CN105972474A - 发光器件、发光装置以及检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能控制亮度、指向性或偏振特性的具有新型结构的发光器件、发光装置和检测装置。发光器件具有光致发光层和形成在该光致发光层或透光层中至少一者的至少一个周期结构。该周期结构包含多个凸部和多个凹部中至少一者,该光致发光层发出的光包括空气中波长为λa的第一光,将相邻的凸部之间或凹部之间的距离设定为Dint、该周期结构的周期为pa、该光致发光层对该第一光的折射率为nwav‑a时,成立λa/nwav‑a<Dint<λa或λa/nwav‑a<pa<λa的关系。经由该周期结构向与该光致发光层垂直方向射出光的光谱中强度达到峰值的波长A从该光致发光层所包含的光致发光材料的发光光谱中强度达到峰值的波长B偏离。

Description

发光器件、发光装置从及检测装置
技术领域
[0001] 本发明设及具有光致发光层的发光器件、发光装置W及检测装置。
背景技术
[0002] 对于照明器具、显示器、投影仪之类的光学设备而言,在多种用途中需要向所需的 方向射出光。巧光灯、白色Lm)等所使用的光致发光材料各向同性地发光。因此,为了使光仅 向特定方向射出,运种材料与反射器、透镜等光学部件一起使用。例如,专利文献1公开了使 用布光板和辅助反射板来确保指向性的照明系统。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特开2010-231941号公报
发明内容
[0006] 发明所要解决的问题
[0007] 对于光学设备而言,当配置反射器、透镜等光学部件时,需要增大光学设备自身的 尺寸来确保它们的空间。优选不用运些光学部件,或者至少使它们小型化。
[0008] 本发明提供能够控制光致发光材料的发光效率、指向性或偏振特性的具有新型结 构的发光器件、具备该发光器件的发光装置W及检测装置。
[0009] 用于解决问题的手段
[0010] 本发明的一个方案的发光器件具有光致发光层和形成在上述光致发光层和透光 层中的至少一者上的至少一个周期结构。上述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少 一者,上述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为λ。的第一光,当将相邻的凸部之间 或凹部之间的距离设定为化nt、将上述周期结构的周期设定为Pa、将上述光致发光层对上述 第一光的折射率设定为rw-a时,成立λ3/η>«ν-3< Dint <λ。或Aa/riwav-a <化<λ。的关系。经由上 述周期结构向与上述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到峰值的波长A从由 上述光致发光层所发出的光的强度达到峰值的波长B偏离。
[0011] 上述总的方案或具体的方案可W通过器件、装置、系统、方法或它们的任意组合来 实现。
[0012]发明效果
[0013] 本发明的某些实施方式的发光器件、发光装置W及检测装置具有新型构成,根据 新的机理,能够控制亮度、指向性或偏振特性。
附图说明
[0014] 图1A是表示某个实施方式的发光器件的构成的立体图。
[0015] 图1B是图1A所示的发光器件的局部剖视图。
[0016] 图1C是表示另一个实施方式的发光器件的构成的立体图。
[0017] 图ID是图1C所示的发光器件的局部剖视图。
[0018] 图2是表示分别改变发光波长和周期结构的周期来计算向正面方向射出的光的增 强度的结果的图。
[0019] 图3是图示式(10)中的m=l和m = 3的条件的图表。
[0020] 图4是表示改变发光波长和光致发光层的厚度t来计算向正面方向输出的光的增 强度的结果的图。
[0021] 图5A是表示厚度t = 238皿时计算向X方向导波(引导光(to guide light))的模式 的电场分布的结果的图。
[0022] 图5B是表示厚度t = 539nm时计算向X方向导波的模式的电场分布的结果的图。
[0023] 图5C是表示厚度t = 300nm时计算向X方向导波的模式的电场分布的结果的图。
[0024] 图6是表示W与图2的计算相同的条件就光的偏振为具有与y方向垂直的电场成分 的TE模式时计算光的增强度的结果的图。
[0025] 图7A是表示二维周期结构的例子的俯视图。
[0026] 图7B是表示就二维周期结构进行与图2相同的计算的结果的图。
[0027] 图8是表示改变发光波长和周期结构的折射率来计算向正面方向输出的光的增强 度的结果的图。
[0028] 图9是表示W与图8相同的条件将光致发光层的膜厚设定为lOOOnm时的结果的图。
[0029] 图10是表示改变发光波长和周期结构的高度来计算向正面方向输出的光的增强 度的结果的图。
[0030] 图11是表示W与图10相同的条件将周期结构的折射率设定为np = 2.0时的计算结 果的图。
[0031] 图12是表示设定为光的偏振为具有与y方向垂直的电场成分的TE模式来进行与图 9所示的计算相同的计算的结果的图。
[0032] 图13是表示W与图9所示的计算相同的条件将光致发光层的折射率nwav变更为1.5 时的结果的图。
[0033] 图14是表示在折射率为1.5的透明基板之上设置有与图2所示的计算相同的条件 的光致发光层和周期结构时的计算结果的图。
[0034] 图15是图示式(15)的条件的图表。
[0035] 图16是表示具备图1A、1B所示的发光器件100和使激发光射入光致发光层110的光 源180的发光装置200的构成例的图。
[0036] 图17是用于说明通过使激发光与模拟导波模式结合而使光高效地射出的构成的 图;(a)表示具有X方向的周期px的一维周期结构;(b)表示具有X方向的周期px、y方向的周期 Py的二维周期结构;(C)表示(a)的构成中的光的吸收率的波长依赖性;(d)表示(b)的构成 中的光的吸收率的波长依赖性。
[0037] 图18A是表示二维周期结构的一个例子的图。
[0038] 图18B是表示二维周期结构的另一个例子的图。
[0039] 图19A是表示在透明基板上形成了周期结构的变形例的图。
[0040] 图19B是表示在透明基板上形成了周期结构的另一个变形例的图。
[0041] 图19C是表示在图19A的构成中改变发光波长和周期结构的周期来计算向正面方 向输出的光的增强度的结果的图。
[0042] 图20是表示混合了多个粉末状发光器件的构成的图。
[0043] 图21是表示在光致发光层之上二维地排列周期不同的多个周期结构的例子的俯 视图。
[0044] 图22是表示具有表面上形成有凹凸结构的多个光致发光层110层叠而成的结构的 发光器件的一个例子的图。
[0045] 图23是表示在光致发光层110与周期结构120之间设置了保护层150的构成例的剖 视图。
[0046] 图24是表示通过仅加工光致发光层110的一部分来形成周期结构120的例子的图。
[0047] 图25是表示形成在具有周期结构的玻璃基板上的光致发光层的截面TEM图像的 图。
[0048] 图26是表示测定试制的发光器件的出射光的正面方向的光谱的结果的图表。
[0049] 图27(a)和(b)是表示试制的发光器件的出射光的角度依赖性的测定结果(上段) 和计算结果(下段)的图表。
[0050] 图28(a)和(b)是表示试制的发光器件的出射光的角度依赖性的测定结果(上段) 和计算结果(下段)的图表。
[0051] 图29是表示测定试制的发光器件的出射光(波长为610nm)的角度依赖性的结果的 图表。
[0052] 图30是示意性地表示平板型波导的一个例子的立体图。
[0053] 图31A是表示由亚微米结构方向射出的光的强度的波长依赖性的一个例子的 图。
[0054] 图31B是表示由亚微米结构方向射出的光的强度的波长依赖性的一个例子的 图。
[0055] 图32是表示被亚微米结构增强的光的波长和角度与光致发光材料的发光光谱的 关系的图。
[0056] 图33A是示意性地表示射出根据波长而在空间上分光的光的发光装置300的构成 例的图。
[0057] 图33B是表示发光装置的变形例的图。
[005引图33C是表示发光装置的另一个变形例的图。
[0059] 图33D是表示发光装置的又一个变形例的图。
[0060] 图34是表示投影装置(投影仪)500的构成例的图。
[0061 ]图35A是示意性地表示检测装置400的构成的图。
[0062] 图35B是表示检测装置的变形例的图。
[0063] 图36是用于说明在光致发光层110上具有周期结构120的发光器件中的受到发光 增强效果的光的波长与出射方向的关系的示意图。
[0064] 图37A的(a)~(C)是表示排列了显示发光增强效果的波长不同的多个周期结构的 构成的例子的俯视示意图。
[0065] 图37B是具备微透镜的发光器件的剖视示意图。
[0066] 图38(a)和(b)是具有发光波长不同的多个光致发光层的发光器件的剖视示意图。
[0067] 图39(a)~(d)是表示在光致发光层之下具有防扩散层(阻隔层)的发光器件的剖 视示意图。
[0068] 图40(a)~(C)是表示在光致发光层之下具有晶体生长层(巧晶层)的发光器件的 剖视示意图。
[0069] 图41(a)和(b)是表示具有用于保护周期结构的表面保护层的发光器件的剖视示 意图。
[0070] 图42(a)~(d)是表示具有透明高热传导层的发光器件的剖视示意图。
[0071] 图43(a)~(d)是表示改善了散热特性的发光装置的剖视示意图。
[0072] 图44(a)~(d)是表示具有高热传导构件的发光器件的示意图。
[0073] 图45(a)和(b)是表示敷设(tiling)后的多个发光器件中的高热传导构件的配置 的例子的示意图。
[0074] 图46(a)和(b)是表示具备联锁电路的发光装置的例子的示意图。
[0075] 图47(a)~(f)是用于说明使用了珠子的亚微米结构的形成方法的图。
[0076] 图48是表示具备本发明的发光器件作为屏幕的透明显示器的构成的示意图。
[0077] 符号说明
[007引 100、100a发光器件
[0079] 110光致发光层(导波层)
[0080] 120、120'、120a、120b、120c透光层(周期结构、亚微米结构)
[0081 ] 140透明基板
[00剧 150保护层
[0083] 180 光源
[0084] 200发光装置
[0085] 300、300a、300b 发光装置 [00化]310发光器件
[0087] 320旋转机构
[0088] 320a滑动机构
[0089] 330光学滤波器
[0090] 332透光区域
[0091] 334遮光区域
[0092] 340光学体系
[0093] 350 光学快口
[0094] 400、400a 检测装置
[00 巧]410 检测器(detector)
[0096] 420保持构件
[0097] 450被检测物(检体)
[0098] 500投影装置(投影仪)
[0099] 510积分棒
[0100] 520全反射棱镜
[0101] 530数字镜设备
[0102] 540a、540b、540c 光学体系
[0103] 550驱动电路
[0104] 560控制电路
具体实施方式
[0105] 本发明包括W下项目所述的发光器件W及发光装置。
[0106] [项目 1]
[0107] -种发光器件,其具有:
[0108] 光致发光层;
[0109] 透光层,该透光层W与上述光致发光层接近的方式配置;W及
[0110] 亚微米结构,该亚微米结构形成在上述光致发光层和上述透光层中的至少一者 上,并向上述光致发光层或上述透光层的面内扩散,
[0111] 其中,上述亚微米结构包含多个凸部或多个凹部,
[0112] 上述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为λ。的第一光,
[0113] 当将相邻的凸部之间或凹部之间的距离设定为Dint、将上述光致发光层对上述第 一光的折射率设定为rw-a时,成立Aa/rw-a<^nt <λ。的关系。
[0114] [项目 2]
[0115] 根据项目1所述的发光器件,其中,上述亚微米结构包含由上述多个凸部或上述多 个凹部形成的至少一个周期结构,上述至少一个周期结构包含当将周期设定为Pa时成立λ。/ η™ν-3<ρ3<λ3的关系的第一周期结构。
[0116] [项目 3]
[0117] 根据项目1或2所述的发光器件,其中,上述透光层对上述第一光的折射率nt-a小于 上述光致发光层对上述第一光的折射率riwav-a。
[0118] [项目 4]
[0119] 根据项目1~3中任一项所述的发光器件,其中,上述第一光在由上述亚微米结构 预先确定的第一方向上强度最大。
[0120] [项目 5]
[0121] 根据项目4所述的发光器件,其中,上述第一方向为上述光致发光层的法线方向。 [012^ [项目 6]
[0123] 根据项目4或5所述的发光器件,其中,向上述第一方向射出的上述第一光为直线 偏振光。
[0124] [项目 7]
[0125] 根据项目4~6中任一项所述的发光器件,其中,W上述第一光的上述第一方向为 基准时的指向角小于15°。
[0126] [项目 8]
[0127] 根据项目4~7中任一项所述的发光器件,其中,具有与上述第一光的波长λ。不同 的波长Ab的第二光在与上述第一方向不同的第二方向上强度最大。
[012引[项目9]
[0129]根据项目1~8中任一项所述的发光器件,其中,上述透光层具有上述亚微米结构。
[0130] [项目 10]
[0131] 根据项目1~9中任一项所述的发光器件,其中,上述光致发光层具有上述亚微米 结构。
[0132] [项目 11]
[0133] 根据项目1~8中任一项所述的发光器件,其中,上述光致发光层具有平坦的主面,
[0134] 上述透光层形成在上述光致发光层的上述平坦的主面上,并且具有上述亚微米结 构。
[0135] [项目 12]
[0136] 根据项目11所述的发光器件,其中,上述光致发光层被透明基板支撑。
[0137] [项目 13]
[0138] 根据项目1~8中任一项所述的发光器件,其中,上述透光层为在一个主面上具有 上述亚微米结构的透明基板,
[0139] 上述光致发光层被形成在上述亚微米结构之上。
[0140] [项目 14]
[0141] 根据项目1或2所述的发光器件,其中,上述透光层对上述第一光的折射率m-a为上 述光致发光层对上述第一光的折射率rwv-aW上,上述亚微米结构所具有的上述多个凸部的 高度或上述多个凹部的深度为150nmW下。
[0142] [项目 15]
[0143] 根据项目1和3~14中任一项所述的发光器件,其中,上述亚微米结构包含由上述 多个凸部或上述多个凹部形成的至少一个周期结构,上述至少一个周期结构包含当将周期 设定为Pa时成立Aa/nwav-a<Pa<Aa的关系的第一周期结构,
[0144] 上述第一周期结构为一维周期结构。
[0145] [项目 16]
[0146] 根据项目15所述的发光器件,其中,上述光致发光层所发出的光包括空气中的波 长为与λ。不同的Ab的第二光,
[0147] 在将上述光致发光层对上述第二光的折射率设定为nwav-b的情况下,上述至少一个 周期结构还包含当将周期设定为Pb时成立Ab/nwav-b<pb<Ab的关系的第二周期结构,
[0148] 上述第二周期结构为一维周期结构。
[0149] [项目 17]
[0150] 根据项目1和3~14中任一项所述的发光器件,其中,上述亚微米结构包含由上述 多个凸部或上述多个凹部形成的至少两个周期结构,上述至少两个周期结构包含在互相不 同的方向具有周期性的二维周期结构。
[0151] [项目1引
[0152] 根据项目1和3~14中任一项所述的发光器件,其中,上述亚微米结构包含由上述 多个凸部或上述多个凹部形成的多个周期结构,
[0153] 上述多个周期结构包含W矩阵状排列而成的多个周期结构。
[0154] [项目 19]
[01W]根据项目1和3~14中任一项所述的发光器件,其中,上述亚微米结构包含由上述 多个凸部或上述多个凹部形成的多个周期结构,
[0156] 当将上述光致发光层所具有的光致发光材料的激发光在空气中的波长设定为λ6χ、 将上述光致发光层对上述激发光的折射率设定为nwav-ex时,上述多个周期结构包含周期pex 成立Aex/rW-ex < Pex <入郎的关系的周期结构。
[0157] [项目 20]
[0158] -种发光器件,其具有多个光致发光层和多个透光层,
[0159] 其中,上述多个光致发光层中的至少两个和上述多个透光层中的至少两个各自独 立地分别相当于项目1~19中任一项所述的上述光致发光层和上述透光层。
[0160] [项目 2U
[0161] 根据项目20所述的发光器件,其中,上述多个光致发光层与上述多个透光层层叠。 [016^ [项目 22]
[0163] -种发光器件,其具有:
[0164] 光致发光层;
[0165] 透光层,该透光层W与上述光致发光层接近的方式配置;W及
[0166] 亚微米结构,该亚微米结构形成在上述光致发光层和上述透光层中的至少一者 上,并向上述光致发光层或上述透光层的面内扩散,
[0167] 上述发光器件射出在上述光致发光层和上述透光层的内部形成模拟导波模式的 光。
[0168] [项目 23]
[0169] -种发光器件,其具备:
[0170] 光能够导波的导波层;W及
[0171] 周期结构,该周期结构W与上述导波层接近的方式配置,
[0172] 其中,上述导波层具有光致发光材料,
[0173] 在上述导波层中,由上述光致发光材料发出的光存在一边与上述周期结构作用一 边导波的模拟导波模式。
[0174] [项目 24]
[01巧]一种发光器件,其具有:
[0176] 光致发光层;
[0177] 透光层,该透光层W与上述光致发光层接近的方式配置;W及
[0178] 亚微米结构,该亚微米结构形成在上述光致发光层和上述透光层中的至少一者 上,并向上述光致发光层或上述透光层的面内扩散,
[0179] 上述亚微米结构包含多个凸部或多个凹部,
[0180] 当将相邻的凸部之间或凹部之间的距离设定为Dint、将上述光致发光层所具有的 光致发光材料的激发光在空气中的波长设定为λβχ、将存在于至上述光致发光层或上述透光 层的光路的介质之中折射率最大的介质对上述激发光的折射率设定为nwav-ex时,成立λβχ/ η«Έΐ·ν-ΘΧ^S。
[0181] [项目測
[0182] 根据项目24所述的发光器件,其中,上述亚微米结构包含由上述多个凸部或上述 多个凹部形成的至少一个周期结构,上述至少一个周期结构包含当将周期设定为Pex时成立 入ex/riwav-ex < Pex < λβχ的关系的第一周期结构。
[0183] [项目 26]
[0184] -种发光器件,其具有:
[01化]透光层;
[0186] 亚微米结构,该亚微米结构形成在上述透光层上,并向上述透光层的面内扩散;W 及
[0187] 光致发光层,该光致发光层W与上述亚微米结构接近的方式配置,
[0188] 其中,上述亚微米结构包含多个凸部或多个凹部,
[0189] 上述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为λ。的第一光,
[0190] 上述亚微米结构包含由上述多个凸部或上述多个凹部形成的至少一个周期结构,
[0191] 当将上述光致发光层对上述第一光的折射率设定为nwav-a、将上述至少一个周期结 构的周期设定为Pa时,成立Aa/nwav-a < Pa < λ。的关系。
[01 W][项目 27]
[0193] -种发光器件,其具有:
[0194] 光致发光层;
[01Μ]透光层,该透光层具有比上述光致发光层高的折射率;W及
[0196] 亚微米结构,该亚微米结构形成在上述透光层上,并向上述透光层的面内扩散,
[0197] 其中,上述亚微米结构包含多个凸部或多个凹部,
[0198] 上述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为λ。的第一光,
[0199] 上述亚微米结构包含由上述多个凸部或上述多个凹部形成的至少一个周期结构,
[0200] 当将上述光致发光层对上述第一光的折射率设定为nwav-a、将上述至少一个周期结 构的周期设定为Pa时,成立Aa/nwav-a < Pa < λ。的关系。
[0201] [项目2引
[0202] -种发光器件,其具有:
[0203] 光致发光层;W及
[0204] 亚微米结构,该亚微米结构形成在上述光致发光层上,并向上述光致发光层的面 内扩散,
[0205] 其中,上述亚微米结构包含多个凸部或多个凹部,
[0206] 上述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为λ。的第一光,
[0207] 上述亚微米结构包含由上述多个凸部或上述多个凹部形成的至少一个周期结构, [020引当将上述光致发光层对上述第一光的折射率设定为nwav-a、将上述至少一个周期结 构的周期设定为Pa时,成立Aa/nwav-a < Pa < λ。的关系。
[0209] [项目 29]
[0210] 根据项目1~21和24~28中任一项所述的发光器件,其中,上述亚微米结构包含上 述多个凸部和上述多个凹部运双者。
[0211] [项目 30]
[0212] 根据项目1~22和24~27中任一项所述的发光器件,其中,上述光致发光层与上述 透光层互相接触。
[0別;3][项目3U
[0214]根据项目23所述的发光器件,其中,上述导波层与上述周期结构互相接触。
[0215] [项目 32]
[0216] 一种发光装置,其具备项目1~31中任一项所述的发光器件和向上述光致发光层 照射激发光的激发光源。
[0217] [项目 33]
[0218] -种发光器件,其具有:
[0219] 光致发光层;
[0220] 透光层,该透光层W与上述光致发光层接近的方式配置;W及
[0221] 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在上述光致发光层和上述透光层中 的至少一者上,
[0222] 其中,上述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者,
[0223] 上述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为λ。的第一光,
[0224] 当将相邻的凸部之间或凹部之间的距离设定为Dint、将上述光致发光层对上述第 一光的折射率设定为rW-a时,成立Aa/rW-a<^nt<Aa的关系,
[0225] 经由上述周期结构向与上述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到 峰值的波长A从由上述光致发光层所发出的光的强度达到峰值的波长B偏离。
[0226] [项目 34]
[0227] 根据项目33所述的发光器件,其中,上述波长A大于上述波长B。
[0228] [项目 35]
[0229] 根据项目33或34所述的发光器件,其中,当将上述光致发光层所含的光致发光材 料的发光光谱的半峰半宽设定为HWHM时,上述波长A从上述波长B偏离HWHMW上。
[0230] [项目 36]
[0231] 根据项目33~35中任一项所述的发光器件,其中,在上述光致发光层所含的光致 发光材料的发光光谱中,存在两个强度为峰值的一半的波长,
[0232] 当将上述两个波长中与上述波长B的差较大的波长C和上述波长B之差设定为W时, 上述波长A从上述波长B偏罔WW上。
[0233][项目 37]
[0234] 根据项目33~36中任一项所述的发光器件,其中,上述波长λ。与上述波长A-致。
[0235] [项目 38]
[0236] -种发光器件,其具有:
[0237] 透光层;
[0238] 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在上述透光层上;W及
[0239] 光致发光层,该光致发光层W与上述周期结构接近的方式配置,
[0240] 其中,上述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者,
[0241] 上述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为λ。的第一光,
[0242] 当将上述光致发光层对上述第一光的折射率设定为nwav-a、将上述周期结构的周期 设定为Pa时,成立Aa/nwav-a<Pa<Aa的关系,
[0243] 经由上述周期结构向与上述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到 峰值的波长A从由上述光致发光层所发出的光的强度达到峰值的波长B偏离。
[0244] [项目 39]
[0245] 一种发光器件,其具有:
[0246] 光致发光层;
[0247] 透光层,该透光层具有比上述光致发光层高的折射率;W及
[0248] 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在上述透光层上,
[0249] 其中,上述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者,
[0250] 上述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为λ。的第一光,
[0251] 当将上述光致发光层对上述第一光的折射率设定为nwav-a、将上述周期结构的周期 设定为Pa时,成立Aa/nwav-a<Pa<Aa的关系,
[0252] 经由上述周期结构向与上述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到 峰值的波长A从由上述光致发光层所发出的光的强度达到峰值的波长B偏离。
[0巧3][项目40]
[0254]根据项目33~39中任一项所述的发光器件,其中,上述光致发光层与上述透光层 互相接触。
[02巧][项目41]
[0256] -种发光器件,其具有:
[0257] 光致发光层;W及
[0258] 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在上述光致发光层上,
[0259] 其中,上述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者,
[0260] 上述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为λ。的第一光,
[0261] 当将上述光致发光层对上述第一光的折射率设定为nwav-a、将上述周期结构的周期 设定为Pa时,成立Aa/nwav-a<Pa<Aa的关系,
[0262] 经由上述周期结构向与上述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到 峰值的波长A从由上述光致发光层所发出的光的强度达到峰值的波长B偏离。 惦63][项目42]
[0264] -种发光装置,其具备:
[0265] 项目33~41中任一项所述的发光器件;W及
[0266] 光学快口,该光学快口具有分别配置在由上述发光器件分别向多个方向发出的多 个光线的路径上的多个透光区域,并且使上述多个透光区域的透光率各自变化。
[0267] [项目 43]
[0268] -种投影装置,其具备:
[0269] 项目42所述的发光装置;W及
[0270] 光学体系,该光学体系使由上述光学快口射出的光聚焦。
[0打。[项目44]
[0272] -种发光装置,其具备:
[0273] 项目33~41中任一项所述的发光器件;W及
[0274] 光学滤波器,该光学滤波器配置在由上述发光器件发出的光的路径上,并具有使 由上述发光器件向特定方向射出的光线透过的透光区域。
[02巧][项目45]
[0276]根据项目44所述的发光装置,其中,上述光学滤波器具有包括上述透光区域在内 的多个透光区域,
[0277]上述多个透光区域使由上述发光器件分别向特定多个方向射出的多个光线透过。 [027引[项目46]
[0279] 根据项目44或45所述的发光装置,其还具备W使不同波长的光线透过上述透光区 域的方式使上述发光器件旋转的机构。
[0280] [项目 47]
[0281] 根据项目44或45所述的发光装置,其还具备W使不同波长的光线透过上述透光区 域的方式使上述光学滤波器向与上述光线交叉的方向移动的机构。
[0282] [项目 48]
[0283] -种检测装置,其具备:
[0284] 项目33~41中任一项所述的发光器件;W及
[0285] 检测器,该检测器配置在由上述发光器件射出的光的路径上,并检测被检测物。
[0286] [项目 49]
[0287] 根据项目48所述的检测装置,其还具备保持构件,该保持构件将上述被检测物保 持在从上述发光器件到上述检测器的光路上。
[028引[项目50]
[0289] 根据项目48或49所述的检测装置,其还具备光学滤波器,该光学滤波器配置在由 上述发光器件发出的光的路径上,并且具有使由上述发光器件向特定方向射出的光线透过 的透光区域。
[0290] 本发明的实施方式的发光器件具有:光致发光层;透光层,该透光层W与上述光致 发光层接近的方式配置;W及亚微米结构,该亚微米结构形成在上述光致发光层和上述透 光层中的至少一者上,并向上述光致发光层或上述透光层的面内扩散,其中,上述亚微米结 构包含多个凸部或多个凹部,当将相邻的凸部之间或凹部之间的距离设定为化nt、上述光致 发光层所发出的光包括空气中的波长为λ。的第一光、将上述光致发光层对上述第一光的折 射率设定为rw-a时,成立Aa/rW-a<Dint<Aa的关系。波长λ。例如在可见光的波长范围内(例 如380nm~780nm)。
[0291] 光致发光层包含光致发光材料。光致发光材料是指接受激发光而发光的材料。光 致发光材料狭义地包括巧光材料和憐光材料,不仅包括无机材料,也包括有机材料(例如色 素),还包括量子点(即,半导体微粒)。光致发光层除了光致发光材料W外,还可W包含基质 材料(即,主体材料)。基质材料例如为玻璃、氧化物等无机材料、树脂。
[0292] W与光致发光层接近的方式配置的透光层由对于光致发光层所发出的光透射率 高的材料例如无机材料、树脂形成。透光层例如优选由电介质(特别是光的吸收少的绝缘 体)形成。透光层例如可W为支撑光致发光层的基板。在光致发光层的空气侧的表面具有亚 微米结构的情况下,空气层可W为透光层。
[0293] 本发明的实施方式的发光器件如后面参照计算结果和实验结果所详述的那样,根 据形成在光致发光层和透光层中的至少一者上的亚微米结构(例如周期结构),在光致发光 层和透光层的内部形成独特的电场分布。运是导波光与亚微米结构相互作用形成的,也可 W表示为模拟导波模式。通过利用该模拟导波模式,如W下所说明的那样,能够得到光致发 光的发光效率增大、指向性提高、偏振光的选择性效果。此外,W下的说明中,有时使用模拟 导波模式运一用语来对本申请的发明者们发现的新型构成和/或新的机理进行说明,但该 说明不过是一种例示性的说明,任何意义上来说都不是要限定本发明。
[0294] 亚微米结构例如包含多个凸部,当将相邻的凸部之间的距离(即,中屯、间距离)设 定为Dint时,能够满足Aa/nwav-a<Dint<Aa的关系。亚微米结构也可W包含多个凹部来代替多 个凸部。W下,为了简化,W亚微米结构具有多个凸部的情况进行说明。λ表示光的波长,λ。 表示空气中的光的波长。rwv为光致发光层的折射率。在光致发光层为混合有多种材料的介 质的情况下,将各材料的折射率W各自的体积比率加权而得到的平均折射率设定为nwav。通 常折射率η依赖于波长,因此优选将对λ。的光的折射率表示为nwav-a,但有时为了简化会省 略。nwav基本上是光致发光层的折射率,但在与光致发光层相邻的层的折射率大于光致发光 层的折射率的情况下,将该折射率大的层的折射率和光致发光层的折射率W各自的体积比 率加权而得到的平均折射率设定为rwv。运是因为,此时光学上与光致发光层由多个不同材 料的层构成的情况等价。
[0295] 当将介质对模拟导波模式的光的有效折射率设定为neff时,满足na<neff<rwv。运 里,na为空气的折射率。如果认为模拟导波模式的光为在光致发光层的内部一边W入射角Θ 全反射一边传播的光,则有效折射率rief f可写作nef f = rwvS i η Θ。另外,有效折射率nef f由存在 于模拟导波模式的电场分布的区域中的介质的折射率确定,因此例如在透光层形成了亚微 米结构的情况下,不仅依赖于光致发光层的折射率,还依赖于透光层的折射率。另外,由于 根据模拟导波模式的偏振方向(TE模式和TM模式)的不同,电场的分布不同,因此在TE模式 和TM模式中,有效折射率neff可W不同。
[0296] 亚微米结构形成在光致发光层和透光层中的至少一者上。在光致发光层与透光层 互相接触时,也可W在光致发光层与透光层的界面上形成亚微米结构。此时,光致发光层和 透光层具有亚微米结构。光致发光层也可W不具有亚微米结构。此时,具有亚微米结构的透 光层W与光致发光层接近的方式配置。运里,所谓的透光层(或其亚微米结构)与光致发光 层接近典型而言是指:它们之间的距离为波长λ。的一半W下。由此,导波模式的电场达到亚 微米结构,形成模拟导波模式。但是,在透光层的折射率比光致发光层的折射率大时,即使 不满足上述的关系,光也到达透光层,因此透光层的亚微米结构与光致发光层之间的距离 也可W超过波长λ。的一半。本说明书中,在光致发光层与透光层在处于导波模式的电场到 达亚微米结构、形成模拟导波模式那样的配置关系的情况下,有时表示两者互相关联。
[0297] 亚微米结构如上所述满足Aa/rw-a<Dint<Aa的关系,具有大小为亚微米量级的特 征。亚微米结构例如如W下详细说明的实施方式的发光器件中那样,可W包含至少一个周 期结构。至少一个周期结构当将周期设定为Pa时,成立Aa/rW-a<Pa<Aa的关系。即,亚微米 结构可W包含相邻的凸部之间的距离化nt为Pa且固定的周期结构。如果亚微米结构包含周 期结构,则模拟导波模式的光通过一边传播一边与周期结构反复相互作用,被亚微米结构 衍射。运与在自由空间传播的光通过周期结构而衍射的现象不同,而是光一边导波(即一边 反复全反射)一边与周期结构作用的现象。因此,即使由周期结构引起的相移小(即,即使周 期结构的高度小),也能够高效地引起光的衍射。
[0298] 如果利用如上所述的机理,则通过由模拟导波模式增强电场的效果,光致发光的 发光效率增大,并且产生的光与模拟导波模式结合。模拟导波模式的光的前进角度仅弯曲 被周期结构规定的衍射角度。通过利用该现象,能够向特定方向射出特定波长的光(指向性 显著提高)。进而,由于在TE模式和TM模式中,有效折射率neff ( =rwsin0)不同,因此还能够 同时得到高偏振光的选择性。例如,如后面实验例所示,能够得到向正面方向射出强的特定 波长(例如61 Onm)的直线偏振光(例如TM模式)的发光器件。此时,向正面方向射出的光的指 向角例如低于15°。此外,指向角为将正面方向设定为0°时的单侧的角度。
[0299] 相反地,如果亚微米结构的周期性降低,则指向性、发光效率、偏振度W及波长选 择性变弱。只要根据需要调整亚微米结构的周期性就行。周期结构既可W为偏振光的选择 性高的一维周期结构,也可W是能够减小偏振度的二维周期结构。
[0300] 另外,亚微米结构可W包含多个周期结构。多个周期结构例如周期(间距)互相不 同。或者,多个周期结构例如具有周期性的方向巧由)互相不同。多个周期结构既可W形成在 同一个面内,也可W层叠。当然,发光器件可W具有多个光致发光层和多个透光层,它们也 可W具有多个亚微米结构。
[0301] 亚微米结构不仅能够用于控制光致发光层所发出的光,而且还能够用于将激发光 高效地导向光致发光层。即,激发光被亚微米结构衍射,与将光致发光层和透光层导波的模 拟导波模式结合,由此能够高效地激发光致发光层。只要使用当将激发光致发光材料的光 在空气中的波长设定为λβχ、将光致发光层对该激发光的折射率设定为nwav-ex时成立λβχ/ rW-ex<Dint <Aex的关系的亚微米结构就行。rW-ex为光致发光材料对激发波长的折射率。可 W使用具有当将周期设定为Pex成立Aex/rW-ex<Pex<Aex的关系的周期结构的亚微米结构。 激发光的波长λθχ例如为450nm,但也可W为比可见光短的波长。在激发光的波长处于可见光 的范围内的情况下,也可W设定为与光致发光层所发出的光一起射出激发光。
[0302] [1.作为本发明的基础的认识]
[0303] 在说明本发明的具体实施方式之前,首先,对作为本发明的基础的认识进行说明。 如上所述,巧光灯、白色Lm)等所使用的光致发光材料各向同性地发光。为了用光照射特定 方向,需要反射器、透镜等光学部件。然而,如果光致发光层自身W指向性地发光,就不需要 (或者能够减小)如上所述的光学部件,从而能够大幅缩小光学设备或器具的大小。本申请 的发明者们根据运样的设想,为了得到指向性发光,详细研究了光致发光层的构成。
[0304] 本申请的发明者们首先认为:为了使来自光致发光层的光偏向特定方向,要使发 光本身具有特定方向性。作为表征发光的指标的发光率Γ根据费米的黄金法则,由W下的 式(1)表示。
[0305] r(r)::与解· F如鴻 VW (1) 詔' '
[0306] 式(1)中,r是表示位置的向量,λ为光的波长,d为偶极向量,E为电场向量,P为状态 密度。就除了一部分结晶性物质W外的多种物质而言,偶极向量d具有随机的方向性。另外, 在光致发光层的尺寸和厚度比光的波长足够大的情况下,电场E的大小也不依赖于朝向而 基本固定。因此,在绝大多数情况下,<(d-E(r))〉2的值不依赖于方向。即,发光率Γ不依赖 于方向而固定。因此,在绝大多数情况下,光致发光层各向同性地发光。
[0307] 另一方面,为了由式(1)得到各向异性的发光,需要进行使偶极向量d汇集在特定 方向或者增强电场向量的特定方向的成分中的任意一种。通过进行它们中的任意一种,能 够实现指向性发光。本发明中,对用于利用通过将光封闭在光致发光层中的效果将特定方 向的电场成分增强的模拟导波模式的构成进行了研究,W下说明详细分析的结果。
[0308] [2.仅增强特定方向的电场的构成]
[0309] 本申请的发明者们认为要使用电场强的导波模式对发光进行控制。通过设定为导 波结构本身含有光致发光材料的构成,能够使得产生的光与导波模式结合。但是,如果仅使 用光致发光材料形成导波结构,则由于发出的光成为导波模式,因此向正面方向几乎出不 来光。于是,本申请的发明者们认为要对包含光致发光材料的波导和周期结构(由多个凸部 和多个凹部中的至少一者形成)进行组合。在周期结构与波导接近、光的电场一边与周期结 构重叠一边导波的情况下,通过周期结构的作用,存在模拟导波模式。即,该模拟导波模式 是被周期结构所限制的导波模式,其特征在于,电场振幅的波腹W与周期结构的周期相同 的周期产生。该模式是通过光被封闭在导波结构中从而电场向特定方向被增强的模式。进 而,由于通过该模式与周期结构进行相互作用,通过衍射效果转换为特定方向的传播光,因 此能够向波导外部射出光。另外,由于除了模拟导波模式W外的光被封闭在波导内的效果 小,因此电场不被增强。所W,大多数发光与具有大的电场成分的模拟导波模式结合。
[0310] 目P,本申请的发明者们认为通过由包含光致发光材料的光致发光层(或者具有光 致发光层的导波层)构成W周期结构接近的方式设置的波导,使产生的光与转换为特定方 向的传播光的模拟导波模式结合,实现具有指向性的光源。
[0311] 作为导波结构的简便构成,着眼于平板型波导。平板型波导是指光的导波部分具 有平板结构的波导。图30是示意性地表示平板型波导110S的一个例子的立体图。在波导 110S的折射率比支撑波导110S的透明基板140的折射率高时,存在在波导110S内传播的光 的模式。通过将运样的平板型波导设定为包含光致发光层的构成,由于由发光点产生的光 的电场与导波模式的电场大幅重合,因此能够使光致发光层中产生的光的大部分与导波模 式结合。进而,通过将光致发光层的厚度设定为光的波长程度,能够作出仅存在电场振幅大 的导波模式的状况。
[0312] 进而,在周期结构与光致发光层接近的情况下,通过导波模式的电场与周期结构 相互作用而形成模拟导波模式。即使在光致发光层由多个层构成的情况下,只要导波模式 的电场达到周期结构,就会形成模拟导波模式。不需要光致发光层全部都为光致发光材料, 只要其至少一部分区域具有发光的功能就行。
[0313] 另外,在由金属形成周期结构的情况下,形成导波模式和基于等离子体共振效应 的模式,该模式具有与上面所述的模拟导波模式不同的性质。此外,该模式由于由金属导致 的吸收多,因此损失变大,发光增强的效果变小。所W,作为周期结构,优选使用吸收少的电 介质。
[0314] 本申请的发明者们首先研究了使发光与通过在运样的波导(例如光致发光层)的 表面形成周期结构而能够作为特定角度方向的传播光射出的模拟导波模式结合。图1A是示 意性地表示具有运样的波导(例如光致发光层)11〇和周期结构(例如透光层)120的发光器 件100的一个例子的立体图。W下,在透光层120具有周期结构的情况下(即,在透光层120形 成有周期性的亚微米结构的情况下),有时将透光层120称为周期结构120。在该例子中,周 期结构120是分别在y方向延伸的条纹状的多个凸部在X方向上等间隔排列的一维周期结 构。图1B是将该发光器件100用与XZ面平行的平面切断时的剖视图。如果W与波导110接触 的方式设置周期P的周期结构120,则面内方向的具有波数kwav的模拟导波模式被转换为波 导外的传播光,该波数kDut能够用W下的式(2)表示。
[0315]
Figure CN105972474AD00201
[0316] 式(2)中的m为整数,表示衍射的次数。
[0317] 运里,为了简化,可W近似地将在波导内导波的光看作是W角度0wav传播的光线, 成立W下的式(3)和(4)。
Figure CN105972474AD00202
[0320]在运些式子中,λ〇为光在空气中的波长,nwav为波导的折射率,n〇ut为出射侧的介质 的折射率,0Dut为光射出到波导外的基板或空气时的出射角度。由式(2)~(4)可知,出射角 度9nut能够用W下的式(5)表示。
[0321 ] n〇utsin 白 out --iiwavsin白wav-rn 入 o/p (5)
[0;3。] 根据式(5)可知,在nwavsin目wav = mA〇/p成立时,0〇ut = O,能够使光向与波导的面垂 直的方向(即,正面)射出。
[0323] 根据如上的原理,可W认为通过使发光与特定模拟导波模式结合,进而利用周期 结构转换为特定出射角度的光,能够使强的光向该方向射出。
[0324] 为了实现如上所述的状况,有几个制约条件。首先,为了使模拟导波模式存在,需 要在波导内传播的光全反射。用于此的条件用W下的式(6)表示。
[0325] n〇ut<nwavsin0wav (6)
[0326] 为了使该模拟导波模式通过周期结构衍射并使光射出到波导外,式(5)中需要-1 <sin9〇ut<l。因此,需要满足W下的式(7)。
[0327]
Figure CN105972474AD00203
[032引对此,如果考虑式(6),可知只要成立W下的式(8)就行。
[0329]
Figure CN105972474AD00204
[0330] 进而,为了使得由波导110射出的光的方向为正面方向(0Dut = O),由式(5)可知需 要W下的式(9)。
[0331] p=mA〇/(nwavsin 目wav) (9)
[0332] 由式(9)和式(6)可知,必要条件为W下的式(10)。
[0333]
Figure CN105972474AD00205
[0334] 此外,在设置如图1A和图1B所示的周期结构的情况下,由于m为2W上的高次的衍 射效率低,所W只要Wm=l的一次衍射光为重点进行设计就行。因此,在本实施方式的周期 结构中,设定为m=l,W满足将式(10)变形得到的W下的式(11)的方式,确定周期P。
[0335]
Figure CN105972474AD00211
[0336] 如图ΙΑ和图IB所示,在波导(光致发光层)110不与透明基板接触的情况下,riDut为 空气的折射率(约1.0),因此只要W满足W下的式(12)的方式确定周期P就行。
[0337]
Figure CN105972474AD00212
[0338] 另一方面,可W采用如图1C和图1D所例示的那样在透明基板140上形成有光致发 光层110和周期结构120的结构。在运种情况下,由于透明基板140的折射率ns比空气的折射 率大,因此只要W满足在式(11)中设定为n〇ut = ns得到的下式(13)的方式确定周期P就行。
[0339]
Figure CN105972474AD00213
[0340] 此外,式(12)、(13)考虑了式(10)中111=1的情况,但也可队11含2。即,在如图^和图 1B所示发光器件100的两面与空气层接触的情况下,只要将m设定为上的整数并W满足 W下的式(14)的方式设定周期P就行。
[0341]
Figure CN105972474AD00214
[0342] 同样地,在如图1C和图1D所示的发光器件100a那样将光致发光层110形成在透明 基板140上的情况下,只要W满足W下的式(15)的方式设定周期P就行。
[0;343]
Figure CN105972474AD00215
[0344] 通过W满足W上的不等式的方式确定周期结构的周期P,能够使由光致发光层110 产生的光向正面方向射出,因此能够实现具有指向性的发光装置。
[0345] [3.通过计算进行的验证]
[0%6] [3-1.周期、波长依赖性]
[0347]本申请的发明者们利用光学解析验证了如上那样向特定方向射出光实际上是否 可能。光学解析通过使用了切bernet公司的DiffractMOD的计算进行。运些计算中,在对发 光器件由外部垂直地射入光时,通过计算光致发光层中的光吸收的增减,求出向外部垂直 地射出的光的增强度。由外部射入的光与模拟导波模式结合而被光致发光层吸收的过程对 应于:对与光致发光层中的发光和模拟导波模式结合而转换为向外部垂直地射出的传播光 的过程相反的过程进行计算。另外,在模拟导波模式的电场分布的计算中,也同样计算由外 部射入光时的电场。
[0;34引将光致发光层的膜厚设定为Ιμπι,将光致发光层的折射率设定为rwv=l.8,将周期 结构的高度设定为50nm,将周期结构的折射率设定为1.5,分别改变发光波长和周期结构的 周期,计算向正面方向射出的光的增强度,将其结果表示在图2中。计算模型如图1A所示,设 定为在y方向上为均匀的一维周期结构、光的偏振为具有与y方向平行的电场成分的TM模 式,由此进行计算。由图2的结果可知,增强度的峰在某个特定波长和周期的组合中存在。此 夕h在图2中,增强度的大小用颜色的深浅来表示,深(即黑)的增强度大,浅(即白)的增强度 小。
[0349] 在上述的计算中,周期结构的截面设定为如图1B所示的矩形。图3表示图示式(10) 中的m=l和m = 3的条件的图表。比较图2和图3可知,图2中的峰位置存在于与m=l和m=3相 对应的地方。m=l的强度强是因为,相比于Ξ次W上的高次衍射光,一次衍射光的衍射效率 高。不存在m = 2的峰是因为,周期结构中的衍射效率低。
[0350] 在图3所示的分别与m=l和m = 3相对应的区域内,图2中能够确认存在多个线。可 W认为运是因为存在多个模拟导波模式。
[0巧1] [3-2.厚度依赖性]
[0352] 图4是表示将光致发光层的折射率设定为nwav= 1.8、将周期结构的周期设定为 4(K)nm、将高度设定为50nm、将折射率设定为1.5并改变发光波长和光致发光层的厚度t来计 算向正面方向输出的光的增强度的结果的图。可知当光致发光层的厚度t为特定值时,光的 增强度达到峰值。
[0353] 将在图4中存在峰的波长600nm、厚度t = 238nm、539nm时对向X方向导波的模式的 电场分布进行计算的结果分别表示在图5A和图5B中。为了比较,对于不存在峰的t = 300nm 的情况进行了相同的计算,将其结果表示在图5C中。计算模型与上述同样,设定为在y方向 为均匀的一维周期结构。在各图中,越黑的区域,表示电场强度越高;越白的区域,表示电场 强度越低。在t = 238皿、539皿时有高的电场强度分布,而在t = 300皿时整体上电场强度低。 运是因为,在t = 238皿、539皿的情况下,存在导波模式,光被较强地封闭。进而,可W观察出 如下特征:在凸部或凸部的正下方,必然存在电场最强的部分(波腹),产生与周期结构120 相关的电场。即,可知根据周期结构120的配置,可W得到导波的模式。另外,比较t = 238nm 的情况和t = 539nm的情况,可知是Z方向的电场的波节(白色部分)的数目仅差一个的模式。
[0354] [3-3.偏振光依赖性]
[0355] 接着,为了确认偏振光依赖性,W与图2的计算相同的条件,对于光的偏振为具有 与y方向垂直的电场成分的TE模式时进行了光的增强度的计算。本计算的结果表示在图6 中。与TM模式时(图2)相比,尽管峰位置多少有变化,但峰位置仍旧处于图3所示的区域内。 因此,确认了本实施方式的构成对于TM模式、TE模式中的任意一种偏振光都有效。
[0巧6] [3_4.二维周期结构]
[0357]进而,进行了基于二维周期结构的效果的研究。图7A是表示凹部和凸部在X方向和 y方向运两方向排列而成的二维周期结构120'的一部分的俯视图。图中的黑色区域表示凸 部,白色区域表示凹部。在运样的二维周期结构中,需要考虑X方向和y方向运两方向的衍 射。就仅X方向或者仅y方向的衍射而言,与一维时相同,但也存在具有X、y两方的成分的方 向(例如倾斜45°方向)的衍射,因此能够期待得到与一维时不同的结果。将就运样的二维周 期结构计算光的增强度得到的结果表示在图7B中。除了周期结构W外的计算条件与图2的 条件相同。如图7B所示,除了图2所示的TM模式的峰位置W外,还观测到了与图6所示的TE模 式中的峰位置一致的峰位置。该结果表示:基于二维周期结构,TE模式也通过衍射被转换而 输出。另外,对于二维周期结构而言,还需要考虑X方向和y方向运两方向同时满足一次衍射 条件的衍射。运样的衍射光向与周期P的VI倍(即,倍)的周期相对应的角度的方向射 出。因此,除了一维周期结构时的峰W外,还可W考虑在周期P的倍的周期也产生峰。图 7B中,也能够确认到运样的峰。
[0358] 作为二维周期结构,不限于如图7A所示的X方向和y方向的周期相等的四方点阵的 结构,也可W是如图18A和图18B所示的排列六边形或Ξ角形的点阵结构。另外,根据方位方 向也可W为(例如四方点阵时X方向和y方向)的周期不同的结构。
[0359] 如上所述,本实施方式确认了:利用基于周期结构的衍射现象,能够将通过周期结 构和光致发光层所形成的特征性的模拟导波模式的光仅向正面方向选择性地射出。通过运 样的构成,用紫外线或蓝色光等激发光使光致发光层激发,可W得到具有指向性的发光。
[0360] [4.周期结构和光致发光层的构成的研究]
[0361] 接着,对于改变周期结构和光致发光层的构成、折射率等各种条件时的效果进行 说明。
[0362] [4-1.周期结构的折射率]
[0363] 首先,对于周期结构的折射率进行研究。将光致发光层的膜厚设定为200nm,将光 致发光层的折射率设定为nwav=l.8,将周期结构设定为如图1A所示那样的在y方向上均匀 的一维周期结构,将高度设定为50nm,将周期设定为400nm,光的偏振为具有与y方向平行的 电场成分的TM模式,由此进行计算。将改变发光波长和周期结构的折射率计算向正面方向 输出的光的增强度得到的结果表示在图8中。另外,将W相同的条件将光致发光层的膜厚设 定为lOOOnm时的结果表示在图9中。
[0364] 首先,着眼于光致发光层的膜厚,可知与膜厚为200nm时(图8)相比,膜厚为lOOOnm 时(图9)相对于周期结构的折射率变化的光强度达到峰值的波长(称为峰值波长)的位移更 小。运是因为,光致发光层的膜厚越小,模拟导波模式越容易受到周期结构的折射率的影 响。即,周期结构的折射率越高,有效折射率越大,相应地峰值波长越向长波长侧位移,但该 影响在膜厚越小时越明显。此外,有效折射率由存在于模拟导波模式的电场分布的区域中 的介质的折射率决定。
[0365] 接着,着眼于相对于周期结构的折射率变化的峰的变化,可知折射率越高,则峰越 宽,强度越降低。运是因为周期结构的折射率越高,则模拟导波模式的光放出到外部的速率 越高,因此封闭光的效果减少,即,Q值变低。为了保持高的峰强度,只要设定为利用封闭光 的效果高(即Q值高)的模拟导波模式适度地将光放出到外部的构成就行。可知为了实现该 构成,不优选将折射率与光致发光层的折射率相比过大的材料用于周期结构。因此,为了将 峰强度和Q值提高一定程度,只要将构成周期结构的电介质(即,透光层)的折射率设定为光 致发光层的折射率的同等W下就行。光致发光层包含除了光致发光材料W外的材料时也是 同样的。
[0366] [4-2.周期结构的高度]
[0367] 接着,对于周期结构的高度进行研究。将光致发光层的膜厚设定为lOOOnm,将光致 发光层的折射率设定为nwav=l.8,周期结构为如图1A所示那样的在y方向上均匀的一维周 期结构,并且将折射率设定为np = l. 5,将周期设定为400nm,光的偏振为具有与y方向平行 的电场成分的TM模式,由此进行计算。将改变发光波长和周期结构的高度计算向正面方向 输出的光的增强度的结果表示在图10中。将W相同的条件将周期结构的折射率设定为np = 2.0时的计算结果表示在图11中。可知在图10所示的结果中,在一定程度W上的高度,峰强 度、Q值(即,峰的线宽)不变化,而在图11所示的结果中,周期结构的高度越大,峰强度和Q值 越低。运是因为,在光致发光层的折射率nwav比周期结构的折射率np高的情况(图10)下,光 进行全反射,所W仅模拟导波模式的电场的溢出(瞬逝)部分与周期结构相互作用。在周期 结构的高度足够大的情况下,即使高度变化到更高,电场的瞬逝部分与周期结构的相互作 用的影响也是固定的。另一方面,在光致发光层的折射率rwv比周期结构的折射率np低的情 况(图11)下,由于光不全反射而到达周期结构的表面,因此周期结构的高度越大,越受其影 响。仅观察图11,可知高度为10化m左右就足够,在超过150皿的区域,峰强度和Q值降低。因 此,在光致发光层的折射率nwav比周期结构的折射率np低的情况下,为了使峰强度和Q值一 定程度地提高,只要将周期结构的高度设定为150nmW下就行。
[036引[4-3.偏振方向]
[0369] 接着,对于偏振方向进行研究。将W与图9所示的计算相同的条件设定为光的偏振 为具有与y方向垂直的电场成分的TE模式进行计算得到的结果表示在图12中。在TE模式时, 由于模拟导波模式的电场溢出比TM模式大,因此容易受到由周期结构产生的影响。所W,在 周期结构的折射率np大于光致发光层的折射率nwav的区域,峰强度和Q值的降低比TM模式明 显。
[0370] [4-4.光致发光层的折射率]
[0371] 接着,对于光致发光层的折射率进行研究。将W与图9所示的计算相同的条件将光 致发光层的折射率rwv变更为1.5时的结果表示在图13中。可知即使是光致发光层的折射率 rwv为1.5的情况下,也可W得到大致与图9同样的效果。但是,可知波长为eOOnmW上的光没 有向正面方向射出。运是因为,根据式(10),^〇<nwavXp/m= 1.5 X400nm/l = 600nm。
[0372] 由W上的分析可知,在将周期结构的折射率设定为与光致发光层的折射率同等W 下或者周期结构的折射率为光致发光层的折射率W上的情况下,只要将高度设定为150nm W下就能够提高峰强度和Q值。
[0373] [5.变形例]
[0374] W下,对本实施方式的变形例进行说明。
[0375] [5-1.具有基板的构成]
[0376] 如上所述,如图1C和图1D所示,发光器件也可W具有在透明基板140之上形成有光 致发光层110和周期结构120的结构。为了制作运样的发光器件100a,可W考虑如下的方法: 首先,在透明基板140上由构成光致发光层110的光致发光材料(根据需要包含基质材料;W 下同)形成薄膜,在其之上形成周期结构120。在运样的构成中,为了通过光致发光层110和 周期结构120而使其具有将光向特定方向射出的功能,透明基板140的折射率ns需要设定为 光致发光层的折射率nwavW下。在将透明基板140W与光致发光层110相接触的方式设置的 情况下,需要W满足将式(10)中的出射介质的折射率n〇ut设定为ns的式(15)的方式来设定 周期P。
[0377] 为了确认上述内容,进行了在折射率为1.5的透明基板140之上设置有与图2所示 的计算相同条件的光致发光层110和周期结构120时的计算。本计算的结果表示在图14中。 与图2的结果同样地,能够确认对于每个波长W特定周期出现光强度的峰,但可知峰出现的 周期的范围与图2的结果不同。对此,将式(10)的条件设定为n〇ut = ns得到的式(15)的条件 表示在图15中。图14中可知在与图15所示的范围相对应的区域内,出现光强度的峰。
[0378] 因此,对于在透明基板140上设置有光致发光层110和周期结构120的发光器件 100a而言,在满足式(15)的周期P的范围可W获得效果,在满足式(13)的周期P的范围可W 得到特别显著的效果。
[0379] [ 5-2.具有激发光源的发光装置]
[0380] 图16是表示具备图1A、1B所示的发光器件100和使激发光射入光致发光层110的光 源180的发光装置200的构成例的图。如上所述,本发明的构成通过使光致发光层被紫外线 或蓝色光等激发光激发,得到具有指向性的发光。通过设置W射出运样的激发光的方式构 成的光源180,能够实现具有指向性的发光装置200。由光源180射出的激发光的波长典型地 为紫外或蓝色区域的波长,但不限于运些,可W根据构成光致发光层110的光致发光材料适 当确定。此外,在图16中,光源180被配置为由光致发光层110的下表面射入激发光,但不限 于运样的例子,例如也可W由光致发光层110的上表面射入激发光。
[0381] 也有通过使激发光与模拟导波模式结合来使光高效地射出的方法。图17是用于说 明运样的方法的图。在该例子中,与图1C、1D所示的构成同样地,在透明基板140上形成有光 致发光层110和周期结构120。首先,如图17(a)所示,为了增强发光,确定X方向的周期px;接 着,如图17(b)所示,为了使激发光与模拟导波模式结合,确定y方向的周期py。周期pxW满足 在式(10)中将P置换为Ρχ后的条件的方式确定。另一方面,周期PyW将m为上的整数、将激 发光的波长设定为λβχ、将与光致发光层110接触的介质中除了周期结构120W外折射率最高 的介质的折射率设定为并满足W下的式(16)的方式确定。
[0382]
Figure CN105972474AD00251
[0383] 运里,n〇ut在图17的例子中为透明基板140的ns,但在如图16所示不设置透明基板 140的构成中,为空气的折射率(约1.0)。
[0384] 特别是,如果设定为m= 1W满足下式(17)的方式确定周期py,则能够进一步提高 将激发光转换为模拟导波模式的效果。
[0385]
Figure CN105972474AD00252
[0386] 运样,通过W满足式(16)的条件(特别是式(17)的条件)的方式设定周期py,能够 将激发光转换为模拟导波模式。其结果是,能够使光致发光层110有效地吸收波长λβχ的激发 光。
[0387] 图17(c)、(d)分别是表示相对于图17(a)、(b)所示的结构射入光时对每个波长计 算光被吸收的比例的结果的图。在该计算中,设定为Pχ=365nm、py = 265nm,将来自光致发光 层110的发光波长λ设定为约600nm,将激发光的波长λ6χ设定为约450nm,将光致发光层110的 消光系数设定为0.003。如图17(d)所示,不仅对由光致发光层110产生的光,而且对于作为 激发光的约450皿的光也显示高的吸收率。运是因为,通过将射入的光有效地转换为模拟导 波模式,能够使光致发光层所吸收的比例增大。另外,虽然即使对作为发光波长的约600nm, 吸收率也增大,但运如果在约600nm的波长的光射入该结构的情况下,则同样被有效地转换 为模拟导波模式。运样,图17(b)所示的周期结构120为在X方向和y方向分别具有周期不同 的结构(周期成分)的二维周期结构。运样,通过使用具有多个周期成分的二维周期结构,能 够提高激发效率,并且提高出射强度。此外,图17中是使激发光由基板侧射入,但即使由周 期结构侧射入也可W得到相同效果。
[0388] 进而,作为具有多个周期成分的二维周期结构,也可W采用如图18A或图18B所示 的构成。通过设定为如图18A所示将具有六边形的平面形状的多个凸部或凹部周期性地排 列而成的构成或如图18B所示将具有Ξ角形的平面形状的多个凸部或凹部周期性地排列而 成的构成,能够确定可视为周期的多个主轴(图的例子中为轴1~3)。因此,能够对于各个轴 向分配不同的周期。可W为了提高多个波长的光的指向性分别设定运些周期,也可W为了 高效地吸收激发光而分别设定运些周期。在任何一种情况下,都W满足相当于式(10)的条 件的方式设定各周期。
[0389] [5-3.透明基板上的周期结构]
[0390] 如图19A和图19B所示,可W在透明基板140上形成周期结构120a,在其之上设置光 致发光层110。在图19A的构成例中,W追随基板140上的由凹凸构成的周期结构120a的方式 形成光致发光层110,从而在光致发光层110的表面也形成有相同周期的周期结构120b。另 一方面,在图19B的构成例中,进行了使光致发光层110的表面变得平坦的处理。在运些构成 例中,通过W周期结构120a的周期P满足式(15)的方式进行设定,也能够实现指向性发光。 为了验证该效果,在图19A的构成中,改变发光波长和周期结构的周期来计算向正面方向输 出的光的增强度。运里,将光致发光层110的膜厚设定为lOOOnm,将光致发光层110的折射率 设定为rw=1.8,周期结构120a为在y方向均匀的一维周期结构且高度为50nm,折射率np = 1.5,周期为400nm,光的偏振为具有与y方向平行的电场成分的TM模式。本计算的结果表示 在图19C中。本计算中,也W满足式(15)的条件的周期观测到了光强度的峰。
[03川 [5-4.粉体]
[0392] 根据W上的实施方式,能够通过调整周期结构的周期、光致发光层的膜厚,突出任 意波长的发光。例如,如果使用W宽带域发光的光致发光材料并设定为如图1A、1B所示的构 成,则能够仅突出某个波长的光。因此,也可W将如图1A、1B所示那样的发光器件100的构成 设定为粉末状,并制成巧光材料进行利用。另外,也可W将如图1A、1B所示那样的发光器件 100埋入树脂、玻璃等进行利用。
[0393] 在如图1A、1B所示那样的单体的构成中,制成仅向特定方向射出某个特定波长,因 此难W实现例如具有宽波长区域的光谱的白色等的发光。因此,通过使用如图20所示混合 了周期结构的周期、光致发光层的膜厚等条件不同的多个粉末状发光器件100的构成,能够 实现具有宽波长区域的光谱的发光装置。此时,各个发光器件100的一个方向的尺寸例如为 数Ml~数mm左右;其中,例如可W包含数周期~数百周期的一维或二维周期结构。
[0394] [5-5.排列周期不同的结构]
[03%]图21是表示在光致发光层之上将周期不同的多个周期结构W二维排列而成的例 子的俯视图。在该例子中,Ξ种周期结构120a、120b、120c没有间隙地排列。周期结构120曰、 120b、120c例如W分别将红、绿、蓝的波长区域的光向正面射出的方式设定周期。运样,也能 够通过在光致发光层之上排列周期不同的多个结构,对于宽波长区域的光谱发挥指向性。 此外,多个周期结构的构成不限于上述的构成,可W任意设定。
[0396] [5-6.层叠结构]
[0397] 图22表示具有表面上形成有凹凸结构的多个光致发光层110层叠而成的结构的发 光器件的一个例子。多个光致发光层110之间设置有透明基板140,形成在各层的光致发光 层110的表面上的凹凸结构相当于上述的周期结构或亚微米结构。在图22所示的例子中,形 成了 Ξ层的周期不同的周期结构,分别W将红、蓝、绿的波长区域的光向正面射出的方式设 定周期。另外,W发出与各周期结构的周期相对应的颜色的光的方式选择各层的光致发光 层110的材料。运样,即使通过层叠周期不同的多个周期结构,也能够对于宽波长区域的光 谱发挥指向性。
[0398] 此外,层数、各层的光致发光层110和周期结构的构成不限于上述的构成,可W任 意设定。例如,在两层的构成中,隔着透光性的基板,第一光致发光层与第二光致发光层W 相对置的方式形成,在第一和第二光致发光层的表面分别形成第一和第二周期结构。此时, 只要第一光致发光层与第一周期结构运一对和第二光致发光层与第二周期结构运一对分 别满足相当于式(15)的条件就行。在Ξ层W上的构成中也同样地,只要各层中的光致发光 层和周期结构满足相当于式(15)的条件就行。光致发光层和周期结构的位置关系可W与图 22所示的关系相反。虽然在图22所示的例子中,各层的周期不同,但也可W将它们全部设定 为相同周期。此时,虽然不能使光谱变宽,但能够增大发光强度。
[0399] [5-7.具有保护层的构成]
[0400] 图23是表示在光致发光层110与周期结构120之间设置有保护层150的构成例的剖 视图。运样,也可W设置用于保护光致发光层110的保护层150。但是,在保护层150的折射率 低于光致发光层110的折射率的情况下,在保护层150的内部,光的电场只能溢出波长的一 半左右。因此,在保护层150比波长厚的情况下,光达不到周期结构120。因此,不存在模拟导 波模式,得不到向特定方向放出光的功能。在保护层150的折射率为与光致发光层110的折 射率相同程度或者其W上的情况下,光到达保护层150的内部。因此,对保护层150没有厚度 的制约。但是,在运种情况下,由光致发光材料形成光导波的部分下,将该部分称为"导 波层")的大部分可W得到大的光输出。因此,在运种情况下,也优选保护层150较薄者。此 夕h也可W使用与周期结构(透光层)120相同的材料形成保护层150。此时,具有周期结构的 透光层兼为保护层。优选透光层120的折射率比光致发光层110的折射率小。
[0401] [6.材料和制造方法]
[0402] 如果用满足如上所述的条件的材料构成光致发光层(或者导波层)和周期结构,贝U 能够实现指向性发光。周期结构可W使用任意材料。然而,如果形成光致发光层(或者导波 层)、周期结构的介质的光吸收性高,则封闭光的效果下降,峰强度和Q值降低。因此,作为形 成光致发光层(或者导波层)和周期结构的介质,可W使用光吸收性较低的材料。
[0403] 作为周期结构的材料,例如可W使用光吸收性低的电介质。作为周期结构的材料 的候补,例如可W列举:Μ评2(氣化儀)、LiF(氣化裡)、CaF2(氣化巧)、Si〇2(石英)、玻璃、树 月旨、Mg0(氧化儀)、ΙΤ0(氧化铜锡)、Ti〇2(氧化铁)、SiN(氮化娃)、化2〇5(五氧化粗)、化〇2(氧 化错)、ZnSe(砸化锋)、ZnS(硫化锋)等。但是,在如上所述使周期结构的折射率低于光致发 光层的折射率的情况下,可W使用折射率为1.3~1.5左右的1旨。2、^。、〔曰。2、51化、玻璃、树 脂。
[0404] 光致发光材料包括狭义的巧光材料和憐光材料,不仅包括无机材料,也包括有机 材料(例如色素),还包括量子点(即,半导体微粒)。通常W无机材料为主体的巧光材料存在 折射率高的倾向。作为W蓝色发光的巧光材料,可W使用例如Mio(P〇4)6Cb:Eu2+(M =选自 Ba、Sr 和 Ca 中的至少一种)、BaMgAh〇Oi7:化 2+、M3MgSi2〇8:Eu2+(M=选自 Ba、Sr 和 Ca 中的至少一 种)、MsSi化Cl6:Eu2+(M=选自Ba、Sr和化中的至少一种)。作为W绿色发光的巧光材料,可W 使用例如\feMgSi2〇7:Eu2+(M =选自 Ba、Sr 和 Ca 中的至少一种)、SrSi5Al〇2 化:Eu2+、SrSi2〇2N2: Eu2 +、BaAl204:Eu2 +、BaZrSi309:Eu2\M2Si04:Eu2+(M = 选自Ba、Sr和Ca中的至少一种)、 BaSi3〇4化:Eu2+、Ca8Mg(Si〇4)4Cl2:Eu2+、Ca3Si〇4Cl2:Eu2+、CaSil2-(m+n)Al(m+n)OnNl6-n:Ce3+、0- SiA10N:Eu2+。作为W红色发光的巧光材料,可W使用例如化AlSiN3:Eu2+、SrAlSi4〇7:Eu 2\ MsSisNs:化h(M=选自Ba、Sr和Ca中的至少一种)、MSiN2:化h(M=选自Ba、Sr和Ca中的至少一 种)、MSi2〇2化:Yb2+(M =选自 Sr和Ca中的至少一种)、Y2〇2S:Eu3+,Sm3+、La2〇2S:Eu3+,Sm 3+、 〇曰胖〇4:^1+,化3+,51113+、]\125154:6112+(1=选自6曰、5巧0(:曰中的至少一种)、]\1351〇5:611 2+(]\1=选自 Ba、Sr和Ca中的至少一种)。作为W黄色发光的巧光材料,可W使用例如Y3Al5〇i2:Ce3\ CaSi2〇2 化:Eu2+、Ca3Sc2Si30l2:Ce3+、CaSc204:Ce3\α-SiA10N:Eu2+、MSi202N2:Eu2+(M = 选自Ba、 Sr和Ca中的至少一种)、M7(Si〇3)6Cl2:Eu2+(M=选自Ba、Sr和Ca中的至少一种)。
[0405] 量子点可W使用例如CdS、CdSe、核壳型CdSe/ZnS、合金型CdSSe/ZnS等材料,根据 材质能够得到各种发光波长。作为量子点的基质,例如可W使用玻璃、树脂。
[0406] 图1C、1D等所示的透明基板140由比光致发光层110的折射率低的透光性材料构 成。作为运样的材料,例如可W列举:MgF2(氣化儀)、LiF(氣化裡)、CaF2(氣化巧)、Si〇2(石 英)、玻璃、树脂。
[0407] 接着,对制造方法的一个例子进行说明。
[0408] 作为实现图1C、1D所示的构成的方法,例如有如下方法:在透明基板140上通过蒸 锻、瓣射、涂布等工序将巧光材料形成光致发光层110的薄膜,然后形成电介质,通过光刻等 方法进行图案化来形成周期结构120。也可W代替上述方法,通过纳米压印来形成周期结构 120。另外,如图24所示,也可W通过仅加工光致发光层110的一部分来形成周期结构120。此 时,周期结构120就由与光致发光层110相同的材料形成。
[0409] 图1A、1B所示的发光器件100例如能够通过在制作图1C、1D所示的发光器件100a 后,进行从基板140剥除光致发光层110和周期结构120的部分的工序来实现。
[0410] 图19A所示的构成例如能够通过在透明基板140上W半导体工艺或纳米压印等方 法形成周期结构120a,然后在其之上通过蒸锻、瓣射等方法将构成材料形成光致发光层110 来实现。或者,也能够通过利用涂布等方法将周期结构120a的凹部嵌入光致发光层110来实 现图19B所示的构成。
[0411] 此外,上述的制造方法为一个例子,本发明的发光器件不限于上述的制造方法。 [0412][实验例]
[0413] W下,对制作本发明的实施方式的发光器件的例子进行说明。
[0414] 试制具有与图19A同样构成的发光器件的样品,评价特性。发光器件如下操作来制 作。
[0415] 在玻璃基板上设置周期为400nm、高度为40nm的一维周期结构(条纹状的凸部),从 其之上形成210nm光致发光材料YAG:Ce膜。将其剖视图的TEM图像表示在图25中,通过将其 用450nm的Lm)激发而使YAG:Ce发光时,测定其正面方向的光谱,将得到的结果表示在图26 中。在图26中示出了测定没有周期结构时的测定结果(ref)、具有与一维周期结构平行的偏 振光成分的TM模式和具有与一维周期结构垂直的偏振光成分的TE模式的结果。在存在周期 结构时,与没有周期结构时相比,可w观察到特定波长的光显著增加。另外,可知具有与一 维周期结构平行的偏振光成分的TM模式的光的增强效果大。
[0416] 此外,将在相同的样品中出射光强度的角度依赖性的测定结果和计算结果表示在 图27和图28中。图27表示W与一维周期结构(周期结构120)的线方向平行的轴为旋转轴旋 转时的测定结果(上段)和计算结果(下段);图28表示W与一维周期结构(即,周期结构120) 的线方向垂直的方向为旋转轴旋转时的测定结果(上段)和计算结果(下段)。另外,图27和 图28分别表示与TM模式和TE模式的直线偏振光有关的结果;图27(a)表示与TM模式的直线 偏振光有关的结果;图27(b)表示与TE模式的直线偏振光有关的结果;图28(a)表示与TE模 式的直线偏振光有关的结果;图28(b)表示与TM模式的直线偏振光有关的结果。例如,对于 波长为610nm的光而言,由于为TM模式且仅在正面方向存在光,因此可知指向性高且偏振发 光。另外,各图的上段和下段一致,因此上述计算的正确性得到了实验证实。
[0417] 由上述的测定结果,例如图29表示使波长为61化m的光W与线方向垂直的方向为 旋转轴旋转时的强度的角度依赖性。可W观察出:在正面方向上产生了强的发光增强,对于 其他角度而言,光几乎没有被增强的情况。可知向正面方向射出的光的指向角小于15°。此 夕h指向角是强度为最大强度的50%的角度,用W最大强度的方向为中屯、的单侧的角度表 示。也就是说,可知实现了指向性发光。此外,由于其全都为TM模式的成分,因此可知同时也 实现了偏振发光。
[0418] W上的验证使用了在广带域的波长带发光的YAG:Ce来进行了实验,但即使W发光 为窄带域的光致发光材料设定为同样的构成,对于该波长的光也能够实现指向性和偏振发 光。此外,此时由于不产生其他波长的光,因此能够实现不产生其他方向和偏振状态的光之 类的光源。
[0419] [7.使倾斜方向的色纯度提高的实施方式]
[0420] 接着,对本发明的其他实施方式进行说明。
[0421] 根据本发明的发光器件,能够向特定方向射出特定波长的光。例如,能够向与光致 发光层垂直的方向(即,正面方向)射出所期望的波长的光。如果使光致发光层所含的光致 发光材料的发光光谱中达到峰值的波长与上述所期望的波长一致,则能够使所期望的波长 的光向正面方向较强地射出。
[0422] 另一方面,向从与光致发光层垂直的方向倾斜的方向下,有时称为"倾斜方 向")射出与上述所期望的波长不同的两个波长的光。如图27的中段W及下段的图所示,两 个波长的光向相对于光致发光层的法线方向的角度为除了 外的方向较强地射出。
[0423] 图31A是表示由亚微米结构向0°方向(即,正面方向)射出的光的强度的波长依赖 性的一个例子的图。图31B是表示在相同条件下由亚微米结构向5°方向射出的光的强度的 波长依赖性的一个例子的图。在运些例子中,向0°方向射出约620nm的基本单色的波长的 光,但向5°方向射出约580nm的波长的光和约650nm的波长的光。运样,在倾斜方向上,较强 地射出从向正面方向较强射出的光的波长向长波长侧位移的光W及向短波长侧位移的光。 它们的位移量为相同程度。运可W认为是因为,被在光致发光层内向一个方向传播的光和 向其相反方向传播的光所增强的光的出射角度相对于法线方向对称。
[0424] 运样,就倾斜方向而言,两个波长的光被同时增强,因此不同的两种颜色的光混 合。其结果是,产生倾斜方向的色纯度降低运一问题。
[0425] 因此,本实施方式使向倾斜方向射出的光的色纯度提高,因此W由光致发光层产 生的光仅较多地包含倾斜地较强射出的两个波长的光中的一个的方式设计发光器件。更具 体而言,设计为:经由包含至少一个周期结构的亚微米结构向与光致发光层垂直的方向射 出的光的光谱中强度达到峰值的波长A从由光致发光层所发出的光的强度达到峰值的波长 B向长波长侧或短波长侧偏离。在图31A的例子中,约620nm相当于波长A。此外,波长A和波长 B均表示空气中的波长。W下,只要没有特别说明,波长是指空气中的波长。
[0426] 图32是表示被亚微米结构增强的光的波长和角度与光致发光材料的发光光谱的 关系的图。图32(a)表示与图27(a)的下图相同的角度-波长特性。图32(b)表示本实施方式 中的光致发光层所含的光致发光材料的发光光谱的一个例子。
[0427] 图32(b)所示的发光光谱W波长B(在该例子中为约540nm)为峰,具有宽的波长分 布。经由亚微米结构向正面方向射出的光的光谱中强度达到峰值的波长A(在该例子中为约 62化m)从波长B向长波长侧大幅偏离。由光致发光层几乎不产生波长比波长A长的光。其结 果是,图32(a)中箭头所示的波长比波长A长的光几乎不向超过角度0°的倾斜方向射出。即, 能够降低倾斜方向的二向色性。
[0428] 波长A从波长B的位移量越大,二向色性的降低效果越高。其位移量例如被设定为 光致发光材料的发光光谱的半峰半宽(HWHM)W上。半峰半宽是指在发光光谱中强度成为峰 值的一半的两个波长的宽度(即,半峰全宽)的一半长度。在某些例子中,当将强度成为峰值 的一半的两个波长中与波长B之差较大的波长C和波长B的差设定为W时,波长A被设定为从 波长B偏离WW上。在图32(b)的例子中,波长A与波长B的差比半峰半宽(HWHM)和宽度W都大。
[0429] 通过运样的构成,向倾斜方向仅较强地射出比正面方向被增强的光的波长A靠短 波长侧的光。因此,如后所述,能够适用于利用色纯度高的多个波长的光的各种应用例。
[0430] 在该例子中,虽然波长A大于波长B,但波长A也可W小于波长B。此时,能够向倾斜 方向仅较强地射出比波长A靠长波长侧的光。但是,为了减小波长A,需要缩短亚微米结构的 凸部之间或凹部之间的间距(或周期结构的周期)。因此,使波长A大于波长B容易制造。另 夕h通常来说,如图32(b)所示,由光致发光材料发出的光的强度相比于短波长侧,更向长波 长侧缓慢变化。运是因为,特别是在广带域发光的情况下,由于发光能级间的能量弛豫,存 在发光光谱向长波长侧缓慢扩散的倾向。因此,通过使波长A比波长B大,还具有能够减小相 对于角度变化的波长变化的优点。
[0431] 此外,在图32(b)所示的发光光谱中,存在两个强度为峰值的一半的波长,但也可 W认为有存在Ξ个W上运样的波长的发光光谱。在运样的发光光谱中,只要将强度为峰值 的一半的多个波长中与峰最近的第一波长和第二近的第二波长作为上述两个波长来操作 就行。此时,第二波长相当于上述的波长C。
[0432] 本实施方式与已经进行了说明的实施方式同样地,周期结构包含多个凸部和多个 凹部中的至少一者,当将周期结构中相邻的凸部之间或凹部之间的距离设定为化nt、将光致 发光层对光致发光层所发出的光所包含的第一光(波长λ。)的折射率设定为nwav-a时,成立 入a/rW-a<Dint<Aa的关系。该条件如上所述是用于向接近正面方向的方向较强地射出波长 入3的光的条件。该波长λ。在某些例子中可W被设定为与向亚微米结构向正面方向射出的光 的光谱中强度达到峰值的波长A-致。
[0433] 接着,对本实施方式的几个应用例进行说明。
[0434] 本实施方式的发光器件可W用于能够使波长变化的发光装置(即,波长可变光 源)。
[0435] 现有的波长可变光源将来自白色光源的光使用波长分离滤波器(例如分色镜)或 衍射光栅等光学器件进行分光,经由狭缝或滤波器进行波长的取舍选择。运样的装置需要 用于色分离的光学器件,因此存在装置的尺寸大运一问题。
[0436] 本实施方式的发光器件射出由于根据波长而在空间上分光的光,因此能够省略运 样的光学器件,能够小型化。
[0437] 图33A是示意性地表示运样的发光装置300的构成例的图。发光装置300具备:发光 器件310、与发光器件310连结并使发光器件310旋转的旋转机构320W及配置在由发光器件 310发出的光的路径上的光学滤波器330。此外,图33A将各构成要素简化表示,因此与实际 的结构并不一定一致。W下的图也同样。
[0438] 光学滤波器330具有使由发光器件310向特定方向射出的特定波长的光线通过的 透光区域332。除了透光区域332W外的部位为遮光区域334。透光区域332例如由狭缝或透 明构件形成。遮光区域334对发光的一部分进行遮光或使其衰减。
[0439] 旋转机构320 W与发光器件310中的亚微米结构的多个凸部或凹部的排列方向垂 直的方向为旋转轴,使发光器件310向一方向或双方向旋转。旋转机构320由电机和齿轮等 部件构成。由此,能够调整为使不同波长的光线通过透光区域332。通过运样的构成,能够将 任意的波长的光取出到外部加 W利用。
[0440] 图33B是表示发光装置的变形例的图。该发光装置300a具备具有多个透光区域332 的光学滤波器330曰。光学滤波器330a中的多个透光区域332使由发光器件310分别向特定多 个方向射出的多个光线透过。通过运样的构成,能够同时取出多个波长的光。
[0441 ] 在图33A和图33B所示的例子中,设置有旋转机构320,但也可W省略旋转机构320。 在仅利用特定波长的光的用途中,不需要旋转机构320。旋转机构320可W为能够W电机等 自动调节角度的机构,还可W为能够W手动调节发光器件310的角度的机构。
[0442] 图33C是表示发光装置的另一个变形例的图。该发光装置300b具备包含至少一个 透镜的聚光光学体系340和可动式光学滤波器330b。光学体系340将由发光器件310射出的 多个波长的光线聚光使其成为平行光束。滑动机构320a与光学滤波器33化连结,由使光学 滤波器330b向一方向或双方向滑动的电机和齿轮等部件构成。更具体而言,滑动机构320a W使不同波长的光线透过透光区域332的方式,使光学滤波器33化向与平行光束交叉的(例 如垂直的)方向移动。根据运样的构成,也能够将任意波长的光取出到外部。此外,在该例子 中,使用了光学体系340和滑动机构320a,但也可W省略光学体系340和滑动机构320曰。
[0443] 图33D是表示发光装置的又一个变形例的图。该发光装置300c具备发光器件310、 光学体系340和光学快口 350。
[0444] 光学快口 350具有多个透光区域。多个透光区域分别配置在由发光器件310分别向 多个方向发出的多个光线的路径上。光学快口 350能够使上述多个透光区域的透光率各自 变化。由此,能够取出任意光谱的光。在该例子中,也可W省略光学体系340。
[0445] 光学快口 350例如可W使用液晶来实现。通过未图示的驱动电路对每个透光区域 使施加于液晶分子的电压变化,由此能够使各透光区域的光的透射率变化。多个透光区域 不限于一维,也可W W二维排列。
[0446] 图34是表示应用了图33D所示的发光装置300c的构成的投影装置(投影仪)500的 构成例的图。
[0447] 投影装置500除了发光装置300c(发光器件310、光学体系340、光学快口 350) W外, 还具备光学体系5403、5406、540(3、积分棒510、全反射棱镜520、数字镜设备(010)530、驱动 电路550和控制电路560。
[0448] 投影装置500利用来自发光器件310的发光或发光及激发光将映像投影于屏幕。运 里,假定激发光为蓝色光(例如波长为450nm)、发光器件310的光致发光层包含接受激发光 而发出黄色光(例如主波长为570nm)的黄色巧光体的情况。激发光的一部分从发光器件310 通过。
[0449] 驱动电路550与光学快口 350电连接,使光学快口 350的各透光区域的透射率变化。 驱动电路550使各透光区域的透射率比所显示的映像的帖速率更高速地变化。由此,能够使 任意颜色的光由光学快口 350射出。驱动电路550例如使红、绿、蓝的光由光学快口 350 W每 1/3帖依次射出。
[0450] 光学体系540a使由光学快口 350射出的光聚焦,射入积分棒510。积分棒510使入射 光的强度均匀并射出。光学体系540b和全反射棱镜520使由积分棒510射出的光聚焦于 DMD530的反射面。
[0451 ] DMD530具有W二维排列的多个镜。如果将各镜的区域称为像素,贝化MD530对每个 像素切换反射光的状态和吸收光的状态。该切换通过使施加于各镜背部的电极的电压变化 来控制。控制DMD530的控制电路560根据所输入的图像信号,在每个像素使反射吸收特性变 化。由此,就各颜色成分,能够调节每个像素的亮度,因此能够构成图像。
[0452] 被DMD530反射的光从全反射棱镜520通过,被光学体系540c聚焦。由此,图像被投 影于屏幕。
[0453] 现有的投影仪(例如日本特开2014-21223号公报和日本特开2014-160227号公报) 为了投影彩色图像,使用巧光体轮。巧光体轮具有涂布了巧光体的区域和缺口区域,通过利 用电机使其旋转,将光按照每个颜色分离。根据本实施方式,能够省略巧光体轮和驱动该巧 光体轮的电机,因此能够小型化。
[0454] 此外,在本实施方式中,光学快口350分时使红、绿、蓝的光透过,但本发明的投影 装置不限于运样的工作。例如,可W省略光学快口 350,使用多个分色棱镜等器件将红、绿、 蓝的光分别各自WDMD控制。此时,通过包括镜在内的光学体系合成由Ξ个DMD反射的Ξ色 的光,由此能够向屏幕投影彩色图像。
[0455] 接着,对测定被检测物的分光透过率的检测装置中的应用例进行说明。
[0456] 图35A是示意性地表示运样的检测装置400的构成的图。该检测装置400具备发光 器件310、光学体系340、检测器(detector)410和保持构件420。
[0457] 保持构件420W被检测物450(也称为检体)位于从发光器件310到检测器410的光 路上的方式保持被检测物450。保持构件420例如可W包括设置在检测装置400的壳体上的 载置检体的台或夹具等夹着检体的构件。检体可W为气体、液体、板状固体等任何物质。在 检测气体的装置中,可W省略保持构件420。
[0458] 检测器410配置在由发光器件310射出的光的路径上。检测器410具有W阵列状排 列的多个检测单元。多个检测单元排列在与由发光器件310发出的光的分离方向相对应的 方向上。
[0459] 由发光器件310射出的光通过光学体系340聚光,通过检体450射入检测器410。检 测器410通过检测每个波长的光强度,能够测定检体450的光的透过特性和吸收特性。
[0460] 图35B是表示检测装置的变形例的图。该检测装置400a具有参照图33A进行了说明 的发光装置300(发光器件310、旋转机构320和光学滤波器330)来代替图35A所示的发光器 件310和光学体系340。进而,具有具备一个检测单元的检测器410a来代替具有阵列状的多 个检测单元的检测器410。
[0461] 在该例子中,检测器410a检测从光学滤波器330中的透光区域(例如狭缝)通过后 的单一波长的光。通过W旋转机构320使发光器件310旋转,从透光区域通过的光的波长变 化。由此,能够对于任意波长,测定检体450的透射率和吸收率。
[0462] [8.其他变形例]
[0463] 接着,对本发明的发光器件和发光装置的变形例进行说明。
[0464] 如上所述,通过本发明的发光器件所具有的亚微米结构,受到发光增强效果的光 的波长和出射方向依赖于亚微米结构的构成。考虑图36所示的在光致发光层110上具有周 期结构120的发光器件。运里,例示了周期结构120由与光致发光层110相同的材料形成、具 有图1A所示的一维周期结构120的情况。对于通过一维周期结构120受到发光增强的光而 言,当设定为一维周期结构120的周期p(nm)、光致发光层110的折射率rwv、出射光的外部的 介质的折射率nnut、将向一维周期结构120的入射角设定为0wav、由一维周期结构120向外部 介质的出射角设定为目。ut时,满足P XnwavX sin目wav-p Xn〇utX sin目。ut = mA的关系(参照上述 的式(5))。其中,λ为光在空气中的波长,m为整数。
[0465] 由上述式可^得到目。11* =日1'。3;[]1[(]1丽乂3;[]1目~3巾-111人/口)/]1。111;]。因此,通常如果波长 λ不同,则受到发光增强的光的出射角0Dut也不同。其结果是,如图36所示意性地表示那样, 根据观察的方向,所能看到的光的颜色不同。
[0466] 为了降低该视角依赖性,只要W(nwavXsin0wav-mA/p)/n〇ut不依赖于波长λ而固定 的方式选择nwavW及riDut就行。由于物质的折射率具有波长分散(波长依赖性),因此只要选 择(rw X S ίηθ^-ηιλ/ρ)/n〇ut不依赖于波长λ运样的具有rw和n〇ut的波长分散性的材料就 行。例如,在外部的介质为空气时,riDut不依赖于波长基本为1.0,因此作为形成光致发光层 110和一维周期结构120的材料,优选选择折射率nwav的波长分散小的材料。进而,优选折射 率相对于折射率nwav更短波长的光变低那样的逆分散材料。
[0467] 另外,如图37A的(a)所示,通过排列显示发光增强效果的波长互相不同的多个周 期结构,能够射出白色光。在图37A的(a)所示的例子中,能够增强红色光(R)的周期结构 120r、能够增强绿色光(G)的周期结构120g和能够增强蓝色光(B)的周期结构12化W矩阵状 排列。周期结构12化、120g和120b例如为一维周期结构且各自的凸部互相平行地排列。因 此,偏振特性对于红、绿、蓝的全部颜色的光都相同。通过周期结构12化、120g和12化,受到 发光增强的Ξ原色的光被射出、混色,从而可W得到白色光且直线偏振光。
[0468] 当将W矩阵状排列而成的各周期结构12化、120g和12化称为单位周期结构(或像 素)时,单位周期结构的大小(即,一边的长度)例如为周期的Ξ倍W上。另外,为了获得混色 的效果,优选不能用人眼识别出单位周期结构,例如优选一边的长度小于1mm。运里,W正方 形绘制各单位周期结构,但不限于此,例如相互相邻的周期结构120r、120g和12化可W为长 方形、Ξ角形、六边形等除了正方形W外的形状。
[0469] 另外,设置在周期结构12化、120g和120b之下的光致发光层既可W对周期结构 120r、120g和12化而言都相同,也可W设置具有根据各种颜色的光而不同的光致发光材料 的光致发光层。
[0470] 如图37A的(b)所示,可W排列一维周期结构的凸部延伸的方位不同的多个周期结 构(包括周期结构12化、120i和120j)。多个周期结构发光增强的光的波长可W相同也可W 不同。例如,如果将相同的周期结构如图37A的(b)所示排列,则能够得到不偏振的光。另外, 对于图37A的(a)中的周期结构12化、120g和12化而言,如果分别适用图37A的(b)的排列,贝U 作为整体能够得到不偏振的白色光。
[0471] 当然,周期结构不限于一维周期结构,也可W如图374的山)所示,排列多个二维周 期结构(包括周期结构120k、120m和12化)。此时,周期结构120k、120m和12化的周期、方位如 上所述,既可W相同也可W不同,可W根据需要适当设定。
[0472] 另外,如图37B所示,例如可W在发光器件的光出射侧配置微透镜130,通过将向倾 斜方向射出的光弯曲到法线方向,由此能够得到混色的效果。
[0473] 图37B所示的发光器件具有分别具有图37A的(a)中的周期结构12化、120g和12化 的区域R1、R2和R3。在区域R1中,通过周期结构12化,红色光R向法线方向射出,例如绿色光G 向倾斜方向射出。根据微透镜130的折射作用,向倾斜方向射出的绿色光G弯曲到法线方向。 其结果是,在法线方向上,红色光R和绿色光G被混色,从而被观察到。运样,通过设置微透镜 130,所射出的光的波长根据角度不同而不同的现象得到抑制。运里,例示了将与多个周期 结构相对应的多个微透镜一体化的微透镜阵列,但不限于此。当然,敷设的周期结构不限于 上述的例子,在敷设相同的周期结构的情况下也能够适用,还能够适用于图37A的化)或山) 所示的构成。
[0474] 此外,具有将向倾斜方向射出的光弯曲的作用的光学器件可W为双凸透镜来代替 微透镜阵列。另外,不仅为透镜,也可W使用棱镜。棱镜还可W设定为阵列。可W与周期结构 相对应地分别配置。棱镜的形状没有特别限制,例如可W使用Ξ角棱镜或金字塔型棱镜。
[0475] 得到白色光(或者具有宽光谱宽度的光)的方法除了利用上述的周期结构的方法 W外,例如还有如图38(a)和(b)所示利用光致发光层的方法。如图38(a)所示,通过层叠发 光波长不同的多个光致发光层110b、110g、ll化,能够得到白色光。层叠顺序不限于图示的 例子。另外,也可W如图38(b)所示,在发出蓝色光的光致发光层11化之上,层叠发出黄色光 的光致发光层IlOy。光致发光层IlOy例如可W使用YAG来形成。
[0476] 此外,在使用与巧光色素等基体(主体)材料混合来使用的光致发光材料的情况 下,能够将发光波长不同的多个光致发光材料与基质材料混合,W单一的光致发光层发出 白色光。运样的能够发出白色光的光致发光层可W使用参照图37A的(a)~(C)进行了说明 的敷设了单位周期结构的构成。
[0477] 在使用无机材料(例如YAG)作为形成光致发光层110的材料的情况下,在其制造过 程中有时会经过超过l〇〇〇°C的热处理。此时,杂质由基底(典型地为基板)扩散,有时会使光 致发光层110的发光特性降低。为了防止杂质扩散到光致发光层,例如如图39(a)~(d)所 示,可W在光致发光层之下设置防扩散层(阻隔层)1〇8。如图39(a)~(d)所示,防扩散层108 在目前为止例示的各种构成中,形成在光致发光层110的下层。
[0478] 例如,如图39(a)所示,在基板140与光致发光层110之间形成防扩散层108。另外, 如图39(b)所示,在具有多个光致发光层110a和11化的情况下,在光致发光层110a和11化各 自的下层形成防扩散层108a或108b。
[0479] 在基板140的折射率比光致发光层110的折射率大的情况下,如图39(c)、图39(d) 所示,只要在基板140上形成低折射率层107就行。如图39(c)所示,在基板140之上设置低折 射率层107的情况下,形成低折射率层107与光致发光层110之间的防扩散层108。进而,如图 39(d)所示,在具有多个光致发光层110a和10化的情况下,在光致发光层110a和11化的下层 分别形成防扩散层108a和108b。
[0480] 此外,低折射率层107在基板140的折射率与光致发光层110的折射率同等或比其 大的情况下形成。低折射率层107的折射率比光致发光层110的折射率低。低折射率层107例 如使用1旨。2、^。、〔曰。2、8曰。2、5评2、石英、树脂、册9-806等常溫固化玻璃形成。优选低折射 率层107的厚度比光的波长大。基板140例如使用1旨。2心。八曰。2、8曰。2、5汁2、玻璃、树脂、 1邑0、]\1邑412〇4、蓝宝石(412〇3)、51'1';[03、1^曰4103、1';[02、6(136曰5012、1曰5'4104、1^曰5扣曰04、1曰1'曰03、 SrO、YSZ(Zr02 · ¥203)、¥46、化36曰5012来形成。
[0481] 防扩散层108、108a、108b只要根据防止扩散的对象元素来适当选择就行,例如可 W使用共价键合性强的氧化物晶体、氮化物晶体来形成。防扩散层108、108a、108b的厚度例 如为50nmW下。
[0482] 此外,在具有防扩散层108或后述的晶体生长层106运样的与光致发光层110相邻 的层的构成中,当相邻的层的折射率比光致发光层的折射率大时,将该折射率大的层的折 射率和光致发光层的折射率分别W体积比率加权而得到的平均折射率设定为nwav。运是因 为,运种情况在光学上与光致发光层由多个不同材料的层构成的情况是等价的。
[0483] 另外,在使用无机材料形成的光致发光层110中,由于无机材料的结晶性低,因此 有时光致发光层110的发光特性低。为了提高构成光致发光层110的无机材料的结晶性,也 可W如图40(a)所示,在光致发光层110的基底形成晶体生长层(有时也称为"巧晶层")106。 晶体生长层106利用与形成在其之上的光致发光层110的晶体晶格匹配的材料来形成。晶格 匹配例如优选在±5% W内。在基板140的折射率比光致发光层110的折射率大的情况下,优 选晶体生长层106或106a的折射率比光致发光层110的折射率小。
[0484] 在基板140的折射率大于光致发光层110的折射率的情况下,如图40(b)所示,只要 在基板140上形成低折射率层107就行。由于晶体生长层106与光致发光层110相接触,因此 在基板140上形成低折射率层107的情况下,在低折射率层107上形成晶体生长层106。另外, 如图40(c)所示,在具有多个光致发光层110a和11化的构成中,优选形成与多个光致发光层 110a和11化各自相对应的晶体生长层106a或106b。晶体生长层106、106a和106b的厚度例如 为50nmW下。
[0485] 如图41(a)和(b)所示,为了保护周期结构120,也可W设置表面保护层132。
[0486] 表面保护层132可W如图41(a)所示为不具有基板的类型,也可W如图41(b)所示 设置为具有基板140的类型。另外,在图41(a)所示的不具有基板的类型的发光器件中,可W 在光致发光层110的下层也设置表面保护层。运样,表面保护层132可W设置在上述任意一 种发光器件的表面上。周期结构120不限于图41(a)和图41(b)所例示的结构,可W为上述任 意一种类型。
[0487] 表面保护层132例如可W利用树脂、硬涂材料、Si〇2、Al2〇3(氧化侣)、SiOC、DLC来形 成。表面保护层132的厚度例如为lOOnm~ΙΟμπι。
[0488] 通过设置表面保护层132,能够保护发光器件不受外部环境影响,抑制发光器件的 劣化。表面保护层132保护发光器件的表面不受伤、水分、氧、酸、碱或热的影响。表面保护层 132的材料、厚度可W根据用途来适当设定。
[0489] 另外,光致发光材料有时会因为热而劣化。热主要由光致发光层110的非福射损 失、斯托克斯损失而产生。例如,石英的热传导率(1.6W/m · Κ)比YAG的热传导率(11.4W/m · K)约小一个数量级。因此,在光致发光层(例如YAG层)110处产生的热难W从基板(例如石英 基板)140通过而热传导至外部来散热,光致发光层110的溫度上升,有时引起热劣化。
[0490] 因此,如图42(a)所示,通过在光致发光层110与基板140之间形成透明高热传导层 105,能够使光致发光层110的热高效地传导至外部,防止溫度上升。此时,优选透明高热传 导层105的折射率比光致发光层110的折射率低。此外,在基板140的折射率比光致发光层 110的折射率低的情况下,透明高热传导层105的折射率也可W高于光致发光层110的折射 率。但是,在运种情况下,透明高热传导层105与光致发光层110-起形成导波层,因此优选 为50nmW下。如果如图42(b)所示在光致发光层110与透明高热传导层105之间形成低折射 率层107,则可W利用厚的透明高热传导层105。
[0491] 另外,如图42(c)所示,也可W将周期结构120用具有高的热传导率的低折射率层 107覆盖。进而,也可W如图42(d)所示,将周期结构120用低折射率层107覆盖,再形成透明 高热传导层105。在该构成中,低折射率层107不需要具有高的热传导率。
[0492] 作为透明高热传导层105的材料,例如可W列举:Al2〇3、MgO、Si3N4、ZnO、AlN、Y2〇3、 金刚石、石墨締、CaF2、BaF2。运些之中,由于化F2、BaF2的折射率低,因此能够作为低折射率 层107来利用。
[0493] 接着,参照图43(a)~(d),对提高了具备发光器件100和光源180的发光装置的散 热特性的结构进行说明。
[0494] 图43(a)所示的发光装置具有作为光源180的Lm)忍片180和发光器件100。发光器 件100可W为上述任意一种类型。L抓忍片180安装在支撑基板190上,发光器件100与L抓忍 片隔开规定间隔配置。发光器件100受到由Lm)忍片射出的激发光而发光。在支撑基板190 上,L邸忍片180和发光器件100被密封部142覆盖。
[04%]密封部142具备高热传导性和透光性。形成密封部142的材料(有时称为"密封材 料")例如为包含高热传导性填料和树脂材料的复合材料。作为高热传导性填料,可W例示 Ab化、ΖηΟ、Υ2〇3、石墨締和A1N。另外,作为树脂材料,可W例示环氧树脂和娃树脂。特别是, 作为密封材料,可W采用高热传导性填料的尺寸使用了纳米尺寸(即,亚微米尺寸)的纳米 复合材料。使用纳米复合材料时,能够抑制光的扩散反射(或散射)。作为纳米复合材料,可 W例示使用化0或Αΐ2〇3作为填料、使用环氧树脂或娃树脂作为树脂的材料。
[0496] 此外,在发光器件100如图43(a)所例示的那样为周期结构露出在表面的类型的情 况下,优选周期结构周围的介质的折射率低于周期结构的折射率。即,密封部142的折射率 优选的是:在周期结构由透光层形成的情况下低于透光层的折射率,在周期结构由与光致 发光层相同的材料形成的情况下低于光致发光层的折射率。
[0497] 密封部142如图43(b)所示的那样也可将发光器件100的表面附近(例如具有 周期结构的透光层或光致发光层)露出的方式设置。此时,密封部142的折射率没有特别限 制。
[0498] 另外,如图43(c)所示,在使用周期结构被低折射率层107(参照图42(c))覆盖的类 型的器件作为发光器件100的情况下,密封部142的折射率也可W比周期结构的折射率高。 通过采用运样的构成,密封部142的材料的选择范围变宽。
[0499] 此外,如图43(d)所示,也可W将发光器件100的周边固定在具有高热传导性的固 定器152中。固定器152例如可W由金属形成。例如,在使用激光二极管182作为光源的情况 下,当在发光器件100与光源之间无法填充密封材料时,可W适合使用上述的结构。例如,具 有图42(a)~(d)中所例示的构成的发光器件100具有透明高热传导层105或具有高热传导 率的低折射率层107,因此器件的面内的热传导性高,从而能够有效地隔着固定器152散热。
[0500] 如图44(a)~(d)所示,也可W在发光器件100的表面配置高热传导构件144或146。 高热传导构件144或146例如由金属形成。
[0501] 例如,可W如图44(a)中表示的剖视图、图44(b)中表示的俯视图那样,W覆盖发光 器件100的周期结构120的一部分的方式配置高热传导构件144。图44(a)和(b)中表示仅覆 盖形成一维周期结构的多个凸部中的一个的线状高热传导构件144,但不限于此。
[0502] 另外,也可W如图44(c)中表示的剖视图、图44(d)中表示的俯视图那样,W覆盖发 光器件100的周期结构120的两端的凸部和光致发光层110的端面的方式,形成高热传导构 件146。在任何一种情况下,如果周期结构和光致发光层被高热传导构件146覆盖的部分的 面积变大,则有可能会影响发光器件100的特性,因此形成在发光器件100的表面上的高热 传导构件146的面积优选较小。
[0503] 此外,也可W如图45(a)中表示的剖视图、图45(b)中表示的俯视图那样,在敷设具 有不同结构的多个发光器件10化、lOOg和10化的情况下,W在相邻的发光器件之间覆盖各 个发光器件的端部的方式,配置高热传导构件148。例如,如运里所例示的那样,在排列增强 红色光的发光器件1〇化、增强绿色光的发光器件lOOgW及增强蓝色光的发光器件1〇化的情 况下,例如在将由金属形成的高热传导构件148配置在相邻的发光器件之间时,由于高热传 导构件148具有遮光性,因此能够抑制混色。运样,也能够如显示面板中的黑矩阵那样使用 高热传导构件148。
[0504] 图46表示具备联锁电路185的发光装置的例子。图46(a)是表示发光器件100的背 面的示意图;图46(b)是包括发光器件100的剖视图在内的发光装置的示意图。如图46(a)和 (b)所示,在发光器件100所具有的基板140的背面形成有环状配线172。环状配线172形成在 发光器件100的背面的外周附近,形成为在基板140破损后断线。环状配线172例如由金属材 料形成。环状配线172的两个端部与联锁电路185的继电器电路电连接。在环状配线172发生 断线的情况下,继电器电路切断向光源182的电力供给。从像激光二极管那样发出强度强的 光时的安全性等观点考虑,光源182特别优选设置联锁电路185。
[0505] 上述实施方式的发光器件所具有的亚微米结构例如为周期结构,可W利用光刻技 术或纳米印刷技术来形成。参照图47(a)~(f),对亚微米结构的其他形成方法进行说明。
[0506] 如图47(a)所示,在被基板140支撑的光致发光层110的表面上配置珠子122。通过 将珠子122的一部分均等地埋入光致发光层110,能够将珠子122固定在光致发光层110。运 样,在大量的珠子122各自的一部分被均等地埋入光致发光层110而剩余部分由光致发光层 110突出的情况下,珠子122的折射率既可w与光致发光层110的折射率相等,也可w比其 小。例如,在珠子122的折射率小于光致发光层110的折射率的情况下,由大量的珠子122形 成的层(由光致发光层110突出的部分和被埋入的部分运两部分)作为亚微米结构的透光层 120发挥功能。另外,在珠子122的折射率与光致发光层110的折射率相等的情况下,珠子122 与光致发光层110实质上成为一体,由光致发光层110突出的部分作为具有亚微米结构的透 光层120发挥功能。
[0507]或者,如图47(b)所示,也可W在基板140上配置大量的珠子122,然后再形成光致 发光层110。此时,优选珠子122的折射率低于光致发光层110的折射率。
[050引运里,珠子122的直径例如与上述的化nt相等或比其小。在珠子122致密地充填的情 况下,珠子122的直径与Dint基本一致。在相邻的珠子122之间形成间隙的情况下,珠子122的 直径加上间隙所得到的长度与Dint相对应。
[0509] 另外,作为珠子122,既可W为中空珠子,也可W为中实珠子。
[0510] 图47(c)~(f)是示意性地表示各种珠子的充填状态的图和由各个充填状态的珠 子得到的光散射图案的图。在图47(c)~(f)中,黑色部分表示中实珠子或中空珠子内的中 实部分,白色部分表示中空珠子或中空珠子内的空隙部分。
[0511] 图47(c)表示具有卵形的外形的中空珠子密集充填的状态和其光散射图案。该中 空珠子的空隙部分为大致球形且形成在卵的底部的位置。图47(d)表示具有大致球形的外 形的中空珠子密集充填的状态和其光散射图案。该中空珠子的空隙部分为大致球形且W与 外形的球相接触的方式形成。图47(e)表示具有大致球形的外形的中空珠子密集充填的状 态和其光散射图案。该中空珠子的空隙部分包含两个大致球形的空隙,两个球形空隙沿着 外形的球的直径排列。图47(f)表示具有大致球形的外形的中空珠子及具有大致球形的外 形的中实珠子密集充填的状态和其光散射图案。中空珠子与中实珠子具有基本相同的直 径,W基本相同的体积比率混合。另外,中空珠子和中实珠子的配置没有规律性,基本为随 机。
[0512] 就中空珠子、中实珠子而言,由各种玻璃或树脂形成的珠子在市面上有售。运里所 例示的珠子例如使用作为研磨材料广泛市售的氧化侣的粉体、日铁矿业株式会社的中空二 氧化娃等,向所得到的珠子添加分散剂,分散在溶剂(例如水和/或醇类等)中,将该分散液 施于基板140上或光致发光层110上,进行干燥,由此能够形成大量的珠子密集地充填的层。 [051引[9.应用例]
[0514] 如上所述,本发明的发光器件和具备该发光器件的发光装置由于具有各种优点, 因此通过应用于各种光学设备,可W发挥有利的效果。W下,列举应用例。
[0515] 本发明的发光器件能够向特定方向射出指向性高的光。该高指向性例如优选作为 利用液晶显示装置的导光板的边光型背光源来使用。例如,在使用了现有的指向性低的光 源的情况下,由光源射出的光是利用反射板和/或扩散材料向导光板导入光。在特定方向的 指向性高的光源的情况下,省略运些光学部件也能够高效地向导光板导入光。
[0516] 另外,在各种光学设备中,需要将来自光源的光高效地导向规定的方向,因此例如 使用了透镜、棱镜或反射板。例如,在投影仪中,为了将来自光源的光导向显示面板,已知有 使用光导的构成(例如日本特开2010-156929号公报)。通过将本发明的发光器件用于光源, 能够省略光导。
[0517] 此外,照明器具为了将各向异性地发出的光导向所期望的方向,使用了包含透镜 和/或反射板在内的光学部件;而通过使用本发明的发光器件,可W省略运些光学部件。或 者,能够将对于各向同性的光的复杂设计置换成对于指向性高的光的单纯设计。其结果是, 能够将照明器具小型化,或者将设计工序简化。
[0518] 本发明的发光器件能够仅增强特定波长的光。因此,能够容易实现仅射出所需要 的波长的光源。另外,不改变光致发光层的材料,仅变更周期结构,就能够改变所射出的光 的波长。进而,根据相对于周期结构的角度,也能够射出不同波长的光。运样的波长选择性 例如可W用于窄带成像(narrow band imaging:NBI;注册商标)运一技术。此外,也能够适 合用于可见光通信。
[0519] 另外,在照明的领域,开发了彩光色照明和美光色照明之类的技术。运些技术是使 照明的对象的颜色看起来更美的技术,彩光色照明例如具有使蔬菜等食品看起来更可口的 效果,美光色照明具有使肌肤看起来更美的效果。运些技术均通过根据对象物控制光源的 光谱(即,所发出的光的波长的强度分布)来进行。W往,通过使用光学滤波器使由光源射出 的光选择透过,控制照明中所使用的光的光谱。即,由于不需要的光被光学滤波器吸收,因 此使光的利用效率降低。与此相对,本发明的发光器件由于能够增强特定波长的光,因此不 需要光学滤波器,从而能够使光的利用效率提高。
[0520] 本发明的发光器件能够射出偏振光(直线偏振光)。^往,直线偏振光通过使用偏 振滤波器(也被称为"偏振片")来吸收构成由光源射出的不偏振光的正交的两个直线偏振 光内的一个来制作。因此,光的利用效率为50% W下。如果使用本发明的发光器件作为偏振 光源,则由于不需要使用偏振滤波器,因此能够提高光的利用效率。偏振光照明例如用于楓 窗、展望餐厅的窗玻璃等想要降低反射光的情况。另外,用于利用了皮肤表面的反射特性依 赖于偏振光运一认识的洗漱化妆用照明,进而用于使通过内窥镜观察病变部变得容易。
[0521] 偏振光源除了适合作为液晶显示装置的背光源来使用W外,也适合用于液晶投影 仪的光源。在作为液晶投影仪的光源使用的情况下,能够与上述的波长选择性组合,构成能 够射出Ξ原色的偏振光的光源。例如,将射出红色的直线偏振光的发光器件、射出绿色的直 线偏振光的发光器件和射出蓝色的直线偏振光的发光器件连接起来形成圆盘,一边对该圆 盘照射激发光,一边使圆盘旋转,由此能够实现W时间序列射出红、绿、蓝运Ξ原色的偏振 光的光源。
[0522] 本发明的发光器件如图48示意性地所示,也能够作为透明显示装置的屏幕100S来 使用。
[0523] 屏幕100S是例如由增强红色光(R)的发光器件、增强绿色光(G)的发光器件和增强 蓝色光(B)的发光器件构成的像素 W矩阵状排列。运些发光器件仅在由激发光源180S1照射 对应的激发光(例如紫外线)时发出规定颜色的光,能够显示图像。各发光器件由于透过可 见光,因此观察者隔着屏幕100S能够观察背景。在不对屏幕100S照射激发光时,看起来就像 透明的窗。作为激发光源180S1,使用激光二极管配合图像数据,一边改变输出一边扫描,由 此能够进行高分辨率的显示。另外,由于激光为相干光,因此通过使其与周期结构进行干 设,也能够提高激发效率。此外,在使用紫外线等不优选的波长的光作为激发光时,通过将 激发光源设置在屏幕100S的与观察者相反一侧,并在屏幕100S的观察者侧设置截止激发光 的滤波器,由此能够防止不需要的光泄露。
[0524] 屏幕lOOS可W具有高指向性,因此例如能够构成为仅从规定方向观察的人能够观 察到图像。
[0525] 也可W使用激发光源180S2来代替激发光源180S1。此时,在屏幕100S的背面(即, 与观察者侧相反一侧)配置导光片S,由激发光源180S2对导光片S照射激发光。射入导光片S 的激发光一边在导光片S内传播,一边从背面照射屏幕100S。此时,如果配合想要显示的图 像部分来配置发光器件,则能够构成为如下的显示设备:虽然不能主动地显示任意图像,但 在未照射激发光的情况下,如窗户般透明,仅在照射激发光时,显示图像或者图形、文字等。
[0526] 另外,在本发明的发光器件中,例如参照图8和图9如上所述,如果周期结构的折射 率变化,则所增强的光的波长变化,所增强的光的出射方向也变化。根据光致发光层的折射 率,所增强的光的波长和出射方向也会变化。因此,能够容易且灵敏度良好地探测发光器件 附近的介质的折射率变化。
[0527] 例如,能够如下操作,使用本发明的发光器件来构成检测各种物质的传感器。
[0528] 预先将与测定对象的物质(蛋白质或气味分子、病毒等)选择性结合的物质(酶等) W接近本发明的发光器件的周期结构的方式配置。如果结合测定对象的物质,则发光器件 附近的介质的折射率变化。通过根据上述被增强的光的波长或出射方向的变化检测该折射 率的变化,能够探测各种物质的存在。
[0529] 本发明的发光器件的应用例不限于上述内容,能够适用于各种光学设备。
[化3日]产业上的可利用性
[0531]本发明的发光器件和发光装置能够适用于W照明器具、显示器、投影仪为代表的 各种光学设备。

Claims (30)

1. 一种发光器件,其具有: 光致发光层; 透光层,该透光层以与所述光致发光层接近的方式配置;以及 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在所述光致发光层和所述透光层中的至 少一者上, 其中,所述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者, 所述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为的第一光, 当将相邻的凸部之间或凹部之间的距离设定为Dint、将所述光致发光层对所述第一光 的折射率设定为nwav-3时,成立Aa/nwav- a<Dint<Aa的关系, 经由所述周期结构向与所述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到峰值 的波长A从所述光致发光层所包含的光致发光材料的发光光谱中强度达到峰值的波长B偏 离。
2. 根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述波长A大于所述波长B。
3. 根据权利要求1所述的发光器件,其中,当将所述光致发光层所含的光致发光材料的 发光光谱的半峰半宽设定为HWHM时,所述波长A从所述波长B偏离HWHM以上。
4. 根据权利要求1所述的发光器件,其中,在所述光致发光层所含的光致发光材料的发 光光谱中,存在两个强度为峰值的一半的波长, 当将所述两个波长中与所述波长B的差更大的波长C与所述波长B的差设定为W时,所述 波长A从所述波长B偏呙W以上。
5. 根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述波长Aa与所述波长A-致。
6. -种发光器件,其具有: 透光层; 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在所述透光层上;以及 光致发光层,该光致发光层以与所述周期结构接近的方式配置, 其中,所述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者, 所述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为的第一光, 当将所述光致发光层对所述第一光的折射率设定为nwav-a、将所述周期结构的周期设定 为口』寸,成立Xa/nwav-a<pa<X』9关系, 经由所述周期结构向与所述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到峰值 的波长A从所述光致发光层所包含的光致发光材料的发光光谱中强度达到峰值的波长B偏 离。
7. -种发光器件,其具有: 光致发光层; 透光层,该透光层具有比所述光致发光层高的折射率;以及 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在所述透光层上, 其中,所述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者, 所述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为的第一光, 当将所述光致发光层对所述第一光的折射率设定为nwav-a、将所述周期结构的周期设定 为口』寸,成立Xa/nwav-a<pa<X』9关系, 经由所述周期结构向与所述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到峰值 的波长A从所述光致发光层所包含的光致发光材料的发光光谱中强度达到峰值的波长B偏 离。
8. 根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述光致发光层与所述透光层互相接触。
9. 一种发光器件,其具有: 光致发光层;以及 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在所述光致发光层上, 其中,所述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者, 所述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为的第一光, 当将所述光致发光层对所述第一光的折射率设定为nwav-a、将所述周期结构的周期设定 为口』寸,成立Xa/nwav-a<pa<X』9关系, 经由所述周期结构向与所述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到峰值 的波长A从所述光致发光层所包含的光致发光材料的发光光谱中强度达到峰值的波长B偏 离。
10. -种发光装置,其具备: 权利要求1~9中任一项所述的发光器件;以及 光学快门,该光学快门具有分别配置在由所述发光器件分别向多个方向发出的多个光 线的路径上的多个透光区域,并且使所述多个透光区域的透光率各自变化。
11. 一种投影装置,其具备: 权利要求10所述的发光装置;以及 光学体系,该光学体系使由所述光学快门射出的光聚焦。
12. -种发光装置,其具备: 权利要求1~9中任一项所述的发光器件;以及 光学滤波器,该光学滤波器配置在由所述发光器件发出的光的路径上,并具有使由所 述发光器件向特定方向射出的光线透过的透光区域。
13. 根据权利要求12所述的发光装置,其中,所述光学滤波器具有包括所述透光区域在 内的多个透光区域, 所述多个透光区域使由所述发光器件分别向特定多个方向射出的多个光线透过。
14. 根据权利要求12所述的发光装置,其还具备以使不同的波长的光线透过所述透光 区域的方式使所述发光器件旋转的机构。
15. 根据权利要求12所述的发光装置,其还具备以使不同波长的光线透过所述透光区 域的方式使所述光学滤波器向与所述光线交叉的方向移动的机构。
16. -种检测装置,其具备: 权利要求1~9中任一项所述的发光器件;以及 检测器,该检测器配置在由所述发光器件射出的光的路径上,并检测被检测物。
17. 根据权利要求16所述的检测装置,其还具备保持构件,该保持构件将所述被检测物 保持在从所述发光器件到所述检测器的光路上。
18. 根据权利要求16所述的检测装置,其还具备光学滤波器,该光学滤波器配置在由所 述发光器件发出的光的路径上,并且具有使由所述发光器件向特定方向射出的光线透过的 透光区域。
19. 根据权利要求1所述的发光装置,其中,所述至少一个周期结构内部的周期与所述 光致发光层的电场振幅的最大值的周期相同。
20. 根据权利要求6所述的发光装置,其中,所述至少一个周期结构内部的周期与所述 光致发光层的电场振幅的最大值的周期相同。
21. 根据权利要求7所述的发光装置,其中,所述至少一个周期结构内部的周期与所述 光致发光层的电场振幅的最大值的周期相同。
22. 根据权利要求9所述的发光装置,其中,所述至少一个周期结构内部的周期与所述 光致发光层的电场振幅的最大值的周期相同。
23. 根据权利要求1所述的发光装置,其中,所述光致发光层具有使所述光致发光层内 产生模拟导波模式的厚度。
24. 根据权利要求6所述的发光装置,其中,所述光致发光层具有使所述光致发光层内 产生模拟导波模式的厚度。
25. 根据权利要求7所述的发光装置,其中,所述光致发光层具有使所述光致发光层内 产生模拟导波模式的厚度。
26. 根据权利要求9所述的发光装置,其中,所述光致发光层具有使所述光致发光层内 产生模拟导波模式的厚度。
27. -种发光器件,其具有: 光致发光层; 透光层,该透光层以与所述光致发光层接近的方式配置;以及 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在所述光致发光层和所述透光层中的至 少一者上, 其中,所述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者, 所述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为的第一光, 当将相邻的凸部之间或凹部之间的距离设定为Dint、将所述光致发光层对所述第一光 的折射率设定为nwav-3时,成立Aa/nwav- a<Dint<Aa的关系, 经由所述周期结构向与所述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到峰值 的波长A从由所述光致发光层所发出的光的强度达到峰值的波长B偏离。
28. -种发光器件,其具有: 透光层; 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在所述透光层上;以及 光致发光层,该光致发光层以与所述周期结构接近的方式配置, 其中,所述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者, 所述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为的第一光, 当将所述光致发光层对所述第一光的折射率设定为nwav-a、将所述周期结构的周期设定 为口』寸,成立Xa/nwav-a<pa<X』9关系, 经由所述周期结构向与所述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到峰值 的波长A从由所述光致发光层所发出的光的强度达到峰值的波长B偏离。
29. -种发光器件,其具有: 光致发光层; 透光层,该透光层具有比所述光致发光层高的折射率;以及 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在所述透光层上, 其中,所述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者, 所述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为的第一光, 当将所述光致发光层对所述第一光的折射率设定为nwav-a、将所述周期结构的周期设定 为口』寸,成立Xa/nwav-a<pa<X』9关系, 经由所述周期结构向与所述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到峰值 的波长A从由所述光致发光层所发出的光的强度达到峰值的波长B偏离。
30.-种发光器件,其具有: 光致发光层;以及 至少一个周期结构,该至少一个周期结构形成在所述光致发光层上, 其中,所述周期结构包含多个凸部和多个凹部中的至少一者, 所述光致发光层所发出的光包括空气中的波长为的第一光, 当将所述光致发光层对所述第一光的折射率设定为nwav-a、将所述周期结构的周期设定 为口』寸,成立Xa/nwav-a<pa<X』9关系, 经由所述周期结构向与所述光致发光层垂直的方向射出的光的光谱中强度达到峰值 的波长A从由所述光致发光层所发出的光的强度达到峰值的波长B偏离。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106647042A (zh) * 2017-03-17 2017-05-10 京东方科技集团股份有限公司 一种光源器件及显示装置
CN106896583A (zh) * 2017-05-05 2017-06-27 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制作方法、显示面板及显示装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016034017A (ja) 2014-02-28 2016-03-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光装置
CN105940494A (zh) 2014-02-28 2016-09-14 松下知识产权经营株式会社 发光器件以及发光装置
CN105940508B (zh) 2014-02-28 2019-01-11 松下知识产权经营株式会社 发光器件以及发光装置
US10182702B2 (en) 2015-03-13 2019-01-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting apparatus including photoluminescent layer
US10031276B2 (en) 2015-03-13 2018-07-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Display apparatus including photoluminescent layer
JP2017003697A (ja) 2015-06-08 2017-01-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光素子および発光装置
JP2017005054A (ja) 2015-06-08 2017-01-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光装置
US10359155B2 (en) 2015-08-20 2019-07-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting apparatus
JP2017040818A (ja) 2015-08-20 2017-02-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光素子
JP6719094B2 (ja) 2016-03-30 2020-07-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光素子
KR20190092391A (ko) * 2016-12-28 2019-08-07 레이아 인코포레이티드 형광 멀티빔 요소를 채용한 멀티뷰 백라이팅
WO2019171775A1 (ja) 2018-03-06 2019-09-12 ソニー株式会社 発光素子、光源装置及びプロジェクタ
JP2019220605A (ja) * 2018-06-21 2019-12-26 スタンレー電気株式会社 光源装置及び光源装置駆動方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101395728A (zh) * 2006-03-10 2009-03-25 松下电工株式会社 发光元件
CN101779303A (zh) * 2008-05-20 2010-07-14 松下电器产业株式会社 半导体发光器件及包括该半导体发光器件的光源装置和照明系统
US20120224378A1 (en) * 2011-03-02 2012-09-06 Stanley Electric Co., Ltd. Wavelength converting member and light source device
CN203118993U (zh) * 2012-05-30 2013-08-07 东芝照明技术株式会社 发光装置及照明装置
US20130208327A1 (en) * 2010-09-29 2013-08-15 Basf Se Security element
CN103838068A (zh) * 2012-11-23 2014-06-04 深圳市光峰光电技术有限公司 发光装置及其相关投影系统
CN105940508A (zh) * 2014-02-28 2016-09-14 松下知识产权经营株式会社 发光器件以及发光装置

Family Cites Families (87)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5517039A (en) 1994-11-14 1996-05-14 Hewlett-Packard Company Semiconductor devices fabricated with passivated high aluminum-content III-V material
FR2728399B1 (fr) 1994-12-20 1997-03-14 Bouadma Nouredine Composant laser a reflecteur de bragg en materiau organique et procede pour sa realisation
JP3931355B2 (ja) 1995-09-06 2007-06-13 日亜化学工業株式会社 面状光源
JP2991183B2 (ja) 1998-03-27 1999-12-20 日本電気株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2001059905A (ja) 1999-06-16 2001-03-06 Matsushita Electronics Industry Corp 回折型光学素子および当該回折型光学素子を用いた光ピックアップ
US6728034B1 (en) 1999-06-16 2004-04-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Diffractive optical element that polarizes light and an optical pickup using the same
JP2001155520A (ja) 1999-11-22 2001-06-08 Sharp Corp 面状光源、並びにそれを用いたバックライト光学系およびディスプレイ
CN1483150A (zh) 2000-12-28 2004-03-17 富士电机株式会社 导光板和具有该导光板的液晶显示装置
US20030021314A1 (en) 2001-07-27 2003-01-30 The Furukawa Electric Co, Ltd. Distributed bragg reflector semiconductor laser suitable for use in an optical amplifier
KR100464358B1 (ko) 2002-03-11 2005-01-03 삼성전자주식회사 분배 브락 반사경을 갖는 반도체 레이저의 제조 방법
US7699482B2 (en) 2002-09-25 2010-04-20 Fujifilm Corporation Light-emitting element
JP4220305B2 (ja) 2003-05-22 2009-02-04 三星エスディアイ株式会社 有機エレクトロルミネセンス素子
JP4425571B2 (ja) 2003-06-11 2010-03-03 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置及び素子基板
US7430355B2 (en) 2003-12-08 2008-09-30 University Of Cincinnati Light emissive signage devices based on lightwave coupling
WO2005089098A2 (en) 2004-01-14 2005-09-29 The Regents Of The University Of California Ultra broadband mirror using subwavelength grating
JP2008521211A (ja) 2004-07-24 2008-06-19 ヨン ラグ ト 二次元ナノ周期構造体を有する薄膜蛍光体を備えるled装置
US20060039433A1 (en) 2004-08-20 2006-02-23 Simpson John T Silicon nanocrystal/erbium doped waveguide (SNEW) laser
WO2006038502A1 (ja) 2004-10-01 2006-04-13 Nichia Corporation 発光装置
US7447246B2 (en) 2004-10-27 2008-11-04 Jian-Jun He Q-modulated semiconductor laser
US8134291B2 (en) 2005-01-07 2012-03-13 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Electroluminescent device and method for preparing the same
US8128272B2 (en) 2005-06-07 2012-03-06 Oree, Inc. Illumination apparatus
JP4971672B2 (ja) 2005-09-09 2012-07-11 パナソニック株式会社 発光装置
JP2007080996A (ja) 2005-09-13 2007-03-29 Sony Corp GaN系半導体発光素子及びその製造方法
WO2007034827A1 (ja) 2005-09-22 2007-03-29 Sharp Kabushiki Kaisha 導光体、表示装置用基板および表示装置
US20070103931A1 (en) 2005-11-09 2007-05-10 Kun-Chui Lee Assembly device for a sidelight light source module and liquid crystal panel
JP5315616B2 (ja) 2006-02-10 2013-10-16 三菱化学株式会社 発光装置、バックライト用白色発光体、及び画像表示装置
JP4934331B2 (ja) 2006-03-06 2012-05-16 ハリソン東芝ライティング株式会社 面状発光デバイス
US7973469B2 (en) 2006-09-12 2011-07-05 Konica Minolta Holdings, Inc. Organic electroluminescence element, and illuminating device and display device therewith
US20080069497A1 (en) 2006-09-15 2008-03-20 Yann Tissot Optical waveguide tap monitor
US7745843B2 (en) 2006-09-26 2010-06-29 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
JP4765905B2 (ja) 2006-11-17 2011-09-07 日亜化学工業株式会社 面状発光装置及びその製造方法
US7868542B2 (en) 2007-02-09 2011-01-11 Canon Kabushiki Kaisha Light-emitting apparatus having periodic structure and sandwiched optical waveguide
KR100862532B1 (ko) 2007-03-13 2008-10-09 삼성전기주식회사 발광 다이오드 패키지 제조방법
US7781779B2 (en) 2007-05-08 2010-08-24 Luminus Devices, Inc. Light emitting devices including wavelength converting material
KR20090002835A (ko) 2007-07-04 2009-01-09 엘지이노텍 주식회사 질화물계 발광 소자 및 그 제조방법
JP5019289B2 (ja) 2007-08-10 2012-09-05 オリンパス株式会社 光ファイバ照明装置
CN101809359B (zh) 2007-10-23 2012-10-03 夏普株式会社 背光源装置和显示装置
US8619363B1 (en) 2007-11-06 2013-12-31 Fusion Optix, Inc. Light redirecting element comprising a forward diffracting region and a scattering region
JP5219493B2 (ja) 2007-11-14 2013-06-26 キヤノン株式会社 発光素子及びそれを用いた発光装置
KR101559603B1 (ko) 2008-02-07 2015-10-12 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 반도체 발광 장치, 백라이트, 컬러 화상 표시 장치, 및 그들에 사용하는 형광체
JP2010015874A (ja) 2008-07-04 2010-01-21 Kyoto Institute Of Technology 有機光学デバイス、その製造方法、及び増幅又は狭線化した光を発する方法
JP5010549B2 (ja) 2008-07-25 2012-08-29 株式会社東芝 液晶表示装置
WO2010010634A1 (ja) 2008-07-25 2010-01-28 国立大学法人東京工業大学 有機el素子及びその製造方法
JP2010097178A (ja) 2008-09-22 2010-04-30 Mitsubishi Electric Corp 光源ユニット、及び画像表示装置
CN103038677B (zh) 2008-12-26 2015-02-18 松下电器产业株式会社 片材及发光装置
JP2010199357A (ja) 2009-02-26 2010-09-09 Nichia Corp 発光装置及びその製造方法
JP2010210824A (ja) 2009-03-09 2010-09-24 Seiko Epson Corp 光学素子及び照明装置
JP5212947B2 (ja) 2009-03-26 2013-06-19 パナソニック株式会社 アンビエント照明システム
JP2010237311A (ja) 2009-03-30 2010-10-21 Sanyo Electric Co Ltd 投写型映像表示装置
TW201041190A (en) 2009-05-01 2010-11-16 Univ Nat Taiwan Science Tech Polarized white light emitting diode (LED)
CN102549328B (zh) 2009-09-30 2014-09-17 日本电气株式会社 光学元件、光源装置以及投射显示装置
KR20110049578A (ko) 2009-11-05 2011-05-12 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 전계 발광 표시장치
JP5731830B2 (ja) 2010-01-19 2015-06-10 パナソニック株式会社 面状発光装置
KR100969100B1 (ko) 2010-02-12 2010-07-09 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지
KR101091504B1 (ko) 2010-02-12 2011-12-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지 및 발광소자 제조방법
EP2563093A4 (en) 2010-04-22 2014-10-08 Idemitsu Kosan Co Organic electroluminescent element and lighting device
US9086619B2 (en) 2010-10-15 2015-07-21 Nec Corporation Optical device for projection display device having plasmons excited with fluorescence
JP5672949B2 (ja) 2010-10-25 2015-02-18 セイコーエプソン株式会社 光源装置及びプロジェクター
JP2012099362A (ja) 2010-11-02 2012-05-24 Harison Toshiba Lighting Corp 発光装置
JP2012109334A (ja) 2010-11-16 2012-06-07 Toyota Central R&D Labs Inc 発光装置
JP2012109400A (ja) 2010-11-17 2012-06-07 Sharp Corp 発光素子、発光装置および発光素子の製造方法
WO2012108384A1 (ja) 2011-02-10 2012-08-16 シャープ株式会社 蛍光体基板、およびこれを用いた表示装置、照明装置
US20140022818A1 (en) 2011-04-07 2014-01-23 Nec Corporation Optical element, illumination device, and projection display device
WO2012146960A1 (en) 2011-04-28 2012-11-01 Tissot Yann Waveguide apparatus for illumination systems
JP5552573B2 (ja) 2011-07-12 2014-07-16 パナソニック株式会社 光学素子及びそれを用いた半導体発光装置
JP5832210B2 (ja) 2011-09-16 2015-12-16 キヤノン株式会社 有機el素子
WO2013084442A1 (ja) 2011-12-07 2013-06-13 パナソニック株式会社 シート及び発光装置
KR101289844B1 (ko) 2012-01-18 2013-07-26 한국전자통신연구원 유기 발광 소자
JP2015092434A (ja) 2012-02-24 2015-05-14 シャープ株式会社 バックライトユニット及び液晶表示装置
JP2013183020A (ja) 2012-03-01 2013-09-12 Toshiba Corp 半導体発光装置およびその製造方法
CN103534824B (zh) 2012-05-16 2016-05-25 松下知识产权经营株式会社 波长变换元件及其制造方法和使用波长变换元件的led元件及半导体激光发光装置
WO2014024218A1 (ja) 2012-08-06 2014-02-13 パナソニック株式会社 蛍光体光学素子、その製造方法及び光源装置
JP2014082401A (ja) 2012-10-18 2014-05-08 Ushio Inc 蛍光光源装置
JP2014092645A (ja) 2012-11-02 2014-05-19 Dainippon Printing Co Ltd 偽造防止構造並びにそれを有するラベル、転写箔及び偽造防止用紙
KR20140089014A (ko) 2012-12-31 2014-07-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
JP6489829B2 (ja) 2013-02-04 2019-03-27 ウシオ電機株式会社 蛍光光源装置
CN104103722B (zh) 2013-04-15 2017-03-01 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管晶粒及其制造方法
JP6111960B2 (ja) 2013-09-30 2017-04-12 ウシオ電機株式会社 蛍光光源装置
US9929368B2 (en) 2014-02-06 2018-03-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, lighting device, and electronic appliance
US9158215B2 (en) 2014-02-10 2015-10-13 Xerox Corporation Seamless intermediate transfer belt
US9518215B2 (en) 2014-02-28 2016-12-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting device and light-emitting apparatus
US9618697B2 (en) 2014-02-28 2017-04-11 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light directional angle control for light-emitting device and light-emitting apparatus
US9515239B2 (en) 2014-02-28 2016-12-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting device and light-emitting apparatus
US20170075169A1 (en) 2014-03-04 2017-03-16 Empire Technology Development Llc Backlight units and methods of making the same
JP6246622B2 (ja) 2014-03-05 2017-12-13 シャープ株式会社 光源装置および照明装置
US10031276B2 (en) 2015-03-13 2018-07-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Display apparatus including photoluminescent layer
US10182702B2 (en) 2015-03-13 2019-01-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting apparatus including photoluminescent layer

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101395728A (zh) * 2006-03-10 2009-03-25 松下电工株式会社 发光元件
CN101779303A (zh) * 2008-05-20 2010-07-14 松下电器产业株式会社 半导体发光器件及包括该半导体发光器件的光源装置和照明系统
US20130208327A1 (en) * 2010-09-29 2013-08-15 Basf Se Security element
US20120224378A1 (en) * 2011-03-02 2012-09-06 Stanley Electric Co., Ltd. Wavelength converting member and light source device
CN203118993U (zh) * 2012-05-30 2013-08-07 东芝照明技术株式会社 发光装置及照明装置
CN103838068A (zh) * 2012-11-23 2014-06-04 深圳市光峰光电技术有限公司 发光装置及其相关投影系统
CN105940508A (zh) * 2014-02-28 2016-09-14 松下知识产权经营株式会社 发光器件以及发光装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106647042A (zh) * 2017-03-17 2017-05-10 京东方科技集团股份有限公司 一种光源器件及显示装置
WO2018166154A1 (zh) * 2017-03-17 2018-09-20 京东方科技集团股份有限公司 一种光源器件及显示装置
CN106647042B (zh) * 2017-03-17 2018-11-06 京东方科技集团股份有限公司 一种光源器件及显示装置
CN106896583A (zh) * 2017-05-05 2017-06-27 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制作方法、显示面板及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10113712B2 (en) 2018-10-30
US20160265749A1 (en) 2016-09-15
CN105972474B (zh) 2020-05-15
JP2016171228A (ja) 2016-09-23

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