TWI333699B - Providing an organic vertical cavity laser array device with etched region in dielectric stack - Google Patents

Description

ί1333699 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種製作有機垂直空腔雷射光產生裝置之 方法。 【先前技術】 基於無機半導體（例如AlGaAs)之垂直空腔表面發射雷射 (VCSEL)自八十年代中期已發展（K· Kinoshita及其他人， IEEE J. Quant. Electron. QE-23, 882 [1987])。他們已達成一 點：許多公司製造了在850 nm處發射基於AlGaAs之VCSEL 且其具有超過1〇〇年之壽命（(K.D. Choquette及其他人，Proc IEEE 85, 1730 [1997])。隨著近年來此等近紅外雷射開發之 成功，注意力已轉向其它無機材料系統以產生在可見波長 範圍内發射之VCSEL(由C. Wilmsen及其他人在2001年在 Cambridge 於 Cambridge University Press 發表之 "Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers”）。存在許多成功 之可見雷射應用，諸如採用塑料光纖之顯示、光學儲存讀 取/寫入、雷射印刷及短程電信（T. Ishigure及其他人， Electron. Lett. 31, 467 [1995])。儘管全世界許多工業及研 究實驗室均在努力，但仍有許多待作之工作用以製作跨過 可見光譜之可實施雷射二極體（邊緣發射器或VCSEL)。 在製造可見波長之VCSEL的努力中，由於基於有機之增 益材料可具有較低未泵浦（unpumped)散射/吸收損失及高量 子效率之特性，故摒棄基於無機之系統而聚焦於基於有機 之雷射系統係有利的。與無機雷射系統相比，製造有機雷 93199.doc 严 1333699 射相對並不昂貴，可將其製造以在整個可見範圍之上發 射，可將其縮放至任意尺寸且更重要的係可自單個晶月發 射多種波長（例如紅、綠及藍）。 衣作可製造雷射二極體系統之通常途徑係使用電注入而 非光學泵浦來建立在該裝置中之活性區域内必需的居量反 轉（population inversion)。此對於無機系統可為實情，因為 其對於大面積裝置之光學泵浦臨限值（p.L. G〇urley及其他 人，Appl· Phys. Lett· 54, 12〇9 [1989])在大約 1〇4 術一。 該等高功率密度可僅使用如泵浦源之其它雷射而達成，排 除用於無機雷射空腔之彼途徑。尤其當系統採用主體·摻雜 劑組合物作為活性媒體時，未泵浦之有機雷射系統已極大 地縮減了在雷射波長處經組合之散射與吸收損失（〜〇 5 cm·1)。結果，尤其當使用基於VCSEL之微空腔設計以最小 化活性體積時（其導致更低之臨限值），應可達成低於 1 W/cm2之光學泵浦功率密度臨限值。低於i w/cm2之功率密 度臨限值之重要性在於可能使用不昂貴、現成的且非相干 的LED來光學泵浦該等雷射空腔。 為產生來自有機VCSEL裝置之單模（或少量模）毫瓦之輸 出功率，通常需要具有發射區域之直徑為大約1〇 pm。結 果，ImW之輸出功率將需要由產生〜6〇〇〇W/cm2之源來光 學泵浦該裝置（假定能量轉換效率為25% )。若此功率密度級 (及像素尺寸）為驅動cw，其可遠大於LED之容量且另外， 將很可能引起有機材料之某些降解問題。解決該問題之一 方法為將有機雷射發射區域直徑增至約3 5 〇 pm，其將使泵 93I99.doc 1333699 浦功率密度級降至4 W/cm2(以產生1 mw之輸出功率卜此功 率密度級及像素尺寸可由現成的4〇〇 nm之無機led達成。 很不幸，具有350 μm直徑之發射區域之大面積雷射裝置將 導致高多模輸出且降低能量轉換效率（其係由於絲狀形 成）。結果，產生較大面積之有機¥(：^£1：裝置係非常有利 的，其具有良好的能量轉換效率及單模（或少量模）輸出。 【發明内容】 本發明之一目的係提供一種製作發射雷射排列之有機表 面的方法，該有機表面尤其適於t許自㈣級有機雷射像 素之二維陣列發射雷射。 此等目的可由一種製作有機垂直空腔雷射陣列裝置之方 法達成，該方法包含： a) 提供一基板； b) 提供反射預定範圍波長之光且安置在該基板上之一 底部介電堆疊結構之第一部分； 〇在該底部介電堆疊結構之第—部分之頂面内形成一 姓刻區域以界定反射率高於像相區域之間隔雷射像素之 陣列使得該陣列發射雷射光； d)在該錢刻之第一部分上方形成該底部介電堆叠結 構之第二部分； e) 在該底部介電堆疊結構 活性區域以產生雷射光；及 之弟一部分上方形成一有機 來 )在汶活!·生區域上方形成自底部介電堆疊結構間隔開 且反射預定範圍波長之光之頂部介電堆疊結構。 93199.doc 1333699 本發明之優點在於 的方法，該裝置採用可二作二維有機雷射陣列裝置 或多模雷射輸出之鹆半奴一 予㈣且產生早模 且能量轉換效率辦A 壯 貝失減> 手増加。裝置對於頂部及底部反 採用倂人高反射率之介 ❹而吕均 包括有機材料之增益媒 且>、有 選擇性地調變底部介f ”曰由 之調變可由多步驟二:、、·：射率而提供。反射率 夕H㈣成，該方法包括以下步驟 部介電堆疊結構之第—部分成長；將微米級的雷射像素姓 刻入㈣—部分之表面，且接著將底部介電堆疊結構之第 二部分沈較㈣刻表面上。由於將㈣表面深埋於底部 介電堆璧結構内（且遠離增益區域），故對於二維有機雷射陣 列裝置而言散射損失減少且能量轉換效率增加。 【實施方式】 為能夠獲得發射單模（或少量模）之較大面積雷射結 需要建構如圖1示意性展示且根據本發明之一二維雷射陣 列裝置100。圖2展示了該二維雷射陣列裝置1〇〇之俯視圖， 其中在VCSEL之表面上需要界定由像素間區域21〇分隔之 雷射像素200。若需要單模雷射作用，則來自各種像素之發 射需要被鎖相，即強度及相位資訊必須在像素間交換。此 係藉由使用少量内建式指數或增益導引（gain guiding)較弱 地將雷射發射限定於像素區域且將像素排列於週期性二維 陣列來最佳地達成。對於排列於正方形二維陣列内之雷射 像素2 0 〇而言’鎖相操作導致每一元件與其四個最近之元件 93l99.doc 【1333699 刚異相（E.Kapon及M_Orenstein，US-A-5,086,430)» 當應 用於二維無機雷射陣列時，用於獲取將雷射發射較弱地限 定於雷射像素之成功途徑係藉由增加金屬（E.