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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】P2024084404
(43)【公開日】2024-06-25
(54)【発明の名称】発光装置およびプロジェクター
(51)【国際特許分類】
H01S 5/11 20210101AFI20240618BHJP
【ＦＩ】
H01S5/11
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022198661
(22)【出願日】2022-12-13
(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】100090387
【弁理士】
【氏名又は名称】布施 行夫
(74)【代理人】
【識別番号】100090398
【弁理士】
【氏名又は名称】大渕 美千栄
(74)【代理人】
【識別番号】100148323
【弁理士】
【氏名又は名称】川▲崎▼ 通
(74)【代理人】
【識別番号】100168860
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 充史
(72)【発明者】
【氏名】望月 理光
【テーマコード（参考）】
5F173
【Ｆターム（参考）】
5F173AB52
5F173AB90
5F173AC03
5F173AC70
5F173AH03
5F173AP54
5F173AR12
(57)【要約】
【課題】第１フォトニック結晶によって共振する光の第２フォトニック結晶による散乱を低減できる発光装置を提供する。
【解決手段】第１導電型を有する第１半導体層と、前記第１導電型と異なる第２導電型を有する第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、前記第２半導体層の前記発光層と反対側に設けられたフォトニック結晶層と、を有し、前記フォトニック結晶層は、前記発光層で発光した光を、前記第１半導体層と前記発光層との積層方向と直交する方向に共振させ、かつ前記直交する方向と異なる方向に出射させない第１フォトニック結晶が設けられた第１領域と、前記積層方向からみて前記第１領域と重ならず、前記発光層で発光した光を前記直交する方向と異なる方向に出射させる第２フォトニック結晶が設けられた第２領域と、を有する、発光装置。
【選択図】図１
【解決手段】第１導電型を有する第１半導体層と、前記第１導電型と異なる第２導電型を有する第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、前記第２半導体層の前記発光層と反対側に設けられたフォトニック結晶層と、を有し、前記フォトニック結晶層は、前記発光層で発光した光を、前記第１半導体層と前記発光層との積層方向と直交する方向に共振させ、かつ前記直交する方向と異なる方向に出射させない第１フォトニック結晶が設けられた第１領域と、前記積層方向からみて前記第１領域と重ならず、前記発光層で発光した光を前記直交する方向と異なる方向に出射させる第２フォトニック結晶が設けられた第２領域と、を有する、発光装置。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１導電型を有する第１半導体層と、
前記第１導電型と異なる第２導電型を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、
前記第２半導体層の前記発光層と反対側に設けられたフォトニック結晶層と、
を有し、
前記フォトニック結晶層は、
前記発光層で発光した光を、前記第１半導体層と前記発光層との積層方向と直交する方向に共振させ、かつ前記直交する方向と異なる方向に出射させない第１フォトニック結晶が設けられた第１領域と、
前記積層方向からみて前記第１領域と重ならず、前記発光層で発光した光を前記直交する方向と異なる方向に出射させる第２フォトニック結晶が設けられた第２領域と、
を有する、発光装置。
前記第１導電型と異なる第２導電型を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、
前記第２半導体層の前記発光層と反対側に設けられたフォトニック結晶層と、
を有し、
前記フォトニック結晶層は、
前記発光層で発光した光を、前記第１半導体層と前記発光層との積層方向と直交する方向に共振させ、かつ前記直交する方向と異なる方向に出射させない第１フォトニック結晶が設けられた第１領域と、
前記積層方向からみて前記第１領域と重ならず、前記発光層で発光した光を前記直交する方向と異なる方向に出射させる第２フォトニック結晶が設けられた第２領域と、
を有する、発光装置。
【請求項2】
請求項１において、
前記第２フォトニック結晶は、前記発光層で発生した光を、前記積層方向に出射する、発光装置。
前記第２フォトニック結晶は、前記発光層で発生した光を、前記積層方向に出射する、発光装置。
【請求項3】
請求項１において、
電極と、
前記フォトニック結晶層と前記電極との間に設けられたコンタクト層と、
を有し、
前記積層方向からみて、前記コンタクト層は、前記第１領域および前記第２領域と重なっている、発光装置。
電極と、
前記フォトニック結晶層と前記電極との間に設けられたコンタクト層と、
を有し、
前記積層方向からみて、前記コンタクト層は、前記第１領域および前記第２領域と重なっている、発光装置。
【請求項4】
請求項１において、
電極と、
前記フォトニック結晶層と前記電極との間に設けられたコンタクト層と、
を有し、
前記積層方向からみて、前記コンタクト層は、前記第１領域と重ならず、前記第２領域と重なっている、発光装置。
電極と、
前記フォトニック結晶層と前記電極との間に設けられたコンタクト層と、
を有し、
前記積層方向からみて、前記コンタクト層は、前記第１領域と重ならず、前記第２領域と重なっている、発光装置。
【請求項5】
請求項１において、
前記積層方向からみて、前記第１領域は、前記第２領域を囲んでいる、発光装置。
前記積層方向からみて、前記第１領域は、前記第２領域を囲んでいる、発光装置。
【請求項6】
請求項５において、
前記積層方向からみて前記第１領域を囲み、前記発光層で発光した光を反射させる反射部を有する、発光装置。
前記積層方向からみて前記第１領域を囲み、前記発光層で発光した光を反射させる反射部を有する、発光装置。
【請求項7】
請求項１において、
前記第１フォトニック結晶は、周期的に配列された複数の第１孔を有し、
前記第２フォトニック結晶は、周期的に配列された複数の第２孔を有し、
前記積層方向からみて、前記複数の第１孔の各々の形状と、前記複数の第２孔の各々の形状とは、異なる、発光装置。
前記第１フォトニック結晶は、周期的に配列された複数の第１孔を有し、
前記第２フォトニック結晶は、周期的に配列された複数の第２孔を有し、
前記積層方向からみて、前記複数の第１孔の各々の形状と、前記複数の第２孔の各々の形状とは、異なる、発光装置。
【請求項8】
請求項７において、
前記積層方向からみて、
前記複数の第１孔の各々の形状は、回転対称性を有し、
