TW202333431A - 面發光元件及光源裝置 - Google Patents

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濱口達史
幸田倫太郎
賈里德 亞歷山大 卡恩斯
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Abstract

本發明提供一種可將構成簡單化，且發光波長不受製造時所使用之基板制約之面發光元件。 本技術之面發光元件具備至少1個發光元件部，該發光元件部包含：至少1個有機半導體層、及配置於前述有機半導體層之一側之凹面鏡。根據本技術之面發光元件，可提供一種可將構成簡單化，且發光波長不受製造時所使用之基板制約之面發光元件。

Description

面發光元件及光源裝置
本揭示之技術(以下亦稱為「本技術」)係關於一種面發光元件及光源裝置。
先前，業已知悉具備包含無機半導體層之發光層、及反射鏡之面發光元件(例如參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：國際公開第2018/083877號
[發明所欲解決之問題]
然而，於先前之面發光元件中，可將構成簡單化，且另一方面，發光波長受製造時所使用之基板制約。
為此，本技術之主要目的在於提供一種可將構成簡單化，且發光波長不受製造時所使用之基板制約之面發光元件。 [解決問題之技術手段]
本技術提供一種面發光元件，其具備至少1個發光元件部，該發光元件部包含： 至少1個有機半導體層；及 配置於前述有機半導體層之一側之凹面鏡。 前述發光元件部可進一步包含反射鏡，其配置於前述有機半導體層之另一側。 前述有機半導體層與前述凹面鏡之間隔可較前述有機半導體層與前述反射鏡之間隔為寬。 前述有機半導體層與前述凹面鏡之間隔可較前述有機半導體層與前述反射鏡之間隔為窄。 前述至少1個有機半導體層可包含發光波長不同之複數個有機半導體層。 前述至少1個有機半導體層可包含體積不同之複數個有機半導體層。 前述至少1個有機半導體層可包含配置於面內方向之複數個有機半導體層。 前述至少1個有機半導體層可包含配置於積層方向之複數個有機半導體層。 至少1個前述發光元件部係陣列狀配置之複數個發光元件部，前述複數個發光元件部中至少2個發光元件部之前述有機半導體層之發光波長可不同。 至少1個前述發光元件部係陣列狀配置之複數個發光元件部，前述複數個發光元件部中至少2個發光元件部之前述有機半導體層之積層方向之位置可不同。 前述凹面鏡可含有金屬及/或介電體而構成。 前述凹面鏡及/或前述反射鏡可包含繞射光柵。 前述凹面鏡可具有積層有與複數個波長對應之複數個介電體多層膜反射鏡之構造。 前述發光元件部可進一步具備配置於前述有機半導體層與前述凹面鏡之間之中間層。 前述中間層可含有氮化物、氧化物、樹脂、半導體或絕緣體。 前述中間層可具有台面構造。 可進一具備活性層，該活性層配置於前述有機半導體層與前述凹面鏡之間及/或前述有機半導體層與前述反射鏡之間，發出將前述有機半導體層激發之激發光。 可進一步包含透明導電膜，該透明導電膜配置於前述反射鏡與前述有機半導體層之間及/或前述凹面鏡與前述有機半導體層之間。 至少1個前述發光元件部可為陣列狀配置之複數個發光元件部。 本技術亦提供一種光源裝置，其具備前述面發光元件、及驅動前述發光元件部之驅動器。 本技術亦提供一種光源裝置，其具備：具備前述複數個發光元件部之前述面發光元件、及個別地驅動前述複數個發光元件部之驅動器。
以下，一面參照附圖，一面針對本技術之較佳之實施形態詳細地說明。此外，於本說明書及圖式中，針對在實質上具有同一功能構成之構成要件，藉由賦予同一符號而省略重複說明。以下所說明之實施形態係顯示本技術之代表性實施形態者，並非藉此狹義地解釋本技術之範圍。於本說明書中，在記載本技術之面發光元件及光源裝置發揮複數個效果之情形下，本技術之面發光元件及光源裝置只要發揮至少1個效果即可。本說明書所記載之效果終極而言僅為例示而並非被限定者，亦可具有其他之效果。
又，按照以下之順序進行說明。 0.導入 1.本技術之一實施形態之實施例1之面發光元件 2.本技術之一實施形態之實施例2之面發光元件 3.本技術之一實施形態之實施例3之面發光元件 4.本技術之一實施形態之實施例4之面發光元件 5.本技術之一實施形態之實施例5之面發光元件 6.本技術之一實施形態之實施例6之面發光元件 7.本技術之一實施形態之實施例7之面發光元件 8.本技術之一實施形態之實施例8之面發光元件 9.本技術之一實施形態之實施例9之面發光元件 10.本技術之一實施形態之實施例10之面發光元件 11.本技術之一實施形態之實施例11之面發光元件 12.本技術之一實施形態之實施例12之面發光元件 13.本技術之一實施形態之實施例13之面發光元件 14.本技術之一實施形態之實施例14之面發光元件 15.本技術之一實施形態之實施例15之面發光元件 16.本技術之一實施形態之實施例16之面發光元件 17.本技術之一實施形態之實施例17之面發光元件 18.本技術之一實施形態之實施例18之面發光元件 19.本技術之一實施形態之實施例19之面發光元件 20.本技術之一實施形態之實施例20之面發光元件 21.本技術之一實施形態之實施例21之面發光元件 22.本技術之一實施形態之實施例22之面發光元件 23.本技術之一實施形態之實施例23之面發光元件 24.本技術之一實施形態之實施例24之面發光元件 25.本技術之一實施形態之實施例25之面發光元件 26.本技術之一實施形態之實施例26之面發光元件 27.本技術之一實施形態之實施例27之面發光元件 28.本技術之一實施形態之實施例28之面發光元件 29.本技術之一實施形態之實施例29之面發光元件 30.本技術之一實施形態之實施例30之面發光元件 31.本技術之變化例 32.對於電子機器之應用例 33.將具有面發光元件之光源裝置應用於距離測定裝置之例 34.將距離測定裝置搭載於移動體之例
0.導入 先前，業已知悉各種半導體雷射，但作為特別使用無機半導體之發光元件(無機發光元件)之無機半導體雷射於其母材非為單晶之情形下，由於因晶體缺陷引起之電性、光學特性之惡化等，而難以製作。因此，於無機半導體雷射中，一般而言，就每一出射波長選擇晶格常數適合之基板，以單晶形成具有所期望之出射波長之半導體雷射。亦即，存在出射波長由基板規定之制約。
另一方面，作為使用有機半導體之發光元件(有機發光元件)之有機半導體雷射如染料雷射所代表般，可實現各種波長下之發光、振盪。然而，於使用有機半導體之發光元件中，藉由電流注入進行之發光已於LED中達成，但多年來未實現藉由電流注入進行之雷射振盪。2018年九州大學已首次確認藉由電流注入進行之有機半導體雷射之雷射振盪。
該有機半導體雷射之器件構造通常主要於玻璃基板上或如例如矽基板之半導體基板上之極為有限之平面上扁平地排列發光體，例如曾報告將光柵構造形成於基板正面，於基板面內方向共振而振盪等之方法。該方法係對於有機半導體雷射之初始之動作確認是為簡便且優異之方法，但於考量量產、實用化時存在若干個困難。例如，於在該有機半導體雷射中於基板面內方向共振之情形下，因光向橫向方向漏出，而產生於相鄰之元件間之光串擾(因光之漏出所致之相互雜訊)，除此以外，因該基板面內方向之尺寸變大，而難以形成密集的陣列。進而，藉由增加光柵之總線數，而改善共振器之Q值，亦即謀求雷射之臨限值電流之降低，但此時，進一步存在元件於橫向方向變大之折衷。又，由於要求光柵之間隔與波長同等、或為其以下，故難以製作，必須使用例如EB曝光機等產能差、高價、且難以將大面積圖案化之曝光機。
又，於該有機半導體雷射中，由於周繞共振器之光之波長不限於特定波長，故在與具有寬度寬之發光區域之有機半導體膜組合時，有僅使特定波長頻帶內之波長之光有助於雷射振盪之問題。又，有機半導體因過熱而劣化之情況較多，形成有機半導體膜作為元件之構成以後之製作製程推薦將最高達到溫度設為100℃以下。
為此，發明者等人鑒於以上之問題深入探討之結果，發現了藉由將有機半導體層與凹面鏡組合，而於可於理論上製作於垂直方向(積層方向)共振之雷射，並開發了本技術之一實施形態之面發光元件，作為使該見解上升至實用層面之面發光元件。以下，針對本技術之一實施形態之面發光元件之較佳之實施例，詳細地說明。
＜1.本技術之一實施形態之實施例1之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例1之面發光元件，使用圖式進行說明。
≪面發光元件之構成≫ 圖1係本技術之一實施形態之實施例1之面發光元件10-1之剖視圖。以下，方便上，將圖1等之剖視圖中之上方作為上、將下方作為下而說明。
面發光元件10-1係如以下具體地說明般將發光之有機半導體層夾在第1及第2反射鏡之間之垂直共振器型面發光雷射(VCSEL)。
面發光元件10-1作為一例，如圖1所示般具備至少1個發光元件部50，該發光元件部50包含：至少1個有機半導體層101、及配置於該有機半導體層101之一側(下側)之凹面鏡102。亦即，面發光元件10-1可構成為發光元件部50單一之面發光雷射，亦可構成為複數個發光元件部50陣列狀配置(例如一維配置或二維配置)之面發光雷射陣列。
發光元件部50作為一例，進一步包含配置於有機半導體層101之另一側(上側)之反射鏡103。亦即，發光元件部50具有於凹面鏡102與反射鏡103之間配置有有機半導體層101之垂直共振器構造。
發光元件部50作為一例，進一步包含配置於有機半導體層101與凹面鏡102之間之中間層100。於中間層100之一側(下側)之面設置有凸面100a(詳細而言為凸曲面)，沿著該凸面100a設置有凹面鏡102。
發光元件部50作為一例，進一步包含第1透明導電膜104，該第1透明導電膜104配置於凹面鏡102與有機半導體層101之間。詳細而言，第1透明導電膜104配置於中間層100與有機半導體層101之間。
發光元件部50作為一例，進一步包含第2透明導電膜105，該第2透明導電膜105配置於反射鏡103與有機半導體層101之間。亦即，有機半導體層101位於第1及第2透明導電膜104、105之間。
發光元件部50作為一例，進一步包含高電阻層106，該高電阻層106於第1及第2透明導電膜104、105之間包圍有機半導體層101。
(反射鏡) 反射鏡103作為一例，作為面發光元件10-1之第1反射鏡發揮功能。反射鏡103作為一例係平面鏡。此外，反射鏡103可為凹面鏡。
反射鏡103包含含有例如金屬、合金、介電體或半導體之構造。
反射鏡103於含有金屬、合金等導電體之情形下，亦可作為陽極電極發揮功能。該情形下，反射鏡103作為一例，連接於雷射驅動器之陽極(正極)。此外，於反射鏡103含有金屬或合金之情形下，較佳為以含有例如SiO 2等之保護膜(鈍化膜)覆蓋反射鏡103之至少一部分。
反射鏡103作為含有金屬或合金之情形之例，可以例如Ag、Al、Mg、Au、Rh等為材料。
反射鏡103作為含有介電體之情形之例，可設為具有例如Ta 2O 5/SiO 2、SiN/SiO 2等折射率層之對之介電體多層膜反射鏡。此外，於反射鏡103含有介電體之情形下，可使第2透明導電膜105作為陽極電極發揮功能。
反射鏡103作為含有半導體之情形之例，可設為具有例如AlInN/GaN、AlN/GaN、AlAs/GaAs等折射率層之對之半導體多層膜反射鏡。此外，於反射鏡103含有半導體之情形下，亦可使第2透明導電膜105作為陽極電極發揮功能。
(第1透明導電膜) 第1透明導電膜104作為一例，可作為陰極電極發揮功能。該情形下，第1透明導電膜104作為一例連接於雷射驅動器之陰極(負極)。第1透明導電膜104含有例如ITO、IZO、IGZO、ITiO、石墨烯等。
(第2透明導電膜) 第2透明導電膜105作為提高向有機半導體層101之電洞注入效率、且防止洩漏之緩衝層發揮功能。亦可使第2透明導電膜105取代反射鏡103而作為陽極電極發揮功能。該情形下，第2透明導電膜105作為一例連接於雷射驅動器之陽極(正極)。第2透明導電膜105含有例如ITO、IZO、IGZO、ITiO、石墨烯等。
(凹面鏡) 凹面鏡102作為一例作為面發光元件10-1之第2反射鏡發揮功能。藉由對於第2反射鏡使用具有正的放大率之凹面鏡，而即便增長共振器長，亦可使自有機半導體層101發出之光及經由有機半導體層101之光集光於有機半導體層101，可藉由有機半導體層101之光放大作用，獲得雷射振盪所需之增益(gain)。
凹面鏡102之反射率可設定為較反射鏡103之反射率低若干。亦即，凹面鏡102為出射側之反射鏡。
凹面鏡102作為一例含有介電體或半導體。此外，凹面鏡102亦可由金屬或合金構成。該情形下，較佳為將反射鏡103由介電體或半導體構成，設為出射側之反射鏡。此外，於凹面鏡102含有金屬或合金之情形下，較佳為以含有例如SiO 2等之保護膜覆蓋凹面鏡102之至少一部分。
凹面鏡102作為含有介電體之情形之例，可設為介電體多層膜反射鏡。該介電體多層膜反射鏡含有例如Ta 2O 5/SiO 2、SiN/SiO 2等。
可知構成多層膜反射鏡之折射率層之對(例如AlInN/GaN、AlN/GaN、AlAs/GaAs、SiN/SiO 2、Ta 2O 5/SiO 2)之對於折射率比之阻帶寬度之比率按照AlInN/GaN、AlN/GaN、AlAs/GaAs、SiN/SiO 2、Ta 2O 5/SiO 2之順序變大。尤其是具有Ta 2O 5/SiO 2、SiN/SiO 2等之對之介電體多層膜反射鏡由於該比率較大，故即便膜厚略有偏差，亦可獲得所期望之反射率。亦即，該介電體多層膜反射鏡就膜厚控制，穩健性優異。
可知於構成多層膜反射鏡之折射率層之對(例如AlInN/GaN、AlN/GaN、AlAs/GaAs、SiN/SiO 2、Ta 2O 5/SiO 2)中，尤其是具有Ta 2O 5/SiO 2、SiN/SiO 2等之對之介電體多層膜反射鏡可以較少之對數獲得高反射率。亦即，該介電體多層膜反射鏡可於短時間內製造，且可獲得高反射率並且謀求薄型化。
凹面鏡102作為含有半導體之情形之例，可設為具有例如AlInN/GaN、AlN/GaN、AlAs/GaAs等之折射率層之對之半導體多層膜反射鏡。
此外，於將反射鏡103由例如介電體或半導體構成，設定出射側之反射鏡之情形下，亦可將凹面鏡102由金屬或合金構成。該情形下，對於凹面鏡102可使用例如Ag、Al、Mg、Au、Rh等金屬材料。
(有機半導體層) 有機半導體層101可以整體落入來自凹面鏡102之光之集光範圍之方式設定與凹面鏡102之位置關係。有機半導體層101例如將剖面形狀設為矩形，但可為其他形狀。有機半導體層101例如將俯視形狀設為例如圓形、多角形等，但可為其他形狀。
有機半導體層101係藉由自陽極電極供給之電洞與自陰極電極供給之電子再結合而發光之層。
對於有機半導體層101，可使用OLED(Organic Light Emitting Diode，有機發光二極體)一般所使用之有機半導體材料。有機半導體層101作為一例，具有自第2透明導電膜105側向第1透明導電膜104側依序積層有電洞輸送層、發光層及電子輸送層之構造。此外，有機半導體層101可具有自第1透明導電膜104側向第2透明導電膜105側依序積層有電洞輸送層、發光層及電子輸送層之構造。該情形下，第1透明導電膜104側為陽極側，第2透明導電膜105側為陰極側。
發光層藉由電子與電洞之再結合，根據發光層之材質而發出特定波長(發光波長λ)之光。發光層發出例如紅色光、綠色光、藍色光任一者。
有機半導體層101之橫向寬度(面內方向之寬度)可設為例如1 μm以上未達4 μm，亦可設為例如4 μm以上。此處，有機半導體層101之橫向寬度設為例如1～4 μm。
發光層之厚度可設為例如未達20 nm，亦可設為例如20 nm以上未達300 nm，又可設為例如30 nm以上未達300 nm，還可設為300 nm以上。
作為發光層之材料，例如舉出：BSBCz(4,4'-雙[(N-哢唑)苯乙烯基]聯苯)、聚茀系高分子衍生物、聚對苯伸乙烯衍生物、聚亞苯基衍生物、聚乙烯哢唑衍生物、聚噻吩衍生物、苝系染料、香豆素染料、羅丹明系染料、或於該等高分子中摻雜有有機EL材料者。此外，發光層可兼作為電洞輸送層及/或電子輸送層。
電洞輸送層係為了提高向發光層之電洞輸送效率而設置。電子輸送層係為了提高向發光層之電子輸送效率而設置。
電洞輸送層及電子輸送層各者之厚度可設為例如100 nm，亦可設為較100 nm為薄，還可設為較100 nm為厚。
此外，有機半導體層101可僅包含發光層。該情形下，亦可使第2透明導電膜105實質上作為電洞輸送層發揮功能，使第1透明導電膜104實質上作為電子輸送層發揮功能。
(中間層) 中間層100作為一例由單層構成，但可由複數層構成。
中間層100作為一例，含有氮化物(例如SiN、SiON)、氧化物(例如SiO 2、AlOx、Al 2O 3)、半導體(例如GaN、AlN、GaAs、InP)、矽、金剛石、樹脂等。
中間層100之厚度例如可設為未達10 μm，亦可設為10 μm以上未達20 μm，還可為設為20 μm以上未達100 μm，又可設為100 μm以上。
此處，作為一例，以由凹面鏡102反射之光之集光位置(光束腰位置)位於有機半導體層101上或有機半導體層101之反射鏡103側(上側)之方式，設定中間層100之厚度及/或凹面鏡102之放大率。
中間層100為了抑制後述之於面發光元件10-1之驅動時及製造時之凹面鏡形成製程中產生之熱傳遞至有機半導體層101，而較佳為散熱性為高。
