DE112022004598T5

DE112022004598T5 - Oberflächenemittierendes element und lichtquellenvorrichtung

Info

Publication number: DE112022004598T5
Application number: DE112022004598.1T
Authority: DE
Inventors: Tatsushi Hamaguchi; Rintaro Koda; Jared Alexander KEARNS; Kentaro Hayashi
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2022-02-18
Publication date: 2024-08-01
Also published as: EP4412007A1; JPWO2023053484A1; KR20240072141A; CN117999715A; WO2023053484A1; TW202333431A

Abstract

Bereitgestellt wird ein oberflächenemittierendes Element, in dem eine Konfiguration vereinfacht werden kann und eine Emissionswellenlänge nicht durch ein zur Zeit der Herstellung genutztes Substrat beschränkt ist.Ein oberflächenemittierendes Element gemäß der vorliegenden Technologie ist ein oberflächenemittierendes Element, das zumindest einen lichtemittierenden Elementbereich enthält, der zumindest eine organische Halbleiterschicht und einen konkaven Spiegel enthält, der auf einer Seite der organischen Halbleiterschicht angeordnet ist. Gemäß dem oberflächenemittierenden Element der vorliegenden Technologie ist es möglich, ein oberflächenemittierendes Element bereitzustellen, in dem die Konfiguration vereinfacht werden kann und die Emissionswellenlänge durch das zur Zeit der Herstellung verwendete Substrat nicht beschränkt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Eine Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung, (worauf hier im Folgenden auch als „die vorliegende Technologie“ verwiesen wird) bezieht sich auf ein oberflächenemittierendes Element und eine Lichtquellenvorrichtung.
HINTERGRUNDTECHNIK
Im Stand der Technik ist ein oberflächenemittierendes Element, das eine lichtemittierende Schicht, die eine anorganische Halbleiterschicht enthält, und einen Reflektor enthält, bekannt (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
ZITATLISTE
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung Nr. 2018/083877
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
In dem oberflächenemittierenden Element nach dem Stand der Technik kann jedoch eine Konfiguration vereinfacht werden und ist eine Emissionswellenlänge durch ein zum Zeitpunkt der Herstellung verwendetes Substrat beschränkt.
Daher besteht ein Hauptziel der vorliegenden Technologie darin, ein oberflächenemittierendes Element bereitzustellen, bei dem eine Konfiguration vereinfacht werden kann und eine Emissionswellenlänge nicht durch ein zum Zeitpunkt der Herstellung verwendetes Substrat beschränkt ist.
LÖSUNGEN FÜR DIE PROBLEME
Die vorliegende Technologie stellt ein oberflächenemittierendes Element bereit, das zumindest einen Bereich eines lichtemittierenden Elements bzw. lichtemittierenden Elementbereich enthält, der
zumindest eine organische Halbleiterschicht und
einen konkaven Spiegel umfasst, der auf einer Seite der organischen Halbleiterschicht angeordnet ist.
Der lichtemittierende Elementbereich kann ferner einen Reflektor enthalten, der auf der anderen Seite der organischen Halbleiterschicht angeordnet ist.
Ein Intervall bzw. Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel kann größer als ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem Reflektor sein.
Ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel kann enger als ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem Reflektor sein.
Die zumindest eine organische Halbleiterschicht kann eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen umfassen.
Die zumindest eine organische Halbleiterschicht kann eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Volumina umfassen.
Die zumindest eine organische Halbleiterschicht kann eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten umfassen, die in einer Richtung in der Ebene angeordnet sind.
Die zumindest eine organische Halbleiterschicht kann eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten umfassen, die in einer Stapelrichtung angeordnet sind.
Der zumindest eine lichtemittierende Elementbereich kann eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche, die in einer Array-Form angeordnet sind, umfassen, und die organischen Halbleiterschichten von zumindest zwei lichtemittierenden Elementbereichen unter der Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche können unterschiedliche Emissionswellenlängen aufweisen.
Der zumindest eine lichtemittierende Elementbereich kann eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche, die in einer Array-Form angeordnet sind, umfassen, und die organischen Halbleiterschichten von zumindest zwei lichtemittierenden Elementbereichen unter der Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche können unterschiedliche Positionen in einer Stapelrichtung aufweisen.
Der konkave Spiegel kann ein Metall und/oder ein Dielektrikum enthalten.
Der konkave Spiegel und/oder der Reflektor können/kann ein Beugungsgitter enthalten.
Der konkave Spiegel kann eine Struktur aufweisen, in der eine Vielzahl dielektrischer mehrschichtiger Filmreflektoren entsprechend einer Vielzahl von Wellenlängen gestapelt ist.
Der lichtemittierende Elementbereich kann ferner eine Zwischenschicht enthalten, die zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel angeordnet ist.
Die Zwischenschicht kann ein Nitrid, ein Oxid, ein Harz, einen Halbleiter oder einen Isolator enthalten.
Die Zwischenschicht kann eine Mesa-Struktur aufweisen.
Das oberflächenemittierende Element kann ferner eine aktive Schicht enthalten, die zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel und/oder zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem Reflektor angeordnet ist und Anregungslicht emittiert, das die organische Halbleiterschicht anregt.
Der lichtemittierende Elementbereich kann ferner einen transparenten leitfähigen Film enthalten, der zwischen dem Reflektor und der organischen Halbleiterschicht und/oder zwischen dem konkaven Spiegel und der organischen Halbleiterschicht angeordnet ist.
Der zumindest eine lichtemittierende Elementbereich kann eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche enthalten, die in einer Array-Form angeordnet sind.
Die vorliegende Technologie stellt auch eine Lichtquellenvorrichtung bereit, die das oberflächenemittierende Element und einen Treiber enthält, der den lichtemittierenden Elementbereich ansteuert.
Die vorliegende Technologie stellt auch eine Lichtquellenvorrichtung bereit, die das oberflächenemittierende Element, das die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche umfasst, und Treiber enthält, die die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche individuell ansteuern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 1 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
2 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 1 zu beschreiben.
3A und 3B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 1.
4A und 4B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 1.
5A und 5B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 1.
6 ist eine Schnittansicht für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 1.
7 ist ein Diagramm, das Emissionsspektren eines VSCEL, eines DFB-Lasers, einer LED und einer OLED im Stand der Technik veranschaulicht.
8 ist ein Diagramm, das veranschaulicht, dass eine Resonanzmode des oberflächenemittierenden Elements gemäß einer Ausführungsform in jedem beliebigen Wellenlängenbereich vorhanden sein kann.
9 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 2 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
10 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 3 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
11 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 4 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
12 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 11 zu beschreiben.
13A und 13B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 11.
14A und 14B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 11.
15A und 15B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 11.
16 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 5 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
17 ist ein Diagramm, das eine gestapelte Struktur eines zusammengesetzten DBR veranschaulicht.
18 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 6 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
19 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 18 zu beschreiben.
20A und 20B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 18.
21A und 21B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 18.
22A und 22B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 18.
23A und 23B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 18.
24 ist eine Schnittansicht für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 18.
25 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 7 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
26 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 25 zu beschreiben.
27A bis 27C sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 25.
28A und 28B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 25.
29A und 29B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 25.
30A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 8 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 30B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 8 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
31 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 30 zu beschreiben.
32A und 32B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 30.
33A und 33B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 30.
34A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 9 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 34B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 9 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
35A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 10 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 35B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 10 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
36A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 11 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 36B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 11 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
37 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 12 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
38 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 37 zu beschreiben.
39A und 39B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 37.
40A bis 40C sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 37.
41A und 41B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 37.
42 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 13 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
43 ist ein Flussdiagramm, um ein erstes Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 42 zu beschreiben.
44A und 44B sind Schnittansichten für jeden Prozess des ersten Beispiels für das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 42.
45A und 45B sind Schnittansichten für jeden Prozess des ersten Beispiels für das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 42.
46 ist eine Schnittansicht für jeden Prozess des ersten Beispiels für das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 42.
47 ist ein Flussdiagramm, um ein zweites Beispiel für das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 42 zu beschreiben.
48A und 48B sind Schnittansichten für jeden Prozess des zweiten Beispiels für das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 42.
49 ist ein Flussdiagramm, um ein drittes Beispiel für das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 42 zu beschreiben.
50A bis 50C sind Schnittansichten für jeden Prozess des dritten Beispiels für das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 42.
51 ist eine Schnittansicht für jeden Prozess des dritten Beispiels für das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 42.
52 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 14 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
53 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 15 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
54 ist Flussdiagramm, um ein Beispiel für das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 53 zu beschreiben.
55A und 55B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 53.
56 ist eine Schnittansicht für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 53.
57 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 16 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
58 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 17 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
59 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 58 zu beschreiben.
60A und 60B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 58.
61A und 61B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 58.
62 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 18 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
63 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 19 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
64A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 20 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 64B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 20 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
65A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 21 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 65B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 21 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
66 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 22 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
67 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 66 zu beschreiben.
68A bis 68C sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 66.
69A bis 69C sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 66.
70A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 23 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 70B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 23 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
71 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 70 zu beschreiben.
72A und 72B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 70.
73A und 73B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 70.
74A und 74B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 70.
75A und 75B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 70.
76A und 76B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 70.
77A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 24 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 77B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 24 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
78A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 25 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 78B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 25 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
79A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 26 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 79B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 26 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
80A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 27 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 80B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 27 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
81A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 28 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 81B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 28 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
82 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 29 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
83 ist ein Flussdiagramm, um ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 82 zu beschreiben.
84A und 84B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 82.
85A und 85B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 82.
86A und 86B sind Schnittansichten für jeden Prozess des Verfahrens zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements in 82.
87A ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einem Beispiel 30 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 87B ist eine schematische Draufsicht des oberflächenemittierenden Elements gemäß dem Beispiel 30 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
88A bis 88H sind Diagramme, die spezifische Beispiele für eine Form einer organischen Halbleiterschicht in Draufsicht veranschaulichen.
89A bis 89I sind Diagramme, die spezifische Beispiele für die Form der organischen Halbleiterschicht in Draufsicht veranschaulichen.
90A bis 90H sind Diagramme, die spezifische Beispiele für eine Schnittform der organischen Halbleiterschicht veranschaulichen.
91 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements gemäß einer Modifikation.
92 ist ein Diagramm, das ein Beispiel veranschaulicht, bei dem eine Lichtquellenvorrichtung mit dem oberflächenemittierenden Element gemäß der vorliegenden Technologie für eine Abstandsmessvorrichtung verwendet wird.
93 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems veranschaulicht.
94 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel für eine Installationsposition der Abstandsmessvorrichtung veranschaulicht.

MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Technologie im Detail beschrieben. Man beachte, dass in der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen Komponenten mit im Wesentlichen denselben funktionalen Konfigurationen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und redundante Beschreibungen weggelassen werden. Die im Folgenden zu beschreibende Ausführungsform liefert eine repräsentative Ausführungsform der vorliegenden Technologie, und der Umfang der vorliegenden Technologie soll nicht gemäß der Ausführungsform eng ausgelegt werden. In der vorliegenden Beschreibung reicht es selbst in einem Fall, in dem beschrieben wird, dass ein oberflächenemittierendes Element und eine Lichtquelle gemäß der vorliegenden Technologie eine Vielzahl von Effekten zeigen, aus, dass das oberflächenemittierende Element und die Lichtquellenvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie zumindest einen Effekt erreichen. Die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Effekte sind nur Beispiele und nicht beschränkt, und andere Effekte können geliefert werden.
Darüber hinaus wird die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben.

0. Einführung
1. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 1 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
2. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 2 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
3. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 3 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
4. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 4 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
5. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 5 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
6. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 6 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
7. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 7 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
8. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 8 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
9. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 9 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
10. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
11. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 11 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
12. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 12 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
13. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 13 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
14. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 14 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
15. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 15 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
16. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 16 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
17. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 17 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
18. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 18 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
19. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 19 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
20. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 20 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
21. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 21 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
22. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 22 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
23. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 23 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
24. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 24 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
25. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 25 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
26. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 26 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
27. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 27 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
28. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 28 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
29. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 29 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
30. Oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 30 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie
31. Modifikation der vorliegenden Technologie
32. Anwendungsbeispiel für eine elektronische Vorrichtung
33. Beispiel, bei dem eine Lichtquellenvorrichtung mit einem oberflächenemittierenden Element für eine Abstandsmessvorrichtung verwendet wird
34. Beispiel, bei dem eine Abstandsmessvorrichtung an einen mobilen Körper montiert ist

