JP2001357971A - 有機電界発光素子及び画像記録装置 - Google Patents
有機電界発光素子及び画像記録装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熱膨張率が低い基板を用いたことにより、基板
の熱膨張による素子の位置ずれを抑制して、安定に高輝
度出力を得ることができる有機電界発光素子を提供す
る。 【解決手段】有機ＥＬ素子は、例えばサファイヤ基板等
の熱膨張率が１０×１０ -6ｄｅｇ-1以下の透明基板１０
を備えており、透明基板１０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１４、陰極として
の金属電極１６が順次積層されて積層体１８が形成され
ている。この有機ＥＬ素子の透明電極１２と金属電極１
６との間に所定電圧が印加されると、有機化合物層１４
に含まれる発光層が発光し、発光光２４が透明電極１２
及び透明基板１０を介して取り出される。
の熱膨張による素子の位置ずれを抑制して、安定に高輝
度出力を得ることができる有機電界発光素子を提供す
る。 【解決手段】有機ＥＬ素子は、例えばサファイヤ基板等
の熱膨張率が１０×１０ -6ｄｅｇ-1以下の透明基板１０
を備えており、透明基板１０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１４、陰極として
の金属電極１６が順次積層されて積層体１８が形成され
ている。この有機ＥＬ素子の透明電極１２と金属電極１
６との間に所定電圧が印加されると、有機化合物層１４
に含まれる発光層が発光し、発光光２４が透明電極１２
及び透明基板１０を介して取り出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機電界発光素子
及び画像記録装置に関し、詳しくは、特に、プリンタ等
の露光光源として利用可能な高輝度の有機電界発光素子
と、この有機電界発光素子を光源として用いた画像記録
装置とに関する。
及び画像記録装置に関し、詳しくは、特に、プリンタ等
の露光光源として利用可能な高輝度の有機電界発光素子
と、この有機電界発光素子を光源として用いた画像記録
装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】蛍光性の有機物質を発光層に用いた有機
電界発光素子は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセン
ス）素子と称され、他の発光素子に比べて製造が容易で
あり、薄型かつ軽量の発光素子が構成できる等の利点に
より、従来、薄型ディスプレイ用素子として研究開発が
進められてきた。近年では、発光輝度、発光効率、耐久
性等の点でも無機材料で構成された発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）に匹敵する高性能の有機電界発光素子が得られて
いることから、ハロゲン化銀感光材料等の感光材料を露
光する露光ヘッドへの応用が検討されている。例えば特
開平７−２２６４９号公報には、有機ＥＬ素子を用いた
光書込みユニットを備えた光記録装置が提案されてい
る。
電界発光素子は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセン
ス）素子と称され、他の発光素子に比べて製造が容易で
あり、薄型かつ軽量の発光素子が構成できる等の利点に
より、従来、薄型ディスプレイ用素子として研究開発が
進められてきた。近年では、発光輝度、発光効率、耐久
性等の点でも無機材料で構成された発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）に匹敵する高性能の有機電界発光素子が得られて
いることから、ハロゲン化銀感光材料等の感光材料を露
光する露光ヘッドへの応用が検討されている。例えば特
開平７−２２６４９号公報には、有機ＥＬ素子を用いた
光書込みユニットを備えた光記録装置が提案されてい
る。
【０００３】一般に、有機ＥＬ素子は、基板上に発光層
を含む有機化合物層とこの有機化合物層を挟持する一対
の電極層（陰極層及び陽極層）とを積層したものであ
る。これらの積層薄膜は真空蒸着により成膜されるた
め、単結晶基板等の特殊な基板は不要であり、有機ＥＬ
素子用の基板としては青板ガラスやプラスチック基板等
が使用されていた。
を含む有機化合物層とこの有機化合物層を挟持する一対
の電極層（陰極層及び陽極層）とを積層したものであ
る。これらの積層薄膜は真空蒸着により成膜されるた
め、単結晶基板等の特殊な基板は不要であり、有機ＥＬ
素子用の基板としては青板ガラスやプラスチック基板等
が使用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディス
プレイ用素子に要求される輝度は１０〜１０００ｃｄ／
ｃｍ2であり、注入電流密度も１０〜１００ｍＡ／ｃｍ2
程度で良いが、例えば露光感度の低い感光材料を露光す
る場合には１００００ｃｄ／ｃｍ2以上の輝度が要求さ
れ、このような高輝度を得るためには１Ａ／ｃｍ2以上
の注入電流密度が必要となる。このため熱伝導性の低い
青板ガラスやプラスチック基板を用いた有機ＥＬ素子で
は、高輝度で発光させると発熱により素子の温度が著し
く上昇し、有機ＥＬ素子が加速度的に劣化する、という
問題がある。
プレイ用素子に要求される輝度は１０〜１０００ｃｄ／
ｃｍ2であり、注入電流密度も１０〜１００ｍＡ／ｃｍ2
程度で良いが、例えば露光感度の低い感光材料を露光す
る場合には１００００ｃｄ／ｃｍ2以上の輝度が要求さ
れ、このような高輝度を得るためには１Ａ／ｃｍ2以上
の注入電流密度が必要となる。このため熱伝導性の低い
青板ガラスやプラスチック基板を用いた有機ＥＬ素子で
は、高輝度で発光させると発熱により素子の温度が著し
