JP2000238318A

JP2000238318A - 有機ｅｌプリントヘッド

Info

Publication number: JP2000238318A
Application number: JP3883599A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Tsuruoka; 誠久鶴岡; Tatsuo Fukuda; 辰男福田; Yukihiko Shimizu; 幸彦清水; Yoichi Kobori; 洋一小堀
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2000-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】劣化速度が同一の単一の有機蛍光材料を用い
ることができ、色調の変化が生じにくく、１プロセスの
露光で高品位の画像を形成する。【解決手段】基板21の上には、表面がオーバーコート
層31で覆われたＲＧＢの各色のカラーフィルタ30が主走
査方向と平行で副走査方向にライン状に形成される。カ
ラーフィルタ30の上には、陽極22が主走査方向に対して
千鳥状に形成される。陽極22の上には、発光層23を含む
有機層が形成される。有機層の上には、主走査方向に平
行な陰極28が交差して形成される。陽極22と陰極28の交
点の間の発光層は絶縁層の開口部によりドット状に区画
される。カラーフィルタ30と発光層23との組み合わせか
らなるＲＧＢ各色の発光ドットは主走査方向に対して千
鳥状に並ぶ。陰極28を順次走査し、同期して陽極22に各
色の画像信号を入力し、同期してヘッドを記録媒体に対
して副走査方向に移動する。このヘッドの一回の走査に
より記録媒体の同一箇所にＲＧＢの各色のドット光が多
重露光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光色の異なる複
数種類の発光ドットを備えた有機エレクトロルミネッセ
ンス（以下、有機ＥＬという）素子を用いてカラー画像
を形成する有機ＥＬプリントヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、電子注入電極をなす陰
極と正孔注入電極をなす陽極との間に蛍光性有機化合物
を含む薄膜の有機層を挟んだ構造を有し、有機層に電子
及び正孔を注入して再結合させることにより励起子（エ
キシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の
光の放出（蛍光・燐光）を利用して表示を行う表示素子
である。

【０００３】ところで、近年、上記有機ＥＬ素子を光源
に用いた光プリンタの提案がなされている。図１６は特
開平９−２２６１７２号公報に開示される有機ＥＬアレ
イプリントヘッドの構成図、図１７は同ヘッドの平面
図、図１８は図１７のＡ−Ａ線断面図である。

【０００４】この有機ＥＬアレイプリントヘッドは、図
１６に示すように、チップオンボード基板５１上に、有
機ＥＬアレイ５２を有する有機ＥＬアレイ基板５３と、
複数個のドライバーＩＣ５４が配置されている。チップ
オンボード基板５１とドライバーＩＣ５４との間、ドラ
イバーＩＣ５４と有機ＥＬアレイ基板５３との間、チッ
プオンボード基板５１と有機ＥＬアレイ基板５２との間
は、それぞれボンディングワイヤ５５によって電気的に
接続されている。そして、有機ＥＬアレイ５２からの発
光は、ガラス基板裏面側に出射され、集束性ロッドレン
ズアレイ５６を介して感光ドラム５７に集光される。

【０００５】更に有機ＥＬアレイ基板５３の構成につい
て説明すると、図１７及び図１８に示すように、ガラス
基板６１の上には所定パターンの透明電極６２が形成さ
れ、この透明電極６２の上には第１コンタクトホール６
３と第２コンタクトホール６３以外の領域に絶縁膜６５
が形成されている。絶縁膜６５の第２コンタクトホール
６３を含むように正孔輸送層６６と発光層６７が形成さ
れており、この正孔輸送層６６と発光層６７を含むよう
に電子注入電極６８が形成されている。電子注入電極６
８の上には、第１コンタクトホール６９と第２コンタク
トホール７０以外の領域に保護膜７１が形成されてい
る。保護膜７１の上には、所定パターンの信号電極７２
が形成されている。また、保護膜７１の第１コンタクト
ホール６９を含むように所定パターンの共通電極７３が
形成されている。

【０００６】上記のように構成される有機ＥＬアレイプ
リントヘッドでは、印字したい内容のデータをチップオ
ンボード基板５１上のドライバーＩＣ５４に送る。この
ドライバーＩＣ５４に送られたデータが「ＯＮ」のドッ
トには、ドライバーＩＣ５４からボンディングワイヤ５
５を介して信号電極７２に電流が供給される。データが
「ＯＦＦ」のドットには、ドライバーＩＣ５４からボン
ディングワイヤ５５を介して信号電極７２に電流が供給
されない。

【０００７】信号電極７２からの電流は絶縁膜６５の第
１コンタクトホール６３を通り、透明電極６２に流れ込
み、正孔輸送層６６内への正孔注入を引き起こす。ま
た、電子注入電極６８からは発光層６７への電子注入が
起こる。これにより、電子は、発光層６７の中を正孔輸
送層６６へと向かって移動し、正孔輸送層６６との境界
面に達すると、電子親和力の差により移動がブロックさ
れる。

【０００８】これに対し、正孔は、正孔輸送層６６の中
を移動して発光層６７へ向かって移動し、発光層６７と
の境界面に達すると、発光層６７内に容易に注入され
る。この注入された正孔は発光層６７で待機していた電
子と再結合し、再結合エネルギーが発光層６７の励起を
引き起こす。そして、基底状態に戻るときに蛍光を発
し、この発光はガラス基板６１の裏面側へと向かって外
部に放出される。その後、この放出された光は、集束性
ロッドレンズアレイ５６を介して感光ドラム５７へ集光
され、必要時間照射されることにより記録紙に所望の潜
像が形成される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に構成される従来の有機ＥＬアレイプリントヘッドを自
己発色型のカラープリンタの光源として対応させる場
合、有機蛍光材料をＲ，Ｇ，Ｂ各色に塗り分けて発光層
６７をドット状に形成する構成が考えられる。

