(57)【要約】【課題】輝度の均一性が高く、視認性が良好となる照明装置およびそれを用いた電気器具を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、有機化合物材料を発光媒体として用い、該有機化合物材料からの可干渉性の光と非可干渉性の光、もしくはルミネセンス光とレーザー光とを同時に、または個別に発光可能とした照明装置である。本発明では、エレクトロルミネセンスを発現する材料を用い、当該材料からの発光に加え、レーザー光の放射を可能とするために、その波長を考慮して複数の異なる有機化合物材料を用いて積層されるものであり、各層の膜厚と積層構造とはその目的において決定されるものである。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非可干渉性の光と可干渉性の光とを放射可能とした有機化合物材料を発光媒体として用いたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
ルミネセンス光とレーザー光とを放射可能とした有機化合物材料を発光媒体として用いたことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
複数の発光ピークを有し、少なくとも一つの発光ピークの半値幅が、１０ｎｍ以下である光を放射する有機化合物層が、一対の電極間に備えられていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
一対の基板間に、有機化合物層が形成され、前記有機化合物層から放射される光の発光スペクトルは複数のピークを有し、前記発光スペクトルの内、特定の波長の光に対して定在波が立つように、前記有機化合物層の膜厚が、前記波長の半波長またはその整数倍の厚さで形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
前記有機化合物層から放射される光を拡散させ、少なくとも一方の面から放射可能とした導光体を備えたことを特徴とする請求項１乃至４に記載の照明装置。
【請求項６】
非可干渉性の光と、可干渉性の光とを放射可能とした有機化合物材料を発光媒体として用いた照明手段と、前記照明手段により、照明される表示体と、操作ボタンとを備えたことを特徴とする電気器具。
【請求項７】
ルミネセンス光と、レーザー光とを放射可能とした有機化合物材料を発光媒体として用いた照明手段と、前記照明手段により、照明される表示体と、操作ボタンとを備えたことを特徴とする電気器具。
【請求項８】
複数の発光ピークを有し、少なくとも一つの発光ピークの半値幅が、１０ｎｍ以下である光を放射する有機化合物層が一対の電極間に備えられた照明手段と、前記照明手段により、照明される表示体と、操作ボタンとを備えたことを特徴とする電気器具。
【請求項９】
一対の基板間に、有機化合物層が形成され、前記有機化合物層から放射される光の発光スペクトルは複数のピークを有し、前記発光スペクトルの内、特定の波長の光に対して定在波が立つように、前記有機化合物層の膜厚が前記波長の半波長またはその整数倍の厚さで形成されている照明手段と、前記照明手段により、照明される表示体と、操作ボタンとを備えたことを特徴とする電気器具。
【請求項１０】
前記照明手段には、前記有機化合物層から放射される光を拡散させ、少なくとも一方の面から放射可能とした導光体が備えられていることを特徴とする請求項６乃至９に記載の電気器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置及びこれを用いた電気器具に関し、特に有機化合物材料を用いて固体化された照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置はテレビ受像器をはじめ、特に小型の電気器具の表示画面を形成する手段として広く用いられている。透過型の液晶表示装置は、バックライトと呼ばれる照明手段を必要とするが、外光を利用する反射型液晶表示装置とは異なり、周囲の明るさにあまり影響されず、室内や夜間でも画像を表示可能であることから広く普及している。
【０００３】
バックライトと呼ばれる照明装置には、光源に冷陰極間を用いたものが普及しているが、小型の電気器具には発光ダイオード（ＬＥＤ）と導光体を組み合わせたものが用いられている。発光ダイオード（ＬＥＤ）は実質的に点光源であるために、導光体と組み合わせたとしても、一つの電気器具に複数個使用して明るさの均一性を確保する必要がある。例えば、携帯電話装置には液晶表示装置の照明用と操作ボタンの照明用に４〜２０個程度に発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、携帯電話装置などの各種電気器具に搭載されている液晶表示装置や操作ボタンを照明する手段として、多数個の発光ダイオードを用い、回路基板上に分散させて実装すると、構造が複雑となり、輝度の均一性も十分とはいえない状況であった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、輝度の均一性が高く、視認性が良好となる照明装置およびそれを用いた電気器具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、有機化合物材料を発光媒体として用い、該有機化合物材料からの可干渉性の光と非可干渉性の光、もしくはルミネセンス光とレーザー光とを同時に、または個別に発光可能とした照明装置である。本発明では、エレクトロルミネセンスを発現する材料を用い、当該材料からの発光に加え、レーザー光の放射を可能とするために、その波長を考慮して複数の異なる有機化合物材料を用いて積層されるものであり、各層の膜厚と積層構造とはその目的において決定されるものである。
【０００７】
本発明において、一対の電極間に形成される有機化合物を主成分とする薄膜を総称して有機化合物層と呼ぶこととする。有機化合物層は、一対の電極間に挟まれるように形成されるものであり、好ましくはキャリア輸送特性、発光波長の異なる複数の層を用いて形成される。また、反射層を介して形成された、所謂共振器構造とすることは望ましい形態となる。
【０００８】
本発明の照明装置は、一対の電極間に形成された有機化合物層に電流を流すことによりエレクトロルミネセンス光とレーザー光とを放射可能とするように、有機化合物層において発光可能な複数の層が接して形成されているものである。この照明装置において、一対の電極間の内側であって、その有機化合物層の両方または一方の面には反射体が備えられ、所謂共振器構造としても良い。すなわち、一対の電極間の内側であって、有機化合物層で発光した特定波長の光に対して定在波が立つように有機化合物層の少なくとも一方の面には反射体が備えられていることは好ましい形態となる。さらに有機化合物層の厚さは、レーザー発振する波長の１／２倍（半波長）、またはその整数倍とすることが望ましい。
【０００９】
本発明に適用される有機化合物層は、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを適宣組み合わせた構造となっている。この分類において、ホール移動度などホール輸送性に適した材料をホール注入層、ホール輸送層と呼び、電子移動度など電子輸送性に適した材料を電子注入層と呼ぶ。なお、ホール注入層とホール輸送層とを区別して表記しているが、これらはホール輸送性が特に重要な特性である意味において同じである。便宜上区別するために、ホール注入層は陽極に接する側の層であり、発光層に接する側の層はホール輸送層と呼んでいる。また、陰極に接する層を電子注入層と呼び、発光層に接する側の層を電子輸送層と呼んでいる。発光層は電子輸送層を兼ねる場合もあり、発光性電子輸送層と呼ぶこともできる。また、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層なども、発光層と兼用することができる。
【００１０】
このような有機化合物層の積層構造を適用した場合、陰極から注入された電子と、陽極から注入されたホールが発光層で再結合して励起子を形成し、その励起子が基底状態に戻る時に光を放出する、所謂エレクトロルミネセンスにより発光も得られる。本発明では、エレクトロルミネセンス他に、その発光波長帯域と同じ帯域、または別の帯域に、中心波長の半値幅が１０ｎｍ以下の発光ピークを有する光を放射するように、発光層に接してホール輸送層または電子輸送層を形成することにより、レーザー光を発現させるものである。
【００１１】
さらに、本発明は、上記のようにエレクトロルミネセンス光とレーザー光とを放射可能とした有機化合物層を光源として、該光源に導光体を組み合わせて一体化されたものである。導光体には散乱体、蛍光体若しくは色変換材料などの粒子が分散されていても良い。例えば、青色光を吸収して緑色光を発光する蛍光材料、緑色光を吸収して赤色光を発光する蛍光材料を分散させておいても良い。複数の発光色の異なる蛍光体もしくは色変換材料を導光体に分散させておくことで、特定の色調の照明を実現することができる。レーザー光はコヒーレント性（可干渉性）の高いビームであるが、導光体に蛍光体若しくは色変換材料を分散させておくことで、コヒーレント性が低減され、液晶表示装置の照明装置として用いたときにも視認性を向上させることができる。
【００１２】
上記構成に加え、エレクトロルミネセンス光とレーザー光とを放射可能とした有機化合物層の光源を複数個備え、各光源からの光を導光体に入射させることでも、レーザー光によるコヒーレント性は低減され、さらに蛍光体若しくは色変換材料を組み合わせることで、良好な照明装置を提供することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、各図面間で共通する同等部位においては、同じ符号を付けて示すこととし、重複する説明については省略する。
【００１４】
図１は本発明による照明装置の第１の実施の形態を示す断面図である。同図は光源１０と導光体１１が組み合わされた照明装置を示している。この照明装置は、典型的な一態様として液晶表示パネル１２の照明手段として用いることが出来る。光源１０は平板の基板面上に有機化合物層及び電極層を形成して成るものであり、その基板面から放射される光１３と、有機化合物層および／または基板の側面からの光１４を導光体１１に入射させて、照明用の光として利用することができる。有機化合物層の膜厚を特定の波長に対して定在波が立つように、当該波長の半波長の整数倍の膜厚とすることで、基板面から放射される光１３と基板の側面からの光１４とで放射される光の波長帯域を異ならせることもできる。
【００１５】
導光体はアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などが用いられ、それに加え、図２、図３に示すように散乱体、蛍光体若しくは色変換材料などの粒子を分散させても良い。なお、本発明において、導光体の形態に限定されるものはなく、平板型のもの、光散乱面が形成されたものなど、各種のものを採用することができる。
【００１６】
図２は導光体１１に色変換材料１５を分散させたものである。光源１０から導光体１１に入射した光の一部は色変換材料１５を発光させ、異なる波長の光を放射させることができる。例えば、光源１０から放射される青色光を吸収して緑色光を発光する蛍光材料、緑色光を吸収して赤色光を発光する蛍光材料を分散させておいても良い。複数の発光色の異なる蛍光体もしくは色変換材料を導光体に分散させておくことで、特定の色調の照明を実現することもできる。光源１０がレーザー発振可能な有機化合物材料及び層構造を有しており、そこから放射されるレーザー光が導光体１１中の色変換材料１５を発光させることで、コヒーレント性が低減され、照明光の視認性を改善する効果を得ることができる。
【００１７】
図３は、導光体１１に散乱体１６を分散させた構成であり、光源１０から導入される光の内、特にレーザー光が散乱体１６で散乱されることにより、光路長が変化して干渉性を抑えることができる。
【００１８】
図２及び図３の構成は、図１と同様に液晶表示パネルの照明手段として用いることができる他、その他の電子機器及び電気器具の照明手段として用いることができる。
【００１９】
図１１は、光源１０の構成を説明するものであり、エレクトロルミネセンス光とレーザー光を放射することができる光源の一態様を示す断面図である。この光源の構成は、基板１００上に第１の電極１０１、有機化合物層１０２、第２の電極１０７を積層したものとなっている。有機化合物層１０２は、ホール輸送層１０３、発光層１０４、電子輸送層１０５から成っている。なお、第１の電極とホール輸送層との間には、ホール注入層を設けても良く、電子輸送層と第２の電極との間には、電子注入層を設けても良い。図１１では、電子輸送層１０５と第２の電極１０７との間に電子注入層１０６が設けられた形態を示している。
【００２０】
第１の電極１０１に正の電圧を印加するものとして、陽極と規定すると、それに使う材料としては金属、合金、電気導電性化合物、あるいはこれらの混合物を用いることが可能である。陽極は有機化合物層へホールを注入するための電極としての機能を有し、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）材料が必要である。これらの条件を満たすものとしては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＺｎＯ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＴｉＮ（Ｔｉｔａｎｉｕｍ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）などの透光性導電性酸化物、または窒化物を用いることができる。また、発光層で生じる光を閉じ込めて定常波を形成するための反射鏡としての機能も有している。この機能を分離して、第１の電極上に導電性反射体を設けても良い。導電性反射体には可視光の吸収が少なく、反射率が高く、かつ導電性を有する材料を使用することが好ましい。また、ここでは有機化合物層にホールを注入する必要があるため、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）材料が必要である。これらの条件を満たすものとしては、例えばＡｇやＰｔなどが挙げられる。なお、この反射鏡を通してレーザー光を取り出すため、反射率は５０％から９５％程度にするのが好ましい。
【００２１】
ホール注入材料としては、イオン化ポテンシャルの小さな材料を用い、金属酸化物、低分子有機化合物、および高分子系化合物から選択して用いることができる。金属酸化物としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどを用いることができる。低分子有機化合物としては、ｍ−ＭＴＤＡＴＡに代表されるスターバースト型アミン、ＣｕＰｃに代表される金属フタロシアニンなどを用いることができる。一方、高分子系化合物材料としては、ポリアニリンやポリチオフェン誘導体などの共役高分子を用いることができる。これらの材料をホール注入層として用いることにより、ホール注入障壁が低減し、発光層側に形成される有機化合物の層に効率よくホールが注入することができる。
【００２２】
ホール輸送層としては、代表的には芳香族アミンを用いることができる。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（以下、α−ＮＰＤと示す）や、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（以下、ＴＤＡＴＡと示す）などを用いることができる。一方、高分子材料としては良好なホール輸送性を示すポリ（ビニルカルバゾール）などを用いてもよい。
【００２３】
発光層としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３と示す）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｍｑ３と示す）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［η］−キノリナト）ベリリウム（以下、ＢｅＢｑ２と示す）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（４−ヒドロキシ−ビフェニリル）−アルミニウム（以下、ＢＡｌｑと示す）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（ＢＯＸ）２と示す）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（ＢＴＺ）２と示す）などの金属錯体の他、各種蛍光色素が有効である。また、白金オクタエチルポルフィリン錯体やトリス（フェニルピリジン）イリジウム錯体、トリス（ベンジリデンアセトナート）フェナントレンユーロピウム錯体などのりん光材料も有効である。特にりん光材料は蛍光材料と比較して励起寿命が長いため、レーザー発振に不可欠な、反転分布、すなわち、基底状態にある分子数よりも励起状態にある分子数が多い状態を作り出すことが容易になる。
【００２４】
なお、上述した発光層では、発光材料をドーパントとして用いても構わない。すなわち、発光材料よりもイオン化ポテンシャルが大きく、かつバンドギャップの大きな材料をホストとし、これに上述した発光材料を少量（０．００１％から３０％程度）混合しても構わない。
【００２５】
電子輸送層としては、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体（以下、Ａｌｑ３と記す）に代表されるような、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やその混合配位子錯体などが好ましい。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（以下、ＰＢＤと示す）、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（以下、ＯＸＤ−７と示す）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（以下、ＴＡＺと示す）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（以下、ｐ−ＥｔＴＡＺと示す）などのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリン（以下、ＢＰｈｅｎと示す）、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）などのフェナントロリン誘導体を用いることができる。
【００２６】
電子注入層は、フッ化カルシウムやフッ化リチウム、臭化セシウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩を使用すればよく、これらの金属元素をその他の金属に含ませた構成、電子輸送材料に含ませた構成としても良い。
【００２７】
第１の電極を陽極として規定すると、それに対応して第２の電極は陰極として取り扱われる。陰極は、有機化合物材料と比較して相対的に仕事関数の小さい（仕事関数４．０ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などでよい。具体的には、１族または２族の典型元素、すなわちＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ／Ａｇ、Ａｌ／Ｌｉ）の他、希土類金属を含む遷移金属を用いて形成することができるが、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ等の金属（合金を含む）との積層により形成することもできる。ただし、本実施の形態では発光層から得られる発光を陽極と陰極上の反射板の間で共振器構造を形成する必要がある。したがって、陰極材料としては可視光の吸収が小さく、反射率の大きな金属が好ましい。具体的にはＡｌやＭｇ、あるいはこれらの合金が好ましい。また、この陰極では反射率が限りなく１００％に近いことが好ましいので、可視光が透過しない程度の膜厚は必要である。
【００２８】
なお、上述した有機化合物は、湿式、乾式、いずれの方法を適用して形成しても構わない。高分子材料の場合では、スピンコート法やインクジェット法、ディップコート法、印刷法などが適している。一方低分子材料であれば、ディップコート法やスピンコート法だけでなく、真空蒸着などによっても成膜される。陽極材料及び陰極材料は、蒸着法、スパッタリング法等によって形成される。
【００２９】
本実施の形態において考慮すべき重要な要素は、陽極と陰極、または陽極上の反射鏡と陰極の間隔である。すなわち、有機化合物層の厚さが重要な要素となる。レーザー光を出すために定常波を形成して光を増幅させるには、半波長の整数倍の間隔が必要である。例えば４００ｎｍの光を増幅させるためには、少なくとも２００ｎｍの間隔が必要である。同様に、８００ｎｍの光を増幅させるためには、４００ｎｍの間隔が必要である。上述した有機発光材料の発光波長は、主として可視光領域に存在する。したがって、４００ｎｍから８００ｎｍと定義される可視光を増幅させるためには、反射鏡と陰極の間隔、すなわち機能層の膜厚を２００ｎｍ以上にする必要がある。なお、光速は材料の屈折率分小さくなることを考慮する必要があるため、実際には膜厚を屈折率で割った値が２００ｎｍよりも大きいことが必要である。
【００３０】
上記した各層は、ガラス、石英、或いは、アクリル、ポリカーボネートなどのプラスチックを基材とした基板１００上に形成し、さらに保護膜などで被覆することで、固体化された光源を形成することができる。
【００３１】
このような光源１０は、図５（Ａ）〜（Ｃ）で示すような形態で用いることができる。図５（Ａ）は光源１０の上面図であり、（Ｂ）はＡ−Ａ’方向の断面図、（Ｃ）はＢ−Ｂ’方向の断面図を示している。基板１００上には第１の電極１０１、ホール輸送層１０３、発光層１０４、電子輸送層１０５などが含まれる有機化合物層層１０２が形成され、第２の電極１０７が形成されている。引き出し電極を形成する端子部には、この上下の電極が短絡しないための層間絶縁膜１０９を形成しておいても良い。また、保護膜１０９は窒化珪素や窒化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボンなどの被膜を用いることにより、水蒸気や酸素などの外因性の不純物からの汚染を防ぐことができる。
【００３２】
有機化合物層１０２からの発光は、第１の電極１０１または第２の電極１０７の一方を光反射性の電極とし、他方を透光性の電極とすることで一方に光を放射させることができる。また、第１の電極１０１および第２の電極１０２の両者を透光性としておくことで、上面および下面の両方から光を放射させることもできる。それに加え、有機化合物層１０２の厚さを特定波長の半波長またはその整数倍の厚さとすることで、側面側から半値幅の狭い、可干渉性の光を放射させることができる。本実施の形態では、この面側ぁら放射される光と、側面側から放射される光の両者を用いることで光の利用効率を高めることができる。
【００３３】
図６は光源１０を基板１００上に複数個ならべて集積化モジュールを形成した一態様を示している。光源１０Ａ〜１０Ｅを同時に、または選択的に動作させることにより、放射されるレーザー光の干渉による効果を抑制することができる。
【００３４】
図７は照明装置を用いた電気器具の構成を示している。電気器具には、表示手段として液晶表示パネル１２、操作ボタン２０を有し、これらの照明をするために光源１０、導光体１１ａ、１１ｂから成る照明装置が組み合わされている。光源１０は制御回路などが実装された制御基板２１からの信号で制御され動作する。
【００３５】
図８は、照明装置を用いた電気器具の他の構成を示している。電気器具には、表示手段として液晶表示パネル１２、操作ボタン２０を有し、これらの照明をするために光源１０、導光体１１ａ、１１ｂから成る照明装置が組み合わされている。その他に信号制御回路や電源回路を実装した制御基板２１や音声入力手段２５、音声出力手段２６などが備えられている。
【００３６】
また、光源１０から放射される光のうち、特定波長で発振するレーザー光を色ガラスフィルターや干渉フィルターなどの光学フィルター２２で取り出して、他の外部機器と光通信を行う手段を付加しても良い。光学系はミラー２３、レンズ２４などを適宜組み合わせれば良く、受光素子としてフォトダイオードまたはフォトトランジスタ２５を備えておくと良い。
【００３７】
図９は本実施の形態の照明装置を搭載した電気器具の断面構造を示すものであり、光源１０と導光体１１ａ、１１ｂにより液晶表示パネル１２や操作ボタン２０を照明している。光源１０は上下の電極を光反射性の電極とすることで、側面からの発光を取り出す構成としたものである。導光体１１ａ、１１ｂには図１〜図３で示す構成を適用することができる。操作ボタン２０には顔料、蛍光体、或いは金属などの散乱体を分散させた透光性または半透光性の樹脂や、エストラマーなどを用いることができる。
【００３８】
図１０は光源１０の両主表面及び側面からの発光を利用する形態であり、導光体１１ａ、１１ｂもそれに合わせて、光を有効にとりこめるように、光源１０と接して組み立てたものである。
【００３９】
また、図４示すように、平板状の基板を用いて形成される光源１０の側面部に、光を偏向するミラー３０を設けることで、平板面から放射される光と、側面部から放射される光を導光体に入射させる構成としても良い。
【００４０】
上記した光源において、基板１０に穴開け加工などが容易な可撓性のプラスチック基板を用いることにより、操作ボタンなどの配置に合わせて自在な形状に加工して照明装置を様々な電気器具に組み込むことができる。
【００４１】
上記した本発明の実施の形態では、エレクトロルミネセンス光とレーザー光とを放射可能とする光源と、導光体とを組み合わせた照明装置について示したが、本発明はこれに限定されず、エレクトロルミネセンス光とレーザー光とを放射可能とする光源のみによって照明装置を構成しても良い。
【００４２】
以下、本実施の形態に適用可能な光源の一例を詳細に説明する。以下の説明において図１１を参照する。
【００４３】
電極や発光層などの被膜を形成するための基板として、ガラス基板（例えば、市販はされているアルミノシリケートガラスやバリウムホウケイ酸ガラスなどが好ましい）を用いる。その上に、第１の電極（陽極）１０１として、ＩＴＯ膜をスパッタリング法で３０〜１００ｎｍの厚さで形成する。
【００４４】
その上にホール輸送層１０３を、真空蒸着により４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（ＮＰＢ）を１３５ｎｍの厚さで成膜する。発光層１０４は、ホスト材料である４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−ビフェニル（ＣＢＰ）と三重項発光材料であるイリジウム錯体、Ｉｒ（ｔｐｙ）２（ａｃａｃ）を共蒸着して３０ｎｍの厚さで形成する。ＣＢＰとイリジウム錯体は重量比で１０：１である。この膜上に電子輸送層１０５をバソキュプロイン（ＢＣＰ）で１０５ｎｍの厚さに形成する。電子注入層１０６はフッ化カルシウム（ＣａＦ２）を用い、第２の電極１０７としてＡｌを蒸着によって形成する。
【００４５】
有機材料で形成する各層の膜厚は、発生した光を有機化合物層中で増幅する事を目的として設定している。すなわち、発光層１０４中に添加されたＩｒ錯体、またはホール輸送層１０３からの発光が、第１の電極１０１と有機化合物層１０２が接する界面と、電子輸送層１０５と電子注入層１０６が接する界面、あるいは電子注入層１０６と第２の電極１０７とが接する界面で反射を繰り返しながら定常波を形成するようにすることが好ましい。
【００４６】
ここで用いた有機化合物材料の内、発光可能なものはＩｒ錯体とＮＰＢである。これらは可視光領域（４００〜８００ｎｍ）に発光を示す材料として知られている。定常波を形成するためには、反射面の間隔が半波長の整数倍であることが必要条件である。例えば、４００ｎｍの光の定常波を形成するためには２００ｎｍおよびこれの整数倍の長さが必要である。つまり、２００、４００、６００ｎｍというように、２００の整数倍の膜厚が必要とされる。同様に、８００ｎｍの光の定常波を形成させるためには、反射面間隔、すなわち膜厚は４００、８００、１２００ｎｍというように、４００ｎｍの整数倍であることが必須条件である。
【００４７】
本実施の形態では、ホール輸送層１０３を１３５ｎｍ、発光層１０４を３０ｎｍ、電子輸送層１０５を１０５ｎｍの厚さにそれぞれ形成し、有機化合物層の合計膜厚を２７０ｎｍに設定している。この場合、有機化合物の屈折率を１．７と仮定すると、定常波を形成できる光の波長は９２０ｎｍを整数で割った波長であり可視光領域では４６０ｎｍとなる。
【００４８】
図１２にはこのように形成した光源の発光スペクトルを示している。第１の電極を陽極とし、第２の電極を陰極となるようにして直流電圧を印加して電流を流すことにより発光を得ている。発光は６Ｖ付近から観測可能であり、２４Ｖ印加することによって数万カンデラ（Ｃｄ）の発光が得られている。
【００４９】
図１２（Ａ）（Ｂ）に示す両スペクトルにおいて、発光強度は規格化した値で示している。図１２（Ａ）は、第１の電極側から観測した面発光である。一方、図１２（Ｂ）は有機化合物層が積層形成された基板の横方向から観測した発光のスペクトルである。図１２（Ａ）では、４７５〜６５０ｎｍの波長帯域に強い発光が観測される。この発光はＩｒ錯体からの発光に基づくものである。また、４００〜４７５ｎｍ付近には別の発光が観測される。この発光はＮＰＢからの発光に基づくものである。
【００５０】
この結果は、キャリア（ホールと電子）は主として発光層１０４中で再結合してＩｒからの発光に寄与するが、一部のキャリアはホール輸送層１０３の中でも再結合していることを示していると考察される。この面発光では、発光強度は電流密度の変化に比例して変化する。したがって、いずれの電流密度においても、スペクトルは全く同一の形状となり、強度だけが電流密度の増大に比例して直線的に増大する。
【００５１】
図１２（Ａ）のスペクトルに対し、側面から得られる発光スペクトルは二つの特徴を有している。第一に４７５〜６５０ｎｍの波長帯域における発光スペクトルの波形が異なる点である。第二点として４６０ｎｍ付近に鋭い発光スペクトルが観測されることである。前者の原因は必ずしも明らかでないが、後者の発光スペクトルは有機化合物層１０２で定常波が形成され、この波長の光のみが増幅されているためと考えられる。実際、上述したように、有機化合物層１０２の膜厚で定常波が許容される波長は４６０ｎｍである。最も特徴的なことは、４７５〜６５０ｎｍの波長帯域における発光は、電流密度の増大に比例して強度が変化するのに対し、４６０ｎｍ付近にピークのある別の発光スペクトルは電流密度の増大よりもさらに大きく発光強度が増大する事である。したがって、規格化された図１２（Ｂ）では、４６０ｎｍの発光のみが相対的に増大することになる。
【００５２】
以上のことから、この構造が４６０ｎｍの光の共振器として働き、光を増幅させていることを示している。図１３はさらに電流密度を増大させた結果であり、１２０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度を流しても、面発光のスペクトル形状は全く変化しないのに対し、４６０ｎｍの発光はさらに強度が増大し、鋭い発光強度が得られている。
【００５３】
表１は本実施例で作製した試料のレーザー発振特性を示している。これは、３個の同一の試料について測定した結果を示しているが、いずれの場合もピーク波長は４６２〜４６４ｎｍ、半値幅は１０ｎｍ以下であり、閾値は１０〜１２．５ｍＡ／ｃｍ２となっており良い再現性を示している。なお、この特性は室温において測定された値である。
【００５４】
【表１】
2005026027.tif 000003
【００５５】
以上のように、４６０ｎｍ付近の発光に対して共振器構造を有しており、この波長の光の定在波が形成可能である。また、４６０ｎｍの発光は電流密度に対して閾値を示す。こうした挙動は、所謂固体レーザーと同様の挙動である。この閾値が、所謂反転分布が始まった閾値であるとすると、これよりも大きな電流密度ではレーザー光が発振していることになる。
【００５６】
本発明は、上記した光源の構造に限定されず、エレクトロルミネセンス光とレーザー光とを同時に、または個別に取り出すことのできるものであれば、他の材料で他の積層構造を用いて実現しても良い。
【００５７】
以上説明したような本発明の照明装置を用いて、携帯情報端末（電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話など）、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ受像器、携帯電話機など様々な電気器具を完成させることができる。
【００５８】
図１４（Ａ）は本発明を適用したテレビ受像器の一例であり、筐体３０１、支持台３０２、表示部３０３などにより構成されている。本発明の照明装置は液晶表示パネルで形成される表示部３０３の照明手段として用いてテレビ受像器を完成させることができる。
【００５９】
図１４（Ｂ）は本発明を適用したビデオカメラの一例であり、本体３１１、表示部３１２、音声入力部３１３、操作スイッチ３１４、バッテリー３１５、受像部３１６などにより構成されている。本発明の照明装置は液晶表示パネルで形成される表示部３１２の照明手段として用いてビデオカメラを完成させることができる。
【００６０】
図１４（Ｃ）は本発明を適用したノート型のパーソナルコンピュータの一例であり、本体３２１、筐体３２２、表示部３２３、キーボード３２４などにより構成されている。本発明の照明装置は液晶表示パネルで形成される表示部３２３の照明手段として、またキーボード３２４の照明手段として用いてノート型のパーソナルコンピュータを完成させることができる。
【００６１】
図１４（Ｄ）は本発明を適用したＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）の一例であり、本体３３１、スタイラス３３２、表示部３３３、操作ボタン３３４、外部インターフェース３３５などにより構成されている。本発明の照明装置は液晶表示パネルで形成される表示部３３３の照明手段として、また操作ボタン３３４の照明手段として用いてＰＤＡを完成させることができる。
【００６２】
図１４（Ｅ）は本発明を適用した音響再生装置の一例であり、具体的には車載用のオーディオ装置であり、本体３４１、表示部３４２、操作スイッチ３４３、３４４などにより構成されている。本発明の照明装置は液晶表示パネルで形成される表示部３４２の照明手段として、また操作ボタン３３４の照明手段や本体３４１の装飾用の照明手段として用いて音響再生装置を完成させることができる。
【００６３】
図１４（Ｆ）は本発明を適用したデジタルカメラの一例であり、本体３５１、表示部（Ａ）３５２、接眼部３５３、操作ボタン３５４、表示部（Ｂ）３５５、バッテリー３５６などにより構成されている。本発明の照明装置は液晶表示パネルで形成される表示部３５２、３５５の照明手段として、また操作ボタン３３４の照明手段や本体３５１の装飾用の照明手段として用いてデジタルカメラを完成させることができる。
【００６４】
図１４（Ｇ）は本発明を適用した携帯電話機の一例であり、本体３６１、音声出力部３６２、音声入力部３６３、表示部３６４、操作ボタン３６５、アンテナ３６６などにより構成されている。本発明の照明装置は液晶表示パネルで形成される表示部３６４の照明手段として、また操作ボタン３６５の照明手段や本体３６１の装飾用の照明手段として用いて携帯電話機を完成させることができる。
【００６５】
なお、ここで示す装置はごく一例であり、本発明の照明装置はこれらの用途に限定するものではなく、洗濯機、冷蔵庫、固定電話機、ゲーム機、電子レンジ、ラジオなどに取り付けられる液晶表示パネルの照明手段として、操作ボタンの照明手段として、或いは本体を装飾する照明手段として用いることができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、エレクトロルミネセンス光とレーザー光とを放射可能とした有機化合物層の光源を複数個備え、各光源からの光を導光体に入射させることでも、レーザー光によるコヒーレント性は低減され、さらに蛍光体若しくは色変換材料を組み合わせることで、良好な照明装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の照明装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の照明装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の照明装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の照明装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の照明装置の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の照明装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の照明手段を用いた電気器具の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の照明手段を用いた電気器具の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の照明手段を用いた電気器具の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の照明手段を用いた電気器具の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の照明装置の構造を詳細に説明する断面図である。
【図１２】図１１の構成の照明装置から放射される発光スペクトルの電流密度依存性を示し、発光強度の最大値で規格化したグラフである。
【図１３】図１１の構成の照明装置から放射される発光スペクトルの電流密度依存性を示し、電流密度１２０ｍＡ／ｃｍ２における発光スペクトルを示すグラフである。
【図１４】本発明の照明装置を用いて完成される電気器具の一例を示す図である。
【図１】
2005026027.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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