JP7841377B2 - 発光装置、プロジェクター、ディスプレイ、およびヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

発光装置、プロジェクター、ディスプレイ、およびヘッドマウントディスプレイ

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Description

本発明は、発光装置、プロジェクター、ディスプレイ、およびヘッドマウント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。中でも、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ＧａＮバッファー層と、複数のＧａＮナノロッドと、ＧａＮナノロッドの先端部に設けられた透明電極と、ｎ型ＧａＮバッファー層と透明電極との間に設けられた透明絶縁物層と、を備えた発光装置が記載されている。
特表２００８－５４４５６７号公報
上記のような発光装置では、例えば透明絶縁物層を加工する際に、透明絶縁物層中に電荷が溜まる場合がある。透明絶縁物層中に溜まった電荷は、発光装置の特性に影響を及ぼす。
本発明に係る発光装置の一態様は、
第１半導体層、前記第１半導体層と導電型の異なる第２半導体層、および前記第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を有する発光部と、
前記発光部を覆う絶縁層と、
前記絶縁層中に設けられて、前記発光部と電気的に分離され、かつ所定の電位が印加される導電層と、
を有する。
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。
本発明に係るヘッドマウント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平面図。 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。 本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを模式的に示す斜視図。 本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの像形成装置および導光装置を模式的に示す図。
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． 発光装置
１．１． 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、発光部２０と、絶縁層４０と、導電層５０と、第１電極６０と、第２電極６２と、第１配線７０と、第２配線７２と、第３配線７４と、を有している。発光装置１００は、例えば、半導体レーザーである。なお、便宜上、図２では、導電層５０および第１電極６０以外の部材を省略し、第２配線７２および第３配線７４を透視して図示している。
基板１０は、図１に示すように、例えば、支持基板１２と、バッファー層１４と、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、ＳｉＣ基板などである。
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。なお、図示はしないが、バッファー層１４上には、発光部２０の柱状部３０を成長させるためのマスク層が設けられていてもよい。マスク層は、例えば、チタン層、酸化シリコン層、酸化チタン層、酸化アルミニウム層などである。
なお、本明細書では、柱状部３０の第１半導体層３２と発光層３４との積層方向（以下、単に「積層方向」ともいう）において、柱状部３０の発光層３４を基準とした場合、発光層３４から柱状部３０の第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。
発光部２０は、基板１０上に設けられている。図示の例では、発光部２０は、バッファー層１４上に設けられている。発光部２０は、例えば、複数の柱状部３０を有している。
柱状部３０は、基板１０上に設けられている。柱状部３０は、基板１０から上方に突出している。柱状部３０は、支持基板１２に設けられたバッファー層１４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、正六角形などの多角形、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は、複数設けられている。複数の柱状部３０は、互いに離隔している。図示の例では、隣り合う柱状部３０の間は、空隙である。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、積層方向からみて、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、正三角格子状、正方格子状に配列されている。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３０のピッチ」とは、所定の方向に隣り合う柱状部３０の中心間の距離である。「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。
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、発光層３４、および第２半導体層３６は、例えば、ＩＩＩ族窒化物半導体であり、ウルツ鉱型結晶構造を有している。
