(57)【要約】【課題】光利用効率の高い、高光出力の面型発光素子を提供する。【解決手段】面型発光素子は、半導体基板１０上に設けられた、半導体基板１０の面と交差する方向に光が放出される発光部１１と、半導体基板１０の面と対向する出射面側に設けられた、外部に光を出射するための開口部１３ａを備える遮蔽部１３と、発光部１１と遮蔽部１３の間に設けられた、入射した光が蓄積される光蓄積層１２と、を有する。光蓄積層１２は、凹部または凸部が発光部１０から放出された光の進行方向と交差する方向に周期的に設けられた周期構造を備え、該周期構造の表面の少なくとも一部の領域に、光子を捕獲する微小凹凸が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に設けられた、該半導体基板の面と交差する方向に光が放出される発光部と、
前記半導体基板の面と対向する出射面側に設けられた、外部に光を出射するための開口部を備える遮蔽部と、
前記発光部と前記遮蔽部の間に設けられた、入射した光が蓄積される光蓄積層と、を有し、
前記光蓄積層は、凹部または凸部が前記発光部から放出された光の進行方向と交差する方向に周期的に設けられた周期構造を備え、該周期構造の表面の少なくとも一部の領域に、光子を捕獲する微小凹凸が形成されている、面型発光素子。
【請求項２】
前記周期構造が、前記半導体基板の面と交差する方向に複数積層されている、請求項１に記載の面型発光素子。
【請求項３】
前記遮蔽部は、金属アパーチャーであり、
前記発光部と前記光蓄積層の間に、前記発光部の光が放出される領域を制限する電流狭窄構造をさらに有する、請求項１または２に記載の面型発光素子。
【請求項４】
前記遮蔽部は、金属アパーチャーであり、
前記発光部と前記光蓄積層の間に、第１の導電型の半導体層と前記第１の導電型とは電気特性が異なる第２の導電型の半導体層とで構成されるトンネル接合部をさらに有する、請求項１または２に記載の面型発光素子。
【請求項５】
対向して配置された第１および第２の半導体ミラー層からなる共振器を、さらに有し、
前記第１の半導体ミラー層は、前記光蓄積層と前記金属アパーチャーの間に設けられ、
前記第２の半導体ミラー層は、前記半導体基板と前記発光部の間に設けられている、請求項３または４に記載の面型発光素子。
【請求項６】
前記遮蔽部は、一定幅のスリットが一定の間隔で設けられた、特定の偏光の光のみを透過する偏光制御層である、請求項１または２に記載の面型発光素子。
【請求項７】
前記周期構造の凹部または凸部の断面形状は、台形形状または三角形状である、請求項１から６のいずれかに記載の面型発光素子。
【請求項８】
前記周期構造の凹部または凸部の、前記周期構造の表面に垂直な方向から見た形状が、アレイ形状またはドット形状である、請求項１から６のいずれかに記載の面型発光素子。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の面型発光素子と、
前記面型発光素子から出射された光が照射される表示素子と、
前記表示素子によって形成された画像を投射する投射光学系と、を有する、投射型表示装置。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の面型発光素子より構成される、赤色、緑色、青色の各色の光源と、
前記赤色の光源から出射された赤色の光が照射される第１の表示素子と、
前記緑色の光源から出射された緑色の光が照射される第２の表示素子と、
前記青色の光源から出射された青色の光が照射される第３の表示素子と、
前記第１乃至第３の表示素子で表示される各色の画像を投射する投射光学系と、を有する、投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子に関し、特に、光通信や光インターコネクションの分野で用いられる面発光レーザや、プロジェクタ等の映像投射機器に用いられる発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光通信用の送信装置の光源として、半導体レーザが用いられている。その中で、面発光レーザは、小型で、低消費電力であるなどの利点を有することから、短距離通信用の光源として利用されている。
【０００３】
面発光レーザの電流狭窄機構としては、エッチングによるエアポスト構造、プロトン注入型、酸化狭窄型などがある。酸化狭窄型は、側面の表面再結合の影響を受けないこと、また酸化層と半導体層の屈折率差に起因する集光のために回折損失が大幅に低減することなどの利点があるため、面発光レーザの主流となっている（非特許文献１参照）。
【０００４】
図１５に、典型的な面発光レーザの構造図を示す。下部電極１００１、基板１００２、下部反射鏡構造１００３、下部クラッド層１００４、発光層１００５、上部クラッド層１００６、ＡｌＡｓ層１００７、上部反射鏡構造１００８および上部電極１００９が順次積層されている。
【０００５】
電流狭窄構造を形成するために、ＡｌＡｓ層１００７の一部が酸化される。この酸化された領域は絶縁体となるため、ＡｌＡｓ層１００７の酸化されていない領域１０１０とほぼ同程度の幅の活性層領域に、集中的に電流を流すことができる。
【０００６】
図１５に示した構造を有する面発光レーザでは、電流狭窄領域の幅により活性層体積が規定され、また横モードの制御がなされる。この面発光レーザの駆動(変調)帯域を上げるために、素子の抵抗及び容量を低減する(CR制限律速緩和)とともに、電流狭窄の開口幅を狭くすることにより電流密度を増大させる手法が取られることが多い。一般的には、変調帯域１０Ｇｂｐｓを得るためには、電流狭窄部の開口径を、〜１５μｍ程度以下に狭小化する必要がある。
【０００７】
しかし、電流狭窄部の開口径の狭小化は、出射光の放射角を増大させることになり、結果として、面発光レーザと光ファイバとの結合効率を低下させることになる。
【０００８】
そこで、図１６に示すように、アパーチャー径が電流狭窄部の開口径より小さな金属アパーチャー１０１１を出射側に配置して、出射光の放射角を低減する構造が考案されている。
【０００９】
なお、電流狭窄部の開口径の狭小化は、素子抵抗を増加させることになり、その結果、自己発熱による高速性の飽和現象が現れる。よって、酸化狭窄型面発光レーザにおいて、高速性の指標である緩和振動周波数は、最大でも１６ＧＨｚ程度に留まっている。
【００１０】
上記の素子抵抗の問題を解決することができる構造の一例として、埋込みトンネル接合構造の面発光レーザが、非特許文献２に開示されている。この埋込みトンネル接合構造の面発光レーザでは、酸化層による電流狭窄ではなく、トンネル接合による電流注入が行われる。トンネル接合部の抵抗を小さくできることに加え、素子構造内で、抵抗の高いｐ型領域を少なくできるため、素子抵抗を大幅に低減することができる。よって、高速動作に優れた面発光レーザを提供することができる。
【００１１】
図１７に、埋込み型トンネル接合構造の面発光レーザの素子構造の一例を示す。ｎ型導電性の半導体基板１１０１上に、多層反射膜１１０２、ｎ型スペーサ層１１０３、活性層１１０４、ｐ型スペーサ層１１０５、トンネル接合を形成する高濃度ｐ型層１１０６、トンネル接合を形成する高濃度ｎ型層１１０７、ｎ型スペーサ層１１０８、多層反射膜１１０９、および電極１１１０、１１１１が形成されている。
【００１２】
図１８に、図１７に示した素子構造の製造方法を示す。まず、図１８（ａ）に示すように、ｎ型基板１１０１上に、多層反射膜１１０２から高濃度ｎ型層１１０７までの各層を成長し、フォトグラフィー技術を用いてエッチングによりトンネル接合を加工する。
【００１３】
次に、図１８（ｂ）に示すように、ｎ型スペーサ層１１０８を埋込み成長する。次に、図１８（ｃ）に示すように、基板側のコンタクト電極を表面側から取り出すために、ｎ型スペーサ層１１０３の一部が露出するまでエッチングしてメサを形成する。
【００１４】
次に、図１８（ｄ）に示すように、ＳｉＯ2／Ｓｉからなる多層反射膜１１０９を形成した後、コンタクト部の誘電体をエッチング除去し、電極１１１０、電極１１１１を形成する。その後、３７５℃、１０秒で、電極アロイを行って、図１７に示した素子構造を得る。
【００１５】
上記の素子構造を有する面発光レーザの閾値電流は１ｍＡ、発振波長は１０９０ｎｍでる。素子抵抗は５０オームである。このように低抵抗な面発光レーザを実現することができる。
【００１６】
図１７に示した素子構造を有するトンネル接合型ＶＣＳＥＬにおいては、トンネル接合部を埋め込む際に生じる段差により、光出力の放射角が増大する傾向にあり、放射角低減の工夫が必要である。したがって、この素子構造においても、放射角低減にために、金属アパーチャーが用いられる。
【００１７】
ところで、発光素子は、光通信用に提供されるだけでなく、照明やディスプレイ機器にも幅広く適用されている。特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）においては、青色ＬＥＤの開発により、３原色のＬＥＤが揃ったこと、および、低消費電力性や低コスト性に優れていることから、プロジェクタの光源として期待が高まっている。
【００１８】
一般に、プロジェクタの光源としてＵＨＰ(超高圧水銀)ランプが用いられている。しかし、ＵＨＰランプの寿命は数千時間であり、その色度域はＮＴＳＣ比で５０〜６０％である。さらに、ＵＨＰランプは、常時点灯する必要がある。
【００１９】
これに対して、ＬＥＤの寿命は５〜６万時間であり、その色度域はＮＴＳＣ比で１１０％である。また、複数の色のＬＥＤを用いて、色毎または画面毎に各ＬＥＤの出力を制御することが可能であるため、ホワイトバランスや色再現性に優れた画像を提供することが可能である。さらに、消費電力の低減も可能である。
【００２０】
また、出力に偏光性を持たせるための偏光制御層を備えた偏光性ＬＥＤも提案されている。偏光制御層は、例えば、発振波長程度以下のラインアンドスペースよりなるスリットで構成され、発振波長を反射、あるいは、吸収することにより、Ｐ波(ＴＭ波)あるいはＳ波（ＴＥ波）のみを出射させる機能を有する。反射の偏光制御層は、金属系の材料により形成することができ、吸収型の偏光制御層は、発振波長よりバンドギャップが狭い半導体材料等により形成することができる。
【００２１】
反射型の偏光制御層を有する構造において、その偏光制御層にナノワイヤーを適用した例が、特許文献１に開示されている。
【００２２】
プロジェクタの光源として偏光性ＬＥＤを用いる場合は、ＵＨＰランプの場合に比較して、偏光変換素子などの部品が不要であるので、その分、部品点数や容量を削減することができ、低コスト化を図ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００８−０６０５３４号公報
【非特許文献】
【００２４】
【非特許文献１】面発光レーザの基礎と応用、共立出版、伊賀及び小山編著、第１、２章
【非特許文献２】ケイ・ヤシキ（K..yashiki）、他5名、「１．１ミクロン  レンジ  ローレジスタンス  InGaAs  カンタム  ウエル  バーティカル  キャビティ  サーフェイス  エミッティング    レーザーズ  ウィズ  ア  ベリイド  タイプ  ツー  トンネル  ジャンクション  （1.1um-Range Low-Resistance InGaAs Quantum-Well Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers with a Buried Type-II Tunnel Junction」」  ジャパン  ジャーナル  アプライド  フィジックス（Jpn. J. Appl. Phys.）、2007年、pp. L512-514
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
上述したように、出射面側に金属アパーチャーを備える面発光レーザ（電流狭窄構造の面発光レーザや埋め込み型トンネル接合構造の面発光レーザ）や、出射面側に偏光制御層を備える偏光性ＬＥＤが提案されている。しかし、金属アパーチャーや偏光制御層のような、微小な穴またはスリット等の開口部を備えた遮蔽部が、出射面側に設けられた面型発光素子においては、発光部からの光の一部が遮蔽部によって遮られるため、その分、光出力が低下して、光利用効率が低下する。
【００２６】
本発明の目的は、上記問題を解決し、光利用効率の高い、高光出力の面型発光素子、およびそれを用いた投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成するため、本発明の面型発光素子は、