0. Einführung
Im Stand der Technik ist es, obgleich verschiedene Halbleiterlaser bekannt sind, insbesondere in einem Fall, in dem ein Basismaterial für einen anorganischen Halbleiterlaser als lichtemittierendes Element (anorganisches lichtemittierendes Element), das einen anorganischen Halbleiter nutzt, kein Einkristall ist, aufgrund einer Verschlechterung elektrischer und optischer Eigenschaften und dergleichen, die durch Kristalldefekte verursacht werden, schwierig, den anorganischen Halbleiterlaser herzustellen. Folglich ist es bei dem anorganischen Halbleiterlaser üblich, ein Substrat mit einer geeigneten Gitterkonstante für jede Emissionswellenlänge auszuwählen und einen Halbleiterlaser mit einer gewünschten Emissionswellenlänge mit einem Einkristall zu bilden. Das heißt, es besteht eine Einschränkung, dass die Emissionswellenlänge durch das Substrat definiert ist.
Auf der anderen Seite kann ein organischer Halbleiterlaser als lichtemittierendes Element (organisches lichtemittierendes Element), das einen organischen Halbleiter nutzt, bei verschiedenen Wellenlängen Licht emittieren und oszillieren, wie es bei einem Farbstofflaser der Fall ist. Jedoch wurde in dem den organischen Halbleiter nutzenden lichtemittierenden Element, obgleich eine Lichtemission durch Strominjektion in einer LED erzielt wurde, seit vielen Jahren keine Laseroszillation mittels Strominjektion realisiert. Im Jahr 2018 wurde das erste Mal von der KYUSHU UNIVERSITY die Laseroszillation des organischen Halbleiterlasers mittels Strominjektion bestätigt.
In einer Vorrichtungsstruktur des organischen Halbleiterlasers sind Licht-Emitter hauptsächlich auf einem Glassubstrat gewöhnlich flach oder auf beispielsweise einer sehr begrenzten Ebene auf einem Halbleitersubstrat wie etwa einem Siliziumsubstrat angeordnet. Beispielsweise wurde über einen Ansatz berichtet, bei dem eine Gitterstruktur auf einer vorderen Oberfläche eines Substrats ausgebildet wird und eine Oszillation durch eine Resonanz in einer Richtung in der Ebene des Substrats verursacht wird. Obgleich dieses Verfahren ein einfaches und ausgezeichnetes Verfahren zum Bestätigen eines anfänglichen Betriebs des organischen Halbleiterlasers ist, gibt es einige Schwierigkeiten bei der Massenherstellung und der praktischen Anwendung. Falls beispielsweise die Resonanz in der Richtung in der Substratebene im organischen Halbleiterlaser verursacht wird, tritt zwischen benachbarten Elementen, da Licht in lateraler Richtung leckt bzw. austritt, optisches Nebensprechen (wechselseitiges Rauschen aufgrund des Austritts von Licht) auf. Da die Größe in der Richtung in der Substratebene zunimmt, ist es außerdem schwierig, ein dichtes Array zu bilden. Obgleich ein Q-Wert eines Resonators verbessert werden kann, indem eine Gesamtzahl an Linien eines Gitters erhöht wird, das heißt, ein Schwellenstrom des Lasers reduziert werden kann, besteht außerdem zu dieser Zeit der Zielkonflikt, dass das Element in der lateralen Richtung größer wird. Da ein Intervall bzw. Abstand des Gitters gleich einer oder geringer als eine Wellenlänge sein muss, ist es überdies schwierig, das Gitter herzustellen. Beispielsweise ist es notwendig, eine Belichtungsmaschine wie etwa eine EB-Belichtungsmaschine, die einen schlechten Durchsatz hat, teuer ist und es schwierig macht, eine große Fläche zu strukturieren, zu verwenden.
Darüber hinaus besteht beim organischen Halbleiterlaser, da eine Wellenlänge eines durch den Resonator zirkulierenden Lichts auf eine spezifische Wellenlänge beschränkt ist, falls der organische Halbleiterlaser mit einem organischen Halbleiterfilm mit einem breiten Lichtemissionsbereich kombiniert wird, das Problem, dass nur Licht mit einer Wellenlänge innerhalb eines spezifischen Wellenlängenbereichs zur Laseroszillation beitragen kann. Darüber hinaus gibt es viele Fälle, in denen sich der organische Halbleiter aufgrund einer Überhitzung verschlechtert, und als eine Konfiguration des Halbleiterelements wurde in einem Herstellungsprozess, nachdem der organische Halbleiterfilm ausgebildet ist, empfohlen, eine maximale Erreichungstemperatur auf 100°C oder niedriger festzulegen.
Daher haben die Erfinder in Anbetracht der obigen Probleme intensiv geforscht und herausgefunden, dass es möglich ist, einen Laser theoretisch herzustellen, der in einer vertikalen Richtung (Stapelrichtung) in Resonanz schwingt, indem eine organische Halbleiterschicht und ein konkaver Spiegel kombiniert werden, und haben ein oberflächenemittierendes Element gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie als ein oberflächenemittierendes Element entwickelt, bei dem diese Erkenntnis auf einer praktischen Ebene umgesetzt ist. Im Folgenden werden hierin bevorzugte Beispiele für das oberflächenemittierende Element gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Technologie im Detail beschrieben.
<1. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 1 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 1 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben.
<<Konfiguration des oberflächenemittierenden Elements>>
1 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-1 gemäß dem Beispiel 1 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. Im Folgenden wird hierin der Zweckmäßigkeit halber ein oberer Teil in der Schnittansicht von 1 und dergleichen als obere Seite beschrieben und wird ein unterer Teil der Schnittansicht von 1 und dergleichen als untere Seite beschrieben.
Wie im Folgenden konkret beschrieben wird, handelt es sich bei dem oberflächenemittierenden Element 10-1 um einen oberflächenemittierenden Laser mit vertikalem Hohlraum (VCSEL), in dem eine organische Halbleiterschicht, die Licht emittiert, zwischen einem ersten und einem zweiten Reflektor sandwichartig angeordnet ist.
Als ein Beispiel enthält, wie in 1 veranschaulicht ist, das oberflächenemittierende Element 10-1 zumindest einen lichtemittierenden Elementbereich 50, der zumindest eine organische Halbleiterschicht 101 und einen konkaven Spiegel 102 enthält, der auf einer Seite (unteren Seite) der organischen Halbleiterschicht 101 angeordnet ist. Das heißt, im oberflächenemittierenden Element 10-1 kann der lichtemittierende Elementbereich 50 als ein einzelner oberflächenemittierender Laser ausgebildet sein oder kann als ein Array aus oberflächenemittierenden Lasern ausgebildet sein, worin eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 in einer Array-Form (zum Beispiel einer eindimensionalen Anordnung oder einer zweidimensionalen Anordnung) angeordnet ist.
Als ein Beispiel enthält der lichtemittierende Elementbereich 50 ferner einen Reflektor 103, der auf der anderen Seite (oberen Seite) der organischen Halbleiterschicht 101 angeordnet ist. Das heißt, der lichtemittierende Elementbereich 50 hat eine vertikale Resonatorstruktur, bei der die organische Halbleiterschicht 101 zwischen dem konkaven Spiegel 102 und dem Reflektor 103 angeordnet ist.
Als ein Beispiel enthält der lichtemittierende Elementbereich 50 ferner eine zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem konkaven Spiegel 102 angeordnete Zwischenschicht 100. Eine konvexe Oberfläche 100a (konkret eine konvex gekrümmte Oberfläche) ist auf einer Oberfläche auf einer Seite (unteren Seite) der Zwischenschicht 100 vorgesehen, und der konkave Spiegel 102 ist entlang der konvexen Oberfläche 101a vorgesehen.
Als ein Beispiel enthält der lichtemittierende Elementbereich 50 ferner einen ersten transparenten leitfähigen Film 104, der zwischen dem konkaven Spiegel 102 und der organischen Halbleiterschicht 101 angeordnet ist. Genauer gesagt ist der erste transparente leitfähige Film 104 zwischen der Zwischenschicht 100 und der organischen Halbleiterschicht 101 angeordnet.
Als ein Beispiel enthält der lichtemittierende Elementbereich 50 ferner einen zweiten transparenten leitfähigen Film 105, der zwischen dem Reflektor 103 und der organischen Halbleiterschicht 101 angeordnet ist. Das heißt, die organische Halbleiterschicht 101 ist zwischen den ersten und zweiten transparenten leitfähigen Filmen 104 und 105 positioniert.
Als ein Beispiel enthält der lichtemittierende Elementbereich 50 ferner eine die organische Halbleiterschicht 101 umgebende Schicht 106 mit hohem Widerstand zwischen den ersten und zweiten leitfähigen Filmen 104 und 105.
(Reflektor)
Als ein Beispiel fungiert der Reflektor 103 als ein erster Reflektor des oberflächenemittierenden Elements 10-1. Als Beispiel handelt es sich bei dem Reflektor 103 um einen ebenen Spiegel. Man beachte, dass der Reflektor 103 ein konkaver Spiegel sein kann.
Der Reflektor 103 weist eine Struktur auf, die zum Beispiel ein Metall, eine Legierung, ein Dielektrikum oder einen Halbleiter enthält.
In einem Fall, in dem der Reflektor 103 einen Leiter wie etwa ein Metall oder eine Legierung enthält, kann der Reflektor auch als Anodenelektrode dienen. In diesem Fall ist als Beispiel der Reflektor 103 mit einer Anode (positiven Elektrode) eines Laser-Treibers verbunden. Man beachte, dass in einem Fall, in dem der Reflektor 103 ein Metall oder eine Legierung enthält, zumindest ein Teil des Reflektors 103 vorzugsweise mit einem aus beispielsweise SiO₂ oder dergleichen bestehenden Schutzfilm (Passivierungsfilm) bedeckt ist.
Als ein Beispiel für einen Fall, in dem der Reflektor 103 ein Metall oder eine Legierung enthält, kann beispielsweise Ag, Al, Mg, Au, Rh oder dergleichen als Material verwendet werden.
Als Beispiel für einen Fall, in dem der Reflektor 103 ein Dielektrikum enthält, kann beispielsweise ein dielektrischer mehrschichtiger Filmreflektor verwendet werden, der ein Paar Brechungsindexschichten wie etwa Ta₂O₅/SiO₂ und SiN/SiO₂ aufweist. Man beachte, dass in einem Fall, in dem der Reflektor 103 ein Dielektrikum enthält, der zweite transparente leitfähige Film 105 als die Anodenelektrode dienen kann.
Als Beispiel für einen Fall, in dem der Reflektor 103 einen Halbleiter enthält, kann beispielsweise ein mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter verwendet werden, der ein Paar Brechungsindexschichten wie etwa AlInN/GaN, AlN/GaN und AlAs/GaAs aufweist. Man beachte, dass in einem Fall, in dem der Reflektor 103 einen Halbleiter enthält, der zweite transparente leitfähige Film 105 auch als die Anodenelektrode fungieren kann.
(Erster transparenter leitfähiger Film)
Als Beispiel kann der erste transparente leitfähige Film 104 als Kathodenelektrode fungieren. In diesem Fall ist als Beispiel der erste transparente leitfähige Film 104 mit einer Kathode (negativen Elektrode) des Laser-Treibers verbunden. Der erste transparente leitfähige Film 104 enthält beispielsweise ITO, IZO, IGZO, ITiO, Graphen oder dergleichen.
(Zweiter transparenter leitfähiger Film)
Der zweite transparente leitfähige Film 105 dient als Pufferschicht, die die Effizienz einer Lochinjektion in die organische Halbleiterschicht 101 erhöht und eine Leckage verhindert. Der zweite transparente leitfähige Film 105 kann anstelle des Reflektors 103 als die Anodenelektrode fungieren. In diesem Fall ist als Beispiel der zweite transparente leitfähige Film 105 mit einer Anode (positiven Elektrode) des Laser-Treibers verbunden. Der zweite transparente leitfähige Film 105 enthält beispielsweise ITO, IZO, IGZO, ITiO, Graphen oder dergleichen.
(Konkaver Spiegel)
Als Beispiel fungiert der konkave Spiegel 102 als der zweite Reflektor des oberflächenemittierenden Elements 10-1. Selbst wenn eine Resonatorlänge vergrößert wird, wird ein konkaver Spiegel mit einer positiven Leistung als der zweite Reflektor genutzt und kann somit von der organischen Halbleiterschicht 101 emittiertes Licht und Licht durch die organische Halbleiterschicht 101 auf der organischen Halbleiterschicht 101 kondensiert werden. Infolgedessen kann eine für eine Laseroszillation notwendige Verstärkung durch eine lichtverstärkende Wirkung der organischen Halbleiterschicht 101 erhalten werden.
Ein Reflexionsgrad des konkaven Spiegels 102 ist so eingestellt, dass er geringfügig niedriger als ein Reflexionsgrad des Reflektors 103 ist. Das heißt, der konkave Spiegel 102 ist ein Reflektor auf einer Emissionsseite.
Als Beispiel enthält der konkave Spiegel 102 ein Dielektrikum oder einen Halbleiter. Man beachte, dass der konkave Spiegel 102 auch ein Metall oder eine Legierung enthalten kann. In diesem Fall enthält der Reflektor 103 vorzugsweise ein Dielektrikum oder einen Halbleiter und handelt es sich bei ihm um einen Reflektor auf der Emissionsseite. Man beachte, dass in einem Fall, in dem der konkave Spiegel 102 ein Metall oder eine Legierung enthält, zumindest ein Teil des konkaven Spiegels 102 vorzugsweise mit einem zum Beispiel SiO₂ oder dergleichen enthaltenden Schutzfilm bedeckt ist.
Als Beispiel für einen Fall, in dem der konkave Spiegel 102 ein Dielektrikum enthält, kann der konkave Spiegel ein dielektrischer mehrschichtiger Filmreflektor sein. Der dielektrische mehrschichtige Filmreflektor enthält zum Beispiel Ti₂O₅/SiO₂, SiN/SiO₂ oder dergleichen.
Es ist bekannt, dass ein Verhältnis einer Stoppbandbreite zu einem Brechungsindexverhältnis des Paars Brechungsindexschichten (zum Beispiel AlInN/GaN, AlN/GaN, AlAs/GaAs, SiN/SiO₂ oder Ta₂O_s/SiO₂), das den mehrschichtigen Filmreflektor bildet, in der Reihenfolge AlInN/GaN, AlN/GaN, AlAs/GaAs, SiN/SiO₂ und Ta₂O₅/SiO₂ sequentiell zunimmt. Da der dielektrische mehrschichtige Filmreflektor mit einem Paar aus Ta₂O₅/SiO₂, SiN/SiO₂ oder dergleichen ein großes Verhältnis aufweist, kann insbesondere ein gewünschter Reflexionsgrad erhalten werden, selbst wenn eine Filmdicke geringfügig variiert. Das heißt, der dielektrische mehrschichtige Filmreflektor ist hinsichtlich einer Kontrolle der Filmdicke sehr robust.
Es ist bekannt, dass unter den Paaren Brechungsindexschichten (zum Beispiel AlInN/GaN, AlN/GaN, AlAs/GaAs, SiN/SiO₂ und Ta₂O₅/SiO₂), die den mehrschichtigen Filmreflektor bilden, insbesondere ein dielektrischer mehrschichtiger Filmreflektor mit einem Paar aus Ta₂O₅/SiO₂, SiN/SiO₂ oder dergleichen einen hohen Reflexionsgrad mit einer geringen Anzahl an Paaren erzielen kann. Das heißt, der dielektrische mehrschichtige Filmreflektor kann in kurzer Zeit hergestellt und abgedünnt werden, während ein hoher Reflexionsgrad erreicht wird.
Als Beispiel für einen Fall, in dem der konkave Spiegel einen Halbleiter enthält, kann der konkave Spiegel 102 ein mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter mit einem Paar von Brechungsindexschichten wie etwa AlInN/GaN, AlN/GaN oder AlAs/GaAs sein.
Man beachte, dass in einem Fall, in dem der Reflektor 103 beispielsweise ein Dielektrikum oder einen Halbleiter enthält, das oder der einen Reflektor auf der Emissionsseite bilden soll, der konkave Spiegel 102 auch ein Metall oder eine Legierung enthalten kann. In diesem Fall kann für den konkaven Spiegel 102 beispielsweise ein metallisches Material wie etwa Ag, Al, Mg, Au oder Rh verwendet werden.
(Organische Halbleiterschicht)
Eine Positions- bzw. Lagebeziehung zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem konkaven Spiegel 102 wird so eingerichtet, dass die gesamte organische Halbleiterschicht 101 in einen Bündelungsbereich eines Lichts vom konkaven Spiegel 102 fällt. Die organische Halbleiterschicht 101 hat beispielsweis eine rechteckige Schnittform, kann aber eine andere Form aufweisen. Die organische Halbleiterschicht 101 hat in Draufsicht beispielsweise eine kreisförmige Form, eine polygonale Form oder dergleichen, kann aber eine andere Form haben.
Die organische Halbleiterschicht 101 ist eine Schicht, die Licht mittels Rekombination von von der Anodenelektrode zugeführten Löchern und von der Kathodenelektrode zugeführten Elektronen emittiert.
Für die organische Halbleiterschicht 101 kann ein organisches Halbleitermaterial verwendet werden, das im Allgemeinen für eine organische lichtemittierende Diode bzw. Leuchtdiode (OLED) verwendet wird. Als Beispiel hat die organische Halbleiterschicht 101 eine Struktur, in der eine Lochtransportschicht, eine lichtemittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reihenfolge von der Seite des zweiten transparenten leitfähigen Films 105 aus zur Seite des ersten transparenten leitfähigen Films 104 gestapelt sind. Man beachte, dass die organische Halbleiterschicht 101 eine Struktur aufweisen kann, in der eine Lochtransportschicht, eine lichtemittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reihenfolge von der Seite des ersten transparenten leitfähigen Films 104 aus zur Seite des zweiten transparenten leitfähigen Films 105 gestapelt sind. In diesem Fall handelt es sich bei der Seite des ersten transparenten leitfähigen Films 104 um eine Anodenseite und handelt es sich bei der Seite des zweiten transparenten leitfähigen Films 105 um eine Kathodenseite.
Die lichtemittierende Schicht emittiert Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge (Emissionswellenlänge λ) gemäß einem Material der lichtemittierenden Schicht durch die Rekombination der Elektronen und der Löcher. Die lichtemittierende Schicht emittiert beispielsweise ein beliebiges eines roten Lichts, eines grünen Lichts und eines blauen Lichts.
Eine laterale Breite (Breite in einer Richtung in der Ebene) der organischen Halbleiterschicht 101 kann beispielsweise 1 um oder mehr und weniger als 4 um betragen oder kann beispielsweise 4 um oder mehr betragen. Die laterale Breite der organischen Halbleiterschicht 101 beträgt hier beispielsweise 1 bis 4 pm.
Eine Dicke der lichtemittierenden Schicht kann beispielsweise geringer als 20 nm sein, kann beispielsweise 20 nm oder mehr und weniger als 300 nm betragen, kann beispielsweise 30 nm oder mehr und weniger als 300 nm betragen oder kann 300 nm oder mehr betragen.
Beispiele für das Material der lichtemittierenden Schicht umfassen BSBCz(4,4'-bis[(N-carbazol)styryl]biphenyl, ein Polyfluor-Polymer-Derivat, ein (Poly)paraphenylen-Vinylen-Derivat, ein Polyphenylen-Derivat, ein Polyvinylcarbazol-Derivat, ein Polythiophen-Derivat, einen Perylen-Farbstoff, einen Cumarin-Farbstoff, einen Rhodamin-Farbstoff und Materialien, die erhalten werden, indem diese Polymere mit einem organischen EL-Material dotiert werden. Man beachte, dass die lichtemittierende Schicht auch als Lochtransportschicht und/oder Elektronentransportschicht dienen kann.
Die Lochtransportschicht ist vorgesehen, um die Effizienz des Lochtransports zur lichtemittierenden Schicht zu erhöhen bzw. zu verbessern. Die Elektronentransportschicht ist vorgesehen, um die Effizienz des Elektronentransports zur lichtemittierenden Schicht zu verbessern.
Eine Dicke sowohl der Lochtransportschicht als auch der Elektronentransportschicht kann beispielsweise 100 nm betragen, dünner als 100 nm oder dicker als 100 nm sein.
Man beachte, dass die organische Halbleiterschicht 101 nur die lichtemittierende Schicht enthalten kann. In diesem Fall kann der zweite transparente leitfähige Film 105 auch im Wesentlichen als die Lochtransportschicht fungieren und kann der erste transparente leitfähige Film 104 im Wesentlichen auch als die Elektronentransportschicht fungieren.
(Zwischenschicht)
Die Zwischenschicht 100 ist als Beispiel als einzelne Schicht ausgebildet, kann aber als eine Vielzahl von Schichten ausgebildet sein.
Die Zwischenschicht 100 enthält beispielsweise ein Nitrid (zum Beispiel SiN oder SiON), ein Oxid (zum Beispiel SiO₂, AlOx oder Al₂O₃), einen Halbleiter (zum Beispiel GaN, AlN, GaAs oder InP), Silizium, Diamant, Harz oder dergleichen.
Eine Dicke der Zwischenschicht 100 kann beispielsweise geringer als 10 um sein, 10 um oder mehr und weniger als 20 um betragen, 20 um oder mehr und weniger als 100 um betragen oder 100 um oder mehr betragen.
Als Beispiel sind/ist hier die Dicke der Zwischenschicht 101 und/oder die Leistung des konkaven Spiegels 102 so eingerichtet, dass eine Bündelungsposition (Strahltaillenposition) des durch den konkaven Spiegel 102 reflektierten Lichts in der organischen Halbleiterschicht 101 oder auf der Seite des Reflektors 103 (oberen Seite) der organischen Halbleiterschicht 101 liegt.
Die Zwischenschicht 100 weist vorzugsweise eine hohe Wärmeableitung auf, um die Übertragung von Wärme, die in einem einen konkaven Spiegel bildenden Prozess zur Zeit der Ansteuerung und Herstellung des oberflächenemittierenden Elements 10-1, was später beschrieben werden soll, erzeugt wird, zur organischen Halbleiterschicht 101 zu unterdrücken.
Es ist bekannt, dass der Wärmewiderstand des Elements umso geringer ist, je länger die Resonatorlänge ist. Das heißt, unter dem Gesichtspunkt der Wärmeableitung ist der Wärmewiderstand des Elements umso geringer und die Wärmeableitung umso höher, je dicker die Zwischenschicht ist. Beispielsweise wird GaN (Wärmeleitfähigkeit: 130 W/mK) für die Zwischenschicht 100 verwendet, und somit kann die Wärmeableitung erheblich gesteigert werden. Darüber hinaus kann für die Zwischenschicht 100 ähnlich, um die Wärmeableitung zu steigern, ein Diamantsubstrat (Wärmeleitfähigkeit: 220 W/mK), ein Siliziumsubstrat (Wärmeleitfähigkeit: 148 W/mK), ein Saphirsubstrat (Wärmeleitfähigkeit: 46 W/mK) oder dergleichen verwendet werden.
Ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem konkaven Spiegel 102 ist größer als ein Abstand (einschließlich 0) zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem Reflektor 103. Das heißt, eine Gesamtdicke des ersten transparenten leitfähigen Films 104 und der Zwischenschicht 100 ist größer als eine Dicke des zweiten transparenten leitfähigen Films 105. Wie oben beschrieben wurde, kann im oberflächenemittierenden Element 10-1 der Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem konkaven Spiegel 102 vergrößert werden, indem die organische Halbleiterschicht 101 an einer Position nahe dem Reflektor 103 zwischen dem konkaven Spiegel 102 und dem Reflektor 103 angeordnet wird, und kann ein Einfluss der in dem einen konkaven Spiegel bildenden Prozess erzeugten Wärme auf die organische Halbleiterschicht 101 reduziert werden.
(Hochohmige Schicht bzw. Schicht mit hohem Widerstand)
Die Schicht 106 mit hohem Widerstand ist eine Schicht mit einem höheren elektrischen Widerstand als die organische Halbleiterschicht 101 und fungiert als Strombegrenzungsbereich, der einen Strom in der organischen Halbleiterschicht 101 begrenzt. Die Schicht 106 mit hohem Widerstand enthält zum Beispiel einen Isolator wie etwa SiO₂, SiN, SiON, ein Epoxidharz oder Polyimid oder einen intrinsischen Halbleiter wie etwa Silizium oder Germanium. Man beachte, dass die Schicht 106 mit hohem Widerstand auch als Bereich für eine optische Begrenzung dienen kann, die eine optische Begrenzung auf die organische Halbleiterschicht 101 vornimmt, indem ein Material mit einem niedrigeren Brechungsindex als jenem der organischen Halbleiterschicht 101 verwendet wird.
<<Betrieb des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin ein Betrieb des oberflächenemittierenden Elements 10-1 beschrieben.
In dem oberflächenemittierenden Element 10-1 wird, wenn durch den Laser-Treiber eine Ansteuerungsspannung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode angelegt wird, ein von der Anodenseite des Laser-Treibers in den Reflektor 103 fließender Strom über den zweiten transparenten leitfähigen Film 105 in die organische Halbleiterschicht 101 injiziert. Zu dieser Zeit schwingt, wenn die organische Halbleiterschicht 101 durch den Strom angeregt wird und Licht emittiert und das Licht zwischen dem konkaven Spiegel 102 und dem Reflektor 103 hin und her geht, während es durch die organische Halbleiterschicht 101 verstärkt wird (zu dieser Zeit wird das Licht, während es nahe der organischen Halbleiterschicht 101 durch den konkaven Spiegel 102 gebündelt wird, reflektiert und als paralleles Licht oder Licht mit schwacher Diffusion bzw. Streuung durch den Reflektor 103 in Richtung der organischen Halbleiterschicht 101 reflektiert), Licht in einer Stapelrichtung in Resonanz und wird als Laserlicht vom konkaven Spiegel 102 emittiert, wenn eine Oszillationsbedingung erfüllt ist. Der in die organische Halbleiterschicht 101 injizierte Strom fließt von der Kathodenelektrode zur Kathodenseite des Laser-Treibers ab.
Man beachte, dass beispielsweise selbst in einem Fall, in dem das oberflächenemittierende Element 10-1 für eine lange Zeit kontinuierlich betrieben bzw. angesteuert wird, ein Temperaturanstieg des Elements durch eine Wärmeableitungsfunktion der Zwischenschicht 100 unterdrückt und ein stabiler Betrieb durchgeführt werden kann.
<<Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf ein Flussdiagramm (Schritte S1 bis S6) in 2 und Schnittansichten der 3A bis 6 ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-1 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-1 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der ein Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt. Anschließend wird die Vielzahl von in einer Reihe integrierten oberflächenemittierenden Elementen 10-1 voneinander getrennt, um chipförmige oberflächenemittierende Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig zu erzeugen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-1 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
Im ersten Schritt S1 wird der transparente leitfähige Film 104 auf der vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) des Substrats (des Wafers) gestapelt, das die Zwischenschicht 100 bilden soll. Konkret wird der erste transparente leitfähige Film 104 auf der vorderen Oberfläche des Wafers (zum Beispiel des GaN-Substrats), der die Zwischenschicht 100 bilden soll, beispielsweise mittels eines Verfahrens einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, eines Sputter-Verfahrens, eines Verfahrens einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen abgeschieden (siehe 3A).
In einem nächsten Schritt S2 wird die organische Halbleiterschicht 101 auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 ausgebildet. Konkret wird zunächst ein organischer Halbleiterfilm, der die organische Halbleiterschicht 101 bilden soll, auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 mittels beispielsweise einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, einer Beschichtung oder dergleichen massiv bzw. durchgehend abgeschieden. Anschließend enthält eine Resiststruktur, die einen Bereich des organischen Halbleiterfilms, der die organische Halbleiterschicht 101 bilden soll, beispielsweise ein Metallmaterial, wird eine Strukturierung durch Ätzen des organischen Halbleiterfilms unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske durchgeführt und wird die organische Halbleiterschicht 101 ausgebildet (siehe 3B) .
In einem nächsten Schritt S3 wird die Schicht 106 mit hohem Widerstand in einer Peripherie der organischen Halbleiterschicht 101 gebildet. Konkret wird ein Material mit hohem Widerstand, das die Schicht 106 mit hohem Widerstand bilden soll, abgeschieden, um die organische Halbleiterschicht 101 und den ersten transparenten leitfähigen Film 104 zu bedecken. Anschließend wird eine Resiststruktur, die an einer Position geöffnet ist, die einem Bereich entspricht, der die organische Halbleiterschicht 101 einschließlich des obigen Materials bedeckt, ausgebildet und wird dann das Material unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske geätzt, um die organische Halbleiterschicht 101 freizulegen (siehe 4A).
In einem nächsten Schritt S4 wird der zweite transparente leitfähige Film 105 auf der organischen Halbleiterschicht 101 und der Schicht 106 mit hohem Widerstand abgeschieden. Konkret wird der zweite transparente leitfähige Film 105 auf der organischen Halbleiterschicht 101 und der Schicht 106 mit hohem Widerstand durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, Sputtern oder dergleichen abgeschieden (siehe 4B).
In einem nächsten Schritt S5 wird der Reflektor 103 auf dem zweiten transparenten leitfähigen Film 105 gebildet. Konkret wird das Material des Reflektors 103 auf dem zweiten transparenten leitfähigen Film 105 mittels beispielsweise eines Verfahrens einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, eines Sputter-Verfahrens, eines CVD-Verfahrens oder dergleichen abgeschieden (siehe 5A).
In einem abschließenden Schritt S6 wird der konkave Spiegel 102 auf einer rückseitigen Oberfläche (untere Oberfläche) des Substrats (des Wafers), der die Zwischenschicht 100 bilden soll, gebildet. Konkret wird zunächst die rückseitige Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, poliert, um abgedünnt zu werden, und wird dann die rückseitige Oberfläche geätzt (zum Beispiel trocken geätzt), um die konvexe Oberfläche 100a zu bilden (siehe 5B). Anschließend wird ein Material (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film) des konkaven Spiegels 102 auf der konvexen Oberfläche 100a mittels beispielsweise eines Verfahrens einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, eines Sputter-Verfahrens, eines CVD-Verfahrens oder dergleichen abgeschieden. Als Ergebnis wird der konkave Spiegel 102 mit einer der konvexen Oberfläche 100a folgenden Form gebildet (siehe 6). Man beachte, dass, da zur Zeit der Ausbildung des konkaven Spiegels 102 erzeugte Wärme (insbesondere Wärme, die zum Zeitpunkt des Ausbildens der konkaven Oberfläche 100a erzeugt wird, und Wärme, die gleichzeitig erzeugt wird) über die Zwischenschicht 100 schnell nach außen abgeben wird, die Temperatur der organischen Halbleiterschicht 101 bei beispielsweise 100°C oder niedriger gehalten werden kann und eine Verschlechterung der organischen Halbleiterschicht 101 aufgrund von Wärme unterdrückt werden kann.
In dem oben beschriebenen Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-1 können/kann das Auftreten von Rissen und/oder die Verlängerung der Zeit für eine Filmabscheidung unterdrückt werden, indem insbesondere ein Sputter-Verfahren in einem Fall, in dem ein Material abgeschieden wird, genutzt wird. Dies bedeutet, dass sich ein Freiheitsgrad beim Auswählen des Materials erhöht und beispielsweise AlN oder dergleichen, einschließlich eines Polykristalls oder Einkristalls mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, als das Material der Zwischenschicht 100 verwendet werden kann.
<<Effekte des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden werden hierin Effekte des oberflächenemittierenden Elements 10-1 gemäß dem Beispiel 1 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben.
Das oberflächenemittierende Element 10-1 enthält zumindest einen lichtemittierenden Elementbereich 50, der zumindest eine organische Halbleiterschicht 101 und den konkaven Spiegel 102 enthält, der auf einer Seite der organischen Halbleiterschicht 101 angeordnet ist.
In diesem Fall kann die Emissionswellenlänge der organischen Halbleiterschicht 101 unabhängig von dem zur Zeit der Herstellung genutzten Substrat eingestellt werden. Auf der anderen Seite ist im anorganischen Halbleiterlaser des Standes der Technik, in dem eine anorganische Halbleiterschicht mit Gitteranpassung auf dem Substrat gestapelt ist, die Emissionswellenlänge der anorganischen Halbleiterschicht durch das Substrat beschränkt.
Darüber hinaus ist es im organischen Halbleiterlaser des Standes der Technik, der eine Laseroszillation durchführt, indem man Licht in der Richtung in der Ebene zirkulieren lässt, notwendig, die Gitterstruktur bereitzustellen, und ist die Konfiguration kompliziert.
Um weitere Details zu geben, hat beispielsweise der anorganische Halbleiterlaser des Standes der Technik wie etwa ein VCSEL oder ein DFB-Laser, der in 7 veranschaulicht ist, eine Resonanzmode mit einer steilen Spektralwellenform mit der durch das Substrat beschränkten Emissionswellenlänge als Mitte und hat die lichtemittierende Diode des Standes der Technik wie etwa eine LED oder OLED eine breite Spektralwellenform mit der durch das Substrat beschränkten Emissionswellenlänge als die Mitte. Auf der anderen Seite ist, wie beispielsweise in 8 veranschaulicht ist, das oberflächenemittierende Element gemäß der vorliegenden Ausführungsform insofern sehr vorteilhaft, als eine Resonanzmode mit einem steilen Spektrum mit einer durch das Substrat nicht beschränkten beliebigen Emissionswellenlänge als Mitte frei ausgewählt werden kann.
Infolgedessen ist es gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-1 entsprechend dem Beispiel 1 möglich, ein oberflächenemittierendes Element bereitzustellen, bei dem die Konfiguration vereinfacht werden kann und die Emissionswellenlänge nicht durch das zur Zeit der Herstellung verwendete Substrat beschränkt ist. Das heißt, das oberflächenemittierende Element 10-1 weist sehr vorteilhafte Charakteristika hinsichtlich einer Vorrichtungsstruktur auf, die einen Freiheitsgrad beim Design aufweist und einfach herzustellen ist, und ist eine extrem vielversprechende innovative Vorrichtung, die einen Marktwert des oberflächenemittierenden Elements als lichtemittierende Vorrichtung sofort erhöhen kann.
Der lichtemittierende Elementbereich 50 enthält ferner einen Reflektor 103, der auf der anderen Seite der organischen Halbleiterschicht 101 angeordnet ist. Daher kann das oberflächenemittierende Element 10-1 als der oberflächenemittierende Laser fungieren.
Der Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem konkaven Spiegel 102 ist vorzugsweise größer als der Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem Reflektor 103.
Der konkave Spiegel 102 enthält vorzugsweise ein Metall oder ein Dielektrikum. Daher kann ein hoher Reflexionsgrad selbst mit einer dünnen Filmdicke erhalten werden.
Vorzugsweise enthält der lichtemittierende Elementbereich 50 ferner die Zwischenschicht 100, die zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem konkaven Spiegel 102 angeordnet ist. Daher kann die Zwischenschicht 100 zur Zeit der Herstellung des Elements und zur Zeit der Ansteuerung des Elements als Abwärmepfad dienen.
Die Zwischenschicht 100 enthält vorzugsweise ein Nitrid, ein Oxid, Harz oder einen Halbleiter. Das heißt, das oberflächenemittierende Element 10-1 weist einen hohen Freiheitsgrad beim Auswählen des Substrats auf, und es ist nicht notwendig, ein teures Halbleitersubstrat wie etwa ein GaN-Substrat zu verwenden, das sogar mittels beispielsweise des anorganischen Halbleiterlasers dispergiert wird.
Vorzugsweise enthält der lichtemittierende Elementbereich 50 ferner den zweiten transparenten leitfähigen Film 105, der zwischen dem Reflektor 103 und der organischen Halbleiterschicht 101 angeordnet ist. Daher kann die Effizienz einer Injektion von Trägern (zum Beispiel Löchern) in die organische Halbleiterschicht 101 verbessert werden.
Der lichtemittierende Elementbereich 50 enthält ferner den ersten transparenten leitfähigen Film 104, der zwischen dem konkaven Spiegel 102 und der organischen Halbleiterschicht 101 angeordnet ist. Daher kann der erste transparente leitfähige Film 104 als die Elektrode fungieren und kann außerdem die Effizienz einer Injektion der Träger (zum Beispiel Elektronen) in die organische Halbleiterschicht 101 verbessert werden.
Bei zumindest einem lichtemittierenden Elementbereich 50 kann es sich um die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 handeln, die in der Array-Form angeordnet sind. In diesem Fall kann das Array aus oberflächenemittierenden Lasern, worin die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 in der Array-Form angeordnet ist, gebildet werden.
Im Übrigen weist der konkave Spiegel die Charakteristiken auf, dass sich der Resonator nicht der Richtung in der Ebene des Substrats, sondern in einer Richtung senkrecht zum Substrat ausdehnen kann. Folglich können im oberflächenemittierenden Element 10-1 die folgenden spezifischen Effekte (1) bis (7) erhalten werden, die mittels des organischen Halbleiterlasers nach dem Stand der Technik nicht realisiert werden können.

