(57)【要約】【課題】光導波路の長さを小さくすることなく、レンズの間隔を小さくすることができる発光装置を提供する。【解決手段】本発明に係る発光装置１００では、第１光導波路１６０は、第１光導波路１６０を導波する光の進行方向を変更する第１跳ね上げ部１８１および第２跳ね上げ部１８２を有し、第２光導波路１６２は、第２光導波路１６２を導波する光の進行方向を変更する第３跳ね上げ部１８３および第４跳ね上げ部１８４を有し、第１レンズ１９１は、活性層と第１クラッド層との積層方向から見て、第１跳ね上げ部１８１と重なる位置に設けられ、第２レンズ１８２は、第２跳ね上げ部１８２および第２光導波路１６２と重なる位置に設けられ、第３レンズ１９３は、第３跳ね上げ部１８３および第１光導波路１６０と重なる位置に設けられ、第４レンズ１９４は、第４跳ね上げ部１８４と重なる位置に設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が注入されて光を発生させる活性層と、
前記活性層を挟む第１クラッド層および第２クラッド層と、
前記活性層にて発生した光が入射する第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズと、
を含み、
前記活性層は、光を導波させる第１光導波路および第２光導波路を構成し、
前記第１光導波路は、前記第１光導波路を導波する光の進行方向を変更する第１跳ね上げ部および第２跳ね上げ部を有し、
前記第２光導波路は、前記第２光導波路を導波する光の進行方向を変更する第３跳ね上げ部および第４跳ね上げ部を有し、
前記第１レンズは、前記活性層と前記第１クラッド層との積層方向から見て、前記第１跳ね上げ部と重なる位置に設けられ、
前記第２レンズは、前記積層方向から見て、前記第２跳ね上げ部および前記第２光導波路と重なる位置に設けられ、
前記第３レンズは、前記積層方向から見て、前記第３跳ね上げ部および前記第１光導波路と重なる位置に設けられ、
前記第４レンズは、前記積層方向から見て、前記第４跳ね上げ部と重なる位置に設けられている、ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第１跳ね上げ部、前記第２跳ね上げ部、前記第３跳ね上げ部、および前記第４跳ね上げ部は、回折により光の進行方向を変更する、ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１光導波路は、前記積層方向から見て、前記第３レンズと重なる位置に設けられている第５跳ね上げ部を有している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第２光導波路は、前記積層方向から見て、前記第２レンズと重なる位置に設けられている第６跳ね上げ部を有している、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１光導波路は、前記積層方向から見て、前記第４レンズと重なる位置に設けられている第７跳ね上げ部を有している、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第２光導波路は、前記積層方向から見て、前記第１レンズと重なる位置に設けられている第８跳ね上げ部を有している、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第１光導波路と前記第２光導波路とは、一体的に構成されている、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の発光装置と、
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、ことを特徴と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】
スーパールミネッセントダイオード（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ、以下「ＳＬＤ」ともいう）は、通常の発光ダイオード同様にインコヒーレント性を示し、かつ広帯域なスペクトル形状を示しながら、光出力特性では半導体レーザー同様に単一の素子で数百ｍＷ程度までの出力を得ることが可能な半導体発光素子である。このようなＳＬＤは、例えばプロジェクターの光源として用いられる。
【０００３】
例えば特許文献１には、２つの光出射部から出射される光を、発光装置の側面に設けられた傾斜面によって積層方向（活性層とクラッド層との積層方向）に反射させるＳＬＤが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４１２４１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のＳＬＤをプロジェクターの光源として用いる場合、光出力を大きくするために利得領域（光導波路）を長くすると、２つの光出射部に対応するレンズの間隔が大きくなってしまう。逆に、２つの光出射部に対応するレンズの間隔を小さくすると、光導波路が短くなり、光出力が小さくなってしまう。このように、特許文献１のＳＬＤでは、光導波路の長さを小さくすることなく、レンズの間隔を小さくすることは、難しい。
【０００６】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、光導波路の長さを小さくすることなく、レンズの間隔を小さくすることができる発光装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記発光装置を含むプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る発光装置は、
電流が注入されて光を発生させる活性層と、
前記活性層を挟む第１クラッド層および第２クラッド層と、
前記活性層にて発生した光が入射する第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズと、
を含み、
前記活性層は、光を導波させる第１光導波路および第２光導波路を構成し、
前記第１光導波路は、前記第１光導波路を導波する光の進行方向を変更する第１跳ね上げ部および第２跳ね上げ部を有し、
前記第２光導波路は、前記第２光導波路を導波する光の進行方向を変更する第３跳ね上げ部および第４跳ね上げ部を有し、
前記第１レンズは、前記活性層と前記第１クラッド層との積層方向から見て、前記第１跳ね上げ部と重なる位置に設けられ、
前記第２レンズは、前記積層方向から見て、前記第２跳ね上げ部および前記第２光導波路と重なる位置に設けられ、
前記第３レンズは、前記積層方向から見て、前記第３跳ね上げ部および前記第１光導波路と重なる位置に設けられ、
前記第４レンズは、前記積層方向から見て、前記第４跳ね上げ部と重なる位置に設けられている。
【０００８】
このような発光装置では、平面視において、１つの光導波路に３つのレンズを重ねて配置させることができる。具体的には、第１光導波路は、第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズと重なっており、第２光導波路は、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズと重なっている。したがって、このような発光装置では、光導波路の両端部のみにレンズを重ねている形態に比べて、第１光導波路および第２光導波路の長さを小さくすることなく、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズの間隔を小さくすることができる。
【０００９】
本発明に係る発光装置において、
前記第１跳ね上げ部、前記第２跳ね上げ部、前記第３跳ね上げ部、および前記第４跳ね上げ部は、回折により光の進行方向を変更してもよい。
【００１０】
このような発光装置では、例えば、プリズムを用いて光の進行方向を変更する形態に比べて、製造コストを抑えることができる。さらに、このような発光装置では、プリズムを用いて光の進行方向を変更する形態に比べて、第１光導波路と第２光導波路との間隔を小さくすることができ、小型化を図ることができる。
【００１１】
本発明に係る発光装置において、
前記第１光導波路は、前記積層方向から見て、前記第３レンズと重なる位置に設けられている第５跳ね上げ部を有していてもよい。
【００１２】
このような発光装置では、活性層、第１クラッド層、および第２クラッド層を含んで構成される発光素子の光出射部（光を出射する部分）の数を増やすことができる。
【００１３】
本発明に係る発光装置において、
