JP2002063990A - Luminescent equipment - Google Patents

Luminescent equipment

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JP2002063990A
JP2002063990A JP2000245644A JP2000245644A JP2002063990A JP 2002063990 A JP2002063990 A JP 2002063990A JP 2000245644 A JP2000245644 A JP 2000245644A JP 2000245644 A JP2000245644 A JP 2000245644A JP 2002063990 A JP2002063990 A JP 2002063990A
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JP
Japan
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light emitting
layer
optical member
light
emitting device
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JP2000245644A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoko Koyama
智子 小山
Takeo Kaneko
丈夫 金子
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luminescent equipment applicable not only to a display but to optical communications or the like, which a spectral band width of luminescence wavelength is remarkably narrow compared with the conventional organic EL light-emitting element, which excels in wavelength selectivity, and emits light with directivity. SOLUTION: The luminescent equipment 1000 has, integrated on a substrate 10, a light-emitting element section 100 and a wave guide section 200 which transmits the light from the light-emitting element section 100. The light-emitting element section 100 formed on the substrate 10 includes a luminescent layer 14, a pair of electrode layers consisting of a cathode and an anode, and an optical component 300 which transmits light generated in the luminescent layer 14 in a given direction. The optical component 300 constitutes an imperfect photonic band the can retain natural discharge of three-dimension light. The light generated in the luminescent layer 14 is emitted, restrained with the natural three-dimensional emitting.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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)を用いた発光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device using EL (electroluminescence).

【0002】[0002]

【背景技術および発明が解決しようとする課題】たとえ
ば、光通信システムで用いられる光源として、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、作成が容易でない。
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 For example, a semiconductor laser is used as a light source used in an optical communication system. A semiconductor laser is preferable because it has excellent wavelength selectivity and can emit a single-mode light, but requires many times of crystal growth and is not easy to fabricate.
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適用
されているものの、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。
Further, the conventional EL light emitting device has a wide spectral width of an emission wavelength and is applied to some uses such as a display body, but is used for an application requiring light with a narrow spectral width such as optical communication. Was unsuitable.

【0004】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る、
発光装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a light emitting device having a spectral width of an emission wavelength which is much narrower than that of a conventional EL light emitting device, and has directivity, which can be applied not only to a display but also to optical communication.
A light emitting device is provided.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】(第1の発光装置)本発
明にかかる第1の発光装置は、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、前記発光層に電界を印
加するための一対の電極層と、前記発光層において発生
した光を所定の方向へ伝播させるための光学部材と、を
含み、前記光学部材は、第1および第2の光学部材を含
み、前記第1の光学部材は、1または2次元での光の自
然放出を制約できる不完全フォトニックバンドを構成
し、前記第2の光学部材は、少なくとも1次元の光の伝
播を規制し、前記発光層で発生した光は、前記第1およ
び第2の光学部材によって3次元での自然放出が制約さ
れて出射する。
(First Light Emitting Device) A first light emitting device according to the present invention comprises a light emitting layer capable of emitting light by electroluminescence and a pair of electrodes for applying an electric field to the light emitting layer. And an optical member for propagating light generated in the light emitting layer in a predetermined direction, wherein the optical member includes first and second optical members, and wherein the first optical member is Forming an incomplete photonic band capable of restricting spontaneous emission of light in one or two dimensions, wherein the second optical member regulates at least one-dimensional light propagation, and light generated in the light emitting layer is: The light is emitted with the spontaneous emission in three dimensions restricted by the first and second optical members.

【0006】ここで、不完全フォトニックバンドとは、
完全なフォトニックバンドギャップが形成されない場合
に形成されるバンドをいう。たとえば、光学部材が第1
の媒質層および第2の媒質層が交互に配列されて形成さ
れている場合に、第1の媒質層と第2の媒質層との間の
屈折率差が小さい場合、フォトニックバンドギャップが
完全に形成されない場合が生じる。
Here, the incomplete photonic band is
A band formed when a complete photonic band gap is not formed. For example, if the optical member is the first
When the medium layer and the second medium layer are alternately arranged and the difference in the refractive index between the first medium layer and the second medium layer is small, the photonic band gap is completely May not be formed.

【0007】この発光装置によれば、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
層内に注入されると、この電子とホールとが発光層で再
結合し、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。すなわち、発光層内で、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。これ
により、発光スペクトル幅の非常に狭い光を高効率で得
ることができる。
According to this light emitting device, when electrons and holes are respectively injected into the light emitting layer from the pair of electrode layers, ie, the cathode and the anode, the electrons and holes are recombined in the light emitting layer, and the molecular Light is generated when returns to the ground state from the excited state. That is, in the light emitting layer, the electrons and holes are recombined to generate excitons, and when the excitons are deactivated, light such as fluorescence or phosphorescence is generated. Thus, light with a very narrow emission spectrum width can be obtained with high efficiency.

【0008】この発光装置では、前記発光層の発光スペ
クトルのエネルギー準位が、前記光学部材によって形成
されるバンドに含まれるバンドエッジのエネルギー準位
を含むように前記光学部材が構成される。
In this light emitting device, the optical member is configured such that the energy level of the emission spectrum of the light emitting layer includes the energy level of the band edge included in the band formed by the optical member.

【0009】すなわち、前記光学部材によって、光に対
してのバンドが形成される。このバンドは、あるバンド
エッジのエネルギーにおいて、状態密度が高い状態が得
られる。ここで、前記発光層において発光する光のスペ
クトルのエネルギー準位が、このバンドエッジのエネル
ギー準位を含むように前記光学部材が構成されることに
より、発光層での発光がこのバンドエッジのエネルギー
準位で起こりやすくなる。このため、このバンドエッジ
のエネルギー準位に対応する波長を有し、かつスペクト
ル幅が狭い光を発光することができ、高収率の素子が得
られる。以上の点については、後述する第2および第3
の発光装置でも同様である。
That is, a band for light is formed by the optical member. In this band, a state with a high state density is obtained at a certain band edge energy. Here, the optical member is configured such that the energy level of the spectrum of light emitted in the light-emitting layer includes the energy level of the band edge, so that the light emission in the light-emitting layer is reduced by the energy of the band edge. It tends to occur at the level. Therefore, light having a wavelength corresponding to the energy level of the band edge and having a narrow spectrum width can be emitted, and a high-yield device can be obtained. The above points are described in the second and third embodiments described later.
The same applies to the light-emitting device.

【0010】前述したように、前記第1の光学部材は不
完全フォトニックバンドを構成する。一方、前記第2の
光学部材は、少なくとも1次元の光の伝播を規制できる
ものであれば、不完全フォトニックバンドを構成するも
のであっても、あるいは完全なフォトニックバンドギャ
ップを構成するものであってもよい。
As described above, the first optical member forms an incomplete photonic band. On the other hand, the second optical member may constitute an incomplete photonic band or a complete photonic band gap as long as it can regulate at least one-dimensional light propagation. It may be.

【0011】(第2の発光装置)本発明にかかる第2の
発光装置は、基板と、発光素子部と、を含み、前記発光
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、前記発光層に電界を印加するための一対の
電極層と、前記発光層において発生した光を所定の方向
へ伝播させるための光学部材と、前記一対の電極層の間
に配置され、かつ、一部に開口部を有し、該開口部を介
して前記発光層に供給される電流の流れる領域を規定す
る電流狭窄層として機能しうる絶縁層と、を含み、前記
光学部材は、第1および第2の光学部材を含み、前記第
1の光学部材は、1または2次元での光の自然放出を制
約できる不完全フォトニックバンドを構成し、前記第2
の光学部材は、少なくとも1次元の光の伝播を規制し、
前記発光層で発生した光は、前記第1および第2の光学
部材によって3次元での自然放出が制約されて出射す
る。
(Second Light Emitting Device) A second light emitting device according to the present invention includes a substrate and a light emitting element portion, wherein the light emitting element portion includes a light emitting layer capable of emitting light by electroluminescence, and the light emitting layer. A pair of electrode layers for applying an electric field to the layer, an optical member for propagating light generated in the light emitting layer in a predetermined direction, and disposed between the pair of electrode layers, and partially An insulating layer having an opening, and capable of functioning as a current confinement layer that defines a region where a current supplied to the light emitting layer flows through the opening, wherein the first and second optical members are provided. Wherein the first optical member constitutes an incomplete photonic band capable of restricting spontaneous emission of light in one or two dimensions;
Optical member regulates at least one-dimensional light propagation,
The light generated in the light emitting layer is emitted with spontaneous emission in three dimensions restricted by the first and second optical members.

【0012】第2の発光装置によれば、前記発光素子部
において、前記絶縁層が電流狭窄層として機能するた
め、前記発光層に供給される電流の領域を規定できる。
したがって、発光させたい領域で電流強度や電流分布を
コントロールでき、高い発光効率で光を発生できる。
According to the second light emitting device, since the insulating layer functions as a current confinement layer in the light emitting element portion, a region of a current supplied to the light emitting layer can be defined.
Therefore, current intensity and current distribution can be controlled in a region where light emission is desired, and light can be generated with high luminous efficiency.

【0013】そして、前記絶縁層がクラッドとして機能
する場合には、コアとしての発光層とクラッドとしての
絶縁層からなる導波路を想定すると、絶縁層の開口部を
規定することで、光学部材を介して導波路部側に伝播さ
れる光の導波モードをコントロールできる。すなわち、
前記絶縁層(クラッド)により、光が閉じ込められる領
域の幅(光の進行方向に対して垂直な面における幅)を
規定することで、発光層(コア)内を伝播する光の導波
モードを所定の値に設定できる。発光層の幅およびコア
層の幅などを適正な値とすることにより、優れた結合効
率で発光素子部から導波路部側に所望のモードでの光が
伝播される。なお、発光素子部においては、絶縁層で形
成された電流狭窄層内における発光層が必ずしも均一な
発光状態とならないこともあるため、これを考慮して、
コア層(発光層)の幅を基準として、各部材の結合効率
が良好となるように、発光層、導波路部などの各部材の
設計値が最適に調整されることが好ましい。
When the insulating layer functions as a clad, assuming a waveguide composed of a light emitting layer as a core and an insulating layer as a clad, the optical member is formed by defining an opening of the insulating layer. The waveguide mode of the light propagating to the waveguide through the waveguide can be controlled. That is,
The insulating layer (cladding) regulates the width of the region where light is confined (the width in a plane perpendicular to the light traveling direction), thereby controlling the waveguide mode of light propagating in the light emitting layer (core). Can be set to a predetermined value. By setting the width of the light emitting layer and the width of the core layer to appropriate values, light in a desired mode is propagated from the light emitting element portion to the waveguide portion side with excellent coupling efficiency. In the light-emitting element portion, the light-emitting layer in the current confinement layer formed by the insulating layer may not always be in a uniform light-emitting state.
It is preferable that the design values of the members such as the light emitting layer and the waveguide are optimally adjusted based on the width of the core layer (light emitting layer) so that the coupling efficiency of each member becomes good.

【0014】発光層の幅およびコア層の幅などを適正な
値とすることにより、優れた結合効率で発光素子部から
導波路部側に所望のモードでの光が伝播される。なお、
発光素子部においては、絶縁層で形成された電流狭窄層
内における発光層が必ずしも均一な発光状態とならない
こともあるため、これを考慮して、上記式で求めたコア
層(発光層)の幅を基準として、各部材の結合効率が良
好となるように、発光層、導波路部などの各部材の設計
値が最適に調整されることが好ましい。
By setting the width of the light emitting layer and the width of the core layer to appropriate values, light in a desired mode is propagated from the light emitting element portion to the waveguide portion with excellent coupling efficiency. In addition,
In the light emitting element portion, the light emitting layer in the current confinement layer formed by the insulating layer may not always be in a uniform light emitting state. It is preferable that the design values of each member such as the light emitting layer and the waveguide portion are optimally adjusted so that the coupling efficiency of each member is good based on the width.

【0015】発光装置として、導波モードは、好ましく
は0〜1000、特に通信用途では0〜10程度である
ことが好ましい。このように発光層での光の導波モード
を規定できれば、所定の導波モードの光を効率よく得る
ことができる。
[0015] The light emitting device preferably has a waveguide mode of about 0 to 1000, particularly about 0 to 10 for communication use. If the light guide mode of the light in the light emitting layer can be defined in this way, light of a predetermined guide mode can be obtained efficiently.

【0016】以上のように、本発明によれば、光損失が
少なく、高収率の発光装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a light-emitting device with low light loss and high yield.

【0017】(第3の発光装置)本発明にかかる第3の
発光装置は、基板上に、発光素子部と、該発光素子部か
らの光を伝達する導波路部とを一体的に含み、前記発光
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、前記発光層に電界を印加するための一対の
電極層と、前記発光層において発生した光を所定の方向
へ伝播させるための光学部材と、前記一対の電極層の間
に配置され、クラッド層として機能しうる絶縁層と、を
含み、前記導波路部は、前記光学部材の少なくとも一部
と一体的に連続するコア層と、前記絶縁層と光学的に連
続するクラッド層と、を含み、前記光学部材は、第1お
よび第2の光学部材を含み、前記第1の光学部材は、1
または2次元での光の自然放出を制約できる不完全フォ
トニックバンドを構成し、前記第2の光学部材は、少な
くとも1次元の光の伝播を規制し、前記発光層で発生し
た光は、前記第1および第2の光学部材によって3次元
での自然放出が制約されて出射する。
(Third Light Emitting Device) A third light emitting device according to the present invention integrally includes a light emitting element portion and a waveguide portion for transmitting light from the light emitting element portion on a substrate, The light emitting element section includes 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 an optical member for propagating light generated in the light emitting layer in a predetermined direction. And an insulating layer disposed between the pair of electrode layers and capable of functioning as a clad layer, wherein the waveguide portion is a core layer integrally continuous with at least a part of the optical member, and An insulating layer and an optically continuous clad layer, wherein the optical member includes first and second optical members, and wherein the first optical member includes
Alternatively, an incomplete photonic band that can restrict spontaneous emission of light in two dimensions is formed, the second optical member regulates at least one-dimensional light propagation, and light generated in the light emitting layer is The light is emitted with the spontaneous emission in three dimensions restricted by the first and second optical members.

【0018】第3の発光装置によれば、発光素子部の光
学部材の少なくとも一部と、導波路部のコア層とが一体
的に連続し、かつ、発光素子部の絶縁層(クラッド層)
と、導波路部のクラッド層とが一体的に連続しているこ
とにより、発光素子部と導波路部とが、高い結合効率で
光学的に結合され、効率のよい光の伝播ができる。
According to the third light emitting device, at least a part of the optical member of the light emitting element portion and the core layer of the waveguide portion are integrally and continuously formed, and the insulating layer (cladding layer) of the light emitting element portion is provided.
And the cladding layer of the waveguide section are integrally continuous with each other, so that the light emitting element section and the waveguide section are optically coupled with high coupling efficiency, and light can be efficiently propagated.

【0019】この構成の場合、前記絶縁層は、所定波長
の光に対してクラッド層として機能する材質が選択され
る。また、この構成の発光装置によれば、発光素子部の
光学部材の少なくとも一部と導波路部のコア層とが同一
の工程で成膜およびパターニングできるので、製造が簡
易となる利点を有する。同様に、発光素子部の絶縁層
(クラッド層)と導波路部のクラッド層とは、同一の工
程で成膜およびパターニングできるので、製造が簡易と
なる利点を有する。
In the case of this configuration, a material that functions as a cladding layer for light having a predetermined wavelength is selected for the insulating layer. Further, according to the light emitting device having this configuration, since at least a part of the optical member of the light emitting element portion and the core layer of the waveguide portion can be formed and patterned in the same step, there is an advantage that the manufacturing is simplified. Similarly, since the insulating layer (cladding layer) of the light emitting element portion and the cladding layer of the waveguide portion can be formed and patterned in the same process, there is an advantage that manufacturing is simplified.

