JP2001347701A

JP2001347701A - 露光装置

Info

Publication number: JP2001347701A
Application number: JP2000173431A
Authority: JP
Inventors: Kazunobu Ookubo; 和展大久保
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2001-12-18
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: JP4373581B2

Abstract

(57)【要約】【課題】装置全体の小型化を図るとともに、有機ＥＬ
素子が発する光を効率的に利用する。【解決手段】有機ＥＬ素子１１からの光を反射面２３
で全反射し、光の進行方向を変えて露光を行うので、有
機ＥＬ素子１１の配置位置の自由度が大きくなる。この
結果、有機ＥＬ素子１１を形成する位置の自由度が広が
り、装置の小型化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置に係り、
特に有機エレクトロルミネセント素子（以下、「有機Ｅ
Ｌ素子」という。）を用いて感光体を露光する露光装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】有機Ｅ
Ｌ素子は蛍光体の有機発光材料に電圧が加えられたとき
に発光するものであり、この有機ＥＬ素子の発光を利用
して感光体を露光する露光装置が提案されている。例え
ば、有機ＥＬ素子を１次元のアレイ状に配列した有機Ｅ
Ｌ素子アレイ光源を備え、この光源の発する光を感光体
に露光する露光装置が提案されている。

【０００３】しかし、このような露光装置は、有機ＥＬ
素子アレイ光源が大きくなってしまうことから、その光
を結像するためのセルフォックレンズアレイ（以下、
「ＳＬＡ」という。）も大きくなり、装置全体が大型に
なる問題がある。

【０００４】また、従来では、有機ＥＬ素子を高デュー
ティ（≒１００％）で駆動する時の配線パターンの引き
回しが複雑になっており、その配線パターンの簡略化に
応じて小型化を図ることも考えられる。さらに、今まで
以上に有機ＥＬ素子の発する光の利用効率を向上させる
必要もある。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解消するため
に提案されたものであり、装置全体の小型化を図るとと
もに、有機ＥＬ素子が発する光を効率的に利用すること
ができる露光装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光透過性を有し、素子形成面から入射された光を光出射
面方向に反射する反射面が形成された基板と、前記基板
の素子形成面上に、アレイ状に配列された複数の有機電
界発光素子と、を備え、前記基板の光出射面から出射さ
れた光で感光体を露光するものである。

【０００７】有機電界発光素子は、素子形成面から基板
の内部に向かって光を発する。その光の進行方向には、
光を全反射する反射面が形成されている。この反射面
は、素子形成面に対して４５度の角度を成しているのが
好ましいが、３０度から６０度の角度を成していればよ
い。そして、反射面で反射された光は、基板の光出射面
を介して外部に出力され、感光体を露光する。このよう
に反射面を用いて光の経路を変えることで、有機電界発
光素子の設置位置の自由度が広がり、装置の小型化を図
ることができる。なお、反射面は、基板の内部に設けら
れているものに限らず、基板と空気層との境界であって
もよい。

【０００８】前記基板の反射面は、請求項２記載のよう
に、基板の屈折率より小さい媒体との境界面、または光
を反射する反射部材が形成されている面によって形成さ
れるのが好ましい。

【０００９】さらに、請求項３記載のように、前記基板
から出射された光を感光体上に集光させるレンズを更に
備えてもよい。ここにいうレンズは、セルフォックレン
ズアレイであってもよい。

【００１０】前記有機電界発光素子は、請求項４記載の
ように、前記基板の素子形成面に、２以上の色相の光を
発する有機化合物層を積層して形成されてもよい。

【００１１】請求項５記載の発明は、厚さ方向に光透過
性の矩形状基板が複数積層され、各矩形状基板の主面か
ら入射された光を端面方向に反射する反射面が形成され
た光透過部材と、前記各矩形状基板の主面上にアレイ状
に配列された各々異なる色相の光を発光する複数の有機
電界発光素子と、を備え、前記各矩形状基板の端面から
出射された光で感光体を露光するものである。

【００１２】前記矩形状基板は、請求項１に記載された
基板を矩形状に形成したものである。このとき、前記矩
形状基板の主面、端面は、ぞれぞれ請求項１に記載され
た素子形成面、光出射面に相当する。したがって、矩形
状基板には、その主面上にアレイ状に配列された複数の
有機電界発光素子が形成されている。矩形状基板に形成
されている反射面は、有機電界発光素子からの光をその
端面方向に反射する。光透過部材はこのような矩形状基
板が複数積層して構成されていることから、小型化が図
られている。

【００１３】また、請求項６記載のように、前記各矩形
状基板の光出射面に設けられる透明基板を更に備え、前
記各矩形状基板を固定するための接着層を各矩形状基板
間に形成してもよい。

【００１４】さらに、請求項７記載のように、前記複数
の有機電界発光素子の電極にそれぞれ接続され、前記各
矩形状基板の主面に前記有機電界発光素子の配列方向と
交差する方向に配列された複数の配線を更に備えてもよ
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１６】図１に示すように、本実施の形態に係る露
光装置１は、赤色，緑色，青色の光をそれぞれ発光する
有機電界発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」という。）
アレイ光源１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）と、有機Ｅ
Ｌ素子アレイ光源１０からの光を感光体４０上に集光す
るセルフォックレンズアレイ（以下、「ＳＬＡ」とい
う。）３０とを備えている。有機ＥＬ素子アレイ光源１
０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を
発光し、それぞれ後述する有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１
Ｇ，１１Ｂを備えている。有機ＥＬ素子アレイ光源１０
は、図２に示すように、有機ＥＬ素子１１が形成された
基板２０から構成されている。

【００１７】（有機ＥＬ素子１１の構成）図３に示すよ
うに、基板２０上には、陽極としての透明電極１２、発
光層を含む有機化合物層１３、陰極としての金属電極１
４が順次積層されて有機ＥＬ素子１１が形成されてい
る。この有機ＥＬ素子１１は、例えばステンレス製缶等
の封止部材１６により覆われている。封止部材１６の縁
部と基板２０とが接着剤層１７により接着されて、乾燥
窒素ガスで置換された封止部材１６内に有機ＥＬ素子１
１が封止されている。この有機ＥＬ素子１１の透明電極
１２と金属電極１４との間に所定電圧が印加されると、
有機化合物層１３に含まれる発光層が発光し、発光光が
透明電極１２及び基板２０を介して取り出される。

【００１８】陽極である透明電極１２は、４００ｎｍ〜
７００ｎｍの可視光の波長領域において、少なくとも５
０パーセント以上、好ましくは７０パーセント以上の光
透過率を有するものが好ましい。透明電極１２を構成す
るための材料としては、酸化錫、酸化錫インジウム（Ｉ
ＴＯ）、酸化亜鉛インジウムなどの透明電極材料として
公知の化合物のほか、金や白金など仕事関数が大きい金
属からなる薄膜を用いてもよい。また、ポリアニリン、
ポリチオフェン、ポリピロールまたはこれらの誘導体な
どの有機化合物でもよい。透明導電膜については、沢田
豊監修「透明導電膜の新展開」シーエムシー刊（１９９
９年）に詳細に記載されており、本発明に適用すること
ができる。また、透明電極１２は、真空蒸着法、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法などにより、基板
２０上に形成することができる。

【００１９】有機化合物層１３は、発光層のみからなる
単層構造であってもよいし、発光層の外に、ホール注入
層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層等のその他
の層を適宜有する積層構造であってもよい。有機化合物
層１３の具体的な構成（電極を含む。）としては、陽極
／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／
陰極、陽極／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／ホール
輸送層／発光層／電子輸送層／陰極などが挙げられる。
また、発光層、ホール輸送層、ホール注入層、電子注入
層を複数設けてもよい。

【００２０】陰極である金属電極１４は、仕事関数の低
いＬｉ、Ｋなどのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａなどのアル
カリ土類金属、及びこれらの金属とＡｇやＡｌなどとの
合金や混合物等の金属材料から形成されるのが好まし
い。陰極における保存安定性と電子注入性とを両立させ
るために、上記材料で形成した電極を仕事関数が大きく
導電性の高いＡｇ、Ａｌ、Ａｕなどで更に被覆してもよ
い。なお、金属電極１４も透明電極１２と同様に、真空
蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの公
知の方法で形成することができる。

【００２１】（基板２０の構成）基板２０は、図２に示
すように、厚さｔの板状に形成され、有機ＥＬ素子１１
が形成されている透明部材２１と、この透明部材２１に
接合すると共に有機ＥＬ素子１１の配線１８が形成され
ている配線用部材２２とで構成されている。

【００２２】透明部材２１は、断面が略三角形の三角柱
状に形成されている。この透明部材２１の各側面は、配
線用部材２２に接する面である反射面２３と、有機ＥＬ
素子１１が形成されている素子形成面２４と、有機ＥＬ
素子１１が発する光が外部に射出される光出射面２５と
して作用する。反射面２３は、素子形成面２４に対して
４５度の角度を成すように形成され、素子形成面２４か
らの光を光出射面２５方向に反射する。光出射面２５
は、素子形成面２４に対して９０度の角度を成すように
形成されている。

【００２３】透明部材２１の素子形成面２４には、長さ
方向に、有機ＥＬ素子１１がアレイ状に配列され、これ
らの各有機ＥＬ素子１１を覆うように図３で示した封止
部材１６が形成されている。

【００２４】配線用部材２２には、その側面に沿って複
数の配線１８が形成されている。各配線１８は、透明部
材２１上に形成されている各有機ＥＬ素子１１の透明電
極１２を延長したものであり、それぞれ平行になるよう
に配置されている。

【００２５】反射面２３は、素子形成面２４からの光を
光出射面２５方向に反射するものであれば特に限定され
るものではないが、例えば以下のようにして形成されて
いる。

【００２６】例えば図４に示すように、透明部材２１は
屈折率ｎ１の媒質で構成され、配線用部材２２は屈折率
ｎ２（＜ｎ１）の光を透過する媒質で構成されている。
このとき、有機ＥＬ素子１１が発する光は、透明部材２
１と配線用部材２２の境界で反射し、光出射面２５方向
に進む。すなわち、透明部材２１と配線用部材２２の境
界が反射面２３を構成する。

【００２７】また、図５に示すように、透明部材２１と
配線用部材２２が屈折率ｎ２の媒質で構成されていると
きは、透明部材２１にイオン注入をして、透明部材２１
の屈折率をｎ１にしてもよい。

【００２８】また、図６に示すように透明部材２１又は
配線用部材２２の接合面に反射コーティングを施した
り、透明部材２１と配線用部材２２の間に反射部材を挟
み込んで反射面２３を構成してもよい。

【００２９】さらに、図７に示すように、透明部材２１
と配線用部材２２の間に空気層を形成してもよい。この
とき、透明部材２１の媒質の屈折率よりも空気の屈折率
の方が小さい。したがって、有機ＥＬ素子１１が発する
光は、透明部材２１と空気層の境界で全反射する。すな
わち、透明部材２１と空気層が、反射面２３として作用
する。なお、透明部材２１と空気層で反射面２３が構成
されるので、配線用部材２２はなくてもよい。

【００３０】また、図８に示すように、配線用部材２２
を光を全反射する材質で構成してもよい。これにより、
透明部材２１と接触する配線用部材２２の面が反射面２
３となる。

【００３１】以上のように、露光装置１は、有機ＥＬ素
子１１からの光を反射面２３で全反射し、光の進行方向
を変えて露光を行うので、有機ＥＬ素子１１の配置位置
の自由度が大きくなり、この結果、図１に示すように各
有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒから有機ＥＬ素子アレイ
光源１０Ｂまでの幅を（３ｔ＋α）にすることができ
る。すなわち、各有機ＥＬ素子アレイ光源１０の間隔が
α／２で済むので、これに伴ってＳＬＡ３０の外形も小
さくすることができ、この結果、装置全体の小型化を図
ることができる。

【００３２】また、露光装置１は、有機ＥＬ素子１１の
配線を形成するための配線用部材２２を備えているの
で、複雑な配線の引き回しを行うことなく容易にその配
線を設計することができる。さらに、図９に示すよう
に、各有機ＥＬ素子アレイ光源１０の高さを変えること
もできる。これにより、配線１８と他の配線１９との接
続を容易に行うことができる。

【００３３】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ず、以下のように構成されていてもよい。なお、以下の
説明では、上述した実施の形態と同じ部位については同
じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

【００３４】基板２０の反射面２３は、素子形成面２４
に対して４５度の角度を成すように形成されているが、
３０度から６０度の範囲内の角度を成すように形成され
ていてもよい。また、図１０に示すように、反射面２３
を凹面鏡にして、有機ＥＬ素子１１の発する光が感光体
上で集光するようにしてもよい。

【００３５】光出射面２５は、素子形成面２４に対して
９０度の角度を成す形成されているが、６０度から１２
０度の範囲内の角度を成すように形成されていてもよ
い。また、光出射面２５を凸面状にしたり、光出射面２
５に凸レンズを設けることによって、有機ＥＬ素子１１
の発する光が感光体上で集光するようにしてもよい。こ
れにより、感光体の露光を効率的に行うことができる。

【００３６】（有機ＥＬ素子アレイ光源１０の他の構
成）有機ＥＬ素子アレイ光源１０としては、以下に説明
するような構成でもよい。なお、以下の説明では、各有
機ＥＬ素子１１が発光する色は特に限定されず、有機Ｅ
Ｌ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの配置位置は互いに入れ
替えてもよい。

【００３７】例えば図１１に示すように、図１に示した
有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇを２つ貼り合わ
せたような構成でもよい。具体的には、有機ＥＬ素子ア
レイ光源１０Ｒの素子形成面２４Ｒの反対側の面と、有
機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｇの素子形成面２４Ｇの反対
側の面とが貼り合わされている。これにより、有機ＥＬ
素子アレイ光源１０Ｒと有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｇ
の間に隙間を設けなくても済むので、装置の小型化を図
ることができる。

【００３８】また、図１２に示すように、直方体状の透
明な媒質で形成された直方体基板６０に対して、相対す
る側面（素子形成面２４Ｒ，２４Ｇ）にそれぞれ有機Ｅ
Ｌ素子１１Ｒ，１１Ｇを設けてもよい。直方体基板６０
の他の側面であって、素子形成面２４Ｒ，２４Ｇにそれ
ぞれ９０度の角度を成す側面には、有機ＥＬ素子１１Ｂ
が形成されている。

【００３９】直方体基板６０内には、有機ＥＬ素子１１
Ｒ，１１Ｇからの光を光出射面２５（２５Ｒ，２５Ｇ）
方向に反射する反射面２３Ｒ，２３Ｇが設けられてい
る。反射面２３Ｒは、素子形成面２４Ｒ及び光出射面２
５Ｒに対して４５度の角度を成すように配置されてい
る。反射面２３Ｇは、素子形成面２４Ｇ及び光出射面２
５Ｇに対して４５度の角度を成すように配置されてい
る。反射面２３Ｒと反射面２３Ｇは、最も近い箇所であ
っても透明媒質を挟んで所定の隔たりが設けられてい
る。

【００４０】このような構成により、有機ＥＬ素子１１
Ｂが発する青色の光は、直方体基板６０の内部を透過し
ながら光出射面２５方向に進み、そのまま反射面２３
Ｒ，２３Ｇの間を抜けて外部に出力される。すなわち、
有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの光は、それぞれ
同じ方向に向かって直方体基板６０の外部に出力され
る。

【００４１】このようにして、有機ＥＬ素子１１Ｒ，１
１Ｇ，１１Ｂが形成された直方体基板６０は、図１に示
した有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに
比べて小型化を図ることができる。これに応じてＳＬＡ
も小型化することができるので、この結果、装置全体を
小型化することができる。

【００４２】さらに、例えば図１３に示すように、赤
色、緑色、青色の光をそれぞれ発する有機ＥＬ素子１１
Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを積層配置してもよい。これによ
り、有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが発する３原
色の光は、反射面２３で反射して、感光体上の同一スポ
ットを露光する。

【００４３】したがって、図１に示す露光装置１は３つ
の有機ＥＬ素子アレイ光源１０が必要であったが、本実
施の形態では有機ＥＬ素子アレイ光源１０は１つで十分
である。これにより、露光装置１に比べて有機ＥＬ素子
アレイ光源１０が少なく済むので、さらに一層、装置を
小型化することができる。

【００４４】なお、図１４に示すように、図２に示した
有機ＥＬ素子アレイ光源１０の素子形成面２４の対面に
温度制御素子２７を設けてもよい。温度制御素子２７
は、一般的な基板特性として、耐熱性、寸法安定性、耐
溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性、低吸湿性等が
要求される。温度制御素子２７としては、例えばセラミ
クス製ペルチェ素子、セラミクスヒータ、サーモエレク
トリッククーラ等が該当する。

【００４５】このような構成により、基板２０の温度を
高精度にかつ効率よく制御することができ、有機ＥＬ素
子１１の高輝度出力時に基板２０の温度を略一定にする
ことができる。したがって、基板２０の温度上昇に伴う
有機ＥＬ素子１１の熱劣化が抑制され、有機ＥＬ素子１
１の耐久性を向上させることができる。

【００４６】また、図１５に示すように、各有機ＥＬ素
子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに透明基板７０を
密着配置し、有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒの有機ＥＬ
素子１１Ｒ上を接着剤７１で被膜し、さらに各有機ＥＬ
素子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの隙間を接着剤
７１で密封してもよい。

【００４７】各有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒ，１０
Ｇ，１０Ｂの基板２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、透明基板
７０を密着配置しやすいように、矩形状に形成されるの
が好ましい。このとき、基板２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの
端面、すなわち各光出射面２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂに透
明基板７０が密着配置される。有機ＥＬ素子１１Ｒ，１
１Ｇ，１１Ｂは、基板２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの主面、
すなわち素子形成面２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂに形成され
る。なお、接着剤７１は、有機層に影響を及ぼす気体を
発生しないことを要する。

【００４８】これにより、各有機ＥＬ素子１１を酸素や
水分から隔離することができるので、その有機ＥＬ素子
１１の耐久性を向上させることができる。また、有機Ｅ
Ｌ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが形成された有機ＥＬ素
子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを積層して構成し
てもよい。

【００４９】なお、赤色を発光する有機ＥＬ素子１１Ｒ
は、緑色や青色を発光する有機ＥＬ素子１１Ｇ，１１Ｂ
に比べて発光輝度が特に低く、露光時間が長い。そこ
で、赤色を発光する有機ＥＬ素子１１Ｒの代わりに、赤
色を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）を設け、短時間
で露光時間を行うようにしてもよい。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、基板内に素子形成面から入射
される光を基板の端部方向に反射する反射面を形成し、
前記基板の端部から出射される光で感光体を露光するこ
とにより、有機電界発光素子の設置位置の自由度が大き
くなり、この結果、装置全体の小型化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る露光装置の斜
視図である。

【図２】露光装置の有機ＥＬ素子アレイ光源の構成を示
す斜視図である。

【図３】有機ＥＬ素子アレイ光源に形成されている有機
ＥＬ素子の構成を示す断面図である。

【図４】透明基板の他の構成を示す概略的な断面図であ
る。

【図５】透明基板の他の構成を示す概略的な断面図であ
る。

【図６】透明基板の他の構成を示す概略的な断面図であ
る。

【図７】透明基板の他の構成を示す概略的な断面図であ
る。

【図８】透明基板の他の構成を示す概略的な断面図であ
る。

【図９】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概略
的な断面図である。

【図１０】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概
略的な断面図である。

【図１１】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概
略的な断面図である。

【図１２】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概
略的な断面図である。

【図１３】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概
略的な断面図である。

【図１４】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概
略的な断面図である。

【図１５】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概
略的な断面図である。

【符号の説明】

１露光装置１０有機ＥＬ素子アレイ光源１１有機ＥＬ素子２０透明基板２３接合面４０感光体

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性を有し、素子形成面から入射さ
れた光を光出射面方向に反射する反射面が形成された基
板と、前記基板の素子形成面上に、アレイ状に配列された複数
の有機電界発光素子と、を備え、前記基板の光出射面から出射された光で感光体を露光す
る露光装置。
【請求項２】前記基板の反射面は、基板の屈折率より
小さい媒体との境界面、または光を反射する反射部材が
形成されている面によって形成されている請求項１記載
の露光装置。
【請求項３】前記基板から出射された光を感光体上に
集光させるレンズを更に備えた請求項１または２記載の
露光装置。
【請求項４】前記有機電界発光素子は、前記基板の素
子形成面に、２以上の色相の光を発する有機化合物層を
積層して形成されている請求項１から３のいずれか１項
記載の露光装置。
【請求項５】厚さ方向に光透過性の矩形状基板が複数
積層され、各矩形状基板の主面から入射された光を端面
方向に反射する反射面が形成された光透過部材と、前記各矩形状基板の主面上にアレイ状に配列された各々
異なる色相の光を発光する複数の有機電界発光素子と、
を備え、前記各矩形状基板の端面から出射された光で感光体を露
光する露光装置。
【請求項６】前記各矩形状基板の光出射面に設けられ
る透明基板を更に備え、前記各矩形状基板を固定するための接着層が各矩形状基
板間に形成された請求項５記載の露光装置。
【請求項７】前記複数の有機電界発光素子の電極にそ
れぞれ接続され、前記各矩形状基板の主面に前記有機電
界発光素子の配列方向と交差する方向に配列された複数
の配線を更に備えた請求項５または６記載の露光装置。