CN110780523A - 发光装置和投影仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供发光装置和投影仪，能够减少斑点噪声，并且能够以窄放射角射出光。一种发光装置，其具有多个第一发光部和谐振波长与所述第一发光部不同的多个第二发光部，在相邻的所述第一发光部之间配置有所述第二发光部，分别在多个所述第一发光部谐振的光的相位一致，分别在多个所述第二发光部谐振的光的相位一致。

Description

发光装置和投影仪
技术领域
本发明涉及发光装置和投影仪。
背景技术
半导体激光被期待作为高亮度的下一代光源。特别是，可期待应用了纳米柱的半导体激光能够利用纳米柱的光子晶体效应以窄放射角实现高输出的发光。这样的半导体激光例如可作为投影仪的光源被应用。
由于上述那样的激光是相干性高的光源，因此，在作为投影仪的光源来使用的情况下，斑点噪声成为问题。为了减少斑点噪声，需要降低相干性。
例如，在专利文献1中记载了如下的内容：在由多个激光元件排列而构成的激光阵列中，各激光元件被配置成，使得与最相邻的激光元件振荡的激光波长不同的激光振荡。根据这样的发光装置，由于射出不同波长的激光，因此，能够降低相干性，并能够减少斑点噪声。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-60433号公报
即使在如专利文献1那样的能够减少斑点噪声的发光装置中，也要求以窄放射角射出光。
发明内容
本发明的发光装置的一个方面具有：多个第一发光部；和
多个第二发光部，它们的谐振波长与所述第一发光部不同，
在相邻的所述第一发光部之间配置有所述第二发光部，
分别在多个所述第一发光部谐振的光的相位一致，
分别在多个所述第二发光部谐振的光的相位一致。
在所述发光装置的一个方面中，也可以这样：
多个所述第一发光部在所述第一发光部的光的谐振方向上排列，
多个所述第二发光部在所述第二发光部的光的谐振方向上排列。
在所述发光装置的一个方面中，也可以这样：
所述第一发光部和所述第二发光部具有发光层。
在所述发光装置的一个方面中，也可以这样：
所述第一发光部具有多个第一结构体，
多个所述第一结构体周期性地排列，
所述第二发光部具有多个第二结构体，
多个所述第二结构体周期性地排列，
所述第一结构体和所述第二结构体是柱状部。
在所述发光装置的一个方面中，也可以这样：
所述第一发光部具有多个第一结构体，
多个所述第一结构体周期性地排列，
所述第二发光部具有多个第二结构体，
多个所述第二结构体周期性地排列，
所述第一结构体和所述第二结构体是开口部。
在所述发光装置的一个方面中，也可以这样：
多个所述第一结构体和多个所述第二结构体被排列成正三角晶格状，
多个所述第一发光部和多个所述第二发光部被排列成正三角晶格状。
在所述发光装置的一个方面中，也可以这样：
多个所述第一结构体和多个所述第二结构体被排列成正方晶格状，
多个所述第一发光部和多个所述第二发光部被排列成正方晶格状。
在所述发光装置的一个方面中，也可以这样：
相邻的所述第一发光部之间的距离是在一个所述第一发光部谐振的光与在另一个所述第一发光部谐振的光耦合的距离，
相邻的所述第二发光部之间的距离是在一个所述第二发光部谐振的光与在另一个所述第二发光部谐振的光耦合的距离。
本发明的投影仪具有所述发光装置的一个方面。
附图说明
图1是示意性地示出第一实施方式的发光装置的剖视图。
图2是示意性地示出第一实施方式的发光装置的平面图。
图3是在实空间中示意性地示出第一实施方式的发光装置的配置第一结构体的晶格点的图。
图4是示意性地示出与第一实施方式的发光装置的配置第一结构体的晶格点对应的、波数空间中的倒晶格点的图。
图5是图4的放大图。
图6是示意性地示出第一实施方式的发光装置的剖视图。
图7是用于说明参考例1的发光装置的谐振区域的图。
图8是用于说明从参考例1的发光装置射出的光的放射角的图。
图9是用于说明从参考例1的发光装置射出的光的波长的图。
图10是用于说明参考例2的发光装置的谐振区域的图。
图11是用于说明从参考例2的发光装置射出的光的放射角的图。
图12是用于说明从参考例2的发光装置射出的光的波长的图。
图13是用于说明第一实施方式的发光装置的谐振区域的图。
图14是用于说明从第一实施方式的发光装置射出的光的放射角的图。
图15是用于说明从第一实施方式的发光装置射出的光的波长的图。
图16是示意性地示出第一实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。
图17是示意性地示出第一实施方式的第一变形例的发光装置的平面图。
图18是示意性地示出第一实施方式的第二变形例的发光装置的平面图。
图19是示意性地示出第一实施方式的第三变形例的发光装置的剖视图。
图20是示意性地示出第二实施方式的发光装置的平面图。
图21是在实空间中示意性地示出第二实施方式的发光装置的配置第一结构体的晶格点的图。
图22是示意性地示出与第二实施方式的发光装置的配置第一结构体的晶格点对应的、波数空间中的倒晶格点的图。
图23是图22的放大图。
图24是示意性地示出第二实施方式的变形例的发光装置的剖视图。
图25是示意性地示出第二实施方式的变形例的发光装置的立体图。
图26是示意性地示出第二实施方式的变形例的发光装置的剖视图。
