(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有する第１の電極と、
前記凹部を覆うように前記第１の電極上に接して形成された、表面が平坦化された電界発光層と、
前記電界発光層の平坦化された表面上に接し、かつ前記凹部と重なるように形成された、平面を有する第２の電極とを有し、
前記第１の電極は陽極であり、
前記電界発光層は、発光層を含む複数の層を有し、
前記電界発光層のうち、前記第１の電極と前記発光層との間に設けられるホール注入層またはホール輸送層をスピンコート法を用いて形成することで前記ホール注入層またはホール輸送層の表面が平坦化され、
前記第１の電極の凹部の曲率中心は前記第１の電極に対し前記第２の電極側に位置し、
前記電界発光層から発せられた光は、前記第１の電極と前記第２の電極の間で共振され、前記第２の電極側から発振されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
凹部を有する第１の電極と、
前記凹部を覆うように前記第１の電極上に接して形成された、表面が平坦化された電界発光層と、
前記電界発光層の平坦化された表面上に接し、かつ前記凹部と重なるように形成された、平面を有する第２の電極とを有し、
前記第１の電極は陰極であり、
前記電界発光層は、発光層を含む複数の層を有し、
前記電界発光層のうち、前記第１の電極と前記発光層との間に設けられる電子注入層または電子輸送層をスピンコート法を用いて形成することで前記電子注入層または電子輸送層の表面が平坦化され、
前記第１の電極の凹部の曲率中心は前記第１の電極に対し前記第２の電極側に位置し、
前記電界発光層から発せられた光は、前記第１の電極と前記第２の電極の間で共振され、前記第２の電極側から発振されることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
凹部を有する第１の層を有し、
前記第１の電極は、前記第１の層の凹部と重なるように前記第１の層の凹部上に形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記第１の電極と前記第２の電極の間の距離Ｌと、焦点距離ｆは、ｆ≧Ｌ／２を満たすことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置を有することを特徴とするレーザーポインター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界発光材料を用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザは、他のガスレーザまたは固体レーザと比較してレーザ発振器を飛躍的に小型化、軽量化できるというメリットを有しており、光集積回路において光インターコネクションにより信号の送受を行なうための光源として、光ディスク、光メモリーなどの記録媒体への記録を行なう際の光源として、さらには光ファイバーなどを光導波路として用いる光通信の光源として、様々な分野で実用化されている。そして半導体レーザの発振波長は青色から赤外までと広範囲に及ぶが、一般的に実用化されている半導体レーザは、例えばＧａＡｓレーザ（波長０．８４μｍ）、ＩｎＡｓレーザ（波長３．１１μｍ）、ＩｎＳｂレーザ（波長５．２μｍ）、ＧａＡｌＡｓ（波長０．７２μｍ〜０．９μｍ）、ＩｎＧａＡｓＰ（波長１．０μｍ〜１．７μｍ）のように、その発振波長が赤外領域に存在するものが多い。
【０００３】
近年では、発振波長を可視領域に有する半導体レーザの実用化に関する研究が数多くなされており、その流れから、電場を加えることでルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）が得られる電界発光材料を用い、レーザ光を発振することができるレーザ発振器（有機半導体レーザ）に注目が集まりつつある。有機半導体レーザは、波長が可視領域に存在するレーザ光を得ることができ、また安価なガラス基板上に作製することができるため、様々な用途が期待される。
【０００４】
下記特許文献１には、ピーク波長λが５１０ｎｍである有機半導体レーザに関して記載がされている。
【特許文献１】特開２０００−１５６５３６号公報（第１１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで有機半導体レーザにおいて誘導放出光を得るためには、反転分布の状態を作り得るような強いエネルギー（ポンピングエネルギー）を、レーザ媒質として機能する電界発光層に与える必要がある。具体的にポンピングエネルギーは、陽極と陰極の間に順方向バイアスの電圧を印加して、陽極と陰極間に設けられた電界発光層に電流を供給することで与えることができる。そして実際にレーザ光を発振させるためには、反転分布の状態を形成するだけでは不充分であり、誘導放出が吸収やその他共振器内に生じる全ての損失を上回るように、発振開始に必要な閾値以上のポンピングエネルギーを、レーザ媒質として機能する電界発光層に与えなくてはならない。
【０００６】
この発振開始に必要なポンピングエネルギーの値が小さいほど、与えたエネルギー（電力）に対するレーザ光の発振効率が高くなり、消費電力を抑えることができる。そのため、ポンピングエネルギーを抑えつつ、レーザ光の発振効率を高めることができる有機半導体レーザの提案が望まれている。特に消費電力が商品価値に直結するような分野では、有機半導体レーザの高発振効率化への要求は高い。
【０００７】
上述したような技術的背景のもと、本発明はレーザ光の発振効率を高め、消費電力を抑えることができる、電界発光材料を用いたレーザ発振器に代表される発光装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、誘導放出光を反射するための反射材に曲率を持たせて光共振器内における回折損失を抑えることで、発振開始に必要なポンピングエネルギーの閾値を低くし、結果的に有機半導体レーザの発振効率を高めることができるのではないかと考えた。
【０００９】
具体的に本発明の発光装置は、凹部を有する第１の電極と、前記凹部と重なるように前記第１の電極上に形成された、レーザ媒質として機能する電界発光層と、前記凹部と重なるように前記電界発光層上に形成された第２の電極とを有する発光素子を有し、前記電界発光層において発生した光が前記第１の電極と前記第２の電極の間で共振することで前記第２の電極からレーザ光が発振され、前記レーザ光の光軸は前記第２の電極と交差しており、前記第１の電極は前記凹部において曲面を有し、該曲面の曲率中心は前記第２の電極側に存在することを特徴とする。つまり、第１の電極から該曲率中心までの距離は、第１の電極から第２の電極までの距離よりも長い。
【００１０】
なお第１の電極と第２の電極は、いずれか一方が陽極であり、他方が陰極である。電界発光層は少なくとも発光層を有し、該発光層と陽極の間にホール注入層、ホール輸送層等、発光層と陰極の間に電子注入層、電子輸送層等が設けられていても良い。この場合、発光層を含む、陽極と陰極の間に設けられた全ての層を、電界発光層と呼ぶ。電界発光層を構成する層の中に、無機化合物を含んでいる場合もある。
【００１１】
なお、上記発光装置では、光を共振させるための反射材として第１の電極と第２の電極を用いているが、本発明は必ずしもこの構成に限定されない。例えば発光素子の他に、凹部を有する反射材を別途形成し、第１の電極または第２の電極のいずれか一方の電極と、反射材とで、電界発光層において発生した光を共振させても良い。また、電界発光層に含まれる発光層以外の層、例えばホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層等で、発光層において発生した光を反射させ、光共振器を形成しても良い。
【００１２】
また、本発明の発光装置が有する光共振器は、２つの反射材の一方が曲面を、他方が平面を有する半球面系であっても良いし、２つの反射材が共に曲面を有する共焦点系、共心系または球面系であっても良い。そして本発明では、曲率半径ｒと共振器長Ｌの長さを調整することで安定形共振器を形成し、回折損失を抑えることができる。
【００１３】
なお、単結晶の半導体を用いた半導体レーザは、有機半導体レーザと異なり、反射材として機能する電極に曲面を形成したり、曲面を有する反射材上にレーザ媒質である活性領域を形成したりすることは、作製工程上困難である。またレーザ媒質である活性領域を形成した後に、別途形成された曲面を有する反射材を取り付ける場合、２つの反射材と、活性領域との位置制御を数十ｎｍのオーダーで行なわなくてはならならず、作製工程が煩雑になる。しかし有機半導体レーザの場合、反射材として機能する電極に曲面を形成すること、また曲面を有する反射材上に発光素子を形成することは、半導体レーザに比べて比較的容易である。よって、２つの反射材と、活性領域との数十ｎｍのオーダーでの位置制御を、各層の膜厚によって比較的容易に行なうことが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、単結晶の半導体を用いた半導体レーザの場合と異なり、２つの反射材のうちいずれか一方が曲面を有し、なおかつ安定形共振器であるレーザ発振器を、発光素子を用いることで比較的容易に作製することができる。そして安定形共振器により、発振効率を高めることができ、低消費電力で高輝度のレーザ光を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１６】
図１を用いて、本発明のレーザ発振器の一形態について説明する。図１（Ａ）は本発明のレーザ発振器の断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示すレーザ発振器の上面図である。図１（Ｂ）のＡ−Ａ’における断面図が図１（Ａ）に相当する。図１に示すように本発明のレーザ発振器は、凹部１００を有する第１の層１０１と、凹部１００を覆うように第１の層１０１上に形成された第２の層１０２とを有する。第２の層１０２は、凹部１００に充填される程度の膜厚で形成する。第１の層１０１は第２の層１０２に比べて屈折率が低く、第２の層１０２は透光性を有している。
【００１７】
なお、図１（Ａ）では、第１の層１０１と第２の層１０２が、それぞれ１つの層で形成されている例を示しているが、複数の層で形成されていても良い。ただしこの場合、第１の層１０１のうち最も第２の層１０２に近い層の屈折率を、第２の層１０２のうち最も第１の層１０１に近い層の屈折率よりも低くする。
【００１８】
また図１では、第２の層１０２上に、凹部１００と重なるように発光素子１０３が形成されている。発光素子１０３は、２つの電極１０４、１０５と、電極１０４、１０５間に設けられた電界発光層１０６とを有する。なお電極１０４、１０５は、一方が陽極であり他方は陰極である。図１では電極１０４を陽極、電極１０５を陰極とする例を示すが、電極１０４を陰極、電極１０５を陽極としても良い。電極１０４、１０５間に順方向バイアスの電圧を印加することで、電界発光層１０６に電流が供給され、電界発光層１０６を発光させることができる。
【００１９】
そして図１に示すレーザ発振器は、発光素子１０３が有する電極１０５と、第１の層１０１が反射材として機能しており、該２つの反射材によって光共振器が形成されている。なお第１の層１０１は凹部１００において曲面を有しており、該曲面の曲率中心は、発光素子１０３側に存在している。つまり、第１の層１０１から該曲率中心までの距離は、第１の層１０１から発光素子１０３までの距離よりも長い。そして、反射材として機能する電極１０５は平面を有しているので、図１に示すレーザ発振器は半球面系に相当する。電極１０５と、第１の層１０１との間に位置する電界発光層１０６から発せられた光は、電極１０５と、第１の層１０１によって共振され、レーザ光として電極１０５から発振される。そして該光共振器は、発振されるレーザ光の光軸が電極１０５と交差している。
【００２０】
図２に、図１に示すレーザ発振器において、電極１０４、１０５間に順方向バイアスの電圧を印加している様子を示す。電極１０４、１０５間に電圧を印加することで、電界発光層１０６において発生した光が共振される。この光共振器は安定形共振器であり、共振器長に相当する電極１０５と第１の層１０１の間の距離Ｌと、焦点距離ｆは、ｆ≧Ｌ／２を満たす。上記構成により、電極１０５側から発振されるレーザ光の、発振効率を高めることができる。
【００２１】
なお本明細書において共振器長は、発振されるレーザ光の光路に平行な方向において、２つの反射材の最も遠い距離に相当する。
【００２２】
なお図１では、平面を有する反射材として発光素子の電極を用いているが、本発明はこの構成に限定されない。電極以外の平面を有する膜を、反射材として用いても良い。
【００２３】
なお図１、図２では、発光素子が有する一方の電極と、別途設けられた凹部を有する反射材との間で光を共振させているが、本発明はこの構成に限定されない。発光素子が有する電極に凹部を設け、２つの電極間で光を共振させても良い。図３を用いて、発光素子が有する２つの電極間で光を共振させることができる、本発明のレーザ発振器の形態について説明する。
【００２４】
図３は本発明のレーザ発振器の断面図である。図３に示すように本発明のレーザ発振器は、凹部２００を有する第１の層２０１と、第１の層２０１上に凹部２００と重なるように形成された発光素子２０２とを有する。また発光素子２０２は、第１の層２０１の凹部上に形成された電極２０３と、電極２０３上に形成された電界発光層２０４と、電極２０３と重なるように電界発光層２０４上に形成された電極２０５とを有している。電極２０３は、第１の層２０１の凹部２００において曲面を有しており、該曲面の曲率中心が、電極２０５側に存在している。つまり、電極２０３から該曲率中心までの距離は、電極２０３から電極２０５までの距離よりも長い。
【００２５】
なお図３では、第１の層２０１が１つの層で形成されている例を示しているが、複数の層で形成されていても良い。
【００２６】
そして図３では、電界発光層２０４の電極２０５側の面は平坦化されており、平坦化された電界発光層２０４上に形成された電極２０５は、平面を有している。よって、反射材として機能する２つの電極２０３、２０５は、一方が曲面を、他方が平面を有するので、図３に示すレーザ発振器は図１と同様に半球面系に相当する。そして図３に示すレーザ発振器は、光共振器を安定形共振器とし、共振器長に相当する電極２０３と電極２０５の間の距離Ｌと、焦点距離ｆが、ｆ≧Ｌ／２を満たすようにする。上記構成により、電極２０５側から発振されるレーザ光の、発振効率を高めることができる。
【００２７】
また電極２０３、２０５は、一方が陽極であり他方は陰極である。図３では電極２０３を陽極、電極２０５を陰極とする例を示すが、電極２０３を陰極、電極２０５を陽極としても良い。そして、電極２０３、２０５間に順方向バイアスの電圧を印加することで、電界発光層２０４に電流が供給され、電界発光層２０４を発光させることができる。
【００２８】
なお図３では、発光層を含む複数の層で電界発光層２０４を形成しているが、電界発光層２０４は発光層だけを含んでいても良い。また、スピンコート法で膜の形成が可能な高分子系の電界発光材料を、電界発光層に含まれるいずれかの層に用いることで、平坦化を容易に行なうことができる。電界発光層２０４が複数の層で形成されている場合、電界発光層のうち電極２０３と発光層との間に設けられる層を、その表面が平坦化されるように形成する。例えば、凹部を有する第１の層２０１上に陽極を形成した場合、ＰＥＤＯＴなどの高分子系の電界発光材料で、表面が平坦化されたホール注入層またはホール輸送層を形成しても良い。また例えば、凹部を有する第１の層上に陰極を形成した場合、電子注入層または電子輸送層の表面を平坦化するように形成する。
【００２９】
そして電界発光層２０４から発せられた光が、反射材として機能する電極２０３、２０５によって共振されることで、レーザ光が電極２０５側から発振される。そして該レーザ光の光軸は、電極２０５と交差している。
【００３０】
なお図３では、凹部２００を有する第１の層２０１を用いることで、曲面を有する電極２０３を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。凹部を有する層上に形成することなく、電極２０３に直接、曲面を有する凹部を形成しても良い。
【００３１】
また図３では、平面を有する反射材として発光素子の電極を用いているが、本発明はこの構成に限定されない。電極以外の平面を有する膜を、反射材として用いても良い。
【００３２】
なお本発明のレーザ発振器は、半球面系に限定されず、２つの反射材が共に曲面を有する共焦点系、共心系または球面系であっても良い。図４を用いて、共焦点系に相当する本発明のレーザ発振器の形態について説明する。
【００３３】
図４は、本発明のレーザ発振器の断面図に相当する。図４に示すように本発明のレーザ発振器は、凹部５００を有する第１の層５０１と、凹部５００を覆うように第１の層５０１上に形成された第２の層５０２とを有する。第２の層５０２は、凹部５００に充填される程度の膜厚で形成する。第１の層５０１は第２の層５０２に比べて屈折率が低く、第２の層５０２は透光性を有している。
【００３４】
なお、図４では、第１の層５０１と第２の層５０２が、それぞれ１つの層で形成されている例を示しているが、複数の層で形成されていても良い。ただしこの場合、第１の層５０１のうち最も第２の層５０２に近い層の屈折率を、第２の層５０２のうち最も第１の層５０１に近い層の屈折率よりも低くする。
【００３５】
また図４では、第２の層５０２上に、凹部５００と重なるように発光素子５０３が形成されている。発光素子５０３は、２つの電極５０４、５０５と、電極５０４、５０５間に設けられた電界発光層５０６とを有する。なお電極５０４、５０５は、一方が陽極であり他方は陰極である。図４では電極５０４を陽極、電極５０５を陰極とする例を示すが、電極５０４を陰極、電極５０５を陽極としても良い。電極５０４、５０５間に順方向バイアスの電圧を印加することで、電界発光層５０６に電流が供給され、電界発光層５０６を発光させることができる。
【００３６】
また図４では、発光素子５０３を覆うように第３の層５０７が形成されている。第３の層５０７は透光性を有しており、なおかつ発光素子５０３と重なるように凸部５０８を有している。そして、凸部５０８を覆うように、第３の層５０７上に反射材として機能する反射膜５０９が形成されている。反射膜５０９は、第３の層５０７に比べて屈折率が低い材料を用いる。
【００３７】
なお、図４では、第３の層５０７と反射膜５０９が、それぞれ１つの層で形成されている例を示しているが、複数の層で形成されていても良い。ただし、第３の層５０７のうち最も反射膜５０９に近い層の屈折率を、反射膜５０９のうち最も第３の層５０７に近い層の屈折率よりも高くする。
【００３８】
そして図４に示すレーザ発振器は、第１の層５０１と反射膜５０９が反射材として機能しており、該２つの反射材によって光共振器が形成されている。なお第１の層５０１は凹部５００において曲面を有しており、該曲面の曲率中心は、発光素子５０３側に存在している。つまり、第１の層５０１から該曲率中心までの距離は、第１の層５０１から発光素子５０３までの距離よりも長い。また反射膜５０９は、第３の層５０７の凸部５０８と重なる部分に曲面を有しており、該曲面の曲率中心は、発光素子５０３側に存在している。つまり、反射膜５０９から該曲率中心までの距離は、反射膜５０９から発光素子５０３までの距離よりも長い。そして、図４に示すレーザ発振器は共焦点系に相当する。よって、共振器長に相当する第１の層５０１と、反射膜５０９の間の距離をＬ、第１の層５０１の曲率半径をｒ１、反射膜５０９の曲率半径をｒ２とすると、Ｌ＝（ｒ１＋ｒ２）／２を満たす。
【００３９】
