專利名稱：發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括場(chǎng)致發(fā)光材料的發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光器有極其制造成小尺寸和同別的氣體激光器或固體激光器相比較激光振蕩器重量輕的優(yōu)點(diǎn)。半導(dǎo)體激光器放置在各種場(chǎng)合中的實(shí)際使用作為通過(guò)在光集成電路中光互連的方法用于發(fā)送和接收信號(hào)的光源；用于在光盤、光存儲(chǔ)器等上記錄；用于有光導(dǎo)纖維的光通信作為光制導(dǎo)。半導(dǎo)體激光器的振蕩波長(zhǎng)有藍(lán)色到紅外區(qū)的寬廣范圍。通常使用的半導(dǎo)體激光器的主振蕩波長(zhǎng)是在紅外區(qū)域例如GaAs激光器(波長(zhǎng)為0.84μm)、InAs激光器(波長(zhǎng)為3.11μm)、InSb激光器(波長(zhǎng)為5.2μm)、GaAlAs(波長(zhǎng)為0.72到0.9μm)、或者InGaAsP(波長(zhǎng)為1.0到1.7μm)。
在最近幾年中，對(duì)具有在可見(jiàn)光區(qū)域中振蕩波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器的實(shí)際應(yīng)用方面的研究已有所加強(qiáng)。能產(chǎn)生激光器振蕩的激光振蕩器(有機(jī)半導(dǎo)體激光器)已引起注意，該激光振蕩器包括能通過(guò)對(duì)其施加電場(chǎng)而產(chǎn)生發(fā)光(場(chǎng)致發(fā)光或稱電致發(fā)光)的場(chǎng)致發(fā)光材料。這樣的有機(jī)半導(dǎo)體激光器能發(fā)射可見(jiàn)光波長(zhǎng)，并能在低成本的玻璃基底上制成。因此，這樣的有機(jī)半導(dǎo)體激光器期望用于各種用途。
具有峰值波長(zhǎng)λ在510nm處的有機(jī)半導(dǎo)體激光器是在未審查的專利出版物No.2000-156536(第11頁(yè))中公開(kāi)。
為了獲得來(lái)自有機(jī)半導(dǎo)體層的受激發(fā)射，需要把能形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的強(qiáng)大能量(抽運(yùn)能)提供給用作為激光器介質(zhì)的場(chǎng)致發(fā)光層。具體地說(shuō)，對(duì)陽(yáng)極和陰極施加正向偏置電壓，向在陽(yáng)極與陰極之間插入的場(chǎng)致發(fā)光層供給電流，這樣能提供抽運(yùn)能。為了實(shí)際上產(chǎn)生激光振蕩，僅形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是不夠的。需要在振蕩開(kāi)始時(shí)提供給作為激光器介質(zhì)的場(chǎng)致發(fā)光層所需的抽運(yùn)能超過(guò)它的閾值，使受激發(fā)射超過(guò)諸如在諧振器中的吸收的全部?jī)?nèi)部損耗。
激光對(duì)于所提供能量(電學(xué))的振蕩效率隨著在振蕩開(kāi)始時(shí)需要的抽運(yùn)能的減少而變高，因此，可減少功耗。所以，期望提供一種控制所提供的抽運(yùn)能來(lái)改進(jìn)激光振蕩效率的有機(jī)半導(dǎo)體激光器。特別是，對(duì)激光的高振蕩效率的需求在電力消耗與商業(yè)價(jià)值直接關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域日趨增加。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的目的是提供由激光振蕩器作為代表的發(fā)光器件，該發(fā)光器件由能改進(jìn)激光器光的振蕩效率及減少功耗的場(chǎng)致發(fā)光材料形成。
發(fā)明者認(rèn)為，通過(guò)讓用于反射受激發(fā)射的反射器形成曲率以抑制然光學(xué)諧振器中的衍射損耗，來(lái)減少在振蕩開(kāi)始時(shí)所需抽運(yùn)能的閾值。結(jié)果是有機(jī)半導(dǎo)體激光器的振蕩效率能相應(yīng)地提高。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，發(fā)光器件由發(fā)光元件組成，它包括具有凹部分的第一電極；用作為激光器介質(zhì)形成在所述第一電極上、與所述凹部分重疊的場(chǎng)致發(fā)光層；形成在所述場(chǎng)致發(fā)光層上、與所述凹部分重疊的第二電極；其中在所述場(chǎng)致發(fā)光層中產(chǎn)生的光是在所述第一電極與所述第二電極之間諧振，從所述第二電極作為激光發(fā)射；所述激光的光軸與所述第二電極相交；所述第一電極在所述凹部分處有曲面；所述曲面的曲率中心位于第二電極一側(cè)，即第一電極到曲率中心的距離大于第一電極到第二電極的距離。
第一電極或者第二電極中一個(gè)是陽(yáng)極，另一個(gè)是陰極。所述場(chǎng)致發(fā)光層至少包括發(fā)光層。所述場(chǎng)致發(fā)光層可在發(fā)光層與陽(yáng)極之間包括空穴注入層、空穴遷移層等；在發(fā)光層與陰極之間包括電子注入層，電子遷移層等。在這個(gè)例子中，包括發(fā)光層設(shè)置在陽(yáng)極與陰極之間的所有層稱為場(chǎng)致發(fā)光層。無(wú)機(jī)化合物可包括在構(gòu)成場(chǎng)致發(fā)光層的多層中。
在上述發(fā)光器件中，第一電極和第二電極是用作為用于諧振光的反射器。然而，本發(fā)明不限制此。例如，除了發(fā)光元件之外，可分開(kāi)設(shè)置具有凹部分的反射器，以諧振用反射器和或者第一電極或者第二電極在場(chǎng)致發(fā)光層中產(chǎn)生的光。不是發(fā)光層的其它層例如空穴注入層、空穴遷移層、電子注入層、電子遷移層等能反射在發(fā)光層中產(chǎn)生的光，形成光學(xué)諧振器。
按照本發(fā)明在發(fā)光器件中包括的光學(xué)諧振器可以是或者兩個(gè)反射器中一個(gè)具有曲面和另一個(gè)具有平面的半球形諧振器，或者可以是兩個(gè)反射器都具有曲面的共焦的諧振器，同心的諧振器，或者球形的諧振器。按照本發(fā)明，為了抑制衍射損耗，穩(wěn)定的諧振器可通過(guò)控制諧振器的曲率半徑r和長(zhǎng)度L來(lái)形成。
與有機(jī)半導(dǎo)體激光器不同，包括單結(jié)晶半導(dǎo)體的半導(dǎo)體激光器，在制造用作為具有曲面的反射器的電極和作為在具有曲面的反射器上的激光器介質(zhì)的活化區(qū)域方面是困難的。在形成激光器介質(zhì)的活化區(qū)域之后，把分開(kāi)形成具有曲面的反射器安裝到半導(dǎo)體激光器的場(chǎng)合，兩個(gè)反射器和活化區(qū)域的位置控制需在幾十nm速率級(jí)上進(jìn)行，因此，制造過(guò)程變得復(fù)雜。然而，在有機(jī)半導(dǎo)體激光器的場(chǎng)合，與半導(dǎo)體激光器相比較，較容易使用作為反射器的電極形成具有曲面，和使發(fā)光元件形成在具有曲面的反射器上。因此，兩個(gè)反射器和活性區(qū)域的位置控制在幾十nm數(shù)量級(jí)上可由每個(gè)層的厚度比較容易地實(shí)現(xiàn)。
按照本發(fā)明，與包括單結(jié)晶半導(dǎo)體的半導(dǎo)體激光器不同，可使用發(fā)光元件比較容易地制造激光振蕩器，即具有兩個(gè)反射器的穩(wěn)定的諧振器，任何一個(gè)反射器都可具有曲面。還有，用穩(wěn)定的諧振器可提高振蕩效率，在低功耗下可獲得高亮度的激光。
在閱讀取下述詳細(xì)說(shuō)明以及附圖后，本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)。


圖1A和1B分別是按照本發(fā)明一個(gè)方面的激光振蕩器的截面圖和上視圖；圖2是按照本發(fā)明的一個(gè)方面的激光振蕩器的截面圖；圖3是按照本發(fā)明的一個(gè)方面的激光振蕩器的截面圖；圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)方面的激光振蕩器的截面圖；圖5A和5B是按照本發(fā)明的一個(gè)方面的激光振蕩器的截面圖；圖6是表示包括在按照本發(fā)明的一個(gè)方面的激光振蕩器中的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的圖；圖7A和7B分別是按照本發(fā)明的一個(gè)方面的激光振蕩器制造過(guò)程的上視圖和截面圖；圖8A和8B分別是按照本發(fā)明的一個(gè)方面的激光振蕩器的上視圖和截面圖；圖9是按照本發(fā)明的一個(gè)方面的激光振蕩器的截面圖；圖10A到10C是表示制造凹部分方法表示一實(shí)施例的圖；圖11A到11F是表示制造凹部分方法的一實(shí)施例的圖；圖12是表示制造凸部分方法的一實(shí)施例的圖；圖13A到13C是表示包括按照本發(fā)明的一個(gè)方面的激光振蕩器的激光指示器結(jié)構(gòu)的圖；和圖14是表示包括在按照本發(fā)明的一個(gè)方面的激光振蕩器中的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的圖；具體實(shí)施方式
按照本發(fā)明的激光振蕩器的一種模式是參考圖1A和1B來(lái)說(shuō)明的。圖1A是按照本發(fā)明的激光振蕩器的截面圖。圖1B是示于圖1A中按照本發(fā)明的激光振蕩器的上視圖。圖1A是沿A-A’線所取的圖1A的截面圖。如同在圖1A和1B中所示，按照本發(fā)明的激光振蕩器包括具有凹部分100的第一層101，和形成在第一層101上、復(fù)蓋凹部分100的第二層102。第二層102形成為可充填在凹部分100中的厚度。第一層101的折射率是低于第二層102的折射率。第二層102具有透光性。
圖1A表示第一層101和第二層102各由一層形成的例子。另一方面，這些層各都可由多層形成。在此例子中，在第一層101之中最接近于第二層102的層形成為，比在第二層102之中最接近于第一層101的層，有較低的折射率。
如同在圖1A和1B中所示，發(fā)光元件103形成在與凹部分100重疊的第二層102上。發(fā)光元件103包括兩個(gè)電極104、105和插入在這些電極104、105之間的場(chǎng)致發(fā)光層106。電極104或105的任何一個(gè)是陽(yáng)極，另一個(gè)是陰極。圖1A和1B表示電極104用作為陽(yáng)極，電極105用作為陰極?；蛘?，電極104可用作為陰極，電極105可用作為陽(yáng)極。當(dāng)對(duì)這些電極104、105施加正向電壓向其供給電流時(shí)，場(chǎng)致發(fā)光層106能發(fā)出光。
在圖1A和1B中所示的激光振蕩器中，包括在發(fā)光元件103中的電極105和第個(gè)層101用作為反射器，由這些反射器形成光學(xué)諧振器。還有，第一層101在凹部分100處有曲面，曲率的中心位于發(fā)光元件103一側(cè)，即第一層101到曲率的中心的距離大于第一層101到發(fā)光元件103的距離。用作為反射器的電極105具有平面。因此，在圖1A和1B中所示的激光振蕩器具有半球形諧振器。在電極105與第一層101之間的場(chǎng)致發(fā)光層106中產(chǎn)生的光是由電極105和第一層101諧振，使激光產(chǎn)生振蕩。因此，激光是從電極105發(fā)出的。在光學(xué)諧振器中，振蕩光的光軸同電極105相交。
圖2表示在圖1A和1B中所示的激光振蕩器，其中正向電壓施加到電極104、105上。通過(guò)把電壓施加到電極104、105上，在場(chǎng)致發(fā)光層106中產(chǎn)生的光被諧振。光學(xué)諧振器是穩(wěn)定的諧振器，其中距離L相當(dāng)于在電極105與第一層101之間的諧振器長(zhǎng)度，焦距f滿足f≥L/Z。因此，從電極105發(fā)射的激光器光的振蕩效率能予以改進(jìn)。
如同這里使用的，術(shù)語(yǔ)“諧振器的長(zhǎng)度”表示在振蕩的激光的光程平行方向中在兩個(gè)反射器之間最遠(yuǎn)的距離。
圖1A和1B說(shuō)明發(fā)光元件的電極用來(lái)作為具有平面的反射器。然而，本發(fā)明是不限制于此。除電極之外，具有平面的薄膜可用作為反射器。
圖1A、1B和圖2說(shuō)明在具有發(fā)光元件的任一電極和具有分開(kāi)形成的凹部分的反射器之間光被諧振。然而，本發(fā)明不限制于此。凹部分可設(shè)置在發(fā)光元件的電極上，以便在該電極與另一個(gè)電極之間使光諧振。參考圖3說(shuō)明按照本發(fā)明的激光振蕩器的一種形式，其中光在發(fā)光元件的兩個(gè)電極之間諧振。
圖3是按照本發(fā)明的激光振蕩器的截面圖。如圖3所示，按照本發(fā)明的激光振蕩器包括具有凹部分200的第一層201，形成在第一層201上、同凹部分200重疊的發(fā)光元件202。還有，發(fā)光元件202包括在第一層201的凹部分上形成的電極203，在該電極203上形成的場(chǎng)致發(fā)光層204，在該場(chǎng)致發(fā)光層204上形成、同電極203重疊的電極205。電極203在第一層201的凹部分200處有曲面。曲率的中心位于電極205一側(cè)，即電極203到曲率的中心的距離大于電極203到電極205的距離。
圖3表示第一層201由一層形成的?？蛇x地，第一層201可由多層形成的。
如圖3所示，把在電極205的側(cè)面處場(chǎng)致發(fā)光層204的表面平面化，形成在平面化的場(chǎng)致發(fā)光層204上的電極205具有平面。因此，每個(gè)可用作為反射器的電極203或者205，其中一個(gè)具有曲面，另一個(gè)具有平面。因此，在圖3中表示的激光振蕩器有半球形諧振器，如同用圖1A和1B的情況。在圖3中所示激光振蕩器的光學(xué)諧振器是穩(wěn)定的諧振器，其中距離L相當(dāng)于在電極203與205之間諧振器的長(zhǎng)度，焦點(diǎn)的距離f滿足f≥L/Z。按照前述的結(jié)構(gòu)，從電極205發(fā)射的激光器光的振蕩效率能予以改進(jìn)。
電極203或者205，其中一個(gè)是陽(yáng)極，另一個(gè)是陰極。圖3表示電極203用作為陽(yáng)極，電極205用作為陰極?？蛇x地，電極203能用作為陰極，電極205能用作為陽(yáng)極。當(dāng)通過(guò)把正向電壓施加到電極203、205上，把電流供給場(chǎng)致發(fā)光層204時(shí)，在場(chǎng)致發(fā)光層204中能產(chǎn)生光。
圖3表示場(chǎng)致發(fā)光層204是由包括發(fā)光層的多層形成的?？蛇x地，場(chǎng)致發(fā)光層204可僅包括發(fā)光層。場(chǎng)致發(fā)光層204的任何層包括可用自旋涂層形成薄膜的高分子場(chǎng)致發(fā)光材料，其后，場(chǎng)致發(fā)光層204可容易地平面化。在場(chǎng)致發(fā)光層204是由多層形成的場(chǎng)合，設(shè)置在電極203與發(fā)光層之間的層表面被平面化。例如，在具有凹部分的第一層201上形成陽(yáng)極的場(chǎng)合，由諸如PEDOT的高分子場(chǎng)致發(fā)光材料可形成具有平面化的表面的穴注入層或者空穴遷移層。還有，在具有凹部分的第一層上形成陰極的場(chǎng)合，形成具有平面化表面的電子注入層或者電子遷移層。
然后，通過(guò)用作為反射器的電極203、205，在場(chǎng)致發(fā)光層204中產(chǎn)生的光被諧振，使激光從電極205發(fā)射。激光的光軸同電極205相交。
圖3表示由在有凹部分200的第一層201上形成電極203，曲面提供到電極203。然而，本發(fā)明是不限制于此。有曲面的凹部分能直接提供到電極203代替在有凹部分的層上形成電極203。
圖3表示發(fā)光元件的電極用來(lái)作為具有平面的反射器。然而，本發(fā)明不限制于此，除了電極之外，具有平面的薄膜可用作為反射器。
按照本發(fā)明的激光振蕩器的諧振器不限于半球形的諧振器。諧振器可以是兩個(gè)反射器有曲面的共焦的、同心的或者半球形的諧振器。參考圖4說(shuō)明具有的共焦的諧振器的按照本發(fā)明的激光振蕩器的一種形式。
圖4是按照本發(fā)明的激光振蕩器的截面圖。如圖4所示，按照本發(fā)明的激光振蕩器包括具有凹部分500的第一層501，形成在第一層上、復(fù)蓋凹部分500的第二層502。形成的第二層502具有可充填在凹部分500中的厚度。第一層501的折射率低于第二層502的折射率。第二層502具有透光性。
圖4表示第一層501和第二層502的每層由一層形成的例子。可選地，這些層中每層可由多層形成。在此例中，在第一層501中最接近于第二層502的層，比在第二層502中最接近于第一層501的層具有更低的折射率。
如圖4所示，發(fā)光元件503形成在第二層502上，同凹部分500重疊。發(fā)光元件503包括兩個(gè)電極504、505，在這些電極504、505之間插入場(chǎng)致發(fā)光層506。電極504或者505中一個(gè)是陽(yáng)極，另一個(gè)是陰極。圖4表示電極504用作為陽(yáng)極，電極505用作為陰極?？蛇x地，電極504可用作為陰極，和電極505可用作為陽(yáng)極。當(dāng)通過(guò)把正向電壓施加到這些電極504、505上，向場(chǎng)致發(fā)光層供給電流時(shí)，場(chǎng)致發(fā)光層506能發(fā)出光。
如圖4所示，形成第三層507以復(fù)蓋發(fā)光元件503。第三層507具有透光性和具有同發(fā)光元件503重疊的凸部分508。還有，用作為反射器的反射膜509形成在第三層507上，以復(fù)蓋凸部分508。用比第三層507具有更低的折射率的材料形成反射膜509。
圖4表示用一層形成第三層507和反射膜509中每層的例子。可選地，這些層各層可由多層形成。在此例中，形成在第三層507中最接近于反射膜509的層，比反射膜509中最接近于第三層507的層具有更高的折射率。
在圖4中所示的激光振蕩器中，第一層501和反射膜509用作為反射器，由這些反射器形成光學(xué)諧振器。還有，第一層501在凹部分500具有曲面，曲率的中心位于發(fā)光元件503一側(cè)，即第一層501到曲率的中心的距離大于第一層501到發(fā)光元件503的距離。反射膜509具有同第三層507的凸部分508重疊的曲面。曲面的曲率中心位于發(fā)光元件503一側(cè)，即第三層507到曲率的中心的距離大于第三層507到發(fā)光元件503的距離。還有，在圖4中所示的激光振蕩器具有共焦的諧振器。此外，令相當(dāng)于第一層501與反射膜509之間的諧振器長(zhǎng)度的距離為L(zhǎng)，令第一層501的曲率半徑為r1，令反射膜509的曲率半徑為r2，則滿足L＝(r1+r2)/2。
當(dāng)兩個(gè)反射器的曲率半徑r1，r2和諧振器的長(zhǎng)度L是完全相互相等時(shí)，可使衍射損耗最小化。當(dāng)曲率半徑r1和r2是相互不同時(shí)，諧振器的長(zhǎng)度L具有在曲率半徑r1與r2之間的中間值，衍射損耗變成非常大。因此，可提供近共焦的諧振器，其中，兩個(gè)反射器設(shè)置成從共焦點(diǎn)的位置偏離僅大于制造凹部分過(guò)程期間估算的曲率半徑的誤差范圍的距離。
按照本發(fā)明的激光振蕩器的諧振器不限制于共焦的諧振器。諧振器可以是同心的諧振器或者球形諧振器。在形成同心的諧振器的場(chǎng)合，形成的諧振器滿足L＝r1+r2。在形成球形的諧振器的場(chǎng)合，形成的諧振器滿足r1＝r2＝L/Z。
第一層501與反射膜509之間的場(chǎng)致發(fā)光層506中產(chǎn)生的光，通過(guò)第一層501和反射膜509被諧振，從反射膜作為激光發(fā)出。在光學(xué)諧振器中，振蕩激光的光軸同反射膜509相交。
在圖4中所示的光學(xué)諧振器是穩(wěn)定的諧振器。因此，諧振器長(zhǎng)度L、曲率半徑r1和曲率半徑r2滿足下述公式
0≤{1-(L/r1)}×{1-(L/r2)}≤1另外，焦距f相當(dāng)于曲率半徑r的一半。按照前述的結(jié)構(gòu)，從電極505發(fā)射的激光的振蕩效率能予以改進(jìn)。
按照本發(fā)明包括激光振蕩器的發(fā)光元件的半球形光學(xué)諧振器可設(shè)置用作為光學(xué)系統(tǒng)的凸部分，用于在發(fā)光元件上折射和轉(zhuǎn)換激光器光。參考圖5A和5B說(shuō)明按照本發(fā)明具有凸部分用作為的光學(xué)系統(tǒng)的激光振蕩器的一種形式。
按照本發(fā)明，圖5A是激光振蕩器的截面圖。如圖5A所示，按照本發(fā)明激光振蕩器包括具有凹部分300的第一層301，形成在第一層301上、復(fù)蓋凹部分300的第二層302。形成的第二層302具有可充填在凹部分300中的厚度。第一層301的折射率是低于第二層302的折射率。第二層302具有透光性。
圖5A表示第一層301和第二層302中每層用一層形成的。可選地，第一層301和第二層302可由多層形成。在此例中，在第一層301中的最接于第二層302的層，比在第二層302中的最接近于第一層301的層具有更低的折射率。
如圖5A所示，在平面化的第二層302上形成同凹部分300重疊的發(fā)光元件303。還有，形成第三層304，以復(fù)蓋發(fā)光元件303。發(fā)光元件303包括兩個(gè)電極305、306，和在這些電極305、306之間插入場(chǎng)致發(fā)光層307。電極305或者306中，一個(gè)是陽(yáng)極，另一個(gè)是陰極。圖5A表示電極305用作為陽(yáng)極，電極306用作為陰極?？蛇x地，電極305可用作為陰極，電極306可用作為陽(yáng)極。當(dāng)通過(guò)把正向電壓施加到這些電極305、306上，向場(chǎng)致發(fā)光層供給電流時(shí)，場(chǎng)致發(fā)光層307能發(fā)射光。
第三層304具有透光性和具用同發(fā)光元件303重疊的凹部分308。
第一層301在凹部分300具有曲面。曲面曲率中心位于發(fā)光元件303一側(cè)，即第一層301到曲率的中心的距離大于第一層301到發(fā)光元件303的距離。第三層304在凸部分308具有曲面。曲面的曲率中心位于發(fā)光元件303一側(cè)，即第三層304到曲率的中心的距離大于第三層304到發(fā)光元件303的距離。
圖5A表示第三層304由一層形成?？蛇x地，第三層304可由多層構(gòu)成。
在圖5A中所示的激光振蕩器，發(fā)光元件303的電極306和用作為反射器的第一層301，由該二個(gè)反射器形成光學(xué)諧振器。還有，第一層301在凹部分300具有曲面。曲面的曲率中心位于第一層301上面的發(fā)光元件303的一側(cè)。因?yàn)橛米鳛榉瓷淦鞯碾姌O306具有平面，在圖5A中所示的激光振蕩器包括半球形的諧振器。在電極306和第一層301之間的場(chǎng)致發(fā)光層307中產(chǎn)生的光通過(guò)電極306和第一層301被諧振，從電極306作為激光發(fā)射。在光學(xué)諧振器中，振蕩激光的光軸同電極305相交。
圖5B表示正向電壓施加到在圖5A中所示的激光振蕩器中的電極305、306上。通過(guò)將電壓施加到電極305、306，在場(chǎng)致發(fā)光層307中產(chǎn)生的光被諧振。光學(xué)諧振器是穩(wěn)定的諧振器。在電極305與第一層301之間的距離L相當(dāng)于諧振器的長(zhǎng)度，焦距f滿足f≥L/Z。按照前述的結(jié)構(gòu)，從電極305發(fā)射的激光的振蕩效率能予以改進(jìn)。
還有，振蕩激光以某角度散射。激光由凸部分折射和轉(zhuǎn)換，因此，發(fā)散角得到控制。所以，能改進(jìn)激光器光的指向性。另外，為了控制發(fā)散角，凸部分308的焦距能根據(jù)激光器光發(fā)射到凸部分308的發(fā)散角而進(jìn)行光學(xué)上設(shè)計(jì)。與光學(xué)系統(tǒng)是分開(kāi)提供的激光振蕩器不同，因?yàn)橐徊糠謱佑米鳛楣鈱W(xué)系統(tǒng)，在圖5中所示的激光振蕩器抗物理震動(dòng)性能有所改進(jìn)。
在形成第三層304之后，用如同在圖12中所示的釋放液滴的方法，能形成凸部分308。
圖5表示在發(fā)光元件的兩個(gè)電極中任一電極和分開(kāi)設(shè)置的具有凹部分的反射器之間光被諧振。然而，本發(fā)明不限制于此。如圖3所示，可在發(fā)光元件的電極設(shè)置凹部分，使光在兩個(gè)電極之間諧振。
圖5表示發(fā)光元件的電極用來(lái)作為具有平面的反射器，然而，本發(fā)明不限制于此。除了電極之外，具有平面的膜可用作為反射器。
在圖1到5中所示的激光振蕩器，通過(guò)發(fā)光元件的兩個(gè)電極或者分開(kāi)設(shè)置的反射器使光諧振。然而，本發(fā)明不限制于此。在場(chǎng)致發(fā)光層中包括的層除了發(fā)光層之外，例如，空穴注入層，空穴遷移層，電子注入層，電子遷移層等可形成為具有作為光學(xué)諧振器的曲面，以反射在發(fā)光層中產(chǎn)生的光。
例子1用例子1說(shuō)明用于按照本發(fā)明的激光振蕩器中的發(fā)光器件結(jié)構(gòu)。
圖6表示在本發(fā)明中使用的發(fā)光元件的器件配置的一種形式。在圖6中所示的發(fā)光元件包括在陽(yáng)極401與陰極407之間場(chǎng)致發(fā)光層408。由在陽(yáng)極上順序地堆積空穴注入層402、空穴遷移層403、發(fā)光層404、電子遷移層405和電子注入層406來(lái)形成場(chǎng)致發(fā)光層408。
用于按照本發(fā)明的激光振蕩器中的發(fā)光元件可至少包括在場(chǎng)致發(fā)光層之內(nèi)的發(fā)光層。可適當(dāng)使用具有發(fā)光以外性能的層(空穴注入層、空穴遷移層、電子遷移層和電子注入層)。雖然不限于這里列舉的材料，上述各層可由下述材料形成。
作為陽(yáng)極401，最好使用有大功函數(shù)(work function)的導(dǎo)電材料。在光通過(guò)陽(yáng)極401的場(chǎng)合，用于陽(yáng)極401是具有高透光性的材料。在此例中，使用諸如能使用銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、包含硅的銦錫氧化物(ITSO)的透明的導(dǎo)電材料。例如，可使用在TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag等之中的一個(gè)或者多個(gè)元素形成的單層；氮化鈦和包括鋁作為它的主成分的薄膜組成的疊層；氮化鈦薄膜、包括鋁作為它的主成分的薄膜和氮化鈦膜等組成的三層疊層?？蛇x地，把能反射光的材料和前述的透明導(dǎo)電材料堆積形成的疊層，可用作為陽(yáng)極401。
作為用于空穴注入層402的空穴注入材料，最好使用有比較小電離電勢(shì)和小的可見(jiàn)光吸收性質(zhì)的材料。這樣的材料大致可分成金屬氧化物、低分子有機(jī)化合物和高分子有機(jī)化合物。金屬氧化物可使用氧化釩、氧化鉬、氧化釕、氧化鋁等。低分子有機(jī)化合物可以使用諸如m-MTDATA為代表的星爆式胺(star-burst amine)；以銅酞花青(縮寫為Cu-Pc)為代表的金屬酞花青；酞花青(縮寫為H2-PC)；2，3-二氧次乙基噻吩衍生物等。由低分子有機(jī)化合物和金屬氧化物的共蒸發(fā)可形成空穴注入層402。高分子有機(jī)化合物可使用諸如聚苯胺(縮寫為PAni)；聚乙烯咔唑(縮寫為PVK)；聚噻吩衍生物等。能使用聚乙烯二氧噻吩(縮寫為PEDOT)，它是聚噻吩衍生物的一種，用聚苯乙烯磺酸鹽(縮寫為PSS)摻雜。
作為用于空穴遷移層403的空穴遷移材料，可使用具有優(yōu)良的空穴遷移性質(zhì)和低結(jié)晶度的已知材料。最好使用芳族胺(即，有苯環(huán)一氮鍵的)基化合物。例如，4，4-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]-聯(lián)苯(縮寫為TPD)和其衍生物諸如4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫為a-NPB)是廣泛使用的。還使用的是星爆式芳族胺化合物例如4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)-三苯胺(縮寫為TDATA)，和MTDATA?？蛇x地，能使用4，4’，4”-三(N-咔唑基)三苯胺(縮寫為TCTA)。作為高分子材料，能使用有優(yōu)良的空穴遷移性質(zhì)的聚(乙烯基咔唑)。還有，能使用無(wú)機(jī)物質(zhì)諸如MoO3。
已知材料可用于發(fā)光層404。例如，金屬絡(luò)合物諸如三(8-喹啉酸)鋁(縮寫為Alq3)，三(4-甲基-8-喹啉酸)鋁(縮寫為Almq3)，雙(10-羥基苯并[η]-喹啉酸)鈹(縮寫為BeBq2)，雙(2-甲基-8-喹啉酸)-(4-羥基-聯(lián)苯基)-鋁(縮寫為BAlq)，雙[2-(2-羥基苯基)-苯并惡唑酸]鋅(縮寫為An(BOX)2)，或者雙[2-(2-羥基苯基)-苯并噻唑酸]鋅(縮寫為An(BTZ)2)都能使用。各種熒光染料(香豆素衍生物、喹吖酮衍生物、紅熒烯(rubrene)，4，4-二氰基乙烯，1-吡降衍生物，芪衍生物，各種縮合芳族物等)都能使用。磷光性的材料能使用，諸如鉑八乙基卟啉絡(luò)合物，三(苯基吡啶)銥絡(luò)合物，或者三(芐叉丙酮酯)菲銪絡(luò)合物。特別地，磷光性材料比熒光材料有較長(zhǎng)的激發(fā)壽命，因此，磷光性材料能容易使粒子數(shù)反轉(zhuǎn)(對(duì)激光振蕩不可缺少的)即，在基態(tài)的發(fā)子數(shù)目是大于在受激態(tài)的。前述材料能用作為單層膜或者摻雜劑。
作為用于發(fā)光層404的基質(zhì)材料，可使用前述例子為代表的空穴遷移材料或者電子遷移材料。雙極性材料能使用諸如4，4’-N，N’-二咔唑基聯(lián)苯基(縮寫為CBP)。
作為用于電子遷移層405的電子遷移材料，可使用由具有喹啉構(gòu)架或者苯并喹啉構(gòu)架的以Alq3作為代表的金屬絡(luò)合物或者混合配體絡(luò)合物。特別地，可例舉金屬絡(luò)合物諸如Almq3、Almq3、Bebq2、BAlq、Zn(BOX)2或者An(BTZ)2?？蛇x地，可使用氧雜吡唑衍生物，諸如2-(4-聯(lián)苯)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-氧雜吡唑(縮寫為PBD)，或者1，3-雙[5-(對(duì)-叔-丁基苯基)-1，3，4-氧雜吡唑-2-基]苯(縮寫為OXD-7)；或者三唑衍生物諸如3-(4-叔-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫為TAZ)，或者3-(4-叔-丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫為P-EtTAZ)；咪唑衍生物諸如TPBI；紅菲繞啉(縮寫為Bphen)；浴銅靈(bathocuptoin)(縮寫為BCP)等。
作為用于電子注入層的電子注入材料，可使用前述電子遷移材料。可選地，經(jīng)常使用堿金屬鹵化物，例如LiF或者CsF，堿土金屬鹵化物，例如CaF2，或者超薄膜絕緣體，例如，諸如LiO2的堿金屬氧化物?？蛇x地，可有效地使用堿金屬絡(luò)合物，例如鋰乙酰丙酮酯(縮寫為L(zhǎng)i(acac))或者8-喹啉酯鋰(縮寫為L(zhǎng)iq)。
對(duì)于陰極407，可使用具有小功函數(shù)的金屬，合金，導(dǎo)電化合物，或者上述混合物。具體地說(shuō)，可使用堿金屬，例如Li或者Cs；堿土金屬，例如Mg、Ca、Sr；包括上述元素的合金(MgAg，AlLi等)；或者稀土金屬，例如Yb或者Er。在使用諸如LiF，CsF，CaF2，Li2O等電子注入層場(chǎng)合，可使用普通導(dǎo)電薄膜例如鋁。在光通過(guò)陰極407的場(chǎng)合，由包括諸如Li或者Cs的堿金屬和諸如Mg、Ca、Sr的堿土金屬的超薄膜；和透明的導(dǎo)電層(ITO，IZO，ZnO等)的疊層形成陰極407?？蛇x地，由把堿金屬或者堿土金屬和電子遷移材料共蒸發(fā)形成的電子注入層；和透明的導(dǎo)電膜(ITO，IZO，ZnO等)的疊層可形成陰極407。
光學(xué)諧振器是由兩個(gè)反射器形成的，任一反射器形成具有盡量高的反射率和另一反射器形成具有一定的透光性。因此，激光能從具有高透光性的反射器發(fā)射。例如，在陽(yáng)極401和陰極407用作為反射器發(fā)射激光的場(chǎng)合，選擇具有透射比約為5到70％的厚度的材料來(lái)形成這些電極?？蛇x地，在分開(kāi)形成反射器的場(chǎng)合，由光可通過(guò)陽(yáng)極401或者陰極407的材料形成反射器。
反射器的間隔(諧振器的長(zhǎng)度)是發(fā)生諧振的半波長(zhǎng)λ的整數(shù)倍。發(fā)光元件的疊層配置設(shè)計(jì)成，使由反射器反射的光和新產(chǎn)生的光相位是相一致。
按照本發(fā)明的上述發(fā)光元件不限制于把每層疊層的方法。如果通過(guò)疊層能形成發(fā)光元件的話，可利用任何方法，例如真空汽相淀積，自旋涂復(fù)，噴墨，或者浸漬涂復(fù)。
例2用例子2說(shuō)明包括多個(gè)發(fā)光元件的按照本發(fā)明的激光振蕩器的一種形式。
圖7A是在制造發(fā)光元件的陽(yáng)極時(shí)，按照例子2激光振蕩器的頂視圖。圖7B是沿著圖7A的A-A’線所取的截面圖。在按照例子2的激光振蕩器，陽(yáng)極604形成在具有多個(gè)凹面600的第一層601上，同多個(gè)凹面600中每個(gè)重疊。陽(yáng)極604由反射光的材料來(lái)形成，用作為反射器。
在例子2中，陽(yáng)極604用來(lái)作反射器。然而，例子2不限制于此。用作為反射器的反射膜可形成在凹部分上，具有透光性的陽(yáng)極可形成在反射膜上。
圖8A是在發(fā)光元件完全制成時(shí)，按照例子2的激光振蕩器的頂視圖。圖8B是沿圖8A的線A-A’所取的截面圖。如同在圖8A和8B中所示，對(duì)應(yīng)于紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的三色的場(chǎng)致發(fā)光層605a到605c形成在陽(yáng)極604上，同多個(gè)凹面600重疊。在圖8A中分別地形成場(chǎng)致發(fā)光層605a到605c?？蛇x地，場(chǎng)致發(fā)光層605a到605c能以相互部分地重疊的方式形成。在場(chǎng)致發(fā)光層605a到605c上形成陰極606，同多個(gè)凹面600重疊。
按照例子2，任意陰極606部分地同全部陽(yáng)極604中每個(gè)重疊。重疊部分用作為發(fā)光元件607。每個(gè)發(fā)光元件607位于在每個(gè)凹面600上。形成的陰極具有約5到70％的透射比，使在場(chǎng)致發(fā)光層605a到605c中產(chǎn)生的光在每個(gè)都作為反射器的陽(yáng)極604與陰極606之間諧振，從陰極606被發(fā)射。和無(wú)源矩陣發(fā)光器件相同，通過(guò)控制施加到陽(yáng)極604了陰極606上的電壓，按照例子2的激光振蕩器可從所選擇的發(fā)光元件607發(fā)射激光。
在例子2中，與陰極606相比，凹部分600形成于更接近陽(yáng)極604處?？蛇x地，與陽(yáng)極604相比，凹部分600形成于更接近于陰極606處。在此例中，激光是從陽(yáng)極604發(fā)射的。
按照例子2的激光振蕩器的諧振器是半球形的諧振器，其中兩個(gè)反射器，一個(gè)具有曲面，另一個(gè)具有平面?？蛇x地，諧振器可以是兩個(gè)反射器都具有曲面的共焦的、同心的或者球形的。在使用半球形的諧振器的場(chǎng)合，可設(shè)置通過(guò)折射激光器光來(lái)改進(jìn)激光器光的指向性的凸部分，以便同發(fā)光元件重疊。
在例子2中提供的是各層對(duì)應(yīng)于R、G和B的場(chǎng)致發(fā)光層。在單色顏色顯示圖象的場(chǎng)合，僅需要單個(gè)場(chǎng)致發(fā)光層。此外，根據(jù)本例的激光振蕩器可用作為顯示器。而且，根據(jù)本例的激光振蕩器，通過(guò)對(duì)每個(gè)發(fā)光元件提供驅(qū)動(dòng)元件可用作為有源矩陣顯示裝置。裝備激光振蕩器的顯示器包括利用激光振蕩器作為背景光等的投影裝置、LCD(液晶顯示器)。具體地說(shuō)，在FS-LCD(場(chǎng)序LCD)的場(chǎng)合，可使用本例所示的具有與紅、綠和蘭每種顏色相對(duì)應(yīng)的場(chǎng)致發(fā)光層的發(fā)光元件。作為FS-LCD的一個(gè)例子，美國(guó)專利的所有揭示內(nèi)容通過(guò)引用包括在此。
例子3例子3說(shuō)明在圖9中所示的在第一層與第二層之間形成能反射光的反射膜的激光振蕩器的一種形式。
圖9是按照例子3的激光振蕩器的截面圖。在如圖9所示的按照例子3在激光振蕩器中，在具有凹部分800的第一層801上形成反射膜802。通過(guò)汽相淀積法用能反射光的材料形成反射膜802。作為用于反射膜802的材料，可使用包括諸如Al、Ag、Ti、W、Pt或者Cr中一種或者多種金屬元素的材料。用于反射膜的材料不限制于前述的材料。能使用只要能反射光的任何材料。例如，通過(guò)疊層多層絕緣膜可形成反射膜，其中每層具有不同的折射率，諸如氧化硅膜，氮化硅膜，氧化鈦膜等。
形成第二層803以復(fù)蓋反射膜802。第二層具有透光性和具有能充填在凹部分800中的厚度。與圖1不同，第一層801的折射率不必總是低于第二層803的折射率，因?yàn)榘l(fā)射的激光在按照例子3的激光振蕩器中由反射膜802來(lái)反射的。還有，第一層801和第二層803中每層由圖9中的單層形成的，但是每層可由多層形成。
在第二層803上形成發(fā)光元件804，同凹部分800重疊。發(fā)光元件804包括二個(gè)電極805和806，插入在二個(gè)電極805和806之間的場(chǎng)致發(fā)光層807。電極805或者806中，一個(gè)是陽(yáng)極，另一個(gè)是陰極。圖9表示電極805用作為陽(yáng)極和電極806用作為陰極?？蛇x地，電極805可用作為陰極和電極806可用作為陽(yáng)極。通過(guò)把正向偏置電壓施加到電極805和806上，向場(chǎng)致發(fā)光層807供給電流，場(chǎng)致發(fā)光層807能發(fā)射光。
第一層801就有曲面的凹部分800。曲面的曲率中心位于發(fā)光元件804-側(cè)，即反射膜802到曲率中心的距離大于反射膜到發(fā)光元件804的距離。
在圖9中所示的激光振蕩器設(shè)置光學(xué)諧振器，由反射膜802和包括在發(fā)光元件804中的電極806構(gòu)成。從場(chǎng)致發(fā)光層807發(fā)射的光是由反射膜802和電極806被諧振而以激光被發(fā)射。在光學(xué)諧振器中，振蕩激光的光軸同電極806相交。
例子4例子4說(shuō)明制造反射激光的凹部分的方法。如圖10A所示，形成以后設(shè)置凹部分的第一層901。第一層901可以是玻璃基底、石英基底或者塑料基底；或者樹(shù)脂膜，或者絕緣膜，其中每種膜沉積在前述的基底上。然后，在第一層901上形成具有開(kāi)口部分902的掩模903。
如圖10B所示，在掩模903的開(kāi)口部分902處濕蝕刻第一層901。通過(guò)使用根據(jù)第一層901的材料而適當(dāng)選擇的蝕刻劑來(lái)實(shí)現(xiàn)濕蝕刻。例如，在玻璃用作為第一層901的場(chǎng)合，氫氟酸用作為蝕刻劑。通過(guò)各向異性的濕蝕刻，在第一層901處形成具有曲面的凹部分904。
如圖10C所示，在具有凹部分904的第一層901上形成第二層905。由具有透光性和具有能充填在凹部分904中的厚度的材料來(lái)形成第二層905。用具有比第一層901更高的折射率的材料形成第二層905，例如，遷移金屬氧化物、氮化物等能用于第一層901是玻璃的場(chǎng)合。
雖然在例子4中在第一層901上形成第二層905，但是，能反射激光的反射膜可在第一層901和第二層905之間形成。在此例中，第二層905僅須具有透光性，而不需用比第一層901具有較高的折射率的材料來(lái)形成。
在本發(fā)明中，用于制造第一層的方法不限于在例子4中說(shuō)明的方法。
例子5例子5說(shuō)明在第二層形成凸部分以在第一層形成凹部分的方法。
如圖11A所示，在以后具有凸部分的第二層1001上，形成加熱能熔化的樹(shù)脂1002，樹(shù)脂1002加圖樣成島狀。第二層1001可以是玻璃基底，石英基底，塑料基底等。
如圖11B所示，加圖樣成島狀的樹(shù)脂1002通過(guò)加熱而熔化，使它的邊緣部分具有曲面。通過(guò)熔化樹(shù)脂1002，形成具有曲面的樹(shù)脂1003。
如圖11C所示，通過(guò)使用樹(shù)脂1003作為掩模而干蝕刻第二層1001。通過(guò)使用根據(jù)第二層1001的材料而適當(dāng)選擇的蝕刻氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)干蝕刻。例如，在第二層1001是玻璃的場(chǎng)合，可使用諸如CF4，CHF3，Cl2等的氟氣或者氯氣。如圖11C所示，通過(guò)干蝕刻，樹(shù)脂1003一起被蝕刻。最后，如圖11D所示，根據(jù)具有曲面的樹(shù)脂1003的形狀，凸部分1004可設(shè)置在第二層1001處。
如圖11E所示，能反射激光的反射膜1005形成在第二層1001的凸部分1004上。然后，如圖11F所示，把用作為第一層的粘合劑1006涂敷在反射膜1005上，同基底1007相粘貼。按照前述的結(jié)構(gòu)，用作為第一層的粘合劑1006處可形成凹部分。
在例子5中，為了反射激光形成反射膜1005。然而，通過(guò)利用在第二層1001與用作為第一層的粘合劑1006之間的折射率的差異，反射激光。在此例中，粘合劑1006的折射率制成低于第二層1001的折射率。
例子6例子6說(shuō)明按照本發(fā)明的包括激光器振蕩的電氣用具的一種形式。
圖13A是包括按照本發(fā)明的激光振蕩器的激光指示器的外形圖。按照本發(fā)明，標(biāo)號(hào)1201表示激光指示器的主體，標(biāo)號(hào)1202表示設(shè)置在激光振蕩器的組件(package)。主體1201的內(nèi)部配有電池等，用于將電流供給安裝在激光振蕩器中的組件1202。標(biāo)號(hào)1203表示控制電源應(yīng)用的開(kāi)關(guān)。
圖13B是組件1202的放大圖。按照本發(fā)明，組件1202的外殼1204設(shè)有激光振蕩器1205，以遮擋激光的不需要的輻射。外殼1204的一部分設(shè)有透光性的窗1207，以發(fā)射來(lái)自激光振蕩器1205的激光。激光振蕩器1205可經(jīng)由導(dǎo)線1206從安裝在主體1201內(nèi)部的電池得到供電。
圖13C是激光振蕩器1205的放大圖。激光振蕩器1205包括具有凹部分的第一層1215，在第一層1215上形成的可充填在凹部分中的第二層1208，和在第二層1208上形成的發(fā)光元件1209。發(fā)光層1209包括兩個(gè)電極1210、1211，和插入在兩個(gè)電極1210、1211之間的場(chǎng)致發(fā)光層1212。兩個(gè)電極1210、1211用導(dǎo)線1214連接到引線1206。標(biāo)號(hào)1213對(duì)應(yīng)于用于密封場(chǎng)致發(fā)光層1212的樹(shù)脂。樹(shù)脂能防止場(chǎng)致發(fā)光層1212由于潮濕、氧氣等而造成性能惡化。
經(jīng)由導(dǎo)線1206將正向電壓施加到電極1210、1211，向場(chǎng)致發(fā)光層1212供給電流時(shí)產(chǎn)生光。然后，在場(chǎng)致發(fā)光層1212中產(chǎn)生的光在電極1211與第一層1215之間諧振，然而從電極1211發(fā)出的激光器光，如虛線箭頭所示。
例子6中解釋具有在圖1中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)的激光振蕩器，然而，例子6不限于這里列舉的結(jié)構(gòu)。例如，激光振蕩器可具有如在圖3、4和5中所示的另一種結(jié)構(gòu)?？蛇x地，可使用包括以無(wú)源矩陣形式的多個(gè)發(fā)光元件的激光振蕩器。
例子7例子7中解釋用于按照本發(fā)明的激光振蕩器中的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。
圖14表示按照本發(fā)明的發(fā)光元件的器件構(gòu)造的一種形式。在圖14中所示的發(fā)光元件包括陽(yáng)極1301，陰極1302，插入在該成對(duì)電極之間的場(chǎng)致發(fā)光層1303、1304。還有，在圖14中所示的發(fā)光元件包括電荷產(chǎn)生層1305，即浮動(dòng)的電極不連接到在兩個(gè)場(chǎng)致發(fā)光層1303、1304之間的外部電路。通過(guò)在陽(yáng)極1301上順序地堆積空穴注入層1306、空穴遷移層1307、發(fā)光層1308、電子遷移層1309和電子注入層1310，形成場(chǎng)致發(fā)光層1303。還有，在電荷產(chǎn)生層1305上順序地堆積空穴注入層1315、空穴遷移層1311、發(fā)光層1312、電子遷移層1313和電子注入層1314來(lái)形成場(chǎng)致發(fā)光層1304。
用于按照本發(fā)明的激光振蕩器的發(fā)光元件，在每個(gè)場(chǎng)致發(fā)光層中可至少包括一發(fā)光層。具有不同于發(fā)光性能的層(空穴注入層、空穴遷移層、電子遷移層和電子注入層)可適當(dāng)?shù)赝l(fā)光層一起使用。在例子1中列舉了可用于前述每個(gè)層的材料。注意可在本發(fā)明中使用的材料不限于在例子1中敘述的。
當(dāng)正向電壓施加到在圖14中所示的發(fā)光元件的陽(yáng)極1301和陰極1302時(shí)，電子和空穴分別被注入到場(chǎng)致發(fā)光層1303、1304。然后，在每個(gè)場(chǎng)致發(fā)光層1303、1304中進(jìn)行載流子的再結(jié)合來(lái)發(fā)射光。因此，在陽(yáng)極1301與陰極1302之間的距離為恒定的場(chǎng)合，所獲得的光發(fā)射能量比當(dāng)發(fā)光元件僅包括一個(gè)場(chǎng)致發(fā)光層時(shí)在相同數(shù)量電流時(shí)獲得的光發(fā)射能量來(lái)得高。因此，能改進(jìn)激光的振蕩效率。
用能發(fā)送光的材料來(lái)形成電荷產(chǎn)生層1305。例如，能使用ITO、V2O5的混合物，和芳基胺衍生物；MoO3和芳基胺衍生物的混合物；V2O5和F4TCNQ(四氟四硫富瓦烯)混合物等。
在陽(yáng)極1301和陰極1302用作為反射器的場(chǎng)合，用所選擇的具有某個(gè)厚度的材料來(lái)形成這些電極，使這些電極中一個(gè)電極的反射率變得盡可能高些，另一個(gè)電極的透射比變成約為5到70％。在反射器是分開(kāi)形成的場(chǎng)合，選擇可使光透過(guò)陽(yáng)極1301或者陰極1302的材料。還有，在反射器之間的距離是用于產(chǎn)生諧振的半波長(zhǎng)λ的整數(shù)倍。把發(fā)光元件的疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成使由反射器反射的光和新產(chǎn)生的光相位相互一致。
雖然本發(fā)明借助于例子和參考附圖來(lái)充分地?cái)⑹?，?yīng)理解成各種變形和改型對(duì)在本技術(shù)領(lǐng)域中這些熟練技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。因此，除非用其它方式的改型和變型脫離此后敘述的本發(fā)明的范圍，它們們應(yīng)該解釋為包括在此。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，其特征在于，所述器件包括具有凹部分的第一電極；在所述第一電極上形成的復(fù)蓋所述凹部分的場(chǎng)致發(fā)光層；在所述場(chǎng)致發(fā)光層上形成的同所述凹部分重疊的第二電極，所述第一電極在所述凹部分處具有曲面，所述曲面的曲率中心位于所述第一電極上的所述場(chǎng)致發(fā)光層，所述第二電極具有平面，以及在所述場(chǎng)致發(fā)光層中產(chǎn)生的光在所述第一層與所述第二電極之間諧振，從所述第二電極作為激光發(fā)射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件包括在激光指示器、投影裝置和液晶顯示裝置中一個(gè)裝置中。
3.一種發(fā)光器件，其特征在于，包括具有凹部分的第一電極；在所述第一電極上形成的復(fù)蓋所述凹部分的場(chǎng)致發(fā)光層；在所述場(chǎng)致發(fā)光層上形成的同所述凹部分重疊的第二電極，所述第一電極在所述凹部分處具有曲面，所述曲面的曲率中心位于所述第一電極上的所述場(chǎng)致發(fā)光層，所述場(chǎng)致發(fā)光層至少包括發(fā)光層和在所述第一電極與所述發(fā)光層之間形成的空穴注入層，所述第二電極具有平面，以及在所述場(chǎng)致發(fā)光層中產(chǎn)生的光在所述第一層與所述第二電極之間諧振，從所述第二電極作為激光發(fā)射。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述空穴注入層包括高分子有機(jī)化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述高分子有機(jī)化合物是PEDOT。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述高分子有機(jī)化合物用自旋涂復(fù)法形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件包括在激光指示器、投影裝置和液晶顯示裝置中一個(gè)裝置中。
8.一種發(fā)光器件，其特征在于，包括具有凹部分的第一電極；在所述第一電極上形成的復(fù)蓋所述凹部分的場(chǎng)致發(fā)光層；在所述場(chǎng)致發(fā)光層上形成的同所述凹部分重疊的第二電極，所述發(fā)光元件包括在所述第二層上形成的第一電極，在所述第一電極上形成的場(chǎng)致發(fā)光層，和在所述場(chǎng)致發(fā)光層上形成的第二電極，所述第一層在所述凹部分具有曲面，所述曲面的曲率中心位于所述第一層上所述場(chǎng)致發(fā)光層，所述第一層的折射率是低于所述第二層的折射率，以及在所述場(chǎng)致發(fā)光層中產(chǎn)生的光在所述第一層與所述第二電極之間諧振，從所述第二電極作為激光發(fā)射。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述第一層是玻璃基底、石英基底、塑料基底、在所述基底上沉積的樹(shù)脂膜、或者在所述基底上沉積的絕緣膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述第二層包括具有透光性的材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述反射膜形成在第一層的所述凹部分上和所述反射層包括含有諸如Al、Ag、Ti、W、Pt和Cr一個(gè)或者多個(gè)金屬元素的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件包括在激光指示器、投影裝置和液晶顯示裝置中一個(gè)裝置中。
13.一種發(fā)光器件，其特征在于，包括具有凹部分的第一電極；在所述第一電極上形成的復(fù)蓋所述凹部分的場(chǎng)致發(fā)光層；在所述場(chǎng)致發(fā)光層上形成的同所述凹部分重疊的第二電極，在所述第二電極上形成的具有凸部分的第一層；形成的復(fù)蓋具有所述凸部分的層的第二層；所述第一電極在所述凹部分處具有曲面，所述第二層在所述凸部分處具有曲面；所述第一電極的曲面的曲率中心位于所述第一電極上的所述場(chǎng)致發(fā)光層，所述第二個(gè)電極的曲面的曲率中心位于所述第二層上面的所述場(chǎng)致發(fā)光層，所述第一層的折射率是低于所述第二層的折射率，以及在所述場(chǎng)致發(fā)光層中產(chǎn)生的光在所述第一電極與所述第二層之間諧振，從所述第二電極作為激光發(fā)射。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件包括在激光指示器、投影裝置和液晶顯示裝置中一個(gè)裝置中。
15.一種發(fā)光器件，其特征在于，包括具有凹部分的第一層；在所述第一層上形成的復(fù)蓋凹部分的第二層；在所述第二層上形成的同凹部分重疊的發(fā)光元件；在所述發(fā)光元件上形成的具有凸部分的第三層；形成的復(fù)蓋具有所述凸部分的層的第四層；所述發(fā)光元件包括在第二層上形成的第一電極，在所述第一電極上形成的場(chǎng)致發(fā)光層，和在所述場(chǎng)致發(fā)光層上形成的第二電極，所述第一層在所述凹部分處具有曲面，所述第一層在所述凹部分處具有曲面，所述第四層在所述凸部分處具有曲面，所述第一層的曲面的曲率中心位于所述第一層上的所述場(chǎng)致發(fā)光層，所述第四層的曲面的曲率中心位于所述第三層上的所述場(chǎng)致發(fā)光層，所述第一層的折射率是低于第二層的折射率，所述第三層的折射率是低于第四層的折射率，在所述場(chǎng)致發(fā)光層中產(chǎn)生的光是在所述第一層與所述第四層之間諧振，從所述第四層作為激光發(fā)射。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述第一層是玻璃基底、石英基底、塑料基底、在所述基底上沉積的樹(shù)脂膜、或者在所述基底上沉積的絕緣膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述第二層包括具有透光性的材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述反射膜形成在第一層的凹部分上，和所述反射層包括含有諸如Al、Ag、Ti、W、Pt和Cr、中一個(gè)或者多個(gè)金屬元素的材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件包括在激光指示器、投影裝置和液晶顯示裝置中一個(gè)裝置中。
20.一種發(fā)光器件，其特征在于，包括具有凹部分的第一電極；在所述第一電極上形成的復(fù)蓋所述凹部分的場(chǎng)致發(fā)光層；在所述場(chǎng)致發(fā)光層上形成的同所述凹部分重疊的第二電極，在所述第二電極上形成的具有凸部分的層，所述第一電極在所述凹部分處具有曲面，所述曲面的曲率中心位于所述第一電極上的所述場(chǎng)致發(fā)光層，所述第二電極具有平面，在所述場(chǎng)致發(fā)光層中產(chǎn)生的光在所述第一層與所述第二電極之間諧振，從所述第二電極作為激光發(fā)射，以及所述激光器光的指向性通過(guò)在所述凹部分處激光的折射來(lái)改進(jìn)的。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件包括在激光指示器、投影裝置和液晶顯示裝置中一個(gè)裝置中。
全文摘要
本發(fā)明揭示了以激光振蕩器為代表的發(fā)光器件，該激光振蕩器由場(chǎng)致發(fā)光材料構(gòu)成，具有改進(jìn)的激光振蕩效率和平穩(wěn)降低的耗電特性。所揭示的發(fā)光器件包括發(fā)光元件，該發(fā)光元件包括具有凹部分的第一電極，用作為激光介質(zhì)、在第一電極上形成的，同凹部分重疊的場(chǎng)致發(fā)光層，形成在場(chǎng)致發(fā)光層上同凹部分重疊的第二電極，在場(chǎng)致發(fā)光層中產(chǎn)生的光在第一電極與第二電極之間諧振，從第二電極作為激光反射，激光的光軸同第二電極相交，第一電極在凹部分具處有曲面，曲面的曲率中心位于在第一電極上面的第二電極的一側(cè)。
文檔編號(hào)H05B33/22GK1596046SQ20041007852
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者山崎舜平, 野村亮二, 下村明久 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所