JPH06206344A - 端面発光型ｅｌ素子 - Google Patents
端面発光型ｅｌ素子Info
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- JPH06206344A JPH06206344A JP306493A JP306493A JPH06206344A JP H06206344 A JPH06206344 A JP H06206344A JP 306493 A JP306493 A JP 306493A JP 306493 A JP306493 A JP 306493A JP H06206344 A JPH06206344 A JP H06206344A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光端面から放出される指向性の強い光の強
度を減ずることなく効率よく取り出す。 【構成】 透光性基板と、この透光性基板上に順に形成
された下部電極層、下部誘電体層、ＥＬ発光層、上部誘
電体層および上部電極層からなる積層体と、この積層体
の端面に形成された発光部とを有する端面発光型ＥＬ素
子において、積層体の端面発光部より透光性基板の端面
部まで透光性の層を形成してなる。
度を減ずることなく効率よく取り出す。 【構成】 透光性基板と、この透光性基板上に順に形成
された下部電極層、下部誘電体層、ＥＬ発光層、上部誘
電体層および上部電極層からなる積層体と、この積層体
の端面に形成された発光部とを有する端面発光型ＥＬ素
子において、積層体の端面発光部より透光性基板の端面
部まで透光性の層を形成してなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は端面発光型ＥＬ素子に関
し、さらに詳しくは、端面放出光の利用効率を向上させ
ることのできる端面発光型ＥＬ素子に関する。
し、さらに詳しくは、端面放出光の利用効率を向上させ
ることのできる端面発光型ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】複写機、ファクシミリ、コンピュータな
どの情報処理機器は急速に市場を拡大しつつあり、そこ
で用いられるデバイス等にも安価であるとともに、高品
質、高機能なものが要求されてきている。この複写機、
ファクシミリ、コンピュータ等において感光体への光照
射に用いられるデバイスに光プリンタヘッドがあるが、
近年端面発光型ＥＬ素子をアレイ状に複数個配列した光
プリンタヘッドが注目されている。たとえば特開平 2-1
62687 号公報にはこのような光プリンタヘッドが開示さ
れている。
どの情報処理機器は急速に市場を拡大しつつあり、そこ
で用いられるデバイス等にも安価であるとともに、高品
質、高機能なものが要求されてきている。この複写機、
ファクシミリ、コンピュータ等において感光体への光照
射に用いられるデバイスに光プリンタヘッドがあるが、
近年端面発光型ＥＬ素子をアレイ状に複数個配列した光
プリンタヘッドが注目されている。たとえば特開平 2-1
62687 号公報にはこのような光プリンタヘッドが開示さ
れている。
【０００３】光プリンタヘッドに使用される従来の端面
発光型ＥＬ素子の構造について図３をもとに説明する。
図３は従来の端面発光型ＥＬ素子の断面図である。透光
性基板１上に、下部電極層２、下部誘電体層３、ＥＬ発
光層４、上部誘電体層５、上部電極層６が順に積層され
てなる積層体と、この積層体の端面に発光端面７が形成
され端面発光ＥＬ素子となる。このような端面発光型Ｅ
Ｌ素子においては、通常、下部および上部電極層はＣｒ
−ＡｕやＡｌなどが 0.2μｍ〜0.4μｍの層厚にスパッ
タリング法で形成され、下部および上部誘電体層はＳｉ
ＯＮやＳｉＯ2 などが 0.2μｍ〜0.4 μｍの層厚にやは
りスパッタリング法で形成される。ＥＬ発光層はＺｎ
Ｓ：Ｍｎ等が 1.0μｍ〜2.0 μｍの層厚に蒸着或いはス
パッタリング法で形成される。その後ホトリソグラフィ
法によりＥＬ発光端面部が形成される。このような端面
発光ＥＬ発光層をピクセルとして配列して得られる端面
発光型ＥＬ素子アレイは、奥行が数百μｍもあり、この
領域で発光した光を端面部で集光するため極めて強い光
が得られ、光プリンタヘッドとして充分な光量が得られ
る。
発光型ＥＬ素子の構造について図３をもとに説明する。
図３は従来の端面発光型ＥＬ素子の断面図である。透光
性基板１上に、下部電極層２、下部誘電体層３、ＥＬ発
光層４、上部誘電体層５、上部電極層６が順に積層され
てなる積層体と、この積層体の端面に発光端面７が形成
され端面発光ＥＬ素子となる。このような端面発光型Ｅ
Ｌ素子においては、通常、下部および上部電極層はＣｒ
−ＡｕやＡｌなどが 0.2μｍ〜0.4μｍの層厚にスパッ
タリング法で形成され、下部および上部誘電体層はＳｉ
ＯＮやＳｉＯ2 などが 0.2μｍ〜0.4 μｍの層厚にやは
りスパッタリング法で形成される。ＥＬ発光層はＺｎ
Ｓ：Ｍｎ等が 1.0μｍ〜2.0 μｍの層厚に蒸着或いはス
パッタリング法で形成される。その後ホトリソグラフィ
法によりＥＬ発光端面部が形成される。このような端面
発光ＥＬ発光層をピクセルとして配列して得られる端面
発光型ＥＬ素子アレイは、奥行が数百μｍもあり、この
領域で発光した光を端面部で集光するため極めて強い光
が得られ、光プリンタヘッドとして充分な光量が得られ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画素の
高精細化が要求されるようになると、光プリンタヘッド
の端面放出光の利用効率もより向上したものが望まれる
ようになり、従来の端面発光型ＥＬ素子は以下のような
解決すべき問題がある。
高精細化が要求されるようになると、光プリンタヘッド
の端面放出光の利用効率もより向上したものが望まれる
ようになり、従来の端面発光型ＥＬ素子は以下のような
解決すべき問題がある。
【０００５】端面発光型ＥＬ素子において、ＥＬ端面部
からの指向性のある光を効率よく利用するには、図４に
示す如くＥＬ端面と基板端面が同一面内に形成されてい
るのが望ましい。しかし、発光端面と基板端面を同一平
面に形成するには基板端面を発光端面と同時にエッチン
グで形成しなければならない。したがって、図４に示す
構成の端面発光型ＥＬ素子とすると、比較的厚い基板端
面をドライエッチングで形成するには時間がかかりすぎ
たり、また、発光端面部において上部電極と下部電極間
で沿面放電が生じやすくなったりしてしまう。そこで従
来の端面発光型ＥＬ素子を用いた従来の光プリンタヘッ
ドは、図３に示すように、その発光端面が透光性基板端
面から数10μｍ後退した位置に形成されている。この結
果、以下に述べる理由により、発光端面より放射した光
は効率よく指向性のある放出光として使用することがで
きなかった。なお、図３および図４において放出光は大
気中に放出されるが、その放出光の進路を矢印で表す。
なお、１１は分散光を表す。
からの指向性のある光を効率よく利用するには、図４に
示す如くＥＬ端面と基板端面が同一面内に形成されてい
るのが望ましい。しかし、発光端面と基板端面を同一平
面に形成するには基板端面を発光端面と同時にエッチン
グで形成しなければならない。したがって、図４に示す
構成の端面発光型ＥＬ素子とすると、比較的厚い基板端
面をドライエッチングで形成するには時間がかかりすぎ
たり、また、発光端面部において上部電極と下部電極間
で沿面放電が生じやすくなったりしてしまう。そこで従
来の端面発光型ＥＬ素子を用いた従来の光プリンタヘッ
ドは、図３に示すように、その発光端面が透光性基板端
面から数10μｍ後退した位置に形成されている。この結
果、以下に述べる理由により、発光端面より放射した光
は効率よく指向性のある放出光として使用することがで
きなかった。なお、図３および図４において放出光は大
気中に放出されるが、その放出光の進路を矢印で表す。
なお、１１は分散光を表す。
【０００６】発光端面より放射した直後の光は透光性基
板主面に対してほぼ平行の指向性の強い光であるが、光
の進路が 0.2μｍ〜1.0 μｍ程度しか透光性基板主面か
ら離れておらず、また放出光の発光波長は 0.5μｍ〜0.
6 μｍ程度であるため、進行するにつれて放出光は屈折
率が大きく異なる界面スレスレを進むことになり、一部
の光は媒質の屈折率の差により回折、或いは散乱を受け
当初の進行方向とは異なった方向に分散され指向性ある
光の強度が弱くなる。
板主面に対してほぼ平行の指向性の強い光であるが、光
の進路が 0.2μｍ〜1.0 μｍ程度しか透光性基板主面か
ら離れておらず、また放出光の発光波長は 0.5μｍ〜0.
6 μｍ程度であるため、進行するにつれて放出光は屈折
率が大きく異なる界面スレスレを進むことになり、一部
の光は媒質の屈折率の差により回折、或いは散乱を受け
当初の進行方向とは異なった方向に分散され指向性ある
光の強度が弱くなる。
【０００７】本発明は、このような問題に対処するため
になされたもので、発光端面から放出される指向性の強
い光の強度を減ずることなく効率よく取り出すことので
きる高効率の端面発光型ＥＬ素子を提供することを目的
とする。
になされたもので、発光端面から放出される指向性の強
い光の強度を減ずることなく効率よく取り出すことので
きる高効率の端面発光型ＥＬ素子を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の端面発光型ＥＬ
素子は、透光性基板と、この透光性基板の端面部より後
退した位置の基板上に順に形成された下部電極層、下部
誘電体層、ＥＬ発光層、上部誘電体層および上部電極層
からなる積層体と、この積層体の端面に形成された発光
部とを有する端面発光型ＥＬ素子において、積層体の端
面に形成された発光部より透光性基板の端面部まで透光
性の層を形成してなることを特徴とする。 また、本発
明の端面発光型ＥＬ素子の透光性の層は、層厚が少なく
とも積層体の層厚以上あり、端面発光部より透光性基板
の端面部までの長さが 10 μｍ〜100 μｍの範囲にあ
り、かつ屈折率が透光性基板の屈折率の±10％以内であ
ることが好ましい。このような構成を有する透光性の層
を形成することにより、端面放出光の利用効率を向上さ
せることができる。
素子は、透光性基板と、この透光性基板の端面部より後
退した位置の基板上に順に形成された下部電極層、下部
誘電体層、ＥＬ発光層、上部誘電体層および上部電極層
からなる積層体と、この積層体の端面に形成された発光
部とを有する端面発光型ＥＬ素子において、積層体の端
面に形成された発光部より透光性基板の端面部まで透光
性の層を形成してなることを特徴とする。 また、本発
明の端面発光型ＥＬ素子の透光性の層は、層厚が少なく
とも積層体の層厚以上あり、端面発光部より透光性基板
の端面部までの長さが 10 μｍ〜100 μｍの範囲にあ
り、かつ屈折率が透光性基板の屈折率の±10％以内であ
ることが好ましい。このような構成を有する透光性の層
を形成することにより、端面放出光の利用効率を向上さ
せることができる。
【０００９】さらに、透光性の層の基板端面における表
面凹凸は 0.10 μｍ以下であることが好ましい。発光端
面よりの放出光は通常 0.5μｍ〜0.6 μｍ程度の発光波
長を有しているので、基板端面の表面凹凸を 0.10 μｍ
以下にすることにより放出光の散乱が殆ど生じなくなる
ためである。このため、基板端面をレンズ状にしなくて
もよくなる。このような平坦化かつ充分な鏡面化の方法
としては、たとえば、イオンミリング法などが好まし
い。なお、表面凹凸が 0.10 μｍ以下であるとは、平均
表面層に対する最大凹部および最大凸部の差が 0.10 μ
ｍ以下であることをいう。
面凹凸は 0.10 μｍ以下であることが好ましい。発光端
面よりの放出光は通常 0.5μｍ〜0.6 μｍ程度の発光波
長を有しているので、基板端面の表面凹凸を 0.10 μｍ
以下にすることにより放出光の散乱が殆ど生じなくなる
ためである。このため、基板端面をレンズ状にしなくて
もよくなる。このような平坦化かつ充分な鏡面化の方法
としては、たとえば、イオンミリング法などが好まし
い。なお、表面凹凸が 0.10 μｍ以下であるとは、平均
表面層に対する最大凹部および最大凸部の差が 0.10 μ
ｍ以下であることをいう。
【００１０】積層体の端面発光部より透光性基板の端面
部まで堆積される透光性の層は、ＣＶＤ法やプラズマＣ
ＶＤ法などで形成することのできるＳｉＯ2 などが使用
できる。また、本発明の端面発光型ＥＬ素子で使用でき
る透光性基板材料は、通常の端面発光型ＥＬ素子の製造
に使用することのできる材料であれば特に制限がなく使
用できる。たとえば、ガラスなどの絶縁性の良好な高抵
抗の材料が使用できる。上述の 2つの透光性材料の屈折
率は、近似していることが望ましく、形成される透光性
の層の屈折率が透光性基板の屈折率の±10％以内であ
る。この範囲にあると発光端面よりの放出光は屈折率の
差による回折、或いは散乱を受けにくくなり、指向性の
強い光を効率よく得ることができる。
部まで堆積される透光性の層は、ＣＶＤ法やプラズマＣ
ＶＤ法などで形成することのできるＳｉＯ2 などが使用
できる。また、本発明の端面発光型ＥＬ素子で使用でき
る透光性基板材料は、通常の端面発光型ＥＬ素子の製造
に使用することのできる材料であれば特に制限がなく使
用できる。たとえば、ガラスなどの絶縁性の良好な高抵
抗の材料が使用できる。上述の 2つの透光性材料の屈折
率は、近似していることが望ましく、形成される透光性
の層の屈折率が透光性基板の屈折率の±10％以内であ
る。この範囲にあると発光端面よりの放出光は屈折率の
差による回折、或いは散乱を受けにくくなり、指向性の
強い光を効率よく得ることができる。
【００１１】
【作用】本発明の端面発光型ＥＬ素子は、ＥＬ発光端面
から放出した光は図２に示すごとくほぼ均一な屈折率の
媒質内を進むことになる。したがって、透光性の層と透
光性基板との不均一界面における光の散乱、回析は殆ど
生じなく、放出光はほぼ放射直後の進行方向そのままに
進むことができる。その結果、指向性のある光の減衰は
小さく基板端面である透光性の膜端面からは、従来の指
向性の光よりはるかに強い光が放出される。
から放出した光は図２に示すごとくほぼ均一な屈折率の
媒質内を進むことになる。したがって、透光性の層と透
光性基板との不均一界面における光の散乱、回析は殆ど
生じなく、放出光はほぼ放射直後の進行方向そのままに
進むことができる。その結果、指向性のある光の減衰は
小さく基板端面である透光性の膜端面からは、従来の指
向性の光よりはるかに強い光が放出される。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例を図１および図２を用い
て詳細に説明する。図１は本発明の端面発光型ＥＬ素子
の断面構造を示す図であり、図２は放出光の進路を示す
拡大断面図である。放出光の進路は矢印で表す。
て詳細に説明する。図１は本発明の端面発光型ＥＬ素子
の断面構造を示す図であり、図２は放出光の進路を示す
拡大断面図である。放出光の進路は矢印で表す。
【００１３】まず、透光性基板１として株式会社ＨＯＹ
Ａ製ＮＡ４０（商品名）ガラス基板を用いた。このガラ
ス基板の屈折率は 1.57 であった。この透光性基板１上
に下部電極層２としてＣｒ−Ａｕをスパッタリング法で
成膜して続いて下部誘電体層３としてＳｉＯＮをスパッ
タリング法で成膜し、ＥＬ発光層４としてＺｎＳ：Ｍｎ
をＥＢ蒸着法で堆積した。続いて上部誘電体層５として
ＳｉＯＮをスパッタリング法で、上部電極層６としてＣ
ｒ−Ａｕをスパッタリング法で順に堆積しＥＬ層を得
た。このときの各層の層厚は下部電極層２、上部電極層
６、下部誘電体層３および上部誘電体層５は各々 2000
オングストローム、ＥＬ発光層４は 1.0μｍとした。つ
いで、ＥＬ層の発光端面部７をＲＩＥ装置を用いてドラ
イエッチングで形成した。この後にプラズマＣＶＤ法で
透光性絶縁膜８としてＳｉＯ2 を 1.5μｍ厚堆積した。
このＳｉＯ2 膜の屈折率は 1.46 であった。この後にＳ
ｉＯ2 膜とガラス基板をダイシングにより切断して光放
出端面部９を得た。最後に光放出端面部９をイオンミリ
ング法を用いて平坦化した。イオンミリング法は、ガラ
ス基板主面とほぼ平行にイオンを照射してＳｉＯ2 膜と
ガラス基板とをエッチングする方法である。この方法に
より、光放出端面部９は表面凹凸が 0.1μｍ以下である
鏡面となった。
Ａ製ＮＡ４０（商品名）ガラス基板を用いた。このガラ
ス基板の屈折率は 1.57 であった。この透光性基板１上
に下部電極層２としてＣｒ−Ａｕをスパッタリング法で
成膜して続いて下部誘電体層３としてＳｉＯＮをスパッ
タリング法で成膜し、ＥＬ発光層４としてＺｎＳ：Ｍｎ
をＥＢ蒸着法で堆積した。続いて上部誘電体層５として
ＳｉＯＮをスパッタリング法で、上部電極層６としてＣ
ｒ−Ａｕをスパッタリング法で順に堆積しＥＬ層を得
た。このときの各層の層厚は下部電極層２、上部電極層
６、下部誘電体層３および上部誘電体層５は各々 2000
オングストローム、ＥＬ発光層４は 1.0μｍとした。つ
いで、ＥＬ層の発光端面部７をＲＩＥ装置を用いてドラ
イエッチングで形成した。この後にプラズマＣＶＤ法で
透光性絶縁膜８としてＳｉＯ2 を 1.5μｍ厚堆積した。
このＳｉＯ2 膜の屈折率は 1.46 であった。この後にＳ
ｉＯ2 膜とガラス基板をダイシングにより切断して光放
出端面部９を得た。最後に光放出端面部９をイオンミリ
ング法を用いて平坦化した。イオンミリング法は、ガラ
ス基板主面とほぼ平行にイオンを照射してＳｉＯ2 膜と
ガラス基板とをエッチングする方法である。この方法に
より、光放出端面部９は表面凹凸が 0.1μｍ以下である
鏡面となった。
【００１４】このようにして得られた端面発光型ＥＬ素
子の放出光の強度を測定したところ、基板とほぼ平行な
指向性のある光の強度は、光放出端面部９を有さない従
来の端面発光型ＥＬ素子に比較して約 30 ％増加してい
た。
子の放出光の強度を測定したところ、基板とほぼ平行な
指向性のある光の強度は、光放出端面部９を有さない従
来の端面発光型ＥＬ素子に比較して約 30 ％増加してい
た。
【００１５】
【発明の効果】本発明の端面発光型ＥＬ素子は、端面発
光層となる積層体の端面発光部より透光性基板の端面部
まで透光性の層を堆積してなるので、指向性のある光強
度の強い素子が得られる。また、積層体の端面部が透光
性絶縁膜によって被覆されているので、下部および上部
電極層間での沿面放電が生じない。その結果、本発明の
端面発光型ＥＬ素子を使用することにより、信頼性にも
優れ、かつ発光特性に優れた光プリンタヘッドが得られ
る。
光層となる積層体の端面発光部より透光性基板の端面部
まで透光性の層を堆積してなるので、指向性のある光強
度の強い素子が得られる。また、積層体の端面部が透光
性絶縁膜によって被覆されているので、下部および上部
電極層間での沿面放電が生じない。その結果、本発明の
端面発光型ＥＬ素子を使用することにより、信頼性にも
優れ、かつ発光特性に優れた光プリンタヘッドが得られ
る。
【図１】本発明の端面発光型ＥＬ素子の断面図である。
【図２】本発明の端面発光型ＥＬ素子における放出光の
伝播を示す拡大断面図である。
伝播を示す拡大断面図である。
【図３】従来の端面発光型ＥＬ素子の断面図である。
【図４】ＥＬ端面と基板端面が同一面内に形成されてい
るＥＬ素子の断面図である。
るＥＬ素子の断面図である。
１………透光性基板、２………下部電極層、３………下
部誘電体層、４………ＥＬ発光層、５………上部誘電体
層、６………上部電極層、７………発光端面、８………
透光性絶縁膜、９………光放出端面部、１０………分散
光。
部誘電体層、４………ＥＬ発光層、５………上部誘電体
層、６………上部電極層、７………発光端面、８………
透光性絶縁膜、９………光放出端面部、１０………分散
光。
Claims (3)
- 【請求項１】 透光性基板と、この透光性基板の端面部
より後退した位置の基板上に順に形成された下部電極
層、下部誘電体層、ＥＬ発光層、上部誘電体層および上
部電極層からなる積層体と、この積層体の端面に形成さ
れた発光部とを有する端面発光型ＥＬ素子において、 前記積層体の端面に形成された発光部より前記透光性基
板の端面部まで透光性の層を形成してなることを特徴と
する端面発光型ＥＬ素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の端面発光型ＥＬ素子にお
いて、前記透光性の層は、層厚が少なくとも前記積層体
の層厚以上あり、かつ屈折率が前記透光性基板の屈折率
の±10％以内であることを特徴とする端面発光型ＥＬ素
子。 - 【請求項３】 請求項１および請求項２記載の端面発光
型ＥＬ素子において、前記透光性層の端面部が 0.10 μ
ｍ以下の表面凹凸を有することを特徴とする端面発光型
ＥＬ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP306493A JPH06206344A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 端面発光型ｅｌ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP306493A JPH06206344A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 端面発光型ｅｌ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06206344A true JPH06206344A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11546904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP306493A Withdrawn JPH06206344A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 端面発光型ｅｌ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06206344A (ja) |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP306493A patent/JPH06206344A/ja not_active Withdrawn
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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