JP4541535B2 - 光ヘッド用有機発光ダイオードアレイ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置の光ヘッドとして構成される有機発光ダイオードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6は、従来の電子写真方式を用いた画像形成装置の構成例を示す概略図である。図6において、11は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体、12は帯電装置、13は現像装置、14は転写装置、15は定着装置、16はクリーニング装置である。
【0003】
この種の画像形成装置では、帯電装置12により、回転ドラム型の電子写真感光体11上を一様に帯電する。この回転感光体11の帯電面に対して出力される目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して露光Lがなされ、回転感光体11の周面に対して目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像は、絶縁トナーを用いた現像装置13によりトナー像として現像される。
【0004】
一方、不図示の給紙部から記録材としての転写材Pが供給されて、回転感光体11と、これに所定の押圧力で当接させた接触転写手段との圧接ニップ部(転写部)Tに所定のタイミングにて導入され、所定の転写バイアス電圧を印加して転写を行う。
【0005】
トナー画像の転写をうけた転写材Pは、感光体11の面から分離されて熱定着方式等の定着装置15へ導入されてトナー画像の定着をうけ、画像形成物(プリント)として装置外へ排出される。
【0006】
また、転写材Pに対するトナー画像転写後の感光体面は、クリーニング装置16により残留トナー等の付着汚染物の除去をうけて清掃され繰り返して作像に供される。
【0007】
ここで、感光体上に潜像を書き込むための露光方式としては、レーザビーム方式や発光ダイオードアレイ(以下、「LEDアレイ」)方式などが中心となっている。
【0008】
レーザビーム方式の場合には、ポリゴンミラーやレンズ等の光学部品が必要となり装置の小型化が難しく、また超高速化も難しいという問題がある。
【0009】
また、LEDアレイ方式の場合には、基板が高価であり、一枚の基板でアレイを造れないため、切り出したチップを並べる必要がある。そのときにチップ間の段差、間隔が問題となる。
【0010】
一方、有機LEDアレイは、ガラス基板などの安価な基板上に作製でき、また一枚の基板でアレイを造れるため、上記レーザビーム方式およびLED方式で発生するような問題が生じない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機LEDアレイを用いた画像形成装置で階調を表現しようとした場合、一画素に対して一発光部で対応するためには、各発光部の光量を調整する必要があった。
【0012】
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、高速化、小型化、低コスト化、及び高精細化を達成できるとともに、各発光部の階調表現を容易に行いうる光ヘッド用の有機LEDアレイを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明の光ヘッド用有機LEDアレイは、絶縁性の透明基板上に、陽極と陰極と該陽極と該陰極に挟持された有機化合物層とを少なくとも有する発光部が、副走査方向に複数配置される発光部群を、主走査方向に複数有する、電子写真方式を用いた画像形成装置の光ヘッド用有機発光ダイオードアレイであって、
前記発光部群の発光部はそれぞれ独立にON/OFF可能であり、
前記発光部群の発光部の前記陽極は共通しており、該陽極の前記主走査方向の幅は前記発光部群の発光部において同じであり、
前記発光部群の発光部の前記陰極はそれぞれ副走査方向の幅が異なっていることで、前記発光部群の発光部は互いに発光面積が異なるものである。
【0014】
上記の有機LEDアレイにおいて、前記発光部群の発光部のうち前記発光面積が最も小さい発光部の前記主走査方向の幅は、前記副走査方向の幅より広いことが好ましい。
【0015】
また、一の発光部群の発光部が有する前記有機化合物層は共通しており、該一の発光部群の発光部が有する有機化合物層と他の発光部群の発光部が有する有機化合物層とは共通していることが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は本実施の形態に限られない。
【0017】
本発明の有機LEDアレイは、絶縁性の透明基板上に、陽極と陰極とに挟持された有機化合物層を有している。有機化合物層は、例えば正孔輸送層、発光層、電子輸送層から成り、電子輸送層は発光層を兼ねていてもよい。
【0018】
陽極と陰極とに挟持された部分の有機化合物層における発光層が発光部となるが、本実施形態では副走査方向に沿ってON/OFF可能な複数の発光部が配置され、これら複数の発光部のうち、少なくとも一の発光部の発光面積が他の発光部の発光面積と異なるように構成されている。ここで、主走査方向とは光ヘッドによって露光される感光材料の移動方向と垂直方向をいい、副走査方向とは感光材料の移動方向をいう。このように副走査方向に沿って配置された発光面積の異なる複数の発光部をそれぞれON/OFFして露光することにより、様々な階調表現が可能となる。
【0019】
これら複数の発光部のうち少なくとも一の発光部は、電子輸送層が発光層を兼ねていることが好ましい。
【0020】
正孔輸送層としては、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4−4’−ジアミン(以下、「TPD」という。)の他に、例えば下記化学式で表される有機材料を用いることができる。また、有機材料だけではなく、無機材料を用いてもよい。用いられる無機材料としては、a−Si、a−SiCなどが挙げられる。
【0021】
【化1】
【0022】
【化2】
【0023】
電子輸送層としては、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(以下、「Alq3」という。)の他に、例えば下記化学式で表される材料を用いることができる。
【0024】
【化3】
【0025】
【化4】
【0026】
高分子系の発光材料としては、例えば下記化学式で表される材料などを用いることができる。
【0027】
【化5】
【0028】
さらに、例えば下記化学式で表されるようなドーパント色素を電子輸送層、あるいは正孔輸送層にドーピングすることもできる。
【0029】
【化6】
【0030】
また、陽極と陰極とに挟持された部分の有機化合物層における発光層が発光部となるので、複数の発光部における陽極または陰極のうち少なくとも一方の電極幅を異なるように構成しても、様々な階調表現を行うことができる。
【0031】
有機LEDの陽極材料としては、仕事関数の大きなものが望ましく、例えばITO、酸化錫、金、白金、パラジウム、セレン、イリジウム、ヨウ化銅などを用いることができる。
【0032】
陰極材料としては、仕事関数の小さなものが望ましく、例えばMg/Ag、Mg、Al、Li、In、あるいはこれらの合金等を用いることができる。
【0033】
有機LEDの発光波長は、感光体の感度が高い波長を選択することが望ましい。
【0034】
このように副走査方向に沿ってON/OFF可能な複数の発光部を配置するとともに、発光部の発光面積や電極幅の異ならせて積層することにより、各発光部をON/OFFするのみで様々な階調表現が可能となる。したがって、高速化、小型化、低コスト化、及び高精細化を達成できるとともに、各発光部の階調表現の可能な有機LEDアレイを実現することができるものである。
【0035】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限るものではない。
【0036】
〔実施例1〕
本実施例は、副走査方向に2つの発光部の陰極幅が違うことを特徴とする。
【0037】
図1は実施例1の有機LEDアレイを示す斜視図、図2(a)は実施例1の有機LEDアレイを示す平面図、図2(b)はA−A’線断面図である。図示するように、ガラス基板1上には透明電極3、有機化合物層2(正孔輸送層4、発光層を兼ねた電子輸送層5)、そして陰極6が積層されている。ここで、1つの透明電極3に対して幅の異なる独立した2つの陰極6が設けられている。なお、図1及び図2において、Xは主走査方向、Yは副走査方向を示している。
【0038】
以下に、実施例1の有機LEDアレイの作成方法について説明する。
【0039】
まず、ガラス基板1上に陽極3としてITOを形成する。すなわち、ガラス基板1上にライン幅50μm、ピッチ80μmの金属マスクを被せて、ITOをスパッタ法により100nm形成する。なお、ITOのパターニングは、フォトリソグラフィ法を用いて行ってもよい。
【0040】
次に、正孔輸送層4として、前述したTPD、すなわちN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4−4’−ジアミンを真空蒸着法により50nm蒸着する。
【0041】
発光層を兼ねた電子輸送層5として、前述したAlq3、すなわちトリス(8−キノリノール)アルミニウムを50nm積層する。
【0042】
なお、蒸着時の真空度は約2.7〜4.0×10-4Pa(2〜3×10-6Torr)であり、成膜速度は0.2〜0.3nm/sとした。
【0043】
最後に、ライン幅40μm、80μmの陰極6をMgとAgを10:1の蒸着速度比で共蒸着し、Mg/Agが10/1の合金を200nm形成する。このとき、成膜速度は1nm/sとした。
【0044】
このようにして得られた有機LEDアレイに駆動用ドライバを接続することで、電子写真用の光源として用いることができる。すなわち、ITO電極をプラス、Mg/Ag電極をマイナスにして直流電圧を印加すると、ITO電極とMg/Ag電極が交差している部分から発光が得られる。
【0045】
本実施例の有機LEDアレイは副走査方向に2つの発光面積の異なる発光部を有しているため、一画素に対してこれら2つの発光部をそれぞれON/OFFすることで、4階調の表現が可能となる。
【0046】
本実施例では副走査方向に2つの発光部を設けたが、さらに多くの発光部を設けることで様々な階調表現が可能となる。このように、副走査方向に複数の発光部を設け、それぞれの発光面積を変えることにより、各発光部のON/OFFのみで階調表現の可能な有機LEDアレイを提供することが可能となった。
【0047】
〔実施例2(参考例)〕
本実施例は、副走査方向に設けられた2つの発光部の透明電極の幅が異なることを特徴とする。
【0048】
図3は、実施例2の有機LEDアレイを示す平面図である。図示するように、ガラス基板上には透明電極3、正孔輸送層4、有機化合物層2(正孔輸送層と、発光層を兼ねた電子輸送層で構成されている)、そして陰極6が積層されている。なお、図3において、Xは主走査方向、Yは副走査方向を示している。
【0049】
以下に、実施例2の有機LEDアレイの作成方法について説明する。
【0050】
まず、ガラス基板上に透明電極3としてITOを作成する。1本のITOは、図3のように2つの電極幅の異なる部分を有している。ITOの異なる幅の形状は、これに限るものではなく、例えば図4(a)(b)のように異なる発光部を形成できれば、どのような形状であってもよい。
【0051】
本実施例においては、ライン幅25μm、50μmの2種類のITOからなる透明電極3があり、これらのピッチが80μmになるように、金属マスクを被せてITOをスパッタ法により100nm形成する。
【0052】
次に、真空蒸着法により、正孔輸送層としてTPDを50nm蒸着する。続いて、発光層を兼ねた電子輸送層としてAlq3を50nm積層する。
【0053】
実施例1と同様に、蒸着時の真空度は約2.7〜4.0×10-4Pa(2〜3×10-6Torr)であり、成膜速度は0.2〜0.3nm/sとした。
【0054】
最後に、透明電極3の幅の異なる部分にそれぞれ1本ずつライン幅40μmの陰極6が形成できるように金属マスクを被せ、陰極6としてMgとAgを10:1の蒸着速度比で共蒸着し、Mg/Agが10/1の合金を200nm形成する。このとき、成膜速度は1nm/sとした。
【0055】
このようにして得られた有機LEDアレイを実施例1と同様に駆動用ドライバを接続して用いたところ、一画素に対してこの2つの発光部をそれぞれON/OFFすることによって4階調の表現が可能であった。
【0056】
〔実施例3(参考例)〕
本実施例は、副走査方向に設けられた2つの発光部における陽極の幅及び陰極の幅がともに異なることを特徴とする。
【0057】
図5は、実施例3の有機LEDアレイを示す平面図である。なお、図5において、Xは主走査方向、Yは副走査方向を示している。
【0058】
図示するように、透明電極3は実施例2と同様に副走査方向に25μm、50μmの2つの幅のITOを形成し、その上に正孔輸送層としてTPDを50nm、発光層を兼ねた電子輸送層としてAlq3を50nm蒸着する。
【0059】
最後に、透明電極3の幅の異なる部分にそれぞれ1本ずつライン幅の異なる陰極6が形成できるように金属マスクを被せ、陰極6としてMgとAgを10:1の蒸着速度比で共蒸着し、Mg/Agが10/1の合金を200nm形成する。このとき、成膜速度は1nm/sとした。本実施例においては、透明電極3の幅が25μmの部分に40μm幅の陰極6を、透明電極3の幅が50μmの部分に80μm幅の陰極6を形成した。
【0060】
透明電極3及び金属電極(陰極)6の幅および形状は、これに限るものではなく、所望の階調表現が可能となるように自由に選択できる。
【0061】
このようにして得られた有機LEDアレイを実施例1と同様に駆動用ドライバを接続して用いたところ、一画素に対してこの2つの発光部をそれぞれON/OFFすることによって階調表現が可能であった。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、副走査方向に沿ってON/OFF可能な複数の発光部を配置し、これら複数の発光部のうち、少なくとも一の発光部の発光面積を他の発光部の発光面積と異ならせることにより、様々な階調表現が可能となる。さらに、陽極または陰極の電極幅を異ならせて積層することにより、階調表現の可能性をより拡大することができる。したがって、高速化、小型化、低コスト化、及び高精細化を達成できるとともに、各発光部の階調表現を容易に行いうる光ヘッド用の有機LEDアレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の有機LEDアレイを示す斜視図である。
【図2】(a)は実施例1の有機LEDアレイを示す平面図、(b)はそのA−A’断面図である。
【図3】実施例2の有機LEDアレイを示す平面図である。
【図4】実施例2において、金属電極の幅の異なる変形例を示す平面図である。
【図5】実施例3の有機LEDアレイを示す平面図である。
【図6】従来の電子写真方式を用いた画像形成装置の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板
2 有機化合物層
3 透明電極(陽極)
4 正孔輸送層
5 発光層を兼ねる電子輸送層
6 金属電極(陰極)
Claims (3)
- 絶縁性の透明基板上に、陽極と陰極と該陽極と該陰極に挟持された有機化合物層とを少なくとも有する発光部が、副走査方向に複数配置される発光部群を、主走査方向に複数有する、電子写真方式を用いた画像形成装置の光ヘッド用有機発光ダイオードアレイであって、
前記発光部群の発光部はそれぞれ独立にON/OFF可能であり、
前記発光部群の発光部の前記陽極は共通しており、該陽極の前記主走査方向の幅は前記発光部群の発光部において同じであり、
前記発光部群の発光部の前記陰極はそれぞれ副走査方向の幅が異なっていることで、前記発光部群の発光部は互いに発光面積が異なることを特徴とする光ヘッド用有機発光ダイオードアレイ。 - 前記発光部群の発光部のうち前記発光面積が最も小さい発光部の前記主走査方向の幅は、前記副走査方向の幅より広いことを特徴とする請求項1に記載の光ヘッド用有機発光ダイオードアレイ。
- 一の発光部群の発光部が有する前記有機化合物層は共通しており、該一の発光部群の発光部が有する有機化合物層と他の発光部群の発光部が有する有機化合物層とは共通していることを特徴とする請求項1または2に記載の光ヘッド用有機発光ダイオードアレイ。
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