JPH0722706A - Light emitting device, its viewing method, and its drive method - Google Patents

Light emitting device, its viewing method, and its drive method

Info

Publication number
JPH0722706A
JPH0722706A JP5152277A JP15227793A JPH0722706A JP H0722706 A JPH0722706 A JP H0722706A JP 5152277 A JP5152277 A JP 5152277A JP 15227793 A JP15227793 A JP 15227793A JP H0722706 A JPH0722706 A JP H0722706A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
substrate
emitting device
laser
light emitting
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.)
Granted
Application number
JP5152277A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3477744B2 (en
Inventor
Kazuhiko Nemoto
和彦 根本
Masamichi Ogawa
正道 小川
Toyoji Ohata
豊治 大畑
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP15227793A priority Critical patent/JP3477744B2/en
Publication of JPH0722706A publication Critical patent/JPH0722706A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3477744B2 publication Critical patent/JP3477744B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide light emitting device which is capable of completely new stereoscopec viewing where the efficiency for taking out output light is high, the device configuration can be miniaturized and light, and color purity and resolution of each color is high in the case of color display. CONSTITUTION:A plurality of laser devices 20 oscillating in a direction which is vertical to the main surface 1S of a substrate 1 are integrated on a substrate 1 and the dominant polarization directions of each irradiation light L of a plurality of laser devices 20 is constituted as two or more kinds of different directions as indicated by arrows (a) and (b).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ等の面発光
レーザ装置を集積して成る新規な発光装置とその視覚方
法、更にその駆動方法に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel light emitting device in which a surface emitting laser device such as a semiconductor laser is integrated, a visual method thereof, and a driving method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、映像情報をスクリーンに投射し
て視覚するいわゆるプロジェクション(投射型)ディス
プレイでは、投入電力から出力光への変換効率が比較的
低く、エネルギー効率が劣るという問題がある。そのた
め、消費電力が大きくなり、小型化が難しい。特に液晶
透過型のプロジェクションディスプレイでは、出力光の
前面への取り出し効率が悪い。
2. Description of the Related Art Generally, in a so-called projection (projection type) display in which image information is projected on a screen to be viewed, there is a problem that conversion efficiency of input power into output light is relatively low and energy efficiency is poor. Therefore, the power consumption increases and it is difficult to reduce the size. Especially in a liquid crystal transmissive projection display, the efficiency of extracting output light to the front surface is poor.

【0003】またブラウン管式のプロジェクションディ
スプレイは重量が重く、小型軽量化に適さないこと、ま
た電子銃駆動のために大電圧を必要とし、また発光強度
をあげるために使われている高励起用の蛍光体(緑色及
び赤色)は色純度が良くないという問題がある。更に青
色蛍光体は電子線による高励起に適さず、輝度飽和や焼
き付き劣化を起こすため、一般に電子線をデフォーカス
で使用していることが多く、青色解像度は比較的低い。
The cathode ray tube type projection display is heavy and not suitable for reduction in size and weight, requires a high voltage for driving an electron gun, and is used for high excitation used for increasing emission intensity. The phosphors (green and red) have a problem that the color purity is not good. Further, since the blue phosphor is not suitable for high excitation by electron beams and causes luminance saturation and burn-in deterioration, electron beams are often used in defocus, and the blue resolution is relatively low.

【0004】また近年、左右の透視部の偏波方向が異な
るいわゆる偏光眼鏡を用いた立体視ディスプレイが種々
提案されている。このような立体視ディスプレイでは、
出力光に対して更に偏光フィルタを介して視覚すること
から、出力光の取り出し効率が低く、充分な光量を得難
いという問題がある。
In recent years, various stereoscopic displays using so-called polarized glasses in which the polarization directions of the left and right see-through parts are different have been proposed. With such a stereoscopic display,
Since the output light is further viewed through the polarization filter, there is a problem that the extraction efficiency of the output light is low and it is difficult to obtain a sufficient light amount.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、出力光の取
り出し効率が良好で、また装置構成の小型軽量化が可能
であり、且つカラー表示を行う場合にその各色光の色純
度、解像度が良好で新規な構成の立体視可能な発光装置
を提供する。
According to the present invention, the output light extraction efficiency is good, the device configuration can be made smaller and lighter, and the color purity and resolution of each color light can be reduced when performing color display. Provided is a light-emitting device having a good and novel configuration and capable of stereoscopic viewing.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、その一例の略
線的構成図を図1に示すように、基板1の主面1Sに対
しほぼ垂直な方向に光を出射するレーザ装置20を基板
1の上に複数個集積し、複数のレーザ装置20の各出射
光Lの支配的な偏波方向を、矢印a及びbで示すように
2種以上の異なる方向として構成する。
The present invention provides a laser device 20 for emitting light in a direction substantially perpendicular to a main surface 1S of a substrate 1, as shown in a schematic diagram of an example thereof. A plurality of them are integrated on the substrate 1, and the dominant polarization directions of the emitted lights L of the plurality of laser devices 20 are configured as two or more different directions as shown by arrows a and b.

【0007】更にまた本発明は、上述の構成において、
図2にその一例の模式的な平面図を示すように、各レー
ザ装置の出射光の偏波方向a及びbを互いに垂直な方向
に選定して構成する。
Furthermore, the present invention has the above-mentioned structure.
As shown in the schematic plan view of the example in FIG. 2, the polarization directions a and b of the emitted light of each laser device are selected to be perpendicular to each other.

【0008】また本発明は、上述の構成において、図3
A〜Eに各例の略線的拡大平面図を示すように、レーザ
装置20を基板1上に1次元配置して構成する。更に本
発明は、上述の構成において、レーザ装置を基板1上に
2次元配置して構成する。
Further, the present invention has the above-mentioned configuration and is similar to that shown in FIG.
A laser device 20 is arranged one-dimensionally on the substrate 1 as shown in FIGS. Further, according to the present invention, in the above structure, the laser device is two-dimensionally arranged on the substrate 1.

【0009】更に本発明は、上述の構成において、図4
にその一例の略線的拡大斜視図を示すように、レーザ装
置20を、基板1の主面に沿う方向に共振器を有して成
り、この共振器の光出射端面に対向して反射鏡12A及
び12Bを設けて構成する。また本発明は、上述の構成
において、レーザ装置の反射鏡12A及び12Bを気相
成長により形成する。
Further, the present invention has the above-mentioned configuration and is similar to that shown in FIG.
As shown in a schematic enlarged perspective view of an example thereof, a laser device 20 is provided with a resonator in a direction along the main surface of the substrate 1, and a reflecting mirror is provided so as to face the light emitting end surface of the resonator. 12A and 12B are provided and configured. Further, according to the present invention, in the above structure, the reflecting mirrors 12A and 12B of the laser device are formed by vapor phase growth.

【0010】更に本発明は、上述の構成において、図5
にその一例の略線的拡大断面図を示すように、レーザ装
置20の上に、可視光に対し透過性を有する材料より成
るヒートシンク31を設ける構成とする。
Further, the present invention has the above-mentioned configuration with the configuration shown in FIG.
As shown in a schematic enlarged cross-sectional view of one example thereof, a heat sink 31 made of a material having transparency to visible light is provided on the laser device 20.

【0011】また本発明は、図6にその一例の略線的構
成図を示すように、上述の構成において各レーザ装置か
らの出射光により文字や画像、映像等の表示を行う。ま
た本発明は、上述の各構成において、レーザ装置20か
らの出射光を青色光LB 、赤色光LR 、緑色光LG の三
原色として構成する。
Further, according to the present invention, as shown in the schematic diagram of an example of FIG. 6, characters, images, images and the like are displayed by the light emitted from each laser device in the above-mentioned configuration. Further, according to the present invention, in each of the above-described configurations, the light emitted from the laser device 20 is configured as three primary colors of blue light L B , red light L R , and green light L G.

【0012】更に本発明は、上述の各構成において、基
板1の上に、レーザ装置の電極部を選択する駆動回路を
設ける構成とする。
Furthermore, the present invention is configured such that, in each of the above-mentioned configurations, a drive circuit for selecting an electrode portion of the laser device is provided on the substrate 1.

【0013】更にまた本発明は、図7にその一例の略線
的拡大平面図を示すように、上述の各構成において、基
板1とは別体の基板41に、レーザ装置20の電極部2
2に対応する電極部42を選択する駆動回路43を設
け、これら両基板1及び41の各電極部22及び42が
対向するように貼り合わせて構成する。
Further, according to the present invention, as shown in FIG. 7 which is an enlarged schematic plan view of an example thereof, in each of the above-mentioned configurations, the electrode portion 2 of the laser device 20 is provided on the substrate 41 separate from the substrate 1.
A drive circuit 43 for selecting the electrode portion 42 corresponding to No. 2 is provided, and the electrode portions 22 and 42 of the two substrates 1 and 41 are bonded to each other so as to face each other.