〖邛⑽及m. 〇1^1^6111’1；8-八-5,086,430)或較深地姓刻入頂部介電堆疊 結構（P.L. G〇urley及其他人，Appi phys Leu % 89〇 [i99⑴ 來調變頂部介電堆疊結構之反射率。在兩種無機雷射陣列 的狀況下’雷射像素為大約3_5㈣寬(以便能夠起單模作用） 且像素間之間距為1.2㈣。由於—旦有機層已沈積，在雷 射結構上很難實行微米級圖案化，故將此等結果應用於有 機雷射系統需要十分小心。結果，在較佳實施例中，需要 調變底部介電堆疊結構之反射率。已發現由於調變僅在非 常窄之波長範圍有效，故藉由增加金屬來調變反射 轉難控制。因此’在此實施例中可藉由實行底部介電堆 疊結構之二維圖案化㈣來達成調變，使得像素間區域加 對應於底部介電堆疊結構之姓刻區域，而未钮刻區域對應 於雷射像素200。可能形成雷射像素2〇〇之線性陣列，即使 由於其將導致入射井聲爷、、者也击 元于泵浦先束功率之較差轉換，盆在大 多數實例中並非較佳。即使由反射率調變之雷射 限制可導致最佳狀況之鎖相單模雷射作用，尋 部化的或更高級之模常見，則會發生多模雷射作用： =斑點很重要之實例中（例如在顯示器應用中），則多模雷射 作用較佳。在該種狀況下’為打礼均句局部化之鎖相，雷 射像素200可以在二維空間任意置放。 返回參考圖視光學系浦及雷射發射之意欲方向而應， 93199.doc 基板I1G可為光透射性的或不透明的。基板110可為透明破 璃或2料。或者，不透明基板包括但不限於半導體材料（例 如石夕）或料材料，其可用於光學栗浦及雷射發射自相同表 面發生之情況。在基板U0上沈積由具有交替高與低折射指 數之介電材料組成之底部介電堆疊結構。通常，底部介電 堆疊結構設計為反射預定範圍之波長之雷射光。典型高與 低折射指數介電材料分別為Ti〇dSi〇2。底部介電堆疊处 構藉由標準電子束沈積法來沈積，其中典型沈積溫度為。 240 C。為使散射損失最小化且相應地提高能量轉換效率， 較佳地將底部介電堆叠結構之银刻表面自駐電磁場（e場）之 強度最高之活性區域13G移除。結果，底部介電堆疊結構沈 積於兩部分：第—部分120及第二部分125’藉以藉由在底 部介電堆疊結構之第—部分㈣之表面内形成㈣區域⑼ 可達成反射率調變。為使_區域15G自活性區域13〇隔開 &距離’底部介電堆疊結構之第一部分較佳地至多含 有3至5:反射雷射光之介電層。對於將額外介電層添加至 底部堆疊結構以將栗浦光束刚反射回活性區域130的情況 而吕’此等層應首先沈積於底部介電堆疊結構之第一部分 120 内。 使用標準光微影及㈣技術可在底部介電堆疊結構之第 -部分120内形成圖案化之蝕刻區域15〇，因此在底部介電 堆$結構之第-部分12()之表面上形成圓柱之二維陣列。在 η亥較仏只施例中雷射像素之形狀為圓形；然而亦可能為1 它像素形狀（諸如長方形）。像素間之間距在0.25 _至4_ 93199.doc 1333699 之範圍内。藉由貫驗可確疋應移除底部介電堆疊結構之第 一部分！20之一個或兩個週期以建立蝕刻區域15〇。比此更 深之钱刻通常導致更差效能之雷射陣列。底部介電堆叠結 構之第二部分125在形成蝕刻區域15〇後可沈積於底部介電 堆疊結構之第一部分120上。如圖丨示意性展示底部介電 堆疊結構之第二部分125填充蝕刻區域丨5 〇。如上所1达 的，底部介電堆疊結構之第二部分125由具有高與低折射= 數介電材料（諸如分別為Tih及Si〇2)之交替層組成❶對於^ 一部分而言，第二部分通常由電子束在24〇t之溫度下沈 積。 活性區域130沈積於底部介電堆疊結構之第二部分 上。圖1展示活性區域130並非塊狀層而係多層複合物。按 照Brueck及其他人（US_A_4,881，236)對無機雷射之建議，活 性區域130含有由間隔層17〇分隔之一或多個週期性增益區 域1 60 〇週期性增益區域丨6〇之厚度通常小於％ 且較佳厚 j介於5 nm至30㈣間。選擇間隔層17〇之厚度使得週期性 增盈區域與雷射空腔之駐e場之波腹對準。在活&區域内採 用週期性增益區域導致更大之能量轉換效率及非吾人所樂 見之自發發射之巨大縮減。總之，活性區域13〇包括一或多 個週期性增益區域16G及沈積於週期性增益區域之任一側 ^排^使得週期性增益區域與裝置之駐波（standing wave) 电磁％之波腹對準的間隔層丨7〇。 迥期性增益區域1 60由以高量子效率發螢光之小分子量 有機材料或聚合有機材料組成。小分子量有機材料通常藉 93199.doc 1333699 由高真空（10-6T〇rr)之熱蒸鍍法沈積，而共軛聚合物通常藉 由旋轉鑄造法形成。 除非另外具體陳述，術語，，取代基，，（"substitutedl,或 ” substituent”）之使用意味著除氫外之任何基團或原子。此 外，當使用術語"基團"時，其意味著當取代基包括可取代 之氫時，只要取代基不會破壞裝置效用之必需性能，其亦 意欲不僅包括取代基之未經取代形式’亦可包括以此處提 及之任何取代基或基團進一步取代之形式。適宜地，取代 基可為鹵素或可藉由碳、矽、氧、氮、磷、硫、硒或硼原 子鍵結至分子之剩餘物。舉例而言，取代基可為諸如氯、 溴或氟之齒素；硝基；羥基；氰基；羧基；或可被進一步 取代之基團，諸如烷基，其包括直鏈或支鏈或環烷基，諸 如曱基、三氟甲基、乙基、第三丁基、3_(2,4_二-第三戊基 本氧基）丙基及十四烧基；稀基，諸如乙烯、丁烯；燒氧 基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、2_甲氧基乙 氧基、第二-丁氧基、己氧基，2_乙基己氧基、十四烷基氧 基、2-(2,4-二-第三戊基苯氧基）乙氧基及2_十二烷氧乙氧 基，芳基，諸如苯基、4-第三丁基苯基、2,4,6_三甲基苯基、 萘基；芳氧基，諸如苯氧基、2_甲基苯氧基、^-或点―萘氧 基、及4-甲苯氧基；碳醯胺基，諸如乙醯胺基、苯甲醯胺 基、丁醯胺基、十四醯胺基、α_(2,4_:_第三戊基·苯氡基） 乙醯胺基、α -(2,4-二-第三戊基笨氧基）丁醯胺基、α _(3_ 十五烷基苯氧基）-己醯胺基、α-(4-羥基-3-第三丁基苯氧 基）-十四醯胺基、2-氧基-吡咯烷·ι_基、2_氧基巧_十四烷基 93199.doc 1333699 吡咯烷小基、N_曱基十四醯胺基、义琥珀醯亞胺基、冰笨 二曱醯亞胺基、2,5-二氧代小唑烷基、3_十二烷基_2,5_二氧 代小咪唑基、及N-乙醯基_N_十二烷基胺基、乙氧基碳醯胺 基、苯氧基碳醯胺基、节基氧碳醯胺基、十六烷基氧碳醯 