(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイおよび／または照明用の可視光の光源であって、
半導体層を含むヘテロ構造を備え、
前記ヘテロ構造は、第一端と第二端との間の導波路を形成し、前記ヘテロ構造は、複数の層と、その複数の層により形成された光学的活性帯とを備え、前記光学的活性帯は、前記導波路により導かれた光を放出可能であり、
少なくとも二つの異なる放射遷移は、ｐ側電極とｎ側電極との間の電流により前記光学的活性帯において励起可能であり、前記少なくとも二つの異なる放射遷移の遷移エネルギーは、光学スペクトルの可視部分の波長に対応し、
光源はさらに、前記第一端と第二端との少なくとも一つによる導波路からその導波路へ戻る光の反射を妨げる手段を備え、これにより前記光源に超光発光ダイオードを備えさせ、
前記光学的活性帯は、多数の放射遷移を有する一つの光学的活性領域を含み、それにより、前記少なくとも二つの異なる放射遷移は、前記光学的活性領域の単一の材料内の少なくとも三つの異なるエネルギー準位間の遷移を含み、
前記光学的活性領域は、異なるサイズの量子ドットおよび量子細線の少なくとも一方を備える、光源。
【請求項２】
前記反射を妨げる手段は、
−反射防止コーティング
−導波路方向に対し斜角にある、前記導波路の端小面
−テーパを備える導波路であって、これにより前記端の少なくとも一方へ向かって導波路が広げられる、または狭められる
−第一および第二の波長の少なくとも一方の光を吸収する構造を含む、吸収領域
の、少なくとも一つを含む、請求項１に記載の光源。
【請求項３】
前記導波路はインデックスガイド型である、請求項１または請求項２に記載の光源。
【請求項４】
前記導波路はゲインガイド型である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光源。
【請求項５】
前記光学的活性帯は、ガリウムを含む窒化物半導体材料を含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の光源。
【請求項６】
前記光学的活性帯は、酸化亜鉛半導体材料を含む、請求項１から請求項５のいずれかに記載の光源。
【請求項７】
ディスプレイおよび／または照明装置であって、前記装置は光源を備え、前記光源は半導体層を含むヘテロ構造を備え、前記ヘテロ構造は、第一端と第二端との間の導波路を形成し、前記ヘテロ構造は、複数の層と、その複数の層により形成された光学的活性帯とを備え、前記光学的活性帯は、前記導波路により導かれた光を放出可能であり、少なくとも二つの異なる放射遷移は、ｐ側電極とｎ側電極との間の電流により前記光学的活性帯において励起可能であり、前記少なくとも二つの異なる放射遷移の遷移エネルギーは、光学スペクトルの可視部分の波長に対応し、前記光源はさらに、前記第一端と第二端との少なくとも一つによる導波路からその導波路へ戻る光の反射を妨げる手段を備え、これにより前記光源を超光発光ダイオードにし、
前記光学的活性帯は、多数の放射遷移を有する一つの光学的活性領域を含み、それにより、前記少なくとも二つの異なる放射遷移は、前記光学的活性領域の単一の材料内の少なくとも三つの異なるエネルギー準位間の遷移を含み、
前記光学的活性領域は、異なるサイズの量子ドットおよび量子細線の少なくとも一方を備える、装置。
【請求項８】
−光再指向器を含むケーシング
−光シールド
−色変換染料
−前記ヘテロ構造の第一のコンタクトに連結される第二のコンタクトを含むケーシングおよび／または台
−握りまたは取っ手
−搭載手段およびコリメーション光学系
の、少なくとも一つを備える、請求項１に記載の光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、ディスプレイおよび／または照明の目的のための可視光を与える光源の分野にある。より特定的には、半導体光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
