JP2001167874A - 有機ｅｌ発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】有機層に影響がなく、全体的な歩留りが良く、
製造コストが安価で、光プリンタの光源として高品位の
画像を形成できる有機ＥＬ素子を提供する。 【解決手段】フィルム等の透光性基材２の一方の面に、
Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のカラーフィルタ
３を有機ＥＬ発光素子１の発光ドットＲ，Ｇ，Ｂの配設
パターンに合わせて形成する。前記カラーフィルタ３以
外の部分に遮光性部材を形成する。有機ＥＬ発光素子１
は、基板４の上に、透明な陽極５、絶縁層６、ホール注
入層７、ホール輸送層８、発光層９、陰極１０を有す
る。カラーフィルタ３側が基板４の外面に接するよう
に、フィルタ基板２０を有機ＥＬ発光素子１に貼り付け
る。有機ＥＬ層の上に直接カラーフィルタを形成してＥ
Ｌ層を損傷することがない。有機ＥＬ層側とフィルタ側
を別々に製造するので、トータルな歩留りが向上して製
造コストが大幅に低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光プリントヘッド
の光源として応用可能な有機ＥＬ発光素子とその製造方
法に関する。

【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ＥＬプリンタの提案がなされている。光源とし
て有機ＥＬ素子を使用したカラーの光プリントヘッド
が、特開平７−２２６４９号や、特開平７−１２８７４
８号に開示されている。特開平７−１２８７４８号は、
白色光を発するドット状の有機ＥＬ素子と、各ドットの
光路中に配置されたＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを有す
る光書き込みユニットに関するものである。また、特開
平７−２２６４９号に開示された発明は、Ｒ，Ｇ，Ｂの
各色に発光するドット状の発光層を備えた有機ＥＬ素子
と、各ドットからの光をフィルム上に結像させる等倍結
像レンズを有する光書き込みユニットに関するものであ
る。

【０００４】特開平７−１２８７４８号に記載された有
機ＥＬ素子の構造を図１０に示す。基板１００の上面に
所定パターンで陰極１０１が形成されている。陰極１０
１を覆って基板１００の上に有機層１０２が形成されて
いる。有機層１０２は一般に複数層の積層構造からな
り、その中の発光層は白色に発光する。この有機層１０
２の上に、ＩＴＯ等の透光性の陽極１０３が形成されて
いる。陽極１０３の上には陰極１０１のパターンに合わ
せて各色のカラーフィルタ１０４（例えばＲ，Ｇ，Ｂ）
が形成されている。陽極１０３と陰極１０１で挟まれた
有機層１０２の中の発光層が発光し、その白色の光は陽
極１０３を透過した後、カラーフィルタ１０４を通過し
て前方に照射され、各色のドット状の光として図示しな
い記録媒体に到達する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の有機ＥＬ発光素子においては、次のような問題
点がある。

【０００６】前述した特開平７−１２８７４８号に記載
された有機ＥＬ素子では、白色発光する有機層の上に、
ＩＴＯ等からなる陽極を形成し、さらにその上にカラー
フィルタを直接形成している。ところが、有機ＥＬ素子
は大気中の水分の影響を受けやすく、電極の酸化、有機
層の化学的変化等によりその特性が大きく劣化すること
が知られている。

【０００７】フィルタの製造方法としては一般的な印刷
法の他、フォトリソ法なども知られているが、いずれの
方法をとるにしても、上述したような構造では、カラー
フィルタを形成する際に有機層に損傷を与えることが確
実であり、特性劣化は避けられない。現実的には有機Ｅ
Ｌ素子の製造において有機層の上にカラーフィルタを直
接形成することは不可能と考えられる。また、有機ＥＬ
素子の製造において、有機層を形成した後、その上にカ
ラーフィルタを形成する工程をとるということは、全体
的な歩留りを悪化させ、コストを大幅に高くするという
問題も生じさせる。

【０００８】また、前述した特開平７−１２８７４８号
等に記載された有機ＥＬ素子では、全く記載されていな
いが、実用上は、基板１００の上面に積層形成した陰極
１０１、有機層１０２、陽極１０３、各色のカラーフィ
ルタ１０４（例えばＲ，Ｇ，Ｂ）を覆うように、更に透
光性の封止部材（カバー部材）を設ける必要がある。

【０００９】この封止部材を設けた場合、有機層の発光
層から発光された白色光の一部であって、各色のカラー
フィルタ１０４を通過しない光（例えば、各色のカラー
フィルタ１０４の間の間隙から漏れた光 等）が、封止
部材に入射して、封止部材と（有機ＥＬ素子の外部の）
外気との界面で反射を起こす。

【００１０】この反射光の一部は、封止部材の内部で多
数回反射を繰り返しながら減衰してしまうため、問題と
はならない。同様にして、この反射光の一部は、封止部
材の内部で小数回反射を繰り返したのみで十分に減衰さ
れずに有機ＥＬ素子から出射されるが、等倍結像素子の
有効な入射角から外れた角度で入射するため、問題とは
ならない。

【００１１】しかし、この反射光の残りの一部は、反射
の経路によっては、封止部材の内部で小数回反射を繰り
返したのみで十分に減衰される前に有機ＥＬ発光素子か
ら出射され、等倍結像素子の有効な入射角から入射し
て、記録媒体へと出射されてしまう。そして、これらの
反射の光がプリントされてしまい、プリント品位を低下
させるという問題を生じさせる。

【００１２】本発明は以上説明した問題点に鑑みて成さ
れたものであり、有機層に全く影響がなく、全体的な歩
留りが良く、製造コストが安価であり、光プリンタの光
源として使用すれば高い品位の画像を形成できる有機Ｅ
Ｌ素子を提供することを目的としている。

【００１３】また、有機ＥＬ発光素子の構成部材の内部
で反射を繰り返した反射光等によるプリント品位の低下
を低減し、製造コストをほとんど増やさず、更に高品位
のフルカラー画像を形成できる有機ＥＬ素子を提供する
ことを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された有
機ＥＬ発光素子（１，２１，３１，４１）は、基板
（４，ＦＡＰ２４）の内面側に保護容器（容器部１１）
が取り付けられてなる外囲器と、前記外囲器内で前記基
板の内面に設けられた第１電極（陽極５又は陰極１０）
と、前記外囲器内で前記第１電極の上に形成された有機
層（ホール注入層７、ホール輸送層８、発光層９）と、
前記外囲器内で前記有機層の上に形成された第２電極
（陰極１０又は陽極５）と、表面にフィルタ（３）が予
め形成されるとともに前記有機層の発光が観察される前
記外囲器の表示面側に設けられた透光性基材（２）とを
有している。

【００１５】請求項２に記載された有機ＥＬ発光素子
は、請求項１記載の有機ＥＬ発光素子において、前記有
機層（発光層９）の発光が前記基板（４，ＦＡＰ２４）
を通して観察されるように構成され、前記透光性基材
（２）が前記基板の外面に設けられたことを特徴として
いる。

【００１６】請求項３に記載された有機ＥＬ発光素子
は、請求項１記載の有機ＥＬ発光素子において、前記有
機層（発光層９）の発光が前記保護容器（容器部１１）
を通して観察されるように構成され、前記透光性基材
（２）が前記保護容器に設けられたことを特徴としてい
る。

【００１７】請求項４に記載された有機ＥＬ発光素子
は、請求項３記載の有機ＥＬ発光素子において、前記透
光性基材（２）が前記保護容器（容器部１１）の内面に
設けられたことを特徴としている。

【００１８】請求項５に記載された有機ＥＬ発光素子
は、請求項３記載の有機ＥＬ発光素子において、前記透
光性基材（２）が前記保護容器（容器部１１）の外面に
設けられたことを特徴としている。

【００１９】請求項６に記載された有機ＥＬ発光素子
は、請求項１記載の有機ＥＬ発光素子において、等倍結
像素子（１５）からドット状の光を記録媒体に照射して
画像を形成するために、所定のパターンに分割された複
数の発光領域である発光ドット（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を前記有
機層が有しており、前記発光ドットから出て前記フィル
タ（３）に到達したドット状の光の拡散状態（発光の広
がりｄ）に応じて、前記フィルタの形状が設定されてい
ることを特徴としている。

【００２０】請求項７に記載された有機ＥＬ発光素子
は、請求項１記載の有機ＥＬ発光素子において、等倍結
像素子（１５）から複数色のドット状の光を記録媒体に
照射してカラー画像を形成するために、所定のパターン
に分割された複数の発光領域である発光ドット（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）を前記有機層が有しており、前記フィルタ
（３）の分光透過率特性が、前記発光ドットから出る光
のスペクトルと前記記録媒体の感度特性に合わせて設定
されていることを特徴としている。

【００２１】請求項８に記載された有機ＥＬ発光素子
は、請求項１又は２記載の有機ＥＬ発光素子において、
前記基板が、複数の光学ファイバの光軸を互いに平行と
なるように光軸に直交する面内に集積してなるイメージ
伝送部材基板（ＦＡＰ２４）であることを特徴としてい
る。

【００２２】 請求項９に記載された有機ＥＬ発光素子
は、請求項１に記載の有機ＥＬ発光素子において、前記
透光性基材（２）の表面に形成された前記フィルタ
（３）の領域以外の部分に遮光性部材（２６）が設けら
れたことを特徴としている。

【００２３】 請求項１０に記載された有機ＥＬ発光素
子は、請求項９に記載の有機ＥＬ発光素子において、前
記遮光性部材（２６）が、前記透光性基材（２）の前記
フィルタ（３）が形成された側か、又は前記フィルタ
（３）が形成された反対側に設けられたことを特徴とし
ている。

【００２４】 請求項１１に記載された有機ＥＬ発光素
子は、請求項９又は１０に記載の有機ＥＬ発光素子にお
いて、前記フィルタ（３）が、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のフィ
ルタ（３（Ｒ），３（Ｇ），３（Ｂ））からなり、前記
遮光性部材（２６）が、前記Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを積
層して形成されたことを特徴としている。

【００２５】 請求項１２に記載された有機ＥＬ発光素
子の製造方法は、基板（４、又はＦＡＰ２４）の内面側
に保護容器（容器部１１）が取り付けられてなる外囲器
と、前記外囲器内で前記基板の内面に設けられた第１電
極（陽極５又は陰極１０）と、前記外囲器内で前記第１
電極の上に形成された有機層（ホール注入層７、ホール
輸送層８、発光層９）と、前記外囲器内で前記有機層の
上に形成された第２電極（陰極１０又は陽極５）とを有
する有機ＥＬ発光素子本体を形成した後、表面にフィル
タ（３）が形成された透光性基材（２）を、前記有機層
の発光が観察される前記外囲器の表示面側に設けること
を特徴としている。

【００２６】 請求項１３に記載された有機ＥＬ発光素
子の製造方法は、請求項１２に記載の有機ＥＬ発光素子
の製造方法において、前記透光性基材（２）の前記フィ
ルタ（３）が形成された領域以外の部分に遮光性部材
（２６）が予め設けられたことを特徴としている。

【００２７】 請求項１４に記載された有機ＥＬ発光素
子の製造方法は、請求項１３に記載の有機ＥＬ発光素子
の製造方法において、前記遮光性部材（２６）が、前記
透光性基材（２）の前記フィルタ（３）が形成された側
か、又は反対側の表面に予め設けられたことを特徴とし
ている。

【００２８】 請求項１５に記載された有機ＥＬ発光素
子の製造方法は、請求項１３又は１４に記載の有機ＥＬ
発光素子の製造方法において、前記フィルタ（３）が、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のフィルタ（３（Ｒ），３（Ｇ），３
（Ｂ））からなり、前記遮光性部材（２６）が、前記
Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタと同時に被着積層して形成された
ことを特徴としている。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態における有機
ＥＬ発光素子１は、有機ＥＬプリンタの光源である有機
ＥＬプリントヘッドとして使用することができる。本発
明の各例の有機ＥＬ発光素子１は、素子本体を組み立
て、これとは別に透光性基材にフィルタを形成したもの
を用意し、この透光性基材を素子本体に取り付けること
によって製造する。有機ＥＬ発光素子１は、有機層の発
光を有機層が積層された基板を通して観察するタイプ
と、その反対側の容器部の側から観察するタイプの２つ
の種類がある。以下に説明する第１，第２，第５乃至第
７の例は前者であり、第３，第４の例は後者である。

【００３０】図１から図５を参照して第１の例を説明す
る。図１は本例の有機ＥＬ発光素子１の概略平面図であ
る。図２は本例の有機ＥＬ発光素子１の部分拡大断面図
であり、図１中の副走査方向に並んだＲＧＢの３個の発
光ドット近傍を副走査方向に切断して主走査方向から観
察した断面図である。図３は本例の有機ＥＬ発光素子１
を用いた有機ＥＬプリントヘッドにおけるカラーフィル
タ近辺での光路図である。図４は本例の有機ＥＬ発光素
子１を用いて良好な特性が得られるインスタントフィル
ム感光剤の感度特性を示す図である。図５は本例の有機
ＥＬ発光素子１に用いられるカラーフィルタの分光透過
率特性を示す図である。

【００３１】１．フィルタ基板２０の製造 ガラス板、フィルム等の透光性基材２の一方の面に、Ｒ
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のカラーフィルタ３
を例えば一列状又は千鳥状に配置したドット形状や、又
はライン状（線ないし帯状）等のように、後述する有機
ＥＬ発光素子１における発光ドットＲ，Ｇ，Ｂの配設パ
ターンに合わせた所定のパターンで形成する。形成方法
は任意であるが、例えば染色法、顔料分散法、電着法、
印刷法等がある。本例ではカラーフィルタ３には特に機
械的強度が要求されないので、その材質は特に限定しな
い。

【００３２】図３に示すように、カラーフィルタ３の各
色のドット寸法、線幅、ピッチ等は、後述する有機ＥＬ
発光素子１の発光ドットＲ，Ｇ，Ｂのドット寸法、ドッ
トピッチに対応させ、さらに有機ＥＬ発光素子１の基板
４の厚さ、屈折率等を考慮し、等倍結像素子１５（ＳＬ
Ａ、セルフォックレンズアレイ）の有効な入射角から決
定される発光の広がりｄを含んだ寸法で形成される。こ
の発光の広がりｄを考慮しないと、等倍結像素子１５に
隣接する発光ドットから色の異なるドット光が入射して
しまい、良好な色再現性が得られないことになる。

【００３３】例えば、０．１ｍｍ角の正方形状の発光ド
ットの場合、厚さ１．０ｍｍのソーダライムガラス製の
基板を透過してくると、発光の広がりはｄ＝０．０７ｍ
ｍとなることがわかっている。このため、このような条
件でクロストークを生じさせないようにするためには、
カラーフィルタ３のサイズは、０．１＋０．０７×２＝
０．２４（ｍｍ）から０．２４ｍｍ角の正方形状のカラ
ーフィルタ３、又は０．２４ｍｍ以上の線幅を必要とす
ることとなる。

【００３４】また、図４に例示したカラーフィルタの分
光透過率特性は、記録媒体であるインスタントフィルム
の図５に例示するような感度特性と、後述する有機ＥＬ
発光素子１の発光ドットＲ，Ｇ，Ｂで使用される蛍光体
の発光スペクトル特性に合わせて、カラーフィルタ材料
の顔料組成等や形成する膜厚等を適宜に調整し、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設定
したものである。

【００３５】２．有機ＥＬ発光素子１の製造 次に、図１及び図２を参照して本例の有機ＥＬ発光素子
１の構造を説明する。まず、本例の有機ＥＬ発光素子１
の発光ドットの配設パターンを説明する。本例の有機Ｅ
Ｌ発光素子１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色
の光をそれぞれ出射する多数個の発光ドットＲ，Ｇ，Ｂ
を有している。発光ドットＲ，Ｇ，Ｂの配設パターンは
図１に示す通りである。即ち、主走査方向について必要
とされるドットピッチの二倍の間隔で同色の発光ドット
が列を形成しており、これらの３色の発光ドットの主走
査方向の各列が、副走査方向について所定の間隔で並ん
でいる。これと同一のパターン構成の発光ドットの３列
が、副走査方向について隣接し、かつ主走査方向につい
て前記ドットピッチだけずれて配設されている。従っ
て、全体としては、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）、Ｂ（青）の順
序で副走査方向に並んだ３つの発光ドットＲ，Ｇ，Ｂの
組が、主走査方向について千鳥状に並んだパターンとな
っている。

【００３６】次に、上述のような発光ドットパターンを
有する有機ＥＬ発光素子１の電極等の積層構造を説明す
る。ガラス板、フィルム等の透明な基板４の上に、ＩＴ
Ｏ（酸化インジウムと錫の複合酸化物）、ＩＤＩＸＯ
（酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物、出光興産株
式会社の商標）等の表面の仕事関数が４．O ｅＶ以上の
透明導電膜からなる第１の電極としての陽極５を形成す
る。陰極１０は、主走査方向を長手方向とする帯状であ
り、副走査方向に沿って所定間隔で並んだ３本を１組と
し、これが副走査方向に２組並んでいる。

【００３７】各組の３本の陰極１０の上に副走査方向に
沿って絶縁層６を形成する。前述した所定形状の各色の
発光ドットＲ，Ｇ，Ｂが所定の間隔をおいて配置される
ように、絶縁層６には所定形状の窓抜きパターンを形成
する。

【００３８】絶縁層６は、感光性ポリイミド、Ｓｉ
Ｏ_２、ＳｉＮ等をスピンコート法、蒸着法、スパッタ法
等で薄膜に形成する。前述した発光ドットパターンが得
られるように、絶縁層６の一部をフォトリソ法を用いて
パターニングする。

【００３９】発光ドットとなる部分を含む発光エリアの
全体にホール注入層７、ホール輸送層８を抵抗加熱蒸着
法を用いて成膜する。成膜は、発光エリアに対応した抜
きパターンを有する金属マスクを基板４に密着させて行
なう。

【００４０】ホール注入層７、ホール輸送層８には、可
視域に対して透明な材料が好ましく、例えば、ホール注
入層７を構成する物質としてはｍ−ＭＴＤＡＴＡや１−
ＴＮＡＴＡ等がある。ホール輸送層８を構成する物質と
してはＴＰＤやα−ＮＰＤ等がある。

【００４１】発光層９は、発光ドットＲ，Ｇ，Ｂの形状
を区画する絶縁層６のパターンを十分に覆える広さとな
るように、金属マスクを介して抵抗加熱蒸着法を用いて
成膜する。発光層９は、本例の記録媒体であるカラーフ
ィルムの感光剤によってフルカラー画像が形成できるよ
うに、可視域の光の波長について十分に広い発光スペク
トル（少なくとも４５０〜６５０ｎｍ）を有する材料を
使用する。このような材料としてはＡｌｑ_３がある。

【００４２】発光層９は、上記物質に限らず、Ｒ，Ｇ，
Ｂのカラーフィルタ３と組み合わせて赤緑青の発光色が
取り出せればよいので、ポリビニールカルバゾール（Ｐ
ＶＫ）に各種色素を分散してなる、いわゆる色素分散型
の白色発光の有機材料でもよい。または、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を得ても
よい。

【００４３】又、前述したように、各色の発光ドット
Ｒ，Ｇ，Ｂにおける各発光層９を、発光色がそれぞれ赤
緑青である３種類の異なる物質で構成してもよい。

【００４４】発光層９の上に、必要に応じて電子輸送層
を形成する。その材料は、発光層９を構成する物質の特
性に従って決定する。

【００４５】発光層９の上に、第２の電極としての陰極
１０を形成する。陰極１０は、発光層９又は電子輸送層
との界面で電子注入が容易に行われるように仕事関数の
小さい材料で形成する。良好な特性が得られるものとし
ては、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃａ等の単体及びその化合
物、あるいはＡｌ：Ｌｉ，Ｍｇ：Ｉｎ，Ｍｇ：Ａｇ等の
各種合金が使用できる。

【００４６】陰極１０を形成した後、水分を十分に除去
した不活性ガス中において、封止を行い、有機ＥＬ発光
素子１を完成する。即ち、下面側が開放された箱型の容
器部１１を前記雰囲気中にて基板４の上面側に封着して
有機ＥＬ構造を覆う。

【００４７】３．フィルタ基板と有機ＥＬ発光素子１の
組み立て（貼り付け） 図２中に示すように、フィルタ基板の透光性基材２と有
機ＥＬ発光素子１には予め位置決めマーク１２，１３を
形成しておく。両者を位置決めマークによって位置決め
し、固着する。

【００４８】本例では、図２に示すようにフィルタ基板
２０のカラーフィルタ３側が基板４の外面に接するよう
に、フィルタ基板２０を有機ＥＬ発光素子１に貼り付け
る。このようにすれば、カラーフィルタ３側が外側にな
るようにフィルタ基板２０を有機ＥＬ発光素子１に貼り
付ける場合に比べ、発光の広がりからくる各色のクロス
トークを防止する効果がより高い。

【００４９】フィルタ基板２０を有機ＥＬ発光素子１に
固着するためには、各種透明接着剤１４、例えば熱硬化
型エポキシ樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂などが使用
できる。

【００５０】上述したドットパターンの本例の有機ＥＬ
発光素子１によれば、有機ＥＬ発光素子１とカラーフィ
ルム（記録媒体Ｗ）を副走査方向について相対移動し、
この移動に同期して各発光ドットＲ，Ｇ，Ｂを発光させ
れば、カラーフィルム上の主走査方向に沿って各色のド
ット光を前記ドットピッチで連続させて照射することが
できる。よって、カラーの画像データによって各色の発
光ドットを適宜に駆動すれば、カラーフィルム上の同一
ヶ所にＲ，Ｇ，Ｂの各色が多重露光され、カラーフィル
ムに画像データに対応したカラー画像を形成することが
できる。即ち、この有機ＥＬ発光素子１を光源とする光
プリントヘッドであれば、カラーフィルムに対する相対
的な１回の移動によって良好な画質のフルカラー画像を
形成できる。

【００５１】図６及び図７を参照して第２の例を説明す
る。本例は、有機ＥＬ発光素子２１の基板がファイバア
レイプレート２４（以下、ＦＡＰ２４と略称する）から
なる。ＦＡＰ２４は、ステップインデックス型の多成分
系光学ガラスファイバを多数本集束したマルチファイバ
をさらに多段に配列し、ガラス板とガラス板の間に挟み
込んで一体に構成したイメージ伝送部材である。各々の
ファイバが、コアとクラッドの二重構造からなるタイプ
と、クラッドの外周に光吸収層を形成してファイバ間の
クロストークを防いだタイプのものがあり、プリントヘ
ッドとして必要な機能のものを選択できる。

【００５２】図６において、ＦＡＰ２４は主走査方向を
長手方向としており、その中央には集束されたガラスフ
ァイバの領域２５がある。方ラスファイバの光軸は図６
の紙面に対して垂直である。有機ＥＬ発光部は、ガラス
ファイバの領域２５の上に形成される。その他の構成は
第１の例と同一である。

【００５３】このように、ＦＡＰ２４と組み合わせるこ
とにより、第１の例のように等倍結像素子１５と組み合
わせて使用する場合と比較して、光の利用効率が大幅に
よくなるため、消費電力を小さくすることができる。

【００５４】図８を参照して第３の例を説明する。第１
及び第２の例の有機ＥＬ発光素子１、２１は、発光層９
の発光を、基板４、ＦＡＰ２４を通して観察するタイプ
であった。本例の有機ＥＬ発光素子３１及び第４の例の
有機ＥＬ発光素子は、発光層９の発光を基板４とは反対
側の容器部１１の側から観察するタイプ（リバース構
造）である。

【００５５】図８に示すように、基板４の内面側には一
方の電極としての陰極１０が形成されている。陰極１０
はアルミニウム薄膜からなり、所望のパターンで形成さ
れている。陰極１０の上には、発光ドットを区画するた
めの絶縁層６が所定のパターンで形成されている。その
上には発光層９、ホール輸送層８、ホール注入層７が形
成され、ホール注入層７の上には、他方の電極としての
陽極５が所定のパターンで形成されている。陽極５は透
光性導電膜であるＩＴＯによって形成されている。

【００５６】有機ＥＬ発光素子構造が積層形成された基
板４の内面側には、これら有機ＥＬ発光素子構造を覆う
容器部１１が封着されている。容器部１１は下面が開口
された箱型の部材である。有機ＥＬ発光素子構造に対面
する容器部１１の内面には、透光性基材２を有機ＥＬ発
光素子構造に対面させてフィルタ基板２０が固定されて
いる。

【００５７】リバース構造である本例の有機ＥＬ発光素
子３１によれば、基板透過型構造である第１及び第２の
例に比べ、次のような優位性がある。 １）フォトリソプロセスを用いた微細パターンの形成は
有機層上ではできず、ガラス基板４上の電極にしか適用
できない。このため、基板透過型構造ではＩＴＯからな
る陽極５を微細化し、リバース構造ではアルミニウム薄
膜からなる陰極１０を微細化する。しかしながら、ＩＴ
Ｏは微細化すると配線抵抗が大きくなり、低電圧、大電
流密度の有機ＥＬ発光素子１では大きな電圧ドロップが
生じ、輝度ムラが発生してしまう。一方、リバース構造
ではアルミニウム電極であるため配線抵抗が低く、電圧
ドロップによる輝度ムラを抑えることができる。

【００５８】２）容器部１１の内面側にフィルタ基板２
０を固定する構造であるため、基板４側と容器部１１側
を別々に加工して最後に組み立てることができる。

【００５９】３）有機ＥＬ発光素子構造の冷却を基板４
側から効率よく行うことができる。

【００６０】４）陰極１０は活性であり、ＩＴＯは酸化
物で安定である。また、下層との付着力も弱い。このた
め、ダークスポットが生じにくい。

【００６１】図９を参照して第４の例を説明する。本例
の有機ＥＬ発光素子４１もリバース構造である。

【００６２】図９に示すように、有機ＥＬ発光素子構造
は第３の例と同一である。容器部１１の外面には、透光
性基材２を外側にして（カラーフィルタ３を内側にし
て）フィルタ基板２０が固定されている。本例によって
も第３の例と同様の効果が得られる。

【００６３】図１０は、図２に示す第１の例の有機ＥＬ
発光素子の有機層の発光の状態を示す図である。図中の
各種矢印は、有機ＥＬ発光素子１の各発光ドットＲ，
Ｇ，Ｂから出射された各色のドット光の内、主要な光の
経路を示すものである。

【００６４】図中の細い実線の矢印で示すように、有機
ＥＬ発光素子１の各発光ドットＲ，Ｇ，Ｂから出射され
た各色のドット光は、所定の拡がりを有しながら、その
大部分が基板４及びカラーフィルタ３を通過して透光性
基材２から有機ＥＬ発光素子１の外部へ出射される。

【００６５】 ここで、各色のドット光の内、カラー
フィルタ３を通過した光、即ちカラーフィルタ３で十分
に減衰された光は、これ以降、有機ＥＬ発光素子１の内
部で反射を繰り返しながら有機ＥＬ発光素子１の外部に
出射された場合でも、プリント品位等にほとんど影響を
及ぼすことはなく、特に問題とはならない。

【００６６】 また、図中の細い点線の矢印で示すよ
うに、各色のドット光の一部であって、且つカラーフィ
ルタ３を通過しない光、即ちカラーフィルタ３で十分に
減衰されていない光は、（ａ）基板４とカラーフィルタ
３又は各種透明接着剤１４との界面で反射する。また、
（ｂ）カラーフィルタ３又は各種透明接着剤１４と透光
性基材２との界面で反射する。同様にして、（ｃ）透光
性基材２と（有機ＥＬ発光素子１の外部の）外気との界
面で反射することとなる。

【００６７】 これらの反射光の一部は、基板４の内
部や各種透明接着剤１４の内部若しくは透光性基材２の
内部でそれぞれ多数回反射を繰り返しながら減衰してし
まう。即ち多数回反射を繰り返した反射光は、カラーフ
ィルタ３で十分に減衰された光と同様に、ほとんど問題
とはならない。

【００６８】 同様にして、これらの反射光の一部、
即ち図中の太い実線の矢印で示したものの一部は、基板
４の内部や各種透明接着剤１４の内部若しくは透光性基
材２の内部でそれぞれ少数回反射を繰り返したのみで十
分に減衰されていなくとも、等倍結像素子１５の有効な
入射角から外れてしまい、問題とはならない。

【００６９】 しかし、これらの反射光の残りの一
部、即ち図中の太い実線の矢印で示したものの他の一部
は、反射の経路によっては、十分に減衰される前に、カ
ラーフィルタ３を透過しないで有機ＥＬ発光素子１から
出射され、且つ等倍結像素子１５の有効な入射角から入
射して、カラーフィルム（記録媒体Ｗ）へと出射されて
しまう。そして、これらの反射の光がプリントされてし
まい、プリント品位が低下する可能性がある。

【００７０】この問題点については、図８及び図９に示
す第３及び第４の例の有機ＥＬ発光素子についても、同
様である。

【００７１】また、図７に示す第２の例の有機ＥＬ発光
素子は、ＦＡＰ２４を用いている。通常の基板４を用い
た場合に比べて、ＦＡＰ２４を用いた場合には、入射し
た光は光はほとんど拡散することなくフィルタ３側に出
射されるため、ＦＡＰ２４の内部で繰り返し反射した反
射光をほとんど考慮する必要がない。しかし、（ｂ）カ
ラーフィルタ３又は各種透明接着剤１４と透光性基材２
との界面で反射する点、及び（ｃ）透光性基材２と（有
機ＥＬ発光素子１の外部の）外気との界面で反射する点
については、同様である。

【００７２】そこで、図１１から図１３を参照して、有
機ＥＬ発光素子の内部（基板４の内部や各種透明接着剤
１４の内部若しくは透光性基材２の内部で反射を繰り返
した反射光などによるプリント品位の低下を低減し、よ
り高品位のフルカラー画像を形成するための有機ＥＬ発
光素子構造を説明する。

【００７３】まず、図１１を参照して第５の例を説明す
る。図１１に示すように、有機ＥＬ発光素子構造は第１
の例と同一である。本例は、有機ＥＬ発光素子５１の透
光性基材２の一方の面に形成したＲ（赤），Ｇ（緑），
Ｂ（青）の各色のカラーフィルタ３が形成された領域以
外の領域（各色のカラーフィルタ３の間（透光性基材２
の表面）の領域。各色のカラーフィルタ３に一部重なる
ことを含む）に、ブラックマトリクス等の遮光性フィル
タからなる遮光性部材２６が形成されている。

【００７４】遮光性部材２６は、光透過率の低い膜なら
材質は問わないが、低反射である黒色系の黒鉛膜や酸化
クロム膜などが好ましい。この場合、第１の例のフィル
タ基板２０の製造において、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の各色のカラーフィルタ３を形成する工程に加
え、遮光性フィルタを形成する工程が必要となる。尚、
遮光性部材２６は、基板４上の所定領域のみに設けても
良いが、基板４上の全面に設けることが好ましい。

【００７５】また、遮光性部材２６を、Ｒ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の各色のカラーフィルタ３を重ねるこ
とで形成すれば、別途必要となる遮光部材の形成プロセ
スが省略できて、製造工程上も効果的である。この場
合、第１の例のフィルタ基板２０の製造において、Ｒ
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のカラーフィルタ３
を形成する各々の工程で、各色のカラーフィルタ３を形
成する部分に加え、遮光性フィルタを形成する部分にも
同時に各色のカラーフィルタ３を形成しておく。そうす
ることで、遮光性フィルタを形成する領域には、各色の
カラーフィルタ３が３層積層されることになり、遮光作
用を生じる。

【００７６】この遮光性部材２６を設けることで、本例
は第１の例に比べて、特に基板４の内部及び透光性基材
２の内部（勿論、各種透明接着剤１４が存在しないた
め、各種透明接着剤１４の内部での反射光の問題はなく
なる）で反射を繰り返した反射光によるプリント品位の
低下をより低減することが可能である。

【００７７】図１２を参照して第６の例を説明する。図
１２に示すように、有機ＥＬ発光素子構造は第１の例及
び第５の例と同一である。また、有機ＥＬ発光素子の透
光性基材２の一方の面に形成したＲ（赤），Ｇ（緑），
Ｂ（青）の各色のカラーフィルタ３が形成された領域以
外の領域に、ブラックマトリクス等の遮光性フィルタか
らなる遮光性部材２６が形成した構造は第５の例と同一
である。

【００７８】本例は、有機ＥＬ発光素子５２の透光性基
材２の一方の面に形成したＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の各色のカラーフィルタ３が形成された領域以外
の領域に、ブラックマトリクス等の遮光性フィルタから
なる第１の遮光性部材２６（１）が形成されており、そ
の配設位置に対応した透光性基材２の他方の面に、更に
第２の遮光性部材２６（２）を形成している。

【００７９】ここで、第２の遮光性部材２６（２）の形
状は、第１の遮光性部材２６（１）と透光性基材２の断
面長手方向を軸として対称形状としたが、有機層からの
発光の拡がり及び等倍結像素子１５の入射角を考慮し
て、適宜変更可能である。尚、遮光性部材２６は、基板
４上の所定領域のみに設けても良いが、基板４上の全面
に設けることが好ましい。

【００８０】第５の例と同様にして、遮光性部材２６
（１）及び２６（２）は、光透過率の低い膜なら材質は
問わないが、低反射である黒色系の黒鉛膜や酸化クロム
膜などが好ましい。この場合、第１の例のフィルタ基板
２０の製造において、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の
各色のカラーフィルタ３を形成する工程に加え、第１及
び第２の遮光性フィルタ２６（１）及び２６（２）を形
成する２つの工程が必要となる。ここで、第１の遮光性
部材２６（１）を形成する工程は、第５の例と同様にし
て、遮光性部材２６を、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）
の各色のカラーフィルタ３を重ねることで形成すれば、
省略可能である。また、第２の遮光性部材２６（２）を
形成する工程は、１種類の遮光性フィルタで形成すれ
ば、最小限の工程の追加で済ますことができる。

【００８１】２つの遮光性部材２６（１），２６（２）
を設けることで、本例は第５の例に比べて、遮光性部材
２６（１）で遮光できなかった反射光、即ち基板４の内
部及び透光性基材２の内部で反射を繰り返した反射光に
よるプリント品位の低下をほぼ完全になくすことが可能
である。

【００８２】尚、第５の例及び第６の例に示す遮光性部
材の構造については、リバース構造である本例の有機Ｅ
Ｌ発光素子の第３の例及び第４の例にそのまま適用可能
である。

【００８３】図１３を参照して第７の例を説明する。図
１３に示すように、有機ＥＬ発光素子構造は第２の例と
同一である。本例は、有機ＥＬ発光素子６１の透光性基
材２の一方の面に形成したＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の各色のカラーフィルタ３が形成された領域以外
の領域に対応する透光性基材２の他方の面に、ブラック
マトリクス等の遮光性フィルタからなる遮光性部材２６
を形成している。

【００８４】ここで、遮光性部材２６の形状は、有機層
からの発光の拡がり及び等倍結像素子１５の入射角を考
慮して、適宜変更可能である。尚、遮光性部材２６は、
基板４上の所定領域のみに設けても良いが、基板４上の
全面に設けることが好ましい。

【００８５】この遮光性部材２６を設けることで、本例
は第２の例に比べて、特に透光性基材２の内部で反射を
繰り返した反射光によるプリント品位の低下をより低減
することが可能である。

【００８６】尚、通常の基板４を用いた場合に比べて、
ＦＡＰ２４を用いた場合には、ＦＡＰ２４内部での反射
による反射光をほとんど考慮する必要がない。このた
め、カラーフィルタ３と同一面側に、遮光性部材２６を
設けなくとも特に問題はない。但し、必要に応じて、有
機ＥＬ発光素子６１の透光性基材２の一方の面に形成し
たＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のカラーフィル
タ３が形成された領域以外の領域に対応した領域に、ブ
ラックマトリクス等の遮光性フィルタからなる遮光性部
材２６を形成しても良い。

【００８７】以上説明した有機ＥＬ発光素子１，２１，
３１，４１は光プリンタの書き込みヘッドの光源として
使用することができる。この光プリンタは、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できる。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。

【００８８】

【発明の効果】本発明の有機ＥＬ発光素子によれば、表
面にフィルタが設けられた透光性基材を、有機ＥＬ発光
素子の外囲器の表示面側に設けたので、次のような効果
が得られる。

【００８９】１）有機ＥＬ層の上に直接カラーフィルタ
を形成しようとする場合、印刷法にしろ、フォトリソ法
にしろ、ＥＬ層に与える損傷が大きく、極めて大きな特
性劣化（輝度低下、ダークスポット、発光ムラ等）を招
いてしまった。これに対し、本発明では、有機ＥＬ、フ
ィルタ基板共にそれぞれ個別に製造できるので、ＥＬ素
子部分に全く影響を与えることなくフルカラーの有機Ｅ
Ｌ発光素子が実現できた。

【００９０】２）有機ＥＬ層側とフィルタ側をそれぞれ
別々に製造できるので、トータルな歩留りを上げること
ができ、製造コストを大幅に下げることができる。

【００９１】３）インスタントフィルム等の記録媒体の
感度特性と、有機ＥＬ発光素子の蛍光体の発光スペクト
ル特性に合わせて、カラーフィルタの分光透過率特性を
調整できるので、光プリンタの光源として使用した場合
には一回の露光で高品位のフルカラー画像を形成でき
る。

【００９２】更に、遮光性部材を形成した本発明の有機
ＥＬ発光素子によれば、次のような効果が得られる。

【００９３】４）遮光性部材を１層形成すると、有機Ｅ
Ｌ発光素子の構成部材である基板の内部や各種透明接着
剤の内部若しくは透光性基材の内部で反射を繰り返した
反射光などによるプリント品位の低下をより低減できる
ので、更に高品位のフルカラー画像を形成できる。

【００９４】５）遮光性部材を２層形成すると、有機Ｅ
Ｌ発光素子の構成部材である基板の内部や各種透明接着
剤の内部若しくは透光性基材の内部で反射を繰り返した
反射光などによるプリント品位の低下をほぼ完全になく
すことができるので、更に高品位のフルカラー画像を形
成できる。

【００９５】６）遮光性部材を、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のフ
ィルタを積層して形成できるので、更なる製造工程の追
加をすることなく、且つ製造コストをほとんど増やさず
に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ発光素子の第１の例における
電極構造の概略を示す模式的な平面図である。

【図２】図１中の副走査方向に並んだＲＧＢの３個の発
光ドット近傍を副走査方向に切断して主走査方向から観
察した断面図である。

【図３】本例の有機ＥＬ発光素子における発光ドットと
カラーフィルタと等倍結像素子の光学的関係を模式的に
示す図である。

【図４】本例の有機ＥＬ発光素子を用いて良好な特性が
得られるインスタントフィルム感光剤の感度特性を示す
図である。

【図５】本例の有機ＥＬ発光素子に用いられるカラーフ
ィルタ３の分光透過率特性を示す図である。

【図６】本発明の有機ＥＬ発光素子の第２の例における
電極構造の概略を示す模式的な平面図である。

【図７】図６中の副走査方向に並んだＲＧＢの３個の発
光ドット近傍を副走査方向に切断して主走査方向から観
察した断面図である。

【図８】本発明の有機ＥＬ発光素子の第３の例において
副走査方向に並んだＲＧＢの３個の発光ドット近傍を副
走査方向に切断して主走査方向から観察した断面図であ
る。

【図９】本発明の有機ＥＬ発光素子の第４の例において
副走査方向に並んだＲＧＢの３個の発光ドット近傍を副
走査方向に切断して主走査方向から観察した断面図であ
る。

【図１０】図２に示す本発明の有機ＥＬ発光素子の第１
の例の有機層の発光の状態を示す図である。

【図１１】本発明の有機ＥＬ発光素子の第５の例におい
て副走査方向に並んだＲＧＢの３個の発光ドット近傍を
副走査方向に切断して主走査方向から観察した断面図で
ある。

【図１２】本発明の有機ＥＬ発光素子の第６の例におい
て副走査方向に並んだＲＧＢの３個の発光ドット近傍を
副走査方向に切断して主走査方向から観察した断面図で
ある。

【図１３】本発明の有機ＥＬ発光素子の第７の例におい
て副走査方向に並んだＲＧＢの３個の発光ドット近傍を
副走査方向に切断して主走査方向から観察した断面図で
ある。

【図１４】従来の有機ＥＬ発光素子の断面図である。

【符号の説明】

１，２１，３１，４１…有機ＥＬ発光素子、２…透光性
基材、３…フィルタ、４…基板、５…陽極、７…有機層
としてのホール注入層、８…有機層としてのホール輸送
層、９…有機層としての発光層、１０…陰極、１１…保
護容器としての容器部、１５…等倍結像素子、２０…フ
ィルタ基板、２４…基板としてのファイバアレイプレー
ト（ＦＡＰ）、２６…遮光性部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB03 AB04 AB05 AB18 BB01 BB06 CA01 CA06 CB01 CB03 DA00 DB03 EB00 FA01 FA02

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の内面側に保護容器が取り付けられ
   てなる外囲器と、前記外囲器内で前記基板の内面に設け
   られた第１電極と、前記外囲器内で前記第１電極の上に
   形成された有機層と、前記外囲器内で前記有機層の上に
   形成された第２電極と、表面にフィルタが予め形成され
   るとともに前記有機層の発光が観察される前記外囲器の
   表示面側に設けられた透光性基材とを有する有機ＥＬ発
   光素子。
2. 【請求項２】 前記有機層の発光が前記基板を通して観
   察されるように構成され、前記透光性基材が前記基板の
   外面に設けられたことを特徴とする請求項１記載の有機
   ＥＬ発光素子。
3. 【請求項３】 前記有機層の発光が前記保護容器を通し
   て観察されるように構成され、前記透光性基材が前記保
   護容器に設けられたことを特徴とする請求項１記載の有
   機ＥＬ発光素子。
4. 【請求項４】 前記透光性基材が前記保護容器の内面に
   設けられたことを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ発
   光素子。
5. 【請求項５】 前記透光性基材が前記保護容器の外面に
   設けられたことを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ発
   光素子。
6. 【請求項６】 等倍結像素子からドット状の光を記録媒
   体に照射して画像を形成するために、所定のパターンに
   分割された複数の発光領域である発光ドットを前記有機
   層が有しており、 前記発光ドットから出て前記フィルタに到達したドット
   状の光の拡散状態に応じて、前記フィルタの形状が設定
   されていることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ発
   光素子。
7. 【請求項７】 等倍結像素子から複数色のドット状の光
   を記録媒体に照射してカラー画像を形成するために、所
   定のパターンに分割された複数の発光領域である発光ド
   ットを前記有機層が有しており、 前記フィルタの分光透過率特性が、前記発光ドットから
   出る光のスペクトルと前記記録媒体の感度特性に合わせ
   て設定されていることを特徴とする請求項１記載の有機
   ＥＬ発光素子。
8. 【請求項８】 前記基板が、複数の光学ファイバの光軸
   を互いに平行となるように光軸に直交する面内に集積し
   てなるイメージ伝送部材基板であることを特徴とする請
   求項１又は２記載の有機ＥＬ発光素子。
9. 【請求項９】 前記透光性基材の表面に形成された前記
   フィルタの領域以外の部分に遮光性部材が設けられたこ
   とを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ発光素子。
10. 【請求項１０】 前記遮光性部材が、前記透光性基材の
    前記フィルタが形成された側か、又は前記フィルタが形
    成された反対側に設けられたことを特徴とする請求項９
    記載の有機ＥＬ発光素子。
11. 【請求項１１】 前記フィルタが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の
    フィルタからなり、前記遮光性部材が、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ
    のフィルタを積層して形成されたことを特徴とする請求
    項９又は１０記載の有機ＥＬ発光素子。
12. 【請求項１２】 基板の内面側に保護容器が取り付けら
    れてなる外囲器と、前記外囲器内で前記基板の内面に設
    けられた第１電極と、前記外囲器内で前記第１電極の上
    に形成された有機層と、前記外囲器内で前記有機層の上
    に形成された第２電極とを有する有機ＥＬ発光素子本体
    を形成した後、 表面にフィルタが形成された透光性基材を、前記有機層
    の発光が観察される前記外囲器の表示面側に設けること
    を特徴とする有機ＥＬ発光素子の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記透光性基材の前記フィルタが形成
    された領域以外の部分に遮光性部材が予め設けられたこ
    とを特徴とする請求項１２記載の有機ＥＬ発光素子の製
    造方法。
14. 【請求項１４】 前記遮光性部材が、前記透光性基材の
    前記フィルタが形成された側か、又は反対側の表面に予
    め設けられたことを特徴とする請求項１３記載の有機Ｅ
    Ｌ発光素子の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記フィルタが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の
    フィルタからなり、前記遮光性部材が、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ
    のフィルタと同時に被着積層して形成されたことを特徴
    とする請求項１３又は１４記載の有機ＥＬ発光素子の製
    造方法。