JP2011124236A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、発光素子において生じる不具合から受ける影響の少ない発光装置を提供することを課題とする。また、本発明は、直列接続した構造を有する発光装置を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明の発光装置の一は、発光素子とリミッタとを含む一組の回路が並列に接続されたものである。ここで、発光素子とリミッタとは直列に接続している。また、回路は少なくとも二以上含まれていればよい。さらに、一組の回路には、少なくとも一の発光素子が含まれていればよい。
【選択図】図１

Description

本発明は発光装置に関し、特に一対の電極間に発光層を有する発光素子を備えた発光装
置に関する。
一対の電極間に発光層を有する発光素子は、表示装置を動作するための画素として実用
化されている（例えば、特許文献１。）。そして、近年、表示装置だけでなく、照明装置
の光源としても注目されてきている。
照明装置では、表示装置のような高精細化が特に求められていない。しかし、その反面
、一つの発光素子の不良が照明装置に対して与える影響が大きくなる。具体的には、発光
素子が発光しなくなること、或いは発光素子が短絡することによって照度が極端に下がっ
てしまう等の不具合が生じてしまう。
特開平６−２０８３４２号公報
本発明は、発光素子において生じる不具合から受ける影響の少ない発光装置を提供する
ことを課題とする。また、本発明は、発光素子が直列接続した構造を有する発光装置を提
供することを課題とする。
本発明の発光装置の一は、発光素子とリミッタとを含む一組の回路が並列に接続された
ものである。ここで、発光素子とリミッタとは直列に接続している。また、回路は少なく
とも二以上含まれていればよい。さらに、一組の回路には、少なくとも一の発光素子が含
まれていればよい。
また、本発明においてリミッタの数についても特に制限はなく、一組の回路には、少な
くとも一のリミッタが含まれていればよい。また、発光素子とリミッタとを含む一組の回
路よりも高電位電源側または低電位電源側のいずれの側にリミッタを設けるかについて特
に制限はないが、該回路へ電流が流れ込む側（つまり、発光素子よりも高電位電源側）に
設けられることが好ましい。
ここでリミッタとは、発光素子に過度の電流が流れないように制御するために設けられ
、一つの素子、または二以上の素子が組み合わされた回路等から成る電流制限手段である
。
本発明の発光装置の一は、第１の発光素子と第２の発光素子とを含んでいる。第１の発
光素子と第２の発光素子とは、それぞれ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を含ん
で成る。そして第１の発光素子に含まれている第１の電極と、第２の発光素子に含まれて
いる第２の電極とは、重畳し、電気的に接続している。
本発明によって、発光素子における電極間の短絡に起因して生じる発光装置の動作不良
を低減することができる。また、本発明によって、直列接続した発光素子を含み、容易に
作製できるような発光装置を得ることができる。
本発明の発光装置の一態様について説明する図。 本発明の発光装置に含まれる発光素子の一態様について説明する図。 本発明の発光装置に含まれる発光素子の一態様について説明する図。 本発明の発光装置に含まれる発光素子の一態様について説明する図。 本発明の発光装置に含まれる発光素子の一態様について説明する図。 本発明の発光装置の一態様について説明する図。 本発明の発光装置の一態様について説明する図。 本発明の発光装置の一態様について説明する図。 本発明の発光装置を適用した電子機器の一態様について説明する図。 本発明の発光装置の一態様について説明する図。 本発明の発光装置の一態様について説明する図。 本発明の発光装置の一態様について説明する図。
以下、本発明の一態様について説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施する
ことが可能であり、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、本形態の記載内容に
限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）
本発明の発光装置の一態様について図１を用いて説明する。
図１において、発光素子１０１ａ〜発光素子１０１ｄと、リミッタ１１１とを含む一組
の回路１２１は、複数、並列に接続している。
回路１２１において、発光素子１０１ａ〜発光素子１０１ｄとリミッタ１１１とは、そ
れぞれ直列に接続している。なお、図１では、回路１２１には４つの発光素子が含まれて
いるが、含まれる発光素子の数について特に限定はなく、少なくとも一含まれていればよ
い。ここで、発光素子１０１ａ〜発光素子１０１ｄは、図２に表されるように、いずれも
一対の電極（第１の電極１３１及び第２の電極１３２）の間に発光層１３３を有するもの
である。
また、リミッタ１１１についても特に限定はなく、過度の電流が流れないように制限で
きるものであればよい。例えば、一つのトランジスタから成るものであってもよいし、ト
ランジスタやダイオード等の複数の素子が組み合わさって成る回路であってもよい。
