JP2006252885A - 電気光学装置、露光ヘッド、画像形成装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な封止状態を確保することができる電気光学装置を提供すること。
【解決手段】 基板(10)と、上記基板の一面側に設けられる複数の発光素子(12)と、上記複数の発光素子の全体を覆うようにして上記基板の一面側に設けられる封止体(16)と、上記基板と上記封止体との相互間であって上記複数の発光素子の周囲に設けられる封止手段と、を備え、上記封止手段は、気体性異物を吸着する機能を有し、上記複数の発光素子に最も近い位置に設けられる第１の封止材(17)と、気体性異物の通過を抑制する機能を有し、上記第１の封止材の外側に設けられる第２の封止材(18)と、気体性異物を吸着する機能を有し、上記第２の封止材の外側に設けられる第３の封止材(19)と、気体性異物の通過を抑制する機能を有し、上記第３の封止材の外側に設けられる第４の封止材(20)と、を含んで構成される電気光学装置である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、有機ＥＬ素子等の発光素子を複数備える電気光学装置とこれを用いる装置等に関し、より具体的には発光素子の封止技術の改良に関する。

薄型、軽量、かつ高品質な画像を表示し得る電気光学装置として、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置が注目されている。また、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置の分野においては、このような有機ＥＬ装置を用いて、感光体を露光するための露光ヘッドを構成する技術が知られている。

有機ＥＬ素子は水分（水蒸気）や酸素などの気体性の異物に対する耐性が低いという性質がある。具体的には、水分（水蒸気）や酸素などの気体性の異物の影響により、電極と発光層との界面の剥離、電極の酸化による高抵抗化、あるいは発光層自体の変質などの不具合を生じやすい。このため、従来から有機ＥＬ素子の水分等による劣化を回避するための技術が提案されている。例えば、特許２８００８１３号公報（特許文献１）や特許２８１３４９９号公報（特許文献２）には、有機ＥＬ素子の全体を箱状部材により囲み、周囲を封止材で封止してなる密閉構造（いわゆる缶封止構造）を採用し、有機ＥＬ素子の劣化を抑制する技術が開示されている。また、特開平５−１８２７５９号公報（特許文献３）、特開平９−２７４９９０号公報（特許文献４）には、有機ＥＬ素子の全体を耐湿性の樹脂等からなる封止材によって覆う構造（いわゆる面封止構造）を採用し、有機ＥＬ素子の劣化を抑制する技術が開示されている。

しかし、従来技術を用いてもなお、気体性の異物に対する耐性を十分に確保できない場合があった。このような不都合は、例えば、上述したように有機ＥＬ装置を用いて画像形成装置の露光ヘッドを構成する場合に顕著となる。具体的には、画像形成装置は、定着器や各種モータ等の部品から発生する熱によって内部が高温になりやすく、印刷用の紙などから発生する水分と相まって高温多湿な状態となりやすいため、有機ＥＬ素子の劣化が進みやすい。また、かかる不都合は、有機ＥＬ装置を用いて表示部が構成される各種機器においても同様に生じ得るものであり、特に屋外で用いられる頻度の高い機器（例えば携帯電話やＰＤＡ等）において顕著となる。また、このような不都合は、有機ＥＬ装置に限らず、他の発光素子を用いる電気光学装置にも共通するものである。このため、従来の封止構造を改良し、より良好な封止状態を得られる技術が望まれている。

特許２８００８１３号公報 特許２８１３４９９号公報 特開平５−１８２７５９号公報 特開平９−２７４９９０号公報

そこで、本発明は、良好な封止状態を確保することができる電気光学装置を提供することを目的とする。

第１の態様の本発明は、基板と、上記基板の一面側に設けられる複数の発光素子と、上記複数の発光素子の全体を覆うようにして上記基板の一面側に設けられる封止体と、上記基板と上記封止体との相互間であって上記複数の発光素子の周囲に設けられる封止手段と、を備え、上記封止手段は、気体性異物を吸着する機能（吸着性）を有し、上記複数の発光素子に最も近い位置に設けられる第１の封止材と、気体性異物の通過を抑制する機能（バリア性）を有し、上記第１の封止材の外側に設けられる第２の封止材と、気体性異物を吸着する機能を有し、上記第２の封止材の外側に設けられる第３の封止材と、気体性異物の通過を抑制する機能を有し、上記第３の封止材の外側に設けられる第４の封止材と、を含んで構成される電気光学装置である。ここで、「発光素子」とは電気的作用によって発光する素子一般をいい、例えば、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、あるいは電界の印加により発生した電子を発光板に当て発光させる電子放出素子などをいう。

