CN102023469B - 投影机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种投影机，具有使从多个增益区出射的光朝同一方向行进的发光装置，并易于调整光轴。该投影机(10000)中，活性层(108)的露出面中的第一面(107)和第二面(109)为相互对置的位置关系，从活性层(108)的层压方向俯视，第一增益区(180)从活性层(108)的第一面(107)到第二面(109)相对于第一面(107)的垂线P向顺时针方向线性倾斜，从活性层(108)的层压方向俯视，第二增益区(182)从活性层(108)的第一面(107)到第二面(109)相对于第一面(107)的垂线P向逆时针方向线性倾斜，光学部件(158)使从第一增益区(180)在第二面(109)侧的端面(172)及第二增益区(182)在第二面侧的端面(176)出射的光发生折射后作为朝同一方向行进的光出射。

Description

投影机
技术领域
本发明涉及投影机。
背景技术
超发光二极管(Super Luminescent Diode，以下也称SLD)是能够与普通的发光二极管一样显示非相干性并显示宽带光谱形状、同时在光输出特性上与半导体激光器一样能得到数十mW左右的输出的半导体元件。SLD与半导体激光器一样使用了如下的结构：通过注入载体的再结合而产生的自发辐射光在朝着光出射端面方向前进过程中获得基于感应辐射的高增益从而被放大，并从光出射端面出射。但是，SLD与半导体激光器不同，其需要抑制因端面反射引起的谐振器的形成，避免产生激光振荡。
作为抑制激光振荡的方法，例如专利文献1中所示，公知有使增益区(光波导路径)从出射端面倾斜的构成。在专利文献1所记载的技术中，为了获得高输出，形成了两个这样从出射端面开始倾斜的线性光波导路径。
专利文献1：日本特开2007-165689号公报。
如上所述，在具有从出射端面倾斜的线性增益区(光波导路径)的发光元件中，存在从多个增益区出射的光朝不同方向前进的情况。然而，在使用了SLD作为投影机的光源时，从SLD出射的光优选朝同一方向前进。通过这样的SLD，可以使投影机中的光轴调整更容易。
发明内容
本发明的若干个方式涉及的目的之一是提供一种具有使从多个增益区出射的光朝同一方向行进的发光装置且易于调整光轴的投影机。
本发明涉及的投影机一种投影机，包括：发光装置；光调制装置，根据图像信息调制从所述发光装置出射的光；以及投影装置，投影由所述光调制装置形成的图像，发光装置具有发光元件以及光学部件，从所述发光元件出射的光入射到所述光学部件上，所述发光元件为超发光二极管，具有包括夹在第一覆层和第二覆层之间的活性层的层压结构体，所述活性层中的至少一部分构成作为所述活性层的电流通路的第一增益区及第二增益区，所述层压结构体中，所述活性层的露出面中的第一面和第二面为彼此对置的位置关系，从所述活性层的层压方向俯视，所述第一增益区从所述活性层的所述第一面到所述第二面相对于所述第一面的垂线向顺时针方向线性地倾斜，从所述活性层的层压方向俯视，所述第二增益区从所述活性层的所述第一面到所述第二面相对于所述第一面的垂线向逆时针方向线性地倾斜，所述光学部件使从所述第一增益区的在所述第二面侧的端面及所述第二增益区的在所述第二面侧的端面出射的光发生折射后作为朝同一方向前进的光而出射。
根据这样的投影机，具有使从上述第一增益区及上述第二增益区出射的光朝同一方向行进的发光装置，并且能够易于调整光轴。
在本发明涉及的投影机中，从上述光学部件出射的光的前进方向可以是上述第二面的垂线方向。
根据这样的投影机，可以以上述第二面为基准来确定上述光学部件的入射面和出射面的位置。由此，能够使上述发光元件和上述光学部件的对准(alignment)变容易。
在本发明涉及的投影机中，所述第一增益区和所述第二增益区构成所述第一增益区在所述第一面侧的端面与所述第二增益区在所述第一面侧的端面在所述第一面重叠的V型增益区，在所述第一增益区和所述第二增益区中产生的光的波段中，所述第一面的反射率比所述第二面的反射率高。
根据这样的投影机，上述第一增益区中产生的光的一部分在重叠面(上述第一增益区在上述第一面侧的端面与上述第二增益区在上述第一面侧的端面的重叠面)被反射，并且在上述第二增益区内也能在得到增益的同时行进。此外，上述第二增益区中产生的光的一部分也是同样的。因此，例如与没使其在重叠面积极地反射的情况相比，由于光强度的放大距离变长，因此能得到更高的光输出。
在本发明涉及的投影机中，可以排列多个上述第一增益区和上述第二增益区。
根据这样的投影机，可以实现上述发光装置整体的高输出。
在本发明涉及的投影机中，上述光学部件对于从上述发光元件出射的光的波长可以具有透过性。
根据这样的投影机，可以减少光的吸收损失。
在本发明涉及的投影机中，上述光学部件中的光的入射区和出射区之中至少一者可以被减反射部件覆盖。
根据这样的投影机，可以在上述光学部件的入射面及出射面之中至少一者上降低光的反射损失。
在本发明涉及的投影机中，上述发光元件可以安装在支撑部件上，上述支撑部件的热导率可以比上述发光元件的热导率高，在上述发光元件中，上述活性层可以设置在上述支撑部件一侧。
根据这样的投影机，上述发光装置可具有高散热性。
在本发明涉及的投影机中，上述发光元件可以安装在支撑部件上，在上述发光元件中，上述活性层可以设置在上述支撑部件的相对侧，上述层压结构体还可以具有基板，上述基板可以设置在上述活性层和上述支撑部件之间。
根据这样的投影机，由于上述基板设置在上述活性层与上述支持部件之间，因此上述活性层设置在至少与上述支撑部件相距相当于上述基板的厚度的距离的位置上。因此能获得形状(截面形状)更好的出射光。
附图说明
图1是本实施方式涉及的投影机的示意图。
图2是本实施方式涉及的投影机所使用的发光装置的平面示意图。
图3是用于本实施方式涉及的投影机的发光装置的截面示意图。
图4是用于本实施方式涉及的投影机的发光装置的制造工序的截面示意图。
图5是用于本实施方式涉及的投影机的发光装置的制造工序的截面示意图。
图6是用于本实施方式涉及的投影机的第一变形例的发光装置的平面示意图。
图7是用于本实施方式涉及的投影机的第二变形例的发光装置的平面示意图。
图8是用于本实施方式涉及的投影机的第三变形例的发光装置的平面示意图。
图9是用于本实施方式涉及的投影机的第四变形例的发光装置的截面示意图。
图10是用于本实施方式涉及的投影机的第五变形例的发光装置的截面示意图。
图11是用于本实施方式涉及的投影机的第六变形例的发光装置的截面示意图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
1.投影机
首先，参照附图对本实施方式涉及的投影机10000进行说明。图1是投影机10000的示意图。另外，为了方便起见，图1中省略了构成投影机10000的外壳。投影机10000包括本发明涉及的发光装置。下面，以采用发光装置1000作为本发明涉及的发光装置为例进行说明。
在投影机10000中，出射红光、绿光、蓝光的红光源(发光装置)1000R、绿光源(发光装置)1000G、蓝光源(发光装置)1000B是上述的发光装置1000。
投影机10000包括：根据图像信息分别对从光源1000R、1000G、1000B出射的光进行调制的透射型液晶光阀(光调制装置)1004R、1004G、1004B；以及将液晶光阀1004R、1004G、1004B形成的图像放大并投影到屏幕(显示面)1010上的投影透镜(投影装置)1008。另外，投影机10000还可以包括将从液晶光阀1004R、1004G、1004B出射的光合成并引导至投影透镜1008的正交二向色棱镜(cross dichroic prism)(色光合成装置)1006。
而且，为了使从光源1000R、1000G、1000B出射的光的照度分布均匀化，投影机10000在各个光源1000R、1000G、1000B的光路下流侧设置了均衡光学系统(equalizing optical systems)1002R、1002G、1002B，通过已对照度分布进行了均匀化的光来照明液晶光阀1004R、1004G、1004B。均衡光学系统1002R、1002G、1002B例如由全息图(hologram)1002a及物镜1002b构成。
经过各个液晶光阀1004R、1004G、1004B调制的三种颜色的光入射到正交二向色棱镜1006。此棱镜由四个直角棱镜粘合而成，在其内表面上呈十字形地设置有反射红光的多层介质膜和反射蓝光的多层介质膜。通过这些多层介质膜合成三种颜色的光，形成显示彩色图像的光。然后，通过作为投影光学系统的投影透镜1008将合成的光投影到屏幕1010上，显示出放大的图像。
另外，在上述例子中，光调制装置使用了透射型液晶光阀，也可以使用液晶之外的光阀，还可以使用反射型光阀。这样的光阀例如有反射型液晶光阀或数字微镜设备(Digital Micromirror Device)。另外，根据使用的光阀的种类适当地变更投影光学系统的结构。
此外，发光装置1000也可以适用于具有扫描装置的扫描型图像显示装置(投影机)的发光装置(光源装置)，该扫描装置作为图像形成装置，并通过在屏幕上扫描发光装置1000出射的光，使显示面上显示期望大小的图像。
根据投影机10000，由于可以用本发明涉及的发光装置作为光源，因此易于调整光轴。以下对投影机10000中使用的发光装置的结构等进行说明。
2.发光装置
下面，参照附图对本实施方式涉及的投影机10000中使用的发光装置1000进行说明。图2是发光装置1000的平面示意图。图3是示意性地示出发光装置1000沿图2的III-III线的截面图。
如图2及图3所示，发光装置1000包括发光元件100和光学部件158。发光装置1000还可以包括支撑部件140。另外，这里对发光元件100是InGaAlP类(红色)的SLD的情况进行说明。SLD与半导体激光器不同，通过抑制端面反射引起的谐振器的形成，可以防止激光振荡。因而可以降低斑点噪声。
发光元件100安装在支撑部件140上。发光元件100可具有层压结构体114、第一电极122和第二电极120。层压结构体114具有覆层(以下称为“第一覆层”)110、形成在该覆层110上方的活性层108、以及形成在该活性层108上方的覆层(以下称为“第二覆层”)106。层压结构体还可以具有基板102、缓冲层104以及接触层112。
基板102例如可以使用第一导电型(例如n型)的GaAs基板。
如图3所示，缓冲层104例如可以形成在基板102的下面。缓冲层104例如可以在下述的外延生长工序中(参照图4)改善形成在缓冲层104上方的层的结晶性。缓冲层104例如可以使用结晶性比基板102好(例如缺陷密度低)的第一导电型(n型)GaAs层、InGaP层等。
如图3所示，第二覆层106形成在缓冲层104的下面。第二覆层106例如由第一导电型的半导体构成。第二覆层106例如可以使用n型AlGaInP层等。
活性层108形成在第二覆层106的下面。在发光元件100中，活性层108例如设置在支撑部件140一侧。也就是说，活性层108例如设置在发光元件100中的厚度方向的中间的下侧(基板102侧的相反侧)。活性层108例如具有由三个由InGaP阱层和InGaAlP阻挡层构成的量子阱结构重叠而成的多层量子阱(MQW)结构。
活性层108的形状例如是长方体(包括立方体)等。如图2所示，活性层108具有第一面107及第二面109。第一面107和第二面109是活性层108的表面中的不与第一覆层110或第二覆层106接触的面，并且是在层压结构体114中露出的面。第一面107和第二面109也可称为活性层108的侧面。第一面107与第二面109相互对置，在图示的例子中两者平行。
活性层108的一部分构成多个增益区。例如，图示的例子中，活性层108具有两个增益区(第一增益区180及第二增益区182)。增益区180、182能够产生光，这些光在增益区180、182内可以得到增益。增益区180、182可以作为活性层108的电流通路。在增益区180、182中产生的光的波段中，第一面107的反射率例如比第二面109的反射率高。例如如图2所示，通过用反射部130覆盖第一面107，可以获得高反射率。反射部130例如可使用从第一面107侧以Al2O3层、TiO2层的顺序层压了四对Al2O3层、TiO2层而形成的电介质多层膜反射镜等。第一面107的反射率优选为100％或接近100％。而第二面109的反射率优选为0％或接近0％。例如可以通过用减反射(reverberation reduction)部(未示出)覆盖第二面109来获得低反射率。减反射部例如可以使用Al2O3单层等。
从活性层108的层压方向俯视(从活性层106的厚度方向俯视，参照图2)，增益区180、182各自从第一面107到第二面109朝着相对于第一面107的垂线P倾斜的方向线性地设置。由此能抑制或防止在增益区180、182产生的光的激光振荡。第一增益区180和第二增益区182朝着不同的方向设置。图示的例子中，第一增益区180相对于垂线P向一侧倾斜，向倾斜角度θA的方向(以下也称为“第一方向”)A设置。另外，第二增益区182相对于垂线P向另一侧倾斜(上述一侧的相对侧)，朝着倾斜角度θB的方向(以下也称为“第二方向”)B设置。第一增益区180的倾角θA和第二增益区182的倾角θB在图示的例子中是相同的，但也可以不同。从活性层108的层压方向俯视，也可以说第一增益区180相对于第一面107的垂线P向顺时针方向倾斜设置。此外，从活性层108的层压方向俯视，也可以说第二增益区182相对于第一面107的垂线P向逆时针方向倾斜设置。
图示的例子中，第一增益区180的在第一面107侧的第一端面170与第二增益区182的在第一面107侧的第三端面174在重叠面178中完全重叠，但是虽未予图示，第一端面170和第三端面174例如也可以是部分重叠。第一增益区180和第二增益区182可以构成V型增益区183。第一增益区180的平面形状和第二增益区182的平面形状例如相对于第一端面170或第三端面174内的垂线P轴对称。第一增益区180的平面形状和第二增益区182的平面形状例如相对于重叠面178的垂直平分线P轴对称。第一增益区180和第二增益区182各自的平面形状例如是如图2所示的平行四边形等。另外，虽未图示，第一端面170和第三端面174也可以不重叠。也就是说，第一增益区180和第二增益区182也可以不重叠。
另外，图2的示例中，第一增益区180和第二增益区182各自的在第二面109侧的端面172、176的宽度与在第一面107侧的端面170、174的宽度相同，但也可以不同。
第一覆层110形成在活性层108的下面。第一覆层110由例如第二导电型(例如P型)的半导体构成。第一覆层110例如可以使用p型AlGaInP层等。
例如，由p型的第一覆层110、没有掺杂杂质的活性层108及n型的第二覆层106构成pin二极管。第一覆层110及第二覆层106均是禁带宽度(禁制带幅)大于活性层108、折射率小于活性层108的层。活性层108具有放大光的作用。第一覆层110和第二覆层106夹着活性层108，具有封闭注入载体(电子和空穴)以及光的作用。
例如如图3所示，接触层112可形成在第一覆层110下面。接触层112可使用与第一电极122进行欧姆接触的层。接触层112例如包括第二导电型的半导体。接触层112例如可使用p型GaAs层等。
第一电极122形成在接触层112下面。第一电极122通过接触层112与第一覆层110电连接。第一电极122是用于驱动发光元件100的一个电极。第一电极122例如可使用从接触层112侧依次层压Cr层、AuZn层、Au层而形成的部件等。第一电极122的上表面具有与增益区180、182同样的平面形状。图示的例子中，由第一电极122与接触层112之间的接触面的平面形状来确定电极122、120间的电流通路，从而可确定增益区180、182的平面形状。另外，虽未图示，第二电极120与基板102的接触面例如也可以具有与增益区180、182相同的平面形状。
第二电极120形成在整个基板102上。第二电极120可以和与该第二电极120进行欧姆接触的层(图示例子中为基板102)接触。第二电极120通过基板102及缓冲层104与第二覆层106电连接。第二电极120是用于驱动发光元件100的另一个电极。第二电极120例如可以使用从基板102侧依次层压Cr层、AuGe层、Ni层、Au层而形成的部件等。另外，还可以在第二覆层106与缓冲层104之间设置第二接触层(未示出)，通过干法蚀刻等使该第二接触层的靠第二覆层106的一侧露出，并将第二电极120设置在第二接触层下面。由此可以得到单面电极结构。第二接触层例如可以使用n型GaAs层等。另外，虽未图示，例如可以使用外延层剥离(epitaxialliftoff，ELO)法、激光剥离法等将基板102与设置在其下面的部件分离。也就是说，发光元件100也可以不具有基板102。在这种情况下，例如可以直接在缓冲层104的上面形成第二电极120。
在发光元件100中，如果向第一电极122和第二电极120之间施加pin二极管的正向偏压，则在活性层108的增益区180、182中会发生电子和空穴的再结合。该再结合引起发光。以该产生的光为起点，连锁地产生受激发射，从而在增益区180、182内光的强度被放大。例如第二增益区182中产生的光的一部分在重叠面178中反射，并作为第一出射光L1从第一增益区180的在第二面109侧的第二端面172出射，在此期间光强度被放大。同样，第一增益区180中产生的光的一部分在重叠面178中反射，并作为第二出射光L2从第二增益区182的在第二面109侧的第四端面176出射，在此期间光强度被放大。另外，第一增益区180中产生的光有时也直接从第二端面172出射，作为第一出射光L1。同样，第二增益区182中产生的光有时也直接从第四端面176出射，作为第二出射光L2。第一出射光L1例如通过光的折射可向相对第一面107的垂线P比第一增益区180更倾斜的方向出射。第一增益区180相对于第一面107的垂线P的倾角θA、第一出射光L1相对于第一面107的垂线P的倾角θ1以及活性层108的折射率nA例如可以满足下述式子。
nAsinθA＝sinθ1
另外，上式是在第一出射光L1从活性层108出射到空气中的情况下利用斯涅耳法则(スネルの法則)导出的。上式对于其他增益区也同样成立。
如图2及图3所示，光学部件158设置在支撑部件140上，且设置在发光元件100的旁边。从活性层108的同一侧面侧(图示例子中为第二面109侧)的第一增益区180的端面172及第二增益区182的端面176出射的第一出射光L1及第二出射光L2入射至光学部件158上。如图2所示，光学部件158中，光的入射面例如可包括第一入射面162及第二入射面164。如图2所示，第一入射面162例如可相对于第一出射光L1的行进方向及其垂线Q倾斜。因此，第一出射光L1被光学部件158折射，可作为第一折射光L3在光学部件158内行进。同样，第二入射面164例如可相对于第二出射光L2的行进方向及其垂线R倾斜。因此，第二出射光L2被光学部件158折射，可作为第二折射光L4在光学部件158内行进。例如从活性层108的层压方向俯视发光装置1000(参照图2)，由于第一入射面162及第二入射面164的倾斜，它们的交点S向发光元件100侧突出。如图2所示，第一入射面162与第二入射面164例如可相对于重叠面178的垂直平分线P轴对称。
如图2所示，第一入射面162相对于与活性层108的第二面109平行的方向(图2的Y方向)朝一侧倾斜。第一入射面162相对于与第二侧面109平行的方向的倾角(锐角侧)为θ3。该倾角θ3、光学部件158的折射率n以及第一出射光L1相对于第二面109的垂线方向(图2的X方向)的倾角θ1例如可以满足下式(1)。
sin(θ1+θ3)＝nsinθ3...(1)
因此，可以使第一折射光L3的行进方向为第二面109的垂线方向。另外，上式(1)是在第一出射光L1从空气中入射至光学部件158的情况下利用斯涅耳法则导出的。另外，根据上式(1)，倾角θ3例如可以表示成
θ3＝tan-1{sinθ1/(n-cosθ1)}。
另外，如图2所示，第二入射面164相对于与活性层108的第二面109平行的方向朝另一侧倾斜。第二入射面164相对于与第二侧面109平行的方向的倾角(锐角侧)为θ4。与上述的第一入射面162的倾角θ3一样，该倾角θ4例如可以表示成
θ4＝tan-1{sinθ2/(n-cosθ2)}。因此，可以使第二折射光L4的行进方向为第二面109的垂线方向。另外，θ2是第二出射光L2相对于第二面109的垂线方向的倾角。第一出射光L1的倾角θ1与第二出射光L2的倾角θ2例如是相同的。此外，第一入射面162的倾角θ3与第二入射面164的倾角θ4例如是相同的。
如上所述，例如可以使第一折射光L3及第二折射光L4的行进方向与活性层108的第二面109的垂线方向一致。也就是说，第一折射光L3的行进方向与第二折射光L4的行进方向例如相同。发光装置1000中，例如第一增益区180相对于垂线P向一侧倾斜设置，第二增益区182向另一侧倾斜设置。因此，第一出射光L1朝着相对于垂线P向一侧倾斜的方向行进，第二出射光L2朝着向另一侧倾斜的方向行进。根据这些出射光L1、L2的行进方向，第一入射面162相对于与第二侧面109平行的方向(图2的Y方向)朝一侧倾斜，第二入射面164朝另一侧倾斜。因此，可以使第一折射光L3及第二折射光L4的行进方向与活性层108的第二面109的垂线方向(图2的X方向)一致。
在光学部件158内行进的第一折射光L3可以作为第三出射光L5从光学部件158出射。同样，在光学部件158内行进的第二折射光L4可以作为第四出射光L6从光学部件158出射。如图2所示，光学部件158中的第三出射光L5及第四出射光L6的出射面169例如与活性层108的第二面109平行。因此，如上所述地方向与活性层108的第二面109的垂线方向一致的第一折射光L3及第二折射光L4例如可以按照原来的方向从光学部件158中出射。也就是说，第三出射光L5及第四出射光L6的行进方向例如可与活性层108的第二面109的垂线方向一致。
