JP3319251B2 - 多重共振構造を有する発光素子 - Google Patents
多重共振構造を有する発光素子Info
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Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
振機能を付加した場合を用いて、原理を説明する。
【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。
示したものである。
【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。
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。
【００１２】
【化１】
【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。
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。
【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。
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。
【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。
示す。図のように波長５００ｎｍ付近に発光のピークが
見られる。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
光素子の一例を示す。
【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。
た、光励起発光素子に本発明を適用したものである。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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。
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。
【００２５】
【化２】
【００２６】この製作方法は下記の手順で行う。
【００２７】（１）まず、ガラス基板３を洗浄する。
【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。
スパッタによりハーフミラー層４ａを形成する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００４０】図６に本発明の他の実施例の発光素子の断
面を示す。
面を示す。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
た一例を示す。
【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。
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。
【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。
た他の例を示す。
【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。
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。
【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。
パネルに適用した場合の一実施例を示す。
【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。
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。
【００５４】本構成の装置は次のように動作する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
例の断面図である。
【図２】光励起式の発光素子の断面図である。
【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。
である。
【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。
の断面図である。
【図５】２重共振構造の有機ＥＬ素子の一例の断面図で
ある。
ある。
【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。
である。
【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。
に応用した一例である。
【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。
に応用した他の例である。
【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。
応用した例である。
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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (8)
- 【請求項１】透明基板と、ハーフミラー層と、発光層
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。 - 【請求項２】透明基板と、ハーフミラー層と、電極層
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。 - 【請求項３】請求項１または、２において、前記発光層
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。 - 【請求項４】透明基板上に第１のハーフミラー層，透明
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。 - 【請求項５】透明基板上に第１のハーフミラー層，透明
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。 - 【請求項６】請求項４または、５において、前記発光層
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。 - 【請求項７】請求項４または、５において、前記バッフ
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。 - 【請求項８】請求項７において、前記バッファ層が透明
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。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30712895A JP3319251B2 (ja) | 1995-01-10 | 1995-11-27 | 多重共振構造を有する発光素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-1708 | 1995-01-10 | ||
| JP170895 | 1995-01-10 | ||
| JP30712895A JP3319251B2 (ja) | 1995-01-10 | 1995-11-27 | 多重共振構造を有する発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250786A JPH08250786A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3319251B2 true JP3319251B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=26334987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30712895A Expired - Fee Related JP3319251B2 (ja) | 1995-01-10 | 1995-11-27 | 多重共振構造を有する発光素子 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3319251B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2001267074A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | 有機発光素子 |
| US6680570B2 (en) * | 2001-03-21 | 2004-01-20 | Agilent Technologies, Inc. | Polymer organic light emitting device with improved color control |
| JP4115222B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2008-07-09 | 富士フイルム株式会社 | 光共振型有機発光素子 |
| JP2003123987A (ja) * | 2001-10-11 | 2003-04-25 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 光共振器 |
| US6690697B1 (en) * | 2002-08-20 | 2004-02-10 | Eastman Kodak Company | Vertical cavity light-producing device with improved power conversion |
| US20050008052A1 (en) | 2003-07-01 | 2005-01-13 | Ryoji Nomura | Light-emitting device |
| JP2005038849A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-02-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
| KR100683693B1 (ko) | 2004-11-10 | 2007-02-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 발광 장치 |
| WO2007032526A1 (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-22 | Pioneer Corporation | 有機エレクトロルミネセンス表示パネル |
| KR100909389B1 (ko) | 2008-04-21 | 2009-07-24 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 유기전계발광표시장치 |
| KR100953658B1 (ko) | 2008-06-05 | 2010-04-20 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 유기전계발광 표시장치 |
| JP2011076799A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Fujifilm Corp | 有機電界発光表示装置 |
| KR101084197B1 (ko) | 2010-02-24 | 2011-11-17 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 유기 발광 표시장치 및 그 제조방법 |
| KR101097335B1 (ko) | 2010-02-25 | 2011-12-23 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 |
| JP5567369B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2014-08-06 | ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド | 有機電界発光素子及びこれを使用した有機電界発光ディスプレイ |
| WO2014049876A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | パイオニア株式会社 | 有機ｅｌ素子 |
| DE102014214721A1 (de) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Anordnung zur orts- und wellenlängenaufgelösten Erfassung von Lichtstrahlung, die von mindestens einer OLED oder LED emittiert wird |
| CN109659443B (zh) * | 2017-10-10 | 2024-03-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板、显示装置和改善显示面板色偏的方法 |
| CN113972335A (zh) * | 2020-07-23 | 2022-01-25 | Tcl科技集团股份有限公司 | 发光器件以及调制发光器件发射峰的方法 |
-
1995
- 1995-11-27 JP JP30712895A patent/JP3319251B2/ja not_active Expired - Fee Related
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