かかる構成によれば、吸着性を有する封止材とバリア性を有する封止材とを交互に多重配置しているので、酸素や水分等の気体性異物が外部から発光素子へ到達しにくくなる。したがって、良好な封止状態を確保することができる。

好ましくは、上記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子である。

これにより、有機ＥＬ装置の気体性異物に対する耐性を高めることが可能となる。

上述した第１の封止材は、上記複数の発光素子の全体を囲むようにして設けられることが好ましい。

これにより、第１の封止材の形成が比較的に容易となる。

また、上記第１の封止材は、上記複数の発光素子のそれぞれを囲むようにして設けられることも好ましい。

これにより、封止性能をより向上させることができる。

また、上記第１の封止材は、上記複数の発光素子の上記基板と接しない表面を全て覆うようにして設けられることも好ましい。

これにより、封止性能をより向上させることができる。

第２の態様の本発明は、基板と、上記基板の一面側に設けられる複数の発光素子と、上記複数の発光素子の全体を覆うようにして上記基板の一面側に設けられる封止手段と、を備え、上記封止手段は、気体性異物を吸着する機能を有し、上記複数の発光素子の上記基板と接しない表面を全て覆うようにして設けられる第１の封止材と、気体性異物の通過を抑制する機能を有し、上記第１の封止材の上記基板と接しない表面を全て覆うようにして設けられる第２の封止材と、気体性異物を吸着する機能を有し、上記第２の封止材の上記基板と接しない表面を全て覆うようにして設けられる第３の封止材と、気体性異物の通過を抑制する機能を有し、上記第３の封止材の上記基板と接しない表面を全て覆うようにして設けられる第４の封止材と、を含んで構成される電気光学装置である。

かかる構成によれば、吸着性を有する封止材とバリア性を有する封止材とを交互に多重配置しているので、酸素や水分等の気体性異物が外部から発光素子へ到達しにくくなる。したがって、良好な封止状態を確保することができる。また、このような多重構造の封止材によって基板の一面側を覆うことにより、ガラス基板等からなる封止体を省略して電気光学装置の構造を簡素化することができる利点もある。

好ましくは、上記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子である。

これにより、有機ＥＬ装置の気体性異物に対する耐性を高めることが可能となる。

第３の態様の本発明は、上述した電気光学装置を発光部として備え、画像形成装置において感光体の露光に用いられる露光ヘッドである。

これにより、封止状態が良好であり信頼性の高い露光ヘッドが得られる。

第４の態様の本発明は、上述した露光ヘッドを備える画像形成装置（プリンタ、複写機等）である。

これにより、信頼性の高い露光ヘッドを備える画像形成装置が得られる。

第５の態様の本発明は、上述した電気光学装置を表示部として備える電子機器である。ここで「電子機器」とは、本発明にかかる電気光学装置を備え、一定の機能を奏する機器一般をいい、その構成に特に限定が無いが、例えば、ＩＣカード、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が含まれる。

これにより、信頼性の高い表示部を備える電子機器が得られる。

以下、本発明にかかる電気光学装置を露光ヘッドに適用した場合を例にして本発明の実施の態様を説明する。

図１は、第１の実施形態の露光ヘッドの概略構成を説明する模式平面図である。図２は、図１に示すII−II線方向における露光ヘッドの模式断面図である。図３は、図１に示すIII−III線方向における露光ヘッドの模式断面図である。また、図４は、多重構造とした封止手段の平面配置を説明するための図である。

図１〜図４に示す第１の実施形態の露光ヘッド１は、画像形成装置において感光体に潜像を形成するために用いられる露光ヘッドであり、基板１０、複数の発光素子１２を含んでなる発光素子アレイ１４、封止体１６、封止材１７、１８、１９、２０を含んで構成されている。本実施形態の露光ヘッド１は、発光素子１２から放出される光が基板１０を介して外部へ取り出される。

基板１０は、画像形成装置の主走査方向に沿って長尺に形成されており、発光素子アレイ１４などの構成要素を支持する。この基板１０としては、ガラス、プラスチック等の透光性材料からなるものが用いられる。