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、バッファー層１４から上方に突出している。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導電型は、例えば、ｎ型である。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、発光層３４と第２電極６２との間に設けられている。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導電型は、例えば、ｐ型である。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、不純物が意図的にドープされていない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６０と第２電極６２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、支持基板１２とバッファー層１４との間、または支持基板１２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６２側からのみ光を出射することができる。
絶縁層４０は、基板１０上および発光部２０上に設けられている。絶縁層４０は、基板１０および発光部２０を覆っている。絶縁層４０には、第１コンタクトホール４２および第２コンタクトホール４４が設けられている。第１コンタクトホール４２の底面は、第１電極６０で構成されている。第２コンタクトホール４４の底面は、第２電極６２で構成されている。
絶縁層４０は、図１に示すように、例えば、第１層４６と、第２層４８と、を有している。第１層４６は、基板１０上および発光部２０上に設けられている。第１層４６は、基板１０と導電層５０との間に設けられている。第１層４６は、例えば、窒化物からなる層である。第１層４６が窒化物からなる層であることにより、発光装置１００の耐水性を向上させることができる。第１層４６は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）層、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）層などである。なお、第１層４６は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）層であってもよい。
第２層４８は、第１層４６上および導電層５０上に設けられている。第２層４８は、導電層５０と第２配線７２との間に設けられている。第２層４８の誘電率は、例えば、第１層４６の誘電率よりも小さい。第２層４８は、例えば、有機物からなる層である。第１層４６が有機物からなる層であることにより、絶縁層４０の上面の平坦性を向上させることができる。これにより、第２配線７２の平坦性を向上させることができる。第２層４８は、例えば、ポリイミド層などである。なお、第２層４８は、酸化シリコン層であってもよい。すなわち、第１層４６を構成する材料と、第２層４８を構成する材料とは、異なっていてもよい。第１層４６を構成する材料の誘電率と、第２層４８を構成する材料の誘電率とは、異なっていてもよい。
導電層５０は、絶縁層４０中に設けられている。図示の例では、導電層５０の上面、下面、および側面は、絶縁層４０と接している。導電層５０は、絶縁層４０の第１層４６と第２層４８との間に設けられている。導電層５０は、基板１０と第２配線７２との間に設けられている。導電層５０は、基板１０と第３配線７４との間に設けられている。導電層５０は、発光部２０と電気的に分離されている。導電層５０は、発光部２０と離隔されている。
導電層５０の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、好ましくは３０ｎｍ以上７０ｎｍ以下である。導電層５０と第２配線７２との間の積層方向における距離Ｄ１は、例えば、導電層５０と基板１０との間の積層方向における距離Ｄ２よりも小さい。積層方向において、導電層５０は、発光層３４よりも基板１０とは反対側に設けられている。図示の例では、導電層５０は、発光層３４よりも上方に設けられている。
導電層５０は、積層方向からみて、発光部２０を囲んでいる。導電層５０は、積層方向からみて、発光部２０と重なっていない。導電層５０は、図２に示すように、例えば、リング状の第１部分５２と、第１部分５２に接続された棒状の第２部分５４と、を有している。
導電層５０のシート抵抗は、バッファー層１４のシート抵抗よりも低い。導電層５０のシート抵抗は、例えば、電極６０，６２および配線７０，７２，７４のシート抵抗よりも低い。導電層５０は、導電性を有している。導電層５０は、金属層である。導電層５０は、例えば、チタン（Ｔｉ）層、チタンタングステン（ＴｉＷ）層である。
導電層５０には、所定の電位が印加される。導電層５０は、図示せぬ外部端子に接続されている。導電層５０は、フローティングになっていない。導電層５０に印加される電位は、例えば、第１電極６０に印加される電位と異なる電位である。導電層５０に印加される電位は、例えば、第２電極６２に印加される電位と異なる電位である。
導電層５０に印加される電位は、例えば、第１電極６０に印加される電位と、第２配線７２に印加される電位と、の間の電位である。または、導電層５０に印加される電位は、第１電極６０に印加される電位と同電位である。または、導電層５０に印加される電位は、第２配線７２に印加される電位と同電位である。第１電極６０がカソードで第２電極６２がアノードである場合、導電層５０に印加される電位は、例えば、第１電極６０に印加される電位よりも大きく、第２配線７２に印加される電位よりも小さい。導電層５０に印加される電位は、例えば、第１配線７０に印加される電位と、第３配線７４に印加される電位と、の間の電位である。導電層５０に印加される電位は、グランド電位であってもよい。導電層５０に印加される所定の電位は、発光装置１００の動作中に変化されてもよい。
