JP2007188678A - Organic el element for printer head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光紙や感光ドラムを感光させるためのプリンタヘッド用有機EL素子に関する。 The present invention relates to an organic EL element for a printer head for exposing photosensitive paper or a photosensitive drum.
現在、感光紙や感光ドラム等の感光体を感光させて画像を印刷するための光プリンタが知られている。感光体を感光させる技術としては、レーザやLED(発光ダイオード)が知られている。 Currently, an optical printer for printing an image by exposing a photosensitive member such as photosensitive paper or a photosensitive drum is known. Lasers and LEDs (light emitting diodes) are known as techniques for exposing a photoreceptor.
レーザにより感光体を感光させる光プリンタの場合、レーザを感光体の幅だけ走査させて、感光体を感光させなければならない。従って、レーザを駆動させるための駆動手段が必要になり、光プリンタが大型化するといった問題があった。 In the case of an optical printer in which a photosensitive member is exposed by a laser, the photosensitive member must be exposed by scanning the laser by the width of the photosensitive member. Therefore, there is a problem that a driving means for driving the laser is required, and the size of the optical printer is increased.
そこで、感光体の幅に対応させてLEDが配列されたプリンタヘッドを備えた光プリンタが知られている。このようにLEDが配列されたプリンタヘッドの場合、プリンタヘッドを感光体の幅に対応させて走査させる必要がないので、プリンタヘッドを駆動させるための駆動手段を省略することができる。これによって、光プリンタを小型化することができるといった利点があった。 Therefore, an optical printer having a printer head in which LEDs are arranged corresponding to the width of the photoreceptor is known. In the case of the printer head in which the LEDs are arranged in this way, it is not necessary to scan the printer head in accordance with the width of the photosensitive member, so that the driving means for driving the printer head can be omitted. This has the advantage that the optical printer can be miniaturized.
しかしながら、同一基板上にLEDを感光体の幅に合わせて配列する場合、大型の基板が必要になるため、基板の製造コストが増大するといった問題があった。また、複数の基板上にLEDを配列したLEDアレイを作製し、そのLEDアレイを感光体の幅に合わせて配列するといった技術も知られているが、LEDアレイ間のアライメントが困難であるといった問題や、LEDアレイ間にできる隙間によりLEDの高密度化が困難であるといった問題があった。 However, when LEDs are arranged on the same substrate in accordance with the width of the photoconductor, a large substrate is required, which increases the manufacturing cost of the substrate. Also known is a technique in which an LED array in which LEDs are arranged on a plurality of substrates is produced, and the LED array is arranged in accordance with the width of the photoconductor. However, it is difficult to align the LED arrays. In addition, there is a problem that it is difficult to increase the density of LEDs due to a gap formed between the LED arrays.
そこで、ガラス等の安価な基板上に形成することができる有機EL素子が配列されたプリンタヘッドを備えた光プリンタが注目されている。 Therefore, attention has been paid to an optical printer including a printer head in which organic EL elements that can be formed on an inexpensive substrate such as glass are arranged.
有機EL素子を有する光プリンタでは、感光紙の幅に合わせてプリンタヘッドに配列された有機EL素子を発光させ、その発光された光によって感光紙を、例えば、RGBの3色に感光させて画像を印刷する。 In an optical printer having an organic EL element, an organic EL element arranged on a printer head is caused to emit light according to the width of the photosensitive paper, and the photosensitive paper is exposed to, for example, three colors of RGB by the emitted light. To print.
しかしながら、当然、有機EL素子は、単一の波長の光のみを発光するのではなく、発光スペクトルがある程度広がって、色が混じった光を発光する。このように発光スペクトルが広がった光により感光体を感光させると、発光スペクトルと同様に混じった色が印刷されることになる。 However, as a matter of course, the organic EL element does not emit only light of a single wavelength, but emits light mixed in color with a certain emission spectrum. When the photoreceptor is exposed to light having a broad emission spectrum in this way, a mixed color is printed in the same manner as the emission spectrum.
そこで、特許文献1には、有機EL素子により発光された光の混色を抑制する技術が開示されている。 Therefore, Patent Document 1 discloses a technique for suppressing color mixture of light emitted from an organic EL element.
