JP3951109B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

［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。
［背景技術］
例えば、光通信システムで用いられる光源としては、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。
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。
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。
［発明の開示］
本発明に係る第１の発光装置は、基板と、発光素子部とを有し、
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伝播するための光伝播部と、
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、
前記光伝播部を伝播する光のための回折格子と、を含む。
この発光装置によれば、前記一対の電極層、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、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。そして、発光層で発生した光は、光伝播部を伝播する光のための回折格子、つまり互いに屈折率の異なる２種の媒質が交互に周期的に配置された格子により、波長選択性および指向性を有する。
なお、光伝播部とは、発光素子部の一部分であって、かつ、発光素子部の発光層において得た光を導波路部側に供給する部分であって、少なくとも波長選択性を付与する機能を持つ回折格子部分と、導波路部のコア層とを結合するための部材（例えば一方の電極層）とを含む部分である。
そして、こ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。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、光伝播部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。導波モードと導波路とは、一般に以下の式で示す関係を有する。
Ｎｍａｘ＋１ ≧ Ｋ_０・ａ・（ｎ_１ ^２−ｎ_２ ^２）^１／２／（π／２）
ここで、
Ｋ_０：２π／λ、
ａ：導波路のコアの幅の１／２、
ｎ_１：導波路のコアの屈折率、
ｎ_２：導波路のクラッドの屈折率、
Ｎｍａｘ：取り得る導波モードの最大値である。
したがって、得たい導波モードによって、上記式のパラメータ、例えばコアおよびクラッドの屈折率が特定されている場合、電流狭窄層の開口部の幅で規定される発光層（コア）の幅を選択すればよい。すなわち、電流狭窄層の内部に設けられる発光層の屈折率および電流狭窄層となる絶縁層の屈折率を、それぞれ上記式の導波路のコアの屈折率およびクラッドの屈折率とし、得たい導波モードを定めて上記式によってコアに相当する発光層の幅（２ａ）を求めることができる。そして、発光素子部からの光が供給される導波路部側のコア層の幅についても、上述したように求めた発光層の幅、および得たい導波モードに基づいて上記式によって得られた計算値などを考慮して、好ましい値を求めることが好ましい。このように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（発光層）の幅（２ａ）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、光伝播部および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。
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。
本発明に係る第２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有し、
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伝播するための光伝播部と、
前記光伝播部に接して配置され、クラッド層として機能しうる絶縁層と、
前記光伝播部を伝播する光のための回折格子と、を含み、
前記導波路部は、
前記光伝播部の少なくとも一部と一体的に連続するコア層と、
前記絶縁層と一体的に連続するクラッド層と、を含む。
この第２の発光装置によれば、第１の発光装置と同様の原理により、波長選択性および指向性の高い光を発生できる。
そして、第２の発光装置によれば、発光素子部の光伝播部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。
この構成の場合、前記絶縁層は、前記光伝播部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、発光素子部の光伝播部と、導波路部のコア層とは、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。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。
第１および第２の発光装置において、前記絶縁層の前記開口部は、前記回折格子の周期方向、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。
第１および第２の発光装置において、前記回折格子は、分布帰還型または分布ブラッグ反射型の回折格子であることが望ましい。このように、分布帰還型または分布ブラッグ反射型の回折格子を形成することにより、発光層で得られた光を共振させ、その結果、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光を得ることができる。これらの回折格子においては、出射光の波長によって回折格子のピッチおよび深さが設定される。
さらに、分布帰還型の前記回折格子をλ／４位相シフト構造または利得結合型構造とすることにより、出射光をより単一モード化することができる。ここで、λは、光伝播部内の光の波長を表す。
特に、回折格子が分布帰還型であって、さらにλ／４位相シフト構造あるいは利得結合型構造を有することは、本発明に係る発光装置において共通した望ましい構成である。そして、この回折格子は、上述した回折格子の機能を達成できればよく、その形成領域は特に限定されず、例えば光伝播部内あるいは光伝播部に接する層であればよい。