可知共振器長越長，元件之熱電阻越低。亦即，基於散熱性之觀點，中間層之厚度越厚，元件之熱電阻越低，散熱性越高。藉由對於中間層100使用例如GaN(熱傳導率：130 W/mK)，而可格外提高散熱性。又，同樣為了提高散熱性，可對中間層100使用金剛石基板(熱傳導率：220 W/mK)、矽基板(熱傳導率：148 W/mK)、藍寶石基板(熱傳導率：46 W/mK)等。
有機半導體層101與凹面鏡102之間隔較有機半導體層101與反射鏡103之間隔(包含0)為寬。亦即，第1透明導電膜104及中間層100之厚度之合計大於第2透明導電膜105之厚度。如此，於面發光元件10-1中，藉由將有機半導體層101配置於凹面鏡102與反射鏡103之間之靠反射鏡103之位置，而可擴大有機半導體層101與凹面鏡102之間隔，可降低於凹面鏡形成製程中產生之熱對有機半導體層101造成之影響。
(高電阻層) 高電阻層106係電阻高於有機半導體層101之層，作為進行對有機半導體層101之電流限制之電流限制部發揮功能。高電阻層106含有例如SiO 2、SiN、SiON、環氧樹脂、聚醯亞胺等絕緣體、或矽、鍺等本質半導體。此外，高電阻層106藉由使用折射率低於有機半導體層101之材料，而亦可作為進行對有機半導體層101之光限制之光限制部發揮功能。
≪面發光元件之動作≫ 以下，針對面發光元件10-1之動作進行說明。 於面發光元件10-1中，在藉由雷射驅動器對陽極電極與陰極電極之間施加驅動電壓時，自雷射驅動器之陽極側向反射鏡103流入之電流經由第2透明導電膜105向有機半導體層101注入。此時，有機半導體層101被電流激發而發光，該光於凹面鏡102與反射鏡103之間由有機半導體層101放大且往復(此時，光藉由凹面鏡102集光於有機半導體層101附近且反射，並藉由反射鏡103作為平行光或弱擴散光向有機半導體層101反射)、亦即於積層方向共振，於滿足振盪條件時自凹面鏡102作為雷射光而出射。注入有機半導體層101之電流自陰極電極向雷射驅動器之陰極側流出。 此外，例如，面發光元件10-1即便於長時間連續驅動之情形下，亦可藉由中間層100之散熱作用，抑制元件之溫度上升，可實現穩定之動作。
≪面發光元件之製造方法≫ 以下，針對面發光元件10-1之製造方法，參照圖2之流程圖(步驟S1～S6)、圖3A～圖6之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-1。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-1相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-1之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S1中，在成為中間層100之基板(晶圓)之正面(上表面)積層第1透明導電膜104。具體而言，於成為中間層100之晶圓(例如GaN基板)之正面藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等成膜第1透明導電膜104(參照圖3A)。
於下一步驟S2中，在第1透明導電膜104上形成有機半導體層101。具體而言，首先，於第1透明導電膜104上藉由例如真空蒸鍍、塗佈等整面狀地成膜成為有機半導體層101之有機半導體膜。其次，以例如金屬材料形成覆蓋有機半導體膜之成為有機半導體層101之部位之阻劑圖案，藉由以該阻劑圖案為遮罩將該有機半導體膜進行蝕刻，而進行圖案化，形成有機半導體層101(參照圖3B)。
於下一步驟S3中，在有機半導體層101之周邊形成高電阻層106。具體而言，以覆蓋有機半導體層101及第1透明導電膜104之方式將成為高電阻層106之高電阻材料成膜。其次，於形成在與該材料之覆蓋有機半導體101之部分對應之位置開口之阻劑圖案之後，以該阻劑圖案為遮罩將該材料進行蝕刻，使有機半導體層101露出(參照圖4A)。
於下一步驟S4中，在有機半導體層101及高電阻層106上成膜第2透明導電膜105。具體而言，於有機半導體層101及高電阻層106上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍等成膜第2透明導電膜105(參照圖4B)。
於下一步驟S5中，在第2透明導電膜105上形成反射鏡103。具體而言，於第2透明導電膜105上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將反射鏡103之材料成膜(參照圖5A)
於最後之步驟S6中，在成為中間層100之基板(晶圓)之背面(下表面)形成凹面鏡102。具體而言，首先，於將成為中間層100之基板之背面研磨而薄膜化之後，將該背面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a(參照圖5B)。其次，於凸面100a藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，形成沿著凸面100a之形狀之凹面鏡102(參照圖6)。此外，由於在凹面鏡102形成時產生之熱(尤其是於凸面100a形成時產生之熱及隨之產生之熱)經由中間層100快速向外部放出，故可將有機半導體層101之溫度保持為例如100℃以下，可抑制因有機半導體層101之熱所致之劣化。
於以上所說明之面發光元件10-1之製造方法中，藉由在將材料成膜時特別使用濺鍍法，而可抑制裂痕之產生及/或成膜時間之長時間化。其意指材料之選擇之自由度變高，可對於例如中間層100之材料使用含有高熱傳導性之多晶或單晶之AlN等。
≪面發光元件之效果≫ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例1之面發光元件10-1之效果進行說明。 面發光元件10-1具備至少1個發光元件部50，該發光元件部50包含：至少1個有機半導體層101、及配置於該有機半導體層101之一側之凹面鏡102。 該情形下，有機半導體層101可不受限於製造時所示用之基板，設定發光波長。另一方面，於在基板上積層晶格匹配之無機半導體層之先前之無機半導體雷射中，無機半導體層之發光波長受基板制約。 又，於在面內方向使光周繞並進行雷射振盪之先前之有機半導體雷射中，必須設置光柵構造，而構成繁雜化。
補充而言，於例如圖7所示之先前之VCSEL、DFB雷射等無機半導體雷射中，具有以受基板制約之發光波長為中心之急劇之光譜波形之共振模式，於先前之LED、OLED等發光二極體中，具有以受基板制約之發光波長為中心之寬光譜波形。另一方面，如例如圖8所示，於本實施形態之面發光元件中，就可任意選擇以不受基板制約之任意之發光波長為中心之急劇之光譜之共振模式之點非常有利。
作為結果，根據實施例1之面發光元件10-1，可提供一種可將構成簡單化，且發光波長不受製造時所使用之基板制約之面發光元件。亦即，面發光元件10-1於設計之自由度高、且容易製造之器件構造上，具有非常有利之特性，無非係可一口氣提高作為面發光元件之發光器件之市場價值之極有希望之革新性器件。
發光元件部50進一步包含配置於有機半導體層101之另一側之反射鏡103。藉此，可使面發光元件10-1作為面發光雷射發揮功能。
有機半導體層101與凹面鏡102之間隔較佳為較有機半導體層101與反射鏡103之間隔為寬。
凹面鏡102較佳為含有金屬或介電體。藉此，即便為較薄之膜厚，亦可獲得高反射率。
發光元件部50較佳為進一步具備配置於有機半導體層101與凹面鏡102之間之中間層100。藉此，可將中間層100設為元件製造時及元件驅動時之排熱路徑。
中間層100較佳為含有氮化物、氧化物、樹脂或半導體。亦即，面發光元件10-1之基板之選擇之自由度高，可不使用例如於無機半導體雷射中亦分散之GaN基板等高價之半導體基板。
發光元件部50較佳為進一步包含配置於反射鏡103與有機半導體層101之間之第2透明導電膜105。藉此，可提高載子(例如電洞)向有機半導體層101之注入效率。
發光元件部50進一步包含配置於凹面鏡102與有機半導體層101之間之第1透明導電膜104。藉此，除了可使第1透明導電膜104作為電極發揮功能以外，亦可提高載子(例如電子)向有機半導體層101之注入效率。
至少1個發光元件部50可為陣列狀配置之複數個發光元件部50。該情形下，可構成複數個發光元件部50陣列狀配置之面發光雷射陣列。
且說，凹面鏡具有可將共振器沿垂直於基板之方向而非基板之面內方向延伸之特性。因此，於面發光元件10-1中，可獲得在先前之有機半導體雷射中無法實現之具體的以下之效果(1)～(7)。
(1)面發光元件10-1由於無向基板面內方向之共振，故不產生、或不易產生光串擾(因光之漏出所致之相互雜訊)。 (2)面發光元件10-1藉由將共振方向設為垂直方向，而可縮小基板面內方向之尺寸，可陣列狀高密度地配置。 (3)面發光元件10-1藉由形成高反射率之反射鏡，而可改善Q值，亦即可實現雷射之臨限值電流之降低等，無須於橫向方向增大元件。 (4)面發光元件10-1無須要有如光柵構造般細微之圖案，無須要有複雜之曝光步序，而製作步序為簡便。 (5)面發光元件10-1即便將共振器設為長條(例如20 μm以上)，亦不產生繞射損失。由於藉由設為長共振器構造，而使各種波長之光周繞，故在與具有寬度寬之發光區域之有機半導體膜組合之情形下，可有效地利用相當於各種波長頻帶之光，有助於雷射振盪。 (6)有機半導體因過熱而劣化之情況較多，形成有機半導體膜以後之元件製作製程必須將最高到達溫度設為100℃以下。於面發光元件10-1中，除了可藉由適當配置製造製程之順序來解決該問題以外，由於凹面鏡102之位置與有機半導體層101分開，故亦可抑制於凹面鏡形成製程賦予之熱傳遞至有機半導體層101。 (7)於面發光元件10-1中，可增厚中間層100，可增長排熱路徑，故而可抑制元件驅動中之過熱，可實現更大電流、長期之穩定之動作(長壽命化)。
＜2.本技術之一實施形態之實施例2之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例2之面發光元件，使用圖式進行說明。圖9係本技術之一實施形態之實施例2之面發光元件10-2之剖視圖。
面發光元件10-2作為一例，如圖9所示般，除了不具有第2透明導電膜105之點以外，具有與實施例1之面發光元件10-1同樣之構成。
面發光元件10-2亦進行與面發光元件10-1同樣之動作，可以同樣之製法來製造。
根據面發光元件10-2，由於不具有第2透明導電膜105，故較實施例1之面發光元件10-1，雖然載子(例如電洞)向有機半導體層101之注入效率差，但可將層構成簡單化，且可將製造製程簡單化。
＜3.本技術之一實施形態之實施例3之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例3之面發光元件，使用圖式進行說明。圖10係本技術之一實施形態之實施例3之面發光元件10-3之剖視圖。
面發光元件10-3作為一例，如圖10所示般，除了不具有第1及第2透明導電膜104、105之點以外，具有與實施例1之面發光元件10-1大致同樣之構成。
面發光元件10-3於中間層100設置有階差部，於該階差部上設置有作為陰極電極之電極構件108。中間層100含有具有導電性之材料(例如半導體等)。
於面發光元件10-3中，自作為陽極電極之反射鏡103流入且注入有機半導體層101之電流經由中間層100自作為陰極電極之電極構件108流出。亦即，於中間層100之中存在電流通路。
面發光元件10-3亦進行與面發光元件10-1大致同樣之動作，可以大致同樣之製法來製造。
根據面發光元件10-3，由於不具有第1及第2透明導電膜104、105，故較實施例1之面發光元件10-1，雖然載子(例如電洞及電子)向有機半導體層101之注入效率差，但可將層構成簡單化，且可將製造製程簡單化。
＜4.本技術之一實施形態之實施例4之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例4之面發光元件，使用圖式進行說明。圖11係本技術之一實施形態之實施例4之面發光元件10-4之剖視圖。
≪面發光元件之構成≫ 面發光元件10-4如圖11所示般，除了不具有第2透明導電膜105及高電阻層106，且於第1透明導電膜104上整面狀設置有機半導體層101，於其周邊部設置有電流阻擋層107之點以外，具有與實施例1之面發光元件10-1大致同樣之構成。
電流阻擋層107以包圍有機半導體層101之中央部之厚度方向之至少一部分(例如上部)之方式設置為框狀(例如環狀)。電流阻擋層107係電阻較有機半導體層101為高之層(載子傳導性低之層)，藉由注入例如高濃度之離子(例如B ++、H ++等)而形成。
≪面發光元件之製造方法≫ 以下，針對面發光元件10-4之製造方法，參照圖12之流程圖(步驟S11～S15)、圖13A～圖15B之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-4。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-4相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-4之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S11中，在成為中間層100之基板(晶圓)之正面(上表面)積層第1透明導電膜104。具體而言，於成為中間層100之晶圓(例如GaN基板)之正面藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等成膜第1透明導電膜104(參照圖13A)。
於下一步驟S12中，在第1透明導電膜104上成膜有機半導體層101。具體而言，於第1透明導電膜104上藉由例如真空蒸鍍、塗佈等整面狀地成膜成為有機半導體層101之有機半導體膜(參照圖13B)。
於下一步驟S13中，在有機半導體層101之周邊形成電流阻擋層107。具體而言，形成覆蓋有機半導體層101之中央部之阻劑圖案，以該阻劑圖案為遮罩向有機半導體層101之周邊部注入例如高濃度之離子(例如B ++、H ++等)(參照圖14A)。此時之離子之注入深度設為至有機半導體層101之上部。此乃為了使離子不到達第1透明導電膜104。
於下一步驟S14中，在有機半導體層101及電流阻擋層107上形成反射鏡103。具體而言，於有機半導體層101及電流阻擋層107上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將反射鏡103之材料成膜(參照圖14B)。
於最後之步驟S15中，在基板(晶圓)之背面(下表面)形成凹面鏡102。具體而言，首先，於將成為中間層100之基板之背面研磨而薄膜化之後，將該背面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a(參照圖15A)。其次，於凸面100a藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，形成沿著凸面100a之形狀之凹面鏡102(參照圖15B)。此外，由於在凹面鏡102形成時產生之熱經由中間層100快速向外部放出，故可將有機半導體層101之溫度保持為例如100℃以下，可抑制因有機半導體層101之熱所致之劣化。
面發光元件10-4亦進行與面發光元件10-1大致同樣之動作。
根據面發光元件10-4，由於不具有第2透明導電膜105，故較實施例1之面發光元件10-1，雖然載子(例如電洞)向有機半導體層101之注入效率差，但可將層構成簡單化，且可將製造製程簡單化。
＜5.本技術之一實施形態之實施例5之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例5之面發光元件，使用圖式進行說明。圖16係本技術之一實施形態之實施例5之面發光元件10-5之剖視圖。
面發光元件10-5作為一例，如圖16所示般，除了具有發光波長不同之複數個(例如3個)有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)之點、及凹面鏡102及反射鏡103各者具有積層有與複數個波長(例如紅、綠、藍)對應之複數個多層膜反射鏡之構造之點以外，具有與實施例1之面發光元件10-1大致同樣之構成。
第1～第3有機半導體層101A、101B、101C作為一例於面內方向排列(詳細而言，以第1及第3有機半導體層101A、101C於面內方向夾著第2有機半導體層101B之方式)配置。第1有機半導體層101A係發出例如紅色光(於紅色頻帶下具有發光波長)之有機半導體層。第2有機半導體層101B係發出例如綠色光(於綠色頻帶下具有發光波長)之有機半導體層。第3有機半導體層101C係發出例如藍色光(於藍色頻帶下具有發光波長)之有機半導體層。
凹面鏡102及反射鏡103各者作為一例，以與紅色光、綠色光及藍色光全部對應之方式被寬頻化。亦即，凹面鏡102及反射鏡103各者可將紅色光、綠色光及藍色光各者以高反射率反射。
詳細而言，凹面鏡102作為一例，具有如圖17所示之積層構造，即：自中間層100側(上側)依序積層有與藍色光對應(將藍色光以高反射率反射)之多層膜反射鏡(Blue DBR)、與綠色光對應(將綠色光以高反射率反射)之多層膜反射鏡(Green DBR)、與紅色光對應(將紅色光以高反射率反射)之多層膜反射鏡(Red DBR)。
