JP2022011468A - 発光装置およびプロジェクター - Google Patents

発光装置およびプロジェクター Download PDF

Info

Publication number
JP2022011468A
JP2022011468A JP2020112627A JP2020112627A JP2022011468A JP 2022011468 A JP2022011468 A JP 2022011468A JP 2020112627 A JP2020112627 A JP 2020112627A JP 2020112627 A JP2020112627 A JP 2020112627A JP 2022011468 A JP2022011468 A JP 2022011468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
semiconductor layer
photonic crystal
layer
emitting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020112627A
Other languages
English (en)
Inventor
峻介 石沢
Shunsuke Ishizawa
克巳 岸野
Katsumi Kishino
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Sophia School Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Sophia School Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp, Sophia School Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2020112627A priority Critical patent/JP2022011468A/ja
Priority to US17/361,222 priority patent/US20210408765A1/en
Publication of JP2022011468A publication Critical patent/JP2022011468A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/11—Comprising a photonic bandgap structure
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1042—Optical microcavities, e.g. cavity dimensions comparable to the wavelength
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
    • H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
    • H01S5/04257—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration having positive and negative electrodes on the same side of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1021—Coupled cavities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
    • H01S5/1032—Coupling to elements comprising an optical axis that is not aligned with the optical axis of the active region
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