半導体光源は、従来のランプと比較してはるかに長い寿命と、小さい波形率と、良好なエネルギー変換効率とを提供し、より低い電気料金を提案する。半導体の可視光源の中で、発光ダイオード（ＬＥＤ）およびレーザダイオード（ＬＤ）が周知であり人気がある。市場にある最新の半導体に基づく光源の全ては、以下の二つの主なカテゴリに分類され得る。
・相当に広いスペクトルを有する非干渉性光を生成する、発光ダイオード（ＬＥＤ）。
・狭いスペクトルと高い干渉性光ビームとを生成する、誘導放出による光増幅器（レーザ）。狭い導波路は電磁放射を制限し、光のファイバ内での良好な結合、すなわち高い空間的可干渉性をもたらす。
【０００３】
ＬＥＤは、信号機用、低電力ディスプレイ用などと同様に、照明用に人気がある。しかしＬＥＤは、同程度に小さい光出力しか出せない。この課題を克服するために、通常、装置の表面を増大させることで放出領域が広げられる。しかしながら、光ビームの視準を必要とする用途のためには、これは不利である。大きな放出領域は放出された光ビームの視準に関する問題をもたらし、ビームの質はダイ寸法とともに劣化する。そのため、導波路または光変調器などの光学要素に、光が効率的に結合されない。光出力が別の懸案である。現在最新の高輝度ＬＥＤは、レンズにおいて１０００ルーメンを生成する装置がこの４〜５年間は予見できないことを示唆する。これは、特に高い出力の投影装置がＬＥＤ光源を使用して実現できないということを意味する。
【０００４】
しかしながら、レーザダイオード（ＬＤ）は、高出力、コンパクトなデザイン、良好な光へのエネルギー変換、および外部の光学システムへの良好な結合効率、すなわち高い空間的可干渉性を提供する。ＬＤは、良好に規定された放出波長を有し、光学スペクトルの異なる波長用に設計され得る。人間が認識できる全ての色（白を含む）は、三種類の主な波長（４４６ｎｍ、５３２ｎｍおよび６２９ｎｍ）の光寄与分（light contribution）の重ね合わせにより表されるので、ＬＤは、三種類のレーザ源を組み合わせるのみによってカラーディスプレイを作り出すための、理想的な候補と思われる。この技術により、全ての色の範囲を完成することが理想的に可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら実際には、レーザディスプレイからの光の印象は理想的であると人間に認識されていないことがわかっている。この理由のために、ディスプレイ用光源の市場において、キセノンランプのようなエネルギー消費量の多い広帯域光源が未だに普及している。ディスプレイ用のレーザ光のさらなる課題は、スペックル（speckle）の形成である。スペックルは、光源の高干渉性により発生する干渉効果が原因であり、結果として表示された像の歪曲（distortion）の原因となる。この理由のために、最新のレーザディスプレイシステムは、光トンネルのような、光の干渉性を低減するための労力を要し高価な手段を含む。さらに、レーザディスプレイの他の不利な点は、多くのディスプレイ用途にとって望ましくない、出力光の偏光である。そのため、レーザディスプレイは減偏光子を含む
ことが多い。
【０００６】
青色および緑色ＬＥＤならびにＬＤ用の半導体材料として、ＧａＮ系化合物が提案されている。一例として、米国特許出願公開第２００５／０１２７３９４号明細書は、活性層と超格子クラッド層とを有する窒化物半導体装置を開示する。この刊行物において、この構造は超光発光ダイオードと同様にＬＥＤとＬＤとの両方に好適であると述べられるが、その構造自体が、高い線幅を有する赤外線の生成で知られており、または、好適なミラーが利用できない波長におけるレーザの（より理想的でない）代替品として知られている。
【０００７】
発明の要約
先行技術の光源の欠点を克服し、ディスプレイおよび照明システム用に特に好適な光源を提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の局面に従えば、ディスプレイおよび／または照明用の光源が提供される。光源は、半導体層を含むヘテロ構造を備える。ヘテロ構造は、第一端と第二端との間の導波路を形成する。ヘテロ構造は、複数の層を備え、その複数の層により形成された光学的活性帯を備える。光学的活性帯は、上記導波路により導かれた光を放出可能である。少なくとも二つの異なる放射遷移は、ｐ側電極とｎ側電極との間の電流により光学的活性において励起可能である。上記少なくとも二つの異なる放射遷移の遷移エネルギーは、光学スペクトルの可視部分の波長に対応する。（特に、６００ｎｍよりも小さい波長に対応する。）光源はさらに、上記第一端と第二端との少なくとも一つによる導波路から、その導波路へ戻る、光の反射を妨げる手段を備える。これにより光源に、超光発光ダイオードを備えさせる。
