JP5157790B2 - Image forming apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents
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Images
Description
本発明は、有機EL(electroluminescence)素子を用いた画像形成装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an organic EL (electroluminescence) element and a manufacturing method thereof.
有機EL素子は、例えばアノード電極と、カソード電極と、これらの電極間に形成された電子注入層、発光層、正孔注入層等の複数のキャリア輸送層とを備える。有機EL素子では、発光層において正孔注入層から供給された正孔と電子注入層から供給された電子とが再結合することによって発生するエネルギーによって発光する。また、このような有機EL素子は、特許文献1に開示されているように、表示装置として用いられており、例えば各画素に設けられたTFT(Thin Film Transistor)等によって駆動されている。 The organic EL element includes, for example, an anode electrode, a cathode electrode, and a plurality of carrier transport layers such as an electron injection layer, a light emitting layer, and a hole injection layer formed between these electrodes. In the organic EL element, light is emitted by energy generated by recombination of holes supplied from the hole injection layer and electrons supplied from the electron injection layer in the light emitting layer. Such an organic EL element is used as a display device as disclosed in Patent Document 1, and is driven by, for example, a TFT (Thin Film Transistor) provided in each pixel.
ところで、有機EL素子を有する発光装置は、画像形成装置としても用いられる。有機EL素子を長寿命化させるためには、有機EL素子を駆動させた際に生ずる熱を取り除くことが重要である。更に、発光体基板内において温度ムラが発生すると、温度ムラに起因する輝度ムラが発生する可能性が高いという問題がある。 Incidentally, a light emitting device having an organic EL element is also used as an image forming apparatus. In order to extend the life of the organic EL element, it is important to remove heat generated when the organic EL element is driven. Furthermore, when temperature irregularity occurs in the light emitter substrate, there is a high possibility that luminance irregularity due to the temperature irregularity is likely to occur.
また、温度上昇に伴って有機EL素子が劣化して発光輝度が低下すると、印刷装置の感光体、又は感光材料に必要な光量を得るためには、露光時間を長くしなければならず、結果として印刷速度が遅くなるという問題がある。 In addition, when the organic EL element deteriorates as the temperature rises and the light emission luminance decreases, the exposure time must be increased in order to obtain the amount of light necessary for the photosensitive body or photosensitive material of the printing apparatus, and as a result There is a problem that the printing speed becomes slow.
このように、有機EL素子に生ずる熱を良好に取り除くことが可能な画像形成装置及びその製造方法が求められている。 As described above, there is a demand for an image forming apparatus capable of satisfactorily removing heat generated in an organic EL element and a method for manufacturing the same.
本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであって、有機EL素子に生ずる熱を良好に取り除くことが可能な画像形成装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an image forming apparatus capable of removing heat generated in an organic EL element satisfactorily and a manufacturing method thereof.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る画像形成装置は、
発光画素と、
前記発光画素側に位置する第一溝部と、前記第一溝部に繋がり、前記第一溝部より前記発光画素から離れている第二溝部とを有する溝が形成された発光画素基板と、
前記発光画素基板の前記第一溝部を封止する封止基板と、
前記溝に封入された揮発性液体と、を有し、
さらに、前記発光画素基板の前記第二溝部に対向する位置における前記封止基板に接するように配置された伝熱板、或いは前記発光画素基板の前記第二溝部に対向して前記発光画素基板に接するように配置された金属板からなる伝熱板の何れかと、
前記伝熱板の前記第二溝部と対向する面と反対側の面に接する放熱板と、を有する発光部を備え、
前記伝熱板は、前記発光画素から発せられる熱によって前記第一溝部における前記揮発性液体が気化されて前記第二溝部に移動する気体からの熱を前記放熱板に伝達することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to a first aspect of the present invention includes:
A luminescent pixel;
A light emitting pixel substrate formed with a groove having a first groove located on the light emitting pixel side, and a second groove connected to the first groove and separated from the light emitting pixel by the first groove ;
A sealing substrate for sealing the first groove portion of the light emitting pixel substrate;
A volatile liquid enclosed in the groove,
Furthermore, the heat transfer plate disposed so as to contact the sealing substrate at a position facing the second groove portion of the light emitting pixel substrate, or the light emitting pixel substrate facing the second groove portion of the light emitting pixel substrate. One of the heat transfer plates made of a metal plate arranged to contact,
A light emitting part having a heat radiating plate in contact with the surface opposite to the surface facing the second groove of the heat transfer plate ,
The heat transfer plate, and characterized that you transfer heat from the gas to move the volatile liquid is vaporized in the second groove in said first groove portion by the heat emitted from the light emitting pixels on the heat radiating plate To do.
前記封止基板と前記発光画素基板とは、接着部材によって接着されてもよい。 The sealing substrate and the light emitting pixel substrate may be bonded by an adhesive member.
前記発光画素基板に形成された前記溝の表面には金属膜が形成されてもよい。 A metal film may be formed on a surface of the groove formed on the light emitting pixel substrate.
前記封止基板には前記発光画素と対向する領域に、凹部が形成されてもよい。 A recess may be formed in the sealing substrate in a region facing the light emitting pixel.
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る画像形成装置の製造方法は、
発光画素基板上に発光画素を形成する工程と、
前記発光画素基板の封止基板と対向する面に、前記発光画素側に位置する第一溝部と、前記第一溝部に繋がり、前記第一溝部より前記発光画素から離れている第二溝部とを有する溝を形成する工程と、
前記発光画素基板の前記溝と前記封止基板とを封止する工程と、
前記溝内に揮発性液体を封入する工程と、
前記発光画素基板の前記第二溝部に対向する位置における前記封止基板に接するように伝熱板を配置する工程と、
前記伝熱板の前記第二溝部と対向する面と反対側の面に放熱板を接する工程と、を備えることを特徴とする。
そして本発明の他の画像形成装置の製造方法は、
発光画素基板上に発光画素を形成する工程と、
前記発光画素基板の封止基板と対向する面に、前記発光画素側に位置する第一溝部と、前記第一溝部に繋がり、前記第一溝部より前記発光画素から離れている第二溝部とを有する溝を形成する工程と、
前記発光画素基板の前記第一溝部と前記封止基板とを封止するとともに、前記発光画素基板の前記第二溝部と金属板からなる伝熱板とを封止する工程と、
前記溝内に揮発性液体を封入する工程と、
前記伝熱板の前記第二溝部と対向する面と反対側の面に放熱板を接する工程と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus manufacturing method according to a second aspect of the present invention includes:
Forming a light-emitting pixel light emission pixels on a substrate,
On the surface of the light emitting pixel substrate facing the sealing substrate, a first groove located on the light emitting pixel side, and a second groove connected to the first groove and separated from the light emitting pixel by the first groove. Forming a groove having ,
Sealing the groove of the light emitting pixel substrate and the sealing substrate;
A step of encapsulating the volatile liquid in the groove,
Disposing a heat transfer plate in contact with the sealing substrate at a position facing the second groove of the light emitting pixel substrate;
And a step of contacting a heat radiating plate to a surface opposite to the surface facing the second groove of the heat transfer plate .
And another method of manufacturing the image forming apparatus of the present invention is as follows.
Forming a light emitting pixel on the light emitting pixel substrate;
On the surface of the light emitting pixel substrate facing the sealing substrate, a first groove located on the light emitting pixel side, and a second groove connected to the first groove and separated from the light emitting pixel by the first groove. Forming a groove having,
Sealing the first groove portion of the light emitting pixel substrate and the sealing substrate, and sealing the second groove portion of the light emitting pixel substrate and a heat transfer plate made of a metal plate;
Enclosing a volatile liquid in the groove;
And a step of contacting a heat radiating plate to a surface opposite to the surface facing the second groove of the heat transfer plate.
本発明によれば、発光画素基板内に冷却管として機能する溝を形成することにより、有機EL素子に生ずる熱を良好に取り除くことが可能な画像形成装置及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the image forming apparatus which can remove favorably the heat which arises in an organic EL element by forming the groove | channel which functions as a cooling tube in a light emitting pixel substrate can be provided, and its manufacturing method. .
本発明の実施形態に係る画像形成装置及び画像形成装置の製造方法について図を用いて説明する。本実施形態では、発光部にボトムエミッション型の有機EL(electroluminescence)素子を用いた画像形成装置を例に挙げて説明する。 An image forming apparatus and an image forming apparatus manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an image forming apparatus using a bottom emission type organic EL (electroluminescence) element as a light emitting unit will be described as an example.
(第1実施形態)
本実施形態に係る画像形成装置及び画像形成装置の製造方法について図を用いて説明する。
(First embodiment)
An image forming apparatus and a method for manufacturing the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は第1実施形態に係る画像形成装置10の構成例を示す図である。また、図2は画像形成装置の発光部20の構成例を示す図である。図3は、発光パネル21を示す平面図であり、図4は図3に示すIV−IV線断面図である。また、図5は発光パネル21の発光画素の駆動回路を示す等価回路図である。図6は発光画素の平面図であり、図7は発光画素のVII−VII線断面図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an
画像形成装置10は、発光部20によって潜像を形成するドラム状の感光体11と、感光体を帯電させる帯電部12と、発光部20と、感光体にトナー画像を形成する現像部13と、感光体に形成されたトナー画像を転写紙に転写する転写部14と、定着器16と、クリーナー17と、除電器18と、を備える。本実施形態の画像形成装置10では、帯電、露光、現像、転写が行われ、転写紙19に所望の画像を形成する。
The
帯電部12は、感光体11を帯電させる。
発光部20は、形成する画像に対応する発光パターンで発光部中の発光画素を発光させ、感光体11を露光する。これにより、感光体11上に、静電潜像が形成される。
The
The
現像部13は、感光体11上にトナーを供給する。感光体11上は静電潜像にしたがってトナーが感光体11に吸着することにより、この静電潜像に対応するトナー画像を形成する。
The developing
転写部14は、感光体上に形成されたトナー画像を転写紙19に転写する。
定着器16は、転写紙19を加熱する装置であり、熱を加えることによって転写紙19上のトナーが紙に定着する。転写紙19は、図示しない転写紙搬送部によって搬送される。
The
The
クリーナー17は、感光体11上のトナーを転写紙19へ転写した後、感光体11上に残ったトナーを除去する。
除電器18は、次の帯電のため感光体11の表面を除電する。
The
The
本実施形態の発光部20は、図2に示すように、発光パネル21と、発光パネルを保持するハウジング22と、放熱板23と、伝熱板24と、ロッドレンズ25と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
ハウジング22は、遮光性を有する材料から形成されており、発光パネル21が設置される窪み部22aと、ロッドレンズ25が設置される窪み部22bと、放熱板23が設置される窪み部22cと、を備え、発光パネル21とロッドレンズ25と放熱板23とを保持する。また、ロッドレンズ25は感光体11と対向する部分に設置されており、発光部20の各発光画素から発せられた光を、感光体11へと導く。
The
放熱板23は、熱伝導性の高い材料、例えばアルミニウム、ステンレス等から形成されており、発光パネル21の光取り出し面と対向する面側に設置されており、発光パネル21と放熱板23との間に設けられた伝熱板24を介して発光パネル21から発せられる熱を放散する。なお、伝熱板24も、熱伝導性の高い材料、例えばアルミニウム、ステンレス等から形成される。
The
発光パネル21は、図3及び図4に示すように発光画素基板31と、発光画素30と、発光画素基板31に対向して設置された封止基板32と、細管33と、作動液注入口34と、注入口封止部35と、作動液36と、を備える。
3 and 4, the light-emitting
発光画素基板31は、透光性を有する基板、例えばガラス基板から構成される。発光画素基板31上には、有機EL素子OLEDからなる発光画素30が列状に配置された発光画素アレイが形成されている。なお、各発光画素30にはそれぞれ発光画素30に接続された配線(図示せず)が形成され、更にICチップ等からなる駆動部(図示せず)に接続されている。発光画素30から発せられた光は、発光画素基板31側から取り出され、ロッドレンズ25を介して感光体11に導かれる。また、発光画素基板31の封止基板32と対向する面には、溝31aが形成されている。図3に示すように、溝31aは発光画素アレイに隣接する領域では蛇行するように形成され、伝熱板24近傍の領域では直線状に形成されている。発光画素基板31と封止基板32とは、例えば、紫外線硬化樹脂、又は熱硬化樹脂からなる封止剤によって封止される。
The light emitting
なお、溝31aの表面には金属膜33aが形成されている。この金属膜33aは溝31aの表面にのみ形成されていてもよく、更には、溝31aの周辺の発光画素基板31上に形成されていてもよい。詳細に後述するように、金属膜33aは、発光画素基板31上に発光画素30の対向電極46を形成する工程で、同時に形成される。更に、後述するように対向電極46は複数の発光画素30に共通する電極であり、共通電位(例えば接地電位)に接続されるため、金属膜33aと対向電極46とは、一体に形成されていても良い。このように対向電極46と金属膜33aとを一体に形成することにより、発光画素30からの熱伝導性を更に高めることが可能となる。本実施形態は対向電極46は、例えばLi,Mg,Ca,Ba等の仕事関数の低い材料からなる層と、Al等の光反射性導電層を有する積層構造であるが、金属膜33aは、Alのみの単層構造である。
A
本実施形態では、発光画素基板31に溝31aを形成し、封止基板32の窪み部32a及び発光画素基板31の溝31aを除く発光画素基板31と封止基板32との対向面に、封止剤が介在することによって封止することにより、溝31aは細管33(冷却管)として機能する。細管33は、発光画素30側に配置され且つ蛇行することによって表面積が相対的に大きい細管33bと、発光パネル21の外側寄りに配置され、細管33bに繋がった細管33cと、を有している。この細管33には一部、減圧状態で気化しやすい液体(作動液)36、例えば水、アルコール等が封入されている。これにより、細管33は、ヒートパイプとして機能する。図3に示すように細管33bは発光画素30に隣接しており、発光画素30から発せられる熱によって、加熱される。細管33cは伝熱板24を介して放熱板23から熱が発散される。これにより、細管33cを冷却することができる。このようにして、発光画素30からの熱で発光画素側の細管33b内で作動液36を一部気化させ、熱せられた気体が細管33cに移動して、気化熱を伝熱板側で放出する。このとき、気化した蒸気が放熱により低温になり、伝熱板側で液化して作動液36となって再び細管33bに移動する。この吸熱と放熱とを繰り返すことにより、熱を放熱板へと移動させることができ、画素から発せられる熱を放熱板へと移動させ、画素を冷却することができる。また、細管33によって熱が移動することにより、発光画素30の配列方向の温度ムラを低減させることができる。なお、作動液は詳細に後述するように封止基板32と発光画素基板31とを封止した後、作動液注入口34から注入される。作動液注入口34は、それぞれ注入口封止部35によって封止される。細管33は、発光画素側の細管33bと伝熱板側の細管33cとの間で二経路あるように一繋がりに形成されている。このため、一方の経路において作動液36の蒸気が発光画素側の細管33bから伝熱板側の細管33cへ移動し、他方の経路において蒸気圧によって作動液36が伝熱板側の細管33cから発光画素側の細管33bへ移動することで、作動液36が効率よく流動することができる。
In the present embodiment, a
封止基板32は、ガラス、金属、プラスチック等からなる基板であり、発光画素基板31と対向するように設置される。封止基板32の発光画素基板31と対向する面には、発光画素30に対応する窪み部32aが形成されている。発光画素基板31と封止基板32とは、例えば、紫外線硬化樹脂、又は熱硬化樹脂からなる封止剤によって封止される。封止基板32の窪み部32aと発光画素基板31とで形成される空間には、不活性ガス、シリコンオイル等が充填されている。なお、封止基板32には、発光画素30に対応する窪み部32aを設けず、シート状の接着剤、高粘性接着剤等を発光画素30上にも塗布することによって封止してもよい(ベタ封止)。この場合、接着剤の厚みによって発光画素30の段差は吸収されるため、発光画素30への影響はほとんどない。
The sealing
発光画素30は、図4に示すように発光画素基板31上に形成されており、各発光画素30は、有機EL素子OLEDと、有機EL素子をアクティブ動作させる発光画素回路DSとを備える。
The
発光画素回路DSは、図5に示すように、選択トランジスタTr11、発光駆動トランジスタTr12、キャパシタCs、有機EL素子OLEDと、を備える。選択トランジスタTr11、発光駆動トランジスタTr12は、それぞれアモルファスシリコンを有する半導体層を備える逆スタガ型のnチャネル型TFT(Thin Film Transistor)である。 As shown in FIG. 5, the light emitting pixel circuit DS includes a selection transistor Tr11, a light emission drive transistor Tr12, a capacitor Cs, and an organic EL element OLED. Each of the selection transistor Tr11 and the light emission drive transistor Tr12 is an inverted staggered n-channel TFT (Thin Film Transistor) including a semiconductor layer having amorphous silicon.
発光画素基板31上には、行方向に配列された複数の発光画素回路DSに接続されたアノードラインLaと、行方向に配列された複数の発光画素回路DSにそれぞれ接続された複数のデータラインLdと、行方向に配列された複数の発光画素回路DSのトランジスタTr11を選択するゲートラインLgと、が形成されている。
On the
図5に示すように選択トランジスタTr11は、ゲート端子がゲートラインLgに、ドレイン端子がデータラインLdに、ソース端子が接点N11にそれぞれ接続される。また、発光駆動トランジスタTr12は、ゲート端子が接点N11に接続されており、ドレイン端子がアノードラインLaに、ソース端子が接点N12にそれぞれ接続されている。キャパシタCsは、発光駆動トランジスタTr12のゲート端子及びソース端子に接続されている。なお、キャパシタCsは、発光駆動トランジスタTr12のゲート−ソース間に付加的に設けられた補助容量、もしくは発光駆動トランジスタTr12のゲート−ソース間の寄生容量と補助容量からなる容量成分である。また、有機EL素子OLEDは、アノード端子(画素電極42)が接点N12に接続され、カソード端子(対向電極46)に基準電圧Vssが印加されている。 As shown in FIG. 5, the selection transistor Tr11 has a gate terminal connected to the gate line Lg, a drain terminal connected to the data line Ld, and a source terminal connected to the contact N11. The light emission driving transistor Tr12 has a gate terminal connected to the contact N11, a drain terminal connected to the anode line La, and a source terminal connected to the contact N12. The capacitor Cs is connected to the gate terminal and the source terminal of the light emission drive transistor Tr12. Note that the capacitor Cs is an auxiliary capacitance additionally provided between the gate and the source of the light emission driving transistor Tr12 or a capacitance component including a parasitic capacitance and an auxiliary capacitance between the gate and the source of the light emission driving transistor Tr12. In the organic EL element OLED, the anode terminal (pixel electrode 42) is connected to the contact N12, and the reference voltage Vss is applied to the cathode terminal (counter electrode 46).
ゲートラインLgは、発光パネルの周縁部に配置された走査ドライバ(図示せず)に接続されており、所定タイミングで行方向に配列された複数の発光画素30を選択状態に設定するための選択電圧信号(走査信号)が印加される。また、データラインLdは、発光パネルの周縁部に配置されたデータドライバ(図示せず)に接続され、上記発光画素30の選択状態に同期するタイミングで発光データに応じたデータ電圧(階調信号)が印加される。行方向に配列された複数の発光駆動トランジスタTr12が、当該発光駆動トランジスタTr12に接続された有機EL素子OLEDの画素電極(例えばアノード電極)に発光データに応じた発光駆動電流を流す状態に設定するように、アノードラインLa(供給電圧ライン)は、所定の高電位電源に直接又は間接的に接続されている。つまり、アノードラインLaは、有機EL素子の対向電極46に印加される基準電圧Vssより十分電位の高い所定の高電位(供給電圧Vdd)が印加される。また、対向電極46は、例えば、所定の低電位電源に直接又は間接的に接続され、発光画素基板31上にアレイ状に配列された全ての発光画素(有機EL素子)に対して単一の電極層により形成されており、所定の低電圧(基準電圧Vss,例えば接地電位GND)が共通に印加されるように設定されている。
The gate line Lg is connected to a scanning driver (not shown) arranged at the peripheral edge of the light emitting panel, and is a selection for setting a plurality of
絶縁膜41は、絶縁性材料、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等から形成され、データラインLd、ゲート電極Tr11g及びゲート電極Tr12gを覆うように発光画素基板31上に形成される。
The insulating
また、アノードラインLaとゲートラインLgとは、各トランジスタTr11,Tr12のソース電極、ドレイン電極とを形成するソース−ドレイン導電層を用いてこれらソース電極、ドレイン電極とともに形成される。データラインLdは、各トランジスタTr11,Tr12のゲート電極となるゲート導電層を用いてゲート電極とともに形成される。データラインLdとドレイン電極Tr11dとの間の絶縁膜41には、コンタクトホール61が形成され、データラインLdとドレイン電極Tr11dとはコンタクトホール61を介して導通している。ゲートラインLgとゲート電極Tr11gの両端との間の絶縁膜41には、それぞれコンタクトホール62、63が形成され、ゲートラインLgとゲート電極Tr11gとはコンタクトホール62、63を介して導通している。ソース電極Tr11sとゲート電極Tr12gとの間の絶縁膜41には、コンタクトホール64が形成され、ソース電極Tr11sとゲート電極Tr12gとはコンタクトホール64を介して導通している。
The anode line La and the gate line Lg are formed together with the source electrode and the drain electrode using a source-drain conductive layer that forms the source electrode and the drain electrode of each of the transistors Tr11 and Tr12. The data line Ld is formed together with the gate electrode using a gate conductive layer that becomes a gate electrode of each of the transistors Tr11 and Tr12. A
次に、有機EL素子OLEDは、画素電極42と、正孔注入層43と、インターレイヤ44と、発光層45と、対向電極46と、を備える。正孔注入層43と、インターレイヤ44と、発光層45とが、電子や正孔がキャリアとなって輸送されるキャリア輸送層となる。キャリア輸送層は、列方向に配列された層間絶縁膜47、隔壁48の間に配置されている。
Next, the organic EL element OLED includes a
各発光画素の発光画素基板31上には、ゲート導電層をパターニングしてなる選択トランジスタTr11、発光駆動トランジスタTr12のゲート電極Tr11g,Tr12gが形成されている。各発光画素に隣接した発光画素基板31上には、ゲート導電層をパターニングしてなり、列方向に沿って延びるデータラインLdが形成されている。
On the light emitting
選択トランジスタTr11、発光駆動トランジスタTr12は、それぞれnチャネル型の薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)である。それぞれのトランジスタは発光画素基板31上に形成される。図7に示すように、発光駆動トランジスタTr12は、絶縁膜41と、半導体層121と、保護絶縁膜122と、ドレイン電極Tr12dと、ソース電極Tr12sと、オーミックコンタクト層123,124と、ゲート電極Tr12gと、を備える。また、選択トランジスタTr11も、発光駆動トランジスタTr12と同様に、絶縁膜41と、半導体層(図示せず)と、保護絶縁膜(図示せず)と、ドレイン電極Tr11dと、ソース電極Tr11sと、オーミックコンタクト層(図示せず)と、ゲート電極Tr11gと、を備える。
Each of the selection transistor Tr11 and the light emission drive transistor Tr12 is an n-channel thin film transistor (TFT). Each transistor is formed on the light emitting
各トランジスタTr11,Tr12において、ゲート電極は、例えば、例えば、Mo膜、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlNdTi合金膜、MoNb合金膜等からなる不透明なゲート導電層から形成される。また、ドレイン電極、ソース電極はそれぞれ例えばアルミニウム−チタン(AlTi)/Cr、AlNdTi/CrまたはCr等のソース−ドレイン導電層から形成されている。また、ドレイン電極及びソース電極と半導体層との間にはそれぞれ低抵抗性接触のため、オーミックコンタクト層が形成される。 In each of the transistors Tr11 and Tr12, the gate electrode is an opaque gate conductive layer made of, for example, a Mo film, a Cr film, an Al film, a Cr / Al laminated film, an AlTi alloy film or an AlNdTi alloy film, a MoNb alloy film, or the like. It is formed. The drain electrode and the source electrode are each formed of a source-drain conductive layer such as aluminum-titanium (AlTi) / Cr, AlNdTi / Cr, or Cr. In addition, an ohmic contact layer is formed between the drain electrode and the source electrode and the semiconductor layer for low resistance contact.
