(57)【要約】      （修正有）【課題】発光デバイスにおいて、ニュートンリングの発現を抑制する。【解決手段】光を透過させることができ、第１の表面及び第１の表面に相対して配置された第２の表面を有するカバー基板３０、支持基板７０、及びカバー基板３０と支持基板７０の間に配置された発光層６０を備えた発光デバイス１０を提供する。発光層６０はカバー基板３０の第１の表面の方向に光を発し、カバー基板３０の第１の表面に反射防止材料４０の被膜が施される。反射防止材料４０がカバー基板３０の屈折率の平方根にほぼ等しい屈折率を有することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光デバイスにおいて、
光を透過させることができ、第１の表面及び前記第１の表面に相対して配置された第２の表面を有する、カバー基板、
支持基板、及び
前記カバー基板と前記支持基板の間に配置された発光層、
を備え、
前記発光層が前記カバー基板の前記第１の表面の方向に光を発し、
前記カバー基板の前記第１の表面に反射防止材料の被膜が施される、
ことを特徴とする発光デバイス。
【請求項２】
前記反射防止材料が前記カバー基板の屈折率の平方根にほぼ等しい屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記反射防止材料被膜の光学的厚さが発光光の波長の１/４にほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記カバー基板の前記第１の表面及び前記第２の表面のいずれにも反射防止材料の被膜が施されることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項５】
４６０ｎｍから６４０ｎｍの入射光の前記カバー基板の前記第１の表面からの反射率が、０°から約３０°の入射角から見た場合に、１％より小さいことを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項６】
５４６ｎｍ及び５７５ｎｍの入射光の前記カバー基板の前記第１の表面からの反射率が、０°から約４５°の入射角から見た場合に、１％より小さいことを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記発光層が有機発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項８】
前記発光層が前記カバー基板を通して発光する上面発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記反射防止材料が無機材料であることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
前記反射防止材料が、フッ化マグネシウム、酸化ニオブ、シリカ、一酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化ジルコン、酸化チタン、アルミナ、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化スカンジウム、酸化スズ、酸化セリウムまたはこれらの混合物の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１１】
前記反射防止材料の被膜が少なくとも２層からなることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１２】
前記反射防止材料の被膜が少なくとも３層からなることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１３】
前記反射防止材料の被膜が４層であることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１４】
前記カバー基板がガラスを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１５】
前記カバー基板がプラスチックを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１６】
発光デバイスの作成方法において、
（１）光を透過させることができ、第１の表面及び前記第１の表面に相対して配置された第２の表面を有し、前記第１の表面に反射防止材料の被膜が施されている、カバー基板、
（２）支持基板、及び
（３）発光層、
を提供する工程、及び