この特許文献1の技術では、青色と緑色の光を発光する有機EL素子の照射方向に、カラーフィルターを配置して、このカラーフィルターによって混色成分の光を除去することができる。
しかしながら、特許文献1の技術では、カラーフィルターを別部品として用意しなければならないため、部品点数が増加して光プリンタの構成が複雑化するといった問題がある。また、カラーフィルターを別部品にすることによって、カラーフィルターと有機EL素子とのアライメントが必要になり、製造工程が複雑化するといった問題がある。 However, in the technique of Patent Document 1, since the color filter must be prepared as a separate part, there is a problem that the number of parts increases and the configuration of the optical printer becomes complicated. In addition, when the color filter is a separate component, alignment between the color filter and the organic EL element is required, and there is a problem that the manufacturing process becomes complicated.
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、発光する光の混色を容易に抑制することができるプリンタヘッド用有機EL素子を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an organic EL element for a printer head capable of easily suppressing color mixture of emitted light.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、発光層と、前記発光層で発光された光を全反射可能な反射膜と、前記発光層を挟んで前記反射膜と反対側に位置し、前記発光層で発光された光のうち一部を反射可能な半透明反射膜とを備え、発光した光を共振可能なように前記反射膜と前記半透明反射膜とが配置されていることを特徴とするプリンタヘッド用有機EL素子である。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a light-emitting layer, a reflective film capable of totally reflecting light emitted from the light-emitting layer, and a side opposite to the reflective film across the light-emitting layer. And a translucent reflective film capable of reflecting a part of the light emitted from the light emitting layer, and the reflective film and the translucent reflective film are disposed so as to resonate the emitted light. An organic EL element for printer heads.
本発明によれば、反射膜と半透明反射膜との間で、発光層で発光された光を共振可能に構成したので、発光層によって発光された光のうち、所望の光を共振させて強めることができると共に、所望の光以外の光を弱めることができる。これによって、共振させた後、半透明反射膜から外部へと照射される光の混色を容易に抑制することができる。 According to the present invention, since the light emitted from the light emitting layer can resonate between the reflective film and the translucent reflective film, the desired light out of the light emitted from the light emitting layer can be resonated. In addition to being able to enhance, light other than the desired light can be attenuated. Thereby, after resonating, it is possible to easily suppress the color mixture of light irradiated from the translucent reflective film to the outside.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図1は、本発明によるプリンタヘッド用有機EL素子(以下、有機EL素子という)の断面構造を示す。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional structure of an organic EL element for a printer head (hereinafter referred to as an organic EL element) according to the present invention.
有機EL素子1は、基板2上に半透明反射膜3、陽極層4、ホール注入層5、ホール輸送層6、発光層7、電子輸送層8、陰極層(請求項に記載の反射膜に相当)9が積層されている。 The organic EL element 1 includes a translucent reflective film 3, an anode layer 4, a hole injection layer 5, a hole transport layer 6, a light emitting layer 7, an electron transport layer 8, a cathode layer (on the reflective film according to the claims) on a substrate 2. Equivalent) 9 are stacked.
この有機EL素子1では、基板2側から光が発光するように構成されているので、基板2は、ガラス基板等の光を透過可能な透明基板が用いられている。 Since the organic EL element 1 is configured such that light is emitted from the substrate 2 side, the substrate 2 is a transparent substrate that can transmit light, such as a glass substrate.
半透明反射膜3は、Ag、Al、Cr又はこれらの化合物、若しくは、誘電体多層膜によって構成される。この半透明反射膜3は、約50%の反射率に構成されている。従って、半透明反射膜3によって、発光層5により発光された光のうち、半分の光は透過し、半分の光は陰極層9に向かって反射される。 The translucent reflective film 3 is made of Ag, Al, Cr, a compound thereof, or a dielectric multilayer film. This translucent reflective film 3 is configured to have a reflectance of about 50%. Therefore, half of the light emitted from the light emitting layer 5 is transmitted by the translucent reflective film 3 and half of the light is reflected toward the cathode layer 9.
陽極層4は、発光層7により発光された光を透過可能な厚さ約100nmのITO等の透明電極からなる。 The anode layer 4 is made of a transparent electrode such as ITO having a thickness of about 100 nm that can transmit the light emitted from the light emitting layer 7.
ホール注入層5は、陽極層4から注入されるホールの注入率を向上させるものであり、銅フタロシアニン(CuPc)からなる。ホール輸送層6は、ホール注入層5を介して陽極層4から注入されたホールを発光層7に輸送するためのものであり、NPBからなる。 The hole injection layer 5 improves the injection rate of holes injected from the anode layer 4 and is made of copper phthalocyanine (CuPc). The hole transport layer 6 is for transporting holes injected from the anode layer 4 through the hole injection layer 5 to the light emitting layer 7 and is made of NPB.
発光層7は、注入された電子及び正孔によって光を発光可能に構成されている。電子輸送層8は、陰極層9から注入された電子を円滑に発光層7に輸送するためのものであり、Al3からなる。 The light emitting layer 7 is configured to emit light by injected electrons and holes. The electron transport layer 8 is for smoothly transporting the electrons injected from the cathode layer 9 to the light emitting layer 7 and is made of Al 3 .
陰極層9は、発光層7によって発光された光を全反射可能なAl等の反射膜からなる。 The cathode layer 9 is made of a reflective film such as Al that can totally reflect the light emitted by the light emitting layer 7.
ここで、ホール注入層5〜電子輸送層8からなる有機EL素子1の有機層10と、陽極層4とを合わせた厚みは、発光層7によって発光された光を共振可能な厚みに構成されている。具体的には、有機層10と陽極層4との厚みから算出される半透明反射膜3の上面から陰極層9の下面までの光学的距離(実際の距離に物質の屈折率をかけたもの)Lが、L=kλ/2n(反射面での位相のずれなし)、若しくは、L=kλ/4n(反射面で位相が半波長ずれ有り)のいずれかを満たすように構成されている。尚、kは整数、λは発光層7が発光する発光スペクトルのピークの波長とする。 Here, the combined thickness of the organic layer 10 of the organic EL element 1 composed of the hole injection layer 5 to the electron transport layer 8 and the anode layer 4 is configured to resonate the light emitted by the light emitting layer 7. ing. Specifically, the optical distance from the upper surface of the translucent reflective film 3 calculated from the thickness of the organic layer 10 and the anode layer 4 to the lower surface of the cathode layer 9 (the actual distance multiplied by the refractive index of the substance) ) L is configured to satisfy either L = kλ / 2n (there is no phase shift on the reflection surface) or L = kλ / 4n (the reflection surface has a half-wavelength shift). Here, k is an integer, and λ is the peak wavelength of the emission spectrum emitted from the light emitting layer 7.
従って、発光層7によって発光された光は、半透明反射膜3と陰極層9との間で共振する。そして、その共振した光の一部が半透明反射膜3及び基板2を透過して、外部へと放出される。この外部へ放出された光によって感光紙を感光することにより、感光紙に画像を印刷することができる。 Therefore, the light emitted by the light emitting layer 7 resonates between the translucent reflective film 3 and the cathode layer 9. A part of the resonated light passes through the translucent reflective film 3 and the substrate 2 and is emitted to the outside. An image can be printed on the photosensitive paper by exposing the photosensitive paper with the light emitted to the outside.
このように半透明反射膜3と陰極層9との間で、発光層7によって発光された光を共振させることによって、発光スペクトルのピークの波長の光を強めることができると共に、それ以外の波長の光を弱めることができる。これによって、共振された後、基板2及び半透明反射膜3を透過して外部へ照射される光の多くを所望の波長の光によって構成することができ、それ以外の波長の光を減少させることができるので、光の混色を抑制することができる。 Thus, by resonating the light emitted by the light emitting layer 7 between the translucent reflective film 3 and the cathode layer 9, it is possible to intensify the light having the peak wavelength of the emission spectrum, and other wavelengths. Can weaken the light. Thus, after resonating, most of the light that is transmitted to the outside through the substrate 2 and the translucent reflective film 3 can be constituted by light of a desired wavelength, and light of other wavelengths is reduced. Therefore, color mixing of light can be suppressed.
次に、本発明に係る有機EL素子の効果を証明するために行った実験結果について説明する。 Next, the results of experiments conducted to prove the effect of the organic EL element according to the present invention will be described.
最初に、混色が減少する効果について発光スペクトルを用いて証明する。 First, the effect of reducing the color mixture will be proved using the emission spectrum.
まず、青色の光を発光可能な有機EL素子の実験結果について、図2を参照して説明する。図2において、実線は本発明による共振可能な有機EL素子の実験結果を示している。図2において、一点鎖線は光を共振不能に構成した比較例による有機EL素子の実験結果を示している。図2において、点線は共振可能な有機EL素子のシミュレーションによる結果を示している。尚、図2における実線の実験結果は、有機層10の厚みを約120nmとし、陽極層4の厚みを約100nmに構成した有機EL素子1を用いて実験した結果である。 First, an experimental result of an organic EL element capable of emitting blue light will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the solid line shows the experimental result of the organic EL element capable of resonating according to the present invention. In FIG. 2, the alternate long and short dash line indicates the experimental result of the organic EL element according to the comparative example in which the light cannot be resonated. In FIG. 2, the dotted line shows the result of simulation of the organic EL element that can resonate. 2 is a result of experiment using the organic EL element 1 in which the thickness of the organic layer 10 is set to about 120 nm and the thickness of the anode layer 4 is set to about 100 nm.
図2に示す本発明による発光スペクトル(実線)と比較例による発光スペクトル(一点鎖線)とを比較すれば明らかなように、約470nm以上の波長の発光スペクトルが大幅に減少しているのがわかる。このことから、約410nmのピーク波長以外の光による混色を大幅に減少できることがわかる。 As is clear from the comparison of the emission spectrum according to the present invention (solid line) shown in FIG. 2 and the emission spectrum according to the comparative example (one-dot chain line), it can be seen that the emission spectrum having a wavelength of about 470 nm or more is greatly reduced. . From this, it can be seen that color mixing due to light other than the peak wavelength of about 410 nm can be greatly reduced.
また、共振可能な青色の有機EL素子をモデルとしたシミュレーションでは、緑色の光との混色率が約3.5%と低い値になった。尚、ここでいう混色率とは、シミュレーションにより得られた発光スペクトルのうち、異なる色(青色の有機EL素子の場合は緑色及び赤色)にかかっている割合のことである。具体的には、青色の有機EL素子における緑色の混色率は、
混色率=(青色の発光スペクトルの面積×緑色のフィルタ特性)/青色の発光スペクトルの面積
となる。
In a simulation using a blue organic EL element that can resonate as a model, the color mixture ratio with green light was as low as about 3.5%. Here, the color mixing ratio is a ratio of different colors (green and red in the case of a blue organic EL element) in an emission spectrum obtained by simulation. Specifically, the color mixing ratio of green in the blue organic EL element is
Color mixing ratio = (area of blue emission spectrum × green filter characteristic) / area of blue emission spectrum.
次に、緑色を発光させるための有機EL素子の実験結果について、図3を参照して説明する。図3において、実線は本発明による共振可能な有機EL素子の実験結果を示している。図3において、一点鎖線は光を共振不能に構成した比較例による有機EL素子の実験結果を示している。図3において、点線は共振可能な有機EL素子のシミュレーションによる結果を示している。尚、図3における実線の実験結果は、有機層10の厚みを約160nmとし、陽極層4の厚みを約100nmに構成した有機EL素子1を用いて実験した結果である。 Next, experimental results of the organic EL element for emitting green light will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the solid line shows the experimental result of the organic EL element capable of resonating according to the present invention. In FIG. 3, an alternate long and short dash line indicates an experimental result of the organic EL element according to the comparative example in which the light is configured not to resonate. In FIG. 3, the dotted line shows the result of simulation of the organic EL element that can resonate. 3 is a result of an experiment using the organic EL element 1 in which the thickness of the organic layer 10 is set to about 160 nm and the thickness of the anode layer 4 is set to about 100 nm.
図3に示す本発明による発光スペクトル(実線)と比較例による発光スペクトル(一点鎖線)とを比較すれば明らかなように、約550nm以上の波長の発光スペクトルが大幅に減少していることがわかる。このことから、約520nmのピーク波長以外の光による混色を大幅に減少できることがわかる。 As can be seen from the comparison of the emission spectrum according to the present invention shown in FIG. 3 (solid line) and the emission spectrum according to the comparative example (one-dot chain line), it can be seen that the emission spectrum having a wavelength of about 550 nm or more is greatly reduced. . From this, it can be seen that color mixing due to light other than the peak wavelength of about 520 nm can be greatly reduced.
また、共振可能な緑色の有機EL素子をモデルとしたシミュレーションでは、赤色の光との混色率が約3.0%、青色の光との混色率が約3.0%と低い値になった。 In a simulation using a resonating green organic EL element as a model, the color mixture ratio with red light was about 3.0% and the color mixture ratio with blue light was a low value of about 3.0%. .
