照明装置
【課題】エレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置の軽量化を図る。また、エレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置の高信頼性化を図る。
【解決手段】エレクトロルミネセンス（ＥＬ）層を含む発光素子を有する照明装置において、発光素子の光放射面及び上面を覆って、ＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有する有機樹脂を用いた筐体を設ける。また発光素子が設けられる筐体の内部の内壁及び発光素子の上面を覆う無機絶縁膜を設けることが好ましい。
【解決手段】エレクトロルミネセンス（ＥＬ）層を含む発光素子を有する照明装置において、発光素子の光放射面及び上面を覆って、ＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有する有機樹脂を用いた筐体を設ける。また発光素子が設けられる筐体の内部の内壁及び発光素子の上面を覆う無機絶縁膜を設けることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、エレクトロルミネセンスを発現する発光部材を含む照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白熱電球や蛍光灯よりも発光効率が高いという試算から、次世代の照明器具としてエレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置が注目されている。エレクトロルミネセンス材料は蒸着法や塗布法などの製法により厚さ１μｍ以下の薄膜で形成可能であり、照明装置として形態にも工夫が施されている。例えば、エレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置を大面積化しても輝度を均一に保つことができる照明装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３２７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一形態はエレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置の軽量化を図ることを目的の一とする。また、本発明の一形態はエレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置の高信頼性化を図ることを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
エレクトロルミネセンス（ＥＬ）層を含む発光素子を有する照明装置において、発光素子の光放射面及び上面を覆って、ＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有する有機樹脂を用いた筐体を設ける。
【０００６】
本発明の一形態は、第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、発光素子の光放射面及び上面を覆って、ＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有する透光性の有機樹脂を用いた筐体とが設けられ、第１電極と第２電極において発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有する。なお、本明細書において透光性とは、少なくとも可視光の波長領域の光に対して光を透過する性質を指す。
【０００７】
本発明の他の一形態は、第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、発光素子の光放射面を覆う第１筐体と、発光素子の上面を覆う第２筐体とを有し、第１電極と第２電極において発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有し、第１筐体及び第２筐体はＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有し、第１筐体及び第２筐体は発光素子を封止するように接着される。
【０００８】
発光素子を覆ってが設けられる筐体に用いられる有機樹脂の屈折率は、１．７以上１．８以下が好ましい。ＥＬ層を覆う筐体にＥＬ層と同じ、又はそれ以上の屈折率の有機樹脂を用いると、発光素子と筐体との界面におけるＥＬ層から放射される光の反射を軽減することができる。
【０００９】
また発光素子を覆ってが設けられる筐体の内部の内壁及び発光素子の上面を覆う無機絶縁膜を設けることが好ましい。また、発光素子の光放射面と筐体との間にも無機絶縁膜を設ける構成としてもよい。無機絶縁膜は、外部からの水等の汚染物質から保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜としては窒化膜、及び窒化酸化膜の単層又は積層を用いることができる。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、照明装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【００１０】
発光素子の放射面の形状は、四角形のような多角形のほか、円形であってもよく、該放射面を覆う筐体（第１筐体）の形状も該放射面の形状に対応させればよい。
【００１１】
また、ＥＬ層は中間層を介して２層以上設けられる構成としてもよい。発光色の異なるＥＬ層を複数積層することで放射される光の色を調節することができる。また、同色であっても複数層設けることで電力効率を向上させる効果を奏する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様である照明装置は、ＥＬ層を覆う筐体に有機樹脂を用いるため軽量化を実現することができる。また、筐体にＥＬ層と同じ、又はそれ以上の屈折率の有機樹脂を用いるため、発光素子と筐体との界面におけるＥＬ層から放射される光の反射を軽減することができる。また、本発明の一態様である照明装置は、素子劣化しにくい構造を有するので長寿命な照明装置を提供することができる。よって、本発明の一態様である照明装置は、高信頼性化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】照明装置を説明する断面図。
【図２】照明装置を説明する断面図。
【図３】照明装置を説明する断面図。
【図４】照明装置を説明する断面図。
【図５】照明装置を説明する断面図。
【図６】照明装置を説明する断面図。
【図７】照明装置に適用できる発光素子の例を説明する図。
【図８】照明装置の使用形態の一例を説明する図。
【図９】照明装置の使用形態の一例を説明する図。
【図１０】照明装置を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の照明装置の一形態について図１乃至図６を用いて説明する。
【００１６】
図１乃至図６は照明装置の断面図であり、図４及び図５は照明装置の作製方法を示す。
【００１７】
図１に示す照明装置は、ＥＬ層１０６を含む発光素子１３２の光放射面及び上面を覆って、ＥＬ層１０６の屈折率以上の屈折率を有する有機樹脂を用いた筐体（第１筐体１００及び第２筐体１３４）を設ける構成である。
【００１８】
発光素子１３２は、第１電極１０４、ＥＬ層１０６、及び第２電極１０８を含み、ＥＬ層１０６からの光は第１電極１０４及び第１筐体１００を通過して外部へ放射されるため、第１電極１０４側が光放射面となる。よって第１電極１０４及び第１筐体１００は少なくともＥＬ層１０６からの光を透過する透光性を有する。
【００１９】
発光素子１３２を覆って設けられる第１筐体１００及び第２筐体１３４に用いられる有機樹脂の屈折率は、１．７以上１．８以下が好ましい。ＥＬ層を覆う筐体にＥＬ層１０６と同じ、又はそれ以上の屈折率の有機樹脂を用いると、発光素子１３２と第１筐体１００との界面における光の反射を軽減することができる。
【００２０】
また、図２のように発光素子１３２の光放射面を覆って設けられる筐体（第１筐体）において発光素子１３２と反対側（の表面）にマイクロレンズアレイのような複数の凹凸を有する形状としてもよい。複数の凹凸を有する形状とすることで、筐体の外部への取り出し効率を向上させることができる。
【００２１】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いた発光素子と比較し、発熱が小さい有機ＥＬ層を用いた発光素子は、筐体として有機樹脂を用いることができるため、照明装置として軽量化が可能となる。
【００２２】
また、図１のように発光素子の光放射面及び上面を覆う筐体として２つの筐体を接着して用いる場合、第１筐体１００及び第２筐体１３４には、同じ有機樹脂を用いる。第１筐体１００及び第２筐体１３４に同じ有機樹脂を用い、第１筐体１００及び第２筐体１３４を接着して筐体を形成すると、熱歪みや物理的衝撃による形状不良を生じにくい。よって、作製時及び使用時における照明装置の破損を軽減することができる。
【００２３】
第１筐体１００及び第２筐体１３４に熱可塑性の有機樹脂を用いる場合、熱圧着処理によって接着することができる。また、第１筐体１００及び第２筐体１３４の間に接着層を設けて接着してもよい。接着層としては、可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いることができる。接着層を用いる場合、接着層も第１筐体１００及び第２筐体１３４と同じ有機樹脂材料を用いると前述のように破損耐性が高まるため好ましい。
【００２４】
また発光素子１３２を覆って設けられる筐体（特に第２筐体１３４）の内部の内壁及び発光素子１３２の上面を覆う無機絶縁膜１１０を設けることが好ましい。また、図３に示すように発光素子１３２の光放射面と第１筐体１００との間にも無機絶縁膜１０２を設ける構成としてもよい。無機絶縁膜１０２、１１０は、外部からの水等の汚染物質から保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、照明装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【００２５】
無機絶縁膜１０２、１１０としては窒化膜、及び窒化酸化膜の単層又は積層を用いることができる。具体的には、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウムなどを用いて、材料に合わせて化学気相成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法、スパッタリング法等により形成することができる。好ましくは、窒化珪素を用いてＣＶＤ法により形成するとよい。無機絶縁膜１０２、１１０の膜厚は１００ｎｍ以上１μｍ以下程度とすればよい。
【００２６】
また、無機絶縁膜１０２、１１０として、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜、窒素含有炭素膜、硫化亜鉛及び酸化珪素を含む膜（ＺｎＳ・ＳｉＯ２膜）を用いてもよい。
【００２７】
発光素子１３２の放射面の形状は、四角形のような多角形のほか、円形であってもよく、該放射面を覆う筐体（第１筐体１００）の形状も該放射面の形状に対応させればよい。
【００２８】
第１筐体１００に用いる材料の具体例としては、有機樹脂（プラスチック）を用いることができる。プラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなる材料が挙げられる。
【００２９】
また、第１筐体１００の大きさとしては、照明装置の用途によって適宜設定することが可能である。例えば、直径１０ｃｍ乃至１４ｃｍ、好ましくは直径１２ｃｍの円盤形状、５インチ角の正方形などとすればよい。
【００３０】
また、照明装置には、外部電源と接続する接続部材１５０（口金ともいう）が設けられている。
【００３１】
接続部材１５０は、発光素子１３２上方、第２筐体１３４に設けられた開口に配置されている。よって、接続部材１５０が配置される第２筐体１３４の開口付近は密着性及び密閉性を高めるために無機絶縁膜１１０が除去されている。
【００３２】
接続部材１５０は、制御回路１５２、第１接続配線１５６、第２接続配線１５４、第１取り出し配線１６０、第２取り出し配線１５８を有しており、接続部材１５０は直径１０ｍｍ〜４０ｍｍ、代表的には２５ｍｍ程度のものを用いればよい。
【００３３】
接続部材１５０は第２筐体１３４の開口にはめ込むように配置する。接続部材１５０は第２筐体１３４へねじ込むように取り付けてもよく、第２筐体１３４と接続部材１５０の接する部位を固定する器具を設け、固定強度を高めてもよい。封止及び密閉効果を高めるために、図６（Ａ）のように第２筐体１３４の開口付近を粗面化する処理を行い、凹凸形状１３９を設ける構成としてもよい。また、図６（Ｂ）のように、接続部材１５０の絶縁部材１３８を、第２筐体１３４の開口を蓋するように覆う構成とし、密閉及び密着度を向上させてもよい。
