照明装置
【課題】発光領域が面状に広がる発光素子、又は複数の発光領域が面状に並べられた発光素子を備える発光体を容易に交換できる照明装置を提供することを課題の一とする。又は、当該発光体の端子を装着部の接点に容易に電気的に接続できる照明装置を提供することを課題の一とする。
【解決手段】発光領域が面状に広がる発光素子、又は複数の発光領域が面状に並べられた発光素子を備える発光体を、磁力を用いて該発光体の端子が装着部の接点に接するように固定すればよい。
【解決手段】発光領域が面状に広がる発光素子、又は複数の発光領域が面状に並べられた発光素子を備える発光体を、磁力を用いて該発光体の端子が装着部の接点に接するように固定すればよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面状に広がる第１の電極と第１の電極に重畳する第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に挟持される発光層を備え、当該発光層が発する光を第１の電極又は第２の電極越しに外部に取り出すように構成された発光素子が知られている。このような構成を備える発光素子は、発光領域を面状に拡げることや、複数の発光領域を面状に並べて形成することが容易であるという特徴を有する。
【０００３】
上記の構成を備える発光素子の一例として、エレクトロルミネッセンス現象を利用した発光素子を挙げることができる。具体的には、封止構造を含めて数ｍｍ程度の厚さで、数十センチ角の面状の発光領域を備える発光素子を作製できる。
【０００４】
また、特許文献１には第１の電極と第２の電極の間に発光層を備える発光素子を基板上に複数設け、当該発光素子を直列に接続した発光体を照明装置に用いる発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０８６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
照明装置は発光体を備え、当該発光体は使用に伴い劣化する。従来、使用者は、発光体が寿命を迎える度に発光体を更新することで、照明装置を維持してきた。例えば、白熱灯や蛍光灯は消耗品として市場に供給されており、使用者は自ら照明装置の発光体の交換を行うことが常となっている。
【０００７】
このような使用態様は、発光体より劣化し難い照明装置の部品を長期間使い続けることを可能にし、資源の無駄を減らせるから合理的である。依って、今後も照明装置にはこのような態様で使用されることが望まれ、発光体には交換のし易さが求められる。
【０００８】
発光領域が面状に広がる発光素子、又は複数の発光領域が面状に並べられた発光素子を備える発光体は、従来の白熱灯や蛍光灯と異なり、発光面積の広さに比較して厚みが薄い。依って、従来の発光体と同じ方法で照明装置に取り付けることが困難である。
【０００９】
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、その目的は、発光領域が面状に広がる発光素子、又は複数の発光領域が面状に並べられた発光素子を備える発光体を容易に交換できる照明装置を提供することを課題の一とする。又は、当該発光体の端子を装着部の接点に容易に電気的に接続でき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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、発光面積の広さに比較して厚みが薄く、発光面積の単位面積あたりの重量が軽量であるという特徴に着眼した。
【００１１】
そして、発光領域が面状に広がる発光素子、又は複数の発光領域が面状に並べられた発光素子を備える発光体を、磁力を用いて該発光体の端子が装着部の接点に接するように固定する構成に想到し、上記課題の解決に至った。
【００１２】
すなわち、本発明の一態様は、発光体が光学部材と、封止部材と、第１の端子と、第２の端子と、光学部材又は封止部材に固定された磁性部材と、光学部材と封止部材の間に封止された発光素子と、を有する。且つ、装着部が磁石と、第１の接点と、第２の接点と、を有する。そして、発光体の発光素子は、第１の電極と、第１の電極に重畳する第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に発光物質を含む層を備え、第１の電極又は第２の電極は発光物質を含む層が発する光を透過する。さらに、第１の電極と発光体の第１の端子は電気的に接続され、第２の電極と発光体の第２の端子は電気的に接続されている。また、装着部の磁石が発光体の磁性部材を引き寄せ、発光体の第１の端子が、装着部の第１の接点に接し、発光体の第２の端子が、装着部の第２の接点に接し、発光体が装着部に脱着可能に固定される照明装置である。
【００１３】
上記本発明の一態様によれば、装着部の端子を発光体に電気的に接続することができ、且つ発光体を装着部に脱着可能に固定できる。これにより、発光体の交換が容易になる。また、発光体を装着部に確実に、且つ容易に電気的に接続できる。
【００１４】
また、本発明の一態様は、発光体と上記の装着部の第１の接点又は第２の接点の接触により、第１の接点又は第２の接点の高さが可変である照明装置である。
【００１５】
上記本発明の一態様によれば、当該発光体の生産時に第１の端子及び第２の端子の高さにバラツキが生じた場合であっても、当該接点の高さが可変であるためそのバラツキを補正できる。これにより、発光体を装着部に確実に、且つ容易に電気的に接続できる。
【００１６】
また、本発明の一態様は、上記装着部が発光体の位置を決めるスペーサを有し、スペーサが、磁石と発光体が接することがなく、磁石と磁性部材との距離が１０ｍｍ以下となる高さである照明装置である。
【００１７】
上記本発明の一態様によれば、装着部と発光体の距離を一定にできる。これにより、複数の装着部を並べた場合であっても発光体の高さをそろえることができる。また、磁石と磁性部材の間に距離を設けることで、脱着時に装着部から発光体が急激にはずれる、又は装着部に発光体が急激に吸い寄せられる等の急激な動作を防止できるため、照明装置の故障を防止できる。
【００１８】
また、本発明の一態様は、上記装着部が、発光体の磁性部材に向かって磁石が摺動する摺動機構と、発光体の磁性部材から磁石を遠ざける弾性体と、第１の接点と第２の接点に電力を供給する開閉器と、を有し、当該開閉器は摺動機構に連結し、磁性部材の接近に伴い、磁石は弾性体の応力に反して、磁性部材に向かって摺動し、開閉器はオン状態となり第１の接点と第２の接点を介して発光体に電力を供給する照明装置である。
【００１９】
上記本発明の一態様によれば、発光体が装着部に装着されていない状態の第１の接点と第２の接点に、電力の供給を停止できる。これにより、第１の接点と第２の接点の短絡事故を防ぐことができ安全である。また、発光体が装着されていない駆動装置が消費する電力を低減できる。
【００２０】
また、本発明の一態様は、封止部材が磁性部材を兼ねる照明装置である。
【００２１】
上記本発明の一態様によれば、部品点数を削減できる。これにより、製造コストを低減できる。
【００２２】
また、本明細書において、物質Ａを他の物質Ｂからなるマトリクス中に分散する場合、マトリクスを構成する物質Ｂをホスト材料と呼び、マトリクス中に分散される物質Ａをゲスト材料と呼ぶものとする。なお、物質Ａ並びに物質Ｂは、それぞれ単一の物質であっても良いし、２種類以上の物質の混合物であっても良いものとする。
【００２３】
なお、本明細書中において、発光装置とは画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子が形成された基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、発光領域が面状に広がる発光素子、又は複数の発光領域が面状に並べられた発光素子を備える発光体を容易に交換できる照明装置を提供できる。又は、当該発光体の端子を装着部の接点に容易に電気的に接続できる照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態に係わる照明装置を説明する図。
【図２】実施の形態に係わる発光体を説明する図。
【図３】実施の形態に係わる装着部を説明する図。
【図４】実施の形態に係わる照明装置を説明する図。
【図５】実施の形態に係わる発光体を説明する図。
【図６】実施の形態に係わる発光体を説明する図。
【図７】実施の形態に係わる発光体を説明する図。
【図８】実施の形態に係わる発光体を説明する図。
【図９】実施の形態に係わる発光素子を説明する図。
【図１０】実施の形態に係わる小発光体を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下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得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施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。
【００２７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様を適用した照明装置について図１乃至図３を参照して説明する。具体的には、発光体と、その装着部を備える照明装置であって、当該発光体は、光学部材と、封止部材と、第１の端子と、第２の端子と、光学部材又は封止部材に固定された磁性部材と、光学部材と封止部材の間に封止された発光素子と、を有する。また、装着部は磁石と、第１の接点と、第２の接点と、を有するものである。そして、発光体の発光素子は、第１の電極と、第１の電極に重畳する第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に発光物質を含む層を備え、第１の電極又は第２の電極は発光物質を含む層が発する光を透過し、第１の電極は発光体の第１の端子と電気的に接続され、第２の電極は発光体の第２の端子と電気的に接続されている。また、装着部の磁石が発光体の磁性部材を引き寄せることにより、発光体の第１の端子が装着部の第１の接点に、発光体の第２の端子が装着部の第２の接点にそれぞれ接して、発光体が装着部に脱着可能に固定される照明装置について説明する。
【００２８】
本実施の形態で例示する照明装置２５０を図１に示す。図１（Ａ）は照明装置２５０の断面図であり、図１（Ｂ）は照明装置２５０の発光面側からみた上面図である。なお、図１（Ａ）は図１（Ｂ）の切断線Ｍ−Ｎに沿った断面図に相当する。
【００２９】
照明装置２５０は、発光体１００と装着部２００を備える。装着部２００が有する磁石２２０は、磁力により発光体１００が備える磁性部材を引き寄せる。引き寄せられた発光体１００の背面に設けられた第１の端子１１１は、装着部２００の第１の接点２１１と電気的に接続され、発光体１００の背面に設けられた第２の端子１１２は、装着部２００の第２の接点２１２と電気的に接続される。なお、装着部２００の切り欠き部２３１、および切り欠き部２３２は、発光体１００を装着部２００に脱着する際に、指を挿入するために設けた空間である。
【００３０】
発光体１００の詳細を図２に示す。図２（Ａ）は発光体１００の断面図であり、図２（Ｂ）は発光体１００の非発光面側からみた上面図である。なお、図２（Ａ）は図２（Ｂ）の切断線Ｍ−Ｎに沿った断面図に相当する。
【００３１】
本実施の形態で例示する発光体１００は、光学部材１６０と、封止部材１７０と、発光素子１８０を備える。また、外装１２０に発光体１００を収納してもよい。外装１２０には第１の端子１１１と、第２の端子１１２が設けられている。
【００３２】
発光素子１８０は第１の電極１８１と、第２の電極１８２と、第１の電極１８１と第２の電極１８２の間に発光物質を含む層１８３を備える。第１の電極１８１は、発光物質を含む層１８３が発する光を透過する導電膜をもちいて形成する。また、第１の電極１８１上には開口部を有する隔壁１８４が形成されており、発光素子１８０は隔壁１８４の開口部に形成されているということができる。シール材１７１は発光素子１８０を封止部材１７０と光学部材１６０の間に封止して、外気から保護している。
【００３３】
本実施の形態で例示する封止部材１７０は、磁性を有する部材を用いて形成されており、磁性部材を兼ねている。封止部材１７０が磁性部材を兼ねることで部品点数を削減できる。これにより、製造コストを低減できる。
【００３４】
磁性部材を封止部材１７０とは別に設ける場合は、発光体１００の光学部材１６０を設けていない側（背面ともいう）や側面、例えば封止部材１７０や外装１２０の背面側に磁性部材を設けてもよい。
【００３５】
磁性部材としては、鉄、コバルト、マンガン等を含む材料を用いることができ、例えば、フェライト系ステンレスＳＵＳ４３０、マルテンサイト系ステンレスＳＵＳ４２０Ｊ２等を用いることができる。なお、使用中に意図せず脱離、又は落下しない程度に、装着部が備える磁石に磁性部材に固定された発光体１００が引き寄せられるものであれば、磁性部材に用いる材料は特に限定されない。
【００３６】
本実施の形態で例示する発光体１００は隔壁１８４に六角形の開口部を複数有し、光学部材１６０の発光素子１８０が形成されていない側には、半球状の構造１６０ａが複数設けられている。隔壁１８４の開口部と半球状の構造１６０ａは互いに重なるように設けられている（図２（Ｂ）参照）。
【００３７】
隔壁１８４は、有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて形成する。特に感光性の樹脂材料を用い、第１の電極１８１上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【００３８】
なお、シール材１７１により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しても良い。さらに、水分などによる発光素子の劣化を防ぐために基板と封止材との間に乾燥剤１７５などを封入してもよい。乾燥剤によって微量な水分が除去され、十分乾燥される。なお、乾燥剤としては、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。その他の乾燥剤として、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。
【００３９】
第１の電極１８１は第１の取り出し端子１９１を介して、第１の端子１１１と接続され、第２の電極１８２は第２の取り出し端子１９２を介して、第２の端子１１２と接続されている（図２（Ａ）参照）。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、第１の電極１８１は可視光を透過する導電膜を用いて形成する。可視光を透過する導電膜としては、例えば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（以下、ＩＴＯと示す。）、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を挙げることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【００４１】
装着部２００の詳細を、図３を用いて説明する。本実施の形態で例示する装着部２００は、筐体２３０と、磁石２２０と、第１の接点２１１と、第２の接点２１２と、スペーサ２４０ａ、スペーサ２４０ｂ、およびスペーサ２４０ｃを備える。
【００４２】
装着部２００が備える磁石２２０は永久磁石が好ましいが、電磁石等を用いることもできる。永久磁石としては、フェライト磁石、ネオジム磁石等をその例に挙げることができる。磁石２２０の高さｈ１は、スペーサ２４０ａ、スペーサ２４０ｂ、およびスペーサ２４０ｃが有する高さｈ２より低く設けられている。本実施の形態で例示する照明装置２５０の発光体１００の背面は概略平坦に形成されており、磁石２２０の高さｈ１と、スペーサの高さｈ２をこのような構成とすることで、スペーサは発光体１００の取り付け位置を一定にできる。これにより、複数の装着部を並べた場合であっても発光体の高さを一様にそろえることができる。
【００４３】
第１の接点２１１、および第２の接点２１２は高さが可変な構成が好ましい。本実施の形態では、第１の接点２１１、および第２の接点２１２の高さは、発光体１００を装着しない状態ではスペーサの高さｈ２より高い。
【００４４】
発光体１００を装着すると、第１の接点２１１は第１の端子１１１に圧接されスペーサと同じ高さまで圧縮され、第２の接点２１２は第２の端子１１２に圧接されスペーサと同じ高さまで圧縮される。このような構成とすることで、当該発光体の第１の端子及び第２の端子の高さが異なっていても、当該接点の高さが可変であるためそのバラツキを補正できる。これにより、発光体を装着部に確実に、且つ容易に電気的に接続できる。
【００４５】
高さが可変な接点の構成の一例としては、可塑性のある心材２１０ａを可塑性のある導電体２１０ｂで包んだ構成を挙げることができる。可塑性のある心材２１０ａとしては発泡ウレタンなどを用いればよく、可塑性のある導電体２１０ｂとしては導電性の金属金網（メッシュ）を用いればよい。また、金属製のバネ等の導電性を備えた弾性体の先端に接点を設けたものを第１の接点２１１、および第２の接点２１２に用いることもできる。
【００４６】
また、本実施の形態では、装着部２００に磁石２２０を設け、発光体１００に磁性部材を設ける構成を例示したが、装着部２００に磁性部材を設け、発光体１００に磁石を設ける構成とすることもできる。
【００４７】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【００４８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１とは異なる照明装置の一態様について図４を参照して説明する。具体的には、発光体と、その装着部を備える照明装置であって、当該装着部が、発光体の磁性部材に向かって磁石が摺動する摺動機構と、発光体の磁性部材から磁石を遠ざける弾性体と、第１の接点と第２の接点に電力を供給する開閉器と、を有する。また、開閉器は摺動機構に連結しており、磁性部材の接近に伴い、磁石は弾性体の応力に反して、磁性部材に向かって摺動することにより、開閉器が導通状態となり第１の接点と第２の接点を介して発光体に電力を供給する照明装置について説明する。
【００４９】
本実施の形態で例示する照明装置を照明装置の駆動回路２６０と共に図４に示す。図４（Ａ）は照明装置を構成する装着部２００の断面図であり、図４（Ｂ）は装着部２００に発光体１００を装着した状態の照明装置の断面図である。
【００５０】
装着部２００は筐体２３０に、第１の接点２１１、第２の接点２１２、磁石２２０、並びにスペーサ２４０ａを備える。磁石２２０は筐体２３０に設けられた凹部に、弾性体２２３と共に摺動可能に装着されている。また、磁石２２０には遮光部材２２１が固定されている。遮光部材２２１は光学式開閉器２６１の光路を横切るように設けられており、開閉器２６１を介して摺動する磁石２２０の位置を検知できる。
【００５１】
また、第１の接点２１１と第２の接点２１２は、駆動回路２６０と電気的に接続されている。
【００５２】
本実施の形態で例示する照明装置は、装着部２００に発光体１００を装着すると駆動回路２６０が起動し、駆動回路２６０から発光体１００に電力が供給される構成となっている。また、装着部２００から発光体１００を取り外すと駆動回路が停止する構成となっている。発光体１００の装着に伴い、駆動回路が起動する仕組みについて説明する。
【００５３】
装着部２００の磁石２２０は弾性体２２３により発光体を装着する側から遠ざかる方向に位置している。また、磁石２２０に設けた遮光部材２２１は、光学式開閉器２６１の光路を横切る位置にあり、開閉器２６１は駆動回路２６０をオフ状態とする信号を出力している。
【００５４】
装着部２００に発光体１００を装着すると、磁石２２０が弾性体の応力に反して、発光体に設けた磁性部材に引き寄せられる。磁石２２０に設けた遮光部材２２１は磁石２２０と共に移動する。光学式開閉器２６１の光路を遮るものがなくなり、開閉器２６１は駆動回路２６０をオン状態とする信号を出力する。
【００５５】
上記の一連の動作を経て、駆動回路２６０は第１の接点２１１と第２の接点２１２を介して、発光体に電力を供給する。
【００５６】
なお、本実施の形態では開閉器２６１に光学式の開閉器を適用する場合について説明するが、開閉器は光学式のものに限られず、機械式、並びに電子式のものを適用することができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、装着部２００に摺動可能な磁石２２０を設け、発光体１００に磁性部材を設ける構成を例示したが、装着部２００に摺動可能な磁性部材を設け、発光体１００に磁石を設ける構成とすることもできる。
【００５８】
本実施の形態によれば、発光体が装着部に装着されていない状態の第１の接点と第２の接点に、電力の供給を停止できる。これにより、第１の接点と第２の接点の短絡事故を防ぐことができ安全である。また、発光体が装着されていない駆動装置が消費する電力を低減できる。
【００５９】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【００６０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、第１の面に半球状の構造と、第２の面に凹凸の構造を備える低屈折率の部材と、その凹凸の構造を平坦化する高屈折率の接合層を有する光学部材と、該高屈折率の接合層の平坦な面に発光面が接する発光素子を有し、該低屈折率の部材の凹凸の構造は少なくとも第１の面に形成された半球状の構造の外形より内側に設けられ、該発光素子の発光領域の外形が該半球状の構造の外形より小さく、且つ半球状の構造と重なるように、該発光素子をアレイ状に複数並べた発光体について図５乃至図８を参照して説明する。
【００６１】
本実施の形態で例示する発光体２１９０が備える光学部材と、発光素子の構成を図５に示す。なお、本実施の形態の発光体２１９０は、複数の小発光体２１８０がマトリクス状に配置されて構成されている。図５（Ａ）は小発光体２１８０がマトリクス状に配置された発光体２１９０の断面図であり、図５（Ｂ）は発光体２１９０の光取り出し面側から観察した正面図である。なお、図５（Ａ）は図５（Ｂ）の切断線Ｍ−Ｎにおける断面図に相当する。
【００６２】
小発光体２１８０の構成を、図６を用いて詳細に説明する。小発光体２１８０は、低屈折率の部材２１５０と、高屈折率の接合層２１６０と、発光素子２１７０を有する。また、隔壁２１４０は発光素子２１７０と隣接する他の発光素子の間に設けられ、発光素子２１７０は隣接する他の発光素子から独立した発光領域を備える。
【００６３】
＜低屈折率の部材の構成＞
低屈折率の部材２１５０は第１の面に半球状の構造２１５１を、第２の面に凹凸の構造２１５２を備える。低屈折率の部材２１５０は発光素子２１７０が発する光を透過し、屈折率が１．０より高く１．６より低いものが好ましい。特に、可視光を透過し屈折率が１．４以上１．６未満の材料を用いることが好ましい。
【００６４】
屈折率が１．０より高く１．６より低い材料は種類が豊富なため、安価で入手が容易であり、材料の選択の自由度が高い。また、材料の選択の自由度が高いため、製造方法の選択の自由度も高まり、製造が容易になる。
【００６５】
低屈折率の部材２１５０は、例えばガラスや樹脂などを用いて形成すればよい。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。
【００６６】
半球状の構造２１５１は頂点を通る断面において円弧を含む。例えば、底面が円形であって、頂点を通る断面が半円であるものは半球状の構造の一態様である。また、底面が多角形であって、頂点を通る断面が円弧（半円等）を含むもの（傘状の構造とも言うことができる）も半球状の構造の一態様である。半球状の構造の底面の形が円である場合は、多角形の角の数が多い場合と実質的に同一である。底面が多角形であると、隣接する半球状の構造同士を隙間無く配置することができる。例えば、三角形、四角形、六角形の場合、最密に充填して平面に配置できる。特に、底面が六角形の半球状の構造は、光の取り出し効率を高めるため好ましい。
【００６７】
なお、異なる形や異なる大きさの半球状の構造を配置して、発光装置を構成してもよい。例えば、隣接する大きな半球状の構造の隙間に、小さな半球状の構造をもうけて、光の取り出し効率を高めることもできる。
【００６８】
また、半球状の構造（又は球状の構造）は、設計上の微差により、扁平等が生じているものも含む。半球状の部材（又は球状の部材）と大気との間において、全反射を極力小さくすることが可能な形状を採用することができる。
【００６９】
凹凸の構造２１５２は規則的な形状であっても、不規則な形状であっても良い。また、隣接する小発光体２１８０が備える凹凸の構造と連続する形状であっても、不連続な形状であってもよい。凹凸の構造２１５２の谷底から頂点までの高さは０．１以上１００μｍ以下程度であればよく、隣接する頂点の間隔が１μｍ以上１００μｍ以下程度であると好ましい。凹凸の構造を設けることにより、屈折率の高い高価な材料を用いて半球状の構造を作る必要がなくなり、製造が容易になる。
【００７０】
凹凸の構造２１５２に用いることができる規則的形状としては、例えば円錐、三角錐、四角錐、六角錐等の錐体をその例に挙げることができる。特に、三角錐、四角錐、六角錐等は、最密に充填できるため好ましい。最密充填に近づけるほど、発光素子の発する光が全反射する条件を満たしがたくなり、光の取り出し効率が高まる効果を奏する。
【００７１】
また、凹凸の構造２１５２は単層であっても、複数の層を積層したものであってもよい。例えば、屈折率が１．０より高く１．６より低く、透光性とバリア性を有する無機材料膜を高屈折率の接合層との界面に備える構成とすることが好ましい。例えば酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜を用いることができる。透光性とバリア性を有する無機材料膜は、光の取り出し効率を低下することなく、発光素子への不純物の拡散を防ぐことができる。例えば、発光素子が有機ＥＬ素子である場合にも、水分等の不純物が発光素子の内部に浸入する現象を抑制でき、発光体の信頼性を向上できる。
【００７２】
半球状の構造２１５１、及び凹凸の構造２１５２は金型を用いて形成してもよい。特に、低屈折率の部材２１５０を同一の材料を用いて射出成型法等により半球状の構造２１５１、及び凹凸の構造２１５２を備えて一体成型すると、それぞれの構造の間に屈折率段差が生じ難く、迷光を減らすことができる。その結果、発光素子が発する光の取り出し効率を向上できる（図６（Ｂ）参照）。
【００７３】
凹凸の構造２１５２は、発光素子２１７０の発光領域と重なる領域（図６（Ｃ）に矢印で示す）にのみ形成する構成としてもよい。このような構成とすることで、低屈折率の部材２１５０の力学的な強度を高めることができる。
【００７４】
凹凸の構造２１５２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て形成できる。
【００７５】
低屈折率の部材２１５０は、複数の部材を組み合わせた構成であってもよい。例えば、低屈折率の部材が、支持体の一方の面に半球状の構造やマイクロレンズアレイを接着した構成であっても、他方の面に凹凸の構造が施されたフィルムを接着した構成であってもよい。図６（Ｄ）は支持体２１５３の第１の面に半球状の構造２１５１を、第２の面に凹凸の構造２１５２を貼り合わせた構成の一例である。なお、複数の部材を貼り合わせた構成とする場合は、用いる部材並びに接着剤の屈折率を実質的に同じ（屈折率の差が０．１５以下）とする構成が好ましい。そうすることで、低屈折率の部材２１５０の内部の屈折率段差を抑制できる。その結果、迷光を減らすことができ、発光素子が発する光の取り出し効率を向上できる。
【００７６】
＜高屈折率の接合層の構成＞
高屈折率の接合層２１６０は一方の面を低屈折率の部材２１５０の凹凸の構造２１５２と接し、他方に平坦な面を備える。
【００７７】
高屈折率の接合層２１６０は発光素子２１７０が発する光を透過し、屈折率が１．６以上のものが好ましく、屈折率が１．７以上２．１以下の材料を用いることが特に好ましい。屈折率が１．６より高い材料は発光素子の屈折率と同等か、またはそれ以上である。依って、発光素子と平面を介して接する構成であっても、全反射する条件を満たし難く、導波光が生じがたくなるため好ましい。一方、屈折率が１．６より高い材料は材料の選択の自由度が制限されるうえ、比較的高価である。
【００７８】
しかし、本実施の形態で例示する高屈折率の接合層２１６０は低屈折率の部材２１５０の凹凸の構造２１５２を埋め、表面が平坦になる程度の厚みがあればよい。これにより、屈折率が１．６以上の高価な材料の使用量を低減でき、接合層２１６０の形成が容易になる。
【００７９】
また、高屈折率の接合層２１６０は低屈折率の部材２１５０の凹凸の構造２１５２の凹部を埋め、平坦な表面を形成する。これにより、凹凸に起因する膜厚ムラや、カバレッジ不良等が起こり難くなり、発光素子２１７０の形成が容易になる。
【００８０】
高屈折率の接合層２１６０は、高屈折率のガラスや樹脂を用いて構成する。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。
【００８１】
高屈折率の接合層２１６０は単層であっても、複数の層を積層したものであってもよい。例えば、屈折率が１．６以上の無機材料膜、特に窒化膜を含む構成とすることが好ましい。例えば窒化珪素膜、窒化アルミ膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミ膜等を用いることができる。窒化膜は、光の取り出し効率を低下することなく、発光素子への不純物の拡散を防ぐことができる。例えば、該発光素子が有機ＥＬ素子である場合にも、水分等の不純物が発光体の内部に浸入する現象を抑制でき、発光素子の信頼性を向上できる。
【００８２】
高屈折率の接合層２１６０の形成方法としては、接着強度や加工のしやすさなどを考慮し、材料にあった種々の方法を適宜選択すればよい。前述の樹脂を、例えばスピンコート法、スクリーン印刷法を用いて成膜し、熱または光によって硬化することができる。
【００８３】
＜発光素子の構成＞
発光素子２１７０は屈折率が１．６以上の発光層を含んで構成される。発光素子２１７０としては、例えば有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を挙げることができる。
【００８４】
＜小発光体の構成＞
大気より屈折率が高い領域で光が生じる発光素子は、大気中に効率良く光を取り出す工夫が求められる。屈折率の高い領域から低い領域に光が進行する場合、その界面で全反射が起こることにより、屈折率の低い領域に光を取り出せない条件があるためである。
【００８５】
本実施の形態で例示する小発光体は、第１の面に半球状の構造と、第２の面に凹凸の構造を備える低屈折率の部材と、その凹凸の構造を平坦化する高屈折率の接合層と、該高屈折率の接合層の平坦な面に発光面が接する発光素子を有し、該低屈折率の部材の凹凸の構造は少なくとも第１の面に形成された半球状の構造の外形より内側に設けられ、該発光素子の発光領域の外形が該半球状の構造の外形より小さく、且つ半球状の構造と重なるように、該発光素子を備える。この構成により、屈折率の高い発光素子から低い大気中に効率よく光を取り出すことができる理由について、図７を用いて以下に説明する。
【００８６】
本実施の形態においては、小発光体２１８０の発光素子２１７０に有機ＥＬ素子を用いる場合について説明する。具体的には、発光素子２１７０は第１の電極２１０１と第２の電極２１０２の間に発光性の有機化合物を含む層２１０３を挟んで備える。発光性の有機化合物を含む層２１０３が発する光を第１の電極２１０１は透過し、第２の電極２１０２は反射する。また、隔壁２１４０は垂直または逆テーパー型の形状を備え、発光素子２１７０に隣接する発光素子から分離している（図７（Ａ）参照）。なお、第１の電極２１０１及び第２の電極２１０２は、それぞれ図示されていない配線を介して電源と接続される。例えば、第２の電極２１０２に重ねて導電膜２１０４を、回り込み性のよい成膜方法（例えばスパッタリング法）を用いて成膜すると、発光素子２１７０の第２の電極２１０２を隣接する発光素子の第２の電極２１０２と接続できる（図１０参照）。また、第２の電極２１０２を回り込み性のよい成膜方法を用いて成膜しても同様の効果が得られる。
【００８７】
また、図７（Ａ）の右側に隔壁の変形例を示す。小発光体２１８０ｂが備える隔壁は、順テーパー型の隔壁２１４０ｂを備える。隔壁２１４０ｂは、第１の電極２１０１ｂと発光性の有機化合物を含む層２１０３ｂの間を電気的に絶縁し、発光素子２１７０ｂを隣接する発光素子から分離している。また、順テーパー型の隔壁２１４０ｂとすることで、発光素子２１７０ｂの第２の電極２１０２ｂを隣接する発光素子の第２の電極と接続できる。なお、図７（Ａ）に例示する発光素子２１７０ｂの第１の電極２１０１ｂは、隣接する発光素子の第１の電極と接続されている。よって、発光素子２１７０ｂは隣接する発光体と並列に接続されているということができる。
【００８８】
なお、低屈折率の部材２１５０が備える凹凸の構造２１５２は高屈折率の接合層２１６０により平坦化されている。高屈折率の接合層２１６０が平坦化した表面上に第１の電極２１０１を形成することで、第１の電極２１０１が平坦になり、第１の電極２１０１と第２の電極２１０２の短絡が防止できる。依ってこのような構成は、発光素子２１７０の信頼性を向上する効果を奏する。
【００８９】
発光素子２１７０は、第１の電極２１０１と第２の電極２１０２に閾値以上の電圧を加えることにより、発光性の有機化合物を含む層２１０３が発光する。次いで、当該発光は、自らが発する光に対し透光性を備える第１の電極２１０１を透過して、高屈折率の接合層２１６０との界面に進行する。なお、本明細書中において、発光素子の発光が生じる領域を、発光領域と呼ぶこととする。また、発光素子から高屈折率の接合層に光が放出される面を発光面と呼ぶこととする。
【００９０】
従って、図７（Ｂ）においては、発光素子２１７０が発する光が透過する第１の電極２１０１と高屈折率の接合層２１６０が接する界面が発光面２１６５となる。また、発光素子２１７０の発光領域を発光面２１６５に投影した形が、発光領域の外形２１７１となる。
【００９１】
