JP2000267585A - 発光装置及びそれを用いたシステム - Google Patents
発光装置及びそれを用いたシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトニック結晶構造を用いることにより、
今までにない発光効率の向上をはかる。 【解決手段】 タングステンフィラメント１０１の熱放
射による発光により可視光を放射する発光装置であっ
て、フィラメント１０１の周りに、ＴｉＯ2 膜１０５中
に球状のＡｇ１０４を規則的に配置してなるフォトニッ
ク結晶構造１１０，１２０を設け、フィラメント１０１
からの赤外光の放射を抑制し、可視光の放射を増強させ
る。
今までにない発光効率の向上をはかる。 【解決手段】 タングステンフィラメント１０１の熱放
射による発光により可視光を放射する発光装置であっ
て、フィラメント１０１の周りに、ＴｉＯ2 膜１０５中
に球状のＡｇ１０４を規則的に配置してなるフォトニッ
ク結晶構造１１０，１２０を設け、フィラメント１０１
からの赤外光の放射を抑制し、可視光の放射を増強させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明やディスプレ
イ或いは通信などに用いる発光装置と、それを用いた照
明装置、ディスプレイ装置等のシステム、更にはシリコ
ンＩＣと光素子を集積化した光電子集積回路装置に関す
る。
イ或いは通信などに用いる発光装置と、それを用いた照
明装置、ディスプレイ装置等のシステム、更にはシリコ
ンＩＣと光素子を集積化した光電子集積回路装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から各種の発光装置が知られている
が、いずれもその発光効率は低いものであり、これが解
決すべき大きな問題となっていた。最近では、環境問題
の点からも低消費電力の光源が求められており、発光効
率向上のための技術開発がなされてきた。例えば、白熱
電球では熱放射される光の殆どが赤外線であり、可視光
はごく僅かであることが効率の低い主原因であるが、こ
れを改善するために図１８のように、ヒートミラーと呼
ばれる赤外線反射膜を電球のガラス球につける工夫が行
われている（Jack Brett et al., 'Radiation-conservi
ng incandescentlamps', J. of IES, p.197,1980）。な
お、図中の１８０１はヒートミラー付きガラス球、１８
０２はタングステンフィラメントを示している。
が、いずれもその発光効率は低いものであり、これが解
決すべき大きな問題となっていた。最近では、環境問題
の点からも低消費電力の光源が求められており、発光効
率向上のための技術開発がなされてきた。例えば、白熱
電球では熱放射される光の殆どが赤外線であり、可視光
はごく僅かであることが効率の低い主原因であるが、こ
れを改善するために図１８のように、ヒートミラーと呼
ばれる赤外線反射膜を電球のガラス球につける工夫が行
われている（Jack Brett et al., 'Radiation-conservi
ng incandescentlamps', J. of IES, p.197,1980）。な
お、図中の１８０１はヒートミラー付きガラス球、１８
０２はタングステンフィラメントを示している。
【０００３】しかしながら、反射した赤外光がフィラメ
ントに再び吸収される率、帰還率を増すにはフィラメン
ト位置の微調整等が必要であるが、これには限度があり
十分な効果を得ることはできない。
ントに再び吸収される率、帰還率を増すにはフィラメン
ト位置の微調整等が必要であるが、これには限度があり
十分な効果を得ることはできない。
【０００４】また、より直接的にフィラメントからの赤
外線の放射そのものを抑止するために、図１９（ａ）
（ｂ）に示したように、発光体の表面に空洞導波管のア
レイを設ける方法が提案されている（米国特許ＵＳＰ５
０７９４７３）。なお、図中の１９０１はタングステ
ン、１９０２は空洞を示している。この方法では、空洞
導波管のカットオフ周波数を予め設定した値にすること
で、カットオフ周波数以下の光が放射されにくくなる。
外線の放射そのものを抑止するために、図１９（ａ）
（ｂ）に示したように、発光体の表面に空洞導波管のア
レイを設ける方法が提案されている（米国特許ＵＳＰ５
０７９４７３）。なお、図中の１９０１はタングステ
ン、１９０２は空洞を示している。この方法では、空洞
導波管のカットオフ周波数を予め設定した値にすること
で、カットオフ周波数以下の光が放射されにくくなる。
【０００５】しかし、この場合でも空洞導波管と空洞導
波管との間の領域からは、自由に赤外光が放射される。
この領域の面積を低減し赤外光放射を防ぐために、空洞
導波管と空洞導波管との間を狭くすることが考えられる
が、この場合には隣り合った光学モード同士が結合する
ため、カットオフ周波数が存在しなくなってしまう。即
ち、かえって赤外光が自由に放射されるようになるとい
う問題があった。
波管との間の領域からは、自由に赤外光が放射される。
この領域の面積を低減し赤外光放射を防ぐために、空洞
導波管と空洞導波管との間を狭くすることが考えられる
が、この場合には隣り合った光学モード同士が結合する
ため、カットオフ周波数が存在しなくなってしまう。即
ち、かえって赤外光が自由に放射されるようになるとい
う問題があった。
【０００６】一方、熱放射を利用したディスプレイも報
告されている（Frederick Hochberget al.,“A thin-fi
lm integrated incandescent display”, IEEE Trans.o
n Electron.Devices, Vol.ED-20, No.11, p.1002, 197
3）。この文献には、タングステンからの熱放射を利用
したディスプレイの報告があるが、上述したように熱放
射された光の中で可視光の占める割合は非常に少ないた
め、発光部の発光効率は非常に悪くディスプレイ全体と
しても効率の点で大きな問題があった。
告されている（Frederick Hochberget al.,“A thin-fi
lm integrated incandescent display”, IEEE Trans.o
n Electron.Devices, Vol.ED-20, No.11, p.1002, 197
3）。この文献には、タングステンからの熱放射を利用
したディスプレイの報告があるが、上述したように熱放
射された光の中で可視光の占める割合は非常に少ないた
め、発光部の発光効率は非常に悪くディスプレイ全体と
しても効率の点で大きな問題があった。
【０００７】また、光通信においては通常、レーザやＬ
ＥＤが光源として用いられるが、より簡便で低コストの
光源が望まれていた。また、シリコンＩＣやＬＳＩの分
野においては光電子集積回路の実現が望まれているにも
拘わらず、効率良く発光するシリコン素子がないため、
ＬＳＩと発光素子とは別々に作成しなければならず応用
範囲も限られていた。さらに、ＬＳＩの集積度の増加と
共に複雑な電気配線の多層化は、今後の高集積化を阻む
最大の障害の一つであった。
ＥＤが光源として用いられるが、より簡便で低コストの
光源が望まれていた。また、シリコンＩＣやＬＳＩの分
野においては光電子集積回路の実現が望まれているにも
拘わらず、効率良く発光するシリコン素子がないため、
ＬＳＩと発光素子とは別々に作成しなければならず応用
範囲も限られていた。さらに、ＬＳＩの集積度の増加と
共に複雑な電気配線の多層化は、今後の高集積化を阻む
最大の障害の一つであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、発光
装置の効率は一般に低くこれを改善するための様々な工
夫がなされてきたが、いずれも特性を大幅に向上するに
は至っていない。また、ＬＳＩでは電気配線が複雑にな
り高集積化を妨げていた。
装置の効率は一般に低くこれを改善するための様々な工
夫がなされてきたが、いずれも特性を大幅に向上するに
は至っていない。また、ＬＳＩでは電気配線が複雑にな
り高集積化を妨げていた。
【０００９】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、今までにない発光効率
の優れた発光装置と、それを用いた各種のシステムを提
供することにある。また、本発明の他の目的は、ＬＳＩ
の複雑な電気配線に代わる光配線を実現し得る光電子集
積回路装置を提供することにある。
ので、その目的とするところは、今までにない発光効率
の優れた発光装置と、それを用いた各種のシステムを提
供することにある。また、本発明の他の目的は、ＬＳＩ
の複雑な電気配線に代わる光配線を実現し得る光電子集
積回路装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は次のような構成を採用している。
するために本発明は次のような構成を採用している。
【００１１】即ち本発明は、熱放射による発光、ＭＩＳ
型構造による発光、ＥＬ発光、又は蛍光体からの発光に
より所望の波長帯の光を放射する発光装置であって、前
記光を放射する発光部に近接した少なくとも一部にフォ
トニック結晶構造を設けてなり、前記所望波長帯以外の
光の放射の少なくとも一部を抑制するか、又は前記所望
波長帯の光の少なくとも一部を増強させることを特徴と
する。
型構造による発光、ＥＬ発光、又は蛍光体からの発光に
より所望の波長帯の光を放射する発光装置であって、前
記光を放射する発光部に近接した少なくとも一部にフォ
トニック結晶構造を設けてなり、前記所望波長帯以外の
光の放射の少なくとも一部を抑制するか、又は前記所望
波長帯の光の少なくとも一部を増強させることを特徴と
する。
【００１２】また本発明は、熱放射による発光、ＭＩＳ
型構造による発光、ＥＬ発光、又は蛍光体からの発光に
より所望の波長帯の光を放射する発光装置であって、前
記光を放射する発光部に近接した少なくとも一部にフォ
トニック結晶構造を設けてなり、前記所望波長帯の光の
偏光状態を制御するか、又は前記所望波長帯の光の放射
パターンを制御することを特徴とする。
型構造による発光、ＥＬ発光、又は蛍光体からの発光に
より所望の波長帯の光を放射する発光装置であって、前
記光を放射する発光部に近接した少なくとも一部にフォ
トニック結晶構造を設けてなり、前記所望波長帯の光の
偏光状態を制御するか、又は前記所望波長帯の光の放射
パターンを制御することを特徴とする。
【００１３】また本発明は、上記構成の発光装置をアレ
イ状に並べて照明装置やディスプレイ装置を構成するこ
とを特徴とする。また本発明は、上記構成の発光装置に
おける発光部として、熱放射，ＭＩＳ型構造，ＥＬ，蛍
光体等に代えてレーザ又は発光ダイオードを用い、この
発光装置をアレイ状に並べて照明装置やディスプレイ装
置を構成することを特徴とする。
イ状に並べて照明装置やディスプレイ装置を構成するこ
とを特徴とする。また本発明は、上記構成の発光装置に
おける発光部として、熱放射，ＭＩＳ型構造，ＥＬ，蛍
光体等に代えてレーザ又は発光ダイオードを用い、この
発光装置をアレイ状に並べて照明装置やディスプレイ装
置を構成することを特徴とする。
【００１４】また本発明は、上記構成の発光装置をシリ
コンＩＣと集積して光電子集積回路装置を構成すること
を特徴とする。また本発明は、シリコンＩＣ回路装置
に、熱放射を利用した発光体と、フォトニック結晶構造
を有する光変調器，光導波路，光フィルタ，光検出器の
うち少なくとも一つとを集積して光電子集積回路装置を
構成することを特徴とする。
コンＩＣと集積して光電子集積回路装置を構成すること
を特徴とする。また本発明は、シリコンＩＣ回路装置
に、熱放射を利用した発光体と、フォトニック結晶構造
を有する光変調器，光導波路，光フィルタ，光検出器の
うち少なくとも一つとを集積して光電子集積回路装置を
構成することを特徴とする。
【００１５】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。
は次のものがあげられる。
【００１６】(1) フォトニック結晶構造として、誘電体
膜の中に金属の球状体を規則的に配置したこと。また、
誘電体膜中の一部に、金属の球状体を欠落させた欠陥領
域を設けたこと。
膜の中に金属の球状体を規則的に配置したこと。また、
誘電体膜中の一部に、金属の球状体を欠落させた欠陥領
域を設けたこと。
【００１７】(2) フォトニック結晶構造として、第１の
誘電体膜の中にこれとは屈折率が異なる第２の誘電体の
球状体又は空洞を規則的に配置したこと。また、第１の
誘電体膜中の一部に、第２の誘電体の球状体又は空洞の
一部を欠落させた欠陥領域を設けたこと。
誘電体膜の中にこれとは屈折率が異なる第２の誘電体の
球状体又は空洞を規則的に配置したこと。また、第１の
誘電体膜中の一部に、第２の誘電体の球状体又は空洞の
一部を欠落させた欠陥領域を設けたこと。
【００１８】(3) フォトニック結晶構造として、誘電体
膜と金属膜との積層構造を形成したこと。また、誘電体
膜と金属膜との積層構造に、１次元的又は２次元的な周
期構造を持たせたこと。
膜と金属膜との積層構造を形成したこと。また、誘電体
膜と金属膜との積層構造に、１次元的又は２次元的な周
期構造を持たせたこと。
【００１９】（作用）本発明においては、光を放射する
発光部に近接した少なくとも一部にフォトニック結晶構
