JP2003157965A - Light emitting device - Google Patents

Light emitting device

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JP2003157965A
JP2003157965A JP2001357753A JP2001357753A JP2003157965A JP 2003157965 A JP2003157965 A JP 2003157965A JP 2001357753 A JP2001357753 A JP 2001357753A JP 2001357753 A JP2001357753 A JP 2001357753A JP 2003157965 A JP2003157965 A JP 2003157965A
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JP
Japan
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light emitting
emitting device
electrode
layer
light
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Application number
JP2001357753A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoko Koyama
智子 小山
Takeo Kaneko
丈夫 金子
Taketomi Kamikawa
武冨 上川
Yoshio Oguchi
宣雄 小口
Atsushi Harada
篤 原田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device which can efficiently utilize light, emitting light having a narrow spectrum width. SOLUTION: The light emitting device 100 comprises a substrate 10 and a light emitting element part formed on the substrate 10. The light emitting element part is composed of a light emitting layer 80 emitting light by electroluminescence, a first electrode 30 and a second electrode 50 for injecting electric charge into the light emitting layer 80, a third electrode 40 arranged to the light emitting layer 80 through a first insulation layer 64, and an optical member 88 transmitting the light generated at the light emitting layer 80 toward a prescribed direction.

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、EL(エレクトロ
ルミネッセンス)を用いた発光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device using EL (electroluminescence).

【0002】[0002]

【背景技術および発明が解決しようとする課題】EL
(エレクトロルミネッセンス)を用いたEL発光素子に
おいては、発光が等方的に行われて指向性が悪いため、
特定の方向についてみると、光の強度が弱く、出射光を
高い効率で利用することができないという難点を有す
る。
BACKGROUND ART AND PROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION EL
In an EL light-emitting element using (electroluminescence), light is emitted isotropically and the directivity is poor.
When viewed in a specific direction, the intensity of light is weak, and the emitted light cannot be used with high efficiency.

【0003】また、従来のEL発光素子は、発光波長の
スペクトル幅が広く、表示体などの一部の用途では適用
されているものの、光通信などのスペクトル幅が狭い光
を要求される用途には不向きであった。
Further, although the conventional EL light emitting element has a wide spectrum width of emission wavelength and is used in some applications such as a display, it is used in applications such as optical communication where a light with a narrow spectrum width is required. Was unsuitable.

【0004】本発明の目的は、光を効率よく利用するこ
とができ、かつ発光波長のスペクトル幅が狭い発光装置
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a light emitting device which can efficiently use light and has a narrow spectral width of emission wavelength.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる発光装置
は、基板と、該基板上に形成された発光素子部とを含
み、前記発光素子部は、エレクトロルミネッセンスによ
って光を発生する発光層と、前記発光層に電荷を注入す
るための第1電極および第2電極と、前記発光層に対し
て第1絶縁層を介して配置された第3電極と、前記発光
層において発生した光を所定の方向へ伝播させるための
光学部材と、を含む。
A light emitting device according to the present invention includes a substrate and a light emitting element portion formed on the substrate, and the light emitting element portion includes a light emitting layer which emits light by electroluminescence. A first electrode and a second electrode for injecting an electric charge into the light emitting layer, a third electrode disposed on the light emitting layer via a first insulating layer, and a light generated in the light emitting layer being predetermined. An optical member for propagating in the direction of.

【0006】本発明の発光装置によれば、前記第3電極
に対して所定の電圧を印加した状態で、前記第1電極と
前記第2電極との間に電圧を印加することにより、前記
発光層内に電子またはホールが大量に発生するととも
に、前記発光層にホールまたは電子が注入される。これ
により、前記発光層内において発光に寄与する電子また
はホールの数を増加させることができ、発光効率を高め
ることができる。
According to the light emitting device of the present invention, the light is emitted by applying a voltage between the first electrode and the second electrode in a state where a predetermined voltage is applied to the third electrode. A large number of electrons or holes are generated in the layer, and holes or electrons are injected into the light emitting layer. Thereby, the number of electrons or holes that contribute to light emission in the light emitting layer can be increased, and the light emission efficiency can be improved.

【0007】また、本発明の発光装置においては、前記
光学部材がフォトニックバンドギャップあるいは不完全
フォトニックバンドを形成しうる。これにより、光を効
率よく利用することができ、かつ発光波長のスペクトル
幅が狭い発光装置を得ることができる。
Further, in the light emitting device of the present invention, the optical member may form a photonic band gap or an incomplete photonic band. As a result, it is possible to obtain a light emitting device that can efficiently use light and has a narrow spectral width of the emission wavelength.

【0008】ここで、「不完全フォトニックバンド」と
は、フォトニックバンドギャップが一部の方向にのみ形
成されるか、あるいはフォトニックバンドギャップが全
方向において形成されない場合のバンドをいう。たとえ
ば、前記光学部材が第1の媒質層と、前記第1の媒質層
の周囲に配置された第2の媒質層からなる場合、前記第
1の媒質層と、前記第2の媒質層との間の屈折率差が小
さい場合などには、前記光学部材においてフォトニック
バンドギャップが一部の方向にのみ形成されるか、ある
いは全ての方向において形成されない場合がある。一
方、前記第1の媒質層と、前記第2の媒質層との間の屈
折率差が大きい場合などには、前記光学部材において全
方向あるいは特定の方向にバンドギャップが形成され得
る。
Here, the "imperfect photonic band" refers to a band in which the photonic band gap is formed only in a part of the directions or the photonic band gap is not formed in all the directions. For example, when the optical member is composed of a first medium layer and a second medium layer arranged around the first medium layer, the first medium layer and the second medium layer are When the difference in refractive index between the two is small, the photonic band gap may be formed in only a part of the optical member or may not be formed in all the directions. On the other hand, when the difference in the refractive index between the first medium layer and the second medium layer is large, a band gap may be formed in the optical member in all directions or in a specific direction.

【0009】本発明の発光装置によれば、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
が前記発光層内に注入され、この電子とホールとを発光
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。そして、この光は、2次元で自然
放出が制約されて出射し、発光スペクトル幅が非常に狭
く、かつ、高い効率を有する。このような性質を有する
光が得られる理由について、前記光学部材がフォトニッ
クバンドギャップを形成しうる場合と、不完全フォトニ
ックバンドを形成しうる場合とに分けて説明する。
According to the light emitting device of the present invention, electrons and holes are injected into the light emitting layer from a pair of electrode layers, that is, a cathode and an anode, respectively, and the electrons and holes are recombined in the light emitting layer. , Light is emitted when the molecule returns from the excited state to the ground state. Then, this light is emitted with two-dimensionally restricted spontaneous emission, has a very narrow emission spectrum width, and has high efficiency. The reason why light having such a property is obtained will be described separately for the case where the optical member can form a photonic band gap and the case where the optical member can form an incomplete photonic band.

【0010】(1)前記光学部材がフォトニックバンド
ギャップを形成しうる場合、前記光学部材によって、光
に対してのバンドが形成される。このバンドのバンドエ
ッジのエネルギーにおいて、状態密度が高い状態が得ら
れる。したがって、前記発光層において発光する光のス
ペクトルのエネルギー準位が、このバンドエッジのエネ
ルギー準位を含むように前記光学部材が構成されること
により、前記発光層での発光がこのバンドエッジのエネ
ルギー準位で起こりやすくなる。これにより、所定のバ
ンドエッジのエネルギー準位に対応する波長を有し、か
つスペクトル幅が狭い光を発光することができ、発光効
率がよい。
(1) When the optical member can form a photonic band gap, the optical member forms a band for light. A state with a high density of states is obtained at the energy of the band edge of this band. Therefore, since the optical member is configured such that the energy level of the spectrum of the light emitted in the light emitting layer includes the energy level of the band edge, the light emission in the light emitting layer is the energy of the band edge. It tends to occur at the level. Thereby, it is possible to emit light having a wavelength corresponding to the energy level of a predetermined band edge and having a narrow spectrum width, and the light emission efficiency is good.