前記複数の第２孔の各々の形状は、回転対称性を有さない、発光装置。
前記積層方向からみて、
前記複数の第１孔の各々の形状は、回転対称性を有し、
前記複数の第２孔の各々の形状は、回転対称性を有さない、発光装置。
【請求項9】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載された発光装置を有する、プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【0002】
フォトニック結晶効果を利用したフォトニック結晶面発光レーザー（Photonic Crystal
Surface Emitting Laser：ＰＣＳＥＬ）が知られている。
Surface Emitting Laser：ＰＣＳＥＬ）が知られている。
【0003】
例えば特許文献１には、分布帰還制御フォトニック結晶と、面発光制御フォトニック結晶と、が重畳されたＰＣＳＥＬが記載されている。分布帰還制御フォトニック結晶は、活性層をコアとして伝搬する光が活性層の面内で２次元的に分布帰還し、かつ活性層に垂直な方向に放射されないように構成されている。面発光制御フォトニック結晶は、伝搬光が活性層に垂直な方向に放射されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００７－２０８１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載されたＰＣＳＥＬでは、面発光制御フォトニック結晶を形成する空孔が、分布帰還制御フォトニック結晶を形成する隣り合う空孔の間に配置されている。そのため、分布帰還制御フォトニック結晶によって分布帰還する光が、面発光制御フォトニック結晶を構成する空孔によって散乱し、損失となる。
【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、
第１導電型を有する第１半導体層と、
前記第１導電型と異なる第２導電型を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、
前記第２半導体層の前記発光層と反対側に設けられたフォトニック結晶層と、
を有し、
前記フォトニック結晶層は、
前記発光層で発光した光を、前記第１半導体層と前記発光層との積層方向と直交する方向に共振させ、かつ前記直交する方向と異なる方向に出射させない第１フォトニック結晶が設けられた第１領域と、
前記積層方向からみて前記第１領域と重ならず、前記発光層で発光した光を前記直交する方向と異なる方向に出射させる第２フォトニック結晶が設けられた第２領域と、
を有する。
第１導電型を有する第１半導体層と、
前記第１導電型と異なる第２導電型を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、
前記第２半導体層の前記発光層と反対側に設けられたフォトニック結晶層と、
を有し、
前記フォトニック結晶層は、
前記発光層で発光した光を、前記第１半導体層と前記発光層との積層方向と直交する方向に共振させ、かつ前記直交する方向と異なる方向に出射させない第１フォトニック結晶が設けられた第１領域と、
前記積層方向からみて前記第１領域と重ならず、前記発光層で発光した光を前記直交する方向と異なる方向に出射させる第２フォトニック結晶が設けられた第２領域と、
を有する。
【0007】
本発明に係るプロジェクターの一態様は、
前記発光装置の一態様を有する。
前記発光装置の一態様を有する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図2】本実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図3】本実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図4】本実施形態の第１変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図5】本実施形態の第２変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図6】本実施形態の第３変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図7】本実施形態の第３変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図8】本実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【図9】本実施形態の変形例に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
１． 発光装置
１．１． 構成
まず、本実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。なお、図１および図２では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
１．１． 構成
まず、本実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。なお、図１および図２では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【0011】
発光装置１００は、図１および図２に示すように、例えば、基板１０と、第１半導体層２０と、発光層３０と、第２半導体層４０と、フォトニック結晶層５０と、第３半導体層６０と、コンタクト層７０と、第１電極８０と、第２電極８２と、を有している。発光装置１００は、ＰＣＳＥＬである。なお、便宜上、図１では、フォトニック結晶層５０以外の部材の図示を省略している。
【0012】
基板１０は、例えば、第１導電型を有している。第１導電型は、例えば、ｎ型である。基板１０は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＡｓ基板である。
【0013】
第１半導体層２０は、図２に示すように、基板１０上に設けられている。第１半導体層２０は、基板１０と発光層３０との間に設けられている。第１半導体層２０は、例えば、ｎ型の導電型を有している。第１半導体層２０は、例えば、高屈折率層と、高屈折率層よりも屈折率が低い低屈折率層とが、交互に積層されたＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）である。高屈折率層は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＡｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓ層である。低屈折率層は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層である。高屈折率層および低屈折率層の数は、特に限定されない。第１半導体層２０は、発光層３０で発生した光を、コンタクト層７０側に向けて反射させる。
【0014】
なお、本明細書では、第１半導体層２０と発光層３０との積層方向（以下、単に「積層方向」ともいう）において、発光層３０を基準とした場合、発光層３０から第２半導体層４０に向かう方向を「上」とし、発光層３０から第１半導体層２０に向かう方向を「下」として説明する。図示の例では、積層方向は、Ｚ軸方向である。また、積層方向と直交する方向を「面内方向」ともいう。
【0015】
発光層３０は、第１半導体層２０上に設けられている。発光層３０は、第１半導体層２０と第２半導体層４０との間に設けられている。発光層３０は、電流が注入されることで光を発生させる。発光層３０は、例えば、ウェル層と、バリア層と、を有している。ウェル層およびバリア層は、不純物が意図的にドープされていないｉ型の半導体層である。ウェル層は、例えば、ＧａＡｓ層、ＩｎＧａＡｓ層である。バリア層は、例えば、ＡｌＧａＡｓ層（例えば、ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ層、０．１≦ｘ≦０．３）である。発光層３０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。
いる。
【0016】
なお、発光層３０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い。この場合、発光層３０は、ＳＱＷ（Single Quantum Well）構造を有している。
【0017】
第２半導体層４０は、発光層３０上に設けられている。第２半導体層４０は、発光層３０とフォトニック結晶層５０との間に設けられている。第２半導体層４０は、第１導電型と異なる第２導電型を有している。第２導電型は、例えば、ｐ型である。第２半導体層４０は、例えば、Ｃ（炭素）がドープされたｐ型のＡｌＧａＡｓ層（例えばＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層）である。
【0018】
フォトニック結晶層５０は、第２半導体層４０上に設けられている。フォトニック結晶層５０は、第２半導体層４０の発光層３０と反対側に設けられている。フォトニック結晶層５０は、第２半導体層４０と第３半導体層６０との間に設けられている。フォトニック結晶層５０は、半導体層と、半導体層に形成された第１孔５３および第２孔５５と、で構成されている。当該半導体層は、例えば、Ｃがドープされたｐ型のＧａＡｓ層である。第１孔５３および第２孔５５は、空孔であってもよいし、例えばｐ型のＩｎＧａＰが充填されていてもよい。
【0019】
フォトニック結晶層５０は、第１フォトニック結晶５２が設けられた第１領域５０ａと、第２フォトニック結晶５４が設けられた第２領域５０ｂと、を有している。第１領域５０ａは、図１に示すように、積層方向からみて、第２領域５０ｂを囲んでいる。第２領域５０ｂは、積層方向からみて、第１領域５０ａと重なっていない。図示の例では、第２領域５０ｂは、正方形である。
【0020】
第１フォトニック結晶５２は、積層方向からみて、第２フォトニック結晶５４を囲んでいる。第１フォトニック結晶５２は、周期的に配列された複数の第１孔５３を有している。第１フォトニック結晶５２は、複数の第１孔５３と、隣り合う第１孔５３の間の半導体層と、で構成されている。
【0021】
第１フォトニック結晶５２の第１孔５３は、積層方向からみて、例えば、回転対称性を有している。図示の例では、第１孔５３の形状は、円である。複数の第１孔５３は、例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に、正方格子状に配列されている。第１フォトニック結晶５２を形成する複数の第１孔５３の基本的な形状Ｆ１は、例えば、回転対称性を有している。図示の例では、形状Ｆ１は、４つの円（２×２周期）で構成されている。
【0022】
第１フォトニック結晶５２は、発光層３０で発生した光を、面内方向に共振させる。第１フォトニック結晶５２は、発光層３０で発生した光を、奇数次の回折、好ましくは１次の回折を用いて分布帰還（面内方向に回折）させる。１次の回折で分布帰還させることにより、第１フォトニック結晶５２は、面内方向に伝搬する光をより強く面内に閉じ込めることができる。そのため、第１孔５３と発光層３０との間の距離Ｄ１を大きくしても、発光層３０で発生した光を、面内方向に共振させることができる。距離Ｄ１を大きくすることにより、発光層３０の信頼性を高めることができる。距離Ｄ１は、例えば、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、好ましくは１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。１次の回折で分布帰還させることにより、第一に、面外への回折による光の損失が発生しなくなるため、面外への光損失が低減される。第二に、フォトニック結晶５２を構成する屈折率界面、具体的には、例えば＋Ｘ軸方向に伝搬する光が、任意の第１孔５３に向かって入射する面と、その面を透過し第１孔５３から出射する面とにおいて、それぞれの－Ｘ軸方向に反射する光成分が相殺されることを抑制できる。
【0023】
第１フォトニック結晶５２は、分布帰還に奇数次の回折を用いるため、発光層３０で発生した光を、面内方向と直交する方向に回折させない。第１フォトニック結晶５２は、発光層３０で発生した光を、積層方向に回折させない。
【0024】
第２フォトニック結晶５４は、周期的に配列された複数の第２孔５５を有している。第２フォトニック結晶５４は、複数の第２孔５５と、隣り合う第２孔５５の間の半導体層と、で構成されている。積層方向からみて、第１孔５３の形状と、第２孔５５の形状とは、異なる。
【0025】
第２フォトニック結晶５４の第２孔５５は、積層方向からみて、例えば、回転対称性を有していない。図示の例では、第２孔５５の形状は、直角二等辺三角形である。第２孔５５は、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５°傾斜した傾斜面５６を有している。複数の第２孔５５は、例えば、正方格子状に配列されている。第２フォトニック結晶５４を形成する複数の第２孔５５の基本的な形状Ｆ２は、例えば、回転対称性を有していない。図示の例では、形状Ｆ１は、４つの直角二等辺三角形（２×２周期）で構成されている。複数の第２孔５５のピッチは、複数の第１孔５３のピッチと異なる。図示の例では、複数の第２孔５５のピッチは、複数の第１孔５３のピッチよりも大きい。
【0026】
なお、「孔のピッチ」とは、所定の方向に隣り合う孔の中心間の距離である。「孔の中心」とは、孔の平面形状が円の場合は、該円の中心であり、孔の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の中心である。例えば、孔の中心は、孔の平面形状が多角形の場合、該多角形を内部に含む最小の円の中心であり、孔の平面形状が楕円の場合、該楕円を内部に含む最小の円の中心である。
【0027】
第２フォトニック結晶５４は、発光層３０で発生した光を、面内方向と異なる方向に出射させることができる。第２フォトニック結晶５４は、例えば、発光層３０で発生した光を、積層方向に出射させる。第２フォトニック結晶５４は、発光層３０で発生した光を、例えば、１次の回折を用いて積層方向に出射させる。なお、第２フォトニック結晶５４は、発光層３０で発生した光を、例えば、３次の回折を用いて、積層方向に対して斜めの方向に出射させてもよい。第２フォトニック結晶５４は、発光層３０で発生した光を、面内方向にも回折させてもよい。
