JP2009238848A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device.
近年、プロジェクタやディスプレイなどの表示装置の光源用の発光装置として、高輝度で色再現性に優れたレーザ装置が期待されている。しかしながら、スクリーン面での乱反射光が相互に干渉して発生するスペックルノイズが問題となることがある。この問題に対しては、例えば下記特許文献1では、スクリーンを揺動させてスペックルパターンを変化させることでスペックルノイズを低減させる方法が提案されている。
しかしながら、上記特許文献1に開示された方法では、スクリーンが限定されてしまう、スクリーンを動かすためのモーター等の部材が必要になってしまう、モーター等から雑音が発生してしまう、などの新たな問題が発生する場合がある。
However, in the method disclosed in
また、スペックルノイズを低減させるために、光源用の発光装置として、一般的なLED(Light Emitting Diode)を用いることも考えられる。しかしながら、LEDでは、十分な光出力を得られないことがある。 In order to reduce speckle noise, it is also conceivable to use a general LED (Light Emitting Diode) as a light emitting device for a light source. However, there are cases where a sufficient light output cannot be obtained with an LED.
本発明の目的の1つは、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力である新規な発光素子を有する発光装置を提供することにある。 One object of the present invention is to provide a light-emitting device having a novel light-emitting element that can reduce speckle noise and has high output.
本発明に係る発光装置は、
発光素子と、
前記発光素子の側方に設けられた少なくとも1つの光学部材と、
を含み、
前記発光素子は、
クラッド層と、
前記クラッド層の上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された他のクラッド層と、
を有し、
前記活性層のうちの少なくとも一部は、複数の利得領域を構成し、
前記利得領域は、平面的に見て、前記活性層の一の側面から他の側面まで、前記一の側面の垂線に対して傾いた方向に向かって設けられ、
複数の前記利得領域は、少なくとも1つの前記利得領域の対を成し、
前記利得領域の対の一方の第1利得領域は、一の方向に向かって設けられ、
前記利得領域の対の他方の第2利得領域は、前記一の方向とは異なる他の方向に向かって設けられ、
前記光学部材は、前記活性層の同じ側面側における前記第1利得領域の端面および前記第2利得領域の端面から出射される光を屈折させて、同じ向きに進む光として出射させる。
The light emitting device according to the present invention is
A light emitting element;
At least one optical member provided on a side of the light emitting element;
Including
The light emitting element is
A cladding layer;
An active layer formed above the cladding layer;
Another cladding layer formed above the active layer;
Have
At least a part of the active layer constitutes a plurality of gain regions,
The gain region is provided in a direction inclined with respect to a normal to the one side surface from one side surface to the other side surface of the active layer in a plan view.
The plurality of gain regions form at least one gain region pair;
One first gain region of the pair of gain regions is provided toward one direction;
The other second gain region of the pair of gain regions is provided in another direction different from the one direction;
The optical member refracts light emitted from the end face of the first gain region and the end face of the second gain region on the same side surface side of the active layer, and emits the light as light traveling in the same direction.
本発明に係る発光装置の有する発光素子では、後述するように、前記利得領域に生じる光のレーザ発振を抑制または防止することができる。従って、スペックルノイズを低減させることができる。さらに、本発明に係る発光装置では、前記利得領域に生じる光は、該利得領域内において利得を受けながら進行して、外部に出射されることができる。従って、従来の一般的なLEDよりも高い出力を得ることができる。以上のように、本発明によれば、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力である新規な発光素子を有する発光装置を提供することができる。 In the light emitting element included in the light emitting device according to the present invention, as will be described later, laser oscillation of light generated in the gain region can be suppressed or prevented. Therefore, speckle noise can be reduced. Furthermore, in the light emitting device according to the present invention, the light generated in the gain region can travel while receiving a gain in the gain region and be emitted to the outside. Therefore, it is possible to obtain a higher output than conventional general LEDs. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a light-emitting device having a novel light-emitting element that can reduce speckle noise and has high output.
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定の部材(以下「A部材」という)の「上方」に形成された他の特定の部材(以下「B部材」という)」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、A部材上に直接B部材が形成されているような場合と、A部材上に他の部材を介してB部材が形成されているような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。 In the description of the present invention, the word “upper” is referred to as, for example, another specific member (hereinafter referred to as “B member”) formed “above” a “specific member (hereinafter referred to as“ A member ”). ) "Etc. In the description according to the present invention, in this case, the B member is formed directly on the A member, and the B member is formed on the A member via another member. The word “above” is used as a case where the case is included.
本発明に係る発光装置において、
前記光学部材における光の入射面は、平面的に見て、入射光の進む向き及びその垂線に対して傾いていることができる。
In the light emitting device according to the present invention,
The light incident surface of the optical member can be inclined with respect to the direction in which the incident light travels and its perpendicular, as viewed in a plan view.
本発明に係る発光装置において、
前記光学部材における光の出射面は、平面的に見て、出射光の進む向き及びその垂線に対して傾いていることができる。
In the light emitting device according to the present invention,
The light exit surface of the optical member can be inclined with respect to the direction in which the emitted light travels and its perpendicular, as viewed in a plan view.
本発明に係る発光装置において、
前記光学部材から出射される光の進む向きは、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面の垂線方向であることができる。
In the light emitting device according to the present invention,
The traveling direction of the light emitted from the optical member may be a perpendicular direction of the side surface of the active layer from which the light incident on the optical member is emitted.
本発明に係る発光装置において、
前記光学部材における光の入射面は、第1入射面および第2入射面からなり、
前記第1入射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面に平行な方向に対して、一方の側に傾いており、
前記第2入射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面に平行な方向に対して、他方の側に傾いており、
前記光学部材における光の出射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面と平行であることができる。
In the light emitting device according to the present invention,
The light incident surface of the optical member includes a first incident surface and a second incident surface,
The first incident surface is inclined to one side with respect to a direction parallel to the side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in plan view.
The second incident surface is inclined to the other side with respect to a direction parallel to the side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in plan view.
The light emission surface of the optical member may be parallel to the side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in plan view.
本発明に係る発光装置において、
前記光学部材における光の出射面は、第1出射面および第2出射面からなり、
前記第1出射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面に平行な方向に対して、一方の側に傾いており、
前記第2出射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面に平行な方向に対して、他方の側に傾いており、
前記光学部材における光の入射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面と平行であることができる。
In the light emitting device according to the present invention,
The light exit surface of the optical member comprises a first exit surface and a second exit surface,
The first emission surface is inclined to one side with respect to a direction parallel to a side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in plan view.
The second emission surface is inclined to the other side with respect to a direction parallel to the side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in plan view.
A light incident surface of the optical member may be parallel to a side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in plan view.
本発明に係る発光装置において、
前記第1利得領域の前記一の側面側の端面のうちの少なくとも一部と、前記第2利得領域の前記一の側面側の端面のうちの少なくとも一部とは、前記活性層の同じ側面側において重なっており、
前記複数の利得領域に生じる光の波長帯において、前記一の側面の反射率は、前記他の側面の反射率よりも高いことができる。
In the light emitting device according to the present invention,
At least a part of the end face on the one side surface side of the first gain region and at least a part of the end surface on the one side surface side of the second gain region are the same side surface side of the active layer Are overlapping,
In the wavelength band of light generated in the plurality of gain regions, the reflectance of the one side surface can be higher than the reflectance of the other side surface.
本発明に係る発光装置において、
前記利得領域では、前記一の側面側から平面的に見て、前記一の側面側の端面と、前記他の側面側の端面とは、重なっていないことができる。
In the light emitting device according to the present invention,
In the gain region, when viewed in plan from the one side surface side, the end surface on the one side surface side and the end surface on the other side surface side may not overlap.
本発明に係る発光装置において、
前記発光素子は、
前記クラッド層に電気的に接続された電極と、
前記他のクラッド層に電気的に接続された他の電極と、
を有することができる。
In the light emitting device according to the present invention,
The light emitting element is
An electrode electrically connected to the cladding layer;
Another electrode electrically connected to the other cladding layer;
Can have.
なお、本発明に係る記載では、「電気的に接続」という文言を、例えば、「特定の部材(以下「C部材」という)に「電気的に接続」された他の特定の部材(以下「D部材」という)」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、C部材とD部材とが、直接接して電気的に接続されているような場合と、C部材とD部材とが、他の部材を介して電気的に接続されているような場合とが含まれるものとして、「電気的に接続」という文言を用いている。 In the description according to the present invention, the phrase “electrically connected” is used as, for example, another specific member (hereinafter “electrically connected” to “specific member (hereinafter referred to as“ C member ”)”. It is used as "D member"). In the description according to the present invention, in the case of this example, the case where the C member and the D member are directly connected and electrically connected, and the C member and the D member are the other members. The term “electrically connected” is used as a case where the case where the terminals are electrically connected to each other is included.
本発明に係る発光装置において、
前記利得領域の対は、複数配列されており、
前記光学部材は、前記活性層の同じ側面側における複数の前記利得領域の対の前記第1利得領域の端面および前記第2利得領域の端面から出射される光を屈折させて、全て同じ向きに進む光として出射させることができる。
In the light emitting device according to the present invention,
A plurality of pairs of the gain regions are arranged,
The optical member refracts light emitted from an end surface of the first gain region and an end surface of the second gain region of a plurality of pairs of the gain regions on the same side surface side of the active layer so that they are all in the same direction. It can be emitted as traveling light.
本発明に係る発光装置において、
前記光学部材は、前記発光素子と接していることができる。
In the light emitting device according to the present invention,
The optical member may be in contact with the light emitting element.
本発明に係る発光装置において、
前記光学部材は、前記発光素子から出射される光の波長に対して透過性を有することができる。
In the light emitting device according to the present invention,
The optical member may be transparent to the wavelength of light emitted from the light emitting element.
本発明に係る発光装置において、
前記光学部材における光の入射領域および出射領域のうちの少なくとも一方は、反射低減部材により覆われていることができる。
In the light emitting device according to the present invention,
At least one of the light incident area and the light emitting area of the optical member may be covered with a reflection reducing member.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1. 第1の実施形態
1.1. まず、第1の実施形態に係る発光装置1000について説明する。
1. 1. First embodiment 1.1. First, the
図1は、発光装置1000を概略的に示す平面図であり、図2は、図1のII−II線断面図である。
1 is a plan view schematically showing the
発光装置1000は、図1及び図2に示すように、発光素子100と、光学部材158と、を含む。発光装置1000は、さらに、例えば、支持部材140と、接続部材143と、を含むことができる。なお、ここでは、発光素子100がInGaAlP系(赤色)の半導体発光素子である場合について説明する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
発光素子100は、支持部材140の上に実装されている。発光素子100は、図1及び図2に示すように、クラッド層(以下「第1クラッド層」という)110と、その上に形成された活性層108と、その上に形成されたクラッド層(以下「第2クラッド層」という)106と、を有する。発光素子100は、さらに、例えば、基板102と、バッファ層104と、コンタクト層112と、第1電極122と、第2電極120と、を有することができる。
The
基板102としては、例えば、第1導電型(例えばn型)のGaAs基板などを用いることができる。
As the
バッファ層104は、例えば図2に示すように、基板102下に形成されていることができる。バッファ層104は、例えば、後述するエピタキシャル成長工程において(図4参照)、バッファ層104の上方に形成される層の結晶性を向上させることができる。バッファ層104としては、例えば、基板102よりも結晶性の良好な(例えば欠陥密度の低い)第1導電型(n型)のGaAs層、InGaP層などを用いることができる。
The
第2クラッド層106は、バッファ層104下に形成されている。第2クラッド層106は、例えば、第1導電型の半導体からなる。第2クラッド層106としては、例えばn型AlGaP層などを用いることができる。
The
活性層108は、第2クラッド層106下に形成されている。活性層108は、例えば、発光素子100のうちの支持部材140側に設けられている。即ち、活性層108は、例えば、発光素子100のうち、厚さ方向の中間よりも下側(基板102側とは反対側)に設けられている。活性層108は、例えば、InGaPウェル層とInGaAlPバリア層とから構成される量子井戸構造を3つ重ねた多重量子井戸(MQW)構造を有する。
The
活性層108の一部は、複数の利得領域を構成している。複数の利得領域の各々は、対を成している。例えば図示の例では、活性層108は、2つの利得領域(第1利得領域180及び第2利得領域182)を有し、これらが利得領域対183を構成している。
A part of the
