JP7148747B2 - Ledからの発光をコリメートするためのナノ構造化されたメタマテリアルおよびメタサーフェス - Google Patents
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Description
Claims (17)
- 発光デバイスであって、
発光面を備える発光ダイオードであり、前記発光デバイスの動作中に、前記発光面を通じて光が放射される、発光ダイオードと、
前記発光面に対して平行な平面に配置された光散乱要素の少なくとも第1アレイであり、
各光散乱要素は、前記第1アレイの平面において、前記発光ダイオードによって放射される光の自由空間波長以下の寸法を有しており、
前記光散乱要素は、前記発光面を通じて放射される前記光をコリメートし、または、部分的にコリメートする空間的に変動するやり方で、前記発光面を通じ放射される光の位相および振幅に、集合的に、影響を及ぼすように配置された、構造的、光学的、または、構造的かつ光学的な特性を有する、
第1アレイと、
誘電体スペーサであり、前記誘電体スペーサの少なくとも一部が前記発光面と前記第1アレイとの間に配置されている、誘電体スペーサと、
を含み、
前記光散乱要素は、前記発光面を通じて放射される前記光をコリメートし、または、部分的にコリメートする空間的に変動するやり方で、前記発光面を通じ放射される光の位相および振幅に、集合的に、影響を及ぼすように、前記第1アレイの前記平面において前記光散乱要素の空間的な位置と共に変動する、構造的、光学的、または、構造的かつ光学的な特性を有し、
前記光散乱要素間の間隔が、前記第1アレイの前記平面における前記光散乱要素の空間的な位置と共に変動しており、または、
前記光散乱要素の形状またはサイズ、もしくは両方が、前記第1アレイの前記平面における前記光散乱要素の空間的な位置と共に変動している、
発光デバイス。 - 前記誘電体スペーサは、対向する第1表面と第2表面とを有する、固体の、実質的に透明な誘電体基板を含み、
前記誘電体基板の前記第1表面は、前記発光面に直面している、
請求項1に記載の発光デバイス。 - 前記発光ダイオードは、前記発光面が前記誘電体基板の前記第1表面に対向して配置されており、
前記第1アレイは、前記誘電体基板の中、もしくは、前記誘電体基板の前記第2表面に配置されている、
請求項2に記載の発光デバイス。 - 前記第1アレイは、前記誘電体基板の中、もしくは、前記誘電体基板の前記第1表面または前記第2表面に配置されている、
請求項2に記載の発光デバイス。 - 前記発光デバイスは、前記第1アレイと前記発光ダイオードとの間に蛍光体層を含む、
請求項1に記載の発光デバイス。 - 前記光散乱要素の屈折率が、前記第1アレイの前記平面における前記光散乱要素の空間的な位置と共に変動する、
請求項1に記載の発光デバイス。 - 前記光散乱要素は、光散乱要素の前記第1アレイの中心からの距離と共に変動する、構造的、光学的、または、構造的かつ光学的な特性を有する、
請求項1に記載の発光デバイス。 - 前記光散乱要素は、前記発光ダイオードによって放射される光の自由空間波長以下の、前記第1アレイの前記平面に対して垂直な寸法を有する、
請求項1に記載の発光デバイス。 - 発光デバイスであって、
発光面を備える発光ダイオードであり、前記発光デバイスの動作中に、前記発光面を通じて光が放射される、発光ダイオードと、
前記発光面に対して平行な平面に配置された光散乱要素の少なくとも第1アレイであり、
各光散乱要素は、前記第1アレイの平面において、前記発光ダイオードによって放射される光の自由空間波長以下の寸法を有しており、
前記光散乱要素は、前記発光面を通じて放射される前記光をコリメートし、または、部分的にコリメートする空間的に変動するやり方で、前記発光面を通じ放射される光の位相および振幅に、集合的に、影響を及ぼすように配置された、構造的、光学的、または、構造的かつ光学的な特性を有する、
第1アレイと、
誘電体スペーサであり、前記誘電体スペーサの少なくとも一部が前記発光面と前記第1アレイとの間に配置されている、誘電体スペーサと、
を含み、前記発光デバイスは、さらに、
光散乱要素の前記第1アレイに対して平行に、前記第1アレイから離間され、かつ、前記第1アレイと前記発光ダイオードの少なくとも一部との間に配置された、光散乱要素の第2アレイを含み、
前記第2アレイ内の各光散乱要素は、前記第2アレイの平面において、前記発光ダイオードによって放射される光の自由空間波長以下の寸法を有しており、
前記第2アレイ内の前記光散乱要素は、光散乱要素の前記第1アレイと共同して、前記発光面を通じて放射される前記光をコリメートし、または、部分的にコリメートする空間的に変動するやり方で、前記発光面を通じ放射される光の位相および振幅に、集合的に、影響を及ぼすように配置された、構造的、光学的、または、構造的かつ光学的な特性を有している、
発光デバイス。 - 前記第2アレイの光散乱要素は、前記発光面に配置され、かつ、前記発光ダイオードの外側または前記発光ダイオードの内側に置かれている、
請求項9に記載の発光デバイス。 - 前記第2アレイの光散乱要素は、前記発光面から離間された、前記誘電体スペーサ内に配置されている、
請求項9に記載の発光デバイス。 - 前記第2アレイの光散乱要素は、光散乱要素の前記第1アレイと共同して、前記発光面を通じて放射される前記光をコリメートし、または、部分的にコリメートする空間的に変動するやり方で、前記発光面を通じ放射される光の位相および振幅に、集合的に、影響を及ぼすように、前記第2アレイの前記平面において前記光散乱要素の空間的な位置と共に変動する、構造的、光学的、または、構造的かつ光学的な特性を有する、
請求項9に記載の発光デバイス。 - 前記第2アレイの光散乱要素間の間隔は、前記第2アレイの前記平面における前記光散乱要素の空間的位置と共に変動する、
請求項12に記載の発光デバイス。 - 前記第2アレイの光散乱要素の形状またはサイズ、もしくは両方が、前記第2アレイの前記平面における前記光散乱要素の空間的な位置と共に変動する、
請求項12に記載の発光デバイス。 - 前記第2アレイの光散乱要素の屈折率が、前記第2アレイの前記平面における前記光散乱要素の空間的な位置と共に変動する、
請求項12に記載の発光デバイス。 - 前記第2アレイの光散乱要素は、光散乱要素の前記第2アレイの中心からの距離と共に変動する、構造的、光学的、または、構造的かつ光学的な特性を有する、
請求項12に記載の発光デバイス。 - 前記第2アレイの光散乱要素は、前記発光ダイオードによって放射される光の自由空間波長以下の、前記第2アレイの前記平面に対して垂直な寸法を有する、
請求項9に記載の発光デバイス。
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