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、例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。
本発明の発光装置は、種々の態様をとることができ、例えば以下に代表的な態様を記載する。
（ａ）第１の態様の発光装置は、
前記発光素子部は、
前記基板上に形成され、前記光伝播部の少なくとも一部として機能しうる透明な陽極と、
前記陽極の一部に形成された回折格子と、
前記回折格子に面して開口部を有する絶縁層と、
少なくとも一部が前記絶縁層の開口部に存在する発光層と、
陰極と、を含む。
（ｂ）第２の態様の発光装置は、
前記発光素子部は、
前記基板の一部に形成された回折格子と、
前記回折格子上に形成され、前記光伝播部の少なくとも一部として機能しうる透明な陽極と、
前記陽極に面して開口部を有する絶縁層と、
少なくとも一部が前記絶縁層の開口部に存在する発光層と、
陰極と、を含む。
（ｃ）第３の態様の発光装置は、
前記発光素子部は、
前記基板上に配置され、一部に回折格子が形成された格子基板と、
前記格子基板の前記回折格子上に形成され、前記光伝播部の少なくとも一部として機能しうる透明な陽極と、
前記陽極に面して開口部を有する絶縁層と、
少なくとも一部が前記絶縁層の開口部に存在する発光層と、
陰極と、を含む。
そして、これらの第１〜第３の態様の発光装置は、さらに前記発光素子部と一体的に形成された前記導波路部を有することが好ましい。この導波路部は、前記基板上または前記格子基板上に形成され、前記陽極と光学的に連続するコア層と、前記コア層の露出部分を覆い、前記絶縁層と光学的に連続するクラッド層と、を含む。
このように、本発明によれば、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。
次に、本発明に係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。
（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。有機発光材料を用いることにより、例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。
このような有機化合物としては、例えば、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（ＯＸＤ−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。
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２−１３５３５９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。
無機化合物としては、ＺｎＳ：Ｍｎ（赤色領域）、ＺｎＳ：ＴｂＯＦ（緑色領域）、ＳｒＳ：Ｃｕ、ＳｒＳ：Ａｇ、ＳｒＳ：Ｃｅ（青色領域）などが例示される。
（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、発光素子部の光伝播部（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。
代表的な無機材料としては、例えば特開平５−２７３４２７号公報に開示されているような、ＴｉＯ_２、ＴｉＯ_２−ＳｉＯ_２混合物、ＺｎＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｔａ_２Ｏ_５、ＨｆＯ_２またはＺｒＯ_２などを例示することができる。
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。例えば、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。
このような物質としては、例えば、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。
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。
プレポリマーまたはオリゴマーとしては、例えば、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。
モノマーとしては、例えば、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。
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。
（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、例えば、特開平８−２４８２７６号公報に開示されているものを例示することができる。
（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、例えば、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。
（電極層）
陰極としては、仕事関数の小さい（例えば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、例えば特開平８−２４８２７６号公報に開示されたものを用いることができる。
陽極としては、仕事関数の大きい（例えば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，ＳｎＯ_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。
本発明において、回折格子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。
▲１▼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、回折格子を作成する。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、例えば特開平６−２２４１１５号公報、同７−２０６３７号公報などがある。
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、例えば特開平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回折格子を形成する技術として、例えば特開平１０−５９７４３号公報がある。
