(57)【要約】【課題】本発明は、光取りだし効率が高く、低消費電力で長寿命である、信頼性の高い発光装置およびその作製方法を提供する。【解決手段】本発明の発光装置は、絶縁表面を有する基板と、前期絶縁表面を有する基板上に形成された透光膜と、前記透光膜上に形成された第一電極と、前記第一電極上に形成された有機化合物を含む層と、前記有機化合物を含む層上に形成された第二電極を有する発光装置であって、前記透光膜の屈折率は前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に変化していることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面を有する基板と、前期絶縁表面を有する基板上に形成された透光性膜と、前記透光性膜上に形成された第一電極と、前記第一電極上に形成された有機化合物を含む層と、前記有機化合物を含む層上に形成された第二電極を有する発光装置であって、
前記透光性膜の屈折率は前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に変化していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
絶縁表面を有する基板と、前記絶縁表面を有する基板上に形成された第一電極と、前記第一電極上に形成された有機化合物を含む層と、前記有機化合物を含む層上に形成された第二電極と、前記第二電極上に形成された透光性膜と、を有する発光装置であって、
前記透光性膜の屈折率は前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に変化していることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
絶縁表面を有する基板と、前期絶縁表面を有する基板上に形成された透光性膜と、前記透光性膜上に形成された第一電極と、前記第一電極上に形成された有機化合物を含む層と、前記有機化合物を含む層上に形成された第二電極を有する発光装置であって、
前記透光性膜は少なくとも第一の物質と第二の物質を含む複数の物質を有し、前記第一の物質に対する第二の物質の組成比は、前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に変化することを特徴とする発光装置。
【請求項４】
絶縁表面を有する基板と、前記絶縁表面を有する基板上に形成された第一電極と、前記第一電極上に形成された有機化合物を含む層と、前記有機化合物を含む層上に形成された第二電極と、前記第二電極上に形成された透光性膜と、を有する発光装置であって、
前記透光性膜は少なくとも第一の物質と第二の物質を含む複数の物質を有し、前記第一の物質と第二の物質との組成比は、前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に変化することを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項３において、前記透光性膜中の第一の物質に対する第二の物質の組成比は、前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に増加することを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項１または請求項３において、前記透光性膜の屈折率は、前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に増加していることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
請求項４において、前記透光性膜中の第一の物質に対する第二の物質の組成比は、前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に増加することを特徴とする発光装置。
【請求項８】
請求項２または請求項４において、前記透光性膜の屈折率は、前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に増加していることを特徴とする発光装置。
【請求項９】
請求項１乃至８において、前記透光性膜は酸化窒化珪素膜であることを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
請求項３乃至９において、前記第一の物質は窒素であり、前記第二の物質は酸素であることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
絶縁表面を有する基板上に透光性膜を形成し、前記透光性膜上に第一電極を形成し、前記第一電極上に有機化合物を含む層を形成し、前記有機化合物を含む層上に第二電極を形成する発光装置の作製方法であって、
前記透光性膜の屈折率が前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に変化するように形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１２】
絶縁表面を有する基板上に第一電極を形成し、前記第一電極上に有機化合物を含む層を形成し、前記有機化合物を含む層上に第二電極を形成し、前記第二電極上に透光性膜を形成する発光装置であって、
前記透光性膜の屈折率が、前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に変化するように形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１３】
絶縁表面を有する基板上に透光性膜を形成し、前記透光性膜上に第一電極を形成し、前記第一電極上に有機化合物を含む層を形成し、前記有機化合物を含む層上に第二電極を形成する発光装置の作製方法であって、
前記透光性膜は少なくとも第一の物質と第二の物質とを含む複数の物質から形成し、前記透光性膜中の前記第一の物質に対する第二の物質の組成比が、前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に変化するように形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１４】
絶縁表面を有する基板上に第一電極を形成し、前記第一電極上に有機化合物を含む層を形成し、前記有機化合物を含む層上に第二電極を形成し、前記第二電極上に透光性膜を形成する発光装置であって、
前記透光性膜は少なくとも第一の物質と第二の物質とを含む複数の物質から形成し、前記第一の物質と第二の物質との組成比が、前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に変化するように形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１５】
請求項１３において、前記透光性膜中の第一の物質に対する第二の物質の組成比が、前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に増加するように形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１６】
請求項１１または請求項１３において、前記透光性膜の屈折率が、前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に増加するように形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１７】
請求項１４において、前記透光性膜中の第一の物質に対する第二の物質の組成比が、前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に増加するように形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１８】
請求項１２または請求項１４において、前記透光性膜の屈折率が、前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に増加するように形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１９】
請求項１１乃至１８において、前記透光性膜は酸化窒化珪素膜を用いることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２０】