発光素子アレイ１４は、基板１０の一面側に当該基板１０の長手方向に沿って配列して設けられる複数の発光素子１２を含んで構成されている。本実施形態では、発光素子１２として有機ＥＬ素子が採用されている。

各発光素子１２は、陽極２２及び陰極２６とこれらの相互間に介在する発光層２４を含んで構成されている。陽極２２及び陰極２６を介して発光層２４に電流を供給することにより発光層２４から光が放出され、当該発光が陽極２２及び基板１０を介して外部に取り出される。陽極２２は、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等の透光性の導電材料を用いて形成されている。発光層２４は、例えばポリジアルキルフルオレン誘導体を用いて形成される。陰極２６は、アルミニウム等の導電材料を用いて形成されている。

なお、発光層２４と各電極（陰極、陽極）との間に、正孔輸送層や電子輸送層が介在していてもよい。正孔輸送層は、例えばポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸の混合体（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を用いて形成される。電子輸送層は、例えばカルシウム、リチウム、これらの酸化物、フッ化物などの膜を用いて形成される。

封止体１６は、発光素子アレイ１４の全体を覆うようにして基板１０の一面側に設けられている。封止体１６と基板１０との相互間には、各発光素子１２の周囲を囲むようにして封止材１７〜２０（封止手段）が設けられており、これらによって発光素子アレイ１４が密閉される。なお、本例ではガラス基板等の平板状の封止体１６が採用されているが、中央を掘り込んだ形状（断面コ字形状）のガラス基板等を採用してもよい。

封止材１７（第１の封止材）は、酸素や水分などの気体性異物を吸着する機能を有し、複数の発光素子１２に最も近い位置に、当該複数の発光素子１２の全体を囲むようにして設けられている。このような封止材１７としては、例えば、アスコルビン酸やＦｅ、Ｔｉ、またはこれら低原子価金属イオンを含む塩または酸化物からなる酸素吸収剤や、シリカゲル、ケイ藻土、活性アルミナ等の吸湿剤を樹脂に混入させたものを用いることができる。

封止材１８（第２の封止材）は、気体性異物の通過を抑制する機能を有し、封止材１７の外側に設けられる。このような封止材１８としては、例えば、アクリル系又はエポキシ系の樹脂シール材料などが好適に用いられる。

封止材１９（第３の封止材）は、酸素や水分などの気体性異物を吸着する機能を有しており、封止材１８の外側に設けられる。この封止材１９は、上述した封止材１７と同様の材料からなる。

封止材２０（第４の封止材）は、気体性異物の通過を抑制する機能を有し、封止材１９の外側に設けられる。この封止材２０は、上述した封止材１８と同様の材料からなる。

なお、上述した各封止材１７〜２０は、例えばスクリーン印刷法、ディスペンス法などの手法によって形成される。

図５及び図６は、第２の実施形態の露光ヘッドの概略構成を説明するための図である。具体的には、図５は、多重構造とした封止手段の平面配置を説明するための図であり、図６は、上述した第１の実施形態における図２と同方向の断面を示す図である。第２の実施形態の露光ヘッド１ａは、基本的に上述した第１の実施形態の露光ヘッド１と同様の構成を備えている。第１の実施形態と共通する構成要素については同符合を付し、これらについての詳細な説明は省略する。図５及び図６に示すように、第２の実施形態の露光ヘッド１ａは、最内周の吸着性の封止材１７ａが各発光素子１２の基板１０と接しない表面を全て覆うようにして設けられている点が第１の実施形態の露光ヘッド１と相違している。また、このような構成を採用する場合には、発光素子１２に対して何らかの影響を与える成分が封止材１７ａに含まれていた場合にも当該影響が回避されるように、発光素子１２と封止材１７ａとの間に酸化シリコン膜などからなるパッシベーション膜２８を設けておくことが好ましい（図５参照）。

図７は、第３の実施形態の露光ヘッドの概略構成を説明するための図であり、多重構造とした封止手段の平面配置が示されている。なお、断面図については省略する。第３の実施形態の露光ヘッド１ｂは、基本的に上述した第１の実施形態の露光ヘッド１と同様の構成を備えている。第１の実施形態と共通する構成要素については同符合を付し、これらについての詳細な説明は省略する。図７に示すように、第３の実施形態の露光ヘッド１ｂは、最内周の吸着性の封止材１７ｂが各発光素子１２のそれぞれを囲むようにして設けられている点が第１の実施形態の露光ヘッド１と相違している。また、このような構成を採用する場合には、上記第２の実施形態の場合と同様に、各発光素子１２と各封止材１７ｂの間にパッシベーション膜を設けておくことが好ましい（図示省略）。

なお、図７に示す露光ヘッド１ｂでは、封止材１７ｂは、各発光素子１２の周囲であって基板１０と封止体１６との相互間に設けられているが、第２の実施形態の場合と同様に、封止材１７ｂが各発光素子１２の基板１０と接しない表面を全て覆うようにして設けられてもよい。

図８は、第４の実施形態の露光ヘッドの概略構成を説明するための図であり、上述した第１の実施形態における図２と同方向の断面が示されている。第４の実施形態の露光ヘッド１ｃは、基本的に上述した第１の実施形態の露光ヘッド１と同様の構成を備えている。第１の実施形態と共通する構成要素については同符合を付し、これらについての詳細な説明は省略する。図８に示すように、第４の実施形態の露光ヘッド１ｃは、封止手段としての封止材１７ｃ、１８ｃ、１９ｃ、２０ｃの多層膜が各発光素子１２の基板１０と接しない表面を全て覆うようにして設けられ、封止体１６が省略されている点が第１の実施形態の露光ヘッド１と相違している。詳細には、封止材１７ｃ（第１の封止材）は、気体性異物を吸着する機能を有し、複数の発光素子１２の基板１０と接しない表面を全て覆うようにして設けられている。封止材１８ｃ（第２の封止材）は、気体性異物の通過を抑制する機能を有し、封止材１７ｃの基板１０と接しない表面を全て覆うようにして設けられている。封止材１９ｃ（第３の封止材）は、気体性異物を吸着する機能を有し、封止材１８ｃの基板１０と接しない表面を全て覆うようにして設けられている。封止材２０ｃ（第４の封止材）は、気体性異物の通過を抑制する機能を有し、封止材１９ｃの基板１０と接しない表面を全て覆うようにして設けられている。また、このような構成を採用する場合には、上記第２の実施形態の場合と同様に、各発光素子１２と封止材１７ｃの間にパッシベーション膜２８を設けておくことが好ましい（図示省略）。

なお、図８に示す露光ヘッド１ｃでは、封止材１７ｃは、各発光素子１２の全体を覆うようにして設けられているが、各発光素子１２のそれぞれ毎に多重構造の封止材が設けられてもよい。

このように、上述した各実施形態によれば、吸着性を有する封止材とバリア性を有する封止材とを交互に多重配置しているので、酸素や水分等の気体性異物が外部から発光素子へ到達しにくくなる。したがって、良好な封止状態を確保することができる。

また、第４の実施形態によれば、多重構造の封止材によって基板の一面側を覆うことにより、ガラス基板等からなる封止体を省略し、構造を簡素化することができる利点がある。

図９は、上述した各実施形態にかかる露光ヘッドを含んで構成される画像形成装置の光学エンジン部分を示す概略構成図である。図９に示す画像形成装置６００は、画像データ出力装置６０１、露光ヘッド６０２、集束性ロッドレンズ６０３、感光体ドラム６０４、帯電器６０５、現像器６０６、転写器６０７を含んで構成されている。この画像形成装置６００における印刷は以下のように行われる。まず、感光体ドラム６０４（あるいはベルト）上に形成された感光体の表面を帯電器６０５によって一様に帯電させる。そして、露光ヘッド６０２を用いて、帯電させた感光体ドラム６０４上に画像データ出力装置６０１から出力される画像データの内容に応じた光を照射する。これにより、光の照射された部分が除電され、感光体ドラム６０４上に静電荷による潜像が書き込まれる。次に、感光体ドラム６０４上に静電荷を帯びたトナー（着色微粒子）を現像器６０６によって散布することにより、静電荷による潜像をトナーによる画像として顕在化させる。次に、この感光体ドラム６０４上に用紙６０８を押し当てて、例えば電界を印加してトナーを用紙６０８に転写する。次に、転写器６０７によって、例えば熱を与える等の手段によってトナーを用紙６０８に融着させる。転写後の感光体ドラム６０４の表面から、例えば交流電界や全面光照射を加えることによって電荷を消去する。その後、転写後に残ったトナーを取り除く。

なお、本発明は上述した各実施形態の内容に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内で種々に変形実施が可能である。