第１電極６０は、図１に示すように、基板１０上に設けられている。図示の例では、バッファー層１４の一部が掘り込まれ、バッファー層１４の掘り込まれた部分に第１電極６０が設けられている。バッファー層１４は、第１電極６０とオーミックコンタクトしていてもよい。第１電極６０は、バッファー層１４と第１配線７０との間に設けられている。第１電極６０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６０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６０としては、例えば、バッファー層１４側から、Ｃｒ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層されたものなどを用いる。第１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６０は、例えば、カソードである。
第２電極６２は、発光部２０の基板１０とは反対側に設けられている。第２電極６２は、発光部２０上に設けられている。第２電極６２は、発光部２０と第２配線７２との間に設けられている。図示の例では、第２電極６２は、第２半導体層３６上に設けられている。第２半導体層３６は、第２電極６２とオーミックコンタクトしていてもよい。図２に示す例では、第２電極６２の形状は、円である。
第２電極６２は、例えば、第２半導体層３６側から、Ｐｄ層、Ｐｔ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層されたものや、金属層の単層である。第２電極６２の電気抵抗率は、第２配線７２の電気抵抗率よりも小さい。第２電極６２の厚さは、第２配線７２の厚さよりも小さい。第２電極６２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６２は、例えば、アノードである。
第１配線７０は、図１に示すように、第１電極６０上および絶縁層４０上に設けられている。第１配線７０は、第１コンタクトホール４２に位置している。第１配線７０は、第１電極６０に接続されている。第１配線７０の材質は、例えば、第１電極６０側から、Ｃｒ層、Ａｕ層の順序で積層されたものや、金属層の単層である。
第２配線７２は、第２電極６２上および絶縁層４０上に設けられている。第２配線７２は、第２コンタクトホール４４に位置している。第２配線７２は、第２電極６２に接続されている。第２配線７２は、積層方向からみて、発光部２０および第２電極６２と重なっている。第２配線７２の材質は、発光層３４で発生した光を透過させる材料である。第２配線７２の材質は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯなどである。
第３配線７４は、第２配線７２上および絶縁層４０上に設けられている。第３配線７４は、第２コンタクトホール４４に位置していない。第３配線７４は、積層方向からみて、例えば、第２電極６２と重なっていない。第３配線７４は、第２配線７２を介して、第２電極６２と電気的に接続されている。第３配線７４の材質は、例えば、第１配線７０と同じである。
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、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。
また、発光部２０の数は、特に限定されない。例えば、図３に示すように、発光部２０は、複数設けられていてもよい。この場合、導電層５０は、隣接する発光部２０の間に配置される。第１電極６０および第２電極６２は、複数の発光部２０の各々に対して独立に電流を供給できるように構成されていてもよい。図示の例では、積層方向からみて、複数の発光部２０は、正三角格子状に配列されている。なお、便宜上、図３では、発光部２０以外の部材の図示を省略している。
１．２． 作用効果
発光装置１００では、基板１０と、第１半導体層３２、第１半導体層３２と導電型の異なる第２半導体層３６、および第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を有する発光部２０と、発光部２０を覆う絶縁層４０と、絶縁層４０中に設けられて、発光部２０と電気的に分離され、かつ所定の電位が印加される導電層５０と、を有する。
そのため、発光装置１００では、導電層５０によって、絶縁層４０中に溜まった電荷を外部に放出することができる。これにより、絶縁層４０中に溜まった電荷を低減することができる。その結果、絶縁層４０中に溜まった電荷が発光装置１００の特性に及ぼす影響を低減することができる。
例えば絶縁層中に大量の電荷が溜まっていると、発光部の応答が低下し、素早い切り替え動作、すなわちオン／オフ動作が不可能となる。そのため、例えば、複数の発光部を有する場合に、全ての発光部を消灯したいのに遅れ消える発光部が存在したり、全ての発光部を点灯したいのに遅れて点灯したりする発光部が存在したりする。また、赤色光を出射する発光部、緑色光を出射する発光部、および青色光を出射する発光部を有する場合には、全ての発光部を消灯したいのに青色光がわずかに残り、黒色になるはずが白浮きしてしまったり、全ての発光部を点灯したいのに青色光が遅れて点灯し、色のバランスが崩れてカラーシフトが起こったりする。
上記のように、発光装置１００では、導電層５０によって、絶縁層４０中に溜まった電荷を低減することができるため、このような問題を回避することができる。
発光装置１００では、基板１０と、基板１０に設けられ、第１半導体層３２と電気的に接続された第１電極６０と、発光部２０の基板１０の反対側に設けられ、第２半導体層３６と電気的に接続された第２電極６２と、絶縁層４０に設けられ、第２電極６２に接続された第２配線７２と、を有する。第１半導体層３２は、基板１０と発光層３４との間に設けられ、導電層５０は、基板１０と第２配線７２との間に設けられ、導電層５０に印加される所定の電位は、第１電極６０に印加される電位と、第２配線７２に印加される電位と、の間の電位、第１電極６０に印加される電位と同電位、または、第２配線７２に印加される電位と同電位である。そのため、発光装置１００では、導電層５０によって、基板１０と第２配線７２との間の電界を遮断することができ、基板１０、第２配線７２、および絶縁層４０に起因する静電容量、すなわち寄生容量を低減することができる。
発光装置１００では、発光部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半導体層３２、第２半導体層３６、および発光層３４を有する。そのため、発光装置１００では、発光層３４に生じる転位を低減することができ、高品質な結晶の発光層３４を得ることができる。
発光装置１００では、導電層５０と第２配線７２との間の距離Ｄ１は、導電層５０と基板１０との間の距離Ｄ２よりも小さい。第２配線７２は、基板１０に比べて、ノイズに曝される位置に設けられている。そのため、距離Ｄ１を距離Ｄ２よりも小さくすることにより、第２配線７２から侵入したノイズが絶縁層４０の深くにまで到達する前に、導電層５０によってノイズを遮断することができる。これにより、発光装置１００の特性を安定化させることができる。
発光装置１００では、積層方向において、導電層５０は、発光層３４よりも基板１０とは反対側に設けられている。そのため、発光装置１００では、第２配線７２から侵入したノイズが発光層３４の深さにまで到達する前に、導電層５０によってノイズを遮断することができる。これにより、発光装置１００の特性を安定化させることができる。
発光装置１００では、積層方向からみて、導電層５０は、発光部２０を囲んでいる。そのため、発光装置１００では、導電層５０によって、発光部２０の周囲に溜まった電荷を低減することができる。
発光装置１００では、絶縁層４０は、基板１０と導電層５０との間に設けられた第１層４６と、導電層５０と第２配線７２との間に設けられた第２層４８と、を有し、第２層４８の誘電率は、第１層４６の誘電率よりも小さい。そのため、発光装置１００では、ノイズが侵入し易い第２配線７２側の寄生容量を小さくすることができる。これにより、発光装置１００の特性を安定化させることができる。
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。
図４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。本工程により、基板１０を形成することができる。
次に、バッファー層１４上に、図示しないマスク層を形成する。マスク層は、例えば、電子ビーム蒸着法やスパッタ法などによって形成される。
次に、マスク層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、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を形成することができる。図示の例では、複数の柱状部３０を形成した後に、エッチングによって、バッファー層１４の一部を掘り込んでもよい。
図５に示すように、柱状部３０上に第２電極６２を形成する。次に、バッファー層１４上に、第１電極６０を形成する。第１電極６０および第２電極６２は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法などによって形成される。なお、第１電極６０を形成する工程と、第２電極６２を形成する工程と、の順序は、特に限定されない。
次に、バッファー層１４、第１電極６０、および第２電極６２を覆うように、第１層４６を形成する。第１層４６は、例えば、スピンコート法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成される。
図６に示すように、第１層４６上に、導電層５０を形成する。導電層５０は、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法によって形成される。
次に、第１層４６および導電層５０を覆うように、第２層４８を形成する。第２層４８は、例えば、スピンコート法、ＣＶＤ法により形成される。第２層４８の形成方法は、第１層４６の形成方法と同じであってもよいし、異なっていてもよい。本工程により、絶縁層４０を形成することができる。
図７に示すように、絶縁層４０をパターニングして、第１電極６０を露出する第１コンタクトホール４２と、第２電極６２を露出する第２コンタクトホール４４と、を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソグラィーおよびエッチングによって行われる。エッチングは、ウェットエッチングであってもよいし、ドライエッチングであってもよい。本工程において、絶縁層４０に電荷がトラップされて溜まる場合があるが、発光装置１００では、導電層５０によって、絶縁層４０に溜まった電荷を低減することができる。
図１に示すように、第２電極６２上に第２配線７２を形成する。次に、第１電極６０上
に第１配線７０を形成し、第２配線７２上に第３配線７４を形成する。第１配線７０および第３配線７４は、例えば、同じ工程で形成される。配線７０，７２，７４は、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法によって形成される。
以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。
３． 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８は、本実施形態に係るプロジェクター７００を模式的に示す図である。
プロジェクター７００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７００は、図示しない筐体と、筐体内に設けられている赤色光、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８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７００は、さらに、筐体内に設けられた、第１光学素子７０２Ｒと、第２光学素子７０２Ｇと、第３光学素子７０２Ｂと、第１光変調装置７０４Ｒと、第２光変調装置７０４Ｇと、第３光変調装置７０４Ｂと、投射装置７０８と、を有している。第１光変調装置７０４Ｒ、第２光変調装置７０４Ｇ、および第３光変調装置７０４Ｂは、例えば、透過型の液晶ライトバルブである。投射装置７０８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７０２Ｒ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７０２Ｒによって集光される。なお、第１光学素子７０２Ｒ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７０２Ｇおよび第３光学素子７０２Ｂについても同様である。
