JP2022152161A - 発光装置、プロジェクター、およびディスプレイ - Google Patents

発光装置、プロジェクター、およびディスプレイ Download PDF

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Koichi Kobayashi
崇 宮田
Takashi Miyata
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Abstract

【課題】積層体の、平面視において第１電極の外縁と重なる部分から出射される光を遮光することが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、発光層を有する積層体と、前記積層体の前記基板とは反対側で前記積層体に接し、前記発光層に電流を注入する第１電極と、前記第１電極と電気的に接続され、前記発光層で発生する光に対して遮光性を有する配線層と、を有し、前記配線層には、前記積層体から出射された光が通過する第１開口部が設けられ、前記第１開口部は、平面視において、前記第１電極の外縁の内側に位置している、発光装置。【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置、プロジェクター、およびディスプレイに関する。
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、ナノコラムを適用した半導体レーザーは、ナノコラム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。
例えば特許文献１には、ｎ型ＡｌＧａＮなどのｎ型クラッド層を含む微細柱状結晶と、活性層と、ｐ型ＡｌＧａＮなどのｐ型クラッド層を含むｐ型半導体層とからなる複数のナノコラムを備えた半導体光素子アレイが記載されている。複数のナノコラム上には、ｐ側電極が設けられている。
特開２０１３－２３９７１８号公報
複数のナノコラムを有する半導体光素子アレイでは、平面視においてｐ側電極の外縁と重なるナノコラムが存在する。このようなナノコラムは、例えば、ｐ側電極を形成する際のオーバーエッチングによって削れてしまう場合がある。
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、発光層を有する積層体と、
前記積層体の前記基板とは反対側で前記積層体に接し、前記発光層に電流を注入する第１電極と、
前記第１電極と電気的に接続され、前記発光層で発生する光に対して遮光性を有する配線層と、
を有し、
前記配線層には、前記積層体から出射された光が通過する第１開口部が設けられ、
前記第１開口部は、平面視において、前記第１電極の外縁の内側に位置している。
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。
本発明に係るディスプレイの一態様は、
前記発光装置の一態様を有する。
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。 本実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。 本実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。 本実施形態に係るディスプレイを模式的に示す平面図。 本実施形態に係るディスプレイを模式的に示す断面図。
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． 発光装置
１．１． 全体の構成
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。図２は、本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１は、図２のＩ－Ｉ線断面図である。
発光装置１００は、図１および図２に示すように、例えば、基板１０と、積層体２０と、絶縁層４０と、第１電極５０と、第２電極６０と、第３電極７０と、配線層８０と、を有している。なお、便宜上、図２では、第２電極６０の図示を省略している。発光装置１００は、例えば、半導体レーザーである。
基板１０は、例えば、Ｓｉ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板、ＳｉＣ基板などである。
積層体２０は、基板１０に設けられている。図１に示す例では、積層体２０は、基板１０上に設けられている。積層体２０は、例えば、バッファー層２２と、柱状部３０と、を有している。
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、積層方向と直交する方向を「面内方向」ともいう。また、「積層体２０の積層方向」とは、柱状部３０の第１半導体層３２と発光層３４との積層方向のことである。また、「平面視において」とは、積層方向からみた場合のことである。
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、第１導電型の半導体層である。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。図示はしないが、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が設けられている。マスク層は、例えば、酸化シリコン層、チタン層、酸化チタン層、酸化アルミニウム層などである。