同樣，反射鏡103亦作為一例，具有下述積層構造，即：自中間層100側(下側)依序積層有與藍色光對應(將藍色光以高反射率反射)之多層膜反射鏡(Blue DBR)、與綠色光對應(將綠色光以高反射率反射)之多層膜反射鏡(Green DBR)、及與紅色光對應(將紅色光以高反射率反射)之多層膜反射鏡(Red DBR)。
凹面鏡102及反射鏡103各者之複數個(例如3個)DBR採用考量越長波長側之光、越深地(反言之，越短波長側之光越淺地)進入鏡內之配置。
於面發光元件10-5中，在藉由雷射驅動器對陽極電極與陰極電極之間施加驅動電壓時，自陽極電極流入之電流經由第2透明導電膜105大致同時注入第1～第3有機半導體層101A、101B、101C，各有機半導體層大致同時發光。自各有機半導體層101發出之光在凹面鏡102之對應之DBR與反射鏡103之對應之DBR之間由該有機半導體層放大且往復，於滿足振盪條件時作為雷射光子凹面鏡102向外部出射。最終，自面發光元件10-5出射將紅色光、綠色光及藍色光合成後之白色光。
面發光元件10-5除了個別地形成第1～第3有機半導體層101A、101B、101C之點以外，可以與實施例1之面發光元件10-1同樣之製法來製造。
於面發光元件10-5中，可獲得與實施例1之面發光元件10-1同樣之效果，且各有機半導體層之發光波長不受基板制約，故於同一基板(中間層100)上配置發光波長不同之複數個有機半導體層，使各有機半導體層大致同時發光，進行雷射振盪，可同時出射複數色(例如3色)之雷射光。如此，於面發光元件10-5中，可將發光波長不同之複數個有機半導體層(例如與R、G、B對應之有機半導體層)積體於單片中，期待對於各種技術領域之應用。
＜6.本技術之一實施形態之實施例6之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例6之面發光元件，使用圖式進行說明。圖18係本技術之一實施形態之實施例6之面發光元件10-6之剖視圖。
面發光元件10-6作為一例，如圖18所示般，除了複數個有機半導體層101包含體積不同之至少2個有機半導體層101之點及設置有低折射率層109之點以外，具有與實施例5之面發光元件10-5大致同樣之構成。
於面發光元件10-6中，作為一例，第1及第3有機半導體層101A、101C之體積實質上相同，第2有機半導體層101B之體積小於第1及第3有機半導體層101A、101C之體積。藉由如上述般設置體積差，而可控制各有機半導體層之雷射振盪之臨限值電流、輸出等。藉此，例如，可使自複數個有機半導體層獲得之雷射振盪之臨限值電流更均一，或使出射之光之強度之平衡均一化。
且說，藉由中間層100之厚度及/或凹面鏡102之放大率之設定，而可使由凹面鏡102反射之光之集光位置(光束腰位置)位於中間層100內(例如中間層100之上下方向之中央位置附近)。該情形下，由於來自凹面鏡102之光在中間層100內集光之後擴展且行進，故可擴大對於有機半導體層101之照射範圍。
於面發光元件10-6中，配合如此之擴大照射範圍之構成，擴大複數個(例如3個)有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)之面內方向之寬度。此處，第1～第3有機半導體層101A、101B、101C之橫向寬度之合計設為例如5～20 μm。
進而，於面發光元件10-6中，在中間層100之上部之周邊(與高電阻層106對應之位置)設置有折射率較中間層100為低之框狀(例如環狀)之低折射率層109。藉此，可將於由凹面鏡102反射且暫時集光後一面擴展、一面行進之光限制於低折射率層109之內側，使其高效率地入射至第1～第3有機半導體層101A、101B、101C。低折射率層109含有例如BCB(苯環丁烯)、SiO 2等氧化物、環氧、矽酮、聚醯亞胺等之樹脂。
≪面發光元件之製造方法≫ 以下，針對面發光元件10-6之製造方法，參照圖19之流程圖(步驟S21～S28)、圖20A～圖24之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-6。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-6相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-6之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S21中，在成為中間層100之基板(晶圓)之正面(上表面)形成台面100b。具體而言，形成阻劑圖案，該阻劑圖案覆蓋成為中間層100之晶圓(例如GaN基板)之正面之形成台面100b之位置，以該阻劑圖案為遮罩將晶圓進行蝕刻，形成台面100b(參照圖20A)。
於下一步驟S22中，在台面100b之周邊形成低折射率層109。具體而言，以BCB埋入台面100b之周邊，形成包圍台面100b之框狀之低折射率層109(參照圖20B)。
於下一步驟S23中，在台面100b及低折射率層109上成膜第1透明導電膜104。具體而言，於台面100b及低折射率層109上藉由將例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法、旋轉塗佈、烘烤等組合之塗佈法等成膜第1透明導電膜104(參照圖21A)。
於下一步驟S24中，在第1透明導電膜104上形成複數個(例如3個)有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)(參照圖21B)。具體而言，首先，於第1透明導電膜104上藉由例如真空蒸鍍、塗佈等整面狀地成膜成為第1有機半導體層101A之有機半導體膜。其次，以例如金屬材料形成阻劑圖案，該阻劑圖案覆蓋該有機半導體膜之成為第1有機半導體層101A之部位。其次，藉由以該阻劑圖案為遮罩將該有機半導體膜進行蝕刻，而進行圖案化，形成第1有機半導體層101A。其次，於去除該阻劑圖案之後，藉由例如真空蒸鍍、塗佈等整面狀地成膜成為第2有機半導體層101B之有機半導體膜。其次，以例如金屬材料形成阻劑圖案，該阻劑圖案覆蓋該有機半導體膜之成為第2有機半導體層101B之部位。其次，藉由以該阻劑圖案為遮罩將該有機半導體膜進行蝕刻，而進行圖案化，形成第2有機半導體層101B。其次，於去除該阻劑圖案之後，藉由例如真空蒸鍍、塗佈等整面狀地成膜成為第3有機半導體層101B之有機半導體膜。其次，以例如金屬材料形成阻劑圖案，該阻劑圖案覆蓋該有機半導體膜之成為第3有機半導體層101C之部位。其次，於藉由以該阻劑圖案為遮罩將該有機半導體膜進行蝕刻，而進行圖案化，形成第3有機半導體層101C之後，去除該阻劑圖案。之後，根據需要，將第1～第3有機半導體層101A、101B、101C之上面研磨而平坦化。此外，第1～第3有機半導體層101A、101B、101C可使用金屬遮罩而圖案化。
於下一步驟S25中，在複數個有機半導體層101之周邊形成高電阻層106(參照圖22A)。具體而言，首先，於以覆蓋複數個有機半導體層101及第1透明導電膜104之方式將成為高電阻層106之高電阻材料成膜之後，於該高電阻材料上形成阻劑圖案，該阻劑圖案在與該高電阻材料之覆蓋複數個有機半導體101之部分對應之位置開口。其次，以該阻劑圖案為遮罩藉由蝕刻而去除該高電阻材料之覆蓋複數個有機半導體層101之部分，使複數個有機半導體層101露出。
於下一步驟S26中，在複數個有機半導體層101及高電阻層106上成膜第2透明導電膜105。具體而言，於複數個有機半導體層101及高電阻層106上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍等成膜第2透明導電膜105(參照圖22B)。
於下一步驟S27中，在第2透明導電膜105上形成反射鏡103。具體而言，於第2透明導電膜105上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將反射鏡103之材料成膜(參照圖23A)。
於最後之步驟S28中，在基板(晶圓)之背面(下表面)形成凹面鏡102。具體而言，首先，於將成為中間層100之基板之背面研磨而薄膜化之後，將該背面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a(參照圖23B)。其次，於凸面100a藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，形成沿著凸面100a之形狀之凹面鏡102(參照圖24)。此外，由於在凹面鏡102形成時產生之熱經由中間層100較快速向外部放出，故更容易將有機半導體層101之溫度保持為例如100℃以下，可抑制因該有機半導體層101之熱所致之劣化。
根據面發光元件10-6，可獲得與實施例5之面發光元件10-5同樣之效果，且使面內方向之寬度大之複數個有機半導體層101發光並進行雷射振盪，故而可出射束徑大之雷射光。又，根據面發光元件10-6，中間層100具有台面100b，於該台面100b上配置有複數個有機半導體層101，故而於例如將發光元件部50陣列狀配置之情形下，可實現高密度配置。
＜7.本技術之一實施形態之實施例7之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例7之面發光元件，使用圖式進行說明。圖25係本技術之一實施形態之實施例7之面發光元件10-7之剖視圖。
面發光元件10-7作為一例，如圖25所示般，除了未設置高電阻層106及低折射率層109之點以外，具有與實施例6之面發光元件10-6大致同樣之構成。
於面發光元件10-7中，反射鏡103設置為覆蓋台面100b、第1～第3有機半導體層101A、101B、101C、及第1及第2透明導電膜104、105。
於面發光元件10-7中，反射鏡103具有：平面鏡部103a，其位於複數個有機半導體層101上；及光限制部103b，其包圍複數個有機半導體層101。此處，反射鏡103含有折射率低於中間層100之材料。
面發光元件10-7亦進行與實施例6之面發光元件10-6同樣之動作。
≪面發光元件之製造方法≫ 以下，針對面發光元件10-7之製造方法，參照圖26之流程圖(步驟S31～S36)、圖27A～圖29B之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-7。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-7相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-7之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S31中，在成為中間層100之基板(晶圓)之正面(上表面)形成台面100b。具體而言，形成阻劑圖案該阻劑圖案覆蓋成為中間層100之晶圓(例如GaN基板)之正面之形成台面100b之位置，以該阻劑圖案為遮罩將晶圓進行蝕刻，形成台面100b(參照圖27A)。
於下一步驟S32中，在台面100b上成膜第1透明導電膜104。具體而言，於台面100b上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等成膜第1透明導電膜104(參照圖27B)。
於下一步驟S33中，在第1透明導電膜104上形成複數個(例如3個)有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)(參照圖27C)。具體而言，以與圖19之流程圖之步驟S24相同之要領，於第1透明導電膜104上形成複數個有機半導體層101。
於下一步驟S34中，在複數個有機半導體層101上成膜第2透明導電膜105。具體而言，於複數個有機半導體層101上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍等成膜第2透明導電膜105(參照圖28A)。
於下一步驟S35中，成膜反射鏡103。具體而言，以覆蓋第2透明導電膜105、複數個有機半導體層101及台面100b之方式藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將反射鏡103之材料成膜(參照圖28B)。其結果，形成沿著台面100b及積層於台面100b上之層之形狀之反射鏡103。
於最後之步驟S36中，在基板(晶圓)之背面(下表面)形成凹面鏡102。具體而言，首先，於將成為中間層100之基板之背面研磨而薄型化之後，將該背面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a(參照圖29A)。其次，於凸面100a藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，形成沿著凸面100a之形狀之凹面鏡102(參照圖29B)。此外，由於在凹面鏡102形成時產生之熱經由中間層100快速向外部放出，故可將各有機半導體層101之溫度保持為例如100℃以下，可抑制因該有機半導體層101之熱所致之劣化。
根據面發光元件10-7，可獲得與實施例6之面發光元件10-6同樣之效果，且可大幅度削減零件數目，並且可將製造製程大幅度簡略化。
＜8.本技術之一實施形態之實施例8之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例8之面發光元件，使用圖式進行說明。圖30A係本技術之一實施形態之實施例8之面發光元件10-8之俯視圖。圖30B係本技術之一實施形態之實施例8之面發光元件10-8之剖視圖。圖30B係圖30A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-8如圖30A及圖30B所示般，除了具有可對複數個(例如3個)有機半導體層101個別地施加驅動電壓之構成之點以外，具有與實施例6之面發光元件10-6同樣之構成。
面發光元件10-8對應於複數個有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)，具有相互絕緣之複數個反射鏡103(例如第1～第3反射鏡103A、103B、103C)。
面發光元件10-8對應於複數個有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)，具有相互絕緣之複數個第2透明導電膜105(例如第2透明導電膜105A、105B、105C)。
第1透明導電膜104係對複數個有機半導體層101共通之陰極電極(共通電極)。
於面發光元件10-8中，藉由對複數個反射鏡103之至少1個、與第1透明導電膜104之間選擇性地施加驅動電壓，而使複數個有機半導體層101之至少1個選擇性地發光，可選擇性地出射複數色(例如3色)中至少1色之雷射光。
≪面發光元件之製造方法≫ 以下，針對面發光元件10-8之製造方法，參照圖31之流程圖(步驟S41～S48)、圖20A～圖22A、圖32A～圖33B之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-8。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-8相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-8之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S41中，在成為中間層100之基板(晶圓)之正面(上表面)形成台面100b。具體而言，形成阻劑圖案，該阻劑圖案覆蓋成為中間層100之晶圓(例如GaN基板)之正面之形成台面100b之位置，以該阻劑圖案為遮罩將晶圓進行蝕刻，形成台面100b(參照圖20A)。
於下一步驟S42中，在台面100b之周邊形成低折射率層109。具體而言，以BCB埋入台面100b之周邊，形成包圍台面100b之框狀之低折射率層109(參照圖20B)。
於下一步驟S43中，在台面100b及低折射率層109上成膜第1透明導電膜104。具體而言，於台面100b及低折射率層109上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等成膜第1透明導電膜104(參照圖21A)。
於下一步驟S44中，在第1透明導電膜104上形成複數個(例如3個)有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)(參照圖21B)。具體而言，以與圖19之流程圖之步驟S24相同之要領，於第1透明導電膜104上形成複數個有機半導體層101。
於下一步驟S45中，在複數個有機半導體層101之周邊形成高電阻層106(參照圖22A)。具體而言，首先，於以覆蓋複數個有機半導體層101及第1透明導電膜104之方式將成為高電阻層106之高電阻材料成膜之後，於該高電阻材料上形成阻劑圖案，該阻劑圖案在與該高電阻材料之覆蓋複數個有機半導體101之部分對應之位置開口。其次，以該阻劑圖案為遮罩去除該高電阻材料之覆蓋複數個有機半導體層101之部分，使複數個有機半導體層101露出。