【0020】そして、本発明によれば、第1および第2
の発光装置と同様に、実質的に3次元の不完全フォトニ
ックバンド構造を有し、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る発光装
置を提供することができる。
According to the present invention, the first and second
Has a substantially three-dimensional imperfect photonic band structure, has a much narrower spectral width of emission wavelength and has directivity as compared with the conventional EL light emitting element, and has only a display. Instead, a light emitting device that can be applied to optical communication and the like can be provided.

【0021】第1、第2、および第3の発光装置におい
て、前記開口部は、電流狭窄層およびクラッド層として
機能することができる。前記絶縁層に形成された前記開
口部は、前記光学部材に面して形成されることが望まし
い。また、前記開口部は、第1の光学部材(後述する)
の周期方向、つまり光の導波方向に延びるスリット形状
を有することが望ましい。また、前記発光層は、少なく
とも一部が前記絶縁層に形成された開口部に存在するこ
とが望ましい。この構成によれば、電流を供給したい発
光層の領域と、電流狭窄層によって規定される領域とを
自己整合的に位置決めできる。
In the first, second and third light emitting devices, the opening can function as a current confinement layer and a cladding layer. It is preferable that the opening formed in the insulating layer is formed facing the optical member. The opening is a first optical member (described later).
It is desirable to have a slit shape extending in the periodic direction of, ie, the light guiding direction. Further, it is preferable that at least a part of the light emitting layer exists in an opening formed in the insulating layer. According to this configuration, the region of the light emitting layer to which a current is to be supplied and the region defined by the current constriction layer can be positioned in a self-aligned manner.

【0022】より具体的に、本発明にかかる発光装置
は、以下の構成をとりうる。
More specifically, the light emitting device according to the present invention can have the following configuration.

【0023】(A)前記光学部材は、前記第1の光学部
材は、X−Y面で、少なくとも2方向に周期的な屈折率
分布を有し、不完全フォトニックバンドを構成し、前記
第2の光学部材は、少なくともZ方向に周期的な屈折率
分布を有し、前記第1の光学部材のX−Y面で少なくと
もひとつの方向に光が出射する。
(A) The optical member, wherein the first optical member has a periodic refractive index distribution in at least two directions on an XY plane, forms an incomplete photonic band, The second optical member has a periodic refractive index distribution at least in the Z direction, and emits light in at least one direction on the XY plane of the first optical member.

【0024】この発光装置は、X−Y面での2次元の光
の伝播を規制する第1の光学部材と、少なくともZ方向
での1次元の光の伝播を規制する第2の光学部材との組
み合わせによって、3次元での自然放出が制約された発
光スペクトル幅の非常に狭い光を高収率で得ることがで
きる。
This light emitting device has a first optical member for regulating the propagation of two-dimensional light on the XY plane, and a second optical member for regulating the propagation of one-dimensional light at least in the Z direction. With the combination of the above, light with a very narrow emission spectrum width in which spontaneous emission in three dimensions is restricted can be obtained in high yield.

【0025】(B)前記第2の光学部材は、Z方向に周
期的な屈折率分布を有するものであればよい。第2の光
学部材としては、たとえば回折格子状の構造、多層膜構
造、円柱またはモザイク状の柱状構造、あるいはこれら
の構造の組み合わせから構成することができる。
(B) The second optical member only needs to have a periodic refractive index distribution in the Z direction. As the second optical member, for example, a diffraction grating-like structure, a multilayer film structure, a columnar or mosaic-like columnar structure, or a combination of these structures can be used.

【0026】具体的には、前記第2の光学部材は、第1
の媒質層と第2の媒質層とを有し、該第1の媒質層と第
2の媒質層とが交互に配列されて、Z方向に周期的な屈
折率分布を有することができる。また、前記第2の光学
部材は、X方向,Y方向およびZ方向のそれぞれに周期
的な屈折率分布を有することができる。あるいは、前記
第2の光学部材は、複数の単位ダイヤモンド構造体を含
むことができる。
Specifically, the second optical member includes a first optical member.
And a second medium layer, and the first medium layer and the second medium layer are alternately arranged to have a periodic refractive index distribution in the Z direction. The second optical member may have a periodic refractive index distribution in each of the X direction, the Y direction, and the Z direction. Alternatively, the second optical member may include a plurality of unit diamond structures.

【0027】(C)前記第1の光学部材は、X方向およ
びY方向に周期的な屈折率分布を有する不完全フォトニ
ックバンドを構成しうるものであればよい。
(C) The first optical member only needs to be capable of forming an incomplete photonic band having a periodic refractive index distribution in the X and Y directions.

【0028】具体的には、前記第1の光学部材は、正方
格子状に配列された柱状の第1の媒質層と、該第1の媒
質層の間に形成される第2の媒質層とを有し、第1およ
び第2の方向に周期的な屈折率分布を有する。この第1
の光学部材によって、X−Y面で2方向の自然放出が制
約された不完全フォトニックバンドを構成できる。
Specifically, the first optical member includes a columnar first medium layer arranged in a square lattice, and a second medium layer formed between the first medium layers. And a periodic refractive index distribution in the first and second directions. This first
With the optical member described above, an incomplete photonic band in which spontaneous emission in two directions is restricted on the XY plane can be configured.

【0029】あるいは、前記第1の光学部材は、たとえ
ば三角格子状、あるいは蜂の巣状に配列された柱状の第
1の媒質層と、該第1の媒質層の間に形成される第2の
媒質層とを有し、X−Y面で第1、第2および第3の方
向に周期的な屈折率分布を有する。この第1の光学部材
によって、X−Y面で少なくとも3方向の自然放出が制
約された不完全フォトニックバンドを構成できる。
Alternatively, the first optical member includes a columnar first medium layer arranged in, for example, a triangular lattice shape or a honeycomb shape, and a second medium formed between the first medium layers. And a periodic refractive index distribution in the first, second and third directions on the XY plane. With this first optical member, an incomplete photonic band in which spontaneous emission in at least three directions in the XY plane is restricted can be configured.

【0030】本発明にかかる発光装置は、または2次元
での光の自然放出を制約できる不完全フォトニックバン
ドを構成する第1の光学部材と、少なくとも1次元の光
の伝播を規制する第2の光学部材とが組み合わされて、
実質的に3次元の不完全フォトニックバンドを構成す
る。その結果、本発明の発光装置は、3次元の自然放出
が制約された発光スペクトル幅の非常に狭い光を高収率
で得ることができる。
The light emitting device according to the present invention or the first optical member forming an incomplete photonic band capable of restricting the spontaneous emission of light in two dimensions, and the second optical member restricting propagation of at least one dimensional light Combined with the optical member of
A substantially three-dimensional imperfect photonic band is constituted. As a result, the light-emitting device of the present invention can obtain light with a very narrow emission spectrum width, in which three-dimensional spontaneous emission is restricted, in high yield.

【0031】(D)前記第1の光学部材は、前記開口部
内に形成されることができる。この場合、前記第1の光
学部材は、ひとつの媒質層が前記発光層と同じ材質を有
する。この構成によれば、電流を供給したい発光層の領
域と、第1の光学部材とが同じ領域になるので、電流効
率および発光効率が優れている。
(D) The first optical member may be formed in the opening. In this case, in the first optical member, one medium layer has the same material as the light emitting layer. According to this configuration, the area of the light emitting layer to which a current is to be supplied and the first optical member are in the same area, so that the current efficiency and the light emission efficiency are excellent.

【0032】(E)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、たと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。
(E) The light emitting layer preferably contains an organic light emitting material as a light emitting material. By using an organic light-emitting material, for example, a wider range of materials can be selected than when a semiconductor material or an inorganic material is used, and light of various wavelengths can be emitted.

【0033】(F)前記コア層は、少なくとも前記第1
の光学部材の形成領域に連続することができる。
(F) The core layer comprises at least the first
Can be continued to the formation region of the optical member.

【0034】(G)前記第1の光学部材、前記一対の電
極層および前記絶縁層を含む積層部は、前記第2の光学
部材の一部分を構成する。
(G) The laminated portion including the first optical member, the pair of electrode layers and the insulating layer constitutes a part of the second optical member.

【0035】ここで、積層部とは、前記第1の光学部
材、前記一対の電極層および前記絶縁層を含む部分をい
う。前記積層部には、ホール輸送層または電子輸送層を
含んでいてもよい。
Here, the laminated portion refers to a portion including the first optical member, the pair of electrode layers, and the insulating layer. The laminated portion may include a hole transport layer or an electron transport layer.

【0036】(H)少なくとも前記発光素子部は、保護
層によって覆われていることができる。
(H) At least the light emitting element portion can be covered with a protective layer.

【0037】(I)さらに、ホール輸送層および電子輸
送層の少なくとも一方を有することができる。この場
合、前記光学部材は、ホール輸送層または電子輸送層が
ひとつの媒質を構成することができる。
(I) Further, at least one of a hole transport layer and an electron transport layer can be provided. In this case, in the optical member, the hole transport layer or the electron transport layer can constitute one medium.

【0038】次に、本発明にかかる発光装置の各部分に
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 light emitting 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.

【0039】(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.

【0040】このような有機化合物としては、たとえ
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(O
XD−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 aromatic diamine derivatives (TPD), oxydiazole derivatives (PBD), and oxydiazole dimers (OPD) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-153967.
XD-8), distilarylene 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.

【0041】また、有機発光層の材料としては、特開昭
63−70257号公報、同63−175860号公
報、特開平2−135361号公報、同2−13535
9号公報、同3−152184号公報、さらに、同8−
248276号公報および同10−153967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。
Examples of the material for the organic light emitting layer include JP-A-63-70257, JP-A-63-175860, JP-A-2-135361 and JP-A-2-13535.
No. 9, No. 3-152184, and further, No. 8-
Known materials such as those described in JP-A-248276 and JP-A-10-153967 can be used.
These compounds may be used alone or as a mixture of two or more.

【0042】無機化合物としては、ZnS:Mn(赤色
領域)、ZnS:TbOF(緑色領域)、SrS:C
u、SrS:Ag、SrS:Ce(青色領域)などが例
示される。
As inorganic compounds, ZnS: Mn (red region), ZnS: TbOF (green region), SrS: C
u, SrS: Ag, SrS: Ce (blue region), and the like.

【0043】(光導波路)ここで光導波路とは、コアと
して機能する層、および該コアより屈折率が小さくクラ
ッドとして機能する層を含む。これらの層は、具体的に
は、発光素子部の光学部材(コア)および絶縁層(クラ
ッド)、導波路部のコア層およびクラッド層、さらに基
板(クラッド)などを含む。光導波路を構成する層は、
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) Here, the optical waveguide includes a layer functioning as a core and a layer having a smaller refractive index than the core and functioning as a clad. Specifically, these layers include an optical member (core) and an insulating layer (cladding) of the light emitting element portion, a core layer and a cladding layer of the waveguide portion, and a substrate (cladding). The layers constituting the optical waveguide are:
Known inorganic materials and organic materials can be used.

【0044】代表的な無機材料としては、たとえば特開
平5−273427号公報に開示されているような、T
iO2、TiO2−SiO2混合物、ZnO、Nb25
Si34、Ta25、HfO2またはZrO2などを例示
することができる。
Representative inorganic materials include, for example, T.I. disclosed in JP-A-5-273427.
iO 2 , TiO 2 —SiO 2 mixture, ZnO, Nb 2 O 5 ,
Examples thereof include Si 3 N 4 , Ta 2 O 5 , HfO 2, and ZrO 2 .

【0045】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。たと
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 typical organic materials, 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 energy, a general-purpose exposure apparatus, a baking furnace, a hot plate, or the like can be used.

【0046】このような物質としては、たとえば、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. As UV-curable resin,
Acrylic resins are preferred. 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.

【0047】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.

【0048】プレポリマーまたはオリゴマーとしては、
たとえば、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.

【0049】モノマーとしては、たとえば、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, 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.

【0050】以上、光の閉じ込めのみを考慮した無機材
料あるいは有機材料を例示した。光導波路を構成する層
としては、発光素子部の構造が、発光層、ホール輸送
層、電子輸送層および電極層を備える場合に、これらの
少なくとも一層がコアあるいはクラッドとして機能する
場合には、これらの層を構成する材料も採用し得る。
As described above, the inorganic material or the organic material considering only the confinement of light has been exemplified. As a layer constituting the optical waveguide, when the structure of the light emitting element portion includes a light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer and an electrode layer, when at least one of these functions as a core or a clad, May be employed.

【0051】(ホール輸送層)発光素子部において有機
発光層を用いる場合、必要に応じて電極層(陽極)と発
光層との間にホール輸送層を設けることができる。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、あるいは有機発光装
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、たとえば、特開平8−24
8276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 Transport Layer) When an organic light emitting layer is used in the light emitting element portion, a hole transport layer can be provided between the electrode layer (anode) and the light emitting layer as needed. As the material of the hole transport layer, a material used as a hole injection material of a known photoconductive material or a known material used for a hole injection layer of an organic light emitting device can be selected and used. 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. As a specific example, see, for example,
No. 8276 can be exemplified.

【0052】(電子輸送層)発光素子部において有機発
光層を用いる場合、必要に応じて電極層(陰極)と発光
層との間に電子輸送層を設けることができる。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、たとえば、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 Transport Layer) When an organic light emitting layer is used in the light emitting element portion, an electron transport layer can be provided between the electrode layer (cathode) and the light emitting layer as needed. The material of the electron transporting layer only needs to have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the organic light emitting layer, and the material can be selected from known substances. Specific examples thereof include, for example, those disclosed in JP-A-8-248276.

【0053】(電極層)陰極としては、仕事関数の小さ
い(たとえば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、たとえば特開平8−
248276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 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-
The one disclosed in JP-A-248276 can be used.

【0054】陽極としては、仕事関数の大きい(たとえ
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,Sn
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, Sn
A conductive transparent material such as O 2 or ZnO can be used. If transparency is not required, a metal such as gold can be used.

【0055】本発明において、光学部材の形成方法は特
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 for forming the optical member is not particularly limited, and a known method can be used. Representative examples are shown below.

【0056】(a)リソブ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とによ
り、光学部材を作成する。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、たとえば特開平6−22411
5号公報、同7−20637号公報などがある。
(A) Lithography Method A positive or negative resist is exposed and developed with ultraviolet rays, X-rays, or the like, and the resist layer is patterned to form an optical member. A patterning technique using a resist such as polymethyl methacrylate or a novolak resin is disclosed in, for example, JP-A-6-22411.
No. 5 and No. 7-20637.

【0057】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、たとえば特開平
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
酸化チタンの光学部材を形成する技術として、たとえば
特開平10−59743号公報がある。
As a technique for patterning polyimide by photolithography, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-181689 and 1-222141 and the like are known. Further, as a technique for forming an optical member of polymethyl methacrylate or titanium oxide on a glass substrate by using laser ablation, there is, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-59743.

【0058】(b)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光学部材を形成する。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光学部材とする
ことが好ましい。この種の技術として、たとえば、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2−5110
1号公報などがある。
(B) Method of Forming Refractive Index Distribution by Light Irradiation Light is irradiated at a wavelength that causes a change in the refractive index to the optical waveguide portion of the optical waveguide, and portions having different refractive indexes are periodically applied to the optical waveguide portion. The optical member is formed by forming. As such a method, it is particularly preferable to form an optical member by forming a layer of a polymer or a polymer precursor, partially polymerizing the layer by light irradiation or the like, and periodically forming regions having different refractive indexes. . Examples of this kind of technology include, for example, JP-A-9-31238, JP-A-9-178901, JP-A-8-15506, JP-A-5-297202, JP-A-5-32523, and JP-A-5-39480. JP-A-9-211728, JP-A-10-26702, JP-A-10-8300, and JP-A-2-5110
No. 1 publication.

【0059】(c)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光学部材を形成す
る。
(C) Stamping method 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).
The optical member is formed by stamping as described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-157, for example.

【0060】(d)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、光学部材を形成す
る。
(D) Method by etching A thin film is selectively removed and patterned by lithography and etching to form an optical member.

【0061】以上、光学部材の形成方法について述べた
が、要するに、光学部材は互いに異なる屈折率を有する
少なくとも2領域から構成されていればよく、たとえ
ば、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 optical member has been described above. In short, the optical member may be composed of at least two regions having different refractive indices. And a method of partially modifying a kind of material to form two regions having different refractive indexes.

【0062】また、発光装置の各層は、公知の方法で形
成することができる。たとえば、発光装置の各層は、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 light emitting device can be formed by a known method. For example, for each layer of the light emitting device, a suitable film forming method is selected depending on its material, and specific examples include a vapor deposition method, a spin coating method, an LB method, and an ink jet method.

【0063】[0063]

【発明の実施の形態】[第1の実施の形態](デバイ
ス)図1は、本実施の形態にかかる発光装置1000を
模式的に示す斜視図であり、図2は、発光装置1000
を模式的に示す平面図であり、図3は、図2におけるX
1−X1線に沿った断面図であり、図4は、図2のX2
−X2に沿った断面図であり、図5は、図2のX3−X
3に沿った断面図であり、図6は、図2のY−Y線に沿
った断面図であり、図9は、発光装置1000を構成す
る第1の光学部材12を模式的に示す平面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] (Device) FIG. 1 is a perspective view schematically showing a light emitting device 1000 according to the present embodiment, and FIG.
FIG. 3 is a plan view schematically showing
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 1-X1, and FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line X-X2, and FIG.
3 is a cross-sectional view taken along a line YY in FIG. 2, and FIG. 9 is a plan view schematically showing a first optical member 12 included in the light emitting device 1000. FIG.

【0064】また、図7は、図4の符号A1で示す部分
の拡大断面図であり、図8は、図6の符号B1で示す部
分の拡大断面図である。
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a portion indicated by reference numeral A1 in FIG. 4, and FIG. 8 is an enlarged sectional view of a portion indicated by reference numeral B1 in FIG.

【0065】発光装置1000は、基板10と、この基
板10上に形成された発光素子部100および導波路部
200とを含む。
The light emitting device 1000 includes a substrate 10, a light emitting element 100 and a waveguide 200 formed on the substrate 10.

【0066】発光素子部100は、図4および図6に示
すように、基板10上に、誘電体多層膜11a、陽極2
0、第1の光学部材12、有機発光層14、陰極22、
および誘電体多層膜11bを有する。後に詳述するよう
に、第1の光学部材12および誘電体多層膜11a,1
1bを含む積層体からなる第2の光学部材11によって
光学部材300が構成される。
As shown in FIGS. 4 and 6, the light emitting element section 100 includes a dielectric multilayer film 11a, an anode 2
0, the first optical member 12, the organic light emitting layer 14, the cathode 22,
And a dielectric multilayer film 11b. As described later in detail, the first optical member 12 and the dielectric multilayer films 11a, 1
The optical member 300 is configured by the second optical member 11 made of a laminate including 1b.

【0067】導波路部200は、図5および図6に示す
ように、基板10上に、誘電体多層膜11a、コア層3
0、このコア層30の露出部分を覆うクラッド層32、
および誘電体多層膜11bを有する。この導波路部20
0に隣接して、第1の電極取出部24と、第2の電極取
出部26とが配置されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the waveguide section 200 includes a dielectric multilayer film 11 a and a core layer 3 on a substrate 10.
0, a cladding layer 32 covering the exposed portion of the core layer 30;
And a dielectric multilayer film 11b. This waveguide section 20
A first electrode extraction part 24 and a second electrode extraction part 26 are disposed adjacent to the first electrode extraction part 24.

【0068】さらに、本実施の形態では、発光素子部1
00を覆うように、保護層60が形成されている。保護
層60によって発光素子部100を覆うことにより、陰
極22および発光層14の劣化を防止することができ
る。本実施の形態では、電極取出部24,26を形成す
るために、保護層60を発光装置全体に形成せず、導波
路部200の表面を露出させている。保護層60は、必
要に応じ、発光装置の全体を覆うように形成してもよ
い。
Further, in the present embodiment, the light emitting element 1
00, a protective layer 60 is formed. By covering the light emitting element section 100 with the protective layer 60, the deterioration of the cathode 22 and the light emitting layer 14 can be prevented. In the present embodiment, in order to form the electrode extraction portions 24 and 26, the surface of the waveguide portion 200 is exposed without forming the protective layer 60 on the entire light emitting device. The protective layer 60 may be formed so as to cover the entire light emitting device as needed.

【0069】次に、発光素子部100の各構成部分につ
いて詳細に説明する。
Next, each component of the light emitting element section 100 will be described in detail.

【0070】発光素子部100の陽極20は、光学的に
透明な導電材料で構成され、光学部材を構成する。そし
て、この陽極20と導波路部200のコア層30とは一
体的に連続して形成されている。これらの陽極20およ
びコア層30を構成する透明導電材料としては、ITO
などの前述したものを用いることができる。また、発光
素子部100の絶縁層(クラッド層)16と、導波路部
200のクラッド層32とは一体的に連続して形成され
ている。これらの絶縁層16およびクラッド層32を構
成する材料としては、絶縁性であって、かつ陽極20お
よびコア層30より屈折率が小さく、光の閉じ込めが可
能な材料であれば特に限定されない。
The anode 20 of the light emitting element section 100 is made of an optically transparent conductive material and forms an optical member. The anode 20 and the core layer 30 of the waveguide section 200 are integrally and continuously formed. The transparent conductive material forming the anode 20 and the core layer 30 is ITO.
Such as described above can be used. Further, the insulating layer (cladding layer) 16 of the light emitting element unit 100 and the cladding layer 32 of the waveguide unit 200 are formed integrally and continuously. The material constituting the insulating layer 16 and the cladding layer 32 is not particularly limited as long as it is an insulating material, has a lower refractive index than the anode 20 and the core layer 30, and can confine light.

【0071】発光素子部100において、絶縁層16
は、図2および図4に示すように、少なくとも第1の光
学部材12の露出部分を覆うように形成されている。そ
して、絶縁層16は、第1の光学部材12の周期方向、
すなわち屈折率の異なる媒質層が周期的に配列されるひ
とつの方向(この例ではY方向)に伸びるスリット状の
開口部16aを有する。この開口部16aにおいて、第
1の光学部材12および発光層14を介在させた状態
で、陽極20と陰極22とが配置されている。また、開
口部16a以外の領域においては、陽極20と陰極22
との間に絶縁層16が介在する。そのため、絶縁層16
は、電流狭窄層として機能する。したがって、陽極20
および陰極22に所定の電圧が印加されると、開口部1
6aに対応する領域CAにおいて主として電流が流れ
る。このように絶縁層(電流狭窄層)16を設けること
により、光の導波方向に沿って電流を集中させることが
でき、発光効率を高めることができる。
In the light emitting element section 100, the insulating layer 16
Is formed so as to cover at least the exposed portion of the first optical member 12, as shown in FIGS. Then, the insulating layer 16 is arranged in the direction of the period of the first optical member 12,
That is, it has a slit-like opening 16a extending in one direction (Y direction in this example) in which medium layers having different refractive indexes are periodically arranged. In this opening 16a, the anode 20 and the cathode 22 are arranged with the first optical member 12 and the light emitting layer 14 interposed therebetween. In regions other than the opening 16a, the anode 20 and the cathode 22
And an insulating layer 16 is interposed between them. Therefore, the insulating layer 16
Function as a current confinement layer. Therefore, the anode 20
When a predetermined voltage is applied to the cathode 22 and the opening 22, the opening 1
A current mainly flows in region CA corresponding to 6a. By providing the insulating layer (current confinement layer) 16 in this manner, current can be concentrated along the light waveguide direction, and luminous efficiency can be increased.

【0072】次に、光学部材300について説明する。
図10は、光学部材300を構成する積層体を模式的に
示す斜視図である。
Next, the optical member 300 will be described.
FIG. 10 is a perspective view schematically showing a laminate constituting the optical member 300. FIG.

【0073】光学部材300は、基板10上に形成され
た部材であって、誘電体多層膜11a、陽極20、第1
の光学部材12、絶縁層16、発光層14、陰極22、
および誘電体多層膜11bを有する積層体からなる。
The optical member 300 is a member formed on the substrate 10, and includes the dielectric multilayer film 11a, the anode 20, the first
Optical member 12, insulating layer 16, light emitting layer 14, cathode 22,
And a laminate having the dielectric multilayer film 11b.

【0074】より具体的には、第1の光学部材12は、
図9に示すように、三角格子状に形成されている。この
光学部材12は、屈折率の異なる、第1の媒質層12
0,130と第2の媒質層110とが、所定のパター
ン、すなわち、第1の媒質層120,130が三角格子
状に配列されている。第1の媒質層120,130と第
2の媒質層110とは、これらが屈折率差を有するもの
であればよく、その材質は特に限定されない。本実施の
形態では、一方の第1の媒質層120は絶縁層16を構
成する物質からなり、他方の第1の媒質層130は発光
層14(発光部14a)を構成する物質からなり、およ
び第2の媒質層110は絶縁層112を構成する物質と
同じ物質からなる。
More specifically, the first optical member 12
As shown in FIG. 9, it is formed in a triangular lattice shape. The optical member 12 has a first medium layer 12 having a different refractive index.
0, 130 and the second medium layer 110 are arranged in a predetermined pattern, that is, the first medium layers 120, 130 are arranged in a triangular lattice. The materials of the first medium layers 120 and 130 and the second medium layer 110 are not particularly limited as long as they have a difference in refractive index. In the present embodiment, one first medium layer 120 is made of a material forming insulating layer 16, the other first medium layer 130 is made of a material forming light emitting layer 14 (light emitting portion 14a), and The second medium layer 110 is made of the same material as the material forming the insulating layer 112.

【0075】第1の光学部材12は、その形状(寸法)
や媒質の組合せに基づいて、第1,第2および第3の方
向に周期的な屈折率分布を有し、かつ1または2次元で
の光の自然放出を制約できる不完全フォトニックバンド
を構成する。さらに、発光層14の発光スペクトルのエ
ネルギー準位が、第1の光学部材12によって形成され
るバンドに含まれるバンドエッジのエネルギー準位を含
むように第1の光学部材12が構成される。すなわち、
第1の光学部材12によって、光に対してのバンドが形
成される。このバンドは、あるバンドエッジのエネルギ
ーにおいて、状態密度が高い状態で得られる。また、発
光層14において、発光する光のスペクトルが、このバ
ンドエッジのエネルギー準位を含むように第1の光学部
材12が構成されている。したがって、発光層14での
発光がこのバンドエッジのエネルギー準位で起こりやす
くなる。これにより、このバンドエッジのエネルギー準
位に対応する波長を有し、スペクトル幅が狭い光を発光
し、かつ高収率の素子を得ることができる。
The first optical member 12 has a shape (dimension)
Photonic band that has a periodic refractive index distribution in the first, second, and third directions and that can restrict spontaneous emission of light in one or two dimensions based on the combination of media and media I do. Further, the first optical member 12 is configured so that the energy level of the emission spectrum of the light emitting layer 14 includes the energy level of the band edge included in the band formed by the first optical member 12. That is,
The first optical member 12 forms a band for light. This band is obtained with a high state density at a certain band edge energy. In the light emitting layer 14, the first optical member 12 is configured so that the spectrum of the emitted light includes the energy level of the band edge. Therefore, light emission in the light emitting layer 14 easily occurs at the energy level at the band edge. Accordingly, a device having a wavelength corresponding to the energy level of the band edge, emitting light with a narrow spectrum width, and having a high yield can be obtained.

【0076】この第1の光学部材12においては、図9
の(1)に示すように、少なくとも2次元(X−Y面)
の3方向(a,bおよびc方向)において、光の伝搬が
規制されるので、光の閉じ込めが大きく、出射光の効率
を高めることができる。あるいは、図9の(2)に示す
方向(a’,b’およびc’方向)に光の伝搬を規制す
ることができる。この場合は、図9の(1)に示す方向
に光の伝搬が規制される場合と比較してピッチが2倍の
周期となる。
In the first optical member 12, FIG.
As shown in (1) above, at least two dimensions (XY plane)
In the three directions (a, b, and c directions), the propagation of light is regulated, so that light is greatly confined and the efficiency of emitted light can be increased. Alternatively, light propagation can be restricted in the directions (a ′, b ′ and c ′ directions) shown in FIG. 9 (2). In this case, the pitch is twice as long as the case where the propagation of light is restricted in the direction shown in FIG. 9A.

【0077】第2の光学部材11は、その形状(寸法)
や媒質の組合せに基づいて、Z方向に周期的な屈折率分
布を有し、所定の波長帯域に対して1次元の光の伝播を
規制する。第2の光学部材11は、少なくとも1次元の
光の伝播を規制できるものであれば、不完全フォトニッ
クバンドを構成するものであっても、あるいは完全なフ
ォトニックバンドギャップを構成するものであってもよ
い。
The shape (dimensions) of the second optical member 11 is
It has a periodic refractive index distribution in the Z direction based on the combination of the medium and the medium, and regulates the propagation of one-dimensional light in a predetermined wavelength band. The second optical member 11 may constitute an incomplete photonic band or may constitute a complete photonic band gap as long as it can regulate at least one-dimensional light propagation. You may.

【0078】すなわち、第1の光学部材12および第2
の光学部材11がいずれも不完全フォトニックバンドを
構成していてもよい。
That is, the first optical member 12 and the second
Any of the optical members 11 may constitute an incomplete photonic band.

【0079】あるいは、第1の光学部材12が不完全フ
ォトニックバンドを構成し、第2の光学部材11が完全
なフォトニックバンドギャップを構成するものであって
もよい。この場合、第2の光学部材11により構成され
るバンド内の光は、第2の光学部材11で制御される方
向へ伝播することができない。したがって、この場合、
第2の光学部材11により構成されるバンド内に、第1
の光学部材12のバンドエッジが含まれるように設計す
ることにより、第1の光学部材12のバンドエッジのエ
ネルギー準位に対応する波長を有する光が発光した後、
この光を第2の光学部材11で制御される方向へと出射
させることができる。
Alternatively, the first optical member 12 may constitute an incomplete photonic band, and the second optical member 11 may constitute a complete photonic band gap. In this case, light in the band constituted by the second optical member 11 cannot propagate in a direction controlled by the second optical member 11. So, in this case,
In the band constituted by the second optical member 11, the first
By designing so that the band edge of the optical member 12 is included, after light having a wavelength corresponding to the energy level of the band edge of the first optical member 12 is emitted,
This light can be emitted in a direction controlled by the second optical member 11.

【0080】第2の光学部材11が完全なフォトニック
バンドギャップを構成する場合、第2の光学部材11に
欠陥(図示せず)を形成することができる。この場合、
この欠陥のエネルギー準位が、発光層14における発光
スペクトル内に存在しないように設計することが望まし
い。
When the second optical member 11 forms a complete photonic band gap, a defect (not shown) can be formed in the second optical member 11. in this case,
It is desirable to design so that the energy level of this defect does not exist in the emission spectrum of the light emitting layer 14.

【0081】第1の光学部材12は、第2の光学部材1
1の周期方向(異なる媒質層が周期的に繰り返される方
向)の中間に形成されている。
The first optical member 12 is the second optical member 1
It is formed in the middle of one periodic direction (direction in which different medium layers are periodically repeated).

【0082】第2の光学部材11は、第1の光学部材1
2より下側に形成された誘電体多層膜11aと、第1の
光学部材12より上側に形成された誘電体多層膜11b
とを有する。誘電体多層膜11a,11bはそれぞれ、
屈折率の異なる第1の媒質層210と第2の媒質層22
0とが交互に配列されて形成されている。
The second optical member 11 is the first optical member 1
2 and a dielectric multilayer film 11b formed above the first optical member 12
And The dielectric multilayer films 11a and 11b are respectively
First medium layer 210 and second medium layer 22 having different refractive indexes
0 are alternately arranged.

【0083】第2の光学部材11が完全フォトニックバ
ンドを構成する場合、Z方向についてみると、図6およ
び図10に示すように、陽極20、第1の光学部材1
2、有機発光層14、絶縁層16および陰極22から構
成される積層部400は、第2の光学部材11の欠陥部
として機能しないように、第2の光学部材11のうち少
なくとも1ペアの格子を構成することが望ましい。この
場合、積層部400を構成する各層は、光学的にほぼ透
明である。
When the second optical member 11 forms a complete photonic band, as viewed in the Z direction, as shown in FIGS. 6 and 10, the anode 20 and the first optical member 1
2. The laminated portion 400 composed of the organic light emitting layer 14, the insulating layer 16, and the cathode 22 does not function as a defective portion of the second optical member 11 so that at least one pair of the second optical members 11 It is desirable to constitute. In this case, each layer constituting the laminated section 400 is almost optically transparent.

【0084】第1の媒質層210と第2の媒質層220
とは、それぞれ周期的な分布を形成しうる物質であれば
よく、その材質は特に限定されない。
The first medium layer 210 and the second medium layer 220
May be any substance that can form a periodic distribution, and the material is not particularly limited.

【0085】本実施の形態では、Z方向においては、第
2の光学部材11、特に、積層部400の上下の誘電体
多層膜11aおよび11bによって光の閉じ込めがなさ
れる。
In the present embodiment, light is confined in the Z direction by the second optical member 11, in particular, the dielectric multilayer films 11 a and 11 b above and below the laminated portion 400.

【0086】光学部材300の光の閉じ込めの強弱は、
光学部材のペア数、光学部材を構成する媒質層の屈折率
差などを考慮することによって、好ましくは光学部材の
ペア数によってコントロールできる。
The strength of the light confinement of the optical member 300 is as follows.
The number of optical members can be controlled preferably by considering the number of pairs of optical members, the difference in the refractive index of the medium layer constituting the optical members, and the like.

【0087】本実施の形態の発光装置1000は、X−
Y面で第1,第2および第3の方向の不完全フォトニッ
クバンドを有する第1の光学部材12と、Z方向に周期
的な分布を有する第2の光学部材11とによって光を閉
じ込めるので、3次元での光伝搬が制御される。そし
て、その他の方向には漏れモードの光の伝搬が許容され
る。これらの漏れモードの光の伝搬を抑制するために、
必要に応じて、光の閉じ込めを目的として、図示しない
クラッド層や誘電体多層ミラーを設けることもできる。
このことは、他の実施の形態でも同様である。
The light emitting device 1000 according to the present embodiment
Light is confined by the first optical member 12 having incomplete photonic bands in the first, second, and third directions on the Y plane and the second optical member 11 having a periodic distribution in the Z direction. And three-dimensional light propagation is controlled. The propagation of light in the leak mode is allowed in other directions. In order to suppress the propagation of light in these leak modes,
If necessary, a clad layer or a dielectric multilayer mirror (not shown) can be provided for the purpose of confining light.
This is the same in other embodiments.

【0088】導波路部200に隣接する第1の電極取出
部24と第2の電極取出部26とは、図2に示すよう
に、絶縁層16と連続する絶縁性のクラッド層32によ
って電気的に分離されている。第1の電極取出部24
は、発光素子部100の陽極20と一体的に連続し、陽
極20の取出電極として機能する。また、第2の電極取
出部26は、発光素子部100側に伸びるように形成さ
れ、その一部は陰極22と電気的に接続されている。し
たがって、第2の電極取出部26は陰極22の取出電極
として機能する。本実施の形態では、第1および第2の
電極取出部24,26は、陽極20と同一の成膜工程で
形成される。
As shown in FIG. 2, the first electrode extraction portion 24 and the second electrode extraction portion 26 adjacent to the waveguide portion 200 are electrically connected by an insulating cladding layer 32 continuous with the insulating layer 16. Are separated. First electrode extraction unit 24
Is integrally continuous with the anode 20 of the light emitting element unit 100 and functions as an extraction electrode of the anode 20. The second electrode extraction portion 26 is formed so as to extend to the light emitting element portion 100 side, and a part thereof is electrically connected to the cathode 22. Therefore, the second electrode extraction part 26 functions as an extraction electrode of the cathode 22. In the present embodiment, the first and second electrode extraction portions 24 and 26 are formed in the same film forming process as the anode 20.

【0089】発光装置1000の第1および第2の光学
部材12,11の製造方法および各層を構成する材料な
どについては、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。これらの製造方法、材料および構成
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 for the method of manufacturing the first and second optical members 12 and 11 of the light emitting device 1000 and the materials constituting each layer, the above-described methods and materials can be used as appropriate. These manufacturing methods, materials, and configurations are the same in other embodiments described below.

【0090】(デバイスの動作)次に、この発光装置1
000の動作および作用について説明する。
(Device Operation) Next, the light emitting device 1
000 will be described.

【0091】陽極20と陰極22とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極22から電子が、陽極20から
ホール輸送層70を介してホールが、それぞれ発光層1
4内に注入される。発光層14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。
そして、前述したように、陽極20と陰極22との間に
介在する絶縁層16によって電流の流れる領域CA(図
4参照)が規定されているので、発光させたい領域に効
率よく電流を供給することができる。
When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 22, electrons are emitted from the cathode 22 and holes are emitted from the anode 20 via the hole transport layer 70, respectively.
4 is injected. In the light emitting layer 14, the electrons and holes are recombined to generate excitons, and when the excitons are deactivated, light such as fluorescence or phosphorescence is generated.
As described above, since the region CA (see FIG. 4) through which the current flows is defined by the insulating layer 16 interposed between the anode 20 and the cathode 22, the current is efficiently supplied to the region where light emission is desired. be able to.

【0092】発光層14において発生した光は、第1の
光学部材12に導入された後、第1の光学部材12をそ
の端面(導波路部200側)に向けて伝搬し、さらに、
陽極20に連続して一体的に形成された導波路部200
のコア層30内を伝搬し、その端面より出射する。この
出射光は、2次元の不完全フォトニックバンドを構成す
る第1の光学部材12と、Z方向に周期的な分布を有す
る第2の光学部材11とから主に構成される光学部材3
00によって、3次元の自然放出が規制される。その結
果、特定波長帯域の光のみが出射されて波長選択性があ
り、発光スペクトル幅が狭く、かつ優れた指向性を有す
る。
The light generated in the light emitting layer 14 is introduced into the first optical member 12, and then propagates through the first optical member 12 toward its end face (on the side of the waveguide section 200).
Waveguide 200 formed integrally with anode 20
In the core layer 30 and exits from the end face. This emitted light is an optical member 3 mainly composed of a first optical member 12 forming a two-dimensional incomplete photonic band and a second optical member 11 having a periodic distribution in the Z direction.
00 regulates three-dimensional spontaneous emission. As a result, only light in a specific wavelength band is emitted, which has wavelength selectivity, a narrow emission spectrum width, and excellent directivity.

【0093】(作用効果)本実施の形態の主要な作用効
果を、以下にあげる。
(Effects) The main effects of the present embodiment are as follows.

【0094】(A)本実施の形態の発光装置1000に
よれば、絶縁層16の開口部16aに充填された発光部
14aを介して陽極20と陰極22とが電気的に接続さ
れ、この開口部16aによって電流の流れる領域が規定
される。したがって、絶縁層16は、電流狭窄層として
機能し、発光領域に効率よく電流を供給し、発光効率を
高めることができる。そして、電流を供給する領域を電
流狭窄層(絶縁層16)で規定することにより、発光領
域をコア層30と位置合わせした状態で設定でき、この
点からも導波路部200に対する光の結合効率を高める
ことができる。
(A) According to the light emitting device 1000 of the present embodiment, the anode 20 and the cathode 22 are electrically connected via the light emitting portion 14a filled in the opening 16a of the insulating layer 16, and this opening is The region where the current flows is defined by the portion 16a. Therefore, the insulating layer 16 functions as a current confinement layer, can efficiently supply current to the light emitting region, and can increase luminous efficiency. By defining the current supply region by the current confinement layer (insulating layer 16), the light emitting region can be set in a state of being aligned with the core layer 30. From this point as well, the efficiency of light coupling to the waveguide portion 200 can be improved. Can be increased.

【0095】(B)発光装置1000によれば、上述し
たように、陰極22と陽極20とからそれぞれ電子とホ
ールとが発光層14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。すなわち、この過程におい
ては、第1の光学部材12によって、光に対してのバン
ドが形成される。このバンドは、あるバンドエッジのエ
ネルギーにおいて、状態密度が高い状態で得られる。こ
こで、発光層14において発光する光のスペクトルのエ
ネルギー準位が、このバンドエッジのエネルギー準位を
含むように第1の光学部材12が構成されることによ
り、発光層14での発光がこのバンドエッジのエネルギ
ー準位で起こりやすくなる。これにより、このバンドエ
ッジのエネルギー準位に対応する波長を有し、かつスペ
クトル幅が狭い光を発光することができ、その結果、高
収率の素子を得ることができる。
(B) According to the light emitting device 1000, as described above, electrons and holes are injected into the light emitting layer 14 from the cathode 22 and the anode 20, respectively, and the electrons and holes are recombined in the light emitting layer. Then, light is generated when the molecule returns from the excited state to the ground state. That is, in this process, a band for light is formed by the first optical member 12. This band is obtained with a high state density at a certain band edge energy. Here, since the first optical member 12 is configured so that the energy level of the spectrum of light emitted in the light emitting layer 14 includes the energy level of the band edge, the light emission in the light emitting layer 14 It easily occurs at the energy level of the band edge. Accordingly, light having a wavelength corresponding to the energy level of the band edge and having a narrow spectrum width can be emitted, and as a result, a high-yield device can be obtained.

【0096】(C)第1の光学部材12が形成された陽
極20と、導波路部200のコア層30とが一体的に連
続している。このことにより、発光素子部100と導波
路部200とが、高い結合効率で光学的に結合され、効
率のよい光の伝搬ができる。また、陽極20とコア層3
0とは、同一の工程で成膜およびパターニングできるの
で、製造が簡易となる利点を有する。
(C) The anode 20 on which the first optical member 12 is formed and the core layer 30 of the waveguide section 200 are integrally continuous. Accordingly, the light emitting element unit 100 and the waveguide unit 200 are optically coupled with high coupling efficiency, and light can be efficiently transmitted. The anode 20 and the core layer 3
A value of 0 has the advantage of simplifying manufacturing because film formation and patterning can be performed in the same step.

【0097】また、発光素子部100の絶縁層(クラッ
ド層)16と、導波路部200のクラッド層32とが一
体的に連続している。このことにより、発光素子部10
0と導波路部200とが、高い結合効率で光学的に結合
され、効率のよい光の伝搬ができる。また、絶縁層16
とクラッド層32とは、同一の工程で成膜およびパター
ニングできるので、製造が簡易となる利点を有する。
The insulating layer (cladding layer) 16 of the light emitting element section 100 and the cladding layer 32 of the waveguide section 200 are integrally continuous. Thereby, the light emitting element unit 10
0 and the waveguide section 200 are optically coupled with high coupling efficiency, and light can be efficiently propagated. The insulating layer 16
Since the cladding layer 32 and the cladding layer 32 can be formed and patterned in the same process, there is an advantage that the manufacturing is simplified.

【0098】このように、本実施の形態にかかる発光装
置1000によれば、発光素子部100と導波路部20
0とが、高い結合効率で接続されることにより、高効率
の出射光を得ることができる。
As described above, according to the light emitting device 1000 of the present embodiment, the light emitting element 100 and the waveguide 20
0 is connected with high coupling efficiency, so that highly efficient emitted light can be obtained.

【0099】(D)本実施の形態では、第1の光学部材
12および第2の光学部材11は有機材料または無機材
料から構成でき、光学部材の材料として半導体を用いた
場合のように、光学部材の媒質層の界面が不規則な状態
になったり、あるいは、不純物の影響を受けやすい難点
を有さないため、優れたフォトニックバンドギャップに
よる特性が得られる。
(D) In the present embodiment, the first optical member 12 and the second optical member 11 can be made of an organic material or an inorganic material. Since the interface of the medium layer of the member is not in an irregular state or does not have a difficulty easily affected by impurities, excellent characteristics due to a photonic band gap can be obtained.

【0100】また、光学部材を構成する媒質層を有機材
料層により形成する場合には、製造が容易であり、か
つ、良好な屈折率の周期構造を得やすく、より優れたフ
ォトニックバンドギャップによる特性が得られる。
Further, when the medium layer constituting the optical member is formed of an organic material layer, it is easy to manufacture, and it is easy to obtain a periodic structure having a good refractive index, and it is possible to obtain a better photonic band gap. Characteristics are obtained.

【0101】(E)本実施の形態では、有機発光層14
を有しており、この発光装置1000は、半導体を用い
た場合のように、発光層の界面が不規則な状態になった
り、あるいは、不純物の影響を受けやすい難点を有さな
いため、優れたフォトニックバンドギャップによる特性
が得られる。
(E) In the present embodiment, the organic light emitting layer 14
The light emitting device 1000 is excellent in that the interface of the light emitting layer is not in an irregular state as in the case of using a semiconductor or does not have a difficulty easily affected by impurities. The characteristics due to the photonic band gap are obtained.

【0102】以上の作用効果は、他の実施の形態でも同
様である。
The above operation and effect are the same in the other embodiments.

【0103】(層構造の変形例)また、発光素子部にお
いて、必要に応じて、ホール輸送層および電子輸送層の
少なくとも一方を設けることもできる。この変形例は、
他の実施の形態についても同様に適用できる。
(Modification of Layer Structure) In the light emitting element portion, at least one of a hole transport layer and an electron transport layer can be provided as necessary. This variant is
The same applies to other embodiments.

【0104】たとえば、図1および図2に示す発光装置
1000において、第1の光学部材12や発光層14の
形成位置を変えたり、あるいはさらに他の層を設けるこ
とにより、図11〜図15に例示する構造を含む発光装
置を採用することもできる。これらの図において、発光
装置1000の構成要素と同様な部材には同一符号を付
し、詳細な説明は省略する。なお、これらの変形例は、
他の実施の形態についても同様に適用できる。
For example, in the light emitting device 1000 shown in FIGS. 1 and 2, by changing the position where the first optical member 12 and the light emitting layer 14 are formed or by providing another layer, the structure shown in FIGS. A light emitting device including the exemplified structure can also be adopted. In these drawings, the same members as those of the light emitting device 1000 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Note that these modifications are
The same applies to other embodiments.

【0105】図11〜図15はそれぞれ、本実施の形態
にかかる発光装置の層構造の一変形例(発光装置100
1〜1005)を模式的に示す断面図である。
FIGS. 11 to 15 show modifications of the layer structure of the light emitting device according to the present embodiment (light emitting device 100).
1 to 1005).

【0106】(A)図11に示す発光装置1001は、
積層部400にホール輸送層70を含まない点で、ホー
ル輸送層70が設けられている発光装置1000と異な
る。
(A) The light emitting device 1001 shown in FIG.
The light emitting device 1000 is different from the light emitting device 1000 in which the hole transport layer 70 is provided in that the stacked portion 400 does not include the hole transport layer 70.

【0107】発光装置1001は、基板10と、基板1
0上に形成された積層部400とを含む。積層部400
は、陽極20、発光層14、および陰極22がこの順序
で基板10上に積層されることにより形成される。ま
た、第1の光学部材12は陽極20上に形成されてい
る。
The light emitting device 1001 comprises a substrate 10 and a substrate 1
0 on the stacked portion 400. Laminated part 400
Is formed by stacking the anode 20, the light emitting layer 14, and the cathode 22 on the substrate 10 in this order. Further, the first optical member 12 is formed on the anode 20.

【0108】次に、この発光装置1001の動作につい
て説明する。
Next, the operation of the light emitting device 1001 will be described.

【0109】陽極20と陰極22とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極22から発光層14内に電子が
注入され、さらに、陽極20から発光層14内にホール
が注入される。発光層14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。これ
以降の動作は、図1に示す発光装置1000とほぼ同様
であるため、説明は省略する。
When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 22, electrons are injected from the cathode 22 into the light emitting layer 14, and holes are injected from the anode 20 into the light emitting layer 14. In the light emitting layer 14, the electrons and holes are recombined to generate excitons, and when the excitons are deactivated, light such as fluorescence or phosphorescence is generated. The subsequent operation is substantially the same as that of the light emitting device 1000 shown in FIG.

【0110】(B)図12に示す発光装置1002は、
第1の光学部材212を構成する第1の媒質層132が
ホール輸送層70に連続している点で、図1に示す発光
装置1000と異なる。すなわち、発光装置1002で
は、第1の光学部材の形成位置が図1に示す発光装置1
000と異なる。
(B) The light emitting device 1002 shown in FIG.
The first optical member 212 is different from the light emitting device 1000 shown in FIG. 1 in that the first medium layer 132 constituting the first optical member 212 is continuous with the hole transport layer 70. That is, in the light emitting device 1002, the formation position of the first optical member is the light emitting device 1 shown in FIG.
000.

【0111】発光装置1002は、基板10と、基板1
0上に形成された積層部400とを含む。積層部400
は、陽極20、ホール輸送層70、発光層14、および
陰極22がこの順序で基板10上に積層されることによ
り形成される。
The light emitting device 1002 comprises a substrate 10 and a substrate 1
0 on the stacked portion 400. Laminated part 400
Is formed by stacking the anode 20, the hole transport layer 70, the light emitting layer 14, and the cathode 22 on the substrate 10 in this order.

【0112】また、第1の光学部材212は陽極20上
に形成されている。第1の光学部材212を構成する第
1の媒質層132は、ホール輸送層70に連続して形成
されている。すなわち、ホール輸送層70が、第1の光
学部材212の一部(第1の媒質層132)として機能
する。
The first optical member 212 is formed on the anode 20. The first medium layer 132 of the first optical member 212 is formed continuously with the hole transport layer 70. That is, the hole transport layer 70 functions as a part of the first optical member 212 (first medium layer 132).

【0113】この発光装置1002の動作、作用、およ
び効果は、図1に示す発光装置1000と同様であるの
で、説明は省略する。
The operation, operation, and effect of the light emitting device 1002 are the same as those of the light emitting device 1000 shown in FIG.

【0114】なお、図12においては、ホール輸送層7
0内に第1の光学部材212を設けた例を示したが、陽
極20が金属以外の材料で形成される場合、たとえばI
TOで形成する場合には、ホール輸送層70および陽極
20から第1の光学部材を形成することができる。
In FIG. 12, the hole transport layer 7
Although the example in which the first optical member 212 is provided in the area 0 is shown, when the anode 20 is formed of a material other than a metal, for example, I
In the case of using TO, the first optical member can be formed from the hole transport layer 70 and the anode 20.

【0115】(C)図13に示す発光装置1003は、
電子輸送層80を積層部400に含む点、および第1の
光学部材312を構成する第1の媒質層320が電子輸
送層80に連続している点で、図1に示す発光装置10
00と異なる。
(C) The light emitting device 1003 shown in FIG.
The light emitting device 10 shown in FIG. 1 is different from the light emitting device 10 shown in FIG. 1 in that the electron transport layer 80 is included in the stacked portion 400 and that the first medium layer 320 forming the first optical member 312 is continuous with the electron transport layer 80.
Different from 00.

【0116】発光装置1003は、基板10と、基板1
0上に形成された積層部400とを含む。積層部400
は、陽極20、ホール輸送層70、発光層14、電子輸
送層80、および陰極22がこの順序で積層されること
により形成される。また、第1の光学部材312が発光
層14上に形成され、かつ第1の光学部材312を構成
する第2の媒質層320が電子輸送層80に連続して形
成されている。すなわち、電子輸送層80が、第1の光
学部材312の一部(第1の媒質層320)として機能
する。
The light emitting device 1003 comprises a substrate 10 and a substrate 1
0 on the stacked portion 400. Laminated part 400
Is formed by stacking the anode 20, the hole transport layer 70, the light emitting layer 14, the electron transport layer 80, and the cathode 22 in this order. Further, a first optical member 312 is formed on the light emitting layer 14, and a second medium layer 320 constituting the first optical member 312 is formed continuously with the electron transport layer 80. That is, the electron transport layer 80 functions as a part of the first optical member 312 (the first medium layer 320).

【0117】次に、この発光装置1003の動作につい
て説明する。
Next, the operation of the light emitting device 1003 will be described.

【0118】陽極20と陰極22とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極22から電子輸送層80を介し
て発光層14内に電子が注入され、さらに、陽極20か
らホール輸送層70を介して発光層14内にホールが注
入される。発光層14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。これ以降
の動作は、図1に示す発光装置1000とほぼ同様であ
る。
When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 22, electrons are injected from the cathode 22 into the light-emitting layer 14 via the electron transport layer 80, and the hole transport layer 70 is Through the holes, holes are injected into the light emitting layer 14. In the light emitting layer 14, the electrons and holes are recombined to generate excitons, and when the excitons are deactivated, light such as fluorescence or phosphorescence is generated. The subsequent operation is almost the same as that of the light emitting device 1000 shown in FIG.

【0119】発光装置1003は、図1に示す発光装置
1000と同様の作用および効果を有するうえに、ホー
ル輸送層70および電子輸送層80が設けられているた
め、ホールおよび電子の輸送能の向上を図ることができ
る。
The light emitting device 1003 has the same operation and effect as the light emitting device 1000 shown in FIG. 1 and further includes the hole transport layer 70 and the electron transport layer 80, so that the hole and electron transport ability is improved. Can be achieved.

【0120】なお、図13においては、電子輸送層80
内に第1の光学部材312を設けた例を示したが、陰極
22を金属以外の材料、たとえばダイヤモンド等で形成
する場合には、電子輸送層80および陰極22から第1
の光学部材を形成することができる。また、電子輸送層
80を形成しない場合には、陰極22と発光層14とを
用いて第1の光学部材を形成することもできる。
In FIG. 13, the electron transport layer 80
Although the example in which the first optical member 312 is provided therein is shown, when the cathode 22 is formed of a material other than metal, for example, diamond, the first optical member 312 is provided from the electron transport layer 80 and the cathode 22.
Can be formed. When the electron transport layer 80 is not formed, the first optical member can be formed using the cathode 22 and the light emitting layer 14.

【0121】(D)図14に示す発光装置1004は、
積層部400にホール輸送層170を含む点、および第
1の光学部材412を構成する第1の媒質層420が発
光層140に連続している点で、図11に示す発光装置
1001と同様の構成を有する。一方、第1の光学部材
412を構成する第1の媒質層420がホール輸送層1
70に連続している点で、図11に示す発光装置100
1と異なる。
(D) The light emitting device 1004 shown in FIG.
The light emitting device 1001 illustrated in FIG. 11 is similar to the light emitting device 1001 illustrated in FIG. 11 in that the stacked unit 400 includes the hole transport layer 170 and that the first medium layer 420 included in the first optical member 412 is continuous with the light emitting layer 140. Having a configuration. On the other hand, the first medium layer 420 constituting the first optical member 412 is the hole transport layer 1
The light emitting device 100 shown in FIG.
Different from 1.

【0122】発光装置1004は、基板10と、基板1
0上に形成された積層部400とを含む。積層部400
は、陽極20、ホール輸送層170、発光層140、お
よび陰極22がこの順序で積層されることにより形成さ
れる。また、第1の光学部材412は、発光層140と
ホール輸送層170との境界領域に形成されている。す
なわち、第1の光学部材412は、ホール輸送層170
の上面に設けられた溝13に発光層140を形成するた
めの材料を埋め込むことにより形成される。したがっ
て、第1の光学部材412を構成する第1の媒質層42
0はホール輸送層170に連続する。したがって、ホー
ル輸送層170が、第1の光学部材412の一部(第1
の媒質層420)として機能する。また、第1の光学部
材412を構成する第2の媒質層420は発光層140
に連続する。したがって、発光層140が第1の光学部
材412の一部(第2の媒質層420)として機能す
る。
The light emitting device 1004 comprises a substrate 10 and a substrate 1
0 on the stacked portion 400. Laminated part 400
Is formed by laminating the anode 20, the hole transport layer 170, the light emitting layer 140, and the cathode 22 in this order. The first optical member 412 is formed in a boundary region between the light emitting layer 140 and the hole transport layer 170. That is, the first optical member 412 includes the hole transport layer 170
Is formed by embedding a material for forming the light emitting layer 140 in the groove 13 provided on the upper surface of the substrate. Therefore, the first medium layer 42 constituting the first optical member 412
0 is continuous with the hole transport layer 170. Therefore, the hole transport layer 170 is a part of the first optical member 412 (the first optical member 412).
Function as a medium layer 420). Further, the second medium layer 420 forming the first optical member 412 is
Continuous. Therefore, the light emitting layer 140 functions as a part of the first optical member 412 (the second medium layer 420).

【0123】この発光装置1004の動作、作用、およ
び効果は、図1に示す発光装置1000と同様であるの
で、説明は省略する。
The operation, operation, and effects of the light emitting device 1004 are the same as those of the light emitting device 1000 shown in FIG.

【0124】(E)図15に示す発光装置1005は、
第1の光学部材512が利得結合型構造でない点で、利
得結合型構造を有する前述の発光装置1000〜100
4とは異なる。また、発光装置1005は、積層部40
0にホール輸送層70を含む点で、図11に示す発光装
置1001と同様の構成を有する。一方、第1の光学部
材512が基板10上に形成されている点で、図11に
示す発光装置1001と異なる。
(E) The light emitting device 1005 shown in FIG.
In that the first optical member 512 is not a gain-coupling type structure, the aforementioned light emitting devices 1000 to 100 having a gain-coupling type structure
4 and different. Further, the light emitting device 1005 includes
The light-emitting device 1001 has the same configuration as the light-emitting device 1001 shown in FIG. On the other hand, it differs from the light emitting device 1001 shown in FIG. 11 in that the first optical member 512 is formed on the substrate 10.

【0125】発光装置1005は、基板10と、基板1
0上に形成された積層部400とを含む。積層部400
は、絶縁層90、陽極20、ホール輸送層70、発光層
14、および陰極22がこの順序で積層されることによ
り形成される。
The light emitting device 1005 includes a substrate 10 and a substrate 1
0 on the stacked portion 400. Laminated part 400
Is formed by laminating the insulating layer 90, the anode 20, the hole transport layer 70, the light emitting layer 14, and the cathode 22 in this order.

【0126】また、第1の光学部材512は、第1の媒
質層520および第2の媒質層510から構成され、か
つ屈折率結合型構造を有する。第1の媒質層520は、
図1に示す第1の光学部材12を構成する第1の媒質層
120と同様の材料にて形成される。第1の媒質層52
0は絶縁層90に連続する。すなわち、絶縁層90が、
第1の光学部材512の一部(第1の媒質層520)と
して機能する。
The first optical member 512 includes a first medium layer 520 and a second medium layer 510, and has a refractive index coupling type structure. The first medium layer 520 includes:
The first optical member 12 shown in FIG. 1 is formed of the same material as the first medium layer 120. First medium layer 52
0 is continuous with the insulating layer 90. That is, the insulating layer 90
It functions as a part (first medium layer 520) of the first optical member 512.

【0127】この発光装置1005の動作、作用、およ
び効果は、図1に示す発光装置1000とほぼ同様であ
るので、説明は省略する。
The operation, operation, and effects of the light emitting device 1005 are almost the same as those of the light emitting device 1000 shown in FIG.

【0128】[第2の実施の形態]図16は、本実施の
形態にかかる発光装置2000を模式的に示す平面図で
あり、図17は、図16におけるX−X線に沿った断面
図であり、図18は、図16におけるY−Y線に沿った
断面図である。本実施の形態において、第1の実施の形
態と同様の部分には同一の符号を付して、詳細な説明を
省略する。本実施の形態では、光学部材の構成が第1の
実施の形態と異なる。以下、第1の実施の形態と異なる
点を主として説明する。
[Second Embodiment] FIG. 16 is a plan view schematically showing a light emitting device 2000 according to the present embodiment, and FIG. 17 is a sectional view taken along line XX in FIG. FIG. 18 is a sectional view taken along line YY in FIG. In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. In the present embodiment, the configuration of the optical member is different from that of the first embodiment. Hereinafter, points different from the first embodiment will be mainly described.

【0129】発光装置2000は、発光素子部100
と、導波路部200とを有する。
The light emitting device 2000 includes the light emitting element 100
And a waveguide section 200.

【0130】発光素子部100は、図17および図18
に示すように、基板10上に、モザイク状3次元積層体
15a、陽極20、第1の光学部材12、有機発光層1
4、陰極22、およびモザイク状3次元積層体15bを
有する。後に詳述するように、第1の光学部材12およ
びモザイク状3次元積層体15a,15bからなる第2
の光学部材15を含む積層体によって光学部材300が
構成される。下側のモザイク状3次元積層体15aの周
囲には、基板10上に形成された第1の絶縁層23が配
置されている。そして、第1の絶縁層23上に陽極20
が配置されている。また、上側のモザイク状3次元積層
体15bの周囲には、陽極20、絶縁層16および陰極
14の露出面上に形成された、第2の絶縁層27が配置
されている。
The light emitting element section 100 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 1, a mosaic three-dimensional laminate 15a, an anode 20, a first optical member 12, an organic light emitting layer 1
4, a cathode 22, and a mosaic-shaped three-dimensional laminate 15b. As will be described in detail later, a second optical member 12 and a second mosaic-shaped three-dimensional laminate 15a, 15b
The optical member 300 is configured by the laminate including the optical member 15 of FIG. A first insulating layer 23 formed on the substrate 10 is arranged around the lower mosaic-shaped three-dimensional laminate 15a. Then, the anode 20 is formed on the first insulating layer 23.
Is arranged. Around the upper mosaic three-dimensional laminate 15b, a second insulating layer 27 formed on exposed surfaces of the anode 20, the insulating layer 16, and the cathode 14 is arranged.

【0131】導波路部200は、基板10上に、第1の
絶縁層23、コア層30、このコア層30の露出部分を
覆うクラッド層32、および第2の絶縁層27を有す
る。この導波路部200に隣接して、第1の電極取出部
24と、第2の電極取出部26とが配置されている。
The waveguide section 200 has a first insulating layer 23, a core layer 30, a cladding layer 32 covering an exposed portion of the core layer 30, and a second insulating layer 27 on the substrate 10. A first electrode extraction section 24 and a second electrode extraction section 26 are arranged adjacent to the waveguide section 200.

【0132】次に、発光素子部100の各構成部分につ
いて詳細に説明する。
Next, each component of the light emitting element section 100 will be described in detail.

【0133】発光素子部100の陽極20、導波路部2
00のコア層30、クラッド層32は、第1の実施の形
態と同様なので詳細な説明を省略する。
The anode 20 of the light emitting element section 100 and the waveguide section 2
Since the core layer 30 and the cladding layer 32 of 00 are the same as those of the first embodiment, detailed description will be omitted.

【0134】絶縁層(クラッド層)16は、第1の光学
部材12の周期方向、すなわち屈折率の異なる媒質層が
周期的に配列されるひとつの方向(この例ではY方向)
に伸びるスリット状の開口部16aを有する。そして、
この開口部16a内に、第1の光学部材12が形成され
ている点で、第1の実施の形態と異なる。また、開口部
16a以外の領域においては、陽極20と陰極22との
間に絶縁層16が介在する。そのため、絶縁層16は、
第1の実施の形態と同様に電流狭窄層として機能する。
したがって、陽極20および陰極22に所定の電圧が印
加されると、開口部16a内の第1の光学部材12に電
流が流れる。このように絶縁層(電流狭窄層)16を設
けることにより、光の導波方向に電流を集中させること
ができ、発光効率をあげることができる。
The insulating layer (cladding layer) 16 is arranged in one direction (Y direction in this example) in which the periodic direction of the first optical member 12, that is, the medium layers having different refractive indexes are periodically arranged.
It has a slit-shaped opening 16a extending in the direction. And
The difference from the first embodiment is that the first optical member 12 is formed in the opening 16a. In a region other than the opening 16a, the insulating layer 16 is interposed between the anode 20 and the cathode 22. Therefore, the insulating layer 16
Like the first embodiment, it functions as a current confinement layer.
Therefore, when a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 22, a current flows through the first optical member 12 in the opening 16a. By providing the insulating layer (current confinement layer) 16 in this manner, current can be concentrated in the light waveguide direction, and luminous efficiency can be increased.

【0135】次に、光学部材300について説明する。
図19は、光学部材300を構成する積層体を模式的に
示す斜視図である。
Next, the optical member 300 will be described.
FIG. 19 is a perspective view schematically showing a laminate constituting the optical member 300.

【0136】光学部材300は、基板10上に形成され
た部材であって、モザイク状3次元積層体15a、陽極
20、第1の光学部材12、絶縁層16、発光層14、
陰極22、およびモザイク状3次元積層体15bを有す
る積層体からなる。
The optical member 300 is a member formed on the substrate 10 and includes a mosaic-like three-dimensional laminate 15a, an anode 20, a first optical member 12, an insulating layer 16, a light emitting layer 14,
It is composed of a laminate having a cathode 22 and a mosaic-like three-dimensional laminate 15b.

【0137】第1の光学部材12は、その形状(寸法)
や媒質の組合せに基づいて、第1,第2および第3の方
向に周期的な屈折率分布を有し、不完全フォトニックバ
ンドを構成する。
The shape (dimensions) of the first optical member 12 is
It has a periodic refractive index distribution in the first, second, and third directions based on the combination of the media and the medium, and forms an incomplete photonic band.

【0138】より具体的には、第1の光学部材12は、
第1の実施の形態と同様に、三角格子状に形成されてい
る。この第1の光学部材12は、屈折率の異なる、第1
の媒質層120と第2の媒質層110とが、所定のパタ
ーン、すなわち、第1の媒質層120が三角格子状に配
列されている。本実施の形態では、第1の媒質層120
は発光層14を構成する物質からなり、発光層14の一
部となる。第2の媒質層110は絶縁層16を構成する
物質からなる。
[0138] More specifically, the first optical member 12 is
As in the first embodiment, they are formed in a triangular lattice. This first optical member 12 has a different refractive index,
The second medium layer 110 and the second medium layer 110 have a predetermined pattern, that is, the first medium layer 120 is arranged in a triangular lattice shape. In the present embodiment, the first medium layer 120
Is composed of a substance constituting the light emitting layer 14 and becomes a part of the light emitting layer 14. The second medium layer 110 is made of a material constituting the insulating layer 16.

【0139】図19に示す例においては、光学部材30
0を構成するモザイク状3次元積層体15a,15b
は、第1の層50aと第2の層50bとが、Z方向に交
互に配列された周期構造を有する。なお、図19におい
ては、モザイク状3次元積層体15a,15bの構成を
明らかにするために、モザイク状3次元積層体15a,
15bの厚さを大きくして記載した。モザイク状3次元
積層体15a,15bから第2の光学部材15が構成さ
れる。第2の光学部材15は、少なくとも1次元の光の
伝播を規制できるものであれば、不完全フォトニックバ
ンドを構成するものであっても、あるいは完全なフォト
ニックバンドギャップを構成するものであってもよい。
第1の層50aは、Y方向に、柱状の第1の媒質層21
0と柱状の第2の媒質層220とが交互に配列されてい
る。第2の層50bは、X方向に、柱状の第3の媒質層
230と柱状の第4の媒質層240とが交互に配列され
ている。そして、隣り合う下の第1の層50aと上の第
1の層50aとを比べると、媒質層210および220
の境界が互いにシフトした状態で配置されている。同様
に、隣り合う下の第2の層50bと上の第2の層50b
とを比べると、媒質層230および240の境界が互い
にシフトした状態で配置されている。
In the example shown in FIG.
Mosaic-like three-dimensional laminates 15a and 15b that constitute 0
Has a periodic structure in which first layers 50a and second layers 50b are alternately arranged in the Z direction. In FIG. 19, in order to clarify the configuration of the mosaic three-dimensional laminates 15a and 15b, the mosaic three-dimensional laminates 15a and 15b
15b is described with an increased thickness. The second optical member 15 is composed of the mosaic three-dimensional laminates 15a and 15b. The second optical member 15 may be one that constitutes an incomplete photonic band or one that constitutes a complete photonic band gap as long as it can regulate at least one-dimensional light propagation. You may.
The first layer 50a has a columnar first medium layer 21 in the Y direction.
0 and columnar second medium layers 220 are alternately arranged. In the second layer 50b, columnar third medium layers 230 and columnar fourth medium layers 240 are alternately arranged in the X direction. Then, when the adjacent lower first layer 50a and the upper first layer 50a are compared, the medium layers 210 and 220
Are shifted from each other. Similarly, an adjacent lower second layer 50b and an upper second layer 50b
Compared with the above, the boundaries between the medium layers 230 and 240 are arranged in a state shifted from each other.

【0140】したがって、この光学部材300は、X方
向、Y方向およびZ方向にそれぞれ周期的な屈折率分布
を有し、全方向において、所定の波長帯域に対して不完
全フォトニックバンドを構成する。なお、第1および第
2の媒質層210および220と、第3および第4の媒
質層230および240とは、少なくとも一方は同一の
材料から形成されていてもよいし、異なった材料で形成
されていてもよい。
Therefore, the optical member 300 has a periodic refractive index distribution in each of the X direction, the Y direction, and the Z direction, and forms an incomplete photonic band for a predetermined wavelength band in all directions. . Note that at least one of the first and second medium layers 210 and 220 and the third and fourth medium layers 230 and 240 may be formed of the same material or different materials. May be.

【0141】この実施の形態の周期構造は、光学部材3
00を構成するモザイク状3次元積層体15a,15b
のそれぞれで、これらを構成する各層ごとにX方向また
はY方向に周期的な屈折率分布が形成されている。
The periodic structure according to this embodiment has the
00, the mosaic three-dimensional laminates 15a, 15b
In each of the above, a periodic refractive index distribution is formed in the X direction or the Y direction for each of the layers constituting them.

【0142】第2の光学部材15が完全フォトニックバ
ンドを構成する場合、Z方向についてみると、陽極2
0、第1の光学部材12、発光層14、絶縁層16およ
び陰極22から構成される積層部400は、第2の光学
部材15の欠陥部として機能しないように、第2の光学
部材15の少なくとも1ペアの格子を構成することが望
ましい。この場合、積層部400を構成する各層は、光
学的に透明である。
In the case where the second optical member 15 forms a complete photonic band, the anode 2
0, the first optical member 12, the light emitting layer 14, the laminated portion 400 including the insulating layer 16 and the cathode 22 do not function as a defective portion of the second optical member 15. It is desirable to configure at least one pair of gratings. In this case, each layer constituting the laminated section 400 is optically transparent.

【0143】モザイク状3次元積層体15a,15bを
構成する第1の媒質層210と第2の媒質層220と
は、それぞれ周期的な分布によって不完全フォトニック
バンドを形成しうる物質であればよく、その材質は特に
限定されない。また、第1および第2の絶縁層23,2
7(図17,18参照)は、モザイク状3次元積層体1
5a,15bを構成するひとつの媒質層と同じ材質であ
ってもよい。そして、第1および第2の絶縁層23,2
7が保護層として機能する場合には、さらに保護層を設
ける必要はない。
The first medium layer 210 and the second medium layer 220 constituting the mosaic three-dimensional laminates 15a and 15b are each a substance capable of forming an incomplete photonic band by a periodic distribution. Well, the material is not particularly limited. Further, the first and second insulating layers 23, 2
7 (see FIGS. 17 and 18) is a mosaic-shaped three-dimensional laminate 1
It may be the same material as one medium layer constituting 5a, 15b. Then, the first and second insulating layers 23, 2
When 7 functions as a protective layer, it is not necessary to further provide a protective layer.

【0144】第1の光学部材12のY方向以外の方向の
不完全フォトニックバンドのバンドエッジは、少なくと
も発光層14の電流励起による発光スペクトルの波長帯
域に含まれないように設定される。つまり、第1の光学
部材12で発生した光が、X−Y面においてY方向以外
の方向、およびモザイク状3次元積層体15a,15b
でのX,YおよびZ方向を伝搬しないように設定され
る。
The band edge of the incomplete photonic band in the direction other than the Y direction of the first optical member 12 is set so as not to be included in at least the wavelength band of the emission spectrum by current excitation of the light emitting layer 14. In other words, the light generated by the first optical member 12 is directed to directions other than the Y direction on the XY plane and to the mosaic three-dimensional laminates 15a and 15b.
Are set so as not to propagate in the X, Y, and Z directions.

【0145】このことを光の閉じ込めからみると、X−
Y面のY方向以外の方向においては、Y方向以外の方向
での光の閉じ込め状態が、Y方向の光の閉じ込め状態よ
り強く設定されることで、光の閉じ込めがなされる。そ
して、Z方向においては、第2の光学部材15、すなわ
ち、積層部400の上下に形成されたモザイク状3次元
積層体15aおよび15bによって光の閉じ込めがなさ
れる。
Looking at this from the point of confinement of light, X-
In directions other than the Y direction on the Y plane, light is confined by setting the light confinement state in directions other than the Y direction to be stronger than the light confinement state in the Y direction. Then, in the Z direction, light is confined by the second optical member 15, that is, the mosaic-shaped three-dimensional laminates 15a and 15b formed above and below the laminate 400.

【0146】光学部材300の光の閉じ込めの強弱は、
光学部材のペア数、光学部材を構成する媒質層の屈折率
差などを考慮することによって、好ましくは光学部材の
ペア数によってコントロールできる。
The strength of the light confinement of the optical member 300 is as follows.
The number of optical members can be controlled preferably by considering the number of pairs of optical members, the difference in the refractive index of the medium layer constituting the optical members, and the like.

【0147】本実施の形態の発光装置2000は、X−
Y面で第1,第2および第3の方向の不完全フォトニッ
クバンドを有する第1の光学部材12、および各層ごと
にX方向またはY方向に周期的な屈折率分布を有する第
2の光学部材15によって光を閉じ込めるので、3次元
での光伝搬が制御される。
The light emitting device 2000 of the present embodiment has
A first optical member 12 having incomplete photonic bands in the first, second and third directions on the Y plane, and a second optical member having a periodic refractive index distribution in the X direction or the Y direction for each layer. Since light is confined by the member 15, three-dimensional light propagation is controlled.

【0148】導波路部200に隣接する第1の電極取出
部24および第2の電極取出部26は、第1の実施の形
態と同様である。
The first electrode take-out section 24 and the second electrode take-out section 26 adjacent to the waveguide section 200 are the same as in the first embodiment.

【0149】(デバイスの動作)次に、この発光装置2
000の動作および作用について説明する。
(Operation of Device) Next, the light emitting device 2
000 will be described.

【0150】陽極20と陰極22とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極22から電子が、陽極20から
ホールが、それぞれ発光部14a(第1の光学部材1
2)内に注入される。発光部14a内で光が発生するメ
カニズムおよび第1の光学部材12内での光の伝搬のメ
カニズムは、第1の実施の形態と同じなので記載を省略
する。
When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 22, electrons are emitted from the cathode 22, holes are emitted from the anode 20, and the light emitting portion 14a (the first optical member 1).
Injected in 2). The mechanism for generating light in the light emitting section 14a and the mechanism for transmitting light in the first optical member 12 are the same as those in the first embodiment, and therefore will not be described.

【0151】そして、第1の光学部材12内で発生した
光は、導波路部200側に向けて伝搬し、さらに、陽極
20に連続して一体的に形成された導波路部200のコ
ア層30内を伝搬し、その端面より出射する。この出射
光は、不完全フォトニックバンドを構成する第1の光学
部材12と、各層ごとにX方向またはY方向に周期的な
屈折率分布を有する第2の光学部材15とから構成され
る3次元の不完全フォトニックバンドによって、3次元
の自然放出が規制される。その結果、特定波長帯域の光
のみが出射されて波長選択性があり、発光スペクトル幅
が狭く、かつ優れた指向性を有する。
Then, the light generated in the first optical member 12 propagates toward the waveguide section 200 side, and further, the core layer of the waveguide section 200 formed continuously and integrally with the anode 20. The light propagates through 30 and exits from its end face. This emitted light is composed of a first optical member 12 forming an incomplete photonic band and a second optical member 15 having a periodic refractive index distribution in the X direction or the Y direction for each layer. Three-dimensional spontaneous emission is regulated by the imperfect photonic band in three dimensions. As a result, only light in a specific wavelength band is emitted, which has wavelength selectivity, a narrow emission spectrum width, and excellent directivity.

【0152】(作用効果)本実施の形態の主要な作用効
果は、第1の実施の形態と同様であり、さらに以下の作
用効果を達成できる。
(Operation and Effect) The main operation and effect of this embodiment are the same as those of the first embodiment, and the following operation and effect can be achieved.

【0153】(A)第2の光学部材15を構成するモザ
イク状3次元積層体15a,15bは、3次元積層体1
5a,15bを構成する各層(第1および第2の層50
a,50b)ごとにX方向またはY方向のそれぞれに周
期的な屈折率分布を有する。したがって、第1の実施の
形態に比べ、さらに上下方向での光の閉じこめが確実に
行われ、高い効率を有する。
(A) The mosaic-shaped three-dimensional laminates 15a and 15b constituting the second optical member 15
5a and 15b (the first and second layers 50
a, 50b) has a periodic refractive index distribution in each of the X direction and the Y direction. Therefore, as compared with the first embodiment, the light is more reliably confined in the vertical direction, and the efficiency is high.

【0154】(B)第1の光学部材12は、開口部16
a内に形成されている。そして、第1の光学部材12
は、第1の媒質層120が有機発光層14の一部を構成
する。この構成によれば、光が発生する発光部14a
と、第1の光学部材12とが同じ領域になるので、電流
効率および発光効率が優れている。
(B) The first optical member 12 has an opening 16
a. Then, the first optical member 12
The first medium layer 120 constitutes a part of the organic light emitting layer 14. According to this configuration, the light emitting section 14a from which light is generated
And the first optical member 12 are in the same region, so that current efficiency and luminous efficiency are excellent.

【0155】なお、媒質層の形状および配列は、これに
限定されるわけではなく、たとえば、第2の光学部材1
5を構成するモザイク状3次元積層体15a,15b
を、X方向、Y方向およびZ方向のそれぞれに、第1の
媒質層210と第2の媒質層220とが交互に配列され
た周期構造となるようにしてもよい。この場合、つま
り、どの面においても、第1の媒質層210と第2の媒
質層220とがモザイク状に配列され、この第2の光学
部材15は、X方向、Y方向およびZ方向に、それぞれ
周期的な屈折率分布を有する。
The shape and arrangement of the medium layer are not limited to those described above. For example, the second optical member 1
Mosaic three-dimensional laminates 15a and 15b constituting
May have a periodic structure in which the first medium layers 210 and the second medium layers 220 are alternately arranged in the X direction, the Y direction, and the Z direction. In this case, that is, on any surface, the first medium layer 210 and the second medium layer 220 are arranged in a mosaic pattern, and the second optical member 15 is arranged in the X direction, the Y direction, and the Z direction. Each has a periodic refractive index distribution.

【0156】[第3の実施の形態]図20は、本実施の
形態にかかる発光装置3000を模式的に示す断面図で
ある。本実施の形態において、第2の実施の形態と同様
の部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略す
る。本実施の形態では、光学部材の構成が第1,第2の
実施の形態と異なる。以下、第1,第2の実施の形態と
異なる点を主として説明する。図20は、図4および図
17に対応する、発光素子部の断面図である。
[Third Embodiment] FIG. 20 is a sectional view schematically showing a light emitting device 3000 according to the present embodiment. In this embodiment, the same parts as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the present embodiment, the configuration of the optical member is different from the first and second embodiments. Hereinafter, points different from the first and second embodiments will be mainly described. FIG. 20 is a cross-sectional view of the light emitting element portion corresponding to FIGS. 4 and 17.

【0157】発光素子部は、図20に示すように、基板
10上に、ダイヤモンド構造の光学部材300が設けら
れている。この例では、光学部材300は、Z方向に3
層の単位ダイヤモンド構造体D1,D2,D1が積層さ
れ、かつ、X−Y面でみると、単位ダイヤモンド構造体
が縦に3列、横に3列、配置された構造を有する。そし
て、光学部材300の周囲は、陽極20より下側では第
1の絶縁層23によって、陽極20より上側では第2の
絶縁層27によって包囲されている。
As shown in FIG. 20, in the light emitting element portion, an optical member 300 having a diamond structure is provided on a substrate 10. In this example, the optical member 300 moves three times in the Z direction.
The unit diamond structures D1, D2, and D1 of the layers are stacked, and when viewed from the XY plane, the unit diamond structures have a structure in which three rows are arranged vertically and three rows are arranged horizontally. The periphery of the optical member 300 is surrounded by the first insulating layer 23 below the anode 20 and by the second insulating layer 27 above the anode 20.

【0158】光学部材300は、第1の光学部材12
と、これを含んでダイヤモンド構造を有する第2の光学
部材D100とからなる。
The optical member 300 includes the first optical member 12.
And a second optical member D100 including this and having a diamond structure.

【0159】第2の光学部材D100は、第1の単位ダ
イヤモンド構造体D1と、第2の単位ダイヤモンド構造
体D2とを有する。そして、この例では、第2の光学部
材D100は、第1の単位ダイヤモンド構造体D1(1
層目に、9個の第1の単位ダイヤモンド構造D1を有す
る)、第2の単位ダイヤモンド構造体D2(2層目に、
9個の第2の単位ダイヤモンド構造D2を有する)、お
よび第1の単位ダイヤモンド構造体D1(3層目に、9
個の第1の単位ダイヤモンド構造D1を有する。)の順
に積層されている。
[0159] The second optical member D100 has a first unit diamond structure D1 and a second unit diamond structure D2. Then, in this example, the second optical member D100 includes the first unit diamond structure D1 (1
The layer has nine first unit diamond structures D1), the second unit diamond structure D2 (the second layer has
Nine second unit diamond structures D2) and first unit diamond structures D1 (in the third layer, 9
First unit diamond structures D1. ).

【0160】第1の単位ダイヤモンド構造体D1は、図
21に示すように、ダイヤモンド構造の格子点に相当す
る部分に第1の媒質層210を有する。第1の媒質層2
10の相互間は、第2の媒質層220で構成されてい
る。
As shown in FIG. 21, the first unit diamond structure D1 has a first medium layer 210 at a portion corresponding to a lattice point of the diamond structure. First medium layer 2
The second medium layer 220 is formed between the layers 10.

【0161】図23および図24は、単位ダイヤモンド
構造体を示す斜視図および格子点を平面的に示す図であ
る。図21は、単位ダイヤモンド構造体D1を図23の
前面からみた状態を示す図である。図21には、各格子
点のレベルL1〜L5に相当する符号(図24参照)を
付してある。単位ダイヤモンド構造体は、これらの図に
示すように、第1のレベル(L1)に5個の格子点1
を、第2のレベル(1/4ピッチ)(L2)に2個の格
子点2を、第3のレベル(2/4ピッチ)(L3)に4
個の格子点3を、第4のレベル(3/4ピッチ)(L
4)に2個の格子点4を、第5のレベル(4/4ピッ
チ)(L5)に5個の格子点5を有する。
FIG. 23 and FIG. 24 are a perspective view showing a unit diamond structure and a plan view showing lattice points. FIG. 21 is a diagram showing a state where the unit diamond structure D1 is viewed from the front surface of FIG. In FIG. 21, reference numerals (see FIG. 24) corresponding to the levels L1 to L5 of the respective grid points are given. As shown in these figures, the unit diamond structure has five lattice points 1 at the first level (L1).
To the second level (1 / pitch) (L2) and two grid points 2 to the third level (2 pitch) (L3).
Number of grid points 3 are set to a fourth level (3/4 pitch) (L
4) has two grid points 4 and a fifth level (4/4 pitch) (L5) has five grid points 5.

【0162】この単位ダイヤモンド構造体D1は、図2
5に示すブリルアンゾーンのГ−K−L−K−X’およ
びГ−L−W’−K’により定義される複数の面方向
に、それぞれ周期的な屈折率分布を有し、全方向におい
て光の閉じ込めがなされる。
The unit diamond structure D1 is shown in FIG.
5 have periodic refractive index distributions in a plurality of plane directions defined by Г-KLKX 'and Г-LW'-K' of the Brillouin zone, respectively. Light is confined.

【0163】第2の単位ダイヤモンド構造体D2は、図
22に示すように、一部の格子、具体的にはレベルL2
およびL3の部分に積層部400が形成されている。図
22では、中央の第2の単位ダイヤモンド構造体D2を
示す。
As shown in FIG. 22, the second unit diamond structure D2 has a partial lattice, specifically, a level L2.
And a laminated portion 400 is formed in the portion of L3. FIG. 22 shows the center second unit diamond structure D2.

【0164】第1の光学部材12は、その形状(寸法)
や媒質の組合せに基づいて、所定の波長帯域に対して3
次元の不完全フォトニックバンドを構成するダイヤモン
ド構造の一部となる。
The first optical member 12 has a shape (dimension).
3 for a given wavelength band based on
It becomes part of the diamond structure that forms the imperfect photonic band.

【0165】より具体的には、第1の光学部材12は、
図22に示すように、屈折率の異なる、第1の媒質層1
20と第2の媒質層110とが、所定のパターンで配列
されている。本実施の形態では、第1の媒質層120は
発光層14を構成する物質からなり、発光層14として
も機能する。第2の媒質層110は絶縁層16を構成す
る物質からなる。
More specifically, the first optical member 12
As shown in FIG. 22, the first medium layer 1 having a different refractive index
20 and the second medium layer 110 are arranged in a predetermined pattern. In the present embodiment, the first medium layer 120 is made of a substance constituting the light emitting layer 14 and also functions as the light emitting layer 14. The second medium layer 110 is made of a material constituting the insulating layer 16.

【0166】第1の光学部材12は、第1,第2の実施
の形態と同様に、不完全フォトニックバンドを構成す
る。また、第1,第2の光学部材12,11を含む光学
部材300は、3次元での光の自然放出を制約できる。
The first optical member 12 forms an incomplete photonic band, as in the first and second embodiments. Further, the optical member 300 including the first and second optical members 12 and 11 can restrict spontaneous emission of light in three dimensions.

【0167】そして、光の出射方向(この例ではX方
向)以外の方向についてみると、陽極20、第1の光学
部材12、絶縁層16および陰極22から構成される積
層部400は、第2の単位ダイヤモンド構造体D2の欠
陥部として機能しないように設定される。他の第2の単
位ダイヤモンド構造体D2も同様に構成される。
Looking at directions other than the light emission direction (X direction in this example), the laminated portion 400 composed of the anode 20, the first optical member 12, the insulating layer 16 and the cathode 22 has a Is set so as not to function as a defective portion of the unit diamond structure D2. Other second unit diamond structures D2 are similarly configured.

【0168】単位ダイヤモンド構造体D1,D2を構成
する第1の媒質層210と第2の媒質層220とは、そ
れぞれ周期的な分布を形成しうる物質であればよく、そ
の材質は特に限定されない。また、第1および第2の絶
縁層23,27は、単位ダイヤモンド構造体D1,D2
を構成するひとつの媒質層220と同じ材質であっても
よい。
The first medium layer 210 and the second medium layer 220 constituting the unit diamond structures D1 and D2 may be any substances that can form a periodic distribution, and the materials are not particularly limited. . The first and second insulating layers 23 and 27 are formed of unit diamond structures D1 and D2.
May be the same as the material of one medium layer 220 that constitutes the above.

【0169】本実施の形態では、第1の光学部材12
は、発光層14としても機能している。そして、第1の
光学部材12のひとつの方向(たとえばX方向)におい
ては、発光層14の発光スペクトルのエネルギー準位
が、第1の光学部材12によって形成されるバンドに含
まれるバンドエッジのエネルギー準位を含むように第1
の光学部材12が構成される。これに対し、第1の光学
部材12のX方向以外の方向、および第2の光学部材D
100の前記ブリルアンゾーンの全方向のフォトニック
バンドギャップは、それぞれ少なくとも有機発光層14
の電流励起による発光スペクトルの波長帯域を含むよう
に設定される。つまり、第1の光学部材12で発生した
光が、X方向以外の3次元の全方向を伝搬しないように
設定される。第2の光学部材D100は、実質的に光の
閉じ込めに寄与できる範囲で形成されればよい。
In the present embodiment, the first optical member 12
Also function as the light emitting layer 14. In one direction (for example, the X direction) of the first optical member 12, the energy level of the emission spectrum of the light emitting layer 14 is determined by the energy of the band edge included in the band formed by the first optical member 12. First to include the level
Is formed. On the other hand, directions other than the X direction of the first optical member 12 and the second optical member D
The omnidirectional photonic band gaps of the 100 Brillouin zones each have at least an organic light emitting layer 14.
Is set to include the wavelength band of the emission spectrum due to the current excitation. That is, it is set so that the light generated by the first optical member 12 does not propagate in all three-dimensional directions other than the X direction. The second optical member D100 may be formed in a range that can substantially contribute to confinement of light.

【0170】光学部材300の光の閉じ込めの強弱は、
光学部材のペア数、光学部材を構成する媒質層の屈折率
差などを考慮することによって、好ましくは光学部材の
ペア数によってコントロールできる。
The strength of the light confinement of the optical member 300 is as follows.
The number of optical members can be controlled preferably by considering the number of pairs of optical members, the difference in the refractive index of the medium layer constituting the optical members, and the like.

【0171】(デバイスの動作)次に、この発光装置3
000の動作および作用について説明する。
(Operation of Device) Next, the light emitting device 3
000 will be described.

【0172】陽極20と陰極22とに所定の電圧が印加
されることにより、陰極22から電子が、陽極20から
ホールが、それぞれ発光層14(第1の光学部材12)
内に注入される。発光層14内で光が発生するメカニズ
ム、第1の光学部材12および導波路部200内での光
の伝搬のメカニズムは、第1および第2の実施の形態と
同じなので記載を省略する。
When a predetermined voltage is applied to the anode 20 and the cathode 22, electrons are emitted from the cathode 22, holes are emitted from the anode 20, and the light emitting layer 14 (the first optical member 12).
Injected into. The mechanism of generating light in the light emitting layer 14 and the mechanism of light propagation in the first optical member 12 and the waveguide section 200 are the same as those in the first and second embodiments, and thus description thereof is omitted.

【0173】出射光は、第1の光学部材12を含む第2
の光学部材D100より構成される3次元の不完全フォ
トニックバンドによって、3次元の自然放出が規制され
る。その結果、特定波長帯域の光のみが出射されて波長
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。
The outgoing light is transmitted to the second
The three-dimensional spontaneous emission is regulated by the three-dimensional imperfect photonic band composed of the optical member D100. As a result, only light in a specific wavelength band is emitted, which has wavelength selectivity, a narrow emission spectrum width, and excellent directivity.

【0174】(作用効果)本実施の形態の主要な作用効
果は、第1の実施の形態と同様であり、さらに以下の作
用効果を達成できる。
(Effects) The main effects of this embodiment are the same as those of the first embodiment, and the following effects can be achieved.

【0175】(A)第2の光学部材D100は、ダイヤ
モンド構造を有し、全方向において、所定の波長帯域に
対してフォトニックバンドギャップを構成する。したが
って、第1の実施の形態に比べ、さらに3次元での光の
閉じこめが確実に行われ、高い効率を有する。
(A) The second optical member D100 has a diamond structure, and forms a photonic band gap for a predetermined wavelength band in all directions. Therefore, compared to the first embodiment, the light is more securely confined in three dimensions, and high efficiency is achieved.

【0176】(B)第1の光学部材12は、開口部16
a内に形成されている。そして、第1の光学部材12
は、第1の媒質層120が有機発光層14の一部を構成
する。この構成によれば、光が発生する有機発光層14
と、第1の光学部材12とが同じ領域になるので、電流
効率および発光効率が優れている。
(B) The first optical member 12 has an opening 16
a. Then, the first optical member 12
The first medium layer 120 constitutes a part of the organic light emitting layer 14. According to this configuration, the organic light emitting layer 14 from which light is generated
And the first optical member 12 are in the same region, so that current efficiency and luminous efficiency are excellent.

【0177】(光学部材の変形例)前記実施の形態で
は、第1の光学部材12として、図26(a),図26
(b)に例示する構造を採用することもできる。これら
の図において、図9に示す部材と同様な部材には、同一
符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Modification of Optical Member) In the above embodiment, the first optical member 12 is replaced with the first optical member 12 shown in FIGS.
The structure illustrated in (b) can also be adopted. In these drawings, the same members as those shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0178】(A)図26(a)は、光学部材を蜂の巣
状に形成した例を示す。この光学部材の場合、2次元に
おいて、3方向(a,bおよびc方向)において、光の
伝搬が規制され、任意の偏波での閉じ込めが可能であ
る。
(A) FIG. 26A shows an example in which the optical member is formed in a honeycomb shape. In the case of this optical member, propagation of light is restricted in three dimensions (a, b, and c directions) in two dimensions, and confinement with an arbitrary polarization is possible.

【0179】(B)図26(b)は、光学部材を正方格
子状に形成した例を示す。このような正方格子状の光学
部材においても、2次元の2方向(aおよびb方向)に
おいて、光の伝搬が規制される。
(B) FIG. 26B shows an example in which the optical members are formed in a square lattice shape. Even in such a square lattice-shaped optical member, light propagation is restricted in two two-dimensional directions (a and b directions).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる発光装置を
模式的に示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a light emitting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態にかかる発光装置を
模式的に示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view schematically showing the light emitting device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図2のX1−X1線に沿った断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line X1-X1 in FIG. 2;

【図4】図2のX2−X2線に沿った断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line X2-X2 in FIG. 2;

【図5】図2のX3−X3線に沿った断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line X3-X3 in FIG. 2;

【図6】図2のY−Y線に沿った断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line YY of FIG. 2;

【図7】図4の符号A1で示す部分の拡大断面図であ
る。
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a portion indicated by reference numeral A1 in FIG.

【図8】図6の符号B1で示す部分の拡大断面図であ
る。
FIG. 8 is an enlarged sectional view of a portion indicated by reference numeral B1 in FIG.

【図9】本発明の第1の実施の形態にかかる発光装置を
構成する第1の光学部材を模式的に示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view schematically showing a first optical member included in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第1の実施の形態にかかる発光装置
を構成する光学部材を模式的に示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view schematically showing an optical member constituting the light emitting device according to the first embodiment of the present invention.

【図11】第1の光学部材を含む層構造の一変形例を示
す図である。
FIG. 11 is a view showing a modification of the layer structure including the first optical member.

【図12】第1の光学部材を含む層構造の一変形例を示
す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a modification of the layer structure including the first optical member.

【図13】第1の光学部材を含む層構造の一変形例を示
す図である。
FIG. 13 is a view showing a modification of the layer structure including the first optical member.

【図14】第1の光学部材を含む層構造の一変形例を示
す図である。
FIG. 14 is a view showing a modification of the layer structure including the first optical member.

【図15】第1の光学部材を含む層構造の一変形例を示
す図である。
FIG. 15 is a view showing a modification of the layer structure including the first optical member.

【図16】本発明の第2の実施の形態にかかる発光装置
を模式的に示す平面図である。
FIG. 16 is a plan view schematically showing a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.

【図17】図16に示す平面図のX−X線に沿った断面
図である。
17 is a sectional view taken along line XX of the plan view shown in FIG. 16;

【図18】図16に示す平面図のY−Y線に沿った断面
図である。
FIG. 18 is a sectional view taken along line YY in the plan view shown in FIG.

【図19】本発明の第2の実施の形態にかかる発光装置
を構成する光学部材を示す斜視図である。
FIG. 19 is a perspective view showing an optical member constituting a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第3の実施の形態にかかる発光装置
を模式的に示す断面図である。
FIG. 20 is a sectional view schematically showing a light emitting device according to a third embodiment of the present invention.

【図21】図20に示す発光装置を構成する光学部材の
第1の単位ダイヤモンド構造体を模式的に示す図であ
る。
21 is a view schematically showing a first unit diamond structure of an optical member constituting the light emitting device shown in FIG. 20.

【図22】図20に示す発光装置を構成する光学部材の
第2の単位ダイヤモンド構造体を模式的に示す図であ
る。
22 is a diagram schematically showing a second unit diamond structure of the optical member constituting the light emitting device shown in FIG.

【図23】図20に示す発光装置の単位ダイヤモンド構
造体を示す斜視図である。
23 is a perspective view showing a unit diamond structure of the light emitting device shown in FIG.

【図24】図20に示す発光装置の単位ダイヤモンド構
造体を示す平面図である。
24 is a plan view showing a unit diamond structure of the light emitting device shown in FIG.

【図25】ダイヤモンド構造のブリルアンゾーンを示す
図である。
FIG. 25 is a diagram showing a Brillouin zone having a diamond structure.

【図26】図26(a),図26(b)ともに、光学部
材の変形例を示す図である。
FIGS. 26 (a) and 26 (b) are diagrams showing modified examples of the optical member.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 11 第2の光学部材 11a,11b 誘電体多層膜 12,212,312,412,512 第1の光学部
材 13 溝 14,140 発光層 14a 発光部 15 第2の光学部材 15a,15b モザイク状3次元積層体 16 絶縁層(クラッド層、電流狭窄層) 16a 開口部 20 陽極 22 陰極 23 第1の絶縁層 24,26 電極取出部 27 第2の絶縁層 30 コア層 32 クラッド層 50a 第1の層 50b 第2の層 60 保護層 70,170 ホール輸送層 80 電子輸送層 90 絶縁層 100 発光素子部 110,131,310,410,510 第2の媒質
層 112 絶縁層 120,132,320,420,520 第1の媒質
層 130 第1の媒質層 200 導波路部 210 第1の媒質層 220 第2の媒質層 230 第3の媒質層 240 第4の媒質層 300 光学部材 400 積層部 1000,1001,1002,1003,1004,
1005,2000,3000 発光装置 D1 第1の単位ダイヤモンド構造体 D2 第2の単位ダイヤモンド構造体 D100 第2の光学部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 11 2nd optical member 11a, 11b Dielectric multilayer film 12, 212, 312, 412, 512 1st optical member 13 Groove 14, 140 Light emitting layer 14a Light emitting part 15 2nd optical member 15a, 15b Mosaic shape Three-dimensional laminated body 16 Insulating layer (cladding layer, current confinement layer) 16a Opening 20 Anode 22 Cathode 23 First insulating layer 24, 26 Electrode extraction part 27 Second insulating layer 30 Core layer 32 Cladding layer 50a First Layer 50b Second layer 60 Protective layer 70, 170 Hole transport layer 80 Electron transport layer 90 Insulating layer 100 Light emitting element section 110, 131, 310, 410, 510 Second medium layer 112 Insulating layer 120, 132, 320, 420 , 520 first medium layer 130 first medium layer 200 waveguide section 210 first medium layer 220 second medium layer 230 Medium layer 240 fourth medium layer 300 optical member 400 laminated unit 1000,1001,1002,1003,1004,
1005, 2000, 3000 Light emitting device D1 First unit diamond structure D2 Second unit diamond structure D100 Second optical member

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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、 前記発光層に電界を印加するための一対の電極層と、 前記発光層において発生した光を所定の方向へ伝播させ
るための光学部材と、を含み、 前記光学部材は、第1および第2の光学部材を含み、 前記第1の光学部材は、1または2次元での光の自然放
出を制約できる不完全フォトニックバンドを構成し、 前記第2の光学部材は、少なくとも1次元の光の伝播を
規制し、 前記発光層で発生した光は、前記第1および第2の光学
部材によって3次元での自然放出が制約されて出射す
る、発光装置。
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 an optical member for propagating light generated in the light emitting layer in a predetermined direction. The optical member includes first and second optical members, the first optical member constitutes an incomplete photonic band capable of restricting spontaneous emission of light in one or two dimensions. The second optical member regulates the propagation of at least one-dimensional light, and the light generated in the light-emitting layer is emitted with three-dimensional spontaneous emission restricted by the first and second optical members. , Light emitting device.
【請求項2】 基板と、発光素子部と、を含み、 前記発光素子部は、 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、 前記発光層に電界を印加するための一対の電極層と、 前記発光層において発生した光を所定の方向へ伝播させ
るための光学部材と、 前記一対の電極層の間に配置され、かつ、一部に開口部
を有し、該開口部を介して前記発光層に供給される電流
の流れる領域を規定する電流狭窄層として機能しうる絶
縁層と、を含み、 前記光学部材は、第1および第2の光学部材を含み、 前記第1の光学部材は、1または2次元での光の自然放
出を制約できる不完全フォトニックバンドを構成し、 前記第2の光学部材は、少なくとも1次元の光の伝播を
規制し、 前記発光層で発生した光は、前記第1および第2の光学
部材によって3次元での自然放出が制約されて出射す
る、発光装置。
2. A light emitting element comprising: a substrate; and a light emitting element, wherein the light emitting element is capable of emitting light by electroluminescence, a pair of electrode layers for applying an electric field to the light emitting layer, and the light emitting element. An optical member for propagating light generated in the layer in a predetermined direction, disposed between the pair of electrode layers, and having an opening in a part thereof, to the light emitting layer through the opening. An insulating layer that can function as a current confinement layer that defines a region through which the supplied current flows; wherein the optical member includes first and second optical members; Forming an incomplete photonic band capable of restricting spontaneous emission of light in two dimensions, the second optical member restricts propagation of at least one-dimensional light, and light generated in the light emitting layer is By the first and second optical members. A light emitting device that emits light with restricted spontaneous emission in three dimensions.
【請求項3】 請求項2において、 前記発光素子部と一体的に形成された導波路部を有し、 前記導波路部は、 前記光学部材の少なくとも一部と一体的に連続するコア
層と、 前記絶縁層と光学的に連続するクラッド層と、を含む、
発光装置。
3. The optical device according to claim 2, further comprising: a waveguide unit integrally formed with the light emitting element unit, wherein the waveguide unit includes a core layer that is integrally continuous with at least a part of the optical member. Including an insulating layer and an optically continuous cladding layer,
Light emitting device.
【請求項4】 基板上に、発光素子部と、該発光素子部
からの光を伝達する導波路部とを一体的に含み、 前記発光素子部は、 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、 前記発光層に電界を印加するための一対の電極層と、 前記発光層において発生した光を所定の方向へ伝播させ
るための光学部材と、 前記一対の電極層の間に配置され、クラッド層として機
能しうる絶縁層と、を含み、 前記導波路部は、 前記光学部材の少なくとも一部と一体的に連続するコア
層と、 前記絶縁層と光学的に連続するクラッド層と、を含み、 前記光学部材は、第1および第2の光学部材を含み、 前記第1の光学部材は、1または2次元での光の自然放
出を制約できる不完全フォトニックバンドを構成し、 前記第2の光学部材は、少なくとも1次元の光の伝播を
規制し、 前記発光層で発生した光は、前記第1および第2の光学
部材によって3次元での自然放出が制約されて出射す
る、発光装置。
4. A light-emitting element portion and a waveguide portion for transmitting light from the light-emitting element portion are integrally formed on a substrate, wherein the light-emitting element portion includes 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, an optical member for propagating light generated in the light emitting layer in a predetermined direction, and a cladding layer disposed between the pair of electrode layers. An insulating layer that can function, the waveguide section includes a core layer that is integrally continuous with at least a part of the optical member, and a cladding layer that is optically continuous with the insulating layer. The optical member includes first and second optical members, wherein the first optical member forms an incomplete photonic band capable of restricting spontaneous emission of light in one or two dimensions, and the second optical member At least one member Restricting the original light propagation, the light generated in the light emitting layer, the spontaneous emission is emitted is constrained in three dimensions by the first and second optical members, the light emitting device.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかにおいて、 前記発光層の発光スペクトルのエネルギー準位が、前記
光学部材によって形成されるバンドに含まれるバンドエ
ッジのエネルギー準位を含むように前記光学部材が構成
される、発光装置。
5. The optical device according to claim 1, wherein an energy level of an emission spectrum of the light emitting layer includes an energy level of a band edge included in a band formed by the optical member. A light emitting device in which a member is configured.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかにおいて、 前記第1の光学部材は、X−Y面で、少なくとも2方向
に周期的な屈折率分布を有し、不完全フォトニックバン
ドを構成し、 前記第2の光学部材は、少なくともZ方向に周期的な屈
折率分布を有し、 前記第1の光学部材のX−Y面で少なくともひとつの方
向に光が出射する、発光装置。
6. The first optical member according to claim 1, wherein the first optical member has a periodic refractive index distribution in at least two directions on an XY plane, and forms an incomplete photonic band. The light emitting device, wherein the second optical member has a periodic refractive index distribution at least in the Z direction, and emits light in at least one direction on the XY plane of the first optical member.
【請求項7】 請求項6において、 前記第2の光学部材は、Z方向に周期的な屈折率分布を
有する、発光装置。
7. The light emitting device according to claim 6, wherein the second optical member has a periodic refractive index distribution in a Z direction.
【請求項8】 請求項6において、 前記第2の光学部材は、X方向,Y方向およびZ方向に
周期的な屈折率分布を有する、発光装置。
8. The light emitting device according to claim 6, wherein the second optical member has a periodic refractive index distribution in the X, Y, and Z directions.
【請求項9】 請求項6において、 前記第2の光学部材は、複数の単位ダイヤモンド構造体
を有する、発光装置。
9. The light emitting device according to claim 6, wherein the second optical member has a plurality of unit diamond structures.
【請求項10】 請求項6〜8のいずれかにおいて、 前記第1の光学部材、前記一対の電極層および前記絶縁
層を含む積層部は、前記第2の光学部材の一部分を構成
する、発光装置。
10. The light emitting device according to claim 6, wherein the laminated portion including the first optical member, the pair of electrode layers, and the insulating layer forms a part of the second optical member. apparatus.
【請求項11】 請求項6〜10のいずれかにおいて、 前記第1の光学部材は、X方向およびY方向に周期的な
屈折率分布を有する不完全フォトニックバンドを構成
し、該不完全フォトニックバンドを構成する構造は、正
方格子状に配列された柱状の第1の媒質層と、該第1の
媒質層の間に形成される第2の媒質層とを有する、発光
装置。
11. The incomplete photonic band according to claim 6, wherein the first optical member forms an incomplete photonic band having a periodic refractive index distribution in the X and Y directions. A light-emitting device in which a structure forming a nick band includes a first medium layer in a columnar shape arranged in a square lattice and a second medium layer formed between the first medium layers.
【請求項12】 請求項6〜10のいずれかにおいて、 前記第1の光学部材は、X−Y面で第1、第2および第
3の方向に周期的な屈折率分布を有する不完全フォトニ
ックバンドを構成し、該不完全フォトニックバンドを構
成する構造は、柱状の第1の媒質層と、該第1の媒質層
の間に形成される第2の媒質層とを有する、発光装置。
12. The incomplete photo as claimed in claim 6, wherein the first optical member has a periodic refractive index distribution in the first, second, and third directions in the XY plane. A light-emitting device that forms a nick band and has a structure that forms the incomplete photonic band includes a columnar first medium layer and a second medium layer formed between the first medium layers. .
【請求項13】 請求項12において、 前記光学部材の前記第1の媒質層は、三角格子状に配列
された、発光装置。
13. The light emitting device according to claim 12, wherein the first medium layer of the optical member is arranged in a triangular lattice.
【請求項14】 請求項12において、 前記光学部材の前記第1の媒質層は、蜂の巣状に配列さ
れた、発光装置。
14. The light emitting device according to claim 12, wherein the first medium layer of the optical member is arranged in a honeycomb shape.
【請求項15】 請求項1〜14のいずれかにおいて、 前記発光層は、少なくとも一部が前記絶縁層に形成され
た前記開口部に存在する、発光装置。
15. The light emitting device according to claim 1, wherein at least a part of the light emitting layer is present in the opening formed in the insulating layer.
【請求項16】 請求項6〜15のいずれかにおいて、 前記絶縁層は、前記第1の光学部材に面して前記開口部
を有し、かつ、該開口部は、前記第1の光学部材の周期
方向に延びるスリット形状を有する、発光装置。
16. The optical element according to claim 6, wherein the insulating layer has the opening facing the first optical member, and the opening is the first optical member. A light-emitting device having a slit shape extending in the periodic direction.
【請求項17】 請求項6〜16のいずれかにおいて、 前記第1の光学部材は、前記開口部内に形成される、発
光装置。
17. The light emitting device according to claim 6, wherein the first optical member is formed in the opening.
【請求項18】 請求項6〜17のいずれかにおいて、 前記第1の光学部材は、ひとつの媒質層が前記発光層の
一部を構成する、発光装置。
18. The light emitting device according to claim 6, wherein the first optical member has a single medium layer constituting a part of the light emitting layer.
【請求項19】 請求項6〜18のいずれかにおいて、 前記コア層は、少なくとも前記第1の光学部材の形成領
域に連続する、発光装置。
19. The light emitting device according to claim 6, wherein the core layer is continuous with at least a formation region of the first optical member.
【請求項20】 請求項1〜19のいずれかにおいて、 少なくとも前記発光素子部は、保護層によって覆われ
た、発光装置。
20. The light emitting device according to claim 1, wherein at least the light emitting element portion is covered with a protective layer.
【請求項21】 請求項1〜20のいずれかにおいて、 前記発光層は、発光材料として有機発光材料を含む、発
光装置。
21. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting layer includes an organic light emitting material as a light emitting material.
【請求項22】 請求項1〜21のいずれかにおいて、 さらに、ホール輸送層および電子輸送層の少なくとも一
方を有する、発光装置。
22. The light emitting device according to claim 1, further comprising at least one of a hole transport layer and an electron transport layer.
【請求項23】 請求項22において、 前記光学部材は、ホール輸送層または電子輸送層がひと
つの媒質を構成する、発光装置。
23. The light-emitting device according to claim 22, wherein the optical member includes a hole transport layer or an electron transport layer that constitutes one medium.
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