また、回路１２１の一端はノード１２５において配線１２２に接続しており、他端はノ
ード１２６において配線１２３に接続している。そして、配線１２２と配線１２３は電源
１２４に接続している。
電源１２４から配線１２２、配線１２３を介して発光素子１０１ａ〜発光素子１０１ｄ
に電圧が印加される。そして、発光素子１０１ａ〜発光素子１０１ｄのそれぞれにおいて
電極間に電位差が生じることによって電流が流れる。流れた電流によって発光物質が励起
状態となった後、基底状態に戻るときに発光する。なお、第１の電極１３１は、それぞれ
、配線を介して電源に接続され、同一の極性の電位を与えられる。また、第２の電極１３
２は、それぞれ配線を介して電源に接続され、第１の電極１３１とは逆の極性の電位を与
えられる。ここで、いずれの電極にいずれの極性の電位を与えるかについて特に限定はな
い。
以上のような発光装置は、いずれか一の発光素子において電極間の短絡等の不良が生じ
ても、その他の発光素子に多大な負担を掛けることなく、良好に動作することができるも
のである。
例えば、発光素子１０１ｂの電極間が短絡した場合でも、その他の発光素子（発光素子
１０１ａ、１０１ｃ、１０１ｄ）はそれぞれ直列に接続しているため、発光することがで
きる。また、複数有る回路１２１においていずれか一の回路に含まれる発光素子の大部分
または全てが短絡した場合でも、リミッタ１１１を有するため、過度の電流が流れること
なく、その他の回路への電流供給を妨げられない。
本発明の発光装置において、発光素子に含まれる第１の電極１３１、第２の電極１３２
について特に限定はないが、一対の電極のうち少なくとも一方の電極が可視光を透過でき
るものであることが好ましい。これによって、発光装置の一面または両面から光を射出す
ることができる。
また、発光層１３３についても特に限定はなく、有機化合物若しくは無機化合物のいず
れか一又は両方を含むものを用いることができる。また、発光層１３３は単層または多層
のいずれから成るものでもよい。多層である場合、発光色の異なる発光物質をそれぞれ別
の層において発光させ、視覚的に混合されるようにしてもよい。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の発光装置に設けられるリミッタの態様について図１０〜１
２を用いて説明する。
図１０（Ａ）において、リミッタ１１１ａは発光素子１０１ａ〜１０１ｄよりも高電位
電源側に設けられている。リミッタ１１１ａは、トランジスタ１５１と、該トランジスタ
１５１と直列に接続する抵抗１５２とを含んでいる。トランジスタ１５１はＰチャネル型
である。そして、トランジスタ１５１のゲートは、該トランジスタ１５１よりも低電位電
源側に位置するノード１２７に接続している。より具体的には、ノード１２７は、発光素
子１０１ａと抵抗１５２との間に位置している。なお、リミッタの構成は、リミッタ１１
１ａのようにトランジスタ１５１及び抵抗１５２を含む構成に限定されるものではなく、
例えば図１０（Ｂ）で表されるように抵抗を含まない構成のリミッタ１１１ｂであっても
よい。また、リミッタ１１１ｂにおいて含まれるトランジスタ１５３のゲートは、発光素
子１０１ｄよりも低電位電源側に位置するノード１２８に接続している。なお、トランジ
スタ１５３はＰチャネル型である。なお、リミッタに含まれるトランジスタの導電型につ
いて特に限定はなく、例えば図１１で表されるようにＮチャネル型のトランジスタ１５４
が含まれていてもよい。図１１において、リミッタ１１１ｃに含まれたトランジスタ１５
４のゲートは、トランジスタ１５４よりも高電位電源側に位置する、より具体的には発光
素子１０１ａよりも高電位電源側に位置するノード１２９に接続している。なお、トラン
ジスタ１５４のゲートは、該トランジスタ１５４よりも高電位電源側に位置しているノー
ドに接続されていればよく、例えば発光素子１０１ｄとトランジスタ１５４との間に位置
するノードに接続されていても構わない。なお、リミッタ１１１ｃにおいて、さらに抵抗
が含まれていてもよい。また、以上のようにトランジスタを含むリミッタの他、図１２で
表されるリミッタ１１１ｄのように、ダイオード１５５を含む構成のリミッタであっても
よい。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の発光装置に含まれる発光素子の一態様について図３を用い
て説明する。
図３において、第１の電極２０１と第２の電極２０２との間には、発光層２１３を有す
る。このような発光素子において、第１の電極２０１から注入された正孔と、第２の電極
２０２から注入された電子とは、発光層２１３において再結合し、発光物質を励起状態に
する。ここで、発光物質とは、発光効率が良好で、所望の発光波長の発光をし得る物質で
ある。そして、励起状態の発光物質は基底状態に戻るときに発光する。なお、本形態の発
光素子において、第１の電極２０１は陽極として機能し、第２の電極２０２は陰極として
機能する。
ここで、発光層２１３について特に限定はないが、発光物質が、発光物質の有するエネ
ルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、分散して
含まれた層であることが好ましい。これによって、発光物質からの発光が、濃度に起因し
て消光してしまうことを防ぐことができる。なお、エネルギーギャップとはＬＵＭＯ準位
