JP2000200679A - El device - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
- H10K50/854—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＥＬ（エレクトロ
ルミネッセンス）を用いた、発光装置、特に光ファイバ
部端部におけるコア層を用いることにより光ファイバ部
と連続して形成される発光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device using electroluminescence (EL), and more particularly to a light emitting device formed continuously with an optical fiber portion by using a core layer at an end portion of the optical fiber portion.
【０００２】[0002]
【背景技術および発明が解決しようとする課題】光通信
システムで用いられる光源としては、例えば、半導体レ
ーザが用いられる。半導体レーザは、波長選択性に優
れ、単一モードの光を出射できる点で好ましいが、多数
回にわたる結晶成長が必要であり、製造が容易でない。
また、半導体レーザでは、発光材料が限定され、種々の
波長の光を発光することができないという難点を有す
る。2. Description of the Related Art As a light source used in an optical communication system, for example, a semiconductor laser is used. Semiconductor lasers are preferable in that they have excellent wavelength selectivity and can emit single-mode light, but require a large number of crystal growths and are not easy to manufacture.
Further, the semiconductor laser has a drawback that the light emitting material is limited and light of various wavelengths cannot be emitted.
【０００３】また、従来のＥＬ発光素子は、発光波長の
スペクトル幅が広く、表示体などの一部の用途では用い
られているものの、光通信などのスペクトル幅が狭い光
を要求される用途には不向きであった。A conventional EL light emitting element has a wide spectral width of an emission wavelength and is used in some applications such as a display body, but is used in applications requiring a narrow spectral width such as optical communication. Was unsuitable.
【０００４】さらに、半導体レーザなどの発光素子から
出力される光を光ファイバ部のコア層に効率的に導入す
るには、微妙な光学調整が必要であり、コストの増加を
招いていた。Further, in order to efficiently introduce light output from a light emitting element such as a semiconductor laser into a core layer of an optical fiber portion, delicate optical adjustment is required, which has led to an increase in cost.
【０００５】本発明の目的は、発光波長のスペクトル幅
が従来のＥＬ発光素子に比べて格段に狭く、かつ指向性
があり、表示体だけでなく光通信などにも適用でき、し
かも、出力光を光ファイバ部のコア層に容易に高効率で
導入することができるＥＬ装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a light emitting wavelength spectrum width that is much narrower than that of a conventional EL light emitting device, has directivity, can be applied not only to a display, but also to optical communication and the like. Is to provide an EL device that can easily and efficiently introduce the light into the core layer of the optical fiber portion.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係るＥＬ装置
は、ＥＬ素子部と光ファイバ部とを備えたＥＬ装置であ
って、前記光ファイバ部は、コア層およびクラッド層を
含み、前記ＥＬ素子部は、エレクトロルミネッセンスに
よって発光可能な発光層と、該発光層に電界を印加する
ための一対の電極層と、該発光層において発生した光を
前記光ファイバ部のコア層に向けて伝搬するための光導
波路と、を有し、該光導波路に回折格子が形成されてお
り、前記ＥＬ素子部は、前記光ファイバ部のコア層およ
びクラッド層の少なくとも一方と連続的に設けられてい
る。An EL device according to the present invention is an EL device including an EL element section and an optical fiber section, wherein the optical fiber section includes a core layer and a cladding layer, and The element portion is a light emitting layer capable of emitting light by electroluminescence, a pair of electrode layers for applying an electric field to the light emitting layer, and light generated in the light emitting layer propagates toward the core layer of the optical fiber portion. A diffraction grating is formed in the optical waveguide, and the EL element portion is provided continuously with at least one of a core layer and a cladding layer of the optical fiber portion.
【０００７】このＥＬ装置によれば、一対の電極層、す
なわち陰極と陽極とからそれぞれ電子とホールとが発光
層内に注入され、この電子とホールとを発光層で再結合
させて、分子が励起状態から基底状態に戻るときに光が
発生する。そして、発光層で発生した光は、光導波路に
形成された回折格子、つまり互いに屈折率の異なる２種
の領域が交互に周期的に配置された格子の作用により、
波長選択性および指向性を有する。According to this EL device, electrons and holes are injected into the light emitting layer from a pair of electrode layers, that is, a cathode and an anode, and the electrons and holes are recombined in the light emitting layer to form molecules. Light is generated when returning from the excited state to the ground state. The light generated in the light emitting layer is generated by the action of a diffraction grating formed in the optical waveguide, that is, a grating in which two types of regions having different refractive indexes are alternately and periodically arranged.
It has wavelength selectivity and directivity.
【０００８】また、このＥＬ装置では、前記光ファイバ
部のコア層およびクラッド層の少なくとも一方と前記Ｅ
Ｌ素子部とが一体的に形成されているため、ＥＬ素子部
の発光層で得られた、波長選択性および指向性に優れた
光が高い精度で伝送系に供給される。In this EL device, at least one of the core layer and the cladding layer of the optical fiber portion is connected to the E layer.
Since the L element portion is formed integrally, light having excellent wavelength selectivity and directivity obtained in the light emitting layer of the EL element portion is supplied to the transmission system with high accuracy.
【０００９】本発明では、ＥＬ素子部において、発光層
が光導波路に含まれていてもよい。そして、該ＥＬ素子
部における光導波路については、光ファイバ部のコア層
と連続して一体化していてもよく、あるいは別体で光学
的に結合してもよい。In the present invention, the light emitting layer may be included in the optical waveguide in the EL element portion. The optical waveguide in the EL element portion may be continuously integrated with the core layer of the optical fiber portion, or may be optically coupled separately.
【００１０】前記光導波路は、前記光ファイバ部のコア
層から連続するコア層連続部を含むことが望ましい。こ
のコア層連続部を有する場合には、ＥＬ素子部から出力
される光は、高効率で光ファイバと結合する。しかも、
この高効率な結合は、微妙な光学調整を行うことなく得
られる。[0010] It is preferable that the optical waveguide includes a core layer continuous portion continuous from the core layer of the optical fiber portion. When this core layer continuous portion is provided, the light output from the EL element portion is coupled with the optical fiber with high efficiency. Moreover,
This highly efficient coupling can be obtained without fine optical adjustment.
【００１１】前記回折格子は、分布帰還型の回折格子で
あることが望ましい。このように、分布帰還型の回折格
子を形成することにより、発光層で得られた光を共振さ
せ、その結果、波長選択性があり発光スペクトル幅が狭
く、かつ優れた指向性を有する光を得ることができる。
これらの回折格子においては、出射光の波長によって回
折格子のピッチおよび深さが設定される。Preferably, the diffraction grating is a distributed feedback type diffraction grating. Thus, by forming a distributed feedback type diffraction grating, the light obtained in the light emitting layer is resonated, and as a result, light having wavelength selectivity, a narrow emission spectrum width, and excellent directivity is obtained. Obtainable.
In these diffraction gratings, the pitch and depth of the diffraction grating are set according to the wavelength of the emitted light.
【００１２】さらに、分布帰還型の前記回折格子をλ／
４位相シフト構造または利得結合型構造とすることによ
り、出射光をより単一モード化することができる。ここ
で、λは、光導波路内の光の波長を表す。Further, the diffraction grating of the distributed feedback type has a wavelength of λ /
By using a four-phase shift structure or a gain-coupling type structure, emitted light can be made to have a single mode. Here, λ represents the wavelength of light in the optical waveguide.
【００１３】特に、回折格子が分布帰還型であって、さ
らにλ／４位相シフト構造あるいは利得結合型構造を有
することは、本発明に係るＥＬ装置において共通した望
ましい構成である。そして、この回折格子は、上述した
回折格子の機能を達成できればよく、その形成領域は光
導波路を構成するいずれかの層であればよい。In particular, it is a desirable common configuration in the EL device according to the present invention that the diffraction grating is of a distributed feedback type and further has a λ / 4 phase shift structure or a gain coupling type structure. The diffraction grating only needs to be able to achieve the function of the above-described diffraction grating, and its formation region may be any layer constituting the optical waveguide.
【００１４】前記光導波路は、主として光が伝搬される
ＥＬ伝搬層と、該ＥＬ伝搬層より屈折率が小さいＥＬク
ラッド層と、を含み、該ＥＬ伝搬層は、前記光ファイバ
部のコア層から連続するコア層連続部を含むことが望ま
しい。この場合、前記回折格子は、前記ＥＬ伝搬層に形
成することができる。The optical waveguide includes an EL propagation layer through which light is mainly propagated, and an EL cladding layer having a smaller refractive index than the EL propagation layer, wherein the EL propagation layer extends from the core layer of the optical fiber portion. It is desirable to include a continuous portion of the core layer. In this case, the diffraction grating can be formed on the EL propagation layer.
【００１５】さらに、例えば、前記発光層が有機材料を
用いた有機発光層の場合には、前記ＥＬ伝搬層は、光の
閉じ込めのみを目的とする層のみならず、ホール輸送
層、電子輸送層、および透明な電極層などの少なくとも
ひとつを兼ねることもできる。また、前記ＥＬクラッド
層は、前記ＥＬ伝搬層より屈折率が小さい層であればよ
く、光の閉じ込めのみを目的とする層のみならず、電極
層、基板、ホール輸送層および電子輸送層などを兼ねる
ことができる。Further, for example, when the light emitting layer is an organic light emitting layer using an organic material, the EL propagation layer is not only a layer only for confining light, but also a hole transport layer and an electron transport layer. , And at least one of a transparent electrode layer and the like. The EL cladding layer may be a layer having a lower refractive index than the EL propagation layer. Not only a layer only for confining light but also an electrode layer, a substrate, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like. Can double.
【００１６】前記発光層は、発光材料として有機発光材
料を含むことが好ましい。有機発光材料を用いることに
より、例えば半導体材料や無機材料を用いた場合に比べ
て材料の選択の幅が広がり、種々の波長の光を発光する
ことが可能となる。The light emitting layer preferably contains an organic light emitting material as a light emitting material. By using an organic light emitting material, a wider range of materials can be selected than in the case of using a semiconductor material or an inorganic material, and light of various wavelengths can be emitted.
【００１７】次に、本発明に係るＥＬ装置の各部分に用
いることができる材料の一部を例示する。これらの材料
は、公知の材料の一部を示したにすぎず、例示したもの
以外の材料を選択できることはもちろんである。Next, some of the materials that can be used for each part of the EL device according to the present invention will be described. These materials are only a part of known materials, and it is a matter of course that materials other than those exemplified can be selected.
【００１８】（発光層）発光層の材料は、所定の波長の
光を得るために公知の化合物から選択される。発光層の
材料としては、有機化合物および無機化合物のいずれで
もよいが、種類の豊富さや成膜性の点から有機化合物で
あることが望ましい。(Light Emitting Layer) The material of the light emitting layer is selected from known compounds in order to obtain light having a predetermined wavelength. The material of the light emitting layer may be either an organic compound or an inorganic compound, but is preferably an organic compound from the viewpoint of abundant types and film-forming properties.
【００１９】このような有機化合物としては、例えば、
特開平１０−１５３９６７号公報に開示された、アロマ
ティックジアミン誘導体（ＴＰＤ）、オキシジアゾール
誘導体（ＰＢＤ）、オキシジアゾールダイマー（ＯＸＤ
−８）、ジスチルアリーレン誘導体（ＤＳＡ）、ベリリ
ウム−ベンゾキノリノール錯体（Ｂｅｂｑ）、トリフェ
ニルアミン誘導体（ＭＴＤＡＴＡ）、ルブレン、キナク
リドン、トリアゾール誘導体、ポリフェニレン、ポリア
ルキルフルオレン、ポリアルキルチオフェン、アゾメチ
ン亜鉛錯体、ポリフィリン亜鉛錯体、ベンゾオキサゾー
ル亜鉛錯体、フェナントロリンユウロピウム錯体などが
使用できる。Examples of such an organic compound include, for example,
Aromatic diamine derivatives (TPD), oxydiazole derivatives (PBD), oxydiazole dimers (OXD) disclosed in JP-A-10-153967
-8), distilylylene derivative (DSA), beryllium-benzoquinolinol complex (Bebq), triphenylamine derivative (MTDATA), rubrene, quinacridone, triazole derivative, polyphenylene, polyalkylfluorene, polyalkylthiophene, azomethine zinc complex, Porphyrin zinc complex, benzoxazole zinc complex, phenanthroline europium complex and the like can be used.
【００２０】より具体的には、有機発光層の材料として
は、特開昭６３−７０２５７号公報、同６３−１７５８
６０号公報、特開平２−１３５３６１号公報、同２−１
３５３５９号公報、同３−１５２１８４号公報、さら
に、同８−２４８２７６号公報および同１０−１５３９
６７号公報に記載されているものなど、公知のものが使
用できる。これらの化合物は単独で用いてもよく、２種
類以上を混合して用いてもよい。More specifically, examples of the material for the organic light emitting layer include those described in JP-A-63-70257 and JP-A-63-1758.
No. 60, JP-A-2-135361, 2-1.
JP-A-35359, JP-A-3-152184, JP-A-8-248276 and JP-A-10-1539
Known materials such as those described in JP-A-67 can be used. These compounds may be used alone or as a mixture of two or more.
【００２１】また、無機化合物としては、赤色領域のも
のとしてＺｎＳ：Ｍｎ、緑色領域のものとしてＺｎＳ：
ＴｂＯＦ、青色領域のものとしてＳｒＳ：Ｃｕ、Ｓｒ
Ｓ：Ａｇ、ＳｒＳ：Ｃｅなどが例示される。The inorganic compound is ZnS: Mn in the red region and ZnS: Mn in the green region.
TbOF, SrS: Cu, Sr as those in the blue region
S: Ag, SrS: Ce, etc. are exemplified.
【００２２】（光導波路）光導波路は、ＥＬ伝搬層と該
ＥＬ伝搬層より屈折率が小さいＥＬクラッド層を含む。
ＥＬ伝搬層およびＥＬクラッド層は、公知の無機材料お
よび有機材料を用いることができる。(Optical Waveguide) The optical waveguide includes an EL propagation layer and an EL cladding layer having a smaller refractive index than the EL propagation layer.
Known inorganic and organic materials can be used for the EL propagation layer and the EL cladding layer.
【００２３】代表的な無機材料としては、例えば特開平
５−２７３４２７号公報に開示されているような、Ｔｉ
Ｏ2、ＴｉＯ2−ＳｉＯ2混合物、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｓ
ｉ3Ｎ4、Ｔａ2Ｏ5、ＨｆＯ2またはＺｒＯ2などを例示す
ることができる。Typical inorganic materials include, for example, Ti as disclosed in JP-A-5-273427.
O 2 , TiO 2 —SiO 2 mixture, ZnO, Nb 2 O 5 , S
Examples thereof include i 3 N 4 , Ta 2 O 5 , HfO 2 and ZrO 2 .
【００２４】また、代表的な有機材料としては、各種の
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および光硬化性樹脂な
ど、公知の樹脂を用いることができる。これらの樹脂
は、層の形成方法などを考慮して適宜選択される。例え
ば、熱および光の少なくとも一方のエネルギーによって
硬化することができる樹脂を用いることで、汎用の露光
装置やベイク炉、ホットプレートなどが利用できる。As the representative organic material, known resins such as various thermoplastic resins, thermosetting resins, and photocurable resins can be used. These resins are appropriately selected in consideration of a method of forming a layer and the like. For example, by using a resin that can be cured by at least one of heat and light, a general-purpose exposure apparatus, a baking furnace, a hot plate, or the like can be used.
【００２５】このような物質としては、例えば、本願出
願人による特願平１０−２７９４３９号に開示された紫
外線硬化型樹脂がある。紫外線硬化型樹脂としては、ア
クリル系樹脂が好適である。様々な市販の樹脂や感光剤
を利用することで、透明性に優れ、また、短期間の処理
で硬化可能な紫外線硬化型のアクリル系樹脂を得ること
ができる。As such a substance, for example, there is an ultraviolet curable resin disclosed in Japanese Patent Application No. 10-279439 filed by the present applicant. Acrylic resin is suitable as the UV-curable resin. By using various commercially available resins and photosensitizers, it is possible to obtain an ultraviolet-curable acrylic resin which is excellent in transparency and can be cured by a short-term treatment.
【００２６】紫外線硬化型のアクリル系樹脂の基本構成
の具体例としては、プレポリマー、オリゴマー、または
モノマーがあげられる。Specific examples of the basic constitution of the ultraviolet-curable acrylic resin include a prepolymer, an oligomer and a monomer.