次に、混色が減少する効果について色度座標を用いて証明する。
表1は、緑色及び青色の光を発光する有機EL素子について、共振しない比較例の有機EL素子と本発明に係る共振可能な有機EL素子とを作製してそれぞれの色度座標を調べたものである。また、参考として、液晶による色度座標も掲載している。図4は、表1に示す実験結果を色度座標上にプロットしたものであり、○が本発明による色度座標を示し、△が比較例による色度座標を示し、□が液晶による色度座標を示している。尚、ここでいう色度座標とは、実験によって得られた発光スペクトルを混色たものである。 Table 1 shows an organic EL element that emits green and blue light, an organic EL element of a comparative example that does not resonate, and an organic EL element that can resonate according to the present invention, and the respective chromaticity coordinates are examined. It is. For reference, chromaticity coordinates using liquid crystals are also listed. FIG. 4 is a plot of the experimental results shown in Table 1 on chromaticity coordinates, where ◯ indicates chromaticity coordinates according to the present invention, Δ indicates chromaticity coordinates according to a comparative example, and □ indicates chromaticity by liquid crystal. The coordinates are shown. The chromaticity coordinates referred to here are a mixture of emission spectra obtained through experiments.
表1に示すように、緑色の光を発光する有機EL素子の場合、比較例の有機EL素子の色度座標は(0.24,0.43)となっているのに対し、本発明に係る有機EL素子の色度座標は(0.22,0.73)となっている。これにより、図4に示すように、本発明の有機EL素子は、比較例の有機EL素子に比べて混色の少ない深い緑色の光を発光していることがわかる。 As shown in Table 1, in the case of an organic EL element that emits green light, the chromaticity coordinates of the organic EL element of the comparative example are (0.24, 0.43), whereas The chromaticity coordinates of the organic EL element are (0.22, 0.73). Thereby, as shown in FIG. 4, it turns out that the organic EL element of this invention is emitting deep green light with few color mixing compared with the organic EL element of a comparative example.
また、表1に示すように、青色の光を発光する有機EL素子の場合、比較例の有機EL素子の色度座標は(0.16,0.12)となっているのに対し、本発明に係る有機EL素子の色度座標は(0.14,0.08)となっている。これにより、図4に示すように、本発明の有機EL素子は、比較例の有機EL素子に比べて混色の少ない深い青色の光を発光していることがわかる。 Further, as shown in Table 1, in the case of an organic EL element that emits blue light, the chromaticity coordinates of the organic EL element of the comparative example are (0.16, 0.12). The chromaticity coordinates of the organic EL element according to the invention are (0.14, 0.08). Thereby, as shown in FIG. 4, it turns out that the organic EL element of this invention is emitting deep blue light with few color mixing compared with the organic EL element of a comparative example.
以上、上記実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更形態として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。 Although the present invention has been described in detail using the above-described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiments described in this specification. The present invention can be implemented as modifications and changes without departing from the spirit and scope of the present invention defined by the description of the scope of claims. Therefore, the description of the present specification is for illustrative purposes and does not have any limiting meaning to the present invention. Hereinafter, modified embodiments in which the above-described embodiment is partially modified will be described.
例えば、上記実施形態の各層を構成する材料は、上述したものに限定されるものではなく、適宜変更可能である。また、同様に、発光層7で発光した光を共振することができるならば、各層の厚みに関しても適宜変更可能である。 For example, the material which comprises each layer of the said embodiment is not limited to what was mentioned above, It can change suitably. Similarly, if the light emitted from the light emitting layer 7 can resonate, the thickness of each layer can be changed as appropriate.
1 有機EL素子
2 基板
3 半透明反射膜
4 陽極層
5 ホール注入層
6 ホール輸送層
7 発光層
8 電子輸送層
9 陰極層
10 有機層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic EL element 2 Substrate 3 Translucent reflective film 4 Anode layer 5 Hole injection layer 6 Hole transport layer 7 Light emitting layer 8 Electron transport layer 9 Cathode layer 10 Organic layer
Claims (1)
発光した光を共振可能なように前記反射膜と前記半透明反射膜とが配置されていることを特徴とするプリンタヘッド用有機EL素子。
A light-emitting layer, a reflective film capable of totally reflecting light emitted from the light-emitting layer, and a part of the light emitted from the light-emitting layer, located on the opposite side of the reflective film across the light-emitting layer. With a translucent reflective film capable of reflecting,
An organic EL element for a printer head, wherein the reflective film and the translucent reflective film are disposed so that the emitted light can resonate.
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