JP2021048219A - Light-emitting device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置およびプロジェクターに関する。 The present invention relates to a light emitting device and a projector.
半導体レーザーは、高輝度の次世代光源として期待されている。中でも、複数の柱状部を適用した半導体レーザーは、複数の柱状部によるフォトニック結晶の効果によって、狭放射角で高出力の発光が実現できると期待されている。このような半導体レーザーは、例えば、プロジェクターの光源として適用される。 Semiconductor lasers are expected as next-generation light sources with high brightness. Above all, a semiconductor laser to which a plurality of columnar portions is applied is expected to be able to realize high-power light emission at a narrow radiation angle due to the effect of a photonic crystal formed by the plurality of columnar portions. Such a semiconductor laser is applied, for example, as a light source of a projector.
例えば特許文献1には、複数のナノピラーと、隣り合うナノピラーの間に設けられたGaNと、を有し、GaNの下部に空隙が設けられた半導体装置が記載されている。空隙を設けることにより、空隙が設けられている部分における平面方向の平均屈折率を小さくすることができる。 For example, Patent Document 1 describes a semiconductor device having a plurality of nanopillars and GaN provided between adjacent nanopillars, and a gap is provided below the GaN. By providing the voids, the average refractive index in the plane direction in the portion where the voids are provided can be reduced.
しかしながら、特許文献1では、GaNの下部に空隙を設けているため、空隙の形状を制御し難く、形状がばらつく。そのため、平面方向の平均屈折率がばらつき、しきい値電流など半導体装置の性能がばらついてしまう。 However, in Patent Document 1, since the gap is provided in the lower part of the GaN, it is difficult to control the shape of the gap, and the shape varies. Therefore, the average refractive index in the plane direction varies, and the performance of the semiconductor device such as the threshold current varies.
本発明に係る発光装置の一態様は、
基体と、
前記基体に設けられ、複数の柱状部を有する積層体と、
前記積層体の前記基体とは反対側に設けられた電極と、
を有し、
前記柱状部は、
第1半導体層と、
前記第1半導体層と導電型の異なる第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた発光層と、
を有し、
前記第1半導体層は、前記発光層と前記基体との間に設けられ、
前記積層体は、
隣り合う前記柱状部の前記発光層の間、および隣り合う前記柱状部の前記第1半導体層の間に設けられ、前記発光層と屈折率の異なる第1部分と、
隣り合う前記柱状部の前記第2半導体層の間に設けられ、前記第1部分の屈折率よりも低い屈折率を有する第2部分と、
を有し、
前記第1部分の前記基体側の面の全面は、前記基体と接している。
One aspect of the light emitting device according to the present invention is
With the base
A laminate provided on the substrate and having a plurality of columnar portions,
An electrode provided on the opposite side of the laminate to the substrate,
Have,
The columnar part is
The first semiconductor layer and
A second semiconductor layer having a different conductive type from the first semiconductor layer,
A light emitting layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer,
Have,
The first semiconductor layer is provided between the light emitting layer and the substrate, and is provided.
The laminate is
A first portion provided between the light emitting layers of the adjacent columnar portions and between the first semiconductor layers of the adjacent columnar portions and having a refractive index different from that of the light emitting layer.
A second portion provided between the second semiconductor layers of the adjacent columnar portions and having a refractive index lower than that of the first portion,
Have,
The entire surface of the first portion on the substrate side is in contact with the substrate.
前記発光装置の一態様において、
前記第2部分は、空隙であってもよい。
In one aspect of the light emitting device,
The second portion may be a void.
前記発光装置の一態様において、
前記第1部分の屈折率は、前記発光層の屈折率よりも低くてもよい。
In one aspect of the light emitting device,
The refractive index of the first portion may be lower than the refractive index of the light emitting layer.
前記発光装置の一態様において、
前記第1半導体層と前記発光層との積層方向から見た平面視において、前記第1半導体層の最大の径は、前記第2半導体層の最大の径よりも小さくてもよい。
In one aspect of the light emitting device,
The maximum diameter of the first semiconductor layer may be smaller than the maximum diameter of the second semiconductor layer in a plan view of the first semiconductor layer and the light emitting layer as viewed from the stacking direction.
前記発光装置の一態様において、
前記第1半導体層と前記発光層との積層方向から見た平面視において、前記第1半導体層の最小の径は、前記第2半導体層の最小の径よりも小さくてもよい。
In one aspect of the light emitting device,
The minimum diameter of the first semiconductor layer may be smaller than the minimum diameter of the second semiconductor layer in a plan view of the first semiconductor layer and the light emitting layer as viewed from the stacking direction.
前記発光装置の一態様において、
前記第1部分は、
前記発光層で生じた光を伝搬させる第1層と、
前記柱状部と前記第1層との間に設けられ、前記柱状部の側面を被覆している第2層と、
を有し、
前記第2部分は、前記第1層と前記電極との間に設けられ、
前記第1層の前記電極側の面は、前記発光層の前記電極側の面よりも前記電極側に位置していてもよい。
In one aspect of the light emitting device,
The first part is
The first layer for propagating the light generated in the light emitting layer and
A second layer provided between the columnar portion and the first layer and covering the side surface of the columnar portion, and
Have,
The second portion is provided between the first layer and the electrode.
The electrode-side surface of the first layer may be located closer to the electrode side than the electrode-side surface of the light emitting layer.
本発明に係るプロジェクターの一態様は、
前記発光装置の一態様を有する。
One aspect of the projector according to the present invention is
It has one aspect of the light emitting device.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unreasonably limit the content of the present invention described in the claims. Moreover, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
1. 発光装置
まず、本実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る発光装置100を模式的に示す断面図である。
1. 1. Light-emitting device First, the light-emitting device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a
発光装置100は、図1に示すように、基体10と、積層体20と、第1電極50と、第2電極52と、を有している。
As shown in FIG. 1, the
基体10は、例えば、支持基板12と、バッファー層14と、マスク層16と、を有している。
The
支持基板12は、例えば、板状の形状を有している。支持基板12は、例えば、Si基板、GaN基板、サファイア基板などである。
The
バッファー層14は、支持基板12上に設けられている。バッファー層14は、例えば、Siがドープされたn型のGaN層である。
The
なお、本明細書では、積層体20の積層方向(以下、単に「積層方向」ともいう)において、発光層34を基準とした場合、発光層34から第2半導体層36に向かう方向を「上」とし、発光層34から第1半導体層32に向かう方向を「下」として説明する。また、「積層体20の積層方向」とは、第1半導体層32と発光層34との積層方向をいう。
In the present specification, in the stacking direction of the laminated body 20 (hereinafter, also simply referred to as “stacking direction”), the direction from the
マスク層16は、バッファー層14上に設けられている。マスク層16には、複数の開口部16aが設けられている。マスク層16は、柱状部30を成長させる際にマスクとして機能する層である。マスク層16の厚さは、例えば、10nm以上100nm以下であり、好ましくは50nmである。開口部16aの平面形状は、例えば、円であり、開口部16aの直径は、例えば、50nm以上500nm以下、好ましくは200nmである。マスク層16の材質は、例えば、SiO2層、Si層、SiC層、TiO2層、HfO2層などである。
The
積層体20は、基体10に設けられている。図示の例では、積層体20は、バッファー層14上に設けられている。積層体20は、柱状部30と、第1部分40と、第2部分42と、を有している。
The laminate 20 is provided on the
柱状部30は、バッファー層14上に設けられている。柱状部30は、基体10と第2電極52との間に設けられている。柱状部30は、バッファー層14から上方に突出した柱状の形状を有している。柱状部30の平面形状は、例えば、正六角形等の多角形、円などである。柱状部30の径は、nmオーダーであり、例えば、10nm以上500nm以下である。
The
なお、「柱状部30の径」とは、柱状部30の平面形状が円の場合は、直径であり、柱状部30の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の直径である。例えば、柱状部30の径は、柱状部30の平面形状が多角形の場合、該多角形を内部に含む最小の円の直径であり、柱状部30の平面形状が楕円の場合、該楕円を内部に含む最小の円の直径である。「柱状部30の中心」とは、柱状部30の平面形状が円の場合は、該円の中心であり、柱状部30の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の中心である。例えば、柱状部30の中心は、柱状部30の平面形状が多角形の場合、該多角形を内部に含む最小の円の中心であり、柱状部30の平面形状が楕円の場合、該楕円を内部に含む最小の円の中心である。
The "diameter of the
柱状部30は、複数設けられている。隣り合う柱状部30の間隔は、例えば、1nm以上500nm以下であり、好ましくは50nmである。なお、「隣り合う柱状部30」の間隔とは、隣り合う柱状部30の間の最小の距離である。
A plurality of
複数の柱状部30は、積層方向から見た平面視において(以下、単に「平面視において」ともいう)、所定の方向に所定のピッチで配列されている。複数の柱状部30は、例えば、三角格子状、四角格子状などに配置されている。複数の柱状部30は、フォトニック結晶の効果を発現することができる。柱状部30のピッチとは、当該所定の方向に沿って
隣り合う柱状部30の中心間の距離である。
The plurality of
柱状部30は、第1半導体層32と、発光層34と、第2半導体層36と、を有している。
The
第1半導体層32は、バッファー層14上に設けられている。第1半導体層32は、基体10と発光層34との間に設けられている。第1半導体層32は、n型の半導体層である。第1半導体層32は、例えば、Siがドープされたn型のGaN層である。
The
発光層34は、第1半導体層32上に設けられている。発光層34は、第1半導体層32と第2半導体層36との間に設けられている。発光層34は、電流が注入されることで光を発生させる。発光層34は、例えば、不純物がドープされていないi型のGaN層と、i型のInGaN層と、からなる量子井戸構造を重ねた多重量子井戸構造を有している。
The
第2半導体層36は、発光層34上に設けられている。第2半導体層36は、第1半導体層32と導電型の異なる層である。第2半導体層36は、p型の半導体層である。第2半導体層36は、例えば、Mgがドープされたp型のGaN層である。第2半導体層36は、Mgがドープされたp型のAlGaN層であってもよい。第1半導体層32および第2半導体層36は、発光層34に光を閉じ込める機能を有するクラッド層である。
The
平面視において、第1半導体層32の最大の径R1は、例えば、第2半導体層36の最大の径R2よりも小さい。図示の例では、径R1は、第1半導体層32の発光層34と接している領域の径である。径R2は、第2半導体層36の第2電極52と接している領域の径である。
In plan view, the maximum diameter R1 of the
平面視において、第1半導体層32の最小の径R3は、例えば、第2半導体層36の最小の径R4よりも小さい。図示の例では、径R3は、第1半導体層32のバッファー層14と接している領域の径である。径R4は、第2半導体層36の発光層34と接している領域の径である。
In plan view, the minimum diameter R3 of the
図示の例では、柱状部30は、バッファー層14から第2電極52に向かうにつれて徐々に径が大きくなる逆テーパー形状を有している。
In the illustrated example, the
第1部分40は、隣り合う柱状部30の発光層34の間、および隣り合う柱状部30の第1半導体層32の間に設けられている。図示の例では、第1部分40は、隣り合う柱状部30の発光層34の間に空隙が形成されないように設けられている。同様に、第1部分40は、隣り合う柱状部30の第1半導体層32の間に空隙が形成されないように設けられている。第1部分40の基体10側の面40aの全面は、基体10と接している。面40aは、第1部分40の下面である。図示の例では、面40aは、第2層41bで構成されている。第1部分40の一部は、さらに、隣り合う柱状部30の第2半導体層36の間に設けられている。第1部分40は、平面視において、柱状部30を囲んでいる。
The
第1部分40の屈折率は、発光層34の屈折率と異なる。第1部分40の屈折率は、例えば、発光層34の屈折率よりも小さい。発光層34で発生した光は、第1部分40を通って、積層方向と直交する方向(以下、「平面方向」ともいう)に伝搬することができる。なお、第1部分40の屈折率は、発光層34の屈折率と異なっていればよく、発光層34の屈折率よりも大きくてもよい。
The refractive index of the
第1部分40は、例えば、第1層41aと、第2層41bと、第3層41cと、を有し
ている。第1層41aの屈折率、第2層41bの屈折率、および第3層41cの屈折率は、例えば、発光層34の屈折率よりも小さい。
The
第1層41aは、マスク層16上に、柱状部30と離間して設けられている。第1層41aは、隣り合う柱状部30の第1半導体層32の間、隣り合う柱状部30の発光層34の間、および隣り合う柱状部30の第2半導体層36の間に設けられている。第1層41aの上面4は、隣り合う柱状部30の第2半導体層36の間に位置している。第1層41aは、第2電極52と離間している。第1層41aの上面4は、発光層34の上面34aよりも第2電極52側に位置している。上面4は、第1層41aの第2電極52側の面である。上面34aは、発光層34の第2電極52側の面である。第1層41aは、例えば、AlGaN層、酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、酸化チタン層などである。第1層41aは、発光層34で生じた光を伝搬させる層である。
The
第2層41bは、第1層41aと柱状部30との間に設けられている。第2層41bは、柱状部30の側面30aを被覆している。さらに、第2層41bは、マスク層16上に設けられている。図示の例では、第2層41bは、マスク層16、第1半導体層32、発光層34、第2半導体層36、および第2電極52と接している。第2層41bは、例えば、酸化シリコン層などである。第2層41bは、例えば、柱状部30と第1層41aとを絶縁している。
The
第3層41cは、第1層41aの上面4に設けられている。第3層41cは、第2層41bおよび第2電極52と接している。第3層41cは、例えば、酸化シリコン層などである。第3層41cの屈折率は、例えば、第1層41aの屈折率よりも低くてもよい。
The
第2部分42は、隣り合う柱状部30の第2半導体層36の間に設けられている。第2部分42は、第1層41aと第2電極52との間に設けられている。第2部分42の屈折率は、第1部分40の屈折率よりも小さい。第2部分42の屈折率は、第1層41aの屈折率、第2層41bの屈折率、および第3層41cの屈折率よりも小さい。第2部分42は、空隙である。図示の例では、第2部分42は、第3層41cおよび第2電極52によって規定されている。第2部分42の積層方向の大きさは、第2半導体層36の積層方向の大きさよりも小さい。
The
積層体20の第2部分42が設けられている部分における平面方向の平均屈折率は、積層体20の発光層34が設けられている部分における平面方向の平均屈折率よりも小さい。そのため、発光層34で発生した光が平面方向に伝搬する際に、光が第2電極52側に漏れ難く、発光層34に光を閉じ込めることができる。その結果、発光装置100では、しきい値電流を低減することができる。なお、図1では、発光装置100の積層方向の位置における光強度を模式的に示している。
The average refractive index in the plane direction in the portion of the laminate 20 where the
ここで、「平面方向の平均屈折率」とは、積層方向の所定の位置における平面方向の平均屈折率であり、下記式(1)として表される。 Here, the "average refractive index in the plane direction" is the average refractive index in the plane direction at a predetermined position in the stacking direction, and is expressed by the following equation (1).
ただし、式(1)において、nAVEは、積層方向の所定の位置における平面方向の平均屈折率である。ε1は、柱状部30の誘電率である。ε2は、第1部分40の誘電率で
ある。ε3は、第2部分42の誘電率である。φ1は、積層方向の所定の位置において、平面方向における積層体20の断面積Sと、平面方向における柱状部30の断面積S1と、の比S1/Sである。φ2は、積層方向の所定の位置において、断面積Sと、平面方向における第1部分40の断面積S2と、の比S2/Sである。なお、例えば、第1部分40が複数の材料からなる場合、当該材料の誘電率および当該材料の断面積を考慮して、φ2を決定する。
However, in the formula (1), n AVE is the average refractive index in the plane direction at a predetermined position in the stacking direction. ε 1 is the dielectric constant of the
第1電極50は、バッファー層14上に設けられている。バッファー層14は、第1電極50とオーミックコンタクトしていてもよい。第1電極50は、第1半導体層32と電気的に接続されている。図示の例では、第1電極50は、バッファー層14を介して、第1半導体層32と電気的に接続されている。第1電極50は、発光層34に電流を注入するための一方の電極である。第1電極50としては、例えば、バッファー層14側から、Ti層、Al層、Au層の順序で積層したものなどを用いる。
The
第2電極52は、積層体20の基体10とは反対側に設けられている。図示の例では、第2電極52は、柱状部30上および第2部分42上に設けられている。第2半導体層36は、第2電極52とオーミックコンタクトしていてもよい。第2電極52は、第2半導体層36と電気的に接続されている。第2電極52は、発光層34に電流を注入するための他方の電極である。第2電極52としては、例えば、ITO(indium tin oxide)などの透明電極を用いる。
The
発光装置100では、p型の第2半導体層36、i型の発光層34、およびn型の第1半導体層32により、pinダイオードが構成される。発光装置100では、第1電極50と第2電極52との間に、pinダイオードの順バイアス電圧を印加すると、発光層34に電流が注入されて発光層34で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。発光層34で発生した光は、平面方向に第1部分40を通って複数の柱状部30を伝搬する。複数の柱状部30を伝搬する光は、複数の柱状部30によるフォトニック結晶の効果により定在波を形成し、発光層34で利得を受けてレーザー発振する。そして、発光装置100は、+1次回折光および−1次回折光をレーザー光として、積層方向に出射する。
In the
なお、図示はしないが、基体10とバッファー層14との間、または基体10の下に反射層が設けられていてもよい。該反射層は、例えば、DBR(Distributed Bragg Reflector)層である。該反射層によって、発光層34において発生した光を反射させることができ、発光装置100は、第2電極52側からのみ光を出射することができる。
Although not shown, a reflective layer may be provided between the
発光装置100は、例えば、以下の効果を有する。
The
発光装置100では、積層体20は、隣り合う柱状部30の発光層34の間、および隣り合う柱状部30の第1半導体層32の間に設けられ、発光層34と屈折率の異なる第1部分40と、隣り合う柱状部30の第2半導体層36の間に設けられ、第1部分40の屈折率よりも低い屈折率を有する第2部分42と、を有し、第1部分40の基体10側の40a面の全面は、基体10と接している。そのため、発光装置100では、第1部分40と基体10との間に空隙が形成されない。その結果、平面方向の平均屈折率のばらつきを低減することができ、しきい値電流など発光装置の性能のばらつきを低減することができる。例えば、第1部分40と基体10との間に空隙を形成すると、空隙の形状がウェハー面内でばらつき、平面方向の平均屈折率がばらついてしまう。
In the
さらに、発光装置100では、上記のように、第2部分42によって、積層体20の第2部分42が設けられている部分における平面方向の平均屈折率(以下、「第1平均屈折
率」ともいう)を、積層体20の発光層34が設けられている部分における平面方向の平均屈折率(以下、「第2平均屈折率」ともいう)よりも小さくすることができる。
Further, in the
ここで、p型の半導体層は、n型の半導体層に比べて、光吸収係数が大きい。そのため、第2部分42を、p型の半導体層である第2半導体層36の位置(積層方向における位置)に設けることが、光損失の低減に有利となる。
Here, the p-type semiconductor layer has a larger light absorption coefficient than the n-type semiconductor layer. Therefore, providing the
このように、発光装置100では、光損失の増加を軽微なものに抑えつつ、安定した発光層34への光閉じ込めが可能となる。
As described above, in the
発光装置100では、第2部分42は、空隙である。そのため、第2部分42が空隙でない場合に比べて、第1平均屈折率と第2平均屈折率との差を大きくすることができる。
In the
発光装置100では、平面視において、第1半導体層32の最大の径R1は、第2半導体層36の最大の径R2よりも小さい。そのため、発光装置100では、例えば柱状部30の径が基体10から第2電極52まで一定の場合に比べて、積層体20の第1半導体層32が設けられている部分における平面方向の平均屈折率を、第2平均屈折率よりも小さくすることができる。その結果、例えば、図1に示すように、光強度のピークを発光層34の位置とすることができる。
In the
発光装置100では、第1層41aの上面4は、発光層34の上面34aよりも第2電極52側に位置している。そのため、発光装置100では、上面4が上面34aよりも第2電極52側に位置していない場合に比べて、第1平均屈折率と第2平均屈折率との差を、より確実に大きくすることができる。
In the
なお、上記では、InGaN系の発光層34について説明したが、発光層34としては、出射される光の波長に応じて、電流が注入されることで発光可能な様々な材料系を用いることができる。例えば、AlGaN系、AlGaAs系、InGaAs系、InGaAsP系、InP系、GaP系、AlGaP系などの半導体材料を用いることができる。
Although the InGaN-based
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2〜図7は、本実施形態に係る発光装置100の製造工程を模式的に示す断面図である。
2. Manufacturing Method of Light Emitting Device Next, a manufacturing method of the
図2に示すように、支持基板12上に、バッファー層14を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)法などが挙げられる。
As shown in FIG. 2, the
次に、バッファー層14上にマスク層16を形成する。マスク層16は、例えば、スパッタ法で形成される。次に、マスク層16に開口部16aを形成する。開口部16aは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによるパターニングによって形成される。以上の工程により、基体10を形成することができる。
Next, the
図3に示すように、バッファー層14上に、複数の柱状部30を形成する。具体的には、マスク層16をマスクとして、バッファー層14上に、第1半導体層32、発光層34、第2半導体層36を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法、MBE法などが挙げられる。
As shown in FIG. 3, a plurality of
次に、柱状部30の上面および側面30a、ならびにマスク層16の上面に、第2層4
1bを形成する。柱状部30は、第2層41bによって覆われる。第2層41bは、例えば、ALD(Atomic Layer Deposition)法により形成される。ALD法では、原料を柱状部30の表面に十分に行き渡させて成膜を行うため、柱状部30の根本まで被覆することができる。
Next, on the upper surface and
Form 1b. The
図4に示すように、隣り合う柱状部30の間、および第2層41b上に、第1層41aを形成する。第1層41aは、例えば、MOCVD法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法なとによって形成される。例えば、AlGaN層である第1層41aをMOCVD法によって成長させる場合、原料の供給量を柱状部30の成長時によりもわずかに増加させ、平面方向にもAlGaN層が成長する条件で、AlGaN層を成長させる。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、第1層41aをエッチングする。当該エッチングは、例えば、電界をかけた状態でエッチング液としてシュウ酸を用いたウェットエッチングである。これにより、例えば、AlGaN層である第1層41aを等方的にエッチングすることができる。第2層41bによって、柱状部30がエッチングされることを防ぐことができる。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、第1層41a上および第2層41b上に、第3層41cを形成する。第3層41cは、例えば、ALD法により形成される。
As shown in FIG. 6, the
図7に示すように、第2層41bおよび第3層41cをエッチングする。当該エッチングは、例えば、RIE(Reactive Ion Etching)エッチング装置を用いた異方性のドライエッチングである。このようドライエッチングを行うと、隣り合う柱状部30の間には、プラズマが入り込まず、第2層41bおよび第3層41cが残る。当該エッチングにより、柱状部30の上面が露出する。以上により、第1層41a、第2層41b、および第3層41cを有する第1部分40が形成される。
As shown in FIG. 7, the
図1に示すように、柱状部30上に第2電極52を形成する。第2電極52は、例えば、真空蒸着法によって形成される。真空蒸着法は、材料の回り込みが少なく、数十nm程度のギャップは、材料で封止され、その下には空隙が形成される。その結果、空隙である第2部分42が形成される。
As shown in FIG. 1, the
次に、バッファー層14上に第1電極50を形成する。第1電極50は、例えば、真空蒸着法によって形成される。なお、第1電極50と第2電極52との形成順序は、特に限定されない。
Next, the
以上の工程により、発光装置100を製造することができる。
By the above steps, the
3. 発光装置の変形例
3.1. 第1変形例
次に、本実施形態の第1変形例に係る発光装置ついて、図面を参照しながら説明する。図8は、本実施形態の第1変形例に係る発光装置200を模式的に示す断面図である。
3. 3. Modification example of the light emitting device 3.1. First Modified Example Next, the light emitting device according to the first modified example of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the
以下、本実施形態の第1変形例に係る発光装置200において、上述した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。このことは、後述する本実施形態の第2,第3変形例に係る液体吸収器において、同様である。
Hereinafter, in the
上述した発光装置100では、図1に示すように、第2部分42は、空隙であった。
In the
これに対し、発光装置200では、図8に示すように、第2部分42は、空隙ではない
。第2部分42の材質は、例えば、ポリイミドやBCP(ペンゾシクロブテン)などの樹脂である。第2部分42は、例えば、スピンコート法、CVD法などによって形成される。
On the other hand, in the
3.2. 第2変形例
次に、本実施形態の第2変形例に係る発光装置ついて、図面を参照しながら説明する。図9は、本実施形態の第2変形例に係る発光装置300を模式的に示す断面図である。
3.2. Second Modified Example Next, the light emitting device according to the second modified example of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the
上述した発光装置100では、図1に示すように、柱状部30は、バッファー層14から第2電極52に向かうについて徐々に径が大きくなる逆テーパー形状を有していた。
In the
これに対し、発光装置300では、図9に示すように、柱状部30の発光層34および第2半導体層36の径は、バッファー層14から第2電極52まで一定である。第1半導体層32は、バッファー層14から第2電極52に向かうについて徐々に径が大きくなる逆テーパー部32aを有していた。
On the other hand, in the
柱状部30を成長させる際に、成長温度や柱状部30の組成を制御することにより、第1半導体層32が逆テーパー部32aを有し、かつ、発光層34および第2半導体層36の径が一定となる柱状部30を形成することができる。
When the
3.3. 第3変形例
次に、本実施形態の第3変形例に係る発光装置ついて、図面を参照しながら説明する。図10は、本実施形態の第3変形例に係る発光装置400を模式的に示す断面図である。
3.3. Third Modified Example Next, the light emitting device according to the third modified example of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a
上述した発光装置100では、図1に示すように、柱状部30は、バッファー層14から第2電極52に向かうについて徐々に径が大きくなる逆テーパー形状を有していた。
In the
これに対し、発光装置400では、図10に示すように、柱状部30の径は、バッファー層14から第2電極52まで一定である。
On the other hand, in the
柱状部30を成長させる際に、成長温度や柱状部30の組成を制御することにより、径がバッファー層14から第2電極52まで一定となる柱状部30を形成することができる。
By controlling the growth temperature and the composition of the
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について、図面を参照しながら説明する。図11は、本実施形態に係るプロジェクター900を模式的に示す図である。
4. Projector Next, the projector according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a diagram schematically showing the
プロジェクター900は、例えば、光源として、発光装置100を有している。
The
プロジェクター900は、図示しない筐体と、筐体内に備えられている赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ出射する赤色光源100R、緑色光源100G、青色光源100Bと、を有している。赤色光源100R、緑色光源100G、および青色光源100Bは、発光装置100で構成されている。便宜上、図11では、赤色光源100R、緑色光源100G、および青色光源100Bを簡略化している。
The
プロジェクター900は、さらに、筐体内に備えられている、第1光学素子902Rと、第2光学素子902Gと、第3光学素子902Bと、第1光変調装置904Rと、第2光変調装置904Gと、第3光変調装置904Bと、投射装置908と、を有している。第1光変調装置904R、第2光変調装置904G、および第3光変調装置904Bは、
例えば、透過型の液晶ライトバルブである。投射装置908は、例えば、投射レンズである。
The
For example, a transmissive liquid crystal light bulb. The
赤色光源100Rから出射された光は、第1光学素子902Rに入射する。赤色光源100Rから出射された光は、第1光学素子902Rによって集光される。なお、第1光学素子902Rは、集光以外の機能を有していてもよい。後述する第2光学素子902Gおよび第3光学素子902Bについても同様である。
The light emitted from the
第1光学素子902Rによって集光された光は、第1光変調装置904Rに入射する。第1光変調装置904Rは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置908は、第1光変調装置904Rによって形成された像を拡大してスクリーン910に投射する。
The light collected by the first
緑色光源100Gから出射された光は、第2光学素子902Gに入射する。緑色光源100Gから出射された光は、第2光学素子902Gによって集光される。
The light emitted from the
第2光学素子902Gによって集光された光は、第2光変調装置904Gに入射する。第2光変調装置904Gは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置908は、第2光変調装置904Gによって形成された像を拡大してスクリーン910に投射する。
The light collected by the second
青色光源100Bから出射された光は、第3光学素子902Bに入射する。青色光源100Bから出射された光は、第3光学素子902Bによって集光される。
The light emitted from the blue
第3光学素子902Bによって集光された光は、第3光変調装置904Bに入射する。第3光変調装置904Bは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置908は、第3光変調装置904Bによって形成された像を拡大してスクリーン910に投射する。
The light collected by the third
また、プロジェクター900は、第1光変調装置904R、第2光変調装置904G、および第3光変調装置904Bから出射された光を合成して投射装置908に導くクロスダイクロイックプリズム906を有することができる。
Further, the
第1光変調装置904R、第2光変調装置904G、および第3光変調装置904B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906に入射する。クロスダイクロイックプリズム906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、投射装置908によりスクリーン910上に投射され、拡大された画像が表示される。
The three colored lights modulated by the first
なお、赤色光源100R、緑色光源100G、および青色光源100Bは、発光装置100を映像の画素として画像情報に応じて制御することで、第1光変調装置904R、第2光変調装置904G、および第3光変調装置904Bを用いずに、直接的に映像を形成してもよい。そして、投射装置908は、赤色光源100R、緑色光源100G、および青色光源100Bによって形成された映像を、拡大してスクリーン910に投射してもよい。
The
また、上記の例では、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 Micro Mirror Device)が挙げられる。また、投射装置の構成は、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。
Further, in the above example, a transmissive liquid crystal light bulb is used as the light modulation device, but a light bulb other than the liquid crystal may be used, or a reflective light bulb may be used. Examples of such a light bulb include a reflective liquid crystal light bulb and a digital micromirror device. In addition, the configuration of the projection device is appropriately changed depending on the type of light bulb used.
また、光源を、光源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の光源装置にも適用することが可能である。 Further, a light source device of a scanning type image display device having a scanning means which is an image forming device for displaying an image of a desired size on a display surface by scanning the light from the light source on the screen. It can also be applied to.
上述した実施形態に係る発光装置は、プロジェクター以外にも用いることが可能である。プロジェクター以外の用途には、例えば、屋内外の照明、ディスプレイのバックライト、レーザープリンター、スキャナー、車載用ライト、光を用いるセンシング機器、通信機器等の光源がある。 The light emitting device according to the above-described embodiment can be used in addition to the projector. Applications other than projectors include, for example, light sources such as indoor / outdoor lighting, display backlights, laser printers, scanners, in-vehicle lights, sensing devices that use light, and communication devices.
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。 In the present invention, some configurations may be omitted, or each embodiment or modification may be combined within the range having the features and effects described in the present application.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the present invention includes substantially the same configuration as that described in the embodiments. A substantially identical configuration is, for example, a configuration having the same function, method, and result, or a configuration having the same purpose and effect. The present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. The present invention also includes a configuration that exhibits the same effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the present invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
4…上面、10…基体、12…支持基板、14…バッファー層、16…マスク層、16a…開口部、20…積層体、30…柱状部、30a…側面、32…第1半導体層、32a…逆テーパー部、34…発光層、34a…上面、36…第2半導体層、40…第1部分、40a…面、41a…第1層、41b…第2層、41c…第3層、42…第2部分、50…第1電極、52…第2電極、100…発光装置、100R…赤色光源、100G…緑色光源、100B…青色光源、200,300,400…発光装置、900…プロジェクター、902R…第1光学素子、902G…第2光学素子、902B…第3光学素子、904R…第1光変調装置、904G…第2光変調装置、904B…第3光変調装置、906…クロスダイクロイックプリズム、908…投射装置、910…スクリーン
4 ... top surface, 10 ... substrate, 12 ... support substrate, 14 ... buffer layer, 16 ... mask layer, 16a ... opening, 20 ... laminate, 30 ... columnar portion, 30a ... side surface, 32 ... first semiconductor layer, 32a ... Reverse taper portion, 34 ... light emitting layer, 34a ... top surface, 36 ... second semiconductor layer, 40 ... first part, 40a ... surface, 41a ... first layer, 41b ... second layer, 41c ... third layer, 42 ... 2nd part, 50 ... 1st electrode, 52 ... 2nd electrode, 100 ... light emitting device, 100R ... red light source, 100G ... green light source, 100B ... blue light source, 200, 300, 400 ... light emitting device, 900 ... projector, 902R ... 1st optical element, 902G ... 2nd optical element, 902B ... 3rd optical element, 904R ... 1st optical modulator, 904G ... 2nd optical modulator, 904B ... 3rd optical modulator, 906 ... Cross dichroic prism , 908 ... Projector, 910 ... Screen
Claims (7)
前記基体に設けられ、複数の柱状部を有する積層体と、
前記積層体の前記基体とは反対側に設けられた電極と、
を有し、
前記柱状部は、
第1半導体層と、
前記第1半導体層と導電型の異なる第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた発光層と、
を有し、
前記第1半導体層は、前記発光層と前記基体との間に設けられ、
前記積層体は、
隣り合う前記柱状部の前記発光層の間、および隣り合う前記柱状部の前記第1半導体層の間に設けられ、前記発光層と屈折率の異なる第1部分と、
隣り合う前記柱状部の前記第2半導体層の間に設けられ、前記第1部分の屈折率よりも低い屈折率を有する第2部分と、
を有し、
前記第1部分の前記基体側の面の全面は、前記基体と接している、発光装置。 With the base
A laminate provided on the substrate and having a plurality of columnar portions,
An electrode provided on the opposite side of the laminate to the substrate,
Have,
The columnar part is
The first semiconductor layer and
A second semiconductor layer having a different conductive type from the first semiconductor layer,
A light emitting layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer,
Have,
The first semiconductor layer is provided between the light emitting layer and the substrate, and is provided.
The laminate is
A first portion provided between the light emitting layers of the adjacent columnar portions and between the first semiconductor layers of the adjacent columnar portions and having a refractive index different from that of the light emitting layer.
A second portion provided between the second semiconductor layers of the adjacent columnar portions and having a refractive index lower than that of the first portion,
Have,
A light emitting device in which the entire surface of the first portion on the substrate side is in contact with the substrate.
前記第2部分は、空隙である、発光装置。 In claim 1,
The second part is a light emitting device which is a void.
前記第1部分の屈折率は、前記発光層の屈折率よりも低い、発光装置。 In claim 1 or 2,
A light emitting device in which the refractive index of the first portion is lower than the refractive index of the light emitting layer.
前記第1半導体層と前記発光層との積層方向から見た平面視において、前記第1半導体層の最大の径は、前記第2半導体層の最大の径よりも小さい、発光装置。 In claim 3,
A light emitting device in which the maximum diameter of the first semiconductor layer is smaller than the maximum diameter of the second semiconductor layer in a plan view of the first semiconductor layer and the light emitting layer as viewed from the stacking direction.
前記第1半導体層と前記発光層との積層方向から見た平面視において、前記第1半導体層の最小の径は、前記第2半導体層の最小の径よりも小さい、発光装置。 In claim 3 or 4,
A light emitting device in which the minimum diameter of the first semiconductor layer is smaller than the minimum diameter of the second semiconductor layer in a plan view of the first semiconductor layer and the light emitting layer as viewed from the stacking direction.
前記第1部分は、
前記発光層で生じた光を伝搬させる第1層と、
前記柱状部と前記第1層との間に設けられ、前記柱状部の側面を被覆している第2層と、
を有し、
前記第2部分は、前記第1層と前記電極との間に設けられ、
前記第1層の前記電極側の面は、前記発光層の前記電極側の面よりも前記電極側に位置している、発光装置。 In any one of claims 1 to 5,
The first part is
The first layer for propagating the light generated in the light emitting layer and
A second layer provided between the columnar portion and the first layer and covering the side surface of the columnar portion, and
Have,
The second portion is provided between the first layer and the electrode.
A light emitting device in which the electrode-side surface of the first layer is located closer to the electrode side than the electrode-side surface of the light-emitting layer.
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