【０００９】
光学的活性帯は好ましくは、（潜在的に横方向に構築された）均一層のみを備える。すなわち、光学的活性層は好ましくは、量子サイズのドット（dot）またはストライプ（stripe）を備えない。本明細書の意味において均一とは、横方向の閉じ込め（すなわち、層平面内の閉じ込め）による量子効果の原因となり得る大きさの粒子などがないことを意味する。これは、光スペクトルの可視部分を放出する材料の量子ドットは電気的に接続するのが困難であり、それゆえに光ポンピングに好適であるだけとわかっているためである。しかし、本発明に従った光源は、電気励起に頼る。
【００１０】
光源は、ディスプレイおよび／または照明の目的のためのものであり、そのため、この目的のために適任とする追加の手段を備えてもよい。
−光源は、（放物面状またはその他の曲面ミラー、コリメートレンズなどの）光再指向器を含む、ケーシングを備えてもよい。
−光源は、（シェードのような）光シールドを備えてもよい。
−たとえば白色光を生成するための、色変換染料を備えてもよい。
−光源は、コンタクトピン／リードワイヤまたはＳＭＤコンタクトパッドのような、第二のコンタクトを含むケーシングおよび／または台を備えてもよく、第二のコンタクトはヘテロ構造の（第一の）コンタクトに連結される。
−たとえば光源がポインタとして使用されるのであれば、握りまたは取っ手が設けられてもよい。
−光源がディスプレイ装置の一部として設けられるのであれば、搭載手段およびコリメーション光学系が存在してもよい。
【００１１】
本発明はまた、ディスプレイおよび照明の目的に調和した光源の使用、すなわち、本発明に従った光源により光を生成するステップを含む、情報を展示するおよび／または物体を照らす方法に関する。
【００１２】
少なくとも二つの異なる放射遷移は、第一の変形に従うと、光学的活性帯の異なる領域における遷移であってもよい。たとえば、光学的活性帯は、それらの間に障壁層を有する複数の量子井戸を備え、量子井戸の各々は光学的活性領域を規定し、量子井戸は、異なる材料組成と、異なる厚みと、異なる材料成長特性と、量子井戸内でのエネルギー準位の相違を量子井戸間で異ならせるその他の理由と、の少なくとも一つを理由として、異なるエネルギー準位を有してもよい。
【００１３】
第一の変形の他の実施の形態として、光学的活性帯は、異なる組成および／または遷移勾配（transition gradient）を有する層を備えてもよい。さらに他の実施の形態に従うと、光学的活性帯は、異なるサイズおよび／または異なる組成の量子ドットおよび／または量子細線を、混ざった状態でまたは異なる領域内において、備えてもよい。
【００１４】
少なくとも二つの異なる放射遷移は、第二の変形に従うと、光学的活性帯内の電荷キャリアの、接地状態と異なる少なくとも二つのエネルギー準位への励起を原因とし、そのため、異なる電荷キャリアの接地状態（またはより低い励起状態）への（放射）遷移が少なくとも二つの異なる光子エネルギーを発生してもよい。二つの放射遷移の励起は、たとえば、光学的活性層を挟み込む半導体材料の電子構造と、光学的活性材料自身との調整によって行なわれる。このため、光学的活性層に注入された電荷キャリアが、伝導帯内の少なくとも二つのエネルギー状態、価電子帯内の少なくとも二つのエネルギー状態、またはこれらの両方に、非常に高い密度で集合して、これらのエネルギー状態の間で、異なる波長において発生し望ましい結果、すなわち、遷移間のエネルギーの距離はこの場合通常大きすぎず、さもなければ、高エネルギー状態において著しい放射再結合を起こすための著しい数量の転換に到達できないこと、をもたらす、キャリアの放射再結合を引き起こす。これが行なわれ得る材料の組み合わせの例は、インジウム含量の低いＩｎＧａＮ量子井戸を含む。
【００１５】