請求項１３乃至１９において、前記第一の物質は窒素を、前記第二の物質は酸素を用いることを特徴とする発光装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一対の電極間に有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）を設けた素子に電界を加えることで、発光が得られる発光素子を用いた発光装置及びその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自発光型の素子としてエレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子（以下、ＥＬ素子という）を有した発光装置の研究が活発化しており、特に、ＥＬ材料として有機材料を用いた発光装置が注目されている。この発光装置はＥＬディスプレイとも呼ばれている。
【０００３】
発光装置は、液晶表示装置と異なり自発光型であるため視野角の問題がないという特徴がある。よって、視認性も良好であり、ディスプレイなど様々な形での使用が提案されている。
【０００４】
ＥＬ素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）が得られる有機化合物を含む膜（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極と、陰極とを有する。
【０００５】
ＥＬ素子において、一対の電極間挟まれたＥＬ層は通常、積層構造となっている。現在の有機発光素子における基本構造は、１９８７年にコダック社のＴａｎｇらによって報告されている（非特許文献１参照。）。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｃ．Ｗ．タン（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ）ら、アプライド  フィジクス  レターズ、Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．１２，９１３−９１５（１９８７）。
【０００７】
非特許文献１では、有機薄膜の厚みを１００  ｎｍ程度の均一な超薄膜とし、また、有機薄膜に対するキャリヤ注入障壁を小さくするような電極材料を選択し、さらには図９のようなヘテロ構造（二層構造）を導入することによって、５．５  Ｖで１００ｃｄ／ｍ２の十分な輝度が達成された。
【０００８】
また、非特許文献１における有機発光素子は、いわば正孔の輸送は正孔輸送層が行い、電子の輸送および発光は電子輸送性発光層が行うという、層の機能分離という発想の原点である。この機能分離の概念はさらに、正孔輸送層と電子輸送層の間に発光層を挟むというダブルへテロ構造（三層構造）の構想へと発展した（非特許文献２参照。）。このダブルへテロ構造は非常に発光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装置は殆どこの構造を採用している。
【０００９】
【非特許文献２】
チハヤ  アダチ、外３名、ジャパニーズ  ジャーナル  オブ  アプライド  フィジクス  、Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．２，Ｌ２６９−Ｌ２７１（１９８８）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
非特許文献１で開示されている有機発光素子を図９に示す。有機発光素子は基板９０１、陽極９０２、正孔輸送層９０３、電子輸送性発光層９０４及び陰極９０５で構成されている。
【００１１】
電子輸送性発光層９０４で発光した光は正孔輸送層９０４、陽極９０２、ガラス基板９０１を通過し、取り出される。
【００１２】
光が屈折率の異なる物質同士の界面を通過するとき、その界面において屈折や反射という現象が起こる。また、その物質同士の屈折率の違いが大きければ大きいほど、界面で反射してしまう光も多くなる。
【００１３】
有機化合物を有する発光装置において、透明電極として用いる透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）の屈折率は約２．０であり、通常基板として用いられるガラス（アルカリガラス、石英ガラス等の酸素及び珪素の化合物を主成分とするガラス）の屈折率は約１．５である。図９の有機発光素子では、陽極に透明導電膜としてＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）を用いている。
【００１４】
よってＩＴＯの屈折率は約２．０であるのに対してガラスの屈折率は約１．５であり、二つの物質の屈折率は大きく異なっている。よって図９の有機発光素子構造では、ＩＴＯとガラス基板との界面で発光した光の一部は、通過せずに反射してしまう。
【００１５】
このように、光を発光層から発光装置外へと取り出すには、光は発光装置内部の界面を通過しなければならず、それらの界面において光の反射が生じ、光の外部取り出し効率が減少する。
【００１６】
従って、本発明は、光取りだし効率が高く、低消費電力で長寿命である、信頼性の高い発光装置およびその作製方法を提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光装置は、絶縁表面を有する基板と、前期絶縁表面を有する基板上に形成された透光性膜と、前記透光性膜上に形成された第一電極と、前記第一電極上に形成された有機化合物を含む層と、前記有機化合物を含む層上に形成された第二電極を有する発光装置であって、前記透光性膜の屈折率は前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に変化していることを特徴とする。
【００１８】
本発明の発光装置は、絶縁表面を有する基板と、前記絶縁表面を有する基板上に形成された第一電極と、前記第一電極上に形成された有機化合物を含む層と、前記有機化合物を含む層上に形成された第二電極と、前記第二電極上に形成された透光性膜と、を有する発光装置であって、前記透光性膜の屈折率は前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に変化していることを特徴とする。
【００１９】
本発明の発光装置は、絶縁表面を有する基板と、前期絶縁表面を有する基板上に形成された透光性膜と、前記透光性膜上に形成された第一電極と、前記第一電極上に形成された有機化合物を含む層と、前記有機化合物を含む層上に形成された第二電極を有する発光装置であって、前記透光性膜は少なくとも第一の物質と第二の物質を含む複数の物質を有し、前記第一の物質に対する第二の物質の組成比は、前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に変化することを特徴とする。
【００２０】
本発明の発光装置は、絶縁表面を有する基板と、前記絶縁表面を有する基板上に形成された第一電極と、前記第一電極上に形成された有機化合物を含む層と、前記有機化合物を含む層上に形成された第二電極と、前記第二電極上に形成された透光性膜と、を有する発光装置であって、前記透光性膜は少なくとも第一の物質と第二の物質を含む複数の物質を有し、前記第一の物質と第二の物質との組成比は、前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に変化することを特徴とする。
【００２１】
本明細書において、透光性膜とは、光を膜内で吸収することなく、外部に透過する性質を持つ膜である。また、上記構造において、前記透光性膜は、膜内に屈折率分布を有しており、膜厚方向の一方の界面からもう一方の界面まで、前記透光性膜の屈折率は連続的に変化している。
【００２２】
発光装置を構成する物質はそれぞれ特有の屈折率を持っている。屈折率が異なる物質の界面では、光は反射してしまう。本発明の透光性膜によって、発光装置内の、界面における屈折率の差を小さくして屈折率分布を連続的にし、界面での光の反射を軽減することができる。よって光の外部取りだし効率が高い発光装置を得ることができる。
【００２３】
上記構造において、透光性膜内の屈折率は、それぞれ界面を有している物質の屈折率によって膜厚方向に連続的に、増加または減少して変化していればよい。例えば、透光性膜の屈折率は、透光性膜を挟んでいる物質との２つの界面のうち、屈折率の小さい物質側の界面から、屈折率の大きい物質側の界面まで連続的に増加していればよい。
