JP2016028393A - 発光装置、照明装置および発光装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力効率が高く、面内で均一に発光し、光取り出し効率の高い発光装置を提供す
る。または、該発光装置の作製方法を提供する。または、該発光装置を用いた照明装置を
提供する。
【解決手段】基板上に設けられた、第１の電極と、該第１の電極上に設けられた、発光性
の有機化合物を含む層と、該発光性の有機化合物を含む層上に設けられた、島状の絶縁層
と、該絶縁層上に設けられた、島状の補助電極層と、該発光性の有機化合物を含む層上及
び該補助電極層上に設けられた、可視光に対する透光性を有する第２の電極と、を有する
発光装置を提供する。
【選択図】図１

Description

エレクトロルミネッセンスにより発光する発光装置、該発光装置の作製方法及び照明装置
に関する。

近年、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）
を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は
、一対の電極間に発光物質を含む発光層を設けた単純な構造であり、薄型軽量化でき、入
力信号に高速に応答でき、低電圧の直流電流で駆動が可能である等の特性を有する。

ＥＬを利用した素子（以下、ＥＬ素子）の応用としては、主としてディスプレイと照明が
期待されている。ＥＬ素子は、膜状に形成することが可能であるため、面状に発光を得る
ことができる。よって、大面積の素子を形成することができる。照明の応用を考えた場合
、このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光
源では得難い特色である。例えば、シート状の照明など、従来にない形状を持つ照明装置
を作製することが可能と考えられる。また、面光源であることにより、より自然光に近い
照明を簡便に得ることが可能となる。

ＥＬ素子は、発光物質が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって大別できる。
発光物質に有機化合物を用い、一対の電極間に当該有機化合物を含む層（ＥＬ層とも記す
）を設けた有機ＥＬ素子の場合、発光素子に電圧を印加することにより、陰極から電子が
、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流
れる。そして、注入した電子及び正孔が発光性の有機化合物を励起状態に至らしめ、励起
された発光性の有機化合物から発光を得るものである。

なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態
が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。

このようなＥＬ素子の電力効率を向上させる方法のひとつとして、ＥＬ素子の駆動電圧を
低電圧化することが検討されている。低い電圧で同じ電流量を投入するほうが消費する電
力量が少なくてすむためである。しかし、低い電圧で駆動可能なＥＬ素子は一般的に、わ
ずかな駆動電圧の変化によって大きく輝度が変化する。

照明として使用するために十分な量の光束をＥＬ素子から得るためには、ＥＬ素子の発光
面積を広くする方法が簡便であるが、発光面積を広くした場合、透明電極の電圧降下の影
響によって発光面内で発生する輝度ムラが懸念される。特に、低い電圧で駆動可能なＥＬ
発光素子はその影響を強く受けるため対策が必要である。

この対策としては、透明電極上に低抵抗な補助配線を形成した構造が報告されている（特
許文献１参照）。この方法では、透明電極の上に低抵抗な補助配線を形成し、補助配線の
上にのみ無機絶縁層を形成することによって発光素子面内での均一な発光と補助配線上の
無効電力の削減を実現している。

特開平１１−９７１８３号公報

特許文献１に開示された発光装置において、ＥＬ層で発光した光は、透明電極及び透明基
板を通して外部の空気中に放出される。特許文献１の発光装置の透明電極として用いられ
たＩＴＯ（インジウム錫酸化物、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）の屈折率は約２．
０であり、透明基板として用いられたガラスの屈折率は、通常、約１．６であり、また、
空気の屈折率は１である。よって、透明電極と透明基板との境界面、及び透明基板と空気
との境界面では全反射が起こり、外部空気中に放出されない光が多く、光の取り出し効率
は小さいという問題がある。

特許文献１では、光の取り出し効率を高めるために、透明基板にドーム状突起部を形成し
た構造を報告している。この構造は、透明基板と空気との境界面での全反射を抑制するこ
とができる。しかし、このような構成を用いても、透明電極と透明基板との境界面で全反
射した光を取り出すことはできないため、発光装置の光取り出し効率は不十分である。よ
って、さらなる光取り出し効率の向上が求められている。

したがって、電力効率が高く、面内で均一に発光し、光取り出し効率の高い発光装置を提
供することを課題の一とする。または、該発光装置の作製方法を提供することを課題の一
とする。または、該発光装置を用いた照明装置を提供することを課題の一とする。

上記課題を解決するために、トランジスタ等が形成された素子基板とは逆側から発光を取
り出す構造（トップエミッション構造）を採用することに着眼した。

すなわち、本発明の一態様は、基板上に設けられた第１の電極と、第１の電極上に設けら
れた、発光性の有機化合物を含む層と、発光性の有機化合物を含む層上に設けられた、島
状の絶縁層と、絶縁層上に設けられた、島状の補助電極層と、発光性の有機化合物を含む
層上及び補助電極層上に設けられた、可視光に対する透光性（以下、単に透光性とも記す
）を有する第２の電極と、を有する発光装置である。

本発明の一態様は、発光性の有機化合物を含む層（ＥＬ層）上に、島状の絶縁層及び絶縁
層と重なる島状の補助電極層を有するため、電圧降下を抑制し、面内における輝度ムラを
低減することができる。さらに、補助電極層とＥＬ層の間に、絶縁層を有するため、補助
電極層によって遮光される部分のＥＬ層には電流が流れない。したがって、供給電力を効
率良く、補助電極層及び絶縁層が形成されていない部分の発光に寄与させることができる
ため、電力効率の低下を抑制することができる。

また、本発明の一態様は、トップエミッション構造を採用しているため、素子が形成され
た基板を介して光を取り出す必要がない。その結果、素子基板により発光が吸収される恐
れがないため、透光性について特別な配慮がされていない安価な素子基板を用いることが
できる。また、素子基板として、プラスチックなどの、壊れにくい、またはフレキシブル
な基板を用いることもできるため、実用化の範囲が広がる。

さらに、透光性を有する電極の代表例であるＩＴＯの屈折率は約２．０、素子基板の代表
例である通常のガラス基板の屈折率は約１．６であり、いずれも空気の屈折率１に比べて
大きい。よって、該電極が形成された該基板側から光を取り出そうとすると、該電極と該
基板との境界面、及び該基板と空気との境界面では全反射が起こり、発光を外部空気中に
取り出す効率、いわゆる光の取り出し効率は低い。

一方、トップエミッション構造においては、全反射が起こる箇所は、透光性を有する電極
と空気の境界面のみである。よって、ボトムエミッション構造の発光装置よりも、本発明
の一態様であるトップエミッション構造の発光装置の方が、光の取り出し効率を高くする
ことができる。

さらに、本発明の一態様であるトップエミッション構造の発光装置は、光の取り出し効率
を向上させるために様々な工夫を施すことがボトムエミッション構造に比べて容易である
。

上記本発明の一態様の発光装置において、透光性を有する第２の電極は、凹凸を有してい
ても良い。また、可視光に対する透光性と、凹凸とを有する層を、第２の電極上に備えて
いても良い。第２の電極上に凹凸を形成することで、光の取り出し効率を高めることがで
きる。

上記構成の発光装置において、発光性の有機化合物を含む層は、有機化合物と金属酸化物
を含む複合材料層を含むことが好ましい。該複合材料層を形成することで、電極から発光
物質へのキャリア注入性を良好にし、発光素子の駆動電圧を低減することができる。

特に、複合材料層を第１の電極に接して設けると、第１の電極に用いる物質には、仕事関
数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物など
を用いることができる。よって、第１の電極に用いることのできる反射率の高い材料の選
択肢が広がり好ましい。

また、複合材料層を第２の電極に接して設けると、第２の電極を形成する際に、ＥＬ層が
受けるダメージを低減することができるため好ましい。

また、上記本発明の一態様の発光装置において、基板と第１の電極との間に、凹凸を有し
ていても良い。素子基板と反射電極との間に凹凸を有する層を形成することで、光の取り
出し効率を高めることができる。

また、上記発光装置を含む照明装置も本発明の一態様に含む。

本発明の別の一態様は、基板上に、第１の電極を形成し、第１の電極上に、発光性の有機
化合物を含む層を形成し、発光性の有機化合物を含む層上に、シャドーマスクを配置し、
発光性の有機化合物を含む層上に、島状の絶縁層を形成し、絶縁層上に、島状の補助電極
層を形成し、シャドーマスクを外し、発光性の有機化合物を含む層上及び補助電極層上に
、可視光に対する透光性を有する第２の電極を形成する、発光装置の作製方法である。

上記作製方法は、絶縁層と補助電極層とを同一のマスクを用いて位置合わせをし直すこと
なく連続してパターン成膜するため、簡便に発光装置を作製することができる。また、高
精度な位置合わせ機構を用いる必要が無いため、安価な製造設備を用いて作製できる。

上記作製方法において、第２の電極を形成した後、該第２の電極に凹凸を形成しても良い
。また、第２の電極を形成した後、可視光に対する透光性と、凹凸とを有する層を形成し
ても良い。

上記作製方法において、発光性の有機化合物を含む層のうちの一層として、第１の電極と
接する、有機化合物と金属酸化物とを含む複合材料層を形成することが好ましい。また、
第２の電極と接する、有機化合物と金属酸化物とを含む複合材料層を形成することが好ま
しい。

本発明の一態様により、電力効率が高く、面内で均一に発光し、光取り出し効率の高い発
光装置を提供することができる。また、該発光装置の作製方法を提供することができる。
または、該発光装置を用いた照明装置を提供することができる。

本発明の一態様の発光装置を示す図。 ＥＬ層の構成の一例を示す図。 本発明の一態様の発光装置の作製方法を示す図。 本発明の一態様の照明装置を示す図。

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。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置について図１を用いて説明する。図１（Ｂ
）は、図１（Ａ）に示す発光装置１０の、ａ−ｂ間、ｂ−ｄ間、及びｃ−ｄ間の断面図を
示す。

図１（Ｂ）に示す発光装置は、基板１００上に、第１の電極１０１を有し、第１の電極１
０１上に発光層を含むＥＬ層１０２を有する。さらに、ＥＬ層１０２上に、島状の絶縁層
１０４と、絶縁層１０４と重なる島状の補助電極層１０６と、ＥＬ層１０２及び補助電極
層１０６と接する、可視光に対する透光性を有する第２の電極１０８を有する。加えて、
発光装置１０は第１の電極１０１と同様の材料で形成した導電層１１１を有する。導電層
１１１は、接続端子として機能する。

発光装置１０は、第２の電極１０８と接する補助電極層１０６を有するため、電圧降下を
抑制し、面内における輝度ムラを低減することができる。さらに、補助電極層１０６とＥ
Ｌ層１０２の間に、絶縁層１０４を有するため、補助電極層１０６によって遮光される部
分のＥＬ層１０２には電流が流れない。したがって、供給電力を効率良く、補助電極層１
０６及び絶縁層１０４が形成されていない部分の発光に寄与させることができるため、電
力効率の低下を抑制することができる。

一般に、ボトムエミッション構造の発光装置は、透光性を有する電極と透光性を有する素
子基板との境界面、及び該素子基板と空気との境界面の２箇所で全反射が起こる。しかし
、トップエミッション構造である発光装置１０において、全反射が起こる境界面は、透光
性を有する電極と空気との境界面のみである。よって、ボトムエミッション構造の発光装
置に比べて、発光装置１０は、光の取り出し効率が高い。

さらに、ボトムエミッション構造に比べ、全反射が起こる箇所が少ないため、トップエミ
ッション構造である発光装置１０は、光の取り出し効率を向上させるために様々な工夫を
施すことが容易である。例えば、凹凸を有する第２の電極１０８を備えても良いし、第２
の電極１０８上に、凹凸を有する層を積層しても良い。

ＥＬ層１０２は、発光物質を含む発光層を有する。ＥＬ層１０２は、発光層の他に、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。

図１（Ａ）〜（Ｂ）に示す発光装置１０の作製方法について、図３を用いて説明する。

まず、基板１００上に第１の電極１０１と、第１の電極１０１と同様の材料からなる導電
層１１１を形成する。

基板１００の材料としては、発光素子の支持体として機能する材料を用いれば良く、例え
ば、ガラス、プラスチック、金属等を用いることができる。

発光素子からの発光をトランジスタ等が形成された素子基板を通して外部へ取り出すボト
ムエミッション構造では、素子基板が可視光に対する透光性を有する必要がある。一方、
本発明の一態様は、トップエミッション構造を採用している。よって、基板１００から光
を取り出す必要がないため、基板１００の材料に関して制限が無く、安価な基板を用いる
ことができる。例えば、基板１００として、プラスチックなどのフレキシブルな基板を用
いることもできる。

反射電極である第１の電極１０１を形成する前に、基板１００上に、凹凸（又は凹凸を有
する層）を形成しても良い。凹凸を形成することで、反射電極の機能を高め、光の取り出
し効率を向上することができる。凹凸は、材料、屈折率、可視光に対する透光性等に限定
が無い。加熱処理を行っても良いし、凹凸の形成方法にも制限は無い。例えば、ナノイン
プリント法やフォトリソグラフィ工程を用いることができる。

第１の電極１０１は、陽極として機能し、かつ、反射電極として機能する層である。例え
ば、アルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）を用いることで、反射率に優れた電極
を得ることができる。アルミニウム合金としては、アルミニウムとチタンの合金、アルミ
ニウムとネオジムの合金、アルミニウムとニッケルの合金などが挙げられる。また、アル
ミニウム合金膜と、金属又は金属酸化物を含む膜の積層膜を用いても良い。アルミニウム
合金膜上に金属又は金属酸化物を含む膜を積層することで、アルミニウム合金の酸化を抑
制し、第１の電極１０１からＥＬ層１０２への正孔注入性を良好に保つことができる。金
属または金属酸化物を含む膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。ま
た、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。特に、アルミニウムおよびチタンは、地殻における存在
量がとても多く、さらに好ましい。第１の電極１０１は、反射率を高めるため、凹凸を有
していても良い。

特に、後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
用いた層（複合材料層）を第１の電極１０１に接して設けると、第１の電極１０１に用い
る物質は、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこ
れらの混合物などを用いることができる。よって、第１の電極１０１に用いることのでき
る反射率の高い材料の選択肢が広がり好ましい。

次に、第１の電極１０１上にＥＬ層１０２を形成する（図３（Ａ））。本実施の形態にお
いて、ＥＬ層１０２は、陽極（第１の電極１０１）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、電子注入層７０５を有する（図２（Ａ））
。

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：Ｈ_２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：Ｃ
ｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。

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：ＤＮＴＰ
Ｄ）、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：Ｐ
ＣｚＰＣＮ１）等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。

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／ＰＳ
Ｓ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。

特に、正孔注入層７０１として、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含
有させた複合材料を用いることが好ましい。正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質
を含有させた複合材料を用いることにより、第１の電極１０１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性物質とを共蒸着することにより形成することができる。該複合材
料を用いて正孔注入層７０１を形成することにより、第１の電極１０１からＥＬ層１０２
への正孔注入が容易となる。

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^−６ｃｍ^２／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。

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、ＰＣｚＰＣＮ
１、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：Ｃ
ＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：Ｔ
ＣＰＢ）、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。

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−ｔ
ｅｒｔ−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−Ｂ
ｕＤＢＡ）、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。

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。

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：Ｆ_４−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。

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。

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^−６ｃｍ^２／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。

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。

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。

発光層７０３は、発光物質を含む層である。発光物質としては、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。

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。

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，Ｃ^２’］
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，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩ
Ｉ）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，Ｃ^２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略
称：Ｉｒ（ＣＦ_３ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニ
ル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩ
ｒ（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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビス
（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’）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（ａｃ
ａｃ））、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，Ｃ^２’）イリジウム（Ｉ
ＩＩ）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，Ｃ^２’）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（ａ
ｃａｃ））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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）_３）、ビス（２−フ
ェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉ
ｒ（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，Ｃ^３’］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，Ｃ^２’
）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（異なる多重度間の電子遷移による）発光が生じるた
め、燐光性化合物として用いることができる。

なお、発光層７０３としては、上述した発光物質（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（ＨＯＭ
Ｏ準位）が低い物質を用いることが好ましい。

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：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（Ｉ
Ｉ）（略称：ＢｅＢｑ_２）、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（Ｉ
Ｉ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（Ｉ
Ｉ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅ
ｒｔ−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−ｔｅ
ｒｔ−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：Ｐ
ＣＡＰＢＡ）、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。

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。

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。

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。

また、複数の発光層を設け、それぞれの発光層の発光色を異なるものにすることで、発光
素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光層を有する発
光素子において、第１の発光層の発光色と第２の発光層の発光色を補色の関係になるよう
にすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお
、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色
を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また、３つ
以上の発光層を有する発光素子の場合でも同様である。

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：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０−ヒドロ
キシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、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（ＢＴ
Ｚ）_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^−６ｃｍ^２／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。

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。

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。

ＥＬ層は、図２（Ｂ）に示すように、第１の電極１０１と第２の電極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１のＥＬ層８００と第２のＥＬ層８０１
との間には、電荷発生層８０３を設けることが好ましい。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。

また、それぞれのＥＬ層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望
の色の発光を得ることができる。例えば、２つのＥＬ層を有する発光素子において、第１
のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素
子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。また、３つ以上のＥＬ層を
有する発光素子の場合でも同様である。

ＥＬ層１０２は、図２（Ｃ）に示すように、第１の電極１０１と第２の電極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の電極１０８と接する複合材料層７
０８を有していても良い。

第２の電極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の電極１０８を形成する際に、ＥＬ層１０２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。

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７
０４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。

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。

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。

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。

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７０
６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、駆動電圧の上昇を抑制することができる。

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ＬＵＭ
Ｏ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に含まれるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層７０
４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Ｌ
ＵＭＯ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。

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。

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、例えば、ＣｕＰｃ、Ｓｎ
Ｐｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＩ） ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＺｎＰｃ（
Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｚｉｎｃ ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＣｏＰｃ（Ｃｏｂａｌｔ
（ＩＩ）ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ， β−ｆｏｒｍ）、ＦｅＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏ
ｃｙａｎｉｎｅ Ｉｒｏｎ）及びＰｈＯ−ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ２，９，１６，２
３−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｏｘｙ−２９Ｈ，３１Ｈ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）のい
ずれかを用いることが好ましい。

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。

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）、ＳｎＯ
Ｐｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）
及びＴｉＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｃｏ
ｍｐｌｅｘ）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。

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。

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。

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。

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。

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）、２，３，６，７，１
０，１１−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：２Ｐ
ＹＰＲ）、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。

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：Ｆ_１６ＣｕＰｃ）、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：ＮＴＣ
ＤＩ−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Ｃ_６１酪酸メチルエステル）等を用いる
ことができる。

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。

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。

次に、ＥＬ層１０２上に、シャドーマスク１１５を配置し、島状の絶縁層１０４と絶縁層
１０４と重なる島状の補助電極層１０６を連続成膜する（図３（Ｂ）、（Ｃ））。図３（
Ｂ）、（Ｃ）に示す通り、絶縁層１０４及び補助電極層１０６は、順テーパ（断面におい
て、上底が下底より短い台形である）形状である。また、絶縁層１０４において、ＥＬ層
１０２に接する面の面積は、補助電極層１０６と接する面の面積に比べて大きい。

絶縁層１０４としては、シャドーマスクを用いて成膜できる絶縁性を有する膜であれば特
に限定されない。例えば、蒸着法を用いて、フッ化リチウム、フッ化カルシウム、フッ化
マグネシウムなどを成膜しても良い。つまり、電子注入層７０５と絶縁層１０４を同じ材
料で形成することも可能である。または、スパッタリング法を用いて酸化アルミニウムな
どを成膜しても良い。または、上述の正孔輸送層７０２に用いることのできる正孔輸送性
の高い有機化合物や、電子輸送性が低い有機化合物を用いても良い。

補助電極層１０６としては、シャドーマスクを用いて成膜できる導電膜であれば特に限定
されない。後述の第２の電極よりも導電性が高い層であることが好ましい。特に、補助電
極層１０６のシート抵抗は、第２の電極のシート抵抗に比べて２〜３桁小さい値であるこ
とが望ましい。

補助電極層１０６の材料としては、アルミニウム、銅、銀などを用いることができる。補
助電極層１０６として、アルミニウム合金膜や、複数の金属の積層膜を用いることもでき
る。その他、チタン、タングステン、タンタル、モリブデンなどを含んでいても良い。

次に、ＥＬ層１０２上からシャドーマスク１１５を外す。そして、ＥＬ層１０２上に、絶
縁層１０４及び補助電極層１０６を覆い、可視光に対する透光性を有する第２の電極１０
８を形成する（図３（Ｄ））。

第２の電極１０８は、陰極として機能し、かつ、可視光に対する透光性を有する電極とし
て機能する。発光層で生じた光を外部へ取り出すため、可視光領域（４００ｎｍ以上８０
０ｎｍ以下の波長範囲）において透過率３０％以上の透光性を有することが好ましい。ま
た、マイクロキャビティ（微小共振器）構造を適用する場合には、第２の電極１０８は、
透過率３０〜８０％、反射率３０〜６０％であることが好ましい。

第２の電極１０８としては、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合
物を用いることができる。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉ
ｎｄｉｕｍ 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（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）
、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（ＩＷＺＯ）等の可視光に対
する透光性を有する導電性金属酸化物膜を用いることができる。これらの導電性金属酸化
物は、可視光領域の透過率に優れていること、および導電率を考慮すると、７０〜１００
ｎｍ程度の膜厚であることが好ましい。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、インクジェット法、スピンコート法な
どにより作製しても構わない。例えば、ＩＺＯ膜は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ
％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、ＩＷＺＯ膜は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸
化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％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。また、この他にも、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブ
デン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、チタン、またはこれら金属材料の窒化物（例えば
、窒化チタン）等が挙げられる。これらの金属膜を薄膜とすることにより、十分に可視光
に対する透光性を有する電極とすることができる。膜厚は、透過率および反射率を考慮す
ると、５〜２０ｎｍであることが好ましい。

また、第２の電極１０８として、特に、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下で
あることが好ましい）金属、合金等を用いることが好ましい。例えば、アルミニウム、銀
、アルミニウム合金等を用いることができる。また、元素周期表の第１族または第２族に
属する元素、すなわちリチウムやセシウム等のアルカリ金属、およびマグネシウム、カル
シウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（例えば、マグ
ネシウム−銀合金（Ｍｇ−Ａｇ）、アルミニウム−リチウム合金（Ａｌ−Ｌｉ）など）、
ユウロピウム、イッテルビウム等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることが
できる。これらのアルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらを含む合金を薄膜とする
ことにより、十分に可視光に対する透光性を有する電極とすることができる。膜厚は、透
過率および反射率を考慮すると、５〜２０ｎｍであることが好ましい。また、アルカリ金
属、アルカリ土類金属およびこれらを含む合金は導電性が高いため、膜厚が５〜２０ｎｍ
であれば、電極として十分に機能する。アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらを
含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属または
アルカリ土類金属を含む合金の膜はスパッタリング法により形成することも可能である。
また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。

また、第２の電極１０８は、単層のものだけでなく、二層以上積層したものとしてもよい
。例えば、上述したアルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらを含む合金の薄膜上に
、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、ＩＺＯ、ＩＷＺ
Ｏ等の導電性金属酸化物膜を積層した構造としてもよい。

但し、ＥＬ層のうち、第２の電極１０８に接する層が、上述の有機化合物と電子供与体（
ドナー）とを混合してなる複合材料層である場合は、仕事関数の大小に関わらず、様々な
金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。

さらに、第２の電極１０８上に取り出し効率を向上させるための構造物や材料を設けても
良い。例えば、第２の電極１０８上に、可視光に対する透光性を有し、凹凸を有する層を
積層しても良い。又は、第２の電極１０８が凹凸を有していても良い。

例えば、第２の電極１０８を形成した後に、屈折率が１．７以上の微粒子を含むターゲッ
トを用いて、スパッタリング法で、可視光に対する透光性と、凹凸とを有する層を形成し
ても良い。屈折率が１．７以上の微粒子としては、例えば、ＩＴＯ、酸化チタン（ＴｉＯ
_２）を用いることができる。

または、第２の電極１０８を形成した後に、円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、多
角形等の開口部がある高精細メタルマスクを、基板と接しないように配置し、可視光に対
する透光性と、凹凸とを有する層を形成することができる。可視光に対する透光性と、凹
凸とを有する層の材料としては、ＩＴＯやＴｉＯ_２などを用いることができる。可視光に
対する透光性と、凹凸とを有する層は、屈折率が１．７以上であることが好ましい。

以上によって、本実施の形態の発光装置１０を作製することができる。本実施の形態の発
光装置は、第２の電極と接する補助電極層を有するため、電圧降下を抑制し、面内におけ
る輝度ムラを低減することができる。さらに、補助電極層とＥＬ層の間に、絶縁層を有す
るため、補助電極層によって遮光される部分のＥＬ層には電流が流れない。したがって、
供給電力を効率良く、補助電極層及び絶縁層が形成されていない部分の発光に寄与させる
ことができるため、電力効率の低下を抑制することができる。

さらに、本発明の一態様の発光装置は、トップエミッション構造であるため、ボトムエミ
ッション構造の発光装置に比べ、光の取り出し効率が高い。加えて、ボトムエミッション
構造に比べ全反射が起こる箇所が少ないため、本発明の一態様のトップエミッション構造
の発光装置は、光の取り出し効率を向上させるために様々な工夫を施すことが容易である
。

本実施の形態の発光装置の作製方法では、補助電極層及び絶縁層を同一のシャドーマスク
を用いてパターン成膜をするため、高精度な位置合わせが不要であり、コストの高いフォ
トリソグラフィを用いることなく、簡便に発光装置や該発光装置を含む照明装置を作製す
ることができる。

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
。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様により形成された発光装置を用いた照明装置について
図４（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。

図４（Ａ）は照明装置（卓上照明装置）であり、照明部７５０１、傘７５０２、可変アー
ム７５０３、支柱７５０４、台７５０５、電源スイッチ７５０６を含む。なお、照明装置
は、本発明の一態様により形成される発光装置を照明部７５０１に用いることにより作製
される。なお、照明装置には、図４（Ａ）に示す卓上照明装置の他、天井固定型の照明装
置（天井固定型照明装置）または壁掛け型の照明装置（壁掛け型照明装置）なども含まれ
る。

なお、本発明の一態様を適用して形成される発光装置を照明装置（卓上照明装置）の照明
部７５０１に用いることで、電力効率が高く、面内で均一に発光し、光取り出し効率の高
い照明装置（卓上照明装置）を提供することができる。

図４（Ｂ）は、本発明の一態様を適用して形成される発光装置を、室内照明装置として用
いた例である。本発明の一態様の発光装置は大面積化に有利であるため、天井固定型照明
装置３００１に示すように大面積の照明装置として用いることができる。その他、壁掛け
型照明装置３００２として用いることもできる。なお、本発明の一態様を適用して形成さ
れる発光装置を用いることで、電力効率が高く、面内で均一に発光し、光取り出し効率の
高い照明装置を提供することができる。なお、図４（Ｂ）に示すように、室内照明装置を
備えた部屋で、図４（Ａ）で説明した卓上照明装置３０００を併用してもよい。

１０ 発光装置
１００ 基板
１０１ 第１の電極
１０２ ＥＬ層
１０４ 絶縁層
１０６ 補助電極層
１０８ 第２の電極
１１１ 導電層
１１５ シャドーマスク
７０１ 正孔注入層
７０２ 正孔輸送層
７０３ 発光層
７０４ 電子輸送層
７０５ 電子注入層
７０６ 電子注入バッファー層
７０７ 電子リレー層
７０８ 複合材料層
８００ 第１のＥＬ層
８０１ 第２のＥＬ層
８０３ 電荷発生層
３０００ 卓上照明装置
３００１ 天井固定型照明装置
３００２ 壁掛け型照明装置
７５０１ 照明部
７５０２ 傘
７５０３ 可変アーム
７５０４ 支柱
７５０５ 台
７５０６ 電源スイッチ

Claims (12)

1. 基板上に設けられた、第１の電極と、
   前記第１の電極上に設けられた、発光性の有機化合物を含む層と、
   前記発光性の有機化合物を含む層上に設けられた、島状の絶縁層と、
   前記絶縁層上に設けられた、島状の補助電極層と、
   前記発光性の有機化合物を含む層上及び前記補助電極層上に設けられた、可視光に対する透光性を有する第２の電極と、を有する発光装置。
2. 請求項１において、
   前記第２の電極が、凹凸を有する発光装置。
3. 請求項１において、
   可視光に対する透光性と、凹凸とを有する層を、前記第２の電極上に備える発光装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
   前記発光性の有機化合物を含む層は、前記第１の電極と接する、有機化合物と金属酸化物とを含む複合材料層を有する発光装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
   前記発光性の有機化合物を含む層は、前記第２の電極と接する、有機化合物と金属酸化物とを含む複合材料層を有する発光装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
   前記基板と前記第１の電極との間に、凹凸を有する発光装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光装置を含む照明装置。
8. 基板上に、第１の電極を形成し、
   前記第１の電極上に、発光性の有機化合物を含む層を形成し、
   前記発光性の有機化合物を含む層上に、シャドーマスクを配置し、
   前記発光性の有機化合物を含む層上に、島状の絶縁層を形成し、
   前記絶縁層上に、島状の補助電極層を形成し、
   前記シャドーマスクを外し、
   前記発光性の有機化合物を含む層上及び前記補助電極層上に、可視光に対する透光性を有する第２の電極を形成する、発光装置の作製方法。
9. 請求項８において、
   前記第２の電極を形成した後、前記第２の電極に凹凸を形成する発光装置の作製方法。
10. 請求項８において、
    前記第２の電極を形成した後、前記第２の電極上に、可視光に対する透光性と、凹凸とを有する層を形成する発光装置の作製方法。
11. 請求項８乃至請求項１０のいずれか一項において、
    前記発光性の有機化合物を含む層の一層として、
    前記第１の電極と接する、有機化合物と金属酸化物とを含む複合材料層を形成する発光装置の作製方法。
12. 請求項８乃至請求項１１のいずれか一項において、
    前記発光性の有機化合物を含む層の一層として、
    前記第２の電極と接する、有機化合物と金属酸化物とを含む複合材料層を形成する発光装置の作製方法。

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