【００１０】しかしながら、有機蛍光材料をＲ，Ｇ，Ｂ
各色に塗り分ける構成では、各材料間で劣化特性が異な
るため、色調の変化が生じやすいという問題がある。し
かも、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の有機蛍光材料を使用する場合、
特に赤色と青色については、この種のプリントヘッドの
発光層を形成するための材料として長寿命のものがない
という問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであり、各色に発光する有機蛍光材料を塗り
分ける必要がなく、１種類の有機蛍光材料で発光層を形
成することができ、各色の色調の変化が生じにくく、更
には使用する記録媒体の感度特性、有機蛍光材料の発光
スペクトルに合わせてカラーフィルタの透過率を調整す
ることにより、１プロセスの露光で高品位の画像を形成
することができる有機ＥＬプリントヘッドを提供するこ
とを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、少なくとも一方が透光性を有す
る第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層が
基板上に積層形成され、前記発光層の発光によって得ら
れるドット状の光を記録媒体に選択的に照射して画像を
形成する有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬプリントヘッド
において、前記発光層は、１種類の有機蛍光材料により
発光スペクトルが４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲を含む
２以上の発光パターン群によって構成されており、前記
発光層から出射された光を波長の異なるドット状の光と
して前記記録媒体側に透過させるカラーフィルタが前記
基板の内面又は外面に配設されていることを特徴とす
る。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の有機ＥＬプ
リントヘッドにおいて、同一の発光パターン群に属する
発光層が主走査方向に沿って配置され、異なる発光パタ
ーン群は副走査方向に沿って配置されていることを特徴
とする。

【００１４】請求項３の発明は、請求項２の有機ＥＬプ
リントヘッドにおいて、互いに交差する前記第１の電極
と前記第２の電極の組が２組設けられ、前記記録媒体に
照射される光の発光スペクトル分布が同一である各組に
属する発光層が主走査方向に沿って千鳥状に配置される
ように構成されたことを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１〜３いずれか
の有機ＥＬプリントヘッドにおいて、前記有機層は、ト
リス（８−キノリノラト）アルミニウムからなる発光層
を有することを特徴とする。

【００１６】請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれ
かの有機ＥＬプリントヘッドにおいて、前記有機層は、
ホスト材料中に色素をドープしてなる発光層を複数有す
ることを特徴とする。

【００１７】請求項６の発明は、請求項５の有機ＥＬプ
リントヘッドにおいて、前記発光層は、トリス（８−キ
ノリノラト）アルミニウムにルブレンをドープした第１
の発光層と、Ａｌ₂Ｏ（ＯＸＺ）₄にＴＢＡをドープし
た第２の発光層を有することを特徴とする。

【００１８】請求項７の発明は、請求項１〜３のいずれ
かの有機ＥＬプリントヘッドにおいて、ＴＰＤからなる
発光性のホール輸送層と、ｐ−ＥｔＴＡＺからなる有機
層と、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムからな
る発光性の電子輸送層と、前記トリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウムからなる電子輸送層の中間に設けられ
たナイルレッドからなる発光層とを有することを特徴と
する。

【００１９】請求項８の発明は、請求項１〜３のいずれ
かの有機ＥＬプリントヘッドにおいて、前記有機層は、
ポリマー系有機物質に色素を分散した発光層を有するこ
とを特徴とする。

【００２０】請求項９の発明は、請求項８の有機ＥＬプ
リントヘッドにおいて、前記ポリマー系有機物質がポリ
ビニールカルバゾール（ＰＶＫ）であることを特徴とす
る。

【００２１】請求項１０の発明は、請求項１〜３のいず
れかの有機ＥＬプリントヘッドにおいて、前記有機層
は、ＺｎＢＴＺ錯体からなる発光層を有することを特徴
とする。

【００２２】請求項１１の発明は、請求項１〜３のいず
れかの有機ＥＬプリントヘッドにおいて、可視光に対し
て７０％以上の透過率を有する材質のホール注入輸送層
を有することを特徴とする。

【００２３】請求項１２の発明は、請求項１〜３のいず
れかの有機ＥＬプリントヘッドにおいて、赤緑青の各色
の画像信号に応じて前記記録媒体の同一位置に赤緑青の
各色の画像が重なるように素子を制御し、多重露光する
ことによって前記記録媒体にフルカラー画像を形成する
ことを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明による有機ＥＬプリ
ントヘッドを備えた有機ＥＬプリンタ（光プリンタ）の
概略構成図、図２は有機ＥＬプリントヘッドの第１の例
を示す図であり、電極構造の概略を示す模式的な平面
図、図２は同有機ＥＬプリントヘッドの部分拡大断面図
であり、図２の発光ドットの部分を主走査方向に切断し
て副走査方向から観察した断面図である。なお、図２で
は封止キャップを省略している。

【００２５】まず、有機ＥＬプリントヘッド２の構造を
説明する前に、図１に基づいて有機ＥＬプリンタ１の概
略構成について説明する。

【００２６】有機ＥＬプリンタ１は、後で詳述する光源
としての有機ＥＬプリントヘッド２を備えており、この
有機ＥＬプリントヘッド２から得たＲ，Ｇ，Ｂ３原色の
光により、例えばカラーフィルム等の記録媒体Ｗに書き
込みを１回の走査により行ってフルカラーの画像を形成
するものである。

【００２７】この有機ＥＬプリンタ１は、例えばビデオ
装置等から得られるデジタルのカラー画像信号によって
駆動され、記録媒体Ｗに画像をフルカラーでプリントす
るカラービデオプリンタとして利用される。その他、電
子写真方式プリンタ、銀塩方式プリンタ、ラベルプリン
タ等に利用できる。