く上昇し、有機ＥＬ素子が加速度的に劣化する、という
問題がある。
【０００５】また、基板が熱膨張すると基板上に形成さ
れた有機ＥＬ素子の位置がずれて発光位置が変動してし
まう、という問題がある。特に、同一基板上に有機ＥＬ
素子が多数配列された有機ＥＬアレイでは、基板の熱膨
張による有機ＥＬ素子の位置ずれが深刻な問題になる。
例えばＲ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬアレイ光源を用いて３００
ｄｐｉの解像度でフルカラー露光を行う場合には、有機
ＥＬ素子の位置が５μｍ以上ずれると色ずれや画素ずれ
が生じ画質が大幅に劣化する、という問題がある。
れた有機ＥＬ素子の位置がずれて発光位置が変動してし
まう、という問題がある。特に、同一基板上に有機ＥＬ
素子が多数配列された有機ＥＬアレイでは、基板の熱膨
張による有機ＥＬ素子の位置ずれが深刻な問題になる。
例えばＲ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬアレイ光源を用いて３００
ｄｐｉの解像度でフルカラー露光を行う場合には、有機
ＥＬ素子の位置が５μｍ以上ずれると色ずれや画素ずれ
が生じ画質が大幅に劣化する、という問題がある。
【０００６】本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成さ
れたものであり、本発明の目的は、熱膨張率が低い基板
を用いたことにより、基板の熱膨張による素子の位置ず
れを抑制して、安定に高輝度出力を得ることができる有
機電界発光素子を提供することにある。
れたものであり、本発明の目的は、熱膨張率が低い基板
を用いたことにより、基板の熱膨張による素子の位置ず
れを抑制して、安定に高輝度出力を得ることができる有
機電界発光素子を提供することにある。
【０００７】また、本発明の他の目的は、熱伝導率が高
い基板を用いたことにより、高輝度出力時の素子の熱劣
化を抑制して、耐久性に優れる有機電界発光素子を提供
することにある。
い基板を用いたことにより、高輝度出力時の素子の熱劣
化を抑制して、耐久性に優れる有機電界発光素子を提供
することにある。
【０００８】また、本発明の更に他の目的は、色ずれや
画素ずれがない高画質の画像を得ることができる画像記
録装置を提供することにある。
画素ずれがない高画質の画像を得ることができる画像記
録装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、請求項１に記載の有機電界発光素子は、熱膨張率が
１０×１０-6ｄｅｇ-1以下である透明な基板と、前記基
板上に設けられた透明な陽極と、前記陽極に対向して設
けられた陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けら
れ、電流注入により発光する発光層を含む有機化合物層
と、を含んで構成したことを特徴とする。請求項１の発
明は、熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下である透明
な基板を用いたことにより、高輝度出力時に基板の熱膨
張による素子の位置ずれを抑制することができる。これ
により発光位置の変動が少なくて済み、安定に高輝度出
力を得ることができる。
に、請求項１に記載の有機電界発光素子は、熱膨張率が
１０×１０-6ｄｅｇ-1以下である透明な基板と、前記基
板上に設けられた透明な陽極と、前記陽極に対向して設
けられた陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けら
れ、電流注入により発光する発光層を含む有機化合物層
と、を含んで構成したことを特徴とする。請求項１の発
明は、熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下である透明
な基板を用いたことにより、高輝度出力時に基板の熱膨
張による素子の位置ずれを抑制することができる。これ
により発光位置の変動が少なくて済み、安定に高輝度出
力を得ることができる。
【００１０】請求項２に記載の有機電界発光素子は、熱
膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下である基板と、前記
基板上に設けられた陽極と、前記陽極に対向して設けら
れた透明な陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けら
れ、電流注入により発光する発光層を含む有機化合物層
と、を含んで構成したことを特徴とする。請求項２の発
明は、熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下である基板
を用いたことにより、高輝度出力時に基板の熱膨張によ
る素子の位置ずれを抑制することができる。これにより
発光位置の変動が少なくて済み、安定に高輝度出力を得
ることができる。
膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下である基板と、前記
基板上に設けられた陽極と、前記陽極に対向して設けら
れた透明な陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けら
れ、電流注入により発光する発光層を含む有機化合物層
と、を含んで構成したことを特徴とする。請求項２の発
明は、熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下である基板
を用いたことにより、高輝度出力時に基板の熱膨張によ
る素子の位置ずれを抑制することができる。これにより
発光位置の変動が少なくて済み、安定に高輝度出力を得
ることができる。
【００１１】請求項３に記載の有機電界発光素子は、請
求項１または２の発明において、前記基板の熱伝導率が
１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする。請求項３
の発明は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である基板を
用いたことにより、高輝度出力時に基板温度が上昇する
のを抑制することができる。これにより基板の温度上昇
に伴う素子の熱劣化が抑制され、素子の耐久性が向上す
る。
求項１または２の発明において、前記基板の熱伝導率が
１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする。請求項３
の発明は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である基板を
用いたことにより、高輝度出力時に基板温度が上昇する
のを抑制することができる。これにより基板の温度上昇
に伴う素子の熱劣化が抑制され、素子の耐久性が向上す
る。
【００１２】請求項４に記載の有機電界発光素子は、請
求項１または２の発明において、前記基板を温度制御素
子を用いて構成したことを特徴とする。請求項４の発明
は、温度制御素子を基板として用いることにより、基板
温度を高精度に且つ効率良く制御することができ、高輝
度出力時に基板温度を略一定に維持することができる。
これにより基板の温度上昇に伴う素子の熱劣化が高度に
抑制され、素子の耐久性が著しく向上する。
求項１または２の発明において、前記基板を温度制御素
子を用いて構成したことを特徴とする。請求項４の発明
は、温度制御素子を基板として用いることにより、基板
温度を高精度に且つ効率良く制御することができ、高輝
度出力時に基板温度を略一定に維持することができる。
これにより基板の温度上昇に伴う素子の熱劣化が高度に
抑制され、素子の耐久性が著しく向上する。
【００１３】請求項５に記載の有機電界発光素子は、請
求項１〜３のいずれか１項の発明において、前記基板が
放熱手段を備えたことを特徴とする。請求項５の発明
は、放熱手段を備えた基板を用いることにより、基板温
度を制御することができ、高輝度出力時に基板温度の上
昇を抑制することができる。これにより基板の温度上昇
に伴う素子の熱劣化が抑制され、素子の耐久性が向上す
る。
求項１〜３のいずれか１項の発明において、前記基板が
放熱手段を備えたことを特徴とする。請求項５の発明
は、放熱手段を備えた基板を用いることにより、基板温
度を制御することができ、高輝度出力時に基板温度の上
昇を抑制することができる。これにより基板の温度上昇
に伴う素子の熱劣化が抑制され、素子の耐久性が向上す
る。
【００１４】請求項６に記載の有機電界発光素子は、請
求項１〜５のいずれか１項に記載の有機電界発光素子を
光源として用いたことを特徴とする。請求項６の発明
は、高輝度出力時に基板の熱膨張による素子の位置ずれ
が抑制された本発明の有機電界発光素子を光源として用
いているので、色ずれや画素ずれがない高画質の画像を
得ることができる。
求項１〜５のいずれか１項に記載の有機電界発光素子を
光源として用いたことを特徴とする。請求項６の発明
は、高輝度出力時に基板の熱膨張による素子の位置ずれ
が抑制された本発明の有機電界発光素子を光源として用
いているので、色ずれや画素ずれがない高画質の画像を
得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子と称す
る）の概略構成を示す断面図である。この有機ＥＬ素子
は、熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下の透明基板１
０を備えており、この透明基板１０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１４、陰極
としての金属電極１６が順次積層されて積層体１８が形
成されている。この積層体１８は例えばステンレス製缶
等の封止部材２０により覆われており、封止部材２０の
縁部と透明基板１０とが接着剤層２２により接着され
て、乾燥窒素ガスで置換された封止部材２０内に積層体
１８が封止されている。この有機ＥＬ素子の透明電極１
２と金属電極１６との間に所定電流が注入されると、有
機化合物層１４に含まれる発光層が発光し、発光光２４
が透明電極１２及び透明基板１０を介して取り出され
る。以下、各構成要素について詳細に説明する。
実施の形態について詳細に説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子と称す
る）の概略構成を示す断面図である。この有機ＥＬ素子
は、熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下の透明基板１
０を備えており、この透明基板１０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１４、陰極
としての金属電極１６が順次積層されて積層体１８が形
成されている。この積層体１８は例えばステンレス製缶
等の封止部材２０により覆われており、封止部材２０の
縁部と透明基板１０とが接着剤層２２により接着され
て、乾燥窒素ガスで置換された封止部材２０内に積層体
１８が封止されている。この有機ＥＬ素子の透明電極１
２と金属電極１６との間に所定電流が注入されると、有
機化合物層１４に含まれる発光層が発光し、発光光２４
が透明電極１２及び透明基板１０を介して取り出され
る。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００１６】透明基板１０は、上述した通りその熱膨張
率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下である。熱膨張率が１０
×１０-6ｄｅｇ-1以下の透明基板１０を用いることによ
り、高輝度出力時に基板の熱膨張による素子の位置ずれ
を抑制することができ、発光位置の変動が少なくて済む
ので、安定に高輝度出力を得ることができる。一方、熱
膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1を超えると高輝度出力時
に基板の熱膨張による素子の位置ずれが顕著になり、発
光位置の変動により素子の信頼性が低下する。画像形成
装置の露光ヘッドのアレイ光源など発光位置精度が要求
される用途に使用する場合には、熱膨張率が１０×１０
-6ｄｅｇ-1以下であることがより好ましく、５×１０-6
ｄｅｇ-1以下が特に好ましい。また、透明基板１０は、
基板の温度上昇に伴う素子の熱劣化を抑制するために、
その熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好まし
く、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましい。さらに、透明
基板１０には、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。
率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下である。熱膨張率が１０
×１０-6ｄｅｇ-1以下の透明基板１０を用いることによ
り、高輝度出力時に基板の熱膨張による素子の位置ずれ
を抑制することができ、発光位置の変動が少なくて済む
ので、安定に高輝度出力を得ることができる。一方、熱
膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1を超えると高輝度出力時
に基板の熱膨張による素子の位置ずれが顕著になり、発
光位置の変動により素子の信頼性が低下する。画像形成
装置の露光ヘッドのアレイ光源など発光位置精度が要求
される用途に使用する場合には、熱膨張率が１０×１０
-6ｄｅｇ-1以下であることがより好ましく、５×１０-6
ｄｅｇ-1以下が特に好ましい。また、透明基板１０は、
基板の温度上昇に伴う素子の熱劣化を抑制するために、
その熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好まし
く、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましい。さらに、透明
基板１０には、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。
【００１７】以上の特性を有する基板としては、サファ
イア基板、人工ダイヤモンド基板等が挙げられる。透明
基板１０の厚さは、放熱と機械強度の点で、３００〜１
０００μｍが好ましい。
イア基板、人工ダイヤモンド基板等が挙げられる。透明
基板１０の厚さは、放熱と機械強度の点で、３００〜１
０００μｍが好ましい。
【００１８】透明電極（陽極）１２は、４００ｎｍ〜７
００ｎｍの可視光の波長領域において、少なくとも５０
％以上、好ましくは７０％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（ＩＴＯ）、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他、
金や白金など仕事関数が大きい金属の薄膜を用いてもよ
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（１９９９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、透明基板１０上に形成すること
ができる。
００ｎｍの可視光の波長領域において、少なくとも５０
％以上、好ましくは７０％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（ＩＴＯ）、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他、
金や白金など仕事関数が大きい金属の薄膜を用いてもよ
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（１９９９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、透明基板１０上に形成すること
ができる。
【００１９】有機化合物層１４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１４の具体的な構成（電極を含めて表示する）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、電子注入層を複数層設けてもよい。
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１４の具体的な構成（電極を含めて表示する）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、電子注入層を複数層設けてもよい。
【００２０】本実施の形態の有機化合物層は、従来公知
の有機ＥＬ素子の有機化合物層と同様であり、有機化合
物層を構成する各層の構成材料、形成方法、及び層厚に
ついては、従来と同様のものを適宜適用することができ
る。
の有機ＥＬ素子の有機化合物層と同様であり、有機化合
物層を構成する各層の構成材料、形成方法、及び層厚に
ついては、従来と同様のものを適宜適用することができ
る。
【００２１】金属電極（陰極）１６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１６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。
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１６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。
【００２２】本実施の形態の有機ＥＬ素子は、熱膨張率
が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下の透明基板を用いることに
より、高輝度出力時に基板の熱膨張による素子の位置ず
れを抑制することができる。これにより発光位置の変動
が少なくて済み、安定に高輝度出力を得ることができ
る。また、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の透明基板を
用いることにより、高輝度出力時に基板温度が上昇する
のを抑制することができる。これにより基板の温度上昇
に伴う素子の熱劣化が抑制され、素子の耐久性が向上す
る。
が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下の透明基板を用いることに
より、高輝度出力時に基板の熱膨張による素子の位置ず
れを抑制することができる。これにより発光位置の変動
が少なくて済み、安定に高輝度出力を得ることができ
る。また、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の透明基板を
用いることにより、高輝度出力時に基板温度が上昇する
のを抑制することができる。これにより基板の温度上昇
に伴う素子の熱劣化が抑制され、素子の耐久性が向上す
る。
【００２３】例えば、熱膨張率が５×１０-6ｄｅｇ-1と
低く、熱伝導率が４６Ｗ／ｍ・Ｋと高いサファイア基板
を用いた場合には、発光輝度が１００００ｃｄ／ｃｍ2
のときのサファイア基板の温度上昇は３℃であり、青板
ガラス基板に比べ２０℃も温度上昇が抑制され、±２μ
ｍ以内の発光位置精度が得られた。 （第２の実施の形態）図２は、本発明の第２の実施の形
態に係る有機ＥＬ素子の概略構成を示す断面図である。
この有機ＥＬ素子は、熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1
以下の温度制御素子２６を基板として備えており、この
温度制御素子２６上には、陰極としての金属電極１６、
発光層を含む有機化合物層１４、陽極としての透明電極
１２が順次積層されて積層体２８が形成されている。こ
の積層体２８は積層体２８と対向する部分に透明窓３０
が形成された、例えばステンレス製缶等の封止部材２０
により覆われており、封止部材２０の縁部と透明基板１
０とが接着剤層２２により接着されて、乾燥窒素ガスで
置換された封止部材２０内に積層体２８が封止されてい
る。この有機ＥＬ素子の透明電極１２と金属電極１６と
の間に所定電流が注入されると、有機化合物層１４に含
まれる発光層が発光し、発光光２４が透明電極１２及び
透明窓３０を介して取り出される。以下、各構成要素に
ついて詳細に説明する。
低く、熱伝導率が４６Ｗ／ｍ・Ｋと高いサファイア基板
を用いた場合には、発光輝度が１００００ｃｄ／ｃｍ2
のときのサファイア基板の温度上昇は３℃であり、青板
ガラス基板に比べ２０℃も温度上昇が抑制され、±２μ
ｍ以内の発光位置精度が得られた。 （第２の実施の形態）図２は、本発明の第２の実施の形
態に係る有機ＥＬ素子の概略構成を示す断面図である。
この有機ＥＬ素子は、熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1
以下の温度制御素子２６を基板として備えており、この
温度制御素子２６上には、陰極としての金属電極１６、
発光層を含む有機化合物層１４、陽極としての透明電極
１２が順次積層されて積層体２８が形成されている。こ
の積層体２８は積層体２８と対向する部分に透明窓３０
が形成された、例えばステンレス製缶等の封止部材２０
により覆われており、封止部材２０の縁部と透明基板１
０とが接着剤層２２により接着されて、乾燥窒素ガスで
置換された封止部材２０内に積層体２８が封止されてい
る。この有機ＥＬ素子の透明電極１２と金属電極１６と
の間に所定電流が注入されると、有機化合物層１４に含
まれる発光層が発光し、発光光２４が透明電極１２及び
透明窓３０を介して取り出される。以下、各構成要素に
ついて詳細に説明する。
【００２４】本実施の形態では、温度制御素子２６を基
板として用いたことにより、基板温度を高精度に且つ効
率良く制御することができ、基板温度の上昇による素子
の熱劣化を抑制することができる。
板として用いたことにより、基板温度を高精度に且つ効
率良く制御することができ、基板温度の上昇による素子
の熱劣化を抑制することができる。
【００２５】また、温度制御素子２６は、上述した通り
その熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ -1以下である。熱膨
張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下の温度制御素子２６を
基板として用いることにより、高輝度出力時に基板の熱
膨張による素子の位置ずれを抑制することができ、発光
位置の変動が少なくて済むので、安定に高輝度出力を得
ることができる。画像形成装置の露光ヘッドのアレイ光
源など発光位置精度が要求される用途に使用する場合に
は、熱膨張率が５×１０-6ｄｅｇ-1以下であることがよ
り好ましく、２×１０-6ｄｅｇ-1以下が特に好ましい。
さらに、温度制御素子２６には、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。
その熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ -1以下である。熱膨
張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下の温度制御素子２６を
基板として用いることにより、高輝度出力時に基板の熱
膨張による素子の位置ずれを抑制することができ、発光
位置の変動が少なくて済むので、安定に高輝度出力を得
ることができる。画像形成装置の露光ヘッドのアレイ光
源など発光位置精度が要求される用途に使用する場合に
は、熱膨張率が５×１０-6ｄｅｇ-1以下であることがよ
り好ましく、２×１０-6ｄｅｇ-1以下が特に好ましい。
さらに、温度制御素子２６には、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。
【００２６】以上の特性を有する温度制御素子２６とし
ては、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挙げられる。また、温
度制御素子２６は平板状であることが好ましく、温度制
御素子２６の厚さは、放熱の点で、３００〜５００μｍ
が好ましい。
ては、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挙げられる。また、温
度制御素子２６は平板状であることが好ましく、温度制
御素子２６の厚さは、放熱の点で、３００〜５００μｍ
が好ましい。
【００２７】積層体２８は、透明電極１２、有機化合物
層１４、及び金属電極１６の積層順序が異なる以外は、
第１の実施の形態の積層体１８と同様であるため、各層
の説明は省略する。積層体２８の厚さは、温度制御を容
易にするため１μｍ程度とすることが好ましい。
層１４、及び金属電極１６の積層順序が異なる以外は、
第１の実施の形態の積層体１８と同様であるため、各層
の説明は省略する。積層体２８の厚さは、温度制御を容
易にするため１μｍ程度とすることが好ましい。
【００２８】本実施の形態の有機ＥＬ素子は、温度制御
素子を基板として用いることにより、基板温度を高精度
に且つ効率良く制御することができ、高輝度出力時に基
板温度を略一定に維持することができる。これにより基
板の温度上昇に伴う素子の熱劣化が高度に抑制され、素
子の耐久性が著しく向上する。また、熱膨張率が１０×
１０-6ｄｅｇ-1以下の温度制御素子を用いることによ
り、高輝度出力時に基板の熱膨張による素子の位置ずれ
を抑制することができる。これにより発光位置の変動が
少なくて済み、安定に高輝度出力を得ることができる。
素子を基板として用いることにより、基板温度を高精度
に且つ効率良く制御することができ、高輝度出力時に基
板温度を略一定に維持することができる。これにより基
板の温度上昇に伴う素子の熱劣化が高度に抑制され、素
子の耐久性が著しく向上する。また、熱膨張率が１０×
１０-6ｄｅｇ-1以下の温度制御素子を用いることによ
り、高輝度出力時に基板の熱膨張による素子の位置ずれ
を抑制することができる。これにより発光位置の変動が
少なくて済み、安定に高輝度出力を得ることができる。
【００２９】例えば、熱膨張率が７×１０-6ｄｅｇ-1以
下と低いセラミクス製のペルチェ素子を温度制御素子と
して用いた場合には、発光輝度が１００００ｃｄ／ｃｍ
2のときの温度変動は±０．５℃以内であり、±２μｍ
以内の発光位置精度が得られた。
下と低いセラミクス製のペルチェ素子を温度制御素子と
して用いた場合には、発光輝度が１００００ｃｄ／ｃｍ
2のときの温度変動は±０．５℃以内であり、±２μｍ
以内の発光位置精度が得られた。
【００３０】また、本実施の形態の有機ＥＬ素子は、基
板と反対側から発光光を取出すため、基板は透明基板に
限定されず、基板材料選択の自由度が大きい。 （第３の実施の形態）図３（Ａ）は、本発明の実施の形
態に係る画像記録装置の概略構成を示す斜視図であり、
（Ｂ）はその断面図である。この画像記録装置は、カラ
ー感光材料６０を露光する長尺状の露光ヘッド６２を備
えており、この露光ヘッド６２はその長さ方向がカラー
感光材料６０の幅方向と一致し、その発光面がカラー感
光材料６０の記録面と対向するように、カラー感光材料
６０の上方に配置されている。
板と反対側から発光光を取出すため、基板は透明基板に
限定されず、基板材料選択の自由度が大きい。 （第３の実施の形態）図３（Ａ）は、本発明の実施の形
態に係る画像記録装置の概略構成を示す斜視図であり、
（Ｂ）はその断面図である。この画像記録装置は、カラ
ー感光材料６０を露光する長尺状の露光ヘッド６２を備
えており、この露光ヘッド６２はその長さ方向がカラー
感光材料６０の幅方向と一致し、その発光面がカラー感
光材料６０の記録面と対向するように、カラー感光材料
６０の上方に配置されている。
【００３１】露光ヘッド６２は、各々が例えば３００ｄ
ｐｉの分解能を有する、赤色光源としての有機ＥＬアレ
イ６４、緑色光源としての有機ＥＬアレイ６６、及び青
色光源としての有機ＥＬアレイ６８を備えている。各有
機ＥＬアレイは多数個の有機ＥＬ素子７０がカラー感光
材料６０の幅方向に沿って一列に配列されたものであ
り、各有機ＥＬ素子７０はサファイア基板７２上に形成
されている。また、露光ヘッド１２には、画像データに
応じて各アレイの発光素子各々を直接変調するためのド
ライバ７４が接続されている。
ｐｉの分解能を有する、赤色光源としての有機ＥＬアレ
イ６４、緑色光源としての有機ＥＬアレイ６６、及び青
色光源としての有機ＥＬアレイ６８を備えている。各有
機ＥＬアレイは多数個の有機ＥＬ素子７０がカラー感光
材料６０の幅方向に沿って一列に配列されたものであ
り、各有機ＥＬ素子７０はサファイア基板７２上に形成
されている。また、露光ヘッド１２には、画像データに
応じて各アレイの発光素子各々を直接変調するためのド
ライバ７４が接続されている。
【００３２】カラー感光材料１２が、図示しない搬送手
段により矢印Ｙ方向（副走査方向）に一定速度で搬送さ
れて記録開始位置が有機ＥＬアレイ６４の結像位置に到
達すると、ドライバ７４から露光ヘッド６２に１ライン
分の赤色画像データが転送される。この画像データに応
じて有機ＥＬアレイ６４の各素子が露光ヘッド６２の長
さ方向に順に発光され、カラー感光材料６０の記録面上
に結像されて赤色露光が行われる。次に、カラー感光材
料６２が搬送されるのに伴い、同様にして緑色露光及び
青色露光が行われる。このような動作を繰り返し行うこ
とによりカラー感光材料６２の所定領域にカラー画像が
記録される。
段により矢印Ｙ方向（副走査方向）に一定速度で搬送さ
れて記録開始位置が有機ＥＬアレイ６４の結像位置に到
達すると、ドライバ７４から露光ヘッド６２に１ライン
分の赤色画像データが転送される。この画像データに応
じて有機ＥＬアレイ６４の各素子が露光ヘッド６２の長
さ方向に順に発光され、カラー感光材料６０の記録面上
に結像されて赤色露光が行われる。次に、カラー感光材
料６２が搬送されるのに伴い、同様にして緑色露光及び
青色露光が行われる。このような動作を繰り返し行うこ
とによりカラー感光材料６２の所定領域にカラー画像が
記録される。
【００３３】本実施の形態の画像記録装置では、熱膨張
率が５×１０-6ｄｅｇ-1以下と低く熱伝導率が４６Ｗ／
ｍ・ｋと高いサファイア基板上に形成された有機ＥＬア
レイを光源として用いた露光ヘッドを備えているので、
基板の熱膨張による素子の位置ずれが抑制され、発光位
置の変動が少ないので、色ずれや画素ずれがない高画質
の画像を得ることができる。
率が５×１０-6ｄｅｇ-1以下と低く熱伝導率が４６Ｗ／
ｍ・ｋと高いサファイア基板上に形成された有機ＥＬア
レイを光源として用いた露光ヘッドを備えているので、
基板の熱膨張による素子の位置ずれが抑制され、発光位
置の変動が少ないので、色ずれや画素ずれがない高画質
の画像を得ることができる。
【００３４】上記第１及び第２の実施の形態では封止部
材を用いて有機ＥＬ素子を封止する例について説明した
が、有機ＥＬ素子表面に封止材料を積層して封止するこ
ともできる。
材を用いて有機ＥＬ素子を封止する例について説明した
が、有機ＥＬ素子表面に封止材料を積層して封止するこ
ともできる。
【００３５】上記第１及び第２の実施の形態では、発光
層を含む有機化合物層及びこの有機化合物層を挟持する
一対の電極層（陰極層及び陽極層）を基板上に積層した
構造の有機ＥＬ素子の例について説明したが、このよう
な構成の有機ＥＬ素子の他に、微小光共振器構造（マイ
クロキャビティ）を有する有機ＥＬ素子についても本発
明を適用することができる。微小光共振器構造を有する
有機ＥＬ素子は、発光スペクトルの半値幅が小さく、か
つ指向性に優れている。なお、微小光共振器構造を有す
る有機ＥＬ素子については、例えば「月刊ディスプレイ
’９８ １０月号別冊の『有機ＥＬディスプレイ』
（テクノタイムズ社発行）」の１０５頁、特開平９−１
８０８８３号公報等に記載されている。
層を含む有機化合物層及びこの有機化合物層を挟持する
一対の電極層（陰極層及び陽極層）を基板上に積層した
構造の有機ＥＬ素子の例について説明したが、このよう
な構成の有機ＥＬ素子の他に、微小光共振器構造（マイ
クロキャビティ）を有する有機ＥＬ素子についても本発
明を適用することができる。微小光共振器構造を有する
有機ＥＬ素子は、発光スペクトルの半値幅が小さく、か
つ指向性に優れている。なお、微小光共振器構造を有す
る有機ＥＬ素子については、例えば「月刊ディスプレイ
’９８ １０月号別冊の『有機ＥＬディスプレイ』
（テクノタイムズ社発行）」の１０５頁、特開平９−１
８０８８３号公報等に記載されている。
【００３６】上記第１及び第２の実施の形態では、フラ
ットな基板を使用したが、放熱性を高めるために基板表
面にフィンや溝を設けてもよい。
ットな基板を使用したが、放熱性を高めるために基板表
面にフィンや溝を設けてもよい。
【００３７】第３の実施の形態では、有機ＥＬ素子の基
板にサファイア基板を用いたが、熱膨張率が１０×１０
-6ｄｅｇ-1以下の基板であれば特に制限無く、人工ダイ
ヤモンド基板、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を用いることが
できる。なお、不透明な基板を用いる場合は、第２の実
施の形態と同様に、基板とは反対側から光を取り出すよ
うに有機ＥＬ素子を構成する。
板にサファイア基板を用いたが、熱膨張率が１０×１０
-6ｄｅｇ-1以下の基板であれば特に制限無く、人工ダイ
ヤモンド基板、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を用いることが
できる。なお、不透明な基板を用いる場合は、第２の実
施の形態と同様に、基板とは反対側から光を取り出すよ
うに有機ＥＬ素子を構成する。
【００３８】
【発明の効果】本発明の有機電界発光素子は、熱膨張率
が低い基板を用いたことにより、基板の熱膨張による素
子の位置ずれを抑制して、安定に高輝度出力を得ること
ができる、という効果を奏する。
が低い基板を用いたことにより、基板の熱膨張による素
子の位置ずれを抑制して、安定に高輝度出力を得ること
ができる、という効果を奏する。
【００３９】また、熱伝導率が高い基板を用いたことに
より、高輝度出力時の素子の熱劣化を抑制して、耐久性
を向上することができる、という効果を奏する。
より、高輝度出力時の素子の熱劣化を抑制して、耐久性
を向上することができる、という効果を奏する。
【００４０】本発明の画像記録装置は、色ずれや画素ず
れがない高画質の画像を得ることができる、という効果
を奏する。
れがない高画質の画像を得ることができる、という効果
を奏する。
【図１】第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の概略構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の概略構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る画像
記録装置の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’線
断面図である。
記録装置の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’線
断面図である。
１０ 透明基板 １２ 透明電極 １４ 有機化合物層 １６ 金属電極 １８、２８ 積層体 ２０ 封止部材 ２２ 接着剤層 ２４ 発光光 ２６ 温度制御素子 ３０ 透明窓 ６０ カラー感光材料 ６２ 露光ヘッド ６４、６６、６８ 有機ＥＬアレイ ７０ 有機ＥＬ素子 ７２ サファイア基板 ７４ ドライバ
Claims (6)
- 【請求項１】熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下であ
る透明な基板と、 前記基板上に設けられた透明な陽極と、 前記陽極に対向して設けられた陰極と、 前記陽極と前記陰極との間に設けられ、電流注入により
発光する発光層を含む有機化合物層と、 を含む有機電界発光素子。 - 【請求項２】熱膨張率が１０×１０-6ｄｅｇ-1以下であ
る基板と、 前記基板上に設けられた陽極と、 前記陽極に対向して設けられた透明な陰極と、 前記陽極と前記陰極との間に設けられ、電流注入により
発光する発光層を含む有機化合物層と、 を含む有機電界発光素子。 - 【請求項３】前記基板の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上
である請求項１または２に記載の有機電界発光素子。 - 【請求項４】前記基板を温度制御素子を用いて構成した
請求項１または２に記載の有機電界発光素子。 - 【請求項５】前記基板が放熱手段を備えた請求項１〜３
のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。 - 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機
電界発光素子を光源として用いた画像記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000174714A JP2001357971A (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | 有機電界発光素子及び画像記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000174714A JP2001357971A (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | 有機電界発光素子及び画像記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001357971A true JP2001357971A (ja) | 2001-12-26 |
Family
ID=18676700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000174714A Pending JP2001357971A (ja) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | 有機電界発光素子及び画像記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001357971A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006018914A1 (ja) * | 2004-08-20 | 2006-02-23 | Japan Science And Technology Agency | 有機半導体レーザ装置および有機エレクトロルミネッセンス装置 |
| JP2006247902A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Seiko Epson Corp | 露光ヘッド及び画像形成装置 |
| US7486306B2 (en) | 2004-11-29 | 2009-02-03 | Seiko Epson Corporation | Optical writing device and method of manufacturing the same |
-
2000
- 2000-06-12 JP JP2000174714A patent/JP2001357971A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006018914A1 (ja) * | 2004-08-20 | 2006-02-23 | Japan Science And Technology Agency | 有機半導体レーザ装置および有機エレクトロルミネッセンス装置 |
| US7486306B2 (en) | 2004-11-29 | 2009-02-03 | Seiko Epson Corporation | Optical writing device and method of manufacturing the same |
| JP2006247902A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Seiko Epson Corp | 露光ヘッド及び画像形成装置 |
| JP4548594B2 (ja) * | 2005-03-08 | 2010-09-22 | セイコーエプソン株式会社 | 露光ヘッド及び画像形成装置 |
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