图27是示意性地示出第三实施方式的投影仪的图。
标号说明
10…基体；20…层叠体；22…缓冲层；30…第一结构体；32…第二结构体；41…第一半导体层；42…第一引导层；43…发光层；44…第二引导层；45…第二半导体层；46…DBR层；50…第一电极；52…第二电极；60…掩模层；62…开口部；100…发光装置；100R…红色光源；100G…绿色光源；100B…蓝色光源；110、120、130、200、210…发光装置；900…投影仪；902R…第一透镜阵列；902G…第二透镜阵列；902B…第三透镜阵列；904R…第一光调制装置；904G…第二光调制装置；904B…第三光调制装置；906…交叉二向色棱镜；908…投射装置。
具体实施方式
下面，采用附图对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。另外，下面说明的实施方式并非不当地限定权利要求书中记载的本发明的内容。此外，下面说明的所有结构不限为是本发明的必须构成要素。
1.第一实施方式
1.1.发光装置
首先，参照附图对第一实施方式的发光装置进行说明。图1是示意性地示出第一实施方式的发光装置100的剖视图。图2是示意性地示出第一实施方式的发光装置100的平面图。
如图1和图2所示，发光装置100具有多个第一发光部E1、多个第二发光部E2、多个第三发光部E3、多个第四发光部E4、第一电极50和第二电极52。另外，为了方便起见，在图2中省略了第一至第四发光部E1～E4以外的部件的图示。
首先，对第一发光部E1进行说明。图1是示意性地示出发光装置100的第一发光部E1的剖视图。第一发光部E1例如由基体10和层叠体20构成。
如图1所示，基体10例如具有板状的形状。基体10例如是Si(硅)基板、GaN(氮化镓)基板、蓝宝石基板等。
层叠体20被设置于基体10。在图示的示例中，层叠体20被设置在基体10上。层叠体20具有缓冲层22和第一结构体30。
缓冲层22被设置在基体10上。缓冲层22例如是掺杂有Si的n型GaN层等。在缓冲层22上设置有用于形成第一结构体30的掩模层60。
另外，在本发明中，“上”是指，在层叠体20的层叠方向(下面，也简称为“层叠方向”)上从第一结构体30的发光层43来看远离基体10的方向，“下”是指，在层叠方向上从发光层43来看接近基体10的方向。
此外，在本发明中，“层叠体20的层叠方向”是指，第一结构体30的第一半导体层41与发光层43的层叠方向。
第一结构体30被设置在缓冲层22上。第一结构体30例如是柱状的柱状部。第一结构体30的与层叠方向正交的方向上的截面形状是例如正六边形等多边形、圆形等。第一结构体30的径是例如nm级，具体而言是10nm以上且500nm以下。第一结构体30也被称为例如纳米柱(Nanocolumn)、纳米线、纳米棒、纳米柱状物(Nanopillar)。第一结构体30的层叠方向上的大小是例如0.1μm以上且5μm以下。
另外，在本发明中，“径”在第一结构体30的平面形状为圆形的情况下是指直径，在第一结构体30的平面形状是多边形的情况下是指内部包含该多边形的最小的圆、即最小包含圆的直径。此外，“平面形状”是指从层叠方向观察的形状。
第一结构体30设置有多个。相邻的第一结构体30之间的距离是例如1nm以上且50nm以下。这里，图3是在实空间中示意性地示出从层叠方向观察配置第一结构体30的晶格点G1的图。图4是示意性地示出与从层叠方向观察配置第一结构体30的晶格点G1对应的、波数空间中的倒晶格点G2的图。图5是图4的中央附近的放大图，图5的正六边形表示第一布里渊区。
如图3所示，晶格点G1被周期性地排列，具体而言是被排列成正三角晶格状。即，多个第一结构体30被周期性地排列，具体而言是被排列成正三角晶格状。多个第一结构体30能够显现光子晶体的效应。具体而言，在周期性地排列第一结构体30而成的二维光子晶体中，形成有光子晶体能带结构。由于该点中的第一个光子晶体能带端的光在二维面内谐振并在面外垂直方向上产生衍射光，因此，能够用于光子晶体面发光激光。图5中的箭头表示在第一发光部E1谐振的光的谐振方向、即二维面内的驻波的谐振方向。在多个第一结构体30排列成正三角晶格状的情况下，如图5所示，谐振方向为彼此以60°相交的第一轴A1、第二轴A2和第三轴A3方向。
如图1所示，第一结构体30具有第一半导体层41、第一引导层42、发光层43、第二引导层44和第二半导体层45。
第一半导体层41被设置在缓冲层22上。第一半导体层41被设置在基体10与发光层43之间。第一半导体层41是例如掺杂有Si的n型的GaN层等。
第一引导层42被设置在第一半导体层41上。在图示的示例中，第一引导层42具有比第一半导体层41的径大的径。第一引导层42具有例如由GaN层和InGaN层构成的半导体超晶格(SL)结构。构成第一引导层42的GaN层和InGaN层的数量不特别地限定。
发光层43被设置在第一引导层42上。发光层43被设置在第一半导体层41与第二半导体层45之间。在图示的示例中，发光层43的径与第一引导层42的径相同。发光层43是通过被注入电流而能够产生光的层。发光层43具有例如由GaN层和InGaN层构成的量子阱(MQW)结构。构成发光层43的GaN层和InGaN层的数量不特别地限定。
第二引导层44被设置在发光层43上。在图示的示例中，第二引导层44的径与发光层43的径相同。第二引导层44具有例如由GaN层和InGaN层构成的半导体超晶格(SL)结构。构成第二引导层44的GaN层和InGaN层的数量不特别地限定。第一引导层42和第二引导层44是具有如下功能的层：扩大发光层43与在和层叠方向正交的方向上传播的光的重叠，即增大光限制系数(光閉じ込め係数)。
第二半导体层45被设置在第二引导层44上。第二半导体层45是与第一半导体层41导电型不同的层。第二半导体层45是例如掺杂有Mg的p型的GaN层等。第一半导体层41和第二半导体层45是具有使光陷入在发光层43中的功能的包覆层。
如图2所示，多个第一发光部E1被排列成例如正三角晶格状。多个第一发光部E1在第一发光部E1的光的谐振方向上排列。第一发光部E1的光的谐振方向是第一轴A1方向、第二轴A2方向和第三轴A3方向这三个方向。
在图示的示例中，在相邻的第一发光部E1之间配置有第二至第四发光部E2～E4中的任一个。具体而言，在第一轴A1方向上相邻的第一发光部E1之间配置有第二发光部E2。在第二轴A2方向上相邻的第一发光部E1之间配置有第三发光部E3。在第三轴A3方向上相邻的第一发光部E1之间配置有第四发光部E4。
分别在多个第一发光部E1谐振的光的相位一致。即，相邻的第一发光部E1之间的距离是在一个第一发光部E1谐振的光与在另一个第一发光部E1谐振的光耦合的距离。因此，在发光装置100中，在第一轴A1方向上排列的多个第一发光部E1中，能够形成一个驻波。在第二轴A2方向和第三轴A3方向上排列的多个第一发光部E1中也同样。具体而言，相邻的第一发光部E1之间的距离是几十μm。
下面，对第二发光部E2进行说明。图6是示意性地示出第二发光部E2的剖视图。如图6所示，第二发光部E2具有第二结构体32以代替上述的第一结构体30。第二结构体32是柱状的柱状部。第二结构体32的径与第一结构体30的径不同。因此，第二发光部E2与第一发光部E1的谐振波长不同。在图示的示例中，第二结构体32的径小于第一结构体30的径。
第二发光部E2除了由于具有第二结构体32而与第一发光部E1谐振波长不同以外，与上述的第一发光部E1基本相同。
例如，在相邻的第二发光部E2之间配置有第一、第三、第四发光部E1、E3、E4中的任一个。此外，分别在多个第二发光部E2谐振的光的相位一致。此外，多个第二发光部E2在第二发光部E2的光的谐振方向上排列。此外，多个第二结构体32周期性地排列，具体而言是呈正三角晶格状排列。此外，多个第二发光部E2呈正三角晶格状排列。此外，相邻的第二发光部之间的距离是在一个第二发光部E2谐振的光与在另一个第二发光部E2谐振的光耦合的距离。
另外，在上述内容中对如下示例进行了说明：由于第一结构体30的径与第二结构体32的径不同，因此，第一发光部E1与第二发光部E2的谐振波长不同。但是，使第一发光部E1与第二发光部E2的谐振波长不同的方法不特别限定，也可以使第一结构体30和第二结构体32的周期和折射率中的任一方不同。但是，使第一结构体30和第二结构体32的径不同的方法在工序上容易。
下面，对第三发光部E3进行说明。第三发光部E3除了与第一、第二发光部E1、E2谐振波长不同以外，与上述的第一发光部E1基本相同。第三发光部E3例如具有与第一、第二结构体30、32不同的径的第三结构体，因此，与第一、第二发光部E1、E2谐振波长不同。第三结构体是柱状的柱状部。
下面，对第四发光部E4进行说明。第四发光部E4除了与第一至第三发光部E1～E3谐振波长不同以外，与上述的第一发光部E1基本相同。第四发光部E4具有例如与第一至第三结构体不同的径的第四结构体，因而与第一至第三发光部E1～E3谐振波长不同。第四结构体是柱状的柱状部。
如上所述，第一至第四发光部E1～E4的谐振波长彼此不同。第一至第四发光部E1～E4的谐振波长各差例如几nm。例如，第一发光部E1的谐振波长为463nm，第二发光部E2的谐振波长为462nm，第三发光部E3的谐振波长为461nm，第四发光部E4的谐振波长为460nm。发光装置100能够射出例如蓝色区域的光。
如图2所示，从层叠方向观察，第一至第四发光部E1～E4具有例如正六边形的形状。在图示的示例中，从层叠方向观察，第一至第四发光部E1～E4是相同的大小。因此，在发光装置100中，能够将第一至第四发光部E1～E4在第一至第三轴A1～A3方向上配置成最密。
相邻的第一发光部E1之间的距离、相邻的第二发光部E2之间的距离、相邻的第三发光部E3之间的距离和相邻的第四发光部E4之间的距离例如彼此相同。从层叠方向观察，多个第一发光部E1的总面积、多个第二发光部E2的总面积、多个第三发光部E3的总面积和多个第四发光部E4的总面积例如彼此相同。即，配置有多个第一发光部E1的区域整体的大小、配置有多个第二发光部E2的区域整体的大小、配置有多个第三发光部E3的区域整体的大小和配置有多个第四发光部E4的区域整体的大小彼此相同。因此，根据发光装置100，在射出的各波长的光中能够使强度及放射角相同。
另外，通常，从层叠方向观察的发光部的面积与射出的光的放射角处于傅里叶变换的关系。即，NFP(Near Field Pattern：近场图形)与FFP(Far Field Pattern：远场图形)处于傅里叶变换的关系。因此，在振荡部的面积小的情况下，放射角增大，在振荡部的面积大的情况下，放射角缩小。
在发光装置100中，利用p型的第二半导体层45、未掺杂质的发光层43和第一、第二引导层42、44以及n型的第一半导体层41构成pin二极管。在发光装置100中，当在第一电极50与第二电极52之间施加pin二极管的正向偏压电压时，电流被注入到发光层43而在发光层43中发生电子与空穴的复合。通过该复合而引起发光。在发光层43中产生的光借助于第一半导体层41和第二半导体层45在与层叠方向正交的方向上传播，例如通过多个第一结构体30的光子晶体的效应在第一发光部E1中形成驻波，并在发光层43中受到增益而进行激光振荡。并且，发光装置100将+1级衍射光和-1级衍射光作为激光向层叠方向射出。
在发光装置100中，如上所述，针对每个第一至第四发光部E1～E4形成驻波，每个第一至第四发光部E1～E4谐振波长不同。因此，针对每个第一至第四发光部E1～E4能够射出不同波长的光。
另外，虽未图示，但也可以在基体10与缓冲层22之间、或者基体10的下面设置反射层。该反射层是例如DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射)层。通过该反射层能够使在发光层43产生的光反射，发光装置100能够仅从第二电极52侧射出光。此外，能够实现高输出化。
如图1所示，第一电极50被设置在缓冲层22上。缓冲层22也可以与第一电极50欧姆接触。第一电极50与第一半导体层41电连接。在图示的示例中，第一电极50通过缓冲层22与第一半导体层41电连接。第一电极50是用于将电流注入到发光层43中的一个电极。作为第一电极50，采用例如从缓冲层22侧按Ti(钛)层、Al(铝)层、Au(金)层的顺序层叠的电极等。另外，在基体10为导电性的情况下，虽未图示，但第一电极50也可以被设置在基体10的下面。
第二电极52被设置在第二半导体层45上。第二半导体层45也可以与第二电极52欧姆接触。第二电极52与第二半导体层45电连接。第二电极52是用于将电流注入到发光层43中的另一电极。作为第二电极52，采用例如ITO(indium tin oxide：铟锡氧化物)等。
另外，以上对InGaN系的发光层43进行了说明，但作为本发明的发光层43，可以采用通过注入电流而能够发光的所有材料系。例如，可以采用AlGaN系、AlGaAs系、InGaAs系、InGaAsP系、InP系、GaP系、AlGaP系等半导体材料。
发光装置100例如具有以下特征。
在发光装置100中，具有多个第一发光部E1和多个第二发光部E2，所述多个第二发光部E2与第一发光部E1谐振波长不同，在相邻的第一发光部E1之间配置有第二发光部E2，分别在多个第一发光部E1谐振的光的相位一致，分别在多个第二发光部E2谐振的光的相位一致。
因此，在发光装置100中，在第一发光部E1和第二发光部E2中，能够射出不同波长的光。由此，在发光装置100中，能够实现宽频带化，与射出一种波长的光的情况相比，能够降低相干性。其结果是，能够减少斑点噪声。
并且，在发光装置100中，分别在多个第一发光部E1谐振的光的相位一致，分别在多个第二发光部E2谐振的光的相位一致。因此，在相邻的第一发光部E1中，在一个第一发光部E1谐振的光能够与在另一个第一发光部E1谐振的光耦合，能够将多个第一发光部E1整体作为形成一个驻波的谐振区域。在第二发光部E2中也同样。因此，在发光装置100中，和在一个发光部谐振的光不与在另一个发光部谐振的光耦合的情况相比，能够缩小被射出的光的放射角。因此，例如，在将发光装置100用于投影仪的光源的情况下，能够实现后段的透镜的小型化。
如上所述，根据发光装置100，能够降低斑点噪声，并且能够以窄放射角射出光。
这里，图7是用于说明参考例1的发光装置S1的谐振区域R1的图。图8是用于说明从参考例1的发光装置S1射出的光的放射角的图。图9是用于说明从参考例1的发光装置S1射出的光的波长的图。图10是用于说明参考例2的发光装置S2的谐振区域R2的图。图11是用于说明从参考例2的发光装置S2射出的光的放射角的图。图12是用于说明从参考例2的发光装置S2射出的光的波长的图。图13是用于说明发光装置100的谐振区域R3的图。图14是用于说明从发光装置100射出的光的放射角的图。图15是用于说明从发光装置100射出的光的波长的图。
另外，为了方便起见，在图7、图10、图13中，利用圆示出了谐振区域R1、R2、R3。此外，在图8、图11、图14中，横轴表示放射角，纵轴表示光的强度。此外，在图9、图12、图15中，横轴表示波长，纵轴表示光的强度。即，图9、图12、图15表示光的光谱。
如图7所示，发光装置S1的谐振区域R1大于图10所示的发光装置S2的谐振区域R2的面积。因此，如图8所示，从发光装置S1射出的光的放射角变小。但是，由于发光装置S1射出一种波长的光，因此，如图9所示，从发光装置S1射出的光相干性高、容易产生斑点噪声。
如图10所示，发光装置S2具有多个谐振区域，例如，能够射出四种波长的光。因此，如图12所示，从发光装置S1射出的光相干性低，能够减少斑点噪声。但是，由于发光装置S2的谐振区域R2的面积小于发光装置S1的谐振区域R1的面积，因此，如图11所示，从发光装置S2射出的光的放射角变大。
根据发光装置100，能够将多个第一发光部E1整体作为使规定的波长的光谐振的一个谐振区域R3。因此，如图13所示，例如，可以具有四个大于发光装置S2的谐振区域R2的谐振区域R3。因此，如图14所示，能够缩小被射出的光的放射角，并且，如图15所示，相干性低，能够减少斑点噪声。
根据发光装置100，多个第一发光部E1被排列在第一发光部E1的光的谐振方向上，多个第二发光部E2被排列在第二发光部E2的光的谐振方向上。因此，根据发光装置100，在相邻的第一发光部E1中，在一个第一发光部E1谐振的光能够与在另一个第一发光部E1谐振的光耦合。同样地，在相邻的第二发光部E2中，在一个第二发光部E2谐振的光能够与在另一个第二发光部E2谐振的光耦合。
根据发光装置100，第一发光部E1和第二发光部E2具有发光层43。因此，第一发光部E1和第二发光部E2能够在发光层43产生光。
根据发光装置100，第一发光部E1具有多个第一结构体30，多个第一结构体30被周期性地排列，第二发光部E2具有多个第二结构体32，多个第二结构体32被周期性地排列，第一结构体30和第二结构体32是柱状部。因此，根据发光装置100，能够降低在第一结构体30和第二结构体32的上方产生缺陷及翘曲的可能性。
根据发光装置100，多个第一结构体30和多个第二结构体32被排列成正三角晶格状，多个第一发光部E1和多个第二发光部E2被排列成正三角晶格状。根据发光装置100，由于多个第一结构体30被排列成正三角晶格状，因此，能够将第一发光部E1的谐振方向作为彼此以60°相交的第一至第三轴A1～A3方向。并且，由于多个第一发光部E1被排列成正三角晶格状，因此，能够相对于三个谐振方向而使第一发光部E1各向同性地配置。因此，能够针对在三个方向上谐振的光而制造等价的谐振器，因此，能够使谐振区域的平均面积的光限制最大。在第二结构体32和第二发光部E2中也同样。
根据发光装置100，相邻的第一发光部E1之间的距离是在一个第一发光部E1谐振的光与在另一个第一发光部E1谐振的光耦合的距离，相邻的第二发光部E2之间的距离是在一个第二发光部E2谐振的光与在另一个第二发光部E2谐振的光耦合的距离。因此，根据发光装置100，能够使分别在多个第一发光部E1谐振的光的相位一致，并且能够使分别在多个第二发光部E2谐振的光的相位一致。
1.2.发光装置的制造方法
下面，参照附图对第一实施方式的发光装置100的制造方法进行说明。图16是示意性地示出第一实施方式的发光装置100的制造工序的剖视图。
如图16所示，使缓冲层22在基体10上外延生长。作为使之外延生长的方法，可列举例如MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：金属有机气相沉积)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy：分子束外延)法等。
接着，在缓冲层22上形成掩模层60。掩模层60例如通过电子束蒸镀法或等离子CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法等的成膜、以及光刻技术和蚀刻技术的图形化而形成。从层叠方向观察，使得用于形成掩模层60的柱状部的开口部62的面积在第一至第四发光部E1～E4中彼此不同。由此，能够在第一至第四发光部E1～E4中使柱状部的径彼此不同。
如图1所示，以掩模层60作为掩模而使第一半导体层41、第一引导层42、发光层43、第二引导层44和第二半导体层45按此顺序在缓冲层22上外延生长。作为使之外延生长的方法，可列举例如MOCVD法、MBE法等。通过以上工序，能够形成柱状部。即，能够形成第一发光部E1的第一结构体30、第二发光部E2的第二结构体32、第三发光部E3的第三结构体和第四发光部E4的第四结构体。
接着，在缓冲层22上形成第一电极50，在第二半导体层45上形成第二电极52。第一电极50和第二电极52通过例如真空蒸镀法等形成。另外，第一电极50和第二电极52的形成顺序不特别限定。
通过以上工序能够制造发光装置100。
1.3.发光装置的变形例
1.3.1.第一变形例
下面，参照附图对第一实施方式的第一变形例的发光装置进行说明。图17是示意性地示出第一实施方式的第一变形例的发光装置110的平面图。
下面，对在第一实施方式的第一变形例的发光装置110中与上述的第一实施方式的发光装置100的示例不同的方面进行说明，关于相同的方面省略说明。这在下面所示的第一实施方式的第二、第三变形例的发光装置中同样。
在上述的发光装置100中，如图2所示，从层叠方向观察，第一至第四发光部E1～E4具有正六边形的形状。相对于此，在发光装置110中，如图17所示，从层叠方向观察，第一至第四发光部E1～E4具有圆形的形状。另外，为了方便起见，在图17中，各示出一个第一至第三发光部E1～E3。
在发光装置110中，从层叠方向观察，在被第一至第四发光部E1～E4围绕的区域中，在图示的示例中，在被第一至第三发光部E1～E3围绕的区域F中设置有例如多个柱状部。
