JP2008177092A - Light-emitting device, and printing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子を光源として利用した発光装置及び印刷装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a printing device that use a light emitting element as a light source.
従来より、有機EL素子を光源として利用した発光装置が知られており、例えば印刷装置における露光デバイス等に用いられている。これのような発光装置に関連する技術として、例えば特許文献1に、有機EL素子を用いた画像形成装置が開示されている。 Conventionally, a light emitting device using an organic EL element as a light source is known, and is used for an exposure device in a printing apparatus, for example. As a technique related to such a light emitting device, for example, Patent Document 1 discloses an image forming apparatus using an organic EL element.
前記特許文献1に開示されている技術では、有機材料からなる発光層を含む有機層を、第1電極(透明陽極)と第2電極(反射陰極)とで挟持し、前記第1電極と前記第2電極との電極間に電源手段により電圧を印加して駆動する。 In the technique disclosed in Patent Document 1, an organic layer including a light emitting layer made of an organic material is sandwiched between a first electrode (transparent anode) and a second electrode (reflection cathode), and the first electrode and the Driving is performed by applying a voltage between the second electrode and the electrode by a power supply means.
ここで、前記特許文献1に開示されている画像形成装置では、前記発光層で生じた光の光射出面と反対側の面に設けられた基板(封止用基板)には、当該基板の熱を外部に放熱するための放熱手段が形成されている。
ところで、有機EL素子を光源として利用する露光デバイスを用いる印刷装置等においては、印刷装置等における感光体にとって必要な光量を得る為には、有機EL素子による単位時間あたりの発光強度を抑えて露光の時間を長くするか、或いは単位時間あたりの発光強度を上げて露光時間を短くする必要がある。前者では、印刷時間が遅くなってしまい、また、後者では印刷時間は短縮されるが、有機EL素子は、過電流制御に起因する発熱等により劣化が促進されてしまう。また、経時的な輝度の低下及び熱の発生は、露光量低下に繋がり画質が悪化するという問題も存在する。 By the way, in a printing apparatus using an exposure device that uses an organic EL element as a light source, in order to obtain a light amount necessary for a photoconductor in the printing apparatus or the like, exposure is performed while suppressing the light emission intensity per unit time by the organic EL element. It is necessary to lengthen the exposure time or shorten the exposure time by increasing the emission intensity per unit time. In the former, the printing time is delayed, and in the latter, the printing time is shortened. However, the organic EL element is promoted to be deteriorated due to heat generated by overcurrent control. Further, there is a problem that the decrease in luminance and the generation of heat over time lead to a decrease in exposure amount and image quality deteriorates.
なお、前記特許文献1に開示されている技術では、前記発光層、前記第1電極、及び前記第2電極を封止する為の前記封止用基板に対して前記放熱手段を形成しているので、前記発光層で生じた熱は封止基板を介して放射しているため、発光層の冷却効率が悪い。 In the technique disclosed in Patent Document 1, the heat radiation means is formed on the sealing substrate for sealing the light emitting layer, the first electrode, and the second electrode. Therefore, since the heat generated in the light emitting layer is radiated through the sealing substrate, the cooling efficiency of the light emitting layer is poor.
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、有機EL素子の発光に伴って有機EL素子内で生じた熱を短時間で効率的に取り除くことができる発光装置及び印刷装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a light emitting device and a printing device that can efficiently remove heat generated in an organic EL element due to light emission of the organic EL element in a short time. For the purpose.
前記の目的を達成するために、本発明の第1の態様による発光装置は、
所定の間隔で複数の発光素子が配置された発光素子基板と、
前記基板に対向して設けられた対向基板と、
前記発光素子と前記発光素子の光が出射する光出射領域との間に介在する媒質貯蔵空間と、
を具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a light emitting device according to the first aspect of the present invention comprises:
A light emitting element substrate in which a plurality of light emitting elements are arranged at predetermined intervals;
A counter substrate provided facing the substrate;
A medium storage space interposed between the light emitting element and a light emitting region from which light of the light emitting element is emitted;
It is characterized by comprising.
前記媒質貯蔵空間に充填する媒質の熱容量は、少なくとも前記対向基板の熱容量よりも大きいことが好ましい。 It is preferable that the heat capacity of the medium filling the medium storage space is at least larger than the heat capacity of the counter substrate.
前記媒質貯蔵空間は、前記発光素子における光出射領域から射出した光を集光するレンズ形状に形成されていることが好ましい。 It is preferable that the medium storage space is formed in a lens shape that collects light emitted from a light emitting region in the light emitting element.
本発明の第2の態様による発光装置は、
所定の間隔で複数の発光素子が配置された基板と、
前記基板に対向して設けられた対向基板と、
前記発光素子と前記発光素子の光が出射する光出射領域との間に介在する媒質貯蔵空間と、
前記発光素子の光を集光するレンズ構造部と、
を具備することを特徴とする。
A light-emitting device according to the second aspect of the present invention includes:
A substrate on which a plurality of light emitting elements are arranged at a predetermined interval;
A counter substrate provided facing the substrate;
A medium storage space interposed between the light emitting element and a light emitting region from which light of the light emitting element is emitted;
A lens structure that collects light from the light emitting element;
It is characterized by comprising.
本発明の第1、2の態様による発光装置において、前記媒質貯蔵空間が形成された部位のうち、前記発光素子における前記光射出面から射出する光を遮らない箇所には、放熱膜が形成されていることが好ましい。 In the light emitting device according to the first and second aspects of the present invention, a heat radiating film is formed in a portion where the medium storage space is formed in a portion that does not block the light emitted from the light emitting surface of the light emitting element. It is preferable.
