JP3319251B2 - Light emitting device having multiple resonance structure - Google Patents
Light emitting device having multiple resonance structureInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光発光素子に係
り、特に発光スペクトルを目的に応じて可変できる有機
発光素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to an organic light emitting device capable of changing an emission spectrum according to the purpose.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来微小共振構造を有する有機発光素子
としては、電子情報通信学会論文誌「微小共振機構造を
利用した有機発光素子による多色発光素子の検討」（中
山、他２：Ｃ−II，Vol.J77−C−II，No.１０，Ｐ４３
７−４４３，１９９４年１０月）に示されるように、２
個の反射鏡の間に発光素子を設け、その間で共振する構
成としたものがある。2. Description of the Related Art As a conventional organic light-emitting device having a microresonant structure, a study of the IEICE Transactions on Multicolor Light-Emitting Devices Using Organic Light-Emitting Devices Utilizing a Microresonator Structure (Nakayama, et al., 2: C- II, Vol.J77-C-II, No.10, P43
7-443, October 1994).
There is a configuration in which a light emitting element is provided between two reflecting mirrors and resonates therebetween.
【０００３】即ち、従来の微小共振構造の発光素子の構
造は、基板上に多層薄膜からなるハーフミラーを形成す
る。次に、その上にＩＴＯ（インジューム−錫酸化膜）
で透明電極を形成する。さらにその上にトリフェルジア
ミン誘導体、及びアルミキレートからなる発光層を設
け、その上に金属薄膜の反射鏡を兼用した電極を設けた
構成としている。この構成では、発光層で発光した光は
電極とハーフミラーの間で共振をして、特定の波長の光
のみハーフミラーから外部に出射されるものである。That is, in the structure of a conventional light emitting element having a microresonance structure, a half mirror composed of a multilayer thin film is formed on a substrate. Next, ITO (indium-tin oxide film)
To form a transparent electrode. Further, a light emitting layer made of a triferdiamine derivative and an aluminum chelate is provided thereon, and an electrode serving also as a reflecting mirror of a metal thin film is provided thereon. In this configuration, light emitted from the light emitting layer resonates between the electrode and the half mirror, and only light of a specific wavelength is emitted from the half mirror to the outside.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の微小共振構造を
用いた有機発光素子は、共振器の特徴である発光スペク
トルを有していた。すなわち、反射鏡間の実効的な光学
距離の２倍に、反射面において生じる位相シフトによる
波長分を加えた長さを、取り出す波長の整数倍にするこ
とにより共振を得ているため、それを満たすように素子
設計をすることが要請される。A conventional organic light emitting device using a microresonance structure has an emission spectrum which is a characteristic of a resonator. In other words, the resonance is obtained by making the length obtained by adding twice the effective optical distance between the reflecting mirrors and the wavelength component due to the phase shift occurring on the reflecting surface an integral multiple of the wavelength to be extracted. It is required to design the device to satisfy the above.
【０００５】一方、多くの場合、薄膜デバイスはその機
能と構造に応じて、膜厚にそれぞれ設計上の制限があ
る。例えば、液晶素子であればこれまでに報告されてい
る多くのものは、膜厚の領域がμｍのオーダであり、こ
れは発光波長より１桁程度長いものである。On the other hand, in many cases, the thickness of a thin film device has a design limitation depending on its function and structure. For example, many liquid crystal devices which have been reported so far have a thickness range of the order of μm, which is about one digit longer than the emission wavelength.
【０００６】これらの要請と、制限のミスマッチのた
め、共振器内に十分な長さを取れない、などの理由によ
って、要求される機能を実現できないことがしばしばあ
った。本発明の目的は、上記問題点を解決し、所望のス
ペクトルの発光を得ることのできる有機発光素子を提供
することにある。Due to a mismatch between these requirements and restrictions, it is often not possible to realize the required functions, for example, because a sufficient length cannot be provided in the resonator. An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an organic light emitting device capable of obtaining light emission of a desired spectrum.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では基板上に、第１のハーフミラー層を形成
し、その上に所定の間隔を得るために、酸化シリコンの
透明膜を設け、さらにその上に第２のハーフミラー層を
設け、前記第２のハーフミラー層上にＩＴＯの電極を設
け、その上に発光素子層を設け、さらにその上に金属薄
膜の反射鏡を兼ねた電極を設けた構成とした。また、光
励起発光素子構成の場合は、前記のITOが不要であり、
金属薄膜も反射鏡として用いるものである。In order to achieve the above object, according to the present invention, a first half mirror layer is formed on a substrate, and a transparent film of silicon oxide is formed thereon in order to obtain a predetermined space. Is further provided thereon, a second half mirror layer is provided thereon, an ITO electrode is provided on the second half mirror layer, a light emitting element layer is provided thereon, and a metal thin film reflecting mirror is provided thereon. The configuration provided with the electrode also serving as the electrode was provided. Further, in the case of the photoexcitation light emitting element configuration, the above-mentioned ITO is unnecessary,
A metal thin film is also used as a reflecting mirror.
【０００８】上記のように２重の共振構造とすることに
より、複数の共振器の特性を組み合わせたものを１つの
素子で実現することができる。By using a double resonance structure as described above, a combination of the characteristics of a plurality of resonators can be realized by one element.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】まず始めに、光励起発光素子で共
振機能を付加した場合を用いて、原理を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle will be described using a case where a resonance function is added to a photoexcited light emitting device.
【００１０】図２は従来の光励起構造の有機発光素子を
示したものである。FIG. 2 shows a conventional organic light emitting device having a photo-excitation structure.
【００１１】本構成は、図２（ａ）に示すように、透明
なガラス基板３上に化１で示されるアルミキレートの発
光層２を形成しその上に反射鏡を形成する金属薄膜層１
を形成したものである。As shown in FIG. 2 (a), this structure is such that a metal thin film layer 1 is formed on a transparent glass substrate 3 by forming an aluminum chelate light emitting layer 2 represented by Chemical Formula 1 and forming a reflecting mirror thereon.
Is formed.
【００１２】[0012]
【化１】 Embedded image
【００１３】これに紫外ランプを用いて光を照射すると
図２（ｂ）に示すような発光スペクトルを得られること
が分かっている。It is known that when light is irradiated to this using an ultraviolet lamp, an emission spectrum as shown in FIG. 2B can be obtained.
【００１４】図３（ａ）は図２（ａ）の構成に、共振機
能を付加したもので、前記ガラス基板３と発光層２との
間に酸化チタンと酸化シリコンの薄膜を多層に積層して
ハーフミラー層４を形成したものである。これにより、
素子の発光波長に近い特性の波長を出力するものであ
る。FIG. 3A shows a structure obtained by adding a resonance function to the structure of FIG. 2A. A thin film of titanium oxide and silicon oxide is laminated between the glass substrate 3 and the light emitting layer 2 in multiple layers. The half mirror layer 4 is formed. This allows
It outputs a wavelength having characteristics close to the emission wavelength of the element.
【００１５】この構成の発光スペクトルを図３（ｂ）に
示す。図のように波長５００ｎｍ付近に発光のピークが
見られる。FIG. 3B shows an emission spectrum of this configuration. As shown in the figure, a light emission peak is observed around a wavelength of 500 nm.
【００１６】図４（ａ）は図３（ａ）に示す微小共振構
造の発光素子の、発光層とハーフミラー層間にバッファ
層５を設けたもので、このバッファ層５により発光波長
より約１桁長い特性長の共振器としたものである。FIG. 4A shows a light emitting device having a micro-resonant structure shown in FIG. 3A in which a buffer layer 5 is provided between a light emitting layer and a half mirror layer. The resonator has an order of magnitude longer characteristic length.
【００１７】図４（ｂ）に図４（ａ）の発光スペクトル
を示す。図のように、共振域内に複数のピークの発生が
見られる。これは、共振器の特性長が長く、共振条件を
満たす波長のそれぞれの間隔が短くなったためである。
なお、ピークの包絡線は、略図１（ｂ）の発光スペクト
ルの形状に近い形となっている。FIG. 4 (b) shows the emission spectrum of FIG. 4 (a). As shown in the figure, generation of a plurality of peaks is observed in the resonance region. This is because the characteristic length of the resonator is long and the interval between the wavelengths satisfying the resonance condition is short.
The envelope of the peak has a shape close to the shape of the emission spectrum shown in FIG.
【００１８】図１に本発明の多重共振機能付きの有機発
光素子の一例を示す。FIG. 1 shows an example of an organic light emitting device having a multiple resonance function according to the present invention.
【００１９】図１（ａ）の構成は上記図３（ａ）で示し
た、光励起発光素子に本発明を適用したものである。The configuration shown in FIG. 1A is obtained by applying the present invention to the photoexcited light emitting device shown in FIG. 3A.
【００２０】図１（ａ）では、透明のガラス基板３上に
酸化チタンＴｉＯ2（膜厚５４ｎｍ)と酸化シリコンＳｉ
Ｏ2(膜厚８６ｎｍ）を５層積層した多層膜からなる第１
のハーフミラー層４ａを形成し、その上に酸化シリコン
の透明膜を約２μｍの厚さに積層する。次にＴｉＯ
2（膜厚５４ｎｍ）とＳｉＯ2（膜厚８６ｎｍ）を４層積
層した第２のハーフミラー層４ｂを形成し、その上に発
光層として化１に示す昇華精製処理した同仁化学製のア
ルミオキシン錯体（以下ＡＬＱと略称する）を用いた３
５０ｎｍの厚さの膜を形成した。さらにその上に、金属
薄膜の反射鏡を形成した。なお今回の素子では前記金属
薄膜にはインジュームを用いて形成している。In FIG. 1A, titanium oxide TiO 2 (film thickness 54 nm) and silicon oxide Si
The first is composed of a multilayer film in which five layers of O 2 (having a thickness of 86 nm) are stacked.
Is formed, and a transparent film of silicon oxide is laminated thereon to a thickness of about 2 μm. Next, TiO
2 (thickness 54 nm) and SiO 2 (thickness 86 nm) are laminated to form a second half mirror layer 4b, and a sublimation purified aluminum oxine manufactured by Dojin Chemical Co. 3 using a complex (hereinafter abbreviated as ALQ)
A film having a thickness of 50 nm was formed. Further, a metal thin film reflecting mirror was formed thereon. In the present element, the metal thin film is formed using indium.
【００２１】上記構成の発光素子を用いて、発光の励起
に紫外線ランプを用いて実験した結果の発光スペクトル
を図１（ｂ）に示す。図に示すように、図４（ｂ）の発
光スペクトルと同様に複数のピークが発生している。ま
た、このピークの包絡線は図３（ｃ）の発光スペクトル
の形状に近い形になっている。すなわち、本構造とする
ことにより、図３（ａ）と図４（ａ）の構成の２つの発
光波長の特徴を合わせ持っていることが分かる。FIG. 1B shows an emission spectrum obtained as a result of an experiment using the light-emitting element having the above-described structure and using an ultraviolet lamp to excite light emission. As shown in the figure, a plurality of peaks are generated as in the emission spectrum of FIG. The envelope of this peak has a shape close to the shape of the emission spectrum shown in FIG. That is, it can be seen that the present structure has the features of the two emission wavelengths of the configurations of FIGS. 3A and 4A.
【００２２】上記のように、２重共振構造とすることに
より、複数の共振器の特性を組み合わせた素子を製作で
きるものである。As described above, by adopting a double resonance structure, an element combining the characteristics of a plurality of resonators can be manufactured.
【００２３】図５に、本発明の他の実施例を示す。図５
（ａ）は有機ＥＬ素子に２重共振構造を適用した素子の
断面図を示したものである。FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. FIG.
(A) is a cross-sectional view of an element in which a double resonance structure is applied to an organic EL element.
【００２４】図５（ａ）は、ガラス基板３の上にＴｉＯ
2層（５４ｎｍ厚)とＳｉＯ2層(８６ｎｍ厚）を５層積層
して構成したハーフミラー層４ａを形成する。前記ハー
フミラー層４ａの上に厚さ２μｍの酸化シリコンの透明
膜のバッファ層５を形成し、その上にＩＴＯからなる透
明電極７を設け、その上に化２に示すトリフェニルジア
ミン誘導体（以下ＴＡＤと称す）層２−１（膜厚５０ｎ
ｍ）と先に説明したＡＬＱ層２−２（膜厚５０ｎｍ）か
ら成る発光層２を真空蒸着により形成している。発光層
２の上にインジウム薄膜からなる電極としての金属薄膜
層１を設けこの膜の発光層側を反射鏡面としても用いる
構成としている。FIG. 5A shows that TiO 2 is placed on a glass substrate 3.
A half mirror layer 4a formed by laminating two layers (54 nm thick) and five SiO 2 layers (86 nm thick) is formed. A buffer layer 5 of a silicon oxide transparent film having a thickness of 2 μm is formed on the half mirror layer 4a, a transparent electrode 7 made of ITO is provided thereon, and a triphenyldiamine derivative (hereinafter referred to as Chemical Formula 2) is formed thereon. Layer 2-1 (referred to as TAD) (film thickness 50n)
m) and the light emitting layer 2 composed of the ALQ layer 2-2 (film thickness 50 nm) described above is formed by vacuum evaporation. A metal thin film layer 1 as an electrode made of an indium thin film is provided on a light emitting layer 2, and the light emitting layer side of this film is used as a reflecting mirror surface.
【００２５】[0025]
【化２】 Embedded image
【００２６】この製作方法は下記の手順で行う。This manufacturing method is performed according to the following procedure.
【００２７】（１）まず、ガラス基板３を洗浄する。(1) First, the glass substrate 3 is washed.
【００２８】（２）次に、ＴｉＯ2とＳｉＯ2層を交互に
スパッタによりハーフミラー層４ａを形成する。(2) Next, a half mirror layer 4a is formed by alternately sputtering TiO 2 and SiO 2 layers.
【００２９】（３）形成された、ハーフミラー層４ａ上
にスパッタにより厚さ約２μｍの酸化シリコン（ＳｉＯ
2）よりなるバッファ層を形成する。(3) A silicon oxide (SiO 2) having a thickness of about 2 μm is formed on the formed half mirror layer 4a by sputtering.
2 ) A buffer layer consisting of:
【００３０】（４）次に、（２）の工程と同様にＴｉＯ
2とＳｉＯ2層を交互にスパッタによりハーフミラー層４
ａを形成する。(4) Next, as in the step (2), TiO
Half mirror layer 4 by sputtering 2 and SiO 2 layers alternately
a is formed.
【００３１】（５）次に、ＩＴＯ膜をやはりスパッタに
より形成し、その後そのＩＴＯ膜をエッチングにより電
極パターンに形成する。(5) Next, an ITO film is also formed by sputtering, and then the ITO film is formed into an electrode pattern by etching.
【００３２】（６）次に、前記電極上に先に述べたＴＡ
Ｄの薄膜を真空蒸着により形成する。 （７）前記ＴＡＤ薄膜の上にやはり真空蒸着によりＡＬ
Ｑの薄膜を形成する。(6) Next, the above-described TA
A thin film of D is formed by vacuum evaporation. (7) AL is also formed on the TAD thin film by vacuum evaporation.
A thin film of Q is formed.
【００３３】（８）前記ＡＬＱ膜上に所定のマスクパタ
ーンを形成し、その後その上にインジウム薄膜を真空蒸
着する。(8) A predetermined mask pattern is formed on the ALQ film, and then an indium thin film is vacuum-deposited thereon.
【００３４】上記工程の、スパッタの状態は、スパッタ
ガスとしてＡｒ＋４％Ｏ2 を用いる。またガス圧を１.
３Ｐａ ，ガス流量値を１０sccm，基板温度４０℃（水
冷却）、サンプルフォルダの回転速度を４rpm ，サンプ
ルとターゲットの距離を５０mm、供給するＲＦパワーは
ＴｉＯ2が２.６Ｗ／cm，ＳｉＯ2が３.９Ｗ／cmとした。
図５（ｃ）に図５（ａ）の構成とした時の発光スペクト
ルを示す。このように、波長５５０ｎｍ付近にシャープ
なピークを有する光を得ることができる。この光が得ら
れる理由は、先の図２から図４で説明した原理に基づい
たものである。すなわち、発光層で発生した光は第１の
共振器Ａによって、図５（ｂ−１）の特性の発光スペク
トルの光が得られ、さらに共振器Ｂによって図５（ｂ−
２）の特性の発光スペクトルの光が得られる。図５
（ｃ）はこの両者の特性を合成した発光スペクトルとな
ったものである。The sputtering state in the above process uses Ar + 4% O 2 as a sputtering gas. Also, set the gas pressure to 1.
3 Pa, gas flow rate 10 sccm, substrate temperature 40 ° C. (water cooling), rotation speed of sample folder 4 rpm, distance between sample and target 50 mm, RF power to be supplied is 2.6 W / cm for TiO 2 and SiO 2 for RF It was 3.9 W / cm.
FIG. 5C shows an emission spectrum when the configuration shown in FIG. Thus, light having a sharp peak near the wavelength of 550 nm can be obtained. The reason why this light is obtained is based on the principle described with reference to FIGS. That is, the light generated in the light-emitting layer is obtained by the first resonator A to obtain light having an emission spectrum having the characteristics shown in FIG. 5B-1.
Light having an emission spectrum having the characteristic of 2) is obtained. FIG.
(C) shows an emission spectrum obtained by combining these two characteristics.
【００３５】本発明の構成とすることにより、それぞれ
の膜厚等を変更することにより任意の特定の波長の発光
スペクトルを得ることができるものである。従って、設
計上の自由度の大きな発光素子を提供できるものであ
る。According to the structure of the present invention, an emission spectrum of an arbitrary specific wavelength can be obtained by changing the thickness of each film. Therefore, it is possible to provide a light-emitting element having a large degree of freedom in design.
【００３６】なお今回の実施例ではシャープなピークの
発光を膜垂直方向から得られるように設計したが、膜に
対して斜め方向に設計することもできる。その場合、第
１の共振器Ａと第２の共振器Ｂの、それぞれの平均的な
屈折率を一致させることができるか否かによって、正面
からの測定角度により発光スペクトルの変化する状態を
可変することができる。なお、今回の実施例でも、斜め
方向でも類似の発光を見ることができることを確認し
た。In this embodiment, the light emitting device is designed so that a light emission having a sharp peak is obtained in the direction perpendicular to the film. However, the light emitting device may be designed obliquely with respect to the film. In this case, the state in which the emission spectrum changes depending on the measurement angle from the front can be varied depending on whether or not the respective average refractive indexes of the first resonator A and the second resonator B can be matched. can do. In this example, it was confirmed that similar light emission could be seen even in an oblique direction.
【００３７】有機発光素子は、その素子の特性上発光ス
ペクトルのピークの波長を発光波長程度の共振器を作成
することができるが、別機能の素子をその共振器内に作
り込むための膜厚的余裕が小さいため、上記構成とする
ことに２つの素子の機能を１つにまとめた素子を実現で
きる効果は大きい。In the organic light emitting device, it is possible to form a resonator whose emission spectrum has a peak wavelength of about the emission wavelength due to the characteristics of the device. However, a film thickness for forming an element having another function in the resonator is required. Since the target margin is small, the above configuration has a great effect of realizing an element in which the functions of the two elements are integrated into one.
【００３８】また、有機発光素子としては、上記実施例
の発光層の構成以外に、良く知られている有機発光材料
を用いて発光層を形成することもできることは云うまで
もなく、蒸着による製造方法の他に塗布などによる製造
も可能である。As the organic light emitting device, it is needless to say that the light emitting layer can be formed by using a well-known organic light emitting material in addition to the structure of the light emitting layer of the above embodiment. In addition to the method, production by coating or the like is also possible.
【００３９】さらに、本実施例では反射鏡として、全反
射鏡１つと半反射鏡(ハーフミラー)２個を用いて２重の
共振構造としているが、目的に応じてハーフミラー層と
バッファ層の数を増やして多重の共振構造とすることも
可能である。Further, in the present embodiment, as the reflecting mirror, a double resonant structure is used by using one total reflecting mirror and two semi-reflecting mirrors (half mirrors). It is also possible to increase the number to form a multiple resonance structure.
【００４０】図６に本発明の他の実施例の発光素子の断
面を示す。FIG. 6 shows a cross section of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
【００４１】本実施例は、図５のバッファ層５の代わり
に、光路長可変層を設けたものである。すなわち、図５
の実施例の酸化シリコンのバッファ層５の代わりに、Ｉ
ＴＯからなる透明電極層６ａとポリマー分散型の液晶層
８とＩＴＯからなる透明電極層６ｂを設けたものであ
る。前記液晶層８に印加する電圧を制御することにより
屈折率を変化させものである。このように構成すること
により、２つのハーフミラー層間の光学的な距離を可変
するようにしたものである。尚、本図では光路長可変層
として液晶を用いているが、可変フィルタ等を用いても
同様の効果が得られる。In this embodiment, a variable optical path length layer is provided in place of the buffer layer 5 of FIG. That is, FIG.
Instead of the silicon oxide buffer layer 5 of the embodiment of FIG.
It is provided with a transparent electrode layer 6a made of TO, a polymer dispersed liquid crystal layer 8, and a transparent electrode layer 6b made of ITO. The refractive index is changed by controlling the voltage applied to the liquid crystal layer 8. With this configuration, the optical distance between the two half mirror layers is variable. Although liquid crystal is used as the variable optical path length layer in this drawing, the same effect can be obtained by using a variable filter or the like.
【００４２】図６（ｂ−１）から図６（ｂ−３）に前記
液晶層８に印加する電圧を変化させたときの発光スペク
トルを示す。FIGS. 6B-1 to 6B-3 show emission spectra when the voltage applied to the liquid crystal layer 8 is changed.
【００４３】図６（ｂ−１）は、所定の電圧を印加した
ときの発光スペクトルで、この場合波長６００ｎｍに発
光ピークが発生した。この印加電圧を上げていくと、図
６（ｂ−２）のようにほとんど発光ピークの発生が見ら
れなくなる。この理由は、第１の共振器Ａと第２の共振
器Ｂのそれぞれで発生する発光波長が重ならなくなりあ
たかも発光していないようになっているものである。さ
らに印加電圧を大きくし共振器Ｂの特性が変化すると、
図６（ｂ−３）のように４８０ｎｍ付近に発光が現れる
ようになる。FIG. 6B-1 shows an emission spectrum when a predetermined voltage is applied. In this case, an emission peak occurs at a wavelength of 600 nm. When the applied voltage is increased, almost no emission peak is observed as shown in FIG. 6 (b-2). The reason for this is that the emission wavelengths generated in the first resonator A and the second resonator B do not overlap each other, and as if they did not emit light. When the applied voltage is further increased and the characteristics of the resonator B change,
Light emission comes to appear around 480 nm as shown in FIG.
【００４４】このように、電圧を制御することにより発
光ピークを可変できる発光素子を実現することにより、
本素子の応用範囲を拡大できる。As described above, by realizing a light emitting element capable of changing the light emission peak by controlling the voltage,
The application range of this element can be expanded.
【００４５】なお、本実施例では液晶層とそれを駆動す
る電極層を設けることにより、共振器の見かけ上の距離
を可変したが、この構成に限らず、電磁波や圧力，温
度，磁力などを用い、見かけ上の光路長を可変できるも
のであれば、そのまま適用できることは云うまでもな
い。In this embodiment, the apparent distance of the resonator is changed by providing the liquid crystal layer and the electrode layer for driving the liquid crystal layer. However, the present invention is not limited to this configuration, and the electromagnetic wave, pressure, temperature, magnetic force, etc. It goes without saying that any device that can be used and whose apparent optical path length can be changed can be applied as it is.
【００４６】以上の実施例では、ガラス基板３を用いた
が、最上層である金属薄膜層１の部分に、ハーフミラー
層を設けることによって基板と反対側の面の光を利用で
きる。また、横方向の光を利用する場合は、不透明基板
とすることもできる。横方向の光を利用する場合は、３
つの反射鏡のうち最低１つを半透過性とすることが必須
要件となる。In the above embodiment, the glass substrate 3 is used. However, by providing a half mirror layer on the metal thin film layer 1 which is the uppermost layer, light on the surface opposite to the substrate can be used. In the case where light in the horizontal direction is used, an opaque substrate may be used. When using horizontal light, 3
It is an essential requirement that at least one of the two mirrors be translucent.
【００４７】半透過性の反射膜としては、誘電体多層
膜，半透明金属膜，部分的に透過の窓を開けた全反射膜
を用いることができる。As the semi-transmissive reflection film, a dielectric multilayer film, a semi-transparent metal film, or a total reflection film having a partially transparent window can be used.
【００４８】図７に本発明の発光素子を光通信に応用し
た一例を示す。FIG. 7 shows an example in which the light emitting device of the present invention is applied to optical communication.
【００４９】図において、光導波路１０の一端部には光
発光素子として前述までに説明した有機の発光素子１１
を設け、外部から入力された伝送情報をＡ／Ｄ変換処理
して変換されたデジタル情報に応じて波長の異なる光信
号に変換して、光導波路に出射する。光導波路の途中又
は他端部には、導波路内の光信号を受信する受光変換素
子１３が設けられている。本図では導波路の途中に光信
号を受光して電気信号に変換する受光変換素子１３を、
それぞれ受信する波長を異ならせて設ける構成を示して
ある。このように、構成することにより大量の通信デー
タをそれぞれ異なる受信者に同時に送信することが可能
となる。In the figure, one end of an optical waveguide 10 is provided with an organic light emitting element 11 described above as a light emitting element.
And converts the transmission information input from the outside into an optical signal having a different wavelength in accordance with the converted digital information by the A / D conversion processing, and emits it to the optical waveguide. A light receiving conversion element 13 for receiving an optical signal in the waveguide is provided in the middle or at the other end of the optical waveguide. In this figure, a light receiving conversion element 13 for receiving an optical signal and converting it into an electric signal is provided in the middle of the waveguide.
A configuration is shown in which the wavelengths to be received are provided differently. With this configuration, a large amount of communication data can be simultaneously transmitted to different recipients.
【００５０】図８に本発明の発光素子を光通信に応用し
た他の例を示す。FIG. 8 shows another example in which the light emitting device of the present invention is applied to optical communication.
【００５１】本実施例では、光導波路１０に送信用に複
数の有機の発光素子１１と１２を設け、ここで同時に複
数の波長の異なる光信号を発信し、これを前記光導波路
の途中に設けた複数の受光変換素子１３によりそれぞれ
異なる波長の光を受信するように構成してある。なお、
複数の受光変換素子１３の内の１つ又は複数を全ての波
長の光を受信できる受光素子からなる受光変換素子とす
ることにより特定の受信者に全ての情報を送信すること
も可能となる。In this embodiment, a plurality of organic light-emitting elements 11 and 12 are provided for transmission in the optical waveguide 10, and a plurality of optical signals having different wavelengths are transmitted at the same time. The light receiving conversion elements 13 are configured to receive light of different wavelengths. In addition,
By setting one or more of the plurality of light-receiving conversion elements 13 as light-receiving conversion elements composed of light-receiving elements capable of receiving light of all wavelengths, it is also possible to transmit all information to a specific recipient.
【００５２】図９に図６に示した構成の発光素子を表示
パネルに適用した場合の一実施例を示す。FIG. 9 shows an embodiment in which the light emitting device having the structure shown in FIG. 6 is applied to a display panel.
【００５３】ガラス基板上に本発光素子を一画素単位に
マトリックス状に構成したもので、図に示すようにガラ
ス基板３上に、ハーフミラー層４ａを格子状に形成しそ
の上に透明電極層６ａを画素列毎に設ける（ハーフミラ
ー層は格子状にしなくても良い）。その上に光路長を可
変するため本実施例では液晶層を設けその上に透明電極
６ｂを画素行毎に設ける、その上にハーフミラー層４ｂ
を積層し、前記ハーフミラー層４ｂの上部に画素列毎に
ＩＴＯからなる透明電極７を設ける。前記透明電極７の
上部に発光部を構成するＴＡＤ薄膜２−２とＡＬＱ薄膜
２−１を積層しその上に金属電極１を画素の行毎に形成
する。金属電極のＡＬＱ薄膜２−１に接する面は全反射
の鏡面となるように形成されている。The present light emitting element is formed on a glass substrate in a matrix in a unit of one pixel. As shown in the figure, a half mirror layer 4a is formed in a grid on a glass substrate 3 and a transparent electrode layer is formed thereon. 6a is provided for each pixel column (the half mirror layer need not be formed in a lattice shape). In this embodiment, a liquid crystal layer is provided thereon to vary the optical path length, and a transparent electrode 6b is provided thereon for each pixel row, and a half mirror layer 4b is provided thereon.
And a transparent electrode 7 made of ITO is provided for each pixel column above the half mirror layer 4b. A TAD thin film 2-2 and an ALQ thin film 2-1 constituting a light emitting portion are stacked on the transparent electrode 7, and a metal electrode 1 is formed on each of the rows of pixels on the thin film. The surface of the metal electrode in contact with the ALQ thin film 2-1 is formed to be a mirror surface of total reflection.
【００５４】本構成の装置は次のように動作する。The apparatus having the above configuration operates as follows.
【００５５】表示する画像情報に応じて金属薄膜層１と
透明電極７に電圧を印加して所定の画素の発光素子を発
光させる。この時の発光強度は印加する電圧を制御する
ことにより多階調に可変することができる。また、発光
色に関係する発光波長に関しては、透明電極６ａと６ｂ
に印加する電圧を制御して、共振器を構成するハーフミ
ラー層４ａ，４ｂと、反射鏡である金属薄膜層１間にお
いて、前記発光素子で発光した光の光路長を可変するこ
とによって、所定の色の波長の光を出力する。このよう
に構成することによって、従来必要であったカラーフィ
ルタ等を不要とし鮮明な画像を形成することができる。A voltage is applied to the metal thin film layer 1 and the transparent electrode 7 according to the image information to be displayed, so that a light emitting element of a predetermined pixel emits light. The emission intensity at this time can be changed to multiple gradations by controlling the applied voltage. Regarding the emission wavelength related to the emission color, the transparent electrodes 6a and 6b
Is controlled between the half mirror layers 4a and 4b constituting the resonator and the metal thin film layer 1 serving as a reflecting mirror by varying the optical path length of the light emitted by the light emitting element. The light of the wavelength of the color is output. With this configuration, a clear image can be formed without the need for a color filter or the like that has been conventionally required.
【００５６】[0056]
【発明の効果】本発明では、１つの発光素子で複数の発
光素子の特性を組み合わせた特性の発光スペクトルを得
られる効果がある。また、角度依存性などの特性を達成
できる。さらに、膜厚設定に関しての自由度が得られる
ため、共振器の中に別個の機能を追加したデバイスを実
現することができる。また、通信に本発光素子を用いる
ことにより受信先の異なる大量のデータを同時に発信で
きる。更に、画像等を表示するディスプレイに適用する
ことに簡単な制御で、鮮明な画像を形成できる。According to the present invention, there is an effect that an emission spectrum having characteristics obtained by combining the characteristics of a plurality of light emitting elements can be obtained with one light emitting element. Further, characteristics such as angle dependency can be achieved. Further, since a degree of freedom in setting the film thickness is obtained, a device having a separate function added to the resonator can be realized. Further, by using the present light emitting element for communication, a large amount of data having different receiving destinations can be transmitted simultaneously. Further, a clear image can be formed by a simple control to be applied to a display for displaying an image or the like.
【図１】２重共振構造を備えた光励起式の発光素子の一
例の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of a photo-excitation type light emitting device having a double resonance structure.
【図２】光励起式の発光素子の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a photo-excitation type light-emitting element.
【図３】共振構造を備えた光励起式の発光素子の断面図
である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a light-excitation type light-emitting element having a resonance structure.
【図４】共振構造を備えた光励起式の発光素子の他の例
の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of another example of a photo-excitation type light emitting device having a resonance structure.
【図５】２重共振構造の有機ＥＬ素子の一例の断面図で
ある。FIG. 5 is a cross-sectional view of an example of an organic EL device having a double resonance structure.
【図６】２重共振構造の有機ＥＬ素子の他の例の断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view of another example of an organic EL device having a double resonance structure.
【図７】２重共振構造の有機ＥＬ素子を光通信システム
に応用した一例である。FIG. 7 is an example in which an organic EL element having a double resonance structure is applied to an optical communication system.
【図８】２重共振構造の有機ＥＬ素子を光通信システム
に応用した他の例である。FIG. 8 is another example in which an organic EL element having a double resonance structure is applied to an optical communication system.