とＨＯＭＯ準位との間のエネルギーギャップを言う。
発光物質について特に限定はなく、発光効率が良好で、所望の発光波長の発光をし得る
物質を選択して用いればよい。例えば、赤色系の発光を得たいときには、４−ジシアノメ
チレン−２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−
９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＩ）、４−ジシアノメチレン−２
−メチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニ
ル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔｅｒｔ−ブチル
−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４
Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＢ）やペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス［
２−（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニ
ル］ベンゼン等、６００ｎｍから６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈
する物質を用いることができる。また緑色系の発光を得たいときは、Ｎ，Ｎ’−ジメチル
キナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６やクマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリ
ノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）等、５００ｎｍから５５０ｎｍに発光スペクト
ルのピークを有する発光を呈する物質を用いることができる。また、青色系の発光を得た
いときは、９，１０−ビス（２−ナフチル）−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ
−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：
ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−ガリウム（略称：ＢＧａｑ）、
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）等、４２０ｎｍから５００ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈
する物質を用いることができる。また、以上に記載した蛍光を発光する物質の他、トリス
（２−フェニルピリジン）イリジウム等の燐光を発光する物質を用いても構わない。
発光物質を分散状態にするために用いる物質（ホスト材料とも言われる。）について特
に限定はなく、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：α−ＮＰＤ）のようなアリールアミン骨格を有する化合物の他、４，４’−ビ
ス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−
カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）等のカルバゾール誘導体や、ビス
［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ2）、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）、ト
リス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）等の金属錯体等を用いること
ができる。
また、第１の電極２０１について特に限定はないが、本形態のように、陽極として機能
させるときは、仕事関数の大きい物質で形成されていることが好ましい。具体的には、イ
ンジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、酸化亜鉛を含
む酸化インジウムの他、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）等を用いることができる。なお、第１の電極２０１は、例えばス
パッタ法や蒸着法等を用いて形成することができる。
また、第２の電極２０２について特に限定はないが、本形態のように、陰極として機能
させるときは、仕事関数の小さい物質で形成されていることが好ましい。具体的には、リ
チウム（Ｌｉ）またはマグネシウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属等を含んだ
アルミニウム等を用いることができる。なお、第２の電極２０２は、例えばスパッタ法や
蒸着法等を用いて形成することができる。
なお、発光した光を外部に取り出すために、第１の電極２０１と第２の電極２０２のい
ずれか一または両方は、インジウムスズ酸化物等の可視光を透過できる物質から成る電極
、または可視光を透過出来るように数〜数十ｎｍの厚さで形成された電極であることが好
