JPS625598A - 薄膜ｅｌ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は背面黒化薄膜ＥＬ素子に関するものである。

〈従来技術〉 薄膜ＥＬ素子は、高輝度、高い信頼性および高精細度の
故に、高度情報化社会（こおける平面情報表示素子とし
て注目を集めている。背面電極による外部光の反射に基
づく表示品質の低下を防止する目的で発光層と背面電極
間（こ光吸収層を設け、明るい環境下でも高いコントラ
ストを維持できる薄膜ＥＬ素子（背面黒化薄膜ＥＬ素子
）の研究開発が進められている。光吸収層−透明膜層界
面での反射率は零であることが理惣であるが、現状は数
％程度の反射を示す。さらに、薄膜ＥＬ素子等に於ける
ように薄膜に於いては、干渉効果により可視光全域にわ
たり同一反射率とはならず、その結果、干渉色が表われ
る。光吸収層のない通常の薄膜ＥＬ素子と比べ、反射率
の絶対値は低いが、波長による変化率が大きいため顕著
Ｉこ惑しられる。

図で表わすと、第２図（ａ）（非背面黒化薄膜ＥＬ素子
）と第２図（ｂ）（従来技術による背面黒化薄膜ＥＬ素
子）とを比へると、（ｂｌでは緑色（こ見えるが、（ａ
ｌでは白色である。

〈発明の目的〉 本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、素子を
構成する透明膜の光路長（屈折率と膜厚の積）を変える
こと番こより外部光の反射スペクトルを制御し、背面「
黒化」の名にふされしい薄１摸ＥＬ素子を提供すること
を目的とするものである。

〈発明の構成〉 すなわち、本発明の薄膜ＥＬ素子は、背面黒化薄膜ＥＬ
素子に於いて、外部光の反射率が波長５０００〜６００
０Ａにおいて最小となるように素子構成薄膜の光路長を
制御したことを特徴とするものである。

〈実施例〉 まず、多層構造における反射率を示し、次いで、反射率
最小波長を〜５５００Ａとするための光路長の条件を示
し、その後、膜厚制御による実施例を示す。

素子構造の一例である、ガラス／ＩＴＯ／下部絶縁層（
Ｙ２Ｏ２）／発光層（ＺｎＳ：Ｍｎ）／上部絶縁層（Ｙ
２Ｏ２）／光吸収層／Ａｌについて述べる。

第１図（ａｌに上記構造を示す。図に於いて、ｌはガラ
ス基板、２は透明電極（ＩＴＯ）、３は下部絶縁層（Ｙ
２Ｏ２）、４は発光層（ＺｎＳ：Ｍｎ）、５は上部絶縁
層（Ｙ２Ｏ２）、６は光吸収層（黒化膜）、７は背面電
極である。各界面での反射係数ｒ及びある事が明らかで
あり、以後、第１図（ｂｌに示す素子モデルにより反射
スペクトルの導出を行う。

第１図（ｂ）に示される多層膜に於ける反射率Ｒの一般
式は次のようになる。

Ｒ＝１＋［（γ２−１）（γ２−１）（γ２２−１）／
Ｄ）〔但し、Ｄ＝１＋（γ０・γ、）２＋（γ１・γ２
ヌ＋（γ　・γ　）−２γ　Φγ　（ｌ＋γ　）　ｃｏ
ｓε２−２γ。・ｒ　　（１−Ｈ）ｃｏｓｔ　　＋２ｒ
　　＠７”　　（ｃｏｓ（ｅ、＋ｅ２）＋２　　　　　
　　１２０ ＋γ２ｃｏｓ（ε−ε　））・・・（１１式％式％ ところで、ε　、ε２　の値は薄膜ＥＬ素子の−般的サ
イズを考慮する必要がある。