第１光学素子７０２Ｒによって集光された光は、第１光変調装置７０４Ｒに入射する。第１光変調装置７０４Ｒ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７０８は、第１光変調装置７０４Ｒによって形成された像を拡大してスクリーン７１０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７０２Ｇ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７０２Ｇによって集光される。
第２光学素子７０２Ｇによって集光された光は、第２光変調装置７０４Ｇに入射する。第２光変調装置７０４Ｇ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７０８は、第２光変調装置７０４Ｇによって形成された像を拡大してスクリーン７１０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７０２Ｂ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７０２Ｂによって集光される。
第３光学素子７０２Ｂによって集光された光は、第３光変調装置７０４Ｂに入射する。第３光変調装置７０４Ｂ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７０８は、第３光変調装置７０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン７１０に投射する。
プロジェクター７００は、さらに、第１光変調装置７０４Ｒ、第２光変調装置７０４Ｇ
、および第３光変調装置７０４Ｂから出射された光を合成して投射装置７０８に導くクロスダイクロイックプリズム７０６を有している。
第１光変調装置７０４Ｒ、第２光変調装置７０４Ｇ、および第３光変調装置７０４Ｂ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７０６に入射する。クロスダイクロイックプリズム７０６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７０８によりスクリーン７１０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７０４Ｒ、第２光変調装置７０４Ｇ、および第３光変調装置７０４Ｂ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７０８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７１０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。
４． 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９は、本実施形態に係るディスプレイ８００を模式的に示す平面図である。図１０は、本実施形態に係るディスプレイ８００を模式的に示す断面図である。なお、図９では、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８００は、例えば、光源として、複数の発光部２０を有する発光装置１００を有している。
ディスプレイ８００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８００は、自発光型のディスプレイである。ディスプレイ８００は、図９および図１０に示すように、例えば、回路基板８１０と、レンズアレイ８２０と、ヒートシンク８３０と、を有している。
回路基板８１０には、発光部２０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、発光部２０を駆動させる。図示はしないが、回路基板８１０上には、回路基板８１０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８１０は、例えば、表示領域８１２と、データ線駆動回路８１４と、走査線駆動回路８１６と、制御回路８１８と、を有している。
表示領域８１２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。表示領域８１２において、発光装置１００が配置されている。換言すると、表示領域８１２において、複数の発光部２０が配置されている。なお、便宜上、図１０では、発光装置１００の構成のうち、発光部２０、導電層５０を図示し、他の発光装置１００の構成を省略している。また、図１０では、発光部２０および導電層５０を簡略化して図示している。
図示はしないが、回路基板８１０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８１６に接続されている。データ線は、データ線駆動回路８１４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８２２と、図示しない画素回路と、を有している。換言すると、１つの画素Ｐは、例えば、１つの発光部２０と、１つのレンズ８２２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有し、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８１４および走査線駆動回路８１６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８１８は、画像の表示を制御する。
制御回路８１８には、上位回路から画像データが供給される。制御回路８１８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８１４および走査線駆動回路８１６に供給する。
走査線駆動回路８１６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８１４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８２０は、複数のレンズ８２２を有している。レンズ８２２は、例えば、１つの発光部２０に対して、１つ設けられている。発光部２０から出射された光は、１つのレンズ８２２に入射する。
導電層５０は、隣接する発光部２０の間に配置されている。積層方向に直交する方向に沿う断面視において、導電層５０は、レンズ８２２の外縁と積層方向で重なって配置されている。すなわち、積層方向に直交する方向に沿う断面視において、導電層５０は、隣接するレンズ８２２の両方と積層方向で重なって配置される。また、図示はしないが、積層方向からみた平面視において、導電層５０は、レンズ８２２の外縁と重なって配置されている。すなわち、積層方向からみた平面視において、導電層５０は、隣接するレンズ８２２の両方に重なって配置される。レンズ８２２の外縁は、隣接するレンズ８２２の境界である。
ヒートシンク８３０は、回路基板８１０に接触している。ヒートシンク８３０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８３０は、発光装置１００で発生した熱を、放熱する。
５． ヘッドマウントディスプレイ
５．１． 全体の構成
次に、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイについて、図面を参照しながら説明する。図１１は、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ９００を模式的に示す斜視図である。なお、図１１では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
ヘッドマウントディスプレイ９００は、図１１に示すように、眼鏡のような外見を有する頭部装着型の表示装置である。ヘッドマウントディスプレイ９００は、観察者の頭部に装着される。観察者とは、ヘッドマウントディスプレイ９００を使用する使用者のことである。ヘッドマウントディスプレイ９００は、観察者に対して虚像による映像光を視認させることができるとともに、外界像をシースルーで視認させることができる。ヘッドマウントディスプレイ９００は、虚像表示装置ともいえる。
ヘッドマウントディスプレイ９００は、例えば、第１表示部９１０ａと、第２表示部９１０ｂと、フレーム９２０と、第１テンプル９３０ａと、第２テンプル９３０ｂと、を有している。
第１表示部９１０ａおよび第２表示部９１０ｂは、画像を表示する。具体的には、第１表示部９１０ａは、観察者の右眼用の虚像を表示する。第２表示部９１０ｂは、観察者の左眼用の虚像を表示する。図示の例では、第１表示部９１０ａは、第２表示部９１０ｂの－Ｘ軸方向に設けられている。表示部９１０ａ，９１０ｂ、例えば、像形成装置９１１と、導光装置９１５と、を有している。
像形成装置９１１は、画像光を形成する。像形成装置９１１は、例えば、光源や投射装置などの光学系と、外部部材９１２と、を有している。外部部材９１２は、光源および投射装置を収容している。
導光装置９１５は、観察者の眼前を覆う。導光装置９１５は、像形成装置９１１で形成された映像光を導光させるとともに、外界光と映像光とを重複して観察者に視認させる。なお、像形成装置９１１および導光装置９１５の詳細については、後述する。
フレーム９２０は、第１表示部９１０ａおよび第２表示部９１０ｂを支持している。フレーム９２０は、例えば、Ｙ軸方向からみて、表示部９１０ａ，９１０ｂを囲んでいる。図示の例では、第１表示部９１０ａの像形成装置９１１は、フレーム９２０の－Ｘ軸方向の端部に取り付けられている。第２表示部９１０ｂの像形成装置９１１は、フレーム９２０の＋Ｘ軸方向の端部に取り付けられている。
第１テンプル９３０ａおよび第２テンプル９３０ｂは、フレーム９２０から延出している。図示の例では、第１テンプル９３０ａは、フレーム９２０の－Ｘ軸方向の端部から＋Ｙ軸方向に延出している。第２テンプル９３０ｂは、フレーム９２０の＋Ｘ軸方向の端部から＋Ｙ軸方向に延出している。
第１テンプル９３０ａおよび第２テンプル９３０ｂは、ヘッドマウントディスプレイ９００が観察者に装着された場合に、観察者の耳に懸架される。テンプル９３０ａ，９３０ｂ間に、観察者の頭部が位置する。
５．２． 像形成装置および導光装置
図１２は、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ９００の第１表示部９１０ａの像形成装置９１１および導光装置９１５を模式的に示す図である。なお、第１表示部９１０ａと第２表示部９１０ｂとは、基本的に同じ構成を有している。したがって、以下の
第１表示部９１０ａの説明は、第２表示部９１０ｂに適用することができる。
像形成装置９１１は、図１２に示すように、例えば、光源としての発光装置１００と、光変調装置９１３と、結像用の投射装置９１４と、を有している。
光変調装置９１３は、発光装置１００から入射した光を、画像情報に応じて変調して、映像光を出射する。光変調装置９１３は、透過型の液晶ライトバルブである。なお、発光装置１００は、入力された画像情報に応じて発光する自発光型の発光装置であってもよい。この場合、光変調装置９１３は、設けられない。
投射装置９１４は、光変調装置９１３から出射された映像光を、導光装置９１５に向けて投射する。投射装置９１４は、例えば、投射レンズである。投射装置９１４を構成するレンズとして、軸対称面をレンズ面とするものを用いてもよい。
導光装置９１５は、例えば、投射装置９１４の鏡筒にねじ止めされることにより、投射装置９１４に対して精度よく位置決めされている。導光装置９１５は、例えば、映像光を導光する映像光導光部材９１６と、透視用の透視部材９１８と、を有している。
映像光導光部材９１６には、投射装置９１４から出射された映像光が入射する。映像光導光部材９１６は、映像光を、観察者の眼に向けて導光するプリズムである。映像光導光部材９１６に入射した映像光は、映像光導光部材９１６の内面において反射を繰り返した後、反射層９１７で反射されて映像光導光部材９１６から出射される。映像光導光部材９１６から出射された映像光は、観察者の眼に至る。図示の例では、反射層９１７は、映像光を＋Ｙ軸方向に反射させる。反射層９１７は、例えば、金属や、誘電体多層膜で構成されている。反射層９１７は、ハーフミラーであってもよい。
透視部材９１８は、映像光導光部材９１６に隣接している。透視部材９１８は、映像光導光部材９１６に固定されている。透視部材９１８の外表面は、例えば、映像光導光部材９１６の外表面と連続している。透視部材９１８は、観察者に、外界光を透視させる。なお、映像光導光部材９１６についても、映像光を導光する機能の他に、観察者に外界光を透視させる機能を有している。
上述した実施形態に係る発光装置は、プロジェクター、ディスプレイ、およびヘッドマウントディスプレイ以外にも用いられ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、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、通信機器等の光源に用いられる。
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、
第１半導体層、前記第１半導体層と導電型の異なる第２半導体層、および前記第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を有する発光部と、
前記発光部を覆う絶縁層と、
前記絶縁層中に設けられて、前記発光部と電気的に分離され、かつ所定の電位が印加される導電層と、
を有する。
この発光装置によれば、絶縁層中に溜まった電荷を低減することができる。
前記発光装置の一態様において、
基板と、
前記基板に設けられ、前記第１半導体層と電気的に接続された第１電極と、
前記発光部の前記基板と反対側に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続された第２電極と、
前記絶縁層に設けられ、前記第２電極に接続された配線と、
を有し、
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、
前記導電層は、前記基板と前記配線との間に設けられ、
前記所定の電位は、
前記第１電極に印加される電位と、前記配線に印加される電位と、の間の電位、
前記第１電極に印加される電位と同電位、
または、前記配線に印加される電位と同電位であってもよい。
この発光装置によれば、基板、配線、および絶縁層に起因する寄生容量を低減することができる。
前記発光装置の一態様において、
前記発光部は、複数の柱状部を有し、
前記複数の柱状部の各々は、前記第１半導体層、前記第２半導体層、および前記発光層を有してもよい。
この発光装置によれば、発光層に生じる転位を低減することができる。
前記発光装置の一態様において、
前記導電層と前記配線との間の距離は、前記導電層と前記基板との間の距離よりも小さくてもよい。
この発光装置によれば、配線から侵入したノイズが絶縁層の深くにまで到達する前に、導電層によってノイズを遮断することができる。
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において、前記導電層は、前記発光層よりも前記基板とは反対側に設けられていてもよい。
この発光装置によれば、配線から侵入したノイズが発光層の深さにまで到達する前に、導電層によってノイズを遮断することができる。
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みて、前記導電層は、前記発光部を囲んでいてもよい。
この発光装置によれば、導電層によって、発光部の周囲に溜まった電荷を低減することができる。
前記発光装置の一態様において、
前記絶縁層は、
前記基板と前記導電層との間に設けられた第１層と、
前記導電層と前記配線との間に設けられた第２層と、
を有し、
前記第２層の誘電率は、前記第１層の誘電率よりも小さくてもよい。
この発光装置によれば、ノイズが侵入し易い配線側の寄生容量を小さくすることができる。
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。
ヘッドマウント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、１２…支持基板、１４…バッファー層、２０…発光部、３０…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１コンタクトホール、４４…第２コンタクトホール、４６…第１層、４８…第２層、５０…導電層、５２…第１部分、５４…第２部分、６０…第１電極、６２…第２電極、７０…第１配線、７２…第２配線、７４…第３配線、１００…発光装置、１００Ｒ…赤色光源、１００Ｇ…緑色光源、１００Ｂ…青色光源、７００…プロジェクター、７０２Ｒ…第１光学素子、７０２Ｇ…第２光学素子、７０２Ｂ…第３光学素子、７０４Ｒ…第１光変調装置、７０４Ｇ…第２光変調装置、７０４Ｂ…第３光変調装置、７０６…クロスダイクロイックプリズム、７０８…投射装置、７１０…スクリーン、８００…ディスプレイ、８１０…回路基板、８１２…表示領域、８１４…データ線駆動回路、８１６…走査線駆動回路、８１８…制御回路、８２０…レンズアレイ、８２２…レンズ、８３０…ヒートシンク、９００…ヘッドマウントディスプレイ、９１０ａ…第１表示部、９１０ｂ…第２表示部、９１１…像形成装置、９１２…外部部材、９１３…光変調装置、９１４…投射装置、９１５…導光装置、９１６…映像光導光部材、９１７…反射層、９１８…透視部材、９２０…フレーム、９３０ａ…第１テンプル、９３０ｂ…第２テンプル