【図９】２重共振構造の有機ＥＬ素子をディスプレイに
応用した例である。FIG. 9 is an example in which an organic EL element having a double resonance structure is applied to a display.
１…金属薄膜層、２…発光層、３…ガラス基板、４，４
ａ，４ｂ…ハーフミラー層、５…バッファ層、６ａ，６
ｂ…透明電極層、７…透明電極、８…液晶層。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal thin film layer, 2 ... Light emitting layer, 3 ... Glass substrate, 4, 4
a, 4b: half mirror layer, 5: buffer layer, 6a, 6
b: transparent electrode layer, 7: transparent electrode, 8: liquid crystal layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−23384（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−26091（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−203959（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−320864（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−46384（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−48195（ＪＰ，Ａ) 国際公開94／7344（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 33/00 - 33/28 H01S 3/08 H01S 3/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-23384 (JP, A) JP-A-2-26091 (JP, A) JP-A-6-203959 (JP, A) JP-A-7- 320864 (JP, A) JP-A-3-46384 (JP, A) JP-A-5-48195 (JP, A) WO 94/7344 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7) , DB name) H05B 33/00-33/28 H01S 3/08 H01S 3/14
Claims (8)
と、反射鏡からなる光励起式発光素子において、 前記ハーフミラー層と発光層間に複数のバッファ層とハ
ーフミラー層を形成することにより前記反射鏡と各ハー
フミラー層間で共振器を形成したことを特徴とする多重
共振構造を有する発光素子。1. A light-excitation light-emitting device comprising a transparent substrate, a half mirror layer, a light emitting layer, and a reflector, wherein a plurality of buffer layers and a half mirror layer are formed between the half mirror layer and the light emitting layer. A light emitting device having a multiple resonance structure, wherein a resonator is formed between a reflecting mirror and each half mirror layer.
と、発光層と、反射鏡と電極を兼用した金属薄膜層から
なる発光素子において、 前記ハーフミラー層と発光層間に複数のバッファ層とハ
ーフミラー層を形成することにより前記反射鏡と各ハー
フミラー層間で共振器を形成したことを特徴とする多重
共振構造を有する発光素子。2. A light emitting device comprising a transparent substrate, a half mirror layer, an electrode layer, a light emitting layer, and a metal thin film layer serving also as a reflector and an electrode, wherein a plurality of buffer layers are provided between the half mirror layer and the light emitting layer. A light emitting device having a multiple resonance structure, wherein a resonator is formed between the reflection mirror and each half mirror layer by forming a half mirror layer.
が有機物で構成されていることを特徴とする多重共振構
造を有する発光素子。3. A light emitting device according to claim 1, wherein said light emitting layer is made of an organic material.
のバッファ層，第２のハーフミラー層，光を当てること
により発光する発光層，反射鏡用の金属薄膜層を積層
し、前記反射鏡と前記第２のハーフミラー層間で第１の
共振器を、前記反射鏡と前記第１のハーフミラー層間で
第２の共振器を構成した多重共振構造を有する発光素
子。4. A transparent substrate, comprising: a first half mirror layer, a transparent buffer layer, a second half mirror layer, a light emitting layer which emits light when exposed to light, and a metal thin film layer for a reflecting mirror. A light emitting device having a multiple resonance structure in which a first resonator is formed between a reflecting mirror and the second half mirror layer and a second resonator is formed between the reflecting mirror and the first half mirror layer.
のバッファ層，第２のハーフミラー層，透明電極，発光
層，反射鏡と電極を兼用した金属薄膜層を積層し、前記
金属薄膜層の反射鏡と前記第２のハーフミラー層間で第
１の共振器を、前記反射鏡と前記第１のハーフミラー層
間で第２の共振器を構成した多重共振構造を有する発光
素子。5. A method according to claim 1, wherein a first half mirror layer, a transparent buffer layer, a second half mirror layer, a transparent electrode, a light emitting layer, and a metal thin film layer serving as a reflector and an electrode are laminated on a transparent substrate. A light-emitting element having a multiple resonance structure in which a first resonator is formed between a thin-film layer reflecting mirror and the second half mirror layer, and a second resonator is formed between the reflecting mirror and the first half mirror layer.
が有機物で構成されていることを特徴とする多重共振構
造を有する発光素子。6. The light emitting device according to claim 4, wherein the light emitting layer is made of an organic material.
ァ層が外部からの信号に応じて発光層で発生した光の光
路長を可変制御できることを特徴とする多重共振構造を
有する発光素子。7. The light emitting device according to claim 4, wherein said buffer layer is capable of variably controlling an optical path length of light generated in said light emitting layer in response to an external signal.
電極層の間に、液晶層を形成した層で構成されているこ
とを特徴とする多重共振構造を有する発光素子。8. The light emitting device according to claim 7, wherein said buffer layer is constituted by a layer having a liquid crystal layer formed between transparent electrode layers.
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