【0011】なお、この場合において、前記光学部材
は、欠陥部を含むことができる。ここで、前記欠陥部
は、欠陥として機能し、かつ、前記光学部材の一部に形
成される。なお、本明細書において、「欠陥」とは、光
学的欠陥をいう。また、前記欠陥部は、前記欠陥に起因
するエネルギー準位が、所定の発光スペクトルのエネル
ギー準位内に存在するように設定される。この構成によ
れば、前記発光層で生じた光のうち、前記光学部材のフ
ォトニックバンドギャップ内に相当するエネルギー準位
のスペクトルの光は、前記光学部材内を伝播できず、前
記欠陥に起因するエネルギー準位に相当するスペクトル
の光のみが前記光学部材内を伝播できる。したがって、
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 case, the optical member may include a defective portion. Here, the defective portion functions as a defect and is formed in a part of the optical member. In addition, in this specification, a "defect" means an optical defect. Further, the defect portion is set such that the energy level due to the defect exists within the energy level of a predetermined emission spectrum. According to this configuration, of the light generated in the light emitting layer, the light having the spectrum of the energy level corresponding to the inside of the photonic band gap of the optical member cannot propagate in the optical member and is caused by the defect. Only light having a spectrum corresponding to the energy level of the light can propagate in the optical member. Therefore,
Light with a very narrow emission spectrum width can be obtained with high efficiency.

【0012】(2)前記光学部材が不完全フォトニック
バンドを形成しうる場合、前記光学部材によって、光に
対してのバンドが形成される。このバンド内において状
態密度の高いエネルギー準位が存在する。ここで、前記
発光層において発光する光のスペクトルのエネルギー準
位が、この状態密度の高いエネルギー準位を含むように
前記光学部材が構成されることにより、前記発光層での
発光がこのバンドの所定箇所におけるエネルギー準位で
起こりやすくなる。これにより、バンドの所定箇所のエ
ネルギー準位に対応する波長を有し、かつスペクトル幅
が狭い光を発光することができ、発光効率がよい。
(2) When the optical member can form an incomplete photonic band, the optical member forms a band for light. There are energy levels with a high density of states in this band. Here, the optical member is configured such that the energy level of the spectrum of the light emitted in the light emitting layer includes the energy level having a high density of states, so that the light emission in the light emitting layer is in this band. It tends to occur at the energy level at a given location. As a result, it is possible to emit light having a wavelength corresponding to the energy level of a predetermined portion of the band and having a narrow spectrum width, and the light emission efficiency is good.

【0013】上述した本発明の発光装置においては、以
下に示す各種態様を取りうる。
The above-described light emitting device of the present invention can take the following various modes.

【0014】(A)前記光学部材は、少なくとも1方向
に周期的な屈折率分布を有することができる。
(A) The optical member may have a refractive index distribution that is periodic in at least one direction.

【0015】(B)前記発光層の少なくとも一部が、前
記光学部材の一部として機能できる。この場合におい
て、前記光学部材の一部に前記欠陥部が形成されている
場合、前記発光層の少なくとも一部が、前記欠陥部の少
なくとも一部として機能できる。
(B) At least a part of the light emitting layer can function as a part of the optical member. In this case, when the defective part is formed in a part of the optical member, at least a part of the light emitting layer can function as at least a part of the defective part.

【0016】さらに、この場合、前記発光層は、複数の
柱状部からなることができる。ここで、前記複数の柱状
部をそれぞれ、前記第3電極に対して前記第1絶縁層を
介して配置できる。この場合において、前記複数の柱状
部は、所定のパターンに配列できる。
Further, in this case, the light emitting layer may be composed of a plurality of columnar portions. Here, each of the plurality of columnar portions may be arranged with respect to the third electrode via the first insulating layer. In this case, the plurality of columnar parts can be arranged in a predetermined pattern.

【0017】(C)さらに、ホール輸送/注入層および
電子輸送/注入層の少なくとも一方を含むことができ
る。
(C) It may further include at least one of a hole transport / injection layer and an electron transport / injection layer.

【0018】この場合、前記ホール輸送/注入層または
電子輸送/注入層は、前記光学部材の少なくとも一部と
して機能できる。
In this case, the hole transport / injection layer or the electron transport / injection layer can function as at least a part of the optical member.

【0019】なお、この場合において、前記光学部材の
一部に前記欠陥部が形成されている場合、前記ホール輸
送/注入層または電子輸送/注入層は、前記欠陥部の少
なくとも一部として機能できる。
In this case, when the defective portion is formed in a part of the optical member, the hole transport / injection layer or the electron transport / injection layer can function as at least a portion of the defective portion. .

【0020】(D)前記発光層を、開口部に埋め込んで
配置できる。
(D) The light emitting layer can be embedded in the opening.

【0021】(E)前記発光層を、前記第1電極と前記
第2電極との間に配置できる。
(E) The light emitting layer may be disposed between the first electrode and the second electrode.

【0022】(F)前記第3電極を、前記第1電極と前
記第2電極との間に配置できる。
(F) The third electrode can be arranged between the first electrode and the second electrode.

【0023】この場合において、前記第3電極を、前記
第1電極に対して第2絶縁層を介して配置し、かつ、前
記第2電極に対して第3絶縁層を介して配置することが
できる。
In this case, the third electrode may be arranged with respect to the first electrode via a second insulating layer, and may be arranged with respect to the second electrode via a third insulating layer. it can.

【0024】(G)前記発光層は、発光材料として有機
発光材料を含むことができる。
(G) The light emitting layer may include an organic light emitting material as a light emitting material.

【0025】上記の発光装置は、例えば、光通信用機器
に適用することができる。
The above light emitting device can be applied to, for example, optical communication equipment.

【0026】次に、本発明にかか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, a part of materials that can be used for each part of the light emitting device according to the present invention will be illustrated. Of these materials, only some of the known materials are shown, and it goes without saying that materials other than those exemplified can be selected.

【0027】(発光層)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。発光層の
材料としては、有機化合物および無機化合物のいずれで
もよいが、種類の豊富さや成膜性の点から有機化合物で
あることが望ましい。
(Light Emitting Layer) The material of the light emitting layer is selected from known compounds in order to obtain light of a predetermined wavelength. The material of the light emitting layer may be either an organic compound or an inorganic compound, but is preferably an organic compound from the viewpoint of abundance of types and film forming properties.

【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 organic compounds include:
Aromatic diamine derivative (TPD), oxydiazole derivative (PBD), oxydiazole dimer (OXD) disclosed in JP-A-10-153967.
-8), distilarylene derivative (DSA), beryllium-benzoquinolinol complex (Bebq), triphenylamine derivative (MTDATA), rubrene, quinacridone, triazole derivative, polyphenylene, polyalkylfluorene, polyalkylthiophene, azomethine zinc complex, A porphyrin zinc complex, a benzoxazole zinc complex, a phenanthroline europium complex, etc. 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 for the organic light emitting layer, Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-70257 and 63-1758 are used.
60, JP-A-2-135361, 2-1.
No. 35359, No. 3-152184, No. 8-248276, and No. 10-1539.
Known materials such as those described in Japanese Patent Publication No. 67 can be used. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0030】無機化合物としては、ZnS:Mn(赤色
領域)、ZnS:TbOF(緑色領域)、SrS:C
u、SrS:Ag、SrS:Ce(青色領域)などが例
示される。
The inorganic compounds include ZnS: Mn (red region), ZnS: TbOF (green region), SrS: C.
Examples include u, SrS: Ag, and SrS: Ce (blue region).

【0031】(電極層)本発明の発光装置を構成する第
1電極および第2電極は、陰極および陽極からなる一対
の電極層を構成する。この場合、第1電極および第2電
極は、陽極または陰極のいずれか一方として機能する。
(Electrode Layer) The first electrode and the second electrode constituting the light emitting device of the present invention constitute a pair of electrode layers composed of a cathode and an anode. In this case, the first electrode and the second electrode function as either the anode or the cathode.

【0032】陰極、すなわち、発光層に電子を注入する
ための電極としては、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。
The cathode, that is, the electrode for injecting electrons into the light emitting layer has a small work function (for example, 4 eV).
Below) electron-injecting metals, alloy electrically conductive compounds and mixtures thereof can be used. As such an electrode substance, for example, the one disclosed in JP-A-8-248276 can be used.

【0033】陽極、すなわち、発光層にホールを注入す
るための電極としては、仕事関数の大きい(例えば4e
V以上)金属、合金、電気伝導性化合物またはこれらの
混合物を用いて形成ことができる。陽極として光学的に
透明な材料を用いる場合には、CuI,ITO,SnO
2,ZnOなどの導電性透明材料や、Auなどの金属を
用いることができる。
The anode, that is, the electrode for injecting holes into the light emitting layer has a large work function (for example, 4e).
V or more) metal, alloy, electrically conductive compound, or a mixture thereof can be used. When an optically transparent material is used as the anode, CuI, ITO, SnO
2 , a conductive transparent material such as ZnO or a metal such as Au can be used.

【0034】また、第3電極としては、例えばAuやS
i等の金属から形成することができる。なお、第3電極
の表面を酸化して第3電極の周囲に絶縁層を形成する場
合、Ta、Ti、Al等を用いることができる。
The third electrode may be Au or S, for example.
It can be formed from a metal such as i. When the surface of the third electrode is oxidized to form an insulating layer around the third electrode, Ta, Ti, Al or the like can be used.

【0035】(ホール輸送/注入層)本発明の発光装置
においては、さらに、ホール輸送/注入層を含むことが
できる。この正孔輸送/注入層は、正孔を前記発光層へ
と輸送し、注入する機能を有する。このホール輸送/注
入層は、陽極と発光層との間に配置される。なお、この
ホール輸送/注入層を有機層から形成することができ
る。
(Hole Transport / Injection Layer) The light emitting device of the present invention may further include a hole transport / injection layer. The hole transport / injection layer has a function of transporting and injecting holes to the light emitting layer. This hole transport / injection layer is located between the anode and the light emitting layer. The hole transport / injection layer can be formed of an organic layer.

【0036】ホール輸送/注入層を形成するための材料
としては、公知の光伝導材料のホール輸送/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
ル輸送/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/注入層の材料
には、ホールの注入あるいは電子の障壁性のいずれかの
機能を有するものを用いる。その具体例としては、例え
ば、特開平8−248276号公報に開示されているも
のを例示することができる。
As a material for forming the hole transporting / injecting layer, a material used as a hole transporting / injecting material of a known photoconductive material or a hole transporting / injecting layer of an organic light emitting device is used. It can be used by selecting from known ones. As the material of the hole transport / injection layer, one having a function of injecting holes or a function of blocking electrons is used. Specific examples thereof include those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-248276.

【0037】(電子輸送/注入層)本発明の発光装置に
おいては、さらに、電子輸送/注入層を含むことができ
る。この電子輸送/注入層は、電子を前記発光層へと輸
送し、注入する機能を有する。この電子輸送/注入層
は、陰極と発光層との間に配置させる。なお、この電子
輸送/注入層を有機層から形成することができる。
(Electron Transport / Injection Layer) The light emitting device of the present invention may further include an electron transport / injection layer. This electron transport / injection layer has a function of transporting and injecting electrons to the light emitting layer. The electron transport / injection layer is located between the cathode and the light emitting layer. The electron transporting / injecting layer can be formed from an organic layer.

【0038】有機層を電子輸送/注入層として機能させ
るためには、当該有機層が陰極より注入された電子を発
光層に伝達する機能を有していればよく、このような有
機層を形成するための材料は、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。
In order for the organic layer to function as an electron transport / injection layer, it is sufficient that the organic layer has a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and such an organic layer is formed. The material for doing so can be selected from known substances. As a specific example, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8
The one disclosed in Japanese Patent No. 248276 can be exemplified.

【0039】また、本発明の発光装置の各層は、公知の
方法で形成することができる。例えば、発光装置の各層
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 of the present invention can be formed by a known method. For example, for each layer of the light emitting device, a suitable film forming method is selected depending on the material, and specifically, a vapor deposition method, a spin coating method, an LB method, an inkjet method and the like can be exemplified.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】[第1の実施の形態] (デバイスの構造)図1は、本実施の形態にかかる発光
装置100を模式的に示す断面図である。図2は、図1
に示す発光装置100を模式的に示す平面図である。図
3は、図1のB−B線に沿ってX−Y平面に平行な面で
切断した面を模式的に示す図である。なお、図1は、図
2のA−A線に沿った断面を模式的に示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] (Device Structure) FIG. 1 is a sectional view schematically showing a light emitting device 100 according to the present embodiment. 2 is shown in FIG.
3 is a plan view schematically showing the light emitting device 100 shown in FIG. FIG. 3 is a diagram schematically showing a plane cut along a plane parallel to the XY plane along the line BB in FIG. 1. Note that FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section taken along the line AA of FIG. 2.

【0041】発光装置100は、基板10上に発光素子
部を有する。発光素子部は、陽極である第1電極30、
発光層80、第3電極40、および陰極である第2電極
50を含む。第1電極30、発光層80、および第2電
極50は、基板10に近い側からこの順に基板10上に
積層されている。
The light emitting device 100 has a light emitting element portion on the substrate 10. The light emitting element portion includes a first electrode 30 which is an anode,
It includes a light emitting layer 80, a third electrode 40, and a second electrode 50 that is a cathode. The first electrode 30, the light emitting layer 80, and the second electrode 50 are stacked on the substrate 10 in this order from the side closer to the substrate 10.

【0042】さらに、本実施の形態の発光装置100に
おいては、図2に示すように、発光素子部を覆うよう
に、保護層20が形成されている。保護層20によって
発光素子部を覆うことにより、第2電極50の劣化を防
止することができる。また、保護層20は発光装置全体
に形成されず、第1電極30、第2電極50および第3
電極40の表面の一部が露出するように形成されている
(図2参照)。これらの電極の露出部分はそれぞれ、各
電極の電極取出部として機能する。
Further, in the light emitting device 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the protective layer 20 is formed so as to cover the light emitting element portion. By covering the light emitting element portion with the protective layer 20, the deterioration of the second electrode 50 can be prevented. In addition, the protective layer 20 is not formed on the entire light emitting device, and the first electrode 30, the second electrode 50, and the third electrode
It is formed so that a part of the surface of the electrode 40 is exposed (see FIG. 2). The exposed portions of these electrodes each function as an electrode extraction portion of each electrode.

【0043】次に、発光素子部の各構成部分について詳
細に説明する。
Next, each component of the light emitting element section will be described in detail.

【0044】第1電極30および第2電極50は、一対
の電極層を構成し、発光層80に電荷(ホールまたは電
子)を注入するために設けられている。
The first electrode 30 and the second electrode 50 form a pair of electrode layers and are provided for injecting charges (holes or electrons) into the light emitting layer 80.

【0045】第3電極40は、第1電極30と第2電極
50との間に配置されている。この第3電極40には所
定の電圧が印加される。また、この第3電極40は、発
光層80に対して第1絶縁層64を介して配置されてい
る。さらに、この第3電極40は、第1電極30に対し
て第2絶縁層62を介して配置され、かつ、第2電極5
0に対して第3絶縁層66を介して配置されている。第
1絶縁層64は主に、発光層80と第3電極40とを絶
縁する機能を有する。第2絶縁層62は主に、第1電極
30と第3電極40とを絶縁する機能を有する。第3絶
縁層66は主に、第2電極50と第3電極40とを絶縁
する機能を有する。第1絶縁層64、第2絶縁層62お
よび第3絶縁層66をそれぞれ構成する材料としては、
絶縁性を有する材料であれば特に限定されない。
The third electrode 40 is arranged between the first electrode 30 and the second electrode 50. A predetermined voltage is applied to the third electrode 40. The third electrode 40 is arranged on the light emitting layer 80 via the first insulating layer 64. Further, the third electrode 40 is arranged with respect to the first electrode 30 via the second insulating layer 62, and the second electrode 5
It is arranged with respect to 0 via the third insulating layer 66. The first insulating layer 64 mainly has a function of insulating the light emitting layer 80 and the third electrode 40. The second insulating layer 62 mainly has a function of insulating the first electrode 30 and the third electrode 40. The third insulating layer 66 mainly has a function of insulating the second electrode 50 and the third electrode 40. Examples of the material forming the first insulating layer 64, the second insulating layer 62, and the third insulating layer 66 include
The material is not particularly limited as long as it is an insulating material.

【0046】第1電極30、第2電極50、および第3
電極40は、それぞれ前述した材料から形成することが
できる。
First electrode 30, second electrode 50, and third electrode
The electrodes 40 can be formed of the materials described above, respectively.

【0047】発光層80は、エレクトロルミネッセンス
によって光を発生する材料から形成されている。この発
光層80は、図1に示すように、第1電極30と第2電
極50との間に配置されている。発光層80は、前述し
た材料から形成することができる。
The light emitting layer 80 is made of a material that emits light by electroluminescence. The light emitting layer 80 is disposed between the first electrode 30 and the second electrode 50, as shown in FIG. The light emitting layer 80 can be formed from the above-mentioned materials.

【0048】また、発光層80は、図1および図3に示
すように、複数の柱状部からなる。したがって、この複
数の柱状部は、第3電極40に対して第1絶縁層64を
介して配置される。本実施の形態の発光装置100にお
いては、図3に示すように、この複数の柱状部は三角格
子状に配列されている。なお、この複数の柱状部の配列
は、三角格子状に限定されるわけではなく、例えば、正
方格子状あるいはハニカム状等のパターンに配列させる
こともできる。
The light emitting layer 80 is composed of a plurality of columnar portions, as shown in FIGS. Therefore, the plurality of columnar portions are arranged with respect to the third electrode 40 via the first insulating layer 64. In the light emitting device 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the plurality of columnar portions are arranged in a triangular lattice shape. The arrangement of the plurality of columnar portions is not limited to the triangular lattice shape, but may be arranged in a square lattice shape or a honeycomb shape, for example.

【0049】また、この発光装置100において、発光
層80(複数の柱状部)は、後述する光学部材88の一
部として機能する。なお、この複数の柱状部は、開口部
22(図8および図9参照)に発光材料が埋め込まれて
形成されている。
In the light emitting device 100, the light emitting layer 80 (plurality of columnar portions) functions as a part of the optical member 88 described later. The plurality of columnar portions are formed by embedding a light emitting material in the openings 22 (see FIGS. 8 and 9).

【0050】本実施の形態の発光装置100において
は、発光層80と、発光層80の周囲の層とによって、
光学部材88が構成される。具体的には、図1に示すよ
うに、光学部材88は、発光層80を構成する複数の柱
状部と、第1絶縁層64、第2絶縁層62および第3絶
縁層66(以下、「第1絶縁層64等」とする)と、第
3電極40とから構成される。第3電極40が光学部材
88の一構成要素として機能するためには、第3電極4
0が、発光層80で生じた光を吸収しない材料からなる
ことが必要である。また、第1絶縁層64、第2絶縁層
62および第3絶縁層66においても、同様に、光学部
材88の一構成要素として機能するためには、これらの
層が、発光層80で生じた光を吸収しない材料からなる
ことが必要である。
In the light emitting device 100 of the present embodiment, the light emitting layer 80 and the layers around the light emitting layer 80
The optical member 88 is configured. Specifically, as shown in FIG. 1, the optical member 88 includes a plurality of columnar portions forming the light emitting layer 80, a first insulating layer 64, a second insulating layer 62, and a third insulating layer 66 (hereinafter, referred to as “ The first insulating layer 64 etc. ”) and the third electrode 40. In order for the third electrode 40 to function as a component of the optical member 88, the third electrode 4
It is necessary that 0 be made of a material that does not absorb the light generated in the light emitting layer 80. Similarly, in the first insulating layer 64, the second insulating layer 62, and the third insulating layer 66, these layers are formed in the light emitting layer 80 in order to function as one component of the optical member 88. It must be made of a material that does not absorb light.

【0051】この光学部材88は、少なくとも1方向に
周期的な屈折率分布を有し、発光層80において発生し
た光を所定の方向へ伝播させる機能を有する。本実施の
形態の発光装置100では、図3に示すように、発光層
80を構成する複数の柱状部が三角格子状に配列してい
ることから、光学部材88が、X−Y平面において、a
方向、b方向、およびc方向に周期的な屈折率分布を有
する。さらに、光学部材88は、X−Y平面において、
d方向、e方向、およびf方向にも周期的な屈折率分布
を有する。
The optical member 88 has a refractive index distribution which is periodic in at least one direction and has a function of propagating the light generated in the light emitting layer 80 in a predetermined direction. In the light emitting device 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, since the plurality of columnar parts forming the light emitting layer 80 are arranged in a triangular lattice pattern, the optical member 88 is arranged in the XY plane. a
It has a refractive index distribution that is periodic in the directions b, c, and c. Furthermore, the optical member 88 is in the XY plane.
It also has a periodic refractive index distribution in the d direction, the e direction, and the f direction.

【0052】発光層80で生じた光は、光学部材88内
に閉じ込められる。
The light generated in the light emitting layer 80 is confined in the optical member 88.

【0053】具体的には、本実施の形態の発光装置10
0においては、光学部材88は、発光層80(複数の柱
状部)と、発光層80の周囲の層(第1絶縁層64等お
よび第3電極40)との屈折率差に基づいて、フォトニ
ックバンドギャップあるいは不完全フォトニックバンド
を形成しうる。例えば、発光層80と、第3電極40と
の間の屈折率差が大きい場合などには、発光層80にお
いて、フォトニックバンドギャップが全方向または特定
の方向に形成され得る。一方、発光層80と、第3電極
40との屈折率差が小さい場合などには、光学部材88
において、フォトニックバンドギャップが一部の方向に
のみ形成されるか、あるいは全ての方向において形成さ
れない場合がある。
Specifically, the light emitting device 10 of the present embodiment
In 0, the optical member 88 is based on the photorefractive index difference between the light emitting layer 80 (plurality of columnar parts) and the layers around the light emitting layer 80 (the first insulating layer 64 and the third electrode 40). Nick band gaps or incomplete photonic bands can be formed. For example, when the difference in the refractive index between the light emitting layer 80 and the third electrode 40 is large, the photonic band gap may be formed in the light emitting layer 80 in all directions or in a specific direction. On the other hand, when the difference in refractive index between the light emitting layer 80 and the third electrode 40 is small, the optical member 88 is used.
In some cases, the photonic band gap may be formed only in some directions or may not be formed in all directions.

【0054】(デバイスの製造方法)次に、図4〜図1
3を参照して、本実施の形態の発光装置100の製造方
法について説明する。図4、図6、図8、図10、およ
び図12は、図1に示す発光装置の一製造工程を模式的
に示す平面図である。また、図5、図7、図9、図1
1、および図13はそれぞれ、図4、図6、図8、図1
0、および図12のA−A線における断面を模式的に示
す図である。
(Device Manufacturing Method) Next, FIGS.
A method of manufacturing the light emitting device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4, FIG. 6, FIG. 8, FIG. 10, and FIG. 12 are plan views schematically showing one manufacturing process of the light emitting device shown in FIG. In addition, FIG. 5, FIG. 7, FIG.
1 and 13 are respectively FIG. 4, FIG. 6, FIG. 8 and FIG.
It is a figure which shows 0 and the cross section in the AA line of FIG. 12 typically.

【0055】(1)まず、図4および図5に示すよう
に、マスクスパッタ法で、基板10上に第1電極30を
形成する。つづいて、第1電極30上に、所定の開口部
(図示せず)を有する第2絶縁層62を形成する。この
開口部は、例えばフォトリソグラフィ工程によって形成
される。
(1) First, as shown in FIGS. 4 and 5, the first electrode 30 is formed on the substrate 10 by the mask sputtering method. Subsequently, the second insulating layer 62 having a predetermined opening (not shown) is formed on the first electrode 30. This opening is formed by, for example, a photolithography process.

【0056】続いて、第2絶縁層62上の所定の位置
に、第1絶縁層64を形成する。具体的には、第1絶縁
層64は、第2絶縁層62に設けられた開口部を取り囲
むように形成される。以上の工程により、図4および図
5に示すように、この第1絶縁層64によって囲まれた
領域に、複数の開口部22が形成される。この開口部2
2は、後の工程において発光層80(複数の柱状部)を
配置するために設けられる(図10および図11参
照)。
Then, the first insulating layer 64 is formed at a predetermined position on the second insulating layer 62. Specifically, the first insulating layer 64 is formed so as to surround the opening provided in the second insulating layer 62. Through the above steps, as shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of openings 22 are formed in the region surrounded by the first insulating layer 64. This opening 2
2 is provided for arranging the light emitting layer 80 (plurality of columnar portions) in a later step (see FIGS. 10 and 11).

【0057】(2)次に、図6および図7に示すよう
に、第1絶縁層64と第2絶縁層62とによって囲まれ
た領域24(図4および図5参照)に、例えばマスクス
パッタ法によって、第3電極40を形成する。
(2) Next, as shown in FIGS. 6 and 7, for example, mask sputtering is performed on the region 24 (see FIGS. 4 and 5) surrounded by the first insulating layer 64 and the second insulating layer 62. The third electrode 40 is formed by the method.

【0058】(3)ついで、図8および図9に示すよう
に、第3電極40および第1絶縁層64の上に、例え
ば、マスクスパッタ法によって、第3絶縁層66を形成
する。なお、この第3絶縁層66は、フォトリソグラフ
ィ工程、あるいはプリント技術によっても形成すること
ができる。
(3) Next, as shown in FIGS. 8 and 9, a third insulating layer 66 is formed on the third electrode 40 and the first insulating layer 64 by, for example, a mask sputtering method. The third insulating layer 66 can also be formed by a photolithography process or a printing technique.

【0059】(4)つづいて、図10および図11に示
すように、開口部22に発光層80を形成する。発光層
80は、例えば、インクジェット法によって、開口部2
2に発光材料を埋め込むことにより形成される。発光層
80は、三角格子状に配列された複数の柱状部より構成
される。この工程により、発光層80(複数の柱状部)
と、発光層80の周囲の層(第1絶縁層64等および第
3電極40)とからなる光学部材88が得られる。
(4) Next, as shown in FIGS. 10 and 11, a light emitting layer 80 is formed in the opening 22. The light emitting layer 80 is formed in the opening 2 by an inkjet method, for example.
2 is formed by embedding a light emitting material. The light emitting layer 80 is composed of a plurality of columnar portions arranged in a triangular lattice. By this step, the light emitting layer 80 (plurality of columnar portions)
And an optical member 88 including the layers around the light emitting layer 80 (the first insulating layer 64 and the like and the third electrode 40).

【0060】(5)次に、図12および図13に示すよ
うに、例えば、マスク蒸着法にて、発光層80上に第2
電極50を形成する。つづいて、第1電極30の一部を
除いて全面的に保護層20を形成する。この保護層20
は、第1電極30、第2電極50および第3電極40の
表面の各電極の電極取出部を形成するために、各電極の
一部が露出するように形成する。以上の工程により、本
実施の形態の発光装置100が得られる(図1〜図3参
照)。
(5) Next, as shown in FIGS. 12 and 13, a second layer is formed on the light emitting layer 80 by, for example, a mask vapor deposition method.
The electrode 50 is formed. Subsequently, the protective layer 20 is formed over the entire surface except a part of the first electrode 30. This protective layer 20
Is formed so that a part of each electrode is exposed in order to form an electrode extraction portion of each electrode on the surfaces of the first electrode 30, the second electrode 50, and the third electrode 40. Through the above steps, the light emitting device 100 of this embodiment is obtained (see FIGS. 1 to 3).

【0061】(デバイスの動作)本実施の形態にかかる
発光装置100は、以下のメカニズムで光の出射が行な
われる。
(Device Operation) The light emitting device 100 according to the present embodiment emits light by the following mechanism.

【0062】まず、第3電極40に対して所定の電圧を
印加した状態で、第1電極30と第2電極50との間に
電圧を印加する。これにより、陽極である第1電極30
からホールが、陰極である第2電極50から電子が、そ
れぞれ発光層80に注入されるとともに、発光層80で
大量のホールまたは電子が発生する。
First, a voltage is applied between the first electrode 30 and the second electrode 50 while a predetermined voltage is applied to the third electrode 40. Thereby, the first electrode 30 serving as the anode
Holes are injected into the light emitting layer 80, and electrons are injected into the light emitting layer 80 from the second electrode 50, which is a cathode, and a large amount of holes or electrons are generated in the light emitting layer 80.

【0063】ここで、ホールと電子が発光層80内で再
結合することにより励起子が生成され、この励起子が失
活する際に光が生じる。発光層80において発生した光
は、光学部材88によって、X−Y面内において光の伝
播が規制された後、例えば、X−Y平面(図1〜図3参
照)に平行な所定の方向へと出射する。
Here, holes and electrons are recombined in the light emitting layer 80 to generate excitons, and light is generated when the excitons are deactivated. The light generated in the light emitting layer 80 is, for example, in a predetermined direction parallel to the XY plane (see FIGS. 1 to 3) after the optical member 88 restricts the propagation of the light in the XY plane. And emits.

【0064】以上に説明したように、本実施の形態の発
光装置100においては、光学部材88より構成される
2次元のフォトニックバンドギャップあるいは不完全フ
ォトニックバンドによって特定スペクトルの光のみが出
射されるため、波長選択性があり、発光スペクトル幅が
狭く、かつ優れた指向性を有する。上記の光学部材88
の作用効果については、本実施の形態の発光装置100
の作用効果の欄(後述する)において説明する。
As described above, in the light emitting device 100 of the present embodiment, only the light of the specific spectrum is emitted due to the two-dimensional photonic band gap or the incomplete photonic band formed by the optical member 88. Therefore, it has wavelength selectivity, has a narrow emission spectrum width, and has excellent directivity. The above optical member 88
Regarding the effects of the above, the light emitting device 100 of the present embodiment
This will be described in the section of action and effect (described later).

【0065】(作用効果)本実施の形態の発光装置10
0の主要な作用効果を、以下にあげる。
(Operation and Effect) Light emitting device 10 of the present embodiment
The main effects of 0 are listed below.

【0066】(a)本実施の形態にかかる発光装置10
0によれば、第3電極40に対して所定の電圧を印加し
た状態で、第1電極30と第2電極50との間に電圧を
印加することにより、発光層80内に電子またはホール
が大量に発生するとともに、前記発光層にホールまたは
電子が注入される。これにより、発光層80内において
発光に寄与する電子またはホールの数を増加させること
ができ、発光効率を高めることができる。
(A) Light emitting device 10 according to the present embodiment
According to 0, by applying a voltage between the first electrode 30 and the second electrode 50 in a state where a predetermined voltage is applied to the third electrode 40, electrons or holes are generated in the light emitting layer 80. When a large amount is generated, holes or electrons are injected into the light emitting layer. As a result, the number of electrons or holes that contribute to light emission in the light emitting layer 80 can be increased, and the light emission efficiency can be improved.

【0067】(b)また、前述したように、本実施の形
態の発光装置100においては、発光層80(複数の柱
状部)と、発光層80の周囲の層(第1絶縁層64等お
よび第3電極40)との屈折率差に基づいて、光学部材
88がフォトニックバンドギャップあるいは不完全フォ
トニックバンドを形成しうる。
(B) Further, as described above, in the light emitting device 100 of the present embodiment, the light emitting layer 80 (plurality of columnar portions) and layers around the light emitting layer 80 (the first insulating layer 64 and the like and The optical member 88 can form a photonic band gap or an incomplete photonic band based on the difference in refractive index from the third electrode 40).

【0068】光学部材88がフォトニックバンドギャッ
プを形成しうる場合、光学部材88によって、光に対し
てのバンドが形成される。このバンド内の所定のバンド
エッジのエネルギーにおいて、状態密度が高い状態が得
られる。したがって、発光層80において発光する光の
スペクトルのエネルギー準位が、このバンドエッジのエ
ネルギー準位を含むように光学部材88が構成されるこ
とにより、発光層80での発光がこのバンドエッジのエ
ネルギー準位で起こりやすくなる。これにより、所定の
バンドエッジのエネルギー準位に対応する波長を有し、
かつスペクトル幅が狭い光を発光することができ、発光
効率がよい。
When the optical member 88 can form a photonic band gap, the optical member 88 forms a band for light. At a predetermined band edge energy within this band, a state with a high density of states can be obtained. Therefore, since the optical member 88 is configured such that the energy level of the spectrum of the light emitted in the light emitting layer 80 includes the energy level of this band edge, the emission of light in the light emitting layer 80 is the energy of this band edge. It tends to occur at the level. Thereby, having a wavelength corresponding to the energy level of a predetermined band edge,
In addition, light with a narrow spectrum width can be emitted, and the light emission efficiency is good.

【0069】一方、光学部材88が不完全フォトニック
バンドを形成しうる場合、光学部材88によって、光に
対してのバンドが形成される。このバンド内において状
態密度の高いエネルギー準位が存在する。ここで、発光
層80において発光する光のスペクトルのエネルギー準
位が、この状態密度の高いエネルギー準位を含むように
光学部材88が構成されることにより、発光層80での
発光がこのバンドの所定箇所におけるエネルギー準位で
起こりやすくなる。これにより、バンドの所定箇所のエ
ネルギー準位に対応する波長を有し、かつスペクトル幅
が狭い光を発光することができ、発光効率がよい。
On the other hand, when the optical member 88 can form an incomplete photonic band, the optical member 88 forms a band for light. There are energy levels with a high density of states in this band. Here, since the optical member 88 is configured such that the energy level of the spectrum of the light emitted in the light emitting layer 80 includes the energy level having a high density of states, the light emission in the light emitting layer 80 is in this band. It tends to occur at the energy level at a given location. As a result, it is possible to emit light having a wavelength corresponding to the energy level of a predetermined portion of the band and having a narrow spectrum width, and the light emission efficiency is good.

【0070】[第2の実施の形態] (デバイスの構造)図14は、本実施の形態にかかる発
光装置200を模式的に示す断面図である。図15は、
図14に示す発光装置200を模式的に示す平面図であ
る。図16は、図14のB−B線に沿ってX−Y平面に
平行な面で切断した面を模式的に示す図である。なお、
図14は、図15のA−A線に沿った断面を模式的に示
す図である。
[Second Embodiment] (Device Structure) FIG. 14 is a sectional view schematically showing a light emitting device 200 according to the present embodiment. Figure 15 shows
FIG. 15 is a plan view schematically showing the light emitting device 200 shown in FIG. 14. FIG. 16 is a diagram schematically showing a plane cut along a plane parallel to the XY plane along the line BB in FIG. 14. In addition,
FIG. 14: is a figure which shows typically the cross section along the AA line of FIG.

【0071】この発光装置200は、第1の実施の形態
の発光装置100と同様に、発光層80が複数の柱状部
からなる。一方、この発光装置200は主に、発光素子
部において、光学部材188が欠陥部28を含む点で、
第1の実施の形態の発光装置100と異なる構造を有す
る。
In the light emitting device 200, as in the light emitting device 100 of the first embodiment, the light emitting layer 80 is composed of a plurality of columnar portions. On the other hand, in the light emitting device 200, mainly in the light emitting element portion, the optical member 188 includes the defective portion 28.
The structure is different from that of the light emitting device 100 of the first embodiment.

【0072】欠陥部28は、光学部材188の一部に形
成され、かつ、欠陥として機能する。この欠陥部28
は、この欠陥に起因するエネルギー準位が所定の発光ス
ペクトルのエネルギー準位内に存在するように設定され
る。具体的には、欠陥部28により構成される欠陥に起
因するエネルギー準位が、発光層80の電流励起による
発光スペクトルに対応するエネルギー準位となるように
形成される。
The defective portion 28 is formed in a part of the optical member 188 and functions as a defect. This defective portion 28
Is set so that the energy level due to this defect exists within the energy level of a predetermined emission spectrum. Specifically, the energy level caused by the defect formed by the defect portion 28 is formed to be the energy level corresponding to the emission spectrum of the light emitting layer 80 by current excitation.

【0073】この欠陥部28は、柱状に形成されてい
る。一方、この欠陥部28は、発光層80を構成する他
の柱状部とは異なる径に形成される。具体的には、この
発光装置200では、X−Y平面に平行な面でこの欠陥
部28を切断した場合における断面の径は、発光層80
を構成する他の柱状部(欠陥部28以外の柱状部)の径
よりも大きく形成されている。また、欠陥部28は、発
光層80を構成する他の柱状部と同じ材料から構成され
る。すなわち、この発光装置200においては、発光層
80の一部が欠陥部28として機能する。その他の構造
は、図1に示す発光装置100とほぼ同様であるので、
説明は省略する。
The defective portion 28 has a columnar shape. On the other hand, the defect portion 28 is formed with a diameter different from that of the other columnar portions forming the light emitting layer 80. Specifically, in this light emitting device 200, the diameter of the cross section when the defect portion 28 is cut along a plane parallel to the XY plane is the light emitting layer 80.
Is formed larger than the diameter of the other columnar portion (columnar portion other than the defective portion 28) constituting the. In addition, the defect portion 28 is made of the same material as the other columnar portions forming the light emitting layer 80. That is, in the light emitting device 200, a part of the light emitting layer 80 functions as the defective portion 28. Other structures are almost the same as the light emitting device 100 shown in FIG.
The description is omitted.

【0074】(デバイスの製造方法)本実施の形態の発
光装置200の製造においては、欠陥部28を形成する
ために、発光層80を構成する他の柱状部とは異なる径
の開口部を形成した後、この開口部に発光材料を埋め込
んで欠陥部28を形成する点以外は、第1の実施の形態
の発光装置100とほぼ同様であるため、説明は省略す
る。なお、欠陥部28は、発光層80を構成する複数の
柱状部と同一工程にて形成することができる。
(Device Manufacturing Method) In the manufacture of the light emitting device 200 of this embodiment, in order to form the defective portion 28, an opening having a diameter different from that of the other columnar portions constituting the light emitting layer 80 is formed. After that, except that the defect portion 28 is formed by embedding a light emitting material in the opening, the light emitting device 100 is substantially the same as the light emitting device 100 according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Note that the defective portion 28 can be formed in the same step as the plurality of columnar portions forming the light emitting layer 80.

【0075】(デバイスの動作および作用効果)本実施
の形態の発光装置200の動作のうち、発光層80にお
いて光が生じるまでの機構については、第1の実施の形
態の発光装置100と同様である。よって、この発光装
置200によれば、第1の実施の形態の発光装置100
と同様に、発光層80内において発光に寄与する電子ま
たはホールの数を増加させることができ、発光効率を高
めることができる。
(Operation and Effect of Device) Among the operations of the light emitting device 200 of the present embodiment, the mechanism until light is generated in the light emitting layer 80 is the same as that of the light emitting device 100 of the first embodiment. is there. Therefore, according to the light emitting device 200, the light emitting device 100 according to the first embodiment.
Similarly, the number of electrons or holes that contribute to light emission in the light emitting layer 80 can be increased, and the light emission efficiency can be improved.

【0076】一方、本実施の形態の発光装置200にお
いては、発光素子部において、光学部材188の一部に
欠陥部28が形成されている。前述したように、この欠
陥部28は、欠陥に起因するエネルギー準位が所定の発
光スペクトルのエネルギー準位内に存在するように設定
されている。これにより、発光層80で生じた光のう
ち、光学部材188のフォトニックバンドギャップ内に
相当するエネルギー準位のスペクトルの光は、光学部材
88内を伝播できず、欠陥に起因するエネルギー準位に
相当するスペクトルの光のみが光学部材88内を伝播で
きる。したがって、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。
On the other hand, in the light emitting device 200 of the present embodiment, the defective portion 28 is formed in a part of the optical member 188 in the light emitting element portion. As described above, the defect portion 28 is set so that the energy level due to the defect exists within the energy level of the predetermined emission spectrum. As a result, of the light generated in the light emitting layer 80, the light having the spectrum of the energy level corresponding to the photonic band gap of the optical member 188 cannot propagate in the optical member 88 and the energy level caused by the defect is generated. Only light having a spectrum corresponding to can propagate in the optical member 88. Therefore, it is possible to obtain light with a very narrow emission spectrum width with high efficiency.