前記媒質は、液体媒質または気体媒質であってもよい。 The medium may be a liquid medium or a gas medium.
前記放熱膜は、前記対向基板が当該発光装置の外部に隣接している箇所まで連続的に形成されていることが好ましい。 It is preferable that the heat dissipation film is continuously formed up to a place where the counter substrate is adjacent to the outside of the light emitting device.
前記媒質貯蔵空間は、前記発光素子の光を集光するレンズ形状に形成されていてもよい。 The medium storage space may be formed in a lens shape that collects light of the light emitting element.
本発明の第3の態様による発光装置は、
所定の間隔で複数の発光素子がアレイ状に構築された発光素子基板と、
前記発光素子における光出射領域から射出した光を集光するようなレンズ形状に形成されたレンズ構造部を備える対向基板と、
前記発光素子基板と前記対向基板とを、前記発光素子における前記光出射領域と前記レンズ構造部とが隣接するように接着するシール部材と、
を具備し、
前記シール部材によって接着された前記基板と前記対向基板との境界領域及び前記レンズ構造部内には、前記発光素子に接触しているどの部材よりも熱容量が大きい媒質を貯蔵する為の液体媒質が充填されていることを特徴とする。
The light emitting device according to the third aspect of the present invention is
A light-emitting element substrate in which a plurality of light-emitting elements are constructed in an array at predetermined intervals;
A counter substrate including a lens structure portion formed in a lens shape to collect light emitted from a light emitting region in the light emitting element;
A seal member that bonds the light emitting element substrate and the counter substrate so that the light emitting region of the light emitting element and the lens structure portion are adjacent to each other;
Comprising
The boundary region between the substrate and the counter substrate bonded by the sealing member and the lens structure portion are filled with a liquid medium for storing a medium having a larger heat capacity than any member in contact with the light emitting element. It is characterized by being.
さらに印刷装置において、本発明の各態様のいずれかに記載の発光装置を備えることを特徴とする。 Further, the printing apparatus includes the light emitting device according to any one of the aspects of the present invention.
本発明によれば、発光素子の発光に伴って発光素子内で生じた熱を効率的に取り除くことができる発光装置及び印刷装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-emitting device and printing apparatus which can remove efficiently the heat which generate | occur | produced in the light emitting element with light emission of a light emitting element can be provided.
[第1実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態に係る発光装置及び印刷装置を説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a light emitting device and a printing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本第1実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の構成の一例を示す図である。まず、図1に示すように、本第1実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置は、感光体ドラム1と、本第1実施形態に係る発光装置2Aとロッドレンズアレイ2Bとから成る露光部2と、帯電ローラ3と、イレーサ光源感光体4と、クリーニング部材5と、現像ローラ6aを含む現像器6と、転写ローラ8と、定着ローラ9と、搬送ベルト11とを具備している。なお、参照符号7が付されているのは印刷用紙である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a printing apparatus using the light emitting device according to the first embodiment. First, as shown in FIG. 1, a printing apparatus using the light emitting device according to the first embodiment is an exposure comprising a photosensitive drum 1, a
前記感光体ドラム1は負帯電型OPC(Organic Photo Conductor)感光体(有機感光体)である。このことに鑑みて、前記帯電ローラ3は負帯電器とされている。また、前記現像器6は負帯電トナーで現像を行う現像器である。また、前記発光装置2Aは、詳しくは後述するが、複数の有機EL素子(発光素子)がアレイ状に配列されて構成されている。
