元件及其制造方法、以及有机半导体激光二极管技术

公开了一种元件及其制造方法，该元件包括基板及至少两个不同的光电器件，其中上述至少两个不同的光电器件在基板上以单片方式制造。还公开了一种有机半导体激光二极管，其依次包括基板、绝缘光栅、第一电极、有机层及第二电极。极。极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】元件及其制造方法、以及有机半导体激光二极管


[0001]本专利技术涉及一种元件，其具有基板及至少两个不同的光电器件，其中上述至少两个不同的光电器件在基板上以单片方式制造。本专利技术还涉及一种该元件的制造方法以及依次具有基板、绝缘光栅、第一电极、有机层及第二电极的有机半导体激光二极管。

技术介绍

[0002]在已知的无机电子产品中，对具有不同功能的器件要求不同的结晶半导体材料及不同的制造工序。例如，为了在同一基板上组装不同的器件(发光二极管、激光二极管、晶体管等)，不同的晶体无机材料必须在同一基板上生长。在同一基板上生长不同的晶体材料具有挑战性，因为它们具有不同的晶格参数。这些问题限制了通用基板的使用及芯片中的集成密度，并增加了制造成本。
[0003]另外，使用已知的无机发光半导体的RGB激光二极管技术的关键问题在于小型化及大量生产。实际上，红色、绿色及蓝色激光二极管的增益材料分别为GaN、GainN及AlGainP。这些晶体半导体不具有相同的晶格参数。因此，在同一基板上生长3种不同的激光二极管是非常具有挑战性的。这些问题也限制了玻璃、塑料及纸张等多功能基板的使用。另外，用于制造紧凑型系统的已知的RGB激光二极管的组装受到连接器的使用及不同的驱动条件的限制，这极大地限制了芯片及要求高分辨率的微型显示器的集成密度。例如，AlGalnP系及InGaN系这两种LD在一个基板上的集成可以如下实现：通过粘结接合及化学湿式蚀刻工序，以单片方式集成绿色及红色发光的带隙能量不同的两种材料。为了实现芯片的最终小型化，关键在于利用常规制造工序，以单片方式组装光电器件。
[0004]另一方面，最近，使用有机材料的电流注入半导体激光二极管已得到了验证。专利文献1公开了一种电流注入有机半导体激光二极管，其具有一对电极、光学谐振器结构及一个以上包括由有机半导体构成的光放大层的有机层，其具有在电流注入期间激子密度分布与谐振光模式的电场强度分布之间的足以发射激光的重叠。
[0005]以往技术文献
[0006]专利文献
[0007]PTL1：WO2018/147470

技术实现思路

[0008]根据这种情况，本专利技术人等进行了深入研究，其目的在于提供一种元件，其具有解决因使用无机半导体材料而引起的上述问题的至少两个不同的光电器件。进行深入研究的结果，本专利技术人等完成了以下专利技术：
[0009](1)一种元件，其包括基板及至少两个不同的光电器件，其中，
[0010]上述至少两个不同的光电器件在基板上以单片方式制造。
[0011](2)根据(1)所述的元件，其中，
[0012]上述至少两个不同的光电器件是在不同波长下发光的至少两个光泵浦有机固态
激光器。
[0013](3)根据(1)所述的元件，其中，
[0014]上述至少两个不同的光电器件是在不同波长下发光的至少两个有机半导体激光二极管。
[0015](4)根据(1)所述的元件，其中，
[0016]上述至少两个不同的光电器件是有机固态激光器及有机发光二极管。
[0017](5)根据(1)所述的元件，其中，
[0018]上述至少两个不同的光电器件包括有机固态激光二极管，所述有机固态激光二极管依次包括基板、绝缘光栅、第一电极、有机层及第二电极。
[0019](6)根据(1)至(5)中任一项所述的元件，其中，
[0020]上述至少两个不同的光电器件包括有机固态激光二极管，且上述元件从其底部发射。
[0021](7)根据(1)至(5)中任一项所述的元件，其中，
[0022]上述至少两个不同的光电器件包括有机固态激光二极管，且上述元件从其顶部发射。
[0023](8)一种有机半导体激光二极管，其依次包括基板、绝缘光栅、第一电极、有机层及第二电极。
[0024](9)一种元件的制造方法，其中，
[0025]上述元件包括基板及至少两个不同的光电器件，上述制造方法包括在基板上以单片方式制造上述至少两个不同的光电器件的步骤。
[0026](10)根据(9)所述的方法，其中，
[0027]上述元件包括基板及至少两个不同的光电器件，其中上述至少两个不同的光电器件包括有机固态激光二极管，并且上述方法包括在基板上形成绝缘光栅之后形成用于至少两个不同的光电器件的有机层的步骤。
附图说明
[0028]图1表示根据本专利技术的在光泵浦下的单片集成式RGB有机固态激光器。
[0029]图2表示单片集成式光泵浦有机固态激光器、OLED及有机光检测器。
[0030]图3的a表示在WO2018/147470AI中使用的OSLD的示意图，图3的b表示本专利技术的新设计OSLD的示意图。
[0031]图4的a表示DFB谐振腔在OSLD1的谐振波长下的电场分布，图4的b表示DFB谐振腔在OSLD2的谐振波长下的电场分布，图4的c表示DFB谐振腔在OSLD3的谐振波长下的电场分布，图4的d表示DFB谐振腔在OSLD4的谐振波长下的电场分布。
[0032]图5表示单片集成式RGB有机半导体激光二极管的示意图。
[0033]图6
‑
1表示单片集成式有机半导体激光二极管、有机发光二极管及有机光检测器的示意图，a)表示光栅在ITO电极的顶部上的顶部发射检测配置，b)表示光栅在ITO电极的顶部上的底部发射检测配置。
[0034]图6
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2表示单片集成式有机半导体激光二极管、有机发光二极管及有机光检测器的示意图，c)表示光栅在ITO电极的下方的顶部发射检测配置，d)表示光栅在ITO电极的下
方的底部发射检测配置。
[0035]图7表示单片集成式红色、绿色及蓝色有机固态激光器的激光光谱。
[0036]图8中，a)表示蓝色有机固态激光器的激光光谱，b)表示OLED的电流
‑
电压曲线，c)表示OLED的外量子效率(EQE)
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电流曲线，d)表示OLED的电致发光光谱。
具体实施方式
[0037]以下，对本专利技术的内容进行详细说明。以下，参考本专利技术的代表性实施方式及具体例对本专利技术的构成要素进行说明，但本专利技术并不限定于这些实施方式及实施例。在本说明书中，用“～”表示的数值范围是指包括上限和/或下限的范围。
[0038]本专利技术的元件具有基板及至少两个不同的光电器件。上述至少两个不同的光电器件在基板上以单片方式制造。光电器件具有将电转换为光的功能或将光转换为电的功能。光电器件的例子包括光泵浦有机固态激光器(OSL)、有机半导体激光二极管(OSLD)、有机发光二极管(OLED)、有机光检测器及有机太阳能电池。本专利技术的元件中的至少两个光电器件彼此不同，但它们可以属于相同类型的光电器件。在本专利技术的一些实施方式中，上述至少两个光电器件是在不同波长下发光的至少两个光泵浦有机固态激光器。在本专利技术的一些实施方式中，上述至少两个光电器件是在不同波长下发光的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种元件，其包括基板及至少两个不同的光电器件，其中，所述至少两个不同的光电器件在基板上以单片方式制造。2.根据权利要求1所述的元件，其中，所述至少两个不同的光电器件是在不同波长下发光的至少两个光泵浦有机固态激光器。3.根据权利要求1所述的元件，其中，所述至少两个不同的光电器件是在不同波长下发光的至少两个有机半导体激光二极管。4.根据权利要求1所述的元件，其中，所述至少两个不同的光电器件是有机固态激光器及有机发光二极管。5.根据权利要求1所述的元件，其中，所述至少两个不同的光电器件包括有机固态激光二极管，所述有机固态激光二极管依次包括基板、绝缘光栅、第一电极、有机层及第二电极。6.根据权利要求1至5中任一项所述的元件，其中，所述至少两个不...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：株式会社考拉科技，
类型：发明
国别省市：