JPH04237993A - Organic electroluminescence element and manufacture thereof - Google Patents
Organic electroluminescence element and manufacture thereofInfo
- Publication number
- JPH04237993A JPH04237993A JP3016801A JP1680191A JPH04237993A JP H04237993 A JPH04237993 A JP H04237993A JP 3016801 A JP3016801 A JP 3016801A JP 1680191 A JP1680191 A JP 1680191A JP H04237993 A JPH04237993 A JP H04237993A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- refractive index
- light emitting
- hole injection
- cladding layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は有機エレクトロルミネッ
センス素子及びその製造方法に関し、詳しくは導波路構
造を有し、低電圧で高輝度の端面発光が可能な有機エレ
クトロルミネッセンス素子及びその効率のよい製造方法
に関する。[Field of Industrial Application] The present invention relates to an organic electroluminescent device and a method for manufacturing the same, and more specifically, an organic electroluminescent device having a waveguide structure and capable of emitting high-intensity edge emission at low voltage, and efficient manufacturing thereof. Regarding the method.
【0002】0002
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
有機化合物の高い蛍光効率に着目し、有機化合物のエレ
クトロルミネッセンス(EL)性能を利用した素子の研
究が数多く行われている。例えば、陽極,正孔注入層,
発光層,陰極を積層してなる有機エレクトロルミネッセ
ンス素子(以下、有機EL素子と記す。)としては、正
孔注入層としてフタロシアニン,発光層として結着剤で
あるポリスチレン等のポリマー及び芳香族化合物を用い
た有機EL素子(特公昭64−7653号公報参照)が
開示されている。しかし、この素子内にクラッド層とコ
アー層を形成するように屈折率を設定するようになって
おらず、発光層(コアー層)が導波路として機能してい
なかった。また、Au,トリフェニルアミン誘導体,ペ
リノン誘導体,ペリレン誘導体,陰極を積層してなる有
機EL素子(Jpn.J.Appl.Phy.27(1
988)L713参照)も上記素子と同様に導波路を有
していなかった。一方、端面発光構造を持つEL素子と
しては、共通電極層,第1絶縁層,蛍光体層,第2絶縁
層,励起電極層からなる無機EL素子(米国特許第4,
535,341号明細書参照)が挙げられる。この素子
は、蛍光体層にマンガン含有の硫化亜鉛を用いMISI
M(金属/第1絶縁層/半導体層/第2絶縁層/金属)
の構成をとりかつS層(半導体層)を光を導波させるこ
とにより、輝度を従来の30〜40倍に高めることがで
きた。しかし、この素子の駆動電圧は200Vを以上必
要とし、使用範囲に限界があった。また、上記端面発光
構造体をアレー状に配列させ感光体プリンター等に利用
される無機EL素子(特開平2−195679号公報,
同2−194976号公報,同2−158361号公報
等参照)があるが、高輝度,高効率を与える発光材料は
、マンガン含有の硫化亜鉛(発光色は黄色),テルビニ
ウム含有の硫化亜鉛化合物(発光色は緑色)だけであり
、多くの発光色を実現するのは困難であった。そこで本
発明者らは、導波路を有し、高輝度,高効率発光の有機
EL素子を開発すべく鋭意研究を重ねた。[Prior art and problems to be solved by the invention] Conventionally,
Focusing on the high fluorescence efficiency of organic compounds, many studies have been conducted on devices that utilize the electroluminescence (EL) performance of organic compounds. For example, anode, hole injection layer,
An organic electroluminescent device (hereinafter referred to as an organic EL device) formed by stacking a light emitting layer and a cathode uses phthalocyanine as a hole injection layer, and a polymer such as polystyrene and an aromatic compound as a binder as a light emitting layer. The organic EL device used (see Japanese Patent Publication No. 64-7653) is disclosed. However, the refractive index was not set to form a cladding layer and a core layer within this device, and the light emitting layer (core layer) did not function as a waveguide. In addition, an organic EL element (Jpn. J. Appl. Phy. 27 (1
988) L713) also did not have a waveguide like the above element. On the other hand, as an EL element having an edge-emitting structure, an inorganic EL element (US Pat. No. 4,
535,341). This device uses a manganese-containing zinc sulfide in the phosphor layer and uses MISI.
M (metal/first insulating layer/semiconductor layer/second insulating layer/metal)
By adopting this structure and guiding light through the S layer (semiconductor layer), it was possible to increase the brightness by 30 to 40 times compared to the conventional one. However, this element requires a driving voltage of 200 V or more, which limits its usable range. In addition, an inorganic EL element (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2-195679,
2-194976, 2-158361, etc.), but the luminescent materials that provide high brightness and high efficiency are manganese-containing zinc sulfide (emission color is yellow), terbinium-containing zinc sulfide compound ( The only emitted color is green), and it was difficult to realize many different emitted colors. Therefore, the present inventors have conducted extensive research to develop an organic EL element that has a waveguide and emits light with high brightness and high efficiency.
【0003】0003
【課題を解決するための手段】その結果、特定の屈折率
を有するクラッド層,コア層からなる導波路構造を用い
ることによって、高輝度,高効率発光及び多色発光が可
能であることを見出した。本発明は、かかる知見に基づ
いて完成したものである。すなわち本発明は、陽極,正
孔注入帯域,電子注入帯域,陰極がこの順で積層される
と共に、前記陽極と陰極の間に導波路構造を有すること
を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子および
その製造方法を提供するものである。本発明の有機EL
素子は、図1において簡略に示される。図1に示すよう
に本発明のEL素子は、陽極1,正孔注入帯域2,電子
注入帯域3,陰極4を積層してなる。さらに正孔注入帯
域2,電子注入帯域3は、図2に示すようにクラッド層
(A)5,コアー層6,クラッド層(B)7に光学機能
ごとに分けて考えることができる。[Means for solving the problem] As a result, it was discovered that high brightness, high efficiency light emission, and multicolor light emission are possible by using a waveguide structure consisting of a cladding layer and a core layer having a specific refractive index. Ta. The present invention was completed based on this knowledge. That is, the present invention provides an organic electroluminescent device and its production, characterized in that an anode, a hole injection zone, an electron injection zone, and a cathode are laminated in this order, and a waveguide structure is provided between the anode and the cathode. The present invention provides a method. Organic EL of the present invention
The elements are shown schematically in FIG. As shown in FIG. 1, the EL element of the present invention is formed by laminating an anode 1, a hole injection zone 2, an electron injection zone 3, and a cathode 4. Further, the hole injection zone 2 and the electron injection zone 3 can be divided into a cladding layer (A) 5, a core layer 6, and a cladding layer (B) 7 according to their optical functions, as shown in FIG.
【0004】この有機EL素子における陽極1は、仕事
関数の大きい(4eV以上)金属,合金,電気伝導性化
合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好まし
く用いられる。このような電極物質の具体例としてはA
uなどの金属,CuI,ITO,SnO2 , ZnO
などの誘電性透明材料が挙げられる。該陽極は、これら
の電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、
薄膜を形成させることによって作製することができる。
この電極より発光を取り出す場合には、透過率を10%
より大きくすることが望ましく、また、電極としてのシ
ート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材
料にもよるが、通常10nm〜1μm,好ましくは10
〜200nmの範囲で選ばれる。[0004] The anode 1 in this organic EL element is preferably made of a metal, alloy, electrically conductive compound, or a mixture thereof having a large work function (4 eV or more). A specific example of such an electrode material is A.
Metals such as u, CuI, ITO, SnO2, ZnO
Examples include dielectric transparent materials such as. The anode is made by depositing these electrode materials by methods such as vapor deposition or sputtering.
It can be produced by forming a thin film. When emitting light from this electrode, reduce the transmittance to 10%.
It is desirable to make the resistance larger, and the sheet resistance of the electrode is preferably several hundred Ω/□ or less. Furthermore, although the film thickness depends on the material, it is usually 10 nm to 1 μm, preferably 10 nm to 1 μm.
-200 nm.
【0005】一方、陰極4としては、仕事関数の小さい
( 4eV以下)金属,合金,電気伝導性化合物及びこ
れらの混合物を電極物質とするものが用いられる。この
ような電極物質の具体例としては、ナトリウム,ナトリ
ウム−カリウム合金,マグネシウム,リチウム,マグネ
シウム/銅混合物,Al/Al2O3,インジウムなど
が挙げられる。該陰極は、これらの電極物質を蒸着やス
パッタリングなどの方法により、薄膜を形成させること
により、作製することができる。また、電極としてのシ
ート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10
〜500nm,好ましくは50〜200nmの範囲で選
ばれる。On the other hand, as the cathode 4, an electrode material made of a metal, alloy, electrically conductive compound, or a mixture thereof having a small work function (4 eV or less) is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium/copper mixture, Al/Al2O3, indium, and the like. The cathode can be manufactured by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. In addition, the sheet resistance of the electrode is preferably several hundred Ω/□ or less, and the film thickness is usually 10
~500 nm, preferably from 50 to 200 nm.
【0006】正孔注入帯域2は、陽極より注入された正
孔を電荷が再結合する迄輸送する帯域である。この正孔
注入帯域2は、正孔注入層そのもののみであってもよい
し、正孔輸送性が高い(正孔移動度が電子移動度より大
きい)発光層の場合には、発光層の陽極側より陰極側の
発光層と他の層との界面付近迄が正孔注入帯域になりえ
る。従って、正孔注入帯域は、正孔注入層のみ,正孔注
入層及び発光層,発光層のみのいずれかであり、正孔注
入帯域は正孔注入層と一致する必要はない。ただし、電
子注入帯域が、発光層を含まない場合は、正孔注入帯域
に発光層が存在することが必要である。電子注入帯域3
は、陰極より注入された電子を電荷が再結合する迄輸送
する帯域である。この電子注入帯域3は、電子注入層そ
のもののみであってもよいし、電子輸送性が高い(電子
移動度が正孔移動度より大きい)発光層の場合には、発
光層の陰極側より陽極側の発光層と他の層との界面付近
迄が電子注入帯域になりえる。従って、電子注入帯域は
、電子注入層のみ,電子注入層及び発光層,発光層のみ
のいずれかであり、電子注入帯域は電子注入層に一致す
る必要はない。ただし、正孔注入帯域が、発光層を含ま
ない場合は、電子注入帯域に発光層が存在する必要があ
る。The hole injection zone 2 is a zone for transporting holes injected from the anode until the charges are recombined. This hole injection zone 2 may be only the hole injection layer itself, or in the case of a light emitting layer with high hole transportability (hole mobility is greater than electron mobility), the hole injection zone 2 may be formed at the anode of the light emitting layer. The area near the interface between the light emitting layer and other layers on the cathode side can become a hole injection zone. Therefore, the hole injection zone is either the hole injection layer only, the hole injection layer and the light emitting layer, or the light emitting layer only, and the hole injection zone does not need to coincide with the hole injection layer. However, if the electron injection zone does not include a light emitting layer, it is necessary that the hole injection zone has a light emitting layer. Electron injection zone 3
is a zone in which electrons injected from the cathode are transported until the charges are recombined. This electron injection zone 3 may be only the electron injection layer itself, or in the case of a light emitting layer with high electron transport properties (electron mobility is greater than hole mobility), the electron injection zone 3 may be formed from the cathode side of the light emitting layer to the anode side. The region up to the vicinity of the interface between the side light-emitting layer and other layers can become an electron injection zone. Therefore, the electron injection zone is either the electron injection layer only, the electron injection layer and the emissive layer, or the emissive layer only, and the electron injection zone does not need to coincide with the electron injection layer. However, if the hole injection zone does not include a light emitting layer, a light emitting layer needs to be present in the electron injection zone.