高屈折率の接合層２１６０は発光素子２１７０と同様に大気より高い屈折率を備えるため、発光素子２１７０が発する光の大部分は高屈折率の接合層２１６０との界面で全反射することなく、高屈折率の接合層２１６０に浸入できる。
【００９２】
高屈折率の接合層２１６０に浸入した光は、低屈折率の部材２１５０に設けられた凹凸の構造２１５２に進行する。凹凸の構造２１５２は、発光面と平行でない角度を備えるため、当該界面において全反射が繰り返され難い。その結果、発光素子２１７０が発する光が低屈折率の部材２１５０の内部まで、高い効率で浸入できる。
【００９３】
図７（Ｂ）に示すように、屈折率がｎの低屈折率の部材は、さらに屈折率が低い大気に接して半球状の構造を備える。また、発光面に投影した半球状の構造２１５１の外形ｒ１に比べ、発光素子２１７０の発光領域の外形２１７１の直径ｒ２は小さい。また、半球状の構造２１５１と重なるように該発光体が設けられている。これにより、発光体から発せられた光は半球状の構造を通じて外部に取り出される。
【００９４】
特に、発光領域の外形２１７１が発光面２１６５に投影した半球状の構造２１５１の外形に相似であって、その大きさが半球状の構造２１５１の（１／ｎ）倍の範囲に含まれるように構成されている場合、言い換えると、ｒ２がｒ１の（１／ｎ）倍と等しい構成において、光の全反射が極力抑制され、発光体から発せられた光が、半球状の構造を通じて大気中に効率良く取り出すことができる。半球状の構造２１５１の外周部に近い領域に浸入する光は、全反射を繰り返し取り出しにくい。依って、その領域を避けて発光領域を設ける構成とすることで、取り出し効率の低下を防ぐことができる。
【００９５】
＜変形例＞
本実施の形態の変形例を図８に示す。図８に例示する発光体２３９０は、六角形の発光面と、底面が六角形の半球状の構造を備える他は、図５に例示する発光体２１９０と同じ構成を備える。
【００９６】
図８（Ａ）は小発光体２３８０がマトリクス状に配置された発光体２３９０の断面図であり、図８（Ｂ）は発光体２３９０の光取り出し面側から観察した正面図である。なお、図８（Ａ）は図８（Ｂ）の切断線Ｍ−Ｎにおける断面図に相当し、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）の切断線Ｐ−Ｑにおける断面図に相当する。
【００９７】
小発光体２３８０は六角形の発光領域を備える発光素子２３７０と、高屈折率の接合層２３６０と、第１の面に凹凸の構造を、第２の面に半球状の構造を備える低屈折率の部材２３５０を有する。発光素子２３７０の発光領域を発光面に投影した発光領域の外形と、半球状の構造２３５１の外形（半球状の構造の底面の外形とも言える）は中心を同一にして共に六角形である。また、屈折率がｎの低屈折率の部材２３５０において、発光素子２３７０の発光領域の外形は半球状の構造２３５１の外形の（１／ｎ）倍に含まれる。
【００９８】
半球状の構造２３５１は、底面の角から頂点に向かう稜線を備える。稜線を通る断面において、当該稜線は円弧を含む。なお、半球状の構造２３５１は傘のような半球状の構造と言い換えることができる。なお、本変形例で例示する小発光体２３８０の発光素子２３７０は、上述の小発光体２１８０の発光素子２１７０と同様の構成を備える。具体的には、第１の電極と第２の電極の間に発光性の有機化合物を挟んで備える。また、発光素子２３７０の第１の電極及び第２の電極は、それぞれ図示されていない配線を介して電源と接続される。例えば、第２の電極に重ねて導電膜２３０４を、回り込み性のよい成膜方法（例えばスパッタリング法）を用いて成膜すると、発光素子２３７０の第２の電極を隣接する発光素子の第２の電極と接続できる。また、第２の電極を回り込み性のよい成膜方法を用いて成膜しても同様の効果が得られる。
【００９９】
本変形例で例示する発光体は一方の面に複数の半球状の構造を備え、該半球状の構造の外形と、隣接する他の半球状の構造の外形が隙間無く接している。また、発光素子の発光領域の外形は半球状の構造の外形の（１／ｎ）倍に含まれる。このような構成とすることで、同一の面積内に小発光体を高い密度で配置できるため、発光体を小型化できる。
【０１００】
特に、光を取り出しがたい半球状の構造の外周部を避けて、発光素子の発光領域を半球状の構造の外形の（１／ｎ）倍とすることで、取り出し効率を低減することなく発光体の面積を最小にできる。且つその効率を最大にできる。
【０１０１】
本実施の形態で例示した、第１の面に半球状の構造と、第２の面に凹凸の構造を備える低屈折率の部材と、その凹凸の構造を平坦化する高屈折率の接合層と、該高屈折率の接合層の平坦な面に発光面が接する発光素子を有し、該低屈折率の部材の凹凸の構造は少なくとも第１の面に形成された半球状の構造の外形より内側に設けられ、該発光素子の発光領域の外形が該半球状の構造の外形より小さく、且つ半球状の構造と重なるように、該発光素子を設けた小発光体は、高屈折率を備える材料の使用量を低減できるため、安価な材料を用いて、光取り出し効率の高い小発光体を提供できる。
【０１０２】
また、該小発光体をアレイ状に配置した発光体は、安価な材料を用いた光取り出し効率が高い発光体により構成されているため、効率が高く、安価である。
【０１０３】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１０４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態３で説明した発光素子に適用できる構成、及びその作製方法の一例について図９を参照して説明する。
【０１０５】
本実施の形態で例示する発光素子は、第１の電極、第２の電極、並びに発光物質を含む有機層を備える。第１の電極と第２の電極は一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。発光物質を含む有機層は第１の電極と第２の電極の間に設けられ、該有機層の構成は第１の電極と第２の電極の極性、及び材質に合わせて適宜選択すればよい。以下に発光素子の構成の一例を例示するが、発光素子の構成がこれに限定されないことは言うまでもない。
【０１０６】
＜発光素子の構成例１．＞
発光素子の構成の一例を図９（Ａ）に示す。図９（Ａ）に示す発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間に発光物質を含む有機層１１０３が挟んで設けられている。
【０１０７】
陽極１１０１と陰極１１０２の間に、閾値電圧より高い電圧を印加すると、発光物質を含む有機層１１０３に陽極１１０１の側から正孔（ホール）が注入され、陰極１１０２の側から電子が注入される。注入された電子と正孔は有機層１１０３において再結合し、有機層１１０３に含まれる発光物質が発光する。
【０１０８】
発光物質を含む有機層１１０３は、少なくとも発光物質を含む発光層を備えていればよく、発光層以外の層と積層された構造であっても良い。発光層以外の層としては、例えば正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い）の物質等を含む層が挙げられる。具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層（ホールブロッキング層）、電子輸送層、電子注入層等が挙げられ、これらを陽極側から適宜積層して用いることができる。
【０１０９】
＜発光素子の構成例２．＞
発光素子の構成の他の一例を図９（Ｂ）に示す。図９（Ｂ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間に発光物質を含む有機層１１０３が挟んで設けられている。さらに、陰極１１０２と発光物質を含む有機層１１０３との間には中間層１１０４が設けられている。なお、当該発光素子の構成例２の発光物質を含む有機層１１０３には、上述の発光素子の構成例１と同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成例１の記載を参酌できる。
【０１１０】
中間層１１０４は少なくとも電荷発生領域を含んで形成されていればよく、電荷発生領域以外の層と積層された構成であってもよい。例えば、第１の電荷発生領域１１０４ｃ、電子リレー層１１０４ｂ、及び電子注入バッファー１１０４ａが陰極１１０２側から順次積層された構造を適用することができる。
【０１１１】
中間層１１０４における電子と正孔の挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、閾値電圧より高い電圧を印加すると、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいて、正孔（ホール）と電子が発生し、正孔は陰極１１０２へ移動し、電子は電子リレー層１１０４ｂへ移動する。電子リレー層１１０４ｂは電子輸送性が高く、第１の電荷発生領域１１０４ｃで生じた電子を電子注入バッファー１１０４ａに速やかに受け渡す。電子注入バッファー１１０４ａは発光物質を含む有機層１１０３に電子を注入する障壁を緩和し、発光物質を含む有機層１１０３への電子注入効率を高める。従って、第１の電荷発生領域１１０４ｃで発生した電子は、電子リレー層１１０４ｂと電子注入バッファー１１０４ａを経て、発光物質を含む有機層１１０３のＬＵＭＯ準位に注入される。
【０１１２】
また、電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃを構成する物質と電子注入バッファー１１０４ａを構成する物質が界面で反応し、互いの機能が損なわれてしまう等の相互作用を防ぐことができる。
【０１１３】
＜発光素子の構成例３．＞
発光素子の構成の他の一例を図９（Ｃ）に示す。図９（Ｃ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間に発光物質を含む有機層が２つ挟んで設けられている。さらに、発光物質を含む有機層１１０３ａと、発光物質を含む有機層１１０３ｂとの間には中間層１１０４が設けられている。なお、陽極と陰極の間に挟持する発光物質を含む有機層は二つに限定されない。発光物質を含む有機層の間に中間層を挟んで、陽極と陰極の間に発光物質を含む有機層を三つ以上積層してもよい。なお、当該発光素子の構成例３の発光物質を含む有機層１１０３ａ及び有機層１１０３ｂには、上述の発光素子の構成例１と同様の構成を適用することが可能であり、また当該発光素子の構成例３の中間層１１０４には、上述の発光素子の構成例２と同様の構成が適用可能である。よって、詳細については、発光素子の構成例１、または発光素子の構成例２の記載を参酌できる。
【０１１４】
発光物質を含む有機層の間に設けられた中間層１１０４における電子と正孔の挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層１１０４において正孔（ホール）と電子が発生し、正孔は陰極１１０２側に設けられた発光物質を含む有機層へ移動し、電子は陽極側に設けられた発光物質を含む有機層へ移動する。陰極側に設けられた発光物質を含む有機層に注入された正孔は、陰極側から注入された電子と再結合し、当該有機層に含まれる発光物質が発光する。また、陽極側に設けられた発光物質を含む有機層に注入された電子は、陽極側から注入された正孔と再結合し、当該有機層に含まれる発光物質が発光する。依って、中間層１１０４において発生した正孔と電子は、それぞれ異なる発光物質を含む有機層において発光に至る。
【０１１５】
なお、発光物質を含む有機層同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成される場合は、発光物質を含む有機層同士を接して設けることができる。具体的には、発光物質を含む有機層の一方の面に電荷発生領域が形成されていると、当該電荷発生領域は中間層の第１の電荷発生領域として機能するため、発光物質を含む有機層同士を接して設けることができる。
【０１１６】
発光素子の構成例１乃至構成３は、互いに組み合わせて用いることができる。例えば、発光素子の構成例３の陰極と発光物質を含む有機層の間に中間層を設けることもできる。
【０１１７】
＜発光素子に用いることができる材料＞
次に、上述した構成を備える発光素子に用いることができる具体的な材料について、陽極、陰極、発光物質を含む有機層、第１の電荷発生領域、電子リレー層、並びに電子注入バッファーの順に説明する。
【０１１８】
＜陽極に用いることができる材料＞
陽極１１０１は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上が好ましい）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。
【０１１９】
これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛膜は、酸化インジウムに対し１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム膜は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下、酸化亜鉛を０．１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。
【０１２０】
この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン等）、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、チタン酸化物等が挙げられる。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）等の導電性ポリマーを用いても良い。
【０１２１】
但し、陽極１１０１と接して第２の電荷発生領域を設ける場合には、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を陽極１１０１に用いることができる。具体的には、仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。第２の電荷発生領域を構成する材料については、第１の電荷発生領域と共に後述する。
【０１２２】
＜陰極に用いることができる材料＞
陰極１１０２に接して第１の電荷発生領域１１０４ｃを、発光物質を含む有機層１１０３との間に設ける場合、陰極１１０２は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることができる。
【０１２３】
なお、陰極１１０２および陽極１１０１のうち少なくとも一方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成する。可視光を透過する導電膜としては、例えば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（以下、ＩＴＯと示す。）、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を挙げることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【０１２４】
＜発光物質を含む有機層に用いることができる材料＞
上述した発光物質を含む有機層１１０３を構成する各層に用いることができる材料について、以下に具体例を示す。
【０１２５】
正孔注入層は、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、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（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）等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。
【０１２６】
なお、第２の電荷発生領域を用いて正孔注入層を形成してもよい。正孔注入層に第２の電荷発生領域を用いると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を陽極１１０１に用いることができるのは前述の通りである。第２の電荷発生領域を構成する材料については第１の電荷発生領域と共に後述する。
【０１２７】
正孔輸送層は、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、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またはα−ＮＰＤ）や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）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、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−（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）などの芳香族アミン化合物、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）等が挙げられる。その他、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−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）等のカルバゾール誘導体、等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。
