JP3687393B2

JP3687393B2 - 有機ｅｌプリントヘッド

Info

Publication number: JP3687393B2
Application number: JP04502799A
Authority: JP
Inventors: 誠久鶴岡; 彰一中山
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: JP2000238324A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発光ドットを備えた有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬという）素子を用いてカラー画像を形成する有機ＥＬプリントヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、電子注入電極をなす陰極と正孔注入電極をなす陽極との間に蛍光性有機化合物を含む薄膜の有機層を挟んだ構造を有し、有機層に電子及び正孔を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して表示を行う表示素子である。
【０００３】
ところで、近年、上記有機ＥＬ素子を光源に用いた光プリンタの提案がなされている。図９は特開平９−２２６１７２号公報に開示される有機ＥＬアレイプリントヘッドの構成図、図１０は同ヘッドの平面図、図１１は図１０のＡ−Ａ線断面図である。
【０００４】
この有機ＥＬアレイプリントヘッドは、図９に示すように、チップオンボード基板５１上に、有機ＥＬアレイ５２を有する有機ＥＬアレイ基板５３と、複数個のドライバーＩＣ５４が配置されている。チップオンボード基板５１とドライバーＩＣ５４との間、ドライバーＩＣ５４と有機ＥＬアレイ基板５３との間、チップオンボード基板５１と有機ＥＬアレイ基板５２との間は、それぞれボンディングワイヤ５５によって電気的に接続されている。そして、有機ＥＬアレイ５２からの発光は、ガラス基板裏面側に出射され、集束性ロッドレンズアレイ５６を介して感光ドラム５７に集光される。
【０００５】
更に有機ＥＬアレイ基板５３の構成について説明すると、図１０及び図１１に示すように、ガラス基板６１の上には所定パタンの透明電極６２が形成され、この透明電極６２の上には第１コンタクトホール６３と第２コンタクトホール６４以外の領域に絶縁膜６５が形成されている。絶縁膜６５の第２コンタクトホール６４を含むように正孔輸送層６６と発光層６７が形成されており、この正孔輸送層６６と発光層６７を含むように電子注入電極６８が形成されている。電子注入電極６８の上には、第１コンタクトホール６９と第２コンタクトホール７０以外の領域に保護膜７１が形成されている。保護膜７１の上には、所定パターンの信号電極７２が形成されている。また、保護膜７１の第１コンタクトホール６９を含むように所定パターンの共通電極７３が形成されている。
【０００６】
上記のように構成される有機ＥＬアレイプリントヘッドでは、印字したい内容のデータをチップオンボード基板５１上のドライバーＩＣ５４に送る。このドライバーＩＣ５４に送られたデータが「ＯＮ」のドットには、ドライバーＩＣ５４からボンディングワイヤ５５を介して信号電極７２に電流が供給される。データが「ＯＦＦ」のドットには、ドライバーＩＣ５４からボンディングワイヤ５５を介して信号電極７２に電流が供給されない。
【０００７】
信号電極７２からの電流は絶縁膜６５の第１コンタクトホール６３を通り、透明電極６２に流れ込み、正孔輸送層６６内への正孔注入を引き起こす。また、電子注入電極６８からは発光層６７への電子注入が起こる。これにより、電子は、発光層６７の中を正孔輸送層６６へと向かって移動し、正孔輸送層６６との境界面に達すると、電子親和力の差により移動がブロックされる。
【０００８】
これに対し、正孔は、正孔輸送層６６の中を移動して発光層６７へ向かって移動し、発光層６７との境界面に達すると、発光層６７内に容易に注入される。この注入された正孔は発光層６７で待機していた電子と再結合し、再結合エネルギーが発光層６７の励起を引き起こす。そして、基底状態に戻るときに蛍光を発し、この発光はガラス基板６１の裏面側へと向かって外部に放出される。その後、この放出された光は、集束性ロッドレンズアレイ５６を介して感光ドラム５７へ集光され、必要時間照射されることにより記録紙に所望の潜像が形成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成される従来の有機ＥＬアレイプリントヘッドを自己発色型のカラープリンタの光源として対応させるべく、発光層からの光をカラーフィルタによってＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の光として取り出す構造とした場合、使用される発光層によってカラーフィルタを透過する各色の発光スペクトルの成分が異なる。各色の発光スペクトルの成分が異なると、発光効率の小さい色の発色が不十分となり、高画質な画像が得られない。
【００１０】
そこで、従来は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の光出力を一定にするため、カラーフィルタの各色に対向する発光層の単位面積当たりに加えるパワー（駆動電流密度）を変えて光量を補正し、メディアに対するカラーバランスを行っていた。例えば緑色成分が大きく、赤色成分が不足する場合には、緑色に対向する発光層のパワーを抑え、赤色に対向する発光層のパワーを上げていた。
【００１１】
ところで、図１２は輝度半減時間（寿命）を初期輝度に対してプロットしたものを示している。この図１２から多くの寿命データは、初期輝度（および駆動電流密度）の２乗に反比例するという関係（図中の直線部分）にある。言い換えれば、有機ＥＬ素子の寿命は、輝度（および駆動電流密度）の２乗に比例して短くなる傾向にあることがわかった。これは有機材料がジュール熱の影響を受けて劣化するものと考えられる。
【００１２】
したがって、上述したように各色に対向する発光層に加えるパワー（駆動電流密度）を変えてカラーバランスをとると、寿命が駆動電流密度の２乗に反比例するため、各色毎に劣化のスピードが変わってしまいカラーバランスがくずれる。その結果、露光された画像にムラが生じ、高画質の画像を安定して得ることができなかった。また、発光層の発光スペクトルや発光効率の違いによってパワーを変え切れない場合には、不足する色について再度露光を行うといった複数回の露光が必要であった。しかも、各色の発光層に加えるパワーを変えるため、動作電圧の共通化を図ることができなかった。
【００１３】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、単位面積当たりに加えられる入力パワー（駆動電流密度）及び露光時間を一定とし発光面積を変えて光量を補正し、スジムラを出さずに高画質のフルカラー画像の形成が可能な有機ＥＬプリントヘッドを提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、少なくとも一方が透光性を有する第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層を備え、前記発光層の発光によって得られるドット状の光を、透光性を有する電極を介して記録媒体に選択的に照射して画像を形成する有機ＥＬプリントヘッドにおいて、
前記第１の電極又は前記第２電極が副走査方向と平行に所定間隔おきに形成され、
主走査方向と平行に所定間隔おきに配置されたドット状の発光部を有し、該発光部からの光を異なる発光色の光として前記記録媒体に選択的に照射する２以上の発光パターン群が前記副走査方向と平行な一方の電極上に形成され、
前記各発光パターン群の各色の発光部は、駆動電流密度および露光時間が一定で前記記録媒体に照射され、主走査方向の幅が同一で、副走査方向の幅を変化させて前記記録媒体に照射される光量がカラーバランスに合う光量比に応じた発光面積で形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の有機ＥＬプリントヘッドにおいて、
同一の発光パターン群に属する発光部が主走査方向に沿って配置され、異なる発光パターン群は副走査方向に沿って配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２の有機ＥＬプリントヘッドにおいて、
副走査方向を長手方向として形成された複数の第１の電極が主走査方向に沿って所定間隔をおいて互いに平行に配置され、
主走査方向を長手方向として形成された複数の第２の電極が前記第１の電極に交差するように副走査方向に沿って所定間隔をおいて互いに平行に配置され、
前記各第１の電極上に発光スペクトル分布が異なる発光部が所定の順序で副走査方向に沿って配置されるとともに前記各第２の電極に沿って発光スペクトル分布が同一である発光部がそれぞれ配置されるように、前記第１の電極と前記第２の電極の間に発光スペクトルが異なる複数種類の有機発光材料が設けられたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項２の有機ＥＬプリントヘッドにおいて、
前記各発光パターン群の発光部は、可視域に対して発光スペクトル幅の広い材料からなり、前記発光部からの光を異なる発光色の光として前記記録媒体側に透過させるカラーフィルタを備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項３又は４の有機ＥＬプリントヘッドにおいて、
互いに交差する前記第１の電極と前記第２の電極の組が２組設けられ、前記記録媒体に照射される光の発光スペクトル分布が同一である各組に属する発光部が主走査方向に沿って千鳥状に配置されるように構成されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの有機ＥＬプリントヘッドにおいて、
前記２以上の発光パターン群の発光部は、主走査方向の隙間を補間して前記記録媒体の主走査方向の１ラインの領域をカバーするように配置されており、
前記発光部は、副走査方向の幅を変化させて前記記録媒体に照射される光量がカラーバランスに合う光量比に応じた発光面積で形成されていることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による有機ＥＬプリントヘッドを備えた有機ＥＬプリンタ（光プリンタ）の概略構成図、図２は有機ＥＬプリントヘッドの第１実施の形態を示す図であり、電極構造の概略を示す模式的な平面図、図３は同有機ＥＬプリントヘッドの部分拡大断面図であり、図２の発光ドットの部分を主走査方向に切断して副走査方向から観察した断面図である。なお、図２では封止キャップを省略している。
【００２２】
まず、各実施の形態の有機ＥＬプリントヘッド２Ａ，２Ｂの構造を説明する前に、図１に基づいて有機ＥＬプリンタ１の概略構成について説明する。
【００２３】
有機ＥＬプリンタ１は、光源としての有機ＥＬプリントヘッド２（２Ａ又は２Ｂ）を備えており、この有機ＥＬプリントヘッド２から得たＲ，Ｇ，Ｂ３原色の光により、例えばカラーフィルム等の記録媒体Ｗに書き込みを１回の走査により行ってフルカラーの画像を形成するものである。
【００２４】
この有機ＥＬプリンタ１は、例えばビデオ装置等から得られるデジタルのカラー画像信号によって駆動され、記録媒体Ｗに画像をフルカラーでプリントするカラービデオプリンタとして利用される。その他、電子写真方式プリンタ、銀塩方式プリンタ、ラベルプリンタ等に利用できる。