▲２▼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回折格子を形成する。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回折格子とすることが好ましい。この種の技術として、例えば、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２−５１１０１号公報などがある。
▲３▼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回折格子を形成する。
▲４▼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、回折格子を形成する。
以上、回折格子の形成方法について述べたが、要するに、回折格子は互いに異なる屈折率を有する２領域から構成されていればよく、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。
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。
［発明を実施するための最良の形態］
（第１の実施の形態）
（デバイス）
図１は、本実施の形態に係る発光装置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３Ａは、図２におけるＸ１−Ｘ１線に沿った部分断面図であり、図３Ｂは図２のＸ２−Ｘ２に沿った部分断面図であり、図４は図２のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
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と、導波路部２００とを有する。
発光素子部１００は、基板１０上に、光伝播部となる陽極２０および回折格子１２、さらに発光層１４および陰極２２が、この順序で配置されている。そして、回折格子１２の周囲には、その一部を除いて、クラッド層および電流狭窄層としても機能する絶縁層１６が形成されている。
導波路部２００は、基板１０上に、コア層３０と、このコア層３０の露出部分を覆うクラッド層３２とが配置されている。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。
さらに、本実施の形態では、発光素子部１００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１２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。
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、光伝播部を構成する。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。
発光素子部１００において、絶縁層１６は、図２および図３Ａに示すように、回折格子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、回折格子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、回折格子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１６ａ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、発光効率をあげることができる。
回折格子１２は、図３Ａおよび図４に示すように、光伝播部の上部に形成され、かつ、異なる屈折率を有する２つの媒質層が周期的に配列して構成されている。回折格子１２の一方の媒質層は、陽極２０を構成する材料からなり、他方の媒質層は発光層１４を構成する材料からなる。そして、回折格子１２は、分布帰還型の回折格子であることが好ましい。このように分布帰還型の回折格子を形成することにより、光を光伝播部２０内で共振させ、波長選択性および指向性に優れ、発光スペクトル幅の狭い光を得ることができる。さらに、回折格子１２は、図示はしないが、λ／４位相シフト構造または利得結合型構造を有することが好ましい。このようにλ／４位相シフト構造または利得結合型構造を有することにより、出射光をより単一モード化することができる。
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および２６は、陽極２０と同一の成膜工程で形成される。
次に、この発光装置１０００の動作および作用について説明する。
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。
発光層１４において発生した光は、一部は陰極２２およびクラッド層として機能する絶縁層１６によって反射されて、陽極２０および回折格子１２を含む光伝播部内に導入される。光伝播部内に導入された光は、その一部に形成された回折格子１２によって分布帰還型の伝播が行われ、光伝播部をその端面（導波路部２００側）に向けて伝播し、さらに、光伝播部の一部（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内を伝播し、その端面より出射する。この出射光は、光伝播部の回折格子１２によって分布帰還されて出射されるため、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。さらに、回折格子１２をλ／４位相シフト構造または利得結合型構造とすることにより、出射光をより単一モード化することができる。ここで、λは、光伝播部内の光の波長を表す。
図示の例では、陰極２２の反射機能を利用して、発光層１４で発生した光を反射させているが、必要に応じて陰極２２の外側に反射率の大きな反射膜、例えば誘電体多層膜ミラー等を形成することもできる。例えば、陰極２２の膜厚が薄い場合には、発光層４０において発生した光が陰極２２を透過することができる。この場合には、陰極２２の外側に、反射膜を形成することが望ましい。また、基板１０と陽極２０との間に反射膜を形成することもできる。このような反射膜を形成することにより、光の閉じ込めをより確実に行うことができるので、出射効率を高めることができる。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。
さらに、回折格子１２を構成する第１の媒質層あるいは第２の媒質層のいずれかは、空気などの気体の層であってもよい。このように、気体の層で回折格子を形成する場合には、発光装置に用いる一般的な材料の選択範囲で、回折格子を構成する二媒質の屈折率差を大きくすることができ、所望の光の波長に対して効率のよい回折格子を得ることができる。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。
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。
本実施の形態の主要な作用効果を、以下にあげる。
（ａ）発光素子部１００の光伝播部の少なくとも一部（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、効率のよい光の伝播ができる。また、陽極２０を含む光伝播部とコア層３０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。
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１００（特に光伝播部）と導波路部２００とが、高い結合効率で光学的に結合され、効率のよい光の伝播ができる。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。
このように、本実施の形態に係る発光装置１０００によれば、発光素子部１００と導波路部２００とが、高い結合効率で接続されることにより、高効率な出射光を得ることができる。
（ｂ）絶縁層１６の開口部１６ａ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。
以上の作用効果は、他の実施の形態でも同様である。
（製造プロセス）
次に、図５〜図１０を参照しながら、本実施の形態に係る発光装置１０００の製造例を説明する。図５〜図１０の各図において、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は（Ａ）に示す平面図におけるＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線のいずれかに沿った断面図である。図５〜図８における、符号１００ａおよび２００ａは、それぞれ発光素子部１００および導波路部２００が形成される領域を示す。
（１）導電層および回折格子の形成
まず、図５Ａ〜図５Ｄに示すように、基板１０上に、光学的に透明な導電材料によって導電層２０ａを形成する。導電層２０ａの形成方法は、導電層２０ａの材料などによって選択され、前述した方法を用いることができる。例えば、導電層２０ａをＩＴＯで形成する場合には、蒸着法を好ましく用いることができる。次いで、発光素子部１００が形成される領域１００ａの導電層２０ａの表面部に、回折格子の一方の媒質層を構成するための凹凸部１２ａを形成する。凹凸部１２ａの形成方法は、導電層２０ａの材質などによって選択され、リソグラフィーやスタンピングなどの前述した方法を用いることができる。例えば導電層２０ａがＩＴＯから構成される場合には、リソグラフィーおよびエッチング、あるいは液状のＩＴＯを用いたインクジェット法などの液相法によって形成することができる。回折格子のための凹凸部１２ａは、図５において、Ｙ方向に所定のピッチを有する凹凸が連続するように形成される。
次いで、図６Ａ〜図６Ｄに示すように、導電層２０ａを例えばリソグラフィーによってパターニングすることにより、陽極２０、第１および第２の電極取出部２４，２６およびコア層３０を形成する。
陽極２０と第１の電極取出部２４とは連続して形成されている。第２の電極取出部２６は、開口部２８によって、陽極２０および第１の電極取出部２４と分離されている。回折格子のための凹凸部１２ａは陽極２０と一体に形成され、凹凸部１２ａを含む陽極２０の一部は光伝播部としても機能する。さらに、コア層３０は、陽極２０（凹凸部１２ａ）と一体に連続して形成され、かつ第１および第２の電極取出部２４および２６と開口部２８を介して分離されている。
このように、屈折率などの光学特性を考慮して導電層２０ａの材料を選択することにより、電極（この例の場合、陽極および電極取出部）とともに、回折格子を含む光伝播部およびコア層などの光学部を同時に形成することができる。
（２）絶縁層の形成
図７Ａ〜図７Ｄに示すように、開口部２８を埋める状態で、所定のパターンを有する絶縁層１６を形成する。絶縁層１６は、回折格子のための凹凸部１２ａの一部が露出する開口部１６ａを有する。開口部１６ａは、光の導波方向に沿って伸びるスリット形状を有する。この開口部１６ａによって、電流の流れる領域が規定されるため、開口部１６ａの長さや幅は、得たい電流密度や電流分布などを考慮して設定される。また、絶縁層１６は、電流狭窄層の機能とともに、光を閉じこめるためのクラッド層としても機能するため、絶縁性とともに屈折率などの光学特性を考慮してその材料が選択される。導電層として例えばＩＴＯを用いた場合には、絶縁層１６としては、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ケイ素ポリマーなどを用いることができる。
絶縁層１６は、陽極２０および第１の電極取出部２４と第２の電極取出部２６とを電気的に分離するとともに、回折格子のための凹凸部１２ａの一部を覆ってクラッド層として機能し、さらに、コア層３０の露出部を覆って、クラッド層３２を構成している。
（３）発光層の形成
図８Ａ〜図８Ｇに示すように、発光素子部１００が形成される領域１００ａの所定領域に、発光層１４を形成する。発光層１４は、少なくとも絶縁層１６に形成された開口部１６ａに発光材料が充填された発光部１４ａを有する。さらに、発光層１４を構成する材料は回折格子のための凹凸部１２ａの凹部に充填され、回折格子１２を構成する。従って、発光層１４を構成するための材料としては、発光機能とともに回折格子１２のひとつの媒質層を構成するための光学的機能を有するものが選択される。
（４）陰極の形成
図９Ａおよび図９Ｂに示すように、発光素子部１００が形成される領域１００ａに陰極２２を形成する。陰極２２は、発光層１４の発光部１４ａを覆う状態で形成され、かつ、その一端は第２の電極取出部２６と重なる状態で形成される。このようにして、発光素子部１００および導波路部２００が形成される。
（５）保護層の形成
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、少なくとも発光素子部１００が覆われるように、保護層６０が形成される。この保護層６０は、陰極２２，発光層１４および陽極（光伝播部）２０が外部と接触しないように形成されることが望ましい。特に、通常活性な金属から構成される陰極２２および有機材料からなる発光層１４は雰囲気や水分で劣化しやすので、保護層６０はこれらの劣化を防止するできるように形成される。保護層６０は、エポキシ樹脂、シリコーン系樹脂、紫外線硬化性樹脂などの樹脂材料を用いることが好ましい。