【０１２８】
これ以外にも、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を正孔輸送層に用いることができる。
【０１２９】
発光層は、発光物質を含む層である。発光物質としては、以下に示す蛍光性化合物を用いることができる。例えば、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−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、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）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、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）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、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）、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）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、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）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、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）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、ＳＤ１（商品名；ＳＦＣ Ｃｏ．， Ｌｔｄ製）などが挙げられる。
【０１３０】
また、発光物質としては、以下に示す燐光性化合物を用いることもできる。例えば、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：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−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（ｐｐｙ）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））、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））、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））、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）、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））、（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））などが挙げられる。
【０１３１】
なお、これらの発光物質は、ホスト材料に分散させて用いるのが好ましい。ホスト材料としては、例えば、ＮＰＢ（略称）、ＴＰＤ（略称）、ＴＣＴＡ（略称）、ＴＤＡＴＡ（略称）、ＭＴＤＡＴＡ（略称）、ＢＳＰＢ（略称）などの芳香族アミン化合物、ＰＣｚＰＣＡ１（略称）、ＰＣｚＰＣＡ２（略称）、ＰＣｚＰＣＮ１（略称）、ＣＢＰ（略称）、ＴＣＰＢ（略称）、ＣｚＰＡ（略称）、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）、４−フェニル−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：ＰＣＢＡ１ＢＰ）などのカルバゾール誘導体、ＰＶＫ（略称）、ＰＶＴＰＡ（略称）、ＰＴＰＤＭＡ（略称）、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ（略称）などの高分子化合物を含む正孔輸送性の高い物質や、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、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］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、さらに、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）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、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）などの電子輸送性の高い物質を用いることができる。
【０１３２】
電子輸送層は、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、Ａｌｑ（略称）、Ａｌｍｑ３（略称）、ＢｅＢｑ２（略称）、ＢＡｌｑ（略称）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他Ｚｎ（ＢＯＸ）２（略称）、Ｚｎ（ＢＴＺ）２（略称）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、ＰＢＤ（略称）や、ＯＸＤ−７（略称）、ＣＯ１１（略称）、ＴＡＺ（略称）、ＢＰｈｅｎ（略称）、ＢＣＰ（略称）、２−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）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。なお、正孔よりも電子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。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を二層以上積層したものを用いてもよい。
【０１３３】
また、高分子化合物を用いることもできる。例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。
【０１３４】
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入性の高い物質としては、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウム（Ｃａ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物が挙げられる。また、電子輸送性を有する物質中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることもできる。この様な構造とすることにより、陰極１１０２からの電子注入効率をより高めることができる。
【０１３５】
これらの層を適宜組み合わせて発光物質を含む有機層１１０３を形成する方法としては、種々の方法（例えば、乾式法や湿式法等）を適宜選択することができる。例えば、用いる材料に応じて真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法などを選んで用いればよい。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。
【０１３６】
＜電荷発生領域に用いることができる材料＞
第１の電荷発生領域１１０４ｃ、及び第２の電荷発生領域は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層とアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、第１の電荷発生領域を陰極側に設ける積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が陰極１１０２と接する構造となり、第２の電荷発生領域を陽極側に設ける積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が陽極１１０１と接する構造となる。
【０１３７】
なお、電荷発生領域において、正孔輸送性の高い物質に対して質量比で、０．１以上４．０以下の比率でアクセプター性物質を添加することが好ましい。
【０１３８】
電荷発生領域に用いるアクセプター性物質としては、遷移金属酸化物や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、酸化モリブデンが特に好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している。
【０１３９】
また、電荷発生領域に用いる正孔輸送性の高い物質としては、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、種々の有機化合物を用いることができる。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。
【０１４０】
＜電子リレー層に用いることができる材料＞
電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいてアクセプター性物質がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。従って、電子リレー層１１０４ｂは、電子輸送性の高い物質を含む層であり、またそのＬＵＭＯ準位は、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおけるアクセプター性物質のアクセプター準位と、発光物質を含む有機層１１０３のＬＵＭＯ準位との間に位置する。具体的には、およそ−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするのが好ましい。
【０１４１】
電子リレー層１１０４ｂに用いる物質としては、例えば、ペリレン誘導体や、含窒素縮合芳香族化合物が挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定な化合物であるため電子リレー層１１０４ｂに用いる物質として好ましい。さらに、含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ基などの電子吸引基を有する化合物を用いることにより、電子リレー層１１０４ｂにおける電子の受け取りがさらに容易になるため、好ましい。
【０１４２】
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’−ジオクチルー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’−ジヘキシルー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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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）等を電子リレー層１１０４ｂに用いることができる。
【０１４５】
＜電子注入バッファーに用いることができる材料＞
電子注入バッファー１１０４ａは、第１の電荷発生領域１１０４ｃから発光物質を含む有機層１１０３への電子の注入を容易にする層である。電子注入バッファー１１０４ａを第１の電荷発生領域１１０４ｃと発光物質を含む有機層１１０３の間に設けることにより、両者の注入障壁を緩和することができる。
【０１４６】
電子注入バッファー１１０４ａ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。
【０１４７】
また、電子注入バッファー１１０４ａ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、先に説明した発光物質を含む有機層１１０３の一部に形成することができる電子輸送層の材料と同様の材料を用いて形成することができる。
【０１４８】
以上のような材料を組み合わせることにより、本実施の形態に示す発光素子を作製することができる。この発光素子からは、上述した発光物質からの発光が得られ、その発光色は発光物質の種類を変えることにより選択できる。また、発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、発光スペクトルの幅を拡げて、例えば白色発光を得ることもできる。なお、白色発光を得る場合には、互いに補色となる発光色を呈する発光物質を用いればよく、例えば補色となる発光色を呈する異なる層を備える構成等を用いることができる。具体的な補色の関係としては、例えば青色と黄色、あるいは青緑色と赤色等が挙げられる。
【０１４９】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１００ 発光体
１１１ 端子
１１２ 端子
１２０ 外装
１６０ 光学部材
１６０ａ 半球状の構造
１７０ 封止部材
１７１ シール材
１７５ 乾燥剤
１８０ 発光素子
１８１ 電極
１８２ 電極
１８３ 発光物質を含む層
１８４ 隔壁
１９１ 端子
１９２ 端子
２００ 装着部
２１０ａ 心材
２１０ｂ 導電体
２１１ 接点
２１２ 接点
２２０ 磁石
２２１ 遮光部材
２２３ 弾性体
２３０ 筐体
２３１ 切り欠き部
２３２ 切り欠き部
２４０ａ スペーサ
２４０ｂ スペーサ
２４０ｃ スペーサ
２５０ 照明装置
２６０ 駆動回路
２６１ 開閉器
１１０１ 陽極
１１０２ 陰極
１１０３ 有機層
１１０３ａ 有機層
１１０３ｂ 有機層
１１０４ 中間層
１１０４ａ 電子注入バッファー
１１０４ｂ 電子リレー層
１１０４ｃ 電荷発生領域
２１０１ 電極
２１０１ｂ 電極
２１０２ 電極
２１０２ｂ 電極
２１０３ 発光性の有機化合物を含む層
２１０３ｂ 発光性の有機化合物を含む層
２１４０ 隔壁
２１４０ｂ 隔壁
２１５０ 低屈折率の部材
２１５１ 半球状の構造
２１５２ 構造
２１５３ 支持体
２１６０ 接合層
２１６５ 発光面
２１７０ 発光素子
２１７０ｂ 発光素子
２１７１ 外形
２１８０ 小発光体
２１８０ｂ 小発光体
２１９０ 発光体
２３５０ 低屈折率の部材
２３５１ 半球状の構造
２３６０ 接合層
２３７０ 発光素子
２３８０ 小発光体
２３９０ 発光体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面状に広がる第１の電極と第１の電極に重畳する第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に挟持される発光層を備え、当該発光層が発する光を第１の電極又は第２の電極越しに外部に取り出すように構成された発光素子が知られている。このような構成を備える発光素子は、発光領域を面状に拡げることや、複数の発光領域を面状に並べて形成することが容易であるという特徴を有する。
【０００３】
上記の構成を備える発光素子の一例として、エレクトロルミネッセンス現象を利用した発光素子を挙げることができる。具体的には、封止構造を含めて数ｍｍ程度の厚さで、数十センチ角の面状の発光領域を備える発光素子を作製できる。
【０００４】
また、特許文献１には第１の電極と第２の電極の間に発光層を備える発光素子を基板上に複数設け、当該発光素子を直列に接続した発光体を照明装置に用いる発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０８６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
照明装置は発光体を備え、当該発光体は使用に伴い劣化する。従来、使用者は、発光体が寿命を迎える度に発光体を更新することで、照明装置を維持してきた。例えば、白熱灯や蛍光灯は消耗品として市場に供給されており、使用者は自ら照明装置の発光体の交換を行うことが常となっている。
【０００７】
このような使用態様は、発光体より劣化し難い照明装置の部品を長期間使い続けることを可能にし、資源の無駄を減らせるから合理的である。依って、今後も照明装置にはこのような態様で使用されることが望まれ、発光体には交換のし易さが求められる。
【０００８】
発光領域が面状に広がる発光素子、又は複数の発光領域が面状に並べられた発光素子を備える発光体は、従来の白熱灯や蛍光灯と異なり、発光面積の広さに比較して厚みが薄い。依って、従来の発光体と同じ方法で照明装置に取り付けることが困難である。
【０００９】
