JP7017761B2 - 発光装置、プロジェクター、およびディスプレイ - Google Patents

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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、シリコン基板上に、ｎ型ＧａＮナノコラム層、発光層を形成し、ナノコラム径を広げながらｐ型ＧａＮコンタクト層をエピタキシャル成長させた上に、半透明のｐ型電極を形成させて成る発光ダイオードにおいて、ｎ型ＧａＮナノコラム層に、多重量子井戸構造やダブルへテロ構造で実現される吸収・再発光層を設けて、光取り出し効率を向上させた発光ダイオードが開示されている。
特開２００７－４９０６２号公報
上記のようなナノコラムを有する発光装置では、発光層の材料や基板の材料に基づいて格子整合などの条件を考慮する必要があり、材料の選択肢は大幅に制限される。そのため、活性層とクラッド層との屈折率の差がとり難く、例えば活性層で発生した光が電極側に漏れて電極において吸収され損失となる。また、このような発光装置では、特許文献１に開示されているように、光取り出し効率を向上させることが求められている。
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、
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、
前記積層体は、
前記第２半導体層の前記基体とは反対側に接続され、前記第２半導体層と同じ導電型の第３半導体層を有し、
前記第２半導体層は、前記発光層と前記第３半導体層との間に設けられ、
前記第３半導体層には、凹部が設けられ、
前記第３半導体層の前記基体側とは反対側の面には、前記凹部の開口が設けられ、
前記凹部の底における径は、前記凹部の開口における径よりも小さい。
前記発光装置の一態様において、
前記積層体の前記基体側とは反対側には、電極が設けられていてもよい。
前記発光装置の一態様において、
前記積層体の積層方向から見て、前記電極の前記凹部と重なる位置には、前記電極を貫通する貫通孔が設けられていてもよい。
前記発光装置の一態様において、
前記凹部は、複数設けられ、
複数の前記柱状部は、第１方向に第１ピッチで配列され、
複数の前記凹部は、第２方向に第２ピッチで配列され、
前記第１方向は、前記柱状部が最も短いピッチで並ぶ方向であり、
前記第２方向は、前記凹部が最も短いピッチで並ぶ方向であり、
前記第２ピッチは、前記第１ピッチよりも小さくてもよい。
前記発光装置の一態様において、
前記凹部の開口における径は、前記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、
前記凹部の形状は、円錐または角錐であってもよい。
前記発光装置の一態様において、
前記凹部の径は、前記凹部の開口から前記凹部の底に向かうに従って、小さくてもよい。
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の第３半導体層を模式的に示す断面図。 第１参考例に係る発光装置の第３半導体層を模式的に示す断面図。 第２参考例に係る発光装置の第３半導体層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の第３半導体層を模式的に示す断面図。 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１は、図２のＩ－Ｉ線断面図である。
発光装置１００は、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。
基体１０は、例えば、板状の形状を有している。基体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、基体１０に設けられている。積層体２０は、バッファー層２２と、複数の柱状部３０と、を有している。
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。
バッファー層２２は、基体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。
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。積層方向と直交する方向における柱状部３０の断面形状は、例えば、多角形、円などである。
柱状部３０の径は、例えば、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である。柱状部３０の径を２５０ｎｍ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２５０ｎｍ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）、第１方向に第１ピッチＰ１で配列されている。第１方向は、柱状部３０が最も短いピッチで並ぶ方向である。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。
なお、「柱状部のピッチ」とは、第１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。
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、発光層３４と第３半導体層３８との間に設けられている。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。
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、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。
積層体２０は、さらに、第３半導体層３８を有している。第３半導体層３８は、第２半導体層３６上に設けられている。第３半導体層３８は、第２半導体層３６の基体１０とは反対側に接続されている。第３半導体層３８は、第２半導体層３６と同じ導電型の層である。第３半導体層３８は、ｐ型の半導体層である。第３半導体層３８は、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＧａＮ層である。第３半導体層３８は、例えば、コンタクト層であり、第２電極５２は、第３半導体層３８とコンタクトしている。なお、第３半導体層３８の材質は、第２半導体層３６の材質と同じであってもよい。
第３半導体層３８は、複数の柱状部３０に跨がって設けられた１つの層である。すなわち、第３半導体層３８は、柱状部３０を構成していない。
図３は、発光装置１００の第３半導体層３８を模式的に示す断面図である。なお、図３には、さらに、積層方向における第３半導体層３８の平均屈折率の分布を示すグラフを図示している。平均屈折率は、第３半導体層３８の面内方向の屈折率の平均である。
第３半導体層３８は、基体１０側の第１面３８ａと、第１面３８ａとは反対側の第２面３８ｂと、を有している。第３半導体層３８の第２面３８ｂは、平坦な面である。第３半導体層３８には、複数の凹部４０が設けられている。
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４１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の平面形状とは、凹部４０を積層方向から見た形状である。
図３に示すように、凹部４０の底４２における径Ｂは、凹部４０の開口４１における径Ｔよりも小さい。凹部４０の径Ｔは、第２面３８ｂにおける凹部４０の径である。凹部４０の径Ｔは、例えば、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。凹部４０の径は、開口４１から底４２に向かうに従って小さくなっている。凹部４０の形状は、例えば、円錐台、角錐台である。凹部４０の径Ｔは、例えば、柱状部３０の径よりも小さい。
なお、「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は、図１に示すように、第２方向に第２ピッチＰ２で配置されている。第２方向は、凹部４０が最も短いピッチで並ぶ方向である。第２ピッチＰ２は、第１ピッチＰ１よりも小さい。隣り合う凹部４０の間隔は、例えば、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。複数の凹部４０は、例えば、三角格子状、四角格子状などに配置されている。
「凹部のピッチ」とは、第２方向に沿って隣り合う凹部４０の中心間の距離である。「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。
なお、凹部４０は、第３半導体層３８にランダムに設けられていてもよい。これにより、凹部４０がフォトニック結晶の効果を発現することを防止できる。
凹部４０の深さは、例えば、第３半導体層３８の厚さよりも小さい。凹部４０の深さは、積層方向における凹部４０の大きさであり、開口４１と底４２との間の距離である。凹部４０の深さは、凹部４０の径Ｔの５倍以上であってもよい。
凹部４０の内部は、例えば、空隙である。なお、凹部４０の内部が、第３半導体層３８よりも屈折率の低い低屈折材料からなる低屈折率部であってもよい。
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の基体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３半導体層３８の第２面３８ｂに設けられている。第２電極５２には、積層方向から見て、凹部４０と重なる位置に貫通孔５３が設けられている。すなわち、凹部４０の開口４１は、第２電極５２によって塞がれていない。第２電極５２は、凹部４０の内部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３半導体層３８の面には設けられていない。
第２電極５２は、第３半導体層３８と電気的に接続されている。第２電極５２は、第３半導体層３８を介して第２半導体層３６に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。
なお、図示はしないが、第３半導体層３８と第２電極５２との間に、接触抵抗を低減するための金属膜を設けてもよい。
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により積層方向と直交する方向に伝搬し、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、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。
ここで、発光装置１００では、第３半導体層３８に凹部４０が設けられている。そのため、発光装置１００では、第２電極５２による光の損失を低減できる。さらに、発光装置１００では、凹部４０の底４２における径Ｂが凹部４０の第２面３８ｂにおける径Ｔよりも小さい。そのため、発光装置１００では、光の取り出し効率を向上できる。以下、その理由について説明する。
図４は、第１参考例に係る発光装置の第３半導体層３８を模式的に示す断面図である。なお、図４は、図３に対応しており、図４に示す第１参考例では、第３半導体層３８に凹部４０が設けられていない点で、図３に示す例と異なる。
