JP5963466B2

JP5963466B2 - 照明装置

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Publication number: JP5963466B2
Application number: JP2012027024A
Authority: JP
Inventors: ▲ひろ▼木　正明; 正明 ▲ひろ▼木; 瀬尾　哲史; 哲史瀬尾
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: EP2487995A1; KR101890565B1; JP6261663B2; US20120206031A1; JP2016178096A; JP2012186156A; US8519614B2; EP2487995B1; KR20120093082A

Description

本発明は、一対の電極間に有機化合物を含む発光層を有する発光素子を用いた照明装置に関する。

近年、一対の電極間に有機化合物を含む発光層（以下有機化合物層とも称する）を有する発光素子（エレクトロルミネッセンス素子：ＥＬ素子とも言う）の開発が盛んに行われている。その用途として注目されている分野のひとつが照明分野である。この理由として、ＥＬ素子を用いた照明装置は薄型軽量に作製できること、面での発光が可能であること、等他の照明器具にはない特徴を備えることが挙げられる。

また、ＥＬ素子は電力の光への変換効率が高く、省エネルギー性能でも高いポテンシャルを秘めている点でも注目されている。また、基板の選択によっては可撓性を有する照明装置や物理的な破壊に強い耐衝撃性を有する照明装置、非常に軽量な照明装置を提供できる点もユニークな特徴である。

しかし、ＥＬ素子を用いた照明装置には寿命に大きな問題点がある。これは、ＥＬ素子が水分や酸素などの劣化を促進する因子により大きく劣化されてしまうことに一つの原因がある。また、大きな面積での面発光かつ連続点灯である照明装置では、電力の変換効率の高いＥＬ素子であっても発熱の問題が出てくる。温度が上昇することで、劣化が促進されてしまうのである。

フレキシブル性や耐衝撃性、軽量化を求める場合、さらにこれらの問題は大きなものとなる。通常、ＥＬ素子の作製にはガラス基板を用いる。ガラスは衝撃に弱く、可撓性が小さく且つ重いものの、ガスバリア性に優れるため、有効に外部雰囲気中の水や酸素などの劣化因子を遮断することができ、寿命の長いＥＬ照明装置を作製することができた。しかし、可撓性や耐衝撃性、軽量化を実現するために用いられる樹脂基板はガスバリア性が小さく、ガラス基板を用いた場合と比較して、ＥＬ素子の劣化が早く進行してしまう。

良好な封止性能と発熱対策を両立することができる基板として、金属基板を用いた有機発光ディスプレイも提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−３５１３１４号公報

ところで、ＥＬ素子を用いた照明装置においては、その特徴を生かしたスマートなフォルムやデザイン性など見た目に対する期待や要求も大きい。そのため、外部入力端子や配線は極力目に付きにくいように設置したい。また、コンバータなどの集積回路を搭載することによって小型化することができれば、よりデザイン性に優れた照明装置とすることができる。

このデザイン性やコストなどの観点から、成形や加工が容易であるプラスチック樹脂など有機絶縁膜を用いた基板は、非常に使いやすい基板である。しかし、前述したように、樹脂基板はガスバリア性が小さく、樹脂基板を用いて作製したＥＬ素子は劣化が大きいという問題があった。

また、一般に、有機絶縁膜は熱伝導率が小さく、大面積での面発光及び連続点灯での使用が前提である照明装置においては熱による劣化の促進も懸念される。

そこで本発明では、低コスト化、小型化、デザイン性の追求に有利であり、且つ信頼性の高い照明装置を提供することを課題とする。

上記課題を鑑み、本発明者らは、基板と、基板の一方の面に形成された発光素子と、当該基板の発光素子が形成された面と反対側の面に形成された裏面金属層を有し、発光素子は一対の電極間に発光物質を含む有機化合物層を挟んで構成されており、基板は、内部に内部金属層を１層以上有する有機絶縁層と金属層の積層構造を有し、内部金属層が有機絶縁層に設けられた貫通孔を介して裏面金属層に熱的に結合されており、貫通孔は、当該貫通孔を介さずに熱的に結合した場合と比較して熱抵抗が小さくなるような構造を有している照明装置が上記課題を解決できることを見出した。

以上の構成を有する照明装置では、有機絶縁材料を用いた基板を使用することによって、低コスト化、小型化、デザイン性の追求に有利であり、且つ、内部金属層や裏面金属層が存在することによって、有機絶縁材料を用いた基板にもガスバリア性を持たせることができ、外部雰囲気に存在する水や酸素などの劣化因子による発光素子の劣化を低減することができる。さらに、内部金属層と裏面金属層が熱抵抗の小さい構造を有する貫通孔によって熱的に結合していることによって、発光素子から発生した熱を有効に外部に逃すことが可能となるため、熱による発光素子の劣化の促進を抑えることが可能となる。

また、本発明の他の構成は、基板と、基板の一方の面に形成された発光素子と、基板における発光素子が形成された面と反対側の面に形成された裏面金属層を有し、発光素子は一対の電極間に発光物質を含む有機化合物層を挟んで構成されており、基板は、内部に内部金属層を１層以上有する有機絶縁層と金属層の積層構造を有し、内部金属層の一部は発光素子の一方の電極と電気的に接続されており、且つ有機絶縁層に設けられた貫通孔を介して裏面金属層に熱的に結合されており、貫通孔は、当該貫通孔を介さずに熱的に結合した場合と比較して熱抵抗が小さくなるような構造を有している照明装置である。

