JP2000286497A - Light emitting device - Google Patents

Light emitting device

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JP2000286497A
JP2000286497A JP11092237A JP9223799A JP2000286497A JP 2000286497 A JP2000286497 A JP 2000286497A JP 11092237 A JP11092237 A JP 11092237A JP 9223799 A JP9223799 A JP 9223799A JP 2000286497 A JP2000286497 A JP 2000286497A
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light emitting
optical member
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organic light
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Tomoko Koyama
智子 小山
Takeo Kaneko
丈夫 金子
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device which utilizes a three-dimensional photonic band gap, able to extremely highly efficiently emit light having a narrow spectral band width, and can be manufactured by using an organic luminescent material. SOLUTION: A light emitting device 1000 has a substrate 10, an anode 20, an organic light emitting layer 40, a cathode 30, and first and second optical members 100 and 200. The first optical member 100 has a two-dimensional periodic refractive index distribution in the X- and Y-directions and can constitute a photonic band gap. The second optical member 200 has a one-dimensional refractive index distribution in the Z-direction and can constitute a photonic band gap. Either one of the first and second diffraction gratings 100 and 200 has a defective section 300. The section 300 is set, so that the energy level caused by a defect exists in a prescribed emission spectrum. The organic light emitting layer 40 can emit light, when the layer 40 is excited with an electric current, and the anode 20 and cathode 30 impress an electric field upon the layer 40. The layer 40 also functions as the defective section 300.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電流励起などによ
って発光可能な有機発光層を用い、3次元のフォトニッ
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 three-dimensional photonic band gap structure using an organic light emitting layer capable of emitting light by current excitation or the like.

【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、単位媒質層
(周期構造の一単位)が結晶であるため、単位媒質層の
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 layer (one unit of the periodic structure) is crystalline, the interface of the unit medium layer becomes irregular or is affected by impurities. Therefore, it is difficult to obtain a uniform periodic structure, and thus it is difficult to obtain a light-emitting element having excellent characteristics 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、3次元のフォトニックバ
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 which utilizes a three-dimensional photonic band gap, can obtain light having a narrow spectrum 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、3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光学部材と、前記光学部材
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、有機発光層と、を含む。
A light emitting device according to the present invention has an optical member having a three-dimensional periodic refractive index distribution and capable of forming a photonic band gap, and a light emitting device formed on a part of the optical member. And a defect portion set such that an energy level caused by the defect exists in a predetermined emission spectrum, and an organic light emitting layer.

【0006】この発光装置は、電流励起あるいは光励起
によって発光可能な有機発光層を有する。たとえば、電
流励起を利用する場合には、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、前記光学部材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、光学部材内を伝
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光学部材内を伝搬できる。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、3次元で自然放出が制約された発光スペ
クトル幅の非常に狭い光を高効率で得ることができる。
This light emitting device has an organic light emitting layer capable of emitting light by current excitation or light excitation. For example, when using current excitation, electrons and holes are injected into the organic light emitting layer from a pair of electrode layers, that is, a cathode and an anode, and the electrons and holes are recombined in the organic light emitting layer. Light is generated when the molecule returns from the excited state to the ground state. At this time, light in the wavelength band corresponding to the photonic band gap of the optical member cannot propagate in the optical member, and only light in the wavelength band corresponding to the energy level caused by the defect propagates in the optical member. it can. Therefore, by defining the width of the energy level caused by the defect, it is possible to obtain light with a very narrow emission spectrum width, in which spontaneous emission is restricted in three dimensions, with high efficiency.

【0007】本発明において、光学部材は、3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
を構成しうるものであればよく、たとえば回折格子状の
構造、多層膜構造、柱状構造、あるいはこれらの構造の
組合せから構成することができる。
In the present invention, the optical member has only to have a three-dimensional periodic refractive index distribution and can form a photonic band gap. For example, a diffraction grating structure, a multilayer film structure, a columnar structure, and the like can be used. It can be composed of a structure or a combination of these structures.

【0008】前記有機発光層と前記光学部材の前記欠陥
部とは、以下の態様をとりうる。 (1)前記有機発光層は、前記欠陥部に形成され、欠陥
としても機能する。 (2)前記有機発光層は、前記欠陥部の一部および前記
光学部材の1種の媒質層としても機能する。
The organic light emitting layer and the defective portion of the optical member can take the following modes. (1) The organic light emitting layer is formed at the defective portion and functions as a defect. (2) The organic light emitting layer also functions as a part of the defect portion and as one kind of medium layer of the optical member.

【0009】より具体的に、本発明に係る発光装置は、
以下の構成をとりうる。
More specifically, the light emitting device according to the present invention comprises:
The following configuration is possible.

【0010】(A)発光装置は、第1の方向および該第
1の方向と直交する第2の方向に周期的な屈折率分布を
有し、2次元のフォトニックバンドギャップを構成しう
る第1の光学部材と、前記第1の方向および第2の方向
と直交する第3の方向に周期的な屈折率分布を有し、1
次元のフォトニックバンドギャップを構成しうる第2の
光学部材と、前記第1および第2の光学部材の少なくと
も一方に形成され、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、有機発光層と、を含む。
(A) The light emitting device has a periodic refractive index distribution in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction, and can form a two-dimensional photonic band gap. An optical member having a periodic refractive index distribution in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction;
A second optical member capable of forming a two-dimensional photonic band gap; and at least one of the first and second optical members, wherein an energy level due to a defect exists in a predetermined emission spectrum. And an organic light emitting layer.

【0011】この発光装置は、第1の方向(X方向)お
よび第2の方向(Y方向)での2次元の光の伝搬を規制
する第1の光学部材と、第3の方向(Z方向)での1次
元の光の伝搬を規制する第2の光学部材との組合せによ
って、3次元での自然放出が制約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。
This light emitting device comprises a first optical member for regulating the propagation of two-dimensional light in a first direction (X direction) and a second direction (Y direction), and a third direction (Z direction). By combining with the second optical member that regulates the propagation of one-dimensional light in (1), light with a very narrow emission spectrum width in which spontaneous emission in three dimensions is restricted can be obtained with high efficiency.

【0012】(B)発光装置は、互いに直交する第1、
第2および第3の方向に周期的な屈折率分布を有し、3
次元のフォトニックバンドギャップを構成しうる光学部
材と、前記光学部材に形成され、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、有機発光層と、を含み、前記光学部
材は、格子状に配列された柱状の第1の層を有し、該第
1の層は少なくとも2種の媒質層によって周期構造が形
成され、かつ、該第1の層の間に第2の層が形成されて
いる。
(B) The light emitting device is composed of first
Having a periodic refractive index distribution in the second and third directions,
An optical member capable of forming a three-dimensional photonic band gap, a defect portion formed on the optical member, and an energy level caused by a defect set to exist within a predetermined emission spectrum; and an organic light emitting layer. Wherein the optical member has a columnar first layer arranged in a grid pattern, wherein the first layer has a periodic structure formed by at least two kinds of medium layers, and A second layer is formed between the layers.

【0013】この発光装置は、格子状に配列された柱状
の第1の層と、該第1の層の間に形成された第2の層と
を有する光学部材によって、3次元での自然放出が制約
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。
This light emitting device has a three-dimensional spontaneous emission by an optical member having a columnar first layer arranged in a lattice and a second layer formed between the first layers. Can be obtained with high efficiency with very narrow emission spectrum width.

【0014】この発光装置では、前記格子は、例えば、
正方格子状、三角格子状、あるいは蜂の巣格子状などの
格子形態をとることができる。
In this light emitting device, the grating is, for example,
A lattice form such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice can be used.

【0015】(C)発光装置は、互いに直交する第1、
第2および第3の方向に周期的な屈折率分布を有し、3
次元のフォトニックバンドギャップを構成しうる光学部
材と、前記光学部材に形成され、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、有機発光層と、を含み、前記光学部
材は、前記第1、第2および第3の方向に、それぞれ、
少なくとも2種の媒質層によって周期構造が形成されて
いる。
(C) The light emitting device is composed of first
Having a periodic refractive index distribution in the second and third directions,
An optical member capable of forming a three-dimensional photonic band gap, a defect portion formed on the optical member, and an energy level caused by a defect set to exist within a predetermined emission spectrum; and an organic light emitting layer. , The optical member in the first, second and third directions, respectively,
A periodic structure is formed by at least two types of medium layers.

【0016】この発光装置は、前記第1、第2および第
3の方向に、それぞれ、少なくとも2種の媒質層によっ
て周期構造が形成された光学部材によって、3次元での
自然放出が制約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。
In this light emitting device, spontaneous emission in three dimensions is restricted by an optical member having a periodic structure formed by at least two kinds of medium layers in the first, second and third directions. Light with a very narrow emission spectrum width can be obtained with high efficiency.

【0017】(D)発光装置は、互いに直交する第1、
第2および第3の方向に周期的な屈折率分布を有し、3
次元のフォトニックバンドギャップを構成しうる光学部
材と、前記光学部材に形成され、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、有機発光層と、を含み、前記光学部
材は、前記第1の方向に、柱状の第1の媒質層と柱状の
第2の媒質層とが交互に配列された第1の層と、前記第
2の方向に、柱状の第1の媒質層と柱状の第2の媒質層
とが交互に配列された第2の層と、前記第1の方向に、
柱状の第1の媒質層と柱状の第2の媒質層とが交互に配
列された第3の層と、前記第2の方向に、柱状の第1の
媒質層と柱状の第2の媒質層とが交互に配列された第4
の層とが、前記第3の方向に周期的に配列され、前記第
1および第3の層では、該第1の層の最も近い2つの第
1の媒質層の中央に対応した位置に、該第3の層の第1
の媒質層が配置され、前記第2および第4の層では、該
第2の層の最も近い2つの第1の媒質層の中央に対応し
た位置に、該第4の層の第1の媒質層が配置されてい
る。
(D) The light emitting device is composed of first
Having a periodic refractive index distribution in the second and third directions,
An optical member capable of forming a three-dimensional photonic band gap, a defect portion formed on the optical member, and an energy level caused by a defect set to exist within a predetermined emission spectrum; and an organic light emitting layer. Wherein the optical member comprises: a first layer in which a first columnar medium layer and a second columnar medium layer are alternately arranged in the first direction; and a second layer in the second direction. A second layer in which pillar-shaped first medium layers and pillar-shaped second medium layers are alternately arranged; and in the first direction,
A third layer in which a columnar first medium layer and a columnar second medium layer are alternately arranged; and a columnar first medium layer and a columnar second medium layer in the second direction. And the fourth is alternately arranged
Are periodically arranged in the third direction, and in the first and third layers, at positions corresponding to the centers of the two first medium layers closest to the first layer, The first of the third layer
And the second and fourth layers are arranged at positions corresponding to the centers of the two closest first medium layers of the second layer. The layers are arranged.

【0018】この発光装置は、ダイヤモンド構造を有す
る光学部材によって、後述する特定の方向において光の
伝搬が規制され、3次元での自然放出が制約された発光
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。
In this light emitting device, the optical member having a diamond structure restricts the propagation of light in a specific direction described later, and converts light having a very narrow emission spectrum width, in which spontaneous emission in three dimensions is restricted, with high efficiency. Can be obtained at

【0019】(E)発光装置は、ダイヤモンド構造の第
1の媒質層を有し、該第1の媒質層の間に第2の媒質層
が配置され、3次元のフォトニックバンドギャップを構
成しうる光学部材と、前記光学部材に形成され、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、有機発光層と、を含
む。
(E) The light emitting device has a first medium layer having a diamond structure, and a second medium layer is arranged between the first medium layers to form a three-dimensional photonic band gap. An optical member, an organic light emitting layer, and a defect portion formed on the optical member and having an energy level due to a defect set within a predetermined emission spectrum.

【0020】この発光装置は、ダイヤモンド構造に配列
された第1の媒質層を有する光学部材によって、後述す
る特定の方向において光の伝搬が規制され、3次元での
自然放出が制約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。
In this light emitting device, an optical member having a first medium layer arranged in a diamond structure restricts light propagation in a specific direction, which will be described later, and restricts spontaneous emission in three dimensions. Light with a very narrow width can be obtained with high efficiency.

【0021】(F)発光装置は、同心球状で周期的な屈
折率分布を有し、3次元のフォトニックバンドギャップ
を構成しうる光学部材と、前記光学部材に形成され、欠
陥に起因するエネルギー順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、有機発光層と、
を含む。
(F) The light-emitting device has an optical member which is concentric and spherical and has a periodic refractive index distribution and which can form a three-dimensional photonic band gap; and an energy member formed on the optical member and caused by defects. A defect portion whose order is set to be within a predetermined emission spectrum, and an organic light emitting layer,
including.