発光装置１００では、図３に示すように、第３半導体層３８に凹部４０を設けることによって、図４に示す第３半導体層３８に凹部４０が設けられていない場合と比べて、第３半導体層３８の第２電極５２近傍の平均屈折率を下げることができる。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。この結果、発光装置１００では、図１に示すように、発光層３４に光強度のピークを位置させることができる。
図５は、第２参考例に係る発光装置の第３半導体層３８を模式的に示す断面図である。なお、図５は、図３に対応しており、図５に示す第２参考例では、凹部４０の底４２における径Ｂと凹部４０の第２面３８ｂにおける径Ｔとが等しい点で、図３に示す例と異なる。
図５に示すように、凹部４０の底４２における径Ｂと凹部４０の第２面３８ｂにおける径Ｔとが等しい場合、すなわち、凹部４０の径が開口４１から底４２まで一定の場合、第３半導体層３８において、凹部４０が設けられている領域２と凹部４０が設けられていない領域４との境界における平均屈折率の変化が大きい。そのため、この境界での反射率が高くなり、発光層３４で発生し、かつ、積層方向に射出される光の取り出し効率が低下する。
これに対して、発光装置１００では、図３に示すように、凹部４０の底４２における径Ｂは凹部４０の第２面３８ｂにおける径Ｔよりも小さい。そのため、発光装置１００では、図５に示す凹部４０の底４２における径Ｂと凹部４０の第２面３８ｂにおける径Ｔとが等しい場合と比べて、凹部４０が設けられている領域２と凹部４０が設けられていない領域４との境界における平均屈折率の変化を小さくできる。
具体的には、発光装置１００では、図３に示すように、凹部４０の径は、開口４１から底４２に向かうに従って小さくなっている。そのため、開口４１から底４２に向かうに従って、平均屈折率が徐々に大きくなる。したがって、凹部４０が設けられている領域２と凹部４０が設けられていない領域４との境界における平均屈折率の変化が小さい。
このように、発光装置１００では、凹部４０が設けられている領域２と凹部４０が設けられていない領域４との境界における平均屈折率の変化を小さくできるため、発光層３４で発生し積層方向に射出する光に対する第３半導体層３８の反射率を低減できる。よって、発光装置１００では、発光層３４で発生した光を、効率よく積層方向に射出することができる。
さらに、発光装置１００では、凹部４０の径が開口４１から底４２に向かうに従って小さくなるため、開口４１から底４２に向かうに従って平均屈折率が徐々に大きくなる。これにより、発光層３４で発生し、かつ、積層方向に射出する光に対する第３半導体層３８の反射率を低減できる。すなわち、第３半導体層３８では、凹部４０を設けることによって、屈折率が連続的に変化することによって反射率を低減するモスアイ構造を実現できる。よって、発光装置１００では、発光層３４で発生した光を、効率よく積層方向に射出することができる。
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。
１．２． 効果
発光装置１００では、第３半導体層３８には凹部４０が設けられ、凹部４０の底４２における径Ｂは、凹部４０の開口４１における径Ｔよりも小さい。そのため、発光装置１００では、上述したように、第２電極５２による光の損失を低減でき、かつ、光の取り出し効率を向上できる。
発光装置１００では、積層方向から見て、第２電極５２の凹部４０と重なる位置には、第２電極５２を貫通する貫通孔５３が設けられている。そのため、発光装置１００では、第２電極５２に貫通孔５３が設けられていない場合と比べて、光の取り出し効率を向上できる。
発光装置１００では、複数の柱状部３０は、第１方向に第１ピッチＰ１で配列され、複数の凹部４０は、第２方向に第２ピッチＰ２で配列され、第２ピッチＰ２は、第１ピッチＰ１よりも小さい。これにより、複数の凹部４０が、複数の柱状部３０によって発現するフォトニック結晶の効果に及ぼす影響を低減できる。例えば、第１ピッチＰ１と第２ピッチＰ２とが等しい場合、複数の凹部４０が、複数の柱状部３０によって発現するフォトニック結晶の効果に与える影響が大きくなる。
発光装置１００では、凹部４０の開口４１における径Ｔは、柱状部３０の径よりも小さい。これにより、複数の凹部４０が、複数の柱状部３０によって発現するフォトニック結晶の効果に及ぼす影響を低減できる。例えば、径Ｔと柱状部３０の径とが等しい場合、複数の凹部４０が、複数の柱状部３０によって発現するフォトニック結晶の効果に与える影響が大きくなる。
発光装置１００では、凹部４０の径は、開口４１から底４２に向かうに従って、小さくなる。これにより、上述したように、凹部４０の開口４１から凹部４０の底４２まで平均屈折率を徐々に変化させることができるため、第３半導体層３８の反射率を低減でき、光の取り出し効率をより向上できる。
１．３． 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６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６に示すように、基体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、マスク層を形成し、当該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、柱状部３０が形成される。
次に、柱状部３０上に第３半導体層３８をエピタキシャル成長させる。このとき、複数の柱状部３０上に跨がる層となるように第３半導体層３８を形成する。
なお、例えば、第２半導体層３６および第３半導体層３８を連続してエピタキシャル成長させてもよい。この場合、成長温度を調整することによって、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が接続されることによって、第３半導体層３８が形成されてもよい。
次に、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３半導体層３８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。なお、第１電極５０および第２電極５２の形成順序は、特に限定されない。
次に、第２電極５２上にマスク層を形成し、当該マスク層をマスクとして第２電極５２および第３半導体層３８をエッチングして、第２電極５２に貫通孔５３を形成し、第３半導体層３８に凹部４０を形成する。このとき、凹部４０の径が開口４１から底４２に向かうに従って小さくなるようなエッチング条件とする。第２電極５２および第３半導体層３８のエッチングは、例えば、ドライエッチングにより行われる。
以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。
２． 第２実施形態
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、発光装置２００の第３半導体層３８を模式的に示す断面図である。なお、図８には、さらに、積層方向における第３半導体層３８の平均屈折率の分布を示すグラフを図示している。
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２００では、図７および図８に示すように、凹部４０の形状が円錐であり、凹部４０の底４２が円錐の頂点となっている。そのため、図８に示すように、凹部４０が設けられている領域２と凹部４０が設けられていない領域４との境界における平均屈折率の変化をより小さくできる。したがって、発光装置２００では、発光装置１００と比べて、光の取り出し効率をより向上できる。
なお、上記では、凹部４０の形状が円錐である場合について説明したが、凹部４０の形
状は角錐であって、凹部４０の底４２が角錐の頂点となっていてもよい。この場合も、凹部４０の形状が円錐の場合と同様の作用効果を奏することができる。
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９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…領域、４…領域、１０…基体、２０…積層体、２２…バッファー層、３０…柱状部、３２…第１半導体層、３４…発光層、３６…第２半導体層、３８…第３半導体層、３８ａ…第１面、３８ｂ…第２面、４０…凹部、４１…開口、４２…底、５０…第１電極、５２…第２電極、５３…貫通孔、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、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、
    を有し、
    前記複数の柱状部の各々は、
    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半導体層および前記第２半導体層は、前記発光層に光を閉じ込めるクラッド層であり、
    前記積層体は、
    前記第２半導体層の前記基体とは反対側に接続され、前記第２半導体層と同じ導電型の第３半導体層を有し、
    前記第３半導体層は、コンタクト層であり、
    前記第２半導体層は、前記発光層と前記第３半導体層との間に設けられ、
    前記第３半導体層には、凹部が設けられ、
    前記第３半導体層の前記基体側とは反対側の面には、前記凹部の開口が設けられ、
    前記凹部の底における径は、前記凹部の開口における径よりも小さく、
    前記凹部の深さは、前記第３半導体層の厚さよりも小さく、
    前記積層体の前記基体側とは反対側には、電極が設けられ、
    前記電極は、前記第３半導体層と電気的に接続されている、発光装置。
  2. 請求項１において、
    前記積層体の積層方向から見て、前記電極の前記凹部と重なる位置には、前記電極を貫通する貫通孔が設けられている、発光装置。
  3. 請求項１または２において、
    前記凹部は、複数設けられ、
    前記複数の柱状部は、第１方向に第１ピッチで配列され、
    複数の前記凹部は、第２方向に第２ピッチで配列され、
    前記第１方向は、前記複数の柱状部の各々が最も短いピッチで並ぶ方向であり、
    前記第２方向は、前記凹部が最も短いピッチで並ぶ方向であり、
    前記第２ピッチは、前記第１ピッチよりも小さい、発光装置。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
    前記凹部の開口における径は、前記複数の柱状部の各々の径よりも小さい、発光装置。
  5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
    前記凹部の形状は、円錐または角錐である、発光装置。
  6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
    前記凹部の径は、前記凹部の開口から前記凹部の底に向かうに従って、小さくなる、発光装置。
  7. 請求項１ないし６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。
  8. 請求項１ないし６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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