（ただし、ｎＹ２ｏ３＝Ｙ２０３の屈折率、ｄＹ２ｏ３
−Ｙ２Ｏ２の膜厚） −２Ｘ　］、７９Ｘ（１０００〜３０００Ａ）＝３５８
０〜ｌ０７４０Ａ ｔル （ただし、ｎＺｎ５＝ＺｎＳの屈折率、ｄＺｎＳ　＝Ｚ
ｎＳの膜厚） ＝２Ｘ２．６５Ｘ（５０００〜ＩＱＯＯＯＡ）＝２６５
００〜５３０００Ａ すなわち、反射率Ｒは、ｃｏｓε１　により支配される
、波長の変化に対しゆるやかな増減の成分と、ｃｏｓε
２およびｃｏｓ　（ε１＋ε２）により支配される、波
長の少しの変化に対し増減を繰り返す成分とに分離され
る。ここで、ｃｏｓ（ε１−ε２）の項は、界面の反射
係数の４次の係数γ２１１γ０す、が乗ぜられているの
で無視できる。すなわち、白色の外部光に対する反射光
の色度を決定するのは、上記ｆｌ＋式における、−２γ
。・γ１（１＋γｉ　）ｃｏｓε１の項であることがわ
かる。

各層の屈折率の大小および金属物質表面での反射光の位
相反転を考慮すると、反射係数γ０．γ１およびγ　は
、それぞれγ。く０．γ１　〉０およびγ２　〈０であ
り、したがって、ｃｏｓε１＝−１の場合、Ｒは最小に
なる。

すなわち、ｃｏｓε１　＝−１を満たす波長が視感度の
最も高い５５００Ａであれば、反射光の輝度が最小にな
り、且つ緑色成分が除去され、色度的にも都合がよ（な
る。

さらに、Ｊ＠ｄｌ　　を小さくすれば、ｃｏｓε１−１
（Ｒが最大）を満たす波長を赤外および紫外にする事が
可能となり、実質的に黒化背面を有する薄膜ＥＬ素子が
得られる。

すなわち、 になるように、上部絶縁層（Ｙ２Ｏ２）膜厚の制御を行
う事により、光吸収層表面での反射係数が零でない現実
においても十分な黒化が可能であることがわかる。

ｍ　−１となるように、ｎ　　　ＩＩｄ　　−４ｌ２５
Ｙ　２０　ａ　　Ｙ２０ａ Ａとした場合の反射率スペクトルを第３図４こ示す。

本発明によらず、光路長の制御を行わないと、緑色、黄
色、赤色等、種々の反射光が生じ、素子の品質低下が著
しい。

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明によれば、背面「黒
化」の名にふされしい表示品質の優れた薄膜ＥＬ素子を
得ることができるものである。

なお、多層膜中の界面での反射係数自体を低減すれば、
光路長の制御の重要性は少なくなるが、反射係数を決め
る屈折率は物質固有であり、材料の選択もしくは無反射
コーティングのための層の数の増加による素子作成コス
ト等、種々の問題が残り、実用性の点で本発明の有効性
は明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは背面黒化薄膜ＥＬ素子の構造並びに同素
子に於ける各構成層間界面の反射係数及び反射率を示す
図、第１図（ｂＪは第１図ｆａ）に於ける反射率スペク
トルを求めるために簡単化した薄膜ＥＬ素子構造を示す
図、第２図は非背面黒化薄膜ＥＬ素子（ａ）と従来技術
による背面黒化薄膜ＥＬ素子（ｂｌの反射率スペクトル
を示す図、第３図は本発明の実施例による反射率スペク
トルを示す図である。 符号の説明 １・・・ガラス基板、２・・透明電極（ＩＴＯ）、３・
・・下部絶縁層（Ｙ２Ｏ３）、４・・・発光層（ＺｎＳ
：Ｍ　ｎ　）、５・・・上部絶縁層（Ｙ２Ｏ３）、６・
・・光吸収層（黒化膜）、７・・・背面電極（Ａｎ）。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）／−ｍ−方
゛ラズ茎不欠 ２−３可【で（ｆＴＯ） ３＝−下＊Ｉｔｌｌ／ｌ　（Ｙ２Ｏ３＞４−−−１１１
）ｔ　ＣＺｎＳｏＭｎ）５−　上好着材（冷ｏ３） 第１図ＣＧ） 藺粍ＩＲ順（Ｌ朴槽１ｇ訂目 第１図（ｂ） 坂＆＜ｎｍ＞ 第２ｒＭ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．背面黒化薄膜ＥＬ素子に於いて、外部光の反射率が
   波長５０００〜６０００Åに於いて最小になるように素
   子構成薄膜の光路長を制御したことを特徴とする薄膜Ｅ
   Ｌ素子。