【００２７】プレポリマーまたはオリゴマーとしては、
例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレー
ト類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアク
リレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のア
クリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメ
タクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリ
エーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利
用できる。As the prepolymer or oligomer,
For example, acrylates such as epoxy acrylates, urethane acrylates, polyester acrylates, polyether acrylates, and spiroacetal acrylates; methacrylates such as epoxy methacrylates, urethane methacrylates, polyester methacrylates, and polyether methacrylates; Is available.
【００２８】モノマーとしては、例えば、２−エチルヘ
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアク
リレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレング
リコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジア
クリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の
二官能性モノマー、トリメチロールプロバントリアクリ
レート、トリメチロールプロバントリメタクリレート、
ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが
利用できる。Examples of the monomer include 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, carbitol acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate and isovol Monofunctional monomers such as nyl acrylate, dicyclopentenyl acrylate, and 1,3-butanediol acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate,
Bifunctional monomers such as neopentyl glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate,
Polyfunctional monomers such as pentaerythritol triacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate can be used.
【００２９】以上、光の伝搬のみを考慮した無機材料あ
るいは有機材料を例示したが、前述したように、ＥＬ伝
搬層あるいはＥＬクラッド層としては、有機発光層、ホ
ール輸送層、電子輸送層および電極層の少なくとも一層
がＥＬ伝搬層あるいはＥＬクラッド層として機能する場
合には、これらの層を構成する材料も光導波路を構成す
る材料として採用し得る。As described above, the inorganic material or the organic material considering only the propagation of light is exemplified. As described above, the organic light emitting layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electrode are used as the EL propagation layer or the EL clad layer. When at least one of the layers functions as an EL propagation layer or an EL cladding layer, the material forming these layers can also be adopted as the material forming the optical waveguide.
【００３０】（ホール輸送層）必要に応じて設けられる
ホール輸送層の材料としては、公知の光伝導材料のホー
ル注入材料として用いられているもの、あるいはＥＬ装
置のホール注入層に使用されている公知のものの中から
選択して用いることができる。ホール輸送層の材料は、
ホールの注入あるいは電子の障壁性のいずれかの機能を
有するものであり、有機物あるいは無機物のいずれでも
よい。その具体例としては、例えば、特開平８−２４８
２７６号公報に開示されているものを例示することがで
きる。(Hole transporting layer) As a material of the hole transporting layer provided as needed, a material used as a hole injecting material of a known photoconductive material or a hole injecting layer of an EL device is used. It can be used by selecting from known ones. The material of the hole transport layer is
It has either a function of injecting holes or a function of blocking electrons, and may be either an organic substance or an inorganic substance. Specific examples thereof include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-248.
No. 276 can be exemplified.
【００３１】（電子輸送層）必要に応じて設けられる電
子輸送層の材料としては、陰極より注入された電子を有
機発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料
は公知の物質から選択することができる。その具体例と
しては、例えば、特開平８−２４８２７６号公報に開示
されたものを例示することができる。(Electron transporting layer) The material of the electron transporting layer provided as needed may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the organic light emitting layer, and the material may be a known substance. You can choose from. Specific examples thereof include those disclosed in JP-A-8-248276.
【００３２】（電極層）陰極としては、仕事関数の小さ
い（例えば４ｅＶ以下）電子注入性金属、合金電気伝導
性化合物およびこれらの混合物を用いることができる。
このような電極物質としては、例えば特開平８−２４８
２７６号公報に開示されたものを用いることができる。(Electrode Layer) As the cathode, an electron injecting metal, an alloy electrically conductive compound, or a mixture thereof having a small work function (for example, 4 eV or less) can be used.
Examples of such an electrode material include, for example, JP-A-8-248.
No. 276 can be used.
【００３３】陽極としては、仕事関数の大きい（例えば
４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物またはこれ
らの混合物を用いることができる。陽極として光学的に
透明な材料を用いる場合には、ＣｕＩ，ＩＴＯ，ＳｎＯ
2，ＺｎＯなどの導電性透明材料を用いることができ、
透明性を必要としない場合には金などの金属を用いるこ
とができる。As the anode, a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a large work function (for example, 4 eV or more) can be used. When an optically transparent material is used for the anode, CuI, ITO, SnO
2 , conductive transparent materials such as ZnO can be used,
When transparency is not required, a metal such as gold can be used.
【００３４】本発明において、回折格子の形成方法は特
に限定されるものではなく、公知の方法を用いることが
できる。その代表例を以下に例示する。In the present invention, the method of forming the diffraction grating is not particularly limited, and a known method can be used. Representative examples are shown below.
【００３５】（１）リソグラフィーによる方法 ポジまたはネガレジストを紫外線やＸ線などで露光およ
び現像して、レジスト層をパターニングするこにより、
回折格子を作成する。ポリメチルメタクリレートあるい
はノボラック系樹脂などのレジストを用いたパターニン
グの技術としては、例えば特開平６−２２４１１５号公
報、同７−２０６３７号公報などがある。(1) Lithography Method A positive or negative resist is exposed and developed with ultraviolet rays or X-rays to pattern the resist layer.
Create a diffraction grating. As a patterning technique using a resist such as polymethyl methacrylate or a novolak resin, there are, for example, JP-A-6-224115 and JP-A-7-20637.
【００３６】また、ポリイミドをフォトリソブラフィー
によりパターニングする技術としては、例えば特開平７
−１８１６８９号公報および同１−２２１７４１号公報
などがある。さらに、レーザアブレーションを利用し
て、ガラス基板上にポリメチルメタクリレートあるいは
酸化チタンの回折格子を形成する技術として、例えば特
開平１０−５９７４３号公報がある。A technique for patterning polyimide by photolithography is disclosed in, for example,
181689 and 1-222141. Furthermore, as a technique for forming a diffraction grating of polymethyl methacrylate or titanium oxide on a glass substrate by using laser ablation, there is, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-59743.
【００３７】（２）光照射による屈折率分布の形成によ
る方法 光導波路の光導波部に屈折率変化を生じさせる波長の光
を照射して、光導波部に屈折率の異なる部分を周期的に
形成することにより回折格子を形成する。このような方
法としては、特に、ポリマーあるいはポリマー前駆体の
層を形成し、光照射などにより部分的に重合を行い、屈
折率の異なる領域を周期的に形成させて回折格子とする
ことが好ましい。この種の技術として、例えば、特開平
９−３１１２３８号公報、同９−１７８９０１号公報、
同８−１５５０６号公報、同５−２９７２０２号公報、
同５−３２５２３号公報、同５−３９４８０号公報、同
９−２１１７２８号公報、同１０−２６７０２号公報、
同１０−８３００号公報、および同２−５１１０１号公
報などがある。(2) Method of Forming Refractive Index Distribution by Light Irradiation Light of a wavelength that causes a change in the refractive index is applied to the optical waveguide portion of the optical waveguide, and a portion having a different refractive index is periodically applied to the optical waveguide portion. This forms a diffraction grating. As such a method, it is particularly preferable to form a layer of a polymer or a polymer precursor, partially polymerize the layer by light irradiation or the like, and periodically form regions having different refractive indexes to form a diffraction grating. . As this kind of technology, for example, JP-A-9-31238 and JP-A-9-178901,
JP-A-8-15506, JP-A-5-297202,
JP-A-5-32523, JP-A-5-39480, JP-A-9-211728, JP-A-10-26702,
Nos. 10-8300 and 2-51101.
【００３８】（３）スタンピングによる方法 熱可塑性樹脂を用いたホットスタンピング（特開平６−
２０１９０７号公報）、紫外線硬化型樹脂を用いたスタ
ンピング（特願平１０−２７９４３９号）、電子線硬化
型樹脂を用いたスタンピング（特開平７−２３５０７５
号公報）などのスタンピングによって回折格子を形成す
る。(3) Method by stamping Hot stamping using a thermoplastic resin (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 201907), stamping using an ultraviolet curable resin (Japanese Patent Application No. 10-279439), stamping using an electron beam curable resin (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-235075).
A diffraction grating is formed by stamping as described in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. H11-209686.
【００３９】（４）エッチングによる方法 リソグラフィーおよびエッチング技術を用いて、薄膜を
選択的に除去してパターニングし、回折格子を形成す
る。(4) Etching method The thin film is selectively removed and patterned by lithography and etching techniques to form a diffraction grating.