被设置于区域F的柱状部的径例如与第一至第四发光部E1～E4的柱状部的径不同。例如，也可以这样：在被第一至第三发光部E1～E3围绕的区域F中，随着接近第一发光部E1，区域F的柱状部的径接近第一发光部E1的柱状部的径。此外，也可以这样：在该区域F中，随着接近第二发光部E2，区域F的柱状部的径接近第二发光部E2的柱状部的径。此外，也可以这样：在该区域F中，随着接近第三发光部E3，区域F的柱状部的径接近第三发光部E3的柱状部的径。由此，在发光装置110中，能够减少区域界面给予谐振波长的影响。
另外，也可以这样：在通过改变柱状部的周期而使第一至第四发光部E1～E4的谐振波长不同的情况下，在该区域F中，随着接近第一发光部E1，区域F的柱状部的周期接近第一发光部E1的柱状部的周期。
1.3.2.第二变形例
下面，参照附图对第一实施方式的第二变形例的发光装置进行说明。图18是示意性地示出第一实施方式的第二变形例的发光装置120的平面图。
在上述的发光装置100中，如图2所示，从层叠方向观察，在相邻的第一发光部E1之间仅配置有第二至第四发光部E2～E4中的任一个。具体而言，在第一轴A1方向上相邻的第一发光部E1之间配置有一个第二发光部E2。在第二轴A2方向上相邻的第一发光部E1之间配置有一个第三发光部E3。在第三轴A3方向上相邻的第一发光部E1之间配置有一个第四发光部E4。
相对于此，在发光装置120中，如图18所示，从层叠方向观察，在相邻的第一发光部E1之间配置有第二至第九发光部E2～E9中的两个。具体而言，在第一轴A1方向上相邻的第一发光部E1之间配置有第五发光部E5和第九发光部E9。在第二轴A2方向上相邻的第一发光部E1之间配置有第二发光部E2和第三发光部E3。在第三轴A3方向上相邻的第一发光部E1之间配置有第四发光部E4和第七发光部E7。
发光装置120除了第一至第四发光部E1～E4以外还具有第五至第九发光部E5～E9。第一至第九发光部E1～E9彼此谐振波长不同。第五至第九发光部E5～E9除了由于例如柱状部的径不同而与第一发光部E1谐振波长不同以外，与上述第一发光部E1基本上相同。
由于发光装置120具有第一至第九发光部E1～E9，因此，与发光装置100相比，能够进一步降低相干性，并能够进一步减少斑点噪声。另外，在本发明的发光装置中，发光部的数量只要是多个则不特别限定。
1.3.3.第三变形例
下面，参照附图对第一实施方式的第三变形例的发光装置进行说明。图19是示意性地示出第一实施方式的第三变形例的发光装置130的平面图。
在上述的发光装置100中，如图1所示，第二半导体层45的径大于发光层43的径。相对于此，在发光装置130中，如图19所示，第二半导体层45的径与发光层43的径相同。在图示的示例中，第一引导层42的径在层叠方向上变化。第二引导层44的径与发光层43相同。
例如，通过调整使第一引导层42、发光层43、第二引导层44和第二半导体层45外延生长时的生长温度，从而使第一引导层42的径在层叠方向上变化，能够使第二半导体层45的径与发光层43的径和第二引导层44的径相同。
2.第二实施方式
2.1.发光装置
下面，参照附图对第二实施方式的发光装置进行说明。图20是示意性地示出第二实施方式的发光装置200的平面图。图21是在实空间中示意性地示出第二实施方式的发光装置200的配置第一结构体30的晶格点G1的图。图22是示意性地示出与第二实施方式的发光装置200的配置第一结构体30的晶格点G1对应的、波数空间中的相反晶格点G2的图。图23是图22的中央附近的放大图。图23中的正方形表示第一布里渊区。另外，为了方便起见，在图20中，省略了第一至第四发光部E1～E4以外的部件的图示。
下面，在第二实施方式的发光装置200中，对与上述的第一实施方式的发光装置100的示例不同的方面进行说明，对相同的方面省略说明。
在上述的发光装置100中，如图2所示，多个第一发光部E1被排列成正三角晶格状。并且，在发光装置100中，如图3所示，配置有第一结构体30的晶格点G1被排列成正三角晶格状。
相对于此，在发光装置200中，如图20所示，多个第一发光部E1被排列成正方晶格状。同样地，多个第二发光部E2被排列成正方晶格状。关于第三发光部E3和第四发光部E4也同样。从层叠方向观察，第一至第四发光部E1～E4的形状是正方形。
并且，在发光装置200中，如图21所示，配置有第一结构体30的晶格点G1被排列成正方晶格状。即，多个第一结构体30被配置成正方晶格状。同样，多个第二结构体32被配置成正方晶格状。关于第三发光部E3的第三结构体和第四发光部E4的第四结构体也同样。
图23中的箭头表示在第一发光部E1谐振的光的谐振方向。在多个第一结构体30排列成正方晶格状的情况下，如图23所示，谐振方向是彼此以90°相交的第四轴A4和第五轴A5方向。
如图20所示，多个第一发光部E1被排列在第一发光部E1的光的谐振方向上。第一发光部E1的光的谐振方向是第四轴A4方向和第五轴A5方向这两个方向。在图示的示例中，在第四轴A4方向上相邻的第一发光部E1之间配置有第二发光部E2。在第五轴A5方向上相邻的第一发光部E1之间配置有第四发光部E4。在第四轴A4方向上相邻的第四发光部E4之间配置有第三发光部E3。
在发光装置200中，多个第一结构体30和多个第二结构体32被排列成正方晶格状，多个第一发光部E1和多个第二发光部E2被排列成正方晶格状。在发光装置200中，由于多个第一结构体30被排列成正方晶格状，因此，能够将第一发光部E1的谐振方向作为彼此以90°相交的第四轴A4和第五轴A5方向。并且，由于多个第一发光部E1被排列成正方晶格状，因此，能够相对于两个谐振方向而使第一发光部E1各向同性地配置。由此，能够针对在两个方向上谐振的光而制造等价的谐振器，因此，能够使谐振区域的平均面积的光限制最大。在第二结构体32和第二发光部E2中也同样。
2.2.发光装置的制造方法
下面，对第二实施方式的发光装置200的制造方法进行说明。第二实施方式的发光装置200的制造方法与上述的第一实施方式的发光装置100的制造方法基本相同。因此，省略其详细的说明。
2.3.发光装置的变形例
下面，参照附图对第二实施方式的变形例的发光装置进行说明。图24是示意性地示出第二实施方式的变形例的发光装置210的剖视图。图25是示意性地示出第二实施方式的变形例的发光装置210的立体图。另外，图24是图25的XXIV-XXIV线剖视图。
下面，在第二实施方式的变形例的发光装置210中，对与上述的第二实施方式的发光装置200的示例不同的方面进行说明，关于相同的方面省略说明。
在上述的发光装置200中，第一结构体30是柱状部。相对于此，在发光装置210中，如图24和图25所示，第一结构体30是被设置于第二引导层44的开口部。第二引导层44是设置有多个开口部的光子晶体层。另外，图24和图25示出了第一发光部E1。
在发光装置210中，第一引导层42和第二引导层44也可以是GaN层。在图示的示例中，发光装置210具有被设置在第二引导层44与第二电极52之间的DBR(分布布拉格反射)层46。第一电极50具有从层叠方向观察为框状的形状。发光装置210能够从基体10侧射出光。
下面，对第二发光部E2进行说明。图26是示意性地示出第二发光部E2的剖视图。第二发光部E2的第二结构体32例如是径小于第一结构体30的径的开口部。同样地，第三发光部E3的第三结构体和第四发光部E4的第四结构体也是被设置于第二引导层44的开口部。
作为发光装置210的制造方法，使第一半导体层41、第一引导层42、发光层43和第二引导层44按此顺序外延生长。接着，通过光刻和蚀刻将第二引导层44图形化，例如在形成第一结构体30后，进一步使第二引导层44生长。由此，作为开口部的第一结构体30被密闭。
另外，例如，在使DBR层46、第二半导体层45、第二引导层44按此顺序在未图示的基体上外延生长后，将第二引导层44图形化而形成第一结构体30。并且，也可以这样：通过使具有形成于基体10的第一半导体层41、第一引导层42和发光层43的部件接合于设置有第一结构体30的第二引导层44上，从而形成发光装置210。另外，未图示的基体也可以例如在形成第二电极52前被除去。
在发光装置210中，第一结构体30和第二结构体32是开口部。开口部通过例如光刻和蚀刻的图形化而形成。因此，例如，与第一结构体30和第二结构体32为柱状部的情况相比，能够容易地形成第一结构体30和第二结构体32。
另外，在图25所示的示例中，多个第一结构体30被排列成正方晶格状，但多个第一结构体30也可以被排列成正三角晶格状。同样地，多个第二结构体32也可以被排列成正三角晶格状。在该情况下，多个第一发光部E1和多个第二发光部E2也可以被排列成正三角晶格状。
此外，虽未图示，但第一结构体30也可以被设置于第一引导层42而非第二引导层44。关于第二结构体32、第三结构体和第四结构体也同样。
3.第三实施方式
下面，参照附图对第三实施方式的投影仪进行说明。图27是示意性地示出第三实施方式的投影仪900的图。
本发明的投影仪具有本发明的发光装置。下面，对具有作为本发明的发光装置的发光装置100的投影仪900进行说明。
投影仪900具有未图示的壳体、壳体内具备的分别射出红色光、绿色光、蓝色光的红色光源100R、绿色光源100G、蓝色光源100B。红色光源100R、绿色光源100G和蓝色光源100B分别例如使多个发光装置100在与层叠方向正交的方向上呈阵列状配置，在多个发光装置100中基体10为通用基板。分别构成红色光源100R、绿色光源100G和蓝色光源100B的发光装置100的数量不特别限定。另外，为了方便起见，在图27中，简化了红色光源100R、绿色光源100G和蓝色光源100B。
投影仪900还具有被设置在壳体内的、第一透镜阵列902R、第二透镜阵列902G、第三透镜阵列902B、第一光调制装置904R、第二光调制装置904G、第三光调制装置904B和投射装置908。第一光调制装置904R、第二光调制装置904G和第三光调制装置904B例如是透过型的液晶光阀。投射装置908例如是投射透镜。
从红色光源100R射出的光入射到第一透镜阵列902R。从红色光源100R射出的光通过第一透镜阵列902R被聚光，例如，能够被重叠。
通过第一透镜阵列902R被会聚的光入射到第一光调制装置904R。第一光调制装置904R根据图像信息调制入射的光。进而，投射装置908将通过第一光调制装置904R形成的图像放大而投射到屏幕910上。
从绿色光源100G射出的光入射到第二透镜阵列902G。从绿色光源100G射出的光通过第二透镜阵列902G被聚光，例如，能够被重叠。
通过第二透镜阵列902G被会聚的光入射到第二光调制装置904G。第二光调制装置904G根据图像信息调制入射的光。进而，投射装置908将通过第二光调制装置904G形成的图像放大而投射到屏幕910上。
从蓝色光源100B射出的光入射到第三透镜阵列902B。从蓝色光源100B射出的光通过第三透镜阵列902B被聚光，例如，能够被重叠。
通过第三透镜阵列902B被会聚的光入射到第三光调制装置904B。第三光调制装置904B根据图像信息调制入射的光。进而，投射装置908将通过第三光调制装置904B形成的图像放大而投射到屏幕910上。
此外，投影仪900可以具有交叉二向色棱镜906，所述交叉二向色棱镜906将从第一光调制装置904R、第二光调制装置904G和第三光调制装置904B射出的光合成而引导到投射装置908。
通过第一光调制装置904R、第二光调制装置904G和第三光调制装置904B调制后的三色光入射到交叉二向色棱镜906。交叉二向色棱镜906通过粘合四个直角棱镜而形成，在其内表面呈十字状地配置有反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜。通过这些电介质多层膜使三色光合成，并形成显示彩色图像的光。进而，合成的光通过投射装置908被投射到屏幕910上，并显示出被放大的图像。
另外，红色光源100R、绿色光源100G和蓝色光源100B也可以这样：通过作为影像的像素而根据图像信息对发光装置100进行控制，从而直接形成影像而不采用第一光调制装置904R、第二光调制装置904G和第三光调制装置904B。并且，投射装置908也可以将通过红色光源100R、绿色光源100G和蓝色光源100B形成的影像放大而投射到屏幕910上。
此外，在上述的示例中，采用了透过型的液晶光阀作为光调制装置，但既可以采用液晶以外的光阀，也可以采用反射型的光阀。作为这样的光阀，可列举例如反射型的液晶光阀、数字微镜装置(Digital Micro Mirror Device)。此外，投射装置的结构可根据使用的光阀的种类适当地变更。
此外，可将光源还应用于如下的扫描型的图像显示装置的光源装置：具有作为图像形成装置的扫描单元，该图像形成装置通过使来自光源的光在屏幕上扫描，从而使所希望的大小的图像显示在显示面上。
本发明的发光装置的用途不限于上述的实施方式，除了投影仪以外，还可以作为室内外的照明、显示器的背光、激光打印机、扫描仪、车载用灯、采用光的传感设备、通信设备等的光源来使用。
本发明也可以在具有本申请所述的特征及效果的范围内省略一部分的结构，或将各实施方式或变形例组合起来。
本发明不限于上述的实施方式，还可进行各种变形。例如，本发明包括在实施方式中说明的结构和实质上相同的结构。实质上相同的结构是指例如功能、方法和结果相同的结构、或者目的和效果相同的结构。此外，本发明包括将实施方式中说明的结构的非本质的部分置换了的结构。此外，本发明包括起到与实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或者能够达成相同目的的结构。此外，本发明包括在实施方式中说明的结构中附加上公知技术的结构。

Claims (9)

1.一种发光装置，该发光装置具有：
多个第一发光部；和
多个第二发光部，它们的谐振波长与所述第一发光部不同，
在相邻的所述第一发光部之间配置有所述第二发光部，
分别在多个所述第一发光部谐振的光的相位一致，
分别在多个所述第二发光部谐振的光的相位一致。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，
多个所述第一发光部在所述第一发光部的光的谐振方向上排列，
多个所述第二发光部在所述第二发光部的光的谐振方向上排列。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，
所述第一发光部和所述第二发光部具有发光层。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其中，
所述第一发光部具有多个第一结构体，
多个所述第一结构体周期性地排列，
所述第二发光部具有多个第二结构体，
多个所述第二结构体周期性地排列，
所述第一结构体和所述第二结构体是柱状部。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其中，
所述第一发光部具有多个第一结构体，
多个所述第一结构体周期性地排列，
所述第二发光部具有多个第二结构体，
多个所述第二结构体周期性地排列，
所述第一结构体和所述第二结构体是开口部。
6.根据权利要求4或5所述的发光装置，其中，
多个所述第一结构体和多个所述第二结构体被排列成正三角晶格状，
多个所述第一发光部和多个所述第二发光部被排列成正三角晶格状。
7.根据权利要求4或5所述的发光装置，其中，
多个所述第一结构体和多个所述第二结构体被排列成正方晶格状，
多个所述第一发光部和多个所述第二发光部被排列成正方晶格状。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其中，
相邻的所述第一发光部之间的距离是在一个所述第一发光部谐振的光与在另一个所述第一发光部谐振的光耦合的距离，
相邻的所述第二发光部之间的距离是在一个所述第二发光部谐振的光与在另一个所述第二发光部谐振的光耦合的距离。
9.一种投影仪，其具有权利要求1至8中的任一项所述的发光装置。
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