【0028】
第２フォトニック結晶５４の第２孔５５と発光層３０との間の距離Ｄ２は、図２に示すように、例えば、第１フォトニック結晶５２の第１孔５３と発光層３０との間の距離Ｄ１よりも大きい。これにより、発光層３０の第２フォトニック結晶５４と重なる部分の信頼性を保つことができる。具体的には、例えば、この領域における転位の発生や、経時とともに転位が発光層３０に達することを抑制することができる。
【0029】
なお、図示はしないが、距離Ｄ１は、距離Ｄ２よりも小さくてもよい。これにより、発光層３０の第１フォトニック結晶５２と重なる部分の信頼性を保ちつつ、積層方向に出射される光の強度を強めることができる。また、距離Ｄ１および距離Ｄ２は、同じであってもよい。これにより、第１孔５３および第２孔５５を容易に製造できる。
【0030】
第３半導体層６０は、図２に示すように、フォトニック結晶層５０上に設けられている。第３半導体層６０は、フォトニック結晶層５０とコンタクト層７０との間に設けられている。第３半導体層６０の材質は、例えば、第２半導体層４０と同じである。第３半導体層６０によって、発光層３０とコンタクト層７０との間の距離を大きくすることができる。これにより、発光層３０で発生した光のコンタクト層７０による吸収を低減できる。
【0031】
コンタクト層７０は、第３半導体層６０上に設けられている。コンタクト層７０は、第３半導体層６０と第２電極８２との間に設けられている。コンタクト層７０は、積層方向からみて、第１領域５０ａおよび第２領域５０ｂと重なっている。コンタクト層７０は、積層方向からみて、第１フォトニック結晶５２および第２フォトニック結晶５４と重なっている。
【0032】
コンタクト層７０は、例えば、Ｃがドープされたｐ型のＧａＡｓ層である。コンタクト層７０の不純物濃度は、第２半導体層４０、フォトニック結晶層５０、および第３半導体層６０の不純物濃度よりも高い。コンタクト層７０の抵抗率は、第２半導体層４０、フォトニック結晶層５０、および第３半導体層６０の抵抗率よりも低い。
【0033】
第１電極８０は、基板１０の下に設けられている。基板１０は、第１電極８０と第１半導体層２０との間に設けられている。基板１０は、第１電極８０とオーミックコンタクトしていてもよい。第１電極８０は、基板１０を介して、第１半導体層２０と電気的に接続されている。第１電極８０としては、例えば、基板１０側から、Ｔｉ層、Ａｕ層、Ｐｔ層、Ａｕ層の順序で積層されたものなどを用いる。第１電極８０は、発光層３０に電流を注入するための一方の電極である。
【0034】
第２電極８２は、コンタクト層７０上に設けられている。コンタクト層７０は、第２電極８２とオーミックコンタクトしていてもよい。第２電極８２は、コンタクト層７０、第３半導体層６０、およびフォトニック結晶層５０を介して、第２半導体層４０と電気的に接続されている。第２電極８２としては、例えば、コンタクト層７０側から、Ｔｉ層、Ａｌ層、Ａｕ層の順序で積層されたものなどを用いる。第２電極８２は、発光層３０に電流を注入するための他方の電極である。
【0035】
第２電極８２には、開口部８４が形成されている。開口部８４は、積層方向からみて、第２フォトニック結晶５４と重なっている。第２電極８２は、積層方向からみて、第１フォトニック結晶５２と重なっている。
【0036】
１．２． 動作
発光装置１００では、ｐ型の第２半導体層４０、ｉ型の発光層３０、およびｎ型の第１半導体層２０により、ｐｉｎダイオードが構成される。発光装置１００では、第１電極８０と第２電極８２との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、発光層３０に電流が注入されて発光層３０において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。発光層３０で発生した光は、利得を受けつつ発光層３０を伝搬し、第１フォトニック結晶５２および第２フォトニック結晶５４の分布帰還効果（各フォトニック結晶における面内方向への回折）により面内方向に共振することで、レーザー発振する。
発光装置１００では、ｐ型の第２半導体層４０、ｉ型の発光層３０、およびｎ型の第１半導体層２０により、ｐｉｎダイオードが構成される。発光装置１００では、第１電極８０と第２電極８２との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、発光層３０に電流が注入されて発光層３０において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。発光層３０で発生した光は、利得を受けつつ発光層３０を伝搬し、第１フォトニック結晶５２および第２フォトニック結晶５４の分布帰還効果（各フォトニック結晶における面内方向への回折）により面内方向に共振することで、レーザー発振する。
【0037】
レーザー発振した光は、第２フォトニック結晶５４によるフォトニック結晶の効果により、面内方向と異なる方向に出射される。第２フォトニック結晶５４は、レーザー発振した光を、例えば、１次の回折を用いて積層方向に出射させる。第１半導体層２０側に向かう光は、第１半導体層２０で反射されて、コンタクト層７０側から出射される。発光装置１００は、開口部８４から光を出射する。
【0038】
図１に示す例では、積層方向からみて、第１フォトニック結晶５２の第１孔５３は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に正方格子状に配列され、第２フォトニック結晶５４の第２孔５５は、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５°傾斜した傾斜面５６を有している。そのため、第２フォトニック結晶５４において、Ｘ軸方向の共振と、Ｙ軸方向の共振と、を接続することができ、光の二次元的な共振を強めることができる。
【0039】
なお、図示はしないが、発光装置１００は、図示せぬ実装基板に、ジャンクションダウン実装されていてもよい。この場合、第１半導体層２０は、ＤＢＲを構成せず、第２半導体層４０または第３半導体層６０がＤＢＲを構成していてもよい。
【0040】
また、上記では、ＩｎＧａＡｓ系の発光層３０について説明したが、発光層３０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、ＩｎＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＰ系、ＧａＰ系、ＡｌＧａＩｎＰ系などの半導体材料を用いることができる。
【0041】
１．３． 作用効果
例えば、分布帰還制御フォトニック結晶と、面発光制御フォトニック結晶と、が重畳され、面発光制御フォトニック結晶を形成する空孔が、分布帰還制御フォトニック結晶を形成する隣り合う空孔の間に配置されている場合、分布帰還制御のフォトニック結晶においては、本来の周期性は保持されていない。この場合、平面視において同一の領域に、２種類のフォトニック結晶構造が混在するため、少なくとも一方のフォトニック結晶において、他方のフォトニック結晶の影響により、本来の周期構造が保持されず、散乱損失が生じる。