なお、２つの各反射材の曲率半径ｒ１、ｒ２と、共振器長Ｌとが完全に等しいときに回折損失を最小にすることができる。ただし曲率半径ｒ１、ｒ２に差があり、共振器長Ｌが２つの曲率半径ｒ１とｒ２の値の間に入るとき、回折損失がきわめて大きくなるので、凹部の作製工程で見込まれる曲率半径の誤差範囲より大きい距離だけ、共焦点の位置からずらして２つの反射材を配置する近共焦点系としても良い。
【００４０】
また本発明のレーザ発振器は、共焦点系に限定されず、共心系または球面系であっても良い。共心系を形成する場合、Ｌ＝ｒ１＋ｒ２を満たすようにする。球面系を形成する場合、ｒ１＝ｒ２＝Ｌ／２を満たすようにする。
【００４１】
そして第１の層５０１と、反射膜５０９との間に位置する電界発光層５０６から発せられた光は、第１の層５０１と、反射膜５０９によって共振され、レーザ光として反射膜５０９から発振される。そして該光共振器は、発振されるレーザ光の光軸が反射膜５０９と交差している。
【００４２】
なお図４に示す光共振器は安定形共振器であるので、共振器長Ｌと、曲率半径ｒ１、曲率半径ｒ２は、以下の（数１）に示す式を満たす。
【００４３】
【数１】
0004831950.tif 000002
【００４４】
ちなみに焦点距離ｆは、曲率半径ｒの半分に相当する。上記構成により、反射膜５０９から発振されるレーザ光の、発振効率を高めることができる。
【００４５】
また本発明のレーザ発振器は、発光素子を用いた半球面系の光共振器に、レーザ光を屈折及び集光するための光学系として機能する凸部を該発光素子上に設けていても良い。図５を用いて、光学系として機能する凸部を有する本発明のレーザ発振器の形態について説明する。
【００４６】
図５（Ａ）は本発明のレーザ発振器の断面図である。図５（Ａ）に示すように本発明のレーザ発振器は、凹部３００を有する第１の層３０１と、凹部３００を覆うように第１の層３０１上に形成された第２の層３０２とを有する。第２の層３０２は、凹部３００に充填される程度の膜厚で形成する。第１の層３０１は第２の層３０２に比べて屈折率が低く、第２の層３０２は透光性を有している。
【００４７】
なお、図５（Ａ）では、第１の層３０１と第２の層３０２が、それぞれ１つの層で形成されている例を示しているが、複数の層で形成されていても良い。ただしこの場合、第１の層３０１のうち最も第２の層３０２に近い層の屈折率を、第２の層３０２のうち最も第１の層３０１に近い層の屈折率よりも低くする。
【００４８】
また図５（Ａ）では、平坦化された第２の層３０２上に、凹部３００と重なるように発光素子３０３が形成され、また発光素子３０３を覆うように第３の層３０４が形成されている。発光素子３０３は、２つの電極３０５、３０６と、電極３０５、３０６間に設けられた電界発光層３０７とを有する。なお電極３０５、３０６は、一方が陽極であり他方は陰極である。図５（Ａ）では電極３０５を陽極、電極３０６を陰極とする例を示すが、電極３０５を陰極、電極３０６を陽極としても良い。電極３０５、３０６間に順方向バイアスの電圧を印加することで、電界発光層３０７に電流が供給され、電界発光層３０７を発光させることができる。
【００４９】
また第３の層３０４は透光性を有しており、なおかつ発光素子３０３と重なるように凸部３０８を有している。
【００５０】
そして第１の層３０１は凹部３００において曲面を有しており、該曲面の曲率中心は、発光素子３０３側に存在している。つまり、第１の層３０１から該曲率中心までの距離は、第１の層３０１から発光素子３０３までの距離よりも長い。第３の層３０４は凸部３０８において曲面を有しており、該曲面の曲率中心は、発光素子３０３側に存在している。つまり、第３の層３０４から該曲率中心までの距離は、第３の層３０４から発光素子３０３までの距離よりも長い。
【００５１】
また、図５（Ａ）では、第３の層３０４が１つの層で形成されている例を示しているが、複数の層で形成されていても良い。
【００５２】
そして図５（Ａ）に示すレーザ発振器は、発光素子３０３が有する電極３０６と、第１の層３０１が反射材として機能しており、該２つの反射材によって光共振器が形成されている。なお第１の層３０１は凹部３００において曲面を有しており、該曲面の曲率中心は、発光素子３０３側に存在している。そして、反射材として機能する電極３０６は平面を有しているので、図５（Ａ）に示すレーザ発振器は半球面系に相当する。電極３０５と、第１の層３０１との間に位置する電界発光層３０７から発せられた光は、電極３０６と、第１の層３０１によって共振され、レーザ光として電極３０６から発振される。そして該光共振器は、発振されるレーザ光の光軸が電極３０６と交差している。
【００５３】
図５（Ｂ）に、図５（Ａ）に示すレーザ発振器において、電極３０５、３０６間に順方向バイアスの電圧を印加している様子を示す。電極３０５、３０６間に電圧を印加することで、電界発光層３０７において発生した光が共振される。この光共振器は安定形共振器であり、共振器長に相当する電極３０５と第１の層３０１の間の距離Ｌと、焦点距離ｆは、ｆ≧Ｌ／２を満たす。上記構成により、電極３０５側から発振されるレーザ光の、発振効率を高めることができる。
【００５４】
なお発振されたレーザ光はある程度発散しているが、凸部３０８において屈折及び集光されることで、発散角が抑えられて指向性が高まる。なお、発散角を抑えるためには、凸部３０８に照射されるレーザ光の発散角に合わせて凸部３０８の焦点距離を光学設計すれば良い。そして図５に示すレーザ発振器は、層の一部が光学系として機能するため、別途光学系を設ける場合とは異なり、物理的な衝撃に対する耐性を高めることができる。
【００５５】
なお凸部３０８は、第３の層３０４を形成した後に、図１２に示すように液滴吐出法を用いて形成しても良い。
【００５６】
なお、図５では、発光素子が有する一方の電極と、別途設けられた凹部を有する反射材との間で光を共振させているが、本発明はこの構成に限定されない。図３のように、発光素子が有する電極に凹部を設け、２つの電極間で光を共振させても良い。
【００５７】
また図５では、平面を有する反射材として発光素子の電極を用いているが、本発明はこの構成に限定されない。電極以外の平面を有する膜を、反射材として用いても良い。
【００５８】
なお、図１〜図５に示したレーザ発振器は、発光素子が有する２つの電極や、別途設けた反射材を用いて光を共振させているが、本発明はこの構成に限定されない。電界発光層に含まれる発光層以外の層、例えばホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層等に曲面を形成し、発光層において発生した光を反射させ、光共振器を形成しても良い。
【実施例１】
【００５９】
本実施例では、本発明のレーザ発振器に用いられる発光素子の構成について説明する。
【００６０】
図６に、本発明で用いる発光素子の、素子構造の一形態を示す。図６に示す発光素子は、陽極４０１と陰極４０７の間に電界発光層４０８を挟んだ構造を有している。電界発光層４０８は、陽極４０１側から順次積層された、ホール注入層４０２、ホール輸送層４０３、発光層４０４、電子輸送層４０５、電子注入層４０６を有している。
【００６１】
なお本発明のレーザ発振器に用いる発光素子は、電界発光層に少なくとも発光層を含んでいれば良い。発光以外の機能を示す層（ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層）は適宜組み合わせることができる。上記各層に用いることのできる材料を、以下に具体的に例示する。ただし、本発明に適用できる材料は、これらに限定されるものではない。
【００６２】
陽極４０１としては、仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。陽極４０１において光を透過させる場合は、透光性の高い材料を用いる。この場合、例えばインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化珪素を含むインジウム−スズ酸化物（ＩＴＳＯ）等の透明導電性材料を用いればよい。陽極４０１を反射材として用いる場合は、光を反射することができる材料を用いる。この場合、例えばＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇ等の１つまたは複数からなる単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層構造等を用いることができる。また、上記光を反射することができる材料の上に、上述した透明導電性材料を積層して、陽極４０１として用いてもよい。
【００６３】
ホール注入層４０２に用いることができるホール注入材料としては、イオン化ポテンシャルの比較的小さな材料であって、可視光領域の吸収が小さいものが好ましい。大別すると金属酸化物、低分子系有機化合物、および高分子系有機化合物に分けられる。金属酸化物であれば、例えば、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなど用いることができる。低分子系有機化合物あれば、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡに代表されるスターバースト型アミン、銅フタロシアニン（略称：Ｃｕ−Ｐｃ）に代表される金属フタロシアニン、フタロシアニン（略称：Ｈ2−Ｐｃ）、２，３−ジオキシエチレンチオフェン誘導体などを用いることができる。低分子系有機化合物と上記金属酸化物とを共蒸着させた膜であっても良い。高分子系有機化合物であれば、例えば、ポリアニリン（略称：ＰＡｎｉ）、ポリビニルカルバゾール（略称：ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体などの高分子を用いることができる。ポリチオフェン誘導体の一つであるポリエチレンジオキシチオフェン（略称：ＰＥＤＯＴ）にポリスチレンスルホン酸（略称：ＰＳＳ）をドープしたものを用いても良い。
【００６４】
ホール輸送層４０３に用いることができるホール輸送材料としては、ホール輸送性が高く、結晶性が小さい公知の材料を用いることができる。芳香族アミン系（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）の化合物が好適であり、例えば、４，４−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＴＰＤ）や、その誘導体である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）などがある。４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）や、ＭＴＤＡＴＡなどのスターバースト型芳香族アミン化合物も用いることができる。また４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）を用いても良い。また高分子材料としては、良好なホール輸送性を示すポリ（ビニルカルバゾール）などを用いることができる。また、ＭｏＯ3などの無機物を用いていても良い。
【００６５】
発光層４０４には公知の材料を用いることができる。例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｍｑ3）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［η］−キノリナト）ベリリウム（ＢｅＢｑ2）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（４−ヒドロキシ−ビフェニリル）−アルミニウム（ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＯＸ）2）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＴＺ）2）などの金属錯体を用いることができる。また、各種蛍光色素（クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、ルブレン、４，４−ジシアノメチレン、１−ピロン誘導体、スチルベン誘導体、各種縮合芳香族化合物など）も用いることができる。白金オクタエチルポルフィリン錯体、トリス（フェニルピリジン）イリジウム錯体、トリス（ベンジリデンアセトナート）フェナントレンユーロピウム錯体などの燐光材料も用いることができる。特に燐光材料は、蛍光材料と比較して励起寿命が長いため、レーザ発振に不可欠な反転分布、すなわち、基底状態にある分子数よりも励起状態にある分子数が多い状態を作り出すことが容易になる。上記材料は、ドーパントとしても、単層膜としても用いることができる。
【００６６】
また、発光層４０４に用いるホスト材料としては、上述した例に代表されるホール輸送材料や電子輸送材料を用いることができる。また、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾリルビフェニル（略称：ＣＢＰ）などのバイポーラ性の材料も用いることができる。
【００６７】
電子輸送層４０５に用いることができる電子輸送材料としては、Ａｌｑ3に代表されるような、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体やその混合配位子錯体などを用いることができる。具体的には、Ａｌｑ3、Ａｌｍｑ3、ＢｅＢｑ2、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）2、Ｚｎ（ＢＴＺ）2などの金属錯体が挙げられる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（ＯＸＤ−７）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（ｐ−ＥｔＴＡＺ）などのトリアゾール誘導体、ＴＰＢＩのようなイミダゾール誘導体、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（ＢＣＰ）などのフェナントロリン誘導体を用いることができる。
【００６８】
電子注入層に用いることができる電子注入材料としては、上述した電子輸送材料を用いることができる。その他に、ＬｉＦ、ＣｓＦなどのアルカリ金属ハロゲン化物や、ＣａＦ2のようなアルカリ土類ハロゲン化物、Ｌｉ2Ｏなどのアルカリ金属酸化物のような絶縁体の超薄膜がよく用いられる。また、リチウムアセチルアセトネート（略称：Ｌｉ（ａｃａｃ）や８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）などのアルカリ金属錯体も有効である。
【００６９】
また陰極４０７は、通常の発光素子で用いられるような仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉなど）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いて形成することもできる。また、ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ2、Ｌｉ2Ｏ等の電子注入層を用いる場合は、アルミニウム等の通常の導電性薄膜を用いることができる。また、陰極４０７において光を透過させる場合は、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属を含む超薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ等）との積層構造を用いればよい。あるいは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と電子輸送材料を共蒸着した電子注入層を形成し、その上に透明導電膜（ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ等）を積層してもよい。
【００７０】
光共振器は、２つの反射材のうち、一方は反射率をできる限り高くし、他方はある程度の透過率を持たせることで、透過率の高い方の反射材から、レーザ光を発振させることができる。例えば陽極４０１と陰極４０７をレーザ光が発振される側の反射材として用いる場合、透過率が５〜７０％程度となるように、材料あるいは膜厚を選択する。また、反射材を別途形成する場合は、陽極４０１または陰極４０７において光を透過させる材料を選択する。
【００７１】
また反射材の間隔（共振器長）は、共振させたい波長λの半分の整数倍にする。そして、反射材において反射する光と、新たに発せられる光の位相とが一致するように、発光素子の積層構造を設計する。
【００７２】
なお、以上で述べた本発明の発光素子を作製するにあたっては、発光素子中の各層の積層法を限定されるものではない。積層が可能ならば、真空蒸着法やスピンコート法、インクジェット法、ディップコート法など、どの様な手法を選んでも良いものとする。
【実施例２】
【００７３】
本実施例では、複数の発光素子を用いた、本発明のレーザ発振器の一形態について説明する。
【００７４】
図７（Ａ）に、発光素子の陽極を作製した時点における、本実施例のレーザ発振器の上面図を示す。また図７（Ｂ）に、図７（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図を示す。本実施例のレーザ発振器は、複数の凹部６００を有する第１の層６０１上に、複数の各凹部６００と重なるように陽極６０４が形成されている。陽極６０４は、光を反射するような材料で形成されており、反射材として機能する。
【００７５】
なお本実施例では、陽極６０４を反射材として用いているが、本実施例はこの形態に限定されない。凹部上に反射材として機能する反射膜を形成し、該反射膜上に透光性を有する陽極を形成しても良い。
【００７６】
次に、図８（Ａ）に発光素子が完成した時点における、本実施例のレーザ発振器の上面図を示す。また図８（Ｂ）に、図８（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図を示す。図８では、複数の凹部６００と重なるように、陽極６０４上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色に対応する電界発光層６０５ａ〜６０５ｃが形成されている。なお図８（Ａ）では、電界発光層６０５ａ〜６０５ｃが分離して形成されているが、互いに一部重なるように形成されていても良い。また電界発光層６０５ａ〜６０５ｃ上に、複数の凹部６００と重なるように、陰極６０６が形成されている。
【００７７】
本実施例では、任意の陰極６０６は、全ての各陽極６０４と一部分重なっている。該重なっている部分は発光素子６０７に相当し、各発光素子６０７は凹部６００に位置している。そして、陰極６０６の透過率を５〜７０％程度とし、電界発光層６０５ａ〜６０５ｃにおいて発生した光が、反射材として機能する陽極６０４と陰極６０６間において共振し、陰極６０６側から発振されるようにする。そして本実施例のレーザ発振器は、パッシブマトリクスの発光装置と同様に、陽極６０４と陰極６０６に印加する電圧を制御することで、選択した発光素子６０７からレーザ光を発振させることができる。
【００７８】
また本実施例では、陽極６０４を陰極６０６よりも凹部６００側に形成しているが、陰極６０６を陽極６０４よりも凹部６００側に形成しても良い。ただしこの場合、陽極６０４側からレーザ光が発振されるようにする。
【００７９】
なお本実施例では、２つの反射材の一方が曲面を、他方が平面を有する半球面系であるが、２つの反射材が共に曲面を有する共焦点系、共心系または球面系であっても良い。また半球面系の場合、レーザ光を屈折させて指向性を高めることができる凸部を、発光素子と重なるように設けても良い。
【００８０】
また本実施例では、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する電界発光層を設けているが、モノクロの表示を行なう場合、電界発光層は１つでよい。
【００８１】
なお、本実施例のレーザ発振器を表示装置として用いてもよい。また、各発光素子に駆動素子を設けることにより、本実施例のレーザ発振器をアクティブマトリクス表示装置としてもよい。レーザ発振器を設けた表示装置にはプロジェクターやレーザ発振器をバックライトとして用いたＬＣＤなどが含まれる。特に、ＦＳ―ＬＣＤの場合には実施例２に示したＲ、Ｇ、Ｂの発光素子を使ってもよい。ＦＳ―ＬＣＤの例として、特開２０００―１９９８８６に開示された構造を用いてよい。
【実施例３】
【００８２】
本実施例では、図９に示すレーザ発振器において、第１の層と第２の層との間に、光を反射させることができる反射膜を形成する形態について説明する。
【００８３】
図９に、本実施例のレーザ発振器の断面図を示す。図９に示すように本実施例のレーザ発振器は、凹部８００を有する第１の層８０１上に、反射膜８０２が形成されている。反射膜８０２は光を反射することができる材料で形成することができ、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ｃｒなどの金属元素を１つまたは複数含んでいる材料を用い、蒸着法で形成することができる。なお反射膜は上記材料に限定されず、光を反射することができる膜であればよい。例えば反射膜として、酸化珪素、窒化珪素、酸化チタンなどの屈折率の異なる絶縁膜を交互に積層した膜を用いても良い。
【００８４】
また反射膜８０２を覆うように、第２の層８０３が形成されている。第２の層８０３は透光性を有しており、凹部８００に充填される程度の膜厚で形成されている。なお、図１の場合とは異なり、本実施例のレーザ発振器では、発振されたレーザ光を反射膜８０２で反射させているので、第２の層８０３よりも第１の層８０１の屈折率を、必ずしも低くする必要はない。また、図９では、第１の層８０１と第２の層８０３が、それぞれ１つの層で形成されている例を示しているが、複数の層で形成されていても良い。
【００８５】
第２の層８０３上には、凹部８００と重なるように発光素子８０４が形成されている。発光素子８０４は、２つの電極８０５、８０６と、電極８０５、８０６間に設けられた電界発光層８０７とを有する。なお電極８０５、８０６は、一方が陽極であり他方は陰極である。図９では電極８０５を陽極、電極８０６を陰極とする例を示すが、電極８０５を陰極、電極８０６を陽極としても良い。電極８０５、８０６間に順方向バイアスの電圧を印加することで、電界発光層８０７に電流が供給され、電界発光層８０７を発光させることができる。
【００８６】
なお第１の層８０１は凹部８００において曲面を有しており、該曲面の曲率中心は、発光素子８０４側に存在している。つまり、第１の層８０１から該曲率中心までの距離は、第１の層８０１から発光素子８０４までの距離よりも長い。
【００８７】
そして図９に示すレーザ発振器は、反射膜８０２と、発光素子８０４が有する電極８０６とによって光共振器が形成されている。電界発光層８０７から発せられた光は、反射膜８０２と電極８０６によって共振され、レーザ光として発振される。そして該光共振器は、発振されるレーザ光の光軸が電極８０６と交差している。
【実施例４】
【００８８】
本実施例では、レーザ光を反射する凹部の作製方法について説明する。まず、図１０（Ａ）に示すように、後に凹部が形成される第１の層９０１を形成する。第１の層９０１は、ガラス、石英、プラスチックなどの基板であっても良いし、該基板上に成膜された樹脂膜、絶縁膜であっても良い。次に、第１の層９０１上に、開口部９０２を有するマスク９０３を形成する。
【００８９】
そして図１０（Ｂ）に示すように、マスクの開口部９０２において第１の層９０１をウェットエッチングする。ウェットエッチングは、第１の層９０１の材料に合わせて最適なエッチャントを用いる。例えば、第１の層９０１としてガラスを用いる場合、エッチャントとしてフッ酸を用いることができる。等方性のウェットエッチングにより、曲面を有する凹部９０４を第１の層９０１に形成することができる。
【００９０】
次に図１０（Ｃ）に示すように、凹部９０４を有する第１の層９０１上に、第２の層９０５を形成する。第２の層９０５は、透光性を有する材料で、なおかつ凹部９０４を充填することができる程度の膜厚で形成する。そして第２の層９０５は、第１の層９０１よりも屈折率の高くなるような材料、たとえば本実施例では、第１の層９０１がガラスだとすると、遷移金属酸化物や窒化物などで形成する。
【００９１】
なお、本実施例では、第１の層９０１に接するように第２の層９０５を形成しているが、第１の層９０１と第２の層９０５との間に、レーザ光を反射することができる反射膜を形成しても良い。この場合、第２の層９０５は透光性を有していれば良く、必ずしも第１の層９０１よりも屈折率の高い材料を用いる必要はない。
【００９２】
なお本発明において、第１の層の作製方法は本実施例で示した形態に限定されない。
【実施例５】
【００９３】
本実施例では、第２の層に凸部を形成し、該凸部を用いて第１の層に凹部を形成する方法について説明する。
【００９４】
まず、図１１（Ａ）に示すように、後に凸部が形成される第２の層１００１上に、加熱により溶融させることができる樹脂１００２を形成する。樹脂１００２は、島状にパターニングしておく。第２の層１００１は、ガラス、石英、プラスチックなどの基板を用いることができる。
【００９５】
次に図１１（Ｂ）に示すように、島状にパターニングされた樹脂１００２を、その端部に曲面が形成されるように、加熱により溶融する。溶融することで曲面を有する樹脂１００３が形成される。
【００９６】
そして図１１（Ｃ）に示すように、樹脂１００３をマスクとして、第２の層１００１をドライエッチングする。ドライエッチングは、第２の層１００１の材料に合わせて、最適なエッチングガスを用いる。例えば、第２の層１００１としてガラスを用いる場合、エッチングガスとしてＣＦ4、ＣＨＦ3、Ｃｌ2などのフッ素系、塩素系のエッチングガスを用いることができる。ドライエッチングにより、図１１（Ｃ）に示すように樹脂１００３も共にエッチングされる。そして最終的に図１１（Ｄ）に示すように、曲面を有する樹脂１００３の形状に合わせて、第２の層１００１に凸部１００４を形成することができる。
【００９７】
次に図１１（Ｅ）に示すように、第２の層１００１の凸部１００４が形成されている側に、レーザ光を反射させることができる反射膜１００５を形成する。そして、図１１（Ｆ）に示すように、反射膜１００５上に第１の層に相当する接着剤１００６を塗布し、基板１００７を貼り合わせる。上記構成により、第１の層に相当する接着剤１００６に、凹部を形成することができる。