(1) Da das oberflächenemittierende Element 10-1 keine Resonanz in einer Richtung in der Substratebene aufweist, tritt optisches Nebensprechen (wechselseitiges Rauschen aufgrund einer Lichtleckage) nicht auf oder kaum auf.
(2) Eine Größe des oberflächenemittierenden Elements 10-1 in eine Richtung in der Substratebene kann reduziert werden, indem eine Resonanzrichtung auf eine vertikale Richtung festgelegt wird, und die lichtemittierenden Elementbereiche können in der Array-Form mit hoher Dichte angeordnet werden.
(3) Im oberflächenemittierenden Element 10-1 kann eine Verbesserung des Q-Werts, das heißt eine Reduzierung des Schwellenstroms des Lasers, und dergleichen realisiert werden, indem ein Reflektor mit einem hohen Reflexionsgrad gebildet wird, und ist es nicht notwendig, das Element in einer lateralen Richtung zu vergrößern.
(4) Das oberflächenemittierende Element 10-1 erfordert kein feines Muster bzw. keine feine Struktur wie etwa eine Gitterstruktur, erfordert keinen komplizierten Belichtungsprozess und weist einen einfachen Produktionsprozess auf.
(5) Das oberflächenemittierende Element 10-1 erzeugt keinen Beugungsverlust, selbst wenn der Resonator lang (zum Beispiel 20 um oder mehr) ist. Da man Lichtstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen zirkulieren lassen kann, indem man eine lange Resonatorstruktur übernimmt, können in einem Fall, in dem der organische Halbleiterlaser mit einem anorganischen Halbleiterfilm mit einem breiten Lichtemissionsbereich kombiniert wird, Lichtstrahlen, die für verschiedene Wellenlängenbereiche geeignet sind, effektiv genutzt werden und zur Laseroszillation beitragen.
(6) Es gibt viele Fälle, in denen sich der organische Halbleiter aufgrund einer Überhitzung verschlechtert und es im Elementherstellungsprozess, nachdem der organische Halbleiterfilm ausgebildet ist, notwendig ist, die maximale Erreichungstemperatur auf 100°C oder niedriger einzustellen. Im oberflächenemittierenden Element 10-1 kann dieses Problem gelöst werden, indem eine Reihenfolge eines Herstellungsprozesses konzipiert wird, und, da die Position des konkaven Spiegels 102 von der organischen Halbleiterschicht 101 getrennt ist, kann die Übertragung der dem Prozess zum Ausbilden des konkaven Spiegels zugeschriebenen Wärme zur organischen Halbleiterschicht 101 unterdrückt werden.
(7) Im oberflächenemittierende Element 10-1 kann, da die Zwischenschicht 100 verdickt und der Abwärmepfad verlängert werden können, eine Überhitzung während einer Elementansteuerung unterdrückt werden und können ein Betrieb mit größerem Strom und ein stabiler Betrieb (längere Lebensdauer) für eine lange Zeitspanne durchgeführt werden.