【0014】また本発明は、図8にその一例の略線的構
成図を示すように、基板の主面にほぼ垂直な方向に光を
出射するレーザ装置が基板上に複数個集積され、これら
複数のレーザ装置が2種以上の偏波方向を有する構成と
された発光装置50に対し、偏波方向に対応する偏光手
段51を通して視覚する。
In the present invention, a plurality of laser devices for emitting light in a direction substantially perpendicular to the main surface of the substrate are integrated on the substrate as shown in FIG. The light emitting device 50 in which a plurality of laser devices have two or more polarization directions is viewed through the polarization means 51 corresponding to the polarization directions.

【0015】また更に本発明は、上述の視覚方法におい
て、矢印a及びbで示すように偏波方向が互いに垂直な
2種の偏波方向に選定された発光装置50を用いる。
Furthermore, the present invention uses, in the above-mentioned visual method, the light emitting device 50 in which the two polarization directions are perpendicular to each other as indicated by arrows a and b.

【0016】また本発明は、基板の主面にほぼ垂直な方
向に光を出射するレーザ装置が基板上に複数個集積さ
れ、これら複数のレーザ装置が2種以上の偏波方向を有
する構成とされた発光装置に対し、図9にその一例の駆
動動作を模式的に示すように、複数のレーザ装置20へ
の電流パルス幅を変調することにより輝度変調を行って
駆動する。
Further, according to the present invention, a plurality of laser devices for emitting light in a direction substantially perpendicular to the main surface of the substrate are integrated on the substrate, and the plurality of laser devices have two or more types of polarization directions. As shown in FIG. 9 schematically showing the driving operation of the light emitting device thus manufactured, the brightness modulation is performed by modulating the current pulse width to the plurality of laser devices 20 to drive the device.

【0017】[0017]

【作用】上述したように本発明においては、面発光型の
レーザ装置を用いて、このレーザ装置の出力光が特定の
偏波方向を有して成ることを利用し、その偏波方向が2
方向となるようにレーザ装置を基板上に配置することに
よって、レーザ光の指向性により出力光の前面への取り
出し効率が高く、且つ上述したようにレーザ光の偏波特
性を利用することから出力光利用効率の格段に高い立体
視が可能な発光装置を提供するものである。
As described above, in the present invention, the surface emitting type laser device is used, and the fact that the output light of this laser device has a specific polarization direction is used.
By arranging the laser device on the substrate so that it is oriented in the same direction, the extraction efficiency of the output light to the front surface is high due to the directivity of the laser light, and the polarization characteristics of the laser light are used as described above. It is intended to provide a light emitting device capable of stereoscopic viewing with significantly higher efficiency of using output light.

【0018】即ちこのような構成の発光装置に対し、上
述の偏波方向に対応する視覚部を有する偏光手段例えば
いわゆる偏光眼鏡を通して視覚することによって、左右
の視覚のずれを利用した立体視を行うことができる。そ
して上述の構成において、図2に示すように偏波方向を
互いに垂直な2方向に選定することによって、これらの
偏波方向に対応する偏光手段の各部の偏波方向の角度合
わせを簡単にし、その製造の簡易化をはかることができ
る。
That is, the light-emitting device having such a structure is viewed through a polarization means having a visual part corresponding to the above-mentioned polarization direction, for example, so-called polarizing glasses, thereby performing stereoscopic vision utilizing a difference between left and right vision. be able to. Then, in the above-mentioned configuration, by selecting the polarization directions as two directions perpendicular to each other as shown in FIG. 2, the angle of the polarization directions of the respective parts of the polarization means corresponding to these polarization directions can be simplified, The manufacturing can be simplified.

【0019】また図3A〜Eに示すようにレーザ装置を
基板1上に1次元配置して構成し、、この光をガルバノ
ミラーやポリゴンミラー等によって走査することにより
2次元の情報を発光させることができ、且つその配線等
の構成を簡略化することができる。
Further, as shown in FIGS. 3A to 3E, a laser device is one-dimensionally arranged on the substrate 1, and this light is scanned by a galvanometer mirror or a polygon mirror to emit two-dimensional information. And it is possible to simplify the configuration of the wiring and the like.

【0020】一方上述の構成においてレーザ装置を基板
1上に2次元配置することにより、2次元情報を簡単に
発光させることができる。
On the other hand, by arranging the laser device two-dimensionally on the substrate 1 in the above-mentioned structure, two-dimensional information can be easily emitted.

【0021】また、図4に示すように、共振器が基板主
面と平行に設けられ、その光出射端面に対向して反射鏡
12A及び12Bが設けられるいわゆる外部反射鏡型の
面発光レーザ装置を用いることによって偏波方向の制御
が容易となり、またその反射鏡12A及び12Bを気相
成長により形成された構成とすることによって、その2
次元集積化を簡単化し、且つこの場合反射鏡面の角度制
御性が向上することから光出射方向を精度良く構成する
ことができて、収差やケラレのないレーザ光を発光させ
ることができる。
Further, as shown in FIG. 4, a so-called external reflecting mirror type surface emitting laser device in which a resonator is provided in parallel with the main surface of the substrate and reflecting mirrors 12A and 12B are provided so as to face the light emitting end face thereof. Is used to facilitate control of the polarization direction, and the reflecting mirrors 12A and 12B are formed by vapor phase epitaxy.
Since the dimensional integration is simplified and the angle controllability of the reflecting mirror surface is improved in this case, the light emission direction can be accurately configured, and laser light without aberration or vignetting can be emitted.

【0022】更に上述の構成において、図5に示すよう
に、レーザ装置の上に可視光に対し透過性を有する材料
より成るヒートシンクを設けることによって熱はけを良
好にし、信頼性の高い発光装置を構成することができ
る。また上述の発光装置によって、図6に示すように映
像、文字等の表示を行うことにより、小型で軽量且つ出
力光の取り出し効率が高く、充分な光量の得られる立体
視表示装置を提供することができる。
Further, in the above-described structure, as shown in FIG. 5, a heat sink made of a material having a visible light transmitting property is provided on the laser device to improve heat dissipation and to provide a highly reliable light emitting device. Can be configured. Further, by providing an image, a character and the like as shown in FIG. 6 by the above light emitting device, it is possible to provide a stereoscopic display device which is small in size and light in weight, has a high output light extraction efficiency, and can obtain a sufficient amount of light. You can

【0023】またこのような発光装置のレーザ装置への
電流パルス幅を変調することにより簡単且つ確実に輝度
変調を行うことができ、特にそのレーザダイオード素子
の非線形性に影響されない正確な輝度変調表示が可能と
なる。
Further, by modulating the current pulse width of the laser device of such a light emitting device, the brightness modulation can be performed easily and surely, and particularly, the accurate brightness modulation display which is not affected by the non-linearity of the laser diode element. Is possible.

【0024】[0024]

【実施例】以下本発明実施例を図面を参照して詳細に説
明する。本発明は、その一例の略線的構成図を図1に示
すように、基板1の主面1Sに対し垂直な方向に発振す
るレーザ装置20を同一基板上に複数個集積し、これら
複数のレーザ装置20の各出射光Lの支配的な偏波方向
が、矢印a,bで示すように2種以上の異なる方向とな
るように構成する。このレーザ装置の配置は、図1に示
すように偏波方向の異なるレーザ装置が上下左右に交互
に隣接するいわゆる市松状に設けても良く、図2に示す
ように、各行毎に交互に配置しても良い。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In the present invention, as shown in a schematic diagram of an example thereof, as shown in FIG. 1, a plurality of laser devices 20 oscillating in a direction perpendicular to a main surface 1S of a substrate 1 are integrated on the same substrate, and a plurality of these laser devices 20 are integrated. The dominant polarization direction of each emitted light L of the laser device 20 is configured to be two or more different directions as shown by arrows a and b. The laser devices may be arranged in a so-called checkered pattern in which laser devices having different polarization directions are vertically and horizontally adjacent to each other as shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the laser devices are alternately arranged for each row. You may.

【0025】このような面発光型のレーザ装置として
は、図10A〜Dに示すように各種の構成が提案されて
いる。図10Aに示す垂直共振器型のレーザは、基板1
上に垂直方向に共振器11を積層形成し、その後例えば
基板1の裏面側から溝61を化学的エッチング等により
形成してここから光を基板1の主面に対し垂直な方向に
取り出すものである。この場合レーザ光の偏波方向の制
御が難しい。また構造上電流注入がしにくく端子間電圧
が高いので、エネルギー利用効率が低下する恐れがあ
る。
As such a surface emitting laser device, various configurations have been proposed as shown in FIGS. The vertical cavity laser shown in FIG.
A resonator 11 is formed in a vertical direction on the upper side, and thereafter, a groove 61 is formed from the back surface side of the substrate 1 by chemical etching or the like, and light is taken out from here in a direction perpendicular to the main surface of the substrate 1. is there. In this case, it is difficult to control the polarization direction of the laser light. In addition, since it is difficult to inject current due to the structure and the voltage between the terminals is high, there is a possibility that the energy utilization efficiency will decrease.

【0026】一方図10B〜Dの例は、基板主面に対し
水平な方向に共振器を構成するいわゆる水平共振器型構
成のもので、図10Bは共振器端面11Aに対向して基
板主面に対しほぼ45°を成す反射鏡12が形成される
いわゆる外部45度反射鏡型、図10Cは基板主面に対
し45°を成す溝62をRIE(反応性イオンエッチン
グ)等の異方性エッチングにより掘り込み、その斜めに
形成された共振器端面を内部反射鏡12iとして設ける
内部45度反射鏡型、また図10Dは活性層3の一部に
近接してグレーティング(回折格子)63を形成し、こ
れにより基板主面に直交する方向に出射光を取り出すい
わる回折格子型のレーザ装置である。
On the other hand, the examples of FIGS. 10B to 10D show what is called a horizontal resonator type structure in which a resonator is formed in a direction horizontal to the main surface of the substrate. FIG. 10B shows the main surface of the substrate facing the end face 11A of the resonator. A so-called external 45-degree reflecting mirror type in which the reflecting mirror 12 forming approximately 45 ° is formed. In FIG. 10C, a groove 62 forming 45 ° with respect to the main surface of the substrate is anisotropically etched by RIE (reactive ion etching) or the like. And an obliquely formed resonator end face is provided as an internal reflection mirror 12i with an internal 45-degree reflection mirror type, and FIG. 10D shows that a grating (diffraction grating) 63 is formed near a part of the active layer 3. This is a diffraction grating type laser device which extracts emitted light in a direction orthogonal to the main surface of the substrate.

【0027】これら水平共振器型のレーザ装置は、基本
的に通常の半導体レーザと同様に素子設計による偏波方
向を揃えることが容易となり、活性層に平行ないわゆる
TE偏光を示し易い。また電流注入も行い易くなること
から、活性層以外の部分でのエネルギー損失が非常に少
なく、エネルギー利用効率が高い。特に、外部45度反
射鏡型の構成を採る場合は基板主面に水平な方向にレー
ザ光を取り出すいわゆるエッジエミッティング型のレー
ザ構造をそのまま利用することができる。
Basically, these horizontal cavity type laser devices can easily align the polarization directions by the element design similarly to a normal semiconductor laser, and easily show so-called TE polarization parallel to the active layer. In addition, since it becomes easy to inject current, energy loss is extremely small in portions other than the active layer, and energy use efficiency is high. In particular, when the external 45-degree reflecting mirror type structure is adopted, a so-called edge emitting type laser structure for extracting laser light in a direction horizontal to the main surface of the substrate can be used as it is.

【0028】また、本出願人は先に特願平4−2305
48号出願において、集積配置化が容易な半導体レーザ
装置を提案した。この例を図4に示す。この場合、基板
1の主面に沿う方向に共振器を有する水平共振器型で、
この共振器の光出射端面に対向して反射鏡12A及び1
2Bを設ける。この外部45°反射鏡は、例えば共振器
上部を選択的にレジストマスク等により覆って、斜め方
向からのエッチング等により形成しても良いが、本出願
人は先に特願平4−230548号出願において、これ
ら外部反射鏡12A及び12Bを気相成長により、共振
器と共に1回の気相成長で形成し得る構成を提案した。
以下図4を参照してこの気相成長レーザ装置を説明す
る。
Further, the present applicant has previously filed Japanese Patent Application No. 4-2305.
In application No. 48, a semiconductor laser device which can be easily integrated and arranged is proposed. An example of this is shown in FIG. In this case, a horizontal resonator type having a resonator in a direction along the main surface of the substrate 1,
Reflecting mirrors 12A and 12A facing the light emitting end face of this resonator.
2B is provided. This external 45 ° reflecting mirror may be formed, for example, by selectively covering the upper part of the resonator with a resist mask or the like and performing etching or the like from an oblique direction, but the present applicant has previously filed Japanese Patent Application No. 4-230548. In the application, a structure is proposed in which these external reflecting mirrors 12A and 12B can be formed together with the resonator by vapor phase growth once by vapor phase growth.
The vapor phase growth laser device will be described below with reference to FIG.

【0029】図4において1は第1伝導型の例えばn型
のGaAsより成る基板で、1Sはその{100}結晶
面の例えば(100)結晶面より成る主面を示し、2は
例えばn型のAlGaAsより成る第1伝導型クラッド
層、3は例えば真性のGaAsより成る活性層、4及び
6は例えばp型のAlx Ga1-x As(x=0.4)等
より成る第2伝導型クラッド層、5は例えばn型のAl
y Ga1-y As(y=0.5)等より成る第1伝導型の
電流阻止層で、例えば活性層4の発光領域となる部分の
両側上部に矢印Aで示す共振器長方向に延長するパター
ンとして形成され、いわゆるSAN(リアルインデック
スガイド型)構造を構成する。また7はSiNX 等より
成る成長阻止層、8は再成長により形成した例えばp型
のGaAsより成り、基板1の主面1Sに対し45°の
角度を成して成長する第2伝導型の結晶成長層で、9は
結晶成長層7に対しオーミックに接触される電極を示
す。
In FIG. 4, reference numeral 1 is a substrate made of, for example, n-type GaAs of the first conductivity type, 1S is a main surface of {100} crystal faces, for example, (100) crystal faces, and 2 is, for example, n-type. Of the first conduction type clad layer made of AlGaAs, 3 is an active layer made of intrinsic GaAs, and 4 and 6 is a second conduction type made of p-type Al x Ga 1-x As (x = 0.4). The type cladding layer 5 is, for example, n-type Al
A first conduction type current blocking layer made of y Ga 1-y As (y = 0.5) or the like, and extends in the cavity length direction shown by an arrow A on both sides above a portion which becomes a light emitting region of the active layer 4, for example. Formed as a pattern to form a so-called SAN (real index guide type) structure. Further, 7 is a growth blocking layer made of SiN x or the like, 8 is made of, for example, p-type GaAs formed by re-growth, and is of a second conductivity type that forms an angle of 45 ° with the main surface 1S of the substrate 1. A crystal growth layer 9 indicates an electrode that is in ohmic contact with the crystal growth layer 7.

【0030】この場合、図1において矢印Aで示す〈0
10〉結晶軸方向の例えば〔010〕結晶軸方向に共振
器が延長するように、その共振器端面11A及び11B
がRIE等の垂直エッチングにより形成されて成り、こ
れに対向する{110}結晶面の例えば(110)結晶
面より成る基板1の主面1Sに対し45°を成す結晶成
長面を反射鏡12A及び12Bとして構成する。10は
一方の反射鏡12Aに被着される金属または誘電体多層
膜より成る高反射膜である。
In this case, <0 indicated by arrow A in FIG.
10> Resonator end faces 11A and 11B so that the resonator extends in the crystal axis direction, for example, in the [010] crystal axis direction.
Is formed by vertical etching such as RIE, and the crystal growth surface forming an angle of 45 ° with respect to the principal surface 1S of the substrate 1 made of, for example, the (110) crystal surface of the {110} crystal surface facing the reflection mirror 12A and 12B. Reference numeral 10 is a highly reflective film made of a metal or dielectric multilayer film deposited on one of the reflecting mirrors 12A.

【0031】このレーザ装置に電流を注入すると、二つ
の垂直な端面11A及び11Bの間で共振器が構成され
てレーザ発振を起こし、一旦基板1の主面1Sに対し平
行に出射された光は、45°の反射鏡12A及び12B
により基板1に垂直な方向に反射されることになり、面
発光が実現される。
When a current is injected into this laser device, a resonator is formed between the two vertical end faces 11A and 11B to cause laser oscillation, and the light emitted once parallel to the main surface 1S of the substrate 1 is emitted. , 45 ° reflectors 12A and 12B
As a result, the light is reflected in the direction perpendicular to the substrate 1, and surface emission is realized.

【0032】このような構成は、上述したように基板1
の主面を{100}結晶面とし、共振器長方向を〈01
0〉結晶軸方向に選定する構成において、MOCVD
(有機金属による化学的気相成長)法、MBE(分子線
エピタキシー)法、減圧MOCVD法等によりGaA
s、AlGaAs、InP、InAlGaP等の化合物
半導体層を結晶成長する場合、その共振器端面11A及
び11B上の縁部から{110}結晶面が一端成長する
とこの{110}結晶面上では成長速度が比較的遅いこ
とから、この基板主面1Sに対し45°を成す{11
0}結晶面が自然発生的に形成されることを利用したも
のである。
As described above, the substrate 1 has such a structure.
The main plane of the crystal is {100} crystal plane, and the cavity length direction is <01
0> MOCVD in the structure selected in the crystal axis direction
GaA by (chemical vapor deposition with organometallic) method, MBE (molecular beam epitaxy) method, low pressure MOCVD method, etc.
When a compound semiconductor layer of s, AlGaAs, InP, InAlGaP, or the like is crystal-grown, if the {110} crystal plane is once grown from the edge portion on the cavity end faces 11A and 11B, the growth rate on this {110} crystal plane is Since it is relatively slow, it forms 45 ° with respect to the main surface 1S of the substrate {11
This is because the 0} crystal plane is spontaneously formed.

【0033】従って、図1に示すように、この{11
0}結晶面を反射鏡12A及び12Bとして構成するこ
とによって、活性層3から出射されるレーザ光を図1に
おいて矢印Bで示すように基板1にほぼ垂直な方向に取
り出すことができて、面発光レーザを気相成長により良
好な結晶性をもって構成することができる。
Therefore, as shown in FIG.
By configuring the 0} crystal planes as the reflecting mirrors 12A and 12B, the laser light emitted from the active layer 3 can be extracted in a direction substantially perpendicular to the substrate 1 as indicated by an arrow B in FIG. The light emitting laser can be constructed with good crystallinity by vapor phase growth.

【0034】そしてこの場合外部反射鏡が結晶成長面で
あることから、RIBE(反応性イオンビームエッチン
グ)法等の従来のドライ又はウェットエッチングにより
反射鏡を形成する場合に比し、その表面の平坦性、角度
の制御性が格段に優れており、また通常の半導体レーザ
と同様の成長条件をもって形成し得るため極めて汎用性
及び簡便性が高い。
In this case, since the external reflecting mirror is a crystal growth surface, the surface thereof is flat as compared with the case where the reflecting mirror is formed by conventional dry or wet etching such as RIBE (reactive ion beam etching). Property and angle controllability are remarkably excellent, and since it can be formed under the growth conditions similar to those of ordinary semiconductor lasers, it is extremely versatile and simple.

【0035】更にこの場合上述したように例えばSAN
(リアルインデックスガイド型)構成を採っているた
め、電流狭窄と共に光の横方向の閉じ込めもなされ、低
閾値電流化をはかることができる等の利点を有するもの
である。
Further, in this case, as described above, for example, SAN
Since the (real index guide type) structure is adopted, the current is confined and the light is also confined in the lateral direction, which has an advantage that the threshold current can be reduced.

【0036】また、このように本発明においては半導体
レーザダイオードを用いることから、2次元アレイのウ
ェファ自体がそのまま発光素子となり、小型軽量化が極
めて簡単で、光学系も簡単な構成とすることができ、出
力光の取り出し効率を更に高いものとし得る。
Further, since the semiconductor laser diode is used in the present invention as described above, the wafer itself of the two-dimensional array itself serves as a light emitting element, and it is extremely easy to reduce the size and weight, and the optical system has a simple structure. Therefore, the extraction efficiency of the output light can be further enhanced.

【0037】そして更に、水平共振器型を応用した外部
45度反射鏡型の半導体レーザを利用することにより、
偏波制御を簡単且つ確実に行うことができる。
Further, by utilizing an external 45-degree reflecting mirror type semiconductor laser to which a horizontal cavity type is applied,
Polarization control can be performed easily and reliably.

【0038】上述の構成により形成された各レーザ装置
からの出射光により表示を行うことができる。この構成
例を図6に示す。この場合、赤色光LR 、緑色光LG
青色光LB を出射する各レーザ装置が集積された発光装
置R、G及びBを設ける三原色構成とするもので、図6
においては各色光を透過或いは反射するプリズム22を
介して、このプリズム22の側面に上述の各発光装置
R、G及びBを配置し、光学レンズ系23を通過した光
がスクリーン24に拡大投射される構成とする。
Display can be performed by light emitted from each laser device having the above-described structure. An example of this configuration is shown in FIG. In this case, red light L R , green light L G ,
6 has a three-primary-color configuration in which light-emitting devices R, G, and B in which the respective laser devices that emit blue light L B are integrated are provided.
In the above, the above-mentioned light emitting devices R, G and B are arranged on the side surface of the prism 22 through the prism 22 which transmits or reflects each color light, and the light passing through the optical lens system 23 is enlarged and projected on the screen 24. It will be configured.

【0039】半導体レーザダイオードは発光素子の中で
も最も電気−光変換効率が高い素子であることから、従
来のプロジェクションディスプレイに比しエネルギー効
率の格段に高いディスプレイを得ることができることと
なる。このため、消費電力の低減化及び小型軽量化が可
能となる。
Since the semiconductor laser diode has the highest electro-optical conversion efficiency among the light emitting elements, it is possible to obtain a display having much higher energy efficiency than the conventional projection display. Therefore, it is possible to reduce power consumption and reduce size and weight.

【0040】上述の三原色光を発光するためには、上述
のレーザ装置の構成において活性層の組成をそれぞれ、
赤色の場合は(InAlGa)PやCd(Se,T
e)、青色の場合はZnSSe、緑色の場合は(Zn,
Cd)(Se,Te)とすることにより達成できる。
In order to emit the above-mentioned three primary color lights, the composition of the active layer in each of the above-mentioned laser device configurations is
In the case of red, (InAlGa) P or Cd (Se, T)
e), ZnSSe for blue, (Zn,
This can be achieved by using Cd) (Se, Te).

【0041】また半導体レーザダイオードは出力光が単
色性の高いシャープなラインスペクトルであり、このよ
うに活性層の組成により各色光を簡単に出射させること
ができ、またある場合は組成を変調することによって発
光色を連続的に変化させられるので、非常に純度の高い
理想的な色調を出すことが可能となる。
Further, the semiconductor laser diode has a sharp line spectrum with high monochromaticity in the output light, and thus it is possible to easily emit each color light by the composition of the active layer, and in some cases, the composition should be modulated. Since the emission color can be continuously changed by, it is possible to obtain an ideal color tone with extremely high purity.

【0042】このように表示されたスクリーン24上の
各光の偏波方向を単純化して単色のディスプレイとした
場合、図8に示すように、各レーザからの出射光の偏波
方向が矢印a及びbで示すように縦1列毎に交互に変わ
るように配置すれば、それぞれの偏波に平行な光を透過
させる偏光板が例えば左右に配置された偏光手段51い
わゆる偏光眼鏡を用いることによって、容易に立体視デ
ィスプレイを提供することができる。
When the polarization direction of each light on the screen 24 displayed in this way is simplified to form a monochromatic display, as shown in FIG. 8, the polarization direction of the emitted light from each laser is indicated by an arrow a. By arranging so as to alternately change every vertical column as shown by b and b, by using polarizing means 51 so-called polarizing glasses in which polarizing plates for transmitting light parallel to respective polarized waves are arranged on the left and right, for example. A stereoscopic display can be easily provided.

【0043】この偏波方向の配置はこのように1列毎に
交互に配置するのみならず、前述したように市松型、ま
た1行毎に交互に配置してもよい。また1次元配置とし
て、これをガルバノミラーやポリゴンミラー等を用いて
スクリーン24上に走査照射することによって、2次元
映像表示が可能となる。1次元配置の各例を図3A〜E
に示す。
The arrangement in the polarization direction is not only arranged alternately for each column as described above, but may be arranged in a checkered pattern or alternately for each row as described above. In addition, a two-dimensional image can be displayed by scanning and irradiating the screen 24 with a one-dimensional arrangement using a galvano mirror, a polygon mirror or the like. Each example of one-dimensional arrangement is shown in FIGS.
Shown in.

【0044】図3Aにおいては、基板1の上にレーザ光
の偏波方向が矢印a及びbで示すように図3の紙面にお
いて左右及び上下方向となるように、各レーザ装置20
が横方向に交互に配列された例、図3Bにおいては、矢
印c及びdで示すように互いに直交する斜め方向の偏波
方向を有するレーザ装置20が横方向に交互に配列され
た例を示す。
In FIG. 3A, the laser devices 20 are arranged on the substrate 1 so that the polarization directions of the laser light are horizontal and vertical on the paper surface of FIG. 3 as indicated by arrows a and b.
3B shows an example in which the laser devices 20 having diagonal polarization directions orthogonal to each other as shown by arrows c and d are arranged in the horizontal direction alternately in FIG. 3B. .

【0045】また図3C、図3Dにおいては、各基板1
A、1B上においてそれぞれ一様な偏波方向を有するレ
ーザ装置20が横方向に一列に配置され、これら基板1
A及び1Bが横方向に延長するように隣接して設けられ
て、各基板間で偏波方向が異なるように、即ち縦横方
向、又は斜め2方向に配置された例を示す。また更に図
3Eにおいては、基板1A、1Bにそれぞれ同一の偏波
方向を有するレーザ装置20を一列に配置し、この基板
1Aと1Bの延長方向が直交するように配置して、得ら
れるレーザ光の偏波方向が直交するようにした例を示
す。この場合、各基板1A及び1B上で全く同じプロセ
ス即ち同じマスクを用いての製造が可能となる。
Further, in FIGS. 3C and 3D, each substrate 1
Laser devices 20 having uniform polarization directions on A and 1B are arranged in a row in the lateral direction.
An example is shown in which A and 1B are provided adjacent to each other so as to extend in the horizontal direction and are arranged so that the polarization directions are different between the substrates, that is, in the vertical and horizontal directions or in two diagonal directions. Further, in FIG. 3E, the laser devices 20 having the same polarization direction are arranged in a line on the substrates 1A and 1B, and the substrates 1A and 1B are arranged so that the extension directions thereof are orthogonal to each other. An example is shown in which the polarization directions of are orthogonal to each other. In this case, it is possible to manufacture on each of the substrates 1A and 1B using exactly the same process, that is, using the same mask.

【0046】このように2枚の基板1A及び1Bに異な
る偏波方向のレーザ装置20を配列する場合、図11に
示すように例えばここから得られる出射光がスクリーン
24上において重なるように投射し、上述の偏光手段5
1を用いてこの投射された像を視覚することによって立
体視が可能となる。
When the laser devices 20 having different polarization directions are arranged on the two substrates 1A and 1B in this way, for example, as shown in FIG. 11, the emitted lights obtained from the laser devices 20 are projected so as to overlap each other on the screen 24. , The above-mentioned polarization means 5
Visualizing this projected image using 1 enables stereoscopic viewing.

【0047】また同様にレーザ装置20を基板上に2次
元配置する場合にも、例えば図12に示すように、同一
の偏波方向のレーザ装置を同一基板上に2次元配置した
2枚の基板1A及び1Bを並置配列し、ここから得られ
る出射光を図11に示すようにスクリーン24に重なる
ように投射して偏光手段により視覚することによって立
体視が可能となる。
Similarly, when the laser device 20 is two-dimensionally arranged on the substrate, for example, as shown in FIG. 12, two substrates in which the laser devices having the same polarization direction are two-dimensionally arranged on the same substrate. Stereoscopic viewing is possible by arranging 1A and 1B side by side and projecting the emitted light obtained from this so as to overlap the screen 24 as shown in FIG.

【0048】一方、半導体レーザは比較的エネルギー変
換効率が高い素子であるが、上述したように高密度に基
板上に配置する場合、実際に使用する際にはヒートシン
クを設けることが必要となる。例えば上述の図4におい
て説明したように外部45度反射鏡型の半導体レーザを
用いる場合、図5に示すように、そのレーザ装置20の
共振器と反射鏡の上面に接するように、光透過性のヒー
トシンク31を設けることによって充分な熱放散を行う
ことができる。このヒートシンク31の材料としては、
サファイヤやダイヤモンド等の可視光領域で透明で且つ
熱伝導の比較的高い各種材料を用いることができる。
On the other hand, the semiconductor laser is an element having a relatively high energy conversion efficiency, but when it is arranged on the substrate at a high density as described above, it is necessary to provide a heat sink when it is actually used. For example, when the external 45-degree reflecting mirror type semiconductor laser is used as described in FIG. 4 above, as shown in FIG. 5, the optical transparency is set so that the resonator of the laser device 20 is in contact with the upper surface of the reflecting mirror. By providing the heat sink 31 of the above, sufficient heat dissipation can be performed. As a material of the heat sink 31,
Various materials such as sapphire and diamond, which are transparent in the visible light region and have relatively high thermal conductivity, can be used.

【0049】更に、このヒートシンク31を板状とし、
その光出射部上に例えばマイクロレンズ32を設けるこ
とによって、より効率良くレーザ光を取り出すことがで
きる。このマイクロレンズ32は例えば図13A及びB
に製造工程を示すように、ヒートシンク31の上にレジ
スト32rをフォトリソグラフィ等の適用によってレー
ザ装置の各光出射位置に対応する位置に配置されるよう
にパターン形成した後、加熱溶融等によりその角部を滑
らかにして半球状とすることによって簡単に形成するこ
とができる。
Further, the heat sink 31 is plate-shaped,
By providing the microlens 32 on the light emitting portion, for example, the laser light can be extracted more efficiently. This microlens 32 is shown in FIGS. 13A and 13B, for example.
As shown in the manufacturing process, a resist 32r is patterned on the heat sink 31 by photolithography or the like so as to be arranged at a position corresponding to each light emission position of the laser device, and then the corners thereof are melted by heating or the like. It can be easily formed by smoothing the portion into a hemispherical shape.

【0050】次に、このようなレーザ装置を駆動する方
法及び構成を詳細に説明する。図1及び2に示すよう
に、レーザ装置20を基板1の上に2次元配置する場
合、その電極配線は例えば図14にその一例の略線的拡
大斜視図を示すように、例えば絶縁材料より成る基板1
の上にn型GaAs等の半導体層16を形成してこの上
に上述の構成のレーザ装置20及び反射鏡12を気相成
長により形成し、各レーザ装置20が例えば1列毎に基
板側で絶縁分離されるようにストライプ状の溝17をR
IE等の異方性エッチングにより形成し、これら溝17
に分離された各列の半導体層16上にAu等の金属層を
被着して基板側の電極19をストライプ状にパターニン
グ形成する。また例えばエアブリッジ構造を利用して、
Au等より成る共振器上の電極9を、基板側の電極19
とは直交する方向に延長するストライプ状にパターニン
グ形成していわゆる単純マトリクスによるラインアドレ
ス方式の電極を構成することができる。
Next, a method and structure for driving such a laser device will be described in detail. As shown in FIGS. 1 and 2, when the laser device 20 is two-dimensionally arranged on the substrate 1, its electrode wiring is made of, for example, an insulating material as shown in a schematic enlarged perspective view of the example in FIG. Substrate 1
A semiconductor layer 16 made of n-type GaAs or the like is formed on the above, and the laser device 20 and the reflecting mirror 12 having the above-described configuration are formed on this by vapor phase growth. R is formed in the stripe-shaped groove 17 so as to be insulated and isolated.
These grooves 17 are formed by anisotropic etching such as IE.
A metal layer of Au or the like is deposited on the semiconductor layers 16 in each column separated into two, and the electrodes 19 on the substrate side are patterned and formed in stripes. Also, for example, using the air bridge structure,
The electrode 9 on the resonator made of Au or the like is replaced with the electrode 19 on the substrate side.
It is possible to form a line address type electrode by a so-called simple matrix by patterning and forming in a stripe shape extending in a direction orthogonal to.

【0051】このような構成において、特に半導体レー
ザは低電圧駆動が可能なことから、従来の電子回路で駆
動部を構成することができ、モノリシックに即ち同一の
基板1の上にレーザ装置の電極部を選択する駆動回路を
設ける構成とすることもでき、また図7に示すように、
レーザ装置20を設ける基板1とは別体のSi等より成
る基板41の上に、レーザ装置20の電極部22に対応
する電極42及びこれを選択する駆動回路43を破線図
示の如く設け、これらを各電極部22及び42が接する
ように貼り合わせ、いわゆるハイブリット式構成とする
こともできる。このような構成とすることによって、電
極パッド数を減少させてシステムへの組み込みを容易に
し、更には高密度高精細度化をはかることができる。
In such a structure, since the semiconductor laser can be driven at a low voltage, the driving section can be composed of a conventional electronic circuit, and the electrodes of the laser device can be monolithically formed on the same substrate 1. It is also possible to provide a drive circuit for selecting a part, and as shown in FIG.
An electrode 42 corresponding to the electrode portion 22 of the laser device 20 and a drive circuit 43 for selecting the electrode 42 are provided on a substrate 41 made of Si or the like, which is separate from the substrate 1 on which the laser device 20 is provided, as shown by broken lines. May be attached so that the electrode portions 22 and 42 are in contact with each other to form a so-called hybrid structure. With such a configuration, the number of electrode pads can be reduced to facilitate incorporation into the system, and further, high density and high definition can be achieved.

【0052】例えばレーザ装置20を50μmピッチで
2次元配列形成し、これに対し例えば1行(又は1列)
毎に1つの電極部22を設けることによって、電極部2
2を例えば150〜300μm角ピッチとし、通常のフ
ォトリソグラフィ等の適用によって歩留り良く形成する
ことができる。
For example, the laser devices 20 are formed in a two-dimensional array at a pitch of 50 μm, for example, in one row (or one column).
By providing one electrode section 22 for each,
2 is, for example, 150 to 300 μm square pitch, and can be formed with a high yield by applying ordinary photolithography or the like.

【0053】このように、単純マトリックス(2層配
線)によるラインアドレス方式を利用することで、簡潔
な形でディスプレイを構成することができる。この場
合、画面の解像度は素子数で決定されるので、全ての色
でシャープな解像度を実現することができる。
As described above, by using the line address method using the simple matrix (two-layer wiring), the display can be constructed in a simple form. In this case, the resolution of the screen is determined by the number of elements, so that sharp resolution can be realized for all colors.

【0054】次に、このように配置形成した発光装置に
対する輝度変調方法を以下に説明する。一般に半導体レ
ーザダイオードは、図15にその一例の模式的な電流−
光出力特性を示すように、閾値以下の電流では光出力が
得られない。従って電流値変調でアナログ信号の変調を
行う場合には、閾値分の電流を付加して制御を行うこと
によって輝度変調を行うことができる。
Next, a brightness modulation method for the light emitting device thus arranged and formed will be described below. Generally, a semiconductor laser diode is shown in FIG.
As shown in the light output characteristics, no light output can be obtained at a current below the threshold value. Therefore, when the analog signal is modulated by the current value modulation, the luminance modulation can be performed by adding the current for the threshold value and performing the control.

【0055】一方例えば各レーザ装置に供給する電流値
を一定とし、そのパルス幅を変調することによって輝度
変調を行うこともできる。このときの単純マトリクスの
駆動を行う場合を図9を参照して、簡単のため配線抵抗
を無視して電圧値で説明する。この例では、図において
駆動する横方向ラインY1 の電位を0、それ以外の横方
向ラインY2 〜Y5 の電位をE〔V〕とし、縦方向ライ
ンX1 〜X5 にそれぞれパルス幅t1 〜t5 の異なるE
〔V〕のパルス電圧を入力する。Y1 以外の横方向ライ
ンの素子に接続されているレーザ装置には全て逆バイア
スが印加されることとなり、Y1 のラインのレーザ装置
だけが発光する。また、電流値変調の場合は、縦方向ラ
インX1 〜X5 に光出力強度に対応する電流値が得られ
る電圧を印加する。
On the other hand, for example, it is possible to carry out luminance modulation by making the current value supplied to each laser device constant and modulating the pulse width thereof. A case where the simple matrix is driven at this time will be described with reference to FIG. In this example, the potential of the horizontal line Y 1 to be driven in the figure is 0, the potentials of the other horizontal lines Y 2 to Y 5 are E [V], and the pulse widths to the vertical lines X 1 to X 5 respectively. E different from t 1 to t 5
Input the pulse voltage of [V]. A reverse bias is applied to all the laser devices connected to the lateral line elements other than Y 1 , and only the laser device on the Y 1 line emits light. In the case of current value modulation, a voltage that gives a current value corresponding to the light output intensity is applied to the vertical lines X 1 to X 5 .

【0056】上述したように電流パルス幅変調で輝度制
御を行うことによってレーザダイオードのもつ電流−光
出力の非線形性を考慮することなく利用することが可能
となる。
As described above, by controlling the brightness by current pulse width modulation, it is possible to use the laser diode without considering the non-linearity of the current-light output.

【0057】以上述べたように、本発明は面発光レーザ
を用いるもので、これを利用して表示を行うディスプレ
イは、従来のディスプレイのようなブラウン管やハロゲ
ンランプ等を必要とせず、光学系も簡単で非常に単純な
構成で投射型のディスプレイを構成することができる。
また発光部を半導体ウェファで構成することができ、ブ
ラウン管等に比し格段に小型・軽量化が可能となる。更
に半導体レーザダイオードは発光素子の中でも最も電気
−光変換効率が高く、従来の投射型ディスプレイに比し
エネルギー効率が格段に高いディスプレイを提供するこ
とができ、消費電力の低減化をはかることができる。
As described above, the present invention uses the surface emitting laser, and the display which uses this does not require a cathode ray tube or a halogen lamp unlike the conventional display, and also has an optical system. A projection type display can be configured with a simple and very simple configuration.
In addition, the light emitting unit can be composed of a semiconductor wafer, which makes the size and weight significantly smaller than that of a cathode ray tube or the like. Further, the semiconductor laser diode has the highest electro-optical conversion efficiency among the light emitting elements, and can provide a display having significantly higher energy efficiency than the conventional projection display, and can reduce power consumption. .

【0058】尚、本発明は上述の各実施例に限定される
ことなく、本発明構成を逸脱しない範囲で各種の変形変
更が可能であり、その視覚方法、駆動方法においても上
述の例に限定されることなく種々の態様を採り得ること
はいうまでもない。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the constitution of the present invention. The visual method and driving method are also limited to the above-mentioned examples. It goes without saying that various modes can be adopted without being carried out.

【0059】[0059]

【発明の効果】上述したように本発明においては、面発
光レーザを用いることによってレーザ光の指向性により
出力光の前面への取り出しを効率良く行い得る発光装置
を提供し、且つレーザ光の偏波特性を利用することから
偏光フィルタを用いることによる出力光利用効率の低下
を回避して、偏光手段による立体視ディスプレイを構成
することができる。
As described above, according to the present invention, a surface emitting laser is used to provide a light emitting device capable of efficiently extracting the output light to the front surface due to the directivity of the laser light, and the polarization of the laser light. Since the wave characteristics are used, it is possible to avoid a decrease in output light utilization efficiency due to the use of a polarization filter, and to configure a stereoscopic display using polarization means.

【0060】また従来の投射型ディスプレイのようなブ
ラウン管やハロゲンランプ等を必要とせず、光学系も簡
単で非常に単純な構成で投射型のディスプレイを構成す
ることができる。また発光部を半導体ウェファで構成す
ることができ、ブラウン管等に比し格段に小型・軽量化
が可能となる。更に半導体レーザダイオードは発光素子
の中でも最も電気−光変換効率が高く、従来の投射型デ
ィスプレイに比しエネルギー効率が格段に高いディスプ
レイを提供することができ、消費電力の低減化をはかる
ことができる。
Further, it is possible to construct a projection type display with a very simple structure without using a cathode ray tube or a halogen lamp unlike the conventional projection type display and having a simple optical system. In addition, the light emitting unit can be composed of a semiconductor wafer, which makes the size and weight significantly smaller than that of a cathode ray tube or the like. Further, the semiconductor laser diode has the highest electro-optical conversion efficiency among the light emitting elements, and can provide a display having significantly higher energy efficiency than the conventional projection display, and can reduce power consumption. .

【0061】また半導体レーザダイオードを用いること
によって、2次元アレイのウェファ自体がそのまま発光
素子となり、小型軽量化が極めて簡単で、光学系も簡単
な構成とすることができ、出力光の取り出し効率を更に
高いものとし得る。
Further, by using the semiconductor laser diode, the wafer of the two-dimensional array itself serves as a light emitting element, the size and weight can be very easily reduced, and the optical system can have a simple structure. It can be even higher.

【0062】そして更に、水平共振器型を応用した、外
部45度反射鏡型の半導体レーザを利用することによ
り、偏波制御を簡単且つ確実に行うことができる。更
に、水平共振器型の半導体レーザでは垂直共振器型レー
ザに比し電流注入がし易く、これを用いることにより低
電圧駆動、高エネルギー変換効率の発光装置、ディスプ
レイを構成することができる。
Furthermore, by using an external 45-degree reflecting mirror type semiconductor laser to which a horizontal resonator type is applied, polarization control can be performed easily and reliably. Further, in a horizontal cavity type semiconductor laser, current injection is easier than in a vertical cavity type laser, and by using this, a light emitting device and display with low voltage driving and high energy conversion efficiency can be constructed.

【0063】また半導体レーザダイオードは発光素子の
中でも最も電気−光変換効率が高い素子であることか
ら、従来のプロジェクションディスプレイに比しエネル
ギー効率の格段に高いディスプレイを得ることができる
こととなる。このため、消費電力の低減化及び小型軽量
化が可能となる。
Since the semiconductor laser diode has the highest electro-optical conversion efficiency among the light emitting elements, it is possible to obtain a display having much higher energy efficiency than the conventional projection display. Therefore, it is possible to reduce power consumption and reduce size and weight.

【0064】更に、半導体レーザダイオードは出力光が
単色性の高いシャープなラインスペクトルであり、上述
したように活性層の組成による発光色を連続的に変化さ
せられるので、非常に純度の高い理想的な色調を出すこ
とが可能となる。
Further, the semiconductor laser diode has a sharp line spectrum with high monochromaticity in the output light, and the emission color depending on the composition of the active layer can be continuously changed as described above. It is possible to produce various color tones.

【0065】そして、このような発光装置を用いて表示
を行う場合、上述したように単純マトリックス(2層配
線)によるラインアドレス方式を利用することで、簡潔
な形でディスプレイを構成することができる。この場
合、画面の解像度は素子数で決定されるので、全ての色
でシャープな解像度を実現することができる。
When a display is performed using such a light emitting device, the display can be configured in a simple form by using the line address method using the simple matrix (two-layer wiring) as described above. . In this case, the resolution of the screen is determined by the number of elements, so that sharp resolution can be realized for all colors.

