JP2011086867A - Light emitting element and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子、およびプロジェクターに関する。 The present invention relates to a light emitting element and a projector.
液晶プロジェクターは、液晶ライトバルブが偏光依存素子であるため、液晶ライトバルブに入射する光は、偏光していることが望ましい。例えば、特許文献1に記載された技術では、高圧水銀ランプ(UHP)を液晶プロジェクターの光源として用いているが、UHPは無偏光光源であるため、偏光変換素子をUHPと液晶ライトバルブとの間に配置し、光を偏光させている。しかしながら、偏光変換素子に光を通すことによる光学的ロス、また部品点数の増加を考慮すると、光源自体が偏光を出射することが望ましい。 In the liquid crystal projector, since the liquid crystal light valve is a polarization dependent element, it is desirable that the light incident on the liquid crystal light valve is polarized. For example, in the technique described in Patent Document 1, a high-pressure mercury lamp (UHP) is used as a light source of a liquid crystal projector. Since UHP is a non-polarized light source, a polarization conversion element is provided between the UHP and a liquid crystal light valve. Arranged to polarize the light. However, considering the optical loss caused by passing light through the polarization conversion element and the increase in the number of parts, it is desirable that the light source itself emits polarized light.
本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、偏光を出射することができる発光素子を提供することにある。 One of the objects according to some embodiments of the present invention is to provide a light-emitting element that can emit polarized light.
本発明に係る発光素子は、
第1クラッド層、第2クラッド層、および前記第1クラッド層と前記第2クラッド層とに挟まれた活性層を有する積層構造体と、
前記活性層の出射面に形成された偏光選択部材と、
を含み、
前記活性層のうちの少なくとも一部の領域は、前記活性層の電流経路となる利得領域を構成し、
前記積層構造体において、前記活性層の露出する面のうちの第1面および第2面は、互いに対向する位置関係であり、
前記利得領域は、前記第1面側の第1端面から前記第2面側の第2端面まで設けられ、
前記活性層の積層方向から平面視して、前記第1端面の中心と前記第2端面の中心とを結ぶ線は、前記第1面の垂線に対して、傾いており、
少なくとも前記利得領域の前記第1端面は、前記出射面であり、
前記偏光選択部材は、前記第1端面において、前記利得領域に生じる光をP偏光成分とS偏光成分とに分離する。
The light emitting device according to the present invention is
A laminated structure having a first cladding layer, a second cladding layer, and an active layer sandwiched between the first cladding layer and the second cladding layer;
A polarization selection member formed on the exit surface of the active layer;
Including
At least a part of the active layer constitutes a gain region serving as a current path of the active layer,
In the laminated structure, the first surface and the second surface of the exposed surfaces of the active layer are in a positional relationship facing each other.
The gain region is provided from the first end surface on the first surface side to the second end surface on the second surface side,
The line connecting the center of the first end surface and the center of the second end surface in plan view from the stacking direction of the active layer is inclined with respect to the normal of the first surface;
At least the first end face of the gain region is the exit face;
The polarization selection member separates light generated in the gain region into a P-polarized component and an S-polarized component at the first end face.
このような発光素子によれば、出射面となる前記第1端面には、前記偏光選択部材が形成されている。前記偏光選択部材は、前記利得領域内を進行し前記第1端面に至った光を、P偏光成分とS偏光成分とに分離することができる。そして、例えば、P偏光成分は出射光として外部に出射され、S偏光成分は前記活性層内に吸収されることができる。すなわち、このような発光素子は、偏光を出射することができる。 According to such a light emitting element, the polarization selection member is formed on the first end surface serving as an emission surface. The polarization selection member can separate light that travels in the gain region and reaches the first end face into a P-polarized component and an S-polarized component. For example, the P-polarized component can be emitted to the outside as outgoing light, and the S-polarized component can be absorbed in the active layer. That is, such a light emitting element can emit polarized light.
本発明に係る発光素子において、
前記偏光選択部材は、誘電体多層膜から構成されていることができる。
In the light emitting device according to the present invention,
The polarization selection member may be composed of a dielectric multilayer film.
このような発光素子によれば、簡易に、前記第1端面に前記偏光選択部材を形成することができ、P偏光成分の光を出射することができる。 According to such a light emitting element, the polarization selection member can be easily formed on the first end face, and light of a P-polarized component can be emitted.
本発明に係る発光素子において、
前記偏光選択部材は、ワイヤーグリッド偏光子であることができる。
In the light emitting device according to the present invention,
The polarization selection member may be a wire grid polarizer.
このような発光素子によれば、ワイヤーグリッド偏光子の形状により、P偏光成分、およびS偏光成分のうちいずれか一方の光を、出射することができる。 According to such a light emitting element, one of the P-polarized component and the S-polarized component can be emitted depending on the shape of the wire grid polarizer.
本発明に係る発光素子において、
前記偏光選択部材と前記第1端面との間には、保護膜が形成されていることができる。
In the light emitting device according to the present invention,
A protective film may be formed between the polarization selection member and the first end surface.
このような発光素子によれば、前記偏光選択部材を形成する際の、前記第1端面(前記第1面)に与えるプロセスダメージを緩和することができる。 According to such a light emitting element, process damage given to the first end face (the first face) when forming the polarization selection member can be reduced.
本発明に係るプロジェクターは、
本発明に係る発光素子を有する発光装置と、
前記発光装置から出射された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含む。
The projector according to the present invention is
A light emitting device having the light emitting element according to the present invention;
A light modulation device that modulates light emitted from the light emitting device according to image information;
A projection device for projecting an image formed by the light modulation device;
including.
このようなプロジェクターによれば、発光素子自体が偏光を出射するので、光源と液晶ライトバルブとの間に、別途、偏光変換素子を挿入する必要がない。そのため、例えば、偏光変換素子に光を通すことによる光学的ロスを防止することができ、また部品点数の増加を防止することができる。 According to such a projector, since the light emitting element itself emits polarized light, it is not necessary to separately insert a polarization conversion element between the light source and the liquid crystal light valve. Therefore, for example, an optical loss due to passing light through the polarization conversion element can be prevented, and an increase in the number of parts can be prevented.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1. 第1の実施形態
1.1. 第1の実施形態に係る発光素子
まず、第1の実施形態に係る発光素子100について、図面を参照しながら説明する。図1は、発光素子100を模式的に示す斜視図である。図2は、発光素子100を模式的に示す平面図である。図3は、発光素子100を模式的に示す図2のIII−III線断面図である。なお、図1および図2では、便宜上、第1電極112および第2電極114の図示を省略している。また、ここでは、発光素子100がInGaAlP系(赤色)の半導体発光素子である場合について説明する。
1. 1. First embodiment 1.1. First, a
発光素子100は、図1〜図3に示すように、積層構造体120と、偏光選択部材130と、を含む。積層構造体120は、基板102と、第1クラッド層104と、活性層106と、第2クラッド層108と、コンタクト層110と、を含むことができる。発光素子100は、さらに、第1電極112と、第2電極114と、絶縁部116と、を含むことができる。
As illustrated in FIGS. 1 to 3, the
基板102としては、例えば、第1導電型(例えばn型)のGaAs基板などを用いることができる。
As the
第1クラッド層104は、基板102上に形成されている。第1クラッド層104としては、例えば、n型のAlGaInP層などを用いることができる。なお、図示はしないが、基板102と第1クラッド層104との間に、バッファー層が形成されていてもよい。バッファー層としては、例えば、n型のGaAs層、InGaP層などを用いることができる。バッファー層は、その上方に形成される層の結晶性を向上させることができる。
The
活性層106は、第1クラッド層104上に形成されている。活性層106は、第1クラッド層104と第2クラッド層108とに挟まれている。活性層106は、例えば、InGaPウェル層とInGaAlPバリア層とから構成される量子井戸構造を3つ重ねた多重量子井戸(MQW)構造を有する。
The
活性層106の形状は、例えば直方体(立方体である場合を含む)などである。活性層106は、図2に示すように、第1面105および第2面107を有する。第1面105および第2面107は、活性層106の面のうち第1クラッド層104または第2クラッド層108に接していない面であり、積層構造体120において露出している面である。第1面105および第2面107は、活性層106の側面ともいえる。第1面105および第2面107は、互いに対向しており、図示の例では平行である。
The shape of the
活性層106の一部の領域は、利得領域160を構成している。利得領域160には、光を生じさせることができ、この光は、利得領域160内で利得を受けることができる。利得領域160は、活性層106の電流経路ともいえる。利得領域160の平面形状は、例えば図2に示すような平行四辺形などである。利得領域160は、図2に示すように活性層106の積層方向から平面視して(活性層106の厚み方向からみて)、第1面105側の第1端面170から、第2面107側の第2端面172まで、第1面105の垂線Pに対して傾いて設けられている。すなわち、第1端面170の中心170aと第2端面172の中心172aとを結ぶ直線Qは、垂線Pに対して傾いている。これにより、発光素子100では、利得領域160に生じる光のレーザー発振を抑制または防止することができる。つまり、発光素子100は、スーパールミネッセントダイオード(SLD:Super Luminescent Diode、以下「SLD」ともいう)であることができる。SLDは、半導体レーザーと異なり、端面反射による共振器の形成を抑えることにより、レーザー発振を防止することができる。そのため、スペックルノイズを低減することができる。
A part of the
第2クラッド層108は、図1および図3に示すように、活性層106上に形成されている。第2クラッド層108としては、例えば、第2導電型(例えばp型)のAlGaInP層などを用いることができる。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
例えば、p型の第2クラッド層108、不純物がドーピングされていない活性層106、およびn型の第1クラッド層104により、pinダイオードが構成される。第1クラッド層104および第2クラッド層108の各々は、活性層106よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層である。活性層106は、光を増幅する機能を有する。第1クラッド層104および第2クラッド層108は、活性層106を挟んで、注入キャリア(電子および正孔)並びに光を閉じ込める機能を有する。
For example, the p-type
発光素子100は、第1電極112と第2電極114との間に、pinダイオードの順バイアス電圧を印加すると、活性層106の利得領域160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。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、利得領域160内で光の強度が増幅される。例えば、図2に示すように、利得領域160に生じる光の一部10は、利得領域160内で増幅された後、出射面となる第1端面170に到達し、偏光選択部材130を介して、出射光20として出射される。同様に、利得領域160に生じる光の一部は、第2端面172から偏光選択部材130を介して、出射光22として出射されてもよい。
In the
偏光選択部材130は、図1および図2に示すように、第1端面170を覆って形成されている。図示の例では、偏光選択部材130は、第1面105を覆って形成されている。偏光選択部材130は、誘電体多層膜から構成されていることができる。偏光選択部材130は、第1端面170に到達した光10を、P偏光成分20とS偏光成分30とに分離することができる。例えば、偏光選択部材130は、光10のP偏光成分の反射率が最も小さく、かつS偏光成分の反射率が最も大きくなるように設計されることができる。偏光選択部材130によって分離されたP偏光成分20は、出射光20として外部(空気中)に出射されることができる。偏光選択部材130によって分離されたS偏光成分30は、活性層106内に吸収されることができる。これにより、発光素子100は、偏光(P偏光成分の光)を出射することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
例えば、偏光選択部材130には、TiO2層とSiO2層とを20ペア積層した誘電体多層膜を用いることができる。第1端面170に到達する光10の波長λを650nmとし、SiO2層およびTiO2層の膜厚を(λ/4n)とすることができる(nは、SiO2およびTiO2の屈折率)。利得領域160の垂線Pに対する傾き角θ(直線Qの垂線Pに対する傾き角θ)を、7.5度〜10度とすることができる。このような設定により、例えば、P偏光成分の反射率を20%以下とし、S偏光成分の反射率は90%以上とすることができる。
For example, the
なお、偏光選択部材130は、図1および図2に示すように、さらに第2端面172(第2面107)を覆って形成されていてもよい。この場合、偏光選択部材130は、さらに第2端面172に到達した光を、P偏光成分22とS偏光成分32とに分離することができる。また、偏光選択部材130としては、例えば、Ta2O5層とSiO2層との積層体、Si層とSiO2層との積層体、SiN層とSiO2層との積層体などを用いてもよい。また、偏光選択部材130の設計として、例えば、特開平7−281024号公報を参照してもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
コンタクト層110は、図3に示すように、第2クラッド層108上に形成されている。コンタクト層110としては、第2電極114とオーミックコンタクトする層を用いることができる。コンタクト層110としては、例えば、p型のGaAs層などを用いることができる。
The
コンタクト層110と、第2クラッド層108の一部とは、柱状部111を構成することができる。柱状部111の平面形状は、利得領域160と同じである。例えば、柱状部111の平面形状によって、電極112,114間の電流経路が決定され、その結果、利得領域160の平面形状が決定される。なお、図示はしないが、柱状部111の側面を傾斜させることもできる。
The
絶縁部116は、第2クラッド層108上であって、柱状部111の側方に設けられていることができる。絶縁部116は、柱状部111の側面に接していることができる。絶縁部116の上面は、例えば、コンタクト層110の上面と連続している。絶縁部116としては、例えば、SiN層、SiO2層、ポリイミド層などを用いることができる。絶縁部116としてこれらの材料を用いた場合、電極112,114間の電流は、絶縁部116を避けて、該絶縁部116に挟まれた柱状部111を流れることができる。絶縁部116は、活性層106の屈折率よりも小さい屈折率を有することができる。この場合、絶縁部116を形成した部分の垂直断面の有効屈折率は、絶縁部116を形成しない部分、すなわち、柱状部116が形成された部分の垂直断面の有効屈折率よりも小さくなる。これにより、平面方向(活性層106の厚み方向と直交する方向)において、利得領域160内に効率良く光を閉じ込めることができる。なお、図示はしないが、絶縁部116を設けないこともできる。絶縁部116が空気であると解釈してもよい。
The insulating
第1電極112は、基板102の下の全面に形成されている。第1電極112は、該第1電極112とオーミックコンタクトする層(図示の例では基板102)と接していることができる。第1電極112は、基板102を介して、第1クラッド層104と電気的に接続されている。第1電極112は、発光素子100を駆動するための一方の電極である。第1電極112としては、例えば、基板102側からCr層、AuGe層、Ni層、Au層の順序で積層したものなどを用いることができる。なお、第1クラッド層104と基板102との間に、第2コンタクト層(図示せず)を設け、ドライエッチングなどにより該第2コンタクト層を露出させ、第1電極112を第2コンタクト層上に設けることもできる。これにより、片面電極構造を得ることができる。この形態は、基板102が絶縁性である場合に特に有効である。
The
第2電極114は、コンタクト層110上に形成されている。第2電極114は、さらに絶縁部116上に設けられていてもよい。第2電極114は、コンタクト層110を介して、第2クラッド層108と電気的に接続されている。第2電極114は、発光素子100を駆動するための他方の電極である。第2電極114としては、例えば、コンタクト層110側からCr層、AuZn層、Au層の順序で積層したものなどを用いることができる。第2電極114とコンタクト層110との接触面は、図2に示すように、利得領域160と同様の平面形状を有している。
The
第1の実施形態に係る発光素子100の一例として、InGaAlP系の場合について説明したが、発光素子100は、発光利得領域が形成可能なあらゆる材料系を用いることができる。半導体材料であれば、例えば、AlGaN系、InGaN系、GaAs系、AlGaAs系、InGaAs系、InGaAsP系、ZnCdSe系などの半導体材料を用いることができる。
Although the case of the InGaAlP system has been described as an example of the
第1の実施形態に係る発光素子100は、例えば、プロジェクター、ディスプレイ、照明装置、計測装置などの光源に適用されることができる。
The
第1の実施形態に係る発光素子100は、例えば、以下の特徴を有する。
The
発光素子100によれば、出射面となる第1端面170には、偏光選択部材130が形成されている。偏光選択部材130は、利得領域160内を進行し第1端面170に至った光を、P偏光成分20とS偏光成分30とに分離することができる。そして、P偏光成分20は出射光20として外部に出射され、S偏光成分30は活性層106内に吸収されることができる。すなわち、発光素子100は、偏光(P偏光成分の光)を出射することができる。
According to the
発光素子100によれば、偏光選択部材130として、誘電体多層膜を用いることができる。そのため、簡易に、第1端面170に偏光選択部材130を形成することができる。
According to the
1.2. 第1の実施形態に係る発光素子の製造方法
次に、第1の実施形態に係る発光素子100の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図4〜図6は、発光素子100の製造工程を模式的に示す断面図である。
1.2. Method for Manufacturing Light-Emitting Element According to First Embodiment Next, a method for manufacturing the light-emitting
図4に示すように、基板102上に、第1クラッド層104、活性層106、第2クラッド層108、およびコンタクト層110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(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法などを用いることができる。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、コンタクト層110および第2クラッド層108をパターニングする。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術などを用いて行われる。本工程により、柱状部111を形成することができる。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、柱状部111の側面を覆うように絶縁部116を形成する。具体的には、まず、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、塗布法などにより、第2クラッド層108の上方(コンタクト層110上を含む)に絶縁層(図示せず)を成膜する。次に、例えば、エッチング技術などを用いて、コンタクト層110の上面を露出させる。以上の工程により、絶縁部116を形成することができる。
As shown in FIG. 6, the insulating
図1および図2に示すように、第1端面170および第2端面172を覆うように偏光選択部材130を形成する。偏光選択部材130は、CVD法、スパッタ法、イオンアシスト蒸着(Ion Assisted Deposition)法などにより形成される。なお、偏光選択部材130を形成する工程は、電極112,114を形成する工程の後に、行なわれてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3に示すように、コンタクト層110(柱状部111)および絶縁部116上に第2電極114を形成する。次に、基板102の下面下に第1電極112を形成する。第1電極112および第2電極114は、例えば、真空蒸着法により形成される。なお、第1電極112および第2電極114の形成順序は、特に限定されない。
As shown in FIG. 3, the
以上の工程により、発光素子100を製造することができる。
Through the above steps, the light-emitting
発光素子100の製造方法によれば、偏光を出射することができる発光素子を製造することができる。
According to the method for manufacturing the
1.3. 第1の実施形態の変形例に係る発光素子
次に、第1の実施形態の変形例に係る発光素子200について、図面を参照しながら説明する。図7は、発光素子200を模式的に示す断面図であり、図3に対応している。以下、第1の実施形態の変形例に係る発光素子200において、第1の実施形態に係る発光素子100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
1.3. Next, a
発光素子100の例では、図3に示すように、絶縁部116と、絶縁部116とが形成されていない領域、すなわち柱状部111を形成している領域に屈折率差を設けて、光を閉じ込める屈折率導波型について説明した。これに対し、発光素子200は、柱状部111を形成することによって屈折率差を設けず、利得領域160がそのまま導波領域となる、利得導波型であることができる。
In the example of the
発光素子200では、図7に示すように、コンタクト層110および第2クラッド層108は、柱状部を構成せず、その側方に絶縁部は形成されない。絶縁部116は、利得領域160の上方以外のコンタクト層110上に形成されている。すなわち、絶縁部116は利得領域160の上方に開口を有し、該開口ではコンタクト層110の上面が露出している。第2電極114は、その露出しているコンタクト層110上および絶縁部116上に形成されている。第2電極114とコンタクト層110との接触面は、利得領域160と同じ平面形状を有している。図示の例では、第2電極114とコンタクト層110との接触面の平面形状によって、電極112,114間の電流経路が決定され、その結果、利得領域160の平面形状が決定されることができる。なお図示はしないが、第2電極114は、絶縁部116上には形成されず、利得領域160の上方のコンタクト層110上にのみ形成されていてもよい。
In the
発光素子200によれば、発光素子100と同様に、偏光を出射することができる。
According to the
2. 第2の実施形態
2.1. 第2の実施形態に係る発光素子
次に、第2の実施形態に係る発光素子300について、図面を参照しながら説明する。図8は、発光素子300を模式的に示す斜視図である。図9は、発光素子300を模式的に示す平面図である。図10は、発光素子300の偏光選択部材130を模式的に示す図9のX−X線断面図である。以下、第2の実施形態に係る発光素子300において、第1の実施形態に係る発光素子100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、図8および図9では、便宜上、第1電極112および第2電極114の図示を省略している。
2. Second Embodiment 2.1. Light Emitting Element According to Second Embodiment Next, a
発光素子100の例では、偏光選択部材130は、誘電体多層膜から構成されていた。これに対し、発光素子300では、偏光選択部材130として、ワイヤーグリッド偏光子を用いることができる。発光素子300の偏光選択部材130は、図8〜図10に示すように、透光性基板132と、金属部材134と、を有することができる。
In the example of the
透光性基板132は、例えば、第1端面170(第1面105)を覆って形成されている。透光性基板132は、利得領域160で生じる光に対して、透過性である。透光性基板132としては、例えば、石英ガラス、耐熱ガラスなどを用いることができる。
For example, the
金属部材134は、透過性基板132の第1端面170側とは反対側に形成されている。金属部材134は、図8に示すように、例えば、活性層106の厚み方向(Z方向)と直交する方向(Y方向)に延びる形状を有する。金属部材134は、ストライプ状に、Z方向に沿って複数配列されており、その数は特に限定されない。金属部材134のピッチ(周期)は、利得領域160に生じる光の波長より短い。これにより、金属部材134の長手方向(Y方向)に対して垂直な方向(Z方向)に振動する偏光成分(P偏光成分)については透過させる一方、金属部材134の長手方向に対して平行な方向(Y方向)に振動する偏光成分(S偏光成分)については反射されることができる。金属部材134としては、例えば、金、銀、銅、パラジウム、白金、アルミニウム、およびこれらの合金などが挙げられる。
The
発光素子200によれば、偏光(P偏光成分の光)を出射することができる。
According to the
2.2. 第2の実施形態に係る発光素子の製造方法
次に、第2の実施形態に係る発光素子300の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図11は、発光素子300の製造工程を模式的に示す断面図である。なお、発光素子300の製造方法において、偏光選択部材130以外の製造方法の説明は、発光素子100の製造方法の説明を適用することができる。そのため、以下では偏光選択部材130の製造方法について説明する。
2.2. Method for Manufacturing Light-Emitting Element According to Second Embodiment Next, a method for manufacturing the light-emitting
図11に示すように、透光性基板132を準備する。次に、透光性基板132上に、金属部材134aを形成する。金属部材134aは、例えば、蒸着法によって形成される。次に、金属部材134a上に、レジストRを形成する。次に、レジストRを露光する。露光は、例えば、レーザー干渉露光によって行われることができる。次に、レジストRをマスクとして金属部材134aをエッチングし、図10に示すように、金属部材134を形成する。なお、図11は、図10を90度回転した図に相当している。
As shown in FIG. 11, a
以上の工程により、偏光選択部材130を形成することができる。次に、偏光選択部材130を、活性層106の第1面105に接着剤等を用いて接着させ、発光素子300を製造することができる。接着剤は、例えばエポキシ樹脂などの発光波長に対して透明なものが望ましい。
Through the above steps, the
なお、活性層106の第1面105に透光性基板132を公知の方法で形成した後、蒸着により金属部材134aを形成し、金属部材134aを干渉露光によりパターニングすることによって、金属部材134(偏光選択部材130)を形成してもよい。
In addition, after forming the translucent board |
2.3. 第2の実施形態の変形例に係る発光素子
次に、第2の実施形態の変形例に係る発光素子400,500について、図面を参照しながら説明する。以下、第2の実施形態の変形例に係る発光素子400,500において、第2の実施形態に係る発光素子300の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
2.3. Next, light-emitting
(1)第1変形例に係る発光素子
まず、第2の実施形態の第1変形例に係る発光素子400について、図面を参照しながら説明する。図12は、発光素子400を模式的に示す斜視図である。なお、図12では、便宜上、第1電極112および第2電極114の図示を省略している。
(1) Light Emitting Element According to First Modification First, a
発光素子300の例では、図8に示すように、金属部材134は、活性層106の厚み方向(Z方向)と直交する方向(Y方向)に延びる形状を有していた。さらに、金属部材134は、ストライプ状に、Z方向に沿って複数配列されていた。これに対して、発光素子400では、図12に示すように、金属部材134は、Z方向に延びる形状を有する。さらに、金属部材134は、ストライプ状に、Y方向に沿って複数配列されている。
In the example of the
発光素子400によれば、金属部材134の長手方向(Z方向)に対して垂直な方向(Y方向)に振動する偏光成分(S偏光成分)については透過させる一方、金属部材134の長手方向に対して平行な方向(Z方向)に振動する偏光成分(P偏光成分)については反射されることができる。すなわち、発光素子400では、偏光(S偏光成分の光)を出射することができる。
According to the
(2)第2変形例に係る発光素子
次に、第2の実施形態の第2変形例に係る発光素子500について、図面を参照しながら説明する。図13は、発光素子500を模式的に示す斜視図である。なお、図13では、便宜上、第1電極112および第2電極114の図示を省略している。
(2) Light Emitting Element According to Second Modification Next, a
発光素子300の例では、図8に示すように、偏光選択部材130は第1面105に接して形成されていた。これに対し、発光素子500では、図13に示すように、偏光選択部材130と第1面105(第1端面170)との間には、保護膜540が形成されている。保護膜540は、例えば、誘電体多層膜から構成されていることができ、P偏光成分の光に対して、透過性を有することができる。より具体的には、保護膜540は、例えば、TiO2層とSiO2層との積層体、Ta2O5層とSiO2層との積層体、Si層とSiO2層との積層体、SiN層とSiO2層との積層体などを用いることができる。保護膜540は、例えば、CVD法、スパッタ法、イオンアシスト蒸着法などにより形成されることができる。
In the example of the
発光素子500によれば、発光素子300の例に比べて、偏光選択部材130を形成する際の、第1端面170(第1面105)に与えるプロセスダメージを緩和することができる。
According to the
3. 第3の実施形態
次に、第3の実施形態に係る発光装置600について、図面を参照しながら説明する。図14は、発光装置600を模式的に示す平面図である。図15は、発光装置600を模式的に示す図14のXV−XV線断面図である。なお、図14では、便宜上、第2電極114の図示を省略している。また、図15では、便宜上、発光素子100を簡略化して図示している。
3. Third Embodiment Next, a
発光装置600は、図14および図15に示すように、本発明に係る発光素子(例えば、発光素子100)と、ベース610と、サブマウント620と、第1光軸変換素子630と、第2光軸変換素子640と、を有することができる。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
ベース610は、例えば、サブマウント620を介して、間接的に発光素子100を支持することができる。ベース610としては、例えば、板状(直方体形状)の部材を用いることができる。ベース610の材質としては、例えば、Cu、Alなどを列挙することができる。発光素子100は、図示はしないが、例えば、ワイヤーボンディングにより、サブマウント620上の電極と電気的に接続されていてもよい。
For example, the base 610 can indirectly support the
サブマウント620は、例えば、直接的に発光素子100を支持することができる。サブマウント620は、ベース610上に形成されている。サブマウント620上には、発光素子100が形成されている。サブマウント620としては、例えば、板状の部材を用いることができる。なお、例えば、サブマウント620を設けずに、ベース610が直接的に発光素子100を支持することもできる。サブマウント620としては、例えば、BeO,AlN等を用いることができる。
For example, the
ベース610およびサブマウント620の熱伝導率は、例えば、発光素子100の熱伝導率よりも高い。これにより、ベース610およびサブマウント620は、ヒートシンクとして機能することができる。
The thermal conductivity of the
第1光軸変換素子630および第2光軸変換素子640は、例えば、ベース610上に形成される。第1光軸変換素子630は、第1ミラー632を有している。第2光軸変換素子640は、第2ミラー642を有している。ミラー632,642は、図15に示すように、活性層106の上面に対して、例えば45度傾斜している。第1ミラー632は、図14に示すように平面的にみて、第1端面170から出射される光20の進行方向と直交するように配置されている。また、第2ミラー642は、第2端面172から出射される光22の進行方向と直交するように配置されている。光軸変換素子630,640の材質としては、例えば、Al、Ag、Auなどを列挙することができる。例えば、光軸変換素子630,640のミラー632,642の部分のみを、上記列挙した材料としてもよい。
The first optical
第1ミラー632は、第1端面170から出射される光20を反射させることができる。具体的には、図15に示すように、例えば水平方向(活性層106の厚み方向と直交する方向)に進んできた光20を、例えば垂直方向(活性層106の厚み方向)に反射させることができる。同様に、第2ミラー642は、第2端面172から出射される光22を反射させることができる。具体的には、図15に示すように、例えば水平方向(活性層106の厚み方向と直交する方向)に進んできた光22を、例えば垂直方向(活性層106の厚み方向)に反射させることができる。これにより、例えば、光20,22を同一の方向に反射させることができる。
The
発光装置600によれば、本発明に係る発光素子(例えば発光素子100)を有することができるので、偏光を出射することができ、かつ、出射光20,22を同一の方向に進行させることができる。
According to the light-emitting
4. 第4の実施形態
次に、第4の実施形態に係るプロジェクター700について、図面を参照しながら説明する。図16は、プロジェクター700を模式的に示す図である。なお、図16では、便宜上、プロジェクター700を構成する筐体は省略している。
4). Fourth Embodiment Next, a
プロジェクター700において、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源(発光装置)600R,緑色光源(発光装置)600G、青色光源(発光装置)600Bは、本発明に係る発光装置(例えば発光装置600)である。
In the
プロジェクター700は、光源600R,600G,600Bから出射された光をそれぞれ画像情報に応じて変調する透過型の液晶ライトバルブ(光変調装置)704R,704G,704Bと、液晶ライトバルブ704R,704G,704Bによって形成された像を拡大してスクリーン(表示面)710に投射する投射レンズ(投射装置)708と、を備えている。また、プロジェクター700は、液晶ライトバルブ704R,704G,704Bから出射された光を合成して投写レンズ708に導くクロスダイクロイックプリズム(色光合成手段)706を備えていることができる。
The
さらに、プロジェクター700は、光源600R,600G,600Bから出射された光の照度分布を均一化させるため、各光源600R,600G,600Bよりも光路下流側に、均一化光学系702R,702G,702Bを設けており、これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ704R,704G,704Bを照明している。均一化光学系702R,702G、702Bは、例えば、ホログラム702aおよびフィールドレンズ702bによって構成される。
Further, in order to make the illuminance distribution of the light emitted from the
各液晶ライトバルブ704R,704G,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。このプリズムは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十字状に配置されている。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、合成された光は投写光学系である投射レンズ706によりスクリーン710上に投写され、拡大された画像が表示される。
The three color lights modulated by the liquid crystal
プロジェクター700によれば、発光素子(例えば発光素子100)自体が偏光した光を出射するので、光源と液晶ライトバルブとの間に、別途、偏光変換素子を挿入する必要がない。そのため、プロジェクター700では、例えば、偏光変換素子に光を通すことによる光学的ロスを防止することができ、また部品点数の増加を防止することができる。
According to the
なお、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。 In addition, embodiment mentioned above and a modification are examples, Comprising: It is not necessarily limited to these. For example, it is possible to appropriately combine each embodiment and each modification.
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail as described above, those skilled in the art will readily understand that many modifications are possible without substantially departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention.
10 光、20 光、22 光、30 光、32 光、100 発光素子、
102 基板、104 第1クラッド層、105 第1面、106 活性層、
107 第2面、108 第2クラッド層、110 コンタクト層、111 柱状部、
112 第1電極、114 第2電極、116 絶縁部、120 積層構造体、
130 偏光選択部材、132 透光性基板、134 金属部材、160 利得領域、
170 第1端面、172 第2端面、200 発光素子、300 発光素子、
400 発光素子、500 発光素子、540 保護膜、600 発光装置、
610 ベース、620 サブマウント、630 第1光軸変換素子、
632 第1ミラー、640 第2光軸変換素子、642 第2ミラー、
700 プロジェクター、702 均一化光学系、702a ホログラム、
702b フィールドレンズ、704 液晶ライトバルブ、
706 クロスダイクロイックプリズム、708 投写レンズ、710 スクリーン
10 light, 20 light, 22 light, 30 light, 32 light, 100 light emitting element,
102 substrate, 104 first cladding layer, 105 first surface, 106 active layer,
107 second surface, 108 second cladding layer, 110 contact layer, 111 columnar portion,
112 1st electrode, 114 2nd electrode, 116 insulation part, 120 laminated structure,
130 polarization selection member, 132 translucent substrate, 134 metal member, 160 gain region,
170 1st end surface, 172 2nd end surface, 200 light emitting element, 300 light emitting element,
400 light emitting element, 500 light emitting element, 540 protective film, 600 light emitting device,
610 base, 620 submount, 630 first optical axis conversion element,
632 1st mirror, 640 2nd optical axis conversion element, 642 2nd mirror,
700 projector, 702 homogenizing optical system, 702a hologram,
702b field lens, 704 liquid crystal light valve,
706 Cross dichroic prism, 708 projection lens, 710 screen
Claims (5)
前記活性層の出射面に形成された偏光選択部材と、
を含み、
前記活性層のうちの少なくとも一部の領域は、前記活性層の電流経路となる利得領域を構成し、
前記積層構造体において、前記活性層の露出する面のうちの第1面および第2面は、互いに対向する位置関係であり、
前記利得領域は、前記第1面側の第1端面から前記第2面側の第2端面まで設けられ、
前記活性層の積層方向から平面視して、前記第1端面の中心と前記第2端面の中心とを結ぶ線は、前記第1面の垂線に対して、傾いており、
少なくとも前記利得領域の前記第1端面は、前記出射面であり、
前記偏光選択部材は、前記第1端面において、前記利得領域に生じる光をP偏光成分とS偏光成分とに分離する、発光素子。 A laminated structure having a first cladding layer, a second cladding layer, and an active layer sandwiched between the first cladding layer and the second cladding layer;
A polarization selection member formed on the exit surface of the active layer;
Including
At least a part of the active layer constitutes a gain region serving as a current path of the active layer,
In the laminated structure, the first surface and the second surface of the exposed surfaces of the active layer are in a positional relationship facing each other.
The gain region is provided from the first end surface on the first surface side to the second end surface on the second surface side,
The line connecting the center of the first end surface and the center of the second end surface in plan view from the stacking direction of the active layer is inclined with respect to the normal of the first surface;
At least the first end face of the gain region is the exit face;
The polarization selection member is a light-emitting element that separates light generated in the gain region into a P-polarized component and an S-polarized component at the first end face.
前記偏光選択部材は、誘電体多層膜から構成されている、発光素子。 In claim 1,
The polarization selection member is a light emitting element made of a dielectric multilayer film.
前記偏光選択部材は、ワイヤーグリッド偏光子である、発光素子。 In claim 1,
The polarization selection member is a light-emitting element, which is a wire grid polarizer.
前記偏光選択部材と前記第1端面との間には、保護膜が形成されている、発光素子。 In claim 3,
A light emitting device, wherein a protective film is formed between the polarization selection member and the first end face.
前記発光装置から出射された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含む、プロジェクター。 A light emitting device comprising the light emitting element according to any one of claims 1 to 4,
A light modulation device that modulates light emitted from the light emitting device according to image information;
A projection device for projecting an image formed by the light modulation device;
Including projector.
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