【００４０】以上、回折格子の形成方法について述べた
が、要するに、回折格子は互いに異なる屈折率を有する
２領域から構成されていればよく、屈折率の異なる２種
の材料により２領域を形成する方法、一種の材料を部分
的に変性させるなどして、屈折率の異なる２領域を形成
する方法、などにより形成することができる。The method of forming the diffraction grating has been described above. In short, the diffraction grating only needs to be composed of two regions having different refractive indices, and the two regions are formed of two kinds of materials having different refractive indices. It can be formed by a method, a method of forming two regions having different refractive indexes by partially modifying a kind of material, or the like.
【００４１】また、ＥＬ装置の各層は、公知の方法で形
成することができる。たとえば、発光層は、その材質に
よって好適な成膜方法が選択され、具体的には、蒸着
法、スピンコート法、ＬＢ法、インクジェット法などを
例示できる。Each layer of the EL device can be formed by a known method. For example, a suitable film forming method is selected for the light emitting layer depending on its material, and specific examples include a vapor deposition method, a spin coating method, an LB method, and an ink jet method.
【００４２】[0042]
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は、本
実施の形態に係るＥＬ装置１０００を模式的に示す縦断
面図である。また、図２は、図１に示した線Ｂ−Ｂの位
置における模式的な横断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing an EL device 1000 according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view at the position of line BB shown in FIG.
【００４３】ＥＬ装置１０００は、光ファイバ部２００
と、光ファイバ部２００の端部に形成されたＥＬ素子部
１００とを備えている。The EL device 1000 includes an optical fiber unit 200
And an EL element section 100 formed at an end of the optical fiber section 200.
【００４４】光ファイバ部２００は、芯の部分であるコ
ア層９０と、コア層９０を取り巻くクラッド層９５とを
含んで構成される。The optical fiber section 200 includes a core layer 90 which is a core, and a clad layer 95 surrounding the core layer 90.
【００４５】ＥＬ素子部１００は、図２に横断面図とし
て示すように、ほぼ同心円状に各層が形成されており、
中心部から順に、ＥＬ伝搬層２０、陽極３０、有機発光
層４０、陰極５０、およびＥＬクラッド層６０が積層さ
れている。このＥＬ装置１０００は、ＥＬクラッド層６
０の屈折率が、ＥＬクラッド層６０によって包まれる、
光を透過する各層の屈折率より小さく設定されている。The EL element section 100 has substantially concentric layers as shown in FIG.
An EL propagation layer 20, an anode 30, an organic light emitting layer 40, a cathode 50, and an EL cladding layer 60 are stacked in this order from the center. This EL device 1000 has an EL clad layer 6
A refractive index of 0 is wrapped by the EL cladding layer 60;
The refractive index is set smaller than the refractive index of each layer that transmits light.
【００４６】光が伝搬されるＥＬ伝搬層２０は、陽極３
０の内側に沿って形成されており、光ファイバ部２００
のコア層９０から連続するコア層連続部９２となってい
る。そして、ＥＬ伝搬層２０は、その長さ方向に、互い
に屈折率の異なる第１の層２０ａと第２の層２０ｂとが
交互に連なって回折格子２２を形成している。このよう
に、このＥＬ装置１０００は、光ファイバ部２００のコ
ア層９０から連続するコア層連続部９２を含んで形成さ
れるＥＬ伝搬層２０を備えているため、ＥＬ伝搬層２０
から出力される光は、高効率で光ファイバと結合する。
しかも、この高効率な結合は、微妙な光学調整を行うこ
となく得られる。The EL propagation layer 20 through which the light is propagated is formed by the anode 3
0 along the inside of the optical fiber section 200.
The core layer 90 is a continuous core layer portion 92 from the core layer 90. In the EL propagation layer 20, a first layer 20a and a second layer 20b having different refractive indices are alternately connected in the length direction to form a diffraction grating 22. As described above, since the EL device 1000 includes the EL propagation layer 20 including the core layer continuous portion 92 that is continuous from the core layer 90 of the optical fiber portion 200, the EL propagation layer 20
Is coupled to the optical fiber with high efficiency.
Moreover, this highly efficient coupling can be obtained without performing fine optical adjustment.
【００４７】陽極３０は、有機発光層４０において発生
した光がＥＬ伝搬層２０に導入されるために、前記光に
対して透明な導電材料で構成される。このような透明電
極の材料としては、前述したものを用いることができ
る。さらに、有機発光層４０において発生した光がＥＬ
伝搬層２０に効率よく導入されるために、陽極３０およ
びＥＬ伝搬層２０の屈折率は、有機発光層４０の屈折率
と異なるように設定され、特にＥＬ伝搬層２０の屈折率
が有機発光層４０の屈折率より大きいことが望ましい。The anode 30 is made of a conductive material transparent to the light, since the light generated in the organic light emitting layer 40 is introduced into the EL propagation layer 20. As the material of such a transparent electrode, the above-mentioned materials can be used. Further, light generated in the organic light emitting layer 40 is EL
In order to be efficiently introduced into the propagation layer 20, the refractive indices of the anode 30 and the EL propagation layer 20 are set to be different from the refractive indices of the organic light emitting layer 40. Desirably, the refractive index is greater than 40.
【００４８】回折格子２２は、分布帰還型の回折格子で
あることが好ましい。このように分布帰還型の回折格子
を形成することにより、光を共振させ、波長選択性およ
び指向性に優れ、発光スペクトル幅の狭い光を得ること
ができる。さらに、回折格子２２は、図示はしないが、
λ／４位相シフト構造または利得結合型構造を有するこ
とが好ましい。このようにλ／４位相シフト構造または
利得結合型構造を有することにより、出射光をより単一
モード化することができる。The diffraction grating 22 is preferably a distributed feedback type diffraction grating. By forming a distributed feedback type diffraction grating in this manner, light can resonate, and light with excellent wavelength selectivity and directivity and a narrow emission spectrum width can be obtained. Further, although not shown, the diffraction grating 22 is
It is preferable to have a λ / 4 phase shift structure or a gain coupling type structure. By having the λ / 4 phase shift structure or the gain-coupling type structure as described above, the emitted light can be made into a single mode.
【００４９】ＥＬ装置１０００においては、一方の端面
には高反射率のコーティング層１４が形成されている。
コーティング層１４は、例えば一般的に半導体ＤＦＢレ
ーザで用いられる誘電体多層ミラーなどを用いることが
できる。In the EL device 1000, a coating layer 14 having a high reflectance is formed on one end face.
As the coating layer 14, for example, a dielectric multilayer mirror generally used in a semiconductor DFB laser can be used.
【００５０】次に、このＥＬ装置１０００の動作および
作用について説明する。Next, the operation and operation of the EL device 1000 will be described.
【００５１】陽極３０と陰極５０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極５０から電子が、陽極３０から
ホールが、それぞれ有機発光層４０内に注入される。有
機発光層４０内では、この電子とホールとが再結合され
ることにより励起子が生成され、この励起子が失活する
際に蛍光や燐光などの光が発生する。When a predetermined voltage is applied to the anode 30 and the cathode 50, electrons are injected from the cathode 50 and holes are injected from the anode 30 into the organic light emitting layer 40. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons, and when the excitons are deactivated, light such as fluorescence or phosphorescence is generated.
【００５２】有機発光層４０において発生した光は、一
部は陰極５０あるいはＥＬクラッド層６０によって反射
されて、一部はそのまま透明導電層からなる陽極３０を
経由してＥＬ伝搬層２０内に導入される。ＥＬ伝搬層２
０内に導入された光は、回折格子２２によって分布帰還
型の伝搬が行われ、ＥＬ伝搬層２０内を伝搬し、光ファ
イバ部２００のコア層９０に向けて出射する。この出射
光は、回折格子２２によってＥＬ伝搬層２０で分布帰還
されて出射されるため、波長選択性があり、発光スペク
トル幅が狭く、かつ優れた指向性を有する。さらに、回
折格子２２をλ／４位相シフト構造または利得結合型構
造とすることにより、出射光をより単一モード化するこ
とができる。ここで、λは、光導波路内の光の波長を表
す。The light generated in the organic light emitting layer 40 is partially reflected by the cathode 50 or the EL cladding layer 60 and partially introduced into the EL propagation layer 20 via the anode 30 made of a transparent conductive layer. Is done. EL propagation layer 2
The light introduced into 0 is distributed-propagation-type propagation by the diffraction grating 22, propagates in the EL propagation layer 20, and is emitted toward the core layer 90 of the optical fiber unit 200. Since the emitted light is distributed and fed back by the EL propagation layer 20 by the diffraction grating 22 and emitted, it has wavelength selectivity, a narrow emission spectrum width, and excellent directivity. Furthermore, by making the diffraction grating 22 a λ / 4 phase shift structure or a gain-coupling type structure, emitted light can be made into a single mode. Here, λ represents the wavelength of light in the optical waveguide.