【００２８】図１に示すように、有機ＥＬプリンタ１
は、所定箇所に位置決め固定された記録媒体Ｗに対し、
矢印Ａで示す副走査方向に沿って移動する有機ＥＬプリ
ントヘッド２の他、有機ＥＬプリントヘッド２の発光部
３からの光を記録媒体Ｗの面上に結像させるためのレン
ズ４、反射鏡５を含む単一の光学系６が筐体１２に内蔵
されている。

【００２９】図１に示すように、有機ＥＬプリントヘッ
ド２を内蔵した筐体１２は、移動手段としての移動機構
７によって記録媒体Ｗに対して副走査方向に沿って往復
移動する。移動機構７は、有機ＥＬプリントヘッド２を
内蔵した筐体１２を副走査方向に移動可能に案内する図
示しない案内手段と、駆動ベルト８が掛け回された一対
のプーリ９，９と、プーリ９，９の一方を回転させる駆
動モータ１０とを有している。

【００３０】有機ＥＬプリントヘッド２を内蔵して駆動
ベルト８に固定された筐体１２は、駆動モータ１０を駆
動して駆動ベルト８を循環させれば、不図示の案内手段
に案内されて副走査方向に沿って移動することができ
る。記録媒体Ｗとしてのカラーフィルムは、複数枚が所
定位置に保持されており、光による書き込みが終了する
と、排出機構１１によって現像が行われると同時に筐体
１２外に排出される。

【００３１】制御手段１３は、例えば内部メモリを有す
るＣＰＵや駆動回路を備えている。制御手段１３は、有
機ＥＬプリントヘッド２の２列の発光ラインの各発光ド
ットの発光を制御するとともに、この発光に同期して移
動機構７の移動を制御している。

【００３２】更に説明すると、制御手段１３は、外部か
ら入力される画像データを内部メモリに格納し、発光ド
ットの２列に対応する陰極に所定の電圧を印加し、これ
に同期して内部メモリに格納された画像データに基づい
て陽極に画像信号を出力する。さらに、これに同期して
移動機構７を駆動し、有機ＥＬプリントヘッド２を内蔵
した筐体１２を副走査方向に移動させる。

【００３３】次に、上記有機ＥＬプリンタの光源として
採用される有機ＥＬプリントヘッドの構成について説明
する。以下に説明する各例の有機ＥＬ素子を備えた有機
ＥＬプリントヘッド２は、内部カラーフィルタとの組み
合わせにより異なる発光色（赤色、緑色、青色）のドッ
ト状の光を出射する発光部３を有している。

【００３４】（１）第１の例以下、図２及び図３に示す第１の例の有機ＥＬ素子２０
（有機ＥＬプリントヘッド２）の構造を製造工程に従っ
て説明する。

【００３５】図２及び図３に示すように、有機ＥＬ素子
２０は、ガラス等の透光性及び絶縁性を有する基板２１
を基部としており、この基板２１上にＲ，Ｇ，Ｂのカラ
ーフィルタ３０を形成する。カラーフィルタ３０は、染
色法、顔料分散法、電着法、印刷法等によってライン
状、或いはドット状に形成する。図２の例におけるカラ
ーフィルタ３０はライン状に形成したものであり、後述
する発光層２３に対向して、主走査方向に平行で副走査
方向に所定間隔をおいて形成される。

【００３６】更に説明すると、図２において、カラーフ
ィルタ３０は、後述する各発光パターン群２３Ａ，２３
Ｂの上から緑色成分の光を透過させるＧフィルタ３０
ａ、赤色成分の光を透過させるＲフィルタ３０ｂ、青色
成分の光を透過させるＢフィルタ３０ｃの順に基板２１
上の副走査方向に所定間隔をおいてライン状に形成す
る。

【００３７】カラーフィルタ３０の分光透過率特性は、
画像を形成する記録媒体（カラーフィルム）Ｗの感度特
性（例えば図４）と、発光層２３に使用する有機蛍光体
材料の発光スペクトル特性に合わせて膜厚、顔料組成等
を調整し、一回の露光で高品位のフルカラー画像が形成
できるように合わせ込む。図５はカラーフィルタ３０の
分光透過率特性の一例を示している。

【００３８】カラーフィルタ３０の上には、平坦性を向
上させるために、アクリル樹脂等のオーバーコート層３
１を成膜する。そして、このオーバーコート層３１の上
に透明な第１電極としての陽極２２を形成する。

【００３９】陽極２２は次のようなパターンに形成す
る。陽極２２は、有機ＥＬプリントヘッド２Ｂの移動方
向である副走査方向に平行な帯状の電極である。図５に
示すように、各陽極２２の上方には、ドット状に発光す
る３つの発光層２３が後工程で形成される。

【００４０】陽極２２は複数個からなり、この複数個の
陽極２２は、副走査方向と直交する主走査方向に沿って
所定間隔をおいて並び、列を構成する。この列は、副走
査方向の位置が異なる２か所に形成される。そして、副
走査方向に平行な複数の帯状の陽極２２は、主走査方向
に沿って千鳥状に配置されている。

【００４１】なお、陽極２２は、発光層２３の各発光ド
ットが所定の間隔で一列に並ぶように配置してもよい
が、そのようにすると陽極を電気的に分離するためのス
ペースが必要となり、実質的に発光ドットを小さくしな
ければならず、記録媒体Ｗを露光した場合にスジムラが
発生する。また、各陽極２２は、発光ドット２３の並ぶ
方向と直交する方向に引き出すために、図２に示す状態
よりも幅を細くしなければならない。これは、抵抗率の
高いＩＴＯで形成される陽極２２としては好ましい構造
ではない。本例のように、各色の発光ラインを千鳥状の
配置とすれば、陽極２２は配置しやすく、一列の場合の
２倍の太さにできるので、抵抗を好ましい低さに抑える
ことができる。

【００４２】同一の陽極２２上の副走査方向に対し、
Ｇ，Ｒ，Ｂ各色のフィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃと対
向して発光ドットが所定の間隔をおいて形成されるよう
に、基板２１上に絶縁層２４を形成する。図３に示すよ
うに、絶縁層２４の中で、陽極２２に相当する部分には
発光層２３の発光ドットのパターン形状に相当する寸法
形状の開口部２４ａを設け、陽極２２を露出させる。こ
の開口部２４ａが発光層２３の各発光部３の発光ドット
を区画する枠として機能する。前記絶縁層２４は、感光
性ポリイミド、或いはＳｉＯ₂、ＳｉＮ等を材料として
スピンコート法、蒸着法、スパッタ法等で基板２１上の
全面に形成する。そして、絶縁層２４の一部をフォトリ
ソ法を用いてパターニングし、前記陽極２２と略同様の
千鳥のパターンの開口部２４ａを形成する。

【００４３】発光エリアとなる前記開口部２４ａの上か
ら、開口部２４ａを埋めるように、図６に示す有機層と
してのホール注入層２５とホール輸送層２６を抵抗加熱
蒸着法を用いて成膜する。成膜は発光エリア（開口部２
４ａ）に対応した金属マスクを基板２１に密着させて行
う。

【００４４】この時、ホール注入層２５、ホール輸送層
２６には可視域に対して７０％以上の透過率を有する透
明な材料が好ましい。ホール注入層２５を構成するため
の材料としては、化学式（化１）に示すｍ−MTDATA、即
ち4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)tripheny
lamineがある。ホール輸送層２６を構成するための材料
としては、化学式（化２）に示すＴＰＤ、即ちN,N'-dip
henyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-
diamine や、化学式（化３）に示すα−ＮＰＤ、即ちN,
N'−ビス−（１−ナフチル）−N,N'−ジフェニルベンジ
ジンなどがある。

【００４５】

【化１】

【００４６】

【化２】

【００４７】

【化３】

【００４８】発光エリアとなる前記開口部２４ａに相当
する部分に、有機層としての発光層２３を形成する。こ
の発光層２３は、カラーフィルタ３０との組合せによ
り、主走査方向について同一発光色が取り出せ、かつ副
走査方向については３色の発光色が所定の順序で取り出
せるように形成する。

【００４９】図２に示す例において、各発光パターン群
２３Ａ，２３Ｂの発光層２３は、Ｇフィルタ３０ａに対
向して発光層２３ａが位置し、Ｒフィルタ３０ｂに対向
して発光層２３ｂが位置し、Ｂフィルタ３０ｃに対向し
て発光層２３ｃが位置し、発光エリアを十分カバーする
領域に金属マスクを介して成膜する。

【００５０】ここで、発光パターン群２３Ａ，２３Ｂの
発光部３は、主走査方向の隙間を補間して記録媒体Ｗの
主走査方向の１ラインの領域をカバーするように配置さ
れる。更に説明すると、発光パターン群２３Ａ，２３Ｂ
は、副走査方向から基板２１の側面を見たときに、主走
査方向に対して発光パターン群２３Ａの隣接する発光層
２３の間を補間するように発光パターン群２３Ｂの発光
層２３が形成される。すなわち、図２において、上列の
発光パターン群２３Ａにおける発光層２３の主走査方向
の幅は、副走査方向の端部が下列の発光パターン群２３
Ｂにおける発光層２３の副走査方向の端部と揃う寸法、
又はオーバーラップする寸法に形成される。

【００５１】発光層２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）
は、記録媒体Ｗの感光材によってフルカラー画像が形成
できるように、可視域に対して十分広い発光スペクトル
（少なくとも４５０〜６５０ｎｍを含む）を有する材料
が使用される。このような材料としては、化学式（化
４）に示すトリス（８−キノリノト）アルミニウム（Ａ
ｌｑ₃）がある。

【００５２】

【化４】

【００５３】なお、発光層２３としては、カラーフィル
タ３０との組合せにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の発光色が
所定の順序で取り出せればよいので、上記Ａｌｑ₃の
他、ポリビニールカルバゾール（ＰＶＫ）に各種色素を
分散した、いわゆる色素分散型の白色発光としてもよ
い。また、適当なホスト材料中に色素をドープし、多層
化して白色発光としてもよい。

【００５４】発光層２３形成後、その上に必要に応じて
有機層である電子輸送層２７を形成するが、これも使用
する有機蛍光体材料の特性に従って決定する。

【００５５】陽極２２の上に積層した有機層の上に、第
２電極としての陰極２８を形成する。陰極２８は、発光
層２３又は電子輸送層２７との界面で電子注入が容易に
行われるよう、仕事関数の小さい材料で形成する。良好
な特性が得られるものとして、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃａ
等の単体、及びその化合物、或いはＡｌ：Ｌｉ，Ｍｇ：
Ｉｎ，Ｍｇ：Ａｇ等の各種合金が使用できる。

【００５６】陰極２８は次のようなパターンに形成す
る。陰極２８は主走査方向を長手方向とする帯状であ
り、陽極２２と交差する部分に発光領域（例えば矩形状
のドットパターン）がある。陰極２８は、副走査方向に
沿って所定間隔をおいて互いに平行に配置されている。
主走査方向に並ぶ同一発光色の発光層２３（２３ａ，２
３ｂ，２３ｃ）の上には、共通の陰極２８（２８ａ，２
８ｂ，２８ｃ）が配設される。即ち、１本の陰極２８は
複数本の陽極２２と交差しているが、その両電極の間に
は同一発光色の発光層２３がある。

【００５７】陰極２８形成後、水分を十分取り除いた不
活性ガス中で封止部材としての封止キャップ２９を基板
２１の上面に封着して封止を行い、有機ＥＬプリントヘ
ッド２の有機ＥＬ素子２０の作製プロセスを完了する。

【００５８】以上のようにして構成される有機ＥＬプリ
ントヘッド２を駆動する場合には、陰極２８を順次走査
してダイナミック駆動するとともに、これに同期して陽
極２２にＲ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号を入力する。さらに
この有機ＥＬプリントヘッド２の駆動タイミングに同期
して、記録媒体Ｗの同一位置にＲ，Ｇ，Ｂの画像が重な
るように有機ＥＬプリントヘッド２を副走査方向に移動
させる。この有機ＥＬプリントヘッド２の一回の移動走
査により、記録媒体Ｗの同一箇所にＲ，Ｇ，Ｂの各色の
ドット状の光を必要に応じて多重露光することができ
る。

【００５９】なお、上記駆動において、陰極２８を個別
に引き出して駆動回路に配線接続し、発光対象となる陰
極２８をスタティック駆動するとともに、これに同期し
て陽極２２にＲ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号を入力して所望
の発光層２３（発光部３）を発光させることも可能であ
る。

【００６０】次に、上記有機ＥＬプリントヘッド２の素
子部分の他の例（第２〜６の例）の構成について説明す
る。なお、各例の構成図において、カラーフィルタ３０
の図示を省略しているが、実際には、基板２１と陽極２
２との間の基板２１の内面、又は基板２１の外面に形成
される。

【００６１】（２）第２の例本例の有機ＥＬ素子３２を図６及び図７を参照して説明
する。この有機ＥＬ素子３２の発光ドットの形状や配
置、カラープリンタで構成として使用する際の構成、装
置全体としての駆動方法等は、第１の例を同様である。

【００６２】本例の有機ＥＬ素子３２は、前記化学式
（化４）に示すトリス（８−キノリノラト）アルミニウ
ムを用いて発光層２３を形成している。

【００６３】図６に示すように、ガラス等の透明な基板
２１の上には、ＩＴＯからなる透明な陽極２２がある。
陽極２２の上には前記化学式（化２）に示すＴＰＤから
なるホール注入輸送層３３がある。ホール注入輸送層３
３の上には前記化学式（化４）に示すＡｌｑ₃からなる
発光層３４がある。発光層３４の上には、Ａｌ：Ｌｉ合
金からなる陰極２８がある。

【００６４】前記有機ＥＬ素子の製造工程を説明する。
ＩＴＯ付きのガラス基板２１を洗浄、乾燥後、真空蒸着
装置にセットし、１０ ^-5Ｔｏｒｒの真空中においてＴＰ
Ｄを４０ｎｍ蒸着し、次にＡｌｑ₃を５０ｎｍ蒸着し
た。更にＡｌｑ₃の上に上部電極２８としてＡｌ：Ｌｉ
合金を１００ｎｍ蒸着し、素子とした。

【００６５】本例の有機ＥＬ素子３２のＩＴＯ（陽極２
２）側をプラス、Ａｌ：Ｌｉ合金（陰極２８）側をマイ
ナスとして直流電圧をかけた。図７に、その発光スペク
トルを示す。この図から分かるように、発光スペクトル
が４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲を含んでおり、従来よ
り蛍光表示管の蛍光体層の材料として用いられているＺ
ｎＯ：Ｚｎよりも発光スペクトルの幅が広く、特に赤色
領域にかけての強度がＺｎＯ：Ｚｎよりも強くなってい
る。

【００６６】そして、上記有機ＥＬ素子３２を有機ＥＬ
プリントヘッドとして適当なカラーフィルタと組み合わ
せ、記録媒体Ｗに露光した結果、良好な画像が得られ
た。

【００６７】（３）第３の例本例の有機ＥＬ素子３５を図８及び図９を参照して説明
する。この有機ＥＬ素子３５における発光ドットの形状
や配置、カラープリンタで光源として使用する際の構
成、装置全体としての駆動方法等は、第１の例と同様で
ある。

【００６８】本例の有機ＥＬ素子３５は、ホスト材料中
に色素をドープしてなる発光層を複数備えている。これ
ら各発光層からの発光によって、本例の有機ＥＬ素子３
５の発光色は、全体として白色乃至それに近い色になっ
ているか、又は少なくとも発光スペクトルが４５０ｎｍ
〜６５０ｎｍの範囲を含んでいる。

【００６９】図８に示すように、ガラス等の透明な基板
２１の上には、ＩＴＯからなる透明な陽極２２がある。
陽極２２の上には前記化学式（化２）で示したＴＰＤか
らなるホール注入輸送層３３がある。ホール注入輸送層
３３の上には青色発光層３６がある。青色発光層３６
は、化学式（化５）で示したＡｌ₂Ｏ（ＯＸＺ）₄に、
化学式（化６）で示した色素であるＴＢＡをドープした
ものである。この青色発光層３６の上には、黄色発光層
３７がある。黄色発光層３７は、前記化学式（化４）で
示した色素であるＡｌｑ₃に、化学式（化７）で示した
色素であるルブレンをドープしたものである。黄色発光
層３７の上には、Ａｌ：Ｌｉの陰極２８がある。

【００７０】

【化５】

【００７１】

【化６】

【００７２】

【化７】

【００７３】前記有機ＥＬ素子３５の製造工程を説明す
る。ＩＴＯ付きのガラス基板２１を洗浄、乾燥後、真空
蒸着装置にセットし、１０ ^-5Ｔｏｒｒの真空中において
ＴＰＤを４０ｎｍ蒸着し、次にＡｌ₂Ｏ（ＯＸＺ） ₄を
ホスト材料としてＴＢＡを１０ｍｏｌ％ドープし、２０
ｎｍの膜厚に共蒸着した。更に、黄色発光層３７として
Ａｌｑ₃をホスト材料とし、ルブレンを０．５ｍｏｌ％
ドープして、４０ｎｍの膜厚に共蒸着した。一旦、真空
を解除し、上部電極２８としてＡｌ：Ｌｉ合金を１００
ｎｍ蒸着し、素子とした。