【課題】光閉じ込め係数を向上できる発光装置を提供する。【解決手段】基板と、前記基板に設けられ、複数の第１柱状部を有する積層体と、を有し、前記積層体は、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半導体層と前記発光層は、前記第１柱状部を構成し、前記第１半導体層は、前記基板と前記発光層との間に設けられ、前記第２半導体層には、複数の凹部が設けられ、前記凹部には、前記第２半導体層よりも屈折率の低い低屈折率部が設けられ、複数の前記第１柱状部は、第１フォトニック結晶を構成し、前記第２半導体層および前記低屈折率部は、第２フォトニック結晶を構成し、前記第１フォトニック結晶と前記第２フォトニック結晶とは、光学的に結合している、発光装置。【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置およびプロジェクターに関する。
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。特に、ナノコラム、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノピラーなどと呼ばれるナノ構造を有する半導体レーザーは、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得られる発光装置が実現できると期待されている。
例えば、特許文献１には、第１半導体層と、第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層と、第１半導体層と第２半導体層との間に設けられた活性層と、を含む柱状部を有し、第２半導体層に設けられた凹部に、第２半導体層より屈折率の低い低屈折率部が設けられた発光装置が開示されている。特許文献１の発光装置では、第２半導体層に凹部を設けることによって面内方向の平均屈折率を低くし、発光層３４付近に光を閉じ込める効果を高め、発光層３４で発生した光の第２電極５２側への漏れを低減している。このような発光装置では、複数の柱状部で構成されたフォトニック結晶によって、光閉じ込め効果を得ることができる。
特開２０１９－０８３２３２号公報
上記のような発光装置では、しきい値電流密度などの素子特性を向上させるために、光閉じ込め係数の向上が求められている。
本発明に係る発光装置の一態様は、
基板と、
前記基板に設けられ、複数の第１柱状部を有する積層体と、
を有し、
前記積層体は、
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半導体層と前記発光層は、前記第１柱状部を構成し、
前記第１半導体層は、前記基板と前記発光層との間に設けられ、
前記第２半導体層には、複数の凹部が設けられ、
前記凹部には、前記第２半導体層よりも屈折率の低い低屈折率部が設けられ、
複数の前記第１柱状部は、第１フォトニック結晶を構成し、
前記第２半導体層および前記低屈折率部は、第２フォトニック結晶を構成し、
前記第１フォトニック結晶と前記第２フォトニック結晶とは、光学的に結合している。
前記発光装置の一態様において、
前記第１フォトニック結晶と前記第２フォトニック結晶との間の光学的距離は、３λ（
λは発振波長）以下であってもよい。
前記発光装置の一態様において、
平面視において、前記第１柱状部と前記低屈折率部は、重なっていてもよい。
前記発光装置の一態様において、
前記第１柱状部と前記低屈折率部は、１対１に対応していてもよい。
前記発光装置の一態様において、
前記凹部の径は、前記第１柱状部の径よりも小さくてもよい。
前記発光装置の一態様において、
前記第２半導体層は、複数の第２柱状部を構成し、
平面視において、前記第１柱状部と前記第２柱状部は、重なっていてもよい。
前記発光装置の一態様において、
前記第２半導体層は、複数の前記第１柱状部に跨がって設けられた部分を有していてもよい。
本発明に係るプロジェクターの一態様は、
前記発光装置を有する。
第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。 第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。 第１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。 第１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。 第１実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。 第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。 第２実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。 第３実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
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。
１． 第１実施形態
１．１． 発光装置
まず、第１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、第１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。図２および図３は、第１実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す平面図である。なお、図２では、便宜上、第２半導体層３６および柱状部３０を図示している。図３では、便宜上、柱状部３０を構成する発光層３４のみを図示している。また、図１は、図２および図３のＩ－Ｉ線断面図である。
発光装置１００は、図１に示すように、基板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。
基板１０は、例えば、Ｓｉ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板などである。
積層体２０は、基板１０に設けられている。積層体２０は、バッファー層２２と、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。
バッファー層２２は、基板１０上に設けられている。バッファー層２２は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層である。バッファー層２２上には、柱状部３０を形成するためのマスク層６０が設けられている。マスク層６０は、例えば、チタン層、酸化チタン層、酸化シリコン層、酸化アルミニウム層などである。
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。
第１半導体層３２、発光層３４、および第２半導体層３６の一部は、柱状部３０を構成している。積層体２０は、複数の柱状部３０を有している。柱状部３０は、バッファー層２２上に設けられている。柱状部３０は、バッファー層２２から上方に突出した柱状の形状を有している。柱状部３０は、例えば、ナノコラム、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノピラーとも呼ばれる。柱状部３０の平面形状は、例えば、多角形、円などである。図３に示す例では、柱状部３０の平面形状は、六角形である。
柱状部３０の径は、例えば、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。柱状部３０の径を５００ｎｍ以下とすることによって、高品質な結晶の発光層３４を得ることができ、かつ、発光層３４に内在する歪みを低減することができる。これにより、発光層３４で発生する光を高い効率で増幅できる。複数の柱状部３０の径は、例えば、互いに等しい。