以上の構成を有する照明装置は、有機絶縁膜を用いた基板を使用することによって、低コスト化、小型化、デザイン性の追求に有利であり、また、内部金属層や裏面金属層が存在することによって、有機絶縁膜を用いた基板にもガスバリア性を持たせることができ、外部雰囲気に存在する水や酸素などの劣化因子による発光素子の劣化を低減することができる。さらに、内部金属層と裏面金属層が熱抵抗の小さい構造を有する貫通孔によって熱的に結合していることによって、発光素子から発生した熱を有効に外部に逃すことが可能となるため、熱による発光素子の劣化の促進を抑えることが可能となる。また、内部金属層と発光素子の一方の電極とが電気的に接続されていることから、発光素子が発する熱の放熱効果をより有効に得ることができる。

また、本発明の他の構成は、基板と、基板の一方の面に形成された複数の発光素子と、基板における、複数の発光素子が形成された面と反対側の面に形成された裏面金属層を有し、複数の発光素子は一対の電極間に発光物質を含む有機化合物層を挟んで構成されており、基板は、内部に内部金属層を１層以上有する有機絶縁層と金属層の積層構造を有し、内部金属層又は裏面金属層の一部又は全部が発光素子に電流を流すための配線の一部となっており、内部金属層は発光素子の一方の電極と電気的に接続されており、また、有機絶縁層に設けられた貫通孔を介して裏面金属層に電気的に接続されており、内部金属層及び裏面金属層は、少なくとも各々接続する発光素子が有する電極の電圧ごとに電気的に独立している照明装置である。

以上の構成を有する照明装置は、有機絶縁材料を用いた基板を使用することによって、低コスト化、小型化、デザイン性の追求に有利であり、且つ、内部金属層や裏面金属層が存在することによって、有機絶縁材料を用いた基板にもガスバリア性を持たせることができ、外部雰囲気に存在する水や酸素などの劣化因子による発光素子の劣化を低減することができる。さらに、内部金属層と発光素子の一方の電極、裏面金属層とが電気的に接続されていることから、発光素子が発する熱の放熱効果をより有効に得ることができ、発熱による劣化の促進を抑制することができる。また、任意の配線接続とすることで複数の発光素子を独立して点灯、非点灯の制御することも可能となる。

また、本発明の他の構成は、基板と、基板の一方の面に形成された複数の発光素子と、基板における、複数の発光素子が形成された面と反対側の面に形成された裏面金属層を有し、複数の発光素子は一対の電極間に発光物質を含む有機化合物層を挟んで構成されており、基板は、内部に内部金属層を１層以上有する有機絶縁層と金属層の積層構造を有し、内部金属層又は裏面金属層の一部又は全部が発光素子に電流を流すための配線の一部となっており、内部金属層は発光素子の一方の電極と電気的に接続されており、また、有機絶縁層に設けられた貫通孔を介して裏面金属層に電気的に接続されており、内部金属層及び裏面金属層は、各々接続する発光素子ごとに分離している照明装置である。

以上の構成を有する照明装置は、有機絶縁膜を用いた基板を使用することによって、低コスト化、小型化、デザイン性の追求に有利であり、且つ内部金属層や裏面金属層が存在することによって、有機絶縁膜を用いた基板にもガスバリア性を持たせることができ、外部雰囲気に存在する水や酸素などの劣化因子による発光素子の劣化を低減することができる。さらに、内部金属層と発光素子の一方の電極、裏面金属層とが電気的に接続されていることから、発光素子が発する熱の放熱効果をより有効に得ることができ、発熱による劣化の促進を抑制することができる。また、複数の発光素子に流れる電流を各々独立に制御することができることから、点灯から非点灯までの明るさのコントロールを発光素子ごとに行うことが可能となる。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する照明装置において、基板を積層膜に垂直な方向から貫く方向において、１層以上の内部金属層又は裏面金属層が存在する基板を備えた照明装置である。

上記構成を有する本発明の照明装置は、外部雰囲気から発光素子までの距離が最も短い基板を貫く方向において、ガスバリア性に優れた金属層が必ず１層以上存在することから、寿命の良好な照明装置とすることができる。

また、本発明の他の構成は、上記構成において、隣り合う内部金属層と裏面金属層又は内部金属層同士の分離エリアは、基板を積層膜に垂直な方向から見て、概略直交する方向に重なっていることを特徴とする照明装置である。

上記構成を有する本発明の照明装置は、金属層が形成されていない分離エリアの重なりを極力小さくすることを目的としており、当該構成を選択することによってガスバリア性が向上し、寿命の良好な照明装置とすることが可能となる。

また、本発明の他の構成は、上記構成において、貫通孔の少なくとも底面もしくは上面が有機絶縁膜より熱伝導率の大きい材料によって満たされている照明装置である。

また、本発明の他の構成は、上記構成において、貫通孔が有機絶縁膜より熱伝導率の大きい材料によって満たされていることを特徴とする照明装置である。

貫通孔の少なくとも上面もしくは底面が熱伝導率の大きい材料により満たされていることによって、より熱の伝達効率が良好となり、放熱効果が高まる。これにより熱によって発光素子が劣化促進されることを抑制することができる。

また、本発明の他の構成は、上記構成において、内部金属層と発光素子の一方の電極とは貫通孔を介して電気的に接続されており、基板の発光素子が形成される面は平坦な面であることを特徴とする照明装置である。

また、本発明の他の構成は、内部金属層と発光素子の一方の電極とは貫通孔を介して電気的に接続されており、発光素子の一方の電極は基板の表面に対して平行且つ平坦な面であることを特徴とする照明装置である。

また、本発明の他の構成は、平坦な面は機械的研磨により形成されることを特徴とする照明装置である。

これらの構成を有する本発明の照明装置は、発光素子の形成不良によるショートなどの不具合の発生を抑制することができ、製造歩留まりの良好な照明装置とすることができる。

また、本発明の他の構成は、裏面金属層の表面には凹凸が形成されていることを特徴とする照明装置である。

以上の構成を有する本発明の照明装置は、裏面金属層の表面面積が広いため、空気中への熱の拡散効率が良好な照明装置とすることができ、寿命の良好な照明装置を提供することが可能となる。

また、本発明の他の構成は、内部金属層又は裏面金属層により外部接続端子が形成されることを特徴とする照明装置である。

また、本発明の他の構成は、内部金属層及び裏面金属層により外部接続端子が形成されることを特徴とする照明装置である。

以上の構成を有する本発明の照明装置は、基板における発光素子が形成された面と反対の面や基板の側面など、発光素子が形成された面と異なる面に外部接続端子が形成されることによって、照明装置の発光面における有効発光面積を拡大することができる。

また、本発明の他の構成は、裏面金属層は分離エリアにより接続する発光素子ごとに複数の島状に分離されており、複数の島状に分離された裏面金属層の面積は、場所ごとに異なることを特徴とする照明装置である。

また、本発明の他の構成は、裏面金属層の一部に、ヒートシンクが設けられていることを特徴とする照明装置である。なお、当該ヒートシンクは電気伝導体や電気絶縁性の熱伝導体を介して裏面金属層に熱的に結合していても良い。

以上の構成を有する本発明の照明装置は、ヒートシンクにより有効に放熱効果を得ることができる。

また、本発明の他の構成は、島状に分離された裏面金属層が密に集まっている部分に電気絶縁性の熱伝導体を介して、ヒートシンクが設けられていることを特徴とする照明装置である。

また、本発明の他の構成は、基板を積層膜に垂直な方向から見た際、ヒートシンクと重なり、且つ絶縁性の熱伝導体が設けられていない部分に集積回路が設けられている照明装置である。

以上の構成を有する本発明の照明装置は、発光素子の熱を逃がす部分が集中していることから、放熱を行うことで、裏面金属層が形成された裏面の他の部分を他の目的（例えば外部接続端子や集積回路の設置、取り付け用の器具設置など）に用いることができる。

また、本発明の他の構成は、裏面金属層を覆って絶縁膜が形成されていることを特徴とする照明装置である。

また、本発明の他の構成は、内部金属層又は裏面金属層の一部又は全部が発光素子に電流を流すための経路の一部となっていることを特徴とする照明装置である。

このような構成を有する照明装置は、内部金属層や裏面金属層を配線として用いることによって、回路構成や配置の自由度が向上する。

また、本発明の他の構成は、基板がプリント配線板であることを特徴とする照明装置である。

上記構成を有する本発明の照明装置は、既存の成熟した技術を用いて、ＥＬ素子を用いた付加価値の高い照明装置を作製することができる。

本発明の照明装置は、配線や入力端子、集積回路などの配置の自由度が高く且つ信頼性の高い照明装置である。
また、本発明の照明装置は、製造コスト的に有利であり、且つ信頼性の高い照明装置である。

本発明の一態様である照明装置の構成を表す図。本発明の一態様である照明装置の構成を表す図。本発明の一態様である照明装置の構成を表す図。本発明の一態様である照明装置の構成を表す図。本発明の一態様である照明装置の構成を表す図。ＥＬ素子の構成を説明する図。本発明の一態様である照明装置を表す図。本発明の一態様である照明装置を表す図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。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、説明に用いる図はわかりやすさを優先し、各要素における拡大、縮小率は一定ではない。そのため、図における各要素の厚さ、長さ、大きさの比率がそのまま本発明の一態様である照明装置の厚さ、長さ、大きさの比率を表すわけではないことに留意されたい。

（実施の形態１）
図１は本発明の一態様である照明装置の断面図の模式図である。なおここでは、本発明の照明装置の一部を抜き出して図示している。図１（Ａ）においては、基板１００の表面にＥＬ素子１０１が形成されている。ＥＬ素子１０１は、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に発光物質を含む有機化合物層１０３を挟んで構成されており、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に電流を流すことによって発光する。照明装置は複数のＥＬ素子で構成されていても、一つのＥＬ素子で構成されていても良い。複数のＥＬ素子によって照明装置が構成されている場合、図のように直列に接続されていてもよいが、並列に接続されていてもよいし、両方を組み合わせて接続されていても良い。また、一つ一つのＥＬ素子が独立していても良い。

また、基板１００のＥＬ素子１０１が形成されている面に対して反対の面には、裏面金属層１０６が形成されている。また、基板１００は有機絶縁層１０８と内部金属層１０７との積層構造を有しており、少なくとも１層の内部金属層１０７を有するものとする。図１（Ａ）では３層の内部金属層１０７が積層されている例を示したが、これに限られることはない。内部金属層１０７及び裏面金属層１０６は導電性を有する金属により形成されていれば良く、当該金属としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、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）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられ、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）など、導電性や熱伝導性が高い材料を用いることが好ましい。

有機絶縁層１０８は、樹脂や、樹脂をガラスクロスやグラス繊維などの基材に含浸させた材料などを用いることができる。樹脂としては、エポキシやポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレートなどを用いることができる。

このように、基板１００は有機絶縁層１０８と金属層との積層で構成されていることから、本実施の形態における照明装置は形状の加工が容易でありデザイン性の追求に有利な照明装置とすることができる。また、軽量に作製することができる照明装置とすることができる。また、低コストで製造することが可能な照明装置とすることができる。また、可撓性を有せしめることも可能である。有機絶縁層１０８と金属層との積層で構成される基板としては、プリント配線基板も用いることができる。

内部金属層同士及び内部金属層１０７と裏面金属層１０６は基板１００に形成された貫通孔１０９、１１０、１１１、１１２によって熱的に結合されている。貫通孔１０９は少なくとも、有機絶縁層１０８を介して内部金属層１０７同士及び内部金属層１０７と裏面金属層１０６が貫通孔１０９を介さずに熱的に結合するよりも、熱抵抗が小さい構造を有する。これにより、ＥＬ素子から発生した熱を有効に裏面金属層まで伝達することが可能となり、裏面金属層１０６によって空気中、もしくはその他の媒体に発生した熱を放散することができる。これによりＥＬ素子の熱による劣化を抑制することができる。電気的に接続されることは、熱的に結合することでもあるため、電気的に内部金属層１０７や裏面金属層１０６に接続されることによっても放熱効果が得られ、熱による劣化を抑制することができる。

上記熱抵抗が小さい構造とは、単純な構成としては、有機絶縁層１０８よりも熱伝導率の大きい材料によって貫通孔を満たす構造がある。また、貫通孔が材料によりすべて満たされていなくても、その熱抵抗が有機絶縁層１０８を介するより小さくなればよい。例えば、貫通孔の側面及び少なくとも底面又は上面が熱伝導率の大きい材料により満たされている構造であっても、その熱抵抗が有機絶縁層を介する結合より小さければよい。同様に、貫通孔の側面のみが満たされている構造であっても、内部金属層同士、もしくは内部金属層と裏面金属層との間にわずかな空気の層があったとしても、貫通孔全体として有機絶縁層１０８を介するよりも熱抵抗が小さくなればよい。貫通孔内部に存在する材料としては、有機絶縁層１０８よりも熱伝導率が大きい材料であれば制限はなく、金属材料などの導電体の他、絶縁性熱伝導体も用いることができる。ただし、より熱伝導率が大きい材料であることが好ましく、そのような材料としては、金属材料が好適である。当該金属材料としては、上記内部金属層１０７及び裏面金属層１０６の材料として挙げたものなどを用いることができる。

なお、内部金属層１０７はＥＬ素子１０１の基板側の電極（第１の電極１０２）と、電気的に接続されていることにより放熱効果がより高まるため、当該構造は好ましい構成である。

裏面金属層１０６は図１（Ａ）のように平坦であってもかまわないが、図１（Ｂ）のように裏面金属層１０６の表面に凹凸構造１２０が形成されていると、表面積が増すため、空気中やその他媒体への熱の放散がスムーズとなるため好ましい構成である。なお、同様の効果を得るために、図１（Ｃ）のように裏面金属層１０６にアルミニウムに代表される熱伝導性の高い材料で構成されたいわゆるヒートシンク１３２を別に設けても良い。ヒートシンク１３２を設ける際には、熱伝導性の接着剤やシート１３１を介しても良い。また絶縁膜１３０を形成してからそれらを設けても良い。

貫通孔の形成方法としては、図１（Ａ）領域ａの貫通孔１０９及び１１０のように、複数の層を一度に貫通させて形成しても良いし、図１（Ａ）領域ｂの貫通孔１１１ように、各層ごとに異なる位置に形成しても良いし、図１（Ａ）領域ｃの貫通孔１１２ように多くの貫通孔を設けても良い。図１（Ａ）領域ａ及び図１（Ａ）領域ｃは貫通させる分の積層体を作製した後に、パンチングなどの物理的な穿孔やレーザ照射により貫通孔を形成する。その後めっきやスパッタ、蒸着もしくは塗布などの各種方法により貫通孔内の少なくとも壁面に接続（結合）材料を形成すればよい。図１（Ａ）領域ｂでは各層ごとに貫通孔及び、貫通孔内部の接続（結合）材料形成を行うことにより作製することができる。貫通孔及び接続（結合）材料の形成方法については、図１（Ａ）領域ａと同様に行えばよい。貫通孔は少なくともその壁面に接続（結合）材料が形成されていれば良いが、貫通孔上面もしくは底面が接続（結合）材料に満たされていることが好ましく、さらに好ましくは貫通孔内部すべてが接続（結合）材料によって満たされているほうがより放熱効果が得られるため、好ましい構成である。なお、図面中においては、便宜上、一つの照明装置内に複数の形状の貫通孔を記載したが、貫通孔の形状は照明装置内において統一されていたほうが簡便であり、好ましい構成である。ただし、もちろん、複数の形状が混在していてもかまわない。

ＥＬ素子の第１の電極１０２、内部金属層１０７及び裏面金属層１０６が電気的に接続しており、且つ、複数のＥＬ素子により照明装置が構成されている場合、内部金属層１０７及び裏面金属層１０６は少なくとも当該金属層及び第１の電極１０２の電位ごとに、好ましくは接続するＥＬ素子ごとに電気的に独立、すなわち分離していることが好ましい。これにより、複数のＥＬ素子に流れる電流を各々独立に制御することができることから、点灯から非点灯までの明るさのコントロールをＥＬ素子ごとに行うことが可能となる。また、たとえＥＬ素子の一つにショートなどの不具合が生じたとしても、他の素子に影響が及ぶことを抑制することが可能となる。図１（Ａ）では領域ａ、領域ｂ、領域ｃの各領域は各々接続するＥＬ素子が異なっており、分離エリア１１４によって内部金属層１０７及び裏面金属層１０６が分離されている構成が示されている。すなわち、領域ａ、領域ｂ及び領域ｃの内部金属層１０７及び裏面金属層１０６は各々の領域間で電気的に独立している。

ここで、分離エリア１１４には金属膜が形成されていないため、ガスバリア性が途切れている部分となる。そのため、各金属層に形成される分離エリア１１４は一箇所に集中することが無いように形成する。言い換えると、基板を垂直方向に貫いた場合、裏面金属層も含めて必ず一層は金属層が存在するようにする。これにより、金属層に分離エリア１１４が形成されていても基板１００のガスバリア性が大幅に低下することを抑制でき、寿命の長い照明装置を作製することが可能となる。

また、分離エリア１１４から進入した水や酸素などの劣化を引き起こすガスは、金属層を透過できないため、有機絶縁層１０８を伝わってＥＬ素子に達する。そのため、分離エリア１１４を形成する際には、その経路がなるべく長くなるように設計することが好ましい。基板の厚さ以上にその経路を長くすることができれば少なくとも寿命向上効果は得ることができる。

また、異なる層における金属層の分離エリア１１４は、基板上面から見た場合、交差する部分も出てくる。このような交差部分においては、その交差する面積をなるべく小さくするために、各々概略直交する方向に交差することが好ましい。なお、この場合の概略とは、２本の分離エリア１１４がなす角が、４５度乃至１３５度程度までをいうものとする。また、分離エリア１１４が重なる部分の面積は、なるべく小さくすることで、ガスバリア性を高く保つことが可能となる。

なお、接続材料が設けられた貫通孔及びその周囲は大なり小なり凹凸を有することが通常であり、凹凸によるショートなどの不良が発生しないように、貫通孔はＥＬ素子の発光領域外に設けることが好ましい構成である。但し、図２の貫通孔２００のように貫通孔はＥＬ素子の第１の電極２０１に接していた方が放熱効果が大きい。この場合、貫通孔を形成した後、ＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）などの機械的研磨によって基板表面の平坦化を行うことで、ショートなどの不良を抑制しつつ、第１の電極下に貫通孔２００を設けることが可能となり、より大きな放熱効果を得ることができる。

図３は、逆テーパー型の隔壁を用いることによって、マスク数を削減しつつ、上記の照明装置と同様の照明装置をえることができる構成である。ＥＬ素子の第１の電極上に絶縁膜３０１を形成し、逆テーパー型の隔壁３０２をその上部の一部が絶縁膜３０１上、一部が第１の電極上にせり出すように形成する。この逆テーパー型の隔壁は、パッシブマトリクス型のＥＬディスプレイに用いられるものと同様に形成することができる。そして、その後有機化合物層３０３を蒸着法やロングスロースパッタ法などの異方性の高い成膜方法により成膜し、第２の電極３０４をスパッタリング法などの回り込みの多い成膜法により成膜する。このようにすることによって、第２の電極３０４が有機化合物層３０３より隔壁３０２の下側に入り込むため、第２の電極３０４と第１の電極との導通をとることができ、ＥＬ素子を直列に接続することが可能となる。この方法によると、隔壁３０２の形成以降はマスクを用いずに複数のＥＬ素子が直列に接続した照明装置を作製することが可能となる。

図４では、裏面金属層を外部接続端子の設置領域として用いる構成を示した。図４（Ａ）のように、ヒートシンク４０５などを設けない領域４００に外部接続端子などを設置することができる。ＥＬ素子を用いた照明装置は、外部雰囲気から遮断するために、シール材４０１と封止基板４０２を用いて封止を行うことが必要である。しかし、外部接続端子は、封止領域の外に設置することが必要であることから、通常は発光領域の外側にさらにそれらを設ける領域を確保しなければいけなかった。しかし、本実施の形態のように、裏面金属層を外部接続端子の設置領域として用いることによって、発光に寄与しない面積を低減させることが可能となる。すなわち、それらの回路構成や配置の自由度が格段に向上し、小型化、デザイン性向上などの効果を奏することとなる。これにより、よりデザイン性に優れた照明装置を提供することが可能となる。また、さらに、コンバータなどの集積回路４０４を領域４００に設置することも可能となり、更なる小型化を図ることが可能となる。

また、内部金属層及び裏面金属層は、その一部又は全部がＥＬ素子へ電流を流すための経路の一部、すなわち配線として用いることができる。これにより、回路構成や配置の自由度が大きくなり、小型化にもつながる。

図４（Ｂ）は、異なる封止方法について説明した図である。図４（Ｂ）では、１層目の有機絶縁層４１０を除去することによって、１層目の内部金属層４１１を露出させ、その上にシール材４１２を形成して封止を行った例を示した。この方法によると、ＥＬ素子に最も近い有機絶縁層４１０が外部雰囲気に触れないため、より信頼性の高い照明装置を提供することが可能となる。図４（Ｂ）では、１層目の有機絶縁層のみを除去した例を示したが、同様に、２層目、３層目の有機絶縁層を除去しても良い。

図４（Ｃ）では、異なる端部における図を示した。領域４２０に外部接続端子や集積回路を形成しても良い。

また、外部接続端子は、基板側面（ＥＬ素子が形成された面に対して概略垂直な面）に設けることも可能である。このような場合、基板端部まで伸張させた内部金属層及び／又は表面金属層に電気的に接続するように、基板側面に導電性材料を形成することによって、外部接続端子として用いることができる。

このように、基板におけるＥＬ素子が形成された面と異なる面において外部接続端子を形成することによって、配線や回路の構成や配置の自由度が向上し、小型化、デザイン性向上などに有利な照明装置とすることが可能となる。

図５は、ヒートシンクと基板との間に外部接続端子や集積回路を設ける例を示した。ヒートシンク５０１を熱伝導性の部材５００を介して基板に設置する場合、熱伝導性の部材５００の厚みを厚くすることで、ヒートシンクと基板との間の隙間に集積回路５０２などを設置することも可能となる。
裏面金属層は熱伝導性の高い材料で形成されているため、図５に示したように、熱伝導性の部材５００はＥＬ素子ごとに分離されている裏面金属層の一部にでも重なっていれば（絶縁層を介している場合も含むものとする）、有効に放熱効果を得ることができる。そのため、図５のように、熱伝導性の部材５００を形成していない部分に外部接続端子や集積回路を設けることが可能となる。ヒートシンクはその面積が大きいほど放熱効果を発揮するため、外部接続端子や集積回路の上にまで形成することによって、照明装置の面積を最大限に利用して大きな放熱効果も得ることができる。
また、この際、各ＥＬ素子に接続している裏面金属層を一箇所に集めることによって、一部に熱伝導性の部材を形成すれば、集まった分のＥＬ素子の熱を有効にヒートシンクに伝えることができる。すなわち、一箇所に放熱部分を集めることによって、その他の部分を自由に使えるようになり、さらに回路構成や配置の自由度が向上する。この場合、一箇所に裏面金属層が集中することから、接続するＥＬ素子によって裏面金属層の大きさが異なる場合もある。
このように裏面金属層を用いて放熱効果を得ることによって、放熱構造の自由度も向上させることが可能となる。

なお、本実施の形態における基板１００としてはプリント配線基板も用いることができる。プリント配線基板を用いることによって、確立された技術を用いて簡便に以上の構成と効果を有する照明装置を得ることができる。

以上の構成を有する本実施の形態における照明装置は、配線や入力端子、集積回路などの配置の自由度が高く且つ信頼性の高い照明装置とすることができる。

以下、ＥＬ素子１０１について図６を用いて説明する。ＥＬ素子の第１の電極１０２及び第２の電極１０４からなる一対の電極は、その一方が陽極７０２として機能し、もう一方が陰極７０４として機能する。本実施の形態におけるＥＬ素子は、基板１００と反対側の方向に光を射出するトップエミッション型の照明装置であるため、第２の電極１０４は、少なくとも可視光領域において透光性を有する材料によって形成する。また、第１の電極１０２は第１の電極１０２の方向に向かって放出された光も有効に取り出せるように、反射率の高い材料で形成することが好ましい。

陽極として機能する電極の材料としては、仕事関数が大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）の材料を用いることが好ましい。このような材料としては、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等などが挙げられる。このほか、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２：ＩＴＯとも言う）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）やガリウムを添加した酸化亜鉛などの透光性を有する導電性金属酸化物も用いることができる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。
第２の電極１０４を陽極として用いる場合には、透光性を有する程度に薄く形成する、前述の透光性を有する金属酸化物をもちるなどすればよい。
なお、有機化合物層１０３の陽極と接する面に後述の複合材料を用いることによって、仕事関数の大小にかかわらず、電極材料を選択することができるようになる。

陰極として機能する電極としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）材料を用いることが好ましい。このような材料としては、元素周期表の１族または２族に属する金属、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、マグネシウム（Ｍｇ）、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなど）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金、アルミニウム（Ａｌ）およびその合金等を用いることができる。
第２の電極１０４を陰極として用いる場合には、充分な透光性を有する程度にこれら材料を薄く形成することによって透明導電膜として用いることができる。また、これらの材料を透光性を有する程度に薄く形成したのち、上述の透光性を有する金属酸化物と積層することによって第２の電極１０４を形成しても良い。
なお、有機化合物層１０３の陰極に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物、又は電子輸送性物質に、当該電子輸送性物質に対して電子供与性を示す物質を添加した材料（以下ドナー準位を有する材料と称する）を用いることによって、仕事関数の大小にかかわらず電極材料を選択することができるようになる。すなわち、ＩＴＯに代表される酸化物透明導電膜を陰極の材料として用いることができる。また、複合材料からなる層とドナー準位を有する材料からなる層との積層体からなる電荷発生層を用いても同様の効果を得ることができる（但し、この場合は複合材料からなる層が陰極と接することとする）。

また、透光性を有する導電性高分子も陽極として用いることが可能である。導電性高分子としては、例えば、ポリアニリン及びまたはその誘導体、ポリピロール及びまたはその誘導体、ポリチオフェン及びまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体など、π電子共役系導電性高分子を用いることができる。

第１の電極１０２および第２の電極１０４はこれら用いられる材料に応じて、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＭＢＥ（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＶＤ法（ＭＯＣＶＤ（ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃＣＶＤ）法やＡＬＤ（ａｔｏｍｉｃｌａｙｅｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法）やゾル−ゲル法、スピンコート法、ディッピング法、スプレー法、コータ法、印刷法など公知の方法で作製することができる。

有機化合物層１０３の積層構造については特に限定されず、発光層、電子輸送性の高い物質を含む電子輸送層または正孔輸送性の高い物質を含む正孔輸送層、電子注入性の高い物質を含む電子注入層、正孔注入性の高い物質を含む正孔注入層、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質を含むバイポーラ層など、各機能層を適宜組み合わせて構成すればよい。これら機能層は発光層以外は必須ではなく、また、上述以外の他の機能層を備えていても良い。なお、このような積層構造を発光ユニットとも称することもある。

本実施形態では、有機化合物層１０３は、陽極７０２側から正孔注入層７１１、正孔輸送層７１２、発光層７１３、電子輸送層７１４、電子注入層７１５の積層構造を有する構成について説明する（図６（Ａ）参照）。各層の構成及び材料について以下に具体的に示す。

正孔注入層７１１は、陽極７０２に接して設けられ、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、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）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層７１１を形成することができる。

また、正孔注入層７１１として、正孔輸送性の高い物質に当該正孔輸送性の高い物質に対してアクセプター性を示す物質を含有させた複合材料を用いることもできる。なお、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陽極に接して形成することにより、仕事関数に依らず陽極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、陽極を構成する材料として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料も用いることができる。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）、クロラニル等を挙げることができる。また、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。

複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の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。

例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、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）等を挙げることができる。

複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、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）等を挙げることができる。

また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、他に、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を用いることができる。

また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、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）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］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）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。

複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、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）等が挙げられる。

また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（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）等の高分子化合物を用いることもできる。

なお、このような複合材料からなる層は、その膜厚が厚くても薄くても駆動電圧の変化がほとんど無いことから、発光層から発する光の取り出し効率や指向性などを制御するための光学設計を行う際に非常に好適に用いることができる。

正孔輸送層７１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等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７１２として、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。

発光層７１３は、発光性の物質を含む層である。発光層７１３の種類としては、発光中心物質を主成分とする単膜の発光層であっても、ホスト材料中に発光中心材料を分散するいわゆるホスト−ゲスト型の発光層であってもどちらでも構わない。

用いられる発光中心材料に制限は無く、公知の蛍光又は燐光を発する材料を用いることができる。蛍光発光性材料としては、例えばＮ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、等の他、発光波長が４５０ｎｍ以上の４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。燐光発光性材料としては、例えば、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）、の他、発光波長が４７０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲にある、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）、発光波長が５００ｎｍ（緑色発光）以上のトリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ））、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））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）_２（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，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））、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））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（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））等が挙げられる。以上のような材料又は他の公知の材料の中から、各々のＥＬ素子における発光色を考慮し選択すれば良い。

ホスト材料を用いる場合は、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）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、ＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＴＰＤ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、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）、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）、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−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、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）などを挙げることができる。これら及び公知の物質の中から、各々が分散する発光中心物質のエネルギーギャップ（燐光発光の場合は三重項エネルギー）より大きなエネルギーギャップ（三重項エネルギー）を有する物質を有し、且つ各々の層が有すべき輸送性に合致した輸送性を示す物質を選択すればよい。

電子輸送層７１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。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、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）_２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）_２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体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。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層７１４として用いても構わない。

また、電子輸送層７１４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、電子輸送層７１４と発光層７１３との間に電子の移動を制御する層を設けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子の移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層７１３を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。

電子注入層７１５としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。または、電子輸送性を有する物質からなる層中に当該電子輸送性を有する物質に対して電子供与性を示す物質（代表的にはアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物）を含有させた材料（ドナー準位を有する材料）、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させた材料等を電子注入層７１５として用いることができる。なお、電子注入層７１５として、ドナー準位を有する材料を用いた構成は、陰極７０４からの電子注入が効率良く行われるため、より好ましい構成である。

なお、上述の有機化合物層１０３は図６（Ｂ）のように陽極７０２と陰極７０４との間に発光ユニットが複数積層されている構造であっても良い。この場合、積層された第１の発光ユニット８００と第２の発光ユニット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ＥＬ素子は、発光ユニット間における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ＥＬ素子とすることが容易である。また、一方の発光ユニットで燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。
図６（Ｂ）においては、二つの発光ユニット（第１の発光ユニット８００及び第２の発光ユニット８０１）が積層されている構成を例示したが、３層以上の発光ユニットを積層することも可能である。この際も各発光ユニットの間には電荷発生層が設けられていることが好ましい。

各発光ユニットは、図６（Ａ）における有機化合物層１０３と同様の構成をそれぞれ有しており、発光層、電子輸送性の高い物質を含む電子輸送層または正孔輸送性の高い物質を含む正孔輸送層、電子注入性の高い物質を含む電子注入層、正孔注入性の高い物質を含む正孔注入層、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質を含むバイポーラ層など、図６（Ａ）の説明の際に有機化合物層の構成として説明した各機能層を適宜組み合わせて構成すればよい。なお、これら機能層は発光層以外は必須ではなく、また、上述以外の他の機能層を備えていても良い。
これらの層の詳しい説明は上述したとおりであるので繰り返しとなる説明を省略する。図６（Ａ）における有機化合物層１０３の説明を参照されたい。

特に図６（Ｂ）の構成は白色の発光を得る場合に好ましく照明用途として特に有効である。これにより高品質な照明装置を得ることができる。

（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７及び図８を用いて説明する。

図７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７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照明装置は、回路構成や配置の自由度が高く、且つ寿命長い照明装置であるため、照明装置（卓上照明装置３０００）の照明部７５０１に用いることで、信頼性が高く、デザイン性の良好な照明装置（卓上照明装置）を提供することができる。また、本発明の一態様を適用して形成される照明装置は軽量で耐衝撃性の高い照明装置であるため、軽く、壊れにくい照明装置を提供することができる。

図８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寿命が長く、軽量に作製できるため、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非常に好適に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または照明装置は、外部接続端子や集積回路、発光領域の回路構成や配置の自由度の高い発光装置であるため、デザイン性の高い照明装置とすることができる。

１００基板
１０１ＥＬ素子
１０２第１の電極
１０３有機化合物層
１０４第２の電極
１０６裏面金属層
１０７内部金属層
１０８有機絶縁層
１０９貫通孔
１１０貫通孔
１１１貫通孔
１１２貫通孔
１１４分離エリア
１２０凹凸構造
１３０絶縁膜
１３１熱伝導性の接着剤やシート
１３２ヒートシンク
２００貫通孔
２０１第１の電極
３０１絶縁膜
３０２隔壁
３０３有機化合物層
３０４第２の電極
４００領域
４０１シール材
４０２封止基板
４０４集積回路
４０５ヒートシンク
４１０有機絶縁層
４１１内部金属層
４１２シール材
４２０領域
５００熱伝導性の部材
５０１ヒートシンク
５０２集積回路
７０２陽極
７０４陰極
７１１正孔注入層
７１２正孔輸送層
７１３発光層
７１４電子輸送層
７１５電子注入層
８００第１の発光ユニット
８０１第２の発光ユニット
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

基板と、
前記基板の一方の面に形成された複数の発光素子と、
前記基板における、前記複数の発光素子が形成された面の反対側の面に形成された裏面金属層を有し、
前記複数の発光素子は一対の電極間に発光物質を含む有機化合物層を有し、
前記基板は、内部に内部金属層を１層以上有する有機絶縁層と金属層の積層構造を有し、
前記内部金属層は前記発光素子の一方の電極と電気的に接続されており、
前記内部金属層は前記有機絶縁層に設けられた貫通孔を介して前記裏面金属層に電気的に接続されており、
前記内部金属層及び前記裏面金属層は、少なくとも各々接続する前記発光素子の電極の電圧ごとに電気的に独立している照明装置。
基板と、
前記基板の一方の面に形成された複数の発光素子と、
前記基板における、前記複数の発光素子が形成された面の反対側の面に形成された裏面金属層を有し、
前記複数の発光素子は一対の電極間に発光物質を含む有機化合物層を有し、
前記基板は、内部に内部金属層を１層以上有する有機絶縁層と金属層の積層構造を有し、
前記内部金属層は前記発光素子の一方の電極と電気的に接続されており、
前記内部金属層は前記有機絶縁層に設けられた貫通孔を介して前記裏面金属層に電気的に接続されており、
前記内部金属層及び前記裏面金属層は、各々接続する前記発光素子ごとに分離している照明装置。