【００９８】
なお、本実施例ではレーザ光を反射させるために反射膜１００５を形成しているが、第２の層１００１と、第１の層に相当する接着剤１００６との間の屈折率の差を利用して、レーザ光を反射させるようにしても良い。この場合、接着剤１００６の屈折率を第２の層１００１よりも低くする。
【実施例６】
【００９９】
本実施例では、本発明のレーザ発振器を用いた電子機器の一形態について説明する。
【０１００】
図１３（Ａ）に、本発明のレーザ発振器を用いたレーザポインタの外観図を示す。１２０１はレーザポインタの本体に相当し、１２０２は本発明のレーザ発振器が設けられたパッケージに相当する。本体１２０１の内部には、レーザ発振器が納められたパッケージ１２０２に電力を供給するための電池等が設けられている。また１２０３はパッケージ１２０２への電源の投入を制御するためのスイッチに相当する。
【０１０１】
図１３（Ｂ）に、パッケージ１２０２の拡大図を示す。パッケージ１２０２は、レーザ光の不要輻射を遮蔽するための筐体１２０４内に、本発明のレーザ発振器１２０５が設けられている。筐体１２０４の一部は、レーザ発振器１２０５から発振されるレーザ光を取り出すための、透光性を有する窓１２０７を有する。そしてレーザ発振器１２０５は、リード１２０６を介して本体１２０１の内部に設けられている電池から、電力の供給を受けることができる。
【０１０２】
図１３（Ｃ）に、レーザ発振器１２０５の拡大図を示す。レーザ発振器１２０５は、凹部を有する第１の層１２１５と、凹部を充填するように第１の層上に形成された第２の層１２０８と、第２の層１２０８上に形成された発光素子１２０９とを有する。発光素子１２０９は、２つの電極１２１０、１２１１と、電極１２１０、１２１１間に設けられた電界発光層１２１２とを有する。電極１２１０、１２１１は、ワイヤ１２１４によってリード１２０６と電気的に接続されている。また１２１３は、電界発光層１２１２を封止するための樹脂に相当し、電界発光層１２１２が水や酸素などの影響を受けて劣化するのを防ぐことができる。
【０１０３】
リード１２０６を介して電極１２１０、１２１１間に順方向バイアスの電圧が印加されると、電界発光層１２１２に電流が供給され、光が発生する。そして電界発光層１２１２において発生した光が電極１２１１、第１の層１２１５間で共振し、破線の矢印で示すように電極１２１１側からレーザ光が発振される。
【０１０４】
なお本実施例では、図１に示す構造を有するレーザ発振器を用いているが、本実施例はこの構成に限定されず、例えば図３、図４、図５に示すような、他の構成を有する本発明のレーザ発振器を用いていても良い。或いは、図８に示すように、パッシブマトリクス状に形成された複数の発光素子を有するレーザ発振器を用いていても良い。
【実施例７】
【０１０５】
本実施例では、本発明のレーザ発振器に用いられる発光素子の構成について説明する。
【０１０６】
図１４に、本発明で用いる発光素子の、素子構造の一形態を示す。図１４に示す発光素子は、陽極１３０１と陰極１３０２の間に２つの電界発光層１３０３、１３０４を挟んだ構造を有している。さらに図１４に示す発光素子は、２つの電界発光層１３０３、１３０４の間に、外部回路と接続していないフローティング状の電極である、電荷発生層１３０５を有している。電界発光層１３０３は、陽極１３０１側から順次積層された、ホール注入層１３０６、ホール輸送層１３０７、発光層１３０８、電子輸送層１３０９、電子注入層１３１０を有している。また電界発光層１３０４は、電荷発生層１３０５側から順次積層された、ホール注入層１３１５、ホール輸送層１３１１、発光層１３１２、電子輸送層１３１３、電子注入層１３１４を有している。
【０１０７】
なお本発明のレーザ発振器に用いる発光素子は、各電界発光層に少なくとも発光層を含んでいれば良い。発光以外の機能を示す層（ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層）は適宜組み合わせることができる。上記各層に用いることのできる材料は、実施例１に記載されている材料を参照することができる。ただし、本発明に適用できる材料は、実施例１に記載されている材料に限定されるものではない。
【０１０８】
図１４に示す発光素子の、陽極１３０１と陰極１３０２間に順方向バイアスの電圧を印加すると、電界発光層１３０３には電子が、電界発光層１３０４には正孔がそれぞれ注入され、各電界発光層１３０３、１３０４においてキャリアの再結合が起こり、発光が得られる。上記構成により、陽極１３０１と陰極１３０２間の距離が一定の場合、電界発光層が１つのときに比べて、同じ電流値に対して得られる発光のエネルギーが高くなる。よって、レーザ光の発振効率を高めることができる。
【０１０９】
電荷発生層１３０５は、光を透過させることができる材料で形成する。例えば、ＩＴＯ、Ｖ2Ｏ5とアリールアミン誘導体の混合物、ＭｏＯ3とアリールアミン誘導体の混合物、Ｖ2Ｏ5とＦ４ＴＣＮＱ（テトラフルオロテトラチアフルバレン）の混合物などを用いることができる
【０１１０】
また陽極１３０１と陰極１３０２を反射材として用いる場合、一方の反射率はできるだけ大きく、他方の透過率は５〜７０％程度になるように、材料または膜厚を選択する。また、反射材を別途形成する場合は、陽極１３０１または陰極１３０２において光を透過させる材料を選択する。また反射材の間隔は、共振させたい波長λの半分の整数倍にする。そして、反射材において反射する光と、新たに発せられる光の位相とが一致するように、発光素子の積層構造を設計する。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明のレーザ発振器の断面図及び上面図。
【図２】本発明のレーザ発振器の断面図。
【図３】本発明のレーザ発振器の断面図。
【図４】本発明のレーザ発振器の断面図。
【図５】本発明のレーザ発振器の断面図。
【図６】本発明のレーザ発振器に用いられる、発光素子の構造を示す図。
【図７】本発明のレーザ発振器の作製過程における、上面図及び断面図。
【図８】本発明のレーザ発振器の上面図及び断面図。
【図９】本発明のレーザ発振器の断面図。
【図１０】凹部の作製方法の一実施例を示す図。
【図１１】凹部の作製方法の一実施例を示す図。
【図１２】凸部の作製方法の一実施例を示す図。
【図１３】本発明のレーザ発振器を用いたレーザポインタの構造を示す図。
【図１４】本発明のレーザ発振器に用いられる、発光素子の構造を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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