例えば、上述した各実施形態では発光素子の一例として有機ＥＬ素子を採り上げて説明していたが、これ以外にも種々の発光素子（例えば、無機ＥＬ素子や電子放出素子など）を採用することが可能である。

また、上述した各実施形態では、第１の封止材は各発光素子ごと、又は各発光素子の全体を囲むようにして設けられていたが、いくつかの発光素子を含むブロック単位で当該ブロックの周辺を囲むように第１の封止材が設けられてもよい。

また、上述した各実施形態では、第１〜第４の封止材からなる４重構造の封止手段を設けていたが、更に多くの封止材を含むようにして封止手段を設けてもよい。その場合においても、発光素子に近い最内周の封止材は吸着性を有するものとし、最外周の封止材は異物通過を抑制するバリア性を有するものとなるように、各機能の封止材を交互に設ければよい。

また、上述した各実施形態では、本発明の適用例として露光ヘッドを説明していたが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、各種の電子機器等における表示部として用いられる電気光学装置に対しても本発明を適用することが可能である。

第１の実施形態の露光ヘッドの概略構成を説明する模式平面図である。 図１に示すII−II線方向における露光ヘッドの模式断面図である。 図１に示すIII−III線方向における露光ヘッドの模式断面図である。 多重構造とした封止手段の平面配置を説明するための図である。 第２の実施形態の露光ヘッドの概略構成を説明するための図である。 第２の実施形態の露光ヘッドの概略構成を説明するための図である。 第３の実施形態の露光ヘッドの概略構成を説明するための図である。 第４の実施形態の露光ヘッドの概略構成を説明するための図である。 画像形成装置の光学エンジン部分を示す概略構成図である。

符号の説明

１、１ａ…露光ヘッド、１０…基板、１２…発光素子、１４…発光素子アレイ、１６…封止体、１７、１８、１９、２０…封止材、２２…陽極、２４…発光層、２６…陰極、６００…画像形成装置、６０１…画像データ出力装置、６０２…露光ヘッド、６０３…集束性ロッドレンズ、６０４…感光体ドラム、６０５…帯電器、６０６…現像器、６０７…転写器

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板の一面側に設けられる複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子の全体を覆うようにして前記基板の一面側に設けられる封止体と、
   前記基板と前記封止体との相互間であって前記複数の発光素子の周囲に設けられる封止手段と、を備え、
   前記封止手段は、
   気体性異物を吸着する機能を有し、前記複数の発光素子に最も近い位置に設けられる第１の封止材と、
   気体性異物の通過を抑制する機能を有し、前記第１の封止材の外側に設けられる第２の封止材と、
   気体性異物を吸着する機能を有し、前記第２の封止材の外側に設けられる第３の封止材と、
   気体性異物の通過を抑制する機能を有し、前記第３の封止材の外側に設けられる第４の封止材と、
   を含んで構成される、電気光学装置。
2. 前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子である、請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記第１の封止材は、前記複数の発光素子の全体を囲むようにして設けられる、請求項１に記載の電気光学装置。
4. 前記第１の封止材は、前記複数の発光素子のそれぞれを囲むようにして設けられる、請求項１に記載の電気光学装置。
5. 前記第１の封止材は、前記複数の発光素子の前記基板と接しない表面を全て覆うようにして設けられる、請求項３又は４に記載の電気光学装置。
6. 基板と、
   前記基板の一面側に設けられる複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子の全体を覆うようにして前記基板の一面側に設けられる封止手段と、を備え、
   前記封止手段は、
   気体性異物を吸着する機能を有し、前記複数の発光素子の前記基板と接しない表面を全て覆うようにして設けられる第１の封止材と、
   気体性異物の通過を抑制する機能を有し、前記第１の封止材の前記基板と接しない表面を全て覆うようにして設けられる第２の封止材と、
   気体性異物を吸着する機能を有し、前記第２の封止材の前記基板と接しない表面を全て覆うようにして設けられる第３の封止材と、
   気体性異物の通過を抑制する機能を有し、前記第３の封止材の前記基板と接しない表面を全て覆うようにして設けられる第４の封止材と、
   を含んで構成される、電気光学装置。
7. 前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子である、請求項６に記載の電気光学装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の電気光学装置を備える露光ヘッド。
9. 請求項８に記載の露光ヘッドを備える画像形成装置。
10. 請求項１乃至７のいずれかに記載の電気光学装置を備える電子機器。

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