【００２５】
図１に示すように、有機ＥＬプリンタ１は、所定箇所に位置決め固定された記録媒体Ｗに対し、矢印Ａで示す副走査方向に沿って移動する有機ＥＬプリントヘッド２の他、有機ＥＬプリントヘッド２の発光部３からの光を記録媒体Ｗの面上に結像させるためのレンズ４、反射鏡５を含む単一の光学系６が筐体１２に内蔵されている。
【００２６】
図１に示すように、有機ＥＬプリントヘッド２を内蔵した筐体１２は、移動手段としての移動機構７によって記録媒体Ｗに対して副走査方向に沿って往復移動する。移動機構７は、有機ＥＬプリントヘッド２を内蔵した筐体１２を副走査方向に移動可能に案内する図示しない案内手段と、駆動ベルト８が掛け回された一対のプーリ９，９と、プーリ９，９の一方を回転させる駆動モータ１０とを有している。
【００２７】
有機ＥＬプリントヘッド２を内蔵して駆動ベルト８に固定された筐体１２は、駆動モータ１０を駆動して駆動ベルト８を循環させれば、不図示の案内手段に案内されて副走査方向に沿って移動することができる。記録媒体Ｗとしてのカラーフィルムは、複数枚が所定位置に保持されており、光による書き込みが終了すると、排出機構１１によって現像が行われると同時に筐体１２外に排出される。
【００２８】
次に、図２及び図３に基づいて第１実施の形態の有機ＥＬプリントヘッド２Ａの構造を製造工程の手順に沿って説明する。なお、図２において、発光ドットの発光パターンとしては後述する図８（ｂ）のパターンを採用したものを図示している。
【００２９】
以下に説明する各実施の形態の有機ＥＬプリントヘッド２Ａ，２Ｂは、副走査方向に千鳥状に配置された複数の発光ドットを有する発光パターン群２３Ａ，２３Ｂを２組備え、各発光パターン群２３Ａ，２３Ｂの発光ドットに加えられる単位面積当たりのパワー（駆動電流密度）及び露光時間を一定として発光させている。また、発光ドットの面積階調を行うことにより光量の補正を行っている。
【００３０】
有機ＥＬプリントヘッド２Ａは、ガラス等の透明性および絶縁性を有する基板２１を基部としており、この基板２１上に透明な第１電極としての陽極２２を形成する。陽極２２の材質は、ＩＴＯ（酸化インジウムと錫の複合酸化物）や、ＩＤＩＸＯ（商品名：出光透明導電材料、Idemitsu Indium X-Metal Oxide 、酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物）等のように、表面の仕事関数が４．０ｅｖ以上の透明な物質で構成する。
【００３１】
陽極２２は次のようなパターンに形成する。陽極２２は、有機ＥＬプリントヘッド２Ａの移動方向である副走査方向に平行な帯状の電極である。図２に示すように、各陽極２２の上方には、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）、Ｂ（青）の各色でドット状に発光する３つの発光層２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）が後工程で形成される。
【００３２】
陽極２２は複数個からなり、この複数個の陽極２２は、副走査方向と直交する主走査方向に沿って所定間隔をおいて並び、列を構成する。この列は、副走査方向の位置が異なる２か所に形成される。そして、主走査方向に並ぶこの２列は、陽極２２の主走査方向の位置が陽極２２の主走査方向の幅よりも小さい所定の寸法だけずれて配置されている。換言すれば、副走査方向に平行な複数の帯状の陽極２２は、主走査方向に沿って千鳥状又はジグザグに配置されている。
【００３３】
同一の陽極２２上の副走査方向に対して各色の発光ドットが所定の間隔をおいて形成されるように、基板２１上に絶縁層２４を形成する。図３に示すように、絶縁層２４の中で、陽極２２に相当する部分には発光層２３の発光ドットのパターン形状に相当する寸法形状の開口部２４ａを設け、陽極２２を露出させる。この開口部２４ａが各発光部３の発光層２３の発光ドットを区画する枠として機能する。前記絶縁層２４は、感光性ポリイミド、或いはＳｉＯ₂、ＳｉＮ等を材料としてスピンコート法、蒸着法、スパッタ法等で基板２１上の全面に形成する。そして、絶縁層２４の一部をフォトリソ法を用いてパターニングし、前記陽極２２と略同様の千鳥のパターンの開口部２４ａを形成する。
【００３４】
発光エリアとなる前記開口部２４ａの上から、開口部２４ａを埋めるように、図３に示す有機層としてのホール注入層２５とホール輸送層２６を抵抗加熱蒸着法を用いて成膜する。成膜は発光エリア（開口部２４ａ）に対応した金属マスクを基板２１に密着させて行う。
【００３５】
この時、ホール注入層２５、ホール輸送層２６には可視域に対して透明な材料が好ましい。ホール注入層２５を構成するための材料としては、化学式（化１）に示すｍ−MTDATA、即ち4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamineがある。ホール輸送層２６を構成するための材料としては、化学式（化２）に示すＴＰＤ、即ちN,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine や、化学式（化３）に示すα−ＮＰＤ、即ちN,N'−ビス−（１−ナフチル）−N,N'−ジフェニルベンジジンなどがある。
【００３６】
【化１】

【００３７】
【化２】

【００３８】
【化３】

【００３９】
発光エリアとなる前記開口部２４ａに相当する部分に、有機層としての発光層２３を形成する。図２に示すように、主走査方向について同一発光色の発光層２３が並び、かつ副走査方向については３色の発光層２３が所定の順序で並ぶように構成する。
【００４０】
更に説明すると、図２における発光層２３は、緑色に発色する発光層２３ａ、赤色に発色する発光層２３ｂ、青色に発色する発光層２３ｃが各陽極２２の絶縁層２４の開口部２４ａに形成された２列の発光パターン群２３Ａ，２３Ｂで構成される。この各列の発光パターン群２３Ａ，２３Ｂは、副走査方向に対し、上から発光層２３ａ、発光層２３ｂ、発光層２３ｃの順に並び、同一発光色の８つの発光層が主走査方向に沿って並ぶように矩形状に形成される。上記各色の発光ドットに対応した発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、発光エリアを十分カバーする領域に金属マスクを介して成膜する。
【００４１】
ここで、発光パターン群２３Ａ，２３Ｂの発光部３は、主走査方向の隙間を補間して記録媒体Ｗの主走査方向の１ラインの領域をカバーするように千鳥状に配置される。更に説明すると、発光パターン群２３Ａ，２３Ｂは、副走査方向から基板２１の側面を見たときに、主走査方向に対して発光パターン群２３Ａの隣接する発光層２３の間を補間するように発光パターン群２３Ｂの発光層２３が形成される。すなわち、図２において、上列の発光パターン群２３Ａにおける発光層２３の主走査方向の幅は、副走査方向の端部が下列の発光パターン群２３Ｂにおける発光層２３の副走査方向の端部と揃う寸法、又はオーバーラップする寸法となっている。
【００４２】
前記発光層２３は、記録媒体Ｗの感光材によってフルカラー画像が形成できるように、その発光スペクトルの中心波長が感光材の感度に一致する材料を使用して形成する。
【００４３】
記録媒体Ｗ（カラーフィルム）の感光材感度特性の一例を図４に示す。この図４に示す感度特性の乳剤に対応可能な有機蛍光体材料（発光層２３）の例を表（表１〜表３）に示す。表１は赤色発光系材料であり、表２は緑色発光系材料であり、表３は青色発光系材料である。
【００４４】
【表１】

【００４５】
【表２】

【００４６】
【表３】

【００４７】
各有機蛍光体は、その材料に応じた最適な成膜条件が存在する。それぞれ単層膜で使用したり、適当なホスト材料にドープして使用する。
【００４８】
発光層２３形成後、その上に必要に応じて有機層である電子輸送層２７を形成するが、これも使用する有機蛍光体材料の特性に従って決定する。
【００４９】
陽極２２の上に積層した有機層の上に、第２電極としての陰極２８を形成する。陰極２８は、発光層２３又は電子輸送層２７との界面で電子注入が容易に行われるよう、仕事関数の小さい材料で形成する。良好な特性が得られるものとして、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃａ等の単体、及びその化合物、或いはＡｌ：Ｌｉ，Ｍｇ：Ｉｎ，Ｍｇ：Ａｇ等の各種合金が使用できる。
【００５０】
陰極２８は次のようなパターンに形成する。陰極２８は主走査方向を長手方向とする帯状であり、陽極２２と交差する部分に発光領域（例えば後述する図８（ａ）〜（ｃ）のいずれかのパターン）がある。陰極２８は、副走査方向に沿って所定間隔をおいて互いに平行に配置されている。主走査方向に並ぶ同一発光色の発光層２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）の上には、共通の陰極２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ）が配設される。即ち、１本の陰極２８は複数本の陽極２２と交差しているが、その両電極の間には同一発光色の発光層２３がある。
【００５１】
陰極２８形成後、水分を十分取り除いた不活性ガス中で封止部材としての封止キャップ２９を基板２１の上面に封着して封止を行い、有機ＥＬプリントヘッド２Ａの作製プロセスを完了する。
【００５２】
次に、図５は本発明による有機ＥＬプリントヘッドの第２実施の形態を示す図であり、電極構造の概略を示す模式的な平面図、図６は同有機ＥＬプリントヘッドの部分拡大断面図であり、図５の発光ドットの部分を主走査方向に切断して副走査方向から観察した断面図である。なお、図５では封止キャップを省略している。
【００５３】
以下、図５及び図６に基づいて第２実施の形態による有機ＥＬプリントヘッドの構造を製造工程に従って説明する。なお、第１実施の形態と同一の構成部品には同一番号を付して説明する。また、図５において、発光ドットの発光パターンとしては後述する図８（ｂ）のパターンを採用したものを図示している。
【００５４】
図５及び図６に示すように、有機ＥＬプリントヘッド２Ｂは、基板２１を基部としており、この基板２１上にＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ３０を形成する。カラーフィルタ３０は、染色法、顔料分散法、電着法、印刷法等によって形成される。カラーフィルタ３０は次のようなパターンに形成する。カラーフィルタ３０は、発光層２３に対向して、主走査方向に平行で副走査方向に所定間隔をおいて帯状に形成する。
【００５５】
図５において、カラーフィルタ３０は、各発光パターン群２３Ａ，２３Ｂにおいて、上から緑色成分の光を透過させるＧフィルタ３０ａ、赤色成分の光を透過させるＲフィルタ３０ｂ、青色成分の光を透過させるＢフィルタ３０ｃの順に基板２１上の副走査方向に所定間隔をおいて形成する。
【００５６】
カラーフィルタ３０の分光透過率特性は、画像を形成する記録媒体（カラーフィルム）Ｗの感度特性（例えば図４）と、発光層２３に使用する有機蛍光体材料の発光スペクトル特性に合わせて膜厚、顔料組成等を調整し、一回の露光で高品位のフルカラー画像が形成できるように合わせ込む。図７はカラーフィルタ３０の分光透過率特性の一例を示している。
【００５７】
カラーフィルタ３０の上には、平坦性を向上させるために、アクリル樹脂等のオーバーコート層３１を成膜する。そして、このオーバーコート層３１の上に透明な第１電極としての陽極２２を形成する。
【００５８】
陽極２２は次のようなパターンに形成する。陽極２２は、有機ＥＬプリントヘッド２Ｂの移動方向である副走査方向に平行な帯状の電極である。図５に示すように、各陽極２２の上方には、ドット状に発光する３つの発光層２３が後工程で形成される。
【００５９】
陽極２２は複数個からなり、この複数個の陽極２２は、副走査方向と直交する主走査方向に沿って所定間隔をおいて並び、列を構成する。この列は、副走査方向の位置が異なる２か所に形成される。そして、副走査方向に平行な複数の帯状の陽極２２は、主走査方向に沿って千鳥状又はジグザグに配置されている。
【００６０】
同一の陽極２２上の副走査方向に対し、Ｇ，Ｒ，Ｂ各色のフィルタ３０ａ，３０ｂ，３０ｃと対向して発光ドットが所定の間隔をおいて形成されるように、基板２１上に絶縁層２４を形成する。図６に示すように、絶縁層２４の中で、陽極２２に相当する部分には発光層２３の発光ドットのパターン形状に相当する寸法形状の開口部２４ａを設け、陽極２２を露出させる。この開口部２４ａが発光層２３の各発光部３の発光ドットを区画する枠として機能する。前記絶縁層２４は、感光性ポリイミド、或いはＳｉＯ₂、ＳｉＮ等を材料としてスピンコート法、蒸着法、スパッタ法等で基板２１上の全面に形成する。そして、絶縁層２４の一部をフォトリソ法を用いてパターニングし、前記陽極２２と略同様の千鳥のパターンの開口部２４ａを形成する。
【００６１】
発光エリアとなる前記開口部２４ａの上から、開口部２４ａを埋めるように、図６に示す有機層としてのホール注入層２５とホール輸送層２６を抵抗加熱蒸着法を用いて成膜する。成膜は発光エリア（開口部２４ａ）に対応した金属マスクを基板２１に密着させて行う。
【００６２】
この時、ホール注入層２５、ホール輸送層２６には可視域に対して透明な材料が好ましい。ホール注入層２５を構成するための材料としては、前記化学式（化１）に示すｍ−MTDATAがある。ホール輸送層２６を構成するための材料としては、前記化学式（化２）に示すＴＰＤや、前記化学式（化３）に示すα−ＮＰＤなどがある。
【００６３】
発光エリアとなる前記開口部２４ａに相当する部分に、有機層としての発光層２３を形成する。この発光層２３は、カラーフィルタ３０との組合せにより、主走査方向について同一発光色が取り出せ、かつ副走査方向については３色の発光色が所定の順序で取り出せるように形成する。
【００６４】
図５に示す例において、各発光パターン群２３Ａ，２３Ｂの発光層２３は、Ｇフィルタ３０ａに対向して発光層２３ａが位置し、Ｒフィルタ３０ｂに対向して発光層２３ｂが位置し、Ｂフィルタ３０ｃに対向して発光層２３ｃが位置し、発光エリアを十分カバーする領域に金属マスクを介して成膜する。
【００６５】
ここで、発光パターン群２３Ａ，２３Ｂの発光部３は、主走査方向の隙間を補間して記録媒体Ｗの主走査方向の１ラインの領域をカバーするように配置される。更に説明すると、発光パターン群２３Ａ，２３Ｂは、副走査方向から基板２１の側面を見たときに、主走査方向に対して発光パターン群２３Ａの隣接する発光層２３の間を補間するように発光パターン群２３Ｂの発光層２３が形成される。すなわち、図５において、上列の発光パターン群２３Ａにおける発光層２３の主走査方向の幅は、副走査方向の端部が下列の発光パターン群２３Ｂにおける発光層２３の副走査方向の端部と揃う寸法、又はオーバーラップする寸法に形成される。
【００６６】
発光層２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）は、記録媒体Ｗの感光材によってフルカラー画像が形成できるように、可視域に対して十分広い発光スペクトル（少なくとも４５０〜６５０ｎｍを含む）を有する材料が使用される。
【００６７】
なお、発光層２３としては、カラーフィルタ３０との組合せにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の発光色が所定の順序で取り出せればよいので、上記Ａｌｑ₃の他、ポリビニールカルバゾール（ＰＶＫ）に各種色素を分散した、いわゆる色素分散型の白色発光としてもよい。また、適当なホスト材料中に色素をドープし、多層化して白色発光としてもよい。上記発光層２３を形成するにあたって対応可能な有機蛍光体材料の例を表４に示す。
【００６８】
【表４】

【００６９】
発光層２３形成後、その上に必要に応じて有機層である電子輸送層２７を形成するが、これも使用する有機蛍光体材料の特性に従って決定する。
【００７０】
陽極２２の上に積層した有機層の上に、第２電極としての陰極２８を形成する。陰極２８は、発光層２３又は電子輸送層２７との界面で電子注入が容易に行われるよう、仕事関数の小さい材料で形成する。良好な特性が得られるものとして、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃａ等の単体、及びその化合物、或いはＡｌ：Ｌｉ，Ｍｇ：Ｉｎ，Ｍｇ：Ａｇ等の各種合金が使用できる。
【００７１】
陰極２８は次のようなパターンに形成する。陰極２８は主走査方向を長手方向とする帯状であり、陽極２２と交差する部分に発光領域（例えば後述する図８（ａ）〜（ｃ）のいずれかのパターン）がある。陰極２８は、副走査方向に沿って所定間隔をおいて互いに平行に配置されている。主走査方向に並ぶ同一発光色の発光層２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）の上には、共通の陰極２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ）が配設される。即ち、１本の陰極２８は複数本の陽極２２と交差しているが、その両電極の間には同一発光色の発光層２３がある。
【００７２】
陰極２８形成後、水分を十分取り除いた不活性ガス中で封止キャップ２９を基板２１の上面に封着して封止を行い、有機ＥＬプリントヘッド２Ｂの作製プロセスを完了する。
【００７３】
ここで、図８（ａ）〜（ｃ）は上記各実施の形態の有機ＥＬプリントヘッド２Ａ，２Ｂに適用可能な発光層２３の発光ドットのパターン例を示している。
【００７４】
まず、図８（ａ）〜（ｃ）の発光ドットのパターンでは、主走査方向の幅が等しく、副走査方向の幅を変化させて階調をもたせている。これにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の輝度が一定となるように発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃの発光面積を補正している。
【００７７】
図８（ａ）において、各発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、１つのパターンで構成される。各発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、主走査方向の幅ａ、副走査方向の中心間の幅Ｌが同一寸法である。また、発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃの各パターンの副走査方向の幅ｃ（ｃ１，ｃ２，ｃ３）が異なった寸法になっている。
【００７８】
図示の例では、発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃの面積比が１：３：２となるように、副走査方向の幅ｃ（ｃ１，ｃ２，ｃ３）が設定されている。この副走査方向の幅ｃ１，ｃ２，ｃ３の比率は、最適なカラーバランスを得るため、使用される記録媒体Ｗの感度特性、発光層２３に使用される材料の発光スペクトル及び発光効率、カラーフィルタ３０の分光透過率特性によって決定される。
【００７９】
具体的数値を示すと、各発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃのパターンは、主走査方向の幅ａが０．１２ｍｍである。緑色の発色する発光層２３ａは、パターンの副走査方向の幅ｃ１が０．０４ｍｍである。赤色に発色する発光層２３ｂは、パターンの副走査方向の幅ｃ２が０．１２ｍｍである。青色に発色する発光層２３ｃは、パターンの副走査方向の幅ｃ３が０．０８ｍｍである。
【００８０】
図８（ｂ）において、各発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、主走査方向の幅ａ、副走査方向の中心間の幅Ｌが同一寸法であり、基準面積（幅ａ×ａのドット面積に相当）内において、発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃの各パターンの副走査方向の幅ｃ（ｃ１，ｃ２，ｃ３）が異なった寸法となっている。
【００８１】
図示の例では、発光層２３ｂが１つのパターン、発光層２３ａと発光層２３ｃが２つのパターンで構成されている。そして、発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃの面積比が１：３：２となるように、各パターンの副走査方向の幅ｃ（ｃ１，ｃ２，ｃ３）が設定されている。この副走査方向の幅ｃ１，ｃ２，ｃ３の比率は、最適なカラーバランスを得るため、使用される記録媒体Ｗの感度特性、発光層２３に使用される材料の発光スペクトル及び発光効率、カラーフィルタ３０の分光透過率特性によって決定される。
【００８２】
具体的数値を示すと、各発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃのパターンは、主走査方向の幅ａが０．１２ｍｍである。発光層２３ａは、２つのパターンの副走査方向の上下端の幅が０．１２ｍｍ（＝ａ）であって、１つのパターンの副走査方向の幅ｃ１が０．０２ｍｍである。発光層２３ｂは、副走査方向の幅ｃ２が０．１２ｍｍ（＝ａ）である。発光層２３ｃは、２つのパターンの副走査方向の上下端の幅が０．１２ｍｍ（＝ａ）であって、１つのパターンの副走査方向の幅ｃ３が０．０４ｍｍである。
【００８３】
図８（ｃ）のパターンは図８（ｂ）の変形例であり、発光面積を補正する発光層２３ａ，２３ｃに関し、基準面積（幅ａ×ａのドット面積に相当）内において、発光層２３ａ，２３ｃを副走査方向に更に複数のパターンに分割している。
【００８４】
図示の例では、発光層２３ｂが１つのパターン、発光層２３ａと発光層２３ｃが４つのパターンで構成されている。そして、発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃの面積比が１：３：２となるように、各パターンの副走査方向の幅ｃ（ｃ１，ｃ２，ｃ３）が設定されている。この副走査方向の幅ｃ１，ｃ２，ｃ３の比率は、最適なカラーバランスを得るため、使用される記録媒体Ｗの感度特性、発光層２３に使用される材料の発光スペクトル及び発光効率、カラーフィルタ３０の分光透過率特性によって決定される。
【００８５】
具体的数値を示すと、各発光層２３ａ，２３ｂ，２３ｃのパターンは、主走査方向の幅ａが０．１２ｍｍである。発光層２３ａは、上下端に位置する２つのパターンの副走査方向の上下端の幅が０．１２ｍｍ（＝ａ）であって、１つのパターンの副走査方向の幅ｃ１が０．０１ｍｍである。発光層２３ｂは、副走査方向の幅ｃ２が０．１２ｍｍ（＝ａ）である。発光層２３ｃは、上下端に位置する２つのパターンの副走査方向の上下端の幅が０．１２ｍｍ（＝ａ）であって、１つのパターンの副走査方向の幅ｃ３が０．０２ｍｍである。
【００８９】
上記図８（ａ）〜（ｃ）の発光パターンにおける具体的数値は、発光層２３としてＡｌｑ₃を使用し、カラーフィルタ３０と組み合わせた場合の輝度比、Ｇ：Ｂ：Ｒ＝１：２：３に対応した面積補正を行う場合に採用することができる。
【００９０】
また、上述した発光層２３の発光ドットのパターンは、記録媒体Ｗの露光を行った際に、スジムラ等が出にくいように、有機ＥＬプリントヘッド２Ａ，２Ｂの主走査方向の幅は変えず、主走査方向に平行な非発光部を設けて補正することが好ましい。これは、有機ＥＬプリントヘッド２が副走査方向に移動することによって記録媒体Ｗを順次露光していくため、主走査方向のライン欠陥が画質に影響されにくいことによる。
【００９２】
以上のようにして構成される各実施の形態の有機ＥＬプリントヘッド２（２Ａ又は２Ｂ）を駆動する場合には、陰極２８を順次走査するとともに、これに同期して陽極２２にＲ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号を入力する。さらにこの有機ＥＬプリントヘッド２の駆動タイミングに同期して、記録媒体Ｗの同一位置にＲ，Ｇ，Ｂの画像が重なるように有機ＥＬプリントヘッド２を副走査方向に移動させる。この有機ＥＬプリントヘッド２の一回の移動走査により、記録媒体Ｗの同一箇所にＲ，Ｇ，Ｂの各色のドット状の光を必要に応じて多重露光することができる。
【００９３】
そして、上記実施の形態の有機ＥＬプリントヘッド２Ａ，２Ｂによれば、蛍光表示管を利用したプリントヘッドと比較した場合に有用な下記（１）〜（６）に示す特徴を活かした上で以下に説明するような効果を奏する。
【００９４】
（１）蛍光表示管を使用したプリントヘッドに比較して、消費電力が１／３〜１／５になる。
（２）基板の材厚はデバイスの大きさに関係なく１．１ｍｍ以下にでき、デバイスとしての厚さが１／３〜１／５になる。
（３）重量が１／２以下になる。
（４）デッドスペースが少なく、小型化が可能である。
（５）発光特性の変動が少なく、補正が容易である。
（６）外部カラーフィルタ切替え方式では、フルカラーの１画面を書き込みするのに３回ヘッドを移動させる必要があるのに対し、１プロセスの露光でフルカラーの色再現が可能となる。
【００９５】
本実施の形態の有機ＥＬプリントヘッド２Ａ，２Ｂは、使用される記録媒体Ｗの感度特性、発光層２３の発光スペクトル、カラーフィルタ３０の分光透過率特性に応じて各発光パターン群２３Ａ，２３Ｂにおける発光層２３の発光ドットに面積階調をもたせて補正を行うので、従来のように、各発光パターン群２３Ａ，２３Ｂの発光層２３に加えられる単位面積当たりのパワー（駆動電流密度）および露光時間を可変することなく一定に保ち、全発光層２３の発光輝度が最適な光量比となるように光量の補正を行うことができる。
【００９６】
また、各発光パターン群２３Ａ，２３Ｂの発光層２３に加えられる単位面積当たりのパワーが一定なので、動作電圧の共通化が図れるとともに、各発光層２３の劣化スピードを均一にすることができる。その結果、カラーバランスも変化しないので、色再現性に優れた高画質の画像を安定して得ることができる。
【００９７】
そして、図８（ａ）に示す発光パターンを各実施の形態の有機ＥＬプリントヘッド２Ａ，２Ｂの発光層２３の発光ドットに採用した場合、発光パターン群２３Ａ，２３Ｂの発光部３（発光層２３）は、各色の主走査方向の寸法が同一なので、主走査方向のライン欠陥の影響が小さく、スジムラの少ない画像を得ることができる。
【００９８】
特に、図８（ｂ），（ｃ）のいずれかの発光パターンを各実施の形態の有機ＥＬプリントヘッド２Ａ，２Ｂの発光層２３に採用した場合、発光パターン群２３Ａ，２３Ｂの発光部３（発光層２３）は、副走査方向のドット寸法が変らず、各色の主走査方向の寸法が同一であり、基準面積内で副走査方向の幅が分割される構成なので、解像度を犠牲にせず、主走査方向及び副走査方向のライン欠陥の影響が小さくなり、更にスジムラの影響が小さい高画質の画像を得ることができる。
【００９９】
このように、各実施の形態の有機ＥＬプリントヘッド２Ａ，２Ｂでは、発光ドットのラインをＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３系列設けることによってフルカラー化を実現し、かつ各色のラインを千鳥状に配置することによって高精細化を実現している。そして、上述した発光ドットの面積階調により各発光ドットの光量の均一化を図り、これによってヘッドを副走査方向に１回移動させるだけで良好な画質のフルカラー画像を形成することができる。
【０１００】
ところで、上述した各実施の形態では、所定箇所に位置決め固定された記録媒体Ｗに対し、有機ＥＬプリントヘッド２（２Ａ又は２Ｂ）を副走査方向に往復移動させて記録媒体Ｗに所望の面露光を行う構成としたが、有機ＥＬプリントヘッド２を所定箇所に位置決め固定し、この位置決め固定された有機ＥＬプリントヘッド２に対して記録媒体Ｗを副走査方向に移動する構成としてもよい。すなわち、有機ＥＬプリントヘッド２と記録媒体Ｗとは、副走査方向に対して相対的に移動できる構成であればよい。
【０１０１】
また、第２実施の形態の有機ＥＬプリントヘッド２Ｂでは、カラーフィルタ３０を基板２１の内面側に形成した構成について説明したが、カラーフィルタ３０を基板２１の外側に形成してもよい。この場合、フィルム状のカラーフィルタを使用することも可能である。
【０１０２】
更に、上記各実施の形態では、有機ＥＬプリントヘッド２Ａ，２Ｂとして、発光ドットを千鳥状に配置した構成について説明したが、主走査方向に同一色の発光ドットが１列に並ぶように配置してもよい。また、発光ドットは、主走査方向に平行に２列形成したものに限らず、２列以上形成してもよい。
【０１０３】
また、各実施の形態では、第１の電極を陽極２２とし、第２の電極を陰極２８として説明したが、陽極２２と陰極２８を逆転させた構成としてもよく、その場合、有機層の積層構造を逆転した構成とし、封止部材としての封止キャップ２９をガラス等の透光性材料で形成する。
【０１０４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、各発光層に加えられる単位面積当たりのパワー（駆動電流密度）を一定に保ち、全発光層の発光輝度が最適な光量比となるように光量の補正を行うことができる。
【０１０５】
また、各発光層に加えられる単位面積当たりのパワーが一定なので、動作電圧の共通化が図れるとともに、各発光層の劣化スピードを均一にすることができる。その結果、カラーバランスも変化しないので、色再現性に優れた高画質の画像を安定して得ることができる。
【０１０６】
特に、請求項６の有機ＥＬプリントヘッドによれば、発光パターン群の発光部は、主走査方向の隙間を補間するように配置されるので、主走査方向のライン欠陥の影響が小さく、スジムラの少ない画像を得ることができる。
【０１０８】
このように、本発明の有機ＥＬプリントヘッドによれば、上述した発光ドットの面積階調により各発光ドットの光量の均一化を図り、これによってヘッド又は記録媒体を副走査方向に１回移動させるだけで良好な画質のフルカラー画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による有機ＥＬプリントヘッドを備えた有機ＥＬプリンタの概略構成図
【図２】本発明による有機ＥＬプリントヘッドの第１実施の形態を示す平面図
【図３】図２において、発光ドットの部分を主走査方向に切断して副走査方向から観察した部分拡大断面図
【図４】記録媒体の赤、緑、青の各色の感光材感度特性の一例を示す図
【図５】本発明による有機ＥＬプリントヘッドの第２実施の形態を示す平面図
【図６】図５において、発光ドットの部分を主走査方向に切断して副走査方向から観察した部分拡大断面図
【図７】図５の有機ＥＬプリントヘッドに採用されるカラーフィルタの分光透過率特性の一例を示す図
【図８】（ａ）〜（ｃ）発光層の発光パターン例を示す図
【図９】特開平９−２２６１７２号公報に開示される有機ＥＬアレイプリントヘッドの構成図
【図１０】同ヘッドの平面図
【図１１】図１０のＡ−Ａ線断面図
【図１２】各研究機関から公表されている輝度半減時間（寿命）を初期輝度に対してプロットした図
【符号の説明】
２（２Ａ，２Ｂ）…有機ＥＬプリントヘッド、３…発光部、２１…基板、２２…陽極、２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）…発光層、２３Ａ，２３Ｂ…発光パターン群、２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ）…陰極、３０…カラーフィルタ。

Claims

少なくとも一方が透光性を有する第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層を備え、前記発光層の発光によって得られるドット状の光を、透光性を有する電極を介して記録媒体に選択的に照射して画像を形成する有機ＥＬプリントヘッドにおいて、
前記第１の電極又は前記第２電極が副走査方向と平行に所定間隔おきに形成され、
主走査方向と平行に所定間隔おきに配置されたドット状の発光部を有し、該発光部からの光を異なる発光色の光として前記記録媒体に選択的に照射する２以上の発光パターン群が前記副走査方向と平行な一方の電極上に形成され、
前記各発光パターン群の各色の発光部は、駆動電流密度および露光時間が一定で前記記録媒体に照射され、主走査方向の幅が同一で、副走査方向の幅を変化させて前記記録媒体に照射される光量がカラーバランスに合う光量比に応じた発光面積で形成されていることを特徴とする有機ＥＬプリントヘッド。
同一の発光パターン群に属する発光部が主走査方向に沿って配置され、異なる発光パターン群は副走査方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬプリントヘッド。
副走査方向を長手方向として形成された複数の第１の電極が主走査方向に沿って所定間隔をおいて互いに平行に配置され、
主走査方向を長手方向として形成された複数の第２の電極が前記第１の電極に交差するように副走査方向に沿って所定間隔をおいて互いに平行に配置され、
前記各第１の電極上に発光スペクトル分布が異なる発光部が所定の順序で副走査方向に沿って配置されるとともに前記各第２の電極に沿って発光スペクトル分布が同一である発光部がそれぞれ配置されるように、前記第１の電極と前記第２の電極の間に発光スペクトルが異なる複数種類の有機発光材料が設けられたことを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬプリントヘッド。
前記各発光パターン群の発光部は、可視域に対して発光スペクトル幅の広い材料からなり、前記発光部からの光を異なる発光色の光として前記記録媒体側に透過させるカラーフィルタを備えたことを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬプリントヘッド。
互いに交差する前記第１の電極と前記第２の電極の組が２組設けられ、前記記録媒体に照射される光の発光スペクトル分布が同一である各組に属する発光部が主走査方向に沿って千鳥状に配置されるように構成されたことを特徴とする請求項３又は４記載の有機ＥＬプリントヘッド。
前記２以上の発光パターン群の発光部は、主走査方向の隙間を補間して前記記録媒体の主走査方向の１ラインの領域をカバーするように配置されており、
前記発光部は、副走査方向の幅を変化させて前記記録媒体に照射される光量がカラーバランスに合う光量比に応じた発光面積で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機ＥＬプリントヘッド。