WO2000078102A1

WO2000078102A1 - Dispositif electroluminescent

Info

Publication number: WO2000078102A1
Application number: PCT/JP2000/003754
Authority: WO
Inventors: Tomoko Koyama; Takeo Kaneko
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2000-12-21
Also published as: US6512250B1; JP3951109B2; KR100390110B1; EP1126749A1; EP1126749A4; EP1126749B1; KR20010079625A; DE60041532D1

Description

明細

[技術分野]

本発明は、 E L (エレクト口ルミネッセンス）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 E L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、光通信などのスぺ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、発光波長のスぺクトル幅が従来の E L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、

エレクト口ルミネッセンスによつ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そ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。

Nm a 1 ≥ K。 · a · ( n 2

+ n ₂ ² ) ^{1 / 2}/ ( ΤΓ/ 2 ) ここで、

K ₀ ： 2 7Τ /え、

a ：導波路のコアの幅の 1 / 2、

n _} ：導波路のコアの屈折率、

n ₂ ：導波路のクラッドの屈折率、 N m a x ：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、上記式のパラメ一夕、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、それそ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（2 a ) 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一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一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（2 a ) 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〜 1 0 0 0、特に通信用途では 0 〜1 0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、

エレクト口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ァ層と、

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ー体的に連続し、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ー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ぎる。

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ツ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え / 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、入は、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、さらに人 / 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、

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、

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 E L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 1 0 _ 1 5 3 9 6 7号公報に開示された、ァロマティックジァミン誘導体（T P D ) 、ォキシジァゾール誘導体（P B D ) 、ォキシジァゾールダイマ一（O X D— 8 ) 、ジスチルァリーレン誘導体（ D S A) 、ベリリウム一ベンゾキノリノ一ル錯体（ B e b q ) 、トリフェニルァミン誘導体（MTDATA) 、ノレプレン、キナクリドン、トリァゾ一ル誘導体、ポリフエ二レン、ポリアルキルフルオレン、ポリアルキルチオフェン、ァゾメチン亜鉛錯体、ポリフィリン亜鉛錯体、ベンゾォキサゾール亜鉛錯体、フェナントロリンユウ口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 - 702 57号公報、同 63_ 1 75860号公報、特開平 2— 1 35 3 6 1号公報、同 2— 1 35 35 9号公報、同 3 _ 1 52 1 84号公報、さらに、同 8— 248276号公報および同 1 0 - 1 53967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）、 Z n S ： T b 0 F (緑色領域）、 S r S : Cu、 S r S : Ag、 S r S ： C e (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、 T i 0₂、 T i〇₂_ S i 0₂混合物、 Z nO、 Nb₂0₅、 S i ₃ N₄、 Ta ₂0₅、 Hf 0₂または Z r 0₂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、汎用の露光装置やべィク炉、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 1 0— 27943 9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、ァ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。

紫外線硬化型のァクリル系樹脂の基本構成の具体例としては、プレボリマー、オリゴマー、またはモノマーがあげられる。

プレボリマ一またはオリゴマーとしては、例えば、エポキシァクリレート類、ウレタンァクリレート類、ポリエステルァクリレート類、ポリエーテルァクリレ —ト類、スピロァセタール系ァクリレート類等のァクリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレ夕ンメ夕クリレート類、ポリエステルメ夕クリレート類、ポリエーテルメタクリレート類等のメ夕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—ェチルへキシルァクリレート、 2—ェチルへキシルメタクリレート、 2—ヒドロキシェチルァクリレート、 2—ヒドロキシェチルメ夕クリレート、 N—ビニルー 2—ピロリドン、カルビトールァクリレート、テトラヒドロフルフリルァクリレート、イソボルニルァクリレート、ジシクロぺンテニルァクリレート、 1 , 3—ブタンジオールァクリレート等の単官能性モノマー、 1 , 6—へキサンジオールジァクリレート、 1 , 6—へ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ァクリレー卜、ネオペンチルグリコ一ルジメ夕クリレート、エチレングリコ一ルジァクリレート、ポリエチレングリコールジァクリレート、ペン夕エリスリト一ルジァ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ァクリレート、トリメチロールプロバントリメタクリレート、ペン夕エリスリトールトリアクリレ一ト、ジペン夕エリスリ卜一ルへキサァクリレート等の多官能性モノマ一が利用できる。

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— 2 4 8 2 7 6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— 2 4 8 2 7 6号公報に開示されたものを例示することができる。陰極としては、仕事関数の小さい（例えば 4 e V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— 2 4 8 2 7 6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 4 e V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、 C u l， I T O , S n 0 ₂ , Z n〇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リソブラフィ一による方法

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、レジスト層をパ夕一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— 2 2 4 1 1 5号公報、同 7— 2 0 6 3 7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一によりパターニングする技術としては、例えば特開平 7— 1 8 1 6 8 9号公報および同 1一 2 2 1 7 4 1号公報などがある。さらに、レ一ザアブレーシヨンを利用して、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 1 0— 5 9 7 4 3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— 3 1

1 2 3 8号公報、同 9一 1 7 8 9 0 1号公報、同 8— 1 5 5 0 6号公報、同 5—

2 9 7 2 0 2号公報、同 5— 3 2 5 2 3号公報、同 5— 3 9 4 8 0号公報、同 9 - 2 1 1 7 2 8号公報、同 1 0— 2 6 7 0 2号公報、同 1 0 _ 8 3 0 0号公報、および同 2 _ 5 1 1 0 1号公報などがある。

③スタンビングによる方法

熱可塑性樹脂を用いたホットスタンピング（特開平 6— 2 0 1 9 0 7号公報）、紫外線硬化型樹脂を用いたスタンビング（特願平 1 0— 2 7 9 4 3 9号）、電子線硬化型樹脂を用いたスタンビング（特開平 7 _ 2 3 5 0 7 5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

リソグラフィ一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夕 —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、 L B法、インクジェット法などを例示できる。

[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 3 Aは、図 2の X 1—X 1線に沿った部分断面図であり、図 3 Bは図 2の X 2— X 2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 5 A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 5 B〜図 5 Dは、図 5 Aに示す平面図の A— A線、 B— B線および C 一 C線に沿った断面図である。

図 6 A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 6 B〜図 6 Dは、図 6 Aに示す平面図の A _ A線、 8—：6線ぉょび0 — C線に沿った断面図である。

図 7 A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 7 B〜図 7 Dは、図 7 Aに示す平面図の A— A線、 B— B線および C 一 C線に沿った断面図である。

図 8 A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 8 Bおよび図 8 Cは、図 8 Aに示す平面図の B— B線および C一 C線に沿った断面図である。

図 9 A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 9 Bは、図 9 Aに示す平面図の B— B線に沿った断面図である。図 1 0 A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 1 0 Bおよび図 1 0 Cは、図 1 O Aに示す平面図の B— B線および C一 C線に沿った断面図である。

図 1 1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 1 2 Aは、図 1 1の X 1—X 1線に沿った部分断面図であり、図 1 2 Bは図 1 1の X 2— X 2線に沿った部分断面図である。

図 1 3は、図 1 1の Y— Y線に沿った断面図である。

図 1 4八〜図1 4 D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 1 5八〜図 1 5 D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 1 6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 1 7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 1 8は、図 1 7の X— X線に沿った断面図である。

図 1 9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 2 0は、図 1 9の X— X線に沿った断面図である。

図 2 1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。

[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 1 0 0 0を模式的に示す斜視図であり、図 2は、発光装置 1 0 0 0を模式的に示す平面図であり、図 3 Aは、図 2における X 1— X 1線に沿った部分断面図であり、図 3 Bは図 2の X 2 _ X 2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 1 0 0 0は、基板 1 0と、この基板 1 0上に形成された、発光素子部 1 0 0と、導波路部 2 0 0とを有する。

発光素子部 1 0 0は、基板 1 0上に、光伝播部となる陽極 2 0および回折格子 1 2、さらに発光層 1 4および陰極 2 2が、この順序で配置されている。そして、回折格子 1 2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 1 6が形成されている。