【0077】[第3の実施の形態] (デバイスの構造)図17は、本実施の形態にかかる発
光装置300を模式的に示す断面図である。
[Third Embodiment] (Device Structure) FIG. 17 is a sectional view schematically showing a light emitting device 300 according to the present embodiment.

【0078】この発光装置300は、発光素子部におい
て、さらに、ホール輸送/注入層70および電子輸送/
注入層90を含む点以外は、図1に示す発光装置100
と同様の構造を有する。
In the light emitting device 300, the hole transport / injection layer 70 and the electron transport / injection layer 70 are further provided in the light emitting element section.
Except for including the injection layer 90, the light emitting device 100 shown in FIG.
It has the same structure as.

【0079】ホール輸送/注入層70および電子輸送/
注入層90は、発光層80とともに、光学部材288の
一部として機能する。本実施の形態の発光装置300に
おいては、複数の開口部に、ホール輸送/注入層70、
発光層80、および電子輸送/注入層90がそれぞれ順
に埋め込まれて複数の柱状部が形成されている。すなわ
ち、光学部材288は、ホール輸送/注入層70、発光
層80、および電子輸送/注入層90からなる複数の柱
状部と、前記柱状部の周囲の層(第1絶縁層64、第2
絶縁層62および第3絶縁層66および第3電極40)
とから構成される。このホール輸送/注入層70および
電子輸送/注入層90は、発光層80と同様に、第3電
極40に対して第1絶縁層64を介して配置されてい
る。
Hole Transport / Injection Layer 70 and Electron Transport /
The injection layer 90 functions as a part of the optical member 288 together with the light emitting layer 80. In the light emitting device 300 of the present embodiment, the hole transport / injection layer 70 is provided in the plurality of openings.
The light emitting layer 80 and the electron transporting / injecting layer 90 are sequentially embedded to form a plurality of columnar portions. That is, the optical member 288 includes a plurality of columnar portions including the hole transporting / injecting layer 70, the light emitting layer 80, and the electron transporting / injecting layer 90, and layers around the columnar portions (the first insulating layer 64 and the second insulating layer 64).
Insulating layer 62 and third insulating layer 66 and third electrode 40)
Composed of and. Like the light emitting layer 80, the hole transporting / injecting layer 70 and the electron transporting / injecting layer 90 are arranged on the third electrode 40 via the first insulating layer 64.

【0080】(デバイスの動作、ならびに作用および効
果)本実施の形態の発光装置300の動作は、第1の実
施の形態の発光装置100の動作と基本的にほぼ同一で
あるため、説明は省略する。
(Operation of Device, and Operation and Effect) Since the operation of the light emitting device 300 of the present embodiment is basically the same as the operation of the light emitting device 100 of the first embodiment, the description thereof is omitted. To do.

【0081】また、本実施の形態の発光装置300で
は、発光層80に加えて、ホール輸送/注入層70およ
び電子輸送/注入層90が配置されているため、発光に
寄与するホールまたは電子の数を増加させることができ
る。これにより、発光効率のさらなる向上を図ることが
できる。
Further, in the light emitting device 300 of the present embodiment, since the hole transport / injection layer 70 and the electron transport / injection layer 90 are arranged in addition to the light emitting layer 80, the holes or electrons that contribute to light emission are emitted. The number can be increased. Thereby, the luminous efficiency can be further improved.

【0082】なお、本実施の形態の発光装置300にお
いては、発光層80のほかに、ホール輸送/注入層70
および電子輸送/注入層90の両方が配置されている場
合について説明したが、ホール輸送/注入層70および
電子輸送/注入層90のいずれか一方のみを配置するこ
ともできる。
In the light emitting device 300 of the present embodiment, in addition to the light emitting layer 80, the hole transport / injection layer 70 is provided.
Although the case where both the electron transport / injection layer 90 and the electron transport / injection layer 90 are provided has been described, only one of the hole transport / injection layer 70 and the electron transport / injection layer 90 may be provided.

【0083】また、本実施の形態の発光装置300にお
いて、前述した発光装置200と同様に、欠陥部(図示
せず)を設けることもできる。この場合、当該欠陥部を
構成するホール輸送/注入層70および電子輸送/注入
層90は、発光層80とともに、欠陥部の一部として機
能する。この場合においても、前述した発光装置200
と同様の動作および作用効果を奏することができる。
Further, in the light emitting device 300 of the present embodiment, a defective portion (not shown) can be provided as in the light emitting device 200 described above. In this case, the hole transporting / injecting layer 70 and the electron transporting / injecting layer 90 forming the defective portion function together with the light emitting layer 80 as a part of the defective portion. Also in this case, the above-described light emitting device 200
The same operation and effect can be obtained.

【0084】以上、本発明の好適な実施の形態について
述べたが、本発明はこれらに限定されず、発明の要旨の
範囲内で各種の態様を取りうる。
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these, and various modes can be adopted within the scope of the gist of the invention.

【0085】本実施の形態の発光装置100において
は、第1電極30(陽極)が基板10上に配置され、こ
の第1電極30より上層に、第2電極50(陰極)が配
置されている場合について説明したが、あるいは、第2
電極50(陰極)を基板10上に配置し、この第2電極
50上に形成された発光層80を介して、第1電極30
(陽極)を配置させることもできる。
In the light emitting device 100 of the present embodiment, the first electrode 30 (anode) is arranged on the substrate 10, and the second electrode 50 (cathode) is arranged in a layer above the first electrode 30. The case has been explained, or the second
The electrode 50 (cathode) is arranged on the substrate 10, and the first electrode 30 is provided via the light emitting layer 80 formed on the second electrode 50.
(Anode) can also be arranged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる発光装置を
模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す発光装置を模式的に示す平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view schematically showing the light emitting device shown in FIG.

【図3】図1のB−B線に沿ってX−Y平面に平行な面
で切断した面を模式的に示す図である。
FIG. 3 is a view schematically showing a plane cut along a plane parallel to the XY plane along the line BB in FIG.

【図4】図1に示す発光装置の一製造工程を模式的に示
す平面図である。
FIG. 4 is a plan view schematically showing one manufacturing process of the light emitting device shown in FIG.

【図5】図4のA−A線における断面を模式的に示す図
である。
5 is a diagram schematically showing a cross section taken along line AA of FIG.

【図6】図1に示す発光装置の一製造工程を模式的に示
す平面図である。
6 is a plan view schematically showing one manufacturing process of the light emitting device shown in FIG.

【図7】図6のA−A線における断面を模式的に示す図
である。
7 is a diagram schematically showing a cross section taken along line AA of FIG.

【図8】図1に示す発光装置の一製造工程を模式的に示
す平面図である。
FIG. 8 is a plan view schematically showing one manufacturing process of the light emitting device shown in FIG.

【図9】図8のA−A線における断面を模式的に示す図
である。
9 is a diagram schematically showing a cross section taken along line AA of FIG.

【図10】図1に示す発光装置の一製造工程を模式的に
示す平面図である。
10 is a plan view schematically showing one manufacturing process of the light emitting device shown in FIG.

【図11】図10のA−A線における断面を模式的に示
す図である。
11 is a diagram schematically showing a cross section taken along line AA of FIG.

【図12】図1に示す発光装置の一製造工程を模式的に
示す平面図である。
FIG. 12 is a plan view schematically showing one manufacturing process of the light emitting device shown in FIG.

【図13】図12のA−A線における断面を模式的に示
す図である。
13 is a diagram schematically showing a cross section taken along line AA of FIG.

【図14】本発明の第2の実施の形態にかかる発光装置
を模式的に示す断面図である。
FIG. 14 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a second embodiment of the invention.

【図15】図14に示す発光装置を模式的に示す平面図
である。
FIG. 15 is a plan view schematically showing the light emitting device shown in FIG.

【図16】図14のB−B線に沿ってX−Y平面に平行
な面で切断した面を模式的に示す図である。
16 is a diagram schematically showing a plane cut along a plane parallel to the XY plane along the line BB in FIG.

【図17】本発明の第3の実施の形態にかかる発光装置
を模式的に示す断面図である。
FIG. 17 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a third embodiment of the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 20 保護層 22 開口部 24 領域 28 欠陥部 30 第1電極 40 第3電極 50 第2電極 62 第2絶縁層 64 第1絶縁層 66 第3絶縁層 70 ホール輸送/注入層 80 発光層 88,188,288 光学部材 90 電子輸送/注入層 100,200,300 発光装置 10 substrates 20 Protective layer 22 opening 24 areas 28 Defects 30 First electrode 40 Third electrode 50 Second electrode 62 second insulating layer 64 first insulating layer 66 Third insulating layer 70 hole transport / injection layer 80 Light-emitting layer 88,188,288 Optical member 90 Electron transport / injection layer 100,200,300 Light emitting device

フロントページの続き (72)発明者 上川 武冨 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 小口 宣雄 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 原田 篤 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 Fターム(参考) 3K007 AB00 AB02 AB04 BA00 EA04 EB00 Continued front page    (72) Inventor Taketomi Uekawa             Seiko, 3-3-3 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture             -In Epson Corporation (72) Inventor Nobuo Oguchi             Seiko, 3-3-3 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture             -In Epson Corporation (72) Inventor Atsushi Harada             Seiko, 3-3-3 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture             -In Epson Corporation F-term (reference) 3K007 AB00 AB02 AB04 BA00 EA04                       EB00

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、該基板上に形成された発光素子
部とを含み、 前記発光素子部は、 エレクトロルミネッセンスによって光を発生する発光層
と、 前記発光層に電荷を注入するための第1電極および第2
電極と、 前記発光層に対して第1絶縁層を介して配置された第3
電極と、 前記発光層において発生した光を所定の方向へ伝播させ
るための光学部材と、を含む、発光装置。
1. A substrate, and a light emitting element portion formed on the substrate, wherein the light emitting element portion includes a light emitting layer that generates light by electroluminescence, and a first light emitting layer for injecting charges into the light emitting layer. 1 electrode and 2nd
An electrode, and a third electrode disposed on the light emitting layer via a first insulating layer.
A light emitting device comprising: an electrode; and an optical member for propagating light generated in the light emitting layer in a predetermined direction.
【請求項2】 請求項1において、 前記光学部材は、フォトニックバンドギャップを形成し
うる、発光装置。
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the optical member can form a photonic band gap.
【請求項3】 請求項2において、 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のエネルギー準位内
に存在するように設定された欠陥部を含む、発光装置。
3. The defect according to claim 2, wherein the optical member includes a defect portion which is formed in a part of the optical member and is set so that an energy level due to the defect exists within an energy level of a predetermined emission spectrum. , Light emitting device.
【請求項4】 請求項2において、 前記発光層の発光スペクトルのエネルギー準位が、前記
光学部材によって形成されるフォトニックバンドギャッ
プのバンドエッジのエネルギー準位を含むように、前記
光学部材が構成される、発光装置。
4. The optical member according to claim 2, wherein the energy level of an emission spectrum of the light emitting layer includes an energy level of a band edge of a photonic bandgap formed by the optical member. Light emitting device.
【請求項5】 請求項1において、 前記光学部材は、不完全フォトニックバンドを形成しう
る、発光装置。
5. The light emitting device according to claim 1, wherein the optical member can form an incomplete photonic band.
【請求項6】 請求項5において、 前記発光層の発光スペクトルのエネルギー準位が、前記
光学部材によって形成されるバンドのエネルギー準位を
含むように、前記光学部材が構成される、発光装置。
6. The light emitting device according to claim 5, wherein the optical member is configured such that an energy level of an emission spectrum of the light emitting layer includes an energy level of a band formed by the optical member.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかにおいて、 前記発光層で発光した光は、2次元での自然放出が制約
されて出射する、発光装置。
7. The light-emitting device according to claim 1, wherein the light emitted from the light-emitting layer is emitted with a limited two-dimensional spontaneous emission.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかにおいて、 前記光学部材は、少なくとも1方向に周期的な屈折率分
布を有する、発光装置。
8. The light emitting device according to claim 1, wherein the optical member has a periodic refractive index distribution in at least one direction.
【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかにおいて、 前記発光層の少なくとも一部が、前記光学部材の一部と
して機能する、発光装置。
9. The light emitting device according to claim 1, wherein at least a part of the light emitting layer functions as a part of the optical member.
【請求項10】 請求項3において、 前記発光層の少なくとも一部が、前記欠陥部の少なくと
も一部として機能する、発光装置。
10. The light emitting device according to claim 3, wherein at least a part of the light emitting layer functions as at least a part of the defective portion.
【請求項11】 請求項9または10において、 前記発光層は、複数の柱状部からなる、発光装置。11. The method according to claim 9 or 10, The light emitting device, wherein the light emitting layer includes a plurality of columnar portions. 【請求項12】 請求項11において、 前記複数の柱状部はそれぞれ、前記第3電極に対して前
記第1絶縁層を介して配置された、発光装置。
12. The light emitting device according to claim 11, wherein each of the plurality of columnar portions is arranged with respect to the third electrode via the first insulating layer.
【請求項13】 請求項11または12において、 前記複数の柱状部は、所定のパターンに配列された、発
光装置。
13. The light emitting device according to claim 11, wherein the plurality of columnar portions are arranged in a predetermined pattern.
【請求項14】 請求項1ないし13のいずれかにおい
て、 さらに、ホール輸送/注入層および電子輸送/注入層の
少なくとも一方を含む、発光装置。
14. The light emitting device according to claim 1, further comprising at least one of a hole transport / injection layer and an electron transport / injection layer.
【請求項15】 請求項14において、 前記ホール輸送/注入層または電子輸送/注入層は、前
記光学部材の少なくとも一部として機能する、発光装
置。
15. The light emitting device according to claim 14, wherein the hole transporting / injecting layer or the electron transporting / injecting layer functions as at least a part of the optical member.
【請求項16】 請求項3において、 前記ホール輸送/注入層または電子輸送/注入層は、前
記欠陥部の少なくとも一部として機能する、発光装置。
16. The light emitting device according to claim 3, wherein the hole transporting / injecting layer or the electron transporting / injecting layer functions as at least a part of the defective portion.
【請求項17】 請求項1ないし16のいずれかにおい
て、 前記発光層は、開口部に埋め込まれて配置されている、
発光装置。
17. The light emitting layer according to claim 1, wherein the light emitting layer is embedded in the opening.
Light emitting device.
【請求項18】 請求項1ないし17のいずれかにおい
て、 前記発光層は、前記第1電極と前記第2電極との間に配
置された、発光装置。
18. The light-emitting device according to claim 1, wherein the light-emitting layer is arranged between the first electrode and the second electrode.
【請求項19】 請求項1ないし18のいずれかにおい
て、 前記第3電極は、前記第1電極と前記第2電極との間に
配置された、発光装置。
19. The light emitting device according to claim 1, wherein the third electrode is arranged between the first electrode and the second electrode.
【請求項20】 請求項19において、 前記第3電極は、前記第1電極に対して第2絶縁層を介
して配置され、かつ、前記第2電極に対して第3絶縁層
を介して配置された、発光装置。
20. The third electrode according to claim 19, wherein the third electrode is arranged with respect to the first electrode via a second insulating layer, and is arranged with respect to the second electrode via a third insulating layer. Light emitting device.
【請求項21】 請求項1ないし20のいずれかにおい
て、 前記発光層は、発光材料として有機発光材料を含む、発
光装置。
21. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting layer contains an organic light emitting material as a light emitting material.
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