【００３４】
発光素子１３２の第１電極１０４は、導電層１２０ａ、第１接続配線１５６、制御回路１５２を介して第１取り出し配線１６０と電気的に接続し、発光素子１３２の第２電極１０８は、導電層１２０ｂ、第２接続配線１５４、制御回路１５２を介して第２取り出し配線１５８が電気的に接続する。接続部材１５０を外部電源に接続することで、外部電源より電力の供給を受けることができ、照明装置を点灯させることができる。なお、導電層１２０ａ、１２０ｂは無機絶縁膜１１０に設けられた第１電極１０４、又は第２電極１０８に達する開口に形成される。
【００３５】
制御回路１５２は、一例として、外部電源から供給される電源電圧を元に、発光素子１３２を一定の輝度で点灯させるための機能を有する回路である。例えば、外部電源から供給される交流電圧１００Ｖ（１１０Ｖ）を、制御回路１５２のコンバータによって直流電圧（ＤＣ）５〜１０Ｖに変換する。
【００３６】
制御回路１５２は、一例として、整流平滑回路、定電圧回路、定電流回路を有する。整流平滑回路は、外部の交流電源より供給される交流電圧を直流電圧にするための回路である。整流平滑回路は、一例として、ダイオードブリッジ回路、平滑容量等を組み合わせて構成すればよい。定電圧回路は、整流平滑回路から出力されるリップルを含んだ直流電圧を、安定化した定電圧の信号として出力する回路である。定電圧回路は、スイッチングレギュレータ、またはシリーズレギュレータ等を用いて構成すればよい。定電流回路は、定電圧回路の電圧に応じて定電流を発光素子１３２に出力する回路である。定電流回路は、トランジスタ等を用いて構成すればよい。なお、ここでは外部の電源として商用交流電源を想定し、整流平滑回路を設ける構成を示したが、外部の電源が直流電源の場合、整流平滑回路を設けなくてもよい。また、制御回路１５２には、必要に応じて、輝度を調整するための回路、サージ対策として保護回路等を設けてもよい。
【００３７】
図１では接続部材１５０と発光素子１３２との接続部に、導電層１２０ａ、１２０ｂによるバンプ接続を用いる例を示すが、接続部材１５０と発光素子１３２の接続部との電気的接続ができる方法及び構成ならばこれに限定されない。例えば、接続部材１５０と発光素子１３２の接続部に、異方性導電膜を用いてもよいし、用いる導電膜をはんだ接続が可能な材料で形成し、はんだを用いて接続してもよい。導電層１２０ａと第１接続配線１５６、導電層１２０ｂと第２接続配線１５４とは異方性導電膜やはんだにより接続及び固定することができる。また、固定のための樹脂を接続部の周りに設けてもよい。
【００３８】
また、接続部材１５０は、発光素子１３２と電気的接続ができる接続配線及び外部電源より電力を供給できる取り出し配線を有していれば様々な形状を用いることができる。
【００３９】
図４及び図５を用いて照明装置の作製方法を説明する。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように筐体となる有機樹脂１２２を用意する。次に図４（Ｂ）に示すように有機樹脂１２２を形状の型となる支持体１２３を用いて凹凸形状を有する第１筐体１２１を形成する。有機樹脂１２２の形状は、有機樹脂１２２の特性に応じて加熱処理や光照射処理を行って加工することができる。例えば、有機樹脂１２２に熱可塑性の有機樹脂を用い、加熱処理を行いながら支持体１２３に押圧して支持体１２３の形状を反映するように変形し、その後冷却して硬化を行う。
【００４１】
第１筐体１２１上に第１電極１０４、補助配線１２４、絶縁層１３５、ＥＬ層１０６、第２電極１０８、端子１３６を含む発光素子１３２を形成する。
【００４２】
図４（Ｃ）に示すように、補助配線を用いて発光素子の電極と外部の電極とを電気的に接続させてもよい。照明装置において外部電源との接続部を設ける構成は、種々選択することができ、本実施の形態に限定されない。図４及び図５に示す照明装置では、第１電極１０４と電気的に接続する補助配線１２４を設ける例である。補助配線１２４は絶縁層１３５によって覆われている。第１電極１０４と補助配線１２４は、補助配線１２４と電気的に接続する端子１３６によって導電層１２０ａを介して外部電源の第１接続配線１５６と電気的に接続する。
【００４３】
補助配線１２４は、導電性材料を用いればよく例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）から選ばれた材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。また、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの導電性材料を用いてもよい。
【００４４】
図４（Ｄ）に示すように、発光素子１３２を覆うように、第１筐体１２１と第２筐体１３４を接着する。
【００４５】
次に、第２筐体１３４の開口より内部へ、電源１２９と接続する電極１２６を差し込んで配置し、成膜ガスをガス供給源１２８よりバルブ１２７を開放して筐体内部へ供給し、第２筐体１３４の内壁及び発光素子１３２上面を覆う無機絶縁膜１１０を形成する（図５（Ａ）参照。）。この時、接続部材１５０が配置される第２筐体１３４の開口付近はマスク１３７を設け、無機絶縁膜１１０が形成されないようにする。このように無機絶縁膜１１０を形成すると、無機絶縁膜１１０は第２筐体１３４及び発光素子１３２上面を連続的に覆う膜とすることができ、発光素子１３２への汚染物質を遮断する保護膜として効果的である。
【００４６】
図５（Ｂ）に示すように、第２筐体１３４の開口に接続部材１５０を配置し、発光素子１３２の第１電極１０４と第１接続配線１５６とを導電層１２０ａを介して電気的に接続し、第２電極１０８と第２接続配線１５４とを導電層１２０ｂを介して電気的に接続する。以上の工程で照明装置を作製することができる。
【００４７】
発光素子１３２を覆って設けられている第１筐体１００及び第２筐体１３４の間の空間に乾燥剤となる吸水物質を設けてもよい。吸水物質は粉状など固体の状態で配置してもよいし、スパッタ法などの成膜法によって吸水物質を含む膜の状態で無機絶縁膜１１０及び発光素子１３２上に設けられてもよい。
【００４８】
本実施の形態の照明装置は、ＥＬ層を覆う筐体に有機樹脂を用いるため軽量化を実現することができる。また、筐体にＥＬ層と同じ、又はそれ以上の屈折率の有機樹脂を用いるため、発光素子と筐体との界面におけるＥＬ層から放射される光の反射を軽減することができる。また、素子劣化しにくい構造を有するので長寿命な照明装置を提供することができる。よって、本発明の一態様である照明装置は、高信頼性化を実現することができる。
【００４９】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００５０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１において、補助配線の構成が異なる照明装置の例を図１０に示す。従って、他は実施の形態１と同様に行うことができ、実施の形態１と同一部分又は同様な機能を有する部分、及び工程の繰り返しの説明は省略する。
【００５１】
本実施の形態では、図１０に示すように、補助配線１２４を第１筐体１７０に設けられた凹部（溝部）に配置する。
【００５２】
第１筐体１７０の凹部は、型となる支持体を用いて凹凸を有する形状になるように有機樹脂を加工する際、同時に形成することができる。勿論、別工程においてエッチングにより第１筐体１７０に凹部を形成してもよい。
【００５３】
凹部を有する第１筐体１７０上に無機絶縁膜１０２を形成し、第１筐体１７０の凹部を埋めるように無機絶縁膜１０２上に補助配線１２４及び端子１３６を形成する。
【００５４】
補助配線１２４としては実施の形態１で示したような導電材料を用いることができる。補助配線１２４及び端子１３６はスパッタ法、蒸着法、塗布法などを用いて導電膜を形成し、該導電膜を選択的に除去することによって形成することができる。
【００５５】
また、インクジェット法、印刷法などを用いて補助配線１２４及び端子１３６を選択的に形成してもよい。例えば、印刷法を用いて補助配線１２４及び端子１３６を形成する場合には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電体粒子を有機樹脂に溶解または分散させた導電性のペーストを選択的に印刷することによって設けることができる。導電体粒子としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）およびチタン（Ｔｉ）等のいずれか一つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微粒子を用いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また、導電層の形成の際は、導電性のペーストを押し出した後に焼成することが好ましい。また、はんだや鉛フリーのはんだを主成分とする微粒子を用いてもよい。なお、上記導電性のペーストは発光素子１３２と接続部材１５０とを電気的に接続する導電層１２０ａ、１２０ｂにも用いることができる。
【００５６】
補助配線１２４及び端子１３６と接するように第１電極１０４を形成し、第１電極１０４上にＥＬ層１０６、第２電極１０８を積層して発光素子１３２を形成する。なお、本実施の形態では、端子１３６は第１電極１０４を介して導電層１２０ａと電気的に接続する例を示すが、端子１３６上の第１電極１０４を選択的に除去して端子１３６を露出させ、導電層１２０ａと直接接する構成として電気的に接続させてもよい。
【００５７】
補助配線１２４を第１筐体１７０に設けられた凹部に作ることによって、補助配線１２４の膜厚を厚くすることができるため、補助配線１２４の抵抗を低く保ちながら、補助配線１２４の幅をより狭くできる。また反射性の補助配線１２４を設けることで、発光素子１３２より放射された光を散乱することができるので、光取り出し効率を向上する効果が得られる。よって、本実施の形態の照明装置は、低消費電力化で、かつ光取り出し効率が高い照明装置とすることができる。
【００５８】
本実施の形態の照明装置は、ＥＬ層を覆う筐体に有機樹脂を用いるため軽量化を実現することができる。また、筐体にＥＬ層と同じ、又はそれ以上の屈折率の有機樹脂を用いるため、発光素子と筐体との界面におけるＥＬ層から放射される光の反射を軽減することができる。また、素子劣化しにくい構造を有するので長寿命な照明装置を提供することができる。よって、本発明の一態様である照明装置は、高信頼性化を実現することができる。
【００５９】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００６０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である照明装置に用いる発光素子の構造の一例について説明する。
【００６１】
図７（Ａ）に示す発光素子は、第１電極１０４と、第１電極１０４上にＥＬ層１０６と、ＥＬ層１０６上に、第２電極１０８を有する。
【００６２】
ＥＬ層１０６は、少なくとも発光性の有機化合物を含む発光層が含まれていれば良い。そのほか、電子輸送性の高い物質を含む層、正孔輸送性の高い物質を含む層、電子注入性の高い物質を含む層、正孔注入性の高い物質を含む層、バイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）を含む層等を適宜組み合わせた積層構造を構成することができる。本実施の形態において、ＥＬ層１０６は、第１電極１０４側から、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、及び電子注入層７０５の順で積層されている。また、本実施の形態において、ＥＬ層１０６の屈折率は、１．７以上である。
【００６３】
図７（Ａ）に示す発光素子の作製方法について説明する。
【００６４】
まず、第１電極１０４を形成する。第１電極１０４は、ＥＬ層から見て、光の取り出し方向に設けられるため、透光性を有する材料を用いて形成する。
【００６５】
透光性を有する材料としては、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯともいう）、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、グラフェンなどを用いることができる。
【００６６】
また、第１電極１０４として、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又はチタン等の金属材料を用いることができる。または、それら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いてもよい。なお、金属材料（又はその窒化物）を用いる場合、透光性を有する程度に薄くすればよい。
【００６７】
次に、第１電極１０４上に、ＥＬ層１０６を形成する。本実施の形態において、ＥＬ層１０６は、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入層７０５を有する。
【００６８】