導波路部 2 0 0は、基板 1 0上に、コア層 3 0と、このコア層 3 0の露出部分を覆うクラッド層 3 2とが配置されている。この導波路部 2 0 0に隣接して、第 1の電極取出部 2 4と、第 2の電極取出部 2 6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 1 0 0を覆うように、保護層 6 0が形成されている。保護層 6 0によって発光素子部 1 0 0を覆うことにより、陰極 1 2および発光層 1 4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 2 4， 2 6を形成するために、保護層 6 0を発光装置全体に形成せず、導波路部 2 0 0の表面を露出させている。保護層 6 0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 1 0 0の陽極 2 0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 2 0と導波路部 2 0 0のコア層 3 0とは一体的に連続して形成されている。これらの陽極 2 0およびコア層 3 0を構成する透明導電材料としては、 I T O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 1 0 0の絶縁層（クラッド層） 1 6と、導波路部 2 0 0のクラッド層 3 2とは一体的に連続して形成されている。これらの絶縁層 1 6およびクラッド層 3 2を構成する材料としては、絶縁性であって、かつ陽極 2 0およびコア層 3 0 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 1 0 0において、絶縁層 1 6は、図 2および図 3 Aに示すように、回折格子 1 2の露出部分を覆うように形成されている。そして、絶縁層 1 6は、回折格子 1 2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 1 6 aを有する。この開口部 1 6 aにおいて、回折格子 1 2および発光層 1 4を介在させた状態で、陽極 2 0と陰極 2 2とが配置されている。また、開口部 1 6 a以外の領域においては、陽極 2 0と陰極 2 2 との間に絶縁層 1 6が介在する。そのため、絶縁層 1 6は、電流狭窄層として機能する。したがって、陽極 2 0および陰極 2 2に所定の電圧が印加されると、開口部 1 6 aに対応する領域 C A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） 1 6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 1 2は、図 3 A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 1 2の一方の媒質層は、陽極 2 0を構成する材料からなり、他方の媒質層は発光層 1 4を構成する材料からなる。そして、回折格子 1 2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 2 0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 1 2は、図示はしないが、人 / 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。このように人 / 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一ド化することができる。

導波路部 2 0 0に隣接する第 1の電極取出部 2 4と第 2の電極取出部 2 6とは、図 2に示すように、絶縁層 1 6と連続する絶縁性のクラッド層 3 2によって電気的に分離されている。第 1の電極取出部 2 4は、発光素子部 1 0 0の陽極 2 0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 2 6 は、発光素子部 1 0 0側に伸びるように形成され、その一部は陰極 2 2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 2 6は陰極 2 2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 2 4および 2 6 は、陽極 2 0と同一の成膜工程で形成される。

次に、この発光装置 1 0 0 0の動作および作用について説明する。

陽極 2 0と陰極 2 2とに所定の電圧が印加されることにより、陰極 2 2から電子が、陽極 2 0からホールが、それそれ発光層 1 4内に注入される。発光層 1 4 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 2 0と陰極 2 2との間に介在する絶縁層 1 6によって電流の流れる領域 C A 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 1 4において発生した光は、一部は陰極 2 2およびクラッド層として機能する絶縁層 1 6によって反射されて、陽極 2 0および回折格子 1 2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 1 2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 2 0 0側）に向けて伝播し、さらに、光伝播部の一部（陽極 2 0 ) に連続して一体的に形成された導波路部 2 0 0のコア層 3 0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 1 2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 1 2をえ / 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、人は、光伝播部内の光の波長を表す。

図示の例では、陰極 2 2の反射機能を利用して、発光層 1 4で発生した光を反射させているが、必要に応じて陰極 2 2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 2 2の膜厚が薄い場合には、発光層 4 0において発生した光が陰極 2 2を透過することができる。この場合には、陰極 2 2の外側に、反射膜を形成することが望ましい。また、基板 1 0と陽極 2 0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 1 2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 1 0 0の光伝播部の少なくとも一部（陽極 2 0 ) と、導波路部 2 0 0のコア層 3 0とが一体的に連続している。このことにより、発光素子部 1 0 0と導波路部 2 0 0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 2 0を含む光伝播部とコア層 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。

また、発光素子部 1 0 0の絶縁層（クラッド層） 1 6と、導波路部 2 0 0のクラッド層 3 2とが一体的に連続している。このことにより、発光素子部 1 0 0 (特に光伝播部）と導波路部 2 0 0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 1 6とクラッド層 3 2とは、同一のェ程で成膜およびパ夕一二ングできるので、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 1 0 0 0によれば、発光素子部 1 0 0と導波路部 2 0 0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 1 6の開口部 1 6 aを介して陽極 2 0と陰極 2 2とが電気的に接続され、この開口部 1 6 a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 1 6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 1 6で規定することにより、発光領域をコア層 3 0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 2 0 0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：次に、図 5〜図 1 0を参照しながら、本実施の形態に係る発光装置 1 0 0 0の製造例を説明する。図 5〜図 1 0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 1 0 0 aおよび 2 0 0 aは、それそれ発光素子部 1 0 0および導波路部 2 0 0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 5 A〜図 5 Dに示すように、基板 1 0上に、光学的に透明な導電材料によって導電層 2 0 aを形成する。導電層 2 0 aの形成方法は、導電層 2 0 a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 2 0 aを I T O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 1 0 0が形成される領域 1 0 0 aの導電層 2 0 a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 1 2 aを形成する。凹凸部 1 2 aの形成方法は、導電層 2 0 aの材質などによって選択され、リソグラフィーゃスタンビ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 2 0 aが