【0007】本発明の特徴である導波路構造の一部であ
るクラッド層(A)5及びクラッド層(B)7は、コア
ー層6の屈折率より小さい屈折率を有する層である。通
常、陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極より
なる積層構成においては、正孔注入層と電子注入層をク
ラッド層とし、コアー層を発光層とする場合があるが本
発明はこれに限定されない。例えば、正孔注入層と電子
注入層が公知の有機材料よりなるとき、これらの屈折率
を発光層の屈折率より小さくすることは困難である。こ
の場合、例えば正孔注入層を正孔注入材料と屈折率の小
さな材料との混合層として形成し、コアー層より屈折率
を小さくする。このことが本発明を特徴づけるクラッド
層の製造方法である。この様な屈折率の小さな材料は、
例えば、テフロン系ポリマーであり具体的にはテトラフ
ルオロエチレンと少なくとも一種のコモノマーを含む混
合物との共重合体が挙げられる。他の一例としてMgF
2,SrF2,CaF2,等のフッ化アルカリ金属物が
挙げられる。このフッ化アルカリ金属物は屈折率が1.
5〜1.3と小さい。また、前記共重合体は蒸着が可能
であり、正孔注入材料と同時に蒸着,混合してクラッド
層を形成することにより、屈折率がコアー層より小さく
正孔注入性を有するクラッド層を得ることができる。こ
こで使用する正孔注入材料としては、公知の種々のもの
があるが、従来正孔注入輸送層又は正孔注入層の材料と
して知られているものを用いればよい。EL素子におけ
る正孔注入輸送層は、正孔伝達化合物から成る層であっ
て、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を
有する。この正孔注入輸送層を陽極と発光層との間に介
在させることにより、一層低い電界で多くの正孔が発光
層に注入され、その上、発光層に陰極又は電子注入輸送
層より注入された電子は、発光層と正孔注入輸送層の界
面に存在する電子の障壁により、この発光層内の界面付
近に蓄積され発光効率が向上するなど、発光性能の優れ
た素子となる。前記正孔注入輸送層に用いられる正孔伝
達化合物は、電界を与えられた2個の電極間に配置され
て陽極から正孔が注入された場合、該正孔を適切に発光
層へ伝達しうる化合物であって、例えば104 〜10
6 V/cmの電界印加時に,少なくとも10−6cm
2 /V・秒の正孔移動度をもつものが好適である。The cladding layer (A) 5 and the cladding layer (B) 7, which are part of the waveguide structure which is a feature of the present invention, are layers having a refractive index smaller than the refractive index of the core layer 6. Normally, in a laminated structure consisting of an anode/hole injection layer/light emitting layer/electron injection layer/cathode, the hole injection layer and the electron injection layer may be used as a cladding layer, and the core layer may be used as a light emitting layer. is not limited to this. For example, when the hole injection layer and the electron injection layer are made of known organic materials, it is difficult to make their refractive index smaller than the refractive index of the light emitting layer. In this case, for example, the hole injection layer is formed as a mixed layer of a hole injection material and a material with a small refractive index, and has a refractive index smaller than that of the core layer. This is the cladding layer manufacturing method that characterizes the present invention. Such a material with a small refractive index is
For example, a Teflon-based polymer, specifically a copolymer of tetrafluoroethylene and a mixture containing at least one comonomer, can be mentioned. Another example is MgF
Examples include alkali metal fluorides such as 2, SrF2, CaF2, and the like. This alkali metal fluoride has a refractive index of 1.
It is small at 5-1.3. In addition, the copolymer can be vapor-deposited, and by vapor-depositing and mixing it simultaneously with the hole-injecting material to form a cladding layer, a cladding layer with a refractive index smaller than that of the core layer and having hole-injecting properties can be obtained. I can do it. There are various known hole injection materials used here, and those conventionally known as materials for hole injection transport layers or hole injection layers may be used. The hole injection transport layer in the EL element is a layer made of a hole transport compound and has the function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer. By interposing this hole injection transport layer between the anode and the light emitting layer, many holes can be injected into the light emitting layer with a lower electric field, and moreover, more holes can be injected into the light emitting layer from the cathode or the electron injection transport layer. The emitted electrons are accumulated near the interface within the light emitting layer due to the electron barrier existing at the interface between the light emitting layer and the hole injection transport layer, resulting in an element with excellent light emitting performance, such as improved light emitting efficiency. The hole transport compound used in the hole injection transport layer is arranged between two electrodes to which an electric field is applied, and when holes are injected from the anode, the hole transport compound is capable of appropriately transmitting the holes to the light emitting layer. Compounds with a molecular weight of 104 to 10
At least 10-6 cm when an electric field of 6 V/cm is applied.
A material having a hole mobility of 2/V·sec is suitable.
【0008】このような正孔伝達化合物については、前
記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく
、従来、光導伝材料において、正孔の電荷輸送材として
慣用されているものやEL素子の正孔注入輸送層に使用
される公知のものの中から任意のものを選択して用いる
ことかできる。該電荷輸送材としては、例えばトリアゾ
ール誘導体(米国特許第 3,112,197号明細書
などに記載のもの)、オキサジアゾール誘導体(米国特
許第 3,189,447号明細書などに記載のもの)
、イミダゾール誘導体(特公昭37−16096号公報
などに記載のもの)、ポリアリールアルカン誘導体(米
国特許第 3,615,402号明細書、同 3,82
0,989号明細書、同 3,542,544号明細書
、特公昭45−555号公報、同51−10983号公
報、特開昭51−93224号公報、同55−1710
5号公報、同56−4148号公報、同55−1086
67号公報、同55− 156953号公報、同56−
36656号公報などに記載のもの)、ピラゾリン誘導
体及びピラゾロン誘導体(米国特許第 3,180,7
29号明細書、同 4,278,746号明細書、特開
昭55−88064号公報、同55−88065号公報
、同49−105537 号公報、同55−51086
号公報、同56−80051号公報、同56−8814
1号公報、同57− 45545 号公報、同54−1
12637 号公報、同55−74546号公報などに
記載のもの)、フェニレンジアミン誘導体(米国特許第
3,615,404号明細書、特公昭51−1010
5号公報、同46−3712 号公報、同47−253
36号公報、特開昭54−53435号公報、同54−
110536号公報、同54−119925 号公報な
どに記載のもの)、アリールアミン誘導体(米国特許第
3,567,450号明細書、同 3,180,70
3号明細書、同 3,240,597号明細書、同 3
,658,520号明細書、同 4,232,103号
明細書、同 4,175,961号明細書、同 4,0
12,376号明細書、特公昭49−35702号公報
、同36−27577号公報、特開昭55−14425
0 号公報、同56−119132 号公報、同56−
22437号公報、西独特許第 1,110,518号
明細書などに記載のもの)、アミノ置換カルコン誘導体
(米国特許第 3,526,501号明細書などに記載
のもの)、オキサゾール誘導体(米国特許第 3,25
7,203号明細書などに記載のもの)、スチリルアン
トラセン誘導体(特開昭56−46234号公報などに
記載のもの)、フルオレノン誘導体(特開昭54−11
0837 号公報などに記載のもの)、ヒドラゾン誘導
体(米国特許第 3,717,462号明細書、特開昭
54−59143号公報、同55−52063号公報、
同55−52064号公報、同55−46760号公報
、同55−85495号公報、同57−11350号公
報、同57−148749 号公報などに記載されてい
るもの)、スチルベン誘導体(特開昭61−21036
3 号公報、同61−228451 号公報、同61−
14642号公報、同61−72255号公報、同62
−47646号公報、同62−36674号公報、同6
2−10652号公報、同62−30255号公報、同
60−93445号公報、同60−94462号公報、
同60−174749 号公報、同60−175052
号公報などに記載のもの)などを挙げることができる
。本発明においては、これらの化合物を正孔伝達化合物
として使用することができるが、次に示すポリフィリン
化合物(特開昭63−295695号公報などに記載の
もの)及び芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミ
ン化合物(米国特許第 4,127,412号明細書、
特開昭53−27033号公報、同54−58445号
公報、同54−149634 号公報、同54−642
99号公報、同55−79450号公報、同55−14
4250 号公報、同56−119132 号公報、同
61−295558 号公報、同61−98353号公
報、同63−295695 号公報などに記載のもの)
、特に該芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ま
しい。[0008] Such hole transport compounds are not particularly limited as long as they have the above-mentioned preferable properties, and include those conventionally used as charge transport materials for holes in photoconductive materials and those used in EL devices. Any material can be selected from among the known materials used for the hole injection transport layer. Examples of the charge transport material include triazole derivatives (described in U.S. Pat. No. 3,112,197, etc.) and oxadiazole derivatives (described in U.S. Pat. No. 3,189,447, etc.). )
, imidazole derivatives (described in Japanese Patent Publication No. 37-16096, etc.), polyarylalkane derivatives (U.S. Pat. Nos. 3,615,402 and 3,82)
Specification No. 0,989, Specification No. 3,542,544, Japanese Patent Publication No. 45-555, Japanese Patent Publication No. 51-10983, Japanese Patent Publication No. 93224/1983, Japanese Patent Publication No. 55-1710
Publication No. 5, Publication No. 56-4148, Publication No. 55-1086
Publication No. 67, Publication No. 55-156953, Publication No. 56-
36656), pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives (U.S. Pat. No. 3,180,7)
Specification No. 29, Specification No. 4,278,746, Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-88064, Japanese Patent Application Publication No. 55-88065, Japanese Patent Application No. 49-105537, Japanese Patent Application Laid-open No. 55-51086.
No. 56-80051, No. 56-8814
Publication No. 1, Publication No. 57-45545, Publication No. 54-1
No. 12637, No. 55-74546, etc.), phenylenediamine derivatives (U.S. Pat. No. 3,615,404, Japanese Patent Publication No. 51-1010)
Publication No. 5, Publication No. 46-3712, Publication No. 47-253
No. 36, JP-A No. 54-53435, JP-A No. 54-534-
110536, U.S. Pat. No. 54-119925, etc.), arylamine derivatives (U.S. Pat. No. 3,567,450, U.S. Pat. No. 3,180,70)
Specification No. 3, Specification No. 3,240,597, No. 3
, 658,520, 4,232,103, 4,175,961, 4,0
Specification No. 12,376, Japanese Patent Publication No. 49-35702, Japanese Patent Publication No. 36-27577, Japanese Patent Publication No. 14425-1988
No. 0 Publication, No. 56-119132, No. 56-
22437, West German Patent No. 1,110,518, etc.), amino-substituted chalcone derivatives (described in U.S. Pat. No. 3,526,501, etc.), oxazole derivatives (U.S. Pat. 3rd, 25th
7,203, etc.), styryl anthracene derivatives (described in JP-A-56-46234, etc.), fluorenone derivatives (JP-A-54-11),
0837, etc.), hydrazone derivatives (U.S. Pat. No. 3,717,462, JP-A-54-59143, JP-A-55-52063,
55-52064, 55-46760, 55-85495, 57-11350, 57-148749, etc.), stilbene derivatives (Japanese Unexamined Patent Publication No. 61 -21036
No. 3 Publication, No. 61-228451, No. 61-
No. 14642, No. 61-72255, No. 62
-47646 publication, 62-36674 publication, 62-36674 publication, same 6
No. 2-10652, No. 62-30255, No. 60-93445, No. 60-94462,
Publication No. 60-174749, No. 60-175052
Examples include those described in the No. 1 gazette, etc.). In the present invention, these compounds can be used as hole transfer compounds, but the following porphyrin compounds (described in JP-A No. 63-295695 etc.), aromatic tertiary amine compounds and Styrylamine compounds (U.S. Pat. No. 4,127,412,
JP-A No. 53-27033, JP-A No. 54-58445, JP-A No. 54-149634, JP-A No. 54-642
Publication No. 99, Publication No. 55-79450, Publication No. 55-14
4250, No. 56-119132, No. 61-295558, No. 61-98353, No. 63-295695, etc.)
In particular, it is preferable to use the aromatic tertiary amine compound.
【0009】該ポリフィリン化合物の代表例としては、
ポリフィン、1,10, 15, 20−テトラフェニ
ル−21H,23H−ポルフィン銅(II) 、1,
10, 15, 20 −テトラフェニル−21H,
23H−ポルフィン亜鉛(II) 、5, 10, 1
5, 20 −テトラキス(ペンタフルオロフェニル)
−21H, 23H−ポルフィン、シリコンフタロシア
ニンオキシド、アルミニウムフタロシアニンクロリド、
フタロシアニン(無金属)、ジリチウムフタロシアニン
、銅テトラメチルフタロシアニン、銅フタロシアニン、
クロムフタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、鉛フタロ
シアニン、チタニウムフタロシアニンオキシド、マグネ
シウムフタロシアニン、銅オクタメチルフタロシアニン
などが挙げられる。
また、該芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン
化合物の代表例としては、N,N,N’, N’ −テ
トラフェニル−4,4’ −ジアミノビフェニル、N,
N’ −ジフェニル−N,N’ −ジ(3−メチルフェ
ニル)−4,4’ −ジアミノビフェニル、2,2−ビ
ス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン、1
,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シク
ロヘキサン、N,N,N’,N’ −テトラ−p−トリ
ル−4,4’ −ジアミノビフェニル、1,1−ビス(
4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシ
クロヘキサン、ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチル
フェニル)フェニルメタン、ビス(4−ジ−p−トリル
アミノフェニル)フェニルメタン、N,N’ −ジフェ
ニル−N,N’ −ジ(4−メトキシフェニル)−4,
4’ −ジアミノビフェニル、N,N,N’,N’ −
テトラフェニル−4,4’ −ジアミノジフェニルエー
テル、4,4’ −ビス(ジフェニルアミノ)クオード
リフェニル、N,N,N−トリ(p−トリル)アミン、
4−(ジ−p−トリルアミノ)−4’ −〔4−(ジ−
p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン、4−N,N
−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼ
ン、3−メトキシ−4’ −N,N−ジフェニルアミノ
スチルベン、N−フェニルカルバゾールなどが挙げられ
る。本発明のEL素子における該正孔注入輸送層は、こ
れらの正孔伝達化合物1種又は2種以上から成る1層で
構成されていてもよいし、あるいは、前記層とは別種の
化合物からなる正孔注入輸送層を積層したものであって
もよい。また、電子注入材料としては、公知の種々のも
のがあるが、従来から電子注入輸送層又は電子注入層の
材料として知られているものを用いる。電子注入輸送層
は、電子伝達化合物から成るものであって、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る。こ
のような電子伝達化合物について特に制限はなく、従来
公知の化合物の中から任意のものを選択して用いること
ができる。該電子伝達化合物の好ましい例としては、Representative examples of the porphyrin compounds include:
Polyfin, 1,10,15,20-tetraphenyl-21H,23H-porphine copper(II), 1,
10, 15, 20-tetraphenyl-21H,
23H-porphine zinc (II), 5, 10, 1
5,20-tetrakis(pentafluorophenyl)
-21H, 23H-porphine, silicon phthalocyanine oxide, aluminum phthalocyanine chloride,
Phthalocyanine (metal-free), dilithium phthalocyanine, copper tetramethyl phthalocyanine, copper phthalocyanine,
Examples include chromium phthalocyanine, zinc phthalocyanine, lead phthalocyanine, titanium phthalocyanine oxide, magnesium phthalocyanine, and copper octamethyl phthalocyanine. Further, representative examples of the aromatic tertiary amine compound and styrylamine compound include N,N,N', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminobiphenyl, N,
N'-diphenyl-N,N'-di(3-methylphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2-bis(4-di-p-tolylaminophenyl)propane, 1
, 1-bis(4-di-p-tolylaminophenyl)cyclohexane, N,N,N',N'-tetra-p-tolyl-4,4'-diaminobiphenyl, 1,1-bis(
4-di-p-tolylaminophenyl)-4-phenylcyclohexane, bis(4-dimethylamino-2-methylphenyl)phenylmethane, bis(4-di-p-tolylaminophenyl)phenylmethane, N,N'-diphenyl-N,N'-di(4-methoxyphenyl)-4,
4'-diaminobiphenyl,N,N,N',N'-
Tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-bis(diphenylamino)quadriphenyl, N,N,N-tri(p-tolyl)amine,
4-(di-p-tolylamino)-4'-[4-(di-
p-tolylamino)styryl]stilbene, 4-N,N
Examples include -diphenylamino-(2-diphenylvinyl)benzene, 3-methoxy-4'-N,N-diphenylaminostilbene, and N-phenylcarbazole. The hole injection transport layer in the EL device of the present invention may be composed of a single layer composed of one or more of these hole transport compounds, or may be composed of a compound different from the above layer. A stack of hole injection transport layers may also be used. Furthermore, there are various known electron injection materials, and those conventionally known as materials for electron injection transport layers or electron injection layers are used. The electron injection transport layer is made of an electron transport compound and has a function of transporting electrons injected from the cathode to the light emitting layer. There are no particular limitations on such electron transfer compounds, and any one can be selected and used from conventionally known compounds. Preferred examples of the electron transfer compound include:
【0010】0010
【化1】[Chemical formula 1]
【0011】などのニトロ置換フルオレノン誘導体、Nitro-substituted fluorenone derivatives such as
【
0012】[
0012
【化2】[Case 2]
【0013】などのチオピランジオキシド誘導体、Thiopyrane dioxide derivatives such as
【0
014】0
014]
【化3】[Chemical formula 3]
【0015】( t−Bu:ターシャリーブチル基を示
す)などのジフェニルキノン誘導体〔ポリマー・プレプ
リント(PolymerPreprints)、ジャパ
ン」第37巻、第3号、第681 頁(1988年)な
どに記載のもの〕、あるいはDiphenylquinone derivatives such as (t-Bu: tert-butyl group) [described in Polymer Preprints, Japan, Vol. 37, No. 3, p. 681 (1988), etc. things], or
【0016】[0016]
【化4】[C4]
【0017】などの化合物〔ジャパニーズ・ジャーナル
・オブ・アプライド・フィジャクス(J.J. App
l. Phys.) 」第27巻、L269 (198
8 年)などに記載のもの〕や、アントラキノジメタン
誘導体(特開昭57−149259 号公報、同58−
55450号公報、同61−225151 号公報、同
61−233750 号公報、同63−104061
号公報などに記載のもの)、フレオレニリデンメタン誘
導体(特開昭60−69657号公報、同61−143
764 号公報、同61−148159 号公報などに
記載のもの)、アントロン誘導体(特開昭61−225
151 号公報、同61−233750 号公報などに
記載のもの)、Compounds such as [Japanese Journal of Applied Physics (J.J. App
l. Phys. )” Volume 27, L269 (198
8)] and anthraquinodimethane derivatives (JP-A-57-149259, JP-A-57-149259),
No. 55450, No. 61-225151, No. 61-233750, No. 63-104061
(described in JP-A-60-69657, JP-A-61-143)
No. 764, No. 61-148159, etc.), anthrone derivatives (Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-225)
151 Publication, Publication No. 61-233750, etc.),
【0018】[0018]
【化5】[C5]
【0019】「App. Phys. Lett.」第
55巻、第1489頁(1989 年) に開示されて
いるオキサジアゾール誘導体などを挙げることができる
。さらに無機物であるp型α−Si,p型α−SiCに
よる正孔注入材料、n型α−Si,n型α−SiCによ
る電子注入材料を電荷注入材料として用いることができ
る。例えば、国際公開WO90/05998に開示され
ている無機半導体等が挙げられる。一方、発光材料とし
ては公知の種々のものがあるが、例えば3−(2’−N
−メチルベンゾイミダゾリル)−7−N,N−ジエチル
アミノクマリン(クマリン30)に代表されるクマリン
系(特願平1−009995号明細書参照),フタロペ
リノン系(J.Appl.Phys.第27巻,L71
3(1988年)参照),ベンツオキサゾリル又はベン
ツチアゾール系(特開昭59−194393号公報参照
),金属キレート化オキシノイド化合物(特開昭63−
295695号公報参照),スチルベン化合物(EP0
319881又はEP0373582参照)及びペリレ
ン系化合物等が挙げられる。ここで用いられる少なくと
も一種のコモノマーとしては、例えばテトラフルオロエ
チレンと共重合して共重合体を形成するコモノマーであ
れば限定されるものでないが、下記式■Examples include oxadiazole derivatives disclosed in "App. Phys. Lett.", Vol. 55, p. 1489 (1989). Further, a hole injection material made of inorganic materials such as p-type α-Si and p-type α-SiC, and an electron injection material made of n-type α-Si and n-type α-SiC can be used as the charge injection material. Examples include inorganic semiconductors disclosed in International Publication WO90/05998. On the other hand, there are various known luminescent materials, such as 3-(2'-N
-Methylbenzimidazolyl)-7-N,N-diethylaminocoumarin (coumarin 30) (see Japanese Patent Application No. 1-009995), phthaloperinone (J. Appl. Phys. Vol. 27, L71)
3 (1988)), benzoxazolyl or benzthiazole-based compounds (see JP-A-59-194393), metal chelated oxinoid compounds (see JP-A-63-1943),
295695), stilbene compounds (EP0
319881 or EP0373582) and perylene compounds. The at least one comonomer used here is not limited as long as it is a comonomer that can be copolymerized with tetrafluoroethylene to form a copolymer, but the following formula
【0020】[0020]
【化6】[C6]
【0021】(上記式■において、X,X’は、F,C
lまたはHであって、同一であっても異なっていてもよ
い。またRは、−CF=CF−または[0021] (In the above formula (■), X, X' are F, C
1 or H, which may be the same or different. Moreover, R is -CF=CF- or
【0022】[0022]
【化7】[C7]
【0023】(R’,R”は、F,Cl,−COF,ア
ルキル基置換オキシカルボニル基,アルキル基,過フッ
化アルキル基,水素含有フッ化アルキル基(アルキル基
は炭素数1〜6)である。)
で示されるコモノマーが好ましい。式■のコモノマーの
うち特に好ましい例としては、下記式■(R', R'' are F, Cl, -COF, alkyl group-substituted oxycarbonyl group, alkyl group, perfluorinated alkyl group, hydrogen-containing fluorinated alkyl group (alkyl group has 1 to 6 carbon atoms) ) are preferred. Particularly preferred comonomers of the formula (2) include the following formula (1).