造を設けることにより、所望の波長帯以外の光の放射の
少なくとも一部を抑制するか、所望の波長帯の光の少な
くとも一部を増強させたことを特徴としている。例え
ば、所望の波長帯として可視光を設定し、赤外光の放射
を抑制することができる。
発光部に近接した少なくとも一部にフォトニック結晶構
造を設けることにより、所望の波長帯以外の光の放射の
少なくとも一部を抑制するか、所望の波長帯の光の少な
くとも一部を増強させたことを特徴としている。例え
ば、所望の波長帯として可視光を設定し、赤外光の放射
を抑制することができる。
【００２０】従来の熱放射の発光スペクトルは、プラン
クの式により決まる黒体放射スペクトルに放射体材料固
有の放射率をかけたもので表わされる。発光部の温度が
２０００℃程度では、スペクトルに占める可視光の割合
はごく僅かである。ここで言うフォトニック結晶構造
は、２種類以上の媒質を周期的或いは周期をずらして１
ペア以上並べることにより、光学的バンドを形成し光の
異方性や分散性を持たせたり、バンドギャップを生成し
て、ある特定の波長域の光が伝播できないようにした人
工結晶である。結晶構造は一次元的なものから３次元的
なものまで可能である。
クの式により決まる黒体放射スペクトルに放射体材料固
有の放射率をかけたもので表わされる。発光部の温度が
２０００℃程度では、スペクトルに占める可視光の割合
はごく僅かである。ここで言うフォトニック結晶構造
は、２種類以上の媒質を周期的或いは周期をずらして１
ペア以上並べることにより、光学的バンドを形成し光の
異方性や分散性を持たせたり、バンドギャップを生成し
て、ある特定の波長域の光が伝播できないようにした人
工結晶である。結晶構造は一次元的なものから３次元的
なものまで可能である。
【００２１】フォトニックバンドギャップの概念は文献
（E.Yablonovitch, Phys.Rev.Lett.,58, p2059, 1987）
で提案された。このフォトニック結晶を前述の発光部に
近接して配置することにより、ある特定の波長域の光が
発光部から放射できないようにすることができる。例え
ば、光学的バンドギャップを赤外域に設定しておけば、
赤外光の放射を抑止することができ、可視光の割合を増
すことができる。
（E.Yablonovitch, Phys.Rev.Lett.,58, p2059, 1987）
で提案された。このフォトニック結晶を前述の発光部に
近接して配置することにより、ある特定の波長域の光が
発光部から放射できないようにすることができる。例え
ば、光学的バンドギャップを赤外域に設定しておけば、
赤外光の放射を抑止することができ、可視光の割合を増
すことができる。
【００２２】また本発明は、光を放出する発光部に近接
した少なくとも一部にフォトニック結晶構造を設けるこ
とにより、所望の波長帯の光の偏光状態を制御するか、
所望の波長帯の光の放射パターンを制御したことを特徴
とする。この場合には、所望の波長帯の放射光のうち実
際に利用できる光を増加して、実質的な発光効率を増大
できる。
した少なくとも一部にフォトニック結晶構造を設けるこ
とにより、所望の波長帯の光の偏光状態を制御するか、
所望の波長帯の光の放射パターンを制御したことを特徴
とする。この場合には、所望の波長帯の放射光のうち実
際に利用できる光を増加して、実質的な発光効率を増大
できる。
【００２３】以上は可視光に適用した場合であるが、同
様にして光通信で用いる近赤外光、特に１３００ｎｍや
１５５０ｎｍ付近の光を効率良く発光できるように設定
することも可能である。
様にして光通信で用いる近赤外光、特に１３００ｎｍや
１５５０ｎｍ付近の光を効率良く発光できるように設定
することも可能である。
【００２４】また、本発明はフォトニックバンド構造が
少なくとも金属を含むことを特徴とする。この場合に
は、特に光学的バンドギャップを大きくすることがで
き、可視光から遠赤外までの広い波長域に渡って発光ス
ペクトルを制御することができる。このため、より高効
率の光源が可能となる。さらに本発明では、これらの高
効率な発光装置をアレイ状に並べることにより、高効率
のみならず高輝度の照明装置やディスプレイ装置を実現
することができるようになる。特に、偏光を制御した光
源を液晶ディスプレイ装置のバックライトとして使用し
た場合、従来は無駄になっていた偏光成分がもともとな
いため、効率の大幅な向上が達成できる。
少なくとも金属を含むことを特徴とする。この場合に
は、特に光学的バンドギャップを大きくすることがで
き、可視光から遠赤外までの広い波長域に渡って発光ス
ペクトルを制御することができる。このため、より高効
率の光源が可能となる。さらに本発明では、これらの高
効率な発光装置をアレイ状に並べることにより、高効率
のみならず高輝度の照明装置やディスプレイ装置を実現
することができるようになる。特に、偏光を制御した光
源を液晶ディスプレイ装置のバックライトとして使用し
た場合、従来は無駄になっていた偏光成分がもともとな
いため、効率の大幅な向上が達成できる。
【００２５】また本発明では、熱放射を起こす発光体領
域を例えばシリコンやタングステンで形成することによ
り、シリコンＬＳＩと光素子とを容易に集積することが
できるようになる。さらに本発明では、ＬＳＩ上に形成
した熱放射を利用した発光素子とフォトニック結晶構造
を利用した光導波路などとを組み合わせて従来の電気配
線の少なくとも一部を光配線に置き換えることにより配
線を単純化でき、ＬＳＩの集積度を上げることが容易に
なる。
域を例えばシリコンやタングステンで形成することによ
り、シリコンＬＳＩと光素子とを容易に集積することが
できるようになる。さらに本発明では、ＬＳＩ上に形成
した熱放射を利用した発光素子とフォトニック結晶構造
を利用した光導波路などとを組み合わせて従来の電気配
線の少なくとも一部を光配線に置き換えることにより配
線を単純化でき、ＬＳＩの集積度を上げることが容易に
なる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。
形態によって説明する。
【００２７】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係わる発光装置の構造を説明するためのも
ので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
の実施形態に係わる発光装置の構造を説明するためのも
ので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【００２８】図中１０１はタングステンフィラメントで
あり、このフィラメント１０１の両端はそれぞれ金電極
１０２につながっている。金電極１０２は後述するよう