画素電極(アノード電極)42は、透光性を備える導電材料、例えばITO(Indium Tin Oxide)、ZnO等から構成される。各画素電極42は隣接する他の発光画素30の画素電極42と層間絶縁膜47によって絶縁されている。
The pixel electrode (anode electrode) 42 is made of a conductive material having translucency, for example, ITO (Indium Tin Oxide), ZnO, or the like. Each
層間絶縁膜47は、絶縁性材料、例えばシリコン窒化膜から形成され、画素電極42間に形成され、トランジスタTr11,Tr12やゲートラインLg、アノードラインLaを絶縁保護する。層間絶縁膜47には略方形の開口部47aが形成されており、この開口部47aによって発光画素30の発光領域が画される。更に層間絶縁膜47上には隔壁48には列方向(図6の上下方向)に延びる溝状の開口部48aが複数の発光画素30にわたって形成されている。
The
隔壁48は、絶縁材料、例えばポリイミド等の感光性樹脂を硬化してなり、層間絶縁膜47上に形成される。隔壁48は、図6に示すように列方向に沿った複数の発光画素の発光画素電極42をまとめて開口するようにストライプ状に形成されている。なお、隔壁48の平面形状は、これに限られず各発光画素電極42毎に開口部をもった格子状であってもよい。
The
正孔注入層43は、発光画素電極42上に形成され、発光層45に正孔を供給する機能を有する。正孔注入層43は正孔(ホール)注入、輸送が可能な有機高分子系の材料から構成される。また、有機高分子系のホール注入・輸送材料を含む有機化合物含有液としては、例えば導電性ポリマーであるポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とドーパントであるポリスチレンスルホン酸(PSS)を水系溶媒に分散させた分散液であるPEDOT/PSS水溶液を用いる。
The
インターレイヤ44は正孔注入層43上に形成される。インターレイヤ44は、正孔注入層43の正孔注入性を抑制して発光層45内において電子と正孔とを再結合させやすくする機能を有し、発光層45の発光効率を高めるために設けられている。
The
発光層45は、インターレイヤ44上に形成されている。発光層45は、アノード電極とカソード電極との間に電圧を印加することにより光を発生する機能を有する。発光層45は、蛍光ある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、例えばポリパラフェニレンビニレン系やポリフルオレン系等の共役二重結合ポリマーを含む発光材料から構成される。また、これらの発光材料は、適宜水系溶媒あるいはテトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン、キシレン等の有機溶媒に溶解(又は分散)した溶液(分散液)をノズルコート法やインクジェット法等により塗布し、溶媒を揮発させることによって形成する。
The
また、対向電極(カソード電極)46は、ボトムエミッション型の場合、発光層45側に設けられ、導電材料、例えばLi,Mg,Ca,Ba等の仕事関数の低い材料からなる電子注入性の下層と、Al等の光反射性導電金属からなる上層を有する積層構造であり、トップエミッション型の場合、発光層45側に設けられ、10nm程度の膜厚の極薄い例えばLi,Mg,Ca,Ba等の仕事関数の低い材料からなる光透過性低仕事関数層と、100nm〜200nm程度の膜厚のITO等の光反射性導電層を有する透明積層構造である。本実施形態では、対向電極46は複数の発光画素30に跨って形成される単一の電極層から構成され、例えば接地電位である共通電圧Vssが印加されている。また、本実施形態では、詳細に後述するように、発光画素基板31の溝31aの表面に形成される金属膜33aと対向電極46とは同一の工程で製造される。
Further, in the case of the bottom emission type, the counter electrode (cathode electrode) 46 is provided on the
上述したように、本実施形態の画像形成装置10は、発光部20の発光パネル21にヒートパイプとして機能する細管33を形成することにより、発光画素30から発せられる熱を良好に伝熱板24へと移動させることができ、発光画素30で生じた熱を取り除き、発光画素30の温度ムラの発生を抑制することができる。これにより、発光画素30の有機EL素子の長寿命化、温度ムラに帰因する、輝度ムラの発生を抑制することが可能である。
As described above, the
次に、本実施形態に係る画像形成装置の製造方法について図8〜10を用いて説明する。ここでは、選択トランジスタTr11は発光駆動トランジスタTr12と同一工程によって形成されるので、選択トランジスタTr11の形成の説明を一部省略する。 Next, a method for manufacturing the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. Here, since the selection transistor Tr11 is formed by the same process as the light emission drive transistor Tr12, a part of the description of the formation of the selection transistor Tr11 is omitted.
まず、図8(a)に示すように、例えばガラス基板からなる封止基板32の発光画素基板31と対向する面に、サンドブラスト法、フォトリソグラフィ、エッチング等の物理研磨或いは化学研磨により、窪み部32aを形成する。なお、シート状の接着剤、高粘性接着剤等を発光画素30上にも塗布することによって封止する場合は、この工程を省略することが可能である。
First, as shown in FIG. 8A, a recess portion is formed on the surface of the sealing
次に、図8(b)に示すように、ガラス基板等からなる発光画素基板31を用意する。発光画素基板31の封止基板32と対向する面に、サンドブラスト法、フォトリソグラフィ、エッチング等の物理研磨或いは化学研磨により、溝31aを形成する。この際、作動液注入口34も同時に形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, a light emitting
次に、この発光画素基板31上に、スパッタ法、真空蒸着法等により例えば、Mo膜、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlNdTi合金膜、MoNb合金膜等からなるゲート導電膜を形成し、これを図8(c)に示すようにトランジスタTr11,Tr12のゲート電極、及びデータラインLdの形状にパターニングする。続いて、図8(d)に示すようにCVD(Chemical Vapor Deposition)法等によりゲート電極Tr12g及びデータラインLd上に絶縁膜41を形成する。
Next, the light emitting
次に絶縁膜41上に、CVD法等によりアモルファスシリコン層、窒化シリコン層を堆積し、窒化シリコン層をフォトリソグラフィによりパターニングして保護絶縁膜122を形成する。ついで、n型不純物が含まれたアモルファスシリコン層を堆積後、フォトリソグラフィによって下層のアモルファスシリコン層とともにエッチングしてオーミックコンタクト層123,124及び半導体層121を形成する。
Next, an amorphous silicon layer and a silicon nitride layer are deposited on the insulating
次に、スパッタ法、真空蒸着法等により絶縁膜41上に、ITO等の透明導電膜、或いは光反射性導電膜及びITO等の透明導電膜を被膜後、フォトリソグラフィによってパターニングして画素電極42を形成する。
Next, a transparent conductive film such as ITO or a light-reflective conductive film and a transparent conductive film such as ITO are coated on the insulating
続いて、絶縁膜41に貫通孔であるコンタクトホール61〜64を形成してから、例えば、Mo膜、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlNdTi合金膜、MoNb合金膜等からなるソース−ドレイン導電膜をスパッタ法、真空蒸着法等により被膜して、フォトリソグラフィによってパターニングして図6及び図8(d)に示すようにドレイン電極Tr12d及びソース電極Tr12s、アノードラインLaを形成する。このとき、発光駆動トランジスタTr12のソース電極Tr12sはそれぞれ画素電極42の一部と重なるように形成される。
Subsequently, after forming contact holes 61 to 64 as through holes in the insulating
続いて、図9(a)に示すようにトランジスタTr12等を覆うようにシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜47をCVD法等により形成後、フォトリソグラフィにより、開口部47aを形成する。次に、感光性ポリイミドを層間絶縁膜47を覆うように塗布し、隔壁48の形状に対応するマスクを介して露光、現像することによってパターニングし、図9(a)に示すように開口部48aを有する隔壁48を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 9A, an
続いて、正孔注入材料を含む有機化合物含有液を、連続して流すノズルプリンティング装置あるいは個々に独立した複数の液滴として吐出するインクジェット装置によって開口部47aで囲まれた画素電極42上に選択的に塗布する。続いて、発光画素基板31を大気雰囲気下で加熱し有機化合物含有液の溶媒を揮発させて、正孔注入層43を形成する。有機化合物含有液は加熱雰囲気で塗布されてもよい。
Subsequently, an organic compound-containing liquid containing a hole injection material is selected on the
続いて、ノズルプリンティング装置またはインクジェット装置を用いてインターレイヤ44となる材料を含有する有機化合物含有液を正孔注入層43上に塗布する。窒素雰囲気中の加熱乾燥、或いは真空中での加熱乾燥を行い、残留溶媒の除去を行ってインターレイヤ44を形成する。有機化合物含有液は加熱雰囲気で塗布されてもよい。
Subsequently, an organic compound-containing liquid containing a material that becomes the
次に、発光ポリマー材料(R,G,B)を含有する有機化合物含有液を、同様にノズルプリンティング装置またはインクジェット装置により塗布して窒素雰囲気中で加熱して残留溶媒の除去を行い、発光層45を形成する。有機化合物含有液は加熱雰囲気で塗布されてもよい。
Next, an organic compound-containing liquid containing a light emitting polymer material (R, G, B) is similarly applied by a nozzle printing device or an ink jet device and heated in a nitrogen atmosphere to remove the residual solvent, and the
発光層45まで形成した発光画素基板31に、金属マスクを用いて真空蒸着やスパッタリングによって対向電極46及び発光画素基板31上の溝31aの表面の金属膜33aを一括して形成する。したがって、対向電極46及び金属膜33aはいずれも、Li,Mg,Ca,Ba等の仕事関数の低い材料からなる層と、Al等の光反射性導電層からなる2層構造となる。なお、金属膜33aは、Al等の光反射性導電層のみの単層構造であってもよい。
On the light emitting
次に、複数の発光画素30が形成された発光領域の外側において、発光画素基板31上に紫外線硬化樹脂、又は熱硬化樹脂からなる封止樹脂を塗布し、発光画素基板31と封止基板32とを貼り合わせる。次に紫外線もしくは熱によって封止樹脂を硬化させて発光画素基板31と封止基板とを接合する。
Next, a sealing resin made of an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin is applied on the light emitting
次に、接合された発光画素基板31及び封止基板32を1〜100Paの減圧雰囲気下の炉内に配置して、作動液注入口34、34の一方から、作動液36を注入する。本実施形態では、注入口は2箇所に設けられているため、一方の注入口から細管33内の気体を排気し、他方の注入口34から、作動液36を細管33内に注入する。このとき、細管33内には作動液36が気化できる空間を残すため、細管33の空間全域に作動液36を充填するのではなく、一部作動液36のない空間があるように注入する。なお、注入口は1箇所にのみ設けられてもよく、2箇所より多く設けられていてもよい。注入口が1箇所に設けられる場合は、例えば発光画素基板31及び封止基板32を1〜100Paの減圧雰囲気下の炉内に配置し、注入口を塞ぐように作動液36に浸してから、炉内を大気圧に戻し、細管33の内外の圧力差によって細管33内に作動液36を注入させる。
Next, the bonded light emitting
作動液を注入後、注入口封止部35によって注入口34、34を封止する。
以上の工程から、発光パネル21が製造される。
After injecting the hydraulic fluid, the
From the above steps, the
このように、製造した発光パネル21を、ハウジング22の窪み部22aに設置し、更に伝熱板24を発光パネル21の封止基板32上に設置する。次に、伝熱板24に接するように、放熱板23をハウジング22の窪み部22cに設置する。更に、ロッドレンズ25をハウジング22の窪み部22bに設置する。
以上から、発光部20が製造される。
Thus, the manufactured light-emitting
From the above, the
このようにして製造した発光部20を、感光体11と、帯電部12と、現像部13と、転写部14と、定着器16と、クリーナー17と、除電器18と、組み合わせることにより、画像形成装置が製造される。
The
上述したように、本実施形態の画像形成装置10の製造方法では、発光画素30を封止するための封止基板32に溝32bを形成し、発光画素基板31と封止基板32とを封止することにより、ヒートパイプとして機能する細管33を形成することができる。この細管33によって、発光画素30から発せられる熱を良好に伝熱板24へと移動させることができ、発光画素30から発せられる熱を取り除き、発光画素30の温度ムラの発生を抑制することができる。これにより、発光画素30の有機EL素子の長寿命化、温度ムラに帰因する、輝度ムラの発生を抑制することが可能である。
As described above, in the manufacturing method of the
(第2実施形態)
第2実施形態に係る画像形成装置を以下、図を用いて説明する。本実施形態の画像形成装置が第1実施形態の画像形成装置と異なるのは、本実施形態では発光部の発光パネルの一部が金属から形成される点にある。第1実施形態と共通する部分には同一の引用番号を付し、詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
An image forming apparatus according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings. The image forming apparatus of the present embodiment is different from the image forming apparatus of the first embodiment in that a part of the light emitting panel of the light emitting unit is formed of metal in the present embodiment. Portions common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図11に本実施形態の画像形成装置に用いられる発光部81を示す。また、図12に本実施形態の発光パネル82の平面図を示し、図13は図12に示すXIII−XIII線断面図である。
FIG. 11 shows a
本実施形態の発光部20は、図11に示すように、発光パネル82と、発光パネル82を保持するハウジング22と、放熱板23と、伝熱板24と、ロッドレンズ25と、を備える。
As shown in FIG. 11, the
発光パネル82は、図12及び13に示すように発光画素基板31と、発光画素30と、発光画素基板31に対向して設置された封止基板32と、細管83と、作動液注入口34と、注入口封止部35と、を備える。
As shown in FIGS. 12 and 13, the light-emitting
発光画素基板31は、第1実施形態と同様に、透光性を有する基板、例えばガラス基板から構成される。封止基板31の封止基板32と対向する面には、第1実施形態と同様に、細管83a、83bとして機能する溝31aが形成される。溝31aは発光画素アレイに隣接する領域では蛇行するように形成されており、伝熱板24と対向する領域では直線状に形成されている。また、封止基板32と金属板84とが接する面は、封入した作動液36が漏れることがないよう接着されている。このように、本実施形態では、発光画素基板31に形成された溝31aと、封止基板32と伝熱板24とによって、溝83が形成されている。
As in the first embodiment, the light-emitting
本実施形態では、発光画素基板31に溝31aを形成し、発光画素基板31と、封止基板32及び伝熱板24とを封止剤によって封止することにより、溝31aを細管83a、83b(冷却管)として機能させる。細管83は、発光画素側に配置され且つ蛇行することによって表面積が相対的に大きい細管83aと、発光パネル82の外側寄りに配置され、細管83aに繋がった細管33bと、を有している。この細管83には減圧状態で気化しやすい液体(作動液)、例えば水、アルコール等が封入されている。これにより、細管83は、ヒートパイプとして機能する。図12に示すように細管83の一方は発光画素30に隣接しており、発光画素30から発せられる熱によって、加熱される。細管の他方は伝熱板24を介して放熱板23から熱が発散される。これにより、細管33の他方を冷却することができる。このようにして、発光画素側の細管83aで作動液36を気化させ、熱を吸収し、伝熱板側の細管83bで作動液36を液化させ、熱を放出させる。この吸熱と放熱とを繰り返すことにより、熱を放熱板へと移動させることができ、発光画素から発せられる熱を放熱板へと移動させ、発光画素を冷却することができる。本実施形態では、特に熱を放出させる領域を金属板から形成することにより、より効率的に熱を放出させることができるため、発光画素から放熱板への熱の移動を良好に行うことができる。
In this embodiment, the
上述したように、本実施形態の画像形成装置は、発光部80の発光パネル82にヒートパイプとして機能する細管83を形成することにより、発光画素30から発せられる熱を良好に伝熱板24へと移動させることができ、発光画素30の有機EL素子の長寿命化、温度ムラに帰因する、輝度ムラの発生を抑制することが可能である。特に本実施形態では、封止基板32と金属板84とに、溝32c,84aを形成することにより、より良好に伝熱板24へ熱を放出することができ、良好に発光画素30を冷却することができる。
As described above, in the image forming apparatus of the present embodiment, the thin tube 83 functioning as a heat pipe is formed on the
本発明は上述した実施形態に限られず様々な変形及び応用が可能である。
上述した第2実施形態では、発光画素基板31に溝31aが形成され、伝熱板24には溝等が形成されない構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、図14に示すように伝熱板24にも溝24aが形成されても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible.
In the second embodiment described above, the configuration in which the
上述した実施形態では、ヒートパイプとして機能する溝は発光画素基板にのみ形成される構成を例に挙げて説明したが、これに限られず、封止基板と発光画素基板とに、それぞれ形成されていてもよい。 In the above-described embodiment, the groove functioning as the heat pipe has been described as an example of the configuration formed only in the light emitting pixel substrate. However, the present invention is not limited thereto, and is formed in the sealing substrate and the light emitting pixel substrate, respectively. May be.
また、上述した第2実施形態では、伝熱板24が発光画素基板31に封止される構成を例に挙げて説明したが、発光画素基板を封止する金属板と、この金属板と放熱板との間に設置される伝熱板とに分けることも可能である。
In the second embodiment described above, the configuration in which the
上述した各実施形態では、発光画素回路DSは選択トランジスタTr11、発光駆動トランジスタTr12の合計2つのトランジスタを備える例を挙げて説明したが、これに限られず、3つ以上のトランジスタを備えるものであってもよい。
上述した各実施形態では、発光部を露光ヘッドとして用いたが、これに限らず、発光パネルを動画や静止画を表示する画像表示パネルにも適用できる。
In each of the above-described embodiments, the light-emitting pixel circuit DS has been described as an example including a total of two transistors, that is, the selection transistor Tr11 and the light-emission driving transistor Tr12. May be.
In each of the embodiments described above, the light emitting unit is used as the exposure head. However, the present invention is not limited to this, and the light emitting panel can also be applied to an image display panel that displays a moving image or a still image.
10・・・画像形成装置、11・・・感光体、13・・・現像部、14・・・転写部、16・・・定着器、17・・・クリーナー、18・・・除電器、19・・・転写紙、20,81・・・発光部、21,82・・・発光パネル、22・・・ハウジング、23・・・放熱板、24,84・・・伝熱板、25・・・ロッドレンズ、30・・・発光画素、31・・・発光画素基板、32・・・封止基板、32a,84a・・・溝、33,83・・・細管、34・・・作動液注入口、35・・・注入口封止部、41・・・絶縁膜、42・・・画素電極、43・・・正孔注入層、44・・・インターレイヤ、45・・・発光層、46・・・対向電極、47・・・層間絶縁膜、48・・・隔壁、61,62,63,64・・・コンタクトホール、Cs・・・キャパシタ、La・・・アノードライン、Ld・・・データライン、Lg・・・ゲートライン、Tr11・・・選択トランジスタ、Tr12・・・発光駆動トランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記発光画素側に位置する第一溝部と、前記第一溝部に繋がり、前記第一溝部より前記発光画素から離れている第二溝部とを有する溝が形成された発光画素基板と、
前記発光画素基板の前記第一溝部を封止する封止基板と、
前記溝に封入された揮発性液体と、を有し、
さらに、前記発光画素基板の前記第二溝部に対向する位置における前記封止基板に接するように配置された伝熱板、或いは前記発光画素基板の前記第二溝部に対向して前記発光画素基板に接するように配置された金属板からなる伝熱板の何れかと、
前記伝熱板の前記第二溝部と対向する面と反対側の面に接する放熱板と、を有する発光部を備え、
前記伝熱板は、前記発光画素から発せられる熱によって前記第一溝部における前記揮発性液体が気化されて前記第二溝部に移動する気体からの熱を前記放熱板に伝達することを特徴とする画像形成装置。 A luminescent pixel;
A light emitting pixel substrate formed with a groove having a first groove located on the light emitting pixel side, and a second groove connected to the first groove and separated from the light emitting pixel by the first groove ;
A sealing substrate for sealing the first groove portion of the light emitting pixel substrate;
A volatile liquid enclosed in the groove,
Furthermore, the heat transfer plate disposed so as to contact the sealing substrate at a position facing the second groove portion of the light emitting pixel substrate, or the light emitting pixel substrate facing the second groove portion of the light emitting pixel substrate. One of the heat transfer plates made of a metal plate arranged to contact,
A light emitting part having a heat radiating plate in contact with the surface opposite to the surface facing the second groove of the heat transfer plate ,
The heat transfer plate, and characterized that you transfer heat from the gas to move the volatile liquid is vaporized in the second groove in said first groove portion by the heat emitted from the light emitting pixels on the heat radiating plate Image forming apparatus.
前記発光画素基板の封止基板と対向する面に、前記発光画素側に位置する第一溝部と、前記第一溝部に繋がり、前記第一溝部より前記発光画素から離れている第二溝部とを有する溝を形成する工程と、
前記発光画素基板の前記溝と前記封止基板とを封止する工程と、
前記溝内に揮発性液体を封入する工程と、
前記発光画素基板の前記第二溝部に対向する位置における前記封止基板に接するように伝熱板を配置する工程と、
前記伝熱板の前記第二溝部と対向する面と反対側の面に放熱板を接する工程と、を備えることを特徴とする画像形成装置の製造方法。 Forming a light emitting pixel on the light emitting pixel substrate;
On the surface of the light emitting pixel substrate facing the sealing substrate, a first groove located on the light emitting pixel side, and a second groove connected to the first groove and separated from the light emitting pixel by the first groove. Forming a groove having ,
Sealing the groove of the light emitting pixel substrate and the sealing substrate;
A step of encapsulating the volatile liquid in the groove,
Disposing a heat transfer plate in contact with the sealing substrate at a position facing the second groove of the light emitting pixel substrate;
And a step of contacting a heat radiating plate to a surface opposite to the surface facing the second groove of the heat transfer plate .
前記発光画素基板の封止基板と対向する面に、前記発光画素側に位置する第一溝部と、前記第一溝部に繋がり、前記第一溝部より前記発光画素から離れている第二溝部とを有する溝を形成する工程と、 On the surface of the light emitting pixel substrate facing the sealing substrate, a first groove located on the light emitting pixel side, and a second groove connected to the first groove and separated from the light emitting pixel by the first groove. Forming a groove having,
前記発光画素基板の前記第一溝部と前記封止基板とを封止するとともに、前記発光画素基板の前記第二溝部と金属板からなる伝熱板とを封止する工程と、 Sealing the first groove portion of the light emitting pixel substrate and the sealing substrate, and sealing the second groove portion of the light emitting pixel substrate and a heat transfer plate made of a metal plate;
前記溝内に揮発性液体を封入する工程と、 Enclosing a volatile liquid in the groove;
前記伝熱板の前記第二溝部と対向する面と反対側の面に放熱板を接する工程と、を備えることを特徴とする画像形成装置の製造方法。 And a step of contacting a heat radiating plate to a surface opposite to the surface facing the second groove of the heat transfer plate.
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