JP2000200688A - Light emitting device - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電流励起によって
発光可能な有機発光層を用い、フォトニックバンドギャ
ップ構造を有する発光装置に関する。The present invention relates to a light emitting device having a photonic band gap structure using an organic light emitting layer capable of emitting light by current excitation.
【０００２】[0002]
【背景技術および発明が解決しようとする課題】近年、
フォトニクス結晶を利用した半導体発光素子が検討され
ている（例えば、特開平９−２３２６６９号公報参
照）。この種の半導体発光素子では、結晶内部に光を強
く閉じ込める共振器を作成でき、きわめて高い効率でコ
ヒーレント光が得られることが期待されている。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years,
A semiconductor light emitting device using a photonic crystal has been studied (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-232669). In this type of semiconductor light emitting device, it is expected that a resonator capable of strongly confining light inside the crystal can be formed, and that coherent light can be obtained with extremely high efficiency.
【０００３】しかし、半導体を用いた場合、単位媒質
（周期構造の一単位）が結晶であるため、単位媒質の界
面が不規則な状態になったり、あるいは、不純物の影響
を受けるために均一な周期構造を得にくく、そのため、
優れたフォトニクス結晶としての特性を持った良好な性
能の発光素子が得られにくい。また、半導体を用いた場
合、屈折率の異なる組合せの材料の選択に限界がある。However, in the case of using a semiconductor, since the unit medium (one unit of the periodic structure) is a crystal, the interface of the unit medium is in an irregular state or is uniform due to the influence of impurities. It is difficult to obtain a periodic structure,
It is difficult to obtain a light-emitting element having excellent performance as a photonic crystal and having good performance. Further, when a semiconductor is used, there is a limit in selecting a combination of materials having different refractive indexes.
【０００４】本発明の目的は、フォトニックバンドギャ
ップを利用し、きわめて高い効率でスペクトル幅が狭い
光が得られ、かつ有機発光材料を用いて製造できる発光
装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a light-emitting device that utilizes a photonic band gap, can obtain light having a narrow spectral width with extremely high efficiency, and can be manufactured using an organic light-emitting material.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る発光装置
は、一次元の周期的な屈折率分布を有し、フォトニック
バンドギャップを構成しうる回折格子と、前記回折格子
の一部に形成され、欠陥に起因するエネルギー準位が所
定の発光スペクトル内に存在するように形成された欠陥
部と、電流励起によって発光可能な有機発光層と、前記
有機発光層に電界を印加するための一対の電極層と、を
含む。According to the present invention, there is provided a light emitting device having a one-dimensional periodic refractive index distribution, a diffraction grating capable of forming a photonic band gap, and a light emitting device formed on a part of the diffraction grating. And a defect portion formed such that an energy level due to the defect exists in a predetermined emission spectrum, an organic light emitting layer capable of emitting light by current excitation, and a pair for applying an electric field to the organic light emitting layer. Electrode layer.
【０００６】この発光装置においては、一対の電極層、
すなわち陰極と陽極とからそれぞれ電子とホールとが有
機発光層内に注入され、この電子とホールとを有機発光
層で再結合させて、分子が励起状態から基底状態に戻る
ときに光が発生する。このとき、前記回折格子のフォト
ニックバンドギャップに相当する波長帯域の光は、回折
格子内を伝搬できず、前記欠陥に起因するエネルギー準
位に相当する波長帯域の光のみが回折格子内を伝搬でき
る。したがって、前記欠陥に起因するエネルギー準位の
幅を規定することにより、発光スペクトル幅の非常に狭
い光を高効率で得ることができる。In this light emitting device, a pair of electrode layers,
That is, electrons and holes are injected into the organic light emitting layer from the cathode and the anode, respectively, and the electrons and holes are recombined in the organic light emitting layer, and light is generated when the molecules return from the excited state to the ground state. . At this time, light in the wavelength band corresponding to the photonic band gap of the diffraction grating cannot propagate in the diffraction grating, and only light in the wavelength band corresponding to the energy level caused by the defect propagates in the diffraction grating. it can. Therefore, by defining the width of the energy level due to the defect, light with a very narrow emission spectrum width can be obtained with high efficiency.
【０００７】前記有機発光層と前記回折格子の前記欠陥
部とは、以下の態様をとりうる。[0007] The organic light emitting layer and the defective portion of the diffraction grating can take the following modes.
【０００８】（１）前記有機発光層は、前記欠陥部に形
成され、欠陥部としても機能する。(1) The organic light emitting layer is formed at the defective portion and also functions as a defective portion.
【０００９】（２）前記有機発光層は、前記欠陥部およ
び前記回折格子の少なくとも一部としても機能する。(2) The organic light emitting layer also functions as at least a part of the defect and the diffraction grating.
【００１０】（３）前記有機発光層は、前記欠陥部と異
なる領域に形成される。(3) The organic light emitting layer is formed in a region different from the defective portion.
【００１１】より具体的に、発光装置は、以下の構成を
とりうる。More specifically, the light emitting device can have the following configuration.
【００１２】（Ａ）発光装置は、基板と、前記基板上に
形成された第１の電極と、前記第１の電極上に形成され
た回折格子と、前記回折格子上に形成された第２の電極
と、を含み、前記回折格子は、一次元の周期的な屈折率
分布を有し、フォトニックバンドギャップを構成する第
１の回折格子および第２の回折格子と、前記第１の回折
格子と前記第２の回折格子との間に形成され、欠陥に起
因するエネルギー準位が所定の発光スペクトル内に存在
するように設定された欠陥部と、前記欠陥部に形成され
た有機発光層と、を含む。(A) A light-emitting device includes a substrate, a first electrode formed on the substrate, a diffraction grating formed on the first electrode, and a second electrode formed on the diffraction grating. And a first diffraction grating and a second diffraction grating having a one-dimensional periodic refractive index distribution and forming a photonic band gap, and the first diffraction grating. A defect portion formed between the grating and the second diffraction grating and set such that an energy level caused by the defect exists in a predetermined emission spectrum; and an organic light emitting layer formed in the defect portion. And
【００１３】前記第２の電極は、前記有機発光層の形成
領域に対応した領域に局所的に形成することができる。
この場合、前記回折格子は、エアギャップ構造を有する
こともできる。[0013] The second electrode can be locally formed in a region corresponding to a region where the organic light emitting layer is formed.
In this case, the diffraction grating may have an air gap structure.
【００１４】この態様の発光装置は、さらに、ホール輸
送層および電子輸送層の少なくとも一方を有することが
望ましい。It is desirable that the light emitting device of this aspect further has at least one of a hole transport layer and an electron transport layer.
【００１５】前記回折格子は、多くの態様をとることが
できる。例えば、ホール輸送層または電子輸送層を有す
る場合には、前記回折格子は、それぞれ、ホール輸送層
または電子輸送層がひとつの媒質を構成することができ
る。前記回折格子は、ホール輸送層や電子輸送層ではな
く、絶縁性の第１の媒質と第２の媒質とが周期的に配列
された構造を有してもよい。さらに、前記回折格子は、
有機発光層がひとつの媒質を構成してもよい。[0015] The diffraction grating can take many forms. For example, in the case where the diffraction grating has a hole transport layer or an electron transport layer, the hole transport layer or the electron transport layer can constitute one medium, respectively. The diffraction grating may have a structure in which an insulating first medium and a second medium are periodically arranged instead of the hole transport layer or the electron transport layer. Further, the diffraction grating includes:
The organic light emitting layer may constitute one medium.
【００１６】（Ｂ）発光装置は、基板と、前記基板と平
行方向に形成され、かつ、一次元の周期的な屈折率分布
を有し、フォトニックバンドギャップを構成する回折格
子と、前記回折格子の一部に形成され、欠陥に起因する
エネルギー準位が所定の発光スペクトル内に存在するよ
うに設定された欠陥部と、電流励起によって発光可能な
有機発光層と、前記有機発光層に電界を印加するための
第１の電極および第２の電極と、を含み、前記有機発光
層は前記欠陥部と異なる領域に形成されている。(B) A light-emitting device includes: a substrate; a diffraction grating formed in a direction parallel to the substrate, having a one-dimensional periodic refractive index distribution, and forming a photonic band gap; A defect portion formed in a part of the lattice and set such that an energy level caused by the defect exists in a predetermined emission spectrum; an organic light emitting layer capable of emitting light by current excitation; and an electric field applied to the organic light emitting layer. And a first electrode and a second electrode for applying an electric field, wherein the organic light emitting layer is formed in a region different from the defect portion.
【００１７】この発光装置は、さらに、ホール輸送層お
よび電子輸送層の少なくとも一方を有することが望まし
い。この場合、前記欠陥部は、電子輸送層あるいはホー
ル輸送層から構成され、該欠陥部と前記有機発光層とが
接することが望ましい。また、前記有機発光層は連続し
て形成されていてもよい。This light emitting device preferably further has at least one of a hole transport layer and an electron transport layer. In this case, it is preferable that the defective portion is formed of an electron transport layer or a hole transport layer, and the defective portion is in contact with the organic light emitting layer. Further, the organic light emitting layer may be formed continuously.
【００１８】（Ｃ）発光装置は、基板と、前記基板と垂
直方向に形成され、かつ、一次元の周期的な屈折率分布
を有し、フォトニックバンドギャップを構成する回折格
子と、前記回折格子の一部に形成され、欠陥に起因する
エネルギー準位が所定の発光スペクトル内に存在するよ
うに設定された欠陥部と、電流励起によって発光可能な
有機発光層と、前記有機発光層に電界を印加するための
第１の電極および第２の電極と、を含む。(C) A light-emitting device includes: a substrate; a diffraction grating formed in a direction perpendicular to the substrate and having a one-dimensional periodic refractive index distribution, forming a photonic band gap; A defect portion formed in a part of the lattice and set such that an energy level caused by the defect exists in a predetermined emission spectrum; an organic light emitting layer capable of emitting light by current excitation; and an electric field applied to the organic light emitting layer. And a first electrode and a second electrode for applying voltage.
【００１９】この発光装置は、さらに、ホール輸送層お
よび電子輸送層の少なくとも一方を有することが望まし
い。また、前記有機発光層は連続して形成されていても
よい。The light emitting device preferably further has at least one of a hole transport layer and an electron transport layer. Further, the organic light emitting layer may be formed continuously.
【００２０】次に、本発明に係る発光装置の各部分に用
いることができる材料の一部を例示する。これらの材料
は、公知の材料の一部を示したにすぎず、例示したもの
以外の材料を選択できることはもちろんである。Next, some of the materials that can be used for each part of the light emitting device according to the present invention will be described. These materials are only a part of known materials, and it is a matter of course that materials other than those exemplified can be selected.
【００２１】（有機発光層）有機発光層の材料は、所定
の波長の光を得るために公知の化合物から選択される。(Organic Light Emitting Layer) The material of the organic light emitting layer is selected from known compounds in order to obtain light having a predetermined wavelength.