胺基、2,4-二-第三丁基苯氧基碳醯胺基、苯基碳醯胺基、 2,5-(二-第三戊基苯基）碳醯胺基、對十二烷基_苯基碳醯胺 基、對甲苯基碳醯胺基、N-甲基脲基、Ν,Ν-二曱基脲基、 Ν-甲基-Ν-十二烷基脲基、Ν_+六烷基脲基、Ν，Ν_:_十八 炫基脲基、Ν，Ν-二辛基-Ν，-乙基脲基、Ν-苯基脲基、Ν,Ν-二苯基脲基、Ν-苯基-Ν-對曱苯基脲基、Ν-(間十六烷基苯 基）脲基、Ν，Ν-(2,5-二-第三戊基苯基甲基脲基及第三 丁基碳醯胺基；磺醯胺基，諸如甲基磺醯胺基、苯磺醯胺 基、對曱苯基磺醯胺基、對十二烷基苯磺醯胺基、Ν-曱基 十四烷基磺醯胺基、Ν,Ν-二丙基-磺醯胺基及十六烷基磺醯 胺基；胺續醯基，諸如Ν-甲基胺磺醯基、Ν-乙基胺磺醯基、 Ν，Ν-二丙基胺磺醯基、Ν-十六烷基胺磺醯基、ν,Ν-二甲基 胺磺醯基、Ν-[3-(十二烷基氧基）丙基]-胺磺醯基、Ν-[4-(2,4-二-第三戊基苯氧基）丁基]胺續醯基、N-甲基-N-十四烧基胺 磺醯基及N-十二烷基胺磺醯基；胺曱醯基，諸如N-曱基胺 曱醯基、Ν,Ν-二丁基胺曱醯基、N-十八烷基胺曱醯基、 Ν-[4-(2,4-二-第三戊基笨氧基）丁基]胺甲醯基、Ν-甲基-Ν-十四烷基胺甲醯基及Ν，Ν-二辛基胺甲醯基；醯基，諸如乙 醯基、（2,4-二-第三戊基苯氧基）乙醯基、苯氧基羰基、對 十二烷基氧笨氧基羰基甲氧羰基、丁氧基羰基、十四烷基 93199.doc -13· 1333699 氧基羰基、乙氧基羰基、苄氧基羰基、3_十五烷基氧基羰 基及十二烷基氧基羰基；磺醯基，例如子氧基磺醯基、辛 基氧基磺醯基、十四烷基氧基磺醯基、2-乙基己基氧-磺醯 基、苯氧基磺醯基、2,4-二-第三戊基苯氧基磺醯基、甲基 磺醯基、辛基磺醯基、2-乙基己基磺醯基、十二烷基磺醯 基、十六炫基續Sf基氧基、苯基續縫基、4-壬基苯基績醢 基及對曱苯磺醯基；磺醯基氧基，諸如十二烷基磺醯基氧 基及十六烷基磺醯基氧基；亞硫醯基，諸如甲基亞硫醯基、 辛基亞硫醯基、2-乙基己基亞硫醯基、十二烷基亞硫醯基、 十六烷基亞硫醯基、苯基亞硫醯基、4-壬基苯基亞硫醯基 及對甲本基亞硫醯基；硫基，諸如乙硫基、辛基硫基、节 硫基、十四烷基硫基、2-(2,4-二-第三戊基苯氧基）乙硫基、 笨基硫基、2- 丁氧基-5-第三辛基苯基硫基及對甲苯基硫 基；醯氧基，諸如乙醯氧基、苯曱醯氧基、十八烷基醯氧 基、對十二烧基胺基苯曱醯氧基、N_苯基胺曱醯氧基、 乙基胺甲醯氧基及環己基羰基氧基；胺基，諸如苯基苯胺 基、2-氣苯胺基、二乙基胺基、十二烷基胺基；亞胺基， 諸如1(N-苯基亞胺基）乙基、Ν·琥珀亞胺基或弘苄基乙内醯 脲基；磷酸鹽，諸如二曱基磷酸鹽及乙基丁基磷酸鹽；亞 知§九鹽，诸如二乙基及二己基亞磷酸鹽；雜環基、雜環氧 基或雜環硫基，其中每個都可被取代且含有由碳原子及選 氧氮、硫、磷或硼各基組成之群之至少一雜原子组 成之3至7員雜環，諸如2十南基、2嗟吩基、2_苯幷㈣基 氧基或2·苯幷❹m諸如三乙基錢基；季鱗，ς 93199.doc 14 1333699 如三苯基鱗；及曱矽烷基氧基，諸如三甲基甲矽烷基氧基。 若需要，取代基本身可被所要之取代基進一步取代一或 多次。熟習此項技術者可選擇使用之特定取代基以達成具 體應用之所要特性且可包括（例如）吸電子基、供電子 (electron-donating)基及位基。當分子具有兩個或兩個以上 之取代基時，除非另外提供否則可將取代基結合以形成諸 如稠合環之環。通常其之上述基團或取代基可包括高達48 石反原子（通常為1至3 6碳原子且通常小於24碳原子）之彼等， 但視所選擇之特定取代基而定，可能存在更大數目之碳原 子。取代基可包括稠合環衍生物，諸如但不限於苯幷_、二 笨幷-、萘-或二萘·稠合環衍生物。此等稠合環衍生物亦可 被進一步取代。 週期性增益區域160(或發射材料）可由單一主體材料組 成，但更通常地其包括摻雜有客體化合物（摻雜劑）之主體材 料或光發射主要來自摻雜劑之處且可為任何色彩之化合 物》由於此等主體-摻雜劑組合物導致對於増益媒體之非常 小（可小於1 cm】）之未泵浦散射/吸收損失，故其係有利的。 摻雜劑通常選自高螢光染料，但例如在w〇 98/5556i、w〇 00/1 885 卜％0〇〇/57676及％〇〇〇/7〇655 中描述之用於〇1^〇 之過渡金屬錯合物的磷光化合物亦可用。摻雜劑通常以重 量計按0.01%至10%塗覆入主體材料’其中可選擇摻雜劑 以提供具有紅、綠或藍之色彩之發射光。對於红色發射層 而言可用主體·摻雜劑組合物之一實例為Alq作為主體材料 且1°/。的L39 [4-(二氰基亞曱基）_2_第三丁基_6(1丄7,7四曱 93l99.doc 1333699 基久洛尼定基冬婦基）_4H_d比嗔]作為推雜劑。 選擇染料作為摻雜劑之—重要關係為摻雜劑材料之吸收 與主體材料之發射的比較。對於自主體至摻雜劑分子之高 效能量轉移(藉由F峨嶠量轉移)而言，必需條件為摻雜劑 之，收重疊主體材料之發射。熟習此項技術者很熟悉F〇rster 能量轉移概念，其涉及在主體及摻雜劑分子之間的非輻射 能量m選擇主體材料之重要關係為主體材料之吸收顯 著地重疊㈣光束18〇光之發射光譜。此外較佳地，主體材 料或主體材料加摻雜劑之吸收在裝置1〇〇之雷射發射波長 内很小。吸收之可接受程度為主體加摻雜劑之組合物之吸 收係數在雷射發射之波長處小於〗〇 cm-i。 可用之螢光發射性材料包括在由〗B. Berlman所著之 "Handbook of Fluorescence Spectra of Aromatic Molecules" (Academic press，New Y〇rk，1971)及即 i 〇〇9 〇4i 中所述之 多環芳香族化合物。可使用具有超過兩胺基之三級芳香族 胺（其包括寡聚材料）。 適用之另一類發射性材料（對於主體或摻雜劑而言）包括 芳族二級胺，其中後者被認為含有僅鍵結至碳原子之至少 一個二價氮原子之化合物，其之至少一個為芳香環之員。 在一種形式中’芳族三級胺可為芳基胺，例如單芳基胺、 一芳基胺、三芳基胺或寡聚芳基胺。例示性單體三芳胺在 由Klupfel及其他人申請2US_a_3，18〇,73〇中得以說明。經 一個或多個乙烯基取代及/或包含至少一個含活性氫之基 團之其匕合適三芳胺在由Brantley及其他人申請之 93I99.doc -16- 丄333699 US-A-3，567,45 0及仍-八-3,658,52 0得以揭示。 一類更佳的芳族三級胺為在US-A-4,720,432及 US-A-5,061，5 69中所述之包括至少兩芳族三級胺部分之彼 等。該等化合物包括結構式A代表之彼等。

A 其中 團 Q1及Q2係獨立選擇之芳族三級胺部分；且 G係諸如碳碳鍵之伸芳基、伸環烷基或伸烷基之連結基 在實靶例中，Qi及Q2中之至少一個包括多環稠合環結 構’例如萘。tG為芳基時’其可便利地為伸苯基、伸聯苯 基或蔡之部分。 結構式B代表滿足結構式人且含有兩三芳胺部分之一類 可用二芳胺。

B 其中： 心及112各個獨立代表氫 同代表完成環㈣之原子4方基或烧基，或Rl及^ —=構式C所示，⑽各個獨立 一方基取代之胺基取代。 丹筏者由勤

C 93l99.doc «5 1333699 '、中汉5及R6為獨立選擇之^基。在一實施例中，或中 至少一個含有多環稠合環結構，例如萘。 主體材料可包含經取代或未經取代之三芳胺化合物。另 一類芳族三級胺為四芳基二胺。所要的四芳基二胺包括兩 二芳基胺基，其諸如結構式C所示藉由伸芳基連結。可用之 四芳基二胺包括結構式D代表之彼等。 D :’十如士': 其中： 每一 Are為獨立選擇之伸芳基，諸如伸苯基或蒽部分； η為自1至4之整數；且

Ar、R7、尺8及尺9為獨立選擇之芳基。 在一典型實施例中，Ar、R7、尺8及以中之至少一個為多 環稠合環結構，例如萘。 上述結構式A、B、C、D之各種烷基、伸烷基、芳基及伸 芳基部分各個可接著被取代。典型取代基包括烷基、烷氧 基、芳基、芳氧基及諸如獻基、氣基及溴基之齒素。各種 烧基及伸烧基部分通常含有自i至約6之碳原子。環烧基部 分可含有自3至約10之碳原子，但通常含有5、6或7之碳原 子--例如環戊基、環己基及環庚基環結構。芳基及伸芳 基部分通常為苯基及伸苯基部分。 發射性材料可由單一或芳族三級胺化合物之混合物形 成。具體言之，可採用三芳胺（諸如滿足結構式B之三芳 胺）’其如結構式D所示與四芳基二按組合。主體材料可包 93199.doc -18- 1333699 括經取代或未經取代之二卡唾-聯苯基化合物。下列為可用 之芳族三級胺之說明： · 4,4·-Ν，Ν·-二卡唑-Ι,Γ-聯苯基（CBP)(D1) - 4,4’-雙[N-(l-萘基）-N-苯基胺基]聯苯基（D2) 4,4'-雙[N-(l-萘基）-N-(2-萘基）胺基]聯苯基（D3) 4,4'-雙[N-(2-萘基）-N-對甲苯基胺基]聯苯基（D4) U-雙（4-二-對甲苯基胺基苯基）環己烷 M-雙（4-二-對曱苯基胺基苯基）-4-苯基環己烷 φ 4,4'-雙（二苯基胺基）四苯 雙（4 -二甲基胺基-2-甲基苯基）-苯基甲烧 N，N，N-三（對甲苯基）胺基 4-(二-對f笨基胺基）-4’-[4(二-對甲笨基胺基苯乙烯基]芪 N，N，N'，N'-四-對甲苯基-4-4’-二胺基聯苯基 · Ν，Ν，Ν*，ΝΓ-四苯基-4,4’_二胺基聯苯基 Ν，Ν，Ν',Ν'-四-1-萘基-4,4'-二胺基聯苯基 Ν，Ν，Ν’，Ν’-四-2-萘基-4,4’-二胺基聯苯基 φ Ν-苯基卡D坐 4,4”-雙[N-(l-萘基）-Ν-苯基胺基]對三聯苯基 4,4’-雙[Ν-(2-萘基）-Ν-笨基胺基]聯苯基 4,4'-雙[Ν-(3-苊基）-Ν-笨基胺基]聯笨基 1，5-雙[N-(l-萘基）-Ν·苯基胺基]萘 · 雙[Ν-(9-蒽基）-Ν-苯基胺基]聯苯基 · 4,4"-雙[Ν-0-蒽基）·Ν-苯基胺基]_對三聯苯基 4,4'-雙[Ν-(2-菲基）-Ν-笨基胺基]聯苯基 93199.doc -19- 1333699 4,4’-雙[N-(8-螢光蒽基）_N-苯基胺基]聯苯基 4,4'-雙[N-(2-芘基）·Ν-苯基胺基]聯笨基 4,4^雙[Ν-(2-萘並萘基）-Ν-苯基胺基]聯苯基 4,4'-雙[>1-(2-二萘嵌苯）-Ν·苯基胺基]聯笨基 4,4'·雙[N-(l-六苯幷苯基）_Ν_苯基胺基]聯苯基 2,6-雙（二-對甲苯基胺基）萘 2,6 -雙[二- (1-萘基）胺基]萘

2.6- 雙[N-(l-萘基）-Ν-(2-萘基）胺基;(萘 Ν，Ν，Ν’，Ν’-四（2-萘基）-4,4”·二胺基-對三聯苯基 雙{Ν-苯基-N-[4-(l-萘基）-苯基]胺基}聯苯基 4,4'-雙[Ν-苯基-Ν-(2-芘基）胺基]聯苯基 2.6- 雙[Ν，Ν-二（2-萘基）胺基]努 1，5-雙[N-(l-萘基）-Ν-苯基胺基]萘 4,4’，4"-參[(3_甲基苯基）苯基胺基]三苯基胺基。

主體材料可包含經取代或未經取代之氮雜芳族化合物 舉例而言，主體材料可包含經取代或未經取代之吖1、 啉、嘌呤、吩嗪、吩噁嗪或菲咯啉化合物❶卡唑衍生物 可用之主體。菲咯啉材料之可用實例包括2,9·二甲基 二笨基-1，1〇-菲咯啉及4,7-二苯基_丨，10_菲咯啉。 主體及摻雜劑分子包括但不限於下列揭示之彼等 US-A-4,768,292 ^ US-A-5,141,671 . US-A-5,! 50,006 US-A-5s151j629 ^ US-A-5,405,709 ^ US-A-5,484,922 US-A-5,593,788 ^ US-A-5,645,948 > US-A-5,755,999 ^ US-A-5,928,802 > US-A-5,935,720 93199.doc *20· ⑶3699 US-A-5,935,721 及 US-A-6,〇20,〇78。 8-羥基喹啉之金屬錯合物及相似之衍生物（結構式幻組成 可支持電致發光之-類可用主體材料，且其尤其適用於波 長超過500 inn之光發射，例如綠、黃、橙及紅。

其中： Μ代表金屬； η為自1至3之整數；且 Ζ在每次出現時獨立代表完成具有至少兩稠合芳香環之 核之原子。 自：：所述很明顯金屬可為一價、二價、三價或四價金 諸為例如驗金屬，諸如鐘、鈉，；驗土金属， 金屬，諸如鋅L屬通(;^ u通”採用已知可為可用之聲合金屬 貝一饧、二價或四價金屬。 Ζ完成含有至少兩稠合芳 環中之至少-個為唾或”二雜;核1至少兩稠合芳香 肪族及芳香族環）可斑兩所要Lr要’額外之環（包括脂 體卻未改良錢，°為避免增大了分子整 類化 主體材料可包含:取=目通常保持在18或更少。 合物 、，’工取代或未經取代之螯合羥基喹啉 93199.doc 1333699 、下為可用之螯合羥基喹琳類化合物之說明： C〇-1 .參号辛鋁[別名，參（8-經基喹啉）紹（ιΠ)] 2又号辛鎂[別名，雙（8-羥基喹啉）鎂（π)] C〇-3 .雙[苯幷{〇·8-經基喹琳]辞（π) 4 又（2-甲基~8_羥基喹啉）鋁（ΠΙ)-μ-氧基-雙（2-甲基 -8-羥基喹啉）鋁（Ιπ) 參咢辛銦[別名，參（8-經基啥琳）館j] C〇 6.參基咢辛）鋁[別名’參（5-甲基-8-經基喹。林） 銘（III)] CO 7 .可辛鋰[別名，（8_羥基喹啉）鋰⑴] C〇_8. 7辛鎵[別名，參（8·經基噎琳）鎵（ΙΠ)] C〇_9.可辛鍅[別名，四（8-羥基喹啉）鍅（IV)]。 體材料了包括經取代或未經取代之蒽化合物。 9，1〇-— -(2·萘基）蒽之衍生物（結構式F)構成可支持光致 發光之―員可用主體’且其尤其適用於波長超過4〇〇 nm之

93I99.doc -22· 群1 .氫，或具有自1至24個碳原子之烷基； 群2.方基或具有自5至20個碳原子之經取代之芳基； 群3 ·必而的自4至24個碳原子以完成蒽基、芘基、或二 奈嵌笨之稠合芳香環； 群4 ·必而之雜芳基或具有自5至24個碳原子之經取代之 雜芳基以το成呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基或其它雜 環系統之稠合雜芳環； 群5 ”有自1至24個碳原子之烷氧基胺基、烷基胺基或 芳基胺基；及 群6 :氟、氯、溴或氰。 例不性實例包括9，1〇•二·(2_萘基）蒽（Fi)及2_第三丁基 -9, ！ 0-二-(2-萘基）蒽（F2^其它蒽之衍生物可作為主體使 用’其包括9，1〇_雙_(4·(22,二苯基乙稀基）苯基）蒽之衍生 物。 吲哚何生物（結構式G)構成可支持光致發光之另—類可 用主體’且其尤其適用於波長超過400 nm之光發射，例如 監、綠、頁、撥或紅。

其中·’ η為3至8之整數； Ζ為氧、NR或硫；且 R及R1單獨為氫；具有自1至24個碳原子之烷基，例如丙 93199.doc -23- 1333699 基第一丁基、庚基及其類似物；具有自5至2〇個碳原子之 方基或雜原子取代芳基’例如苯基及萘基、。夫喃基、嗔嗯 基、吡啶基、喹啉基及其它雜環系統；或鹵基，諸如氯基、 氟基，或所需之原子以完成稠合芳香環；且 L為包括烷基 '芳基、經取代之烷基或經取代之芳基之連 、、°單疋，其共輛地或非共軛地將多吲哚連結在一起。可用

引％之一貫例為2, 2，，2"·(丨，3,5•伸苯基）參[〗_苯基_Ι Η苯幷 咪唑;I 主體材料可包含經取代或未經取代之苯H坐化合物、 經=代或未經取代之苯幷嗟唾化合物或經取代或未經取代 之苯幷咪唑化合物。主體材料可包含經取代或未經取代之 t坐化合物、經取代或未經取代Κ化合物或經取代或 未經取广之噁二唑化合物。噁唑化合物之可用實例包括丨，4_ 雙（5-本基。惡。坐·2-基）苯、14,4·甲基·5_苯基喔基） 苯、雙（5-(對聯苯基）喔嗤·2_基）苯。嗯二嗤化合物土之 可用貫例包括2·(4·聯苯基）_5·苯基]，3,4d坐及2-⑷聯 苯f Η4·第三丁基苯基)-丨，3,4-。惡二。坐。三。坐化合物之可 用貫例包括3-(4-聯苯基）·4_苯基_5_第三丁基苯基·三 口坐。 ， 材料或摻雜劑材 可用之發射性材 (Η) (I) —笨乙稀基伸芳基衍生物亦可用作主體 料’在US-A-5，121，〇29中描述了許多實例。 料（主體及摻雜劑）可具有通用式（H)或（I):