【0022】この発光装置は、同心球状で周期的な屈折
率分布を有する光学部材によって、3次元方向の全てに
おいて光の伝搬が規制され、発光スペクトル幅の非常に
狭い光をさらに高効率で得ることができる。
In this light emitting device, the propagation of light in all three-dimensional directions is regulated by an optical member having a concentric spherical periodic refractive index distribution, and light with a very narrow emission spectrum width is obtained with higher efficiency. be able to.

【0023】これらの発光装置は、前記有機発光層が電
流励起によって発光可能な材料からなり、該有機発光層
に電界を印加するための一対の電極層を含むことができ
る。
These light emitting devices may include a pair of electrode layers for applying an electric field to the organic light emitting layer, wherein the organic light emitting layer is made of a material capable of emitting light by current excitation.

【0024】これら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 these embodiments further has at least one of a hole transport layer and an electron transport layer.

【0025】本発明によれば、有機発光層を有すること
により、半導体によってフォトニックバンドギャップを
構成する場合より以下の点で有利である。つまり、該有
機発光層を含む発光装置では、半導体を用いた場合のよ
うに発光層の界面の不規則な状態や不純物の影響を受け
やすい難点を有さず、優れたフォトニックバンドギャッ
プによる特性が得られる。さらに、有機層により媒質層
を形成する場合には、製造が容易であり、かつ、良好な
屈折率の周期構造を得やすく、より優れたフォトニック
バンドギャップによる特性が得られる。
According to the present invention, the presence of the organic light emitting layer is more advantageous than the case where a photonic band gap is formed by a semiconductor in the following points. In other words, the light emitting device including the organic light emitting layer does not have the irregular state of the interface of the light emitting layer or the difficulty of being affected by impurities as in the case of using a semiconductor, and has excellent characteristics due to an excellent photonic band gap. Is obtained. Further, when the medium layer is formed of an organic layer, the production is easy, a periodic structure having a good refractive index is easily obtained, and characteristics with a better photonic band gap can be obtained.

【0026】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.

【0027】(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 of a predetermined wavelength.

【0028】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。
Examples of such an organic compound 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.

【0029】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 the material of the organic light emitting layer, JP-A-63-70257 and JP-A-63-1758.
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.

【0030】(光学部材)光学部材の媒質層としては、
公知の無機材料および有機材料を用いることができる。
(Optical Member) As the medium layer of the optical member,
Known inorganic materials and organic materials can be used.

【0031】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
2、TiO2−SiO2混合物、ZnO、Nb25、S
3 4、Ta25、HfO2またはZrO2などを例示す
ることができる。
Representative inorganic materials include, for example,
As disclosed in JP-A-5-273427, Ti
OTwo, TiOTwo-SiOTwoMixture, ZnO, NbTwoOFive, S
iThreeN Four, TaTwoOFive, HfOTwoOr ZrOTwoFor example
Can be

【0032】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.

【0033】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 substance, 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.

【0034】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 a prepolymer, an oligomer and a monomer.

【0035】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.

【0036】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。
Examples of the monomer include 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.

【0037】有機材料としては、他に、ビニル樹脂、ポ
リカーボネイト樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテ
レフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、
ポリエステル樹脂などを例示できる。
As the organic material, besides, a vinyl resin, a polycarbonate resin, a polyamide resin, a polyethylene terephthalate resin, an epoxy resin, a polyurethane resin,
Examples thereof include polyester resins.

【0038】以上、光学部材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、媒質層としては、有機
発光層が媒質層として機能する場合には、この層を構成
する材料も採用し得る。
As described above, the inorganic material or the organic material constituting the medium of the optical member has been exemplified. However, when the organic light emitting layer functions as the medium layer, the material constituting this layer can be adopted as the medium layer. .

【0039】(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.

【0040】(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 necessary 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.

【0041】(電極層)必要に応じて設けられる陰極と
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8−248276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 provided as necessary, an electron injecting metal having a small work function (for example, 4 eV or less), an alloy electrically conductive compound, and a mixture thereof can be used. Such electrode materials include:
For example, the one disclosed in JP-A-8-248276 can be used.

【0042】必要に応じて設けられる陽極としては、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,SnO2,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 provided as required, 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 using an optically transparent material for the anode,
A conductive transparent material such as CuI, ITO, SnO 2 , or ZnO can be used. If transparency is not required, a metal such as gold can be used.

【0043】本発明において、光学部材はフォトニック
バンドギャップを構成するように、媒質層の材料(その
屈折率など)、媒質層の形状、格子や柱状部分のピッ
チ、格子や柱状部分の数、格子や柱状部分のアスペクト
比などが調整される。
In the present invention, the optical member forms a photonic bandgap, so that the material of the medium layer (such as its refractive index), the shape of the medium layer, the pitch of the lattices and columnar portions, the number of lattices and columnar portions, The aspect ratio and the like of the lattice and the columnar portion are adjusted.

【0044】本発明において、光学部材の形成方法は特
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 for forming the optical member is not particularly limited, and a known method can be used. Representative examples are shown below.

【0045】リソグ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、
光学部材を作成する。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 an optical member. 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.

【0046】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
酸化チタンの光学部材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. Further, as a technique for forming an optical member of polymethyl methacrylate or titanium oxide on a glass substrate by using laser ablation, there is, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-59743.

【0047】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光学部材を形成する。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光学部材とする
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 an optical member. As such a method, it is particularly preferable to form an optical member by forming a layer of a polymer or a polymer precursor, partially polymerizing the layer by light irradiation or the like, and periodically forming regions having different refractive indexes. . 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.

【0048】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光学部材を形成す
る。
Method by stamping Hot stamping using a thermoplastic resin (Japanese Unexamined Patent Publication No.
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).
The optical member is formed by stamping as described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-157, for example.

【0049】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、光学部材を形成す
る。
Etching Method The thin film is selectively removed and patterned by lithography and etching techniques to form an optical member.

【0050】以上、光学部材の形成方法について述べた
が、要するに、光学部材は互いに異なる屈折率を有する
少なくとも2領域の周期構造を有すればよく、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 optical member has been described above. In short, the optical member only has to have a periodic structure of at least two regions having mutually different refractive indices.
It can be formed by a method of forming two regions with two kinds of materials having different refractive indexes, a method of forming two regions with different refractive indexes by partially modifying one kind of material, or the like.

【0051】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.

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】(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
面を有する斜視図である。発光装置1000は、基板1
0、陽極20、有機発光層40、陰極30、第1の光学
部材100および回折格子状の第2の光学部材200を
有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view having a cross section schematically showing a light emitting device 1000 according to the present embodiment. The light emitting device 1000 includes the substrate 1
0, an anode 20, an organic light emitting layer 40, a cathode 30, a first optical member 100, and a diffraction grating-shaped second optical member 200.

【0053】第1の光学部材100は、その形状(寸
法)や媒質の組合せに基づいて、第1の方向(X方向)
および第2の方向(Y方向)に周期的な屈折率分布を有
し、所定の波長帯域に対して2次元のフォトニックバン
ドギャップを構成する。第2の光学部材200は、その
形状(寸法)や媒質の組合せに基づいて、X方向および
Y方向と直交する第3の方向(Z方向)に周期的な屈折
率分布を有し、所定の波長帯域に対して1次元のフォト
ニックバンドギャップを構成する。そして、第1の光学
部材100は、第2の光学部材200の周期方向(異な
る媒質層が周期的に繰り返される方向)の中間に形成さ
れ、第1の光学部材100の上側および下側にそれぞれ
第2の光学部材が連続する状態で形成されている。
The first optical member 100 has a first direction (X direction) based on a combination of its shape (dimension) and medium.
And a periodic refractive index distribution in the second direction (Y direction), and constitutes a two-dimensional photonic band gap for a predetermined wavelength band. The second optical member 200 has a periodic refractive index distribution in a third direction (Z direction) orthogonal to the X direction and the Y direction based on a combination of its shape (dimension) and medium, and has a predetermined refractive index distribution. A one-dimensional photonic band gap is formed for the wavelength band. The first optical member 100 is formed in the middle of the periodic direction of the second optical member 200 (the direction in which different medium layers are periodically repeated), and is formed above and below the first optical member 100, respectively. The second optical member is formed in a continuous state.

【0054】第1の光学部材100は、屈折率の異なる
第1の媒質層110と第2の媒質層120とが、X方向
およびY方向にそれぞれ交互に配列されている。第2の
光学部材200は、屈折率の異なる第1の媒質層210
と第2の媒質層220とが交互に配列されている。
In the first optical member 100, first medium layers 110 and second medium layers 120 having different refractive indexes are alternately arranged in the X direction and the Y direction. The second optical member 200 includes a first medium layer 210 having a different refractive index.
And the second medium layer 220 are alternately arranged.

【0055】第1の媒質層110と第2の媒質層12
0、および第1の媒質層210と第2の媒質層220と
は、それぞれ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1の光学部材100にお
いては、一方の媒質層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
造の光学部材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、光学部材を構成する2媒質層
の屈折率差を大きくすることができる。
The first medium layer 110 and the second medium layer 12
The first medium layer 210 and the second medium layer 220 may be any substance that can form a photonic band gap by periodic distribution, and the material is not particularly limited. For example, in the first optical member 100, one medium layer may be a gas such as air. As described above, when an optical member having a so-called air gap structure is formed using a gas layer, the difference in the refractive index between the two medium layers constituting the optical member is increased within the range of selection of a general material used for the light emitting device. be able to.

【0056】第1の光学部材100の下面には陽極20
が形成され、第1の光学部材100の上面には陰極30
が形成されている。これらの陽極20および陰極30
は、出射光に対して光学的に透明である。陰極20と陰
極30の位置は逆でもよい。このことは、他の実施の形
態でも同様である。
An anode 20 is provided on the lower surface of the first optical member 100.
Is formed, and a cathode 30 is provided on the upper surface of the first optical member 100.
Are formed. These anode 20 and cathode 30
Is optically transparent to the outgoing light. The positions of the cathode 20 and the cathode 30 may be reversed. This is the same in other embodiments.

【0057】第1の光学部材100は、欠陥部300を
有し、この欠陥部300は有機発光層40によって構成
されている。つまり、本実施の形態では、第1の光学部
材100の欠陥部300は、発光層40としても機能し
ている。第1の光学部材100のX方向においては、欠
陥部300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。これに対し、第1の光学部材
100のY方向および第2の光学部材200のZ方向の
フォトニックバンドギャップは、少なくとも有機発光層
40の電流励起による発光スペクトルの波長帯域を含
み、有機発光層40で発生した光がY方向およびZ方向
を伝搬しないように設定される。
The first optical member 100 has a defect 300, which is constituted by the organic light emitting layer 40. That is, in the present embodiment, the defective portion 300 of the first optical member 100 also functions as the light emitting layer 40. In the X direction of the first optical member 100, the defect 300 has an energy level caused by the defect,
The organic light emitting layer 40 is formed so as to be present in an emission spectrum by current excitation. On the other hand, the photonic band gaps in the Y direction of the first optical member 100 and the Z direction of the second optical member 200 include at least the wavelength band of the emission spectrum due to current excitation of the organic light emitting layer 40, and The light generated at 40 is set so as not to propagate in the Y direction and the Z direction.

【0058】つまり、Y方向についてみると、有機発光
層40は欠陥部として機能しないように構成される。ま
た、Z方向についてみると、第1の光学部材100、陽
極20および陰極30から構成される積層部400は、
第2の光学部材200の欠陥部として機能しないよう
に、第2の光学部材200の少なくとも1ペアの格子を
構成する。
That is, in the Y direction, the organic light emitting layer 40 is configured so as not to function as a defective portion. Further, when viewed in the Z direction, the laminated portion 400 including the first optical member 100, the anode 20, and the cathode 30
At least one pair of gratings of the second optical member 200 is configured so as not to function as a defective portion of the second optical member 200.

【0059】本実施の形態では、例えばX方向におい
て、第1の光学部材100を構成する、欠陥部300よ
り一方の側の光学部材100aと他方の側の光学部材1
00bとの光の閉じ込め状態に差を設けることにより、
出射光の方向を規定できる。たとえば、図1に示すよう
に、X方向において、欠陥部300の左側より光を出射
させたい場合には、一方の光学部材100aの光の閉じ
込め状態を他方の光学部材100bの光の閉じ込め状態
より弱くすればよい。また、Y方向においては、Y方向
での光の閉じ込め状態が、X方向の光の閉じ込め状態よ
り強く設定されることで、光の閉じ込めがなされる。そ
して、Z方向においては、第2の光学部材200を構成
する、積層部400の上下の光学部材200aおよび2
00bによって光の閉じ込めがなされる。
In the present embodiment, for example, in the X direction, the optical member 100a on one side of the defect 300 and the optical member 1 on the other side constituting the first optical member 100 are arranged.
By providing a difference between the light confinement state and the light confinement state of 00b,
The direction of the emitted light can be defined. For example, as shown in FIG. 1, when light is desired to be emitted from the left side of the defect portion 300 in the X direction, the light confinement state of one optical member 100a is changed from the light confinement state of the other optical member 100b. You can make it weaker. Further, in the Y direction, light is confined by setting the light confinement state in the Y direction to be stronger than the light confinement state in the X direction. Then, in the Z direction, the upper and lower optical members 200 a and 200
00b confine the light.

【0060】光学部材の光の閉じ込めの強弱は、光学部
材のペア数、光学部材を構成する媒質層の屈折率差など
を考慮することによって、好ましくは光学部材のペア数
によってコントロールできる。また、両者の光学部材1
00aおよび100bの光の閉じ込めを同程度にすれ
ば、第1の光学部材100のX方向の両サイドから同じ
程度の強弱で光を出射させることもできる。
The strength of the light confinement of the optical member can be controlled by considering the number of pairs of the optical members, the difference in the refractive index of the medium layer constituting the optical member, and the like, preferably by the number of pairs of the optical members. Also, both optical members 1
By making the confinement of the light of 00a and 100b the same, light can be emitted from both sides of the first optical member 100 in the X direction with the same level of intensity.

【0061】本実施の形態の発光装置1000は、X方
向およびY方向のフォトニックバンドギャップを有する
第1の光学部材100およびZ方向のフォトニックバン
ドギャップを有する第2の光学部材200によって、光
を閉じ込めるので、X方向、Y方向およびZ方向の3次
元での光伝搬が制御される。そして、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。
In the light emitting device 1000 of the present embodiment, light is emitted by the first optical member 100 having a photonic band gap in the X direction and the Y direction and the second optical member 200 having a photonic band gap in the Z direction. Is confined, so that light propagation in three dimensions in the X, Y, and Z directions is controlled. The propagation of light in the leak mode is allowed in other directions. 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.

【0062】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.

【0063】陽極20と陰極30とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極30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。
When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 30, electrons are injected from the cathode 30 and holes are injected from the anode 20 into the organic light emitting layer 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons.

【0064】そして、第1の光学部材100のX方向で
は、欠陥部300(有機発光層40)の欠陥に起因する
エネルギー準位の光が伝搬し、第1の光学部材100の
Y方向およびZ方向にフォトニックバンドギャップを有
する第2の光学部材200ではY方向およびZ方向で、
欠陥準位がないため光の伝搬がない。すなわち、第1の
光学部材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、第1の光学部材100内を伝搬でき
ないが、有機発光層40で発生した励起子は、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
された波長の光は、伝搬が許容されたX方向で光の閉じ
込めの弱い方向に優先的に出射される。この光は、発光
スペクトル幅が非常に狭く高い効率を有する。
In the X direction of the first optical member 100, light having an energy level due to a defect in the defect portion 300 (organic light emitting layer 40) propagates, and the first optical member 100 in the Y direction and the Z direction. In the second optical member 200 having a photonic band gap in the direction, in the Y direction and the Z direction,
There is no light propagation because there is no defect level. That is, light in a wavelength band corresponding to the photonic band gap of the first optical member 100 cannot propagate in the first optical member 100, but excitons generated in the organic light emitting layer 40 have energy caused by defects. The state returns to the ground state at the level, and only light in a wavelength band corresponding to this energy level is generated. Therefore, light having a wavelength defined by the energy level caused by the defect is preferentially emitted in the X direction in which propagation is permitted and in the direction in which light is less confined. This light has a very narrow emission spectrum width and high efficiency.

【0065】なお、本実施の形態では、X方向での光の
出射について述べたが、これに限定されず、例えば、Y
方向あるいはZ方向で発光層40に欠陥部を形成するこ
とで、Y方向あるいはZ方向での光の出射を行うことも
できる。
In this embodiment, light emission in the X direction has been described. However, the present invention is not limited to this.
By forming a defective portion in the light emitting layer 40 in the direction or the Z direction, light can be emitted in the Y direction or the Z direction.

【0066】そして、本実施の形態では、有機発光層を
有しており、この発光装置1000は、半導体を用いた
場合のように、発光層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やすい難点を有さな
いため、優れたフォトニックバンドギャップによる特性
が得られる。これらのことは、以下に述べる他の実施の
形態でも同様である。
In the present embodiment, the light emitting device 1000 has an organic light emitting layer, and the light emitting device 1000 has an irregular interface at the light emitting layer as in the case of using a semiconductor, or Since there is no difficulty easily affected by impurities, excellent characteristics due to a photonic band gap can be obtained. The same applies to other embodiments described below.

【0067】また、光学部材を構成する媒質層を有機層
により形成する場合には、製造が容易であり、かつ、良
好な屈折率の周期構造を得やすく、より優れたフォトニ
ックバンドギャップによる特性が得られる。
In the case where the medium layer constituting the optical member is formed of an organic layer, it is easy to manufacture, it is easy to obtain a periodic structure having a good refractive index, and more excellent characteristics due to a photonic band gap. Is obtained.

【0068】発光装置1000の光学部材100,20
0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。また、ホール輸送層および電子輸送層を必要に
応じて、有機発光層と電極との間に設けることができ
る。これらの製造方法、材料および構成については、以
下に述べる他の実施の形態でも同様である。
The optical members 100 and 20 of the light emitting device 1000
As for the manufacturing method of No. 0 and the materials constituting each layer, the above-described methods and materials can be appropriately used. Further, a hole transport layer and an electron transport layer can be provided between the organic light emitting layer and the electrode as needed. These manufacturing methods, materials, and configurations are the same in other embodiments described below.

【0069】(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、第1の実施の形態に係る発光
装置1000と、基本的構造は似ているが、第1の光学
部材100の構成および出射光の方向において発光装置
1000と異なる。発光装置2000は、基板10、陽
極20、有機発光層40、陰極30、第1の光学部材1
00および第2の光学部材200を有する。
(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 has a similar basic structure to the light emitting device 1000 according to the first embodiment, but differs from the light emitting device 1000 in the configuration of the first optical member 100 and the direction of emitted light. The light emitting device 2000 includes a substrate 10, an anode 20, an organic light emitting layer 40, a cathode 30, and a first optical member 1.
00 and a second optical member 200.

【0070】第1の光学部材100は、第1の方向(X
方向)および第2の方向(Y方向)に周期的な屈折率分
布を有し、所定の波長帯域に対して2次元のフォトニッ
クバンドギャップを構成する。第2の光学部材200
は、X方向およびY方向と直交する第3の方向(Z方
向)に周期的な屈折率分布を有し、所定の波長帯域に対
して1次元のフォトニックバンドギャップを構成する。
そして、第1の光学部材100は、第2の光学部材20
0の周期方向の中間に形成され、第1の光学部材100
の上側および下側にそれぞれ第2の光学部材が連続する
状態で形成されている。
The first optical member 100 moves in the first direction (X
Direction) and a second direction (Y direction) having a periodic refractive index distribution to form a two-dimensional photonic band gap for a predetermined wavelength band. Second optical member 200
Has a periodic refractive index distribution in a third direction (Z direction) orthogonal to the X direction and the Y direction, and forms a one-dimensional photonic band gap for a predetermined wavelength band.
Then, the first optical member 100 is connected to the second optical member 20.
0 is formed in the middle of the periodic direction of the first optical member 100.
The second optical member is formed in a continuous state on the upper side and the lower side, respectively.

【0071】第1の光学部材100は、屈折率の異なる
第1の媒質層110と第2の媒質層120とが、X方向
およびY方向にそれぞれ交互に配列されている。そし
て、第2の媒質層120は、有機発光層40によって形
成されている。第2の光学部材200は、屈折率の異な
る第1の媒質層210と第2の媒質層220とが交互に
配列されている。
In the first optical member 100, a first medium layer 110 and a second medium layer 120 having different refractive indexes are alternately arranged in the X direction and the Y direction. Further, the second medium layer 120 is formed by the organic light emitting layer 40. In the second optical member 200, first medium layers 210 and second medium layers 220 having different refractive indexes are alternately arranged.

【0072】第1の媒質層110と第2の媒質層12
0、および第1の媒質層210と第2の媒質層220と
は、それぞれ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1の光学部材100にお
いては、第1の媒質層110は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
構造の光学部材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、光学部材を構成する2媒質
層の屈折率差を大きくすることができる。
The first medium layer 110 and the second medium layer 12
The first medium layer 210 and the second medium layer 220 may be any substance that can form a photonic band gap by periodic distribution, and the material is not particularly limited. For example, in the first optical member 100, the first medium layer 110 may be a gas such as air. As described above, when an optical member having a so-called air gap structure is formed using a gas layer, the difference in the refractive index between the two medium layers constituting the optical member is increased within the range of selection of a general material used for the light emitting device. be able to.

【0073】第1の光学部材100の下面には陽極20
が形成され、第1の光学部材100の上面には陰極30
が形成されている。これらの陽極20および陰極30
は、出射光に対して光学的に透明である。そして、第1
の光学部材100は、有機発光層40(第2の媒質層1
20)を有し、発光層としても機能している。
An anode 20 is provided on the lower surface of the first optical member 100.
Is formed, and a cathode 30 is provided on the upper surface of the first optical member 100.
Are formed. These anode 20 and cathode 30
Is optically transparent to the outgoing light. And the first
The optical member 100 of the second embodiment includes the organic light emitting layer 40 (the second medium layer 1).
20) and also functions as a light emitting layer.

【0074】第1の光学部材100、陽極20および陰
極30から構成される積層部400は、第2の光学部材
200の欠陥部として機能している。そのため、Z方向
では、欠陥部(積層部400)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設定される。これに対
し、第1の光学部材100のフォトニックバンドギャッ
プは、X方向およびY方向で、有機発光層40の電流励
起による発光スペクトル内に欠陥が存在しないように設
定される。
The laminated section 400 composed of the first optical member 100, the anode 20, and the cathode 30 functions as a defect of the second optical member 200. Therefore, in the Z direction, the defect portion (laminated portion 400) is set such that the energy level due to the defect exists in the emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation. On the other hand, the photonic band gap of the first optical member 100 is set in the X direction and the Y direction such that no defect exists in the emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.

【0075】本実施の形態では、第2の回折格子200
を構成する、欠陥部(積層部400)より一方の側の光
学部材200aと他方の側の光学部材200bとの光の
閉じ込め状態に差を設けることにより、出射光の方向を
規定できる。たとえば、図2に示すように、欠陥部40
0の下側より光を出射させたい場合には、一方の光学部
材200aの光の閉じ込め状態を他方の光学部材200
bの光の閉じ込め状態より弱くすればよい。光学部材の
光の閉じ込めの強弱は、光学部材のペア数、光学部材を
構成する媒質層の屈折率差などを考慮することによって
コントロールできる。また、両者の光学部材200aお
よび200bの光の閉じ込めを同程度にすれば、第2の
光学部材200の両サイドから同様の強度で光を出射さ
せることもできる。
In the present embodiment, the second diffraction grating 200
The direction of the emitted light can be defined by providing a difference between the optical confinement states of the optical member 200a on one side and the optical member 200b on the other side of the defective portion (laminated portion 400). For example, as shown in FIG.
In order to emit light from the lower side of the first optical member 200a,
What is necessary is just to make it weaker than the light confinement state of b. The degree of light confinement of the optical member can be controlled by considering the number of pairs of the optical member, the difference in the refractive index of the medium layer constituting the optical member, and the like. Further, if the confinement of the light of the two optical members 200a and 200b is made substantially the same, light can be emitted from both sides of the second optical member 200 with the same intensity.

【0076】本実施の形態の発光装置2000は、第1
の実施の形態と同様に、X方向およびY方向のフォトニ
ックバンドギャップを有する第1の光学部材100およ
びZ方向のフォトニックバンドギャップを有する第2の
光学部材200によって、光を閉じ込めるので、X方
向、Y方向およびZ方向の3次元での光伝搬が制御され
る。そして、その他の方向には漏れモードの光の伝搬が
許容される。
The light emitting device 2000 of the present embodiment has the first
Since the first optical member 100 having a photonic bandgap in the X and Y directions and the second optical member 200 having a photonic bandgap in the Z direction confine light as in the embodiment of FIG. Light propagation in three dimensions, i.e., direction, Y direction and Z direction, is controlled. The propagation of light in the leak mode is allowed in other directions.

【0077】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.