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。言い換えれば、柱状部３０は、バッファー層２２を介して基板１０から上方に突出している。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することができる。
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、平面視において、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、正方格子状に配置されている。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。
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。
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。
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、第１導電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、ウェル層と、バリア層と、を有している。ウェル層およびバリア層は、不純物が意図的にドープされていないｉ型の半導体層である。ウェル層は、例えば、ＩｎＧａＮ層である。バリア層は、例えば、ＧａＮ層である。発光層３４は、ウェル層とバリア層とから構成されたＭＱＷ（Multiple Quantum Well）構造を有している。
なお、発光層３４を構成するウェル層およびバリア層の数は、特に限定されない。例えば、ウェル層は、１層だけ設けられていてもよく、この場合、発光層３４は、ＳＱＷ（Single Quantum Well）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導電型と異なる第２導電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。
なお、図示はしないが、第１半導体層３２と発光層３４との間、および発光層３４と第２半導体層３６との間の少なくとも一方に、ｉ型のＩｎＧａＮ層およびＧａＮ層からなるＯＣＬ（Optical Confinement Layer）が設けられていてもよい。また、第２半導体層３６は、ｐ型のＡｌＧａＮ層からなるＥＢＬ（Electron Blocking Layer）を有してもよい。
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３電極７０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。発光層３４で発生した光は、面内方向に伝搬し、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て、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。
なお、図示はしないが、基板１０とバッファー層２２との間、または基板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１電極５０側からのみ光を出射することができる。
絶縁層４０は、積層体２０を覆っている。図示の例では、絶縁層４０は、バッファー層２２の一部、複数の柱状部３０の一部、および第１電極５０の一部を覆っている。絶縁層４０の厚さは、例えば、１μｍ以上である。絶縁層４０は、例えば、ポリイミド層、酸化シリコン層などである。
第１電極５０は、第２半導体層３６上に設けられている。第１電極５０は、第２半導体層３６と電気的に接続されている。第２半導体層３６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２電極６０は、第１電極５０上および絶縁層４０上に設けられている。第１電極５０および第２電極６０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および第２電極６０の詳細については、後述する。
第３電極７０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３電極７０とオーミックコンタクトしていてもよい。第３電極７０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３電極７０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３電極７０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３電極７０は、例えば、バッファー層２２側から、Ｃｒ層、Ｎｉ層が積層された積層体である。
配線層８０は、第２電極６０上および絶縁層４０上に設けられている。配線層８０は、第２電極６０を介して、第１電極５０と電気的に接続されている。配線層８０の詳細については、後述する。
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。
また、上記では、隣り合う柱状部３０の間には、空隙が設けられていたが、積層体２０は、隣り合う柱状部３０の間に、発光層３４で発生した光を伝搬させる光伝搬層を有していてもよい。光伝搬層は、例えば、酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、酸化チタン層である。
また、上記では、積層体２０が複数の柱状部３０を有する例について説明したが、積層体２０は、複数の柱状部３０を有さず、膜状の第１半導体層３２、膜状の発光層３４、および膜状の第２半導体層３６によって構成されていてもよい。
