JP2000058259A - 共振器型エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
共振器型エレクトロルミネッセンス素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機エレクトロルミネッセンス材料から発光
した光が、共振することにより増幅されレーザ発振可能
な共振器型エレクトロルミネッセンス素子を提供する。 【解決手段】 ガラス基板の両面に透明電極を施し、そ
れらの透明電極の各面上に有機エレクトロルミネッセン
ス材料を設ける。一方の有機エレクトロルミネッセンス
材料上に光を透過しない金属電極を、他方の有機エレク
トロルミネッセンス材料には、光を一部透過させる金属
電極を設ける。さらに、透明電極ガラス基板にペルチェ
素子を設け、発光による発熱を防ぎ、発光した光が共振
することにより増幅されレーザ発振を可能とする。
した光が、共振することにより増幅されレーザ発振可能
な共振器型エレクトロルミネッセンス素子を提供する。 【解決手段】 ガラス基板の両面に透明電極を施し、そ
れらの透明電極の各面上に有機エレクトロルミネッセン
ス材料を設ける。一方の有機エレクトロルミネッセンス
材料上に光を透過しない金属電極を、他方の有機エレク
トロルミネッセンス材料には、光を一部透過させる金属
電極を設ける。さらに、透明電極ガラス基板にペルチェ
素子を設け、発光による発熱を防ぎ、発光した光が共振
することにより増幅されレーザ発振を可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、共振器型エレクト
ロルミネッセンス素子に関する。本発明は、高効率なエ
レクトロルミネッセンス素子、平面レーザ光からビーム
レーザ光発振を可能とする有機固体レーザ、および、電
界発光型平面光源から電界発光型点光源を実現する装置
に用いられる。
ロルミネッセンス素子に関する。本発明は、高効率なエ
レクトロルミネッセンス素子、平面レーザ光からビーム
レーザ光発振を可能とする有機固体レーザ、および、電
界発光型平面光源から電界発光型点光源を実現する装置
に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロルミネッセンス素子は図６に
示すように、仕事関数の大きな透明電極１０１と仕事関
数の小さな不透明金属電極１０４との間にエレクトロル
ミネッセンス材料１０２が挟まれている。仕事関数の大
きな透明電極はアノード（陽極）電極としてエレクトロ
ルミネッセンス材料中にホール１０７を注入し、仕事関
数の小さな金属電極はカソード（陰極）電極としてエレ
クトロルミネッセンス材料中に電子１０８（エレクトロ
ン）を注入する。注入されたホールとエレクトロンが、
エレクトロルミネッセンス材料中で再結合し、エキシト
ン１０５を形成する。エキシトンが緩和する際に、発光
分子を励起し、そこから発光１０６が起こる。この様に
して、電界印加１０９により、エレクトロルミネッセン
スと呼ばれる発光が起こる。従来のエレクトロルミネッ
センス素子は図７に示されるように、発生した光の大半
が、一方の透明電極から外部に出ていき、透明電極１０
１でほとんど反射されない。そのために、従来のエレク
トロルミネッセンス素子では、共振器構造を持たないの
で、たとえ、発光輝度が１０万カンデラ／ｍ2以上の高
輝度発光が得られたとしても、その内部で光の増幅が起
こらない。また、高輝度発光が起こった場合には、発熱
作用も同時に起こるが、従来のエレクトロルミネッセン
ス素子では、この発熱を放逸する機構を持たない。この
ために、従来のエレクトロルミネッセンス素子では、電
界印加方式によりレーザ光を発振させる事は極めて難し
い。
示すように、仕事関数の大きな透明電極１０１と仕事関
数の小さな不透明金属電極１０４との間にエレクトロル
ミネッセンス材料１０２が挟まれている。仕事関数の大
きな透明電極はアノード（陽極）電極としてエレクトロ
ルミネッセンス材料中にホール１０７を注入し、仕事関
数の小さな金属電極はカソード（陰極）電極としてエレ
クトロルミネッセンス材料中に電子１０８（エレクトロ
ン）を注入する。注入されたホールとエレクトロンが、
エレクトロルミネッセンス材料中で再結合し、エキシト
ン１０５を形成する。エキシトンが緩和する際に、発光
分子を励起し、そこから発光１０６が起こる。この様に
して、電界印加１０９により、エレクトロルミネッセン
スと呼ばれる発光が起こる。従来のエレクトロルミネッ
センス素子は図７に示されるように、発生した光の大半
が、一方の透明電極から外部に出ていき、透明電極１０
１でほとんど反射されない。そのために、従来のエレク
トロルミネッセンス素子では、共振器構造を持たないの
で、たとえ、発光輝度が１０万カンデラ／ｍ2以上の高
輝度発光が得られたとしても、その内部で光の増幅が起
こらない。また、高輝度発光が起こった場合には、発熱
作用も同時に起こるが、従来のエレクトロルミネッセン
ス素子では、この発熱を放逸する機構を持たない。この
ために、従来のエレクトロルミネッセンス素子では、電
界印加方式によりレーザ光を発振させる事は極めて難し
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のエレクトロルミ
ネッセンス素子では、１０万カンデラ／ｍ2以上の高輝
度発光を達成したとしても、上述したように、内部共振
器構造を持たず、また、発生熱の放逸機構を持たない欠
点を有している。このために、電界印加方式によりレー
ザ発光させる事は極めて難しい。本発明では、上述した
従来のエレクトロルミネッセンス素子の欠点を解決し、
エレクトロルミネッセンス素子が、高輝度発光を達成し
た場合に、その光をレーザ発振させる事を可能にするこ
とを目的とするものである。
ネッセンス素子では、１０万カンデラ／ｍ2以上の高輝
度発光を達成したとしても、上述したように、内部共振
器構造を持たず、また、発生熱の放逸機構を持たない欠
点を有している。このために、電界印加方式によりレー
ザ発光させる事は極めて難しい。本発明では、上述した
従来のエレクトロルミネッセンス素子の欠点を解決し、
エレクトロルミネッセンス素子が、高輝度発光を達成し
た場合に、その光をレーザ発振させる事を可能にするこ
とを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の共振器型エレク
トロルミネッセンス素子では、図１に示されるように、
その両面に仕事関数の大きな透明電極を設けた両面透明
電極付きガラス基板３を中央に配置し、それらの各面上
にエレクトロルミネッセンス材料２を取り付けている。
更に、仕事関係の小さな金属電極を取り付ける（請求項
１）が、その一方は、光を完全に反射する材料を用い、
他方は、光を一部透過する、すなわち、半透明の金属電
極を取り付ける。また、透明電極を設けたガラス基板に
は、全面にエレクトロルミネッセンス材料を取り付ける
のではなく、一部を露出した状態にしておく（請求項
９）。この露出した部分が、電界発光したときに出る発
熱を放逸するのに役立つ。露出した部分は、常に空気に
触れており、熱が空気中に放逸される。さらに、熱の放
逸効果を高めるために、図２に示すように、この露出部
にペルチェ素子６などの冷却素子を取り付け（請求項１
０および１１）、強制的に冷却を行う。この様な、構造
にすれば、中央の透明電極を設けたガラス基板を挟ん
で、両サイドのエレクトロルミネッセンス材料から発光
した光は、中央の透明ガラス電極は、透明で光を双方向
に透過させるため、両サイドの金属電極に、それぞれ到
達することが出来る。この時、一方の金属電極は完全に
光を反射させ、この電極はレーザの共振器の高反射ミラ
ー（High Refrector : HR）として働き、他方の金属電
極は、光の一部を透過させるため、この電極はレーザ共
振器の出力結合ミラー（Output Coupler : OC）として
働き、その結果、本発明のエレクトロルミネッセンス素
子で発光した光は、両金属電極間で共振し、閾値を超え
たときにレーザ発振する。
トロルミネッセンス素子では、図１に示されるように、
その両面に仕事関数の大きな透明電極を設けた両面透明
電極付きガラス基板３を中央に配置し、それらの各面上
にエレクトロルミネッセンス材料２を取り付けている。
更に、仕事関係の小さな金属電極を取り付ける（請求項
１）が、その一方は、光を完全に反射する材料を用い、
他方は、光を一部透過する、すなわち、半透明の金属電
極を取り付ける。また、透明電極を設けたガラス基板に
は、全面にエレクトロルミネッセンス材料を取り付ける
のではなく、一部を露出した状態にしておく（請求項
９）。この露出した部分が、電界発光したときに出る発
熱を放逸するのに役立つ。露出した部分は、常に空気に
触れており、熱が空気中に放逸される。さらに、熱の放
逸効果を高めるために、図２に示すように、この露出部
にペルチェ素子６などの冷却素子を取り付け（請求項１
０および１１）、強制的に冷却を行う。この様な、構造
にすれば、中央の透明電極を設けたガラス基板を挟ん
で、両サイドのエレクトロルミネッセンス材料から発光
した光は、中央の透明ガラス電極は、透明で光を双方向
に透過させるため、両サイドの金属電極に、それぞれ到
達することが出来る。この時、一方の金属電極は完全に
光を反射させ、この電極はレーザの共振器の高反射ミラ
ー（High Refrector : HR）として働き、他方の金属電
極は、光の一部を透過させるため、この電極はレーザ共
振器の出力結合ミラー（Output Coupler : OC）として
働き、その結果、本発明のエレクトロルミネッセンス素
子で発光した光は、両金属電極間で共振し、閾値を超え
たときにレーザ発振する。
【０００５】本発明の共振器型エレクトロルミネッセン
ス素子では、図１に示されるように、両面に透明電極を
設けた両面透明電極付きガラス基板３を中央に配置し、
その両面にエレクトロルミネッセンス材料２を取り付け
ている。更に、金属電極を取り付けるが、その一方は、
光を完全に反射する材料を用い、他方は、光を一部透過
する、すなわち、半透明の金属電極を取り付ける。それ
ぞれのエレクトロルミネッセンス材料を発光させるに
は、中央の透明電極を共通電極として、各金属電極に同
じ電源９から同一の電圧を印加して、発光させる（請求
項１２）方式が一つの方式であるが（図１）、両面の透
明電極を別々に用い、それぞれと各金属電極とを別々の
電源９ａおよび９ｂで同一の電圧または別々の電圧を印
加し発光させる（請求項１３および１４）方式もある
（図３）。この様にして、発光させる２つのエレクトロ
ルミネッセンス材料は、同一の材料で有れば発光スペク
トルが同一になるので、その中の特定の波長の光が増幅
されるように、共振器長をエレクトロルミネッセンス材
料の厚みで制御すれば、その厚みに対応したレーザ光が
取り出せる。しかしながら、２つのエレクトロルミネッ
センス材料は必ずしも同一の材料でなくても良い（請求
項２〜４）。少なくともそれぞれの発光スペクトルの一
部が重なり合っていればよい。重なり合っている発光波
長部の光が、増幅されるようにエレクトロルミネッセン
ス材料の厚みを制御して、その厚みに対応した波長の光
をレーザ光として取り出せる。エレクトロルミネッセン
ス材料としては、ポリマー材料（請求項２および５）で
も良く、ポリマー分散型材料（請求項３および６）でも
良く、有機分子積層型材料（請求項４および７）でも、
有機・無機複合型材料でも良い。さて、発光には発熱が
付随的に起こる。この発熱をいかに放逸するかが、有機
エレクトロルミネッセンス材料を使ってレーザ発振させ
る際の大きな課題である。例えば、１０万カンデラ／ｍ
2の光が発光した場合には、その光だけで１Ｗ／ｃｍ2の
熱量に相当する。一般には、光の外部取りだし効率は、
せいぜい、４〜５％である（参照文献：筒井、応用物
理、第６６巻、第２号（１９９７）ｐ．１０９）。この
事を考慮すれば、内部量子効率が１００％と仮定して
も、１０万カンデラ／ｍ2の光が発光した場合には、そ
の光だけで２０〜２５Ｗ／ｃｍ2の発熱量に相当する。
実際には内部量子効率が１００％ではないので、少なく
ともその数倍の発熱量がある。そこで、本発明では、透
明電極を設けたガラス基板には、全面にエレクトロルミ
ネッセンス材料を取り付けるのではなく、一部を露出し
た状態にしておく（図１、図３）。この露出した部分
が、電界発光したときに出る発熱を放逸してくれる。即
ち、露出した部分は、常に空気に触れており、発光によ
る熱が空気中に放逸される。さらに、熱の放逸効果を高
めるために、図２に示すように、この露出部にペルチェ
素子を取り付け、強制的に冷却を行う事が出来る。さら
に、このペルチェ素子による冷却はエレクトロルミネッ
センス材料の発光効率と寿命とを向上させることもでき
る。この様な構造にすれば（図１、図３、図２）、中央
の透明電極を設けたガラス基板を挟んで、両サイドのエ
レクトロルミネッセンス材料から発光した光は、中央の
透明ガラス電極は、透明で光を双方向に透過させるた
め、両サイドの金属電極に、それぞれ到達することが出
来る。このとき、一方の金属電極は完全に光を反射さ
せ、この電極はレーザの共振器の高反射ミラー（High R
efrector : HR）として働き、他方の金属電極は、光の
一部を透過させるため、この電極はレーザ共振器の出力
結合ミラー（Output Coupler : OC）として働き、その
結果、本発明のエレクトロルミネッセンス素子で発光し
た光は、両金属電極間で反射を繰り返しながら共振し、
コヒーレンシーを増しながら、閾値を超えたときにコヒ
ーレントなレーザ光７を発振する。図５に、発振１３の
様子を模式的に示す。図５に示した１１は非励起分子、
１２は励起分子である。図５において、「矢印」をつけ
た線分は、光のコヒーレンシーが得られて、レーザ光と
して、素子の外部に出射する光を示しており、他方、
「矢印」のない線分は、光のコヒーレンシーが得られて
おらず、素子内で反射を繰り返している光を示してい
る。レーザ発振光の波長は両電極間の距離で決まる共振
長に対応した波長の光が発振される。なお、中央のガラ
スとエレクトロルミネッセンス材料との光学的屈折率は
一般には異なるが、発振される光は、そこを必ず往復す
るので、透明ガラス基板を通過するたびに波長が元の発
光波長に戻されるので、共振する事が可能となりコヒー
レンシーを持ったレーザ光が、出力結合ミラー（Output
Coupler : OC）として働く金属電極側から発振する。
この金属電極は一般には、平面であるため面発光レーザ
光源となる。この電極サイズをマクロからミクロに変え
て構成すれば、その電極面積に対応して、面発光レーザ
から点発光レーザにまで種々のレーザ光源が出来る。さ
て、中央の透明電極としては酸化インジウム錫（ＩＴ
Ｏ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化インジウム（ＩｎＯ2）
を使う。ガラス基板は石英ガラス、アルカリガラス、無
アルカリガラスの内のどれでも良いが、ガラス基板と透
明電極との間は酸化珪素（ＳｉＯ2）でコートしてお
く。全反射型の金属電極としては、マグネシウムと銀の
合金（Ｍｇ／Ａｇ）等のマグネシウム合金、アルミニウ
ムとリチウムとの合金（Ａｌ／Ｌｉ）等のアルミニウム
合金等を用いる。一部光透過性金属電極としては金薄膜
等を用いる。エレクトロルミネッセンス材料としてはポ
リマー系の材料、ポリマー分散型材料、有機分子積層型
材料の３通りを用いることが出来る。ポリマー系の材料
としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系ポ
リマー、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）系ポリマー、ポ
リチオフェン（ＰＴ）系ポリマー、ポリシラン（ＰＳ）
系ポリマー等のπ共役性ポリマー等を用いる。ポリマー
分散型材料としては、ホストポリマーとして、ポリビニ
ルカルバゾールおよびその誘導体ポリマー、ポリメチル
アクリレート、ポリメチルメタアクリレート等を用い、
これらに電荷輸送剤、発光材を分散した材料を用いる。
電荷輸送剤、発光材については、以下に述べる分子積層
型材料に用いる電荷輸送剤、発光材が共通に用いられ
る。有機分子積層型材料は、電子輸送剤とホール輸送剤
の電荷輸送剤と発光材とが単層、２層、３層に積層され
る（参照文献：筒井、応用物理、第６６巻、第２号（１
９９７）ｐ．１０９）。電子輸送剤には、トリス（８−
ヒドロキシ−キノリノ）アルミニウム（ＡｌＱ3（tris
（8-hydroxy-quinolino）aluminium））、ビス（８−ヒ
ドロキシ−キノリノ）ベリリウム（ＢｅＱ2（bis（8-hy
droxy-quinolino)beryllium））、ジンク−ビス−ベン
ゾオキサゾール（Ｚｎ（ＢＯＺ）2（Zinc-bis-benzoxaz
ole））、ジンク−ビス−ベンゾチアゾール（Ｚｎ（Ｂ
ＴＺ）2（Zinc-bis-benzothiazole））、トリス（１，
３−ジフェニル−１，３−プロパンジオノ）モノフェナ
ンスロリン）Ｅｕ（III）（Ｅｕ（ＤＢＭ）3（Ｐｈｅ
ｎ）（tris（1,3-diphenyl-1,3-propanediono））（mon
ophenanthroline）Eu（III）））、２−ビフェニル−５
−（パラ−ｔｅｒ−ブチルフェニル−１，３，４−オキ
サジアゾール（Ｂｕｔｙｌ−ＰＢＤ（2-biphenyl-5-（p
ara-ter-butylphenyl）-1,3,4-oxadiazole））、１−フ
ェニル−２−ビフェニル−５−パラ−ｔｅｒ−ブチルフ
ェニル−１，３，４−トリアゾール（ＴＡＺ（1-phenyl
-2-biphenyl-5-para-ter-butylphenyl-1,3,4-triazol
e））、１，３，５−トリス（４−ｔｅｒ−ブチルフェ
ニル−１，３，４−オキサジアゾリル）ベンゼン（ＴＰ
ＯＢ（1,3,5-tris（4-ter-butylphenyl-1,3,4-oxadiazo
lyl）benzene））、等の内少なくとも一つを用いる。ホ
ール輸送剤には、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビ
ス（３−メチルフェニル）−［１，１′−ビフェニル］
−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ（N,N′-diphenyl-N,N′
-bis（3-methylphenyl）-[1,1′-biphenyl]-4,4′-diam
ine））、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（α
−ナフチル）−［１，１′−ビフェニル］−４，４′−
ジアミン４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−
フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ（N,N′-di
phenyl-N,N′-bis（α-naphtyl）-[1,1′-biphenyl]-4,
4′-diamine：4,4′-bis[N-（1-naphthyl）-N-phenyl-a
mino]biphenyl））、４，４′−ビス（９−カルバゾリ
ル）−１，１′−ビフェニル（Ｃｚ−ＴＰＤ（4,4′-Bi
s（9-carbazolyl）-1,1′-biphenyl））、３，４，９，
１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ＰＴＣＤＡ
（3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydrid
e））、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ（Copperphtarocya
nine））、亜鉛（II）５，１０，１５，２０−テトラフ
ェニルポルフィリン（ＺｎＴＰＰ（Zinc（II）5,10,15,
20-tetraphenylporphyrin））、４，４′−ビス（１０
−フェノキサジニル）ビフェニル（ＰＯ−ＴＰＤ（4,
4′-Bis（10-phenoxazinyl）biphenyl））、４，４′−
ビス（１０−フェノチアジニル）ビフェニル（ＰＴ−Ｔ
ＰＤ（4,4′-Bis（10-phenothiazinyl）biphenyl））、
４，４′−（２，２−ジフェニルビニレン）−１，１′
−ビフェニル（ＤＰＢＩ（4,4′-（2,2-diphenylvinyle
ne）-1,1′-biphenyl））、４，４′−（２，２−ジ−
パラメチルフェニルビニレン）−１，１′−ビフェニル
（ＤＴＶＢＩ（4,4′-（2,2-di-paramethylphenylvinyl
ene）-1,1′-biphenyl））、４，４′，４″−トリス
（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルア
ミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（4,4′,4″-tris（3-methylph
enylphenylamino）triphenylamine））、４−ビフェニ
ルアミノフェニル−ビフェニルヒドラゾン（ＨＤＲＺ
（4-biphenylaminophenyl-biphenylhydrazone））、
４，４′，４″−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニ
ルアミン（ＴＣＴＡ（4,4′,4″-tri（N-carbazolyl）t
riphenylamine））、Ｒｕ（II）（２，２′−ビピリジ
ルルテニウム錯体［Ｒｕ（ｂｐｙ）3］2 +等の内、少な
くとも一つを用いる。発光材には、３−（２′ベンゾチ
アゾリル−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマ
リン５４０、3-（2′-Benzothiazole）-7-N,N-diethyla
minocoumarin、（化１））：
ス素子では、図１に示されるように、両面に透明電極を
設けた両面透明電極付きガラス基板３を中央に配置し、
その両面にエレクトロルミネッセンス材料２を取り付け
ている。更に、金属電極を取り付けるが、その一方は、
光を完全に反射する材料を用い、他方は、光を一部透過
する、すなわち、半透明の金属電極を取り付ける。それ
ぞれのエレクトロルミネッセンス材料を発光させるに
は、中央の透明電極を共通電極として、各金属電極に同
じ電源９から同一の電圧を印加して、発光させる（請求
項１２）方式が一つの方式であるが（図１）、両面の透
明電極を別々に用い、それぞれと各金属電極とを別々の
電源９ａおよび９ｂで同一の電圧または別々の電圧を印
加し発光させる（請求項１３および１４）方式もある
（図３）。この様にして、発光させる２つのエレクトロ
ルミネッセンス材料は、同一の材料で有れば発光スペク
トルが同一になるので、その中の特定の波長の光が増幅
されるように、共振器長をエレクトロルミネッセンス材
料の厚みで制御すれば、その厚みに対応したレーザ光が
取り出せる。しかしながら、２つのエレクトロルミネッ
センス材料は必ずしも同一の材料でなくても良い（請求
項２〜４）。少なくともそれぞれの発光スペクトルの一
部が重なり合っていればよい。重なり合っている発光波
長部の光が、増幅されるようにエレクトロルミネッセン
ス材料の厚みを制御して、その厚みに対応した波長の光
をレーザ光として取り出せる。エレクトロルミネッセン
ス材料としては、ポリマー材料（請求項２および５）で
も良く、ポリマー分散型材料（請求項３および６）でも
良く、有機分子積層型材料（請求項４および７）でも、
有機・無機複合型材料でも良い。さて、発光には発熱が
付随的に起こる。この発熱をいかに放逸するかが、有機
エレクトロルミネッセンス材料を使ってレーザ発振させ
る際の大きな課題である。例えば、１０万カンデラ／ｍ
2の光が発光した場合には、その光だけで１Ｗ／ｃｍ2の
熱量に相当する。一般には、光の外部取りだし効率は、
せいぜい、４〜５％である（参照文献：筒井、応用物
理、第６６巻、第２号（１９９７）ｐ．１０９）。この
事を考慮すれば、内部量子効率が１００％と仮定して
も、１０万カンデラ／ｍ2の光が発光した場合には、そ
の光だけで２０〜２５Ｗ／ｃｍ2の発熱量に相当する。
実際には内部量子効率が１００％ではないので、少なく
ともその数倍の発熱量がある。そこで、本発明では、透
明電極を設けたガラス基板には、全面にエレクトロルミ
ネッセンス材料を取り付けるのではなく、一部を露出し
た状態にしておく（図１、図３）。この露出した部分
が、電界発光したときに出る発熱を放逸してくれる。即
ち、露出した部分は、常に空気に触れており、発光によ
る熱が空気中に放逸される。さらに、熱の放逸効果を高
めるために、図２に示すように、この露出部にペルチェ
素子を取り付け、強制的に冷却を行う事が出来る。さら
に、このペルチェ素子による冷却はエレクトロルミネッ
センス材料の発光効率と寿命とを向上させることもでき
る。この様な構造にすれば（図１、図３、図２）、中央
の透明電極を設けたガラス基板を挟んで、両サイドのエ
レクトロルミネッセンス材料から発光した光は、中央の
透明ガラス電極は、透明で光を双方向に透過させるた
め、両サイドの金属電極に、それぞれ到達することが出
来る。このとき、一方の金属電極は完全に光を反射さ
せ、この電極はレーザの共振器の高反射ミラー（High R
efrector : HR）として働き、他方の金属電極は、光の
一部を透過させるため、この電極はレーザ共振器の出力
結合ミラー（Output Coupler : OC）として働き、その
結果、本発明のエレクトロルミネッセンス素子で発光し
た光は、両金属電極間で反射を繰り返しながら共振し、
コヒーレンシーを増しながら、閾値を超えたときにコヒ
ーレントなレーザ光７を発振する。図５に、発振１３の
様子を模式的に示す。図５に示した１１は非励起分子、
１２は励起分子である。図５において、「矢印」をつけ
た線分は、光のコヒーレンシーが得られて、レーザ光と
して、素子の外部に出射する光を示しており、他方、
「矢印」のない線分は、光のコヒーレンシーが得られて
おらず、素子内で反射を繰り返している光を示してい
る。レーザ発振光の波長は両電極間の距離で決まる共振
長に対応した波長の光が発振される。なお、中央のガラ
スとエレクトロルミネッセンス材料との光学的屈折率は
一般には異なるが、発振される光は、そこを必ず往復す
るので、透明ガラス基板を通過するたびに波長が元の発
光波長に戻されるので、共振する事が可能となりコヒー
レンシーを持ったレーザ光が、出力結合ミラー（Output
Coupler : OC）として働く金属電極側から発振する。
この金属電極は一般には、平面であるため面発光レーザ
光源となる。この電極サイズをマクロからミクロに変え
て構成すれば、その電極面積に対応して、面発光レーザ
から点発光レーザにまで種々のレーザ光源が出来る。さ
て、中央の透明電極としては酸化インジウム錫（ＩＴ
Ｏ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化インジウム（ＩｎＯ2）
を使う。ガラス基板は石英ガラス、アルカリガラス、無
アルカリガラスの内のどれでも良いが、ガラス基板と透
明電極との間は酸化珪素（ＳｉＯ2）でコートしてお
く。全反射型の金属電極としては、マグネシウムと銀の
合金（Ｍｇ／Ａｇ）等のマグネシウム合金、アルミニウ
ムとリチウムとの合金（Ａｌ／Ｌｉ）等のアルミニウム
合金等を用いる。一部光透過性金属電極としては金薄膜
等を用いる。エレクトロルミネッセンス材料としてはポ
リマー系の材料、ポリマー分散型材料、有機分子積層型
材料の３通りを用いることが出来る。ポリマー系の材料
としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系ポ
リマー、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）系ポリマー、ポ
リチオフェン（ＰＴ）系ポリマー、ポリシラン（ＰＳ）
系ポリマー等のπ共役性ポリマー等を用いる。ポリマー
分散型材料としては、ホストポリマーとして、ポリビニ
ルカルバゾールおよびその誘導体ポリマー、ポリメチル
アクリレート、ポリメチルメタアクリレート等を用い、
これらに電荷輸送剤、発光材を分散した材料を用いる。
電荷輸送剤、発光材については、以下に述べる分子積層
型材料に用いる電荷輸送剤、発光材が共通に用いられ
る。有機分子積層型材料は、電子輸送剤とホール輸送剤
の電荷輸送剤と発光材とが単層、２層、３層に積層され
る（参照文献：筒井、応用物理、第６６巻、第２号（１
９９７）ｐ．１０９）。電子輸送剤には、トリス（８−
ヒドロキシ−キノリノ）アルミニウム（ＡｌＱ3（tris
（8-hydroxy-quinolino）aluminium））、ビス（８−ヒ
ドロキシ−キノリノ）ベリリウム（ＢｅＱ2（bis（8-hy
droxy-quinolino)beryllium））、ジンク−ビス−ベン
ゾオキサゾール（Ｚｎ（ＢＯＺ）2（Zinc-bis-benzoxaz
ole））、ジンク−ビス−ベンゾチアゾール（Ｚｎ（Ｂ
ＴＺ）2（Zinc-bis-benzothiazole））、トリス（１，
３−ジフェニル−１，３−プロパンジオノ）モノフェナ
ンスロリン）Ｅｕ（III）（Ｅｕ（ＤＢＭ）3（Ｐｈｅ
ｎ）（tris（1,3-diphenyl-1,3-propanediono））（mon
ophenanthroline）Eu（III）））、２−ビフェニル−５
−（パラ−ｔｅｒ−ブチルフェニル−１，３，４−オキ
サジアゾール（Ｂｕｔｙｌ−ＰＢＤ（2-biphenyl-5-（p
ara-ter-butylphenyl）-1,3,4-oxadiazole））、１−フ
ェニル−２−ビフェニル−５−パラ−ｔｅｒ−ブチルフ
ェニル−１，３，４−トリアゾール（ＴＡＺ（1-phenyl
-2-biphenyl-5-para-ter-butylphenyl-1,3,4-triazol
e））、１，３，５−トリス（４−ｔｅｒ−ブチルフェ
ニル−１，３，４−オキサジアゾリル）ベンゼン（ＴＰ
ＯＢ（1,3,5-tris（4-ter-butylphenyl-1,3,4-oxadiazo
lyl）benzene））、等の内少なくとも一つを用いる。ホ
ール輸送剤には、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビ
ス（３−メチルフェニル）−［１，１′−ビフェニル］
−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ（N,N′-diphenyl-N,N′
-bis（3-methylphenyl）-[1,1′-biphenyl]-4,4′-diam
ine））、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（α
−ナフチル）−［１，１′−ビフェニル］−４，４′−
ジアミン４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−
フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ（N,N′-di
phenyl-N,N′-bis（α-naphtyl）-[1,1′-biphenyl]-4,
4′-diamine：4,4′-bis[N-（1-naphthyl）-N-phenyl-a
mino]biphenyl））、４，４′−ビス（９−カルバゾリ
ル）−１，１′−ビフェニル（Ｃｚ−ＴＰＤ（4,4′-Bi
s（9-carbazolyl）-1,1′-biphenyl））、３，４，９，
１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ＰＴＣＤＡ
（3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydrid
e））、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ（Copperphtarocya
nine））、亜鉛（II）５，１０，１５，２０−テトラフ
ェニルポルフィリン（ＺｎＴＰＰ（Zinc（II）5,10,15,
20-tetraphenylporphyrin））、４，４′−ビス（１０
−フェノキサジニル）ビフェニル（ＰＯ−ＴＰＤ（4,
4′-Bis（10-phenoxazinyl）biphenyl））、４，４′−
ビス（１０−フェノチアジニル）ビフェニル（ＰＴ−Ｔ
ＰＤ（4,4′-Bis（10-phenothiazinyl）biphenyl））、
４，４′−（２，２−ジフェニルビニレン）−１，１′
−ビフェニル（ＤＰＢＩ（4,4′-（2,2-diphenylvinyle
ne）-1,1′-biphenyl））、４，４′−（２，２−ジ−
パラメチルフェニルビニレン）−１，１′−ビフェニル
（ＤＴＶＢＩ（4,4′-（2,2-di-paramethylphenylvinyl
ene）-1,1′-biphenyl））、４，４′，４″−トリス
（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルア
ミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（4,4′,4″-tris（3-methylph
enylphenylamino）triphenylamine））、４−ビフェニ
ルアミノフェニル−ビフェニルヒドラゾン（ＨＤＲＺ
（4-biphenylaminophenyl-biphenylhydrazone））、
４，４′，４″−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニ
ルアミン（ＴＣＴＡ（4,4′,4″-tri（N-carbazolyl）t
riphenylamine））、Ｒｕ（II）（２，２′−ビピリジ
ルルテニウム錯体［Ｒｕ（ｂｐｙ）3］2 +等の内、少な
くとも一つを用いる。発光材には、３−（２′ベンゾチ
アゾリル−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン（クマ
リン５４０、3-（2′-Benzothiazole）-7-N,N-diethyla
minocoumarin、（化１））：
【０００６】
【化１】
【０００７】、４−ジシアンメチレン−２−メチル−６
−（ｐ−ジメチルアミノスチリル−４Ｈ−ピラン（ＤＣ
Ｍ１、4-Dicyanmethylene-2-methyl-6-（p-dimethylami
nostyryl）-4H-pyran、（化２））：
−（ｐ−ジメチルアミノスチリル−４Ｈ−ピラン（ＤＣ
Ｍ１、4-Dicyanmethylene-2-methyl-6-（p-dimethylami
nostyryl）-4H-pyran、（化２））：
【０００８】
【化２】
【０００９】、４−ジシアンメチレン−２−メチル−６
−（オクタヒドロキノリジン［ｃ，ｄ］スチリル−４Ｈ
−ピラン（ＤＣＭ２、4-Dicyanmethylene-2-methyl-6-
（octahydroquinolizine[c,d]styryl）-4H-pyran、（化
３））：
−（オクタヒドロキノリジン［ｃ，ｄ］スチリル−４Ｈ
−ピラン（ＤＣＭ２、4-Dicyanmethylene-2-methyl-6-
（octahydroquinolizine[c,d]styryl）-4H-pyran、（化
３））：
【００１０】
【化３】
【００１１】、ルブレン（Rubrene（化４））：
【００１２】
【化４】
【００１３】、キナクリドン誘導体（Quinacridone der
ivatives（化５）〜（化９））：
ivatives（化５）〜（化９））：
【００１４】
【化５】
【００１５】
【化６】
【００１６】
【化７】
【００１７】
【化８】
【００１８】
【化９】
【００１９】等の発光性色素の内少なくとも一つを用い
る。なお、分子積層型材料では、電荷輸送剤も発光材と
して働くため、レーザ発振させたい波長により、発光材
を添加するかどうかを決める。電荷輸送剤の発光波長で
良いならば、発光材を添加する必要はない。発光させる
ために用いる電源は、太陽電池、乾電池、２次電池、１
００Ｖ電源、２００Ｖ電源、燃料電池等のいずれでも良
く、電圧値と周波数特性をそれぞれのエレクトロルミネ
ッセンス材料に合わせて、最適値を用いる。
る。なお、分子積層型材料では、電荷輸送剤も発光材と
して働くため、レーザ発振させたい波長により、発光材
を添加するかどうかを決める。電荷輸送剤の発光波長で
良いならば、発光材を添加する必要はない。発光させる
ために用いる電源は、太陽電池、乾電池、２次電池、１
００Ｖ電源、２００Ｖ電源、燃料電池等のいずれでも良
く、電圧値と周波数特性をそれぞれのエレクトロルミネ
ッセンス材料に合わせて、最適値を用いる。
【００２０】
【発明の実施の形態】実施の形態１ 本実施の形態は、図１に示すように、透明ガラスの両面
に透明電極ＩＴＯを設け、その両面に有機エレクトロル
ミネッセンス材料２を積層し、さらにその一方の有機エ
レクトロルミネッセンス材料の上に、光を透過しないア
ルミニウム／リチウム合金（Ａｌ／Ｌｉ＝１０／１）を
不透明金属電極４として設ける。他方の有機エレクトロ
ルミネッセンス材料の上に、光を一部透過させる、すな
わち、半透明の金電極を半透明金属電極１として設け
る。有機エレクトロルミネッセンス材料としては、ポリ
パラフェニレンビニレンを用いる。エレクトロルミネッ
センス材料部は図１に示すように、ＩＴＯ透明ガラス電
極基板の全面に積層させずに、その一部を空冷のために
残しておく。電源は、本実施の形態では、ＩＴＯ透明電
極を共通アノード電極として用い、一つの電源で、各金
属電極に同電位を印加する。ここでは、１５Ｖを印加し
た。その結果、波長５００ｎｍの２０００カンデラ／ｍ
2の発光が得られた。また、発光の指向性が良く、本実
施の形態は、レーザ発振を起こす事の出来る、共振器型
エレクトロルミネッセンス素子である。なお、図１の
（ａ）は本実施の形態の斜視図、（ｂ）は断面図であ
る。
に透明電極ＩＴＯを設け、その両面に有機エレクトロル
ミネッセンス材料２を積層し、さらにその一方の有機エ
レクトロルミネッセンス材料の上に、光を透過しないア
ルミニウム／リチウム合金（Ａｌ／Ｌｉ＝１０／１）を
不透明金属電極４として設ける。他方の有機エレクトロ
ルミネッセンス材料の上に、光を一部透過させる、すな
わち、半透明の金電極を半透明金属電極１として設け
る。有機エレクトロルミネッセンス材料としては、ポリ
パラフェニレンビニレンを用いる。エレクトロルミネッ
センス材料部は図１に示すように、ＩＴＯ透明ガラス電
極基板の全面に積層させずに、その一部を空冷のために
残しておく。電源は、本実施の形態では、ＩＴＯ透明電
極を共通アノード電極として用い、一つの電源で、各金
属電極に同電位を印加する。ここでは、１５Ｖを印加し
た。その結果、波長５００ｎｍの２０００カンデラ／ｍ
2の発光が得られた。また、発光の指向性が良く、本実
施の形態は、レーザ発振を起こす事の出来る、共振器型
エレクトロルミネッセンス素子である。なお、図１の
（ａ）は本実施の形態の斜視図、（ｂ）は断面図であ
る。
【００２１】実施の形態２ 本実施の形態は、図２に示すように、透明ガラスの両面
に透明電極ＩＴＯを施し、その両面に有機エレクトロル
ミネッセンス材料を積層し、さらにその一方の有機エレ
クトロルミネッセンス材料の上に、光を透過しないマグ
ネシウム／銀合金（Ｍｇ／Ｈｇ＝１０／１）を電極とし
て施す。他方の有機エレクトロルミネッセンス材料の上
に、光を一部透過させる金電極を施す。有機エレクトロ
ルミネッセンス材料としては、ポリビニルカルバゾール
（ＰＶＫ）分散型材料を用いる。ＰＶＫ中にトリス（８
−ヒドロキシ−キノリノ）アルミニウム（ＡｌＱ3（tri
s（8-hydroxy-quinolino）aluminium））と１−フェニ
ル−２−ビフェニル−５−パラ−ｔｅｒ−ブチルフェニ
ル−１，３，４−トリアゾール（ＴＡＺ（1-phenyl-2-b
iphenyl-5-para-ter-butylphenyl-1,3,4-triazole））
を分散させる。エレクトロルミネッセンス材料部は図２
に示すように、ＩＴＯ透明ガラス電極基板の全面に積層
させずに、その一部を残しておき、冷却用のペルチェ素
子６を取り付け、エレクトロルミネッセンス発光の際の
発熱の冷却を行う。電源は、本実施の形態では、ＩＴＯ
透明電極を共通アノード電極として用い、２つの電源
で、各金属電極に別々の電位を印加する。ここでは、Ｍ
ｇ／Ｈｇ電極に１５Ｖ、金電極に２０Ｖをそれぞれ印加
した。さらに、ペルチェ素子で透明ガラス基板をマイナ
ス３０度に冷却を行った。その結果、波長４１７ｎｍの
２３００カンデラ／ｍ2の発光が得られた。また、発光
の指向性が良く、本実施の形態は、レーザ発振を起こす
事の出来る、共振器型エレクトロルミネッセンス素子で
ある。なお、図２は本実施の形態の断面図である。斜視
図は図１の（ａ）とペルチェ素子以外は同様である。
に透明電極ＩＴＯを施し、その両面に有機エレクトロル
ミネッセンス材料を積層し、さらにその一方の有機エレ
クトロルミネッセンス材料の上に、光を透過しないマグ
ネシウム／銀合金（Ｍｇ／Ｈｇ＝１０／１）を電極とし
て施す。他方の有機エレクトロルミネッセンス材料の上
に、光を一部透過させる金電極を施す。有機エレクトロ
ルミネッセンス材料としては、ポリビニルカルバゾール
（ＰＶＫ）分散型材料を用いる。ＰＶＫ中にトリス（８
−ヒドロキシ−キノリノ）アルミニウム（ＡｌＱ3（tri
s（8-hydroxy-quinolino）aluminium））と１−フェニ
ル−２−ビフェニル−５−パラ−ｔｅｒ−ブチルフェニ
ル−１，３，４−トリアゾール（ＴＡＺ（1-phenyl-2-b
iphenyl-5-para-ter-butylphenyl-1,3,4-triazole））
を分散させる。エレクトロルミネッセンス材料部は図２
に示すように、ＩＴＯ透明ガラス電極基板の全面に積層
させずに、その一部を残しておき、冷却用のペルチェ素
子６を取り付け、エレクトロルミネッセンス発光の際の
発熱の冷却を行う。電源は、本実施の形態では、ＩＴＯ
透明電極を共通アノード電極として用い、２つの電源
で、各金属電極に別々の電位を印加する。ここでは、Ｍ
ｇ／Ｈｇ電極に１５Ｖ、金電極に２０Ｖをそれぞれ印加
した。さらに、ペルチェ素子で透明ガラス基板をマイナ
ス３０度に冷却を行った。その結果、波長４１７ｎｍの
２３００カンデラ／ｍ2の発光が得られた。また、発光
の指向性が良く、本実施の形態は、レーザ発振を起こす
事の出来る、共振器型エレクトロルミネッセンス素子で
ある。なお、図２は本実施の形態の断面図である。斜視
図は図１の（ａ）とペルチェ素子以外は同様である。
【００２２】実施の形態３ 本実施の形態は、図３に示すように、透明ガラスの両面
に透明電極ＩＴＯを施し、その両面に有機エレクトロル
ミネッセンス材料２ａおよび２ｂを積層し、さらにその
一方の有機エレクトロルミネッセンス材料２ｂの上に、
光を透過しないマグネシウム／銀合金（Ｍｇ／Ｈｇ＝１
０／１）を不透明金属電極４として設ける。他方の有機
エレクトロルミネッセンス材料２ａの上に、光を一部透
過させる金電極を施す。有機エレクトロルミネッセンス
材料としては、一方のＩＴＯ電極面にホール輸送剤ビス
（８−ヒドロキシ−キノリノ）ベリリウム（ＴＣＴＡ
（4,4′,4″-tri（N-carbazolyl）triphenylamine））
をさらに電子輸送剤１，３，５−トリス（４−ｔｅｒ−
ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾリル（ＴＰ
ＯＢ（1,3,5-tris(4-ter-butylphenyl-1,3,4-oxadiazol
yl)benzene）に積層させたものを用いる。他方のＩＴＯ
電極面にはホール輸送剤Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，
Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１′−ビフ
ェニル］−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ（N,N′-diphen
yl-N,N′-bis（3-methylphenyl）-[1,1′-biphenyl]-4,
4′-diamine））を、電子輸送剤に１，３，５−トリス
（４−ｔｅｒ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジ
アゾリル）ベンゼン（ＴＰＯＢ（1,3,5-tris（4-ter-bu
tylphenyl-1,3,4-oxadiazolyl）benzene））に積層させ
たものを用いる。エレクトロルミネッセンス材料部は図
３に示すように、ＩＴＯ透明ガラス電極基板の全面に積
層させずに、その一部を残しておき、冷却用ペルチェ素
子を取り付け、エレクトロルミネッセンス発光の際の発
熱の冷却を行う。電源は、本実施の形態では、ＩＴＯ透
明電極を共通アノード電極として用い、２つの電源で、
各金属電極に別々の電位を印加する。ここでは、ホール
輸送剤ＴＰＤを含むエレクトロルミネッセンス材料側の
Ｍｇ／Ｈｇ電極に１５Ｖ、金電極に１８Ｖをそれぞれ印
加した。さらに、ペルチェ素子で透明ガラス基板をマイ
ナス３０度に冷却を行った。その結果、両方のエレクト
ロルミネッセンス材料の共通発光波長域に当たる波長５
００ｎｍの３５００カンデラ／ｍ2の発光が得られた。
また、発光の指向性が良く、本実施の形態は、レーザ発
振を起こす事の出来る、共振器型エレクトロルミネッセ
ンス素子である。なお、図３は本実施の形態の断面図で
ある。斜視図は図１の（ａ）と同様である。
に透明電極ＩＴＯを施し、その両面に有機エレクトロル
ミネッセンス材料２ａおよび２ｂを積層し、さらにその
一方の有機エレクトロルミネッセンス材料２ｂの上に、
光を透過しないマグネシウム／銀合金（Ｍｇ／Ｈｇ＝１
０／１）を不透明金属電極４として設ける。他方の有機
エレクトロルミネッセンス材料２ａの上に、光を一部透
過させる金電極を施す。有機エレクトロルミネッセンス
材料としては、一方のＩＴＯ電極面にホール輸送剤ビス
（８−ヒドロキシ−キノリノ）ベリリウム（ＴＣＴＡ
（4,4′,4″-tri（N-carbazolyl）triphenylamine））
をさらに電子輸送剤１，３，５−トリス（４−ｔｅｒ−
ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾリル（ＴＰ
ＯＢ（1,3,5-tris(4-ter-butylphenyl-1,3,4-oxadiazol
yl)benzene）に積層させたものを用いる。他方のＩＴＯ
電極面にはホール輸送剤Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，
Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１′−ビフ
ェニル］−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ（N,N′-diphen
yl-N,N′-bis（3-methylphenyl）-[1,1′-biphenyl]-4,
4′-diamine））を、電子輸送剤に１，３，５−トリス
（４−ｔｅｒ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジ
アゾリル）ベンゼン（ＴＰＯＢ（1,3,5-tris（4-ter-bu
tylphenyl-1,3,4-oxadiazolyl）benzene））に積層させ
たものを用いる。エレクトロルミネッセンス材料部は図
３に示すように、ＩＴＯ透明ガラス電極基板の全面に積
層させずに、その一部を残しておき、冷却用ペルチェ素
子を取り付け、エレクトロルミネッセンス発光の際の発
熱の冷却を行う。電源は、本実施の形態では、ＩＴＯ透
明電極を共通アノード電極として用い、２つの電源で、
各金属電極に別々の電位を印加する。ここでは、ホール
輸送剤ＴＰＤを含むエレクトロルミネッセンス材料側の
Ｍｇ／Ｈｇ電極に１５Ｖ、金電極に１８Ｖをそれぞれ印
加した。さらに、ペルチェ素子で透明ガラス基板をマイ
ナス３０度に冷却を行った。その結果、両方のエレクト
ロルミネッセンス材料の共通発光波長域に当たる波長５
００ｎｍの３５００カンデラ／ｍ2の発光が得られた。
また、発光の指向性が良く、本実施の形態は、レーザ発
振を起こす事の出来る、共振器型エレクトロルミネッセ
ンス素子である。なお、図３は本実施の形態の断面図で
ある。斜視図は図１の（ａ）と同様である。
【００２３】実施の形態４ 本実施の形態は、図４に示すように、透明ガラスの両面
に透明電極ＩＴＯを施し、その両面に有機エレクトロル
ミネッセンス材料を積層し、さらにその一方の有機エレ
クトロルミネッセンス材料の上に、光を透過しないマグ
ネシウム／銀合金（Ｍｇ／Ｈｇ＝１０／１）を不透明電
極４として設ける。他方の有機エレクトロルミネッセン
ス材料の上に、光を一部透過させる金電極１ａを５００
ミクロン角の形状で１００ミクロン間隔に施す。有機エ
レクトロルミネッセンス材料としては、ＩＴＯ電極面の
両面にホール輸送剤４，４′，４″−トリ（Ｎ−カルバ
ゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ（4,4′,4″-tr
i（N-carbazolyl）triphenylamine））に電子輸送剤
１，３，５−トリス（４−ｔｅｒ−ブチルフェニル−
１，３，４−オキサジアゾリル）ベンゼン（ＴＰＯＢ
（1,3,5-tris（4-ter-butylphenyl-1,3,4-oxadiazoly
l）benzene））を積層させたものを用いる。エレクトロ
ルミネッセンス材料部は図４に示すように、ＩＴＯ透明
ガラス電極基板の全面に積層させずに、その一部を残し
ておき、冷却用のペルチェ素子６を取り付け、エレクト
ロルミネッセンス発光の際の発熱の冷却を行う。電源
は、本実施の形態では、ＩＴＯ透明電極を共通アノード
電極として用い、２つの電源９ａおよび９ｂで、各金属
電極に同一の電位を印加する。ここでは、Ｍｇ／Ｈｇ電
極に１５Ｖ、５００ミクロン角の各金電極にも１５Ｖを
それぞれ印加した。さらに、ペルチェ素子で透明ガラス
基板をマイナス３０度に冷却を行った。その結果、波長
５１０ｎｍの２５００カンデラ／ｍ2の発光が得られ
た。また、各金電極の発光の指向性が良く、本実施の形
態は、レーザ発振を起こす事の出来る、共振器型エレク
トロルミネッセンス素子である。なお、図４は本実施の
形態の断面図である。斜視図は図１の（ａ）と同様であ
る。
に透明電極ＩＴＯを施し、その両面に有機エレクトロル
ミネッセンス材料を積層し、さらにその一方の有機エレ
クトロルミネッセンス材料の上に、光を透過しないマグ
ネシウム／銀合金（Ｍｇ／Ｈｇ＝１０／１）を不透明電
極４として設ける。他方の有機エレクトロルミネッセン
ス材料の上に、光を一部透過させる金電極１ａを５００
ミクロン角の形状で１００ミクロン間隔に施す。有機エ
レクトロルミネッセンス材料としては、ＩＴＯ電極面の
両面にホール輸送剤４，４′，４″−トリ（Ｎ−カルバ
ゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ（4,4′,4″-tr
i（N-carbazolyl）triphenylamine））に電子輸送剤
１，３，５−トリス（４−ｔｅｒ−ブチルフェニル−
１，３，４−オキサジアゾリル）ベンゼン（ＴＰＯＢ
（1,3,5-tris（4-ter-butylphenyl-1,3,4-oxadiazoly
l）benzene））を積層させたものを用いる。エレクトロ
ルミネッセンス材料部は図４に示すように、ＩＴＯ透明
ガラス電極基板の全面に積層させずに、その一部を残し
ておき、冷却用のペルチェ素子６を取り付け、エレクト
ロルミネッセンス発光の際の発熱の冷却を行う。電源
は、本実施の形態では、ＩＴＯ透明電極を共通アノード
電極として用い、２つの電源９ａおよび９ｂで、各金属
電極に同一の電位を印加する。ここでは、Ｍｇ／Ｈｇ電
極に１５Ｖ、５００ミクロン角の各金電極にも１５Ｖを
それぞれ印加した。さらに、ペルチェ素子で透明ガラス
基板をマイナス３０度に冷却を行った。その結果、波長
５１０ｎｍの２５００カンデラ／ｍ2の発光が得られ
た。また、各金電極の発光の指向性が良く、本実施の形
態は、レーザ発振を起こす事の出来る、共振器型エレク
トロルミネッセンス素子である。なお、図４は本実施の
形態の断面図である。斜視図は図１の（ａ）と同様であ
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明にかかわる共振器型エレクトロル
ミネッセンス素子は、仕事関数の大きな透明電極をガラ
ス基板の両面に設け、それらの透明電極の各面上にエレ
クトロルミネッセンス材料を有し、更に、両エレクトロ
ルミネッセンス材料上に仕事関数の小さな金属電極を設
けているので、高輝度発光を達成し、その光をレーザ発
振させることができる。
ミネッセンス素子は、仕事関数の大きな透明電極をガラ
ス基板の両面に設け、それらの透明電極の各面上にエレ
クトロルミネッセンス材料を有し、更に、両エレクトロ
ルミネッセンス材料上に仕事関数の小さな金属電極を設
けているので、高輝度発光を達成し、その光をレーザ発
振させることができる。
【００２５】エレクトロルミネッセンス材料の少なくと
も一方が、ポリマー材料であることにより、厚みをレー
ザ発振波長に最適化することと、機械強度を増すことが
できる。
も一方が、ポリマー材料であることにより、厚みをレー
ザ発振波長に最適化することと、機械強度を増すことが
できる。
【００２６】エレクトロルミネッセンス材料の少なくと
も一方が、ポリマー分散型材料であることにより、厚み
をレーザ発振波長に最適化することと、機械強度を増す
ことができる。
も一方が、ポリマー分散型材料であることにより、厚み
をレーザ発振波長に最適化することと、機械強度を増す
ことができる。
【００２７】エレクトロルミネッセンス材料の少なくと
も一方が、有機分子積層型材料であることにより、厚み
をレーザ発振波長に最適化することと、薄膜化すること
ができる。
も一方が、有機分子積層型材料であることにより、厚み
をレーザ発振波長に最適化することと、薄膜化すること
ができる。
【００２８】エレクトロルミネッセンス材料の両方が、
ポリマー材料であることにより、厚みをレーザ発振波長
に最適化することと、機械強度を一段と高めることがで
きる。
ポリマー材料であることにより、厚みをレーザ発振波長
に最適化することと、機械強度を一段と高めることがで
きる。
【００２９】エレクトロルミネッセンス材料の両方が、
ポリマー分散型材料であることにより、厚みをレーザ発
振波長に最適化することと、機械強度を一段と高めるこ
とができる。
ポリマー分散型材料であることにより、厚みをレーザ発
振波長に最適化することと、機械強度を一段と高めるこ
とができる。
【００３０】エレクトロルミネッセンス材料の両方が、
有機分子積層型材料であることにより、厚みをレーザ発
振波長に最適化することと、一層の薄膜化を行うことが
できる。
有機分子積層型材料であることにより、厚みをレーザ発
振波長に最適化することと、一層の薄膜化を行うことが
できる。
【００３１】金属電極の一方が光を透過しない電極であ
り、他方が光を一部透過することが出来るので、高反射
ミラーおよび出力結合ミラーとして作用し、レーザ発振
させることができる。
り、他方が光を一部透過することが出来るので、高反射
ミラーおよび出力結合ミラーとして作用し、レーザ発振
させることができる。
【００３２】透明電極をその両面に設けたガラス基板の
一部が、そのままの状態で電極端子以外には、エレクト
ロルミネッセンス材料と金属電極のいずれも設けられて
いないことにより、電界発光したときに出る熱を放逸で
きる。
一部が、そのままの状態で電極端子以外には、エレクト
ロルミネッセンス材料と金属電極のいずれも設けられて
いないことにより、電界発光したときに出る熱を放逸で
きる。
【００３３】透明電極をその両面に設けたガラス基板の
一部が、そのままの状態で電極端子以外には、エレクト
ロルミネッセンス材料と金属電極のいずれも設けられて
なく、冷却素子を設けられているので、電界発光したと
きに出る熱を放逸でき、エレクトロルミネッセンス材料
の発光効率と寿命とを向上させることができる。
一部が、そのままの状態で電極端子以外には、エレクト
ロルミネッセンス材料と金属電極のいずれも設けられて
なく、冷却素子を設けられているので、電界発光したと
きに出る熱を放逸でき、エレクトロルミネッセンス材料
の発光効率と寿命とを向上させることができる。
【００３４】前記冷却素子がペルチェ素子であるので、
電界発光したときに出る熱を放逸でき、エレクトロルミ
ネッセンス材料の発光効率と寿命とを向上させることが
できる。
電界発光したときに出る熱を放逸でき、エレクトロルミ
ネッセンス材料の発光効率と寿命とを向上させることが
できる。
【００３５】透明電極と２つの金属電極の間を１つの電
源で繋ぎ、２つのエレクトロルミネッセンス材料を、同
一の電圧で発光させることにより、発光の指向性よくレ
ーザ発振させることができる。
源で繋ぎ、２つのエレクトロルミネッセンス材料を、同
一の電圧で発光させることにより、発光の指向性よくレ
ーザ発振させることができる。
【００３６】透明電極と２つの金属電極の間を別々の電
源で繋ぎ、２つのエレクトロルミネッセンス材料を、同
一の電圧で発光させることにより、発光の指向性よくレ
ーザ発振させることができる。
源で繋ぎ、２つのエレクトロルミネッセンス材料を、同
一の電圧で発光させることにより、発光の指向性よくレ
ーザ発振させることができる。
【００３７】透明電極と２つの金属電極の間を別々の電
源で繋ぎ、２つのエレクトロルミネッセンス材料を、別
々の電圧で発光させることにより、発光の指向性よくレ
ーザ発振させることができる。
源で繋ぎ、２つのエレクトロルミネッセンス材料を、別
々の電圧で発光させることにより、発光の指向性よくレ
ーザ発振させることができる。
【００３８】少なくとも、光を一部透過する金属電極の
面積を変えることにより、面状発光から点状発光にまで
種々に制御することにより、発光の指向性よくレーザ発
振させることができる。
面積を変えることにより、面状発光から点状発光にまで
種々に制御することにより、発光の指向性よくレーザ発
振させることができる。
【図１】 実施の形態１の共振器型エレクトロルミネッ
センス素子を示す説明図、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断
面図である。
センス素子を示す説明図、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断
面図である。
【図２】 実施の形態２の共振器型エレクトロルミネッ
センス素子の断面説明図である。
センス素子の断面説明図である。
【図３】 実施の形態３の共振器型エレクトロルミネッ
センス素子の断面説明図である。
センス素子の断面説明図である。
【図４】 実施の形態４の共振器型エレクトロルミネッ
センス素子の断面説明図である。
センス素子の断面説明図である。
【図５】 本発明のエレクトロルミネッセンス素子のレ
ーザ発振の模式説明図である。
ーザ発振の模式説明図である。
【図６】 従来のエレクトロルミネッセンス素子の発光
の原理説明図である。
の原理説明図である。
【図７】 従来のエレクトロルミネッセンス素子の断面
説明図である。
説明図である。
１ 半透明金属電極、２ エレクトロルミネッセンス材
料、３ 両面透明電極付きガラス基板、４ 不透明金属
電極、５ リード線、６ ペルチェ素子、７レーザ光、
９，９ａ，９ｂ 電源。
料、３ 両面透明電極付きガラス基板、４ 不透明金属
電極、５ リード線、６ ペルチェ素子、７レーザ光、
９，９ａ，９ｂ 電源。
Claims (15)
- 【請求項１】 仕事関数の大きな透明電極をガラス基板
の両面に設け、それらの透明電極の各面上にエレクトロ
ルミネッセンス材料を有し、更に、両エレクトロルミネ
ッセンス材料上に仕事関数の小さな金属電極を設けたこ
とを特徴とする共振器型エレクトロルミネッセンス素
子。 - 【請求項２】 エレクトロルミネッセンス材料の少なく
とも一方が、ポリマー材料であることを特徴とする請求
項１記載の共振器型エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項３】 エレクトロルミネッセンス材料の少なく
とも一方が、ポリマー分散型材料であることを特徴とす
る請求項１記載の共振器型エレクトロルミネッセンス素
子。 - 【請求項４】 エレクトロルミネッセンス材料の少なく
とも一方が、有機分子積層型材料であることを特徴とす
る請求項１記載の共振器型エレクトロルミネッセンス素
子。 - 【請求項５】 エレクトロルミネッセンス材料の両方
が、ポリマー材料であることを特徴とする請求項１記載
の共振器型エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項６】 エレクトロルミネッセンス材料の両方
が、ポリマー分散型材料であることを特徴とする請求項
１記載の共振器型エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項７】 エレクトロルミネッセンス材料の両方
が、有機分子積層型材料であることを特徴とする請求項
１記載の共振器型エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項８】 金属電極の一方が光を透過しない電極で
あり、他方が光を一部透過することの出来ることを特徴
とする請求項１記載の共振器型エレクトロルミネッセン
ス素子。 - 【請求項９】 透明電極をその両面に設けたガラス基板
の一部が、そのままの状態で電極端子以外には、エレク
トロルミネッセンス材料と金属電極のいずれも設けられ
ていないことを特徴とする請求項１記載の共振器型エレ
クトロルミネッセンス素子。 - 【請求項１０】 透明電極をその両面に設けたガラス基
板の一部が、そのままの状態で電極端子以外には、エレ
クトロルミネッセンス材料と金属電極のいずれも設けら
れてなく、冷却素子を設けられていることを特徴とする
請求項１記載の共振器型エレクトロルミネッセンス素
子。 - 【請求項１１】 前記冷却素子がペルチェ素子である請
求項１０記載の共振器型エレクトロルミネッセンス素
子。 - 【請求項１２】 透明電極と２つの金属電極の間を１つ
の電源で繋ぎ、２つのエレクトロルミネッセンス材料
を、同一の電圧で発光させることを特徴とする請求項１
記載の共振器型エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項１３】 透明電極と２つの金属電極の間を別々
の電源で繋ぎ、２つのエレクトロルミネッセンス材料
を、同一の電圧で発光させることを特徴とする請求項１
記載の共振器型エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項１４】 透明電極と２つの金属電極の間を別々
の電源で繋ぎ、２つのエレクトロルミネッセンス材料
を、別々の電圧で発光させることを特徴とする請求項１
記載の共振器型エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項１５】 少なくとも、光を一部透過する金属電
極の面積を変えることにより、面状発光から点状発光に
まで種々に制御することを特徴とする請求項１記載の共
振器型エレクトロルミネッセンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223880A JP2000058259A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 共振器型エレクトロルミネッセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223880A JP2000058259A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 共振器型エレクトロルミネッセンス素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058259A true JP2000058259A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16805165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10223880A Pending JP2000058259A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 共振器型エレクトロルミネッセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000058259A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005002010A1 (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | 有機レーザー装置 |
| JP2005310799A (ja) * | 2002-10-03 | 2005-11-04 | Seiko Epson Corp | 表示パネル及びその表示パネルを備えた電子機器並びに表示パネルの製造方法 |
| JP2006165206A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| WO2007073124A1 (en) * | 2005-12-23 | 2007-06-28 | Doosan Corporation | White light emitting organic electroluminecent device |
| US7307940B2 (en) | 2003-06-30 | 2007-12-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Optical pick-up device |
| CN100359745C (zh) * | 2000-04-04 | 2008-01-02 | 索尼株式会社 | 非水电解质二次电池 |
| US7385655B2 (en) | 2002-09-02 | 2008-06-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic circuit device with optical sensors and optical shutters at specific locations |
| US7459726B2 (en) | 2003-02-12 | 2008-12-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising a light emitting element and a light receiving element |
| US7505487B2 (en) | 2003-04-23 | 2009-03-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser oscillator including phosphorescent material |
| US7769253B2 (en) | 2002-09-02 | 2010-08-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic circuit device |
| US7812520B2 (en) | 2003-07-01 | 2010-10-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Full color display based on organic light-emitting device |
| US8283679B2 (en) | 2003-06-30 | 2012-10-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having light-emitting element and light-receiving element for transmitting among circuits formed over the plurality of substrates |
| WO2022030005A1 (ja) * | 2020-08-07 | 2022-02-10 | シャープ株式会社 | 表示装置 |
-
1998
- 1998-08-07 JP JP10223880A patent/JP2000058259A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2005002010A1 (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | 有機レーザー装置 |
| US8283679B2 (en) | 2003-06-30 | 2012-10-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having light-emitting element and light-receiving element for transmitting among circuits formed over the plurality of substrates |
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| JP2009521095A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | ドゥサン コーポレーション | 白色発光有機電界発光素子 |
| KR100752321B1 (ko) * | 2005-12-23 | 2007-08-29 | 주식회사 두산 | 백색 유기 전계 발광소자 |
| WO2007073124A1 (en) * | 2005-12-23 | 2007-06-28 | Doosan Corporation | White light emitting organic electroluminecent device |
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| WO2022030005A1 (ja) * | 2020-08-07 | 2022-02-10 | シャープ株式会社 | 表示装置 |
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