JPH07211458A - 薄膜発光素子 - Google Patents
薄膜発光素子Info
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- JPH07211458A JPH07211458A JP6002863A JP286394A JPH07211458A JP H07211458 A JPH07211458 A JP H07211458A JP 6002863 A JP6002863 A JP 6002863A JP 286394 A JP286394 A JP 286394A JP H07211458 A JPH07211458 A JP H07211458A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/22—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】中間絶縁層の屈折率と光学膜厚を最適にして入
射角がゼロでない場合における中間絶縁層の反射率を低
減することにより、広い視野角における視認性に優れる
薄膜発光素子を提供する。 【構成】ガラス基板１と透明電極２の間に中間絶縁層７
Ａを設け、中間絶縁層７Ａはその屈折率がガラス基板１
の屈折率と透明電極２の屈折率の間に連続的に変化し、
且つ平均光学膜厚が発光スペクトルの中心波長の０．２
５倍以上にする。
射角がゼロでない場合における中間絶縁層の反射率を低
減することにより、広い視野角における視認性に優れる
薄膜発光素子を提供する。 【構成】ガラス基板１と透明電極２の間に中間絶縁層７
Ａを設け、中間絶縁層７Ａはその屈折率がガラス基板１
の屈折率と透明電極２の屈折率の間に連続的に変化し、
且つ平均光学膜厚が発光スペクトルの中心波長の０．２
５倍以上にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は薄膜発光素子の中間絶
縁層に係り、特に発光層を出た光の反射を防止する中間
絶縁層に関する。
縁層に係り、特に発光層を出た光の反射を防止する中間
絶縁層に関する。
【０００２】
【従来の技術】Mnを発光中心とする蛍光体である発光層
の両面を絶縁層を介して透明電極ITOと背面電極で挟ん
だ二重絶縁型の薄膜エレクトロルミネセントディスプレ
イ（以下薄膜発光素子と称する）は、高輝度発光，高解
像度，大容量表示化が可能であることから、薄型表示用
のディスプレイパネルとして注目されている。
の両面を絶縁層を介して透明電極ITOと背面電極で挟ん
だ二重絶縁型の薄膜エレクトロルミネセントディスプレ
イ（以下薄膜発光素子と称する）は、高輝度発光，高解
像度，大容量表示化が可能であることから、薄型表示用
のディスプレイパネルとして注目されている。
【０００３】図８は従来の二重絶縁型の薄膜発光素子を
示す斜視図である。薄膜発光素子はガラス基板１と中間
絶縁層７と透明電極２とアルミナAl2O3 ，シリカSiO2ま
たは窒化シリコンSi3N4 等からなる第一の絶縁層３と発
光層４と第一の絶縁層と同様の材料からなる第二の絶縁
層５とAlからなり透明電極２と平行且つ直交するように
配列された背面電極６から薄膜発光素子が構成される。
これらの各層の厚さは２０ないし１０００nmに設定され
る。透明電極２、第一の絶縁層３、第二の絶縁層５は一
般にスパッタ法で作製され、発光層４はスパッタ法ない
しは電子ビーム蒸着法で作製される。
示す斜視図である。薄膜発光素子はガラス基板１と中間
絶縁層７と透明電極２とアルミナAl2O3 ，シリカSiO2ま
たは窒化シリコンSi3N4 等からなる第一の絶縁層３と発
光層４と第一の絶縁層と同様の材料からなる第二の絶縁
層５とAlからなり透明電極２と平行且つ直交するように
配列された背面電極６から薄膜発光素子が構成される。
これらの各層の厚さは２０ないし１０００nmに設定され
る。透明電極２、第一の絶縁層３、第二の絶縁層５は一
般にスパッタ法で作製され、発光層４はスパッタ法ない
しは電子ビーム蒸着法で作製される。
【０００４】この様な薄膜発光素子の発光層４は硫化亜
鉛ZnS 膜を母材として、その中に発光中心として少量の
MnやTbOFを添加した材料で構成される。発光層中の発光
中心は最適濃度( 硫化亜鉛ZnS に対しマンガンMn0.4 〜
0.6wt % )に維持して成膜され、次いで５５０℃程度の
高い温度で熱処理して発光層の結晶性の改善を行うとと
もに発光中心の分散性を高める。
鉛ZnS 膜を母材として、その中に発光中心として少量の
MnやTbOFを添加した材料で構成される。発光層中の発光
中心は最適濃度( 硫化亜鉛ZnS に対しマンガンMn0.4 〜
0.6wt % )に維持して成膜され、次いで５５０℃程度の
高い温度で熱処理して発光層の結晶性の改善を行うとと
もに発光中心の分散性を高める。
【０００５】このような薄膜発光素子においては発光層
４で発生した光は一つはガラス基板の方向に向かい一部
は第一の絶縁層３を経由して透明電極２、中間絶縁層
７、ガラス基板１を透過し、他は透明電極２、中間絶縁
層７、ガラス基板１の界面で反射される。薄膜発光素子
の視認性を高めるためには薄膜発光素子の上記界面での
反射率を小さくして種々の入射角での透過率を大きくす
ることが必要である。
４で発生した光は一つはガラス基板の方向に向かい一部
は第一の絶縁層３を経由して透明電極２、中間絶縁層
７、ガラス基板１を透過し、他は透明電極２、中間絶縁
層７、ガラス基板１の界面で反射される。薄膜発光素子
の視認性を高めるためには薄膜発光素子の上記界面での
反射率を小さくして種々の入射角での透過率を大きくす
ることが必要である。
【０００６】図９は従来の薄膜発光素子につき中間絶縁
層の屈折率を示す線図である。中間絶縁層の屈折率がガ
ラス基板と透明電極の中間値に階段的に変化している。
中間絶縁層の屈折率は透明電極の屈折率とガラス基板の
屈折率の積の平方根に等しい値であり、中間絶縁層の屈
折率と中間絶縁層の膜厚の積である光学膜厚を発光の中
心波長λの１／４に設定することが行われた。
層の屈折率を示す線図である。中間絶縁層の屈折率がガ
ラス基板と透明電極の中間値に階段的に変化している。
中間絶縁層の屈折率は透明電極の屈折率とガラス基板の
屈折率の積の平方根に等しい値であり、中間絶縁層の屈
折率と中間絶縁層の膜厚の積である光学膜厚を発光の中
心波長λの１／４に設定することが行われた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の設
定により反射率が低減してゼロになるのはガラス基板に
対して発光層からの光が垂直に入射する（入射角がゼ
ロ）場合であり、この場合には外部光の反射率も小さく
なるので視認性の上での問題は小さい。これに対してガ
ラス基板に対して発光層からの光が垂直に入射しない
（入射角＞０）場合は発光層からの光の界面での反射率
が大きくなる上に外部光の反射率も大きくなりこのため
に視認性が大きく低下するという問題があった。
定により反射率が低減してゼロになるのはガラス基板に
対して発光層からの光が垂直に入射する（入射角がゼ
ロ）場合であり、この場合には外部光の反射率も小さく
なるので視認性の上での問題は小さい。これに対してガ
ラス基板に対して発光層からの光が垂直に入射しない
（入射角＞０）場合は発光層からの光の界面での反射率
が大きくなる上に外部光の反射率も大きくなりこのため
に視認性が大きく低下するという問題があった。
【０００８】この発明は上述の点に鑑みてなされその目
的は、中間絶縁層の屈折率と光学膜厚を最適にして入射
角がゼロでない場合における中間絶縁層の反射率を低減
し、広い視野角における視認性に優れる薄膜発光素子を
提供することにある。
的は、中間絶縁層の屈折率と光学膜厚を最適にして入射
角がゼロでない場合における中間絶縁層の反射率を低減
し、広い視野角における視認性に優れる薄膜発光素子を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的は第一の発明
によれは、無機薄膜発光素子であって、（１）ガラス基
板と、（２）中間絶縁層と、（３）透明電極と、（４）
第一の絶縁層と、（５）発光層と、（６）第二の絶縁層
と、（７）背面電極とを包含し、ガラス基板は素子の支
持体で、ソーダガラスからなり、中間絶縁層はその屈折
率がガラス基板の屈折率と透明電極の屈折率の中間の特
定値をとり且つ中間絶縁層の屈折率と中間絶縁層の膜厚
を乗じた光学膜厚が発光スペクトルの中心波長の０．２
５倍と０．５倍の中間にあり、透明電極と背面電極の間
には電圧が印加され、発光層は無機質の発光物質からな
り第一の絶縁層との界面および第二の絶縁層との界面か
ら伝播する電子により励起して発光し、第一の絶縁層と
第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質からなり、ガラス基
板上に順次中間絶縁層、透明電極、第一の絶縁層、発光
層、第二の絶縁層、背面電極が積層されてなるとするこ
とにより達成される。
によれは、無機薄膜発光素子であって、（１）ガラス基
板と、（２）中間絶縁層と、（３）透明電極と、（４）
第一の絶縁層と、（５）発光層と、（６）第二の絶縁層
と、（７）背面電極とを包含し、ガラス基板は素子の支
持体で、ソーダガラスからなり、中間絶縁層はその屈折
率がガラス基板の屈折率と透明電極の屈折率の中間の特
定値をとり且つ中間絶縁層の屈折率と中間絶縁層の膜厚
を乗じた光学膜厚が発光スペクトルの中心波長の０．２
５倍と０．５倍の中間にあり、透明電極と背面電極の間
には電圧が印加され、発光層は無機質の発光物質からな
り第一の絶縁層との界面および第二の絶縁層との界面か
ら伝播する電子により励起して発光し、第一の絶縁層と
第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質からなり、ガラス基
板上に順次中間絶縁層、透明電極、第一の絶縁層、発光
層、第二の絶縁層、背面電極が積層されてなるとするこ
とにより達成される。
【００１０】また第二の発明によれば無機薄膜発光素子
であって、（１）ガラス基板と、（２）中間絶縁層と、
（３）透明電極と、（４）第一の絶縁層と、（５）発光
層と、（６）第二の絶縁層と、（７）背面電極とを包含
し、ガラス基板は素子の支持体で、ソーダガラスからな
り、中間絶縁層はその屈折率がガラス基板の屈折率と透
明電極の屈折率の間に連続的に変化してなり、透明電極
と背面電極の間には電圧が印加され、発光層は無機質の
発光物質からなり第一の絶縁層との界面および第二の絶
縁層との界面から伝播する電子により励起して発光し、
第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質から
なり、ガラス基板上に順次中間絶縁層、透明電極、第一
の絶縁層、発光層、第二の絶縁層、背面電極が積層され
てなるとすることにより達成される。
であって、（１）ガラス基板と、（２）中間絶縁層と、
（３）透明電極と、（４）第一の絶縁層と、（５）発光
層と、（６）第二の絶縁層と、（７）背面電極とを包含
し、ガラス基板は素子の支持体で、ソーダガラスからな
り、中間絶縁層はその屈折率がガラス基板の屈折率と透
明電極の屈折率の間に連続的に変化してなり、透明電極
と背面電極の間には電圧が印加され、発光層は無機質の
発光物質からなり第一の絶縁層との界面および第二の絶
縁層との界面から伝播する電子により励起して発光し、
第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質から
なり、ガラス基板上に順次中間絶縁層、透明電極、第一
の絶縁層、発光層、第二の絶縁層、背面電極が積層され
てなるとすることにより達成される。
【００１１】
【作用】屈折率と光学膜厚を最適化すると干渉の位相差
により光の反射率が広い視野角で小さくなる。
により光の反射率が広い視野角で小さくなる。
【００１２】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 実施例１ 図１はこの発明の実施例に係る薄膜発光素子を示す斜視
図である。図８に示す従来の薄膜発光素子と同一の部分
は同一の符号を用いている。中間絶縁層７Ａのみが従来
の薄膜発光素子と異なる。
する。 実施例１ 図１はこの発明の実施例に係る薄膜発光素子を示す斜視
図である。図８に示す従来の薄膜発光素子と同一の部分
は同一の符号を用いている。中間絶縁層７Ａのみが従来
の薄膜発光素子と異なる。
【００１３】ガラス基板１の空気と接する表面の垂直反
射率Ｒ0 は次式で与えられる。
射率Ｒ0 は次式で与えられる。
【００１４】
【数１】
【００１５】ここでｎ1 はガラス基板の屈折率である。
ガラス基板にＮＡ４０（Ｈ０ＹＡ社製）を用いるとこの
ガラス基板の屈折率ｎ1 は１．５７３であるから反射率
Ｒ 0 は４．９７％となる。入射角６０度における反射率
Ｒ60は２０．１％である。これに対しソーダガラス（ｎ
1 ＝１．５１）を用いると、Ｒ0 は０．４１％となる。
入射角６０度における反射率Ｒ60は１８％である。従っ
て高視野角の薄膜発光素子としてはソーダガラスの方が
わずかではあるが有利である。ガラス基板としてはソー
ダガラスを用いることにする。
ガラス基板にＮＡ４０（Ｈ０ＹＡ社製）を用いるとこの
ガラス基板の屈折率ｎ1 は１．５７３であるから反射率
Ｒ 0 は４．９７％となる。入射角６０度における反射率
Ｒ60は２０．１％である。これに対しソーダガラス（ｎ
1 ＝１．５１）を用いると、Ｒ0 は０．４１％となる。
入射角６０度における反射率Ｒ60は１８％である。従っ
て高視野角の薄膜発光素子としてはソーダガラスの方が
わずかではあるが有利である。ガラス基板としてはソー
ダガラスを用いることにする。
【００１６】透明電極の屈折率をｎ0 ，中間絶縁層の屈
折率をｎ，ガラス基板の屈折率をｎ 1 ，中間絶縁層の膜
厚をｄ，光の入射角をθ，発光中心波長をλとするとき
に反射率Ｒは次式で表される。
折率をｎ，ガラス基板の屈折率をｎ 1 ，中間絶縁層の膜
厚をｄ，光の入射角をθ，発光中心波長をλとするとき
に反射率Ｒは次式で表される。
【００１７】
【数２】
【００１８】ここにｒ1 とｒ2 とδはそれぞれ次式で表
される。
される。
【００１９】
【数３】
【００２０】ｎ0 ＝２．００，ｎ1 ＝２．５１，ｎ＝
１．７４として式（２），（３），（４）を式（１）に
代入し、光学膜厚ｎｄをパラメータとして入射角と反射
係数の関係を光の位相差により算出した結果が表１に示
される。
１．７４として式（２），（３），（４）を式（１）に
代入し、光学膜厚ｎｄをパラメータとして入射角と反射
係数の関係を光の位相差により算出した結果が表１に示
される。
【００２１】
【表１】
【００２２】この反射係数の計算は発光中心波長λを５
８０ｎｍとし中間絶縁層が存在しないときの反射率を１
として基準化したものである。表１より光学膜厚が１４
５ｎｍと２９０ｎｍの中間にあるときは、中間絶縁層の
反射率が広い視野角にわたって低減されることがわか
る。これは中心波長に対して０．２５倍と０．５０倍の
中間にあたる。
８０ｎｍとし中間絶縁層が存在しないときの反射率を１
として基準化したものである。表１より光学膜厚が１４
５ｎｍと２９０ｎｍの中間にあるときは、中間絶縁層の
反射率が広い視野角にわたって低減されることがわか
る。これは中心波長に対して０．２５倍と０．５０倍の
中間にあたる。
【００２３】上述の結果はZnS:Tb、ZnS:Sm、ZnS:Tmの発
光中心波長である５４０ｎｍ，６５０ｎｍ，４７０ｎｍ
等の波長に対しても同様にあてはまる。図２は光学膜厚
ｎｄをパラメータとして反射係数の入射角依存性を示す
線図である。光学膜厚は（１）７２．５ｎｍ、（２）１
００ｎｍ、（３）１４５ｎｍ、（４）２０５ｎｍ、
（５）２９０ｎｍの五種類である。
光中心波長である５４０ｎｍ，６５０ｎｍ，４７０ｎｍ
等の波長に対しても同様にあてはまる。図２は光学膜厚
ｎｄをパラメータとして反射係数の入射角依存性を示す
線図である。光学膜厚は（１）７２．５ｎｍ、（２）１
００ｎｍ、（３）１４５ｎｍ、（４）２０５ｎｍ、
（５）２９０ｎｍの五種類である。
【００２４】光学膜厚が２０５ｎｍの場合に広い視野角
で反射率が小さくなることがわかる。この発明の実施例
に係る薄膜発光素子は以下の方法で調製される。図３は
この発明の実施例に係る薄膜発光素子の製造に用いられ
る高周波スパッタリング装置を示す配置図である。チャ
ンバ５内には高周波（ＲＦ）電源１３とターゲット１２
とソーダガラス基板１１とガス導入管１４が配置され
る。ガス導入管１４にはスパッタガスであるアルゴンガ
スと酸素ガスと窒素ガスを所定の割合で流した。ターゲ
ットはサイアロンSiALONを用いた。
で反射率が小さくなることがわかる。この発明の実施例
に係る薄膜発光素子は以下の方法で調製される。図３は
この発明の実施例に係る薄膜発光素子の製造に用いられ
る高周波スパッタリング装置を示す配置図である。チャ
ンバ５内には高周波（ＲＦ）電源１３とターゲット１２
とソーダガラス基板１１とガス導入管１４が配置され
る。ガス導入管１４にはスパッタガスであるアルゴンガ
スと酸素ガスと窒素ガスを所定の割合で流した。ターゲ
ットはサイアロンSiALONを用いた。
【００２５】スパッタガスとしてアルゴンガス、酸素ガ
ス、窒素ガスの混合ガスを１０：０．１：０．０５の割
合で流しながら高周波電圧を印加し、サイアロンSiALON
ターゲットをスパッタしてソーダガラス基板１１の上に
屈折率１．７３のサイアロンからなる中間絶縁層７Ａを
形成した。光学膜厚は（１）７２．５ｎｍ、（２）１０
０ｎｍ、（３）１４５ｎｍ、（４）２０５ｎｍ、（５）
２９０ｎｍ、（６）４００ｎｍの六種類である。
ス、窒素ガスの混合ガスを１０：０．１：０．０５の割
合で流しながら高周波電圧を印加し、サイアロンSiALON
ターゲットをスパッタしてソーダガラス基板１１の上に
屈折率１．７３のサイアロンからなる中間絶縁層７Ａを
形成した。光学膜厚は（１）７２．５ｎｍ、（２）１０
０ｎｍ、（３）１４５ｎｍ、（４）２０５ｎｍ、（５）
２９０ｎｍ、（６）４００ｎｍの六種類である。
【００２６】中間絶縁層７Ａの上にITO ターゲット（酸
化スズSnO210重量％の酸化インジウム）を用い透明電極
２を２００ｎｍ厚さに形成した。透明電極の屈折率は約
２である。透明電極の上にスパッタリングの方法により
第一の絶縁層として酸化アルミニウムAl2O3 と酸化タン
タルTa2O5 を合計で３５０ｎｍの厚さに成膜した。
化スズSnO210重量％の酸化インジウム）を用い透明電極
２を２００ｎｍ厚さに形成した。透明電極の屈折率は約
２である。透明電極の上にスパッタリングの方法により
第一の絶縁層として酸化アルミニウムAl2O3 と酸化タン
タルTa2O5 を合計で３５０ｎｍの厚さに成膜した。
【００２７】引き続いてMOCVD 法によりZnS ：Mn発光層
を７００ｎｍの厚さに成膜した。さらに第一の絶縁層と
同一の材料により第二の絶縁層をスパッタリングの方法
で形成した。得られた薄膜発光素子の垂直方向の発光輝
度は６０ＨZ 駆動でピクセル輝度３５０ｃｄ／ｍ2 であ
った。発光輝度が高いため上記（１）ないし（６）の薄
膜発光素子については正面からみた場合（入射角がゼ
ロ）の視認性に殆ど差が認められない。
を７００ｎｍの厚さに成膜した。さらに第一の絶縁層と
同一の材料により第二の絶縁層をスパッタリングの方法
で形成した。得られた薄膜発光素子の垂直方向の発光輝
度は６０ＨZ 駆動でピクセル輝度３５０ｃｄ／ｍ2 であ
った。発光輝度が高いため上記（１）ないし（６）の薄
膜発光素子については正面からみた場合（入射角がゼ
ロ）の視認性に殆ど差が認められない。
【００２８】これに対し、入射角がゼロより大きい場合
は室内光のガラス基板での反射が観測される。特に入射
角が３０度以上の場合は室内光による反射が顕著にな
る。光学膜厚が１４５ｎｍと２９０ｎｍの中間の場合に
広い視野角で良好な視認性があり、特に光学膜厚が２０
５ｎｍの場合に良好な結果が得られ理論計算との一致が
確認された。
は室内光のガラス基板での反射が観測される。特に入射
角が３０度以上の場合は室内光による反射が顕著にな
る。光学膜厚が１４５ｎｍと２９０ｎｍの中間の場合に
広い視野角で良好な視認性があり、特に光学膜厚が２０
５ｎｍの場合に良好な結果が得られ理論計算との一致が
確認された。
【００２９】上記光学膜厚が２０５ｎｍの場合には入射
角４５度近傍で発光層からの放射光の反射率が最小にな
るが、室内光の入射角も４５度近傍で最小にすることが
できる。そのためにガラス基板に中間絶縁層と対称に外
部絶縁層を設けることができる。外部絶縁層の屈折率は
ガラス基板の屈折率と空気の屈折率の中間値とし、膜厚
を適当に選定して外部絶縁層の光学膜厚が２０５ｎｍと
なるようにする。
角４５度近傍で発光層からの放射光の反射率が最小にな
るが、室内光の入射角も４５度近傍で最小にすることが
できる。そのためにガラス基板に中間絶縁層と対称に外
部絶縁層を設けることができる。外部絶縁層の屈折率は
ガラス基板の屈折率と空気の屈折率の中間値とし、膜厚
を適当に選定して外部絶縁層の光学膜厚が２０５ｎｍと
なるようにする。
【００３０】中間絶縁層の光学膜厚は薄膜発光素子の要
求品質により決定することができる。例えばパソコン等
のように要求される視野角が比較的小さい場合は光学膜
厚は比較的小さい値を採用すればよい。これに対し、Ｆ
Ａ機器等のように要求される視野角が比較的大きい場合
は光学膜厚は比較的大きな値を採用すればよい。また上
述の中間絶縁層においてはサイアロンを用いているがこ
れに替えて酸化アルミニウムAl2O3 等の屈折率が１．７
４に近い絶縁物であれば屈折率の多少の差は許容され
る。 実施例２ 図６はこの発明の異なる実施例に係る薄膜発光素子の中
間絶縁層につき屈折率の酸素ガス比依存性を示す線図で
ある。
求品質により決定することができる。例えばパソコン等
のように要求される視野角が比較的小さい場合は光学膜
厚は比較的小さい値を採用すればよい。これに対し、Ｆ
Ａ機器等のように要求される視野角が比較的大きい場合
は光学膜厚は比較的大きな値を採用すればよい。また上
述の中間絶縁層においてはサイアロンを用いているがこ
れに替えて酸化アルミニウムAl2O3 等の屈折率が１．７
４に近い絶縁物であれば屈折率の多少の差は許容され
る。 実施例２ 図６はこの発明の異なる実施例に係る薄膜発光素子の中
間絶縁層につき屈折率の酸素ガス比依存性を示す線図で
ある。
【００３１】アルゴンガスは１０、窒素ガスは０．０５
に固定し、酸素ガスのみ０から０．３の範囲に変化させ
た〔（１０：０：０．０５）ないし（１０：０．３：
０．０５）〕。屈折率が透明電極であるITO の２．００
からガラス基板の１．５１に連続的に変化していること
がわかる。図４はこの発明の異なる実施例に係る薄膜発
光素子につき中間絶縁層の屈折率の一例を示す線図であ
る。
に固定し、酸素ガスのみ０から０．３の範囲に変化させ
た〔（１０：０：０．０５）ないし（１０：０．３：
０．０５）〕。屈折率が透明電極であるITO の２．００
からガラス基板の１．５１に連続的に変化していること
がわかる。図４はこの発明の異なる実施例に係る薄膜発
光素子につき中間絶縁層の屈折率の一例を示す線図であ
る。
【００３２】中間絶縁層の屈折率は透明電極ITO の屈折
率からガラス基板の屈折率に連続的に変化している。図
５はこの発明の異なる実施例に係る薄膜発光素子につき
反射率の平均光学膜厚（平均の屈折率と膜厚の積）依存
性を示す線図である。屈折率を連続的に変化するときは
平均光学膜厚が中心波長の１／４以上において反射率が
小さくなることがわかる。平均光学膜厚が大きい程効果
が大きい。屈折率の変化は直線的であることが最も望ま
しい。
率からガラス基板の屈折率に連続的に変化している。図
５はこの発明の異なる実施例に係る薄膜発光素子につき
反射率の平均光学膜厚（平均の屈折率と膜厚の積）依存
性を示す線図である。屈折率を連続的に変化するときは
平均光学膜厚が中心波長の１／４以上において反射率が
小さくなることがわかる。平均光学膜厚が大きい程効果
が大きい。屈折率の変化は直線的であることが最も望ま
しい。
【００３３】図７はこの発明の異なる実施例に係る薄膜
発光素子の中間絶縁層につき分光透過率の波長依存性を
示す線図である。アルゴンガスと酸素ガスと窒素ガスの
スパッタガス混合比を種々に変化させた。（ａ）１０：
０．００５：０、（ｂ）１０：０：０．０２、（ｃ）１
０：０：０．１、（ｄ）１０：０．２：０．０５、
（ｅ）１０：０：０．０５スパッタガス混合比が（ｄ）
と（ｅ）の場合に分光透過率特性がフラットであること
がわかる。このスパッタガス混合比は中間絶縁層の反射
率を透明電極であるITO の２．００からガラス基板の
１．５１に連続的に変化させる範囲内にある。 スパッ
タガス混合比が（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の場合は短波長
において分光透過率特性が低下するので光の透過性が悪
くなる。
発光素子の中間絶縁層につき分光透過率の波長依存性を
示す線図である。アルゴンガスと酸素ガスと窒素ガスの
スパッタガス混合比を種々に変化させた。（ａ）１０：
０．００５：０、（ｂ）１０：０：０．０２、（ｃ）１
０：０：０．１、（ｄ）１０：０．２：０．０５、
（ｅ）１０：０：０．０５スパッタガス混合比が（ｄ）
と（ｅ）の場合に分光透過率特性がフラットであること
がわかる。このスパッタガス混合比は中間絶縁層の反射
率を透明電極であるITO の２．００からガラス基板の
１．５１に連続的に変化させる範囲内にある。 スパッ
タガス混合比が（ａ）と（ｂ）と（ｃ）の場合は短波長
において分光透過率特性が低下するので光の透過性が悪
くなる。
【００３４】サイアロンを用いて屈折率を連続的に変化
させた上記の中間絶縁層は、二次イオン質量分析法で測
定した結果、ガラス基板であるソーダガラスに対するア
ルカリ拡散阻止効果に優れ、酸化アルミニウムAl2O3 や
酸化シリコンSiO2よりもアルカリ拡散阻止効果が大きい
こともわかった。中間絶縁層の屈折率を連続的に変化さ
せる場合は前述のように光学膜厚は発光スペクトルの中
心波長の１／４以上であれば反射率を低減できるので光
学膜厚を大きくしておけば中心波長の値の如何に係わら
ず反射率を小さくすることができるという効果も得られ
るのでカラー薄膜発光素子の場合に有効に適用すること
ができる。
させた上記の中間絶縁層は、二次イオン質量分析法で測
定した結果、ガラス基板であるソーダガラスに対するア
ルカリ拡散阻止効果に優れ、酸化アルミニウムAl2O3 や
酸化シリコンSiO2よりもアルカリ拡散阻止効果が大きい
こともわかった。中間絶縁層の屈折率を連続的に変化さ
せる場合は前述のように光学膜厚は発光スペクトルの中
心波長の１／４以上であれば反射率を低減できるので光
学膜厚を大きくしておけば中心波長の値の如何に係わら
ず反射率を小さくすることができるという効果も得られ
るのでカラー薄膜発光素子の場合に有効に適用すること
ができる。
【００３５】
【発明の効果】第一の発明によれば中間絶縁層はその屈
折率がガラス基板の屈折率と透明電極の屈折率の中間の
特定値をとり且つ中間絶縁層の屈折率と中間絶縁層の膜
厚を乗じた光学膜厚が発光スペクトルの中心波長の０．
２５倍と０．５倍の中間にあり、また第二の発明によれ
ば中間絶縁層はその屈折率がガラス基板の屈折率と透明
電極の屈折率の間に連続的に変化し、且つ平均の光学膜
厚が発光スペクトルの中心波長の０．２５倍以上である
ので、広い視野角において視認性に優れる薄膜発光素子
が得られる。
折率がガラス基板の屈折率と透明電極の屈折率の中間の
特定値をとり且つ中間絶縁層の屈折率と中間絶縁層の膜
厚を乗じた光学膜厚が発光スペクトルの中心波長の０．
２５倍と０．５倍の中間にあり、また第二の発明によれ
ば中間絶縁層はその屈折率がガラス基板の屈折率と透明
電極の屈折率の間に連続的に変化し、且つ平均の光学膜
厚が発光スペクトルの中心波長の０．２５倍以上である
ので、広い視野角において視認性に優れる薄膜発光素子
が得られる。
【００３６】また高周波スパッタリング法によりアルゴ
ンガスと酸素ガスと窒素ガスを用い、サイアロンをスパ
ッタするので連続的に屈折率の変化する中間絶縁層が得
られ視認性に優れる有機薄膜発光素子が得られる。さら
にアルゴンガスと酸素ガスと窒素ガスを所定比にしてス
パッタするので分光透過率とナトリウム拡散防止性にも
優れる有機薄膜発光素子が得られる。
ンガスと酸素ガスと窒素ガスを用い、サイアロンをスパ
ッタするので連続的に屈折率の変化する中間絶縁層が得
られ視認性に優れる有機薄膜発光素子が得られる。さら
にアルゴンガスと酸素ガスと窒素ガスを所定比にしてス
パッタするので分光透過率とナトリウム拡散防止性にも
優れる有機薄膜発光素子が得られる。
【図１】この発明の実施例に係る薄膜発光素子を示す斜
視図
視図
【図２】光学膜厚ｎｄをパラメータとして反射係数の入
射角依存性を示す線図
射角依存性を示す線図
【図３】この発明の実施例に係る薄膜発光素子の製造に
用いられる高周波スパッタリング装置を示す配置図
用いられる高周波スパッタリング装置を示す配置図
【図４】この発明の異なる実施例に係る薄膜発光素子に
つき中間絶縁層の屈折率の一例を示す線図
つき中間絶縁層の屈折率の一例を示す線図
【図５】この発明の異なる実施例に係る薄膜発光素子に
つき反射率の平均光学膜厚（平均の屈折率と膜厚の積）
依存性を示す線図
つき反射率の平均光学膜厚（平均の屈折率と膜厚の積）
依存性を示す線図
【図６】この発明の異なる実施例に係る薄膜発光素子の
中間絶縁層につき反射率の酸素ガス比依存性を示す線図
中間絶縁層につき反射率の酸素ガス比依存性を示す線図
【図７】この発明の異なる実施例に係る薄膜発光素子の
中間絶縁層につき分光透過率の波長依存性を示す線図
中間絶縁層につき分光透過率の波長依存性を示す線図
【図８】従来の二重絶縁型の薄膜発光素子を示す斜視図
【図９】従来の薄膜発光素子につき中間絶縁層の屈折率
を示す線図
を示す線図
１ ガラス基板 ２ 透明電極 ３ 第一の絶縁層 ４ 発光層 ５ 第二の絶縁層 ６ 背面電極 ７ 中間絶縁層 ７Ａ 中間絶縁層 １１ ソーダガラス基板 １２ ターゲット １３ ＲＦ電源 １４ ガス導入管 １５ チャンバ
Claims (6)
- 【請求項１】無機薄膜発光素子であって、 （１）ガラス基板と、 （２）中間絶縁層と、 （３）透明電極と、 （４）第一の絶縁層と、 （５）発光層と、 （６）第二の絶縁層と、 （７）背面電極とを包含し、 ガラス基板は素子の支持体で、ソーダガラスからなり、 中間絶縁層はその屈折率がガラス基板の屈折率と透明電
極の屈折率の中間の特定値をとり且つ中間絶縁層の屈折
率と中間絶縁層の膜厚を乗じた光学膜厚が発光スペクト
ルの中心波長の０．２５倍と０．５倍の中間にあり、 透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、 発光層は無機質の発光物質からなり第一の絶縁層との界
面および第二の絶縁層との界面から伝播する電子により
励起して発光し、 第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質から
なり、 ガラス基板上に順次中間絶縁層、透明電極、第一の絶縁
層、発光層、第二の絶縁層、背面電極が積層されてなる
ことを特徴とする薄膜発光素子。 - 【請求項２】無機薄膜発光素子であって、 （１）ガラス基板と、 （２）中間絶縁層と、 （３）透明電極と、 （４）第一の絶縁層と、 （５）発光層と、 （６）第二の絶縁層と、 （７）背面電極とを包含し、 ガラス基板は素子の支持体で、ソーダガラスからなり、 中間絶縁層はその屈折率がガラス基板の屈折率と透明電
極の屈折率の間に連続的に変化し、且つ平均の光学膜厚
が発光スペクトルの中心波長の０．２５倍以上であり、 透明電極と背面電極の間には電圧が印加され、 発光層は無機質の発光物質からなり第一の絶縁層との界
面および第二の絶縁層との界面から伝播する電子により
励起して発光し、 第一の絶縁層と第二の絶縁層は、無機質の絶縁物質から
なり、 ガラス基板上に順次中間絶縁層、透明電極、第一の絶縁
層、発光層、第二の絶縁層、背面電極が積層されてなる
ことを特徴とする薄膜発光素子。 - 【請求項３】請求項２に記載の薄膜発光素子において、
中間絶縁層はサイアロンであることを特徴とする薄膜発
光素子。 - 【請求項４】請求項３記載の薄膜発光素子において、中
間絶縁層は高周波スパッタリング法を用いて成膜されて
なることを特徴とする薄膜発光素子。 - 【請求項５】請求項４記載の薄膜発光素子において、中
間絶縁層はアルゴンガス、酸素ガス、窒素ガスを用いて
成膜されてなることを特徴とする薄膜発光素子。 - 【請求項６】請求項５記載の薄膜発光素子において、中
間絶縁層はアルゴンガス、酸素ガス、窒素ガスの混合比
を１０：０：０．０５ないし１０：０．２：０．０５の
範囲に変化させて成膜してなることを特徴とする薄膜発
光素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6002863A JPH07211458A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 薄膜発光素子 |
| FR9500412A FR2715262A1 (fr) | 1994-01-17 | 1995-01-16 | Elément émetteur de lumière à couches minces. |
| GB9500767A GB2286081A (en) | 1994-01-17 | 1995-01-16 | Thin film light-emitting element |
| DE1995101229 DE19501229A1 (de) | 1994-01-17 | 1995-01-17 | Dünnschicht-Lichtemissions-Element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6002863A JPH07211458A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 薄膜発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211458A true JPH07211458A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11541216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6002863A Pending JPH07211458A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 薄膜発光素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07211458A (ja) |
| DE (1) | DE19501229A1 (ja) |
| FR (1) | FR2715262A1 (ja) |
| GB (1) | GB2286081A (ja) |
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| JP2005208603A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-08-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
| JP2005242338A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-09-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
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| WO2016151819A1 (ja) * | 2015-03-25 | 2016-09-29 | パイオニア株式会社 | 発光装置 |
| US9751267B2 (en) | 2011-02-14 | 2017-09-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Optical element, light-emitting device, lighting device, and method for manufacturing optical element |
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|---|---|---|---|---|
| GB9609282D0 (en) | 1996-05-03 | 1996-07-10 | Cambridge Display Tech Ltd | Protective thin oxide layer |
| KR100748818B1 (ko) | 2000-08-23 | 2007-08-13 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | 유기 전기발광 표시장치 |
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