本发明专利技术公开了一种半导体发光装置。该半导体发光装置包括形成在基板(1)上且由包括发光层(4)的多个半导体层构成的层叠构造体。层叠构造体具有包括设置在该层叠构造体上部的脊构造的光波导(14)，光波导(14)被设置成从层叠构造体的前端面(12)延伸到后端面(13)，光波导(14)包括与层叠构造体的前端面(12)的法线倾斜着从该前端面(12)延伸的直线波导部(14a)和垂直地到达层叠构造体的后端面(13)的曲线波导部(14b)。曲线波导部(14b)形成在以该光波导(14)的中心为基准层叠构造体的后端面(13)一侧。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种半导体发光装置，特别涉及发出蓝紫色到红色可见光谱区之光的超辐射发光二极管(SLD)装置。
技术介绍
发光二极管(LightEmitting Diode LED)及半导体激光器(Laser Diode LD)等半导体发光装置具有小型及高输出等优良特征，因此应用它们的
非常广泛，例如通信、光碟等的信息
、医疗领域和照明领域。近年来，特别是使用LED作为薄型电视等使用了液晶面板的液晶显示装置的光源这一情况正在迅速增多。液晶显示装置包括用作透过型光调制元件的液晶面板，设置在该液晶面板背面的光源装置对液晶面板照射光。液晶面板通过控制自光源装置照射来的光的透过率形成图像。现有技术中一直使用冷阴极突光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp CCFL)作光源装置的光源，但是近年来随着节能化的深入，使用了 LED芯片的LED背光光源的开发正不断深入进行。一般的使用方式是以将蓝色LED和黄色荧光粉相结合而发白色光的白色LED作为LED背光光源使用。LED背光光源按照LED的布置方法大致分为直下式和边光式。直下式是指LED光源网格状地设置在液晶面板的正下方的情况，适合应用在通过对每一个被称为局部变暗(local dimming)的区域控制光源的亮度来提高图像的对比度的技术中。但是却存在难以薄 型化等问题。边光式是将LED光源布置在液晶面板的周围，利用导光板照射整个面板，所以具有易于实现面板的薄型化，设计性高等优点。从成本方面来看，也具有能够减少LED的安装数量的优点。本来就要求边光式背光光源具有高指向性及高偏振性等特性，但是现在所使用的LED光源不具有这样的特性，作为光源没有被最佳化。LD是高指向性及高偏振性的小型光源中的一种，但是该LD因为其光相干性高而存在容易产生斑点噪声的问题。于是，本申请专利技术人将具有高指向性、高偏振性及低相干性的光源的研发目标放在了超福射发光二极管(Super Luminescent Diode SLD)上。SLD与LD—样都是具有光波导的半导体发光装置。在SLD中，在注入载流子的再耦合所产生的自激发发射光朝着光出射端面方向行进的时间内接收受激发射所带来的高增益而被放大，之后从光出射端面发射出去。SLD与LD的不同之处在于抑制了端面反射所导致的光振荡器的形成，使不产生法布里珀罗模式所引起的激光振荡。因此，SLD与普通的发光二极管一样非相干且光谱宽，光输出为几十mW左右。特别是，非常期待用氮化物半导体形成的SLD作为能够输出从紫外光谱区到绿色可见光谱区之光的高输出非相干光源使用。将这样具有高指向性、高偏振性及低相干性的光源即SLD作为边光式背光光源使用以后，与导光板的光耦合效率提高，而能够减少偏光板的数量，所以非常期待SLD成为高性能且低成本的背光光源。参照附图说明图13 图15对现有技术中的SLD做说明。(第一现有技术例)如图13所示，通过使出射端面101、102相对于脊形波导103倾斜减少模式反射率，来抑制激光振荡而能够作为SLD工作的构造公开在非专利文献I等中。因为是类似于LD的光波导构造，所以能够发出既具有较高的指向性又具有较低的相干性的光。然而，在图13所示的倾斜直线波导式构造下，前端面及后端面的反射率都较低，光从该两端面射出，所以存在的问题是难以获得受激发射所带来的放大效果。(第二现有技术例)再如图14所示，采用蚀刻法使前端面111成为倾斜的端面，降低前端面111的反射率，提高后端面112的反射率，由此而易于获得受激发射带来的放大效果的构造公开在非专利文献2等中。然而,如图14所示，与通过解理(cleavage)形成端面的情形相比,在采用蚀刻法形成低反射面的方法下，由于表面损伤及表面上的微小凹凸的影响反射率不会像计算结果那样下降得那么大，所存在的问题就是难以作为高输出的SLD工作。(第三现有技术例)又如图15所示，通过形成包括直线波导部123a和曲线波导部123b的脊形波导123而能够仅降低前端面121的反射率的构造公开在专利文献I等中。与由曲线波导部123b形成倾斜的端面的情况相比，因为反射率较高的后端面122和反射率较低的前端面121都能够通过解理形成，所以优点是能够精度良好地控制反射率。专利文献1:日本公开专利公报特开2003-142777号公报非专利文献I J. Quantum Electronics Vol. 24, No. 12, pp2454_2457 (1988)非专利文献2 Appl. Phys. Lett. 081107 (95) 2009
技术实现思路
-专利技术要解决的技术问题-然而，在第三现有技术例所涉及的具有曲线波导部的SLD中，存在曲线波导部所导致的波导损耗，其结果是会导致工作电流增大。而且，因为在曲线波导部传播的光也会从前端面出射，所以存在的问题就是，如图16所示，水平方向的远场图形(Far FieldPattern FFP)变形,其形状与高斯(Gaussian)形状大大地不符。本专利技术正是鉴于上述问题而完成的。其目的在于作为非相干光源获得发光效率较高的半导体发光装置。-用以解决技术问题的技术方案-为达成上述目的，本专利技术使半导体发光装置具有在光波导的后端面一侧包括曲线光波导的结构。具体而言，本专利技术所涉及的半导体发光装置包括形成在基板上且含有发光层的多个半导体层构成的层叠构造体，层叠构造体具有包括设置在该层叠构造体的上部的脊构造的光波导，光波导被设置成从层叠构造体的前端面延伸到后端面，该光波导包括与层叠构造体的前端面的法线倾斜着从该前端面延伸的直线波导部和垂直地到达层叠构造体的后端面的曲线波导部，曲线波导部形成在以该光波导的中心为基准层叠构造体的后端面一侧。根据本专利技术所涉及的半导体发光装置，因为在光密度较小的后端面一侧设置有曲线波导部，所以能够将曲线波导部的波导损耗最小化。优选，本专利技术所涉及的半导体发光装置在层叠构造体的后端面上形成有层叠了多个介电质膜而形成的高反射率膜。这样做则能够使对光的放大长度为谐振器长度的两倍，从而能够增大受激发射带来的放大效果。优选，本专利技术所涉及的半导体发光装置在层叠构造体的前端面上形成有极低反射率膜，该极低反射率膜是一层或者多层介电质膜。这样做则能够使前端面的反射率从1/10降低到1/100。因此，能够获得激光振荡得到进一步抑制且能够作为高输出的SLD工作的半导体发光装置。优选，本专利技术所涉及的半导体发光装置，在层叠构造体的直线波导部的周围部且使曲线波导部的切线朝着前端面方向延伸的方向上的区域，形成有防止从曲线波导部泄漏的光传播到层叠构造体的前端面的功能部。优选，在该情况下功能部是使光发生散射的散射槽部。这样做，从曲线波导部泄漏的光就会在散射槽部发生散射，该光就不会到达前端面，因此能够防止光的水平FFP变形。在该情况下，功能部可以是使光发生全反射的直线状全反射槽部。优选，此时直线状全反射槽部的长边方向的法线与直线波导部的延伸方向所成的角度比临界角大。这样做以后，从曲线波导部泄漏的光就会由于全反射槽部的存在而发生全反射，不会到达前端面，因此能够防止光的水平FFP变形。在本专利技术所涉及的 半导体发光装置中，功能部可以是吸收光的吸收部。这样做以后，从曲线波导部泄漏的光就被吸收部吸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.18 JP 2010-1833161.一种半导体发光装置，其特征在于该半导体发光装置包括形成在基板上且由包括发光层的多个半导体层构成的层叠构造体，所述层叠构造体具有包括设置在该层叠构造体上部的脊构造的光波导，所述光波导被设置成从所述层叠构造体的前端面延伸到后端面，该光波导包括与所述层叠构造体的前端面的法线倾斜着从该前端面延伸的直线波导部和垂直地到达所述层叠构造体的后端面的曲线波导部，所述曲线波导部形成在以该光波导的中心为基准所述层叠构造体的后端面一侧。2.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于 在所述层叠构造体的后端面上形成有层叠了多个介电质膜而形成的高反射率膜。3.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置，其特征在于 在所述层叠构造体的前端面上形成有极低反射率膜，该极低反射率膜是一层或者多层介电质膜。4.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的半导体发光装置，其特征在于 在所述层叠构造体的所述直线波导部的周围部且使所述曲线波导部的切线朝着前端面方向延伸的方向上的区域，形成有防止从所述曲线波导部泄漏的光传播到所述层叠构造体的前端面的功能部。5.根据权利要求4所述的半导体发光装置，其特征在于 所述功能部是使光发生散射的散射槽部。6.根据权利要求4所述的半导体发光装置，其特征在于 所述功能部是使光...
【专利技术属性】
技术研发人员：大野启，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：
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