また、発光装置１００は、レーザーに限らず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。
１．２． 配線層および電極等
配線層８０には、第１開口部８２が設けられている。図２に示す例では、第１開口部８２の形状は、円である。第１開口部８２は、配線層８０の側面８４によって規定されている。第１開口部８２は、配線層８０を貫通している。第１開口部８２は、積層体２０から出射された光が通過する開口部である。図示の例では、配線層８０は、リング状の形状であるリング状部８６と、リング状部８６から外側に延出する延出部８８と、を有している。図示はしないが、延出部８８は、例えば、ワイヤーボンディング、またはＦＰＣ（Flexible printed circuits）と接続されている。
配線層８０は、発光層３４で発生する光に対して遮光性を有している。そのため、配線層８０は、積層体２０から出射された光を遮光する。配線層８０は、積層体２０から出射された光を透過させない。配線層８０の発光層３４で発生する光に対する透過率は、第１電極５０の発光層３４で発生する光に対する透過率よりも低い。
配線層８０の抵抗率は、第２電極６０の抵抗率よりも低い。配線層８０は、金属配線層である。配線層８０は、例えば、絶縁層４０側から、Ｃｒ層、Ｎｉ層、Ａｕ層が積層された積層体である。Ｃｒ層の厚さは、例えば、２０ｎｍである。Ｎｉ層の厚さは、例えば、３０ｎｍである。Ａｕ層の厚さは、例えば、２００ｎｍである。配線層８０の厚さが２００ｎｍ以上であれば、積層体２０から出射された光を、より確実に遮光することができる。
絶縁層４０には、第２開口部４２が設けられている。図２に示す例では、第２開口部４２の形状は、円である。第２開口部４２は、絶縁層４０を貫通している。第２開口部４２は、絶縁層４０の側面４４によって規定されている。さらに、第２開口部４２の底面は、第１電極５０の上面によって規定されている。側面４４には、第２電極６０が設けられている。図示の例では、配線層８０は、第２開口部４２に設けられていない。平面視において、第２開口部４２の面積は、第１開口部８２の面積よりも小さく、第２開口部４２の全ては、第１開口部８２と重なっている。
第１電極５０は、積層体２０の基板１０とは反対側に設けられている。第１電極５０は、積層体２０に接している。第１電極５０は、積層体２０と第２電極６０との間に設けられている。
ここで、図３は、第１電極５０の側面５２近傍を模式的に示す断面図である。便宜上、図３では、柱状部３０および第１電極５０以外の部材の図示を省略している。図３に示すように、複数の柱状部３０のうちの第１柱状部３０ａは、第１電極５０に覆われている部分と、第１電極５０に覆われていない部分と、を有している。第１柱状部３０ａは、第１電極５０の側面５２の下に設けられている。第１柱状部３０ａは、平面視において、第１電極５０の外縁５４と重なっている。第１柱状部３０ａの全ては、平面視において、配線層８０と重なっている。第１開口部８２および第２開口部４２は、図２に示すように、平面視において、外縁５４の内側に位置している。外縁５４は、平面視において、配線層８０と重なっている。図示の例では、外縁５４の全ては、平面視において、配線層８０と重なっている。第１電極５０の側面５２は、例えば、外縁５４を構成している。
第１電極５０の抵抗率は、第２電極６０の抵抗率よりも低い。第１電極５０は、積層体２０から出射された光を透過させる。第１電極５０の厚さは、例えば、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、好ましくは１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。第１電極５０の厚さが５ｎｍ以上であれば、抵抗を低くすることができる。第１電極５０の厚さが５０ｎｍ以下であれば、発光層３４で発生した光に対する透過率を高くすることができる。
第１電極５０は、例えば、第２半導体層３６側から、Ｐｄ層、Ｐｔ層、Ａｕ層が積層された積層体である。Ｐｄ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。Ｐｔ層の厚さは、例えば、５ｎｍである。Ａｕ層の厚さは、例えば、１０ｎｍである。なお、第１電極５０は、第２半導体層３６側から、Ｎｉ層、Ａｕ層が積層された積層体であってもよい。
第２電極６０は、第１電極５０に接している。第２電極６０は、積層体２０と接していない。第２電極６０は、第２開口部４２に設けられている。図示の例では、第２電極６０は、絶縁層４０の上面、第２開口部４２を規定する絶縁層４０の側面４４、および第１電極５０の上面に設けられている。第２電極６０は、第２開口部４２によって露出された第１電極５０と接続されている。第２電極６０の平面形状は、例えば、円である。
第２電極６０の発光層３４で発生する光に対する透過率は、第１電極５０の発光層３４で発生する光に対する透過率よりも高い。第２電極６０は、例えば、発光層３４で発生する光に対して透明である。第２電極６０の厚さは、例えば、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、好ましくは２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である。第２電極６０の厚さが１００ｎｍ以上であれば、抵抗を低くすることができる。第２電極６０の厚さが５００ｎｍ以下であれば、発光層３４で発生した光に対する透過率を高くすることができる。第２電極６０の材質は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）である。
１．３． 作用効果
発光装置１００では、基板１０に設けられ、発光層３４を有する積層体２０と、積層体２０の基板１０とは反対側で積層体２０に接し、発光層３４に電流を注入する第１電極５０と、第１電極５０と電気的に接続され、発光層３４で発生する光に対して遮光性を有する配線層８０と、を有する。配線層８０には、積層体２０から出射された光が通過する第１開口部８２が設けられ、第１開口部８２は、平面視において、第１電極５０の外縁５４の内側に位置している。
そのため、発光装置１００では、配線層８０によって、積層体２０の平面視において外縁５４と重なる部分（図示の例では第１柱状部３０ａ）から出射される光を遮光することができる。積層体２０の平面視において外縁５４と重なる部分は、例えば、第１電極５０を形成する際のオーバーエッチングによって削れてしまう場合がある。そのため、積層体２０の平面視において外縁５４と重なる部分から出射される光は、例えば、波長がずれたり、発光強度が低下したりする場合がある。発光装置１００では、このような光を配線層８０で遮光し、第１開口部８２によって発光装置１００から出射される光を規定することができるため、波長のずれや発光強度の低下が発生する可能性を小さくすることができる。
発光装置１００では、積層体２０は、複数の柱状部３０を有し、複数の柱状部３０の各々は、第１導電型の第１半導体層３２と、第１導電型と異なる第２導電型の第２半導体層３６と、第１半導体層３２と第２半導体層３６との間に設けられた発光層３４と、を有する。そのため、発光装置１００では、積層体が複数の柱状部を有さず、膜状の発光層を有している場合に比べて、発光層３４に内在する歪を低減することができる。
発光装置１００では、複数の柱状部３０のうちの第１柱状部３０ａは、平面視において、第１電極５０の外縁５４と重なっている。発光装置１００では、例えば、第１柱状部３０ａが第１電極５０を形成する際のオーバーエッチングによって削れたとしても、配線層８０によって第１柱状部３０ａから出射される光を遮光することができる。
発光装置１００では、第１電極５０に設けられた第２電極６０を有し、配線層８０は、第２電極６０を介して、第１電極５０と電気的に接続され、第１電極５０の抵抗率は、第２電極６０の抵抗率よりも低く、第２電極６０の発光層３４で発生する光に対する透過率は、第１電極５０の発光層３４で発生する光に対する透過率よりも高い。そのため、発光装置１００では、第１電極５０および第２電極６０で構成される電極構造体と積層体２０との接触抵抗を低減させつつ、電極構造体の発光層３４で発生する光に対する透過率を高くすることができる。
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４～図６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。
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、図示せぬマスク層を形成する。マスク層は、例えば、電子ビーム蒸着法、スパッタ法によって形成させる。
次に、マスク層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、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法、ＭＢＥ法などが挙げられる。本工程により、複数の柱状部３０を有する積層体２０を形成することができる。
図５に示すように、積層体２０上に第１電極５０を形成する。第１電極５０は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、スパッタ法によって形成される。次に、第１電極５０上に所定形状のレジスト層９０を形成する。レジスト層９０は、フォトリソグラフィーによって形成される。次に、レジスト層９０をマスクとして、レジスト層９０に覆われていない第１電極５０をエッチングする。本工程のエッチングは、例えば、ドライエッチングである。本工程では、レジスト層９０に覆われていない第１電極５０を完全に除去するために、オーバーエッチングを行う。そのため、レジスト層９０に覆われていない柱状部３０の一部は、エッチングされる。
図６に示すように、レジスト層９０を除去した後、積層体２０および第１電極５０を覆うように絶縁層４０を形成する。絶縁層４０は、例えば、ＣＶＤ法、スピンコート法によって形成される。次に、絶縁層４０をパターニングして、第２開口部４２を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。
図１に示すように、第１電極５０上および絶縁層４０上に、第２電極６０を形成する。第２電極６０は、例えば、ＣＶＤ法、スパッタ法によって形成される。
次に、第２電極６０上および絶縁層４０上に、配線層８０を形成する。配線層８０は、例えば、ＣＶＤ法、スパッタ法によって形成される。次に、配線層８０をパターニングして、第１開口部８２を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。
次に、バッファー層２２上に、第３電極７０を形成する。第３電極７０は、例えば、ＣＶＤ法、スパッタ法によって形成される。なお、第２電極６０および第３電極７０の形成順序は、特に限定されない。また、第３電極７０および配線層８０の形成順序は、特に限定されない。
以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。
なお、上記では、第１電極５０を、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって形成される例について説明したが、第１電極５０は、リフトオフ法によって形成されてもよい。第１電極５０をリフトオフ法で形成すると、第１電極５０の外縁５４近傍は、厚さが小さくなる可能性がある。したがって、第１電極５０をリフトオフ法で形成する場合でも、積層体２０の平面視において外縁５４と重なる部分から出射される光は、配線層８０によって遮光されることが好ましい。