ましい。
また、第１の電極２０１と発光層２１３との間には、図３に示すように、正孔輸送層２
１２を有していてもよい。ここで、正孔輸送層とは、電極から注入された正孔を発光層へ
輸送する機能を有する層である。このように、正孔輸送層２１２を設け、第１の電極２０
１と発光層２１３とを離すことによって、発光が金属に起因して消光することを防ぐこと
ができる。
なお、正孔輸送層２１２について、特に限定はなく、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：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［
Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や
４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称
：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニ
ル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）などの芳香族アミン系（即ち
、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物等によって形成されたものを用いて形成す
ることができる。また、正孔輸送層２１２は、以上に述べた物質から成る層を二以上組み
合わせて形成した多層構造の層であってもよい。
また、第２の電極２０２と発光層２１３との間には、図３に示すように、電子輸送層２
１４を有していてもよい。ここで、電子輸送層とは、電極から注入された電子を発光層へ
輸送する機能を有する層である。このように、電子輸送層２１４を設け、第２の電極２０
２と発光層２１３とを離すことによって、発光が金属に起因して消光することを防ぐこと
ができる。
なお、電子輸送層２１４について特に限定はなく、トリス（８−キノリノラト）アルミ
ニウム（略称：Ａｌｑ3）、トリス（５−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
金属錯体等によって形成されたものを用いることができる。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等によって形成されたもので
あってもよい。また、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−ｔｅ
ｒｔ−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−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフ
ェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチル
フェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−ト
リアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バ
ソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等を用いて形成されたものであってもよい。また、電子
輸送層２１４は、以上に述べた物質から成る層を二以上組み合わせて形成した多層構造の
層であってもよい。
さらに、第１の電極２０１と正孔輸送層２１２との間には、図３に示すように、正孔注
入層２１１を有していてもよい。ここで、正孔注入層とは、陽極として機能する電極から
正孔輸送層へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。なお、正孔輸送層を特に設け
ない場合は、陽極として機能する電極と発光層との間に正孔注入層を設け、発光層への正
孔の注入を補助してもよい。
正孔注入層２１１について特に限定はなく、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウ
ム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、
マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物によって形成されたもの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（ＣｕＰＣ）等のフ
タロシアニン系の化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレン
スルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層２１１を
形成することができる。
また、第２の電極２０２と電子輸送層２１４との間には、図３に示すように、電子注入
層２１５を有していてもよい。ここで、電子注入層とは、陰極として機能する電極から電
子輸送層２１４へ電子の注入を補助する機能を有する層である。なお、電子輸送層を特に
設けない場合は、陰極として機能する電極と発光層との間に電子注入層を設け、発光層へ
の電子の注入を補助してもよい。
電子注入層２１５について特に限定はなく、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）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類
金属の化合物を用いて形成されたものを用いることができる。この他、Ａｌｑ3または４
，４−ビス（５−メチルベンズオキサゾル−２−イル）スチルベン（ＢｚＯｓ）等のよう
に電子輸送性の高い物質と、マグネシウムまたはリチウム等のようにアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属とを混合したものも、電子注入層２１５として用いることができる。
以上に述べた本形態の発光素子において、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光
層２１３、電子輸送層２１４、電子注入層２１５は、それぞれ、蒸着法、またはインクジ
ェット法、または塗布法等、いずれの方法で形成しても構わない。また、第１の電極２０
１または第２の電極２０２についても、スパッタリング法または蒸着法等、いずれの方法
を用いて形成しても構わない。
以上に説明した発光素子は、第１の電極２０１と第２の電極２０２との間に設けられる
層の厚さの和が概ね数十から数百ｎｍであり非常に薄いため、第１の電極２０１と第２の
電極２０２とが短絡してしまう場合がある。しかし、本発明を適用することによって、発
光素子に含まれる電極間の短絡が生じても、発光装置における照度の低下等は低減され、
発光装置を良好に動作させることができる。
（実施の形態４）
本発明の発光装置に設けられる発光素子の態様は実施の形態３で記載したものには限定
されない。例えば、発光素子は、複数の発光層を有するものであってもよい。複数の発光
層を設け、それぞれの発光層からの発光を混合することで、例えば白色光の光を得ること
ができる。本形態では、複数の発光層を有する発光素子の態様について図４、５を用いて
説明する。
図４において、第１の電極７５１と第２の電極７５２との間には、第１の発光層７６３
と第２の発光層７６５とを有する。第１の発光層７６３と第２の発光層７６５との間には
、隔壁層７６４を有することが好ましい。
第１の電極７５１の電位よりも第２の電極７５２の電位が高くなるように電圧を印加す
ると、第１の電極７５１と第２の電極７５２との間に電流が流れ、第１の発光層７６３ま
たは第２の発光層７６５または隔壁層７６４において正孔と電子とが再結合する。生じた
励起エネルギーは、隔壁層７６４を介して第１の発光層７６３と第２の発光層７６５の両
方に移り、第１の発光層７６３に含まれた第１の発光物質と第２の発光層７６５に含まれ
た発光物質を励起状態にする。そして。励起状態になった第１の発光物質と第２の発光物
質とは、それぞれ基底状態に戻るときに発光する。
第１の発光層７６３には、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペ
リレン（略称：ＴＢＰ）、４，４’−ビス［２−ジフェニルビニル］ビフェニル（略称：
ＤＰＶＢｉ）、４，４’−ビス［２−（Ｎ−エチルカルバゾール−３−イル）ビニル］ビ
フェニル（略称：ＢＣｚＶＢｉ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニ
ルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト
）−クロロガリウム（略称：Ｇａｍｑ2Ｃｌ）などの蛍光を発光することのできる物質、
またはビス［２−（３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ
2'］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））、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：ＦＩｒ（
ｐｉｃ））などの燐光を発光することができ、４５０〜５１０ｎｍに発光スペクトルのピ
ークを有する発光が得られる発光物質が含まれている。また、第２の発光層７６５には、
実施の形態３に記載したような６００〜６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発
光物質が含まれている。そして、第１の発光層７６３からの発光の発光色と第２の発光層
７６５からの発光の発光色とは、第１の電極７５１と第２の電極７５２とのいずれか一若
しくは両方を通って外部に射出する。外部に射出したそれぞれの発光は、視覚的に混合さ
れ、白色光として視認される。
第１の発光層７６３は、４５０〜５１０ｎｍの発光を呈することのできる発光物質が、
該発光物質のエネルギーギャップよりも大きなエネルギーギャップを有する物質（第１の
ホスト）から成る層中に分散した状態で含まれているか、または、４５０〜５１０ｎｍの
発光を呈することのできる発光物質から成る層であることが好ましい。第１のホストとし
ては、先に述べたα−ＮＰＤ、ＣＢＰ、ＴＣＴＡ、Ｚｎｐｐ2、Ｚｎ（ＢＯＸ）2の他、９
，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチ
ル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等を用いることがで