【００７４】本例の有機ＥＬ素子３５のＩＴＯ（陽極２
２）側をプラス、Ａｌ：Ｌｉ合金（陰極２８）側をマイ
ナスとして１２Ｖの直流電圧をかけた。図９に、その発
光スペクトルを示す。この発光の色度はｘ＝０．３８
４、ｙ＝０．４１２であり、ほぼ白色である。

【００７５】上記有機ＥＬ素子３２を有機ＥＬプリント
ヘッドとして適当なカラーフィルタと組み合わせ、記録
媒体Ｗに露光した結果、良好な画像が得られた。

【００７６】（４）第４の例本例の有機ＥＬ素子３８を図１０及び図１１を参照して
説明する。この有機ＥＬ素子３８における発光ドットの
形状や配置、カラープリンタで光源として使用する際の
構成、装置全体としての駆動方法等は、第１の例と同様
である。

【００７７】本例の有機ＥＬ素子３８では、赤、緑、青
のそれぞれの色に発光する材料を積層し、合計５層の有
機層の積層構造にして高輝度の白色発光を実現してい
る。

【００７８】図１０に示すように、ガラス等の透明な基
板２１の上には、ＩＴＯからなる透明な陽極２２があ
る。陽極２２の上には前記化学式（化２）で示したＴＰ
Ｄからなる発光性のホール輸送層３３がある。ホール輸
送層３３の上には、化学式（化８）で示したｐ−ＥｔＴ
ＡＺからなる有機層３９がある。この有機層３９の上に
は、前記化学式（化４）で示したＡｌｑ₃からなる発光
性の電子輸送層４０がある。この電子輸送層４０の間に
は、化学式（化９）で示した色素であるナイルレッドの
発光層４１が設けられている。即ち、ナイルレッドの発
光層４１は、Ａｌｑ₃からなる発光性の電子輸送層４０
に上下から挟まれている。そして、上側の電子輸送層４
０の上には、Ａｌ：Ｌｉの陰極２８がある。

【００７９】

【化８】

【００８０】

【化９】

【００８１】本例の有機ＥＬ素子３８のＩＴＯ（陽極２
２）側をプラス、Ａｌ：Ｌｉ合金（陰極２８）側をマイ
ナスとして直流電圧をかけると白色の高輝度の発光が得
られた。図１１に、その発光スペクトルを示す。

【００８２】本例では、ＴＰＤからなる発光性のホール
輸送層３３と、Ａｌｑ₃からなる発光性の電子輸送層４
０と、ナイルレッドの発光層４１が発光する。図１１の
スペクトルにおいて、波長４００ｎｍ付近のピークはＴ
ＰＤによるものであり、波長５５０ｎｍ付近のピークは
Ａｌｑ₃によるものであり、波長６００ｎｍ付近のピー
クはナイルレッドによるものである。これらの各色の発
光が混色して白色に観察される。

【００８３】上記有機ＥＬ素子３８を有機ＥＬプリント
ヘッドとして適当なカラーフィルタと組み合わせ、記録
媒体Ｗに露光した結果、良好な画像が得られた。

【００８４】（５）第５の例本例の有機ＥＬ素子４２の基本的な構造を図１２及び図
１３を参照して説明する。この有機ＥＬ素子４２におけ
る発光ドットの形状や配置、カラープリンタで光源とし
て使用する際の構成、装置全体としての駆動方法等は、
第１の例と同様である。

【００８５】本例の有機ＥＬ素子４２は、塗布可能な液
体色素の単層膜からなる有機層、即ちポリマー系有機物
質に色素を分散した発光層を有しているものであり、本
例では一例としてポリマー系有機物質が化学式（化１
０）に示すポリビニールカルバゾール（ＰＶＫ）を用い
た。

【００８６】

【化１０】

【００８７】図１２に示すように、ガラス等の透明な基
板２１の上には、ＩＴＯからなる透明な陽極２２があ
る。陽極２２の上には前記化学式（化１０）で示したポ
リビニールカルバゾール（ＰＶＫ）に色素を混合した発
光層４３が塗布されている。ポリマーの発光層４３の上
には陰極２８が形成される。

【００８８】ポリマー系有機物質に色素４４を分散した
発光層４３を有する本例の有機ＥＬ素子４２によれば、
次のような利点がある。第１に、発光色の調整は、ポリ
マーの液体に混合する色素の種類と量を調整することに
よって容易に行える。これに対して、前記実施例のよう
に蒸着で色素のドーピング量を制御する作業は相対的に
困難である。第２に、有機層がポリマーの単層膜であ
り、液体の塗布によって形成できるので、製造コストが
低い。これに対して、前記実施例のように多層膜を蒸着
するタイプでは時間と費用が相対的に多く必要となる。
第３に、この単層膜の強度は高く、蒸着によって形成さ
れた低分子色素系の有機膜に比べて耐久性がある。

【００８９】本例の有機ＥＬ素子４２のＩＴＯ（陽極２
２）側をプラス、Ａｌ：Ｌｉ合金（陰極２８）側をマイ
ナスとして直流電圧をかけるとバランスのよい高輝度の
白色の発光が得られた。図１３にその発光スペクトルを
示す。輝度は数千ｃｄ／ｍ²である。

【００９０】上記有機ＥＬ素子４２を有機ＥＬプリント
ヘッドとして適当なカラーフィルタと組み合わせ、記録
媒体Ｗに露光した結果、良好な画像が得られた。

【００９１】（６）第６の例本例の有機ＥＬ素子４５を図１４及び図１５を参照して
説明する。この有機ＥＬ素子４５における発光ドットの
形状や配置、カラープリンタで光源として使用する際の
構成、装置全体としての駆動方法等は、第１の例と同様
である。

【００９２】本例の有機ＥＬ素子４５は、輝度の高い錯
体材料で白色発光を実現したものであり、本例では一例
として化学式（化１１）に示すＺｎＢＴＺを用いた。

【００９３】

【化１１】

【００９４】図１４に示すように、ガラス等の透明な基
板２１の上には、ＩＴＯからなる透明な陽極２２があ
る。陽極２２の上には前記化学式（化２）で示したＴＰ
Ｄからなるホール輸送層３３がある。ホール輸送層３３
の上には、前記化学式（化１１）で示したＺｎＢＴＺ錯
体からなる発光層４６がある。発光層４６の上には陰極
２８が形成される。

【００９５】本例の有機ＥＬ素子４５のＩＴＯ（陽極２
２）側をプラス、Ａｌ：Ｌｉ合金（陰極２８）側をマイ
ナスとして直流電圧をかけるとバランスのよい高輝度の
白色の発光が得られた。図１５にその発光スペクトルを
示す。ＺｎＢＴＺ錯体は、Ｓ原紙を配位して平面性を崩
した分子構造を有しており、平面性の崩れ方によって様
々なエネルギ準位をとるため、発光スペクトルが広くな
り、白色発光するものと考えられる。

【００９６】上記有機ＥＬ素子４５を有機ＥＬプリント
ヘッドとして適当なカラーフィルタと組み合わせ、記録
媒体Ｗに露光した結果、良好な画像が得られた。

【００９７】そして、以上の各例の有機ＥＬ素子を採用
した有機ＥＬプリントヘッド２によれば、蛍光表示管を
利用したプリントヘッドと比較した場合に有用な下記
（１）〜（６）に示す特徴を活かした上で以下に説明す
るような効果を奏する。

【００９８】（１）蛍光表示管を使用したプリントヘッ
ドに比較して、消費電力が１／３〜１／５になる。（２）基板の材厚はデバイスの大きさに関係なく１．１
ｍｍ以下にでき、デバイスとしての厚さが１／３〜１／
５になる。（３）重量が１／２以下になる。（４）デッドスペースが少なく、小型化が可能である。（５）発光特性の変動が少なく、補正が容易である。（６）外部カラーフィルタ切替え方式では、フルカラー
の１画面を書き込みするのに３回ヘッドを移動させる必
要があるのに対し、１プロセスの露光でフルカラーの色
再現が可能となる。

【００９９】Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に発光する有機蛍光材料を
塗り分ける構成では、各材料間で劣化特性が異なるため
色調の変化が生じやすいのに対し、各実施の形態の有機
ＥＬプリントヘッドでは、劣化特性が同一の１種類の有
機蛍光材料を使用しているので、各色の劣化特性が等し
くなり、色調の変化が生じにくく、色再現性に優れた高
画質の画像を安定して得ることができる。

【０１００】また、露光する記録媒体Ｗの感度特性、使
用する有機蛍光材料の発光スペクトルに合わせてカラー
フィルタの透過率を調整すれば、１プロセスの露光で高
品位のカラープリント画像を形成することができる。

【０１０１】このように、各例の有機ＥＬプリントヘッ
ド２Ａ〜２Ｆでは、複数の発光層２３を１種類の有機蛍
光材料で形成し、各発光層２３からの光をカラーフィル
タ３０によりＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる発
光スペクトルの光として記録媒体Ｗに出射することによ
りフルカラー化を実現している。そして、有機蛍光材料
の劣化によるバラツキを低減し、ヘッド又は記録媒体を
副走査方向に１回移動させるだけで良好な画質のフルカ
ラー画像を形成することができる。

【０１０２】ところで、上述した実施の形態では、所定
箇所に位置決め固定された記録媒体Ｗに対し、有機ＥＬ
プリントヘッド２（２Ａ〜２Ｆのいずれか）を副走査方
向に往復移動させて記録媒体Ｗに所望の面露光を行う構
成としたが、有機ＥＬプリントヘッド２を所定箇所に位
置決め固定し、この位置決め固定された有機ＥＬプリン
トヘッド２に対して記録媒体Ｗを副走査方向に移動する
構成としてもよい。すなわち、有機ＥＬプリントヘッド
２と記録媒体Ｗとは、副走査方向に対して相対的に移動
できる構成であればよい。

【０１０３】また、各例の有機ＥＬプリントヘッド２Ａ
〜２Ｆでは、カラーフィルタ３０を基板２１の内面側に
形成したが、カラーフィルタ３０を基板２１の外側に形
成してもよい。この場合、フィルム状のカラーフィルタ
を使用することも可能である。

【０１０４】更に、各例の有機ＥＬプリントヘッド２Ａ
〜２Ｆは、発光ドットが千鳥状に配置されるものとして
説明したが、主走査方向に同一色の発光ドットが１列に
並ぶように配置してもよい。また、発光ドットは、主走
査方向に平行に２列形成したものに限らず、２列以上形
成してもよい。

【０１０５】また、各例の有機ＥＬプリントヘッド２Ａ
〜２Ｆは、第１の電極を陽極２２とし、第２の電極を陰
極２８として説明したが、陽極２２と陰極２８を逆転さ
せた構成としてもよい。この場合、有機層の積層構造を
逆転した構成とし、封止部材としての封止キャップ２９
をガラス等の透光性材料で形成する。

【０１０６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、１種類の有機蛍光材料で発光層を形成できるの
で、各色の劣化特性が等しくなり、色調の変化が生じに
くく、色再現性に優れた高画質の画像を安定して得るこ
とができる。

