JP7147560B2 - スーパールミネッセンスダイオード及び表示装置 - Google Patents
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Description
上記第1導電型層は、電流の注入領域が狭窄するように構成された電流狭窄構造を有する。
上記活性層は、上記第1導電型層と上記第2導電型層の間に設けられた活性層であって、1層の量子井戸層又は複数層の量子井戸層を有し、上記1層の量子井戸層の厚みは10nm以下であり、上記複数層の量子井戸層の厚みの合計は10nm以下である。
上記1層の量子井戸層はAlInGaNからなるものであってもよい。
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下であり、
上記第2ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下であってもよい。
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1クラッド層と上記第1ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下であり、
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下であってもよい。
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1クラッド層と上記第1ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下であり、
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下であってもよい。
上記第1導電型層は、電流の注入領域が狭窄するように構成された電流狭窄構造を有する。
上記活性層は、上記第1導電型層と上記第2導電型層の間に設けられた活性層であって、1層の量子井戸層又は複数層の量子井戸層を有し、量子井戸への光閉じ込め率が3%以下である。
上記1層の量子井戸層はAlInGaNからなるものであってもよい。
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下であり、
上記第2ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下であってもよい。
上記第2ガイド層の厚さは50nm以上200nm以下であってもよい。
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1クラッド層と上記第1ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下であり、
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下であってもよい。
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.06以上0.30以下であってもよい。
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1クラッド層と上記第1ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下であり、
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下であってもよい。
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.02以上0.06以下であってもよい。
上記活性層は、1層の量子井戸層又は複数層の量子井戸層を有し、上記1層の量子井戸層の厚みは10nm以下であり、上記複数層の量子井戸層の厚みの合計は10nm以下である。
上記画像生成部は、上記光学素子から出射された光を2次元状にスキャン可能であり、画像データに基づき、投射される上記光による輝度を制御可能である。
上記光学素子は、第1導電型層と、第2導電型層と、活性層とを具備する。
上記第1導電型層は、電流の注入領域が狭窄するように構成された電流狭窄構造を有する。
上記活性層は、上記第1導電型層と上記第2導電型層の間に設けられた活性層であって、1層の量子井戸層又は複数層の量子井戸層を有し、上記1層の量子井戸層の厚みは10nm以下であり、上記複数層の量子井戸層の厚みの合計は10nm以下である。
図1Aは、本技術の一実施形態に係る光学素子100を示す模式的な斜視図であり、図1Bはその平面図である。図2は、図1BにおけるC-C断面図である。この光学素子は、例えばp型またはn型の導電層にリッジ部10を有するリッジ型のスーパールミネッセントダイオード(SLD)である。
光学素子100の活性層構造について説明する。図3は、各層のバンド構造を示す模式図である。横方向はエネルギー(図中、E)を示し、左側へ向かうほどエネルギーが高いことを示す。縦方向は光学素子100を構成する各層の積層方向を示す。エネルギーが低い側のバンドは価電子帯(VB:valence band)であり、エネルギーが高い側のバンドは伝導帯(CB:conduction band)である。
量子井戸層20aの厚みTは、量子井戸層20aが形成する量子井戸の幅であり、以下、単位に井戸幅Tとする。井戸幅Tは、10nm以下が好適である。
量子井戸層20aが形成する量子井戸への光閉じ込め率は3%以下が好適である。量子井戸への光閉じ込め率は、量子井戸に閉じ込められる光密度の割合を意味し、従来では量子井戸への光閉じ込め率は4%以上が一般的である。
上記のように、量子井戸層20aの厚み(井戸幅T)は10nm以下が好適であり、量子井戸層20aが形成する量子井戸への光閉じ込め率は3%以下が好適である。本実施形態に係る光学素子100は、量子井戸層20aの厚みが10nm以下という条件と、量子井戸への光閉じ込め率が3%以下という条件のうち、少なくともいずれか一方を満たすものであればよい。
量子井戸層20aの材料は特に限定されないが、光学素子100の発光色は量子井戸層20aの材料によって異なる。例えば、量子井戸層20aがAlInGaPからなる場合、発光波長550~900nm(実用域630~680nm)の赤色光が生成される。また、量子井戸層20aがAlInGaNからなる場合、発光波長400~1000nm(実用域400~550nm)の青紫色から緑色の光が生成される。
p型ガイド層132及びn型ガイド層142の厚みによって、量子井戸への光閉じ込め率を3%以下に調整することができる。p型ガイド層132及びn型ガイド層142の厚みはそれぞれ10nm以上500nm以下が好適であり、50nm以上200nm以下がより好適である。
SLDの出力向上のためには、電流を多く注入する、導波路長を長くする、あるいはリッジ導波路の幅を大きくする等が考えられる。
上記実施形態においては活性層20は単層の量子井戸層20aを有するものとしたが、複数層の量子井戸層20aを有するものであってもよい。図10は、複数層の量子井戸層20aを有する活性層20におけるバンド構造を示す模式図である。
図12は、上記実施形態に係る光学素子であるSLDを光源として用いる表示装置の構成を模式的に示す。この表示装置200は、ラスタスキャン方式のプロジェクタである。
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
(1)
電流の注入領域が狭窄するように構成された電流狭窄構造を有する第1導電型層と、
第2導電型層と、
上記第1導電型層と上記第2導電型層の間に設けられた活性層であって、1層の量子井戸層又は複数層の量子井戸層を有し、上記1層の量子井戸層の厚みは10nm以下であり、上記複数層の量子井戸層の厚みの合計は10nm以下である活性層と
を具備する光学素子。
上記(1)に記載の光学素子であって、
上記1層の量子井戸層又は上記複数層の量子井戸層は、AlInGaPからなる
光学素子。
上記(1)に記載の光学素子であって、
上記活性層は、上記1層の量子井戸層を有し、
上記1層の量子井戸層はAlInGaNからなる
光学素子。
上記(1)から(3)のうちいずれか一つに記載の光学素子であって、
上記第1導電型層は、第1クラッド層と、上記第1クラッド層と上記活性層の間に設けられた第1ガイド層とを有し、
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下であり、
上記第2ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下である
光学素子。
上記(1)から(4)のうちいずれか一つに記載の光学素子であって、
上記第1導電型層は、第1クラッド層と、上記第1クラッド層と上記活性層の間に設けられた第1ガイド層とを有し、
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1クラッド層と上記第1ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下であり、
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下である
光学素子。
上記(1)から(4)のうちいずれか一つに記載の光学素子であって、
上記第1導電型層は、第1クラッド層と、上記第1クラッド層と上記活性層の間に設けられた第1ガイド層とを有し、
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1クラッド層と上記第1ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下であり、
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下である
光学素子。
上記(1)から(6)のうちいずれか一つに記載の光学素子であって、
上記活性層は、量子井戸への光閉じ込め率が3%以下である
光学素子。
電流の注入領域が狭窄するように構成された電流狭窄構造を有する第1導電型層と、
第2導電型層と、
上記第1導電型層と上記第2導電型層の間に設けられた活性層であって、1層の量子井戸層又は複数層の量子井戸層を有し、量子井戸への光閉じ込め率が3%以下である活性層と
を具備する光学素子。
上記(8)に記載の光学素子であって、
上記1層の量子井戸層又は上記複数層の量子井戸層は、AlInGaPからなる
光学素子。
上記(8)に記載の光学素子であって、
上記活性層は、上記1層の量子井戸層を有し、
上記1層の量子井戸層はAlInGaNからなる
光学素子。
上記(8)から(9)のうちいずれか一つに記載の光学素子であって、
上記第1導電型層は、第1クラッド層と、上記第1クラッド層と上記活性層の間に設けられた第1ガイド層とを有し、
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下であり、
上記第2ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下である
光学素子。
上記(11)に記載の光学素子であって、
上記第1ガイド層の厚さは50nm以上200nm以下であり、
上記第2ガイド層の厚さは50nm以上200nm以下である
上記(8)から(12)のうちいずれか一つに記載の光学素子であって、
上記第1導電型層は、第1クラッド層と、上記第1クラッド層と上記活性層の間に設けられた第1ガイド層とを有し、
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1クラッド層と上記第1ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下であり、
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下である
光学素子。
上記(13)に記載の光学素子であって、
上記第1クラッド層と上記第1ガイド層の屈折率差は0.06以上0.30以下であり、
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.06以上0.30以下である
光学素子。
上記(8)から(12)のうちいずれか一つに記載の光学素子であって、
上記第1導電型層は、第1クラッド層と、上記第1クラッド層と上記活性層の間に設けられた第1ガイド層とを有し、
上記第2導電型層は、第2クラッド層と、上記第2クラッド層と上記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
上記第1クラッド層と上記第1ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下であり、
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下である
光学素子。
上記(15)に記載の光学素子であって、
上記第1クラッド層と上記第1ガイド層の屈折率差は0.02以上0.06以下であり、
上記第2クラッド層と上記第2ガイド層の屈折率差は0.02以上0.06以下である
光学素子。
上記(1)から(16)のうちいずれか一つに記載の光学素子であって、
スーパールミネッセンスダイオードである
光学素子。
上記(1)から(16)のうちいずれか一つに記載の光学素子であって、
光増幅器である
光学素子。
電流の注入領域が狭窄するように構成された電流狭窄構造を有する第1導電型層と、第2導電型層と、上記第1導電型層と上記第2導電型層の間に設けられた活性層とを具備する光学素子の活性層構造であって、
上記活性層は、1層の量子井戸層又は複数層の量子井戸層を有し、上記1層の量子井戸層の厚みは10nm以下であり、上記複数層の量子井戸層の厚みの合計は10nm以下である
活性層構造。
光学素子と、
上記光学素子から出射された光を2次元状にスキャン可能であり、画像データに基づき、投射される上記光による輝度を制御可能な画像生成部とを具備し、
上記光学素子は、
電流の注入領域が狭窄するように構成された電流狭窄構造を有する第1導電型層と、
第2導電型層と、
上記第1導電型層と上記第2導電型層の間に設けられた活性層であって、1層の量子井戸層又は複数層の量子井戸層を有し、上記1層の量子井戸層の厚みは10nm以下であり、上記複数層の量子井戸層の厚みの合計は10nm以下である活性層と
を具備する表示装置。
12…n型電極層
13…第1導電型層
131…p型クラッド層
132…p型ガイド層
14…第2導電型層
141…n型クラッド層
142…n型ガイド層
20…活性層
20a…量子井戸層
20b…障壁層
32…電流狭窄構造
Claims (5)
- 電流の注入領域が狭窄するように構成された電流狭窄構造を有する第1導電型層と、
第2導電型層と、
前記第1導電型層と前記第2導電型層の間に設けられた厚みが10nm以下の1層の量子井戸層を有する活性層と
を具備し、
前記第1導電型層は、第1クラッド層と、前記第1クラッド層と前記活性層の間に設けられた第1ガイド層とを有し、
前記第2導電型層は、第2クラッド層と、前記第2クラッド層と前記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
前記第1ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下であり、
前記第2ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下であり、
前記量子井戸層は、AlInGaP又はAlInGaNからなり、
前記量子井戸層がAlInGaPからなる場合、前記第1クラッド層と前記第1ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下であり、前記第2クラッド層と前記第2ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下であり、
前記量子井戸層がAlInGaNからなる場合、前記第1クラッド層と前記第1ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下であり、前記第2クラッド層と前記第2ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下であり、
前記活性層は、量子井戸への光閉じ込め率が3%以下である
スーパールミネッセンスダイオード。 - 請求項1に記載のスーパールミネッセンスダイオードであって、
前記第1ガイド層の厚さは50nm以上200nm以下であり、
前記第2ガイド層の厚さは50nm以上200nm以下である
スーパールミネッセンスダイオード。 - 請求項1又は2に記載のスーパールミネッセンスダイオードであって、
前記量子井戸層が前記AlInGaPからなる場合、
前記第1クラッド層と前記第1ガイド層の屈折率差は0.06以上0.30以下であり、
前記第2クラッド層と前記第2ガイド層の屈折率差は0.06以上0.30以下である
スーパールミネッセンスダイオード。 - 請求項1又は2に記載のスーパールミネッセンスダイオードであって、
前記量子井戸層が前記AlInGaNからなる場合、
前記第1クラッド層と前記第1ガイド層の屈折率差は0.02以上0.06以下であり、
前記第2クラッド層と前記第2ガイド層の屈折率差は0.02以上0.06以下である
スーパールミネッセンスダイオード。 - スーパールミネッセンスダイオードと、
前記スーパールミネッセンスダイオードから出射された光を2次元状にスキャン可能であり、画像データに基づき、投射される前記光による輝度を制御可能な画像生成部とを具備し、
前記スーパールミネッセンスダイオードは、
電流の注入領域が狭窄するように構成された電流狭窄構造を有する第1導電型層と、
第2導電型層と、
前記第1導電型層と前記第2導電型層の間に設けられた厚みが10nm以下の1層の量子井戸層を有する活性層とを具備し、
前記第1導電型層は、第1クラッド層と、前記第1クラッド層と前記活性層の間に設けられた第1ガイド層とを有し、
前記第2導電型層は、第2クラッド層と、前記第2クラッド層と前記活性層の間に設けられた第2ガイド層とを有し、
前記第1ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下であり、
前記第2ガイド層の厚さは10nm以上500nm以下であり、
前記量子井戸層は、AlInGaP又はAlInGaNからなり、
前記量子井戸層がAlInGaPからなる場合、前記第1クラッド層と前記第1ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下であり、前記第2クラッド層と前記第2ガイド層の屈折率差は0.03以上0.50以下であり、
前記量子井戸層がAlInGaNからなる場合、前記第1クラッド層と前記第1ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下であり、前記第2クラッド層と前記第2ガイド層の屈折率差は0.01以上0.10以下であり、
前記活性層は、量子井戸への光閉じ込め率が3%以下である
表示装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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