半導体基板上に設けられた、該半導体基板の面と交差する方向に光が放出される発光部と、
前記半導体基板の面と対向する出射面側に設けられた、外部に光を出射するための開口部を備える遮蔽部と、
前記発光部と前記遮蔽部の間に設けられた、入射した光が蓄積される光蓄積層と、を有し、
前記光蓄積層は、凹部または凸部が前記発光部から放出された光の進行方向と交差する方向に周期的に設けられた周期構造を備え、該周期構造の表面の少なくとも一部の領域に、光子を捕獲する微小凹凸が形成されている。
【００２８】
本発明の投射型表示装置は、
上述した面型発光素子と、
前記面型発光素子から出射された光が照射される表示素子と、
前記表示素子によって形成された画像を投射する投射光学系と、を有する。
【００２９】
本発明の別の投射型表示装置は、
上述した面型発光素子より構成される、赤色、緑色、青色の各色の光源と、
前記赤色の光源から出射された赤色の光が照射される第１の表示素子と、
前記緑色の光源から出射された緑色の光が照射される第２の表示素子と、
前記青色の光源から出射された青色の光が照射される第３の表示素子と、
前記第１乃至第３の表示素子で表示される各色の画像を投射する投射光学系と、を有する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、発光部から放出された光を、光蓄積層を介して開口部へ効率的に導くことができるので、光利用効率の高い、高光出力の面型発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の面型発光素子の一態様を示す断面図である。
【図２】図１に示す面型発光素子の光蓄積層の一例を示す断面図である。
【図３】図１に示す面型発光素子の光蓄積層の作製手順の一例を示す図であって、（ａ）〜（ｃ）は工程図である。
【図４】本発明の第１の実施形態である酸化狭窄構造の面発光レーザの構成を示す断面図である。
【図５】図４に示す面発光レーザの作用を説明する模式図である。
【図６】図４に示す面発光レーザの出力特性の一例を示す特性図である。
【図７】本発明の第２の実施形態である酸化狭窄構造の面発光レーザの構成を示す断面図である。
【図８】図７に示す面発光レーザの作製手順の一例を示す図であって、（ａ）〜（ｆ）は工程図である。
【図９】本発明の第３の実施形態である埋込み型トンネル接合構造の面発光レーザの構成を示す断面図である。
【図１０】図９に示す面発光レーザの作製手順の一例を示す図であって、（ａ）〜（ｅ）は工程図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態である偏光性発光ダイオードの構成を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す偏光性発光ダイオードの出力特性の一例を示す特性図である。
【図１３】図１１に示す偏光性発光ダイオードの作製手順の一例を示す図であって、（ａ）〜（ｃ）は工程図である。
【図１４】本発明の面型発光素子を備える投射型表示装置の主要な構成を示す模式図である。
【図１５】面発光レーザの一例を示す断面図である。
【図１６】金属アパーチャーを備える面発光レーザの一例を示す模式図である。
【図１７】埋込み型トンネル接合構造の面発光レーザの素子構造の一例を示す断面図である。
【図１８】図１７に示す面発光レーザの製造方法を説明するための図であって、（ａ）〜（ｄ）は工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本発明の面型発光素子の一態様を示す断面図である。
【００３４】
図１に示すように、面型発光素子は、半導体基板１０上に形成された発光部１１と、発光部１１で生成された光が供給される光蓄積層１２と、開口部１３ａを備え、光蓄積層１２から供給された光の一部が開口部１３ａから外部へ出射されるとともに、残りの光が発光部１１側の方向に反射される遮蔽部１３とを有する。
【００３５】
発光部１１は、例えば半導体レーザや発光ダイオードにおけるｐｎ接合領域を有し、このｐｎ接合領域から光が放出される。発光部１１からの放出光は、光蓄積層１２に供給される。
【００３６】
遮蔽部１３は、微小な穴またはスリット等の開口部１３ａを備える。遮蔽部１３は、前述した金属アパーチャーや偏光制御層であってもよい。遮蔽部１３が金属アパーチャーである場合は、開口部１３ａは、微小な開口（アパーチャー）とされる。遮蔽部１３が偏光制御層である場合は、開口部１３ａは、ラインアンドスペースにより形成されたスリットとされる。
【００３７】
光蓄積層１２は、凹部または凸部が発光部１１から放出された光の進行方向と交差する方向に周期的に設けられた周期構造を備え、この周期構造の表面の少なくとも一部の領域に、光子を捕獲する微小凹凸が形成されている。凹部または凸部の間隔は例えば発振波長程度以下である。凹部または凸部の半導体基板１０の面に垂直な方向から見た場合の形状はアレイ形状あるいはドット形状である。
【００３８】
図２は、光蓄積層１２の一例を示す断面図である。光蓄積層１２は、表面に周期構造１２ａが形成されたＧａＡs層１２２と、ＧａＡs層１２２の表面を平坦化するためのＡｌ層１２１とを有する。
【００３９】
周期構造１２ａは、凹部および凸部が一定の間隔で交互に形成されたものである。周期構造１２ａにおける凹部または凸部の間隔（周期）は、発光部１１で生成される光の波長（面型発光素子の発振波長に対応する）以下の大きさである。周期構造１２ａにおける凹部または凸部の各間隔を一致させてもよいが、共振を生じる範囲で各間隔にある程度の差を持たせてもよい。
【００４０】
周期構造１２ａの表面（Ａｌ層１２１とＧａＡs層１２２の界面）の全面または一部には、微小凹凸部１２ｂが一様に形成されている。微小凹凸部１２ｂの凹部と凸部の大きさは、周期構造１２ａを構成する凹部または凸部の間隔（周期）より小さい。具体的には、周期構造１２ａの凹部または凸部の間隔（周期）はマイクロメートルオーダーの大きさであり、微小凹凸部１２ｂの凹部と凸部はナノメートルオーダーの大きさである。
【００４１】
図１に示した面型発光素子では、発光部１１からの放出光は、光蓄積層１２に供給される。光蓄積層１２では、発光部１１から供給された光のほとんどが定在波状に閉じ込められる。具体的には、発光部１１から供給された光子のほとんどが微小凹凸部１２ｂによって捕獲（トラップ）される。
【００４２】
微小凹凸部１２ｂに捕獲された光子は、周期構造１２ａの表面の面内方向に移動し、光の干渉が生じるとともに、周期構造１２ａの周期性に伴う共振現象が生じる。この結果、光蓄積層１２では、供給された光が周期構造１２ａ全体に渡ってあたかも定在波状に閉じ込められることになる。
【００４３】
光が定在波状に閉じ込められた光蓄積層１２では、周期構造１２ａの表面全体から、遮蔽部１３側の方向および発光部１１側の方向に光が漏れだす。この漏れ出す光の量は、周期構造１２ａに蓄積される光の量に依存する。
【００４４】
光蓄積層１２から遮蔽部１３側の方向へ漏れ出した光の一部は開口部１３ａから外部へ出射され、残りの光は遮蔽部１３によって光蓄積層１２側の方向へ反射される。遮蔽部１３からの反射光は、周期構造１２ａによって蓄積される。これにより、遮蔽部１３からの反射光の再利用が可能である。
【００４５】
一方、光蓄積層１２から発光部１１側の方向へ漏れ出した光の一部は、発光部１１の電極（不図示）等によって光蓄積層１２側の方向へ反射される。この反射光も、周期構造１２ａによって蓄積されることで、再利用が可能である。
【００４６】
以上説明したように、本発明の面型発光素子によれば、微小凹凸部１２ｂによる光のトラップと周期構造１２ａの共振作用との複合現象により、光の再利用が可能となっているので、その分、光利用効率が向上し、高光出力を得ることができる。
【００４７】
また、周期構造１２ａの断面形状を多角形状とすることで、微小凹凸部１２ｂの形成領域の面積を拡大することができる。微小凹凸部１２ｂの形成領域の拡大により、蓄積される光の量を増大させることができる。
【００４８】
次に、上述した面型発光素子の作製方法について説明する。発光部１１や遮蔽部１３は、既存の半導体レーザ等の発光素子の作製方法と同じであるので、その説明は省略し、光蓄積層１２の作製手順のみを説明する。
【００４９】
図３は、光蓄積層１２の作製手順の一例を示す図であって、（ａ）〜（ｃ）は工程図である。
【００５０】
まず、図３（ａ）に示すように、半導体基板上に幅１μｍ、間隔１．２５μｍでストライプマスク１２ｃを形成する。次に、図３（ｂ）に示すように、ドライエッチングにより、ストライプマスク１２ｃが形成された面をエッチングする。このとき、エッチング後の露出面からストライプマスク１２ｃまでの高さは例えば０．８μｍとする。次に、図３（ｃ）に示すように、ストライプマスク１２ｃを除去して周期構造１２ａを得る。そして、ドライエッチングにより、粗面を得る条件で、周期構造１２ａの表面をエッチングする。こうして、図３（ｂ）の拡大図に示したような微小凹凸部１２ｂを得る。
【００５１】
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示した手順で作製した周期構造１２ａの、微小凹凸部１２ｂが形成された領域を、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、ナノメートルレベルの凹凸が形成されていることを確認できた。
【００５２】
上記の粗面化ドライエッチングの手法の他、超短パルスレーザをエッチングガス雰囲気中で照射させることでも、微小凹凸部１２ｂを形成することができる。
【００５３】
なお、図１および図２に示した面型発光素子は、本発明の一例であって、光のトラップと共振作用の複合現象による光の再利用を行うことができるのであれば、その構成を適宜変更することが可能である。
【００５４】
例えば、図２に示した光蓄積層１２において、Ａｌ層１２１とＧａＡs層１２２として、別の材料からなる層を用いてもよい。
【００５５】
また、光蓄積層１２は、周期構造１２ａを備える単層のものであっても、それぞれが周期構造１２ａを備える多層のものであってもよい。
【００５６】
さらに、周期構造１２ａの断面形状は図２に示した台形形状に限定されない。周期構造１２ａの断面形状は、三角形状や矩形形状等であってもよい。ただし、エッチング等による周期構造１２ａを形成する場合は、断面形状を台形形状もしくは三角形状とすることで容易に周期構造１２ａを形成することができる。
【００５７】
上述した本発明の面型発光素子は、電流狭窄構造や埋込み型トンネル接合構造の面発光レーザや、偏光性発光ダイオードに適用することができる。
【００５８】
以下、本発明の面型発光素子を適用した形態について説明する。
【００５９】
（第１の実施形態）
図４は、本発明の第１の実施形態である酸化狭窄構造の面発光レーザの構成を示す断面図である。
【００６０】
図４を参照すると、発光層２１、酸化狭窄部２４、光蓄積層２２および金属アパーチャー２３が半導体基板２０上に形成されている。
【００６１】
発光層２１は、例えば半導体レーザや発光ダイオードにおけるｐｎ接合領域を有し、このｐｎ接合領域から光が放出される。発光層２１からの放出光は、酸化狭窄部２４を介して光蓄積層２２に供給される。
【００６２】
酸化狭窄部２４は、開口部２４ａを有する。発光層２１からの放出光のうち開口部２４ａを通過した光が光蓄積層２２に供給される。酸化狭窄部２４は、発光層２１の光が放出される領域（活性領域）を制限する電流狭窄構造である。
【００６３】
光蓄積層２２は、図１に示した光蓄積層１２と同様の構成であって、図２に示したような、微小凹凸部１２ｂを備えた周期構造１２ａを有する。光蓄積層２２は、酸化狭窄部２４と金属アパーチャー２３の間に設けられている。
【００６４】
金属アパーチャー２３は、開口径が酸化狭窄部２４の開口部２４ａのよりも小さい開口部２３ａを有する。開口部２４ａの開口径は例えば８μｍであり、開口部２３ａの開口径は例えば２μｍである。
【００６５】
本実施形態の面発光レーザでは、発光層２１からの放出光は、酸化狭窄部２４を介して光蓄積層２２に供給される。光蓄積層２２では、供給された光のほとんどが定在波状に閉じ込められる。
【００６６】
光が定在波状に閉じ込められた光蓄積層２２では、周期構造の表面全体から、金属アパーチャー２３側の方向および酸化狭窄部２４側の方向に光が漏れ出す。
【００６７】