なお、「柱状部の径」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以下である。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、三角格子状に配置されている。なお、複数の柱状部３０の配置は、特に限定されず、正方格子状に配置されていてもよい。
なお、「柱状部のピッチ」とは、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。「柱状部の中心」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。
複数の柱状部３０は、第１フォトニック結晶２を構成している。第１フォトニック結晶２は、規則的に配列された複数の柱状部３０によって、屈折率が周期的に変化する構造体
である。
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の一部と、を有している。
第１半導体層３２は、バッファー層２２上に設けられている。第１半導体層３２は、基板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。
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。
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。
第２半導体層３６は、第１ＧａＮ層３６ａと、ＡｌＧａＮ層３６ｂと、第２ＧａＮ層３６ｃと、を有している。第１ＧａＮ層３６ａ、ＡｌＧａＮ層３６ｂ、第２ＧａＮ層３６ｃは、発光層３４側からこの順で積層されている。
第１ＧａＮ層３６ａは、発光層３４とＡｌＧａＮ層３６ｂとの間に位置している。第１ＧａＮ層３６ａの一部は、柱状部３０を構成している。第１ＧａＮ層３６ａは、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＧａＮ層である。
ＡｌＧａＮ層３６ｂは、第１ＧａＮ層３６ａと第２ＧａＮ層３６ｃとの間に位置している。ＡｌＧａＮ層３６ｂは、電子ブロック層として機能する。また、ＡｌＧａＮ層３６ｂは、後述するように、凹部４０を形成するためのエッチストップ層としても機能する。ＡｌＧａＮ層３６ｂは、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＡｌＧａＮ層である。
第２ＧａＮ層３６ｃは、ＡｌＧａＮ層３６ｂと第２電極５２との間に位置している。第２ＧａＮ層３６ｃ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には、複数の凹部４０が設けられている。凹部４０は、第２ＧａＮ層３６ｃに設けられている。凹部４０は、第２半導体層３６の上面に開口を有している。第２半導体層３６の上面は、第２半導体層３６の基板１０側とは反対側の面である。図示の例では、第２半導体層３６の上面は、第２電極５２と接している。
図１および図２に示すように、凹部４０と柱状部３０は、１対１に対応して設けられている。すなわち、１つの柱状部３０に対して、１つの凹部４０が設けられている。柱状部３０は所定の方向に所定のピッチで配列されており、凹部４０も柱状部３０と同様に、所定の方向に所定のピッチで配列されている。また、図示の例では、柱状部３０が三角格子状に配置されており、凹部４０も三角格子状に配置されている。
平面視において、凹部４０と柱状部３０とは重なっている。図２に示す例では、凹部４０の中心と柱状部３０とは、重なっている。すなわち、平面視において、凹部４０の中心は、柱状部３０の外縁の内側に位置している。図２に示す例では、凹部４０の中心と柱状
部３０の中心とが重なっている。すなわち、平面視において、凹部４０の中心の位置と柱状部３０の中心の位置とは、一致している。
なお、「凹部の中心」とは、凹部４０の平面形状が円の場合は、該円の中心であり、凹部４０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、凹部４０の中心は、凹部４０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、凹部４０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。
凹部４０の深さ、すなわち、凹部４０の積層方向の大きさは、第２半導体層３６の厚さよりも小さい。そのため、発光層３４の上面は、第２半導体層３６で覆われており、凹部４０によって露出しない。凹部４０の深さは、例えば、第２半導体層３６の第２ＧａＮ層３６ｃの厚さに等しい。
凹部４０の平面形状は、図２に示すように、円である。すなわち、凹部４０の開口の形状は、円である。なお、凹部４０の平面形状は、特に限定されず、多角形や楕円などであってもよい。
凹部４０の径Ｄは、柱状部３０の径よりも小さい。凹部４０の径Ｄは、例えば、柱状部３０の上端の径よりも小さい。柱状部３０の上端は、第２半導体層３６の第２部分３６２と接する部分である。
「凹部の径」とは、凹部４０の平面形状が円の場合は、直径であり、凹部４０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、凹部４０の径は、凹部４０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、凹部４０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。
凹部４０には、第２半導体層３６よりも屈折率の低い低屈折率部４２が設けられている。低屈折率部４２は、例えば、空隙、すなわち空気である。なお、低屈折率部４２は、空隙に限定されず、第２半導体層３６よりも屈折率の低い低屈折材料からなる材料であればよい。低屈折率部４２の材質は、例えば、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＡｌＮ、酸化シリコン、窒化シリコン、ポリイミドなどである。
第２半導体層３６の低屈折率部４２が設けられている部分の面内方向の平均屈折率は、第２半導体層３６の低屈折率部４２が設けられていない部分の面内方向の平均屈折率よりも低い。低屈折率部４２は、第２半導体層３６の第２電極５２近傍に設けられているため、第２半導体層３６の第２電極５２近傍の面内方向の平均屈折率を低くできる。面内方向は、積層方向と直交する方向である。
上述したように、凹部４０と柱状部３０とが１対１に設けられているため、低屈折率部４２と柱状部３０は１対１に設けられる。また、平面視において、凹部４０と柱状部３０が重なっているため、低屈折率部４２と柱状部３０は重なる。低屈折率部４２は、柱状部３０と、同種の格子配列であり、かつ、同一の周期すなわち同一の格子定数で配列されている。図示の例では、柱状部３０と低屈折率部４２は、ともに三角格子状に配置されている。
第２半導体層３６および複数の低屈折率部４２は、第２フォトニック結晶４を構成している。第２フォトニック結晶４は、規則的に配列された複数の低屈折率部４２によって、屈折率が周期的に変化する構造体である。
第２半導体層３６は、図１に示すように、第１部分３６０と、第２部分３６２と、第３
部分３６４と、を有している。
第１部分３６０は、第２半導体層３６のうちの柱状部３０を構成している部分である。すなわち、第１部分３６０は、第１フォトニック結晶２を構成している。第１部分３６０は、第１ＧａＮ層３６ａの一部で構成されている。
第２部分３６２は、第２半導体層３６のうちの複数の柱状部３０に跨がって設けられた部分であって、第２フォトニック結晶４を構成していない部分である。第２部分３６２は、柱状部３０を構成している第１部分３６０と、凹部４０が設けられている第３部分３６４との間に位置している。すなわち、第２部分３６２は、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４との間に位置している。第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４との間の距離Ｌは、第２部分３６２の膜厚に等しい。第２部分３６２の膜厚は、例えば、数十ｎｍ以上数百ｎｍ以下である。第２部分３６２は、第１ＧａＮ層３６ａの一部およびＡｌＧａＮ層３６ｂで構成されている。
第３部分３６４は、第２半導体層３６のうちの複数の柱状部３０に跨がって設けられた部分であって、凹部４０が設けられている部分である。すなわち、第３部分３６４は、第２フォトニック結晶４を構成している。第３部分３６４は、第２ＧａＮ層３６ｃで構成されている。
発光装置１００では、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とは、光学的に結合している。第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とが光学的に結合しているとは、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とが、互いの影響を受ける状態であり、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とによって、１つのフォトニック結晶効果を発現させている状態をいう。第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とが光学的に結合している場合、第１フォトニック結晶２における導波モードと、第２フォトニック結晶４における導波モードとが結合する。すなわち、第１フォトニック結晶２および第２フォトニック結晶４において、同一の発振モードでのレーザー発振が得られる。発光装置１００では、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とを光学的に結合させて、光閉じ込めモードを形成している。
発光装置１００では、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４は、同種の格子配列であり、かつ、同一の周期で配列されている。さらに、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とは、面内の配列方位が同じである。そのため、発光装置１００では、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とを光学的に結合させて、強い光閉じ込め効果を得ることができる。
図示の例では、第１フォトニック結晶２を構成する複数の柱状部３０と、第２フォトニック結晶４を構成する複数の低屈折率部４２は、同種の格子配列であり、かつ、同一の周期すなわち同一の格子定数で配列されている。
また、第１フォトニック結晶２を構成する複数の柱状部３０の面内の配列方位Ａと、第２フォトニック結晶４を構成する複数の低屈折率部４２の面内の配列方位Ｂとは、一致している。複数の柱状部３０の面内の配列方位Ａとは、平面視において、柱状部３０が並ぶ方向である。複数の低屈折率部４２の面内の配列方位Ｂとは、平面視において、低屈折率部４２が並ぶ方向である。配列方位Ａと配列方位Ｂとが一致する場合とは、柱状部３０の所定の列の方向と、当該所定の列に対応する低屈折率部４２の列の方向と、が一致している状態、すなわち、柱状部３０の列と、対応する低屈折率部４２の列とに回転のずれがない状態をいう。
このように、発光装置１００では、複数の柱状部３０と複数の低屈折率部４２が、同種の格子配列であって、同一の周期を有し、面内の配列方位が一致しているため、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４は、同種の格子配列であって、同一の周期を有し、面内の配列方位が一致している。
また、発光装置１００では、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とは、面内において、両者の相対的な位置関係が一定である。そのため、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とが光学的に結合して１つのフォトニック結晶の効果を発現できる。例えば、両者の相対的な位置関係が一定で無く、面内に位置ずれが生じている場合、この位置ずれによりフォトニックバンドが変化し、単一のモードでのレーザー発振が得られないなど、理想的な光閉じ込め効果が得られない。
なお、第１フォトニック結晶２および第２フォトニック結晶４の構成は、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とを光学的に結合させて、光閉じ込め効果を得ることができれば、上記の例に限定されない。
第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４との間の光学的距離は、３λ以下である。なお、λは、発振波長である。また、光学的距離は、いわゆる光路長であり、光が進む距離に屈折率をかけたものである。第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とを３λ以下に配置することによって、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とを光学的に強く結合させることができる。
図１に示す例では、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４との間の光学的距離は、第１ＧａＮ層３６ａの膜厚、ＡｌＧａＮ層３６ｂの膜厚、第１ＧａＮ層３６ａの屈折率、およびＡｌＧａＮ層３６ｂの屈折率から求めることができる。
隣り合う柱状部３０の間は、例えば、空隙である。なお、隣り合う柱状部３０の間に光伝搬層が設けられていてもよい。光伝搬層は、例えば、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。発光層３４で発生した光は、空隙または光伝搬層を通って複数の柱状部３０を、積層方向と直交する方向に伝搬することができる。
第１電極５０は、バッファー層２２上に設けられている。バッファー層２２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２２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２２側から、Ｃｒ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いる。
第２電極５２は、積層体２０の基板１０側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、第２半導体層３６上および凹部４０上に設けられている。第２電極５２は、凹部４０には設けられていない。第２電極５２は、凹部４０を規定する第２半導体層３６の面には設けられていない。
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）などを用いる。第２電極５２の膜厚は、例えば、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
発光装置１００では、ｐ型の第２半導体層３６、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、第１半導体層３２および第２半導体層３６により面内方向に伝搬し、光学的に結合した第１フォトニック結晶２および第２フォトニック結晶４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、積層方向に射出する。
発光装置１００では、第２半導体層３６に低屈折率部４２を設けることによって、第２半導体層３６の第２電極５２近傍の面内方向の平均屈折率を低くできる。したがって、発光装置１００では、発光層３４付近に光を閉じ込める効果を高めることができ、発光層３４で発生した光の第２電極５２側への漏れを低減できる。よって、発光装置１００では、第２電極５２による光の吸収を低減でき、第２電極５２による光の損失を低減できる。
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。
発光装置１００は、例えば、以下の作用効果を奏することができる。
発光装置１００では、複数の柱状部３０は第１フォトニック結晶２を構成し、第２半導体層３６および低屈折率部４２は第２フォトニック結晶４を構成し、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とは、光学的に結合している。そのため、発光装置１００では、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とを光学的に結合させて、光閉じ込め効果を得ることができる。そのため、発光装置１００では、光閉じ込め係数を向上できる。
発光装置１００では、第２半導体層３６に低屈折率部４２を設けることによって、第２半導体層３６の第２電極５２近傍の面内方向の平均屈折率を低くできる。したがって、発光装置１００では、発光層３４付近に光を閉じ込める効果を高めることができ、発光層３４で発生した光の第２電極５２側への漏れを低減できる。ここで、発光装置１００では、第２半導体層３６および低屈折率部４２によって、第２フォトニック結晶４を構成している。そのため、第２半導体層３６および低屈折率部４２がフォトニック結晶を構成していない場合と比べて、第２半導体層３６における光の散乱損失を低減できる。
例えば、第２半導体層３６に低屈折率部４２が設けられ、これらがフォトニック結晶を構成していない場合、第２半導体層３６と低屈折率部４２との境界において屈折率差が生じ、光が散乱される。これに対して、発光装置１００では、第２半導体層３６および低屈折率部４２はフォトニック結晶を構成しているため、第２半導体層３６と低屈折率部４２との境界における光の散乱を低減できる。
発光装置１００では、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４との間の光学的距離は、３λ以下である。そのため、発光装置１００では、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とを光学的に強く結合させることができる。
発光装置１００では、平面視において柱状部３０と低屈折率部４２は、重なっている。そのため、発光装置１００では、柱状部３０と低屈折率部４２とが重なっていない場合と比べて、発光層３４に光を閉じ込める効果を高めることができる。さらに、発光装置１００では、凹部４０の径Ｄは、柱状部３０の径よりも小さい。そのため、発光装置１００で
は、発光層３４に光を閉じ込める効果を高めつつ、発光層３４に電流を効率よく注入できる。
例えば、平面視において柱状部３０と低屈折率部４２が重なっている場合、第２電極５２から発光層３４に注入される電流は、凹部４０を迂回した経路をとるため、電気抵抗が増大する可能性がある。特に、凹部４０の径Ｄが、柱状部３０の径よりも大きい場合、電流は大きく迂回した経路をとらなければならず、電気抵抗が増大し、発光層３４に電流を効率よく注入できない。これに対して、発光装置１００では、凹部４０の径Ｄは、柱状部３０の径よりも小さいため、凹部４０の径Ｄが柱状部３０の径よりも大きい場合と比べて、電流の経路を短くでき、発光層３４に電流を効率よく注入できる。
また、発光装置１００では、凹部４０の径Ｄは、柱状部３０の上端の径よりも小さい。これにより、第２電極５２から発光層３４に注入される電流の経路を短くでき、発光層３４に電流を効率よく注入できる。
１．２． 発光装置の製造方法
次に、第１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４および図５は、第１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。
図４に示すように、基板１０上にバッファー層２２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。
次に、バッファー層２２上に、マスク層６０を形成し、マスク層６０をマスクとして、バッファー層２２上に、第１半導体層３２、発光層３４、および第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。これにより、複数の柱状部３０が形成される。
ここで、第２半導体層３６をエピタキシャル成長させる際には、第１ＧａＮ層３６ａ、ＡｌＧａＮ層３６ｂ、および第２ＧａＮ層３６ｃをこの順でエピタキシャル成長させる。また、第２半導体層３６をエピタキシャル成長させる際には、第２半導体層３６が積層方向だけでなく面内方向にも成長する条件で、エピタキシャル成長させる。例えば、エピタキシャル成長させる際に、ガスの供給量、成長温度などを制御することによって、第２半導体層３６を面内方向に成長させることができる。これにより、第２半導体層３６が成長するに従って隣り合う柱状部３０間の距離が小さくなり、最終的に隣り合う柱状部３０が接続される。この結果、柱状部３０を構成する第１部分３６０と、複数の柱状部３０に跨がって設けられた第２部分３６２および第３部分３６４と、を有する第２半導体層３６を形成できる。
図５に示すように、第２半導体層３６に凹部４０を形成する。凹部４０は、例えば、第２半導体層３６をパターニングすることによって形成できる。第２半導体層３６のパターニングは、フォトリソグラフィーや電子ビームリソグラフィーと、エッチングとによって行うことができる。凹部４０をパターニングする際には、マスク層６０を形成する際のマーカーを基準にすることによって、凹部４０の位置と柱状部３０の位置を正確に合わせることができる。
また、ＡｌＧａＮのエッチングレートは、ＧａＮのエッチングレートよりも低い。そのため、ＡｌＧａＮ層３６ｂをエッチストップ層として、第２ＧａＮ層３６ｃをエッチングすることによって、凹部４０を容易に形成できる。この結果、第２ＧａＮ層３６ｃ、すな
わち、第２半導体層３６の第３部分３６４に凹部４０を形成できる。
図１に示すように、バッファー層２２上に第１電極５０を形成し、第２半導体層３６上に第２電極５２を形成する。第１電極５０および第２電極５２は、例えば、真空蒸着法などにより形成される。真空蒸着法により第２電極５２を形成する場合には、積層方向に対して斜め方向から蒸着する。これにより、凹部４０内に電極材料が入り込むことを防ぐことができる。
以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。
１．３． 変形例
次に、第１実施形態の変形例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６は、第１実施形態の変形例に係る発光装置１１０を模式的に示す平面図である。以下、第１実施形態の変形例に係る発光装置１１０において、上述した第１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。
上述した発光装置１００では、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４は、同種の格子配列で配列されており、複数の柱状部３０と複数の低屈折率部４２は、図２および図３に示すように、共に三角格子状に配置されていた。
これに対して、発光装置１１０では、図６に示すように、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４は、同種の格子配列で配列されているが、複数の柱状部３０の格子配列と複数の低屈折率部４２の格子配列は異なる。
図６に示す例では、複数の柱状部３０は、三角格子状に配置されている。また、柱状部３０の平面形状は正六角形である。低屈折率部４２は、柱状部３０が形成する正六角形の各頂点に対応するように、１つの柱状部３０に対して６つ配置されている。隣り合う柱状部３０において、同じ位置に低屈折率部４２が配置される場合には、低屈折率部４２を共通としてもよい。このように、低屈折率部４２を柱状部３０の各頂点に配置することによって、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４を同種の格子配列とすることができる。
なお、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４は、同種の格子配列であって、同一の周期を有し、面内の配列方位が一致していれば、柱状部３０および凹部４０の配置は上記の例に限定されない。
上述した発光装置１００では、図２に示すように、平面視において、柱状部３０を構成する発光層３４と凹部４０とは重なっているが、発光装置１１０では、図６に示すように、平面視において、柱状部３０を構成する発光層３４と凹部４０とは重なっていない。そのため、発光装置１１０では、例えば、平面視において柱状部３０を構成する発光層３４と凹部４０が重なっている場合と比べて、発光層３４に効率よく電流を注入できる。
例えば、柱状部３０を構成する発光層３４と凹部４０とが重なっている場合、第２電極５２から発光層３４に注入される電流は、凹部４０を迂回した経路をとるため、電気抵抗が増大する可能性がある。これに対して、発光装置１１０では、柱状部３０を構成する発光層３４と凹部４０とが重なっていないため、電流の経路を短くでき、発光層３４に効率よく電流を注入できる。
発光装置１１０では、発光装置１００と同様に、第１フォトニック結晶２と第２フォト
ニック結晶４とを光学的に結合させて、強い光閉じ込め効果を得ることができる。そのため、発光装置１１０では、光閉じ込め係数を向上できる。
２． 第２実施形態
２．１． 発光装置
次に、第２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７は、第２実施形態に係る発光装置２００を模式的に示す断面図である。図８は、第２実施形態に係る発光装置２００を模式的に示す平面図である。なお、図８では、便宜上、第２半導体層３６および柱状部３０を図示している。また、図７は、図８のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。以下、第２実施形態に係る発光装置２００において、上述した第１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。
発光装置１００では、図２に示すように、第２半導体層３６に設けられた凹部４０が、柱状部３０と、同種の格子配列で、同一の周期を有し、面内の配列方位が一致するように配置されることによって、第２フォトニック結晶４が形成されていた。
これに対して、発光装置２００では、図７および図８に示すように、第２半導体層３６で構成された第２柱状部３０ｂが、柱状部３０（以下「第１柱状部３０ａ」という）と、同種の格子配列で、同一の周期を有し、面内の配列方位が一致するように配置されることによって、第２フォトニック結晶４が形成されている。
図８に示す例では、第１柱状部３０ａおよび第２柱状部３０ｂは、三角格子状に配置されている。平面視において、第１柱状部３０ａと第２柱状部３０ｂは、重なっている。そのため、第２電極５２から発光層３４に効率よく電流を注入できる。図８に示す例では、平面視において、第１柱状部３０ａの中心と第２柱状部３０ｂの中心が重なっている。
第２柱状部３０ｂの径は、第１柱状部３０ａを構成する発光層３４の径よりも大きい。そのため、第２電極５２から発光層３４に効率よく電流を注入できる。第２柱状部３０ｂの平面形状は、例えば、第１柱状部３０ａの平面形状と同じである。
第２柱状部３０ｂは、第２半導体層３６に凹部４０を設けることによって形成された柱状の部分である。第２柱状部３０ｂの側面は、凹部４０の内面によって形成されている。凹部４０には、低屈折率部４２が設けられている。低屈折率部４２は、例えば、空隙である。
発光装置２００では、発光装置１００と同様に、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とを光学的に結合させて、強い光閉じ込め効果を得ることができる。そのため、発光装置２００では、光閉じ込め係数を向上できる。
２．２． 発光装置の製造方法
発光装置２００の製造方法は、第２半導体層３６に凹部４０を形成する工程において第２柱状部３０ｂを形成する点を除いて、発光装置１００の製造方法と同様であり、その説明を省略する。
２．３． 変形例
次に、第２実施形態の変形例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９は、第２実施形態の変形例に係る発光装置２１０を模式的に示す平面図である。以下、第２実施形態の変形例に係る発光装置２１０において、上述した第２実施形態に係る発光装置２００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。
上述した発光装置２００では、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４は、同種の格子配列で配列されており、複数の第１柱状部３０ａと複数の第２柱状部３０ｂは、共に三角格子状に配置されていた。
これに対して、発光装置２１０では、図９に示すように、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４は、同種の格子配列で配列されているが、複数の第１柱状部３０ａと複数の第２柱状部３０ｂの格子配列は異なる。
図９に示す例では、複数の第１柱状部３０ａは、三角格子状に配置されている。また、第１柱状部３０ａの平面形状は正六角形である。第２柱状部３０ｂは、第１柱状部３０ａが形成する正六角形の各頂点に対応するように、１つの第１柱状部３０ａに対して６つ配置されている。さらに、第２柱状部３０ｂは、第１柱状部３０ａの中心に１つ配置されている。このように複数の第２柱状部３０ｂを配置することによって、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４を同種の格子配列とすることができる。
なお、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４は、同種の格子配列であって、同一の周期を有し、面内の配列方位が一致していれば、第１柱状部３０ａおよび第２柱状部３０ｂの配置は上記の例に限定されない。
発光装置２１０では、発光装置２００と同様に、第１フォトニック結晶２と第２フォトニック結晶４とを光学的に結合させて、強い光閉じ込め効果を得ることができる。そのため、発光装置２１０では、光閉じ込め係数を向上できる。
３． 第３実施形態
次に、第３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１０は、第３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。
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。
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。なお、便宜上、図１０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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、及び結果が同一の構成、あるいは目的及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又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。
２…第１フォトニック結晶、４…第２フォトニック結晶、１０…基板、２０…積層体、２２…バッファー層、３０…柱状部、３０ａ…第１柱状部、３０ｂ…第２柱状部、３２…第１半導体層、３４…発光層、３６…第２半導体層、３６ａ…第１ＧａＮ層、３６ｂ…ＡｌＧａＮ層、３６ｃ…第２ＧａＮ層、４０…凹部、４２…低屈折率部、５０…第１電極、５２…第２電極、６０…マスク層、１００…発光装置、１００Ｒ…赤色光源、１００Ｇ…緑色光源、１００Ｂ…青色光源、１１０…発光装置、２００…発光装置、２１０…発光装置、３６０…第１部分、３６２…第２部分、３６４…第３部分、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

Claims (8)

  1. 基板と、
    前記基板に設けられ、複数の第１柱状部を有する積層体と、
    を有し、
    前記積層体は、
    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半導体層と前記発光層は、前記第１柱状部を構成し、
    前記第１半導体層は、前記基板と前記発光層との間に設けられ、
    前記第２半導体層には、複数の凹部が設けられ、
    前記凹部には、前記第２半導体層よりも屈折率の低い低屈折率部が設けられ、
    複数の前記第１柱状部は、第１フォトニック結晶を構成し、
    前記第２半導体層および前記低屈折率部は、第２フォトニック結晶を構成し、
    前記第１フォトニック結晶と前記第２フォトニック結晶とは、光学的に結合している、発光装置。
  2. 請求項１において、
    前記第１フォトニック結晶と前記第２フォトニック結晶との間の光学的距離は、３λ（λは発振波長）以下である、発光装置。
  3. 請求項１または２において、
    平面視において、前記第１柱状部と前記低屈折率部は、重なっている、発光装置。
  4. 請求項３において、
    前記第１柱状部と前記低屈折率部は、１対１に対応している、発光装置。
  5. 請求項３または４において、
    前記凹部の径は、前記第１柱状部の径よりも小さい、発光装置。
  6. 請求項１または２において、
    前記第２半導体層は、複数の第２柱状部を構成し、
    平面視において、前記第１柱状部と前記第２柱状部は、重なっている、発光装置。
  7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、
    前記第２半導体層は、複数の前記第１柱状部に跨がって設けられた部分を有している、発光装置。
  8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の発光装置を有する、プロジェクター。
JP2020112627A 2020-06-30 2020-06-30 発光装置およびプロジェクター Pending JP2022011468A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020112627A JP2022011468A (ja) 2020-06-30 2020-06-30 発光装置およびプロジェクター
US17/361,222 US20210408765A1 (en) 2020-06-30 2021-06-28 Light emitting device and projector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020112627A JP2022011468A (ja) 2020-06-30 2020-06-30 発光装置およびプロジェクター

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022011468A true JP2022011468A (ja) 2022-01-17

Family

ID=79030451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020112627A Pending JP2022011468A (ja) 2020-06-30 2020-06-30 発光装置およびプロジェクター

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20210408765A1 (ja)
JP (1) JP2022011468A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11803115B2 (en) 2021-10-28 2023-10-31 Sophia School Corporation Light-emitting device and projector

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6935657B2 (ja) * 2019-03-26 2021-09-15 セイコーエプソン株式会社 発光装置およびプロジェクター
US20210168338A1 (en) * 2019-11-29 2021-06-03 Seiko Epson Corporation Light emitting apparatus and projector
JP2022052420A (ja) * 2020-09-23 2022-04-04 セイコーエプソン株式会社 発光装置、発光装置の製造方法およびプロジェクター

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6778581B1 (en) * 2002-09-24 2004-08-17 Finisar Corporation Tunable vertical cavity surface emitting laser
JP5037835B2 (ja) * 2006-02-28 2012-10-03 キヤノン株式会社 垂直共振器型面発光レーザ
JP5858659B2 (ja) * 2011-06-21 2016-02-10 キヤノン株式会社 フォトニック結晶面発光レーザおよびその製造方法
KR102188497B1 (ko) * 2014-03-27 2020-12-09 삼성전자주식회사 나노구조 반도체 발광소자
JP6954562B2 (ja) * 2017-09-15 2021-10-27 セイコーエプソン株式会社 発光装置およびその製造方法、ならびにプロジェクター
JP7110580B2 (ja) * 2017-10-27 2022-08-02 セイコーエプソン株式会社 発光装置およびその製造方法、ならびにプロジェクター

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11803115B2 (en) 2021-10-28 2023-10-31 Sophia School Corporation Light-emitting device and projector

Also Published As

Publication number Publication date
US20210408765A1 (en) 2021-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7097567B2 (ja) 発光装置およびその製造方法、ならびにプロジェクター
JP6935657B2 (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2022011468A (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP7017761B2 (ja) 発光装置、プロジェクター、およびディスプレイ
JP7136020B2 (ja) 発光装置およびプロジェクター
CN110808536B (zh) 发光装置和投影仪
JP7056628B2 (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP6999877B2 (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2020161621A (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2020141048A (ja) 発光装置およびプロジェクター
US11626533B2 (en) Light emitting device and projector
JP6981444B2 (ja) 発光装置、発光装置の製造方法、およびプロジェクター
JP7176700B2 (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2022081925A (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2022026489A (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2022096789A (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2022063970A (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2021136326A (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2022061175A (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2021150373A (ja) 発光装置、プロジェクター、およびディスプレイ
JP6921603B2 (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2020161620A (ja) 発光装置およびプロジェクター
US11803115B2 (en) Light-emitting device and projector
US20230139048A1 (en) Light-emitting device and projector
JP2021125622A (ja) 発光装置およびプロジェクター

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20200710

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20200710

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240424