JP2011003686A - 発光装置およびその駆動方法、並びに、プロジェクター - Google Patents

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Abstract

【課題】アレイ化された発光装置において、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装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る発光装置100は、複数の利得領域のうちの少なくとも第1利得領域162および第2利得領域164は、利得領域群160を構成し、利得領域群160は、複数配列され、複数の利得領域群160の各々において、第1利得領域162および第2利得領域164は、平面的にみて、第1側面105から第2側面107に向かう第1方向(+X方向)と直交する第2方向(+Y方向)に、第1利得領域162、第2利得領域164の順で配列され、複数の第1利得領域162の上方に設けられた第2電極114は、第1共通電極180によって互いに電気的に接続され、複数の第2利得領域164の上方に設けられた第2電極114は、第2共通電極182によって互いに電気的に接続されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、発光装置およびその駆動方法、並びに、プロジェクターに関する。
近年、プロジェクター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ー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、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。
また、近年の高出力化の要求に対応するため、例えば特許文献2では、光源をアレイ化する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献2に開示された方法では、光源用の発光装置としてレーザー装置を用いているため、上記のスペックルノイズの問題を解消することができない。
特開平11−64789号公報 特開平4−115585号公報
本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、アレイ化された発光装置において、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装置およびその駆動方法を提供する。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、上記発光装置を有するプロジェクターを提供することにある。
本発明に係る発光装置は、
第1クラッド層と、
前記第1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第2クラッド層と、
前記第1クラッド層に電気的に接続された第1電極と、
前記第2クラッド層に電気的に接続された第2電極と、
を含み、
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、
前記第2電極は、前記複数の利得領域の各々に対応して、複数設けられ、
前記複数の利得領域の各々は、平面的にみて、前記活性層の第1側面から、前記第1側面と対向する前記活性層の第2側面に向かって、前記第1側面の垂線に対して傾いて設けられ、
前記複数の利得領域のうちの少なくとも第1利得領域および第2利得領域は、利得領域群を構成し、
前記利得領域群は、複数配列され、
複数の前記利得領域群の各々において、前記第1利得領域および前記第2利得領域は、平面的にみて、前記第1側面から前記第2側面に向かう第1方向と直交する第2方向に、前記第1利得領域、前記第2利得領域の順で配列され、
複数の前記第1利得領域の上方に設けられた前記第2電極は、第1共通電極によって互いに電気的に接続され、
複数の前記第2利得領域の上方に設けられた前記第2電極は、第2共通電極によって互いに電気的に接続されている。
このような発光装置によれば、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力なアレイ化された発光装置を提供することができる。
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの(以下「A」という)の「上方」に他の特定のもの(以下「B」という)を形成する」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上に直接Bを形成するような場合と、A上に他のものを介してBを形成す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。
また、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。
本発明に係る発光装置において、
複数の前記利得領域群の各々は、さらに第3利得領域を有し、
複数の前記利得領域群の各々において、前記第1利得領域、前記第2利得領域および前記第3利得領域は、平面的にみて、前記第2方向に、前記第1利得領域、前記第2利得領域、前記第3利得領域の順で配列され、
複数の前記第3利得領域の上方に位置する前記第2電極は、第3共通電極によって互いに電気的に接続されていることができる。
このような発光装置によれば、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力なアレイ化された発光装置を提供することができる。
本発明に係る発光装置において、
前記複数の利得領域の各々では、前記第1側面側から平面的にみて、前記第1側面側の端面と、前記第2側面側の端面とは、重なっていないことができる。
このような発光装置によれば、前記第1利得領域および前記第2利得領域に生じる光のレーザー発振を確実に抑制または防止することができる。
本発明に係る発光装置において、
前記複数の利得領域の各々において、前記第1側面側の端面は、前記第2側面側の端面に比べて前記第2方向側に位置し、
前記第1側面側から平面的にみて、前記第1利得領域の前記第1側面側の端面と、前記第1利得領域と隣り合う前記第2利得領域の前記第2側面側の端面とは、重なっていることができる。
このような発光装置によれば、前記第1利得領域と前記第2利得領域との間の距離を小さくすることができ、発光密度を向上させることができる。すなわち、高出力で小型な発光装置を提供することができる。
本発明に係る発光装置において、
前記第2電極は、前記第2電極とオーミックコンタクトするコンタクト層と接し、
前記複数の利得領域の各々の平面形状は、前記第2電極と前記コンタクト層との接触面の平面形状と同じであることができる。
このような発光装置によれば、前記コンタクト層によって、前記第2電極の接触抵抗を低減することができる。
本発明に係る発光装置において、
前記第1共通電極および前記第2共通電極は、導電層からなり、
前記第1共通電極および前記第2共通電極は、平面的にみて、前記第2方向に延在していることができる。
このような発光装置によれば、1チップで形成されることができる。
本発明に係る発光装置の駆動方法は、
本発明に係る発光装置を準備する工程と、
前記第1共通電極に電圧を供給し、複数の前記第1利得領域の各々の端面から光を出射する工程と、
前記第1共通電極への電圧の供給を遮断して、前記第2共通電極に電圧を供給し、複数の前記第2利得領域の各々の端面から光を出射する工程と、
を含む。
このような発光装置の駆動方法によれば、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力なアレイ化された発光装置を駆動することができる。
本発明に係るプロジェクターは、
本発明に係る発光装置と、
前記発光装置から出射された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調素子によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含む。
このようなプロジェクターによれば、スペックルノイズを低減でき、鮮明な画像を表示することができる。
本実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る発光装置の活性層を第1側面側からみた図。 本実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態の第1変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。 本実施形態の第2変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
1. 発光装置
まず、本実施形態に係る発光装置100について、図面を参照しながら説明する。図1は、発光装置100を模式的に示す平面図である。図2は、発光装置100を模式的に示す図1のII−II線断面図である。なお、図1では、便宜上、絶縁部116の図示を省略している。また、ここでは、発光装置100がInGaAlP系(赤色)の半導体発光装置である場合について説明する。
発光装置100は、図1および図2に示すように、第1クラッド層104と、活性層106と、第2クラッド層108と、第1電極112と、第2電極114と、第1共通電極180と、第2共通電極182と、を含む。発光装置100は、さらに、基板102と、コンタクト層110と、絶縁部116と、を含むことができる。
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。
第1クラッド層104は、基板102上に形成されている。第1クラッド層104としては、例えば、n型のAlGaP層などを用いることができる。なお、図示はしないが、第1基板102と第1クラッド層104との間に、バッファー層が形成されていてもよい。バッファー層としては、例えば、n型のGaAs層、InGaP層などを用いることができる。バッファー層は、そ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。
活性層106は、第1クラッド層104上に形成されている。活性層106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。活性層106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106は、図1に示すように、第1側面105と第2側面107とを有する。第1側面105と第2側面107とは、対向している。図示の例では、第1側面105と第2側面107とは、平行である。
活性層106の一部は、複数の利得領域を構成している。複数の利得領域のうちの第1利得領域162および第2利得領域164は、利得領域の群(利得領域群)160を構成している。すなわち、利得領域群160は、2つの利得領域162,164を有している。図示はしないが、利得領域群160は、3つ以上の利得領域を有していてもよく(後述する第1変形例(図10)を参照)、その数は特に限定されない。
利得領域162,164は、図1に示すように平面的にみて、第1側面105から第2側面107に向かって、第1側面105の垂線Pに対して傾いて設けられている。これにより、利得領域162,164に生じる光のレーザー発振を抑制または防止することができる。図示の例では、第1利得領域162と第2利得領域164とは、垂線Pに対して同じ角度で傾いている。すなわち、第1利得領域162および第2利得領域164は、互いに平行であるといえる。利得領域162,164の各々の平面形状は、例えば平行四辺形などである。
第1利得領域162は、第1側面105に設けられた第1端面170と、第2側面107に設けられた第2端面172と、を有する。図示の例では、第1端面170は、第2端面172に比べ、第1側面105から第2側面107に向かう第1方向(+X方向)と直交する第2方向(+Y方向)側に、位置している。端面170,172は、第1利得領域162に生じた光を出射する出斜面であることができる。第2利得領域164は、第1側面105に設けられた第3端面174と、第2側面107に設けられた第4端面176と、を有する。図示の例では、第3端面174は、第4端面176に比べ、第2方向側に位置している。端面174,176は、第2利得領域164に生じた光を出射する出斜面であることができる。すなわち、利得領域162,164に生じる光の波長帯において、側面105,107の反射率は小さく、0%、あるいはそれに近いことが望ましい。例えば、図示はしないが、側面105,107を反射防止膜によって覆うことにより、小さい反射率を得ることができる。反射防止膜は、例えば誘電体多層膜などである。具体的には、反射防止膜としては、例えば、第1側面105側からSiO層、SiON層の順序で積層した多層膜などを用いることができる。また、図示はしないが、第1側面105および第2側面107のいずれか一方に反射膜(全反射膜もしくは誘電体多層膜ミラー)を設けることにより、光は、例えば第1利得領域162の第1端面170および第2端面172のどちらかの一方のみから、出射されることができる。
利得領域群160は、第2方向(+Y方向)に沿って、複数配列されている。図示の例では、利得領域群160は、3つ設けられているが、その数は特に限定されない。複数の利得領域群160の各々において、第1利得領域162および第2利得領域164は、第2方向に、第1利得領域162、第2利得領域164の順で配列されている。第1利得領域162と第2利得領域164とは、交互に配列されているともいえる。
ここで、図3は、活性層106を第1側面105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162内において、第1端面170と第2端面172とは、重なっていない。同様に、第2利得領域164内において、第3端面174と第4端面176とは、重なっていない。これにより、第1利得領域162に生じる光を第1端面170と第2端面172との間で、直接的に多重反射させないことができる。また、第2利得領域164に生じる光を第3端面174と第4端面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162,164に生じる光のレーザー発振を抑制または防止することができる。この場合には、図3に示すように、例えば第1利得領域160において、第1端面170と第2端面172とのずれ幅xは、正の値であればよい。
なお、図3では図示しないが、隣り合う第1利得領域162(第2利得領域164を介して隣り合う第1利得領域162)では、第1側面105側から平面的にみて、一方の第1利得領域162の第1端面170と、他方の第1利得領域162の第2端面172とは、重なっていない(図1参照)。同様に、隣り合う第2利得領域164では、一方の第2利得領域164の第3端面174と、他方の第2利得領域164の第4端面176とは、重なっていない。仮に、一方の第1利得領域162の第1端面170と、他方の第1利得領域162の第2端面172とが、重なっていると、たとえ異なる利得領域の端面間であっても、利得領域の閉じ込め効率などによっては、直接的な多重反射が起こる場合がある。したがって、上述のような端面の配置により直接的な多重反射を防止することができ、利得領域162,164に生じる光のレーザー発振をより確実に抑制または防止することができる。
また、図3に示すように第1側面105側から平面的にみて、第1利得領域162の第1端面170と、第2利得領域164の第4端面176とは、重なっていることができる。これにより、第1利得領域162と第2利得領域164との間の距離を小さくすることができ、発光密度を向上させることができる。なお、第1利得領域162と第2利得領域164とは、後述するように、交互に光を出射するため、たとえ端面170,176が重なっていても、両端面170,176間において直接的な多重反射が起こることはない。
第2クラッド層108は、図2に示すように、活性層106上に形成されている。第2クラッド層108としては、例えば、第2導電型(例えばp型)のAlGaP層などを用いることができる。
例えば、p型の第2クラッド層108、不純物がドーピングされていない活性層106、およびn型の第1クラッド層104により、pinダイオードが構成される。第1クラッド層104および第2クラッド層108の各々は、活性層106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106は、光を増幅する機能を有する。第1クラッド層104および第2クラッド層108は、活性層106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。
発光装置100は、第1電極112と第2電極114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106の利得領域162,164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162,164内で光の強度が増幅される。例えば、第1利得領域162に生じる光の一部は、第1利得領域162内で増幅され、第1端面170または第2端面172から出射される。同様に、第2利得領域164に生じる光の一部は、第2利得領域164内で増幅され、第3端面174または第4端面176から出射される。利得領域162,164は、光の伝播領域(導波領域)ともいえる。
コンタクト層110は、第2クラッド層108上に形成されている。コンタクト層110としては、第2電極114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110によって、第2電極114の接触抵抗を低減することができる。コンタクト層110としては、例えば、p型のGaAs層などを用いることができる。
第1電極112は、基板102の下の全面に形成されている。第1電極112は、該第1電極112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1電極112は、基板102を介して、第1クラッド層104と電気的に接続されている。第1電極112は、発光装置100を駆動するための一方の電極である。第1電極112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1クラッド層104と基板102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コンタクト層を露出させ、第1電極112を第2コンタクト層上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。この形態は、基板102が絶縁性である場合に特に有効である。
第2電極114は、コンタクト層110上に形成されている。第2電極114は、複数の利得領域162,164の各々に対応して、複数設けられている。第2電極114とコンタクト層110との接触面は、図1に示すように、利得領域162,164と同様の平面形状を有している。すなわち、例えば、第2電極114の平面形状によって、電極112,114間の電流経路が決定され、その結果、利得領域162,164の平面形状が決定される。第2電極114は、コンタクト層110を介して、第2クラッド層108と電気的に接続されている。第2電極114は、発光装置100を駆動するための他方の電極である。第2電極114としては、例えば、コンタクト層110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。
絶縁部116は、図2に示すように、コンタクト層110上であって、複数の第2電極114の間に形成されている。絶縁部116は、利得領域162,164を形成していない活性層106の上方に位置しているコンタクト層110と接触しているともいえる。絶縁部116としては、例えば、SiN層、SiO層、ポリイミド層などを用いることができる。
第1共通電極180および第2共通電極182は、第2電極114の上方に形成されている。第1共通電極180は、複数の第1利得領域162の上方に設けられた第2電極114を、互いに電気的に接続している。図2に示す例では、第1利得領域162の上方に位置する絶縁部116にコンタクトホール190が設けられ、コンタクトホール190内に第1共通電極180が充填されていることにより、第1共通電極180と第2電極114とが接続されている。同様に、第2共通電極182は、複数の第2利得領域164の上方に設けられた第2電極114を、互いに電気的に接続している。絶縁部116は、コンタクトホール190を除いて第2電極114の上方に設けられているともいえる。共通電極180,182は、図1に示すように平面的にみて、例えば第2方向(+Y軸)に沿って、設けられている。すなわち、共通電極180,182は、利得領域162,164(第2電極114)と交差するように設けられている。共通電極180,182は、導電層からなることができ、より具体的には、銅、アルミニウム、金などを含む材料からなることができる。なお、図示はしないが、ワイヤーボンディングを用いて、複数の第2電極114を電気的に接続することもできる。
次に、発光装置100の駆動方法について説明する。図4および図5は、発光装置100の駆動方法を説明するための図である。
まず、図4に示すように、外部電源(図示せず)から第1共通電極180に電圧を供給する。これにより、複数の第1利得領域162の各々の端面170,172から、光10を出射させることができる。
次に、図5に示すように、第1共通電極180への電圧の供給を遮断して、第1利得領域162の端面170,172からの光の出射を停止する。そして、第2共通電極182に電圧を供給する。これにより、複数の第2利得領域164の各々の端面174,176から、光20を出射させることができる。
以上の工程を繰り返すことにより、被照射体には光10と光20が交互に照射される。そして、上記工程を瞬時に行うことにより、出射光の高密度化を図ることができる。
本実施形態に係る発光装置100の一例として、InGaAlP系の場合について説明したが、発光装置100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、AlGaAs系、InGaAs系、InGaAsP系、ZnCdSe系などの半導体材料を用いることができる。
本実施形態に係る発光装置100は、例えば、プロジェクター、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。
本実施形態に係る発光装置100は、例えば、以下の特徴を有する。
発光装置100によれば、上述したように、利得領域162,164は、第1側面105から第2側面107に向かって、垂線Pに対して傾いて設けられている。また、利得領域162,164では、第1側面105から平面的にみて、第1側面105側の端面170,174と、第2側面107側の端面172,176とは、重なっていない。そのため、利得領域162,164に生じる光のレーザー発振を抑制または防止することができる。したがって、スペックルノイズを低減させることができる。さらに、発光装置100では、利得領域162,164に生じる光は、利得領域160,162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。したがって、従来の一般的なLED(Light Emitting Diode)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装置を提供することができる。
発光装置100によれば、第1側面105から平面的にみて、第1利得領域162の第1端面170と、第1利得領域162と隣り合う第2利得領域164の第4端面176とは、重なっている。これにより、第1利得領域162と第2利得領域164との間の距離を小さくすることができ、発光密度を向上させることができる。すなわち、高出力で小型な発光装置100を提供することができる。なお、上述のとおり、第1利得領域162と第2利得領域164とは交互に光を出射するため、第1端面170と第4端面176とが重なっていても、両端面170,176間において直接的な多重反射が起こることはなく、レーザー発振を抑制または防止することができる。
発光装置100によれば、第1利得領域162と第2利得領域164とは交互に光を出射するため、隣り合う利得領域162,164間の熱干渉を防止または低減することができる。ここで、熱干渉とは、1つの利得領域内で発生した熱が隣りの利得領域に伝わることである。このような熱干渉によって、光出力が低下したり、発光波長が変化したりすることがある。発光装置100では、このような問題を解消することができる。
発光装置100によれば、導電層からなる共通電極180,182によって、複数の第2電極114を電気的に接続することができる。これにより、発光装置100は、1チップで形成されることができる。1チップ化が困難な場合は、例えばワイヤーボンディングによって、複数の第2電極を電気的に接続することができる。
2. 発光装置の製造方法
次に、本実施形態に係る発光装置100の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図6〜図9は、発光装置100の製造工程を模式的に示す断面図である。
図6に示すように、基板102上に、第1クラッド層104、活性層106、第2クラッド層108、およびコンタクト層110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。
図7に示すように、コンタクト層110上に、絶縁部116の第1部分116aを形成する。具体的には、全面に絶縁層(図示せず)を形成し、該絶縁層をパターニングすることにより、第1部分116aを形成することができる。該パターニングによって、コンタクト層110が露出される。絶縁層は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、塗布法などにより形成される。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。
図8に示すように、露出されたコンタクト層110上(第1部分116aが形成されていないコンタクト層110上)に、複数の第2電極114を形成する。第2電極114は、例えば、真空蒸着法により形成される。
図9に示すように、全面に絶縁層(図示せず)を形成し、該絶縁層をパターニングして、絶縁部116の第2部分116bおよびコンタクトホール190を形成する。コンタクトホール190は、第2電極114が露出するように形成される。
図1および図2に示すように、共通電極180,182を形成する。共通電極180,182は、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、めっき法により形成される。第1共通電極180は、第1利得領域162の上方に位置する複数の第2電極114を、互いに接続するように形成される。また、第2共通電極182は、第2利得領域164の上方に位置する複数の第2電極114を、互いに接続するように形成される。次に、基板102の下面下に第1電極112を形成する。第1電極112は、例えば、真空蒸着法により形成される。なお、第2電極114を形成する前に、第1電極112を形成してもよい。
以上の工程により、発光装置100を製造することができる。
発光装置100の製造方法によれば、スペックルノイズを低減でき、かつ高出力なアレイ化された発光装置100を形成することができる。
3. 発光装置の変形例
次に、本実施形態の変形例に係る発光装置200,300について、図面を参照しながら説明する。以下、本実施形態の変形例に係る発光装置200,300において、本実施形態に係る発光装置100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。
(1)第1変形例に係る発光装置200について説明する。図10は、発光装置200を模式的に示す平面図であり、図1に対応している。なお、図10では、便宜上、絶縁部116の図示を省略している。
発光装置200では、図10に示すように、利得領域群160は、第1利得領域162と、第2利得領域164と、第3利得領域266と、を有することができる。複数の利得領域群160の各々において、第1利得領域162、第2利得領域164および第3利得領域266は、平面的にみて、第2方向(+Y方向)に、第1利得領域162、第2利得領域164、第3利得領域266の順で配列されている。その他、第3利得領域266の形状、機能等については、上述の第1利得領域162および第2利得領域164の説明を適用することができる。
複数の第3利得領域266の各々の上方に設けられた第2電極114は、第3共通電極284によって、互いに電気的に接続されている。図示の例では、第3共通電極284は、第1共通電極180と第2共通電極182との間に設けられているが、特に限定されるものではなく、例えば第1方向に(+X方向に)向かって、第1共通電極180、第2共通電極182、第3共通電極284の順で、配列されていてもよい。第3共通電極284に材質、形状等については、上述の第1共通電極180および第2共通電極182の説明を適用することができる。
発光装置200によれば、第3利得領域266が形成されているので、例えば発光装置100に比べて、隣り合う第1利得領域162間の距離を大きくすることができる。そのため、熱干渉の影響をいっそう防止ないし低減することができる。
(2)第2変形例に係る発光装置300について説明する。図11は、発光装置300を模式的に示す断面図であり、図2に対応している。
発光装置100の例では、いわゆる利得導波型について説明した。これに対し、発光装置300では、いわゆる屈折率導波型であることができる。
すなわち、発光装置300では、図11に示すように、コンタクト層110と、第2クラッド層108の一部とは、柱状部311を構成することができる。柱状部311の平面形状は、利得領域162,164と同じである。例えば、柱状部311の平面形状によって、電極112,114間の電流経路が決定され、その結果、利得領域162,164の平面形状が決定される。なお、図示はしないが、柱状部311は、例えば、コンタクト層110、第2クラッド層108、および活性層106から構成されていてもよいし、さらに、第1クラッド層104をも含んで構成されていてもよい。また、柱状部311の側面を傾斜させることもできる。
絶縁部116は、柱状部311の側方にも設けられていることができる。絶縁部116は、柱状部311の側面に接していることができる。電極112,114間の電流は、絶縁部116を避けて、該絶縁部116に挟まれた柱状部311を流れることができる。絶縁部116は、活性層106の屈折率よりも小さい屈折率を有することができる。これにより、平面方向において、利得領域162,164内に効率良く光を閉じ込めることができる。
4. プロジェクター
次に、本実施形態に係るプロジェクター400について説明する。図12は、プロジェクター400を模式的に示す図である。なお、図12では、便宜上、プロジェクター400を構成する筐体は省略している。プロジェクター400は、本発明に係る発光装置を有する。以下では、本発明に係る発光装置として、発光装置100を用いた例について説明する。
プロジェクター400において、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源(発光装置)100R,緑色光源(発光装置)100G、青色光源(発光装置)100Bは、上述した発光装置100である。
プロジェクター400は、光源100R,100G,100Bから出射された光をそれぞれ画像情報に応じて変調する透過型の液晶ライトバルブ(光変調装置)404R,404G,404Bと、液晶ライトバルブ404R,404G,404Bによって形成された像を拡大してスクリーン(表示面)410に投射する投射レンズ(投射装置)408と、を備えている。また、プロジェクター400は、液晶ライトバルブ404R,404G,404Bから出射された光を合成して投写レンズ408に導くクロスダイクロイックプリズム(色光合成手段)406を備えていることができる。
さらに、プロジェクター400は、光源100R,100G,100Bから出射された光の照度分布を均一化させるため、各光源100R,100G,100Bよりも光路下流側に、均一化光学系402R,402G,402Bを設けており、これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ404R,404G,404Bを照明している。均一化光学系402R,402G、402Bは、例えば、ホログラム402aおよびフィールドレンズ402bによって構成される。
各液晶ライトバルブ404R,404G,404Bによって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム406に入射する。このプリズムは4つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投射レンズ406によりスクリーン410上に投写され、拡大された画像が表示される。
プロジェクター400によれば、赤色光源400R,緑色光源400G,青色光源400Bが、スペックルノイズを抑えることが可能であるため、鮮明な画像を表示することが可能となる。
なお、上述の例では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micromirror Device)が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。
また、発光装置100を、発光装置100からの光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置(プロジェクター)の光源装置にも適用することが可能である。
なお、上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
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。
10 光、20 光、100 発光装置、102 基板、104 第1クラッド層、
105 第1側面、106 活性層、107 第2側面、108 第2クラッド層、
110 コンタクト層、112 第1電極、114 第2電極、116 絶縁部、
116a 絶縁部の第1部分、116b 絶縁部の第2部分、160 利得領域群、
162 第1利得領域、164 第2利得領域、170 第1端面、172 第2端面、
174 第3端面、176 第4端面、180 第1共通電極、182 第2共通電極、
200 発光装置、266 第3利得領域、284 第3共通電極、300 発光装置、
311 柱状部、400 プロジェクター、402 均一化光学系、
402a ホログラム、402b フィールドレンズ、404 液晶ライトバルブ、
406 クロスダイクロイックプリズム、408 投写レンズ、410 スクリーン

Claims (8)

  1. 第1クラッド層と、
    前記第1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第2クラッド層と、
    前記第1クラッド層に電気的に接続された第1電極と、
    前記第2クラッド層に電気的に接続された第2電極と、
    を含み、
    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、
    前記第2電極は、前記複数の利得領域の各々に対応して、複数設けられ、
    前記複数の利得領域の各々は、平面的にみて、前記活性層の第1側面から、前記第1側面と対向する前記活性層の第2側面に向かって、前記第1側面の垂線に対して傾いて設けられ、
    前記複数の利得領域のうちの少なくとも第1利得領域および第2利得領域は、利得領域群を構成し、
    前記利得領域群は、複数配列され、
    複数の前記利得領域群の各々において、前記第1利得領域および前記第2利得領域は、平面的にみて、前記第1側面から前記第2側面に向かう第1方向と直交する第2方向に、前記第1利得領域、前記第2利得領域の順で配列され、
    複数の前記第1利得領域の上方に設けられた前記第2電極は、第1共通電極によって互いに電気的に接続され、
    複数の前記第2利得領域の上方に設けられた前記第2電極は、第2共通電極によって互いに電気的に接続されている、発光装置。
  2. 請求項1において、
    複数の前記利得領域群の各々は、さらに第3利得領域を有し、
    複数の前記利得領域群の各々において、前記第1利得領域、前記第2利得領域および前記第3利得領域は、平面的にみて、前記第2方向に、前記第1利得領域、前記第2利得領域、前記第3利得領域の順で配列され、
    複数の前記第3利得領域の上方に位置する前記第2電極は、第3共通電極によって互いに電気的に接続されている、発光装置。
  3. 請求項1または2において、
    前記複数の利得領域の各々では、前記第1側面側から平面的にみて、前記第1側面側の端面と、前記第2側面側の端面とは、重なっていない、発光装置。
  4. 請求項3において、
    前記複数の利得領域の各々において、前記第1側面側の端面は、前記第2側面側の端面に比べて前記第2方向側に位置し、
    前記第1側面側から平面的にみて、前記第1利得領域の前記第1側面側の端面と、前記第1利得領域と隣り合う前記第2利得領域の前記第2側面側の端面とは、重なっている、発光装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
    前記第2電極は、前記第2電極とオーミックコンタクトするコンタクト層と接し、
    前記複数の利得領域の各々の平面形状は、前記第2電極と前記コンタクト層との接触面の平面形状と同じである、発光装置。
  6. 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
    前記第1共通電極および前記第2共通電極は、導電層からなり、
    前記第1共通電極および前記第2共通電極は、平面的にみて、前記第2方向に延在している、発光装置。
  7. 請求項1ないし6のいずれかに記載の発光装置を準備する工程と、
    前記第1共通電極に電圧を供給し、複数の前記第1利得領域の各々の端面から光を出射する工程と、
    前記第1共通電極への電圧の供給を遮断して、前記第2共通電極に電圧を供給し、複数の前記第2利得領域の各々の端面から光を出射する工程と、
    を含む、発光装置の駆動方法。
  8. 請求項1ないし6のいずれかに記載の発光装置と、
    前記発光装置から出射された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
    前記光変調素子によって形成された画像を投射する投射装置と、
    を含む、プロジェクター。
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