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、その目的は、発光領域が面状に広がる発光素子、又は複数の発光領域が面状に並べられた発光素子を備える発光体を容易に交換できる照明装置を提供することを課題の一とする。又は、当該発光体の端子を装着部の接点に容易に電気的に接続でき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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、発光面積の広さに比較して厚みが薄く、発光面積の単位面積あたりの重量が軽量であるという特徴に着眼した。
【００１１】
そして、発光領域が面状に広がる発光素子、又は複数の発光領域が面状に並べられた発光素子を備える発光体を、磁力を用いて該発光体の端子が装着部の接点に接するように固定する構成に想到し、上記課題の解決に至った。
【００１２】
すなわち、本発明の一態様は、発光体が光学部材と、封止部材と、第１の端子と、第２の端子と、光学部材又は封止部材に固定された磁性部材と、光学部材と封止部材の間に封止された発光素子と、を有する。且つ、装着部が磁石と、第１の接点と、第２の接点と、を有する。そして、発光体の発光素子は、第１の電極と、第１の電極に重畳する第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に発光物質を含む層を備え、第１の電極又は第２の電極は発光物質を含む層が発する光を透過する。さらに、第１の電極と発光体の第１の端子は電気的に接続され、第２の電極と発光体の第２の端子は電気的に接続されている。また、装着部の磁石が発光体の磁性部材を引き寄せ、発光体の第１の端子が、装着部の第１の接点に接し、発光体の第２の端子が、装着部の第２の接点に接し、発光体が装着部に脱着可能に固定される照明装置である。
【００１３】
上記本発明の一態様によれば、装着部の端子を発光体に電気的に接続することができ、且つ発光体を装着部に脱着可能に固定できる。これにより、発光体の交換が容易になる。また、発光体を装着部に確実に、且つ容易に電気的に接続できる。
【００１４】
また、本発明の一態様は、発光体と上記の装着部の第１の接点又は第２の接点の接触により、第１の接点又は第２の接点の高さが可変である照明装置である。
【００１５】
上記本発明の一態様によれば、当該発光体の生産時に第１の端子及び第２の端子の高さにバラツキが生じた場合であっても、当該接点の高さが可変であるためそのバラツキを補正できる。これにより、発光体を装着部に確実に、且つ容易に電気的に接続できる。
【００１６】
また、本発明の一態様は、上記装着部が発光体の位置を決めるスペーサを有し、スペーサが、磁石と発光体が接することがなく、磁石と磁性部材との距離が１０ｍｍ以下となる高さである照明装置である。
【００１７】
上記本発明の一態様によれば、装着部と発光体の距離を一定にできる。これにより、複数の装着部を並べた場合であっても発光体の高さをそろえることができる。また、磁石と磁性部材の間に距離を設けることで、脱着時に装着部から発光体が急激にはずれる、又は装着部に発光体が急激に吸い寄せられる等の急激な動作を防止できるため、照明装置の故障を防止できる。
【００１８】
また、本発明の一態様は、上記装着部が、発光体の磁性部材に向かって磁石が摺動する摺動機構と、発光体の磁性部材から磁石を遠ざける弾性体と、第１の接点と第２の接点に電力を供給する開閉器と、を有し、当該開閉器は摺動機構に連結し、磁性部材の接近に伴い、磁石は弾性体の応力に反して、磁性部材に向かって摺動し、開閉器はオン状態となり第１の接点と第２の接点を介して発光体に電力を供給する照明装置である。
【００１９】
上記本発明の一態様によれば、発光体が装着部に装着されていない状態の第１の接点と第２の接点に、電力の供給を停止できる。これにより、第１の接点と第２の接点の短絡事故を防ぐことができ安全である。また、発光体が装着されていない駆動装置が消費する電力を低減できる。
【００２０】
また、本発明の一態様は、封止部材が磁性部材を兼ねる照明装置である。
【００２１】
上記本発明の一態様によれば、部品点数を削減できる。これにより、製造コストを低減できる。
【００２２】
また、本明細書において、物質Ａを他の物質Ｂからなるマトリクス中に分散する場合、マトリクスを構成する物質Ｂをホスト材料と呼び、マトリクス中に分散される物質Ａをゲスト材料と呼ぶものとする。なお、物質Ａ並びに物質Ｂは、それぞれ単一の物質であっても良いし、２種類以上の物質の混合物であっても良いものとする。
【００２３】
なお、本明細書中において、発光装置とは画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子が形成された基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、発光領域が面状に広がる発光素子、又は複数の発光領域が面状に並べられた発光素子を備える発光体を容易に交換できる照明装置を提供できる。又は、当該発光体の端子を装着部の接点に容易に電気的に接続できる照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態に係わる照明装置を説明する図。
【図２】実施の形態に係わる発光体を説明する図。
【図３】実施の形態に係わる装着部を説明する図。
【図４】実施の形態に係わる照明装置を説明する図。
【図５】実施の形態に係わる発光体を説明する図。
【図６】実施の形態に係わる発光体を説明する図。
【図７】実施の形態に係わる発光体を説明する図。
【図８】実施の形態に係わる発光体を説明する図。
【図９】実施の形態に係わる発光素子を説明する図。
【図１０】実施の形態に係わる小発光体を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下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得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施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。
【００２７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様を適用した照明装置について図１乃至図３を参照して説明する。具体的には、発光体と、その装着部を備える照明装置であって、当該発光体は、光学部材と、封止部材と、第１の端子と、第２の端子と、光学部材又は封止部材に固定された磁性部材と、光学部材と封止部材の間に封止された発光素子と、を有する。また、装着部は磁石と、第１の接点と、第２の接点と、を有するものである。そして、発光体の発光素子は、第１の電極と、第１の電極に重畳する第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に発光物質を含む層を備え、第１の電極又は第２の電極は発光物質を含む層が発する光を透過し、第１の電極は発光体の第１の端子と電気的に接続され、第２の電極は発光体の第２の端子と電気的に接続されている。また、装着部の磁石が発光体の磁性部材を引き寄せることにより、発光体の第１の端子が装着部の第１の接点に、発光体の第２の端子が装着部の第２の接点にそれぞれ接して、発光体が装着部に脱着可能に固定される照明装置について説明する。
【００２８】
本実施の形態で例示する照明装置２５０を図１に示す。図１（Ａ）は照明装置２５０の断面図であり、図１（Ｂ）は照明装置２５０の発光面側からみた上面図である。なお、図１（Ａ）は図１（Ｂ）の切断線Ｍ−Ｎに沿った断面図に相当する。
【００２９】
照明装置２５０は、発光体１００と装着部２００を備える。装着部２００が有する磁石２２０は、磁力により発光体１００が備える磁性部材を引き寄せる。引き寄せられた発光体１００の背面に設けられた第１の端子１１１は、装着部２００の第１の接点２１１と電気的に接続され、発光体１００の背面に設けられた第２の端子１１２は、装着部２００の第２の接点２１２と電気的に接続される。なお、装着部２００の切り欠き部２３１、および切り欠き部２３２は、発光体１００を装着部２００に脱着する際に、指を挿入するために設けた空間である。
【００３０】
発光体１００の詳細を図２に示す。図２（Ａ）は発光体１００の断面図であり、図２（Ｂ）は発光体１００の非発光面側からみた上面図である。なお、図２（Ａ）は図２（Ｂ）の切断線Ｍ−Ｎに沿った断面図に相当する。
【００３１】
本実施の形態で例示する発光体１００は、光学部材１６０と、封止部材１７０と、発光素子１８０を備える。また、外装１２０に発光体１００を収納してもよい。外装１２０には第１の端子１１１と、第２の端子１１２が設けられている。
【００３２】
発光素子１８０は第１の電極１８１と、第２の電極１８２と、第１の電極１８１と第２の電極１８２の間に発光物質を含む層１８３を備える。第１の電極１８１は、発光物質を含む層１８３が発する光を透過する導電膜をもちいて形成する。また、第１の電極１８１上には開口部を有する隔壁１８４が形成されており、発光素子１８０は隔壁１８４の開口部に形成されているということができる。シール材１７１は発光素子１８０を封止部材１７０と光学部材１６０の間に封止して、外気から保護している。
【００３３】
本実施の形態で例示する封止部材１７０は、磁性を有する部材を用いて形成されており、磁性部材を兼ねている。封止部材１７０が磁性部材を兼ねることで部品点数を削減できる。これにより、製造コストを低減できる。
【００３４】
磁性部材を封止部材１７０とは別に設ける場合は、発光体１００の光学部材１６０を設けていない側（背面ともいう）や側面、例えば封止部材１７０や外装１２０の背面側に磁性部材を設けてもよい。
【００３５】
磁性部材としては、鉄、コバルト、マンガン等を含む材料を用いることができ、例えば、フェライト系ステンレスＳＵＳ４３０、マルテンサイト系ステンレスＳＵＳ４２０Ｊ２等を用いることができる。なお、使用中に意図せず脱離、又は落下しない程度に、装着部が備える磁石に磁性部材に固定された発光体１００が引き寄せられるものであれば、磁性部材に用いる材料は特に限定されない。
【００３６】
本実施の形態で例示する発光体１００は隔壁１８４に六角形の開口部を複数有し、光学部材１６０の発光素子１８０が形成されていない側には、半球状の構造１６０ａが複数設けられている。隔壁１８４の開口部と半球状の構造１６０ａは互いに重なるように設けられている（図２（Ｂ）参照）。
【００３７】
隔壁１８４は、有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて形成する。特に感光性の樹脂材料を用い、第１の電極１８１上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
【００３８】
なお、シール材１７１により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しても良い。さらに、水分などによる発光素子の劣化を防ぐために基板と封止材との間に乾燥剤１７５などを封入してもよい。乾燥剤によって微量な水分が除去され、十分乾燥される。なお、乾燥剤としては、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。その他の乾燥剤として、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。
【００３９】
第１の電極１８１は第１の取り出し端子１９１を介して、第１の端子１１１と接続され、第２の電極１８２は第２の取り出し端子１９２を介して、第２の端子１１２と接続されている（図２（Ａ）参照）。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、第１の電極１８１は可視光を透過する導電膜を用いて形成する。可視光を透過する導電膜としては、例えば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（以下、ＩＴＯと示す。）、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を挙げることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【００４１】
装着部２００の詳細を、図３を用いて説明する。本実施の形態で例示する装着部２００は、筐体２３０と、磁石２２０と、第１の接点２１１と、第２の接点２１２と、スペーサ２４０ａ、スペーサ２４０ｂ、およびスペーサ２４０ｃを備える。
【００４２】
装着部２００が備える磁石２２０は永久磁石が好ましいが、電磁石等を用いることもできる。永久磁石としては、フェライト磁石、ネオジム磁石等をその例に挙げることができる。磁石２２０の高さｈ１は、スペーサ２４０ａ、スペーサ２４０ｂ、およびスペーサ２４０ｃが有する高さｈ２より低く設けられている。本実施の形態で例示する照明装置２５０の発光体１００の背面は概略平坦に形成されており、磁石２２０の高さｈ１と、スペーサの高さｈ２をこのような構成とすることで、スペーサは発光体１００の取り付け位置を一定にできる。これにより、複数の装着部を並べた場合であっても発光体の高さを一様にそろえることができる。
【００４３】
第１の接点２１１、および第２の接点２１２は高さが可変な構成が好ましい。本実施の形態では、第１の接点２１１、および第２の接点２１２の高さは、発光体１００を装着しない状態ではスペーサの高さｈ２より高い。
【００４４】
発光体１００を装着すると、第１の接点２１１は第１の端子１１１に圧接されスペーサと同じ高さまで圧縮され、第２の接点２１２は第２の端子１１２に圧接されスペーサと同じ高さまで圧縮される。このような構成とすることで、当該発光体の第１の端子及び第２の端子の高さが異なっていても、当該接点の高さが可変であるためそのバラツキを補正できる。これにより、発光体を装着部に確実に、且つ容易に電気的に接続できる。
【００４５】
高さが可変な接点の構成の一例としては、可塑性のある心材２１０ａを可塑性のある導電体２１０ｂで包んだ構成を挙げることができる。可塑性のある心材２１０ａとしては発泡ウレタンなどを用いればよく、可塑性のある導電体２１０ｂとしては導電性の金属金網（メッシュ）を用いればよい。また、金属製のバネ等の導電性を備えた弾性体の先端に接点を設けたものを第１の接点２１１、および第２の接点２１２に用いることもできる。
【００４６】
また、本実施の形態では、装着部２００に磁石２２０を設け、発光体１００に磁性部材を設ける構成を例示したが、装着部２００に磁性部材を設け、発光体１００に磁石を設ける構成とすることもできる。
【００４７】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【００４８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１とは異なる照明装置の一態様について図４を参照して説明する。具体的には、発光体と、その装着部を備える照明装置であって、当該装着部が、発光体の磁性部材に向かって磁石が摺動する摺動機構と、発光体の磁性部材から磁石を遠ざける弾性体と、第１の接点と第２の接点に電力を供給する開閉器と、を有する。また、開閉器は摺動機構に連結しており、磁性部材の接近に伴い、磁石は弾性体の応力に反して、磁性部材に向かって摺動することにより、開閉器が導通状態となり第１の接点と第２の接点を介して発光体に電力を供給する照明装置について説明する。
【００４９】
本実施の形態で例示する照明装置を照明装置の駆動回路２６０と共に図４に示す。図４（Ａ）は照明装置を構成する装着部２００の断面図であり、図４（Ｂ）は装着部２００に発光体１００を装着した状態の照明装置の断面図である。
【００５０】
装着部２００は筐体２３０に、第１の接点２１１、第２の接点２１２、磁石２２０、並びにスペーサ２４０ａを備える。磁石２２０は筐体２３０に設けられた凹部に、弾性体２２３と共に摺動可能に装着されている。また、磁石２２０には遮光部材２２１が固定されている。遮光部材２２１は光学式開閉器２６１の光路を横切るように設けられており、開閉器２６１を介して摺動する磁石２２０の位置を検知できる。
【００５１】
また、第１の接点２１１と第２の接点２１２は、駆動回路２６０と電気的に接続されている。
【００５２】
本実施の形態で例示する照明装置は、装着部２００に発光体１００を装着すると駆動回路２６０が起動し、駆動回路２６０から発光体１００に電力が供給される構成となっている。また、装着部２００から発光体１００を取り外すと駆動回路が停止する構成となっている。発光体１００の装着に伴い、駆動回路が起動する仕組みについて説明する。
【００５３】
装着部２００の磁石２２０は弾性体２２３により発光体を装着する側から遠ざかる方向に位置している。また、磁石２２０に設けた遮光部材２２１は、光学式開閉器２６１の光路を横切る位置にあり、開閉器２６１は駆動回路２６０をオフ状態とする信号を出力している。
【００５４】
装着部２００に発光体１００を装着すると、磁石２２０が弾性体の応力に反して、発光体に設けた磁性部材に引き寄せられる。磁石２２０に設けた遮光部材２２１は磁石２２０と共に移動する。光学式開閉器２６１の光路を遮るものがなくなり、開閉器２６１は駆動回路２６０をオン状態とする信号を出力する。
【００５５】
上記の一連の動作を経て、駆動回路２６０は第１の接点２１１と第２の接点２１２を介して、発光体に電力を供給する。
【００５６】
なお、本実施の形態では開閉器２６１に光学式の開閉器を適用する場合について説明するが、開閉器は光学式のものに限られず、機械式、並びに電子式のものを適用することができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、装着部２００に摺動可能な磁石２２０を設け、発光体１００に磁性部材を設ける構成を例示したが、装着部２００に摺動可能な磁性部材を設け、発光体１００に磁石を設ける構成とすることもできる。
【００５８】
本実施の形態によれば、発光体が装着部に装着されていない状態の第１の接点と第２の接点に、電力の供給を停止できる。これにより、第１の接点と第２の接点の短絡事故を防ぐことができ安全である。また、発光体が装着されていない駆動装置が消費する電力を低減できる。
【００５９】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【００６０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、第１の面に半球状の構造と、第２の面に凹凸の構造を備える低屈折率の部材と、その凹凸の構造を平坦化する高屈折率の接合層を有する光学部材と、該高屈折率の接合層の平坦な面に発光面が接する発光素子を有し、該低屈折率の部材の凹凸の構造は少なくとも第１の面に形成された半球状の構造の外形より内側に設けられ、該発光素子の発光領域の外形が該半球状の構造の外形より小さく、且つ半球状の構造と重なるように、該発光素子をアレイ状に複数並べた発光体について図５乃至図８を参照して説明する。
【００６１】
本実施の形態で例示する発光体２１９０が備える光学部材と、発光素子の構成を図５に示す。なお、本実施の形態の発光体２１９０は、複数の小発光体２１８０がマトリクス状に配置されて構成されている。図５（Ａ）は小発光体２１８０がマトリクス状に配置された発光体２１９０の断面図であり、図５（Ｂ）は発光体２１９０の光取り出し面側から観察した正面図である。なお、図５（Ａ）は図５（Ｂ）の切断線Ｍ−Ｎにおける断面図に相当する。
【００６２】
小発光体２１８０の構成を、図６を用いて詳細に説明する。小発光体２１８０は、低屈折率の部材２１５０と、高屈折率の接合層２１６０と、発光素子２１７０を有する。また、隔壁２１４０は発光素子２１７０と隣接する他の発光素子の間に設けられ、発光素子２１７０は隣接する他の発光素子から独立した発光領域を備える。
【００６３】
＜低屈折率の部材の構成＞
低屈折率の部材２１５０は第１の面に半球状の構造２１５１を、第２の面に凹凸の構造２１５２を備える。低屈折率の部材２１５０は発光素子２１７０が発する光を透過し、屈折率が１．０より高く１．６より低いものが好ましい。特に、可視光を透過し屈折率が１．４以上１．６未満の材料を用いることが好ましい。
【００６４】
屈折率が１．０より高く１．６より低い材料は種類が豊富なため、安価で入手が容易であり、材料の選択の自由度が高い。また、材料の選択の自由度が高いため、製造方法の選択の自由度も高まり、製造が容易になる。
【００６５】
低屈折率の部材２１５０は、例えばガラスや樹脂などを用いて形成すればよい。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。
【００６６】
半球状の構造２１５１は頂点を通る断面において円弧を含む。例えば、底面が円形であって、頂点を通る断面が半円であるものは半球状の構造の一態様である。また、底面が多角形であって、頂点を通る断面が円弧（半円等）を含むもの（傘状の構造とも言うことができる）も半球状の構造の一態様である。半球状の構造の底面の形が円である場合は、多角形の角の数が多い場合と実質的に同一である。底面が多角形であると、隣接する半球状の構造同士を隙間無く配置することができる。例えば、三角形、四角形、六角形の場合、最密に充填して平面に配置できる。特に、底面が六角形の半球状の構造は、光の取り出し効率を高めるため好ましい。
【００６７】
なお、異なる形や異なる大きさの半球状の構造を配置して、発光装置を構成してもよい。例えば、隣接する大きな半球状の構造の隙間に、小さな半球状の構造をもうけて、光の取り出し効率を高めることもできる。
【００６８】
また、半球状の構造（又は球状の構造）は、設計上の微差により、扁平等が生じているものも含む。半球状の部材（又は球状の部材）と大気との間において、全反射を極力小さくすることが可能な形状を採用することができる。
【００６９】
凹凸の構造２１５２は規則的な形状であっても、不規則な形状であっても良い。また、隣接する小発光体２１８０が備える凹凸の構造と連続する形状であっても、不連続な形状であってもよい。凹凸の構造２１５２の谷底から頂点までの高さは０．１以上１００μｍ以下程度であればよく、隣接する頂点の間隔が１μｍ以上１００μｍ以下程度であると好ましい。凹凸の構造を設けることにより、屈折率の高い高価な材料を用いて半球状の構造を作る必要がなくなり、製造が容易になる。
【００７０】
凹凸の構造２１５２に用いることができる規則的形状としては、例えば円錐、三角錐、四角錐、六角錐等の錐体をその例に挙げることができる。特に、三角錐、四角錐、六角錐等は、最密に充填できるため好ましい。最密充填に近づけるほど、発光素子の発する光が全反射する条件を満たしがたくなり、光の取り出し効率が高まる効果を奏する。
【００７１】
また、凹凸の構造２１５２は単層であっても、複数の層を積層したものであってもよい。例えば、屈折率が１．０より高く１．６より低く、透光性とバリア性を有する無機材料膜を高屈折率の接合層との界面に備える構成とすることが好ましい。例えば酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜を用いることができる。透光性とバリア性を有する無機材料膜は、光の取り出し効率を低下することなく、発光素子への不純物の拡散を防ぐことができる。例えば、発光素子が有機ＥＬ素子である場合にも、水分等の不純物が発光素子の内部に浸入する現象を抑制でき、発光体の信頼性を向上できる。
【００７２】
半球状の構造２１５１、及び凹凸の構造２１５２は金型を用いて形成してもよい。特に、低屈折率の部材２１５０を同一の材料を用いて射出成型法等により半球状の構造２１５１、及び凹凸の構造２１５２を備えて一体成型すると、それぞれの構造の間に屈折率段差が生じ難く、迷光を減らすことができる。その結果、発光素子が発する光の取り出し効率を向上できる（図６（Ｂ）参照）。
【００７３】
凹凸の構造２１５２は、発光素子２１７０の発光領域と重なる領域（図６（Ｃ）に矢印で示す）にのみ形成する構成としてもよい。このような構成とすることで、低屈折率の部材２１５０の力学的な強度を高めることができる。
【００７４】
凹凸の構造２１５２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て形成できる。
【００７５】
低屈折率の部材２１５０は、複数の部材を組み合わせた構成であってもよい。例えば、低屈折率の部材が、支持体の一方の面に半球状の構造やマイクロレンズアレイを接着した構成であっても、他方の面に凹凸の構造が施されたフィルムを接着した構成であってもよい。図６（Ｄ）は支持体２１５３の第１の面に半球状の構造２１５１を、第２の面に凹凸の構造２１５２を貼り合わせた構成の一例である。なお、複数の部材を貼り合わせた構成とする場合は、用いる部材並びに接着剤の屈折率を実質的に同じ（屈折率の差が０．１５以下）とする構成が好ましい。そうすることで、低屈折率の部材２１５０の内部の屈折率段差を抑制できる。その結果、迷光を減らすことができ、発光素子が発する光の取り出し効率を向上できる。
【００７６】
＜高屈折率の接合層の構成＞
高屈折率の接合層２１６０は一方の面を低屈折率の部材２１５０の凹凸の構造２１５２と接し、他方に平坦な面を備える。
【００７７】
高屈折率の接合層２１６０は発光素子２１７０が発する光を透過し、屈折率が１．６以上のものが好ましく、屈折率が１．７以上２．１以下の材料を用いることが特に好ましい。屈折率が１．６より高い材料は発光素子の屈折率と同等か、またはそれ以上である。依って、発光素子と平面を介して接する構成であっても、全反射する条件を満たし難く、導波光が生じがたくなるため好ましい。一方、屈折率が１．６より高い材料は材料の選択の自由度が制限されるうえ、比較的高価である。
【００７８】
しかし、本実施の形態で例示する高屈折率の接合層２１６０は低屈折率の部材２１５０の凹凸の構造２１５２を埋め、表面が平坦になる程度の厚みがあればよい。これにより、屈折率が１．６以上の高価な材料の使用量を低減でき、接合層２１６０の形成が容易になる。
【００７９】
また、高屈折率の接合層２１６０は低屈折率の部材２１５０の凹凸の構造２１５２の凹部を埋め、平坦な表面を形成する。これにより、凹凸に起因する膜厚ムラや、カバレッジ不良等が起こり難くなり、発光素子２１７０の形成が容易になる。
【００８０】
高屈折率の接合層２１６０は、高屈折率のガラスや樹脂を用いて構成する。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。
【００８１】
高屈折率の接合層２１６０は単層であっても、複数の層を積層したものであってもよい。例えば、屈折率が１．６以上の無機材料膜、特に窒化膜を含む構成とすることが好ましい。例えば窒化珪素膜、窒化アルミ膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミ膜等を用いることができる。窒化膜は、光の取り出し効率を低下することなく、発光素子への不純物の拡散を防ぐことができる。例えば、該発光素子が有機ＥＬ素子である場合にも、水分等の不純物が発光体の内部に浸入する現象を抑制でき、発光素子の信頼性を向上できる。
【００８２】
高屈折率の接合層２１６０の形成方法としては、接着強度や加工のしやすさなどを考慮し、材料にあった種々の方法を適宜選択すればよい。前述の樹脂を、例えばスピンコート法、スクリーン印刷法を用いて成膜し、熱または光によって硬化することができる。
【００８３】
＜発光素子の構成＞
発光素子２１７０は屈折率が１．６以上の発光層を含んで構成される。発光素子２１７０としては、例えば有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を挙げることができる。
【００８４】
＜小発光体の構成＞
大気より屈折率が高い領域で光が生じる発光素子は、大気中に効率良く光を取り出す工夫が求められる。屈折率の高い領域から低い領域に光が進行する場合、その界面で全反射が起こることにより、屈折率の低い領域に光を取り出せない条件があるためである。
【００８５】
本実施の形態で例示する小発光体は、第１の面に半球状の構造と、第２の面に凹凸の構造を備える低屈折率の部材と、その凹凸の構造を平坦化する高屈折率の接合層と、該高屈折率の接合層の平坦な面に発光面が接する発光素子を有し、該低屈折率の部材の凹凸の構造は少なくとも第１の面に形成された半球状の構造の外形より内側に設けられ、該発光素子の発光領域の外形が該半球状の構造の外形より小さく、且つ半球状の構造と重なるように、該発光素子を備える。この構成により、屈折率の高い発光素子から低い大気中に効率よく光を取り出すことができる理由について、図７を用いて以下に説明する。
【００８６】
本実施の形態においては、小発光体２１８０の発光素子２１７０に有機ＥＬ素子を用いる場合について説明する。具体的には、発光素子２１７０は第１の電極２１０１と第２の電極２１０２の間に発光性の有機化合物を含む層２１０３を挟んで備える。発光性の有機化合物を含む層２１０３が発する光を第１の電極２１０１は透過し、第２の電極２１０２は反射する。また、隔壁２１４０は垂直または逆テーパー型の形状を備え、発光素子２１７０に隣接する発光素子から分離している（図７（Ａ）参照）。なお、第１の電極２１０１及び第２の電極２１０２は、それぞれ図示されていない配線を介して電源と接続される。例えば、第２の電極２１０２に重ねて導電膜２１０４を、回り込み性のよい成膜方法（例えばスパッタリング法）を用いて成膜すると、発光素子２１７０の第２の電極２１０２を隣接する発光素子の第２の電極２１０２と接続できる（図１０参照）。また、第２の電極２１０２を回り込み性のよい成膜方法を用いて成膜しても同様の効果が得られる。
【００８７】
また、図７（Ａ）の右側に隔壁の変形例を示す。小発光体２１８０ｂが備える隔壁は、順テーパー型の隔壁２１４０ｂを備える。隔壁２１４０ｂは、第１の電極２１０１ｂと発光性の有機化合物を含む層２１０３ｂの間を電気的に絶縁し、発光素子２１７０ｂを隣接する発光素子から分離している。また、順テーパー型の隔壁２１４０ｂとすることで、発光素子２１７０ｂの第２の電極２１０２ｂを隣接する発光素子の第２の電極と接続できる。なお、図７（Ａ）に例示する発光素子２１７０ｂの第１の電極２１０１ｂは、隣接する発光素子の第１の電極と接続されている。よって、発光素子２１７０ｂは隣接する発光体と並列に接続されているということができる。
【００８８】
なお、低屈折率の部材２１５０が備える凹凸の構造２１５２は高屈折率の接合層２１６０により平坦化されている。高屈折率の接合層２１６０が平坦化した表面上に第１の電極２１０１を形成することで、第１の電極２１０１が平坦になり、第１の電極２１０１と第２の電極２１０２の短絡が防止できる。依ってこのような構成は、発光素子２１７０の信頼性を向上する効果を奏する。
【００８９】
発光素子２１７０は、第１の電極２１０１と第２の電極２１０２に閾値以上の電圧を加えることにより、発光性の有機化合物を含む層２１０３が発光する。次いで、当該発光は、自らが発する光に対し透光性を備える第１の電極２１０１を透過して、高屈折率の接合層２１６０との界面に進行する。なお、本明細書中において、発光素子の発光が生じる領域を、発光領域と呼ぶこととする。また、発光素子から高屈折率の接合層に光が放出される面を発光面と呼ぶこととする。
【００９０】
従って、図７（Ｂ）においては、発光素子２１７０が発する光が透過する第１の電極２１０１と高屈折率の接合層２１６０が接する界面が発光面２１６５となる。また、発光素子２１７０の発光領域を発光面２１６５に投影した形が、発光領域の外形２１７１となる。
【００９１】
高屈折率の接合層２１６０は発光素子２１７０と同様に大気より高い屈折率を備えるため、発光素子２１７０が発する光の大部分は高屈折率の接合層２１６０との界面で全反射することなく、高屈折率の接合層２１６０に浸入できる。
【００９２】
高屈折率の接合層２１６０に浸入した光は、低屈折率の部材２１５０に設けられた凹凸の構造２１５２に進行する。凹凸の構造２１５２は、発光面と平行でない角度を備えるため、当該界面において全反射が繰り返され難い。その結果、発光素子２１７０が発する光が低屈折率の部材２１５０の内部まで、高い効率で浸入できる。
【００９３】
図７（Ｂ）に示すように、屈折率がｎの低屈折率の部材は、さらに屈折率が低い大気に接して半球状の構造を備える。また、発光面に投影した半球状の構造２１５１の外形ｒ１に比べ、発光素子２１７０の発光領域の外形２１７１の直径ｒ２は小さい。また、半球状の構造２１５１と重なるように該発光体が設けられている。これにより、発光体から発せられた光は半球状の構造を通じて外部に取り出される。
【００９４】
特に、発光領域の外形２１７１が発光面２１６５に投影した半球状の構造２１５１の外形に相似であって、その大きさが半球状の構造２１５１の（１／ｎ）倍の範囲に含まれるように構成されている場合、言い換えると、ｒ２がｒ１の（１／ｎ）倍と等しい構成において、光の全反射が極力抑制され、発光体から発せられた光が、半球状の構造を通じて大気中に効率良く取り出すことができる。半球状の構造２１５１の外周部に近い領域に浸入する光は、全反射を繰り返し取り出しにくい。依って、その領域を避けて発光領域を設ける構成とすることで、取り出し効率の低下を防ぐことができる。
【００９５】
＜変形例＞
本実施の形態の変形例を図８に示す。図８に例示する発光体２３９０は、六角形の発光面と、底面が六角形の半球状の構造を備える他は、図５に例示する発光体２１９０と同じ構成を備える。
【００９６】
図８（Ａ）は小発光体２３８０がマトリクス状に配置された発光体２３９０の断面図であり、図８（Ｂ）は発光体２３９０の光取り出し面側から観察した正面図である。なお、図８（Ａ）は図８（Ｂ）の切断線Ｍ−Ｎにおける断面図に相当し、図８（Ｃ）は図８（Ｂ）の切断線Ｐ−Ｑにおける断面図に相当する。
【００９７】
小発光体２３８０は六角形の発光領域を備える発光素子２３７０と、高屈折率の接合層２３６０と、第１の面に凹凸の構造を、第２の面に半球状の構造を備える低屈折率の部材２３５０を有する。発光素子２３７０の発光領域を発光面に投影した発光領域の外形と、半球状の構造２３５１の外形（半球状の構造の底面の外形とも言える）は中心を同一にして共に六角形である。また、屈折率がｎの低屈折率の部材２３５０において、発光素子２３７０の発光領域の外形は半球状の構造２３５１の外形の（１／ｎ）倍に含まれる。
【００９８】