前記発光層が前記カバー基板の前記第１の表面の方向に光を発するように、前記発光層を前記カバー基板と前記支持基板の間に配置する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記カバー基板の前記第１の表面及び前記第２の表面のいずれにも反射防止材料の被膜が施されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記発光層が有機発光ダイオードであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記反射防止材料の被膜が少なくとも２層からなることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
デバイスにおけるニュートンリングの形成を抑制するための方法において、
請求項１に記載のデバイスを提供する工程、及び
前記発光層上に周囲光を受ける工程、
を含み、
それによって内部で反射された前記周囲光の少なくとも一部が前記カバー基板を通過することを防止する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光デバイス及びニュートンリングを抑制するための方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、円偏光子が用いられない場合に発光光及び／または周囲光の反射率を下げるための反射防止（ＡＲ）膜を有する発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
新しく開発されたタイプのフラットパネルディスプレイ技術は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び、２枚の薄いガラスパネルの間に挟み込まれた、薄い透明電極材料を利用する。能動発光材料は、水及び酸素を含む、汚染物により害され易いから、デバイスの周縁は一般に水及び酸素のない環境を維持するために封止される。市場で入手できるシーラント系は一般にディスプレイの寿命にわたって耐え抜く気密封止を提供せず、したがってセル内部に強力な乾燥剤を入れる必要がある。不透明な乾燥剤が入るため、ＯＬＥＤから発生される光はドライバ回路及び電極のマトリックスを通り抜ける方向に向けられなければならない。すなわち、ディスプレイの輝度を落とす「底面発光」型でなければならない。長持ちする気密封止によってデバイスを、発光光が透明なカバー基板を透過して画像の輝度及び鮮明度を維持することを意味する、「上面発光」型とすることが可能になる。
【０００３】
周囲照明は、ＯＬＥＤデバイスの内表面から反射される周囲光の増加的／減殺的干渉により、目に見える干渉縞を生じさせ得る。低屈折率媒質と高屈折率媒質の間の、例えばＯＬＥＤに対する空気の、界面において反射される光は１８０°の位相反転を受ける。カバー基板の内表面から反射される光はＯＬＥＤ表面から反射される光と結合して、λ/２の整数倍の空隙距離（経路長）において干渉縞を生じる。
【０００４】
空隙距離がλ/２より大きい、完全に平行なプレートは一様な増加的干渉色を生じさせるであろう。空隙厚さの変化は、線の幅及び間隔が勾配に逆比例する、等高線に類似のパターンの縞を生じさせる。
【０００５】
デバイスを可能な限り薄くするため、ガラス板間の空隙は１００μｍ未満とすることが目標とされ、最近の目標は１５μｍ未満である。この空隙範囲においては、空隙距離が一様でなければ、周囲光の下で干渉縞が形成され、目で見える。この干渉パターンは「ニュートンリング」または「ＮＲ」と称されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
市場の圧力はより薄いデバイスの作成を要求し続けている。空隙厚さが小さくなるにつれて、ニュートンリングを防止することは益々困難になる。したがって、ニュートンリングを示さないかまたは実質的に抑制する発光デバイスを得ることは技術上大きな進歩と見なされるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ニュートンリングを示さないか、あるいはニュートンリングの発生を最小限に抑える発光ディスプレイデバイスに関し、さらに詳しくは、周囲光の内部反射を低減し、ニュートンリングの形成を抑制するための、発光デバイスカバー基板の内表面上の反射防止膜の使用に関する。
【０００８】
一態様において、本発明は、光を透過させることができ、第１の表面及び第１の表面に相対して配置された第２の表面を有するカバー基板、支持基板、及びカバー基板と支持基板の間に配置された発光層を備え、カバー基板の第１の表面に反射防止材料の被膜が施された、発光デバイスを提供する。
【０００９】
別の態様において、本発明は、光を透過させることができ、第１の表面及び第１の表面に相対して配置された第２の表面を有し、第１の表面に反射防止材料の被膜が施された、カバー基板、支持基板、及び発光層を提供する工程、及び、発光層がカバー基板の第１の表面の方向に光を発するようにカバー基板と支持基板の間に発光層を配置する工程を含む、発光デバイスを作成する方法を提供する。
【００１０】
別の態様において、本発明は、上述したデバイスを提供する工程及び発光層上に周囲光を受ける工程を含み、それにより内部で反射された周囲光の少なくとも一部のカバープレートの通過を防止する工程を含む、デバイスにおけるニュートンリングの形成を抑制するための方法を提供する。
【００１１】
本発明のさらなる態様は、ある程度は以下の詳細な説明、図面及び添付される特許請求の範囲に示され、ある程度は、詳細な説明から導かれるであろうし、あるいは以下に説明される本発明の態様の実施によって修得することができる。以下に説明される利点は、添付される特許請求の範囲で特に指摘される要素及び組合せによって実現され、達成されるであろう。上述の全般的説明及び以下の詳細な説明は例示及び説明に過ぎず、開示される本発明を限定するものではないことは当然である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本明細書に組み入れられ、本明細書の一部をなす、添付図面は本発明のいくつかの態様を示し、記述とともに本発明の原理を、無限定で、説明するに役立つ。
【００１３】
本発明は、以下の詳細な説明、実施例、及び添付される特許請求の範囲、並びにそれらの先の説明及び以降の説明を参照することによって、より容易に理解することができる。しかし、本発明の用品及び／または方法を開示し、説明する前に、特に断りのない限り、本発明が開示される特定の用品及び／または方法に限定されず、そうである以上、当然変化し得ることは理解されるべきである。本明細書に用いられる用語が、特定の態様の説明だけを目的としており、限定を目的としてはいないことも理解されるべきである。
【００１４】
本発明の以下の説明は、現在知られている実施形態において本発明を可能にする教示として与えられる。この目的に対し、当業者であれば、本明細書に説明される本発明の様々な態様に多くの変更がなされ得るし、それでも本発明の有益な結果が得られることを認め、理解するであろう。本発明の特徴のいくつかを選択することによって、他の特徴を利用せずに、本発明の所望の恩恵のいくつかを得られることも明らかであろう。したがって、当業者であれば、本発明への多くの改変及び改作が可能であり、ある種の状況においては望ましいことでさえあり得るし、本発明の一部であることを認めるであろう。すなわち、以下の説明は本発明の原理の例証として与えられ、本発明を限定するものではない。
【００１５】
本明細書及び添付される特許請求の範囲において、以下の意味をもつように定義する、多くの用語への言及がなされるであろう。
【００１６】
本明細書に用いられるように、単数形は、文脈でそうではないことを明示していない限り、複数の言及対象を含む。すなわち、例えば、「反射防止材料」への言及は、文脈でそうではないことを明示していない限り、２つまたはそれより多くのそのような反射防止材料を有する態様を含む。
【００１７】
範囲は、本明細書においては、「約」を付した１つの特定の値から、及び／または「約」を付した別の特定の値までのように、表され得る。そのような範囲が表される場合、別の態様は１つの特定の値から、及び／または別の特定の値までを含む。同様に、値が前置の「約」の使用によって近似値として表される場合、特定の値が別の態様を形成することが理解されるであろう。さらに、範囲のそれぞれの終点が、別の終点との関係においても、別の終点とは独立にも、重要であることが理解されるであろう。
【００１８】
本明細書で用いられるように、ある成分の「重量％」または「重量パーセント」または「重量によるパーセント」は、そうでないことが特に述べられていない限り、その成分が含まれている組成の総重量に対するその成分の重量の、パーセントで表した、比を指す。
【００１９】
「必要に応じる」または「必要に応じて」は、その後に記述される事象または状況が生じ得るかまたは生じ得ないこと、及びその記述がその事象または状況が生じる場合及びそれらが生じない場合を含むことを意味する。
【００２０】
「屈折」は１つの媒質から密度の異なる別の媒質に通過する光線の方向の変化を指す。
【００２１】
「屈折率」は記述される物質または成分内の光の速度に対する真空中の光の速度の比を指し、光の波長によって変わり得る。
【００２２】
「入射角」は入射光と表面法線の間で測られる角度を指し、法線の両側の角度を含めることができる。
【００２３】
「表面法線」または「法線」は基板の面に対して垂直な線を意味する。
【００２４】
本明細書で用いられるように、被膜の「光学的厚さ」は、そうでないことが特に述べられていない限り、被膜の実厚と被膜の屈折率の積である。
【００２５】
ここで図面を参照すれば、図１は、本発明の一態様にしたがう反射防止膜４０をもつ発光デバイス１０の略図である。この略図が本発明の一態様の説明を目的としており、別の態様の制限または排除を目的としていないことは当然である。この略図が比例態様で描かれてはおらず、幾何学的変形態様が存在し得ることにも注意すべきである。
【００２６】
先に簡単に紹介したように、本発明は、カバー基板３０の内表面（第１の表面）３４に被着された反射防止材料４０，空隙５０、ＯＬＥＤのような発光膜６０，及び支持基板７０を有する発光デバイス１０を提供する。本発明の反射防止材料４０は周囲光２０の内部反射を低減し、よって位相が変化した反射と発光膜６０の表面から反射される光との再結合を低減することが目的とされている。
【００２７】
一態様において、反射防止膜が用いられる場合には上面発光光の強度が維持される。別の態様において、反射防止膜が用いられる場合には生成画像の鮮明度が維持される。
【００２８】
一態様において、反射防止膜はフリット封止プロセス及び発光デバイスのための構成材料と適合する。別の態様において、反射防止膜はフリットペースト並びにフリットの焼結及び封止プロセスと適合する。さらに別の態様において、反射防止膜は市販されており、費用効果の高い態様で大量に作成してカバー基板材料に被着することができる。
【００２９】
別の態様において、反射防止膜はカバー基板の外表面（第２の表面）３２及び内表面３４のいずれにも被着することができる。
【００３０】
別の態様において、本発明はさらに、カバー基板の第１の表面に多層反射防止膜を有する発光デバイスを提供する。
【００３１】
したがって、一態様において、本発明の反射防止膜は上面発光ディスプレイデバイスを見る人の目に見える干渉縞を除去する。別の態様において、本発明の反射防止膜はカバー基板の内表面からの周囲光の反射を低減し、よって上面発光デバイスを見る人の目に見えるニュートンリングの発現または強度を抑制する。
【００３２】
一態様において、デバイスは１％未満のカバー基板の内表面からの周囲光の反射率を示すことが望ましい。デバイスは、１％よりかなり小さいカバー基板の内表面からの周囲光の反射率、例えば０〜約０.２％の反射率を示すことが好ましい。一態様において、周囲光の反射率は４６０ｎｍ〜６４０ｎｍで測定することができる。別の態様において、周囲光の反射率は、蛍光灯照明スペクトルのピーク波長であり、ニュートンリングの発現に普通寄与する、５４６ｎｍで測定することができる。別の態様において、周囲光の反射率は５７５ｎｍで測定することができる。また別の態様において、本発明の反射防止膜によってカバー基板封止の気密性及び機械的強度が影響を受けることはない。
【００３３】
一態様において、０°から約３０°まで，好ましくは約４５°までの入射角において、ニュートンリングの発現を排除または抑制することが望ましい。４５°の入射角におけるニュートンリングの排除は一般に、例えば与えられたデバイスに対して表面法線の両側にそれぞれ４５°の、多くの用品、例えば、セル式携帯電話、デジタルカメラ、ハンドヘルドエレクトロニクス及びオーディオデバイスで許容され得る、９０°の有効視野角を与えるであろう。一態様において、カバー基板の内表面からの、４６０ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲の周囲光の反射率は、０〜約３０°の入射角から見て、１％未満である。別の態様において、カバー基板の内表面からの、５４６ｎｍ及び５７５ｎｍにおける周囲光の反射率は、０〜約４５°の入射角から見て、１％未満である。
【００３４】
本発明の発光デバイスは、電子ディスプレイ、例えば有機発光ダイオードデバイスとして一般に用いられる、いずれかのデバイスとすることができる。一態様において、発光デバイスは、発光光が透明カバー基板を透過する、上面発光デバイスである。
【００３５】
さらに別の態様において、発光デバイスのカバー基板はガラス材料からなる。ガラス材料は、ディスプレイデバイスに用いるに適するいずれかのガラス、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、光学クラウンガラス、眼鏡クラウンガラスまたはフリントガラスとすることができる。別の態様において、カバー基板はＥＡＧＬＥ２０００（商標）ガラスである。また別の態様において、カバー基板はプラスチック材料からなる。
【００３６】
反射防止材料
いかなる反射防止膜も、膜材料がデバイスの構成材料と適合すれば、本発明に用いることができる。反射防止膜材料は、無機、無孔質で、水を含んでいないことが好ましい。上述したように、水分はいくつかののディスプレイ技術、例えば有機発光ダイオードに有害であり得るし、有機または多孔質の膜材料はそのようなデバイスの気密封止性能を低下させ得る。
【００３７】
一態様において、反射防止膜は、例えばフッ化マグネシウムのような、低屈折材料の単層とすることができ、または、例えば酸化ニオブ、シリカまたはこれらの混合物のような、高屈折率材料と低屈折材料の多層構成とすることができる。別の態様において、反射防止膜は多層構成とすることができる。さらに別の態様において、そのような多層構成は、例えば少なくとも１つのフッ化マグネシウム層と、可視スペクトルにおいて透明な金属酸化物、例えば、酸化チタン、酸化タンタル、アルミナ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、一酸化ケイ素、酸化スズ、酸化スカンジウム、あるいは、反射防止膜に適切な屈折率、透過率及び物理特性を示すその他の材料の少なくとも１つの層を有する。従来の反射防止膜材料は市販されており、当業者であれば、デバイスの外表面からの周囲光の反射の低減に用いるに適する反射防止膜材料及び構成を容易に選択することができるであろう。本発明は、周囲光の内部反射を低減し、よってニュートンリングの発現を抑制するためにカバー基板の内表面に反射防止膜技術を適用する。
【００３８】
反射防止膜の被着
反射防止膜は普通、被着材料を溶融するために電子銃または抵抗加熱を用い、物理的蒸気から真空蒸着される。被着膜は被着中に、緻密で化学量論的な膜をつくるため、アルゴン及び／または酸素イオンによって叩くか、あるいはプラズマ環境内におくことができる。あるいは、真空環境においてスパッタリングにより緻密な膜を得ることができる。そのような手法の１つは、ターゲット材料をＤＣプラズマで叩いてターゲットから原子及び分子を追い出し、被着されるべき基板まで視線方向態様で真空中を運ぶ、ＤＣスパッタリングである。連続プロセス装置を用いて多層材料を作成することができる。反射防止膜及び、レンズのような用品上への被着方法はガラス工業において良く知られている。上述したように、本発明は、ニュートンリングの発現を抑制するために発光デバイスのカバー基板の内表面に反射防止膜を施す。当業者であれば、適切な材料または材料の混合物を選択してその材料を発光デバイスに使用するためのカバー基板上に被着することが容易にできるであろう。
【００３９】
反射防止層の屈折率及び厚さ
反射防止膜の性能、すなわち、特定の波長または波長範囲において反射を抑制または排除できる能力は反射防止膜の厚さ及び膜材料の屈折率のいずれにも依存する。一態様において、反射防止膜の厚さは、０ｎｍよりは厚く、約２００ｎｍまでの範囲、例えば１，２，１０，５０，１００，１５０または２００ｎｍとすることができる。
【００４０】
単層反射防止膜については、実厚の屈折率倍として定義される、反射防止膜の光学的厚さは反射の抑制が求められている光の波長の１/４にほぼ等しいことが好ましい。一般に、反射の抑制が求められる波長はデバイスに入射する周囲光のスペクトルにおけるピーク波長である。反射防止膜の厚さがこの値に正確に一致する必要はないが、反射防止膜の性能は厚さが所望の値からずれるにつれて低下するであろうことに注意すべきである。目標厚さが公称実厚の５％以内であることも好ましい。この範囲内の変動は反射防止膜の性能にほとんど影響せず、製造環境で容易に達成できる。
【００４１】
一態様において、反射防止膜は蛍光灯光の反射率を下げる。多くのディスプレイデバイスに関して、蛍光灯照明からの反射は、普通の蛍光灯周囲照明からの水銀発光ピーク波長、例えば５４６ｎｍ及び５７７／５７９ｎｍが人間の眼の感度のピーク波長と一致するという事実によって、自然光または白熱灯照明からの反射より問題となり得る。したがって、約５６０ｎｍの目標波長に対して、単層反射防止膜の好ましい光学的厚さは１４０（＝５６０÷４）ｎｍである。
【００４２】
単層反射防止膜の屈折率は反射防止膜のニュートンリングの発現を抑制または排除できる能力にも影響し得る。反射防止膜はカバー基板の屈折率の平方根にほぼ等しい屈折率を有することが好ましい。目標の屈折率を有する膜材料を利用できなければ、近いか、実質的に同じ屈折率を有する別の膜材料を代用することができる。したがって、例えば屈折率が約１.５のホウケイ酸ガラス基板に対しては、単層膜材料についての目標屈折率は約１.２３である。適する材料は、例えば、５６０ｎｍにおける屈折率が約１.３８のフッ化マグネシウムである。すなわち、１４０ｎｍの好ましい光学的厚さ及び１.３８の屈折率を有する単層膜に対して、フッ化マグネシウム膜の好ましい実厚は約１０１（＝１４０÷１.３８）ｎｍであり、許容差は約±５ｎｍである。
【００４３】
屈折率が変わるから、特定の構成材料、例えば、プラスチック、フリントガラスまたはＥＡＧＬＥ２０００ガラスでは、周囲光の反射率を十分に下げ、よってニュートンリングの発現を抑制するために、屈折率の異なる反射防止膜が必要となり得る。上述した反射防止膜の厚さと同様に、反射防止膜材料がカバー基板の屈折率の平方根に正確に等しい屈折率を示す必要はないことに注意すべきである。好ましい値からずれても、カバー基板の性質及び組成だけでなく、発光材料及びカバー基板の平坦性、及びカバー基板と発光材料の間の空隙の一様性にも依存して、ニュートンリングの抑制または排除を得ることができる。一態様において、反射防止膜の屈折率はカバー基板の屈折率の平方根に等しい。別の態様において、反射防止膜の屈折率はカバー基板の屈折率の平方根にほぼ等しく、よって可視周囲光の反射は１％より少ない。
【００４４】
以下の実施例で示されるように、単層反射防止膜は、例えば約３０°までの、限定された目視入射角範囲にわたり周囲光の反射率を下げることができる。１層より多くの反射防止膜を用いることによってこの目視範囲を少なくとも約４５°まで拡張することが好ましい。一態様において、本発明は少なくとも２層の反射防止膜を有するデバイスを含む。さらに別の態様において、本発明は少なくとも３層、少なくとも４層、少なくとも５層、または少なくとも１０層の反射防止膜を有するデバイスを含む。さらに別の態様において、本発明は２，３，４，５，１０，または１２層の反射防止膜を有するデバイスを含む。
【００４５】
多層反射防止膜は、実際の構成及び利用できる特定の材料の屈折率に依存して、様々な構成厚さを有することができる。多層膜に対する層厚の変化量は特定の構成にも依存するが、一般には現在の製造技術の許容差内である。
【００４６】
２層反射防止膜については、総光学的膜厚は１/２波長であり、それぞれの層の光学的厚さが１/４波長であることが好ましい。そのような反射防止膜系においては、基板最近接層の屈折率が第２の層の屈折率と基板の屈折率の平方根との積に等しいときに、反射を抑制または排除することができる。例えば、第２の層（基板最近接層ではない層）がフッ化マグネシウムである、ホウケイ酸ガラス基板上の２層膜に対しては、基板最近接層についての好ましい屈折率は約１.６８（＝１.３８×√１.５）である。そのような例に用いるに適する材料は、屈折率が約１.６３のアルミナである。上述した理論を用いれば、アルミナ層及びフッ化マグネシウム層の好ましい実厚はそれぞれ、約８６（＝１４０÷１.６３）ｎｍ及び１０１（＝１４０÷１.３８）ｎｍである。
【００４７】
従来の３層反射防止膜は、光学的厚さが１/４波長の第１の層、光学的厚さが１/２波長の第２の層及び光学的厚さが１/４波長の第３の層を有し、よって複合膜の光学的厚さは全一波長である。３層より多い反射防止膜については、個々の層の光学的厚さ及び屈折率に対する好ましい理論的関係はないが、それぞれの層について望ましい屈折率を指定し、望ましい膜材料を選択して、好ましい厚さを計算することによって、反射防止膜系をモデル化して実現することができる。３層ないしそれより多くの層を有する反射防止膜系に対し、２つの反射防止材料しか用いずに所望の結果を得ることが可能である。反射防止膜材料並びに単層または多層の反射防止膜系の設計及びモデル化は反射防止膜の当業者に知られており、本明細書の発明に適切な反射防止膜系が容易に選択され得るであろう。
【実施例】
【００４８】
本発明の原理をさらに示すため、以下の実施例が、発光デバイス及びニュートンリングを排除する方法がどのようにつくられて評価されるかの完全な開示及び説明を当業者に提供するように提示される。これらの実施例は、本発明の純粋な例示が目的とされ、本発明の発明者等が自分たちの発明であると見なしている範囲の限定は目的とされていない。数値（例えば、厚さ、屈折率等）に関しては正確を期すように努力したが、ある程度の誤差及び偏差は考慮されるべきであろう。デバイス性能を最適化するために用いることができる条件、例えば膜の構成要素、それぞれの構成要素の屈折特性及び被着方法の、数多くの変形及び組合せがある。そのような条件の最適化には、妥当で日常的な実験しか必要ではないであろう。
【００４９】
挙げられる実施例の発光デバイスの全てを、例えば０°，３０°及び６０°のような、様々な入射角において周囲光の反射を決定するためにモデル化した。本明細書に含められる全ての数値は理論的モデルに基づく。したがって、挙げられるいずれの特定の値も、近似として役立つことを目的とし、別のデバイス及び実験条件に依存して変わり得る。全ての実施例について、反射防止膜被着のための方法は業界で知られており、当業者であれば適切な反射防止膜被着手法を容易に選択することができるであろう。
【００５０】
実施例１−単層ＭｇＦ２膜
第１の実施例においては、「ＥＡＧＬＥ２０００」ガラス片の一表面上の単層フッ化マグネシウム膜をモデル化し、発光デバイスカバー基板の内表面をシミュレートした。本実施例のＥＡＧＬＥ２０００ガラスの屈折率は５８９.３ｎｍにおいて１.５０７であり、したがって、上述した理論によれば反射防止膜の目標屈折率は１.２３であり、光学的厚さは１４７ｎｍである。単層フッ化マグネシウム膜の屈折率は１.３８であり、したがって実厚は約１０７ｎｍである。
【００５１】
図２は、単層フッ化マグネシウム膜について、様々な入射角における光のモデル化反射率を示す。波長５４６ｎｍにおいて、０°から３０°の入射角から見たときの反射率はほぼ１.４％である。４５°の入射角において反射率は２％より若干大きく、６０°の入射角において反射率は５％より大きい。
【００５２】
実施例２−多層膜
第２の組の実施例においては、多層反射防止膜で被覆したカバー基板に対する周囲光の反射率を決定するために一連のモデル化を行った。３層及び１２層の反射防止膜を様々な入射角においてモデル化した。３層膜モデルはＥＡＧＬＥ２０００ガラス基板上の一般的な反射防止膜構成を表す。３層のそれぞれの層の屈折率及び実厚はそれぞれ、１.６２及び８３ｎｍ，２.３２及び１１６ｎｍ，１.３８及び９８ｎｍである。１２層膜はより複雑であって、実質的にさらに薄い層が必要であり、したがって多数の変数を適合させるためにコンピュータによって最適化を行った。
【００５３】
図３は３層及び１２層の反射防止膜のそれぞれについて０°の入射角における光のモデル化反射率を示す。いずれの反射防止膜についても、本発明にしたがって、５４６ｎｍにおける反射率は１％よりかなり小さかった。
【００５４】
図４は３層及び１２層の反射防止膜のそれぞれについて３０°の入射角における光のモデル化反射率を示す。いずれの反射防止膜についても、本発明にしたがって、５４６ｎｍにおける反射率は１％よりかなり小さかった。３層膜は、実施例１の単層フッ化マグネシウム膜についてのほぼ１.４％に比較して、約０.３％の反射率を有する。
【００５５】
図５は３層及び１２層の反射防止膜のそれぞれについて４５°の入射角における光のモデル化反射率を示す。いずれの反射防止膜についても、本発明にしたがって、５４６ｎｍにおける反射率は１％より小さかった。
【００５６】
図６は３層及び１２層の反射防止膜のそれぞれについて６０°の入射角における光のモデル化反射率を示す。いずれの反射防止膜についても、反射率は約３％と約４％の間であった。ニュートンリングが見えた用例もあったが、本実施例の反射防止膜による周囲光の反射率は図２に示したような単層フッ化マグネシウム膜の反射率よりかなり低められたままである。計算モデルによれば、ニュートンリングの抑制に３層より多くの層はおそらく必要ではない。
【００５７】
実施例３−４層反射防止膜
さらに第３の実施例においては、ＥＡＧＬＥ２０００カバー基板上の４層反射防止膜をモデル化した。４層膜は、１２ｎｍの酸化ニオブ層、約３６ｎｍのシリカ層、約１１０ｎｍの酸化ニオブ層及び９０ｎｍのシリカ表層で構成した。
【００５８】
図７に示されるように、６３０ｎｍより短い可視波長に対して４５°までの入射角におけるモデル化反射率は１％より小さい。このモデルは、約４５°までの入射角においてニュートンリングを見えなくするにはこの膜構成で十分であることを示唆する。
【００５９】
本出願全体を通して、様々な文献が参照される。それらの文献の開示は、本明細書に説明される複合体、構成及び方法を一層十分に説明するために、それぞれの全体が本出願に参照として含まれる。
【００６０】
本発明を本発明のいくつかの例証のための特定の態様に関して詳細に説明したが、添付される特許請求の範囲に定められるような本発明の広い範囲を逸脱することなく数多くの改変が可能であるから、本発明がそのような態様に限定されると見なされるべきでないことも当然である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一態様にしたがう、反射防止膜をもつ発光デバイスを示す略図である
【図２】本発明の一態様にしたがう単層フッ化マグネシウム反射防止膜についての反射率対波長のグラフ表示である
【図３】本発明の一態様にしたがう、０°入射角に対する３層及び１２層の反射防止膜についての反射率対波長のグラフ表示である
【図４】本発明の一態様にしたがう、３０°入射角に対する３層及び１２層の反射防止膜についての反射率対波長のグラフ表示である
【図５】本発明の一態様にしたがう、４５°入射角に対する３層及び１２層の反射防止膜についての反射率対波長のグラフ表示である
【図６】本発明の一態様にしたがう、６０°入射角に対する３層及び１２層の反射防止膜についての反射率対波長のグラフ表示である
【図７】本発明の一態様にしたがう、酸化ニオブ層及びシリカ層からなる多層反射防止膜の反射率対波長のグラフ表示である
【符号の説明】
【００６２】
１０    発光デバイス
２０    周囲光
３０    カバー基板
３２    外表面
３４    内表面
４０    反射防止材料
５０    空隙
６０    発光膜
７０    支持基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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