<2. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 2 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 2 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 9 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-2 gemäß dem Beispiel 2 der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Als Beispiel weist, wie in 9 veranschaulicht ist, das oberflächenemittierende Element 10-2 eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1 auf, außer dass der zweite transparente leitfähige Film 105 nicht enthalten ist.
Das oberflächenemittierende Element 10-2 führt ebenfalls einen Betrieb ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-1 durch und kann mittels eines ähnlichen Herstellungsverfahrens hergestellt werden.
Da das oberflächenemittierende Element 10-2 den zweiten transparenten leitfähigen Film 105 nicht aufweist, ist die Injektionseffizienz der Träger (zum Beispiel Löcher) in die organische Halbleiterschicht 101 dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1 unterlegen, kann aber die Schichtkonfiguration vereinfacht werden und kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden.
<3. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 3 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element 10-3 gemäß einem Beispiel 3 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 10 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-3 gemäß dem Beispiel 3 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Als Beispiel weist, wie in 10 veranschaulicht ist, das oberflächenemittierende Element 10-3 eine Konfiguration auf, die dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1 ähnlich ist, außer dass die ersten und zweiten transparenten leitfähigen Filme 104 und 105 nicht enthalten sind.
Im oberflächenemittierenden Element 10-3 ist in der Zwischenschicht 100 ein abgestufter Bereich vorgesehen und ist ein Elektrodenbauteil 108 als die Kathodenelektrode auf dem abgestuften Bereich vorgesehen. Die Zwischenschicht 100 enthält ein Material mit Leitfähigkeit (zum Beispiel einen Halbleiter oder dergleichen).
Im oberflächenemittierenden Element 10-3 fließt ein vom Reflektor 103 als die Anodenelektrode fließender und in die organische Halbleiterschicht 101 injizierter Strom vom Elektrodenbauteil 108 als die Kathodenelektrode über die Zwischenschicht 100 ab. Das heißt, in der Zwischenschicht 100 liegt ein Strompfad vor.
Das oberflächenemittierende Element 10-3 führt ebenfalls einen im Wesentlichen ähnlichen Betrieb wie das oberflächenemittierende Element 10-1 durch und kann mittels eines im Wesentlichen ähnlichen Herstellungsverfahrens hergestellt werden.
Da das oberflächenemittierende Element 10-3 die ersten und zweiten transparenten leitfähigen Filme 104 und 105 nicht aufweist, ist die Injektionseffizienz der Träger (zum Beispiel Löcher und Elektronen) in die organische Halbleiterschicht 101 gegenüber dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1 unterlegen, kann aber die Schichtkonfiguration vereinfacht werden und kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden.
<4. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 4 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 4 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 11 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-4 gemäß dem Beispiel 4 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
<<Konfiguration des oberflächenemittierenden Elements>>
Wie in 11 veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-4 eine Konfiguration, die dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1 im Wesentlichen ähnlich ist, außer dass der zweite transparente leitfähige Film 105 und die Schicht 106 mit hohem Widerstand nicht enthalten sind und die organische Halbleiterschicht 101 auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 massiv bzw. durchgehend vorgesehen ist und eine Stromsperrschicht 107 in deren peripherem Bereich vorgesehen ist.
Die Stromsperrschicht 107 ist in einer Rahmenform (zum Beispiel einer ringförmigen Form) so vorgesehen, dass sie zumindest einen Teil (zum Beispiel einen oberen Bereich) in einer Dickenrichtung eines zentralen Bereichs der organischen Halbleiterschicht 101 umgibt. Die Stromsperrschicht 107 ist eine Schicht mit einem höheren elektrischen Widerstand als die organische Halbleiterschicht 101 (eine Schicht mit einer geringeren Trägerleitfähigkeit) und wird durch beispielsweise Injizieren von Ionen mit hoher Konzentration (zum Beispiel B⁺⁺, H⁺⁺ und dergleichen) gebildet.
<<Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird mit Verweis auf ein Flussdiagramm (Schritte S11 bis S15) in 12 und Schnittansichten der 13A bis 15B ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-4 beschrieben. Hier wird als Beispiel eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-4 gleichzeitig auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, erzeugt. Anschließend wird die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-4, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig zu erzeugen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, in denen die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-4 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S11 wird der erste transparente leitfähige Film 104 auf der vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) des Substrats (Wafers), das die Zwischenschicht 100 bilden soll, gestapelt. Konkret wird der erste transparente leitfähige Film 104 auf der vorderen Oberfläche des Wafers (zum Beispiel GaN-Substrats), der die Zwischenschicht 100 bilden soll, durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden (siehe 13A).
In einem nächsten Schritt S12 wird die organische Halbleiterschicht 101 auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 abgeschieden. Konkret wird ein organischer Halbleiterfilm, der die organische Halbleiterschicht 101 bilden soll, mittels beispielsweise einer Vakuumabscheidung, einer Beschichtung oder dergleichen auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 massiv bzw. durchgehend abgeschieden (siehe 13B).
In einem nächsten Schritt S13 wird die Stromsperrschicht 107 im peripheren Bereich der organischen Halbleiterschicht 101 ausgebildet. Konkret wird eine Resiststruktur, die den zentralen Bereich der organischen Halbleiterschicht 101 bedeckt, gebildet und werden Ionen mit hoher Konzentration (zum Beispiel B⁺⁺, H⁺⁺ und dergleichen) beispielsweise in den peripheren Bereich der organischen Halbleiterschicht 101 injiziert, indem die Resiststruktur als Maske genutzt wird (siehe 14A). Eine Injektionstiefe von Ionen zu dieser Zeit reicht bis zu einem oberen Bereich der organischen Halbleiterschicht 101. Dies dient dazu, zu verhindern, dass Ionen den ersten transparenten leitfähigen Film 104 erreichen.
In einem nächsten Schritt S14 wird der Reflektor 103 auf der organischen Halbleiterschicht 101 und der Stromsperrschicht 107 ausgebildet. Konkret wird das Material des Reflektors 103 auf der organischen Halbleiterschicht 101 und der Stromsperrschicht 107 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden (siehe 14B).
In einem abschließenden Schritt S15 wird der konkave Spiegel 102 auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) des Substrats (Wafers) gebildet. Konkret wird zunächst die rückseitige Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, poliert, um abgedünnt zu werden, und dann wird die rückseitige Oberfläche geätzt (zum Beispiel trockengeätzt), um die konvexe Oberfläche 100a zu bilden (siehe 15A). Anschließend wird ein Material (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film) des konkaven Spiegels 102 auf der konvexen Oberfläche 100a durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden. Als Ergebnis wird der konkave Spiegel 102 mit einer der konvexen Oberfläche 100a folgenden Form ausgebildet (siehe 15B). Man beachte, dass, da Wärme, die zur Zeit der Ausbildung des konkaven Spiegels 102 erzeugt wird, über die Zwischenschicht 100 schnell nach außen abgegeben wird, die Temperatur der organischen Halbleiterschicht 101 bei beispielsweise 100°C oder niedriger gehalten werden kann und eine Verschlechterung der organischen Halbleiterschicht 101 aufgrund von Wärme unterdrückt werden kann.
Das oberflächenemittierende Element 10-4 führt ebenfalls einen Betrieb im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-1 durch.
Da das oberflächenemittierende Element 10-4 den zweiten transparenten leitfähigen Film 105 nicht aufweist, ist die Injektionseffizienz der Träger (zum Beispiel Löcher) in die organische Halbleiterschicht 101 gegenüber dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1 unterlegen, kann aber die Schichtkonfiguration vereinfacht werden und kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden.
<5. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 5 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 5 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 16 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-5 gemäß dem Beispiel 5 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Als Beispiel hat, wie in 16 veranschaulicht ist, das oberflächenemittierende Element 10-5 eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1, außer dass eine Vielzahl von (zum Beispiel drei) organischen Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel erste bis dritte organische Halbleiterschichten 101A, 101B, 101C) mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen enthalten ist und dass sowohl der konkave Spiegel 102 als auch der Reflektor 103 eine Struktur aufweisen, in der eine Vielzahl mehrschichtiger Filmreflektoren entsprechend einer Vielzahl von Wellenlängen (zum Beispiel rot, grün und blau) gestapelt ist.
Als Beispiel sind erste bis dritte Halbleiterschicht 101A, 101B und 101C nebeneinander in der Richtung in der Ebene angeordnet (konkret so, dass die erste und die dritte organische Halbleiterschicht 101A und 101C die zweite organische Halbleiterschicht 101B in der Richtung der Ebene sandwichartig umgeben). Die erste organische Halbleiterschicht 101A ist beispielsweise eine organische Halbleiterschicht, die rotes Licht emittiert (eine Emissionswellenlänge in einem roten Band aufweist). Die zweite organische Halbleiterschicht 101B ist beispielsweise eine organische Halbleiterschicht, die grünes Licht emittiert (eine Emissionswellenlänge in einem grünen Band aufweist). Die dritte organische Halbleiterschicht 101C ist beispielsweise eine organische Halbleiterschicht, die blaues Licht emittiert (eine Emissionswellenlänge in einem blauen Band aufweist) .
Als Beispiel sind sowohl der konkave Spiegel 102 als auch der Reflektor 103 in einem breiten Band entsprechend dem gesamten roten Licht, grünen Licht und blauen Licht ausgebildet. Das heißt, sowohl der konkave Spiegel 102 als auch der Reflektor 103 können sowohl rotes Licht, grünes Licht als auch blaues Licht mit einem hohen Reflexionsgrad reflektieren.
Genauer gesagt hat als Beispiel, wie in 17 veranschaulicht ist, der konkave Spiegel 102 eine gestapelte Struktur, in der ein mehrschichtiger Filmreflektor (blauer DBR) entsprechend blauem Licht (der blaues Licht mit einem hohen Reflexionsgrad reflektiert), ein mehrschichtiger Filmreflektor (grüner DBR) entsprechend grünem Licht (der grünes Licht mit einem hohen Reflexionsgrad reflektiert) und ein mehrschichtiger Filmreflektor (roter DBR) entsprechend rotem Licht (der rotes Licht mit einem hohen Reflexionsgrad reflektiert) von der Seite der Zwischenschicht 100 (oberen Seite) aus in dieser Reihenfolge gestapelt sind.
Der Reflektor 103 hat ähnlich ebenfalls als Beispiel eine gestapelte Struktur, in der ein mehrschichtiger Reflektor (blauer DBR) entsprechend blauem Licht (der blaues Licht mit einem hohen Reflexionsgrad reflektiert), ein mehrschichtiger Reflektor (grüner DBR) entsprechend grünem Licht (der grünes Licht mit einem hohen Reflexionsgrad reflektiert) und ein mehrschichtiger Reflektor (roter DBR) entsprechend rotem Licht (der rotes Licht mit einem hohen Reflexionsgrad reflektiert) von der Seite der Zwischenschicht 100 (unteren Seite) aus in dieser Reihenfolge gestapelt sind.
Eine Vielzahl von (zum Beispiel drei) DBRs in sowohl dem konkaven Spiegel 102 als auch dem Reflektor 103 ist so angeordnet, dass das Licht auf der Seite langer Wellenlängen tiefer in einen Spiegel eintritt (umgekehrt Licht auf der Seite kurzer Wellenlängen flacher in einen Spiegel eintritt).
Im oberflächenemittierenden Element 10-5 wird, wenn durch den Laser-Treiber eine Ansteuerungsspannung zwischen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode angelegt wird, ein von der Anodenelektrode fließender Strom über den zweiten transparenten leitfähigen Film 105 im Wesentlichen gleichzeitig in die erste bis die dritte organische Halbleiterschicht 101A, 101B und 101C injiziert und emittieren die organischen Halbleiterschichten im Wesentlichen gleichzeitig Licht. Das von jeder organischen Halbleiterschicht 101 emittierte Licht läuft zwischen dem entsprechenden DER des konkaven Spiegels 102 und dem entsprechenden DER des Reflektors 103 hin und her, während es durch die organische Halbleiterschicht verstärkt wird, und wird als das Laserlicht vom konkaven Spiegel 102 nach außen emittiert, wenn die Oszillationsbedingung erfüllt ist. Schließlich wird vom oberflächenemittierenden Element 10-5 weißes Licht emittiert, das durch Kombinieren von rotem Licht, grünem Licht und blauem Licht erhalten wird.
Das oberflächenemittierende Element 10-5 kann mittels eines Herstellungsverfahrens ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1 hergestellt werden, außer dass die ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C einzeln ausgebildet werden.
Im oberflächenemittierenden Element 10-5 können Effekte ähnlich wie bei dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1 erhalten werden, und, da die Emissionswellenlänge jeder organischen Halbleiterschicht nicht durch das Substrat beschränkt ist, ist es möglich, die Vielzahl organischer Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen auf dem gleichen Substrat (Zwischensubstrat 100) anzuordnen, zu veranlassen, dass die organischen Halbleiterschichten im Wesentlichen gleichzeitig Lichtstrahlen emittieren, um eine Laseroszillation durchzuführen, und Laserlichtstrahlen mit einer Vielzahl von Farben (zum Beispiel drei Farben) gleichzeitig zu emittieren. Wie oben beschrieben wurde, kann im oberflächenemittierenden Element 10-5 die Vielzahl organischer Halbleiterschichten (zum Beispiel organische Halbleiterschichten entsprechend R, G und B) mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen monolithisch integriert werden und erwartet man eine Anwendung auf verschiedene technische Gebiete.
<6. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 6 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 6 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 18 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-6 gemäß dem Beispiel 6 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Als Beispiel weist, wie in 18 veranschaulicht ist, das oberflächenemittierende Element 10-6 eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-5 gemäß dem Beispiel 5 auf, außer dass die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 zumindest zwei organische Halbleiterschichten 101 mit unterschiedlichen Volumina enthält und eine Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex vorgesehen ist.
Im oberflächenemittierenden Element 10-6 sind als Beispiel die Volumina der ersten und der dritten organischen Halbleiterschicht 101A und 101C im Wesentlichen gleich und ist das Volumen der zweiten organischen Halbleiterschicht 101B kleiner als die Volumina der ersten und der dritten organischen Halbleiterschicht 101A und 101C. Eine Volumendifferenz wird auf diese Weise vorgesehen, und somit können ein Schwellenstrom, eine Ausgangsleistung und dergleichen einer Laseroszillation jeder organischen Halbleiterschicht gesteuert werden. Daher ist es beispielsweise möglich, den Schwellenstrom der Laseroszillation, die von der Vielzahl organischer Halbleiterschichten erhalten wird, einheitlicher bzw. gleichmäßiger einzustellen oder das Gleichgewicht der Intensität des emittierten Lichts gleichmäßig einzurichten.
Im Übrigen werden/wird die Dicke der Zwischenschicht 100 und/oder die Leistung des konkaven Spiegels 102 eingestellt, und somit kann die Bündelungsposition (Position einer Strahltaille) des Lichts, das vom konkaven Spiegel 102 reflektiert wird, in der Zwischenschicht 100 (zum Beispiel nahe der zentralen Position der Zwischenschicht 100 in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung) positioniert werden. In diesem Fall kann, da sich das Licht vom konkaven Spiegel 102 ausbreitet, während es sich spreizt, nachdem es in der Zwischenschicht 101 gebündelt wurde, ein Bestrahlungsbereich für die organische Halbleiterschicht 101 erweitert bzw. ausgedehnt werden.
Im oberflächenemittierenden Element 10-6 ist eine Breite der Vielzahl von (zum Beispiel drei) organischen Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel erste bis dritte organische Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C) in der Richtung in der Ebene gemäß solch einer Konfiguration zum Aufweiten des Bestrahlungsbereichs verbreitert. Die gesamte laterale Breite der ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C beträgt zum Beispiel 5 bis 20 pm.
Außerdem ist im oberflächenemittierenden Element 10-6 eine rahmenförmige (zum Beispiel ringförmige) Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex, die einen niedrigeren Brechungsindex als die Zwischenschicht 100 aufweist, in einer Peripherie eines oberen Bereichs der Zwischenschicht 100 (an einer der Schicht 106 mit hohem Widerstand entsprechenden Position) vorgesehen. Daher kann Licht, das vom konkaven Spiegel 102 reflektiert wird und einmal gebündelt wird und sich dann ausbreitet, während es sich spreizt, innerhalb der Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex begrenzt werden und effizient auf die ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C einfallen. Die Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex enthält zum Beispiel Benzocyclobuten (BCB), ein Oxid wie etwa SiO₂ oder ein Harz wie etwa Epoxid, Silikon oder Polyimid.
<<Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S21 bis S28) in 19 und die Schnittansichten der 20A bis 24 ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-6 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-6 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, im Wesentlichen gleichzeitig erzeugt. Anschließend wird die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-6, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig zu erzeugen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-6 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S21 wird eine Mesa 100b auf der vorderen Oberfläche (obere Oberfläche) des Substrats (Wafers), der die Zwischenschicht 100 bilden soll, gebildet. Konkret wird eine Resiststruktur ausgebildet, die eine Position bedeckt, an der die Mesa 100b auf der vorderen Oberfläche des Wafers (zum Beispiel des GaN-Substrats), der die Zwischenschicht 100 bilden soll, ausgebildet werden soll, und wird der Wafer geätzt, indem die Resiststruktur als Maske genutzt wird, um die Mesa 100b auszubilden (siehe 20A).
In einem nächsten Schritt S22 wird die Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex in einer Peripherie der Mesa 100b ausgebildet. Konkret wird die Peripherie der Mesa 100b mit BCB eingebettet, um die die Mesa 100b umgebende rahmenförmige Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex zu bilden (siehe 20B) .
In einem nächsten Schritt S23 wird der erste transparente leitfähige Film 104 auf der Mesa 100b und der Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex abgeschieden. Konkret wird der erste transparente leitfähige Film 104 auf der Mesa 100b und der Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD), ein Beschichtungsverfahren, das eine Schleuderbeschichtung, Einbrennen oder dergleichen kombiniert, abgeschieden (siehe 21A).
In einem nächsten Schritt S24 wird die Vielzahl von (zum Beispiel drei) organischen Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel erste bis dritte organische Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C) auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 gebildet (siehe 21B). Konkret wird zunächst ein organischer Halbleiterfilm, der die erste organische Halbleiterschicht 101A bilden soll, auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 durch beispielsweise eine Vakuumabscheidung, eine Beschichtung oder dergleichen massiv bzw. durchgehend abgeschieden. Anschließend enthält eine Resiststruktur, die einen Bereich des organischen Halbleiterfilms bedeckt, der die erste organische Halbleiterschicht 101A bilden soll, zum Beispiel ein Metallmaterial. Anschließend wird eine Strukturierung durchgeführt, indem der organische Halbleiterfilm unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske geätzt wird, um die erste organische Halbleiterschicht 101A zu bilden. Nachdem die Resiststruktur entfernt ist, wird anschließend ein organischer Halbleiterfilm, der die zweite organische Halbleiterschicht 101B bilden soll, durch beispielsweise eine Vakuumabscheidung, Beschichtung oder dergleichen massiv bzw. durchgehend abgeschieden. Danach enthält eine Resiststruktur, die einen Bereich des organischen Halbleiterfilms bedeckt, der die zweite organische Halbleiterschicht 101B werden soll, zum Beispiel ein Metallmaterial. Anschließend wird eine Strukturierung durch Ätzen des organischen Halbleiterfilms unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske durchgeführt, um die zweite organische Halbleiterschicht 101B auszubilden. Nachdem die Resiststruktur entfernt ist, wird anschließend ein organischer Halbleiterfilm, der die dritte organische Halbleiterschicht 101C bilden soll, durch beispielsweise eine VakuumAbscheidung, Beschichtung oder dergleichen massiv bzw. durchgehend abgeschieden. Anschließend enthält eine Resiststruktur, die einen Bereich des organischen Halbleiterfilms bedeckt, der die dritte organische Halbleiterschicht 101C bilden soll, zum Beispiel ein Metallmaterial. Danach wird eine Strukturierung durch Ätzen des organischen Halbleiterfilms unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske durchgeführt, um die dritte organische Halbleiterschicht 101C auszubilden, und dann wird die Resiststruktur entfernt. Die oberen Oberflächen der ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C werden danach nach Bedarf poliert und planarisiert. Man beachte, dass die ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C unter Verwendung einer Metallmaske strukturiert werden können.
In einem nächsten Schritt S25 wird die Schicht 106 mit hohem Widerstand in einer Peripherie der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 ausgebildet (siehe 22A). Konkret wird zunächst ein Material mit hohem Widerstand, das die Schicht 106 mit hohem Widerstand bilden soll, abgeschieden, um die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und den ersten transparenten leitfähigen Film 104 zu bedecken, und danach wird auf dem Material mit hohem Widerstand eine Resiststruktur, die an einer Position geöffnet ist, die einem Bereich entspricht, der die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 einschließlich des Materials mit hohem Widerstand bedeckt, ausgebildet. Anschließend wird ein Bereich, der die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 einschließlich des Materials mit hohem Widerstand bedeckt, unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske durch Ätzen entfernt, um die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 freizulegen.
In einem nächsten Schritt S26 wird der zweite leitfähige transparente Film 105 auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und der Schicht 106 mit hohem Widerstand abgeschieden. Konkret wird der zweite transparente leitfähige Film 105 auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und der Schicht 106 mit hohem Widerstand durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, Sputtern oder dergleichen abgeschieden (siehe 22B).
In einem nächsten Schritt S27 wird der Reflektor 103 auf dem zweiten transparenten leitfähigen Film 105 gebildet. Konkret wird das Material des Reflektors 103 auf dem zweiten transparenten leitfähigen Film 105 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden (siehe 23A).
In einem finalen Schritt S28 wird der konkave Spiegel 102 auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) des Substrats (Wafers) ausgebildet. Konkret wird zunächst die rückseitige Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, poliert, um abgedünnt zu werden, und wird dann die rückseitige Oberfläche geätzt (zum Beispiel trockengeätzt), um die konvexe Oberfläche 100a auszubilden (siehe 23B). Anschließend wird ein Material (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film) des konkaven Spiegels 102 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf der konvexen Oberfläche 100a abgeschieden. Als Ergebnis wird der konkave Spiegel 102 mit einer der konvexen Oberfläche 100a folgenden Form gebildet (siehe 24). Man beachte, dass, da zur Zeit der Ausbildung des konkaven Spiegels 102 erzeugte Wärme über die Zwischenschicht 100 verhältnismäßig schnell nach außen abgegeben wird, die Temperatur der organischen Halbleiterschicht 101 leichter bei beispielsweise 100°C oder niedriger gehalten werden kann und eine Verschlechterung der organischen Halbleiterschicht 101 aufgrund von Wärme unterdrückt werden kann.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-6 können Effekte ähnlich wie bei dem oberflächenemittierenden Element 10-5 gemäß dem Beispiel 5 erhalten werden, und, da veranlasst wird, dass die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 mit einer großen Breite in der Richtung der Ebene Licht emittiert, um eine Laseroszillation durchzuführen, kann Laserlicht mit einem großen Lichtdurchmesser emittiert werden. Darüber hinaus kann gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-6, da die Zwischenschicht 100 die Mesa 100b aufweist und die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 auf der Mesa 100b angeordnet ist, beispielsweise in einem Fall, in dem die lichtemittierenden Elementbereiche 50 in der Arrayform angeordnet sind, eine Anordnung mit hoher Dichte vorgenommen werden.
<7. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 7 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 7 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 25 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-7 gemäß dem Beispiel 7 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Als Beispiel hat, wie in 25 veranschaulicht ist, das oberflächenemittierende Element 10-7 eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-6 gemäß dem Beispiel 6, außer dass die Schicht 106 mit hohem Widerstand und die Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex nicht vorgesehen sind.
Im oberflächenemittierenden Element 10-7 ist der Reflektor 103 so vorgesehen, dass er die Mesa 100b, die ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C und den ersten und den zweiten transparenten leitfähigen Film 104 und 105 bedeckt.
Im oberflächenemittierenden Element 10-7 umfasst der Reflektor 103 einen ebenen Spiegelbereich 103a, der auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 positioniert ist, und einen Bereich 103b zur optischen Begrenzung, der die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 umgibt. Der Reflektor 103 enthält hier ein Material mit einem niedrigeren Brechungsindex als die Zwischenschicht 100.
Das oberflächenemittierende Element 10-7 führt ebenfalls einen Betrieb ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-6 gemäß dem Beispiel 6 durch.
<<Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S31 bis S36) in 26 und die Schnittansichten der 27A bis 29B ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-7 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-7 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird. Anschließend wird die Vielzahl von in einer Reihe integrierten oberflächenemittierenden Halbleiterelementen 10-7 voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen), indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-7 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und die Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S31 wird die Mesa 100b auf der vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) des Substrats (Wafers), der die Zwischenschicht 100 werden soll, gebildet. Konkret wird eine Resiststruktur, die eine Position bedeckt, an der die Mesa 100b ausgebildet werden soll, auf der vorderen Oberfläche des Wafers (zum Beispiel eines GaN-Substrats), der die Zwischenschicht 100 bilden soll, ausgebildet und wird der Wafer unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske geätzt, um die Mesa 100b zu bilden (siehe 27A).
In einem nächsten Schritt S32 wird der erste transparente leitfähige Film 104 auf der Mesa 100b abgeschieden. Konkret wird der erste transparente leitfähige Film 104 auf der Mesa 100b durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen abgeschieden (siehe 27B).
In einem nächsten Schritt S33 wird die Vielzahl von (zum Beispiel drei) organischen Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel erste bis dritte organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C) auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 ausgebildet (siehe 27C). Konkret wird die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 in der gleichen Art und Weise wie in Schritt S24 des Flussdiagramms von 19 gebildet.
In einem nächsten Schritt S34 wird der zweite transparente leitfähige Film 105 auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 abgeschieden. Konkret wird der zweite transparente leitfähige Film 105 auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, Sputtern oder dergleichen abgeschieden (siehe 28A).
In einem nächsten Schritt S35 wird der Reflektor 103 abgeschieden. Konkret wird das Material des Reflektors 103 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden, um den zweiten transparenten leitfähigen Film 105, die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und die Mesa 100b zu bedecken (siehe 28B). Als Ergebnis werden die Mesa 100b und der Reflektor 103 mit einer der auf der Mesa 100b gestapelten Schicht folgenden Form gebildet.
In einem letzten Schritt S36 wird der konkave Spiegel 102 auf der rückseitigen Oberfläche (untere Oberfläche) des Substrats (Wafers) gebildet. Konkret wird zunächst die rückseitige Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, poliert, um abgedünnt zu werden, und wird dann die rückseitige Oberfläche geätzt (zum Beispiel trockengeätzt), um die konvexe Form 100a auszubilden (siehe 29A). Anschließend wird ein Material (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film) des konkaven Spiegels 102 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf der konvexen Oberfläche 100a abgeschieden. Als Ergebnis wird der konkave Spiegel 102 mit einer der konvexen Oberfläche 100a folgenden Form ausgebildet (siehe 29B). Man beachte, dass, da die zur Zeit der Ausbildung des konkaven Spiegels 102 erzeugte Wärme über die Zwischenschicht 100 schnell nach außen abgegeben wird, die Temperatur jeder organischen Halbleiterschicht 101 bei beispielsweise 100°C oder niedriger gehalten werden kann und eine Verschlechterung der organischen Halbleiterschicht 101 aufgrund von Wärme unterdrückt werden kann.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-7 können Effekte ähnlich wie bei dem oberflächenemittierenden Element 10-6 gemäß dem Beispiel 6 erhalten werden, kann die Anzahl an Komponenten stark reduziert werden und kann der Herstellungsprozess stark vereinfacht werden.
<8. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 8 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 8 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 30A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-8 gemäß dem Beispiel 8 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 30B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-8 gemäß dem Beispiel 8 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 30B ist eine entlang einer Linie P-P in 30A genommene Schnittansicht.
Wie in 30A und 30B veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-8 eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-6 gemäß dem Beispiel 6, außer dass Ansteuerungsspannungen individuell bzw. einzeln an die Vielzahl von (zum Beispiel drei) organischen Halbleiterschichten 101 angelegt werden können.
Das oberflächenemittierende Element 10-8 enthält eine Vielzahl von Reflektoren 103 (zum Beispiel erste bis dritte Reflektoren 103A, 103B und 103C), die der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C) entsprechen und voneinander isoliert sind.
Das oberflächenemittierende Element 10-8 enthält eine Vielzahl zweiter transparenter leitfähiger Filme 105 (zum Beispiel zweite transparente leitfähige Filme 105A, 105B und 105C), die der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C) entsprechen und voneinander isoliert sind.
Der erste transparente leitfähige Film 104 ist eine Kathodenelektrode (gemeinsame Elektrode), die der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 gemeinsam ist.
Im oberflächenemittierenden Element 10-8 kann zumindest eine der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 veranlasst werden, Licht selektiv zu emittieren, indem die Ansteuerungsspannung zwischen zumindest einem der Vielzahl von Reflektoren 103 und dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 angelegt wird, und somit kann Laserlicht mit zumindest einer Farbe aus einer Vielzahl von Farben (zum Beispiel drei Farben) selektiv emittiert werden.
<<Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-8 mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S41 bis S48) in 31 und die Schnittansichten der 20A bis 22 und 32A bis 33B beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-8 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt. Anschließend wird die Vielzahl von in einer Reihe integrierten oberflächenemittierenden Elementen 10-8 voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig zu erzeugen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-8 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S41 wird die Mesa 100b auf der vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) des Substrats (Wafers), das die Zwischenschicht 100 bilden soll, ausgebildet. Konkret wird eine Resiststruktur, die eine Position bedeckt, an der die Mesa 100b ausgebildet werden soll, auf der vorderen Oberfläche des Wafers (zum Beispiel GaN-Substrats), der die Zwischenschicht 100 bilden soll, ausgebildet und wird der Wafer unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske geätzt, um die Mesa 100b zu bilden (siehe 20A).
In einem nächsten Schritt S42 wird in der Peripherie der Mesa 100b die Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex gebildet. Konkret wird die Peripherie der Mesa 100b mit BCB eingebettet, um die die Mesa 100b umgebende rahmenförmige Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex auszubilden (siehe 20B).
In einem nächsten Schritt S43 wird der erste transparente leitfähige Film 104 auf der Mesa 100b und der Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex abgeschieden. Konkret wird der erste transparente leitfähige Film 104 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen auf der Mesa 100b und der Schicht 109 mit niedrigem Brechungsindex abgeschieden (siehe 21A).
In einem nächsten Schritt S44 wird die Vielzahl von (zum Beispiel drei) organischen Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel erste bis dritte organische Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C) auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 ausgebildet (siehe 21B). Konkret wird die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 in der gleichen Art und Weise wie in Schritt S24 des Flussdiagramms von 19 auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 gebildet.
In einem nächsten Schritt S45 wird die Schicht 106 mit hohem Widerstand in der Peripherie der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 ausgebildet (siehe 22A). Konkret wird zunächst ein Material mit hohem Widerstand, das die Schicht 106 mit hohem Widerstand bilden soll, abgeschieden, um die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und den ersten transparenten leitfähigen Film 104 zu bedecken, und dann wird auf dem Material mit hohem Widerstand eine Resiststruktur ausgebildet, die an einer Position geöffnet ist, die einem Bereich entspricht, der die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 einschließlich des Materials mit hohem Widerstand bedeckt. Anschließend wird ein Bereich, der die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 einschließlich des Materials mit hohem Widerstand bedeckt, unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske entfernt, um die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 freizulegen.
In einem nächsten Schritt S46 wird die Vielzahl entsprechender zweiter transparenter leitfähiger Filme 105 auf der Vielzahl organischer Schichten 101 ausgebildet (siehe 32A). Konkret wird zunächst das Material des zweiten transparenten leitfähigen Films 105 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, Sputtern oder dergleichen auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 massiv bzw. durchgehend abgeschieden. Anschließend wird eine Resiststruktur auf einem durchgehenden Film, der das Material des zweiten leitfähigen Films 105 enthält, so ausgebildet, dass sie einen Bereich des durchgehenden Films bedeckt, wo die Vielzahl zweiter transparenter leitfähiger Filme 105 ausgebildet werden soll. Anschließend wird der durchgehende Film unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske geätzt, um die Vielzahl zweiter transparenter leitfähiger Filme 105 zu bilden. Danach wird die Resiststruktur entfernt.
In einem nächsten Schritt S47 wird die Vielzahl entsprechender Reflektoren 103 auf der Vielzahl zweiter transparenter leitfähiger Filme 105 gebildet (siehe 32B). Konkret wird zunächst das Material des Reflektors 103 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf dem zweiten transparenten leitfähigen Film 105 durchgehend abgeschieden. Anschließend wird eine Resiststruktur auf dem durchgehenden Film, der das Material des Reflektors 103 enthält, so ausgebildet, dass sie einen Bereich des durchgehenden Films bedeckt, wo die Vielzahl von Reflektoren 103 ausgebildet werden soll. Anschließend wird der durchgehende Film unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske geätzt, um die Vielzahl von Reflektoren 103 auszubilden.
In einem letzten Schritt S48 wird der konkave Spiegel 102 auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) des Substrats (Wafers) gebildet. Konkret wird zunächst die rückseitige Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, poliert, um abgedünnt zu werden, und wird dann die rückseitige Oberfläche geätzt (zum Beispiel trockengeätzt), um die konvexe Oberfläche 100a zu bilden (siehe 33A). Anschließend wird ein Material (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film) des konkaven Spiegels 102 auf der konvexen Oberfläche 100a durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf der konvexen Oberfläche 100a abgeschieden. Als Ergebnis wird der konkave Spiegel 102 mit einer der konvexen Oberfläche 100a folgenden Form ausgebildet (siehe 33B). Man beachte, dass, da zur Zeit der Ausbildung des konkaven Spiegels 102 erzeugte Wärme über die Zwischenschicht 100 schnell nach außen abgegeben wird, die Temperatur jeder organischen Halbleiterschicht 101 bei zum Beispiel 100°C oder niedriger gehalten werden kann und eine Verschlechterung der organischen Halbleiterschicht 101 aufgrund von Wärme unterdrückt werden kann.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-8 können Effekte ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-6 gemäß dem Beispiel 6 erhalten werden, und, da Spannungen an die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 individuell angelegt werden können, kann Licht einer gewünschten Farbe (zum Beispiel irgendeines von rotem Licht, grünem Licht und blauem Licht oder kombiniertes Licht von zumindest zwei Lichtstrahlen) emittiert werden. Darüber hinaus kann im oberflächenemittierenden Element 10-8 die Farbe des emittierten Lichts, bei dem es sich um das kombinierte Licht handelt, eingestellt werden, indem die an die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 angelegten Spannungen unterschiedlich eingestellt werden.
<9. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 9 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 9 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 34A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-9 gemäß dem Beispiel 9 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 34B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-9 gemäß dem Beispiel 9 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 34B ist eine entlang einer Linie P-P in 34A genommene Schnittansicht.
Wie in 34A und 34B veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-9 eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-8 gemäß dem Beispiel 8, außer dass jeder der Vielzahl von (zum Beispiel drei) Reflektoren 103 eine Gitterstruktur (Beugungsgitterstruktur) aufweist. Im oberflächenemittierenden Element 10-9 ist als Beispiel ein Gitterabstand der Gitterstruktur zwischen den Reflektoren 103 gleich.
Das oberflächenemittierende Element 10-9 führt einen Betrieb ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-8 gemäß dem Beispiel 8 durch und kann durch ein Herstellungsverfahren ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-8 gemäß dem Beispiel 8 hergestellt werden, außer dass jeder Reflektor 103 in der Gitterstruktur ausgebildet ist.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-9 können Effekte ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-8 gemäß dem Beispiel 8 erhalten werden, und, da jeder Reflektor 103 die Gitterstruktur aufweist, kann ein hoher Reflexionsgrad sogar mit einem dünnen Film erhalten werden und kann eine Dicke reduziert werden, während der hohe Reflexionsgrad erreicht wird. Man beachte, dass anstelle des Reflektors 103 mit der Gitterstruktur oder zusätzlich dazu der konkave Spiegel 102 die Gitterstruktur aufweisen kann.
<10. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 10 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 10 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 35A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-10 gemäß dem Beispiel 10 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 35B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-10 gemäß dem Beispiel 10 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 35B ist eine entlang einer Linie P-P in 35A genommene Schnittansicht.
Wie in 35A und 35B veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-10 eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-9 gemäß dem Beispiel 9, außer dass der Gitterabstand der Gitterstruktur (Beugungsgitterstruktur) zwischen den Reflektoren 103 unterschiedlich ist.
Im oberflächenemittierenden Element 10-10 ist der Gitterabstand der Gitterstruktur so eingestellt, dass er für den Reflektor 103, der dem Licht auf der Seite langer Wellenlängen entspricht, größer ist. Konkret ist der Gitterabstand des ersten Reflektors 103A, der der ersten organischen Halbleiterschicht 101A entspricht, die rotes Licht emittiert, so eingestellt, dass er am größten ist, und ist der Gitterabstand des dritten Reflektors 103C, der der dritten organischen Halbleiterschicht 101C entspricht, die blaues Licht emittiert, so eingestellt, dass er am kleinsten ist. Daher wird der Reflexionsgrad jedes Reflektors 103 optimiert.
Das oberflächenemittierende Element 10-10 führt einen Betrieb ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-9 gemäß dem Beispiel 9 durch und kann durch ein Herstellungsverfahren ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-9 gemäß dem Beispiel 9 hergestellt werden, außer dass jeder Reflektor 103 so ausgebildet wird, dass der Gitterabstand der Gitterstruktur zwischen den Reflektoren 103 unterschiedlich ist.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-10 können Effekte ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-9 gemäß dem Beispiel 9 erhalten werden, und, da der Gitterabstand jedes Reflektors 103 auf eine einer Wellenlänge des entsprechenden Lichts entsprechenden Größe eingestellt ist, ist es möglich, eine Schwankung bzw. Variation des Reflexionsgrads des entsprechenden Lichts in jedem Reflektor 103 zu unterdrücken.
<11. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 11 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 11 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 36A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-11 gemäß dem Beispiel 11 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 36B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-11 gemäß dem Beispiel 11 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 36B ist eine entlang einer Linie P-P in 36A genommene Schnittansicht
Das oberflächenemittierende Element 10-11 hat eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-10 gemäß dem Beispiel 10, außer dass die Vielzahl von den die Gitterstruktur jedes Reflektors 103 bildenden Gitterbauteilen ein Material mit Korrosionsbeständigkeit bis auf einen Teil davon enthält.
Die Gitterstruktur jedes Reflektors 103 enthält zumindest ein Gitterbauteil aus einem Metall oder einer Legierung (dunkelgrau in 36A und 36B), das auf der entsprechenden organischen Halbleiterschicht 101 positioniert ist, und eine Vielzahl von Gitterbauteilen (hellgrau in 36A und 36B) mit Korrosionsbeständigkeit.
Das ein Metall oder eine Legierung enthaltende Gitterbauteil kann zusätzlich zur Funktion als Teil des Reflektors als die Anodenelektrode fungieren.
Die Vielzahl von Gitterbauteilen mit Korrosionsbeständigkeit enthält zum Beispiel ein Oxid wie etwa SiO₂ oder ein Nitrid wie etwa SiN oder SiON.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-11 können Effekte ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-9 gemäß dem Beispiel 9 erhalten werden, und, da jeder Reflektor Korrosionsbeständigkeit aufweist, ist es möglich, das oberflächenemittierende Element über einen langen Zeitraum hinweg stabil zu betreiben.
<12. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 12 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 12 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 37 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-12 gemäß dem Beispiel 12 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Wie in 37 veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-12 gemäß dem Beispiel 12 eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-5 gemäß dem Beispiel 5, außer dass Ansteuerungsspannungen individuell an die Vielzahl von (zum Beispiel drei) organischen Halbleiterschichten 101 angelegt werden können.
Im oberflächenemittierenden Element 10-12 ist der erste transparente leitfähige Film 104 als die Kathodenelektrode durch eine erste und eine zweite Isolierschicht 111A und 11B in drei Elektrodengebiete entsprechend der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 getrennt und isoliert. Die erste und die zweite Isolierschicht 111A und 111B sind beispielsweise mit Ionen injizierte Schichten, in die Ionen hoher Konzentration (zum Beispiel B⁺⁺, H⁺⁺ und dergleichen) injiziert sind.
Jede der ersten und zweiten Isolierschichten 111A und 111B erstreckt sich von zwischen zwei benachbarten Elektrodengebieten des ersten transparenten leitfähigen Films 104 in das Innere der Zwischenschicht 100. Daher ist es möglich, zu unterdrücken, dass der zu einem Elektrodengebiet fließende Strom in das andere Elektrodengebiet fließt.
Im oberflächenemittierenden Element 10-12 enthält der Reflektor 103 ein Metall oder eine Legierung und fungiert als Anodenelektrode (gemeinsame Elektrode), die der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 gemeinsam ist.
Im oberflächenemittierenden Element 10-12 kann veranlasst werden, dass zumindest eine der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 selektiv Licht emittiert, indem die Ansteuerungsspannung zwischen dem Reflektor 103 und zumindest einem der drei Elektrodengebiete des ersten transparenten leitfähigen Films 104 selektiv angelegt wird, und somit kann Laserlicht zumindest einer Farbe aus einer Vielzahl von Farben (zum Beispiel drei Farben) selektiv emittiert werden.
<<Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S51 bis S56) in 38 und die Schnittansichten der 39A bis 41B ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-12 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-12 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt. Anschließend wird die Vielzahl von in einer Reihe integrierten oberflächenemittierenden Elementen 10-12 voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig zu erzeugen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-12 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S51 wird der erste transparente leitfähige Film 104 auf der vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) des Substrats (Wafers), das die Zwischenschicht 100 bilden soll, abgeschieden. Konkret wird der erste transparente leitfähige Film 104 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen auf der vorderen Oberfläche des Wafers abgeschieden (39A).
In einem nächsten Schritt S52 werden die erste und die zweite Isolierschicht 111A und 111B ausgebildet (siehe 39B). Konkret wird zunächst auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 ein Schutzfilm ausgebildet, der einen anderen Bereich als den Bereich bedeckt, in dem die erste und die zweite Isolierschicht 111A und 111B ausgebildet werden sollen. Anschließend werden Ionen hoher Konzentration (zum Beispiel B⁺⁺, H⁺⁺ und dergleichen) von der Seite des ersten transparenten leitfähigen Films 104 aus unter Ausnutzung des Schutzfilms als Maske injiziert. Eine Injektionstiefe der Ionen zu dieser Zeit ist zum Beispiel ein Teil, bis das Innere der Zwischenschicht 100 erreicht wird.
In einem nächsten Schritt S53 wird die Vielzahl von (zum Beispiel drei) organischen Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel erste bis dritte organische Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C) auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 ausgebildet (siehe 40A). Konkret wird die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 in der gleichen Art und Weise wie in Schritt S24 des Flussdiagramms von 19 gebildet.
In einem nächsten Schritt S54 wird die Schicht 106 mit hohem Widerstand in der Peripherie der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 gebildet (siehe 40B). Konkret wird zunächst ein Material mit hohem Widerstand, das die Schicht 106 mit hohem Widerstand bilden soll, abgeschieden, um die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und den ersten transparenten leitfähigen Film 104 zu bedecken, und wird dann auf dem Material mit hohem Widerstand eine Resiststruktur ausgebildet, die an einer Position geöffnet ist, die einem Bereich entspricht, der die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 einschließlich des Materials mit hohem Widerstand bedeckt. Anschließend wird ein Bereich, der die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 einschließlich des Materials mit hohem Widerstand bedeckt, unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske entfernt, um die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 freizulegen.
In einem nächsten Schritt S55 wird der Reflektor 103 auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 ausgebildet. Konkret wird das Material des Reflektors 103 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und der Schicht 106 mit hohem Widerstand abgeschieden (siehe 40C).
In einem letzten Schritt S56 wird der konkave Spiegel 102 auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) des Substrats (Wafers) ausgebildet. Konkret wird zunächst die rückseitige Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, poliert, um abgedünnt zu werden, und wird dann die rückseitige Oberfläche geätzt (zum Beispiel trockengeätzt), um die konvexe Oberfläche 100a auszubilden (siehe 41A). Anschließend wird ein Material (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film) des konkaven Spiegels 102 auf der konvexen Oberfläche 100a durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden. Als Ergebnis wird der konkave Spiegel 102 mit einer der konvexen Oberfläche 100a folgenden Form gebildet (siehe 41B). Man beachte, dass, da zur Zeit der Ausbildung des konkaven Spiegels 102 erzeugte Wärme über die Zwischenschicht 100 schnell nach außen abgegeben wird, die Temperatur jeder organischen Halbleiterschicht 101 bei zum Beispiel 100°C oder niedriger gehalten werden kann und eine Verschlechterung der organischen Halbleiterschicht 101 aufgrund von Wärme unterdrückt werden kann.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-12 können Effekte ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-5 gemäß dem Beispiel 5 erhalten werden, und, da Spannungen an die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 individuell angelegt werden können, kann Licht einer gewünschten Farbe emittiert werden. Darüber hinaus kann im oberflächenemittierenden Element 10-12 die Farbe des emittierten Lichts, bei dem es sich um das kombinierte Licht handelt, eingestellt werden, indem die an die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 angelegten Ansteuerungsspannungen unterschiedlich festgelegt bzw. eingestellt werden.
<13. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 13 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 13 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 42 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-13 gemäß dem Beispiel 13 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Wie in 42 veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-13 eine gestapelte Struktur, in der der Reflektor 103, der erste transparente leitfähige Film 104, die organische Halbleiterschicht 101, der zweite transparente leitfähige Film 105, die Zwischenschicht 100 und der konkave Spiegel 102 in dieser Reihenfolge auf einem Substrat 112 gestapelt sind.
Bei dem Substrat 112 handelt es sich beispielsweise um ein Halbleitersubstrat, ein halbisolierendes Substrat, ein isolierendes Substrat oder dergleichen.
Im oberflächenemittierenden Element 10-13 ist ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem konkaven Spiegel 102 größer als ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem Reflektor 103.
In dem oberflächenemittierenden Element 10-13 fungiert als Beispiel der zweite leitfähige Film 105 als die Anodenelektrode und fungiert der erste transparente leitfähige Film 104 als die Kathodenelektrode.
Das oberflächenemittierende Element 10-13 führt ebenfalls einen Betrieb im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1 durch.
<<Erstes Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S61 bis S64) in 43 und die Schnittansichten der 44A bis 46 ein erstes Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-13 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-13 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt. Anschließend wird die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-13, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Array aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig zu erzeugen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-13 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S61 werden der erste transparente leitfähige Film 104, die organische Halbleiterschicht 101, der zweite transparente leitfähige Film 105 und der Reflektor 103 in dieser Reihenfolge auf der vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) des Substrats (Wafers), das die Zwischenschicht 100 bilden soll, gestapelt. Konkret werden die Schichten durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen auf der vorderen Oberfläche des Wafers (zum Beispiel des GaN-Substrats), der die Zwischenschicht bilden soll, nacheinander abgeschieden (siehe 44A) .
In einem nächsten Schritt S62 wird das Substrat 112 als Trägersubstrat an den Reflektor 103 gebondet (siehe 44B). Konkret wird das Substrat 112 am Reflektor 103 angebracht.
In einem nächsten Schritt S63 wird die konvexe Oberfläche 100a auf der rückseitigen Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, ausgebildet. Konkret wird das Substrat 112 als das Trägersubstrat umgedreht, sodass es eine unterste Schicht wird (siehe 45A), wird die rückseitige Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, poliert, um abgedünnt zu werden, und wird dann die rückseitige Oberfläche geätzt (zum Beispiel trockengeätzt), um die konvexe Oberfläche 100a auszubilden (siehe 45B).
In einem letzten Schritt S64 wird ein Material für einen konkaven Spiegel auf der konvexen Oberfläche 100a des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, abgeschieden. Konkret wird das Material des konkaven Spiegels 102 (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film) durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf der konvexen Oberfläche 100a des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, abgeschieden. Infolgedessen wird der konkave Spiegel 102 mit einer der konvexen Oberfläche 100a folgenden Form ausgebildet (siehe 46). Man beachte, dass, da zur Zeit der Ausbildung des konkaven Spiegels 102 erzeugte Wärme über die Zwischenschicht 100 schnell nach außen abgegeben wird, die Temperatur der organischen Halbleiterschicht 101 bei beispielsweise 100°C oder niedriger gehalten werden kann und eine Verschlechterung der organischen Halbleiterschicht 101 aufgrund von Wärme unterdrückt werden kann.
<<Zweites Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S71 bis S73) in 47 und die Schnittansichten der 48A und 48B ein zweites Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-13 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-13 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt. Anschließend wird die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-13, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig zu erzeugen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-13 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S71 werden der Reflektor 103, der erste transparente leitfähige Film 104, die organische Halbleiterschicht 101, der zweite transparente leitfähige Film 105 und die Zwischenschicht 100 in dieser Reihenfolge auf der vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) des Wafers, der das Substrat 112 bilden soll, gestapelt. Konkret werden die Schichten auf der vorderen Oberfläche des Wafers (zum Beispiel des GaN-Substrats), der das Substrat 112 bilden soll, durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen nacheinander abgeschieden (siehe 48A) .
In einem nächsten Schritt S72 wird die konvexe Oberfläche 100a auf der Zwischenschicht 100 ausgebildet (siehe 48B). Konkret wird die rückseitige Oberfläche der Zwischenschicht 100 poliert, um abgedünnt zu werden, und wird dann die rückseitige Oberfläche geätzt (zum Beispiel trockengeätzt), um die konvexe Oberfläche 100a auszubilden (siehe 48B).
In einem letzten Schritt S73 wird ein Material eines konkaven Spiegels auf der konvexen Oberfläche 100a der Zwischenschicht 100 abgeschieden. Konkret wird das Material des konkaven Spiegels 102 (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film) durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf der konvexen Oberfläche 100a der Zwischenschicht 100 abgeschieden. Als Ergebnis wird der konkave Spiegel 102 mit einer der konvexen Oberfläche 100a folgenden Form gebildet (siehe 46). Man beachte, dass, da zur Zeit der Ausbildung des konkaven Spiegels 102 erzeugte Wärme über die Zwischenschicht 100 schnell nach außen abgegeben wird, die Temperatur der organischen Halbleiterschicht 101 bei beispielsweise 100°C oder niedriger gehalten werden kann und eine Verschlechterung der organischen Halbleiterschicht 101 aufgrund von Wärme unterdrückt werden kann.
<<Drittes Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S81 bis S84) in 49 und die Schnittansichten der 50A bis 51 ein drittes Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-13 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-13 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt. Anschließend wird die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-13, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig zu erzeugen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-13 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S81 werden der Reflektor 103, der erste transparente leitfähige Film 104, die organische Halbleiterschicht 101 und der zweite transparente leitfähige Film 105 in dieser Reihenfolge auf der vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) des ersten Substrats (Wafers), das das Substrat 112 bilden soll, gestapelt, um einen ersten gestapelten Körper zu bilden. Konkret werden die Schichten durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen auf der vorderen Oberfläche des ersten Substrats, das das Substrat 112 bilden soll, nacheinander abgeschieden (siehe 50A).
In einem nächsten Schritt S82 wird die konvexe Oberfläche 100a auf dem zweiten Substrat, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, gebildet (siehe 50B). Konkret wird eine Oberfläche des zweiten Substrats geätzt (trockengeätzt), um die konvexe Oberfläche 100a auszubilden (siehe 50B).
In einem nächsten Schritt S83 wird ein Material für einen konkaven Spiegel auf der konvexen Oberfläche 100a des zweiten Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, abgeschieden, um einen zweiten gestapelten Körper zu erzeugen. Konkret wird das Material des konkaven Spiegels 102 (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film) durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf der konvexen Oberfläche 100a des zweiten Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, abgeschieden. Als Ergebnis wird der konkave Spiegel 102 mit einer der konvexen Oberfläche 100a folgenden Form gebildet (siehe 50C).
In einem letzten Schritt S84 werden der zweite transparente leitfähige Film 105 und das zweite Substrat, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, gebondet (siehe 51). Konkret wird das zweite Substrat, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, am zweiten transparenten leitfähigen Film 105 angebracht.
Gemäß dem dritten Beispiel für das Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-13, das oben beschrieben wurde, wird, da der erste gestapelte Körper, der die organische Halbleiterschicht 101 enthält, und der zweite gestapelte Körper, der den konkaven Spiegel 102 enthält, getrennt hergestellt werden und der erste und der zweite gestapelte Körper verbunden werden, effektiv verhindert, dass zur Zeit der Ausbildung des konkaven Spiegels 102 erzeugte Wärme zur organischen Halbleiterschicht 101 übertragen wird.
Gemäß dem oben beschriebenen oberflächenemittierenden Element 10-13 werden Effekte ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1 erhalten und kann ein oberflächenemittierendes Element realisiert werden, dass eine einfache Konfiguration aufweist und mittels verschiedener Herstellungsverfahren hergestellt werden kann.
<14. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 14 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 14 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 52 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-14 gemäß dem Beispiel 14 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Wie in 52 veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-14 eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-13 gemäß dem Beispiel 13, außer dass anstelle des Substrats 112 ein Transistor 133 enthalten ist.
Der Transistor 133 bildet einen Teil des Laser-Treibers und führt das Umschalten eines Stroms oder einer Spannung, die an die organische Halbleiterschicht 101 angelegt wird, durch. Der Laser-Treiber enthält zusätzlich zum Transistor 133 eine Stromversorgung, einen Kondensator und dergleichen.
Ein Schaltungselement des Laser-Treibers, der den Transistor 133 enthält, wird beispielsweise unter Verwendung eines Fotolithografie-Verfahrens auf einem Halbleitersubstrat hergestellt.
Das oberflächenemittierende Element 10-14 kann mittels eines Herstellungsverfahrens ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-13 des Beispiels 13 hergestellt werden, außer dass der Transistor 133 gebildet wird.
Im oberflächenemittierenden Element 10-14 kann, da die organische Halbleiterschicht 101 direkt durch den Transistor 133 angesteuert wird, das Ansprechverhalten verbessert werden.
<15. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 15 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 15 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 53 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-15 gemäß dem Beispiel 15 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Das oberflächenemittierende Element 10-15 hat eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-13 gemäß dem Beispiel 13, außer dass der erste und der zweite transparente leitfähige Film 104 und 105 und die organische Halbleiterschicht 101 zwischen dem konkaven Spiegel 102 und der Zwischenschicht 100 angeordnet sind. Im oberflächenemittierenden Element 10-15 ist ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem konkaven Spiegel 102 enger als ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem Reflektor 103.
Das oberflächenemittierende Element 10-15 führt auch einen Betrieb im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-13 gemäß dem Beispiel 13 durch.
<<Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S91 bis S93) in 54 und die Schnittansichten der 55A bis 56 ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-15 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-15 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt. Anschließend wird die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-15, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig zu erzeugen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-15 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der ein Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S91 werden der Reflektor 103 und die Zwischenschicht 100 in dieser Reihenfolge auf dem Wafer, der das Substrat 112 bilden soll, gestapelt. Konkret werden der Reflektor 103 und die Zwischenschicht 100 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen auf der vorderen Oberfläche des Wafers nacheinander abgeschieden (siehe 55A).
In einem nächsten Schritt S92 wird die konvexe Oberfläche 100a auf der Zwischenschicht 100 gebildet (siehe 55B). Konkret wird die rückseitige Oberfläche der Zwischenschicht 100 poliert, um abgedünnt zu werden, und wird dann die rückseitige Oberfläche geätzt (zum Beispiel trockengeätzt), um die konvexe Oberfläche 100a auszubilden.
In einem letzten Schritt S93 werden der ersten transparente leitfähige Film 104, die organische Halbleiterschicht 101, der zweite transparente leitfähige Film 105 und das Material für einen konkaven Spiegel in dieser Reihenfolge auf der konvexen Oberfläche 100a der Zwischenschicht 100 abgeschieden. Konkret werden Materialien (zum Beispiel dielektrische mehrschichtige Filme) des ersten transparenten leitfähigen Films 104, der organischen Halbleiterschicht 101, des zweiten transparenten leitfähigen Films 105 und des konkaven Spiegels 102 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf der konvexen Oberfläche 100a der Zwischenschicht 100 abgeschieden. Als Ergebnis werden der erste transparente leitfähige Film 104, die organische Halbleiterschicht 101, der zweite transparente leitfähige Film 105 und der konkave Spiegel 102 in einer der konvexen Oberfläche 100a folgenden Form ausgebildet (siehe 56).
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-15 kann das Licht, das vom konkaven Spiegel 102 reflektiert wird, unabhängig von der Dicke der Zwischenschicht 100 und der Leistung des konkaven Spiegels 102 zuverlässig auf die organische Halbleiterschicht 101 einfallen. Das heißt, die Dicke der Zwischenschicht 100 und ein Freiheitsgrad beim Einstellen der Leistung des konkaven Spiegels 102 sind hoch.
<16. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 16 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 16 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 57 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-16 gemäß dem Beispiel 16 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Wie in 57 veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-16 eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-15 gemäß dem Beispiel 15, außer dass der zweite transparente leitfähige Film 105 nicht enthalten ist.
Im oberflächenemittierenden Element 10-16 enthält als Beispiel der konkave Spiegel 102 ein Metall oder eine Legierung und fungiert auch als die Anodenelektrode. Der erste transparente leitfähige Film 104 fungiert als die Kathodenelektrode.
Im oberflächenemittierenden Element 10-16 enthält als Beispiel der Reflektor 103 ein Dielektrikum oder einen Halbleiter und ist ein Reflektor auf der Emissionsseite.
Im oberflächenemittierenden Element 10-16 ist das Substrat 112 ein Substrat, das für die Emissionswellenlänge der organischen Halbleiterschicht 101 transparent ist. Das heißt, das oberflächenemittierende Element 10-16 emittiert Licht zur Seite der rückseitigen Oberfläche (Seite der unteren Oberfläche) des Substrats 112.
Das oberflächenemittierende Element 10-16 kann mittels eines Herstellungsverfahrens im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-15 gemäß dem Beispiel 15 hergestellt werden.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-16 werden Effekte im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-15 gemäß dem Beispiel 15 erhalten.
<17. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 17 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 17 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 58 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-17 gemäß dem Beispiel 17 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Wie in 58 veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-17 eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-15 gemäß dem Beispiel 15, außer dass anstelle des ersten transparenten leitfähigen Films 104 ein Elektrodenbauteil 120 enthalten ist.
Im oberflächenemittierenden 10-17 ragt die Zwischenschicht 100 im Vergleich mit anderen Schichten zu beiden Seiten in Richtung in der Ebene vor und ist das rahmenförmige (zum Beispiel ringförmige) Elektrodenbauteil 120 auf einem Vorsprungbereich vorgesehen. Die Zwischenschicht 100 enthält ein Material mit Leitfähigkeit. Im oberflächenemittierenden Element 10-17 liegt ein Strompfad des in die organische Halbleiterschicht 101 injizierten Stroms in der Zwischenschicht 100 vor.
Das oberflächenemittierende Element 10-17 führt auch einen Betrieb im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-15 gemäß dem Beispiel 15 durch.
<<Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S101 bis S104) in 59 und die Schnittansichten der 60A bis 61B ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-17 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-17 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt. Anschließend wird die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-17, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig herzustellen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-17 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S101 wird die konvexe Oberfläche 100a auf der vorderen Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, ausgebildet (siehe 60A). Konkret wird die vordere Oberfläche der Zwischenschicht 100 poliert, um abgedünnt zu werden, und wird dann die vordere Oberfläche geätzt (zum Beispiel trockengeätzt), um die konvexe Oberfläche 100a zu bilden.
In einem nächsten Schritt S102 werden die organische Halbleiterschicht 101, der zweite transparente leitfähige Film 105 (transparente leitfähige Film) und das Material für einen konkaven Spiegel in dieser Reihenfolge auf der konvexen Oberfläche 100a des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, gestapelt (siehe 60B). Konkret werden die Materialien (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film, ein mehrschichtiger Film aus einem Halbleiter oder dergleichen) der organischen Halbleiterschicht 101, des zweiten transparenten leitfähigen Films 105 und des konkaven Spiegels 102 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen auf der konvexen Oberfläche 100a des Substrats nacheinander abgeschieden. Als Ergebnis werden die organische Halbleiterschicht 101, der zweite transparente leitfähige Film 105 und der konkave Spiegel 102 in einer der konvexen Form 100a folgenden Form ausgebildet.
In einem nächsten Schritt S103 wird das Elektrodenbauteil 120 auf der vorderen Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, gebildet (siehe 61A). Konkret wird beispielsweise das Material des Elektrodenbauteils 120 unter Anwendung eines Lift-off-Verfahrens auf der vorderen Oberfläche der Zwischenschicht 100 so ausgebildet, dass es die organische Halbleiterschicht 101 umgibt.
In einem letzten Schritt S104 wird der Reflektor 103 auf der rückseitigen Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, gebildet (siehe 61B). Konkret wird das Material des Reflektors 103 (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film, ein mehrschichtiger Film aus einem Halbleiter oder dergleichen) durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf der rückseitigen Oberfläche der Zwischenschicht 100 abgeschieden.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-17 können Effekte im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-15 gemäß dem Beispiel 15 erhalten werden.
<18. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 18 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 18 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 62 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-18 gemäß dem Beispiel 18 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Wie in 62 veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-18 eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-3 gemäß dem Beispiel 3 und dem oberflächenemittierenden Element 10-5 gemäß dem Beispiel 5, außer dass die Vielzahl organischer Schichten 101 (zum Beispiel erste bis dritte organische Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C) in der Aufwärts-Abwärts-Richtung gestapelt sind.
Im Übrigen variiert eine Position eines Bauchs (engl.: antinode) einer stehenden Welle im Resonator in Abhängigkeit von der Wellenlänge des von der organischen Halbleiterschicht emittierten Lichts (Emissionswellenlänge der organischen Halbleiterschicht) .
Daher sind im oberflächenemittierenden Element 10-18 Positionen der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 in der Stapelrichtung so festgelegt, dass die Position jeder organischen Halbleiterschicht 101 in der Stapelrichtung mit der Position des Bauchs der stehenden Welle des von der organischen Halbleiterschicht 101 emittierten Lichts im Wesentlichen übereinstimmt. Daher kann ein Lichtverstärkungseffekt in jeder organischen Halbleiterschicht 101 verbessert werden (kann eine hohe Verstärkung erzielt werden).
Konkret ist als Beispiel unter den ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C die erste organische Halbleiterschicht 101A, die rotes Licht emittiert, an einer Position angeordnet, die dem Reflektor 103 am nächsten liegt, und ist die dritte organische Halbleiterschicht 101C, die blaues Licht emittiert, an einer Position angeordnet, die vom Reflektor 103 am weitesten entfernt ist. Man beachte, dass die Anordnung der ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C je nach der Position des Bauchs der stehenden Welle jedes Farblicht auf den Kopf gestellt werden kann.
Das oberflächenemittierende Element 10-18 kann ebenfalls mittels eines Herstellungsverfahrens im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-1 des Beispiels 1 hergestellt werden.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-18 kann, da in jeder organischen Halbleiterschicht 101 eine hohe Verstärkung erzielt werden kann, der Schwellenstrom reduziert werden und kann ein hocheffizientes oberflächenemittierendes Element realisiert werden.
<19. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 19 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 19 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 63 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-19 gemäß dem Beispiel 19 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Wie in 63 veranschaulicht ist, enthält das oberflächenemittierende Element 10-19 eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 (zum Beispiel die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50, die die ersten bis dritten lichtemittierenden Elementbereiche 50A, 50B und 50C umfassen), die in der ArrayForm angeordnet sind (zum Beispiel zweidimensional angeordnet sind), und bildet als Ganzes das Array aus oberflächenemittierenden Lasern.
Die organischen Halbleiterschichten 101 von zumindest zwei lichtemittierenden Elementbereichen 50 unter der Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 können unterschiedliche Emissionswellenlängen aufweisen. Als Beispiel weist der erste lichtemittierende Elementbereich 50A die erste organische Halbleiterschicht 101A auf, die rotes Licht emittiert, weist der zweite lichtemittierende Elementbereich 50B die zweite organische Halbleiterschicht 101B auf, die grünes Licht emittiert, und weist der dritte lichtemittierende Elementbereich 50C die dritte organische Halbleiterschicht 101C auf, die blaues Licht emittiert. Das heißt, die Emissionswellenlängen der organischen Halbleiterschicht 101 der ersten bis dritten lichtemittierenden Elementbereiche 50A, 50B und 50C unterscheiden sich voneinander.
Die Positionen der organischen Halbleiterschichten 101 der zumindest zwei lichtemittierenden Elementbereiche 50 in der Stapelrichtung können unterschiedlich sein. Als Beispiel sind die Positionen der ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C in der Stapelrichtung (Aufwärts-Abwärts-Richtung) unterschiedlich. Genauer gesagt ist in der Stapelrichtung die erste organische Halbleiterschicht 101A an einer Position angeordnet, die von der Zwischenschicht 100 am weitesten entfernt liegt, und ist die dritte organische Halbleiterschicht 101C an einer Position angeordnet, die der Zwischenschicht 100 am nächsten liegt. Jede organische Schicht 101 ist an der Position eines Bauchs der stehenden Welle des entsprechenden Lichts angeordnet. Man beachte, dass die Anordnung der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 je nach der Position des Bauchs der stehenden Welle auf den Kopf gestellt werden kann.
Im oberflächenemittierenden Element 10-19 weist als Beispiel die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 separate Reflektoren 103 (Anodenelektroden) auf und ist der erste transparente leitfähige Film 104 eine Kathodenelektrode, die der Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 gemeinsam ist. Dementsprechend können Spannungen individuell an die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 angelegt werden und kann die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 individuell angesteuert werden.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-19 ist es möglich, ein Array aus oberflächenemittierenden Lasern zu realisieren, das die lichtemittierenden Elementbereiche 50 individuell ansteuern kann und mit hohem Wirkungsgrad angesteuert werden kann.
<20. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 20 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 20 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 64A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-20 gemäß dem Beispiel 20 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 64B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-20 gemäß dem Beispiel 20 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 64B ist eine entlang einer Linie P-P in 64A genommene Schnittansicht.
Wie in 64A und 64B veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-20 eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-3 gemäß dem Beispiel 3 und dem oberflächenemittierenden Element 10-6 gemäß dem Beispiel 6, außer dass die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 konzentrisch angeordnet ist.
Das oberflächenemittierende Element 10-20 führt einen Betrieb ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-6 gemäß dem Beispiel 6 durch und kann mittels eines ähnlichen Herstellungsverfahrens hergestellt werden.
Im oberflächenemittierenden Element 10-20 weist als Beispiel die dritte organische Halbleiterschicht 101C eine säulenartige Form auf, weist die zweite organische Halbleiterschicht 101B eine konzentrische ringförmige Form auf, die die dritte organische Halbleiterschicht 101C umgibt, und weist die erste organische Halbleiterschicht 101A eine konzentrische ringförmige Form auf, die die zweite organische Halbleiterschicht 101B umgibt. Das Zentrum jeder organischen Halbleiterschicht 101 ist auf einer optischen Achse des konkaven Spiegels positioniert. Die organischen Halbleiterschichten 101 sind auf diese Weise konzentrisch positioniert, und somit können das Licht, das von jeder organischen Halbleiterschicht 101 emittiert wird, und das Licht über die organische Halbleiterschicht 101 durch den konkaven Spiegel 102 genau in Richtung der organischen Halbleiterschicht 101 reflektiert werden und kann eine hohe Verstärkung in der organischen Halbleiterschicht 101 erzielt werden.
<21. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 21 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 21 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 65A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-21 gemäß dem Beispiel 21 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 65B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-21 gemäß dem Beispiel 21 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 65B ist eine entlang einer Linie P-P in 65A genommene Schnittansicht.
Wie in 65A und 65B veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-21 eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-5 gemäß dem Beispiel 5, außer dass die Vielzahl von (zum Beispiel zwei) organischen Halbleiterschichten, die Lichtstrahlen der gleichen Farbe emittieren, vorgesehen ist.
Im oberflächenemittierenden Element 10-21 sind als Beispiel zwei erste organische Halbleiterschichten 101A, eine zweite organische Halbleiterschicht 101B und eine dritte organische Halbleiterschicht 101C in der Richtung in der Ebene nebeneinander angeordnet.
Das oberflächenemittierende Element 10-21 führt einen Betrieb ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-5 gemäß dem Beispiel 5 durch und kann mittels eines ähnlichen Herstellungsverfahrens hergestellt werden.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-21 ist es möglich, Licht einer Farbe zu emittieren, die durch Mischen einer Farbe (zum Beispiel Rot) mit weißem Licht erhalten wird.
<22. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 22 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 22 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 66 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-22 gemäß dem Beispiel 22 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Wie in 66 veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-22 eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-5 gemäß dem Beispiel 5, außer dass ein zweiter Reflektor 103B zusätzlich zum ersten Reflektor 103A ebenfalls ein ebener Spiegel ist. Der erste Reflektor 103A ist im Wesentlichen derselbe wie der Reflektor 103 (zum Beispiel ein ebener Spiegel).
Da das oberflächenemittierende Element 10-22 den konkaven Spiegel nicht nutzt, kann die Zwischenschicht 100 nicht verdickt werden, das heißt, die Resonatorlänge kann nicht verlängert werden. Der Temperaturanstieg, wenn das oberflächenemittierende Element über eine lange Zeit kontinuierlich angesteuert wird, kann nicht ausreichend unterdrückt werden, und somit bestehen Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit. Jedoch geht man davon aus, dass das oberflächenemittierende Element entsprechend Anwendungen wie etwa einer Anwendung zur kurzzeitigen Ansteuerung der praktischen Nutzung standhalten kann.
<<Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S111 bis S116) in 67 und die Schnittansichten der 68A bis 69C ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-22 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-22 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig hergestellt. Anschließend wird die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig herzustellen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-22 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S111 wird der erste transparente leitfähige Film 104 auf der vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) des Substrats (Wafers), das die Zwischenschicht 100 bilden soll, gestapelt. Konkret wird der erste transparente leitfähige Film 104 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen auf der vorderen Oberfläche des Wafers (zum Beispiel des GaN-Substrats), der die Zwischenschicht 100 werden soll, abgeschieden (siehe 68A) .
In einem nächsten Schritt S112 wird die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 ausgebildet. Die Vielzahl von (zum Beispiel drei) organischen Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel erste bis dritte organische Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C) wird auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 ausgebildet (siehe 68B). Konkret wird die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 in der gleichen Art und Weise wie in Schritt S24 des Flussdiagramms von 19 auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 ausgebildet.
In einem nächsten Schritt S113 wird die Schicht 106 mit hohem Widerstand in der Peripherie der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 ausgebildet. Konkret wird ein Material mit hohem Widerstand, das die Schicht 106 mit hohem Widerstand bilden soll, abgeschieden, um die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und den ersten transparenten leitfähigen Film 104 zu bedecken, und wird dann nur ein Teil, der die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 einschließlich des Materials bedeckt, durch Ätzen entfernt, um die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 freizulegen (siehe 68C).
In einem nächsten Schritt S114 wird der zweite transparente leitfähige Film 105 auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und der Schicht 106 mit hohem Widerstand abgeschieden. Konkret wird der zweite transparente leitfähige Film 105 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, Sputtern oder dergleichen auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und der Schicht 106 mit hohem Widerstand abgeschieden (siehe 69A).
In einem nächsten Schritt S115 wird der erste Reflektor 103A auf dem zweiten transparenten leitfähigen Film 105 ausgebildet. Konkret wird das Material des ersten Reflektors 103 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf dem zweiten transparenten leitfähigen Film 105 abgeschieden (siehe 69B).
In einem letzten Schritt S116 wird der zweite Reflektor 103B auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) des Substrats (Wafers) ausgebildet. Konkret wird zunächst die rückseitige Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, poliert, um abgedünnt zu werden. Anschließend wird das Material (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film oder ein mehrschichtiger Film aus einem Halbleiter) des zweiten Reflektors 103B durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf der rückseitigen Oberfläche des Substrats abgeschieden. Als Ergebnis wird der zweite Reflektor 103 gebildet (siehe 69C).
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-22 können Effekte ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-5 gemäß dem Beispiel 5 erhalten werden, und, da die Zwischenschicht 100 nicht verdickt werden kann, ist die Wärmeableitung schlecht, kann aber die Dicke reduziert werden.
<23. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 23 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 23 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 70A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-23 gemäß dem Beispiel 23 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie, und 70B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-23 gemäß dem Beispiel 23 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 70B ist eine entlang einer Linie P-P in 70A genommene Schnittansicht.
Das oberflächenemittierende Element 10-23 hat eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-5 gemäß dem Beispiel 5, außer dass eine aktive Schicht 113, die einen anorganischen Halbleiter enthält, zwischen der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und dem konkaven Spiegel 102 (zum Beispiel in der Zwischenschicht 100) vorgesehen ist, die aktive Schicht 113 durch Stromanregung veranlasst wird, Licht zu emittieren, und die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 durch das Licht angeregt (fotoangeregt) wird. Man beachte, dass die Konfiguration, in der die aktive Schicht 113 zwischen der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und dem Reflektor 103 angeordnet ist und die aktive Schicht 113 durch den Strom angeregt wird, übernommen werden kann.
Als Beispiel enthält die aktive Schicht 113 eine fünflagigee Mehrfach-Quantentopfstruktur, in der eine In_0,04Ga_0,96N-Schicht (Barrierenschicht) und eine In_0,16Ga_0,84N-Schicht (Wannenschicht) gestapelt sind, und ist so ausgelegt, dass eine Emissionswellenlänge zum Beispiel 405 nm beträgt.
Im oberflächenemittierenden Element 10-23 handelt es sich sowohl bei dem Reflektor 103 als auch dem konkaven Spiegel 102 um einen mehrschichtigen Filmreflektor (zum Beispiel einen dielektrischen mehrschichtigen Filmreflektor oder einen mehrschichtigen Filmreflektor aus einem Halbleiter) mit einem hohen Reflexionsgrad für Licht mit einer Wellenlänge von zum Beispiel 405 nm.
Man beachte, dass die Emissionswellenlänge der aktiven Schicht 113 beispielsweise ein blaues Band sein kann und sowohl der Reflektor 103 als auch der konkave Spiegel 102 beispielsweise ein mehrschichtiger Filmreflektor (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Filmreflektor oder ein mehrschichtiger Halbleiter-Filmreflektor) mit einem hohen Reflexionsgrad für Licht mit einer Wellenlänge im blauen Band sein können.
<<Betrieb des oberflächenemittierenden Elements>>
Im oberflächenemittierenden Element 10-23 wird ein von der Anodenelektrode (Reflektor 103) fließender Strom durch die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101, den ersten transparenten leitfähigen Film 104 und den oberen Bereich der Zwischenschicht 100 in die aktive Schicht 113 injiziert. Zu dieser Zeit emittiert die aktive Schicht 113 Licht, wird die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 mit dem Licht bestrahlt und wird jede organische Halbleiterschicht 101 angeregt. Zu dieser Zeit emittiert die organische Halbleiterschicht 101 Licht und läuft das Licht zwischen dem konkaven Spiegel 102 und dem Reflektor 103 hin und her, während es durch die organische Halbleiterschicht 101 verstärkt wird, und wird als Laserlicht vom konkaven Spiegel 102 emittiert, wenn die Oszillationsbedingung erfüllt ist. Der in die aktive Schicht 113 injizierte Strom fließt über den unteren Bereich der Zwischenschicht 100 von der Kathodenelektrode (Elektrodenbauteil 108) ab.
<<Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S121 bis S129) in 71 und die Schnittansichten der 72A bis 76B ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-23 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-23 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt. Anschließend wird die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-23, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig zu erzeugen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-23 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), der das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S121 wird ein abgestufter Bereich 100c auf der vorderen Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, ausgebildet (siehe 72A). Konkret wird auf der vorderen Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, eine Resiststruktur ausgebildet, die einen anderen Bereich als einen Bereich bedeckt, in dem der abgestufte Bereich 100c ausgebildet werden soll, und wird dann die Zwischenschicht 100 unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske geätzt, um den abgestuften Bereich 100c auszubilden.
In einem nächsten Schritt S122 wird die aktive Schicht 113 an einer oberen Stufe des abgestuften Bereichs 100c gestapelt (siehe 72B). Konkret wird das Material der aktiven Schicht 113 an der oberen Stufe des abgestuften Bereichs 100c durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden.
In einem nächsten Schritt S123 wird ein Substrat, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, auf der aktiven Schicht 113 aufgewachsen (siehe 73A).
In einem nächsten Schritt S124 wird der erste transparente leitfähige Film 104 auf dem aufgewachsenen Substrat abgeschieden (siehe 73B). Konkret wird der erste transparente leitfähige Film 104 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren einer chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder dergleichen auf dem aufgewachsenen Substrat abgeschieden.
In einem nächsten Schritt S125 wird eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 ausgebildet (siehe 74A). Konkret wird in der gleichen Art und Weise wie in Schritt S24 des Flussdiagramms von 19 die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 auf dem ersten transparenten leitfähigen Film 104 ausgebildet.
In einem nächsten Schritt S126 wird die Schicht 106 mit hohem Widerstand in der Peripherie der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 ausgebildet (siehe 74B) . Konkret wird ein Material mit hohem Widerstand, das die Schicht 106 mit hohem Widerstand bilden soll, abgeschieden, sodass es die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und den ersten transparenten leitfähigen Film 104 bedeckt, und wird dann nur ein Bereich, der die organischen Halbleiterschichten 101 einschließlich des Materials bedeckt, durch Ätzen unter Verwendung einer Maske entfernt, um die organische Halbleiterschicht 101 freizulegen.
In einem nächsten Schritt S127 wird der Reflektor 103 auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 ausgebildet (siehe 75A). Konkret wird das Material des Reflektors 103 auf der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 und der Schicht 106 mit hohem Widerstand durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden (siehe 75A).
In einem nächsten Schritt S128 wird das Elektrodenbauteil 108 an einer unteren Stufe des abgestuften Bereichs 100c ausgebildet (siehe 75B). Konkret wird unter Verwendung beispielsweise eines Lift-off-Verfahrens das Elektrodenbauteil 108 an der unteren Stufe des abgestuften Bereichs 100c gebildet.
In einem letzten Schritt S129 wird der konkave Spiegel 102 auf der rückseitigen Oberfläche (unteren Oberfläche) des Substrats (Wafers) ausgebildet. Konkret wird zunächst die rückseitige Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, poliert, um abgedünnt zu werden, und wird dann die rückseitige Oberfläche geätzt (zum Beispiel trockengeätzt), um die konvexe Oberfläche 100a zu bilden (siehe 76A). Anschließend wird ein Material (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film) des konkaven Spiegels 102 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden. Als Ergebnis wird der konkave Spiegel 102 mit einer der konvexen Oberfläche 100a folgenden Form gebildet (siehe 76B). Man beachte, dass, da zur Zeit der Ausbildung des konkaven Spiegels 102 erzeugte Wärme über die Zwischenschicht 100 schnell nach außen abgegeben wird, die Temperatur jeder organischen Halbleiterschicht 101 bei beispielsweise 100°C oder niedriger gehalten werden kann und eine Verschlechterung jeder organischen Halbleiterschicht 101 aufgrund von Wärme unterdrückt werden kann.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-23 können Effekte ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-5 gemäß dem Beispiel 5 erzielt werden, und, da veranlasst wird, dass jede organische Halbleiterschicht 101 Licht mittels Fotoanregung emittiert, ist eine Elektrode (zum Beispiel ein zweiter transparenter leitfähiger Film 105) zum Anlegen einer Spannung an die organische Halbleiterschicht 101 unnötig, und folglich ist es möglich, das Auftreten einer Schädigung an jeder organischen Halbleiterschicht 101 aufgrund von Wärme zur Zeit der Herstellung zu unterdrücken.
<24. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 24 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 24 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 77A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-24 gemäß dem Beispiel 24 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie, und 77B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-24 gemäß dem Beispiel 24 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 77B ist eine entlang einer Linie P-P in 77A genommene Schnittansicht.
Das oberflächenemittierende Element 10-24 hat eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-23 gemäß dem Beispiel 23, außer dass die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel erste bis dritte organische Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C) in der Aufwärts-Abwärts-Richtung gestapelt ist.
Im oberflächenemittierenden Element 10-24 sind die erste organische Halbleiterschicht 101A, die rotes Licht emittiert, die zweite organische Halbleiterschicht 101B, die grünes Licht emittiert, und die dritte organische Halbleiterschicht 101C, die blaues Licht emittiert, in dieser Reihenfolge von der Seite des Reflektors 103 (oberen Seite) aus angeordnet. Daher ist jede organische Halbleiterschicht 101 so angeordnet, dass sie mit der Position des Bauchs der stehenden Welle des entsprechenden Lichts im Wesentlichen übereinstimmt bzw. im Einklang steht und der Lichtverstärkungseffekt verstärkt bzw. verbessert werden kann. Man beachte, dass die Anordnung der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 in Abhängigkeit von der Position des Bauchs der stehenden Welle auf den Kopf gestellt werden kann.
Das oberflächenemittierende Element 10-24 kann durch ein im Wesentlichen ähnliches Herstellungsverfahren hergestellt werden, indem ein Arbeitsablauf ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-23 gemäß dem Beispiel 23 durchgeführt wird.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-24 können Effekte ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-23 erzielt werden und kann ein hocheffizientes oberflächenemittierendes Element realisiert werden.
<25. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 25 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 25 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 78A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-25 gemäß dem Beispiel 25 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie, und 78B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-25 gemäß dem Beispiel 25 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 78B ist eine entlang einer Linie P-P in 78A genommene Schnittansicht.
Das oberflächenemittierende Element 10-25 hat eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-23 gemäß dem Beispiel 23, außer dass es sich bei der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 um zwei organische Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel erste und zweite organische Halbleiterschichten 101A und 101B) handelt, das heißt, die dritte organische Halbleiterschicht 101C nicht enthalten ist.
Das oberflächenemittierende Element 10-25 kann durch ein im Wesentlichen ähnliches Herstellungsverfahren hergestellt werden, indem ein Arbeitsablauf ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-23 gemäß dem Beispiel 23 durchgeführt wird.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-25 kann kombiniertes Licht aus zwei Lichtfarben (zum Beispiel rotes Licht und grünes Licht) emittiert werden.
<26. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 26 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 26 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 79A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-26 gemäß dem Beispiel 26 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie, und 79B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-26 gemäß dem Beispiel 26 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 79B ist eine entlang einer Linie P-P in 79A genommene Schnittansicht.
Das oberflächenemittierende Element 10-26 hat eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-24 gemäß dem Beispiel 24, außer dass es sich bei der Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 um zwei gestapelte organische Halbleiterschichten 101 (zum Beispiel erste und zweite organische Halbleiterschichten 101A und 101B) handelt, das heißt die dritte organische Halbleiterschicht 101C nicht enthalten ist.
Im oberflächenemittierenden Element 10-26 ist ein Bereich, in dem die dritte organische oberflächenemittierende 101C im oberflächenemittierenden Element 10-24 gemäß dem Beispiel 24 vorgesehen ist, beispielsweise ein Teil (Aufwachsbereich) der Zwischenschicht 100. In diesem Fall kann, falls beispielsweise der erste transparente leitfähige Film 104 nicht vorgesehen ist, die Anzahl der Aufwüchse der Zwischenschicht 100 auf 1 gesetzt werden.
Das oberflächenemittierende Element 10-26 kann durch ein im Wesentlichen ähnliches Herstellungsverfahren hergestellt werden, indem ein Arbeitsablauf ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-24 gemäß dem Beispiel 24 durchgeführt wird.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-26 kann kombiniertes Licht von zwei Lichtfarben (zum Beispiel rotes Licht und grünes Licht) mit hoher Effizienz emittiert werden.
<27. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 27 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 27 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 80A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-27 gemäß dem Beispiel 27 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie, und 80B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-27 gemäß dem Beispiel 27 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 80B ist eine entlang einer Linie P-P in 80A genommene Schnittansicht.
Das oberflächenemittierende Element 10-27 hat eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-23 gemäß dem Beispiel 23, außer dass der zweite transparente leitfähige Film 105 nicht enthalten ist.
Das oberflächenemittierende Element 10-27 kann durch ein im Wesentlichen ähnliches Herstellungsverfahren hergestellt werden, indem ein Arbeitsablauf ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-23 gemäß dem Beispiel 23 durchgeführt wird.
«Effekte des oberflächenemittierenden Elements»
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-27 können Effekte ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-23 gemäß dem Beispiel 23 erzielt werden, und die Injektionseffizienz der Träger (zum Beispiel Löcher) in die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 kann erhöht werden und die Lichtemissionsintensität jeder organischen Halbleiterschicht 101 kann erhöht werden.
<28. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 28 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 28 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 81A ist eine Draufsicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-28 gemäß dem Beispiel 28 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie, und 81B ist eine Schnittansicht des oberflächenemittierenden Elements 10-28 gemäß dem Beispiel 28 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 81B ist eine entlang einer Linie P-P in 81A genommene Schnittansicht.
Wie in 81A und 81B veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-28 eine Konfiguration ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-27 gemäß dem Beispiel 27, außer dass Spannungen an die Vielzahl organischer Halbleiterschichten (erste bis dritte organische Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C) individuell angelegt werden können.
Das oberflächenemittierende Element 10-28 umfasst erste bis dritte Reflektoren 103A, 103B und 103C entsprechend den ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C und drei zweite transparente leitfähige Filme 105A, 105B und 105C entsprechend den ersten bis dritten organischen Halbleiterschichten 101A, 101B und 101C.
Das oberflächenemittierende Element 10-28 kann durch ein im Wesentlichen ähnliches Herstellungsverfahren hergestellt werden, indem ein Arbeitsablauf ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-27 gemäß dem Beispiel 27 durchgeführt wird.
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-28 können Effekte ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-27 gemäß dem Beispiel 27 erhalten werde, und, da die Spannungen an die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 individuell angelegt werden können, kann Licht einer gewünschten Farbe (zum Beispiel ein beliebiges von rotem Licht, grünem Licht und blauem Licht oder ein kombiniertes Licht aus zumindest zwei Lichtstrahlen) emittiert werden. Darüber hinaus kann im oberflächenemittierenden Element 10-28 die Farbe des emittierten Lichts, bei dem es sich um das kombinierte Licht handelt, eingestellt werden, indem die an die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 angelegten Ansteuerungsspannungen unterschiedlich eingerichtet werden.
<29. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 29 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 29 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 82 ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-29 gemäß dem Beispiel 29 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
Wie in 82 veranschaulicht ist, hat das oberflächenemittierende Element 10-29 eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-3 gemäß dem Beispiel 3, außer dass die organische Halbleiterschicht 101 zwischen der Zwischenschicht 100 und dem konkaven Spiegel 102 angeordnet ist und die Schicht 106 mit hohem Widerstand nicht enthalten ist.
Im oberflächenemittierenden Element 10-29 ist ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem konkaven Spiegel 102 enger als ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht 101 und dem Reflektor 103.
Im oberflächenemittierenden Element 10-29 ist als Beispiel ein mehrschichtiger Filmreflektor (dielektrischer mehrschichtiger Filmreflektor oder mehrschichtiger Filmreflektor aus einem Halbleiter) als der Reflektor 103 an der oberen Stufe des in der Zwischenschicht 100 vorgesehenen abgestuften Bereichs vorgesehen, und ein transparentes Elektrodenbauteil 114, das eine Anodenelektrode bilden soll, ist auf einer Seite einer seitlichen Oberfläche des Reflektors 103 vorgesehen. Das Elektrodenbauteil 108, das eine Kathodenelektrode bilden soll, ist an der unteren Stufe des abgestuften Bereichs der Zwischenschicht 100 vorgesehen. Das transparente Elektrodenbauteil 114 schließt einen transparenten leitfähigen Film ein.
Der mehrschichtige Filmreflektor als der Reflektor 103 ist so ausgelegt, dass er einen geringfügig niedrigeren Reflexionsgrad als der konkave Spiegel 102 aufweist, und ist ein Reflektor auf der Emissionsseite. Man beachte, dass der Reflexionsgrad des Reflektors 103 geringfügig höher als der Reflexionsgrad des konkaven Spiegels 102 sein kann und der konkave Spiegel 102 als Reflektor auf der Emissionsseite genutzt werden kann.
<<Betrieb des oberflächenemittierenden Elements>>
Im oberflächenemittierenden Element 10-29 wird ein vom transparenten Elektrodenbauteil 114 als die Anodenelektrode fließender Strom über die Zwischenschicht 100 in die organische Halbleiterschicht 101 injiziert. Zu dieser Zeit emittiert die organische Halbleiterschicht 101 Licht und läuft das Licht zwischen dem konkaven Spiegel 102 und dem Reflektor 103 hin und her, während es durch die organische Halbleiterschicht 101 verstärkt wird, und wird als Laserlicht vom Reflektor 103 emittiert, wenn die Oszillationsbedingung erfüllt ist. Der in die organische Halbleiterschicht 101 injizierte Strom fließt über die Zwischenschicht 100 von dem Elektrodenbauteil 108 als die Kathodenelektrode ab.
<<Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements>>
Im Folgenden hierin mit Verweis auf das Flussdiagramm (Schritte S131 bis S135) in 83 und die Schnittansichten der 84A bis 86B ein Verfahren zum Herstellen des oberflächenemittierenden Elements 10-29 beschrieben. Als Beispiel wird hier eine Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-29 auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), das das Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig hergestellt. Anschließend wird die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-29, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt, um die Vielzahl chipförmiger oberflächenemittierender Elemente (Chips von oberflächenemittierenden Elementen) zu erhalten. Man beachte, dass es auch möglich ist, eine Vielzahl chipförmiger Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen (Chips von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen) gleichzeitig zu erzeugen, indem die Vielzahl von Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, worin die Vielzahl oberflächenemittierender Elemente 10-29 zweidimensional angeordnet ist, auf einem Wafer (zum Beispiel einem GaN-Substrat), das ein Basismaterial der Zwischenschicht 100 bilden soll, gleichzeitig erzeugt wird und eine Vielzahl integrierter Arrays aus oberflächenemittierenden Elementen, die in einer Reihe integriert sind, voneinander getrennt wird.
In einem ersten Schritt S131 wird der abgestufte Bereich 100c auf der vorderen Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, ausgebildet (siehe 84A). Konkret wird eine Resiststruktur, die einen anderen Bereich als einen Bereich bedeckt, an dem der abgestufte Bereich 100c ausgebildet werden soll, auf der Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, ausgebildet und wird dann die Zwischenschicht 100 unter Ausnutzung der Resiststruktur als Maske geätzt, um den abgestuften Bereich 100c zu bilden.
In einem nächsten Schritt S132 wird der Reflektor 103 an der oberen Stufe des abgestuften Bereichs 100c ausgebildet (siehe 84B). Konkret wird das Material (Dielektrikum oder Halbleiter) des Reflektors 103 an der oberen Stufe des abgestuften Bereichs 100c durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen abgeschieden.
In einem nächsten Schritt S133 wird das transparente Elektrodenbauteil 114 an der oberen Stufe des abgestuften Bereichs 100c ausgebildet (siehe 85A). Konkret wird das transparente Elektrodenbauteil 114 auf der Seite der seitlichen Oberfläche des Reflektors 103 strukturiert, indem beispielsweise ein Fotolithografie-Verfahren verwendet wird.
In einem nächsten Schritt S134 wird das Elektrodenbauteil 108 an der unteren Stufe des abgestuften Bereichs 100c ausgebildet, indem beispielsweise ein Lift-Off-Verfahren verwendet wird (siehe 85B).
In einem nächsten Schritt S135 wird die konvexe Oberfläche 100a auf der rückseitigen Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, gebildet. Konkret wird zunächst die rückseitige Oberfläche des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, poliert, um abgedünnt zu werden, und wird dann die rückseitige Oberfläche geätzt (zum Beispiel trockengeätzt), um die konvexe Oberfläche 100a zu bilden (siehe 86A).
In einem letzten Schritt S136 werden die organische Halbleiterschicht 101 und das Material des konkaven Spiegels 10 in dieser Reihenfolge auf der konvexen Oberfläche 100a des Substrats, das die Zwischenschicht 100 bilden soll, abgeschieden. Konkret wird die organische Halbleiterschicht 101 durch beispielsweise Vakuumabscheidung, Beschichtung oder dergleichen auf der konvexen Oberfläche 100a abgeschieden. Anschließend wird das Material (zum Beispiel ein dielektrischer mehrschichtiger Film) des konkaven Spiegels 102 durch beispielsweise ein Verfahren einer Vakuum-Gasphasenabscheidung, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder dergleichen auf der organischen Halbleiterschicht 101 abgeschieden. Als Ergebnis werden die organische Halbleiterschicht 101 und der konkave Spiegel 102 mit der konvexen Oberfläche 100a folgen, ausgebildeten Formen (siehe 86B).
<<Effekte des oberflächenemittierenden Elements>>
Da gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-29 die organische Halbleiterschicht 101 zwischen der Zwischenschicht 100 und dem konkaven Spiegel 102 angeordnet ist, kann das vom konkaven Spiegel 102 reflektierte Licht unabhängig von der Dicke der Zwischenschicht 100 und der Leistung des konkaven Spiegels 102 zuverlässig auf die organische Halbleiterschicht 101 einfallen. In diesem Fall ist der Freiheitsgrad beim Auswählen der Dicke der Zwischenschicht 100 und der Leistung des konkaven Spiegels 102 hoch. Darüber hinaus kann im oberflächenemittierenden Element 10-29, da eine Stromdichte des in die organische Halbleiterschicht 101 injizierten Stroms nicht hoch ist, keine hohe Ausgangsleistung erwartet werden, ist aber eine Beschädigung, die durch Wärme verursacht wird, die zur Zeit einer Ansteuerung auf die organische Halbleiterschicht 101 angewendet wird, gering und kann man eine lange Lebensdauer erwarten.
<30. Oberflächenemittierendes Element gemäß Beispiel 30 einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie>
Im Folgenden wird hierin mit Verweis auf die Zeichnungen ein oberflächenemittierendes Element gemäß einem Beispiel 30 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie beschrieben. 87A ist eine Schnittansicht eines oberflächenemittierenden Elements 10-30 gemäß dem Beispiel 30 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 87B ist eine Draufsicht des oberflächenemittierenden Elements 10-30 gemäß dem Beispiel 30 der Ausführungsform der vorliegenden Technologie. 87A ist eine entlang einer Linie Q-Q in 87B genommene Schnittansicht.
Wie in 87A und 87B veranschaulicht ist, enthält das oberflächenemittierende Element 10-30 eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 (zum Beispiel die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50, die erste bis dritte lichtemittierende Elementbereiche 50A, 50B und 50C umfassen), die in der Array-Form angeordnet sind (zum Beispiel zweidimensional angeordnet sind), und bildet als Ganzes das Array aus oberflächenemittierenden Lasern.
Die organischen Halbleiterschichten 101 von zumindest zwei lichtemittierenden Elementbereichen 50 unter der Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 können unterschiedliche Emissionswellenlängen aufweisen. Als Beispiel weist der erste lichtemittierende Elementbereich 50A die erste organische Halbleiterschicht 101A auf, die rotes Licht emittiert, weist der zweite lichtemittierende Elementbereich 50B die zweite organische Halbleiterschicht 101B auf, die grünes Licht emittiert, und weist der dritte lichtemittierende Elementbereich 50C die dritte organische Halbleiterschicht 101C auf, die blaues Licht emittiert. Das heißt, die Emissionswellenlängen der organischen Halbleiterschichten 101 der ersten bis dritten lichtemittierenden Elementbereiche 50A, 50B und 50C sind unterschiedlich.
Im oberflächenemittierenden Element 10-30 weist als Beispiel die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 separate Reflektoren 103, die die Anodenelektroden bilden sollen, auf und ist der erste transparente leitfähige Film 104 eine Kathodenelektrode, die der Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 gemeinsam ist. Dementsprechend können Spannungen an die Vielzahl organischer Halbleiterschichten 101 individuell angelegt werden und kann die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 individuell angesteuert werden.
Im oberflächenemittierenden Element 10-30 sind als Beispiel, wie in 87B veranschaulicht ist, in einem Fall, in dem die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 in einer gestaffelten Anordnung angeordnet ist, beispielsweise drei lichtemittierende Elementbereiche 50, die jeweils Lichtstrahlen dreier Farben emittieren, in einem Abstand von beispielsweise 5 um der Reihe nach angeordnet und kann somit der Abstand der lichtemittierenden Elementbereiche 50, die die gleiche Farbe emittieren, auf zum Beispiel 10 um festgelegt werden.
Das oberflächenemittierende Element 10-30 kann durch ein Herstellungsverfahren ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1 hergestellt werden.
<<Effekte des oberflächenemittierenden Elements>>
Gemäß dem oberflächenemittierenden Element 10-30 ist es, da sich die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50, die Lichtstrahlen unterschiedlicher Farben emittieren, dasselbe Substrat als die Zwischenschicht 100 teilen, möglich, ein monolithisch ausgebildetes Array aus oberflächenemittierenden Lasern zu realisieren, das Laserlichtstrahlen unterschiedlicher Farben (zum Beispiel R, G und B) oder kombiniertes Licht mit zumindest zwei Farben emittieren kann.
<31. Modifikation der vorliegenden Technologie>
Die vorliegende Technologie ist nicht auf jedes oben beschriebene Beispiel beschränkt, und verschiedene Modifikationen können vorgenommen werden.
Die Anzahl, Form, Anordnung und Emissionswellenlänge der organischen Halbleiterschichten kann geeignet geändert werden.
Beispielsweise kann das oberflächenemittierende Element gemäß der vorliegenden Technologie die Vielzahl organischer Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen enthalten, die Vielzahl organischer Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Volumina enthalten, die Vielzahl organischer Halbleiterschichten, die in der Richtung in der Ebene angeordnet sind, enthalten oder die Vielzahl organischer Halbleiterschichten, die in der Stapelrichtung angeordnet sind, enthalten. Die organische Halbleiterschicht kann außerdem die Vielzahl von Schichten mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen enthalten, die Vielzahl von Schichten mit unterschiedlichen Volumina enthalten, die Vielzahl von Schichten, die in der Richtung in der Ebene angeordnet sind, enthalten oder die Vielzahl von Schichten enthalten, die in der Stapelrichtung angeordnet sind. Falls die organische Halbleiterschicht die Vielzahl von Schichten wie oben beschrieben aufweist, können zumindest zwei Schichten unter der Vielzahl von Schichten in demselben Elementbereich vorgesehen werden oder können in unterschiedlichen Elementbereichen vorgesehen werden.
Jede der 88A bis 88H veranschaulicht beispielsweise ein Beispiel für eine planare Konfiguration der Vielzahl organischer Halbleiterschichten. In jeder Zeichnung der 88A bis 88H gibt eine Linie innerhalb einer größten Figur (Rechteck) eine Grenze zwischen benachbarten organischen Halbleiterschichten an.
Beispielsweise veranschaulicht jede der 89A bis 89I ein Beispiel für eine planare Konfiguration der Vielzahl organischer Halbleiterschichten. In jeder Zeichnung der 89A bis 89I gibt eine Linie innerhalb der größten Figur (Kreis oder reguläres Sechseck) eine Grenze zwischen benachbarten organischen Halbleiterschichten an.
Jede der 90A bis 90H veranschaulicht beispielsweise ein Beispiel für eine Schnittkonfiguration der Vielzahl organischer Halbleiterschichten. In jeder Zeichnung der 90A bis 90H gibt eine Linie innerhalb der größten Figur (Rechteck) eine Grenze zwischen benachbarten organischen Halbleiterschichten an.
Das oberflächenemittierende Element gemäß der vorliegenden Technologie ist nicht auf den oberflächenemittierenden Laser beschränkt und kann für beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED) verwendet werden. Beispielsweise hat das oberflächenemittierende Element 20 der Modifikation, die in 91 veranschaulicht ist, eine Konfiguration im Wesentlichen ähnlich dem oberflächenemittierenden Element 10-1 gemäß dem Beispiel 1, außer dass der Reflektor 103 und die Schicht 106 mit hohem Widerstand nicht enthalten sind und anstelle des zweiten transparenten leitfähigen Films 105 das ein Metall oder eine Legierung enthaltende Elektrodenbauteil 115 enthalten ist. Das oberflächenemittierende Element 20 fungiert als LED oder Superlumineszenzdiode (SLD). Im oberflächenemittierenden Element 20 wird, wenn ein Strom über das Elektrodenbauteil 115 als die Anodenelektrode in die organische Halbleiterschicht 101 injiziert wird, Licht von der organischen Halbleiterschicht 101 zur Seite der Zwischenschicht 100 emittiert. Dieses Licht wird von der vorderen Oberfläche (oberen Oberfläche) der Zwischenschicht 100 als Licht (zum Beispiel schwach gestreutes Licht, paralleles Licht oder gebündeltes Licht), dessen Spreizung bzw. Ausbreitung durch den konkaven Spiegel 102 unterdrückt wird, nach außen emittiert. Im oberflächenemittierenden Element 20 wird ein ausreichender Wärmeableitungseffekt durch die Zwischenschicht 100 erzielt. Darüber hinaus ist es, in der vorliegenden Struktur, in der die organische Halbleiterschicht 101 und der konkave Spiegel 102 gekoppelt sind, möglich, eine Lichtemission durch einen Parzelleneffekt (engl.: parcel effect) oder dergleichen zu steigern, eine Polarisationsrichtung zu steuern, einen Strahlwinkel eines Emissionsstrahls zu steuern und dergleichen. Insbesondere in einem Fall, in dem ein Beugungsgitter für den konkaven Spiegel genutzt wird, kann eine Kontroller bzw. Steuerung der Polarisation durchgeführt werden.
Im oberflächenemittierenden Element gemäß sowohl den Beispielen als auch den Modifikationen, die oben beschrieben wurden, sind der konkave Spiegel 102 und die organische Halbleiterschicht 101 integral ausgebildet, können aber separat ausgebildet werden. Das heißt, bei dem konkaven Spiegel 102 kann es sich um einen externen Reflektor handeln. Beispielsweise können der konkave Spiegel 102 und die Zwischenschicht 100 integral ausgebildet sein und kann die organische Halbleiterschicht 101 auf einem von der Zwischenschicht 100 verschiedenen Substrat vorgesehen werden.
Einige der Konfigurationen der oberflächenemittierenden Elemente in jedem der Beispiele und der Modifikationen die oben beschrieben wurden, können in einem miteinander nicht in Widerspruch stehenden Umfang kombiniert werden.
In jedem der Beispiele und Modifikationen, die oben beschrieben wurden, können das Material, die Dicke, die Breite, die Länge, die Form, die Größe, die Anordnung und dergleichen jeder Komponente, die das oberflächenemittierende Element bildet, innerhalb eines als oberflächenemittierendes Element funktionierenden Bereichs geeignet geändert werden.
<32. Anwendungsbeispiel für eine elektronische Vorrichtung>
Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) kann für verschiedene Produkte (elektronische Vorrichtungen) verwendet werden. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung ferner als eine Vorrichtung (zum Beispiel eine Abstandsmessvorrichtung, eine Formerkennungsvorrichtung oder dergleichen) realisiert werden, die an jeder beliebigen Art mobiler Körper wie etwa Fahrzeugen, Elektrofahrzeugen, Hybrid-Elektrofahrzeugen, Motorrädern, Fahrrädern, Einrichtungen für persönliche Mobilität, Flugzeugen, Drohnen, Schiffen und Roboter montiert wird.
Das oberflächenemittierende Laserelement und die Lichtquellenvorrichtung, die das oberflächenemittierende Element gemäß der vorliegenden Technologie enthält, können auch als beispielsweise Lichtquelle oder Anzeige bzw. Display einer Vorrichtung, die ein Bild mittels Laserlicht erzeugt oder anzeigt, (zum Beispiel eines Laserdruckers, eines Laserkopierers, eines Projektors, eines Head-Mounted-Displays, eines Head-up-Displays oder dergleichen) verwendet werden.
<33. Beispiel, bei dem eine Lichtquellenvorrichtung mit einem oberflächenemittierenden Element für eine Abstandsmessvorrichtung verwendet wird>
Im Folgenden werden hierin Anwendungsbeispiele des oberflächenemittierenden Elements gemäß sowohl den oben beschriebenen Ausführungsformen als auch Modifikationen beschrieben.
92 veranschaulicht ein Beispiel einer schematischen Konfiguration einer Abstandsmessvorrichtung 1000, die eine Lichtquellenvorrichtung 190 mit dem oberflächenemittierenden Element 10-1 als ein Beispiel einer elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie enthält. Die Abstandsmessvorrichtung 1000 misst einen Abstand zu einem Objekt S mittels eines Laufzeit-(TOF-)Verfahrens. Die Abstandsmessvorrichtung 1000 enthält die Lichtquellenvorrichtung 190 als Lichtquelle. Die Abstandsmessvorrichtung 1000 enthält beispielsweise die Lichtquellenvorrichtung 190, eine lichtempfangende Vorrichtung 125, Linsen 117 und 130, einen Signalprozessor 140, einen Controller 150, ein Display bzw. eine Anzeige 160 und einen Speicher 170.
Zusätzlich zum oberflächenemittierenden Element 10-1 enthält die Lichtquellenvorrichtung 190 einen Laser-Treiber (Treiber), der den lichtemittierenden Elementbereich 50 des oberflächenemittierenden Elements 10-1 ansteuert. Der Laser-Treiber weist eine Anodenelektrode und eine Kathodenelektrode auf, die über eine Verdrahtung mit einer Anodenelektrode bzw. einer Kathodenelektrode des oberflächenemittierenden Elements 10-1 verbunden sind. Der Laser-Treiber enthält um Beispiel Schaltungselemente wie etwa einen Kondensator und einen Transistor.
Die lichtempfangende Vorrichtung 125 detektiert vom Objekt S reflektiertes Licht. Die Linse 117 ist eine Linse zum Kollimieren des vom oberflächenemittierenden Element 10-1 emittierten Lichts und ist eine Kollimatorlinse. Die Linse 130 ist eine Linse zum Bündeln eines vom Objekt S reflektierten Lichts und Führen des Lichts zur lichtempfangenden Vorrichtung 125 und ist eine Sammellinse.
Der Signalprozessor 140 ist eine Schaltung, um ein Signal zu erzeugen, das einer Differenz zwischen einem von der lichtempfangenden Vorrichtung 125 eingespeisten Signal und einem vom Controller 150 eingespeisten Referenzsignal entspricht. Der Controller 150 enthält beispielsweise einen Zeit-Digital-Wandler (TDC). Das Referenzsignal kann ein vom Controller 150 eingespeistes Signal sein oder kann ein Ausgangssignal eines Detektors sein, der eine Ausgabe des oberflächenemittierenden Elements 10-1 direkt detektiert. Der Controller 150 ist beispielsweise ein Prozessor, der die Lichtquellenvorrichtung 190, die lichtempfangende Vorrichtung 125, den Signalprozessor 140, die Anzeige 160 und den Speicher 170 steuert. Der Controller 150 ist eine Schaltung, die einen Abstand zum Objekt S auf der Basis des vom Signalprozessor 140 erzeugten Signals misst. Der Controller 150 erzeugt ein Videosignal zum Anzeigen von Informationen über den Abstand zum Objekt S und gibt das Videosignal an die Anzeige 160 ab. Die Anzeige 160 zeigt die Informationen über den Abstand zum Objekt S auf der Basis des vom Controller 150 eingespeisten Videosignals an. Der Controller 150 speichert die Informationen über den Abstand zum Objekt S im Speicher 170.
Im vorliegenden Anwendungsbeispiel kann anstelle des oberflächenemittierenden Elements 10-1 irgendeines der oberflächenemittierenden Elemente 10-2 bis 10-30 und 20, die oben beschrieben wurden, für die Abstandsmessvorrichtung 1000 verwendet werden. Man beachte, dass in einem Fall, in dem das oberflächenemittierende Element mit der Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 für die Abstandsmessvorrichtung 1000 wird, auch ein Treiber verwendet werden kann, der imstande ist, die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche 50 individuell anzusteuern.
<34. Beispiel, bei dem eine Abstandsmessvorrichtung in einem mobilen Körper montiert ist>
93 ist ein Blockdiagramm, das ein schematisches Konfigurationsbeispiel eines Fahrzeugsteuerungssystems, das ein Beispiel für ein System zur Steuerung mobiler Körper ist, veranschaulicht, für das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann.
Ein Fahrzeugsteuerungssystem 12000 umfasst eine Vielzahl elektronischer Steuerungssektionen, die über ein Kommunikationsnetzwerk 12001 miteinander verbunden sind. In dem in 93 veranschaulichten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 eine Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010, eine Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020, eine Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs, eine Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs und eine integrierte Steuerungseinheit 12050. Darüber hinaus sind ein Mikrocomputer 12051, eine Ton/Bild-Ausgabeeinheit 12052 und eine Schnittstelle (I/F) 12053 des im Fahrzeug montierten Netzwerks als funktionale Konfiguration der integrierten Steuerungseinheit 12050 veranschaulicht.
Die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 steuert gemäß verschiedenen Arten von Programmen den Betrieb bzw. Operationen von Vorrichtungen in Bezug auf ein Antriebssystem des Fahrzeugs. Beispielsweise dient die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 als Steuerungsvorrichtung für eine Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Antriebskraft des Fahrzeugs wie etwa einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus, um die Antriebskraft auf Räder zu übertragen, einen Lenkmechanismus, um einen Lenkwinkel des Fahrzeugs einzustellen, eine Bremsvorrichtung, um eine Bremskraft des Fahrzeugs zu erzeugen, und dergleichen.
Die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 steuert gemäß verschiedenen Arten von Programmen den Betrieb bzw. Operationen verschiedener Arten von Vorrichtungen, die an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind. Beispielsweise dient die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 als Steuerungsvorrichtung für ein schlüsselloses Zugangssystem, ein System für intelligente Schlüssel, eine automatische Fenstervorrichtung oder verschiedene Arten von Leuchten wie etwa einen Frontscheinwerfer, einen Rückfahrscheinwerfer, eine Bremsleuchte, einen Fahrtrichtungsanzeiger bzw. ein Abbiegesignal, eine Nebelleuchte oder dergleichen. In diesem Fall können Funkwellen, die von einer mobilen Vorrichtung als Alternative zu einem Schlüssel oder Signale verschiedener Arten von Schaltern in die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 eingespeist werden. Die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 empfängt diese eingespeisten Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die automatische Fenstervorrichtung, die Leuchten oder dergleichen des Fahrzeugs.
Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs detektiert Informationen über die äußere Umgebung des Fahrzeugs, das das Fahrzeugsteuerungssystems 12000 enthält. Beispielsweise ist eine Abstandsmessvorrichtung 12031 mit der Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs verbunden. Abstandsmessvorrichtung 12031 umfasst die oben beschriebene Abstandsmessvorrichtung 1000. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs veranlasst die Abstandsmessvorrichtung 12031, einen Abstand zu einem Objekt (Person S) außerhalb des Fahrzeugs zu messen, und ermittelt bzw. erfasst durch die Messung erhaltene Abstandsdaten. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs kann auf der Basis der erfassten Abstandsdaten eine Verarbeitung zum Detektieren eines Objekts wie etwa einer Person, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Verkehrsschilds, oder dergleichen durchführen.
Die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs detektiert Informationen über das Innere des Fahrzeugs. Die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs ist zum Beispiel mit einem Fahrerzustands-Detektor 12041 verbunden, der den Zustand eines Fahrers detektiert. Der Fahrerzustands-Detektor 12041 umfasst zum Beispiel eine Kamera, die den Fahrer aufnimmt bzw. abbildet. Die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs kann auf der Basis der vom Fahrerzustands-Detektor 12041 eingegebenen Detektionsinformation einen Ermüdungsgrad des Fahrers oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder unterscheiden, ob der Fahrer eindöst.
Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuerungszielwert für die Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung auf der Basis der Informationen über das Innere oder die äußere Umgebung des Fahrzeugs berechnen, die durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs erfasst werden, und einen Steuerungsbefehl an die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 ausgeben. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die dazu gedacht ist, Funktionen eines fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystems (ADAS) zu realisieren, wobei die Funktionen eine Kollisionsvermeidung oder eine Aufprallabschwächung für das Fahrzeug, eine Nachfolgefahrt basierend auf einem Folgeabstand, eine Fahrt unter Beibehaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Warnung vor einer Kollision des Fahrzeugs, eine Warnung vor einer Abweichung des Fahrzeugs von einer Fahrspur oder dergleichen einschließen.
Darüber hinaus kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die für automatisiertes Fahren gedacht ist, wobei man das Fahrzeug automatisiert fahren lässt, ohne von der Bedienung des Fahrers oder dergleichen abhängig zu sein, indem die Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, der Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen auf der Basis der Informationen über die äußere Umgebung oder das Innere des Fahrzeugs gesteuert werden, wobei die Informationen durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs erfasst werden.
Der Mikrocomputer 12051 kann überdies einen Steuerungsbefehl an die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 auf der Basis der Informationen über die äußere Umgebung des Fahrzeugs ausgeben, die durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs erhalten werden. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung zu dem Zweck, eine Blendung zu verhindern, durchführen, indem der Frontscheinwerfer gesteuert wird, um von Fernlicht auf Abblendlicht beispielsweise entsprechend der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs umzuschalten, das durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs detektiert wird.
Die Ton/Bild-Ausgabeeinheit 12052 überträgt ein Ausgangssignal eines Tons und/oder eines Bildes an eine Ausgabevorrichtung, die einem Insassen des Fahrzeugs oder der äußeren Umgebung des Fahrzeugs eine Information optisch oder akustisch mitteilen kann. Im Beispiel von 93 sind als die Ausgabevorrichtung ein Lautsprecher 12061, eine Anzeige 12062 und ein Armaturenbrett 12063 veranschaulicht. Die Anzeige 12062 kann beispielsweise eine bordeigene Anzeige und/oder ein Head-Up-Display umfassen.
94 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Installationsposition der Abstandsmessvorrichtung 12031 veranschaulicht.
In 94 enthält das Fahrzeug 12100 Abstandsmessvorrichtungen 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 als die Abstandsmessvorrichtung 12031.
Die Abstandsmessvorrichtungen 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind beispielsweise an Positionen wie etwa einer Frontpartie, Seitenspiegeln, einer hinteren Stoßstange, einer Hecktür und einem oberen Teil einer Windschutzscheibe in einem Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 12100 vorgesehen. Die an der Frontpartie vorgesehene Abstandsmessvorrichtung 12101 und die am oberen Teil der Windschutzscheibe in der Fahrzeugkabine vorgesehene Abstandsmessvorrichtung 12105 erfassen vorwiegend Daten von der Vorderseite des Fahrzeugs 12100. Die an den Seitenspiegeln vorgesehenen Abstandsmessvorrichtungen 12102 und 12103 erfassen vorwiegend Daten von den Seiten des Fahrzeugs 12100. Die an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehene Abstandsmessvorrichtung 12104 erfasst vorwiegend Daten hinter dem Fahrzeug 12100. Die durch die Abstandsmessvorrichtungen 12101 und 12105 erfassten Daten von der Vorderseite des Fahrzeugs werden vorwiegend genutzt, um ein vorausfahrendes Fahrzeug, einen Fußgänger, ein Hindernis, eine Verkehrsampel, ein Verkehrszeichen oder dergleichen zu detektieren.
Man beachte, dass 94 ein Beispiel von Detektionsbereichen der Abstandsmessvorrichtungen 12101 bis 12104 veranschaulicht. Ein Detektionsbereich 12111 gibt einen Detektionsbereich der an der Frontpartie vorgesehenen Abstandsmessvorrichtung 12101 an, Detektionsbereiche 12112 und 12113 geben Detektionsbereiche der an den Seitenspiegeln vorgesehenen Abstandsmessvorrichtungen 12102 bzw. 12103 an und ein Detektionsbereich 12114 gibt einen Detektionsbereich der an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehenen Abstandsmessvorrichtung 12104 an.
Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Detektionsbereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung im Abstand (eine Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug 12100) auf der Basis der von den Abstandsmessvorrichtungen 12101 bis 12104 erhaltenen Abstandsdaten bestimmen und dadurch als ein vorausfahrendes Fahrzeug ein am nächsten befindliches dreidimensionales Objekt extrahieren, das sich insbesondere auf einem Fahrweg des Fahrzeugs 12100 befindet und das in im Wesentlichen derselben Richtung wie das Fahrzeug 1210 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel gleich 0 km/h oder höher) fährt. Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 einen beizubehaltenden Folgeabstand vor einem vorausfahrenden Fahrzeug vorher festlegen und eine automatisierte Bremssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Stopp-Steuerung), eine automatisierte Beschleunigungssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Start-Steuerung) oder dergleichen durchführen. Somit ist es möglich, eine kooperative Steuerung durchzuführen, die zum automatisierten Fahren gedacht ist, was das Fahrzeug automatisiert fahren lässt, ohne von der Bedienung des Fahrers oder dergleichen abhängig zu sein.
Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051, auf der Basis der von den Abstandsmessvorrichtungen 12101 bis 12104 erhaltenen Abstandsdaten, dreidimensionale Objektdaten in Bezug auf dreidimensionale Objekte in zweirädrige Fahrzeuge, Fahrzeuge in Standardgröße, große Fahrzeuge, Fußgänger und andere dreidimensionale Objekte wie etwa Strommasten klassifizieren, die dreidimensionalen Objektdaten extrahieren und die dreidimensionalen Objektdaten zum automatisierten Ausweichen von Hindernissen nutzen. Beispielsweise identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse in der Peripherie des Fahrzeugs 12100 als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 optisch erkennen kann, und Hindernisse, die für den Fahrer des Fahrzeugs 12100 optisch schwer zu erkennen sind. Der Mikrocomputer 12051 bestimmt dann ein Kollisionsrisiko, das ein Risiko für eine Kollision mit jedem Hindernis angibt. In einer Situation, in der das Kollisionsrisiko gleich einem eingestellten Wert oder höher ist und somit die Möglichkeit einer Kollision besteht, gibt der Mikrocomputer 12051 über den Lautsprecher 12061 oder die Anzeige 12062 eine Warnung an den Fahrer aus und führt über die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 eine erzwungene Abbremsung oder Ausweichlenkbewegung durch. Der Mikrocomputer 12051 kann dadurch beim Fahren unterstützen, um eine Kollision zu vermeiden.
Ein Beispiel für das Systems zur Steuerung mobiler Körper, für das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann, wurde oben beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann für die Abstandsmessvorrichtung 12031 unter den oben beschriebenen Konfigurationen verwendet wird.
Darüber hinaus kann die vorliegende Technologie auch die folgenden Konfigurationen aufweisen.

(1) Ein oberflächenemittierendes Element enthält zumindest einen lichtemittierenden Elementbereich, der zumindest eine organische Halbleiterschicht und einen konkaven Spiegel umfasst, der auf einer Seite der organischen Halbleiterschicht angeordnet ist.
(2) Im oberflächenemittierenden Element gemäß (1) enthält der lichtemittierende Elementbereich ferner einen Reflektor, der auf der anderen Seite der organischen Halbleiterschicht angeordnet ist.
(3) Im oberflächenemittierenden Element gemäß (2) ist ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel größer als ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem Reflektor.
(4) Im oberflächenemittierenden Element gemäß (2) ist ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel enger als ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem Reflektor.
(5) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (1) bis (4) umfasst die zumindest eine organische Halbleiterschicht eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen.
(6) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (1) bis (5) umfasst die zumindest eine organische Halbleiterschicht eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Volumina.
(7) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (1) bis (6) umfasst die zumindest eine organische Halbleiterschicht eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten, die in einer Richtung in der Ebene angeordnet sind.
(8) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (1) bis (7) umfasst die zumindest eine organische Halbleiterschicht eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten, die in einer Stapelrichtung angeordnet sind.
(9) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (1) bis (8) enthält der zumindest eine lichtemittierende Elementbereich eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche, die in einer Array-Form angeordnet sind, und weisen die organischen Halbleiterschichten von zumindest zwei lichtemittierenden Elementbereichen unter der Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche unterschiedliche Emissionswellenlängen auf.
(10) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (1) bis (9) umfasst der zumindest eine lichtemittierende Elementbereich eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche, die in einer Array-Form angeordnet sind, und weisen die organischen Halbleiterschichten von zumindest zwei lichtemittierenden Elementbereichen unter der Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche unterschiedliche Positionen in einer Stapelrichtung auf.
(11) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (1) bis (10) enthält der konkave Spiegel ein Metall und/oder ein Dielektrikum.
(12) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (1) bis (11) enthält der konkave Spiegel ein Beugungsgitter.
(13) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (2) bis (12) enthält der Reflektor ein Beugungsgitter.
(14) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (1) bis (13) hat der konkave Spiegel eine Struktur, in der eine Vielzahl mehrschichtiger Filmreflektoren entsprechend einer Vielzahl von Wellenlängen gestapelt ist.
(15) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (2) bis (14) hat der Reflektor eine Struktur, in der eine Vielzahl mehrschichtiger Filmreflektoren entsprechend einer Vielzahl von Wellenlängen gestapelt ist.
(16) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (1) bis (15) enthält der lichtemittierende Elementbereich ferner eine Zwischenschicht, die zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel angeordnet ist.
(17) Im oberflächenemittierenden Element gemäß (16) enthält die Zwischenschicht ein Nitrid, ein Oxid, ein Harz, einen Halbleiter oder einen Isolator.
(18) Im oberflächenemittierenden Element gemäß (16) oder (17) weist die Zwischenschicht eine Mesa-Struktur auf.
(19) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (2) bis (18) enthält das oberflächenemittierende Element ferner eine aktive Schicht, die zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel und/oder zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem Reflektor angeordnet ist und Anregungslicht emittiert, das die organische Halbleiterschicht anregt.
(20) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (2) bis (19) enthält der lichtemittierende Elementbereich ferner einen transparenten leitfähigen Film, der zwischen dem Reflektor und der organischen Halbleiterschicht und/oder zwischen dem konkaven Spiegel und der organischen Halbleiterschicht angeordnet ist.
(21) Im oberflächenemittierenden Element gemäß einem von (1) bis (20) umfasst der zumindest eine lichtemittierende Elementbereich eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche, die in einer Array-Form angeordnet sind.
(22) Eine Lichtquellenvorrichtung enthält das oberflächenemittierende Element gemäß einem von (1) bis (21) und einen Treiber, der den lichtemittierenden Elementbereich ansteuert.
(23) Eine Lichtquellenvorrichtung enthält das oberflächenemittierende Element gemäß (21) und Treiber, die die Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche individuell ansteuern.
(24) Eine elektronische Vorrichtung enthält das oberflächenemittierende Element gemäß einem von (1) bis (21).
(25) Eine elektronische Vorrichtung enthält die Lichtquellenvorrichtung gemäß (22) oder (23).

BEZUGSZEICHENLISTE

10-1 bis 10-30, 20: oberflächenemittierendes Element
100: Zwischenschicht
101: organische Halbleiterschicht
101A: erste organische Halbleiterschicht (organische Halbleiterschicht)
101B: zweite organische Halbleiterschicht (organische Halbleiterschicht)
101C: dritte organische Halbleiterschicht (organische Halbleiterschicht)
102: konkaver Spiegel
103: Reflektor
104: erster transparenter leitfähiger Film (transparenter leitfähiger Film)
105: zweiter transparenter leitfähiger Film (transparenter leitfähiger Film)
113: aktive Schicht
190: Lichtquellenvorrichtung

Claims

Oberflächenemittierendes Element, aufweisend zumindest einen lichtemittierenden Elementbereich, der zumindest eine organische Halbleiterschicht und einen konkaven Spiegel umfasst, der auf einer Seite der organischen Halbleiterschicht angeordnet ist.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei der lichtemittierende Elementbereich ferner einen Reflektor aufweist, der auf der anderen Seite der organischen Halbleiterschicht angeordnet ist.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 2, wobei ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel größer ist als ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem Reflektor.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 2, wobei ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel enger ist als ein Abstand zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem Reflektor.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine organische Halbleiterschicht eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen umfasst.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine organische Halbleiterschicht eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Volumina umfasst.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine organische Halbleiterschicht eine Vielzahl organischer Halbleiterschichten umfasst, die in einer Richtung in der Ebene angeordnet sind.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine organische Halbleiterschicht eine Vielzahl organischer Halbleiterschicht umfasst, die in einer Stapelrichtung angeordnet sind.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine lichtemittierende Elementbereich eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche enthält, die in einer Array-Form angeordnet sind, und die organischen Halbleiterschichten von zumindest zwei lichtemittierenden Elementbereichen unter der Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche unterschiedliche Emissionswellenlängen aufweisen.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine lichtemittierende Elementbereich eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche umfasst, die in einer Array-Form angeordnet sind, und die organischen Halbleiterschichten von zumindest zwei lichtemittierenden Elementbereichen unter der Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche unterschiedliche Positionen in einer Stapelrichtung aufweisen.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei der konkave Spiegel ein Metall und/oder ein Dielektrikum enthält.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 2, wobei der konkave Spiegel und/oder der Reflektor ein Beugungsgitter enthält.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 2, wobei der konkave Spiegel eine Struktur hat, in der eine Vielzahl mehrschichtiger Filmreflektoren entsprechend einer Vielzahl von Wellenlängen gestapelt ist.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei der lichtemittierende Elementbereich ferner eine Zwischenschicht enthält, die zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel angeordnet ist.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 14, wobei die Zwischenschicht ein Nitrid, ein Oxid, ein Harz, einen Halbleiter oder einen Isolator enthält.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 14, wobei die Zwischenschicht eine Mesa-Struktur aufweist.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 2, ferner aufweisend eine aktive Schicht, die zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem konkaven Spiegel und/oder zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem Reflektor angeordnet ist und Anregungslicht emittiert, das die organische Halbleiterschicht anregt.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 2, wobei der oberflächenemittierende Elementbereich ferner einen transparenten leitfähigen Film enthält, der zwischen dem Reflektor und der organischen Halbleiterschicht und/oder zwischen dem konkaven Spiegel und der organischen Halbleiterschicht angeordnet.
Oberflächenemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine lichtemittierende Elementbereich eine Vielzahl lichtemittierender Elementbereiche umfasst, die in einer Array-Form angeordnet sind.
Lichtquellenvorrichtung, aufweisend: das oberflächenemittierende Element nach Anspruch 1; und einen Treiber, der den lichtemittierenden Elementbereich ansteuert.