【０１０７】また、露光する記録媒体Ｗの感度特性、使
用する有機蛍光材料の発光スペクトルに合わせてカラー
フィルタの透過率を調整することにより、１プロセスの
露光で高品位のカラープリント画像を形成することがで
きる。

【０１０８】このように、本発明の有機ＥＬプリントヘ
ッドによれば、発光層を１種類の有機蛍光材料で形成す
ることができるので、有機蛍光材料の劣化によるバラツ
キが低減し、ヘッド又は記録媒体を副走査方向に１回移
動させるだけで良好な画質のフルカラー画像を形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による有機ＥＬプリントヘッドを備えた
有機ＥＬプリンタの概略構成図

【図２】本発明による有機ＥＬプリントヘッドの第１の
例を示す平面図

【図３】図２において、発光ドットの部分を主走査方向
に切断して副走査方向から観察した部分拡大断面図

【図４】記録媒体の赤、緑、青の各色の感光材感度特性
の一例を示す図

【図５】カラーフィルタの分光透過率特性の一例を示す
図

【図６】第２の例における有機ＥＬ素子の模式的な断面
図

【図７】第２の例における有機ＥＬ素子の発光スペクト
ルを示す図

【図８】第３の例における有機ＥＬ素子の模式的な断面
図

【図９】第３の例における有機ＥＬ素子の発光スペクト
ルを示す図

【図１０】第４の例における有機ＥＬ素子の模式的な断
面図

【図１１】第４の例における有機ＥＬ素子の発光スペク
トルを示す図

【図１２】第５の例における有機ＥＬ素子の模式的な断
面図

【図１３】第５の例における有機ＥＬ素子の発光スペク
トルを示す図

【図１４】第６の例における有機ＥＬ素子の模式的な断
面図

【図１５】第６の例における有機ＥＬ素子の発光スペク
トルを示す図

【図１６】特開平９−２２６１７２号公報に開示される
有機ＥＬアレイプリントヘッドの構成図

【図１７】同ヘッドの平面図

【図１８】図１７のＡ−Ａ線断面図

【符号の説明】

２…有機ＥＬプリントヘッド、３…発光部、２１…基
板、２２…陽極、２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）…発
光層、２３Ａ，２３Ｂ…発光パターン群、２８（２８
ａ，２８ｂ，２８ｃ）…陰極、３０…カラーフィルタ、
３０ａ…Ｇフィルタ、３０ｂ…Ｒフィルタ、３０ｃ…Ｂ
フィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水幸彦千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式会社内 (72)発明者小堀洋一千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式会社内Ｆターム(参考） 2C162 FA16 FA23 FA36 5C051 AA02 CA06 DA06 DB02 DB04 DB23 DB28 DB31 DC04 DC05 DC07 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透光性を有する第１の
電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層が基板上に
積層形成され、前記発光層の発光によって得られるドッ
ト状の光を記録媒体に選択的に照射して画像を形成する
有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬプリントヘッドにおい
て、前記発光層は、１種類の有機蛍光材料により発光スペク
トルが４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲を含む２以上の発
光パターン群によって構成されており、前記発光層から出射された光を波長の異なるドット状の
光として前記記録媒体側に透過させるカラーフィルタが
前記基板の内面又は外面に配設されていることを特徴と
する有機ＥＬプリントヘッド。
【請求項２】同一の発光パターン群に属する発光層が
主走査方向に沿って配置され、異なる発光パターン群は
副走査方向に沿って配置されていることを特徴とする請
求項１記載の有機ＥＬプリントヘッド。
【請求項３】互いに交差する前記第１の電極と前記第
２の電極の組が２組設けられ、前記記録媒体に照射され
る光の発光スペクトル分布が同一である各組に属する発
光層が主走査方向に沿って千鳥状に配置されるように構
成されたことを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬプリ
ントヘッド。
【請求項４】前記有機層は、トリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウムからなる発光層を有することを特徴と
する請求項１〜３いずれかに記載の有機ＥＬプリントヘ
ッド。
【請求項５】前記有機層は、ホスト材料中に色素をド
ープしてなる発光層を複数有することを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬプリントヘッド。
【請求項６】前記発光層は、トリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウムにルブレンをドープした第１の発光層
と、Ａｌ₂Ｏ（ＯＸＺ）₄にＴＢＡをドープした第２の
発光層を有することを特徴とする請求項５記載の有機Ｅ
Ｌプリントヘッド。
【請求項７】ＴＰＤからなる発光性のホール輸送層
と、ｐ−ＥｔＴＡＺからなる有機層と、トリス（８−キ
ノリノラト）アルミニウムからなる発光性の電子輸送層
と、前記トリス（８−キノリノラト）アルミニウムから
なる電子輸送層の中間に設けられたナイルレッドからな
る発光層とを有することを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の有機ＥＬプリントヘッド。
【請求項８】前記有機層は、ポリマー系有機物質に色
素を分散した発光層を有することを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の有機ＥＬプリントヘッド。
【請求項９】前記ポリマー系有機物質がポリビニール
カルバゾール（ＰＶＫ）であることを特徴とする請求項
８記載の有機ＥＬプリントヘッド。
【請求項１０】前記有機層は、ＺｎＢＴＺ錯体からな
る発光層を有することを特徴とする請求項１〜３のいず
れかに記載の有機ＥＬプリントヘッド。
【請求項１１】可視光に対して７０％以上の透過率を
有する材質のホール注入輸送層を有することを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬプリントヘ
ッド。
【請求項１２】赤緑青の各色の画像信号に応じて前記
記録媒体の同一位置に赤緑青の各色の画像が重なるよう
に素子を制御し、多重露光することによって前記記録媒
体にフルカラー画像を形成することを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬプリントヘッド。