JP2005327488A - 光源および露光装置、これを用いた画像形成装置、光入射方法 - Google Patents

光源および露光装置、これを用いた画像形成装置、光入射方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、発光素子と導波路との組み合わせによる光源において、発光光量の大きな光源を得ることを目的とする。
【解決手段】少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層４を備えた発光素子７と、発光素子７から放出された光を側面に形成された光入射面８から入射し、端面に形成された光取り出し面９から空気中へ出射する導波路１とを備えた光源であって、発光素子７と導波路１との間のフレネル反射が抑制されるようにした光源である。
【選択図】図１

Description

本発明は、種々の表示装置や表示装置のバックライト、照明装置、若しくは光通信機器に使用される光源および露光装置、これを用いた画像形成装置、光入射方法に関するものである。
現在、電気エネルギーを印加することにより発光する光源としては、蛍光灯や白熱電球といった大型の光源の他に、小型化できる光源として発光ダイオード（無機ＬＥＤ）や、レーザダイオードといった無機半導体からなる発光素子がよく知られている。特に小型化できる無機ＬＥＤやレーザダイオードといった発光素子は、表示装置や表示装置のバックライト、照明装置もしくは光通信機器に使用される光源、として一般に用いられており、それを用いた露光装置およびこれを用いた画像形成装置など様々な用途に用いられている。これらの無機半導体からなる発光素子における発光部の大きさは、通常、数十〜数百μｍ程度であり、実用上、点光源として取り扱って差し支えない。
無機半導体からなる点光源以外の光源として、エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）を用いた面光源もよく知られている。エレクトロルミネッセンス素子とは、固体蛍光性物質の電界発光を利用した発光デバイスであり、現在無機系材料を発光体として用いた無機エレクトロルミネッセンス素子が実用化され、液晶ディスプレイのバックライトやフラットディスプレイ等への応用展開が一部で図られている。
しかし、無機エレクトロルミネッセンス素子は発光させるために必要な電圧が１００Ｖ以上と高く、また、発光体として用いる材料の屈折率が非常に大きいため、界面での全反射等の影響を強く受け、発光層中での発光の１０〜２０％しか利用されないといた課題がある。
一方、有機材料を発光層として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する研究も古くから注目され、様々な検討が行われてきたが、発光効率が非常に悪いことから本格的な実用化研究へは進展しなかった。
しかし、１９８７年にコダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらにより、有機材料を正孔輸送層と発光層の２層に分けた機能分離型の積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が提案され、１０Ｖ以下の低電圧にもかかわらず１０００ｃｄ／ｍ2以上の高い発光輝度が得られることが明らかとなった（非特許文献１参照）。これ以降、有機エレクトロルミネッセンス素子が俄然注目され始め、現在も同様な機能分離型の積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子についての研究が盛んに行われており、特に有機エレクトロルミネッセンス素子の実用化のためには不可欠である高効率化・長寿命化についても十分検討がなされており、近年、有機エレクトロルミネッセンス素子を光源としたディスプレイ等が実用化されている。
ここで、従来の一般的な有機エレクトロルミネッセンス素子の構成について図１６を用いて説明する。
図１６は従来の有機エレクトロルミネッセンス素子を示す要部を示す断面図である。
図１６において、１３は基板、２は陽極、３は正孔輸送層、４は発光層、６は陰極である。
すなわち、図１６に示すように、有機エレクトロルミネッセンス素子は、ガラスからなる基板１３上に、スパッタリング法や抵抗加熱蒸着法等により形成されたＩＴＯ等の透明な導電性膜からなる陽極２と、陽極２上に同じく抵抗加熱蒸着法等により形成されたＮ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１、１’−ジフェニル−４、４’−ジアミン（以下、ＴＰＤと略称する。）等からなる正孔輸送層３と、正孔輸送層３上に抵抗加熱蒸着法等により形成された８−Ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ（以下、Ａｌｑ3と略称する。）等からなる発光層４と、発光層４上に抵抗加熱蒸着法等により形成された１００ｎｍ〜３００ｎｍの膜厚の金属膜からなる陰極６とが順次積層された構造を備えている。
上記構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２をプラス極として、また陰極６をマイナス極として直流電圧又は直流電流を印加すると、陽極２から正孔輸送層３を介して発光層４に正孔が注入され、陰極６から発光層４に電子が注入される。発光層４では正孔と電子の再結合が生じ、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際に発光現象が起こる。
有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層４で生じた光は、正孔輸送層３、陽極２、基板１３を介して、空気中へ取り出される。このとき発光層４で生じた光は、有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する各界面においてフレネル反射やあるいは全反射により反射されるが、有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する各界面が略平行である場合、空気中へ取り出される光は各界面に対して垂直に近い方向の光であるため、この界面でのフレネル反射による光の損失は小さく、ほとんど問題にならない。
なお、有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構造については、米国特許第５９１７２８０号や米国特許第５９３２８９５号などで開示されているものがある。
これらの光源にはさまざまな用途があり、特に小型化することができ、明るく発光できる光源は実用上非常に重要となる。
一般に光源を明るく発光させるには、光源への投入電力を大きくすることで実現できるが、消費電力の問題や素子の発熱の問題、あるいは素子の寿命に関する問題などにより実用的でない。したがって、これらの問題を解決するために、未公開自社出願の特願２００２−３６６５６４号などで開示されるように、発光素子と導波路の組み合わせにより、明るく発光することのできる小型の光源が実現されている。
なお、有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構造については、（特許文献１）や（特許文献２）等で開示されているものがある。
タン（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ）、ヴァンスリク（Ｓ．Ａ．Ｖａｎｓｌｙｋｅ），「アプライドフィジックスレターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）」（米国），第５１巻，１９８７年，ｐ．９１３ 米国特許第５９１７２８０号明細書 米国特許第５９３２８９５号明細書
このような発光素子と導波路との組み合わせによる光源において、発光素子から出射される光は、従来の導波路への光入射とは異なり、導波路側面に形成された光入射面から光が入射され、導波路端面に形成された光取り出し面から空気中へ取り出される。したがって、このような構成の光源において、導波路に入射される光は、発光素子と導波路との界
面において、界面に対して平行に近い方向に進む光となる。
従来の光源では、光入射面と対向する側の面に光取り出し面が形成され、界面に対して垂直に近い方向の光が有効な光として入射されるため、発光素子と光入射面との界面で生じるフレネル反射は実用上あまり問題にならないが、このような構成の素子においては、発光素子と導波路との界面におけるフレネル反射による損失が大きく、導波路内への効率の良い光入射は行われない。
このため、発光素子と導波路との組み合せによる光源においては、十分に明るい発光を得ることができなかった。
さらに、このような光源において十分な光量を得るためには、十分に大きな電力を投入しなければならず、消費電力が大きくなったり、光源の寿命が短くなるといった問題が生じていた。
また、発光素子と導波路との組み合せによる光源を用いた露光装置およびそれを用いた画像形成装置においては、感光体上に結像するために必要な光量を得ることができず、良好な画像を形成することが困難であった。
そこで、本発明は、発光素子と導波路の組み合せによる光源において、発光光量の大きな光源およびそれを用いた露光装置、画像形成装置、ならびに効率の良い光入射方法を提供することを目的とする。
この課題を解決するために、本発明の光源は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、発光素子と導波路との間のフレネル反射が抑制されるようにしたものである。
また、この課題を解決するために、本発明の光源は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、発光素子と導波路との間には、少なくとも発光素子の屈折率と導波路の屈折率との間の屈折率である材料からなる反射抑制層が形成したものである。
また、この課題を解決するために、本発明の光源は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、発光素子と導波路との間には、連続的に屈折率の変化する反射抑制層が形成したものである。
また、この課題を解決するために、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、発光素子とれた光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、導波路は、発光素子と導波路との間には、発光素子から放射された光の波長以下の大きさの微小構造体からなる反射抑制層が形成したものである。
さらに、この課題を解決するために、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層
を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、導波路の屈折率と発光素子の屈折率との差は０．１以下に設定したものである。
また、この課題を解決するために、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、発光素子と導波路との間には、光の角度変換手段が形成したものである。
この課題を解決するために、本発明の露光装置は、副走査方向の端面が光取り出し面とされたこれらの何れかの光源において、その導波路を、それぞれの画素毎に主走査方向に光学的に分離された複数本が相互に平行に配列され、発光素子から放射されて導波路に入射し、主走査側端面に形成された光取り出し面から出射される光を露光光として用いたものである。
この課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、これらの何れかの露光装置と、露光装置により静電潜像が形成される感光体とを有するものである。
また、この課題を解決するために、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し、端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源において、発光素子と光入射面との界面におけるフレネル反射を抑制し、導波路内に発光素子から放射された光を入射する光入射方法としたものである。
これにより、発光素子と導波路との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源から放射される光量を大きくすることが可能になる。また、その結果として、同じ光量を得るのに必要な発光素子における光量を小さくできるため、低消費電力、長寿命な光源を実現することができる。
また、光源から放射される光量が大きくなるため、高速、長寿命、高画質な露光装置および画像形成装置を形成できる。
本発明によれば、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し、端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、発光素子と導波路との間のフレネル反射が抑制する光源であり、発光素子と導波路との間のフレネル反射が抑制することで、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源から放射される光量を大きくすることができるという有効な効果が得られる。
また、この光源を用いることにより、容易に高速、長寿命、高画質な露光装置およびこれを用いた画像形成装置を得ることができるという有効な効果が得られる。
本発明の請求項１に記載の発明は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し、端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制する光源であり、発光素子と導波路との間の光入射面におけるフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなると
いう作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。
本発明の請求項２に記載の発明は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、発光素子と導波路との間には、少なくとも発光素子の屈折率と導波路の屈折率との間の屈折率である材料からなる反射抑制層が形成される光源であり、発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなるという作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。さらに、反射抑制層を少なくとも１層の層構造により形成するため、反射抑制層を形成する複雑なプロセスが不要になるという作用を有するとともに、複雑な構成を形成する必要がないため、高性能な光源を安定かつ安価に形成することができるという作用を有する。
本発明の請求項３に記載の発明は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、発光素子と導波路との間には、連続的に屈折率の変化する反射抑制層が形成される光源であり、発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなり、特に、連続的に屈折率の変化する反射抑制層を形成することにより、反射抑制層と導波路および発光素子それぞれの界面における屈折率差を小さくすることができるため、さらに効率良い光入射がおこなわれ、光取り出し面から放射される光量が大きくなるという作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。
本発明の請求項４に記載の発明は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、発光素子と導波路との間には、発光素子から放出される光の波長以下の厚さの屈折率の異なる層が積層された反射抑制層が形成される光源であり、発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなり、特に、発光素子から放出される光の波長以下の厚さの積層された反射抑制層を形成することにより、反射抑制層と導波路および発光素子それぞれの界面における屈折率差を小さくすることができるため、さらに効率良い光入射がおこなわれ、光取り出し面から放射される光量が大きくなるという作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。また、発光素子と導波路の光入射面との間に、反射抑制層を積層構造により形成するため、反射抑制層を形成する複雑なプロセスが不要になり、高性能な光源を安定かつ安価に形成することができるという作用を有する。また、反射抑制層に用いる材料の屈折率および厚さを適当に選択することにより容易に任意の屈折率を形成することができ
自由にフレネル反射を抑制することのできる反射抑制層を形成することができるという作用を有する。
本発明の請求項５に記載の発明は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、導波路は、発光素子と導波路との間には、発光素子から放射された光の波長以下の大きさの微小構造体からなる反射抑制層が形成される光源であり、発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなり、特に、発光素子から放出される光の波長以下の大きさの微小構造体からなる反射抑制層を形成することにより、反射抑制層と導波路および発光素子それぞれの界面における屈折率差を小さくすることができるため、さらに効率良い光入射がおこなわれ、光取り出し面から放射される光量が大きくなるという作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。また、反射抑制層に用いる材料の屈折率および厚さを適当に選択することにより容易に任意の屈折率を形成することができ自由にフレネル反射を抑制することのできる反射抑制層を形成することができるという作用を有する。
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項２〜５の何れか一項に記載の発明において、反射抑制層は、透湿性の低い材料からなる光源であり、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射され、光量が大きくなり、消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。また、反射抑制層が透湿性の低い材料からなるため、導波路から発光素子に進入する水分等の影響を低減することができ、これによる発光素子へのダメージが低減されるため、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。さらに反射抑制層により導波路から発光素子への水分等の進入が低減できるため、導波路を構成する材料を水分等の影響を考慮することなく自由に選択できるという作用を有する。
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項２〜６の何れか一項に記載の発明において、反射抑制層は、プラズマによるダメージを緩和する光源であり、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射され、光量が大きくなり、消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。さらに反射抑制層によりプラズマによるダメージを緩和することができるため、導波路上に形成する材料およびプロセスを考慮することなく自由に選択でき、特に、導波路上に無機酸化物からなる透明導電層を容易に形成することができるという作用を有する。
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項２〜７の何れか一項に記載の発明において、反射抑制層は、発光素子あるいは導波路表面における凹凸を平坦化する光源であり、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射され、光量が大きくなり、消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。さらに反射抑制層により導波路表面における凹凸が平坦化されるため、発光素子を容易に導波路上に形成することができるという作用を有する。また、導波路表面の凹凸により生じる短絡などを抑制することができ、結果として、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。
本発明の請求項９に記載の発明は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、導波
路は、光入射面から対向する面に向かって連続的に屈折率が変化する光源であり、発光素子と導波路との間の光入射面におけるフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなるという作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。光入射面から対向する面に向かって連続的に屈折率が変化する光源は、光入射面、あるいは、光入射面に対向する面からイオンなどを注入することにより容易に実現することができるため、容易に大光量を得ることのできる導波路を形成することができるという作用を有する。
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項９記載の発明において、導波路は、光入射面から対向する面に向かって連続的に屈折率が小さくなる光源であり、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射され、光量が大きくなり、消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。また、光入射面に対向する面に向かって屈折率が小さくなるため、光入射面に対向する面に向かう光が光取り出し面方向に曲げられ導波路内において効率の良い光伝播がおこなわれるため、結果として、光源の光量が大きくなるという作用を有する。
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０記載の発明において、導波路は、光入射面から対向する面においてクラッドが形成されない光源であり、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射され、光量が大きくなり、消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。また、導波路内での連続的な屈折率変化により、導波路内において効率の良い光伝播がおこなわれるため、クラッドを形成しなくても光源の光量が大きくなるという作用を有する。クラッドを形成する必要がないため、複雑なプロセスが不要になるという作用を有するとともに、高性能な光源を安価に形成することができるという作用を有する。
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項９〜１１の何れか一項に記載の発明において、導波路は、光入射面の屈折率と発光素子の屈折率との差は０．１以下である光源であり、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射され、光量が大きくなり、消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。また、導波路の屈折率を適当に選択することにより大光量の光源を実現することができるため、複雑なプロセスが不要になるという作用を有するとともに、複雑な構成を形成する必要がないため、高性能な光源を安定かつ安価に形成することができるという作用を有する。
本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項９〜１２の何れか一項に記載の発明において、導波路は、光入射面からのイオン浸透により連続的に屈折率が変化する光源であり、イオン注入のような簡単な工法により容易に発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射される光源を形成できるという作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項９〜１３の何れか一項に記載の発明において、導波路は、感光性材料からなる光源であり、光照射等の簡単な工法により容易に発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射される光源を形成できるという作用を有する。また、発光層から放射
された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。
本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項９〜１４の何れか一項に記載の発明において、導波路は、発光素子から放出される光の波長以下の厚さの屈折率の異なる層が積層される光源であり、屈折率の異なる層を積層することで容易に発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射される光源を形成できるという作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。
本発明の請求項１６に記載の発明は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、導波路の屈折率と発光素子の屈折率との差は０．１以下である光源であり、導波路と発光素子との間の屈折率差を小さく設定することにより、発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなるという作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。
本発明の請求項１７に記載の発明は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、発光素子と導波路との間には、光の角度変換手段が形成される光源であり、光の角度変換手段により発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなるという作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。
本発明の請求項１８に記載の発明は、請求項１７記載の発明において、光の角度変換手段は、凹凸構造からなる散乱面である光源であり、発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなるという作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。
本発明の請求項１９に記載の発明は、請求項１〜１８の何れか一項に記載の発明において、発光素子は、少なくとも正孔を注入する陽極、発光領域を有する発光層、および電子を注入する陰極を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子からなる光源であり、有機エレクトロルミネッセンス素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなるという作用を有する。また、有機エレクトロルミネッセンス素子から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を
得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。
本発明の請求項２０に記載の発明は、請求項１〜１９の何れか一項に記載の発明において、導波路は、発光層と同じ材料を用いて形成される光源であり、容易に導波路と発光層との屈折率を同じにすることができ、発光素子と導波路の光入射面との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなるという作用を有する。また、光源作製時に、発光層と導波路を同一プロセスで形成することができるため、容易に安価な光源を実現することができるという作用を有する。また、発光層から放射された光を効率良く光取り出し面から放射することができるため、同じ光量を得るために投入する電力が小さくなるため、結果として光源の消費電力を低減することができるとともに、光源の寿命を長くすることができるという作用を有する。
本発明の請求項２１に記載の発明は、請求項１〜２０記載の発明において、光源を、副走査方向の端面が光取り出し面とされた導波路を、それぞれの画素毎に主走査方向に光学的に分離された複数本が相互に平行に配列され、発光素子から放射されて導波路に入射し、主走査側端面に形成された光取り出し面から出射される光を露光光として用いる露光装置であり、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなるため、高速、長寿命、高画質な露光を実現できるという作用を有する。
本発明の請求項２２に記載の発明は、請求項２１記載の発明において、相互に隣接する導波路の間には遮光層または反射層が設けられている露光装置であり、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなるため、高速、長寿命、高画質な露光を実現できるという作用を有する。
本発明の請求項２３に記載の発明は、請求項２１または２２記載の発明において、光取り出し面は画素形状に対応した形状である露光装置であり、光源の光取り出し面から放射される光量および光の形状を調整することができ、高速、長寿命、高画質な露光を実現できるという作用を有する。
本発明の請求項２４に記載の発明は、請求項２１〜２３の何れか一項に記載の発明において、光取り出し面から出射された光は正立等倍で感光体に結像する露光装置であり、光源の光取り出し面から放射される光を容易に効率良く感光体に結像することができるため、高速、長寿命、高画質な露光を実現できるという作用を有する。
本発明の請求項２５に記載の発明は、請求項２１〜２４の発明において、何れか一項に記載の露光装置と、露光装置により静電潜像が形成される感光体とを有する画像形成装置であり、露光装置の光取り出し面から放射される光量が大きくなるため、高速、長寿命、高画質な画像形成を実現できるという作用を有する。
本発明の請求項２６に記載の発明は、少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し、端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源において、発光素子と光入射面との界面におけるフレネル反射を抑制し、導波路内に発光素子から放射された光を入射する光入射方法であり、発光素子と導波路との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源の光取り出し面から放射される光量が大きくなるという作用を有する。
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１５を用いて説明する。なお、これら
の図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
（実施の形態１）
本発明の光源について図１から図６を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態１における光源の構成を示す概略断面図、図２は図１の光源における発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図、図３は図１の光源における別の発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図、図４は図１の光源におけるまた別の発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図、図５は図１の光源におけるまた別の発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図、図６は図１の光源におけるまた別の発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図である。
図１において、光源は、導波路１、反射抑制層１０、陽極２、正孔輸送層３、発光層４、電子輸送層５、陰極６が順次積層された構造になっている。そして、陽極２、正孔輸送層３、発光層４および電子輸送層５で発光素子７が構成されている。また、導波路１と反射抑制層１０との界面が発光素子７から導波路１への光入射面８となり、導波路１の一方側の端面が光取り出し面９となっている。
すなわち、図２に詳しく示すように、本発明の光源は、発光素子７である有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２と導波路１との間には、フレネル反射を抑制する手段としての、発光素子の屈折率と導波路の屈折率との間の屈折率である材料からなる反射抑制層１０が形成されている。
このように、発光素子７と導波路１との間に、発光素子の屈折率と導波路の屈折率との間の屈折率の材料からなる反射抑制層１０が形成されることにより、発光素子７と導波路１との界面におけるフレネル反射による光の損失が抑制されるため、発光素子７から放出された光が、導波路１の光入射面８から効率良く光が入射され、光取り出し面９から多くの光が放出されるようになる。
また、図３に詳しく示すように、本発明の光源は、発光素子７である有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２と導波路１との間には、フレネル反射を抑制する手段としての、連続的に屈折率の変化する反射抑制層１０が形成されている。
このように、発光素子７と導波路１との間に、連続的に屈折率の変化する反射抑制層１０が形成されることにより、発光素子７と導波路１との界面におけるフレネル反射が抑制されるため、発光素子７から放出された光が、導波路１の光入射面８から効率良く光が入射され、光取り出し面９から多くの光が放出されるようになる。
さらに、図４に詳しく示すように、本発明の光源は、発光素子７である有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２と導波路１との間には、フレネル反射を抑制する手段としての、発光素子から放出される光の波長以下の厚さの屈折率の異なる層が積層された反射抑制層１０が形成されている。
このように、発光素子７と導波路１との間に、発光素子から放出される光の波長以下の厚さの屈折率の異なる層が積層された反射抑制層１０が形成されることにより、発光素子７と導波路１との界面におけるフレネル反射が抑制されるため、発光素子７から放出された光が、導波路１の光入射面８から効率良く光が入射され、光取り出し面９から多くの光が放出されるようになる。
また、図５に詳しく示すように、本発明の光源は、発光素子７である有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２と導波路１との間には、フレネル反射を抑制する手段としての、発光素子から放出される光の波長以下の大きさの微小構造体１１を有する反射抑制層１０が形成されている。
このように、発光素子７と導波路１との間に、発光素子から放出される光の波長以下の大きさの微小構造体１１を有する反射抑制層１０が形成されることにより、発光素子７と導波路１との界面におけるフレネル反射が抑制されるため、発光素子７から放出された光が、導波路１の光入射面８から効率良く光が入射され、光取り出し面９から多くの光が放出されるようになる。
また、図６に詳しく示すように、本発明の光源は、発光素子７である有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２と導波路１との間には、フレネル反射を抑制する手段としての、光の波長以下の大きさの微小構造体１１を有する反射抑制層１０が形成される。なお、図６に示す微小構造体１１は、図５に示す微小構造体１１の反射面が段差の形成されたものであるのに対し、平坦面となっている。
このように、発光素子７と導波路１との間に、発光素子から放出される光の波長以下の大きさの微小構造体１１を有する反射抑制層１０が形成されることにより、発光素子７と導波路１との界面におけるフレネル反射が抑制されるため、発光素子７から放出された光が、導波路１の光入射面８から効率良く光が入射され、光取り出し面９から多くの光が放出されるようになる。
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子について、詳細に説明する。
まず、導波路について説明する。
導波路は、透明なコアと、コアの周囲にコアよりも屈折率の小さなクラッドから構成されている。クラッドは空気層を代用することができ、コアだけからなる構成とすることもできる。
導波路に用いる材料としては、透明あるいは半透明のソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の、無機酸化物ガラス、無機フッ化物ガラス、等の無機ガラス、あるいは、透明または半透明のポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリフッ化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂、ポリシロキサン、ポリシラン等のポリマー材料や、あるいは、透明または半透明のＡｓ2Ｓ3、Ａｓ40Ｓ10、Ｓ40Ｇｅ10等のカルコゲノイドガラス、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＯ、Ｓｉ3Ｎ4、ＨｆＯ2、ＴｉＯ2等の金属酸化物および窒化物等の材料から適宜選択して用いることができ、複数の材料を積層した積層構造を用いることもできる。あるいは、レジスト等の感光性材料をブリーチすることにより、コアあるいはクラッドを形成して用いることもできる。さらに、導波路の屈折率と発光層の屈折率の値を近くするためには、発光層材料と同じ材料を用いて導波路を形成することもできる。
さらに、用途によっては特定波長のみを透過する材料、光−光変換機能をもった特定の波長の光へ変換する材料などであってもよい。
なお、本発明において、透明または半透明なる定義は、有機エレクトロルミネッセンス素子による発光の視認を妨げない程度の透明性を示すものである。
また、本実施の形態では、導波路を基板として用いた構造について説明したが、発光素子７と導波路１との間に空気層といった低屈折率層が存在する場合、全反射により導波路１中に入射する光が減るため、効率の良い光の伝播は行われない。したがって、発光素子７と導波路１との間には空気層が入らないようにするほうが好ましく、発光素子７と導波路１とは連続して形成することが好ましい。
また、光の角度変換構造とは、２つの異なる媒質の界面において、入射光が界面に到達する際に、界面に対し入射角とは異なる角度で反射される構造であり、基板を形成する各面のいずれに対しても平行でないような面および構造体である。
具体的には、界面に対して非平行かつ非垂直な面があげられ、これは、例えば、三角柱や円柱、三角錐、円錐、或いはそれらを３次元的あるいは２次元的に配列した複合体、散乱面、等からなる構造体であり、導波路の湾曲、導波路表面の凹凸、微小レンズ、微小プリズム、微小ミラー構造、およびそれらの集合体からなる。
また、光の角度変換構造は、導波路の表面あるいは導波路の内部のいずれにも形成することができる。
導波路の表面に光の角度変換構造を形成する場合、導波路の表面を研磨して凹凸を形成することができ、凹凸上にクラッドあるいは発光素子を形成することで実現できる。あるいは、導波路の表面に微小レンズ等を接合することでも実現でき、導波路の表面に光の角度変換構造を形成する場合、その界面が空気／基板界面であってもよく、この場合、空気をクラッド層として用いる。このように導波路表面に光の角度変換構造を形成する場合、有機エレクトロルミネッセンス素子の形成後に表面を加工すればよく、作成工程が簡単なため容易に形成することができる。
また、光の角度変換構造を導波路内部に形成する場合、導波路に凹凸や微小レンズを内包させて光の角度変換構造を形成することができ、コアあるいはクラッド内部、あるいはコア／クラッド界面に形成することができる。コア／クラッド界面に形成される場合、コアの表面を研磨やブラスト、エッチングなどにより凹凸を形成し、その表面にクラッド層を形成することで実現できる。このような構造の場合、光の角度変換構造は剥き出しになることはなく、安定した光の角度変換が行われ、導波路表面を平坦化できるため、導波路上に陽極等を容易に形成することができる。
また、本実施の形態において、導波路１を発光素子７の基板として用いており、導波路１は絶縁性であることが好ましいが、特に限定されるものではなく、発光素子７の駆動を妨げない範囲、或いは用途によって、導電性を有していても良い。
また、この導波路１の表面、あるいは内部には、発光素子７を駆動するための抵抗・コンデンサ・インダクタ・ダイオード・トランジスタ等からなる回路を形成しても良い。
次に、基板について説明する。本発明の光源における基板は、少なくとも導波路１および発光素子７を保持することができれば良く、導波路１を基板として用いることができ、あるいは、透明あるいは不透明、いずれの基板も用いることができ、適宜選択して用いることができる。また、基板はドライバＩＣの支持体として共用することもできる。
基板は、例えば、透明または半透明のソーダ石灰ガラス等の導波路に用いた材料、あるいは、不透明のシリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、ガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体材料、あるいは顔料等を含んだ前記透明基板材料、表面に絶縁処理を施した金属
材料、等から適宜選択して用いることができ、複数の基板材料を積層した積層基板を用いることもできる。また、この基板表面、あるいは基板内部には、有機エレクトロルミネッセンス素子を駆動するための抵抗・コンダクタ・インダクタ・ダイオード・トランジスタ等からなる回路を形成していても良い。
また、陽極２とは、正孔を注入する電極であり、正孔を効率良く発光層或いは正孔輸送層に注入することが必要である。
陽極２としては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の金属酸化物、あるいは、ＳｎＯ：Ｓｂ（アンチモン）、ＺｎＯ：Ａｌ（アルミニウム）、ＩＺＯ（Ｉｎ2Ｏ3：ＺｎＯ）といった混合物からなる透明導電膜や、あるいは、透明度を損なわない程度の厚さのＡｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チタン）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）といった金属薄膜や、これら金属の混合薄膜、積層薄膜といった金属薄膜や、あるいはポリピロール等の導電性高分子等を用いることができる。また、複数の前述した透明導電層を積層することで積層透明導電層とすることもでき、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ法または電界重合法等の各種の重合法等により形成する。また、透明導電層は、十分な導電性を持たせるため、または基板表面の凹凸による不均一発光を防ぐために、１ｎｍ以上の厚さにすることが望ましい。また、十分な透明性を持たせるために５００ｎｍ以下の厚さにすることが望ましい。
ただし、陽極２として透明導電層を用いない場合、導波路１における効率の良い光伝播を実現するためには、透明導電層に対向する電極となる陽極２は、光を反射する材料で形成することが好ましい。なお、陽極として透明導電層を用いない場合には、陰極が透明導電層であればよい。
陽極２として透明導電層を用いない場合、前述した以外にも、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｓｎ（錫）、Ｗ（タングステン）、Ａｕ（金）Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｆｅ（鉄）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｍｏ（モリブデン）等の金属、あるいはその合金、酸化物等を用いることができ、これら材料を用いた複数の材料による積層構造も用いることができる。
また、陽極２に非晶質炭素膜を設けてもよい。この場合には、共に正孔注入電極としての機能を有する。即ち、陽極から非晶質炭素膜を介して発光層或いは正孔輸送層に正孔が注入される。また、非晶質炭素膜は、陽極と発光層或いは正孔輸送層との間にスパッタ法により形成されてなる。スパッタリングによるカーボンターゲットとしては、等方性グラファイト、異方性グラファイト、ガラス状カーボン等があり、特に限定されるものではないが、純度の高い等方性グラファイトが好適である。非晶質炭素膜が優れている点を具体的に示すと、表面分析装置（ＡＣ−１、理研計器製）を使って非晶質炭素膜の仕事関数を測定すると、非晶質炭素膜の仕事関数は、Ｗｃ＝５．４０ｅＶである。ここで、一般に陽極としてよく用いられているＩＴＯの仕事関数は、ＷＩＴＯ＝５．０５ｅＶであるので、非晶質炭素膜を用いた方が発光層或いは正孔輸送層に効率よく正孔を注入できる。また、非晶質炭素膜をスパッタリング法にて形成する際、非晶質炭素膜の電気抵抗値を制御するために、窒素あるいは水素とアルゴンの混合ガス雰囲気下で反応性スパッタリングする。さらに、スパッタリング法などによる薄膜形成技術では、膜厚を５ｎｍ以下にすると膜が島状構造となり均質な膜が得られない。そのため、非晶質炭素膜の膜厚が５ｎｍ以下では、効率のよい発光が得られず、非晶質炭素膜の効果が期待できない。また、非晶質炭素膜の膜厚を２００ｎｍ以上とすると、膜の色が黒味を帯び、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光が十分に透過しなくなる。
有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層４としては、可視領域で蛍光または燐光特
性を有し、かつ成膜性の良いものが好ましく、Ａｌｑ3やＢｅ−ベンゾキノリノール（ＢｅＢｑ2）の他に、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）−１，３，４−チアジアゾール、４，４’−ビス（５，７−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン、４，４’−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕スチルベン、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフィン、２，５−ビス（〔５−α，α−ジメチルベンジル〕−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕−３，４−ジフェニルチオフェン、２，５−ビス（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、４，４’−ビス（２−ベンゾオキサイゾリル）ビフェニル、５−メチル−２−〔２−〔４−（５−メチル−２−ベンゾオキサイゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾオキサイゾリル、２−〔２−（４−クロロフェニル）ビニル〕ナフト〔１，２−ｄ〕オキサゾール等のベンゾオキサゾール系、２，２’−（ｐ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、２−〔２−〔４−（２−ベンゾイミダゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾイミダゾール、２−〔２−（４−カルボキシフェニル）ビニル〕ベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤や、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）マグネシウム、ビス（ベンゾ〔ｆ〕−８−キノリノール）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノール）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、８−キノリノールリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウム、ポリ〔亜鉛−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリノニル）メタン〕等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体やジリチウムエピンドリジオン等の金属キレート化オキシノイド化合物や、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）２−メチルベンゼン等のスチリルベンゼン系化合物や、２，５−ビス（４−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス（４−エチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ナフチル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス（４−メトキシスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（４−ビフェニル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ピレニル）ビニル〕ピラジン等のジスチルピラジン誘導体や、ナフタルイミド誘導体や、ペリレン誘導体や、オキサジアゾール誘導体や、アルダジン誘導体や、シクロペンタジエン誘導体や、スチリルアミン誘導体や、クマリン系誘導体や、芳香族ジメチリディン誘導体等が用いられる。さらに、アントラセン、サリチル酸塩、ピレン、コロネン等も用いられる。あるいは、ファク−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム等の燐光発光材料や、あるいは、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）、ポリフルオレン等のポリマー発光材料等を用いてもよい。なお、図１２の第１の発光層３４および第２の発光層は相互に同一の部材で構成されていてもよく、異なる部材で構成されていてもよい。
また、図１２の有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔輸送層３６，３７としては、正孔移動度が高く、透明で成膜性の良いものが好ましくＴＰＤの他に、ポルフィン、テトラフェニルポルフィン銅、フタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキサイド等のポリフィリン化合物や、１，１−ビス｛４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）フェニル｝シクロヘキサン、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（Ｐ−トリル）−Ｐ−フェニレンジアミン、１−（Ｎ，Ｎ−ジ−Ｐ−トリルアミノ）ナフタレン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）−２−２’−ジメチルトリフェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ジ−ｍ−トリル−４、４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾ−ル等の芳香族第三級アミンや、４−ジ−Ｐ−トリルアミノスチルベン、４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）−４’−〔４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）
スチリル〕スチルベン等のスチルベン化合物や、トリアゾール誘導体や、オキサジザゾール誘導体や、イミダゾール誘導体や、ポリアリールアルカン誘導体や、ピラゾリン誘導体や、ピラゾロン誘導体や、フェニレンジアミン誘導体や、アニールアミン誘導体や、アミノ置換カルコン誘導体や、オキサゾール誘導体や、スチリルアントラセン誘導体や、フルオレノン誘導体や、ヒドラゾン誘導体や、シラザン誘導体や、ポリシラン系アニリン系共重合体や、高分子オリゴマーや、スチリルアミン化合物や、芳香族ジメチリディン系化合物や、ポリ−３，４エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）あるいはポリ３−メチルチオフェン（ＰＭｅＴ）といったポリチオフェン誘導体等の有機材料が用いられる。また、ポリカーボネート等の高分子中に低分子の正孔輸送層用の有機材料を分散させた、高分子分散系の正孔輸送層も用いられる。また、これらの正孔輸送材料は正孔注入材料、あるいは、電子ブロック材料として用いることもできる。
また、有機エレクトロルミネッセンス素子の電子輸送層としては、１，３−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）等のオキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、シロール誘導体からなるポリマー材料等、あるいは、ＢＡｌｑ、ＢＣＰ（バソフプロイン）等が用いられる。また、これらの電子輸送材料は電子注入材料、あるいは、正孔ブロック材料として用いることもできる。
陰極６は、電子を注入する電極であり、電子を効率良く発光層或いは電子輸送層５に注入することが必要であり、仕事関数の小さいＡｌ（アルミニウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｔｉ（チタン）、Ａｇ（銀）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）等の金属等が一般に用いられる。
また、陰極６としては、発光層或いは電子輸送層と接する界面に、仕事関数の小さい金属を用いた光透過性の高い超薄膜を形成し、その上部に透明電極を積層することで、透明陰極を形成することもできる。特に仕事関数の小さなＭｇ、Ｍｇ−Ａｇ合金、特開平５−１２１１７２号公報記載のＡｌ−Ｌｉ合金やＳｒ−Ｍｇ合金あるいはＡｌ−Ｓｒ合金、Ａｌ−Ｂａ合金等あるいはＬｉＯ2／ＡｌやＬｉＦ／Ａｌ等の積層構造は陰極材料として好適である。
更に、これら陰極の成膜方法としては抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ法が用いられる。
発光層で放射された光のうち、空気界面へと到達してフレネル反射等により空気中へ取出されなかった光は、再び素子内部へと伝播し陰極へと到達する。或いは、発光層において、光は等方的に放射されるため、発光層で放射される光のうち半分は、光取り出し面に到達する前に陰極へと到達する。このとき、陰極が光を反射する材料で形成されていた場合、この陰極へ到達した光は反射され、再び、光取出し面方向へと伝播することができ、有効な光として利用される可能性がある。この効果を有効にするためには、陰極は光を反射する材料で形成することが好ましく、更に、光の反射率が５０％以上であることが好ましい。なお、以上のことは、陰極を透明電極として用いた場合には、陽極に適用される。
なお、陽極及び陰極は少なくとも一方が透明電極であればよい。更に、共に透明電極であってもよいが、光の取り出し効率を向上させるためには、一方が透明電極であれば、他方が光を反射する材料で形成することが好ましい。
また、有機エレクトロルミネッセンス素子を外気から遮断し、長時間安定性を保証するために、素子表面に保護膜を形成することもある。保護膜の材料としては、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＦ等の無機酸化物、無機窒化物、無機フッ化物
からなる薄膜、あるいは無機酸化物、無機窒化物、無機フッ化物等、あるいはそれらの混合物等からなるガラス膜、あるいは熱硬化性、光硬化性の樹脂や封止効果のあるシラン系の高分子材料等が挙げられ蒸着やスパッタリング等もしくは塗布法により形成される。
発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し、端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源は、光源からの光出射面積は導波路のコアの面積により決定することができるため、コアの大きさを選択することにより容易に所望の面積の光源を形成することができる。
したがって、本発明の光源は、種々の照明装置の光源として用いることができるが、容易に微小な光源を実現できるため、微小な光源という利点を活かして、簡単な光学系と組み合わせることにより平行光光源を形成することができ、これを用いた平行光照明装置、あるいは、これを用いたＯＨＰやプロジェクタ等の画像投影装置の光源として用いることができる。
あるいは、複雑な光入射手段を形成することなく、発光素子の面積を大きくすることで導波路中を伝播する光を多くすることができるため、容易に導波路端面において明るく発光する光源を実現することができる。したがって、本発明の光源は、光通信用途の光源、あるいは、光受光素子との組み合せにより光スイッチの光源として用いることができる。
さらに、導波路のコアの形状、配置により任意のパターンの発光を得ることができるため、それぞれの画素毎に主走査方向に光学的に分離された複数本が相互に平行に配列され、発光素子から放射されて導波路に入射し、主走査側端面に形成された光取り出し面から出射される光を露光光として用いることを特徴とする露光装置の光源として用いることができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における光源について図７から図９を用いて説明する。
図７は本発明の実施の形態２における光源の構成を示す概略断面および発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図、図８は本発明の実施の形態２における別の光源の構成を示す概略断面および発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図、図９は本発明の実施の形態２におけるさらに別の光源の構成を示す概略断面および発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図である。
図７（ａ）に詳しく示すように、本発明の光源は、発光素子７である有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２は導波路１上に形成されている。そして、図７（ｂ）に示すように、導波路１が発光素子７と接する界面において、導波路１の屈折率は、光入射面から対向する面に向かって連続的に屈折率が変化し、光入射面におけるフレネル反射を抑制する手段が形成される。
従来の有機エレクトロルミネッセンス素子は、光入射面において全反射による入射損が支配的であるため、このような連続的に屈折率が変化する施策による反射抑制による光量増大効果は小さい。しかしながら、本発明の導波路１と発光素子との組み合わせの光源においては、導波路１の光入射面において、導波路１の屈折率が連続的に変化することにより、発光素子７と導波路１との界面におけるフレネル反射による光の損失が抑制されるため、発光素子７から放出された光が、導波路１の光入射面８から効率良く光が入射され、光取り出し面９から多くの光が放出されるようになる。
また、図８（ａ）に詳しく示すように、本発明の光源は、発光素子７である有機エレク
トロルミネッセンス素子の陽極２は導波路１上に形成されている。そして、図８（ｂ）に示すように、導波路１が発光素子７と接する界面において、導波路の屈折率は、光入射面に向かって連続的に屈折率が小さく変化し、光入射面におけるフレネル反射を抑制する手段が形成される。
このように導波路１の光入射面において、導波路１の屈折率が連続的に変化することにより、発光素子７と導波路１との界面におけるフレネル反射による光の損失が抑制されるため、発光素子７から放出された光が、導波路１の光入射面８から効率良く光が入射され、光取り出し面９から多くの光が放出されるようになる。また、導波路１の屈折率は、光入射面に向かって連続的に屈折率が小さく変化することにより、導波路１の光伝播性能を高い状態で光入射面におけるフレネル反射を抑制することができるため、光取り出し面から放出される光量を大きくすることができる。
このような構成であれば、導波路１に光入射面から屈折率を変化させることにより容易に形成することができる。例えば、導波路１の光入射面から屈折率を変化させるイオンを浸透させることにより導波路１の屈折率を連続的に変化させることができ、あるいは、導波路１を感光性材料から形成し、光入射面あるいはこれに対向する面から光を照射することにより導波路１の屈折率を連続的に変化させることができる。
さらに、導波路１の光入射面に対向する面の屈折率を十分に小さく設計することにより、光入射面に対向する面においてクラッドを形成しなくても高い光伝播性能を実現することができ、クラッド形成を省略することができる。
図９（ａ）、（ｂ）に詳しく示すように、本発明の光源は、発光素子７である有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２と導波路１との間の屈折率差（Δｎ）を０．１と設定したものである。
このように発光素子７と導波路１との間の屈折率差を十分に小さく設定することにより、発光素子７と導波路１との界面におけるフレネル反射が抑制されるため、発光素子７から放出された光が、導波路１の光入射面８から効率良く光が入射され、光取り出し面９から多くの光が放出されるようになる。
発光素子７から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し、端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路１とを備えた光源は、光源からの光出射面積は導波路のコアの面積により決定することができるため、コアの大きさを選択することにより容易に所望の面積の光源を形成することができる。
したがって、本発明の光源は、種々の照明装置の光源として用いることができるが、容易に微小な光源を実現できるため、微小な光源という利点を活かして、簡単な光学系と組み合わせることにより平行光光源を形成することができ、これを用いた平行光照明装置、あるいは、これを用いたＯＨＰやプロジェクタ等の画像投影装置の光源として用いることができる。
あるいは、複雑な光入射手段を形成することなく、発光素子の面積を大きくすることで導波路中を伝播する光を多くすることができるため、容易に導波路端面において明るく発光する光源を実現することができる。したがって、本発明の光源は、光通信用途の光源、あるいは、光受光素子との組み合せにより光スイッチの光源として用いることができる。
さらに、導波路のコアの形状、配置により任意のパターンの発光を得ることができるため、それぞれの画素毎に主走査方向に光学的に分離された複数本が相互に平行に配列され
、発光素子から放射されて導波路に入射し、主走査側端面に形成された光取り出し面から出射される光を露光光として用いることを特徴とする露光装置の光源として用いることができる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における光源について図１０を用いて説明する。
図１０は本発明の実施の形態３における光源の構成を示す概略断面図である。
図１０に示すように、本発明の光源は、発光素子７である有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２と導波路１との間に、フレネル反射を抑制する手段としての、光の角度変換手段１２が形成されたものである。
発光素子７と導波路１との間に、光の角度変換手段１２が形成されることにより、発光素子７と導波路１との界面におけるフレネル反射による光の損失が抑制されるため、発光素子７から放出された光が、導波路１の光入射面８から効率良く光が入射され、光取り出し面９から多くの光が放出されるようになる。
このような光の角度変換手段としては、導波路１の光入射面に形成された凹凸構造からなる散乱面を用いることができ、このような散乱面とすることで容易に導波路１と発光素子７との間のフレネル反射を抑制することができる。
発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し、端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源は、光源からの光出射面積は導波路のコアの面積により決定することができるため、コアの大きさを選択することにより容易に所望の面積の光源を形成することができる。
したがって、本発明の光源は、種々の照明装置の光源として用いることができるが、容易に微小な光源を実現できるため、微小な光源という利点を活かして、簡単な光学系と組み合わせることにより平行光光源を形成することができ、これを用いた平行光照明装置、あるいは、これを用いたＯＨＰやプロジェクタ等の画像投影装置の光源として用いることができる。
あるいは、複雑な光入射手段を形成することなく、発光素子の面積を大きくすることで導波路中を伝播する光を多くすることができるため、容易に導波路端面において明るく発光する光源を実現することができる。したがって、本発明の光源は、光通信用途の光源、あるいは、光受光素子との組み合せにより光スイッチの光源として用いることができる。
さらに、導波路のコアの形状、配置により任意のパターンの発光を得ることができるため、それぞれの画素毎に主走査方向に光学的に分離された複数本が相互に平行に配列され、発光素子から放射されて導波路に入射し、主走査側端面に形成された光取り出し面から出射される光を露光光として用いることを特徴とする露光装置の光源として用いることができる。
（実施の形態４）
本発明の光源を用いた実施の形態４における露光装置、およびそれを用いたカラー画像形成装置について図１１から図１５を用いて説明する。
図１１は本発明の実施の形態４における露光装置の光源として用いられた有機エレクトロルミネッセンス素子を示す斜視図、図１２は本発明の実施の形態４におけるカラー画像
形成装置の構成を示す概略図、図１３は図１２のカラー画像形成装置における露光部を詳しく示す説明図、図１４は図１２のカラー画像形成装置における感光部を詳しく示す説明図、図１５は図１２のカラー画像形成装置における現像部を詳しく示す説明図である。
図１２において、カラー画像形成装置１４には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像をそれぞれ形成するための現像部１５，１６，１７，１８が順に配置され、これらの現像部１５〜１８のそれぞれに対応して露光部（露光装置）１９，２０，２１，２２、および感光部２３，２４，２５，２６を備えている。
図１３に示すように、露光部１９〜２２は、基板１９ａ，２０ａ，２１ａ，２２ａに実装された光源としての有機エレクトロルミネッセンス素子１９ｂ，２０ｂ，２１ｂ，２２ｂと、基板１９ａ〜２２ａ上に設けられて画像データに対応した電圧を有機エレクトロルミネッセンス素子１９ｂ〜２２ｂに給電してこれを発光させるドライバ１９ｃ，２０ｃ，２１ｃ，２２ｃとを備えている。基板１９ａ〜２２ａ上には、有機エレクトロルミネッセンス素子１９ｂ〜２２ｂを大気から遮断するため、封止材１９ｄ，２０ｄ，２１ｄ，２２ｄにより気密封止したり、あるいは、封止材内の水分を吸着するため、封止材内に乾燥剤１９ｅ，２０ｅ，２１ｅ，２２ｅを配置したりすることもある。有機エレクトロルミネッセンス素子１９ｂ〜２２ｂの光取り出し面の外部には、イメージ伝送光学系１９ｆ，２０ｆ，２１ｆ，２２ｆが配置されている。
図１４に詳しく示すように、感光部２３〜２６は、回転可能に設けられた像担持体としての感光ドラム（感光体）２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａと、この感光ドラム２３ａ〜２６ａに圧接されて感光ドラム２３ａ〜２６ａの表面を一様な電位に帯電する帯電器（帯電手段）２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ，２６ｂと、画像転写後の感光ドラム２３ａ〜２６ａに残留しているトナーを除去するクリーナ２３ｃ，２４ｃ，２５ｃ，２６ｃとを備えている。
周方向に回転する感光ドラム２３ａ〜２６ａは、その回転中心軸が相互に平行になるように一列に配置されている。また、感光ドラム２３ａ〜２６ａに圧接された帯電器２３ｂ〜２６ｂは、感光ドラム２３ａ〜２６ａの回転に伴って回転する。
また、図１５に詳しく示すように、現像部１５〜１８は、露光部１９〜２２からの照射光によって周面に静電潜像の形成された感光ドラム２３ａ〜２６ａにトナーを付着させて静電潜像をトナー像として顕像化する現像ローラ（現像手段）１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａと、タンク内のトナー２７を撹拌する撹拌部材１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ，１８ｂと、トナー２７を撹拌しつつこれを現像ローラ１５ａ〜１８ａへ供給するサプライローラ１５ｃ，１６ｃ，１７ｃ，１８ｃと、現像ローラ１５ａ〜１８ａへ供給されたトナー２７を所定の厚みに整えるとともに摩擦により当該トナー２７を帯電するドクターブレード１５ｄ，１６ｄ，１７ｄ，１８ｄとを備えている。
図１２に示すように、これら露光部１９〜２２、感光部２３〜２６および現像部１５〜１８に対向する位置には、感光ドラム２３ａ〜２６ａ上に顕像化された各色トナー像を用紙（記録媒体）Ｐ上に相互に重ね転写してカラートナー像を形成する転写部２８が配置されている。
転写部２８には、各感光ドラム２３ａ〜２６ａに対応して配置された転写ローラ１９，２０，２１，２２と、各転写ローラ２９〜３２を感光ドラム２３ａ〜２６ａにそれぞれ圧接するスプリング３３，３４，３５，３６とを備えている。
転写部２８の反対側には、用紙Ｐが収納された給紙部３７が設けられている。そして、用紙Ｐは、給紙ローラ３８により給紙部３７から１枚ずつ取り出される。
給紙部３７から転写部２８に至る用紙搬送路上には、所定のタイミングで用紙Ｐを転写部２８に送るレジストローラ３９が設けられている。また、転写部２８でカラートナー像が形成された用紙Ｐが走行する用紙搬送路上には定着部４０が配置されている。定着部４０は、加熱ローラ４０ａおよびこの加熱ローラ４０ａと圧接した押圧ローラ４０ｂが設けられ、用紙Ｐ上に転写されたカラー画像はこれらのローラ４０ａ，４０ｂの狭持回転に伴う圧力と熱とによって用紙Ｐに定着される。
このような構成の画像形成装置において、先ず感光ドラム２３ａ上に画像情報のイエロー成分色の潜像が形成される。この潜像はイエロートナーを有する現像ローラ１５ａによりイエロートナー像として感光ドラム２３ａ上に可視像化される。その間、給紙ローラ３８により給紙部３７から取り出された用紙Ｐは、レジストローラ３９によりタイミングがとられて転写部２８に送り込まれる。そして、感光ドラム２３ａと転写ローラ２９とで挟持搬送され、このときに前述したイエロートナー像が感光ドラム２３ａから転写される。
イエロートナー像が用紙Ｐに転写されている間に、続いてマゼンタ成分色の潜像が形成され、現像ローラ１６ａでマゼンタトナーによるマゼンタトナー像が顕像化される。そして、イエロートナー像が転写された用紙Ｐに対して、マゼンタトナー像がイエロートナー像と重ね転写される。
以下、シアントナー像、ブラックトナー像についても同様にして画像形成および転写が行われ、用紙Ｐ上に４色のトナー像の重ね合わせが終了する。
その後、カラー画像の形成された用紙Ｐは定着部４０へと搬送される。定着部４０では、転写されたトナー像が用紙Ｐに加熱定着されて、用紙Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
このようにして一連のカラー画像形成が終了した用紙Ｐは、その後、排紙トレイ４１上に排出される。
ここで、露光部１９〜２２に設けられた光源である有機エレクトロルミネッセンス素子１９ｂ，２０ｂ，２１ｂ，２２ｂは、図１１において、基板１３上に形成されたコア１ａおよびクラッド１ｂからなる導波路１上に、スパッタリング法や抵抗加熱蒸着法等により形成された透明な導電性膜からなり正孔を注入する電極である陽極２と、抵抗加熱蒸着法等により形成されて電子を注入する電極である陰極６とが形成されている。
また、陽極２と陰極６との間には、発光層４が形成されており、図１１において、陽極２と発光層４との間には正孔輸送層３が、陰極６と発光層４との間には電子輸送層５が形成されている。
本実施の形態においては、導波路１は、それぞれの画素毎に主走査方向に光学的に分離された複数本が相互に平行に配列された導波路を形成している。そして、基板１３は、所定の屈折率を有するコア１ａと、コア１ａの外周に形成されてコア１ａよりも小さな屈折率を有するクラッド１ｂとから構成されている。なお、クラッド１ｂはコア１ａの外周全面に形成されていてもよく、外周の一部の面に形成されていてもよい。
なお、本実施の形態において、導波路１は、そのピッチが約１０．５μｍの導波路となっており、主走査方向に対して２４００ｄｐｉの解像度に対応した構成となっているが、
断面形状は感光体上に所定の潜像を形成することができれば任意の形状を取ることができ、解像度や感光体の回転数等の印字条件に応じて適宜そのピッチや形状を取ることができる。
また、本実施の形態では、基板１３上に導波路１を形成した構造について説明したが、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板１３は、導波路１を基板として用いる構成であってもよい。ただし、有機エレクトロルミネッセンス素子と導波路との間に空気層が存在する場合、全反射により導波路中に伝播する光が減るため、効率の良い光の伝播は行われない。したがって、有機エレクトロルミネッセンス素子と導波路１とを別々に作製する場合、間に空気層が入らないように接続するほうが好ましい。
ここで、有機エレクトロルミネッセンス素子１９ｄ〜２２ｄにおいて、発光層から放射される光は導波路１の対向面を経由して放射されるが、光が各媒質の境界面を通過する際、入射側の媒質の屈折率が出射側の屈折率より大きい場合には、屈折波の出射角が９０°となる角度である臨界角よりも大きな角度で入射する光は、境界面を透過することができず、媒質間の境界面において全反射される。
したがって、等方的に光の放射される有機エレクトロルミネッセンス素子１９ｄ〜２２ｄにおいて、この臨界角よりも大きな角度で放射される光は、導波路の境界面で全反射を繰り返すことにより、導波路の中を、特に本実施の形態では、導波路１のクラッド１ｂに囲まれたコア１ａの中を全反射を繰り返しながら進み、副走査方向の端面に至る。
そこで、本実施の形態では、この点に着目して、導波路１の副走査方向の端面を光取り出し面９とし、この光取り出し面９から出射される光を露光光として用いている。
すなわち、発光層４の面積を大きくすればする程、コア１ａ内を進む光が多くなるので、導波路１の副走査方向の端面である光取り出し面１に至る光の光量が増加することになる。ということは、導波路１の副走査方向の端面である光取り出し面９からの光を露光光とすれば、発光層４の面積を大きくするだけで発光光量が増加するので、印加電流を大きくして有機エレクトロルミネッセンス素子１９ｄ〜２２ｄの素子寿命を短くすることなく、露光に必要な発光光量を得ることができるというものである。
つまり、本発明は導波路１の端面である光取り出し面９からの光を露光光としたものである。
そして、このような露光装置を用いた画像形成装置によれば、感光ドラム２３ａ〜２６ａ上に静電潜像が適正に形成されるので、高品質の画像を形成することができる。
特に、本実施の形態では、導波路である導波路１をコア１ａとクラッド１ｂとで構成しているので、発光層から放射された光がより効率的に光取り出し面９に導かれるようになり、発光光量の一層の増加を図ることができる。但し、このようなコア１ａとクラッド１ｂとの２層構造ではなくてもよい。
ここで、相互に隣接するコア１ａの間には、遮光層または反射層を設けることができる。遮光層や反射層を設ければ、あるコア１ａについて他のコア１ａから光が入射することがなくなるので、光取り出し面９から取り出される光量のコア１ａ間におけるバラツキがなくなる。また、特に反射層を設けた場合には、発光層からコア１ａに入射した光がより多く反射して光取り出し面９に到達するので、光量増加を図ることができる。
また、光取り出し面９の形状はたとえば矩形や六角形などにすることができるが、画素
形状に対応した形状にするのがよい。なお、導波路１をコア１ａとクラッド１ｂとで構成したときには、光取り出し面９はコア１ａとクラッド１ｂとで構成される面となる。
さらに、導波路１の光取り出し面９には、この光取り出し面９から出射される光の拡散角を狭くしたり平行光にする、つまり光の拡散を抑制する拡散抑制手段を形成することができる。なお、形成される拡散抑制手段には、凸レンズや凹レンズといった曲面レンズの他に、イオンドープ型やスリット状のＵＶ変質型のレンズ、全反射を利用したメサ構造、あるいは、メサ構造の全反射面と同等な位置にミラー面を配置したテーパ反射構造などがある。また、レンズは個々の光取り出し面９に対して１つずつ形成される構造、あるいは１つの光取り出し面９に対して複数のレンズが形成される構造、あるいは複数の光取り出し面９に対して１つのレンズが形成される構造、あるいは全ての光取り出し面に対して１つのシリンドリカルレンズや１次元メサ構造のような、一体化したレンズで光の拡散を抑制することができる。
なお、導波路１の光取り出し面９と感光ドラム２３ａ〜２６ａとは極めて接近した位置、たとえば画素の対角線以下の距離に配置されている場合、光取り出し面９から出射された光は、イメージ伝送光学系１９ｆ〜２２ｆを介すことなく感光ドラムに照射される。あるいは、光取り出し面９と感光ドラム２３ａ〜２６ａとが離れた位置に配置されている場合、イメージ伝送光学系１９ｆ〜２２ｆを通って正立等倍で感光ドラム２３ａ〜２６ａに結像される。
以上の説明においては、本発明をカラー画像形成装置に適用した場合について説明したが、たとえばブラックなど単色の画像形成装置に適用することもできる。また、カラー画像形成装置に適用した場合、現像色はイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色に限定されるものではない。
本発明の光源および露光装置、これを用いた画像形成装置、光入射方法は、発光素子と導波路との間のフレネル反射が抑制され、発光層で放射された光が効率よく導波路内に入射されることから、光源から放射される光量を大きくすることが可能になる。また、その結果として、同じ光量を得るのに必要な発光素子における光量を小さくできるため、低消費電力、長寿命な光源に適用できる。
また、光源から放射される光量が大きくなるため、高速、長寿命、高画質な露光装置および画像形成装置にも適用できる。
本発明の実施の形態１における光源の構成を示す概略断面図 図１の光源における発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図 図１の光源における別の発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図 図１の光源におけるまた別の発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図 図１の光源におけるまた別の発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図 図１の光源におけるまた別の発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図 本発明の実施の形態２における光源の構成を示す概略断面および発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図 本発明の実施の形態２における別の光源の構成を示す概略断面および発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図 本発明の実施の形態２におけるさらに別の光源の構成を示す概略断面および発光素子と導波路の間の屈折率を示す説明図 本発明の実施の形態３における光源の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態４における露光装置の光源として用いられた有機エレクトロルミネッセンス素子を示す斜視図 本発明の実施の形態４におけるカラー画像形成装置の構成を示す概略図 図１２のカラー画像形成装置における露光部を詳しく示す説明図 図１２のカラー画像形成装置における感光部を詳しく示す説明図 図１２のカラー画像形成装置における現像部を詳しく示す説明図 従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図
符号の説明
１ 導波路
２ 陽極
３ 正孔輸送層
４ 発光層
５ 電子輸送層
６ 陰極
７ 発光素子
８ 光入射面
９ 光取り出し面
１０ 反射抑制層
１１ 微小構造体
１２ 光の角度変換手段
１３ 基板
１４ カラー画像形成装置
１５，１６，１７，１８ 現像部
１９，２０，２１，２２ 露光部（露光装置）
１９ａ，２０ａ，２１ａ，２２ａ 基板
１９ｂ，２０ｂ，２１ｂ，２２ｂ 有機エレクトロルミネッセンス素子
１９ｃ，２０ｃ，２１ｃ，２２ｃ ドライバ
１９ｄ，２０ｄ，２１ｄ，２２ｄ 封止材
１９ｅ，２０ｅ，２１ｅ，２２ｅ 乾燥剤
１９ｆ，２０ｆ，２１ｆ，２２ｆ イメージ伝送光学系
２３，２４，２５，２６ 感光部
２８ 転写部

Claims (26)

  1. 少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し、端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、前記発光素子と前記導波路との間のフレネル反射が抑制されることを特徴とする光源。
  2. 少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、前記発光素子と前記導波路との間には、少なくとも前記発光素子の屈折率と前記導波路の屈折率との間の屈折率である材料からなる反射抑制層が形成されることを特徴とする光源。
  3. 少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、前記発光素子と前記導波路との間には、連続的に屈折率の変化する反射抑制層が形成されることを特徴とする光源。
  4. 少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、前記発光素子と前記導波路との間には、発光素子から放出される光の波長以下の厚さの屈折率の異なる層が積層された反射抑制層が形成されることを特徴とする光源。
  5. 少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、前記導波路は、前記発光素子と前記導波路との間には、発光素子から放射された光の波長以下の大きさの微小構造体からなる反射抑制層が形成されることを特徴とする光源。
  6. 前記反射抑制層は、透湿性の低い材料からなることを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載の光源。
  7. 前記反射抑制層は、プラズマによるダメージを緩和することを特徴とする請求項２〜６の何れか一項に記載の光源。
  8. 前記反射抑制層は、前記発光素子あるいは前記導波路表面における凹凸を平坦化することを特徴とする請求項２〜７の何れか一項に記載の光源。
  9. 少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、前記導波路は、前記光入射面から対向する面に向かって連続的に屈折率が変化することを特徴とする光源。
  10. 前記導波路は、前記光入射面から対向する面に向かって連続的に屈折率が小さくなることを特徴とする請求項９記載の光源。
  11. 前記導波路は、前記光入射面から対向する面においてクラッドが形成されないことを特徴とする請求項９または１０記載の光源。
  12. 前記導波路は、前記光入射面の屈折率と前記発光素子の屈折率との差は０．１以下であることを特徴とする請求項９〜１１の何れか一項に記載の光源。
  13. 前記導波路は、前記光入射面からのイオン浸透により連続的に屈折率が変化することを特徴とする請求項９〜１２の何れか一項に記載の光源。
  14. 前記導波路は、感光性材料からなることを特徴とする請求項９〜１３の何れか一項に記載の光源。
  15. 前記導波路は、前記発光素子から放出される光の波長以下の厚さの屈折率の異なる層が積層されることを特徴とする請求項９〜１４の何れか一項に記載の光源。
  16. 少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、前記導波路の屈折率と前記発光素子の屈折率との差は０．１以下であることを特徴とする光源。
  17. 少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源であって、前記発光素子と前記導波路との間には、光の角度変換手段が形成されることを特徴とする光源。
  18. 前記光の角度変換手段は、凹凸構造からなる散乱面であることを特徴とする請求項１７記載の光源。
  19. 前記発光素子は、少なくとも正孔を注入する陽極、発光領域を有する発光層、および電子を注入する陰極を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子からなることを特徴とする請求項１〜１８の何れか一項に記載の光源。
  20. 前記導波路は、前記発光層と同じ材料を用いて形成されることを特徴とする請求項１〜１９の何れか一項に記載の光源。
  21. 副走査方向の端面が光取り出し面とされた請求項１〜２０記載の導波路を、それぞれの画素毎に主走査方向に光学的に分離された複数本が相互に平行に配列され、前記発光素子から放射されて前記導波路に入射し、主走査側端面に形成された光取り出し面から出射される光を露光光として用いることを特徴とする露光装置。
  22. 相互に隣接する前記導波路の間には遮光層または反射層が設けられていることを特徴とする請求項２１記載の露光装置。
  23. 前記光取り出し面は画素形状に対応した形状であることを特徴とする請求項２１または２２記載の露光装置。
  24. 前記光取り出し面から出射された光は正立等倍で感光体に結像することを特徴とする請求項２１〜２３の何れか一項に記載の露光装置。
  25. 請求項２１〜２４の何れか一項に記載の露光装置と、前記露光装置により静電潜像が形成される感光体とを有することを特徴とする画像形成装置。
  26. 少なくとも電気エネルギーにより発光する発光層を備えた発光素子と、発光素子から放出された光を側面に形成された光入射面から入射し、端面に形成された光取り出し面から空気中へ出射する導波路とを備えた光源において、前記発光素子と前記光入射面との界面におけるフレネル反射を抑制し、前記導波路内に前記発光素子から放射された光を入射することを特徴とする光入射方法。
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