KR102076486B1 - 조명 장치 - Google Patents

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KR102076486B1
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마사아키 히로키
카오루 하타노
이쿠코 카와마타
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은, 간략한 구성 및 공정에 의하여, 신뢰성이 높은 조명 장치를 저비용으로 제공한다. 목적에 적합한 형상을 갖고 다양화되는 용도에 대응할 수 있는, 편리성이 향상된 조명 장치를 제공한다.
가요성 기판에 형성된 일렉트로 루미네선스(EL)층을 포함하는 발광 소자를 갖는 발광 패널(EL필름)을 유리 케이스에 봉입(封入)한다. EL필름은 가요성을 갖기 때문에, 유리 케이스의 형상에 맞추어, 다양한 형상으로 변형되어 설치될 수 있다.

Description

조명 장치{LIGHTING DEVICE}
일렉트로 루미네선스(electro luminescence)를 발현하는 발광 부재를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.
백열 전구나 형광등보다 발광 효율이 높은 것으로 시산되기 때문에, 차세대 조명 기구로서 일렉트로 루미네선스 재료를 포함하는 발광 소자를 사용한 조명 장치가 주목되고 있다. 일렉트로 루미네선스 재료를 포함하는 발광 소자는 증착법이나 도포법 등의 제법에 의하여, 두께 1μm 이하의 박막으로 형성할 수 있고, 궁리를 짜내서 만든 형태의 조명 장치가 보고되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
일본국 특개평2005-332773호 공보
그러나, 일렉트로 루미네선스 재료를 포함하는 발광 소자는 외부로부터 침입하는 수분 등의 오염 물질에 기인한 열화가 생기기 쉽고, 이것은 조명 장치에 있어서의 신뢰성 저하의 요인의 하나가 되어 있다. 이들의 문제에 대한 대책으로서 일렉트로 루미네선스 재료를 포함하는 발광 소자에 대하여 다수의 보호 부재나 복잡한 구성을 사용하는 패시베이션 기술(밀봉 기술)을 실시하면, 사용 부재 및 공정이 증대하여 수율 저하 및 고비용화를 초래하게 된다.
본 발명의 일 형태는 간략한 구성 및 공정에 의하여, 저비용으로 신뢰성이 높은 조명 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 일 형태는, 목적에 적합한 형상을 갖고 다양화되는 용도에 대응할 수 있는, 편리성이 향상된 조명 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
가요성(可撓性) 기판에 형성되는 일렉트로 루미네선스(EL)층을 포함하는 발광 소자를 갖는 발광 패널(이하, EL필름이라고 부름)을, 유리 케이스에 봉입(封入)한다. 발광 소자의 열화 원인이 되는 수분 등의 오염 물질이 주위를 덮는 유리 케이스에 의하여 차단됨으로써, 발광부인 EL필름은 장수명화되어, 내구성 및 신뢰성이 높은 조명 장치로 할 수 있다.
EL필름을 내포하는 유리 케이스에는, 외부에 노출되도록 EL필름과 전기적으로 접속하는 단자 전극이 형성되어 있다. 단자 전극이 외부 전원의 단자 전극과 접함으로써, 외부 전극과 EL필름이 전기적으로 접속하여, 조명 장치에 전력을 공급할 수 있다.
EL필름은 가요성을 갖기 때문에, 유리 케이스의 형상에 맞추어 다양한 형상으로 변형되어 설치할 수 있다. 예를 들어, 통 형상의 유리 케이스에 시트 형상의 EL필름을 둥글게 하여 봉입할 수 있다. 또한, EL필름은 유리 케이스에 접하도록 설치되어도 좋고, 접착층에 의하여 접합되어도 좋다. 접착층으로서는 유기 수지나 금속 재료 등을 사용할 수 있다.
또한, EL필름으로부터의 광 추출 효율을 향상시키기 위하여, EL필름의 광 방사면 측에 있어서, 유리 케이스의 외측에 곡면을 갖는 유기 수지층을 형성하여도 좋다.
유리 케이스는, 복수의 케이스가 접착됨으로써 구성되어도 좋고, 유리끼리의 융착이나, 접착층을 사용한 접착 방법 등을 사용할 수 있다. 유리 케이스는 투광성을 가질 필요가 있지만, 표면에 미세한 요철을 형성하여, 젖빛 유리 상태로 함으로써 EL필름으로부터의 광이 산란되는(확산되는) 기능을 부여하여도 좋다. 또한, 본 명세서에서 투광성이란, 적어도 일부의 가시광의 파장 영역의 광을 투과하는 성질을 가리킨다. 따라서, 컬러 필터와 같이 가시광 영역에 있어서 일부의 파장 영역의 광을 투과하도록 유리 케이스가 착색되어도 좋다.
유리 케이스에 봉입되는 EL필름은 복수라도 좋고, 상기 복수의 EL필름은 각각 형상이나 발광색이 상이하여도 좋다. 상이한 발광색을 갖는 복수의 EL필름을 유리 케이스에 봉입하여, 혼색의 발광색으로 하여도 좋다. 조명 장치의 발광색을 조절함으로써 연색성을 높일 수 있다.
EL필름에 사용되는 가요성 기판은, 유기 수지 필름이나 금속 필름을 사용할 수 있다. EL필름은 한 쌍의 가요성 기판으로 발광 소자를 협지(挾持)하는 구성이라도 좋다. 롤(roll) 형상의 가요성 기판을 사용하여 가요성 기판 위에 발광 소자를 형성함으로써 EL필름을 제작하는, 롤 대 롤(roll-to-roll)방식을 적용하면 보다 간이하게 제작할 수 있기 때문에 바람직하다.
유리 케이스 내는 감압되어도 좋고, 질소 등의 불활성 기체나 수지 등이 충전(充塡)되어도 좋다. 또한, 건조제로서 기능하는 흡습성을 갖는 물질을 유리 케이스 내에 봉입하여도 좋다.
유리 케이스로 주위를 덮어, 내구성을 높이기 때문에, EL필름 자체에 다수의 보호 부재나 복잡한 구성을 사용하는 패시베이션 기술을 구태여 실시할 필요가 없어, 저비용 및 간략한 공정으로 생산성 좋게 조명 장치를 제작할 수 있다. 따라서, 싼 값으로 신뢰성이 높은 조명 장치를 제공할 수 있다.
본 명세서에 개시하는 조명 장치에 있어서, 가요성 기판에 형성되는 제 1 전극 및 제 2 전극에 협지된 EL층을 포함하는 발광 소자를 갖는 발광 패널과, 발광 패널을 내포하고, 또 제 1 단자 전극 및 제 2 단자 전극이 형성된 유리 케이스를 갖고, 유리 케이스 내에서, 제 1 전극과 제 1 단자 전극은 전기적으로 접속하고, 제 2 전극과 제 2 단자 전극은 전기적으로 접속한다.
본 명세서에 개시하는 조명 장치에 있어서, 가요성 기판에 형성된 제 1 전극 및 제 2 전극에 협지된 EL층을 포함하는 발광 소자를 갖는 복수의 발광 패널과, 복수의 발광 패널을 내포하고, 또 단자 전극이 형성된 유리 케이스를 갖고, 유리 케이스 내에서, 복수의 발광 패널은 각각 단자 전극과 전기적으로 접속한다.
유리 케이스의 형상은 조명 장치 및 조명 장치의 조명부의 형상에 대응시키면 좋고, 직방체, 다각 기둥, 원 기둥 등을 사용할 수 있다.
또한, EL층은 중간층을 사이에 두고 2층 이상 형성되는 구성으로 하여도 좋다. 복수의 발광색이 상이한 EL층을 적층함으로써, 방사되는 광의 색을 조절할 수 있다. 또한, 같은 색이라도 복수의 층을 형성함으로써 전력 효율을 향상시키는 효과를 갖는다.
본 명세서에 개시하는 조명 장치에 있어서는, 발광부인 EL필름을, 열화 원인이 되는 수분 등의 오염 물질에 대한 차단 효과가 높은 유리 케이스 내에 봉입하기 때문에, 내구성이 높다. 따라서, 옥외에서 사용하는 조명 장치로서도 적합하게 사용할 수 있다.
EL필름 자체에 내구성을 부여하기 위하여 다수의 보호 부재나 복잡한 구성을 사용하는 패시베이션 기술을 구태여 실시할 필요가 없기 때문에, 저비용 및 간략한 공정으로 생산성 좋게 조명 장치를 제작할 수 있다. 따라서, 싼 값으로 신뢰성이 높은 조명 장치를 제공할 수 있다.
또한, 유리 케이스 내에 봉입되는 EL필름은 가요성을 갖기 때문에, 유리 케이스 내에 자유로운 형상 및 배치로 설치할 수 있다. 따라서, 목적에 적합한 형상을 갖고 다양화되는 용도에 대응할 수 있는, 편리성이 향상된 조명 장치를 제공할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 조명 장치를 설명하는 도면.
도 2a 내지 도 2d는 조명 장치를 설명하는 도면.
도 3a 내지 도 3d는 조명 장치를 설명하는 도면.
도 4a 및 도 4b는 조명 장치를 설명하는 도면.
도 5a 내지 도 5c는 조명 장치에 적용할 수 있는 발광 소자의 예를 설명하는 도면.
도 6은 조명 장치의 사용 형태의 일례를 설명하는 도면.
도 7a 내지 도 7d는 조명 장치의 사용 형태의 일례를 설명하는 도면.
실시형태에 대하여, 도면을 사용하여 자세하게 설명한다. 다만, 이하의 설명에 한정되는 것이 아니고, 취지 및 그 범위에서 일탈하지 않고 그 형태 및 상세한 내용을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 이하에 설명하는 구성에 있어서, 동일 부분 또는 동일한 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면간에서 공통으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 본 발명의 조명 장치의 일 형태에 대하여 도 1a 내지 도 4b를 사용하여 설명한다.
도 1a는 조명 장치의 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 있어서의 선A1-A2의 단면도이다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 조명 장치(310)는 유리 케이스(200) 내에 EL필름(180)이 봉입되는 구성을 포함하고, 유리 케이스(200) 외부에 노출되도록 EL필름(180)과 전기적으로 접속하는 단자 전극(220a), 단자 전극(220b)이 형성된다.
도 1b에 도시한 바와 같이, EL필름(180)은 가요성 기판(210)에 형성된 일렉트로 루미네선스(EL)층을 포함하는 발광 소자(132)를 갖는 발광 패널이며, 상기 발광 소자(132)는 한 쌍의 전극간에 EL층을 협지하는 구성이다. 또한, EL필름(180) 내에 발광 소자(132)가 복수 형성되어도 좋다. 발광 소자(132)는 제 1 전극(104), EL층(106), 및 제 2 전극(108)의 적층 구조이다. 또한, 도 2a 내지 도 4b에 있어서는 EL필름(180)의 구조, 단자 전극과의 접속부는 생략하고 자세히 도시하지 않지만, EL필름(180)은 가요성 기판, 발광 소자(제 1 전극, EL층, 제 2 전극)를 포함하고, 제 1 전극 및 제 2 전극은 각각 단자 전극과 전기적으로 접속한다.
단자 전극(220a)은 발광 소자(132)의 제 1 전극(104)과 전기적으로 접속하고, 단자 전극(220b)은 발광 소자(132)의 제 2 전극(108)과 전기적으로 접속한다.
조명 장치(310)는, 발광 소자(132)의 열화 원인이 되는 수분 등의 오염 물질이, 주위를 덮는 유리 케이스(200)에 의하여 차단됨으로써, 발광부인 EL필름(180)이 장수명화되어, 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있다.
유리 케이스(200)로서는, 소다 석회 유리(soda-lime glass), 납 유리, 보로실리케이트 유리 등의 다양한 유리를 사용할 수 있다. 또한, 석영 유리를 사용할 수 있다. 유리 케이스(200)는 투광성을 가질 필요가 있지만, 표면에 미세한 요철을 형성하여, 젖빛 유리로 함으로써 EL필름(180)으로부터의 광이 산란되는(확산되는) 기능을 부여하여도 좋다. 또한, 컬러 필터와 같은 가시광 영역에 있어서 일부의 파장 영역의 광을 투과하도록 유리 케이스(200)가 착색되어도 좋다.
유리 케이스(200) 내는 감압이라도 좋고, 질소 등의 불활성 기체나 수지 등이 충전되어 있어도 좋다. 또한, 건조제로서 기능하는 흡습성을 갖는 물질을 유리 케이스(200) 내에 봉입하여도 좋다.
EL필름(180)을 내부에 배치한 후의 유리 케이스(200)의 밀봉 방법은, 유리 케이스의 개구(開口) 부근을 용융시켜 접착함으로써 밀봉하는 방법, 금속이나, 저융점 유리나, 수지로 개구를 막아 밀봉하는 방법 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 금속으로 밀봉하는 경우, 개구 부근을 금속으로 금속용사(metallizing)시켜 두고, 금속(예를 들어 납 씰)을 사용하여 밀봉하는 방법, 또는 땜납을 사용하여 개구를 막는 방법 등이 있다. 또한, 자외선 경화 수지를 사용하여 개구를 밀봉하는 방법을 사용하면, 가열 처리를 행하지 않아도 좋다.
가요성 기판(210)으로서는, 두께 10μm 이상 500μm 이하 정도의 유기 수지 필름, 또는 금속 필름 등을 사용할 수 있다. 유기 수지로서는, 아라미드 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 수지, 폴리에테르 설폰(PES) 수지, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지, 폴리이미드(PI) 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 섬유에 유기 수지가 함침(含浸)된 구조체인 프리프레그를 사용하여도 좋다. 또한, 스테인리스 등의 금속 필름은, 투습성(透濕性)이 낮아서 바람직하지만, 투광성을 가질 필요가 없는 광 방사면의 반대측에 형성한다. 또한, 가요성 기판은 발광 소자(132)를 협지하도록 한 쌍으로 사용하여도 좋다. 또한, 컬러 필터와 같이 가시광 영역에 있어서 일부의 파장 영역의 광을 투과하도록 가요성 기판(210)이 착색되어도 좋다.
롤(roll) 형상의 가요성 기판(210)을 사용함으로써, 가요성 기판 위에 발광 소자(132)를 형성하여 EL필름(180)을 제작하는, 롤 대 롤 방식을 적용하면 보다 간이하게 제작할 수 있기 때문에 바람직하다. 발광 소자(132)는 증착법이나 인쇄법에 의하여 형성할 수 있고, 직접적으로 가요성 기판(210)에 형성하여도 좋고, 다른 기판에 형성한 후 가요성 기판(210)에 전재(轉載)하여도 좋다.
단자 전극(220a), 단자 전극(220b)이 외부 전원의 단자 전극과 접함으로써, 외부 전원과 EL필름(180)이 전기적으로 접속하여, 조명 장치(310)에 전력을 공급할 수 있다. 도 1a 내지 도 1d에서는, 클립 형상의 단자 전극(220a), 단자 전극(220b)으로 EL필름(180)을 끼우도록 유지하여, 전기적인 접속을 행하는 예이다. EL필름(180)에 두껍고 파손하기 쉬운 유리 기판을 사용하면, 클립 형상의 단자 전극(220a), 단자 전극(220b)으로는 끼우기 어렵고 전기적인 접속에도 불량이 생기기 쉽지만, 가요성 기판(210)을 사용하는 EL필름(180)으로는 압착할 때 끼우기 쉽고 전기적인 접속을 적합하게 행할 수 있다.
EL필름(180)과 단자 전극(220a), 단자 전극(220b)의 전기적인 접속은, 전기적인 접속을 시킬 수 있는 방법 또는 구성이면 특히 한정되지 않는다. 예를 들어, 접속부에 범프를 형성하여 접속을 시켜도 좋고, 이방성(異方性) 도전막을 사용하여도 좋고, 사용하는 도전막을 땜납 접속이 가능한 재료로 형성하여 땜납을 사용함으로써 접속시켜도 좋다. 또한, 고정시키기 위하여 수지를 접속부의 주위에 제공하여도 좋다.
EL필름(180)은 가요성을 갖기 때문에, 유리 케이스(200)의 형상에 맞추어 다양한 형상으로 변형되어 설치할 수 있다. 유리 케이스(200)의 형상에 맞추어 EL필름(180)이 곡면을 갖는 형상으로 유리 케이스에 봉입되는 예를 도 2a 내지 도 3d에 도시한다.
도 2a는 조명 장치(320)의 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 있어서의 선B1-B2의 단면도이다. 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 조명 장치(320)는 유리 케이스(200)가 곡면을 갖고, 상기 곡면을 따라 EL필름(180)이 유리 케이스에 봉입되는 예이다. 또한, 도 2b에 도시한 바와 같이, 유리 케이스(200)는, 복수의 케이스(제 1 유리 케이스(100) 및 제 2 유리 케이스(134))가 접착됨으로써 구성되어도 좋고, 유리끼리의 열 융착이나, 접착층을 사용한 접착 방법 등을 사용할 수 있다.
도 2a 내지 도 2d에 도시된 유리 케이스(200)는, 평판 형상의 제 1 유리 케이스(100)와 곡면을 갖는 제 2 유리 케이스(134)가 접합된 형상이며, 제 2 유리 케이스(134)의 곡면을 따라 EL필름(180)이 설치되어 있다.
도 3a는 조명 장치(330)의 사시면이고, 도 3b는 도 3a에 있어서의 선C1-C2의 단면도이다. 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 조명 장치(330)는, 통 형상의 유리 케이스(200)에 시트 형상의 EL필름(180)을 둥글게 하여 봉입하는 예이다.
EL필름(180)은 유리 케이스(200)에 접하도록 설치되어도 좋고, 접착층에 의하여 접합되어도 좋다. 도 2b는 EL필름(180)이 제 2 유리 케이스(134)에 접하고 설치되는 예이고, 도 2c는 제 2 유리 케이스(134)와 발광 소자(132) 사이에 접착층(211)을 형성하여, 제 2 유리 케이스(134)와 EL필름(180)을 접착시켜 설치하는 예이다. 마찬가지로, 도 3b는 EL필름(180)이 유리 케이스(200)에 접착하여 설치되는 예이고, 도 3c는 유리 케이스(200)와 발광 소자(132) 사이에 접착층(211)을 형성하여, 유리 케이스(200)와 EL필름(180)을 접착시켜 설치하는 예이다.
접착층(211)으로서는, 가시광 경화성, 자외선 경화성 또는 열 경화성의 수지나 금속 재료를 사용할 수 있다. 가시광 경화성, 자외선 경화성 또는 열 경화성의 수지로서는, 예를 들어 에폭시 수지나 아크릴 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다. 이와 같은 접착층은 제 1 유리 케이스(100)와 제 2 유리 케이스(134)를 접착할 때에도 사용할 수 있다.
또한, 도 3b와 도 3c는 EL필름(180)의 크기(형상)가 상이한 예이며, EL필름(180)의 크기를 조정함으로써 도 3c에 도시한 바와 같이 통 형상의 유리 케이스(200)의 측면 전부를 발광부로 할 수 있다.
또한, 도 1c, 도 1d, 도 2d, 및 도 3d에 도시한 바와 같이, EL필름(180)의 광 방사면 측에 있어서 유리 케이스(200)의 외측에 곡면을 갖는 유기 수지층(212)을 형성하여도 좋다. 유리 케이스(200)의 외측에 곡면을 갖는 유기 수지층(212)을 형성함으로써, EL필름(180)으로부터의 광이, 유리 케이스(200)와 대기의 계면에서 전 방사하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 유리 케이스(200)의 외부로의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 도 1d에 도시한 바와 같이 광 방사면이 평면인 경우, 유기 수지층(212)을, 마이크로 렌즈 어레이와 같은 복수의 요철을 갖는 형상으로 하여도 좋다. 복수의 요철 형상의 피치, 또는 저면 형상은 다양하게 설정할 수 있고, 예를 들어, 원뿔, 각뿔(삼각뿔, 사각뿔 등) 등의 정점을 갖는 요철 형상으로 하여도 좋다.
도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 유리 케이스에 봉입되는 EL필름은 복수라도 좋고, 상기 복수의 EL필름의 형상이나 발광색은 동일하여도 좋고, 상이하여도 좋다. 도 4a에 도시한 조명 장치(340)는 유리 케이스(200)에 EL필름(180a), EL필름(180b)이 겹치도록 설치되는 예이다. EL필름(180a), EL필름(180b)은 클립 형상의 단자 전극(220c), 단자 전극(220d)에 각각 유지되는 구성이다. 또한, 도 4b에 도시한 조명 장치(350)와 같이 EL필름(180c), EL필름(180d), EL필름(180e)이 접하도록 겹쳐 유리 케이스(200) 내에 설치되어도 좋다. 도 4b에 도시한 바와 같이 EL필름끼리 접하는 경우, EL필름간의 단락을 방지하기 위하여, 단자 이외는 절연성 재료(절연성 필름이나 절연막)로 덮는 구조로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, EL필름을 한 쌍의 유기 수지 필름으로 협지하는 구조로 하면 좋다.
다른 EL필름의 발광을 투과할 필요가 있는 경우, EL필름은 투광성을 갖는다. 예를 들어, 도 4a에 있어서, 상면과 하면의 양쪽으로부터, EL필름(180a) 및 EL필름(180b)으로부터의 광이 섞인 혼색광을 추출하는 경우, EL필름(180a), EL필름(180b)는 투광성을 갖는 재료로 제작된다. 상면으로부터만 광을 추출하는 경우는, EL필름(180b)의 광 방사면의 반대측에는 반사성의 재료를 사용하여도 좋다. 도 4b에 있어서는 상면 이외로부터 광을 추출하는 구성이기 때문에 EL필름(180c), EL필름(180d)은 투광성을 가질 필요가 있다. EL필름(180e)의 광 방사면의 반대측에는 반사성의 재료를 사용하여도 좋다.
유리 케이스(200) 내에 봉입된 복수의 EL필름은 공통한 단자 전극을 사용하여도 좋고, 각각 다른 단자 전극을 사용하여도 좋다. 도 4b에 있어서는 단자 전극(220)과 EL필름(180c), EL필름(180d), EL필름(180e)의 접속 구조는 생략한다. 또한, 단자 전극의 개수 및 구조는 도면에 한정되지 않고, 발광 소자의 제 1 전극과 접속하는 단자 전극, 제 2 전극과 접속하는 단자 전극이 각각 복수 형성되어 있어도 좋다.
발광색이 상이한 EL필름을 적층함으로써 조명 장치의 방사광의 색을 조정할 수 있다. 예를 들어, 발광색이 상이한 EL필름으로서, 발광 파장의 피크가 상이한 EL필름들을 사용할 수 있다. 보색의 관계인 청색과 황색, 또는 청록색과 적색 등의 EL필름 조합하여 사용하면 백색 발광을 얻을 수 있다. 조명 장치의 발광색을 조절함으로써, 연색성(演色性)을 높일 수 있다.
상술한 내용과 같이, 원하는 형상 및 발광색의 EL필름을 자유롭게 선택하고 유리 케이스에 봉입하는 본 명세서에서 개시하는 조명 장치는, 높은 디자인성 및 기능을 만족시키고, 또 제작 공정이 간략하기 때문에 저비용화할 수 있다.
본 실시행태의 조명 장치에 있어서는, 발광부인 EL필름을, 발광 소자의 열화 원인이 되는 수분 등의 오염 물질에 대한 차단 효과가 높은 유리 케이스 내에 봉입하기 때문에, 내구성이 높다. 따라서, 옥외에서 사용하는 조명 장치로서도 적합하게 사용할 수 있다.
EL필름 자체에 내구성을 부여하기 위하여 다수의 보호 부재나 복잡한 구성을 사용하는 패시베이션 기술을 행할 필요가 없기 때문에, 저비용 및 간략한 공정으로 생산성 좋게 조명 장치를 제작할 수 있다. 따라서, 싼 값으로 신뢰성이 높은 조명 장치를 제공할 수 있다.
또한, 유리 케이스 내에 봉입되는 EL필름은 가요성을 갖기 때문에, 유리 케이스 내에 자유로운 형상 및 배치로 설치할 수 있다. 따라서, 목적에 적합한 형상을 갖고 다양화되는 용도에 대응할 수 있는, 편리성이 향상된 조명 장치를 제공할 수 있다.
본 실시형태는, 다른 실시형태에 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태인 조명 장치에 사용하는 발광 소자의 소자 구조의 일례에 대하여 설명한다.
도 5a에 도시한 발광 소자는, 제 1 전극(104), 제 1 전극(104) 위에 EL층(106), EL층(106) 위에 제 2 전극(108)을 갖는다.
EL층(106)은, 적어도 발광성의 유기 화합물을 포함하는 발광층이 포함되면 좋다. 그 외에, 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층, 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층, 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층, 바이폴러성의 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질)을 포함하는 층 등을 적절히 조합한 적층 구조를 구성할 수 있다. 본 실시형태에서, EL층(106)은 제 1 전극(104)측으로부터, 정공 주입층(701), 정공 수송층(702), 발광층(703), 전자 수송층(704), 및 전자 주입층(705)의 순서로 적층된다.
도 5a에 도시한 발광 소자의 제작 방법에 대하여 설명한다.
우선, 제 1 전극(104)을 형성한다. 제 1 전극(104)은 EL층에서 볼 때 광의 추출 방향에 형성되기 때문에, 투광성을 갖는 재료를 사용하여 형성한다.
투광성을 갖는 재료로서는, 산화인듐, 인듐주석산화물(ITO라고도 부름), 인듐아연산화물(IZO라고도 부름), 산화아연, 갈륨을 첨가한 산화아연, 그라핀(graphene) 등을 사용할 수 있다.
또한, 제 1 전극(104)으로서, 금, 백금, 니켈, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 티타늄 등의 금속 재료를 사용할 수 있다. 또는, 그들의 금속 재료의 질화물(예를 들어 질화티타늄) 등을 사용하여도 좋다. 또한, 금속 재료(또는 그 금속 재료의 질화물)을 사용하는 경우, 투광성을 갖는 정도로 얇게 하면 좋다.
다음에, 제 1 전극(104) 위에, EL층(106)을 형성한다. 본 실시형태에 있어서 EL층(106)은, 정공 주입층(701), 정공 수송층(702), 발광층(703), 전자 수송층(704), 전자 주입층(705)을 갖는다.