導波路は、インデックスガイド型またはゲインガイド型のいずれかであってもよく、両方であってもよい。インデックスガイド型の導波路は、導波領域内の屈折率が周辺の領域よりも高いように装置内部を光が導かれる、材料の横構造を含む。たとえば、装置に隆起が設けられてもよく、（埋め込まれた）細長い高インデックス材料が存在して光を導いてもよい。ゲインガイド型の導波路は、電極を有することによる電流の横構造、および／または、電流が横構造を流れるのを防止する絶縁層を含む。
【００１６】
反射を防止するための手段は、
Ａ．反射防止（ＡＲ）コーティング
Ｂ．導波路方向に対し斜角にある、上記導波路の端小面（end facet）
Ｃ．テーパを備える導波路であって、これにより上記端の少なくとも一方へ向かって導波路が広げられる、または狭められる
Ｄ．上記第一および第二の波長の少なくとも一方の光を吸収する構造を含む、吸収領域
の、少なくとも一つを含む。
【００１７】
条件Ｂを参照して、導波路方向−当該技術分野において公知である−は、たとえば、導波炉内を導かれる光ビームの中心軸の方向として規定されてもよい。導波路方向は、導波材料の構造および／または電流の閉じ込めによって、それぞれ規定される。斜角とは、０°および９０°とは異なる角度を意味し、これにより、条件Ｂに一致する導波路方向は、上記端小面に垂直な方向と平行ではない。
【００１８】
好ましくは、少なくとも一つの端小面は導波路方向に対し斜角にあり、他の手段（ＡＲコーティング、テーパ状導波路、吸収領域）の少なくとも一つが用いられる。
【００１９】
特別な実施の形態に従えば、少なくとも条件ＢおよびＣ、ならびに随意の少なくとも一つの更なる条件が満たされる。
【００２０】
特別な実施の形態に従うと、光源の中央部の放出波長は、４００ｎｍと６００ｎｍとの間、または、４００ｎｍと５６０ｎｍとの間（したがって青色または緑色）である。
【００２１】
本発明に従った広帯域の可視光源用の材料として、特に青色光源および緑色光源として、窒素化合物が特に好適であることが、本発明者によって見出された。より具体的には、ヘテロ構造は、０≦ｘ＜１であるＩｎｘＧａ１−ｘＮ、またはＡｌｘＧａ１−ｘＮのような、ＧａＮ系材料を含んでもよい。たとえば、光学的活性層は、ｘが０．０５と０．３５との間のＩｎｘＧａ１−ｘＮで形成されてもよい。他の好適な材料群は、酸化亜鉛である。
【００２２】
この本文中において、「垂直」「水平」「横」「縦」などの語が使用される。これらの語は概して、同一の基板上に成長した層の層構造をいう。すなわち、水平とは、層平面に平行な任意の方向を示し、「垂直」とはそれに垂直な方向を示す。これは当然、最終目的地における光源の実際の方位とは関係しない。「縦」および「横」は水平方向であって、「縦」は導波路方向に平行する。
【００２３】
図面の簡単な説明
本発明の先述のならびに他の特徴および利点は、添付の図面に図示された本発明の好ましい実施の形態に係る以下のより特定的な説明において、さらに説明される。図面は全て概略的であり、等縮尺ではない。図面において、同一の参照番号は、同一または対応する要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に従ったＳＬＥＤの概略図である。
【図２】本発明に従ったＳＬＥＤの第一の実施の形態の層構造の断面図である。
【図３】本発明に従ったＳＬＥＤの第一の実施の形態の層構造の断面図である。
【図４】インデックスガイドの第一の変形を示す図である。
【図５】インデックスガイドの第二の変形を示す図である。
【図６】ゲインガイド構造を示す図である。
【図７】傾斜した導波路を示す図である。
【図８】ＡＲコーティングを有する傾斜した導波路を示す図である。
【図９】テーパを有する傾斜した導波路を示す図である。
【図１０】吸収領域を有する傾斜した導波路を示す図である。
【図１１】端面発光の原理を示す図である。
【図１２】面発光の原理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
好ましい実施の形態の説明