【0066】またレーザ装置と共に駆動回路を例えばG
aAs系の半導体基板に設けてモノリシックに形成する
こともでき、またSi電子回路によって駆動回路基板を
別体に構成する等、種々の回路構成が可能となる。
In addition, a driving circuit such as G
It can be formed monolithically by being provided on an aAs-based semiconductor substrate, and various circuit configurations are possible, such as a drive circuit substrate being formed separately by an Si electronic circuit.

【0067】特にSi電子回路によって構成された駆動
回路基板を2次元面発光レーザの電極部に貼り合わせる
ことによって、ワイヤボンドの必要な電極パッド数を減
らし、表示装置等のシステムへの組み込みを容易とし
て、装置全体の製造の簡易化をはかることができる。
In particular, by bonding a drive circuit board composed of a Si electronic circuit to the electrode portion of the two-dimensional surface emitting laser, the number of electrode pads required for wire bonding is reduced, and it is easy to incorporate it into a system such as a display device. As a result, the manufacturing of the entire device can be simplified.

【0068】また電流パルス幅変調で輝度制御を行うこ
とによってレーザダイオードのもつ電流−光出力の非線
形性を考慮することなく利用することが可能となる。
Further, by controlling the brightness by current pulse width modulation, it is possible to use the laser diode without considering the non-linearity of the current-light output.

【0069】また可視光領域で透明で且つ熱伝導の比較
的高い基板をヒートシンクとして用いることにより、基
板の表側、即ち気相成長を行う側に出力光を取り出す構
成の面発光レーザを利用する場合の熱はけを良好にし、
マイクロレンズ等の組み込みも容易となる。
In the case of using a surface emitting laser having a structure in which output light is extracted to the front side of the substrate, that is, the side on which vapor phase growth is performed, by using a substrate that is transparent in the visible light region and has relatively high heat conduction as a heat sink. Improve the heat dissipation of
Incorporation of microlenses and the like becomes easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の1実施例の略線的拡大構成図である。FIG. 1 is an enlarged schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例の略線的拡大平面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic enlarged plan view of another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例の要部の略線的拡大平面図
である。
FIG. 3 is a schematic enlarged plan view of a main part of another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の要部の略線的拡大斜視図で
ある。
FIG. 4 is an enlarged schematic perspective view of a main part of an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例の要部の略線的拡大断面図で
ある。
FIG. 5 is a schematic enlarged cross-sectional view of a main part of one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例の略線的構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例の要部の略線的拡大平面図で
ある。
FIG. 7 is an enlarged schematic plan view of a main part of the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of the present invention.

【図9】パルス変調方法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a pulse modulation method.

【図10】レーザ装置の各例の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of each example of the laser device.

【図11】本発明の他の実施例の略線的構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施例の要部の略線的拡大平面
図である。
FIG. 12 is a schematic enlarged plan view of a main part of another embodiment of the present invention.

【図13】マイクロレンズの製造工程図である。FIG. 13 is a manufacturing process diagram of a microlens.

【図14】本発明の一実施例の要部の略線的拡大斜視図
である。
FIG. 14 is an enlarged schematic perspective view of a main part of the embodiment of the present invention.

【図15】半導体レーザの電流−光出力特性を示す図で
ある。
FIG. 15 is a diagram showing current-light output characteristics of a semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 1S 主面 12 反射鏡 20 レーザ装置 22 ビームスプリッタ 23 光学レンズ系 24 スクリーン 31 ヒートシンク 32 マイクロレンズ 41 基板 42 電極部 43 駆動回路 50 発光装置 51 偏光手段 1 Substrate 1S Main Surface 12 Reflector 20 Laser Device 22 Beam Splitter 23 Optical Lens System 24 Screen 31 Heat Sink 32 Microlens 41 Substrate 42 Electrode 43 Drive Circuit 50 Light Emitting Device 51 Polarizing Means

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の主面に対しほぼ垂直な方向に光を
出射するレーザ装置を基板上に複数個集積し、 複数の上記レーザ装置の各出射光の支配的な偏波方向
が、2種以上の異なる方向とされて成ることを特徴とす
る発光装置。
1. A plurality of laser devices that emit light in a direction substantially perpendicular to the main surface of the substrate are integrated on the substrate, and the dominant polarization direction of each emitted light of the plurality of laser devices is 2. A light emitting device, characterized in that the light emitting device comprises different kinds of directions.
【請求項2】 上記各レーザ装置の出射光の偏波方向
が、互いに垂直な方向に選定されて成ることを特徴とす
る上記請求項1に記載の発光装置。
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the polarization directions of the light emitted from the respective laser devices are selected so as to be perpendicular to each other.
【請求項3】 上記レーザ装置が上記基板上に1次元配
置されて成ることを特徴とする上記請求項1又は2に記
載の発光装置。
3. The light emitting device according to claim 1 or 2, wherein the laser device is one-dimensionally arranged on the substrate.
【請求項4】 上記レーザ装置が上記基板上に2次元配
置されて成ることを特徴とする上記請求項1又は2に記
載の発光装置。
4. The light emitting device according to claim 1 or 2, wherein the laser device is two-dimensionally arranged on the substrate.
【請求項5】 上記レーザ装置が、上記基板の主面に沿
う方向に共振器を有して成り、上記共振器の光出射端面
に対向して反射鏡が設けられて構成されることを特徴と
する上記請求項1又は2又は3又は4に記載の発光装
置。
5. The laser device has a resonator in a direction along a main surface of the substrate, and a reflecting mirror is provided so as to face a light emitting end surface of the resonator. The light emitting device according to claim 1, 2 or 3 or 4.
【請求項6】 上記レーザ装置の上記反射鏡が、気相成
長により形成されて成ることを特徴とする上記請求項5
に記載の発光装置。
6. The laser according to claim 5, wherein the reflecting mirror of the laser device is formed by vapor phase growth.
The light-emitting device according to.
【請求項7】 上記レーザ装置の上に、可視光に対し透
過性を有する材料より成るヒートシンクが設けられて成
ることを特徴とする上記請求項1又は2又は3又は4又
は5又は6に記載の発光装置。
7. The laser device according to claim 1, further comprising a heat sink made of a material having a property of transmitting visible light, the heat sink being provided on the laser device. Light emitting device.
【請求項8】 上記各レーザ装置からの出射光により表
示を行うことを特徴とする上記請求項1又は2又は3又
は4又は5又は6又は7に記載の発光装置。
8. The light emitting device according to claim 1, wherein display is performed by light emitted from each of the laser devices.
【請求項9】 上記各レーザ装置からの出射光が青色
光、赤色光、緑色光の三原色より構成されることを特徴
とする上記請求項8に記載の発光装置。
9. The light emitting device according to claim 8, wherein the emitted light from each laser device is composed of three primary colors of blue light, red light and green light.
【請求項10】 上記基板上に、上記レーザ装置の電極
部を選択する駆動回路が設けられて成ることを特徴とす
る上記請求項1又は2又は3又は4又は5又は6又は7
又は8又は9に記載の発光装置。
10. A drive circuit for selecting an electrode section of the laser device is provided on the substrate, wherein the drive circuit is selected from the group consisting of: 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7;
Alternatively, the light emitting device according to 8 or 9.
【請求項11】 上記基板とは別体の基板に上記レーザ
装置の電極部に対応する電極部を選択する駆動回路が設
けられ、上記基板と上記別体の基板の上記各電極部が対
向するように貼り合わされて成ることを特徴とする上記
請求項1又は2又は3又は4又は5又は6又は7又は8
又は9に記載の発光装置。
11. A drive circuit for selecting an electrode portion corresponding to an electrode portion of the laser device is provided on a substrate separate from the substrate, and the substrate and the respective electrode portions of the separate substrate face each other. The above-mentioned claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8
Or the light-emitting device according to item 9.
【請求項12】 基板の主面にほぼ垂直な方向に光を出
射するレーザ装置が基板上に複数個集積され、上記複数
のレーザ装置が2種以上の偏波方向を有する構成とされ
た発光装置に対し、 上記偏波方向に対応する偏光手段を通して視覚すること
を特徴とする発光装置の視覚方法。
12. A light-emitting device configured such that a plurality of laser devices that emit light in a direction substantially perpendicular to the main surface of the substrate are integrated on the substrate, and the plurality of laser devices have two or more types of polarization directions. A method for visualizing a light emitting device, characterized in that the device is viewed through a polarization means corresponding to the polarization direction.
【請求項13】 上記偏波方向が、互いに垂直な2種の
偏波方向に選定されることを特徴とする上記請求項12
に記載の発光装置の視覚方法。
13. The polarization direction is selected from two types of polarization directions perpendicular to each other.
A method for visualizing a light emitting device according to.
【請求項14】 基板の主面にほぼ垂直な方向に光を出
射するレーザ装置が基板上に複数個集積され、上記複数
のレーザ装置が2種以上の偏波方向を有する構成とされ
た発光装置に対し、 上記複数のレーザ装置への電流パルス幅を変調すること
により輝度変調を行うことを特徴とする発光装置の駆動
方法。
14. A light-emitting device configured such that a plurality of laser devices that emit light in a direction substantially perpendicular to the main surface of the substrate are integrated on the substrate, and the plurality of laser devices have two or more types of polarization directions. A method for driving a light-emitting device, characterized in that brightness modulation is performed on the device by modulating current pulse widths to the plurality of laser devices.
JP15227793A 1993-06-23 1993-06-23 Light emitting device, stereoscopic visual device using the same, visual method thereof, and driving method thereof Expired - Fee Related JP3477744B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15227793A JP3477744B2 (en) 1993-06-23 1993-06-23 Light emitting device, stereoscopic visual device using the same, visual method thereof, and driving method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15227793A JP3477744B2 (en) 1993-06-23 1993-06-23 Light emitting device, stereoscopic visual device using the same, visual method thereof, and driving method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0722706A true JPH0722706A (en) 1995-01-24
JP3477744B2 JP3477744B2 (en) 2003-12-10