【００５３】また、ＥＬ伝搬層２０は光ファイバ部２０
０のコア層９０から連続するコア層連続部９２を含んで
形成されているため、ＥＬ伝搬層２０から出力される光
は、高効率で光ファイバ部２００に導入される。しか
も、そのために微妙な光学調整を行う必要がない。Also, the EL propagation layer 20 is
The light output from the EL propagation layer 20 is introduced into the optical fiber unit 200 with high efficiency because it is formed including the core layer continuous portion 92 that is continuous from the zero core layer 90. In addition, there is no need for fine optical adjustment.
【００５４】なお、図示の例では、陰極５０の外側にＥ
Ｌクラッド層６０を形成したが、陰極５０が有機発光層
４０で発生した光を十分に反射できる場合には、ＥＬク
ラッド層６０は設けなくともよい。このことは、同様の
構造を有する他の実施の形態についても同様である。In the illustrated example, E
Although the L cladding layer 60 is formed, the EL cladding layer 60 need not be provided if the cathode 50 can sufficiently reflect the light generated in the organic light emitting layer 40. This applies to other embodiments having the same structure.
【００５５】また、図示の例では、ＥＬ伝搬層２０に接
して陽極３０を設けたが、逆にＥＬ伝搬層に接して陰極
５０を設けて有機発光層４０の外側に陽極３０を設ける
こともできる。例えば、陰極５０の膜厚が薄い場合に
は、発光層４０において発生した光が陰極５０を透過す
ることができる。この場合には、陰極５０の内側に、回
折格子２２を有するＥＬ伝搬層２０を形成することによ
り、上述した場合と同様に、波長選択性ならびに指向性
に優れた光を、光ファイバ部２００のコア層９０に向け
て出射させることもできる。この変形例は、同様の構造
を有する他の実施の形態についても同様である。Although the anode 30 is provided in contact with the EL propagation layer 20 in the illustrated example, a cathode 50 may be provided in contact with the EL propagation layer and the anode 30 may be provided outside the organic light emitting layer 40. it can. For example, when the thickness of the cathode 50 is small, light generated in the light emitting layer 40 can pass through the cathode 50. In this case, by forming the EL propagation layer 20 having the diffraction grating 22 inside the cathode 50, light having excellent wavelength selectivity and directivity can be transmitted to the optical fiber unit 200 in the same manner as described above. The light can also be emitted toward the core layer 90. This modification is the same for other embodiments having the same structure.
【００５６】また、陽極３０および陰極５０が有機発光
層４０と接して設けられるのではなく、陽極３０と有機
発光層４０との間にホール輸送層を設けてもよいし、陰
極５０と有機発光層４０との間に電子輸送層を設けても
よい。Further, instead of providing the anode 30 and the cathode 50 in contact with the organic light emitting layer 40, a hole transport layer may be provided between the anode 30 and the organic light emitting layer 40, or the cathode 50 and the organic light emitting layer may be provided. An electron transport layer may be provided between the layer and the layer 40.
【００５７】陽極３０および陰極５０は、良好な外部接
続を得るために、それらの層の外周面すなわち曲面部分
を露出させて、広い面積で電気的接続を行うことが好ま
しい。For the anode 30 and the cathode 50, in order to obtain a good external connection, it is preferable that the outer peripheral surface, that is, the curved surface portion of those layers is exposed and the electric connection is made in a wide area.
【００５８】ＥＬ装置１０００の回折格子２２や有機発
光層４０などの製造方法および各層を構成する材料につ
いては、前述した方法あるいは材料などを適宜用いるこ
とができる。例えば、ＥＬ伝搬層２０の回折格子２２の
形成においては、光照射による屈折率分布の形成による
方法などを好ましく用いることができる。これらの製造
方法および材料については、以下に述べる他の実施の形
態でも同様である。As the method of manufacturing the diffraction grating 22 and the organic light emitting layer 40 of the EL device 1000 and the materials constituting each layer, the above-described methods and materials can be used as appropriate. For example, in forming the diffraction grating 22 of the EL propagation layer 20, a method based on forming a refractive index distribution by light irradiation or the like can be preferably used. These manufacturing methods and materials are the same in other embodiments described below.
【００５９】（第２の実施の形態）図３は、本実施の形
態に係るＥＬ装置２０００を模式的に示す縦断面図であ
る。また、図４は、図３に示した線Ｄ−Ｄの位置におけ
る模式的な横断面図である。(Second Embodiment) FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing an EL device 2000 according to the present embodiment. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line DD shown in FIG.
【００６０】これらの図に示すように、ＥＬ装置２００
０は、第１の実施の形態のようにＥＬ素子部が同心円状
に形成されているのではなく、光ファイバ部２００のコ
ア層９０およびクラッド層９５からそれぞれ連続するコ
ア層連続部９２とクラッド層連続部９７とが横断面視に
おいてほぼ半分取り除かれ、その切断面上に陽極３０、
有機発光層４０、陰極５０、およびＥＬクラッド層６０
がほぼ平面状に積層されて形成されている点が第１実施
形態とは異なる。それ以外の点は第１の実施の形態と同
様であるので、その説明を省略する。また、各図におい
て対応する部分には第１の実施の形態と同一の符号を付
す。As shown in these figures, the EL device 200
0 indicates that the EL element portion is not formed concentrically as in the first embodiment, but the core layer continuous portion 92 and the clad layer continuous from the core layer 90 and the clad layer 95 of the optical fiber portion 200, respectively. Almost half of the layer continuous portion 97 is removed in a cross-sectional view, and the anode 30,
Organic light emitting layer 40, cathode 50, and EL cladding layer 60
Are different from the first embodiment in that they are laminated in a substantially planar shape. The other points are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In the drawings, corresponding parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
【００６１】ＥＬ素子部３００は、図４に横断面図とし
て示すように、光ファイバ部２００のコア層９０および
クラッド層９５からそれぞれ連続するコア層連続部９２
とクラッド層連続部９７とが横断面視においてほぼ半分
取り除かれ、その切断面上に、陽極３０、有機発光層４
０、陰極５０、およびＥＬクラッド層６０がほぼ平面状
に積層されて形成されている。陽極３０は、その一面が
コア層連続部９２に連続的に接する状態で平板状に形成
されている。有機発光層４０は、陽極の他面が連続的に
接する状態で平板状に形成されている。陰極５０は、有
機発光層４０に連続的に接する状態で平板状に形成され
ている。そして、ＥＬクラッド層６０は、陽極３０、有
機発光層４０、および陰極５０を、それらの長さ方向に
わたって包み込む状態で形成されており、クラッド層連
続部９７と接合されている。このＥＬ装置２０００にお
いても、ＥＬクラッド層６０の屈折率が、ＥＬクラッド
層６０によって包まれる光を透過する各層の屈折率より
小さく設定されている。As shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the EL element portion 300 has a core layer continuous portion 92 continuous from the core layer 90 and the clad layer 95 of the optical fiber portion 200.
And a half of the cladding layer continuous portion 97 are removed in a cross sectional view, and the anode 30 and the organic light emitting layer 4
The cathode 0, the cathode 50, and the EL cladding layer 60 are formed in a substantially planar shape. The anode 30 is formed in a flat plate shape with one surface continuously in contact with the core layer continuous portion 92. The organic light emitting layer 40 is formed in a flat plate shape with the other surface of the anode continuously contacting. The cathode 50 is formed in a flat plate shape so as to be continuously in contact with the organic light emitting layer 40. The EL cladding layer 60 is formed so as to surround the anode 30, the organic light emitting layer 40, and the cathode 50 in the length direction thereof, and is joined to the cladding layer continuous portion 97. Also in this EL device 2000, the refractive index of the EL cladding layer 60 is set to be smaller than the refractive index of each layer that transmits light enclosed by the EL cladding layer 60.
【００６２】光が伝搬されるＥＬ伝搬層２０は、陽極３
０の下面に沿って形成されており、光ファイバ部２００
のコア層９０から連続するコア層連続部９２となってい
る。そして、ＥＬ伝搬層２０は、その長さ方向に、互い
に屈折率の異なる第１の層２０ａと第２の層２０ｂとが
交互に連なって回折格子２２を形成している。このよう
に、このＥＬ装置１０００は、光ファイバ部２００のコ
ア層９０から連続するコア層連続部９２を含んで形成さ
れるＥＬ伝搬層２０を備えているため、ＥＬ伝搬層２０
から出力される光は、高効率で光ファイバと結合する。
しかも、この高効率な結合は、微妙な光学調整を行うこ
となく得られる。The EL propagation layer 20 through which light is propagated is
0 is formed along the lower surface of the optical fiber 200.
The core layer 90 is a continuous core layer portion 92 from the core layer 90. In the EL propagation layer 20, a first layer 20a and a second layer 20b having different refractive indices are alternately connected in the length direction to form a diffraction grating 22. As described above, since the EL device 1000 includes the EL propagation layer 20 including the core layer continuous portion 92 that is continuous from the core layer 90 of the optical fiber portion 200, the EL propagation layer 20
Is coupled to the optical fiber with high efficiency.
Moreover, this highly efficient coupling can be obtained without performing fine optical adjustment.
【００６３】なお、図示の例では、ＥＬ伝搬層２０に接
して陽極３０を設けたが、逆にＥＬ伝搬層２０に接して
陰極５０を設けて有機発光層４０の外側に陽極３０を設
けることもできる。例えば、陰極５０の膜厚が薄い場合
には、発光層４０において発生した光が陰極５０を透過
することができる。この場合には、陰極５０の下側に、
回折格子２２を有するＥＬ伝搬層２０を形成することに
より、上述した場合と同様に、波長選択性ならびに指向
性に優れた光を、光ファイバ部２００のコア層９０に向
けて出射させることができる。In the illustrated example, the anode 30 is provided in contact with the EL propagation layer 20. On the contrary, the cathode 50 is provided in contact with the EL propagation layer 20 and the anode 30 is provided outside the organic light emitting layer 40. Can also. For example, when the thickness of the cathode 50 is small, light generated in the light emitting layer 40 can pass through the cathode 50. In this case, below the cathode 50,
By forming the EL propagation layer 20 having the diffraction grating 22, light having excellent wavelength selectivity and directivity can be emitted toward the core layer 90 of the optical fiber unit 200, as in the case described above. .
【００６４】さらに、ＥＬ伝搬層２０を構成する第１の
層２０ａあるいは第２の層２０ｂのいずれかは、空気な
どの気体の層であってもよい。このように、気体の層で
回折格子２２を形成する場合には、回折格子２２を構成
する２つの層２０ａ，２０ｂとの間の屈折率差が大きい
回折格子２２を容易に形成することができる。Further, either the first layer 20a or the second layer 20b constituting the EL propagation layer 20 may be a gas layer such as air. As described above, when the diffraction grating 22 is formed of a gas layer, the diffraction grating 22 having a large refractive index difference between the two layers 20a and 20b constituting the diffraction grating 22 can be easily formed. .
【００６５】本実施の形態では、図４に示すように、Ｅ
Ｌ素子部３００において、陽極３０、有機発光層４０お
よび陰極５０をＥＬ伝搬層２０上に対応するように設け
たが、例えば同図の断面構造において、陽極３０，有機
発光層４０および陰極５０をＥＬ伝搬層２０からクラッ
ド層連続部９７の全幅にわたって設けることもできる。In this embodiment, as shown in FIG.
In the L element portion 300, the anode 30, the organic light emitting layer 40, and the cathode 50 are provided so as to correspond to the EL propagation layer 20. For example, in the sectional structure of FIG. It can also be provided over the entire width from the EL propagation layer 20 to the cladding layer continuous portion 97.
【００６６】（第３の実施の形態）図５は、本実施の形
態に係るＥＬ装置３０００を模式的に示す縦断面図であ
る。また、図６は、図５に示した線Ｆ−Ｆの位置におけ
る模式的な横断面図である。このＥＬ装置３０００は、
ＥＬ伝搬層２０がコア層連続部９２と陽極３０とを含ん
で形成されている点が、第１の実施の形態に係るＥＬ装
置１０００と異なる。それ以外の点については、第１の
実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。ま
た、各図において対応する部分には第１の実施の形態と
同一の符号を付す。(Third Embodiment) FIG. 5 is a longitudinal sectional view schematically showing an EL device 3000 according to the present embodiment. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along the line FF shown in FIG. This EL device 3000
The difference from the EL device 1000 according to the first embodiment is that the EL propagation layer 20 is formed including the core layer continuous portion 92 and the anode 30. Other points are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In the drawings, corresponding parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
【００６７】光が伝搬されるＥＬ伝搬層２０は、陽極３
０とコア層連続部９２とによって形成されている。そし
て、ＥＬ伝搬層２０は、その長さ方向に、互いに屈折率
の異なる、第１の層２０ａすなわち陽極３０と、第２の
層２０ｂすなわちコア層連続部９２とが交互に連なる、
陽極３０とコア層連続部９２との境界領域に回折格子３
２を形成している。このように、このＥＬ装置３０００
は、光ファイバ部２００のコア層９０から連続するコア
層連続部９２を含んで形成されるＥＬ伝搬層２０を備え
ているため、ＥＬ伝搬層２０から出力される光は、高効
率で光ファイバと結合する。しかも、この高効率な結合
は、微妙な光学調整を行うことなく得られる。The EL propagation layer 20 through which the light is propagated is
0 and the core layer continuous portion 92. In the EL propagation layer 20, the first layer 20a, that is, the anode 30, and the second layer 20b, that is, the core layer continuous portion 92, having different refractive indices are alternately continuous in the length direction.
A diffraction grating 3 is provided in a boundary region between the anode 30 and the core layer continuous portion 92.
2 are formed. Thus, the EL device 3000
Has an EL propagation layer 20 formed to include a core layer continuation portion 92 that is continuous from the core layer 90 of the optical fiber portion 200. Combine with Moreover, this highly efficient coupling can be obtained without performing fine optical adjustment.
【００６８】さらに、有機発光層４０において発生した
光が陽極３０およびコア層連続部９２に効率よく導入さ
れるために、陽極３０およびコア層連続部９２の屈折率
と、有機発光層４０の屈折率とは異なるように設定され
ることが望ましい。Further, in order for the light generated in the organic light emitting layer 40 to be efficiently introduced into the anode 30 and the core layer continuous portion 92, the refractive index of the anode 30 and the core layer continuous portion 92 and the refractive index of the organic light emitting layer 40 It is desirable to set the rate differently.
【００６９】回折格子３２は、分布帰還型の回折格子で
あることが好ましい。このように分布帰還型の回折格子
を形成することにより、波長選択性が優れ、発光スペク
トル幅が狭く、かつ指向性に優れた光を得ることができ
る。さらに、回折格子３２は、図示はしないが、λ／４
位相シフト構造または利得結合型構造を有することが好
ましい。このようにλ／４位相シフト構造または利得結
合型構造を有することにより、出射光をより単一モード
化することができる。The diffraction grating 32 is preferably a distributed feedback type diffraction grating. By forming a distributed feedback diffraction grating in this manner, light having excellent wavelength selectivity, a narrow emission spectrum width, and excellent directivity can be obtained. Further, although not shown, the diffraction grating 32 is λ / 4
It is preferable to have a phase shift structure or a gain coupling type structure. By having the λ / 4 phase shift structure or the gain-coupling type structure as described above, the emitted light can be made into a single mode.
【００７０】次に、このＥＬ装置３０００の動作および
作用について説明する。Next, the operation and operation of the EL device 3000 will be described.