図１に示される層構造のＳＬＥＤ１は、第一クラッド層３と第二クラッド層４との間に、光学的活性帯２を備える。たとえば、第一クラッド層は第一導電型の半導体材料（たとえばｎドープ半導体）で形成され、第二クラッド層は第二導電型（たとえばｐドープ半導体）で形成されてもよい。特定の実施例では、第一クラッド層３はＳｉのようなドナー型不純物によりドープされたＧａＮで形成されてもよく、一方、第二クラッド層はＭｇのようなアクセプタ型不純物によりドープされたＧａＮで形成されてもよい。この構造は、好適な材料の基板（図示せず）上に設けられてもよい。この基板は導電性（たとえばｎ型導電性）であってもよく、この場合、第一コンタクト電極が基板の底側に配置されてもよい。基板はまた電気的に絶縁性でもよく、この場合、第一クラッド層３と基板との間にコンタクト層が配置され、コンタクト層に接触するコンタクト電極（図示せず）が導波路に対し横方向に少し離れて設置される。適切な電極によりヘテロ構造をコンタクトする方法は、当該技術分野において公知であり、その更なる詳細はここでは説明しない。
【００２６】
光学的活性帯２は、以下の図を参照してより詳細に説明される、一つ以上の光学的活性領域を備えてもよい。光学的活性帯は、垂直方向の電流の注入に基づいて、可視光を生成することが可能である。より具体的には、層構造は少なくとも部分的に水平な導波路を含み、そのため導波路に沿って伝わる光が誘導放出によって生成され増幅される。
【００２７】
図２に従った構造の光学的活性帯２は、複数の（すなわち少なくとも二つの）光学的活性領域を含む。図２の光学的活性領域は、垂直方向において互いに間隔を空けられた、二つの別々の光学的活性層５，６により形成される。光学的活性層５，６の間に、かつまた潜在的には光学的活性層に近接して、障壁層がある。光学的活性層は、周囲の障壁層よりも（かつ、少なくとも一つの光学的活性層が直接クラッド層に近接するのであれば、同様にクラッド層よりも）小さいバンドギャップを有する。
【００２８】
光学的活性層は、量子井戸層であってもよい。これは、障壁層が活性層よりも低い屈折率を有し、電荷キャリアの波長が層厚みと同一のオーダーの強度である場合である。より具体的には、活性層５，６の厚みはたとえば、０．０２μｍ未満でもよい。量子井戸層間の障壁層７の厚みは、大抵の場合、量子井戸層自身の厚みよりも大きい。図示された二つの量子井戸層の代わりに、三、四またはそれ以上の量子井戸層が存在してもよい。
【００２９】
図示された実施の形態では、異なる光学的活性領域のバンドギャップは等しくない。より具体的には、層厚み（エネルギーサブバンドの準位の原因となる）と半導体材料組成（３次元「バルク」エネルギーバンド構造の原因となる）との少なくとも一つは、二つの異なる層間で異なる。図２において、第一の量子井戸層５は、第二の量子井戸層６よりも幅広く図示されている。
【００３０】
障壁層７は、たとえばＧａＮで形成されてもよく、活性層５，６は、青色光発光用にｘが０．０５と０．２との間の、および緑色光発光用にｘが０．２と０．３５との間のＩｎｘＧａ１−ｘＮで形成されてもよい。障壁層と活性層との両方はドープされなくてもよい。つまり、何らかの目的をもったドープを備える必要はない。ｘ＞０．２であるために、偏析が発生し得る。たとえばＩｎの島が形成されてもよい。偏析は、適切な成長条件、たとえば低い温度でのＩｎｘＧａ１−ｘＮ層の成長によって、低減され得る。また、活性層−後に量子井戸層になる−が小さい厚みに形成されれば、偏析が低減され得る。たとえば、各々小さな厚みに形成され、少なくとも二つの異なる厚みを有する、および／または、少なくとも二つの異なる材料組成（たとえばｘの値）を有する、多数（四以上）の量子井戸層が選択されてもよい。
【００３１】
図３の実施の形態は、図示された形状が量子井戸層ではない単一の活性層１５を備える点で、図２と異なる。クラッド層３，４、障壁層７および活性層１５間のエネルギー構造の関係は、一つ以上の放射遷移が光学的活性層において励起され得るようなものである。たとえば、多数の遷移状態が利用可能である非常に大きな量子井戸が形成されてもよい。その後、これらの遷移状態は、キャリア密度を増加することによって励起されなければならず、そのため、高エネルギー状態の集合は、相当な遷移レベルを有するために十分高い。
【００３２】
