半导体发光器件和显示装置

摘要

在设置有发光端和其相对端的半导体发光器件中，第一导电层包括被构造为使得电流注入区域变窄的电流变窄结构。沿着从所述相对边缘到所述发光边缘的一个方向设置所述电流变窄结构的纵向方向。有源层设置在所述第一导电层和所述第二导电层之间。第一电极层和第二电极层分别与所述第一导电层和所述第二导电层接触。所述电流变窄结构包括发散区域。所述发散区域设置成使得所述电流变窄结构在沿着所述第一导电层的表面的方向上的宽度从预定位置向所述发光边缘在所述一个方向上变宽。所述第一电极层包括电极区域。所述电极区域至少设置在所述发散区域上，使得其在沿着所述第一导电层的所述表面的所述方向上的宽度小于所述发散区域的所述宽度。

权利要求

1.一种半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘，包括：第一导电层，其包括电流变窄结构，其被配置为使得电流注入区域变窄并且被配置为使得所述电流变窄结构的纵向方向沿从所述相对边缘到所述发光边缘的一个方向设置；

第二导电层；

有源层，其设置在所述第一导电层和所述第二导电层之间；以及第一电极层和第二电极层，其分别设置成与所述第一导电层和所述第二导电层接触，所述电流变窄结构包括发散区域，其设置成使得所述电流变窄结构在沿着所述第一导电层的表面的方向上的宽度从预定位置向所述发光边缘在所述一个方向上变宽，以及第一电极层包括至少设置在所述发散区域上的电极区域，使得其在沿着所述第一导电层的所述表面的方向上的宽度变得小于所述发散区域的所述宽度，其中当在所述发散区域下方的由所述电流变窄结构形成在所述有源层中的光波导的发散角由θ表示，光波长由λ表示，所述发散区域在沿着所述表面的方向上的最小宽度的1/2由w0表示，并且所述有源层的折射率由n表示时，满足θ＝arctan[λ/(πw0n)]。

2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中

所述第一电极层的所述电极区域是设置为使得所述宽度朝向所述发光边缘在所述一个方向上变宽的发散电极区域。

3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中

在所述一个方向上的所述发光边缘侧的所述电极区域的边缘延伸到所述发光边缘。

4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中

所述电流变窄结构包括从所述相对边缘到所述预定位置设置并且包括小于所述发散区域的所述宽度的恒定宽度的区域。

5.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中

所述发散区域从所述相对边缘延伸到所述发光边缘。

6.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中

所述第一电极层的所述电极区域包括小于通过由所述电流变窄结构形成在所述有源层中的光波导的光的峰值强度的1/e2的宽度的宽度。

7.一种半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘，包括：第一导电层，其包括电流变窄结构，其被配置为使得电流注入区域变窄并且被配置为使得所述电流变窄结构的纵向方向沿从所述相对边缘到所述发光边缘的一个方向设置；

第二导电层；

有源层，其设置在所述第一导电层和所述第二导电层之间；以及第一电极层和第二电极层，其分别设置成与所述第一导电层和所述第二导电层接触，所述电流变窄结构包括第一区域，在所述一个方向上从第一位置向第二位置设置，以及第二区域，从所述第二位置向所述发光边缘设置，并且包括在沿着所述第一导电层的表面的方向上比所述第一区域的宽度大的宽度，以及所述第一电极层包括至少设置在所述第二区域上的电极区域，使得其在沿着所述第一导电层的所述表面的方向上的宽度变得小于所述第二区域的所述宽度，其中当在所述第二区域下方的由所述电流变窄结构形成在所述有源层中的光波导的发散角由θ表示，光波长由λ表示，所述第二区域在沿着所述表面的方向上的最小宽度的1/2由w0表示，并且所述有源层的折射率由n表示时，满足θ＝arctan[λ/(πw0n)]。

8.一种半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘，包括：第一导电层和第二导电层；

有源层，其包括光波导，光波导的纵向方向沿从所述相对边缘到所述发光边缘的一个方向设置，并且所述有源层设置在所述第一导电层和所述第二导电层之间；以及第一电极层和第二电极层，其分别设置在所述第一导电层和所述第二导电层上，所述有源层的所述光波导包括发散区域，其设置成使得所述光波导在沿着所述有源层的表面的方向上的宽度从预定位置向所述发光边缘在所述一个方向上变宽，以及所述第一电极层包括至少设置在所述发散区域上的电极区域，使得其在沿着所述有源层的所述表面的方向上的宽度小于所述发散区域的所述宽度，其中当所述光波导的发散角由θ表示，光波长由λ表示，所述发散区域在沿着所述表面的方向上的最小宽度的1/2由w0表示，并且所述有源层的折射率由n表示时，满足θ＝arctan[λ/(πw0n)]。

9.一种半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘，包括：第一导电层和第二导电层；

有源层，其包括光波导，光波导的纵向方向沿从所述相对边缘到所述发光边缘的一个方向设置，并且所述有源层设置在所述第一导电层和所述第二导电层之间；以及第一电极层和第二电极层，其分别设置在所述第一导电层和所述第二导电层上，所述有源层的所述光波导包括第一区域，在所述一个方向上从第一位置向第二位置设置，以及第二区域，从所述第二位置向所述发光边缘设置，并且包括在沿着所述第一导电层的表面的方向上比所述第一区域的宽度大的宽度，以及所述第一电极层包括至少设置在所述第二区域上的电极区域，使得其在沿着所述第一导电层的所述表面的方向上的宽度小于所述第二区域的所述宽度，其中当所述光波导的发散角由θ表示，光波长由λ表示，所述第二区域在沿着所述表面的方向上的最小宽度的1/2由w0表示，并且所述有源层的折射率由n表示时，满足θ＝arctan[λ/(πw0n)]。