きる。また、第２の発光層７６５は、６００〜６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有
する発光物質が、この発光物質よりもエネルギーギャップよりも大きなエネルギーギャッ
プを有する物質（第２のホスト）から成る層中に、分散した状態で含まれた層であること
が好ましい。第２のホストとしては、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、ＴＣＴＡ、Ｚｎｐｐ2、Ｚｎ
（ＢＯＸ）2、Ａｌｑ3等を用いることができる。また隔壁層７６４は、第１の発光層７６
３または第２の発光層７６５または隔壁層７６４において生成したエネルギーが第１の発
光層７６３と第２の発光層７６５の両方に移動でき、且つ第１の発光層７６３と第２の発
光層７６５のいずれか一方のみに偏ってエネルギーが移動しないようにするための機能を
有するように形成されていることが好ましい。具体的には、隔壁層７６４は、α−ＮＰＤ
、ＣＢＰ、ＴＣＴＡ、Ｚｎｐｐ2、Ｚｎ（ＢＯＸ）2等の第１の発光層７６３に含まれる第
１のホスト及び／又は第２の発光層７６５に含まれる第２のホストと同じ物質、若しくは
第１のホスト及び／又は第２のホストと同等の大きさのエネルギーギャップを有するキャ
リア輸送性物質を用いて形成することができる。このように、隔壁層７６４を設けること
で、第１の発光層７６３と第２の発光層７６５のいずれか一方のみの発光強度が強くなっ
てしまい、白色発光が得られなくなるという不具合が生じることを防ぐことができる。
本形態では、第１の発光層７６３と第２の発光層７６５のいずれの層にどのような発光
物質を含ませるかについて特に限定はないが、本形態のように、陰極として機能する電極
（本形態では第２の電極７５２）に近い方の発光層（本形態では第２の発光層７６５）に
、キャリアをトラップし易い発光物質が含まれるようにすることによって、より効率よく
各々の層に含まれる発光物質を発光させることができる。
また、本形態では、図４のように二層の発光層が設けられた発光素子について記載して
いるが、発光層の層数は二層に限定されるものでは無く、例えば三層であってもよい。そ
して、それぞれの発光層からの発光を組み合わせて、白色として視認されるようにすれば
よい。
また、第１の発光層７６３と第１の電極７５１との間には、図４に示すように電子輸送
層７６２が設けられていてもよい。また、電子輸送層７６２の他、電子注入層７６１が電
子輸送層７６２と第１の電極７５１との間に設けられていてもよい。また、第２の発光層
７６５と第２の電極７５２との間には、図４に示すように正孔輸送層７６６が設けられて
いてもよい。また、正孔輸送層７６６と第２の電極７５２との間には正孔注入層７６７が
設けられていてもよい。
また、図４を用いて説明したような発光素子の他、図５に表されるような、発光素子で
あってもよい。
図５の発光素子は、第１の電極７７１と第２の電極７７２との間には、第１の発光層７
８３と第２の発光層７８８とを有する。第１の発光層７８３と第２の発光層７８８との間
には、第１の層７８５と第２の層７８６とを有する。
第１の層７８５は正孔を発生する層であり、第２の層７８６は電子を発生する層である
。第１の電極７７１の電位よりも第２の電極７７２の電位の方が高くなるように電圧を印
加したとき、第１の電極７７１から注入された電子と、第１の層７８５から注入された正
孔とは、第１の発光層７８３において再結合し、第１の発光層７８３に含まれた発光物質
が発光する。さらに、第２の電極から注入された正孔と第２の層７８６から注入された電
子とは第２の発光層７８８において再結合し、第２の発光層７８８に含まれた発光物質が
発光する。
第１の発光層７８３には、実施の形態３に記載したような６００〜６８０ｎｍに発光ス
ペクトルのピークを有する発光物質が含まれている。また、第２の発光層７８８には、ペ
リレン、ＴＢＰ、ＤＰＶＢｉ、ＢＣｚＶＢｉ、ＢＡｌｑ、Ｇａｍｑ2Ｃｌなどの蛍光を発
光することのできる物質、またはＩｒ（ＣＦ3ｐｐｙ）2（ｐｉｃ）、ＦＩｒ（ａｃａｃ）
、ＦＩｒ（ｐｉｃ）等の燐光を発光することのできる物質等、４５０〜５１０ｎｍに発光
スペクトルのピークを有する発光が得られる発光物質が含まれている。第１の発光層７８
３からの発光と、第２の発光層７８８からの発光とは、第１の電極７７１または第２の電
極７７２とのいずれか一若しくは両方から射出する。そして、両発光層からの発光は視覚
的に混合され、白色光として視認される。
第１の発光層７８３及び第２の発光層７８８のそれぞれにおいて、発光物質は、前述の
ようにホストに分散して含まれていることが好ましい。
第１の層７８５は、電子よりも正孔の輸送性が高い物質を含み、さらにその物質に対し
電子受容性を示す物質を含む層であることが好ましい。電子よりも正孔の輸送性が高い物
質にとしては、正孔輸送層を形成するときに用いる物質と同様のものを用いればよい。ま
た電子よりも正孔の輸送性が高い物質に対し電子受容性を示す物質としては、モリブデン
酸化物、バナジウム酸化物、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮ
Ｑ）、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（
略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）等を用いることができる。
第２の層７８６は、正孔よりも電子の輸送性が高い物質を含み、さらにその物質に対し
電子供与性を示す物質を含む層であることが好ましい。正孔よりも電子の輸送性が高い物
質にとしては、電子輸送層を形成するときに用いる物質と同様のものを用いればよい。ま
た正孔よりも電子の輸送性が高い物質に対し電子供与性を示す物質としては、リチウム、
セシウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、エルビウ
ム、イッテルビウム等の希土類金属等を用いることができる。
また、第１の発光層７８３と第１の電極７７１との間には、図５に示すように、電子輸
送層７８２が設けられていてもよい。また、電子輸送層７８２と第１の電極７７１との間
には電子注入層７８１が設けられていてもよい。また、第１の発光層７８３と第１の層７
８５との間には、正孔輸送層７８４が設けられていてもよい。また、第２の発光層７８８
と第２の電極７７２との間には、正孔輸送層７８９が設けられていてもよい。また、正孔
輸送層７８９と第２の電極７７２との間には正孔注入層７９０が設けられていてもよい。
また、第２の発光層７８８と第２の層７８６との間には電子輸送層７８７が設けられてい
てもよい。
また、本形態では、図５のように二層の発光層が設けられた発光素子について記載して
いるが、発光層の層数は二層に限定されるものでは無く、例えば三層であってもよい。そ
して、それぞれの発光層からの発光を組み合わせて、白色として視認されるようにすれば
よい。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の発光装置の構造の一態様について図６、７（Ａ）、７（Ｂ
）を用いて説明する。
図６は、本発明の発光装置の発光部の一部を表す上面図である。図６において、列方向
には、第１の電極５０２ａ、第１の電極５０２ｂ、第１の電極５０２ｃ、第１の電極５０
２ｄが順に配列されている。また、第１の電極５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄ
は、それぞれ、一部において発光層５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃ、５０６ｄ及び第２の
電極５０７ａ、５０７ｂ、５０７ｃ、５０７ｄと重畳している。また、第１の電極５０２
ａの一部と第２の電極５０７ｂの一部とが重畳し、第１の電極５０２ｂの一部と第２の電
極５０７ｃの一部とが重畳している。さらに、第１の電極５０２ｃの一部と第２の電極５
０７ｄの一部とが重畳している。ここで、第１の電極と、第２の電極とはいずれか一方が
陽極として機能し、他方が陰極として機能する。
また、図７（Ａ）は、本発明の発光装置の発光部の一部を表す断面図であり、特に図６
において破線Ａ―Ａ’で表される部分における断面図である。図７（Ａ）において、基板
５０１上には、開口部を有する隔壁層５０５から露出するように第１の電極５０２ｂが設
けられている。そして、第１の電極５０２ｂ上には発光層５０６ｂが設けられている。発
光層５０６ｂ上にはさらに第２の電極５０７ｂが設けられている。このように、破線Ａ―
Ａ’で表される部分には、一対の電極間に発光層を有する発光素子が、複数、独立して設
けられている。
図７（Ｂ）も、本発明の発光装置の発光部の一部を表す断面図であり、特に図６におい
て破線Ｂ−Ｂ’で表される部分における断面図である。図７（Ｂ）において、基板５０１
は図７（Ａ）における基板５０１と同一である。また、第１の電極５０２ｂは図７（Ａ）
における第１の電極５０２ｂと同一である。第１の電極５０２ｂの他、第１の電極５０２
ｃが開口部を有する隔壁層５０５にから露出するようにして表されている。
第１の電極５０２ｂ、第１の電極５０２ｃは、それぞれ二つの開口部から露出している
。第１の開口部において、第１の電極５０２ｂ上には発光層５０６ｂが設けられているが
、第１の電極５０２ｃ上には発光層５０６ｃが設けられている。そして、第２の電極５０
７ｃは、第１の開口部から露出した第１の電極５０２ｃの上方に、発光層５０６ｃを間に
挟むようにして設けられている。そして、第１の電極５０２ｂと発光層５０６ｂと第２の
電極５０７ｂとが重畳した部分はひとつの発光素子として機能する。また、第１の電極５
０２ｃと発光層５０６ｃと第２の電極５０７ｃとが重畳した部分はもうひとつの発光素子
として機能する。また、第２の電極５０７ｃは、第２の開口部において、第１の電極５０
２ｂと重畳し、電気的に接続している。以上に記載したようにして第１の発光素子に含ま
れる第１の電極と第２の発光素子に含まれる第２の電極とを接続させることで、一対の電
極間に発光層を有する複数の発光素子を直列に接続させることができる。
また、図７（Ｂ）に表したような構造を有する発光素子は、次の様な工程によって作製
することができる。先ず、第１の電極５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄのそれぞ
れを形成後、それぞれの第１の電極が２つの開口部から露出するように、開口部を有する
隔壁層５０５を形成する。そして一方の開口部から露出したそれぞれの第１の電極を覆う
ように発光層５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃ、５０６ｄを、それぞれ形成する。このとき
、発光層５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃ、５０６ｄは、インクジェット法、若しくはマス
クを用いた蒸着法等の任意の場所に選択的に層を形成することができるような成膜方法を
用いて形成することが好ましい。そして、ひとつの発光素子の発光層を覆うと共に、その
発光素子と隣接した別の発光素子の開口部から露出した第１の電極を覆うように第２の電
極５０７ａ、５０７ｂ、５０７ｃ、５０７ｄを、それぞれ、形成する。また、第２の電極
５０７ａ、５０７ｂ、５０７ｃ、５０７ｄを形成するときも、発光層の形成と同様にイン
クジェット法、若しくはマスクを用いた蒸着法等の任意の場所に選択的に層を形成するこ
とができるような成膜方法を用いて形成することが好ましい。このようにして形成するこ
とで、直列接続した発光素子を容易に作製することができる。
（実施の形態６）
図８に表されるように、本発明の発光装置は、支持体６００１とその上に設けられた照
明部６００２を有する。そして、さらに照明部６００２と電源とを接続するためのフレキ
シブルプリントサーキット６００３が装着されている。このような本発明の発光装置を含
む電子機器の態様について説明する。
図９（Ａ）は照明装置であり、照明部に本発明の発光装置が実装されたものである。図
９（Ａ）の照明装置において、本発明の発光装置は、筐体５７００に嵌め込まれて構成さ
れている。このような本発明の発光装置を照明部に実装した照明装置は、発光素子の不具
合に起因した動作不良が低減され、良好に照明することができるものである。
また、図９（Ｂ）はパーソナルコンピュータであり、表示部５５２３において本発明の
発光装置をバックライトとして実装したものであり、本体５５２１、筐体５５２２、表示
部５５２３、キーボード５５２４などによって構成されている。具体的には、図９（Ｃ）
のように筐体９０１と筐体９０４とに液晶装置９０２とバックライト９０３とが嵌め込ま
れ、パーソナルコンピュータに実装される。そして、ドライバ回路９０５を介して与えら
れた信号に従って動作する。バックライト９０３にはフレキシブルプリントサーキット９
０６が装着されている。フレキシブルプリントサーキット９０６を介してバックライトの
動作を制御する信号が入力される。このように本発明の発光装置を実装することによって
、発光素子の不具合に起因して局所的に暗部が形成されるような動作不良が低減され、良
好に表示することができる。
１０１ａ 発光素子
１０１ｂ 発光素子
１０１ｃ 発光素子
１０１ｄ 発光素子
１１１ リミッタ
１１１ａ リミッタ
１１１ｂ リミッタ
１１１ｃ リミッタ
１１１ｄ リミッタ
１２１ 回路
１２２ 配線
１２３ 配線
１２４ 電源
１２５ ノード
１２６ ノード
１２７ ノード
１２８ ノード
１２９ ノード
１３１ 第１の電極
１３２ 第２の電極
１３３ 発光層
１５１ トランジスタ
１５２ 抵抗
１５３ トランジスタ
１５４ トランジスタ
１５５ ダイオード
２０１ 第１の電極
２０２ 第２の電極
２１１ 正孔注入層
２１２ 正孔輸送層
２１３ 発光層
２１４ 電子輸送層
２１５ 電子注入層
７５１ 第１の電極
７５２ 第２の電極
７６１ 電子注入層
７６２ 電子輸送層
７６３ 第１の発光層
７６４ 隔壁層
７６５ 第２の発光層
７６６ 正孔輸送層
７６７ 正孔注入層
７７１ 第１の電極
７７２ 第２の電極
７８１ 電子注入層
７８２ 電子輸送層
７８３ 第１の発光層
７８４ 正孔輸送層
７８５ 第１の層
７８６ 第２の層
７８７ 電子輸送層
７８８ 第２の発光層
７８９ 正孔輸送層
７９０ 正孔注入層
５０１ 基板
５０２ａ 第１の電極
５０２ｂ 第１の電極
５０２ｃ 第１の電極
５０２ｄ 第１の電極
５０５ 隔壁層
５０６ａ 発光層
５０６ｂ 発光層
５０６ｃ 発光層
５０６ｄ 発光層
５０７ａ 第２の電極
５０７ｂ 第２の電極
５０７ｃ 第２の電極
５０７ｄ 第２の電極
６００１ 支持体
６００２ 照明部
６００３ フレキシブルプリントサーキット
５７００ 筐体
５５２１ 本体
５５２２ 筐体
５５２３ 表示部
５５２４ キーボード
９０１ 筐体
９０２ 液晶装置
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバ回路
９０６ フレキシブルプリントサーキット

Claims (1)

  1. 並列に電気的に接続された少なくとも２つ以上の回路を有し、
    前記回路は、少なくとも、第１の発光素子、第２の発光素子およびリミッタを有し、
    前記第１の発光素子、前記第２の発光素子および前記リミッタは、直列に電気的に接続されており、
    前記第１の発光素子と前記第２の発光素子はそれぞれ、第１の電極、第２の電極、および前記第１の電極と前記第２の電極の間の発光層を有し、
    前記第１の発光素子が有する前記第１の電極と前記第２の発光素子が有する前記第２の電極は、接していることを特徴とする発光装置。
JP2010290183A 2004-09-13 2010-12-27 照明装置 Withdrawn JP2011124236A (ja)

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