【００７１】陽極３０と陰極５０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極５０から電子が有機発光層４０
内に、また、陽極３０からホールが有機発光層４０内
に、注入される。有機発光層４０内では、この電子とホ
ールとが再結合されることにより励起子が生成され、こ
の励起子が失活する際に蛍光や燐光などの光が発生す
る。有機発光層４０において発生した光は、一部は陰極
５０あるいはＥＬクラッド層６０によって反射されて、
一部はそのまま陽極３０およびコア層連続部９２内に導
入される。陽極３０およびコア層連続部９２内に導入さ
れた光は、回折格子３２によって分布帰還型の伝搬が行
われ、ＥＬ伝搬層２０内をその端面に向けて伝搬し、光
ファイバ部２００のコア層９０に向けて出射する。この
出射光は、回折格子３２によってＥＬ伝搬層２０で分布
帰還されて出射されるため、波長選択性があり、発光ス
ペクトル幅が狭く、優れた指向性を有する。さらに、回
折格子３２をλ／４位相シフト構造または利得結合型構
造とすることにより、出射光をより単一モード化するこ
とができる。ここで、λは、導波路層内の光の波長を表
す。When a predetermined voltage is applied to the anode 30 and the cathode 50, electrons are emitted from the cathode 50 to the organic light emitting layer 40.
The holes are injected into the organic light emitting layer 40 from the anode 30. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons, and when the excitons are deactivated, light such as fluorescence or phosphorescence is generated. Part of the light generated in the organic light emitting layer 40 is reflected by the cathode 50 or the EL cladding layer 60,
A part is directly introduced into the anode 30 and the core layer continuous portion 92. The light introduced into the anode 30 and the core layer continuous portion 92 is distributed and propagated by the diffraction grating 32 and propagates through the EL propagation layer 20 toward the end face thereof. The light is emitted toward 90. Since the emitted light is distributed and fed back by the EL propagation layer 20 by the diffraction grating 32 and emitted, it has wavelength selectivity, a narrow emission spectrum width, and excellent directivity. Further, by making the diffraction grating 32 a λ / 4 phase shift structure or a gain-coupling type structure, the emitted light can be made into a single mode. Here, λ represents the wavelength of light in the waveguide layer.
【００７２】この実施の形態では、陽極３０およびコア
層連続部９２によって回折格子３２を形成した例を示し
たが、陽極３０およびコア層連続部９２の代わりに、陽
極３０と陰極５０の位置を入れ替えることによって、陰
極５０およびコア層連続部９２によって回折格子３２を
形成することもできる。In this embodiment, the example in which the diffraction grating 32 is formed by the anode 30 and the core layer continuous portion 92 has been described. However, instead of the anode 30 and the core layer continuous portion 92, the positions of the anode 30 and the cathode 50 are changed. By exchanging, the diffraction grating 32 can be formed by the cathode 50 and the core layer continuous portion 92.
【００７３】また、第１の実施の形態に対する第２の実
施の形態の違いと同様に、ＥＬ素子部４００は、同心円
状に形成するのではなく、光ファイバ部２００のコア層
９０およびクラッド層９５からそれぞれ連続するコア層
連続部９２とクラッド層連続部９７とを横断面視におい
てほぼ半分取り除き、その切断面上に陽極３０、有機発
光層４０、陰極５０、およびＥＬクラッド層６０をほぼ
平面状に積層して形成してもよい。Further, similarly to the difference between the first embodiment and the second embodiment, the EL element section 400 is not formed concentrically, but instead of the core layer 90 and the cladding layer of the optical fiber section 200. The core layer continuous portion 92 and the clad layer continuous portion 97, which are respectively continuous from 95, are almost half removed in cross-sectional view, and the anode 30, the organic light emitting layer 40, the cathode 50, and the EL clad layer 60 are substantially flat on the cut surface. It may be formed by laminating in a shape.
【００７４】（第４の実施の形態）図７は、本実施の形
態に係るＥＬ装置４０００を模式的に示す縦断面図であ
る。また、図８は、図７に示した線Ｈ−Ｈの位置におけ
る模式的な横断面図である。このＥＬ装置４０００は、
ＥＬ伝搬層２０が、陽極３０と、長さ方向に離間して陽
極３０に複数設けられた媒質層４６とを含んで形成され
ている点が、第１の実施の形態に係るＥＬ装置１０００
と異なる。それ以外の点については、第１の実施の形態
と同様であるので、その説明を省略する。また、各図に
おいて対応する部分には第１の実施の形態と同一の符号
を付す。(Fourth Embodiment) FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing an EL device 4000 according to the present embodiment. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view at the position of line HH shown in FIG. This EL device 4000
The EL device 1000 according to the first embodiment is characterized in that the EL propagation layer 20 includes an anode 30 and a plurality of medium layers 46 provided on the anode 30 apart from each other in the length direction.
And different. Other points are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In the drawings, corresponding parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
【００７５】ＥＬ装置４０００においては、光が伝搬さ
れるＥＬ伝搬層２０は、陽極３０と、陽極３０に形成さ
れた媒質層４６とを含んで形成されている。そして、Ｅ
Ｌ伝搬層２０は、その長さ方向に、互いに屈折率の異な
る、第１の層２０ａすなわち陽極３０の一部と、第２の
層２０ｂすなわち媒質層４６とが交互に連なって回折格
子４２を形成している。In the EL device 4000, the EL propagation layer 20 through which light propagates includes the anode 30 and the medium layer 46 formed on the anode 30. And E
The L-propagating layer 20 includes a first layer 20a, that is, a part of the anode 30, and a second layer 20b, that is, a medium layer 46, which have different refractive indices and are alternately connected in the longitudinal direction to form a diffraction grating 42. Has formed.
【００７６】媒質層４６の材料としては、光導波路に用
いられる材料として前述した材料を用いることができ
る。As the material of the medium layer 46, the above-mentioned materials used for the optical waveguide can be used.
【００７７】また、図７および図８から明らかなよう
に、このＥＬ装置４０００は、光ファイバ部２００のコ
ア層９０から連続するコア層連続部９２に接して包み込
む状態で形成されるＥＬ伝搬層２０を備えているため、
ＥＬ伝搬層２０から出力される光は、高効率で光ファイ
バと結合する。しかも、この高効率な結合は、微妙な光
学調整を行うことなく得られる。As is apparent from FIGS. 7 and 8, the EL device 4000 includes an EL propagation layer formed in a state of being wrapped in contact with the core layer continuous portion 92 which is continuous from the core layer 90 of the optical fiber portion 200. 20
Light output from the EL propagation layer 20 is coupled to the optical fiber with high efficiency. Moreover, this highly efficient coupling can be obtained without performing fine optical adjustment.
【００７８】さらに、有機発光層４０において発生した
光が陽極３０、媒質層４６、およびコア層連続部９２に
効率よく導入されるために、陽極３０、媒質層４６、お
よびコア層連続部９２の屈折率と、有機発光層４０の屈
折率とは異なるように設定されることが望ましい。Further, in order for the light generated in the organic light emitting layer 40 to be efficiently introduced into the anode 30, the medium layer 46, and the core layer continuous portion 92, the anode 30, the medium layer 46, and the core layer continuous portion 92 It is desirable that the refractive index is set to be different from the refractive index of the organic light emitting layer 40.
【００７９】回折格子４２は、分布帰還型の回折格子で
あることが好ましい。このように分布帰還型の回折格子
を形成することにより、波長選択性が優れ、発光スペク
トル幅が狭く、かつ指向性に優れた光を得ることができ
る。さらに、回折格子４２は、図示はしないが、λ／４
位相シフト構造または利得結合型構造を有することが好
ましい。このようにλ／４位相シフト構造または利得結
合型構造を有することにより、出射光をより単一モード
化することができる。The diffraction grating 42 is preferably a distributed feedback type diffraction grating. By forming a distributed feedback diffraction grating in this manner, light having excellent wavelength selectivity, a narrow emission spectrum width, and excellent directivity can be obtained. Further, although not shown, the diffraction grating 42 is λ / 4
It is preferable to have a phase shift structure or a gain coupling type structure. By having the λ / 4 phase shift structure or the gain-coupling type structure as described above, the emitted light can be made into a single mode.
【００８０】次に、このＥＬ装置４０００の動作および
作用について説明する。Next, the operation and operation of the EL device 4000 will be described.