【００２２】このような有機化合物としては、例えば、
特開平１０−１５３９６７号公報に開示された、アロマ
ティックジアミン誘導体（ＴＰＤ）、オキシジアゾール
誘導体（ＰＢＤ）、オキシジアゾールダイマー（ＯＸＤ
−８）、ジスチルアリーレン誘導体（ＤＳＡ）、ベリリ
ウム−ベンゾキノリノール錯体（Ｂｅｂｑ）、トリフェ
ニルアミン誘導体（ＭＴＤＡＴＡ）、ルブレン、キナク
リドン、トリアゾール誘導体、ポリフェニレン、ポリア
ルキルフルオレン、ポリアルキルチオフェン、アゾメチ
ン亜鉛錯体、ポリフィリン亜鉛錯体、ベンゾオキサゾー
ル亜鉛錯体、フェナントロリンユウロピウム錯体などが
使用できる。Such organic compounds include, for example,
Aromatic diamine derivatives (TPD), oxydiazole derivatives (PBD), oxydiazole dimers (OXD) disclosed in JP-A-10-153967
-8), distilylylene derivative (DSA), beryllium-benzoquinolinol complex (Bebq), triphenylamine derivative (MTDATA), rubrene, quinacridone, triazole derivative, polyphenylene, polyalkylfluorene, polyalkylthiophene, azomethine zinc complex, Porphyrin zinc complex, benzoxazole zinc complex, phenanthroline europium complex and the like can be used.
【００２３】より具体的には、有機発光層の材料として
は、特開昭６３−７０２５７号公報、同６３−１７５８
６０号公報、特開平２−１３５３６１号公報、同２−１
３５３５９号公報、同３−１５２１８４号公報、さら
に、同８−２４８２７６号公報および同１０−１５３９
６７号公報に記載されているものなど、公知のものが使
用できる。これらの化合物は単独で用いてもよく、２種
類以上を混合して用いてもよい。More specifically, as a material for the organic light emitting layer, JP-A-63-70257 and JP-A-63-1758 can be used.
No. 60, JP-A-2-135361, 2-1.
JP-A-35359, JP-A-3-152184, JP-A-8-248276 and JP-A-10-1539
Known materials such as those described in JP-A-67 can be used. These compounds may be used alone or as a mixture of two or more.
【００２４】（回折格子）回折格子の媒質としては、公
知の無機材料および有機材料を用いることができる。(Diffraction Grating) As a medium of the diffraction grating, known inorganic materials and organic materials can be used.
【００２５】代表的な無機材料としては、例えば特開平
５−２７３４２７号公報に開示されているような、Ｔｉ
Ｏ2、ＴｉＯ2−ＳｉＯ2混合物、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｓ
ｉ3Ｎ4、Ｔａ2Ｏ5、ＨｆＯ2またはＺｒＯ2などを例示す
ることができる。Typical inorganic materials include, for example, Ti as disclosed in JP-A-5-273427.
O 2 , TiO 2 —SiO 2 mixture, ZnO, Nb 2 O 5 , S
Examples thereof include i 3 N 4 , Ta 2 O 5 , HfO 2 and ZrO 2 .
【００２６】また、代表的な有機材料としては、各種の
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および光硬化性樹脂な
ど、公知の樹脂を用いることができる。これらの樹脂
は、層の形成方法などを考慮して適宜選択される。例え
ば、熱および光の少なくとも一方のエネルギーによって
硬化することができる樹脂を用いることで、汎用の露光
装置やベイク炉、ホットプレートなどが利用できる。As typical organic materials, known resins such as various thermoplastic resins, thermosetting resins, and photocurable resins can be used. These resins are appropriately selected in consideration of a method of forming a layer and the like. For example, by using a resin that can be cured by at least one of heat and light, a general-purpose exposure apparatus, a baking furnace, a hot plate, or the like can be used.
【００２７】このような物質としては、例えば、本願出
願人による特願平１０−２７９４３９号に開示された紫
外線硬化型樹脂がある。紫外線硬化型樹脂としては、ア
クリル系樹脂が好適である。様々な市販の樹脂や感光剤
を利用することで、透明性に優れ、また、短期間の処理
で硬化可能な紫外線硬化型のアクリル系樹脂を得ること
ができる。As such a material, for example, there is an ultraviolet curable resin disclosed in Japanese Patent Application No. 10-279439 filed by the present applicant. Acrylic resin is suitable as the UV-curable resin. By using various commercially available resins and photosensitizers, it is possible to obtain an ultraviolet-curable acrylic resin which is excellent in transparency and can be cured by a short-term treatment.
【００２８】紫外線硬化型のアクリル系樹脂の基本構成
の具体例としては、プレポリマー、オリゴマー、または
モノマーがあげられる。Specific examples of the basic constitution of the ultraviolet curable acrylic resin include prepolymers, oligomers and monomers.
【００２９】プレポリマーまたはオリゴマーとしては、
例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレー
ト類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアク
リレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のア
クリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメ
タクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリ
エーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利
用できる。As the prepolymer or oligomer,
For example, acrylates such as epoxy acrylates, urethane acrylates, polyester acrylates, polyether acrylates, and spiroacetal acrylates; methacrylates such as epoxy methacrylates, urethane methacrylates, polyester methacrylates, and polyether methacrylates; Is available.
【００３０】モノマーとしては、例えば、２−エチルヘ
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアク
リレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレング
リコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジア
クリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の
二官能性モノマー、トリメチロールプロバントリアクリ
レート、トリメチロールプロバントリメタクリレート、
ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが
利用できる。As the monomer, for example, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, carbitol acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, isovol Monofunctional monomers such as nyl acrylate, dicyclopentenyl acrylate, and 1,3-butanediol acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate,
Bifunctional monomers such as neopentyl glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate,
Polyfunctional monomers such as pentaerythritol triacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate can be used.
【００３１】以上、回折格子の媒質を構成する無機材料
あるいは有機材料を例示したが、前述したように、媒質
としては、有機発光層、ホール輸送層および電子輸送層
のいずれかが媒質として機能する場合には、これらの層
を構成する材料も採用し得る。In the above, the inorganic material or the organic material constituting the medium of the diffraction grating has been exemplified. As described above, any one of the organic light emitting layer, the hole transport layer and the electron transport layer functions as the medium. In such a case, the materials constituting these layers may be employed.
【００３２】（ホール輸送層）必要に応じて設けられる
ホール輸送層の材料としては、公知の光伝導材料のホー
ル注入材料として用いられているもの、あるいは有機発
光装置のホール注入層に使用されている公知のものの中
から選択して用いることができる。ホール輸送層の材料
は、ホールの注入あるいは電子の障壁性のいずれかの機
能を有するものであり、有機物あるいは無機物のいずれ
でもよい。その具体例としては、例えば、特開平８−２
４８２７６号公報に開示されているものを例示すること
ができる。(Hole transporting layer) As a material of the hole transporting layer provided as necessary, a material used as a hole injecting material of a known photoconductive material or a hole injecting layer of an organic light emitting device can be used. It can be used by selecting from known ones. The material of the hole transport layer has a function of injecting holes or blocking electrons, and may be an organic substance or an inorganic substance. As a specific example, see, for example,
No. 48276 can be exemplified.
【００３３】（電子輸送層）必要に応じて設けられる電
子輸送層の材料としては、陰極より注入された電子を有
機発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料
は公知の物質から選択することができる。その具体例と
しては、例えば、特開平８−２４８２７６号公報に開示
されたものを例示することができる。(Electron transporting layer) The material of the electron transporting layer provided as needed may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the organic light emitting layer, and the material may be a known substance. You can choose from. Specific examples thereof include those disclosed in JP-A-8-248276.
【００３４】（電極層）陰極としては、仕事関数の小さ
い（例えば４ｅＶ以下）電子注入性金属、合金電気伝導
性化合物およびこれらの混合物を用いることができる。
このような電極物質としては、例えば特開平８−２４８
２７６号公報に開示されたものを用いることができる。(Electrode layer) As the cathode, an electron-injecting metal, an alloy electrically conductive compound having a small work function (for example, 4 eV or less), and a mixture thereof can be used.
Examples of such an electrode material include, for example, JP-A-8-248.
No. 276 can be used.
【００３５】陽極としては、仕事関数の大きい（例えば
４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物またはこれ
らの混合物を用いることができる。陽極として光学的に
透明な材料を用いる場合には、ＣｕＩ，ＩＴＯ，ＳｎＯ
2，ＺｎＯなどの導電性透明材料を用いることができ、
透明性を必要としない場合には金などの金属を用いるこ
とができる。As the anode, a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a large work function (for example, 4 eV or more) can be used. When an optically transparent material is used for the anode, CuI, ITO, SnO
2 , conductive transparent materials such as ZnO can be used,
When transparency is not required, a metal such as gold can be used.
【００３６】本発明において、回折格子はフォトニック
バンドギャップを構成するように、媒質の材料（その屈
折率など）、格子のピッチ、アスペクト比などが調整さ
れる。In the present invention, the material of the medium (such as the refractive index), the pitch of the grating, the aspect ratio, and the like are adjusted so that the diffraction grating forms a photonic band gap.
【００３７】本発明において、回折格子の形成方法は特
に限定されるものではなく、公知の方法を用いることが
できる。その代表例を以下に例示する。In the present invention, the method of forming the diffraction grating is not particularly limited, and a known method can be used. Representative examples are shown below.
【００３８】リソブラフィーによる方法 ポジまたはネガレジストを紫外線やＸ線などで露光およ
び現像して、レジスト層をパターニングするこにより、
回折格子を作成する。ポリメチルメタクリレートあるい
はノボラック系樹脂などのレジストを用いたパターニン
グの技術としては、例えば特開平６−２２４１１５号公
報、同７−２０６３７号公報などがある。Lithography Method A positive or negative resist is exposed and developed with ultraviolet rays or X-rays to pattern the resist layer.
Create a diffraction grating. As a patterning technique using a resist such as polymethyl methacrylate or a novolak resin, there are, for example, JP-A-6-224115 and JP-A-7-20637.
【００３９】また、ポリイミドをフォトリソブラフィー
によりパターニングする技術としては、例えば特開平７
−１８１６８９号公報および同１−２２１７４１号公報
などがある。さらに、レーザアブレーションを利用し
て、ガラス基板上にポリメチルメタクリレートあるいは
酸化チタンの回折格子を形成する技術として、例えば特
開平１０−５９７４３号公報がある。A technique for patterning polyimide by photolithography is disclosed in, for example,
181689 and 1-222141. Furthermore, as a technique for forming a diffraction grating of polymethyl methacrylate or titanium oxide on a glass substrate by using laser ablation, there is, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-59743.
【００４０】光照射による屈折率分布の形成による方
法 光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光
を照射して、光導波部に屈折率の異なる部分を周期的に
形成することにより回折格子を形成する。このような方
法としては、特に、ポリマーあるいはポリマー前駆体の
層を形成し、光照射などにより部分的に重合を行い、屈
折率の異なる領域を周期的に形成させて回折格子とする
ことが好ましい。この種の技術として、例えば、特開平
９−３１１２３８号公報、同９−１７８９０１号公報、
同８−１５５０６号公報、同５−２９７２０２号公報、
同５−３２５２３号公報、同５−３９４８０号公報、同
９−２１１７２８号公報、同１０−２６７０２号公報、
同１０−８３００号公報、および同２−５１１０１号公
報などがある。Method of Forming Refractive Index Distribution by Light Irradiation Irradiation of light having a wavelength that causes a change in the refractive index to the optical waveguide portion of the optical waveguide to periodically form portions having different refractive indexes in the optical waveguide portion. To form a diffraction grating. As such a method, it is particularly preferable to form a layer of a polymer or a polymer precursor, partially polymerize the layer by light irradiation or the like, and periodically form regions having different refractive indexes to form a diffraction grating. . As this kind of technology, for example, JP-A-9-31238 and JP-A-9-178901,
JP-A-8-15506, JP-A-5-297202,
JP-A-5-32523, JP-A-5-39480, JP-A-9-211728, JP-A-10-26702,
Nos. 10-8300 and 2-51101.
【００４１】スタンピングによる方法 熱可塑性樹脂を用いたホットスタンピング（特開平６−
２０１９０７号公報）、紫外線硬化型樹脂を用いたスタ
ンピング（特願平１０−２７９４３９号）、電子線硬化
型樹脂を用いたスタンピング（特開平７−２３５０７５
号公報）などのスタンピングによって回折格子を形成す
る。Hot stamping method using a thermoplastic resin
No. 201907), stamping using an ultraviolet curable resin (Japanese Patent Application No. 10-279439), stamping using an electron beam curable resin (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-235075).
A diffraction grating is formed by stamping as described in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. H11-209686.
【００４２】エッチングによる方法 リソグラフィーおよびエッチング技術を用いて、薄膜を
選択的に除去してパターニングし、回折格子を形成す
る。Etching Method The thin film is selectively removed and patterned by lithography and etching techniques to form a diffraction grating.
【００４３】以上、回折格子の形成方法について述べた
が、要するに、回折格子は互いに異なる屈折率を有する
少なくとも２領域の周期構造をゆうすればよく、例え
ば、屈折率の異なる２種の材料により２領域を形成する
方法、一種の材料を部分的に変性させるなどして、屈折
率の異なる２領域を形成する方法、などにより形成する
ことができる。The method of forming the diffraction grating has been described above. In short, the diffraction grating may have at least two periodic structures having different refractive indices. For example, the diffraction grating may be made of two materials having different refractive indices. It can be formed by a method of forming a region, a method of forming two regions having different refractive indexes by partially modifying a kind of material, or the like.
【００４４】また、発光装置の各層は、公知の方法で形
成することができる。たとえば、有機発光層は、その材
質によって好適な成膜方法が選択され、具体的には、蒸
着法、スピンコート法、ＬＢ法、インクジェット法など
を例示できる。Each layer of the light emitting device can be formed by a known method. For example, a suitable film forming method is selected for the organic light emitting layer depending on its material, and specific examples thereof include a vapor deposition method, a spin coating method, an LB method, and an ink jet method.
【００４５】[0045]
【発明の実施の形態】以下に例示する実施の形態のう
ち、第１〜第３の実施の形態は、有機発光層が回折格子
の欠陥部に形成された例である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Among the embodiments exemplified below, the first to third embodiments are examples in which an organic light emitting layer is formed at a defective portion of a diffraction grating.
【００４６】（第１の実施の形態）図１は、本実施の形
態に係る発光装置１０００を模式的に示す断面図であ
る。発光装置１０００は、基板１０、陽極２０、ホール
輸送層３０、有機発光層４０、陰極６０および回折格子
１００を有する。(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view schematically showing a light emitting device 1000 according to the present embodiment. The light emitting device 1000 includes a substrate 10, an anode 20, a hole transport layer 30, an organic light emitting layer 40, a cathode 60, and a diffraction grating 100.
【００４７】回折格子１００は、欠陥部１２０を有し、
この欠陥部１２０の両側にそれぞれ第１および第２の回
折格子１００ａおよび１００ｂを有する。これらの回折
格子１００ａおよび１００ｂは、その形状（寸法）や媒
質の組合せに基づいて、所定の波長帯域に対してフォト
ニックバンドギャップを形成しうる。各回折格子１００
ａおよび１００ｂは、屈折率の異なる第１の媒質１３０
と第２の媒質１４０とが、交互に配列している。そし
て、第２の媒質１４０は、ホール輸送層３０によって形
成されている。第１の媒質１３０は、第２の媒質１４０
との周期的な分布によってフォトニックバンドギャップ
を形成しうる物質であればよく、その材質は特に限定さ
れない。たとえば、第２の媒質として空気などの気体で
あってもよい。このように、気体の層でいわゆるエアギ
ャップ構造の回折格子を形成する場合には、発光装置に
用いる一般的な材料の選択範囲で、回折格子を構成する
２媒質の屈折率差を大きくすることができる。The diffraction grating 100 has a defect 120,
First and second diffraction gratings 100a and 100b are provided on both sides of the defect 120, respectively. These diffraction gratings 100a and 100b can form a photonic band gap for a predetermined wavelength band based on a combination of shapes (dimensions) and media. Each diffraction grating 100
a and 100b are first media 130 having different refractive indices.
And the second medium 140 are alternately arranged. The second medium 140 is formed by the hole transport layer 30. The first medium 130 is a second medium 140
Any material can be used as long as it can form a photonic band gap by periodic distribution of the material, and the material is not particularly limited. For example, the second medium may be a gas such as air. As described above, in the case of forming a diffraction grating having a so-called air gap structure using a gas layer, it is necessary to increase the difference between the refractive indices of the two media constituting the diffraction grating within the range of selecting a general material used for the light emitting device. Can be.
【００４８】有機発光層４０は、欠陥部１２０に埋め込
まれている。つまり、本実施の形態では、回折格子１０
０の欠陥部１２０は、発光層４０としても機能してい
る。欠陥部１２０は、その欠陥に起因するエネルギー準
位が、有機発光層４０の電流励起による発光スペクトル
内に存在するように形成される。The organic light emitting layer 40 is embedded in the defective portion 120. That is, in the present embodiment, the diffraction grating 10
The 0 defective portion 120 also functions as the light emitting layer 40. The defect portion 120 is formed such that an energy level due to the defect exists in an emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
【００４９】陰極６０は、有機発光層４０の表面を覆う
ように、局部的に形成される。このように、陰極６０を
有機発光層４０上のみに形成することにより、電流を有
機発光層４０に集中して供給することができ、電流の損
失を小さくできる。The cathode 60 is formed locally so as to cover the surface of the organic light emitting layer 40. By forming the cathode 60 only on the organic light emitting layer 40 in this manner, current can be concentrated and supplied to the organic light emitting layer 40, and current loss can be reduced.
【００５０】本実施の形態の発光装置１０００は、一次
元のフォトニックバンドギャップを有する回折格子１０
０によって、光を閉じ込めるので、回折格子１００のの
びる方向（図１におけるＸ方向）のみでの光伝搬が制御
される。したがって、その他の方向には漏れモードの光
の伝搬が許容される。これらの漏れモードの光の伝搬を
抑制するために、必要に応じて、光の閉じ込めを目的と
して、図示しないクラッド層や誘電体多層ミラーを設け
ることもできる。このことは、他の実施の形態でも同様
である。The light emitting device 1000 of the present embodiment has a diffraction grating 10 having a one-dimensional photonic band gap.
Since light is confined by 0, light propagation only in the direction in which the diffraction grating 100 extends (X direction in FIG. 1) is controlled. Therefore, propagation of light in the leak mode in other directions is allowed. In order to suppress the propagation of the light in the leak mode, a clad layer or a dielectric multilayer mirror (not shown) may be provided as needed for the purpose of confining the light. This is the same in other embodiments.
【００５１】次に、この発光装置１０００の動作および
作用について説明する。Next, the operation and operation of the light emitting device 1000 will be described.
【００５２】陽極２０と陰極６０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極６０から電子が、陽極２０から
ホール輸送層３０を介してホールが、それぞれ有機発光
層４０内に注入される。有機発光層４０内では、この電
子とホールとが再結合されることにより励起子が生成さ
れる。そして、回折格子１００のフォトニックバンドギ
ャップに相当する波長帯域の光は、回折格子１００内を
伝搬できないので、励起子は、欠陥に起因するエネルギ
ー準位で基底状態に戻り、このエネルギー準位に相当す
る波長帯域の光のみが発生する。したがって、前記欠陥
に起因するエネルギー準位によって規定された、発光ス
ペクトル幅の非常に狭い光を高効率で得ることができ
る。When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, electrons are injected from the cathode 60 and holes are injected from the anode 20 through the hole transport layer 30 into the organic light emitting layer 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. Since light in a wavelength band corresponding to the photonic band gap of the diffraction grating 100 cannot propagate through the diffraction grating 100, the exciton returns to the ground state at the energy level due to the defect, and the energy level changes to this energy level. Only light of the corresponding wavelength band is generated. Therefore, light with a very narrow emission spectrum width defined by the energy level due to the defect can be obtained with high efficiency.
【００５３】発光装置１０００の回折格子１００の製造
方法および各層を構成する材料などについては、前述し
た方法あるいは材料などを適宜用いることができる。こ
れらの製造方法および材料については、以下に述べる他
の実施の形態でも同様である。As for the method of manufacturing the diffraction grating 100 of the light emitting device 1000 and the materials constituting each layer, the above-described methods and materials can be appropriately used. These manufacturing methods and materials are the same in other embodiments described below.
【００５４】（第２の実施の形態）図２は、本実施の形
態に係る発光装置２０００を模式的に示す断面図であ
る。発光装置２０００は、基板１０、陽極２０、ホール
輸送層３０、有機発光層４０、電子輸送層５０、陰極６
０および回折格子１００を有する。そして、陽極２０お
よび陰極６０は、連続して形成され、ホール輸送層３０
および電子輸送層５０は、不連続に形成されている。(Second Embodiment) FIG. 2 is a sectional view schematically showing a light emitting device 2000 according to the present embodiment. The light emitting device 2000 includes a substrate 10, an anode 20, a hole transport layer 30, an organic light emitting layer 40, an electron transport layer 50, and a cathode 6
0 and a diffraction grating 100. Then, the anode 20 and the cathode 60 are formed continuously, and the hole transport layer 30 is formed.
And the electron transport layer 50 is formed discontinuously.
【００５５】前記回折格子１００は、欠陥部１２０を有
し、この欠陥部１２０には有機発光層４０が形成されて
いる。欠陥部１２０の両側に、それぞれ第１および第２
の回折格子１００ａおよび１００ｂを有する。これらの
回折格子１００ａおよび１００ｂは、所定の波長帯域に
対してフォトニックバンドギャップを形成しうる。各回
折格子１００ａおよび１００ｂは、屈折率の異なる第１
の媒質１３０と第２の媒質１４０とが、交互に配列して
いる。第１の媒質１３０は、陽極２０から陰極６０に達
する状態で形成されている。第２の媒質１４０は、ホー
ル輸送層３０と電子輸送層５０との間に介在している。
そして、第１および第２の媒質１３０および１４０は、
それぞれ絶縁性を有する。第１および第２の媒質１３０
および１４０が絶縁性を有することにより、陽極２０と
陰極６０とに電圧が印加されたとき、ホール輸送層４０
および電子輸送層５０を介して、欠陥部１２０に形成さ
れた有機発光層４０のみに電流が流れる。そして、第１
の媒質１３０および第２の媒質１４０は、周期的な分布
によってフォトニックバンドギャップを形成しうる物質
であればよく、その材質は特に限定されない。The diffraction grating 100 has a defect 120, and the organic light emitting layer 40 is formed in the defect 120. On both sides of the defect 120, the first and second
Diffraction gratings 100a and 100b. These diffraction gratings 100a and 100b can form a photonic band gap for a predetermined wavelength band. Each of the diffraction gratings 100a and 100b has a different first refractive index.
And the second medium 140 are alternately arranged. The first medium 130 is formed so as to reach from the anode 20 to the cathode 60. The second medium 140 is interposed between the hole transport layer 30 and the electron transport layer 50.
And, the first and second media 130 and 140 are
Each has an insulating property. First and second media 130
And 140 have insulating properties, so that when a voltage is applied to anode 20 and cathode 60, hole transport layer 40
Current flows only through the organic light emitting layer 40 formed in the defective portion 120 via the electron transport layer 50. And the first
The medium 130 and the second medium 140 need only be a substance that can form a photonic band gap by periodic distribution, and the materials are not particularly limited.
【００５６】有機発光層４０は、欠陥部１２０に埋め込
まれている。つまり、本実施の形態では、回折格子１０
０の欠陥部１２０は、発光層４０としても機能してい
る。欠陥部１２０は、その欠陥に起因するエネルギー準
位が、有機発光層４０の電流励起による発光スペクトル
内に存在するように形成される。The organic light emitting layer 40 is embedded in the defective portion 120. That is, in the present embodiment, the diffraction grating 10
The 0 defective portion 120 also functions as the light emitting layer 40. The defect portion 120 is formed such that an energy level due to the defect exists in an emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
【００５７】次に、この発光装置２０００の動作および
作用について説明する。Next, the operation and operation of the light emitting device 2000 will be described.
【００５８】陽極２０と陰極６０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極６０から電子輸送層５０を介し
て電子が、陽極２０からホール輸送層３０を介してホー
ルが、それぞれ有機発光層４０内に注入される。有機発
光層４０内では、この電子とホールとが再結合されるこ
とにより励起子が生成される。そして、回折格子１００
のフォトニックバンドギャップに相当する波長帯域の光
は、回折格子１００内を伝搬できないので、励起子は、
欠陥に起因するエネルギー準位でに基底状態に戻り、こ
のエネルギー準位に相当する波長帯域の光のみが発生す
る。したがって、前記欠陥に起因するエネルギー準位に
よって規定された、発光スペクトル幅の非常に狭い光を
高効率で得ることができる。When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, electrons are emitted from the cathode 60 via the electron transport layer 50, holes are emitted from the anode 20 via the hole transport layer 30, and the organic light emitting layer It is injected into 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. Then, the diffraction grating 100
Since the light in the wavelength band corresponding to the photonic band gap cannot propagate through the diffraction grating 100, the exciton
The state returns to the ground state at the energy level due to the defect, and only light in a wavelength band corresponding to this energy level is generated. Therefore, light with a very narrow emission spectrum width defined by the energy level due to the defect can be obtained with high efficiency.
【００５９】（第３の実施の形態）図３は、本実施の形
態に係る発光装置３０００を模式的に示す断面図であ
る。発光装置３０００は、前述した発光装置２０００と
似ているが、ホール輸送層３０に絶縁性の層を形成せ
ず、これを連続的に形成している点で異なる。発光装置
３０００は、基板１０、陽極２０、ホール輸送層３０、
有機発光層４０、陰極６０および回折格子１００を有す
る。そして、陽極２０、ホール輸送層３０および陰極６
０は、連続して形成されている。(Third Embodiment) FIG. 3 is a sectional view schematically showing a light emitting device 3000 according to the present embodiment. The light-emitting device 3000 is similar to the light-emitting device 2000 described above, but differs in that an insulating layer is not formed on the hole transport layer 30 but is formed continuously. The light emitting device 3000 includes a substrate 10, an anode 20, a hole transport layer 30,
It has an organic light emitting layer 40, a cathode 60 and a diffraction grating 100. Then, the anode 20, the hole transport layer 30, and the cathode 6
0 is continuously formed.
【００６０】前記回折格子１００は、欠陥部１２０を有
し、この欠陥部１２０には有機発光層４０が形成されて
いる。欠陥部１２０の両側に、それぞれ第１および第２
の回折格子１００ａおよび１００ｂを有する。これらの
回折格子１００ａおよび１００ｂは、所定の波長帯域に
対してフォトニックバンドギャップを形成しうる。各回
折格子１００ａおよび１００ｂは、屈折率の異なる第１
の媒質１３０と第２の媒質１４０とが、交互に配列して
いる。第１の媒質１３０および第２の媒質１４０は、ホ
ール輸送層３０と陰極６０との間に介在している。そし
て、第１および第２の媒質１３０および１４０は、それ
ぞれ絶縁性を有する。第１および第２の媒質１３０およ
び１４０が絶縁性を有することにより、陽極２０と陰極
６０とに電圧が印加されたとき、陰極６０からの電流
は、欠陥部１２０に形成された有機発光層４０に流れ
る。そして、第１の媒質１３０および第２の媒質１４０
は、周期的な分布によってフォトニックバンドギャップ
を形成しうる物質であればよく、その材質は特に限定さ
れない。The diffraction grating 100 has a defect 120, and the organic light emitting layer 40 is formed in the defect 120. On both sides of the defect 120, the first and second
Diffraction gratings 100a and 100b. These diffraction gratings 100a and 100b can form a photonic band gap for a predetermined wavelength band. Each of the diffraction gratings 100a and 100b has a different first refractive index.
And the second medium 140 are alternately arranged. The first medium 130 and the second medium 140 are interposed between the hole transport layer 30 and the cathode 60. The first and second media 130 and 140 have insulating properties, respectively. Since the first and second media 130 and 140 have insulating properties, when a voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, the current from the cathode 60 causes the organic light emitting layer 40 Flows to Then, the first medium 130 and the second medium 140
May be a substance capable of forming a photonic band gap by periodic distribution, and the material is not particularly limited.
【００６１】有機発光層４０は、欠陥部１２０に埋め込
まれている。つまり、本実施の形態では、回折格子１０
０の欠陥部１２０は、発光層４０としても機能してい
る。欠陥部１２０は、その欠陥に起因するエネルギー準
位が、有機発光層４０の電流励起による発光スペクトル
内に存在するように形成される。The organic light emitting layer 40 is embedded in the defective portion 120. That is, in the present embodiment, the diffraction grating 10
The 0 defective portion 120 also functions as the light emitting layer 40. The defect portion 120 is formed such that an energy level due to the defect exists in an emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
【００６２】次に、この発光装置３０００の動作および
作用について説明する。Next, the operation and operation of the light emitting device 3000 will be described.
【００６３】陽極２０と陰極６０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極６０から電子が、陽極２０から
ホール輸送層３０を介してホールが、それぞれ有機発光
層４０内に注入される。有機発光層４０内では、この電
子とホールとが再結合されることにより励起子が生成さ
れる。そして、回折格子１００のフォトニックバンドギ
ャップに相当する波長帯域の光は、回折格子１００内を
伝搬できないので、励起子は、欠陥に起因するエネルギ
ー準位でに基底状態に戻り、このエネルギー準位に相当
する波長帯域の光のみが発生する。したがって、前記欠
陥に起因するエネルギー準位によって規定された、発光
スペクトル幅の非常に狭い光を高効率で得ることができ
る。When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, electrons are injected from the cathode 60 and holes are injected from the anode 20 via the hole transport layer 30 into the organic light emitting layer 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. Since light in a wavelength band corresponding to the photonic band gap of the diffraction grating 100 cannot propagate through the diffraction grating 100, the exciton returns to the ground state at the energy level due to the defect, and this energy level Only light in the wavelength band corresponding to Therefore, light with a very narrow emission spectrum width defined by the energy level due to the defect can be obtained with high efficiency.
【００６４】本実施の形態では、電子輸送層を有さない
が、もちろん有機発光層４０と陰極６０との間に電子輸
送層を形成してもよい。また、ホール輸送層と電子輸送
層の両者を設ける必要は必ずしもなく、いずれか一方の
輸送層を設けるだけでもよい。このことは、他の実施の
形態においても同様である。Although the present embodiment does not have an electron transport layer, an electron transport layer may be formed between the organic light emitting layer 40 and the cathode 60 as a matter of course. Further, it is not always necessary to provide both the hole transport layer and the electron transport layer, and only one of the transport layers may be provided. This is the same in other embodiments.
【００６５】（第４の実施の形態）図４は、本実施の形
態に係る発光装置４０００を模式的に示す断面図であ
る。発光装置４０００は、前述した発光装置１０００，
２０００および３０００と、欠陥部と有機発光層とを異
なる領域に形成した点で異なる。発光装置４０００は、
基板１０、陽極２０、ホール輸送層３０、有機発光層４
０、陰極６０および回折格子１００を有する。そして、
陽極２０および陰極６０は、連続して形成され、ホール
輸送層３０は不連続で形成されている。(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a sectional view schematically showing a light emitting device 4000 according to the present embodiment. The light emitting device 4000 includes the light emitting device 1000 described above.
It differs from 2000 and 3000 in that the defective portion and the organic light emitting layer are formed in different regions. The light emitting device 4000
Substrate 10, anode 20, hole transport layer 30, organic light emitting layer 4
0, a cathode 60 and a diffraction grating 100. And
The anode 20 and the cathode 60 are formed continuously, and the hole transport layer 30 is formed discontinuously.
【００６６】前記回折格子１００は、欠陥部１２０を有
し、この欠陥部１２０の両側にそれぞれ第１および第２
の回折格子１００ａおよび１００ｂを有する。これらの
回折格子１００ａおよび１００ｂは、所定の波長帯域に
対してフォトニックバンドギャップを形成しうる。各回
折格子１００ａおよび１００ｂは、屈折率の異なる第１
の媒質１３０と第２の媒質１４０とが、交互に配列して
いる。欠陥部１２０および第１の媒質１３０は、ホール
輸送層３０によって形成されている。第２の媒質１４０
は、絶縁性を有する。そして、第２の媒質１４０は、ホ
ール輸送層３０を兼ねる第１の媒質１３０との周期的な
分布によってフォトニックバンドギャップを形成しうる
物質であればよく、その材質は特に限定されない。ま
た、欠陥部１２０は、その欠陥に起因するエネルギー準
位が、有機発光層４０の電流励起による発光スペクトル
内に存在するように形成される。The diffraction grating 100 has a defect 120, and first and second sides are provided on both sides of the defect 120, respectively.
Diffraction gratings 100a and 100b. These diffraction gratings 100a and 100b can form a photonic band gap for a predetermined wavelength band. Each of the diffraction gratings 100a and 100b has a different first refractive index.
And the second medium 140 are alternately arranged. The defect 120 and the first medium 130 are formed by the hole transport layer 30. Second medium 140
Has insulating properties. The second medium 140 may be any substance that can form a photonic band gap by a periodic distribution with the first medium 130 that also serves as the hole transport layer 30, and the material is not particularly limited. Further, the defect portion 120 is formed such that an energy level caused by the defect exists in an emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
【００６７】有機発光層４０は、欠陥部１２０を兼ねる
ホール輸送層３０の上に形成され、ホール輸送層３０と
陰極６０との間に介在する。つまり、本実施の形態で
は、回折格子１００の欠陥部１２０は、発光層４０と異
なる領域で形成されている。この実施の形態では回折格
子１００の欠陥部１２０がホール輸送層３０を兼ねるた
め、有機発光層４０と欠陥部１２０は、少なくとも一部
で接触するように形成されている。さらに、有機発光層
４０の両側には、回折格子１００と陰極６０との間に、
絶縁層７０が形成されている。The organic light emitting layer 40 is formed on the hole transport layer 30 also serving as the defect 120 and is interposed between the hole transport layer 30 and the cathode 60. That is, in the present embodiment, the defective portion 120 of the diffraction grating 100 is formed in a region different from the light emitting layer 40. In this embodiment, since the defective portion 120 of the diffraction grating 100 also serves as the hole transport layer 30, the organic light emitting layer 40 and the defective portion 120 are formed so as to be in contact at least in part. Further, on both sides of the organic light emitting layer 40, between the diffraction grating 100 and the cathode 60,
An insulating layer 70 is formed.
【００６８】絶縁性を有する第２の媒質１４０および絶
縁層７０を有することにより、陽極２０と陰極６０とに
電圧が印加されたとき、陽極２０および陰極６０からの
電流は、欠陥部１２０を兼ねるホール輸送層３０と有機
発光層４０に集中して流れる。By having the second medium 140 having an insulating property and the insulating layer 70, when a voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, the current from the anode 20 and the cathode 60 also serves as the defect 120. The current flows intensively in the hole transport layer 30 and the organic light emitting layer 40.
【００６９】次に、この発光装置４０００の動作および
作用について説明する。Next, the operation and operation of the light emitting device 4000 will be described.
【００７０】陽極２０と陰極６０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極６０から電子が、陽極２０から
ホール輸送層３０を介してホールが、それぞれ有機発光
層４０内に注入される。有機発光層４０内では、この電
子とホールとが再結合されることにより励起子が生成さ
れる。そして、回折格子１００のフォトニックバンドギ
ャップに相当する波長帯域の光は、回折格子１００内を
伝搬できないので、励起子は、欠陥に起因するエネルギ
ー準位でに基底状態に戻り、このエネルギー準位に相当
する波長帯域の光のみが発生する。したがって、前記欠
陥に起因するエネルギー準位によって規定された、発光
スペクトル幅の非常に狭い光を高効率で得ることができ
る。When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, electrons are injected from the cathode 60 and holes are injected from the anode 20 via the hole transport layer 30 into the organic light emitting layer 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. Since light in a wavelength band corresponding to the photonic band gap of the diffraction grating 100 cannot propagate through the diffraction grating 100, the exciton returns to the ground state at the energy level due to the defect, and this energy level Only light in the wavelength band corresponding to Therefore, light with a very narrow emission spectrum width defined by the energy level due to the defect can be obtained with high efficiency.
【００７１】（第５の実施の形態）図５は、本実施の形
態に係る発光装置５０００の回折格子１００を模式的に
示す断面図である。この実施の形態では、回折格子１０
０の変形例を示す。第１〜第３の実施の形態では、有機
発光層４０は回折格子１００の欠陥部１２０にのみ埋め
込まれた状態で形成されている。これに対し、本実施の
形態では、有機発光層４０は、欠陥部１２０のみならず
回折格子１００の媒質の一部を構成する。つまり、欠陥
部１２０に近い領域の第２の媒質１４０は、有機発光層
４０の材料で埋め込んで形成されている。このように、
有機発光層４０を欠陥部１２０を含むより広い領域で形
成することにより、有機発光層の形成が容易となる。(Fifth Embodiment) FIG. 5 is a sectional view schematically showing a diffraction grating 100 of a light emitting device 5000 according to the present embodiment. In this embodiment, the diffraction grating 10
0 shows a modification example. In the first to third embodiments, the organic light emitting layer 40 is formed so as to be buried only in the defective portion 120 of the diffraction grating 100. On the other hand, in the present embodiment, the organic light emitting layer 40 constitutes not only the defect portion 120 but also a part of the medium of the diffraction grating 100. That is, the second medium 140 in a region near the defect portion 120 is formed by embedding the material of the organic light emitting layer 40. in this way,
Forming the organic light emitting layer 40 in a wider area including the defect portion 120 facilitates the formation of the organic light emitting layer.
【００７２】具体的には、回折格子１００は、欠陥部１
２０を有し、この欠陥部１２０の両側にそれぞれ第１お
よび第２の回折格子１００ａおよび１００ｂを有する。
これらの回折格子１００ａおよび１００ｂは、所定の波
長帯域に対してフォトニックバンドギャップを形成しう
る。各回折格子１００ａおよび１００ｂは、屈折率の異
なる第１の媒質１３０、第２の媒質１４０および第３の
媒質１５０が、配列している。欠陥部１２０には、有機
発光層４０が形成されている。そして、欠陥部１２０の
近傍では、第１の媒質１３０と有機発光層４０からなる
第２の媒質１４０とが交互に配列し、途中から第１の媒
質１３０と第３の媒質１５０とが交互に配列している。
そして、少なくとも第１および第３の媒質１３０および
１５０は、周期的な分布によってフォトニックバンドギ
ャップを形成しうる物質であればよく、その材質は特に
限定されない。また、欠陥部１２０は、その欠陥に起因
するエネルギー準位が、有機発光層４０の電流励起によ
る発光スペクトル内に存在するように形成される。Specifically, the diffraction grating 100 has the defect 1
The first and second diffraction gratings 100a and 100b are provided on both sides of the defect portion 120, respectively.
These diffraction gratings 100a and 100b can form a photonic band gap for a predetermined wavelength band. In each of the diffraction gratings 100a and 100b, a first medium 130, a second medium 140, and a third medium 150 having different refractive indexes are arranged. The organic light emitting layer 40 is formed in the defective portion 120. In the vicinity of the defect 120, the first medium 130 and the second medium 140 including the organic light emitting layer 40 are alternately arranged, and the first medium 130 and the third medium 150 are alternately arranged in the middle. They are arranged.
At least the first and third media 130 and 150 need only be a substance capable of forming a photonic band gap by periodic distribution, and the material is not particularly limited. Further, the defect portion 120 is formed such that an energy level caused by the defect exists in an emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
【００７３】図５に示した回折格子１００は、回折格子
の一例であって、前述した第１〜第３の実施の形態と同
様な発光装置をはじめとして、さらに他の構成の発光装
置にも適用できる。The diffraction grating 100 shown in FIG. 5 is an example of a diffraction grating, and is applicable not only to light emitting devices similar to the first to third embodiments described above but also to light emitting devices having other structures. Applicable.
【００７４】以下に例示する実施の形態のうち、第６〜
第９の実施の形態は、発光層が回折格子の媒質を構成す
る例である。Among the embodiments exemplified below, the sixth to the sixth embodiments
The ninth embodiment is an example in which the light emitting layer forms the medium of the diffraction grating.
【００７５】（第６の実施の形態）図６は、本実施の形
態に係る発光装置６０００を模式的に示す断面図であ
る。発光装置６０００は、基板１０、陽極２０、有機発
光層４０、陰極６０および回折格子１００を有する。(Sixth Embodiment) FIG. 6 is a sectional view schematically showing a light emitting device 6000 according to the present embodiment. The light emitting device 6000 has a substrate 10, an anode 20, an organic light emitting layer 40, a cathode 60, and a diffraction grating 100.
【００７６】前記回折格子１００は、欠陥部１２０を有
し、この欠陥部１２０の両側にそれぞれ第１および第２
の回折格子１００ａおよび１００ｂを有する。これらの
回折格子１００ａおよび１００ｂは、所定の波長帯域に
対してフォトニックバンドギャップを形成しうる。各回
折格子１００ａおよび１００ｂは、屈折率の異なる第１
の媒質１３０と第２の媒質１４０とが、交互に配列して
いる。そして、第２の媒質１４０は、有機発光層４０に
よって形成されている。第１の媒質１３０は、第２の媒
質１４０との周期的な分布によってフォトニックバンド
ギャップを形成しうる物質であればよく、その材質は特
に限定されない。The diffraction grating 100 has a defect portion 120, and first and second portions are provided on both sides of the defect portion 120, respectively.
Diffraction gratings 100a and 100b. These diffraction gratings 100a and 100b can form a photonic band gap for a predetermined wavelength band. Each of the diffraction gratings 100a and 100b has a different first refractive index.
And the second medium 140 are alternately arranged. Further, the second medium 140 is formed by the organic light emitting layer 40. The first medium 130 may be any substance that can form a photonic band gap by a periodic distribution with the second medium 140, and the material is not particularly limited.
【００７７】有機発光層４０は、欠陥部１２０および第
２の媒質１４０の形成領域に埋め込まれ、さらに層の上
部で連続している。欠陥部１２０は、その欠陥に起因す
るエネルギー準位が、有機発光層４０の電流励起による
発光スペクトル内に存在するように形成される。The organic light emitting layer 40 is buried in the region where the defect 120 and the second medium 140 are formed, and is continuous above the layer. The defect portion 120 is formed such that an energy level due to the defect exists in an emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
【００７８】本実施の形態では、有機発光層４０は、回
折格子１００の欠陥部１２０および第２の１４０として
も機能している。有機発光層が連続して形成されている
と、層の形成が容易である。このことは、後述する第７
および８の実施の形態でも同様である。In the present embodiment, the organic light emitting layer 40 also functions as the defect portion 120 and the second 140 of the diffraction grating 100. When the organic light emitting layer is continuously formed, the layer can be easily formed. This is the same as the seventh
The same applies to the eighth and eighth embodiments.
【００７９】次に、この発光装置６０００の動作および
作用について説明する。Next, the operation and operation of the light emitting device 6000 will be described.
【００８０】陽極２０と陰極６０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極６０から電子が、陽極２０から
ホールが、それぞれ有機発光層４０内に注入される。有
機発光層４０内では、この電子とホールとが再結合され
ることにより励起子が生成される。そして、回折格子１
００のフォトニックバンドギャップに相当する波長帯域
の光は、回折格子１００内を伝搬できないので、励起子
は、欠陥に起因するエネルギー準位でに基底状態に戻
り、このエネルギー準位に相当する波長帯域の光のみが
発生する。したがって、前記欠陥に起因するエネルギー
準位によって規定された、発光スペクトル幅の非常に狭
い光を高効率で得ることができる。When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, electrons are injected from the cathode 60 and holes are injected from the anode 20 into the organic light emitting layer 40, respectively. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. And diffraction grating 1
Since the light in the wavelength band corresponding to the photonic band gap of 00 cannot propagate through the diffraction grating 100, the exciton returns to the ground state at the energy level due to the defect, and the wavelength corresponding to this energy level Only light in the band is generated. Therefore, light with a very narrow emission spectrum width defined by the energy level due to the defect can be obtained with high efficiency.
【００８１】なお、本実施の形態では、図示はしない
が、陽極２０および陰極６０は、欠陥部１２０となる有
機発光層４０の部分にのみ対応して形成することもでき
る。このように電極を形成することにより、有機発光層
４０への電流注入効率を高めることができる。In the present embodiment, although not shown, the anode 20 and the cathode 60 can be formed corresponding to only the portion of the organic light emitting layer 40 which becomes the defect 120. By forming the electrodes in this manner, the efficiency of current injection into the organic light emitting layer 40 can be increased.
【００８２】（第７の実施の形態）図７は、本実施の形
態に係る発光装置７０００を模式的に示す断面図であ
る。発光装置７０００は、基板１０、陽極２０、ホール
輸送層３０、有機発光層４０、電子輸送層５０、陰極６
０および回折格子１００を有する。そして、陽極２０お
よび陰極６０は、連続して形成され、ホール輸送層３０
および電子輸送層５０は、不連続に形成されている。(Seventh Embodiment) FIG. 7 is a sectional view schematically showing a light emitting device 7000 according to the present embodiment. The light emitting device 7000 includes a substrate 10, an anode 20, a hole transport layer 30, an organic light emitting layer 40, an electron transport layer 50, and a cathode 6
0 and a diffraction grating 100. Then, the anode 20 and the cathode 60 are formed continuously, and the hole transport layer 30 is formed.
And the electron transport layer 50 is formed discontinuously.
【００８３】前記回折格子１００は、欠陥部１２０を有
し、この欠陥部１２０には有機発光層４０が形成されて
いる。欠陥部１２０の両側にそれぞれ第１および第２の
回折格子１００ａおよび１００ｂを有する。これらの回
折格子１００ａおよび１００ｂは、所定の波長帯域に対
してフォトニックバンドギャップを形成しうる。各回折
格子１００ａおよび１００ｂは、屈折率の異なる第１の
媒質１３０と第２の媒質１４０とが、交互に配列してい
る。第１の媒質１３０は、陽極２０から陰極６０に達す
る状態で形成されている。第２の媒質１４０は、有機発
光層４０からなり、ホール輸送層３０と電子輸送層５０
との間に介在している。そして、第１の媒質１３０は、
絶縁性を有する。第１の媒質１３０が絶縁性を有するこ
とにより、陽極２０と陰極６０とに電圧が印加されたと
き、ホール輸送層４０および電子輸送層５０を介して、
欠陥部１２０に形成された有機発光層４０に効率よく電
流が流れる。そして、第１の媒質１３０は、第２の媒質
１４０との周期的な分布によってフォトニックバンドギ
ャップを形成しうる物質であればよく、その材質は特に
限定されない。The diffraction grating 100 has a defect 120, and the organic light emitting layer 40 is formed in the defect 120. First and second diffraction gratings 100a and 100b are provided on both sides of the defect 120, respectively. These diffraction gratings 100a and 100b can form a photonic band gap for a predetermined wavelength band. In each of the diffraction gratings 100a and 100b, a first medium 130 and a second medium 140 having different refractive indexes are alternately arranged. The first medium 130 is formed so as to reach from the anode 20 to the cathode 60. The second medium 140 includes the organic light emitting layer 40, and includes the hole transport layer 30 and the electron transport layer 50.
And intervenes between them. And the first medium 130 is
Has insulating properties. When a voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60 due to the insulating property of the first medium 130, the first medium 130 passes through the hole transport layer 40 and the electron transport layer 50,
A current efficiently flows through the organic light emitting layer 40 formed in the defective portion 120. The first medium 130 may be any substance that can form a photonic band gap by a periodic distribution with the second medium 140, and the material is not particularly limited.
【００８４】有機発光層４０は、欠陥部１２０に埋め込
まれている。つまり、本実施の形態では、回折格子１０
０の欠陥部１２０は、発光層４０としても機能してい
る。欠陥部１２０は、その欠陥に起因するエネルギー準
位が、有機発光層４０の電流励起による発光スペクトル
内に存在するように形成される。The organic light emitting layer 40 is embedded in the defect 120. That is, in the present embodiment, the diffraction grating 10
The 0 defective portion 120 also functions as the light emitting layer 40. The defect portion 120 is formed such that an energy level due to the defect exists in an emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
【００８５】次に、この発光装置７０００の動作および
作用について説明する。Next, the operation and operation of the light emitting device 7000 will be described.
【００８６】陽極２０と陰極６０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極６０から電子輸送層５０を介し
て電子が、陽極２０からホール輸送層３０を介してホー
ルが、それぞれ有機発光層４０内に注入される。有機発
光層４０内では、この電子とホールとが再結合されるこ
とにより励起子が生成される。そして、回折格子１００
のフォトニックバンドギャップに相当する波長帯域の光
は、回折格子１００内を伝搬できないので、励起子は、
欠陥に起因するエネルギー準位でに基底状態に戻り、こ
のエネルギー準位に相当する波長帯域の光のみが発生す
る。したがって、前記欠陥に起因するエネルギー準位に
よって規定された、発光スペクトル幅の非常に狭い光を
高効率で得ることができる。When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, electrons are emitted from the cathode 60 via the electron transport layer 50, holes are emitted from the anode 20 via the hole transport layer 30, and the organic light emitting layer It is injected into 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. Then, the diffraction grating 100
Since the light in the wavelength band corresponding to the photonic band gap cannot propagate through the diffraction grating 100, the exciton
The state returns to the ground state at the energy level due to the defect, and only light in a wavelength band corresponding to this energy level is generated. Therefore, light with a very narrow emission spectrum width defined by the energy level due to the defect can be obtained with high efficiency.
【００８７】（第８の実施の形態）図８は、本実施の形
態に係る発光装置８０００を模式的に示す断面図であ
る。発光装置８０００は、基板１０、陽極２０、有機発
光層４０、電子輸送層５０、陰極６０および回折格子１
００を有する。そして、陽極２０、有機発光層４０、電
子輸送層５０および陰極６０は、それぞれ連続して形成
されている。(Eighth Embodiment) FIG. 8 is a sectional view schematically showing a light emitting device 8000 according to the present embodiment. The light emitting device 8000 includes a substrate 10, an anode 20, an organic light emitting layer 40, an electron transport layer 50, a cathode 60, and a diffraction grating 1
00. The anode 20, the organic light emitting layer 40, the electron transport layer 50, and the cathode 60 are formed continuously.
【００８８】前記回折格子１００は、欠陥部１２０を有
し、この欠陥部１２０には電子輸送層５０が埋め込まれ
ている。欠陥部１２０の両側にそれぞれ第１および第２
の回折格子１００ａおよび１００ｂを有する。これらの
回折格子１００ａおよび１００ｂは、所定の波長帯域に
対してフォトニックバンドギャップを形成しうる。各回
折格子１００ａおよび１００ｂは、屈折率の異なる第１
の媒質１３０と第２の媒質１４０とが、交互に配列して
いる。第１の媒質１３０は、有機発光層４０によって形
成されている。第２の媒質１４０は、電子輸送層５０に
よって形成されている。そして、第１の媒質１３０およ
び第２の媒質１４０は、有機発光層および電子輸送層と
しての機能を有し、さらに両者の周期的な分布によって
フォトニックバンドギャップを形成しうる物質であれば
よく、その材質は特に限定されない。The diffraction grating 100 has a defect 120, and the electron transport layer 50 is embedded in the defect 120. The first and second portions are provided on both sides of the defect 120, respectively.
Diffraction gratings 100a and 100b. These diffraction gratings 100a and 100b can form a photonic band gap for a predetermined wavelength band. Each of the diffraction gratings 100a and 100b has a different first refractive index.
And the second medium 140 are alternately arranged. The first medium 130 is formed by the organic light emitting layer 40. The second medium 140 is formed by the electron transport layer 50. In addition, the first medium 130 and the second medium 140 have a function as an organic light emitting layer and an electron transport layer, and may be any substance that can form a photonic band gap by a periodic distribution of both. The material is not particularly limited.
【００８９】有機発光層４０は、欠陥部１２０を兼ねる
電子輸送層５０の下に形成され、電子輸送層５０と陽極
２０との間に介在する。つまり、本実施の形態では、回
折格子１００の欠陥部１２０は、発光層４０と異なる領
域で形成されている。この実施の形態では回折格子１０
０の欠陥部１２０が電子輸送層５０を兼ねるため、有機
発光層４０と欠陥部１２０は、少なくとも一部で接触す
るように形成されている。そして、欠陥部１２０は、そ
の欠陥に起因するエネルギー準位が、有機発光層４０の
電流励起による発光スペクトル内に存在するように形成
される。The organic light emitting layer 40 is formed below the electron transport layer 50 also serving as the defect portion 120 and is interposed between the electron transport layer 50 and the anode 20. That is, in the present embodiment, the defective portion 120 of the diffraction grating 100 is formed in a region different from the light emitting layer 40. In this embodiment, the diffraction grating 10
Since the 0 defective portion 120 also serves as the electron transport layer 50, the organic light emitting layer 40 and the defective portion 120 are formed so as to contact at least in part. The defect portion 120 is formed such that an energy level caused by the defect exists in an emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
【００９０】次に、この発光装置８０００の動作および
作用について説明する。Next, the operation and operation of the light emitting device 8000 will be described.
【００９１】陽極２０と陰極６０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極６０から電子輸送層５０を介し
て電子が、陽極２０からホールが、それぞれ有機発光層
４０内に注入される。有機発光層４０内では、この電子
とホールとが再結合されることにより励起子が生成され
る。そして、回折格子１００のフォトニックバンドギャ
ップに相当する波長帯域の光は、回折格子１００内を伝
搬できないので、励起子は、欠陥に起因するエネルギー
準位でに基底状態に戻り、このエネルギー準位に相当す
る波長帯域の光のみが発生する。したがって、前記欠陥
に起因するエネルギー準位によって規定された、発光ス
ペクトル幅の非常に狭い光を高効率で得ることができ
る。When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, electrons are injected from the cathode 60 via the electron transport layer 50 and holes are injected from the anode 20 into the organic light emitting layer 40, respectively. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. Since light in a wavelength band corresponding to the photonic band gap of the diffraction grating 100 cannot propagate through the diffraction grating 100, the exciton returns to the ground state at the energy level due to the defect, and this energy level Only light in the wavelength band corresponding to Therefore, light with a very narrow emission spectrum width defined by the energy level due to the defect can be obtained with high efficiency.
【００９２】以下に例示する実施の形態のうち、第９お
よび第１０の実施の形態は、有機発光層が回折格子の欠
陥部と異なる例である。Of the embodiments described below, the ninth and tenth embodiments are examples in which the organic light emitting layer is different from the defective portion of the diffraction grating.
【００９３】（第９の実施の形態）図９は、本実施の形
態に係る発光装置９０００を模式的に示す断面図であ
る。発光装置９０００は、基板１０、陽極２０、ホール
輸送層３０、有機発光層４０、陰極６０および回折格子
１００を有する。そして、陽極２０および陰極６０は、
連続して形成され、ホール輸送層３０および有機発光層
４０は、不連続に形成されている。(Ninth Embodiment) FIG. 9 is a sectional view schematically showing a light emitting device 9000 according to the present embodiment. The light emitting device 9000 includes a substrate 10, an anode 20, a hole transport layer 30, an organic light emitting layer 40, a cathode 60, and a diffraction grating 100. And the anode 20 and the cathode 60 are
The hole transport layer 30 and the organic light emitting layer 40 are formed continuously, and are formed discontinuously.
【００９４】前記回折格子１００は、欠陥部１２０を有
し、この欠陥部１２０には第１の媒質１３０を構成する
物質によって形成されている。欠陥部１２０の両側にそ
れぞれ第１および第２の回折格子１００ａおよび１００
ｂを有する。これらの回折格子１００ａおよび１００ｂ
は、所定の波長帯域に対してフォトニックバンドギャッ
プを形成しうる。各回折格子１００ａおよび１００ｂ
は、屈折率の異なる第１の媒質１３０と第２の媒質１４
０とが、交互に配列している。第１の媒質１３０は、陽
極２０から陰極６０に達する状態で形成されている。第
２の媒質１４０は、ホール輸送層３０と陰極６０との間
に介在している。第１の媒質１３０は、絶縁性を有す
る。第１の媒質１３０が絶縁性を有することにより、陽
極２０と陰極６０とに電圧が印加されたとき、ホール輸
送層５０を介して、第２の媒質１４０を構成する有機発
光層４０のみに電流が流れる。そして、第１の媒質１３
０は、第２の媒質１４０との周期的な分布によってフォ
トニックバンドギャップを形成しうる物質であればよ
く、その材質は特に限定されない。The diffraction grating 100 has a defect 120, and the defect 120 is formed of a material constituting the first medium 130. First and second diffraction gratings 100a and 100a on both sides of the defect 120, respectively.
b. These diffraction gratings 100a and 100b
Can form a photonic bandgap for a given wavelength band. Each diffraction grating 100a and 100b
Are the first medium 130 and the second medium 14 having different refractive indices.
0 are alternately arranged. The first medium 130 is formed so as to reach from the anode 20 to the cathode 60. The second medium 140 is interposed between the hole transport layer 30 and the cathode 60. The first medium 130 has an insulating property. Since the first medium 130 has an insulating property, when a voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, the current flows only through the hole transport layer 50 to the organic light emitting layer 40 constituting the second medium 140. Flows. And the first medium 13
0 may be any substance that can form a photonic band gap by periodic distribution with the second medium 140, and the material is not particularly limited.
【００９５】有機発光層４０は、第２の媒質１４０を兼
ね、ホール輸送層３０と陰極６０とのとの間に介在す
る。また、欠陥部１２０は、第１の媒質１３０を兼ね
る。つまり、本実施の形態では、回折格子１００の欠陥
部１２０は、発光層４０と異なる領域で形成されてい
る。そして、欠陥部１２０は、その欠陥に起因するエネ
ルギー準位が、有機発光層４０の電流励起による発光ス
ペクトル内に存在するように形成される。The organic light emitting layer 40 also serves as the second medium 140 and is interposed between the hole transport layer 30 and the cathode 60. Further, the defect part 120 also serves as the first medium 130. That is, in the present embodiment, the defective portion 120 of the diffraction grating 100 is formed in a region different from the light emitting layer 40. The defect portion 120 is formed such that an energy level caused by the defect exists in an emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
【００９６】次に、この発光装置９０００の動作および
作用について説明する。Next, the operation and operation of the light emitting device 9000 will be described.
【００９７】陽極２０と陰極６０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極６０から電子が、陽極２０から
ホール輸送層３０を介してホールが、それぞれ有機発光
層４０内に注入される。有機発光層４０内では、この電
子とホールとが再結合されることにより励起子が生成さ
れる。そして、回折格子１００のフォトニックバンドギ
ャップに相当する波長帯域の光は、回折格子１００内を
伝搬できないので、励起子は、欠陥に起因するエネルギ
ー準位でに基底状態に戻り、このエネルギー準位に相当
する波長帯域の光のみが発生する。したがって、前記欠
陥に起因するエネルギー準位によって規定された、発光
スペクトル幅の非常に狭い光を高効率で得ることができ
る。When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, electrons are injected from the cathode 60 and holes are injected from the anode 20 through the hole transport layer 30 into the organic light emitting layer 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. Since light in a wavelength band corresponding to the photonic band gap of the diffraction grating 100 cannot propagate through the diffraction grating 100, the exciton returns to the ground state at the energy level due to the defect, and this energy level Only light in the wavelength band corresponding to Therefore, light with a very narrow emission spectrum width defined by the energy level due to the defect can be obtained with high efficiency.
【００９８】（第１０の実施の形態）図１０は、本実施
の形態に係る発光装置１００００を模式的に示す断面図
である。発光装置１００００は、基板１０、陽極２０、
ホール輸送層３０、有機発光層４０、陰極６０および回
折格子１００を有する。そして、陽極２０、有機発光層
４０および陰極６０は、連続して形成されている。ホー
ル輸送層３０は、不連続に形成されている。(Tenth Embodiment) FIG. 10 is a sectional view schematically showing a light emitting device 10000 according to the present embodiment. The light emitting device 10000 includes a substrate 10, an anode 20,
It has a hole transport layer 30, an organic light emitting layer 40, a cathode 60, and a diffraction grating 100. The anode 20, the organic light emitting layer 40, and the cathode 60 are formed continuously. The hole transport layer 30 is formed discontinuously.
【００９９】前記回折格子１００は、欠陥部１２０を有
し、この欠陥部１２０の両側にそれぞれ第１および第２
の回折格子１００ａおよび１００ｂを有する。これらの
回折格子１００ａおよび１００ｂは、所定の波長帯域に
対してフォトニックバンドギャップを形成しうる。各回
折格子１００ａおよび１００ｂは、屈折率の異なる第１
の媒質１３０と第２の媒質１４０とが、交互に配列して
いる。欠陥部１２０および第１の媒質１３０は、ホール
輸送層３０によって形成されている。第２の媒質１４０
は、絶縁性を有する。そして、第２の媒質１４０は、ホ
ール輸送層３０を兼ねる第１の媒質１３０との周期的な
分布によってフォトニックバンドギャップを形成しうる
物質であればよく、その材質は特に限定されない。ま
た、欠陥部１２０は、その欠陥に起因するエネルギー準
位が、有機発光層４０の電流励起による発光スペクトル
内に存在するように形成される。The diffraction grating 100 has a defect 120, and a first and a second defect are provided on both sides of the defect 120.
Diffraction gratings 100a and 100b. These diffraction gratings 100a and 100b can form a photonic band gap for a predetermined wavelength band. Each of the diffraction gratings 100a and 100b has a different first refractive index.
And the second medium 140 are alternately arranged. The defect 120 and the first medium 130 are formed by the hole transport layer 30. Second medium 140
Has insulating properties. The second medium 140 may be any substance that can form a photonic band gap by a periodic distribution with the first medium 130 that also serves as the hole transport layer 30, and the material is not particularly limited. Further, the defect portion 120 is formed such that an energy level caused by the defect exists in an emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
【０１００】有機発光層４０は、欠陥部１２０を兼ねる
ホール輸送層３０の上に形成され、回折格子１００と陰
極６０との間に介在する。つまり、本実施の形態では、
回折格子１００の欠陥部１２０は、有機発光層４０と異
なる領域で形成されている。The organic light emitting layer 40 is formed on the hole transport layer 30 also serving as the defect portion 120 and is interposed between the diffraction grating 100 and the cathode 60. That is, in the present embodiment,
The defect 120 of the diffraction grating 100 is formed in a region different from the organic light emitting layer 40.
【０１０１】次に、この発光装置１００００の動作およ
び作用について説明する。Next, the operation and operation of the light emitting device 10000 will be described.
【０１０２】陽極２０と陰極６０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極６０から電子が、陽極２０から
ホール輸送層３０を介してホールが、それぞれ有機発光
層４０内に注入される。有機発光層４０内では、この電
子とホールとが再結合されることにより励起子が生成さ
れる。そして、回折格子１００のフォトニックバンドギ
ャップに相当する波長帯域の光は、回折格子１００内を
伝搬できないので、励起子は、欠陥に起因するエネルギ
ー準位でに基底状態に戻り、このエネルギー準位に相当
する波長帯域の光のみが発生する。したがって、前記欠
陥に起因するエネルギー準位によって規定された、発光
スペクトル幅の非常に狭い光を高効率で得ることができ
る。When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, electrons are injected from the cathode 60 and holes are injected from the anode 20 through the hole transport layer 30 into the organic light emitting layer 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. Since light in a wavelength band corresponding to the photonic band gap of the diffraction grating 100 cannot propagate through the diffraction grating 100, the exciton returns to the ground state at the energy level due to the defect, and this energy level Only light in the wavelength band corresponding to Therefore, light with a very narrow emission spectrum width defined by the energy level due to the defect can be obtained with high efficiency.
【０１０３】（第１１の実施の形態）図１１は、本実施
の形態に係る発光装置１１０００を模式的に示す断面図
である。発光装置１１０００は、前述した実施の形態
と、回折格子の形成方向が異なる。この発光装置１１０
００は、基板１０、陽極２０、有機発光層４０、陰極６
０および回折格子１００を有する。そして、回折格子１
００は、基板１０に対して垂直方向に形成されている。(Eleventh Embodiment) FIG. 11 is a sectional view schematically showing a light emitting device 11000 according to the present embodiment. The light emitting device 11000 is different from the above embodiment in the direction in which the diffraction grating is formed. This light emitting device 110
00 is the substrate 10, the anode 20, the organic light emitting layer 40, the cathode 6
0 and a diffraction grating 100. And diffraction grating 1
00 is formed in a direction perpendicular to the substrate 10.
【０１０４】前記回折格子１００は、欠陥部１２０を有
し、この欠陥部１２０の両側にそれぞれ第１および第２
の回折格子１００ａおよび１００ｂを有する。これらの
回折格子１００ａおよび１００ｂは、所定の波長帯域に
対してフォトニックバンドギャップを形成しうる。各回
折格子１００ａおよび１００ｂは、屈折率の異なる第１
の媒質１３０と第２の媒質１４０とが、交互に配列して
いる。そして、第１の媒質１３０は、有機発光層４０に
よって形成されている。第２の媒質１４０は、第１の媒
質１３０との周期的な分布によってフォトニックバンド
ギャップを形成しうる物質であればよく、その材質は特
に限定されない。The diffraction grating 100 has a defect portion 120, and first and second portions are provided on both sides of the defect portion 120, respectively.
Diffraction gratings 100a and 100b. These diffraction gratings 100a and 100b can form a photonic band gap for a predetermined wavelength band. Each of the diffraction gratings 100a and 100b has a different first refractive index.
And the second medium 140 are alternately arranged. Then, the first medium 130 is formed by the organic light emitting layer 40. The second medium 140 may be any substance that can form a photonic band gap by periodic distribution with the first medium 130, and the material is not particularly limited.
【０１０５】有機発光層４０は、欠陥部１２０に埋め込
まれている。つまり、本実施の形態では、回折格子１０
０の欠陥部１２０は、発光層４０としても機能してい
る。欠陥部１２０は、その欠陥に起因するエネルギー準
位が、有機発光層４０の電流励起による発光スペクトル
内に存在するように形成される。The organic light emitting layer 40 is embedded in the defect 120. That is, in the present embodiment, the diffraction grating 10
The 0 defective portion 120 also functions as the light emitting layer 40. The defect portion 120 is formed such that an energy level due to the defect exists in an emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
【０１０６】陽極２０および陰極６０は、基板１０に対
して垂直方向に形成されている。The anode 20 and the cathode 60 are formed in a direction perpendicular to the substrate 10.
【０１０７】次に、この発光装置１１０００の動作およ
び作用について説明する。Next, the operation and operation of the light emitting device 11000 will be described.
【０１０８】陽極２０と陰極６０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極６０から電子が、陽極２０から
ホールが、それぞれ有機発光層４０内に注入される。有
機発光層４０内では、この電子とホールとが再結合され
ることにより励起子が生成される。そして、回折格子１
００のフォトニックバンドギャップに相当する波長帯域
の光は、回折格子１００内を伝搬できないので、励起子
は、欠陥に起因するエネルギー準位でに基底状態に戻
り、このエネルギー準位に相当する波長帯域の光のみが
発生する。したがって、前記欠陥に起因するエネルギー
準位によって規定された、発光スペクトル幅の非常に狭
い光を高効率で得ることができる。When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 60, electrons are injected from the cathode 60 and holes are injected from the anode 20 into the organic light emitting layer 40, respectively. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. And diffraction grating 1
Since the light in the wavelength band corresponding to the photonic band gap of 00 cannot propagate through the diffraction grating 100, the exciton returns to the ground state at the energy level due to the defect, and the wavelength corresponding to this energy level Only light in the band is generated. Therefore, light with a very narrow emission spectrum width defined by the energy level due to the defect can be obtained with high efficiency.
【０１０９】[0109]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
有機発光層を用い、優れたフォトニックバンドギャップ
としての特性を持った、発光スペクトル幅の非常に狭い
高性能の発光装置が提供される。As described in detail above, according to the present invention,
A high-performance light-emitting device having an extremely narrow emission spectrum width using an organic light-emitting layer and having excellent characteristics as a photonic band gap is provided.
【０１１０】[0110]
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を模
式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を模
式的に示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る発光装置を模
式的に示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る発光装置を模
式的に示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る発光装置を模
式的に示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る発光装置を模
式的に示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第７の実施の形態に係る発光装置を模
式的に示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第８の実施の形態に係る発光装置を模
式的に示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to an eighth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第９の実施の形態に係る発光装置を模
式的に示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a ninth embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第１０の実施の形態に係る発光装置
を模式的に示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a tenth embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第１１の実施の形態に係る発光装置
を模式的に示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to an eleventh embodiment of the present invention.
１０ 基板 ２０ 陽極 ３０ ホール輸送層 ４０ 有機発光層 ５０ 電子輸送層 ６０ 陰極 １００，１００ａ，１００ｂ 回折格子 １２０ 欠陥部 １３０，１４０，１５０ 媒質 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 20 Anode 30 Hole transport layer 40 Organic light emitting layer 50 Electron transport layer 60 Cathode 100, 100a, 100b Diffraction grating 120 Defect part 130, 140, 150 Medium
Claims (16)
ォトニックバンドギャップを構成しうる回折格子と、 前記回折格子の一部に形成され、欠陥に起因するエネル
ギー準位が所定の発光スペクトル内に存在するように設
定された欠陥部と、 電流励起によって発光可能な有機発光層と、 前記有機発光層に電界を印加するための一対の電極層
と、を含む、発光装置。1. A diffraction grating having a one-dimensional periodic refractive index distribution and capable of forming a photonic band gap, and an energy level formed on a part of the diffraction grating and caused by a defect, having a predetermined energy level. A light emitting device, comprising: a defect portion set to exist in an emission spectrum; an organic light emitting layer capable of emitting light by current excitation; and a pair of electrode layers for applying an electric field to the organic light emitting layer.
装置。2. The light emitting device according to claim 1, wherein the organic light emitting layer also functions as the defect.
なくとも一部としても機能する、発光装置。3. The light emitting device according to claim 1, wherein the organic light emitting layer also functions as at least a part of the defect and the diffraction grating.
た、発光装置。4. The light emitting device according to claim 1, wherein the organic light emitting layer is formed in a region different from the defective portion.
ドギャップを構成する第１の回折格子および第２の回折
格子と、 前記第１の回折格子と前記第２の回折格子との間に形成
され、欠陥に起因するエネルギー準位が所定の発光スペ
クトル内に存在するように設定された欠陥部と、 前記欠陥部に形成された有機発光層と、を含む、発光装
置。5. A substrate, a first electrode formed on the substrate, a diffraction grating formed on the first electrode, and a second electrode formed on the diffraction grating The diffraction grating includes a first diffraction grating and a second diffraction grating having a one-dimensional periodic refractive index distribution and forming a photonic band gap; the first diffraction grating and the second diffraction grating; A defect portion formed between the diffraction grating and the energy level due to the defect is set to be present in a predetermined emission spectrum, and an organic light emitting layer formed in the defect portion, Light emitting device.
た領域に局所的に形成された、発光装置。6. The light emitting device according to claim 5, wherein the second electrode is locally formed in a region corresponding to a region where the organic light emitting layer is formed.
置。7. The light emitting device according to claim 6, wherein the diffraction grating has an air gap structure.
方を有する発光装置。8. The light emitting device according to claim 5, further comprising at least one of a hole transport layer and an electron transport layer.
つの媒質を構成する、発光装置。9. The light emitting device according to claim 8, wherein the hole transport layer or the electron transport layer of the diffraction grating forms one medium.
周期的に配列された、発光装置。10. The light emitting device according to claim 5, wherein the diffraction grating has an insulating first medium and a second medium that are periodically arranged.
一部において、ひとつの媒質を構成する、発光装置。11. The light emitting device according to claim 5, wherein the organic light emitting layer further forms one medium in at least a part of the diffraction grating.
な屈折率分布を有し、フォトニックバンドギャップを構
成する回折格子と、 前記回折格子の一部に形成され、欠陥に起因するエネル
ギー準位が所定の発光スペクトル内に存在するように設
定された欠陥部と、 電流励起によって発光可能な有機発光層と、 前記有機発光層に電界を印加するための第１の電極およ
び第２の電極と、を含み、 前記有機発光層は前記欠陥部と異なる領域に形成され
た、発光装置。12. A substrate, a diffraction grating formed in a direction parallel to the substrate and having a one-dimensional periodic refractive index distribution, forming a photonic band gap, and a part of the diffraction grating. A defect portion formed and set so that an energy level caused by the defect exists within a predetermined emission spectrum; an organic light emitting layer capable of emitting light by current excitation; and an electric field for applying an electric field to the organic light emitting layer. A light emitting device comprising: a first electrode and a second electrode, wherein the organic light emitting layer is formed in a region different from the defect portion.
方を有する発光装置。13. The light emitting device according to claim 12, further comprising at least one of a hole transport layer and an electron transport layer.
成され、該欠陥部と前記有機発光層とが接する、発光装
置。14. The light emitting device according to claim 13, wherein the defective portion is formed of an electron transport layer or a hole transport layer, and the defective portion is in contact with the organic light emitting layer.
て、 前記有機発光層は連続して形成された、発光装置。15. The light emitting device according to claim 12, wherein the organic light emitting layer is formed continuously.
な屈折率分布を有し、フォトニックバンドギャップを構
成する回折格子と、 前記回折格子の一部に形成され、欠陥に起因するエネル
ギー準位が所定の発光スペクトル内に存在するように設
定された欠陥部と、 電流励起によって発光可能な有機発光層と、 前記有機発光層に電界を印加するための第１の電極およ
び第２の電極と、を含む、発光装置。16. A substrate, a diffraction grating formed in a direction perpendicular to the substrate and having a one-dimensional periodic refractive index distribution, forming a photonic band gap, and a part of the diffraction grating. A defect portion formed and set so that an energy level caused by the defect exists within a predetermined emission spectrum; an organic light emitting layer capable of emitting light by current excitation; and an electric field for applying an electric field to the organic light emitting layer. A light emitting device, comprising: a first electrode and a second electrode.
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