前記第２光導波路は、前記積層方向から見て、前記第２レンズと重なる位置に設けられている第６跳ね上げ部を有していてもよい。
【００１４】
このような発光装置では、活性層、第１クラッド層、および第２クラッド層を含んで構成される発光素子の光出射部の数を増やすことができる。
【００１５】
本発明に係る発光装置において、
前記第１光導波路は、前記積層方向から見て、前記第４レンズと重なる位置に設けられている第７跳ね上げ部を有していてもよい。
【００１６】
このような発光装置では、第１光導波路の長さを大きくすることができる。そのため、このような発光装置では、光出力を大きくすることができる。
【００１７】
本発明に係る発光装置において、
前記第２光導波路は、前記積層方向から見て、前記第１レンズと重なる位置に設けられている第８跳ね上げ部を有していてもよい。
【００１８】
このような発光装置では、第２光導波路の長さを大きくすることができる。そのため、このような発光装置では、光出力を大きくすることができる。
【００１９】
本発明に係る発光装置において、
前記第１光導波路と前記第２光導波路とは、一体的に構成されていてもよい。
【００２０】
このような発光装置では、第１光導波路および第２光導波路の長さを小さくすることなく、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズの間隔を小さくすることができる発光装置を含むことができる。
【００２１】
本発明に係るプロジェクターは、
本発明に係る発光装置と、
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。
【００２２】
このようなプロジェクターでは、第１光導波路および第２光導波路の長さを大きくすることができ、かつ、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズの間隔を小さくすることができる発光装置を含むことできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図２】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図３】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図４】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図５】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図。
【図６】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図。
【図７】第１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８】第１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９】第１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１０】第１実施形態の第１変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１１】第１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１２】第１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１３】第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１４】第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１５】第２実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１６】第３実施形態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】
【００２４】
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。
【００２５】
１．  第１実施形態
１．１．  発光装置
まず、第１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および図２は、第１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３は、第１実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、第１実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図５は、第１実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す斜視図である。
【００２６】
なお、便宜上、図１および図２では、第２電極１２２を省略し、レンズアレイ１９０の一部を透視して図示している。また、図２は、図１に示す発光装置１００の一部を拡大した図である。また、図３および図４では、配線基板２およびレンズアレイ１９０を省略して図示している。
【００２７】
発光装置１００は、図５に示すように、発光素子１０１と、レンズアレイ１９０と、配線基板２と、を含む。発光素子１０１は、図３〜図５に示すように、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、絶縁層１１４と、第１電極１２０と、第２電極１２２と、を含む。
【００２８】
以下では、発光素子１０１がＩｎＧａＡｌＰ系（赤色）のＳＬＤである場合について説明する。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。
【００２９】
基板１０２は、例えば、第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓ基板である。基板１０２は、活性層１０６にて（光導波路１６０，１６２にて）発生する光を透過可能であってもよい。
【００３０】
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は、例えば、ｎ型のＩｎＧａＡｌＰ層である。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。バッファー層は、例えば、ｎ型のＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層などである。バッファー層は、その上方に形成される層の結晶品質を向上させることができる。
【００３１】
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、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）構造を有している。
【００３２】
活性層１０６は、活性層１０６と第１クラッド層１０４との積層方向から見て（以下、「平面視において」ともいう）、例えば、長方形の形状を有している。活性層１０６は、図１および図２に示すように、第１側面１０５および第２側面１０７を有している。側面１０５，１０７は、互いに対向する面（平行な面）であり、クラッド層１０４，１０８に面状に接していない面である。側面１０５，１０７は、例えば、劈開によって形成された劈開面である。
【００３３】
活性層１０６の一部は、光を導波させる第１光導波路１６０および第２光導波路１６２を構成している。活性層１０６は、光導波路１６０，１６２において、電流が注入されて光を発生させることができる。光導波路１６０，１６２を導波する光は、光導波路１６０，１６２の電流が注入される部分において、利得を受けることができる。
【００３４】
第１光導波路１６０は、例えば、平面視において、帯状かつ直線状の長手形状を有している。図示の例では、第１光導波路１６０は、平面視において、平行四辺形の形状を有している。第１光導波路１６０の長さ（長手方向の大きさ）は、例えば、３ｍｍ程度である。第１光導波路１６０は、図２および図３に示すように、第１導波部１７０と、第１跳ね上げ部１８１と、第２跳ね上げ部１８２と、を有している。
【００３５】
