br>[0032] 图12是表示实施例1所制成的元件在电流密度为120mA/cm2时的发光光谱的图。
[0033]图13是实施例1所制成的元件的发光特性，是表示460nm的发光峰值的半幅值对 应于电流密度的曲线图。
[0034] 图14是说明实施方式7所述的发光元件的结构的图。
[0035] 图15是说明实施例2所制成的发光元件的结构的图。
[0036]图16是说明实施例2所制成的发光元件和比较例的发光元件的结构的图。
[0037]图17是表示实施例2所制成的发光元件和比较例的发光元件中的发光光谱强度 对电流密度的依赖性的图。
[0038] 图18是说明比较例的发光元件的层积结构的图。
【具体实施方式】
[0039] 本发明者认为，在迄今为止所报告的光激励有机激光的研宄中，阈值的测量方法 中存在问题。通常，在利用光激励的有机固体激光器中，用强激光照射薄膜状的有机化合 物，测量所得到的荧光。这里，一边改变激光的入射能量，一边测量荧光光谱，并监测光谱半 幅值狭窄的发光峰值强度。上述测量的问题在于，测量是基于入射能量全部由膜中的有机 化合物所吸收的假设。实际上，并没有考虑没有被薄膜中的有机化合物吸收而透过的激光， 或由膜所反射的激光。因此，可以认为产生激光振荡所需的能量密度与目前所报告的值相 比相当小。
[0040] 在有机EL元件中，对有机化合物的薄膜提供大量的载流子。粗略估计，在通电时 在有机EL元件中存在的载流子数和元件中的分子数大致相等，或者前者更多。因此存在着 未携带载流子的分子、即基态的分子数比携带载流子的分子少的可能性。在此状态下，当发 生载流子再复合而引起激励状态时，存在产生激励状态的分子数比基态的分子数相对更多 的状态的可能性。即，可以预计即使低电流量的通电也可以产生充分的反转分布。这里，可 以在元件中设置谐振腔结构。即，所期待的是，使起谐振腔作用的有机化合物薄膜的光学膜 厚为半波长的整数倍，通过由反转分布状态产生的感生发射和谐振来对光进行放大，使激 光振荡成为可能。
[0041] 因此，本发明人以寻找由有机EL元件发射激光振荡的可能性为目的，详细地研宄 了低电流区域中的电流密度和发光强度间的相关关系。结果发现，发光强度与电流密度的 相关关系的全部、或者一部分可以由斜率不同的两条直线表示，且倾斜度大的区域位于相 对于倾斜度小的区域的高电流密度一侧。还发现上述的两个区域相交处的电流密度（阈 值）为数mA/cm 2到数十mA/cm2的很小的数值。同时可以看出，在此阈值前后的发光谱的光 谱半幅值减少20%左右。即，可以确认，在通过将某种特定的多个有机化合物的层相结合而 形成的、以有机化合物为介质的电流激励型激光器件中，也显示出与所谓的固体激光器同 样的行为。
[0042] 以下，参照【附图说明】本发明的实施方式。但是，本发明可以以多种不同的方式实 施，可以不偏离本发明的宗旨及其范围地获得关于其方式和细节的各种变更，这对于本领 域的一般技术人员来说是容易理解的。因此，本发明并不限于本实施方式所记载的内容。
[0043] 实施方式1
[0044] 本实施方式说明了可以从在衬底上层积有电极和有机化合物层的激光器件的衬 底一侧（阳极侧）取出激光的结构。图1所示为在衬底11上积层多个层而形成的本实施 方式的激光器件。在本实施方式中，由于从衬底侧11取出激光，因此，对于激光具有透光性 的衬底即可。具体地，可以使用玻璃、石英、透明塑料等。12是阳极，可以使用金属、合金、 导电性化合物、或上述材料的混合物，而不必特别地考虑功函数。这是由于，在阳极12上形 成的导电性反射体13担当着向有机化合物层注入空穴的任务，因此阳极12与导电性反射 体13欧姆接触即可。但是，由于在衬底11侧输出激光，所以该结构优选使阳极12尽量具 有透光性。因此，在阳极12的材料是金属或合金的情况下，优选使用在可见光区域吸收小 的金属来形成薄膜。具体地，可以使用ITO(氧化铟锡）或ZnO(氧化锌）等透光性导电氧 化物、或者TiN(氮化钛）等透光性导电氮化物。但是，由于这些材料在一定程度上也吸收 光，因此阳极12优选膜厚为lOOnm左右或lOOnm以下的薄膜。
[0045] 导电性反射体13具有用于向有机化合物层注入空穴的电极的功能，和用于将由 发光层16产生的光围在内部并形成驻波的反射镜的功能。因此，作为反射镜，优选在导电 性反射体13中使用对可见光吸收少、反射率高、且具有导电性的材料。由于这里必须向有 机化合物层注入空穴，所以有必要选择功函数大（功函数4. OeV以上）的材料。作为满足 上述条件的材料，可以举出例如Ag或Pt等。另外，由于通过该作为反射镜功能的导电性半 导体13取得激光，反射率优选为50%~95%左右。
[0046] 有机化合物层中包括：对来自阳极的空穴的注入性优良的空穴注入层14;用于将 空穴从空穴注入层14向发光层16高效率地传输的空穴传输层15 ;具有降低来自阴极19的 电子的注入势皇的功能的电子注入层18 ;用于将所注入的电子高效率地传输到发光层16 的电子传输层17。被注入的载流子（空穴和电子）在发光层16中再复合。从上述载流子 注入、传输、再复合到发光的机制与通常的有机EL元件相同。因此，可以在通常的有机EL 元件中使用的材料能够在上述各功能层中使用。本实施方式使用了 5个功能层作为有机化 合物层，但本发明并不限于此，也可以通过由同一层承担多个功能的方式来减少层数。
[0047] 作为形成空穴注入层14的空穴注入材料，使用电离电势小的材料，大致分为金属 氧化物、低分子有机化合物和高分子系化合物。作为金属氧化物的例子，可以使用氧化钒或 氧化钼、氧化钌、氧化铝等。作为低分子有机化合物的例子，可以举出以m-MTDATA为代表的 星爆型（只夕一八一只卜（star burst)型）胺和金属酞菁染料等。另一方面，作为高分子 系化合物的一个例子，可以使用聚苯胺和聚噻吩衍生物等共轭高分子。通过使用上述材料 作为空穴注入层14,降低了空穴注入势皇，从而能高效率地注入空穴。
[0048] 作为空穴传输层15,可以使用公知的材料，芳香族胺就是一个好的例子。例如， 可以使用4,4' -双[N-(l-萘基）-N-苯基-胺]联苯（以下用a-NPB)、或4,4'，4"_三 (N，N-二苯基-胺）三苯胺（以下用TDATA表示）等。而且，作为高分子材料，也可以用显 示良好的空穴传输性的聚（乙烯基咔唑）等。
[0049] 发光层16也可使用已知的材料。例如，三（8-羟基喹啉）铝（以下用Alq 3表示）， 三（4-甲基-8-羟基喹啉）铝（以下用Almq3表示），双（10-羟基苯[n ] _喹啉酸）铍（以 下用BeBq2表示），双（2-甲基-8-羟基喹啉）-(4-羟基-联苯）-铝（以下用BAlq表示）， 双[2- (2-羟基-苯基）-苯并噁唑酸（O '/才年寸'/歹卜）]锌（以下用Zn (BOX) 2表 示），双[2-(2_羟基苯）-苯并噻唑酸（0'/于7'/7卜）]锌（以下用Zn(BTZ) 2表示） 等金属络合物，此外，也可以使用各种荧光色素。另外，也可以使用铂一八乙基卟啉络合物 或三（苯吡啶）铱络合物、三（苯甲亚基丙酮酸）菲铕（卜yy r y 7七卜于 一卜）7工于y卜y y工一口匕°々A )络合物等的磷光材料。特别地，由于与荧光材料相 比，磷光材料的激励寿命长，所以易于获得产生激光振荡所必需的反转分布、即与基态中存 在的分子数相比激励状态中存在的分子数多的状态。
[0050] 上述发光层可以使用发光材料作为掺杂剂。即，也可以以与发光材料相比电离电 势大、且能带间隙大的材料作为基质，并在其中混合少量上述的发光材料（0.001%~30% 左右）。
[0051] 电子输送层17也可以使用公知的材料。具体的说，优选以Alq3为代表的含有喹 啉构架或者苯并喹啉构架的金属络合物或其混合配合基络合物。尤其是，除金属络合物以 外，也可以使用2-(4_联苯）-5-(4_叔丁基苯基）-1，3,4_噁二唑（以下用PBD表示）、1， 3_双[5-(p-叔丁基苯基）-1，3,4_噁二唑-2-基]苯（以下用0XD-7表示）等噁二唑衍生 物；3-(4_叔丁基苯基）-4_苯基-5-(4-联苯）-1，2,4_三唑（以下用TAZ表示）、3-(4_叔 丁基苯基）-4-(4_乙基苯基）-5-(4_联苯）-1，2,4_三唑（以下用p-EtTAZ表示）等的三 唑衍生物；红菲咯啉（以下用BPhen表示）、浴铜灵（以下，用BCP表示）等菲咯啉衍生物。
[0052] 电子注入层18可以使用氟化锂、溴化铯等碱金属盐、氟化钙等的碱土类金属盐。 在电子注入层18上形成阴极19。阴极19可以使用如通常的EL元件中所使用的功函数小 的金属、合金、导电性化合物、以及上述材料的混合物等。具体的说，除可以使用I族或者II 族的典型元素，即Li或Cs等碱金属、以及Mg、Ca、Sr等碱土类金属、以及包含上述元素的 合金（Mg/Ag，Al/Li)之外，也可以使用包括稀土类金属的过渡金属，还可以利用Al、Ag、ITO 等金属（包括合金）的叠层来形成。但在本实施方式中，必须在阴极19与在阳极12上起 反射镜作用的导电性反射体13之间形成使从发光层得到的光产生谐振的谐振腔构造。因 此，阴极材料优选对可见光吸收小、反射率大的金属。具体的说，优选A1或Mg、或者它们的 合金。另外，上述阴极的反射率最好无限接近于