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JP6983554B2 - Optical deflection element and display device - Google Patents
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JP6983554B2 - Optical deflection element and display device - Google Patents

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本発明は、光偏向素子、及び、表示装置に関する。 The present invention relates to a light deflection element and a display device.

微細なLED(Light Emitting Diode)を並置して配列した表示装置が試作されている。LEDを配列したLEDディスプレイは、高速の動画応答性や色再現性、広い視野角を特徴とする高品質な表示装置として注目されている。2012年にはハイビジョン(HDTV:High Definition Television)のLEDディスプレイが報告されたほか、2016年にはLEDディスプレイをユニット化して複数台並置したタイル型ディスプレイも試作された。 A prototype display device in which minute LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged side by side has been prototyped. LED displays in which LEDs are arranged are attracting attention as high-quality display devices characterized by high-speed moving image responsiveness, color reproducibility, and a wide viewing angle. In 2012, a high-definition television (HDTV) LED display was reported, and in 2016, a tile-type display in which multiple LED displays were unitized and placed side by side was also prototyped.

これら2次元の映像表示装置から発展させて、さらに立体表示装置を実現する場合には、多数の画素を配置したディスプレイを構築する必要がある。特に3D用のメガネを掛けることなく自然な立体映像の表示手法として開発が進められているインテグラル立体による表示方式について、必要となる画素数を単純に試算した場合には、仮に水平方向60視点、垂直方向60視点、HDの立体解像度を想定すると、画素数は60×60×HD×RGBとなる(RGB:赤緑青)。この膨大な画素数については、最も多画素化されたテレビであるスーパーハイビジョンと比べても実に225倍の画素数に相当する。 In order to develop from these two-dimensional video display devices and further realize a three-dimensional display device, it is necessary to construct a display in which a large number of pixels are arranged. In particular, if the required number of pixels is simply calculated for the display method using integral 3D, which is being developed as a natural 3D image display method without wearing 3D glasses, 60 viewpoints in the horizontal direction are assumed. Assuming 60 viewpoints in the vertical direction and a stereoscopic resolution of HD, the number of pixels is 60 × 60 × HD × RGB (RGB: red, green, blue). This enormous number of pixels is actually 225 times as many as that of Super Hi-Vision, which is a television with the largest number of pixels.

このインテグラル立体の表示装置を直視する観察者は、ディスプレイから放出される光線を目で直視することになる。このため、各画素を構成する微細な光源としては、レーザーダイオード(LD)ではなくLEDとすることが望ましい。 An observer who directly looks at this integral three-dimensional display device will directly look at the light rays emitted from the display. Therefore, it is desirable that the fine light source constituting each pixel is an LED instead of a laser diode (LD).

この1つのLED素子画素から複数の色を出すことの先行研究として、サファイア基板のC面上に形成した窒化インジウムガリウム(InGaN)製のLEDにおいて、印加電圧の電圧値を変えたパルス幅変調によって青緑の領域で発光色を変えられることが報告されている。(例えば、非特許文献1参照)。 As a prior study of producing multiple colors from this one LED element pixel, in an LED made of indium gallium nitride (InGaN) formed on the C surface of a sapphire substrate, pulse width modulation in which the voltage value of the applied voltage is changed is used. It has been reported that the emission color can be changed in the blue-green region. (See, for example, Non-Patent Document 1).

さらに、LEDを使った表示装置において、膨大な画素の配置を軽減する手法として、すでに赤緑青の3原色を1つのInGaAlN-LEDから出力するLED表示装置が提案されている(例えば、非特許文献2参照)。 Further, in a display device using LEDs, an LED display device that outputs the three primary colors of red, green, and blue from one InGaAlN-LED has already been proposed as a method for reducing the arrangement of a huge number of pixels (for example, non-patent documents). 2).

このように、InGaAlNを基本構造とするLEDは、1個の素子で赤緑青3原色すべての光を発光させることができる。 As described above, the LED having InGaAlN as a basic structure can emit light of all three primary colors of red, green and blue with one element.

このLED方式によれば、1つの画素から赤緑青3色の光を出射することができるため、ディスプレイを構成する画素の数を従来の1/3に削減することができる。
さらに、また赤青緑の微細なLEDと光学レンズを組み合わせたインテグラル方式の立体表示装置についても提案されている(例えば、特許文献1参照)。
According to this LED method, since light of three colors of red, green, and blue can be emitted from one pixel, the number of pixels constituting the display can be reduced to one-third of the conventional one.
Further, an integral type stereoscopic display device that combines fine red, blue, and green LEDs and an optical lens has also been proposed (see, for example, Patent Document 1).

一方、LEDから出射される光線の偏向動作によって、時分割表示技術を取り入れることで、実質的に表示装置から出射される光線の数を増やそうとする方式も提案されている。この方式によれば、表示装置の画素数を増やすことなく、ディスプレイから出射される光線の数を増やすことができる。現在までにLEDの母体材料であるGaN−LEDにおけるピエゾ効果(逆圧電効果)を利用することによって、LEDから出射される光線方向を変えることで、インテグラル立体の表示装置を実現しようとする提案がなされている(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, there has also been proposed a method of substantially increasing the number of light rays emitted from a display device by incorporating a time-division display technique by deflecting the light rays emitted from the LED. According to this method, the number of light rays emitted from the display can be increased without increasing the number of pixels of the display device. Proposal to realize an integral three-dimensional display device by changing the direction of the light beam emitted from the LED by using the piezo effect (reverse piezoelectric effect) in GaN-LED, which is the base material of the LED. (See, for example, Patent Document 2).

LED等の光源と偏向素子を別々に作製し、それらを個別に組み合わせることで光を偏向しようとする方式は、すでに広く実用化されている。この偏向方式としては、古くからガルバノメータやポリゴンミラー(多面体ミラー)等の機械式のミラーを回転させる技術が広く使われてきた。この機械式の偏向技術については、最近になってMEMS(Micro Electro Mechanical System)技術として発展している。 A method of separately manufacturing a light source such as an LED and a deflection element and individually combining them to deflect light has already been widely put into practical use. As this deflection method, a technique for rotating a mechanical mirror such as a galvanometer or a polygon mirror (polyhedral mirror) has been widely used for a long time. This mechanical deflection technology has recently been developed as a MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology.

また、MEMS等の機械式ではない偏向素子として電気光学効果(EO効果:Electro-Optic effect)を使った光偏向素子も開発されている。EO効果は、電界に比例して屈折率が変化する効果であって、ポッケルス効果とも言われている。 Further, an optical deflection element using an electro-optic effect (EO effect) as a non-mechanical deflection element such as MEMS has also been developed. The EO effect is an effect in which the refractive index changes in proportion to the electric field, and is also called the Pockels effect.

代表的なEO材料としては、例えばニオブ酸リチウムLiNbO(LN)単結晶やチタン酸ジルコン酸ランタン鉛La23/PbZrO3/PbTiO(PLZT)セラミックスがある。LN結晶の(001)面やPLZTにプリズム形状の電極を形成したEO光偏向素子も開発されている(例えば、非特許文献3、4参照)。 Typical EO materials include, for example, lithium niobate LiNbO 3 (LN) single crystal and lead zirconate titanate lead La 2 O 3 / PbZrO 3 / PbTiO 3 (PLZT) ceramics. An EO optical deflection element in which a prism-shaped electrode is formed on the (001) plane of an LN crystal or PLZT has also been developed (see, for example, Non-Patent Documents 3 and 4).

さらに、タンタル酸ニオブ酸カリウムKTa1−xNb(KTN)結晶を使った光偏向素子も実用化された(例えば、特許文献3参照)。この光偏向素子では、KTN結晶を上下から電極で挟んだ構造を有し、電極間に電圧を印加させて光を偏向させる。その際、上記のEO効果に加えて、電極から注入された電子をKTN結晶中の結晶欠陥にトラップさせて、結晶中の空間電荷の効果を用いることで偏向角の増大が実現されている(例えば、非特許文献5参照)。 Further, a light deflection element using a potassium tantalate potassium niobate KTa 1-x Nb X O 3 (KTN) crystal has also been put into practical use (see, for example, Patent Document 3). This light deflection element has a structure in which a KTN crystal is sandwiched between electrodes from above and below, and a voltage is applied between the electrodes to deflect light. At that time, in addition to the above-mentioned EO effect, the deflection angle is increased by trapping the electrons injected from the electrodes in the crystal defects in the KTN crystal and using the effect of the space charge in the crystal (the effect of the space charge in the crystal is used). For example, see Non-Patent Document 5).

さらに、光導波路内に入射する光の波長を変えることで、光導波路から出力される光の偏向を実現しようとする試みも行われている。一般に、光導波路内での遮断波長λcの近傍では、入力された光の波長変化によって偏向角を大きくすることができる。ガリウムヒ素(GaAs)を使った半導体の光導波路構造において、波長952〜989nmの波長範囲で、約50°程度の偏向角が報告されている(例えば、非特許文献6参照)。この半導体を使った偏向素子の構造では、面発光レーザーの構造を踏襲しているため、今後、半導体レーザーと偏向素子を組み合わせたコンパクトな素子により、光スイッチ等の実現が期待されている。この方式では、光源の波長を変えることで偏向を実現している。 Further, attempts have been made to realize deflection of the light output from the optical waveguide by changing the wavelength of the light incident on the optical waveguide. Generally, in the vicinity of the cutoff wavelength λc in the optical waveguide, the deflection angle can be increased by the wavelength change of the input light. In the optical waveguide structure of a semiconductor using gallium arsenide (GaAs), a deflection angle of about 50 ° has been reported in the wavelength range of 952 to 989 nm (see, for example, Non-Patent Document 6). Since the structure of the deflection element using this semiconductor follows the structure of the surface emitting laser, it is expected that an optical switch or the like will be realized by a compact element combining the semiconductor laser and the deflection element in the future. In this method, deflection is realized by changing the wavelength of the light source.

一方、光を変調する位相変調器として半導体のEO効果を利用する試みも行われている。特にLEDの主要な材料であるInGaAlN等のウルツ鉱型の結晶材料は、インジウムガリウムヒ素リン(InGaAsP)等の閃亜鉛構造型のものに比べて、EO効果による屈折率の変調率が大きいことが知られている(例えば、特許文献4、5、6参照)。 On the other hand, attempts are being made to utilize the EO effect of a semiconductor as a phase modulator that modulates light. In particular, wurtzite-type crystal materials such as InGaAlN, which is the main material for LEDs, have a higher refractive index modulation rate due to the EO effect than those with a zinc flash structure such as indium gallium arsenide arsenide (InGaAsP). It is known (see, for example, Patent Documents 4, 5 and 6).

特許第6095686号公報Japanese Patent No. 6095686 特許第6010417号公報Japanese Patent No. 6010417 特許第5565910号広報Patent No. 5565910 Public Relations 特許第4494257号公報Japanese Patent No. 4494257 特開平11−212040号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-21040 特許第5227351号公報Japanese Patent No. 5227351

T. Azuhata, T. Homma, Y. Ishizuka, and S. Chichibu. Jpn. J. Appl. Phys (2003) L497-498.T. Azuhata, T. Homma, Y. Ishizuka, and S. Chichibu. Jpn. J. Appl. Phys (2003) L497-498. H. S. El-Ghoroury, M. Yeh, J. C. Chen, X. Li, and C. Chuang: AIP Advances 6(2016)075316.H. S. El-Ghoroury, M. Yeh, J. C. Chen, X. Li, and C. Chuang: AIP Advances 6 (2016) 075316. Y. Ninomiya, IEEE J. Quantum Electron. QE-9 (1973) 791.Y. Ninomiya, IEEE J. Quantum Electron. QE-9 (1973) 791. Q.Ye, Z.Dong, R. Qu, and Z. Fang, Optics Express, Vol.15, No.25 (2007) 16943.Q.Ye, Z.Dong, R. Qu, and Z. Fang, Optics Express, Vol.15, No.25 (2007) 16943. 中村孝一郎、佐々木雄三 NTT技術ジャーナル (2007.12)56-59.Koichiro Nakamura, Yuzo Sasaki NTT Technical Journal (December 2007) 56-59. X.Gu, T. Shimada, A. Matsutani, and F. Koyama, IEEE Photonics Journal Vol.4, No5 (2012)1712-1719.X.Gu, T. Shimada, A. Matsutani, and F. Koyama, IEEE Photonics Journal Vol.4, No5 (2012) 1712-1719.

光偏向素子のMEMSによる機械式の偏向機能に代えて、電気光学(EO)効果によるLiNbO(LN)結晶や電子注入による空間電荷効果とEO効果を組み合わせた効果によるKTN結晶等のバルク型無機材料を使った偏向素子が開発されている。前者では原理的にはGHz以上の高速の応答が可能であるが、偏向素子の駆動電圧は400〜1KV以上と高圧であり、後者では100〜300V程度と前者ほど高圧が必要でないものの、応答速度は100KHz以下に低下する。これらバルク型はいずれも光源と偏向素子は構造的に分離しているため、光源を含めた光偏向素子のサイズ縮小が課題となっている。 Bulk-type inorganics such as LiNbO 3 (LN) crystals due to electro-optic (EO) effect and KTN crystals due to the combined effect of space charge effect and EO effect due to electron injection, instead of the mechanical deflection function by MEMS of the optical deflection element. Deflection elements using materials have been developed. In principle, the former is capable of high-speed response of GHz or higher, but the drive voltage of the deflection element is as high as 400 to 1 KV or higher, and the latter is about 100 to 300 V, which does not require as high voltage as the former, but the response speed. Decreases below 100 KHz. In all of these bulk types, since the light source and the deflection element are structurally separated, it is an issue to reduce the size of the light deflection element including the light source.

また、KTN結晶を使った光偏向素子は、空間電荷効果によってLN結晶に比べて、偏向角が大きくできる特徴を持つものの、上記の光源を含めた光偏向素子のサイズ縮小が必要となる他、KTN結晶の相転移温度付近でしか偏向動作しないため、精密な温度制御が不可欠であることが課題となっている。 Further, although the light deflection element using the KTN crystal has a feature that the deflection angle can be made larger than that of the LN crystal due to the space charge effect, it is necessary to reduce the size of the light deflection element including the above-mentioned light source. Since the deflection operation occurs only near the phase transition temperature of the KTN crystal, precise temperature control is indispensable.

立体表示装置を実現した際、表示装置を直視する観察者は、ディスプレイから放出される光線を目で直視することになる。このため、各画素を構成する微細な光源としては、レーザーダイオード(LD)ではなくLEDとすることが望ましい。LEDで発光させて、しかもLEDと偏向素子が同一の基板上に構成し、LED光源と偏向素子と一体化した構造で画素を形成することで、画素から出射する光線を偏向制御することが可能となる。 When the stereoscopic display device is realized, the observer who directly looks at the display device will directly look at the light rays emitted from the display. Therefore, it is desirable that the fine light source constituting each pixel is an LED instead of a laser diode (LD). It is possible to control the deflection of the light beam emitted from the pixel by emitting light from the LED, and by configuring the LED and the deflection element on the same substrate and forming the pixel with a structure that integrates the LED light source and the deflection element. It becomes.

表示装置の各画素をLEDで構成し、しかもLEDから出射される光線方向を時分割表示技術により、偏向させる提案が最も有効な手法と考えられる。現在までに、本出願者によってInGaAlNの逆圧電効果を使用した素子の方向制御を提案されたものであるが、逆圧電効果の応答速度は、高々1kHz程度であるため、より高速な応答性をもつ偏向方式が求められている(特許文献2参照)。 The most effective method is considered to be a proposal in which each pixel of the display device is composed of LEDs and the direction of light rays emitted from the LEDs is deflected by a time-division display technique. To date, the applicant has proposed direction control of an element using the inverse piezoelectric effect of InGaAlN, but the response speed of the inverse piezoelectric effect is at most about 1 kHz, so that a faster response can be achieved. There is a demand for a deflection method that has (see Patent Document 2).

さらに、窒化インジウムガリウムアルミニウムInGaAlN系のLEDは、紫外から可視光のRGB領域全域をカバーできるのに対し、アルミニウムガリウムリン(AlGaP:緑〜赤)、アルミニウムガリウムインジウムリン(AlGaInP:黄〜赤)、アルミニウムガリウムヒ素(AlGaAs:赤〜近赤外)やこれらの混晶系等発光領域は限定されている。 Furthermore, while indium gallium nitride aluminum InGaAlN-based LEDs can cover the entire RGB region of visible light from outside, aluminum gallium phosphorus (AlGaP: green to red), aluminum gallium indium phosphorus (AlGaInP: yellow to red), The light emitting region such as aluminum gallium arsenide (AlGaAs: red to near infrared) and their mixed crystal system is limited.

また、光偏向方式については、EO効果によらず、光源の発光波長を変える方式では、光偏向角に応じて、光の波長がシフトしてしまう。その際、偏向角によって、波長が変わってしまうと、ディスプレイ応用等を考えた場合、ディスプレイを視聴する角度に応じて、ディスプレイの色味が変わってしまうという課題がある。 Further, regarding the light deflection method, regardless of the EO effect, in the method of changing the emission wavelength of the light source, the wavelength of light shifts according to the light deflection angle. At that time, if the wavelength changes depending on the deflection angle, there is a problem that the color of the display changes according to the viewing angle of the display when considering display applications and the like.

EO効果による光偏向方式では、発光波長をかえることなく光偏向が可能であり、中でも、窒化インジウムガリウムアルミニウム(InGaAlN)系の結晶構造は六方晶系の結晶対称性を有し、ウルツ鉱型結晶構造を持つため、AlGaP、AlGaInP、AlGaAsの閃亜鉛構造型に比べてイオン性が強く、EO効果による屈折率の変調率が大きいことが知られ、本方式に好適である。 In the light deflection method based on the EO effect, light deflection is possible without changing the emission wavelength. Among them, the indium gallium nitride aluminum (InGaAlN) -based crystal structure has hexagonal crystal symmetry, and wurtzite-type crystals. Since it has a structure, it is known that it has stronger ionicity than the zinc flash structure type of AlGaP, AlGaInP, and AlGaAs, and has a large refractive index modulation factor due to the EO effect, which is suitable for this method.

そこで、これらをふまえて、本願はInGaAlN系のLEDの光源部とLEDと同一材料の偏向部が構造的に同一基板上に一体形成されていることを特徴とし、LED光源部からの発光と発光を偏向する偏向部を同一基板上で実現することができる光偏向素子、及び、この光偏向素子を用いた表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, based on these, the present application is characterized in that the light source portion of the InGaAlN-based LED and the deflection portion of the same material as the LED are structurally integrally formed on the same substrate, and light emission and light emission from the LED light source unit. It is an object of the present invention to provide an optical deflection element capable of realizing a deflection unit for deflecting a light source on the same substrate, and a display device using the optical deflection element.

本発明の実施の形態の光偏向素子は、サファイア基板と、前記サファイア基板のC面上に設けたGaxAl1−xN(0<x≦1)を母体材料とするn型層と、前記n型層に積層された活性層である、InyGa1−yN(0<y≦1)で構成される量子井戸層又はInyGa1−yN(0<y≦1)と障壁層(GaN)のペアを多層化した多重量子井戸と、前記量子井戸層又は前記多重量子井戸に積層されたGaxAl1−xN(0<x≦1)を母体材料とするp型層と、前記n型層、前記量子井戸層、及び前記p型層の積層体の第1領域に順バイアスの第1電圧を印加することにより、前記第1領域を発光ダイオード部として機能させる第1電圧印加部と、前記積層体のうち、前記第1領域よりも前記発光ダイオード部の発光がダイオード内を光伝搬する方向にある第2領域に設けられ、前記発光ダイオード部の発光を偏光し、さらに前記偏光した発光を特定の方向に出射させる偏向部とを含む。
The optical deflection element of the embodiment of the present invention includes a sapphire substrate, an n-type layer using GaxAl1-xN (0 <x≤1) provided on the C surface of the sapphire substrate as a base material, and the n-type layer. A quantum well layer composed of InyGa1-yN (0 <y ≦ 1) or a multi-layered pair of InyGa1-yN (0 <y ≦ 1) and a barrier layer (GaN), which is an active layer laminated in the above. A quantum well, a p-type layer using GaxAl1-xN (0 <x≤1) laminated on the quantum well layer or the multiple quantum well as a base material, the n-type layer, the quantum well layer, and the p. A first voltage application portion that causes the first region to function as a light emitting diode portion by applying a forward bias first voltage to the first region of the laminated body of the mold layer, and the first region of the laminated body. light emission of the light emitting diode than is provided in the second region of the inside of the diode in the direction of light propagation, polarized light emission of the light emitting diode to emit luminescence pre Symbol polarized further in a particular direction deflection Including part.

本発明によれば、発光素子上に設けた電極間に電圧を印加するという簡単な構成で出射方向を偏向するため、光偏向素子を小型化することができる。 According to the present invention, since the emission direction is deflected by a simple configuration in which a voltage is applied between the electrodes provided on the light emitting element, the light deflection element can be miniaturized.

請求項1に記載の発明によれば、InGaAlN系の半導体材料を用いて発光素子及び偏向素子として機能させるため、発光と出射方向の偏向とを共に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, since the InGaAlN-based semiconductor material is used to function as a light emitting element and a deflection element, both light emission and deflection in the emission direction can be performed.

請求項2または請求項3または請求項4に記載の発明によれば、発光素子上に設けたワイヤグリッド偏光子を電極として用いるという簡単な構成の構造で光の回折と干渉を利用して光線の出射方向を特定することができるため、発光素子の微細化・高密度化を容易にすることができる。 According to the second aspect of the present invention or the third aspect of the present invention or the fourth aspect of the present invention, a light beam is used by utilizing diffraction and interference of light in a structure having a simple structure in which a wire grid polarizing element provided on a light emitting element is used as an electrode. Since the emission direction of the light emitting element can be specified, it is possible to facilitate miniaturization and high density of the light emitting element.

請求項5に記載の発明によれば、発光素子上に設けた金属クラッディングを用いて偏光させ、さらに発光素子に設けた電極によって光線の出射方向を特定することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the light emitting element can be polarized by using a metal cladding provided on the light emitting element, and the emission direction of the light ray can be specified by the electrode provided on the light emitting element.

請求項6に記載の発明によれば、光の干渉を利用した出射方向特定部によって各画素からの光線の方向が特定されるため、レンズを用いた立体画像表示装置に比べて、高精細化することができる。また、1つの発光素子が複数の出射方向に対応する画素として機能するため、立体画像表示装置に搭載する発光素子の数を削減することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the direction of the light rays from each pixel is specified by the emission direction specifying unit using the interference of light, the definition is higher than that of the stereoscopic image display device using a lens. can do. Further, since one light emitting element functions as pixels corresponding to a plurality of emission directions, the number of light emitting elements mounted on the stereoscopic image display device can be reduced.

実施の形態1の光偏向素子100を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the light deflection element 100 of Embodiment 1. FIG. 図1のA−A矢視断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of AA of FIG. 図2の境界面と入射光との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the boundary surface of FIG. 2 and the incident light. 屈折率の深さ方向の分布を示す図である。It is a figure which shows the distribution of the refractive index in the depth direction. サファイア基板とGaNの屈折率の波長依存性を示す図である。It is a figure which shows the wavelength dependence of the refractive index of a sapphire substrate and GaN. nAir=1.00, nGaN=2.47, nAl2O3=1.78および青色LEDのピーク波長458nmで計算した際の、TE1とTM1モードにおけるGaNコアの3層構造スラブ型光導波路の分散曲線である。It is a dispersion curve of a three-layer structure slab type optical waveguide of a GaN core in TE1 and TM1 modes when calculated at n Air = 1.00, n GaN = 2.47, n Al2O3 = 1.78 and a peak wavelength of 458 nm for a blue LED. 実施の形態1の変形例の光偏向素子100Aを示す図である。It is a figure which shows the light deflection element 100A of the modification of Embodiment 1. 実施の形態1の変形例の光偏向素子100Bを示す図である。It is a figure which shows the light deflection element 100B of the modification of Embodiment 1. FIG. 実施の形態2の光偏向素子200を示す図である。It is a figure which shows the light deflection element 200 of Embodiment 2. 実施の形態3のインテグラル立体方式の表示装置を示す図である。It is a figure which shows the display device of the integral three-dimensional system of Embodiment 3.

以下、本発明の光偏向素子、及び、表示装置を適用した実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments to which the optical deflection element and the display device of the present invention are applied will be described.

<実施の形態1>
図1は、実施の形態1の光偏向素子100を示す斜視図である。図2は、図1のA−A矢視断面を示す図である。また図3は、図2の境界面と入射光との関係を示す図である。図1、2では、XYZ座標系を定義する。なお、以下では、説明の便宜上、基準位置に対してZ軸正方向側を上、Z軸負方向側を下と称すが、普遍的な上下関係を示すものではない。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a perspective view showing the light deflection element 100 of the first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along the line AA of FIG. Further, FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the boundary surface of FIG. 2 and the incident light. In FIGS. 1 and 2, an XYZ coordinate system is defined. In the following, for convenience of explanation, the Z-axis positive direction side is referred to as the upper side and the Z-axis negative direction side is referred to as the lower side with respect to the reference position, but it does not indicate a universal vertical relationship.

光偏向素子100は、サファイア基板101、GaN層102、n−GaN層110、MQW層120、GaN層130、p−GaN層140、n型電極150、p型電極160、遮光膜170、絶縁層171、ワイヤグリッド偏光子180、バイアス電圧源190A、190Bを含む。 The optical deflection element 100 includes a sapphire substrate 101, a GaN layer 102, an n-GaN layer 110, an MQW layer 120, a GaN layer 130, a p-GaN layer 140, an n-type electrode 150, a p-type electrode 160, a light-shielding film 170, and an insulating layer. Includes 171, wire grid modulator 180, bias voltage sources 190A, 190B.

サファイア(Al)基板101は、サファイアC面である(0001)面がXY平面と平行、かつ、Z軸正方向側に位置し、(0001)面にGaN層102を積層してある。 In the sapphire (Al 2 O 3 ) substrate 101, the (0001) plane, which is the sapphire C plane, is parallel to the XY plane and is located on the positive side of the Z axis, and the GaN layer 102 is laminated on the (0001) plane. ..

GaN層102は、アンドープの窒化ガリウム層であり、サファイア基板101の(0001)面上に設けられている。GaN層102は、例えばキャリヤガスとして水素を用い、Ga源としてTMG(トリメチルガリウム)、窒素源としてはアンモニアを用いたMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法(または、Metal Organic Vapor Phase Epitaxy:MOVPEと呼称)で構成される結晶成長法でサファイア基板101に積層される。 The GaN layer 102 is an undoped gallium nitride layer and is provided on the (0001) plane of the sapphire substrate 101. The GaN layer 102 is, for example, a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method (or Metal Organic Vapor Phase Epitaxy: MOVPE) using hydrogen as a carrier gas, TMG (trimethylgallium) as a Ga source, and ammonia as a nitrogen source. It is laminated on the sapphire substrate 101 by a crystal growth method composed of (nominal name).

n−GaN層110は、GaN層102の上に設けられている。n−GaN層110は、n型の窒化ガリウム層であり、一例として、シラン(SiH4)を使ってシリコン(Si)をドーピングとしたMOCVD法で成長する。なお、n−GaN層110は、アルミニウムを含んでいてもよく、この場合には、窒化ガリウムアルミニウム(GaAl1−xN(0<x≦1))を母体材料とする層として捉えることができる。 The n-GaN layer 110 is provided on the GaN layer 102. The n-GaN layer 110 is an n-type gallium nitride layer, and as an example, it grows by a MOCVD method in which silicon (Si) is doped with silane (SiH 4). The n-GaN layer 110 may contain aluminum, and in this case, it is regarded as a layer using gallium nitride aluminum (Ga x Al 1-x N (0 <x ≦ 1)) as a base material. Can be done.

MQW層120は、窒化インジウムガリウム(InGa1−yN(0<y≦1))で構成される多重型の量子井戸(Multiple Quantum Well、MQW)であり、n−GaN層110の上に設けられている。MQW層120は、n−GaN層110の上の領域のうち、X軸負方向側の端部を避けた領域に設けられている。MQW層120は、MOCVD法でn−GaN層110の上に積層される。 The MQW layer 120 is a multiple quantum well (MQW) composed of indium gallium nitride (In y Ga 1-y N (0 <y ≦ 1)), and is above the n-GaN layer 110. It is provided in. The MQW layer 120 is provided in a region above the n-GaN layer 110 that avoids the end on the negative direction side of the X-axis. The MQW layer 120 is laminated on the n-GaN layer 110 by the MOCVD method.

より具体的には、GaN層102、n−GaN層110、MQW層120は、次のように形成することができる。サファイア基板101の上に、例えば、MBE(分子線エピタキシー)法、MOCVD(有機金属化学気相成長)法などの成膜方法により、GaN層102、n−GaN層110、MQW層120を順次に積層して形成することができる。 More specifically, the GaN layer 102, the n-GaN layer 110, and the MQW layer 120 can be formed as follows. The GaN layer 102, the n-GaN layer 110, and the MQW layer 120 are sequentially placed on the sapphire substrate 101 by, for example, a film forming method such as an MBE (molecular beam epitaxy) method or a MOCVD (metalorganic chemical vapor deposition) method. It can be laminated and formed.

更に詳細に説明すると、n−GaN層110は、アンドープのGaN層102を介してn型不純物であるSiをドープしたGaNで構成される結晶を成長させて形成する。また、n−GaN層110は、例えば、GaNで構成されるn型コンタクト層とAlGaNで構成されるn型クラッド層との2層構造にして形成してもよい。 More specifically, the n-GaN layer 110 is formed by growing a crystal composed of GaN doped with Si, which is an n-type impurity, via an undoped GaN layer 102. Further, the n-GaN layer 110 may be formed in a two-layer structure of, for example, an n-type contact layer made of GaN and an n-type clad layer made of AlGaN.

MQW層120は、n−GaN層110とアンドープGaN層130およびp型半導体層140の間に設けられ、n−GaN層110に、例えば、InGaNなどを積層して形成する。なお、MQW層120としてInGaNで構成される活性層を形成し、ダブルへテロ構造とすることもできる。また、MQW層120として、例えば、アンドープのGaNで構成される障壁層とアンドープのInN又はInGaNで構成される井戸層とを交互に積層した量子井戸構造、好ましくは多重量子井戸構造の活性層を形成してもよい。 The MQW layer 120 is provided between the n-GaN layer 110, the undoped GaN layer 130, and the p-type semiconductor layer 140, and is formed by laminating, for example, InGaN on the n-GaN layer 110. It is also possible to form an active layer composed of InGaN as the MQW layer 120 to form a double heterostructure. Further, as the MQW layer 120, for example, a quantum well structure in which a barrier layer composed of undoped GaN and a well layer composed of undoped InN or InGaN are alternately laminated, preferably an active layer having a multiple quantum well structure, is used. It may be formed.

p型半導体層140は、MQW層120上に、またはMQW層120上に形成したアンドープGaN層130上に、p型不純物であるMgをドープしたGaNで構成される結晶を成長させて形成する。一例として、MOCVD法によりマグネシウム(Mg)をドープし、窒素雰囲気中での熱処理を行い作製できる。p型半導体層140も、n−GaN層110と同様に、例えば、GaNで構成されるp型クラッド層とAlGaNで構成されるp型コンタクト層との2層構造にして形成してもよい。 The p-type semiconductor layer 140 is formed by growing a crystal composed of GaN doped with Mg, which is a p-type impurity, on the MQW layer 120 or the undoped GaN layer 130 formed on the MQW layer 120. As an example, it can be produced by doping magnesium (Mg) by the MOCVD method and performing heat treatment in a nitrogen atmosphere. Similar to the n-GaN layer 110, the p-type semiconductor layer 140 may also be formed into a two-layer structure of, for example, a p-type clad layer made of GaN and a p-type contact layer made of AlGaN.

また、p−GaN層140は、アルミニウムを含んでいてもよく、この場合には、窒化ガリウムアルミニウム(GaAl1−xN(0<x≦1))を母体材料とする層として形成することができる。 Further, the p-GaN layer 140 may contain aluminum, and in this case, it is formed as a layer using gallium nitride aluminum (Ga x Al 1-x N (0 <x ≦ 1)) as a base material. be able to.

n型電極150は、LED領域50A(p−GaN140、GaN層130、MQW層120、n−GaN層110)に電界を印加するための一対の電極のうちの一つであり、バイアス電圧源190Aの負極性電極に接続されている。LED領域50Aは、発光ダイオード部の一例である。n型電極150は、n−GaN層110の上の領域のうち、X軸負方向側の端部に設けられている。n型電極150が設けられる領域には、MQW層120、GaN層130、及びp−GaN層140は設けられていない。 The n-type electrode 150 is one of a pair of electrodes for applying an electric field to the LED region 50A (p-GaN 140, GaN layer 130, MQW layer 120, n-GaN layer 110), and is a bias voltage source 190A. It is connected to the negative electrode of. The LED region 50A is an example of the light emitting diode portion. The n-type electrode 150 is provided at the end of the region above the n-GaN layer 110 on the negative direction side of the X-axis. The MQW layer 120, the GaN layer 130, and the p-GaN layer 140 are not provided in the region where the n-type electrode 150 is provided.

p型電極160は、LED領域50Aに電界を印加するための一対の電極のうちの一つであり、バイアス電圧源190Aの正極性電極に接続されている。このようにp型電極160を配置してp型電極160とn型電極150との間にバイアス電圧源190Aから順バイアスを印加することにより、GaN層102、n−GaN層110、MQW層120、GaN層130、及びp−GaN層140のうち、LED領域50Aに電流が流れる。 The p-type electrode 160 is one of a pair of electrodes for applying an electric field to the LED region 50A, and is connected to a positive electrode of the bias voltage source 190A. By arranging the p-type electrode 160 in this way and applying a forward bias from the bias voltage source 190A between the p-type electrode 160 and the n-type electrode 150, the GaN layer 102, the n-GaN layer 110, and the MQW layer 120 are applied. , The current flows in the LED region 50A of the GaN layer 130 and the p-GaN layer 140.

MQW層120は、p−GaN層140およびGaN層130とn型GaN層110との間に設けられ、p−GaN層140を介して輸送されるキャリアである正孔と、n型半導体層110を介して輸送されるキャリアである電子とが再結合することで発光する。その際、p−GaN層140およびn型GaN層110におけるキャリア移動度と再結合時間との関係により、p型電極160とp−GaN140との接触面の直下領域およびその近傍であるLED領域50で囲まれた部分のMQW層領域120Aのみが発光し、他の領域では発光しない。 The MQW layer 120 is provided between the p-GaN layer 140 and the GaN layer 130 and the n-type GaN layer 110, and is a carrier that is transported via the p-GaN layer 140, and the n-type semiconductor layer 110. It emits light when it recombines with electrons, which are carriers transported via. At that time, due to the relationship between the carrier mobility and the recombination time in the p-GaN layer 140 and the n-type GaN layer 110, the region directly below the contact surface between the p-type electrode 160 and the p-GaN 140 and the LED region 50 in the vicinity thereof are present. Only the MQW layer region 120A in the portion surrounded by the light emits light, and does not emit light in the other regions.

遮光膜170は、p−GaN層140の上面のうち、p型電極160とワイヤグリッド偏光子180との間の領域に設けられている。絶縁層171は、遮光膜170とp−GaN層140との間に設けられ、遮光膜170をp−GaN層140から絶縁している。 The light-shielding film 170 is provided in the region between the p-type electrode 160 and the wire grid polarizing element 180 on the upper surface of the p-GaN layer 140. The insulating layer 171 is provided between the light-shielding film 170 and the p-GaN layer 140, and insulates the light-shielding film 170 from the p-GaN layer 140.

ワイヤグリッド偏光子(Wire-grid polarizer)180は、p−GaN層140の上面において、LED領域50Aよりも平面視でX軸正方向側にp−GaN層140の上面領域に形成される。作製法としては、金属の蒸着法とフォトリソグラフィーの組み合わせが一般的であって、ワイヤグリッド偏光子180の材料としては、Y軸方向に細線状に伸延する構造であって、アルミニウム、金、銀などの金属またはそれらの固溶体で構成され、複数の金属ワイヤを有し、それらのワイヤは互いに平行に配設されている。ワイヤグリッド偏光子180の複数のワイヤのY軸正方向側の端部(図1で破線で囲む部分)は、バイアス電圧源190Bの負極性端子に接続される。 The wire-grid polymerase 180 is formed on the upper surface of the p-GaN layer 140 on the upper surface region of the p-GaN layer 140 in the positive direction of the X-axis in a plan view from the LED region 50A. As a manufacturing method, a combination of a metal vapor deposition method and photolithography is generally used, and the material of the wire grid polarizing element 180 has a structure extending in a fine line shape in the Y-axis direction, and is made of aluminum, gold, or silver. It is composed of a metal such as or a solid solution thereof, has a plurality of metal wires, and the wires are arranged in parallel with each other. The Y-axis positive end (the portion surrounded by the broken line in FIG. 1) of the plurality of wires of the wire grid modulator 180 is connected to the negative electrode of the bias voltage source 190B.

ワイヤグリッド偏光子180は、p−GaN層140の表面上に微細な金属のグリッド(スリット状)を形成する事によって、GaN層からのグリッドに入射する光のTM偏光の成分を空気中に透過する一方、TE偏光成分をGaN積層膜(GaN層102、n−GaN層110、MQW層120、GaN層130、p−GaN層140)側へ反射または一部を金属で吸収することで偏光子として機能する。なお、以下では、GaN積層膜(GaN層102、n−GaN層110、MQW層120、GaN層130、p−GaN層140)をGaN積層膜102〜140と称す。 The wire grid polarizing element 180 transmits the TM polarized light component of the light incident on the grid from the GaN layer into the air by forming a fine metal grid (slit shape) on the surface of the p-GaN layer 140. On the other hand, the TE polarizing component is reflected on the GaN laminated film (GaN layer 102, n-GaN layer 110, MQW layer 120, GaN layer 130, p-GaN layer 140) side or partially absorbed by a metal to be a polarizing element. Functions as. In the following, the GaN laminated film (GaN layer 102, n-GaN layer 110, MQW layer 120, GaN layer 130, p-GaN layer 140) will be referred to as GaN laminated film 102 to 140.

また、バイアス電圧源190Bは、n型電極150とワイヤグリッド偏光子180の間にバイアス電圧が印加される、その際、ワイヤグリッド偏光子は偏光子に加えて電極としても機能する。すなわち、LED領域50Aの発光のうちワイヤグリッド偏光子はTM光を偏光し、さらにワイヤグリッド偏光子180に電界を印加することによってZ軸正方向側に印加電圧に応じた出射角度方向に偏向を行うことができる。 Further, in the bias voltage source 190B, a bias voltage is applied between the n-type electrode 150 and the wire grid polarizing element 180, at which time the wire grid polarizing element also functions as an electrode in addition to the polarizing element. That is, of the light emitted in the LED region 50A, the wire grid splitter polarizes the TM light, and further applies an electric field to the wire grid splitter 180 to deflect the light in the positive direction of the Z axis in the emission angle direction according to the applied voltage. It can be carried out.

バイアス電圧源190Aは、p型電極160とn型電極150との間で、p−GaN層140とn−GaN層110に順バイアスを印加するように接続されている直流電源である。すなわち、直流電源の正極性端子はp型電極160に接続され、負極性端子はn型電極150に接続される。バイアス電圧源190Aは、LEDの出力光強度を変える場合、または発光色を変える場合には、順バイアスのパルス幅変調または、パルス高変調も可能である。 The bias voltage source 190A is a DC power source connected between the p-type electrode 160 and the n-type electrode 150 so as to apply a forward bias to the p-GaN layer 140 and the n-GaN layer 110. That is, the positive electrode of the DC power supply is connected to the p-type electrode 160, and the negative electrode is connected to the n-type electrode 150. The bias voltage source 190A can also perform forward bias pulse width modulation or pulse high modulation when changing the output light intensity of the LED or changing the emission color.

バイアス電圧源190Bは、正極性端子がn型電極150に接続され、負極性端子がワイヤグリッド偏光子180に接続されており、出力電圧を変化させることができる可変型の直流電源である。 The bias voltage source 190B is a variable DC power source in which the positive electrode is connected to the n-type electrode 150 and the negative terminal is connected to the wire grid modulator 180, and the output voltage can be changed.

上述のように、光偏向素子100は、GaAl1−xN(0<x≦1)を母体材料とするp型層(p−GaN層140)及びn型層(n−GaN層110)を積層し、特に活性層としてInGa1−yN(0<y≦1)と障壁層(GaN)のペアを多層化した多重量子井戸(MQW層120)を組み込んだLEDの構造を基本構造としている。ここで図2では、一例として、y=0.2とし、MQW層120の組成を厚さ4nmのIn0.2Ga0.8N活性層と厚さ11nmの障壁層を10層重ねたMQW層120を組み込んだ構造とした際の例である。 As described above, the optical deflection element 100 includes a p-type layer (p-GaN layer 140) and an n-type layer (n-GaN layer 110) using Ga x Al 1-x N (0 <x ≦ 1) as a base material. ), In particular, an LED structure incorporating a multiple quantum well (MQW layer 120) in which a pair of In y Ga 1-y N (0 <y ≦ 1) and a barrier layer (GaN) is multi-layered as an active layer. It has a basic structure. Here, in FIG. 2, as an example, y = 0.2, and the composition of the MQW layer 120 is MQW in which 10 layers of an In 0.2 Ga 0.8 N active layer having a thickness of 4 nm and a barrier layer having a thickness of 11 nm are laminated. This is an example of a structure incorporating the layer 120.

LED領域50Aにおいて、InGa1−yN(0<y≦1)のMQW層120の内、特に50Aで囲まれた部分のMQW層領域120Aから放射される発光は、TE(MQW層120に平行なY軸方向の電界ベクトルを持つ光)とTM(MQW層120に垂直なZ軸方向の電界ベクトルを持つ光)の両方の成分を有している。これについては、サファイア基板のC面上に形成した窒化ガリウム製のレーザダイオード(GaN−LD)がTEモードのみを放射することと対照的である。 In the LED region 50A, the light emitted from the MQW layer region 120A of the portion surrounded by 50A among the MQW layers 120 of In y Ga 1-y N (0 <y ≦ 1) is TE (MQW layer 120). It has both components of TM (light having an electric field vector in the Y-axis direction parallel to) and TM (light having an electric field vector in the Z-axis direction perpendicular to the MQW layer 120). This is in contrast to the gallium nitride laser diode (GaN-LD) formed on the C-plane of the sapphire substrate, which radiates only the TE mode.

例えば、サファイア基板101のC面上に形成したn−GaN層110、MQW層120、GaN層130、及びp−GaN層140による窒化ガリウム製のLED(GaN−LED)であるLED領域50AのTEモードとTMモードの偏光の強度比率の差は、青色LEDのピーク波長458nmにおいて最大でも30%程度である。 For example, the TE of the LED region 50A, which is a gallium nitride LED (GaN-LED) formed by the n-GaN layer 110, the MQW layer 120, the GaN layer 130, and the p-GaN layer 140 formed on the C surface of the sapphire substrate 101. The difference in the intensity ratio of the polarization between the mode and the TM mode is about 30% at the maximum at the peak wavelength of 458 nm of the blue LED.

MQW層120で発光した光は、遮光膜170を設けたことにより、MQW層120を含んだGaN積層膜(102〜140)を光導波路とみなすことができ、p−GaN層140と上側の空気層との境界面、及び、GaN層102とサファイア基板101との境界面で全反射される。図3は、当該光導波路の境界面と入射光との関係を示す図であって、図2の50Bの光伝播領域を拡大した図である。境界面の垂直方向と入射光とのなす角をθとするとスネル則によって、それぞれの界面での臨界角θ、θについては、次式(1)、(2)となる。 For the light emitted by the MQW layer 120, the GaN laminated film (102 to 140) including the MQW layer 120 can be regarded as an optical waveguide by providing the light-shielding film 170, and the p-GaN layer 140 and the air on the upper side can be regarded as an optical waveguide. Total internal reflection is performed at the interface between the layer and the interface between the GaN layer 102 and the sapphire substrate 101. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the boundary surface of the optical waveguide and the incident light, and is an enlarged view of the light propagation region of FIG. 2B. Assuming that the angle formed by the vertical direction of the boundary surface and the incident light is θ, the following equations (1) and (2) are obtained for the critical angles θ 1 and θ 2 at each interface according to the Snell law.

Figure 0006983554
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Figure 0006983554
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いま、例えば青色LEDのピーク波長458nmについては、空気中の屈折率nAir=1.00、GaN積層膜102〜140の中での屈折率nGaN=2.47、サファイア基板101の中での屈折率nAl2O3=1.78とすると、空気層とp−GaN層140との境界面での臨界角θと、GaN層102とサファイア基板101との境界面での臨界角θは、式(1)及び式(2)によって、θ=23.9°、θ=46.1°となる。 Now, for example, for the peak wavelength 458nm of blue LED, refractive index n Air = 1.00 in the air, the refractive index n GaN = 2.47 in in GaN multilayer films 102 to 140, of in the sapphire substrate 101 Assuming that the refractive index n Al2O3 = 1.78, the critical angle θ 1 at the interface between the air layer and the p-GaN layer 140 and the critical angle θ 2 at the interface between the GaN layer 102 and the sapphire substrate 101 are According to the equations (1) and (2), θ 1 = 23.9 ° and θ 2 = 46.1 °.

従って、LED領域50AからX軸正方向に放射される光の光導波路(GaN層102、n−GaN層110、MQW層120、GaN層130、p−GaN層140)の上下の境界面への入射角θがθ>θの条件を満たせば、p−GaN層140と空気、又は、GaN層102とサファイア基板101との間の屈折率差によって、MQW層120から放射される発光は、光導波路の中を全反射しながらX軸正方向に伝搬していくことになる。 Therefore, the optical waveguide (GaN layer 102, n-GaN layer 110, MQW layer 120, GaN layer 130, p-GaN layer 140) of light emitted from the LED region 50A in the positive direction of the X-axis to the upper and lower boundary surfaces. If the incident angle θ satisfies the condition θ> θ 2 , the light emitted from the MQW layer 120 due to the difference in refractive index between the p-GaN layer 140 and air or between the GaN layer 102 and the sapphire substrate 101 will be emitted. It propagates in the positive direction of the X-axis while totally reflecting in the optical waveguide.

すなわち、図1のような遮光膜170をp型電極160のX軸正方向側の近傍に設ければ、θ>θ2の条件を常に満たすことができるため、空気層とp−GaN層140との境界面から発光が空気層に出ることを抑制できY軸方向には光はほとんど出力されずに、GaN積層膜102〜140を光導波路として光伝搬させることが可能となる。 That is, if the light-shielding film 170 as shown in FIG. 1 is provided in the vicinity of the p-type electrode 160 on the positive direction side of the X-axis , the condition of θ> θ 2 can always be satisfied, so that the air layer and the p-GaN layer 140 can be satisfied. Light emission can be suppressed from the interface with the air layer, and almost no light is output in the Y-axis direction, so that the GaN laminated films 102 to 140 can be propagated as an optical waveguide.

一方、図1、図2の構成では、MQW層120を含むGaN積層膜102〜140の厚みすなわち光導波路の厚みをa、真空中の波数をk、GaN積層膜102〜140の上下の境界面への入射角をθとすると次式(3)、(4)が成り立つ。 On the other hand, in the configurations of FIGS. 1 and 2, the thickness of the GaN laminated film 102 to 140 including the MQW layer 120, that is, the thickness of the optical waveguide is a, the wave number in vacuum is k, and the upper and lower boundary surfaces of the GaN laminated film 102 to 140. The following equations (3) and (4) hold, where θ is the angle of incidence on.

Figure 0006983554
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Figure 0006983554
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式(3)において、aは、GaN積層膜102〜140の全体の合計膜厚、φAirはGaN積層膜102〜140と空気の境界面での全反射に伴う位相変化、φAl2O3はGaN積層膜102〜140とサファイア基板101の境界面での全反射に伴う位相変化、mは0以上の整数(0、1、2…)、βは伝搬定数を表す。 In the formula (3), a is the total thickness of the GaN laminated films 102 to 140, φ Air is the phase change due to total internal reflection at the interface between the GaN laminated films 102 to 140 and the air, and φ Al2O3 is the GaN laminated film. The phase change due to total reflection at the interface between the films 102 to 140 and the sapphire substrate 101, m is an integer of 0 or more (0, 1, 2, ...), And β represents the propagation constant.

図4は、サファイア基板101とGaN積層膜102〜140の屈折率の深さ(厚さ)方向の分布を示す図である。深さ0μmは、サファイア基板101とGaN層102との境界の位置である。 FIG. 4 is a diagram showing the distribution of the refractive index of the sapphire substrate 101 and the GaN laminated film 102 to 140 in the depth (thickness) direction. The depth of 0 μm is the position of the boundary between the sapphire substrate 101 and the GaN layer 102.

図4に示すように、サファイア基板101の屈折率は1.78であり、GaN積層膜102〜140の屈折率は2.47である。GaN積層膜102〜140にはMQW層120が含まれ、MQW層120の屈折率は、GaN層102、n−GaN層110、GaN層130、p−GaN層140の屈折率より少し高いが、約2.5である。 As shown in FIG. 4, the refractive index of the sapphire substrate 101 is 1.78, and the refractive index of the GaN laminated films 102 to 140 is 2.47. The GaN laminated films 102 to 140 include the MQW layer 120, and the refractive index of the MQW layer 120 is slightly higher than that of the GaN layer 102, the n-GaN layer 110, the GaN layer 130, and the p-GaN layer 140. It is about 2.5.

このようなデバイス構造は、空気をクラッド層、光導波路として機能するGaN積層膜102〜140をコア層、サファイア基板101をクラッド層とする3層構造のスラブ型の光導波路と扱うことができ、一般的な非対称性のTEモードとTMモードのスラブ型光導波路の解析が適用できる。すなわち、図2の遮光膜170によって上面(正面)への放射モードとサファイア基板101への放射モードを生じないようにすることができ、X軸方向において遮光膜170が存在する区間内でGaN積層膜内を伝搬する光は、次式(5)を満足する複数の伝搬光を含む離散的な解を持つマルチモードの伝搬光となる。 Such a device structure can be treated as a slab-type optical waveguide having a three-layer structure in which air is a clad layer, GaN laminated films 102 to 140 functioning as an optical waveguide are a core layer, and a sapphire substrate 101 is a clad layer. Analysis of general asymmetric TE-mode and TM-mode slab-type optical waveguides can be applied. That is, the light-shielding film 170 in FIG. 2 can prevent the radiation mode to the upper surface (front surface) and the radiation mode to the sapphire substrate 101 from occurring, and the GaN stacking is performed in the section where the light-shielding film 170 exists in the X-axis direction. The light propagating in the film is a multimode propagating light having a discrete solution including a plurality of propagating lights satisfying the following equation (5).

Figure 0006983554
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また、式(3)において、TEモードとTMモードでは位相変化φAirと位相変化φAl2O3の値が異なるため、導波路解析における分散曲線(dispersion curve)も、TE1とTM1で異なることになる。 Further, in the equation (3), since the values of the phase change φ Air and the phase change φ Al2O3 are different between the TE mode and the TM mode, the dispersion curve in the waveguide analysis is also different between the TE1 and the TM1.

図5は、サファイア基板101とGaN積層膜102〜140の屈折率の波長依存性を示す図である。図5に示すように、GaN積層膜102〜140の屈折率は、波長が400nmでは約2.55であり、波長の増大とともに緩やかに減少し、900nmでは約2.35になる。また、サファイア基板101の屈折率は、波長が400nmでは約1.78であり、波長が増大に対して非常に緩やかな減少傾向にあるが、ほぼ一定である。 FIG. 5 is a diagram showing the wavelength dependence of the refractive indexes of the sapphire substrate 101 and the GaN laminated films 102 to 140. As shown in FIG. 5, the refractive index of the GaN laminated films 102 to 140 is about 2.55 at a wavelength of 400 nm, gradually decreases with increasing wavelength, and becomes about 2.35 at 900 nm. Further, the refractive index of the sapphire substrate 101 is about 1.78 at a wavelength of 400 nm, and it tends to decrease very slowly with increasing wavelength, but it is almost constant.

図6は、nAir=1.00、nGaN=2.47、nAl2O3=1.78の青色LEDのピーク波長458nmで計算した、TE1とTM1におけるGaN積層膜102〜140の3層構造スラブ型光導波路の分散曲線である。 FIG. 6 shows a three-layer structure slab of GaN laminated films 102 to 140 in TE1 and TM1 calculated at a peak wavelength of 458 nm for a blue LED with n Air = 1.00, n GaN = 2.47, and n Al2O3 = 1.78. It is a dispersion curve of a type optical wave guide.

図6において、横軸はVパラメータ(規格化周波数とも称す)、縦軸は規格化伝搬定数b(normalized propagation constant)を示している。図6には、TEモードとTMモードのモード0〜5(m=0〜5)の特性を示す。 In FIG. 6, the horizontal axis represents a V parameter (also referred to as a normalized frequency), and the vertical axis represents a normalized propagation constant b (normalized propagation constant). FIG. 6 shows the characteristics of modes 0 to 5 (m = 0 to 5) in the TE mode and the TM mode.

図6に示すように、屈折率が非対称な3層構造を反映して、TEとTMの各モードで分散曲線が異なる。さらに式(5)及びb−V特性から、伝搬定数βを解析的に求めることができる。さらにβと波数kの比率から、次式(6)のように、等価屈折率neq(equivalent indexまたは実行屈折率:effective indexとも称す)を求めることができる。 As shown in FIG. 6, the dispersion curve is different in each mode of TE and TM, reflecting the three-layer structure in which the refractive index is asymmetric. Further, the propagation constant β can be analytically obtained from the equation (5) and the bV characteristic. Further, from the ratio of β and the wave number k, the equivalent refractive index n eq (also referred to as equivalent index or effective index) can be obtained as in the following equation (6).

Figure 0006983554
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次に、ワイヤグリッド偏光子(wire-grid polarizer)180(図1、2参照)について説明する。ワイヤグリッド偏光子180は、p−GaN層140の表面にピッチΛ(μm)で配設される複数本の金属製のワイヤを有する。複数のワイヤは、Y軸方向に伸延し、X軸方向にピッチΛ(μm)で平行に配列されている。 Next, a wire-grid polymerase 180 (see FIGS. 1 and 2) will be described. The wire grid polarizing element 180 has a plurality of metal wires arranged on the surface of the p-GaN layer 140 at a pitch Λ (μm). The plurality of wires extend in the Y-axis direction and are arranged in parallel at a pitch Λ (μm) in the X-axis direction.

ワイヤグリッド偏光子180では、p−GaN層140の表面上に微細な金属のグリッド(スリット状)を形成する事によって、GaN層からのグリッドに入射するTMモードの成分を空気中に透過する一方、TE偏光成分をGaN層へ反射(一部吸収)することで偏光子として機能する。すなわち、ワイヤの伸延方向(Y軸方向)に振動する光(TEモード)は、光の電界振動方向がワイヤの伸延方向と一致するため、ワイヤの金属中の電子は電界による移動でジュール熱を発生し、光は金属に吸収されてしまう。また、金属に吸収されない光は金属でGaN側に反射される。一方、ワイヤの金属と伸延方向の直交する電界をもつ光(TMモード)に対しては、金属内で電子が移動できる距離が限られているため光吸収は少なく、透過する。すなわち、ワイヤグリッド偏光子180は、回折格子として機能するため、TMモードは、ワイヤの間を透過することができる。このため、ワイヤグリッド偏光子180においては、GaN積層膜102〜140の内部を伝搬するTMモードとTEモードの伝搬光のうち、TMモードの光のみを外部に取り出すことができるようになる。 In the wire grid polarizing element 180, by forming a fine metal grid (slit shape) on the surface of the p-GaN layer 140, the TM mode component incident on the grid from the GaN layer is transmitted to the air. , The TE polarizing component is reflected (partially absorbed) to the GaN layer to function as a polarizing element. That is, in the light (TE mode) that vibrates in the wire extension direction (Y-axis direction), the electric field vibration direction of the light coincides with the wire extension direction, so that the electrons in the metal of the wire transfer Joule heat due to the movement of the electric field. It is generated and the light is absorbed by the metal. Further, the light that is not absorbed by the metal is reflected by the metal on the GaN side. On the other hand, for light (TM mode) having an electric field orthogonal to the metal of the wire in the extension direction, light absorption is small and transmitted because the distance that electrons can move in the metal is limited. That is, since the wire grid polarizing element 180 functions as a diffraction grating, the TM mode can transmit between the wires. Therefore, in the wire grid polarizing element 180, only the light in the TM mode can be extracted to the outside among the light propagating in the TM mode and the TE mode propagating inside the GaN laminated films 102 to 140.

ワイヤグリッド偏光子180を透過して、外部に取り出される光線については、出射される光線方向と境界面に垂直方向とのなす角をαとすると次式(7)で与えられる。 The light rays that pass through the wire grid polarizing element 180 and are taken out to the outside are given by the following equation (7), where α is the angle formed by the light rays emitted and the direction perpendicular to the boundary surface.

Figure 0006983554
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ワイヤグリッド偏光子180とLED領域50Aのn型電極150の間にバイアス電圧源190Bから逆バイアス電圧を印加した場合には、TMモードの等価屈折率neqを印加電圧に比例する形で、可変させることができる。式(7)において、λ0は、LED領域50Aの発光のピーク波長(中心波長)であって、逆バイアス電圧の値には依存せず常に一定値である。ワイヤグリッド偏光子180のピッチΛについては、式(7)においてsinα>0を満足する条件下で適宜設定すればよい。LED領域50Aから出力される光線方向に応じて印加電圧を変えることで、光線のXZ平面と垂直方向との成す角αを制御することが可能となる。 When applying a reverse bias voltage from the bias voltage source 190B between the wire grid polarizer 180 and the LED region 50A n-type electrode 150 in the form of proportional equivalent refractive index n eq of TM mode to the applied voltage, variable Can be made to. In the equation (7), λ 0 is the peak wavelength (center wavelength) of the light emission in the LED region 50A, and is always a constant value regardless of the value of the reverse bias voltage. The pitch Λ of the wire grid polarizing element 180 may be appropriately set under the condition that sinα> 0 is satisfied in the equation (7). By changing the applied voltage according to the direction of the light rays output from the LED region 50A, it is possible to control the angle α formed between the XZ plane and the vertical direction of the light rays.

なお、図2において、GaNの結晶構造に由来するEO効果が発現する理由は、GaNの結晶構造が六方晶系の対称性が低い結晶構造からなり、TMモードのGaN積層膜102〜140の結晶構造に中心対称性を含まないことに由来したEO効果が発現する。すなわち、このような対称性が低く、中心対称性を持たない結晶構造に電界を印加した場合に、電界に比例した屈折率変化、すなわちポッケルス効果による電気光学(EO)効果が生じる。 In FIG. 2, the reason why the EO effect derived from the GaN crystal structure is exhibited is that the GaN crystal structure is a hexagonal crystal structure with low symmetry, and the crystals of the TM mode GaN laminated films 102 to 140 are exhibited. The EO effect derived from the fact that the structure does not contain central symmetry is exhibited. That is, when an electric field is applied to a crystal structure having such low symmetry and no centrosymmetry, a change in the refractive index proportional to the electric field, that is, an electro-optic (EO) effect due to the Pockels effect occurs.

また、このような大きな屈折率変化が、特にInNの量子井戸を有するLEDでは増強される。GaN結晶の水平方向(a軸)の格子定数は0.3189nmであり、InN結晶の同方向の格子定数は0.3548nmである。従って、両者の間の格子不整合が11%ある。この格子不整合によって、面内圧縮歪は更に増長され、ポッケレス効果が増強される。 Further, such a large change in the refractive index is enhanced particularly in the LED having the quantum well of InN. The horizontal (a-axis) lattice constant of the GaN crystal is 0.3189 nm, and the lattice constant of the InN crystal in the same direction is 0.3548 nm. Therefore, there is an 11% lattice mismatch between the two. Due to this lattice mismatch, the in-plane compressive strain is further increased and the pocketless effect is enhanced.

しかし、サファイア基板101のC面上に形成したGaN積層膜102〜140の中のMQW層120に由来する大きなEO効果は、TMモードでは望めない。 However, a large EO effect derived from the MQW layer 120 in the GaN laminated films 102 to 140 formed on the C surface of the sapphire substrate 101 cannot be expected in the TM mode.

すなわち、MQW層120での屈折率の変調効果については、TE偏光は変調されるが、TM偏光はほとんど変調されない。これを回避するためには、サファイア基板101のC面上でのGaNの結晶成長に代えて、C面から約45°傾いた基板である半極性基板上に作製したMQWの形成が最も有効である。または、GaNの成長に代えて、AlNの固溶体であるGaAl1−xN(0<x≦1)を母体材料とするp型層及びn型層を積層した基本構造とし、特に活性層としてInGa1−yN(0<y≦1)のMQWを組み込んだ構造とするのも効果的である。GaNでは、価電子帯Topと伝導体の底の間で許容される遷移(光学選択則)が電界ベクトルとGaN結晶のC軸とが垂直になるのに対し、AlNでは、電界ベクトルとGaN結晶のC軸とが平行になるためである。 That is, regarding the refractive index modulation effect in the MQW layer 120, TE polarized light is modulated, but TM polarized light is hardly modulated. In order to avoid this, instead of crystal growth of GaN on the C plane of the sapphire substrate 101, it is most effective to form MQW formed on a semi-polar substrate which is a substrate tilted by about 45 ° from the C plane. be. Alternatively, instead of growing GaN, the basic structure is such that a p-type layer and an n-type layer using Ga x Al 1-x N (0 <x ≦ 1), which is a solid solution of AlN, as a base material are laminated, and particularly an active layer. It is also effective to have a structure incorporating an MQW of In y Ga 1-y N (0 <y ≦ 1). In GaN, the transition (optical selectivity) allowed between the valence band Top and the bottom of the conductor is perpendicular to the electric field vector and the C axis of the GaN crystal, whereas in AlN, the electric field vector and the GaN crystal. This is because it is parallel to the C axis of.

これが主因となりAlNでは、C軸に平行な電界ベクトルの光も変調できるようになる。MQWのバンド構造も母体材料であるGaNやAlNのバンド構造を踏襲すると考えられるためGaNに代えてAlを含んだGaAl1−xN(0<x≦1)を母体材料とするLEDがTMモードの変調には有効である。 This is the main cause, and in AlN, the light of the electric field vector parallel to the C axis can also be modulated. Since it is considered that the band structure of MQW also follows the band structure of GaN and AlN which are the parent materials, an LED whose base material is Ga x Al 1-x N (0 <x ≦ 1) containing Al instead of GaN is used. It is effective for TM mode modulation.

以上、実施の形態1によれば、LED領域50Aとワイヤグリッド偏光子180とを同
一基板(サファイア基板101)上に形成できるため、小型の光偏向素子100を実現することが可能となる。実施の形態1では光変調器や光偏向器について、光源(LED領域50A)と光変調部(ワイヤグリッド偏光子180を電極とするEO変調部50C)を一体化することで、コンパクトな光偏向素子100を実現できる。その際、光源(LED領域50A)の偏波面とEO変調部50C(ワイヤグリッド偏光子180を電極とする変調部)の偏波面を一緒にすることにより、光源の変調及び光偏向を実現できる。なお、EO変調部50Cは、偏向部の一例である。偏向部は、偏光子として働くとともに、変調器として屈折率を変えることで偏向を行う。
As described above, according to the first embodiment, since the LED region 50A and the wire grid polarizing element 180 can be formed on the same substrate (sapphire substrate 101), it is possible to realize a compact optical deflection element 100. In the first embodiment, for the light modulator and the light deflector, the light source (LED region 50A) and the light modulation unit (EO modulation unit 50C having the wire grid modulator 180 as an electrode) are integrated to achieve compact light deflection. The element 100 can be realized. At that time, by combining the polarization plane of the light source (LED region 50A) and the polarization plane of the EO modulation unit 50C (modulation unit having the wire grid modulator 180 as an electrode), the modulation and light deflection of the light source can be realized. The EO modulation unit 50C is an example of a deflection unit. The deflecting unit acts as a deflector and deflects by changing the refractive index as a modulator.

光偏向素子100は、光の位相変調としてGHz以上の高速変調が可能な電気光学効果(EO効果)を用いているため、高速の光偏向制御が可能となる。この光偏向素子100をインテグラル立体表示装置の表示部の各画素に用いることで、時分割表示によって、立体表示に必要となる画素数の大幅な削減を実現することが可能となる。 Since the optical deflection element 100 uses an electro-optic effect (EO effect) capable of high-speed modulation of GHz or higher as the phase modulation of light, high-speed optical deflection control is possible. By using the light deflection element 100 for each pixel of the display unit of the integral stereoscopic display device, it is possible to realize a significant reduction in the number of pixels required for stereoscopic display by time-division display.

図7は、実施の形態1の変形例の光偏向素子100Aを示す図である。光偏向素子100Aは、サファイア基板101、GaN層102、n−GaN層110、MQW層120、GaN層130、p−GaN層140、n型電極150、p型電極160A、遮光膜170A、ワイヤグリッド偏光子180A、バイアス電圧源190A、190Bを含む。 FIG. 7 is a diagram showing a light deflection element 100A of a modification of the first embodiment. The optical deflection element 100A includes a sapphire substrate 101, a GaN layer 102, an n-GaN layer 110, an MQW layer 120, a GaN layer 130, a p-GaN layer 140, an n-type electrode 150, a p-type electrode 160A, a light-shielding film 170A, and a wire grid. Includes a extruder 180A and bias voltage sources 190A, 190B.

光偏向素子100Aは、図1、2に示す光偏向素子100のワイヤグリッド偏光子180の代わりに、リング状のワイヤグリッド偏光子180Aを含む。これに伴い、図1、2に示すp型電極160と遮光膜170は、p型電極160Aと遮光膜170Aに変更されている。なお、図7では絶縁層171に相当する絶縁層を省略する。 The optical deflection element 100A includes a ring-shaped wire grid polarizing element 180A instead of the wire grid polarizing element 180 of the optical deflection element 100 shown in FIGS. 1 and 2. Along with this, the p-type electrode 160 and the light-shielding film 170 shown in FIGS. 1 and 2 have been changed to the p-type electrode 160A and the light-shielding film 170A. In FIG. 7, the insulating layer corresponding to the insulating layer 171 is omitted.

ワイヤグリッド偏光子180Aは、同心円状に配置される複数のワイヤと、電極180A1とを有する。また、遮光膜170Aは、平面視で複数のワイヤの外側から中心まで延びる基部170A1と、複数のワイヤの中心(最も直径が小さいワイヤの内側の部分)を覆う中心部170A2とを有する。また、p型電極160Aは、遮光膜170Aの上側に設けられ、平面視で複数のワイヤの外側から中心まで延びる基部160A1と、中心部160A2とを有する。基部160A1と中心部160A2は、それぞれ、基部170A1と中心部170A2上に位置する。 The wire grid polarizing element 180A has a plurality of wires arranged concentrically and an electrode 180A1. Further, the light-shielding film 170A has a base portion 170A1 extending from the outside to the center of the plurality of wires in a plan view, and a central portion 170A2 covering the center of the plurality of wires (the inner portion of the wire having the smallest diameter). Further, the p-type electrode 160A is provided on the upper side of the light-shielding film 170A and has a base portion 160A1 extending from the outside to the center of the plurality of wires in a plan view and a center portion 160A2. The base 160A1 and the center 160A2 are located on the base 170A1 and the center 170A2, respectively.

このような光偏向素子100Aは、図1、2に示す光偏向素子100と同様に、バイアス電圧源190Bからワイヤグリッド偏光子180Aの全体と、n型電極150との間に逆バイアス電圧を印加する。バイアス電圧源190Bからワイヤグリッド偏光子180Aには、1つの電極180A1を介して電界が印加される。電極180A1は、ワイヤグリッド偏光子180Aの複数のワイヤの中心から径方向外側に向かって設けられる直線状の電極である。 Similar to the optical deflection element 100 shown in FIGS. 1 and 2, such an optical deflection element 100A applies a reverse bias voltage from the bias voltage source 190B between the entire wire grid polarizing element 180A and the n-type electrode 150. do. An electric field is applied from the bias voltage source 190B to the wire grid polarizing element 180A via one electrode 180A1. The electrode 180A1 is a linear electrode provided from the center of a plurality of wires of the wire grid polarizing element 180A toward the outside in the radial direction.

LED領域50Aで発生した光は、ワイヤグリッド偏光子180Aで回折されて、Z軸方向に取り出すことができる。また、ワイヤグリッド偏光子180Aは、平面視でLED領域50Aを周囲から取り囲む形状をしているため、ワイヤグリッド偏光子180A全体で可変焦点レンズを形成することが可能となる。従って、取り出される光は、図7に示すようにビーム100A1にビーム収束される。 The light generated in the LED region 50A is diffracted by the wire grid polarizing element 180A and can be taken out in the Z-axis direction. Further, since the wire grid polarizing element 180A has a shape that surrounds the LED region 50A from the periphery in a plan view, it is possible to form a varifocal lens with the entire wire grid polarizing element 180A. Therefore, the extracted light is beam-converged on the beam 100A1 as shown in FIG.

図8は、実施の形態1の変形例の光偏向素子100Bを示す図である。光偏向素子100Bは、図7に示す光偏向素子100Aのワイヤグリッド偏光子180Aをワイヤグリッド偏光子180Bに変更したものである。 FIG. 8 is a diagram showing a light deflection element 100B of a modification of the first embodiment. The optical deflection element 100B is obtained by changing the wire grid polarizing element 180A of the optical deflection element 100A shown in FIG. 7 to the wire grid polarizing element 180B.

ワイヤグリッド偏光子180Bは、同心円状に配置される複数のワイヤと、8個の電極180B1〜180B8とを有する。電極180B1〜180B8は、図7に示す電極180A1を等角度間隔で8つ配置したものである。電極180B1〜180B8には、バイアス電圧源190Bから独立的に可変電圧が印加される。 The wire grid polarizing element 180B has a plurality of wires arranged concentrically and eight electrodes 180B1 to 180B8. The electrodes 180B1 to 180B8 are formed by arranging eight electrodes 180A1 shown in FIG. 7 at equal angular intervals. A variable voltage is applied to the electrodes 180B1 to 180B8 independently of the bias voltage source 190B.

ワイヤグリッド偏光子180Bを周方向に8分割された複数個の電極に見立て、分割駆動を可能にしている。電極180B1〜180B8の分割駆動によって、電極180B1〜180B8の各々からワイヤに印加する電圧に印加電圧差を設けることにより、8個の電極180B1〜180B8下のGaN積層膜102〜140中の伝播光について、同心円方向に異なる位相分布を持たせれば、ビーム100B1の仰角及び方位角を制御できるようになる。 The wire grid polarizing element 180B is regarded as a plurality of electrodes divided into eight in the circumferential direction to enable the divided drive. Propagation light in the GaN laminated films 102 to 140 under the eight electrodes 180B1 to 180B8 by providing a voltage difference applied to the voltage applied to the wire from each of the electrodes 180B1 to 180B8 by the split drive of the electrodes 180B1 to 180B8. By having different phase distributions in the concentric circle direction, the elevation angle and the azimuth angle of the beam 100B1 can be controlled.

このようなワイヤグリッド偏光子180Bは、8つの開口部を持つ光フェーズドアレイと見なすこともできる。ただし、光フェーズドアレイとしての動作を実現するためには、開口部全体が、LED領域50Aの発光のスペクトル幅で規定されるコヒーレンス長の中に入っていることが必要となる。一般的なLEDの場合、コヒーレンス長は20μm程度である。LEDの中での光閉じ込め効果を高めれば、コヒーレンス長は、伸長することは可能である。光フェーズドアレイ動作により、光ビームの方向制御と収束・発散動作が可能となる。 Such a wire grid polarizing element 180B can also be regarded as an optical phased array having eight openings. However, in order to realize the operation as an optical phased array, it is necessary that the entire opening is within the coherence length defined by the spectral width of the light emission of the LED region 50A. In the case of a general LED, the coherence length is about 20 μm. The coherence length can be extended by enhancing the light confinement effect in the LED. The optical phased array operation enables direction control of the optical beam and convergence / divergence operation.

<実施の形態2>
図9は、実施の形態2の光偏向素子200を示す図である。MQW層120の積層方向と同一方向に電界成分を持たせて、電気光学定数r13を用いたTEモードで光偏向できる構造である。
<Embodiment 2>
FIG. 9 is a diagram showing the light deflection element 200 of the second embodiment. In the stacking direction in the same direction of the MQW layer 120 to have an electric field component, a structure capable of light deflected by the TE mode using the electro-optical constant r 13.

このような電界成分を持たせるために、光偏向素子200は、サファイア基板101、GaN層102、n−GaN層110、MQW層120、GaN層130、p−GaN層140、n型電極150、p型電極160、遮光膜170、絶縁層171、金属クラッディング280、バイアス電圧源190A、290B1、290B2、p型電極290C1、290C2を含む。 In order to have such an electric field component, the optical deflection element 200 includes a sapphire substrate 101, a GaN layer 102, an n-GaN layer 110, an MQW layer 120, a GaN layer 130, a p-GaN layer 140, and an n-type electrode 150. It includes a p-type electrode 160, a light-shielding film 170, an insulating layer 171 and a metal cladding 280, a bias voltage source 190A, 290B1, 290B2, and p-type electrodes 290C1 and 290C2.

金属クラッディング280は、平面視で矩形状の金属膜であり、GaN積層膜102〜140の光導波路のp−GaN層140の上面に直接的に形成されている。金属クラッディング280のX軸方向の位置は、p型電極160の正方向側に隣接する位置である。金属クラッディング280のX軸正方向側には、p型電極290C1、290C2が設けられる。金属クラッディング280は、例えば、Al、Au、Agなどの金属薄膜製であって特に複素誘電率の虚部が大きいAlが有効であり、作製法としては、例えば、蒸着法によって形成される。 The metal cladding 280 is a metal film having a rectangular shape in a plan view, and is directly formed on the upper surface of the p-GaN layer 140 of the optical waveguide of the GaN laminated films 102 to 140. The position of the metal cladding 280 in the X-axis direction is a position adjacent to the positive direction side of the p-type electrode 160. P-type electrodes 290C1 and 290C2 are provided on the X-axis positive direction side of the metal cladding 280. The metal cladding 280 is made of, for example, a metal thin film such as Al, Au, or Ag, and Al having a particularly large imaginary portion having a complex dielectric constant is effective. As a manufacturing method, for example, it is formed by a vapor deposition method.

p型電極290C1、290C2は、金属クラッディング280のX軸正方向側において、GaN積層膜102〜140の光導波路のp−GaN層140の上面に設けられている。p型電極290C1は、p−GaN層140の上面のうち、Y軸正方向側の端部に設けられ、p型電極290C2は、p−GaN層140の上面のうち、Y軸負方向側の端部に設けられている。また、p型電極290C1は、バイアス電圧源290B1によってn型電極150に対して逆バイアス電圧が印加され、p型電極290C2は、バイアス電圧源290B2によって可変の逆バイアス電圧が印加される。 The p-type electrodes 290C1 and 290C2 are provided on the upper surface of the p-GaN layer 140 of the optical waveguide of the GaN laminated films 102 to 140 on the X-axis positive direction side of the metal cladding 280. The p-type electrode 290C1 is provided at the end of the upper surface of the p-GaN layer 140 on the positive Y-axis side, and the p-type electrode 290C2 is located on the negative Y-axis side of the upper surface of the p-GaN layer 140. It is provided at the end. Further, a reverse bias voltage is applied to the p-type electrode 290C1 by the bias voltage source 290B1 to the n-type electrode 150, and a variable reverse bias voltage is applied to the p-type electrode 290C2 by the bias voltage source 290B2.

図1、2、7、8に示した光偏向素子100、100A、100Bでは、TMモードの光を外部に取り出しており、サファイア基板101のC面基板上に形成したGaN積層膜102〜140のInGaNのMQW層120では大きなEO係数の発現は難しかったが、本構造によれば、TEモードを利用することができるため、可視光の発光領域においても電気光学定数r13=20(pm/V)程度の大きな電気光学効果が発現することが可能となる。 In the optical deflection elements 100, 100A, and 100B shown in FIGS. 1, 2, 7, and 8, the TM mode light is taken out to the outside, and the GaN laminated films 102 to 140 formed on the C-plane substrate of the sapphire substrate 101. Although it was difficult to express a large EO coefficient in the MQW layer 120 of InGaN, according to this structure, since the TE mode can be used, the electro-optic constant r 13 = 20 (pm / V) even in the light emitting region of visible light. ) It is possible to develop a large electro-optic effect.

特に、p−GaN層140の上面に直接金属を製膜した金属クラッディング280を用いることによってTMモードを吸収し、GaN積層膜102〜140の内部でTEモードをX軸正方向に透過させることができる。TEモードの光は、X軸正方向側の端面から放射される。 In particular, the TM mode is absorbed by using the metal cladding 280 in which the metal is directly formed on the upper surface of the p-GaN layer 140, and the TE mode is transmitted in the positive direction of the X axis inside the GaN laminated films 102 to 140. Can be done. The light in TE mode is emitted from the end face on the positive direction side of the X axis.

本構造によれば、TMモードの電磁界分布が金属クラッディング280の金属中に浸透するため、TMモードの伝搬損失は大きく、TEモードのみが透過する。すなわち、金属はTMモードの光に対して、誘電率が負でかつ損失の大きな誘電体としてふるまう。その結果、2本のp型電極290C1、290C2で挟まれた導波路領域では、バイアス電圧源290B2のバイアス電圧を可変させることにより、効率的にTEモードの光を矢印で示すように偏向し、X軸正方向側の端面から放射される方向をXY平面内で制御することができるため、安価なC面サファイア基板を用いて、電気光学定数r13の大きな光偏向素子200を形成することが可能となる。 According to this structure, since the electromagnetic field distribution in the TM mode permeates into the metal of the metal cladding 280, the propagation loss in the TM mode is large, and only the TE mode permeates. That is, the metal behaves as a dielectric having a negative dielectric constant and a large loss with respect to light in TM mode. As a result, in the waveguide region sandwiched between the two p-type electrodes 290C1 and 290C2, the bias voltage of the bias voltage source 290B2 is varied to efficiently deflect the TE mode light as shown by the arrow. Since the direction radiated from the end face on the positive direction side of the X axis can be controlled in the XY plane, it is possible to form a large optical deflection element 200 having an electro-optical constant r 13 by using an inexpensive C-plane sapphire substrate. It will be possible.

<実施の形態3>
図10は、実施の形態3のインテグラル立体方式の表示装置(立体画像表示装置)300を示す図である。図10に示す表示装置300は、実施の形態1、2の光偏向素子100、100A、100B、200のうちのいずれか1つを用いたインテグラル立体方式の表示装置である。図10の表示装置300において、各画素に光偏向素子100、100A、100B、200のうちのいずれか1つが配置される。図10(A)、(B)には、複数の光偏向素子100、100A、100B、200の各々から放射される光を時分割して時分割表示することで、表示装置300の利用者に立体映像を提供する。
<Embodiment 3>
FIG. 10 is a diagram showing the integral stereoscopic display device (stereoscopic image display device) 300 of the third embodiment. The display device 300 shown in FIG. 10 is an integral three-dimensional display device using any one of the light deflection elements 100, 100A, 100B, and 200 of the first and second embodiments. In the display device 300 of FIG. 10, any one of the optical deflection elements 100, 100A, 100B, and 200 is arranged in each pixel. In FIGS. 10A and 10B, the light radiated from each of the plurality of optical deflection elements 100, 100A, 100B, and 200 is time-divisioned and displayed in a time-division manner to the user of the display device 300. Provides stereoscopic images.

かかる構成によれば、立体画像表示装置300は、発光制御部によって、各画素に対して、それぞれ2以上の出射方向に対応する画像信号を時分割で切り替えて出力し、当該画素の発光と非発光とを制御する。また、立体画像表示装置300は、各画素からの光線の出射方向を特定する。このとき、立体画像表示装置300は、出射方向の制御によって、発光制御部が2以上の出射方向に対応して各画素に出力する画像信号を切り替えるタイミングに同期して、各画素として設けられた発光素子の出射方向を偏向する。これによって、立体画像表示装置300は、インテグラル・フォトグラフィ方式の立体画像を表示する。 According to such a configuration, the stereoscopic image display device 300 switches and outputs an image signal corresponding to two or more emission directions for each pixel in a time-division manner by the light emission control unit, and outputs the light emission of the pixel. Controls light emission. Further, the stereoscopic image display device 300 specifies the emission direction of the light rays from each pixel. At this time, the stereoscopic image display device 300 is provided as each pixel in synchronization with the timing at which the light emission control unit switches the image signal to be output to each pixel corresponding to two or more emission directions by controlling the emission direction. It deflects the emission direction of the light emitting element. As a result, the stereoscopic image display device 300 displays the stereoscopic image of the integral photography method.

このため、各画素からの光線の方向が2以上の出射方向に特定されるため、従来のレンズを用いた立体画像表示装置に比べて、立体映像を高精細化することができる。また、時分割方式によって、1つの発光素子が複数の出射方向に対応する画素として機能するため、立体画像表示装置300に搭載する発光素子の数を削減することができる。 Therefore, since the directions of the light rays from each pixel are specified in two or more emission directions, the stereoscopic image can be made high-definition as compared with the stereoscopic image display device using a conventional lens. Further, since one light emitting element functions as a pixel corresponding to a plurality of emission directions by the time division method, the number of light emitting elements mounted on the stereoscopic image display device 300 can be reduced.

立体表示装置を実現した際、表示装置を直視する観察者は、ディスプレイから放出される光線を目で直視することになる。このため、各画素を構成する微細な光源としては、レーザーダイオード(LD)ではなくLEDを用いて実現できる。 When the stereoscopic display device is realized, the observer who directly looks at the display device will directly look at the light rays emitted from the display. Therefore, as a fine light source constituting each pixel, it can be realized by using an LED instead of a laser diode (LD).

LED光源と偏向素子と一体化した構造であることが画素を形成することによってで、時分割表示により、画素から出射する光線方向と形状を制御することで、立体映像を表示することが可能となる。 It is possible to display a stereoscopic image by controlling the direction and shape of the light beam emitted from the pixel by time-division display because the structure is integrated with the LED light source and the deflection element by forming the pixel. Become.

なお、本光偏向素子100、100A、100B、200は、光線の成形と方向制御を必要とするデバイス一般に応用することが可能である。例えば、プロジェクター用光源、光スイッチ、空間光インターコネックションに用いる接続器、拡散板を必要としない照明光源などに好適である。 The light deflection elements 100, 100A, 100B, and 200 can be generally applied to devices that require light beam forming and direction control. For example, it is suitable for a light source for a projector, an optical switch, a connector used for spatial optical interconclusion, an illumination light source that does not require a diffuser, and the like.

以上、本発明の例示的な実施の形態の光偏向素子、及び、表示装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 Although the optical deflection element and the display device according to the exemplary embodiment of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments and is within the scope of claims. Various modifications and changes are possible without deviating from.

50A LED領域
50B 光伝播領域
50C 光変調領域
100、100A、100B、200 光偏向素子
101 サファイア基板
102〜140 GaN積層膜
102 GaN層

110 n−GaN層
120 MQW層
120A MQW層の発光領域
130 GaN層
140 p−GaN層
150 n型電極
160 p型電極
160A p型電極
160A1 基部
160A2 中心部
170 遮光膜
170A 遮光膜
170A1 基部
170A2 中心部
171 絶縁層
180 ワイヤグリッド偏光子
180A、180B ワイヤグリッド偏光子
180A1、180B1〜180B8 電極
190A、190B バイアス電圧源
300 表示装置
50A LED region 50B Optical propagation region 50C Optical modulation region 100, 100A, 100B, 200 Optical deflection element 101 Sapphire substrate 102 to 140 GaN laminated film
102 GaN layer

110 n-GaN layer 120 MQW layer 120A MQW layer light emitting region 130 GaN layer 140 p-GaN layer 150 n-type electrode 160 p-type electrode 160A p-type electrode 160A1 base 160A2 center 170 light-shielding film 170A light-shielding film 170A1 base 170A2 center 171 Insulation layer 180 Wire grid splitter 180A, 180B Wire grid splitter 180A1, 180B1 to 180B8 Electrodes 190A, 190B Bias voltage source 300 Display device

Claims (6)

サファイア基板と、
前記サファイア基板のC面上に設けたGaAl1−xN(0<x≦1)を母体材料とするn型層と、
前記n型層に積層された活性層である、InGa1−yN(0<y≦1)で構成される量子井戸層又はInGa1−yN(0<y≦1)と障壁層(GaN)のペアを多層化した多重量子井戸と、
前記量子井戸層又は前記多重量子井戸に積層されたGaAl1−xN(0<x≦1)を母体材料とするp型層と、
前記n型層、前記量子井戸層、及び前記p型層の積層体の第1領域に順バイアスの第1電圧を印加することにより、前記第1領域を発光ダイオード部として機能させる第1電圧印加部と、
前記積層体のうち、前記第1領域よりも前記発光ダイオード部の発光がダイオード内を光伝搬する方向にある第2領域に設けられ、前記発光ダイオード部の発光を偏光し、さらに前記偏光した発光を特定の方向に出射させる偏向部と
を含む、光偏向素子。
With a sapphire board,
An n-type layer using Ga x Al 1-x N (0 <x ≦ 1) as a base material provided on the C surface of the sapphire substrate, and
An active layer stacked on the n-type layer, In y Ga 1-y N (0 <y ≦ 1) quantum well layer composed of or In y Ga 1-y N ( 0 <y ≦ 1) and Multiple quantum wells with multiple barrier layer (GaN) pairs,
A p-type layer whose base material is Ga x Al 1-x N (0 <x ≦ 1) laminated on the quantum well layer or the multiple quantum wells.
By applying a forward-biased first voltage to the first region of the n-type layer, the quantum well layer, and the p-type layer laminate, a first voltage application that causes the first region to function as a light emitting diode portion. Department and
The out of the laminate than said first region is provided in the second area in the direction in which light emission of the light emitting diode to light propagating in the diode, polarized light emission of the light emitting diode unit, prior to further SL polarization A light deflection element that includes a deflection section that emits light emitted in a specific direction.
前記偏向部は、前記第2領域において前記p型層の内部又は前記p型層に対して前記量子井戸層とは反対側において、所定間隔で設けられる複数の金属ワイヤを有するワイヤグリッド偏光子であり、
前記ワイヤグリッド偏光子と、前記n型層との間に、前記n型層に対して前記第1電圧とは逆方向の第2電圧を印加する第2電圧印加部をさらに含み、
前記ワイヤグリッド偏光子で前記発光のうちのTE偏光成分を除去し、前記発光のうちのTM偏光成分を偏光し、さらに第2電圧印加部に電圧を印加することによって前記TM偏光成分を偏向して、前記ワイヤグリッド偏光子から前記発光を外部の特定の方向に出射させる、請求項1記載の光偏向素子。
The deflection portion is a wire grid deflector having a plurality of metal wires provided at predetermined intervals inside the p-type layer or on the opposite side of the p-type layer from the quantum well layer in the second region. can be,
A second voltage application unit that applies a second voltage in the direction opposite to the first voltage to the n-type layer is further included between the wire grid polarizing element and the n-type layer.
The wire grid polarizing element removes the TE polarization component of the light emission, polarizes the TM polarization component of the light emission, and further applies a voltage to the second voltage application portion to deflect the TM polarization component. The light deflecting element according to claim 1, wherein the light emission is emitted from the wire grid polarizing element in a specific external direction.
前記偏向部は、前記第2領域において前記p型層の内部又は前記p型層に対して前記量子井戸層とは反対側において、所定間隔で設けられる複数の金属ワイヤを有するワイヤグリッド偏光子であり、
前記ワイヤグリッド偏光子と、前記n型層との間に、前記n型層に対して前記第1電圧とは逆方向の第2電圧を印加する第2電圧印加部をさらに含み、
前記ワイヤグリッド偏光子の前記複数の金属ワイヤは、同心円状に配列される円周状の複数のワイヤであり、
前記第2電圧印加部は、前記円周状の複数のワイヤに前記第2電圧を印加することにより、前記ワイヤグリッド偏光子から外部に出射させた発光の光ビームを収束させる請求項記載の光偏向素子。
The deflection portion is a wire grid deflector having a plurality of metal wires provided at predetermined intervals inside the p-type layer or on the opposite side of the p-type layer from the quantum well layer in the second region. can be,
A second voltage application unit that applies a second voltage in the direction opposite to the first voltage to the n-type layer is further included between the wire grid polarizing element and the n-type layer.
The plurality of metal wires of the wire grid polarizing element are a plurality of circumferential wires arranged concentrically.
It said second voltage applying unit, by applying the second voltage to the circumferential plurality of wires, according to claim 1, wherein focusing the light beam of the light emission is emitted to the outside from the wire grid polarizer Light deflection element.
前記第2電圧印加部は、前記円周状の複数のワイヤに対して所定角度毎に設けられ、径方向に伸延する複数の電極を有し、各電極に第2電圧を個別に印加することにより、前記ワイヤグリッド偏光子から外部に出射された発光の光ビームの収束の形状、出射方向、及び出射角度を制御する、請求項3記載の光偏向素子。 The second voltage application unit is provided with a plurality of circumferential wires at predetermined angles, has a plurality of electrodes extending in the radial direction, and individually applies a second voltage to each electrode. The light deflection element according to claim 3, wherein the shape, the emission direction, and the emission angle of the light beam emitted from the wire grid polarizing element to the outside are controlled. 前記偏向部は、前記第2領域において前記p型層上に設けられる薄膜状の金属クラッディングであり、
前記金属クラッディングで前記発光のうちのTM偏光成分を除去し、前記発光のうちのTE偏光成分をダイオード内で光伝搬させ、さらに2本のp型電極によって前記TE偏光成分を偏向して特定の方向に前記発光を出射させる、請求項1記載の光偏向素子。
The deflection portion is a thin-film metal cladding provided on the p-type layer in the second region.
The TM polarization component of the emission is removed by the metal cladding, the TE polarization component of the emission is propagated in the diode, and the TE polarization component is further deflected and specified by two p-type electrodes. The light deflection element according to claim 1, wherein the light emission is emitted in the direction of.
請求項1乃至5のいずれか一項記載の光偏向素子を画素として2次元アレイ状に配列して設けた表示パネルを備えたインテグラル・フォトグラフィ方式の立体画像表示装置であって、
前記画素に対して、それぞれ前記立体画像表示装置が表示する2以上の出射方向に対応
する画像信号を時分割で切り替えて出力し、当該画素から出射方向の発光と非発光とを制御することを特徴とする立体画像表示装置。
An integral photography type stereoscopic image display device including a display panel in which the optical deflection elements according to any one of claims 1 to 5 are arranged in a two-dimensional array as pixels.
Image signals corresponding to two or more emission directions displayed by the stereoscopic image display device are switched and output for each of the pixels in a time-divided manner, and light emission and non-emission in the emission direction from the pixels are controlled. A featured stereoscopic image display device.
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JP2024138635A (en) * 2023-03-27 2024-10-09 スタンレー電気株式会社 Semiconductor light emitting element and semiconductor light emitting device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63158887A (en) * 1986-09-02 1988-07-01 Nippon Sheet Glass Co Ltd Semiconductor laser having optical deflection function
JPS63194234A (en) * 1987-02-09 1988-08-11 Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk Semiconductor optical deflecting device
JPH03283024A (en) * 1990-03-30 1991-12-13 Hitachi Ltd optical pickup
KR0132018B1 (en) * 1994-01-27 1998-04-14 김만제 Circle grating surface emitting laser diode
JPH08220497A (en) * 1995-02-10 1996-08-30 Fuji Xerox Co Ltd Optical switch and optical scanner using the same
JP2009117641A (en) * 2007-11-07 2009-05-28 Rohm Co Ltd Semiconductor light emitting device
US7991253B2 (en) * 2009-04-30 2011-08-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Memristive array with waveguide
JP5632655B2 (en) * 2010-05-31 2014-11-26 学校法人 名城大学 Refractive index modulation structure and LED element
JP6310291B2 (en) * 2014-03-25 2018-04-11 日本放送協会 Stereoscopic image display device
JP6467936B2 (en) * 2015-01-21 2019-02-13 株式会社豊田中央研究所 Optical input / output element, optical deflecting device, and light emitting device

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