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　特願２００４−５２７６８４「高屈折率材料内で電界が最大の半波長マイクロポスト・マイクロキャビティ」拒絶査定不服審判事件〔平成１６年　２月１９日国際公開、ＷＯ２００４／０１５４５４、平成１７年１１月１７日国内公表、特表２００５−５３５１４１〕について、次のとおり審決する。
【結　論】
　本件審判の請求は、成り立たない。
【理　由】
１．手続の経緯  
　本願は、平成１５年７月３０日（優先権主張２００２年７月３０日、米国）を国際出願日とする出願であって、平成１９年１月１０日付けで拒絶理由が通知され、同年４月１０日に手続補正がなされたが、同年５月３０日付けで拒絶査定がなされ、これに対し、平成１９年７月１１日に拒絶査定不服審判請求がなされたものである。 
　　  
２．本願発明  
　本願の請求項１２に係る発明（以下「本願発明」という。）は、平成１９年４月１０日付けの手続補正により補正された特許請求の範囲、明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１２に記載された事項により特定されるとおりの次のものと認められる。 
　　  
「【請求項１２】
（ａ）２つの分布ブラッグ反射器ミラーと、
（ｂ）該ブラッグ反射器ミラー間に挟み込まれたスペーサ層と、を備え、
　該スペーサ層は、
　　（ｉ）屈折率ｎl の低屈折率材料からなる２つのスペーサ層と、
　　（ｉｉ）屈折率ｎh ＞ｎl の高屈折率材料からなり、前記低屈折率材料の２つのスペーサ層間に挟み込まれるサブスペーサ層と、
　　（ｉｉｉ）該サブスペーサ層内に埋め込まれる活性層と、を備え、
　前記低屈折率材料からなる２つのスペーサ層は厚みがλ／２ｎl を下回り、ここでλは所定の設計波長である光デバイス。」
　　
３．引用発明  
　原査定の拒絶の理由において引用された、本願の優先日前に頒布された刊行物である特開平３−２２９４８０号公報（以下「引用刊行物」という。）には、図面とともに以下の事項が記載されている。 
　  
（１）「２．特許請求の範囲
１．一定の間隔を持つ１組の多層膜ミラーでキャビティが形成され、該キャビティ内の定在波の腹の部分に発光層を有し、基板に垂直に発光またはレーザ発振する発光素子において、該キャビティモードの半値幅と発光波長の半値幅を同程度にしたことを特徴とする面形発光素子。」（第１頁左下欄第３−１０行）
　　
（２）「３．発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
　本発明は、基板に垂直方向に発光またはレーザ発振する面形発光素子に関し、詳しくは面発光形半導体レーザの特性改善、および微細素子作製の容易化に関するものである。
（従来の技術）
　基板に垂直に発振する面発光形半導体レーザでは、キャビティ長、すなわち増幅領域が、エピ厚に対応するので、ミクロンオーダであり、通常のストライブ形レーザに比べて極めて短い。このためレーザ発振を得るためには、できるだけ反射率を高めて光の内部往復を繰り返すことにより、キャビティ長を実効的に長くして、ゲインを得ていた。
　第２図は、従来のＧａＡｌＡｓ系面発光レーザの構造を示す模式的断面図であって、発光層は、ＧａＡｓ基板１の上にＧａＡｓ層もしくはＩｎＧａＡｓ歪層のＤＨ（Ｄｏｕｂｌｅ　Ｈｅｔｅｒｏ）構造またはＧＲＩＮ（Ｇｒａｄｅｄ　Ｉｎｄｅｘ）構造からなる活性領域２をもち、ミラー間隔を１波長程度とした、いわゆるマイクロキャビティ形をしている。活性領域の外側のキャビティ用ミラー３，４は、透明であって、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓの各々λ／４ｎ（λは発振波長、ｎは各屈折率）の厚さからなる半導体多層膜ミラーを使用している。ＡｌＧａＡｓ系の屈折率ｎはＧａＡｓで約３．６、ＡｌＡｓで約３．０であり、中間組成ではほぼ直線的に変化する。」（第１頁右下欄第１行−第２頁左上欄第８行）
　　
（３）「（実施例）
　第１図は本発明の面形発光素子の一実施例の構造を示す模式的断面図である。活性領域はＩｎＧａＡｓ歪量子井戸（発光波長９８０ｎｍ）の発光層と、ＧａＡｓ−Ａｌ０．６Ｇａ０．４ＡｓのＧＲＩＮ構造からなり、スペーサにはＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓを用い、ミラー間隔は１波長または１／２波長としている。多層膜ミラーはＧａＡｓとＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓのλ／４ｎ膜からなるが、例えばミラー間隔が１／２波長の場合、スペーサに接するλ／４ｎ膜はＧａＡｓとし、キャビティ内の定在波の腹がキャビティの中心にくるようにし、その位置に発光層があるものである。」（第３頁左上欄第１−１２行） 
　　
（４）「４．図面の簡単な説明
・・・（略）・・・