X-CH=CH-Y-CH=CH-Z

X-(CH=CH)n-Z 93199.doc -24 - 其中： x及z為獨立之經取代或未經取代之芳基或具有一個氮 原子之經取代或未經取代之芳族錯合物環基； η荨於1、2或3 ;且 Υ為二價芳基或具有一個氮原子之二價芳族錯合物環 ，。可用之實例包括雙（2_甲基苯乙稀基）-苯、4,4，-(9，10_ 心一基一 \2，1-乙烯二基）雙（Ν，Ν-雙（4-甲基苯基）_苯胺基、 -(Μ-萘二基二•乙烯二基）雙（ν，ν-雙（心甲基笨基） “胺及，4 (ι，4-伸苯基二-之山乙烯二基）雙（Ν，Ν_(4_甲苯 選擇摻雜劑U提供介於300⑽與】7〇〇 nm之間的發射。換 雜劑可選自螢光㈣光染料^可用之㈣摻㈣包括如上 述主體材料之材料。其它可用螢光摻雜劑包括但不限於下 ^物質之衍生物：經取代或未經取代之蒽、並四苯、氧雜 蒽、二萘嵌苯、紅螢光烯、香豆素、若丹明及喹η丫啶酮： 二氰基伸甲基吡。南化合物、噻。南化合物、聚亞甲基化合物、 °惡英敍^㈣化合物、苟之衍生物、periflanthene衍生 物、薛並二萘嵌苯衍生物、雙（。丫嗓基）胺蝴化合物、雙（。丫 嗅基）曱，化合物、萘咬、螢光蒽"夫喃、十朵"塞吩又、苯 幷氧雜E、祐 ' 节基嗎辦鹽酸鹽、三聯苯、四聯苯、五聯 苯、六聯苯、慧嵌葱、雙葱烯化合物、Ν，Ν，Ν，，Νι'經四取： 之對二胺基聯苯衍生物、N，N，N’，N，.四芳基對二胺基聯苯衍 生物及喧諾酮化合物或其之組合物。此等類材料之衍生物 亦可充當可用之主體材料或其之組合物。主體材料通常將 93199.doc •25- 1333699 為包括至少三伸苯基部分之化合物。 可用摻雜劑之說明性實例包括但不限於下列：

93l99.doc -26- 1333699

93199.doc 27- 1333699

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環螢光增白劑。 發射性材料亦可為聚合材料、兩種或兩種以上聚合材料 之#合物或摻雜聚合物或聚合物摻合物。發射性材料亦可 為具備或不具備摻雜劑之超過一種非聚合及聚合材料之組 合物。非聚合分子之典型摻雜劑預先列出。可將非聚合摻 雜劑分子作用地擴散入聚合主體，或可藉由將微量組份共 聚入主體聚合物來添加摻雜劑。典型聚合材料包括但不限 於經取代及未經取代之聚（對伸苯基伸乙烯基）（PPV)衍生 物、經取代及未經取代之聚（對伸苯基）（PPP)衍生物、經取 代及未經取代之聚苐（PF)衍生物、經取代及未經取代之聚 (對。比啶）、經取代及未經取代之聚（對吡啶伸乙烯基 (p-pyridalvinylene))衍生物及經取代、未經取代之聚（對伸 苯基）梯狀物及分步梯型聚合物及由Diaz-Garcia及其他人 在US-A-5,88 1,083及其參照案中教示之其之共聚物。取代基 包括但不限於烷基、環烷基、烯基、芳基、雜芳基、烷氧 基、芳氧基、胺基、硝基、硫基、鹵基、輕基及鼠基。通 常之聚合物為聚（對伸苯基伸乙烯基）；經二烷基-、二芳基-、二胺基-、或二烷氧基取代之PPV ;經單烷基-單烷氧基取 93I99.doc •30- 1333699 代之PPV，經單芳基取代之ppv ;經9,9,·二烷基或二芳基取 代之PF，經9,9’-單烷基-單芳基取代之PF ;經9_單烷基或芳 基經取代之PF; PPP;經二烷基_、二胺基_、二芳基或二 烷氧基取代之PPP;經單烷基芳基…烷氧基_、或胺基取 代之PPP。另外，可使用聚合材料，諸如聚（N_乙烯基咔 唑）（PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺及諸如聚（3,4_伸乙基 一氧基噻吩）/聚（4-苯乙烯磺酸鹽）（亦稱作pED〇T/pss)之共 聚物。 上述提及之有機材料可適當地藉由昇華來沈積，但其可 自具有可選黏纟劑之溶劑沈積㈣良薄膜成开》。若材料為 聚合物，溶劑沈積通常較佳。待藉由昇華而沈積之材料可 自通常由鈕材料組成之昇華器"舟皿"汽化（如在 US-A-6,237,529中所述）或可首先塗覆於供體片上，且然後 在鄰近基板處昇華。具有材料之混合物之層可利用獨立之 昇華器舟皿或材料可預混合且自單個舟狐或供體片塗覆。 使用遮蔽罩、-體式遮蔽罩（us_a_5,294,87Q)、自供體片空 間界定之熱染料轉移（US_a_5,688,55 1、仍各5,851，7〇9及 US-A-6,066,357)及喷射方法（us_a_M66,357)可達成圖案 化之沈積。 大多數有機雷射裝置對潮濕或氧氣或其兩者敏感，因此 其通常密封於諸如說或氬之惰性氣氛中。諸如氧化鋁、礬 土、硫酸約、黏土、石夕勝、弗石、驗金屬氧化物、驗土金 屬氧化物、硫酸鹽、或金屬自化物及高氯酸鹽之乾燥劑可 加入在封裝置。封裝及乾燥之方法包括但不限於在 93199.doc •31· 1333699 US-A-6,226，_中所述之彼等。另外，諸如抓、聚四氣 乙烯及交替無機/聚合層之障壁層在封裝技術中已為吾人 所知。 對於間隔層170而言，使用對於雷射發射19〇及果浦光束 18〇兩者均高度透明之材料係較佳的。在此實施例中選擇 ι，ι-雙甲基-苯基)_胺基-苯基)_環己烧(TApc)作為 間隔材料，此係因為其具有穿過可見及近紫外光譜時很低 之吸收且其折射指數稍低於大多數有機主體材料之折射指 數。由於此折射指數差異有助於使駐e.場波腹與週期性增 :區域⑽之間的重疊最大化，故其有用。由於無機材料具 有低吸收且其折射指數小於有機主體材料之折射指數，故 除有機材料外’間隔層170亦可由無機材料（諸如si〇2)组 2。當使用基於無機之間隔層時’材料可由熱蒸發或電子 束法在低沈積溫度下（約70〇c)沈積。 接著活性區域130沈積於頂部介電堆疊結構14〇上。頂部 ::堆疊結構剩底部介電堆疊結構間隔開來且反射預 疋乾圍之波長的光。其之組份類似於底部介電堆疊結構之 ^分。由於頂部介電堆疊結構〗佩積於含有有機物之活性 :域上方，其之沈積溫度必須保持很低以避免溶化有機 。結果’頂部介電堆疊結構⑽之典型沈積溫度為赃。 為達成良好雷射效能，頂部及底部介電堆疊結構之峰值反 射率大於㈣係較佳的，其中較小值導致較大之雷射線寬。 二维雷射陣列裝置⑽可由人射泵浦光束源⑽光學地驅 且其發射雷射發射19〇。視有機#射空腔之雷射功率密度 93199.doc -32- 1333699 臨限值而定，泵浦光束可為經聚焦之雷射光或非相干之 LED之光。圖1展示了穿過基板110之雷射發射190。或者， 可藉由介電堆疊結構反射特性之適當設計使用穿過頂部介 電堆疊結構140之雷射發射190來穿過基板110光學地泵浦 雷射結構。在不透明基板（例如矽）之狀況下，光學泵浦及雷 射I射均穿過頂部介電堆疊結構丨4〇發生。經光學泵浦之有 機雷射陣列裝置之運作由下列方法發生。泵浦光束18〇傳輸 穿過頂部介電堆疊結構14〇且被週期性增益區域16〇吸收， 其中泵浦光束能量之某部分重新發射為更長波長之雷射 =。當果浦光束180穿過頂部介電堆疊結構14〇進入以確保 雷射輸出190大體上穿過基板11〇退出時，需要選擇使頂部 介電堆疊結構之峰值反射率使其大於底部介電堆疊結構之 峰值發射率。為改良該裝置之功率轉換效率，通常向兩介 電堆疊結構添加額外介電層，使得底部介電堆疊結構之第 一部分120對系浦光束180高度反射且頂部介電堆疊結構 對录浦光束高度透射。雷射光由雷射像素·發射。 ，本發明之-替代實施例中’藉由沈積反射性金屬鏡面 曰來置換頂部介電堆疊結構14〇。典型金屬為銀或紹，並且

Wk反射率°金屬較佳地藉由真空熱蒸鐘法沈積 以避免引起對下層有機層的損害。在此替代實施例中，泵 浦先束⑽及雷射發射190將繼續行進穿過基板110。除此變 化外’層結構及f㈣列裝置之運作與 結構组成之狀況類似。 夕s;丨電 圖3展示了本發明之另-實施例。此裝置為圖m明之裝 93199.doc -33- 1333699 置的變化形式《在圖1中底部介電堆疊結構之第二部分125 直接在蝕刻區域150上成長。結果，堆疊結構沈積於非平坦 (波紋）表面上。對於某些多層堆疊結構組合物（諸如 Ti〇2_Si〇2)而言，在波紋表面上之沈積可導致堆疊結構之柱 狀成長。結果，在底部介電堆疊結構之第二部分125上提高 了散射損失。為克服此問題，底部介電堆疊結構之第—部 分120之蝕刻表面在沈積底部介電堆疊結構之第二部分 之前由平坦層155來平坦化。平坦層155之一實施例為用於 Ta2〇5_Si〇2或TiCVSiO2多層堆疊結構系統之聚醯亞胺。在 建立蝕刻區域150之後，2至3微米之聚醢亞胺由旋轉鑄造法 沈積於底部介電堆疊結構之第一部分12〇之表面上且接著 藉由在自180°C至250°C之間的溫度下之烘焙硬化。接著使 用此項技術中熟知之化學機械研磨法（CMp)技術，研磨聚醯 亞胺直至其與在雷射像素2〇〇之位置之底部介電堆疊結構 的第一部分120之頂面齊平（或在二十奈米内）。由於在標準 CMP研磨漿中聚醯亞胺與氧化物之研磨率的差異，剛好在 開始研磨在雷射像素2〇〇之位置的氧化物層時，中止研磨係 簡單的。平坦層I55之第二實施例為用於Ta2〇5_Si〇2之多層 "电堆疊結構系統之Si〇2。在此狀況下，底部介電堆疊会士 構之第一部分12〇之頂層為一薄層以川4。氮化矽可藉由化 學氣相沈積法（CVD)在300-40(TC之溫度範圍來沈積且厚度 介於10至200 nm。在蝕刻區域150形成後（其中蝕刻貫穿氮 化物層及底部介電堆疊結構之第一部分12〇的i至2個週 期）’ Si〇2之平坦層155藉由CVD或熱蒸發法沈積至〇 75至 93199.doc •34- 2.0 μηι之度疮 了 ^ 又。至於聚醯亞胺之實施例，採用另一常 研磨漿使用CMP研廢古 MP研磨Sl〇2直至其與氮化矽層之頂部齊平 (或在二十夺平肉、 不水内）。由於研磨選擇率大於3.5:卜當開始研 鼠一=層之頂部時’中止研磨亦係簡單的。平坦層155 之第厂只知例為用於任何多層介電堆疊結構系統之聚甲基 。在此狀況下，刚财在底部介電堆 登結構之第一部分120之敍刻表面上旋轉轉造直至厚度在 0.5至3.0 _之範圍内’隨後在15〇至22代下進行習知烘 培。掃描電子顯微鏡（SEM)之影像揭示了 3:1或4:1的膽A 厚度㈣刻深度之比率通常導致PMMA表面平坦化。除平 坦化之此等三個實施例外，熟習此項技術者可能實施其它 方法總之，在建立姓刻區域15〇之後且在底部介電堆疊結 構之第—部分125沈積之前，平坦層155的添加導致在活性 區域130及底部與頂部介電堆疊結構内之更小散射損失且 導致更高功率轉換效率。 展示下列實mm步理解本發明而不應解釋為對本 發明之限制。 實例1 為確定^及圖2之二維雷射陣列之雷射特徵，雷射結構 在預清理之6_ineh石英基板上成長。藉由習知之電子束沈積 法，底部介電堆疊結構之第一部分12〇沈積於基板上，該第 -部分1 20由分別具有交替高與低折射指數之丁办及叫 層（共5層）組成。設計TiC^Si〇2之四分之一波長層使其具 有560㈣之雷射波長。接著使用標準微影技術來使底部介 93i99.doc -35- 1^^3699 電堆疊結構之第一部分120圖案化以建立3 μιη圓柱之二維 正方形陣列，邊緣與邊緣之間隔為〇. 6 pm。使用習知之基 於氟之乾蝕刻劑在像素間區域21〇内蝕刻至丨55 nm之深 度。在蚀刻之後’底部介電堆疊結構之第二部分125由電子 束沈積法沈積，其亦由丁丨仏及Si〇2之交替四分之.一波長之 層組成。底部介電堆疊結構之經組合之第一及第二部分在 560 nm處經量測之峰值反射率為〜99.4%。藉由高真空熱蒸 鍛法’活性區域13〇沈積於底部介電堆疊結構之第二部分 125之頂部，活性區域丨3〇中依次成長丨53 之TApc、具有 0.5〇/〇之[10-(2-苯幷噻唑基）_2,3,6,7_四氫m?·四曱基 _111，511，111^-[1]苯幷吡喃[6,7,8-4]喹嗪-11_一]((：5451')之25 nm 之 Alq、14〇nm 之 TAPC、具有 〇 5% 之 C5451^25rim 的 A1q 及1 53 nm之TAPC。最終，頂部介電堆疊結構丨4〇由低溫電 子束沈積法來沈積，使得石英基板之經量測溫度保持在低 於72 C °其由分別具有交替高低折射指數之Ti〇2及以〇2層 組成。所得之頂部堆疊結構介電鏡面在56〇 nm處經量測之 峰值反射率為〜99.98%。 為測試裝置之光譜特徵’如圖1所示使用來自5 Nichia雷射二極體之4〇5 nm輸出（在對頂部介電堆疊結構 140之正入射角處）來光學泵浦該雷射陣列。泵浦雷射在5〇 KHz之重複率下產生5〇毫微秒之雷射脈衝。泵浦光束強度 由兩中性密度輪之組合調整且其使用1〇〇〇 mm焦距之透鏡 聚焦於雷射空腔表面上。在裝置表面上所得經量測之泵浦 光束180之光斑尺寸為177χ243 。來自空腔之雷射輸出 93199.doc -36- 1333699 190藉由距離狹縫最近之35 mm之fl 4透鏡與1〇〇爪阳之以透 鏡的組合（導致雷射近場影像放大率為2·9χ)聚焦於 JY-Horiba雙單色儀（0.55⑷之人口狹縫上。單色儀之解析率 大約為0.08 nm ;其之輸出由經冷卻之Hamamatsu光電倍增 管偵測。 圖4展示了由〇.36數值孔徑透鏡收集之雷射光譜，其中調 整兩中性密度輪以給予泵浦光束丨8〇在裝置表面上之〇料2 WW之功率密度U具有兩主要雷射峰值，在556 3細 處之一級模式及在M2.5 nm處之二級模式，其之在半最大 處之全寬（FWHM)分別為〇·46咖及⑽nm。亦存在在 ⑷+地^❺及咖⑽處之次高級雷射峰值。^ 射峰值之間雜訊水平很低(比一級雷射模式之峰值強度低 23 dB)。分析顯示—級模式由在相同像素内之雷射建立， :對於—級（及更π級）峰值而言由於雷射模式行進穿過社 構且反射出許多鄰近像素’故雷射模式 、 置。與蝕刻區域15〇鄰近於活性區域13〇 又、出裝 比’來自圖4之雷射模式的整體功率提 員似裝置相 此將姓刻區域150内埋於底部介電土隹疊結構内 損失且提高了功率轉換效率。 /小了散射 以下包括了本發明之其它特徵： 其中間隔層包括Si〇2之方法。 其中像素之間的間距在自0.25微米 方法。 至4微米之範圍 内之 其中活性區域包括聚合材料之方法 93l99.doc -37· 其中像素以線性陣列排列之方法。 其中像素以週期性二維陣列排列之方法。 -種製造有機垂直空腔雷射陣之 下步驟： 彳裝置之方法’其包含以 a) 提供一基板； =提供反射敎範@波長之光且安置在基板上方之一 底。卩介電堆疊結構的第—部分；

