(57)【要約】【課題】  本発明は、発光素子の発光輝度を向上させることを目的とする。【解決手段】  本発明の発光素子は、第１および第２の電極と、発光色素を含む電解質と、第１および第２の電極の少なくとも一方に接しており、ＩＴＯ、ＭｏＯ２、ＷＯ２、ＲｕＯ２、ＩｒＯ２、ＲｅＯ３、ＬｉＴｉ２Ｏ４、Ｌｉ２Ｖ２Ｏ４、ＳｒＶＯ３、ＳｒＣｒＯ３、ＳｒＲｕＯ３、ＮａＣｏ２Ｏ４から選ばれる酸化物と、ＴｉＯ２と、の混合焼結体を有する多孔質層と、を具備することを特徴とする。【選択図】  図１
2007179941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の電極と、
発光色素を含む電解質と、
前記第１および第２の電極の少なくとも一方に接しており、ＩＴＯ、ＭｏＯ２、ＷＯ２、ＲｕＯ２、ＩｒＯ２、ＲｅＯ３、ＬｉＴｉ２Ｏ４、Ｌｉ２Ｖ２Ｏ４、ＳｒＶＯ３、ＳｒＣｒＯ３、ＳｒＲｕＯ３、ＮａＣｏ２Ｏ４から選ばれる酸化物と、ＴｉＯ２と、の混合焼結体を有する多孔質層と、を具備することを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記ＴｉＯ２の平均粒径に対する前記酸化物の平均粒径の比は、０．７以上１．３以下であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記酸化物はＩＴＯであり、
前記ＴｉＯ２および前記ＩＴＯの合計に対する前記ＴｉＯ２の重量割合（Ｘ）は、４０（ｗｔ％）≦Ｘ≦６０（ｗｔ％）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学反応を利用した発光素子にかかわる。
【背景技術】
【０００２】
電気化学反応を利用した発光素子は３０年以上前から知られている。電気化学発光とは、電解質中の発光色素の一部がプラス（＋）極上で酸化され、他の一部がマイナス（―）極上で還元され、この酸化反応で生成した酸化体と還元反応で生成した還元体とが電解質中で衝突して生成した励起種が、元の基底状態の発光色素に戻る際に燐光の発生をともなう現象である。
【０００３】
電解質として、発光色素であるルテニウム錯体をアセトニトリルに溶解したものを用い、陰極として、ガラス基板上に形成したＳｎＯ２／Ｆ透明導電膜を用い、陰極上にチタニア多孔質層を形成した発光素子が知られている。この発光素子は、直流電圧駆動をすると、チタニア多孔質層がない場合に比較して発光輝度が向上する（特許文献１、非特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−３０２３３２公報
【非特許文献１】S.okamoto et.al, “Increase in Electrochemiluminescence Intensities by Use of Nanoporous TiO2 Electrodes”, Journal of The Electrochemical Society, July 12 2005, 152(8)A1677-A1681
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、鋭意研究した結果、チタニア多孔質層による発光輝度向上のメカニズムは、以下に説明するものであると考えられることがわかった。
【０００５】
まず、多孔質層は表面積が大であるため、発光色素の酸化還元の反応サイトが増大し、発光輝度が向上した。
【０００６】
次に、多孔質層を形成するチタニアはｎ型半導体であり、チタニアと発光色素の、反応に関わるそれぞれの電子準位が近いために、両者の相互作用が強く、発光色素の酸化還元反応が促進され、発光輝度が向上した。
【０００７】
さらに、電解質が粘度の高い溶融塩などの場合、電極近傍で生成した発光色素の酸化体および還元体は、多孔質層により拡散するのを妨げられ、多孔質層の微細孔内にとどまる。このため、両者は衝突しやすくなり、発光輝度が向上する。このメカニズムを支持する事実としては、電解質が溶融塩の場合、発光素子に対して交流電圧駆動を行うと、さらに発光輝度が向上することが挙げられる。これは、交流電圧駆動を行うと、直流電圧駆動に比して、同一電極上で生成した酸化体と還元体とが効率良く衝突するためである。
【０００８】
しかしながら、その発光輝度は未だ不十分であった。これは、チタニア多孔質層の電気抵抗が大きく、多孔質層部分での電圧降下による電圧損失が大きいことが一因であると思われる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みて、発光素子の発光輝度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発光素子は、第１および第２の電極と、発光色素を含む電解質と、第１および第２の電極の少なくとも一方に接しており、ＩＴＯ、ＭｏＯ２、ＷＯ２、ＲｕＯ２、ＩｒＯ２、ＲｅＯ３、ＬｉＴｉ２Ｏ４、Ｌｉ２Ｖ２Ｏ４、ＳｒＶＯ３、ＳｒＣｒＯ３、ＳｒＲｕＯ３、ＮａＣｏ２Ｏ４から選ばれる酸化物と、ＴｉＯ２と、の混合焼結体を有する多孔質層と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、発光輝度が向上した発光素子を提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は発明の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
【００１３】
本実施の形態に係る発光素子は、少なくとも２つの電極、すなわち第１の電極および第２の電極を具備する。第１および第２の電極は、１つのセル内に配置され、かつ互いに電気的に絶縁されている。さらに、第１および第２の電極のうち少なくとも一方に接するように、多孔質層が形成されている。この多孔質層は、ＩＴＯ（スズがドープされた酸化インジウム）、ＭｏＯ２、ＷＯ２、ＲｕＯ２、ＩｒＯ２、ＲｅＯ３、ＬｉＴｉ２Ｏ４、Ｌｉ２Ｖ２Ｏ４、ＳｒＶＯ３、ＳｒＣｒＯ３、ＳｒＲｕＯ３、ＮａＣｏ２Ｏ４から選ばれる酸化物と、ＴｉＯ２（チタニア）と、の混合焼結体を有する。後に詳述するように、本発明者らは、この混合焼結体を用いて多孔質層を形成することにより、発光輝度を向上することができることを見出した。
【００１４】
なお、一方の電極上に多孔質層を形成する場合、多孔質層はもう一方の電極とは電気的に絶縁されている。また、両電極上に多孔質層を形成する場合、それぞれの電極上の多孔質層は、互いに電気的に絶縁されている。
【００１５】
本実施の形態について、以下、素子の構造、多孔質層、第１および第２の電極、電解質および駆動方法について順に説明する。
【００１６】
（素子の構造）
第１および第２の電極は、互いに電気的に絶縁されるように配置される。第１および第２の電極は、板状やシート状や膜状であり、それぞれを所望の距離を設けて対向させても良い。また、第１および第２の電極は、電気的に絶縁性でありかつ同一の基板上に、所望の距離を設けて配置されていても良い。
【００１７】
まず、前者について、図１を参照して説明する。図１は、発光素子の構造の一例を示す断面模式図である。
【００１８】
図１に示すように、第２の電極２上に、多孔質層３が形成されている。第１の電極１と第２の電極２の間の多孔質層３を挟む位置にスペーサ４を介在させている。スペーサ４により、第１および第２の電極１・２は所望の距離を設けて対向し、かつ互いに絶縁されている。第１および第２の電極１・２およびスペーサ４によって設けられた空間内に電解質５が充填されている。第１および第２の電極１・２およびスペーサ４は、図示しない封止材で封止されている。
【００１９】
図１では、第２の電極２上のみに多孔質層３が形成されているが、無論、第１の電極１上にも多孔質層３を形成してもよい。
【００２０】
次に、後者について、図２を参照して説明する。図２は、発光素子の構造の一例を示す斜視模式図である。
【００２１】
図２に示すように、第１の基板６上に、第１および第２の電極１・２が、互い違いの櫛形になるように形成されている。第１および第２の電極１・２の間に、第１および第２の電極１・２それぞれに接するように多孔質層３が形成されている。第２の基板７は、第１および第２の電極１・２を覆っている。第１および第２の基板６・７と図示しないスペーサによって設けられた空間内には図示しない電解質が充填されている。すなわち、第１および第２の電極１・２の間には、電解質が介在している。第１および第２の基板６・７およびスペーサは、図示しない封止材で封止されている。
【００２２】
図２では、第１および第２の電極１・２双方に接して多孔質層３が形成されているが、無論、第１の電極１のみ、または第２の電極２のみに接するように多孔質層３を形成してもよい。
【００２３】
なお、封止剤としては、エポキシ樹脂や熱可塑性樹脂であるアイオノマー系樹脂などが挙げられる。アイオノマー系樹脂などを用いれば、封止材が電解質へ溶出して色素の発光が阻害されるのを回避することができる。
【００２４】
（多孔質層）
多孔質層は、ＩＴＯ（スズがドープされた酸化インジウム）、ＭｏＯ２、ＷＯ２、ＲｕＯ２、ＩｒＯ２、ＲｅＯ３、ＬｉＴｉ２Ｏ４、Ｌｉ２Ｖ２Ｏ４、ＳｒＶＯ３、ＳｒＣｒＯ３、ＳｒＲｕＯ３、ＮａＣｏ２Ｏ４から選ばれる酸化物と、ＴｉＯ２（チタニア）と、の混合焼結体を有する。この混合焼結体を用いて多孔質層を形成することにより、発光輝度を向上することができる。
【００２５】
特許文献１および非特許文献１のように、多孔質層をＴｉＯ２のみで形成した場合、多孔質層と発光色素間での電子の授受はおこりやすいが、多孔質層の電気抵抗が大きく、多孔質層部分での電圧降下による電圧損失が大きくなってしまい、輝度が低下する。一方、多孔質層を上述した導電性の高い酸化物のみで形成した場合、多孔質層の電気抵抗は小さいが、この酸化物と発光色素の酸化還元反応に関わる電子準位が離れているため、多孔質層と発光色素間での電子の授受が生じ難く、発光輝度が低下してしまう。
【００２６】
これに対して、本実施の形態では、上述した酸化物とＴｉＯ２（チタニア）との混合焼結体を用いて発光輝度を向上できる。これは、多孔質層の電気抵抗を小さくし、かつ多孔質層と発光色素間での電子の授受を速やかに行うことができたためであると考えられる。ここで、通常、異なる物質を混合し焼結させると、焼結性が低下し、両者の界面の電子移動が生じがたく、電気抵抗が大きくなる。しかしながら、上述した酸化物とＴｉＯ２との組合せでは、酸化物同士のため焼結性が高く、両者の界面の電子移動が速やかであるため、電気抵抗を低減できたと考えられる。
【００２７】
また、上述した酸化物とＴｉＯ２は、粒子表面に酸基を有しており、溶融塩を分解・劣化しがたい。これに対し、例えば、金属はその表面に水酸基などのアルカリ基を有しており、電圧が印加された際に帯電した金属に溶融塩が引き寄せられ、そのアルカリ基によって分解・劣化するおそれがある。したがって、上述した酸化物とＴｉＯ２は、電解質として溶融塩を用いた場合に特に好ましい。
【００２８】
上述した酸化物とＴｉＯ２は、粒状であることが好ましい。なお、上述した酸化物とＴｉＯ２はナノサイズの微粒子でも安定であり、工業上取り扱いやすい。一方、例えば金属単体のナノサイズの微粒子は酸化しやすく取り扱いにくい。
【００２９】
上述の酸化物とＴｉＯ２の粒子の平均粒径は、１ｎｍ以上１０μｍ以下が好ましい。これは、粒子径が１ｎｍより小さくなると、取り扱いが困難になり、１０μｍより大きくなると、多孔質層の表面積が小さくなるため、発光色素の酸化還元反応がおこりにくくなるためである。さらに好ましい範囲は、１０nm以上１００ｎｍ以下である。
【００３０】
ＴｉＯ２の平均粒径に対する上述の酸化物の平均粒径の比は、０．７以上１．３以下であることが好ましい。両者の平均粒径がこの範囲内で混合焼結していることにより、上述した両者の相乗効果がより顕著となる。ＴｉＯ２の平均粒径に対する酸化物の平均粒径の比は、０．９以上１．１以下であるとさらに好ましい。
【００３１】
なお、多孔質層に用いる粒子の平均粒径は、電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察や、Ｘ線回折ピークから分析できる。
【００３２】
ＴｉＯ２および上述の酸化物の合計に対するＴｉＯ２の重量割合（Ｘ）は、２０（ｗｔ％）≦Ｘ≦６０（ｗｔ％）が好ましい。これは、Ｘが２０％より小さいと、発光色素と電子を授受しやすいという効果を小さくしてしまい、６０％より大きいと、多孔質層の電気抵抗が大きくなり、多孔質層部分の電圧降下による電圧損失が大きくなってしまうためである。
【００３３】
上述の酸化物としてはＩＴＯが最も好ましい。ＴｉＯ２とＩＴＯとは、互いの焼結性に優れ、両者の界面の電子移動が速やかであり、電気抵抗の増大をさらに低減できる。また、双方とも透明のため、発光素子内で発生した燐光を外部に効率的にとりだしやすい。これらから、発光輝度を特に高くすることができる。
【００３４】
ＴｉＯ２およびＩＴＯの合計に対するＴｉＯ２の重量割合（Ｘ）は、５（ｗｔ％）≦Ｘ≦９５（ｗｔ％）が好ましい。特に、ＴｉＯ２およびＩＴＯの合計に対するＴｉＯ２の重量割合（Ｘ）は、４０（ｗｔ％）≦Ｘ≦６０（ｗｔ％）が好ましい。Ｘが４０ｗｔ％より小さいと、ＴｉＯ２と発光色素との電子の授受しやすい効果を小さくしてしまい、６０ｗｔ％より大きいと、多孔質層の電気抵抗が大きくなり、多孔質層部分の電圧降下による電圧損失が大きくなってしまうためと考えられる。
【００３５】
多孔質層部分の電圧降下による電圧損失の問題は、電解質が溶融塩の場合に特に大きい。このため、本実施の形態の効果は、電解質に溶融塩を用いた場合に特に適合する。これは、以下の要因に基づくと考えられる。アセトニトリルなどの有機溶媒を電解質に用いた場合は、粘度が低いために、多孔質表面で酸化・還元された発光色素は速やかに拡散していく。一方、溶融塩を電解質に用いた場合は、粘度が高いために、多孔質層表面で酸化・還元された発光色素の拡散が遅い。発光色素の酸化・還元反応速度は、多孔質層表面における電圧が大きいほど、また、発光色素の拡散速度が大きいほど、大きくなる。有機溶媒の場合、多孔質層部分での電圧降下が大きく、すなわち多孔質表面での電圧が小さくなっても、拡散速度が大きいために、発光素子内に存在する発光色素量に対して、十分な酸化・還元反応速度を保てる。一方溶融塩の場合、拡散速度が小さい上に、さらに多孔質層部分の電圧降下により多孔質層表面での電圧が小さくなると、酸化・還元反応速度の絶対値が非常に小さくなってしまう。従って、多孔質層部分の電気抵抗を改善する効果は、電解質に溶融塩を用いた場合に顕著に現れる。
【００３６】
（第１および第２の電極）
図１のように、第１の電極と第２の電極を所望の距離を隔てて対向させる場合、第１の電極及び第２の電極としては、それぞれに透明電極を用いるか、あるいは一方をカーボンシート、金属基板もしくは合金基板などの非透明電極から形成し、他方を透明電極から形成することが可能である。
【００３７】
非透明電極について説明する。カーボンシートとしては、炭素材料が導電性成分として機能するものであれば、特に限定されない。金属基板としては、金、銀、白金、銅、アルミニウム、シリコン、ニッケル、鉄、チタンなどを用いることができるが、これらに限定されるわけではない。合金としては、金、銀、白金、銅、アルミニウム、シリコン、ニッケル、鉄、およびチタンよりなる群から選択される少なくとも１種類の金属を含有するものや、ステンレスなどを挙げることができるが、これらに限定されるわけではない。中でも、金、白金、ニッケル、ステンレスが好ましい。これにより、発光強度を更に向上することが可能である。
【００３８】
透明電極は、可視光領域の吸収が少なく、かつ導電性を有する透明導電膜を備えることが好ましい。この透明導電膜には、ＩＴＯ（スズがドープされた酸化インジウム）膜、フッ素がドープされた酸化スズ膜、フッ素あるいはインジウムなどがドープされた酸化亜鉛膜などが好ましい。また、伝導性を向上させて抵抗の上昇を防ぐ観点から、透明電極と併用して低抵抗な金属マトリクスを配線することが望ましい。
【００３９】
透明電極は、透明導電膜を担持するための支持基板をさらに備えることが望ましい。支持基板の透明導電膜が形成された面と反対側の面を発光面として機能させるため、支持基板には、ガラス基板、プラスチック基板などの可視光領域の吸収が少ない透明基板を用いるのが好ましい。
【００４０】
図２のように、第１の電極および第２の電極を絶縁された同一の基板上に配置する場合、第１および第２の電極は図１にて上述した材料と同様のものを使用することが可能である。第１の電極と第２の電極を配置する基板６および基板６に対向する基板７は、ガラスやプラスチックなどの導電性を具備しない通常の透明基板でかまわない。
【００４１】
（電解質）
本発明の発光素子の電解質は、可逆的な酸化還元体構造をとる発光色素と、有機溶媒や溶融塩やゲルなどの溶媒と、を含有する。
【００４２】
ただし電解質が、アセトニトリルなどの有機溶媒の場合、溶媒が揮発性のため、耐久性や耐環境性が低いため、不揮発性で安定な溶融塩や、さらには、電解質が漏出しないゲルのほうがより好ましい。
【００４３】
有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、メチルプロピルカーボネートなどの炭酸エステル類や、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンなどのエステル類、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類、及びこれら化合物にフッ素などの置換基を導入した各種溶媒からなる群より選択される溶媒などを挙げることができる。中でもプロピレンカーボネート、エチレンカーボネートまたはビニレンカーボネートが好ましいが、特に限定されるものではない。有機溶媒の種類は１種類もしくは２種類以上にすることができる。
【００４４】
溶融塩は、下記一般式（１）で示される構造を含むものである。
【化１】
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溶融塩のカチオン種は特に限定されないが、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、4級アンモニウムイオンなどを用いることができる。中でも、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムイオン、Ｎ−メチル−Ｎ−イソプロピルピペリジニウムイオン、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピペリジニウムイオン、Ｎ−イソブチル−Ｎ−メチルピペリジニウムイオン、Ｎ−ｓｅｃ−ブチル−Ｎ−メチルピペリジニウムイオン、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−メチルピペリジニウムイオン、Ｎ−（２−エトキシエチル）−Ｎ−メチルピペリジニウムイオンが好ましい。
【００４５】
溶融塩のアニオン種は特に限定されないが、具体的にはＰＦ６−，［ＰＦ３(Ｃ２Ｆ５)３］−、［ＰＦ３(ＣＦ３)３］−、ＢＦ４−，［ＢＦ２(ＣＦ３)２］−、［ＢＦ２(Ｃ２Ｆ５)２］−、［ＢＦ３(ＣＦ３)］−、［ＢＦ３(Ｃ２Ｆ５)］−、［Ｂ(ＣＯＯＣＯＯ)２−］（ＢＯＢ−）、ＣＦ３ＳＯ３−（Ｔｆ−）、Ｃ４Ｆ９ＳＯ３−（Ｎｆ−）、［(ＣＦ３ＳＯ２)２Ｎ］−（ＴＦＳＩ−）、［(Ｃ２Ｆ５ＳＯ２)２Ｎ］−（ＢＥＴＩ−）、［(ＣＦ３ＳＯ２)(Ｃ４Ｆ９ＳＯ２)Ｎ］−、［(ＣＮ)２Ｎ］−（ＤＣＡ−）、［(ＣＦ３ＳＯ２)３Ｃ］−、［(ＣＮ)３Ｃ］−などを用いることができる。中でも、ＢＦ４−，［ＢＦ３(ＣＦ３)］−、［ＢＦ３(Ｃ２Ｆ５)］−、ＢＯＢ−、ＴＦＳＩ−、ＢＥＴＩ−が好ましい。なお、ＢＯＢ−はビスオキサレートボレートの意であり、ＴＦＳＩ−はビストリフルオロメチルスルホニルイミドの意であり、ＢＥＴＩ−はビスペンタフルオロスルホニルイミドの意である。
【００４６】
また、溶融塩には、有機溶媒を添加してもよい。有機溶媒を添加することにより粘度が低下し、さらに発光輝度を向上させることが可能になるためである。この有機溶媒としては、上記に挙げたものなどを用いればよい。
【００４７】
但し、有機溶媒を多量添加すると、不揮発性で安定という溶融塩の特徴を生かせなくなるおそれがあるため、有機溶媒の添加量としては、電解質の２０体積％以下とすることが望ましい。
【００４８】
ゲル電解質の場合は、加熱したポリマーと溶媒と発光色素を混合し、温度が下がらないうちにセルに注入し、温度を室温まで下げることで、ゲル状の電解質を形成することができる。ポリマーとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデンなどがあげられるが、これらに限られるわけではない。溶媒としては、上記の有機溶媒、上記の溶融塩などが挙げられるが、これらに限られるわけではない。
【００４９】
発光色素は特に限定されないが、燐光色素であることが望ましい。燐光色素は重金属の錯体であることが望ましい。用いられる重金属はＩｒ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｅなどが用いられる。錯体中の重金属の種類は１種類または２種類以上にすることができる。配位子はピリジン誘導体、ビピリジル誘導体、ターピリジル誘導体、フェナントロリン誘導体キノリン誘導体、アセチルアセトン誘導体、ジカルボニル化合物誘導体などが用いられる。中でも、中心金属にＲｕをもつ錯体が望ましい。これにより高い発光輝度を得ることができる。
【００５０】
（駆動方法）
本発明では、発光素子を直流電圧または交流電圧で駆動することができる。交流電圧の波形は矩形波がもっとも効率よく発光素子に電圧印加することができ、好ましい。
【実施例】
【００５１】
以下に実施例を説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
【００５２】
（実施例１）
＜第２の電極と多孔質層の作製＞
厚さ１０００μｍのガラス基板上に、厚さ約１μｍのふっ素ドープ酸化スズ薄膜（シート抵抗６Ω/ｓｑ）を形成したものを第２の電極（透明電極）として用意した。一方、日本アエロジル社製のＰ２５ＴｉＯ２（平均粒径２１ｎｍ）と、三井金属製のＩＴＯ粉末（平均粒径２０ｎｍ）とを、ＴｉＯ２およびＩＴＯの総量に対するＴｉＯ２の重量割合（Ｘ）が、５ｗｔ％となるように混合したものに、水を混合してペーストを作製した。この透明電極のふっ素ドープ酸化スズ薄膜上に、このペーストを塗布した。乾燥後、４５０度で３０分焼成し、２０ミクロン厚のＴｉＯ２とＩＴＯを混合した多孔質層として得た。
【００５３】
＜第１の電極の作製＞
ガラス基板上にふっ素ドープ酸化スズ薄膜（シート抵抗６Ω/ｓｑ）を形成したものを、対向基板（第１の電極）として用意した。
【００５４】
＜発光素子の作製＞
第２の電極の多孔質層側の面に第１の電極のふっ素ドープ酸化スズ薄膜を対向させた。その間に、多孔質層を囲むように、スペーサとしてアイオノマー樹脂ハイミラン１７０２を介在させることにより、第１および第２の電極を１５０μｍの距離を設けた状態で対向させた。第１および第２の電極の間に電解質を注入した。電解質には、有機溶媒であるアセトニトリル１．１ｇに、発光色素としてのルテニウム（II）トリスビピリジル（ＰＦ６−）２を０．２ｇ溶解させたものを使用した。最後に、電解質の注入口をアイオノマー樹脂ハイミラン１７０２で封止した。
【００５５】
＜発光輝度の測定＞
第１および第２の電極間に２．５Ｖの直流電圧を印加し、トプコン社製ＢＭ−８を使用して素子の中心部、直径約1ｍｍの範囲の輝度測定したところ、８ｃｄ／ｍ２の光量で発光した。この結果、および後述する実施例２ないし７および比較例１ないし７の結果を表１に記載する。
【００５６】
（実施例２〜５）
Ｘの割合を表１中の数値にしたこと以外は、実施例１と同様にして輝度測定をおこなった。
【００５７】
（比較例１）
上述したＩＴＯ粉末のみで多孔質層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして輝度測定をおこなった。
【００５８】
（比較例２）
上述したＴｉＯ２のみで多孔質層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして輝度測定をおこなったところ、発光しなかった。
【００５９】
（比較例３）
多孔質層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして輝度測定をおこなったところ、発光しなかった。
【００６０】
（実施例６）
＜第２の電極と多孔質層の作製＞、＜第１の電極の作製＞については、実施例１と同様である。
【００６１】
＜発光素子の作製＞
第２の電極の多孔質層側の面に第１の電極のふっ素ドープ酸化スズ薄膜を対向させた。その間に、多孔質層を囲むように、スペーサとしてアイオノマー樹脂ハイミラン１７０２を介在させることにより、第１および第２の電極を１５０μｍの距離を設けた状態で対向させた。第１および第２の電極の間に電解質を注入した。電解質には、溶融塩である、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム（ＴＦＳＩ−）１．０ｇに、発光色素としてのルテニウム（II）トリスビピリジル（ＰＦ６−）２を０．１ｇ溶解させたものを使用した。電解質の注入口をアイオノマー樹脂ハイミラン１７０２で封止した。
【００６２】
＜発光輝度の測定＞
第１および第２の電極間に１００Ｈｚの交流矩形波電圧を印加し、トプコン社製ＢＭ−８を使用して素子の中心部、直径約1ｍｍの範囲の輝度測定した。なお、矩形波の印加電圧は、０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５Ｖとした。この結果を図３に示す。また、表１には、２．５Ｖのときの輝度を示す。
【００６３】
（比較例４）
ＩＴＯ粉末のみで多孔質層を形成したこと以外は、実施例６と同様にして輝度測定をおこなった。結果を図３に示す。また、表１には、２．５Ｖのときの輝度を示す。
【００６４】
（比較例５）
ＴｉＯ２のみで多孔質層を形成したこと以外は、実施例６と同様にして輝度測定をおこなった。結果を図３に示す。また、表１には、２．５Ｖのときの輝度を示す。
【００６５】
（実施例７）
＜第２の電極と多孔質層の作製＞、＜第１の電極の作製＞については、実施例１と同様である。
【００６６】
＜発光素子の作製＞
第２の電極の多孔質層側の面に第１の電極のふっ素ドープ酸化スズ薄膜を対向させた。その間に、多孔質層を囲むように、スペーサとしてアイオノマー樹脂ハイミラン１７０２を介在させることにより、第１および第２の電極を１５０μｍの距離を設けた状態で対向させた。第１および第２の電極の間に電解質を注入した。電解質には、ポリエチレンオキサイド０．２５ｇを８０℃で過熱し、プロプレンカーボネート１．５ｇと、発光色素としてのルテニウム（II）トリスビピリジル（ＰＦ６−）２を０．２ｇ混合したものを用い、電解質をセルに注入後、セルの温度を室温まで下げ、電解質をゲル化した。電解質の注入口をアイオノマー樹脂ハイミラン１７０２で封止した。
【００６７】
＜発光輝度の測定＞
第１および第２の電極間に１００Ｈｚの交流矩形波電圧を印加し、トプコン社製ＢＭ−８を使用して素子の中心部、直径約1ｍｍの範囲の輝度測定した。なお、交流矩形波の印加電圧は、２．５Ｖとした。
【００６８】
（比較例６）
ＩＴＯ粉末のみで多孔質層を形成したこと以外は、実施例７と同様にして輝度測定をおこなった。
【００６９】
（比較例７）
ＴｉＯ２のみで多孔質層を形成したこと以外は、実施例７と同様にして輝度測定をおこなった。
【表１】
2007179941.tif 000004
表１に示すように、実施例１〜５は比較例１〜３に比して、実施例６は比較例４〜５に比して、実施例７は比較例６〜７に比して、発光輝度が高い。したがって、本実施の形態の多孔質層を用いると、発光輝度が向上することがわかる。
【００７０】
また、実施例３〜５は実施例１〜２に比して、発光輝度が高い。したがって、ＴｉＯ２およびＩＴＯの総量に対するＴｉＯ２の重量割合（Ｘ）は、４０（ｗｔ％）≦Ｘ≦６０（ｗｔ％）であるとより発光輝度が向上することがわかる。
【００７１】
図３に示すように、実施例６は比較例４〜５に比して、交流電圧２Ｖ以上３．５Ｖ以下の低電圧の範囲において特に優れた発光輝度を示す。したがって、本実施の形態は、電解質として溶融塩を用いた場合、低電圧領域において優れた発光輝度を示すことがわかる。ここで、発光素子の長寿命化には低電圧駆動が望ましい。このため、本実施の形態は、長寿命化にも貢献できる。
【００７２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限られず、特許請求の範囲に記載の発明の要旨の範疇において様々に変更可能である。また、本発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】発光素子の構造の一例を示す断面模式図
【図２】発光素子の構造の一例を示す斜視模式図
【図３】発光輝度の多孔質層の材料依存性を示すグラフ
【符号の説明】
【００７４】
１  第１の電極
２  第２の電極
３  多孔質層
４  スペーサ
５  電解質
６  第１の基板
７  第２の基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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