図３の図示された形状に対する代替案として、単一の活性層はまた、量子井戸層であってもよい。さらに他の代替案として、この構造は、その全部または少なくとも一部が同一
の波長において発光する（すなわち、同一のバンドギャップ、たとえば等しい井戸を有する）、複数の（量子井戸層などの）光学的活性層を備えてもよい。
【００３３】
図４は、インデックスガイド型の導波路の原理を示す。光学的活性帯２は、先の実施の形態の任意の一つにおけるものとして、または本発明の他の任意の実施の形態におけるものとして、形成されてもよい。この構造は、画面外の導波路方向を有する導波路を規定する隆起を備える。第二クラッド層４が厚すぎなければ、そのような隆起は横方向に光を閉じ込め、光ビームを導波路に沿って伝播させる。文献ではこの方法は、弱屈折率導波またはリッジ導波路と呼ばれることが多い。
【００３４】
インデックスガイド型導波路の他の実施例が図５に図示される。図５では、光学的活性帯２−および／または、クラッド層の少なくとも一つなどの、光学的活性帯で生成した光が伝播する他の領域−は、他の材料の閉じ込め層５２の屈折率よりも高い屈折率を有する横方向閉じ込め層５１を備える。そのような構造はまた、「埋め込み構造導波路」とも呼ばれる。
【００３５】
ゲインガイド型構造が図６に示される。第二の（上部）電極６１は細長い形状であり、そのため、垂直電流は横方向に閉じ込められ、光学的活性領域が発光し得る領域を制限する。これにより光はまた、細長い形状に沿って、すなわち導波路方向に沿って、導かれる。
【００３６】
インデックスガイドおよび／またはゲインガイドにより導波路を規定する他の方法は、当該技術分野において公知であり、その更なる詳細はここでは説明しない。
【００３７】
図７は、−ＳＬＥＤ１の概略上面図において−とり得る導波路の形状を図示する。ＳＬＥＤ本体は（水平断面において）略矩形であり、端面を有する。導波路方向７３は端面およびその法線方向に対して角度を成す。これが原因で、導波路の小面（図示された形状では、端小面は、導かれた光と端面との交点に対応する端面の断面に対応する）は、導波路方向に対して斜角にある。そのため、導波路に沿って伝わる光は、端小面によって反射せず、導波路内へ戻るが、導波路から離れて伝わらない。
【００３８】
図８に従った形状の端小面の少なくとも一つは、反射防止（ＡＲ）コーティング７４をさらに備える。図示された実施の形態では、両方の端面７２の全体がＡＲコーティングされているが、端小面に対応する断面のみをコーティングすれば十分である。ＡＲコーティングはさらに、光がＳＬＥＤ１の本体内を複数回行き帰りすることを防止するのに寄与する。ＡＲコーティング自体が、当該技術分野で公知である。これらはたとえば、屈折率が導波路材料の屈折率と周囲の媒体の屈折率との幾何平均に対応し、厚みが波長の四分の一である、誘電体層により構成されてもよい。ＡＲコーティングに係る他の実施の形態、たとえば、それ自体当該技術分野において公知であるが複数の層を備えるもの、がまた使用されてもよい。
【００３９】
図９の形状は、斜めの端小面に加え、テーパ状導波路を備える。端小面に近接する導波路７１は、端小面に接近すると幅広になる。（導波路７１は、直線中間部７５と端小面７６との間において、広がる。たとえば線形的に広がる。）その代わりとして、導波路はまた狭まってもよい。このテーパ形状により、光の導波路内に反射される部分がさらに低減される。図１１に示すテーパはさらに、図１０のＡＲコーティングに組み合わせられてもよい。
【００４０】
図１０は、導波路７１が活性部７７を備え、活性部７７において上述したように光学的活性帯が電気励起され、さらに吸収部７８を備え、吸収部７８において導波路の材料は活
性部で放出された波長の光を吸収する、導波路の構造を示す。たとえば、吸収部７８において半導体構造は逆バイアスされてもバイアスされなくてもよい。特に、接合のｐ側とｎ側とは、たとえば本明細書中に引用により援用される国際公開第２００５／０７１７６２号に開示されるように、電気的に接続されてもよい。
【００４１】
ＳＬＥＤ内の光は導波路により導かれる。多くの実施の形態では、ＳＬＥＤは図１１に図示されるように、端面発光型である。図１１では、導波路７１の端小面は、層平面に対し垂直である。一つの代案は図１２に示される。図１２では、導波路の面内部８１は、ＳＬＥＤを面発光型にする目的でビームを垂直方向へ向けさせるように、層平面に対して角度を形成する反射構造８２によって、終端処理される。
【００４２】
種々の他の実施の形態が、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、想到され得る。
【００４３】
（１）  他の実施の形態としては、ディスプレイおよび／または照明用の可視光の光源であって、半導体層を含むヘテロ構造を備え、ヘテロ構造は、第一端と第二端との間の導波路を形成し、ヘテロ構造は、複数の層と、その複数の層により形成された光学的活性帯とを備え、光学的活性帯は、前記導波路により導かれた光を放出可能であり、少なくとも二つの異なる放射遷移は、ｐ側電極とｎ側電極との間の電流により光学的活性において励起可能であり、前記少なくとも二つの異なる放射遷移の遷移エネルギーは、光学スペクトルの可視部分の波長に対応し、光源はさらに、前記第一端と第二端との少なくとも一つによる導波路からその導波路へ戻る光の反射を妨げる手段を備え、これにより光源に超光発光ダイオードを備えさせる、光源。
【００４４】
（２）  光学的活性帯は、少なくとも二つの別々の光学的活性領域を含み、一番目の前記光学的活性領域は第一のエネルギー準位差を備え、二番目の前記光学的活性領域は第二のエネルギー準位差を備え、第一および第二のエネルギー準位差は異なり、それにより、少なくとも二つの異なる放射遷移は前記第一および第二のエネルギー準位差にわたる遷移を含む、（１）に記載の光源。
【００４５】
（３）  光学的活性帯は、多数の放射遷移を有する一つの光学的活性領域を含み、それにより、少なくとも二つの異なる放射遷移は、前記光学的活性領域の単一の材料内の少なくとも三つの異なるエネルギー準位間の遷移を含む、（１）に記載の光源。
【００４６】
（４）  前記反射を妨げる手段は、
−反射防止コーティング
−導波路方向に対し斜角にある、前記導波路の端小面
−テーパを備える導波路であって、これにより前記端の少なくとも一方へ向かって導波路が広げられる、または狭められる
−前記第一および第二の波長の少なくとも一方の光を吸収する構造を含む、吸収領域
の、少なくとも一つを含む、（１）から（３）のいずれかに記載の光源。
【００４７】
（５）  半導体層を含むヘテロ構造を備える光源であって、ヘテロ構造は、第一端と第二端との間の導波路を形成し、ヘテロ構造は、複数の層と、その複数の層により形成された光学的活性領域とを備え、光学的活性領域は、ｐ側電極とｎ側電極との間の電流の発生に基づく前記導波路により導かれた光を放出可能であり、前記光学的活性領域のエネルギー準位差は光学スペクトルの可視部分の発光波長を規定し、光学的活性領域は、光学スペクトルの可視部分の第一発光波長を規定する第一領域と、光学スペクトルの可視部分の第二発光波長を規定する第二領域と、を少なくとも含み、第二発光波長は第一発光波長と異なり、光源はさらに、前記第一端と第二端との少なくとも一つによる導波路からその導波路へ戻る光の反射を妨げる手段を備え、これにより光源を超光発光ダイオードにする、光源。
【００４８】
（６）  前記反射を妨げる手段は、
−反射防止コーティング
−導波路方向に対し斜角にある、前記導波路の端小面
−テーパを備える導波路であって、これにより前記端の少なくとも一方へ向かって導波路が広げられる、または狭められる
−前記第一および第二の波長の少なくとも一方の光を吸収する構造を含む、吸収領域
の、少なくとも一つを含む、（５）に記載の光源。
【００４９】
（７）  導波路はインデックスガイド型である、請求項１から請求項６のいずれかに記載の光源。
【００５０】
（８）  導波路はゲインガイド型である、請求項１から請求項６のいずれかに記載の光源。
【００５１】
（９）  第一および第二の光学的活性領域は、前記層構造の複数の層により規定された一層に垂直な垂直方向において、互いに間隔を空けられる、（４）から（８）のいずれかに記載の光源。
【００５２】
（１０）  前記第一および前記第二の光学的活性領域は、量子井戸を含む、請求項９に記載の光源。
【００５３】
（１１）  第一および第二の光学的活性領域は、均一な光学的活性層であり、第一および第二の光学的活性層の間で厚みと半導体材料組成との少なくとも一つが異なる、（９）または（１０）に記載の光源。
【００５４】
（１２）  光学的活性帯は、ガリウムを含む窒化物半導体材料を含む、（１）から（１１）に記載の光源。
【００５５】
（１３）  光学的活性帯は、酸化亜鉛半導体材料を含む、（１）から（１１）に記載の光源。
【００５６】
（１４）  ディスプレイおよび／または照明用の可視光の超発光光源であって、
光源は、半導体層を含むヘテロ構造を備え、
ヘテロ構造は、第一端と第二端との間の導波路を形成し、
ヘテロ構造は、複数の層を備え、その複数の層により形成された光学的活性帯を備え、
光学的活性帯は、ｐ側電極とｎ側電極との間の電流の発生による電荷キャリアの注入に基づく前記導波路により導かれた光を放出可能であり、
光学的活性帯は、第一の光学的活性窒化物半導体層と第二の光学的活性窒化物半導体層とを含み、
一番目の前記光学的活性層は第一のエネルギー準位差を備え、二番目の前記光学的活性層は第二のエネルギー準位差を備え、第一および第二のエネルギー準位差は異なり、
導波路は、導波路方向に対し斜角にある端小面を備え、
導波路はテーパをさらに備え、それにより前記端の少なくとも一方へ向かって導波路が広げられる、または狭められる、光源。
【００５７】
（１５）  第一および第二の光学的活性層に加えて、少なくとも一つの光学的活性層をさらに備える、（１４）に記載の光源。
【００５８】
（１６）  ディスプレイおよび／または照明用の可視光の超発光光源であって、
光源は、半導体層を含むヘテロ構造を備え、
ヘテロ構造は、第一端と第二端との間の導波路を形成し、
ヘテロ構造は、複数の層を備え、その複数の層により形成された光学的活性帯を備え、
光学的活性帯は、電流の注入に基づく前記導波路により導かれた光を放出可能であり、
光学的活性帯は、第一の光学的活性窒化物半導体層と第二の光学的活性窒化物半導体層とを含み、
第一および第二の光学的活性窒化物半導体層は、偏析についての例外を除いては、均一であり、
一番目の前記光学的活性層は第一のエネルギー準位差を備え、二番目の前記光学的活性層は第二のエネルギー準位差を備え、第一および第二のエネルギー準位差は異なり、
導波路は、導波路方向に対し斜角にある端小面を備える、光源。
【００５９】
（１７）  ディスプレイおよび／または照明用の可視光の超発光光源であって、
光源は、半導体層を含むヘテロ構造を備え、
ヘテロ構造は、第一端と第二端との間の導波路を形成し、
ヘテロ構造は、複数の層を備え、その複数の層により形成された光学的活性帯とを備え、
光学的活性帯は、電流の注入に基づく前記導波路により導かれた光を放出可能であり、
光学的活性帯は、第一の光学的活性量子井戸半導体層と第二の光学的活性量子井戸半導体層とを含み、
前記第一および第二の量子井戸半導体層の厚みと材料組成との少なくとも一つが異なり、
導波路は、導波路方向に対し斜角にある端小面を備える、光源。
【００６０】
（１８）  ディスプレイおよび／または照明装置であって、装置は光源を備え、光源は半導体層を含むヘテロ構造を備え、ヘテロ構造は、第一端と第二端との間の導波路を形成し、ヘテロ構造は、複数の層と、その複数の層により形成された光学的活性帯とを備え、光学的活性帯は、前記導波路により導かれた光を放出可能であり、少なくとも二つの異なる放射遷移は、ｐ側電極とｎ側電極との間の電流により光学的活性において励起可能であり、前記少なくとも二つの異なる放射遷移の遷移エネルギーは、光学スペクトルの可視部分の波長に対応し、光源はさらに、前記第一端と第二端との少なくとも一つによる導波路からその導波路へ戻る光の反射を妨げる手段を備え、これにより光源を超光発光ダイオードにする、装置。
【図１】
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【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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