利得領域180,182には、光を生じさせることができ、この光は、利得領域180,182内で利得を受けることができる。活性層108の形状は、例えば直方体(立方体である場合を含む)などである。活性層108は、図1に示すように、2つの側面107,109を有する。2つの側面107,109は、例えば対向しており、例えば平行である。利得領域180,182に生じる光の波長帯において、側面(以下「第1側面」という)107の反射率は、例えば側面(以下「第2側面」という)109の反射率よりも高い。例えば、図1に示すように、第1側面107を反射部130によって覆うことにより、高い反射率を得ることができる。反射部130としては、例えば、第1側面107側からAl2O3層、TiO2層の順序で4ペア積層した誘電体多層膜ミラーなどを用いることができる。第1側面107の反射率は、100%、あるいはそれに近いことが望ましい。これに対し、第2側面109の反射率は、0%、あるいはそれに近いことが望ましい。例えば、第2側面109を反射低減部(図示せず)によって覆うことにより、低い反射率を得ることができる。反射低減部としては、例えばAl2O3単層などを用いることができる。
The
利得領域180,182の各々は、平面的に見て(図1参照)、第1側面107から第2側面109まで、第1側面107の垂線Pに対して傾いた方向に向かって設けられている。これにより、利得領域180,182に生じる光のレーザ発振を抑制または防止することができる。第1利得領域180と第2利得領域182とは、異なる方向に向かって設けられている。図示の例では、第1利得領域180は、垂線Pに対して一方の側に傾いており、角度θAの傾きを有する方向(以下「第1方向」ともいう)Aに向かって設けられている。また、第2利得領域182は、垂線Pに対して他方の側(上記一方の側の反対側)に傾いており、角度θBの傾きを有する方向(以下「第2方向」ともいう)Bに向かって設けられている。なお、第1利得領域180が、ある方向に向かって設けられている場合とは、当該方向が、平面的に見て、第1利得領域180の第1側面107側の第1端面170の中心と、第2側面109側の第2端面172の中心とを結ぶ方向に一致する場合をいう。このことは、他の利得領域についても同様である。第1利得領域180の傾き角θAと、第2利得領域182の傾き角θBは、図示の例では同じであるが、異なっていても良い。
Each of the
図示の例では、第1端面170と、第2利得領域182の第1側面107側の第3端面174とは、重なり面178において完全に重なっているが、例えば、図示しないが、第1端面170と、第3端面174とは、一部で重なっていることもできる。第1利得領域180の平面形状と、第2利得領域182の平面形状とは、例えば、第1端面170または第3端面174内の垂線Pに対して線対称である。第1利得領域180の平面形状と、第2利得領域182の平面形状とは、例えば、重なり面178の垂直二等分線Pに対して線対称である。第1利得領域180及び第2利得領域182の各々の平面形状は、例えば図1に示すような平行四辺形などである。
In the illustrated example, the first end surface 170 and the third end surface 174 on the
図3は、図1及び図2の例における活性層108を第1側面107側から平面的に見た図である。図3に示すように、第1利得領域180及び第2利得領域182の各々では、第1側面107側の端面170,174と、第2側面109側の端面172,176とは、重なっていない。これにより、利得領域180,182に生じる光を、第1側面107側の端面170,174と、第2側面109側の端面172,176との間で、直接的に多重反射させないことができる。その結果、直接的な共振器を構成させないことができるため、利得領域180,182に生じる光のレーザ発振をより確実に抑制または防止することができる。従って、発光素子100は、レーザ光ではない光を発することができる。なお、この場合には、図3に示すように、例えば第1利得領域180において、第1端面170と、第2端面172とのずれ幅xが正の値であれば良い。このことは、他の利得領域についても同様である。
FIG. 3 is a plan view of the
また、図示の例では、図1に示すように、第1利得領域180及び第2利得領域182の各々の第2側面109側の端面172,176の幅は、第1側面107側の端面170,174の幅と同じであるが、異なっていても良い。
In the illustrated example, as shown in FIG. 1, the widths of the end surfaces 172 and 176 on the
第1クラッド層110は、活性層108下に形成されている。第1クラッド層110は、例えば第2導電型(例えばp型)の半導体からなる。第1クラッド層110としては、例えばp型AlGaP層などを用いることができる。
The
例えば、p型の第1クラッド層110、不純物がドーピングされていない活性層108、及びn型の第2クラッド層106により、pinダイオードが構成される。第1クラッド層110及び第2クラッド層106の各々は、活性層108よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層である。活性層108は、光を増幅する機能を有する。第1クラッド層110及び第2クラッド層106は、活性層108を挟んで、注入キャリア(電子および正孔)並びに光を閉じ込める機能を有する。
For example, the p-type
コンタクト層112は、例えば図2に示すように、第1クラッド層110下に形成されていることができる。コンタクト層112としては、第1電極122とオーミックコンタクトする層を用いることができる。コンタクト層112は、例えば第2導電型の半導体からなる。コンタクト層112としては、例えばp型GaAs層などを用いることができる。
The
第1電極122は、コンタクト層112下に形成されている。第1電極122は、コンタクト層112を介して、第1クラッド層110と電気的に接続されている。第1電極122は、発光素子100を駆動するための一方の電極である。第1電極122としては、例えば、コンタクト層112側からCr層、AuZn層、Au層の順序で積層したものなどを用いることができる。第1電極122の上面は、利得領域180,182と同様の平面形状を有している。図示の例では、第1電極122とコンタクト層112との接触面の平面形状によって、電極122,120間の電流経路が決定され、その結果、利得領域180,182の平面形状が決定されることができる。なお、図示しないが、例えば、第2電極120と基板102との接触面が、利得領域180,182と同じ平面形状を有していても良い。
The
第2電極120は、基板102の上の全面に形成されている。第2電極120は、該第2電極120とオーミックコンタクトする層(図示の例では基板102)と接していることができる。第2電極120は、基板102及びバッファ層104を介して、第2クラッド層106と電気的に接続されている。第2電極120は、発光素子100を駆動するための他方の電極である。第2電極120としては、例えば、基板102側からCr層、AuGe層、Ni層、Au層の順序で積層したものなどを用いることができる。なお、第2クラッド層106とバッファ層104との間に、第2コンタクト層(図示せず)を設け、ドライエッチングなどにより該第2コンタクト層の第2クラッド層106側を露出させ、第2電極120を第2コンタクト層下に設けることもできる。これにより、片面電極構造を得ることができる。第2コンタクト層としては、例えばn型GaAs層などを用いることができる。また、図示しないが、例えば、エピタキシャルリフトオフ(ELO)法、レーザリフトオフ法などを用いて、基板102とその下に設けられた部材とを切り離すことができる。即ち、発光素子100は、基板102を有しないこともできる。この場合には、例えばバッファ層104の直接上に第2電極120を形成することができる。
The
発光素子100では、第1電極122と第2電極120との間に、pinダイオードの順バイアス電圧を印加すると、活性層108の利得領域180,182において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、利得領域180,182内で光の強度が増幅される。例えば、第2利得領域182に生じる光の一部は、重なり面178において反射して、第1利得領域180の第2側面109側の第2端面172から第1出射光L1として出射されるが、その間に光強度が増幅される。同様に、第1利得領域180に生じる光の一部は、重なり面178において反射して、第4端面176から第2出射光L2として出射されるが、その間に光強度が増幅される。なお、第1利得領域180に生じる光には、直接、第2端面172から第1出射光L1として出射されるものもある。同様に、第2利得領域182に生じる光には、直接、第4端面176から第2出射光L2として出射されるものもある。第1出射光L1は、例えば、光の屈折により、第1側面107の垂線Pに対する第1利得領域180の傾きよりも、さらに傾いた方向に出射されることができる。第1側面107の垂線Pに対する第1利得領域180の傾き角θA、第1出射光L1の傾き角θ1、及び、活性層108の屈折率nAは、例えば下記式を満たすことができる。
In the
nAsinθA=sinθ1
なお、上記式は、活性層108から空気中に第1出射光L1が出射される場合におけるスネルの法則を用いて導出される。上記式は、他の利得領域についても同様に成立する。
n A sin θ A = sin θ 1
The above equation is derived using Snell's law when the first emitted light L1 is emitted from the
光学部材158は、図1及び図2に示すように、支持部材140上であって、発光素子100の側方に設けられている。光学部材158には、活性層108の同じ側面側(図示の例では第2側面109側)における第1利得領域180の端面172及び第2利得領域182の端面176から出射される第1出射光L1及び第2出射光L2が入射する。光学部材158における光の入射面は、例えば図1に示すように、第1入射面162及び第2入射面164からなることができる。第1入射面162は、例えば図1に示すように、第1出射光L1の進む向き及びその垂線Qに対して傾いていることができる。これにより、第1出射光L1は、光学部材158により屈折させられて、第1屈折光L3として光学部材158内を進むことができる。同様に、第2入射面164は、例えば、第2出射光L2の進む向き及びその垂線Rに対して傾いていることができる。これにより、第2出射光L2は、光学部材158により屈折させられて、第2屈折光L4として光学部材158内を進むことができる。第1入射面162及び第2入射面164の傾きにより、例えば、平面的に見て(図1参照)、それらの交点Sは発光素子100側に突出している。第1入射面162と、第2入射面164とは、例えば図1に示すように、重なり面178の垂直二等分線Pに対して線対称であることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第1入射面162は、図1に示すように、活性層108の第2側面109に平行な方向(図1のY方向)に対して、一方の側に傾いている。第2側面109に平行な方向に対する第1入射面162の傾き角(鋭角側)をθ3とする。この傾き角θ3、光学部材158の屈折率n、及び、第2側面109の垂線方向(図1のX方向)に対する第1出射光L1の傾き角θ1は、例えば下記式(1)を満たすことができる。
As shown in FIG. 1, the
sin(θ1+θ3)=nsinθ3 …(1)
これにより、第1屈折光L3の進む向きを第2側面109の垂線方向とすることができる。なお、上記式(1)は、第1出射光L1が空気中から光学部材158に入射する場合におけるスネルの法則を用いて導出される。また、上記式(1)より、傾き角θ3は、例えば、
θ3=tan−1{sinθ1/(n−cosθ1)}
と表されることができる。
sin (θ 1 + θ 3 ) = n sin θ 3 (1)
Thereby, the direction in which the first refracted light L3 travels can be the normal direction of the
θ 3 = tan −1 {sin θ 1 / (n−cos θ 1 )}
It can be expressed as
また、第2入射面164は、図1に示すように、活性層108の第2側面109に平行な方向に対して、他方の側に傾いている。第2側面109に平行な方向に対する第2入射面164の傾き角(鋭角側)をθ4とする。この傾き角θ4は、上述した第1入射面162の傾き角θ3と同様に、例えば、
θ4=tan−1{sinθ2/(n−cosθ2)}
と表されることができる。これにより、第2屈折光L4の進む向きを第2側面109の垂線方向とすることができる。なお、θ2は、第2側面109の垂線方向に対する第2出射光L2の傾き角である。第1出射光L1の傾き角θ1と、第2出射光L2の傾き角θ2は、例えば同じである。また、第1入射面162の傾き角θ3と、第2入射面164の傾き角θ4は、例えば同じである。
Further, as shown in FIG. 1, the
θ 4 = tan −1 {sin θ 2 / (n−cos θ 2 )}
It can be expressed as Thereby, the direction in which the second refracted light L4 travels can be the normal direction of the
以上のようにして、例えば、第1屈折光L3及び第2屈折光L4の進む向きを、活性層108の第2側面109の垂線方向に揃えることができる。即ち、第1屈折光L3の進む向きと、第2屈折光L4の進む向きとは、例えば同じである。本実施形態に係る発光装置1000では、例えば、第1利得領域180が垂線Pに対して一方の側に傾いて設けられ、第2利得領域182が他方の側に傾いて設けられている。このため、第1出射光L1が垂線Pに対して一方の側に傾いた向きに進み、第2出射光L2が他方の側に傾いた向きに進む。これらの出射光L1,L2の進む向きに応じて、第1入射面162が第2側面109に平行な方向(図1のY方向)に対して一方の側に傾いており、第2入射面164が他方の側に傾いている。これにより、第1屈折光L3及び第2屈折光L4の進む向きを、活性層108の第2側面109の垂線方向(図1のX方向)に揃えることができる。
As described above, for example, the traveling directions of the first refracted light L3 and the second refracted light L4 can be aligned with the perpendicular direction of the
光学部材158内を進んだ第1屈折光L3は、第3出射光L5として光学部材158から出射されることができる。同様に、光学部材158内を進んだ第2屈折光L4は、第4出射光L6として光学部材158から出射されることができる。光学部材158における第3出射光L5及び第4出射光L6の出射面169は、例えば図1に示すように、活性層108の第2側面109と平行である。従って、上述したように活性層108の第2側面109の垂線方向に向きを揃えられた第1屈折光L3及び第2屈折光L4は、例えばそのままの向きで光学部材158から出射されることができる。即ち、第3出射光L5及び第4出射光L6の進む向きは、例えば、活性層108の第2側面109の垂線方向に揃えられることができる。
The first refracted light L3 that has traveled through the
以上のようにして、光学部材158は、異なる向きに進む第1出射光L1及び第2出射光L2を屈折させて、同じ向きに進む第3出射光L5及び第4出射光L6として出射させることができる。
As described above, the
光学部材158は、発光素子100から出射される光L1,L2の波長に対して透過性を有することができる。これにより、第1出射光L1のうちの少なくとも一部は、光学部材158を透過することができ、第2出射光L2のうちの少なくとも一部は、光学部材158を透過することができる。光学部材158は、例えば、ガラス、石英、プラスチック、水晶などからなることができる。これらは、出射光L1,L2の波長に応じて適宜選択されることができる。これにより、光の吸収損失を低減することができる。
The
支持部材140は、例えば、発光素子100及び光学部材158を支持することができる。支持部材140としては、例えば、板状(直方体形状)の部材を用いることができる。なお、支持部材140は、例えば、図示しない他の支持部材(サブマウント)を介して、間接的に発光素子100及び光学部材158を支持することもできる。
The
支持部材140は、例えば、めっきバンプ等の接続部材143により、発光素子100の第1電極122と接続されている。また、支持部材140とは絶縁された端子(図示せず)は、例えば、ボンディングワイヤ等の接続部材(図示せず)により、発光素子100の第2電極120と接続されている。従って、支持部材140と当該端子とに異なる電位を与えることにより、第1電極122と第2電極120との間に電圧を印加することができる。
The
本実施形態に係る発光装置1000は、例えば、プロジェクタ、ディスプレイ、照明装置、計測装置などの光源に適用されることができる。このことは、後述する実施形態についても同様である。
The
1.2. 次に、第1の実施形態に係る発光装置1000の製造方法について、図面を参照しながら説明するが、以下の例に限定されるわけではない。
1.2. Next, a method for manufacturing the
図4及び図5は、発光装置1000の製造工程を概略的に示す断面図であり、図2に示す断面図に対応している。
4 and 5 are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the light-emitting
(1)まず、図4に示すように、基板102上に、バッファ層104、第2クラッド層106、活性層108、第1クラッド層110、及びコンタクト層112を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法などを用いることができる。
(1) First, as shown in FIG. 4, the
(2)次に、図1に示すように、第1側面107側の全面に反射部130を形成し、第2側面109側の全面に反射低減部(図示せず)を形成することができる。反射部130及び反射低減部は、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、スパッタ法、イオンアシスト蒸着(Ion Assisted Deposition)法などにより形成される。
(2) Next, as shown in FIG. 1, the
(3)次に、図5に示すように、コンタクト層112上に第1電極122を形成する。第1電極122は、例えば、真空蒸着法により全面に導電層を形成した後、該導電層をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることにより形成される。また、第1電極122は、例えば、真空蒸着法およびリフトオフ法の組み合わせ等により、所望の形状に形成されることもできる。
(3) Next, as shown in FIG. 5, the
次に、図5に示すように、基板102の下面全面の下に第2電極120を形成する。第2電極120の製法は、例えば、上述した第1電極122の製法の例示と同じである。なお、第1電極122及び第2電極120の形成順序は、特に限定されない。
Next, as shown in FIG. 5, the
(3)以上の工程により、図5に示すように、本実施形態の発光素子100が得られる。次に、発光素子100の第1電極122の上に、例えばめっき法などにより、接続部材143を形成することができる。
(3) The
(4)次に、図2に示すように、発光素子100を裏返して、即ち、発光素子100のうちの活性層108側を支持部材140側に向けて(ジャンクションダウン)、支持部材140に発光素子100をフリップチップ実装することができる。次に、発光素子100の第2電極120と、端子(図示せず)とを、接続部材(図示せず)により接続する。この工程は、例えばワイヤーボンディングなどにより行われる。
(4) Next, as shown in FIG. 2, the
(5)以上の工程により、図1及び図2に示すように、本実施形態の発光装置1000が得られる。
(5) The
1.3. 本実施形態に係る発光装置1000の有する発光素子100では、上述したように、利得領域180,182に生じる光のレーザ発振を抑制または防止することができる。従って、スペックルノイズを低減させることができる。さらに、本実施形態に係る発光装置1000では、利得領域180,182に生じる光は、利得領域180,182内において利得を受けながら進行して、外部に出射されることができる。従って、従来の一般的なLEDよりも高い出力を得ることができる。以上のように、本実施形態によれば、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力である新規な発光素子を有する発光装置を提供することができる。
1.3. In the
また、本実施形態に係る発光装置1000では、光学部材158は、異なる向きに進む第1出射光L1及び第2出射光L2を屈折させて、同じ向きに進む第3出射光L5及び第4出射光L6として出射させることができる。これにより、図示しない後段の光学系(出射光L5,L6が入射する光学系)の構成を簡素化することができ、かつ、後段の光学系の光軸合わせを容易化することができる。
Further, in the
また、本実施形態に係る発光装置1000では、例えば、活性層108の第2側面109を基準として、光の入射面162,164や出射面169の位置を決定することができる。これにより、発光素子100と光学部材158とのアライメントを容易化することができる。
In the
また、本実施形態に係る発光装置1000では、例えば、第1利得領域180に生じる光の一部は、重なり面178において反射して、第2利得領域182内においても、利得を受けながら進行することができる。また、第2利得領域182に生じる光の一部に関しても同様である。従って、本実施形態の発光装置1000によれば、例えば、重なり面178において積極的に反射させないような場合に比べ、光強度の増幅距離が長くなるため、高い光出力を得ることができる。
In the
1.4. 次に、本実施形態に係る発光装置の変形例について説明する。なお、上述した図1及び図2に示す発光装置1000の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
1.4. Next, a modification of the light emitting device according to this embodiment will be described. Note that differences from the example of the light-emitting
(1)まず、第1の変形例について説明する。 (1) First, a first modification will be described.
図6は、本変形例に係る発光装置1100を概略的に示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view schematically showing a
発光装置1000の例では、例えば図1に示すように、光学部材158における光の入射面162,164が活性層108の第2側面109に平行な方向に対して傾いており、出射面169が傾いていない場合について説明した。これに対し、図6に示す例では、光学部材158における光の入射面165が活性層108の第2側面109に平行な方向に対して傾いておらず、出射面が傾いていることができる。図示の例では、光学部材158における光の出射面は、第1出射面166及び第2出射面168からなることができる。第1出射面166は、例えば、第3出射光L5の進む向き(X方向)及びその垂線(Y方向)に対して傾いていることができる。同様に、第2出射面168は、例えば、第4出射光L6の進む向き(X方向)及びその垂線(Y方向)に対して傾いていることができる。第1出射面166及び第2出射面168の傾きにより、例えば、平面的に見て(図6参照)、それらの交点Sは発光素子100側とは反対側に突出している。また、光学部材158における第1出射光L1及び第2出射光L2の入射面165は、図6に示すように、活性層108の第2側面109と平行である。
In the example of the
第1出射面166は、図6に示すように、活性層108の第2側面109に平行な方向(Y方向)に対して、一方の側に傾いている。第2側面109に平行な方向に対する第1出射面166の傾き角(鋭角側)をθ5とする。この傾き角θ5、光学部材158の屈折率n、及び、第2側面109の垂線方向(X方向)に対する第1屈折光L3の傾き角(屈折角)θ3は、例えば下記式(2)を満たすことができる。
As shown in FIG. 6, the
nsin(θ5−θ3)=sinθ5 …(2)
これにより、第3出射光L5の進む向きを第2側面109の垂線方向とすることができる。なお、上記式(2)は、光学部材158から空気中に第3出射光L5が出射される場合におけるスネルの法則を用いて導出される。また、上記式(2)より、傾き角θ5は、例えば、
θ5=tan−1{nsinθ3/(ncosθ3−1)}
と表されることができる。なお、屈折角θ3、光学部材158の屈折率n、及び、第2側面109の垂線方向(X方向)に対する第1出射光L1の傾き角(入射面165における入射角)θ1は、スネルの法則により、例えば下記式(3)を満たすことができる。
nsin (θ 5 −θ 3 ) = sin θ 5 (2)
Thereby, the direction in which the third emitted light L5 travels can be the normal direction of the
θ 5 = tan −1 {nsin θ 3 / (n cos θ 3 −1)}
It can be expressed as Note that the refraction angle θ 3 , the refractive index n of the
sinθ1=nsinθ3 …(3)
また、第2出射面168は、図6に示すように、活性層108の第2側面109に平行な方向に対して、他方の側に傾いている。第2側面109に平行な方向に対する第2出射面168の傾き角(鋭角側)をθ6とする。この傾き角θ6は、上述した第1出射面166の傾き角θ5と同様に、例えば、
θ6=tan−1{nsinθ4/(ncosθ4−1)}
と表されることができる。これにより、第4出射光L6の進む向きを第2側面109の垂線方向とすることができる。なお、θ4は、第2側面109の垂線方向に対する第2屈折光L4の傾き角である。第1出射面166の傾き角θ5と、第2出射面168の傾き角θ6は、例えば同じである。
sin θ 1 = nsin θ 3 (3)
Further, as shown in FIG. 6, the
θ 6 = tan −1 {nsin θ 4 / (n cos θ 4 −1)}
It can be expressed as Thereby, the direction in which the fourth emitted light L6 travels can be the normal direction of the
以上のようにして、光学部材158は、異なる向きに進む第1出射光L1及び第2出射光L2を屈折させて、同じ向きに進む第3出射光L5及び第4出射光L6として出射させることができる。なお、図示しないが、光学部材158における光の入射面及び出射面の双方が活性層108の第2側面109に平行な方向に対して傾いていることもできる。
As described above, the
(2)次に、第2の変形例について説明する。 (2) Next, a second modification will be described.
図7は、本変形例に係る発光装置1200を概略的に示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view schematically showing a
発光装置1000の例では、図1に示すように、利得領域180,182の対(利得領域対183)が1つ設けられている場合について説明した。これに対し、本変形例では、利得領域対183は、複数(図7の例では2つ)配列されていることができる。図示の例では、4つの光の出射面(2つの第2端面172及び2つの第4端面176)は、すべて第2側面109側に設けられている。複数の利得領域対183の各々の第1利得領域180の向かう方向(第1方向)Aは、利得領域対183ごとに同じ方向(図示の例)であっても良いし、異なる方向であっても良い。同様に、複数の利得領域対183の各々の第2利得領域182の向かう方向(第2方向)Bは、利得領域対183ごとに同じ方向(図示の例)であっても良いし、異なる方向であっても良い。また、複数の利得領域対183の各々の第1利得領域180のY方向(第1側面107に平行な方向)の幅は、利得領域対183ごとに同じ(図示の例)であっても良いし、異なっていても良い。同様に、複数の利得領域対183の各々の第2利得領域182のY方向の幅は、利得領域対183ごとに同じ(図示の例)であっても良いし、異なっていても良い。また、本変形例では、図7に示すように、発光装置1200におけるすべての第2端面172と第4端面176とを、互いに重ならせないことができる。
In the example of the
本変形例に係る光学部材157には、図7に示すように、活性層108の同じ側面側(図示の例では第2側面109側)における複数の利得領域対183の第1利得領域180の端面172及び第2利得領域182の端面176から出射される光L1,L2がすべて入射する。光学部材157は、これらすべての光L1,L2を屈折させて、同じ向きに進む光L5,L6として出射させることができる。
As shown in FIG. 7, the
本変形例では、複数の利得領域対183に対して、図7に示すように、1つの一体的な光学部材157を配置することができる。図示の例では、光学部材157の形状は、発光装置1000の例の光学部材158を2つ繋げた形状である。本変形例に係る1つの光学部材157の入射面は、2つの第1入射面162及び2つの第2入射面164からなる。なお、複数の利得領域対183の各々に対して、発光装置1000の例の光学部材158の複数個を個別に配置することもできる。
In the present modification, as shown in FIG. 7, one integral
本変形例では、発光素子100に光学部材157を近付けて配置することが好ましく、光学部材157は、発光素子100と接していることがより好ましい。あるいは、複数の利得領域対183の各々が接しないように互いに遠ざけて配置することが好ましい。これらのうちの少なくとも一方の配置手段により、光学部材157の第1入射面162及び第2入射面164の各々に、対応する第1出射光L1及び第2出射光L2の各々を別々に入射させることができる。即ち、一方の利得領域対183から出射される第1出射光L1と、他方の利得領域対183から出射される第2出射光L2とが、1つの入射面(第1入射面162または第2入射面164)に入射することを防ぐことができる。
In this modification, the
(3)次に、第3の変形例について説明する。 (3) Next, a third modification will be described.
図8は、本変形例に係る発光装置1300を概略的に示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view schematically showing a
発光装置1000の例では、図1及び図2に示すように、光学部材158における光の入射面162,164及び出射面169が露出している場合について説明した。これに対し、本変形例では、図8に示すように、光学部材158における光の入射面162,164及び出射面169は、反射低減部材159により覆われていることができる。反射低減部材159は、光の波長に対して反射率を低減させることができる。これにより、光の反射損失を低減することができる。反射低減部材159は、入射面162,164や出射面169の全面を覆う必要はなく、少なくとも光学部材158における光の入射領域や出射領域のみを覆えば良い。また、反射低減部材159は、光学部材158における光の入射領域および出射領域のうちの少なくとも一方を覆うことができる。反射低減部材159は、光学部材158とは屈折率の異なる少なくとも1つの物質からなることができる。反射低減部材159としては、例えば、光学部材158がガラスからなる場合には、SiNとSiO2の積層膜などを用いることができる。反射低減部材159は、例えば、CVD法などにより成膜される。
In the example of the
(4)次に、第4の変形例について説明する。 (4) Next, a fourth modification will be described.
図9は、本変形例に係る発光装置1400を概略的に示す断面図である。なお、図9に示す断面図は、発光装置1000の例における図2に示す断面図に対応している。
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a
発光装置1000の例では、第1電極122の上から下まで、利得領域180,182と同じ平面形状を有する場合について説明した。これに対し、例えば、図9に示す例では、第1電極122の下部は、利得領域180,182と異なる平面形状を有することができる。本変形例では、コンタクト層112下に、開口部を有する絶縁層202を形成し、該開口部を埋め込む第1電極122を形成することができる。第1電極122は、開口部内および絶縁層(開口部含む)202下に形成されている。本変形例では、第1電極122の上部は、利得領域180,182と同じ平面形状を有し、第1電極122の下部は、絶縁層202と同じ平面形状を有している。絶縁層202としては、例えば、SiN層、SiO2層、ポリイミド層などを用いることができる。絶縁層202は、例えば、CVD法、塗布法などにより成膜される。第1電極122は、例えば、直接、支持部材140に接合される。この接合は、例えば、合金接合や、半田ペーストを用いた接合などにより行われる。
In the example of the
本変形例によれば、発光装置1000の例に比べ、第1電極122の下部の体積を増やすことができるため、放熱性に優れた発光装置1400を提供することができる。
According to this modification, since the volume under the
(5)次に、第5の変形例について説明する。 (5) Next, a fifth modification will be described.
図10は、本変形例に係る発光装置1500を概略的に示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view schematically showing a
発光装置1000の例では、図1に示すように、反射部130を設け、発光素子100の第1側面107側では光を反射させ、第2側面109側から光L1,L2を出射させる場合について説明した。これに対し、本変形例では、図10に示すように、反射部130を設けずに、発光素子100の第1側面107側および第2側面109側の両方から光L1,L2を出射させることができる。即ち、第1利得領域180の第1端面170及び第2端面172から第1出射光L1が出射され、第2利得領域182の第3端面174及び第4端面176から第2出射光L2が出射されることができる。
In the example of the
また、本変形例では、第1端面170と、第3端面174とが、図10に示すように完全に重なっていても良いし、図示しないが、一部で重なっていても良いし、重なっていなくても良い。 Further, in the present modification, the first end surface 170 and the third end surface 174 may completely overlap as shown in FIG. 10 or may overlap with each other, although not shown. It does not have to be.
(6)次に、第6の変形例について説明する。 (6) Next, a sixth modification will be described.
発光装置1000の例では、第3出射光L5及び第4出射光L6が、図1に示すように、同じ向きであって、活性層108の第2側面109の垂線方向に進む場合について説明した。これに対し、本変形例では、図示しないが、第3出射光L5及び第4出射光L6は、同じ向きであって、活性層108の第2側面109の垂線方向に対して傾いた向きに進むことができる。第3出射光L5及び第4出射光L6の進む向きの調整は、例えば、光学部材158における第1入射面162及び第2入射面164の各々の傾き角を適宜調整することにより行われることができる。
In the example of the
(7)次に、第7の変形例について説明する。 (7) Next, a seventh modification will be described.
発光装置1000の例では、利得領域180,182の平面形状は、図1に示すように、直線状である場合について説明したが、本変形例では、図示しないが、例えば、利得領域180,182の平面形状は、曲線状や、直線状と曲線状の組み合わせなどであることができる。
In the example of the
(8)次に、第8の変形例について説明する。 (8) Next, an eighth modification will be described.
発光装置1000の例では、発光素子100がInGaAlP系の半導体発光素子である場合について説明したが、本変形例では、発光利得領域が形成可能なあらゆる材料系を用いることができる。半導体材料であれば、例えば、AlGaN系、InGaN系、GaAs系、InGaAs系、GaInNAs系、ZnCdSe系などの半導体材料を用いることができる。また、本変形例では、例えば有機材料などを用いることもできる。
In the example of the light-emitting
(9)なお、変形例は、上述した例に限定されるわけではない。例えば、各変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、必要に応じて、後述する実施形態にもこれらの変形例を適用できる。 (9) The modification is not limited to the above-described example. For example, it is possible to appropriately combine the modified examples. Further, these modifications can be applied to the embodiments described later as needed.
2. 第2の実施形態
2.1. 次に、第2の実施形態に係る発光装置2000について説明する。
2. Second Embodiment 2.1. Next, a
図11は、発光装置2000を概略的に示す断面図である。なお、図11に示す断面図は、第1の実施形態に係る発光装置1000における図2に示す断面図に対応している。また、第2の実施形態に係る発光装置2000において、上述した第1の実施形態に係る発光装置1000の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the
発光装置2000は、発光素子600と、光学部材158と、を含む。発光装置2000は、さらに、例えば支持部材140を含むことができる。
The
発光素子600は、図11に示すように、第1クラッド層110と、活性層108と、第2クラッド層106と、絶縁部602と、を含む。発光素子600は、さらに、例えば、第1電極122と、第2電極120と、基板102と、バッファ層104と、コンタクト層112と、を含むことができる。
As illustrated in FIG. 11, the
活性層108の全部は、第1利得領域180及び第2利得領域182を構成している。例えば、第2クラッド層106、活性層108、第1クラッド層110、及びコンタクト層112は、利得領域180,182と同じ平面形状を有している。例えば、少なくともコンタクト層112のうちの第1電極122との接触面側の部分(コンタクト層112の下部)が、柱状の半導体堆積体(以下「柱状部」という)610を構成することができる。例えば、図11に示すように、第2クラッド層106、活性層108、第1クラッド層110、及びコンタクト層112が、柱状部610を構成することができる。
The entire
絶縁部602は、図11に示すように、柱状部610の側方に設けられている。絶縁部602は、例えば、柱状部610の第1電極122側とは反対側に接する層(図示の例ではバッファ層104)の下に形成されている。絶縁部602は、第1電極122と、バッファ層104との間に形成されている。絶縁部602は、例えば、活性層108の第1側面107と第2側面109との間において、少なくとも活性層108の側面を覆うことができる。例えば、柱状部610の側面のうち、第1側面107側および第2側面109側以外の側面は、絶縁部602により覆われている。絶縁部602は、図11に示すように、柱状部610の側面に接している。電極120,122間の電流は、絶縁部602を避けて、該絶縁部602に挟まれた柱状部610を流れることができる。例えば、柱状部610の平面形状によって、電極120,122間の電流経路が決定され、その結果、利得領域180,182の平面形状が決定される。なお、図示しないが、柱状部610及び絶縁部602は、基板102側に形成されることもできる。
As shown in FIG. 11, the insulating
絶縁部602は、例えば、活性層108の屈折率よりも低い屈折率を有することができる。これにより、活性層108内に効率良く光を閉じ込めることができる。本実施形態に係る発光素子600では、利得領域180,182において発生した光は、屈折率差によって形成された、利得領域180,182の軸方向(第1方向A、第2方向B)に伝搬する伝搬モードに結合する。そのため、利得領域180,182の軸方向と異なる方向へ伝搬するような光はほとんど存在しない。例えば、第1利得領域180において対向する第1端面170と第2端面172とが、第1側面107側から平面的に見て重なっている場合に、その重なり部分において第1端面170と第2端面172とを垂直に結ぶ方向は、第1利得領域180の軸方向とは異なる。そのため、この第1端面170と第2端面172とを垂直に結ぶ方向へ伝搬するような光はほとんど存在しない。このことは、第2利得領域182においても同様である。従って、利得領域180,182の各々を第1側面107の垂線Pに対して傾いた方向に向かって設け、光の多重反射を抑制または防止することにより、レーザ光ではない光を発する発光素子600を得ることができる。絶縁部602としては、例えば、SiN層、SiO2層、ポリイミド層などを用いることができる。
The insulating
第1電極122は、例えば、図11に示すように、柱状部610及び絶縁部602の下の全面に形成されている。これにより、上述した図1及び図2に示す発光装置1000の例に比べ、第1電極122の体積が増えるため、放熱性に優れた発光装置2000を提供することができる。
For example, as shown in FIG. 11, the
2.2. 次に、第2の実施形態に係る発光装置2000の製造方法の例について、図面を参照しながら説明するが、以下の例に限定されるわけではない。なお、上述した第1の実施形態に係る発光装置1000の製造方法と異なる点について説明し、同様の点については詳細な説明を省略する。
2.2. Next, an example of a method for manufacturing the
図12及び図13は、発光装置2000の製造工程を概略的に示す断面図であり、図11に示す断面図に対応している。
12 and 13 are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the light-emitting
(1)まず、基板102上に、バッファ層104、第2クラッド層106、活性層108、第1クラッド層110、及びコンタクト層112を形成する。
(1) First, the
(2)次に、図12に示すように、第2クラッド層106、活性層108、第1クラッド層110、及びコンタクト層112をパターニングする。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いて行われる。本工程により、柱状部610を形成することができる。
(2) Next, as shown in FIG. 12, the
(3)次に、図13に示すように、柱状部610の側面を覆うように絶縁部602を形成する。具体的には、まず、例えば、CVD法、塗布法などにより、バッファ層104の上方(コンタクト層112上を含む)の全面に絶縁層(図示せず)を成膜する。次に、例えば、エッチング技術などを用いて、コンタクト層112の上面を露出させる。以上の工程により、絶縁部602を得ることができる。
(3) Next, as shown in FIG. 13, an insulating
次に、反射部130、反射低減部、第1電極122、及び第2電極120を形成する。第1電極122は、図13に示すように、平坦な面上の全面に成膜されれば良いため、第1電極122の断線リスクを低減することができる。また、第1電極122のパターニング工程は不要であるため、製造工程を簡素化することができる。
Next, the
(4)以上の工程により、図13に示すように、本実施形態の発光素子600が得られる。本実施形態では、発光素子600の第1電極122の上に、接続部材143(図2参照)を形成しないことができる。
(4) Through the above steps, the
(5)この後の工程は、上述した第1の実施形態に係る発光装置1000の製造方法における工程と同様である。
(5) The subsequent steps are the same as the steps in the method for manufacturing the
(6)以上の工程により、本実施形態の発光装置2000が得られる。
(6) The
2.3.本実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同様に、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力である新規な発光素子を有する発光装置を提供することができる。 2.3. According to the present embodiment, as in the first embodiment described above, it is possible to provide a light emitting device having a novel light emitting element that can reduce speckle noise and has high output.
2.4. 次に、本実施形態に係る発光装置の変形例について説明する。なお、上述した図11に示す発光装置2000の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
2.4. Next, a modification of the light emitting device according to this embodiment will be described. Note that differences from the example of the light-emitting
図14は、本変形例に係る発光装置の製造工程を概略的に示す断面図である。なお、図14に示す断面図は、発光装置2000の例における図11に示す断面図に対応している。
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the light emitting device according to this modification. 14 corresponds to the cross-sectional view illustrated in FIG. 11 in the example of the light-emitting
発光装置2000の例では、図12に示すように柱状部610を形成した後、絶縁層(図示せず)を成膜し、その後、コンタクト層112を露出させることにより、絶縁部602を形成する場合について説明した。これに対し、本変形例では、まず、例えば、図14に示すように、コンタクト層112上であって、利得領域180,182の上方の領域を、フォトレジスト等のマスク層704で覆う。次に、例えばプロトン等のイオン706を、マスク層704をマスクとして、例えばバッファ層104の上面に達する深さまで注入する。以上の工程により、本変形例に係る絶縁部602を形成することができる。
In the example of the
なお、変形例は、上述した例に限定されるわけではない。また、必要に応じて、上述した実施形態にもこの変形例や発光装置2000の例を適用できる。
The modification is not limited to the above-described example. Moreover, this modification and the example of the light-emitting
3. 上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。 3. Although the embodiments of the present invention have been described in detail as described above, those skilled in the art will readily understand that many modifications are possible without substantially departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention.
100 発光素子、102 基板、104 バッファ層、106 第2クラッド層、107 第1側面、108 活性層、109 第2側面、110 第1クラッド層、112 コンタクト層、120 第2電極、122 第1電極、130 反射部、140 支持部材、143 接続部材、157,158 光学部材、159 反射低減部材、162 第1入射面、164 第2入射面、165 入射面、166 第1出射面、168 第2出射面、169 出射面、170 第1端面、172 第2端面、174 第3端面、176 第4端面、178 重なり面、180 第1利得領域、182 第2利得領域、183 利得領域対、202 絶縁層、600 発光素子、602 絶縁部、610 柱状部、704 マスク層、706 イオン,1000,1100,1200,1300,1400,1500,2000 発光装置
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記発光素子の側方に設けられた少なくとも1つの光学部材と、
を含み、
前記発光素子は、
クラッド層と、
前記クラッド層の上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された他のクラッド層と、
を有し、
前記活性層のうちの少なくとも一部は、複数の利得領域を構成し、
前記利得領域は、平面的に見て、前記活性層の一の側面から他の側面まで、前記一の側面の垂線に対して傾いた方向に向かって設けられ、
複数の前記利得領域は、少なくとも1つの前記利得領域の対を成し、
前記利得領域の対の一方の第1利得領域は、一の方向に向かって設けられ、
前記利得領域の対の他方の第2利得領域は、前記一の方向とは異なる他の方向に向かって設けられ、
前記光学部材は、前記活性層の同じ側面側における前記第1利得領域の端面および前記第2利得領域の端面から出射される光を屈折させて、同じ向きに進む光として出射させる、発光装置。 A light emitting element;
At least one optical member provided on a side of the light emitting element;
Including
The light emitting element is
A cladding layer;
An active layer formed above the cladding layer;
Another cladding layer formed above the active layer;
Have
At least a part of the active layer constitutes a plurality of gain regions,
The gain region is provided in a direction inclined with respect to a normal to the one side surface from one side surface to the other side surface of the active layer in a plan view.
The plurality of gain regions form at least one gain region pair;
One first gain region of the pair of gain regions is provided toward one direction;
The other second gain region of the pair of gain regions is provided in another direction different from the one direction;
The light emitting device, wherein the optical member refracts light emitted from an end surface of the first gain region and an end surface of the second gain region on the same side surface side of the active layer and emits the light as light traveling in the same direction.
前記光学部材における光の入射面は、平面的に見て、入射光の進む向き及びその垂線に対して傾いている、発光装置。 In claim 1,
The light-emitting device, wherein a light incident surface of the optical member is inclined with respect to a direction in which incident light travels and a perpendicular to the incident light when viewed in a plan view.
前記光学部材における光の出射面は、平面的に見て、出射光の進む向き及びその垂線に対して傾いている、発光装置。 In claim 1 or 2,
The light emitting device, wherein the light emission surface of the optical member is inclined with respect to the direction in which the emitted light travels and the perpendicular to the light emission surface when viewed in a plan view.
前記光学部材から出射される光の進む向きは、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面の垂線方向である、発光装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The direction in which the light emitted from the optical member travels is the direction perpendicular to the side surface of the active layer from which the light incident on the optical member is emitted.
前記光学部材における光の入射面は、第1入射面および第2入射面からなり、
前記第1入射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面に平行な方向に対して、一方の側に傾いており、
前記第2入射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面に平行な方向に対して、他方の側に傾いており、
前記光学部材における光の出射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面と平行である、発光装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light incident surface of the optical member includes a first incident surface and a second incident surface,
The first incident surface is inclined to one side with respect to a direction parallel to the side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in plan view.
The second incident surface is inclined to the other side with respect to a direction parallel to the side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in plan view.
The light emitting device, wherein a light emission surface of the optical member is parallel to a side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in a plan view.
前記光学部材における光の出射面は、第1出射面および第2出射面からなり、
前記第1出射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面に平行な方向に対して、一方の側に傾いており、
前記第2出射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面に平行な方向に対して、他方の側に傾いており、
前記光学部材における光の入射面は、平面的に見て、該光学部材に入射される光が出射される前記活性層の側面と平行である、発光装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light exit surface of the optical member comprises a first exit surface and a second exit surface,
The first emission surface is inclined to one side with respect to a direction parallel to a side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in plan view.
The second emission surface is inclined to the other side with respect to a direction parallel to the side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in plan view.
The light-emitting device, wherein a light incident surface of the optical member is parallel to a side surface of the active layer from which light incident on the optical member is emitted in plan view.
前記第1利得領域の前記一の側面側の端面のうちの少なくとも一部と、前記第2利得領域の前記一の側面側の端面のうちの少なくとも一部とは、前記活性層の同じ側面側において重なっており、
前記複数の利得領域に生じる光の波長帯において、前記一の側面の反射率は、前記他の側面の反射率よりも高い、発光装置。 In any one of Claims 1 thru | or 6.
At least a part of the end face on the one side surface side of the first gain region and at least a part of the end surface on the one side surface side of the second gain region are the same side surface side of the active layer Are overlapping,
The light emitting device, wherein a reflectance of the one side surface is higher than a reflectance of the other side surface in a wavelength band of light generated in the plurality of gain regions.
前記利得領域では、前記一の側面側から平面的に見て、前記一の側面側の端面と、前記他の側面側の端面とは、重なっていない、発光装置。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
In the gain region, when viewed in plan from the one side surface, the end surface on the one side surface and the end surface on the other side surface do not overlap each other.
前記発光素子は、
前記クラッド層に電気的に接続された電極と、
前記他のクラッド層に電気的に接続された他の電極と、
を有する、発光装置。 In any one of Claims 1 thru | or 8.
The light emitting element is
An electrode electrically connected to the cladding layer;
Another electrode electrically connected to the other cladding layer;
A light emitting device.
前記利得領域の対は、複数配列されており、
前記光学部材は、前記活性層の同じ側面側における複数の前記利得領域の対の前記第1利得領域の端面および前記第2利得領域の端面から出射される光を屈折させて、全て同じ向きに進む光として出射させる、発光装置。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
A plurality of pairs of the gain regions are arranged,
The optical member refracts light emitted from an end surface of the first gain region and an end surface of the second gain region of a plurality of pairs of the gain regions on the same side surface side of the active layer so that they are all in the same direction. A light emitting device that emits light as traveling light.
前記光学部材は、前記発光素子と接している、発光装置。 In claim 10,
The optical member is a light emitting device in contact with the light emitting element.
前記光学部材は、前記発光素子から出射される光の波長に対して透過性を有する、発光装置。 In any one of Claims 1 thru | or 11,
The optical member is a light emitting device having transparency with respect to a wavelength of light emitted from the light emitting element.
前記光学部材における光の入射領域および出射領域のうちの少なくとも一方は、反射低減部材により覆われている、発光装置。 In any one of Claims 1 to 12,
The light emitting device, wherein at least one of the light incident region and the light emitting region in the optical member is covered with a reflection reducing member.
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