反転構造薄膜EL素子の光学シミュレーション解析[II] : 絶縁層材料依存性

概要

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発光源を含む多層薄膜構造に対する光学解析ツールの開発を目的とし、多重干渉効果と多層膜の特性マトリクス計算を組み合せた4分割モデルを用い、"Color by white"方式白色EL素子の発光特性と絶縁層材料の光学定数の関係を調べた。その結果、(1)光取出し効率における約50%の損失が発光層から絶縁層への光伝搬過程で生じており、絶縁層の光学設計が効率改善に大きな影響を有する。(2)光取出し効率に与える背面絶縁層の効果は小さく、前面絶縁層の光学定数に律速されており、例えばSiO_2絶縁層の場合、前面絶縁層の光学設計を最適化することで2〜3割の改善が見込まれる。(3)SiO_2絶縁層では発光効率および発光スペクトルの膜厚あるいは視角による変動が大きいのに対し、Si_3N_4絶縁層ではそれらの影響が少なく、良好で変動の少ない発光特性が得られるなどの結果を得た。これらの知見を基に誘電体多層膜の設計に代表される等価膜理論に対し、屈折率が連続的あるいは周期的に変化するような"屈折率傾斜型絶縁層"を提案している。
社団法人電子情報通信学会の論文
2000-01-27