b) 在底部介電堆疊纟士椹夕曾 A „ ' 構之苐一部分之頂面内形成一蝕 J區域以界定具有比像素間區域更言 一 像素的陣列，使得該陣列發射雷射：。、…之間隔雷射 第二部分· #』之f冑分上方形成底部介電堆疊結構之 d)在底部介電堆疊結構之第_ ^ + 以產生雷射光；及 #之_…卩分上方形成活性區域 )在活14區域上方提供自底部介電堆疊处構間p n夹 且對光反射之金屬層。 隹“構間開來 包括在底部介電堆疊址槿 坦層之步驟之方法，…及第二部分之間形成平 削薄之方法二匕括來醒亞胺或以02且由化學機械研磨系統 其中平坦層包括聚甲基-丙烯酸脂之方法。 八中/舌性區域包括一岑客個细卜4 、， 層，”np_a h個㈣性增聽域及多個間隔 使得週期性P「，域之任一側上且排列 曰疏區域與裝置之駐波電磁場之波腹對準之方 93199.doc -38- 1333699 法。 /、中將泵浦光束之光穿過介電堆疊結構之至少一個來傳 輸且引入活性區域之方法。 —=週d ϋ增盃區域為主體材料與摻雜劑之組合物且間 -貝貝上對泵浦光束之光及雷射光透明之方法。 ，、中主月豆材料為蒼（8_經基啥琳成且換雜劑為[4_(二氛基 亞甲基）-2-第三丁基_6·(1山7 7•四甲基久洛尼定基-9稀 基）·4Η-°比喃]之方法。 ::間隔層包括1，1_雙_(心雙(4·甲基-苯基)胺基 %己烷之方法。 其中間隔層包括Si02之方法。 =像素之間的間距在自〇.25至4微米之範圍内之方法。 其中活性區域包括聚合材料之方法。 其中像素以線性陣列排列之方法。 其中像素以週期性二維陣列排列之方法。 其中像素以二維陣列任意排列之方法。 【圖式簡單說明】 圖1展示了根據本發明所製經 空腔雷射陣列的側^之一维有機垂直 圖2展示了根據本發明所製經 空腔雷射陣列之俯視圖； 以之-維有機垂直 圖3展示了根據本發明所製倂入了 之二維有機垂直空腔t射陣列之側視圖；^學果浦 圖4展不了強度vs.波長之曲 钿、，3 了根據本發明所 93199.doc •39· 1333699 製經光學泵浦之二維有機垂直空腔雷射陣列之雷射發射光 譜。 【主要元件符號說明】 100 雷射陣列裝置 110 基板 120 底部介電堆疊結構之第 一部分 125 底部介電堆疊結構之第 二部分 130 活性區域 140 頂部介電堆疊結構 150 蝕刻區域 155 平坦層 160 週期性增益區域 170 間隔層 180 系浦光束 190 雷射發射 200 雷射像素 210 像素間區域 93199.doc -40-

Claims (1)

1333699 第093119124號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年8月） 十、申請專利範圍： -種製造-有機垂直空腔#射陣列裝置之方法， 以下步驟： 八 3 a) 提供一基板； b) 提供反射-預定範圍之波長之光且安置在該基板 上之一底部介電堆疊結構之一第一部分； 〇在該底部介電堆疊結構之該第—部分之該頂面内 形成-㈣區域，以界定—間隔雷射像素之陣列，其具 有比該等像相區域更高之反射率，使得該陣列發射 射光； d) 在該經钮刻之第一部分上方形成該底部介電堆疊 結構之一第二部分； e) 在該底部介電堆疊結構之該第二部分上方形成一 活性區域以產生雷射光；及 )在及活丨生區域上方形成一自該底部介電堆疊結構 ^隔開來且反射一預定範圍波長之光之頂部介電堆疊結 構。 2. 如請求項1之方法，其包括在該底部介電堆疊結構之該等 第一與第二部分之間形成一平坦層之步驟。 3. 如請求項2之方法，《中該+坦層包括聚酿亞胺或叫且 由化學機械研磨系統削薄。 4·如請求項2之方法，其中該平坦層包括聚甲基丙烯酸甲 酷。 5.如。月求項1之方法，其中該活性區域包括一或多個週期性 93199-990823.doc 1333699 增益區域及多個間隔層，該等間隔層安置於該（等）週期性 =區域之任一側上’且排列使得該（等）週期性增益區域 …该裝置之駐波電磁場之該等波腹對準。 6·如明求項1之方法，其中泵浦光束之光穿過該等介電堆疊 結構之至少一個來透射及引入該活性區域中。 且 如呀求項5之方法，其中該（等）週期性增益區域為主體材 料與摻雜劑之組合物，且該間隔層對泵浦光束之光及雷

8·如請求項7之方法，其中該主體材料為參（8_羥基喹啉） 鋁，且該摻雜劑為[4-(二氰基亞曱基）_2_第三丁基 -6-(U，7,7-四甲基口久咯啶基_9_烯基）_41^哌喃]。 9. 如請求項7之方法，其中該間隔層包括M一雙雙（4_甲 基-苯基）-胺基-苯基）-環己烷。 10. 如請求们之方法，其中該等像素以二維陣列任意排列。

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