照明装置
【課題】有機ＥＬ素子及び発光ダイオードを用いて、発光効率が高く、かつ指向性を有する照明装置を提供する。
【解決手段】発光波長のピークが４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の発光ダイオードと、発光ダイオードの光と補色関係にある光を発する面状の有機ＥＬ発光体と、面状の反射体と、を有し、有機ＥＬ発光体と反射体とが、対向配置され、有機ＥＬ発光体を含む平面と反射体を含む平面とで囲まれる空間に発光ダイオードを配置し、発光ダイオードの光が有機ＥＬ発光体、反射体、又は被照射面に向いている照明装置を提供する。
【解決手段】発光波長のピークが４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の発光ダイオードと、発光ダイオードの光と補色関係にある光を発する面状の有機ＥＬ発光体と、面状の反射体と、を有し、有機ＥＬ発光体と反射体とが、対向配置され、有機ＥＬ発光体を含む平面と反射体を含む平面とで囲まれる空間に発光ダイオードを配置し、発光ダイオードの光が有機ＥＬ発光体、反射体、又は被照射面に向いている照明装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に係り、例えば、ルミネッセンスにより光を放射する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型の発光素子として有機エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬとも記す）素子を有する発光装置の研究が活発化している。有機ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層（以下、発光層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物からの発光を得ることができる。
【０００３】
有機ＥＬ素子は膜状に形成することが可能であるため、面状の発光を容易に得ることができる。このことは白熱電球に代表される点光源、あるいは、蛍光灯などに代表される線光源では得難い特色である。具体的には、面光源であることにより、光源が視野に入った際にまぶしさを感じがたい照明を提供することが可能となる。
【０００４】
また、有機ＥＬ素子では、複数の発光層を設け、それぞれの発光層から発光させることで、複数の発光が混合された発光を得ることができる。例えば、それぞれ赤、緑、青に発光する発光層、又は互いに補色の関係にある色を発光する発光層を重ねる（積層する）ことによって、白色発光の有機ＥＬ素子を得ることができる。
【０００５】
これらの特性を活かし、有機ＥＬ素子を用いた照明装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
一方で、有機ＥＬ素子とよく対比される技術としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、発光ダイオードとも言う）が挙げられる。ＬＥＤは指向性が高い点光源であり、近年、飛躍的な寿命の向上により急速に照明用途としてのシェアを伸ばしている。ＬＥＤ照明の寿命は１０万時間を超えるものも出てきており、長期間の使用に耐える特徴を生かし、信号機や街灯などに採用されている。これにより交換の頻度が著しく低下するため、大幅な経費節減、資源の節約などにつながる。なお、本明細書中において、ＬＥＤとは、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子のうち、特に点発光する素子を指す。
【０００７】
ＬＥＤから白色照明を作製する方法としては、様々な方法があるが、主に検討されているデバイス構成としては、青色のＬＥＤと黄色等を発する蛍光体を組み合わせる構造がある。これは青色のＬＥＤの周囲に蛍光体を設けた構造とし、蛍光体が青色のＬＥＤからの光を吸収して変換した光と、吸収されずにそのまま通過した青色の光との混色によって白色光源を実現している（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０２４８９３５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／００２７７８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、青色の光を発する有機ＥＬ素子の発光効率は、赤色や緑色を発光する有機ＥＬ素子と比較して低く、照明装置に要求される十分な特性を有する青色の有機ＥＬ素子の実現はされていない。また、ＬＥＤを用いる白色照明として一般的な、青色のＬＥＤに黄色の蛍光体を組み合わせる構成は、高いエネルギーを有する青色光を低いエネルギーの黄色光に変換するためエネルギー効率が悪い。そのため、有機ＥＬ素子のみ、又はＬＥＤのみを用いた高効率の白色の照明を作製することは困難である。
【００１０】
さらに、有機ＥＬ素子は面光源であるため、明るい照明を必要とする場合には駆動電流を増やすか、発光面積を広くして光束を増やす方法がとられている。しかしこの方法では、スタンドライトやスポットライトのように、消費電力を増やすことなく、指向性を高めて必要な領域のみを照射する部分照明として利用したい場合に、面光源である有機ＥＬ素子では、被照射面の側方へ漏れ出る光が存在するため不適切である。
【００１１】
本発明はこのような技術的背景のもとでなされたものである。したがって、本発明は、発光効率が高く、かつ指向性を有する照明装置を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の一態様では有機ＥＬ素子とＬＥＤの両発光体を組み合わせて用いる構成に着眼した。青色のＬＥＤの光を有機ＥＬ素子の光と混合することによって、発光効率の高い照明装置を作製する。
【００１３】
基板上に有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ発光体と、有機ＥＬ発光体に対峙して光を反射する反射体と、によって開放端を有する錐体を形成し、該錐体の内部にＬＥＤを配置する。錐体構造とすることで、有機ＥＬ発光体から、被照射面の側方へ漏れ出る光を被照射面へと集光することができ、指向性を有する照明装置を提供することができる。
【００１４】
また、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの光を該反射体によって反射させてから混合し、被照射面へ照射することで、面光源である有機ＥＬ発光体と点光源であるＬＥＤの光が混合された照明とすることができる。
【００１５】
すなわち、本発明の一態様は、発光波長のピークが４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の発光ダイオードと、発光ダイオードの光と補色関係にある光を発する面状の有機エレクトロルミネッセンス発光体と、面状の反射体と、を有し、面状の有機エレクトロルミネッセンス発光体と面状の反射体とが、少なくとも一方に光が放射される開放端を有する錐形面を形成するように対向配置され、面状の有機エレクトロルミネッセンス発光体の発光面を含む面と面状の反射体の反射面を含む面とで囲まれる空間に発光ダイオードが配置され、発光ダイオードの光が面状の有機エレクトロルミネッセンス発光体、面状の反射体、又は被照射面に照射される照明装置である。
【００１６】
上記本発明の一態様によれば、有機エレクトロルミネッセンス発光体と発光ダイオードの光が混合されて被照射面へ照射され白色の光が得られる。また、発光ダイオードによる発光が有機エレクトロルミネッセンス発光体の青色の発光を補うため、発光効率の高い照明装置が得られる。
【００１７】
また、有機エレクトロルミネッセンス発光体と対峙して設けられた反射体が、有機エレクトロルミネッセンス発光体の光を反射して被照射面へと集光しているため、有機エレクトロルミネッセンス発光体から、被照射面の側方へ漏れ出る光が集光され、指向性を有する照明装置を提供することができる。
【００１８】
さらに、有機エレクトロルミネッセンス発光体にも発光ダイオードの光を反射する機能を備えると集光性が高まるため好ましい。
【００１９】
また、本発明の一態様は、該反射体が有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置である。反射体が光源の役割も兼ねるため、発光面積が大きくなり、照度の高い照明装置を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様は、有機エレクトロルミネッセンス発光体の非発光領域上に発光ダイオードを備える照明装置である。その結果、発光ダイオードが有機エレクトロルミネッセンス発光体の光を遮蔽することがないため、効率のよい照明装置を提供することができる。
【００２１】
また、本発明の一態様の照明装置が有する有機エレクトロルミネッセンス発光体は可視光に対する反射率が６０％以上の反射電極を備える。その結果、有機エレクトロルミネッセンス発光体の反射効率が高まり、より高い集光性を示す照明装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の一態様の照明装置が有する発光ダイオードは反射体又は有機エレクトロルミネッセンス発光体に向かって光を射出する。よって、本発明の一態様を適用した照明装置は、直視しても、指向性の高いＬＥＤの光が直接目に入ることがなく、まぶしさを感じにくいという特長がある。
【００２３】
また、本発明の一態様によれば、有機エレクトロルミネッセンス発光体は光を取り出す面に凹凸を有する。したがって有機エレクトロルミネッセンス発光体の光の取り出し効率が高まり、さらに効率のよい照明装置を提供することができる。
【００２４】
また、本発明の一態様によれば、有機エレクトロルミネッセンス発光体は光を取り出す面に誘電体ミラーを有する。該誘電体ミラーは、発光ダイオードの光を反射して有機エレクトロルミネッセンス発光体の光を透過する機能を有する。したがって、有機エレクトロルミネッセンス発光体が発光ダイオードの光を反射する際に、発光ダイオードの光が有機エレクトロルミネッセンス素子の内部を通る必要がなくなるため、光の減衰が少なくなり、より効率のよい照明装置を提供することができる。
【００２５】
なお、本明細書中において錐体とは、円錐、並びに三角錐、四角錐、及び五角錐等の角錐を指す。また、錐体の底面は開口部を形成し、該底面の中心点を通る垂線は、該底面に対峙する頂点を通る。また、該底面の中心点を通る垂線を照明装置の第１の軸、照明装置が備えるＬＥＤが光を射出する方向を照明装置の第２の軸とする。
【００２６】
また、円錐台、三角錐台、四角錐台、及び五角錐台等のように錐体から一部を切りとった立体も錐体の一部に含むものとする。
【００２７】
また、錐体の内部とは、錐体の側面及び底面によって囲まれた空間を指す。なお、錐体から一部を切りとった立体においては、当該立体を切り取る前の錐体の側面及び底面によって囲まれた空間も指す。また、錐体の内部には錐体の側面上、底面上も含まれる。
【００２８】
なお、錐体の底面と平行であり、照明装置の光が照射される方向にある面を被照射面とする。本発明の一態様の照明装置は被照射面の一部に白色の光を照射する照明装置である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一態様は、発光効率が高く、かつ指向性を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一態様の照明装置の斜視図及び断面図。
【図２】有機ＥＬ発光体と反射体のなす角度について説明する図。
【図３】本発明の一態様の照明装置の断面図。
【図４】本発明の一態様の照明装置の斜視図。
【図５】本発明の一態様で使用する有機ＥＬ素子の概略図。
【図６】本発明の一態様で使用する有機ＥＬ発光体の概略図。
【図７】本発明の一態様の照明装置の作製方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、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う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、以下に説明する発明の構成において、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。
【００３２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の白色照明装置の構造及び作製方法について図１、図２、図４、図６及び図７を用いて説明する。
【００３３】
本発明の一態様の白色照明装置は、有機ＥＬ発光体、反射体、及びＬＥＤを含む。具体的には、有機ＥＬ発光体及び反射体を直接接続して形成した錐体の内部にＬＥＤを有する構造とする。
【００３４】
図１（Ａ）に示す白色照明装置１００は、反射体１０１ａ、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ、及びＬＥＤ１０３を備える。
【００３５】
まず、本発明の一態様の白色照明装置が備えるＬＥＤ、有機ＥＬ発光体、反射体についてそれぞれ具体的に説明する。
【００３６】
本発明の一態様の白色照明装置が備えるＬＥＤの発光波長のピークは４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。上述の波長域に発光波長のピークを有するＬＥＤは高いエネルギーを有するため、高い発光効率を実現することができる。なお、本実施の形態では、白色照明装置が１つのＬＥＤを備える例を示したが、白色照明装置は２つ以上のＬＥＤを有していてもよい。
【００３７】
また、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの発光強度は、被照射面において混合された光が白色となるように適宜設定すればよい。
【００３８】
本発明の一態様の白色照明装置が備える有機ＥＬ発光体は、一対の電極と少なくとも発光層を備える有機ＥＬ素子を含む。有機ＥＬ発光体の発光色はＬＥＤの発光色と補色関係にある。
【００３９】
有機ＥＬ発光体は可視光に対する反射率が高い電極（以下、反射電極と記す）を備えることが好ましい。有機ＥＬ発光体が備える反射電極によって、ＬＥＤの光または他の有機ＥＬ発光体の光を反射することができるため、他の有機ＥＬ発光体またはＬＥＤの光を被照射面へ反射して効率よく集光することができる。
【００４０】
したがって、有機ＥＬ発光体の反射電極の反射率は、可視光に対して６０％以上とすることが好ましい。有機ＥＬ発光体の反射電極の反射率を十分に高めることで、他の有機ＥＬ発光体やＬＥＤの発する光を反射することができ、発光効率を高めることができる。
【００４１】
また、有機ＥＬ発光体は、光を取り出す面に凹凸を有していてもよい。凹凸を有することで、有機ＥＬ発光体の光の取り出し効率が高まり、さらに効率のよい照明装置とすることができる。
【００４２】
なお、有機ＥＬ発光体及び有機ＥＬ発光体に用いる有機ＥＬ素子の作製方法については実施の形態３及び実施の形態４において詳細を述べる。
【００４３】
本発明の一態様の白色照明装置が備える反射体は、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの光を反射する機能を備える。具体的には、反射体は波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の可視光を反射する反射材を一又は複数含む。例えばアルミニウム、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一以上用いた金属板、または、これらの金属膜による反射膜が積層した構造や、ミラー、金属ハーフミラー、誘電体ミラー等を使用することができる。また、上述の有機ＥＬ発光体も反射体として用いることができる。特に、有機ＥＬ発光体を反射体に用いる場合、有機ＥＬ発光体が有する反射電極の反射率が可視光に対して６０％以上であることが好ましい。
【００４４】
反射体を有機ＥＬ発光体で構成することによって、発光面積が増し、照明装置の光束を増大させることができる。よって、照明装置が必要とする所望の光束に応じて、有機ＥＬ発光体の面積を調整すればよい。
【００４５】
また、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの発光強度は、被照射面において混合された光が白色となるように適宜設定すればよい。
【００４６】
次に、有機ＥＬ発光体及び反射体の配置について図１を用いて説明する。
【００４７】
図１（Ａ）は本実施の形態の白色照明装置の斜視図である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示す点線Ａ１―Ａ２における断面図である。
【００４８】
反射体１０１ａ及び有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃは、三角錐１１０から、三角錐１１０の底面が備える３つの頂点を含む部分を切り取った立体の各面をなす。三角錐１１０の底面の中心点と、底面に対峙する頂点を通る直線を白色照明装置の第１の軸１２０とする。白色照明装置１００は第１の軸１２０に沿った方向へ光を照射する。また、白色照明装置の第１の軸１２０は三角錐１１０の底面及び、三角錐１１０の底面と平行な被照射面と直交する。
【００４９】
図１（Ａ）に示すように、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃは白色照明装置の第１の軸１２０から傾けて配置される。反射体１０１ａは、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃの光を反射するように設けられる。図１（Ｂ）に示すように、白色照明装置１００は、反射体１０１ａが有機ＥＬ発光体１０１ｂと９０°の角をなして固定されている。
【００５０】
ここで、有機ＥＬ発光体と反射体がなす角度について説明する。
【００５１】
通常、有機ＥＬ発光体は図２（Ａ）に示したように、様々な方向へ光を発している。そのため、有機ＥＬ発光体２０１を被照射面と平行に対峙させて配置すると、被照射面の側方へ漏れ出る光が存在する。
【００５２】
そこで、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、有機ＥＬ発光体２０１を被照射面から傾斜させ、さらに有機ＥＬ発光体２０１の光を被照射面へ反射する反射体２０３を設けると、有機ＥＬ発光体２０１からの光が被照射面に向かって反射され、被照射面の側方へ漏れ出ていた光も被照射面に集光することができる。
【００５３】
具体的には、有機ＥＬ発光体と反射体とがなす角度が０°より大きく１８０°未満とすればよい。有機ＥＬ発光体と反射体を組み合わせることで、有機ＥＬ発光体の光が反射体によって反射され、被照射面へ照射されるため、有機ＥＬ発光体からの光を集光することができる。
【００５４】
特に有機ＥＬ発光体と反射体のなす角度が９０°以上１５０°以下であることが好ましい。図２（Ｂ）に示すように、有機ＥＬ発光体２０１と反射体２０３のなす角度が９０°未満であると、有機ＥＬ発光体２０１から発した光の一部は、反射体２０３によって反射された後、被照射面ではなくもとの有機ＥＬ発光体２０１のもとへと跳ね返ってしまう場合がある。一方、図２（Ｃ）に示すように、有機ＥＬ発光体２０１と反射体２０３のなす角度が９０°以上１８０°未満であると、有機ＥＬ発光体２０１の光が反射体２０３によってもとの有機ＥＬ発光体２０１に跳ね返ることを抑制することができるため、跳ね返りによる光の損失を低減し、集光性を高めることができる。
【００５５】
しかし、有機ＥＬ発光体と反射体のなす角度が大きすぎると、有機ＥＬ発光体の光のうち、反射体へ入射する光が少なくなってしまう。したがって、反射体及び有機ＥＬ発光体は、特に９０°以上１５０°以下の角度をなして接続されている構成が好ましい。
【００５６】
本実施の形態に例示する反射体１０１ａは、図１に示すように有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃの各々と９０°の角度をなしている。そのため、反射体１０１ａは有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃの光のうち、被照射面の側方へ漏れ出る光を被照射面に反射し、白色照明装置の発光を効率よく集光することができる。
【００５７】
また、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃは、互いに９０°の角度をなして接続している。そのため、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃは互いの発する光を被照射面へと反射しており、白色照明装置の発光を効率よく集光している。
【００５８】
つまり、有機ＥＬ発光体１０１ｂから、被照射面の側方へ漏れ出る光は反射体１０１ａ及び有機ＥＬ発光体１０１ｃによって被照射面へ集光されており、有機ＥＬ発光体１０１ｃから、被照射面の側方へ漏れ出る光は反射体１０１ａ及び有機ＥＬ発光体１０１ｂによって被照射面へ反射されている。
【００５９】
また、白色照明装置１００はＬＥＤを錐体の内部に備え、ＬＥＤ１０３の光は有機ＥＬ発光体１０１ｂによって反射されてから被照射面へ照射されている。
【００６０】
ＬＥＤは有機ＥＬ発光体や反射体の表面に配置してもよい。また、ＬＥＤを有機ＥＬ発光体の非発光領域上に配置すると、有機ＥＬ発光体の発光領域がＬＥＤの陰に隠れることがないため好ましい。
【００６１】
なお、有機ＥＬ発光体の非発光領域とは、有機ＥＬ発光体において、発光層が設けられておらず、発光しない領域である。例えば、非発光領域とは図６の点線で囲まれた領域４２０のように金属配線を行っている領域のことである。
【００６２】
ＬＥＤが光を射出する方向である第２の軸は、有機ＥＬ発光体又は反射体へ向けて配置してもよく、被照射面に向けてもよい。第２の軸を有機ＥＬ発光体又は反射体へ向けると、指向性の高いＬＥＤの光が直接目に入ることがなく、まぶしさを感じにくい照明とすることができるため好ましい。
【００６３】
本実施の形態では、図１（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ１０３が光を射出する方向は有機ＥＬ発光体１０１ｂを向いている。
【００６４】
ＬＥＤ１０３から射出した光は、有機ＥＬ発光体１０１ｂに反射されて被照射面へと照射される。
【００６５】
次に、本実施の形態の白色照明装置１００の作製方法について説明する。
【００６６】
まず、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ、及び反射体１０１ａを用意し（図７（Ａ））、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ、及び反射体１０１ａが錐体を形成するように接続する。
【００６７】
有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ、及び反射体１０１ａを接続する方法としては、特に限定はなく、接着剤、有機樹脂、蝶番、留め金等を用いて適宜接続すればよい。
【００６８】
本実施の形態では、蝶番１１１や留め金１１２を用いて接続する（図７（Ｂ））。蝶番や留め金のように、接続後も可動性を有する部材を用いることで、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ及び反射体１０１ａによって形成された錐体を折りたたんで平面状にすることができるため輸送時に便利である。
【００６９】
次にＬＥＤ１０３を配置する。ＬＥＤ１０３は有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ及び反射体１０１ａに直接貼り付ける、又はＬＥＤ支持体を設けて支持体にはめ込むといった方法をとることができる。なお、図１及び図４においてはＬＥＤ支持体や、ＬＥＤが有する配線等は省略し、あくまでＬＥＤの錐体内部における配置についてのみ示している。
【００７０】
本実施の形態では、ＬＥＤ１０３を反射体１０１ａに直接貼り付ける。有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ及び反射体１０１ａを錐体状に組み立てた後に、反射体１０１ａにＬＥＤ１０３を貼り付ける（図７（Ｃ））。貼り付ける方法としては、市販の接着剤等を使えばよく、例えば、エポキシ樹脂系接着剤や樹脂添加剤等の接着剤を用いればよい。また、ＬＥＤは実施の形態２に示すように、ＬＥＤ支持体によって支持されていてもよい。
【００７１】
以上のように、本実施の形態の白色照明装置１００を作製することができる。
【００７２】
本実施の形態では、有機ＥＬ発光体及び反射体によって三角錐の一部を形成する白色照明装置を示したが、本発明の白色照明装置が取り得る形状はこれに限らず、図４（Ａ）に示すような三角錐や、図４（Ｂ）に示すような四角錐、角錐台等の形態であってもよい。
【００７３】
また、可撓性を有する基板上に有機ＥＬ素子を作製することで、可撓性を有する有機ＥＬ発光体を作製できる。可撓性を有する有機ＥＬ発光体を用いれば、図４（Ｃ）に示すように曲面を備える円錐等の形状の照明装置も作製することができる。また、円錐台等の様々な構造をとることができる。
【００７４】
なお、錐体を構成する面は、一つの面が一つの有機ＥＬ発光体または一つの反射体で形成されている必要はなく、複数の有機ＥＬ発光体又は反射体を連結して一つの面を形成してもよい。
【００７５】
本実施の形態で示した白色照明装置を用いる事によって、発光効率が高く、指向性を有する白色照明装置を提供することができる。
【００７６】
本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【００７７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の別の態様である白色照明装置の構成について図３を用いて説明する。本実施の形態に示す白色照明装置は、有機ＥＬ発光体を備える有機ＥＬ支持体と、ＬＥＤを備えるＬＥＤ支持体とを有し、有機ＥＬ支持体及びＬＥＤ支持体は接続されている。
【００７８】
本実施の形態の白色照明装置は図３に示すとおり、ＬＥＤ支持体３０１とＬＥＤ支持体３０１に取り付けられたＬＥＤ３０３と、有機ＥＬ支持体３０５と、有機ＥＬ支持体３０５に取り付けられた有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂとを有しており、ＬＥＤ支持体３０１の周囲に有機ＥＬ支持体３０５が設けられている。
【００７９】
なお、有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂは反射電極を有し、反射体としての機能も有している。したがって、本実施の形態の一態様の白色照明装置は、有機ＥＬ発光体及び反射体が円錐の一部を形成し、該円錐の内部にＬＥＤを有する本発明の一態様の白色照明装置と言える。
【００８０】
ＬＥＤ支持体３０１は、ＬＥＤ３０３を支持する機能を有する。図３に示すように、ＬＥＤ支持体３０１は円錐台の形状をしている。なお、本発明の一態様に適用するＬＥＤ支持体の形状は特に限定はなく、適宜定めることができる。ＬＥＤ支持体は、いずれも図示されていないが、外部電源接続端子、配線、ＬＥＤをはめ込むソケット等を有する。ＬＥＤ支持体３０１内部のソケットにＬＥＤ３０３をはめ込むことで、ＬＥＤ３０３を外部電源と電気的に接続することができる。
【００８１】
ＬＥＤ支持体には、例えばガラス、石英、サファイア、シリコン、プラスチック、金属単体及び金属合金などを用いる事ができる。
【００８２】
ＬＥＤ支持体３０１はＬＥＤ３０３の光が被照射面に照射されるように、所望の方向へ第２の軸を定めて配置することができる。具体的には、直接ＬＥＤの光を被照射面に向けることや、第２の軸を有機ＥＬ発光体又は反射体に向け、反射させてから被照射面へと照射することもできる。
【００８３】
また、ＬＥＤ支持体の表面は反射機能を備えていてもよい。反射機能を有するＬＥＤ支持体は有機ＥＬ発光体からの発光を反射することによって被照射面へと照射させることができる。
【００８４】
ＬＥＤ３０３は実施の形態１で示したＬＥＤと同様のものを用いる事ができる。
【００８５】
有機ＥＬ支持体３０５は、有機ＥＬ発光体を支持する機能を有する。有機ＥＬ支持体３０５は、有機ＥＬ発光体をはめ込むための凹部と、該凹部内にある電極と、電極と外部電源とを接続する配線等を有する。凹部に有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂをはめ込むことによって、有機ＥＬ発光体と外部電源とを電気的に接続することができる。なお、本発明の一態様に適用する有機ＥＬ支持体の形状は特に限定は無く、適宜定めることができる。
【００８６】
有機ＥＬ支持体の材料には、例えばガラス、石英、サファイア、シリコン、プラスチック、金属単体及び金属合金などを用いる事ができる。
【００８７】
また、有機ＥＬ支持体は、有機ＥＬ発光体を錐体の所定の位置に支持できるものであれば、可撓性を有していてもよい。可撓性を有する有機ＥＬ支持体は曲面などに容易に貼り付けられるため、ＬＥＤ支持体の設計の自由度が上がる。
【００８８】
また、有機ＥＬ支持体はＬＥＤや有機ＥＬ発光体からの光を被照射面に反射する機能を有していてもよい。
【００８９】
有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂは実施の形態１で示した有機ＥＬ発光体と同様のものを使用することができる。
【００９０】
なお、本実施の形態では有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂが反射電極を有している。有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂは互いに対峙することで、被照射面の側方へ漏れ出ていた互いの光を被照射面へと反射している。
【００９１】
図３に示すように、有機ＥＬ支持体３０５はＬＥＤ支持体３０１の側面に沿うように取り付けられている。有機ＥＬ支持体はＬＥＤ支持体の側面の一部または、ＬＥＤ支持体の側面全体を覆うように取り付けられていてもよい。
【００９２】
有機ＥＬ発光体３０７ａと有機ＥＬ発光体３０７ｂはともに反射電極を有しているため、本発明の反射体として機能する。有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂは０°より大きく１８０°未満の角度をなして対峙している。よって、互いの光を反射しており、効率よく集光している。
【００９３】
また、本実施の形態の白色照明装置が有する有機ＥＬ発光体は全てが同一の形状のものでなくてもよい。例えば、有機ＥＬ発光体３０７ａと有機ＥＬ発光体３０７ｂは異なる形状としてもよく、所望の光束に応じて必要な箇所にのみ有機ＥＬ発光体を取り付けることができる。
【００９４】
また、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの発光強度は、混合された光が被照射面において白色となるように、適宜、設定すればよい。
【００９５】
ＬＥＤ支持体及び有機ＥＬ支持体を設けることによって、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの取り外しが容易に行える。そのため、白色照明装置内の有機ＥＬ発光体及びＬＥＤのいずれかの寿命が切れた場合等、該当箇所のみを交換することによって再び白色照明装置として利用することが容易である。
【００９６】
以上のように、本発明の一態様を適用することによって、発光効率が高く、指向性を有する白色照明装置を提供することができる。
【００９７】
本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【００９８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様に適用することができる有機ＥＬ素子の一例について、図５を用いて説明する。
【００９９】
図５（Ａ）に示す有機ＥＬ素子は、第１の電極４０３と、第１の電極４０３上にＥＬ層４０２と、ＥＬ層４０２上に第２の電極４０８を有する。本発明の一態様の白色照明装置に用いる有機ＥＬ発光体は、基板上に、図５に示す有機ＥＬ素子を一又は複数設ける事で作製することができる。
【０１００】
本実施の形態に示す有機ＥＬ素子において、第１の電極４０３は陽極として機能し、第２の電極４０８は陰極として機能するが、本発明はこれに限らない。つまり、第１の電極４０３が陰極として機能し、第２の電極４０８が陽極と機能する構成としても良い。
【０１０１】
ＥＬ層４０２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４０２は、第１の電極４０３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。
【０１０２】
図５（Ａ）に示す有機ＥＬ素子の作製方法について説明する。
【０１０３】
まず、第１の電極４０３を形成する。陽極として機能する、第１の電極４０３は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、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、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等が挙げられる。この他、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、チタン等を用いることができる。
【０１０４】
但し、ＥＬ層４０２のうち、第１の電極４０３に接して形成される層が、後述する有機化合物と電子受容体（アクセプター）とを混合してなる複合材料を用いて形成される場合には、第１の電極４０３に用いる物質は、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。例えば、アルミニウム、銀、アルミニウムを含む合金（例えば、Ａｌ−Ｓｉ）等も用いることもできる。
【０１０５】
第１の電極４０３は、例えばスパッタリング法や蒸着法（真空蒸着法を含む）等により形成することができる。
【０１０６】
次に、第１の電極４０３上に、ＥＬ層４０２を形成する。本実施の形態において、ＥＬ層４０２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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］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：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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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の電極４０３からの正孔注入性を良好にし、有機ＥＬ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の電極４０３からＥＬ層４０２への正孔注入が容易となる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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−（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）、９−［４−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（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。
【０１１３】
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）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
本発明の一態様では、有機ＥＬ素子の発光色が、青色のＬＥＤの発光色と補色の関係になるようにすることで、照明装置全体として白色発光する照明装置を得る。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。
【０１２２】
発光層７０３は、赤色〜緑色の発光材料を適宜選択することで、青色のＬＥＤの発光色と補色の関係になる発光色を実現することができる。
【０１２３】
なお、本発明の一態様において、有機ＥＬ素子は発光層を２層以上備えていても良い。複数の発光層を設け、それぞれの発光層の発光色を異なるものにすることで、有機ＥＬ素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。
【０１２４】
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、緑色系の発光材料として、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、９，１０−（ビフェニル−２−イル）−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］アントラセン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、９，１０−ジ（２−ビフェニリル）−２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］アントラセン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ジ（２−ビフェニリル）−２−｛Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝アントラセン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、９−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−１０−フェニルアントラセン（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。
【０１２５】
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、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））、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）アセチルアセトナート（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））、（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（ｄｐｍ））、（２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリナト）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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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−（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）、９−［４−（３，６−ジフェニル−Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（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）、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン（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、９−｛４−［３−（Ｎ、Ｎ−ジフェニルアミノ）−Ｎ−カルバゾリル］フェニル｝−１０−フェニルアントラセン（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）、９−フェニル−１０−（４−［Ｎ−フェニル−Ｎ−｛３−（Ｎ−フェニル）カルバゾリル｝］アミノ）フェニルアントラセン（略称：ＰＣＡＰＡ）、９−［４’−｛Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）｝アミノビフェニル−４−イル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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、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）、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。