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について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態の変形例に係る発光装置２００を模式的に示す断面図である。図８は、本実施形態の変形例に係る発光装置２００を模式的に示す平面図である。なお、図７は、図８のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。また、便宜上、図８では、第２電極６０の図示を省略している。
以下、本実施形態の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。
上述した発光装置１００では、図１に示すように、配線層８０は、第２開口部４２に設けられていなかった。これに対し、発光装置２００では、図７に示すように、配線層８０は、第２開口部４２に設けられている。
発光装置２００では、配線層８０は、第２電極６０を介して、絶縁層４０の側面４４に設けられている。図８に示すように、平面視において、第１開口部８２の面積は、第２開口部４２の面積よりも小さく、第１開口部８２の全ては、第２開口部４２と重なっている。
発光装置２００では、積層体２０を覆う絶縁層４０を有し、絶縁層４０には、第２開口部４２が設けられ、第２開口部４２は、平面視において、第１電極５０の外縁５４の内側に設けられ、第２電極６０は、第２開口部４２を規定する絶縁層４０の側面４４に設けられ、配線層８０は、第２電極６０を介して、側面４４に設けられ、配線層８０の抵抗率は、第２電極６０の抵抗率よりも低い。そのため、発光装置２００では、配線層が第２電極を介して絶縁層の側面に設けられていない場合に比べて、抵抗率が低い配線層８０と、第１電極５０と、の間の距離を小さくすることができる。これにより、効率よく発光層３４に電流を注入することができる。
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について、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態に係るプロジェクター８００を模式的に示す図である。
プロジェクター８００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８００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９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８００は、さらに、筐体内に備えられている、第１光学素子８０２Ｒと、第２光学素子８０２Ｇと、第３光学素子８０２Ｂと、第１光変調装置８０４Ｒと、第２光変調装置８０４Ｇと、第３光変調装置８０４Ｂと、投射装置８０８と、を有している。第１光変調装置８０４Ｒ、第２光変調装置８０４Ｇ、および第３光変調装置８０４Ｂは、例えば、透過型の液晶ライトバルブである。投射装置８０８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８０２Ｒ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８０２Ｒによって集光される。なお、第１光学素子８０２Ｒ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８０２Ｇおよび第３光学素子８０２Ｂについても同様である。
第１光学素子８０２Ｒによって集光された光は、第１光変調装置８０４Ｒに入射する。第１光変調装置８０４Ｒ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８０８は、第１光変調装置８０４Ｒによって形成された像を拡大してスクリーン８１０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８０２Ｇ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８０２Ｇによって集光される。
第２光学素子８０２Ｇによって集光された光は、第２光変調装置８０４Ｇに入射する。第２光変調装置８０４Ｇ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８０８は、第２光変調装置８０４Ｇによって形成された像を拡大してスクリーン８１０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８０２Ｂ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８０２Ｂによって集光される。
第３光学素子８０２Ｂによって集光された光は、第３光変調装置８０４Ｂに入射する。第３光変調装置８０４Ｂ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８０８は、第３光変調装置８０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン８１０に投射する。
また、プロジェクター８００は、第１光変調装置８０４Ｒ、第２光変調装置８０４Ｇ、および第３光変調装置８０４Ｂから出射された光を合成して投射装置８０８に導くクロスダイクロイックプリズム８０６を有することができる。
第１光変調装置８０４Ｒ、第２光変調装置８０４Ｇ、および第３光変調装置８０４Ｂ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８０６に入射する。クロスダイクロイックプリズム８０６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８０８によりスクリーン８１０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８０４Ｒ、第２光変調装置８０４Ｇ、および第３光変調装置８０４Ｂ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８０８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８１０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。
５． ディスプレイ
次に、本実施形態に係るディスプレイについて、図面を参照しながら説明する。図１０は、本実施形態に係るディスプレイ９００を模式的に示す平面図である。図１１は、本実施形態に係るディスプレイ９００を模式的に示す断面図である。なお、図１０には、便宜上、互いに直交する２つの軸として、Ｘ軸およびＹ軸を図示している。
ディスプレイ９００は、例えば、光源として、発光装置１００を有している。
ディスプレイ９００は、画像を表示する表示装置である。画像には、文字情報のみを表示するものが含まれる。ディスプレイ９００は、自発光型のディスプレイである。ディスプレイ９００は、図１０および図１１に示すように、回路基板９１０と、レンズアレイ９２０と、ヒートシンク９３０と、を有している。
回路基板９１０には、発光装置１００を駆動させるための駆動回路が搭載されている。駆動回路は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などを含む回路である。駆動回路は、例えば、入力された画像情報に基づいて、発光装置１００を駆動させる。図示はしないが、回路基板９１０上には、回路基板９１０を保護するための透光性の基板が配置されている。
回路基板９１０は、表示領域９１２と、データ線駆動回路９１４と、走査線駆動回路９１６と、制御回路９１８と、を有している。
表示領域９１２は、複数の画素Ｐで構成されている。画素Ｐは、図示の例では、Ｘ軸およびＹ軸に沿って配列されている。
図示はしないが、回路基板９１０には、複数の走査線と複数のデータ線が設けられている。例えば、走査線はＸ軸に沿って延び、データ線はＹ軸に沿って延びている。走査線は、走査線駆動回路９１６に接続されている。データ線は、データ線駆動回路９１４に接続されている。走査線とデータ線の交点に対応して画素Ｐが設けられている。
１つの画素Ｐは、例えば、１つの発光装置１００と、１つのレンズ９２２と、図示しない画素回路と、を有している。画素回路は、画素Ｐのスイッチとして機能するスイッチング用トランジスターを含み、スイッチング用トランジスターのゲートが走査線に接続され、ソースまたはドレインの一方がデータ線に接続されている。
データ線駆動回路９１４および走査線駆動回路９１６は、画素Ｐを構成する発光装置１００の駆動を制御する回路である。制御回路９１８は、画像の表示を制御する。
制御回路９１８には、上位回路から画像データが供給される。制御回路９１８は、当該画像データに基づく各種信号をデータ線駆動回路９１４および走査線駆動回路９１６に供給する。
走査線駆動回路９１６が走査信号をアクティブにすることで走査線が選択されると、選択された画素Ｐのスイッチング用トランジスターがオンになる。このとき、データ線駆動回路９１４が、選択された画素Ｐにデータ線からデータ信号を供給することで、選択された画素Ｐの発光装置１００がデータ信号に応じて発光する。
レンズアレイ９２０は、複数のレンズ９２２を有している。レンズ９２２は、例えば、１つの発光装置１００に対して、１つ設けられている。発光装置１００から出射された光は、１つのレンズ９２２に入射する。
ヒートシンク９３０は、回路基板９１０に接触している。ヒートシンク９３０の材質は、例えば、銅、アルミニウムなどの金属である。ヒートシンク９３０は、発光装置１００で発生した熱を、放熱する。
上述した実施形態に係る発光装置は、プロジェクターやディスプレイ以外にも用いることが可能である。プロジェクターやディスプレイ以外の用途には、例えば、屋内外の照明、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。
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。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、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を含む。また、本発明は、実施の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、実施の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、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。
発光装置の一態様は、
基板と、
前記基板に設けられ、発光層を有する積層体と、
前記積層体の前記基板とは反対側で前記積層体に接し、前記発光層に電流を注入する第１電極と、
前記第１電極と電気的に接続され、前記発光層で発生する光に対して遮光性を有する配線層と、
を有し、
前記配線層には、前記積層体から出射された光が通過する第１開口部が設けられ、
前記第１開口部は、平面視において、前記第１電極の外縁の内側に位置している。
この発光装置によれば、積層体の、平面視において第１電極の外縁と重なる部分から出射される光を遮光することができる。
発光装置の一態様において、
前記積層体は、複数の柱状部を有し、
前記複数の柱状部の各々は、
第１導電型の第１半導体層と、
前記第１導電型と異なる第２導電型の第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前記発光層と、
を有してもよい。
この発光装置によれば、発光層に内在する歪を低減することができる。
発光装置の一態様において、
前記複数の柱状部のうちの第１柱状部は、平面視において、前記第１電極の前記外縁と重なっていてもよい。
この発光装置によれば、配線層によって第１柱状部から出射される光を遮光することができる。
発光装置の一態様において、
前記第１電極に設けられた第２電極を有し、
前記配線層は、前記第２電極を介して、前記第１電極と電気的に接続され、
前記第１電極の抵抗率は、前記第２電極の抵抗率よりも低く、
前記第２電極の前記発光層で発生する光に対する透過率は、前記第１電極の前記発光層で発生する光に対する透過率よりも高くてもよい。
この発光装置によれば、第１電極および第２電極で構成される電極構造体と積層体との接触抵抗を低減させつつ、電極構造体の発光層で発生する光に対する透過率を高くすることができる。
発光装置の一態様において、
前記積層体を覆う絶縁層を有し、
前記絶縁層には、第２開口部が設けられ、
前記第２開口部は、平面視において、前記第１電極の前記外縁の内側に設けられ、
前記第２電極は、前記第２開口部を規定する前記絶縁層の側面に設けられ、
前記配線層は、前記第２電極を介して、前記側面に設けられ、
前記配線層の抵抗率は、前記第２電極の抵抗率よりも低くてもよい。
この発光装置によれば、配線層と第１電極との間の距離を小さくすることができる。これにより、効率よく発光層に電流を注入することができる。
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。
ディスプレイの一態様は、
前記発光装置の一態様を有する。
１０…基板、２０…積層体、２２…バッファー層、３０…柱状部、３０ａ…第１柱状部、３２…第１半導体層、３４…発光層、３６…第２半導体層、４０…絶縁層、４２…第２開口部、４４…側面、５０…第１電極、５２…側面、５４…外縁、６０…第２電極、７０…第３電極、８０…配線層、８２…第１開口部、８４…側面、８６…リング状部、８８…延出部、９０…レジスト層、１００…発光装置、１００Ｒ…赤色光源、１００Ｇ…緑色光源、１００Ｂ…青色光源、２００…発光装置、８００…プロジェクター、８０２Ｒ…第１光学素子、８０２Ｇ…第２光学素子、８０２Ｂ…第３光学素子、８０４Ｒ…第１光変調装置、８０４Ｇ…第２光変調装置、８０４Ｂ…第３光変調装置、８０６…クロスダイクロイックプリズム、８０８…投射装置、８１０…スクリーン、９００…ディスプレイ、９１０…回路基板、９１２…表示領域、９１４…データ線駆動回路、９１６…走査線駆動回路、９１８…制御回路、９２０…レンズアレイ、９２２…レンズ、９３０…ヒートシンク

Claims (7)

  1. 基板と、
    前記基板に設けられ、発光層を有する積層体と、
    前記積層体の前記基板とは反対側で前記積層体に接し、前記発光層に電流を注入する第１電極と、
    前記第１電極と電気的に接続され、前記発光層で発生する光に対して遮光性を有する配線層と、
    を有し、
    前記配線層には、前記積層体から出射された光が通過する第１開口部が設けられ、
    前記第１開口部は、平面視において、前記第１電極の外縁の内側に位置している、発光装置。
  2. 請求項１において、
    前記積層体は、複数の柱状部を有し、
    前記複数の柱状部の各々は、
    第１導電型の第１半導体層と、
    前記第１導電型と異なる第２導電型の第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前記発光層と、
    を有する、発光装置。
  3. 請求項２において、
    前記複数の柱状部のうちの第１柱状部は、平面視において、前記第１電極の前記外縁と重なっている、発光装置。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
    前記第１電極に設けられた第２電極を有し、
    前記配線層は、前記第２電極を介して、前記第１電極と電気的に接続され、
    前記第１電極の抵抗率は、前記第２電極の抵抗率よりも低く、
    前記第２電極の前記発光層で発生する光に対する透過率は、前記第１電極の前記発光層で発生する光に対する透過率よりも高い、発光装置。
  5. 請求項４において、
    前記積層体を覆う絶縁層を有し、
    前記絶縁層には、第２開口部が設けられ、
    前記第２開口部は、平面視において、前記第１電極の前記外縁の内側に設けられ、
    前記第２電極は、前記第２開口部を規定する前記絶縁層の側面に設けられ、
    前記配線層は、前記第２電極を介して、前記側面に設けられ、
    前記配線層の抵抗率は、前記第２電極の抵抗率よりも低い、発光装置。
  6. 請求項１ないし５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。
  7. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発光装置を有する、ディスプレイ。
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