JP5564371B2

JP5564371B2 - 照明装置

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Publication number: JP5564371B2
Application number: JP2010205251A
Authority: JP
Inventors: 幸一郎田中; 貴嗣小俣
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: US8232723B2; US20110062855A1; JP2011086616A; US20130020932A1; US8456083B2

Description

発明の一態様は、照明装置、特に、エレクトロルミネッセンスを利用した照明装置に関する。

近年、エレクトロルミネッセンス（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した発光素子に関する研究開発が盛んに行われている。エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を含む層を挟むというものである。発光素子の電極間に電圧を印加することで、発光性の物質から光を得ることができる。

エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子には、発光性の物質が有機化合物であるものと、発光性の物質が無機化合物であるものとがある。特に、発光性の物質が有機化合物であるものは、その作製方法などから大面積化が容易であり、面光源として応用できる。

上記面光源としてのアプリケーションには、表示装置やそのバックライト、照明装置などがある。これらはいずれも光の取り出し効率（発光輝度）が重視されるものであるため、これまでにも、光の取り出し効率を高めるための様々な技術が提案されている。

その一つに、ガラス基板に３次元的な微細構造を形成し、表面における全反射成分を減少させることで、光の取り出し効率を向上させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１０２４５号公報

確かに、上記の方法を用いることで、基板の一表面からの取り出し効率を向上させることが可能である。しかし、微細構造の形成による生産コスト増が不可避であるため、上記の方法は、安価な照明装置の用途には不向きである。

また、照明装置の用途では、照明光の照射領域の広さが求められるため、基板の一表面からの取り出し効率のみを追求するよりは、全表面（発光素子が形成された面を除く）からの取り出し効率を向上させるのが理にかなうものといえる。

上記問題点などに鑑み、開示する発明の一態様では、広い照射範囲を有する照明装置を安価に提供することを目的の一とする。または、光の取り出し効率が向上された照明装置を安価に提供することを目的の一とする。

本明細書等において開示する発明の一態様では、所定の形状の透光性を有する基体を発光素子の支持体として用いることで、広い照射範囲および高い取り出し効率を実現する。より詳細には、次の通りである。

開示する発明の一態様は、透光性を有する基体と、透光性を有する基体の一表面（一表面の略全面とすると、より好適である）に形成された、透光性を有する第１の電極と、透光性を有する第１の電極上のＥＬ（エレクトロルミネッセンス）層と、ＥＬ層上の第２の電極と、を含み、透光性を有する基体の形状は、透光性を有する基体の一表面を底面とする円柱形状、円錐形状、角柱形状、または、角錐形状のいずれかである照明装置である。

開示する発明の別の一態様は、透光性を有する基板と、透光性を有する基板の一表面（一表面の略全面とすると、より好適である）に形成された、透光性を有する第１の電極と、透光性を有する第１の電極上のＥＬ層と、ＥＬ層上の第２の電極と、透光性を有する基板の、一表面と対向する表面に接着された透光性を有する基体と、を含み、透光性を有する基体の形状は、透光性を有する基板に接着された表面を底面とする円柱形状、円錐形状、角柱形状、または、角錐形状のいずれかである照明装置である。

上記において、透光性を有する基体は、ｍ角形（ｍは４以上無限大以下）の底面を有する角柱形状であり、その高さｈが、透光性を有する基体の材質の屈折率ｎ、底面に外接する正方形の一辺の長さｌ、との関係において、

を満たすことが望ましい。ここで、ｍが無限大の場合には、透光性を有する基体の形状は円柱形状ということができ、底面に外接する正方形の一辺の長さは、円形である底面の直径に等しい。また、ｍが有限な値の場合には、ｍ角形の底面に外接する正方形は複数存在する場合があるが、一辺の長さ（ｌ）を算出する際には、そのいずれを基準にすることも可能である。

また、上記において、第２の電極上には、透光性を有する基体と同一形状の透光性を有する基体を設けることができる。

なお、ＥＬ層は、電気的な作用によって光を発する層であればどのようなものであっても良く、その構成や材料を限定する必要はない。例えば、主に有機材料を用いた有機ＥＬ層としても良いし、無機材料を用いた無機ＥＬ層としても良い。

開示する発明の一態様により、広い照射範囲を有する照明装置を、低コストに実現できる。または、十分な取り出し効率を有する照明装置を、低コストに実現できる。

照明装置の例を説明する図である。照明装置の例を説明する図である。照明装置の例を説明する図である。計算のモデルを示す図である。光の放射の様子を示す図である。光の放射の様子を示す図である。光の放射の様子を示す図である。光の放射の様子を示す図である。基体の高さの下限（ｈ_Ｌｏｗ）と、基体の屈折率（ｎ）との関係を示す図である。基体の高さの下限（ｈ_Ｌｏｗ）と、基体の屈折率（ｎ）との関係を示す図である。基体の底面の形状について説明する図である。照明装置の例を説明する図である。発光素子の例を説明する図である。発光素子の例を説明する図である。照明装置の例を説明する図である。照明装置の例を説明する図である。

以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されず、その趣旨から逸脱することなく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異なる実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、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、開示する発明の一態様である照明装置について、図１〜図３を用いて説明する。

図１および図２には、照明装置の一例を示す。図１（Ａ）および図２（Ａ）は、照明装置１５０の構成例を示す断面図であり、図１（Ｂ）および図２（Ｂ）では、照明装置１５０からの光線１３０が、広い範囲にわたって照射される様子を模式的に示している。

図１（Ａ）または図２（Ａ）に示す照明装置１５０は、透光性を有する基体１００と、透光性を有する基体１００上の第１の電極１０２と、第２の電極１０４と、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間のＥＬ層１０６とを有する。上記において、第１の電極１０２と、ＥＬ層１０６と、第２の電極１０４の積層構造を、「発光素子」と呼んでもよい。照明装置１５０では、透光性を有する基体１００側から光を取り出すことになるため、第１の電極１０２は透光性を有することが求められる。なお、第２の電極の上方には、封止材や、別の基板などが設けられていても良い。

ここで、透光性を有する基体の形状は、第１の電極が形成される表面を底面とする、円柱形状、円錐形状、角柱形状、または、角錐形状のいずれかとすることが好適である。このような形状とすることで、第１の電極が形成される表面を除く全面から光を取り出すことが可能になり、光の取り出し効率を向上させることができるためである。なお、図１は、透光性を有する基体の形状が円柱形状、または、角柱形状の場合を示しており、図２は、透光性を有する基体の形状が円錐形状、または、角錐形状の場合を示している。

図３は、図１または図２に示す照明装置１５０を、発光素子側からみた平面図である。図３（Ａ）は、透光性を有する基体の形状が、円柱形状または円錐形状の場合を示しており、図３（Ｂ）は、三角柱形状または三角錐形状の場合を示しており、図３（Ｃ）は、四角柱形状または四角錐形状の場合を示している。なお、ここでは、発光素子を、透光性を有する基体底面の略全面に形成する例を示しているが、開示する発明の一態様はこれに限定されない。発光素子は、透光性を有する基体底面の一部のみに形成することも可能である。その場合、発光素子の平面形状は、透光性を有する基体底面と相似の関係となるようにしても良いし、透光性を有する基体の底面形状とは無関係に設定しても良い。

なお、本明細書等において、「透光性を有する」とは、ＥＬ層の発光スペクトル中、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域でピークを有する波長の光に関して、６０％以上の透過率を有することをいう。また、「基体」とは、発光素子またはこれを含む構造の支持体であって、その底面（底面が複数ある場合には一の底面）の面積が、全表面積の４割未満であるものを言う。また、基体の「底面」とは、第１の電極（発光素子）の被形成表面、または、これに略平行な表面をいう。

なお、本実施の形態では、発光素子を基体に直接形成した構成例を示しているが、透光性を有する基板上に発光素子を形成した後、当該基板を、透光性を有する基体に接着する構成としても良い。ここで、「基板」とは、対向するいずれか一対の表面の面積の和が、全表面積の８割以上を占める略直方体形状の支持体をいうものとする。第１の電極（発光素子）の被形成表面の面積が、全表面積の４割以上を占める略直方体形状と言うこともできる。なお、基板と基体との屈折率が異なる場合には、界面における反射による光の損失が問題となる。このため、基板と基体とは、屈折率が同程度の材料を用いたものであることが望ましい。基板と基体とを接着する材料についても同様であり、その屈折率は、基板や基体と同程度とするのが好適である。

本実施の形態に示す様に、「透光性を有する基体」を発光素子の支持体として用いる場合には、コスト増の要因となる微細構造を形成することなく、十分な照射範囲を確保することが可能になる。このため、微細構造を形成する場合と比較して、良好な特性の照明装置を低コストに製造することができる。

なお、上記において、基体の形状は、円柱形状、円錐形状、角柱形状、角錐形状のいずれかとしているが、基体の加工工程が煩雑にならない場合には、円錐台形状、角錐台形状、半球形状等にしても良い。また、基体は、その角部が面取りされた形状であっても良い。すなわち、基体の形状は、厳密な円柱形状、円錐形状、角柱形状、角錐形状等である必要はない。

（実施の形態２）
本実施の形態では、計算機を用いて、照射範囲を確保しつつ取り出し効率を向上させた照明装置を実現するための基体の形状を求めた。当該計算結果および適した基体の形状につき、図４〜図１１を用いて説明する。

なお、以下ではすべての計算を、ＯＲＡ社製ＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓｖｅｒ６．３．０を用いて行っている。

＜発光面の大きさと基体の高さの関係＞
まず、面光源の大きさと、基体の高さ（ｈ）との関係について確認すべく、異なる複数の基体の高さ（ｈ）において、光の放射の様子を確認した。ここで、基体の「高さ」とは、基体の底面に略垂直な方向における基体の長さをいう（図１（Ａ）等参照）。ここでは代表的に、発光波長が５５０ｎｍ、サイズが１００（ｍｍ）×１００（ｍｍ）の正方形状の面光源（ランバート光源）を採用し、透光性を有する基体として、サイズが１００（ｍｍ）×１００（ｍｍ）×ｈ（ｍｍ）の四角柱形状のものを採用した。さらに、透光性を有する基体の材質として、Ｓｃｈｏｔｔ社のＢＫ７を採用した。つまり、計算モデルとして、図１（Ａ）および図３（Ｃ）と同等の照明装置を採用したことになる。

図４に、計算に用いたモデルの模式図を示す。該計算モデルにおいて、中央には、照明装置１５０が配置される。照明装置１５０は、発光素子が上方に位置し、透光性を有する基体が下方に位置するように配置される。計算により、照明装置１５０が、その周囲を覆う壁面１６０に対して発する光線１３０の様子が確認される。

基体の高さ（ｈ）が異なる条件での光の放射の様子を、図５（Ａ）〜図５（Ｉ）に示す。各図の中央付近には、図４に示す態様で照明装置が配置されている。つまり、発光素子からの光を、下方および側方に取り出す目的で配置されている。また、各図において、光線の経路が線分によって示されている。

ここで、図５（Ａ）は、基体の高さ（ｈ）が０．７（ｍｍ）の場合を、図５（Ｂ）は、２（ｍｍ）の場合を、図５（Ｃ）は、１０（ｍｍ）の場合を、図５（Ｄ）は、３０（ｍｍ）の場合を、図５（Ｅ）は、５０（ｍｍ）の場合を、図５（Ｆ）は、７０（ｍｍ）の場合を、図５（Ｇ）は、８０（ｍｍ）の場合を、図５（Ｈ）は、８４（ｍｍ）の場合を、図５（Ｉ）は、９０（ｍｍ）の場合を、それぞれ示している。

図５から、基体の高さが小さい場合には、発光素子の上方（すなわち、透光性の基体とは反対の方向）に光が放射されていることがわかる。この場合、発光素子からのすべての光が下方および側方（すなわち、透光性の基体の方向）に放射されるためには、基体の高さが８４ｍｍ以上であることが必要になる。

次に、光源として２００（ｍｍ）×２００（ｍｍ）の正方形状の面光源（ランバート光源）を採用し、透光性を有する基体として、サイズが２００（ｍｍ）×２００（ｍｍ）×ｈ（ｍｍ）の四角柱形状のものを採用した場合の光の放射の様子を、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示す。なお、他の条件については、図５の場合と同じである。ここで、図６（Ａ）は、基体の高さ（ｈ）が１６０（ｍｍ）の場合を、図６（Ｂ）は、１６８（ｍｍ）の場合を、図６（Ｃ）は、１７０（ｍｍ）の場合を、それぞれ示している。

図６から、面光源が２００（ｍｍ）×２００（ｍｍ）の場合には、基体の高さが１６８ｍｍ以上で、すべての光が下方および側方（すなわち、透光性の基体の方向）に放射されることが理解される。

次に、光源として１００（ｍｍ）×２００（ｍｍ）の長方形状の面光源（ランバート光源）を採用し、透光性を有する基体として、サイズが１００（ｍｍ）×２００（ｍｍ）×ｈ（ｍｍ）の四角柱形状のものを採用した場合の光の放射の様子を、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示す。なお、図７では、光線の総数を１００倍にしているが、他の条件については、図５および図６の場合と同じである。ここで、図７（Ａ）は、基体の高さ（ｈ）が１６０（ｍｍ）の場合を、図７（Ｂ）は、１６８（ｍｍ）の場合を、図７（Ｃ）は、１７０（ｍｍ）の場合を、それぞれ示している。

図７から、面光源が１００（ｍｍ）×２００（ｍｍ）の場合には、基体の高さが１６８ｍｍ以上で、すべての光が下方および側方（すなわち、透光性の基体の方向）に放射されることが理解される。

以上、図５〜図７より、発光波長が５５０ｎｍであって、透光性を有する基体が四角柱形状であり、透光性を有する基体の材質として、Ｓｃｈｏｔｔ社のＢＫ７を用いる場合には、基体の高さ（ｈ）（図１（Ａ）参照）が、基体底面（または面光源）の長辺の長さ（ｌ_ｌ）（図３（Ｃ）参照）との関係において、

を満たす場合に、発光素子からのすべての光が下方および側方（すなわち、透光性の基体の方向）に放射され、すべての光を有効に利用することができるといえる。

＜発光波長と基体の高さの関係＞
次に、発光波長と、基体の高さ（ｈ）との関係について確認すべく、発光波長が４００ｎｍの場合、および発光波長が８００ｎｍの場合について、光の放射の様子を確認した。ここで、上記波長を選択したのは、４００ｎｍが可視域の短波長側を代表する値、８００ｎｍが可視域の長波長側を代表する値といえるためである。なお、発光波長および光線の総数（図５の１００倍）以外の条件は、図５の場合と同じである。

各波長における光の放射の様子を、図８（Ａ）〜図８（Ｄ）に示す。図８（Ａ）は、発光波長が４００ｎｍで、基体の高さ（ｈ）が８０（ｍｍ）の場合を、図８（Ｂ）は、発光波長が４００ｎｍで、基体の高さ（ｈ）が８１（ｍｍ）の場合を、図８（Ｃ）は、発光波長が８００ｎｍで、基体の高さ（ｈ）が８３（ｍｍ）の場合を、図８（Ｄ）は、発光波長が８００ｎｍで、基体の高さ（ｈ）が８４（ｍｍ）の場合を、それぞれ示している。

図８より、発光素子からのすべての光を有効に利用するためには、発光波長が４００ｎｍの場合には、基体の高さ（ｈ）として８１（ｍｍ）以上が要求され、発光波長が８００ｎｍの場合には、基体の高さ（ｈ）として８４（ｍｍ）が要求されることが分かる。すなわち、長波長側では、基体の高さの下限（ｈ_Ｌｏｗ）が、より大きくなる傾向にあることが理解される。白色照明をはじめとする一般的な用途の照明装置（赤外線光源など、特殊な発光波長の照明装置以外）では、基体の高さの下限（ｈ_Ｌｏｗ）は、波長８００ｎｍにおける値で代表させることが可能である。

以上を加味すれば、透光性を有する基体が四角柱形状であり、透光性を有する基体の材質として、Ｓｃｈｏｔｔ社のＢＫ７を用いる場合には、基体の高さ（ｈ）と基体底面（または面光源）の長辺の長さ（ｌ_ｌ）が、

の関係を満たす場合に、発光素子からのすべての光が下方および側方（すなわち、透光性の基体の方向）に放射され、すべての光を有効に利用することができるといえる。

＜基体の屈折率と基体の高さの関係＞
次に、基体の屈折率（ｎ）と、基体の高さ（ｈ）との関係について確認すべく、透光性を有する基体の材質を変更して光の放射の様子を確認した。ここでは、発光波長として８００ｎｍを選択し、透光性を有する基体の材質として、Ｓｃｈｏｔｔ社のＰＫ５１（８００ｎｍにおける屈折率が１．５２）、Ｓｃｈｏｔｔ社のＢＡＫ４（８００ｎｍにおける屈折率が１．５６）、ポリカーボネート（８００ｎｍにおける屈折率が１．５７）を選択した。なお、発光波長、基体の材質（屈折率）、および光線の総数（図５の１００倍）以外の条件は、図５の場合と同じである。

上記結果から導き出される、発光素子からのすべての光を有効に利用するための、基体の高さの下限（ｈ_Ｌｏｗ）と、基体の屈折率（ｎ）との関係を図９に示す。図９において、横軸は屈折率（ｎ）を示し、縦軸は基体の高さの下限（ｈ_Ｌｏｗ）を示す。また、図９中の直線は、ＰＫ５１（屈折率：１．５２）の結果とＢＡＫ４（屈折率：１．５６）の結果を結んだものである。ポリカーボネート（屈折率：１．５７）の結果は、当該直線から僅かに外れているが、当該直線を基体の高さの下限（ｈ_Ｌｏｗ）とみなす。

このことから、屈折率（ｎ）と基体の高さの下限（ｈ_Ｌｏｗ）は、概ね、

の関係にあることが理解される。

ｈ_Ｌｏｗが、面光源の長辺が１００（ｍｍ）の場合の基体の高さ（ｈ）の下限であることを考慮すれば、基体底面（または面光源）の長辺がｌ（ｍｍ）の場合における、基体の高さ（ｈ）の下限（ｈ_{Ｌｏｗ，ｌ}）は、

つまり

の関係にあることが理解される。

よって、透光性を有する基体が四角柱形状である場合、基体の高さ（ｈ）が、

＜基体底面（面光源）の形状と基体の高さの関係＞
次に、基体底面（または面光源）の形状と、基体の高さ（ｈ）との関係について確認すべく、上記＜基体の屈折率と基体の高さの関係＞と同様の計算を、円柱形状に対して行った。具体的には、上記＜基体の屈折率と基体の高さの関係＞において、面光源を直径１００（ｍｍ）の円形状に、透光性を有する基体を円柱形状（底面の直径が１００（ｍｍ）、高さがｈ（ｍｍ））に、それぞれ変更して光の放射の様子を確認した。

上記結果から導き出される、発光素子からのすべての光を有効に利用するための、基体の高さの下限（ｈ_Ｌｏｗ）と、基体の屈折率（ｎ）との関係を図１０に示す。図１０において、横軸は屈折率（ｎ）を示し、縦軸は基体の高さの下限（ｈ_Ｌｏｗ）を示す。また、図１０中の直線は、ＰＫ５１（屈折率：１．５２）の結果とＢＡＫ４（屈折率：１．５６）の結果を結んだものである。ポリカーボネート（屈折率：１．５７）の結果は、当該直線から僅かに外れているが、図９の場合と同様、当該直線を基体の高さの下限（ｈ_Ｌｏｗ）とみなす。

の関係にあることが理解される。

よって、透光性を有する基体が円柱形状である場合、基体の高さ（ｈ）が、

を満たす場合に、発光素子からのすべての光が下方および側方（すなわち、透光性の基体の方向）に放射され、すべての光を有効に利用することができるといえる。なお、上式において、ｌ（ｍｍ）は基体底面（または面光源）の直径を表す。

なお、一般的な材質において、上述の条件は、＜基体の屈折率と基体の高さの関係＞で示した条件より緩やかなものといえる。このため、透光性を有する基体が円柱形状である場合には、＜基体の屈折率と基体の高さの関係＞で示した条件を基準に高さ（ｈ）の下限を判断することが可能である。具体的には、例えば、底面に外接する正方形を底面とする四角柱形状を基準に判断すればよい。すなわち、底面に外接する正方形の一辺の長さ（ｌ）として、基体の高さ（ｈ）が、

図１１（Ａ）（Ｂ）に、基体１００が円柱状である場合を模式的に示す。図１１（Ｂ）に示すように、底面に外側から接する正方形１７０を想定して、その一辺の長さ（ｌ）を基準に判断すればよい。

同様のことは、ｍ角形（ｍは４以上無限大以下）の底面を有する角柱形状の場合にもいえる。ｍが大きくなるにつれ、基体が円柱形状に近づくため、高さ（ｈ）の下限が、四角柱形状の場合と円柱形状の場合との間の値をとることになるためである。

以上をまとめると、透光性を有する基体が、ｍ角形（ｍは４以上無限大以下）の底面を有する角柱形状である場合には、その高さ（ｈ）、基体の材質の屈折率（ｎ）、底面に外接する（外側から接する）正方形の一辺の長さ（ｌ）、との関係において、

を満たす場合に、発光素子からのすべての光が下方および側方（すなわち、透光性の基体の方向）に放射され、すべての光を有効に利用することができるといえる。ここで、ｍが無限大とは、透光性を有する基体の形状が円柱形状である場合を表す。また、ｍが有限な値の場合には、ｍ角形の底面に外接する正方形が複数存在する場合があるが、一辺の長さ（ｌ）を算出する際には、そのいずれを基準にすることも可能である。

例えば、基体１００が７角形の底面を有する角柱形状の場合には、図１１（Ｃ）に示すように、底面の７角形に外側から接する正方形１７０（好ましくは、面積が最小となる正方形）を想定して、その一辺の長さ（ｌ）を基準に判断すればよい。

上述のような条件を満たす基体を用いることで、すべての光を有効に利用することが可能になる。これにより、照射範囲を確保しつつ、取り出し効率を向上させた照明装置が実現される。

（実施の形態３）
本実施の形態では、開示する発明の一態様である照明装置の変形例について、図１２を用いて説明する。

図１２は、先の実施の形態で示した照明装置の第２の電極の上方（透光性を有する基体と反対の方向）に、透光性を有する基体と同一形状の別の透光性を有する基体が設けられた構成の照明装置を示している。

このような構成を採用することで、発光素子からの光を全方位に照射することが可能な照明装置を得ることができる。なお、本実施の形態において示す照明装置には、両面発光型の発光素子が用いられる。

本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、照明装置の詳細、および、照明装置に用いられる発光素子の詳細について、図１３を用いて説明する。なお、以下では、発光素子として、主に有機材料を用いた有機ＥＬ素子を例に説明するが、無機材料を用いた無機ＥＬ素子を適用することもできる。

＜基体＞
透光性を有する基体１００は発光素子の支持体として機能する。透光性を有する基体１００としては、例えば、ガラスやプラスチックなどの絶縁物を材料とするものを用いることができる。なお、透光性を確保できるものであれば、これら以外を材料とする基体を用いても良い。

透光性を有する基体１００の形状は、先の実施の形態において述べたとおりであるが、その形状への加工は、発光素子の形成前または発光素子の形成後のいずれにおいて行っても良い。もちろん、基体を形成する段階で、所望の形状への加工が行われていても良い。

＜第１の電極＞
第１の電極１０２は、陽極として機能し、かつ、光の取り出し電極として機能する。陽極として用いる第１の電極１０２には、仕事関数の大きい物質を用いるのが好適である。具体的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＺＯ）などの導電性酸化物を用いることができる。

なお、上記導電性酸化物は、通常、スパッタ法により形成されるが、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良い。スパッタ法を用いる場合には、例えば、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酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）を形成することができる。また、酸化タングステンおよび酸化亜鉛を含有する酸化インジウムは、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％含有するターゲットを用いたスパッタ法により形成することができる。

また、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）などの材料を用いても良い。この場合には、所定の透過率を確保するために、第１の電極１０２は薄く形成することが望ましい。

なお、ＥＬ層で生じた光を外部へ有効に取り出すためには、第１の電極１０２の可視光域（４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲）における透過率は７０％以上であることが望ましい。

＜ＥＬ層＞
ＥＬ層１０６は、少なくとも、発光層１１４を有している。本実施の形態で示す発光素子において、ＥＬ層１０６は、複合材料を含む層１１０、正孔輸送層１１２、発光層１１４、電子輸送層１１６、電子注入層１１８を有しているが、発光層１１４以外の構成については任意である。すなわち、ＥＬ層１０６は、電子輸送性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質などが含まれる層や、発光層、複合材料を含む層、などを適宜組み合わせて構成することができる。

ＥＬ層１０６の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法、スピンコート法などを用いることができる。ＥＬ層１０６は、上述のとおり、複合材料を含む層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層（バッファ層）等の積層構造で形成されており、これらの層の形成に当たっては、共通した成膜方法を用いることで、工程の簡略化等が可能である。以下、これらの層の詳細を示す。

＜ＥＬ層−複合材料を含む層＞
複合材料を含む層１１０は、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含む層である。このような複合材料を用いることにより、第１の電極１０２からの正孔注入性を良好なものとすることができる。複合材料を含む層１１０は、例えば、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で形成することができる。

正孔輸送性の高い物質は、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば特に限定されないが、１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であると、より望ましい。

上記正孔輸送性の高い有機化合物には、例えば、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、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）、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）等の芳香族アミン化合物がある。

また、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）、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がある。

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−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、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がある。

また、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）等の高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）がある。

また、上記アクセプター性物質としては、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、遷移金属酸化物などがある。中でも、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用いることが望ましい。具体的には、電子受容性が高い、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、酸化レニウムなどを用いると良い。特に、酸化モリブデンは大気中で安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため望ましい。

＜ＥＬ層−正孔輸送層＞
正孔輸送層１１２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は、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば特に限定されないが、１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であると、より望ましい。

上記正孔輸送性の高い物質には、例えば、ＮＰＢ、ＴＰＤ、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）などの芳香族アミン化合物がある。

また、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物がある。

また、上記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もできる。

正孔輸送層１１２に、正孔トラップ性の有機化合物、電子輸送性の高い物質、または、正孔ブロック材料を加えて正孔輸送性を調整してもよい。正孔トラップ性の有機化合物としては、正孔輸送層１１２に含まれる正孔輸送性の高い物質のイオン化ポテンシャルより０．３ｅＶ以上小さいイオン化ポテンシャルを有する有機化合物を用いることが望ましい。また、電子輸送性の高い物質としては、後述する電子輸送層１１６に用いることのできる物質などを用いることができる。また、正孔ブロック材料としては、イオン化ポテンシャルが５．８ｅＶ以上の材料、または、正孔輸送層に含まれる正孔輸送性の高い物質のイオン化ポテンシャルよりも０．５ｅＶ以上大きいイオン化ポテンシャルを有する材料を用いることが好ましい。なお、添加する正孔トラップ性の有機化合物、電子輸送性の高い物質は発光するものであってもよいが、色純度を良好に保つという点からは、発光層１１４の発光色と同系色の発光であることが望ましい。

なお、正孔輸送層１１２は、単層とすることに限られず、二層以上の積層構造としても良い。

＜ＥＬ層−発光層＞
発光層１１４は、発光性の高い物質を含む層であり、種々の材料を用いて構成することができる。例えば、発光性の高い物質として、蛍光を発する蛍光性化合物や燐光を発する燐光性化合物を用いることができる。燐光性化合物は発光効率が高いため、これを発光層１１４に用いる場合には、低消費電力化等のメリットを享受できる。

燐光性化合物には、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（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，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：ＦＩｒａｃａｃ）などがある。

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（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））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（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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）_２（ａｃａｃ））などがある。

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：Ｉｒ（ｐｑ）_２（ａｃａｃ））などがある。

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））、（アセチルアセトナート）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））、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ある。

蛍光性化合物には、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）などがある。

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）などがある。

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）などがある。

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）、（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）などがある。

なお、発光層１１４は、発光性の高い物質（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。発光性の物質を分散させるための物質（ホスト材料）としては、各種のものを用いることができるが、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望ましい。

発光性の物質を分散させるための物質には、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ_３）、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：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（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、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、ＴＰＤ、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物などがある。

また、発光性の物質を分散させるための物質は複数用いても良い。例えば、発光性の物質を分散させるための物質に、ルブレン等の結晶化を抑制する物質を添加することができる。発光性の物質へのエネルギー移動をより効率良く行うために、ＮＰＢやＡｌｑ等を添加することもできる。

このように、発光性の高い物質を他の物質に分散させた構成とすることにより、発光層１１４の結晶化を抑制することができる。また、発光性の高い物質の濃度が高いことに起因する濃度消光を抑制することができる。

なお、発光層１１４は単層であることに限定されず、二層以上の積層構造としても良い。

＜ＥＬ層−電子輸送層＞
電子輸送層１１６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は、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば特に限定されないが、主に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であると、より望ましい。

上記電子輸送性の高い物質には、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ_３）、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：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（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）などの金属錯体がある。

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）、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：ＴＡＺ０１）、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がある。

また、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などの高分子化合物がある。

電子輸送層１１６に、電子トラップ性の有機化合物、または、正孔輸送性の高い物質を加えて電子輸送性を調整してもよい。電子トラップ性の有機化合物としては、電子輸送層１１６に含まれる電子輸送性の高い物質の電子親和力より０．３ｅＶ以上大きい電子親和力を有する有機化合物を用いることが望ましい。また、正孔輸送性の高い物質としては、正孔輸送層１１２に用いることのできる物質などを用いることができる。なお、添加する電子トラップ性の有機化合物、正孔輸送性の高い物質は発光するものであってもよいが、色純度を良好に保つという点からは、発光層１１４の発光色と同系色の発光であることが望ましい。

なお、電子輸送層１１６は、単層とすることに限られず、二層以上の積層構造としても良い。

＜ＥＬ層−電子注入層＞
電子注入層１１８（バッファ層とも呼ぶ）は、電子注入性の高い物質を含む層である。

上記電子注入性の高い物質には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、炭酸リチウム（Ｌｉ_２ＣＯ_３）、炭酸セシウム（Ｃｓ_２ＣＯ_３）、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）、フッ化エルビウム（ＥｒＦ_３）、リチウムアセチルアセトネート、８−キノリノラト−リチウムなどの、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属や、これらの化合物がある。特に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）、炭酸リチウム（Ｌｉ_２ＣＯ_３）、リチウムアセチルアセトネート、８−キノリノラト−リチウムなどのリチウム化合物は、電子注入性に優れており好適である。

また、電子注入層１１８は、電子輸送性を有する物質にドナー性物質を添加した材料を含む層であってもよい。ドナー性物質には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属や、これらの化合物がある。例えば、Ａｌｑにマグネシウム（Ｍｇ）を添加した材料、Ａｌｑにリチウム（Ｌｉ）を添加した材料などを用いることができる。

なお、電子注入層１１８は単層であることに限定されず、二層以上の積層構造としても良い。

＜第２の電極＞
第２の電極１０４は、陰極として機能し、かつ、光の反射電極として機能する。陰極として用いる第２の電極１０４には、仕事関数の小さい物質を用いることが望ましい。具体的には、アルミニウム（Ａｌ）やインジウム（Ｉｎ）の他、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）やカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属、エルビウム（Ｅｒ）やイッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属を用いることができる。また、アルミニウムリチウム合金（ＡｌＬｉ）やマグネシウム銀合金（ＭｇＡｇ）のような合金を電極の材料として用いることもできる。このような第２の電極１０４は、真空蒸着法やスパッタ法などを用いて形成することができる。

なお、図１２に示す照明装置のように、両面射出型の発光素子が必要な場合には、第２の電極１０４は、透光性を有するように形成する。例えば、上記材料を用いて形成された導電層と、第１の電極１０２に用いられる導電性酸化物の積層構造とすることができる。

両面射出型の発光素子を形成する場合には、第２の電極１０４の可視光域（４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長範囲）における透過率は７０％以上であることが望ましい。

また、両面射出型の発光素子を形成する場合には、基体側から第２の電極１０４、電子注入層１１８、電子輸送層１１６、発光層１１４、正孔輸送層１１２、複合材料を含む層１１０、第１の電極１０２の積層構造としても良い。

（実施の形態５）
本実施の形態では、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型発光素子という）の例について、図１４を参照して説明する。

図１４に示す発光素子は、第１の電極２０２と、第２の電極２０４と、第１の電極２０２と第２の電極２０４との間の第１のＥＬ層２０６ａと、第２のＥＬ層２０６ｂと、第１のＥＬ層２０６ａと第２のＥＬ層２０６ｂとの間の電荷発生層２０８と、を有する。ここで、第１の電極２０２と、第２の電極２０４の構成は、実施の形態１における第１の電極２０２および第２の電極２０４の構成と同様である。また、ＥＬ層２０６ａおよびＥＬ層２０６ｂの構成は、先の実施の形態で示したＥＬ層１０６の構成と同様である。なお、ＥＬ層２０６ａおよびＥＬ層２０６ｂは同じ構成としても良いし、異なる構成としても良い。

電荷発生層２０８は、第１の電極２０２と第２の電極２０４との間に電圧を印加した場合に、一方のＥＬ層に電子を注入し、別の一方のＥＬ層に正孔を注入する機能を有する。電荷発生層２０８は単層構造としても良いし、積層構造としても良い。積層構造とする場合には、例えば、電子を注入する機能を有する層と、正孔を注入する機能を有する層とを積層した構成を採用することができる。また、ＥＬ層中の層を、電荷発生層２０８と兼ねさせても良い。

電子を注入する層としては、酸化リチウム、フッ化リチウム、炭酸セシウム等の、半導体や絶縁体でなる層を用いることができる。または、電子輸送性の高い物質に、ドナー性物質が添加された材料でなる層を用いても良い。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、元素周期表における第１３族に属する金属、または、これらの酸化物、炭酸塩などを用いることができる。例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いるのが好適である。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物をドナー性物質として用いてもよい。電子輸送性の高い物質としては、先の実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子輸送性の高い物質としては、電子移動度が１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましいが、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、それ以外のものを用いることもできる。電子輸送性の高い物質とドナー性物質とを有する複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、これを用いることで、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。

正孔を注入する層としては、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化レニウム、酸化ルテニウム等の、半導体や絶縁体でなる層を用いることができる。または、正孔輸送性の高い物質に、アクセプター物質が添加された材料でなる層を用いても良い。正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む層は、先の実施の形態で示した複合材料であり、アクセプター物質として、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）や、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン等の金属酸化物を含む。正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。また、正孔輸送性の高い物質としては、正孔移動度が１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましいが、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、それ以外のものを用いることもできる。正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、これを用いることで、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。

また、電荷発生層２０８として、先の実施の形態で示した電極材料を用いることもできる。例えば、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物を含む層と透明導電膜とを組み合わせて形成しても良い。なお、光取り出し効率の点から、電荷発生層２０８は透光性を有する材料を用いて形成された層であることが望ましい。

本実施の形態では、二層のＥＬ層を有する発光素子について説明したが、三層以上のＥＬ層を有する発光素子とすることも可能である。この場合、複数のＥＬ層が電荷発生層を介して接続された構成とするのが好適である。ＥＬ層の間に電荷発生層を有することにより、電流密度を低く保ったまま発光輝度を高めることが可能であり、素子の長寿命化が実現される。

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の発光色を調節することができる。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することで、発光素子全体としての発光色を白色とすることも可能である。ここで、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。３つのＥＬ層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１のＥＬ層の発光色が赤色であり、第２のＥＬ層の発光色が緑色であり、第３のＥＬ層の発光色が青色である場合、発光素子全体としての発光色は白色となる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、先の実施の形態で示した照明装置の応用例を示す。

図１５には、先の実施の形態において示した照明装置の応用例として、電気スタンドを示す。図１５の電気スタンドは、筐体１５００と、光源１５０１を有する。当該電気スタンドにおいて、光源１５０１としては、先の実施の形態にて示した照明装置が用いられる。開示する発明の一態様により、良好な特性を有する電気スタンドを低コストに提供することができる。

図１６には、先の実施の形態において示した照明装置の応用例として、室内用の照明装置１６００を示す。開示する発明の一態様に係る照明装置は、十分な照射範囲を有するため、室内用の照明装置としても好適である。開示する発明の一態様により、良好な特性を有する照明装置を低コストに提供することができる。

１００基体
１０２電極
１０４電極
１０６ＥＬ層
１１０層
１１２正孔輸送層
１１４発光層
１１６電子輸送層
１１８電子注入層
１３０光線
１５０照明装置
１６０壁面
２０２電極
２０４電極
２０６ａＥＬ層
２０６ｂＥＬ層
２０８電荷発生層
１５００筐体
１５０１光源
１６００照明装置

Claims

透光性を有する基体と、
前記基体の一表面に形成された、透光性を有する第１の電極と、
前記第１の電極上方のＥＬ層と、
前記ＥＬ層上方の第２の電極と、を有し、
前記基体は、前記基体の一表面を底面とした円柱形状を有し、
前記底面の面積は、前記基体の全表面積の４割未満であり、
前記基体の高さｈが、前記基体の材質の屈折率ｎ、前記基体の底面の直径ｌ、との関係において、
ｈ≧（−ｎ＋２．３４）・ｌ
を満たすことを特徴とする照明装置。
透光性を有する基板と、
前記基板の一表面に形成された、透光性を有する第１の電極と、
前記第１の電極上方のＥＬ層と、
前記ＥＬ層上方の第２の電極と、
前記基板の一表面と対向する表面に接着された、透光性を有する基体と、を有し、
前記基体は、前記基板に接着された表面を底面とした円柱形状を有し、
前記底面の面積は、前記基体の全表面積の４割未満であり、
前記基体の高さｈが、前記基体の材質の屈折率ｎ、前記基体の底面の直径ｌ、との関係において、
ｈ≧（−ｎ＋２．３４）・ｌ
を満たすことを特徴とする照明装置。
透光性を有する第１の基体と、
前記第１の基体の一表面に形成された、透光性を有する第１の電極と、
前記第１の電極上方のＥＬ層と、
前記ＥＬ層上方の第２の電極と、
前記第２の電極上方の、透光性を有する第２の基体と、を有し、
前記第１の基体は、前記第１の基体の一表面を底面とした円柱形状を有し、
前記底面の面積は、前記第１の基体の全表面積の４割未満であり、
前記第１の基体の高さｈが、前記第１の基体の材質の屈折率ｎ、前記第１の基体の底面の直径ｌ、との関係において、
ｈ≧（−ｎ＋２．３４）・ｌ
を満たし、
前記第２の基体は、前記第１の基体と同一の形状を有することを特徴とする照明装置。