The photoreceptor drum 1 is a negatively charged OPC (Organic Photo Conductor) photoreceptor (organic photoreceptor). In view of this, the
ところで、図1に示す印刷装置では、おおまかには以下のような工程により印刷が行われる。まず、前記帯電ローラ3が回転する感光体ドラム1の表面に接触することによって、感光体ドラム1の接触した表面が一様に負電位となるように帯電される。続いて、前記発光装置2Aによって、前記ロッドレンズアレイ2Bを介して前記感光体ドラム1に対して光照射が為され、前記感光体ドラム1上には静電潜像が形成される。その後、前記現像器6によって、前記静電潜像にトナーが付着される。そして、前記転写ローラ8によって、前記静電潜像に付着しているトナーが前記印刷用紙7に転写される。以下、このような印刷工程を詳細に説明する。
By the way, in the printing apparatus shown in FIG. 1, printing is roughly performed by the following processes. First, when the
まず、前記感光体ドラム1は、帯電用電源(不図示)から供給される負電位であって且つ後述する現像器6で出力される現像電圧に比較的近似している或いは等しい電位の初期化帯電電圧を、前記帯電ローラ3によって印加される。これにより、前記感光体ドラム1における周表面は一様に負帯電され、電位的に初期化される(初期化帯電状態となる)。
First, the photosensitive drum 1 is initialized to a negative potential supplied from a charging power source (not shown) and relatively close to or equal to a developing voltage output from a developing
そして、周表面が初期化帯電状態となった前記感光体ドラム1には、前記発光装置2Aによって、印字情報に従った光書き込み(露光)が行われる。これにより、露光が行われないために初期化帯電状態のままの前記初期化帯電部と、前記露光によって初期化帯電部より相対的に高い負電位である−50(V)程度の露光帯電電圧が印加されて帯電された露光帯電部とから成る静電潜像が、前記感光体ドラム1の周表面上に形成される。
Then, optical writing (exposure) according to the printing information is performed on the photosensitive drum 1 whose peripheral surface has been initialized and charged by the
ここで、前記現像器6内に収容されている弱いマイナス電位に帯電したトナーが、前記現像ローラ6aによって、前記現像ローラ6aと前記感光体ドラム1との対向部に回転搬送される。このとき、前記現像ローラ6aは、不図示の電源から、露光帯電部よりもさらに低い−250(V)程度の現像電圧を印加される。したがって、前記感光体ドラム1における前記静電潜像の−50(V)程度の露光帯電部では、現像電圧よりも200(V)程度高電位となり、初期化帯電部では、現像電圧との差が200(V)よりも絶対値が十分小さい電圧になる。
Here, the toner charged in the developing
これらの静電潜像における現像電圧との電位差の違いにより、前記現像ローラ6aに対して相対的にプラス極性の電位となった前記静電潜像における露光帯電部には、マイナス極性に帯電しているトナーが付着してトナー像が形成されるのに対し、初期化帯電部には、トナーを静電的に吸引する程の電界が生じないのでトナーが付着しない。このトナー像は、前記感光体ドラム1の回転によって、前記感光体ドラム1と前記転写ローラ8とが対向している転写部へと搬送される。
Due to the difference in potential difference from the development voltage in these electrostatic latent images, the exposure charging portion in the electrostatic latent image having a positive polarity relative to the developing roller 6a is charged to a negative polarity. On the other hand, the toner image does not adhere to the initialization charging portion because an electric field that attracts the toner electrostatically does not occur in the initialization charging portion. The toner image is conveyed to a transfer portion where the photosensitive drum 1 and the
なお、上述したようにして形成されたトナー像におけるトナー付着量(現像された画像の濃度)は、前記発光装置2Aによる前記感光体ドラム1への露光量に応じて生じる前記感光体ドラム1の周表面上における電位、つまり現像電圧との電位差によって決定される。
The toner adhesion amount (developed image density) in the toner image formed as described above is generated according to the exposure amount of the photosensitive drum 1 by the
ところで、上述したように前記トナー像が前記転写部へ搬送されると、前記搬送ベルト11によって、前記印刷用紙7が前記転写部へ搬送される。そして、前記転写部においては、前記トナー像が前記印刷用紙7上に、前記転写ローラ8によって転写される。このようにして前記トナー像を転写された前記印刷用紙7は更に下流に搬送され、前記トナー像が前記定着ローラ9によって熱定着された後、前記印刷用紙7は当該印刷装置の外部へ排出される。
By the way, as described above, when the toner image is transported to the transfer unit, the
以下、発光装置2Aの基本的な構造について、図2〜4を参照して説明する。
Hereinafter, the basic structure of the
有機EL素子20は、図2に示すようにガラス等の発光素子基板21上に形成され、上面がガラス等の対向基板28によって封止されている。ここで有機EL素子20は、発光層25の光51を対向基板28側から出射するトップエミッション構造と、発光層25の光51をEL基板21側から出射するトップエミッション構造と、のいずれかを選択することができる。トップエミッション構造の場合、具体的には、有機EL素子20として、発光素子基板21上に光反射性の画素電極23、正孔輸送層(HTL)24、発光層25、電子輸送層(ETL)26、及び光透過性の対向電極27がこの順にて形成されている。ここで、正孔輸送層24、発光層25、電子輸送層(ETL)26が有機化合物を有する有機EL層となる。この有機EL層は、上記に限らず、例えば、正孔輸送層及び電子輸送性発光層でもよく、正孔輸送兼電子輸送性発光層のみでもよく、正孔輸送性発光層及び電子輸送層でもよく、また、間に適宜担体輸送層が介在してもよく、その他の担体輸送層の組合せであってもよい。
As shown in FIG. 2, the
また画素電極23は、アノードとして機能し、下層側に位置するアルミニウム合金等の反射金属層と、上層側に位置する、錫ドープ酸化インジウム(Indium Thin Oxide;ITO)や亜鉛ドープ酸化インジウム等の透明電極材料を有する透明導電性酸化金属層と、の積層構造であってもよく、アルミニウム合金等の反射金属層の単層であってもよい。
The
対向電極27は、透明のカソードとして機能し、下層側に位置するバリウム、マグネシウム、リチウム等の仕事関数の低い電子注入層と、上層側に位置する上記と同様の透明な導電性酸化金属層と、の積層構造であってもよい。対向電極27は複数の有機EL素子20Aで共通する単一電極であってもよい。
The
画素電極23をカソードとし、対向電極27をアノードとする場合、画素電極23に接している担体輸送層は電子輸送性の層となり、対向電極27に接している担体輸送層は正孔輸送性の層となる。
When the
また、ボトムエミッション構造の場合、画素電極23がITOや亜鉛ドープ酸化インジウム等の透明電極材料を有する透明導電層とし、対向電極27が、下層側に位置するバリウム、マグネシウム、リチウム等の仕事関数の低い電子注入層と、上層側に位置するアルミニウム等の光反射性金属層と、の積層構造としてもよい。
Further, in the case of the bottom emission structure, the
そして、前記画素電極23と前記対向電極27との間に、所定の電圧が掛けられることで、前記画素電極23から正孔或いは電子が、前記対向電極27から電子或いは正孔が、前記発光層25に注入され、前記発光層25にて正孔と電子とが再結合して発光する。この発光によって生じた光51は拡散放射する。
Then, by applying a predetermined voltage between the
ところで、このように有機EL素子20の発光層25での発光は放射状に輻射するので、トップエミッション構造又はボトムエミッション構造の場合、前記対向基板28又は発光素子基板21を介して出射することになる。この光の取り出し効率を高める為にロッドレンズアレイ2Bの他に以下のような工夫が為されていてもよい。
By the way, since the light emitted from the light emitting layer 25 of the
例えば、前記発光素子基板21上に形成された複数の有機EL素子20毎にファイバ機能を持たせることで、前記発光素子基板21の表面に擬似発光体を形成する。このように発光素子基板21にファイバ機能を持たせる為には、例えばフォトニック結晶ファイバと称される公知の技術を用いる。具体的には、クラッドに相当する空気孔が発光素子基板21の厚さ方向に延在するフォトニック結晶ファイバが、発光素子基板21内に設けられている或いは発光素子基板21と一体的に形成されている。このような、光の指向性を制御するファイバを設けたので、有機EL素子20の光が発光素子基板21から効率的に出射することができる。
For example, each of the plurality of
ところで、本第1実施形態においては、前記発光装置2Aと前記ロッドレンズアレイ2Bとから成る露光部2によって、該露光部2から所定の距離を隔てた前記感光体ドラム1上に小径のスポットに有機EL素子20の光51を集光する。以下、有機EL素子20をトップエミッション構造とした場合における前記露光部2の詳細な構成を、前記露光部2の外観を示す図である図3、図4を参照して説明する。
By the way, in the first embodiment, a small-diameter spot is formed on the photosensitive drum 1 at a predetermined distance from the
前記発光装置2Aには、複数の有機EL素子20がEL基板21及び対向基板28の長尺方向に並んで配列されている。ここで、複数の有機EL素子20は、前記発光素子基板21と前記対向基板28との間に挟まれて存在している。したがって、有機EL素子20は図3においては不図示となっているが、有機EL素子20と光出射領域33とは一対一対応の関係であるので、有機EL素子20の配列は同図から容易に推測できる。ここで、前記光出射領域33は、有機EL素子20の発する光51を当該発光装置2Aから出射させる為に、前記対向基板28に設けられた領域である。なお、ボトムエミッション構造においても、同様に発光素子基板21の外面に、複数の光出射領域33がEL基板21及び対向基板28の長尺方向に並んで配列されることになる。
In the
すなわち、前記発光装置2Aには、図1に示す前記感光体ドラム1への露光走査の主走査方向(前記感光体ドラム1の幅方向つまり前記印刷用紙7の幅方向)に、複数の光出射領域33、つまり複数の有機EL素子20が一列に配設され、有機ELアレイを形成している。この有機ELアレイは、当該印刷装置が、例えばA4サイズの印刷用紙を縦方向に用いてその幅一杯に印字密度1200dpi(ドット/インチ)で印字可能な印刷装置の場合であれば、およそ14000個の有機EL素子20を備えている。そして、これらの個々の有機EL素子20には、ホスト機器(不図示)から出力される印字情報に従ったパルス電圧が印加される。すなわち、個々の有機EL素子20は、選択的に発光制御される。
That is, the
また、前記有機EL素子は、図3に示すように制御ケーブル31A,31Bによって、前記ホスト機器(不図示)と電気的に接続されている。ここで、前記制御ケーブル31A,31Bと、前記有機EL素子20との接続方法に関しては、前記有機EL素子20における発光部を駆動させることができる接続方法であればスイッチング素子を介する等どのような接続方法であってもよい。そして、前記発光素子基板21と前記対向基板28とは、前記発光素子基板21と前記対向基板28とのスペースを所定の間隔に離間するためのギャップ剤を含んだUV硬化接着剤、熱硬化性接着剤等のシール材41によって接着されている。
The organic EL element is electrically connected to the host device (not shown) by
図4は、本第1実施形態に係る前記発光装置2Aの側面(図3に示す矢印50の方向から観た面)断面図である。また、図5は、本第1実施形態に係る前記発光装置2Aを上面(前記ロッドレンズアレイ2Bに対向している面)から観た構造を示す図である。
FIG. 4 is a cross-sectional side view of the
まず、図4に示すように、本第1実施形態に係る発光装置2Aは、大きく分けて発光素子基板部100と対向基板部200とから成る。
First, as shown in FIG. 4, the
ここで、前記発光素子基板部100は、下基板としての前記発光素子基板21と、第1電極としての前記画素電極23、前記HTL24、前記発光層25、前記ETL26、第2電極としての前記対向電極27、を有する有機EL素子20と、各有機EL素子20の周囲で前記画素電極23と前記対向電極27とを絶縁する絶縁膜45とを有する。なお、前記発光素子基板部100には必要に応じてTFT(不図示)やTFD(不図示)等のスイッチング素子が形成されていてもよい。
Here, the light emitting
一方、前記対向基板部200は、前記対向基板28と、前記対向基板28上に設けられた透明の空間形成体47とを有する。前記空間形成体47には、図4に示すように液体貯蔵空間48Aが形成されており、この液体貯蔵空間48Aには後述する透明の液体媒質10が充填されている。このため、有機EL素子20の光は、液体媒質10を透過して対向基板28の光出射領域から出射することができる。
Meanwhile, the
ここで、前記液体貯蔵空間48Aは、ナノインプリント、射出成形、フォトリソグラフィ等の各種成形方法によって形成され得る。また、前記液体貯蔵空間48Aは、図4及び図5に示すように、前記発光素子基板21上にアレイ状に構築された前記有機EL素子20に対向する位置及びその近傍に形成される。
Here, the
そして、前記発光素子基板部100と前記対向基板部200とは、図4に示すようにシール材41によって接着されている。ここで、前記シール材41は、複数の前記有機EL素子20で構成される有機ELアレイを囲むようにして前記発光素子基板21上にいったん塗布したうえで、対向基板部200と貼り合わせる。このとき、シール材41は、空間形成体47に貼り合わせても、直接、対向基板28に貼り合わせてもよい。なお、この塗布の際、後に前記液体媒質10を注入する為の液体注入孔42(図5参照)を設ける為に、前記シール材41を塗布しない箇所を設けておく。
And the said light emitting
なお、図4に示すように前記シール材41によって接着された前記発光素子基板部100と前記対向基板部200との境界面に形成される空間(境界空間48B)にも、前記液体媒質10が満たされる。
As shown in FIG. 4, the
ところで、前記液体注入孔42より液体媒質10を注入する際には、通常の液晶表示素子に液晶を注入する方法と同様の方法を用いることができる。以下、この液体注入工程について、具体的に説明する。
By the way, when the
まず、製造炉内に発光素子基板部100と対向基板部200とが接合されたパネルを導入してから、大気圧未満に減圧する。その後、パネルを下降して或いは、液体媒質が満たされた液体媒質槽を上昇して、前記液体注入孔42が液体媒質で覆われるように液体媒質に接触させる。続いて、気圧を大気圧に戻す。これにより、パネル内の液体貯蔵空間48Aの圧力が、製造炉内の圧力に対し負圧となり、前記液体注入孔42から前記液体貯蔵空間48Aに前記液体媒質10が注入される。前記液体媒質10が前記液体貯蔵空間48A内に充填された後、充填された液体媒質10がこぼれでないように当該発光装置2Aを前記液体媒質槽から取り出し、前記液体注入孔42に対してシール材41と同様の材料で且つ未硬化の樹脂材料を塗布してから硬化してシール材41’として液体媒質10を封止する。このようにして、前記液体注入孔42から前記液体貯蔵空間48A及び前記境界空間48Bに前記液体媒質10を注入し、前記液体注入孔42を封止する。
First, a panel in which the light emitting
以下、本第1実施形態に係る発光装置2Aの主な特徴の1つである前記液体貯蔵空間48A、前記境界空間48B、及びこれらの空間に充填されている前記液体媒質10の機能について詳細に説明する。
Hereinafter, the
まず、発光装置2Aを駆動している際に前記有機EL素子20で発生した熱エネルギーは、大まかに分類すると次の2方向に伝達する。一方は、図4に示す下方すなわち前記発光素子基板部100へ向かう方向であり、もう一方は図4に示す上方すなわち前記対向基板部200へ向かう方向である。
First, the thermal energy generated in the
そして、当然ながら前記有機EL素子20で発生した熱エネルギーは、前記有機EL素子20の周辺部材の温度を上昇させることとなるが、その温度上昇の変化率は当該周辺部材の熱容量の大きさに依存する。すなわち、熱容量が大きい周辺部材ほど、その温度上昇値は低い値となる。
Of course, the thermal energy generated in the
したがって、本第1実施形態においては、前記空間形成体47及び前記液体媒質10には、より熱容量の大きい材料を用いることが好ましい。ここで、数種類の材料についての熱容量等の各種特性を図6に示す。
Therefore, in the first embodiment, it is preferable to use a material having a larger heat capacity for the
前記空間形成体47の材料としては、例えば図6に示すように熱容量が1.44のPET(ポリエチレンテレフタレート)または熱容量が1.45のPC(ポリカーボネート)を挙げることができる。
Examples of the material of the
また、前記液体貯蔵空間48A及び前記境界空間48Bに満たす前記液体媒質10としては、例えば図6に示すように熱容量が1.92であるフッ素系不活性液体のフロリナート(登録商標)や熱容量が1.62であるシリコーンオイルを挙げることができる。
Further, as the liquid medium 10 filling the
より詳しくは、前記フロリナートとしては3M製のFC−3283を挙げることができ、前記シリコーンオイルとしては信越シリコーン製のKF−96L−1csを挙げることができる。 More specifically, examples of the fluorinate include FC-3283 manufactured by 3M, and examples of the silicone oil include KF-96L-1cs manufactured by Shin-Etsu Silicone.
なお、前記シリコーンオイルは、可視光透過性があり、また化学的に安定な物質である。したがって、前記シリコーンオイルは、前記有機EL素子20で生じる光51を透過し且つ照射されることによる劣化や経時劣化があまりないという利点がある。
The silicone oil is a substance that has visible light permeability and is chemically stable. Therefore, the silicone oil has an advantage that there is not much deterioration or deterioration with time due to transmission and irradiation of the light 51 generated in the
このように、本第1実施形態においては、前記空間形成体47を熱容量の大きな材料で形成し、且つ熱容量の大きな前記液体媒質10を前記液体貯蔵空間48A及び前記境界空間48Bに充填することによって、前記有機EL素子20周辺の熱容量を大きくする。これにより、前記有機EL素子20の熱を速やかに吸収し、有機EL素子20の温度上昇を低く抑えることができる。このため、液体貯蔵空間48A及び境界空間48Bの容積を比較的小さくできるので、発光装置2Aを大きくすることなく有機EL素子20を冷却できる。
Thus, in the first embodiment, the
また、前記液体貯蔵空間48A及び前記境界空間48Bに前記液体媒質10を充填させることによって生じるその他の利点としては、前記有機EL素子20に対して外部から圧力が加わった際に、前記画素電極と前記対向電極とが押圧されることでショートしてしまうことを防ぐことができるという利点がある。これは、液体は流体であるが故に、加わった外力に応じて変形することができるので比較的均一に分散することによる。
In addition, as another advantage generated by filling the liquid storage space 48 </ b> A and the boundary space 48 </ b> B with the
さらに、熱膨張という観点から見ると、固体であれば熱を加えられた箇所が膨張するので局所的な膨張によって、前記有機EL素子20を圧迫しかねないが、本第1実施形態においては、前記液体貯蔵空間48A及び前記境界空間48Bに充填されている前記液体媒質10は流体であり均一に加熱されやすいので、熱膨張に起因する有機EL素子20への圧迫も均一に圧力が加えられる為、前記有機EL素子20を破損しにくい。
Further, from the viewpoint of thermal expansion, the portion where heat is applied expands if it is a solid, so the
以下、アクティブマトリクス駆動の一例として各画素に2つのトランジスタを設けた信号電圧階調制御方式にて前記有機EL素子20の発光制御を行う為の駆動回路部の一構成例を、図7を参照して説明する。なお、駆動回路部に関しては本発明の特徴部ではない為、簡単に説明する。
Hereinafter, as an example of active matrix driving, one configuration example of a driving circuit unit for performing light emission control of the
図7に示すように、前記対向電極27は複数の有機EL素子20に共通した単一のコモン電極である。また、画素ごとに、選択トランジスタ101と、駆動トランジスタ103と、選択トランジスタ103に接続された有機EL素子20と、データ記憶の為のキャパシタ105と、を備えた有機EL素子ドライブ回路99が、有機ELアレイに沿って発光素子基板21上に設けられている。
As shown in FIG. 7, the
選択トランジスタ101及び駆動トランジスタ103は例えば、ともにnチャネルアモルファスシリコンTFTである。選択トランジスタ101のドレインは信号線107に接続され、選択トランジスタ101のゲートは、走査線109に接続されている。駆動トランジスタ103のドレインは電源線111に接続され、選択トランジスタ101のソースと駆動トランジスタ103のゲートは、コンタクトホール110を介して接続されている。前記対向電極27は例えば0(V)に固定され、前記画素電極23は駆動トランジスタ103のソース電極に電気的に接続される。キャパシタ105は、駆動トランジスタ103のゲート電極−ソース電極間に設けられている。信号線107、走査線109、電源線111は、制御ケーブル31A,31Bまで引き回され外部回路にそれぞれ接続されている。このような構造にて、前記対向電極27と前記画素電極23との間に挟まれた領域における薄膜層である前記有機EL素子20のみが、電圧印加(電流供給)を受けて発光する。
Both the
以上説明したように、本第1実施形態によれば、発光に伴って有機EL素子20で生じた熱を短時間で効率的に取り除くことができる発光装置を提供することができる。
As described above, according to the first embodiment, it is possible to provide a light emitting device that can efficiently remove heat generated in the
具体的には、前記空間形成体47を熱容量の大きな材料で形成し、且つ熱容量の大きな前記液体媒質10を前記液体貯蔵空間48A及び前記境界空間48Bに充填することによって、前記有機EL素子20周辺の熱容量を大きくすることで、前記有機EL素子20における温度上昇を低く抑えることができる。
Specifically, the
液体媒質10は、前記有機EL素子20に対して外部から圧力が加わった際に、前記液体媒質10が緩衝材の機能を果たす為、前記画素電極23と前記対向電極27とが押圧されることでショートしてしまうことを防ぐことができる。
In the
そして、本第1実施形態に係る発光装置を印刷装置や画像形成装置における露光部に適用した場合、次のような効果を得ることができる。 When the light emitting device according to the first embodiment is applied to an exposure unit in a printing apparatus or an image forming apparatus, the following effects can be obtained.
すなわち、前記有機EL素子20の放熱効率が良く、短時間で放熱ができる為、印加電圧を高くすることで高輝度駆動をすることが可能となるので、印刷速度を高速にすることができる。
That is, since the
また、前記有機EL素子20における発熱を抑えることにより、前記有機EL素子20自体の劣化を低減することができる為、当該発光装置2Aの装置寿命及び印刷寿命を長くすることができる。さらに、前記有機EL素子20の発熱に起因する輝度ムラを低減させることができるので、印字画質を安定化させることができる。
Moreover, since the deterioration of the
さらに、当該発光装置の大きさに対して前記有機EL素子20の熱容量を高めることができる為、熱的安定性があり、露光部を小型化または高密度することができる。
Furthermore, since the heat capacity of the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る発光装置を説明する。なお、本第2実施形態に係る発光装置の特徴部に焦点を当てる為に、主に前記第1実施形態に係る発光装置と本第2実施形態に係る発光装置との相違点を説明し、同様の点については適宜省略する。
[Second Embodiment]
Next, a light emitting device according to a second embodiment of the invention will be described. In order to focus on the features of the light emitting device according to the second embodiment, differences between the light emitting device according to the first embodiment and the light emitting device according to the second embodiment will be mainly described. The same points are omitted as appropriate.
図8は、本第2実施形態に係る前記発光装置の側面断面図である。また、図9は、本第2実施形態に係る前記発光装置を上面から観た構造を示す図である。 FIG. 8 is a side sectional view of the light emitting device according to the second embodiment. FIG. 9 is a view showing a structure of the light emitting device according to the second embodiment viewed from above.
本第2実施形態に係る発光装置2Aにおいては、図8及び図9に示すように、前記液体貯蔵空間48Aがレンズ構造を採るように形成されている。すなわち、前記液体貯蔵空間48Aが所望の形状となるように空間形成体47にレンズ構造部43が設けられている。ここで、前記レンズ構造部43は、前記発光素子基板21上にアレイ状に構築された前記有機EL素子20のそれぞれに一対一で対向するように設けられている。
In the
このような構造の発光装置2Aとすることで、前記有機EL素子20が発した光を、前記液体貯蔵空間48Aに設けられた前記レンズ構造部43にて集光して前記ロッドレンズアレイ2Bへ入射させることが出来る。
By using the
例えば、前記液体媒質10として図6に示すフッ素系不活性液体(屈折率1.28)を用い、且つ前記空間形成体47として図6に示すPC(屈折率1.58)を用いた場合、つまり液体媒質10の屈折率が空間形成体47の屈折率より低い場合、前記液体貯蔵空間48Aが凹レンズ形状となるように空間形成体47にレンズ構造部43を凸形状とする。なお、液体媒質10の屈折率が空間形成体47の屈折率より高い場合、前記液体貯蔵空間48Aが凸レンズ形状となるように空間形成体47にレンズ構造部43を凹形状とすればよい。液体貯蔵空間48Aを、図8に示すような出射方向に対して凹型のレンズ構造とすることで、前記有機EL素子20からの拡散光を図8に示す矢印50のように集光し且つ光の方向を絞ることができる。
For example, when the fluorine-based inert liquid (refractive index: 1.28) shown in FIG. 6 is used as the
つまり、前記液体媒質10の屈折率に応じて前記レンズ構造部43を設計することによって、前記有機EL素子20が発した光の取り出し効率及び指向性を制御することができる。
That is, by designing the
以上説明したように、本第2実施形態に係る発光装置によれば、前記第1実施形態に係る発光装置と同様の効果を奏する上に、光の取り出し効率及び指向性を制御することができる発光装置を提供することができる。 As described above, according to the light emitting device according to the second embodiment, the same effect as that of the light emitting device according to the first embodiment can be obtained, and the light extraction efficiency and directivity can be controlled. A light-emitting device can be provided.
なお、上述した有機EL素子ドライブ回路99を設けた構造としてもよい。
It should be noted that the organic EL
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る発光装置を説明する。なお、本第3実施形態に係る発光装置の特徴部に焦点を当てる為に、主に前記第1実施形態に係る発光装置と本第3実施形態に係る発光装置との相違点のみを説明し、同様の点については適宜省略する。
[Third Embodiment]
Next, a light emitting device according to a third embodiment of the invention will be described. In order to focus on the features of the light emitting device according to the third embodiment, only the differences between the light emitting device according to the first embodiment and the light emitting device according to the third embodiment will be mainly described. The same points are omitted as appropriate.
図10は、本第3実施形態に係る前記発光装置2Aの側面断面図である。また、図11は、本第3実施形態に係る前記発光装置2Aを上面から観た構造を示す図である。
FIG. 10 is a side sectional view of the
本第3実施形態に係る発光装置2Aにおいては、図10及び図11に示すように、前記液体貯蔵空間48Aのうち前記有機EL素子20が発した光の出射を遮らない部位に、スパッタリングまたは真空蒸着等でメタルマスクを利用してパターニング形成された金属等の熱伝導性に優れた放熱膜49が設けられている。放熱膜49は、シール材41の外側まで延在された放射面49Aを有し、放射面49Aは発光装置2Aの外部に露出されている。放熱膜49は空間形成体47より熱伝導率の高い材質であれば特に限定されないが、銅(熱伝導率398W/m・K)又はアルミニウム(熱伝導率237W/m・K)を含むことが好ましい。
In the
このような構造の発光装置2Aとすることで、前記有機EL素子20で発生した熱エネルギーを蓄えている前記液体媒質10から、その熱エネルギーを前記放熱膜49によって迅速に周辺構造部へ伝達させることができ、露出された放射面49から迅速に熱を放出することができる。一般に、金属材料の熱伝達率は樹脂材料に対して1000倍近い値を有する為、前記放熱膜49によって、前記有機EL素子20で発生した熱を迅速に周辺構造物へ拡散させることができる。
With the
さらに、図10及び図11に示すように、前記放熱膜49を、当該発光装置2Aの外部空間に隣接している部位にまで連続的に形成して設けることによって、前記液体貯蔵空間48Aに蓄えられた熱エネルギーを当該発光装置2Aの外部空間へ伝達させることができる。
Further, as shown in FIG. 10 and FIG. 11, the
以上説明したように、本第3実施形態によれば、前記第1実施形態に係る発光装置と同様の効果を奏する上に、前記有機EL素子20で発生して前記液体貯蔵空間48A及び前記境界空間48Bに蓄えられた熱を迅速に放熱させることができる発光装置を提供することができる。
As described above, according to the third embodiment, the same effect as the light emitting device according to the first embodiment can be obtained, and the
なお、上述した有機EL素子ドライブ回路99を設けた構造としてもよい。
It should be noted that the organic EL
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る発光装置を説明する。本第4実施形態の発光装置2Aは、主に第2実施形態におけるレンズ構造部43を有する空間形成体47及び第3実施形態における放射面49Aを有する放熱膜49を備えている。
[Fourth Embodiment]
Next, a light emitting device according to a fourth embodiment of the invention will be described. The
図12は、本第4実施形態に係る前記発光装置2Aの側面断面図である。また、図13は、本第4実施形態に係る前記発光装置2Aを上面から観た構造を示す図である。
FIG. 12 is a side sectional view of the
具体的には、本第4実施形態に係る発光装置2Aには、図12及び図13に示すように、前記液体貯蔵空間48Aに前記レンズ構造部43が設けられ、且つ前記液体貯蔵空間48Aのうち前記有機EL素子20が発した光の出射を遮らない部位に、スパッタリングまたは真空蒸着等でメタルマスクを利用してパターニング形成された放熱膜49が設けられている。
Specifically, in the
以上説明したように、本第4実施形態によれば、前記第2実施形態及び前記第3実施形態に係る発光装置と同様の効果を奏する発光装置を提供することができる。 As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to provide a light emitting device that exhibits the same effects as the light emitting devices according to the second embodiment and the third embodiment.
以上、第1実施形態乃至第4実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on 1st Embodiment thru | or 4th Embodiment, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation and application are within the range of the summary of this invention. Of course it is possible.
例えば、前記第1実施形態乃至前記第4実施形態においては、前記対向基板28に前記空間形成体47を設けた2層構造の前記対向基板部200としたが、単一材料により前記対向基板部200を構成しても勿論よい。
For example, in the first to fourth embodiments, the
さらに、前記第1実施形態乃至前記第4実施形態においては、トップエミッション型の有機EL素子を想定したが、ボトムエミッション型の有機EL素子にも前記第1実施形態乃至前記第4実施形態を適用できることは勿論である。ボトムエミッション型の有機EL素子でも、液体媒質10が有機EL素子20に接して冷却するためには、液体貯蔵空間48Aが有機EL素子20と対向基板28との間に配置されることが望ましいが、レンズ構造部43を形成する場合、有機EL素子20と発光素子基板21との間に空間形成体47を設けて、空間形成体47にレンズ構造部43及び液体貯蔵空間48Aを形成することが好ましい。
Furthermore, in the first to fourth embodiments, a top emission type organic EL element is assumed. However, the first to fourth embodiments are also applied to a bottom emission type organic EL element. Of course you can. Even in the bottom emission type organic EL element, it is desirable that the liquid storage space 48 </ b> A is disposed between the
そして、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。 The above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be extracted as an invention.
1…感光体ドラム、 3…帯電ローラ、 4…イレーサ光源感光体、 5…クリーニング部材、 6…現像器、 6a…現像ローラ、 7…印刷用紙、 8…転写ローラ、 9…定着ローラ、 10…液体媒質、 11…搬送ベルト、 20,20A…有機EL発光層、 21…発光素子基板、 23…画素電極、 24…正孔輸送層、 25…発光層、 26…電子輸送層、 27…対向電極、 28…対向基板、 30…EL素子、 31A,31B…制御ケーブル、 33…光出射領域、 41…シール材、 42…液体注入孔、 43…レンズ構造部、 45…絶縁膜、 47…空間形成体、 48A…液体貯蔵空間、 48B…境界空間、 49…放熱膜、 100…発光素子基板部、 101…スイッチTFT、 103…電流ドライブTFT、 105…キャパシタ、 107…データ線、 109…走査線、 111…電流供給線、 200…対向基板部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photosensitive drum, 3 ... Charging roller, 4 ... Eraser light source photoconductor, 5 ... Cleaning member, 6 ... Developing device, 6a ... Developing roller, 7 ... Printing paper, 8 ... Transfer roller, 9 ... Fixing roller, 10 ... Liquid medium, 11 ... Conveying belt, 20, 20A ... Organic EL light emitting layer, 21 ... Light emitting element substrate, 23 ... Pixel electrode, 24 ... Hole transport layer, 25 ... Light emitting layer, 26 ... Electron transport layer, 27 ...
Claims (9)
前記基板に対向して設けられた対向基板と、
前記発光素子と前記発光素子の光が出射する光出射領域との間に介在する媒質貯蔵空間と、
を具備することを特徴とする発光装置。 A light emitting element substrate in which a plurality of light emitting elements are arranged at predetermined intervals;
A counter substrate provided facing the substrate;
A medium storage space interposed between the light emitting element and a light emitting region from which light of the light emitting element is emitted;
A light-emitting device comprising:
前記基板に対向して設けられた対向基板と、
前記発光素子と前記発光素子の光が出射する光出射領域との間に介在する媒質貯蔵空間と、
前記発光素子の光を集光するレンズ構造部と、
を具備することを特徴とする発光装置。 A substrate on which a plurality of light emitting elements are arranged at a predetermined interval;
A counter substrate provided facing the substrate;
A medium storage space interposed between the light emitting element and a light emitting region from which light of the light emitting element is emitted;
A lens structure that collects light from the light emitting element;
A light-emitting device comprising:
前記発光素子における光出射領域から射出した光を集光するようなレンズ形状に形成されたレンズ構造部を備える対向基板と、
前記発光素子基板と前記対向基板とを、前記発光素子における前記光出射領域と前記レンズ構造部とが隣接するように接着するシール部材と、
を具備し、
前記シール部材によって接着された前記基板と前記対向基板との境界領域及び前記レンズ構造部内には、前記発光素子に接触しているどの部材よりも熱容量が大きい媒質を貯蔵する為の液体媒質が充填されていることを特徴とする発光装置。 A light-emitting element substrate in which a plurality of light-emitting elements are constructed in an array at predetermined intervals;
A counter substrate including a lens structure portion formed in a lens shape to collect light emitted from a light emitting region in the light emitting element;
A seal member that bonds the light emitting element substrate and the counter substrate so that the light emitting region of the light emitting element and the lens structure portion are adjacent to each other;
Comprising
The boundary region between the substrate and the counter substrate bonded by the sealing member and the lens structure portion are filled with a liquid medium for storing a medium having a larger heat capacity than any member in contact with the light emitting element. A light-emitting device characterized by being made.
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