100%，因此应具有不透过可见光程度的膜 厚。
[0053] 上述有机材料可以采用湿法、干法中的任何方法形成。对于高分子材料的情况，可 以采用旋转涂覆法或喷墨法、浸渍涂覆法、印刷法等。另一方面，对于低分子材料，不仅可以 利用浸渍涂覆法或旋转涂覆法，还可以利用真空蒸镀法等成膜。阳极材料和阴极材料可以 利用蒸镀法、溅射法等形成。
[0054] 在此，最重要的是在阳极12上起反射镜作用的导电性反射体13与阴极19间的间 隔。为了形成驻波来对光进行放大，必须具有半波长整数倍的间隔。因此必须以使设置在 导电性反射体13与阴极19之间的有机材料的膜厚乘以其折射率后的膜厚（即光学膜厚） 为激光的半波长的整数倍的方式来设定导电性反射体13和阴极19间的间隔。
[0055] 例如为了放大400nm的光，光学膜厚必须至少为200nm，因此，导电性反射体13和 阴极19的间隔为200nm除以有机材料的折射率后的长度。同样，为了使800nm的光放大， 有机层必须至少有400nm的光学膜厚。因此，导电性反射体13和阴极19的间隔是400nm除 以有机材料的折射率后的长度。上述有机发光材料的发光波长主要存在于可见光区域内。 因此，为了对定义为从400nm到800nm的可见光进行放大，导电性反射体13和阴极19的间 隔、即功能层的光学膜厚必须大于等于200nm。
[0056] 通过在图1所示的有机激光器件的电极间通电，从阴极19注入的电子和从阳极12 注入的空穴主要在发光层6中再复合并发光。所得到的发光的一部分在起反射镜作用的导 电性反射体13和阴极之间被放大。因此，通过以大于等于阈值的电流密度流过电流来形成 反转分布，产生激光。激光从阳极12侧取出。上述激光在从发光层16发射出的光谱内以 在谐振腔结构内允许放大的波长为中心，并能够观察到作为比较尖锐的发光光谱。
[0057] 实施方式2
[0058] 在本实施方式中，表示了用阳极作为反射镜的激光器件的结构。图2中的衬底21 可以使用与实施方式1所示材料相同的材料。在衬底21上形成阳极22。阳极22同时起反 射镜的作用。因此，使用对可见光吸收少、反射率高、且具有导电性的材料来形成阳极22。 由于必须向有机化合物层中注入空穴，所以应选择功函数大（功函数4. 0以上）的材料。作 为满足这些条件的材料，可以使用例如Ag、Pt、或Au等。另外，为了通过该作为反射镜功能 的阳极22取出激光，反射率优选为从50%到90%左右。
[0059] 在阳极22上形成的有机化合物层与实施方式1相同，是将空穴注入层23、空穴传 输层24、发光层25、电子传输层26、电子注入层27等适当层积而形成的。
[0060] 同样地，阴极28也可以用实施方式1所示的材料。阳极22和阴极28的间隔（即， 有机化合物层的光学膜厚）必须按照满足实施方式1所示的条件制成。通过在图2所示的 有机激光器件的电极间通电，从阴极28注入的电子和从阳极22注入的空穴主要在发光层 25中再复合并发光。所获得的发光的一部分在阳极22和阴极28间被放大。因此，通过以 大于等于阈值的电流密度流过电流，形成反转分布，从而产生激光。该激光从阳极22 -侧 取出。可以观察到该激光在由发光层25发射的光谱内以在谐振腔结构内允许放大的波长 为中心的比较尖锐的发光光谱。
[0061] 实施方式3
[0062] 实施方式1和2表示的结构在阳极、或者在阳极上起反射镜作用的导电性反射体 与阴极间形成谐振腔结构，通过由光的放大和相应的电流所引起的反转分布而产生感生发 射，从而形成激光。在此情况下，由于在电极间、或者在导电性反射体与阴极间对光进行放 大，有机化合物层的膜厚必然变厚。由于这与驱动电压的增大有直接的联系，所以导致产生 激光所用的电压升高。在本实施方式中，表示了通过在透明性电极下安装反射镜而使透明 性电极自身成为谐振腔的一部分、从而可以减小有机化合物层的膜厚的激光器件的结构。
[0063] 由于图3是从衬底31侧取出激光的结构，所以希望衬底31对于所产生的激光的 透光性高。具体地说，可以使用如实施方式1、2所示的材料。
[0064] 32是在衬底上形成的反射镜。作为反射镜32优选使用对可见光的吸收少、反射率 高的材料。具体地说，可以是A1、或Ag、Pt等金属或合金。或者也可以形成A1和Si的合 金后再形成Ti膜。还可以使用电介质的多层膜。例如可以举出交替地蒸镀氧化硅和氧化 钛的电介质多层膜等。该电介质多层膜是通过真空蒸镀或溅射等方法而形成的。在该情况 下，氧化硅和氧化钛的膜厚可以根据所谐振的光的波长来决定，光的反射率也可以根据层 数来控制。在本实施方式的激光器件中，由于该反射镜32也是光的取出口、即输出镜，所以 反射率优选设定为50 %~95 %。
[0065] 在上述获得的反射镜32上形成透明电极33。作为透明电极33,可以使用ITO或 ZnO等透明性导电性氧化物、或者TiN等透明性导电性氮化物。但是，由于必须向有机化合 物层注入空穴，所以优选功函数大的材料，例如IT0或TiN等。有机化合物层是空穴注入层 34、空穴传输层35、发光层36、电子传输层37、电子注入层38等，与通过电流流过而导致发 光的有机EL元件的层积构造相同，通过使用实施方式1所示的方法和材料而制成。
[0066] 该透明电极33的膜厚可以按如下的考虑来确定。其中，nOTg为功能层的平均折射 率，膜厚，n^、d+分别为透明电极的折射率与膜厚，X为振荡的光的波长。光学膜 厚d由式⑴给出。
[0067] d=norgXdorg+neleXdele......(1)
[0068] 由于该光学膜厚d必须是半波长（A/2)的整数（q)倍，因此，有式（2)的关系。
【主权项】
1. 一种边缘发光电累浦的有机激光器件，包括： 第一电极和第二电极；W及 夹在所述第一电极和所述第二电极之间的有机化合物层，该有机化合物层包括： 与所述第一电极相邻的空穴注入层； 与所述空穴注入层相邻的空穴传输层； 与所述空穴传输层相邻的发光层，其中该空穴传输层夹在所述空穴注入层和所述发光 层之间； 与所述发光层相邻的电子传输层；W及 与所述电子传输层相邻的电子注入层， 其中所述电子传输层夹在所述电子注入层和所述发光层之间， 其中，多个条纹形成在所述空穴传输层中，W便形成衍射光栅， 所述多个条纹的上表面由所述发光层覆盖， 所述第一电极不透明，所述第二电极包括具有不使可见光透过的厚度的金属，W及 所述发光层发射具有半幅值小于等于lOnm的峰值的光。
2. 根据权利要求1所述的有机激光器件， 其中，所述发光层包含金属络合物作为渗杂剂。
3. 根据权利要求1或2所述的有机激光器件， 其中，所述发光层的基质材料为4, 4' -N，N'-联巧挫-联苯，所述空穴传输层的材料为 4,4' -双阳-(1-蒙基）-N-苯基-胺]-联苯。
4. 根据权利要求1、2或3所述的有机激光器件， 其中，从与电流注入的方向交叉的方向发射具有发光峰值的光。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的有机激光器件， 其中，直到注入到所述有机化合物层中的电流的电流密度达到阔值为止，所述发光峰 值的半幅值的变化大于等于20%。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的有机激光器件， 其中，所述空穴注入层包括金属氧化物。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的有机激光器件， 其中，所述有机化合物层包括磯光化合物。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的有机激光器件，还包括形成在所述有机化合物 层与所述第一电极和所述第二电极之中的至少一个之间的至少一个反射层。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的有机激光器件， 其中，所述金属氧化物为选自氧化饥、氧化钢、氧化钉W及氧化侣中的至少一个氧化物 材料。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的有机激光器件， 其中，所述有机化合物层被设置W允许空穴和电子主要在所述发光层中的再复合。
【专利摘要】本发明是一种具有当注入电流时可以发射激光的有机化合物的有机激光器件。为使本发明的激光器件的有机化合物层能够发射激光，根据其波长来确定层积结构和各层的膜厚。在本发明中，在一对电极间形成的、主要成分是有机化合物的薄膜被称为有机化合物层。有机化合物层是通过被夹在一对电极之间形成的，优选使用载流子传输特性以及发光波长不同的多个层来形成。此外，优选的形式是形成隔着反射体的一对电极的所谓谐振腔结构。
【IPC分类】H01S5-042, H01S5-36, H01L51-52, H05B33-14, H01S5-20, H01S3-14, H05B33-24, H01S5-12, H01S3-17, H01L51-50, H01S5-183
【公开号】CN104659651
【申请号】CN201510091455
【发明人】野村亮二, 安部宽子, 汤川幹央
【申请人】株式会社半导体能源研究所
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2004年6月23日
【公告号】CN1813382A, EP1641092A1, EP1641092A4, EP1641092B1, US20050047458, US20090052491, WO2005002010A1