Claims (10)

  1. 第１半導体層、前記第１半導体層と導電型の異なる第２半導体層、および前記第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を有する発光部と、
    前記発光部を覆う絶縁層と、
    前記絶縁層中に設けられて、前記発光部と電気的に分離され、かつ所定の電位が印加される導電層と、
    を有する、発光装置。
  2. 請求項１において、
    基板と、
    前記基板に設けられ、前記第１半導体層と電気的に接続された第１電極と、
    前記発光部の前記基板と反対側に設けられ、前記第２半導体層と電気的に接続された第２電極と、
    前記絶縁層に設けられ、前記第２電極に接続された配線と、
    を有し、
    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、
    前記導電層は、前記基板と前記配線との間に設けられ、
    前記所定の電位は、
    前記第１電極に印加される電位と、前記配線に印加される電位と、の間の電位、
    前記第１電極に印加される電位と同電位、
    または、前記配線に印加される電位と同電位である、発光装置。
  3. 請求項２において、
    前記発光部は、複数の柱状部を有し、
    前記複数の柱状部の各々は、前記第１半導体層、前記第２半導体層、および前記発光層を有する、発光装置。
  4. 請求項２において、
    前記導電層と前記配線との間の距離は、前記導電層と前記基板との間の距離よりも小さい、発光装置。
  5. 請求項２において、
    前記第１半導体層と前記発光層との積層方向において、前記導電層は、前記発光層よりも前記基板とは反対側に設けられている、発光装置。
  6. 請求項２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みて、前記導電層は、前記発光部を囲んでいる、発光装置。
  7. 請求項２において、
    前記絶縁層は、
    前記基板と前記導電層との間に設けられた第１層と、
    前記導電層と前記配線との間に設けられた第２層と、
    を有し、
    前記第２層の誘電率は、前記第１層の誘電率よりも小さい、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。
  9. 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、ディスプレイ。
  10. 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、ヘッドマウントディスプレイ。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006349753A (ja) 2005-06-13 2006-12-28 Seiko Epson Corp 発光装置およびその製造方法
JP2011192878A (ja) 2010-03-16 2011-09-29 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 半導体レーザー装置
US20140376857A1 (en) 2013-06-24 2014-12-25 Stmicroelectronics Sa Photonic integrated circuit and fabrication process
JP2019215576A (ja) 2019-09-02 2019-12-19 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び電子機器
JP2022096932A (ja) 2020-12-18 2022-06-30 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

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03218673A (ja) * 1989-11-16 1991-09-26 Ricoh Co Ltd 電子デバイス
KR102806278B1 (ko) * 2019-11-13 2025-05-09 엘지디스플레이 주식회사 센서를 포함하는 led 표시장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006349753A (ja) 2005-06-13 2006-12-28 Seiko Epson Corp 発光装置およびその製造方法
JP2011192878A (ja) 2010-03-16 2011-09-29 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 半導体レーザー装置
US20140376857A1 (en) 2013-06-24 2014-12-25 Stmicroelectronics Sa Photonic integrated circuit and fabrication process
JP2019215576A (ja) 2019-09-02 2019-12-19 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び電子機器
JP2022096932A (ja) 2020-12-18 2022-06-30 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

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