JP2010280066A - 有機エレクトロルミネッセンス装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光プリンターに用いられる光書き込みヘッドを、液相法を用いた有機ＥＬ素子を形成する場合、まず、有機ＥＬ材料を所定の溶媒に溶解または分散させて液状組成物を形成する。そして、この液状組成物を隔壁内に塗布し、乾燥させることで形成する。通常液状組成物中の溶媒の蒸発は極めて速い。このため、隔壁の端部と中央部とでは乾燥時間に差が生じ、厚さムラによる光量ムラに伴う、印刷ムラが発生するという課題がある。
【解決手段】感光ドラムの同一箇所に、発光素子アレイ２２が備える有機ＥＬ素子２４ａ１と有機ＥＬ素子２４ｂ１、有機ＥＬ素子２４ａ２と有機ＥＬ素子２４ｂ２、有機ＥＬ素子２４ａ３と有機ＥＬ素子２４ｂ３とを重ねて同一駆動条件で露光する。このように露光することで、中央と端との間の層厚差を補償するように感光ドラム上に露光することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置および画像形成装置に関する。

近年、有機エレクトロルミネッセンス（以下、エレクトロルミネッセンスをＥＬとも記載する）素子を使用した光プリンターの開発が盛んに行われている。有機ＥＬ素子は、対向する一対の電極間に有機ＥＬ層、即ち発光素子を備えて構成されたものであり、光プリンターを構成する発光素子アレイの副走査方向に延在するよう有機ＥＬ素子が配列されている。ここで、副走査方向とは発光素子アレイと感光媒体とが相対的に動く方向と並行（たとえば平行）する方向を示し、主走査方向とは副走査方向と交差（たとえば直交）する方向を示すものとする。

有機ＥＬ素子は、高分子系有機材料を用いる場合には、まず有機ＥＬ材料を所定の溶媒に溶解または分散させて液状組成物を形成する。そして、この液状組成物をたとえば液滴吐出法を用いて塗布することで製造することができる。低分子系有機材料を用いた蒸着法を用いる場合と比べ、高分子系有機材料を液状組成物として用いた場合、液状組成物を印刷技術の応用により塗布することで有機ＥＬ素子を多数備えた大型の有機ＥＬ装置を均一に、しかも安く生産できる。また、蒸着法では高価な有機ＥＬ材料の利用効率はきわめて低い（５％以下程度）が、液滴吐出法は、高い効率（フラッシング等の損失を除けば、全ての液滴が有効に付着するため原理的には１００％）で液状組成物（有機ＥＬ材料）を利用することができ、コスト面や環境負荷面においても優れている。

かかる製造方法において、有機ＥＬ素子の周囲を隔壁で区画することで高精細なパターニングを可能としている。ここでは、一例として液滴吐出法について触れているが、液滴吐出法に代えてスリットコート法や、ディスペンス法等の塗布手段を用いても良く、若干の利用効率の低下を伴うが、短時間で塗布することを可能としている。

ところで、有機ＥＬ素子の構成要素である画素電極上に塗布された液状組成物中の溶媒の蒸発は極めて速い。このため、隔壁の端部では、隔壁の中央部に塗布された液状組成物より溶媒分子分圧が低いために速く乾きはじめる。従って、隔壁の端部に塗布された液状組成物と隔壁の中央に塗布された液状組成物とでは、その乾燥時間に差が生じる。このような液状組成物の乾燥時間の差は、有機ＥＬ素子を構成する層の厚さムラを引き起こし、光量ムラの原因となる。このため、以下に示す特許文献１では、基板上の端の周囲に表示には関係のないダミーの塗布領域を設けることで塗布領域を広げ、基板内の溶媒分子分圧を均一にして発光装置を形成する方法が提案されている。

また、特許文献２に記載されているように、発光領域を隔壁から３μｍ以上離間させることで隔壁周辺の急激な層厚変化を避けるように発光装置を形成する方法が提案されている。また、特許文献３に記載されているように、隔壁内に凹凸を形成することで液相状態での無駄な流動を抑制し、層厚の均一性を保つ方法が提案されている。

特開２００２−２２２６９５号公報 特開２００７−８７６９３号公報 特開２００８−２４３６４９号公報

上記した方法を用いることで有機ＥＬ素子の層厚の均一性を高めることは可能であるが、やはり層の厚さムラは残る。特に、隔壁の近傍部と、隔壁に囲われた中央部とでの層厚差の影響は大きく、有機ＥＬ素子を発光素子アレイ等の光書き込みヘッドに用いた場合、副走査方向に対する印字濃度が不均一になるという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置は、基板上に位置し、厚みに分布を有する有機機能層の一部を発光させる発光部を備え、感光媒体と前記発光部とを第１の方向に沿って相対的に移動させつつ、前記感光媒体を露光させる有機エレクトロルミネッセンス装置であって、第１の厚み分布を有する前記有機機能層が形成された領域において、前記第１の方向と交差する方向に沿って配置された複数の前記発光部を備えた第１ユニットと、前記第１ユニットと前記複数の発光部の配置が揃えられ、前記第１ユニットがある領域と前記有機機能層の厚みが相反する分布を有する第２の厚み分布を持ち、前記第１の方向に移動させた場合に前記第１ユニットの前記発光部と各々重なるべく前記発光部が配置された第２ユニットと、を有する露光源を備え、前記露光源を用いて前記感光媒体を露光させるに際して、前記第１ユニットにより前記感光媒体に第１の露光を行った後、前記第１ユニットによって前記第１の露光が行われた前記感光媒体の位置と重ねるべく、前記第２ユニットを前記第１の方向へ相対的に移動させ、前記第２ユニットにより前記感光媒体に第２の露光を行うことを特徴とする。

これによれば、層みの分布が異なる領域に形成された発光部により感光媒体の同一箇所を露光するため、一つのユニットを発光させて露光する場合と比べ、感光媒体上での露光量ムラを低減することが可能となる。また、感光媒体の同一箇所を複数の発光部で露光するため、低い光量で発光部を発光させて露光させることとなるので、発光部の寿命が延び、信頼性を高めることが可能となる。

［適用例２］上記適用例にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記有機機能層は前記第１の方向において対称性を備えた層厚分布を有することを特徴とする。

上記した適用例によれば、有機機能層の層厚分布が、第１の方向（副走査方向）に対して対称性を備えている。ここで、副走査方向の一端寄りの発光部により露光される感光媒体は、次に副走査方向の中心寄りの発光部により露光される。そのため、感光媒体はたとえば副走査方向に対して端部に比べ中央部が厚い場合には、端部寄りの層厚が薄い発光部と、中央寄りの層厚が厚い発光部と、により露光され、感光媒体は平均化された光量で露光されることとなる。逆の場合においても同様に光量の平均化が行われる。そのため、高い均一性をもって感光媒体を露光することが可能となる。

［適用例３］上記適用例にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記有機機能層は、隔壁により区画された領域に、液状の有機機能層前駆体を塗布し、前記有機機能層前駆体から液体成分を除去する液相法によって形成されたものであることを特徴とする。

上記した適用例によれば、液相法は蒸着法等の気相法と比べ高分子型有機エレクトロルミネッセンス装置や、低分子有機エレクトロルミネッセンス装置のどちらに対しても適用が可能であることから、有機機能層を構成する物質の選択幅を広げることが可能となる。液相法は中央部と端部とで放物線状の層厚分布（上に凸、下に凸のいずれか）をとる場合が多いが、この層厚分布が補償されるため、高い均一性をもって感光媒体を露光することが可能となる。

［適用例４］上記適用例にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記隔壁の前記第１の方向に沿った方向で等分される中央部を挟んで前記第１ユニットと前記第２ユニットとが位置することを特徴とする。

上記した適用例によれば、液相法を用いた場合、有機機能層の層厚分布は、副走査方向に対して通例対称性を備えている。そのため、中央部を挟んで第１ユニットと第２ユニットを配置することで、より精密に層厚分布を補償することが可能となる。従って、高い均一性をもって感光媒体を露光することが可能となる。

［適用例５］上記適用例にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記第１の露光と前記第２の露光とを、駆動時間に加え、駆動電圧、駆動電流または駆動電力とのいずれかを揃えて行うことを特徴とする。

上記した適用例によれば、駆動条件を揃えることで、第１の露光を行う発光部での露光量と、第２の露光を行う発光部での露光量とを有機機能層の層厚分布に起因する光量変動を主として補償することが可能となり、感光媒体に対する露光量をより精密に補償することが可能となる。

［適用例６］本適用例にかかる画像形成装置は、上記した有機エレクトロルミネッセンス装置を備えることを特徴とする。

これによれば、高い均一性をもって感光媒体を露光できるため、印刷ムラが抑えられた画像形成装置を提供することが可能となる。

画像形成装置としての光プリンターの要部を示す断面図。 ブラック用有機ＥＬ露光ヘッドの斜視図。 （ａ）は発光素子アレイの平面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）中のＡ−Ａ’線断面図。 ブラック用有機ＥＬ露光ヘッドの側断面図。 （ａ）は隔壁内に、副走査方向に対して斜め方向に一列となるよう有機ＥＬ素子を並べた平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図。 露光源としての発光素子アレイ駆動系にかかる配線構造を示す模式図。 （ａ）、（ｂ）は、本実施形態における発光装置の製造方法を示す工程図。 （ａ）〜（ｃ）は、本実施形態における発光装置の製造方法を示す工程図。 本実施形態における隔壁の近傍において膜厚が厚くなる現象が見られた場合の断面図。

以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材に縮尺は実際のものとは異なるように表している。ここで、第１の方向としての副走査方向とは、発光素子アレイと感光媒体（感光ドラム）とが相対的に動く方向と並行（たとえば平行）する方向を示す。そして、主走査方向とは、副走査方向と交差（たとえば直交）する方向を示すものとする。

（第１の実施形態：画像形成装置としての光プリンター）
図１は、本実施形態にかかる、画像形成装置としての光プリンターの要部を示す断面図である。図１に示す光プリンター１は、フルカラー表示が可能なタンデム方式の光プリンターである。図１に示す通り、光プリンター１は、光書き込みヘッドとしてのブラック用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋ、シアン用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｃ、マゼンタ用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｍ、およびイエロー用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｙを備えている。

また、光プリンター１は、各有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙの下方に、感光媒体としてのブラック用感光ドラム３Ｋ、感光媒体としてのシアン用感光ドラム３Ｃ、感光媒体としてのマゼンタ用感光ドラム３Ｍ、感光媒体としてのイエロー用感光ドラム３Ｙをそれぞれ備えている。更に、光プリンター１は、駆動ローラー４、従動ローラー１８、テンションローラー６、およびテンションローラー６によりテンションを加えられて張架されながら図１中反時計回り方向へ循環駆動される中間転写ベルト７を備える。

上記の各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙは、中間転写ベルト７に対して所定間隔に配置されている。各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙは、中間転写ベルト７の駆動と同期して図１中時計回り方向へ回転駆動されるようになっている。そして、各有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙは、各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙの外周面を各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙの回転に同期して順次ライン走査することで、描画データに応じた静電潜像を対応する各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ上に形成する。また、各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙの周囲には、各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙの各外周面を一様に帯電させるコロナ帯電器８Ｋ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙが設けられている。

また、光プリンター１は、ブラック用感光ドラム３Ｋの周囲にブラック用現像装置９Ｋを、シアン用感光ドラム３Ｃの周囲にシアン用現像装置９Ｃを、マゼンタ用感光ドラム３Ｍの周囲にマゼンタ用現像装置９Ｍを、イエロー用感光ドラム３Ｙの周囲にイエロー用現像装置９Ｙをそれぞれ備えている。これら各現像装置９Ｋ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙは、対応する有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙによって各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ上に形成された静電潜像に対応する色の現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）を形成するものである。たとえば、シアン用現像装置９Ｃは、シアン用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｃによってシアン用感光ドラム３Ｃ上に形成された静電潜像にシアン色のトナーを付与して可視像（トナー像）を形成する。

詳しくは、各現像装置９Ｋ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙは、たとえば、トナーとして非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を、たとえば供給ローラーで現像ローラーへ搬送し、現像ローラー表面に付着したトナーの膜厚を規制ブレードで規制する。この規制ブレードを用いて現像ローラーを各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙに接触或いは押圧させることにより、各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ上に形成された静電潜像の電位レベルに応じて現像剤を付着させて可視像（トナー像）として現像する。

更に、光プリンター１は、各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙの周囲に、各現像装置９Ｋ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙで現像された可視像（トナー像）を一次転写対象である中間転写ベルト７に順次転写する一次転写ローラー１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙを備えている。更にまた、光プリンター１は、各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙの周囲に、クリーニング装置１１Ｋ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙを備えている。クリーニング装置１１Ｋ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙは、一次転写の後に、各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙの表面に残留しているトナーを除去するためのものである。

このような各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ上に形成されたブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各可視像（トナー像）は、一次転写ローラー１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙによって中間転写ベルト７上に順次一次転写される。この一次転写により中間転写ベルト７上で順次重ね合わされてフルカラーとなった可視像（トナー像）は、二次転写ローラー５と従動ローラー１８と、で挟むことで用紙等の記録媒体Ｐ上に二次転写する。そして、一対の定着ローラー１２を通ることで記録媒体Ｐ上に定着される。可視像（トナー像）が定着した記録媒体Ｐは、排紙ローラー１３によって案内されて光プリンター１の上部に形成された排紙トレイ１４上へ排出される。

また、光プリンター１は、多数枚の記録媒体Ｐを保持する給紙カセット１５、給紙カセット１５から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラー１６、二次転写ローラー５の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラー１７、および二次転写後に中間転写ベルト７の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード１９を備えている。

次に、有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙの詳細について説明する。なお、ブラック用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋ、シアン用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｃ、マゼンタ用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｍ、およびイエロー用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｙは、基本的に同じ構造をしているので、説明の便宜上、ブラック用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋについて説明し、他の有機ＥＬ露光ヘッド２Ｃ，２Ｍ，２Ｙについては、その詳細な説明を省略する。

図２は、ブラック用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋの斜視図である。ブラック用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋは、一方向、即ち中間転写ベルト７の搬送方向に対して直交する方向に配設された箱体２１と、箱体２１とブラック用感光ドラム３Ｋとの間に位置するように箱体２１に支持固定された光学部材２３とを備えている。箱体２１は、ブラック用感光ドラム３Ｋ側に開口部を有しており、その開口部に向かって光が射出するように露光源としての発光素子アレイ２２を固定している。次に、発光素子アレイ２２について説明する。

（第２の実施形態：露光源を備えた発光素子アレイ）
図３は、露光源を備えた発光素子アレイのレイアウトを示す図である。図３（ａ）は発光素子アレイの平面図であり、図３（ｂ）、図３（ｃ）は図３（ａ）中のＡ−Ａ’線断面図である。そして、図３（ａ）は有機機能層２８が隔壁２５に囲われる中央付近の層厚が主走査方向（発光素子アレイの長手方向）において厚い場合を示し、図３（ｃ）は反対に隔壁２５に囲われる中央付近の層厚が主走査方向において薄い場合を示している。ここで、図３（ａ）では、発光部３２を備えた有機ＥＬ素子２４は平面的には観測できないため、透過像を反映させて記載している。ここで用いている有機機能層２８は上記したように基板Ｓ上に位置し、厚みに分布を有している。

図３（ａ）に示す通り、本実施形態における発光素子アレイ２２は、副走査方向に対して斜めに等ピッチに配列され、有機機能層２８の一部を発光させる発光部３２を備えた複数個（図３に示す例では３個：２個以上であれば良い）の有機ＥＬ素子２４ａ（１，２，３）により構成される第１ユニット４０ａと、発光部３２を備えた複数個の有機ＥＬ素子２４ｂ（１，２，３）により構成され、第１ユニット４０ａと同じ構成を備える第２ユニット４０ｂとを有している。第２ユニット４０ｂは、発光素子アレイ２２の副走査方向における中央（一点鎖線で示す）を境として、第２ユニット４０ｂを第１の方向としての副走査方向に沿ってずらした（第２の方向に相対的に移動させた）場合に、第１ユニット４０ａの有機ＥＬ素子２４ａ（１，２，３）による光スポットと、第２ユニット４０ｂの有機ＥＬ素子２４ｂ（１，２，３）による光スポットとがブラック用感光ドラム３Ｋ上で重なる位置に配置されている。

基板Ｓ上にはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性導電材料により形成される電極Ｄが形成されており、この電極Ｄの上部であって、複数の有機ＥＬ素子２４の周囲には、その複数の有機ＥＬ素子２４全体を囲むように隔壁２５が形成されている。本実施形態における隔壁２５は、図３（ａ）に示す通り、複数の有機ＥＬ素子２４全体を囲むように略四角形状を成している。

図３（ｂ）に示す通り、隔壁２５は、電極Ｄ上に形成され、有機機能層２８の形成材料に対して親液性を有する絶縁体としての親液性隔壁２５ａと、親液性隔壁２５ａ上に形成された撥液性隔壁２５ｂとから構成されている。撥液性隔壁２５ｂは、有機機能層２８の形成材料に対して親液性隔壁２５ａよりも撥液性が大きい。親液性隔壁２５ａの一部は、撥液性隔壁２５ｂよりも太い幅を備え、平面的に見て撥液性隔壁２５ｂよりも張り出すように形成されている。親液性隔壁２５ａは、元来、親液性を備えた材料であって、たとえば、酸化珪素で構成される。なお、親液性を備えていないものであって、通常用いられる公知の親液化処理を施すことで表面を親液化したものであっても良い。一方、撥液性隔壁２５ｂは、元来、撥液性を備えた材料、たとえば、フッ素系樹脂で構成されたものであっても良い。また、撥液性を備えていないものであって、通常用いられるアクリル樹脂やポリイミド樹脂等の有機樹脂をパターン形成し、４フッ化炭素を含むガスを用いてプラズマ処理等により表面を撥液化したものであっても良い。ここで、親液性隔壁２５ａや撥液性隔壁２５ｂの親液性の制御は省略可能である。

また、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す通り、基板Ｓの中央には、有機ＥＬ素子２４（２４ａ１〜２４ｂ３）が配列されている。親液性隔壁２５ａの開口部と重なる電極Ｄは、有機ＥＬ素子２４（２４ａ１〜２４ｂ３）の画素電極（陽極）をなし、電子注入層として、たとえばＣａなどのアルカリ土類金属と電流を導くＡｌ層とを積層してなる対向電極（陰極）２９と協働して有機機能層２８に電流を供給する機能を有している。電流が供給される領域にある有機機能層２８は、発光部３２として機能する。各画素電極は、それぞれに独立した配線を介して図示しないデータ信号出力駆動回路に接続されている。このデータ信号出力駆動回路から出力された描画データ信号は有機ＥＬ素子２４に供給される。

また、隔壁２５の内側には、発光を司る有機機能層２８が形成されている。そして、各電極Ｄ上にも有機機能層２８が積層されている。ここで、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、有機機能層２８の層厚分布は、製造条件によって、副走査方向において中央部が凸になったり（図３（ｂ）参照）中央部が凹になったり（図３（ｃ）参照）する。即ち、中央部を境として、有機機能層２８は副走査方向においてその厚みが相反する層厚分布を有している。

このため、ブラック用感光ドラム３Ｋ（図２参照）に対して、一箇所をひとつの有機ＥＬ素子２４単独で露光すると表示ムラが発生する。しかし、有機機能層２８は中央部を境として副走査方向において対称性を備えた層厚分布を有しているため、ブラック用感光ドラム３Ｋとの同一箇所に有機ＥＬ素子２４ａ１と有機ＥＬ素子２４ｂ１、有機ＥＬ素子２４ａ２と有機ＥＬ素子２４ｂ２、有機ＥＬ素子２４ａ３と有機ＥＬ素子２４ｂ３とを重ねるべく露光することで、中央と端との間の層厚差を補償するように露光することができる。そのため、ブラック用感光ドラム３Ｋに対して、高い均一性を備える静電潜像を形成することが可能となる。たとえば隔壁２５の中央部が厚い場合には、図３（ｂ）に示すように、有機機能層２８の層厚が薄い有機ＥＬ素子２４ａ１と、有機機能層２８の層厚が厚い有機ＥＬ素子２４ｂ１と、によりブラック用感光ドラム３Ｋの同一部が露光される。そのため、有機機能層２８の層に厚みの分布があっても、その影響を補償することが可能となる。詳細は省略するが、逆の層厚分布を備える有機機能層２８を用いた場合にも、図３（ｃ）で示されるように有機ＥＬ素子２４ａ１と有機ＥＬ素子２４ｂ１によりブラック用感光ドラム３Ｋの同一部が露光されることから、やはり有機機能層２８の層に厚みの分布があっても、その影響を補償することが可能となる。

図４は、有機ＥＬ装置としての、ブラック用感光ドラム３Ｋとブラック用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋを合わせた光学系の側断面図である。図４に示す通り、ブラック用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋに設けられる光学部材２３は、有機ＥＬ素子２４を集積した発光素子アレイ２２と対向する位置に備えられている。この光学部材２３は、内部に複数のレンズ３１を備えており、有機ＥＬ素子２４から射出された光を集光してブラック用感光ドラム３Ｋに照射（描画）する。このような光学系を用いることで、ブラック用感光ドラム３Ｋの同じ場所に対して有機機能層２８（図３参照）の層厚が薄い有機ＥＬ素子２４ａ１（図３参照）と、有機機能層２８の層厚が厚い有機ＥＬ素子２４ｂ１（図３参照）との焦点を順次ブラック用感光ドラム３Ｋの同一位置に合わせ、露光することができる。そのため、有機機能層２８の層の厚さにムラがあっても、そのムラを補償して、均一性を高めることが可能となる。

また、他の有機ＥＬ露光ヘッド２Ｃ，２Ｍ，２Ｙも同様に、その各発光素子アレイに設けられた有機機能層２８の層厚ムラを補償するよう、有機ＥＬ素子２４ａにより構成される第１ユニット４０ａと、有機ＥＬ素子２４ｂにより構成される第２ユニット４０ｂで各感光ドラム３Ｃ，３Ｍ，３Ｙが発光素子アレイ２２により露光される構成をとることが好適である。この場合、各感光ドラム３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ上に現像される可視像（トナー像）を、光量ムラ等の表示ムラの無い可視像（トナー像）として形成することができる。なお、有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙのすべての色に対して上記した有機機能層２８の層厚補償を行うことは必須ではなく、少なくとも一つの色（たとえば黒）のみに対して有機機能層２８の層厚補償を行う場合においても、当該色に対しては層厚補償の効果を得ることができる。また、上記した４色以外に付け加えて、別の色（たとえば補色や蛍光色）のトナーを追加することも画質向上の面からは好適である。

なお、ここでは、主に隔壁２５に囲まれ、隔壁２５によって閉じられた領域内で分布がある場合について説明したが、この隔壁は必須要素ではなく、予め層厚分布が予想される場合には、その層厚分布に合わせて補償することも可能である。特に、副走査方向において対称性を備えた層厚分布を有する場合に、より正確に層厚分布に伴う露光量ばらつきの補償を行うことが可能となる。

図５は、図３（ａ）において副走査方向に対して斜め方向に一列に配列された複数の有機ＥＬ素子２４を一つの単位として、隔壁２５が各単位列を囲むように形成されたものであり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。この場合、有機ＥＬ素子２４は各単位列における有機ＥＬ素子２４の配列方向（本実施例では副走査方向に対して斜め方向）に対して直交する方向（以後直交方向と称す）では隔壁２５を介して他の単位列の有機ＥＬ素子２４と隣り合う。ここで各単位列を囲む隔壁２５の直交方向における開口幅を略等しく設定すれば、直交方向での層厚ムラはいずれの単位列（隔壁２５の開口領域）においても略同じ分布を持つことになる。そのため、各単位列間を隔壁２５で区切らない場合（たとえば図３（ａ）参照）と比べ、主走査方向に対する均一性についても向上させることが可能となる。副走査方向における均一性の向上についての機構については上記したものと同じ機構となるため、説明を省略する。また、図５（ｂ）には、副走査方向に対して斜め方向において、隔壁２５内での端部と比べ中央部が厚い場合について説明する例について図示しているが、これは中央部の方が薄い場合でも上記したように平均化を行うことが可能である。

また、本実施形態では、有機ＥＬ素子２４として基板Ｓ側から光を射出させる、所謂ボトムエミッション型の構成を用いた場合について説明したが、これは、電極Ｄを光反射性の導体で構成し、上記説明で省略した電子注入層や共通陰極を光透過性を有するＩＴＯやマグネシウム−銀合金を用いることでトップエミッション型の構成を用いても良い。この場合、基板Ｓ上に配置されるＴＦＴ等による開口率の低下を避けることが可能となる。また、本実施形態では、基板Ｓ側に陽極となる電極Ｄを配置している例について説明したが、これは電極Ｄを陰極として構成しても良い。この場合、有機ＥＬ素子２４は電極Ｄ側から電子注入を受けて発光し得るよう有機機能層２８の層構成を切り替えることで対応することが可能である。

（第３の実施形態：発光素子アレイ駆動系）
図６は、露光源としての発光素子アレイ駆動系にかかる配線構造を示す模式図である。図６に示す発光素子アレイ２２は、スイッチング素子として薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス方式を用いて有機ＥＬ素子２４を駆動した場合の例である。発光素子アレイ２２は、複数の走査線１０１と、各走査線１０１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、各信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３とからなる配線構成を有している。信号線１０２には、シフトレジスターやレベルシフター等を備えるデータ線駆動回路１０４が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスターおよびレベルシフター等を備える走査線駆動回路１０５が接続されている。

有機ＥＬ素子２４の各々に対して、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ１１１と、このスイッチング用ＴＦＴ１１１を介して信号線１０２から供給される画素信号を保持する保持容量１１２と、保持容量１１２によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１１３と、この駆動用ＴＦＴ１１３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに電源線１０３から駆動電流が流れ込む有機ＥＬ素子２４を構成する電極Ｄと、同じく有機ＥＬ素子２４を構成する陰極２９との間に配置された有機機能層２８が、電極Ｄの開口部と対応して発光する。

上記構成の発光素子アレイ２２によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１１がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量１１２に保持され、保持容量１１２の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１１３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１１３のチャネルを介して電源線１０３から有機ＥＬ素子２４を構成する電極Ｄに電流が流れ、次いで有機機能層２８に電流が流れる。すると、電極Ｄや有機機能層２８を構成要素として備える有機ＥＬ素子２４は、この電流量に応じて発光する。このように有機ＥＬ素子２４を点灯させることで、たとえばブラック用感光ドラム３Ｋに対して有機ＥＬ素子２４により露光を行うことが可能となる。

ここで、データ線駆動回路１０４や走査線駆動回路１０５を制御し、ブラック用感光ドラム３Ｋが図示せぬステッピングモーターや、サーボモーター等、回転角を制御できるモーターを用いて回転し、有機ＥＬ素子２４ａ１と有機ＥＬ素子２４ｂ１とが重なる位置に移動した場合に、有機機能層２８の層厚に対して相補的な層厚関係を有している有機ＥＬ素子２４ｂ１により重ねて露光を行うことで、有機機能層２８の層厚分布を補償することが可能となる。また、この場合に、有機ＥＬ素子２４ａ１と有機ＥＬ素子２４ｂ１との駆動条件として、駆動時間に加え、駆動電圧、駆動電流または駆動電力とのいずれかを揃えることで、より精密に有機機能層２８の層厚ムラを補償することが可能となる。

（第４の実施形態：発光素子アレイの典型的な製造方法）
次に、露光源としての発光素子アレイの典型的な製造方法について説明する。図７（ａ）、（ｂ）および図８（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態における発光装置の製造方法を示す工程図である。なお、図１に示すブラック用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋ、シアン用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｃ、マゼンタ用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｍ、およびイエロー用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｙに設けられる露光源としての発光素子アレイ２２は、ほぼ同じ方法によって製造される。従って、以下の説明では、便宜上ブラック用有機ＥＬ露光ヘッド２Ｋに設けられる発光素子アレイ２２の製造方法のみを説明し、他の有機ＥＬ露光ヘッド２Ｃ，２Ｍ，２Ｙについては、その詳細な説明を省略する。

まず、図示せぬＴＦＴや配線構造を備えた基板Ｓ上に公知の方法によって電極Ｄを形成し、次いで電極Ｄ上に公知の方法によって酸化珪素等からなる絶縁層を形成する。ここで、基板Ｓは、たとえばガラス、石英ガラス、Ｓｉウェハ、プラスチックフィルム、金属板等を用いることができる。ただし、本実施形態に主として示す、基板Ｓ側から光を射出するボトムエミッション型の構成をとる場合には、基板Ｓは光に対して透明であることが必要となる。基板Ｓと反対側に光を射出するトップエミッション型の構成をとる場合には、このような制約は生じない。

次に、基板Ｓ上の絶縁層をパターニングして親液性隔壁２５ａを形成する。その後、形成した親液性隔壁２５ａ上にフッ素系樹脂を、たとえば高さが１〜２μｍ程度になるようにパターニングして撥液性隔壁２５ｂを形成する。この際、撥液性隔壁２５ｂよりも親液性隔壁２５ａの一部が張り出すように形成されていることが望ましい。これにより、基板Ｓ上には、複数の電極Ｄを囲むように隔壁２５が形成される。

ここで、撥液性隔壁２５ｂの形成材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、メラミン樹脂等の高分子材料、ポリシラザン、ポリシロキサン等を含有した有機・無機ハイブリッド材料等が用いられる。撥液性隔壁２５ｂの形成方法としては、リソグラフィ法や印刷法等、任意の方法を用いることができる。たとえば、リソグラフィ法を使用する場合は、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート等所定の方法で、基板Ｓ上に撥液性隔壁２５ｂの形成材料からなる層を形成した後、エッチングやアッシング等によりパターニングすることにより、所定のパターン形状の隔壁が得られる。なお、基板Ｓとは別の物体上で撥液性隔壁２５ｂを形成し、それを基板Ｓ上に配置しても良い。ここまでの工程を終えた状態での平面図を図７（ａ）、Ａ−Ａ’線に沿った断面図を図７（ｂ）に示す。

続いて、隔壁２５に囲われる領域内に液相法としての液滴吐出法を用い、液状の有機機能層前駆体２８Ｌを塗布する。こまでの工程を終えた状態での平面図を図８（ａ）、（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図を図８（ｂ）に示す。ここで、液状の有機機能層前駆体２８Ｌに含まれる溶質としては、蛍光或いは燐光を発光することが可能な公知の高分子発光材料である、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、ポリパラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリジアルキルフルオレン（ＰＤＡＦ）、ポリフルオレンベンゾチアジアゾール（ＰＦＢＴ）、ポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）や、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）等のポリシラン系などを好適に用いることができる。また、これらの発光材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。

液状の有機機能層前駆体２８Ｌに含まれる溶媒としては、有機機能層２８を得るための溶質を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。たとえば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼン等の炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサン等のエーテル系化合物、更にプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノン等の極性化合物を例示できる。

また、上記した液状の有機機能層前駆体２８Ｌの表面張力は０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、有機機能層前駆体２８Ｌのノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、液状組成物には、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系等の表面張力調節剤を微量添加すると良い。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生等の防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでも良い。

また、上記溶媒の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いて液状組成物を液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部が有機機能層前駆体２８Ｌの流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となる。更に、液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、静電吸引方式等が挙げられる。

ここで、帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ²程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出される。そして、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出してノズルから吐出させるものである。

静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式等の技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される有機機能層前駆体２８Ｌの一滴の量は、たとえば１〜３００ナノグラムである。ここで、上記した有機機能層前駆体２８Ｌが備えるべき条件は、電気機械変換方式を用いた液滴吐出法を用いた場合に適した条件である。

ここで、液状の有機機能層前駆体２８Ｌの塗布方法として、液状の有機機能層前駆体２８Ｌの利用効率に優れた液滴吐出法を主として説明したが、塗布方法としては液滴吐出法に限定されることはなく、たとえばスリットコート法やディスペンス法を用いても良い。

ここで、液滴吐出法等の方法を用い、揮発性の高い溶媒を用いた場合、塗布後急激に液相成分は蒸発する（除去される）ため、積極的に溶媒を蒸発させる工程は不要であるが、揮発性の低い溶媒を用いた場合等には、基板Ｓを、たとえばホットプレート上に載置することによって加熱して有機機能層前駆体２８Ｌ中の溶媒を蒸発させ、撥液性隔壁２５ｂ内側全面に有機機能層２８を形成しても良い。また、有機機能層前駆体２８Ｌが塗布された基板Ｓを真空容器内に配置し、真空容器内を減圧して有機機能層前駆体２８Ｌに含まれる溶媒を減圧乾燥により除去しても良い。ここで、撥液性隔壁２５ｂの近傍では、撥液性隔壁２５ｂの持つ撥液性により、図８（ａ）に示す平面図に対応するＡ−Ａ’線断面図に示す図８（ｃ）に示すように隔壁２５の近傍において層厚が減る現象が見られる。また、端部における溶媒の蒸発速度が速いことにより、有機機能層前駆体２８Ｌ中の機能性物質が端部に集まって、図９に示すように隔壁２５の近傍において膜厚が厚くなる現象が見られる。このように液相法を用いた場合には、層厚の偏りが発生する。

この有機機能層２８における層厚の偏りは、液相法を用いる場合不可避的に生じるが、液相法を用いる場合には、隔壁２５同士の中央部に対して、対称性を備えた層厚分布が発生する。即ち、隔壁２５近傍から隔壁２５に挟まれた領域での中央部に向けて形成された図８（ａ）に示す第１ユニット４０ａが備える第１の厚み分布と、隔壁２５同士の中央部から隔壁２５近傍に向けて形成された第２ユニット４０ｂが備える第２の厚み分布は、互いに相反する分布を備えている。そのため、上記したように、ブラック用感光ドラム３Ｋ（図２参照）を図示せぬステッピングモーターや、サーボモーター等、回転角を制御できるモーターを用いて回転させ、有機ＥＬ素子２４ａ１と有機ＥＬ素子２４ｂ１とが重なる位置に移動させた場合に、有機機能層２８の層厚に対して相補的な層厚関係を有している有機ＥＬ素子２４ｂ１により重ねて露光を行わせることで、有機機能層２８の層厚分布を補償することが可能となる。なお、図７および図８中では説明の便宜上、たとえば有機ＥＬ素子２４ａ１が形成されるべき位置の電極Ｄの開口部分を２４ａ１として記している。

なお、有機機能層前駆体２８Ｌが塗布された基板Ｓを真空容器内に配置し、真空容器内を減圧して有機機能層前駆体２８Ｌに含まれる溶媒を減圧乾燥により除去しても良い。その後、隔壁２５および有機機能層２８上に、ＬｉＦ層、Ｃａ層、Ａｌ層等を蒸着方法等により積層して陰極２９を形成し、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す発光素子アレイ２２が完成する。また、隔壁２５のレイアウトを変えて、図５（ａ）、（ｂ）に示すよう、隔壁２５内に、副走査方向に対して斜め方向、または直交する方向に一列となるよう有機ＥＬ素子２４を並べても良い。この場合においても有機機能層２８の層厚分布を補償することが可能となる。この場合、上述したように副走査方向における均一性を高めると共に、主走査方向に対する均一性についても向上させることが可能となる。

Ｄ…電極、Ｓ…基板、１…光プリンター、２Ｃ…シアン用有機ＥＬ露光ヘッド、２Ｋ…ブラック用有機ＥＬ露光ヘッド、２Ｍ…マゼンタ用有機ＥＬ露光ヘッド、２Ｙ…イエロー用有機ＥＬ露光ヘッド、３Ｃ…シアン用感光ドラム、３Ｋ…ブラック用感光ドラム、３Ｍ…マゼンタ用感光ドラム、３Ｙ…イエロー用感光ドラム、４…駆動ローラー、５…二次転写ローラー、６…テンションローラー、７…中間転写ベルト、８Ｋ…コロナ帯電器、９Ｃ…シアン用現像装置、９Ｋ…ブラック用現像装置、９Ｍ…マゼンタ用現像装置、９Ｙ…イエロー用現像装置、１０Ｋ…一次転写ローラー、１１Ｋ…クリーニング装置、１２…定着ローラー、１３…排紙ローラー、１４…排紙トレイ、１５…給紙カセット、１６…ピックアップローラー、１７…ゲートローラー、１８…従動ローラー、１９…クリーニングブレード、２１…箱体、２２…発光素子アレイ、２３…光学部材、２４…有機ＥＬ素子、２４ａ…有機ＥＬ素子、２４ａ１…有機ＥＬ素子、２４ａ２…有機ＥＬ素子、２４ａ３…有機ＥＬ素子、２４ｂ…有機ＥＬ素子、２４ｂ１…有機ＥＬ素子、２４ｂ２…有機ＥＬ素子、２４ｂ３…有機ＥＬ素子、２５…隔壁、２５ａ…親液性隔壁、２５ｂ…撥液性隔壁、２８…有機機能層、２８Ｌ…有機機能層前駆体、２９…陰極、３１…レンズ、３２…発光部、４０ａ…第１ユニット、４０ｂ…第２ユニット、１０１…走査線、１０２…信号線、１０３…電源線、１０４…データ線駆動回路、１０５…走査線駆動回路、１１１…スイッチング用ＴＦＴ、１１２…保持容量、１１３…駆動用ＴＦＴ。

Claims (6)

1. 基板上に位置し、厚みに分布を有する有機機能層の一部を発光させる発光部を備え、感光媒体と前記発光部とを第１の方向に沿って相対的に移動させつつ、前記感光媒体を露光させる有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
   第１の厚み分布を有する前記有機機能層が形成された領域において、前記第１の方向と交差する方向に沿って配置された複数の前記発光部を備えた第１ユニットと、
   前記第１ユニットと前記複数の発光部の配置が揃えられ、前記第１ユニットがある領域と前記有機機能層の厚みが相反する分布を有する第２の厚み分布を持ち、前記第１の方向に移動させた場合に前記第１ユニットの前記発光部と各々重なるべく前記発光部が配置された第２ユニットと、
   を有する露光源を備え、
   前記露光源を用いて前記感光媒体を露光させるに際して、
   前記第１ユニットにより前記感光媒体に第１の露光を行った後、前記第１ユニットによって前記第１の露光が行われた前記感光媒体の位置と重ねるべく、前記第２ユニットを前記第１の方向へ相対的に移動させ、前記第２ユニットにより前記感光媒体に第２の露光を行うことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
2. 請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記有機機能層は前記第１の方向において対称性を備えた層厚分布を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
3. 請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記有機機能層は、隔壁により区画された領域に、液状の有機機能層前駆体を塗布し、前記有機機能層前駆体から液体成分を除去する液相法によって形成されたものであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記隔壁の前記第１の方向に沿った方向で等分される中央部を挟んで前記第１ユニットと前記第２ユニットとが位置することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記第１の露光と前記第２の露光とを、駆動時間に加え、駆動電圧、駆動電流または駆動電力とのいずれかを揃えて行うことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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