に、絶縁スペーサ１０６を介して基板上に固定されてい
る。また、ガラス基板１０３上に球状のＡｇ（銀）１０
４とＴｉＯ2 １０５からなる３次元フォトニック結晶構
造を設けてある。そして、タングステンフィラメント１
０１はＳｉＯ2 スペーサ１０６により空中に保持されて
いる。
あり、このフィラメント１０１の両端はそれぞれ金電極
１０２につながっている。金電極１０２は後述するよう
に、絶縁スペーサ１０６を介して基板上に固定されてい
る。また、ガラス基板１０３上に球状のＡｇ（銀）１０
４とＴｉＯ2 １０５からなる３次元フォトニック結晶構
造を設けてある。そして、タングステンフィラメント１
０１はＳｉＯ2 スペーサ１０６により空中に保持されて
いる。
【００２９】具体的には、ガラス基板１０３上に、Ｔｉ
Ｏ2 膜１０５中に球状（直径が数ｎｍ〜数十ｎｍ）のＡ
ｇ１０４を規則的に配置してなる３次元の第１のフォト
ニック結晶構造１１０が形成され、その上にＳｉＯ2 ス
ペーサ１０６を介して２つの金電極１０２が所定距離離
して取着されている。これらの金電極１０２間に、タン
グステンフィラメント１０１が接続されている。
Ｏ2 膜１０５中に球状（直径が数ｎｍ〜数十ｎｍ）のＡ
ｇ１０４を規則的に配置してなる３次元の第１のフォト
ニック結晶構造１１０が形成され、その上にＳｉＯ2 ス
ペーサ１０６を介して２つの金電極１０２が所定距離離
して取着されている。これらの金電極１０２間に、タン
グステンフィラメント１０１が接続されている。
【００３０】また、第１のフォトニック結晶構造１１０
上の一部には、フィラメント１０１の両端部を除く領域
を覆うように、第１のフォトニック結晶構造１１０と同
様な構成の第２のフォトニック結晶構造１２０が形成さ
れている。なお、この第２のフォトニック結晶構造１２
０には、フィラメント１０１と直接接しないようにフィ
ラメント方向に沿って空洞（溝）が設けられている。こ
れによりフィラメント１０１は、フォトニック結晶構造
１１０，１２０と直接接することなく、その端部を除い
てフォトニック結晶構造１１０，１２０で囲まれるもの
となっている。
上の一部には、フィラメント１０１の両端部を除く領域
を覆うように、第１のフォトニック結晶構造１１０と同
様な構成の第２のフォトニック結晶構造１２０が形成さ
れている。なお、この第２のフォトニック結晶構造１２
０には、フィラメント１０１と直接接しないようにフィ
ラメント方向に沿って空洞（溝）が設けられている。こ
れによりフィラメント１０１は、フォトニック結晶構造
１１０，１２０と直接接することなく、その端部を除い
てフォトニック結晶構造１１０，１２０で囲まれるもの
となっている。
【００３１】このような構成において、フォトニック結
晶構造部分の反射率は、図１６のように波長１μｍ以上
ではほぼ１００％であり、波長０．１μｍ付近ではほぼ
０％であった。そして、タングステンフィラメント１０
１に電流を流して発光スペクトルを測定したところ、フ
ォトニック結晶構造のないものでは、図１７の点線で示
したように赤外光の放射が主であった。これに対し、本
実施形態のようにフォトニック結晶構造を付加したもの
では、赤外光の放射が抑えられ、可視光の強度が上がっ
ていた。これは、フォトニック結晶構造によりフィラメ
ント１０１からの赤外光の放射が抑制されたためである
と考えられる。
晶構造部分の反射率は、図１６のように波長１μｍ以上
ではほぼ１００％であり、波長０．１μｍ付近ではほぼ
０％であった。そして、タングステンフィラメント１０
１に電流を流して発光スペクトルを測定したところ、フ
ォトニック結晶構造のないものでは、図１７の点線で示
したように赤外光の放射が主であった。これに対し、本
実施形態のようにフォトニック結晶構造を付加したもの
では、赤外光の放射が抑えられ、可視光の強度が上がっ
ていた。これは、フォトニック結晶構造によりフィラメ
ント１０１からの赤外光の放射が抑制されたためである
と考えられる。
【００３２】発光効率としては、従来の赤外リフレクタ
ー付きのもので５０ ｌｍ／ｗであったが、本実施形態
では１００ ｌｍ／ｗが得られた。 （第２の実施形態）図２は、本発明の第２の実施形態に
係わる発光装置の構造を説明するためのもので、（ａ）
は平面図、（ｂ）は断面図である。なお、図１と同一部
分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
ー付きのもので５０ ｌｍ／ｗであったが、本実施形態
では１００ ｌｍ／ｗが得られた。 （第２の実施形態）図２は、本発明の第２の実施形態に
係わる発光装置の構造を説明するためのもので、（ａ）
は平面図、（ｂ）は断面図である。なお、図１と同一部
分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３３】本実施形態が先に説明した第１の実施形態
と異なる点は、フォトニック結晶構造の構成にある。即
ち、第１の実施形態では球状の金属を誘電体で取り囲ん
でいたが、本実施形態では２次元的に周期構造を持たせ
た薄い層を積層してフォトニック結晶構造を構成してい
る。図中２０１は厚さ約２０ｎｍのＡｇ膜、２０２は厚
さ約２０ｎｍのＴｉＯ2 膜、２１０は第１のフォトニッ
ク結晶構造、２２０は第２のフォトニック結晶構造であ
る。
と異なる点は、フォトニック結晶構造の構成にある。即
ち、第１の実施形態では球状の金属を誘電体で取り囲ん
でいたが、本実施形態では２次元的に周期構造を持たせ
た薄い層を積層してフォトニック結晶構造を構成してい
る。図中２０１は厚さ約２０ｎｍのＡｇ膜、２０２は厚
さ約２０ｎｍのＴｉＯ2 膜、２１０は第１のフォトニッ
ク結晶構造、２２０は第２のフォトニック結晶構造であ
る。
【００３４】本実施形態のフォトニック結晶構造を作成
するには、例えばガラス基板１０３上にＴｉＯ2 膜２０
２を比較的厚く（２０ｎｍよりも厚く）形成した後、こ
のＴｉＯ2 膜２０２の表面に例えば６角形のレジストパ
ターンを配列し、これをマスクにＴｉＯ2 膜２０２をそ
の途中までテーパ状にエッチングする。その後は、下地
の形状が反映するような堆積法を用いてＡｇ膜２０１と
ＴｉＯ2 膜２０２を順次積層することにより、２１０の
ようなフォトニック結晶構造が得られる。
するには、例えばガラス基板１０３上にＴｉＯ2 膜２０
２を比較的厚く（２０ｎｍよりも厚く）形成した後、こ
のＴｉＯ2 膜２０２の表面に例えば６角形のレジストパ
ターンを配列し、これをマスクにＴｉＯ2 膜２０２をそ
の途中までテーパ状にエッチングする。その後は、下地
の形状が反映するような堆積法を用いてＡｇ膜２０１と
ＴｉＯ2 膜２０２を順次積層することにより、２１０の
ようなフォトニック結晶構造が得られる。
【００３５】本実施形態の構造においても、フォトニッ
ク結晶構造により赤外光の放射が抑制されるため、第１
の実施形態と同様の効果が得られる。
ク結晶構造により赤外光の放射が抑制されるため、第１
の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】（第３の実施形態）図３は、本発明の第３
の実施形態に係わる発光装置の要部構成を示す鳥瞰図で
ある。
の実施形態に係わる発光装置の要部構成を示す鳥瞰図で
ある。
【００３７】図中の３０１はタングステンフィラメント
であり、このフィラメント３０１と同軸的に筒状のフォ
トニック結晶構造が配設されている。フォトニック結晶
構造は、厚さ約２０ｎｍのＴｉＯ2 膜３０２、厚さ約２
０ｎｍのＡｇ膜３０３、厚さ約２０ｎｍのＴｉＯ2 膜３
０２を積層した三層構造となっている。そして、フォト
ニック結晶構造は支持棒３０４で支持されている。
であり、このフィラメント３０１と同軸的に筒状のフォ
トニック結晶構造が配設されている。フォトニック結晶
構造は、厚さ約２０ｎｍのＴｉＯ2 膜３０２、厚さ約２
０ｎｍのＡｇ膜３０３、厚さ約２０ｎｍのＴｉＯ2 膜３
０２を積層した三層構造となっている。そして、フォト
ニック結晶構造は支持棒３０４で支持されている。
【００３８】このような構成でも、フォトニック結晶構
造により赤外光の放射が抑制されるため、第１の実施形
態とほぼ同様な効果を得ることができる。
造により赤外光の放射が抑制されるため、第１の実施形
態とほぼ同様な効果を得ることができる。
【００３９】（第４の実施形態）図４は、本発明の第４
の実施形態に係わる発光装置の構造を説明するためのも
ので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。なお、
図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明
は省略する。
の実施形態に係わる発光装置の構造を説明するためのも
ので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。なお、
図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明
は省略する。
【００４０】本実施形態が先に説明した第２の実施形態
と異なる点は、フォトニック結晶構造の構成にある。即
ち、第２の実施形態ではフォトニック結晶構造を２次元
的に形成したが、本実施形態ではフォトニック結晶構造
を１次元的に周期構造を持たせて形成している。
と異なる点は、フォトニック結晶構造の構成にある。即
ち、第２の実施形態ではフォトニック結晶構造を２次元
的に形成したが、本実施形態ではフォトニック結晶構造
を１次元的に周期構造を持たせて形成している。
【００４１】この場合には、第２の実施形態と同様の効
果が得られるのは勿論のこと、熱放射であるにも拘わら
ず、偏光方向の揃った光を効率良く発生させることが可
能である。
果が得られるのは勿論のこと、熱放射であるにも拘わら
ず、偏光方向の揃った光を効率良く発生させることが可
能である。
【００４２】（第５の実施形態）図５は、本発明の第５
の実施形態に係わる発光装置の構造を説明するためのも
ので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。なお、
図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明
は省略する。
の実施形態に係わる発光装置の構造を説明するためのも
ので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。なお、
図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明
は省略する。
【００４３】本実施形態が先に説明した第１の実施形態
と異なる点は、フォトニック結晶構造の構成にある。即
ち本実施形態では、上側のフォトニック結晶構造１２０
の一部で、球状の金属であるＡｇを欠落させた、いわゆ
る欠陥領域５０１を形成している。
と異なる点は、フォトニック結晶構造の構成にある。即
ち本実施形態では、上側のフォトニック結晶構造１２０
の一部で、球状の金属であるＡｇを欠落させた、いわゆ
る欠陥領域５０１を形成している。
【００４４】この場合には、第１の実施形態と同様の効
果が得られるのは勿論のこと、欠陥領域５０１に光が集
中するため、この欠陥領域５０１から光を効率良く取り
出すことができる。即ち、素子の上方に指向性の良い光
ビームが得られた。
果が得られるのは勿論のこと、欠陥領域５０１に光が集
中するため、この欠陥領域５０１から光を効率良く取り
出すことができる。即ち、素子の上方に指向性の良い光
ビームが得られた。
【００４５】（第６の実施形態）図６は、本発明の第６
の実施形態に係わる発光装置の構造を示す斜視図であ
る。
の実施形態に係わる発光装置の構造を示す斜視図であ
る。
【００４６】図中の６０６はＳｉＯ2 膜であり、このＳ
ｉＯ2 膜６０６上にＳｉからなるフィラメント６０１が
橋のように配設されている。即ち、ＳｉＯ2 膜６０６の
上に所定距離離して２つの電極６０２が形成され、これ
らの電極６０２間にフィラメント６０１が接続されてい
る。フィラメント６０１の中央部分が発光領域６１１で
あり、この部分を除いてフィラメント６０１には周期的
な孔６１２が貫通するように設けられている。
ｉＯ2 膜６０６上にＳｉからなるフィラメント６０１が
橋のように配設されている。即ち、ＳｉＯ2 膜６０６の
上に所定距離離して２つの電極６０２が形成され、これ
らの電極６０２間にフィラメント６０１が接続されてい
る。フィラメント６０１の中央部分が発光領域６１１で
あり、この部分を除いてフィラメント６０１には周期的
な孔６１２が貫通するように設けられている。
【００４７】この場合、フィラメント６０１に設けた周
期的な孔６１２が１次元のフォトニック結晶構造として
機能することになり、フィラメント６０１からの遠赤外
光の光放射は抑制され、効率の良い可視光発光が得られ
る。
期的な孔６１２が１次元のフォトニック結晶構造として
機能することになり、フィラメント６０１からの遠赤外
光の光放射は抑制され、効率の良い可視光発光が得られ
る。
【００４８】（第７の実施形態）図７は、本発明の第７
の実施形態に係わる発光装置の構造を示す断面図であ
る。なお、図６と同一部分には同一符号を付して、その
詳しい説明は省略する。
の実施形態に係わる発光装置の構造を示す断面図であ
る。なお、図６と同一部分には同一符号を付して、その
詳しい説明は省略する。
【００４９】本実施形態が先に説明した第６の実施形態
と異なる点は、フィラメント６０１に直交する方向に
も、Ｓｉフィラメント７０１及び孔７１２からなるフォ
トニック結晶構造を設けた点にある。なお、フィラメン
ト７０１側に設ける孔７１２の配列は、光学的欠陥を生
じるように発光領域を挟んで位相をずらしてある。
と異なる点は、フィラメント６０１に直交する方向に
も、Ｓｉフィラメント７０１及び孔７１２からなるフォ
トニック結晶構造を設けた点にある。なお、フィラメン
ト７０１側に設ける孔７１２の配列は、光学的欠陥を生
じるように発光領域を挟んで位相をずらしてある。
【００５０】本実施形態の構成では、フィラメント７０
１を設けることにより出射ビームの形状が同心円状に近
くなり、第６の実施形態よりも更に効率の良い可視光発
光が得られた。
１を設けることにより出射ビームの形状が同心円状に近
くなり、第６の実施形態よりも更に効率の良い可視光発
光が得られた。
【００５１】（第８の実施形態）図８は、本発明の第８
の実施形態に係わる発光装置の構造を示す断面図であ
る。
の実施形態に係わる発光装置の構造を示す断面図であ
る。
【００５２】本実施形態はＭＩＳ型の発光装置であり、
ＳｉＣ結晶８０２上に絶縁層８０４を介して金属電極８
０５が形成され、ＳｉＣ結晶８０２の裏面側には所定距
離離間して金属電極８０１がそれぞれ形成されている。
そして、２つの金属電極８０１間のＳｉＣ結晶８０２内
には空洞８０３が規則的に配置され、これによりフォト
ニック結晶構造が構成されている。
ＳｉＣ結晶８０２上に絶縁層８０４を介して金属電極８
０５が形成され、ＳｉＣ結晶８０２の裏面側には所定距
離離間して金属電極８０１がそれぞれ形成されている。
そして、２つの金属電極８０１間のＳｉＣ結晶８０２内
には空洞８０３が規則的に配置され、これによりフォト
ニック結晶構造が構成されている。
【００５３】本実施形態の構成では、効率の良い青色発
光が得られた。
光が得られた。
【００５４】（第９の実施形態）図９は、本発明の第９
の実施形態に係わる有機ＥＬ発光装置の構造を示す断面
図である。
の実施形態に係わる有機ＥＬ発光装置の構造を示す断面
図である。
【００５５】図中９１５は発光層であり、この発光層９
１５は電子輸送層９１４と正孔輸送層９１６で挟まれて
いる。上側の電子輸送層９１４上には透明電極９１２が
形成され、この透明電極９１２は一部延在して設けられ
電極支持台９１３に固定されている。下側の正孔輸送層
９１６の下面には透明電極９１１が形成されており、こ
の透明電極９１１は後述する基板上に形成されている。
１５は電子輸送層９１４と正孔輸送層９１６で挟まれて
いる。上側の電子輸送層９１４上には透明電極９１２が
形成され、この透明電極９１２は一部延在して設けられ
電極支持台９１３に固定されている。下側の正孔輸送層
９１６の下面には透明電極９１１が形成されており、こ
の透明電極９１１は後述する基板上に形成されている。
【００５６】ガラス基板９０３上にはＳｉＯ2 膜９０５
中に球状のＴｉＯ2 ９０４を規則的に配置してなる第１
のフォトニック結晶構造が形成され、この上に前記電極
９１１及び電極支持台９１３が設置されている。また、
第１のフォトニック構造上には、ＥＬ発光部を覆うよう
に、第１のフォトニック結晶構造と同様の構成の第２の
フォトニック構造が形成されている。第２のフォトニッ
ク構造において、第５の実施形態と同様に、光学的欠陥
を設けるためにＴｉＯ2 ９０４の球体を形成していない
欠陥領域５０１が設けられている。
中に球状のＴｉＯ2 ９０４を規則的に配置してなる第１
のフォトニック結晶構造が形成され、この上に前記電極
９１１及び電極支持台９１３が設置されている。また、
第１のフォトニック構造上には、ＥＬ発光部を覆うよう
に、第１のフォトニック結晶構造と同様の構成の第２の
フォトニック構造が形成されている。第２のフォトニッ
ク構造において、第５の実施形態と同様に、光学的欠陥
を設けるためにＴｉＯ2 ９０４の球体を形成していない
欠陥領域５０１が設けられている。
【００５７】本実施形態の構成においては、フォトニッ
ク構造の付加により、効率の良い、かつ指向性の強い青
色発光が得られた。
ク構造の付加により、効率の良い、かつ指向性の強い青
色発光が得られた。
【００５８】（第１０の実施形態）図１０は、本発明の
第１０の実施形態に係わる電界放出による蛍光体発光装
置の構造を示す断面図である。
第１０の実施形態に係わる電界放出による蛍光体発光装
置の構造を示す断面図である。
【００５９】図中１００１は基板であり、この基板１０
０１上にカソード電極１００２が形成され、その上にエ
ミッタ１００５がアレイ状に配列されている。エミッタ
１００５間のカソード電極１００２上には絶縁層１００
３が形成され、この絶縁層１００３上にゲート電極１０
０４が形成されている。
０１上にカソード電極１００２が形成され、その上にエ
ミッタ１００５がアレイ状に配列されている。エミッタ
１００５間のカソード電極１００２上には絶縁層１００
３が形成され、この絶縁層１００３上にゲート電極１０
０４が形成されている。
【００６０】一方、上記のアレイ基板と対向する位置に
配置される対向基板は、ガラス基板１００９の表面に、
蛍光体１００７中に球状の空洞１００８を規則的に配置
してなるフォトニック結晶構造を形成し、その上にアル
ミ薄膜１００６を形成して構成されている。そして、ア
ルミ薄膜１００６側がアレイ基板側に対向するようにな
っている。
配置される対向基板は、ガラス基板１００９の表面に、
蛍光体１００７中に球状の空洞１００８を規則的に配置
してなるフォトニック結晶構造を形成し、その上にアル
ミ薄膜１００６を形成して構成されている。そして、ア
ルミ薄膜１００６側がアレイ基板側に対向するようにな
っている。
【００６１】本実施形態の構成の場合は、空洞によるフ
ォトニックバンド効果で効率の良い蛍光体発光が得られ
た。
ォトニックバンド効果で効率の良い蛍光体発光が得られ
た。
【００６２】（第１１の実施形態）図１１は、本発明の
第１１の実施形態に係わる照明装置の構造を示す平面図
である。
第１１の実施形態に係わる照明装置の構造を示す平面図
である。
【００６３】図中１１０１は第１の実施形態で示した発
光装置であり、基板１１００上にアレイ状に並べてあ
る。それぞれの発光装置１１０１は電気配線１１０２に
より並列に接続されている。発光装置１１０１として
は、第２，第４，第５の実施形態のようなものを用いる
ことも勿論可能である。
光装置であり、基板１１００上にアレイ状に並べてあ
る。それぞれの発光装置１１０１は電気配線１１０２に
より並列に接続されている。発光装置１１０１として
は、第２，第４，第５の実施形態のようなものを用いる
ことも勿論可能である。
【００６４】このような構成では、個々の発光装置１１
０１の効率向上により照明装置としても高効率の発光が
得られた。
０１の効率向上により照明装置としても高効率の発光が
得られた。
【００６５】（第１２の実施形態）図１２は、本発明の
第１２の実施形態に係わるディスプレイ装置の構成を示
す等価回路図である。
第１２の実施形態に係わるディスプレイ装置の構成を示
す等価回路図である。
【００６６】先の第１１の実施形態で示したアレイ状の
発光装置の回路構成をこのように変えることで、個々の
発光装置の選択的な駆動が可能となり、これにより高効
率のディスプレイを実現することができる。なお、１２
０１は発光装置、１２０２はダイオード、１２０３は電
気配線である。
発光装置の回路構成をこのように変えることで、個々の
発光装置の選択的な駆動が可能となり、これにより高効
率のディスプレイを実現することができる。なお、１２
０１は発光装置、１２０２はダイオード、１２０３は電
気配線である。
【００６７】（第１３の実施形態）図１３は、本発明の
第１３の実施形態に係わるディスプレイ装置の動作を説
明する模式図である。
第１３の実施形態に係わるディスプレイ装置の動作を説
明する模式図である。
【００６８】バックライト付きの液晶ディスプレイで
は、発光素子１３０１からの光は偏光板１３０２を通っ
て一定の偏光の光のみが液晶パネル１３０３に到達す
る。そして、液晶パネル１３０３で偏光が変化した場合
のみ、２つめの偏光板１３０４を透過し発光点となる。
は、発光素子１３０１からの光は偏光板１３０２を通っ
て一定の偏光の光のみが液晶パネル１３０３に到達す
る。そして、液晶パネル１３０３で偏光が変化した場合
のみ、２つめの偏光板１３０４を透過し発光点となる。
【００６９】このように、発光素子１３０１からの光は
最初の偏光板１３０２で半分がカットされるため、通常
は複雑な光学系を用いて偏光を揃えることが必要であ
る。これに対し、発光素子１３０１に第４の実施形態の
ような発光装置を用いることにより、発光素子１３０１
自体から偏光の揃った光が最初から得られる。従って、
偏光を揃えるための複雑な光学系を用いる必要はなく、
極めて低コストで高効率のディスプレイ装置が実現可能
となる。
最初の偏光板１３０２で半分がカットされるため、通常
は複雑な光学系を用いて偏光を揃えることが必要であ
る。これに対し、発光素子１３０１に第４の実施形態の
ような発光装置を用いることにより、発光素子１３０１
自体から偏光の揃った光が最初から得られる。従って、
偏光を揃えるための複雑な光学系を用いる必要はなく、
極めて低コストで高効率のディスプレイ装置が実現可能
となる。
【００７０】（第１４の実施形態）図１４は、本発明の
第１４の実施形態に係わるディスプレイ装置の構造を示
す平面図である。１４０１はＳｉ基板であり、このＳｉ
基板上にデータ処理用のＩＣ１４０２、選択駆動が可能
な発光素子１４０４、発光素子１４０４を駆動するため
のＩＣ１４０３が集積配置されている。
第１４の実施形態に係わるディスプレイ装置の構造を示
す平面図である。１４０１はＳｉ基板であり、このＳｉ
基板上にデータ処理用のＩＣ１４０２、選択駆動が可能
な発光素子１４０４、発光素子１４０４を駆動するため
のＩＣ１４０３が集積配置されている。
【００７１】この場合の発光素子１４０４としては、先
に説明した各実施形態の発光装置を用いることができ
る。特に、Ｓｉやタングステンをフィラメントとして熱
放射を利用する場合には、シリコンＬＳＩとの集積化が
容易になり低コストでディスプレイ装置が得られる。
に説明した各実施形態の発光装置を用いることができ
る。特に、Ｓｉやタングステンをフィラメントとして熱
放射を利用する場合には、シリコンＬＳＩとの集積化が
容易になり低コストでディスプレイ装置が得られる。
【００７２】（第１５の実施形態）図１５は、本発明の
第１５の実施形態に係わる光電子集積回路の構造を示す
平面図である。
第１５の実施形態に係わる光電子集積回路の構造を示す
平面図である。
【００７３】図中の１５０１はＳｉ基板、１５０４は受
光素子、１５０５は発光素子、１５０６及び１５０７は
シリコンＩＣである。また、１５０２はフォトニック結
晶構造を実現するための空洞、１５０３は光学的欠陥を
形成した領域であり、光の導波路として作用する。
光素子、１５０５は発光素子、１５０６及び１５０７は
シリコンＩＣである。また、１５０２はフォトニック結
晶構造を実現するための空洞、１５０３は光学的欠陥を
形成した領域であり、光の導波路として作用する。
【００７４】このような構成において、ＩＣ１５０６の
入力部へ入力があるとその出力部に電圧が発生し、ここ
に接続された発光素子１５０５が発光する。発光素子１
５０５からの光は、光導波路１５０３を通って受け側の
ＩＣ１５０７に入力される。このとき、フォトニック結
晶構造を利用した導波構造を採用しているので、光導波
路１５０３を急角度に曲げても損失なく導波させること
ができる。受け側のＩＣ１５０７では光導波路を通って
きた光を受光素子１５０４で受光し、これにより出力信
号が発生する。
入力部へ入力があるとその出力部に電圧が発生し、ここ
に接続された発光素子１５０５が発光する。発光素子１
５０５からの光は、光導波路１５０３を通って受け側の
ＩＣ１５０７に入力される。このとき、フォトニック結
晶構造を利用した導波構造を採用しているので、光導波
路１５０３を急角度に曲げても損失なく導波させること
ができる。受け側のＩＣ１５０７では光導波路を通って
きた光を受光素子１５０４で受光し、これにより出力信
号が発生する。
【００７５】本実施形態の構成では、電子素子と光素子
を微細に集積化することが容易で、光による配線が可能
となる。また、３次元的に集積回路を構成することも可
能であり、より複雑な機能を持たせることもできる。
を微細に集積化することが容易で、光による配線が可能
となる。また、３次元的に集積回路を構成することも可
能であり、より複雑な機能を持たせることもできる。
【００７６】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。熱放射による発光を行うためのフ
ィラメントの材質は、ＷやＳｉに限るものではなく、仕
様に応じて適宜変更可能である。例えば、ＳｉＣ，Ｇａ
Ｎ，ＡｌＮ，炭素，ダイヤモンドを使うこともできる。
また、フォトニック結晶構造を実現するための材料も、
仕様に応じて適宜変更可能である。
されるものではない。熱放射による発光を行うためのフ
ィラメントの材質は、ＷやＳｉに限るものではなく、仕
様に応じて適宜変更可能である。例えば、ＳｉＣ，Ｇａ
Ｎ，ＡｌＮ，炭素，ダイヤモンドを使うこともできる。
また、フォトニック結晶構造を実現するための材料も、
仕様に応じて適宜変更可能である。
【００７７】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。
で、種々変形して実施することができる。
【００７８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、熱
放射により光を放射する発光装置において、該熱放射を
している物体に近接した一部にフォトニックバンド構造
を有することにより効率良い光の放射を起こすことがで
きる。このため、従来得られなかった高効率の発光装置
を実現することができる。その結果、照明装置やディス
プレイ装置、或いは光情報処理システムで用いる発光装
置やシステムを低コストで得られる。また、シリコンＬ
ＳＩと光素子とを容易に集積することができ、ＬＳＩの
集積度を上げることも可能である。その信頼性も高く、
本発明の有用性は大である。
放射により光を放射する発光装置において、該熱放射を
している物体に近接した一部にフォトニックバンド構造
を有することにより効率良い光の放射を起こすことがで
きる。このため、従来得られなかった高効率の発光装置
を実現することができる。その結果、照明装置やディス
プレイ装置、或いは光情報処理システムで用いる発光装
置やシステムを低コストで得られる。また、シリコンＬ
ＳＩと光素子とを容易に集積することができ、ＬＳＩの
集積度を上げることも可能である。その信頼性も高く、
本発明の有用性は大である。
【図１】第１の実施形態に係わる発光装置の構造を示す
平面図及び断面図。
平面図及び断面図。
【図２】第２の実施形態に係わる発光装置の構造を示す
平面図と断面図。
平面図と断面図。
【図３】第３の実施形態に係わる発光装置の要部を示す
鳥瞰図。
鳥瞰図。
【図４】第４の実施形態に係わる発光装置の構造を示す
平面図と断面図。
平面図と断面図。
【図５】第５の実施形態に係わる発光装置の構造を示す
平面図と断面図。
平面図と断面図。
【図６】第６の実施形態に係わる発光装置の構造を示す
鳥瞰図。
鳥瞰図。
【図７】第７の実施形態に係わる発光装置の構造を示す
鳥瞰図。
鳥瞰図。
【図８】第８の実施形態に係わる発光装置の構造を示す
断面図。
断面図。
【図９】第９の実施形態に係わる発光装置の構造を示す
断面図。
断面図。
【図１０】第１０の実施形態に係わる発光装置の構造を
示す断面図。
示す断面図。
【図１１】第１１の実施形態に係わる照明装置の構造を
示す平面図。
示す平面図。
【図１２】第１２の実施形態に係わるディスプレイ装置
の回路を示す図。
の回路を示す図。
【図１３】第１３の実施形態に係わるディスプレイ装置
の動作を説明する図。
の動作を説明する図。
【図１４】第１４の実施形態に係わるディスプレイ装置
の構造を示す正面図。
の構造を示す正面図。
【図１５】第１５の実施形態に係わる光電子集積回路の
模式構造を示す平面図。
模式構造を示す平面図。
【図１６】本発明の効果を示すための反射特性を示す
図。
図。
【図１７】本発明の効果を示すための図。
【図１８】従来の照明用電球を説明するための図。
【図１９】従来の照明用電球のフィラメント構造を示す
平面図と断面図。
平面図と断面図。
１０１，３０１…タングステンフィラメント １０２，６０２，８０１，８０５…電極 １０３，９０３，１００９…ガラス基板 １０４…Ａｇ（球状体） １０５，２０２，３０２…ＴｉＯ2 膜 １０６…ＳｉＯ2 スペーサ １０７…空洞（溝） １１０，１２０，２１０，２２０…フォトニック結晶構
造 ２０１，３０３…Ａｇ膜 ３０４…支持棒 ５０１…光学的欠陥領域 ６０６，９０５…ＳｉＯ2 膜 ６０１，７０１…Ｓｉフィラメント ６１１…発光領域 ６１２，７１２…孔 ８０２…ＳｉＣ結晶 ８０３，１００８…球状の空洞 ８０４…絶縁層 ９０４…ＴｉＯ2 球体 ９１１…透明電極 ９１２…透明電極 ９１３…電極支持台 ９１４…電子輸送層 ９１５…発光層 ９１６…正孔輸送層 １００１…アレイ側基板 １００２…カソード電極 １００３…絶縁層 １００４…ゲート １００５…エミッタ １００６…アルミ薄膜 １００７…蛍光体
造 ２０１，３０３…Ａｇ膜 ３０４…支持棒 ５０１…光学的欠陥領域 ６０６，９０５…ＳｉＯ2 膜 ６０１，７０１…Ｓｉフィラメント ６１１…発光領域 ６１２，７１２…孔 ８０２…ＳｉＣ結晶 ８０３，１００８…球状の空洞 ８０４…絶縁層 ９０４…ＴｉＯ2 球体 ９１１…透明電極 ９１２…透明電極 ９１３…電極支持台 ９１４…電子輸送層 ９１５…発光層 ９１６…正孔輸送層 １００１…アレイ側基板 １００２…カソード電極 １００３…絶縁層 １００４…ゲート １００５…エミッタ １００６…アルミ薄膜 １００７…蛍光体
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C036 EE01 EF01 EF06 EG36 EH12 5F089 AA01 AC16 EA10 GA10 5G435 AA03 AA04 AA17 AA18 BB00 BB01 BB15 CC09 DD09 DD11 EE12 FF01 FF03 FF05 FF06 FF08 FF11 FF12 FF15 GG11 GG23 GG24 GG26 HH01
Claims (5)
- 【請求項１】熱放射による発光、ＭＩＳ型構造による発
光、ＥＬ発光、又は蛍光体からの発光により所望の波長
帯の光を放射する発光装置であって、 前記光を放射する発光部に近接した少なくとも一部にフ
ォトニック結晶構造を設けてなり、前記所望の波長帯以
外の光の放射の少なくとも一部を抑制するか、又は前記
所望の波長帯の光の少なくとも一部を増強させることを
特徴とする発光装置。 - 【請求項２】熱放射による発光、ＭＩＳ型構造による発
光、ＥＬ発光、又は蛍光体からの発光により所望の波長
帯の光を放射する発光装置であって、 前記光を放射する発光部に近接した少なくとも一部にフ
ォトニック結晶構造を設けてなり、前記所望の波長帯の
光の偏光状態を制御するか、又は前記所望の波長帯の光
の放射パターンを制御することを特徴とする発光装置。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の発光装置をアレイ状
に並べたことを特徴とするディスプレイ装置。 - 【請求項４】請求項１又は２記載の発光装置を、シリコ
ンＩＣと集積したことを特徴とする光電子集積回路装
置。 - 【請求項５】シリコンＩＣ回路装置に、熱放射を利用し
た発光体と、フォトニック結晶構造を有する光変調器，
光導波路，光フィルタ，光検出器のうち少なくとも一つ
とを集積してなることを特徴とする光電子集積回路装
置。
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