於下一步驟S46中，在複數個有機半導體層101上形成對應之複數個第2透明導電膜105(參照圖32A)。具體而言，首先，於複數個有機半導體層101上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍等整面狀地將第2透明導電膜105之材料成膜。其次，於含有第2透明導電膜105之材料之整面膜上形成阻劑圖案，該阻劑圖案覆蓋該整面膜之形成複數個第2透明導電膜105之部位。其次，以該阻劑圖案為遮罩將該整面膜進行蝕刻，形成複數個第2透明導電膜105。之後，去除該阻劑圖案。
於下一步驟S47中，在複數個第2透明導電膜105上形成對應之複數個反射鏡103(參照圖32B)。具體而言，首先，於第2透明導電膜105上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等整面狀地將反射鏡103之材料成膜。其次，於包含反射鏡103之材料之整面膜上形成阻劑圖案，該阻劑圖案覆蓋該整面膜之形成複數個反射鏡103之部位。其次，以該阻劑圖案為遮罩將該整面膜進行蝕刻，形成複數個反射鏡103。
於最後之步驟S48中，在基板(晶圓)之背面(下表面)形成凹面鏡102。具體而言，首先，於將成為中間層100之基板之背面研磨而薄膜化之後，將該背面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a(參照圖33A)。其次，於凸面100a藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，形成沿著凸面100a之形狀之凹面鏡102(參照圖33B)。此外，由於在凹面鏡102形成時產生之熱經由中間層100快速向外部放出，故可將各有機半導體層101之溫度保持為例如100℃以下，可抑制因該有機半導體層101之熱所致之劣化。
根據面發光元件10-8，可獲得與實施例6之面發光元件10-6同樣之效果，且可對複數個有機半導體層101個別地施加電壓，故而可出射所期望之色之光(例如紅色光、綠色光及藍色光任一種光或至少2種光之合成光)。又，於面發光元件10-8中，亦可藉由使施加於複數個有機半導體層101之驅動電壓不同，而調整合成光即出射光之色。
＜9.本技術之一實施形態之實施例9之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例9之面發光元件，使用圖式進行說明。圖34A係本技術之一實施形態之實施例9之面發光元件10-9之俯視圖。圖34B係本技術之一實施形態之實施例9之面發光元件10-9之剖視圖。圖34B係圖34A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-9如圖34A及圖34B所示般，除了複數個(例如3個)反射鏡103各者具有光柵構造(繞射光柵構造)之點以外，具有與實施例8之面發光元件10-8同樣之構成。於面發光元件10-9中，作為一例，於反射鏡103間將光柵構造之格柵節距設為相同。
面發光元件10-9進行與實施例8之面發光元件10-8同樣之動作，除了將各反射鏡103形成為光柵構造之點以外，可利用與實施例8之面發光元件10-8同樣之製法製造。
根據面發光元件10-9，發揮與實施例8之面發光元件10-8同樣之效果，且各反射鏡103具有光柵構造，故而即便為薄膜，亦可獲得高反射率，可獲得高反射率，且謀求薄型化。此外，可取代反射鏡103具有光柵構造或除此以外，凹面鏡102具有光柵構造。
＜10.本技術之一實施形態之實施例10之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例10之面發光元件，使用圖式進行說明。圖35A係本技術之一實施形態之實施例10之面發光元件10-10之俯視圖。圖35B係本技術之一實施形態之實施例10之面發光元件10-10之剖視圖。圖35B係圖35A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-10如圖35A及圖35B所示般，除了光柵構造(繞射光柵構造)之格柵節距於反射鏡103間不同之點以外，具有與實施例9之面發光元件10-9同樣之構成。
於面發光元件10-10中，設定為與越長波長側之光對應之反射鏡103，光柵構造之格柵節距越變大。具體而言，與發出紅色光之第1有機半導體層101A對應之第1反射鏡103A之格柵節距設定為最大，與發出藍色光之第3有機半導體層101C對應之第3反射鏡103C之格柵節距設定為最小。藉此，謀求各反射鏡103之反射率之適切化。
面發光元件10-10進行與實施例9之面發光元件10-9同樣之動作，除了以光柵構造之格柵節距於反射鏡103間不同之方式形成各反射鏡103之點以外，可利用與實施例9之面發光元件10-9同樣之製法製造。
根據面發光元件10-10，發揮與實施例9之面發光元件10-9同樣之效果，且將各反射鏡103之格柵節距設定為與對應之光之波長相應之大小，故而可抑制各反射鏡103處之對應之光之反射率之不均一。
＜11.本技術之一實施形態之實施例11之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例11之面發光元件，使用圖式進行說明。圖36A係本技術之一實施形態之實施例11之面發光元件10-11之俯視圖。圖36B係本技術之一實施形態之實施例11之面發光元件10-11之剖視圖。圖36B係圖36A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-11除了構成各反射鏡103之光柵構造之複數個格柵構件除了一部分以外均含有具有耐腐蝕性之材料之點以外，具有與實施例10之面發光元件10-10同樣之構成。
各反射鏡103之光柵構造具有：位於對應之有機半導體層101上之至少1個金屬製或合金製之格柵構件(於圖36A及圖36B中為濃灰色)、及具有耐腐蝕性之複數個格柵構件(於圖36A及圖36B中為薄灰色)。
金屬製或合金製之格柵構件除了作為反射鏡之一部分發揮功能以外，亦可作為陽極電極發揮功能。
具有耐腐蝕性之複數個格柵構件包含例如SiO 2等氧化物、或SiN、SiON等氮化物。
根據面發光元件10-11，可發揮與實施例9之面發光元件10-9同樣之效果，且各反射鏡103具有耐腐蝕性，故而可長期且穩定地動作。
＜12.本技術之一實施形態之實施例12之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例12之面發光元件，使用圖式進行說明。圖37係本技術之一實施形態之實施例12之面發光元件10-12之剖視圖。
實施例12之面發光元件10-12如圖37所示般，除了具有可對複數個(例如3個)有機半導體層101個別地施加驅動電壓之構成之點以外，具有與實施例5之面發光元件10-5同樣之構成。
於面發光元件10-12中，將作為陰極電極之第1透明導電膜104藉由第1及第2絕緣層111A、111B分離、絕緣成與複數個有機半導體層101對應之3個電極區域。第1及第2絕緣層111A、111B作為一例係注入高濃度之離子(例如B ++、H ++等)之離子注入層。
第1及第2絕緣層111A、111B各者自第1透明導電膜104之相鄰之2個電極區域之間延伸至中間層100之內部。藉此，可抑制對一個電極區域通電之電流流入另一電極區域。
於面發光元件10-12中，反射鏡103含有金屬或合金，亦作為對複數個有機半導體層101共通之陽極電極(共通電極)發揮功能。
於面發光元件10-12中，藉由對反射鏡103、與第1透明導電膜104之3個電極區域之至少1個之間選擇性地施加驅動電壓，而使複數個有機半導體層101之至少1個選擇性地發光，可選擇性地出射複數色(例如3色)中至少1色之雷射光。
≪面發光元件之製造方法≫ 以下，針對面發光元件10-12之製造方法，參照圖38之流程圖(步驟S51～S56)、圖39A～圖41B之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-12。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-12相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-12之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S51中，在成為中間層100之基板(晶圓)之正面(上表面)成膜第1透明導電膜104。具體而言，於晶圓之正面藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等成膜第1透明導電膜104(參照圖39A)。
於下一步驟S52中，形成第1及第2絕緣層111A、111B(參照圖39B)。具體而言，首先，於第1透明導電膜104上形成保護膜，該保護膜覆蓋形成第1及第2絕緣層111A、111B之部位以外之部位。其次，以該保護膜為遮罩自第1透明導電膜104側注入高濃度之離子(例如B ++、H ++等)。此時之離子之注入深度到達例如中間層100之內部。
於下一步驟S53中，在第1透明導電膜104上形成複數個(例如3個)有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)(參照圖40A)。具體而言，以與圖19之流程圖之步驟S24相同之要領，於第1透明導電膜104上形成複數個有機半導體層101。
於下一步驟S54中，在複數個有機半導體層101之周邊形成高電阻層106(參照圖40B)。具體而言，首先，於以覆蓋複數個有機半導體層101及第1透明導電膜104之方式將成為高電阻層106之高電阻材料成膜之後，於該高電阻材料上形成阻劑圖案，該阻劑圖案在與該高電阻材料之覆蓋複數個有機半導體101之部分對應之位置開口。其次，以該阻劑圖案為遮罩去除該高電阻材料之覆蓋複數個有機半導體層101之部分，使複數個有機半導體層101露出。
於下一步驟S55中，在複數個有機半導體層101上形成反射鏡103。具體而言，於複數個有機半導體層101及高電阻層106上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將反射鏡103之材料成膜(參照圖40C)。
於最後之步驟S56中，在基板(晶圓)之背面(下表面)形成凹面鏡102。具體而言，首先，於將成為中間層100之基板之背面研磨而薄膜化之後，將該背面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a(參照圖41A)。其次，於凸面100a藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，形成沿著凸面100a之形狀之凹面鏡102(參照圖41B)。此外，由於在凹面鏡102形成時產生之熱經由中間層100快速向外部放出，故可將各有機半導體層101之溫度保持為例如100℃以下，可抑制因該有機半導體層101之熱所致之劣化。
根據面發光元件10-12，可獲得與實施例5之面發光元件10-5同樣之效果，且可對複數個有機半導體層101個別地施加電壓，故而可出射所期望之色之光。又，於面發光元件10-12中，亦可藉由使施加於複數個有機半導體層101之驅動電壓不同，而調整合成光即出射光之色。
＜13.本技術之一實施形態之實施例13之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例13之面發光元件，使用圖式進行說明。圖42係本技術之一實施形態之實施例13之面發光元件10-13之剖視圖。
面發光元件10-13如圖42所示般具有下述積層構造，即：於基板112上依序積層有反射鏡103、第1透明導電膜104、有機半導體層101、第2透明導電膜105、中間層100、凹面鏡102。
基板112係例如半導體基板、半絕緣性基板、絕緣基板等。
於面發光元件10-13中，有機半導體層101與凹面鏡102之間隔大於有機半導體層101與反射鏡103之間隔。
於面發光元件10-13中，作為一例，第2透明導電膜105擔負作為陽極電極之功能，第1透明導電膜104擔負作為陰極電極之功能。
面發光元件10-13亦進行與實施例1之面發光元件10-1大致同樣之動作。
≪面發光元件之製造方法之第1例≫ 以下，針對面發光元件10-13之製造方法之第1例，參照圖43之流程圖(步驟S61～S64)、圖44A～圖46之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-13。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-13相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-13之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S61中，在成為中間層100之基板(晶圓)之正面(上表面)依序積層第1透明導電膜104、有機半導體層101、第2透明導電膜105及反射鏡103。具體而言，於成為中間層100之晶圓(例如GaN基板)之正面藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等依次成膜各層(參照圖44A)。
於下一步驟S62中，將作為支持基板之基板112接合於反射鏡103(參照圖44B)。具體而言，將基板112貼附於反射鏡103。
於下一步驟S63中，在成為中間層100之基板之背面形成凸面100a。具體而言，以作為支持基板之基板112成為最下層之方式反轉(參照圖45A)，於將成為中間層100之基板之背面研磨而薄膜化之後，進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a(參照圖45B)。
於最後之步驟S64中，在成為中間層100之基板之凸面100a上將凹面鏡材料成膜。具體而言，於成為中間層100之基板之凸面100a藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，形成沿著凸面100a之形狀之凹面鏡102(參照圖46)。此外，由於在凹面鏡102形成時產生之熱經由中間層100快速向外部放出，故可將有機半導體層101之溫度保持為例如100℃以下，可抑制因有機半導體層101之熱所致之劣化。
≪面發光元件之製造方法之第2例≫ 以下，針對面發光元件10-13之製造方法之第2例，參照圖47之流程圖(步驟S71～S73)、圖48A、圖48B之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-13。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-13相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-13之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S71中，在成為基板112之晶圓之正面(上表面)依序積層反射鏡103、第1透明導電膜104、有機半導體層101、第2透明導電膜105及中間層100。具體而言，於成為基板112之晶圓(例如GaN基板)之正面藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等依次成膜各層(參照圖48A)。
於下一步驟S72中，在中間層100形成凸面100a(參照圖48B)。具體而言，於將中間層100之背面研磨而薄型化之後，將該背面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a(參照圖48B)。
於最後之步驟S73中，在中間層100之凸面100a上將凹面鏡材料成膜。具體而言，於中間層100之凸面100a上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，形成沿著凸面100a之形狀之凹面鏡102(參照圖46)。此外，由於在凹面鏡102形成時產生之熱經由中間層100快速向外部放出，故可將有機半導體層101之溫度保持為例如100℃以下，可抑制因有機半導體層101之熱所致之劣化。
≪面發光元件之製造方法之第3例≫ 以下，針對面發光元件10-13之製造方法之第3例，參照圖49之流程圖(步驟S81～S84)、圖50A～圖51之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-13。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-13相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-13之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S81中，在成為基板112之第1基板(晶圓)之正面(上表面)依序積層反射鏡103、第1透明導電膜104、有機半導體層101及第2透明導電膜105，產生第1積層體。具體而言，於成為基板112之第1基板之正面藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等依次成膜各層(參照圖50A)。
於下一步驟S82中，在成為中間層100之第2基板形成凸面100a(參照圖50B)。具體而言，將第2基板之一面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a(參照圖50B)。
於下一步驟S83中，在成為中間層100之第2基板之凸面100a上將凹面鏡材料成膜，產生第2積層體。具體而言，於成為中間層100之第2基板之凸面100a上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，形成沿著凸面100a之形狀之凹面鏡102(參照圖50C)。
於最後之步驟S84中，將第2透明導電膜105與成為中間層100之第2基板接合(參照圖51)。具體而言，於第2透明導電膜105貼附成為中間層100之第2基板。
根據以上所說明之面發光元件10-13之製造方法之第3例，由於分別製造包含有機半導體層101之第1積層體、及包含凹面鏡102之第2積層體，且將第1及第2積層體接合，故於凹面鏡102形成時產生之熱不會傳遞至有機半導體層101，而為有效。
根據以上所說明之面發光元件10-13，發揮與實施例1之面發光元件10-1同樣之效果，且為簡單之構成，並且可實現可以各種製法製造之面發光元件。
＜14.本技術之一實施形態之實施例14之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例14之面發光元件，使用圖式進行說明。圖52係本技術之一實施形態之實施例14之面發光元件10-14之剖視圖。
面發光元件10-14如圖52所示般，除了具有電晶體133取代基板112之點以外，具有與實施例13之面發光元件10-14同樣之構成。
電晶體133構成雷射驅動器之一部分，進行施加於有機半導體層101之電流或電壓之開關。雷射驅動器除了電晶體133以外，亦包含電源、電容器等。
包含電晶體133之雷射驅動器之電路元件例如使用光微影而製作於半導體基板。
面發光元件10-14除了形成電晶體133之點以外，可以與實施例13之面發光元件10-13同樣之製法來製造。
面發光元件10-14由於可藉由電晶體133來直接驅動有機半導體層101，故可提高應答性。
＜15.本技術之一實施形態之實施例15之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例15之面發光元件，使用圖式進行說明。圖53係本技術之一實施形態之實施例15之面發光元件10-15之剖視圖。
面發光元件10-15除了將第1及第2透明導電膜104、105與有機半導體層101配置於凹面鏡102與中間層100之間之點以外，具有與實施例13之面發光元件13同樣之構成。於面發光元件10-15中，有機半導體層101與凹面鏡102之間隔較有機半導體層101與反射鏡103之間隔為窄。
面發光元件10-15亦進行與實施例13之面發光元件10-13大致同樣之動作。
≪面發光元件之製造方法≫ 以下，針對面發光元件10-15之製造方法，參照圖54之流程圖(步驟S91～S93)、圖55A～圖56之剖視圖進行說明。此處，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)同時產生複數個面發光元件10-15。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-15相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-15之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S91中，在成為基板112之晶圓上依序積層反射鏡103及中間層100。具體而言，於成為基板112之晶圓之正面藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等依次成膜反射鏡103及中間層100(參照圖55A)。
於下一步驟S92中，在中間層100形成凸面100a(參照圖55B)。具體而言，於將中間層100之背面研磨而薄膜化之後，將該背面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a。
於最後之步驟S93中，在中間層100之凸面100a上將第1透明導電膜104、有機半導體層101、第2透明導電膜105及凹面鏡材料依序成膜。具體而言，於中間層100之凸面100a藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將第1透明導電膜104、有機半導體層101、第2透明導電膜105及凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，第1透明導電膜104、有機半導體層101、第2透明導電膜105及凹面鏡102形成為沿著凸面100a之形狀(參照圖56)。
根據面發光元件10-15，無論中間層100之厚度及凹面鏡102之放大率為何，均可使由凹面鏡102反射之光確實地入射至有機半導體層101。亦即，中間層100之厚度及凹面鏡102之放大率設定之自由度高。
＜16.本技術之一實施形態之實施例16之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例16之面發光元件，使用圖式進行說明。圖57係本技術之一實施形態之實施例16之面發光元件10-16之剖視圖。
面發光元件10-16如圖57所示般，除了不具有第2透明導電膜105之點以外，具有與實施例15之面發光元件10-15大致同樣之構成。
於面發光元件10-16中，作為一例，凹面鏡102含有金屬或合金，亦作為陽極電極發揮功能。第1透明導電膜104作為陰極電極發揮功能。
於面發光元件10-16中，作為一例，反射鏡103含有介電體或半導體，係出射側之反射鏡。
於面發光元件10-16中，基板112係對於有機半導體層101之發光波長為透明之基板。亦即，面發光元件10-16向基板112之背面側(下表面側)出射光。
面發光元件10-16可以與實施例15之面發光元件10-15大致同樣之製法製造。
根據面發光元件10-16，發揮與實施例15之面發光元件10-15大致同樣之效果。
＜17.本技術之一實施形態之實施例17之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例17之面發光元件，使用圖式進行說明。圖58係本技術之一實施形態之實施例17之面發光元件10-17之剖視圖。
面發光元件10-17如圖58所示般，除了具有電極構件120取代第1透明導電膜104之點以外，具有與實施例15之面發光元件10-15大致同樣之構成。
於面發光元件10-17中，中間層100較其他層更朝面內方向之兩側突出，於突出部上設置框狀(例如環狀)之電極構件120。中間層100含有具有導電性之材料。於面發光元件10-17中，注入有機半導體層101之電流之電流通路位於中間層100內。
面發光元件10-17亦進行與實施例15之面發光元件10-15大致同樣之動作。
≪面發光元件之製造方法≫ 以下，針對面發光元件10-17之製造方法，參照圖59之流程圖(步驟S101～S104)、圖60A～圖61B之剖視圖進行說明。此處，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)同時產生複數個面發光元件10-17。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-17相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-17之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S101中，在成為中間層100之基板之正面形成凸面100a(參照圖60A)。具體而言，於將中間層100之正面研磨而薄膜化之後，將該正面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a。
於下一步驟S102中，在成為中間層100之基板之凸面100a上依序積層有機半導體層101、第2透明導電膜105(透明導電膜)及凹面鏡材料(參照圖60B)。具體而言，於成為中間層100之基板之凸面100a上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等將有機半導體層101、第2透明導電膜105及凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜、半導體多層膜等)依次成膜(參照圖60B)。其結果，有機半導體層101、第2透明導電膜105及凹面鏡102形成為沿著凸面100a之形狀。
於下一步驟S103中，在成為中間層100之基板之正面形成電極構件120(參照圖61A)。具體而言，使用例如剝離法，於中間層100之正面以包圍有機半導體層101之方式形成電極構件120之材料。
於最後之步驟S104中，在成為中間層100之基板之背面形成反射鏡103(參照圖61B)。具體而言，於中間層100之背面藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將反射鏡103之材料(例如介電體多層膜、半導體多層膜等)成膜。
根據面發光元件10-17，發揮與實施例15之面發光元件10-15大致同樣之效果。
＜18.本技術之一實施形態之實施例18之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例18之面發光元件，使用圖式進行說明。圖62係本技術之一實施形態之實施例18之面發光元件10-18之剖視圖。
面發光元件10-18如圖62所示般，除了將複數個有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)積層於上下方向之點以外，具有與實施例3之面發光元件10-3及實施例5之面發光元件10-5大致同樣之構成。
且說，共振器內之駐波之波腹之位置根據自有機半導體層發出之光之波長(該有機半導體層之發光波長)而不同。
為此，於面發光元件10-18中，以將各有機半導體層101之積層方向之位置與自該有機半導體層101發出之光之駐波之波腹之位置大致一致之方式，設定複數個有機半導體層101之積層方向之位置。藉此，可提高各有機半導體層101處之光放大效果(獲得高增益)。
具體而言，作為一例，將第1～第3有機半導體層101A、101B、101C中發出紅色光之第1有機半導體層101A配置於離反射鏡103最近之位置，將發出藍色光之第3有機半導體層101C配置於離反射鏡103最遠之位置。此外，可根據各色光之駐波之波腹之位置，將第1～第3有機半導體層101A、101B、101C之配置上下顛倒。
面發光元件10-18亦可以與實施例1之面發光元件10-1大致同樣之製法製造。
根據面發光元件10-18，由於在各有機半導體層101中可獲得高增益，故可降低臨限值電流，甚至可實現高效率之面發光元件。
＜19.本技術之一實施形態之實施例19之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例19之面發光元件，使用圖式進行說明。圖63係本技術之一實施形態之實施例19之面發光元件10-19之剖視圖。
面發光元件10-19如圖63所示般，具備包含陣列狀配置(例如二維配置)之複數個發光元件部50(例如包含第1～第3發光元件部50A、50B、50C之複數個發光元件部50)，於整體上構成面發光雷射陣列。
複數個發光元件部50中至少2個發光元件部50之有機半導體層101之發光波長可不同。作為一例，第1發光元件部50A具有發出紅色光之第1有機半導體層101A，第2發光元件部50B具有發出綠色光之第2有機半導體層101B，第3發光元件部50C具有發出藍色光之第3有機半導體層101C。亦即，第1～第3發光元件部50A、50B、50C之有機半導體層101之發光波長互不相同。
至少2個發光元件部50之有機半導體層101之積層方向之位置可不同。作為一例，第1～第3有機半導體層101A、101B、101C之積層方向(上下方向)之位置不同。更詳細而言，就積層方向，將第1有機半導體層101A配置於離中間層100最遠之位置，將第3有機半導體層101C配置於離中間層100最近之位置。各有機半導體層101配置於對應之光之駐波之波腹之位置。此外，可根據該駐波之波腹之位置，將複數個有機半導體層101之配置上下顛倒。
於面發光元件10-19中，作為一例，複數個發光元件部50具有分別之反射鏡103(陽極電極)，第1透明導電膜104為對複數個發光元件部50共通之陰極電極。因此，可對複數個有機半導體層101個別地施加電壓，可個別地驅動複數個發光元件部50。
根據面發光元件10-19，可實現可個別地驅動、且可高效率地驅動各發光元件部50之面發光雷射陣列。
＜20.本技術之一實施形態之實施例20之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例20之面發光元件，使用圖式進行說明。圖64A係本技術之一實施形態之實施例20之面發光元件10-20之俯視圖。圖64B係本技術之一實施形態之實施例20之面發光元件10-20之剖視圖。圖64B係圖64A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-20如圖64A及圖64B所示，除了複數個有機半導體層101同心狀配置之點以外，具有與實施例3之面發光元件10-3及實施例6之面發光元件10-6大致同樣之構成。
面發光元件10-20進行與實施例6之面發光元件10-6同樣之動作，可以同樣之製法製造。
於面發光元件10-20中，作為一例，第3有機半導體層101C為圓柱狀，第2有機半導體層101B為包圍第3有機半導體層101C之同心之圓環狀，第1有機半導體層101A為包圍第2有機半導體層101B之同心之圓環狀。各有機半導體層101之中心位於凹面鏡之光軸上。藉由將各有機半導體層101如上述般同心狀配置，而可以凹面鏡102將自各有機半導體層101發出之光及經由該有機半導體層101之光高精度地向該有機半導體層101反射，可於該有機半導體層101獲得高增益。
＜21.本技術之一實施形態之實施例21之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例21之面發光元件，使用圖式進行說明。圖65A係本技術之一實施形態之實施例21之面發光元件10-21之俯視圖。圖65B係本技術之一實施形態之實施例21之面發光元件10-21之剖視圖。圖65B係圖65A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-21如圖65A及圖65B所示般，除了具有複數個(例如2個)發出同一色之光之有機半導體層之點以外，具有與實施例5之面發光元件10-5同樣之構成。
於面發光元件10-21中，作為一例，將2個第1有機半導體層101A、第2有機半導體層101B、及第3有機半導體層101C於面內方向排列配置。
面發光元件10-21進行與實施例5之面發光元件10-5同樣之動作，可以同樣之製法製造。
根據面發光元件10-21，可出射使1色(例如紅色)對於白色光混合後之色之光。
＜22.本技術之一實施形態之實施例22之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例22之面發光元件，使用圖式進行說明。圖66係本技術之一實施形態之實施例22之面發光元件10-22之剖視圖。
於面發光元件10-22中，如圖66所示般，除了第1反射鏡103A以外，第2反射鏡103B亦為平面鏡之點以外，具有與實施例5之面發光元件10-5大致同樣之構成。第1反射鏡103A與反射鏡103(例如平面鏡)實質上相同。
於面發光元件10-22中，由於不使用凹面鏡，故無法增厚中間層100，亦即無法增長共振器長，無法充分抑制長時間連續驅動時之溫度上升，而擔憂可靠性，但根據用於短時間驅動等用途，認為可耐實用。
≪面發光元件之製造方法≫ 以下，針對面發光元件10-22之製造方法，參照圖67之流程圖(步驟S111～S116)、圖68A～圖69C之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-22。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-22相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-22之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S111中，在成為中間層100之基板(晶圓)之正面(上表面)積層第1透明導電膜104。具體而言，於成為中間層100之晶圓(例如GaN基板)之正面藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等成膜第1透明導電膜104(參照圖68A)。
於下一步驟S112中，在第1透明導電膜104上形成複數個有機半導體層101。於第1透明導電膜104上形成複數個(例如3個)有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)(參照圖68B)。具體而言，以與圖19之流程圖之步驟S24相同之要領，於第1透明導電膜104上形成複數個有機半導體層101。
於下一步驟S113中，在複數個有機半導體層101之周邊形成高電阻層106。具體而言，於將成為高電阻層106之高電阻材料以覆蓋複數個有機半導體層101及第1透明導電膜104之方式成膜之後，藉由蝕刻僅去除該材料之覆蓋複數個有機半導體101之部分，使複數個有機半導體層101露出(參照圖68C)。
於下一步驟S114中，在複數個有機半導體層101及高電阻層106上成膜第2透明導電膜105。具體而言，於複數個有機半導體層101及高電阻層106上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍等成膜第2透明導電膜105(參照圖69A)。
於下一步驟S115中，在第2透明導電膜105上形成第1反射鏡103A。具體而言，於第2透明導電膜105上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將第1反射鏡103A之材料成膜(參照圖69B)。
於最後之步驟S116中，在基板(晶圓)之背面(下表面)形成第2反射鏡103B。具體而言，首先，將成為中間層100之基板之背面研磨而薄型化。其次，於該基板之背面藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將第2反射鏡103B之材料(例如介電體多層膜或半導體多層膜)成膜。其結果，形成第2反射鏡103B(參照圖69C)。
根據面發光元件10-22，可獲得與實施例5之面發光元件10-5同樣之效果，且由於無法增厚中間層100，故雖然散熱性差，但可謀求薄型化。
＜23.本技術之一實施形態之實施例23之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例23之面發光元件，使用圖式進行說明。圖70A係本技術之一實施形態之實施例23之面發光元件10-23之俯視圖，圖70B係本技術之一實施形態之實施例23之面發光元件10-23之剖視圖。圖70B係圖70A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-23除了於複數個有機半導體層101與凹面鏡102之間(例如中間層100內)具有包含無機半導體之活性層113，使活性層113藉由電流激發而發光，藉由該光將複數個有機半導體層101激發(光激發)以外，具有與實施例5之面發光元件10-5大致同樣之構成。此外，可採用將活性層113配置於複數個有機半導體層101與反射鏡103之間，將該活性層113電流激發之構成。
活性層113作為一例，設計為包含In 0.04Ga 0.96N層(障壁層)與In 0.16Ga 0.84N層(井層)積層而成之5重之多重量子井構造，發光波長為例如405 nm。
面發光元件10-23將反射鏡103及凹面鏡102各者設為對於例如405 nm之波長之光具有高反射率之多層膜反射鏡(例如介電體多層膜反射鏡或半導體多層膜反射鏡)。
此外，可將活性層113之發光波長設為例如藍色頻帶，將反射鏡103及凹面鏡102各者設為例如對於藍色頻帶之波長之光具有高反射率之多層膜反射鏡(例如介電體多層膜反射鏡或半導體多層膜反射鏡)。
≪面發光元件之動作≫ 於面發光元件10-23中，自陽極電極(反射鏡103)流入之電流經由複數個有機半導體層101、第1透明導電膜104及中間層100上部注入活性層113。此時，活性層113發光，該光照射至複數個有機半導體層101，將各有機半導體層101激發。此時，該有機半導體層101發光，將該光於凹面鏡102與反射鏡103之間由該有機半導體層101放大且往復，於滿足振盪條件時，自凹面鏡102作為雷射光而出射。注入活性層113之電流經由中間層100下部自陰極電極(電極構件108)流出。
≪面發光元件之製造方法≫ 以下，針對面發光元件10-23之製造方法，參照圖71之流程圖(步驟S121～S129)、圖72A～圖76B之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-23。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-23相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-23之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S121中，在成為中間層100之基板之正面形成階差部100c(參照圖72A)。具體而言，於形成覆蓋成為中間層100之基板之正面之為形成階差部100c之部位以外之部位的阻劑圖案之後，以該阻劑圖案為遮罩將中間層100進行蝕刻，形成階差部100c。
於下一步驟S122中，在階差部100c之上段積層活性層113(參照圖72B)。具體而言，於階差部100c之上段藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將活性層113之材料成膜。
於下一步驟S123中，在活性層113上將成為中間層100之基板再生長(參照圖73A)。
於下一步驟S124中，在再生長之基板上成膜第1透明導電膜104(參照圖73B)。具體而言，於再生長之基板上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等成膜第1透明導電膜104。
於下一步驟S125中，在第1透明導電膜104上形成複數個有機半導體層101(參照圖74A)。具體而言，以與圖19之流程圖之步驟S24相同之要領，於第1透明導電膜104上形成複數個有機半導體層101。
於下一步驟S126中，在複數個有機半導體層101之周邊形成高電阻層106(參照圖74B)。具體而言，於將成為高電阻層106之高電阻材料以覆蓋複數個有機半導體層101及第1透明導電膜104之方式成膜之後，藉由使用遮罩之蝕刻僅去除該材料之覆蓋有機半導體101之部分，使有機半導體層101露出。
於下一步驟S127中，在複數個有機半導體層101上形成反射鏡103(參照圖75A)。具體而言，於複數個有機半導體層101及高電阻層106上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將反射鏡103之材料成膜(參照圖75A)。
於下一步驟S128中，在階差部100c之下段形成電極構件108(參照圖75B)。具體而言，使用例如剝離法，於階差部100c之下段形成電極構件108。
於最後之步驟S129中，在基板(晶圓)之背面(下表面)形成凹面鏡102。具體而言，首先，於將成為中間層100之基板之背面研磨而薄膜化之後，將該背面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a(參照圖76A)。其次，於凸面100a藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，形成沿著凸面100a之形狀之凹面鏡102(參照圖76B)。此外，由於在凹面鏡102形成時產生之熱經由中間層100快速向外部放出，故可將各有機半導體層101之溫度保持為例如100℃以下，可抑制因各有機半導體層101之熱所致之劣化。
根據面發光元件10-23，發揮與實施例5之面發光元件10-5同樣之效果，且因使各有機半導體層101藉由光激發而發光，而用於對該有機半導體層101施加電壓之電極(例如第2透明導電膜105)為不必要，故而可抑制在製造時對各有機半導體層101造成因熱所致之損傷。
＜24.本技術之一實施形態之實施例24之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例24之面發光元件，使用圖式進行說明。圖77A係本技術之一實施形態之實施例24之面發光元件10-24之俯視圖，圖77B係本技術之一實施形態之實施例24之面發光元件10-24之剖視圖。圖77B係圖77A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-24除了複數個有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)於上下方向積層之點以外，具有與實施例23之面發光元件10-23同樣構成。
於面發光元件10-24中，自反射鏡103側(上側)依序配置發出紅色光之第1有機半導體層101A、發出綠色光之第2有機半導體層101B、及發出藍色光之第3有機半導體層101C。藉此，將各有機半導體層101配置為與對應之光之駐波之波腹之位置大致一致，可提高光放大效果。此外，可根據駐波之波腹之位置，將複數個有機半導體層101之配置上下顛倒。
面發光元件10-24進行與實施例23之面發光元件10-23同樣之動作，可以大致同樣之製法製造。
根據面發光元件10-24，發揮與面發光元件10-23同樣之效果，且可實現高效率之面發光元件。
＜25.本技術之一實施形態之實施例25之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例25之面發光元件，使用圖式進行說明。圖78A係本技術之一實施形態之實施例25之面發光元件10-25之俯視圖，圖78B係本技術之一實施形態之實施例25之面發光元件10-25之剖視圖。圖78B係圖78A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-25除了複數個有機半導體層101為2個有機半導體層101(例如第1及第2有機半導體層101A、101B)之點、亦即不具有第3有機半導體層101C之點以外，具有與實施例23之面發光元件10-23同樣之構成。
面發光元件10-25進行與實施例23之面發光元件10-23同樣之動作，可以大致同樣之製法製造。
根據面發光元件10-25，可出射2色之光(例如紅色光及綠色光)之合成光。
＜26.本技術之一實施形態之實施例26之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例26之面發光元件，使用圖式進行說明。圖79A係本技術之一實施形態之實施例26之面發光元件10-26之俯視圖，圖79B係本技術之一實施形態之實施例26之面發光元件10-26之剖視圖。圖79B係圖79A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-26除了複數個有機半導體層101為積層之2個有機半導體層101(例如第1及第2有機半導體層101A、101B)之點、亦即不具有第3有機半導體層101C之點以外，具有與實施例24之面發光元件10-24同樣之構成。
於面發光元件10-26中，將在實施例24之面發光元件10-24中設置有第3有機半導體層101C之部分設為例如中間層100之一部分(再生長部分)。該情形下，若不設置例如第1透明導電膜104，則亦可將中間層100之再生長次數設為1次。
面發光元件10-26進行與實施例24之面發光元件10-24同樣之動作，可以大致同樣之製法製造。
根據面發光元件10-26，可高效率地出射2色之光(例如紅色光及綠色光)之合成光。
＜27.本技術之一實施形態之實施例27之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例27之面發光元件，使用圖式進行說明。圖80A係本技術之一實施形態之實施例27之面發光元件10-27之俯視圖，圖80B係本技術之一實施形態之實施例27之面發光元件10-27之剖視圖。圖80B係圖80A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-27除了具有第2透明導電膜105之點以外，具有與實施例23之面發光元件10-23同樣之構成。
面發光元件10-27進行與實施例23之面發光元件10-23同樣之動作，可以大致同樣之製法製造。
≪面發光元件之效果≫ 根據面發光元件10-27，發揮與實施例23之面發光元件10-23同樣之效果，且可提高載子(例如電洞)向複數個有機半導體層101之注入效率，甚至可提高各有機半導體層101之發光強度。
＜28.本技術之一實施形態之實施例28之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例28之面發光元件，使用圖式進行說明。圖81係本技術之一實施形態之實施例28之面發光元件10-28之俯視圖，圖81B係本技術之一實施形態之實施例28之面發光元件10-28之剖視圖。圖81B係圖81A之P-P線剖視圖。
面發光元件10-28如圖81A及圖81B所示般，除了具有可對複數個有機半導體層101(例如第1～第3有機半導體層101A、101B、101C)個別地施加電壓之構成之點以外，具有與實施例27之面發光元件10-27同樣之構成。
面發光元件10-28具有：與第1～第3有機半導體層101A、101B、101C對應之第1～第3反射鏡103A、103B、103C、及與第1～第3有機半導體層101A、101B、101C對應之3個第2透明導電膜105A、105B、105C。
面發光元件10-28進行與實施例27之面發光元件10-27同樣之動作，可以大致同樣之製法製造。
根據面發光元件10-28，發揮與實施例27之面發光元件10-27同樣之效果，且由於可對複數個有機半導體層101個別地施加電壓，故可出射所期望之色之光(例如紅色光、綠色光及藍色光之任1種光或至少2種光之合成光)。又，於面發光元件10-8中，亦可藉由使施加於複數個有機半導體層101之驅動電壓不同，而調整合成光即出射光之色。
＜29.本技術之一實施形態之實施例29之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例29之面發光元件，使用圖式進行說明。圖82係本技術之一實施形態之實施例29之面發光元件10-29之剖視圖。
面發光元件10-29如圖82所示般，除了將有機半導體層101配置於中間層100與凹面鏡102之間之點及不具有高電阻層106之點以外，具有與實施例3之面發光元件10-3大致同樣之構成。
於面發光元件10-29中，有機半導體層101與凹面鏡102之間隔較有機半導體層101與反射鏡103之間隔為窄。
於面發光元件10-29中，作為一例，於設置於中間層100之階差部之上段設置有作為反射鏡103之多層膜反射鏡(介電體多層膜反射鏡或半導體多層膜反射鏡)，於反射鏡103之側面側設置有成為陽極電極之透明電極構件114。於中間層100之階差部之下段設置有成為陰極電極之電極構件108。透明電極構件114包含透明導電膜。
作為反射鏡103之多層膜反射鏡設計為反射率較凹面鏡102低若干，為出射側之反射鏡。此外，可使反射鏡103之反射率較凹面鏡102之反射率高若干，將凹面鏡102設為出射側之反射鏡。
≪面發光元件之動作≫ 於面發光元件10-29中，自作為陽極電極之透明電極構件114流入之電流經由中間層100注入有機半導體層101。此時，有機半導體層101發光，將該光於凹面鏡102與反射鏡103之間由有機半導體層101放大且往復，於滿足振盪條件時，自反射鏡103作為雷射光而出射。注入有機半導體層101之電流經由中間層100自作為陰極電極之電極構件108流出。
≪面發光元件之製造方法≫ 以下，針對面發光元件10-29之製造方法，參照圖83之流程圖(步驟S131～S135)、圖84A～圖86B之剖視圖進行說明。此外，作為一例，於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上同時產生複數個面發光元件10-29。其次，將一系列一體之複數個面發光元件10-29相互分離，獲得晶片狀之面發光元件(面發光元件晶片)。此外，亦可於成為中間層100之基材之1片晶圓(例如GaN基板)上，同時產生複數個二維配置有複數個面發光元件10-29之面發光元件陣列，將一系列一體之複數個面發光元件陣列相互分離，獲得晶片狀之複數個面發光元件陣列(面發光元件陣列晶片)。
於最初之步驟S131中，在成為中間層100之基板之正面形成階差部100c(參照圖84A)。具體而言，於形成覆蓋成為中間層100之基板之正面之為形成階差部100c之部位以外之部位的阻劑圖案之後，以該阻劑圖案為遮罩將中間層100進行蝕刻，形成階差部100c。
於下一步驟S132中，在階差部100c之上段形成反射鏡103(參照圖84B)。具體而言，於階差部100c之上段藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將反射鏡103之材料(介電體或半導體)成膜。
於下一步驟S133中，在階差部100c之上段形成透明電極構件114(參照圖85A)。具體而言，使用例如光微影術，於反射鏡103之側面側將透明電極構件114圖案化。
於下一步驟S134中，在階差部100c之下段使用例如剝離法形成電極構件108(參照圖85B)。
於下一步驟S135中，在成為中間層100之基板之背面形成凸面100a。具體而言，首先，於將成為中間層100之基板之背面研磨而薄型化之後，將該背面進行蝕刻(例如乾式蝕刻)，形成凸面100a(參照圖86A)。
於最後之步驟S136中，在成為中間層100之基板之凸面100a上將有機半導體層101及凹面鏡材料依序成膜。具體而言，於凸面100a上藉由例如真空蒸鍍、塗佈等成膜有機半導體層101。其次，於有機半導體層101上藉由例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等將凹面鏡102之材料(例如介電體多層膜)成膜。其結果，形成沿著凸面100a之形狀之有機半導體層101及凹面鏡102(參照圖86B)。
≪面發光元件之效果≫ 根據面發光元件10-29，由於將有機半導體層101配置於中間層100與凹面鏡102之間，故無論中間層100之厚度及凹面鏡102之放大率為何，均可使由凹面鏡102反射之光確實地入射至有機半導體層101。該情形下，中間層100之厚度及凹面鏡102之放大率之選擇之自由度高。又，於面發光元件10-29中，雖然因注入有機半導體層101之電流之電流密度不高，而不期望高輸出化，但因驅動時之對有機半導體層101賦予之熱所致之損傷少，期望長壽命化。
＜30.本技術之一實施形態之實施例30之面發光元件＞ 以下，針對本技術之一實施形態之實施例30之面發光元件，使用圖式進行說明。圖87A係本技術之一實施形態之實施例30之面發光元件10-30之剖視圖。圖87B係本技術之一實施形態之實施例30之面發光元件10-30之俯視圖。圖87A係圖87B之Q-Q線剖視圖。
面發光元件10-30如圖87A及圖87B所示般，具備陣列狀配置(例如二維配置)之複數個發光元件部50(例如包含第1～第3發光元件部50A、50B、50C之複數個發光元件部50)，於整體上構成面發光雷射陣列。
複數個發光元件部50中至少2個發光元件部50之有機半導體層101之發光波長不同。作為一例，第1發光元件部50A具有發出紅色光之第1有機半導體層101A，第2發光元件部50B具有發出綠色光之第2有機半導體層101B，第3發光元件部50C具有發出藍色光之第3有機半導體層101C。亦即，第1～第3發光元件部50A、50B、50C之有機半導體層101之發光波長不同。
於面發光元件10-30中，作為一例，複數個發光元件部50具有成為陽極電極之分別之反射鏡103，第1透明導電膜104為對複數個發光元件部50共通之陰極電極。因此，可對複數個有機半導體層101個別地施加電壓，可個別地驅動複數個發光元件部50。
於面發光元件10-30中，作為一例，如圖87B所示般，於將複數個發光元件部50錯位排列之情形下，藉由以例如分別發出3色之光之3個發光元件部50依序排列之方式以例如5 μm之節距配置，而可將發出同一色之發光元件部50之節距設為例如10 μm。
面發光元件10-30可以與實施例1之面發光元件10-1同樣之製法製造。
≪面發光元件之效果≫ 根據面發光元件10-30，由於發出不同之色之光之複數個發光元件部50共有作為中間層100之同一基板，故可實現可出射不同之色(例如R、G、B)之雷射光或至少2色之合成光之構成為單片之面發光雷射陣列。
＜31.本技術之變化例＞ 本技術不限定於上述各實施例，可實現各種變化。
有機半導體層之數量、形狀、配置及發光波長可適宜變更。 例如本技術之面發光元件可包含發光波長不同之複數個有機半導體層，亦可包含體積不同之複數個有機半導體層，還可包含配置於面內方向之複數個有機半導體層，又可包含配置於積層方向之複數個有機半導體層。進而，有機半導體層可包含發光波長不同之複數個層，亦可包含體積不同之複數個層，還可包含配置於面內方向之複數個層，又可包含配置於積層方向之複數個層。於有機半導體層具有如以上之複數個層之情形下，該複數個層中至少2個層可設置於同一元件部，亦可設置於不同之元件部。
於例如圖88A～圖88H各者中顯示複數個有機半導體層之平面構成例。於圖88A～圖88H之各圖中顯示最大之圖形(矩形)之內部之線相鄰之有機半導體層之邊界。
於例如圖89A～圖89I各者中顯示複數個有機半導體層之平面構成例。於圖89A～圖89I之各圖中顯示最大之圖形(圓或正六角形)之內部之線相鄰之有機半導體層之邊界。
於例如圖90A～圖90H各者中顯示複數個有機半導體層之剖面構成例。於圖90A～圖90H之各圖中顯示最大之圖形(矩形)之內部之線相鄰之有機半導體層之邊界。
本技術之面發光元件不限於面發光雷射，亦可應用於例如LED(發光二極體)。例如，圖91所示之變化例之面發光元件20除了不具有反射鏡103及高電阻層106之點、及具有金屬製或合金製之電極構件115取代第2透明導電膜105之點以外，具有與實施例1之面發光元件10-1大致同樣之構成。面發光元件20作為LED或超發光二極體(SLD)發揮功能。於面發光元件20中，若經由作為陽極電極之電極構件115向有機半導體層101注入電流，則自有機半導體層101向中間層100側出射光。該光作為由凹面鏡102抑制了擴散之光(例如弱擴散光、平行光、會聚光)自中間層100之正面(上表面)向外部出射。於面發光元件20中亦獲得由中間層100實現之充分之散熱效果。又，於將有機半導體層101與凹面鏡102耦合之本構造中，可進行藉由帕塞爾效應等實現之發光增強、偏光方向之控制、出射光束之放射角之控制等。尤其是，於對於凹面鏡使用繞射光柵之情形下，可進行偏光控制。
於上述各實施例及變化例之面發光元件中，凹面鏡102與有機半導體層101係一體地構成，但可構成為個別構體。亦即，凹面鏡102可為外部反射鏡。例如，可將凹面鏡102與中間層100一體地構成，且將有機半導體層101設置於與中間層100不同之基板上。
可將上述各實施例及各變化例之面發光元件之構成之一部分於互不矛盾之範圍內組合。
於以上所說明之各實施例及變化例中，構成面發光元件之各構成要素之材質、厚度、寬度、長度、形狀、大小、配置等可於作為面發光元件發揮功能之範圍內適宜變更。
＜32.對於電子機器之應用例＞ 本揭示之技術(本技術)可對於各種產品(電子機器)應用。例如，本揭示之技術可實現為搭載於汽車、電動汽車、複合動力電動車、機車、自行車、個人移動性裝置、飛機、無人機、船舶、機器人等任一種類之移動體之裝置(例如測距裝置、形狀識別裝置等)。
本技術之面發光元件及具備該面發光元件之光源裝置例如亦可作為藉由雷射光形成或顯示圖像之機器(例如雷射印表機、雷射影印機、投影機、頭戴式顯示器、車載顯示器等)之光源或顯示器本身而應用。
＜33.將具有面發光元件之光源裝置應用於距離測定裝置之例＞ 以下，針對上述各實施形態及各變化例之面發光元件之應用例進行說明。
圖92係顯示作為本技術之電子機器之一例之具備具有面發光元件10-1之光源裝置190之距離測定裝置1000(測距裝置)之概略構成之一例者。距離測定裝置1000係藉由TOF(Time Of Flight，飛行時間)方式來測定與被檢測體S相隔之距離者。距離測定裝置1000具備光源裝置190作為光源。距離測定裝置1000例如具備光源裝置190、受光裝置125、透鏡117、130、信號處理部140、控制部150、顯示部160及記憶部170。
光源裝置190除了面發光元件10-1以外，亦具備驅動該面發光元件10-1之發光元件部50之雷射驅動器(驅動器)。該雷射驅動器具有分別經由配線連接於面發光元件10-1之陽極電極及陰極電極之陽極端子及陰極端子。該雷射驅動器包含例如電容器、電晶體等電路元件而構成。
受光裝置125檢測由被檢測體S反射之光。透鏡117係用於將自面發光元件10-1出射之光平行光化之透鏡，且係準直透鏡。透鏡130係用於將由被檢測體S反射之光集光，並導引至受光裝置125之透鏡，且係集光透鏡。
信號處理部140係用於產生和自受光裝置125輸入之信號與自控制部150輸入之參考信號之差分對應之信號的電路。控制部150例如包含時間至數位轉換器(Time to Digital Converter)(TDC)而構成。參照信號可為自控制部150輸入之信號，亦可為直接檢測面發光元件10-1之輸出之檢測部之輸出信號。控制部150例如係控制光源裝置190、受光裝置125、信號處理部140、顯示部160及記憶部170之控制器。控制部150係基於由信號處理部140產生之信號，而計測與被檢測體S相隔之距離之電路。控制部150產生用於表示針對與被檢測體S相隔之距離之資訊之映射信號，並輸出至顯示部160。顯示部160基於自控制部150輸入之映射信號，而顯示針對與被檢測體S相隔之距離之資訊。控制部150將針對與被檢測體S相隔之距離之資訊儲存於記憶部170。
於本應用例中，亦可將上述面發光元件10-2～10-30、20任一者取代面發光元件10-1而應用於距離測定裝置1000。此外，於將具有複數個發光元件部50之面發光元件應用於距離測定裝置1000之情形下，亦可使用可個別地驅動複數個發光元件部50之驅動器。
＜34.將距離測定裝置搭載於移動體之例＞ 圖93係顯示作為可應用本發明之技術之移動體控制系統之一例之車輛控制系統之概略性構成例之方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通訊網路12001連接之複數個電子控制單元。於圖93所示之例中，車輛控制系統12000具備：驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及整合控制單元12050。又，作為整合控制單元12050之功能構成，圖示有微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(Interface，介面)12053。
驅動系統控制單元12010依照各種程式控制與車輛之驅動系統相關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用於產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用於將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等的控制裝置而發揮功能。
車體系統控制單元12020依照各種程式，控制裝備於車體之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為無鑰匙門禁系統、智慧型鑰匙系統、電動車窗裝置、或頭燈、尾燈、煞車燈、方向指示燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。該情形下，可對車體系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之可攜式機發出之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，而控制車輛之門鎖裝置、電動車窗裝置、燈等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載車輛控制系統12000之車輛外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有距離測定裝置12031。於距離測定裝置12031中包含上述之距離測定裝置1000。車外資訊檢測單元12030使距離測定裝置12031拍攝與車外之物體(被檢測體S)相隔之距離，並取得藉此獲得之距離資料。車外資訊檢測單元12030可基於取得之距離資料，來進行人、車、障礙物、標誌等物體檢測處理。
車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040連接有例如檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，可算出駕駛者之疲勞度或注意力集中度，亦可判別駕駛者是否打瞌睡。
微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，且對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含車輛之避免碰撞或緩和衝擊、基於車距之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道偏離警告等的ADAS(Advanced Driver Assistance System，先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
又，微電腦12051藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛周圍之資訊而控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而可進行以不依賴駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030取得之車外之資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行根據由車外資訊檢測單元12030檢測到之前方車或對向車之位置而控制頭燈、而將遠光燈切換為近光燈等之以謀求防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052係朝可針對車輛之乘客或車外以視覺性或聽覺性地通知資訊之輸出裝置，發送聲音及圖像中至少一者之輸出信號。於圖93之例中，例示音訊揚聲器12061、顯示部12062及儀表板12063作為輸出裝置。顯示部12062例如可包含車載顯示器及車載顯示器之至少一者。
圖94係顯示距離測定裝置12031之設置位置之例之圖。
於圖94中，車輛12100具有距離測定裝置12101、12102、12103、12104、12105作為距離測定裝置12031。
距離測定裝置12101、12102、12103、12104、12105設置於例如車輛12100之前保險桿、後照鏡、後保險桿、尾門及車廂內之擋風玻璃之上部等之位置。前保險桿所具備之距離測定裝置12101及車廂內之擋風玻璃之上部所具備之距離測定裝置12105主要取得車輛12100前方之圖像。後照鏡所具備之距離測定裝置12102、12103主要取得車輛12100側方之圖像。後保險桿或尾門所具備之距離測定裝置12104主要取得車輛12100後方之圖像。由距離測定裝置12101及12105取得之前方之資料主要用於前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標誌等之檢測。
此外，於圖94中，顯示距離測定裝置12101至12104之檢測範圍之一例。檢測範圍12111表示設置於前保險桿之距離測定裝置12101之檢測範圍，檢測範圍12112、12113表示分別設置於後照鏡之距離測定裝置12102、12103之檢測範圍，檢測範圍12114表示設置於後保險桿或尾門之距離測定裝置12104之檢測範圍。
例如，微電腦12051藉由基於根據距離測定裝置12101至12104獲得之距離資料，求得與檢測範圍12111至12114內之各立體物相隔之距離、及該距離之時間性變化(對於車輛12100之相對速度)，而可尤其將位於車輛12100之行進路上最近之立體物、且為在與車輛12100大致相同之方向以特定之速度(例如0 km/h以上)行駛之立體物擷取作為前方車。進而，微電腦12051可設定針對前方車於前方側應預先確保之車距，進行自動煞車控制(亦包含停止追隨控制)、自動加速控制(亦包含起步追隨控制)等。如此般可進行不以來駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
例如，微電腦12051可基於自距離測定裝置12101至12104獲得之距離資料，將與立體物相關之立體物資料分類為二輪車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等或其他之立體物而加以擷取，用於自動迴避障礙物。例如，微電腦12051可將車輛12100之周邊之障礙物辨識為車輛12100之駕駛員可視認之障礙物及難以視認之障礙物。且，微電腦12051判斷表示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞風險，當遇到碰撞風險為設定值以上而有可能發生碰撞之狀況時，藉由經由音訊揚聲器12061或顯示部12062對駕駛員輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或迴避操舵，而可進行用於避免碰撞之駕駛支援。
以上，針對可應用本揭示之技術之移動體控制系統之一例進行了說明。本揭示之技術可應用於以上所說明之構成中之距離測定裝置12031。
又，本技術亦可採用如以下之構成。 (1)一種面發光元件，其具備至少1個發光元件部，該發光元件部包含： 至少1個有機半導體層；及 配置於前述有機半導體層之一側之凹面鏡。 (2)如(1)之面發光元件，其中前述發光元件部進一步包含配置於前述有機半導體層之另一側之反射鏡。 (3)如(2)之面發光元件，其中前述有機半導體層與前述凹面鏡之間隔較前述有機半導體層與前述反射鏡之間隔為寬。 (4)如(2)之面發光元件，其中前述有機半導體層與前述凹面鏡之間隔較前述有機半導體層與前述反射鏡之間隔為窄。 (5)如(1)至(4)中任一項之面發光元件，其中前述至少1個有機半導體層包含發光波長不同之複數個有機半導體層。 (6)如(1)至(5)中任一項之面發光元件，其中前述至少1個有機半導體層包含體積不同之複數個有機半導體層。 (7)如(1)至(6)中任一項之面發光元件，其中前述至少1個有機半導體層包含配置於面內方向之複數個有機半導體層。 (8)如(1)至(7)中任一項之面發光元件，其中前述至少1個有機半導體層包含配置於積層方向之複數個有機半導體層。 (9)如(1)至(8)中任一項之面發光元件，其中至少1個前述發光元件部係陣列狀配置之複數個發光元件部，前述複數個發光元件部中至少2個發光元件部之前述有機半導體層之發光波長不同。 (10)如(1)至(9)中任一項之面發光元件，其中至少1個前述發光元件部係陣列狀配置之複數個發光元件部，前述複數個發光元件部中至少2個發光元件部之前述有機半導體層之積層方向之位置不同。 (11)如(1)至(10)中任一項之面發光元件，其中前述凹面鏡含有金屬及/或介電體而構成。 (12)如(1)至(11)中任一項之面發光元件，其中前述凹面鏡包含繞射光柵。 (13)如(2)至(12)中任一項之面發光元件，其中前述反射鏡包含繞射光柵。 (14)如(1)至(13)中任一項之面發光元件，其中前述凹面鏡具有積層有與複數個波長對應之複數個多層膜反射鏡之構造。 (15)如(2)至(14)中任一項之面發光元件，其中前述反射鏡具有積層有與複數個波長對應之複數個多層膜反射鏡之構造。 (16)如(1)至(15)中任一項之面發光元件，其中前述發光元件部進一步具備配置於前述有機半導體層與前述凹面鏡之間之中間層。 (17)如(16)之面發光元件，其中前述中間層含有氮化物、氧化物、樹脂、半導體或絕緣體。 (18)如(16)或(17)之面發光元件，其中前述中間層包含台面構造。 (19)如(2)至(18)中任一項之面發光元件，其進一步具備活性層，該活性層配置於前述有機半導體層與前述凹面鏡之間及/或前述有機半導體層與前述反射鏡之間，發出將前述有機半導體層激發之激發光。 (20)如(2)至(19)中任一項之面發光元件，其中前述發光元件部進一步包含透明導電膜，該透明導電膜配置於前述反射鏡與前述有機半導體層之間及/或前述凹面鏡與前述有機半導體層之間。 (21)如(1)至(20)中任一項之面發光元件，其中至少1個前述發光元件部係陣列狀配置之複數個發光元件部。 (22)一種光源裝置，其具備：(1)至(21)中任一項之面發光元件、及驅動前述發光元件部之驅動器。 (23)一種光源裝置，其具備：(21)之面發光元件、及可個別地驅動前述複數個發光元件部之驅動器。 (24)一種電子機器，其具備(1)至(21)中任一項之面發光元件。 (25)一種電子機器，其具備(22)或(23)之光源裝置。
10-1~10-30,20:面發光元件 50:發光元件部 50A:第1發光元件部 50B:第2發光元件部 50C:第3發光元件部 100:中間層 100a:凸面 100b:台面 100c:階差部 101:有機半導體層 101A:第1有機半導體層(有機半導體層) 101B:第2有機半導體層(有機半導體層) 101C:第3有機半導體層(有機半導體層) 102:凹面鏡 103:反射鏡 103A:第1反射鏡 103a:平面鏡部 103B:第2反射鏡 103b:光限制部 103C:第3反射鏡 104:第1透明導電膜(透明導電膜) 105:第2透明導電膜(透明導電膜) 105A,105B,105C:第2透明導電膜 106:高電阻層 107:電流阻擋層 108:電極構件 109:低折射率層 111A:第1絕緣層 111B:第2絕緣層 112:基板 113:活性層 114:透明電極構件 115:電極構件 117,130:透鏡 120:電極構件 125:受光裝置 133:電晶體 140:信號處理部 150:控制部 160:顯示部 170:記憶部 190:光源裝置 1000,12031,12101,12102,12103,12104,12105:距離測定裝置 12000:車輛控制系統 12001:通訊網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車體系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:整合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:音訊揚聲器 12062:顯示部 12063:儀表板 12100:車輛 12111,12112,12113,12114:檢測範圍 P-P,Q-Q:線 S:被檢測體
圖1係本技術之一實施形態之實施例1之面發光元件之剖視圖。 圖2係用於說明圖1之面發光元件之製造方法之一例之流程圖。 圖3A及圖3B係圖1之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖4A及圖4B係圖1之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖5A及圖5B係圖1之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖6係圖1之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖7係顯示先前之VCSEL、DFB雷射、LED、OLED之發光光譜之圖。 圖8係顯示一實施形態之面發光元件之共振模式可存在於所有波長頻帶之圖。 圖9係本技術之一實施形態之實施例2之面發光元件之剖視圖。 圖10係本技術之一實施形態之實施例3之面發光元件之剖視圖。 圖11係本技術之一實施形態之實施例4之面發光元件之剖視圖。 圖12係用於說明圖11之面發光元件之製造方法之一例之流程圖。 圖13A及圖13B係圖11之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖14A及圖14B係圖11之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖15A及圖15B係圖11之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖16係本技術之一實施形態之實施例5之面發光元件之剖視圖。 圖17係顯示複合DBR之積層構造之圖。 圖18係本技術之一實施形態之實施例6之面發光元件之剖視圖。 圖19係用於說明圖18之面發光元件之製造方法之一例之流程圖。 圖20A及圖20B係圖18之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖21A及圖21B係圖18之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖22A及圖22B係圖18之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖23A及圖23B係圖18之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖24係圖18之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖25係本技術之一實施形態之實施例7之面發光元件之剖視圖。 圖26係用於說明圖25之面發光元件之製造方法之一例之流程圖。 圖27A～圖27C係圖25之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖28A及圖28B係圖25之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖29A及圖29B係圖25之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖30A係本技術之一實施形態之實施例8之面發光元件之俯視圖。圖30B係本技術之一實施形態之實施例8之面發光元件之剖視圖。 圖31係用於說明圖30之面發光元件之製造方法之一例之流程圖。 圖32A及圖32B係圖30之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖33A及圖33B係圖30之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖34A係本技術之一實施形態之實施例9之面發光元件之俯視圖。圖34B係本技術之一實施形態之實施例9之面發光元件之剖視圖。 圖35A係本技術之一實施形態之實施例10之面發光元件之俯視圖。圖35B係本技術之一實施形態之實施例10之面發光元件之剖視圖。 圖36A係本技術之一實施形態之實施例11之面發光元件之俯視圖。圖36B係本技術之一實施形態之實施例11之面發光元件之剖視圖。 圖37係本技術之一實施形態之實施例12之面發光元件之剖視圖。 圖38係用於說明圖37之面發光元件之製造方法之一例之流程圖。 圖39A及圖39B係圖37之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖40A～圖40C係圖37之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖41A及圖41B係圖37之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖42係本技術之一實施形態之實施例13之面發光元件之剖視圖。 圖43係用於說明圖42之面發光元件之製造方法之第1例之流程圖。 圖44A及圖44B係圖42之面發光元件之製造方法之第1例之每一步序之剖視圖。 圖45A及圖45B係圖42之面發光元件之製造方法之第1例之每一步序之剖視圖。 圖46係圖42之面發光元件之製造方法之第1例之每一步序之剖視圖。 圖47係用於說明圖42之面發光元件之製造方法之第2例之流程圖。 圖48A及圖48B係圖42之面發光元件之製造方法之第2例之每一步序之剖視圖。 圖49係用於說明圖42之面發光元件之製造方法之第3例之流程圖。 圖50A～圖50C係圖42之面發光元件之製造方法之第3例之每一步序之剖視圖。 圖51係圖42之面發光元件之製造方法之第3例之每一步序之剖視圖。 圖52係本技術之一實施形態之實施例14之面發光元件之剖視圖。 圖53係本技術之一實施形態之實施例15之面發光元件之剖視圖。 圖54係用於說明圖53之面發光元件之製造方法之一例之流程圖。 圖55A及圖55B係圖53之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖56係圖53之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖57係本技術之一實施形態之實施例16之面發光元件之剖視圖。 圖58係本技術之一實施形態之實施例17之面發光元件之剖視圖。 圖59係用於說明圖58之面發光元件之製造方法之一例之流程圖。 圖60A及圖60B係圖58之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖61A及圖61B係圖58之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖62係本技術之一實施形態之實施例18之面發光元件之剖視圖。 圖63係本技術之一實施形態之實施例19之面發光元件之剖視圖。 圖64A係本技術之一實施形態之實施例20之面發光元件之俯視圖。圖64B係本技術之一實施形態之實施例20之面發光元件之剖視圖。 圖65A係本技術之一實施形態之實施例21之面發光元件之俯視圖。圖65B係本技術之一實施形態之實施例21之面發光元件之剖視圖。 圖66係本技術之一實施形態之實施例22之面發光元件之剖視圖。 圖67係用於說明圖66之面發光元件之製造方法之一例之流程圖。 圖68A～圖68C係圖66之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖69A～圖69C係圖66之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖70A係本技術之一實施形態之實施例23之面發光元件之俯視圖。圖70B係本技術之一實施形態之實施例23之面發光元件之剖視圖。 圖71係用於說明圖70之面發光元件之製造方法之一例之流程圖。 圖72A及圖72B係圖70之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖73A及圖73B係圖70之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖74A及圖74B係圖70之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖75A及圖75B係圖70之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖76A及圖76B係圖70之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖77A係本技術之一實施形態之實施例24之面發光元件之俯視圖。圖77B係本技術之一實施形態之實施例24之面發光元件之剖視圖。 圖78A係本技術之一實施形態之實施例25之面發光元件之俯視圖。圖78B係本技術之一實施形態之實施例25之面發光元件之剖視圖。 圖79A係本技術之一實施形態之實施例26之面發光元件之俯視圖。圖79B係本技術之一實施形態之實施例26之面發光元件之剖視圖。 圖80A係本技術之一實施形態之實施例27之面發光元件之俯視圖。圖80B係本技術之一實施形態之實施例27之面發光元件之剖視圖。 圖81A係本技術之一實施形態之實施例28之面發光元件之俯視圖。圖81B係本技術之一實施形態之實施例28之面發光元件之剖視圖。 圖82係本技術之一實施形態之實施例29之面發光元件之剖視圖。 圖83係用於說明圖82之面發光元件之製造方法之一例之流程圖。 圖84A及圖84B係圖82之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖85A及圖85B係圖82之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖86A及圖86B係圖82之面發光元件之製造方法之每一步序之剖視圖。 圖87A係本技術之一實施形態之實施例30之面發光元件之剖視圖。圖87B係本技術之一實施形態之實施例30之面發光元件之概略俯視圖。 圖88A～圖88H係顯示有機半導體層之俯視形狀之具體例之圖。 圖89A～圖89I係顯示有機半導體層之俯視形狀之具體例之圖。 圖90A～圖90H係顯示有機半導體層之剖面形狀之具體例之圖。 圖91係變化例之面發光元件之剖視圖。 圖92係顯示具有本技術之面發光元件之光源裝置對於距離測定裝置之應用例之圖。 圖93係顯示車輛控制系統之概略性構成之一例之方塊圖。 圖94係顯示距離測定裝置之設置位置之一例之說明圖。
10-1:面發光元件
50:發光元件部
100:中間層
100a:凸面
101:有機半導體層
102:凹面鏡
103:反射鏡
104:第1透明導電膜(透明導電膜)
105:第2透明導電膜(透明導電膜)
106:高電阻層

Claims (20)

  1. 一種面發光元件，其具備至少1個發光元件部，該發光元件部包含： 至少1個有機半導體層；及 配置於前述有機半導體層之一側之凹面鏡。
  2. 如請求項1之面發光元件，其中前述發光元件部進一步包含配置於前述有機半導體層之另一側之反射鏡。
  3. 如請求項2之面發光元件，其中前述有機半導體層與前述凹面鏡之間隔較前述有機半導體層與前述反射鏡之間隔為寬。
  4. 如請求項2之面發光元件，其中前述有機半導體層與前述凹面鏡之間隔較前述有機半導體層與前述反射鏡之間隔為窄。
  5. 如請求項1之面發光元件，其中前述至少1個有機半導體層包含發光波長不同之複數個有機半導體層。
  6. 如請求項1之面發光元件，其中前述至少1個有機半導體層包含體積不同之複數個有機半導體層。
  7. 如請求項1之面發光元件，其中前述至少1個有機半導體層包含配置於面內方向之複數個有機半導體層。
  8. 如請求項1之面發光元件，其中前述至少1個有機半導體層包含配置於積層方向之複數個有機半導體層。
  9. 如請求項1之面發光元件，其中至少1個前述發光元件部係陣列狀配置之複數個發光元件部；且 前述複數個發光元件部中至少2個發光元件部之前述有機半導體層之發光波長不同。
  10. 如請求項1之面發光元件，其中至少1個前述發光元件部係陣列狀配置之複數個發光元件部；且 前述複數個發光元件部中至少2個發光元件部之前述有機半導體層之積層方向之位置不同。
  11. 如請求項1之面發光元件，其中前述凹面鏡含有金屬及/或介電體而構成。
  12. 如請求項2之面發光元件，其中前述凹面鏡及/或前述反射鏡包含繞射光柵。
  13. 如請求項1之面發光元件，其中前述凹面鏡具有積層有與複數個波長對應之複數個多層膜反射鏡之構造。
  14. 如請求項1之面發光元件，其中前述發光元件部進一步具備配置於前述有機半導體層與前述凹面鏡之間之中間層。
  15. 如請求項14之面發光元件，其中前述中間層含有氮化物、氧化物、樹脂、半導體或絕緣體。
  16. 如請求項14之面發光元件，其中前述中間層包含台面構造。
  17. 如請求項2之面發光元件，其進一步具備活性層，該活性層配置於前述有機半導體層與前述凹面鏡之間及/或前述有機半導體層與前述反射鏡之間，發出將前述有機半導體層激發之激發光。
  18. 如請求項2之面發光元件，其中前述發光元件部進一步包含透明導電膜，該透明導電膜配置於前述反射鏡與前述有機半導體層之間及/或前述凹面鏡與前述有機半導體層之間。
  19. 如請求項1之面發光元件，其中至少1個前述發光元件部係陣列狀配置之複數個發光元件部。
  20. 一種光源裝置，其具備： 如請求項1之面發光元件；及 驅動前述發光元件部之驅動器。
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