【0024】[0024]
【化8】[Chemical formula 8]
【0025】(上記式■において、X=X’=F,
R=(In the above formula (■), X=X'=F,
R=
【0026】[0026]
【化9】[Chemical formula 9]
【0027】(R’=R”=CF3 ))で示されるコ
モノマー,下記式■Comonomer represented by (R'=R''=CF3), the following formula ■
【0028】[0028]
【化10】[Chemical formula 10]
【0029】(上記式■において、X=X’=F,
R=(In the above formula (■), X=X'=F,
R=
【0030】[0030]
【化11】[Chemical formula 11]
【0031】(R’=R”=F)) で示されるコモノマー,下記式■(R’=R”=F)) A comonomer represented by the following formula■
【0032】[0032]
【化12】[Chemical formula 12]
【0033】(上記式■において、X=X’=F,R=
−CF=CF−)
で示されるコモノマーを挙げることができる。前記式■
で示されるコモノマーの含有量は、テトラフルオロエチ
レンとこのコモノマーとの総量に対して0.01〜99
重量%が好ましい。特に好ましくは、11〜80重量%
である。また、他のコモノマーとしては、エチレン;1
−ブテン;イソブチレン;トリフルオロプロペン;トリ
フルオロエチレン;クロロトリフルオロエチレン等のオ
レフィンコモノマー;フッ化ビニル;フッ化ビニリデン
等のビニルコモノマー;パーフルオロプロペン;パーフ
ルオロ(アルキルビニルエーテル);メチル3−(1−
(ジフルオロ−((トリフルオロエテニル)オキシ)メ
チル)−1,2,2,2−テトラフルオロエトキシ)−
2,2,3,3−テトラフルオロプロパノエート;3−
(1−(ジフルオロ−((トリフルオロエテニル)オキ
シ)メチル)−1,2,2,2−テトラフルオロエトキ
シ)−2,2,3,3−テトラフルオロプロピオネート
;2−(1−(ジフルオロ−((トリフルオロエテニル
)オキシ)メチル)−1,2,2,2−テトラフルオロ
エトキシ)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンス
ルホニルフルオライド等のパーフルオロコモノマー等が
挙げられる。上記コモノマーの含有量は、テトラフルオ
ロエチレンと前記式■で示されるコモノマーとの総量に
対して0.005〜30重量%、特に1〜15重量%で
あることが好ましい。なお、上記コモノマーを前記式■
で示されるコモノマーと併用する場合には、上記コモノ
マーの含有量がテトラフルオロエチレン、前記式■で示
されるコモノマー及び上記コモノマーの各含有量の中で
最小となるようにすることが好ましい。また、フッ化ア
ルカリ金属などの低屈折率の無機材料は、抵抗加熱又は
電子ビーム加熱により真空槽内で容易に蒸着できる。し
たがってクラッド層を形成する有機材料と上記低屈折率
の無機材料との共蒸着により新たなクラッド層を形成す
ることができる。(In the above formula (■), X=X'=F, R=
A comonomer represented by -CF=CF-) can be mentioned. The above formula■
The content of the comonomer represented by is 0.01 to 99% based on the total amount of tetrafluoroethylene and this comonomer.
Weight percent is preferred. Particularly preferably 11 to 80% by weight
It is. In addition, other comonomers include ethylene; 1
-butene; isobutylene; trifluoropropene; trifluoroethylene; olefin comonomers such as chlorotrifluoroethylene; vinyl fluoride; vinyl comonomers such as vinylidene fluoride; perfluoropropene; perfluoro(alkyl vinyl ether); methyl 3-(1 −
(difluoro-((trifluoroethenyl)oxy)methyl)-1,2,2,2-tetrafluoroethoxy)-
2,2,3,3-tetrafluoropropanoate; 3-
(1-(difluoro-((trifluoroethenyl)oxy)methyl)-1,2,2,2-tetrafluoroethoxy)-2,2,3,3-tetrafluoropropionate; 2-(1-( Examples include perfluoro comonomers such as difluoro-((trifluoroethenyl)oxy)methyl)-1,2,2,2-tetrafluoroethoxy)-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyl fluoride. The content of the above comonomer is preferably 0.005 to 30% by weight, particularly 1 to 15% by weight, based on the total amount of tetrafluoroethylene and the comonomer represented by the formula (2). In addition, the above comonomer is represented by the above formula ■
When used in combination with a comonomer represented by formula (2), it is preferable that the content of the comonomer is the minimum among the contents of tetrafluoroethylene, the comonomer represented by the formula (2), and the comonomer described above. Furthermore, inorganic materials with a low refractive index such as alkali metal fluorides can be easily deposited in a vacuum chamber by resistance heating or electron beam heating. Therefore, a new cladding layer can be formed by co-deposition of the organic material forming the cladding layer and the above-mentioned low refractive index inorganic material.
【0034】上記正孔注入材料または電子注入材料(電
荷注入材料)と上記屈折率の小さな材料の混合比は任意
であるが電荷注入材料の観点より考えれば、電荷注入材
料の混合比は30重量%以上が好ましい。この電荷注入
材料の混合比を選定するにあたっては、感光体における
ポリマーと正孔注入材料の混合比に依存する正孔移動度
の実験結果を参酌すべきである(Philos.Mag
.B53,193(1986)等参照)。以上の様なク
ラッド層の作製方法によれば、得られるクラッド層の屈
折率は、例えば、有機電荷注入材料の屈折率が通常1.
45〜1.6であり、低屈折材料の屈折率がテフロンA
Fの場合は1.29〜1.32,MgF2 の場合は1
.38であることから、両者の中間の値となる。このよ
うなクラッド層の屈折率の最も簡単な推定方法は、次の
式クラッド層=(電荷注入材料の屈折率)×(重量%)
/100+(低屈折材料の屈折率)×(重量%)/10
0と重量平均で見積もられるが、クラッド層となる膜の
緻密性等の影響を受けることから概算値しか得ることが
できない。
クラッド層が薄膜のみからなる場合は、公知である屈折
率の計測技術(エリプソメーター等)により計測し導波
路を設計するのがよい。The mixing ratio of the hole-injecting material or electron-injecting material (charge-injecting material) and the material with a small refractive index is arbitrary, but from the viewpoint of the charge-injecting material, the mixing ratio of the charge-injecting material is 30% by weight. % or more is preferable. When selecting the mixing ratio of the charge injection material, consideration should be given to the experimental results of hole mobility that depends on the mixing ratio of the polymer and hole injection material in the photoreceptor (Philos.
.. B53, 193 (1986), etc.). According to the method for producing a cladding layer as described above, the refractive index of the obtained cladding layer is, for example, that the refractive index of the organic charge injection material is usually 1.
45 to 1.6, and the refractive index of the low refractive material is Teflon A.
1.29 to 1.32 for F, 1 for MgF2
.. Since it is 38, it is an intermediate value between the two. The simplest method for estimating the refractive index of such a cladding layer is the following formula: cladding layer = (refractive index of charge injection material) x (wt%)
/100+(refractive index of low refractive material)×(weight%)/10
Although it is estimated as 0 on a weight average basis, only an approximate value can be obtained because it is affected by the denseness of the film that becomes the cladding layer. When the cladding layer consists of only a thin film, it is preferable to measure the refractive index using a known refractive index measurement technique (such as an ellipsometer) and design the waveguide.
【0035】コアー層6は、本発明のEL素子の一つの
態様として、発光層となる場合がある。発光層をコアー
層にする場合は、発光材料が有機材料であることから屈
折率が1.4〜1.6である。従って、前記クラッド層
の形成技術を用いてクラッド層の屈折率をコアー層の屈
折率より小さくすればよい。特にコアー層の屈折率を高
めたい場合には、例えば高屈折率の無機材料と発光材料
を共蒸着しコアー層を形成すればよい。このとき用いら
れる無機材料は、例えばAs2 S3 ,As40S1
0,S40Ge10等のカルコゲノイドガラス系(屈折
率2.2〜2.4),ZnO,Nb2 O5 ,Ta2
O5 ,Si3 N4 ,TiO2 等の金属酸化物
及び窒化物系(屈折率1.9〜2.3)、InP,Ga
As,CdS,Ge,ZnS等の半導体系(屈折率2.
8〜4.1)が挙げられる。好ましくは、透明性が高く
、EL発光を吸収しないZnO,Nb2 O5 ,Ta
2 O5 等の酸化物系の材料がよい。上記無機材料は
、発光材料の蒸着時に同時に電子ビーム蒸着法及び真空
槽内にて酸素と金属を反応させながら蒸着する反応性蒸
着法により容易に蒸着できる。このように有機発光材料
と無機材料を複合化することにより、高屈折率のコアー
層を形成することができる。The core layer 6 may serve as a light emitting layer in one embodiment of the EL device of the present invention. When the light-emitting layer is used as a core layer, since the light-emitting material is an organic material, the refractive index is 1.4 to 1.6. Therefore, the refractive index of the cladding layer may be made smaller than the refractive index of the core layer using the cladding layer formation technique described above. In particular, when it is desired to increase the refractive index of the core layer, the core layer may be formed by co-evaporating an inorganic material with a high refractive index and a luminescent material, for example. Inorganic materials used at this time include, for example, As2 S3, As40S1
0, S40Ge10 etc. chalcogenoid glass (refractive index 2.2-2.4), ZnO, Nb2O5, Ta2
Metal oxides and nitrides (refractive index 1.9 to 2.3) such as O5, Si3 N4, TiO2, InP, Ga
Semiconductor systems such as As, CdS, Ge, ZnS (refractive index 2.
8 to 4.1). Preferably, ZnO, Nb2O5, Ta, which has high transparency and does not absorb EL emission.
An oxide material such as 2 O5 is preferable. The above-mentioned inorganic material can be easily deposited by an electron beam evaporation method and a reactive evaporation method in which oxygen and metal are deposited while reacting in a vacuum chamber at the same time as the luminescent material is deposited. By combining an organic light-emitting material and an inorganic material in this way, a core layer with a high refractive index can be formed.
【0036】以上の様にして得られたクラッド層及びコ
アー層は、通常はクラッド層が電荷注入層、コアー層が
発光層として機能するが、他の場合もありえる。例えば
、発光層がクラッド層及びコアー層の両機能を有し、正
孔注入層がクラッド層の機能を有している場合がある。
このときのEL素子は、クラッド層として形成された正
孔注入層上に発光材料を単独で蒸着し発光層(コアー層
)として、次に発光材料と低屈折率材料との共蒸着を行
いクラッド層である発光層を形成することによって得る
ことができる。また、正孔注入層の単一層の内部にクラ
ッド層,コアー層,クラッド層の積層機能を形成するこ
とも可能である。このように、クラッド層,コアー層,
クラッド層の光学上の積層構成は、正孔注入層,発光層
,電子注入層との電気的素子構成とは別個に形成するこ
とができる。In the cladding layer and core layer obtained as described above, the cladding layer usually functions as a charge injection layer and the core layer functions as a light emitting layer, but other cases are also possible. For example, the light emitting layer may function as both a cladding layer and a core layer, and the hole injection layer may function as a cladding layer. At this time, the EL element is produced by depositing a luminescent material alone on the hole injection layer formed as a cladding layer to form a luminescent layer (core layer), and then co-evaporating the luminescent material and a low refractive index material to form a cladding layer. It can be obtained by forming a light emitting layer. Furthermore, it is also possible to form a laminated function of a cladding layer, a core layer, and a cladding layer within a single layer of the hole injection layer. In this way, the cladding layer, core layer,
The optical laminated structure of the cladding layer can be formed separately from the electrical element structure including the hole injection layer, the light emitting layer, and the electron injection layer.
【0037】次に本発明の有機EL素子の動作及び機構
を説明する。図2は、陽極1,正孔注入層であるクラッ
ド層5,発光層6,電子注入層であるクラッド層7及び
陰極4からなる有機EL素子である。この有機EL素子
の陽極及び陰極に発光に必要な電圧を印加することによ
り、図3に示すような角度θで定まる方向(入射角)を
有する導波モード(TEn,TMn,n=0,1,2,
3・・)のみが閉じ込められ伝搬する。この導波モード
は、任意に図3の導波路構造において実現されるもので
はなく、以下に示す条件を満たす必要がある。この条件
を満足させる有機EL素子が、本発明の導波路構造を有
する有機EL素子となる。従来、図4に示されるように
正孔注入層9,発光層10および電子注入層11からな
る三層構成の素子は知られているが、導波路構造は有し
ていなかった。導波路構造を有する素子は、本発明によ
り以下の条件を満足させることによってはじめて得るこ
とができる。第一の条件は、正孔注入層又は発光層であ
るクラッド層の屈折率nS ,電子注入層又は発光層で
あるクラッド層の屈折率nC ,コアー層である発光層
の屈折率nf に対して、
nf >nS かつ nf >
nC
・・・(α)である。第二の条件は、少なくとも1
つのTEモード(すなわちTE0 )が存在することで
ある。すなわち、V(1−b)1/2
=π−tan −1((1−b)/b)1/2 −ta
n −1((1−b)/(b+a))1/2
・・・(β)を満足させることができるよ
うなθが、D(コアー層の膜厚)と導波させたい光の波
長λに対して存在することである。ここで、V,a,b
は次のとおりである。
V=(2π/λ)D(nf 2 −ns 2 )1/2
・・・(γ)b=(nf 2 sin2 θ−n
s 2 )/ (nf 2 −ns 2 )
・・・(δ)a=(ns 2 −nc 2 )/(nf
2 −ns 2 )
・・・(ε)Next, the operation and mechanism of the organic EL device of the present invention will be explained. FIG. 2 shows an organic EL device comprising an anode 1, a cladding layer 5 as a hole injection layer, a light emitting layer 6, a cladding layer 7 as an electron injection layer, and a cathode 4. By applying a voltage necessary for light emission to the anode and cathode of this organic EL element, a waveguide mode (TEn, TMn, n=0,1 ,2,
3...) are confined and propagated. This waveguide mode is not arbitrarily realized in the waveguide structure of FIG. 3, but must satisfy the following conditions. An organic EL device that satisfies this condition is the organic EL device having the waveguide structure of the present invention. Conventionally, an element having a three-layer structure consisting of a hole injection layer 9, a light emitting layer 10, and an electron injection layer 11 as shown in FIG. 4 has been known, but it did not have a waveguide structure. An element having a waveguide structure can only be obtained according to the present invention by satisfying the following conditions. The first condition is for the refractive index nS of the cladding layer which is the hole injection layer or the light emitting layer, the refractive index nC of the cladding layer which is the electron injection layer or the light emitting layer, and the refractive index nf of the light emitting layer which is the core layer. , nf > nS and nf >
nC
...(α). The second condition is at least 1
There are two TE modes (ie TE0). That is, V(1-b)1/2 = π-tan -1((1-b)/b)1/2 -ta
n −1((1−b)/(b+a))1/2
. . . θ that satisfies (β) exists for D (thickness of the core layer) and the wavelength λ of the light to be guided. Here, V, a, b
is as follows. V=(2π/λ)D(nf2-ns2)1/2
...(γ)b=(nf 2 sin2 θ−n
s2)/(nf2-ns2)
...(δ)a=(ns2-nc2)/(nf
2-ns 2)
...(ε)
【0038】このとき、2つのクラッド
層の屈折率が異なる場合、非対称性の尺度aは0ではな
い。従って、Dには下限値が存在することになる。正確
には、式(β)のθが成立するようなDの下限値を、導
入させたい波長λに対して求める訳である。有機物で形
成された2つのクラッド層に対して、aは容易に0.3
以上になりえる。
従って、第2の条件が成立するためには、Dは特に限定
はしないが10nm以上が好ましく、50nm以上が特
に好ましい。さらに、非対称性の尺度aは1以下が好ま
しい。非対称性の尺度aが1より大きい場合、式(β)
より
0.75> V=(2π/λ)D(nf 2 −ns
2 )1/2 となり、このときTE0 モードでさ
えも存在しなくなる。ところが、有機物で形成されたク
ラッド層及びコアー層の屈折率ns 及びnf に対し
て、ns >1.3, nf <1.6 かつns
<nf であるので
800>λ>400 (nm)
の範囲で
100 > D (nm)では容易に
0.75 > V
の場合がありえる。具体的な例として
nf =1.5, ns =1.4, a=1のと
きのVの値を第1表に示す。At this time, if the two cladding layers have different refractive indices, the asymmetry measure a is not zero. Therefore, D has a lower limit value. More precisely, the lower limit value of D such that θ in equation (β) holds is determined for the wavelength λ to be introduced. For two cladding layers formed of organic matter, a is easily 0.3
It can be more than that. Therefore, in order to satisfy the second condition, D is preferably 10 nm or more, and particularly preferably 50 nm or more, although it is not particularly limited. Furthermore, the asymmetry scale a is preferably 1 or less. If the asymmetry measure a is greater than 1, the formula (β)
From 0.75> V=(2π/λ)D(nf 2 −ns
2) 1/2, and at this time even the TE0 mode no longer exists. However, with respect to the refractive indexes ns and nf of the cladding layer and core layer formed of organic materials, ns > 1.3, nf < 1.6 and ns
<nf, so in the range of 800>λ>400 (nm) and 100>D (nm), there can easily be a case of 0.75>V. As a specific example, Table 1 shows the values of V when nf = 1.5, ns = 1.4, and a = 1.
【0039】[0039]
【表1】[Table 1]
【0040】第1表から、上記条件の場合のVの値は0
.75より小さくなる場合が多く、導波モードが存在し
ない可能性が高い。一方、Dを100nmより大きくで
きる場合は、aに対する制限は著しく緩和される。実際
、Dが大きければ大きい程、導波モードの数が多くなり
好ましいが、該有機EL素子の発光輝度及び電気的効率
を考えた場合、良好値を得るためには1μm以下が好ま
しい。特に、200nm以下が好ましい。また、Dを薄
くしたい場合には、コアー層とクラッド層の屈折率の差
を大きくすればよい。この場合、例えば高屈折率の無機
物と有機物の複合体をコアー層に用いることによって、
aの値が小さくなりDの下限値を下げることが可能とな
る。一方、クラッド層の膜厚の条件は、クラッド層に透
過している導波光の電界強度がクラッド層外に及ばない
ように設定される。例えば、屈折率ns であるクラッ
ド層に対して透過する深さdは、
d=(λ/2π)/(N2 −n
s 2 )1/2 (N=nf sinθ)で
与えられる。ここで、
d=(λ/2π)/(N2 −ns 2 )1/2 で
あることから、dの値を評価しクラッド層の膜厚をdを
超えるように設定するのが好ましい。一般にdは、80
nm程度である。また、特にDの値が小さいときは、電
極である金属による伝搬損失が大きい。例えば、Dが0
.1μmのとき、コアー層と直接電極である金属を接触
させると、TE0 モードで102 dB/cm,TM
0 モードで103 dB/cm程度の減衰を受け伝搬
不可能となる。このように、電極である金属とコアー層
の間にクラッド層をおくことは、導波路構造を有するた
めには必要であり、これが本発明の特徴の一つでもある
。From Table 1, the value of V under the above conditions is 0.
.. 75 in many cases, and there is a high possibility that no waveguide mode exists. On the other hand, if D can be made larger than 100 nm, the restrictions on a are significantly relaxed. In fact, the larger D is, the greater the number of waveguide modes, which is preferable, but when considering the luminance and electrical efficiency of the organic EL element, it is preferably 1 μm or less in order to obtain a good value. In particular, the thickness is preferably 200 nm or less. Furthermore, if it is desired to make D thinner, the difference in refractive index between the core layer and the cladding layer may be increased. In this case, for example, by using a complex of inorganic and organic materials with a high refractive index in the core layer,
The value of a becomes smaller, making it possible to lower the lower limit of D. On the other hand, the thickness of the cladding layer is set so that the electric field strength of the guided light transmitted through the cladding layer does not reach outside the cladding layer. For example, the penetration depth d for a cladding layer with a refractive index ns is d=(λ/2π)/(N2 −n
s 2 ) 1/2 (N=nf sin θ). Here, since d=(λ/2π)/(N2-ns2)1/2, it is preferable to evaluate the value of d and set the film thickness of the cladding layer to exceed d. Generally d is 80
It is about nm. Furthermore, especially when the value of D is small, the propagation loss due to the metal that is the electrode is large. For example, D is 0
.. When the thickness is 1 μm, when the core layer is brought into direct contact with the metal electrode, it is 102 dB/cm, TM in TE0 mode.
In the 0 mode, the signal is attenuated by about 103 dB/cm and becomes unable to propagate. As described above, it is necessary to provide a cladding layer between the metal electrode and the core layer in order to have a waveguide structure, and this is also one of the features of the present invention.
【0041】次に、本発明の有機EL素子を製造する好
適な方法の例について説明する。図4に示された有機E
L素子の製造方法について説明すると、まず基板8を公
知の洗剤(UVオゾン洗浄法により有機炭素を除去する
。),イソプロパノール等を用いて洗浄し、乾燥させる
。所望の電極物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を1
μm以下、好ましくは50〜200nmの範囲の膜厚に
なるように、蒸着やスパッタリングなどの方法により形
成させ、陽極1を製造する。次に、この上に正孔注入材
料と屈折率の小さな材料(テフロン系ポリマー又はフッ
化アルカリ金属、好ましくはテフロンAF等の共重合ポ
リマー又はMgF2 )の共蒸着を行い、正孔注入層5
を設ける。正孔注入材料の蒸着条件は、使用する化合物
の種類,蒸着膜の目的とする結晶構造,会合構造などに
より異なるが、一般にボート加熱温度200〜450℃
,真空度10−3〜10−5Pa ,蒸着速度0.05
〜1nm/sec,基板温度100℃以下,膜厚5nm
〜5000nm(特に好ましくは20nm〜200nm
)の範囲で適宜選ぶことが望ましい。次に、この上に発
光材料蒸着を行い、発光層6を設ける。その蒸着条件は
、使用する化合物の種類,蒸着膜の目的とする結晶構造
,会合構造などにより異なるが、一般にボート加熱温度
200〜400℃,真空度10−4〜10−5Pa ,
蒸着速度0.05〜1nm/sec,基板温度100℃
以下,膜厚5nm〜1000nm(特に好ましくは20
nm〜200nm)の範囲で適宜選ぶことが望ましい。
次いで、この上に電子注入材料と屈折率の小さな材料(
テフロン系ポリマー、好ましくはテフロンAF等の共重
合ポリマー)の共蒸着を行い、電子注入層7を設ける。
その蒸着条件は、使用する化合物の種類,蒸着膜の目的
とする結晶構造,会合構造などにより異なるが、一般に
ボート加熱温度200〜450℃,真空度10−4〜1
0−5Pa ,蒸着速度0.05〜1nm/sec,基
板温度100℃以下,膜厚20nm〜2000nm(特
に好ましくは50nm〜200nm)の範囲で適宜選ぶ
ことが望ましい。次に、この発光層の形成後、その上に
陰極用物質からなる薄膜を、10〜500nm好ましく
は50〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば
蒸着やスパッタリングなどの方法により形成させ、陰極
4を設けることにより、所望のEL素子が得られる。な
お、この有機EL素子の製造においては、製造順序を逆
にして、陰極,電子注入層,発光層,正孔注入層,陽極
の順に製造することも可能である。Next, an example of a preferred method for manufacturing the organic EL device of the present invention will be explained. Organic E shown in Figure 4
To explain the method for manufacturing the L element, first, the substrate 8 is cleaned using a known detergent (organic carbon is removed by UV ozone cleaning), isopropanol, etc., and dried. A thin film made of a desired electrode material, for example, an anode material, is
The anode 1 is manufactured by forming the anode 1 by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness in the range of μm or less, preferably in the range of 50 to 200 nm. Next, a hole injection material and a material with a small refractive index (a Teflon-based polymer or an alkali metal fluoride, preferably a copolymer such as Teflon AF or MgF2) are co-evaporated onto the hole injection layer 5.
will be established. The deposition conditions for the hole injection material vary depending on the type of compound used, the desired crystal structure and association structure of the deposited film, but generally the boat heating temperature is 200 to 450°C.
, degree of vacuum 10-3 to 10-5 Pa, deposition rate 0.05
~1nm/sec, substrate temperature 100℃ or less, film thickness 5nm
~5000 nm (particularly preferably 20 nm ~ 200 nm)
) is desirable. Next, a luminescent material is vapor-deposited thereon to provide a luminescent layer 6. The deposition conditions vary depending on the type of compound used, the desired crystal structure and association structure of the deposited film, but generally the boat heating temperature is 200 to 400°C, the degree of vacuum is 10-4 to 10-5 Pa,
Vapor deposition rate 0.05-1 nm/sec, substrate temperature 100°C
Below, the film thickness is 5 nm to 1000 nm (particularly preferably 20 nm to 1000 nm).
It is desirable to select the thickness appropriately within the range of 200 nm to 200 nm. Next, an electron injection material and a material with a small refractive index (
A Teflon-based polymer (preferably a copolymer such as Teflon AF) is co-evaporated to form the electron injection layer 7. The deposition conditions vary depending on the type of compound used, the desired crystal structure and association structure of the deposited film, but generally the boat heating temperature is 200 to 450°C, and the degree of vacuum is 10-4 to 1.
It is desirable to appropriately select the following values: 0-5 Pa, a deposition rate of 0.05-1 nm/sec, a substrate temperature of 100° C. or less, and a film thickness of 20 nm to 2000 nm (particularly preferably 50 nm to 200 nm). Next, after forming this light-emitting layer, a thin film made of a cathode substance is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering to a thickness in the range of 10 to 500 nm, preferably 50 to 200 nm, By providing the cathode 4, a desired EL element can be obtained. Note that in manufacturing this organic EL element, it is also possible to reverse the manufacturing order and manufacture the cathode, electron injection layer, light emitting layer, hole injection layer, and anode in this order.
【0042】また、クラッド層(正孔注入層),コアー
層(発光層)及びクラッド層(発光層)からなる有機E
L素子も可能である。この有機EL素子の製造方法は、
クラッド層である発光層が図1と構成上異なるだけであ
り、他は図1と同様である。クラッド層である発光層は
、発光材料と屈折率の小さな材料(テフロン系ポリマー
、好ましくはテフロンAF等の共重合ポリマー)の共蒸
着を行うことにより設けることができる。その蒸着条件
は、上記発光材料の蒸着条件を参考にすることができる
。このようにして得られたEL素子に、直流電圧を印加
する場合には、陽極を+,陰極を−の極性として電圧5
〜40V程度を印加すると、発光が発光端面より観測で
きる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れず
に発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場
合には、陽極が+,陰極が−の状態になったときのみ発
光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。[0042] In addition, an organic E consisting of a cladding layer (hole injection layer), a core layer (light emitting layer) and a cladding layer (light emitting layer)
L elements are also possible. The method for manufacturing this organic EL element is as follows:
The only difference in structure from that in FIG. 1 is the light-emitting layer, which is a cladding layer, and the rest is the same as in FIG. 1. The light-emitting layer, which is a cladding layer, can be provided by co-evaporating a light-emitting material and a material with a small refractive index (a Teflon-based polymer, preferably a copolymer such as Teflon AF). For the vapor deposition conditions, the vapor deposition conditions for the luminescent material described above can be referred to. When applying a DC voltage to the EL element obtained in this way, the anode is set to + and the cathode is set to - and the voltage is 5.
When approximately 40 V is applied, light emission can be observed from the light emitting end face. Furthermore, even if a voltage with the opposite polarity is applied, no current flows and no light is emitted at all. Furthermore, when applying an alternating voltage, light is emitted only when the anode is in a positive state and the cathode is in a negative state. Note that the waveform of the applied alternating current may be arbitrary.
【0043】[0043]
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明する。
実施例1
75mm×25mm×1mmのガラス基板上にITOを
蒸着法にて100nmの厚さで製膜したもの(HOYA
(株)製)を透明支持板とした。この透明支持板をイロ
ピルアルコール中、純粋中、イソプロピルアルコール中
の順で超音波洗浄を行い、その後、乾燥窒素を吹きつけ
基板表面から溶媒を除去した。前記工程で洗浄後の基板
をUV/O3 ドライストリッパー(製品名,UV30
0,サムコインターナショナル製)で3分間処理し、基
板表面の有機物を取り去った。それを市販の真空蒸着装
置(アルバック(株)製)の基板ホルダーに固定した。
正孔注入材料である下記式■に示すTPD,発光材料で
ある下記式■に示すアルミニウムトリオキシン(Al(
Ox ) 3 )及びクラッド層を形成するための低屈
折率な材料であるテフロンAF(デュポン(株)製)を
別々のモリブデン製の抵抗加熱ボートの中に入れ、これ
らを通電用端子に取りつけ真空槽を10−4Paにした
。先ず、TPDの入ったボートとテフロンAFの入った
ボートに通電を行い、各々蒸着速度を3オングストロー
ム/秒にて同時蒸着を行った。これにより、正孔注入層
であるクラッド層(膜厚120nm)を形成した。次に
Al(Ox )3 の入ったボートに通電し、蒸着速度
を2〜3オングストローム/秒にてコアー層(膜厚15
0nm)を形成した。次にテフロンAFの入ったボート
とAl(Ox )3 の入ったボートに通電し、各々蒸
着速度を3オングストローム/秒にて同時蒸着を行った
。これにより、発光層であるクラッド層(膜厚120n
m)を形成した。その後、真空槽を開け基板,クラッド
層,コアー層,クラッド層の積層にステンレス製マスク
を設置した。このマスク開口部は1cm×2.5cmと
なっており励起部位(発光層の端面で励起される部位)
を定めている。さらに、モリブデン製ボートにマグネシ
ウムを入れ、加熱フィラメントに銀を入れ、真空槽を1
0−4Paにした。上記ボート及びフィラメントに通電
し、蒸着速度を14オングストローム/秒にてマグネシ
ウムを、また蒸着速度を0.6〜0.9オングストロー
ム/秒にて銀を同時に蒸着し、マグネシウム−銀電極を
形成した。次いで、真空槽から上記有機EL素子を取り
出し、ガラス切りでガラス基板を破断した。このとき、
励起用マグネシウム,銀電極の長い方向を切り、破断し
励起用電極を1cm×2cmとした。これにより、発光
層の端面で発光する方向を定めた。EXAMPLES Next, the present invention will be explained in more detail by way of examples. Example 1 ITO was formed into a 100 nm thick film by vapor deposition on a 75 mm x 25 mm x 1 mm glass substrate (HOYA
Co., Ltd.) was used as a transparent support plate. This transparent support plate was subjected to ultrasonic cleaning in the following order: propyl alcohol, pure water, and isopropyl alcohol, and then dry nitrogen was blown to remove the solvent from the substrate surface. The substrate after cleaning in the above process is treated with UV/O3 dry stripper (product name: UV30).
0, manufactured by Samco International) for 3 minutes to remove organic substances on the surface of the substrate. It was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation device (manufactured by ULVAC Co., Ltd.). TPD shown in the following formula (■) is a hole injection material, and aluminum trioxin (Al(
Ox) 3) and Teflon AF (manufactured by DuPont, Inc.), a low refractive index material for forming the cladding layer, were placed in separate molybdenum resistance heating boats, attached to current terminals, and heated under vacuum. The tank was set to 10-4 Pa. First, electricity was applied to a boat containing TPD and a boat containing Teflon AF, and simultaneous vapor deposition was performed at a vapor deposition rate of 3 angstroms/second for each. As a result, a cladding layer (thickness: 120 nm) serving as a hole injection layer was formed. Next, the boat containing Al(Ox)3 was energized, and the core layer (thickness 15
0 nm) was formed. Next, electricity was applied to the boat containing Teflon AF and the boat containing Al(Ox)3, and simultaneous vapor deposition was performed at a vapor deposition rate of 3 angstroms/second for each. As a result, a cladding layer (thickness 120 nm) which is a light emitting layer is formed.
m) was formed. Thereafter, the vacuum chamber was opened and a stainless steel mask was placed over the lamination of the substrate, cladding layer, core layer, and cladding layer. The opening of this mask is 1 cm x 2.5 cm, and the excitation area (the area that is excited at the end surface of the light emitting layer)
has been established. Furthermore, magnesium was placed in a molybdenum boat, silver was placed in a heating filament, and a vacuum chamber was opened for 1 hour.
The pressure was set to 0-4Pa. Electricity was applied to the boat and filament to simultaneously deposit magnesium at a deposition rate of 14 angstroms/second and silver at a deposition rate of 0.6 to 0.9 angstroms/second to form a magnesium-silver electrode. Next, the organic EL element was taken out from the vacuum chamber, and the glass substrate was broken with a glass cutter. At this time,
The long direction of the excitation magnesium and silver electrodes was cut and broken to make the excitation electrodes 1 cm x 2 cm. This determined the direction in which light was emitted from the end face of the light emitting layer.
【0044】[0044]
【化13】[Chemical formula 13]
【0045】[0045]
【化14】[Chemical formula 14]
【0046】以上の様にして製造した有機EL素子のI
TOを陽極に、マグネシウム,銀電極を陰極にして電圧
15ボルトを印加すると、発光端面より高輝度の緑色の
発光を得た。次いで、発光端面をフォトダイオードの受
光部に接着させ、フォトダイオードの前記接着部以外の
発光面を黒色テープで光が入らないように覆った。また
、基板を通じてフォトダイオードが受光しないように基
板端面にも黒色テープを取りつけた。このようにした有
機EL素子に電圧15ボルトを印加したところ、有機E
L素子に電流が50mA/cm2 流れ、フォトダイオ
ードにて0.01mWが出力されることを確認した。こ
れは、100mW/cm2 に対応させ輝度に換算する
と約10万cd/m2 の高輝度になる。通常、ITO
側の発光面の輝度は1000cd/m2 であるから、
本発明の端面発光素子はその100倍の輝度を実現した
ことになる。I of the organic EL device manufactured as described above
When a voltage of 15 volts was applied using TO as the anode and the magnesium and silver electrodes as the cathode, high-intensity green light was emitted from the light-emitting end face. Next, the light-emitting end face was adhered to the light-receiving part of the photodiode, and the light-emitting surface of the photodiode other than the adhesive part was covered with black tape to prevent light from entering. Additionally, black tape was attached to the edge of the substrate to prevent the photodiode from receiving light through the substrate. When a voltage of 15 volts was applied to the organic EL element thus constructed, the organic EL element
It was confirmed that a current of 50 mA/cm2 flowed through the L element and 0.01 mW was output from the photodiode. This corresponds to 100 mW/cm2 and when converted into brightness, it becomes a high brightness of about 100,000 cd/m2. Usually ITO
Since the luminance of the side light emitting surface is 1000 cd/m2,
This means that the edge-emitting device of the present invention has achieved brightness 100 times that amount.
【0047】実施例2
Al(Ox )3 からなる発光層であるコアー層を形
成するとき、DCM(レーザー色素,コダック社)のド
ーピング材料を同時に蒸着して、その蒸着量がAl(O
x )3 の約1/100となるようにしたこと以外は
、実施例1と同様に製造し評価を行った。その結果、発
光端面より線状で高輝度な橙色の発光を得た。このとき
の出力は0.03mW,輝度は14万cd/m2 の超
高輝度であった。Example 2 When forming a core layer, which is a light-emitting layer made of Al(Ox)3, a doping material of DCM (laser dye, Kodak Company) was simultaneously vapor-deposited so that the amount of the vapor deposited
It was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1, except that x)3 was approximately 1/100 of that of 3. As a result, linear, high-intensity orange light emission was obtained from the light-emitting end face. The output at this time was 0.03 mW, and the brightness was extremely high at 140,000 cd/m2.
【0048】実施例3
ドーピング材料を別の蛍光色素であるクマリン30(ラ
ムダフィズィクス社)に変えた以外は、実施例2と同様
に素子を製造し、評価を行った。その結果、発光端面よ
り線状で高輝度な青緑色の発光を得た。Example 3 A device was produced and evaluated in the same manner as in Example 2, except that the doping material was changed to another fluorescent dye, Coumarin 30 (Lambda Physics). As a result, linear, high-intensity blue-green light emission was obtained from the light-emitting end face.
【0049】実施例4
実施例1で製造したクラッド層,コアー層及びTPDの
単独層を単独でガラス基板状に製膜し、エリプソメータ
ーにより屈折率を求めた。結果を第2表に示す。Example 4 The cladding layer, core layer and TPD single layer produced in Example 1 were individually formed into a film on a glass substrate, and the refractive index was determined using an ellipsometer. The results are shown in Table 2.
【0050】[0050]
【表2】[Table 2]
【0051】第2表からわかるようにクラッド層の屈折
率は、コアー層の屈折率より小さかった。このとき、非
対称の尺度aは、限り無く0に近い値であった。また、
実施例1及び2のコアー層(膜厚150nm)のとき、
上記導波路構造を有するための第2の条件を満たすθが
存在することが確認された。さらに、クラッド層への電
場の透過深度は約110nmと算出され、この値より実
施例1のクラッド層の膜厚は厚くされ、金属電極による
伝搬損失を防いでいることが判明した。As can be seen from Table 2, the refractive index of the cladding layer was smaller than the refractive index of the core layer. At this time, the asymmetry measure a had a value extremely close to 0. Also,
In the case of the core layer (film thickness 150 nm) of Examples 1 and 2,
It was confirmed that there is a θ that satisfies the second condition for having the above waveguide structure. Further, the penetration depth of the electric field into the cladding layer was calculated to be approximately 110 nm, and from this value it was found that the thickness of the cladding layer in Example 1 was increased to prevent propagation loss due to the metal electrode.
【0052】実施例5
TPDと共蒸着するテフロンAFの代わりに無機材料で
あるMgF2 を用い、電子ビーム共蒸着を行い、クラ
ッド層を形成した以外は、実施例1と同様に製造し評価
を行った。その結果、18V印加したところ輝度は16
万cd/m2 の超高輝度であった。Example 5 A product was produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that MgF2, an inorganic material, was used instead of Teflon AF, which was co-deposited with TPD, and a cladding layer was formed by electron beam co-evaporation. Ta. As a result, when 18V was applied, the brightness was 16
It had an ultra-high brightness of 10,000 cd/m2.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上の如く、本発明の有機EL素子は、
特定の屈折率を有するクラッド層,コア層からなる導波
路構造を用いることによって端面発光を得、低電圧で高
輝度,高効率な発光及び多色発光を可能とした。したが
って、本発明の有機EL素子は、導波路構造により光の
閉じ込めを可能とするものとして、レーザー発振等に有
効に利用できるものである。[Effects of the Invention] As described above, the organic EL device of the present invention has
By using a waveguide structure consisting of a cladding layer and a core layer with a specific refractive index, edge emission was obtained, making it possible to achieve high brightness, highly efficient light emission, and multicolor light emission at low voltage. Therefore, the organic EL device of the present invention can be effectively used for laser oscillation, etc., as it allows light to be confined by the waveguide structure.
【図1】有機EL素子の多層構造を示した概略図である
。FIG. 1 is a schematic diagram showing a multilayer structure of an organic EL element.
【図2】導波路構造の構成を示した概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a waveguide structure.
【図3】導波路構造を示した概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a waveguide structure.
【図4】従来の有機EL素子を示した概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional organic EL element.
1 陽極 2 正孔注入帯域 3 電子注入帯域 4 陰極 5 クラッド層(A) 6 コアー層 7 クラッド層(B) 8 基板 9 正孔注入層 10 発光層 11 電子注入層 1 Anode 2 Hole injection zone 3 Electron injection band 4 Cathode 5 Clad layer (A) 6 Core layer 7 Clad layer (B) 8 Board 9 Hole injection layer 10 Luminescent layer 11 Electron injection layer
Claims (6)
陰極がこの順で積層されると共に、前記陽極と陰極の間
に導波路構造を有することを特徴とする有機エレクトロ
ルミネッセンス素子。[Claim 1] Anode, hole injection zone, electron injection zone,
An organic electroluminescent device characterized in that cathodes are laminated in this order and a waveguide structure is provided between the anode and the cathode.
入層及び発光層として機能するものであり、電子注入帯
域が電子注入層又は電子注入層及び発光層として機能す
るものである請求項1記載の有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。2. The hole injection zone functions as a hole injection layer or a hole injection layer and a light emitting layer, and the electron injection zone functions as an electron injection layer or an electron injection layer and a light emitting layer. Item 1. The organic electroluminescent device according to item 1.
アー層,クラッド層(B)を陽極から陰極方向に順次積
層した構成であり、かつ正孔注入層又は発光層であるク
ラッド層(A)の屈折率nS 、もしくは電子注入層又
は発光層であるクラッド層(B)の屈折率nC が、コ
アー層である発光層の屈折率nf より小さく、かつコ
アー層の膜厚D及び導波させるべき有機エレクトロルミ
ネッセンス素子の放出光の波長λが、下記式(I)を満
足する入射角θを少なくとも一つ存在させるように設定
されることを特徴とする請求項2記載の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子。 (2π/λ)D( nf 2 −nf 2 sin2
θ) 1/2=π−tan−1((nf 2 −nf
2 sin2 θ) /( nf 2 sin2 θ−
ns 2 ))1/2 −tan−1((nf 2 −
nf 2 sin2 θ) /( nf 2 sin2
θ−nc 2 ))1/2
・・・(I)3. The waveguide structure has a structure in which a cladding layer (A), a core layer, and a cladding layer (B) are laminated in order from the anode to the cathode, and the cladding layer (A), which is a hole injection layer or a light emitting layer ( The refractive index nS of A) or the refractive index nC of the cladding layer (B) which is the electron injection layer or the light emitting layer is smaller than the refractive index nf of the light emitting layer which is the core layer, and the thickness D of the core layer and the waveguide 3. The organic electroluminescent device according to claim 2, wherein the wavelength λ of the emitted light of the organic electroluminescent device is set such that at least one incident angle θ that satisfies the following formula (I) exists. . (2π/λ)D(nf 2 −nf 2 sin2
θ) 1/2=π-tan-1((nf 2 -nf
2 sin2 θ) /(nf 2 sin2 θ−
ns 2 )) 1/2 -tan-1((nf 2 -
nf 2 sin2 θ) /(nf 2 sin2
θ-nc 2 )) 1/2
...(I)
波路構造におけるコアー層を導波するモードが少なくと
も1つ存在するように定められている請求項3記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子。4. The organic electroluminescent device according to claim 3, wherein at least one mode is determined to be guided through the core layer in the waveguide structure.
場が浸透する深さdが下記式 d>(λ/2π)/(nf 2 sin2
θ−ns 2 )1/2 又は d>(λ
/2π)/(nf 2 sin2 θ−nc 2 )1
/2 を満足することを特徴とする請求項3記載の有機
エレクトロルミネッセンス素子。5. The thickness of the cladding layer is determined by the following formula: d>(λ/2π)/(nf 2 sin2
θ−ns 2 ) 1/2 or d>(λ
/2π)/(nf2sin2θ-nc2)1
4. The organic electroluminescent device according to claim 3, wherein the organic electroluminescent device satisfies the following.
材料と、該材料より屈折率の大きい蒸着可能な材料を蒸
着し、混合層として形成することを特徴とする請求項3
の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。6. Claim 3, wherein the cladding layer is formed as a mixed layer by depositing a depositable material with a low refractive index and a depositable material with a higher refractive index than the deposited material.
A method for manufacturing an organic electroluminescent device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016801A JP2846483B2 (en) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | Organic electroluminescence device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016801A JP2846483B2 (en) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | Organic electroluminescence device and method of manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237993A true JPH04237993A (en) | 1992-08-26 |
| JP2846483B2 JP2846483B2 (en) | 1999-01-13 |
Family
ID=11926262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3016801A Expired - Fee Related JP2846483B2 (en) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | Organic electroluminescence device and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2846483B2 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH027204A (en) * | 1988-06-27 | 1990-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetic head |
| JPH065364A (en) * | 1992-06-18 | 1994-01-14 | Tokyo Electric Co Ltd | End face luminescence type el element |
| WO1994007344A1 (en) * | 1992-09-22 | 1994-03-31 | Hitachi, Ltd. | Organic luminescent element and its substrate |
| WO1994022974A1 (en) * | 1993-03-26 | 1994-10-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Organic electroluminescent elements |
| US5824603A (en) * | 1993-11-05 | 1998-10-20 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming a low-K layer in an integrated circuit |
| WO2000078102A1 (en) * | 1999-06-10 | 2000-12-21 | Seiko Epson Corporation | Light-emitting device |
| US6392338B1 (en) | 1998-04-23 | 2002-05-21 | Matsushita Electrical Industrial Co., Ltd. | Organic light emitter having optical waveguide for propagating light along the surface of the substrate |
| JP2003500799A (en) * | 1999-05-18 | 2003-01-07 | セイコーエプソン株式会社 | Organic light emitting devices |
| WO2003059628A1 (en) * | 2002-01-16 | 2003-07-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Exposure device and image forming device |
-
1991
- 1991-01-18 JP JP3016801A patent/JP2846483B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH027204A (en) * | 1988-06-27 | 1990-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetic head |
| JPH065364A (en) * | 1992-06-18 | 1994-01-14 | Tokyo Electric Co Ltd | End face luminescence type el element |
| US5847506A (en) * | 1992-09-22 | 1998-12-08 | Hitachi, Ltd. | Organic light emitting device and substrate plate for it |
| WO1994007344A1 (en) * | 1992-09-22 | 1994-03-31 | Hitachi, Ltd. | Organic luminescent element and its substrate |
| US5869199A (en) * | 1993-03-26 | 1999-02-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Organic electroluminescent elements comprising triazoles |
| WO1994022974A1 (en) * | 1993-03-26 | 1994-10-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Organic electroluminescent elements |
| US5824603A (en) * | 1993-11-05 | 1998-10-20 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming a low-K layer in an integrated circuit |
| US6392338B1 (en) | 1998-04-23 | 2002-05-21 | Matsushita Electrical Industrial Co., Ltd. | Organic light emitter having optical waveguide for propagating light along the surface of the substrate |
| JP2003500799A (en) * | 1999-05-18 | 2003-01-07 | セイコーエプソン株式会社 | Organic light emitting devices |
| WO2000078102A1 (en) * | 1999-06-10 | 2000-12-21 | Seiko Epson Corporation | Light-emitting device |
| US6512250B1 (en) | 1999-06-10 | 2003-01-28 | Seiko Epson Corporation | Light-emitting device |
| WO2003059628A1 (en) * | 2002-01-16 | 2003-07-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Exposure device and image forming device |
| US7129965B2 (en) | 2002-01-16 | 2006-10-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Exposure device and image forming device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2846483B2 (en) | 1999-01-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2846571B2 (en) | Organic electroluminescence device | |
| JP2651233B2 (en) | Thin-film organic EL device | |
| JP2651237B2 (en) | Thin-film electroluminescence device | |
| JP4493216B2 (en) | Organic electroluminescence device and method for producing the same | |
| JP4621201B2 (en) | Organic electroluminescence device | |
| JP2838063B2 (en) | Organic electroluminescence device | |
| WO2006095728A1 (en) | Organic electroluminescent color light-emitting device | |
| KR20040101071A (en) | Organic electroluminescent device and method for manufacturing the same | |
| JPH02247278A (en) | Electroluminescence element | |
| JPH053080A (en) | Organic electroluminescent device | |
| WO2005099313A1 (en) | Organic electroluminescence element having two electroluminescent layers through electron barrier layer | |
| JPH07161474A (en) | Organic EL element | |
| WO2007132704A1 (en) | Organic electroluminescence element | |
| WO2006098188A1 (en) | Organic electroluminescent device | |
| CN100505967C (en) | Organic electroluminescent display device | |
| JPH04255692A (en) | Patterning method for organic electroluminescence element | |
| WO2005091685A1 (en) | Organic electroluminescent device and display | |
| JP2001267074A (en) | Organic light emission element | |
| JPH04230997A (en) | Thin film electrode for element, electroluminescence element with it, and manufacture thereof | |
| JPH08248276A (en) | Coupling structure of optical fiber and organic EL element | |
| WO2005086541A1 (en) | Organic electroluminescence element and display | |
| JP2846483B2 (en) | Organic electroluminescence device and method of manufacturing the same | |
| JP3508805B2 (en) | Multicolor light emitting device and method of manufacturing the same | |
| JPH05159882A (en) | Manufacture of electron injectable electrode and manufacture of organic electroluminescence element therewith | |
| WO2005112521A1 (en) | Blue-based organic electro-luminescence element and display device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081030 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081030 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091030 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |