本发明专利技术公开的半导体发光器件设置有层叠单元，包括分别层叠在有源层（6）的两侧上的p型层（5）和n型层（7），其中由有源层6产生的光的一部分从所述层叠单元的第一表面出射。公开的光学元件设置有反射层，其位于层叠部分的与上述第一表面相反侧上的第二表面上，在有源层一侧的方向上反射由有源层（6）产生的和从第二表面进入的光。该反射层包括金属层（1）和透明电极层（2-4），透明电极层（2-4）是导电的且对于由有源层（6）产生的波长是透明的。透明导电膜（3）的折射率比透明导电膜（2、4）以及p型层（7）的折射率低。透明导电膜（3）的吸收系数比透明导电膜（2、4）的吸收系数低。
Optical device
The invention discloses a semiconductor light emitting device is provided with a laminated unit, including stacked in the active layer (6) on both sides of the p layer (5) and n (7), wherein the layer produced by active layer 6, a part of the light from the first surface emitting laminated unit. Optical element is arranged on the public reflection layer, which are positioned on the second surface and the opposite side of the laminated portion on the first surface, the active layer side direction reflected by the active layer (6) generated from the second surface and into the light. The reflective layer includes a metal layer (1) and a transparent electrode layer (2-4), the transparent electrode layer (2-4) is electrically conductive and transparent to the wavelength generated by the active layer (6). The refractive index of the transparent conductive film (3) is lower than the refractive index of the transparent conductive film (2, 4) and the p layer (7). The absorption coefficient of the transparent conductive film (3) is lower than that of the transparent conductive film (2, 4).
【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光学器件，其包括层叠部分，在层叠部分中层叠P型层和η型层，以便它们将用作光吸收层或用作光发射层的有源层夹在中间，特别地，涉及一种以发光二极管(LED)等为代表的表面发光型发光器件，和用作太阳能电池等的光接收器件。
技术介绍
一些近来的液晶投影仪使用LED作为光源，用以照明液晶面板。在液晶投影仪中，需要利用偏振光(具体地，S偏振光或P偏振光)照射液晶面板。由于从LED输出的光是非偏振光,如果LED被用作照明液晶面板的光源,则对于从LED输出的光执行偏振转换。具体地，对于从LED输出的未偏振光执行偏振转换,其中从彼此正交的线性偏振光分量中选择一种偏振分量，将其转换成另一偏振分量。如果偏振转换效率低，将降低光的利用效率。如果完全没有执行偏振转换，大约一半从LED输出的光不能用作照明光。作为执行从LED输出的光的偏振转换的结构，已经知道这样一种结构，其中包括第一和第二棱镜的偏振转换兀件被定位为与LED的出射表面相对。第一棱镜和第二棱镜中的每一个都是两个直角棱镜彼此粘合的长方体棱镜。第一棱镜具有透射P偏振光和反射S偏振光的偏振光分离膜形成在两个直角棱镜的粘合面上的结构，使得从LED输出的光以大约45度的入射角进入偏振光分离膜。P偏振光从其出射的出射表面位于通过偏振光分离膜的P偏振光的传播方向上。第二棱镜具有反射膜形成在两个直角棱镜的粘合面上的结构，使得被第一棱镜的偏振光分尚膜反射的S偏振光以大约45度的入射角进入反射膜。S偏振光从其出射的出射表面位于由反射膜反射的光的传播方向上。将S偏振光转换成P偏振光的相差板位于出射表面上。从第一棱镜出射的P偏振光在与从第二棱镜出射的P偏振光相同的方向上传播。然而，使用上述偏振转换器件的结构具有下面的问题。通常，在利用从光源输出的光照射显示设备并且由显示设备形成的图像通过投影透镜来投影的投影型显示设备中，存在由光源的发散角和面积确定的光学扩展量(etendue)限制。为了有效使用从光源输出的光作为投影光，光源的发散角和面积的乘积的值需要等于或小于显示元件的面积和由投影棱镜的F数确定的受光角(立体角)的乘积的值。偏振转换器件的每个出射表面(第一出射表面和第二出射表面)的面积大到LED发光面积的大约两倍。由此，随着出射表面的面积增加，由于光学扩展量的限制，不能用于投影光的光也增加。结果，将降低光利用效率。已经提出了一种偏振LED，其在没有增加出射表面的面积的情况下执行偏振转换。图1示出了偏振LED结构的一个实例。如图1所示，该LED由层叠部分构成，在该层叠部分中，反射层101、p型层102、有源层103和η型层104顺序层叠在基座(sub mount) 100上。偏振器106定位为与LED的η型层104的表面相对。1/4波长板105位于偏振器106的LED侧表面上，使得1/4波长板105面对LED。反射层101还用作电极。基座100侧是LED的后表面，而η型层104侧是LED的前表面。有源层103发光(非偏振光)。从有源层103传播到LED的前表面侧的光从η型层104的前表面出射。另一方面，从有源层103传播到LED的后表面侧的光通过反射层101在有源层103的方向上反射。反射光顺序通过P型层102和有源层103，然后从η型层104的前表面出射。从η型层104的前表面出射的光通过1/4波长板105进入偏振器106。关于进入偏振器106的光,第一偏振光(P偏振光和S偏振光中的一种)通过偏振器106,而第二偏振光(P偏振光和S偏振光中的另一种偏振光)被偏振器106在LED方向上反射。被偏振器106反射的光通过1/4波长板105，然后进入η型层104的前表面。关于进入η型层104的前表面的光,该光的一部分在前表面上反射。该光的大部分进入LED。进入LED的光顺序通过η型层104、有源层103和ρ型层102。已经通过ρ型层102的光被反射层101在有源层103的方向上反射。反射的光顺序通过P型层102和有源层103，然后从η型层104的前表面出射。已经被偏振器106反射且在第二偏振光返回LED的过程中和在第二偏振光被反射层101在偏振器106的方向上反射的过程中两次通过1/4波长板105的第二偏振光被转换成第一偏振光，然后第一偏振光通过偏振器106。在前文的偏振LED中，关于从η型层104的前表面出射的非偏振光,第一偏振光直接通过偏振器106,而由于第二偏振光通过1/4波长板105两次,第二偏振光被转换成第一偏振光，然后通过偏振器106。由于LED前表面的面积与偏振器106的出射表面的面积几乎相同，所以可以在不增加出射表面的面积的情况下进行偏振转换。然而，反射层101的材料需要作为P型层102的电极操作，并具有高反射率。目前，还不能提供这种材料。例如，作为具有高反射率的材料，已经知道Ag。如果Ag用作反射层101的材料，可以获得具有高反射率的反射层101。然而，Ag不能满意地作为P型层102 (例如，P-GaN层)的电极来操作。另外，由于由Ag制成的反射层101对ρ型层102不具有足够的粘附力，所以它可能会降低LED的可靠性。如果在Ag制成的反射层101和ρ型层102之间形成Ni层或Ti层，反射层101就可以作为P型层102的电极操作。另外，这种结构提高了反射层101对ρ型层102的粘附力。然而，在这种情况下，由于Ni层或Ti层吸收光，所以LED前表面上的光提取效率将适当变低。因此，已经提出了一种提高了 LED后表面侧上的反射率的半导体发光器件(参考专利文献I)。图2示意性示出了在专利文献I中描述的半导体发光器件的主要部分的结构。在图2中，简化了半导体发光器件的主要部分的结构。参考图2，顺序层叠ρ型半导体层203、发光层204和η型半导体层205。在该层叠结构的P型半导体层203 —侧(后表面)上顺序层叠透明导体层202、透明层201和金属层200。金属层200、透明层201和透明导体层202组成了半导体发光器件的后表面侧上的反射膜。对于从有源层204发射的光的波长，透明层201具有比ρ型半导体层203低的折射率。另外，透明层201的膜厚度等于或大于光波长的3/4。由于透明层201是绝缘层，所以形成多个穿透透明层201的金属部分206，以便金属层200与透明导体层202导电。金属层200和金属部分206例如由Ag制成。透明层201例如由SiO2制成。透明导电层202是ρ型半导体层203的电极层。透明导体层202由来自IT0、GZ0、Zn0和AZO中的至少一种制成。P型半导体层203例如由GaN制成。在前文的半导体发光器件中，从光有源层204发射的光和向着后表面侧传播的光被反射膜在光有源层204的方向上反射。由于后表面侧上的反射膜的折射率(这主要依赖于透明层201的折射率)低于P型半导体层203的折射率，所以以比临界角大的入射角进入反射膜的光被全反射。如果透明层201的厚度等于或大于光波长的3/4，就可以解决泄漏到透明层201的光和没有完全反射的光到达金属层200，并且然后该光被金属层200吸收的问题。由此，前文的半导体发光器件可以实现高反射率。另外，透明导体层202有效用作ρ型半导体层203的电极层。另外，透明导体层202对ρ型半导体层203具有充分的粘本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：铃木尚文，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：
国别省市：
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