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。
【００６９】
また、低分子の有機化合物である４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
【００７０】
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。
【００７１】
特に、正孔注入層７０１として、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることが好ましい。正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることにより、第１電極１０４からの正孔注入性を良好にし、発光素子の駆動電圧を低減することができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。該複合材料を用いて正孔注入層７０１を形成することにより、第１電極１０４からＥＬ層１０６への正孔注入が容易となる。
【００７２】
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。
【００７３】
複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ又はα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）等の芳香族アミン化合物や、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘導体を用いることができる。
【００７４】
また、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン等の芳香族炭化水素化合物を用いることができる。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
発光層７０３に用いることができる蛍光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）］−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）などが挙げられる。
【００８３】
また、発光層７０３に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）−５−メチルピラジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛２−（４−メトキシフェニル）−３，５−ジメチルピラジナト｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｍｏｐｐｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、（ジピバロイルメタナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）等の有機金属錯体が挙げられる。また、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。
【００８４】
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。
【００８５】
ホスト材料としては、具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素環化合物や、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、ＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＴＰＤ、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物などを用いることができる。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
また、発光層７０３として高分子化合物を用いることができる。具体的には、青色系の発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）（略称：ＰＦＯ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＤＭＯＰ）、ポリ｛（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−［Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｐ−ブチルフェニル）−１，４−ジアミノベンゼン］｝（略称：ＴＡＢ−ＰＦＨ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（略称：ＰＰＶ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−ｃｏ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル）］（略称：ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−ｃｏ−（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレン）］などが挙げられる。また、橙色〜赤色系の発光材料として、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（３−ブチルチオフェン−２，５−ジイル）（略称：Ｒ４−ＰＡＴ）、ポリ｛［９，９−ジヘキシル−２，７−ビス（１−シアノビニレン）フルオレニレン］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝、ポリ｛［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−ビス（１−シアノビニレンフェニレン）］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝（略称：ＣＮ−ＰＰＶ−ＤＰＤ）などが挙げられる。
【００８９】
なお、発光層を２層以上の積層構造としても良い。発光層を２層以上の積層構造とし、各々の発光層に用いる発光物質の種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもできる。特に、高輝度が必要とされる照明用途には、発光層を積層させた構造が好適である。
【００９０】
電子輸送層７０４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
ＥＬ層は、図７（Ｂ）に示すように、第１電極１０４と第２電極１０８との間に複数積層されていても良い。この場合、積層された第１ＥＬ層８００と第２ＥＬ層８０１との間には、電荷発生層８０３を設けることが好ましい。電荷発生層８０３は上述の複合材料で形成することができる。また、電荷発生層８０３は複合材料からなる層と他の材料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子供与性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いることができる。このような構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方のＥＬ層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。この構造は上述のＥＬ層の構造と組み合わせて用いることができる。
【００９４】
図７（Ｂ）に示すように積層されるＥＬ層の間に電荷発生層８０３を配置すると、電流密度を低く保ったまま、高輝度でありながら長寿命な素子とできる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。
【００９５】
また、ＥＬ層が２層積層された構成を有する積層型素子の場合において、第１ＥＬ層から得られる発光の発光色と第２ＥＬ層から得られる発光の発光色を補色の関係にすることによって、白色発光を外部に取り出すことができる。なお、第１ＥＬ層および第２ＥＬ層のそれぞれが補色の関係にある複数の発光層を有する構成としても、白色発光が得られる。補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。青色、黄色、青緑色、赤色に発光する物質としては、例えば、先に列挙した発光物質の中から適宜選択すればよい。
【００９６】
以下に、複数のＥＬ層が積層する構成を有する発光素子の一例を示す。まず第１ＥＬ層および第２ＥＬ層のそれぞれが補色の関係にある複数の発光層を有し、白色発光が得られる構成の一例を示す。
【００９７】
例えば、第１ＥＬ層は、青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第１発光層と、黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第２発光層とを有し、第２ＥＬ層は、青緑色〜緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第３発光層と、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第４発光層とを有するものとする。
【００９８】
この場合、第１ＥＬ層からの発光は、第１発光層および第２発光層の両方からの発光を合わせたものであるので、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第１ＥＬ層は２波長型の白色または白色に近い色の発光を呈する。
【００９９】
また、第２ＥＬ層からの発光は、第３発光層および第４発光層の両方からの発光を合わせたものであるので、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第２ＥＬ層は、第１ＥＬ層とは異なる２波長型の白色または白色に近い色の発光を呈する。
【０１００】
したがって、第１ＥＬ層からの発光および第２ＥＬ層からの発光を重ね合わせることにより、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域をカバーする白色発光を得ることができる。
【０１０１】
また、黄色〜橙色の波長領域（５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満）は、視感度の高い波長領域であるため、発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にある発光層を有するＥＬ層を発光層に適用することは有用である。例えば、発光スペクトルのピークが青色の波長領域にある発光層を有する第１ＥＬ層と、発光スペクトルのピークが黄色の波長領域にある発光層を有する第２ＥＬ層と、発光スペクトルのピークが赤色の波長領域にある発光層を有する第３ＥＬ層と、を積層させた構成を適用することができる。
【０１０２】
また、黄色〜橙色を呈するＥＬ層を２層以上積層する構成としてもよい。黄色〜橙色を呈するＥＬ層を２層以上積層することによって発光素子の電力効率をより向上させることができる。
【０１０３】
例えば、ＥＬ層を３層積層させた発光素子を構成する場合において、発光スペクトルのピークが青色の波長領域（４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満）にある発光層を有する第１ＥＬ層に、発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にある発光層をそれぞれ有する第２、第３ＥＬ層を積層する構成を適用することができる。なお、第２ＥＬ層及び第３ＥＬ層からの発光スペクトルのピークの波長は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【０１０４】
発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にあるＥＬ層を用いることにより、視感度の高い波長領域を利用することができ、電力効率を高めることができる。これによって、発光素子全体の電力効率を高めることができる。このような構成は、例えば緑色の発光色を呈するＥＬ層と赤色の発光色を呈するＥＬ層とを積層して黄色〜橙色の発光を呈する発光素子を得る場合と比較して視感度の観点で有利であり、電力効率を高められる。また、黄色〜橙色の波長領域にある視感度の高い波長領域を利用したＥＬ層が１層のみの場合と比較して、視感度の低い青色の波長領域の発光強度が相対的に小さくなるため、発光色は電球色（あるいは温白色）に近づき、かつ電力効率が向上する。
【０１０５】
つまり、上記において、黄色〜橙色の波長領域にピークを有し、かつ、ピークの波長が５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満にある光と、青色の波長領域にピークを有する光と、を合成した光の色（つまり、発光素子から発光される光の色）とすることで、温白色や電球色のような自然な光の色を実現することができる。特に電球色を実現が容易である。
【０１０６】
黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、例えばピラジン誘導体を配位子とする有機金属錯体を用いることができる。また、発光性の物質（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させることにより、発光層を構成することもできる。上記黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、燐光性化合物を用いることができる。燐光性化合物を用いることにより、蛍光性化合物を用いた場合と比べて電力効率を３〜４倍高めることができる。上述したピラジン誘導体を配位子とする有機金属錯体は燐光性化合物であり、発光効率が高い上に、黄色〜橙色の波長領域の発光を得やすく、好適である。
【０１０７】
また、青色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、例えばピレンジアミン誘導体を用いることができる。上記青色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、蛍光性化合物を用いることができる。蛍光性化合物を用いることにより、燐光性化合物を用いた場合と比べて長寿命の発光素子を得ることができる。上述したピレンジアミン誘導体は蛍光性化合物であり、極めて高い量子収率が得られる上に、長寿命であるため、好適である。
【０１０８】
ＥＬ層は、図７（Ｃ）に示すように、第１電極１０４と第２電極１０８との間に、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入バッファー層７０６、電子リレー層７０７、及び第２電極１０８と接する複合材料層７０８を有していても良い。
【０１０９】
第２電極１０８と接する複合材料層７０８を設けることで、特にスパッタリング法を用いて第２電極１０８を形成する際に、ＥＬ層１０６が受けるダメージを低減することができるため、好ましい。複合材料層７０８は、前述の、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
電子リレー層７０７に含まれる金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としては、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることが好ましい。金属−酸素の二重結合はアクセプター性（電子を受容しやすい性質）を有するため、電子の移動（授受）がより容易になる。また、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体は安定であると考えられる。したがって、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることにより発光素子を低電圧でより安定に駆動することが可能になる。
【０１１９】
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。
【０１２０】
なお、上述したフタロシアニン系材料としては、フェノキシ基を有するものが好ましい。具体的にはＰｈＯ−ＶＯＰｃのような、フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体が好ましい。フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体は、溶媒に可溶である。そのため、発光素子を形成する上で扱いやすいという利点を有する。また、溶媒に可溶であるため、成膜に用いる装置のメンテナンスが容易になるという利点を有する。
【０１２１】
電子リレー層７０７はさらにドナー性物質を含んでいても良い。ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウムなどの酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウムなどの炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、又は希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセンなどの有機化合物を用いることができる。電子リレー層７０７にこれらドナー性物質を含ませることによって、電子の移動が容易となり、発光素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
【０１２２】
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。
【０１２３】
ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：Ｈｅｘ ＰＴＣ）等が挙げられる。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
そして、ＥＬ層１０６上に、第２電極１０８を形成する。
【０１２９】
第２電極１０８は、光の取り出し方向と反対側に設けられ、反射性を有する材料を用いて形成される。反射性を有する材料としては、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料を用いることができる。そのほか、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金などのアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）や銀と銅の合金などの銀を含む合金を用いることもできる。銀と銅の合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜、又は金属酸化物膜を積層することでアルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。上述の材料は、地殻における存在量が多く安価であるため、発光素子の作製コストを低減することができ、好ましい。
【０１３０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１３１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、照明装置の応用例を示す。
【０１３２】
図８は、本発明の一態様である照明装置を室内の照明装置として用いた一例を示している。本発明の一態様である照明装置は、天井用照明装置８２０２としてのみならず、壁用照明装置８２０４としても用いることが可能である。また、当該照明装置は、卓上照明装置８２０６としても用いることが可能である。また本発明の一態様である照明装置は、面光源の光源を有するため、点光源の光源を用いた場合に比べ、光反射板等の部材を削減することができ、または熱の発生が白熱電球に比べて小さい点等、室内の照明装置として好ましい。
【０１３３】
次に、本発明の一態様である照明装置を、誘導灯等の照明装置として適用した例について図９に示す。
【０１３４】
本発明の一態様である照明装置を避難口誘導灯に適用した例について図９（Ａ）に示す。
【０１３５】
図９（Ａ）は、一例として、避難口誘導灯の外観について示した図である。避難口誘導灯８２３２は、照明装置と、蛍光部が設けられた蛍光板とを組み合わせて構成することができる。また、特定の色を発光する照明装置と、図面のような形状の透過部が設けられた遮光板とを組み合わせて構成することもできる。本発明の一態様である照明装置は、一定の輝度で点灯することができるため、常時点灯が求められる避難口誘導灯として好ましい。
【０１３６】
本発明の一態様である照明装置を屋外用照明に適用した例について図９（Ｂ）に示す。
【０１３７】
屋外用照明の一つとして例えば街灯が挙げられる。街灯は、例えば図９（Ｂ）に示すように、筐体８２４２と、照明部８２４４と、を有する構成とすることができる。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２４４に複数配置して用いることができる。図９（Ｂ）に示すように、街灯は、例えば道路沿いに設置して照明部８２４４により周囲を照らすことができるため、道路を含め周囲の視認性を向上させることができる。
【０１３８】
なお、街灯に電源電圧を供給する場合には、例えば図９（Ｂ）に示すように、電柱８２４６の送電線８２４８を介して電源電圧を供給することができる。ただしこれに限定されず、例えば光電変換装置を筐体８２４２に設け、光電変換装置により得られた電圧を電源電圧として利用することもできる。
【０１３９】
また、本発明の一態様である照明装置を携帯用照明に適用した例について図９（Ｃ）及び図９（Ｄ）に示す。図９（Ｃ）は、装着型ライトの構成を示す図であり、図９（Ｄ）は手持ち型ライトの構成を示す図である。
【０１４０】
図９（Ｃ）に示す装着型ライトは、装着部８２５２と、照明部８２５４を有し、照明部８２５４は装着部８２５２に固定されている。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２５４に用いることができる。図９（Ｃ）に示す装着型ライトは、装着部８２５２を頭部に装着し、照明部８２５４を発光させることができる。また、照明部８２５４として面光源の光源を用いることにより、周囲の視認性を向上させることができる。また、照明部８２５４は軽量であるため、頭部に装着して使用する際の負担を軽減することができる。
【０１４１】
なお、図９（Ｃ）に示す装着型ライトの構成に限定されず、例えば装着部８２５２をリング状にした平紐やゴム紐のベルトにし、該ベルトに照明部８２５４を固定し、該ベルトを頭部に直接巻きつける構成とすることもできる。
【０１４２】
図９（Ｄ）に示す手持ち型ライトは、筐体８２６２と、照明部８２６６と、スイッチ８２６４と、を有する。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２６６に用いることができる。本発明の一態様である照明装置を照明部８２６６に用いることにより、照明部８２６６の厚さを薄くすることができ、小型にすることができるため、携帯しやすくすることができる。
【０１４３】
スイッチ８２６４は、照明部８２６６の発光または非発光を制御する機能を有する。また、スイッチ８２６４は、例えば発光時の照明部８２６６の輝度を調節する機能を有することもできる。
【０１４４】
図９（Ｄ）に示す手持ち型ライトは、スイッチ８２６４により照明部８２６６を発光させることにより、周囲を照らすことができるため、周囲の視認性を向上させることができる。また本発明の一態様である照明装置は、面光源の光源を有するため、点光源の光源を用いた場合に比べ、光反射板等の部材を削減することも可能である。
【０１４５】
なお、本実施の形態において、各々の図で述べた内容は、別の実施の形態で述べた内容に対して、適宜、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、エレクトロルミネセンスを発現する発光部材を含む照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白熱電球や蛍光灯よりも発光効率が高いという試算から、次世代の照明器具としてエレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置が注目されている。エレクトロルミネセンス材料は蒸着法や塗布法などの製法により厚さ１μｍ以下の薄膜で形成可能であり、照明装置として形態にも工夫が施されている。例えば、エレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置を大面積化しても輝度を均一に保つことができる照明装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３２７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一形態はエレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置の軽量化を図ることを目的の一とする。また、本発明の一形態はエレクトロルミネセンス材料を用いた照明装置の高信頼性化を図ることを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
エレクトロルミネセンス（ＥＬ）層を含む発光素子を有する照明装置において、発光素子の光放射面及び上面を覆って、ＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有する有機樹脂を用いた筐体を設ける。
【０００６】
本発明の一形態は、第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、発光素子の光放射面及び上面を覆って、ＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有する透光性の有機樹脂を用いた筐体とが設けられ、第１電極と第２電極において発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有する。なお、本明細書において透光性とは、少なくとも可視光の波長領域の光に対して光を透過する性質を指す。
【０００７】
本発明の他の一形態は、第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、発光素子の光放射面を覆う第１筐体と、発光素子の上面を覆う第２筐体とを有し、第１電極と第２電極において発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有し、第１筐体及び第２筐体はＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有し、第１筐体及び第２筐体は発光素子を封止するように接着される。
【０００８】
発光素子を覆ってが設けられる筐体に用いられる有機樹脂の屈折率は、１．７以上１．８以下が好ましい。ＥＬ層を覆う筐体にＥＬ層と同じ、又はそれ以上の屈折率の有機樹脂を用いると、発光素子と筐体との界面におけるＥＬ層から放射される光の反射を軽減することができる。
【０００９】
また発光素子を覆ってが設けられる筐体の内部の内壁及び発光素子の上面を覆う無機絶縁膜を設けることが好ましい。また、発光素子の光放射面と筐体との間にも無機絶縁膜を設ける構成としてもよい。無機絶縁膜は、外部からの水等の汚染物質から保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜としては窒化膜、及び窒化酸化膜の単層又は積層を用いることができる。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、照明装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【００１０】
発光素子の放射面の形状は、四角形のような多角形のほか、円形であってもよく、該放射面を覆う筐体（第１筐体）の形状も該放射面の形状に対応させればよい。
【００１１】
また、ＥＬ層は中間層を介して２層以上設けられる構成としてもよい。発光色の異なるＥＬ層を複数積層することで放射される光の色を調節することができる。また、同色であっても複数層設けることで電力効率を向上させる効果を奏する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様である照明装置は、ＥＬ層を覆う筐体に有機樹脂を用いるため軽量化を実現することができる。また、筐体にＥＬ層と同じ、又はそれ以上の屈折率の有機樹脂を用いるため、発光素子と筐体との界面におけるＥＬ層から放射される光の反射を軽減することができる。また、本発明の一態様である照明装置は、素子劣化しにくい構造を有するので長寿命な照明装置を提供することができる。よって、本発明の一態様である照明装置は、高信頼性化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】照明装置を説明する断面図。
【図２】照明装置を説明する断面図。
【図３】照明装置を説明する断面図。
【図４】照明装置を説明する断面図。
【図５】照明装置を説明する断面図。
【図６】照明装置を説明する断面図。
【図７】照明装置に適用できる発光素子の例を説明する図。
【図８】照明装置の使用形態の一例を説明する図。
【図９】照明装置の使用形態の一例を説明する図。
【図１０】照明装置を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の照明装置の一形態について図１乃至図６を用いて説明する。
【００１６】
図１乃至図６は照明装置の断面図であり、図４及び図５は照明装置の作製方法を示す。
【００１７】
図１に示す照明装置は、ＥＬ層１０６を含む発光素子１３２の光放射面及び上面を覆って、ＥＬ層１０６の屈折率以上の屈折率を有する有機樹脂を用いた筐体（第１筐体１００及び第２筐体１３４）を設ける構成である。
【００１８】
発光素子１３２は、第１電極１０４、ＥＬ層１０６、及び第２電極１０８を含み、ＥＬ層１０６からの光は第１電極１０４及び第１筐体１００を通過して外部へ放射されるため、第１電極１０４側が光放射面となる。よって第１電極１０４及び第１筐体１００は少なくともＥＬ層１０６からの光を透過する透光性を有する。
【００１９】
発光素子１３２を覆って設けられる第１筐体１００及び第２筐体１３４に用いられる有機樹脂の屈折率は、１．７以上１．８以下が好ましい。ＥＬ層を覆う筐体にＥＬ層１０６と同じ、又はそれ以上の屈折率の有機樹脂を用いると、発光素子１３２と第１筐体１００との界面における光の反射を軽減することができる。
【００２０】
また、図２のように発光素子１３２の光放射面を覆って設けられる筐体（第１筐体）において発光素子１３２と反対側（の表面）にマイクロレンズアレイのような複数の凹凸を有する形状としてもよい。複数の凹凸を有する形状とすることで、筐体の外部への取り出し効率を向上させることができる。
【００２１】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いた発光素子と比較し、発熱が小さい有機ＥＬ層を用いた発光素子は、筐体として有機樹脂を用いることができるため、照明装置として軽量化が可能となる。
【００２２】
また、図１のように発光素子の光放射面及び上面を覆う筐体として２つの筐体を接着して用いる場合、第１筐体１００及び第２筐体１３４には、同じ有機樹脂を用いる。第１筐体１００及び第２筐体１３４に同じ有機樹脂を用い、第１筐体１００及び第２筐体１３４を接着して筐体を形成すると、熱歪みや物理的衝撃による形状不良を生じにくい。よって、作製時及び使用時における照明装置の破損を軽減することができる。
【００２３】
第１筐体１００及び第２筐体１３４に熱可塑性の有機樹脂を用いる場合、熱圧着処理によって接着することができる。また、第１筐体１００及び第２筐体１３４の間に接着層を設けて接着してもよい。接着層としては、可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いることができる。接着層を用いる場合、接着層も第１筐体１００及び第２筐体１３４と同じ有機樹脂材料を用いると前述のように破損耐性が高まるため好ましい。
【００２４】
また発光素子１３２を覆って設けられる筐体（特に第２筐体１３４）の内部の内壁及び発光素子１３２の上面を覆う無機絶縁膜１１０を設けることが好ましい。また、図３に示すように発光素子１３２の光放射面と第１筐体１００との間にも無機絶縁膜１０２を設ける構成としてもよい。無機絶縁膜１０２、１１０は、外部からの水等の汚染物質から保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、照明装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【００２５】
無機絶縁膜１０２、１１０としては窒化膜、及び窒化酸化膜の単層又は積層を用いることができる。具体的には、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウムなどを用いて、材料に合わせて化学気相成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法、スパッタリング法等により形成することができる。好ましくは、窒化珪素を用いてＣＶＤ法により形成するとよい。無機絶縁膜１０２、１１０の膜厚は１００ｎｍ以上１μｍ以下程度とすればよい。
【００２６】
また、無機絶縁膜１０２、１１０として、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜、窒素含有炭素膜、硫化亜鉛及び酸化珪素を含む膜（ＺｎＳ・ＳｉＯ２膜）を用いてもよい。
【００２７】
発光素子１３２の放射面の形状は、四角形のような多角形のほか、円形であってもよく、該放射面を覆う筐体（第１筐体１００）の形状も該放射面の形状に対応させればよい。
【００２８】
第１筐体１００に用いる材料の具体例としては、有機樹脂（プラスチック）を用いることができる。プラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなる材料が挙げられる。
【００２９】
また、第１筐体１００の大きさとしては、照明装置の用途によって適宜設定することが可能である。例えば、直径１０ｃｍ乃至１４ｃｍ、好ましくは直径１２ｃｍの円盤形状、５インチ角の正方形などとすればよい。
【００３０】
また、照明装置には、外部電源と接続する接続部材１５０（口金ともいう）が設けられている。
【００３１】
接続部材１５０は、発光素子１３２上方、第２筐体１３４に設けられた開口に配置されている。よって、接続部材１５０が配置される第２筐体１３４の開口付近は密着性及び密閉性を高めるために無機絶縁膜１１０が除去されている。
【００３２】
接続部材１５０は、制御回路１５２、第１接続配線１５６、第２接続配線１５４、第１取り出し配線１６０、第２取り出し配線１５８を有しており、接続部材１５０は直径１０ｍｍ〜４０ｍｍ、代表的には２５ｍｍ程度のものを用いればよい。
【００３３】
接続部材１５０は第２筐体１３４の開口にはめ込むように配置する。接続部材１５０は第２筐体１３４へねじ込むように取り付けてもよく、第２筐体１３４と接続部材１５０の接する部位を固定する器具を設け、固定強度を高めてもよい。封止及び密閉効果を高めるために、図６（Ａ）のように第２筐体１３４の開口付近を粗面化する処理を行い、凹凸形状１３９を設ける構成としてもよい。また、図６（Ｂ）のように、接続部材１５０の絶縁部材１３８を、第２筐体１３４の開口を蓋するように覆う構成とし、密閉及び密着度を向上させてもよい。
【００３４】
発光素子１３２の第１電極１０４は、導電層１２０ａ、第１接続配線１５６、制御回路１５２を介して第１取り出し配線１６０と電気的に接続し、発光素子１３２の第２電極１０８は、導電層１２０ｂ、第２接続配線１５４、制御回路１５２を介して第２取り出し配線１５８が電気的に接続する。接続部材１５０を外部電源に接続することで、外部電源より電力の供給を受けることができ、照明装置を点灯させることができる。なお、導電層１２０ａ、１２０ｂは無機絶縁膜１１０に設けられた第１電極１０４、又は第２電極１０８に達する開口に形成される。
【００３５】
制御回路１５２は、一例として、外部電源から供給される電源電圧を元に、発光素子１３２を一定の輝度で点灯させるための機能を有する回路である。例えば、外部電源から供給される交流電圧１００Ｖ（１１０Ｖ）を、制御回路１５２のコンバータによって直流電圧（ＤＣ）５〜１０Ｖに変換する。
【００３６】
制御回路１５２は、一例として、整流平滑回路、定電圧回路、定電流回路を有する。整流平滑回路は、外部の交流電源より供給される交流電圧を直流電圧にするための回路である。整流平滑回路は、一例として、ダイオードブリッジ回路、平滑容量等を組み合わせて構成すればよい。定電圧回路は、整流平滑回路から出力されるリップルを含んだ直流電圧を、安定化した定電圧の信号として出力する回路である。定電圧回路は、スイッチングレギュレータ、またはシリーズレギュレータ等を用いて構成すればよい。定電流回路は、定電圧回路の電圧に応じて定電流を発光素子１３２に出力する回路である。定電流回路は、トランジスタ等を用いて構成すればよい。なお、ここでは外部の電源として商用交流電源を想定し、整流平滑回路を設ける構成を示したが、外部の電源が直流電源の場合、整流平滑回路を設けなくてもよい。また、制御回路１５２には、必要に応じて、輝度を調整するための回路、サージ対策として保護回路等を設けてもよい。
【００３７】
図１では接続部材１５０と発光素子１３２との接続部に、導電層１２０ａ、１２０ｂによるバンプ接続を用いる例を示すが、接続部材１５０と発光素子１３２の接続部との電気的接続ができる方法及び構成ならばこれに限定されない。例えば、接続部材１５０と発光素子１３２の接続部に、異方性導電膜を用いてもよいし、用いる導電膜をはんだ接続が可能な材料で形成し、はんだを用いて接続してもよい。導電層１２０ａと第１接続配線１５６、導電層１２０ｂと第２接続配線１５４とは異方性導電膜やはんだにより接続及び固定することができる。また、固定のための樹脂を接続部の周りに設けてもよい。
【００３８】
また、接続部材１５０は、発光素子１３２と電気的接続ができる接続配線及び外部電源より電力を供給できる取り出し配線を有していれば様々な形状を用いることができる。
【００３９】
図４及び図５を用いて照明装置の作製方法を説明する。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように筐体となる有機樹脂１２２を用意する。次に図４（Ｂ）に示すように有機樹脂１２２を形状の型となる支持体１２３を用いて凹凸形状を有する第１筐体１２１を形成する。有機樹脂１２２の形状は、有機樹脂１２２の特性に応じて加熱処理や光照射処理を行って加工することができる。例えば、有機樹脂１２２に熱可塑性の有機樹脂を用い、加熱処理を行いながら支持体１２３に押圧して支持体１２３の形状を反映するように変形し、その後冷却して硬化を行う。
【００４１】
第１筐体１２１上に第１電極１０４、補助配線１２４、絶縁層１３５、ＥＬ層１０６、第２電極１０８、端子１３６を含む発光素子１３２を形成する。
【００４２】
図４（Ｃ）に示すように、補助配線を用いて発光素子の電極と外部の電極とを電気的に接続させてもよい。照明装置において外部電源との接続部を設ける構成は、種々選択することができ、本実施の形態に限定されない。図４及び図５に示す照明装置では、第１電極１０４と電気的に接続する補助配線１２４を設ける例である。補助配線１２４は絶縁層１３５によって覆われている。第１電極１０４と補助配線１２４は、補助配線１２４と電気的に接続する端子１３６によって導電層１２０ａを介して外部電源の第１接続配線１５６と電気的に接続する。
【００４３】
補助配線１２４は、導電性材料を用いればよく例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）から選ばれた材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。また、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの導電性材料を用いてもよい。
【００４４】
図４（Ｄ）に示すように、発光素子１３２を覆うように、第１筐体１２１と第２筐体１３４を接着する。
【００４５】
次に、第２筐体１３４の開口より内部へ、電源１２９と接続する電極１２６を差し込んで配置し、成膜ガスをガス供給源１２８よりバルブ１２７を開放して筐体内部へ供給し、第２筐体１３４の内壁及び発光素子１３２上面を覆う無機絶縁膜１１０を形成する（図５（Ａ）参照。）。この時、接続部材１５０が配置される第２筐体１３４の開口付近はマスク１３７を設け、無機絶縁膜１１０が形成されないようにする。このように無機絶縁膜１１０を形成すると、無機絶縁膜１１０は第２筐体１３４及び発光素子１３２上面を連続的に覆う膜とすることができ、発光素子１３２への汚染物質を遮断する保護膜として効果的である。
【００４６】
図５（Ｂ）に示すように、第２筐体１３４の開口に接続部材１５０を配置し、発光素子１３２の第１電極１０４と第１接続配線１５６とを導電層１２０ａを介して電気的に接続し、第２電極１０８と第２接続配線１５４とを導電層１２０ｂを介して電気的に接続する。以上の工程で照明装置を作製することができる。
【００４７】
発光素子１３２を覆って設けられている第１筐体１００及び第２筐体１３４の間の空間に乾燥剤となる吸水物質を設けてもよい。吸水物質は粉状など固体の状態で配置してもよいし、スパッタ法などの成膜法によって吸水物質を含む膜の状態で無機絶縁膜１１０及び発光素子１３２上に設けられてもよい。
【００４８】
本実施の形態の照明装置は、ＥＬ層を覆う筐体に有機樹脂を用いるため軽量化を実現することができる。また、筐体にＥＬ層と同じ、又はそれ以上の屈折率の有機樹脂を用いるため、発光素子と筐体との界面におけるＥＬ層から放射される光の反射を軽減することができる。また、素子劣化しにくい構造を有するので長寿命な照明装置を提供することができる。よって、本発明の一態様である照明装置は、高信頼性化を実現することができる。
【００４９】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００５０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１において、補助配線の構成が異なる照明装置の例を図１０に示す。従って、他は実施の形態１と同様に行うことができ、実施の形態１と同一部分又は同様な機能を有する部分、及び工程の繰り返しの説明は省略する。
【００５１】
本実施の形態では、図１０に示すように、補助配線１２４を第１筐体１７０に設けられた凹部（溝部）に配置する。
【００５２】
第１筐体１７０の凹部は、型となる支持体を用いて凹凸を有する形状になるように有機樹脂を加工する際、同時に形成することができる。勿論、別工程においてエッチングにより第１筐体１７０に凹部を形成してもよい。
【００５３】
凹部を有する第１筐体１７０上に無機絶縁膜１０２を形成し、第１筐体１７０の凹部を埋めるように無機絶縁膜１０２上に補助配線１２４及び端子１３６を形成する。
【００５４】
補助配線１２４としては実施の形態１で示したような導電材料を用いることができる。補助配線１２４及び端子１３６はスパッタ法、蒸着法、塗布法などを用いて導電膜を形成し、該導電膜を選択的に除去することによって形成することができる。
【００５５】
また、インクジェット法、印刷法などを用いて補助配線１２４及び端子１３６を選択的に形成してもよい。例えば、印刷法を用いて補助配線１２４及び端子１３６を形成する場合には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電体粒子を有機樹脂に溶解または分散させた導電性のペーストを選択的に印刷することによって設けることができる。導電体粒子としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）およびチタン（Ｔｉ）等のいずれか一つ以上の金属粒子やハロゲン化銀の微粒子を用いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子のバインダー、溶媒、分散剤および被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また、導電層の形成の際は、導電性のペーストを押し出した後に焼成することが好ましい。また、はんだや鉛フリーのはんだを主成分とする微粒子を用いてもよい。なお、上記導電性のペーストは発光素子１３２と接続部材１５０とを電気的に接続する導電層１２０ａ、１２０ｂにも用いることができる。
【００５６】
補助配線１２４及び端子１３６と接するように第１電極１０４を形成し、第１電極１０４上にＥＬ層１０６、第２電極１０８を積層して発光素子１３２を形成する。なお、本実施の形態では、端子１３６は第１電極１０４を介して導電層１２０ａと電気的に接続する例を示すが、端子１３６上の第１電極１０４を選択的に除去して端子１３６を露出させ、導電層１２０ａと直接接する構成として電気的に接続させてもよい。
【００５７】
補助配線１２４を第１筐体１７０に設けられた凹部に作ることによって、補助配線１２４の膜厚を厚くすることができるため、補助配線１２４の抵抗を低く保ちながら、補助配線１２４の幅をより狭くできる。また反射性の補助配線１２４を設けることで、発光素子１３２より放射された光を散乱することができるので、光取り出し効率を向上する効果が得られる。よって、本実施の形態の照明装置は、低消費電力化で、かつ光取り出し効率が高い照明装置とすることができる。
【００５８】
本実施の形態の照明装置は、ＥＬ層を覆う筐体に有機樹脂を用いるため軽量化を実現することができる。また、筐体にＥＬ層と同じ、又はそれ以上の屈折率の有機樹脂を用いるため、発光素子と筐体との界面におけるＥＬ層から放射される光の反射を軽減することができる。また、素子劣化しにくい構造を有するので長寿命な照明装置を提供することができる。よって、本発明の一態様である照明装置は、高信頼性化を実現することができる。
【００５９】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００６０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である照明装置に用いる発光素子の構造の一例について説明する。
【００６１】
図７（Ａ）に示す発光素子は、第１電極１０４と、第１電極１０４上にＥＬ層１０６と、ＥＬ層１０６上に、第２電極１０８を有する。
【００６２】
ＥＬ層１０６は、少なくとも発光性の有機化合物を含む発光層が含まれていれば良い。そのほか、電子輸送性の高い物質を含む層、正孔輸送性の高い物質を含む層、電子注入性の高い物質を含む層、正孔注入性の高い物質を含む層、バイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）を含む層等を適宜組み合わせた積層構造を構成することができる。本実施の形態において、ＥＬ層１０６は、第１電極１０４側から、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、及び電子注入層７０５の順で積層されている。また、本実施の形態において、ＥＬ層１０６の屈折率は、１．７以上である。
【００６３】
図７（Ａ）に示す発光素子の作製方法について説明する。
【００６４】
まず、第１電極１０４を形成する。第１電極１０４は、ＥＬ層から見て、光の取り出し方向に設けられるため、透光性を有する材料を用いて形成する。
【００６５】
透光性を有する材料としては、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯともいう）、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、グラフェンなどを用いることができる。
【００６６】
また、第１電極１０４として、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又はチタン等の金属材料を用いることができる。または、それら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いてもよい。なお、金属材料（又はその窒化物）を用いる場合、透光性を有する程度に薄くすればよい。
【００６７】
次に、第１電極１０４上に、ＥＬ層１０６を形成する。本実施の形態において、ＥＬ層１０６は、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入層７０５を有する。
【００６８】
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。
【００６９】
また、低分子の有機化合物である４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
【００７０】
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。
【００７１】
特に、正孔注入層７０１として、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることが好ましい。正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることにより、第１電極１０４からの正孔注入性を良好にし、発光素子の駆動電圧を低減することができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。該複合材料を用いて正孔注入層７０１を形成することにより、第１電極１０４からＥＬ層１０６への正孔注入が容易となる。
【００７２】
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。
【００７３】
複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ又はα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）等の芳香族アミン化合物や、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘導体を用いることができる。
【００７４】
また、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン等の芳香族炭化水素化合物を用いることができる。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
発光層７０３に用いることができる蛍光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）］−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）などが挙げられる。
【００８３】
また、発光層７０３に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）−５−メチルピラジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛２−（４−メトキシフェニル）−３，５−ジメチルピラジナト｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｍｏｐｐｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、（ジピバロイルメタナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）等の有機金属錯体が挙げられる。また、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。
【００８４】
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。
【００８５】
ホスト材料としては、具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素環化合物や、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、ＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＴＰＤ、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物などを用いることができる。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
また、発光層７０３として高分子化合物を用いることができる。具体的には、青色系の発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）（略称：ＰＦＯ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＤＭＯＰ）、ポリ｛（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−［Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｐ−ブチルフェニル）−１，４−ジアミノベンゼン］｝（略称：ＴＡＢ−ＰＦＨ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（略称：ＰＰＶ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−ｃｏ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル）］（略称：ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−ｃｏ−（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレン）］などが挙げられる。また、橙色〜赤色系の発光材料として、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（３−ブチルチオフェン−２，５−ジイル）（略称：Ｒ４−ＰＡＴ）、ポリ｛［９，９−ジヘキシル−２，７−ビス（１−シアノビニレン）フルオレニレン］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝、ポリ｛［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−ビス（１−シアノビニレンフェニレン）］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝（略称：ＣＮ−ＰＰＶ−ＤＰＤ）などが挙げられる。
【００８９】
なお、発光層を２層以上の積層構造としても良い。発光層を２層以上の積層構造とし、各々の発光層に用いる発光物質の種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもできる。特に、高輝度が必要とされる照明用途には、発光層を積層させた構造が好適である。
【００９０】
電子輸送層７０４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
ＥＬ層は、図７（Ｂ）に示すように、第１電極１０４と第２電極１０８との間に複数積層されていても良い。この場合、積層された第１ＥＬ層８００と第２ＥＬ層８０１との間には、電荷発生層８０３を設けることが好ましい。電荷発生層８０３は上述の複合材料で形成することができる。また、電荷発生層８０３は複合材料からなる層と他の材料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子供与性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いることができる。このような構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方のＥＬ層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。この構造は上述のＥＬ層の構造と組み合わせて用いることができる。
【００９４】
図７（Ｂ）に示すように積層されるＥＬ層の間に電荷発生層８０３を配置すると、電流密度を低く保ったまま、高輝度でありながら長寿命な素子とできる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。
【００９５】
また、ＥＬ層が２層積層された構成を有する積層型素子の場合において、第１ＥＬ層から得られる発光の発光色と第２ＥＬ層から得られる発光の発光色を補色の関係にすることによって、白色発光を外部に取り出すことができる。なお、第１ＥＬ層および第２ＥＬ層のそれぞれが補色の関係にある複数の発光層を有する構成としても、白色発光が得られる。補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。青色、黄色、青緑色、赤色に発光する物質としては、例えば、先に列挙した発光物質の中から適宜選択すればよい。
【００９６】
以下に、複数のＥＬ層が積層する構成を有する発光素子の一例を示す。まず第１ＥＬ層および第２ＥＬ層のそれぞれが補色の関係にある複数の発光層を有し、白色発光が得られる構成の一例を示す。
【００９７】
例えば、第１ＥＬ層は、青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第１発光層と、黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第２発光層とを有し、第２ＥＬ層は、青緑色〜緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第３発光層と、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第４発光層とを有するものとする。
【００９８】
この場合、第１ＥＬ層からの発光は、第１発光層および第２発光層の両方からの発光を合わせたものであるので、青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第１ＥＬ層は２波長型の白色または白色に近い色の発光を呈する。
【００９９】
また、第２ＥＬ層からの発光は、第３発光層および第４発光層の両方からの発光を合わせたものであるので、青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第２ＥＬ層は、第１ＥＬ層とは異なる２波長型の白色または白色に近い色の発光を呈する。
【０１００】
したがって、第１ＥＬ層からの発光および第２ＥＬ層からの発光を重ね合わせることにより、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域をカバーする白色発光を得ることができる。
【０１０１】
また、黄色〜橙色の波長領域（５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満）は、視感度の高い波長領域であるため、発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にある発光層を有するＥＬ層を発光層に適用することは有用である。例えば、発光スペクトルのピークが青色の波長領域にある発光層を有する第１ＥＬ層と、発光スペクトルのピークが黄色の波長領域にある発光層を有する第２ＥＬ層と、発光スペクトルのピークが赤色の波長領域にある発光層を有する第３ＥＬ層と、を積層させた構成を適用することができる。
【０１０２】
また、黄色〜橙色を呈するＥＬ層を２層以上積層する構成としてもよい。黄色〜橙色を呈するＥＬ層を２層以上積層することによって発光素子の電力効率をより向上させることができる。
【０１０３】
例えば、ＥＬ層を３層積層させた発光素子を構成する場合において、発光スペクトルのピークが青色の波長領域（４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満）にある発光層を有する第１ＥＬ層に、発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にある発光層をそれぞれ有する第２、第３ＥＬ層を積層する構成を適用することができる。なお、第２ＥＬ層及び第３ＥＬ層からの発光スペクトルのピークの波長は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【０１０４】
発光スペクトルのピークが黄色〜橙色の波長領域にあるＥＬ層を用いることにより、視感度の高い波長領域を利用することができ、電力効率を高めることができる。これによって、発光素子全体の電力効率を高めることができる。このような構成は、例えば緑色の発光色を呈するＥＬ層と赤色の発光色を呈するＥＬ層とを積層して黄色〜橙色の発光を呈する発光素子を得る場合と比較して視感度の観点で有利であり、電力効率を高められる。また、黄色〜橙色の波長領域にある視感度の高い波長領域を利用したＥＬ層が１層のみの場合と比較して、視感度の低い青色の波長領域の発光強度が相対的に小さくなるため、発光色は電球色（あるいは温白色）に近づき、かつ電力効率が向上する。
【０１０５】
つまり、上記において、黄色〜橙色の波長領域にピークを有し、かつ、ピークの波長が５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満にある光と、青色の波長領域にピークを有する光と、を合成した光の色（つまり、発光素子から発光される光の色）とすることで、温白色や電球色のような自然な光の色を実現することができる。特に電球色を実現が容易である。
【０１０６】
黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、例えばピラジン誘導体を配位子とする有機金属錯体を用いることができる。また、発光性の物質（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させることにより、発光層を構成することもできる。上記黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、燐光性化合物を用いることができる。燐光性化合物を用いることにより、蛍光性化合物を用いた場合と比べて電力効率を３〜４倍高めることができる。上述したピラジン誘導体を配位子とする有機金属錯体は燐光性化合物であり、発光効率が高い上に、黄色〜橙色の波長領域の発光を得やすく、好適である。
【０１０７】
また、青色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、例えばピレンジアミン誘導体を用いることができる。上記青色の波長領域にピークを有する発光性の物質として、蛍光性化合物を用いることができる。蛍光性化合物を用いることにより、燐光性化合物を用いた場合と比べて長寿命の発光素子を得ることができる。上述したピレンジアミン誘導体は蛍光性化合物であり、極めて高い量子収率が得られる上に、長寿命であるため、好適である。
【０１０８】
ＥＬ層は、図７（Ｃ）に示すように、第１電極１０４と第２電極１０８との間に、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入バッファー層７０６、電子リレー層７０７、及び第２電極１０８と接する複合材料層７０８を有していても良い。
【０１０９】
第２電極１０８と接する複合材料層７０８を設けることで、特にスパッタリング法を用いて第２電極１０８を形成する際に、ＥＬ層１０６が受けるダメージを低減することができるため、好ましい。複合材料層７０８は、前述の、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
電子リレー層７０７に含まれる金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としては、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることが好ましい。金属−酸素の二重結合はアクセプター性（電子を受容しやすい性質）を有するため、電子の移動（授受）がより容易になる。また、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体は安定であると考えられる。したがって、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることにより発光素子を低電圧でより安定に駆動することが可能になる。
【０１１９】
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。
【０１２０】
なお、上述したフタロシアニン系材料としては、フェノキシ基を有するものが好ましい。具体的にはＰｈＯ−ＶＯＰｃのような、フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体が好ましい。フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体は、溶媒に可溶である。そのため、発光素子を形成する上で扱いやすいという利点を有する。また、溶媒に可溶であるため、成膜に用いる装置のメンテナンスが容易になるという利点を有する。
【０１２１】
電子リレー層７０７はさらにドナー性物質を含んでいても良い。ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウムなどの酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウムなどの炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、又は希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセンなどの有機化合物を用いることができる。電子リレー層７０７にこれらドナー性物質を含ませることによって、電子の移動が容易となり、発光素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
【０１２２】
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。
【０１２３】
ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：Ｈｅｘ ＰＴＣ）等が挙げられる。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
そして、ＥＬ層１０６上に、第２電極１０８を形成する。
【０１２９】
第２電極１０８は、光の取り出し方向と反対側に設けられ、反射性を有する材料を用いて形成される。反射性を有する材料としては、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料を用いることができる。そのほか、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金などのアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）や銀と銅の合金などの銀を含む合金を用いることもできる。銀と銅の合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜、又は金属酸化物膜を積層することでアルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。上述の材料は、地殻における存在量が多く安価であるため、発光素子の作製コストを低減することができ、好ましい。
【０１３０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１３１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、照明装置の応用例を示す。
【０１３２】
図８は、本発明の一態様である照明装置を室内の照明装置として用いた一例を示している。本発明の一態様である照明装置は、天井用照明装置８２０２としてのみならず、壁用照明装置８２０４としても用いることが可能である。また、当該照明装置は、卓上照明装置８２０６としても用いることが可能である。また本発明の一態様である照明装置は、面光源の光源を有するため、点光源の光源を用いた場合に比べ、光反射板等の部材を削減することができ、または熱の発生が白熱電球に比べて小さい点等、室内の照明装置として好ましい。
【０１３３】
次に、本発明の一態様である照明装置を、誘導灯等の照明装置として適用した例について図９に示す。
【０１３４】
本発明の一態様である照明装置を避難口誘導灯に適用した例について図９（Ａ）に示す。
【０１３５】
図９（Ａ）は、一例として、避難口誘導灯の外観について示した図である。避難口誘導灯８２３２は、照明装置と、蛍光部が設けられた蛍光板とを組み合わせて構成することができる。また、特定の色を発光する照明装置と、図面のような形状の透過部が設けられた遮光板とを組み合わせて構成することもできる。本発明の一態様である照明装置は、一定の輝度で点灯することができるため、常時点灯が求められる避難口誘導灯として好ましい。
【０１３６】
本発明の一態様である照明装置を屋外用照明に適用した例について図９（Ｂ）に示す。
【０１３７】
屋外用照明の一つとして例えば街灯が挙げられる。街灯は、例えば図９（Ｂ）に示すように、筐体８２４２と、照明部８２４４と、を有する構成とすることができる。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２４４に複数配置して用いることができる。図９（Ｂ）に示すように、街灯は、例えば道路沿いに設置して照明部８２４４により周囲を照らすことができるため、道路を含め周囲の視認性を向上させることができる。
【０１３８】
なお、街灯に電源電圧を供給する場合には、例えば図９（Ｂ）に示すように、電柱８２４６の送電線８２４８を介して電源電圧を供給することができる。ただしこれに限定されず、例えば光電変換装置を筐体８２４２に設け、光電変換装置により得られた電圧を電源電圧として利用することもできる。
【０１３９】
また、本発明の一態様である照明装置を携帯用照明に適用した例について図９（Ｃ）及び図９（Ｄ）に示す。図９（Ｃ）は、装着型ライトの構成を示す図であり、図９（Ｄ）は手持ち型ライトの構成を示す図である。
【０１４０】
図９（Ｃ）に示す装着型ライトは、装着部８２５２と、照明部８２５４を有し、照明部８２５４は装着部８２５２に固定されている。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２５４に用いることができる。図９（Ｃ）に示す装着型ライトは、装着部８２５２を頭部に装着し、照明部８２５４を発光させることができる。また、照明部８２５４として面光源の光源を用いることにより、周囲の視認性を向上させることができる。また、照明部８２５４は軽量であるため、頭部に装着して使用する際の負担を軽減することができる。
【０１４１】
なお、図９（Ｃ）に示す装着型ライトの構成に限定されず、例えば装着部８２５２をリング状にした平紐やゴム紐のベルトにし、該ベルトに照明部８２５４を固定し、該ベルトを頭部に直接巻きつける構成とすることもできる。
【０１４２】
図９（Ｄ）に示す手持ち型ライトは、筐体８２６２と、照明部８２６６と、スイッチ８２６４と、を有する。本発明の一態様である照明装置は、照明部８２６６に用いることができる。本発明の一態様である照明装置を照明部８２６６に用いることにより、照明部８２６６の厚さを薄くすることができ、小型にすることができるため、携帯しやすくすることができる。
【０１４３】
スイッチ８２６４は、照明部８２６６の発光または非発光を制御する機能を有する。また、スイッチ８２６４は、例えば発光時の照明部８２６６の輝度を調節する機能を有することもできる。
【０１４４】
図９（Ｄ）に示す手持ち型ライトは、スイッチ８２６４により照明部８２６６を発光させることにより、周囲を照らすことができるため、周囲の視認性を向上させることができる。また本発明の一態様である照明装置は、面光源の光源を有するため、点光源の光源を用いた場合に比べ、光反射板等の部材を削減することも可能である。
【０１４５】
なお、本実施の形態において、各々の図で述べた内容は、別の実施の形態で述べた内容に対して、適宜、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、
前記発光素子の光放射面及び上面を覆って、ＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有する透光性の有機樹脂を用いた筐体とが設けられ、
前記第１電極と第２電極において前記発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１において、前記筐体の内壁及び前記発光素子の上面を覆う無機絶縁膜を有することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記発光素子の光放射面を覆う前記筐体において、前記発光素子と反対側の表面には凹凸を有することを特徴とする照明装置。
【請求項４】
第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、
前記発光素子の光放射面を覆う第１筐体と、
前記発光素子の上面を覆う第２筐体とを有し、
前記第１電極と第２電極において前記発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有し、
前記第１筐体及び前記第２筐体は前記ＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有し、前記第１筐体及び前記第２筐体は前記発光素子を封止するように接着されることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項４において、前記第２筐体の内壁及び前記発光素子の上面を覆う無機絶縁膜を有することを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５において、前記第１筐体において、前記発光素子と反対側の表面には凹凸を有することを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、前記有機樹脂の屈折率は１．７以上１．８以下であることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、前記ＥＬ層は中間層を介して複数以上設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項１】
第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、
前記発光素子の光放射面及び上面を覆って、ＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有する透光性の有機樹脂を用いた筐体とが設けられ、
前記第１電極と第２電極において前記発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１において、前記筐体の内壁及び前記発光素子の上面を覆う無機絶縁膜を有することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記発光素子の光放射面を覆う前記筐体において、前記発光素子と反対側の表面には凹凸を有することを特徴とする照明装置。
【請求項４】
第１電極及び第２電極に挟持されたＥＬ層を含む発光素子と、
前記発光素子の光放射面を覆う第１筐体と、
前記発光素子の上面を覆う第２筐体とを有し、
前記第１電極と第２電極において前記発光素子の光放射面に設けられる少なくとも一方が透光性を有し、
前記第１筐体及び前記第２筐体は前記ＥＬ層の屈折率以上の屈折率を有し、前記第１筐体及び前記第２筐体は前記発光素子を封止するように接着されることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項４において、前記第２筐体の内壁及び前記発光素子の上面を覆う無機絶縁膜を有することを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５において、前記第１筐体において、前記発光素子と反対側の表面には凹凸を有することを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、前記有機樹脂の屈折率は１．７以上１．８以下であることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、前記ＥＬ層は中間層を介して複数以上設けられていることを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−９９４６６（Ｐ２０１２−９９４６６Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８８３８（Ｐ２０１１−２１８８３８）
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【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５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【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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