以上の工程によって、発光装置１０００が形成される。この製造方法によれば、屈折率などの光学特性を考慮して導電層２０ａの材料を選択することにより、電極部材（この例の場合、陽極２０および電極取出部２４，２６）とともに、回折格子のための凹凸部１２ａを含む光伝播部（２０）およびコア層３０などの光学部材を同一の工程で形成することができ、製造工程を簡易にすることができる。
（第２の実施の形態）
図１１は、本実施の形態に係る発光装置２０００を模式的に示す平面図であり、図１２Ａは、図１１におけるＸ１−Ｘ１線に沿った部分断面図であり、図１２Ｂは図１１のＸ２−Ｘ２に沿った部分断面図であり、図１３は図１１のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
発光装置２０００は、回折格子および陽極の形成位置が第１の実施の形態に係る発光装置１０００と異なる。発光装置１０００と実質的に同様な機能を有する部分には同一の符号を付して説明する。
発光装置２０００は、基板１０と、この基板１０上に形成された、発光素子部１００と、導波路部２００とを有する。
発光素子部１００は、基板１０上に、光伝播部を構成する回折格子１２および陽極２０、発光層１４および陰極２２が、この順序で配置されている。基板１０は、発光素子部１００および導波路部２００にわたって延びるライン状の凸部１０ａを有し、この凸部１０ａ上に回折格子１２が形成されている。そして、回折格子１２上を覆うように陽極２０が形成されている。さらに、陽極２０および露出する基板１０の上には、その一部を除いて、クラッド層および電流狭窄層としても機能する絶縁層１６が形成されている。
導波路部２００は、基板１０上に、コア層３０と、このコア層３０の露出部分を覆うクラッド層３２とが配置されている。そして、コア層３０は、基板１０の凸部１０ａ上に形成されている。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。
さらに、本実施の形態では、発光素子部１００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１２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。
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、光伝播部を構成する。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。
発光素子部１００において、絶縁層１６は、図１１および図１２（Ａ）に示すように、陽極２０および基板１０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、回折格子１２の周期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、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１６ａ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、発光効率をあげることができる。
回折格子１２は、図１２Ａおよび図１３に示すように、基板１０の凸部１０ａの上に形成され、異なる２つの媒質層からなる。回折格子１２の一方の媒質層は、陽極２０を構成する材料からなり、他方の媒質層は基板１０を構成する材料からなる。この実施の形態での回折格子１２は、第１の実施の形態の場合と異なり、電流狭窄層１６によって規定される領域ＣＡと重なる状態で形成される。そして、回折格子１２は、分布帰還型の回折格子であることが好ましく、さらに、回折格子１２は、λ／４位相シフト構造または利得結合型構造を有することが好ましい。その理由については、第１の実施の形態と同様であるので、記載を省略する。
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１１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および２６は、陽極２０と同一の成膜工程で形成される。
次に、この発光装置２０００の動作および作用について説明する。
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。
発光層１４において発生した光は、一部は陰極２２およびクラッド層として機能する絶縁層１６によって反射されて光伝播部内に導入される。光伝播部内に導入された光は、回折格子１２によって分布帰還型の伝播が行われ、陽極２０を構成する光伝播部内をその端面側に向けて伝播し、さらに、光伝播部の一部（陽極２０）に連続して一体形成された導波路部２００のコア層３０内を伝播し、その端面より出射する。この出射光は、回折格子１２によって光伝播部で分布帰還されて出射されるため、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。
本実施の形態の主要な作用効果を、以下にあげる。
（ａ）発光素子部１００の光伝播部の少なくとも一部（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、効率のよい光の伝播ができる。また、陽極２０を含む光伝播部とコア層３０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。
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、効率のよい光の伝播ができる。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。
このように、本実施の形態に係る発光装置２０００によれば、発光素子部１００と導波路部２００とが、高い結合効率で接続されることにより、高効率な出射光を得ることができる。
（ｂ）絶縁層１６の開口部１６ａ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。
（ｃ）回折格子１２の形成領域と、電流狭窄層１６によって規定される電流が流れる領域ＣＡとがほぼ一致するので、より電流効率のよい発光が可能となる。
（発光装置の製造方法）
次に、図１４および図１５を参照しながら、本実施の形態に係る発光装置２０００の製造例を説明する。図１４および図１５の各図（Ａ）〜（Ｄ）は図１１のＸ３−Ｘ３線に沿った断面図である。
（１）導電層および回折格子の形成
まず、図１４Ａに示すように、基板１０上の所定領域に、回折格子の一方の媒質層を構成するための凹凸部１２ａを形成する。次いで、図１４Ｂに示すように、凹凸部１２ａの一部を残すように、基板１０の所定部分をリソグラフィーなどによって除去し、基板１０と連続する凸部１０ａと、この凸部１０ａ上に回折格子のための凹凸部１２ａを形成する。回折格子のための凹凸部１２ａは、図１４において、紙面と垂直な方向に所定のピッチを有する凹凸が連続するように形成される。
次いで、図１４Ｃに示すように、基板１０の全面に、光学的に透明な導電材料によって導電層２０ａを形成する。次いで、図１４（Ｄ）に示すように、導電層２０ａを例えばリソグラフィーによってパターニングすることにより、陽極２０、第１の電極取出部２４（図１１参照）、第２の電極取出部２６、回折格子１２およびコア層３０（図１１参照）を形成する。回折格子１２は、第１の媒質層は基板１０を構成する材料からなり、第２の媒質層は陽極２０を構成する材料からなる。
陽極２０と第１の電極取出部２４とは連続して形成されている。第２の電極取出部２６は、開口部２８によって、陽極２０および第１の電極取出部２４と分離されている。さらに、コア層３０は、陽極２０と一体に連続して形成され、かつ第１および第２の電極取出部２４および２６と開口部２８を介して分離されている。
このように、屈折率などの光学特性を考慮して導電層２０ａの材料を選択することにより、電極部（この例の場合、陽極および電極取出部）とともに、回折格子、光伝播部の一部およびコア層などの光学部を同時に形成することができる。
（２）絶縁層の形成
図１５Ａに示すように、開口部２８を埋める状態で、所定のパターンを有する絶縁層１６を形成する。絶縁層１６は、開口部１６ａを有する。開口部１６ａは、光の導波方向に沿って伸びるスリット形状を有する。この開口部１６ａによって、電流の流れる領域が規定されるため、開口部１６ａの長さや幅は、得たい電流密度や電流分布などを考慮して設定される。また、絶縁層１６は、電流狭窄層の機能とともに、光を閉じこめるためのクラッド層としても機能するため、絶縁性とともに屈折率などの光学特性を考慮してその材料が選択される。
絶縁層１６は、陽極２０および第１の電極取出部２４と第２の電極取出部２６とを電気的に分離するとともに、光伝播部の一部を構成する陽極２０の一部を覆ってクラッド層として機能し、さらに、コア層３０の露出部を覆って、クラッド層３２を構成している。
（３）発光層の形成
図１５Ｂに示すように、発光素子部１００が形成される領域の所定領域に、発光層１４を形成する。発光層１４は、少なくとも絶縁層１６に形成された開口部１６ａに発光材料が充填された発光部１４ａを有する。
（４）陰極の形成
図１５Ｃに示すように、発光素子部１００が形成される領域に陰極２２を形成する。陰極２２は、発光層１４の発光部１４ａを覆う状態で形成され、かつ、その一端は第２の電極取出部２６と重なる状態で形成される。このようにして、発光素子部１００および導波路部２００が形成される。
（５）保護層の形成
図１５Ｄに示すように、少なくとも発光素子部１００が覆われるように、保護層６０が形成される。保護層６０については、第１の実施の形態と同様であるので記載を省略する。
以上の工程によって、発光装置２０００が形成される。この製造方法によれば、屈折率などの光学特性を考慮して導電層２０ａの材料を選択することにより、電極部（この例の場合、陽極２０および電極取出部２４，２６）とともに、回折格子１２、少なくとも一部の光伝播部およびコア層３０などの光学部材を同一の工程に形成することができ、製造工程を簡易にすることができる。
（第３の実施の形態）
図１６は、本実施の形態に係る発光装置３０００を模式的に示す断面図であり、第２の実施の形態を説明するために用いた図１３に相当する部分を示す。
発光装置３０００は、回折格子の形成位置が第１の実施の形態に係る発光装置１０００および第２の実施の形態に係る発光装置２０００と異なる。発光装置１０００および２０００と実質的に同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、主として、発光装置１０００および２０００と異なる発光装置３０００の主要な特徴部分のみを説明する。
発光装置３０００は、基板１０と、この基板１０上に形成された、発光素子部１００と、導波路部２００とを有する。
発光素子部１００は、第１の基板１０上に、光伝播部を構成する回折格子１２および陽極２０、発光層１４および陰極２２が、この順序で配置されている。本実施の形態では、第１の基板１０の上に、回折格子１２を形成するための第２の基板（格子基板）１１が配置されている。第２の基板１１は、第１の基板１０に比べて回折格子１２が形成しやすい材料や、第１の基板より屈折率の高い材料を選択することが望ましい。このような第２の基板１１としては、前述したように、リソグラフィー、光照射による屈折率分布の形成、スタンピングなどの方法を適用できる樹脂、例えば紫外線や電子線の照射で硬化する樹脂を用いて形成することができる。図示の例では、回折格子１２において、第１の媒質層は第２の基板１１を構成する材料からなり、第２の媒質層は光伝播部を構成する陽極２０を構成する材料からなる。
この実施の形態では、第２の基板１１の材質として回折格子１２の形成に有利な材質を選択でき、回折格子１２の形成が容易となる利点がある。例えば、第１の基板１０とは異なりフレキシブルな基板材料を用いることができる。特に、剛性のある型を用いて、第２の基板１１の材料を第１の基板１０上に塗布し加熱により硬化した後、型を剥離して格子部分を形成する場合には、型の剥離工程が容易となり格子の精度も向上する。また、第２の基板１１上に発光素子部のみならず他の部材やデバイスを設ける場合には、当該基板として最適な材料を選択でき、最終的な発光装置において最適な特性を得ることができる。
本実施の形態に係る発光装置３０００のその他の部分の構成および作用効果は、第２の実施の形態に係る発光装置２０００と同様であるので、記載を省略する。
（第４の実施の形態）
図１７は、本実施の形態に係る発光装置４０００を模式的に示す斜視図であり、図１８は図１７におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
発光装置４０００は、導波路部の構造が第１の実施の形態または他の実施の形態に係る発光装置と異なる。発光装置１０００と実質的に同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、主として、発光装置１０００と異なる発光装置４０００の主要な特徴部分のみを説明する。
発光装置４０００は、基板１０と、この基板１０上に形成された、発光素子部１００と、導波路部２００とを有する。
本実施の形態においては、導波路部２００に光ファイバ３００が搭載されている点に特徴を有する。光ファイバ３００は、コア層３１０、クラッド層３２０および図示しない被覆層を有する。
導波路部２００には、光ファイバ３００の端部が載置、固定される光ファイバ収容部３３０が形成されている。光ファイバ収容部３３０は、クラッド層３２に形成された断面形状が矩形の第１の溝部３２ａと、基板１０に形成された断面形状が三角形の第２の溝部１０ｂとから構成される。光ファイバ収容部３３０は、光ファイバ３００の端部を光ファイバ収容部３３０に収容して位置合わせたときに、少なくとも導波路部２００のコア層３０が光ファイバ３００のコア層３１０に対向するように形成される。光ファイバ３００は、接着などの方法によって導波路部２００に固定することができる。
この発光装置４０００によれば、発光素子部１００によって発生させた光を導波路部２００を介して光ファイバ３００に効率よく伝播させることができる。この発光装置４０００は、光ファイバ３００を有するので、例えば光通信デバイスの用途などに好ましく適用することができる。
本実施の形態に係る発光装置４０００のその他の部分の構成および作用効果は、第１または他の実施の形態に係る発光装置と同様であるので、記載を省略する。
さらに、図示の例では、発光装置４０００は、光ファイバ３００を一体的に有するが、これに限定されない。例えば、発光装置４０００は、光ファイバを有さず、導波路部２００に光ファイバ収容部３３０が形成された構造でもよい。このデバイスの場合、必要なときに光ファイバを光ファイバ収容部３３０に接続すればよい。
また、図１７のように光ファイバ３００が組み込まれたデバイスでは、保護層６０は、発光素子部１００のみならず、さらに少なくとも光ファイバ３００の端部と光導波部２００のコア層３０との当接部を含んだ状態で、光ファイバ３００の一部を被覆するような構造としてもよい。この場合、光ファイバ３００の固定がより確保される。
（第５の実施の形態）
図１９は、本実施の形態に係る発光装置５０００の一部を模式的に示す平面図であり、図２０は図１９おけるＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図１９は、図２０に示す基板１０，陽極２０，電極取出部２４，２６および回折格子１２を示し、発光層１４および陰極２２を省略して示している。
発光装置５０００は、回折格子および陽極の構造が第１の実施の形態に係る発光装置１０００と異なる。発光装置１０００と実質的に同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、主として、発光装置１０００と異なる発光装置５０００の主要な特徴部分のみを説明する。 発光装置５０００は、基板１０と、この基板１０上に形成された、発光素子部１００と、導波路部２００とを有する。
発光素子部１００は、基板１０上に、光伝播部の少なくとも一部を構成する陽極２０、回折格子１２、発光層１４および陰極２２が、この順序で配置されている。そして、回折格子１２の露出部には、クラッド層および電流狭窄層としても機能する絶縁層１６が形成されている。そして、絶縁層１６は、回折格子１２の周期方向に開口部１６ａを有する。この開口部１６ａにおいて、回折格子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。
回折格子１２は、陽極２０の上部に形成され、かつ、後述する導波路部２００のコア層３０と同じ幅を有する。回折格子１２の一方の媒質層は、陽極２０を構成する材料からなり、他方の媒質層は発光層１４を構成する材料からなる。
導波路部２００は、基板１０上に、コア層３０と、このコア層３０の露出部分を覆うクラッド層３２を有し、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。
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、光伝播部の少なくとも一部を構成する。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。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。
本実施の形態で特徴的なことは、図１９に示すように、絶縁層１６と重なる陽極２０の面積Ｓが小さいことである。このことは、例えば第１の実施の形態に係る発光装置１０００の製造方法を示す図６Ａと比較するとよくわかる。このように、絶縁層１６と重なる陽極２０の面積Ｓが小さいことにより、陽極２０，絶縁層１６および陰極２２で形成されるキャパシタの平面積が小さくなり、そのキャパシタンスを小さくできる。
したがって、この発光装置５０００は、寄生的に形成されるキャパシタの影響が小さいことが望まれるデバイスに好適に用いられる。例えば、このような発光装置５０００は、高周波が用いられる通信デバイスにおいて、キャパシタによる遅延効果を抑制できる。
本実施の形態に係る発光装置５０００のその他の部分の構成および作用効果は、第１または他の実施の形態に係る発光装置と同様であるので、記載を省略する。
（第６の実施の形態）
図２１は、本実施の形態に係る発光装置６０００を模式的に示す斜視図であり、第１の実施の形態を示す図１に対応する図である。
発光装置６０００は、電極取出部の構造が第１の実施の形態または他の実施の形態に係る発光装置と異なる。発光装置１０００と実質的に同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、主として、発光装置１０００と異なる発光装置６０００の主要な特徴部分のみを説明する。
発光装置６０００は、基板１０と、この基板１０上に形成された、発光素子部１００と、導波路部２００とを有する。
導波路部２００は、基板１０上に、コア層３０と、このコア層３０の露出部分を覆うクラッド層３２とを有し、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。そして、本実施の形態で特徴的なことは、第１の電極取出部２４および第２の電極取出部２６の少なくとも一方に、ＩＣドライバなどの電子素子が実装されていることである。つまり、電極の露出部を電子素子の実装面として利用することができる。図２１においては、電子素子４００が第１の電極取出部２４上に搭載されている状態を模式的に表している。また、図２１には図示しないが、電極取出部は必要に応じて所定パターンの配線を形成するようにパターニングされる。
この発光装置６０００によれば、電極の露出部を電子素子の実装面として利用することにより、集積度の高いデバイスを構成できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図である。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。
図３Ａは、図２のＸ１−Ｘ１線に沿った部分断面図であり、図３Ｂは図２のＸ２−Ｘ２線に沿った部分断面図である。
図４は、図２のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
図５Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す平面図であり、図５Ｂ〜図５Ｄは、図５Ａに示す平面図のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
図６Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す平面図であり、図６Ｂ〜図６Ｄは、図６Ａに示す平面図のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
図７Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す平面図であり、図７Ｂ〜図７Ｄは、図７Ａに示す平面図のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
図８Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す平面図であり、図８Ｂおよび図８Ｃは、図８Ａに示す平面図のＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
図９Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す平面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す平面図のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
図１０Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す平面図であり、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、図１０Ａに示す平面図のＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。
図１２Ａは、図１１のＸ１−Ｘ１線に沿った部分断面図であり、図１２Ｂは図１１のＸ２−Ｘ２線に沿った部分断面図である。
図１３は、図１１のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
図１４Ａ〜図１４Ｄは、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す断面図である。
図１５Ａ〜図１５Ｄは、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す断面図である。
図１６は、本発明の第３の実施の形態に係る発光装置を模式的に示す断面図である。
図１７は、本発明の第４の実施の形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図である。
図１８は、図１７のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
図１９は、本発明の第５の実施の形態に係る発光装置を模式的に示す平面図である。
図２０は、図１９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
図２１は、本発明の第６の実施の形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図である。

Claims (5)

1. 基板と、発光素子部と、前記発光素子部と一体的に形成された導波路部と、を有し、
   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伝播するための光伝播部と、
   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、
   前記光伝播部を伝播する光のための回折格子と、を含み、
   前記導波路部は、
   前記光伝播部の少なくとも一部と光学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、
   前記一対の電極層の一方は、透明な導電材料からなり、該電極層は前記光伝播部の少なくとも一部および前記コア層としても機能しうる発光装置。
2. 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有し、
   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伝播するための光伝播部と、
   前記光伝播部に接して配置され、クラッド層として機能しうる絶縁層と、
   前記光伝播部を伝播する光のための回折格子と、を含み、
   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し、
   前記導波路部は、
   前記光伝播部の少なくとも一部と一体的に連続するコア層と、
   前記絶縁層と一体的に連続するクラッド層と、を含む発光装置。
3. 請求項１または２において、
   前記コア層は、少なくとも前記回折格子の形成領域に連続する発光装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記導波路部は、その表面に電極取出部を有する発光装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記導波路部は、光ファイバを位置あわせした状態で配置できる光ファイバ収容部を有する発光装置。

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