光蓄積層２２から金属アパーチャー２３側の方向へ漏れ出した光の一部は開口部２３ａから外部へ出射され、残りの光は金属アパーチャー２３によって光蓄積層２２側の方向へ反射される。金属アパーチャー２３からの反射光は、光蓄積層２２の周期構造部分によって蓄積される。
【００６８】
一方、光蓄積層２２から酸化狭窄部２４側の方向へ漏れ出した光は、発光層２１の電極（不図示）等によって光蓄積層２２側の方向へ反射される。この反射光も、光蓄積層２２の周期構造部分によって蓄積される。
【００６９】
光蓄積層２２では、微小凹凸部による光のトラップと周期構造の共振作用との複合現象により、光の再利用が可能となっている。具体的には、図５に示すように、光蓄積層２２において、蓄積した光を金属アパーチャー２３の開口部２３ａへ導くような作用が生じる。これにより、光の利用効率が向上する。
【００７０】
図６に、本実施形態の面発光レーザの出力特性の一例を示す。縦軸は光出力（ｍＷ）を示し、横軸は動作電流（ｍＡ）を示す。図６中、実線で示した特性が本実施形態の面発光レーザの出力特性である。一点鎖線で示した特性は、第１の比較例である、金属アパーチャーと光蓄積層を持たない酸化狭窄構造の面発光レーザの出力特性である。破線で示した特性は、第２の比較例である、光蓄積層を持たない酸化狭窄構造の面発光レーザの出力特性である。第１および第２の比較例ともに、酸化狭窄部の開口径は８μｍである。
【００７１】
第１の比較例の面発光レーザにおいて、動作電流が１５ｍＡである場合の光出力は３ｍＷ程度である。なお、この面発光レーザの出力光は、マルチモードである。
【００７２】
第２の比較例の面発光レーザでは、シングルモードの光出力を得るために、出射側に金属アパーチャーが配置されている。この第２の比較例の面発光レーザにおいて、動作電流が１５ｍＡである場合の光出力は０．２ｍＷ程度であり、金属アパーチャーの反射の影響により、光出力が大幅に低下したことが分かる（第１の比較例に対して光出力が約９０％低下）。
【００７３】
これに対して、本実施形態の面発光レーザにおいては、シングルモード出力でありながら、光蓄積層を設けたことで、第１の比較例の光出力に対して約８０％の光出力を得られている。この光出力の改善効果は、マイクロメートルオーダーの周期構造のみでは確認されず、その周期構造表面に形成されたナノオーダーの凹凸の存在により実現されている。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態の面発光レーザによれば、金属アパーチャーにより放射角を狭める作用を得つつ、光蓄積層の作用（微小凹凸部による光のトラップと周期構造の共振作用との複合現象）により、光利用効率を向上さて、高光出力を実現することができる。
【００７５】
なお、酸化狭窄構造に代えて埋め込み型トンネル接合構造のものを用いた場合も、図６に示した出力特性と同様の比較結果となる。この場合は、トンネル接合径を８μｍとする。
【００７６】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態である酸化狭窄構造の面発光レーザの構成を示す断面図である。
【００７７】
図７に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層１０２が形成されている。ＤＢＲ層１０２は、ｎ型ＧａＡｓ層とｎ型Al0.9Ga0.1As層の一対を基本単位とするＤＢＲ（ｎ型半導体ミラー層）を複数積層したものである。
【００７８】
ＤＢＲ層１０２上に、ｎ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層１０３、活性層１０４、ｐ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層１０５、酸化電流狭窄部形成層１０６、ＤＢＲ層１０７およびｐ+型GaAsコンタクト層１０８が積層されている。ＤＢＲ層１０２上に形成された各層は、直径約３０μmφの円柱状構造１０９を形成する。
【００７９】
活性層１０４は、ノンドープGa0.7In0.3As量子井戸とGaAs障壁層からなる。酸化電流狭窄部形成層１０６は、ｐ型ＡｌxＧａ1-xＡｓ（ただし０＜ｘ＜１）の層であって、その中心部には、直径が約８μｍの電流通路（開口部）が形成されている。ＤＢＲ層１０７は、ｐ型ＧａＡｓ層とｐ型Al0.9Ga0.1As層の一対を基本単位とするＤＢＲ（ｐ型半導体ミラー層）を複数積層したものである。ｐ+型GaAsコンタクト層１０８は、光蓄積層を形成するための層である。
【００８０】
ＤＢＲ層１０２上には、円柱状構造１０９の他、円柱状構造１０９を埋め込むために使用したポリイミド１１３が形成されている。
【００８１】
円柱状構造１０９の表面（ｐ+型GaAsコンタクト層１０８の表面）上には、幅１μｍ、間隔１．２５μｍの周期的ストライプ１１０が形成されており、この周期的ストライプ１１０の表面には、ナノメートルレベルの微小な凹凸が形成されている。
【００８２】
周期的ストライプ１１０上には、カバーであるＳｉＮｘ層１１１が形成されている。このＳｉＮｘ層１１１の表面は平坦化されており、その上に、開口径２μｍの金属アパーチャー１１２が形成されている。
【００８３】
ｐ型電極１１４が、ポリイミド１１３および金属アパーチャー１１２の上に形成され、ｎ型電極１１５が、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の、ＤＢＲ層１０２が形成された面とは反対側の面に形成されている。
【００８４】
本実施形態の面発光レーザにおいても、第１の実施形態のものと同様、周期的ストライプ１１０の微小凹凸部による光のトラップと周期構造の共振作用との複合現象により、光の再利用が可能となっている。これにより、光の利用効率を向上することができ、高光出力を得ることができる。
【００８５】
次に、本実施形態の面発光レーザの作製手順について説明する。
【００８６】
図８は、本実施形態の面発光レーザの作製手順の一例を示す図であって、（ａ）〜（ｆ）は工程図である。
【００８７】
まず、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層１０３、活性層１０４、ｐ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層１０５、酸化電流狭窄部形成層１０６、ＤＢＲ層１０７、ｐ+型ＧａＡｓコンタクト層１０８を順次積層する（図８（ａ）の工程）。この工程において、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法に代えて、分子線エピタキシー成長（ＭＢＥ）法等、他の結晶成長方法を用いてもよい。
【００８８】
次に、フォトレジストをｐ+型ＧａＡｓ層１０８上に塗布し、円形のレジストマスクを形成する。ついで、ドライエッチングにより、ｎ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層１０３までエッチングを行い、直径約３０μmφの円柱状構造１０９を形成する（図８（ｂ）の工程）。
【００８９】
次に、水蒸気雰囲気中の炉内において、約４００℃で、約１０分間、加熱を行う。これにより、図８（ｃ）に示すように、酸化電流狭窄部形成層１０６が円環状に選択的に酸化される。この酸化により、中心部には直径が約８μｍの電流通路（開口部）が形成される。
【００９０】
次に、ｐ+型ＧａＡｓ層１０８上にマスクを形成し、幅１μｍ、間隔１．２５μｍの周期的ストライプ１１０を形成する（図８（ｄ）の工程）。さらに、ｐ+型ＧａＡｓ層１０８上のマスクを除去して、周期的ストライプ１１０の表面以外をマスクで覆い、粗面を形成するドライエッチング条件により、周期的ストライプ１１０の表面にナノメートルレベルの凹凸を形成する。
【００９１】
次に、周期的ストライプ１１０上をＳｉＮｘ１１１でカバーして平坦化を行い、その上に開口径２μｍの金属アパーチャー１１２を設ける（図８（ｅ）の工程）。
【００９２】
次に、円柱状構造１０９をポリイミド１１３で埋込み、金属アパーチャー１１２を引き出すような形状にｐ型電極１１４を形成する。そして、ＤＢＲ層１０２に接する形状で、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の裏面にｎ型電極１１５を形成する。
【００９３】
以上の手順で作製した面発光レーザにおいては、シングルモードの光出力が得られ、且つ、光蓄積層の効果によって、バイアス電流７ｍＡ時に、約２ｍＷの光出力を達成することが出来た。この面発光レーザの発振波長は１．１μｍである。また、動作速度(周波数特性)が１６Ｇｂｐｓでのエラーフリー動作が確認された。
【００９４】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態である埋込み型トンネル接合構造の面発光レーザの構成を示す断面図である。
【００９５】
図９に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１上に、ＤＢＲ層２０２が形成されている。ＤＢＲ層２０２は、ｎ型ＧａＡｓ層とｎ型Al0.9Ga0.1As層の一対を基本単位とするＤＢＲ（ｎ型半導体ミラー層）を複数積層したものである。
【００９６】
ＤＢＲ層２０２上に、ｎ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層２０３、活性層２０４、ｐ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層２０５、ｐ型ＧａＡｓ層２０６、ｐ+型GaAs0.9Sb0.1層２０７、ｎ+型In0.15 Ga0.85As層２０８、およびｎ型ＧａＡｓ層２０９が積層されている。ＤＢＲ層２０２上に形成された各層は、直径約３０μmφの円柱状構造２１２を形成する。
【００９７】
活性層２０４は、ノンドープGa0.7In0.3As量子井戸とGaAs障壁層からなる。ｐ+型GaAsSb0.1層２０７およびｎ+型In0.15GaAs層２０８によってトンネル接合が形成されている。
【００９８】
円柱状構造２１２の表面（ｎ型ＧａＡｓ層２０９の表面）上には、幅１μｍ、間隔１．２５μｍの周期的ドット２１０が形成されており、この周期的ドット２１０の表面には、ナノメートルレベルの微小な凹凸が形成されている。
【００９９】
周期的ドット２１０には、ＤＢＲ層２１１が形成されている。ＤＢＲ層２１１は、ＳｉＯ2とアモルファスＳｉ（ａ−Ｓｉ）の一対を基本単位とするＤＢＲ（誘電体ミラー層）を複数積層したものである。ＳｉＯ2層とａ−Ｓｉ層の膜厚は、これら媒質内の各々の光路長が発振波長のほぼ１/４となるように設定してある。ＤＢＲ層２１１上には、開口径２μｍの金属アパーチャー２１３が形成されている。
【０１００】
ＤＢＲ層２０２上には、円柱状構造２１２の他、円柱状構造２１２を埋め込むために使用したポリイミド２１４が形成されている。ｎ型電極２１５が、ｎ型ＧａＡｓ層２０９から引き出す形状でポリイミド２１４上に形成されている。ＤＢＲ層２０２上には、さらに、ｎ型電極２１６が形成されている。ｎ型電極２１５、２１６はいずれもＴｉ／Ｐｔ／Ａｕよりなる。
【０１０１】
本実施形態の面発光レーザにおいても、第１の実施形態のものと同様、周期的ドット２１０の微小凹凸部による光のトラップと周期構造の共振作用との複合現象により、光の再利用が可能となっている。これにより、光の利用効率を向上することができ、高光出力を得ることができる。
【０１０２】
次に、本実施形態の面発光レーザの作製手順について説明する。
【０１０３】
図１０は、本実施形態の面発光レーザの作製手順の一例を示す図であって、（ａ）〜（ｅ）は工程図である。
【０１０４】
まず、有機金属気相成長（MOCVD）法を用いて、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１上に、ＤＢＲ層２０２、ｎ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層２０３、活性層２０４、ｐ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層２０５、ｐ型ＧａＡｓ層２０６、ｐ+型GaAs0.9Sb0.1層２０７、ｎ+型In0.15 Ga0.85As層２０８を順次積層する（図１０（ａ）の工程）。ここで、ｐ+型GaAs0.9Sb0.1層２０７のｐ型ドーパントとしてＣ、ｎ+型In0.15 Ga0.85As層２０８のｎ型ドーパントとしてＳｉを用いた。ｐドーピング濃度は１×１０20ｃｍ-3であり、ｎドーピング濃度は２×１０19ｃｍ-3である。ｐ+型GaAs0.9Sb0.1層２０７の厚さは５ｎｍ、ｎ+型In0.15 Ga0.85As層２０８の厚さは１０ｎｍである。
【０１０５】
次に、フォトリソグラフィ技術により、直径約８μｍの円形のレジストマスクを形成した後、ｐ+型GaAs0.9Sb0.1層２０７およびｎ+型In0.15 Ga0.85As層２０８をエッチングする。そして、フォトレジストを除去した後、再びＭＯＣＶＤ法を用いて、光蓄積層を形成するｎ型ＧａＡｓ層２０９を積層する（図１０（ｂ）の工程）。
【０１０６】
トンネル接合を形成する、ｐ+型GaAsSb0.1層２０７およびｎ+型In0.15GaAs層２０８を、一部残して除去した後に、半導体で埋め込んでおり、残存する複数のトンネル接合部分にのみ電流が流れる構造となる。トンネル接合は、その界面がＤＢＲ層２０２とＤＢＲ層２１１の間に立つ定在波の節に配置されており、これにより光吸収を低減している。
【０１０７】
次に、ｎ型ＧａＡｓ層２０９上にマスクを形成し、幅１μｍ、間隔１．２５μｍの周期的ドット２１０を形成する。さらに、ｎ型ＧａＡｓ層２０９上のマスクを除去し、周期的ドット２１０の表面以外をマスクで覆い、粗面を形成するドライエッチング条件により、周期的ドット２１０の表面にナノメートルレベルの凹凸を形成する（図１０（ｃ）の工程）。
【０１０８】
次に、スパッタ法を用いて、周期的ドット２１０の表面上にＤＢＲ層２１１を形成する（図１０（ｄ）の工程）。ＤＢＲ層２１１を構成するＳｉＯ2層とアモルファスSi（a-Si）層の厚さは、これら媒質内の各々の光路長が発振波長のほぼ１/４となるように設定する。
【０１０９】
次に、ＤＢＲ層２１１が形成された面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術により、直径約３０μｍの円形のレジストマスクを形成した後、ＤＢＲ層２０２の表面が露出するまでエッチングを行って円柱状構造２１２を形成する。さらに、ＤＢＲ層２１１上に開口径２μｍの金属アパーチャー２１３を形成し、円柱状構造２１２をポリイミド２１４で埋め込んだ後、ｎ型ＧａＡｓ層２０９から引き出す形状にｎ型電極２１５を形成する。そして、ＤＢＲ層２０２に接する形状でｎ型電極２１６を形成する（図１０（ｅ）の工程）。
【０１１０】
以上の手順で作製した面発光レーザにおいて、シングルモードの光出力が得られ、且つ、光蓄積層の効果によって、バイアス電流７ｍＡ時に、約３ｍＷの光出力を達成することが出来た。この面発光レーザの発振波長は１．１μｍである。また、動作速度(周波数特性)が２０Ｇｂｐｓでのエラーフリー動作が確認された。
【０１１１】
（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態である偏光性発光ダイオードの構成を示す断面図である。
【０１１２】
図１１に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板３０１上に、ｎ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層３０２、活性層３０３、ｐ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層３０４、および光蓄積層を形成するｐ+型ＧａＡｓコンタクト層３０５が積層されている。活性層３０３は、ノンドープAl0.05Ga0.95As量子井戸とAl0.2Ga0.8As障壁層からなる。
【０１１３】
ｐ+型ＧａＡｓコンタクト層３０５には、幅１μｍ、間隔１．２５μｍの周期的ストライプ３０６が形成されている。周期的ストライプ３０６の表面にナノメートルレベルの凹凸が形成されている。
【０１１４】
周期的ストライプ３０６のナノメートルレベルの凹凸が形成された面はＳｉＮｘ層３０７でカバーされている。このＳｉＮｘ層３０７の表面は平坦化されており、その上に偏光制御層３０８が形成されている。この偏光制御層３０８は、幅１μｍ、間隔１μｍの金属ストライプよりなる。
【０１１５】
本実施形態の偏光性発光ダイオードにおいても、第１の実施形態のものと同様、周期的ストライプ３０６の微小凹凸部による光のトラップと周期構造の共振作用との複合現象により、光の再利用が可能となっている。これにより、光の利用効率を向上することができ、高光出力を得ることができる。
【０１１６】
図１２に、本実施形態の偏光性発光ダイオードの出力特性の一例を示す。縦軸は光出力（ｍＷ）を示し、横軸は動作電流（ｍＡ）を示す。図１２中、実線で示した特性が本実施形態の偏光性発光ダイオードの出力特性である。一点鎖線で示した特性は、第１の比較例である、偏光制御層および光蓄積層を持たない偏光性発光ダイオードの出力特性（無偏光）である。破線で示した特性は、第２の比較例である、光蓄積層を持たない偏光性発光ダイオードの出力特性（偏光）である。第２の比較例および本実施形態における偏光制御層を構成する金属スリットは間隔１μｍのラインアンドスペースよりなる。
【０１１７】
第１の比較例の特性と第２の比較例の特性から、第２の比較例の偏光性発光ダイオードにおいては、偏光制御層において、供給される光の約５０％が反射されることにより失われることが分かる。
【０１１８】
これに対して、本実施形態の偏光性発光ダイオードにおいては、光蓄積層を設けたことで、第１の比較例の光出力（無偏光）に対して約９０％の光出力を得られている。この光出力の改善効果は、マイクロメートルオーダーの周期構造のみでは確認されず、その周期構造表面に形成されたナノオーダーの凹凸の存在により実現されている。ここで、光出力に関し、図６に示した面発光レーザの特性図における光出力より高い効果が得られているが、これら面発光レーザが１０Ｇｂｐｓ以上の高い動作速度(周波数特性)であることを前提としているためである。
【０１１９】
次に、本実施形態の偏光性発光ダイオードの作製手順について説明する。
【０１２０】
図１３は、本実施形態の偏光性発光ダイオードの作製手順の一例を示す図であって、（ａ）〜（ｃ）は工程図である。
【０１２１】
まず、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて、ｎ型ＧａＡｓ基板３０１上に、ｎ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層３０２、活性層３０３、ｐ型Al0.3Ga0.7Asクラッド層３０４、ｐ+型GaAsコンタクト層３０５を順次積層する（図１３（ａ）の工程）。
【０１２２】
次に、ｐ+型ＧａＡｓ層３０５上にマスクを形成し、幅１μｍ、間隔１．２５μｍの周期的ストライプ３０６を形成する。さらに、マスクを除去して、周期的ストライプ３０６の表面の所望の領域に、超短パルスレーザ光を照射してナノメートルレベルの凹凸を形成する（図１３（ｂ）の工程）。
【０１２３】
ここで、超短パルスレーザは、加工閾値近傍のパワーを照射し、且つ、エッチングガス雰囲気中で加工を行う。例えばＧａＡｓ加工では、Ｃｌ２等の塩化物系ガスを使用し、ＩｎＰ系の加工ではＣＨ４系ガスを使用する。一軸方向にスキャンし、その入射光と散乱光の干渉部分のアブレーションにより、自己組織的にナノメートルレベルの凹凸（周期構造）を形成することが出来る。このとき、同一部分のレーザ照射回数は例えば４ショットである。
【０１２４】
次に、周期的ストライプ３０６上をＳｉＮｘ層３０７でカバーして平坦化を行い、その上に、幅１μｍ、間隔１μｍの金属ストライプからなる偏光制御層３０８を形成する（図１３（ｃ）の工程）。偏光特性は、金属ストライプ内部の自由電子の偏光に対する反応特性により得られる。
【０１２５】
活性層３０３で生成された無偏光の光のうち、周期的ストライプ３０６の長手方向と平行な偏光成分については、その自由電子は長手方向に自由に振動することが出来るため、電磁波の相殺によりほとんど反射されることになる。一方、長手方向と垂直な偏光成分については、その自由電子の振動がストライプ幅に制限されるので、ほとんどが透過することになる。これらの作用により、いわゆるＳ波(ＴＥ波)、または、Ｐ波(ＴＭ波)のいずれかのみが透過できることになる。
【０１２６】
最後に、ｎ型ＧａＡｓ基板３０１側にｎ電極、ｐ+型ＧａＡｓコンタクト層３０５側にｐ電極を形成して、図１１に示した素子構造が完成する。
【０１２７】
以上の手順で作製した偏光性発光ダイオードにおいて、出力光はＳ波(ＴＥ波)が抑制され、Ｐ波(ＴＭ波)が出射される偏光特性を得られた。発振波長は０．８μｍである。また、偏光制御層３０８による光減衰に対し、光蓄積層の有無により、約１．８倍の光出力改善効果を得られた。
【０１２８】
以上説明した各実施形態の発光素子は本発明の一例であり、その構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変形することが可能である。例えば、光蓄積層は単層であっても多層であってもよい。光蓄積層を多層とすることで、光出力改善効果を増大することができる。
【０１２９】
発光素子の波長、材料についても、各実施形態で説明したもの以外を選ぶことが可能である。
【０１３０】
本発明の面型発光素子は、光通信用の送信装置の光源や、プロジェクタ等の投射型表示装置の光源として用いることができる。一例として、第４の実施形態の偏光性発光ダイオードを適用した投射型表示装置について説明する。
【０１３１】
図１４は、本発明の面型発光素子を備える投射型表示装置の主要な構成を示す模式図である。図１４を参照すると、投射型表示装置は、赤色ＬＥＤ４００、緑色ＬＥＤ４０１、青色ＬＥＤ４０２、表示素子４０３〜４０５、クロスダイクロイックミラー４０６および投射光学系４０７を有する。
【０１３２】
赤色ＬＥＤ４００、緑色ＬＥＤ４０１および青色ＬＥＤ４０２はいずれも、前述した第４の実施形態の偏光性発光ダイオードと同じ構成である。表示素子４０３〜４０５は、例えば液晶表示デバイスである。図１４中、赤色ＬＥＤ４００、緑色ＬＥＤ４０１および青色ＬＥＤ４０２の各光源からの光を表示素子４０３〜４０５上に均一に照射するための照明光学系等は省略されている。
【０１３３】
赤色ＬＥＤ４００から出射された赤色の光は、表示素子４０３に照射される。表示素子４０３は、不図示の駆動回路によって駆動され、外部から供給された映像信号に基づく赤色用の画像を形成する。
【０１３４】
緑色ＬＥＤ４０１から出射された緑色の光は、表示素子４０４に照射される。表示素子４０４は、不図示の駆動回路によって駆動され、外部から供給された映像信号に基づく緑色用の画像を形成する。
【０１３５】
青色ＬＥＤ４０２から出射された青色の光は、表示素子４０５に照射される。表示素子４０５は、不図示の駆動回路によって駆動され、外部から供給された映像信号に基づく青色用の画像を形成する。
【０１３６】
表示素子４０３〜４０５によって形成された各色の画像光は、クロスダイクロイックミラー４０６を介して投射光学系４０７に入射する。投射光学系４０７は、表示素子４０３〜４０５によって形成された各色の画像を不図示のスクリーン（またはスクリーンに代わる部材）上に投射する。
【０１３７】
上述した投射型表示装置において、赤色ＬＥＤ４００、緑色ＬＥＤ４０１および青色ＬＥＤ４０２の代わりに、図１に示した面型発光素子や第１から第３の実施形態の面発光レーザより構成される、赤色、緑色および青色の各色の光源を用いてもよい。この場合において、表示素子４０３〜４０５として液晶デバイスを用いる場合は、各色の光源からの出射光の偏光成分をＳ偏光またはＰ偏光に揃えるための手段を設ける必要がある。そのような手段は、１／４波長板や偏光子等により構成することができる。
【０１３８】
また、上述した投射型表示装置において、赤色ＬＥＤ４００、緑色ＬＥＤ４０１および青色ＬＥＤ４０２の代わりに、赤色、緑色および青色の波長帯域を含む光を出力する１つの面型発光素子（本発明の面型発光素子）を用いてもよい。この場合、表示素子４０３〜４０５の代わりに、外部からの映像信号に基づく赤色、緑色および青色の画像を時分割で表示する１つの表示素子を用いる。この表示素子に形成された各色の画像が投射光学系によって投射される。
【符号の説明】
【０１３９】
１０  半導体基板
１１  発光部
１２  光蓄積層
１３  遮蔽部
１３ａ  開口部
【図１】
2011096964.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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