第１導波部１７０は、第１光導波路１６０のうちの、平面視において、第２クラッド層１０８に設けられた後述の格子部１０９と重なっていない部分である。第１導波部１７０は、第１跳ね上げ部１８１から第２跳ね上げ部１８２まで延出している。すなわち、第１導波部１７０の一方側の端部は、第１跳ね上げ部１８１に接続され、第１導波部１７０の他方側の端部は、第２跳ね上げ部１８２に接続されている。第１導波部１７０は、第１跳ね上げ部１８１と第２跳ね上げ部１８２とを接続しているともいえる。第１導波部１７０は、平面視において、レンズアレイ１９０の第３レンズ１９３と重なる位置に設けられている。第１導波部１７０は、平面視において、所定の幅を有し、第１導波部１７０の延出方向に沿った帯状かつ直線状の長手形状を有している。
【００３６】
なお、「第１導波部１７０の延出方向」とは、例えば、平面視における、第１導波部１７０の一方側の端部の中心と他方側の端部の中心とを通る仮想直線Ｌの延出方向である。また、「第１導波部１７０の延出方向」とは、第１導波部１７０（と第１導波部１７０を除いた領域と）の境界の延出方向であってもよい。このことは、第２光導波路１６２の第２導波部１７２においても同様である。
【００３７】
第１導波部１７０は、平面視において、平行四辺形の形状を有している。図２に示す例では、跳ね上げ部１８１，１８２も、平面視において、平行四辺形の形状を有している。第１導波部１７０は、第１跳ね上げ部１８１との第１境界線Ｂ１に直交する仮想直線Ｐに対して、傾斜して設けられている。第１導波部１７０の（仮想直線Ｌの）仮想直線Ｐに対する傾斜角θは、第１導波部１７０の長さにもよるが、例えば、０．５°以上１．５°以下である。同様に、第１導波部１７０は、第２跳ね上げ部１８２との第２境界線Ｂ２に直交する仮想直線（図示せず）に対して、傾斜して設けられている。これにより、第１導波部１７０に発生する光を、第１跳ね上げ部１８１と第２跳ね上げ部１８２との間で直接的に多重反射させることを抑制することができる。そのため、直接的な共振器を構成させないことができ、第１光導波路１６０に発生する光のレーザー発振を抑制することができる。さらに、傾斜角θは、１．５°以下と小さく、発光素子１０１から出射される光の放射パターンの歪みを、小さくすることができる。
【００３８】
なお、境界線Ｂ１，Ｂ２は、平面視における、第１導波部１７０と跳ね上げ部１８１，１８２との境界であり、図２に示す例では、境界線Ｂ１，Ｂ２は、活性層１０６の側面１０５，１０７と平行である。
【００３９】
第１導波部１７０の仮想直線Ｐに対する傾斜角θは、０°でもよい。すなわち、第１導波部１７０は、境界線Ｂ１，Ｂ２に直交して設けられていてもよい。例えば、第２クラッド層１０８に設けられた後述の突起部１０８ａの数を少なくすることにより、θ＝０°でも第１光導波路１６０に発生する光のレーザー発振を抑制することができる。
【００４０】
第１導波部１７０は、電極１２０，１２２によって注入される電流により、光を発生させる。第１導波部１７０に発生した光は、利得を受けながら、第１導波部１７０を導波する。
【００４１】
跳ね上げ部１８１，１８２は、第１光導波路１６０のうちの、平面視において、第２クラッド層１０８に設けられた後述の格子部１０９と重なっている部分である。第１跳ね上げ部１８１は、第１導波部１７０の一方の端部に設けられ、図示の例では第１側面１０５側に設けられている。第２跳ね上げ部１８２は、第１導波部１７０の他方の端部に設けられ、図示の例では第２側面１０７側に設けられている。
【００４２】
跳ね上げ部１８１，１８２は、格子部１０９によって回折格子（グレーティング）として機能し、第１導波部１７０を導波する光の進行方向を変更して、該光をレンズアレイ１９０のレンズ１９１，１９２に入射させる。すなわち、跳ね上げ部１８１，１８２は、回折により光の進行方向を変更する。具体的には、跳ね上げ部１８１，１８２は、第１導波部１７０を、活性層１０６と第１クラッド層１０４との積層方向と直交する方向（以下、「平面方向」ともいう）に進行する光の進行方向を変更させて（跳ね上げて）、レンズアレイ１９０のレンズ１９１，１９２に入射させる。跳ね上げ部１８１，１８２は、例えば、ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）である。
【００４３】
なお、跳ね上げ部１８１，１８２によって跳ね上げられた光は、傾斜角θ＝０°でない場合は、活性層１０６と第１クラッド層１０４との積層方向と平行ではない方向に進行する。具体的に、傾斜角θが１°以下の場合は、跳ね上げ部１８１，１８２によって跳ね上げられた光の進行方向は、活性層１０６と第１クラッド層１０４との積層方向に対して５°以内の角度で傾斜している。
【００４４】
跳ね上げ部１８１，１８２の次数（回折格子の次数）ｎは、第１導波部１７０を導波する光を、レンズアレイ１９０のレンズ１９１，１９２に入射させることができれば特に限定されないが、例えば偶数である。ｎ次の回折格子は、ｍ次の回折光を生じさせる（０≦ｍ≦ｎ、ｍは整数）。ｎが偶数である場合、跳ね上げ部１８１，１８２は、ｍ＝（ｎ／２）次の回折光を、レンズ１９１，１９２に入射させることができる。好ましくは、ｎ＝２である。ｎが２より大きくなると、跳ね上げ部１８１，１８２によって、より多くの次数の回折光が発生する。すなわち、より多くの方向に進行する回折光が生じることになるので、光効率の観点から好ましくない。
【００４５】
なお、回折光の次数ｍとは、格子部１０９の格子周期をｄ、第１導波部１７０で発生する光の第１導波部１７０内における波長をλ、第１導波部１７０から跳ね上げ部１８１，１８２に入射する光の入射角をα、跳ね上げ部１８１，１８２から出射される光の出射角をβとすると、下記式（１）のように表される。
【００４６】
ｄｓｉｎα＋ｄｓｉｎβ＝ｍλ  ・・・  （１）
【００４７】
２次の回折格子（ｎ＝２）において、式（１）より、第１導波路１７０を進行する光のうち、活性層１０６と第１クラッド層１０４との積層方向と直交する方向に進行する成分（α＝９０°）については、例えばｄ＝λとすると、１次の回折光（ｍ＝１）が積層方向（β＝０°）へ進行する成分となる。
【００４８】
跳ね上げ部１８１，１８２は、図３に示すように、電極１２０，１２２の間に位置し、電極１２０，１２２によって電流が注入される。跳ね上げ部１８１，１８２は、注入される電流により光を発生させることができる。跳ね上げ部１８１，１８２を導波する光は、利得を受けることができる。
【００４９】
なお、図示はしないが、跳ね上げ部１８１，１８２は、光を導波させることができれば、平面視において電極１２０，１２２と重なっていなくてもよく、電流が注入されなくてもよい。跳ね上げ部１８１，１８２を導波する光は、跳ね上げ部１８１，１８２によって利得を受けなくてもよい。
【００５０】
第２光導波路１６２は、図２に示すように、平面視において、レンズアレイ１９０の第２レンズ１９２と重なる位置に設けられている。第２光導波路１６２は、第１光導波路１６０と離間して設けられている。光導波路１６０，１６２間の距離は、平面視において、第２レンズ１９２が第２光導波路１６２と重なり、第３レンズ１９３が第１光導波路１６０と重なっていれば、特に限定されない。
【００５１】
第２光導波路１６２は、平面視において、第１光導波路１６０よりも、第２側面１０７側にずれた位置に位置している。さらに、第２光導波路１６２は、平面視において、第１光導波路１６０よりも、第１側面１０５または第２側面１０７の面内方向に沿ってずれた位置に位置している。
【００５２】
第２光導波路１６２は、平面視において、第１光導波路１６０と平行に設けられていてもよい。第２光導波路１６２は、第１光導波路１６０と同じ形状および機能を有していてもよい。以下、第２光導波路１６２について、上述した第１光導波路１６０の説明を適用できる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００５３】
第２光導波路１６２は、第２導波部１７２と、第３跳ね上げ部１８３と、第４跳ね上げ部１８４と、を有している。
【００５４】
第２導波部１７２は、第２光導波路１６２のうちの、平面視において、第２クラッド層１０８に設けられた格子部１０９と重なっていない部分である。第２導波部１７２は、第３跳ね上げ部１８３から第４跳ね上げ部１８４まで延出している。第２導波部１７２は、第３跳ね上げ部１８３との第３境界線Ｂ３に直交する仮想直線（図示せず）に対して、傾斜して設けられている。同様に、第２導波部１７２は、第４跳ね上げ部１８４との第４境界線Ｂ４に直交する仮想直線（図示せず）に対して、傾斜して設けられている。これにより、第２導波部１７２に発生する光を、第３跳ね上げ部１８３と第４跳ね上げ部１８４との間で直接的に多重反射させることを抑制することができる。そのため、直接的な共振器を構成させないことができ、第２光導波路１６２に発生する光のレーザー発振を抑制することができる。
【００５５】
跳ね上げ部１８３，１８４は、第２光導波路１６２のうちの、平面視において、第２クラッド層１０８に設けられた格子部１０９と重なっている部分である。第３跳ね上げ部１８３は、第２導波部１７２の一方の端部に設けられ、図示の例では第１側面１０５側に設けられている。第４跳ね上げ部１８４は、第２導波部１７２の他方の端部に設けられ、図示の例では第２側面１０７側に設けられている。跳ね上げ部１８３，１８４は、格子部１０９によって回折格子として機能し、第２導波部１７２を導波する光の進行方向を変更して、該光をレンズアレイ１９０のレンズ１９３，１９４に入射させる。すなわち、跳ね上げ部１８３，１８４は、回折により光の進行方向を変更する。
【００５６】
光導波路１６０，１６２は、図１に示すように、複数設けられている。図示の例では、光導波路１６０，１６２は、第１側面１０５から第２側面１０７に向かう方向と直交する方向（言い換えれば、第１側面１０５または第２側面１０７の面内方向と平行な方向）に、交互に配列されている。
【００５７】
第２クラッド層１０８は、図３および図４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は、例えば、第２導電型（例えばｐ型）のＩｎＧａＡｌＰ層である。クラッド層１０４，１０８は、活性層１０６よりもバンドギャップが大きく、屈折率が小さい層である。クラッド層１０４，１０８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（光の漏れを抑制する機能）を有している。
【００５８】
第２クラッド層１０８は、図３に示すように、上面（コンタクト層１１０と接触している面）に複数の突起部１０８ａを有している。突起部１０８ａの数は、特に限定されない。突起部１０８ａは、跳ね上げ部１８１，１８２，１８３，１８４の上方に位置している。突起部１０８ａは、図２および図３に示すように、平行四辺形の平面形状を有し、三角形の断面形状を有していてもよい。
【００５９】
第２クラッド層１０８の突起部１０８ａは、光導波路１６０，１６２の導波部１７０，１７２の延出方向に沿って、配列されている。突起部１０８ａは、図３に示すように、導波部１７０，１７２の延出方向に（導波部１７０，１７２を導波する光の進行方向に）沿って、周期ｄ＝λ／ｎで配置されて、格子部１０９を構成している。具体的には、突起部１０８ａは、導波部１７０，１７２の延出方向にｄ／２（すなわちλ／（２ｎ））の大きさを有し、隣り合う突起部１０８ａの幅は、ｄ／２（すなわちλ／（２ｎ））である。なお、λは、光導波路１６０，１６２で発生する光の真空中または大気中における波長であり、ｎは、突起部１０８ａが設けられている部分の垂直断面（積層方向）の有効屈折率である。
【００６０】
第２クラッド層１０８に設けられた格子部１０９によって、跳ね上げ部１８１，１８２，１８３，１８４は、回折格子として機能し、導波部１７０，１７２を導波する光の進行方向を変更させることができる。
【００６１】
なお、格子部１０９の形状は、跳ね上げ部１８１，１８２，１８３，１８４を回折格子として機能させることできれば、特に限定されず、例えば、平面視において矩形の凹部および凸部から形成される凹凸形状であってもよい。また、格子部１０９は、第１クラッド層１０４と活性層１０６との境界や、第２クラッド層１０８と活性層１０６との境界に設けられていてもよい。
【００６２】
発光素子１０１では、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。発光素子１０１では、電極１２０，１２２間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加する（電流を注入する）と、活性層１０６に光導波路１６０，１６２を生じ、光導波路１６０，１６２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、光導波路１６０，１６２内で光の強度が増幅される。光導波路１６０，１６２は、光を導波させる活性層１０６と、光を閉じ込めるクラッド層１０４，１０８と、によって構成されている。
【００６３】
例えば、図３に示すように、第１光導波路１６０の第１導波部１７０に生じ、第１跳ね上げ部１８１に向かう光１０は、第１導波部１７０で増幅された後、第１跳ね上げ部１８１において進行方向を変更する。具体的には、光１０は、第１跳ね上げ部１８１において進行方向を変更し、第２電極１２２側および第１電極１２０側に進行する。光１０は、第１跳ね上げ部１８１において増幅されてもよい。同様に、第１導波部１７０に生じ、第２跳ね上げ部１８２に向かう光１２は、第１導波部１７０で増幅された後、第２跳ね上げ部１８２において進行方向を変更する。光１２は、第２跳ね上げ部１８２において増幅されてもよい。
【００６４】
また、第２光導波路１６２の第２導波部１７２に生じ、第３跳ね上げ部１８３に向かう光は、第２導波部１７２で増幅された後、第３跳ね上げ部１８３において進行方向を変更する。該光は、第３跳ね上げ部１８３において増幅されてもよい。同様に、第２導波部１７２に生じ、第４跳ね上げ部１８４に向かう光は、第２導波部１７２で増幅された後、第４跳ね上げ部１８４において進行方向を変更する。該光は、第４跳ね上げ部１８４において増幅されてもよい。
【００６５】
コンタクト層１１０は、図４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は、第２電極１２２とオーミックコンタクトしている。図示の例では、コンタクト層１１０の上面（第２電極１２２との接触面）の平面形状は、光導波路１６０，１６２の平面形状と同じである。コンタクト層１１０は、例えば、ｐ型のＧａＡｓ層である。
【００６６】
コンタクト層１１０と第２クラッド層１０８の一部とは、柱状部１１２を構成している。柱状部１１２の平面形状は、例えば、光導波路１６０，１６２の平面形状と同じである。柱状部１１２の平面形状によって、電極１２０，１２２間の電流経路が決定され、その結果、光導波路１６０，１６２の平面形状が決定される。なお、図示はしないが、柱状部１１２の側面を傾斜させてもよい。
【００６７】
絶縁層１１４は、第２クラッド層１０８上であって、柱状部１１２の側方（平面視における柱状部１１２の周囲）に形成されている。絶縁層１１４は、柱状部１１２の側面に接している。絶縁層１１４の上面は、図４に示すように、コンタクト層１１０の上面と連続していてもよい。絶縁層１１４は、例えば、ＳｉＮ層、ＳｉＯ２層、ＳｉＯＮ層、Ａｌ２Ｏ３層、ポリイミド層である。絶縁層１１４として上記の材料を用いた場合、電極１２０，１２２間の電流は、絶縁層１１４を避けて、絶縁層１１４に挟まれた柱状部１１２を流れる。
【００６８】
絶縁層１１４は、活性層１０６の屈折率よりも小さい屈折率を有している。絶縁層１１４を形成した部分の垂直断面の有効屈折率は、絶縁層１１４を形成しない部分、すなわち、柱状部１１２が形成された部分の垂直断面の有効屈折率よりも小さい。これにより、平面方向において、光導波路１６０，１６２内に効率よく光を閉じ込めることができる。なお、図示はしないが、絶縁層１１４は、設けられていていなくてもよい。この場合、柱状部１１２を取り囲む空気が絶縁層１１４と同様の機能を果たす。
【００６９】
第１電極１２０は、基板１０２下の全面に形成されている。具体的には、第１電極１２０は、第１電極１２０とオーミックコンタクトする層（図示の例では基板１０２）の下面に接して形成されている。第１電極１２０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１２０は、発光装置１００を駆動するための一方の電極である。第１電極１２０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を用いる。第１電極１２０は、活性層１０６にて発生する光を透過可能であってもよい。
【００７０】
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、基板１０２と反対側からのドライエッチングなどにより該第２コンタクト層を基板１０２と反対側に露出させ、第１電極１２０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。
【００７１】
第２電極１２２は、コンタクト層１１０上に形成されている。具体的には、第２電極１２２は、コンタクト層１１０の上面に接して形成されている。さらに、第２電極１２２は、図４に示すように、絶縁層１１４上にも形成されていてもよい。第２電極１２２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１２２は、発光装置１００を駆動するための他方の電極である。第２電極１２２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を用いる。第２電極１２２は、活性層１０６にて発生する光を透過可能であってもよい。
【００７２】
配線基板２は、図５に示すように、発光素子１０１を支持している。図５に示す例では、発光素子１０１は、第２電極１２２側を配線基板２に向けて、配線基板２に実装（いわゆるジャンクションダウンで実装）されている。配線基板２は、例えばシリコン基板上に、電極１２０，１２２と電気的に接続される配線を設けることによって形成される。なお、図示はしないが、発光素子１０１は、第１電極１２０側を配線基板２に向けて、配線基板２に実装（いわゆるジャンクションアップで実装）されていてもよい。また、該配線と第１電極１２０または第２電極１２２との電気的な接続は、直接接触することによって行われていてもよいし、はんだや銀ペースト、金ワイヤー等などの導電性材料を介して行われていてもよい。
【００７３】
図５に示すように、ジャンクションダウンで実装された発光素子１０１では、跳ね上げ部１８１，１８２，１８３，１８４によって第１電極１２０側に進行する光は、基板１０２および第１電極１２０を透過して、レンズアレイ１９０に入射する。跳ね上げ部１８１，１８２，１８３，１８４によって第２電極１２２側に進行する光は、第２電極１２２において反射して、レンズアレイ１９０に至ってよい。
【００７４】
なお、光導波路１６０，１６２に発生する光に対して、基板１０２および第１電極１２０が透明でない場合、図６に示すように、基板１０２は、除去されていてもよい。基板１０２は、例えばＧａＡｓ基板の場合は、希塩酸等によって除去されることができる。また、図示はしないが、第１電極１２０は、平面視において、光導波路１６０，１６２と重ならない第１クラッド層１０４の表面に形成されていてもよく、上述した片面電極構造として形成されていてもよい。
【００７５】
レンズアレイ１９０には、発光素子１０１から出射された光が入射する。レンズアレイ１９０は、発光素子１０１に対して、活性層１０６と第１クラッド層１０４との積層方向に沿って配置されている。図５に示す例では、レンズアレイ１９０は、発光素子１０１と離間して、発光素子１０１の第１電極１２０側に設けられている。配線基板２は、レンズアレイ１９０を支持する支持部材（図示せず）を有していてもよい。レンズアレイ１９０の材質は、例えば、ガラスである。
【００７６】
レンズアレイ１９０は、第１レンズ１９１と、第２レンズ１９２と、第３レンズ１９３と、第４レンズ１９４と、を有している。レンズ１９１，１９２，１９３，１９４の大きさおよび形状は、互いに同じであってもよい。レンズ１９１，１９２，１９３，１９４は、例えば、集光レンズ、コリメートレンズである。レンズ１９１，１９２，１９３，１９４には、活性層１０６にて発生した光が入射する。レンズ１９１，１９２，１９３，１９４から出射された光は、重畳（一部重畳）されてもよい。
【００７７】
第１レンズ１９１は、図２に示すように、平面視において、第１跳ね上げ部１８１と重なる位置に設けられている。第１レンズ１９１には、第１跳ね上げ部１８１において跳ね上がった光（進行方向が変更された光）が入射する。
【００７８】
第２レンズ１９２は、平面視において、第２跳ね上げ部１８２および第２導波部１７２と重なる位置に設けられている。第２レンズ１９２には、第２跳ね上げ部１８２において跳ね上がった光が入射する。
【００７９】
第３レンズ１９３は、平面視において、第３跳ね上げ部１８３および第１導波部１７０と重なる位置に設けられている。第３レンズ１９３には、第３跳ね上げ部１８３において跳ね上がった光が入射する。
【００８０】
第４レンズ１９４は、平面視において、第４跳ね上げ部１８４と重なる位置に設けられている。第４レンズ１９４には、第４跳ね上げ部１８４において跳ね上がった光が入射する。
【００８１】
レンズ１９１，１９２，１９３，１９４は、第１側面１０５から第２側面１０７に向かう方向に、第１レンズ１９１、第３レンズ１９３、第２レンズ１９２、第４レンズ１９４の順で、千鳥状に（ジグザグに）配置されている。これにより、例えば、レンズがマトリックス状に設けられている場合に比べて、レンズ１９１，１９２，１９３，１９４を高密度で配置することができ、均一性よく対象物を照明することができる。隣り合うレンズの間隔（例えば、平面視において第１レンズ１９１の中心と第３レンズ１９３の中心との間の距離）は、例えば１．５ｍｍ程度である。レンズ１９１，１９２，１９３，１９４は、図１に示すように、跳ね上げ部１８１，１８２，１８３，１８４に対応して、複数設けられている。
【００８２】
なお、上記では、ＡｌＧａＩｎＰ系の発光素子１０１について説明したが、本発明に係る発光素子は、光導波路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、ＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＰ系、ＧａＰ系、ＡｌＧａＰ系、ＺｎＣｄＳｅ系などの半導体材料を用いることができる。
【００８３】
また、上記では、発光素子１０１を、絶縁層１１４が形成されている領域と、絶縁層１１４が形成されていない領域、すなわち柱状部１１２を形成している領域との間に屈折率差を設けて光を閉じ込める、いわゆる屈折率導波型として説明した。図示はしないが、本発明に係る発光素子は、柱状部１１２を形成することによって屈折率差を設けず、電流を注入することによって生じた光導波路１６０，１６２がそのまま導波領域となる、いわゆる利得導波型であってもよい。
【００８４】
発光装置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。
【００８５】
発光装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００８６】
発光装置１００では、第１光導波路１６０は、第１光導波路１６０を導波する光の進行方向を変更する跳ね上げ部１８１，１８２を有し、第２光導波路１６２は、第２光導波路１６２を導波する光の進行方向を変更する跳ね上げ部１８３，１８４を有している。そして、平面視において、第１レンズ１９１は、第１跳ね上げ部１８１と重なる位置に設けられ、第２レンズ１９２は、第２跳ね上げ部１８２および第２光導波路１６２と重なる位置に設けられ、第３レンズ１９３は、第３跳ね上げ部１８３および第１光導波路１６０と重なる位置に設けられ、第４レンズ１９４は、第４跳ね上げ部１８４と重なる位置に設けられている。このように、発光装置１００では、平面視において、１つの光導波路に３つのレンズを重ねて配置させることができる。具体的には、第１光導波路１６０は、レンズ１９１，１９２，１９３と重なっており、第２光導波路１６２は、レンズ１９２，１９３，１９４と重なっている。したがって、発光装置１００では、光導波路の両端部のみにレンズを重ねている形態に比べて、光導波路１６０，１６２の長さを小さくすることなく、レンズ１９１，１９２，１９３，１９４の間隔を小さくすることができる。
【００８７】
発光装置１００では、跳ね上げ部１８１，１８２，１８３，１８４は、回折により光の進行方向を変更する。そのため、発光装置１００では、例えば、プリズムを用いて光の進行方向を変更する形態に比べて、製造コストを抑えることができる。さらに、発光装置１００では、プリズムを用いて光の進行方向を変更する形態に比べて、光導波路１６０，１６２の間隔を小さくすることができ、小型化を図ることができる。
【００８８】
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の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図７〜図９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って、図３に対応している。
【００８９】
図７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）法が挙げられる。
【００９０】
図８に示すように、第２クラッド層１０８をパターニングして、複数の突起部１０８ａ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。本工程により、格子部１０９を形成することができる。
【００９１】
図９に示すように、第２クラッド層１０８上にコンタクト層１１０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法、ＭＢＥ法が挙げられる。
【００９２】
図４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およびエッチングによって行われる。本工程により、柱状部１１２を形成することができる。
【００９３】
次に、柱状部１１２の側面を覆うように絶縁層１１４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）に絶縁部材（図示せず）を成膜する。次に、例えばエッチングにより、コンタクト層１１０の上面を露出させる。以上の工程により、絶縁層１１４を形成することができる。
【００９４】
図３および図４に示すように、コンタクト層１１０上に第２電極１２２を形成する。次に、基板１０２の下面下に第１電極１２０を形成する。電極１２０，１２２は、例えば、真空蒸着法により形成される。なお、電極１２０，１２２の形成順序は、特に限定されない。以上の工程により、発光素子１０１を形成することができる。
【００９５】
図５に示すように、発光素子１０１を、配線基板２にジャンクションダウンで実装する。次に、発光素子１０１の跳ね上げ部１８１，１８２，１８３，１８４と、レンズ１９１，１９２，１９３，１９４とが対応するように、レンズアレイ１９０を配置する。
【００９６】
以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。
【００９７】
１．３．  発光装置の変形例
１．３．１．  第１変形例
次に、第１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１０は、第１実施形態の第１変形例に係る発光装置２００を模式的に示す平面図であって、図２に対応している。
【００９８】
以下、第１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。
【００９９】
発光装置１００では、図２に示すように、第１光導波路１６０は、跳ね上げ部１８１，１８２を有し、第２光導波路１６２は、跳ね上げ部１８３，１８４を有していた。これに対し、発光装置２００では、図１０に示すように、第１光導波路１６０は、さらに、第５跳ね上げ部１８５を有し、第２光導波路１６２は、さらに、第６跳ね上げ部１８６を有している。
【０１００】
第５跳ね上げ部１８５は、平面視において、第３レンズ１９３と重なる位置に設けられている。第５跳ね上げ部１８５は、跳ね上げ部１８１，１８２と同じ形状および同じ機能を有していてもよい。第５跳ね上げ部１８５は、第１導波部１７０の一部に設けられている。第１導波部１７０は、第１跳ね上げ部１８１から第５跳ね上げ部１８５まで延出し、さらに、第５跳ね上げ部１８５から第２跳ね上げ部１８２まで延出している。第５跳ね上げ部１８５は、跳ね上げ部１８１，１８２と異なり、一部の光のみを跳ね上げるため、例えば突起部１０８ａの数を少なくするなどの調整をしてもよい。
【０１０１】
第５跳ね上げ部１８５は、第１光導波路１６０を導波する光のうち、一部の光の進行方向を変更する。具体的には、第１光導波路１６０を導波する光は、第５跳ね上げ部１８５において跳ね上げられ、第３レンズ１９３に入射する。
【０１０２】
第６跳ね上げ部１８６は、平面視において、第２レンズ１９２と重なる位置に設けられている。第６跳ね上げ部１８６は、跳ね上げ部１８３，１８４と同じ形状および同じ機能を有していてもよい。第６跳ね上げ部１８６は、跳ね上げ部１８３，１８４と異なり、一部の光のみを跳ね上げるため、例えば突起部１０８ａの数を少なくするなどの調整をしてもよい。第６跳ね上げ部１８６は、第２導波部１７２の一部に設けられている。第２導波部１７２は、第３跳ね上げ部１８３から第６跳ね上げ部１８６まで延出し、さらに、第６跳ね上げ部１８６から第４跳ね上げ部１８４まで延出している。
【０１０３】
第６跳ね上げ部１８６は、第２光導波路１６２を導波する光のうち、一部の光の進行方向を変更する。具体的には、第２光導波路１６２を導波する光の一部は、第６跳ね上げ部１８６において跳ね上げられ、第２レンズ１９２に入射する。
【０１０４】
発光装置２００では、発光装置１００に比べて、発光素子１０１の光出射部の数を増やすことができる。
【０１０５】
１．３．２．  第２変形例
次に、第１実施形態の第２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１１は、第１実施形態の第２変形例に係る発光装置３００を模式的に示す平面図であって、図２に対応している。
【０１０６】
以下、第１実施形態の第２変形例に係る発光装置３００において、上述した発光装置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。
【０１０７】
発光装置１００では、図２に示すように、第１光導波路１６０は、跳ね上げ部１８１，１８２を有し、第２光導波路１６２は、跳ね上げ部１８３，１８４を有していた。これに対し、発光装置３００では、図１１に示すように、第１光導波路１６０は、さらに、第７跳ね上げ部１８７を有し、第２光導波路１６２は、さらに、第８跳ね上げ部１８８を有している。
【０１０８】
第７跳ね上げ部１８７は、平面視において、第４レンズ１９４と重なる位置に設けられている。第７跳ね上げ部１８７は、跳ね上げ部１８１，１８２と同じ形状および同じ機能を有していてもよい。第７跳ね上げ部１８７は、跳ね上げ部１８１，１８２と異なり、一部の光のみを跳ね上げるため、例えば突起部１０８ａの数を少なくするなどの調整をしてもよい。第１導波部１７０は、第１跳ね上げ部１８１から第２跳ね上げ部１８２まで延出し、さらに、第２跳ね上げ部１８２から第７跳ね上げ部１８７まで延出している。
【０１０９】
第７跳ね上げ部１８７は、第１光導波路１６０を導波する光のうち、一部の光の進行方向を変更する。具体的には、第１光導波路１６０を導波する光の一部は、第７跳ね上げ部１８７において跳ね上げられ、第４レンズ１９４に入射する。
【０１１０】
第８跳ね上げ部１８８は、平面視において、第１レンズ１９１と重なる位置に設けられている。第８跳ね上げ部１８８は、跳ね上げ部１８３，１８４と同じ形状および同じ機能を有していてもよい。第８跳ね上げ部１８８は、跳ね上げ部１８３，１８４と異なり、一部の光のみを跳ね上げるため、例えば突起部１０８ａの数を少なくするなどの調整をしてもよい。第２導波部１７２は、第８跳ね上げ部１８８から第３跳ね上げ部１８３まで延出し、さらに、第３跳ね上げ部１８３から第４跳ね上げ部１８４まで延出している。
【０１１１】
第８跳ね上げ部１８８は、第２光導波路１６２を導波する光のうち、一部の光の進行方向を変更する。具体的には、第２光導波路１６２を導波する光の一部は、第８跳ね上げ部１８８において跳ね上げられ、第１レンズ１９１に入射する。
【０１１２】
発光装置３００では、発光装置１００に比べて、光導波路１６０，１６２の長さを大きくすることができる。そのため、発光装置３００では、光出力を大きくすることができる。発光装置３００では、光導波路１６０，１６２の長さは、例えば４．５ｍｍ程度である。
【０１１３】
１．３．３．  第３変形例
次に、第１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１２は、第１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って、図２に対応している。
【０１１４】
以下、第１実施形態の第３変形例に係る発光装置４００において、上述した発光装置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。
【０１１５】
発光装置１００では、図２に示すように、跳ね上げ部１８１，１８２，１８３，１８４は、回折格子として機能し、光導波路１６０，１６２を導波する光の進行方向を変更させた。これに対し、発光装置４００では、図１２に示すように、跳ね上げ部１８１，１８２，１８３，１８４は、光導波路１６０，１６２を導波する光の進行方向を変更させるプリズムである。跳ね上げ部１８１，１８２，１８３，１８４の形状は、光導波路１６０，１６２を導波する光を、レンズ１９１，１９２，１９３，１９４に入射させることができれば、特に限定されない。
【０１１６】
発光装置４００の発光素子１０１には、第１開口部４１０および第２開口部４１２が形成されている。開口部４１０，４１２は、例えば、第２電極１２２から第１クラッド層１０４まで貫通する有底の穴である。図示の例では、開口部４１０，４１２は、平面視において、長方形の形状を有している。開口部４１０，４１２は、フォトリソグラフィーおよびエッチングによるパターニングによって形成されてもよい。
【０１１７】
発光装置４００では、第１光導波路１６０の第１導波部１７０は、第１側面１０５から第１開口部４１０まで延出している。図示の例では、第１跳ね上げ部１８１は、第１側面１０５に接して設けられている。第２跳ね上げ部１８２は、第１開口部４１０の内面に接して設けられている。
【０１１８】
発光装置４００では、第２光導波路１６２の第２導波部１７２は、第２開口部４１２から第２側面１０７まで延出している。図示の例では、第３跳ね上げ部１８３は、第２開口部４１２の内面に接して設けられている。第４跳ね上げ部１８４は、第２側面１０７に接して設けられている。
【０１１９】
発光装置４００では、発光装置１００と同様に、光導波路１６０，１６２の長さを小さくすることなく、レンズ１９１，１９２，１９３，１９４の間隔を小さくすることができる。
【０１２０】
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１３および図１４は、第２実施形態に係る発光装置５００を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図１３および図１４では、第２電極１２２を省略し、レンズアレイ１９０の一部を透視して図示している。また、図１４は、図１３に示す発光装置５００の一部を拡大した図である。
【０１２１】
以下、第２実施形態に係る発光装置５００において、上述した発光装置１００，２００，３００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。
【０１２２】
発光装置１００では、図１および図２に示すように、第１光導波路１６０と第２光導波路１６２とは、互いに離間していた。これに対し、発光装置５００では、図１３および図１４に第１光導波路１６０と第２光導波路１６２とは、一体的に構成されている。光導波路１６０，１６２は、互いに接触し、１つの光導波路を構成しているともいえる。光導波路１６０，１６２は、一体的に構成されて一体光導波路５６０を構成している。
【０１２３】
発光装置５００では、図１４に示すように、第１光導波路１６０は、跳ね上げ部１８１，１８２，１８５，１８７を有している。第１導波部１７０は、第１跳ね上げ部１８１から第５跳ね上げ部１８５まで延出し、さらに、第５跳ね上げ部１８５から第２跳ね上げ部１８２まで延出し、さらに、第２跳ね上げ部１８２から第７跳ね上げ部１８７まで延出している。
【０１２４】
発光装置５００では、第２光導波路１６２は、跳ね上げ部１８３，１８４，１８６，１８８を有している。第２導波部１７２は、第８跳ね上げ部１８８から第３跳ね上げ部１８３まで延出し、さらに、第３跳ね上げ部１８３から第６跳ね上げ部１８６まで延出し、さらに、第６跳ね上げ部１８６から第４跳ね上げ部１８４まで延出している。
【０１２５】
第１導波部１７０と第２導波部１７２とは、一体的に構成されて一体導波部５７０を構成している。第１跳ね上げ部１８１と第８跳ね上げ部１８８とは、一体的に構成されて第１一体跳ね上げ部５８１を構成している。第３跳ね上げ部１８３と第５跳ね上げ部１８５とは、一体的に構成されて第２一体跳ね上げ部５８２を構成している。第２跳ね上げ部１８２と第６跳ね上げ部１８６とは、一体的に構成されて第３一体跳ね上げ部５８３を構成している。第４跳ね上げ部１８４と第７跳ね上げ部１８７とは、一体的に構成されて第４一体跳ね上げ部５８４を構成している。
【０１２６】
第２一体跳ね上げ部５８２は、一体導波部５７０の幅（導波部１７０，１７２の延出方向と直交する方向の大きさ）よりも、小さい幅を有している。第３一体跳ね上げ部５８３は、一体導波部５７０よりも、小さい幅を有している。図示の例では、第２一体跳ね上げ部５８２は、一体導波部５７０の一方側の境界線（長手方向に沿った境界線）Ｂ５に接して設けられ、第３一体跳ね上げ部５８３は、一体導波部５７０の他方側の境界線（長手方向に沿った境界線）Ｂ６に接して設けられている。これにより、一体光導波路５６０に発生する光を、第２一体跳ね上げ部５８２と第３一体跳ね上げ部５８３との間で直接的に多重反射させることを抑制することができる。そのため、直接的な共振器を構成させないことができ、一体光導波路５６０に発生する光のレーザー発振を抑制することができる。なお、図示はしないが、一体跳ね上げ部５８２，５８３の幅は、一体光導波路５６０の幅と同じであってもよい。
【０１２７】
発光装置５００では、発光装置１００と同様に、光導波路１６０，１６２の長さを小さくすることなく、レンズ１９１，１９２，１９３，１９４の間隔を小さくすることができる。
【０１２８】
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の製造方法について説明する。第２実施形態に係る発光装置５００の製造方法は、上述した第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と、基本的に同じである。したがって、その説明を省略する。
【０１２９】
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１５は、第２実施形態の変形例に係る発光装置６００を模式的に示す平面図であって、図１４に対応している。
【０１３０】
以下、第２実施形態の変形例に係る発光装置６００において、上述した発光装置４００，５００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。
【０１３１】
発光装置５００では、図１４に示すように、一体跳ね上げ部５８１，５８４は、回折格子として機能し、一体光導波路５６０を導波する光の進行方向を変更させた。これに対し、発光装置６００では、図１５に示すように、一体跳ね上げ部５８１，５８４は、一体光導波路５６０を導波する光の進行方向を変更させるプリズムである。図示の例では、第１一体跳ね上げ部５８１は、第１側面１０５に接して設けられている。第４一体跳ね上げ部５８４は、第２側面１０７に接して設けられている。
【０１３２】
発光装置６００では、発光装置５００と同様に、光導波路１６０，１６２の長さを小さくすることなく、レンズ１９１，１９２，１９３，１９４の間隔を小さくすることができる。
【０１３３】
３．  第３実施形態
次に、第３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１６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。なお、便宜上、図１６では、プロジェクター７００を構成する筐体を省略し、さらに発光装置１００を簡略化して図示している。
【０１３４】
プロジェクター７００は、図１６に示すように、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、青色光源１００Ｂを含む。赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、青色光源１００Ｂは、本発明に係る発光装置である。以下では、本発明に係る発光装置として発光装置１００を用いた例について説明する。
【０１３５】
プロジェクター７００は、発光装置１００（光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ）と、透過型の液晶ライトバルブ（光変調装置）７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂと、投射レンズ（投射装置）７０８と、を含む。
【０１３６】
光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから出射された光は、各液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂに入射する。各液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。そして、投射レンズ７０８は、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。
【０１３７】
プロジェクター７００は、さらに、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射レンズ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、含む。
【０１３８】
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。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、投射光学系である投射レンズ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。
【０１３９】
プロジェクター７００では、光導波路１６０，１６２の長さを小さくすることなく、レンズ１９１，１９２，１９３，１９４の間隔を小さくすることができる発光装置１００を含むことができる。
【０１４０】
プロジェクター７００は、発光装置１００を液晶ライトバルブ７０４の直下に配置し、発光装置１００のレンズアレイ１９０を用いて集光と均一照明とを同時に行う方式（バックライト方式）である。そのため、プロジェクター７００では、光学系の損失低減と部品点数の削減とを図ることができる。
【０１４１】
なお、上述の例では、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  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）が挙げられる。また、投射光学系の構成は、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。
【０１４２】
また、発光装置１００を、発光装置１００からの光を走査することにより、スクリーン上に所望の大きさの画像を表示させる、走査型の画像表示装置（プロジェクター）の光源装置にも適用することが可能である。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及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又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。
【符号の説明】
【０１４５】
２…配線基板、１０，１２…光、１００…発光装置、１０１…発光素子、１０２…基板、１０４…第１クラッド層、１０５…第１側面、１０６…活性層、１０７…第２側面、１０８…第２クラッド層、１０８ａ…突起部、１９０…格子部、１１０…コンタクト層、１１２…柱状部、１１４…絶縁層、１２０…第１電極、１２２…第２電極、１６０…第１光導波路、１６２…第２光導波路、１７０…第１導波部、１７２…第２導波部、１８１…第１跳ね上げ部、１８２…第２跳ね上げ部、１８３…第３跳ね上げ部、１８４…第４跳ね上げ部、１８５…第５跳ね上げ部、１８６…第６跳ね上げ部、１８７…第７跳ね上げ部、１８８…第８跳ね上げ部、１９０…レンズアレイ、１９１…第１レンズ、１９２…第２レンズ、１９３…第３レンズ、１９４…第４レンズ、２００，３００，４００…発光装置、４１０…第１開口部、４１２…第２開口部、５００…発光装置、５６０…一体光導波路、５７０…一体導波部、５８１…第１一体跳ね上げ部、５８２…第２一体跳ね上げ部、５８３…第３一体跳ね上げ部、５８４…第４一体跳ね上げ部、６００…発光装置、７００…プロジェクター、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…投射レンズ、７１０…スクリーン
【図１】
2015050221.tif 000003
【図２】
2015050221.tif 000004
【図３】
2015050221.tif 000005
【図４】
2015050221.tif 000006
【図５】
2015050221.tif 000007
【図６】
2015050221.tif 000008
【図７】
2015050221.tif 000009
【図８】
2015050221.tif 000010
【図９】
2015050221.tif 000011
【図１０】
2015050221.tif 000012
【図１１】
2015050221.tif 000013
【図１２】
2015050221.tif 000014
【図１３】
2015050221.tif 000015
【図１４】
2015050221.tif 000016
【図１５】
2015050221.tif 000017
【図１６】
2015050221.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月28日(2014.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
このような発光装置では、第１光導波路および第２光導波路の長さを小さくすることなく、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズの間隔を小さくすることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図２】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図３】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図４】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図５】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図。
【図６】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図。
【図７】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８】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９】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１０】第１実施形態の第１変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１１】第１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１２】第１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１３】第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１４】第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１５】第２実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１６】第３実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
第２クラッド層１０８は、図３に示すように、上面（コンタクト層１１０と接触している面）に複数の突起部１０８ａを有している。突起部１０８ａの数は、特に限定されない。突起部１０８ａは、図２および図３に示すように、平行四辺形の平面形状を有し、三角形の断面形状を有していてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
絶縁層１１４は、第２クラッド層１０８の屈折率よりも小さい屈折率を有している。絶縁層１１４を形成した部分の垂直断面の有効屈折率は、絶縁層１１４を形成しない部分、すなわち、柱状部１１２が形成された部分の垂直断面の有効屈折率よりも小さい。これにより、平面方向において、光導波路１６０，１６２内に効率よく光を閉じ込めることができる。なお、図示はしないが、絶縁層１１４は、設けられていていなくてもよい。この場合、柱状部１１２を取り囲む空気が絶縁層１１４と同様の機能を果たす。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
第５跳ね上げ部１８５は、第１光導波路１６０を導波する光のうち、一部の光の進行方向を変更する。具体的には、第１光導波路１６０を導波する光の一部は、第５跳ね上げ部１８５において跳ね上げられ、第３レンズ１９３に入射する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
発光装置１００では、図１および図２に示すように、第１光導波路１６０と第２光導波路１６２とは、互いに離間していた。これに対し、発光装置５００では、図１３および図１４に示すように、第１光導波路１６０と第２光導波路１６２とは、一体的に構成されている。光導波路１６０，１６２は、互いに接触し、１つの光導波路を構成しているともいえる。光導波路１６０，１６２は、一体的に構成されて一体光導波路５６０を構成している。