1 T Oから構成される場合には、リソグラフィ一およびエッチング、あるいは液状の I T Oを用いたィンクジエツ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 1 2 a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 6 A〜図 6 Dに示すように、導電層 2 0 a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 2 0、第 1および第 2の電極取出部

2 4 , 2 6およびコア層 3 0を形成する。

陽極 2 0と第 1の電極取出部 2 4とは連続して形成されている。第 2の電極取出部 2 6は、開口部 2 8によって、陽極 2 0および第 1の電極取出部 2 4と分離されている。回折格子のための凹凸部 1 2 aは陽極 2 0と一体に形成され、凹凸部 1 2 aを含む陽極 2 0の一部は光伝播部としても機能する。さらに、コア層 3 0は、陽極 2 0 (凹凸部 1 2 a ) 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 2 4および 2 6と開口部 2 8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 2 0 a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 7 A〜図 7 Dに示すように、開口部 2 8を埋める状態で、所定のパターンを有する絶縁層 1 6を形成する。絶縁層 1 6は、回折格子のための凹凸部 1 2 aの一部が露出する開口部 1 6 aを有する。開口部 1 6 a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 1 6 aによって、電流の流れる領域が規定されるため、開口部 1 6 a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 1 6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 I T Oを用いた場合には、絶縁層 1 6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一ト、ポリエ一テルスルホン、ケィ素ポリマ一などを用いることができる。

絶縁層 1 6は、陽極 2 0および第 1の電極取出部 2 4と第 2の電極取出部 2 6 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 1 2 aの一部を覆ってクラッド層として機能し、さらに、コア層 3 0の露出部を覆って、クラッド層 3 2を構成している。

( 3 ) 発光層の形成

図 8 A〜図 8 Cに示すように、発光素子部 1 0 0が形成される領域 1 0 0 aの所定領域に、発光層 1 4を形成する。発光層 1 4は、少なくとも絶縁層 1 6に形成された開口部 1 6 aに発光材料が充填された発光部 1 4 aを有する。さらに、発光層 1 4を構成する材料は回折格子のための凹凸部 1 2 aの凹部に充填され、回折格子 1 2を構成する。従って、発光層 1 4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 1 2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 9 Aおよび図 9 Bに示すように、発光素子部 1 0 0が形成される領域 1 0 0 aに陰極 2 2を形成する。陰極 2 2は、発光層 1 4の発光部 1 4 a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 2 6と重なる状態で形成される。このようにして、発光素子部 1 0 0および導波路部 2 0 0が形成される。

( 5 ) 保護層の形成

図 1 O A〜図 1 0 Cに示すように、少なくとも発光素子部 1 0 0が覆われるように、保護層 6 0が形成される。この保護層 6 0は、陰極 2 2 , 発光層 1 4および陽極（光伝播部） 2 0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 2 2および有機材料からなる発光層 1 4は雰囲気や水分で劣化しやすので、保護層 6 0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 6 0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 1 0 0 0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 2 0 a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 2 0および電極取出部 2 4 , 2 6 ) とともに、回折格子のための凹凸部 1 2 aを含む光伝播部（2 0 ) およびコア層 3 0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 1 1は、本実施の形態に係る発光装置 2 0 0 0を模式的に示す平面図であり、図 1 2 Aは、図 1 1における X 1—X 1線に沿った部分断面図であり、図 1 2 B は図 1 1の X 2— X 2に沿った部分断面図であり、図 1 3は図 1 1の Y— Y線に沿った断面図である。

発光装置 2 0 0 0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 1 0 0 0と異なる。発光装置 1 0 0 0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 2 0 0 0は、基板 1 0と、この基板 1 0上に形成された、発光素子部 1 0 0と、導波路部 2 0 0とを有する。

発光素子部 1 0 0は、基板 1 0上に、光伝播部を構成する回折格子 1 2および陽極 2 0、発光層 1 4および陰極 2 2が、この順序で配置されている。基板 1 0 は、発光素子部 1 0 0および導波路部 2 0 0にわたつて延びるライン状の凸部 1 0 aを有し、この凸部 1 0 a上に回折格子 1 2が形成されている。そして、回折格子 1 2上を覆うように陽極 2 0が形成されている。さらに、陽極 2 0および露出する基板 1 0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 1 6が形成されている。

導波路部 2 0 0は、基板 1 0上に、コア層 3 0と、このコア層 3 0の露出部分を覆うクラッド層 3 2とが配置されている。そして、コア層 3 0は、基板 1 0の凸部 1 0 a上に形成されている。導波路部 2 0 0に隣接して、第 1の電極取出部 2 4と、第 2の電極取出部 2 6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 1 0 0を覆うように、保護層 6 0が形成されている。保護層 6 0によって発光素子部 1 0 0を覆うことにより、陰極 1 2および発光層 1 4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 2 4 , 2 6を形成するために、保護層 6 0を発光装置全体に形成せず、導波路部 2 0 0の表面を露出させている。

発光素子部 1 0 0の陽極 2 0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 2 0と導波路部 2 0 0のコア層 3 0とは一体的に連続して形成されている。これらの陽極 2 0およびコア層 3 0を構成する透明導電材料としては、 I T O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 1 0 0の絶縁層（クラッド層） 1 6と、導波路部 2 0 0のクラッド層 3 2とは一体的に連続して形成されている。これらの絶縁層 1 6およびクラッド層 3 2を構成する材料としては、絶縁性であって、かつ陽極 2 0およびコア層 3 0 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 1 0 0において、絶縁層 1 6は、図 1 1および図 1 2 ( A ) に示すように、陽極 2 0および基板 1 0の露出部分を覆うように形成されている。そして、絶縁層 1 6は、回折格子 1 2の周期方向に伸びるスリット状の開口部 1 6 a を有する。この開口部 1 6 aにおいて、発光層 1 4を介在させた状態で、陽極 2 0と陰極 2 2とが配置されている。また、開口部 1 6 a以外の領域においては、陽極 2 0と陰極 2 2との間に絶縁層 1 6が介在する。そのため、絶縁層 1 6は、電流狭窄層として機能する。したがって、陽極 2 0および陰極 2 2に所定の電圧が印加されると、開口部 1 6 aに対応する領域 C A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） 1 6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 1 2は、図 1 2 Aおよび図 1 3に示すように、基板 1 0の凸部 1 0 a の上に形成され、異なる 2つの媒質層からなる。回折格子 1 2の一方の媒質層は、陽極 2 0を構成する材料からなり、他方の媒質層は基板 1 0を構成する材料からなる。この実施の形態での回折格子 1 2は、第 1の実施の形態の場合と異なり、電流狭窄層 1 6によって規定される領域 C Aと重なる状態で形成される。そして、回折格子 1 2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 1 2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 2 0 0に隣接する第 1の電極取出部 2 4と第 2の電極取出部 2 6とは、図 1 1に示すように、絶縁層 1 6と連続する絶縁性のクラッド層 3 2によって電気的に分離されている。第 1の電極取出部 2 4は、発光素子部 1 0 0の陽極 2 0 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 2 6は、発光素子部 1 0 0側に伸びるように形成され、その一部は陰極 2 2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 2 6は陰極 2 2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 2 4および 2 6は、陽極 2 0と同一の成膜工程で形成される。

次に、この発光装置 2 0 0 0の動作および作用について説明する。

発光層 1 4において発生した光は、一部は陰極 2 2およびクラッド層として機能する絶縁層 1 6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 1 2によって分布帰還型の伝播が行われ、陽極 2 0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 2 0 ) に連続して一体形成された導波路部 2 0 0のコア層 3 0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 1 2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。

また、発光素子部 1 0 0の絶縁層（クラッド層） 1 6と、導波路部 2 0 0のクラッド層 3 2とが一体的に連続している。このことにより、発光素子部 1 0 0と導波路部 2 0 0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 1 6とクラッド層 3 2とは、同一の工程で成膜およびパ夕 —二ングできるので、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 2 0 0 0によれば、発光素子部 1 0 0と導波路部 2 0 0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。

( c ) 回折格子 1 2の形成領域と、電流狭窄層 1 6によって規定される電流が流れる領域 C A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 1 4および図 1 5を参照しながら、本実施の形態に係る発光装置 2 0

0 0の製造例を説明する。図 1 4および図 1 5の各図（八）〜（0 ) は図1 1の

X 3—X 3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 1 4 Aに示すように、基板 1 0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 1 2 aを形成する。次いで、図 1 4 Bに示すように、凹凸部 1 2 aの一部を残すように、基板 1 0の所定部分をリソグラフィーなどによって除去し、基板 1 0と連続する凸部 1 0 aと、この凸部 1 0 a上に回折格子のための凹凸部 1 2 aを形成する。回折格子のための凹凸部 1 2 aは、図 1 4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 1 4 Cに示すように、基板 1 0の全面に、光学的に透明な導電材料によって導電層 2 0 aを形成する。次いで、図 1 4 ( D ) に示すように、導電層 2 0 aを例えばリソグラフィ一によってパ夕一ニングすることにより、陽極 2 0、第 1の電極取出部 2 4 (図 1 1参照）、第 2の電極取出部 2 6、回折格子 1 2およびコア層 3 0 (図 1 1参照）を形成する。回折格子 1 2は、第 1の媒質層は基板 1 0を構成する材料からなり、第 2の媒質層は陽極 2 0を構成する材料からなる。

陽極 2 0と第 1の電極取出部 2 4とは連続して形成されている。第 2の電極取出部 2 6は、開口部 2 8によって、陽極 2 0および第 1の電極取出部 2 4と分離されている。さらに、コア層 3 0は、陽極 2 0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 2 4および 2 6と開口部 2 8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 2 0 a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ァ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 1 5 Aに示すように、開口部 2 8を埋める状態で、所定のパターンを有する絶縁層 1 6を形成する。絶縁層 1 6は、開口部 1 6 aを有する。開口部 1 6 a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 1 6 aによって、電流の流れる領域が規定されるため、開口部 1 6 a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 1 6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 1 6は、陽極 2 0および第 1の電極取出部 2 4と第 2の電極取出部 2 6 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 2 0の一部を覆つてクラッド層として機能し、さらに、コア層 3 0の露出部を覆って、クラッド層 3 2を構成している。

( 3 ) 発光層の形成

図 1 5 Bに示すように、発光素子部 1 0 0が形成される領域の所定領域に、発光層 1 4を形成する。発光層 1 4は、少なくとも絶縁層 1 6に形成された開口部 1 6 aに発光材料が充填された発光部 1 4 aを有する。

( 4 ) 陰極の形成

図 1 5 Cに示すように、発光素子部 1 0 0が形成される領域に陰極 2 2を形成する。陰極 2 2は、発光層 1 4の発光部 1 4 a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 2 6と重なる状態で形成される。このようにして、発光素子部 1 0 0および導波路部 2 0 0が形成される。

( 5 ) 保護層の形成

図 1 5 Dに示すように、少なくとも発光素子部 1 0 0が覆われるように、保護層 6 0が形成される。保護層 6 0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 2 0 0 0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 2 0 aの材料を選択することにより、電極部（この例の場合、陽極 2 0および電極取出部 2 4， 2 6 ) とともに、回折格子 1 2、少なくとも一部の光伝播部およびコア層 3 0などの光学部材を同一のェ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 1 6は、本実施の形態に係る発光装置 3 0 0 0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 1 3に相当する部分を示す。

発光装置 3 0 0 0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 1 0 0 0および第 2の実施の形態に係る発光装置 2 0 0 0と異なる。発光装置 1 0 0 0および 2 0 0 0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 1 0 0 0および 2 0 0 0と異なる発光装置 3 0 0 0の主要な特徴部分のみを説明する。

発光装置 3 0 0 0は、基板 1 0と、この基板 1 0上に形成された、発光素子部 1 0 0と、導波路部 2 0 0とを有する。

発光素子部 1 0 0は、第 1の基板 1 0上に、光伝播部を構成する回折格子 1 2 および陽極 2 0、発光層 1 4および陰極 2 2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 1 0の上に、回折格子 1 2を形成するための第 2の基板（格子基板） 1 1が配置されている。第 2の基板 1 1は、第 1の基板 1 0に比べて回折格子 1 2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 1 1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、スタンビ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 1 2において、第 1の媒質層は第 2の基板 1 1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 2 0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 1 1の材質として回折格子 1 2の形成に有利な材質を選択でき、回折格子 1 2の形成が容易となる利点がある。例えば、第 1 の基板 1 0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、岡 ij 性のある型を用いて、第 2の基板 1 1の材料を第 1の基板 1 0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 1 1上に発光素子部のみならず他の部材ゃ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 3 0 0 0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 2 0 0 0と同様であるので、記載を省略する。

(第 4の実施の形態）

図 1 7は、本実施の形態に係る発光装置 4 0 0 0を模式的に示す斜視図であり、図 1 8は図 1 7における X— X線に沿った断面図である。

発光装置 4 0 0 0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 1 0 0 0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 1 0 0 0と異なる発光装置 4 0 0 0の主要な特徴部分のみを説明する。

発光装置 4 0 0 0は、基板 1 0と、この基板 1 0上に形成された、発光素子部 1 0 0と、導波路部 2 0 0とを有する。

本実施の形態においては、導波路部 2 0 0に光ファイバ 3 0 0が搭載されている点に特徴を有する。光ファイバ 3 0 0は、コア層 3 1 0、クラッド層 3 2 0および図示しない被覆層を有する。

導波路部 2 0 0には、光ファイバ 3 0 0の端部が載置、固定される光フアイノ^; 収容部 3 3 0が形成されている。光ファイバ収容部 3 3 0は、クラッド層 3 2に形成された断面形状が矩形の第 1の溝部 3 2 aと、基板 1 0に形成された断面形状が三角形の第 2の溝部 1 0 bとから構成される。光ファイバ収容部 3 3 0は、光ファイバ 3 0 0の端部を光ファイバ収容部 3 3 0に収容して位置合わせたときに、少なくとも導波路部 2 0 0のコア層 3 0が光ファイバ 3 0 0のコア層 3 1 0 に対向するように形成される。光ファイバ 3 0 0は、接着などの方法によって導波路部 2 0 0に固定することができる。

この発光装置 4 0 0 0によれば、発光素子部 1 0 0によって発生させた光を導波路部 2 0 0を介して光ファイバ 3 0 0に効率よく伝播させることができる。この発光装置 4 0 0 0は、光ファイバ 3 0 0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 4 0 0 0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 4 0 0 0は、光ファイバ 3 0 0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 4 0 0 0は、光ファイバを有さず、導波路部 2 0 0に光ファイバ収容部 3 3 0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 3 3 0に接続すればよい。

また、図 1 7のように光ファイバ 3 0 0が組み込まれたデバイスでは、保護層 6 0は、発光素子部 1 0 0のみならず、さらに少なくとも光ファイバ 3 0 0の端部と光導波部 2 0 0のコア層 3 0との当接部を含んだ状態で、光ファイバ 3 0 0 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 3 0 0の固定がより確保される。

(第 5の実施の形態）

図 1 9は、本実施の形態に係る発光装置 5 0 0 0の一部を模式的に示す平面図であり、図 2 0は図 1 9おける X— X線に沿った断面図である。図 1 9は、図 2 0に示す基板 1 0，陽極 2 0 , 電極取出部 2 4 , 2 6および回折格子 1 2を示し、発光層 1 4および陰極 2 2を省略して示している。

発光装置 5 0 0 0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 1 0 0 0と異なる。発光装置 1 0 0 0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 1 0 0 0と異なる発光装置 5 0 0 0 の主要な特徴部分のみを説明する。発光装置 5 0 0 0は、基板 1 0と、この基板 1 0上に形成された、発光素子部 1 0 0と、導波路部 2 0 0とを有する。

発光素子部 1 0 0は、基板 1 0上に、光伝播部の少なくとも一部を構成する陽極 2 0、回折格子 1 2、発光層 1 4および陰極 2 2力この順序で配置されている。そして、回折格子 1 2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 1 6が形成されている。そして、絶縁層 1 6は、回折格子 1 2の周期方向に開口部 1 6 aを有する。この開口部 1 6 aにおいて、回折格子 1 2および発光層 1 4を介在させた状態で、陽極 2 0と陰極 2 2とが配置されている。また、開口部 1 6 a以外の領域においては、陽極 2 0と陰極 2 2との間に絶縁層 1 6が介在する。

回折格子 1 2は、陽極 2 0の上部に形成され、かつ、後述する導波路部 2 0 0 のコア層 3 0と同じ幅を有する。回折格子 1 2の一方の媒質層は、陽極 2 0を構成する材料からなり、他方の媒質層は発光層 1 4を構成する材料からなる。

導波路部 2 0 0は、基板 1 0上に、コア層 3 0と、このコア層 3 0の露出部分を覆うクラッド層 3 2を有し、この導波路部 2 0 0に隣接して、第 1の電極取出部 2 4と、第 2の電極取出部 2 6とが配置されている。

発光素子部 1 0 0の陽極 2 0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 2 0と導波路部 2 0 0のコア層 3 0とは一体的に連続して形成されている。また、発光素子部 1 0 0の絶縁層 (クラッド層） 1 6と、導波路部 2 0 0のクラッド層 3 2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 1 9に示すように、絶縁層 1 6と重なる陽極 2 0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 1 0 0 0の製造方法を示す図 6 Aと比較するとよくわかる。このように、絶縁層 1 6と重なる陽極 2 0の面積 Sが小さいことにより、陽極 2 0 , 絶縁層 1 6および陰極 2 2で形成されるキャパシ夕の平面積が小さくなり、そのキヤパシ夕ンスを小さくできる。

したがって、この発光装置 5 0 0 0は、寄生的に形成されるキャパシ夕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 5 0 0 0は、高周波が用いられる通信デバイスにおいて、キャパシ夕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 5 0 0 0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 2 1は、本実施の形態に係る発光装置 6 0 0 0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 6 0 0 0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 1 0 0 0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 1 0 0 0と異なる発光装置 6 0 0 0の主要な特徴部分のみを説明する。

発光装置 6 0 0 0は、基板 1 0と、この基板 1 0上に形成された、発光素子部 1 0 0と、導波路部 2 0 0とを有する。

導波路部 2 0 0は、基板 1 0上に、コア層 3 0と、このコア層 3 0の露出部分を覆うクラッド層 3 2とを有し、この導波路部 2 0 0に隣接して第 1の電極取出部 2 4と、第 2の電極取出部 2 6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 2 4および第 2の電極取出部 2 6の少なくとも一方に、 I C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 2 1においては、電子素子 4 0 0が第 1の電極取出部 2 4上に搭載されている状態を模式的に表している。また、図 2 1には図示しないが、電極取出部は必要に応じて所定パ夕一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 6 0 0 0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。

Claims

請求の範囲

1 . 基板と、発光素子部と、を有し、

前記発光素子部は、

エレクト口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、

前記光伝播部を伝播する光のための回折格子と、を含む発光装置。

2 . 請求項 1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、を含む発光装置。

3 . 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、

エレクト口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、を含む発光装置。

4 . 請求項 3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開口部に存在する発

5 . 請求項 1， 2または 4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に延びるスリット形状を有する発光装置。

6 . 請求項 1 , 2 , 4または 5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。

7 . 請求項 2〜 6のいずれかにおいて、

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。

8 . 請求項 2〜 7のいずれかにおいて、

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。 9 . 請求項 1〜8のいずれかにおいて、

前記回折格子は、前記光伝播部に形成される発光装置。

1 0 . 請求項 1 ~ 9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。

1 1 . 請求項 2 ~ 1 0のいずれかにおいて、

さらに、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。

1 2 . 請求項 1 1において、

前記電極取出部は、陽極および陰極のための第 1および第 2の電極取出部からなり、該第 1および第 2の電極取出部は、前記一対の電極層の一方と同じ材料からなる発光装置。

1 3 . 請求項 1において、

前記発光素子部は、

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、

陰極と、を含む発光装置。

1 4 . 請求項 1において、

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、

前記陽極に面して開口部を有する絶縁層と、

陰極と、を含む発光装置。

1 5 . 請求項 1 3または 1 4において、

前記発光素子部と一体的に形成され、該発光素子部からの光を伝達する導波路部を有し、

前記導波路部は、

前記基板上に形成され、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、を含む発光装置。

1 6 . 請求項 1において、

前記発光素子部は、

前記陽極に面して開口部を有する絶縁層と、

陰極と、を含む発光装置。

1 7 . 請求項 1 6において、

前記導波路部は、

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、を含む発光装置。

1 8 . 請求項 2〜 1 7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。

1 9 . 請求項 1 8において、

前記光ファイバ収容部に光ファイバの端部が装着された、光ファイバを有する

2 0 . 請求項 1〜 1 9のいずれかにおいて、

前記一対の電極層の少なくとも一方は前記回折格子の一部と接続され、該電極層が前記絶縁層と重なる面積を規定してキャパシタンスをコントロールした発光装置。

2 1 . 請求項 1〜2 0のいずれかにおいて、

さらに、電子素子が実装される面を有する発光装置。

2 2 . 請求項 1〜2 1のいずれかにおいて、

前記回折格子は、分布帰還型の回折格子である発光装置。

2 3 . 請求項 2 2において、

前記回折格子は、人 / 4位相シフト構造を有する発光装置。

2 4 . 請求項 2 2において、

前記回折格子は、利得結合型構造を有する発光装置。

2 5 . 請求項 1〜 2 1のいずれかにおいて、

前記回折格子は、分布ブラッグ反射型の回折格子である発光装置。

2 6 . 請求項 1〜2 5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。