如上所述，光学部件158能使朝不同方向行进的第一出射光L1和第二出射光L2发生折射后作为朝同一方向行进的第三出射光L5和第四出射光L6出射。
此外，第三出射光L5和第四出射光L6也可以朝着相同方向且相对于活性层108的第二面109的垂线方向倾斜的方向行进。第三出射光L5及第四出射光L6的行进方向的调整例如可以通过适当调整光学部件158中的第一入射面162和第二入射面164各自的倾角来实现。
光学部件158对于从发光元件100出射的光L1、L2的波长可以具有透过性。因此，第一出射光L1的至少一部分可透过光学部件158，第二出射光L2的至少一部分可透过光学部件158。光学部件158例如可以包括玻璃、石英、塑料、水晶等。可以根据出射光L1、L2的波长适当选择这些材料。因此可以减少光的吸收损失。
支撑部件140例如可以支撑发光元件100及光学部件158。支撑部件140例如可使用板状(长方体形状)的部件。支撑部件140的热导率例如可以比发光元件100的热导率高。支撑部件140的热导率例如是在140W/mK以上。支撑部件140例如可包括Cu、Al、Mo、W、Si、C、Be、Au或其化合物(例如AlN、BeO等)或合金(例如CuMo等)等构成。另外，也可由这些示例的组合、例如铜(Cu)层和钼(Mo)层的多层结构等来构成支撑部件140。另外，支撑部件140例如也可以通过未图示的其他支撑部件(sub-mount，副支座)间接地支撑发光元件100及光学部件158。
如图3所示，支撑部件140上例如形成有圆柱形的通孔147。该通孔147内例如设置了侧面被绝缘部件146覆盖的圆柱形端子144。绝缘部件146例如包括树脂、陶瓷(例如AlN等)等。端子144例如包括铜(Cu)等。
端子144例如通过接合线等第一连接部件142与发光元件100的第二电极120连接。第一连接部件142被设置成不遮挡出射光L1、L2的光路。另外，发光元件100的第一电极122例如通过电镀凸点等第二连接部件143与支撑部件140连接。因此，通过向端子144和支撑部件140施加不同电位，可以在第一电极122和第二电极120之间施加电压。另外，在图2中，为了方便起见，省略了第一连接部件142、端子144、绝缘部件146及通孔147的图示。以下的本发明涉及的发光装置的平面示意图也同样如此。
作为发光装置1000(发光元件100)的一个例子对InGaAlP类型的情况进行了说明，但发光装置1000可使用能够形成发光增益区的任何材料类型。如果是半导体材料，例如可使用AlGaN类、InGaN类、GaAs类、AlGaAs类、InGaAs类、InGaAsP类、ZnCdSe类等半导体材料。
发光装置1000例如具有以下的特征。
根据发光装置1000，光学部件158可以使朝不同方向行进的第一出射光L1和第二出射光L2发生折射后作为朝同一方向行进的第三出射光L5和第四出射光L6出射。由此可以简化投影机10000的光学系统(例如均衡光学系统1002R、1002G、1002B(参照图1))的结构，并使投影机10000中的光轴调整更容易。
根据发光装置1000，例如可以以活性层108的第二面109为基准来确定光的入射面162、164和出射面169的位置。由此能容易地对准(alignment)发光元件100和光学部件158。
根据发光装置1000，例如第一增益区180中产生的光的一部分在重叠面178反射，并且在第二增益区182内也能在得到增益的同时行进。此外，第二增益区182中产生的光的一部分也同样如此。因此，例如与没有在重叠面178中得到积极反射的情况相比，根据发光装置1000，由于光强度的放大距离变长，因此能得到高的光输出。
根据发光装置1000，可以使支撑部件140的热导率比发光元件100的热导率更高。因此，支撑部件140可用作散热装置。因此，能提高发光装置1000的散热性。而且，发光装置1000中，在发光元件100中活性层108设置在支撑部件140侧。因此，可以提供散热性更优的发光装置1000。
根据发光装置1000，如上所述，可以抑制或防止增益区180、182中产生的光的激光振荡。因此能降低斑点噪声。
3.发光装置的制造方法
下面，参照附图对本实施方式涉及的投影机10000中所使用的发光装置1000的制造方法进行说明。图4及图5是发光装置1000的制造工序的截面示意图。
首先，如图4所示，使缓冲层104、第二覆层106、活性层108、第一覆层110及接触层112依次在基板102上外延生长。作为使其外延生长的方法，例如可使用MOCVD(metal-organic chemical vapordeposition，有机金属化学气相沉积)法、MBE(molecular beamepitaxy，分子束外延)法等。
接着，如图2所示，可以在第一面107侧的整个面上形成反射部130，在第二面109侧的整个面上形成减反射部(未示出)。反射部130及减反射部例如由CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)法、溅射法、离子辅助沉积(Ion Assisted Deposition)法等形成。
然后，如图5所示，在接触层112上形成第一电极122。例如通过真空蒸镀法在整个面上形成导电层之后，使用光刻技术(photolithography technology)和蚀刻技术将该导电层图案化，从而形成第一电极122。另外，例如也可以通过真空蒸镀法和剥离法的组合等将第一电极122形成期望的形状。
然后，如图5所示，在基板102的整个下表面上形成第二电极120。第二电极120的制造方法例如与上述第一电极122的制造方法的示例相同。另外，第一电极122和第二电极120的形成顺序没有特别限定。
如图5所示，通过以上的工序得到发光元件100。然后，例如可通过电镀法等在发光元件100的第一电极122上形成连接部件143。
然后，将发光元件100翻转图2所示的样子，也就是说，将发光元件100的活性层108侧朝向支撑部件140侧(junction down，接合处朝下)，可将发光元件100倒装在支撑部件140上。然后，通过连接部件143将发光元件100的第二电极120与端子144连接。该工序例如通过引线接合法等进行。
通过以上的工序，可制成发光装置1000。
4.发光装置的变形例
下面对本实施方式涉及的投影机中使用的发光装置的变形例进行说明。以下，变形例涉及的发光装置1100、1200、1300、1400、1500、1600中，对于与发光装置1000的构成部件具有同样功能的部件采用相同的标记并省略详细的说明。
(1)第一变形例涉及的发光装置
首先，参照附图说明第一变形例涉及的发光装置1100。图6是发光装置1100的俯视示意图。
在发光装置1000的例子中，例如如图2所示，对光学部件158中光的入射面162、164相对于与活性层108的第二面109平行的方向倾斜而出射面169不倾斜的情况进行了说明。与此相对，在图6的示例中，可使光学部材158中光的入射面165相对于与活性层108的第二面109平行的方向不倾斜但出射面倾斜。图示例子中，光学部件158中光的出射面可包括第一出射面166及第二出射面168。第一出射面166例如可相对于第三出射光L5的行进方向(X方向)及其垂线(Y方向)倾斜。同样，第二出射面168例如可相对于第四出射光L6的行进方向(X方向)及其垂线(Y方向)倾斜。俯视观察(参照图6)，由于第一出射面166和第二出射面168的倾斜，它们的交点S例如向发光元件100侧的相反侧突出。此外，如图6所示，光学部件158中的第一出射光L1及第二出射光L2的入射面165与活性层108的第二侧面109平行。
如图6所示，第一出射面166相对于与活性层108的第二面109平行的方向(Y方向)朝一侧倾斜。第一出射面166相对于与第二面109平行的方向的倾角(锐角侧)为θ5。该倾角θ5、光学部件158的折射率n及第一折射光L3相对于第二面109的垂线方向(X方向)的倾角(折射角)θ3例如可满足下式(2)。
nsin(θ5-θ3)＝sinθ5...(2)
因此，可以使第三出射光L5的行进方向为第二面109的垂线方向。此外，上式(2)是在第三出射光L5从光学部件158出射到空气中的情况下利用斯涅耳法则导出的。另外，根据上式(2)，倾角θ5例如可表示成
θ5＝tan-1{nsinθ3/(ncosθ3-1)}。此外，折射角θ3、光学部件158的折射率n以及第一出射光L1相对于第二面109的垂线方向(X方向)的倾角(入射面165上的入射角)θ1根据斯涅耳法则例如可满足下式(3)。
sinθ1＝nsinθ3...(3)
另外，如图6所示，第二出射面168相对于与活性层108的第二面109平行的方向朝另一侧倾斜。第二出射面168相对于与第二面109平行的方向的倾角(锐角侧)为θ6。与上述第一出射面166的倾角θ5一样，该倾角θ6例如可表示为
θ6＝tan-1{nsinθ4/(ncosθ4-1)}。因此，可使第四出射光L6的行进方向为第二侧面109的垂线方向。另外，θ4是第二折射光L4相对于第二侧面109的垂线方向的倾角。第一出射面166的倾角θ5和第二出射面168的倾角θ6例如相同。
如上所述，光学部件158能够使朝不同方向行进的第一出射光L1和第二出射光L2发生折射后作为朝同一方向行进的第三出射光L5和第四出射光L6出射。另外，虽未图示，光学部件158中光的入射面和出射面也可都相对于与活性层108的第二面109平行的方向倾斜。
根据发光装置1100，与发光装置1000一样，能够使朝不同方向行进的第一出射光L1和第二出射光L2发生折射后作为朝同一方向行进的第三出射光L5和第四出射光L6出射。
(2)第二变形例涉及的发光装置
下面参照附图对第二变形例涉及的发光装置1200进行说明。图7是发光装置1200的平面示意图。
在发光装置1000的例子中，如图1所示，对设置一个由增益区180、182构成的V型增益区183的情况进行了说明。而在发光装置1200中，可以配置多个V型增益区183(图7的例子中是两个)。图示的例子中，四个光出射面(两个第二端面172及两个第四端面176)全部设置在第二面109一侧。多个V型增益区183各自的第一增益区180的朝向(第一方向)A既可以每个增益区183都相同(图示的例子)，也可不同。同样，多个V型增益区183各自的第二增益区182的朝向(第二方向)B既可以每个增益区183都相同(图示的例子)，也可不同。另外，多个V型增益区183各自的第一增益区180在Y方向(与第一面107平行的方向)上的宽度既可以每个增益区183都相同(图示的例子)，也可不同。同样，多个V型增益区183各自的第二增益区182在Y方向上的宽度既可以每个增益区183都相同(图示的例子)，也可不同。另外，在发光装置1200中，如图7所示，发光装置1200中所有的第二端面172与第四端面176可互不重叠。
如图7所示，从位于活性层108的同一侧面(图示例子中为第二面109侧)侧的多个V型增益区183的第一增益区180的端面172及第二增益区182的端面176出射的光L1、L2全部入射到发光装置1200的光学部件157上。光学部件157能够使所有这些光L1、L2发生折射后作为朝同一方向行进的光L5、L6出射。
发光装置1200中，如图7所示，可以对多个V型增益区183配置一个一体的光学部件157。图示的例子中，光学部件157的形状是两个发光装置1000的例子中的光学部件158连接而成的形状。本变形例涉及的一个光学部件157的入射面包括两个第一入射面162及两个第二入射面164。另外，也可以对多个V型增益区183中的每一个分别地配置发光装置1000的例子中的多个光学部件158。
发光装置1200中，优选靠近发光元件100地配置光学部件157，更优选光学部件157与发光元件100接触。或者，优选相互远离地配置多个V型增益区183使之互不接触。通过这些配置方法中的至少一个，可以使第一出射光L1和第二出射光L2分别入射到光学部件157中对应的第一入射面162及第二入射面164上。也就是说，可以防止从一个V型增益区183出射的第一出射光L1和从另一个V型增益区183出射的第二出射光L2入射到同一个入射面(第一入射面162或第二入射面164)上。
与发光装置1000的例子相比，根据发光装置1200，可以实现发光装置整体的高输出。
(3)第三变形例涉及的发光装置
下面，参照附图对第三变形例涉及的发光装置1300进行说明。图8是发光装置1300的平面示意图。
在发光装置1000的例子中，如图2所示，对光学部件158中光的入射面162、164及出射面169外露的情况进行了说明。而在发光装置1300中，如图8所示，可以利用减反射部件159覆盖光学部件158中光的入射面162、164及出射面169。减反射部件159能够针对光的波长降低反射率。因而能降低光的反射损失。减反射部件159无需覆盖整个入射面162、164和出射面169，只要至少覆盖光学部件158的光的入射区和出射区即可。另外，减反射部件159可以至少覆盖光学部件158中光的入射区及出射区中的一个。减反射部件159可以包括折射率与光学部件158不同的至少一种物质。例如在光学部件158由玻璃构成的情况下，减反射部件159可使用SiN和SiO2的层压膜等。减反射部件159例如用CVD法成膜。
根据发光装置1300，如上所述，可以在光学部件158的入射面162、164及出射面169中降低光的反射损失。
(4)第四变形例涉及的发光装置
下面，参照附图对第四变形例涉及的发光装置1400进行说明。图9是发光装置1400的截面示意图。另外，图9所示的截面图与发光装置1000的例子中图2所示的截面图相对应。
在发光装置1000的例子中，对第一电极122从上至下具有与增益区180、182相同的平面形状的情况进行了说明。而在发光装置1400中，如图9所示，第一电极122的下部可具有与增益区180、182不同的平面形状。本变形例中，可以在接触层112的下面形成具有开口部的绝缘层202，并且形成嵌入该开口部的第一电极122。第一电极122形成在开口部内以及绝缘层(包括开口部)202下方。本变形例中，第一电极122的上部具有与增益区180、182相同的平面形状，第一电极122的下部具有与绝缘层202相同的平面形状。绝缘层202例如可使用SiN层、SiO2层、聚酰亚胺层等。绝缘层202例如可通过CVD法、涂覆法等成膜。第一电极122例如直接与支撑部件140相接合。该接合例如可以通过合金接合或采用焊膏的接合等来实现。
与发光装置1000的例子相比，根据发光装置1400，由于能够增大第一电极122的下部体积，因此可以提供散热性优良的发光装置1400。
(5)第五变形例涉及的发光装置
下面，参照附图对第五变形例涉及的发光装置1500进行说明。图10是发光装置1500的截面示意图。另外，图10所示的截面图与发光装置1000的例子中的图2所示的截面图相对应。
发光装置1000的例子中，在发光元件100中，活性层108设置在支撑部件140侧。而发光装置1500中，如图10所示，在发光元件中，活性层108设置在支撑部件140的相对侧。也就是说，活性层108设置在发光元件100中厚度方向的中间的上侧。发光装置1500中，基板102设置在活性层108与支撑部件140之间。第二电极120例如直接与支撑部件140接合。该接合例如可通过合金接合或采用焊膏的接合等来实现。另外，第一电极122例如通过第一连接部件142与端子144相连接。
根据发光装置1500，由于基板102设置在活性层108和支撑部件140之间，因此与发光装置1000的例子相比，活性层108设置在至少与支撑部件140相距相当于基板102的厚度的距离的位置上。因此，能得到形状(截面形状)更好的出射光。例如，如果从增益区180、182出射的出射光的放射角较大，则出射光被支撑部件140遮挡，有时出射光的形状会发生扭曲。而发光装置1500可以避免这样的问题。
(6)第六变形例涉及的发光装置
下面，参照附图对第六变形例涉及的发光装置1600进行说明。图11是发光装置1600的截面示意图。另外，图11所示的截面图与发光装置1000的例子中图2所示的截面图相对应。
在发光装置1000的例子中，对所谓的增益波导型进行了说明。而发光装置1600可以是所谓的折射率波导型。
也就是说，在发光装置1600中，如图11所示，接触层112和第一覆层110的一部分可构成柱状部311。柱状部311的平面形状与增益区180、182相同。例如，根据柱状部311的平面形状确定电极120、122间的电流通路，从而确定增益区180、182的平面形状。另外，虽未图示，柱状部311例如可由接触层112、第一覆层110及活性层108构成，也可进一步包括第二覆层106。另外，也可使柱状部311的侧面倾斜。
柱状部311的旁边设置有绝缘部316。绝缘部316可以与柱状部311的侧面接触。绝缘部316例如可使用SiN层、SiO2层、聚酰亚胺层等。绝缘部316例如由CVD法、涂覆法等形成。电极120、122间的电流可以避开绝缘部316而流经被该绝缘部316夹着的柱状部311。绝缘部316可具有比活性层108的折射率更小的折射率。由此，能够在平面方向上(与活性层108的厚度方向正交的方向)将光高效地封闭在增益区180、182内。
另外，上述的实施方式及变形例仅是示例，本发明并不限于此。例如，也可以适当地组合各实施方式及各变形例。
如上所述，对本发明的实施方式进行了详细说明，但本领域技术人员应该很容易理解在实质上不脱离本发明的新内容及效果的前提下，可以对本发明进行诸多变形。因此，这些变形例均应涵盖在本发明的范围之中。
附图标记
100发光元件        102基板        104缓冲层
106第二覆层        107第一面      108活性层
109第二面          110第一覆层    112接触层
114层压结构体      120第二电极    122第一电极
130反射部          140支撑部件    142第一连接部件
143第二连接部件    144端子        146绝缘部件
147通孔          157光学部件        158光学部件
159减反射部件    162第一入射面      164第二入射面
165入射面        166第一出射面      168第二出射面
169出射面        170第一端面        172第二端面
174第三端面      176第四端面        178重叠面
180第一增益区    182第二增益区      183V型增益区
200发光装置      202色缘层          300发光元件
311柱状部        316色缘部
1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600发光装置
1002均衡光学系统 1002a全息图        1002b物镜
1004液晶光阀     1006正交二向色棱镜 1008投影透镜
1010屏幕         10000投影机

Claims (9)

1.一种投影机，包括：
发光装置；
光调制装置，根据图像信息调制从所述发光装置出射的光；以及
投影装置，投影由所述光调制装置形成的图像，
发光装置具有发光元件以及光学部件，从所述发光元件出射的光入射到所述光学部件上，
所述发光元件为超发光二极管，具有包括夹在第一覆层和第二覆层之间的活性层的层压结构体，
所述活性层中的至少一部分构成作为所述活性层的电流通路的第一增益区及第二增益区，
所述层压结构体中，所述活性层的露出面中的第一面和第二面为彼此对置的位置关系，
从所述活性层的层压方向俯视，所述第一增益区从所述活性层的所述第一面到所述第二面相对于所述第一面的垂线向顺时针方向线性地倾斜，
从所述活性层的层压方向俯视，所述第二增益区从所述活性层的所述第一面到所述第二面相对于所述第一面的垂线向逆时针方向线性地倾斜，
所述光学部件使从所述第一增益区的在所述第二面侧的端面及所述第二增益区的在所述第二面侧的端面出射的光发生折射后作为朝同一方向前进的光而出射。
2.根据权利要求1所述的投影机，其中，
从所述光学部件出射的光的前进方向是所述第二面的垂线方向。
3.根据权利要求1或2所述的投影机，其中，
所述第一增益区和所述第二增益区构成所述第一增益区在所述第一面侧的端面与所述第二增益区在所述第一面侧的端面在所述第一面重叠的V型增益区，
在所述第一增益区和所述第二增益区中产生的光的波段中，所述第一面的反射率比所述第二面的反射率高。
4.根据权利要求1或2所述的投影机，其中，
排列了多个所述第一增益区和所述第二增益区。
5.根据权利要求3所述的投影机，其中，
排列了多个所述第一增益区和所述第二增益区。
6.根据权利要求1或2所述的投影机，其中，
所述光学部件对于从所述发光元件出射的光的波长具有透过性。
7.根据权利要求1或2所述的投影机，其中，
所述光学部件中的光的入射区和出射区之中至少一者被减反射部件覆盖。
8.根据权利要求1或2所述的投影机，其中，
所述发光元件安装在支撑部件上，
所述支撑部件的热导率比所述发光元件的热导率高，
在所述发光元件中，所述活性层设置在所述支撑部件一侧。
9.根据权利要求1或2所述的投影机，其中，
所述发光元件安装在支撑部件上，
在所述发光元件中，所述活性层设置在所述支撑部件的相对侧，
所述层压结构体还具有基板，
所述基板设置在所述活性层和所述支撑部件之间。
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