Family

ID=15536997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15227793A Expired - Fee Related JP3477744B2 (en) 1993-06-23 1993-06-23 Light emitting device, stereoscopic visual device using the same, visual method thereof, and driving method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3477744B2 (en)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999007043A1 (en) * 1997-07-29 1999-02-11 Seiko Epson Corporation Surface emission semiconductor laser
EP0924820A2 (en) * 1997-12-18 1999-06-23 Hewlett-Packard Company Polarisation-controlled VCSELS using externally applied unitaxial stress
JP2002006397A (en) * 2000-06-22 2002-01-09 Sony Corp Image display device
US6413838B2 (en) 2000-03-03 2002-07-02 Sharp Kabushiki Kaisha Manufacturing method of display device
JP2003332685A (en) * 2003-05-30 2003-11-21 Seiko Epson Corp Surface emission semiconductor laser and surface emission semiconductor laser array
JP2004534276A (en) * 2001-07-06 2004-11-11 エクスプレイ エルティーディー Image projection apparatus and method
JP2005107348A (en) * 2003-10-01 2005-04-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Projector
JP2006330282A (en) * 2005-05-25 2006-12-07 Sony Corp Image projecting device and image projecting method
JP2011065050A (en) * 2009-09-18 2011-03-31 Seiko Epson Corp Projector
JP2012118302A (en) * 2010-12-01 2012-06-21 Seiko Epson Corp Light source device and projector
JP2012156541A (en) * 2012-04-09 2012-08-16 Furukawa Electric Co Ltd:The Surface emission-type laser device and surface emission-type laser device array
US8313198B2 (en) 2008-07-24 2012-11-20 Seiko Epson Corporation Projector
WO2015014797A1 (en) * 2013-08-02 2015-02-05 Koninklijke Philips N.V. Laser device with adjustable polarization
WO2015162767A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 Necディスプレイソリューションズ株式会社 Laser light source, projector provided with laser light source, and method for manufacturing laser light source
JP2017028125A (en) * 2015-07-23 2017-02-02 日本電信電話株式会社 Semiconductor laser element
JP2017083900A (en) * 2017-01-25 2017-05-18 セイコーエプソン株式会社 projector
DE102021102799A1 (en) 2021-02-05 2022-08-11 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung LASER DIODE ARRANGEMENT, ILLUMINATION UNIT AND LASER PROJECTION DEVICE
WO2024032525A1 (en) * 2022-08-09 2024-02-15 北京与光科技有限公司 Light modulation layer of spectrum chip, and spectrum chip

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6603783B1 (en) 1997-07-29 2003-08-05 Seiko Epson Corporation Surface emitting type semiconductor laser
US6134251A (en) * 1997-07-29 2000-10-17 Seiko Epson Corporation Surface emission semiconductor laser
WO1999007043A1 (en) * 1997-07-29 1999-02-11 Seiko Epson Corporation Surface emission semiconductor laser
EP0924820A2 (en) * 1997-12-18 1999-06-23 Hewlett-Packard Company Polarisation-controlled VCSELS using externally applied unitaxial stress
EP0924820A3 (en) * 1997-12-18 1999-07-14 Hewlett-Packard Company Polarisation-controlled VCSELS using externally applied unitaxial stress
US6188711B1 (en) 1997-12-18 2001-02-13 Agilent Technologies, Inc. Polarization-controlled VCSELs using externally applied uniaxial stress
US6413838B2 (en) 2000-03-03 2002-07-02 Sharp Kabushiki Kaisha Manufacturing method of display device
JP2002006397A (en) * 2000-06-22 2002-01-09 Sony Corp Image display device
JP2004534276A (en) * 2001-07-06 2004-11-11 エクスプレイ エルティーディー Image projection apparatus and method
JP2003332685A (en) * 2003-05-30 2003-11-21 Seiko Epson Corp Surface emission semiconductor laser and surface emission semiconductor laser array
JP2005107348A (en) * 2003-10-01 2005-04-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Projector
JP2006330282A (en) * 2005-05-25 2006-12-07 Sony Corp Image projecting device and image projecting method
US8313198B2 (en) 2008-07-24 2012-11-20 Seiko Epson Corporation Projector
JP2011065050A (en) * 2009-09-18 2011-03-31 Seiko Epson Corp Projector
JP2012118302A (en) * 2010-12-01 2012-06-21 Seiko Epson Corp Light source device and projector
JP2012156541A (en) * 2012-04-09 2012-08-16 Furukawa Electric Co Ltd:The Surface emission-type laser device and surface emission-type laser device array
WO2015014797A1 (en) * 2013-08-02 2015-02-05 Koninklijke Philips N.V. Laser device with adjustable polarization
CN105474482A (en) * 2013-08-02 2016-04-06 皇家飞利浦有限公司 Laser device with adjustable polarization
WO2015162767A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 Necディスプレイソリューションズ株式会社 Laser light source, projector provided with laser light source, and method for manufacturing laser light source
US9882345B2 (en) 2014-04-24 2018-01-30 Nec Display Solutions, Ltd. Laser light source, projector provided with laser light source, and method for manufacturing laser light source
JP2017028125A (en) * 2015-07-23 2017-02-02 日本電信電話株式会社 Semiconductor laser element
JP2017083900A (en) * 2017-01-25 2017-05-18 セイコーエプソン株式会社 projector
DE102021102799A1 (en) 2021-02-05 2022-08-11 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung LASER DIODE ARRANGEMENT, ILLUMINATION UNIT AND LASER PROJECTION DEVICE
WO2022167594A1 (en) * 2021-02-05 2022-08-11 Ams-Osram International Gmbh Laser diode assembly, lighting unit, and laser projection device
WO2024032525A1 (en) * 2022-08-09 2024-02-15 北京与光科技有限公司 Light modulation layer of spectrum chip, and spectrum chip

Also Published As

Publication number Publication date
JP3477744B2 (en) 2003-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3477744B2 (en) Light emitting device, stereoscopic visual device using the same, visual method thereof, and driving method thereof
US20190267775A1 (en) Light-emitting device, method for manufacturing same, and projector
JP4291837B2 (en) Projection display apparatus and image forming apparatus
JP5803672B2 (en) LIGHT EMITTING ELEMENT AND PROJECTION DISPLAY DEVICE EQUIPPED WITH THE SAME
US20100080000A1 (en) Laser diode device and display apparatus
JP7105441B2 (en) Light-emitting device and projector
CN110970798B (en) Light emitting device and projector
JP2010109331A (en) Semiconductor laser device, and display
JP7136020B2 (en) Light-emitting device and projector
JP2010109332A (en) Semiconductor laser device, and display
JP7056628B2 (en) Luminous device and projector
JP2010278098A (en) Light-emitting device and display
JP2019029516A (en) Light-emitting device and projector
US6243148B1 (en) Liquid crystal display device having a two-dimensional light emitting element array
JP2013235987A (en) Light emitting device, super luminescent diode, and projector
US11398715B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP4661038B2 (en) LIGHT SOURCE DEVICE, LIGHT SOURCE DEVICE MANUFACTURING METHOD, PROJECTION TYPE DISPLAY DEVICE
JP2015162566A (en) Light-emitting device, manufacturing method of the same and projector
US10115866B2 (en) Light emitting device and projector
US8779454B2 (en) Light emitting element and image display device using the light emitting element
US20140192330A1 (en) Illumination device and projector
JP6551678B2 (en) Light emitting device and projector
US11803115B2 (en) Light-emitting device and projector
US20230139048A1 (en) Light-emitting device and projector
JP7039857B2 (en) Luminous device and projector

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees