JP2007240641A - 面状発光デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】矩形導波路コア10に沿って進行する導波モード光を、矩形導波路コア10の側面に形成された2次の回折格子11により矩形導波路コア10の側面にほぼ垂直な方向に放射モード光200として取り出し、矩形導波路コア10の側面方向に広がる蛍光材料若しくは拡散材料を含む平面導波シート20により、平面的に取り出す。
【選択図】図1
Description
図1は、第1の実施形態を示す斜視図である。本実施形態における面状発光デバイスの基本構造は、2次の回折格子11を長手方向の全側面に有する矩形導波路コア10、及び矩形導波路コア10の側面方向に広がる平面導波シート20を備えた構成である。この平面導波シート20には、光を拡散散乱することが可能な光学拡散効果を有する材料である拡散粒子40が内部全体に含まれており、平面導波シート20とは異なる屈折率を持つ透明材料により形成されている。尚、2次の回折格子11は、2次のBragg散乱により放射モード光を発生する周期構造を備えた回折格子である。
図6は、第2の実施形態を示す斜視図である。本実施形態における面状発光デバイスの基本構造は、第1の実施形態における基本構成と基本的には同様であるが、矩形導波路コア10a〜10cを並列に複数有している。更に、矩形導波路コア10a〜10cのそれぞれに対応する複数のLED30a〜30c及び集光レンズ31a〜31cを備えている。
図7は、第3の実施形態を示す斜視図である。本実施形態における面状発光デバイスの基本構造は、第1の実施形態における基本構成と基本的には同様であるが、平面導波シート20の内部に含まれていた拡散粒子40に代わり、蛍光材料又は波長変換材料である黄色の蛍光体(YAG又はTAG)41が平面導波シート20の内部に含まれている。この蛍光体41は、LED30の発光により出力された光が矩形導波路コア10に沿って導波モード光として進行するに伴い2次の回折格子により取り出された放射モード光200の波長に励起されて発光する。尚、LED30は、青色(ドミナント波長が470nm付近)の光を出力する。その他の構成、及び基本的な動作については、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
図8は、第4の実施形態を示す斜視図である。本実施形態における面状発光デバイスの基本構造は、第2の実施形態における基本構成と基本的には同様であるが、平面導波シート20の内部に含まれていた拡散粒子40に代わり、蛍光材料又は波長変換材料である蛍光体41a〜41cが平面導波シート20の内部に含まれている。この蛍光体41a〜41cは、LEDの発光により出力された光が矩形導波路コアに沿って導波モード光として進行するに伴い2次の回折格子により取り出された放射モード光の波長に励起されて発光する。
実施形態1乃至4に記載した導波路(矩形導波路コア)は受動素子であり、発光する能動素子とは分離していた。本実施形態では、導波路が自身の長手方向に沿って発光する発光機能を有する場合について記載する。具体的には、半導体チップ上に本実施形態を適用することができる。
図10は、第6の実施形態を示す斜視図である。本実施形態における面状発光デバイスの基本構造は、第5の実施形態における基本構成と基本的には同様であるが、酸化膜クラッド20’の内部に含まれていた拡散粒子40に代わり、蛍光材料又は波長変換材料である黄色の蛍光体(YAG又はTAG)41が酸化膜クラッド20’の内部に含まれている。この蛍光体41は、活性層の部分で発した光がメサストライプ5に沿って導波し、側面の2次の回折格子11により取り出された放射モード光200の波長に励起されて発光する。尚、メサストライプ5の側面に形成された2次の回折格子11から放出される放射モード光200の波長は、青色(ドミナント波長が470nm付近)と同一の波長である。その他の構成、及び基本的な動作については、第5の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
図11は、第7の実施形態を示す斜視図である。本実施形態における面状発光デバイスの基本構造は、第5の実施形態における基本構成と基本的には同様であるが、酸化膜クラッド20’の内部に含まれていた拡散粒子40に代わり、蛍光材料又は波長変換材料である蛍光体41a〜41cが酸化膜クラッド20’の内部に含まれている。この蛍光体41a〜41cは、活性層の部分で発した光がメサストライプ5に沿って導波し、側面の2次の回折格子11により取り出された放射モード光200の波長に励起されて発光する。
1…n型GaAs基板
2…n型(AlxGa1−x)0.5In0.5Pクラッド層
3…アンドープ(AlyGa1−y)0.5In0.5P活性層
4…p型(AlxGa1−x)0.5In0.5Pクラッド層
5…メサストライプ
8…p側電極
9…n側電極
10…矩形導波路コア,平面導波路コア
11,11a〜11c…回折格子
11’…位相シフト
14…金ワイア
17…酸化膜
20…平面導波シート
20’…酸化膜クラッド
21…導光板構造
30,30a〜30c…発光体(LED)
31,31a〜31c…集光レンズ
32…プリント基板
40…拡散材料,拡散粒子
41,41a〜41c…蛍光体
100,100a,100b…導波モード光
200…放射モード光
500…拡散板
Claims (7)
- 導波モード光を外部に取り出すホログラフィックな光学構造を、長手方向に沿った側面の全部又は一部に有する矩形導波路コアと、
前記矩形導波路コアの側面方向に広がる平面導波シートと、
を有することを特徴とする面状発光デバイス。 - 発した光が前記矩形導波路コアに光結合する発光体を前記矩形導波路コアの片端又は両端に更に有することを特徴とする請求項1記載の面状発光デバイス。
- 前記矩形導波路コアを複数有し、各矩形導波路コアの片端又は両端には発光体がそれぞれ配置され、当該各発光体から光結合される導波モード光の波長が、他の前記矩形導波路コアとは異なることを特徴とする請求項1又は2に記載の面状発光デバイス。
- 前記平面導波シートは、前記発光体の波長に励起されて発光する少なくとも1種類以上の蛍光材料若しくは波長変換材料が含まれることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の面状発光デバイス。
- 青色又は紫外色と同一の波長の導波モード光が光結合によって導波される光を発する発光体が矩形導波路コアの片端又は両端にそれぞれ配置され、赤色,緑色,青色の前記蛍光材料若しくは前記波長変換材料が前記平面導波シートに含まれることを特徴とする請求項4に記載の面状発光デバイス。
- 前記平面導波シートは、光学拡散効果を有する材料を有することを特徴とする請求項1,2,3のいずれか1項に記載の面状発光デバイス。
- 前記光学構造は、前記導波モード光に対して2次以上のBragg回折格子を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の面状発光デバイス。
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