【００８１】陽極３０と陰極５０とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極５０から電子が有機発光層４０
内に、また、陽極３０からホールが有機発光層４０内
に、注入される。有機発光層４０内では、この電子とホ
ールとが再結合されることにより励起子が生成され、こ
の励起子が失活する際に蛍光や燐光などの光が発生す
る。有機発光層４０において発生した光は、一部は陰極
５０あるいはＥＬクラッド層６０によって反射されて、
一部はそのまま陽極３０および媒質層４６内に導入され
る。陽極３０および媒質層４６内に導入された光は、回
折格子４２によって分布帰還型の伝搬が行われ、ＥＬ伝
搬層２０内をその端面に向けて伝搬し、光ファイバ部２
００のコア層９０に向けて出射する。この出射光は、回
折格子４２によってＥＬ伝搬層２０で分布帰還されて出
射されるため、波長選択性があり、発光スペクトル幅が
狭く、優れた指向性を有する。さらに、回折格子４２を
λ／４位相シフト構造または利得結合型構造とすること
により、出射光をより単一モード化することができる。
ここで、λは、導波路層内の光の波長を表す。When a predetermined voltage is applied to the anode 30 and the cathode 50, electrons are emitted from the cathode 50 to the organic light emitting layer 40.
The holes are injected into the organic light emitting layer 40 from the anode 30. In the organic light emitting layer 40, the electrons and holes are recombined to generate excitons, and when the excitons are deactivated, light such as fluorescence or phosphorescence is generated. Part of the light generated in the organic light emitting layer 40 is reflected by the cathode 50 or the EL cladding layer 60,
A part is directly introduced into the anode 30 and the medium layer 46. The light introduced into the anode 30 and the medium layer 46 is distributed-propagation-type propagation by the diffraction grating 42, propagates in the EL propagation layer 20 toward the end face, and
The light is emitted toward the core layer 90 of No. 00. The emitted light is distributed and fed back by the diffraction grating 42 in the EL propagation layer 20, and is emitted. Therefore, the emitted light has wavelength selectivity, a narrow emission spectrum width, and excellent directivity. Further, by forming the diffraction grating 42 to have a λ / 4 phase shift structure or a gain coupling type structure, the emitted light can be made into a single mode.
Here, λ represents the wavelength of light in the waveguide layer.
【００８２】この実施の形態では、陽極３０および陽極
３０に離間して設けられた媒質層４６によって回折格子
４２を形成した例を示したが、陽極３０と陰極５０の位
置を入れ替えて、陰極５０と陰極５０に離間して設けた
媒質層とを含んで回折格子を形成することもできる。In this embodiment, an example is shown in which the diffraction grating 42 is formed by the anode 30 and the medium layer 46 provided at a distance from the anode 30. A diffraction grating can be formed by including a medium layer provided separately from the cathode 50.
【００８３】また、第１の実施の形態に対する第２の実
施の形態の違いと同様に、ＥＬ素子部５００は、同心円
状に形成するのではなく、光ファイバ部２００のコア層
９０およびクラッド層９５からそれぞれ連続するコア層
連続部９２とクラッド層連続部９７とを横断面視におい
てほぼ半分取り除き、その切断面上に陽極３０、媒質層
４６、有機発光層４０、陰極５０、およびＥＬクラッド
層６０をほぼ平面状に積層して形成してもよい。Further, similarly to the difference between the first embodiment and the second embodiment, the EL element section 500 is not formed concentrically, but instead of the core layer 90 and the cladding layer of the optical fiber section 200. The core layer continuous part 92 and the clad layer continuous part 97, which are respectively continuous from 95, are almost half removed in cross-sectional view, and the cut surface thereof is provided with an anode 30, a medium layer 46, an organic light emitting layer 40, a cathode 50, and an EL clad layer. 60 may be formed by laminating them in a substantially planar shape.
【００８４】以上述べた実施の形態では、発光層として
有機発光層を用いたものについて述べたが、有機発光層
の代わりに無機材料からなる発光層を用いてもよい。In the above-described embodiment, the case where the organic light emitting layer is used as the light emitting layer has been described, but a light emitting layer made of an inorganic material may be used instead of the organic light emitting layer.
【００８５】[0085]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
発光波長のスペクトル幅が狭く、指向性に優れ、さら
に、発光部分と伝送部分での位置精度が良好なＥＬ装置
が提供される。As described in detail above, according to the present invention,
An EL device having a narrow emission wavelength spectrum width, excellent directivity, and good positional accuracy in a light emitting portion and a transmission portion is provided.
【００８６】[0086]
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＥＬ装置を模
式的に示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing an EL device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示した線Ｂ−Ｂの位置における模式的な
横断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view at the position of line BB shown in FIG.
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るＥＬ装置を模
式的に示す縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing an EL device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】図３に示した線Ｄ−Ｄの位置における模式的な
横断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view at the position of line DD shown in FIG. 3;
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るＥＬ装置を模
式的に示す縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view schematically showing an EL device according to a third embodiment of the present invention.
【図６】図５に示した線Ｆ−Ｆの位置における模式的な
横断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along line FF shown in FIG.
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るＥＬ装置を模
式的に示す縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing an EL device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】図７に示した線Ｈ−Ｈの位置における模式的な
横断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view at the position of line HH shown in FIG. 7;
２２，３２，４２ 回折格子 ２０ ＥＬ伝搬層 ３０ 陽極 ４０ 有機発光層 ５０ 陰極 ６０ ＥＬクラッド層 ９０ コア層 ９２ コア層連続部 ９５ クラッド層 ９７ クラッド層連続部 １００，３００，４００，５００ ＥＬ素子部 ２００ 光ファイバ部 １０００，２０００，３０００，４０００ ＥＬ装置 22, 32, 42 Diffraction grating 20 EL propagation layer 30 Anode 40 Organic light emitting layer 50 Cathode 60 EL cladding layer 90 Core layer 92 Core layer continuous part 95 Cladding layer 97 Cladding layer continuous part 100, 300, 400, 500 EL element part 200 Optical fiber section 1000, 2000, 3000, 4000 EL device
Claims (8)
Ｌ装置であって、 前記光ファイバ部は、コア層およびクラッド層を含み、 前記ＥＬ素子部は、エレクトロルミネッセンスによって
発光可能な発光層と、該発光層に電界を印加するための
一対の電極層と、該発光層において発生した光を前記光
ファイバ部のコア層に向けて伝搬するための光導波路
と、を有し、該光導波路に回折格子が形成されており、 前記ＥＬ素子部は、前記光ファイバ部のコア層およびク
ラッド層の少なくとも一方と連続的に設けられた、ＥＬ
装置。1. An electronic device comprising an EL element section and an optical fiber section.
L device, wherein the optical fiber portion includes a core layer and a cladding layer, the EL element portion includes a light emitting layer capable of emitting light by electroluminescence, and a pair of electrode layers for applying an electric field to the light emitting layer. And an optical waveguide for propagating light generated in the light emitting layer toward the core layer of the optical fiber portion, wherein a diffraction grating is formed in the optical waveguide, and the EL element portion includes: An EL continuously provided with at least one of a core layer and a clad layer of the optical fiber portion;
apparatus.
るコア層連続部を含んで形成された、ＥＬ装置。2. The EL device according to claim 1, wherein the optical waveguide is formed to include a core layer continuous portion continuous from a core layer of the optical fiber portion.
置。3. The EL device according to claim 1, wherein the diffraction grating is a distributed feedback type diffraction grating.
置。4. The EL device according to claim 3, wherein the diffraction grating has a λ / 4 phase shift structure.
装置。6. The EL according to claim 1, wherein the light emitting layer includes an organic light emitting material as a light emitting material.
apparatus.
と、該ＥＬ伝搬層より屈折率が小さいＥＬクラッド層
と、を含み、 前記ＥＬ伝搬層は、前記光ファイバ部のコア層から連続
するコア層連続部を含む、ＥＬ装置。7. The EL waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide includes an EL propagation layer through which light mainly propagates, and an EL cladding layer having a smaller refractive index than the EL propagation layer. The EL device, wherein the propagation layer includes a core layer continuous portion continuous from the core layer of the optical fiber portion.
置。8. The EL device according to claim 7, wherein the diffraction grating is formed on the EL propagation layer.
Priority Applications (5)
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| JP10377151A JP2000200679A (en) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | El device |
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Applications Claiming Priority (1)
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| Country | Link |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003271077A (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Sharp Corp | Display device and its manufacturing method |
-
1998
- 1998-12-29 JP JP10377151A patent/JP2000200679A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7250636B2 (en) | 2002-03-18 | 2007-07-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display apparatus and method for producing the same |
| US7309880B2 (en) | 2002-03-18 | 2007-12-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display apparatus and method for producing the same |
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