半球状の構造２３５１は、底面の角から頂点に向かう稜線を備える。稜線を通る断面において、当該稜線は円弧を含む。なお、半球状の構造２３５１は傘のような半球状の構造と言い換えることができる。なお、本変形例で例示する小発光体２３８０の発光素子２３７０は、上述の小発光体２１８０の発光素子２１７０と同様の構成を備える。具体的には、第１の電極と第２の電極の間に発光性の有機化合物を挟んで備える。また、発光素子２３７０の第１の電極及び第２の電極は、それぞれ図示されていない配線を介して電源と接続される。例えば、第２の電極に重ねて導電膜２３０４を、回り込み性のよい成膜方法（例えばスパッタリング法）を用いて成膜すると、発光素子２３７０の第２の電極を隣接する発光素子の第２の電極と接続できる。また、第２の電極を回り込み性のよい成膜方法を用いて成膜しても同様の効果が得られる。
【００９９】
本変形例で例示する発光体は一方の面に複数の半球状の構造を備え、該半球状の構造の外形と、隣接する他の半球状の構造の外形が隙間無く接している。また、発光素子の発光領域の外形は半球状の構造の外形の（１／ｎ）倍に含まれる。このような構成とすることで、同一の面積内に小発光体を高い密度で配置できるため、発光体を小型化できる。
【０１００】
特に、光を取り出しがたい半球状の構造の外周部を避けて、発光素子の発光領域を半球状の構造の外形の（１／ｎ）倍とすることで、取り出し効率を低減することなく発光体の面積を最小にできる。且つその効率を最大にできる。
【０１０１】
本実施の形態で例示した、第１の面に半球状の構造と、第２の面に凹凸の構造を備える低屈折率の部材と、その凹凸の構造を平坦化する高屈折率の接合層と、該高屈折率の接合層の平坦な面に発光面が接する発光素子を有し、該低屈折率の部材の凹凸の構造は少なくとも第１の面に形成された半球状の構造の外形より内側に設けられ、該発光素子の発光領域の外形が該半球状の構造の外形より小さく、且つ半球状の構造と重なるように、該発光素子を設けた小発光体は、高屈折率を備える材料の使用量を低減できるため、安価な材料を用いて、光取り出し効率の高い小発光体を提供できる。
【０１０２】
また、該小発光体をアレイ状に配置した発光体は、安価な材料を用いた光取り出し効率が高い発光体により構成されているため、効率が高く、安価である。
【０１０３】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１０４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態３で説明した発光素子に適用できる構成、及びその作製方法の一例について図９を参照して説明する。
【０１０５】
本実施の形態で例示する発光素子は、第１の電極、第２の電極、並びに発光物質を含む有機層を備える。第１の電極と第２の電極は一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。発光物質を含む有機層は第１の電極と第２の電極の間に設けられ、該有機層の構成は第１の電極と第２の電極の極性、及び材質に合わせて適宜選択すればよい。以下に発光素子の構成の一例を例示するが、発光素子の構成がこれに限定されないことは言うまでもない。
【０１０６】
＜発光素子の構成例１．＞
発光素子の構成の一例を図９（Ａ）に示す。図９（Ａ）に示す発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間に発光物質を含む有機層１１０３が挟んで設けられている。
【０１０７】
陽極１１０１と陰極１１０２の間に、閾値電圧より高い電圧を印加すると、発光物質を含む有機層１１０３に陽極１１０１の側から正孔（ホール）が注入され、陰極１１０２の側から電子が注入される。注入された電子と正孔は有機層１１０３において再結合し、有機層１１０３に含まれる発光物質が発光する。
【０１０８】
発光物質を含む有機層１１０３は、少なくとも発光物質を含む発光層を備えていればよく、発光層以外の層と積層された構造であっても良い。発光層以外の層としては、例えば正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い）の物質等を含む層が挙げられる。具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層（ホールブロッキング層）、電子輸送層、電子注入層等が挙げられ、これらを陽極側から適宜積層して用いることができる。
【０１０９】
＜発光素子の構成例２．＞
発光素子の構成の他の一例を図９（Ｂ）に示す。図９（Ｂ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間に発光物質を含む有機層１１０３が挟んで設けられている。さらに、陰極１１０２と発光物質を含む有機層１１０３との間には中間層１１０４が設けられている。なお、当該発光素子の構成例２の発光物質を含む有機層１１０３には、上述の発光素子の構成例１と同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成例１の記載を参酌できる。
【０１１０】
中間層１１０４は少なくとも電荷発生領域を含んで形成されていればよく、電荷発生領域以外の層と積層された構成であってもよい。例えば、第１の電荷発生領域１１０４ｃ、電子リレー層１１０４ｂ、及び電子注入バッファー１１０４ａが陰極１１０２側から順次積層された構造を適用することができる。
【０１１１】
中間層１１０４における電子と正孔の挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、閾値電圧より高い電圧を印加すると、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいて、正孔（ホール）と電子が発生し、正孔は陰極１１０２へ移動し、電子は電子リレー層１１０４ｂへ移動する。電子リレー層１１０４ｂは電子輸送性が高く、第１の電荷発生領域１１０４ｃで生じた電子を電子注入バッファー１１０４ａに速やかに受け渡す。電子注入バッファー１１０４ａは発光物質を含む有機層１１０３に電子を注入する障壁を緩和し、発光物質を含む有機層１１０３への電子注入効率を高める。従って、第１の電荷発生領域１１０４ｃで発生した電子は、電子リレー層１１０４ｂと電子注入バッファー１１０４ａを経て、発光物質を含む有機層１１０３のＬＵＭＯ準位に注入される。
【０１１２】
また、電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃを構成する物質と電子注入バッファー１１０４ａを構成する物質が界面で反応し、互いの機能が損なわれてしまう等の相互作用を防ぐことができる。
【０１１３】
＜発光素子の構成例３．＞
発光素子の構成の他の一例を図９（Ｃ）に示す。図９（Ｃ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間に発光物質を含む有機層が２つ挟んで設けられている。さらに、発光物質を含む有機層１１０３ａと、発光物質を含む有機層１１０３ｂとの間には中間層１１０４が設けられている。なお、陽極と陰極の間に挟持する発光物質を含む有機層は二つに限定されない。発光物質を含む有機層の間に中間層を挟んで、陽極と陰極の間に発光物質を含む有機層を三つ以上積層してもよい。なお、当該発光素子の構成例３の発光物質を含む有機層１１０３ａ及び有機層１１０３ｂには、上述の発光素子の構成例１と同様の構成を適用することが可能であり、また当該発光素子の構成例３の中間層１１０４には、上述の発光素子の構成例２と同様の構成が適用可能である。よって、詳細については、発光素子の構成例１、または発光素子の構成例２の記載を参酌できる。
【０１１４】
発光物質を含む有機層の間に設けられた中間層１１０４における電子と正孔の挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層１１０４において正孔（ホール）と電子が発生し、正孔は陰極１１０２側に設けられた発光物質を含む有機層へ移動し、電子は陽極側に設けられた発光物質を含む有機層へ移動する。陰極側に設けられた発光物質を含む有機層に注入された正孔は、陰極側から注入された電子と再結合し、当該有機層に含まれる発光物質が発光する。また、陽極側に設けられた発光物質を含む有機層に注入された電子は、陽極側から注入された正孔と再結合し、当該有機層に含まれる発光物質が発光する。依って、中間層１１０４において発生した正孔と電子は、それぞれ異なる発光物質を含む有機層において発光に至る。
【０１１５】
なお、発光物質を含む有機層同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成される場合は、発光物質を含む有機層同士を接して設けることができる。具体的には、発光物質を含む有機層の一方の面に電荷発生領域が形成されていると、当該電荷発生領域は中間層の第１の電荷発生領域として機能するため、発光物質を含む有機層同士を接して設けることができる。
【０１１６】
発光素子の構成例１乃至構成３は、互いに組み合わせて用いることができる。例えば、発光素子の構成例３の陰極と発光物質を含む有機層の間に中間層を設けることもできる。
【０１１７】
＜発光素子に用いることができる材料＞
次に、上述した構成を備える発光素子に用いることができる具体的な材料について、陽極、陰極、発光物質を含む有機層、第１の電荷発生領域、電子リレー層、並びに電子注入バッファーの順に説明する。
【０１１８】
＜陽極に用いることができる材料＞
陽極１１０１は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上が好ましい）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。
【０１１９】
これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛膜は、酸化インジウムに対し１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム膜は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下、酸化亜鉛を０．１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。
【０１２０】
この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン等）、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、チタン酸化物等が挙げられる。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）等の導電性ポリマーを用いても良い。
【０１２１】
但し、陽極１１０１と接して第２の電荷発生領域を設ける場合には、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を陽極１１０１に用いることができる。具体的には、仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。第２の電荷発生領域を構成する材料については、第１の電荷発生領域と共に後述する。
【０１２２】
＜陰極に用いることができる材料＞
陰極１１０２に接して第１の電荷発生領域１１０４ｃを、発光物質を含む有機層１１０３との間に設ける場合、陰極１１０２は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることができる。
【０１２３】
なお、陰極１１０２および陽極１１０１のうち少なくとも一方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成する。可視光を透過する導電膜としては、例えば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（以下、ＩＴＯと示す。）、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を挙げることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）の金属薄膜を用いることもできる。
【０１２４】
＜発光物質を含む有機層に用いることができる材料＞
上述した発光物質を含む有機層１１０３を構成する各層に用いることができる材料について、以下に具体例を示す。
【０１２５】
正孔注入層は、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、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（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）等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。
【０１２６】
なお、第２の電荷発生領域を用いて正孔注入層を形成してもよい。正孔注入層に第２の電荷発生領域を用いると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を陽極１１０１に用いることができるのは前述の通りである。第２の電荷発生領域を構成する材料については第１の電荷発生領域と共に後述する。
【０１２７】
正孔輸送層は、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、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またはα−ＮＰＤ）や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）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、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−（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）などの芳香族アミン化合物、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）等が挙げられる。その他、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−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）等のカルバゾール誘導体、等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。
【０１２８】
これ以外にも、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を正孔輸送層に用いることができる。
【０１２９】
発光層は、発光物質を含む層である。発光物質としては、以下に示す蛍光性化合物を用いることができる。例えば、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−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、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）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、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）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、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）、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）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、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）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、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）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、ＳＤ１（商品名；ＳＦＣ Ｃｏ．， Ｌｔｄ製）などが挙げられる。
【０１３０】
また、発光物質としては、以下に示す燐光性化合物を用いることもできる。例えば、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：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−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（ｐｐｙ）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））、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））、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））、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）、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））、（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））などが挙げられる。
【０１３１】
なお、これらの発光物質は、ホスト材料に分散させて用いるのが好ましい。ホスト材料としては、例えば、ＮＰＢ（略称）、ＴＰＤ（略称）、ＴＣＴＡ（略称）、ＴＤＡＴＡ（略称）、ＭＴＤＡＴＡ（略称）、ＢＳＰＢ（略称）などの芳香族アミン化合物、ＰＣｚＰＣＡ１（略称）、ＰＣｚＰＣＡ２（略称）、ＰＣｚＰＣＮ１（略称）、ＣＢＰ（略称）、ＴＣＰＢ（略称）、ＣｚＰＡ（略称）、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）、４−フェニル−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：ＰＣＢＡ１ＢＰ）などのカルバゾール誘導体、ＰＶＫ（略称）、ＰＶＴＰＡ（略称）、ＰＴＰＤＭＡ（略称）、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ（略称）などの高分子化合物を含む正孔輸送性の高い物質や、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、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］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、さらに、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）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、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）などの電子輸送性の高い物質を用いることができる。
【０１３２】
電子輸送層は、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、Ａｌｑ（略称）、Ａｌｍｑ３（略称）、ＢｅＢｑ２（略称）、ＢＡｌｑ（略称）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他Ｚｎ（ＢＯＸ）２（略称）、Ｚｎ（ＢＴＺ）２（略称）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、ＰＢＤ（略称）や、ＯＸＤ−７（略称）、ＣＯ１１（略称）、ＴＡＺ（略称）、ＢＰｈｅｎ（略称）、ＢＣＰ（略称）、２−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）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。なお、正孔よりも電子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。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を二層以上積層したものを用いてもよい。
【０１３３】
また、高分子化合物を用いることもできる。例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。
【０１３４】
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入性の高い物質としては、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウム（Ｃａ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物が挙げられる。また、電子輸送性を有する物質中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることもできる。この様な構造とすることにより、陰極１１０２からの電子注入効率をより高めることができる。
【０１３５】
これらの層を適宜組み合わせて発光物質を含む有機層１１０３を形成する方法としては、種々の方法（例えば、乾式法や湿式法等）を適宜選択することができる。例えば、用いる材料に応じて真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法などを選んで用いればよい。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。
【０１３６】
＜電荷発生領域に用いることができる材料＞
第１の電荷発生領域１１０４ｃ、及び第２の電荷発生領域は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層とアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、第１の電荷発生領域を陰極側に設ける積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が陰極１１０２と接する構造となり、第２の電荷発生領域を陽極側に設ける積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が陽極１１０１と接する構造となる。
【０１３７】
なお、電荷発生領域において、正孔輸送性の高い物質に対して質量比で、０．１以上４．０以下の比率でアクセプター性物質を添加することが好ましい。
【０１３８】
電荷発生領域に用いるアクセプター性物質としては、遷移金属酸化物や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、酸化モリブデンが特に好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している。
【０１３９】
また、電荷発生領域に用いる正孔輸送性の高い物質としては、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、種々の有機化合物を用いることができる。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。
【０１４０】
＜電子リレー層に用いることができる材料＞
電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいてアクセプター性物質がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。従って、電子リレー層１１０４ｂは、電子輸送性の高い物質を含む層であり、またそのＬＵＭＯ準位は、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおけるアクセプター性物質のアクセプター準位と、発光物質を含む有機層１１０３のＬＵＭＯ準位との間に位置する。具体的には、およそ−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするのが好ましい。
【０１４１】
電子リレー層１１０４ｂに用いる物質としては、例えば、ペリレン誘導体や、含窒素縮合芳香族化合物が挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定な化合物であるため電子リレー層１１０４ｂに用いる物質として好ましい。さらに、含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ基などの電子吸引基を有する化合物を用いることにより、電子リレー層１１０４ｂにおける電子の受け取りがさらに容易になるため、好ましい。
【０１４２】
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’−ジオクチルー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’−ジヘキシルー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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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）等を電子リレー層１１０４ｂに用いることができる。
【０１４５】
＜電子注入バッファーに用いることができる材料＞
電子注入バッファー１１０４ａは、第１の電荷発生領域１１０４ｃから発光物質を含む有機層１１０３への電子の注入を容易にする層である。電子注入バッファー１１０４ａを第１の電荷発生領域１１０４ｃと発光物質を含む有機層１１０３の間に設けることにより、両者の注入障壁を緩和することができる。
【０１４６】
電子注入バッファー１１０４ａ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。
【０１４７】
また、電子注入バッファー１１０４ａ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、先に説明した発光物質を含む有機層１１０３の一部に形成することができる電子輸送層の材料と同様の材料を用いて形成することができる。
【０１４８】
以上のような材料を組み合わせることにより、本実施の形態に示す発光素子を作製することができる。この発光素子からは、上述した発光物質からの発光が得られ、その発光色は発光物質の種類を変えることにより選択できる。また、発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、発光スペクトルの幅を拡げて、例えば白色発光を得ることもできる。なお、白色発光を得る場合には、互いに補色となる発光色を呈する発光物質を用いればよく、例えば補色となる発光色を呈する異なる層を備える構成等を用いることができる。具体的な補色の関係としては、例えば青色と黄色、あるいは青緑色と赤色等が挙げられる。
【０１４９】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１００ 発光体
１１１ 端子
１１２ 端子
１２０ 外装
１６０ 光学部材
１６０ａ 半球状の構造
１７０ 封止部材
１７１ シール材
１７５ 乾燥剤
１８０ 発光素子
１８１ 電極
１８２ 電極
１８３ 発光物質を含む層
１８４ 隔壁
１９１ 端子
１９２ 端子
２００ 装着部
２１０ａ 心材
２１０ｂ 導電体
２１１ 接点
２１２ 接点
２２０ 磁石
２２１ 遮光部材
２２３ 弾性体
２３０ 筐体
２３１ 切り欠き部
２３２ 切り欠き部
２４０ａ スペーサ
２４０ｂ スペーサ
２４０ｃ スペーサ
２５０ 照明装置
２６０ 駆動回路
２６１ 開閉器
１１０１ 陽極
１１０２ 陰極
１１０３ 有機層
１１０３ａ 有機層
１１０３ｂ 有機層
１１０４ 中間層
１１０４ａ 電子注入バッファー
１１０４ｂ 電子リレー層
１１０４ｃ 電荷発生領域
２１０１ 電極
２１０１ｂ 電極
２１０２ 電極
２１０２ｂ 電極
２１０３ 発光性の有機化合物を含む層
２１０３ｂ 発光性の有機化合物を含む層
２１４０ 隔壁
２１４０ｂ 隔壁
２１５０ 低屈折率の部材
２１５１ 半球状の構造
２１５２ 構造
２１５３ 支持体
２１６０ 接合層
２１６５ 発光面
２１７０ 発光素子
２１７０ｂ 発光素子
２１７１ 外形
２１８０ 小発光体
２１８０ｂ 小発光体
２１９０ 発光体
２３５０ 低屈折率の部材
２３５１ 半球状の構造
２３６０ 接合層
２３７０ 発光素子
２３８０ 小発光体
２３９０ 発光体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材と、
封止部材と、
第１の端子と、
第２の端子と、
前記光学部材又は前記封止部材に固定された磁性部材と、
前記光学部材と前記封止部材の間に封止された発光素子と、を有する発光体と、
磁石と、
第１の接点と、
第２の接点と、を有する装着部と、を備え、
前記発光体の前記発光素子は、
第１の電極と、
前記第１の電極に重畳する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に発光物質を含む層を備え、
前記第１の電極又は前記第２の電極は前記発光物質を含む層が発する光を透過し、
前記第１の電極と前記発光体の前記第１の端子は電気的に接続され、
前記第２の電極と前記発光体の前記第２の端子は電気的に接続され、
前記装着部の磁石が前記発光体の前記磁性部材を引き寄せ、
前記発光体の前記第１の端子が前記装着部の前記第１の接点に接し、
前記発光体の前記第２の端子が前記装着部の前記第２の接点に接して、
前記発光体が前記装着部に脱着可能に固定される照明装置。
【請求項２】
前記発光体と前記装着部の前記第１の接点又は前記第２の接点の接触により、第１の接点又は第２の接点の高さが可変である請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記装着部が発光体の位置を決めるスペーサを有し、
前記スペーサが、
磁石と発光体が接することがなく、磁石と磁性部材との距離が１０ｍｍ以下となる高さである請求項１又は請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
前記装着部が、
前記発光体の磁性部材に向かって前記磁石が摺動する摺動機構と、
前記発光体の磁性部材から磁石を遠ざける弾性体と、
前記第１の接点と前記第２の接点に電力を供給する開閉器と、を有し
前記開閉器は前記摺動機構に連結し、
前記磁性部材の接近に伴い、前記磁石は前記弾性体の応力に反して、前記磁性部材に向かって摺動し、
前記開閉器はオン状態となり第１の接点と第２の接点を介して前記発光体に電力を供給する請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の照明装置。
【請求項５】
前記封止部材が磁性部材を兼ねる請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の照明装置。
【請求項１】
光学部材と、
封止部材と、
第１の端子と、
第２の端子と、
前記光学部材又は前記封止部材に固定された磁性部材と、
前記光学部材と前記封止部材の間に封止された発光素子と、を有する発光体と、
磁石と、
第１の接点と、
第２の接点と、を有する装着部と、を備え、
前記発光体の前記発光素子は、
第１の電極と、
前記第１の電極に重畳する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に発光物質を含む層を備え、
前記第１の電極又は前記第２の電極は前記発光物質を含む層が発する光を透過し、
前記第１の電極と前記発光体の前記第１の端子は電気的に接続され、
前記第２の電極と前記発光体の前記第２の端子は電気的に接続され、
前記装着部の磁石が前記発光体の前記磁性部材を引き寄せ、
前記発光体の前記第１の端子が前記装着部の前記第１の接点に接し、
前記発光体の前記第２の端子が前記装着部の前記第２の接点に接して、
前記発光体が前記装着部に脱着可能に固定される照明装置。
【請求項２】
前記発光体と前記装着部の前記第１の接点又は前記第２の接点の接触により、第１の接点又は第２の接点の高さが可変である請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記装着部が発光体の位置を決めるスペーサを有し、
前記スペーサが、
磁石と発光体が接することがなく、磁石と磁性部材との距離が１０ｍｍ以下となる高さである請求項１又は請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
前記装着部が、
前記発光体の磁性部材に向かって前記磁石が摺動する摺動機構と、
前記発光体の磁性部材から磁石を遠ざける弾性体と、
前記第１の接点と前記第２の接点に電力を供給する開閉器と、を有し
前記開閉器は前記摺動機構に連結し、
前記磁性部材の接近に伴い、前記磁石は前記弾性体の応力に反して、前記磁性部材に向かって摺動し、
前記開閉器はオン状態となり第１の接点と第２の接点を介して前記発光体に電力を供給する請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の照明装置。
【請求項５】
前記封止部材が磁性部材を兼ねる請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１１４０８４（Ｐ２０１２−１１４０８４Ａ）
【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２０１１−２４１９７１（Ｐ２０１１−２４１９７１）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【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４日（２０１１．１１．４）
【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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