半导体发光元件和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了半导体发光元件和含有该半导体发光元件的显示装置，它们使得将要出射的光的光强度分布是正态分布，并且能够形成高精细的图像。在所述半导体发光元件中，第一区域和第二区域沿着光波导的延伸方向周期性地且交替地布置于所述光波导中，并且当用P1和P2分别表示所述第一区域的数量和所述第二区域的数量时，如果P1-P2=1，那么P2是2以上的整数，而如果P2-P1=1，那么P1是2以上的整数。此外，所述第一区域的有效折射率不同于所述第二区域的有效折射率，所述第一区域的宽度不同于所述第二区域的宽度，或者两种类型的基横模的光被出射。

【技术实现步骤摘要】
半导体发光元件和显示装置
本专利技术涉及半导体发光元件和包括该半导体发光元件的显示装置。
技术介绍
例如，日本未经审查的专利申请公开案N0.2009-025462中揭示了一种包括由半导体激光元件形成的半导体发光元件作为光源的诸如投影仪装置等显示装置(即，所谓的激光显示装置)。由于激光显示装置除了具有高亮度和高清晰度的特性之外，还小巧轻便且具有电力消耗低的特性，所以它已经引起了极大的关注。然而，在激光显示装置中，散斑噪声(speckle noise)已成为使各种类型的图像的质量劣化的部分原因,但不是全部原因。该散斑噪声是因如下现象而生成的，该现象是:由于激光的高相干性，该激光的散射光束在用于显示各种类型的图像的激光照射面(诸如屏幕或墙壁表面)上彼此干涉。而且该现象是由于激光照射面存在着细微的凹凸不平而造成的。顺便提及地，当用λ、011和Λ λ分别表示激光的波长、激光照射面的表面粗糙度和激光的振荡波长宽度时，散斑对比度(specklecontrast)C能够用下面的公式(I)来表示。此外，从公式(I)中已发现，随着振荡波长宽度Δ λ的值的增大，能够实现散斑噪声的减少。C=[l/{2(2.π.0h.Δ λ / λ 2) 2+1} ]1/4 (I)日本未经审查的专利申请公开案N0.2010-171316中揭示了一种能够减少散斑噪声的半导体发光元件。上述专利文件中所揭示的半导体发光元件包括:有源的多模波导(multimode waveguide),其允许基横模(fundamental transverse mode)的光和一次横模(first-order transverse mode)的光通过；以及活性层,其具有第一活性层区域和第二活性层区域，在第一活性层区域中，分布有多于一次横模的基横模，而在第二活性层区域中，分布有多于基横模的一次横模。此外，在上面所说明的该半导体发光元件中，第一活性层区域的发光波长不同于第二活性层区域的发光波长。
技术实现思路
在日本未经审查的专利申请公开案N0.2010-171316中所揭示的半导体发光元件中，基横模和一次横模被交替振荡。在这种情况下，由于振荡波长彼此不同，所以振荡谱基于时间平均而被加宽，激光的相干性降低了，且因此散斑噪声能够减少。然而，由于一次横模的光强度分布不是正态分布，所以集光特性变劣，且作为结果而言不利的是，可能无法获得闻精细的图像。鉴于上述问题，期望提供一种半导体发光元件，它能够出射光且该光的光强度分布是正态分布，并且它能显示高精细的图像。此外，还期望提供一种包括上述半导体发光元件的显示装置。本专利技术的第一实施例提供了一种半导体发光兀件。在该半导体发光兀件中，第一区域和第二区域沿着光波导的延伸方向周期性地且交替地布置于所述光波导中；当用PdPP2分别表示所述第一区域的数量和所述第二区域的数量时，如果P1-P2=I成立，那么P2是2以上的整数，而如果P2-P1=I成立，那么P1是2以上的整数；并且所述第一区域的有效折射率不同于所述第二区域的有效折射率。本专利技术的第二实施例提供了一种半导体发光兀件。在该半导体发光兀件中，第一区域和第二区域沿着光波导的延伸方向周期性地且交替地布置于所述光波导中；当用PdPP2分别表示所述第一区域的数量和所述第二区域的数量时，如果P1-P2=I成立，那么P2是2以上的整数，而如果P2-P1=I成立，那么P1是2以上的整数；并且所述第一区域的宽度不同于所述第二区域的宽度。本专利技术的第三实施例提供了一种半导体发光兀件。在该半导体发光兀件中，第一区域和第二区域沿着光波导的延伸方向周期性地且交替地布置于所述光波导中；当用PdPP2分别表示所述第一区域的数量和所述第二区域的数量时，如果P1-P2=I成立，那么P2是2以上的整数，而如果P2-P1=I成立，那么P1是2以上的整数；并且两种类型的基横模的光被出射。本专利技术的第四实施例提供了一种显示装置，所述显示装置包括本专利技术的第一实施例至第三实施例的半导体发光元件中的任一者。在本专利技术的第一实施例的半导体发光元件中，所述第一区域和所述第二区域周期性地且交替地布置着，并且所述第一区域的所述有效折射率不同于所述第二区域的所述有效折射率，同时在本专利技术的第二实施例的半导体发光元件中，所述第一区域和所述第二区域周期性地且交替地布置着，并且所述第一区域的宽度不同于所述第二区域的宽度；因此，在所述第二区域中生成的基横模的光的波长λ 2不同于在所述第一区域中生成的基横模的光的波长λρ此外，在本专利技术的第三实施例的半导体发光元件中，在所述第一区域和所述第二区域中，生成了两种类型的基横模的光。在这种情况下,P1或P2的值是2以上的整数。顺便提及地，当在所述 光波导的所述第一区域和所述第二区域中的一个区域中生成的基横模的光传播经过所述光波导的另一个区域时，该光与在所述另一个区域中生成的基横模的光耦合(进行能量转换)。即，例如，所述第二区域中所生成的基横模的光通常在所述第一区域中所生成的基横模的光中在某种程度上被吸收。因此，在本专利技术的第一实施例至第三实施例的半导体发光元件中，例如，如果P1-P2=I成立，那么由于存在至少两个所述第二区域，所以一个第二区域中所生成的基横模的光在与第一区域中所生成的基横模的光的耦合结束之前到达了相邻的第二区域。结果，能存在两种类型的基横模的光(具有波长X1的光和具有波长入2的光)。于是从半导体发光元件出射的全部光的波长宽度△ λ的值能够被增大。因此，不必使用复杂的元件结构和/或电路，利用上面的公式(I )，通过半导体发光元件本身就能减少散斑噪声。此外，由于在所述第一区域中生成的光和在所述第二区域中生成的光均为基横模，所以将要出射的全部光的光强度分布是正态分布，并因此能获得高精细的图像。【附图说明】图1A是实例I的半导体发光元件的构成要素的示意性布置图；图1B是实例I的半导体发光元件的沿图1A中的箭头IB-1B所取得的示意性截面图；图2Α是实例I的半导体发光元件的沿图1A中的箭头IIA-1IA所取得的示意性截面图；图2B是实例2的半导体发光元件的与沿图1A中的箭头IIB-1IB所取得的示意性截面图类似的示意性截面图；图3A和图3B均是包括基板的不意性局部截面图，用于图不实例I的半导体发光元件的制造方法；图4A和图4B均是示意性局部截面图，用于图示跟随在图3A和图3B所示的截面图之后的实例I的半导体发光元件的制造方法；图5A示出了当实例I的半导体发光元件被连续驱动时所获得的发射角分布的测量结果；图5B示出了当实例I的半导体发光元件被连续驱动时所获得的波长谱的测量结果;图6A和图6B图示了在实例3中当让预定的驱动电流流过光波导的第一区域和第二区域时并且当高频信号进一步叠加于该电流上时能够使△ λ的值增大的状态，其中图6Α示出了未叠加高频信号而执行连续振荡的情况，而图6Β示出了叠加有高频信号而执行连续振荡的情况；图7是实例4的半导体发光元件的构成要素的示意性布置图；图8是实例5的显示装 置的概念图；以及图9是实例5的另一显示装置的概念图。【具体实施方式】以下，参照附图，虽然将会使用各实例来说明本专利技术，但是本专利技术并不限于这些实例，而且各实例中所公开的各种数值和材料仅仅是以示例的方式示出的。此外，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件，其包括：第一区域；以及第二区域，所述第一区域和所述第二区域沿着光波导的延伸方向周期性地且交替地布置于所述光波导中，其中，当用P1和P2分别表示所述第一区域的数量和所述第二区域的数量时，如果P1‑P2=1，那么P2是2以上的整数，而如果P2‑P1=1，那么P1是2以上的整数，并且所述第一区域的有效折射率不同于所述第二区域的有效折射率。

【技术特征摘要】
2013.02.25 JP 2013-0348211.一种半导体发光元件，其包括: 第一区域；以及 第二区域，所述第一区域和所述第二区域沿着光波导的延伸方向周期性地且交替地布置于所述光波导中， 其中，当用P1和P2分别表示所述第一区域的数量和所述第二区域的数量时，如果P1-P2=I,那么P2是2以上的整数，而如果P2-P1=I,那么P1是2以上的整数，并且 所述第一区域的有效折射率不同于所述第二区域的有效折射率。2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，所述半导体发光元件出射两种类型的基横模的光。3.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，当用L1表示所述第一区域的沿着所述光波导的所述延伸方向的长度，用λ ave表示将要出射的光的平均波长，用IlrfM表示所述第一区域的所述有效折射率，并且用nrff_2表示所述第二区域的所述有效折射率时，满足下面的方程式: 0.7 X {λ ave/ (iigff-j-neff_2)} ^ L1 ^ 1.3Χ{λ ave/ (Hef^1-neff_2)}。4.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，当用L1表示所述第一区域的沿着所述光波导的延伸方向的总长度，并且用L2表示所述第二区域的沿着所述光波导的延伸方向的总长度时，满足下面的方程式:0.1 ( L2/ (L^L2) < 0.4。5.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，当用IirfM表示所述第一区域的所述有效折射率，并且用nrff_2表示所述第二区域的所述有效折射率时，满足下面的方程式: I X 10-3 ≤(nrfH-neH-2) /Iieff^ ( I X 10-2。6.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中当用λ_表示将要从所述半导体发光元件出射的光的波长的最大峰值，并且用△ λ表示该光的波长宽度时，满足下面的方程式: Λλ/λΜχ>1.5Χ10-4。7.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其中， 所述第一区域和所述第二区域形成一个脊部，并且 所述半导体发光元件还包括在所述第二区域附近的折射率控制区域，以使所述第二区域的所述有效折射率不同于所述第一区域的所述有效折射率。8.根据权利要求7所述的半导体发光元件，其中，所述折射率控制区域每一者均包含用于减小折射率的物质。9.根据权利要求8所述的半导体发光元件，其中，所述用于减小折射率的物质包括氧化锌。10.根据权利要求7所述的半导体发光元件，其中，所述折射率控制区域每一者均包括金属膜。11.根据权利要求10所述的半导体发光元件，其中，所述金属膜包括钛、钼或金。12.—种半导体发光元件，其包括: 第一区域；以及 第二区域，所述第一区域和所述第二区域沿着光波导的延伸方向周期性地且交替地布置于所述光波导中， 其中，当用P1和P2分别表示所述第一区域的...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿部博明，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP