JP2009117060A - 発光装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の有機ＥＬ素子のそれぞれが発する光が、所定の強度を維持し、また所定の領域にのみ至り得るような発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置は、基板（７）上に形成された発光素子（８）と、その素子から発せられた第１光を前記基板の側に向けて反射する反射膜（５）と、基板及び発光素子間に挟まれるように形成され、少なくとも前記第１光と該第１光が前記反射膜で反射した第２光との間、で増幅的干渉が生じるようにその膜厚が調整された発光強度維持膜（３０１，３０２，１３）と、発光素子の一部を覆うように、当該発光素子と前記発光強度維持膜との間に形成された発光規制膜（３０３）と、を備える。そして、前記発光規制膜は、少なくとも前記第１光と前記第２光との間、で減衰的干渉が生じるような膜厚をもつ。
【選択図】図３

Description

本発明は、エレクトロルミネセンスにより発光する発光装置及び電子機器に関する。

薄型で軽量な発光源として、ＯＬＥＤ（organic light emitting diode）、すなわち有機ＥＬ（electro luminescent）素子が注目を集めている。有機ＥＬ素子は、有機材料で形成された少なくとも一層の有機薄膜を画素電極と対向電極とで挟んだ構造を有する。

前述の有機ＥＬ素子は、典型的には例えば、画像表示装置上の１個の画素を構成する。様々の内容をもつ画像は、これら画素の１つ１つが発光又は非発光することで形作られる。あるいは、いくつかの有機ＥＬ素子の１組が、１個の画素を構成する場合もある。そのような１組とは、例えば、赤、緑及び青といった異なる色の光を放つ有機薄膜を各々もつ有機ＥＬ素子によって構成され得る。この場合、１個の画素と１個の有機ＥＬ素子とは、概念上、一応区別される。
あるいは更に、前述の有機ＥＬ素子は、例えば、タンデム方式や４サイクル方式等のラインプリンタ等の画像形成装置用のプリンタヘッドに利用される。この場合、当該プリンタヘッドに搭載された有機ＥＬ素子は、感光体ドラムの外表面における静電潜像の形成に関与する。

いずれによせ、前記画像あるいは前記静電潜像の品質を一定程度以上に維持するためには、１個１個の画素、あるいは１個１個の有機ＥＬ素子と、それに隣接する画素あるいは有機ＥＬ素子との間は明確に区別されていなければならない。

以上述べたような有機ＥＬ素子を用いた装置としては、例えば特許文献１に開示されているようなものが知られている。
特開２００７−４２６５７号公報

上述のような画像表示装置ないし画像形成装置においては、既述のように、相隣接する有機ＥＬ素子間の区別が明確になされていなければならないが、これは、言い換えれば、１個１個の有機ＥＬ素子が、所定の強度で、所定の領域に（のみ）光を放つべきであるということを意味する。仮に、画素の放つ光が、所定の領域以外にも至るのであれば、当該の光が、隣接する有機ＥＬ素子の放つ光と混合してしまうという場合も生じ得る。そうすると、悪い場合には、画像又は静電潜像上の輪郭表示に影響を与えたり、あるいは、前述のように色別の有機ＥＬ素子を備える場合には混色が生じるとかいった不具合が生じる可能性がある。

前述の特許文献１は、「有機ＥＬ媒体層へ（の）傷つけを防止」（特許文献１の〔００１９〕。かっこ内は加筆。）することを主目的とする技術を開示するが、それに関連して、「絶縁膜」が「発光画素領域を確定する」（特許文献１の〔請求項５〕、あるいは〔００５４〕等）技術も開示する。この技術によれば、たしかに、前述の不具合を一定程度解消することが可能ではある。
しかしながら、この特許文献１が開示するのは、「絶縁膜」が「発光画素領域を確定する」ということまでであり、これだけでは、前述の不具合をよりよく解消することはできない。というのも、そもそも、有機ＥＬ素子が所定の領域に限り光を放つことが困難であるのは、特許文献１でいうような「絶縁膜」の裏側に存在する前記有機薄膜が発した光や、当該「絶縁膜」の裏側に反射、回折等によって回り込んだ光が、当該「絶縁膜」を透過する、ということがあり得るからである。つまり、単に「絶縁膜」を設けるというだけでは、前述の不具合は解消されないのである。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、複数の有機ＥＬ素子のそれぞれが発する光が、所定の強度を維持し、また所定の領域にのみ至り得るような発光装置及び電子機器を提供することを課題とする。

本発明に係る発光装置は、上述した課題を解決するため、基板と、前記基板上に形成された発光素子と、前記発光素子から発せられた第１光を前記基板の側に向けて反射する反射膜と、前記基板及び前記発光素子間に挟まれるように形成され、少なくとも前記第１光と該第１光が前記反射膜で反射した第２光との間、で増幅的干渉を生じさせるようにその膜厚が調整された発光強度維持膜と、前記発光素子の一部を覆うように、当該発光素子と前記基板との間に形成された発光規制膜と、を備え、前記発光規制膜は、少なくとも当該発光規制膜を透過する前記第１光と前記第２光との間、で減衰的干渉を生じさせるような膜厚をもつ。

本発明によれば、発光素子の一部が、発光規制膜によって覆われているから、発光領域が画定される。
そして、この発光領域から発した光に関しては、増幅的干渉現象が生じるので、その強度は高められ、あるいは維持される。一方、発光領域以外の領域を発した光は（あるいは、発光領域を発した光でも）、発光規制膜を透過してくる光に関しては、減衰的干渉現象が生じるので、その強度は低められる。
このようにして、発光素子から発した光は、所定の強度が維持されるとともに、所定の領域にのみに至ることが可能である

この発明の発光装置では、前記発光規制膜の膜厚は、当該発光規制膜によって覆われない部分における前記第１光及び前記第２光の干渉の結果の光強度に対する、当該発光規制膜によって覆われる部分における前記光強度の割合が、最小となるように、定められる、ように構成してもよい。
この態様によれば、第１光と第２光との間で、同じ減衰的干渉が生じるにしても、上述のような割合が最小となるような減衰的干渉が生じるので、前述した本発明に係る効果は、より実効的に奏される。

この発明の発光装置では、前記発光素子は、第１電極、及び、これに対向する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極間に挟まれ、電流が流されることで前記第１光を発する発光機能層と、を含み、前記発光規制膜は、電気絶縁性をもち、かつ、前記第１電極及び前記第２電極間に電流が流れないように、これら第１電極及び第２電極の少なくとも一方の一部を覆うように形成されている、ように構成してもよい。
この態様によれば、発光素子は、具体的には例えば、有機ＥＬ素子が該当する。そして、電気絶縁性をもつ発光規制膜は、第１電極及び第２電極間に流れる電流を規制することによって、その規制を受けた領域に対応する発光機能層から光が発せられることを規制する。
このように、本態様によれば、発光規制をよりよく行うことができる。

この態様では、前記第１光は、前記第１電極及び前記第２電極間に流れる電流が、前記発光規制膜の形成領域に対応する前記発光機能層に流れることによって発生する第１・発光領域外光を含み、前記第２光は、前記第１・発光領域外光が前記反射膜で反射した第２・発光領域外光を含み、前記減衰的干渉は、少なくとも前記第１・発光領域外光と前記第２・発光領域外光との間で生じる、ように構成してもよい。
この構成では、本来であれば、発光規制膜によって覆われない発光領域のみで発光がなされるべきところ、第１電極及び第２電極間に流れる電流が、発光規制膜によって覆われている領域（即ち、「発光規制膜の形成領域」）に対応する発光機能層に、いわば“漏れ流れる”ことによって、当該発光機能層が発光してしまうことが前提される。しかしながら、本構成では、そのような光（即ち、第１・発光領域外光及び第２・発光領域外光）に関し、減衰的干渉が生じるので、当該光が当該発光装置の外部に漏れ出ようとすることが規制される。要するに、本構成によれば、発光規制が、前述にも増して更に実効的に行われる。

あるいは、前記態様では、前記第１電極及び前記第２電極のいずれか一方は、前記反射膜を兼ねる、ように構成してもよい。
これによれば、第１電極（又は第２電極）でありながら反射膜であるという、２つの機能を１つの膜で実現する高機能膜が存在することにより、両者を別々の膜として用意する場合に比べて、発光装置の構成を簡易化することができる。

また、本発明の発光装置では、前記発光強度維持膜は、複数の層間膜を含む、ように構成してもよい。
この態様によれば、発光強度維持膜が好適に構成され得る。
例えば、当該発光装置が、前記発光素子への通電を司る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を備えるのであれば、前記基板の上には、それを構成する、半導体層、ゲートメタル、ソースメタル等の各種の導電性薄膜を構築する必要がある。そして、これら各種の導電性薄膜間は適正に絶縁されている必要がある。
このような場合に、本態様によれば、複数の層間膜間に前記各種の導電性薄膜を形成していき、かつ、当該層間膜が絶縁性を有するならば、それら各種の導電性薄膜間の絶縁は可能である。また、これと同時に、これら複数の層間膜各々の膜厚の合計が、前述の増幅的干渉を生じさせる膜厚に一致するなら、発光強度維持機能が損ねられることもない（つまり、この場合、前記合計が、「発光強度維持膜」の「膜厚」に一致する、ということになる。）。
このように、本態様によれば、発光強度維持膜を好適に構成することができるのである。

また、本発明の発光装置では、前記発光規制膜は、前記発光強度維持膜に重ねられるようにして形成され、前記減衰的干渉は、前記発光規制膜の膜厚と前記発光強度維持膜の膜厚とを合計した膜厚に基づいて生じる、ように構成してもよい。
この態様によれば、例えば、発光規制膜の膜厚が極端に大きくなる等の不具合が発生せず、発光装置全体の薄型化等を図ることができる。また、本態様は、基板上に発光強度維持膜、発光規制膜等々の積層構造物を構築していく場合に、最も合理的な構造の１つを提供する。

また、本発明の発光装置では、前記発光規制膜の膜厚は、１００〜１５０ｎｍである、ように構成してもよい。
この態様によれば、発光規制膜の膜厚が好適に設定されるため、上述した本発明に係る効果がより実効的に奏される。この下限値及び上限値の限界的意義等については、後の実施の形態の説明の際に触れる。

また、本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、上述した各種の発光装置を備える。
本発明によれば、上述した各種の発光装置を備えてなるので、例えば、当該電子機器がテレビ等の画像表示装置であれば、より高品質の画像を表示することが可能となり、あるいは、当該電子機器がプリンタ等の画像形成装置であれば、感光体ドラム上の静電潜像等の形成をより正確に行うことが可能になる。

以下では、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、これらの図面及びそれ以外の図面で以下に参照する各図面においては、各部の寸法の比率が実際のものとは適宜に異ならせてある場合がある。
図１は、発光装置１０を光ヘッド（発光装置）として用いる画像形成装置の部分的な構成を示す斜視図である。同図に示すように、この画像形成装置は、発光装置１０、集束性レンズアレイ１５、感光体ドラム１１０、及び制御部ＣＵを含む。

このうち発光装置１０は、図１中長手方向に沿って配列された複数の有機ＥＬ素子（発光素子）を備える。これら有機ＥＬ素子の各々は、図１中下方に向けて光を出射する（図中破線参照）。この光は、すぐ後に述べる集束性レンズアレイ１５に入射する。なお、この発光装置１０についてのより詳細な構成については、後に改めて述べる。

集束性レンズアレイ１５は発光装置１０と感光体ドラム１１０との間に配置される。集束性レンズアレイ１５は、各々の光軸を発光装置１０に向けた姿勢でアレイ状に配列された多数の屈折率分布型レンズを含む。発光装置１０の各有機ＥＬ素子からの出射光は集束性レンズアレイ１５の各屈折率分布型レンズを透過したうえで感光体ドラム１１０の外表面に到達する。
なお、この集束性レンズアレイ１５としては、具体的には例えば、日本板硝子株式会社から入手可能なＳＬＡ（セルフォック・レンズ・アレイ）を用いることができる（セルフォック：ＳＥＬＦＯＣは日本板硝子株式会社の登録商標）。これを用いれば、発光装置１０からの光は、感光体ドラム１１０の上で、正立等倍結像する。

感光体ドラム１１０は略円柱形状をもつ。その中心軸には、回転軸が備えられている。感光体ドラム１１０は、この回転軸を中心として記録材（被転写媒体）が搬送される方向である副走査方向に回転する（図中の矢印参照）。なお、回転軸の延在方向は、主走査方向に一致する。
このような感光体ドラム１１０及び前記の発光装置１０は、当該感光体ドラム１１０の回転タイミングと発光装置１０の各有機ＥＬ素子の発光タイミングとの間に所定の関係が成立するように、制御される。例えば、主走査方向に沿っては、形成しようとする画像の１ライン分の明暗に応じて、各有機ＥＬ素子の発光・非発光が制御され、副走査方向に沿っては、１ライン分の画像に関する感光工程が完了した後に感光体ドラムが所定の角度だけ回転するように、当該感光体ドラムの回転が制御される。このようにして、感光ドラム１１０の外表面には、所望の画像に応じた潜像（静電潜像）が形成される。

制御部ＣＵは、いずれも図示しない、ＣＰＵ（Central Process Unit）、必要な情報を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及び当該画像形成装置を運用する上で必要なプラグラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）等を備える。前述の感光体ドラム１１０の回転タイミングと発光装置１０の発光タイミングとの同期も、この制御部ＣＵによってはかられる。
そのほか、当該制御部ＣＵは、本実施形態に係る画像形成装置を構成する各種要素が調和的に動作するように、当該各種要素の動作を司る。

前述の発光装置１０は、より詳細には、図２に示すような平面構造を持つ。図２において、発光装置１０は、素子基板７、有機ＥＬ素子８、駆動回路１１及びカバー基板１２を備えている。
このうち素子基板７は、同図に示すように、平面視して略長方形状をもつ板状の部材である。この素子基板７は、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料で作られる。

この素子基板７の上には、複数の有機ＥＬ素子８及び複数の駆動回路１１等が形成されている。なお、図２において示されている有機ＥＬ素子８の数、及び、駆動回路１１の数は、単なる一例を示しているに過ぎない。図２に示す当該の数は、図面の見易さや紙面の大きさ等の都合によって定められているのであって、実際の装置を必ずしも反映するものではない。

有機ＥＬ素子８は、相互に対向する２つの電極、及び、これら２つの電極間に少なくとも有機発光層を含む発光機能層を備えている（いずれも図２において不図示。後に図３を参照して説明する。）。前記２つの電極のうち一方の電極には、共通線１６が接続され、他方の電極には駆動素子を介して電源線１４が接続される（「駆動素子」は図２において不図示。後に図３を参照して説明する。）。
駆動回路１１は、有機ＥＬ素子８を駆動する。この駆動回路１１は、より具体的には例えば、1以上の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）を含む。この場合、そのうちの１つが前記の駆動素子に該当する。この点については、後に図３を参照して説明する。

カバー基板１２は、素子基板７と同様、平面視して略長方形状をもつ板状の部材である。ただし、このカバー基板１２は、素子基板７に比べて、その平面視した場合の面積が一回り小さい。カバー基板１２は、素子基板７上の有機ＥＬ素子８及び駆動回路１１を覆うように設置されるが、前者の面積が後者のそれよりも一回り小さいため、素子基板７には余剰の領域が生じる。この領域には、例えば前記駆動回路１１に電源等を供給する入出力端子等が設けられる。
このカバー基板１２は、有機ＥＬ素子８に対して水分が浸入することを防止する機能をもつ。なお、このような機能は素子基板７においてもまた果たしえる。結局、有機ＥＬ素子８は、図２の紙面を貫く方向に沿って、素子基板７及びカバー基板１２双方によって挟み込まれる状態におかれることで、水分、あるいはその他の埃等の進入という観点からみて、ほぼ完全に封止される。
このようなカバー基板１２は、例えばガラス、あるいは適当な金属材料から作られる。

なお、これら素子基板７及びカバー基板１２からなる、発光装置１０全体の大きさは、例えば、その長さ（図２でいえばその左右方向の長さ）が３３０〜３５０ｍｍ、幅（図２でいえばその上下方向の長さ）が１０〜３０ｍｍ、厚さ（図２でいえばその紙面垂直方向の長さ）が１〜５ｍｍ、等とされて好適である。この具体例によれば、前記記録材（被転写媒体）のサイズが“Ａ３サイズ”である場合にも対応可能である。

上述の発光装置１０は、より詳細には、素子基板７上に、図３に示すような積層構造物５０をもつ。この図３において、当該積層構造物５０は、素子基板７から順に、半導体層１、ゲート絶縁膜３００、ゲートメタル３、第１層間絶縁膜３０１、信号線６及び中継線６１、第２層間絶縁膜３０２、画素電極１３、第３層間絶縁膜３０３、発光機能層１８、及び対向電極５を含む。

既述の駆動素子９は、上述の各要素のうち半導体層１、ゲート絶縁膜３００、及びゲートメタル３を含む。半導体層１におけるソース領域には、コンタクトホール３６１を介して信号線６が接続されており、ドレイン領域には、コンタクトホール３６２を介して中継線６１が接続されている。なお、コンタクトホール３６１及び３６２は、いずれも第１層間絶縁膜３０１を貫通するようにして形成されている。
このように、本実施形態においては、駆動素子９は、その具体的形態として薄膜トランジスタという形をとる。
なお、図２を参照して説明した駆動回路１１は、いま述べた駆動素子９を含むほか、図３には示されないその他の容量素子や配線等の各種の回路素子を含む。

また、有機ＥＬ素子８は、画素電極１３、発光機能層１８及び対向電極５を含む。
このうち画素電極１３は、コンタクトホール３６３を介して、前述の中継線６１に接続されている。これにより、画素電極１３は、駆動素子９に電気的に接続される。なお、コンタクトホール３６３は、第２層間絶縁膜３０２を貫通するようにして形成されている。

発光機能層１８は、画素電極１３上に、素子基板７の全面を覆うかのようにして形成されている。この発光機能層１８は、少なくとも有機発光層を含み、この有機発光層は正孔と電子が結合して発光する有機ＥＬ物質から構成されている。本実施形態では、有機ＥＬ物質は高分子材料であって、例えば、その材料は、インクジェット法、ディスペンサ法などの液体供給方法で供給される。発光機能層１８を構成する他の層として、電子ブロック層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及び正孔ブロック層の一部又は全部を備えていてもよい。
本実施形態では、この発光機能層１８は、一様に赤色光を発する。

対向電極５は、発光機能層１８を挟んで画素電極１３と対向するように形成される。また、対向電極５は、光を反射する機能をもつ。対向電極５で反射された光は、素子基板７の側に向けて進行する。対向電極５は、その反射性能をよりよく発揮するため、光反射性能の比較的高い材料から作られているとよい。例えば、アルミニウムや銀等を利用することができる。

このような構成を持つ有機ＥＬ素子８は、画素電極１３及び対向電極５間に所定の電流が流れることで、光Ｌ１及びＬ２を発する。以下、これらの光Ｌ１及び光Ｌ２に分けて説明を行う。

光Ｌ１は、図示するように、有機発光層内の一点で発し、そのまま素子基板７の方に向かう光（以下、「第１光」という。）Ｌ１１と、前記一点で発し、対向電極５で反射した後、素子基板７の方に向かう光（以下、「第２光」という。）Ｌ１２と、を含む。これら第１光Ｌ１１又は第２光Ｌ１２は、積層構造物５０及び素子基板７を透過しながら図中下側に向かって進行する（図１も参照）。このように、発光機能層１８から発せられた光は、第１基板１０が存在する側に進行するようになっているので、本実施形態の発光装置１０は、いわゆるボトムエミッション型である。

ここで、前記の第１光Ｌ１１及び第２光Ｌ１２が、積層構造物５０を透過するようになっていることから、これら第１光Ｌ１１及び第２光Ｌ１２間、あるいは第１光Ｌ１１又は第２光Ｌ１２のうち積層構造物５０内の適当な界面で適当回数反射を繰り返した光間等では、干渉が生じる。この点に関し、何らの対策をも施さない場合は、前記各種の光間で減衰的干渉が生じる結果、最終的に、素子基板７の図３中下面から出射する光の強度が著しく低下する、という不具合が生じかねない。

そこで、本実施形態では、前記積層構造物５０を透過する前記各種の光間で、増幅的干渉が生じるように、当該積層構造物５０を構成する各層の材料への配慮を払いながら、その膜厚が調整されている。ここで「増幅的干渉」とは、基本的には、素子基板７を出射する地点において、前記各種の光それぞれの波の位相が揃っているような場合に生じる干渉を意味している。これによれば、前記各種の光は互いに強めあう関係におかれるので、出射光の強度が一定程度以上に維持され得ることになる。

このような「増幅的干渉」を生じさせるためには、一般的には、前述の事項から、利用しようとする光の波長の整数倍が、当該光が透過する光学的距離に一致すればよい。なお、ここでいう光学的距離は、当該の波長及び積層構造物５０を構成する各層の材料の相違（即ち、屈折率の相違）に基づいて求められる。より具体的に、ある層の物理的厚さがｄであり、その屈折率がｎであれば、その光学的距離はｎｄである。

図４には、前述の「増幅的干渉」を生じさせるのに好ましい、積層構造物５０の膜厚構成例が示されている。この図４では、光Ｌ１の透過に関係する、第１層間絶縁膜３０１、第２層間絶縁膜３０２、及び画素電極１３が、それぞれ、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２及びＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなるとして、それらの膜厚がそれぞれ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ及び８０ｎｍと定められている。

なお、この図４に関しては、以下の各点につき注意を要する。
（１） 本発明にいう「発光強度維持膜」は、前述した、あるいはこの図４に示した、第１層間絶縁膜３０１、第２層間絶縁膜３０２及び画素電極１３という複数の層間膜の一体が該当する。つまり、これらそれぞれの膜厚の合計値が、本発明にいう「発光強度維持膜」の「膜厚」に該当する。
（２） 図４に示す数値を求める前提として、本実施形態においては、既に述べたように、利用しようとする光が赤色光であることが前提とされている。
（３） 図４では、発光機能層１８が有機発光層及び正孔注入層から構成される場合において、これら各層の膜厚の適正化例についても示されている。
（４） 図４では、対向電極５がアルミニウムから作られている場合において、その膜厚の適正化例についても同時に示されている。このように対向電極５の膜厚を適正化しておくことの意義は、当該対向電極５の素子基板７に対向する側の界面で反射する光（即ち、図３に示すように反射する光）と、当該対向電極５を透過しつつ素子基板７に対向しない側の界面で反射した後、再び対向電極５を透過する光との間の干渉についても考慮に入れられることにある。

次に、光Ｌ２について説明する。
この光Ｌ２もまた、図３に示すように、有機発光層内の一点で発し、そのまま素子基板７の方に向かう光Ｌ２１と、前記一点で発し、対向電極５で反射した後、素子基板７の方に向かう光Ｌ２２とを含むという点について、前記光Ｌ１と変わりはない。
この光Ｌ２が、前記光Ｌ１と相違するのは、積層構造物５０を構成する第３層間絶縁膜３０３との関係においてである。ここで第３層間絶縁膜３０３は、図３に示すように、有機ＥＬ素子８の一部、とりわけその構成要素たる画素電極１３の一部を覆うように、当該画素電極１３の上に形成されている。これにより、第３層間絶縁膜３０３は、その形成領域の範囲内において画素電極１３及び対向電極５間に電流が流れることを防止し、もって当該形成領域に対応する発光機能層１８における発光現象が生じるのを防止する。
このように、発光領域ＲＬ（図３参照）が規制されるならば、図２に示した、相隣接する有機ＥＬ素子８間の画定が明確になされ、また、両者各々が発する光の混合等が防止される。

そして、光Ｌ２とは、図３に示すように、この第３層間絶縁膜３０３の形成領域に対応する発光機能層１８内で発生した光である（これとは逆に、光Ｌ１とは、第３層間絶縁膜３０３の形成領域以外の領域に対応する発光機能層１８内で発生した光、である。）。このような光Ｌ２は、前述した第３層間絶縁膜３０３の機能によれば、本来発生してはならない光である。しかしながら、光Ｌ１を発生させるための、画素電極１３及び対向電極５間に流れる所定の電流は、図３中左右方向にいわば漏れるかのようにして、第３層間絶縁膜３０３の形成領域に対応する発光機能層１８にも流れ得る。光Ｌ２は、そのようないわば“漏れ電流”によって発生する光である（ただし、光Ｌ２と光Ｌ１とは、いずれも発光機能層１８から発する光であるという点で本質的な相違があるわけではなく、その意味で、両者の区別はいわば便宜的になされているに過ぎないという側面をもつ。）。

このような光Ｌ２は、光Ｌ１と同様、素子基板７外へと出射する。すなわち、当該光Ｌ２は、図３に示すように、積層構造物５０及び素子基板７を透過しながら図中下側に向かって進行する。なお、第３層間絶縁膜３０３があったとしても、光は、その内部を透過する。
このように発光領域ＲＬ以外の領域（以下、「制限領域」ということがある。）から光が出射してくることだけでも問題があるが、本実施形態では加えて次のような問題も生じる。すなわち、本実施形態では、前述のように、積層構造物５０を構成する各層の膜厚は、光Ｌ１に関する増幅的干渉が生じるように調整されているのであるから、このような増幅的干渉は、光Ｌ２に関しても（より正確には、前記の光Ｌ２１及び光Ｌ２２の間、あるいはこれら光Ｌ２１又は光Ｌ２２のうち積層構造物５０内の適当な界面で適当回数反射を繰り返した光の間等で）同様に生じ得る。そうすると、制限領域から出てきた光でありながら、その強度が必要以上に大きくなってしまうおそれがあるのである。

そこで、本実施形態では、前記第３層間絶縁膜３０３を透過する前記各種の光間で、減衰的干渉が生じるように、当該第３層間絶縁膜３０３の材料への配慮を払いながら、その膜厚が定められる。ここで「減衰的干渉」とは、基本的には、素子基板７を出射する地点において、前記各種の光それぞれの波の位相が一定程度ずれているような場合に生じる干渉を意味している。これによれば、前記各種の光は互いに弱めあう関係におかれるので、出射光の強度が一定程度低められ得ることになる。

このような「減衰的干渉」を生じさせるためには、一般的には、前述の事項から、利用しようとする光の波長の整数倍と、当該光が透過する光学的距離とが一定程度ずれていればよい。この「ずれ」の程度は、好適には、素子基板７を出射する地点において、ある光の波長の“山頂”が位置する場合に、それに干渉する光の波長の“谷底”が対応するという関係が満たされるように、定められているとよい。その場合、各種の界面で光が反射する時、当該光に位相変化が生じることにも考慮を払うとなお好適である。

図５には、第３層間絶縁膜３０３の膜厚が変化する場合において、前記制限領域における光強度の、前記発光領域ＲＬの光強度に対する割合（以下、「発光強度比」という。）がどのように変化していくかが示されている。この図５により、前述の「減衰的干渉」を生じさせるのに好ましい、第３層間絶縁膜３０３の膜厚をみつけることができる。
なお、この図５では、積層構造物５０を構成する各層（第３層間絶縁膜３０３を除く。）の膜厚が、図４のように調整済みであることが前提とされている。また、かかる図５のような結果は、理論的、経験的（実験的）、あるいはシミュレーション等によって得られる。

この図５によれば、第３層間絶縁膜３０３の膜厚の変化に連れて、発光強度比は、周期的に変化していく様子がわかる。そして、膜厚が１２０ｎｍのとき、発光強度比は最小になる。つまり、このとき、制限領域から出射しようとする前述した各種の光間では、減衰的干渉が最も効果的に生じているのである。ちなみに、この減衰的干渉は、第３層間絶縁膜３０３の膜厚に加えて、前述した「発光強度維持膜」、即ち第１層間絶縁膜３０１、第２層間絶縁膜３０２及び画素電極１３それぞれの膜厚を併せた膜厚をもつ、いわば「発光強度減殺膜」によって生じさせられている、と考えることも可能である（つまり、この「発光強度減殺膜」の一部が、本発明にいう「発光強度維持膜」によって構成されていると考えるのである。）。
なお、図５をみるとわかるように、発光強度比が０．３以下となるのは、第３層間絶縁膜３０３の膜厚が概ね１００〜１５０ｎｍ程度にあるときである。発光強度比は、低ければ低い程好ましい、ということは当然いえるが、現実にこれを０とすることは殆ど不可能に近いことを考えると、制限領域における光強度を、発光領域における光強度の３０％以下にするという目標は、相隣接する有機ＥＬ素子８間の明確な区別を実現するという大きな目的を達成するためには、現実的な目標として一定程度好適である。前記の膜厚の範囲（１００〜１５０ｎｍ）は、その「３０％以下」を実現しうるのであるから、前記膜厚１２０ｎｍが最好適であるのは格別、次善の策としては、第３層間絶縁膜３０３の膜厚は当該範囲内におさめられるのが好ましい。

図６は、第３層間絶縁膜３０３の膜厚を１２０ｎｍにした場合における１画素分の発光強度プロファイルを示している。この図６において、実線で示すプロファイルＰｒ１は、発光領域ＲＬ内では一定の発光強度を維持するとともに、この発光領域ＲＬの両端に接続する制限領域内では、その発光が殆ど抑制されていることがわかる。
ちなみに、図６において、破線で示すプロファイルＰｒ２は、前述のような膜厚調整を行わない場合、より具体的には当該膜厚が５０ｎｍである場合の発光強度を示している（図５も参照。「５０ｎｍ」とは、図５では横軸の最左端の値に一致し、発光強度比が約０．６である場合に該当する。）。このプロファイルＰｒ２とプロファイルＰｒ１とを比較するとわかるように、後者は前者に比べて、制限領域における発光強度のみが著しく低下していることがわかる。また、発光領域ＲＬの直径φ１が４０μｍである場合、これらプロファイルＰｒ１及びＰｒ２に関する裾の広がりφ２及びφ３は、それぞれ、φ２≒４０μｍ（即ち、φ１≒φ２）、φ３≒４５μｍである。このように、プロファイルＰｒ１は、プロファイルＰｒ２に比べて、光が届く領域の拡大をも防止する。

以上説明したように、本実施形態に係る発光装置１０によれば、以下に記す効果が奏される。
すなわち、本実施形態によれば、一方で、発光領域ＲＬにおける増幅的干渉が生じるように、第１層間絶縁膜３０１等を含む発光強度維持膜の膜厚が調整されるとともに、他方で、制限領域における減衰的干渉が生じるように、第３層間絶縁膜３０３の膜厚が調整されることから、前記発光強度比は、極めて低くなる。これは言い換えると、相隣接する有機ＥＬ素子８間の画定が明確になされ、それら各々から発する光間の混合等を生じさせるおそれを極めて低減することを意味する。
要するに、本実施形態によれば、複数の有機ＥＬ素子８の各々から発した光の強度を維持しながら、当該光を所定の領域のみに至らせることが可能となるのである。
これにより、本実施形態に係る画像形成装置によれば（図１参照）、感光体ドラム１１０の上に極めて正確に静電潜像を形成することができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明に係る発光装置は、上述した形態に限定されることはなく、各種の変形が可能である。
（１） 上述した実施形態では、既述のように、図５は図４を前提とし、図４は発光機能層１８から発せられる光が赤色光であることを前提としているが、本発明は、かかる形態に限定されない。本実施形態が赤色光を前提としているのは、感光体ドラム１１０の外表面に静電潜像を形成するのに赤色光が好適であるという事情に基づいてのことであり、発光領域から出射する光強度を維持しつつ、制限領域から出射しようとする光を減衰させる、という本発明の基本的思想に照らせば、その光が、緑色光であっても、青色光であっても、あるいは白色光であっても何ら特別な問題は生じない。要するに、本発明は、どのような色を持つ光に対しても、その適用が可能である。

（２） 上述の実施形態では、発光装置１０が、１列に並ぶ複数の有機ＥＬ素子８をもち（図２参照）、かつ、当該発光装置１０が画像形成装置（プリンタ）の光ヘッドに適用される例（図１参照）について説明しているが、本発明は、かかる形態にも限定されない。「発光装置」は、例えばマトリクス状に配列された複数の有機ＥＬ素子をもち、かつ、当該発光装置が画像表示装置上の画像構成に必要な照明装置として利用されてよい。

（３） 上述の実施形態では、図３において積層構造物５０の最上層が対向電極５とされているが、この対向電極５の上には更に、エポキシ樹脂等からなる充填材、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ_２等からなる封止膜、アクリル樹脂等からなる平坦化膜、等々の各種の膜が備えられてよい。このうち封止膜は、有機ＥＬ素子８等を水分及び酸素の進入から保護する。
また、以上は素子基板７側の積層構造物に関して述べているが、発光装置全体としてみれば、このような積層構造物に加えて、素子基板に対向する別の基板を備えるとともに、この別の基板の上に前記積層構造物とは別の積層構造物を備えるような構造をもっていてもよい。この別の積層構造物は、例えば、当該別の基板を基準として、その上に向かって順に、カラーフィルタ、遮光膜及オーバーコート層、等々の各種の膜を備え得る。この場合、例えば、素子基板７上の積層構造物の最上層と、前記別の基板上の積層構造物の最上層とが向かい合わせになるようにして貼り合わされて、発光装置全体が構成される、ということになる。

＜応用＞
次に、本発明に係る有機ＥＬ装置を適用した電子機器について説明する。
＜画像形成装置＞
以上の各態様に係る発光装置は、電子写真方式を利用した画像形成装置における像担持体に潜像を書き込むためのライン型の光ヘッドとして利用され得る。画像形成装置の例としては、プリンタ、複写機の印刷部分及びファクシミリの印刷部分がある。図７は、発光装置１０をライン型の光ヘッドとして用いた画像形成装置の一例を示す縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したタンデム型のフルカラー画像形成装置である。

この画像形成装置では、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙが、同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙの露光位置にそれぞれ配置されている。有機ＥＬアレイ１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙは、以上に例示した何れかの態様に係る発光装置１０である。

図７に示すように、この画像形成装置には、駆動ローラ１２１と従動ローラ１２２とが設けられており、これらのローラ１２１，１２２には無端の中間転写ベルト１２０が巻回されて、矢印に示すようにローラ１２１，１２２の周囲を回転させられる。図示しないが、中間転写ベルト１２０に張力を与えるテンションローラなどの張力付与手段を設けてもよい。

この中間転写ベルト１２０の周囲には、外周面に感光層を有する４個の感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙが互いに所定の間隔をおいて配置される。添え字Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの顕像を形成するために使用されることを意味している。他の部材についても同様である。感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙは、中間転写ベルト１２０の駆動と同期して回転駆動される。

各感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の周囲には、コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、有機ＥＬアレイ１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、対応する感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面を一様に帯電させる。有機ＥＬアレイ１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラムの帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。各有機ＥＬアレイ１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、複数の発光素子Ｐの配列方向が感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、上記の複数の発光素子Ｐによって感光体ドラムに光を照射することにより行う。現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラムに顕像すなわち可視像を形成する。

このような４色の単色顕像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各顕像は、中間転写ベルト１２０上に順次一次転写されることにより、中間転写ベルト１２０上で重ね合わされ、この結果としてフルカラーの顕像が得られる。中間転写ベルト１２０の内側には、４つの一次転写コロトロン（転写器）１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。一次転写コロトロン１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の近傍にそれぞれ配置されており、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写コロトロンの間を通過する中間転写ベルト１２０に顕像を転写する。

最終的に画像を形成する対象としてのシート１０２は、ピックアップローラ１０３によって、給紙カセット１０１から１枚ずつ給送されて、駆動ローラ１２１に接した中間転写ベルト１２０と二次転写ローラ１２６の間のニップに送られる。中間転写ベルト１２０上のフルカラーの顕像は、二次転写ローラ１２６によってシート１０２の片面に一括して二次転写され、定着部である定着ローラ対１２７を通ることでシート１０２上に定着される。この後、シート１０２は、排紙ローラ対１２８によって、装置上部に形成された排紙カセット上へ排出される。

次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施の形態について説明する。図８は、発光装置１０をライン型の光ヘッドとして用いた他の画像形成装置の縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したロータリ現像式のフルカラー画像形成装置である。図８に示す画像形成装置において、感光体ドラム１６５の周囲には、コロナ帯電器１６８、ロータリ式の現像ユニット１６１、有機ＥＬアレイ１６７、中間転写ベルト１６９が設けられている。

コロナ帯電器１６８は、感光体ドラム１６５の外周面を一様に帯電させる。有機ＥＬアレイ１６７は、感光体ドラム１６５の帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。有機ＥＬアレイ１６７は、以上に例示した各態様の発光装置１０であり、複数の発光素子Ｐの配列方向が感光体ドラム１６５の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、これらの発光素子Ｐから感光体ドラム１６５に光を照射することにより行う。

現像ユニット１６１は、４つの現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋが９０°の角間隔をおいて配置されたドラムであり、軸１６１ａを中心にして反時計回りに回転可能である。現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーを感光体ドラム１６５に供給して、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラム１６５に顕像すなわち可視像を形成する。

無端の中間転写ベルト１６９は、駆動ローラ１７０ａ、従動ローラ１７０ｂ、一次転写ローラ１６６及びテンションローラに巻回されて、これらのローラの周囲を矢印に示す向きに回転させられる。一次転写ローラ１６６は、感光体ドラム１６５から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写ローラ１６６の間を通過する中間転写ベルト１６９に顕像を転写する。

具体的には、感光体ドラム１６５の最初の１回転で、有機アレイ１６７によりイエロー（Ｙ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｙにより同色の顕像が形成され、さらに中間転写ベルト１６９に転写される。また、次の１回転で、有機アレイ１６７によりシアン（Ｃ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｃにより同色の顕像が形成され、イエローの顕像に重なり合うように中間転写ベルト１６９に転写される。そして、このようにして感光体ドラム１６５が４回転する間に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の顕像が中間転写ベルト１６９に順次重ね合わせられ、この結果フルカラーの顕像が転写ベルト１６９上に形成される。最終的に画像を形成する対象としてのシートの両面に画像を形成する場合には、中間転写ベルト１６９に表面と裏面の同色の顕像を転写し、次に中間転写ベルト１６９に表面と裏面の次の色の顕像を転写する形式で、フルカラーの顕像を中間転写ベルト１６９上で得る。

画像形成装置には、シートが通過させられるシート搬送路１７４が設けられている。シートは、給紙カセット１７８から、ピックアップローラ１７９によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラによってシート搬送路１７４を進行させられ、駆動ローラ１７０ａに接した中間転写ベルト１６９と二次転写ローラ１７１の間のニップを通過する。二次転写ローラ１７１は、中間転写ベルト１６９からフルカラーの顕像を一括して静電的に吸引することにより、シートの片面に顕像を転写する。二次転写ローラ１７１は、図示しないクラッチにより中間転写ベルト１６９に接近及び離間させられるようになっている。そして、シートにフルカラーの顕像を転写する時に二次転写ローラ１７１は中間転写ベルト１６９に当接させられ、中間転写ベルト１６９に顕像を重ねている間は二次転写ローラ１７１から離される。

以上のようにして画像が転写されたシートは定着器１７２に搬送され、定着器１７２の加熱ローラ１７２ａと加圧ローラ１７２ｂの間を通過させられることにより、シート上の顕像が定着する。定着処理後のシートは、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢印Ｆの向きに進行する。両面印刷の場合には、シートの大部分が排紙ローラ対１７６を通過した後、排紙ローラ対１７６が逆方向に回転させられ、矢印Ｇで示すように両面印刷用搬送路１７５に導入される。そして、二次転写ローラ１７１により顕像がシートの他面に転写され、再び定着器１７２で定着処理が行われた後、排紙ローラ対１７６でシートが排出される。

図７及び図８に例示した画像形成装置は、発光素子を露光手段として利用しているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。なお、以上に例示した以外の電子写真方式の画像形成装置にも本発明の発光装置を採用することができる。例えば、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムから直接シートに顕像を転写するタイプの画像形成装置や、モノクロの画像を形成する画像形成装置にも本発明に係る発光装置を応用することが可能である。

また、本発明に係る発光装置は、上述のような「画像形成装置」に、その適用範囲は限定されない。例えば、前記画像形成装置等の電子機器以外の各種の電子機器における照明装置としても、本発明に係る発光装置は採用される。このような電子機器としては、例えば、ファクシミリ、複写機、複合機、プリンタなどが挙げられる。これらの電子機器には、複数の発光素子を面状に配列した発光装置が好適に採用される。

本発明の発光装置を光ヘッドとして含む画像形成装置の一部の構成を示す斜視図である。 図１の発光装置の平面図である。 図２のＸＸ´断面図である。 図２に示す各層の膜厚構成例を示す図である。 図２の第３層間絶縁膜３０３の膜厚の変化に応じて、発光領域における光強度に対する制限領域における光強度の割合（発光強度比）がどのように変化していくか示すグラフである。 図２の第３層間絶縁膜３０３の膜厚を１２０ｎｍにした場合における１画素分の発光強度プロファイルを示すグラフである。 画像形成装置の一例を示す縦断面図である。 画像形成装置の別例を示す縦断面図である。

符号の説明

１０……発光装置、７……素子基板、１２……カバー基板、８……有機ＥＬ素子（発光素子）、９……駆動素子、１１……駆動回路、１４……電源線、１６……共通線、１……半導体層、３……ゲートメタル、６……信号線、３６１，３６２，３６３……コンタクトホール、１３……画素電極、５……対向電極（反射膜）、１８……発光機能層、３００……ゲート絶縁膜、３０１……第１層間絶縁膜、３０２……第２層間絶縁膜、３０３……第３層間絶縁膜（発光規制膜）、Ｌ１，Ｌ２……光、ＲＬ……発光領域、ＲＲ……制限領域

Claims (9)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された発光素子と、
   前記発光素子から発せられた第１光を前記基板の側に向けて反射する反射膜と、
   前記基板及び前記発光素子間に挟まれるように形成され、少なくとも前記第１光と該第１光が前記反射膜で反射した第２光との間、で、増幅的干渉を生じさせるようにその膜厚が調整された発光強度維持膜と、
   前記発光素子の一部を覆うように、当該発光素子と前記基板との間に形成された発光規制膜と、
   を備え、
   前記発光規制膜は、少なくとも当該発光規制膜を透過する前記第１光と前記第２光との間、で減衰的干渉を生じさせるような膜厚をもつ、
   ことを特徴とする発光装置。
2. 前記発光規制膜の膜厚は、
   当該発光規制膜によって覆われない部分における前記第１光及び前記第２光の干渉の結果の光強度に対する、当該発光規制膜によって覆われる部分における前記光強度の割合が、最小となるように、
   定められる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記発光素子は、
   第１電極、及び、これに対向する第２電極と、
   前記第１電極及び前記第２電極間に挟まれ、電流が流されることで前記第１光を発する発光機能層と、
   を含み、
   前記発光規制膜は、電気絶縁性をもち、かつ、
   前記第１電極及び前記第２電極間に電流が流れないように、これら第１電極及び第２電極の少なくとも一方の一部を覆うように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記第１光は、
   前記第１電極及び前記第２電極間に流れる電流が、前記発光規制膜の形成領域に対応する前記発光機能層に流れることによって発生する第１・発光領域外光を含み、
   前記第２光は、
   前記第１・発光領域外光が前記反射膜で反射した第２・発光領域外光を含み、
   前記減衰的干渉は、
   少なくとも前記第１・発光領域外光と前記第２・発光領域外光との間で生じる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
5. 前記第１電極及び前記第２電極のいずれか一方は、前記反射膜を兼ねる、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の発光装置。
6. 前記発光強度維持膜は、複数の層間膜を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光装置。
7. 前記発光規制膜は、前記発光強度維持膜に重ねられるようにして形成され、
   前記減衰的干渉は、
   前記発光規制膜の膜厚と前記発光強度維持膜の膜厚とを合計した膜厚に基づいて生じる、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光装置。
8. 前記発光規制膜の膜厚は、１００〜１５０ｎｍである、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発光装置を備える、
   ことを特徴とする電子機器。
   

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