【０１３１】
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（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）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−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
ＥＬ層４０２は、図５（Ｂ）に示すように、第１の電極４０３と第２の電極４０８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１のＥＬ層８００と第２のＥＬ層８０１との間には、電荷発生層８０３を設けることが好ましい。なお、第１のＥＬ層８００と第２のＥＬ層８０１は、それぞれＥＬ層４０２に対応する。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有機ＥＬ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有機ＥＬ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。
【０１３５】
ＥＬ層４０２は、図５（Ｃ）に示すように、第１の電極４０３と第２の電極４０８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の電極４０８と接する複合材料層７０８を有していても良い。
【０１３６】
第２の電極４０８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の電極４０８を形成する際に、ＥＬ層４０２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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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、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。
【０１４５】
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有機ＥＬ素子を低電圧でより安定に駆動することが可能になる。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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、有機ＥＬ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。
【０１４８】
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、有機ＥＬ素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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）、ビスベンゾイミダゾ［２，１−ａ：２’，１’−ａ］アントラ［２，１，９−ｄｅｆ：６，５，１０−ｄ’ｅ’ｆ’］ジイソキノリン−１０，２１−ジオン（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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
そして、ＥＬ層４０２上に、第２の電極４０８を形成する。
【０１５６】
陰極として機能する、第２の電極４０８は、仕事関数の小さい（好ましくは３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウムやセシウム等のアルカリ金属、およびマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（例えば、Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉ）、ユーロピウム、イッテルビウム等の希土類金属およびこれらを含む合金の他、アルミニウムや銀などを用いることができる。
【０１５７】
但し、ＥＬ層４０２のうち、第２の電極４０８に接して形成される層が、上述する有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を用いる場合には、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いることができる。
【０１５８】
なお、第２の電極４０８を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
【０１５９】
本実施の形態で示した、有機ＥＬ素子を実施の形態１又は実施の形態２で示した白色照明装置の有機ＥＬ発光体に用いる事によって、発光効率が高く、かつ指向性を有する白色照明装置を作製することができる。
【０１６０】
また、本実施の形態は他の実施の形態と組み合わせて用いる事ができる。
【０１６１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の有機ＥＬ発光体の作製方法について図６を用いて説明する。図６は本実施の形態の有機ＥＬ発光体を示す概略図である。
【０１６２】
図６に示す、有機ＥＬ発光体４０は、基板４００上に有機ＥＬ素子（第１の電極４０３、発光層を含むＥＬ層４０２、第２の電極４０８）を有する。さらに、第１の電極４０３と同様の材料で作製した導電層４１１を有する。導電層４１１は、接続端子として機能する。また、第２の電極４０８上には封止基板４１０を有する。
【０１６３】
基板４００としては、例えばガラス、石英、プラスチックなどを用いることができる。
【０１６４】
なお、有機ＥＬ素子が下面射出（ボトムエミッション）構造である場合、有機ＥＬ素子の支持基板は、光を取り出す側に凹凸構造を有することが好ましい。有機ＥＬ素子の光を取り出す側に、凹凸構造を有することで、支持基板と大気との界面で全反射が起こりにくく、従来では支持基板内を導波していた基板モード光を外部に取り出すことができる。よって、光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１６５】
まず、基板４００上に有機ＥＬ素子を作製する。有機ＥＬ素子は、例えば実施の形態３に示した構成、方法で作製すればよい。本実施の形態では、第１の電極４０３と同時に導電層４１１を形成する。
【０１６６】
なお、本実施の形態において、有機ＥＬ素子の光を取り出す方向は、上面射出（トップエミッション）でも下面射出でもどちらでも構わない。
【０１６７】
光を取り出す方向とは反対側に設けられる電極は反射電極として機能する。例えば、上面射出構造の場合、基板とは反対側から光を取り出すため、基板とＥＬ層に挟まれた第１の電極が反射電極となる。また、下面射出構造の場合は、基板と反対側の第２の電極が反射電極として機能する。反射電極は可視光を反射する材料を用いて形成する。反射電極の可視光に対する反射率は６０％以上がよく、好ましくは反射率が８０％以上、より好ましくは反射率が９０％以上とする。
【０１６８】
反射電極に用いることができる材料としては、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が挙げられる。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。
【０１６９】
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、酸化チタン等が挙げられる。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、有機ＥＬ素子の作製コストを低減することができ、好ましい。
【０１７０】
次いで、有機ＥＬ素子の第２の電極４０８上に封止缶や封止基板などの封止材を用いて封止する。ここでは、封止基板４１０としてガラス基板を用い、シール材などの接着材を用いて基板４００と封止基板４１０とを貼り合わせ、接着材で囲まれた空間を密閉なものとしている。
【０１７１】
密閉された空間には、充填材や、乾燥した不活性ガスを充填する。なお、シール材にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。
【０１７２】
また、封止基板に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。また、発光装置の信頼性を向上させるために、基板と封止材との間に乾燥材などを封入してもよい。乾燥材によって微量な水分が除去され、十分乾燥される。また、乾燥材としては、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのようなアルカリ土類金属の酸化物のような化学吸着によって水分を吸収する物質を用いることが可能である。なお、他の乾燥材として、ゼオライトやシリカゲル等の物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。
【０１７３】
ただし、有機ＥＬ素子を覆って接する封止材が設けられ、十分に外気と遮断されている場合には、乾燥材は、特に設けなくともよい。
【０１７４】
以上により、本実施の形態の有機ＥＬ発光体を作製することができる。
【０１７５】
また、有機ＥＬ発光体は光を取り出す表面側に誘電体ミラーを取り付けてもよい。誘電体ミラーは波長選択性のあるミラーである。本発明の一態様では、ＬＥＤの光を反射し、有機ＥＬ素子の光は透過する性質を持つ誘電体ミラーを取り付ける。誘電体ミラーを、有機ＥＬ発光体の光を取り出す側に設けることで、有機ＥＬ発光体の光を透過させたままに、ＬＥＤの光は有機ＥＬ発光体の表面で反射させることができる。そのため、ＬＥＤの光が有機ＥＬ発光体内部を透過することを抑制できるため、ＬＥＤの光の減衰が少なくなり、より効率のよい白色照明装置を作製することができる。
【０１７６】
誘電体ミラーは屈折率の異なる２種類の透明な材料を交互に積層すること等によって作製することができる。このとき２種類の透明な材料の屈折率が大きいほど、また、層数が多いほど反射効率は高くなる。誘電体ミラーの積層構造としては、二酸化チタン、酸化珪素、硫化亜鉛、フッ化マグネシウム、アモルファスシリコン、窒化珪素等から積層する材料を適宜選択して積層することで形成できる。
【０１７７】
また、本発明の一態様の白色照明装置に用いる有機ＥＬ発光体は、本実施の形態に示した有機ＥＬ発光体４０をマトリクス状に複数配列したものでもよい。
【０１７８】
本実施の形態で示した有機ＥＬ発光体を、実施の形態１又は実施の形態２で示した白色照明装置に用いる事によって、発光効率が高く、指向性を有する白色照明装置を作製することができる。
【０１７９】
また、本実施の形態は他の実施の形態と組み合わせて用いる事ができる。
【符号の説明】
【０１８０】
４０ 有機ＥＬ発光体
１００ 白色照明装置
１０１ａ 反射体
１０１ｂ 有機ＥＬ発光体
１０１ｃ 有機ＥＬ発光体
１０３ ＬＥＤ
１１０ 三角錐
１１１ 蝶番
１１２ 留め金
１２０ 第１の軸
２０１ 有機ＥＬ発光体
２０３ 反射体
３０１ ＬＥＤ支持体
３０３ ＬＥＤ
３０５ 有機ＥＬ支持体
３０７ａ 有機ＥＬ発光体
３０７ｂ 有機ＥＬ発光体
４００ 基板
４０２ ＥＬ層
４０３ 第１の電極
４０８ 第２の電極
４１０ 封止基板
４１１ 導電層
４２０ 領域
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 ＥＬ層
８０１ ＥＬ層
８０３ 電荷発生層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に係り、例えば、ルミネッセンスにより光を放射する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型の発光素子として有機エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬとも記す）素子を有する発光装置の研究が活発化している。有機ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層（以下、発光層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物からの発光を得ることができる。
【０００３】
有機ＥＬ素子は膜状に形成することが可能であるため、面状の発光を容易に得ることができる。このことは白熱電球に代表される点光源、あるいは、蛍光灯などに代表される線光源では得難い特色である。具体的には、面光源であることにより、光源が視野に入った際にまぶしさを感じがたい照明を提供することが可能となる。
【０００４】
また、有機ＥＬ素子では、複数の発光層を設け、それぞれの発光層から発光させることで、複数の発光が混合された発光を得ることができる。例えば、それぞれ赤、緑、青に発光する発光層、又は互いに補色の関係にある色を発光する発光層を重ねる（積層する）ことによって、白色発光の有機ＥＬ素子を得ることができる。
【０００５】
これらの特性を活かし、有機ＥＬ素子を用いた照明装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
一方で、有機ＥＬ素子とよく対比される技術としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、発光ダイオードとも言う）が挙げられる。ＬＥＤは指向性が高い点光源であり、近年、飛躍的な寿命の向上により急速に照明用途としてのシェアを伸ばしている。ＬＥＤ照明の寿命は１０万時間を超えるものも出てきており、長期間の使用に耐える特徴を生かし、信号機や街灯などに採用されている。これにより交換の頻度が著しく低下するため、大幅な経費節減、資源の節約などにつながる。なお、本明細書中において、ＬＥＤとは、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子のうち、特に点発光する素子を指す。
【０００７】
ＬＥＤから白色照明を作製する方法としては、様々な方法があるが、主に検討されているデバイス構成としては、青色のＬＥＤと黄色等を発する蛍光体を組み合わせる構造がある。これは青色のＬＥＤの周囲に蛍光体を設けた構造とし、蛍光体が青色のＬＥＤからの光を吸収して変換した光と、吸収されずにそのまま通過した青色の光との混色によって白色光源を実現している（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０２４８９３５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／００２７７８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、青色の光を発する有機ＥＬ素子の発光効率は、赤色や緑色を発光する有機ＥＬ素子と比較して低く、照明装置に要求される十分な特性を有する青色の有機ＥＬ素子の実現はされていない。また、ＬＥＤを用いる白色照明として一般的な、青色のＬＥＤに黄色の蛍光体を組み合わせる構成は、高いエネルギーを有する青色光を低いエネルギーの黄色光に変換するためエネルギー効率が悪い。そのため、有機ＥＬ素子のみ、又はＬＥＤのみを用いた高効率の白色の照明を作製することは困難である。
【００１０】
さらに、有機ＥＬ素子は面光源であるため、明るい照明を必要とする場合には駆動電流を増やすか、発光面積を広くして光束を増やす方法がとられている。しかしこの方法では、スタンドライトやスポットライトのように、消費電力を増やすことなく、指向性を高めて必要な領域のみを照射する部分照明として利用したい場合に、面光源である有機ＥＬ素子では、被照射面の側方へ漏れ出る光が存在するため不適切である。
【００１１】
本発明はこのような技術的背景のもとでなされたものである。したがって、本発明は、発光効率が高く、かつ指向性を有する照明装置を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の一態様では有機ＥＬ素子とＬＥＤの両発光体を組み合わせて用いる構成に着眼した。青色のＬＥＤの光を有機ＥＬ素子の光と混合することによって、発光効率の高い照明装置を作製する。
【００１３】
基板上に有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ発光体と、有機ＥＬ発光体に対峙して光を反射する反射体と、によって開放端を有する錐体を形成し、該錐体の内部にＬＥＤを配置する。錐体構造とすることで、有機ＥＬ発光体から、被照射面の側方へ漏れ出る光を被照射面へと集光することができ、指向性を有する照明装置を提供することができる。
【００１４】
また、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの光を該反射体によって反射させてから混合し、被照射面へ照射することで、面光源である有機ＥＬ発光体と点光源であるＬＥＤの光が混合された照明とすることができる。
【００１５】
すなわち、本発明の一態様は、発光波長のピークが４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の発光ダイオードと、発光ダイオードの光と補色関係にある光を発する面状の有機エレクトロルミネッセンス発光体と、面状の反射体と、を有し、面状の有機エレクトロルミネッセンス発光体と面状の反射体とが、少なくとも一方に光が放射される開放端を有する錐形面を形成するように対向配置され、面状の有機エレクトロルミネッセンス発光体の発光面を含む面と面状の反射体の反射面を含む面とで囲まれる空間に発光ダイオードが配置され、発光ダイオードの光が面状の有機エレクトロルミネッセンス発光体、面状の反射体、又は被照射面に照射される照明装置である。
【００１６】
上記本発明の一態様によれば、有機エレクトロルミネッセンス発光体と発光ダイオードの光が混合されて被照射面へ照射され白色の光が得られる。また、発光ダイオードによる発光が有機エレクトロルミネッセンス発光体の青色の発光を補うため、発光効率の高い照明装置が得られる。
【００１７】
また、有機エレクトロルミネッセンス発光体と対峙して設けられた反射体が、有機エレクトロルミネッセンス発光体の光を反射して被照射面へと集光しているため、有機エレクトロルミネッセンス発光体から、被照射面の側方へ漏れ出る光が集光され、指向性を有する照明装置を提供することができる。
【００１８】
さらに、有機エレクトロルミネッセンス発光体にも発光ダイオードの光を反射する機能を備えると集光性が高まるため好ましい。
【００１９】
また、本発明の一態様は、該反射体が有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置である。反射体が光源の役割も兼ねるため、発光面積が大きくなり、照度の高い照明装置を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様は、有機エレクトロルミネッセンス発光体の非発光領域上に発光ダイオードを備える照明装置である。その結果、発光ダイオードが有機エレクトロルミネッセンス発光体の光を遮蔽することがないため、効率のよい照明装置を提供することができる。
【００２１】
また、本発明の一態様の照明装置が有する有機エレクトロルミネッセンス発光体は可視光に対する反射率が６０％以上の反射電極を備える。その結果、有機エレクトロルミネッセンス発光体の反射効率が高まり、より高い集光性を示す照明装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の一態様の照明装置が有する発光ダイオードは反射体又は有機エレクトロルミネッセンス発光体に向かって光を射出する。よって、本発明の一態様を適用した照明装置は、直視しても、指向性の高いＬＥＤの光が直接目に入ることがなく、まぶしさを感じにくいという特長がある。
【００２３】
また、本発明の一態様によれば、有機エレクトロルミネッセンス発光体は光を取り出す面に凹凸を有する。したがって有機エレクトロルミネッセンス発光体の光の取り出し効率が高まり、さらに効率のよい照明装置を提供することができる。
【００２４】
また、本発明の一態様によれば、有機エレクトロルミネッセンス発光体は光を取り出す面に誘電体ミラーを有する。該誘電体ミラーは、発光ダイオードの光を反射して有機エレクトロルミネッセンス発光体の光を透過する機能を有する。したがって、有機エレクトロルミネッセンス発光体が発光ダイオードの光を反射する際に、発光ダイオードの光が有機エレクトロルミネッセンス素子の内部を通る必要がなくなるため、光の減衰が少なくなり、より効率のよい照明装置を提供することができる。
【００２５】
なお、本明細書中において錐体とは、円錐、並びに三角錐、四角錐、及び五角錐等の角錐を指す。また、錐体の底面は開口部を形成し、該底面の中心点を通る垂線は、該底面に対峙する頂点を通る。また、該底面の中心点を通る垂線を照明装置の第１の軸、照明装置が備えるＬＥＤが光を射出する方向を照明装置の第２の軸とする。
【００２６】
また、円錐台、三角錐台、四角錐台、及び五角錐台等のように錐体から一部を切りとった立体も錐体の一部に含むものとする。
【００２７】
また、錐体の内部とは、錐体の側面及び底面によって囲まれた空間を指す。なお、錐体から一部を切りとった立体においては、当該立体を切り取る前の錐体の側面及び底面によって囲まれた空間も指す。また、錐体の内部には錐体の側面上、底面上も含まれる。
【００２８】
なお、錐体の底面と平行であり、照明装置の光が照射される方向にある面を被照射面とする。本発明の一態様の照明装置は被照射面の一部に白色の光を照射する照明装置である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一態様は、発光効率が高く、かつ指向性を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一態様の照明装置の斜視図及び断面図。
【図２】有機ＥＬ発光体と反射体のなす角度について説明する図。
【図３】本発明の一態様の照明装置の断面図。
【図４】本発明の一態様の照明装置の斜視図。
【図５】本発明の一態様で使用する有機ＥＬ素子の概略図。
【図６】本発明の一態様で使用する有機ＥＬ発光体の概略図。
【図７】本発明の一態様の照明装置の作製方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、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う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、以下に説明する発明の構成において、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。
【００３２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の白色照明装置の構造及び作製方法について図１、図２、図４、図６及び図７を用いて説明する。
【００３３】
本発明の一態様の白色照明装置は、有機ＥＬ発光体、反射体、及びＬＥＤを含む。具体的には、有機ＥＬ発光体及び反射体を直接接続して形成した錐体の内部にＬＥＤを有する構造とする。
【００３４】
図１（Ａ）に示す白色照明装置１００は、反射体１０１ａ、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ、及びＬＥＤ１０３を備える。
【００３５】
まず、本発明の一態様の白色照明装置が備えるＬＥＤ、有機ＥＬ発光体、反射体についてそれぞれ具体的に説明する。
【００３６】
本発明の一態様の白色照明装置が備えるＬＥＤの発光波長のピークは４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。上述の波長域に発光波長のピークを有するＬＥＤは高いエネルギーを有するため、高い発光効率を実現することができる。なお、本実施の形態では、白色照明装置が１つのＬＥＤを備える例を示したが、白色照明装置は２つ以上のＬＥＤを有していてもよい。
【００３７】
また、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの発光強度は、被照射面において混合された光が白色となるように適宜設定すればよい。
【００３８】
本発明の一態様の白色照明装置が備える有機ＥＬ発光体は、一対の電極と少なくとも発光層を備える有機ＥＬ素子を含む。有機ＥＬ発光体の発光色はＬＥＤの発光色と補色関係にある。
【００３９】
有機ＥＬ発光体は可視光に対する反射率が高い電極（以下、反射電極と記す）を備えることが好ましい。有機ＥＬ発光体が備える反射電極によって、ＬＥＤの光または他の有機ＥＬ発光体の光を反射することができるため、他の有機ＥＬ発光体またはＬＥＤの光を被照射面へ反射して効率よく集光することができる。
【００４０】
したがって、有機ＥＬ発光体の反射電極の反射率は、可視光に対して６０％以上とすることが好ましい。有機ＥＬ発光体の反射電極の反射率を十分に高めることで、他の有機ＥＬ発光体やＬＥＤの発する光を反射することができ、発光効率を高めることができる。
【００４１】
また、有機ＥＬ発光体は、光を取り出す面に凹凸を有していてもよい。凹凸を有することで、有機ＥＬ発光体の光の取り出し効率が高まり、さらに効率のよい照明装置とすることができる。
【００４２】
なお、有機ＥＬ発光体及び有機ＥＬ発光体に用いる有機ＥＬ素子の作製方法については実施の形態３及び実施の形態４において詳細を述べる。
【００４３】
本発明の一態様の白色照明装置が備える反射体は、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの光を反射する機能を備える。具体的には、反射体は波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の可視光を反射する反射材を一又は複数含む。例えばアルミニウム、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一以上用いた金属板、または、これらの金属膜による反射膜が積層した構造や、ミラー、金属ハーフミラー、誘電体ミラー等を使用することができる。また、上述の有機ＥＬ発光体も反射体として用いることができる。特に、有機ＥＬ発光体を反射体に用いる場合、有機ＥＬ発光体が有する反射電極の反射率が可視光に対して６０％以上であることが好ましい。
【００４４】
反射体を有機ＥＬ発光体で構成することによって、発光面積が増し、照明装置の光束を増大させることができる。よって、照明装置が必要とする所望の光束に応じて、有機ＥＬ発光体の面積を調整すればよい。
【００４５】
また、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの発光強度は、被照射面において混合された光が白色となるように適宜設定すればよい。
【００４６】
次に、有機ＥＬ発光体及び反射体の配置について図１を用いて説明する。
【００４７】
図１（Ａ）は本実施の形態の白色照明装置の斜視図である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示す点線Ａ１―Ａ２における断面図である。
【００４８】
反射体１０１ａ及び有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃは、三角錐１１０から、三角錐１１０の底面が備える３つの頂点を含む部分を切り取った立体の各面をなす。三角錐１１０の底面の中心点と、底面に対峙する頂点を通る直線を白色照明装置の第１の軸１２０とする。白色照明装置１００は第１の軸１２０に沿った方向へ光を照射する。また、白色照明装置の第１の軸１２０は三角錐１１０の底面及び、三角錐１１０の底面と平行な被照射面と直交する。
【００４９】
図１（Ａ）に示すように、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃは白色照明装置の第１の軸１２０から傾けて配置される。反射体１０１ａは、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃの光を反射するように設けられる。図１（Ｂ）に示すように、白色照明装置１００は、反射体１０１ａが有機ＥＬ発光体１０１ｂと９０°の角をなして固定されている。
【００５０】
ここで、有機ＥＬ発光体と反射体がなす角度について説明する。
【００５１】
通常、有機ＥＬ発光体は図２（Ａ）に示したように、様々な方向へ光を発している。そのため、有機ＥＬ発光体２０１を被照射面と平行に対峙させて配置すると、被照射面の側方へ漏れ出る光が存在する。
【００５２】
そこで、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、有機ＥＬ発光体２０１を被照射面から傾斜させ、さらに有機ＥＬ発光体２０１の光を被照射面へ反射する反射体２０３を設けると、有機ＥＬ発光体２０１からの光が被照射面に向かって反射され、被照射面の側方へ漏れ出ていた光も被照射面に集光することができる。
【００５３】
具体的には、有機ＥＬ発光体と反射体とがなす角度が０°より大きく１８０°未満とすればよい。有機ＥＬ発光体と反射体を組み合わせることで、有機ＥＬ発光体の光が反射体によって反射され、被照射面へ照射されるため、有機ＥＬ発光体からの光を集光することができる。
【００５４】
特に有機ＥＬ発光体と反射体のなす角度が９０°以上１５０°以下であることが好ましい。図２（Ｂ）に示すように、有機ＥＬ発光体２０１と反射体２０３のなす角度が９０°未満であると、有機ＥＬ発光体２０１から発した光の一部は、反射体２０３によって反射された後、被照射面ではなくもとの有機ＥＬ発光体２０１のもとへと跳ね返ってしまう場合がある。一方、図２（Ｃ）に示すように、有機ＥＬ発光体２０１と反射体２０３のなす角度が９０°以上１８０°未満であると、有機ＥＬ発光体２０１の光が反射体２０３によってもとの有機ＥＬ発光体２０１に跳ね返ることを抑制することができるため、跳ね返りによる光の損失を低減し、集光性を高めることができる。
【００５５】
しかし、有機ＥＬ発光体と反射体のなす角度が大きすぎると、有機ＥＬ発光体の光のうち、反射体へ入射する光が少なくなってしまう。したがって、反射体及び有機ＥＬ発光体は、特に９０°以上１５０°以下の角度をなして接続されている構成が好ましい。
【００５６】
本実施の形態に例示する反射体１０１ａは、図１に示すように有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃの各々と９０°の角度をなしている。そのため、反射体１０１ａは有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃの光のうち、被照射面の側方へ漏れ出る光を被照射面に反射し、白色照明装置の発光を効率よく集光することができる。
【００５７】
また、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃは、互いに９０°の角度をなして接続している。そのため、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃは互いの発する光を被照射面へと反射しており、白色照明装置の発光を効率よく集光している。
【００５８】
つまり、有機ＥＬ発光体１０１ｂから、被照射面の側方へ漏れ出る光は反射体１０１ａ及び有機ＥＬ発光体１０１ｃによって被照射面へ集光されており、有機ＥＬ発光体１０１ｃから、被照射面の側方へ漏れ出る光は反射体１０１ａ及び有機ＥＬ発光体１０１ｂによって被照射面へ反射されている。
【００５９】
また、白色照明装置１００はＬＥＤを錐体の内部に備え、ＬＥＤ１０３の光は有機ＥＬ発光体１０１ｂによって反射されてから被照射面へ照射されている。
【００６０】
ＬＥＤは有機ＥＬ発光体や反射体の表面に配置してもよい。また、ＬＥＤを有機ＥＬ発光体の非発光領域上に配置すると、有機ＥＬ発光体の発光領域がＬＥＤの陰に隠れることがないため好ましい。
【００６１】
なお、有機ＥＬ発光体の非発光領域とは、有機ＥＬ発光体において、発光層が設けられておらず、発光しない領域である。例えば、非発光領域とは図６の点線で囲まれた領域４２０のように金属配線を行っている領域のことである。
【００６２】
ＬＥＤが光を射出する方向である第２の軸は、有機ＥＬ発光体又は反射体へ向けて配置してもよく、被照射面に向けてもよい。第２の軸を有機ＥＬ発光体又は反射体へ向けると、指向性の高いＬＥＤの光が直接目に入ることがなく、まぶしさを感じにくい照明とすることができるため好ましい。
【００６３】
本実施の形態では、図１（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ１０３が光を射出する方向は有機ＥＬ発光体１０１ｂを向いている。
【００６４】
ＬＥＤ１０３から射出した光は、有機ＥＬ発光体１０１ｂに反射されて被照射面へと照射される。
【００６５】
次に、本実施の形態の白色照明装置１００の作製方法について説明する。
【００６６】
まず、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ、及び反射体１０１ａを用意し（図７（Ａ））、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ、及び反射体１０１ａが錐体を形成するように接続する。
【００６７】
有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ、及び反射体１０１ａを接続する方法としては、特に限定はなく、接着剤、有機樹脂、蝶番、留め金等を用いて適宜接続すればよい。
【００６８】
本実施の形態では、蝶番１１１や留め金１１２を用いて接続する（図７（Ｂ））。蝶番や留め金のように、接続後も可動性を有する部材を用いることで、有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ及び反射体１０１ａによって形成された錐体を折りたたんで平面状にすることができるため輸送時に便利である。
【００６９】
次にＬＥＤ１０３を配置する。ＬＥＤ１０３は有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ及び反射体１０１ａに直接貼り付ける、又はＬＥＤ支持体を設けて支持体にはめ込むといった方法をとることができる。なお、図１及び図４においてはＬＥＤ支持体や、ＬＥＤが有する配線等は省略し、あくまでＬＥＤの錐体内部における配置についてのみ示している。
【００７０】
本実施の形態では、ＬＥＤ１０３を反射体１０１ａに直接貼り付ける。有機ＥＬ発光体１０１ｂ、１０１ｃ及び反射体１０１ａを錐体状に組み立てた後に、反射体１０１ａにＬＥＤ１０３を貼り付ける（図７（Ｃ））。貼り付ける方法としては、市販の接着剤等を使えばよく、例えば、エポキシ樹脂系接着剤や樹脂添加剤等の接着剤を用いればよい。また、ＬＥＤは実施の形態２に示すように、ＬＥＤ支持体によって支持されていてもよい。
【００７１】
以上のように、本実施の形態の白色照明装置１００を作製することができる。
【００７２】
本実施の形態では、有機ＥＬ発光体及び反射体によって三角錐の一部を形成する白色照明装置を示したが、本発明の白色照明装置が取り得る形状はこれに限らず、図４（Ａ）に示すような三角錐や、図４（Ｂ）に示すような四角錐、角錐台等の形態であってもよい。
【００７３】
また、可撓性を有する基板上に有機ＥＬ素子を作製することで、可撓性を有する有機ＥＬ発光体を作製できる。可撓性を有する有機ＥＬ発光体を用いれば、図４（Ｃ）に示すように曲面を備える円錐等の形状の照明装置も作製することができる。また、円錐台等の様々な構造をとることができる。
【００７４】
なお、錐体を構成する面は、一つの面が一つの有機ＥＬ発光体または一つの反射体で形成されている必要はなく、複数の有機ＥＬ発光体又は反射体を連結して一つの面を形成してもよい。
【００７５】
本実施の形態で示した白色照明装置を用いる事によって、発光効率が高く、指向性を有する白色照明装置を提供することができる。
【００７６】
本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【００７７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の別の態様である白色照明装置の構成について図３を用いて説明する。本実施の形態に示す白色照明装置は、有機ＥＬ発光体を備える有機ＥＬ支持体と、ＬＥＤを備えるＬＥＤ支持体とを有し、有機ＥＬ支持体及びＬＥＤ支持体は接続されている。
【００７８】
本実施の形態の白色照明装置は図３に示すとおり、ＬＥＤ支持体３０１とＬＥＤ支持体３０１に取り付けられたＬＥＤ３０３と、有機ＥＬ支持体３０５と、有機ＥＬ支持体３０５に取り付けられた有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂとを有しており、ＬＥＤ支持体３０１の周囲に有機ＥＬ支持体３０５が設けられている。
【００７９】
なお、有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂは反射電極を有し、反射体としての機能も有している。したがって、本実施の形態の一態様の白色照明装置は、有機ＥＬ発光体及び反射体が円錐の一部を形成し、該円錐の内部にＬＥＤを有する本発明の一態様の白色照明装置と言える。
【００８０】
ＬＥＤ支持体３０１は、ＬＥＤ３０３を支持する機能を有する。図３に示すように、ＬＥＤ支持体３０１は円錐台の形状をしている。なお、本発明の一態様に適用するＬＥＤ支持体の形状は特に限定はなく、適宜定めることができる。ＬＥＤ支持体は、いずれも図示されていないが、外部電源接続端子、配線、ＬＥＤをはめ込むソケット等を有する。ＬＥＤ支持体３０１内部のソケットにＬＥＤ３０３をはめ込むことで、ＬＥＤ３０３を外部電源と電気的に接続することができる。
【００８１】
ＬＥＤ支持体には、例えばガラス、石英、サファイア、シリコン、プラスチック、金属単体及び金属合金などを用いる事ができる。
【００８２】
ＬＥＤ支持体３０１はＬＥＤ３０３の光が被照射面に照射されるように、所望の方向へ第２の軸を定めて配置することができる。具体的には、直接ＬＥＤの光を被照射面に向けることや、第２の軸を有機ＥＬ発光体又は反射体に向け、反射させてから被照射面へと照射することもできる。
【００８３】
また、ＬＥＤ支持体の表面は反射機能を備えていてもよい。反射機能を有するＬＥＤ支持体は有機ＥＬ発光体からの発光を反射することによって被照射面へと照射させることができる。
【００８４】
ＬＥＤ３０３は実施の形態１で示したＬＥＤと同様のものを用いる事ができる。
【００８５】
有機ＥＬ支持体３０５は、有機ＥＬ発光体を支持する機能を有する。有機ＥＬ支持体３０５は、有機ＥＬ発光体をはめ込むための凹部と、該凹部内にある電極と、電極と外部電源とを接続する配線等を有する。凹部に有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂをはめ込むことによって、有機ＥＬ発光体と外部電源とを電気的に接続することができる。なお、本発明の一態様に適用する有機ＥＬ支持体の形状は特に限定は無く、適宜定めることができる。
【００８６】
有機ＥＬ支持体の材料には、例えばガラス、石英、サファイア、シリコン、プラスチック、金属単体及び金属合金などを用いる事ができる。
【００８７】
また、有機ＥＬ支持体は、有機ＥＬ発光体を錐体の所定の位置に支持できるものであれば、可撓性を有していてもよい。可撓性を有する有機ＥＬ支持体は曲面などに容易に貼り付けられるため、ＬＥＤ支持体の設計の自由度が上がる。
【００８８】
また、有機ＥＬ支持体はＬＥＤや有機ＥＬ発光体からの光を被照射面に反射する機能を有していてもよい。
【００８９】
有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂは実施の形態１で示した有機ＥＬ発光体と同様のものを使用することができる。
【００９０】
なお、本実施の形態では有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂが反射電極を有している。有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂは互いに対峙することで、被照射面の側方へ漏れ出ていた互いの光を被照射面へと反射している。
【００９１】
図３に示すように、有機ＥＬ支持体３０５はＬＥＤ支持体３０１の側面に沿うように取り付けられている。有機ＥＬ支持体はＬＥＤ支持体の側面の一部または、ＬＥＤ支持体の側面全体を覆うように取り付けられていてもよい。
【００９２】
有機ＥＬ発光体３０７ａと有機ＥＬ発光体３０７ｂはともに反射電極を有しているため、本発明の反射体として機能する。有機ＥＬ発光体３０７ａ、３０７ｂは０°より大きく１８０°未満の角度をなして対峙している。よって、互いの光を反射しており、効率よく集光している。
【００９３】
また、本実施の形態の白色照明装置が有する有機ＥＬ発光体は全てが同一の形状のものでなくてもよい。例えば、有機ＥＬ発光体３０７ａと有機ＥＬ発光体３０７ｂは異なる形状としてもよく、所望の光束に応じて必要な箇所にのみ有機ＥＬ発光体を取り付けることができる。
【００９４】
また、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの発光強度は、混合された光が被照射面において白色となるように、適宜、設定すればよい。
【００９５】
ＬＥＤ支持体及び有機ＥＬ支持体を設けることによって、有機ＥＬ発光体及びＬＥＤの取り外しが容易に行える。そのため、白色照明装置内の有機ＥＬ発光体及びＬＥＤのいずれかの寿命が切れた場合等、該当箇所のみを交換することによって再び白色照明装置として利用することが容易である。
【００９６】
以上のように、本発明の一態様を適用することによって、発光効率が高く、指向性を有する白色照明装置を提供することができる。
【００９７】
本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【００９８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様に適用することができる有機ＥＬ素子の一例について、図５を用いて説明する。
【００９９】
図５（Ａ）に示す有機ＥＬ素子は、第１の電極４０３と、第１の電極４０３上にＥＬ層４０２と、ＥＬ層４０２上に第２の電極４０８を有する。本発明の一態様の白色照明装置に用いる有機ＥＬ発光体は、基板上に、図５に示す有機ＥＬ素子を一又は複数設ける事で作製することができる。
【０１００】
本実施の形態に示す有機ＥＬ素子において、第１の電極４０３は陽極として機能し、第２の電極４０８は陰極として機能するが、本発明はこれに限らない。つまり、第１の電極４０３が陰極として機能し、第２の電極４０８が陽極と機能する構成としても良い。
【０１０１】
ＥＬ層４０２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４０２は、第１の電極４０３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。
【０１０２】
図５（Ａ）に示す有機ＥＬ素子の作製方法について説明する。
【０１０３】
まず、第１の電極４０３を形成する。陽極として機能する、第１の電極４０３は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、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、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等が挙げられる。この他、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、チタン等を用いることができる。
【０１０４】
但し、ＥＬ層４０２のうち、第１の電極４０３に接して形成される層が、後述する有機化合物と電子受容体（アクセプター）とを混合してなる複合材料を用いて形成される場合には、第１の電極４０３に用いる物質は、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。例えば、アルミニウム、銀、アルミニウムを含む合金（例えば、Ａｌ−Ｓｉ）等も用いることもできる。
【０１０５】
第１の電極４０３は、例えばスパッタリング法や蒸着法（真空蒸着法を含む）等により形成することができる。
【０１０６】
次に、第１の電極４０３上に、ＥＬ層４０２を形成する。本実施の形態において、ＥＬ層４０２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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］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：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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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の電極４０３からの正孔注入性を良好にし、有機ＥＬ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の電極４０３からＥＬ層４０２への正孔注入が容易となる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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−（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）、９−［４−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（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。
【０１１３】
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）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
本発明の一態様では、有機ＥＬ素子の発光色が、青色のＬＥＤの発光色と補色の関係になるようにすることで、照明装置全体として白色発光する照明装置を得る。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。
【０１２２】
発光層７０３は、赤色〜緑色の発光材料を適宜選択することで、青色のＬＥＤの発光色と補色の関係になる発光色を実現することができる。
【０１２３】
なお、本発明の一態様において、有機ＥＬ素子は発光層を２層以上備えていても良い。複数の発光層を設け、それぞれの発光層の発光色を異なるものにすることで、有機ＥＬ素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。
【０１２４】
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、緑色系の発光材料として、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、９，１０−（ビフェニル−２−イル）−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］アントラセン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、９，１０−ジ（２−ビフェニリル）−２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］アントラセン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ジ（２−ビフェニリル）−２−｛Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝アントラセン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、９−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−１０−フェニルアントラセン（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。
【０１２５】
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、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））、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）アセチルアセトナート（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））、（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（ｄｐｍ））、（２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリナト）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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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−（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）、９−［４−（３，６−ジフェニル−Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（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）、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン（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、９−｛４−［３−（Ｎ、Ｎ−ジフェニルアミノ）−Ｎ−カルバゾリル］フェニル｝−１０−フェニルアントラセン（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）、９−フェニル−１０−（４−［Ｎ−フェニル−Ｎ−｛３−（Ｎ−フェニル）カルバゾリル｝］アミノ）フェニルアントラセン（略称：ＰＣＡＰＡ）、９−［４’−｛Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）｝アミノビフェニル−４−イル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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、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）、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。
【０１３１】
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（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）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−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
ＥＬ層４０２は、図５（Ｂ）に示すように、第１の電極４０３と第２の電極４０８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１のＥＬ層８００と第２のＥＬ層８０１との間には、電荷発生層８０３を設けることが好ましい。なお、第１のＥＬ層８００と第２のＥＬ層８０１は、それぞれＥＬ層４０２に対応する。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有機ＥＬ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有機ＥＬ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。
【０１３５】
ＥＬ層４０２は、図５（Ｃ）に示すように、第１の電極４０３と第２の電極４０８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の電極４０８と接する複合材料層７０８を有していても良い。
【０１３６】
第２の電極４０８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の電極４０８を形成する際に、ＥＬ層４０２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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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、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。
【０１４５】
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有機ＥＬ素子を低電圧でより安定に駆動することが可能になる。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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、有機ＥＬ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。
【０１４８】