【００２４】
透光性膜の屈折率は、どのような手段、方法によって変化させても良く、その要因に限定されない。例えば、透光性膜が少なくとも第一の物質と第二の物質を含む複数の物質を有している場合、透光性膜内で、それらの物質の組成を連続的に変化させて、屈折率を連続的に変化させてもよい。
【００２５】
例えば、前記透光性膜として酸化窒化珪素膜を用い、第一の物質を酸素、第二の物質を窒素として、それらの組成比を変化させ、前記透光性膜内で屈折率を変化させてもよい。
【００２６】
本発明の発光装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に透光性膜を形成し、前記透光性膜上に第一電極を形成し、前記第一電極上に有機化合物を含む層を形成し、前記有機化合物を含む層上に第二電極を形成する発光装置の作製方法であって、前記透光性膜の屈折率が前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に変化するように形成することを特徴とする。
【００２７】
本発明の発光装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に第一電極を形成し、前記第一電極上に有機化合物を含む層を形成し、前記有機化合物を含む層上に第二電極を形成し、前記第二電極上に透光性膜を形成する発光装置であって、前記透光性膜の屈折率が、前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に変化するように形成することを特徴とする。
【００２８】
本発明の発光装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に透光性膜を形成し、前記透光性膜上に第一電極を形成し、前記第一電極上に有機化合物を含む層を形成し、前記有機化合物を含む層上に第二電極を形成する発光装置の作製方法であって、前記透光性膜は少なくとも第一の物質と第二の物質とを含む複数の物質から形成し、前記透光性膜中の前記第一の物質に対する第二の物質の組成比が、前記絶縁表面を有する基板側の界面から前記第一電極側の界面まで連続的に変化するように形成することを特徴とする。
【００２９】
本発明の発光装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に第一電極を形成し、前記第一電極上に有機化合物を含む層を形成し、前記有機化合物を含む層上に第二電極を形成し、前記第二電極上に透光性膜を形成する発光装置であって、前記透光性膜は少なくとも第一の物質と第二の物質とを含む複数の物質から形成し、前記第一の物質と第二の物質との組成比が、前記第二電極側の界面から膜厚方向に連続的に変化するように形成することを特徴とする。
【００３０】
本明細書において、透光性膜とは、光を膜内で吸収することなく、外部に透過する性質を持つ用に形成された膜である。また、上記方法において、前記透光性膜は、膜内に屈折率分布を有し、膜厚方向の一方の界面からもう一方の界面まで、前記透光性膜の屈折率は連続的に変化して形成されている。
【００３１】
発光装置を構成する物質はそれぞれ特有の屈折率を持っている。屈折率が異なる物質の界面では、光は反射してしまう。本発明によって、透光性膜を形成し、発光装置内の、界面における屈折率の差を小さくして屈折率分布を連続的にし、界面での光の反射を軽減することができる。よって光の外部取りだし効率が高い発光装置を作製することができる。
【００３２】
上記方法において、透光性膜内の屈折率は、それぞれ界面を有している物質の屈折率によって膜厚方向に連続的に、増加または減少して変化するように形成すればよい。例えば、透光性膜の屈折率は、透光性膜を挟んでいる物質との２つの界面のうち、屈折率の小さい物質側の界面から、屈折率の大きい物質側の界面まで連続的に増加するように形成すればよい。
【００３３】
透光性膜の屈折率は、どのような手段、方法によって変化させても良く、その要因に限定されない。例えば、透光性膜を少なくとも第一の物質と第二の物質を含む複数の物質から形成する場合、透光性膜内で、それらの物質の組成を連続的に変化させて、屈折率を連続的に変化させてもよい。
【００３４】
例えば、前記透光性膜として酸化窒化珪素膜を用い、第一の物質を酸素、第二の物質を窒素として、それらの組成比を変化させ、前記透光性膜内で屈折率を変化させてもよい。
【００３５】
本発明により、光取りだし効率が向上するため、低消費電力、長寿命で信頼性の高い発光装置、及びその作製方法を提供することができる。
【００３６】
有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがあるが、本発明により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用可能である。
【００３７】
また、有機化合物を含む層は、陽極上に正孔輸送層／発光層／電子輸送層、正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する構造でも良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、低分子系の材料を用いて形成しても良いし、高分子系の材料を用いて形成しても良い。
【００３８】
なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層という。したがって、上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層は、全てＥＬ層に含まれるものとする。
【００３９】
また、本明細書中では、陰極、ＥＬ層及び陽極で形成される発光素子をＥＬ素子といい、これには、互いに直交するように設けられた２種類のストライプ状電極の間にＥＬ層を形成する方式（パッシブマトリクス方式）、又は薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）に代表されるスイッチング素子に接続されマトリクス状に配列された画素電極と対向電極との間にＥＬ層を形成する方式（アクティブマトリクス方式）の２種類がある。
【００４０】
なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。
【００４２】
本発明の概略図を図１に示す。図１の発光装置は、基板１０１側から、透光性膜１０２と、第一電極１０３と、発光層１０４と、第二電極１０５とが順次積層されている。本実施の形態では、発光層１０４で生じた光は基板１０１側から発光し、外部に取り出される。よって第一電極１０３は光を透過する透明導電膜を用いる。基板１０１としては、通常基板として用いられるガラス（アルカリガラス、石英ガラス等の酸素及び珪素の化合物を主成分とするガラス）基板、その他ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板などを用いれば良く、透明導電膜としては、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いれば良い。
【００４３】
透光性膜１０２は、基板１０１と第一電極１０３に挟まれており、膜厚方向に連続的に屈折率分布を有している。本実施の形態では、透光性膜１０２が少なくとも第一の物質と第二の物質を含む複数の物質を有した膜を用い、それらの物質の組成比の変化によって屈折率を変化させる。
【００４４】
本実施の形態において、透光性膜１０２の膜中の第一の物質に対する第二の物質の組成比は、基板１０１側との界面から第一電極１０３側との界面まで膜厚方向に連続的に変化している。よって、透光性膜１０２の屈折率も基板１０１側との界面から第一電極１０３側との界面まで膜厚方向に、組成比の変化に伴い同様に変化する。
【００４５】
第一の物質を有する膜の屈折率が基板１０１の屈折率とほぼ等しいものを用いて、基板１０１の界面付近の透明性を有する膜１０２を、第一の物質に対する第二の物質の組成比が小さいもの（ほぼ第一の物質を有する膜）にすると、基板１０１と透光性膜１０２との界面の屈折率の差が小さくなり、それらの界面における光の反射が減少する。同様に第二の物質を有する膜が第一電極の屈折率にほぼ等しいものを用いて、第一電極１０３の界面付近の透明性を有する膜１０２を、第一の物質に対する第二の物質の組成比が大きいもの（ほぼ第二の物質を有する膜）にすると、第一電極１０３と透光性膜１０２との界面の屈折率の差が小さくなり、それらの界面における光の反射が減少する。
【００４６】
透光性膜の屈折率は、どのような手段、方法によって変化していても良く、その要因に限定されない。また、絶縁膜でも導電膜でもよい。しかし、基板１０１と第一電極１０３との屈折率と、ほぼ等しい屈折率をもつ領域を、透光性膜を形成する第一の物質と第二の物質を含む複数の物質の組成を変化させて、膜内で形成できる膜であることが必要である。これらの屈折率の差は小さければ小さいほど、界面での反射が減少するので外部への光取り出し効率が向上でき望ましい。
【００４７】
例えば、基板１０１に前述したガラスなどを用い、第一電極の透明導電膜ＩＴＯを用いた場合、ガラスの屈折率は約１．５、ＩＴＯの屈折率は約２．０である。この１．５と２．０の屈折率をもつ領域を作り出せ、かつ透光性膜である酸化窒化珪素膜を用いれば良い。
【００４８】
酸化窒化珪素膜は、第一の物質として酸素を、第二の物質として窒素を有する膜であり、酸化珪素の屈折率は約１．５、窒化珪素の屈折率は約２．０である。よって、酸化窒化珪素膜中の酸素と窒素の組成比を変化させることによって、基板１０１、第一電極１０３とほぼ等しい屈折率を持つ領域を形成することが出来る。
【００４９】
つまりは、基板１０１との界面付近の領域はほぼ酸化珪素膜であるように、第１電極１０３との界面付近の領域はほぼ窒化珪素膜であるように、酸化窒化珪素膜中の酸素と窒素の組成比を変化させれば良い。
【００５０】
よって、等しい屈折率を持つ物質同士の界面では光の反射は減少するため、発光層１０４で生じた光は、効率良く発光装置外部に取り出すことができる。光取りだし効率が向上するため、低消費電力、長寿命な発光装置を得ることができ、信頼性も高くなる効果がある。
【００５１】
なお、透光性膜１０２、第一の物質、第二の物質は、本実施の形態に限定されず、基板１０１、第一電極１０３の屈折率に応じて実施者が適宜決定すれば良い。
【００５２】
［実施の形態２］
本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。本実施の形態は実施の形態１において、透光性膜の構造が異なるものである。
【００５３】
本発明の概略図を図１０に示す。図１０の発光装置は、基板１００１側から、透光性膜１００２と、第一電極１００３と、発光層１００４と、第二電極１００５とが順次積層されている。本実施の形態では、発光層１００４で生じた光は基板１０１側から発光し、外部に取り出される。よって第一電極１００３は光を透過する透明導電膜を用いる。基板１００１としては、通常基板として用いられるガラス（アルカリガラス、石英ガラス等の酸素及び珪素の化合物を主成分とするガラス）などを用いれば良く、透明導電膜としては、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いれば良い。
【００５４】
透光性膜１００２は、膜厚方向に連続的に屈折率分布を有している。本実施の形態では、透光性膜１００２が少なくとも第一の物質と第二の物質を含む複数の物質を有した膜を用い、それらの物質の組成比の変化によって屈折率を変化させる。
【００５５】
透光性膜１００２は、基板１００１と第一電極１００３に挟まれており、基板１００１側から、第一の物質を有する膜１００２ａと、第一の物質と第二の物質とを有する膜１００２ｂと、第二の物質を有した膜１００２ｃとが順次積層している。第一の物質と第二の物質とを有する膜１００２ｂにおいて、膜中の第一の物質に対する第二の物質の組成比は、第一の物質を有する膜１００２ａとの界面から第二の物質を有する膜１００２ｃとの界面まで膜厚方向に連続的に増加している。
【００５６】
よって、第一の物質と第二の物質とを有する膜１００２ｂの屈折率も、第一の物質を有する膜１００２ａとの界面から第二の物質を有する膜１００２ｃとの界面まで膜厚方向に、組成比の変化に伴い同様に変化する。
【００５７】
実施の形態１と同様に第一の物質を有する膜１００２ａを基板１００１と屈折率がほぼ等しいもの、第二の物質を有する膜１００２ｃを第一電極１００３と屈折率がほぼ等しいものを用いる。それによって、第一の物質を有する膜１００２ａと基板１００１との界面では屈折率がほぼ等しいので光の反射は少なく、第二の物質を有する膜１００２ｃと第一電極との界面でも屈折率がほぼ等しいので光の反射は少ない。
【００５８】
また、第一の物質と第二の物質とを有する膜１００２ｂにおいて、第一の物質を有する膜１００２ａとの界面付近は第一の物質に対する第二の物質の組成比を小さくし、屈折率の差を減少させ、第二の物質を有する膜１００２ｃに近づくにつれ組成比を変化させ、第二の物質を有する膜１００２ｃとの界面付近は第一の物質に対する第二の物質の組成比を大きくし、屈折率の差を減少させる。よって、それぞれの界面で屈折率の差が小さくなり、通過する光の反射も少なくなる。
【００５９】
透光性膜の屈折率は、どのような手段、方法によって変化していても良く、その要因に限定されない。また、絶縁膜でも導電膜でもよい。しかし、基板１００１の屈折率と第一の物質を有する膜１００２ａの屈折率とが同程度であり、第一電極１００３の屈折率と第二の物質を有する膜１００２ｃの屈折率とが同程度であることが必要である。従って、第一の物質を有する膜１００２ａと第二の物質を有する膜１００２ｃとに挟まれている、第一の物質と第二の物質が混合して含まれている膜１００２ｂは、基板１００１と第一電極との屈折率と、ほぼ等しい屈折率をもつ領域を、第一の物質と第二の物質の組成を変化させて膜内で形成できる膜であることが必要である。これらの屈折率の差は小さければ小さいほど、界面での反射が減少するので外部への光取り出し効率が向上でき望ましい。
【００６０】
例えば、基板１００１に前述したガラスなどを用い、第一電極の透明導電膜ＩＴＯを用いた場合、ガラスの屈折率は約１．５、ＩＴＯの屈折率は約２．０である。この場合第一の物質を有する膜１００２ａに約１．５の屈折率をもつ酸化珪素膜を、第二の物質を有する膜１００２ｃに約２．０の屈折率をもつ窒化珪素膜を、第一の物質と第二の物質を有する膜１００２ｂに１．５と２．０の屈折率に近い領域を作り出せる膜である酸化窒化珪素膜を用いれば良い。また、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜ともに透光性を有している。
【００６１】
酸化窒化珪素膜は、第一の物質として酸素を、第二の物質として窒素を有する膜である。よって、酸化窒化珪素膜中の酸素と窒素の組成比を変化させることによって、基板１００１および酸化珪素膜、第一電極１００３および窒化珪素膜とほぼ等しい屈折率を持つ領域を形成することが出来る。
【００６２】
よって、等しい屈折率を持つ物質同士の界面では光の反射は減少するため、発光層１００４で生じた光は、効率良く発光装置外部に取り出すことができる。光取りだし効率が向上するため、低消費電力、長寿命な発光装置を得ることができ、信頼性も高くなる効果がある。
【００６３】
なお、透光性膜１００２、及び第一の物質、第二の物質は、本実施の形態に限定されず、基板１００１、第一電極１００３の屈折率に応じて実施者が適宜決定すれば良い。
【００６４】
本実施の形態では、透明性を有する膜を一層の膜で形成するのではなく、複数の膜で形成することによって、基板１００１および第一電極１００３との界面における屈折率の差をより減少することができ、光の反射もより少なくすることができる効果がある。
【００６５】
［実施の形態３］
本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。
【００６６】
本発明の概略図を図２に示す。図２の発光装置は、基板２０１側から、第一電極２０３と、発光層２０４と、第二電極２０５と、透光性膜２０２とが順次積層されている。本実施の形態では、発光層２０４で生じた光は第二電極２０５側を通過し、外部に取り出される。よって第二電極２０５は光を透過する透明導電膜を用いる。基板２０１としては、通常基板として用いられるガラス（アルカリガラス、石英ガラス等の酸素及び珪素の化合物を主成分とするガラス）基板、その他ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板などを用いれば良く、透明導電膜としては、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いれば良い。
【００６７】
透光性膜２０２は、膜厚方向に連続的に屈折率分布を有している。本実施の形態では、透光性膜２０２が少なくとも第一の物質と第二の物質を含む複数の物質を有した膜を用い、それらの物質の組成比の変化によって屈折率を変化させる。
