の電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが形成された状態を示している。第３の開口部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは第２の電極を分離している。このようにして、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３を基板１０上で直列に接続させることができる。
【００４６】
この場合、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃの端部は、第２の発光ユニット１８ａ、１８ｂ、１８ｃで覆われている。すなわち、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞれ、第１の発光ユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃと第２の発光ユニット１８ａ、１８ｂ、１８ｃの内側に形成されている。このような構成とすることで、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、第２の開口部１９ａ、１９ｂ、１９ｃにおいて端部が露出しない構成とすることができる。また、基板１０の周辺端部領域においても同様である。それにより、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃが、第２の開口部１９ａ、１９ｂ、１９ｃで、それそれ、第２の電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃと接触しない構造とすることができる。
【００４７】
この構造は、中間導電層として比較的導電率の高い透明導電膜を用いて形成した場合に有用である。すなわち、中間導電層が原因となって、第２の電極にリーク電流が流れてしまうことを防止することができる。これは、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３の基板端部領域でも同様である。
【００４８】
その他の構成については、実施例１と同様であるので、同じ作用効果を奏することができる。なお、発光ユニット、中間導電層及びこの両者を備えた発光セルの構成は、実施例４と実施例５で詳細に説明する。
【実施例３】
【００４９】
本実施例は、エレクトロルミネセンスを利用する照明装置において、発光領域内での輝度のばらつきを抑制し、明るい照明装置を提供するためであって、実施例１及び実施例２とは異なる構成について図５と図６を参照して説明する。本実施例では、被膜の形成時にシャドーマスクを用い、比較的簡便に照明装置を作製する方法について説明する。なお、図５は本実施例に係る照明装置の作製方法及び構造を説明する断面図であり、図６は同平面図を示している。以下の説明では、適宜両図を参照して説明する。
【００５０】
図５（Ａ）及び図６（Ａ）は、複数に分割された、第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃが基板１０に形成された状態を示している。さらに、第１の電極１２ａ上に第１の発光ユニット１４ａ及び中間導電層１６ａが形成され、第１の電極１２ｂ上に第１の発光ユニット１４ｂ及び中間導電層１６ｂが形成され、第１の電極１２ｃ上に第１の発光ユニット１４ｃ及び中間導電層１６ｃが形成される状態を示している。
【００５１】
第１の電極を透明電極で形成する場合には、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などの酸化物導電性材料を用いて形成することが好ましい。また、第１の電極を反射電極とする場合には、典型的にはアルミニウムを用いることが好ましい。その他の金属として、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、銀などを用いることもできる。第１の電極は、真空蒸着若しくはスパッタリングによる成膜時にシャドーマスクを用いて複数に分離形成することができる。また、導電性ペーストを用いてスクリーン印刷で形成することもできる。この場合、図６（Ａ）に示すように、第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、基板１０の端部に至らない内側に形成することが好ましい。それにより、基板１０の端部を介してリークする電流を防止することができる。
【００５２】
第１の発光ユニット及び中間導電層も同様に、真空蒸着若しくはスパッタリングによる成膜時にシャドーマスクを用いて複数に分離形成する。第１の発光ユニット及び中間導電層は連続して成膜することができるので、略同じパターンで形成される。すなわち、同じシャドーマスクを用いて第１の発光ユニットと中間導電層を形成するので、中間導電層が第１の電極と接触してしまうことを防ぐことができる。
【００５３】
図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）は、第２の発光ユニットを形成した状態を示している。第２の発光ユニットは、第１の発光ユニットとは異なるシャドーマスクで形成する。この場合、第２の発光ユニット１８ａは、中間導電層１６ａ上に形成され、その側端部及び第１の発光ユニット１４ａの側端部を覆うように形成する。第２の発光ユニット１８ｂ、第２の発光ユニット１８ｃについても同様である。第２の発光ユニットは、第１の電極を完全に被覆するものではなく、少なくとも一方の側端部を露出させるように形成する。このような形状はシャドーマスクを用いて形成することができる。
【００５４】
図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）は、シャドーマスクを使って、第２の電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃを形成した状態を示している。第２の電極２０ａは、第１の電極１２ａに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ａ、中間導電層１６ａ、第２の発光ユニット１８ａが挟まれている。これらが一体となって第１の発光セル１０１を形成している。第２の電極２０ｂは、第１の電極１２ｂに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ｂ、中間導電層１６ｂ、第２の発光ユニット１８ｂが挟まれている。これらが一体となって第２の発光セル１０２を形成している。第２の電極２０ｃは、第１の電極１２ｃに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ｃ、中間導電層１６ｃ、第２の発光ユニット１８ｃが挟まれている。これらが一体となって第３の発光セル１０３を形成している。
【００５５】
第２の電極は第２の発光ユニットと接し、隣接する発光セルの第１の電極と電気的な接続関係を構成している。すなわち、第２の電極２０ａは、隣接する第１の電極１２ｂと電気的に接触するように延設されている。また、第２の電極２０ｂは、隣接する第１の電極１２ｃと電気的に接触するように延設されている。なお、第２の電極２０ｄは、第１の発光セル１０１における第１の電極１２ａの取り出し端子である。すなわち、第２の電極２０ｄと第２の電極２０ｃの間に所定の電圧を印加することにより、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３を発光させることができる。
【００５６】
このようにして、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３を基板１０上で直列に接続させることができる。この場合、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃの端部は、第２の発光ユニット１８ａ、１８ｂ、１８ｃで覆われている。すなわち、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞれ、第１の発光ユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃと第２の発光ユニット１８ａ、１８ｂ、１８ｃの内側に形成されている。このような構成とすることで、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃが、それそれ、第２の電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃと接触しない構造とすることができる。
【００５７】
この構造は、実施例２と同様に、中間導電層が原因となって、第２の電極にリーク電流が流れてしまうことを防止することができる構造である。これは、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３の基板端部領域でも同様である。
【００５８】
その他の構成については、実施例１及び実施例２と同様であるので、同じ作用効果を奏することができる。なお、発光ユニット、中間導電層及びこの両者を備えた発光セルの構成は、実施例４と実施例５で詳細に説明する。
【実施例４】
【００５９】
本実施例は、発光ユニットの発光層として適した発光材料について説明する。本実施例で例示する発光材料は、実施例１乃至３の発光ユニットに適用することができる。なお、本実施例で例示する発光材料は、母体材料及び発光中心となる少なくとも１種類以上の不純物元素で構成される材料である。なお、これら不純物元素は母体材料を構成する元素を含まない。
【００６０】
発光材料に用いる母体材料は無機材料として、硫化物、酸化物、窒化物を用いる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化イットリウム（Ｙ２Ｓ３）、硫化ガリウム（Ｇａ２Ｓ３）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）などを用いることができる。酸化物としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などを用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）などを用いることができる。さらに、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）なども用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム（ＣａＧａ２Ｓ４）、硫化ストロンチウム−ガリウム（ＳｒＧａ２Ｓ４）、硫化バリウム−ガリウム（ＢａＧａ２Ｓ４）、などの３元系の混晶であってもよい。
【００６１】
不純物元素としては、金属イオンの内殻電子遷移を利用した発光中心を形成するものとして、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）などの金属元素を用いることができる。なお、電荷補償として、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素が添加されていてもよい。
【００６２】
また、ドナー−アクセプタ再結合を利用した発光中心として、第一の不純物元素及び第二の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第一の不純物元素としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）などの金属元素、珪素（Ｓｉ）などを用いることができる。第二の不純物元素は、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）などを用いることができる。
【００６３】
本実施例に係る発光材料は固相反応、すなわち、母体材料及び不純物元素を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱して反応させる方法により、母体材料に不純物元素を含有させる。例えば、母体材料と、第一の不純物元素又は第一の不純物元素を含む化合物と、第二の不純物元素又は第二の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固体反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。
【００６４】
また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第一の不純物元素と第二の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第一の不純物元素と第二の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、フッ化銅（ＣｕＦ２）、塩化銅（ＣｕＣｌ）、ヨウ化銅（ＣｕＩ）、臭化銅（ＣｕＢｒ）、窒化銅（Ｃｕ３Ｎ）、リン化銅（Ｃｕ３Ｐ）、フッ化銀（ＣｕＦ）、塩化銀（ＣｕＣｌ）、ヨウ化銀（ＣｕＩ）、臭化銀（ＣｕＢｒ）、塩化金（ＡｕＣｌ３）、臭化金（ＡｕＢｒ３）、塩化白金（ＰｔＣｌ２）などを用いることができる。また、第二の不純物元素の代わりに第三の不純物元素を含んだ発光材料を用いてもよい。
【００６５】
第三の不純物元素は、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）などを用いることができる。これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１〜１０ｍｏｌ％であれば良く、好ましくは０．１〜５ｍｏｌ％の範囲である。
【００６６】
高い電気導電性を有する発光材料としては、母体材料として、上述した材料を用い、上述した第一の不純物元素及び第二の不純物元素及び第三の不純物元素を含む発光材料を添加した発光材料を用いることができる。これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１〜１０ｍｏｌ％であれば良く、好ましくは０．１〜５ｍｏｌ％の範囲であれば良い。
【００６７】
第二の不純物元素と第三の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）、臭化銅（ＬｉＢｒ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などのハロゲン化アルカリ、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミニウムアンチモン（ＡｌＳｂ）、ガリウムリン（ＧａＰ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）、インジウムヒ素（ＩｎＡｓ）、インジウムアンチモン（ＩｎＳｂ）などを用いることができる。
【００６８】
母体材料として、上述した材料を用い、上述した第一の不純物元素及び第二の不純物元素及び第三の不純物元素を含む発光材料を用いた発光層は、高電界により加速されたホットエレクトロンを必要とすることなく、発光することが可能である。つまり、発光素子に高電圧を印加する必要がなくなるため、低駆動電圧で動作可能な発光素子を得ることができる。また、低駆動電圧で発光可能であるため、消費電力も低減された発光素子を得ることができる。また、さらに他の発光中心となる元素が含まれていてもよい。
【００６９】
また、母体材料として上述した材料を用い、第二の不純物元素及び第三の不純物元素及び上述した金属イオンの内殻電子遷移を利用した発光中心を含む発光材料を用いることができる。この場合、発光中心となる金属イオンは、母体材料に対して０．０５〜５ａｔｏｍ％であることが好ましい。また、第二の不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０５〜５ａｔｏｍ％であることが好ましい。また、第三の不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０５〜５ａｔｏｍ％であることが好ましい。このような構成の発光材料は、低電圧で発光可能である。よっって、低駆動電圧で発光可能な発光素子を得ることができるため、消費電力が低減された発光素子を得ることができる。また、さらに他の発光中心となる元素が含まれていてもよい。
【００７０】
例えば、特開２００５−３３６２７５号公報に開示されているものとして、母体材料としてＺｎＳ、第１の不純物としてＣｕ、第２の不純物としてＣｌ及びＧａ、第３の不純物元素してＡｓを含み、さらに他の発光中心としてＭｎを含む発光材料を用いることも可能である。このような発光材料を形成するには、以下に示す方法を用いることができる。ＺｎＳに、硫酸銅（ＣｕＳ）、硫黄、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を配合した発光体（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ）にＭｎを加え、真空中で２〜４時間程度焼成する。焼成温度は７００〜１５００℃であることが好ましい。この焼成したものを粉砕して粒径５〜２０μｍにし、粒径１〜３μｍのＧａＡｓを加え撹拌する。この混合物を硫黄ガスを含む窒素気流中で約５００〜８００℃で２〜４時間焼成することにより、発光材料を得ることができる。この発光材料を用いて、蒸着法などにより薄膜を形成することにより、発光素子の発光層として用いることができる。
【００７１】
また、上記の発光材料に対して、さらに、不純物元素を添加することにより、発光材料の結晶系を制御することができる。結晶系を制御できる不純物としては、立方晶系のものとして、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、Ｓｉ、Ｇｅなどを挙げることができる。また、六方晶系のものとして、ＧａＮ、ＩｎＮを挙げることができる。他にもＡｌＰ、ＡｌＮ、ＡｌＳｂなどを用いることができる。発光材料の結晶系を制御することにより、発光効率を向上させることができる。
【００７２】
本実施例の発光材料を用いることにより、実施例１乃至３の照明装置を低電圧で駆動させることができる。また、照明装置を直流電圧で発光させることも可能となる。
【実施例５】
【００７３】
本実施例は、発光ユニットと、当該発光ユニットを用いた発光セルの構成について図面を参照して説明する。
【００７４】
図７（Ａ）は、第１の電極１２、第１の発光ユニット１４、中間導電層１６、第２の発光ユニット１８、第２の電極２０が積層された発光セルを示している。この発光セルは、第１の電極１２と、第２の電極２０の間に電圧を印加することで発光させることができる。
【００７５】
第１の電極１２は、種々の金属、合金、導電性化合物、及びこれらの混合物などを用いることができる。第１の電極１２を透明電極とする場合には、酸化インジウム酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム酸化スズ、酸化インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム酸化スズなどを用いて形成する。これらの導電性金属酸化物膜は、スパッタリングにより作製することができる。例えば、酸化インジウム酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム−酸化スズは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。第１の電極１２を金属電極とする場合には、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）などを用いることができる。
【００７６】
第２の電極２０は、第１の電極１２と同様にして形成することができる。第２の電極２０は第１の電極１２と対を成して形成するので、一方の電極を透明電極とする場合には、他方を金属電極で形成すれば良い。また、両方の電極を透明電極で形成しても良い。
【００７７】
第１の発光ユニット１４及び第２の発光ユニット１８は、発光層２０１により形成されている。この発光層２０１は、実施例４で説明した発光材料を用いて作製することができる。
【００７８】
中間導電層１６は、中間導電層、第２の発光ユニットを形成する。第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットは、代表的には周期律第１２族と第１５族元素を含む母体材料と、発光中心を形成する不純物元素を含む一又は複数の層により形成する。また、中間導電層は、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などの透明導電膜材料で形成することが好ましい。第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットで発光した光を有効に取り出すためである。中間導電層の他の構成として、正孔発生層と電子発生層を積層した構成としても良い。
【００７９】
正孔発生層は無機化合物と有機化合物との複合材料で形成することができる。正孔発生層を形成するものとして、無機化合物は有機化合物に対して電子受容性を示す物質であり、有機化合物は正孔輸送性に優れた物質である。無機化合物としては特に限定されないが、遷移金属酸化物が好ましく、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが好適である。いずれにしても、中間導電層１６は可視光領域の吸収ができるだけ小さいことが望ましい。
【００８０】
有機化合物としては正孔輸送層の材料として、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＴＰＤ、ＮＰＢ、ＤＮＴＰＤ、ＴＣＴＡなどに代表される芳香族アミン化合物は、ホールを発生しやすく、有機化合物として好適な化合物群である。
【００８１】
電子発生層としては、電子輸送性の有機化合物と、その有機化合物に対して電子供与性を示す物質とを有する層を含んでいればよい。電子輸送性の有機化合物としては、Ａｌｑ３、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＰＢＩ、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺなどを用いることができる。また、電子供与性を示す物質としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属、あるいはそれらの合金がある。また、酸化リチウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウムなどのアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を用いることもできる。
【００８２】
いずれにしても、第１の発光ユニット１４と第２の発光ユニット１８に挟まれる中間導電層１６は、第１の電極１２と第２の電極２０に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。
【００８３】
図７（Ａ）では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても適用することができる。一対の電極間に複数の発光ユニットを中間導電層で連結することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度で発光させつつ劣化を抑制することができる。
【００８４】
図７（Ｂ）は、第１の発光ユニット１４及び第２の発光ユニット１８の構成として、発光層２０１とバリア層２０２を組み合わせたものである。バリア層２０２は発光層２０１の陰極側に配置することが好ましい。バリア層２０２は膜厚を０．１〜２ｎｍ程度とし、トンネル電流が流れる厚さで形成する。バリア層２０２は、絶縁性又は半絶縁性の金属酸化物又は金属窒化物を用いることができる。例えば、アルミニウム、タングステン、クロム、モリブデン、チタンなどの酸化物又は窒化物を用いることができる。このような金属酸化物又は金属窒化物の薄膜はスパッタリング法で形成することができる。また、金属電極の表面を陽極酸化して形成することもできる。
【００８５】
バリア層２０２を設けることにより、電極と発光層の界面でキャリアが再結合してしまうことを防止することができる。また、発光層に注入されたキャリアに対しバリアとなるので、キャリアが発光に寄与せずそのまま電極や中間導電層に流れ込んでしまう確率を抑制することができる。このような構成とすることで、発光効率を高めることができる。なお、図７（Ｂ）は、第１の電極１２が陽極、第２の電極２０が陰極の場合を想定している。第１の電極１２を陰極、第２の電極２０を陽極とする場合には、バリア層２０２の配置は反転する。
【００８６】
図７（Ｃ）は、第１の発光ユニット１４及び第２の発光ユニット１８の構成として、発光層２０１の両側にバリア層２０２を設けたものである。バリア層２０２は膜厚を０．１〜２ｎｍ程度とし、トンネル電流が流れる厚さで形成する。ことで、図７と同様の効果が得られる。また、バリア層２０２を１０ｎｍ〜１０００ｎｍとすると、交流駆動により発光させることもできる。
【００８７】
図８（Ａ）、（Ｂ）は、発光セルにおいて、無機材料で形成される発光層に、キャリア注入性を高めるために有機無機複合材料層を組み合わせる態様を示している。この場合も発光セルは、第１の電極１２、第１の発光ユニット１４、中間導電層１６、第２の発光ユニット１８、第２の電極２０で構成される。
【００８８】
図８（Ａ）は、第１の発光ユニット１４及び第２の発光ユニット１８の構成として、発光層２０１と有機無機複合材料層２０３を組み合わせる構成を示している。有機無機複合材料層２０３は正孔を注入するものとして、発光層２０１の陽極側に設けることが好ましい。図８（Ａ）は、第１の電極１２が陽極、第２の電極２０が陰極の場合を想定している。第１の電極１２を陰極、第２の電極２０を陽極とする場合には、有機無機複合材料層２０３の配置を反転させれば良い。
【００８９】
有機無機複合材料層２０３は、有機化合物と無機化合物とを複合してなる有機無機複合材料である。有機無機複合材料に用いる有機化合物として、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、ポリマーなど）などを化合物を用いることができる。なお、有機無機複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。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ることができる。以下では、有機無機複合材料に用いることのできる有機化合物を例示する。
【００９０】
芳香族アミン化合物としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）などを挙げることができる。
【００９１】
また、以下に示す有機化合物を用いることにより、４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、吸収ピークを有しない有機無機複合材料を得ることができる。例えば、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）などを挙げることができる。
【００９２】
カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）などがある。
【００９３】
また、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、２，３，５，６−トリフェニル−１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼンなどを用いることができる。
【００９４】
また、４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、吸収ピークを有しない有機無機複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，１０−ジ（ナフタレン−１−イル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（４−フェニルフェニル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ジ（４−メチルナフタレン−１−イル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（ナフタレン−１−イル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（ナフタレン−１−イル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（ナフタレン−１−イル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジ（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレンなどがある。また、この他、ペンタセン、コロネンなども用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【００９５】
４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、吸収ピークを有しない有機無機複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）などがある。
【００９６】
ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）などの高分子化合物を用いることもできる。
【００９７】
有機無機複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属酸化物が好ましい。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物であることが好ましい。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く扱いやすいので好ましい材料である。
【００９８】
上記のような有機化合物と無機化合物を複合化して（互いに相互作用させて）、得られる有機無機複合材料は、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。また導電性が高い。よって、電極からキャリアを注入しやすく、発光層へ効率良くキャリアを輸送することができる。また、導電性金属酸化物、各種金属とオーム接触をすることが可能となるため、仕事関数に依らず電極を形成する材料を選択することができる。また、４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、吸収ピークを有しない有機無機複合材料を、有機無機複合材料層２０３として用いることにより、発光層２０１の発光を吸収することなく効率良く透過し、外部取り出し効率を向上させることができる。
【００９９】
また、有機化合物と無機化合物とを複合した有機無機複合材料を含む層は導電性が高いため、有機無機複合材料を含む層を厚膜化した場合でも、駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、駆動電圧の上昇を抑制しつつ、外部への光の取り出し効率が高くなるように有機無機複合材料を含む層の膜厚を最適化することが可能となる。また、駆動電圧を上昇させることなく、光学設計による色純度の向上を実現することができる。
【０１００】
なお、有機無機複合材料を含む層の製造方法は、湿式法、乾式法を問わず、どのような手法を用いても良い。例えば、有機無機複合材料を含む層は、上述した有機化合物と無機化合物との共蒸着で作製することができる。また、上述した有機化合物と金属アルコキシドを含む溶液を塗布し、焼成することによって得ることもできる。なお、酸化モリブデンは真空中で蒸発しやすく、作製プロセスの面からも好ましい。
【０１０１】
このように、第１の電極１２（陽極）と発光層２０１の間、若しくは中間導電層１６と発光層２０１の間に有機無機複合材料層２０３を設けることで、発光層に対する正孔の注入性を向上させることができる。発光層２０１を形成する母材料は導電型がｎ型であるので、正孔注入性を向上させる有機無機複合材料層２０３を組み合わせることにより、キャリアの注入性を高めることができる。それにより、照明装置において、低電圧の点灯を可能とし、発光効率を高めることができる。すなわち、低消費電力化を図ることができる。
【０１０２】
図８（Ｂ）は発光層２０１の一方の面に有機無機複合材料層２０３を設け、他方の面にバリア層２０２を設ける構成を示している。バリア層２０２は、電極と発光層の界面でキャリアが再結合してしまうことを防止することができる。また、発光層に注入されたキャリアに対しバリアとなるので、キャリアが発光に寄与せずそのまま電極や中間導電層に流れ込んでしまう確率を抑制することができる。このように、有機無機複合材料層２０３とバリア層２０２を組み合わせることにより、より発光効率を高めることができる。
【０１０３】
本実施例で示す発光セルの構成は、実施例１乃至３の照明装置と組み合わせることができる。
【実施例６】
【０１０４】
実施例１乃至５により、複数の発光セルを基板上で直列に接続した照明装置の態様を、図９を参照して説明する。図９は照明装置の斜視図を示している。
【０１０５】
基板１０には、発光セルを直列に接続した発光セルアレイ形成領域２４を有している。発光セルの直列接続構造は、実施例１乃至３の構成を適用している。さらに、本実施例の態様では、発光セルアレイ形成領域２４を、基板１０を基板上で複数に分割している。基板上で発光セルアレイ形成領域を複数に分割することで、照明装置の外形寸法が大型化した場合でも、電極により抵抗損失の影響を低減することができる。また、個別の発光セルアレイ形成領域に対応して点灯回路を設けることにより、明るさ調整機能を付加することができる。
【０１０６】
基板１０の光放射面には拡散板２８が設けられている。拡散板２８は光を均一化すると共に、直列接続構造を持つ発光セルアレイ形成領域２４の非発光領域（暗点部）を目立たなくして隠す機能を有する。封止板２６は、発光セルアレイ形成領域２４を保護するために設ける。封止板２６は、ガラス、プラスチックの硬質材の他に、柔軟な可撓性フィルムを貼り付けても良い。また、封止板２６側に光を放射する場合は、拡散板でそれを代用することもできる。封止板２６は、基板１０の端部に形成する取り出し電極３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂを露出させるように取り付けると良い。なお、発光セルアレイに対応して、取り出し電極３０ａと取り出し電極３２ａ、取り出し電極３０ｂと取り出し電極３２ｂが設けられている。
【０１０７】
本発明に係る照明装置は、発光セルを直列に接続した発光セルアレイを薄膜で形成することができるので、薄型の照明装置を実現できる。実施例１乃至５で説明した発光セルアレイは、各層を薄膜で形成することができるので、２０μｍを超えない厚さで形成することができる。そのため、住宅の照明として用いる場合にも、壁、天井あるいは床面に、照明装置を突出させずに埋め込むことができる。勿論、薄型の液晶ディスプレーのバックライトとしても用いることができる。
【実施例７】
【０１０８】
本実施例は、本発明に係る照明装置の様々な態様について例示する。
【０１０９】
図１０は、照明装置３０３を液晶表示装置のバックライトとして用いる態様を示している。照明装置３０３は実施例１乃至６で説明されるものと同様の構成を有しており、薄型で発光効率が高いという特徴を有している。この照明装置３０３は、液晶パネル３０２の背面側（表示面とは反対側）に配置され、筐体３０１、３０４によって収納される。液晶パネル３０２には、ドライバＩＣ３０５などが実装されていても良い。
【０１１０】
筐体３０１、３０４の形状は用途に応じて様々な形状に変容する。例えば、ノート型パーソナルコンピュータや液晶テレビジョンなどの民生用途では、意匠を凝らした筐体に照明装置３０３が収納されることにより外観上は目立たなくなる。しかしながら、照明装置３０３は薄型であることから、筐体の中に容易に収納することができる。それにより、意匠設計の自由度を高めることができる。また、照明装置３０３を高輝度で発光させることにより、コントラストの高い液晶表示装置を提供することができる。また、低消費電力化にも寄与することができる。
【０１１１】
図１１はテレビジョン装置４００であり、筐体４０１、支持台４０２、表示部４０３、スピーカー部４０４、ビデオ入力端子４０５を含む。このテレビジョン装置において、表示部４０３は、透過型の液晶ディスプレーであり、バックライトとして実施例１乃至６で説明したものと同様の照明装置を含んでいる。この照明装置は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特徴を有している。また、外部からの衝撃などによる短絡を防止することも可能である。従って、このテレビジョン装置は低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビジョン装置において、電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができ、筐体４０１や支持台４０２の小型軽量化を図ることが可能である。それにより住環境に適合した製品を提供することができる。
【０１１２】
図１２は、実施例１乃至６で説明したものと同様の照明装置を室内の照明器具５０１、５０２として用いた例である。照明器具５０１は天井に取り付け、照明器具５０２は壁に埋め込んだ態様と示している。本発明に係る照明装置は、大型化が可能であり、また大型化しても面内で均一な明るさを得ることができる。さらに薄型で低消費電力であるという特徴を備えている。
【０１１３】
図１３は、照明器具５０１を天井に取り付けた状態を例示している。この照明器具５０１は、発光セルアレイが形成される基板１０、封止板２６、取り付けヒンジ３４、カバー材３６を含んでいる。照明装置の取り出し電極３０ａ、３０ｂは基板１０の端部に設けられ、取り付けヒンジ３４の一部がコネクタとして利用されている。カバー材３６は調光機能を備えている。これらの要素が一体となった照明器具５０１を天井に取り付けても、図１３で示すように天井面から殆ど突出させずに取り付けることができる。また、取り付けヒンジ３４を強固な構造部材として設計すれば、天井の中に埋め込むこともできる。
【０１１４】
このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明器具５０１、５０２として用いた部屋に、図１１で説明すテレビジョン装置４００を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、照明器具５０１、５０２及びテレビジョン装置４００共に低消費電力であるので、電気料金を心配せずに、明るい部屋で迫力のある映像を鑑賞することができる。
【０１１５】
照明装置としては、本実施例で例示したものに限られず、住宅や公共施設の照明をはじめ、様々な形態の照明装置として応用することができる。このような場合において、本発明に係る照明装置は、発光媒体が薄膜状であるので、意匠の自由度が高いので、様々な商品を市場に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】実施例１に係る照明装置の構成を示す断面図。
【図２】実施例１に係る照明装置の構成を示す平面図。
【図３】実施例２に係る照明装置の構成を示す断面図。
【図４】実施例２に係る照明装置の構成を示す平面図。
【図５】実施例３に係る照明装置の構成を示す断面図。
【図６】実施例３に係る照明装置の構成を示す平面図。
【図７】第１の電極、第１の発光ユニット、中間導電層、第２の発光ユニット、第２の電極が積層された発光セルを示す図。
【図８】第１の電極、第１の発光ユニット、中間導電層、第２の発光ユニット、第２の電極が積層された発光セルを示す図。
【図９】照明装置の構成を示す斜視図。
【図１０】照明装置を液晶表示装置のバックライトとして用いる態様を示す図。
【図１１】照明装置を用いた電気器具の一例を示す図。
【図１２】照明装置の一例を示す図。
【図１３】図１２の照明装置の取り付け構造を示す図。
【符号の説明】
【０１１７】
１０ 基板
１２ 第１の電極
１２ａ 第１の電極
１２ｂ 第１の電極
１２ｃ 第１の電極
１３ａ 第１の開口部
１３ｂ 第１の開口部
１３ｃ 第１の開口部
１３ｄ 第１の開口部
１４ 第１の発光ユニット
１４ａ 第１の発光ユニット
１４ｂ 第１の発光ユニット
１４ｃ 第１の発光ユニット
１６ 中間導電層
１６ａ 中間導電層
１６ｂ 中間導電層
１６ｃ 中間導電層
１８ 第２の発光ユニット
１８ａ 第２の発光ユニット
１８ｂ 第２の発光ユニット
１８ｃ 第２の発光ユニット
１９ａ 第２の開口部
１９ｂ 第２の開口部
１９ｃ 第２の開口部
２０ 第２の電極
２０ａ 第２の電極
２０ｂ 第２の電極
２０ｃ 第２の電極
２０ｄ 第２の電極
２１ａ 第３の開口部
２１ｂ 第３の開口部
２１ｃ 第３の開口部
２４ 発光セルアレイ形成領域
２６ 封止板
２８ 拡散板
３０ａ 取り出し電極
３０ｂ 取り出し電極
３２ａ 取り出し電極
３２ｂ 取り出し電極
３４ 取り付けヒンジ
３６ カバー材
１０１ 第１の発光セル
１０２ 第２の発光セル
１０３ 第３の発光セル
２０１ 発光層
２０２ バリア層
２０３ 有機無機複合材料層
３０１ 筐体
３０２ 液晶パネル
３０３ 照明装置
３０４ 筐体
３０５ ドライバＩＣ
４００ テレビジョン装置
４０１ 筐体
４０２ 支持台
４０３ 表示部
４０４ スピーカー部
４０５ ビデオ入力端子
５０１ 照明器具
５０２ 照明器具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、１０Ｖ程度の電圧を印加して１００〜１０００ｃｄ／ｍ２の輝度で発光する有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）が知られている。有機ＥＬ素子は、薄型化及び軽量化が可能であることから、表示装置や照明装置への応用が期待されている。しかし、実用化のためには、さらなる輝度の向上や劣化を抑制しなければならないことが指摘されている。
【０００３】
一対の電極間に発光層を挟んだ有機ＥＬ素子は、光を外部に放射するために、少なくとも一方の電極を透明導電膜で形成する必要がある。透明導電膜は酸化インジウムや酸化亜鉛を主成分としているが、抵抗率が５×１０−４Ω・ｃｍ程度であり、アルミニウムの３×１０−６Ω・ｃｍよりも１００倍以上も高いことが知られている。すなわち、有機ＥＬ素子を照明の用途で面光源とし利用する場合、全面を同じ輝度で発光させるには、透明導電膜による抵抗損失を解決する必要があった。この問題点を解決するため、陽極の少なくとも一部分に、陽極より電気抵抗の低い補助電極を併設した構造が報告されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３４２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、補助電極を設ける場合、照明装置を大面積化した場合に、補助電極から離れた部分（例えば、照明装置の中心部）では、輝度低下が起きてしまう。補助電極の面積を拡大すると、有効発光面積が縮小してしまう。
【０００５】
同一基板上に小面積のＥＬ素子を複数個に分割して直列若しくは並列に接続する方法が考えられる。この場合、複数のＥＬ素子を接続するための領域は発光しないので、照明装置における有効発光面積が縮小してしまう。すなわち、照明装置における照明パネルの単位面積当たりに換算した輝度効率は低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、照明装置を大面積化した際に、発光領域内での輝度のばらつきを抑制し、明るい照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一対の電極間に少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続された発光セルを複数備えた照明装置である。複数の発光セルは、直列接続となるように、一対の電極における一方の電極と他方の電極が異なる発光セル間で電気的に接続されている。直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には中間導電層が設けられている。中間導電層は、一の発光ユニットと他の発光ユニットの端部に至らない内側に設けられている構成を含む。
【０００８】
本発明の照明装置は、複数の発光セルが直列接続となるように、複数の発光セルが接続される構成において、一対の電極における一方の電極と他方の電極が、発光層に形成され一方の電極を露出させる開口により接続される構成を含む。
【０００９】
本発明において、発光ユニットとは、代表的には周期律第１２族と第１５族元素を含む母体材料と、発光中心を形成する不純物元素を含む一又は複数の層により構成される。発光ユニットは一対の電極と中間導電層を除いた要素を指す。
【００１０】
中間導電層とは、一の発光ユニットと他の発光ユニットの間に挟まれ、一対の電極の一方を陽極、他方を陰極とした場合に、素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する機能を持った層をいう。
【００１１】
発光セルとは、一対の電極間に発光ユニットを挟んだものを指し、その積層体及びそれに付随する層構造若しくは電極構造などを含む場合もある。
【発明の効果】
【００１２】
一対の電極間に発光層を介在させた発光セルを複数備え、複数の発光セルを直列接続となるように、一対の電極における一方の電極と他方の電極が異なる発光セル間で電気的に接続することにより、安定して発光させることができる。すなわち、一対の電極の内、一方の電極を構成する透明導電膜の抵抗率が金属電極に比較して高いことによる抵抗損失の影響を抑制することができる。
【００１３】
一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には中間導電層を設けることにより、電流密度を高めることなく、発光輝度を高めることができる。また、中間導電層を、一の発光ユニットと他の発光ユニットの端部に至らない内側に設けることにより、発光セルの隣接間リーク電流を抑えることができる。
【００１４】
複数の発光セルが接続される構成において、一対の電極における一方の電極と他方の電極が、発光層に形成され一方の電極を露出させる開口により接続される構成とすることで、実効的に発光に寄与する発光セルの面積を高めることができる。
【００１５】
この構成により、照明装置を大面積化した際に、発光領域内での輝度のばらつきを抑制し、明るい照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、一対の電極間に少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には中間導電層が設けられている複数個の発光セルを備えた照明装置である。この複数個の発光セルの内、隣接するものについては互いに直列に接続されている。すなわち、一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続されている。発光セルは短冊状に形成され、その短尺方向に複数個が配列して電気的な直列接続を形成する。
【００１７】
このように、発光セルを複数個に分割して、直列に接続することにより、一対の電極の一方若しくは双方が影響する抵抗損失を抑えることができる。例えば、一方の電極を酸化インジウムや酸化亜鉛を主成分とする透明導電膜で形成する場合、抵抗率が５×１０−４Ω・ｃｍ程度となりアルミニウムなどの金属よりも１００倍程度高い値となる。この場合、発光セルを短冊状に形成し、その短尺方向に複数個を直列接続を形成するように配列させることで、照明装置における発光部の面積が増大しても、直列抵抗の増大を抑えることができる。
【００１８】
一対の電極における一方の電極は透明電極とし、他方の電極は光反射性の電極とすることが好ましい。発光セルは光を放射するため、少なくとも一方を透明電極で形成することで有効に光を放射させることができる。また、他方の電極は少なくとも可視光帯域の反射率が高い金属で形成することが好ましい。透明電極が形成された面に、発光ユニットで発光した光を放射させるために有効である。また、他の態様として、両方の電極を透明電極で形成することもできる。この構成にすると、発光セルの両面から光を放射することができる。そのため、照明装置として意匠を凝らすことができる。
【００１９】
複数の発光セルを直列に接続する構造において、その電気的接続部の構造は照明装置における有効発光面積に影響を与える。この照明装置を面光源として捉えた場合に、実効的な輝度（発光パネル１枚当たりの輝度）に影響を与えることとなる。そのため、発光に寄与しない直列接続部の面積は極力小さいことが望ましい。発光セルは、一対の電極と複数の発光ユニットを直列に接続した構成を有するが、この発光ユニットの下層にある電極を露出させる開口部を、発光ユニットに形成することで電気的接続部を形成する。この開口部を利用して、一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される構造を形成する。この開口部は、発光ユニットを直接的に加工して形成する。すなわち薄膜を除去して形成することができる。また、一対の電極として、短冊状若しくは矩形状の第１の電極、第２の電極及び発光ユニットをそれぞれ短尺方向にずらして配置させても同様な接続構造を形成することができる。
【００２０】
このように、一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される構造において、発光ユニットの下層にある電極を露出させる開口部を発光ユニットに形成することで、接続のために必要とする面積を縮小することができる。この電気的接続部を形成するための開口部を、発光セルを形成する基板の端部に至らない内側に形成することにより、発光セルのリーク電流を抑制することができる。
【００２１】
発光セルの構成に関し、直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には、該発光ユニットの端部に至らない内側に中間導電層を設ける構成とすることが好ましい。中間導電層は、一の発光ユニットと他の発光ユニットの間に挟まれ、一対の電極の一方を陽極、他方を陰極とした場合に、素子の陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電子を注入する機能を持つ層である。
【００２２】
中間導電層として、可視光を透過することができる透明導電膜材料を適用することができる。透明導電膜材料としては、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などであり、導電性金属酸化物の中から選択される。
【００２３】
中間導電層の他の形態としては、陰極側に正孔発生層、陽極側に電子発生層を配置した積層構造としても良い。正孔発生層は無機化合物と有機化合物との複合材料でなり、この層において無機化合物は有機化合物に対して電子受容性を示す物質であり、有機化合物は正孔輸送性に優れた物質である。無機化合物としては特に限定されないが、遷移金属酸化物が好ましく、具体的には酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが好適である。
【００２４】
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／Ｖ・ｓｅｃ以上であるものを適用することが好ましい。例えば、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）などに代表される芳香族アミン化合物は、ホールを発生しやすく、有機化合物として好適な化合物群である。電子発生層は電子を発生できる層であれば特に限定はされないが、具体的には、電子輸送性の有機化合物と、その有機化合物に対して電子供与性を示す物質とを有する層を含んでいればよい。
【００２５】
電子輸送性の有機化合物としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ビフェニリル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）などを用いることができる。また、電子供与性を示す物質としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属、あるいはそれらの合金が挙げられる。また、酸化リチウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウムなどのアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を用いることもできる。
【００２６】
中間導電層を介して直列に接続する発光ユニットの数は二層に限定されない。発光ユニットを積層する毎に中間導電層を設ければ二層以上の発光ユニットを積層することができる。一対の電極間に複数の発光ユニットを中間導電層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度で発光セルを発光させることができる。特に照明用途の場合は、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。また、このような中間導電層を、発光ユニットの端部に至らない内側に設けることで、異なる発光セルの間にリーク電流が流れてしまうことを防止することができる。
【００２７】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じ要素を指す符号は異なる図面で共通して用い、その場合における繰り返しの説明は省略する場合がある。
【実施例１】
【００２８】
本実施例は、エレクトロルミネセンスを利用する照明装置において、発光領域内での輝度のばらつきを抑制し、明るい照明装置を提供するための構成について図１と図２を参照して説明する。なお、図１は本実施例に係る照明装置の作製方法及び構造を説明する断面図であり、図２は同平面図を示している。以下の説明では、適宜両図を参照して説明する。
【００２９】
基板上に発光セルの一方の電極である第１の電極を形成する。第１の電極を透明電極で形成する場合には、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などの酸化物導電性材料を用いて形成することが好ましい。また、第１の電極を反射電極とする場合には、典型的にはアルミニウムを用いることが好ましい。アルミニウムは可視光帯域における反射率が高く、真空蒸着法やスパッタリング法で容易に形成することができるからである。その他の金属としては、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、銀などを用いることもできる。
【００３０】
第１の電極は１枚の基板上で複数に分割することが好ましい。これは複数の発光セルを基板上に形成するためである。１枚の基板上で第１の電極を分割する数は任意であるが、発光セルを形成したときの直列抵抗の影響を考慮して寸法を決めることが好ましい。分割された後の第１の電極の形状も任意であるが、長方形若しくは短冊状とする場合には、短尺方向に発光セルが直列接続されるような配列とすることが好ましい。これは、第１の電極による直列抵抗の影響を抑えるためである。
【００３１】
図１（Ａ）及び図２（Ａ）は、複数に分割された、第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃが基板１０に形成された状態を示している。これは、基板１０上に透明導電膜又は金属膜を全面に形成した後、第１の開口部１３ａ、１３ｂ、１３ｃを形成することにより形成することができる。第１の開口部はレーザ加工やリフトオフ加工で透明導電膜又は金属膜を直接的に加工しても良いし、フォトリソグラフィー技術を用いてマスクパターンを基板上に形成し、エッチング加工しても良い。第１の開口部１３ａ、１３ｂは第１の電極を隣接分離するために設けられている。
【００３２】
第１の開口部１３ｃ、１３ｄは基板１０において発光セルが直列接続される方向（基板の長辺方向）と平行な方向に設けられている。第１の開口部１３ｃ、１３ｄは基板１０の端面にまで回り込んで透明導電膜又は金属膜が成膜された場合に、第１の電極が実質的に分離不能になるため、設けておくことが好ましい。
【００３３】
次いで第１の発光ユニット、中間導電層、第２の発光ユニットを形成する。第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットは、代表的には周期律第１２族と第１５族元素を含む母体材料と、発光中心を形成する不純物元素を含む一又は複数の層により形成する。また、中間導電層は、正孔発生層と電子発生層を積層した構成とすることが好ましい。第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットで発光した光を有効に取り出すためである。その他に、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などの透明導電膜材料で形成しても良い。なお、発光ユニット、中間導電層及びこの両者を備えた発光セルの構成は、実施例４と実施例５で詳細に説明する。
【００３４】
第１の発光ユニット、中間導電層及び第２の発光ユニットは、分割された第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ上に順次形成する。そして、第２の開口部を形成して複数に分割する。
【００３５】
図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）は第１の発光ユニット、中間導電層及び第２の発光ユニットを分離する第２の開口部１９ａ、１９ｂ、１９ｃが形成された状態を示している。それにより、第１の電極１２ａに対応して第１の発光ユニット１４ａ、中間導電層１６ａ、第２の発光ユニット１８ａが形成されることとなる。他も同様に、第１の電極１２ｂに対応して第１の発光ユニット１４ｂ、中間導電層１６ｂ、第２の発光ユニット１８ｂが形成され、第１の電極１２ｃに対応して第１の発光ユニット１４ｃ、中間導電層１６ｃ、第２の発光ユニット１８ｃが形成されている。第１の発光ユニット、中間導電層及び第２の発光ユニットの積層体は、第１の開口部１３ａ、１３ｂ、１３ｃを被覆し、第１の電極１２ｂ、１２ｃの端部にかかるように形成しても良い。
【００３６】
第２の開口部１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、第１の発光ユニット、中間導電層及び第２の発光ユニットを分離すると共に、第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを露出させている。この露出面は第１の電極の表面であっても良いし、第１の電極を若干エッチングして除去された新しい表面でも良い。また、第１の電極を第２の開口部に合わせて除去してその側端面が露出する状態としても良い。
【００３７】
次に、第２の発光ユニットと接触し、第２の開口部を介して第１の電極の露出面とも接触するように、第２の電極を形成する。第２の電極は、透明送電膜又は金属膜で形成する。この場合、第１の電極を透明導電膜で形成した場合には、第２の電極は金属膜で形成することが好ましい。第１の電極を金属膜で形成した場合には、第２の電極を透明導電膜で形成することもできる。また、両者を透明導電膜で形成しても良い。第２の電極は、第２の発光ユニット上から全面に被膜を形成し、第３の開口部を形成して、第１の電極と対を成すようにする。
【００３８】
図１（Ｃ）及び図２（Ｃ）は、第２の電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが形成された状態を示している。第３の開口部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは第２の電極を分離している。第２の電極２０ａは、第１の電極１２ａに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ａ、中間導電層１６ａ、第２の発光ユニット１８ａが挟まれている。これらが一体となって第１の発光セル１０１を形成している。第２の電極２０ａは、隣接する第１の電極１２ｂと第２の開口部１９ｂを介して電気的に接触している。第２の電極２０ｂは、第１の電極１２ｂに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ｂ、中間導電層１６ｂ、第２の発光ユニット１８ｂが挟まれている。これらが一体となって第２の発光セル１０２を形成している。第２の電極２０ｂは、隣接する第１の電極１２ｃと第２の開口部１９ｃを介して電気的に接触している。第２の電極２０ｃは、第１の電極１２ｃに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ｃ、中間導電層１６ｃ、第２の発光ユニット１８ｃが挟まれている。これらが一体となって第３の発光セル１０３を形成している。
【００３９】
このように、各層に応じた開口部を形成することにより、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３を基板１０上で直列に接続させることができる。なお、第２の電極２０ｄは、第１の発光セル１０１における第１の電極１２ａの取り出し端子である。すなわち、第２の電極２０ｄと第２の電極２０ｃの間に所定の電圧を印加することにより、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３を発光させることができる。
【００４０】
本実施例に係る照明装置は、複数の発光セルを直列に接続する際に、電気配線を引き回す必要が無く、積層する被膜のみで電気的な接続をすることができる。それにより、照明装置における接点不良を無くすことができる。
【００４１】
また、本実施例に係る照明装置は、１枚の基板上で発光セルを複数個に分割して直列に接続されているので、透明電極を用いることによる抵抗損失を抑えることができる。それにより、照明装置における発光部の面積が増大しても、直列抵抗の増大を抑えることができる。一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される構造において、発光ユニットの下層にある電極を露出させる開口部を発光ユニットに形成することで、接続のために必要とする面積を縮小することができる。
【実施例２】
【００４２】
本実施例は、エレクトロルミネセンスを利用する照明装置において、発光領域内での輝度のばらつきを抑制し、明るい照明装置を提供するためであって、実施例１とは異なる構成について図３と図４を参照して説明する。なお、図３は本実施例に係る照明装置の作製方法及び構造を説明する断面図であり、図４は同平面図を示している。以下の説明では、適宜両図を参照して説明する。また、本実施例において、基板上で第１の電極を分離形成するまでは実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
【００４３】
図３（Ａ）及び図４（Ａ）は、第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃを被覆するように第１の発光ユニット１４を形成する。その上に、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃを分離形成する。中間導電層は、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などの透明導電膜材料で形成することが好ましい。第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットで発光した光を有効に取り出すためである。中間導電層は電子ビーム蒸着法、スパッタリング法などで形成することができる。この場合、シャドーマスク（所定のパターンで開口部が形成された金属やセラミクスで形成されたマスク。成膜時に基板に近接させて、被膜の付着を物理的に遮断することにより、基板上に所定のパターンを形成するためのもの。）を用いることで、第１の発光ユニット１４上に分割した状態で形成することができる。勿論、中間導電層を分離形成する方法はこれに限定されず、フォトリソグラフィー技術を使ってマスクパターンを形成し、中間導電層を選択的に加工しても良い。分離形成される中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、いずれも第１の発光ユニット１４の端部に至らない内側に形成されている。その後、第２の発光ユニットを形成し、実施例１と同様に開口部を形成する。
【００４４】
図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）は、第１の発光ユニット、中間導電層及び第２の発光ユニットを分離する第２の開口部１９ａ、１９ｂ、１９ｃが形成された状態を示している。それにより、第１の電極１２ａに対応して第１の発光ユニット１４ａ、中間導電層１６ａ、第２の発光ユニット１８ａが形成されることとなる。他も同様に、第１の電極１２ｂに対応して第１の発光ユニット１４ｂ、中間導電層１６ｂ、第２の発光ユニット１８ｂが形成され、第１の電極１２ｃに対応して第１の発光ユニット１４ｃ、中間導電層１６ｃ、第２の発光ユニット１８ｃが形成されている。
【００４５】
図３（Ｃ）及び図３（Ｃ）は、実施例１と同様にして、第２の電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが形成された状態を示している。第３の開口部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは第２の電極を分離している。このようにして、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３を基板１０上で直列に接続させることができる。
【００４６】
この場合、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃの端部は、第２の発光ユニット１８ａ、１８ｂ、１８ｃで覆われている。すなわち、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞれ、第１の発光ユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃと第２の発光ユニット１８ａ、１８ｂ、１８ｃの内側に形成されている。このような構成とすることで、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、第２の開口部１９ａ、１９ｂ、１９ｃにおいて端部が露出しない構成とすることができる。また、基板１０の周辺端部領域においても同様である。それにより、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃが、第２の開口部１９ａ、１９ｂ、１９ｃで、それそれ、第２の電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃと接触しない構造とすることができる。
【００４７】
この構造は、中間導電層として比較的導電率の高い透明導電膜を用いて形成した場合に有用である。すなわち、中間導電層が原因となって、第２の電極にリーク電流が流れてしまうことを防止することができる。これは、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３の基板端部領域でも同様である。
【００４８】
その他の構成については、実施例１と同様であるので、同じ作用効果を奏することができる。なお、発光ユニット、中間導電層及びこの両者を備えた発光セルの構成は、実施例４と実施例５で詳細に説明する。
【実施例３】
【００４９】
本実施例は、エレクトロルミネセンスを利用する照明装置において、発光領域内での輝度のばらつきを抑制し、明るい照明装置を提供するためであって、実施例１及び実施例２とは異なる構成について図５と図６を参照して説明する。本実施例では、被膜の形成時にシャドーマスクを用い、比較的簡便に照明装置を作製する方法について説明する。なお、図５は本実施例に係る照明装置の作製方法及び構造を説明する断面図であり、図６は同平面図を示している。以下の説明では、適宜両図を参照して説明する。
【００５０】
図５（Ａ）及び図６（Ａ）は、複数に分割された、第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃが基板１０に形成された状態を示している。さらに、第１の電極１２ａ上に第１の発光ユニット１４ａ及び中間導電層１６ａが形成され、第１の電極１２ｂ上に第１の発光ユニット１４ｂ及び中間導電層１６ｂが形成され、第１の電極１２ｃ上に第１の発光ユニット１４ｃ及び中間導電層１６ｃが形成される状態を示している。
【００５１】
第１の電極を透明電極で形成する場合には、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などの酸化物導電性材料を用いて形成することが好ましい。また、第１の電極を反射電極とする場合には、典型的にはアルミニウムを用いることが好ましい。その他の金属として、チタン、タンタル、モリブデン、タングステン、銀などを用いることもできる。第１の電極は、真空蒸着若しくはスパッタリングによる成膜時にシャドーマスクを用いて複数に分離形成することができる。また、導電性ペーストを用いてスクリーン印刷で形成することもできる。この場合、図６（Ａ）に示すように、第１の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、基板１０の端部に至らない内側に形成することが好ましい。それにより、基板１０の端部を介してリークする電流を防止することができる。
【００５２】
第１の発光ユニット及び中間導電層も同様に、真空蒸着若しくはスパッタリングによる成膜時にシャドーマスクを用いて複数に分離形成する。第１の発光ユニット及び中間導電層は連続して成膜することができるので、略同じパターンで形成される。すなわち、同じシャドーマスクを用いて第１の発光ユニットと中間導電層を形成するので、中間導電層が第１の電極と接触してしまうことを防ぐことができる。
【００５３】
図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）は、第２の発光ユニットを形成した状態を示している。第２の発光ユニットは、第１の発光ユニットとは異なるシャドーマスクで形成する。この場合、第２の発光ユニット１８ａは、中間導電層１６ａ上に形成され、その側端部及び第１の発光ユニット１４ａの側端部を覆うように形成する。第２の発光ユニット１８ｂ、第２の発光ユニット１８ｃについても同様である。第２の発光ユニットは、第１の電極を完全に被覆するものではなく、少なくとも一方の側端部を露出させるように形成する。このような形状はシャドーマスクを用いて形成することができる。
【００５４】
図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）は、シャドーマスクを使って、第２の電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃを形成した状態を示している。第２の電極２０ａは、第１の電極１２ａに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ａ、中間導電層１６ａ、第２の発光ユニット１８ａが挟まれている。これらが一体となって第１の発光セル１０１を形成している。第２の電極２０ｂは、第１の電極１２ｂに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ｂ、中間導電層１６ｂ、第２の発光ユニット１８ｂが挟まれている。これらが一体となって第２の発光セル１０２を形成している。第２の電極２０ｃは、第１の電極１２ｃに対応して形成され、この両者の間に第１の発光ユニット１４ｃ、中間導電層１６ｃ、第２の発光ユニット１８ｃが挟まれている。これらが一体となって第３の発光セル１０３を形成している。
【００５５】
第２の電極は第２の発光ユニットと接し、隣接する発光セルの第１の電極と電気的な接続関係を構成している。すなわち、第２の電極２０ａは、隣接する第１の電極１２ｂと電気的に接触するように延設されている。また、第２の電極２０ｂは、隣接する第１の電極１２ｃと電気的に接触するように延設されている。なお、第２の電極２０ｄは、第１の発光セル１０１における第１の電極１２ａの取り出し端子である。すなわち、第２の電極２０ｄと第２の電極２０ｃの間に所定の電圧を印加することにより、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３を発光させることができる。
【００５６】
このようにして、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３を基板１０上で直列に接続させることができる。この場合、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃの端部は、第２の発光ユニット１８ａ、１８ｂ、１８ｃで覆われている。すなわち、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞれ、第１の発光ユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃと第２の発光ユニット１８ａ、１８ｂ、１８ｃの内側に形成されている。このような構成とすることで、中間導電層１６ａ、１６ｂ、１６ｃが、それそれ、第２の電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃと接触しない構造とすることができる。
【００５７】
この構造は、実施例２と同様に、中間導電層が原因となって、第２の電極にリーク電流が流れてしまうことを防止することができる構造である。これは、第１の発光セル１０１、第２の発光セル１０２、第３の発光セル１０３の基板端部領域でも同様である。
【００５８】
その他の構成については、実施例１及び実施例２と同様であるので、同じ作用効果を奏することができる。なお、発光ユニット、中間導電層及びこの両者を備えた発光セルの構成は、実施例４と実施例５で詳細に説明する。
【実施例４】
【００５９】
本実施例は、発光ユニットの発光層として適した発光材料について説明する。本実施例で例示する発光材料は、実施例１乃至３の発光ユニットに適用することができる。なお、本実施例で例示する発光材料は、母体材料及び発光中心となる少なくとも１種類以上の不純物元素で構成される材料である。なお、これら不純物元素は母体材料を構成する元素を含まない。
【００６０】
発光材料に用いる母体材料は無機材料として、硫化物、酸化物、窒化物を用いる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化イットリウム（Ｙ２Ｓ３）、硫化ガリウム（Ｇａ２Ｓ３）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）などを用いることができる。酸化物としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などを用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）などを用いることができる。さらに、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）なども用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム（ＣａＧａ２Ｓ４）、硫化ストロンチウム−ガリウム（ＳｒＧａ２Ｓ４）、硫化バリウム−ガリウム（ＢａＧａ２Ｓ４）、などの３元系の混晶であってもよい。
【００６１】
不純物元素としては、金属イオンの内殻電子遷移を利用した発光中心を形成するものとして、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）などの金属元素を用いることができる。なお、電荷補償として、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素が添加されていてもよい。
【００６２】
また、ドナー−アクセプタ再結合を利用した発光中心として、第一の不純物元素及び第二の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第一の不純物元素としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）などの金属元素、珪素（Ｓｉ）などを用いることができる。第二の不純物元素は、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）などを用いることができる。
【００６３】
本実施例に係る発光材料は固相反応、すなわち、母体材料及び不純物元素を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱して反応させる方法により、母体材料に不純物元素を含有させる。例えば、母体材料と、第一の不純物元素又は第一の不純物元素を含む化合物と、第二の不純物元素又は第二の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固体反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。
【００６４】
また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第一の不純物元素と第二の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第一の不純物元素と第二の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、フッ化銅（ＣｕＦ２）、塩化銅（ＣｕＣｌ）、ヨウ化銅（ＣｕＩ）、臭化銅（ＣｕＢｒ）、窒化銅（Ｃｕ３Ｎ）、リン化銅（Ｃｕ３Ｐ）、フッ化銀（ＣｕＦ）、塩化銀（ＣｕＣｌ）、ヨウ化銀（ＣｕＩ）、臭化銀（ＣｕＢｒ）、塩化金（ＡｕＣｌ３）、臭化金（ＡｕＢｒ３）、塩化白金（ＰｔＣｌ２）などを用いることができる。また、第二の不純物元素の代わりに第三の不純物元素を含んだ発光材料を用いてもよい。
【００６５】
第三の不純物元素は、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）などを用いることができる。これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１〜１０ｍｏｌ％であれば良く、好ましくは０．１〜５ｍｏｌ％の範囲である。
【００６６】
高い電気導電性を有する発光材料としては、母体材料として、上述した材料を用い、上述した第一の不純物元素及び第二の不純物元素及び第三の不純物元素を含む発光材料を添加した発光材料を用いることができる。これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１〜１０ｍｏｌ％であれば良く、好ましくは０．１〜５ｍｏｌ％の範囲であれば良い。
【００６７】
第二の不純物元素と第三の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、ヨウ化リチウム（ＬｉＩ）、臭化銅（ＬｉＢｒ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などのハロゲン化アルカリ、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミニウムアンチモン（ＡｌＳｂ）、ガリウムリン（ＧａＰ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）、インジウムヒ素（ＩｎＡｓ）、インジウムアンチモン（ＩｎＳｂ）などを用いることができる。
【００６８】
母体材料として、上述した材料を用い、上述した第一の不純物元素及び第二の不純物元素及び第三の不純物元素を含む発光材料を用いた発光層は、高電界により加速されたホットエレクトロンを必要とすることなく、発光することが可能である。つまり、発光素子に高電圧を印加する必要がなくなるため、低駆動電圧で動作可能な発光素子を得ることができる。また、低駆動電圧で発光可能であるため、消費電力も低減された発光素子を得ることができる。また、さらに他の発光中心となる元素が含まれていてもよい。
【００６９】
また、母体材料として上述した材料を用い、第二の不純物元素及び第三の不純物元素及び上述した金属イオンの内殻電子遷移を利用した発光中心を含む発光材料を用いることができる。この場合、発光中心となる金属イオンは、母体材料に対して０．０５〜５ａｔｏｍ％であることが好ましい。また、第二の不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０５〜５ａｔｏｍ％であることが好ましい。また、第三の不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０５〜５ａｔｏｍ％であることが好ましい。このような構成の発光材料は、低電圧で発光可能である。よっって、低駆動電圧で発光可能な発光素子を得ることができるため、消費電力が低減された発光素子を得ることができる。また、さらに他の発光中心となる元素が含まれていてもよい。
【００７０】
例えば、特開２００５−３３６２７５号公報に開示されているものとして、母体材料としてＺｎＳ、第１の不純物としてＣｕ、第２の不純物としてＣｌ及びＧａ、第３の不純物元素してＡｓを含み、さらに他の発光中心としてＭｎを含む発光材料を用いることも可能である。このような発光材料を形成するには、以下に示す方法を用いることができる。ＺｎＳに、硫酸銅（ＣｕＳ）、硫黄、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を配合した発光体（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ）にＭｎを加え、真空中で２〜４時間程度焼成する。焼成温度は７００〜１５００℃であることが好ましい。この焼成したものを粉砕して粒径５〜２０μｍにし、粒径１〜３μｍのＧａＡｓを加え撹拌する。この混合物を硫黄ガスを含む窒素気流中で約５００〜８００℃で２〜４時間焼成することにより、発光材料を得ることができる。この発光材料を用いて、蒸着法などにより薄膜を形成することにより、発光素子の発光層として用いることができる。
【００７１】
また、上記の発光材料に対して、さらに、不純物元素を添加することにより、発光材料の結晶系を制御することができる。結晶系を制御できる不純物としては、立方晶系のものとして、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、Ｓｉ、Ｇｅなどを挙げることができる。また、六方晶系のものとして、ＧａＮ、ＩｎＮを挙げることができる。他にもＡｌＰ、ＡｌＮ、ＡｌＳｂなどを用いることができる。発光材料の結晶系を制御することにより、発光効率を向上させることができる。
【００７２】
本実施例の発光材料を用いることにより、実施例１乃至３の照明装置を低電圧で駆動させることができる。また、照明装置を直流電圧で発光させることも可能となる。
【実施例５】
【００７３】
本実施例は、発光ユニットと、当該発光ユニットを用いた発光セルの構成について図面を参照して説明する。
【００７４】
図７（Ａ）は、第１の電極１２、第１の発光ユニット１４、中間導電層１６、第２の発光ユニット１８、第２の電極２０が積層された発光セルを示している。この発光セルは、第１の電極１２と、第２の電極２０の間に電圧を印加することで発光させることができる。
【００７５】
第１の電極１２は、種々の金属、合金、導電性化合物、及びこれらの混合物などを用いることができる。第１の電極１２を透明電極とする場合には、酸化インジウム酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム酸化スズ、酸化インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム酸化スズなどを用いて形成する。これらの導電性金属酸化物膜は、スパッタリングにより作製することができる。例えば、酸化インジウム酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム−酸化スズは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。第１の電極１２を金属電極とする場合には、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）などを用いることができる。
【００７６】
第２の電極２０は、第１の電極１２と同様にして形成することができる。第２の電極２０は第１の電極１２と対を成して形成するので、一方の電極を透明電極とする場合には、他方を金属電極で形成すれば良い。また、両方の電極を透明電極で形成しても良い。
【００７７】
第１の発光ユニット１４及び第２の発光ユニット１８は、発光層２０１により形成されている。この発光層２０１は、実施例４で説明した発光材料を用いて作製することができる。
【００７８】
中間導電層１６は、中間導電層、第２の発光ユニットを形成する。第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットは、代表的には周期律第１２族と第１５族元素を含む母体材料と、発光中心を形成する不純物元素を含む一又は複数の層により形成する。また、中間導電層は、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム酸化亜鉛などの透明導電膜材料で形成することが好ましい。第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットで発光した光を有効に取り出すためである。中間導電層の他の構成として、正孔発生層と電子発生層を積層した構成としても良い。
【００７９】
正孔発生層は無機化合物と有機化合物との複合材料で形成することができる。正孔発生層を形成するものとして、無機化合物は有機化合物に対して電子受容性を示す物質であり、有機化合物は正孔輸送性に優れた物質である。無機化合物としては特に限定されないが、遷移金属酸化物が好ましく、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが好適である。いずれにしても、中間導電層１６は可視光領域の吸収ができるだけ小さいことが望ましい。
【００８０】
有機化合物としては正孔輸送層の材料として、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＴＰＤ、ＮＰＢ、ＤＮＴＰＤ、ＴＣＴＡなどに代表される芳香族アミン化合物は、ホールを発生しやすく、有機化合物として好適な化合物群である。
【００８１】
電子発生層としては、電子輸送性の有機化合物と、その有機化合物に対して電子供与性を示す物質とを有する層を含んでいればよい。電子輸送性の有機化合物としては、Ａｌｑ３、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＰＢＩ、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺなどを用いることができる。また、電子供与性を示す物質としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属、あるいはそれらの合金がある。また、酸化リチウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウムなどのアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を用いることもできる。
【００８２】
いずれにしても、第１の発光ユニット１４と第２の発光ユニット１８に挟まれる中間導電層１６は、第１の電極１２と第２の電極２０に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。
【００８３】
図７（Ａ）では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても適用することができる。一対の電極間に複数の発光ユニットを中間導電層で連結することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度で発光させつつ劣化を抑制することができる。
【００８４】
図７（Ｂ）は、第１の発光ユニット１４及び第２の発光ユニット１８の構成として、発光層２０１とバリア層２０２を組み合わせたものである。バリア層２０２は発光層２０１の陰極側に配置することが好ましい。バリア層２０２は膜厚を０．１〜２ｎｍ程度とし、トンネル電流が流れる厚さで形成する。バリア層２０２は、絶縁性又は半絶縁性の金属酸化物又は金属窒化物を用いることができる。例えば、アルミニウム、タングステン、クロム、モリブデン、チタンなどの酸化物又は窒化物を用いることができる。このような金属酸化物又は金属窒化物の薄膜はスパッタリング法で形成することができる。また、金属電極の表面を陽極酸化して形成することもできる。
【００８５】
バリア層２０２を設けることにより、電極と発光層の界面でキャリアが再結合してしまうことを防止することができる。また、発光層に注入されたキャリアに対しバリアとなるので、キャリアが発光に寄与せずそのまま電極や中間導電層に流れ込んでしまう確率を抑制することができる。このような構成とすることで、発光効率を高めることができる。なお、図７（Ｂ）は、第１の電極１２が陽極、第２の電極２０が陰極の場合を想定している。第１の電極１２を陰極、第２の電極２０を陽極とする場合には、バリア層２０２の配置は反転する。
【００８６】
図７（Ｃ）は、第１の発光ユニット１４及び第２の発光ユニット１８の構成として、発光層２０１の両側にバリア層２０２を設けたものである。バリア層２０２は膜厚を０．１〜２ｎｍ程度とし、トンネル電流が流れる厚さで形成する。ことで、図７と同様の効果が得られる。また、バリア層２０２を１０ｎｍ〜１０００ｎｍとすると、交流駆動により発光させることもできる。
【００８７】
図８（Ａ）、（Ｂ）は、発光セルにおいて、無機材料で形成される発光層に、キャリア注入性を高めるために有機無機複合材料層を組み合わせる態様を示している。この場合も発光セルは、第１の電極１２、第１の発光ユニット１４、中間導電層１６、第２の発光ユニット１８、第２の電極２０で構成される。
【００８８】
図８（Ａ）は、第１の発光ユニット１４及び第２の発光ユニット１８の構成として、発光層２０１と有機無機複合材料層２０３を組み合わせる構成を示している。有機無機複合材料層２０３は正孔を注入するものとして、発光層２０１の陽極側に設けることが好ましい。図８（Ａ）は、第１の電極１２が陽極、第２の電極２０が陰極の場合を想定している。第１の電極１２を陰極、第２の電極２０を陽極とする場合には、有機無機複合材料層２０３の配置を反転させれば良い。
【００８９】
有機無機複合材料層２０３は、有機化合物と無機化合物とを複合してなる有機無機複合材料である。有機無機複合材料に用いる有機化合物として、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、ポリマーなど）などを化合物を用いることができる。なお、有機無機複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。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ることができる。以下では、有機無機複合材料に用いることのできる有機化合物を例示する。
【００９０】
芳香族アミン化合物としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）などを挙げることができる。
【００９１】
また、以下に示す有機化合物を用いることにより、４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、吸収ピークを有しない有機無機複合材料を得ることができる。例えば、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）などを挙げることができる。
【００９２】
カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）などがある。
【００９３】
また、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、２，３，５，６−トリフェニル−１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼンなどを用いることができる。
【００９４】
また、４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、吸収ピークを有しない有機無機複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，１０−ジ（ナフタレン−１−イル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（４−フェニルフェニル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ジ（４−メチルナフタレン−１−イル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（ナフタレン−１−イル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（ナフタレン−１−イル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（ナフタレン−１−イル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジ（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレンなどがある。また、この他、ペンタセン、コロネンなども用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【００９５】
４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、吸収ピークを有しない有機無機複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）などがある。
【００９６】
ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）などの高分子化合物を用いることもできる。
【００９７】
有機無機複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属酸化物が好ましい。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物であることが好ましい。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く扱いやすいので好ましい材料である。
【００９８】
上記のような有機化合物と無機化合物を複合化して（互いに相互作用させて）、得られる有機無機複合材料は、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。また導電性が高い。よって、電極からキャリアを注入しやすく、発光層へ効率良くキャリアを輸送することができる。また、導電性金属酸化物、各種金属とオーム接触をすることが可能となるため、仕事関数に依らず電極を形成する材料を選択することができる。また、４５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、吸収ピークを有しない有機無機複合材料を、有機無機複合材料層２０３として用いることにより、発光層２０１の発光を吸収することなく効率良く透過し、外部取り出し効率を向上させることができる。
【００９９】
また、有機化合物と無機化合物とを複合した有機無機複合材料を含む層は導電性が高いため、有機無機複合材料を含む層を厚膜化した場合でも、駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、駆動電圧の上昇を抑制しつつ、外部への光の取り出し効率が高くなるように有機無機複合材料を含む層の膜厚を最適化することが可能となる。また、駆動電圧を上昇させることなく、光学設計による色純度の向上を実現することができる。
【０１００】
なお、有機無機複合材料を含む層の製造方法は、湿式法、乾式法を問わず、どのような手法を用いても良い。例えば、有機無機複合材料を含む層は、上述した有機化合物と無機化合物との共蒸着で作製することができる。また、上述した有機化合物と金属アルコキシドを含む溶液を塗布し、焼成することによって得ることもできる。なお、酸化モリブデンは真空中で蒸発しやすく、作製プロセスの面からも好ましい。
【０１０１】
このように、第１の電極１２（陽極）と発光層２０１の間、若しくは中間導電層１６と発光層２０１の間に有機無機複合材料層２０３を設けることで、発光層に対する正孔の注入性を向上させることができる。発光層２０１を形成する母材料は導電型がｎ型であるので、正孔注入性を向上させる有機無機複合材料層２０３を組み合わせることにより、キャリアの注入性を高めることができる。それにより、照明装置において、低電圧の点灯を可能とし、発光効率を高めることができる。すなわち、低消費電力化を図ることができる。
【０１０２】
図８（Ｂ）は発光層２０１の一方の面に有機無機複合材料層２０３を設け、他方の面にバリア層２０２を設ける構成を示している。バリア層２０２は、電極と発光層の界面でキャリアが再結合してしまうことを防止することができる。また、発光層に注入されたキャリアに対しバリアとなるので、キャリアが発光に寄与せずそのまま電極や中間導電層に流れ込んでしまう確率を抑制することができる。このように、有機無機複合材料層２０３とバリア層２０２を組み合わせることにより、より発光効率を高めることができる。
【０１０３】
本実施例で示す発光セルの構成は、実施例１乃至３の照明装置と組み合わせることができる。
【実施例６】
【０１０４】
実施例１乃至５により、複数の発光セルを基板上で直列に接続した照明装置の態様を、図９を参照して説明する。図９は照明装置の斜視図を示している。
【０１０５】
基板１０には、発光セルを直列に接続した発光セルアレイ形成領域２４を有している。発光セルの直列接続構造は、実施例１乃至３の構成を適用している。さらに、本実施例の態様では、発光セルアレイ形成領域２４を、基板１０を基板上で複数に分割している。基板上で発光セルアレイ形成領域を複数に分割することで、照明装置の外形寸法が大型化した場合でも、電極により抵抗損失の影響を低減することができる。また、個別の発光セルアレイ形成領域に対応して点灯回路を設けることにより、明るさ調整機能を付加することができる。
【０１０６】
基板１０の光放射面には拡散板２８が設けられている。拡散板２８は光を均一化すると共に、直列接続構造を持つ発光セルアレイ形成領域２４の非発光領域（暗点部）を目立たなくして隠す機能を有する。封止板２６は、発光セルアレイ形成領域２４を保護するために設ける。封止板２６は、ガラス、プラスチックの硬質材の他に、柔軟な可撓性フィルムを貼り付けても良い。また、封止板２６側に光を放射する場合は、拡散板でそれを代用することもできる。封止板２６は、基板１０の端部に形成する取り出し電極３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂを露出させるように取り付けると良い。なお、発光セルアレイに対応して、取り出し電極３０ａと取り出し電極３２ａ、取り出し電極３０ｂと取り出し電極３２ｂが設けられている。
【０１０７】
本発明に係る照明装置は、発光セルを直列に接続した発光セルアレイを薄膜で形成することができるので、薄型の照明装置を実現できる。実施例１乃至５で説明した発光セルアレイは、各層を薄膜で形成することができるので、２０μｍを超えない厚さで形成することができる。そのため、住宅の照明として用いる場合にも、壁、天井あるいは床面に、照明装置を突出させずに埋め込むことができる。勿論、薄型の液晶ディスプレーのバックライトとしても用いることができる。
【実施例７】
【０１０８】
本実施例は、本発明に係る照明装置の様々な態様について例示する。
【０１０９】
図１０は、照明装置３０３を液晶表示装置のバックライトとして用いる態様を示している。照明装置３０３は実施例１乃至６で説明されるものと同様の構成を有しており、薄型で発光効率が高いという特徴を有している。この照明装置３０３は、液晶パネル３０２の背面側（表示面とは反対側）に配置され、筐体３０１、３０４によって収納される。液晶パネル３０２には、ドライバＩＣ３０５などが実装されていても良い。
【０１１０】
筐体３０１、３０４の形状は用途に応じて様々な形状に変容する。例えば、ノート型パーソナルコンピュータや液晶テレビジョンなどの民生用途では、意匠を凝らした筐体に照明装置３０３が収納されることにより外観上は目立たなくなる。しかしながら、照明装置３０３は薄型であることから、筐体の中に容易に収納することができる。それにより、意匠設計の自由度を高めることができる。また、照明装置３０３を高輝度で発光させることにより、コントラストの高い液晶表示装置を提供することができる。また、低消費電力化にも寄与することができる。
【０１１１】
図１１はテレビジョン装置４００であり、筐体４０１、支持台４０２、表示部４０３、スピーカー部４０４、ビデオ入力端子４０５を含む。このテレビジョン装置において、表示部４０３は、透過型の液晶ディスプレーであり、バックライトとして実施例１乃至６で説明したものと同様の照明装置を含んでいる。この照明装置は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特徴を有している。また、外部からの衝撃などによる短絡を防止することも可能である。従って、このテレビジョン装置は低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビジョン装置において、電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができ、筐体４０１や支持台４０２の小型軽量化を図ることが可能である。それにより住環境に適合した製品を提供することができる。
【０１１２】
図１２は、実施例１乃至６で説明したものと同様の照明装置を室内の照明器具５０１、５０２として用いた例である。照明器具５０１は天井に取り付け、照明器具５０２は壁に埋め込んだ態様と示している。本発明に係る照明装置は、大型化が可能であり、また大型化しても面内で均一な明るさを得ることができる。さらに薄型で低消費電力であるという特徴を備えている。
【０１１３】
図１３は、照明器具５０１を天井に取り付けた状態を例示している。この照明器具５０１は、発光セルアレイが形成される基板１０、封止板２６、取り付けヒンジ３４、カバー材３６を含んでいる。照明装置の取り出し電極３０ａ、３０ｂは基板１０の端部に設けられ、取り付けヒンジ３４の一部がコネクタとして利用されている。カバー材３６は調光機能を備えている。これらの要素が一体となった照明器具５０１を天井に取り付けても、図１３で示すように天井面から殆ど突出させずに取り付けることができる。また、取り付けヒンジ３４を強固な構造部材として設計すれば、天井の中に埋め込むこともできる。
【０１１４】
このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明器具５０１、５０２として用いた部屋に、図１１で説明すテレビジョン装置４００を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、照明器具５０１、５０２及びテレビジョン装置４００共に低消費電力であるので、電気料金を心配せずに、明るい部屋で迫力のある映像を鑑賞することができる。
【０１１５】
照明装置としては、本実施例で例示したものに限られず、住宅や公共施設の照明をはじめ、様々な形態の照明装置として応用することができる。このような場合において、本発明に係る照明装置は、発光媒体が薄膜状であるので、意匠の自由度が高いので、様々な商品を市場に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】実施例１に係る照明装置の構成を示す断面図。
【図２】実施例１に係る照明装置の構成を示す平面図。
【図３】実施例２に係る照明装置の構成を示す断面図。
【図４】実施例２に係る照明装置の構成を示す平面図。
【図５】実施例３に係る照明装置の構成を示す断面図。
【図６】実施例３に係る照明装置の構成を示す平面図。
【図７】第１の電極、第１の発光ユニット、中間導電層、第２の発光ユニット、第２の電極が積層された発光セルを示す図。
【図８】第１の電極、第１の発光ユニット、中間導電層、第２の発光ユニット、第２の電極が積層された発光セルを示す図。
【図９】照明装置の構成を示す斜視図。
【図１０】照明装置を液晶表示装置のバックライトとして用いる態様を示す図。
【図１１】照明装置を用いた電気器具の一例を示す図。
【図１２】照明装置の一例を示す図。
【図１３】図１２の照明装置の取り付け構造を示す図。
【符号の説明】
【０１１７】
１０ 基板
１２ 第１の電極
１２ａ 第１の電極
１２ｂ 第１の電極
１２ｃ 第１の電極
１３ａ 第１の開口部
１３ｂ 第１の開口部
１３ｃ 第１の開口部
１３ｄ 第１の開口部
１４ 第１の発光ユニット
１４ａ 第１の発光ユニット
１４ｂ 第１の発光ユニット
１４ｃ 第１の発光ユニット
１６ 中間導電層
１６ａ 中間導電層
１６ｂ 中間導電層
１６ｃ 中間導電層
１８ 第２の発光ユニット
１８ａ 第２の発光ユニット
１８ｂ 第２の発光ユニット
１８ｃ 第２の発光ユニット
１９ａ 第２の開口部
１９ｂ 第２の開口部
１９ｃ 第２の開口部
２０ 第２の電極
２０ａ 第２の電極
２０ｂ 第２の電極
２０ｃ 第２の電極
２０ｄ 第２の電極
２１ａ 第３の開口部
２１ｂ 第３の開口部
２１ｃ 第３の開口部
２４ 発光セルアレイ形成領域
２６ 封止板
２８ 拡散板
３０ａ 取り出し電極
３０ｂ 取り出し電極
３２ａ 取り出し電極
３２ｂ 取り出し電極
３４ 取り付けヒンジ
３６ カバー材
１０１ 第１の発光セル
１０２ 第２の発光セル
１０３ 第３の発光セル
２０１ 発光層
２０２ バリア層
２０３ 有機無機複合材料層
３０１ 筐体
３０２ 液晶パネル
３０３ 照明装置
３０４ 筐体
３０５ ドライバＩＣ
４００ テレビジョン装置
４０１ 筐体
４０２ 支持台
４０３ 表示部
４０４ スピーカー部
４０５ ビデオ入力端子
５０１ 照明器具
５０２ 照明器具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成されること
を特徴とする照明装置。
【請求項２】
基板上に、
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成され、前記基板の端部に至らない内側にあること
を特徴とする照明装置。
【請求項３】
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には、該発光ユニットの端部に至らない内側に中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成されること
を特徴とする照明装置。
【請求項４】
基板上に、
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には、該発光ユニットの端部に至らない内側に中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成され、前記基板の端部に至らない内側にあること
を特徴とする照明装置。
【請求項５】
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には、
端部が前記発光ユニットで被覆される中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成されること
を特徴とする照明装置。
【請求項６】
基板上に、
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には、
端部が前記発光ユニットで被覆される中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成され、前記基板の端部に至らない内側にあること
を特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、
前記発光層は、第２族の元素と第１６族の元素を含む化合物または第１２族の元素と第１６族の元素を含む化合物である母体材料と発光中心である不純物元素とを含むこと
を特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記母体材料は、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化カルシウム−ガリウム、硫化ストロンチウム−ガリウム、硫化バリウム−ガリウムのいずれかであること
を特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記不純物元素は、発光中心となる金属元素であること
を特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項７において、
前記不純物元素は複数種含まれており、
発光中心となる金属元素と、
フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）のいずれか一と、
リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）のいずれか一であること
を特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０において、
前記金属元素は、母体材料に対して０．０５乃至５ａｔｏｍｉｃ％の濃度で含まれていること
を特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項７において、
前記不純物元素は複数種含まれており、銅、銀、金、白金、珪素のいずれか一と、
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムのいずれか一であること
を特徴とする照明装置。
【請求項１３】
請求項７において、
前記不純物元素は複数種含まれており、銅、銀、金、白金、珪素のいずれか一と、
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスのいずれか一であること
を特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求項７において、
前記不純物元素は複数種含まれており、銅、銀、金、白金、珪素のいずれか一と、
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムのいずれか一と、
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスのいずれか一であること
を特徴とする照明装置。
【請求項１】
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成されること
を特徴とする照明装置。
【請求項２】
基板上に、
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成され、前記基板の端部に至らない内側にあること
を特徴とする照明装置。
【請求項３】
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には、該発光ユニットの端部に至らない内側に中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成されること
を特徴とする照明装置。
【請求項４】
基板上に、
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には、該発光ユニットの端部に至らない内側に中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成され、前記基板の端部に至らない内側にあること
を特徴とする照明装置。
【請求項５】
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には、
端部が前記発光ユニットで被覆される中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成されること
を特徴とする照明装置。
【請求項６】
基板上に、
一対の電極間に、少なくとも一層の発光層を有する発光ユニットが複数個直列に接続され、該直列接続関係にある一の発光ユニットと他の発光ユニットとの間には、
端部が前記発光ユニットで被覆される中間導電層が設けられる発光セルを複数個有し、
前記一対の電極における一方の電極と他方の電極が、異なる発光セル間で直列接続される電気的接続部を有し、
該電気的接続部は、前記発光層の下層側に形成される一方又は他方の電極を露出させる開口部で形成され、前記基板の端部に至らない内側にあること
を特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、
前記発光層は、第２族の元素と第１６族の元素を含む化合物または第１２族の元素と第１６族の元素を含む化合物である母体材料と発光中心である不純物元素とを含むこと
を特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記母体材料は、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化カルシウム−ガリウム、硫化ストロンチウム−ガリウム、硫化バリウム−ガリウムのいずれかであること
を特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記不純物元素は、発光中心となる金属元素であること
を特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項７において、
前記不純物元素は複数種含まれており、
発光中心となる金属元素と、
フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）のいずれか一と、
リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）のいずれか一であること
を特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０において、
前記金属元素は、母体材料に対して０．０５乃至５ａｔｏｍｉｃ％の濃度で含まれていること
を特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項７において、
前記不純物元素は複数種含まれており、銅、銀、金、白金、珪素のいずれか一と、
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムのいずれか一であること
を特徴とする照明装置。
【請求項１３】
請求項７において、
前記不純物元素は複数種含まれており、銅、銀、金、白金、珪素のいずれか一と、
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスのいずれか一であること
を特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求項７において、
前記不純物元素は複数種含まれており、銅、銀、金、白金、珪素のいずれか一と、
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムのいずれか一と、
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスのいずれか一であること
を特徴とする照明装置。
【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】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−２２７２３２（Ｐ２００７−２２７２３２Ａ）
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４８４５２（Ｐ２００６−４８４５２）
【出願日】平成１８年２月２４日（２００６．２．２４）
【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１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２４日（２００６．２．２４）
【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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