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、有機ＥＬ素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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）、ビスベンゾイミダゾ［２，１−ａ：２’，１’−ａ］アントラ［２，１，９−ｄｅｆ：６，５，１０−ｄ’ｅ’ｆ’］ジイソキノリン−１０，２１−ジオン（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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
そして、ＥＬ層４０２上に、第２の電極４０８を形成する。
【０１５６】
陰極として機能する、第２の電極４０８は、仕事関数の小さい（好ましくは３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウムやセシウム等のアルカリ金属、およびマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（例えば、Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉ）、ユーロピウム、イッテルビウム等の希土類金属およびこれらを含む合金の他、アルミニウムや銀などを用いることができる。
【０１５７】
但し、ＥＬ層４０２のうち、第２の電極４０８に接して形成される層が、上述する有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を用いる場合には、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いることができる。
【０１５８】
なお、第２の電極４０８を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
【０１５９】
本実施の形態で示した、有機ＥＬ素子を実施の形態１又は実施の形態２で示した白色照明装置の有機ＥＬ発光体に用いる事によって、発光効率が高く、かつ指向性を有する白色照明装置を作製することができる。
【０１６０】
また、本実施の形態は他の実施の形態と組み合わせて用いる事ができる。
【０１６１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の有機ＥＬ発光体の作製方法について図６を用いて説明する。図６は本実施の形態の有機ＥＬ発光体を示す概略図である。
【０１６２】
図６に示す、有機ＥＬ発光体４０は、基板４００上に有機ＥＬ素子（第１の電極４０３、発光層を含むＥＬ層４０２、第２の電極４０８）を有する。さらに、第１の電極４０３と同様の材料で作製した導電層４１１を有する。導電層４１１は、接続端子として機能する。また、第２の電極４０８上には封止基板４１０を有する。
【０１６３】
基板４００としては、例えばガラス、石英、プラスチックなどを用いることができる。
【０１６４】
なお、有機ＥＬ素子が下面射出（ボトムエミッション）構造である場合、有機ＥＬ素子の支持基板は、光を取り出す側に凹凸構造を有することが好ましい。有機ＥＬ素子の光を取り出す側に、凹凸構造を有することで、支持基板と大気との界面で全反射が起こりにくく、従来では支持基板内を導波していた基板モード光を外部に取り出すことができる。よって、光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１６５】
まず、基板４００上に有機ＥＬ素子を作製する。有機ＥＬ素子は、例えば実施の形態３に示した構成、方法で作製すればよい。本実施の形態では、第１の電極４０３と同時に導電層４１１を形成する。
【０１６６】
なお、本実施の形態において、有機ＥＬ素子の光を取り出す方向は、上面射出（トップエミッション）でも下面射出でもどちらでも構わない。
【０１６７】
光を取り出す方向とは反対側に設けられる電極は反射電極として機能する。例えば、上面射出構造の場合、基板とは反対側から光を取り出すため、基板とＥＬ層に挟まれた第１の電極が反射電極となる。また、下面射出構造の場合は、基板と反対側の第２の電極が反射電極として機能する。反射電極は可視光を反射する材料を用いて形成する。反射電極の可視光に対する反射率は６０％以上がよく、好ましくは反射率が８０％以上、より好ましくは反射率が９０％以上とする。
【０１６８】
反射電極に用いることができる材料としては、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が挙げられる。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。
【０１６９】
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、酸化チタン等が挙げられる。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、有機ＥＬ素子の作製コストを低減することができ、好ましい。
【０１７０】
次いで、有機ＥＬ素子の第２の電極４０８上に封止缶や封止基板などの封止材を用いて封止する。ここでは、封止基板４１０としてガラス基板を用い、シール材などの接着材を用いて基板４００と封止基板４１０とを貼り合わせ、接着材で囲まれた空間を密閉なものとしている。
【０１７１】
密閉された空間には、充填材や、乾燥した不活性ガスを充填する。なお、シール材にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。
【０１７２】
また、封止基板に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。また、発光装置の信頼性を向上させるために、基板と封止材との間に乾燥材などを封入してもよい。乾燥材によって微量な水分が除去され、十分乾燥される。また、乾燥材としては、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのようなアルカリ土類金属の酸化物のような化学吸着によって水分を吸収する物質を用いることが可能である。なお、他の乾燥材として、ゼオライトやシリカゲル等の物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。
【０１７３】
ただし、有機ＥＬ素子を覆って接する封止材が設けられ、十分に外気と遮断されている場合には、乾燥材は、特に設けなくともよい。
【０１７４】
以上により、本実施の形態の有機ＥＬ発光体を作製することができる。
【０１７５】
また、有機ＥＬ発光体は光を取り出す表面側に誘電体ミラーを取り付けてもよい。誘電体ミラーは波長選択性のあるミラーである。本発明の一態様では、ＬＥＤの光を反射し、有機ＥＬ素子の光は透過する性質を持つ誘電体ミラーを取り付ける。誘電体ミラーを、有機ＥＬ発光体の光を取り出す側に設けることで、有機ＥＬ発光体の光を透過させたままに、ＬＥＤの光は有機ＥＬ発光体の表面で反射させることができる。そのため、ＬＥＤの光が有機ＥＬ発光体内部を透過することを抑制できるため、ＬＥＤの光の減衰が少なくなり、より効率のよい白色照明装置を作製することができる。
【０１７６】
誘電体ミラーは屈折率の異なる２種類の透明な材料を交互に積層すること等によって作製することができる。このとき２種類の透明な材料の屈折率が大きいほど、また、層数が多いほど反射効率は高くなる。誘電体ミラーの積層構造としては、二酸化チタン、酸化珪素、硫化亜鉛、フッ化マグネシウム、アモルファスシリコン、窒化珪素等から積層する材料を適宜選択して積層することで形成できる。
【０１７７】
また、本発明の一態様の白色照明装置に用いる有機ＥＬ発光体は、本実施の形態に示した有機ＥＬ発光体４０をマトリクス状に複数配列したものでもよい。
【０１７８】
本実施の形態で示した有機ＥＬ発光体を、実施の形態１又は実施の形態２で示した白色照明装置に用いる事によって、発光効率が高く、指向性を有する白色照明装置を作製することができる。
【０１７９】
また、本実施の形態は他の実施の形態と組み合わせて用いる事ができる。
【符号の説明】
【０１８０】
４０ 有機ＥＬ発光体
１００ 白色照明装置
１０１ａ 反射体
１０１ｂ 有機ＥＬ発光体
１０１ｃ 有機ＥＬ発光体
１０３ ＬＥＤ
１１０ 三角錐
１１１ 蝶番
１１２ 留め金
１２０ 第１の軸
２０１ 有機ＥＬ発光体
２０３ 反射体
３０１ ＬＥＤ支持体
３０３ ＬＥＤ
３０５ 有機ＥＬ支持体
３０７ａ 有機ＥＬ発光体
３０７ｂ 有機ＥＬ発光体
４００ 基板
４０２ ＥＬ層
４０３ 第１の電極
４０８ 第２の電極
４１０ 封止基板
４１１ 導電層
４２０ 領域
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 ＥＬ層
８０１ ＥＬ層
８０３ 電荷発生層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光波長のピークが４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの光と補色関係にある光を発する面状の有機エレクトロルミネッセンス発光体と、
面状の反射体と、を有し、
前記有機エレクトロルミネッセンス発光体と前記反射体とが、対向配置され、
前記有機エレクトロルミネッセンス発光体の発光面を含む面と前記反射体の反射面を含む面とで囲まれる空間に前記発光ダイオードが配置され、
前記発光ダイオードの光が前記有機エレクトロルミネッセンス発光体、前記反射体、又は被照射面に照射される照明装置。
【請求項２】
請求項１において、前記反射体は前記発光ダイオードの光を反射する照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体は前記発光ダイオードの光を反射する照明装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記反射体が有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体の非発光領域上に前記発光ダイオードを備える照明装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体は可視光に対する反射率が６０％以上の反射電極を備えた照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、前記発光ダイオードは前記反射体又は前記有機エレクトロルミネッセンス発光体に対して光を射出する照明装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体は光を取り出す面に凹凸を有する照明装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体は光を取り出す面に、前記発光ダイオードの光を反射し、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体の光を透過する誘電体ミラーを有する照明装置。
【請求項１】
発光波長のピークが４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの光と補色関係にある光を発する面状の有機エレクトロルミネッセンス発光体と、
面状の反射体と、を有し、
前記有機エレクトロルミネッセンス発光体と前記反射体とが、対向配置され、
前記有機エレクトロルミネッセンス発光体の発光面を含む面と前記反射体の反射面を含む面とで囲まれる空間に前記発光ダイオードが配置され、
前記発光ダイオードの光が前記有機エレクトロルミネッセンス発光体、前記反射体、又は被照射面に照射される照明装置。
【請求項２】
請求項１において、前記反射体は前記発光ダイオードの光を反射する照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体は前記発光ダイオードの光を反射する照明装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記反射体が有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体の非発光領域上に前記発光ダイオードを備える照明装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体は可視光に対する反射率が６０％以上の反射電極を備えた照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、前記発光ダイオードは前記反射体又は前記有機エレクトロルミネッセンス発光体に対して光を射出する照明装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体は光を取り出す面に凹凸を有する照明装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体は光を取り出す面に、前記発光ダイオードの光を反射し、前記有機エレクトロルミネッセンス発光体の光を透過する誘電体ミラーを有する照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１１４０８３（Ｐ２０１２−１１４０８３Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１７７２（Ｐ２０１１−２４１７７２）
【出願日】平成２３年１１月３日（２０１１．１１．３）
【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１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３日（２０１１．１１．３）
【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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