정공 주입층(701)은, 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로서는 예를 들어, 몰리브덴 산화물, 티타늄 산화물, 바나듐 산화물, 레늄 산화물, 루테늄 산화물, 크롬 산화물, 지르코늄 산화물, 하프늄 산화물, 탄탈 산화물, 은 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물 등의 금속 산화물을 사용할 수 있다. 또한, 프탈로시아닌(약칭: H2Pc), 구리(II)프탈로시아닌(약칭: CuPc) 등의 프탈로시아닌계의 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 저분자의 유기 화합물인 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭: MTDATA), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)비페닐(약칭: DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭: DPA3B), 3-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 고분자화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등)을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 폴리(N-비닐카바졸)(약칭: PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭: PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭: Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌설폰산)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/폴리(스티렌설폰산)(PAni/PSS) 등의 산을 첨가한 고분자 화합물을 사용할 수 있다.
특히, 정공 주입층(701)으로서, 정공 수송성이 높은 유기 화합물에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 정공 수송성의 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 사용함으로써, 제 1 전극(104)으로부터의 정공 주입성을 양호하게 하여, 발광 소자의 구동 전압을 저감할 수 있다. 이들의 복합 재료는, 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터성 물질을 공증착함으로써 형성할 수 있다. 상기 복합 재료를 사용하여 정공 주입층(701)을 형성함으로써, 제 1 전극(104)으로부터 EL층(106)에 대한 정공 주입이 용이하게 된다.
복합 재료에 사용하는 유기 화합물로서는, 방향족 아민 화합물, 카바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등, 다양한 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 복합 재료에 사용하는 유기 화합물로서는 정공 수송성이 높은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질인 것이 바람직하다. 다만, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면 이들 이외의 물질을 사용하여도 좋다. 이하에서는, 복합 재료에 사용할 수 있는 유기 화합물을 구체적으로 열거한다.
복합 재료에 사용할 수 있는 유기 화합물로서는, 예를 들어 TDATA, MTDATA, DPAB, DNTPD, DPA3B, PCzPCA1, PCzPCA2, PCzPCN1, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB 또는 α-NPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭: TPD), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭: BPAFLP) 등의 방향족 아민 화합물이나, 4,4'-디(N-카바졸릴)비페닐(약칭: CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카바졸릴)페닐]벤젠(약칭: TCPB), 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzPA), 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: PCzPA), 1,4-비스[4-(N-카바졸릴)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠 등의 카바졸 유도체를 사용할 수 있다.
또한, 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 2-tert-부틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센, 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 2-tert-부틸-9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭: t-BuDBA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 9,10-디페닐안트라센(약칭: DPAnth), 2-tert-부틸안트라센(약칭: t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭: DMNA), 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]-2-tert-부틸안트라센, 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센 등의 방향족 탄화수소 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센, 9,9'-비안트릴, 10,10'-디페닐-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-비안트릴, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌, 펜타센, 코로넨, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(약칭: DPVBi), 9,10-비스[4-(2,2-디페닐비닐)페닐]안트라센(약칭: DPVPA) 등의 방향족 탄화수소 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 전자 수용체로서는 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오르퀴노디메탄(약칭: F4-TCNQ), 클로라닐 등의 유기 화합물이나, 전이 금속 산화물을 들 수 있다. 또한, 원소 주기율표 제 4족 내지 제 8족에 속하는 금속의 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 산화바나듐, 산화니오브, 산화탄탈, 산화크롬, 산화몰리브덴, 산화텅스텐, 산화망간, 산화레늄은 전자 수용성이 높기 때문에 바람직하다. 그 중에서도, 특히 산화몰리브덴은 대기 중에서도 안정적이고 흡습성이 낮아 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다.
또한, 상술한 PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물과, 상술한 전자 수용체를 사용하여 복합 재료를 형성하여 정공 주입층(701)에 사용하여도 좋다.
정공 수송층(702)은 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 수송성이 높은 물질로서는, 예를 들어 NPB, TPD, BPAFLP, 4,4'-비스[N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: DFLDPBi), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: BSPB) 등의 방향족 아민 화합물을 사용할 수 있다. 여기서 기술한 물질은 주로 10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이다. 다만, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면 이들 이외의 물질을 사용하여도 좋다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은 단층에 한정되지 않고 상기 물질로 이루어진 층이 2층 이상 적층한 것으로 하여도 좋다.
또한, 정공 수송층(702)에는 CBP, CzPA, PCzPA와 같은 카바졸 유도체나 t-BuDNA, DNA, DPAnth와 같은 안트라센 유도체를 사용하여도 좋다.
또한, 정공 수송층(702)에는 PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
발광층(703)은, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층이다. 발광성의 유기 화합물로서는 예를 들어, 형광을 발광하는 형광성 화합물이나 인광을 발광하는 인광성 화합물을 사용할 수 있다.
발광층(703)에 사용할 수 있는 형광성 화합물로서는, 예를 들어 청색계 발광 재료로서, N,N'-비스[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N,N'-디페닐스틸벤-4,4'-디아민(약칭: YGA2S), 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭: YGAPA), 4-(10-페닐-9-안트릴)-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭: PCBAPA) 등을 들 수 있다. 또한 녹색계의 발광 재료로서, N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,9-디페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCABPhA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭: 2DPAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭: 2DPABPhA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-N-[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약칭: 2YGABPhA), N,N,9-트리페닐안트라센-9-아민(약칭: DPhAPhA) 등을 들 수 있다. 또한, 황색계 발광 재료로서, 루브렌, 5,12-비스(1,1'-비페닐-4-일)-6,11-디페닐테트라센(약칭: BPT) 등을 들 수 있다. 또한, 적색계 발광 재료로서는, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민(약칭: p-mPhTD), 7,14-디페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-디아민(약칭: p-mPhAFD) 등을 들 수 있다.
또한, 발광층(703)에 사용할 수 있는 인광성 화합물로서는, 예를 들어 청색계 발광 재료로서, 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)테트라키스(1-피라졸릴)보레이트(약칭: FIr6), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)피콜리네이트(약칭: FIrpic), 비스{2-[3',5'-비스(트리플루오로메틸)페닐]피리디나토-N,C2'}이리듐(III)피콜리네이트(약칭: Ir(CF3ppy)2(pic)), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: FIr(acac)) 등을 들 수 있다. 또한, 녹색계 발광 재료로서, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2')이리듐(III)(Ir(ppy)3), 비스(2-페닐피리디나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(Ir(ppy)2(acac)), 비스(1,2-디페닐-1H-벤즈이미다졸라토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(Ir(pbi)2(acac)), 비스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(Ir(bzq)2(acac)), 트리스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)(약칭: Ir(bzq)3) 등을 들 수 있다. 또한, 황색계의 발광 재료로서, 비스(2,4-디페닐-1,3-옥사졸라토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(dpo)2(acac)), 비스[2-(4'-퍼플루오르페닐페닐)피리디나토]이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(p-PF-ph)2(acac)), 비스(2-페닐벤조티아졸라토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(bt)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오르페닐)-5-메틸피라지나토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdppr-Me)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스{2-(4-메톡시페닐)-3,5-디메틸피라지나토}이리듐(III)(약칭: Ir(dmmoppr)2(acac)) 등을 들 수 있다. 또한, 오렌지색계의 발광 재료로서, 트리스(2-페닐퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)(약칭: Ir(pq)3), 비스(2-페닐퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(pq)2(acac)), (아세틸아세토네이트)비스(3,5-디메틸-2-페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppr-Me)2(acac)), (아세틸아세토네이트)비스(5-이소프로필-3-메틸-2-페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppr-iPr)2(acac)) 등을 들 수 있다. 또한, 적색계 발광 재료로서, 비스[2-(2'-벤조[4,5-α-티에닐)피리디나토-N,C3']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(btp)2(acac)), 비스(1-페닐이소퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(piq)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오르페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdpq)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: Ir(tppr)2(acac)), (디피바로일메타나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: Ir(tppr)2(dpm)), 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르핀백금(II)(약칭: PtOEP) 등 유기 금속 착체(錯體)를 들 수 있다. 또한, 트리스(아세틸아세토나토)(모노페난트롤린)테르븀(III)(약칭: Tb(acac)3(Phen)), 트리스(1,3-디페닐-1,3-프로판디오나토)(모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: Eu(DBM)3(Phen)), 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트리플루오로아세토나토](모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: Eu(TTA)3(Phen)) 등의 희토금속착체는, 희토금속 이온으로부터의 발광(다른 다중도 간의 전자 전이)이기 때문에, 인광성 화합물로 사용할 수 있다.
또한, 발광층(703)으로서는, 상술한 발광성의 유기 화합물(게스트 재료)을 다른 물질(호스트 재료)에 분산시킨 구성으로 하여도 좋다. 호스트 재료로서는 다양한 물질을 사용할 수 있으며, 발광성의 물질보다 최저 공궤도 준위(LUMO 준위)가 높고, 최고 피점유 분자궤도 준위(HOMO 준위)가 낮은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
호스트 재료로서는 구체적으로, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약칭: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(II)(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(III)(약칭: BAlq), 비스(8-퀴놀리놀라토)아연(II)(약칭: Znq), 비스[2-(2-벤조옥사졸일)페놀라토]아연(II)(약칭: ZnPBO), 비스[2-(2-벤조티아졸일)페놀라토]아연(II)(약칭: ZnBTZ) 등의 금속 착체, 2-(4-비페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-비페닐일)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭: TAZ), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸)(약칭: TPBI), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP) 등의 복소환 화합물이나, 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzPA), 3,6-디페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: DPCzPA), 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 9,9'-비안트릴(약칭: BANT), 9,9'-(스틸벤-3,3'-디일)디페난트렌(약칭: DPNS), 9,9'-(스틸벤-4,4'-디일)디페난트렌(약칭: DPNS2), 3,3',3''-(벤젠-1,3,5-트리일)트리피렌(약칭: TPB3), 9,10-디페닐안트라센(약칭: DPAnth), 6,12-디메톡시-5,11-디페닐크리센 등의 축합 방향족 화합물, N,N-디페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: CzA1PA), 4-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭: DPhPA), N,9-디페닐-N-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCAPA), N,9-디페닐-N-{4-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]페닐}-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCAPBA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCAPA), NPB(또는 α-NPD), TPD, DFLDPBi, BSPB 등의 방향족 아민 화합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 호스트 재료는 복수 종류 사용할 수 있다. 예를 들어, 결정화를 억제하기 위하여 루브렌 등의 결정화를 억제하는 물질을 더 첨가하여도 좋다. 또한, 게스트 재료에 에너지를 보다 효율적으로 이동시키기 위하여 NPB 또는 Alq 등을 더 첨가하여도 좋다.
게스트 재료를 호스트 재료에 분산시킨 구성으로 함으로써 발광층(703)의 결정화를 억제할 수 있다. 또한, 게스트 재료가 고농도인 것에 기인한 농도 소광(消光)을 억제할 수 있다.
또한, 발광층(703)으로서 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 청색계 발광 재료로서, 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)(약칭: PFO), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,5-디메톡시벤젠-1,4-디일)](약칭: PF-DMOP), 폴리{(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-[N,N'-디-(p-부틸페닐)-1,4-디아미노벤젠]}(약칭: TAB-PFH) 등을 들 수 있다. 또한, 녹색계의 발광 재료로서, 폴리(p-페닐렌비닐렌)(약칭: PPV), 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-alt-co-(벤조[2,1,3]티아디아졸-4,7-디일)](약칭: PFBT), 폴리[(9,9-디옥틸-2,7-디비닐렌플루오렌)-alt-co-(2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-1,4-페닐렌)] 등을 들 수 있다. 또한, 오렌지색 내지 적색계의 발광 재료로서, 폴리[2-메톡시-5-(2'-에틸헥속시)-1,4-페닐렌비닐렌](약칭: MEH-PPV), 폴리(3-부틸티오펜-2,5-디일)(약칭: R4-PAT), 폴리{[9,9-디헥실-2,7-비스(1-시아노비닐렌)플루오레닐렌]-alt-co-[2,5-비스(N,N'-디페닐아미노)-1,4-페닐렌]}, 폴리{[2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-1,4-비스(1-시아노비닐렌페닐렌)]-alt-co-[2,5-비스(N,N'-디페닐아미노)-1,4-페닐렌]}(약칭: CN-PPV-DPD) 등을 들 수 있다.
또한, 발광층을 2층 이상의 적층 구조로 하여도 좋다. 발광층을 2층 이상의 적층 구조로 하고, 각각의 발광층에 사용하는 발광 물질의 종류를 바꿈으로써, 보다 다양한 발광색을 얻을 수 있다. 또한, 발광 물질로서 발광색이 상이한 복수의 발광 물질을 사용함으로써, 넓은 스펙트럼의 발광이나 백색 발광을 얻을 수도 있다. 특히, 고휘도가 필요하게 되는 조명 용도에는, 발광층을 적층시킨 구조가 적합하다.
전자 수송층(704)은 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 수송성이 높은 물질로서 예를 들어, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-히드록시벤조[h]-퀴놀리나토)베릴륨(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭: BAlq) 등, 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체 등을 들 수 있다. 또한, 그 이외에 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조옥사졸라토]아연(약칭: Zn(BOX)2), 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조티아졸라토]아연(약칭: Zn(BTZ)2) 등의 옥사졸계 또는 티아졸계 배위자를 갖는 금속 착체 등도 사용할 수 있다. 또한, 금속 착체 이외에도, 2-(4-비페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭: PBD)나, 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭: TAZ), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP) 등도 사용할 수 있다. 여기에 기재한 물질은 주로 10-6cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 또한, 전자 수송층은 단층뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층된 것으로 하여도 좋다.
전자 주입층(705)은 전자 주입성이 높은 물질을 포함한 층이다. 전자 주입층(705)에는 리튬, 세슘, 칼슘, 불화리튬, 불화세슘, 불화칼슘, 리튬산화물 등의 알칼리 금속, 알칼리토금속, 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 불화에르븀과 같은 희토금속 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 상술한 전자 수송층(704)을 구성하는 물질을 사용할 수도 있다.
또한, 상술한 정공 주입층(701), 정공 수송층(702), 발광층(703), 전자 수송층(704), 전자 주입층(705)은 각각 증착법(진공 증착법을 포함함), 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
EL층은, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제 1 전극(104)과 제 2 전극(108) 사이에 복수 적층되어도 좋다. 이 경우, 적층된 제 1 EL층(800)과 제 2 EL층(801) 사이에는 전하 발생층(803)을 형성하는 것이 바람직하다. 전하 발생층(803)은 상술한 복합 재료로 형성할 수 있다. 또한, 전하 발생층(803)은 복합 재료로 이루어지는 층과 다른 재료로 이루어지는 층의 적층 구조라도 좋다. 이 경우, 다른 재료로 이루어지는 층으로서는, 전자 공여성 물질과 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이나, 투명 도전막으로 이루어지는 층 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 구성을 갖는 발광 소자는, 에너지의 이동이나 소광(消光) 등의 문제가 쉽게 일어나지 않고, 재료의 선택의 여지가 넓어짐으로써 높은 발광 효율과 긴 수명의 양쪽 모두를 갖는 발광 소자로 하기 용이하다. 또한, 한쪽의 EL층에서 인광 발광, 다른 쪽의 EL층에서 형광 발광을 얻는 것도 용이하다. 이 구조는 상술한 EL층의 구조와 조합하여 사용할 수 있다.
도 5b에 도시한 바와 같이 적층되는 EL층 사이에 전하 발생층(803)을 배치하면, 전류 밀도를 낮게 유지한 채 고휘도이면서 장수명인 소자로 할 수 있다. 또한, 전극 재료의 저항에 기인한 전압 강하를 작게 할 수 있기 때문에, 대면적에서의 균일 발광이 가능하게 된다.
또한, EL층이 2층 적층된 구성을 갖는 적층형 소자의 경우에는, 제 1 EL층으로부터 얻어지는 발광의 발광색과 제 2 EL층으로부터 얻어지는 발광의 발광색을 보색의 관계로 하는 것에 의하여, 백색 발광을 외부에 추출할 수 있다. 또한, 제 1 EL층 및 제 2 EL층 각각이 보색의 관계에 있는 복수의 발광층을 갖는 구성으로 하여도 백색 발광을 얻을 수 있다. 보색의 관계로서는, 청색과 황색, 또는 청록색과 적색 등을 들 수 있다. 청색, 황색, 청록색, 적색으로 발광하는 물질로서는, 예를 들어, 이미 열거한 발광 물질 중에서 적절히 선택하면 좋다.
이하에, 복수의 EL층이 적층되는 구성을 갖는 발광 소자의 일례를 나타낸다. 우선 제 1 EL층 및 제 2 EL층 각각이 보색의 관계에 있는 복수의 발광층을 갖고, 백색 발광이 얻어지는 구성의 일례를 나타낸다.
예를 들어, 제 1 EL층은, 청색 내지 청록색의 파장 영역에 피크를 갖는 발광 스펙트럼을 나타내는 제 1 발광층과, 황색 내지 오렌지색의 파장 영역에 피크를 갖는 발광 스펙트럼을 나타내는 제 2 발광층을 갖고, 제 2 EL층은, 청록색 내지 녹색의 파장 영역에 피크를 갖는 발광 스펙트럼을 나타내는 제 3 발광층과, 오렌지색 내지 적색의 파장 영역에 피크를 갖는 발광 스펙트럼을 나타내는 제 4 발광층을 갖는 것으로 한다.
이 경우, 제 1 EL층으로부터의 발광은, 제 1 발광층 및 제 2 발광층의 양쪽으로부터의 발광을 합친 것이기 때문에, 청색 내지 청록색의 파장 영역 및 황색 내지 오렌지색의 파장 영역의 양쪽에 피크를 갖는 발광 스펙트럼을 나타낸다. 즉, 제 1 EL층은 2파장형의 백색 또는 백색에 가까운 색의 발광을 나타낸다.
또한, 제 2 EL층으로부터의 발광은, 제 3 발광층 및 제 4 발광층의 양쪽으로부터의 발광을 합친 것이기 때문에, 청록색 내지 녹색의 파장 영역 및 오렌지색 내지 적색의 파장 영역의 양쪽에 피크를 갖는 발광 스펙트럼을 나타낸다. 즉, 제 2 EL층은, 제 1 EL층과 상이한 2파장형의 백색 또는 백색에 가까운 색의 발광을 나타낸다.
따라서, 제 1 EL층으로부터의 발광 및 제 2 EL층으로부터의 발광을 중첩함으로써, 청색 내지 청록색의 파장 영역, 청록색 내지 녹색의 파장 영역, 황색 내지 오렌지색의 파장 영역, 오렌지색 내지 적색의 파장 영역을 포함하는 백색 발광을 얻을 수 있다.
또한, 황색 내지 오렌지색의 파장 영역(560nm 이상 580nm 미만)은, 시감(視感)도가 높은 파장 영역이기 때문에, 발광 스펙트럼의 피크가 황색 내지 오렌지색의 파장 영역에 있는 발광층을 갖는 EL층을 발광층에 적용하는 것은 유용하다. 예를 들어, 발광 스펙트럼의 피크가 청색의 파장 영역에 있는 발광층을 갖는 제 1 EL층과, 발광 스펙트럼의 피크가 황색의 파장 영역에 있는 발광층을 갖는 제 2 EL층과, 발광 스펙트럼의 피크가 적색의 파장 영역에 있는 발광층을 갖는 제 3 EL층을 적층시킨 구성을 적용할 수 있다.
또한, 황색 내지 오렌지색을 나타내는 EL층을 2층 이상 적층하는 구성으로 하여도 좋다. 황색 내지 오렌지색을 나타내는 EL층을 2층 이상 적층함으로써 발광 소자의 전력 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
예를 들어, EL층을 3층 적층시킨 발광 소자를 구성하는 경우에, 발광 스펙트럼의 피크가 청색의 파장 영역(400nm 이상 480nm 미만)에 있는 발광층을 갖는 제 1 EL층에, 발광 스펙트럼의 피크가 황색 내지 오렌지색의 파장 영역에 있는 발광층을 각각 갖는 제 2 EL층, 제 3 EL층을 적층하는 구성을 적용할 수 있다. 또한, 제 2 EL층 및 제 3 EL층으로부터의 발광 스펙트럼의 피크의 파장은, 서로 동일하여도 좋고, 상이하여도 좋다.
발광 스펙트럼의 피크가 황색 내지 오렌지색의 파장 영역에 있는 EL층을 사용함으로써, 시감도가 높은 파장 영역을 이용할 수 있기 때문에 전력 효율을 높일 수 있다. 이로써, 발광 소자 전체의 전력 효율을 높일 수 있다. 이와 같은 구성은, 예를 들어 녹색의 발광색을 나타내는 EL층과 적색의 발광색을 나타내는 EL층을 적층하여 황색 내지 오렌지색의 발광을 나타내는 발광 소자를 얻는 경우와 비교하여 시감도의 관점으로 유리하고, 전력 효율을 높일 수 있다. 또한, 황색 내지 오렌지색의 파장 영역에 있는 시감도가 높은 파장 영역을 이용한 EL층이 1층만인 경우와 비교하여, 시감도가 낮은 청색의 파장 영역의 발광 강도가 상대적으로 작게 되기 때문에, 발광색은 전구색(또는 온백색)에 가까워지고, 또 전력 효율을 향상시킨다.
즉, 상기에 있어서, 황색 내지 오렌지색의 파장 영역에 피크를 갖고, 또, 피크의 파장이 560nm 이상 580nm 미만에 있는 광과, 청색의 파장 영역에 피크를 갖는 광을 합성한 광의 색(즉, 발광 소자로부터 발광되는 광의 색)에 의하여, 온백색이나 전구색과 같은 자연스러운 광의 색을 실현할 수 있다. 특히 전구색의 실현이 용이하다.
황색 내지 오렌지색의 파장 영역에 피크를 갖는 발광성의 물질로서, 예를 들어 피라진 유도체를 배위자로 하는 유기 금속 착체를 사용할 수 있다. 또한, 발광성의 물질(게스트 재료)을 다른 물질(호스트 재료)에 분산시킴으로써, 발광층을 구성할 수도 있다. 상기 황색 내지 오렌지색의 파장 영역에 피크를 갖는 발광성의 물질로서, 인광성 화합물을 사용할 수 있다. 인광성 화합물을 사용함으로써, 형광성 화합물을 사용한 경우와 비교하여 전력 효율을 3배 내지 4배 높일 수 있다. 상술한 피라진 유도체를 배위자로 하는 유기 금속 착체는 인광성 화합물이고, 발광 효율이 높은 데다가, 황색 내지 오렌지색의 파장 영역의 발광을 얻기 쉬워서 바람직하다.
또한, 청색의 파장 영역에 피크를 갖는 발광성의 물질로서, 예를 들어 피렌 디아민 유도체를 사용할 수 있다. 상기 청색의 파장 영역에 피크를 갖는 발광성의 물질로서 형광성 화합물을 사용할 수 있다. 형광성 화합물을 사용함으로써, 인광성 화합물을 사용하는 경우와 비교하여 장수명의 발광 소자를 얻을 수 있다. 상술한 피렌디아민 유도체는 형광성 화합물이고, 극히 높은 양자효율이 얻어지는 데다가 장수명이기 때문에 바람직하다.
도 5c에 도시한 바와 같이, EL층은 제 1 전극(104)과 제 2 전극(108) 사이에, 정공 주입층(701), 정공 수송층(702), 발광층(703), 전자 수송층(704), 전자 주입 버퍼층(buffer layer)(706), 전자 릴레이층(electron-relay layer)(707), 및 제 2 전극(108)과 접하는 복합 재료층(708)을 가져도 좋다.
제 2 전극(108)과 접하는 복합 재료층(708)을 형성함으로써, 특히 스퍼터링법을 사용하여 제 2 전극(108)을 형성할 때에, EL층(106)이 받는 데미지를 저감할 수 있기 때문에 바람직하다. 복합 재료층(708)은 상술한 정공 수송성이 높은 유기 화합물에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 사용할 수 있다.
또한, 전자 주입 버퍼층(706)을 형성함으로써, 복합 재료층(708)과 전자 수송층(704) 사이의 주입 장벽을 완화할 수 있기 때문에, 복합 재료층(708)에서 발생한 전자를 전자 수송층(704)에 용이하게 주입할 수 있다.
전자 주입 버퍼층(706)에는, 알칼리 금속, 알칼리토금속, 희토금속, 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산리튬이나 탄산세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리토금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토금속의 화합물(산화물, 할로켄화물, 탄산염을 포함함)) 등의 전자 주입성이 높은 물질을 사용할 수 있다.
또한, 전자 주입 버퍼층(706)이 전자 수송성이 높은 물질과 도너성 물질을 포함하여 형성되는 경우에는, 전자 수송성이 높은 물질에 대하여 질량 비율로 0.001 이상 0.1 이하의 비율로 도너성 물질을 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 도너성 물질로서는, 알칼리 금속, 알칼리토금속, 희토금속, 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산리튬이나 탄산세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리토금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토금속의 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함)) 외에, 테트라티아나프타센(약칭: TTN), 니켈로센, 데카메틸니켈로센 등의 유기 화합물을 사용할 수도 있다. 또한, 전자 수송성이 높은 물질로서는, 이미 설명한 전자 수송층(704)의 재료와 같은 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 전자 주입 버퍼층(706)과 복합 재료층(708) 사이에 전자 릴레이층(707)을 형성하는 것이 바람직하다. 전자 릴레이층(707)은 반드시 형성할 필요는 없지만, 전자 수송성이 높은 전자 릴레이층(707)을 형성함으로써, 전자 주입 버퍼층(706)에 전자를 신속하게 수송할 수 있게 된다.
복합 재료층(708)과 전자 주입 버퍼층(706) 사이에 전자 릴레이층(707)이 끼워진 구조는 복합 재료층(708)에 포함되는 억셉터성 물질과, 전자 주입 버퍼층(706)에 포함되는 도너성 물질이 상호 작용을 받기 어렵고 서로 기능을 저해하기 어려운 구조이다. 따라서, 구동 전압의 상승을 방지할 수 있다.
전자 릴레이층(707)은 전자 수송성이 높은 물질을 포함하고, 상기 전자 수송성이 높은 물질의 LUMO 준위가 복합 재료층(708)에 포함되는 억셉터성 물질의 LUMO 준위와 전자 수송층(704)에 포함되는 전자 수송성이 높은 물질의 LUMO 준위 사이에 위치하도록 형성한다. 또한, 전자 릴레이층(707)이 도너성 물질을 포함하는 경우에는 상기 도너성 물질의 도너 준위도 복합 재료층(708)에 있어서의 억셉터성 물질의 LUMO 준위와, 전자 수송층(704)에 포함되는 전자 수송성이 높은 물질의 LUMO 준위 사이에 위치하도록 한다. 구체적인 에너지 준위의 값으로서는 전자 릴레이층(707)에 포함되는 전자 수송성이 높은 물질의 LUMO 준위는 -5.0eV 이상, 바람직하게는 -5.0eV 이상 -3.0eV 이하로 하면 좋다.
전자 릴레이층(707)에 포함되는 전자 수송성이 높은 물질로서는 프탈로시아닌계 재료 또는 금속-산소 결합과 방향족 배위자를 갖는 금속 착체를 사용하는 것이 바람직하다.
전자 릴레이층(707)에 포함되는 프탈로시아닌계 재료로서는, 구체적으로는 CuPc, SnPc(Phthalocyanine tin(II) complex), ZnPc(Phthalocyanine zinc complex), CoPc(Cobalt(II) phthalocyanine, β-form), FePc(Phthalocyanine Iron), 및 PhO-VOPc(Vanadyl 2, 9, 16, 23-tetraphenoxy-29H, 31H-phthalocyanine) 중 어느 것을 사용할 수 있다.
전자 릴레이층(707)에 포함되는 금속-산소 결합과 방향족 배위자를 갖는 금속 착체로서는, 금속-산소의 2중 결합을 갖는 금속 착체를 사용하는 것이 바람직하다. 금속-산소의 2중 결합은 억셉터성(전자를 수용(受容)하기 쉬운 성질)을 갖기 때문에, 전자의 이동(수수(授受))이 더 용이하게 된다. 또한, 금속-산소의 2중 결합을 갖는 금속 착체는 안정하다고 생각된다. 따라서, 금속-산소의 2중 결합을 갖는 금속 착체를 사용함으로써, 발광 소자를 저전압으로 더 안정하게 구동할 수 있다.
금속-산소 결합과 방향족 배위자를 갖는 금속 착체로서는 프탈로시아닌계 재료가 바람직하다. 구체적으로는, VOPc(Vanadyl phthalocyanine), SnOPc(Phthalocyanine tin(Ⅳ) oxide complex), 및 TiOPc(Phthalocyanine titanium oxide complex) 중 어느 것은 분자 구조적으로 금속-산소의 2중 결합이 다른 분자에 대하여 작용하기 쉽고 억셉터성이 높기 때문에 바람직하다.
또한, 상술한 프탈로시아닌계 재료로서는, 페녹시기를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, PhO-VOPc와 같은 페녹시기를 갖는 프탈로시아닌 유도체가 바람직하다. 페녹시기를 갖는 프탈로시아닌 유도체는 용매에 용해될 수 있다. 따라서, 발광 소자를 형성하는 데 취급하기 쉽다는 이점을 갖는다. 또한, 용매에 용해될 수 있기 때문에, 성막에 사용하는 장치의 메인터넌스가 용이하게 된다는 이점을 갖는다.
전자 릴레이층(707)은 도너성 물질을 더 포함하여도 좋다. 도너성 물질로서는 알칼리 금속, 알칼리토금속, 희토금속, 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산리튬이나 탄산세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리토금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함)) 외에, 테트라티아나프타센(약칭: TTN), 니켈로센, 데카메틸니켈로센 등의 유기 화합물을 사용할 수 있다. 전자 릴레이층(707)에 이들의 도너성 물질을 포함시킴으로써, 전자가 이동하기 쉬워져서 발광 소자를 더 낮은 전압으로 구동할 수 있게 된다.
전자 릴레이층(707)에 도너성 물질을 포함시키는 경우, 전자 수송성이 높은 물질로서는 상술한 재료 외, 복합 재료층(708)에 포함되는 억셉터성 물질의 억셉터 준위보다 높은 LUMO 준위를 갖는 물질을 사용할 수 있다. 구체적인 에너지 준위로서는 -5.0eV 이상, 바람직하게는 -5.0eV 이상 -3.0eV 이하의 범위에 LUMO 준위를 갖는 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 물질로서는, 예를 들어 페릴렌 유도체나 함질소 축합 방향족 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 함질소 축합 방향족 화합물은 안정적이기 때문에, 전자 릴레이층(707)을 형성하기 위하여 사용하는 재료로서 바람직한 재료이다.
페릴렌 유도체의 구체적인 예로서는 3,4,9,10-페릴렌테트라카르본산이무수물(약칭: PTCDA), 3,4,9,10-페릴렌테트라카르복실릭비스벤즈이미다졸(약칭: PTCBI), N,N'-디옥틸-3,4,9,10-페릴렌테트라카르복실산디이미드(약칭: PTCDI-C8H), N,N'-디헥실-3,4,9,10-페릴렌테트라카르복실산디이미드(약칭: Hex PTC) 등을 들 수 있다.
또한, 함질소 축합 방향족 화합물의 구체적인 예로서는, 피라지노[2,3-f][1,10]페난트롤린-2,3-디카르보니트릴(약칭: PPDN), 2,3,6,7,10,11-헥사시아노-1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페닐렌(약칭: HAT(CN)6), 2,3-디페닐피리도[2,3-b]피라진(약칭: 2PYPR), 2,3-비스(4-플루오로페닐)피리도[2,3-b]피라진(약칭: F2PYPR) 등을 들 수 있다.
그 외에도, 7,7,8,8,-테트라시아노퀴노디메탄(약칭: TCNQ), 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르본산이무수물(약칭: NTCDA), 퍼플루오로펜타센, 구리 헥사데카플루오로프탈로시아닌(약칭: F16CuPc), N,N'-비스(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-펜타데카플루오르옥틸)-1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산디이미드(약칭; NTCDI-C8F), 3',4'-디부틸-5,5"-비스(디시아노메틸렌)-5,5"-디하이드로-2,2':5',2"-테르티오펜)(약칭: DCMT), 메타노풀러린(예를 들어, [6,6]-페닐C61부틸산메틸에스테르) 등을 사용할 수 있다.
또한, 전자 릴레이층(707)에 도너성 물질을 포함시키는 경우, 전자 수송성이 높은 물질과 도너성 물질의 공증착 등의 방법에 의하여 전자 릴레이층(707)을 형성하면 좋다.
정공 주입층(701), 정공 수송층(702), 발광층(703), 및 전자 수송층(704)은 상술한 재료를 사용하여 각각 형성하면 좋다.
그리고, EL층(106) 위에 제 2 전극(108)을 형성한다.
제 2 전극(108)은, 광 추출 방향의 반대쪽에 형성되고, 반사성을 갖는 재료를 사용하여 형성된다. 반사성을 갖는 재료로서는, 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료를 사용할 수 있다. 그 외에, 알루미늄과 티타늄의 합금, 알루미늄과 니켈의 합금, 알루미늄과 네오디뮴의 합금 등의 알루미늄을 포함하는 합금(알루미늄 합금)이나, 은과 구리의 합금 등의 은을 포함하는 합금을 사용할 수도 있다. 은과 구리의 합금은 내열성이 높기 때문에 바람직하다. 또한, 알루미늄 합금막에 접하는 금속막, 또는 금속 산화물막을 적층함으로써, 알루미늄 합금막의 산화를 억제할 수 있다. 상기 금속막, 또는 상기 금속 산화물막의 재료로서는 티타늄, 산화티타늄 등을 들 수 있다. 상술한 재료는, 지각(地殼)에 존재하는 양이 많고 저렴하기 때문에, 발광 소자의 제작 비용을 저감할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 조명 장치의 응용예를 나타낸다.
도 6는, 본 발명의 일 형태인 조명 장치를 실내의 조명 장치로서 사용한 일례를 도시한다. 본 발명의 일 형태인 조명 장치는, 천정용 조명 장치(8202)로서뿐만 아니라, 벽용 조명 장치(8204), 바닥용 조명 장치(8205)로서도 사용할 수 있다. 또한, 상기 조명 장치는, 탁상 조명 장치(8206)로서도 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태인 조명 장치는, 면 광원의 광원을 갖기 때문에, 점 광원의 광원을 사용한 경우와 비교하여, 광 반사판 등의 부재를 삭감할 수 있고, 또는 열의 발생이 백열 전구와 비교하여 작은 점 등, 실내의 조명 장치로서 바람직하다.
또한, 본 발명 일 형태인 조명 장치를, 유도등(誘導燈) 등의 조명 장치로서 적용한 예에 대하여 도 7a 내지 도 7d에 도시한다.
본 발명의 일 형태인 조명 장치를 피난구 유도등에 적용한 예에 대하여 도 7a에 도시한다.
도 7a는, 일례로서, 피난구 유도등의 외관에 대하여 도시한 도면이다. 피난구 유도등(8232)은 조명 장치와 형광부가 설치된 형광판을 조합하여 구성할 수 있다. 또한, 특정의 색을 발광하는 조명 장치와, 도면과 같은 형상의 투과부가 설치된 차광판을 조합하여 구성할 수도 있다. 본 발명의 일 형태인 조명 장치는, 일정한 휘도로 점등할 수 있기 때문에, 항상 점등이 요구되는 피난구 유도등으로서 바람직하다.
본 발명의 일 형태인 조명 장치(8247)를 옥외용 조명에 적용한 예에 대하여 도 7b에 도시한다. 조명 장치(8247)는 옥외용 조명의 하나로서, 예를 들어 가로등에 사용하는 예이다. 도 7b에 도시한 바와 같이 조명 장치(8247)는, 조명 장치 주변을 넓은 범위에서 비출 수 있기 때문에, 도로를 포함하고 주위의 시인성을 향상시킬 수 있다.
또한, 조명 장치(8247)에 전원 전압을 공급하는 경우에는, 예를 들어 도 7b에 도시한 바와 같이, 전주(8246)의 송전선(8248)을 통하여 전원 전압을 공급할 수 있다. 다만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 광전 변환 장치를 조명 장치(8247)의 케이스(8242)에 설치하고, 광전 변환 장치에 의하여 얻어진 전압을 전원 전압으로서 이용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 형태인 조명 장치를 휴대용 조명에 적용한 예에 대하여 도 7c 및 도 7d에 도시한다. 도 7c는, 장착형 라이트의 구성을 도시한 도면이고, 도 7d는 손에 들 수 있는 라이트(손전등)의 구성을 도시한 도면이다.
도 7c에 도시한 장착형 라이트는, 장착부(8252)와 조명부(8254)를 갖고, 조명부(8254)는 장착부(8252)에 고정되고 있다. 본 발명의 일 형태인 조명 장치는, 조명부(8254)에 사용할 수 있다. 도 7c에 도시한 장착형 라이트는, 장착부(8252)를 두부(頭部)에 장착하고, 조명부(8254)를 발광시킬 수 있다. 장착부(8252)의 장착 부분의 형상(도 7c에 있어서는 이마의 영역)이 반영된 유리 케이스를 사용함으로써, 조명부(8254)도 장착부(8252)에 적합한 곡면을 갖는 형상으로 할 수 있다. 또한, 조명부(8254)로서 면 광원의 광원을 사용함으로써, 주위의 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 7d에 도시한 손에 들 수 있는 라이트는, 케이스(8262), 조명부(8266), 스위치(8264)를 갖는다. 본 발명의 일 형태인 조명 장치는, 조명부(8266)에 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태인 조명 장치를 조명부(8266)에 사용함으로써, 조명부(8266)의 두께를 얇게 할 수 있고, 소형으로 할 수 있기 때문에 휴대하기 쉽게 할 수 있다.
스위치(8264)는, 조명부(8266)의 발광 또는 비발광을 억제하는 기능을 갖는다. 또한, 스위치(8264)는, 예를 들어, 발광시의 조명부(8266)의 휘도를 조절하는 기능을 가질 수도 있다.
도 7d에 도시한 손에 들 수 있는 라이트는, 스위치(8264)에 의하여 조명부(8266)를 발광시킴으로써, 주위를 비출 수 있기 때문에, 주위의 시인성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태인 조명 장치는, 면 광원의 광원을 갖기 때문에, 점 광원의 광원을 사용한 경우와 비교하여, 광 반사판 등의 부재를 삭감할 수도 있다.
본 명세서에 개시하는 조명 장치에서는, 가요성을 갖는 EL필름을 유리 케이스에 봉입하는 구조이기 때문에, EL필름은 유리 케이스 내에 자유로운 형상 및 배치로 설치할 수 있다. 따라서, 조명부가 360도 설치되는 통 형상의 탁상 조명 장치(8206)나 가로등인 조명 장치(8247)를 제공할 수 있다. 또한, 조명 장치를 장착, 또는 배치하는 장착부 또는 케이스의 형상에 맞추어, 예를 들어 곡면을 갖는 조명부(8254), 조명부(8266) 등을 제공할 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시하는 조명 장치에서는, 발광부인 EL필름을, 열화 원인이 되는 수분 등의 오염 물질에 대한 차단 효과가 높은 유리 케이스 내에 봉입하기 때문에, 내구성이 높다. 따라서, 옥외에서 사용하는 조명 장치로서도 적합하게 사용할 수 있다.
EL필름 자체에 내구성을 부여하기 때문에 많은 부재 및 많은 공정을 사용한 밀봉 기술(패시베이션 기술)을 구태여 실시할 필요가 없기 때문에, 저비용 및 간략한 공정으로 생산성 좋게 조명 장치를 제작할 수 있다. 따라서, 싼 값으로 신뢰성이 높은 조명 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 각각의 도면에서 기술한 내용은 다른 실시형태에서 기술한 내용에 대하여 적절히 조합 또는 치환 등을 자유롭게 행할 수 있다.
104: 전극 106: EL층
108: 전극 132: 발광 소자
180: EL필름 200: 유리 케이스
210: 가요성 기판 212: 유기 수지층
220a: 단자 전극 220b: 단자 전극
310: 조명 장치

Claims (17)

  1. 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 협지된 제 1 EL(electro luminescence)층을 포함하고 가요성 기판 위에 형성되는 발광 소자를 포함하는 발광 패널과;
    제 1 단자 전극과 제 2 단자 전극이 형성되고 상기 발광 패널이 내포된 유리 케이스를 포함하고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 1 단자 전극은 서로 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 전극과 상기 제 2 단자 전극은 서로 전기적으로 접속되고,
    상기 유리 케이스 상의, 상기 발광 패널의 광 방사면 측에 곡면을 갖는 유기 수지층이 형성되고,
    상기 가요성 기판은, 두께 10μm 이상 500μm 이하의 유기 수지 필름 또는 금속 필름인, 조명 장치.
  2. 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 협지된 발광성의 유기 화합물을 포함하는 제 1 EL층을 포함하고 가요성 기판 위에 형성되는 발광 소자를 포함하는 발광 패널과,
    제 1 단자 전극과 제 2 단자 전극이 형성되고 상기 발광 패널이 내포된 유리 케이스를 포함하고,
    상기 제 1 전극과 상기 제 1 단자 전극은 서로 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 전극과 상기 제 2 단자 전극은 서로 전기적으로 접속되고,
    상기 유리 케이스는 내부 곡면을 가지는 중공 형상을 갖고,
    상기 발광 패널은 가요성을 갖고,
    상기 유리 케이스 상의, 상기 발광 패널의 광 방사면 측에 곡면을 갖는 유기 수지층이 형성되고,
    상기 가요성 기판은, 두께 10μm 이상 500μm 이하의 유기 수지 필름 또는 금속 필름인, 조명 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리 케이스는 원 기둥 형상이고,
    상기 발광 패널은 원 기둥 형상으로 둥글려 상기 유리 케이스에 봉입되는, 조명 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 패널과 상기 유리 케이스는 접착층에 의하여 서로 고정되는, 조명 장치.
  6. 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 협지된 제 1 EL층을 포함하고 가요성 기판 위에 형성되는 발광 소자를 각각이 포함하는 복수의 발광 패널과;
    단자 전극들이 형성되고 상기 복수의 발광 패널이 내포된 유리 케이스를 포함하고,
    상기 복수의 발광 패널 각각은 대응한 단자 전극과 전기적으로 접속되고,
    상기 유리 케이스 상의, 상기 복수의 발광 패널 각각의 광 방사면 측에 곡면을 갖는 유기 수지층이 형성되고,
    상기 가요성 기판은, 두께 10μm 이상 500μm 이하의 유기 수지 필름 또는 금속 필름인, 조명 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 패널로부터의 발광색은 서로 상이한, 조명 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 유리 케이스는 곡면을 갖고,
    상기 복수의 발광 패널의 각각의 상기 광 방사면은 상기 곡면을 따라 설치되는, 조명 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 유리 케이스는 원 기둥 형상이고,
    상기 복수의 발광 패널은 원 기둥 형상으로 둥글려 상기 유리 케이스에 봉입되는, 조명 장치.
  10. 삭제
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 패널 각각과 상기 유리 케이스는 접착층에 의하여 서로 고정되는, 조명 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 내지 제 9항, 및 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 상기 제 1 EL층과 제 2 EL층 사이에 중간층을 두고, 상기 제 1 EL층과 겹친 상기 제 2 EL층을 더 포함하는, 조명 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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