照明装置
【課題】エレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置の高信頼性化を図る。
【解決手段】エレクトロルミネセンス（ＥＬ）層を含む発光素子を有する照明装置において、発光素子の光放射面に第１筐体を設け、発光素子の上面に金属板及び金属板を覆う第２筐体を設け、第１筐体と金属板、第１筐体と第２筐体、をそれぞれ接着することで、発光素子を二重に封止する。また、第１筐体において、接着層を介して金属板又は第２筐体と接する領域に凹部を設けることで、密着性を向上させる。
【解決手段】エレクトロルミネセンス（ＥＬ）層を含む発光素子を有する照明装置において、発光素子の光放射面に第１筐体を設け、発光素子の上面に金属板及び金属板を覆う第２筐体を設け、第１筐体と金属板、第１筐体と第２筐体、をそれぞれ接着することで、発光素子を二重に封止する。また、第１筐体において、接着層を介して金属板又は第２筐体と接する領域に凹部を設けることで、密着性を向上させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、エレクトロルミネセンスを発現する発光部材を含む照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白熱電球や蛍光灯よりも発光効率が高いという試算から、次世代の照明器具としてエレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置が注目されている。エレクトロルミネセンス材料は蒸着法や塗布法などの製法により厚さ１μｍ以下の薄膜で形成可能であり、照明装置として形態にも工夫が施されている。例えば、エレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置を大面積化しても輝度を均一に保つことができる照明装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３２７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一形態はエレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置の高信頼性化を図ることを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
エレクトロルミネセンス（ＥＬ）層を含む発光素子を有する照明装置において、発光素子の光放射面に第１筐体を設け、発光素子の上面に金属板及び金属板を覆う第２筐体を設け、第１筐体と金属板、第１筐体と第２筐体、をそれぞれ接着することで、発光素子を二重に封止する。
【０００６】
本発明の一態様は、第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、発光素子を、第１接着層によって封止する第１筐体及び金属板と、発光素子及び金属板を、第２接着層によって第１筐体と封止する第２筐体とを有し、第１筐体は、発光素子の光放射面を覆い、第１接着層と接する領域に第１凹部を含み、かつ第２接着層と接する領域に第２凹部を含み、第１電極と第２電極において発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有する照明装置である。なお、本明細書において透光性とは、少なくとも可視光の波長領域の光に対して光を透過する性質を指す。
【０００７】
本発明の他の一形態は、第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、発光素子を、第１接着層によって封止する第１筐体及び金属板と、発光素子及び金属板を、第２接着層によって第１筐体と封止する第２筐体とを有し、第１筐体は、発光素子の光放射面を覆い、第１接着層と接する領域に第１凹部を含み、かつ第２接着層と接する領域に第２凹部を含み、第１電極と第２電極において発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有し、第１筐体と第１電極の間に補助配線を有し、補助配線は第１筐体に設けられた第３凹部及び第４凹部に配置され、補助配線において、第３凹部に配置された領域と第４凹部に配置された領域との膜厚及び配線幅は異なる照明装置である。
【０００８】
また、第１筐体と第１電極との間、または第１筐体と補助配線との間に無機絶縁膜を有する構成としてもよい。無機絶縁膜は、外部からの水等の汚染物質から発光素子を保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜としては窒化膜、及び窒化酸化膜の単層又は積層を用いることができる。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、照明装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【０００９】
また、ＥＬ層は中間層を介して２層以上設けられる構成としてもよい。発光色の異なるＥＬ層を複数積層することで放射される光の色を調節することができる。また、同色であっても複数層設けることで電力効率を向上させる効果を奏する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様である照明装置は、発光素子を囲うように接着される筐体の密着性を高めているので、物理的衝撃による形状不良を生じにくい。よって、作製時及び使用時における照明装置の破損を軽減することができる。本発明の一態様である照明装置は、素子劣化しにくい構造を有するので長寿命な照明装置を提供することができる。よって、本発明の一態様である照明装置は、高信頼性化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】照明装置を説明する断面図。
【図２】照明装置を説明する平面図。
【図３】照明装置を説明する断面図。
【図４】照明装置を説明する平面図。
【図５】照明装置を説明する断面図。
【図６】照明装置を説明する断面図。
【図７】照明装置に適用できる発光素子の例を説明する図。
【図８】照明装置の使用形態の一例を説明する図。
【図９】照明装置の使用形態の一例を説明する図。
【図１０】照明装置を説明する断面図及び平面図。
【図１１】照明装置を説明する断面図。
【図１２】照明装置を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、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、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様のものを指す際には同じハッチパターンを使用し、特に符号を付さない場合がある。
【００１３】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の照明装置の一形態について図１乃至図６、及び図１０を用いて説明する。
【００１４】
図１に本実施の形態の照明装置の断面図を示す。また、図２に照明装置の平面図を示す。なお、図１（Ａ）は、図２における線分Ａ１−Ａ２の断面図であり、図１（Ｂ）は、図２における線分Ａ３−Ａ４の断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示す照明装置は、ＥＬ層１０６を含む発光素子１３２の光放射面に第１筐体１００が設けられ、発光素子１３２の上面に金属板１１１及び金属板１１１を覆う第２筐体１３４が設けられている。また、第１筐体１００と金属板１１１、第１筐体１００と第２筐体１３４、がそれぞれ接着することで、発光素子１３２を二重に封止する構成である。
【００１６】
発光素子１３２は、第１電極１０４、ＥＬ層１０６、及び第２電極１０８を含み、ＥＬ層１０６からの光は第１電極１０４及び第１筐体１００を通過して外部へ放射されるため、第１電極１０４側が光放射面となる。よって第１電極１０４及び第１筐体１００は少なくともＥＬ層１０６からの光を透過する透光性を有する。
【００１７】
なお、本明細書において、発光素子とは発光原理にエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）効果を利用している素子を表す。具体的には、本実施の形態の発光素子１３２として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子などを用いることができる。例えば、発光素子１３２としてＬＥＤを用いる場合には、アルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）、ガリウムヒ素リン（ＧａＡｓＰ）、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、アルミニウム窒化ガリウム（ＡｌＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、アルミニウムインジウムガリウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）等をＥＬ層１０６の材料に用いることができる。
【００１８】
発光素子１３２の放射面の形状は、四角形のような多角形のほか、円形であってもよく、該放射面を覆う筐体（第１筐体１００）の形状も該放射面の形状に対応させればよい。
【００１９】
また、一対の第１筐体１００及び第２筐体１３４の間に、複数の発光素子１３２を設けてもよい。発光素子を複数設ける場合、それぞれの発光素子１３２が照明装置の外部電源との接続端子部と独立して接続されていてもよいし、複数の発光素子１３２が並列、または直列に電気的に接続され、共通した接続端子部に接続されていてもよい。また、例えば、発光色の異なる複数の発光素子を設け、それぞれを外部電源に接続して電流、電圧値を制御することによって、照明装置からの発光色を調節し、演色性を高めることができる。
【００２０】
発光素子１３２の上面には、第１筐体１００に対向する金属板１１１が設けられている。金属板１１１の膜厚に特に限定はないが、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下のものを用いると、照明装置の軽量化が図れるため好ましい。また、金属板１１１を構成する材料としては特に限定はないが、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属、または、アルミニウム合金若しくはステンレスなどの金属の合金などを好ましく用いることができる。
【００２１】
金属板１１１と第１筐体１００とは、第１接着層１１２によって接着され、発光素子１３２を封止している。第１接着層１１２としては、可視光硬化性、紫外線硬化性、または熱硬化性の接着剤を用いることができる。これらの接着剤の材質としては、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。また、これらの接着剤に乾燥剤となる吸水物質を含ませてもよい。
【００２２】
なお、図１では、発光素子１３２の外周を囲むように第１接着層１１２を設けているが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、発光素子１３２の外周及び上面を覆う第１接着層を形成して、第１接着層によって発光素子を封止してもよい。
【００２３】
金属板１１１は透水性が低いため、該金属板１１１と第１筐体１００とで発光素子１３２を封止することで、発光素子１３２への水分の侵入を抑制することが可能である。よって、金属板１１１を設けることで、水分に起因する劣化の抑制された信頼性の高い照明装置とすることが可能である。
【００２４】
第１筐体１００は、第１接着層１１２と接する領域に第１凹部１７０ａを含む。第１凹部１７０ａは、例えばエッチング等によって形成することができる。第１筐体１００に第１凹部１７０ａを設けることで、第１接着層１１２の一部が第１凹部１７０ａに配置され、該第１接着層１１２の一部が、くさびのような働きをする（いわゆるアンカー効果を有する）ため、第１筐体１００と金属板１１１の密着性を向上させることができる。
【００２５】
第１凹部１７０ａは、複数または単数設けることができる。なお、図１及び図２においては、第１凹部１７０ａが、端子部を除いた発光素子１３２の外周を囲むように設けられているが、本発明の一態様の構成はこれに限られるものではない。
【００２６】
また、金属板１１１の上面には、第１筐体１００に対向する第２筐体１３４が設けられている。第１筐体１００と第２筐体１３４とは、第２接着層１１３によって接着され、発光素子１３２及び金属板１１１を封止している。
【００２７】
第１筐体１００または第２筐体１３４に用いる部材の具体例としては、プラスチック（有機樹脂）、ガラス、または石英などを用いることができる。プラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなる部材が挙げられる。なお、第１筐体１００または第２筐体１３４として、プラスチックを用いると、照明装置の軽量化を実現することができるため好ましい。
【００２８】
第１筐体１００は、第２接着層１１３と接する領域に第２凹部１７０ｂを含む。第２凹部１７０ｂは、例えばエッチング等によって形成することができる。第１筐体１００に第２凹部１７０ｂを設けることで、第２接着層１１３の一部が第２凹部１７０ｂに配置され、該第２接着層１１３の一部が、くさびのような働きをする（いわゆるアンカー効果を有する）ため、第１筐体１００と第２筐体１３４の密着性を向上させることができる。なお、第２筐体１３４において、第２接着層１１３と接する領域に凹部を形成してもよい。
【００２９】
第２凹部１７０ｂは、複数または単数設けることができる。なお、図１及び図２においては、第２凹部１７０ｂが金属板１１１の外周を囲むように設けられているが、本発明の一態様の構成はこれに限られるものではない。
【００３０】
第２接着層１１３としては、第１接着層１１２と同様の材料を用いることができる。なお、第２接着層１１３、第１筐体１００及び第２筐体１３４に同じ有機樹脂材料を用いると、第１筐体１００及び第２筐体１３４の密着性をより向上させることができ、照明装置の破損耐性が高まるため好ましい。また、第２接着層１１３は必ずしも設けなくともよく、例えば、第１筐体１００と第２筐体１３４として熱可塑性の有機樹脂を用い、熱圧着処理によって第１筐体１００及び第２筐体１３４を接着してもよい。
【００３１】
また、第１筐体１００または第２筐体１３４の大きさとしては、照明装置の用途によって適宜設定することが可能である。例えば、直径１０ｃｍ乃至１４ｃｍ、好ましくは直径１２ｃｍの円盤形状、又は５インチ角の正方形などとすればよい。
【００３２】
また、第１筐体１００と第１電極１０４の間に補助配線１２４を形成してもよい。本実施の形態において補助配線１２４は、第１筐体１００に設けられた第３凹部１７０ｃに配置される領域１２４ａ１、及び領域１２４ａ２と、第１筐体１００に設けられた第４凹部１７０ｄに配置される領域１２４ｂ１、領域１２４ｂ２、領域１２４ｂ３及び領域１２４ｂ４とを有する。
【００３３】
なお、第１筐体１００に設けられる第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄは、同一のエッチング工程によって形成することができる。
【００３４】
補助配線１２４は、第１筐体１００の第３凹部１７０ｃ及び第４凹部１７０ｄを埋めるように形成されている。補助配線１２４には、導電性材料を用いればよく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）から選ばれた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。また、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの導電性材料を用いてもよい。補助配線１２４はスパッタ法、蒸着法、塗布法などを用いて導電膜を形成し、該導電膜を選択的に除去することによって形成することができる。
【００３５】
また、インクジェット法、印刷法などを用いて補助配線１２４を選択的に形成してもよい。例えば、印刷法を用いて補助配線１２４を形成する場合には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電体粒子を有機樹脂に溶解または分散させた導電性のペーストを選択的に印刷することによって設けることができる。導電体粒子としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）およびチタン（Ｔｉ）等のいずれか一つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微粒子を用いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また、導電層の形成の際は、導電性のペーストを押し出した後に焼成することが好ましい。また、はんだや鉛フリーのはんだを主成分とする微粒子を用いてもよい。なお、上記導電性のペーストは発光素子１３２と接続部材１５０とを電気的に接続する導電層１２０ａ、１２０ｂにも用いることができる。
【００３６】
補助配線１２４において、第１筐体１００の第３凹部１７０ｃに配置された領域１２４ａ１、及び領域１２４ａ２と、第４凹部１７０ｄに配置された領域１２４ｂ１、領域１２４ｂ２、領域１２４ｂ３、及び領域１２４ｂ４との膜厚及び配線幅は異なる。具体的には、第３凹部１７０ｃは第４凹部１７０ｄと比較して、深く且つ線幅の広い溝を有しているため、領域１２４ａ１、及び領域１２４ａ２は、領域１２４ｂ１、領域１２４ｂ２、領域１２４ｂ３、及び領域１２４ｂ４と比較して膜厚が大きく、配線幅の広い配線を形成する。また、図１及び図２において、補助配線１２４の領域１２４ａ１の一部は、導電層１２０ａを介して第１接続配線１５６と電気的に接続しており、端子として機能している。
【００３７】
補助配線１２４を第１筐体１７０に設けられた凹部に配置することによって、補助配線１２４の膜厚を厚くすることができるため、補助配線１２４の抵抗を低く保ちながら、補助配線１２４の幅をより狭くすることができる。補助配線１２４において、膜厚及び配線幅の異なる領域を選択的に形成し、少なくとも端子として機能する領域の膜厚を大きく且つ配線幅を太くすることで低消費電力化を図ることができる。また、補助配線１２４において、膜厚が小さく且つ配線幅が細い領域を設けることで、照射面積の低下を抑制することができる。さらに、反射性の補助配線１２４を設けることで、発光素子１３２より放射された光を散乱することができるので、取り出し効率を向上する効果が得られる。
【００３８】
なお、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄの形状は、図１に示す形状に限られない。例えば、図１１に示すように、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄの側壁をテーパー形状としてもよい。または、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄの側壁を逆テーパー形状としてもよい。
【００３９】
また、照明装置の光放射面側に光学フィルムを設けてもよい。例えば、第１筐体１００において光放射面に拡散フィルムを設けてもよい。
【００４０】
また発光素子１３２が設けられる筐体の内壁または発光素子１３２の上面を覆う無機絶縁膜を設けることが好ましい。図１及び図２では、発光素子１３２の上面を覆う無機絶縁膜１１０ａを形成する例を示す。無機絶縁膜１１０ａは、外部からの水等の汚染物質から発光素子を保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、照明装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【００４１】
無機絶縁膜１１０ａとしては窒化膜、及び窒化酸化膜の単層又は積層を用いることができる。具体的には、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウムなどを用いて、材料に合わせてＣＶＤ法、スパッタ法等により形成することができる。好ましくは、窒化珪素を用いてＣＶＤ法により形成するとよい。無機絶縁膜１１０ａの膜厚は１００ｎｍ以上１μｍ以下程度とすればよい。
【００４２】
また、無機絶縁膜１１０ａとして、酸化アルミニウム膜、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜、窒素含有炭素膜、硫化亜鉛及び酸化珪素を含む膜（ＺｎＳ・ＳｉＯ２膜）を用いてもよい。
【００４３】
また、図１及び図２に示す照明装置には、外部電源と接続する接続部材１５０（口金ともいう）が設けられている。
【００４４】
接続部材１５０は、発光素子１３２上方、第２筐体１３４に設けられた開口に配置されている。接続部材１５０は、制御回路１５２、第１接続配線１５６、第２接続配線１５４、第１取り出し配線１６０、第２取り出し配線１５８を有しており、接続部材１５０は直径１０ｍｍ〜４０ｍｍ、代表的には２５ｍｍ程度のものを用いればよい。
【００４５】
接続部材１５０は第２筐体１３４の開口にはめ込むように配置する。接続部材１５０は第２筐体１３４へねじ込むように取り付けてもよく、第２筐体１３４と接続部材１５０の接する部位を固定する器具を設け、固定強度を高めてもよい。
【００４６】
発光素子１３２の第１電極１０４は、補助配線１２４、導電層１２０ａ、第１接続配線１５６、制御回路１５２を介して第１取り出し配線１６０と電気的に接続し、発光素子１３２の第２電極１０８は、導電層１２０ｂ、第２接続配線１５４、制御回路１５２を介して第２取り出し配線１５８が電気的に接続する。接続部材１５０を外部電源に接続することで、外部電源より電力の供給を受けることができ、照明装置を点灯させることができる。
【００４７】
制御回路１５２は、一例として、外部電源から供給される電源電圧を元に、発光素子１３２を一定の輝度で点灯させるための機能を有する回路である。例えば、外部電源から供給される交流電圧１００Ｖ（１１０Ｖ）を、制御回路１５２のコンバータによって直流電圧（ＤＣ）５〜１０Ｖに変換する。
【００４８】
制御回路１５２は、一例として、整流平滑回路、定電圧回路、定電流回路を有する。整流平滑回路は、外部の交流電源より供給される交流電圧を直流電圧にするための回路である。整流平滑回路は、一例として、ダイオードブリッジ回路、平滑容量等を組み合わせて構成すればよい。定電圧回路は、整流平滑回路から出力されるリップルを含んだ直流電圧を、安定化した定電圧の信号として出力する回路である。定電圧回路は、スイッチングレギュレータ、またはシリーズレギュレータ等を用いて構成すればよい。定電流回路は、定電圧回路の電圧に応じて定電流を発光素子１３２に出力する回路である。定電流回路は、トランジスタ等を用いて構成すればよい。なお、ここでは外部の電源として商用交流電源を想定し、整流平滑回路を設ける構成を示したが、外部の電源が直流電源の場合、整流平滑回路を設けなくてもよい。また、制御回路１５２には、必要に応じて、輝度を調整するための回路、サージ対策として保護回路等を設けてもよい。
【００４９】
図１では接続部材１５０と発光素子１３２との接続部に、導電層１２０ａ、１２０ｂによるバンプ接続を用いる例を示すが、接続部材１５０と発光素子１３２とが電気的に接続できる方法及び構成ならばこれに限定されない。例えば、接続部材１５０と発光素子１３２の接続部に、異方性導電膜を用いてもよいし、用いる導電膜をはんだ接続が可能な材料で形成し、はんだを用いて接続してもよい。導電層１２０ａと第１接続配線１５６、導電層１２０ｂと第２接続配線１５４とは異方性導電膜やはんだにより接続及び固定することができる。また、固定のための樹脂を接続部の周りに設けてもよい。また、金属板１１１と発光素子１３２の電極とを電気的に接続させ、金属板１１１と接続部材１５０とを電気的に接続させてもよい。例えば、第２の電極１０８と金属板１１１とを導電性ペースト等を用いて電気的に接続し、金属板１１１と第２接続配線１５４を異方性導電膜やはんだにより接続及び固定することができる。
【００５０】
また、接続部材１５０は、発光素子１３２と電気的接続ができる接続配線及び外部電源より電力を供給できる取り出し配線を有していれば様々な形状を用いることができる。
【００５１】
発光素子１３２が設けられている第１筐体１００及び第２筐体１３４の間の空間に乾燥剤となる吸水物質を設けてもよい。吸水物質は粉状など固体の状態で配置してもよいし、スパッタ法などの成膜法によって吸水物質を含む膜の状態で金属板１１１上、無機絶縁膜１１０ａ上、または発光素子１３２上に設けられてもよい。また、第１筐体１００及び第２筐体１３４の間の空間を、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などの樹脂で封止してもよい。
【００５２】
なお、外部電源と接続する接続部材１５０は必ずしも設けなくともよい。図３及び図４に接続部材１５０を有さない照明装置の一例を示す。図４は図３に示す照明装置の平面図であり、図３（Ａ）は、図４における線分Ｂ１−Ｂ２の断面図であり、図３（Ｂ）は、図４における線分Ｂ３−Ｂ４の断面図である。
【００５３】
図３及び図４に示す照明装置は、第１の電極１０４と電気的に接続する補助配線１２４と、第２の電極１０８とを外部電源と接続する。図３（Ｂ）に示すように、第１の電極１０４と電気的に接続する補助配線１２４の一部（領域１２４ａ１の一部）と、第２の電極１０８の一部とが延在し、第２筐体１３４から露出した領域を有する。当該露出した領域が、外部電源との接続端子として機能する。なお、補助配線１２４の一部と第２の電極１０８の一部を第２筐体１３４から露出させる場合には、図４に示すように、第１筐体１００の第１凹部１７０ａ及び第２凹部１７０ｂが、端子部を除いた発光素子１３２の外周を囲むように設けるのが好ましい。
【００５４】
なお、照明装置において外部電源との接続部を設ける構成は、種々選択することができ、本実施の形態に限定されない。
【００５５】
また、図５に、図２に示す照明装置における別の断面図の例を示す。図５は、第１筐体１２１において、光放射面側（発光素子１３２と反対側）にマイクロレンズアレイのような複数の凹凸形状を有する例である。第１筐体１２１を光放射面側に複数の凹凸形状を有する構成とすることで、第１筐体１２１と大気との界面で全反射を抑制することができるため、筐体の外部への取り出し効率を向上させることができる。
【００５６】
凹凸形状を有する第１筐体１２１は、材料として有機樹脂を用いて形成することが可能である。有機樹脂の形状は、当該有機樹脂の特性に応じて加熱処理や光照射処理を行って加工することができる。例えば、筐体の凹凸形状の型となる凹凸形状を有する支持体を用意し、筐体の材料として熱可塑性の有機樹脂を用いて、加熱処理を行いながら、熱可塑性の有機樹脂を支持体に押圧して支持体の形状を反映するように変形し、その後冷却して硬化を行うことで、凹凸形状を有する第１筐体１２１を形成することできる。
【００５７】
なお、第１筐体１２１に複数の凹凸形状を形成する工程において、第１筐体１２１の発光素子１３２側の支持体として、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄに相当する凹凸形状を有する支持体を用いてもよい。これによって、第１筐体１２１の光放射面側に設けられる複数の凹凸形状と、発光素子１３２側に設けられる第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄとを同一の工程で形成することができる。
【００５８】
第１筐体１２１に用いる部材の具体例としては、有機樹脂（プラスチック）が挙げられる。プラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなる部材が挙げられる。
【００５９】
また、図５に示す照明装置は、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄ上に無機絶縁膜１１０ｂを有する。無機絶縁膜１１０ｂは、無機絶縁膜１１０ａと同様の作製工程及び同様の材料を適用することが可能である。また、無機絶縁膜１１０ａの膜厚は、第１筐体１２１ａの膜厚、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄの深さ等によって適宜決定すればよく、例えば１００ｎｍ以上１μｍ以下程度とすればよい。無機絶縁膜１１０ｂは、外部からの水等の汚染物質から発光素子を保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、照明装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【００６０】
図１０に、図５に示す第１筐体１２１の断面図及び平面図の例を示す。図１０（Ａ２）及び図１０（Ｂ２）は、凹凸形状を有する第１筐体１２１ａ及び第１筐体１２１ｂの平面図の例である。図１０（Ａ１）は、図１０（Ａ２）の線分Ｘ１−Ｙ１における断面図であり、図１０（Ｂ１）は、図１０（Ｂ２）の線分Ｘ２−Ｙ２における断面図である。
【００６１】
図１０（Ａ１）及び（Ａ２）に示す第１筐体１２１ａは、凸部の底面が円形の凹凸形状を有する。また、図１０（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示す第１筐体１２１ａは、凸部の底面が正六角形状の凹凸形状を有する。第１筐体１２１の有する複数の凹凸形状の凸部のピッチ、又は底面形状は様々に設定することが可能であり、図１０の構成に限定されない。例えば、円錐、角錐（三角錐、四角錐等）等の頂点を有する凹凸形状としてもよい。但し、図１０（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示すように、凸部の底面が正六角形状の凹凸形状として凹凸形状をいわゆるハニカム構造とすることで、凹凸形状の充填密度を向上させることができ、筐体の外部への光の取り出し効率がより向上するため好ましい。
【００６２】
また、図１２に示すように、光放射面側（発光素子１３２と反対側）と、発光素子１３２側の双方にマイクロレンズアレイのような複数の凹凸形状を有する第１筐体１２２を用いることもできる。
【００６３】
図１２に示す第１筐体１２２は、光照射面側に複数の凹凸形状を有し、発光素子１３２側に第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄと、複数の凹凸形状と、を有している。また、図１２において、発光素子１３２側に設けられた複数の凹凸形状は、発光素子１３２と重畳する領域であって、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄの形成される領域以外に形成されている。また、第１筐体１２２の発光素子１３２側であって、凹凸形状を有する領域には、当該凹凸形状に接して高屈折率材料層１８０が設けられている。なお、第１筐体１２２に設けられる凹凸形状は、ストライプ状であっても効果を奏するが、マトリクス状とするのが好ましい。
【００６４】
図１２に示す第１筐体１２２は、第１筐体１２２の光放射面側に複数の凹凸形状を有することで、第１筐体１２２と大気との界面で全反射を抑制することができる。さらに、第１筐体１２２と高屈折率材料層１８０との間に複数の凹凸形状を有するため、高屈折率材料層１８０と第１筐体１２２との界面で全反射を抑制することができ、筐体の外部への取り出し効率をより向上させることができる。
【００６５】
第１筐体１２２に用いることができる材料としては、例えば、屈折率が１．０より高く１．６より低いガラスや樹脂などが挙げられる。樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリアクリルニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、またはポリ塩化ビニル樹脂などを用いることができる。特に、屈折率が１．４以上１．６未満の材料を用いることが好ましい。
【００６６】
上述の材料に、凹凸形状を作製するための方法としては、例えば、エッチング法、砥粒加工法（サンドブラスト法）、マイクロブラスト加工法、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法、インプリント法、ナノインプリント法等を適宜用いることができる。また、前述のように第１筐体１２２の光照射面側の複数の凹凸形状と、発光素子側の複数の凹凸形状及び第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄにそれぞれ対応する支持体を用いて第１筐体１２２を形成してもよい。
【００６７】
また、高屈折率材料層１８０は、例えば、高屈折率の樹脂を用いて形成することができる。高屈折率材料層１８０は、透光性を有し、その屈折率は、１．６以上、好ましくは１．７以上２．１以下とする。高屈折率の樹脂としては、臭素が含まれる樹脂、硫黄が含まれる樹脂などが挙げられ、例えば、含硫黄ポリイミド樹脂、エピスルフィド樹脂、チオウレタン樹脂、又は臭素化芳香族樹脂などを用いることができる。また、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）なども用いることができる。成膜方法としては、材料にあった種々の方法を適用すれば良く、接着強度や加工のしやすさなどを考慮し適宜選択することができる。例えば、前述の樹脂を、スピンコート法を用いて第１筐体１２２の発光素子１３２側に設けられた複数の凹凸形状に接して選択的に成膜し、熱または光によって硬化させることで形成することができる。なお、高屈折率材料層１８０は、第１筐体１２２の発光素子１３２側に設けられた複数の凹凸形状の平坦化膜としても機能している。
【００６８】
一般に、高屈折率の樹脂は高価であるが、図１２に示す照明装置において高屈折率材料層１８０は、発光素子１３２と重畳する領域であって複数の凹凸形状に接して選択的に形成すればよく、またその膜厚は数十μｍ程度といった薄い膜厚である。したがって、光取り出し効率の高い照明装置を低コストで製造することができる。
【００６９】
第１筐体１２２の双方の面に形成される凹凸形状の凸部のピッチ又は底面形状は、それぞれ様々に設定することが可能である。例えば、図１０に示した形状の他に、円錐、角錐（三角錐、四角錐等）等の頂点を有する凹凸形状としてもよい。但し、図１０（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示すように、底面が正六角形状の凹凸形状として凹凸形状をいわゆるハニカム構造とすることで、凹凸形状の充填密度を向上させることができ、筐体の外部への光の取り出し効率がより向上するため好ましい。なお、双方の面に形成される凹凸形状は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００７０】
また、高屈折率材料層１８０と接する側の凹凸の大きさ、高さについては、０．１〜１００μｍ程度とすることが好ましい。逆側の凹凸の大きさ、高さについては、０．１〜１０００μｍ程度とすることが好ましい。高屈折率材料層１８０と接する側の凹凸形状の大きさは、高屈折率材料層１８０に用いる材料の使用量に影響を与えるため、凹凸の大きさ、高さの許容範囲が狭い。一方、逆側の面の凹凸形状は、１０００μｍを超えた大きさ、高さの構造を採用しても問題ない。また、どちらの面の凹凸形状も、特に、１μｍ以上であると、光の干渉による影響を抑制することができるため、好ましい。
【００７１】
また、図１２において、発光素子１３２と第１筐体１２２の間には、無機絶縁膜１１０ｂが設けられている。当該無機絶縁膜１１０ｂとしては、屈折率が１．６以上の窒化膜を用いると、光の取り出し効率が低下することなく、発光素子への不純物の拡散を防ぐことができるため好ましい。
【００７２】
また、照明装置の形状は、図１乃至図５、図１１または図１２に示したものに限られない。例えば、図６に、図２に示す照明装置における別の断面図の例を示す。図６は第２筐体１３４として、曲面を有する筐体を用いた例である。本実施の形態で示す照明装置は、発光素子が薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置とすることができる。
【００７３】
なお、本実施の形態で示す照明装置の構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００７４】
本発明の一態様である照明装置は、発光素子を囲うように接着される筐体の密着性を高めているので、物理的衝撃による形状不良を生じにくい。よって、作製時及び使用時における照明装置の破損を軽減することができる。本実施の形態の照明装置は、素子劣化しにくい構造を有するので長寿命な照明装置を提供することができる。よって、本発明の一態様である照明装置は、高信頼性化を実現することができる。
【００７５】
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。
【００７６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である照明装置に用いる有機ＥＬ発光を呈する発光素子の素子構造の一例について説明する。有機ＥＬ発光を呈する発光素子は、ＬＥＤと比較して発熱が小さい。したがって、筐体として有機樹脂を用いることができるため、照明装置として軽量化が可能となり、好ましい。
【００７７】
図７（Ａ）に示す発光素子は、第１電極１０４と、第１電極１０４上にＥＬ層１０６と、ＥＬ層１０６上に、第２電極１０８を有する。
【００７８】
ＥＬ層１０６は、少なくとも発光性の有機化合物を含む発光層が含まれていれば良い。そのほか、電子輸送性の高い物質を含む層、正孔輸送性の高い物質を含む層、電子注入性の高い物質を含む層、正孔注入性の高い物質を含む層、バイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）を含む層等を適宜組み合わせた積層構造を構成することができる。本実施の形態において、ＥＬ層１０６は、第１電極１０４側から、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、及び電子注入層７０５の順で積層されている。
【００７９】
図７（Ａ）に示す発光素子の作製方法について説明する。
【００８０】
まず、第１電極１０４を形成する。第１電極１０４は、ＥＬ層から見て、光の取り出し方向に設けられるため、透光性を有する材料を用いて形成する。
【００８１】
透光性を有する材料としては、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ合金（ＩＴＯともいう）、酸化インジウム酸化亜鉛合金、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、グラフェンなどを用いることができる。
【００８２】
また、第１電極１０４として、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又はチタン等の金属材料を用いることができる。または、それら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いてもよい。なお、金属材料（又はその窒化物）を用いる場合、透光性を有する程度に薄くすればよい。
【００８３】
次に、第１電極１０４上に、ＥＬ層１０６を形成する。本実施の形態において、ＥＬ層１０６は、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入層７０５を有する。
【００８４】
正孔注入層７０１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物を用いることができる。また、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
【００８５】
また、低分子の有機化合物である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）、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）、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）等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
【００８６】
さらに、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、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）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【００８７】
特に、正孔注入層７０１として、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることが好ましい。正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることにより、第１電極１０４からの正孔注入性を良好にし、発光素子の駆動電圧を低減することができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。該複合材料を用いて正孔注入層７０１を形成することにより、第１電極１０４からＥＬ層１０６への正孔注入が容易となる。
【００８８】
複合材料に用いる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、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／Ｖｓ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てもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００８９】
複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、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又はα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）等の芳香族アミン化合物や、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−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘導体を用いることができる。
【００９０】
また、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）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）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）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−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン等の芳香族炭化水素化合物を用いることができる。
【００９１】
さらに、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）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’−ビス（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、ペンタセン、コロネン、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）等の芳香族炭化水素化合物を用いることができる。
【００９２】
また、電子受容体としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等の有機化合物や、遷移金属酸化物を挙げることができる。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を挙げることができる。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、扱いやすいため好ましい。
【００９３】
なお、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述した電子受容体を用いて複合材料を形成し、正孔注入層７０１に用いてもよい。
【００９４】
正孔輸送層７０２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＢＰＡＦＬＰ、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）等の芳香族アミン化合物を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。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、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００９５】
また、正孔輸送層７０２には、ＣＢＰ、ＣｚＰＡ、ＰＣｚＰＡのようなカルバゾール誘導体や、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＤＮＡ、ＤＰＡｎｔｈのようなアントラセン誘導体を用いても良い。
【００９６】
また、正孔輸送層７０２には、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。
【００９７】
発光層７０３は、発光性の有機化合物を含む層である。発光性の有機化合物としては、例えば、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。
【００９８】
発光層７０３に用いることができる蛍光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）］−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）などが挙げられる。
【００９９】
また、発光層７０３に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）−５−メチルピラジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛２−（４−メトキシフェニル）−３，５−ジメチルピラジナト｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｍｏｐｐｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、（ジピバロイルメタナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）等の有機金属錯体が挙げられる。また、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。
【０１００】
なお、発光層７０３としては、上述した発光性の有機化合物（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成としてもよい。ホスト材料としては、各種のものを用いることができ、発光性の物質よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が低い物質を用いることが好ましい。
【０１０１】
ホスト材料としては、具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（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（ＩＩ）（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（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、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）、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）、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素環化合物や、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、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（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、ＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＴＰＤ、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物などを用いることができる。
【０１０２】
また、ホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するためにルブレン等の結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。また、ゲスト材料へのエネルギー移動をより効率良く行うためにＮＰＢ、あるいはＡｌｑ等をさらに添加してもよい。
【０１０３】
ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層７０３の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
【０１０４】
また、発光層７０３として高分子化合物を用いることができる。具体的には、青色系の発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）（略称：ＰＦＯ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＤＭＯＰ）、ポリ｛（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−［Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｐ−ブチルフェニル）−１，４−ジアミノベンゼン］｝（略称：ＴＡＢ−ＰＦＨ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（略称：ＰＰＶ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−ｃｏ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル）］（略称：ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−ｃｏ−（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレン）］などが挙げられる。また、橙色〜赤色系の発光材料として、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（３−ブチルチオフェン−２，５−ジイル）（略称：Ｒ４−ＰＡＴ）、ポリ｛［９，９−ジヘキシル−２，７−ビス（１−シアノビニレン）フルオレニレン］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝、ポリ｛［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−ビス（１−シアノビニレンフェニレン）］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝（略称：ＣＮ−ＰＰＶ−ＤＰＤ）などが挙げられる。
【０１０５】
なお、発光層７０３を２層以上の積層構造としても良い。発光層７０３を２層以上の積層構造とし、各々の発光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。特に、高輝度が必要とされる照明用途には、発光層を積層させた構造が好適である。
【０１０６】
電子輸送層７０４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、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）など、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス［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）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、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）や、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）、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１０７】
電子注入層７０５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層７０５には、リチウム、セシウム、カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム、リチウム酸化物等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウムのような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層７０４を構成する物質を用いることもできる。
【０１０８】
なお、上述した正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入層７０５は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【０１０９】
ＥＬ層は、図７（Ｂ）に示すように、第１電極１０４と第２電極１０８との間に複数積層されていても良い。この場合、積層された第１ＥＬ層８００と第２ＥＬ層８０１との間には、電荷発生層８０３を設けることが好ましい。電荷発生層８０３は上述の複合材料で形成することができる。また、電荷発生層８０３は複合材料からなる層と他の材料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子供与性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いることができる。このような構成を有する発光素子は、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ＥＬ層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。この構造は上述のＥＬ層の構造と組み合わせて用いることができる。
【０１１０】
図７（Ｂ）に示すように積層されるＥＬ層の間に電荷発生層８０３を配置すると、電流密度を低く保ったまま、高輝度でありながら長寿命な素子とできる。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。
【０１１１】
また、ＥＬ層が２層積層された構成を有する積層型素子の場合において、第１ＥＬ層から得られる発光の発光色と第２ＥＬ層から得られる発光の発光色を補色の関係にすることによって、白色発光を外部に取り出すことができる。なお、第１ＥＬ層および第２ＥＬ層のそれぞれが補色の関係にある複数の発光層を有する構成としても、白色発光が得られる。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。青色、黄色、青緑色、赤色に発光する物質としては、例えば、先に列挙した発光物質の中から適宜選択すればよい。
【０１１２】
以下に、複数のＥＬ層が積層する構成を有する発光素子の一例を示す。まず第１ＥＬ層および第２ＥＬ層のそれぞれが補色の関係にある複数の発光層を有し、白色発光が得られる構成の一例を示す。
【０１１３】
例えば、第１ＥＬ層は、青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第１発光層と、黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第２発光層とを有し、第２ＥＬ層は、青緑色〜緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第３発光層と、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第４発光層とを有するものとする。
【０１１４】
この場合、第１ＥＬ層からの発光は、第１発光層および第２発光層の両方からの発光を合わせたものであるので、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第１ＥＬ層は２波長型の白色または白色に近い色の発光を呈する。
【０１１５】
また、第２ＥＬ層からの発光は、第３発光層および第４発光層の両方からの発光を合わせたものであるので、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第２ＥＬ層は、第１ＥＬ層とは異なる２波長型の白色または白色に近い色の発光を呈する。
【０１１６】
したがって、第１ＥＬ層からの発光および第２ＥＬ層からの発光を重ね合わせることにより、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域をカバーする白色発光を得ることができる。
【０１１７】
また、黄色〜橙色の波長領域（５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満）は、視感度の高い波長領域であるため、発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にある発光層を有するＥＬ層を発光層に適用することは有用である。例えば、発光スペクトルのピークが青色の波長領域にある発光層を有する第１ＥＬ層と、発光スペクトルのピークが黄色の波長領域にある発光層を有する第２ＥＬ層と、発光スペクトルのピークが赤色の波長領域にある発光層を有する第３ＥＬ層と、を積層させた構成を適用することができる。
【０１１８】
また、黄色〜橙色を呈するＥＬ層を２層以上積層する構成としてもよい。黄色〜橙色を呈するＥＬ層を２層以上積層することによって発光素子の電力効率をより向上させることができる。
【０１１９】
例えば、ＥＬ層を３層積層させた発光素子を構成する場合において、発光スペクトルのピークが青色の波長領域（４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満）にある発光層を有する第１ＥＬ層に、発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にある発光層をそれぞれ有する第２、第３ＥＬ層を積層する構成を適用することができる。なお、第２ＥＬ層及び第３ＥＬ層からの発光スペクトルのピークの波長は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【０１２０】
発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にあるＥＬ層を用いることにより、視感度の高い波長領域を利用することができ、電力効率を高めることができる。これによって、発光素子全体の電力効率を高めることができる。このような構成は、例えば緑色の発光色を呈するＥＬ層と赤色の発光色を呈するＥＬ層とを積層して黄色〜橙色の発光を呈する発光素子を得る場合と比較して視感度の観点で有利であり、電力効率を高められる。また、黄色〜橙色の波長領域にある視感度の高い波長領域を利用したＥＬ層が１層のみの場合と比較して、視感度の低い青色の波長領域の発光強度が相対的に小さくなるため、発光色は電球色（あるいは温白色）に近づき、かつ電力効率が向上する。
【０１２１】
つまり、上記において、黄色〜橙色の波長領域にピークを有し、かつ、ピークの波長が５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満にある光と、青色の波長領域にピークを有する光と、を合成した光の色（つまり、発光素子から発光される光の色）は、温白色や電球色のような自然な光の色になる。特に電球色を実現が容易である。
【０１２２】
黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、例えばピラジン誘導体を配位子とする有機金属錯体を用いることができる。また、発光性の物質（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させることにより、発光層を構成することもできる。上記黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、燐光性化合物を用いることができる。燐光性化合物を用いることにより、蛍光性化合物を用いた場合と比べて電力効率を３〜４倍高めることができる。上述したピラジン誘導体を配位子とする有機金属錯体は燐光性化合物であり、発光効率が高い上に、黄色〜橙色の波長領域の発光を得やすく、好適である。
【０１２３】
また、青色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、例えばピレンジアミン誘導体を用いることができる。上記青色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、蛍光性化合物を用いることができる。蛍光性化合物を用いることにより、燐光性化合物を用いた場合と比べて長寿命の発光素子を得ることができる。上述したピレンジアミン誘導体は蛍光性化合物であり、極めて高い量子収率が得られる上に、長寿命であるため、好適である。
【０１２４】
ＥＬ層は、図７（Ｃ）に示すように、第１電極１０４と第２電極１０８との間に、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入バッファー層７０６、電子リレー層７０７、及び第２電極１０８と接する複合材料層７０８を有していても良い。
【０１２５】
第２電極１０８と接する複合材料層７０８を設けることで、特にスパッタリング法を用いて第２電極１０８を形成する際に、ＥＬ層１０６が受けるダメージを低減することができるため、好ましい。複合材料層７０８は、前述の、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。
【０１２６】
さらに、電子注入バッファー層７０６を設けることで、複合材料層７０８と電子輸送層７０４との間の注入障壁を緩和することができるため、複合材料層７０８で生じた電子を電子輸送層７０４に容易に注入することができる。
【０１２７】
電子注入バッファー層７０６には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
【０１２８】
また、電子注入バッファー層７０６が、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率でドナー性物質を添加することが好ましい。なお、ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性の高い物質としては、先に説明した電子輸送層７０４の材料と同様の材料を用いて形成することができる。
【０１２９】
さらに、電子注入バッファー層７０６と複合材料層７０８との間に、電子リレー層７０７を形成することが好ましい。電子リレー層７０７は、必ずしも設ける必要は無いが、電子輸送性の高い電子リレー層７０７を設けることで、電子注入バッファー層７０６へ電子を速やかに送ることが可能となる。
【０１３０】
複合材料層７０８と電子注入バッファー層７０６との間に電子リレー層７０７が挟まれた構造は、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質と、電子注入バッファー層７０６に含まれるドナー性物質とが相互作用を受けにくく、互いの機能を阻害しにくい構造である。したがって、駆動電圧の上昇を防ぐことができる。
【０１３１】
電子リレー層７０７は、電子輸送性の高い物質を含み、該電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位は、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層７０４に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるように形成する。また、電子リレー層７０７がドナー性物質を含む場合には、当該ドナー性物質のドナー準位も複合材料層７０８におけるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層７０４に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるようにする。具体的なエネルギー準位の数値としては、電子リレー層７０７に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。
【０１３２】
電子リレー層７０７に含まれる電子輸送性の高い物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
【０１３３】
電子リレー層７０７に含まれるフタロシアニン系材料としては、具体的にはＣｕＰｃ、ＳｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＩ） ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＺｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｚｉｎｃ ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＣｏＰｃ（Ｃｏｂａｌｔ（ＩＩ）ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ， β−ｆｏｒｍ）、ＦｅＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｒｏｎ）及びＰｈＯ−ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ２，９，１６，２３−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｏｘｙ−２９Ｈ，３１Ｈ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）のいずれかを用いることが好ましい。
【０１３４】
電子リレー層７０７に含まれる金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としては、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることが好ましい。金属−酸素の二重結合はアクセプター性（電子を受容しやすい性質）を有するため、電子の移動（授受）がより容易になる。また、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体は安定であると考えられる。したがって、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることにより発光素子を低電圧でより安定に駆動することが可能になる。
【０１３５】
金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としてはフタロシアニン系材料が好ましい。具体的には、ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＳｎＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）及びＴｉＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）のいずれかは、分子構造的に金属−酸素の二重結合が他の分子に対して作用しやすく、アクセプター性が高いため好ましい。
【０１３６】
なお、上述したフタロシアニン系材料としては、フェノキシ基を有するものが好ましい。具体的にはＰｈＯ−ＶＯＰｃのような、フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体が好ましい。フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体は、溶媒に可溶である。そのため、発光素子を形成する上で扱いやすいという利点を有する。また、溶媒に可溶であるため、成膜に用いる装置のメンテナンスが容易になるという利点を有する。
【０１３７】
電子リレー層７０７はさらにドナー性物質を含んでいても良い。ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウムなどの酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウムなどの炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、又は希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセンなどの有機化合物を用いることができる。電子リレー層７０７にこれらドナー性物質を含ませることによって、電子の移動が容易となり、発光素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
【０１３８】
電子リレー層７０７にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質としては上記した材料の他、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質のアクセプター準位より高いＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることができる。具体的なエネルギー準位としては、−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下の範囲にＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることが好ましい。このような物質としては例えば、ペリレン誘導体や、含窒素縮合芳香族化合物などが挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定であるため、電子リレー層７０７を形成する為に用いる材料として、好ましい材料である。
【０１３９】
ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：Ｈｅｘ ＰＴＣ）等が挙げられる。
【０１４０】
また、含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ（ＣＮ）６）、２，３−ジフェニルピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：２ＰＹＰＲ）、２，３−ビス（４−フルオロフェニル）ピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：Ｆ２ＰＹＰＲ）等が挙げられる。
【０１４１】
その他にも、７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、１，４，５，８，−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＮＴＣＤＡ）、パーフルオロペンタセン、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン（略称：Ｆ１６ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ’ビス２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ペンタデカフルオロオクチル）−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＮＴＣＤＩ−Ｃ８Ｆ）、３’，４’−ジブチル−５，５’’−ビス（ジシアノメチレン）−５，５’’−ジヒドロ−２，２’：５’，２’’−テルチオフェン）（略称：ＤＣＭＴ）、メタノフラーレン（例えば、［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル等を用いることができる。
【０１４２】
なお、電子リレー層７０７にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質とドナー性物質との共蒸着などの方法によって電子リレー層７０７を形成すれば良い。
【０１４３】
正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、及び電子輸送層７０４は前述の材料を用いてそれぞれ形成すれば良い。
【０１４４】
そして、ＥＬ層１０６上に、第２電極１０８を形成する。
【０１４５】
第２電極１０８は、光の取り出し方向と反対側に設けられ、反射性を有する材料を用いて形成される。反射性を有する材料としては、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料を用いることができる。そのほか、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金などのアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）や銀と銅の合金などの銀を含む合金を用いることもできる。銀と銅の合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜、又は金属酸化物膜を積層することでアルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。上述の材料は、地殻における存在量が多く安価であるため、発光素子の作製コストを低減することができ、好ましい。
【０１４６】
なお、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可能である。
【０１４７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、照明装置の応用例を示す。
【０１４８】
図８は、本発明の一態様である照明装置を室内の照明装置として用いた一例を示している。本発明の一態様である照明装置は、天井用照明装置８２０２としてのみならず、壁用照明装置８２０４としても用いることが可能である。また、当該照明装置は、卓上照明装置８２０６としても用いることが可能である。また本発明の一態様である照明装置は、面光源の光源を有するため、点光源の光源を用いた場合に比べ、光反射板等の部材を削減することができ、または熱の発生が白熱電球に比べて小さい点等、室内の照明装置として好ましい。
【０１４９】
次に、本発明の一態様である照明装置を、誘導灯等の照明装置として適用した例について図９に示す。
【０１５０】
本発明の一態様である照明装置を避難口誘導灯に適用した例について図９（Ａ）に示す。
【０１５１】
図９（Ａ）は、一例として、避難口誘導灯の外観について示した図である。避難口誘導灯８２３２は、照明装置と、蛍光部が設けられた蛍光板とを組み合わせて構成することができる。また、特定の色を発光する照明装置と、図面のような形状の透過部が設けられた遮光板とを組み合わせて構成することもできる。本発明の一態様である照明装置は、一定の輝度で点灯することができるため、常時点灯が求められる避難口誘導灯として好ましい。
【０１５２】
本発明の一態様である照明装置を屋外用照明に適用した例について図９（Ｂ）に示す。
【０１５３】
屋外用照明の一つとして例えば街灯が挙げられる。街灯は、例えば図９（Ｂ）に示すように、筐体８２４２と、照明部８２４４と、を有する構成とすることができる。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２４４に複数配置して用いることができる。図９（Ｂ）に示すように、街灯は、例えば道路沿いに設置して照明部８２４４により周囲を照らすことができるため、道路を含め周囲の視認性を向上させることができる。
【０１５４】
なお、街灯に電源電圧を供給する場合には、例えば図９（Ｂ）に示すように、電柱８２４６の送電線８２４８を介して電源電圧を供給することができる。ただしこれに限定されず、例えば光電変換装置を筐体８２４２に設け、光電変換装置により得られた電圧を電源電圧として利用することもできる。
【０１５５】
また、本発明の一態様である照明装置を携帯用照明に適用した例について図９（Ｃ）及び図９（Ｄ）に示す。図９（Ｃ）は、装着型ライトの構成を示す図であり、図９（Ｄ）は手持ち型ライトの構成を示す図である。
【０１５６】
図９（Ｃ）に示す装着型ライトは、装着部８２５２と、照明部８２５４を有し、照明部８２５４は装着部８２５２に固定されている。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２５４に用いることができる。図９（Ｃ）に示す装着型ライトは、装着部８２５２を頭部に装着し、照明部８２５４を発光させることができる。また、照明部８２５４として面光源の光源を用いることにより、周囲の視認性を向上させることができる。また、照明部８２５４は軽量であるため、頭部に装着して使用する際の負担を軽減することができる。
【０１５７】
なお、図９（Ｃ）に示す装着型ライトの構成に限定されず、例えば装着部８２５２をリング状にした平紐やゴム紐のベルトにし、該ベルトに照明部８２５４を固定し、該ベルトを頭部に直接巻きつける構成とすることもできる。
【０１５８】
図９（Ｄ）に示す手持ち型ライトは、筐体８２６２と、照明部８２６６と、スイッチ８２６４と、を有する。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２６６に用いることができる。本発明の一態様である照明装置を照明部８２６６に用いることにより、照明部８２６６の厚さを薄くすることができ、小型にすることができるため、携帯しやすくすることができる。
【０１５９】
スイッチ８２６４は、照明部８２６６の発光または非発光を制御する機能を有する。また、スイッチ８２６４は、例えば発光時の照明部８２６６の輝度を調節する機能を有することもできる。
【０１６０】
図９（Ｄ）に示す手持ち型ライトは、スイッチ８２６４により照明部８２６６を発光させることにより、周囲を照らすことができるため、周囲の視認性を向上させることができる。また本発明の一態様である照明装置は、面光源の光源を有するため、点光源の光源を用いた場合に比べ、光反射板等の部材を削減することも可能である。
【０１６１】
なお、本実施の形態において、各々の図で述べた内容は、別の実施の形態で述べた内容に対して、適宜、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。
【符号の説明】
【０１６２】
１００ 第１筐体
１０４ 第１電極
１０６ ＥＬ層
１０８ 第２電極
１１０ａ 無機絶縁膜
１１０ｂ 無機絶縁膜
１１１ 金属板
１１２ 第１接着層
１１３ 第２接着層
１２０ａ 導電層
１２０ｂ 導電層
１２１ 第１筐体
１２１ａ 第１筐体
１２１ｂ 第１筐体
１２２ 第１筐体
１２４ 補助配線
１２４ａ１ 領域
１２４ａ２ 領域
１２４ｂ１ 領域
１２４ｂ２ 領域
１２４ｂ３ 領域
１２４ｂ４ 領域
１３２ 発光素子
１３４ 第２筐体
１５０ 接続部材
１５２ 制御回路
１５４ 第２接続配線
１５６ 第１接続配線
１５８ 第２取り出し配線
１６０ 第１取り出し配線
１７０ 第１筐体
１７０ａ 第１凹部
１７０ｂ 第２凹部
１７０ｃ 第３凹部
１７０ｄ 第４凹部
１８０ 高屈折率材料層
７０１ 正孔注入層
７０２ 正孔輸送層
７０３ 発光層
７０４ 電子輸送層
７０５ 電子注入層
７０６ 電子注入バッファー層
７０７ 電子リレー層
７０８ 複合材料層
８００ 第１ＥＬ層
８０１ 第２ＥＬ層
８０３ 電荷発生層
８２０２ 天井用照明装置
８２０４ 壁用照明装置
８２０６ 卓上照明装置
８２３２ 避難口誘導灯
８２４２ 筐体
８２４４ 照明部
８２４６ 電柱
８２４８ 送電線
８２５２ 装着部
８２５４ 照明部
８２６２ 筐体
８２６４ スイッチ
８２６６ 照明部
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、エレクトロルミネセンスを発現する発光部材を含む照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白熱電球や蛍光灯よりも発光効率が高いという試算から、次世代の照明器具としてエレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置が注目されている。エレクトロルミネセンス材料は蒸着法や塗布法などの製法により厚さ１μｍ以下の薄膜で形成可能であり、照明装置として形態にも工夫が施されている。例えば、エレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置を大面積化しても輝度を均一に保つことができる照明装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３２７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一形態はエレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置の高信頼性化を図ることを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
エレクトロルミネセンス（ＥＬ）層を含む発光素子を有する照明装置において、発光素子の光放射面に第１筐体を設け、発光素子の上面に金属板及び金属板を覆う第２筐体を設け、第１筐体と金属板、第１筐体と第２筐体、をそれぞれ接着することで、発光素子を二重に封止する。
【０００６】
本発明の一態様は、第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、発光素子を、第１接着層によって封止する第１筐体及び金属板と、発光素子及び金属板を、第２接着層によって第１筐体と封止する第２筐体とを有し、第１筐体は、発光素子の光放射面を覆い、第１接着層と接する領域に第１凹部を含み、かつ第２接着層と接する領域に第２凹部を含み、第１電極と第２電極において発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有する照明装置である。なお、本明細書において透光性とは、少なくとも可視光の波長領域の光に対して光を透過する性質を指す。
【０００７】
本発明の他の一形態は、第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、発光素子を、第１接着層によって封止する第１筐体及び金属板と、発光素子及び金属板を、第２接着層によって第１筐体と封止する第２筐体とを有し、第１筐体は、発光素子の光放射面を覆い、第１接着層と接する領域に第１凹部を含み、かつ第２接着層と接する領域に第２凹部を含み、第１電極と第２電極において発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有し、第１筐体と第１電極の間に補助配線を有し、補助配線は第１筐体に設けられた第３凹部及び第４凹部に配置され、補助配線において、第３凹部に配置された領域と第４凹部に配置された領域との膜厚及び配線幅は異なる照明装置である。
【０００８】
また、第１筐体と第１電極との間、または第１筐体と補助配線との間に無機絶縁膜を有する構成としてもよい。無機絶縁膜は、外部からの水等の汚染物質から発光素子を保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜としては窒化膜、及び窒化酸化膜の単層又は積層を用いることができる。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、照明装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【０００９】
また、ＥＬ層は中間層を介して２層以上設けられる構成としてもよい。発光色の異なるＥＬ層を複数積層することで放射される光の色を調節することができる。また、同色であっても複数層設けることで電力効率を向上させる効果を奏する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様である照明装置は、発光素子を囲うように接着される筐体の密着性を高めているので、物理的衝撃による形状不良を生じにくい。よって、作製時及び使用時における照明装置の破損を軽減することができる。本発明の一態様である照明装置は、素子劣化しにくい構造を有するので長寿命な照明装置を提供することができる。よって、本発明の一態様である照明装置は、高信頼性化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】照明装置を説明する断面図。
【図２】照明装置を説明する平面図。
【図３】照明装置を説明する断面図。
【図４】照明装置を説明する平面図。
【図５】照明装置を説明する断面図。
【図６】照明装置を説明する断面図。
【図７】照明装置に適用できる発光素子の例を説明する図。
【図８】照明装置の使用形態の一例を説明する図。
【図９】照明装置の使用形態の一例を説明する図。
【図１０】照明装置を説明する断面図及び平面図。
【図１１】照明装置を説明する断面図。
【図１２】照明装置を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、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、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様のものを指す際には同じハッチパターンを使用し、特に符号を付さない場合がある。
【００１３】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の照明装置の一形態について図１乃至図６、及び図１０を用いて説明する。
【００１４】
図１に本実施の形態の照明装置の断面図を示す。また、図２に照明装置の平面図を示す。なお、図１（Ａ）は、図２における線分Ａ１−Ａ２の断面図であり、図１（Ｂ）は、図２における線分Ａ３−Ａ４の断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示す照明装置は、ＥＬ層１０６を含む発光素子１３２の光放射面に第１筐体１００が設けられ、発光素子１３２の上面に金属板１１１及び金属板１１１を覆う第２筐体１３４が設けられている。また、第１筐体１００と金属板１１１、第１筐体１００と第２筐体１３４、がそれぞれ接着することで、発光素子１３２を二重に封止する構成である。
【００１６】
発光素子１３２は、第１電極１０４、ＥＬ層１０６、及び第２電極１０８を含み、ＥＬ層１０６からの光は第１電極１０４及び第１筐体１００を通過して外部へ放射されるため、第１電極１０４側が光放射面となる。よって第１電極１０４及び第１筐体１００は少なくともＥＬ層１０６からの光を透過する透光性を有する。
【００１７】
なお、本明細書において、発光素子とは発光原理にエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）効果を利用している素子を表す。具体的には、本実施の形態の発光素子１３２として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子などを用いることができる。例えば、発光素子１３２としてＬＥＤを用いる場合には、アルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）、ガリウムヒ素リン（ＧａＡｓＰ）、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、アルミニウム窒化ガリウム（ＡｌＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、アルミニウムインジウムガリウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）等をＥＬ層１０６の材料に用いることができる。
【００１８】
発光素子１３２の放射面の形状は、四角形のような多角形のほか、円形であってもよく、該放射面を覆う筐体（第１筐体１００）の形状も該放射面の形状に対応させればよい。
【００１９】
また、一対の第１筐体１００及び第２筐体１３４の間に、複数の発光素子１３２を設けてもよい。発光素子を複数設ける場合、それぞれの発光素子１３２が照明装置の外部電源との接続端子部と独立して接続されていてもよいし、複数の発光素子１３２が並列、または直列に電気的に接続され、共通した接続端子部に接続されていてもよい。また、例えば、発光色の異なる複数の発光素子を設け、それぞれを外部電源に接続して電流、電圧値を制御することによって、照明装置からの発光色を調節し、演色性を高めることができる。
【００２０】
発光素子１３２の上面には、第１筐体１００に対向する金属板１１１が設けられている。金属板１１１の膜厚に特に限定はないが、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下のものを用いると、照明装置の軽量化が図れるため好ましい。また、金属板１１１を構成する材料としては特に限定はないが、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属、または、アルミニウム合金若しくはステンレスなどの金属の合金などを好ましく用いることができる。
【００２１】
金属板１１１と第１筐体１００とは、第１接着層１１２によって接着され、発光素子１３２を封止している。第１接着層１１２としては、可視光硬化性、紫外線硬化性、または熱硬化性の接着剤を用いることができる。これらの接着剤の材質としては、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。また、これらの接着剤に乾燥剤となる吸水物質を含ませてもよい。
【００２２】
なお、図１では、発光素子１３２の外周を囲むように第１接着層１１２を設けているが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、発光素子１３２の外周及び上面を覆う第１接着層を形成して、第１接着層によって発光素子を封止してもよい。
【００２３】
金属板１１１は透水性が低いため、該金属板１１１と第１筐体１００とで発光素子１３２を封止することで、発光素子１３２への水分の侵入を抑制することが可能である。よって、金属板１１１を設けることで、水分に起因する劣化の抑制された信頼性の高い照明装置とすることが可能である。
【００２４】
第１筐体１００は、第１接着層１１２と接する領域に第１凹部１７０ａを含む。第１凹部１７０ａは、例えばエッチング等によって形成することができる。第１筐体１００に第１凹部１７０ａを設けることで、第１接着層１１２の一部が第１凹部１７０ａに配置され、該第１接着層１１２の一部が、くさびのような働きをする（いわゆるアンカー効果を有する）ため、第１筐体１００と金属板１１１の密着性を向上させることができる。
【００２５】
第１凹部１７０ａは、複数または単数設けることができる。なお、図１及び図２においては、第１凹部１７０ａが、端子部を除いた発光素子１３２の外周を囲むように設けられているが、本発明の一態様の構成はこれに限られるものではない。
【００２６】
また、金属板１１１の上面には、第１筐体１００に対向する第２筐体１３４が設けられている。第１筐体１００と第２筐体１３４とは、第２接着層１１３によって接着され、発光素子１３２及び金属板１１１を封止している。
【００２７】
第１筐体１００または第２筐体１３４に用いる部材の具体例としては、プラスチック（有機樹脂）、ガラス、または石英などを用いることができる。プラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなる部材が挙げられる。なお、第１筐体１００または第２筐体１３４として、プラスチックを用いると、照明装置の軽量化を実現することができるため好ましい。
【００２８】
第１筐体１００は、第２接着層１１３と接する領域に第２凹部１７０ｂを含む。第２凹部１７０ｂは、例えばエッチング等によって形成することができる。第１筐体１００に第２凹部１７０ｂを設けることで、第２接着層１１３の一部が第２凹部１７０ｂに配置され、該第２接着層１１３の一部が、くさびのような働きをする（いわゆるアンカー効果を有する）ため、第１筐体１００と第２筐体１３４の密着性を向上させることができる。なお、第２筐体１３４において、第２接着層１１３と接する領域に凹部を形成してもよい。
【００２９】
第２凹部１７０ｂは、複数または単数設けることができる。なお、図１及び図２においては、第２凹部１７０ｂが金属板１１１の外周を囲むように設けられているが、本発明の一態様の構成はこれに限られるものではない。
【００３０】
第２接着層１１３としては、第１接着層１１２と同様の材料を用いることができる。なお、第２接着層１１３、第１筐体１００及び第２筐体１３４に同じ有機樹脂材料を用いると、第１筐体１００及び第２筐体１３４の密着性をより向上させることができ、照明装置の破損耐性が高まるため好ましい。また、第２接着層１１３は必ずしも設けなくともよく、例えば、第１筐体１００と第２筐体１３４として熱可塑性の有機樹脂を用い、熱圧着処理によって第１筐体１００及び第２筐体１３４を接着してもよい。
【００３１】
また、第１筐体１００または第２筐体１３４の大きさとしては、照明装置の用途によって適宜設定することが可能である。例えば、直径１０ｃｍ乃至１４ｃｍ、好ましくは直径１２ｃｍの円盤形状、又は５インチ角の正方形などとすればよい。
【００３２】
また、第１筐体１００と第１電極１０４の間に補助配線１２４を形成してもよい。本実施の形態において補助配線１２４は、第１筐体１００に設けられた第３凹部１７０ｃに配置される領域１２４ａ１、及び領域１２４ａ２と、第１筐体１００に設けられた第４凹部１７０ｄに配置される領域１２４ｂ１、領域１２４ｂ２、領域１２４ｂ３及び領域１２４ｂ４とを有する。
【００３３】
なお、第１筐体１００に設けられる第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄは、同一のエッチング工程によって形成することができる。
【００３４】
補助配線１２４は、第１筐体１００の第３凹部１７０ｃ及び第４凹部１７０ｄを埋めるように形成されている。補助配線１２４には、導電性材料を用いればよく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）から選ばれた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。また、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの導電性材料を用いてもよい。補助配線１２４はスパッタ法、蒸着法、塗布法などを用いて導電膜を形成し、該導電膜を選択的に除去することによって形成することができる。
【００３５】
また、インクジェット法、印刷法などを用いて補助配線１２４を選択的に形成してもよい。例えば、印刷法を用いて補助配線１２４を形成する場合には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電体粒子を有機樹脂に溶解または分散させた導電性のペーストを選択的に印刷することによって設けることができる。導電体粒子としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）およびチタン（Ｔｉ）等のいずれか一つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微粒子を用いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また、導電層の形成の際は、導電性のペーストを押し出した後に焼成することが好ましい。また、はんだや鉛フリーのはんだを主成分とする微粒子を用いてもよい。なお、上記導電性のペーストは発光素子１３２と接続部材１５０とを電気的に接続する導電層１２０ａ、１２０ｂにも用いることができる。
【００３６】
補助配線１２４において、第１筐体１００の第３凹部１７０ｃに配置された領域１２４ａ１、及び領域１２４ａ２と、第４凹部１７０ｄに配置された領域１２４ｂ１、領域１２４ｂ２、領域１２４ｂ３、及び領域１２４ｂ４との膜厚及び配線幅は異なる。具体的には、第３凹部１７０ｃは第４凹部１７０ｄと比較して、深く且つ線幅の広い溝を有しているため、領域１２４ａ１、及び領域１２４ａ２は、領域１２４ｂ１、領域１２４ｂ２、領域１２４ｂ３、及び領域１２４ｂ４と比較して膜厚が大きく、配線幅の広い配線を形成する。また、図１及び図２において、補助配線１２４の領域１２４ａ１の一部は、導電層１２０ａを介して第１接続配線１５６と電気的に接続しており、端子として機能している。
【００３７】
補助配線１２４を第１筐体１７０に設けられた凹部に配置することによって、補助配線１２４の膜厚を厚くすることができるため、補助配線１２４の抵抗を低く保ちながら、補助配線１２４の幅をより狭くすることができる。補助配線１２４において、膜厚及び配線幅の異なる領域を選択的に形成し、少なくとも端子として機能する領域の膜厚を大きく且つ配線幅を太くすることで低消費電力化を図ることができる。また、補助配線１２４において、膜厚が小さく且つ配線幅が細い領域を設けることで、照射面積の低下を抑制することができる。さらに、反射性の補助配線１２４を設けることで、発光素子１３２より放射された光を散乱することができるので、取り出し効率を向上する効果が得られる。
【００３８】
なお、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄの形状は、図１に示す形状に限られない。例えば、図１１に示すように、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄの側壁をテーパー形状としてもよい。または、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄの側壁を逆テーパー形状としてもよい。
【００３９】
また、照明装置の光放射面側に光学フィルムを設けてもよい。例えば、第１筐体１００において光放射面に拡散フィルムを設けてもよい。
【００４０】
また発光素子１３２が設けられる筐体の内壁または発光素子１３２の上面を覆う無機絶縁膜を設けることが好ましい。図１及び図２では、発光素子１３２の上面を覆う無機絶縁膜１１０ａを形成する例を示す。無機絶縁膜１１０ａは、外部からの水等の汚染物質から発光素子を保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、照明装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【００４１】
無機絶縁膜１１０ａとしては窒化膜、及び窒化酸化膜の単層又は積層を用いることができる。具体的には、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウムなどを用いて、材料に合わせてＣＶＤ法、スパッタ法等により形成することができる。好ましくは、窒化珪素を用いてＣＶＤ法により形成するとよい。無機絶縁膜１１０ａの膜厚は１００ｎｍ以上１μｍ以下程度とすればよい。
【００４２】
また、無機絶縁膜１１０ａとして、酸化アルミニウム膜、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜、窒素含有炭素膜、硫化亜鉛及び酸化珪素を含む膜（ＺｎＳ・ＳｉＯ２膜）を用いてもよい。
【００４３】
また、図１及び図２に示す照明装置には、外部電源と接続する接続部材１５０（口金ともいう）が設けられている。
【００４４】
接続部材１５０は、発光素子１３２上方、第２筐体１３４に設けられた開口に配置されている。接続部材１５０は、制御回路１５２、第１接続配線１５６、第２接続配線１５４、第１取り出し配線１６０、第２取り出し配線１５８を有しており、接続部材１５０は直径１０ｍｍ〜４０ｍｍ、代表的には２５ｍｍ程度のものを用いればよい。
【００４５】
接続部材１５０は第２筐体１３４の開口にはめ込むように配置する。接続部材１５０は第２筐体１３４へねじ込むように取り付けてもよく、第２筐体１３４と接続部材１５０の接する部位を固定する器具を設け、固定強度を高めてもよい。
【００４６】
発光素子１３２の第１電極１０４は、補助配線１２４、導電層１２０ａ、第１接続配線１５６、制御回路１５２を介して第１取り出し配線１６０と電気的に接続し、発光素子１３２の第２電極１０８は、導電層１２０ｂ、第２接続配線１５４、制御回路１５２を介して第２取り出し配線１５８が電気的に接続する。接続部材１５０を外部電源に接続することで、外部電源より電力の供給を受けることができ、照明装置を点灯させることができる。
【００４７】
制御回路１５２は、一例として、外部電源から供給される電源電圧を元に、発光素子１３２を一定の輝度で点灯させるための機能を有する回路である。例えば、外部電源から供給される交流電圧１００Ｖ（１１０Ｖ）を、制御回路１５２のコンバータによって直流電圧（ＤＣ）５〜１０Ｖに変換する。
【００４８】
制御回路１５２は、一例として、整流平滑回路、定電圧回路、定電流回路を有する。整流平滑回路は、外部の交流電源より供給される交流電圧を直流電圧にするための回路である。整流平滑回路は、一例として、ダイオードブリッジ回路、平滑容量等を組み合わせて構成すればよい。定電圧回路は、整流平滑回路から出力されるリップルを含んだ直流電圧を、安定化した定電圧の信号として出力する回路である。定電圧回路は、スイッチングレギュレータ、またはシリーズレギュレータ等を用いて構成すればよい。定電流回路は、定電圧回路の電圧に応じて定電流を発光素子１３２に出力する回路である。定電流回路は、トランジスタ等を用いて構成すればよい。なお、ここでは外部の電源として商用交流電源を想定し、整流平滑回路を設ける構成を示したが、外部の電源が直流電源の場合、整流平滑回路を設けなくてもよい。また、制御回路１５２には、必要に応じて、輝度を調整するための回路、サージ対策として保護回路等を設けてもよい。
【００４９】
図１では接続部材１５０と発光素子１３２との接続部に、導電層１２０ａ、１２０ｂによるバンプ接続を用いる例を示すが、接続部材１５０と発光素子１３２とが電気的に接続できる方法及び構成ならばこれに限定されない。例えば、接続部材１５０と発光素子１３２の接続部に、異方性導電膜を用いてもよいし、用いる導電膜をはんだ接続が可能な材料で形成し、はんだを用いて接続してもよい。導電層１２０ａと第１接続配線１５６、導電層１２０ｂと第２接続配線１５４とは異方性導電膜やはんだにより接続及び固定することができる。また、固定のための樹脂を接続部の周りに設けてもよい。また、金属板１１１と発光素子１３２の電極とを電気的に接続させ、金属板１１１と接続部材１５０とを電気的に接続させてもよい。例えば、第２の電極１０８と金属板１１１とを導電性ペースト等を用いて電気的に接続し、金属板１１１と第２接続配線１５４を異方性導電膜やはんだにより接続及び固定することができる。
【００５０】
また、接続部材１５０は、発光素子１３２と電気的接続ができる接続配線及び外部電源より電力を供給できる取り出し配線を有していれば様々な形状を用いることができる。
【００５１】
発光素子１３２が設けられている第１筐体１００及び第２筐体１３４の間の空間に乾燥剤となる吸水物質を設けてもよい。吸水物質は粉状など固体の状態で配置してもよいし、スパッタ法などの成膜法によって吸水物質を含む膜の状態で金属板１１１上、無機絶縁膜１１０ａ上、または発光素子１３２上に設けられてもよい。また、第１筐体１００及び第２筐体１３４の間の空間を、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などの樹脂で封止してもよい。
【００５２】
なお、外部電源と接続する接続部材１５０は必ずしも設けなくともよい。図３及び図４に接続部材１５０を有さない照明装置の一例を示す。図４は図３に示す照明装置の平面図であり、図３（Ａ）は、図４における線分Ｂ１−Ｂ２の断面図であり、図３（Ｂ）は、図４における線分Ｂ３−Ｂ４の断面図である。
【００５３】
図３及び図４に示す照明装置は、第１の電極１０４と電気的に接続する補助配線１２４と、第２の電極１０８とを外部電源と接続する。図３（Ｂ）に示すように、第１の電極１０４と電気的に接続する補助配線１２４の一部（領域１２４ａ１の一部）と、第２の電極１０８の一部とが延在し、第２筐体１３４から露出した領域を有する。当該露出した領域が、外部電源との接続端子として機能する。なお、補助配線１２４の一部と第２の電極１０８の一部を第２筐体１３４から露出させる場合には、図４に示すように、第１筐体１００の第１凹部１７０ａ及び第２凹部１７０ｂが、端子部を除いた発光素子１３２の外周を囲むように設けるのが好ましい。
【００５４】
なお、照明装置において外部電源との接続部を設ける構成は、種々選択することができ、本実施の形態に限定されない。
【００５５】
また、図５に、図２に示す照明装置における別の断面図の例を示す。図５は、第１筐体１２１において、光放射面側（発光素子１３２と反対側）にマイクロレンズアレイのような複数の凹凸形状を有する例である。第１筐体１２１を光放射面側に複数の凹凸形状を有する構成とすることで、第１筐体１２１と大気との界面で全反射を抑制することができるため、筐体の外部への取り出し効率を向上させることができる。
【００５６】
凹凸形状を有する第１筐体１２１は、材料として有機樹脂を用いて形成することが可能である。有機樹脂の形状は、当該有機樹脂の特性に応じて加熱処理や光照射処理を行って加工することができる。例えば、筐体の凹凸形状の型となる凹凸形状を有する支持体を用意し、筐体の材料として熱可塑性の有機樹脂を用いて、加熱処理を行いながら、熱可塑性の有機樹脂を支持体に押圧して支持体の形状を反映するように変形し、その後冷却して硬化を行うことで、凹凸形状を有する第１筐体１２１を形成することできる。
【００５７】
なお、第１筐体１２１に複数の凹凸形状を形成する工程において、第１筐体１２１の発光素子１３２側の支持体として、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄに相当する凹凸形状を有する支持体を用いてもよい。これによって、第１筐体１２１の光放射面側に設けられる複数の凹凸形状と、発光素子１３２側に設けられる第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄとを同一の工程で形成することができる。
【００５８】
第１筐体１２１に用いる部材の具体例としては、有機樹脂（プラスチック）が挙げられる。プラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなる部材が挙げられる。
【００５９】
また、図５に示す照明装置は、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄ上に無機絶縁膜１１０ｂを有する。無機絶縁膜１１０ｂは、無機絶縁膜１１０ａと同様の作製工程及び同様の材料を適用することが可能である。また、無機絶縁膜１１０ａの膜厚は、第１筐体１２１ａの膜厚、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄの深さ等によって適宜決定すればよく、例えば１００ｎｍ以上１μｍ以下程度とすればよい。無機絶縁膜１１０ｂは、外部からの水等の汚染物質から発光素子を保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、照明装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【００６０】
図１０に、図５に示す第１筐体１２１の断面図及び平面図の例を示す。図１０（Ａ２）及び図１０（Ｂ２）は、凹凸形状を有する第１筐体１２１ａ及び第１筐体１２１ｂの平面図の例である。図１０（Ａ１）は、図１０（Ａ２）の線分Ｘ１−Ｙ１における断面図であり、図１０（Ｂ１）は、図１０（Ｂ２）の線分Ｘ２−Ｙ２における断面図である。
【００６１】
図１０（Ａ１）及び（Ａ２）に示す第１筐体１２１ａは、凸部の底面が円形の凹凸形状を有する。また、図１０（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示す第１筐体１２１ａは、凸部の底面が正六角形状の凹凸形状を有する。第１筐体１２１の有する複数の凹凸形状の凸部のピッチ、又は底面形状は様々に設定することが可能であり、図１０の構成に限定されない。例えば、円錐、角錐（三角錐、四角錐等）等の頂点を有する凹凸形状としてもよい。但し、図１０（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示すように、凸部の底面が正六角形状の凹凸形状として凹凸形状をいわゆるハニカム構造とすることで、凹凸形状の充填密度を向上させることができ、筐体の外部への光の取り出し効率がより向上するため好ましい。
【００６２】
また、図１２に示すように、光放射面側（発光素子１３２と反対側）と、発光素子１３２側の双方にマイクロレンズアレイのような複数の凹凸形状を有する第１筐体１２２を用いることもできる。
【００６３】
図１２に示す第１筐体１２２は、光照射面側に複数の凹凸形状を有し、発光素子１３２側に第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄと、複数の凹凸形状と、を有している。また、図１２において、発光素子１３２側に設けられた複数の凹凸形状は、発光素子１３２と重畳する領域であって、第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄの形成される領域以外に形成されている。また、第１筐体１２２の発光素子１３２側であって、凹凸形状を有する領域には、当該凹凸形状に接して高屈折率材料層１８０が設けられている。なお、第１筐体１２２に設けられる凹凸形状は、ストライプ状であっても効果を奏するが、マトリクス状とするのが好ましい。
【００６４】
図１２に示す第１筐体１２２は、第１筐体１２２の光放射面側に複数の凹凸形状を有することで、第１筐体１２２と大気との界面で全反射を抑制することができる。さらに、第１筐体１２２と高屈折率材料層１８０との間に複数の凹凸形状を有するため、高屈折率材料層１８０と第１筐体１２２との界面で全反射を抑制することができ、筐体の外部への取り出し効率をより向上させることができる。
【００６５】
第１筐体１２２に用いることができる材料としては、例えば、屈折率が１．０より高く１．６より低いガラスや樹脂などが挙げられる。樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリアクリルニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、またはポリ塩化ビニル樹脂などを用いることができる。特に、屈折率が１．４以上１．６未満の材料を用いることが好ましい。
【００６６】
上述の材料に、凹凸形状を作製するための方法としては、例えば、エッチング法、砥粒加工法（サンドブラスト法）、マイクロブラスト加工法、液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法、インプリント法、ナノインプリント法等を適宜用いることができる。また、前述のように第１筐体１２２の光照射面側の複数の凹凸形状と、発光素子側の複数の凹凸形状及び第１凹部１７０ａ乃至第４凹部１７０ｄにそれぞれ対応する支持体を用いて第１筐体１２２を形成してもよい。
【００６７】
また、高屈折率材料層１８０は、例えば、高屈折率の樹脂を用いて形成することができる。高屈折率材料層１８０は、透光性を有し、その屈折率は、１．６以上、好ましくは１．７以上２．１以下とする。高屈折率の樹脂としては、臭素が含まれる樹脂、硫黄が含まれる樹脂などが挙げられ、例えば、含硫黄ポリイミド樹脂、エピスルフィド樹脂、チオウレタン樹脂、又は臭素化芳香族樹脂などを用いることができる。また、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）なども用いることができる。成膜方法としては、材料にあった種々の方法を適用すれば良く、接着強度や加工のしやすさなどを考慮し適宜選択することができる。例えば、前述の樹脂を、スピンコート法を用いて第１筐体１２２の発光素子１３２側に設けられた複数の凹凸形状に接して選択的に成膜し、熱または光によって硬化させることで形成することができる。なお、高屈折率材料層１８０は、第１筐体１２２の発光素子１３２側に設けられた複数の凹凸形状の平坦化膜としても機能している。
【００６８】
一般に、高屈折率の樹脂は高価であるが、図１２に示す照明装置において高屈折率材料層１８０は、発光素子１３２と重畳する領域であって複数の凹凸形状に接して選択的に形成すればよく、またその膜厚は数十μｍ程度といった薄い膜厚である。したがって、光取り出し効率の高い照明装置を低コストで製造することができる。
【００６９】
第１筐体１２２の双方の面に形成される凹凸形状の凸部のピッチ又は底面形状は、それぞれ様々に設定することが可能である。例えば、図１０に示した形状の他に、円錐、角錐（三角錐、四角錐等）等の頂点を有する凹凸形状としてもよい。但し、図１０（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示すように、底面が正六角形状の凹凸形状として凹凸形状をいわゆるハニカム構造とすることで、凹凸形状の充填密度を向上させることができ、筐体の外部への光の取り出し効率がより向上するため好ましい。なお、双方の面に形成される凹凸形状は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００７０】
また、高屈折率材料層１８０と接する側の凹凸の大きさ、高さについては、０．１〜１００μｍ程度とすることが好ましい。逆側の凹凸の大きさ、高さについては、０．１〜１０００μｍ程度とすることが好ましい。高屈折率材料層１８０と接する側の凹凸形状の大きさは、高屈折率材料層１８０に用いる材料の使用量に影響を与えるため、凹凸の大きさ、高さの許容範囲が狭い。一方、逆側の面の凹凸形状は、１０００μｍを超えた大きさ、高さの構造を採用しても問題ない。また、どちらの面の凹凸形状も、特に、１μｍ以上であると、光の干渉による影響を抑制することができるため、好ましい。
【００７１】
また、図１２において、発光素子１３２と第１筐体１２２の間には、無機絶縁膜１１０ｂが設けられている。当該無機絶縁膜１１０ｂとしては、屈折率が１．６以上の窒化膜を用いると、光の取り出し効率が低下することなく、発光素子への不純物の拡散を防ぐことができるため好ましい。
【００７２】
また、照明装置の形状は、図１乃至図５、図１１または図１２に示したものに限られない。例えば、図６に、図２に示す照明装置における別の断面図の例を示す。図６は第２筐体１３４として、曲面を有する筐体を用いた例である。本実施の形態で示す照明装置は、発光素子が薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置とすることができる。
【００７３】
なお、本実施の形態で示す照明装置の構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００７４】
本発明の一態様である照明装置は、発光素子を囲うように接着される筐体の密着性を高めているので、物理的衝撃による形状不良を生じにくい。よって、作製時及び使用時における照明装置の破損を軽減することができる。本実施の形態の照明装置は、素子劣化しにくい構造を有するので長寿命な照明装置を提供することができる。よって、本発明の一態様である照明装置は、高信頼性化を実現することができる。
【００７５】
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。
【００７６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である照明装置に用いる有機ＥＬ発光を呈する発光素子の素子構造の一例について説明する。有機ＥＬ発光を呈する発光素子は、ＬＥＤと比較して発熱が小さい。したがって、筐体として有機樹脂を用いることができるため、照明装置として軽量化が可能となり、好ましい。
【００７７】
図７（Ａ）に示す発光素子は、第１電極１０４と、第１電極１０４上にＥＬ層１０６と、ＥＬ層１０６上に、第２電極１０８を有する。
【００７８】
ＥＬ層１０６は、少なくとも発光性の有機化合物を含む発光層が含まれていれば良い。そのほか、電子輸送性の高い物質を含む層、正孔輸送性の高い物質を含む層、電子注入性の高い物質を含む層、正孔注入性の高い物質を含む層、バイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）を含む層等を適宜組み合わせた積層構造を構成することができる。本実施の形態において、ＥＬ層１０６は、第１電極１０４側から、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、及び電子注入層７０５の順で積層されている。
【００７９】
図７（Ａ）に示す発光素子の作製方法について説明する。
【００８０】
まず、第１電極１０４を形成する。第１電極１０４は、ＥＬ層から見て、光の取り出し方向に設けられるため、透光性を有する材料を用いて形成する。
【００８１】
透光性を有する材料としては、酸化インジウム、酸化インジウム酸化スズ合金（ＩＴＯともいう）、酸化インジウム酸化亜鉛合金、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、グラフェンなどを用いることができる。
【００８２】
また、第１電極１０４として、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又はチタン等の金属材料を用いることができる。または、それら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いてもよい。なお、金属材料（又はその窒化物）を用いる場合、透光性を有する程度に薄くすればよい。
【００８３】
次に、第１電極１０４上に、ＥＬ層１０６を形成する。本実施の形態において、ＥＬ層１０６は、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入層７０５を有する。
【００８４】
正孔注入層７０１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物を用いることができる。また、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
【００８５】
また、低分子の有機化合物である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）、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）、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）等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
【００８６】
さらに、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、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）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【００８７】
特に、正孔注入層７０１として、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることが好ましい。正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることにより、第１電極１０４からの正孔注入性を良好にし、発光素子の駆動電圧を低減することができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。該複合材料を用いて正孔注入層７０１を形成することにより、第１電極１０４からＥＬ層１０６への正孔注入が容易となる。
【００８８】
複合材料に用いる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、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／Ｖｓ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てもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００８９】
複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、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又はα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）等の芳香族アミン化合物や、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−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘導体を用いることができる。
【００９０】
また、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）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）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）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−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン等の芳香族炭化水素化合物を用いることができる。
【００９１】
さらに、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）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’−ビス（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、ペンタセン、コロネン、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）等の芳香族炭化水素化合物を用いることができる。
【００９２】
また、電子受容体としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等の有機化合物や、遷移金属酸化物を挙げることができる。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を挙げることができる。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、扱いやすいため好ましい。
【００９３】
なお、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述した電子受容体を用いて複合材料を形成し、正孔注入層７０１に用いてもよい。
【００９４】
正孔輸送層７０２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＢＰＡＦＬＰ、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）等の芳香族アミン化合物を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。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、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００９５】
また、正孔輸送層７０２には、ＣＢＰ、ＣｚＰＡ、ＰＣｚＰＡのようなカルバゾール誘導体や、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＤＮＡ、ＤＰＡｎｔｈのようなアントラセン誘導体を用いても良い。
【００９６】
また、正孔輸送層７０２には、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。
【００９７】
発光層７０３は、発光性の有機化合物を含む層である。発光性の有機化合物としては、例えば、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。
【００９８】
発光層７０３に用いることができる蛍光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）］−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）などが挙げられる。
【００９９】
また、発光層７０３に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）−５−メチルピラジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛２−（４−メトキシフェニル）−３，５−ジメチルピラジナト｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｍｏｐｐｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、（ジピバロイルメタナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）等の有機金属錯体が挙げられる。また、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。
【０１００】
なお、発光層７０３としては、上述した発光性の有機化合物（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成としてもよい。ホスト材料としては、各種のものを用いることができ、発光性の物質よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が低い物質を用いることが好ましい。
【０１０１】
ホスト材料としては、具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（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（ＩＩ）（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（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、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）、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）、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素環化合物や、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、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（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、ＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＴＰＤ、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物などを用いることができる。
【０１０２】
また、ホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するためにルブレン等の結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。また、ゲスト材料へのエネルギー移動をより効率良く行うためにＮＰＢ、あるいはＡｌｑ等をさらに添加してもよい。
【０１０３】
ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層７０３の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
【０１０４】
また、発光層７０３として高分子化合物を用いることができる。具体的には、青色系の発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）（略称：ＰＦＯ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＤＭＯＰ）、ポリ｛（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−［Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｐ−ブチルフェニル）−１，４−ジアミノベンゼン］｝（略称：ＴＡＢ−ＰＦＨ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（略称：ＰＰＶ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−ｃｏ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル）］（略称：ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−ｃｏ−（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレン）］などが挙げられる。また、橙色〜赤色系の発光材料として、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（３−ブチルチオフェン−２，５−ジイル）（略称：Ｒ４−ＰＡＴ）、ポリ｛［９，９−ジヘキシル−２，７−ビス（１−シアノビニレン）フルオレニレン］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝、ポリ｛［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−ビス（１−シアノビニレンフェニレン）］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝（略称：ＣＮ−ＰＰＶ−ＤＰＤ）などが挙げられる。
【０１０５】
なお、発光層７０３を２層以上の積層構造としても良い。発光層７０３を２層以上の積層構造とし、各々の発光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。特に、高輝度が必要とされる照明用途には、発光層を積層させた構造が好適である。
【０１０６】
電子輸送層７０４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、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）など、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス［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）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、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）や、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）、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１０７】
電子注入層７０５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層７０５には、リチウム、セシウム、カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム、リチウム酸化物等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウムのような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層７０４を構成する物質を用いることもできる。
【０１０８】
なお、上述した正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入層７０５は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【０１０９】
ＥＬ層は、図７（Ｂ）に示すように、第１電極１０４と第２電極１０８との間に複数積層されていても良い。この場合、積層された第１ＥＬ層８００と第２ＥＬ層８０１との間には、電荷発生層８０３を設けることが好ましい。電荷発生層８０３は上述の複合材料で形成することができる。また、電荷発生層８０３は複合材料からなる層と他の材料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子供与性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いることができる。このような構成を有する発光素子は、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ＥＬ層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。この構造は上述のＥＬ層の構造と組み合わせて用いることができる。
【０１１０】
図７（Ｂ）に示すように積層されるＥＬ層の間に電荷発生層８０３を配置すると、電流密度を低く保ったまま、高輝度でありながら長寿命な素子とできる。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。
【０１１１】
また、ＥＬ層が２層積層された構成を有する積層型素子の場合において、第１ＥＬ層から得られる発光の発光色と第２ＥＬ層から得られる発光の発光色を補色の関係にすることによって、白色発光を外部に取り出すことができる。なお、第１ＥＬ層および第２ＥＬ層のそれぞれが補色の関係にある複数の発光層を有する構成としても、白色発光が得られる。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。青色、黄色、青緑色、赤色に発光する物質としては、例えば、先に列挙した発光物質の中から適宜選択すればよい。
【０１１２】
以下に、複数のＥＬ層が積層する構成を有する発光素子の一例を示す。まず第１ＥＬ層および第２ＥＬ層のそれぞれが補色の関係にある複数の発光層を有し、白色発光が得られる構成の一例を示す。
【０１１３】
例えば、第１ＥＬ層は、青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第１発光層と、黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第２発光層とを有し、第２ＥＬ層は、青緑色〜緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第３発光層と、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第４発光層とを有するものとする。
【０１１４】
この場合、第１ＥＬ層からの発光は、第１発光層および第２発光層の両方からの発光を合わせたものであるので、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第１ＥＬ層は２波長型の白色または白色に近い色の発光を呈する。
【０１１５】
また、第２ＥＬ層からの発光は、第３発光層および第４発光層の両方からの発光を合わせたものであるので、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第２ＥＬ層は、第１ＥＬ層とは異なる２波長型の白色または白色に近い色の発光を呈する。
【０１１６】
したがって、第１ＥＬ層からの発光および第２ＥＬ層からの発光を重ね合わせることにより、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域をカバーする白色発光を得ることができる。
【０１１７】
また、黄色〜橙色の波長領域（５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満）は、視感度の高い波長領域であるため、発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にある発光層を有するＥＬ層を発光層に適用することは有用である。例えば、発光スペクトルのピークが青色の波長領域にある発光層を有する第１ＥＬ層と、発光スペクトルのピークが黄色の波長領域にある発光層を有する第２ＥＬ層と、発光スペクトルのピークが赤色の波長領域にある発光層を有する第３ＥＬ層と、を積層させた構成を適用することができる。
【０１１８】
また、黄色〜橙色を呈するＥＬ層を２層以上積層する構成としてもよい。黄色〜橙色を呈するＥＬ層を２層以上積層することによって発光素子の電力効率をより向上させることができる。
【０１１９】
例えば、ＥＬ層を３層積層させた発光素子を構成する場合において、発光スペクトルのピークが青色の波長領域（４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満）にある発光層を有する第１ＥＬ層に、発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にある発光層をそれぞれ有する第２、第３ＥＬ層を積層する構成を適用することができる。なお、第２ＥＬ層及び第３ＥＬ層からの発光スペクトルのピークの波長は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【０１２０】
発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にあるＥＬ層を用いることにより、視感度の高い波長領域を利用することができ、電力効率を高めることができる。これによって、発光素子全体の電力効率を高めることができる。このような構成は、例えば緑色の発光色を呈するＥＬ層と赤色の発光色を呈するＥＬ層とを積層して黄色〜橙色の発光を呈する発光素子を得る場合と比較して視感度の観点で有利であり、電力効率を高められる。また、黄色〜橙色の波長領域にある視感度の高い波長領域を利用したＥＬ層が１層のみの場合と比較して、視感度の低い青色の波長領域の発光強度が相対的に小さくなるため、発光色は電球色（あるいは温白色）に近づき、かつ電力効率が向上する。
【０１２１】
つまり、上記において、黄色〜橙色の波長領域にピークを有し、かつ、ピークの波長が５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満にある光と、青色の波長領域にピークを有する光と、を合成した光の色（つまり、発光素子から発光される光の色）は、温白色や電球色のような自然な光の色になる。特に電球色を実現が容易である。
【０１２２】
黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、例えばピラジン誘導体を配位子とする有機金属錯体を用いることができる。また、発光性の物質（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させることにより、発光層を構成することもできる。上記黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、燐光性化合物を用いることができる。燐光性化合物を用いることにより、蛍光性化合物を用いた場合と比べて電力効率を３〜４倍高めることができる。上述したピラジン誘導体を配位子とする有機金属錯体は燐光性化合物であり、発光効率が高い上に、黄色〜橙色の波長領域の発光を得やすく、好適である。
【０１２３】
また、青色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、例えばピレンジアミン誘導体を用いることができる。上記青色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、蛍光性化合物を用いることができる。蛍光性化合物を用いることにより、燐光性化合物を用いた場合と比べて長寿命の発光素子を得ることができる。上述したピレンジアミン誘導体は蛍光性化合物であり、極めて高い量子収率が得られる上に、長寿命であるため、好適である。
【０１２４】
ＥＬ層は、図７（Ｃ）に示すように、第１電極１０４と第２電極１０８との間に、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入バッファー層７０６、電子リレー層７０７、及び第２電極１０８と接する複合材料層７０８を有していても良い。
【０１２５】
第２電極１０８と接する複合材料層７０８を設けることで、特にスパッタリング法を用いて第２電極１０８を形成する際に、ＥＬ層１０６が受けるダメージを低減することができるため、好ましい。複合材料層７０８は、前述の、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。
【０１２６】
さらに、電子注入バッファー層７０６を設けることで、複合材料層７０８と電子輸送層７０４との間の注入障壁を緩和することができるため、複合材料層７０８で生じた電子を電子輸送層７０４に容易に注入することができる。
【０１２７】
電子注入バッファー層７０６には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
【０１２８】
また、電子注入バッファー層７０６が、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率でドナー性物質を添加することが好ましい。なお、ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性の高い物質としては、先に説明した電子輸送層７０４の材料と同様の材料を用いて形成することができる。
【０１２９】
さらに、電子注入バッファー層７０６と複合材料層７０８との間に、電子リレー層７０７を形成することが好ましい。電子リレー層７０７は、必ずしも設ける必要は無いが、電子輸送性の高い電子リレー層７０７を設けることで、電子注入バッファー層７０６へ電子を速やかに送ることが可能となる。
【０１３０】
複合材料層７０８と電子注入バッファー層７０６との間に電子リレー層７０７が挟まれた構造は、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質と、電子注入バッファー層７０６に含まれるドナー性物質とが相互作用を受けにくく、互いの機能を阻害しにくい構造である。したがって、駆動電圧の上昇を防ぐことができる。
【０１３１】
電子リレー層７０７は、電子輸送性の高い物質を含み、該電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位は、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層７０４に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるように形成する。また、電子リレー層７０７がドナー性物質を含む場合には、当該ドナー性物質のドナー準位も複合材料層７０８におけるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層７０４に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるようにする。具体的なエネルギー準位の数値としては、電子リレー層７０７に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。
【０１３２】
電子リレー層７０７に含まれる電子輸送性の高い物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
【０１３３】
電子リレー層７０７に含まれるフタロシアニン系材料としては、具体的にはＣｕＰｃ、ＳｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＩ） ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＺｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｚｉｎｃ ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＣｏＰｃ（Ｃｏｂａｌｔ（ＩＩ）ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ， β−ｆｏｒｍ）、ＦｅＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｒｏｎ）及びＰｈＯ−ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ２，９，１６，２３−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｏｘｙ−２９Ｈ，３１Ｈ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）のいずれかを用いることが好ましい。
【０１３４】
電子リレー層７０７に含まれる金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としては、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることが好ましい。金属−酸素の二重結合はアクセプター性（電子を受容しやすい性質）を有するため、電子の移動（授受）がより容易になる。また、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体は安定であると考えられる。したがって、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることにより発光素子を低電圧でより安定に駆動することが可能になる。
【０１３５】
金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としてはフタロシアニン系材料が好ましい。具体的には、ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＳｎＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）及びＴｉＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）のいずれかは、分子構造的に金属−酸素の二重結合が他の分子に対して作用しやすく、アクセプター性が高いため好ましい。
【０１３６】
なお、上述したフタロシアニン系材料としては、フェノキシ基を有するものが好ましい。具体的にはＰｈＯ−ＶＯＰｃのような、フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体が好ましい。フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体は、溶媒に可溶である。そのため、発光素子を形成する上で扱いやすいという利点を有する。また、溶媒に可溶であるため、成膜に用いる装置のメンテナンスが容易になるという利点を有する。
【０１３７】
電子リレー層７０７はさらにドナー性物質を含んでいても良い。ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウムなどの酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウムなどの炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、又は希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセンなどの有機化合物を用いることができる。電子リレー層７０７にこれらドナー性物質を含ませることによって、電子の移動が容易となり、発光素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
【０１３８】
電子リレー層７０７にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質としては上記した材料の他、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質のアクセプター準位より高いＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることができる。具体的なエネルギー準位としては、−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下の範囲にＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることが好ましい。このような物質としては例えば、ペリレン誘導体や、含窒素縮合芳香族化合物などが挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定であるため、電子リレー層７０７を形成する為に用いる材料として、好ましい材料である。
【０１３９】
ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：Ｈｅｘ ＰＴＣ）等が挙げられる。
【０１４０】
また、含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ（ＣＮ）６）、２，３−ジフェニルピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：２ＰＹＰＲ）、２，３−ビス（４−フルオロフェニル）ピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：Ｆ２ＰＹＰＲ）等が挙げられる。
【０１４１】
その他にも、７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、１，４，５，８，−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＮＴＣＤＡ）、パーフルオロペンタセン、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン（略称：Ｆ１６ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ’ビス２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ペンタデカフルオロオクチル）−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＮＴＣＤＩ−Ｃ８Ｆ）、３’，４’−ジブチル−５，５’’−ビス（ジシアノメチレン）−５，５’’−ジヒドロ−２，２’：５’，２’’−テルチオフェン）（略称：ＤＣＭＴ）、メタノフラーレン（例えば、［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル等を用いることができる。
【０１４２】
なお、電子リレー層７０７にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質とドナー性物質との共蒸着などの方法によって電子リレー層７０７を形成すれば良い。
【０１４３】
正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、及び電子輸送層７０４は前述の材料を用いてそれぞれ形成すれば良い。
【０１４４】
そして、ＥＬ層１０６上に、第２電極１０８を形成する。
【０１４５】
第２電極１０８は、光の取り出し方向と反対側に設けられ、反射性を有する材料を用いて形成される。反射性を有する材料としては、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料を用いることができる。そのほか、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金などのアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）や銀と銅の合金などの銀を含む合金を用いることもできる。銀と銅の合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜、又は金属酸化物膜を積層することでアルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。上述の材料は、地殻における存在量が多く安価であるため、発光素子の作製コストを低減することができ、好ましい。
【０１４６】
なお、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可能である。
【０１４７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、照明装置の応用例を示す。
【０１４８】
図８は、本発明の一態様である照明装置を室内の照明装置として用いた一例を示している。本発明の一態様である照明装置は、天井用照明装置８２０２としてのみならず、壁用照明装置８２０４としても用いることが可能である。また、当該照明装置は、卓上照明装置８２０６としても用いることが可能である。また本発明の一態様である照明装置は、面光源の光源を有するため、点光源の光源を用いた場合に比べ、光反射板等の部材を削減することができ、または熱の発生が白熱電球に比べて小さい点等、室内の照明装置として好ましい。
【０１４９】
次に、本発明の一態様である照明装置を、誘導灯等の照明装置として適用した例について図９に示す。
【０１５０】
本発明の一態様である照明装置を避難口誘導灯に適用した例について図９（Ａ）に示す。
【０１５１】
図９（Ａ）は、一例として、避難口誘導灯の外観について示した図である。避難口誘導灯８２３２は、照明装置と、蛍光部が設けられた蛍光板とを組み合わせて構成することができる。また、特定の色を発光する照明装置と、図面のような形状の透過部が設けられた遮光板とを組み合わせて構成することもできる。本発明の一態様である照明装置は、一定の輝度で点灯することができるため、常時点灯が求められる避難口誘導灯として好ましい。
【０１５２】
本発明の一態様である照明装置を屋外用照明に適用した例について図９（Ｂ）に示す。
【０１５３】
屋外用照明の一つとして例えば街灯が挙げられる。街灯は、例えば図９（Ｂ）に示すように、筐体８２４２と、照明部８２４４と、を有する構成とすることができる。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２４４に複数配置して用いることができる。図９（Ｂ）に示すように、街灯は、例えば道路沿いに設置して照明部８２４４により周囲を照らすことができるため、道路を含め周囲の視認性を向上させることができる。
【０１５４】
なお、街灯に電源電圧を供給する場合には、例えば図９（Ｂ）に示すように、電柱８２４６の送電線８２４８を介して電源電圧を供給することができる。ただしこれに限定されず、例えば光電変換装置を筐体８２４２に設け、光電変換装置により得られた電圧を電源電圧として利用することもできる。
【０１５５】
また、本発明の一態様である照明装置を携帯用照明に適用した例について図９（Ｃ）及び図９（Ｄ）に示す。図９（Ｃ）は、装着型ライトの構成を示す図であり、図９（Ｄ）は手持ち型ライトの構成を示す図である。
【０１５６】
図９（Ｃ）に示す装着型ライトは、装着部８２５２と、照明部８２５４を有し、照明部８２５４は装着部８２５２に固定されている。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２５４に用いることができる。図９（Ｃ）に示す装着型ライトは、装着部８２５２を頭部に装着し、照明部８２５４を発光させることができる。また、照明部８２５４として面光源の光源を用いることにより、周囲の視認性を向上させることができる。また、照明部８２５４は軽量であるため、頭部に装着して使用する際の負担を軽減することができる。
【０１５７】
なお、図９（Ｃ）に示す装着型ライトの構成に限定されず、例えば装着部８２５２をリング状にした平紐やゴム紐のベルトにし、該ベルトに照明部８２５４を固定し、該ベルトを頭部に直接巻きつける構成とすることもできる。
【０１５８】
図９（Ｄ）に示す手持ち型ライトは、筐体８２６２と、照明部８２６６と、スイッチ８２６４と、を有する。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２６６に用いることができる。本発明の一態様である照明装置を照明部８２６６に用いることにより、照明部８２６６の厚さを薄くすることができ、小型にすることができるため、携帯しやすくすることができる。
【０１５９】
スイッチ８２６４は、照明部８２６６の発光または非発光を制御する機能を有する。また、スイッチ８２６４は、例えば発光時の照明部８２６６の輝度を調節する機能を有することもできる。
【０１６０】
図９（Ｄ）に示す手持ち型ライトは、スイッチ８２６４により照明部８２６６を発光させることにより、周囲を照らすことができるため、周囲の視認性を向上させることができる。また本発明の一態様である照明装置は、面光源の光源を有するため、点光源の光源を用いた場合に比べ、光反射板等の部材を削減することも可能である。
【０１６１】
なお、本実施の形態において、各々の図で述べた内容は、別の実施の形態で述べた内容に対して、適宜、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。
【符号の説明】
【０１６２】
１００ 第１筐体
１０４ 第１電極
１０６ ＥＬ層
１０８ 第２電極
１１０ａ 無機絶縁膜
１１０ｂ 無機絶縁膜
１１１ 金属板
１１２ 第１接着層
１１３ 第２接着層
１２０ａ 導電層
１２０ｂ 導電層
１２１ 第１筐体
１２１ａ 第１筐体
１２１ｂ 第１筐体
１２２ 第１筐体
１２４ 補助配線
１２４ａ１ 領域
１２４ａ２ 領域
１２４ｂ１ 領域
１２４ｂ２ 領域
１２４ｂ３ 領域
１２４ｂ４ 領域
１３２ 発光素子
１３４ 第２筐体
１５０ 接続部材
１５２ 制御回路
１５４ 第２接続配線
１５６ 第１接続配線
１５８ 第２取り出し配線
１６０ 第１取り出し配線
１７０ 第１筐体
１７０ａ 第１凹部
１７０ｂ 第２凹部
１７０ｃ 第３凹部
１７０ｄ 第４凹部
１８０ 高屈折率材料層
７０１ 正孔注入層
７０２ 正孔輸送層
７０３ 発光層
７０４ 電子輸送層
７０５ 電子注入層
７０６ 電子注入バッファー層
７０７ 電子リレー層
７０８ 複合材料層
８００ 第１ＥＬ層
８０１ 第２ＥＬ層
８０３ 電荷発生層
８２０２ 天井用照明装置
８２０４ 壁用照明装置
８２０６ 卓上照明装置
８２３２ 避難口誘導灯
８２４２ 筐体
８２４４ 照明部
８２４６ 電柱
８２４８ 送電線
８２５２ 装着部
８２５４ 照明部
８２６２ 筐体
８２６４ スイッチ
８２６６ 照明部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、
前記発光素子を、第１接着層によって封止する第１筐体及び金属板と、
前記発光素子及び前記金属板を、第２接着層によって前記第１筐体と封止する第２筐体とを有し、
前記第１筐体は、前記発光素子の光放射面を覆い、前記第１接着層と接する領域に第１凹部を含み、かつ前記第２接着層と接する領域に第２凹部を含み、
前記第１電極と前記第２電極において前記発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１筐体と前記第１電極との間に無機絶縁膜を有することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、
前記発光素子を、第１接着層によって封止する第１筐体及び金属板と、
前記発光素子及び前記金属板を、第２接着層によって前記第１筐体と封止する第２筐体とを有し、
前記第１筐体は、前記発光素子の光放射面を覆い、前記第１接着層と接する領域に第１凹部を含み、かつ前記第２接着層と接する領域に第２凹部を含み、
前記第１電極と前記第２電極において前記発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有し、
前記第１筐体と前記第１電極の間に補助配線を有し、
前記補助配線は前記第１筐体に設けられた第３凹部及び第４凹部に配置され、
前記補助配線において、前記第３凹部に配置された領域と前記第４凹部に配置された領域との膜厚及び配線幅は異なることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項３において、前記第１筐体と前記補助配線との間に無機絶縁膜を有することを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、前記第１筐体において、前記発光素子と反対側の面に凹凸形状を有することを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、前記ＥＬ層は中間層を介して複数以上設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項１】
第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、
前記発光素子を、第１接着層によって封止する第１筐体及び金属板と、
前記発光素子及び前記金属板を、第２接着層によって前記第１筐体と封止する第２筐体とを有し、
前記第１筐体は、前記発光素子の光放射面を覆い、前記第１接着層と接する領域に第１凹部を含み、かつ前記第２接着層と接する領域に第２凹部を含み、
前記第１電極と前記第２電極において前記発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１筐体と前記第１電極との間に無機絶縁膜を有することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、
前記発光素子を、第１接着層によって封止する第１筐体及び金属板と、
前記発光素子及び前記金属板を、第２接着層によって前記第１筐体と封止する第２筐体とを有し、
前記第１筐体は、前記発光素子の光放射面を覆い、前記第１接着層と接する領域に第１凹部を含み、かつ前記第２接着層と接する領域に第２凹部を含み、
前記第１電極と前記第２電極において前記発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有し、
前記第１筐体と前記第１電極の間に補助配線を有し、
前記補助配線は前記第１筐体に設けられた第３凹部及び第４凹部に配置され、
前記補助配線において、前記第３凹部に配置された領域と前記第４凹部に配置された領域との膜厚及び配線幅は異なることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項３において、前記第１筐体と前記補助配線との間に無機絶縁膜を有することを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、前記第１筐体において、前記発光素子と反対側の面に凹凸形状を有することを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、前記ＥＬ層は中間層を介して複数以上設けられてい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２０１２−１０９２２５（Ｐ２０１２−１０９２２５Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８６０２（Ｐ２０１１−２２８６０２）
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【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６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【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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