１・・・ＧａＡｓ基板
２・・・ＧａＡｓ層またはＩｎＧａＡｓ歪量子井戸を発光層とするＤＨ形またはＧＲＩＮ形の活性層
３・・・基板側多層膜ミラー
４・・・エピ側多層膜ミラー」（第４頁左上欄第１７行−右上欄第８行）
　　
（５）第１図からは、面形発光素子の活性領域２が、中心に位置する層と、該中心に位置する層を上下から挟み込む層からなることが見てとれるところ、これを、上記（３）の「活性領域はＩｎＧａＡｓ歪量子井戸（発光波長９８０ｎｍ）の発光層と、ＧａＡｓ−Ａｌ０．６Ｇａ０．４ＡｓのＧＲＩＮ構造からなり」及び「キャビティ内の定在波の腹がキャビティの中心にくるようにし、その位置に発光層がある」並びに上記（４）の「２・・・ＧａＡｓ層またはＩｎＧａＡｓ歪量子井戸を発光層とするＤＨ形またはＧＲＩＮ形の活性層」との記載と照らしあわせると、「中心に位置する層」及び「中心に位置する層を上下から挟み込む層」が、それぞれ、「発光層」及び「ＧＲＩＮ構造」に相当することは明らかである。
　してみると、第１図からは、面形発光素子の活性領域２が、中心に位置するＩｎＧａＡｓ歪量子井戸（発光波長９８０ｎｍ）の発光層と、該発光層を上下から挟み込むＧａＡｓ−Ａｌ０．６Ｇａ０．４ＡｓのＧＲＩＮ構造からなることが見てとれる。
　　
（６）上記（２）のとおり、「ＡｌＧａＡｓ系の屈折率ｎはＧａＡｓで約３．６、ＡｌＡｓで約３．０であり、中間組成ではほぼ直線的に変化する」から、Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓの屈折率は約３．２４であるといえる。
　　
　よって、これらを総合すると、引用刊行物には、  
「屈折率約３．６のＧａＡｓと屈折率約３．２４のＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓのλ／４ｎ膜（λは発振波長、ｎは各屈折率）からなる１組の多層膜ミラーでキャビティが形成され、
　前記キャビティ内の定在波の腹が前記キャビティの中心にくるようにし、その位置に発光層があり、
　前記発光層は、発光波長が９８０ｎｍのＩｎＧａＡｓ歪量子井戸であり、
　前記１組の多層膜ミラーに挟み込まれ、前記発光層と該発光層を上下から挟み込むＧａＡｓ−Ａｌ０．６Ｇａ０．４ＡｓのＧＲＩＮ構造からなる活性領域を備え、
　スペーサには、屈折率約３．２４のＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓを用い、
　前記１組の多層膜ミラーは、該１組の多層膜ミラー間隔が１／２波長であり、前記スペーサに接する前記λ／４ｎ膜はＧａＡｓである、
面形発光素子。」
との発明（以下「引用発明」という。）が記載されていると認められる。  
　　  
４．対比
　本願発明と引用発明とを以下に対比する。  
（１）引用発明の「活性領域」、「発光層」及び「面形発光素子」は、それぞれ、本願発明の「サブスペーサ層」、「活性層」及び「光デバイス」に相当する。 
（２）引用発明の「屈折率約３．６のＧａＡｓと屈折率約３．２４のＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓのλ／４ｎ膜（λは発振波長、ｎは各屈折率）からなる１組の多層膜ミラー」は、高屈折率の膜（屈折率約３．６のＧａＡｓ）と低屈折率の膜（屈折率約３．２４のＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓ）とを１／４波長の光学的厚みで交互に積層したものであるから、本願発明の「２つの分布ブラッグ反射器ミラー」に相当することが当業者に自明である。
（３）引用発明は、「１組の多層膜ミラーは、該１組の多層膜ミラー間隔が１／２波長であり、前記スペーサに接する前記λ／４ｎ膜はＧａＡｓであ」って、スペーサとは、多層膜ミラー間隔を規定するために設けられるものであるから（例えば、特開平８−２１３７０１号公報（【０００２】）、国際公開第００／３３４３３号（明細書第１頁第２０−２７行）参照。）、引用発明の「スペーサ」は、１組の多層膜ミラーに挟み込まれるものであることが当業者に自明である。
　そうすると、引用発明において、１組の多層膜ミラーに挟み込まれる「スペーサ」及び「活性領域」は、本願発明の「ブラッグ反射器ミラー間に挟み込まれるスペーサ層」に相当する。
（４）引用発明の「スペーサ」及び「活性領域」は、それぞれ、「屈折率約３．２４のＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓ」及び「発光波長が９８０ｎｍのＩｎＧａＡｓ歪量子井戸の発光層と、該発光層を上下から挟み込むＧａＡｓ−Ａｌ０．６Ｇａ０．４ＡｓのＧＲＩＮ構造」からなるところ、ＩｎＧａＡｓの屈折率は、Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓの屈折率約３．２４よりも高く（T. Takagi; Jpn. J. Appl. Phys, Vol. 17, No. 10 (1978) pp. 1813-1817（Fig.6）参照。）、また、ＧａＡｓ−Ａｌ０．６Ｇａ０．４ＡｓのＧＲＩＮ構造の屈折率は、場所により変化するが、その値は約３．２４から約３．６までの間であるから、引用発明のスペーサを構成する「屈折率約３．２４のＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓ」及び活性領域を構成する「歪量子井戸のＩｎＧａＡｓ及びＧＲＩＮ構造のＧａＡｓ−Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓ」は、それぞれ、本願発明の「屈折率ｎl の低屈折率材料」及び「屈折率ｎh　＞ｎl　の高屈折率材料」に相当する。
（５）上記（３）及び（４）から、引用発明の「屈折率約３．２４のＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓを用いるスペーサ」は、本願発明の「屈折率ｎl の低屈折率材料からなる２つのスペーサ層」と、「屈折率ｎl の低屈折率材料からなるスペーサ層」である点で一致する。
（６）ア．　上記（３）から、引用発明は、「スペーサ」及び「活性領域」を１組の多層膜ミラーに挟み込むものであるところ、引用発明においては、発光波長が９８０ｎｍ、１組の多層膜ミラー間隔は１／２波長であって、該間隔とは光学的厚み（厚み×屈折率）であることも当業者に自明であるから、これらに基づき、引用発明の「スペーサ」の厚さに関して以下検討する。
　イ．　引用発明の「スペーサ」及び「活性領域」それぞれの厚み及び屈折率を、ａ、ｂ、ｎａ、ｎｂとおき、発光波長をλ’とおくと、上記アから、
　ａ・ｎａ＋ｂ・ｎｂ＝λ’／２　・・・（ａ）式
が成立する。
ここで、ｂ・ｎｂ＞０　が自明であるから、上記（ａ）式より、
　ａ・ｎａ＜ａ・ｎａ＋ｂ・ｎｂ＝λ’／２
　ａ・ｎａ＜λ’／２
すなわち、
　ａ＜λ’／（２・ｎａ）　・・・（ｂ）式
が成立する。
　ウ．　本願明細書に「直径が無限であるマイクロポスト・マイクロキャビティ（すなわち平坦なマイクロキャビティの場合）は、波長λで動作するように設計される。この実施形態のデバイスは、マイクロポスト直径が有限であるため、デバイスの実際の動作波長λopは、平坦なマイクロキャビティの値λ未満にブルー・シフトする（小さくなる）」（段落【０００８】参照）と記載されている。この記載によると、設計波長λは、デバイスの実際の動作波長λopよりも波長が長いのであり、引用発明の発光波長λ’（上記イ参照）が上記「デバイスの実際の動作波長λop」に相当するから、引用発明において、その設計波長は、上記発光波長λ’よりも波長が長いことになる。
　エ．　そうすると、引用発明においては、設定波長をλとおくと、上記ウからλ’＜λ　が成立し、かつ上記イから上記（ｂ）式が成立するから、
　ａ＜λ’／（２・ｎａ）＜λ／（２・ｎａ）　
すなわち、
　ａ＜λ／（２・ｎａ）　・・・（ｃ）式
なる関係が成立する。
　よって、引用発明の「屈折率約３．２４のＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓを用いるスペーサ」の厚みａ、その屈折率ｎａ、設定波長λの間に、上記（ｃ）式の関係が成立するから、引用発明は、本願発明の「厚みがλ／２ｎl を下回り、ここでλは所定の設計波長である」なる構成を具備することは明らかである。
　　
　したがって、両者は、 
「（ａ）２つの分布ブラッグ反射器ミラーと、
　（ｂ）該ブラッグ反射器ミラー間に挟み込まれたスペーサ層と、を備え、
　該スペーサ層は、
　　（ｉ）屈折率ｎl の低屈折率材料からなるスペーサ層と、
　　（ｉｉ）屈折率ｎh ＞ｎl の高屈折率材料からなるサブスペーサ層と、
　　（ｉｉｉ）該サブスペーサ層内に埋め込まれる活性層と、を備え、
　前記低屈折率材料からなるスペーサ層は厚みがλ／２ｎl を下回り、ここでλは所定の設計波長である光デバイス。」  
である点で一致し、次の点で相違するものと認められる。
　　
相違点：
　屈折率ｎl の低屈折率材料からなるスペーサ層が、本願発明では、２つあり、サブスペーサ層を挟み込むのに対し、引用発明では、そのようになっているか否か明らかでない点。
　　
５．判断
　活性領域を２つのスペーサ層で挟み込む面発光型素子は、本願優先日前に周知であるから（例えば、特開２０００−２６９５９８号公報（【００４０】、【００４１】、図１、図４（ａ））、特表平５−５０６３３３号公報（第３頁左下欄第１６行−右下欄第５行）参照。）、引用発明に当該周知技術を適用して上記相違点に係る本願発明の構成をなすことは、当業者が適宜なし得ることである。
　　 
６．むすび
　したがって、本願発明は、引用刊行物に記載された発明及び周知技術に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができない。  
　　
　よって、結論のとおり審決する。