JPH07193280A - Led素子 - Google Patents

Led素子

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JPH07193280A
JPH07193280A JP33042693A JP33042693A JPH07193280A JP H07193280 A JPH07193280 A JP H07193280A JP 33042693 A JP33042693 A JP 33042693A JP 33042693 A JP33042693 A JP 33042693A JP H07193280 A JPH07193280 A JP H07193280A
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Kazuo Isaka
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 活性層の機能と光導波機能とが詰抗せずに、
低電圧で、高輝度且つ任意波長の発光を得ることのでき
るLED発光素子を提供する。 【構成】 少なくとも陽極層14、活性層15及び陰極
層16を順次積層し、前記活性層において発光された光
を閉じ込めて光伝播をおこなう光導波路13を活性層以
外の層に設けてなるLED素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイ、アレイ
発光素子等に応用可能なLED素子及びその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、無機LED素子に比べ、可撓性を
有し、発光波長の選択範囲が広く、製造コストが安い等
の利点を有する有機LED素子に関する研究が数多く行
われている。
【0003】LED素子においては発光効率が低い場
合、発光に寄与しなかった電流により活性層に発熱が生
じ、特に有機LED素子においては素子劣化の原因とな
っていた。
【0004】そこで発光効率を向上させるために素子に
光導波機能を付与し、活性層中の随所で発光された光を
伝播して一箇所に集めることにより、高密度、高輝度な
光を利用する技術が種々検討されている。
【0005】例えば、「Directed beam emission fr
om edge in organic electroluminescent diode」
(Appl.Phys.Lett.62(7)、15F
eb.1993)には、活性層に光導波機能をもたせる
ことにより、発光された光を活性層端面に集光する技術
が記載されている。
【0006】また、米国特許第4535341号には、
電極層、絶縁層、蛍光体層、絶縁層及び電極層を順次積
層してなる無機LED素子において、蛍光体層に光導波
機能をもたせることにより輝度向上をはかる技術が開示
されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発光効
率を向上させるための上記従来技術においては、光を発
光する活性層自体に光導波機能をもたせているため、活
性層の発熱により素子が劣化したり、蛍光体により光が
散乱される、という問題が生じていた。また、体積層の
屈折率の差により光導波路を形成する場合には、活性層
に特定の屈折率が要求されるため、材料選択に制限が生
じる、という不都合があった。
【0008】本発明は、上記従来技術に鑑み、活性層の
機能と光導波機能とが詰抗せずに、低電圧で、高輝度且
つ任意波長の発光を得ることのできるLED発光素子を
提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、少なくとも陽極層、活性層及び陰極層を順次積層
し、前記活性層において発光された光を閉じ込めて光伝
播をおこなう光導波路を活性層以外の層に設けてなるL
ED素子である。
【0010】また、本発明は、陽極層又は陰極層が光導
波路であることを含むものである。また、本発明は、基
板上に、光導波路が形成された導波層、透明電極からな
る陽極層、活性層及び陰極層が順次積層されてなること
を含むものである。
【0011】
【作用】以下、本発明を詳細に説明する。
【0012】陽極層は、高仕事関数の電極であることが
好ましく、金属電極の場合はAu、透明電極の場合はC
uI、ITO、SnO2 、ZnO等の材料が好ましく使
用される。
【0013】陰極層は、低仕事関数の電極であることが
好ましく、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、イン
ジウム等の電極材料が好ましく使用される。
【0014】活性層は、陽極層から正孔が注入される正
孔注入層、並びに陰極層から電子が注入される電子注入
層からなる。また、蛍光体を含有する蛍光体層を正孔注
入層と電子注入層との間に設けてもよい。
【0015】光導波路は、屈折率の大きい層(コア層)
の上下に屈折率の小さい層(クラッド層)を配すること
により形成される。屈折率の異なる境界面で光が全反射
されることにより屈折率の大きい層内に光が閉じ込めら
れて伝播される。
【0016】また、層表面を反射材料により被覆するこ
とによっても光導波路が得られる。更に、上記2方法を
併用することにより、活性層が広い平面を形成する場合
に発光面からほぼ垂直に出射された光を反射材料により
反射し、光導波路から放出されることを防ぐことができ
る。
【0017】光導波路を構成する材料としては、屈折率
1.5前後のPMMA、2−メチルシクロヘキシルメタ
クリレート、アリルジクリコールカーボネート、ポリア
リルメタクリレート、ポリクロロヘキシルメタクリレー
ト、Glass Resin100(オーエンス・イリ
ノイ社製)、屈折率約1.55〜1.57のアクリルニ
トリルスチレン共重合体、ポリジアリルフタレート、屈
折率1.58〜1.6のポリカーボネート、ポリスチレ
ン、屈折率約1.68のポリビニルナフタレン、ポリビ
ニルカルバゾール、屈折率1.9〜2.3のTa25
ZnO等の材料を適宜コア層又はクラッド層として用い
ることができる。屈折率1.5以下の材料としてテフロ
ン系ポリマーを利用することができる。テフロン系ポリ
マーとしては、テトラフルオロエチレンと少なくとも1
種のコモノマーとからなる共重合体が好ましい。
【0018】その他の低屈折率材料としては、屈折率
1.3〜1.5のMgF2、SrF2、CaF2、等が好
ましい。
【0019】各層の厚さは、最低1つのモードが存在す
るように決定される。
【0020】また、本発明においては発光効率を向上さ
せるために活性層を薄くした場合でも、導波路が適度な
厚さを有していれば光の伝播が可能になる、という効果
を期待できる。
【0021】
【実施例】以下、実施例により、本発明を具体的に説明
する。
【0022】実施例1 図1は、本発明LED素子の1態様を示す断面図であ
る。
【0023】PETからなる基板1上に導電性ポリアニ
リンをスピンコートし、陰極層2とした。次いで、活性
層の電子注入層としてPANI−SCA(polyaniline-
camphor-sulfonic acid)のメタクレゾール溶液をスピ
ンコートし60℃で12時間乾燥させた。次いで、活性
層の正孔注入層としてMEH−PPV(poly(2-methoxy
-5-(2'-ethylhexoxy)-1,4-phenylene-vinylene)のキシ
レン溶液をスピンコートし活性層3を得た。次いでSn
2透明電極(屈折率約2.0)を塗布加熱により製膜
し陽極層4とし、バッファ層としてSiO2膜(n=
1.45)を設けて更にアルミ反射層5を蒸着すること
により陽極層4を光導波路とした。
【0024】陰極層2及び陽極層4間に電圧を印加する
と、陽極層の端面4−1から高輝度な発光が確認され
た。
【0025】陽極層をTiO2に変更しても良好な結果
が得られた。
【0026】実施例2 実施例1においてアルミ反射層を屈折率1.3のテフロ
ン系ポリマーに変えた以外は実施例1と同様にLED素
子を形成した。
【0027】陽極側に屈折率の差をつくることによって
導波路を構成したので、Al反射層による光吸収を減少
させることができた。
【0028】その結果、端面から実施例1よりも高輝度
な発光が確認された。
【0029】実施例3 図2は、本発明LED素子の他の態様を示す断面図であ
る。
【0030】まず、ガラス基板11上にAu反射層12
を蒸着した。次いで、バッファ層としてSiO2膜を設
け導波層13として反応性スパッタにより屈折率2.1
のTa25を堆積させた。次いで、ITO透明電極を陽
極層14として蒸着により形成した。次いで、活性層1
5を形成した。活性層は、正孔注入層としてトリフェニ
ルアミン誘導体を使用し、蛍光体層としてトリス(8−
ヒドロキシキノリノール)アルミニウム(略称Alq
3)を使用し、電子注入層としてベリレン誘導体を使用
し、それぞれ抵抗加熱蒸着法により、通常真空中で1〜
3オングストローム/秒の蒸着速度で連続に成膜した。
【0031】得られた素子に電圧を印加した結果、導波
層13の端面より発光中心波長が520nmの発光が得
られた。
【0032】実施例4 図3は本発明の更に別の態様を示す平面図及び断面図で
ある。
【0033】厚さ20μmの可撓性PET基板上に、反
射層18、導波層19、陽極層20、活性層21及び陰
極層22を実施例3と同様の材料により積層し、端部に
アレイ状の露光部を形成するようにパターンニングし