10.一种显示装置，包括：

半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘；以及

图像生成单元，其能够二维地扫描从所述半导体发光器件发射的光，并基于图像数据控制通过投射所述光获得的亮度，所述半导体发光器件包括

第一导电层，其包括电流变窄结构，其被配置为使得电流注入区域变窄并且被配置为使得所述电流变窄结构的纵向方向沿从所述相对边缘到所述发光边缘的一个方向设置，第二导电层，有源层，其设置在所述第一导电层和所述第二导电层之间，以及第一电极层和第二电极层，其分别设置成与所述第一导电层和所述第二导电层接触，所述电流变窄结构包括发散区域，其设置成使得所述电流变窄结构在沿着所述第一导电层的表面的方向上的宽度从预定位置向所述发光边缘在所述一个方向上变宽，以及第一电极层包括至少设置在所述发散区域上的电极区域，使得其在沿着所述第一导电层的所述表面的所述方向上的宽度小于所述发散区域的所述宽度，其中当在所述发散区域下方的由所述电流变窄结构形成在所述有源层中的光波导的发散角由θ表示，光波长由λ表示，所述发散区域在沿着所述表面的方向上的最小宽度的1/2由w0表示，并且所述有源层的折射率由n表示时，满足θ＝arctan[λ/(πw0n)]。

11.一种显示装置，包括：

半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘；以及

图像生成单元，其能够二维地扫描从所述半导体发光器件发射的光，并基于图像数据控制通过投射所述光获得的亮度，所述半导体发光器件包括

第一导电层，其包括电流变窄结构，其被配置为使得电流注入区域变窄并且被配置为使得所述电流变窄结构的纵向方向沿从所述相对边缘到所述发光边缘的一个方向设置，第二导电层，有源层，其设置在所述第一导电层和所述第二导电层之间，以及第一电极层和第二电极层，其分别设置成与所述第一导电层和所述第二导电层接触，所述电流变窄结构包括第一区域，在所述一个方向上从第一位置向第二位置设置，以及第二区域，从所述第二位置向所述发光边缘设置，并且包括在沿着所述第一导电层的表面的方向上比所述第一区域的宽度大的宽度，以及所述第一电极层包括至少设置在所述第二区域上的电极区域，使得其在沿着所述第一导电层的所述表面的所述方向上的宽度小于所述第二区域的所述宽度，其中当在所述第二区域下方的由所述电流变窄结构形成在所述有源层中的光波导的发散角由θ表示，光波长由λ表示，所述第二区域在沿着所述表面的方向上的最小宽度的1/2由w0表示，并且所述有源层的折射率由n表示时，满足θ＝arctan[λ/(πw0n)]。

说明书

半导体发光器件和显示装置

技术领域

[0001] 本技术涉及一种半导体发光器件和包括该半导体发光器件的显示装置。

背景技术

[0002] 作为一种半导体发光器件，超发光二极管(SLD)在具有与发光二极管相对接近的宽的发射光谱宽度的同时，具有发射同时具有窄辐射角和如在半导体激光发射状态中的高强度的光的特性。

[0003] 专利文献1中描述的SLD包括形成为在平面图中垂直于解理边缘表面的线性脊波导和设置成使得在线性脊波导之后弯曲的弯曲波导有源层。可以在解理边缘表面上形成AR(抗反射)膜。在具有这种结构的SLD中，在线性脊波导的正下方的有源层中产生的光的大部分射向弯曲波导有源层。射向弯曲波导有源层的光被分离成由于弯曲而泄漏的光，被引导到边缘表面(在解理边缘表面的另一侧的边缘表面)并被该边缘表面反射的光，以及在被引导时被吸收的光。根据这样的结构，由于弯曲而泄露的光和被解理边缘表面的相对边缘反射的光不能返回到线性有源层，因此激光模式振荡被抑制(例如参见第二页的右下栏到第三页的左上栏以及图1)。

[0004] 简而言之，不同于通过设置在两个边缘表面上的反射镜使光往复运动而引起如同正常激光二极管(LD)的振荡的结构，SLD包括使光在波导中单向行进并放大光(进行受激发射)的结构。它们之间的区别在于SLD的输出光的波长光谱宽度远大于LD的输出光的波长光谱宽度。

[0005] 专利文献2中公开的超发光二极管包括与形成有电极的区域相对应的发光光波导的芯和与不形成有电极的区域相对应的能够吸收光的光吸收光波导的芯。该光吸收光波导芯从与发光光波导芯的连接部向读边缘表面变宽。通过这样的结构，从发光光波导芯向后方(朝向发光边缘的相对边缘侧方向)发射的光被光吸收光波导芯吸收，结果是来自后边缘表面的反射光的回光受到抑制。因此，实现了低相干性(例如参见说明书中第[0012]段)。

[0006] 引用列表

[0007] 专利文献

[0008] 专利文件1：日本专利申请特开号平2-310975

[0009] 专利文献2：日本专利申请特开号平9-326504

发明内容

[0010] 技术问题

[0011] 顺便提及，在扩大这种半导体发光器件的应用范围的情况下，除了宽光谱宽度之外还需要高输出。

[0012] 鉴于上述情况，本技术的目的在于提供能够提高输出同时保持过去的宽发射光谱宽度的半导体发光器件，以及包括该半导体发光器件的显示装置。

[0013] 解决方案

[0014] 为了实现上述目的，根据本技术的实施例的半导体发光器件是包括发光边缘和相对边缘的半导体发光器件，并且包括第一导电层，第二导电层，有源层，第一电极层和第二电极层。

[0015] 第一导电层包括电流变窄结构，其被配置为使得电流注入区域变窄。沿着从相对边缘到发光边缘的一个方向设置电流变窄结构的纵向方向。

[0016] 有源层设置在第一导电层和第二导电层之间。

[0017] 第一电极层和第二电极层分别设置成与第一导电层和第二导电层接触。

[0018] 电流变窄结构包括发散区域。发散区域设置成使得电流变窄结构在沿着第一导电层的表面的方向上的宽度从预定位置向发光边缘在上述一个方向上变宽。

[0019] 第一电极层包括电极区域。电极区域至少设置在发散区域上，使得其在沿着第一导电层的表面的方向上的宽度小于发散区域的宽度。

[0020] 通过这样的结构，可以在保持过去的宽发射光谱宽度的同时实现高输出。特别是由于第一电极层包括具有比发散区域的宽度小的发散电极区域，可以提高电流和光之间的交互的效率，这有助于高输出。

[0021] 第一电极层的电极区域可以是设置为使得宽度朝向发光边缘在上述一个方向上变宽的发散电极区域。

[0022] 因此，可以降低发光边缘侧的光能密度，并且避免发光边缘附近的温度升高。

[0023] 在上述一个方向上的发光边缘侧的电极区域的边缘可以延伸到发光边缘。

[0024] 特别地，与发光边缘重合的在发光边缘侧上的发散区域的边缘有助于电流和光之间的交互的高效率。

[0025] 电流变窄结构可以包括从相对边缘到预定位置设置并且包括小于发散区域的宽度的恒定宽度的区域。

[0026] 发散区域可以从相对边缘延伸到发光边缘。

[0027] 当通过电流变窄结构在有源层中形成的发散区域下方的光波导的发散角由θ表示时，可以满足θ＝arctan[λ/(πw0n)]。在这种情况下，光波长由λ表示，在沿着表面的方向上的发散区域的最小宽度的1/2由w0表示，有源层的折射率由n表示。

[0028] 第一电极层的电极区域可以包括小于通过由电流变窄结构形成在有源层中的光波导的光的峰值强度的1/e2的宽度的宽度。

[0029] 根据本技术的另一个实施例的半导体发光器件是包括发光边缘和相对边缘的半导体发光器件，并且包括第一导电层，第二导电层，有源层，第一电极层和第二电极层。

[0030] 具体地，电流变窄结构包括第一区域和第二区域。第一区域在上述一个方向上从第一位置向第二位置设置。第二区域从第二位置向发光边缘设置，并且包括在沿着第一导电层的表面的方向上比第一区域的宽度大的宽度。

[0031] 第一电极层包括至少设置在第二区域上的电极区域，使得其在沿着第一导电层的表面的方向上的宽度小于第二区域的宽度。

[0032] 根据本技术的另一个实施例的半导体发光器件是包括发光边缘和相对边缘的半导体发光器件，并且包括第一导电层，第二导电层，有源层，第一电极层和第二电极层。

[0033] 具体地，有源层的光波导包括发散区域，其设置成使得光波导在沿着有源层的表面的方向上的宽度从预定位置向发光边缘在上述一个方向上变宽。

[0034] 第一电极层包括至少设置在发散区域上的电极区域，使得其在沿着有源层的表面的方向上的宽度小于发散区域的宽度。

[0035] 根据本技术的另一个实施例的半导体发光器件是包括发光边缘和相对边缘的半导体发光器件，并且包括第一导电层，第二导电层，有源层，第一电极层和第二电极层。

[0036] 具体地，有源层的光波导包括第一区域和第二区域。第一区域在上述一个方向上从第一位置向第二位置设置。第二区域从第二位置向发光边缘设置，并且包括在沿着第一导电层的表面的方向上比第一区域的宽度大的宽度。

[0037] 第一电极层包括至少设置在第二区域上的电极区域，使得其在沿着第一导电层的表面的方向上的宽度小于第二区域的宽度。

[0038] 根据本技术的实施例的显示装置包括上述半导体发光器件和图像生成单元。图像生成单元能够二维地扫描从半导体发光器件发射的光，并基于图像数据控制通过投射光获得的亮度。

[0039] 本发明的有益效果如下：

[0040] 如上所述，根据本技术，可以在保持宽发射光谱宽度的同时提高输出。

[0041] 应当注意，这里描述的效果不一定是有限的，并且可以获得在本文中描述的任何效果。

附图说明

[0042] [图1]图1A是根据本技术的第一实施例的半导体发光器件的示意性透视图，图1B是其平面图。

[0043] [图2]图2是沿图1B的C-C截取的横截面图。

[0044] [图3]用于说明电流变窄结构的线性区域和发散区域之间的位置关系的示意图。

[0045] [图4]用于说明从第一电极层注入的载体的发散的示意图。

[0046] [图5]图5A是通过模拟获得的曲线图，其示出了在根据本实施例的电流变窄结构包括发散角的情况下的注入电流和光输出之间的关系，以及不包括该结构时的情况。图5B是通过模拟获得的曲线图，其示出了由发散区域的发散角和电极区域的发散角之间的差异引起的光输出的差异。

[0047] [图6]图6是使用箭头表示从第一电极层向活性层流动的电流(载体)的示图。

[0048] [图7]图7A和7B各自示出了根据本实施例的包括脊部的SLD的光波导中的自发发射光的强度分布的模拟。

[0049] [图8]图8是根据本技术的第二实施例的SLD的平面图。

[0050] [图9]图9是根据本技术的第三实施例的SLD的平面图。

[0051] [图10]图10是根据本技术的第四实施例的SLD的平面图。

[0052] [图11]图11是根据本技术的第五实施例的SLD的平面图。

[0053] [图12]图12示意性地示出了使用根据上述实施例之一的半导体发光器件作为光源的显示装置的结构。

具体实施方式

[0054] 以下，将参照附图描述本技术的实施例。在下面的说明中，指示方向的术语“上”、“下”、“右”、“左”等用于帮助理解说明书，而不是限制根据实施例的装置和器件。

[0055] 1.第一实施例

[0056] 1)半导体发光器件的整体结构

[0057] 图1A是根据本技术的第一实施例的半导体发光器件的示意性透视图，图1B是其平面图。图2是沿图1B的C-C截取的横截面图。例如，该半导体发光器件是在p型或n型导电层中包括脊部10的脊型超发光二极管(SLD)。

[0058] SLD 100包括(从图2顶部)第一电极层(或与第一电极(未示出)接触的接触层)11，半导体层外部的p型的第一导电层13，有源层20，半导体层外部的n型的第二导电层14，n型半导体衬底15和第二电极层(或与第二电极(未示出)接触的接触层)12。虽然第二电极层12设置成与衬底15(例如其背面)接触，但是其可以设置成与第二导电层14接触。

[0059] 第一导电层13包括从第一电极层11侧依次形成的p型镀层131和p型引导层132。第二导电层14包括从衬底层15侧依次形成的n型镀层141和n型引导层142。例如，第一电极层11和p型镀层131构成脊部10。可以在衬底15和第二导电层14之间设置n型缓冲层。

[0060] 如图1B所示，半导体发光器件包括发光边缘33和与其相对的相对边缘35。脊部10被构造为使得其纵向方向沿从相对边缘35到发光边缘33的一个方向设置，即y方向。通常，脊部10设置成跨越从相对边缘35到发光边缘。

[0061] 如图1A所示，脊部10的第一导电层13包括电流变窄结构32。具体地，构造成使得从第一电极层11到有源层20的电流注入区域变窄的电流变窄结构32由脊部10的结构形成。在本实施例中，设置在脊部10中的第一导电层13(p型镀层131)基本上成为电流变窄结构32。至少在有源层20中，沿着脊部10的纵向方向在脊部10附近(脊部10的正下方及其周围)形成光波导。

[0062] 在p型引导层132上和在脊部10的周围形成有绝缘层(未示出)。

[0063] 应当注意，虽然p型镀层131的下边缘与脊部10的下边缘重合，但是可以不这样，或者脊部10的下边缘可以包括p型镀层132的一部分。

[0064] 如图1B所示，在SLD 100的发光边缘33处设置有低反射镜膜18，并且在相对边缘35处设置高反射镜膜19作为相对侧的边缘。从有源层20自发发射的光，向高反射镜膜19侧行进的光被高反射镜膜19反射，在向发光表面侧行进时被放大，并经由低反射镜膜18发射。

[0065] 2)半导体发光器件的脊部的结构

[0066] 如图1B所示，本实施例的脊部10的第一导电层13，即电流变窄结构32，在沿着脊部10在其中延伸的一个方向(y方向)上包括线状区域32a和发散区域32b。

[0067] 线性区域32a是设置成跨越从相对边缘35到预定位置并且包括恒定宽度的区域。“宽度”是在沿着第一导电层13的表面(即，平行于每层的x-y平面)的方向上的宽度，其是与本文的y方向相交的x方向上的宽度。发散区域32b设置成使得其在x方向上的宽度从预定位置向发光边缘33变宽并延伸到发光边缘33。换句话说，在发散区域32b中，第一导电层13的侧表面如图1A所示是锥形的。

[0068] 在下面的描述中，当简单地称为第一导电层13和第一电极层11的电流变窄结构32的“宽度”时，其是指x方向上的宽度。

[0069] 图3是用于说明预定位置的示意图，该图从z方向上示出了SLD 100，同时强调了电流变窄结构的外形。

[0070] 作为发散区域32b的起始点的“预定位置”例如如下设定。在相对边缘35侧上的线性区域32a的局部区域中，仅进行自发发射，并且不进行受激发射。该自发发射区域在y方向上的长度H被表示为自发发射区域长度d0。此外，电流变窄结构32在y方向上的总长度由d1表示，并且发散区域32b在y方向上的长度由d2表示。其结果是，可以用下面的表达式来表示d2，并且设定“预定位置”。

[0071] (d1-d0)*0.1≤d2≤(d1-d0)*0.3

[0072] 通常，自发发射区域的长度d0为约300μm至1000μm，通常为约500μm。在这样的SLD中，通常将d0设定为与总长度d1无关的常数。

[0073] 将长度设置为这样的发散区域长度d2有助于满足宽光谱宽度和高输出。

[0074] 从z方向上看，发散区域32b的整个发散角α(参见图4)被设为例如 更优选地为

[0075] 如图1B所示，第一电极层11具有与包括电流变窄结构32的第一导电层13相似的形状。具体地，第一电极层11包括设置有恒定宽度的线性电极区域11a和设置成朝向发光边缘33变宽的发散电极区域11b。线性电极区域11a和发散电极区域11b分别设置在电流变窄结构32的线性区域32a和发散区域32b上。发散电极区域11b从图中的线性电极区域11a的左边缘延伸到发光边缘33。

[0076] 特别是在本实施例中，至少发散电极区域11b的宽度w2比发散区域32b在y方向上的相同位置的宽度w1小。此外，线性电极区域11a的宽度也小于线性区域32a的宽度。

[0077] 3)用于实现所需光分布的电流变窄结构的发散区域的构造

[0078] 由脊部10的结构形成在有源层20中的光波导LW的光强度分布的宽度(x方向上的宽度)可以假定为光的峰值强度的1/e2。

[0079] 假设如上所述，电流变窄结构32的发散区域32b的整个发散角由α表示，该发散区域32b下方的光波导LW也具有与该角度相等的发散角。换句话说，如上所述，发散区域32b下方的光波导LW的整个发散角也被设为例如 更优选地为

[0080] 可替换地，发散区域32b可以被设计为使得电流变窄结构32的发散区域32b下方的光波导LW的发散角θ(上述整个发散角α的1/2)满足如图4中所示的下面的表达式。

[0081] θ＝arctan[λ/(πw0n)]

[0082] λ：光波长

[0083] w0：发散区域32b的起始点的宽度(最小宽度)的1/2

[0084] n：有源层20的折射率。

[0085] 通过发散区域32b下方的光波导前进的光是前进以便离开具有小宽度的线性区域32a下方的光波导以出射到广区域的光。在x方向两侧均不存在限制光在发散区域32b中前进的元件(例如壁)的情况下，该光作为由θ的上限(＝α/2)定义的衍射光在发散区域32b中前进。由于不产生具有超过该衍射角θ的发散角的光，因此不需要形成极大地超过该衍射角θ的电流变窄结构32的发散区域32b。

[0086] 图5A是通过模拟获得的曲线图，其示出了在根据本实施例的电流变窄结构包括发散角的情况下的注入电流和光输出之间的关系，以及不包括该结构时的情况。本实施例的电流变窄结构32的结果由实线表示，不包括发散角的比较示例的结果用虚线表示。在该模拟中，例如，将电流变窄结构32的发散角α设为3°，将光波导长度设为2000μm。不包括发散角的构造是指发散角＝0°，其是线性区域从相对边缘延伸到发光边缘的构造。

[0087] 从该图可以看出，包括发散角的本实施例可以实现具有约300mA以上的注入电流的高输出。获得约25％的输出增长作为最高输出。

[0088] 4)用于实现所需光分布的第一电极层的发散电极区域的构造

[0089] 此外，该SLD 100的特征在于，如图1B所示，第一电极层11的发散电极区域11b的至少宽度w2被设计为小于电流变窄结构体32的发散区域32b的宽度w1。

[0090] 图5B是通过模拟获得的曲线图，其示出了由发散区域32b的发散角α(例如α＝2θ)和电极区域11b的发散角β之间的差异引起的光输出的差异。在该模拟中，例如，电流变窄结构32的整个发散角α固定为4°，波导长度设为2000μm，d2的上限设为500μm。在该图中，示出了包括3°(比较示例)和6°(本实施例)的发散电极区域11b的发散角β的构造。

[0091] 从该图中可以看出，在注入电流超过100mA的情况下，在α>β(α＝4°，β＝3°)的情况下比在α<β(α＝4°，β＝6°)的情况下实现了更高的输出。

[0092] 图6是使用箭头表示从第一电极层11向活性层20流动的电流(载体)的示图。以这种方式，载体流动以从第一电极层11向有源层20三维地发散。因此，考虑到载体的这种发散，通过将第一电极层11的至少发散电极区域11b的宽度形成为比其下方的发散区域32b的宽度更小，可以获得电流与光之间的高效交互。换句话说，根据如上所述的脊部10的结构，可以通过最小尺寸的电极产生用于实现宽发射光谱宽度和高输出的高效电流状态。

[0093] 5)自发发射光的强度分布比较

[0094] 图7A示出了根据本实施例的包括脊部10的SLD 100的光波导LW中的自发发射光的强度分布的模拟。图7B类似地示出了自发发射光的强度分布的模拟，并且示出了在电流变窄结构32和第一电极层11的发散区域32b和发散电极区域11b的发散角过大的情况下的光强分布。应当注意，有必要小心地是，这些光强分布仅表示自发发射光的光强分布，而非在光放大后的光强分布。

[0095] 在图7B中，由于发散电极宽度过大，所以产生了比作为放大光的波导的光波导的宽度更大的无用的自发发射光(非放大光)。在图7B中，产生无用的自发发射光的区域的白色虚线中以深灰色示出。相比之下，在图7A中，由于发散电极区域11b的宽度小于光波导(即发散区域32b)的宽度，因此可以如上所述实现高效的发光。这支持参考图6所描述的考虑。

[0096] 应当注意，应您的办公室或部门要求，申请人也能够提交图7A和7B的彩色图。

[0097] 6)结论

[0098] 如上所述，在本实施例的SLD 100中，第一导电层13的电流变窄结构32包括发散区域32b。通过脊部10的这种结构，可以在保持过去的宽发射光谱宽度的同时实现高输出。

[0099] 此外，由于第一电极层11的至少发散电极区域11b的宽度比发散区域32b的宽度小，因此可以提高电流与光之间的交互效率，从而有助于高输出。

[0100] 在本实施例中，通过高效率地使用载体(不使用无用的载体)，可以抑制不必要的发热，这对改善输出温度特性有着巨大的影响。这特别是在能够发射红光的材料(ALGaInP基)的情况下成为巨大优势，由于其温度特性容易成为问题。

[0101] 此外，由于在本实施例中设置了包括比过去更宽的区域的发散电极区域11b，所以在发光边缘33侧可以降低光能密度。换句话说，即使在为了实现高输出而增加注入电流的情况下，也可以抑制电流密度的增加。结果，可以避免发光边缘33的温度变高的情况。因此，抑制了故障、失灵等的发生，并提高了产品的可靠性。

[0102] 发散区域32b的形状、第一电极层11的宽度等容易从外观确定。因此，可以通过模拟、图案测量(NFP，FFP测量)发光边缘33中的输出光等来确定产品中是否使用了本技术。

[0103] 在本实施例的SLD 100的生产过程中，不需要增加特殊的工艺技术、改变条件等。而且，由于对半导体材料没有限制，本技术也适用于发射其他波长的光的SLD。

[0104] 作为半导体发光器件，本技术不仅可以应用于SLD，还可以应用于包括与SLD类似的操作机制的光放大器，并且可以期待与上述类似的效果。

[0105] 7)关于实现宽光谱宽度和高输出的困难

[0106] 为了获得高输出，意味着a)向SLD中注入大量电流，b)设置长的光波导长度，c)增加脊的宽度等是可以想到的。然而，这些方法中的任何一种会导致如下问题。

[0107] a)在注入大量电流的情况下，其上限受到输出的热饱和度的限制，因此对于高输出，SLD封装上的热辐射负荷变大，从而导致成本增加。同样在注入大量电流的情况下，即使具有很小的边缘表面反射，SLD也进入易于引起激光振荡的状态。因此，需要以远低于热饱和时的电流的电流来操作SLD。

[0108] b)在设置长的光波导长度情况下，光在被取出之前在较长的路径中被放大，因此尽管光强度变高，但是存在以下缺陷。

[0109] 一个缺陷是，由于容易放大受激发射引起的光，这会影响发射光谱的形状。具体地，随着光波导长度(即可以放大光的路径的长度)变长，发射光谱的宽度变小。因此，降低了珍贵的低相干性(容易受到干扰)。换句话说，低相干性和输出是折衷关系。

[0110] 另一个缺陷是，SLD变大并且不适合于封装小型化，并且整个波导损耗增加，使得光转换效率容易变差。

[0111] c)在增加脊的宽度的情况下，可以降低集中电流密度并增加发光区域以提高输出。然而，由于要输出的光束的宽度增加了很多，所以在应用方面难以使用光源，因此也为脊宽度设定了上限。还有一个问题是，通过另外加宽脊宽度，增加了可引导模式。然而，可以说，本技术通过适当地布置发散区域32b并设定其宽度已经解决了这些问题。

[0112] d)作为获得高输出光的另一种方法，可以想到在放大光之前在自发发射光的阶段增加光谱宽度的方法。然而，为了实现这一点，需要进行设计变化，例如分离对应的发射区域的注入电极，仅针对该区域改变不同的有源层材料或有源层结构，等等。在前一种情况下，由于电极需要被分离并被不同的驱动器驱动，获得了不经济的结构。在后一种情况下，由于需要晶体的再生长等，所以制造结构变得非常困难，因此最终导致高成本。由于首先通过这两种方法消耗的电流从根本上易于增加，因此作为光源的效率越来越低。

[0113] 本技术可以克服上述这些问题，并且在保持宽频谱宽度的同时实现高输出。

[0114] 2.第二实施例

[0115] 图8是根据本技术的第二实施例的SLD的平面图。在下面的描述中，将简化或省略与根据第一实施例的SLD 100的那些相类似的构件、功能等的描述，并且将主要描述不同点。

[0116] 根据本实施例的SLD的脊部210的由阴影线表示的电流变窄结构232不包括第一实施例中的线性区域32a。电流变窄结构232设置成跨越从SLD的相对边缘35到发光边缘33的整个区域朝着发光边缘33变宽。换句话说，整个电流变窄结构232由发散区域构成。

[0117] 第一电极层211由包括比跨越从相对边缘35到发光边缘33的整个区域的电流变窄结构232的宽度更小的宽度的发散电极区域构成。

[0118] 电流变窄结构232的发散角和第一电极层211的发散角被设定为与第一实施例的发散角度相类似的发散角度。

[0119] 利用脊部210的这种结构，形成了具有与电流变窄结构232相等宽度和形状的光波导(光分布)(未示出)。

[0120] 3.第三实施例

[0121] 图9是根据本技术的第三实施例的SLD的平面图。该SLD的由阴影线表示的电流变窄结构332包括线性区域(第一区域)332a和宽矩形区域(第二区域)332b。宽矩形区域332b是具有从线性区域332a的整个发散角为180°的区域。

[0122] 矩形区域332b的宽度大于线性区域332a的宽度。例如，该宽度基本上与SLD在x方向上的宽度相匹配。第一电极层311的线性电极区域311a和发散电极区域311b的宽度分别形成为小于电流变窄结构332的线性区域332a和矩形区域332b的宽度。

[0123] 通过包括这种结构的脊部310，根据发散电极区域311b的形状形成从线性区域332a向发光边缘33变宽的虚线所示的光波导(光分布)LW。

[0124] 上面已经描述了，不需要形成这样的发散区域32b，其来自线性区域32a的光分布的发散角大大超过光衍射角θ。然而，本实施例中的宽矩形区域332b可以在存在其他有利原因的情况下形成。

[0125] 4.第四实施例

[0126] 图10是根据本技术的第四实施例的SLD的平面图。该SLD的由阴影线表示的电流变窄结构432包括发散区域432a、线性区域432b和宽矩形区域432c。虽然该发散区域432a是朝向发光边缘33变宽的区域，但它是设置在相对边缘35侧的发散区域。第一电极层411包括第一发散电极区域411a、线性电极区域411b和第二发散电极区域411c。

[0127] 同样在本实施例中，与第三实施例类似，根据第二发散电极区域411c的形状在第二发散电极区域411c的下方形成由虚线表示的光波导(光分布)LW。

[0128] 5.第五实施例

[0129] 图11是根据本技术的第五实施例的SLD的平面图。该SLD的由阴影线表示的电流变窄结构532如同第一实施例包括线性区域532a和发散区域532b。另一方面，例如，第一电极层511包括从相对边缘35到发光边缘33的恒定宽度。该宽度是设置在线性区域532a上方的电极区域的宽度。

[0130] 以这种方式，第一电极层511不一定需要包括像上述各个实施例那样的朝向发光边缘33变宽的发散电极。虚线表示在发散电极区域下方形成的光波导(光分布)LW。

[0131] 6.显示装置

[0132] 图12示意性地示出了使用根据各个实施例的作为半导体发光器件的SLD中的任一个作为光源的显示装置的结构。该显示装置200是光栅扫描型投影仪。

[0133] 显示装置200包括图像生成单元70。图像生成单元70能够二维地扫描(例如光栅扫描)从作为光源的半导体发光器件发出的光，并且被配置为能够控制由投射到照射表面105(例如基于图像数据的屏幕和墙壁表面)上的光获得的亮度。

[0134] 图像生成单元70例如主要包括水平扫描仪103和垂直扫描仪104。来自红光发射SLD 100R、绿光发射SLD 100G和蓝光发射SLD 100B的光束由二向色棱镜102R、102G和102B集成为一个光束。通过该光束被水平扫描仪103和垂直扫描仪104扫描并投射到照射表面105上，显示图像。

[0135] 应当注意，发射RGB的各个颜色的光的半导体发光器件中的至少一个需要是SLD，并且其他器件可以是正常的LD。

[0136] 水平扫描仪103和垂直扫描仪104例如由多面镜和电偶扫描仪的组合构成。在这种情况下，例如使用控制要注入半导体发光器件中的电流的电路作为控制亮度的装置。

[0137] 可替换地，例如，诸如使用MEMS(微机电系统)技术制造的DMD(数字微镜器件)的二维光调制器件可被用作水平扫描仪和垂直扫描仪。

[0138] 可替换地，图像生成单元70可以通过诸如GLV(光栅光阀)器件的一维光调制器件与上述一维扫描镜的组合来构成。

[0139] 可替换地，图像生成单元70可以由诸如声光效应扫描仪和电光效应扫描仪之类的折射率调制型扫描仪构成。

[0140] 7.各种其他实施例

[0141] 本技术不限于上述实施例，也可以实现各种其他的实施例。

[0142] 在上述实施例中尽管第一电极层的线性电极区域的宽度比其下方的电流变窄结构的宽度小，但是该宽度可以与电流变窄结构的宽度相同或更大。由于可以在脊部的两侧部形成绝缘层，因此可以形成比电流变窄结构更宽的线性电极区域。

[0143] 上述实施例的发散区域和发散电极区域不限于锥形形状。例如，它们可以形成为阶式或曲线变宽。在这种情况下，形成台阶的侧面之间形成的角度不限于直角，也可以是锐角或钝角。

[0144] 上述实施例的作为半导体发光器件的SLD包括发光边缘33和相对侧上的相对边缘35。然而，SLD的两个边缘都可以是发光边缘。换句话说，在这种情况下，发光边缘中的一个的相对边缘变成另一个发光边缘。在这种情况下，例如，自发发射区域在纵向方向(其一个方向上)上基本上设置在SLD的脊部的中心位置。形成为使得其宽度从该中心位置或各自位于距离该中心位置的预定距离处的预定位置(两个位置)朝向两侧的发光边缘变宽的发散区域设置在电流变窄结构中。

[0145] 尽管在上述实施例中使用n型衬底作为衬底，但也可以代替使用p型衬底，并且构成电流变窄结构的半导体层可以是n型。在这种情况下，“第一导电型”成为n型，“第二导电型”成为p型。

[0146] 可以组合上述实施例的特征部分中的至少两个。

[0147] 应当注意，本技术还可以采取以下结构。

[0148] (1)一种半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘，包括：

[0149] 第一导电层，其包括电流变窄结构，其被配置为使得电流注入区域变窄并且被配置为使得电流变窄结构的纵向方向沿从相对边缘到发光边缘的一个方向设置；

[0150] 第二导电层；

[0151] 有源层，其设置在第一导电层和第二导电层之间；以及

[0152] 第一电极层和第二电极层，其分别设置成与第一导电层和第二导电层接触，[0153] 该电流变窄结构包括发散区域，其设置成使得电流变窄结构在沿着第一导电层的表面的方向上的宽度从预定位置向发光边缘在上述一个方向上变宽。

[0154] 第一电极层包括至少设置在发散区域上的电极区域，使得其在沿着第一导电层的表面的方向上的宽度小于发散区域的宽度。

[0155] (2)根据(1)所述的半导体发光器件，其中

[0156] 第一电极层的电极区域是设置为使得宽度朝向发光边缘在上述一个方向上变宽的发散电极区域。

[0157] (3)根据(1)或(2)所述的半导体发光器件，其中

[0158] 在上述一个方向上的发光边缘侧的电极区域的边缘延伸到发光边缘。

[0159] (4)根据(1)至(3)中的任一个所述的半导体发光器件，其中

[0160] 电流变窄结构包括从相对边缘到预定位置设置并且包括小于发散区域的宽度的恒定宽度的区域。

[0161] (5)根据(1)至(3)中的任一个所述的半导体发光器件，其中

[0162] 发散区域从相对边缘延伸到发光边缘。

[0163] (6)根据(1)至(5)中的任一个所述的半导体发光器件，其中

[0164] 当在发散区域下方的由电流变窄结构形成在有源层中的光波导的发散角由θ表示，光波长由λ表示，发散区域在沿着表面的方向上的最小宽度的1/2由w0表示，并且有源层的折射率由n表示时，满足

[0165] θ＝arctan(λ/(πw0n))。

[0166] (7)根据(1)至(6)中的任一个所述的半导体发光器件，其中

[0167] 第一电极层的电极区域包括小于通过由电流变窄结构形成在有源层中的光波导的光的峰值强度的1/e2的宽度的宽度。

[0168] (8)一种半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘，包括：

[0169] 第一导电层，其包括电流变窄结构，其被配置为使得电流注入区域变窄并且被配置为使得电流变窄结构的纵向方向沿从相对边缘到发光边缘的一个方向设置；

[0170] 第二导电层；

[0171] 有源层，其设置在第一导电层和第二导电层之间；以及

[0172] 第一电极层和第二电极层，其分别设置成与第一导电层和第二导电层接触，[0173] 该电流变窄结构包括

[0174] 第一区域，在上述一个方向上从第一位置向第二位置设置，以及

[0175] 第二区域，从第二位置向发光边缘设置，并且包括在沿着第一导电层的表面的方向上比第一区域的宽度大的宽度，以及

[0176] 第一电极层包括至少设置在第二区域上的电极区域，使得其在沿着第一导电层的表面的方向上的宽度小于第二区域的宽度。

[0177] (9)一种半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘，包括：

[0178] 第一导电层和第二导电层；

[0179] 有源层，其包括光波导，光波导的纵向方向沿从相对边缘到发光边缘的一个方向设置，并且有源层设置在第一导电层和第二导电层之间；以及

[0180] 第一电极层和第二电极层，其分别设置在第一导电层和第二导电层上，[0181] 有源层的光波导包括发散区域，其设置成使得光波导在沿着有源层的表面的方向上的宽度从预定位置向发光边缘在上述一个方向上变宽，以及

[0182] 第一电极层包括至少设置在发散区域上的电极区域，使得其在沿着有源层的表面的方向上的宽度小于发散区域的宽度。

[0183] (10)一种半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘，包括：

[0184] 第一导电层和第二导电层；

[0185] 有源层，其包括光波导，光波导的纵向方向沿从相对边缘到发光边缘的一个方向设置，并且有源层设置在第一导电层和第二导电层之间；以及

[0186] 第一电极层和第二电极层，其分别设置在第一导电层和第二导电层上，该有源层的光波导包括

[0187] 第一区域，在上述一个方向上从第一位置向第二位置设置，以及

[0188] 第二区域，从第二位置向发光边缘设置，并且包括在沿着第一导电层的表面的方向上比第一区域的宽度大的宽度，以及

[0189] 第一电极层包括至少设置在第二区域上的电极区域，使得其在沿着第一导电层的表面的方向上的宽度小于第二区域的宽度。

[0190] (11)一种显示装置，包括：

[0191] 半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘；以及

[0192] 图像生成单元，其能够二维地扫描从半导体发光器件发射的光，并基于图像数据控制通过投射光获得的亮度，

[0193] 该半导体发光器件包括

[0194] 第一导电层，其包括电流变窄结构，其被配置为使得电流注入区域变窄并且被配置为使得电流变窄结构的纵向方向沿从相对边缘到发光边缘的一个方向设置，[0195] 第二导电层，

[0196] 有源层，其设置在第一导电层和第二导电层之间，以及

[0197] 第一电极层和第二电极层，其分别设置成与第一导电层和第二导电层接触，[0198] 该电流变窄结构包括发散区域，其设置成使得电流变窄结构在沿着第一导电层的表面的方向上的宽度从预定位置向发光边缘在上述一个方向上变宽。

[0199] 第一电极层包括至少设置在发散区域上的电极区域，使得其在沿着第一导电层的表面的方向上的宽度小于发散区域的宽度。

[0200] (12)一种显示装置，包括：

[0201] 半导体发光器件，包括发光边缘和与其相对的相对边缘；以及

[0202] 图像生成单元，其能够二维地扫描从半导体发光器件发射的光，并基于图像数据控制通过投射光获得的亮度，

[0203] 该半导体发光器件包括

[0204] 第一导电层，其包括电流变窄结构，其被配置为使得电流注入区域变窄并且被配置为使得电流变窄结构的纵向方向沿从相对边缘到发光边缘的一个方向设置，[0205] 第二导电层，

[0206] 有源层，其设置在第一导电层和第二导电层之间，以及

[0207] 第一电极层和第二电极层，其分别设置成与第一导电层和第二导电层接触，[0208] 该电流变窄结构包括

[0209] 第一区域，在上述一个方向上从第一位置向第二位置设置，以及

[0210] 第二区域，从第二位置向发光边缘设置，并且包括在沿着第一导电层的表面的方向上比第一区域的宽度大的宽度，以及

[0211] 第一电极层包括至少设置在第二区域上的电极区域，使得其在沿着第一导电层的表面的方向上的宽度小于第二区域的宽度。

[0212] 参考标记列表

[0213] 11、211、311、411、511 第一电极层

[0214] 11a、311a、411b 线性电极区域

[0215] 11b、311b、411c 发散电极区域

[0216] 13 第一导电层

[0217] 14 第二导电层

[0218] 20 有源层

[0219] 32、232、332、432、532 电流变窄结构

[0220] 32a、332a、432b、532a 线性区域

[0221] 32b、432b、532b 发散区域

[0222] 33 发光边缘

[0223] 35 相对边缘

[0224] 70 图像生成单元

[0225] 100 SLD

[0226] 200 显示装置

[0227] 332b、432c 矩形区域

[0228] 411a 第一发散电极区域

[0229] 411C 第二发散电极区域

[0230] 432c 矩形区域。