【0078】陽極20と陰極30とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極30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、第2の光学
部材200のZ方向では、欠陥部(積層部400)の欠
陥に起因するエネルギー準位の光が伝搬し、第1の光学
部材100のX方向およびY方向では欠陥準位がないた
め光の伝搬がない。すなわち、第2の光学部材200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、第2の光学部材200内を伝搬できないが、欠陥部
(積層部400)の有機発光層40で発生した励起子
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波長の光は、光の伝搬が許容された
Z方向で、光の閉じ込めの弱い方向に優先的に出射され
る。この光は、発光スペクトル幅が非常に狭く高い効率
を有する。
When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 30, electrons are injected from the cathode 30 and holes are injected from the anode 20 into the organic light emitting layer 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. Then, in the Z direction of the second optical member 200, light having an energy level caused by a defect in the defect portion (laminated portion 400) propagates, and in the X direction and the Y direction of the first optical member 100, the defect level There is no light propagation. That is, although light in a wavelength band corresponding to the photonic band gap of the second optical member 200 cannot propagate through the second optical member 200, the excitation generated in the organic light emitting layer 40 in the defective portion (laminated portion 400). The child returns to the ground state at the energy level due to the defect,
Only light in the wavelength band corresponding to this energy level is generated. Therefore, light having a wavelength defined by the energy level caused by the defect is preferentially emitted in the Z direction in which light propagation is allowed and in the direction in which light is less confined. This light has a very narrow emission spectrum width and high efficiency.

【0079】なお、本実施の形態では、Z方向での光の
出射について述べたが、これに限定されず、例えば、X
方向あるいはY方向で発光層40に欠陥部を形成するこ
とで、X方向あるいはY方向での光の出射を行うことも
できる。
In this embodiment, light emission in the Z direction has been described. However, the present invention is not limited to this.
By forming a defect in the light emitting layer 40 in the direction or the Y direction, light can be emitted in the X direction or the Y direction.

【0080】(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、基板10、陽極20、有機発
光層40、陰極30、および光学部材500を有する。
(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 has a substrate 10, an anode 20, an organic light emitting layer 40, a cathode 30, and an optical member 500.

【0081】光学部材500は、基板10上に所定の配
列パターンで形成された柱状部からなる第1の層(柱状
媒質層)200と、この第1の層200の相互間を埋め
る第2の層110とから構成されている。第1の層20
0は、図4の平面図に示すように、正方格子状のパター
ンを有している。そして、第1の層200は、互いに屈
折率の異なる第1の媒質層210および第2の媒質層2
20を有している。そして、第2の層110は、第3の
媒質層から構成されている。従って、この光学部材50
0は、第1の方向(X方向)、第2の方向(Y方向)お
よび第3の方向(Z方向)に周期的な屈折率分布を有
し、これらの3方向において、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構成する。
The optical member 500 includes a first layer (columnar medium layer) 200 formed of a columnar portion formed in a predetermined arrangement pattern on the substrate 10 and a second layer burying the first layer 200. And a layer 110. First layer 20
0 has a square lattice pattern as shown in the plan view of FIG. The first layer 200 includes a first medium layer 210 and a second medium layer 2 having different refractive indexes from each other.
20. The second layer 110 is composed of a third medium layer. Therefore, this optical member 50
0 has a periodic refractive index distribution in a first direction (X direction), a second direction (Y direction), and a third direction (Z direction), and a predetermined wavelength band in these three directions. Constitutes a photonic band gap.

【0082】第1の層200を構成する、第1の媒質層
220と第2の層110とは、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、第2の層11
0は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光学部材を形成する
場合には、発光装置に用いる一般的な材料の選択範囲
で、光学部材を構成する2媒質層の屈折率差を大きくす
ることができる。さらに、第1の層200を構成する媒
質層210および媒質層220のいずれかは、第2の層
110を構成する第3の媒質層と同じ材質であってもよ
い。
The first medium layer 220 and the second layer 110 constituting the first layer 200 may be any substance capable of forming a photonic band gap by periodic distribution, and the material is particularly Not limited. Also, the second layer 11
0 may be a gas such as air. As described above, when an optical member having a so-called air gap structure is formed using a gas layer, the difference in the refractive index between the two medium layers constituting the optical member is increased within the range of selection of a general material used for the light emitting device. be able to. Further, one of the medium layer 210 and the medium layer 220 constituting the first layer 200 may be made of the same material as the third medium layer constituting the second layer 110.

【0083】第1の層200は、その一部に有機発光層
40を有する。そして、有機発光層40の下面には陽極
20が形成され、有機発光層40の上面には陰極30が
形成されている。これらの陽極20および陰極30は、
出射光に対して光学的に透明である。
The first layer 200 has an organic light emitting layer 40 in a part thereof. The anode 20 is formed on the lower surface of the organic light emitting layer 40, and the cathode 30 is formed on the upper surface of the organic light emitting layer 40. These anode 20 and cathode 30 are
Optically transparent to outgoing light.

【0084】有機発光層40、陽極20および陰極30
から構成される積層部400は、Z方向の光の伝搬に対
して欠陥部として機能している。そして、積層部400
は、有機発光層40を有し、発光層としても機能してい
る。欠陥部(積層部400)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。
Organic light emitting layer 40, anode 20 and cathode 30
Is functioning as a defect for light propagation in the Z direction. And the lamination part 400
Has an organic light emitting layer 40 and also functions as a light emitting layer. The defect portion (laminated portion 400) 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.

【0085】本実施の形態では、欠陥部(積層部40
0)より一方の側の部分200aと他方の側の部分20
0bとの光の閉じ込め状態に差を設けることにより、出
射光の方向を規定できる。たとえば、図3に示すよう
に、欠陥部400の下側より光を出射させたい場合に
は、一方の部分200aの光の閉じ込め状態を他方の部
分200bの光の閉じ込め状態より弱くすればよい。
In the present embodiment, the defective portion (laminated portion 40
0) The part 200a on one side and the part 20 on the other side
By providing a difference between the light confinement state and the light confinement state 0b, the direction of the emitted light can be defined. For example, as shown in FIG. 3, when light is desired to be emitted from below the defect portion 400, the light confinement state of one portion 200a may be weaker than the light confinement state of the other portion 200b.

【0086】光学部材の光の閉じ込めの強弱は、光学部
材のペア数、光学部材を構成する媒質層の屈折率差など
を考慮することによってコントロールできる。また、両
者の部分200aおよび200bの光の閉じ込めを同程
度にすれば、Z方向の両サイドから同様の強度で光を出
射させることもできる。
The degree of light confinement of the optical member can be controlled by considering the number of pairs of the optical member, the difference in the refractive index of the medium layer constituting the optical member, and the like. Further, if the confinement of the light in both portions 200a and 200b is made approximately the same, light can be emitted from both sides in the Z direction with the same intensity.

【0087】本実施の形態の発光装置3000は、正方
格子状に配列された第1の層(柱状媒質層)200を有
するので、X方向、Y方向およびZ方向の3次元での光
伝搬が制御される。そして、その他の方向には漏れモー
ドの光の伝搬が許容される。
Since the light emitting device 3000 of the present embodiment has the first layers (columnar medium layers) 200 arranged in a square lattice, light can be propagated in three dimensions in the X, Y, and Z directions. Controlled. The propagation of light in the leak mode is allowed in other directions.

【0088】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.

【0089】陽極20と陰極30とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極30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、Z方向で
は、欠陥部(積層部400)の欠陥に起因するエネルギ
ー準位の光が伝搬する。これに対し、X方向およびY方
向では、欠陥準位がないため、光の伝搬がない。
When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 30, electrons are injected from the cathode 30 and holes are injected from the anode 20 into the organic light emitting layer 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. Then, in the Z direction, light having an energy level caused by a defect in the defective portion (the stacked portion 400) propagates. On the other hand, there is no defect level in the X direction and the Y direction, so that there is no light propagation.

【0090】すなわち、第1の層(柱状媒質層)200
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、第1の層200内を伝搬できないが、欠陥部(積層
部400)の有機発光層40で発生した励起子は、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
規定された波長の光は、光の伝搬が許容されたZ方向
で、光の閉じ込めの弱い方向に優先的に出射される。こ
の光は、発光スペクトル幅が非常に狭く高い効率を有す
る。
That is, the first layer (columnar medium layer) 200
Although the light in the wavelength band corresponding to the photonic band gap cannot propagate in the first layer 200, the exciton generated in the organic light emitting layer 40 in the defect portion (laminated portion 400) has an energy level caused by the defect. And return to the ground state, and only light in a wavelength band corresponding to this energy level is generated. Therefore, light having a wavelength defined by the energy level caused by the defect is preferentially emitted in the Z direction in which light propagation is allowed and in the direction in which light is less confined. This light has a very narrow emission spectrum width and high efficiency.

【0091】本実施の形態では、第1の層200を構成
する媒質層210,220、有機発光層40、陽極2
0、および陰極30などを基板10上に所定の順序で堆
積した後、基板10に垂直方向に溝を形成し、この溝内
に第2の層110を構成する第3の媒質層を埋め込むこ
とにより、あるいはエアギャップの場合は、溝を利用し
て、比較的容易に発光装置を形成することができる。
In the present embodiment, the medium layers 210 and 220 constituting the first layer 200, the organic light emitting layer 40, and the anode 2
0 and the cathode 30 are deposited on the substrate 10 in a predetermined order, and then a groove is formed in the substrate 10 in a vertical direction, and a third medium layer constituting the second layer 110 is embedded in the groove. Or in the case of an air gap, the light emitting device can be formed relatively easily using the groove.

【0092】本実施の形態では、柱状媒質層の配列とし
て正方格子の例について述べたが、この他にも、前記柱
状媒質層としては、三角格子状、蜂の巣格子状などの配
列をとることもできる。
In this embodiment, the example of the square lattice is described as the arrangement of the columnar medium layers. However, the columnar medium layer may be arranged in a triangular lattice, a honeycomb lattice, or the like. it can.

【0093】また、本実施の形態では、Z方向での光の
出射について述べたが、これに限定されず、例えば、X
方向あるいはY方向で発光層40に欠陥部を形成するこ
とで、X方向あるいはY方向での光の出射を行うことも
できる。
In this embodiment, the light emission in the Z direction has been described. However, the present invention is not limited to this.
By forming a defect in the light emitting layer 40 in the direction or the Y direction, light can be emitted in the X direction or the Y direction.

【0094】さらに、本実施の形態では、柱状媒質層が
基板に対して垂直に形成された例について述べたが、こ
れに限定されず、柱状媒質層は基板の平行に形成されて
いてもよい。
Further, in this embodiment, an example in which the columnar medium layer is formed perpendicular to the substrate has been described. However, the present invention is not limited to this, and the columnar medium layer may be formed parallel to the substrate. .

【0095】(第4の実施の形態)図5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、基板10、陽極20、有機発
光層40、陰極30、および光学部材500を有する。
(Fourth Embodiment) FIG. 5 is a sectional view schematically showing a light emitting device 4000 according to the present embodiment. The light emitting device 4000 has a substrate 10, an anode 20, an organic light emitting layer 40, a cathode 30, and an optical member 500.

【0096】光学部材500は、第1の方向(X方
向)、第2の方向(Y方向)および第3の方向(Z方
向)のそれぞれに、第1の媒質層120と第2の媒質層
130とが交互に配列された周期構造を有する。つま
り、どの面においても、第1の媒質層120と第2の媒
質層130とがモザイク状に配列されている。従って、
この光学部材500は、X方向、Y方向およびZ方向
に、それぞれ周期的な屈折率分布を有し、これらの3方
向において、所定の波長帯域に対してフォトニックバン
ドギャップを構成する。
The optical member 500 includes a first medium layer 120 and a second medium layer in a first direction (X direction), a second direction (Y direction), and a third direction (Z direction). 130 have a periodic structure arranged alternately. That is, on any surface, the first medium layer 120 and the second medium layer 130 are arranged in a mosaic pattern. Therefore,
The optical member 500 has a periodic refractive index distribution in each of the X direction, the Y direction, and the Z direction, and forms a photonic band gap for a predetermined wavelength band in these three directions.

【0097】そして、X方向およびY方向に、有機発光
層40を含む層100が形成されている。この層100
は、有機発光層40からなる第3の媒質層140と第4
の媒質層110とによって、X方向およびY方向のそれ
ぞれに周期構造が形成されている。そして、有機発光層
40を含む層100の下面には陽極20が形成され、層
100の上面には陰極30が形成されている。これらの
陽極20および陰極30は、出射光に対して光学的に透
明である。
Then, a layer 100 including the organic light emitting layer 40 is formed in the X direction and the Y direction. This layer 100
Are the third medium layer 140 composed of the organic light emitting layer 40 and the fourth
The medium layer 110 forms a periodic structure in each of the X direction and the Y direction. The anode 20 is formed on the lower surface of the layer 100 including the organic light emitting layer 40, and the cathode 30 is formed on the upper surface of the layer 100. The anode 20 and the cathode 30 are optically transparent to emitted light.

【0098】有機発光層40を含む層100、陽極20
および陰極30から構成される積層部400は、Z方向
の光の伝搬に対して欠陥部として機能している。つま
り、Z方向において、欠陥部(積層部400)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。また、X方向およびY方向においては、積層部4
00は欠陥部として機能しないように構成されている。
Layer 100 including Organic Light Emitting Layer 40, Anode 20
The stacked part 400 including the cathode 30 and the cathode 30 functions as a defect for light propagation in the Z direction. That is, in the Z direction, the defect portion (the stacked portion 400) is formed such that the energy level due to the defect exists in the emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation. Further, in the X direction and the Y direction,
00 is configured not to function as a defective portion.

【0099】本実施の形態では、欠陥部(積層部40
0)より一方の側の部分200aと他方の側の部分20
0bとの光の閉じ込め状態に差を設けることにより、出
射光の方向を規定できる。たとえば、図5に示すよう
に、欠陥部400の下側より光を出射させたい場合に
は、一方の部分200aの光の閉じ込め状態を他方の部
分200bの光の閉じ込め状態より弱くすればよい。
In the present embodiment, the defective portion (laminated portion 40
0) The part 200a on one side and the part 20 on the other side
By providing a difference between the light confinement state and the light confinement state 0b, the direction of the emitted light can be defined. For example, as shown in FIG. 5, when light is desired to be emitted from below the defect portion 400, the light confinement state of one part 200a may be made weaker than the light confinement state of the other part 200b.

【0100】光学部材の光の閉じ込めの強弱は、光学部
材のペア数、光学部材を構成する媒質層の屈折率差など
を考慮することによってコントロールできる。また、両
者の部分200aおよび200bの光の閉じ込めを同程
度にすれば、Z方向の両サイドから同様の強度で光を出
射させることもできる。
The degree of light confinement of the optical member can be controlled by considering the number of pairs of the optical member, the difference in the refractive index of the medium layer constituting the optical member, and the like. Further, if the confinement of the light in both portions 200a and 200b is made approximately the same, light can be emitted from both sides in the Z direction with the same intensity.

【0101】本実施の形態の発光装置4000は、X方
向、Y方向およびZ方向にそれぞれ周期的な屈折率分布
を有し、X方向、Y方向およびZ方向の3次元での光伝
搬が制御される。そして、その他の方向には漏れモード
の光の伝搬が許容される。
The light emitting device 4000 of this embodiment has a periodic refractive index distribution in the X, Y, and Z directions, and controls light propagation in three dimensions in the X, Y, and Z directions. Is done. The propagation of light in the leak mode is allowed in other directions.

【0102】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.

【0103】陽極20と陰極30とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極30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、Z方向で
は、欠陥部(積層部400)の欠陥に起因するエネルギ
ー準位の光が伝搬し、X方向およびY方向では欠陥準位
がないため光の伝搬がない。すなわち、Z方向のフォト
ニックバンドギャップに相当する波長帯域の光は、Z方
向に伝搬できないが、欠陥部(積層部400)の有機発
光層40で発生した励起子は、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波長の光
は、光の伝搬が許容されたZ方向で、光の閉じ込めの弱
い方向に優先的に出射される。この光は、発光スペクト
ル幅が非常に狭く高い効率を有する。
When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 30, electrons are injected from the cathode 30 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. Then, in the Z direction, light having an energy level caused by a defect in the defect portion (stacked portion 400) propagates, and in the X direction and the Y direction, there is no defect level, so that light does not propagate. That is, light in a wavelength band corresponding to a photonic band gap in the Z direction cannot propagate in the Z direction, but excitons generated in the organic light emitting layer 40 in the defect portion (stacked portion 400) have energy levels due to the defect. And return to the ground state, and only light in a wavelength band corresponding to this energy level is generated. Therefore, light having a wavelength defined by the energy level caused by the defect is preferentially emitted in the Z direction in which light propagation is allowed and in the direction in which light is less confined. This light has a very narrow emission spectrum width and high efficiency.

【0104】また、本実施の形態では、Z方向での光の
出射について述べたが、これに限定されず、例えば、X
方向あるいはY方向で発光層40に欠陥部を形成するこ
とで、X方向あるいはY方向での光の出射を行うことも
できる。
In this embodiment, the light emission in the Z direction has been described. However, the present invention is not limited to this.
By forming a defect in the light emitting layer 40 in the direction or the Y direction, light can be emitted in the X direction or the Y direction.

【0105】さらに、本実施の形態では、有機発光層4
0はX−Y方向の層100で一方の媒質層を構成した
が、これに限定されず、図1に示すように、一部に形成
されて欠陥部として機能してもよい。
Further, in the present embodiment, the organic light emitting layer 4
The reference numeral 0 indicates that one of the medium layers is constituted by the layer 100 in the X-Y direction. However, the present invention is not limited to this.

【0106】(第5の実施の形態)図6は、本実施の形
態に係る発光装置5000を模式的に示す断面図であ
る。発光装置5000は、前述した発光装置4000と
基本的な構成はよく似ているが、媒質層の積層構造が異
なる。発光装置5000は、基板10、陽極20、有機
発光層40、陰極30、および光学部材500を有す
る。
(Fifth Embodiment) FIG. 6 is a sectional view schematically showing a light emitting device 5000 according to the present embodiment. The light-emitting device 5000 has a similar basic structure to the light-emitting device 4000 described above, but differs in a laminated structure of a medium layer. The light emitting device 5000 has a substrate 10, an anode 20, an organic light emitting layer 40, a cathode 30, and an optical member 500.

【0107】光学部材500は、第1の方向(X方
向)、第2の方向(Y方向)および第3の方向(Z方
向)のそれぞれに、異なる屈折率を有する複数の媒質層
が配列された周期構造を有する。
In the optical member 500, a plurality of medium layers having different refractive indexes are arranged in each of the first direction (X direction), the second direction (Y direction), and the third direction (Z direction). Having a periodic structure.

【0108】たとえば、図6に示す例においては、光学
部材500は、第1の層50aと第2の層50bとが、
Z方向に交互に配列された周期構造を有する。第1の層
50aは、X方向に、柱状の第1の媒質層130と柱状
の第2の媒質層140とが交互に配列されている。第2
の層50bは、Y方向に、柱状の第3の媒質層150と
柱状の第4の媒質層160とが交互に配列されている。
For example, in the example shown in FIG. 6, the optical member 500 includes a first layer 50a and a second layer 50b.
It has a periodic structure alternately arranged in the Z direction. In the first layer 50a, columnar first medium layers 130 and columnar second medium layers 140 are alternately arranged in the X direction. Second
In the layer 50b, column-shaped third medium layers 150 and column-shaped fourth medium layers 160 are alternately arranged in the Y direction.

【0109】従って、この光学部材500は、X方向、
Y方向およびZ方向に、それぞれ周期的な屈折率分布を
有し、これらの3方向において、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構成する。なお、第1
および第2の媒質層130および140と、第3および
第4の媒質層150および160とは、少なくとも一方
は同一の材料から形成されていてもよいし、異なった材
料で形成されていてもよい。
Therefore, the optical member 500 is moved in the X direction,
It has a periodic refractive index distribution in each of the Y direction and the Z direction, and forms a photonic band gap for a predetermined wavelength band in these three directions. The first
At least one of the second and third medium layers 130 and 140 and the third and fourth medium layers 150 and 160 may be formed of the same material or may be formed of different materials. .

【0110】この実施の形態の周期構造は、光学部材5
00における部分200a,200bのそれぞれで、こ
れらを構成する各層ごとにX方向またはY方向に周期的
な屈折率分布が形成されている。
The periodic structure according to this embodiment has the optical member 5
In each of the portions 200a and 200b at 00, a periodic refractive index distribution is formed in the X direction or the Y direction for each layer constituting the portions.

【0111】発光装置5000では、X方向およびY方
向に、有機発光層40を含む層100が形成されてい
る。この層100は、有機発光層40からなる第5の媒
質層120と第6の媒質層110とによって、X方向お
よびY方向のそれぞれに周期構造が形成されている。そ
して、この層100の下面には陽極20が形成され、層
100の上面には陰極30が形成されている。これらの
陽極20および陰極30は、出射光に対して光学的に透
明である。
In the light emitting device 5000, the layer 100 including the organic light emitting layer 40 is formed in the X direction and the Y direction. In the layer 100, a periodic structure is formed in each of the X direction and the Y direction by the fifth medium layer 120 and the sixth medium layer 110 formed of the organic light emitting layer 40. The anode 20 is formed on the lower surface of the layer 100, and the cathode 30 is formed on the upper surface of the layer 100. The anode 20 and the cathode 30 are optically transparent to emitted light.

【0112】有機発光層40を含む層100、陽極20
および陰極30から構成される積層部400は、Z方向
の光の伝搬に対して欠陥部として機能している。つま
り、Z方向において、欠陥部(積層部400)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。また、積層部400は、X方向およびY方向では
欠陥部として機能しないように設定される。
Layer 100 including Organic Light-Emitting Layer 40, Anode 20
The stacked part 400 including the cathode 30 and the cathode 30 functions as a defect for light propagation in the Z direction. That is, in the Z direction, the defect portion (the stacked portion 400) is formed such that the energy level due to the defect exists in the emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation. The stacked section 400 is set so as not to function as a defective section in the X direction and the Y direction.

【0113】本実施の形態では、欠陥部(積層部40
0)より一方の側の部分200aと他方の側の部分20
0bとの光の閉じ込め状態に差を設けることにより、出
射光の方向を規定できる。たとえば、図6に示すよう
に、欠陥部400の下側より光を出射させたい場合に
は、一方の部分200aの光の閉じ込め状態を他方の部
分200bの光の閉じ込め状態より弱くすればよい。
In this embodiment, the defective portion (laminated portion 40
0) The part 200a on one side and the part 20 on the other side
By providing a difference between the light confinement state and the light confinement state 0b, the direction of the emitted light can be defined. For example, as shown in FIG. 6, when light is desired to be emitted from below the defect portion 400, the light confinement state of one part 200a may be made weaker than the light confinement state of the other part 200b.

【0114】光学部材の光の閉じ込めの強弱は、光学部
材のペア数、光学部材を構成する媒質層の屈折率差など
を考慮することによってコントロールできる。また、両
者の部分200aおよび200bの光の閉じ込めを同程
度にすれば、Z方向の両サイドから同様の強度で光を出
射させることもできる。
The degree of light confinement of the optical member can be controlled by considering the number of pairs of the optical member, the difference in the refractive index of the medium layer constituting the optical member, and the like. Further, if the confinement of the light in both portions 200a and 200b is made approximately the same, light can be emitted from both sides in the Z direction with the same intensity.

【0115】本実施の形態の発光装置4000は、X方
向、Y方向およびZ方向にそれぞれ周期的な屈折率分布
を有し、X方向、Y方向およびZ方向の3次元での光伝
搬が制御される。そして、その他の方向には漏れモード
の光の伝搬が許容される。
The light emitting device 4000 of this embodiment has a periodic refractive index distribution in the X, Y, and Z directions, and controls light propagation in three dimensions in the X, Y, and Z directions. Is done. The propagation of light in the leak mode is allowed in other directions.

【0116】次に、この発光装置5000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 5000 will be described.

【0117】陽極20と陰極30とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極30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、Z方向で
は、欠陥部(積層部400)の欠陥に起因するエネルギ
ー準位の光が伝搬し、X方向およびY方向では欠陥準位
がないため光の伝搬がない。すなわち、Z方向のフォト
ニックバンドギャップに相当する波長帯域の光は、Z方
向に伝搬できないが、欠陥部(積層部400)の有機発
光層40で発生した励起子は、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波長の光
は、光の伝搬が許容されたZ方向で、光の閉じ込めの弱
い方向に優先的に出射される。この光は、発光スペクト
ル幅が非常に狭く高い効率を有する。
When a predetermined voltage is applied between the anode 20 and the cathode 30, electrons are injected from the cathode 30 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. Then, in the Z direction, light having an energy level caused by a defect in the defect portion (stacked portion 400) propagates, and in the X direction and the Y direction, there is no defect level, so that light does not propagate. That is, light in a wavelength band corresponding to a photonic band gap in the Z direction cannot propagate in the Z direction, but excitons generated in the organic light emitting layer 40 in the defect portion (stacked portion 400) have energy levels due to the defect. And return to the ground state, and only light in a wavelength band corresponding to this energy level is generated. Therefore, light having a wavelength defined by the energy level caused by the defect is preferentially emitted in the Z direction in which light propagation is allowed and in the direction in which light is less confined. This light has a very narrow emission spectrum width and high efficiency.

【0118】また、本実施の形態では、Z方向での光の
出射について述べたが、これに限定されず、例えば、X
方向あるいはY方向で発光層40に欠陥部を形成するこ
とで、X方向あるいはY方向での光の出射を行うことも
できる。
In the present embodiment, light emission in the Z direction has been described. However, the present invention is not limited to this.
By forming a defect in the light emitting layer 40 in the direction or the Y direction, light can be emitted in the X direction or the Y direction.

【0119】さらに、本実施の形態では、有機発光層4
0はX−Y方向の層100で一方の媒質層を構成した
が、これに限定されず、図1に示すように、一部に形成
されてそれ自体が欠陥部として機能してもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the organic light emitting layer 4
The reference numeral 0 denotes one medium layer constituted by the layer 100 in the X-Y direction, but is not limited to this. As shown in FIG. 1, the medium layer may be partially formed and function as a defect itself.

【0120】(第6の実施の形態)図7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、前述した発光装置5000と
基本的な構成はよく似ているが、媒質層の積層構造が異
なる。発光装置6000は、基板10、陽極20、有機
発光層40、陰極30、および光学部材500を有す
る。
(Sixth Embodiment) FIG. 7 is a sectional view schematically showing a light emitting device 6000 according to the present embodiment. The light-emitting device 6000 has a very similar basic structure to the light-emitting device 5000 described above, but differs in a laminated structure of a medium layer. The light emitting device 6000 has a substrate 10, an anode 20, an organic light emitting layer 40, a cathode 30, and an optical member 500.

【0121】光学部材500は、第1の方向(X方
向)、第2の方向(Y方向)および第3の方向(Z方
向)のそれぞれに、異なる屈折率を有する複数の媒質層
が配列された周期構造を有する。
In the optical member 500, a plurality of medium layers having different refractive indexes are arranged in a first direction (X direction), a second direction (Y direction), and a third direction (Z direction). Having a periodic structure.

【0122】たとえば、図7に示す例においては、光学
部材500は、第1の層60a〜第4の層60dがZ方
向に配列された周期構造を有する。第1の層60aは、
X方向に、柱状の第1の媒質層130と柱状の第2の媒
質層140とが交互に配列されている。第2の層60b
は、Y方向に、柱状の第3の媒質層150と柱状の第4
の媒質層160とが交互に配列されている。第3の層6
0cは、X方向に、柱状の第1の媒質層130と柱状の
第2の媒質層140とが交互に配列されている。第4の
層60dは、Y方向に、柱状の第3の媒質層150と柱
状の第4の媒質層160とが交互に配列されている。
For example, in the example shown in FIG. 7, the optical member 500 has a periodic structure in which a first layer 60a to a fourth layer 60d are arranged in the Z direction. The first layer 60a is
In the X direction, first columnar medium layers 130 and second columnar medium layers 140 are alternately arranged. Second layer 60b
Represents a columnar third medium layer 150 and a columnar fourth medium layer in the Y direction.
And the medium layers 160 are alternately arranged. Third layer 6
In 0c, the columnar first medium layers 130 and the columnar second medium layers 140 are alternately arranged in the X direction. In the fourth layer 60d, columnar third medium layers 150 and columnar fourth medium layers 160 are alternately arranged in the Y direction.

【0123】この実施の形態の周期構造は、第1の層6
0aにおいて最も近い2つの第2の媒質層140,14
0の中央に対応した位置に、第3の層60cにおける第
2の媒質層140が配置されている。また、第2の層6
0bにおいて最も近い2つの第4の媒質層160,16
0の中央に対応した位置に、第4の層60dにおける第
4の媒質層160が配置されている。すなわち、媒質層
の周期方向が同じ層において、1層毎に2種の媒質層の
位置がシフトした状態で形成されている。なお、第1お
よび第2の媒質層130および140と、第3および第
4の媒質層150および160とは、少なくとも一方は
同一の材料から形成されていてもよいし、異なった材料
で形成されていてもよい。
The periodic structure according to the present embodiment has the first layer 6
0a, the two closest second medium layers 140, 14
The second medium layer 140 in the third layer 60c is arranged at a position corresponding to the center of 0. Also, the second layer 6
0b, the two closest fourth medium layers 160, 16
The fourth medium layer 160 in the fourth layer 60d is arranged at a position corresponding to the center of 0. That is, in the layers in which the periodic directions of the medium layers are the same, the positions of the two types of medium layers are shifted for each layer. Note that at least one of the first and second medium layers 130 and 140 and the third and fourth medium layers 150 and 160 may be formed of the same material or different materials. May be.

【0124】この光学部材500は、図15に示すダイ
ヤモンド構造のブリルアンゾーンのГ−K−L−K−
X’により定義される複数の面方向に、それぞれ周期的
な屈折率分布を有し、これらの方向において、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構成し、
光の閉じ込めがなされる。
The optical member 500 has a Brillouin zone of a diamond structure shown in FIG.
X ′ has a periodic refractive index distribution in a plurality of plane directions defined by X ′, and forms a photonic band gap for a predetermined wavelength band in these directions;
Light is confined.

【0125】発光装置6000では、X−Y方向に、有
機発光層40を含む層100が形成されている。この層
100は、有機発光層40からなる第5の媒質層120
と第6の媒質層110とによって、Y方向に周期構造が
形成されている。そして、この層100の下面には陽極
20が形成され、層100の上面には陰極30が形成さ
れている。これらの陽極20および陰極30は、出射光
に対して光学的に透明である。
In the light emitting device 6000, the layer 100 including the organic light emitting layer 40 is formed in the XY directions. This layer 100 has a fifth medium layer 120 composed of the organic light emitting layer 40.
And the sixth medium layer 110 form a periodic structure in the Y direction. The anode 20 is formed on the lower surface of the layer 100, and the cathode 30 is formed on the upper surface of the layer 100. The anode 20 and the cathode 30 are optically transparent to emitted light.

【0126】有機発光層40を含む層100、陽極20
および陰極30から構成される積層部400は、たとえ
ば、Z方向が上述のフォトニックバンドギャップ構造を
構成する光の閉じ込め方向での一方向である場合に、光
の伝搬に対して欠陥部として機能している。つまり、Z
方向において、欠陥部(積層部400)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。
また、他の光の閉じ込め方向では、積層部400は欠陥
部として機能しないように設定されている。
Layer 100 including Organic Light Emitting Layer 40, Anode 20
For example, when the Z direction is one direction in the light confinement direction of the light forming the photonic band gap structure, the stacked portion 400 including the cathode 30 functions as a defect for light propagation. are doing. That is, Z
In the direction, the defect portion (laminated portion 400) is formed such that the energy level due to the defect exists in the emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation.
In the other light confinement directions, the stacked portion 400 is set so as not to function as a defective portion.

【0127】本実施の形態では、欠陥部(積層部40
0)より一方の側の部分200aと他方の側の部分20
0bとの光の閉じ込め状態に差を設けることにより、出
射光の方向を規定できる。たとえば、図7に示すよう
に、欠陥部400の下側より光を出射させたい場合に
は、一方の部分200aの光の閉じ込め状態を他方の部
分200bの光の閉じ込め状態より弱くすればよい。
In the present embodiment, the defective portion (laminated portion 40
0) The part 200a on one side and the part 20 on the other side
By providing a difference between the light confinement state and the light confinement state 0b, the direction of the emitted light can be defined. For example, as shown in FIG. 7, when light is desired to be emitted from below the defect portion 400, the light confinement state of one part 200a may be weaker than the light confinement state of the other part 200b.

【0128】光学部材の光の閉じ込めの強弱は、光学部
材のペア数、光学部材を構成する媒質層の屈折率差など
を考慮することによってコントロールできる。また、両
者の部分200aおよび200bの光の閉じ込めを同程
度にすれば、Z方向の両サイドから同様の強度で光を出
射させることもできる。
The degree of light confinement of the optical member can be controlled by considering the number of pairs of the optical member, the difference in the refractive index of the medium layer constituting the optical member, and the like. Further, if the confinement of the light in both portions 200a and 200b is made approximately the same, light can be emitted from both sides in the Z direction with the same intensity.

【0129】本実施の形態の発光装置6000は、X方
向、Y方向およびZ方向にそれぞれ周期的な屈折率分布
を有し、上述した複数の方向で3次元の光伝搬が制御さ
れる。そして、その他の方向には漏れモードの光の伝搬
が許容される。
The light emitting device 6000 of this embodiment has a periodic refractive index distribution in each of the X direction, the Y direction, and the Z direction, and three-dimensional light propagation is controlled in a plurality of directions described above. The propagation of light in the leak mode is allowed in other directions.

【0130】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 action of the light emitting device 6000 will be described.

【0131】陽極20と陰極30とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極30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、上述したダ
イヤモンド構造のブリルアンゾーンによる面の方向であ
って、たとえばZ方向では、欠陥部(積層部400)の
欠陥に起因するエネルギー準位の光が伝搬し、他の方向
では光の伝搬がない。すなわち、Z方向のフォトニック
バンドギャップに相当する波長帯域の光は、光学部材5
00内を伝搬できないが、欠陥部(積層部400)の有
機発光層40で発生した励起子は、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波長
の光は、光の伝搬が許容されたZ方向で、光の閉じ込め
の弱い方向に優先的に出射される。この光は、発光スペ
クトル幅が非常に狭く高い効率を有する。
When a predetermined voltage is applied between the anode 20 and the cathode 30, electrons are injected from the cathode 30 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. In the direction of the surface of the diamond structure according to the Brillouin zone, for example, in the Z direction, light having an energy level caused by a defect in the defect portion (laminated portion 400) propagates, and in other directions, light propagates. There is no. That is, light in the wavelength band corresponding to the photonic band gap in the Z direction is
However, excitons generated in the organic light emitting layer 40 in the defect portion (laminated portion 400) return to the ground state at an energy level caused by the defect, and light in a wavelength band corresponding to this energy level is not emitted. Only happens. Therefore, light having a wavelength defined by the energy level caused by the defect is preferentially emitted in the Z direction in which light propagation is allowed and in the direction in which light is less confined. This light has a very narrow emission spectrum width and high efficiency.

【0132】また、本実施の形態では、Z方向での光の
出射について述べたが、これに限定されず、他の光の閉
じ込め方向で発光層40に欠陥部を形成することで、こ
れらの方向での光の出射を行うこともできる。
In this embodiment, light emission in the Z direction has been described. However, the present invention is not limited to this. By forming a defective portion in the light emitting layer 40 in another light confinement direction, these light Light can also be emitted in the direction.

【0133】さらに、本実施の形態では、有機発光層4
0は層100で一方の媒質層を構成したが、これに限定
されず、図1に示すように、一部に形成されてそれ自体
が欠陥部として機能してもよい。
Further, in the present embodiment, the organic light emitting layer 4
The reference numeral 0 indicates that the layer 100 constitutes one medium layer. However, the present invention is not limited thereto. As shown in FIG. 1, the medium layer may be partially formed and function as a defect itself.

【0134】(第7の実施の形態)図8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、有機発
光層40、陰極30、および光学部材700を有する。
(Seventh Embodiment) FIG. 8 is a sectional view schematically showing a light emitting device 7000 according to the present embodiment. The light emitting device 7000 has a substrate 10, an anode 20, an organic light emitting layer 40, a cathode 30, and an optical member 700.

【0135】光学部材700は、いわゆるダイヤモンド
構造を有し、このダイヤモンド構造の格子点に相当する
部分に第1の媒質層110を有する。第1の媒質層11
0の相互間は、第2の媒質層120で構成されている。
The optical member 700 has a so-called diamond structure, and has a first medium layer 110 at a portion corresponding to a lattice point of the diamond structure. First medium layer 11
The second medium layer 120 is formed between the zeros.

【0136】図9および図10は、ダイヤモンド構造を
示す斜視図および格子点を平面的に示す図である。図8
は、図9の前面F100からみた状態を示す図である。
図8には、各格子点のレベルL1〜L5に相当する符号
(図10参照)を付してある。ダイヤモンド構造は、こ
れらの図に示すように、第1のレベル(L1)に5個の
格子点1を、第2のレベル(1/4ピッチ)(L2)に
2個の格子点2を、第3のレベル(2/4ピッチ)(L
3)に4個の格子点3を、第4のレベル(3/4ピッ
チ)(L4)に2個の格子点4を、第5のレベル(4/
4ピッチ)(L5)に5個の格子点5を有する。
FIGS. 9 and 10 are a perspective view showing a diamond structure and a plan view showing lattice points. FIG.
10 is a diagram showing a state viewed from the front surface F100 of FIG.
In FIG. 8, reference numerals (see FIG. 10) corresponding to the levels L1 to L5 of each grid point are given. As shown in these figures, the diamond structure has five grid points 1 at the first level (L1) and two grid points 2 at the second level (1/4 pitch) (L2). Third level (2/4 pitch) (L
3), four grid points 3 at a fourth level (3/4 pitch) (L4), and five grid points 4 at a fifth level (4/4).
There are five lattice points 5 at (4 pitches) (L5).

【0137】このダイヤモンド構造の光学部材700
は、図15に示すダイヤモンド構造のブリルアンゾーン
のГ−K−L−K−X’およびГ−L−W’−K’によ
り定義される複数の面方向に、それぞれ周期的な屈折率
分布を有し、これらの方向において、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構成し、光の閉じ
込めがなされる。
The optical member 700 having the diamond structure
Shows periodic refractive index distributions in a plurality of plane directions defined by Г-KLKX 'and Г-LW'-K' of the Brillouin zone of the diamond structure shown in FIG. In these directions, a photonic band gap is formed with respect to a predetermined wavelength band in these directions, and light is confined.

【0138】発光装置7000では、たとえば第3のレ
ベル(L3)の格子点のひとつが、有機発光層40から
形成されている。この有機発光層40は、欠陥部300
としても機能している。そして、この有機発光層40が
形成された層(L3)の下面には陽極20が形成され、
層(L3)の上面には陰極30が形成されている。これ
らの陽極20および陰極30は、出射光に対して光学的
に透明である。
In the light emitting device 7000, for example, one of the lattice points at the third level (L3) is formed from the organic light emitting layer 40. The organic light emitting layer 40 has a defect 300
Also functions as. An anode 20 is formed on the lower surface of the layer (L3) on which the organic light emitting layer 40 is formed,
The cathode 30 is formed on the upper surface of the layer (L3). The anode 20 and the cathode 30 are optically transparent to emitted light.

【0139】本実施の形態では、欠陥部300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。そして、欠陥部300の位置および形状などを特
定することにより、光の出射方向を規定することができ
る。つまり、1方向から光を出射させる場合には、光学
部材700のフォトニックバンドギャップは、上述した
ダイヤモンド構造のブリルアンゾーンの特定の方向のう
ち光を出射したい方向以外については、有機発光層40
の電流励起による発光スペクトル内に欠陥が存在しない
ように設定される。また、例えば、光学部材700を構
成する、欠陥部300の位置および形状などによって
は、複数の方向から光を出射させることもできる。
In this embodiment, the defect 300 is formed such that the energy level caused by the defect exists in the emission spectrum of the organic light emitting layer 40 due to current excitation. Then, by specifying the position, shape, and the like of the defective portion 300, the light emission direction can be defined. In other words, when light is emitted from one direction, the photonic band gap of the optical member 700 is the organic light emitting layer 40 in the specific direction of the Brillouin zone of the diamond structure other than the direction in which light is desired to be emitted.
Is set such that no defect exists in the emission spectrum caused by the current excitation. Further, for example, light can be emitted from a plurality of directions depending on the position and the shape of the defect portion 300 constituting the optical member 700.

【0140】本実施の形態では、図9および図10に示
すダイヤモンド構造の1単位を1次元、2次元または3
次元の方向に複数配列することができる。
In this embodiment, one unit of the diamond structure shown in FIGS. 9 and 10 is one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional.
A plurality can be arranged in the dimension direction.

【0141】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.

【0142】陽極20と陰極30とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極30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、上述したダ
イヤモンド構造のブリルアンゾーンによる面の方向であ
って、たとえばZ方向では、欠陥部(積層部400)の
欠陥に起因するエネルギー準位の光が伝搬し、他の方向
では光の伝搬がない。すなわち、Z方向のフォトニック
バンドギャップに相当する波長帯域の光は、光学部材5
00内を伝搬できないが、欠陥部(積層部400)の有
機発光層40で発生した励起子は、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波長
の光は、光の伝搬が許容されたZ方向で、光の閉じ込め
の弱い方向に優先的に出射される。この光は、発光スペ
クトル幅が非常に狭く高い効率を有する。
When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 30, electrons are injected from the cathode 30 and holes are injected from the anode 20 into the organic light emitting layer 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons. In the direction of the surface of the diamond structure according to the Brillouin zone, for example, in the Z direction, light having an energy level caused by a defect in the defect portion (laminated portion 400) propagates, and in other directions, light propagates. There is no. That is, light in the wavelength band corresponding to the photonic band gap in the Z direction is
However, excitons generated in the organic light emitting layer 40 in the defect portion (laminated portion 400) return to the ground state at an energy level caused by the defect, and light in a wavelength band corresponding to this energy level is not emitted. Only happens. Therefore, light having a wavelength defined by the energy level caused by the defect is preferentially emitted in the Z direction in which light propagation is allowed and in the direction in which light is less confined. This light has a very narrow emission spectrum width and high efficiency.

【0143】また、本実施の形態では、Z方向での光の
出射について述べたが、これに限定されず、他の光の閉
じ込め方向で発光層40が欠陥となるように形成するこ
とで、これらの方向での光の出射を行うこともできる。
In the present embodiment, the light emission in the Z direction has been described. However, the present invention is not limited to this. By forming the light emitting layer 40 so as to be defective in another light confinement direction, Light can be emitted in these directions.

【0144】(第8の実施の形態)図11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。この発光装置8000は、欠陥部300を構成する
有機発光層40を中心にして、その周りに第1の媒質層
110と第2の媒質層120とが交互に同心球状に配置
された光学部材800を有する。図12は、図11にお
いてC−C線に沿った断面図を示し、図12は、図11
においてD−D線に沿った断面図を示し、図14は、図
11においてE−E線に沿った断面図を示す。
(Eighth Embodiment) FIG. 11 is a sectional view schematically showing a light emitting device 8000 according to the present embodiment. This light emitting device 8000 has an optical member 800 in which a first medium layer 110 and a second medium layer 120 are alternately and concentrically arranged around an organic light emitting layer 40 constituting a defective portion 300. Having. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 11, and FIG.
14 shows a cross-sectional view along the line DD, and FIG. 14 shows a cross-sectional view along the line EE in FIG.

【0145】図11に示す例では、欠陥部300(有機
発光層40)を中心として、その周囲に第1の媒質層1
10から構成される、2つの同心球体S100およびS
200(鎖線で示す)を有する。たとえば、光学部材8
00が縦方向に9層の層(L1〜L9)で構成された場
合を想定すると、各層L1〜L9での第1の媒質層11
0は、同心球体S100およびS200にできるだけ近
似したパターンを有するように形成される。光の閉じ込
めを考慮すると、第1の媒質層110によって形成され
る球状の層はできるだけ球体に近いほうがよいので、こ
の発光装置8000を形成する場合には、10〜100
層の堆積層を形成することが望ましい。
In the example shown in FIG. 11, the first medium layer 1 is formed around the defect portion 300 (organic light emitting layer 40).
10, two concentric spheres S100 and S
200 (indicated by dashed lines). For example, the optical member 8
Assuming a case where 00 is composed of nine layers (L1 to L9) in the vertical direction, the first medium layer 11 in each layer L1 to L9 is assumed.
0 is formed to have a pattern as close as possible to the concentric spheres S100 and S200. In consideration of light confinement, the spherical layer formed by the first medium layer 110 is preferably as close to a sphere as possible. Therefore, when the light emitting device 8000 is formed, 10 to 100
It is desirable to form a layer stack.

【0146】また、第1の媒質層および第2の媒質層の
屈折率差に応じて、特にこの屈折率差が小さいほど光の
閉じ込めをより完全にするため、上述の堆積層の数を多
くすることが好ましい。
In addition, according to the refractive index difference between the first medium layer and the second medium layer, the number of the above-mentioned deposited layers is increased in order to more completely confine light as the difference in refractive index is smaller. Is preferred.

【0147】この構造の発光装置8000では、3次元
方向の全てにおいて光の伝搬が規制され、前述の実施の
形態に比べてさらに光の閉じ込めが強い。この例の場
合、欠陥部300を構成する有機発光層40は、平面形
状が楕円形をなしているが、そのほかにも欠陥として機
能すればその形状は特定されない。この構造の発光装置
8000においても、有機発光層や媒質層の配置および
形状などによって欠陥部を規定することにより、少なく
とも一方向から光を出射させることができる。
In the light emitting device 8000 having this structure, the propagation of light is restricted in all three-dimensional directions, and the light is more confined than in the above-described embodiment. In the case of this example, the organic light emitting layer 40 constituting the defective portion 300 has an elliptical planar shape, but if it functions as a defect, its shape is not specified. Also in the light emitting device 8000 having this structure, light can be emitted from at least one direction by defining the defective portion by the arrangement and shape of the organic light emitting layer and the medium layer.

【0148】[0148]

【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、3次元の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 organic light-emitting layer and having a characteristic as a three-dimensional photonic band gap and having a very narrow emission spectrum width is provided.

【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
式的に示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective 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】図3に示す発光装置を模式的に示す平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view schematically showing the light emitting device shown in FIG.

【図5】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. 5 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】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. 6 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6の実施の形態に係る発光装置を模
式的に示す図である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第7の実施の形態に係る発光装置を模
式的に示す図である。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a light emitting device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図9】図8に示す発光装置のダイヤモンド構造を示す
斜視図である。
9 is a perspective view showing a diamond structure of the light emitting device shown in FIG.

【図10】図8に示す発光装置のダイヤモンド構造を示
す平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing a diamond structure of the light emitting device shown in FIG.

【図11】本発明の第8の実施の形態に係る発光装置を
模式的に示す図である。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a light emitting device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図12】図11のC−C線に沿った断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 11;

【図13】図11のD−D線に沿った断面図である。FIG. 13 is a sectional view taken along line DD of FIG. 11;

【図14】図11のE−E線に沿った断面図である。FIG. 14 is a sectional view taken along line EE in FIG. 11;

【図15】ダイヤモンド構造のブリルアンゾーンを示す
図である。
FIG. 15 is a diagram showing a Brillouin zone having a diamond structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 20 陽極 30 陰極 40 有機発光層 100,200 光学部材 110,120,130,140,150,210,2
20 媒質層 300,400 欠陥部 500,700,800 光学部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 20 Anode 30 Cathode 40 Organic light emitting layer 100, 200 Optical member 110, 120, 130, 140, 150, 210, 2
Reference Signs List 20 medium layer 300, 400 defect part 500, 700, 800 optical member

Claims (35)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3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光学部材と、 前記光学部材の一部に形成され、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、 有機発光層と、を含む、発光装置。
An optical member having a three-dimensional periodic refractive index distribution and capable of forming a photonic band gap; and an energy level formed on a part of the optical member 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; and an organic light emitting layer.
【請求項2】 請求項1において、 前記有機発光層は、前記欠陥部としても機能する、発光
装置。
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the organic light emitting layer also functions as the defect.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記有機発光層は、前記光学部材の1種の媒質層として
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 one kind of medium layer of the optical member.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、 前記有機発光層は、電流励起によって発光可能な材料か
らなり、該有機発光層に電界を印加するための一対の電
極層を含む、発光装置。
4. The light emitting device according to claim 1, wherein the organic light emitting layer is made of a material capable of emitting light by current excitation, and includes a pair of electrode layers for applying an electric field to the organic light emitting layer. apparatus.
【請求項5】 第1の方向および該第1の方向と直交す
る第2の方向に周期的な屈折率分布を有し、2次元のフ
ォトニックバンドギャップを構成しうる第1の光学部材
と、 前記第1の方向および第2の方向と直交する第3の方向
に周期的な屈折率分布を有し、1次元のフォトニックバ
ンドギャップを構成しうる第2の光学部材と、 前記第1および第2の光学部材の少なくとも一方に形成
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、 有機発光層と、を含む、発光装置。
5. A first optical member having a periodic refractive index distribution in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction and capable of forming a two-dimensional photonic band gap. A second optical member having a periodic refractive index distribution in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction and capable of forming a one-dimensional photonic band gap; A light emitting device, comprising: a defect portion formed on at least one of the second optical member and the energy level caused by the defect in a predetermined emission spectrum; and an organic light emitting layer.
【請求項6】 請求項5において、 前記有機発光層は、前記欠陥部としても機能する、発光
装置。
6. The light emitting device according to claim 5, wherein the organic light emitting layer also functions as the defect.
【請求項7】 請求項5または6において、前記有機発
光層は、前記光学部材の1種の媒質層としても機能す
る、発光装置。
7. The light emitting device according to claim 5, wherein the organic light emitting layer also functions as one kind of medium layer of the optical member.
【請求項8】 請求項5において、 前記第1の光学部材は、前記第2の光学部材の部分を構
成し、 前記欠陥部は、前記第1の光学部材に形成された有機発
光層からなり、 前記第1の光学部材の前記第1の方向および第2の方向
の少なくとも一方の方向に光が出射される、発光装置。
8. The optical device according to claim 5, wherein the first optical member forms a part of the second optical member, and the defect portion is formed of an organic light emitting layer formed on the first optical member. A light-emitting device that emits light in at least one of the first direction and the second direction of the first optical member;
【請求項9】 請求項5において、 前記第1の光学部材は、前記第2の光学部材の部分を構
成し、 前記第1の光学部材では、該光学部材を構成する1種の
媒質層が有機発光層からなり、 前記欠陥部は、前記第1の光学部材を含み、 前記第2の光学部材の前記第3の方向に光が出射され
る、発光装置。
9. The optical device according to claim 5, wherein the first optical member forms a part of the second optical member, and the first optical member includes one kind of medium layer that forms the optical member. A light emitting device comprising an organic light emitting layer, wherein the defect portion includes the first optical member, and emits light in the third direction of the second optical member.
【請求項10】 請求項5〜9のいずれかにおいて、 前記有機発光層は、電流励起によって発光可能な材料か
らなり、該有機発光層に電界を印加するための一対の電
極層を含む、発光装置。
10. The light emitting device according to claim 5, wherein the organic light emitting layer is made of a material capable of emitting light by current excitation, and includes a pair of electrode layers for applying an electric field to the organic light emitting layer. apparatus.
【請求項11】 互いに直交する第1、第2および第3
の方向に周期的な屈折率分布を有し、3次元のフォトニ
ックバンドギャップを構成しうる光学部材と、 前記光学部材に形成され、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、 有機発光層と、を含み、 前記光学部材は、格子状に配列された柱状の第1の層を
有し、該第1の層は少なくとも2種の媒質層によって周
期構造が形成され、かつ、該第1の層の間に第2の層が
形成された、発光装置。
11. A first, second and third orthogonal to each other.
An optical member that has a periodic refractive index distribution in the direction of and can form a three-dimensional photonic band gap; and an energy level formed in the optical member and caused by a defect exists in a predetermined emission spectrum. The optical member has a columnar first layer arranged in a grid pattern, and the first layer has at least two types of media. A light-emitting device in which a periodic structure is formed by layers and a second layer is formed between the first layers.
【請求項12】 請求項11において、 前記欠陥部は、前記有機発光層からなる、発光装置。12. The light emitting device according to claim 11, wherein the defective portion is formed of the organic light emitting layer. 【請求項13】 請求項11または12において、 前記光学部材を構成する前記第1の層は、基板に対して
垂直に形成された、発光装置。
13. The light emitting device according to claim 11, wherein the first layer constituting the optical member is formed perpendicular to a substrate.
【請求項14】 請求項11または12において、 前記光学部材を構成する前記第1の層は、基板に対して
平行に形成された、発光装置。
14. The light emitting device according to claim 11, wherein the first layer forming the optical member is formed parallel to a substrate.
【請求項15】 請求項11〜14のいずれかにおい
て、 前記欠陥部は、前記第1の層に形成された、発光装置。
15. The light emitting device according to claim 11, wherein the defective portion is formed in the first layer.
【請求項16】 請求項11〜15のいずれかにおい
て、 前記光学部材の前記第1の層は、正方格子状に配列され
た、発光装置。
16. The light emitting device according to claim 11, wherein the first layers of the optical member are arranged in a square lattice.
【請求項17】 請求項11〜15のいずれかにおい
て、 前記光学部材の前記第1の層は、三角格子状に配列され
た、発光装置。
17. The light emitting device according to claim 11, wherein the first layer of the optical member is arranged in a triangular lattice.
【請求項18】 請求項11〜15のいずれかにおい
て、 前記光学部材の前記第1の層は、蜂の巣状に配列され
た、発光装置。
18. The light-emitting device according to claim 11, wherein the first layer of the optical member is arranged in a honeycomb shape.
【請求項19】 請求項11〜18のいずれかにおい
て、 前記有機発光層は、電流励起によって発光可能な材料か
らなり、該有機発光層に電界を印加するための一対の電
極層を含む、発光装置。
19. The light emitting device according to claim 11, wherein the organic light emitting layer is made of a material capable of emitting light by current excitation, and includes a pair of electrode layers for applying an electric field to the organic light emitting layer. apparatus.
【請求項20】 互いに直交する第1、第2および第3
の方向に周期的な屈折率分布を有し、3次元のフォトニ
ックバンドギャップを構成しうる光学部材と、 前記光学部材に形成され、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、 有機発光層と、を含み、 前記光学部材は、前記第1、第2および第3の方向に、
それぞれ、少なくとも2種の媒質層によって周期構造が
形成された、発光装置。
20. A first, second and third orthogonal to each other.
An optical member that has a periodic refractive index distribution in the direction of and can form a three-dimensional photonic band gap; and an energy level formed in the optical member and caused by a defect exists in a predetermined emission spectrum. And an organic light emitting layer, wherein the optical member is arranged in the first, second, and third directions,
A light-emitting device in which a periodic structure is formed by at least two types of medium layers.
【請求項21】 請求項20において、 前記有機発光層は、前記欠陥部としても機能する、発光
装置。
21. The light emitting device according to claim 20, wherein the organic light emitting layer also functions as the defect.
【請求項22】 請求項20または22において、 前記有機発光層は、前記光学部材の1種の媒質層として
も機能する、発光装置。
22. The light emitting device according to claim 20, wherein the organic light emitting layer also functions as one kind of medium layer of the optical member.
【請求項23】 請求項20〜22のいずれかにおい
て、 前記第1、第2および第3の方向のそれぞれに、第1の
媒質層と第2の媒質層とが交互に配列された周期構造を
有する、発光装置。
23. The periodic structure according to claim 20, wherein a first medium layer and a second medium layer are alternately arranged in each of the first, second, and third directions. A light emitting device comprising:
【請求項24】 請求項23において、 前記第1および第2の方向に有機発光層を含む層が形成
され、該層は、有機発光層からなる第3の媒質層と第4
の媒質層とによって前記第1および第2の方向のそれぞ
れに周期構造が形成された、発光装置。
24. The method according to claim 23, wherein a layer including an organic light emitting layer is formed in the first and second directions, and the layer includes a third medium layer including the organic light emitting layer and a fourth medium layer.
A light emitting device, wherein a periodic structure is formed in each of the first and second directions by the medium layer.
【請求項25】 請求項20〜22のいずれかにおい
て、 前記第1の方向に、柱状の第1の媒質層と柱状の第2の
媒質層とが交互に配列された第1の層と、前記第2の方
向に、柱状の第1の媒質層と柱状の第2の媒質層とが交
互に配列された第2の層とが、前記第3の方向に周期的
に配列された、発光装置。
25. The first layer according to any one of claims 20 to 22, wherein: a first layer in which a first columnar medium layer and a second columnar medium layer are alternately arranged in the first direction; A second layer in which a columnar first medium layer and a columnar second medium layer are alternately arranged in the second direction; light emission in which the second layer is periodically arranged in the third direction; apparatus.
【請求項26】 互いに直交する第1、第2および第3
の方向に周期的な屈折率分布を有し、3次元のフォトニ
ックバンドギャップを構成しうる光学部材と、 前記光学部材に形成され、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、 有機発光層と、を含み、 前記光学部材は、 前記第1の方向に、柱状の第1の媒質層と柱状の第2の
媒質層とが交互に配列された第1の層と、 前記第2の方向に、柱状の第1の媒質層と柱状の第2の
媒質層とが交互に配列された第2の層と、 前記第1の方向に、柱状の第1の媒質層と柱状の第2の
媒質層とが交互に配列された第3の層と、 前記第2の方向に、柱状の第1の媒質層と柱状の第2の
媒質層とが交互に配列された第4の層とが、前記第3の
方向に周期的に配列され、 前記第1および第3の層では、該第1の層の最も近い2
つの第1の媒質層の中央に対応した位置に、該第3の層
の第1の媒質層が配置され、 前記第2および第4の層では、該第2の層の最も近い2
つの第1の媒質層の中央に対応した位置に、該第4の層
の第1の媒質層が配置される、発光装置。
26. A first, second and third orthogonal to each other.
An optical member that has a periodic refractive index distribution in the direction of and can form a three-dimensional photonic band gap; and an energy level formed in the optical member and caused by a defect exists in a predetermined emission spectrum. The optical member includes a columnar first medium layer and a columnar second medium layer alternately arranged in the first direction. A first layer, a second layer in which a columnar first medium layer and a columnar second medium layer are alternately arranged in the second direction, and in the first direction, A third layer in which columnar first medium layers and columnar second medium layers are alternately arranged; and a columnar first medium layer and a columnar second medium layer in the second direction. And a fourth layer alternately arranged are periodically arranged in the third direction. In the first and third layers, 2 closest to the first layer
The first medium layer of the third layer is disposed at a position corresponding to the center of the first medium layers. In the second and fourth layers, the first and second layers closest to the second layer
A light-emitting device, wherein the first medium layer of the fourth layer is arranged at a position corresponding to the center of one first medium layer.
【請求項27】 請求項20〜26のいずれかにおい
て、 前記有機発光層は、電流励起によって発光可能な材料か
らなり、該有機発光層に電界を印加するための一対の電
極層を含む、発光装置。
27. The light-emitting device according to claim 20, wherein the organic light-emitting layer is made of a material capable of emitting light by current excitation, and includes a pair of electrode layers for applying an electric field to the organic light-emitting layer. apparatus.
【請求項28】 ダイヤモンド構造の第1の媒質層を有
し、該第1の媒質層の間に第2の媒質層が配置され、3
次元のフォトニックバンドギャップを構成しうる光学部
材と、 前記光学部材に形成され、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、 有機発光層と、を含む、発光装置。
28. A semiconductor device having a first medium layer having a diamond structure, wherein a second medium layer is disposed between the first medium layers,
An optical member capable of forming a three-dimensional photonic band gap; a defect portion formed in the optical member and set such that an energy level due to a defect exists in a predetermined emission spectrum; and an organic light emitting layer. And a light emitting device.
【請求項29】 請求項28において、 前記有機発光層は、前記欠陥部としても機能する、発光
装置。
29. The light emitting device according to claim 28, wherein the organic light emitting layer also functions as the defect.
【請求項30】 請求項28または29において、 前記有機発光層は、前記光学部材の1種の媒質層として
も機能する、発光装置。
30. The light emitting device according to claim 28, wherein the organic light emitting layer also functions as one kind of medium layer of the optical member.
【請求項31】 請求項28〜30のいずれかにおい
て、 前記有機発光層は、電流励起によって発光可能な材料か
らなり、該有機発光層に電界を印加するための一対の電
極層を含む、発光装置。
31. The light-emitting device according to claim 28, wherein the organic light-emitting layer is made of a material capable of emitting light by current excitation, and includes a pair of electrode layers for applying an electric field to the organic light-emitting layer. apparatus.
【請求項32】 同心球状で周期的な屈折率分布を有
し、3次元のフォトニックバンドギャップを構成しうる
光学部材と、 前記光学部材に形成され、欠陥に起因するエネルギー順
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、 有機発光層と、を含む、発光装置。
32. An optical member having a concentric spherical periodic refractive index distribution and capable of forming a three-dimensional photonic band gap, and a light emission formed on the optical member and having a predetermined energy order due to a defect. A light emitting device comprising: a defect set to exist in a spectrum; and an organic light emitting layer.
【請求項33】 請求項32において、 前記欠陥部は、前記屈折率分布の同心球状構造の中心に
設けられ、該欠陥部は有機発光層からなる、発光装置。
33. The light emitting device according to claim 32, wherein the defect portion is provided at a center of the concentric spherical structure of the refractive index distribution, and the defect portion is made of an organic light emitting layer.
【請求項34】 請求項32または33において、 前記光学部材は、屈折率の異なる第1の媒質層と第2の
媒質層から構成され、該第1および第2の媒質層が前記
有機発光層を中心に同心球状に交互に配置された、発光
装置。
34. The optical member according to claim 32, wherein the optical member includes a first medium layer and a second medium layer having different refractive indices, and the first and second medium layers are formed of the organic light emitting layer. The light emitting devices are arranged concentrically and alternately around the center.
【請求項35】 請求項32〜34のいずれかにおい
て、 前記有機発光層は、電流励起によって発光可能な材料か
らなり、該有機発光層に電界を印加するための一対の電
極層を含む、発光装置。
35. The light emitting device according to claim 32, wherein the organic light emitting layer is made of a material capable of emitting light by current excitation, and includes a pair of electrode layers for applying an electric field to the organic light emitting layer. apparatus.
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