例えば、分布帰還制御フォトニック結晶と、面発光制御フォトニック結晶と、が重畳され、面発光制御フォトニック結晶を形成する空孔が、分布帰還制御フォトニック結晶を形成する隣り合う空孔の間に配置されている場合、分布帰還制御のフォトニック結晶においては、本来の周期性は保持されていない。この場合、平面視において同一の領域に、２種類のフォトニック結晶構造が混在するため、少なくとも一方のフォトニック結晶において、他方のフォトニック結晶の影響により、本来の周期構造が保持されず、散乱損失が生じる。
【0042】
発光装置１００では、第１導電型を有する第１半導体層２０と、第１導電型と異なる第２導電型を有する第２半導体層４０と、第１半導体層２０と第２半導体層４０との間に設けられた発光層３０と、第２半導体層４０の発光層３０と反対側に設けられたフォトニック結晶層５０と、を有する。フォトニック結晶層５０は、発光層３０で発光した光を、面内方向に共振させ、かつ面内方向と異なる方向に出射させない第１フォトニック結晶５２が設けられた第１領域５０ａと、積層方向からみて第１領域５０ａと重ならず、発光層３０で発光した光を面内方向と異なる方向に出射させる第２フォトニック結晶５４が設けられた第２領域５０ｂと、を有する。
【0043】
そのため、発光装置１００では、第１フォトニック結晶５２によって共振する光の第２フォトニック結晶５４による散乱、すなわち、第１フォトニック結晶５２において、本来の周期性が保持されないことによる散乱損失、を低減できる。これにより、閾値の上昇およびスロープ効率の低下を抑制できる。
【0044】
さらに、発光装置１００では、２つのフォトニック結晶５２，５４を用いるので、発光層３０で発生した光は、多波長化される。そのため、スペックルの影響を小さくすることができる。
【0045】
さらに、発光装置１００では、発光層３０で発生した光を面内方向に共振させる第１フォトニック結晶５２と、発光層３０で発生した光を面内方向と異なる方向に出射させる第２フォトニック結晶５４と、を個別に制御して最適化することができる。
【0046】
さらに、発光装置１００では、積層方向からみて第１フォトニック結晶５２と重なる領域から光が出射されないため、その分、低損失で効率的に光を共振させることができる。そのため、より小さい面積でレーザー発振させることができる。そのため、例えば、複数の発光装置１００をアレイ状に配列させた場合、アレイの間隔が小さくなり、小さな領域ごとに光の強度を調整することができる。
【0047】
発光装置１００では、第２フォトニック結晶５４は、発光層３０で発生した光を、積層方向に出射する。そのため、発光装置１００では、発光層３０で発生した光を、１次の回折を用いて出射できる。
【0048】
発光装置１００では、第２電極８２と、フォトニック結晶層５０と第２電極８２との間に設けられたコンタクト層７０と、を有し、積層方向からみて、コンタクト層７０は、第１領域５０ａおよび第２領域５０ｂと重なっている。そのため、発光装置１００では、例えばコンタクト層が第１領域と重なっていない場合に比べて、第１フォトニック結晶５２によって面内方向に共振する光の強度を強めることができる。
【0049】
発光装置１００では、積層方向からみて、第１領域５０ａは、第２領域５０ｂを囲んでいる。そのため、発光装置１００では、第１フォトニック結晶５２によって面内方向に共振する光を、効率よく第２フォトニック結晶５４に導くことができる。
【0050】
発光装置１００では、積層方向からみて、第１孔５３の形状は、回転対称性を有し、第２孔５５の形状は、回転対称性を有さない。そのため、発光装置１００では、発光装置１００の真上において、対称性が良すぎて光が打ち消し合うことで生じる光らないスポットを抑制できる。
【0051】
２． 発光装置の製造方法
次に、本実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る発光装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
次に、本実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る発光装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
【0052】
図３に示すように、基板１０上に、第１半導体層２０、発光層３０、および第２半導体層４０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）法などが挙げられる。
【0053】
次に、第２半導体層４０上に、フォトニック結晶層５０をエピタキシャル成長させる。フォトニック結晶層５０のエピタキシャル成長の途中で、パターニングを行うことにより、第１孔５３および第２孔５５を形成する。これにより、第１フォトニック結晶５２および第２フォトニック結晶５４を有するフォトニック結晶層５０を形成することができる。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。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、電子線リソグラフィーおよびエッチングによって行われる。
【0054】
図２に示すように、フォトニック結晶層５０上に、第３半導体層６０およびコンタクト層７０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。
【0055】
次に、基板１０の下に、第１電極８０を形成する。次に、コンタクト層７０上に、第２電極８２を形成する。第１電極８０および第２電極８２は、例えば、真空蒸着法、スパッタ法によって形成される。なお、第１電極８０と第２電極８２との形成の順序は、特に限定されない。
【0056】
以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。
【0057】
３． 発光装置の変形例
３．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１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４は、本実施形態の第１変形例に係る発光装置２００を模式的に示す断面図である。
３．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１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４は、本実施形態の第１変形例に係る発光装置２００を模式的に示す断面図である。
【0058】
以下、本実施形態の第１変形例に係る発光装置２００において、上述した本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。このことは、後述する本実施形態の第２，第３変形例に係る発光装置において、同様である。
【0059】
上述した発光装置１００では、第１フォトニック結晶５２は、発光層３０で発生した光を分布帰還させた。
【0060】
これに対し、発光装置２００では、第１フォトニック結晶５２は、発光層３０で発生した光を分布反射させる。
【0061】
発光装置２００では、図４に示すように、第１孔５３は、コンタクト層７０の上面から第１半導体層２０まで貫通している。図示の例では、第１孔５３の底面は、積層方向において、第１半導体層２０の上面と下面との間に位置している。
【0062】
発光装置２００では、イオン注入により、プロトン（Ｈ＋）が注入された注入領域２１０を有している。注入領域２１０は、発光層３０、第２半導体層４０、フォトニック結晶層５０の第２領域５０ｂ、第３半導体層６０、およびコンタクト層７０の側方に設けられている。注入領域２１０は、例えば、積層方向からみて、発光層３０、第２半導体層４０、第２領域５０ｂ、第３半導体層６０、およびコンタクト層７０を囲んでいる。フォトニック結晶層５０の第１領域５０ａは、注入領域２１０で構成されている。注入領域２１０は、絶縁性を有している。
【0063】
第１フォトニック結晶５２の第１孔５３は、注入領域２１０に形成されている。複数の第１孔５３は、半導体層と貫通孔との間の大きな屈折率差により、フォトニックバンドギャップを形成している。
【0064】
コンタクト層７０は、積層方向からみて、第２領域５０ｂと重なっている。コンタクト層７０は、積層方向からみて、第１領域５０ａと重なっていない。第２電極８２は、積層方向からみて、第２領域５０ｂと重なっている。第２電極８２は、積層方向からみて、第１領域５０ａと重なっていない。
【0065】
発光層３０で発生した光は、第１フォトニック結晶５２によって面内方向に分布反射され、積層方向からみて第１フォトニック結晶５２に囲まれた領域で、ファブリ・ペロー共振する。第２フォトニック結晶５４は、ファブリ・ペロー共振した光を、例えば、積層方向に出射する。なお、積層方向からみて、第２フォトニック結晶５４から離れる方向に伝搬する光は、第１フォトニック結晶５２と重なる領域においてフォトニックバンドギャップにより徐々に減衰する。
【0066】
発光装置２００では、積層方向からみて、コンタクト層７０は、第１領域５０ａと重ならず、第２領域５０ｂと重なっている。そのため、発光装置２００では、第１フォトニック結晶５２に電流が注入され難く、発光領域ではないため、転位等が発生しても光への影響は小さく、信頼性を高めることができる。なお、第１領域５０aに電流が注入されないことにより、平面視においてその領域と重なる領域の発光層３０の吸収が発生する場合がある。これを抑制するために、第１領域５０ａの発光層３０に対しＺｎ拡散等の処理を行ってもよい。Ｚｎ拡散により、この領域の発光層３０の量子井戸構造を崩し、吸収損失を低減させることができる。
【0067】
【0068】
発光装置３００では、図５に示すように、反射部３１０を有している点において、上述した発光装置１００と異なる。なお、便宜上、図５では、フォトニック結晶層５０および反射部３１０以外の部材の図示を省略している。
【0069】
反射部３１０は、積層方向からみて、フォトニック結晶層５０の第１領域５０ａを囲んでいる。反射部３１０は、積層方向からみて、第１フォトニック結晶５２を囲んでいる。反射部３１０は、発光層３０の側方に設けられている。反射部３１０の材質は、例えば、金属、誘電体などである。反射部３１０は、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などによって形成される。
【0070】
反射部３１０は、発光層３０で発生した光を反射させる。具体的には、反射部３１０は、発光層３０で発生し、積層方向からみて、第２フォトニック結晶５４から離れる方向に伝搬する光を、反射させる。
【0071】
発光装置３００では、積層方向からみて第１領域５０ａを囲み、発光層３０で発光した光を反射させる反射部３１０を有する。そのため、発光装置３００では、積層方向からみて、第１領域５０ａから漏れる光を、第１領域５０ａに戻すことができる。
【0072】
３．３． 第３変形例
次に、本実施形態の第３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６は、本実施形態の第３変形例に係る発光装置４００を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図６では、第１フォトニック結晶５２の第１孔５３および第２フォトニック結晶５４の第２孔５５以外の部材の図示を省略している。
次に、本実施形態の第３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６は、本実施形態の第３変形例に係る発光装置４００を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図６では、第１フォトニック結晶５２の第１孔５３および第２フォトニック結晶５４の第２孔５５以外の部材の図示を省略している。
【0073】
上述した発光装置１００では、図１に示すように、積層方向からみて、第１フォトニック結晶５２の複数の第１孔５３は、正方格子状に配列されていた。第２フォトニック結晶５４の複数の第２孔５５は、正方格子状に配列されていた。
【0074】
これに対し、発光装置４００では、図６に示すように、積層方向からみて、複数の第１孔５３は、正三角格子状に配列されている。複数の第２孔５５は、正三角格子状に配列されている。
【0075】
図示の例では、隣り合う第１孔５３は、Ｘ軸方向に並んでいる。隣り合う第２孔５５は、Ｘ軸方向に並んでいる。積層方向からみて、第２孔５５の形状は、菱形である。第２孔５５は、第１傾斜面５７と、第２傾斜面５８と、を有している。
【0076】
第１傾斜面５７は、Ｘ軸に対して（＋Ｘ軸方向に対して）３０°傾斜している。第１傾斜面５７は、例えば、＋Ｘ軸方向に伝搬する光を、矢印Ａのように、Ｘ軸に対して６０°傾斜した方向に反射させる。
【0077】
第２傾斜面５８は、Ｘ軸に対して６０°傾斜している。第２傾斜面５８は、例えば、＋Ｘ軸方向に伝搬する光を、矢印Ｂのように、Ｘ軸に対して１２０°傾斜した方向に反射させる。
【0078】
発光装置４００では、第２フォトニック結晶５４において、Ｘ軸方向の共振と、Ｘ軸に対して６０°傾斜した方向の共振と、Ｘ軸に対して１２０°傾斜した方向の共振と、を接続することができる。このように、発光装置４００では、互いに異なる３方向の共振を接続することができ、光の二次元的な共振を強めることができる。
【0079】
なお、互いに異なる３方向の共振を接続することができれば、傾斜面５７，５８のＸ軸に対する傾斜角は、特に限定されない。図７に示すように、積層方向からみて、第１傾斜面５７は、Ｘ軸に対して９０°傾斜していてもよく、第２傾斜面５８は、Ｘ軸に対して６０°傾斜していてもよい。また、図示はしないが、積層方向からみて、第１傾斜面５７は、Ｘ軸に対して９０°傾斜していてもよく、第２傾斜面５８は、Ｘ軸に対して１２０°傾斜していてもよい。また、第１傾斜面５７は、Ｘ軸に対して１５０°傾斜していてもよく、第２傾斜面５８は、Ｘ軸に対して１８０°傾斜していても（すなわち平行であっても）よい。また、第１傾斜面５７は、Ｘ軸に対して３０°傾斜していてもよく、第２傾斜面５８は、Ｘ軸に対して０°傾斜していても（すなわち平行であっても）よい。
【0080】
４． プロジェクター
次に、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係るプロジェクター５００を模式的に示す図である。
次に、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係るプロジェクター５００を模式的に示す図である。
【0081】
プロジェクター５００は、図８に示すように、例えば、光源５１０と、光変調装置５２０と、クロスダイクロイックプリズム５３０と、投射装置５４０と、筐体５５０と、を有している。プロジェクター５００は、例えば、バックライト型のプロジェクターである。
【0082】
光源５１０は、３つ設けられている。３つの光源５１０のうちの第１光源５１０Ｒは、赤色光を出射する。３つの光源５１０のうちの第２光源５１０Ｇは、緑色光を出射する。３つの光源５１０のうちの第３光源５１０Ｂは、青色光を出射する。
【0083】
光源５１０は、例えば、ＰＣＳＥＬアレイ５１２と、サブマウント５１４と、ベース５１６と、ペルチェモジュール５１７と、ヒートシンク５１８と、冷却部５１９と、を有している。
【0084】
ＰＣＳＥＬアレイ５１２は、例えば、複数の発光装置１００を有している。複数の発光装置１００は、アレイ状に配列されている。複数の発光装置１００の数は、特に限定されない。複数の発光装置１００の基板１０は、共通であってもよい。
【0085】
第１光源５１０ＲのＰＣＳＥＬアレイ５１２は、発光装置１００として、赤色光を出射する第１発光装置１００Ｒを有している。第２光源５１０ＧのＰＣＳＥＬアレイ５１２は、発光装置１００として、緑色光を出射する第２発光装置１００Ｇを有している。第３光源５１０ＢのＰＣＳＥＬアレイ５１２は、発光装置１００として、青色光を出射する第３発光装置１００Ｂを有している。
【0086】
サブマウント５１４は、ＰＣＳＥＬアレイ５１２を支持している。サブマウント５１４の材質は、例えば、ＳｉＣである。ベース５１６は、サブマウント５１４を支持している。サブマウント５１４の材質は、例えば、銅である。ペルチェモジュール５１７は、サブマウント５１４を支持している。ヒートシンク５１８は、ペルチェモジュール５１７を支持している。冷却部５１９は、ヒートシンク５１８を冷却する。冷却部５１９は、例えば、送風機である。
【0087】
光源５１０では、発光装置１００で発生した熱を、サブマウント５１４、ベース５１６、およびペルチェモジュール５１７を介して、ヒートシンク５１８から放熱させることができる。
【0088】
光変調装置５２０には、光源５１０から出射された光が入射する。光変調装置５２０は、光源５１０の数に対応して、３つ設けられている。光変調装置５２０は、入射した光を
画像情報に応じて変調させる。光変調装置５２０は、例えば、透過型の液晶ライトバルブである。
画像情報に応じて変調させる。光変調装置５２０は、例えば、透過型の液晶ライトバルブである。
【0089】
クロスダイクロイックプリズム５３０には、光変調装置５２０で変調された３つの色光が入射する。クロスダイクロイックプリズム５３０は、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成されている。クロスダイクロイックプリズム５３０の内面には、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、設けられている。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。
【0090】
投射装置５４０には、クロスダイクロイックプリズム５３０で合成された光が入射する。投射装置５４０は、合成された光を、例えば、図示せぬスクリーン上に投射する。投射装置５４０は、例えば、投射レンズである。
【0091】
筐体５５０は、光源５１０、光変調装置５２０、クロスダイクロイックプリズム５３０、および投射装置５４０の一部を収容している。筐体５５０の形状は、特に限定されない。
【0092】
５． プロジェクターの変形例
次に、本実施形態の変形例に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態の変形例に係るプロジェクター６００を模式的に示す図である。
次に、本実施形態の変形例に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態の変形例に係るプロジェクター６００を模式的に示す図である。
【0093】
以下、本実施形態の変形例に係るプロジェクター６００において、上述した本実施形態に係るプロジェクター５００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。
【0094】
上述したプロジェクター５００では、図８に示すように、光源５１０は、３つ設けられ、第１光源５１０Ｒは、赤色光を出射し、第２光源５１０Ｇは、緑色光を出射し、第３光源５１０Ｂは、青色光を出射した。
【0095】
これに対し、プロジェクター６００では、図９に示すように、１つの光源５１０は、赤色光、緑色光、および青色光を出射する。そのため、プロジェクター６００は、例えばプロジェクター５００に比べて、小型化を図ることができる。
【0096】
光源５１０は、複数設けられている。図示の例では、複数の光源５１０のヒートシンク５１８は、共通である。複数の光源５１０の冷却部５１９は、共通である。ＰＣＳＥＬアレイ５１２は、例えば、赤色光を出射する第１発光装置１００Ｒと、緑色光を出射する第２発光装置１００Ｇと、青色光を出射する第３発光装置１００Ｂと、を有している。第１発光装置１００Ｒ、第２発光装置１００Ｇ、および第３発光装置１００Ｂは、例えば、この順でマトリックス状に配置されている。複数の発光装置１００の数は、特に限定されない。１つの発光装置１００は、例えば、第２フォトニック結晶領域において、３次の回折により面内方向に共振させつつ、１次および２次の回折（それぞれＸ軸方向・Ｙ軸方向を有する）により、積層方向に対して傾いた合計４方向に光を出射する。
【0097】
光変調装置５２０は、１つだけ設けられている。光源５１０から出射されて光は、光変調装置５２０に入射する。光変調装置５２０から出射された光は、クロスダイクロイックプリズムを介さずに、投射装置５４０に入射する。
【0098】
なお、図示はしないが、光源５１０と光変調装置５２０との間の光路に、マイクロレンズアレイやプリズムなどの光学素子が設けられていてもよい。
【0099】
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、反射型のライトバルブを用いてもよいし、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micro Mirror Device）などの液晶以外のライトバルブを用いてもよい。なお、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。
【0100】
また、光変調装置５２０を用いずに、光源５１０の発光装置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、直接的に映像を形成してもよい。
【0101】
また、光源５１０を、光源５１０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。
【0102】
上述した実施形態に係る発光装置は、プロジェクター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、三次元造形装置、ヘッドマウントディスプレイ、植物の構造性を促進させるための光源、屋内外の照明、レーザープリンター、スキャナー、車載用ライト、光を用いる脈計測機器などのセンシング機器、通信機器等の光源に用いられる。
【0103】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
発光装置の一態様は、
第１導電型を有する第１半導体層と、
前記第１導電型と異なる第２導電型を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、
前記第２半導体層の前記発光層と反対側に設けられたフォトニック結晶層と、
を有し、
前記フォトニック結晶層は、
前記発光層で発光した光を、前記第１半導体層と前記発光層との積層方向と直交する方向に共振させ、かつ前記直交する方向と異なる方向に出射させない第１フォトニック結晶が設けられた第１領域と、
前記積層方向からみて前記第１領域と重ならず、前記発光層で発光した光を前記直交する方向と異なる方向に出射させる第２フォトニック結晶が設けられた第２領域と、
を有する。
第１導電型を有する第１半導体層と、
前記第１導電型と異なる第２導電型を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、
前記第２半導体層の前記発光層と反対側に設けられたフォトニック結晶層と、
を有し、
前記フォトニック結晶層は、
前記発光層で発光した光を、前記第１半導体層と前記発光層との積層方向と直交する方向に共振させ、かつ前記直交する方向と異なる方向に出射させない第１フォトニック結晶が設けられた第１領域と、
前記積層方向からみて前記第１領域と重ならず、前記発光層で発光した光を前記直交する方向と異なる方向に出射させる第２フォトニック結晶が設けられた第２領域と、
を有する。
【0107】
この発光装置によれば、第１フォトニック結晶によって共振する光の第２フォトニック結晶による散乱を低減できる。
【0108】
発光装置の一態様において、
前記第２フォトニック結晶は、前記発光層で発生した光を、前記積層方向に出射してもよい。
前記第２フォトニック結晶は、前記発光層で発生した光を、前記積層方向に出射してもよい。
【0109】
この発光装置によれば、発光層で発生した光を、１次の回折を用いて出射できる。
【0110】
発光装置の一態様において、
電極と、
前記フォトニック結晶層と前記電極との間に設けられたコンタクト層と、
を有し、
前記積層方向からみて、前記コンタクト層は、前記第１領域および前記第２領域と重なっていてもよい。
電極と、
前記フォトニック結晶層と前記電極との間に設けられたコンタクト層と、
を有し、
前記積層方向からみて、前記コンタクト層は、前記第１領域および前記第２領域と重なっていてもよい。
【0111】
この発光装置によれば、第１フォトニック結晶によって面内方向に共振する光の強度を強めることができる。
【0112】
発光装置の一態様において、
電極と、
前記フォトニック結晶層と前記電極との間に設けられたコンタクト層と、
を有し、
前記積層方向からみて、前記コンタクト層は、前記第１領域と重ならず、前記第２領域と重なっていてもよい。
電極と、
前記フォトニック結晶層と前記電極との間に設けられたコンタクト層と、
を有し、
前記積層方向からみて、前記コンタクト層は、前記第１領域と重ならず、前記第２領域と重なっていてもよい。
【0113】
この発光装置によれば、第１フォトニック結晶に電流が注入され難く、信頼性を高めることができる。
【0114】
発光装置の一態様において、
前記積層方向からみて、前記第１領域は、前記第２領域を囲んでいてもよい。
前記積層方向からみて、前記第１領域は、前記第２領域を囲んでいてもよい。
【0115】
この発光装置によれば、第１フォトニック結晶によって面内方向に共振する光を、効率よく第２フォトニック結晶に導くことができる。
【0116】
発光装置の一態様において、
前記積層方向からみて前記第１領域を囲み、前記発光層で発光した光を反射させる反射部を有してもよい。
前記積層方向からみて前記第１領域を囲み、前記発光層で発光した光を反射させる反射部を有してもよい。
【0117】
この発光装置によれば、積層方向からみて、第１領域から漏れる光を、第１領域に戻すことができる。
【0118】
発光装置の一態様において、
前記第１フォトニック結晶は、周期的に配列された複数の第１孔を有し、
前記第２フォトニック結晶は、周期的に配列された複数の第２孔を有し、
前記積層方向からみて、前記複数の第１孔の各々の形状と、前記複数の第２孔の各々の形状とは、異なってもよい。
前記第１フォトニック結晶は、周期的に配列された複数の第１孔を有し、
前記第２フォトニック結晶は、周期的に配列された複数の第２孔を有し、
前記積層方向からみて、前記複数の第１孔の各々の形状と、前記複数の第２孔の各々の形状とは、異なってもよい。
【0119】
発光装置の一態様において、
前記積層方向からみて、
前記複数の第１孔の各々の形状は、回転対称性を有し、
前記複数の第２孔の各々の形状は、回転対称性を有さなくてもよい。
前記積層方向からみて、
前記複数の第１孔の各々の形状は、回転対称性を有し、
前記複数の第２孔の各々の形状は、回転対称性を有さなくてもよい。
【0120】
この発光装置によれば、発光装置の真上において、対称性が良すぎて光が打ち消し合うことで生じる光らないスポットを抑制できる。
【0121】
プロジェクターの一態様は、
前記発光装置の一態様を有する。
前記発光装置の一態様を有する。
【符号の説明】
【0122】
１０…基板、２０…第１半導体層、３０…発光層、４０…第２半導体層、５０…フォトニック結晶層、５０ａ…第１領域、５０ｂ…第２領域、５２…第１フォトニック結晶、５３…第１孔、５４…第２フォトニック結晶、５５…第２孔、５６…傾斜面、５７…第１傾斜面、５８…第２傾斜面、６０…第３半導体層、７０…コンタクト層、８０…第１電極、８２…第２電極、８４…開口部、１００…発光装置、１００Ｒ…第１発光装置、１００Ｇ…第２発光装置、１００Ｂ…第３発光装置、２００…発光装置、２１０…注入領域、３００…発光装置、３１０…反射部、４００…発光装置、５００…プロジェクター、５１０…光源、５１０Ｒ…第１光源、５１０Ｇ…第２光源、５１０Ｂ…第３光源、５１２…ＰＣＳＥＬアレイ、５１４…サブマウント、５１６…ベース、５１７…ペルチェモジュール、５１８…ヒートシンク、５１９…冷却部、５２０…光変調装置、５３０…クロスダイクロイックプリズム、５４０…投射装置、５５０…筐体、６００…プロジェクター
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】