た。尚、反射層18の1部には光取出口23を設けた。
【0034】図4は、上記のごとく作製したLED素子
を光アレイ素子24として使用する1例を示す模式図で
ある。光アレイ素子24は電子写真感光体25に軽く接
触させて用いることにより、感光体上に集光させるため
のレンズが不要になる、という効果を奏する。ギャップ
制御の必要が無いため構成を簡便にすることができた。
【0035】実施例5 層構成は実施例4とほぼ同じであるが、基板はガラスと
してガラス基板にマイクロレンズを構成して電子写真感
光体用の非接触露光アレイ素子とした。非接触なので耐
久性もよく高精度な記録を行うことができた。
【0036】導波路層表面にリソグラフィーでパターン
化を行い堆積又はエッチングにより凹凸を、あるいは導
波路層内又は近傍の媒質の屈折率を周期的に変化させた
グレーティング構造を形成して活性層から光導波路層へ
の光の導入効率を向上させることもよい方法である。
【0037】以上実施例においては、有機LED素子を
例示して説明したが、本発明は無機LED素子も含むも
のである。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、LED素子において光
導波路を活性層と独立に設けたことにより、活性層の材
料選択性を広げ、活性層の発熱を防ぎ効率よく光伝播を
行うことが可能となり、その結果、低電圧で、高輝度且
つ任意波長の発光を得ることができる、という効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明LED素子の1態様を示す断面図であ
る。
【図2】本発明LED素子の別の態様を示す断面図であ
る。
【図3】本発明LED素子の更に別の態様を示す模式図
であり、(a)平面図、(b)断面図である。
【図4】本発明LED素子を光アレイ素子として使用す
る1例を示す模式図である。
【符号の説明】
1、11、17 基板 2、16、22 陰極層 3、15、21 活性層 4、14、20 陽極層 5、12、18 反射層 13、19 導波層 23 光取出口 24 光アレイ素子 25 電子写真感光体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも陽極層、活性層及び陰極層を
    順次積層し、前記活性層において発光された光を閉じ込
    めて光伝播をおこなう光導波路を活性層以外の層に設け
    てなるLED素子。
  2. 【請求項2】 陽極層又は陰極層が光導波路である請求
    項1に記載のLED素子。
  3. 【請求項3】 基板上に、光導波路となる導波層、透明
    電極からなる陽極層、活性層及び陰極層が順次積層され
    てなる請求項1に記載のLED素子。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003500799A (ja) * 1999-05-18 2003-01-07 セイコーエプソン株式会社 有機発光デバイス
JP2005241897A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Kyocera Corp 光電子混在基板
JP2006278494A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Fuji Photo Film Co Ltd 光出射装置及び光出射方法
JP2007505484A (ja) * 2003-09-09 2007-03-08 アーテー・ウント・エス・オーストリア・テヒノロギー・ウント・ジュステームテッヒニク・アクチェンゲゼルシャフト 薄膜アセンブリおよび薄膜アセンブリの製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003500799A (ja) * 1999-05-18 2003-01-07 セイコーエプソン株式会社 有機発光デバイス
JP2007505484A (ja) * 2003-09-09 2007-03-08 アーテー・ウント・エス・オーストリア・テヒノロギー・ウント・ジュステームテッヒニク・アクチェンゲゼルシャフト 薄膜アセンブリおよび薄膜アセンブリの製造方法
JP2005241897A (ja) * 2004-02-26 2005-09-08 Kyocera Corp 光電子混在基板
JP2006278494A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Fuji Photo Film Co Ltd 光出射装置及び光出射方法

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