【００６８】
透光性膜２０２は、第二電極２０５に接している。透光性膜２０２において第二電極２０５と反対側の界面に接する物質は図示しないが、対向基板で封止されていてもよいし、対向基板との間に不活性ガスが封入されていてもよいし、樹脂などが充填されていてもよい。よって本実施の形態は透光性膜２０２が第二電極２０５に接して形成されればよい。透光性膜２０２は第一の物質と第二の物質とを有した膜である。透光性膜２０２において、膜中の第一の物質に対する第二の物質の組成比は、第二電極２０５側との界面から膜厚方向に連続的に変化している。
【００６９】
よって、透光性膜２０２の屈折率も第二電極２０５側との界面から膜厚方向に、組成比の変化に伴い同様に変化する。第一の物質を有する膜の屈折率が第二電極２０５の屈折率とほぼ等しいものを用いて、第二電極の界面付近の透明性を有する膜２０２を、第一の物質に対する第二の物質の組成比が小さいもの（ほぼ第一の物質を有する膜）にすると、第二電極２０５と透光性膜２０２との界面の屈折率の差が小さくなり、それらの界面における光の反射が減少する。同様に第二の物質を有する膜が第二電極側とは反対側の界面に接している物質の屈折率にほぼ等しいものを用いて、それらの界面付近の透明性を有する膜２０２を、第一の物質に対する第二の物質の組成比が大きいもの（ほぼ第二の物質を有する膜）にすると、第二電極側とは反対側の界面に接している物質と透光性膜２０２との界面の屈折率の差が小さくなり、それらの界面における光の反射が減少する。
【００７０】
透光性膜の屈折率は、どのような手段、方法によって変化していても良く、その要因に限定されない。また、絶縁膜でも導電膜でもよい。しかし、第二電極２０５と第二電極側とは反対側の界面に接している物質との屈折率と、ほぼ等しい屈折率をもつ領域を、第一の物質と第二の物質の組成を変化させて膜内で形成できる膜であることが必要である。これらの屈折率の差は小さければ小さいほど、界面での反射が減少するので外部への光取り出し効率が向上でき望ましい。
【００７１】
例えば、第二電極２０５に前述した透明導電膜ＩＴＯを用い、光が射出する反対側の界面には、窒素が封入されているとする。ＩＴＯの屈折率は約２．０、窒素の屈折率は約１である。この１と２．０の屈折率とほぼ等しい屈折率をもつ領域を作り出せ、かつ透光性膜である酸化窒化珪素膜を用いれば良い。
【００７２】
酸化窒化珪素膜は、第一の物質として窒素を、第二の物質として酸素を有する膜であり、窒化珪素の屈折率は約２．０、酸化珪素の屈折率は約１．５である。よって、酸化窒化珪素膜中の酸素と窒素の組成比を変化させることによって、第二電極２０５とほぼ等しい屈折率を持つ領域を形成することが出来る。また窒素との界面も組成比の変化によって界面における屈折率の差を減少させることが出来る。
【００７３】
つまりは、第二電極２０５との界面付近の領域はほぼ窒化珪素膜であるように、第二電極側とは反対側の界面に接している物質（本実施の形態では窒素）との界面付近の領域はほぼ酸化珪素膜であるように、酸化窒化珪素膜中の酸素と窒素の組成比を変化させれば良い。
【００７４】
よって、等しい屈折率を持つ物質同士の界面では光の反射は減少するため、発光層２０４で生じた光は、効率良く発光装置外部に取り出すことができる。光取りだし効率が向上するため、低消費電力、長寿命な発光装置を得ることができ、信頼性も高くなる効果がある。
【００７５】
なお、透光性膜２０２、第一の物質、第二の物質は、本実施の形態に限定されず、第二電極２０５、第二電極側とは反対側の界面に接している物質の屈折率に応じて実施者が適宜決定すれば良い。
【００７６】
［実施の形態４］
本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。本実施の形態は実施の形態３において、透光性膜の構造が異なるものである。
【００７７】
本発明の概略図を図１１に示す。図１１の発光装置は、基板１１０１側から、第一電極１１０３と、発光層１１０４と、第二電極１１０５と、透光性膜１１０２とが順次積層されている。本実施の形態では、発光層１１０４で生じた光は第二電極１１０５側を通過し、外部に取り出される。よって第二電極１１０５は光を透過する透明導電膜を用いる。基板１１０１としては、通常基板として用いられるガラス（アルカリガラス、石英ガラス等の酸素及び珪素の化合物を主成分とするガラス）基板、その他ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板などを用いれば良く、透明導電膜としては、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いれば良い。
【００７８】
透光性膜１１０２は、膜厚方向に連続的に屈折率分布を有している。本実施の形態では、透光性膜１１０２が少なくとも第一の物質と第二の物質を含む複数の物質を有した膜を用い、それらの物質の組成比の変化によって屈折率を変化させる。
【００７９】
透光性膜１１０２は、第二電極１１０５に接しており、第二電極１１０５側から、第一の物質を有する膜１１０２ａと、第一の物質と第二の物質とを有する膜１１０２ｂと、第二の物質を有した膜１１０２ｃとが順次積層している。透光性膜１１０２において第二電極１１０５と反対側の界面に接する物質は図示しないが、対向基板で封止されていてもよいし、対向基板との間に不活性ガスが封入されていてもよいし、樹脂などが充填されていてもよい。よって本実施の形態は透光性膜１１０２が第二電極１１０５に接して形成されればよい。透光性膜１１０２は第一の物質と第二の物質とを有した膜である。第一の物質と第二の物質とを有する膜１１０２ｂにおいて、膜中の第一の物質に対する第二の物質の組成比は、第一の物質を有する膜１１０２ａとの界面から第二の物質を有する膜１１０２ｃとの界面まで膜厚方向に連続的に増加している。
【００８０】
よって、第一の物質と第二の物質とを有する膜１１０２ｂの屈折率も、第一の物質を有する膜１１０２ａとの界面から第二の物質を有する膜１１０２ｃとの界面まで膜厚方向に、組成比の変化に伴い同様に変化する。
【００８１】
実施の形態３と同様に第一の物質を有する膜１１０２ａを第二電極１１０５と屈折率とほぼ等しいもの、第二の物質を有する膜１１０２ｃを第二電極側とは反対側の界面に接している物質と屈折率がほぼ等しいものを用いる。それによって、第一の物質を有する膜１１０２ａと第二電極１１０５との界面では屈折率がほぼ等しいので光の反射は少なくなり、第二の物質を有する膜１１０２ｃと、反対側の界面に接している物質との界面でも屈折率がほぼ等しいので光の反射は少なくなる。
【００８２】
また、第一の物質と第二の物質とを有する膜１１０２ｂにおいて、第一の物質を有する膜１１０２ａとの界面付近は第一の物質に対する第二の物質の組成比を小さくし、屈折率の差を減少させ、第二の物質を有する膜１１０２ｃに近づくにつれ組成比を変化させ、第二の物質を有する膜１１０２ｃとの界面付近は第一の物質に対する第二の物質の組成比を大きくし、屈折率の差を減少させる。よって、それぞれの界面で屈折率の差が小さくなり、通過する光の反射も少なくなる。
【００８３】
透光性膜の屈折率は、どのような手段、方法によって変化していても良く、その要因に限定されない。また、絶縁膜でも導電膜でもよい。しかし、第二電極１１０５の屈折率と第一の物質を有する膜１１０２ａの屈折率とが同程度であり、第二電極とは反対側の界面に接する物質の屈折率と第二の物質を有する膜１００２ｃの屈折率とが同程度であることが必要である。従って、第一の物質を有する膜１１０２ａと第二の物質を有する膜１１０２ｃとに挟まれている、第一の物質と第二の物質が混合して含まれている膜１１０２ｂは、基板１１０１と第一電極との屈折率と、ほぼ等しい屈折率をもつ領域を、第一の物質と第二の物質の組成を変化させて膜内で形成できる膜であることが必要である。これらの屈折率の差は小さければ小さいほど、界面での反射が減少するので外部への光取り出し効率が向上でき望ましい。
【００８４】
例えば、第二電極１１０５に前述した透明導電膜ＩＴＯを用い、光が射出する反対側の界面には、窒素が封入されているとする。ＩＴＯの屈折率は約２．０、窒素の屈折率は約１である。この場合第一の物質を有する膜１１０２ａに約２．０の屈折率をもつ窒化珪素膜を、第二の物質を有する膜１１０２ｃに約１．５の屈折率をもつ酸化珪素膜を、第一の物質と第二の物質を有する膜１１０２ｂに２．０と１．５の屈折率に近い領域を作り出せる膜である酸化窒化珪素膜を用いれば良い。また、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜ともに透光性を有している。
【００８５】
酸化窒化珪素膜は、第一の物質として窒素を、第二の物質として酸素を有する膜である。よって、酸化窒化珪素膜中の窒素と酸素の組成比を変化させることによって、第二電極１１０５および窒化珪素膜と、第二電極とは反対側の界面に接する物質および酸化珪素膜と、にそれぞれほぼ等しい屈折率を持つ領域を形成することが出来る。
【００８６】
よって、等しい屈折率を持つ物質同士の界面では光の反射は減少するため、発光層１１０４で生じた光は、効率良く発光装置外部に取り出すことができる。光取りだし効率が向上するため、低消費電力、長寿命な発光装置を得ることができ、信頼性も高くなる効果がある。
【００８７】
なお、透光性膜１１０２、及び第一の物質、第二の物質は、本実施の形態に限定されず、第二電極１１０５、第二電極とは反対側の界面に接する物質の屈折率に応じて実施者が適宜決定すれば良い。
【００８８】
本実施の形態では、透明性を有する膜を一層の膜で形成するのではなく、複数の膜で形成することによって、第二電極１１０５および第二電極とは反対側の界面に接する物質との界面における屈折率の差をより減少することができ、光の反射もより少なくすることができる効果がある。
【００８９】
【実施例】
［実施例１］
本発明の発光装置の構成を図３に示す。スパッタ装置により、絶縁表面を有する基板３０１上に透光性膜３０２として、膜厚方向に屈折率が変化した膜を形成する。本実施例では透光性膜３０２として、窒素、酸素及び珪素からなる酸化窒化珪素膜を形成する。また、本実施例では第一の物質として窒素を、第二の物質として酸素を用いて、それらの組成比の変化により透光性膜内の屈折率を変化させる。なお、透光性膜３０２、第一の物質、第二の物質は、本実施例に限定されず、基板３０１、第一電極３０３の屈折率に応じて実施者が適宜決定すれば良い。基板３０１としては、通常基板として用いられるガラス（アルカリガラス、石英ガラス等の酸素及び珪素の化合物を主成分とするガラス）基板、その他ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板などを用いれば良い。本実施例では、ガラス基板を用いる。
【００９０】
スパッタのターゲットは珪素のターゲットを用いる。スパッタ時に用いる電源は直流でも交流でも良い。スパッタ時のガスはアルゴン、酸素、窒素を用いる。窒素の流量を０ｓｃｃｍからはじめ、最終的に３０ｓｃｃｍまで増加させながら、酸素の流量を３０ｓｃｃｍからはじめ、最終的に０ｓｃｃｍまで減少させながら酸化窒化珪素膜を形成する。成長膜の酸化珪素と窒化珪素の割合を変化させることによって、窒素及び酸素の組成が連続的に変化した酸化窒化珪素膜を形成する。
【００９１】
また、窒素の流量を０ｓｃｃｍ、酸素の流量を３０ｓｃｃｍで酸化珪素膜を形成し、次に流量を変化させ酸化窒化珪素膜を形成し、その後窒素の流量を３０ｓｃｃｍ、酸素の流量を０ｓｃｃｍとして窒化珪素膜を形成してもよい。
【００９２】
また、窒素、酸素及び珪素からなる酸化窒化珪素膜の形成方法として以下のようにしても良い。スパッタ装置において、酸化珪素及び、窒化珪素の２つのターゲットを用いる。スパッタ時に用いる電源のは直流でも交流でも良い。窒素珪素ターゲットの電源の電力を０Ｗからはじめ、最終的に３ｋＷまで増加させながら、酸化珪素ターゲットの電源の電力を３ｋＷからはじめ、最終的に０Ｗまで減少させながら酸化窒化珪素膜を形成する。成長膜の酸化珪素と窒化珪素の割合を変化させることによって、窒素及び酸素の組成が連続的に変化した酸化窒化珪素膜を形成する。
【００９３】
また、窒化珪素ターゲットの電源の電力を０Ｗ、酸化珪素ターゲットの電源の電力を３ｋＷで酸化珪素膜を形成し、次に電力を変化させ酸化窒化珪素膜を形成し、その後窒化珪素ターゲットの電源の電力を３ｋＷ、酸化珪素ターゲットの電源の電力を０ｋＷとして窒化珪素膜を形成してもよい。
【００９４】
本実施例の発光装置においては、酸化珪素及びガラスの屈折率の差、及び透明導電膜及び窒化珪素の屈折率の差が小さい。従ってそれぞれの界面での光の反射も少なくなる。また、酸化窒化珪素膜中において窒素と酸素の組成比が連続的に変化し、それに伴い屈折率も連続的に変化するので光の反射が少ない。よって、発光した光の外部取りだし効率をあげることができる。
【００９５】
透光性膜３０２上に第一電極３０３が形成される。第一電極３０３の材質として透明導電膜を用いる。透明導電膜としては、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いれば良い。また、その他ＩＴＯにＳｉＯ２を０．１〜１０ｗｔ％添加したもの、ＩＴＯにＺｎＯを０．１〜１０ｗｔ％添加したものを用いても良い。ＩＴＯにＳｉＯ２を０．１〜１０ｗｔ％添加したものは、ＩＴＯ表面の平坦性が向上し、上下電極間のショートを防止できる。本実施例ではＩＴＯを用いる。第一電極は、スパッタ法、真空蒸着法などの方法で形成され、フォトリソグラフィによってパターニングが行われる。
【００９６】
第一電極３０３の上に発光層３０４が形成される。発光層３０４は単層又は積層構造で用いられるが、積層構造で用いた方が発光効率が良い。一般的には第一電極３０３上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層の順に形成されるが、正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層のような構造でも良い。本発明では公知のいずれの構造を用いても良いし、発光層３０４に対して蛍光性色素をドーピングしても良い。発光層３０４に用いられるＥＬ材料は高分子系有機材料、低分子系有機材料のいずれを用いても良い。或いは低分子又は高分子有機化合物材料に電子輸送性若しくは正孔輸送性を有する無機化合物材料を分散させても良い。
【００９７】
発光層３０４の上に第二電極３０５が形成される。第二電極３０５の材質としては、仕事関数の小さな金属、代表的には周期表の１族もしくは２族に属する元素（マグネシウム，リチウム，カリウム，バリウム、カルシウム、ナトリウムもしくはベリリウム）またはそれらに近い仕事関数を持つ金属を用いる。また、第二電極の材料として、アルミニウム、銀、クロム等の金属を用い、第二電極のバッファー層としてアルミニウムの下にフッ化リチウムもしくはリチウムアセチルアセトネート錯体を形成しても良い。
【００９８】
ＥＬ素子が存在する領域の周りに閉曲線の形に接着剤３０７が描画される。対向基板３０６が凹部を有する形状であるＥＬ表示装置も可能であり、その凹部に吸湿性物質を封入することは効果的である。吸湿性物質を封入する方法として、内側に吸湿性物質を有する容器を対向基板に貼り付ける。容器は水蒸気を通すが吸湿性物質は通さない物質でできているものを用いる。吸湿性物質の材質としては、例えばアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、硫酸塩、金属ハロゲン化物もしくは過塩素酸塩が用いられる。
【００９９】
また、本実施例では対向基板３０６を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１００】
対向基板３０６とＥＬ素子の形成された基板３０１を貼り合わせる。貼り合わせの方法は、対向基板３０６および基板３０１に印を付けておき、ＣＣＤ（チャージカップルドデバイス）カメラによって位置を合わせ、貼り合わせを行う。ＥＬ素子が封止される密閉空間を不活性ガスで満たすために、貼り合わせは不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中で行われる。雰囲気中の水分濃度は可能な限り低く抑える。具体的には、水分濃度が１ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【０１０１】
基板３０１と対向基板３０６が貼り合わされた後、接着剤３０７を硬化させる。接着剤３０７が熱硬化性樹脂の場合はクリーンオーブン中での熱プレスによって、接着剤３０７が光硬化性樹脂の場合は紫外線ランプによる紫外線照射によって、接着剤３０７を硬化させる。いずれの場合も、硬化の際ＥＬ素子にダメージがかかってしまう恐れがあるので注意する。
【０１０２】
接着剤が完全に硬化したら、スクライバーによって、基板３０１および対向基板３０６の分断線に切れ目を付ける。その後、ブレイカーと呼ばれる圧力を加える装置を用いて切れ目を入れた面の反対面から力を加えることによって分断を行う。
【０１０３】
このように、本実施例で述べた本発明の発光装置は、光の外部への取りだし効率が高く、鮮明な表示が得られる効果がある。
【０１０４】
［実施例２］
本実施例では、本発明で開示した発光装置の例として、パッシブマトリクス型発光装置を例示する。図４（ａ）にはその上面図を示し、図４（ｂ）には図４（ａ）をＡ−Ａ’で切断した時の断面図を示す。
【０１０５】
図４（ａ）において、４０１は基板であり、本実施例ではガラスを用いる。
【０１０６】
基板４０１上に透光性膜４１６として、膜厚方向に屈折率が変化した膜を形成する。本実施例では、透光性膜４１６として、窒素及び酸素の組成が連続的に変化した酸化窒化珪素膜が形成される。透光性膜４１６は実施例１で説明した方法で作製すればよい。
【０１０７】
４０２は導電膜からなる走査線（第一電極）であり、本実施例では透明導電膜ＩＴＯを用いる。また、４０３は金属膜からなるデータ線（第二電極）であり、本実施例ではＣａＦ２とＡｌを積層したものを用いる。また、４０４はアクリル樹脂からなるバンクであり、データ線４０３を分断するための隔壁として機能する。走査線４０２とデータ線４０３は両方とも、ストライプ状に複数形成されており、互いに直交するように設けられている。なお、図４（ａ）では図示していないが、走査線４０２とデータ線４０３の間には発光層が挟まれており、交差部４０５が画素となる。
【０１０８】
そして、走査線４０２およびデータ線４０３はＴＡＢテープ４０７を介して外部の駆動回路に接続される。なお、４０８は走査線４０２が集合してなる配線群を表しており、４０９はデータ線４０３に接続された接続配線４０６の集合からなる配線群を表す。また、図示していないが、ＴＡＢテープ４０７の代わりに、ＴＡＢテープにＩＣを設けたＴＣＰを接続してもよい。
【０１０９】
また、図４（ｂ）において、４１０は接着剤、４１１は接着剤４１０により基板４０１に貼り合わされた対向基板である。接着剤４１０としては光硬化樹脂を用いていればよく、脱ガスが少なく、吸湿性の低い材料が望ましい。対向基板としては基板４０１と同一の材料が好ましく、ガラス（石英ガラスを含む）もしくはプラスチックを用いることができる。本実施例ではガラスを用いる。
【０１１０】
次に、画素領域の構造の拡大図を図４（ｃ）に示す。４１３は発光層である。なお、図４（ｃ）に示すように、バンク４０４は下層の幅が上層の幅よりも狭い形状になっており、データ線４０３を物理的に分断できる。また、接着剤４１０で囲まれた画素部４１４は、樹脂からなる封止材４１５により外気から遮断され、有機化合物層の劣化を防ぐ構造となっている。
【０１１１】
以上のような構成からなる本発明の発光装置は、画素部４１４が走査線４０２、データ線４０３、バンク４０４および有機化合物層４１３で形成されるため、非常に簡単なプロセスで作製することができる。
【０１１２】
また、本実施例に示した発光装置の表示面（画像を観測する面）に偏光板をもうけてもよい。この偏光板は、外部から入射した光の反射を押さえ、観測者が表示面に映り込むことを防ぐ効果がある。一般的には、円偏光板が用いられている。ただし、有機化合物層から発した光が偏光板により反射されて内部に戻ることを防ぐため、屈折率を調節して内部反射の少ない構造とすることが好ましい。
【０１１３】
本発明の発光装置は、発光装置内部の膜界面において光の反射が少なく、光の発光装置外部への取りだし効率が高く、低消費電力、長寿命で鮮明な表示が得られる効果がある。
【０１１４】
［実施例３］
本実施例では、画素部に本発明を用いた発光装置について図５を用いて説明する。なお、図５（ａ）は、発光装置を示す上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）をＢ−Ｂ’で切断した断面図である。点線で示された５０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、５０２は画素部、５０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、５０４は対向基板、５０５は接着剤であり、接着剤５０５で囲まれた内側５０７は、空間になっている。
【０１１５】
透光性膜５０６として、膜厚方向に屈折率が変化した膜を形成する。本実施例では透光性膜５０６として窒素及び酸素の組成が連続的に変化した酸化窒化珪素膜が形成される。透光性膜５０６は実施例１で説明した方法で作製すればよい。
【０１１６】
なお、５０８はソース側駆動回路５０１及びゲート側駆動回路５０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ５０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（以下、「ＰＷＢ」と記す）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１１７】
次に、断面構造について図５（ｂ）を用いて説明する。基板５１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路５０１と、画素部５０２が示されている。
【０１１８】
なお、ソース側駆動回路５０１はｎチャネル型ＴＦＴ５２３とｐチャネル型ＴＦＴ５２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１１９】
また、画素部５０２はスイッチング用ＴＦＴ５１１と、電流制御用ＴＦＴ５１２とそのドレインに電気的に接続された第一電極５１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極５１３の端部を覆って絶縁膜５１４が形成されている。
【０１２０】
第一電極５１３上には、発光層５１６、および第二電極５１７がそれぞれ形成されている。第一電極５１３上には、発光層５１６、および第二電極５１７はそれぞれ発明の実施の形態で示された方法により形成される。
【０１２１】
さらに接着剤５０５で対向基板５０４を素子基板５１０と貼り合わせることにより、素子基板５０１、対向基板５０４、および接着剤５０５で囲まれた空間５０７に発光素子５１８が備えられた構造になっている。なお、空間５０７には、不活性ガス（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、樹脂で充填される構成も含むものとする。
【０１２２】
なお、接着剤５０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、対向基板５０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＳ、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＥＮ等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１２３】
以上のようにして、本発明の発光装置を得ることができる。本発明の発光装置は、発光装置内部の膜界面において光の反射が少なく、光の発光装置外部への取りだし効率が高く、低消費電力、長寿命で鮮明な表示が得られる効果がある。
【０１２４】
［実施例４］
本実施例は、本発明の第二電極側から光が出射する発光装置について説明する。
【０１２５】
本発明の発光装置の構成を図６に示す。基板６０１の上に第一電極６０２が形成され、第一電極６０２の上に発光層６０３が形成され、発光層６０３の上に第二電極６０４が形成され、第二電極の上に透光性膜６０５が形成される。本実施例ではＥＬ素子の形成された基板は接着材６０７によって対向基板６０６が張り合わされ、不可性ガスが封入されている。本実施例では不活性ガスとして窒素を用いる。
【０１２６】
対向基板６０６上面より光が出射するので、第二電極６０４は透過率の高い膜を使用する必要がある。第二電極６０４としては、薄膜化した金属膜、透明導電膜もしくは薄膜化した金属膜及び透明導電膜を積層した膜を用いる。透明導電膜としては、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いれば良い。また、その他ＩＴＯにＳｉＯ２を０．１〜１０ｗｔ％添加したもの、ＩＴＯにＺｎＯを０．１〜１０ｗｔ％添加したものを用いても良い。ＩＴＯにＳｉＯ２を０．１〜１０ｗｔ％添加したものは、ＩＴＯ表面の平坦性が向上し、上下電極間のショートを防止できる。本実施例ではＩＴＯを用いる。また、本実施例において、第一電極及び第二電極はどちらが陽極でも陰極でもかまわない。第一電極及び第二電極はスパッタ法、真空蒸着法などの方法で形成され、フォトリソグラフィによってパターニングが行われる。
【０１２７】
スパッタ装置により、第二電極６０４上に透光性膜６０５として、膜厚方向に屈折率が変化した膜を形成する。本実施例では透光性膜６０５として、窒素、酸素及び珪素からなる酸化窒化珪素膜を形成する。本実施例では第一の物質として窒素を、第二の物質として酸素を用いて、それらの組成比の変化により透光性膜内の屈折率を変化させる。なお、透光性膜６０５、第一の物質、第二の物質は、本実施例に限定されず、第二電極６０４、第二電極とは反対側の界面に接する物質（本実施例では窒素）に応じて実施者が適宜決定すれば良い。
【０１２８】
スパッタのターゲットは珪素のターゲットを用いる。スパッタ時に用いる電源は直流でも交流でも良い。スパッタ時のガスはアルゴン、酸素、窒素を用いる。窒素の流量を３０ｓｃｃｍからはじめ、最終的に０ｓｃｃｍまで減少させながら、酸素の流量を０ｓｃｃｍからはじめ、最終的に３０ｓｃｃｍまで増加させながら酸化窒化珪素膜を形成する。成長膜の酸化珪素と窒化珪素の割合を変化させることによって、窒素及び酸素の組成が連続的に変化した酸化窒化珪素膜を形成する。
【０１２９】
また、窒素の流量を３０ｓｃｃｍ、酸素の流量を０ｓｃｃｍで窒化珪素膜を形成し、次に流量を変化させ酸化窒化珪素膜を形成し、その後窒素の流量を０ｓｃｃｍ、酸素の流量を３０ｓｃｃｍとして酸化珪素膜を形成してもよい。
【０１３０】
また、窒素、酸素及び珪素からなる酸化窒化珪素膜の形成方法として以下のようにしても良い。スパッタ装置において、酸化珪素及び、窒化珪素の２つのターゲットを用いる。スパッタ時に用いる電源のは直流でも交流でも良い。窒素珪素ターゲットの電源の電力を３ｋＷからはじめ、最終的に０Ｗまで減少させながら、酸化珪素ターゲットの電源の電力を０Ｗからはじめ、最終的に３ｋＷまで増加させながら酸化窒化珪素膜を形成する。成長膜の酸化珪素と窒化珪素の割合を変化させることによって、窒素及び酸素の組成が連続的に変化した酸化窒化珪素膜を形成する。
【０１３１】
また、窒化珪素ターゲットの電源の電力を３ｋＷ、酸化珪素ターゲットの電源の電力を０Ｗで窒化珪素膜を形成し、次に電力を変化させ酸化窒化珪素膜を形成し、その後窒化珪素ターゲットの電源の電力を０Ｗ、酸化珪素ターゲットの電源の電力を３ｋＷとして酸化珪素膜を形成してもよい。
【０１３２】
本実施例の発光装置においては、透明導電膜及び窒化珪素の屈折率の差、及び酸化珪素及び窒素の屈折率の差が小さい。従ってそれぞれの界面での光の反射も少なくなる。また、酸化窒化珪素膜中において窒素と酸素の組成比が連続的に変化し、それに伴い屈折率も連続的に変化するので光の反射は少ない。よって、発光した光の外部取りだし効率をあげることができる。
【０１３３】
基板作製、ＥＬ素子作製及び封止は実施例２もしくは実施例３と同じ方法で行う事ができる。
【０１３４】
以上のようにして、本発明の発光装置を得ることができる。本発明の発光装置は、発光装置内部の膜界面において光の反射が少なく、光の発光装置外部への取りだし効率が高く、低消費電力、長寿命で鮮明な表示が得られる効果がある。
【０１３５】
［実施例５］
本発明を実施して様々なモジュール（アクティブマトリクス型液晶モジュール、アクティブマトリクス型ＥＬモジュール、アクティブマトリクス型ＥＣモジュール）を完成させることができる。即ち、本発明を実施することによって、それらを組み込んだ全ての電子機器が完成される。
【０１３６】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、プロジェクタ、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。それらの一例を図７、図８に示す。
【０１３７】
図７（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表示部２００３、キーボード２００４等を含む。本発明の発光装置を表示部２００３に用いたパーソナルコンピュータを作製することにより、高視認性で高信頼性を有するパーソナルコンピュータを実現できる。
【０１３８】
図７（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本発明の発光素子からなる発光装置を表示部２１０２に用いたビデオカメラを作製することにより、高視認性で高信頼性を有するビデオカメラを実現できる。
【０１３９】
図７（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示部２２０５等を含む。本発明の発光素子からなる発光装置を表示部２２０５に用いたモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）を作製することにより、高視認性で高信頼性を有するモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）を実現できる。
【０１４０】
図７（Ｄ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本発明の発光素子からなる発光装置を表示部２４０２に用いたプレーヤーを作製することにより、高視認性で高信頼性を有するプレーヤーを実現できる。
【０１４１】
図７（Ｅ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。本発明の発光素子からなる発光装置を表示部２５０５に用いたデジタルカメラを作製することにより、高視認性で高信頼性を有するデジタルカメラを実現できる。
【０１４２】
図８（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６、画像入力部（ＣＣＤ、イメージセンサ等）２９０７等を含む。本発明の発光素子からなる発光装置を表示部２９０４に用いた携帯電話を作製することにより、高視認性で高信頼性を有する携帯電話を実現できる。
【０１４３】
図８（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、３００３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。本発明の発光素子からなる発光装置を表示部３００２に用いた携帯書籍（電子書籍）を作製することにより、高視認性で高信頼性を有する携帯書籍（電子書籍）を実現できる。
【０１４４】
図８（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。本発明の発光素子からなる発光装置を表示部３１０３に用いたディスプレイを作製することにより、高視認性で高信頼性を有するディスプレイを実現できる。
【０１４５】
ちなみに図８（Ｃ）に示すディスプレイは中小型または大型のもの、例えば５〜２０インチの画面サイズのものである。また、このようなサイズの表示部を形成するためには、基板の一辺が１ｍのものを用い、多面取りを行って量産することが好ましい。
【０１４６】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施の形態１乃至４、実施例１乃至４のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【０１４７】
【発明の効果】
本発明により、発光装置の光の取り出し効率を向上させることができる。これにより、低消費電力で長寿命な信頼性の高い発光装置、及びその作製方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光装置の断面構造を示す図
【図２】本発明の発光装置の断面構造を示す図
【図３】本発明の発光装置の断面構造を示す図
【図４】本発明のアクティブ型発光装置の断面構造を示す図
【図５】本発明の発光装置を示す図
【図６】本発明の上面出射型発光装置の断面構造を示す図
【図７】本発明の電気器具を示す図
【図８】本発明の電気器具を示す図
【図９】従来の発光装置を示す図
【図１０】本発明の発光装置の断面構造を示す図
【図１１】本発明の発光装置の断面構造を示す図
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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