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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024121184
(43)【公開日】2024-09-06
(54)【発明の名称】発光装置、表示装置、および電子機器
(51)【国際特許分類】
H01L 33/10 20100101AFI20240830BHJP
H01L 33/32 20100101ALI20240830BHJP
H01L 33/42 20100101ALI20240830BHJP
H01L 33/36 20100101ALI20240830BHJP
H01L 33/08 20100101ALI20240830BHJP
H01L 33/44 20100101ALI20240830BHJP
H01S 5/183 20060101ALI20240830BHJP
H01S 5/343 20060101ALI20240830BHJP
H01S 5/323 20060101ALI20240830BHJP
H01S 5/042 20060101ALI20240830BHJP
H01S 5/42 20060101ALI20240830BHJP
H01S 5/022 20210101ALI20240830BHJP
H01L 33/48 20100101ALI20240830BHJP
【ＦＩ】
H01L33/10
H01L33/32
H01L33/42
H01L33/36
H01L33/08
H01L33/44
H01S5/183
H01S5/343 610
H01S5/323 610
H01S5/042 612
H01S5/42
H01S5/022
H01L33/48
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023028145
(22)【出願日】2023-02-27
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】宮田 崇
(72)【発明者】
【氏名】小林 幸一
【テーマコード（参考）】
5F142
5F173
5F241
【Ｆターム（参考）】
5F142AA02
5F142BA32
5F142CD02
5F142CF13
5F142DB12
5F142DB24
5F142DB32
5F142DB34
5F142DB38
5F142DB40
5F142DB54
5F142EA31
5F142GA02
5F142GA21
5F173AC15
5F173AC26
5F173AC52
5F173AD06
5F173AH22
5F173AK08
5F173AK13
5F173AK21
5F173AL03
5F173AL06
5F173AL14
5F173AL19
5F173AR14
5F173AR63
5F173MA06
5F173MA10
5F241AA03
5F241AA21
5F241CA04
5F241CA05
5F241CA12
5F241CA40
5F241CA49
5F241CA57
5F241CA65
5F241CA66
5F241CA88
5F241CA92
5F241CA93
5F241CB11
5F241CB15
5F241CB27
5F241CB36
5F241FF06
5F241FF11
(57)【要約】
【課題】所望の波長を有する光の取り出し効率を向上できる発光装置を提供する。
【解決手段】ｎ型の導電型を有する第１半導体部と、ｐ型の導電型を有する第２半導体部と、発光部と、前記第２半導体部の前記発光部とは反対側に設けられ、前記発光部で発生した光を共振させる共振部と、を有し、前記共振部は、前記第２半導体部に接する金属電極と、前記金属電極の前記第２半導体部とは反対側に設けられた透明電極と、を有し、前記金属電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差は、前記透明電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差よりも小さく、前記共振部は、第１界面と第２界面との間で、前記発光部で発生した光を共振させ、前記第１界面は、前記金属電極と前記透明電極との界面であり、前記第２界面は、前記第１界面よりも、前記金属電極とは反対側に位置している、発光装置。
【選択図】図１
【解決手段】ｎ型の導電型を有する第１半導体部と、ｐ型の導電型を有する第２半導体部と、発光部と、前記第２半導体部の前記発光部とは反対側に設けられ、前記発光部で発生した光を共振させる共振部と、を有し、前記共振部は、前記第２半導体部に接する金属電極と、前記金属電極の前記第２半導体部とは反対側に設けられた透明電極と、を有し、前記金属電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差は、前記透明電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差よりも小さく、前記共振部は、第１界面と第２界面との間で、前記発光部で発生した光を共振させ、前記第１界面は、前記金属電極と前記透明電極との界面であり、前記第２界面は、前記第１界面よりも、前記金属電極とは反対側に位置している、発光装置。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ｎ型の導電型を有する第１半導体部と、
ｐ型の導電型を有する第２半導体部と、
前記第１半導体部と前記第２半導体部との間に設けられた発光部と、
前記第２半導体部の前記発光部とは反対側に設けられ、前記発光部で発生した光を共振させる共振部と、
を有し、
前記共振部は、
前記第２半導体部に接する金属電極と、
前記金属電極の前記第２半導体部とは反対側に設けられた透明電極と、
を有し、
前記金属電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差は、前記透明電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差よりも小さく、
前記共振部は、第１界面と第２界面との間で、前記発光部で発生した光を共振させ、
前記第１界面は、前記金属電極と前記透明電極との界面であり、
前記第２界面は、前記第１界面よりも、前記金属電極とは反対側に位置している、発光装置。
ｐ型の導電型を有する第２半導体部と、
前記第１半導体部と前記第２半導体部との間に設けられた発光部と、
前記第２半導体部の前記発光部とは反対側に設けられ、前記発光部で発生した光を共振させる共振部と、
を有し、
前記共振部は、
前記第２半導体部に接する金属電極と、
前記金属電極の前記第２半導体部とは反対側に設けられた透明電極と、
を有し、
前記金属電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差は、前記透明電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差よりも小さく、
前記共振部は、第１界面と第２界面との間で、前記発光部で発生した光を共振させ、
前記第１界面は、前記金属電極と前記透明電極との界面であり、
前記第２界面は、前記第１界面よりも、前記金属電極とは反対側に位置している、発光装置。
【請求項2】
請求項１において、
前記金属電極は、前記発光部で発生した光を透過させる、発光装置。
前記金属電極は、前記発光部で発生した光を透過させる、発光装置。
【請求項3】
請求項１において、
前記第２半導体部の材質は、ＧａＮであり、
前記金属電極の材質は、Ａｕであり、
前記透明電極の材質は、ＩＴＯである、発光装置。
前記第２半導体部の材質は、ＧａＮであり、
前記金属電極の材質は、Ａｕであり、
前記透明電極の材質は、ＩＴＯである、発光装置。
【請求項4】
請求項３において、
前記共振部は、前記透明電極の前記金属電極とは反対側に設けられた絶縁部を有し、
前記絶縁部は、前記発光部で発生した光を透過させ、
前記第２界面は、前記絶縁部の前記透明電極とは反対側の面である、発光装置。
前記共振部は、前記透明電極の前記金属電極とは反対側に設けられた絶縁部を有し、
前記絶縁部は、前記発光部で発生した光を透過させ、
前記第２界面は、前記絶縁部の前記透明電極とは反対側の面である、発光装置。
【請求項5】
請求項４において、
前記絶縁部は、前記透明電極と接し、
前記絶縁部の材質は、ＳｉＮである、発光装置。
前記絶縁部は、前記透明電極と接し、
前記絶縁部の材質は、ＳｉＮである、発光装置。
【請求項6】
請求項４において、
前記第１半導体部、前記第２半導体部、前記発光部、および前記共振部を有する発光素子を複数有し、
複数の前記発光素子のうちの第１発光素子の前記発光部で発生した光の波長は、複数の前記発光素子のうちの第２発光素子の前記発光部で発生した光の波長よりも長く、
前記第１発光素子の前記第１界面と前記第２界面との間の距離は、前記第２発光素子の前記第１界面と前記第２界面との間の距離よりも大きい、発光装置。
前記第１半導体部、前記第２半導体部、前記発光部、および前記共振部を有する発光素子を複数有し、
複数の前記発光素子のうちの第１発光素子の前記発光部で発生した光の波長は、複数の前記発光素子のうちの第２発光素子の前記発光部で発生した光の波長よりも長く、
前記第１発光素子の前記第１界面と前記第２界面との間の距離は、前記第２発光素子の前記第１界面と前記第２界面との間の距離よりも大きい、発光装置。
【請求項7】
請求項６において、
前記第１発光素子の前記絶縁部の厚さは、前記第２発光素子の前記絶縁部の厚さよりも大きく、
前記第１発光素子の前記透明電極の厚さ、および前記第２発光素子の前記透明電極の厚さは、互いに同じである、発光装置。
前記第１発光素子の前記絶縁部の厚さは、前記第２発光素子の前記絶縁部の厚さよりも大きく、
前記第１発光素子の前記透明電極の厚さ、および前記第２発光素子の前記透明電極の厚さは、互いに同じである、発光装置。
【請求項8】
請求項１において、
前記第２界面は、前記透明電極の前記金属電極とは反対側の面である、発光装置。
前記第２界面は、前記透明電極の前記金属電極とは反対側の面である、発光装置。
【請求項9】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の発光装置を有する、表示装置。
【請求項10】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の発光装置を有する、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置、表示装置、および電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体発光ダイオードや半導体レーザーなどの発光装置は、表示装置などの光源に適用される。
【0003】
例えば特許文献１には、ｎ型クラッド層、発光層、ｐ型クラッド層、および透明導電膜層を有する半導体発光ダイオードにおいて、透明導電膜層の膜厚を制御することにより、ｐ型クラッド層と透明導電膜層との界面、ならびに透明導電膜層と空気層との界面における反射を抑えることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１８－１６６１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のような発光装置では、所望の波長を有する光の取り出し効率を向上させることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る発光装置の一態様は、
ｎ型の導電型を有する第１半導体部と、
ｐ型の導電型を有する第２半導体部と、
前記第１半導体部と前記第２半導体部との間に設けられた発光部と、
前記第２半導体部の前記発光部とは反対側に設けられ、前記発光部で発生した光を共振させる共振部と、
を有し、
前記共振部は、
前記第２半導体部に接する金属電極と、
前記金属電極の前記第２半導体部とは反対側に設けられた透明電極と、
を有し、
前記金属電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差は、前記透明電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差よりも小さく、
前記共振部は、第１界面と第２界面との間で、前記発光部で発生した光を共振させ、
前記第１界面は、前記金属電極と前記透明電極との界面であり、
前記第２界面は、前記第１界面よりも、前記金属電極とは反対側に位置している。
ｎ型の導電型を有する第１半導体部と、
ｐ型の導電型を有する第２半導体部と、
前記第１半導体部と前記第２半導体部との間に設けられた発光部と、
前記第２半導体部の前記発光部とは反対側に設けられ、前記発光部で発生した光を共振させる共振部と、
を有し、
前記共振部は、
前記第２半導体部に接する金属電極と、
前記金属電極の前記第２半導体部とは反対側に設けられた透明電極と、
を有し、
前記金属電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差は、前記透明電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差よりも小さく、
前記共振部は、第１界面と第２界面との間で、前記発光部で発生した光を共振させ、
前記第１界面は、前記金属電極と前記透明電極との界面であり、
前記第２界面は、前記第１界面よりも、前記金属電極とは反対側に位置している。
【0007】
本発明に係る表示装置の一態様は、
前記発光装置の一態様を有する。
前記発光装置の一態様を有する。
【0008】
本発明に係る電子機器の一態様は、
前記発光装置の一態様を有する。
前記発光装置の一態様を有する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図2】第１実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図3】第１実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図4】第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図5】第２実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図6】本実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【図7】本実施形態に係るディスプレイを模式的に示す平面図。
【図8】本実施形態に係るディスプレイを模式的に示す断面図。
【図9】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。
【図10】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。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
【0012】
発光装置１００は、図１に示すように、例えば、基板１０と、バッファー層２０と、第１半導体部３０と、発光部４０と、第２半導体部５０と、下部電極６０と、共振部７０と、絶縁層８０と、を有している。発光装置１００は、例えば、半導体発光ダイオード、半導体レーザーである。
【0013】
基板１０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。
【0014】
バッファー層２０は、基板１０上に設けられている。バッファー層２０は、ｎ型の導電型を有している。バッファー層２０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２０上には、第１半導体部３０、発光部４０、および第２半導体部５０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。
【0015】
なお、本明細書では、第１半導体部３０と発光部４０との積層方向（以下、単に「積層方向」ともいう）において、発光部４０を基準とした場合、発光部４０から第２半導体部５０に向かう方向を「上」とし、発光部４０から第１半導体部３０に向かう方向を「下」として説明する。
【0016】
第１半導体部３０は、バッファー層２０上に設けられている。第１半導体部３０は、バッファー層２０と発光部４０との間に設けられている。第１半導体部３０は、バッファー層２０と一体に設けられていてもよい。第１半導体部３０は、ｎ型の導電型を有している。第１半導体部３０は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層である。第１半導体部３０、発光部４０、および第２半導体部５０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。
【0017】
発光部４０は、第１半導体部３０上に設けられている。発光部４０は、第１半導体部３０と第２半導体部５０との間に設けられている。発光部４０は、不純物が意図的にドープされていないｉ型の導電型を有している。発光部４０は、電流が注入されることで光を発生させる。発光部４０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、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。発光部４０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。
【0018】
なお、発光部４０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、発光部４０は、ＳＱＷ（Single Quantum Well）構造を有している。
【0019】
第２半導体部５０は、発光部４０上に設けられている。第２半導体部５０は、発光部４０と共振部７０との間に設けられている。第２半導体部５０は、ｐ型の導電型を有している。第２半導体部５０の材質は、例えば、不純物がドープされたＧａＮである。第２半導体部５０は、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＧａＮ層である。第１半導体部３０および第２半導体部５０は、発光部４０に光を閉じ込める機能を有するクラッド層である。
【0020】
なお、図示はしないが、第１半導体部３０と発光部４０との間、および発光部４０と第２半導体部５０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半導体部５０は、ｐ型のＡｌＧａＮ層からなるＥＢＬ（Electron Blocking Layer）を有してもよい。
【0021】
下部電極６０は、バッファー層２０上に設けられている。バッファー層２０は、下部電極６０とオーミックコンタクトしていてもよい。下部電極６０は、バッファー層２０を介して、第１半導体部３０と電気的に接続されている。なお、図示はしないが、下部電極６０は、基板１０の下に設けられていてもよい。
【0022】
下部電極６０としては、例えば、バッファー層２０側から、クロム（Ｃｒ）層、ニッケル（Ｎｉ）層、金（Ａｕ）層の順序で積層されたものなどを用いる。下部電極６０は、発光部４０に電流を注入するための一方の電極である。
【0023】
共振部７０は、第２半導体部５０上に設けられている。共振部７０は、第２半導体部５０の発光部４０とは反対側に設けられている。共振部７０は、金属電極７２と、透明電極７４と、を有している。
【0024】
金属電極７２は、第２半導体部５０上に設けられている。金属電極７２は、第２半導体部５０と透明電極７４との間に設けられている。金属電極７２は、第２半導体部５０に接している。第２半導体部５０は、金属電極７２とオーミックコンタクトしていてもよい。
【0025】
金属電極７２の形状は、例えば、層状である。金属電極７２の厚さは、透明電極７４の厚さよりも小さい。金属電極７２は、発光部４０で発生した光を透過させる。金属電極７２は、発光部４０で発生した光を透過させる程度の厚さを有している。なお、「厚さ」とは、積層方向の大きさのことをいう。
【0026】
金属電極７２の仕事関数と第２半導体部５０の仕事関数との差は、透明電極７４の仕事関数と第２半導体部５０の仕事関数との差よりも小さい。金属電極７２の抵抗率は、透明電極７４の抵抗率よりも低い。金属電極７２の材質は、例えば、Ａｕ、Ｎｉ、白金（Ｐｔ）である。金属電極７２の材質は、好ましくは、Ａｕである。
【0027】
透明電極７４は、金属電極７２上に設けられている。透明電極７４は、金属電極７２の第２半導体部５０とは反対側に設けられている。透明電極７４は、金属電極７２に接している。透明電極７４の形状は、例えば、層状である。透明電極７４は、発光部４０で発生した光を透過させる。図示の例では、透明電極７４は、共振部７０の上面を構成している。
【0028】
透明電極７４の屈折率は、例えば、金属電極７２の屈折率の屈折率よりも高い。透明電極７４の材質は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）にアルミニウム（Ａｌ）がドープされたＡＺＯ、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）がドープされたＧＺＯである。透明電極７４の材質は、好ましくは、ＩＴＯである。金属電極７２および透明電極７４は、発光部４０に電流を注入するための他方の電極を構成している。金属電極７２および透明電極７４は、下部電極６０よりも上方に設けられた上部電極を構成している。
【0029】
共振部７０は、第１界面７６と、第２界面７８と、の間で、発光部４０で発生した光を共振させる。第１界面７６は、金属電極７２と、透明電極７４と、の界面である。第２界面７８は、例えば、透明電極７４と、透明電極７４と屈折率が異なる異屈折率部と、の界面である。異屈折率部は、例えば、空気で構成されている。第２界面７８は、第１界面７６よりも、金属電極７２側とは反対側に位置している。第２界面７８は、透明電極７４の金属電極７２とは反対側の面である。図示の例では、第２界面７８は、第１界面７６よりも上方に位置している。積層方向において、第２界面７８の位置は、透明電極７４の上面の位置と同じである。第１界面７６は、第２半導体部５０と第２界面７８との間に設けられている。第１界面７６と第２界面７８との間の距離は、透明電極７４の厚さである。
【0030】
なお、異屈折率部は、空気に限定されず、空気以外の気体で構成されていてもよい。また、異屈折率部は、気体に限定されず、透明電極７４と屈折率が異なる部材によって構成されていてもよい。
【0031】
透明電極７４の屈折率が金属電極７２の屈折率および異屈折率部の屈折率よりも高い場合、第１界面７６と第２界面７８との間の距離と、透明電極７４の屈折率と、の積は、発光装置１００から取り出したい光の波長の２分の１の整数倍である。第１界面７６および第２界面７８では、光の位相が変化しない。したがって、第１界面７６および第２界面７８は、発光装置１００から取り出したい波長の波の腹に位置するように設定される。
【0032】
光の波長が６３２．８ｎｍの場合、ＩＴＯの屈折率は、１．８５８であり、Ａｕの屈折率は、０．１８１であり、ＧａＮの屈折率は、２．３８であり、空気の屈折率は、１．０００である。
【0033】
光が屈折率ｎ１の物質から屈折率ｎ２の物質に垂直入射する場合、両物質の界面における反射率Ｒｒｅｆは、下記式（１）で表される。下記式（１）に示すように、両物質の屈折率差が大きいほど、両物質の界面における反射率は、高くなる。
【0034】
【数1】
【0035】
絶縁層８０は、バッファー層２０上に設けられている。絶縁層８０は、積層方向からみて、例えば、第１半導体部３０、発光部４０、第２半導体部５０、下部電極６０、および共振部７０を囲んでいる。絶縁層８０は、例えば、酸化シリコン層、ポリイミド層などである。
【0036】
絶縁層８０には、第１コンタクトホール８２および第２コンタクトホール８４が形成されている。第１コンタクトホール８２は、積層方向からみて、下部電極６０と重なっている。第１コンタクトホール８２によって、下部電極６０は、露出されている。第２コンタクトホール８４は、積層方向からみて、共振部７０と重なっている。第２コンタクトホール８４によって、共振部７０は、露出されている。図示の例では、第２コンタクトホール８４によって、透明電極７４は、露出されている。
【0037】
なお、図示はしないが、絶縁層８０上には、下部電極６０と電気的に接続された第１パッドと、透明電極７４と電気的に接続された第２パッドと、が設けられていてもよい。第１パッドおよび第２パッドは、それぞれ、ワイヤーボンディングやＦＰＣ（Flexible printed circuits）などを介して、電源と電気的に接続されていてもよい。
【0038】
また、図示はしないが、第１半導体部３０、発光部４０、および第２半導体部５０は、複数の柱状部を構成していてもよい。柱状部は、ナノスケールを有するナノ構造体であってもよい。複数の柱状部は、フォトニック結晶の効果を発現してもよい。
【0039】
また、上記では、ＩｎＧａＮ系の発光部４０について説明したが、発光部４０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。
【0040】
１．１．２． 動作
発光装置１００では、ｐ型の第２半導体部５０、ｉ型の発光部４０、およびｎ型の第１半導体部３０により、ｐｉｎダイオードが構成される。発光装置１００では、下部電極６０と、金属電極７２および透明電極７４で構成される上部電極と、の間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、発光部４０に電流が注入されて発光部４０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。発光部４０で発生した光は、共振部７０に至り、共振部７０は、第１界面７６と第２界面７８との間で、発光部４０で発生した光を、多重反射させて、定在波を形成し、共振させる。そして、発光装置１００は、所定の波長の光を、図１に示す矢印Ａのように、共振部７０の上面から積層方向に出射する。発光装置１００は、共振部７０における共振により、レーザー光を出射してもよい。
発光装置１００では、ｐ型の第２半導体部５０、ｉ型の発光部４０、およびｎ型の第１半導体部３０により、ｐｉｎダイオードが構成される。発光装置１００では、下部電極６０と、金属電極７２および透明電極７４で構成される上部電極と、の間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、発光部４０に電流が注入されて発光部４０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。発光部４０で発生した光は、共振部７０に至り、共振部７０は、第１界面７６と第２界面７８との間で、発光部４０で発生した光を、多重反射させて、定在波を形成し、共振させる。そして、発光装置１００は、所定の波長の光を、図１に示す矢印Ａのように、共振部７０の上面から積層方向に出射する。発光装置１００は、共振部７０における共振により、レーザー光を出射してもよい。
【0041】
なお、図示はしないが、基板１０とバッファー層２０との間、または基板１０の下に反射層が設けられていてもよい。反射層は、例えば、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層である。反射層は、発光部４０から基板１０側に向かう光を、共振部７０側に反射させる。
【0042】
１．１．３． 作用効果
発光装置１００では、ｎ型の導電型を有する第１半導体部３０と、ｐ型の導電型を有する第２半導体部５０と、第１半導体部３０と第２半導体部５０との間に設けられた発光部４０と、第２半導体部５０の発光部４０とは反対側に設けられ、発光部４０で発生した光を共振させる共振部７０と、を有する。共振部７０は、第２半導体部５０に接する金属電極７２と、金属電極７２の第２半導体部５０とは反対側に設けられた透明電極７４と、を有する。金属電極７２の仕事関数と第２半導体部５０の仕事関数との差は、透明電極７４の仕事関数と第２半導体部５０の仕事関数との差よりも小さい。共振部７０は、第１界面７６と第２界面７８との間で、発光部４０で発生した光を共振させ、第１界面７６は、金属電極７２と透明電極７４との界面であり、第２界面７８は、第１界面７６よりも、金属電極７２とは反対側に位置している。
発光装置１００では、ｎ型の導電型を有する第１半導体部３０と、ｐ型の導電型を有する第２半導体部５０と、第１半導体部３０と第２半導体部５０との間に設けられた発光部４０と、第２半導体部５０の発光部４０とは反対側に設けられ、発光部４０で発生した光を共振させる共振部７０と、を有する。共振部７０は、第２半導体部５０に接する金属電極７２と、金属電極７２の第２半導体部５０とは反対側に設けられた透明電極７４と、を有する。金属電極７２の仕事関数と第２半導体部５０の仕事関数との差は、透明電極７４の仕事関数と第２半導体部５０の仕事関数との差よりも小さい。共振部７０は、第１界面７６と第２界面７８との間で、発光部４０で発生した光を共振させ、第１界面７６は、金属電極７２と透明電極７４との界面であり、第２界面７８は、第１界面７６よりも、金属電極７２とは反対側に位置している。
【0043】
そのため、発光装置１００では、例えば共振部が設けられていない場合に比べて、所望の波長を有する光の取り出し効率を向上できる。換言すると、発光効率を向上できる。これにより、発光のむらを低減でき、波長の均一性が高い光を出射できる。例えば発光部４０におけるバンドギャップの変化により、発光部４０で所望の波長からずれた光が発生したとしても、発光装置１００では、共振部７０によって、所望の波長を有する光の取り出し効率を向上できる。発光装置１００は、所望の波長を有する光のみを出射してもよい。
【0044】
さらに、発光装置１００では、金属電極７２の仕事関数と第２半導体部５０の仕事関数との差は、透明電極７４の仕事関数と第２半導体部５０の仕事関数との差よりも小さいため、共振部７０と第２半導体部５０との間の接触抵抗を低減できる。第２半導体部５０は、ｎ型よりも抵抗率の高いｐ型の導電型を有するため、共振部７０と第２半導体部５０との間の接触抵抗の低減が効果的である。
【0045】
発光装置１００では、金属電極７２は、発光部４０で発生した光を透過させる。そのため、発光装置１００では、発光部４０で発生した光であって共振部７０に至らない光を低減できる。
【0046】
発光装置１００では、第２半導体部５０の材質は、ＧａＮであり、金属電極７２の材質は、Ａｕであり、透明電極７４の材質は、ＩＴＯである。上記のように、ＩＴＯの屈折率とＡｕの屈折率との差は、ＩＴＯの屈折率とＧａＮの屈折率との差よりも大きい。上記式（１）のように、屈折率の差が大きいほど、光の反射率は、高くなる。そのため、発光装置１００では、例えばＩＴＯとＧａＮとの間の界面で光を反射させる場合に比べて、第１界面７６における光の反射率を高くすることができる。これにより、所望の波長を有する光の取り出し効率を、より向上できる。
【0047】
１．２． 発光装置の製造方法
次に、第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る発光装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
次に、第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る発光装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
【0048】
図２に示すように、基板１０上に、バッファー層２０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。
【0049】
次に、バッファー層２０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。
【0050】
次に、マスク層をマスクとして、バッファー層２０上に、第１半導体部３０、発光部４０、および第２半導体部５０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。
【0051】
図１に示すように、第２半導体部５０上に、金属電極７２を形成する。次に、金属電極７２上に、透明電極７４を形成する。金属電極７２および透明電極７４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。本工程により、共振部７０が形成される。
【0052】
次に、バッファー層２０上に、下部電極６０を形成する。下部電極６０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、下部電極６０を形成する工程と、共振部７０を形成する工程と、の順序は、特に限定されない。
【0053】
次に、バッファー層２０、下部電極６０、および共振部７０を覆うように、絶縁層８０を形成する。絶縁層８０は、例えば、スピンコート法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成される。
【0054】
次に、絶縁層８０をパターニングして、第１コンタクトホール８２および第２コンタクトホール８４を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。
【0055】
以上の工程により、発光装置１００を製造できる。
【0056】
１．３． 発光装置の変形例
次に、第１実施形態の変形例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３は、第１実施形態の変形例に係る発光装置１１０を模式的に示す断面図である。以下、第１実施形態の変形例に係る発光装置１１０において、上述した第１実施形態に係る発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
次に、第１実施形態の変形例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３は、第１実施形態の変形例に係る発光装置１１０を模式的に示す断面図である。以下、第１実施形態の変形例に係る発光装置１１０において、上述した第１実施形態に係る発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0057】
発光装置１１０では、図３に示すように、発光素子１１２を複数有している点において、上述した発光装置１００と異なる。
【0058】
発光素子１１２は、バッファー層２０と、第１半導体部３０と、発光部４０と、第２半導体部５０と、下部電極６０と、共振部７０と、を有している。発光素子１１２の数は、複数であれば、特に限定されない。
【0059】
複数の発光素子１１２は、１つの基板１０上に設けられている。隣り合う発光素子１１２において、第１半導体部３０の間、発光部４０の間、第２半導体部５０の間、および共振部７０の間には、絶縁層８０が設けられている。図示の例では、複数の発光素子１１２において、バッファー層２０は、共通の層である。複数の発光素子１１２において、下部電極６０は、共通の電極である。
【0060】
なお、図示はしないが、下部電極６０は、共通の電極ではなく、複数の発光素子１１２に対して個別に設けられていてもよい。この場合、隣り合う発光素子１１２のバッファー層２０は、互いに離隔している。
【0061】
複数の発光素子１１２のうちの第１発光素子１１２Ｒは、例えば、赤色光を出射する。複数の発光素子１１２のうちの第２発光素子１１２Ｇは、例えば、緑色光を出射する。複数の発光素子１１２のうちの第３発光素子１１２Ｂは、例えば、青色光を出射する。第１発光素子１１２Ｒの発光部４０で発生した光の波長は、第１発光素子１１２Ｒの発光部４０で発生した光の波長よりも長い。第２発光素子１１２Ｇの発光部４０で発生した光の波長は、第３発光素子１１２Ｂの発光部４０で発生した光の波長よりも長い。
【0062】
第１発光素子１１２Ｒの第１界面７６と第２界面７８との間の距離Ｄ１は、第２発光素子１１２Ｇの第１界面７６と第２界面７８との間の距離Ｄ２よりも大きい。距離Ｄ２は、第３発光素子１１２Ｂの第１界面７６と第２界面７８との間の距離Ｄ３よりも大きい。
【0063】
図示の例では、距離Ｄ１は、第１発光素子１１２Ｒの透明電極７４の厚さである。距離Ｄ２は、第２発光素子１１２Ｇの透明電極７４の厚さである。距離Ｄ３は、第３発光素子１１２Ｂの透明電極７４の厚さである。第１発光素子１１２Ｒの金属電極７２の厚さ、第２発光素子１１２Ｇの金属電極７２の厚さ、および第３発光素子１１２Ｂの金属電極７２の厚さは、例えば、互いに等しい。
【0064】
発光装置１１０では、第１半導体部３０、第２半導体部５０、発光部４０、および共振部７０を有する発光素子１１２を複数有する。複数の発光素子１１２のうちの第１発光素子１１２Ｒの発光部４０で発生した光の波長は、複数の発光素子１１２の第２発光素子１１２Ｇの発光部４０で発生した光の波長よりも長く、第１発光素子１１２Ｒの第１界面７６と第２界面７８との間の距離Ｄ１は、第２発光素子１１２Ｇの第１界面７６と第２界面７８との間の距離Ｄ２よりも大きい。そのため、発光装置１１０では、例えば距離Ｄ１が距離Ｄ２と同じ場合に比べて、第１発光素子１１２Ｒから出射される光の波長を、第２発光素子１１２Ｇから出射される光の波長よりも、より確実に長くすることができる。
【0065】
２． 第２実施形態
２．１． 発光装置
次に、第２実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図４は、第２実施形態に係る発光装置２００を模式的に示す断面図である。以下、第２実施形態に係る発光装置２００において、上述した第１実施形態に係る発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
２．１． 発光装置
次に、第２実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図４は、第２実施形態に係る発光装置２００を模式的に示す断面図である。以下、第２実施形態に係る発光装置２００において、上述した第１実施形態に係る発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0066】
発光装置２００では、図４に示すように、共振部７０は、絶縁部７５を有している点で、上述した発光装置１００と異なる。
【0067】
絶縁部７５は、透明電極７４上に設けられている。絶縁部７５は、透明電極７４の金属電極７２とは反対側に設けられている。絶縁部７５は、透明電極７４と接している。透明電極７４は、金属電極７２と絶縁部７５との間に設けられている。図示の例では、絶縁部７５は、共振部７０の上面を構成している。絶縁部７５の厚さは、例えば、透明電極７４の厚さよりも大きい。第２コンタクトホール８４によって、絶縁部７５は、露出されている。
【0068】
絶縁部７５は、発光部４０で発生した光を透過させる。絶縁部７５の屈折率は、例えば、透明電極７４の屈折率よりも、高くてもよいし、低くてもよい。絶縁部７５の屈折率は、例えば、異屈折率部の屈折率よりも高い。絶縁部７５の材質は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）である。絶縁部７５の材質は、好ましくは、ＳｉＮである。
【0069】
第２界面７８は、例えば、絶縁部７５と、絶縁部７５と屈折率が異なる異屈折率部と、の界面である。積層方向において、第２界面７８の位置は、絶縁部７５の上面の位置と同じである。第２界面７８は、絶縁部７５の透明電極７４とは反対側の面である。図示の例では、第１界面７６と第２界面７８との間の距離は、透明電極７４の厚さと、絶縁部７５の厚さと、の和である。
【0070】
透明電極７４の屈折率が金属電極７２の屈折率よりも高く、絶縁部７５の屈折率が異屈折率部の屈折率よりも高い場合、透明電極７４の厚さと透明電極７４の屈折率との積と、絶縁部７５の厚さと絶縁部７５の屈折率との積と、の和は、発光装置１００から取り出したい光の波長の２分の１の整数倍である。第１界面７６および第２界面７８では、光の位相が変化しない。したがって、第１界面７６および第２界面７８は、発光装置１００から取り出したい波長の波の腹に位置するように設定される。
【0071】
光の波長が６３２．８ｎｍの場合、ＳｉＯ２の屈折率は、１．４５７であり、ＳｉＮの屈折率は、２．０２３である。
【0072】
発光装置２００では、共振部７０は、透明電極７４の金属電極７２とは反対側に設けられた絶縁部７５を有し、絶縁部７５は、発光部４０で発生した光を透過させ、第２界面７８は、絶縁部７５の透明電極７４とは反対側の面である。そのため、発光装置２００では、絶縁部７５によって透明電極７４を保護できる。
【0073】
発光装置２００では、絶縁部７５は、透明電極７４と接し、絶縁部７５の材質は、ＳｉＮである。そのため、発光装置２００では、例えば絶縁部の材質がＳｉＯ２である場合に比べて、透明電極７４の屈折率と絶縁部７５の屈折率との差を小さくすることができる。これにより、透明電極７４と絶縁部７５との界面における光の反射を低減できる。その結果、所望の波長を有する光の取り出し効率を、より向上できる。
【0074】
２．２． 発光装置の製造方法
次に、第２実施形態に係る発光装置２００の製造方法について説明する。
次に、第２実施形態に係る発光装置２００の製造方法について説明する。
【0075】
発光装置２００の製造方法では、透明電極７４上に、絶縁部７５を形成する。絶縁部７５は、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法によって形成される。
【0076】
上記のこと以外は、発光装置２００の製造方法は、上述した発光装置１００の製造方法と、基本的に同じである。したがって、その詳細な説明を省略する。
【0077】
２．３． 発光装置の変形例
次に、第２実施形態の変形例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５は、第２実施形態の変形例に係る発光装置２１０を模式的に示す断面図である。以下、第２実施形態の変形例に係る発光装置２１０において、上述した第１実施形態に係る発光装置１００、第１実施形態の変形例に係る発光装置１１０、第２実施形態に係る発光装置２００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。
次に、第２実施形態の変形例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５は、第２実施形態の変形例に係る発光装置２１０を模式的に示す断面図である。以下、第２実施形態の変形例に係る発光装置２１０において、上述した第１実施形態に係る発光装置１００、第１実施形態の変形例に係る発光装置１１０、第２実施形態に係る発光装置２００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。
【0078】
発光装置２１０では、図５に示すように、発光素子１１２を複数有している点において、上述した発光装置２００と異なる。
【0079】
第１発光素子１１２Ｒの透明電極７４の厚さＴ１、第２発光素子１１２Ｇの透明電極７４の厚さＴ２、第３発光素子１１２Ｂの透明電極７４の厚さＴ３は、例えば、互いに同じである。
【0080】
第１発光素子１１２Ｒの絶縁部７５の厚さＬ１は、第２発光素子１１２Ｇの絶縁部７５の厚さＬ２よりも大きい。そのため、第１発光素子１１２Ｒの第１界面７６と第２界面７８との間の距離Ｄ１は、第２発光素子１１２Ｇの第１界面７６と第２界面７８との間の距離Ｄ２よりも大きい。厚さＬ２は、第３発光素子１１２Ｂの絶縁部７５の厚さＬ３よりも大きい。そのため、距離Ｄ２は、第３発光素子１１２Ｂの第１界面７６と第２界面７８との間の距離Ｄ３よりも大きい。
【0081】
発光装置２１０では、第１発光素子１１２Ｒの絶縁部７５の厚さＬ１は、第２発光素子１１２Ｇの絶縁部７５の厚さＬ２よりも大きく、第１発光素子１１２Ｒの透明電極７４の厚さＴ１、および第２発光素子１１２Ｇの透明電極７４の厚さＴ２は、互いに同じである。そのため、発光装置２１０では、例えば厚さＴ１と厚さＴ２とが異なる場合に比べて、第１発光素子１１２Ｒの発光部４０に注入される電流量と、第２発光素子１１２Ｇの発光部４０に注入される電流量と、の差を小さくすることができる。これにより、第１発光素子１１２Ｒの発光部４０で発生した光の強度と、第２発光素子１１２Ｇの発光部４０で発生した光の強度と、の差を小さくすることができる。
【0082】
３． 第３実施形態
次に、第３実施形態に係る表示装置としての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６は、第３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。
次に、第３実施形態に係る表示装置としての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６は、第３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。
【0083】
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。
【0084】
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６では、赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、および青色光源１００Ｂを簡略化して図示している。
【0085】
プロジェクター７００は、さらに、例えば、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。
【0086】
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。第２光学素子７０２Ｇおよび第３光学素子７０２Ｂについても、集光以外の機能を有していてもよい。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
プロジェクター７００は、さらに、例えば、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。
【0093】
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。
【0094】
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。
【0095】
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。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。
【0096】
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。
【0097】
４． 第４実施形態
次に、第４実施形態に係る表示装置としてのディスプレイについて、図面を参照しながら説明する。図７は、第４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８は、第４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７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。
次に、第４実施形態に係る表示装置としてのディスプレイについて、図面を参照しながら説明する。図７は、第４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８は、第４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７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。
【0098】
ディスプレイ８００は、例えば、光源として、発光装置１００を有している。
【0099】
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７および図８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。
【0100】
回路基板８１０には、発光装置１００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、発光装置１００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。
【0101】
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。
【0102】
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。
【0103】
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。
【0104】
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。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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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つの発光装置１００に対して、１つ設けられている。発光装置１００から出射された光は、１つのレンズ８２２に入射する。
【0109】
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。
【0110】
５． 第５実施形態
５．１． 全体の構成
次に、本実施形態に係る電子機器としての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９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。
５．１． 全体の構成
次に、本実施形態に係る電子機器としての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９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。
【0111】
ヘッドマウントディスプレイ９００は、図９に示すように、眼鏡のような外見を有する頭部装着型のディスプレイである。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。
【0112】
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。
【0113】
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。表示部９１０ａ，９１０ｂは、例えば、像形成装置９１１と、導光装置９１５と、を有している。
【0114】
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。
【0115】
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。
【0116】
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、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の一方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の他方の端部に取り付けられている。
【0117】
第１テンプル９３０ａおよび第２テンプル９３０ｂは、フレーム９２０から延在している。図示の例では、第１テンプル９３０ａは、フレーム９２０の一方の端部から延在している。第２テンプル９３０ｂは、フレーム９２０の他方の端部から延在している。
【0118】
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。
【0119】
５．２． 像形成装置および導光装置
図１０は、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に適用できる。
図１０は、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に適用できる。
【0120】
像形成装置９１１は、図１０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。
【0121】
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。
【0122】
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。
【0123】
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。
【0124】
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。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。
【0125】
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。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。なお、ヘッドマウントディスプレイ９００は、観察者に、外界光を透視させない構成であってもよい。
【0126】
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、光を用いるセンシング機器、ＥＶＦ（Electronic View Finder）、スマートウォッチなどのウェアラブルディスプレイ、車載用ライト、車載用ヘッドアップディスプレイに用いられる。
【0127】
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。
【0128】
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。
【0129】
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。
【0130】
発光装置の一態様は、
ｎ型の導電型を有する第１半導体部と、
ｐ型の導電型を有する第２半導体部と、
前記第１半導体部と前記第２半導体部との間に設けられた発光部と、
前記第２半導体部の前記発光部とは反対側に設けられ、前記発光部で発生した光を共振させる共振部と、
を有し、
前記共振部は、
前記第２半導体部に接する金属電極と、
前記金属電極の前記第２半導体部とは反対側に設けられた透明電極と、
を有し、
前記金属電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差は、前記透明電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差よりも小さく、
前記共振部は、第１界面と第２界面との間で、前記発光部で発生した光を共振させ、
前記第１界面は、前記金属電極と前記透明電極との界面であり、
前記第２界面は、前記第１界面よりも、前記金属電極とは反対側に位置している。
ｎ型の導電型を有する第１半導体部と、
ｐ型の導電型を有する第２半導体部と、
前記第１半導体部と前記第２半導体部との間に設けられた発光部と、
前記第２半導体部の前記発光部とは反対側に設けられ、前記発光部で発生した光を共振させる共振部と、
を有し、
前記共振部は、
前記第２半導体部に接する金属電極と、
前記金属電極の前記第２半導体部とは反対側に設けられた透明電極と、
を有し、
前記金属電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差は、前記透明電極の仕事関数と前記第２半導体部の仕事関数との差よりも小さく、
前記共振部は、第１界面と第２界面との間で、前記発光部で発生した光を共振させ、
前記第１界面は、前記金属電極と前記透明電極との界面であり、
前記第２界面は、前記第１界面よりも、前記金属電極とは反対側に位置している。
【0131】
この発光装置によれば、所望の波長を有する光の取り出し効率を向上できる。
【0132】
前記発光装置の一態様において、
前記金属電極は、前記発光部で発生した光を透過させてもよい。
前記金属電極は、前記発光部で発生した光を透過させてもよい。
【0133】
この発光装置によれば、発光部で発生した光であって共振部に至らない光を低減できる。
【0134】
前記発光装置の一態様において、
前記第２半導体部の材質は、ＧａＮであり、
前記金属電極の材質は、Ａｕであり、
前記透明電極の材質は、ＩＴＯであってもよい。
前記第２半導体部の材質は、ＧａＮであり、
前記金属電極の材質は、Ａｕであり、
前記透明電極の材質は、ＩＴＯであってもよい。
【0135】
この発光装置によれば、所望の波長を有する光の取り出し効率を、より向上できる。
【0136】
前記発光装置の一態様において、
前記共振部は、前記透明電極の前記金属電極とは反対側に設けられた絶縁部を有し、
前記絶縁部は、前記発光部で発生した光を透過させ、
前記第２界面は、前記絶縁部の前記透明電極とは反対側の面であってもよい。
前記共振部は、前記透明電極の前記金属電極とは反対側に設けられた絶縁部を有し、
前記絶縁部は、前記発光部で発生した光を透過させ、
前記第２界面は、前記絶縁部の前記透明電極とは反対側の面であってもよい。
【0137】
この発光装置によれば、絶縁部によって透明電極を保護できる。
【0138】
前記発光装置の一態様において、
前記絶縁部は、前記透明電極と接し、
前記絶縁部の材質は、ＳｉＮであってもよい。
前記絶縁部は、前記透明電極と接し、
前記絶縁部の材質は、ＳｉＮであってもよい。
【0139】
この発光装置によれば、透明電極と絶縁部との界面における光の反射を低減できる。
【0140】
前記発光装置の一態様において、
前記第１半導体部、前記第２半導体部、前記発光部、および前記共振部を有する発光素子を複数有し、
複数の前記発光素子のうちの第１発光素子の前記発光部で発生した光の波長は、複数の前記発光素子のうちの第２発光素子の前記発光部で発生した光の波長よりも長く、
前記第１発光素子の前記第１界面と前記第２界面との間の距離は、前記第２発光素子の前記第１界面と前記第２界面との間の距離よりも大きくてもよい。
前記第１半導体部、前記第２半導体部、前記発光部、および前記共振部を有する発光素子を複数有し、
複数の前記発光素子のうちの第１発光素子の前記発光部で発生した光の波長は、複数の前記発光素子のうちの第２発光素子の前記発光部で発生した光の波長よりも長く、
前記第１発光素子の前記第１界面と前記第２界面との間の距離は、前記第２発光素子の前記第１界面と前記第２界面との間の距離よりも大きくてもよい。
【0141】
この発光装置によれば、第１発光素子から出射される光の波長を、第２発光素子から出射される光の波長よりも、より確実に長くすることができる。
【0142】
前記発光装置の一態様において、
前記第１発光素子の前記絶縁部の厚さは、前記第２発光素子の前記絶縁部の厚さよりも大きく、
前記第１発光素子の前記透明電極の厚さ、および前記第２発光素子の前記透明電極の厚さは、互いに同じであってもよい。
前記第１発光素子の前記絶縁部の厚さは、前記第２発光素子の前記絶縁部の厚さよりも大きく、
前記第１発光素子の前記透明電極の厚さ、および前記第２発光素子の前記透明電極の厚さは、互いに同じであってもよい。
【0143】
この発光装置によれば、第１発光素子の発光部に注入される電流量と、第２発光素子の発光部に注入される電流量と、の差を小さくすることができる。
【0144】
前記発光装置の一態様において、
前記第２界面は、前記透明電極の前記金属電極とは反対側の面であってもよい。
前記第２界面は、前記透明電極の前記金属電極とは反対側の面であってもよい。
【0145】
この発光装置によれば、所望の波長を有する光の取り出し効率を向上できる。
【0146】
表示装置の一態様は、
前記発光装置の一態様を有する。
前記発光装置の一態様を有する。
【0147】
電子機器の一態様は、
前記発光装置の一態様を有する。
前記発光装置の一態様を有する。
【符号の説明】
【0148】
１０…基板、２０…バッファー層、３０…第１半導体部、４０…発光部、５０…第２半導体部、６０…下部電極、７０…共振部、７２…金属電極、７４…透明電極、７５…絶縁部、７６…第１界面、７８…第２界面、８０…絶縁層、８２…第１コンタクトホール、８４…第２コンタクトホール、１００…発光装置、１００Ｒ…赤色光源、１００Ｇ…緑色光源、１００Ｂ…青色光源、１１０…発光装置、１１２…発光素子、１１２Ｒ…第１発光素子、１１２Ｇ…第２発光素子、１１２Ｂ…第３発光素子、２００，２１０…発光装置、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
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】