JP5157952B2

JP5157952B2 - 発光素子、発光素子製造方法、露光ヘッド及び画像形成装置

Info

Publication number: JP5157952B2
Application number: JP2009036990A
Authority: JP
Inventors: 義紀山口; 博人米山; 洋平西野; 貴志松村; 清和真下; 克洋佐藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: JP2010192763A

Description

本発明は、発光素子、発光素子製造方法、露光ヘッド及び画像形成装置に関する。

特許文献１には、発光素子を形成する基板と封止材とに、熱伝導率の良い部材を接触させることにより、素子の発熱を抑制する技術が開示されている。

また、特許文献２には、有機ＥＬ素子を用いたラインヘッドにおいて、有機ＥＬ素子の主走査方向のサイズと画素ピッチを規定することにより、素子の放熱性と必要光量のバランスを取る技術が開示されている。

特開２００６−２４７９０２号公報特開２００７−２５８６８８号公報

本発明は、発光素子の素子寿命を長寿命化することを課題とする。

第１態様に係る発光素子は、陽極と、前記陽極と対をなす陰極と、前記陰極と前記陽極との間に配置され、前記陰極と前記陽極との間に電圧が印加されることにより発光する発光層と、前記発光層の平面視における中心部に形成された非発光領域と、を備える。

第２態様に係る発光素子は、陽極と、前記陽極と対をなす陰極と、前記陰極と前記陽極との間に配置され、前記陰極と前記陽極との間に電圧が印加されることにより発光する発光層と、前記発光層の発熱量が最も大きい絶頂部に形成された非発光領域と、を備える。

第３態様に係る発光素子は、第１態様又は第２態様の構成において、前記非発光領域は、封止層とされている。

第４態様に係る発光素子は、第１態様又は第２態様の構成において、前記非発光領域は、金属酸化物で形成されている。

第５態様に係る発光素子は、第１〜第４態様のいずれかの構成において、前記発光層は、有機ＥＬにより発光する。

第６態様に係る発光素子製造方法は、基板上に反射層、陽極、発光層及び陰極をこの順に形成する工程と、レーザアブレーション又はエッチングにより、前記発光層の平面視における中心部に非発光領域を形成する工程と、を備える。

第７態様に係る発光素子製造方法は、基板上に陽極、発光層、陰極及び反射層をこの順に形成する工程と、レーザアブレーション又はエッチングにより、前記発光層の平面視における中心部に非発光領域を形成する工程と、を備える。

第８態様に係る露光ヘッドは、第１〜第５態様のいずれかに記載の発光素子と、前記発光素子により生成された光を集光し、被照射面に結像する結像素子と、を備える。

第９態様に係る画像形成装置は、潜像を保持する潜像保持体と、前記潜像保持体に光を照射して潜像を形成する第８態様に記載の露光ヘッドと、前記露光ヘッドによって形成された潜像を現像する現像装置と、を備える。

本発明の請求項１及び第１態様の構成によれば、非発光領域を有さない場合に比べ、素子寿命を長寿命化できる。

第２態様の構成によれば、非発光領域を有さない場合に比べ、素子寿命を長寿命化できる。

第３態様の構成によれば、本構成を有していない場合に比べ、素子寿命を長寿命化できる。

第４態様の構成によれば、本構成を有していない場合に比べ、素子寿命を長寿命化できる。

第５態様の構成によれば、本構成を有していない場合に比べ、素子寿命を長寿命化できる。

第６態様の構成によれば、本構成を有していない場合に比べ、素子寿命を長寿命化できる。

第７態様の構成によれば、本構成を有していない場合に比べ、素子寿命を長寿命化できる。

第８態様の構成によれば、本構成を有していない場合に比べ、露光ヘッドの寿命を長寿命化できる。

第９態様の構成によれば、本構成を有していない場合に比べ、画像形成装置の寿命を長寿命化できる。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。図２は、本実施形態に係る露光ヘッドの構成を示す概略図である。図３は、本実施形態に係る露光ヘッドからの発光光が感光体ドラムに結像される状態を模式的に示した模式図である。図４は、本実施形態に係る露光ヘッドの構成を示す概略平面図である。図５は、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の構成を示す概略断面図である。図６は、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の構成を示す概略平面図である。図７は、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の構成の変形例を示す概略断面図である。図８は、発光領域の中心位置を説明するための説明図である。図９は、発光領域の中心位置を説明するための説明図である。図１０は、非発光領域を形成する形成方法の評価を示す表である。図１１は、トップエミッション型の有機ＥＬ素子と比較例の有機ＥＬ素子の発熱プロファイルを示す概略図である。図１２は、トップエミッション型の有機ＥＬ素子と比較例の有機ＥＬ素子の発光輝度・光量の経時的な変化を示すグラフである。図１３は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子の構成を示す概略断面図である。図１４は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子の構成の変形例を示す概略断面図である。図１５は、有機ＥＬ素子を表示装置に適用した例を示す概略図である。

以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
（本実施形態に係る画像形成装置の構成）
まず、本実施形態に係る画像形成装置の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。

画像形成装置１０は、用紙等の記録媒体Ｐが収容される記録媒体収容部１２と、記録媒体Ｐにトナー画像を形成する画像形成部１４と、記録媒体収容部１２から画像形成部１４へ記録媒体Ｐを搬送する搬送部１６と、画像形成部１４によって形成されたトナー画像を記録媒体Ｐに定着させる定着装置１８と、定着装置１８によってトナー画像が定着された記録媒体Ｐが排出される記録媒体排出部（図示省略）と、を備えている。

画像形成部１４は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像が形成される画像形成ユニット２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ、２２Ｋと、画像形成ユニット２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ、２２Ｋで形成されたトナー画像が転写される中間転写体の一例としての中間転写ベルト２４と、画像形成ユニット２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ、２２Ｋで形成されたトナー画像を中間転写ベルト２４に転写する一次転写部材の一例としての一次転写ロール２６と、中間転写ベルト２４に転写されたトナー画像を記録媒体Ｐに転写する二次転写部材の一例としての二次転写ロール２８と、を備えている。

画像形成ユニット２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ、２２Ｋは、表面に静電潜像が形成される像保持体として、一方向（図１において時計回り方向）へ回転する感光体ドラム３０をそれぞれ有している。

各感光体ドラム３０の周囲には、感光体ドラム３０の回転方向上流側から順に、感光体ドラム３０の表面を帯電させる帯電装置３２と、帯電した感光体ドラム３０の表面を露光して感光体ドラム３０の表面に静電潜像を形成する露光装置としての露光ヘッド３４と、感光体ドラム３０の表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置３６と、トナー画像が中間転写ベルト２４に転写された後の感光体ドラム３０の表面に残留しているトナーを除去する除去装置４０と、が設けられている。

中間転写ベルト２４は、二次転写ロール２８に対向する対向ロール４２、駆動ロール４４及び支持ロール４６によって支持され、感光体ドラム３０と接触しながら一方向（図１において反時計回り方向）へ循環移動するようになっている。

一次転写ロール２６は、中間転写ベルト２４を挟んで、感光体ドラム３０に対向している。一次転写ロール２６と感光体ドラム３０との間には、感光体ドラム３０上のトナー画像が中間転写ベルト２４に一次転写される一次転写位置が形成される。この一次転写位置において、一次転写ロール２６が感光体ドラム３０の表面のトナー画像を圧接力と静電力により中間転写ベルト２４に転写するようになっている。

二次転写ロール２８は、中間転写ベルト２４を挟んで対向ロール４２と対向している。二次転写ロール２８と対向ロール４２との間には、中間転写ベルト２４上のトナー画像が記録媒体Ｐに二次転写される二次転写位置が形成される。

搬送部１６は、記録媒体収容部１２に収容された記録媒体Ｐを送り出す送出ロール５０と、送出ロール５０によって送り出された記録媒体Ｐを二次転写位置へ挟持搬送する搬送ロール対５２と、を備えている。

定着装置１８は、二次転写位置より搬送方向下流側に配置されており、二次転写位置で転写されたトナー画像を記録媒体Ｐへ定着させる。

二次転写位置より搬送方向下流側であって、定着装置１８よりも搬送方向上流側には、定着装置１８に記録媒体Ｐを搬送する搬送部材の一例としての搬送ベルト５４が配置されている。

以上の構成により、本実施形態に係る画像形成装置１０では、まず記録媒体収容部１２から送り出された記録媒体Ｐが、搬送ロール対５２によって二次転写位置へ送り込まれる。

一方、中間転写ベルト２４には、画像形成ユニット２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ、２２Ｋで形成された各色のトナー画像が重ねられて、カラー画像が形成される。二次転写位置へ送り込まれた記録媒体Ｐは、中間転写ベルト２４上に形成されたカラー画像が転写される。

トナー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置１８へ搬送され、転写されたトナー画像が定着装置１８により定着される。トナー画像が定着された記録媒体Ｐは、記録媒体排出部（図示省略）へ排出される。以上のように、一連の画像形成動作が行われる。

なお、画像形成装置の構成としては、上記の構成に限られず、例えば、中間転写体を有さない直接転写型の画像形成装置でもよく、種々の構成とすることが可能である。

（露光ヘッドの構成）
次に、露光ヘッドの構成を説明する。図２、図３及び図４は、本実施形態に係る露光ヘッドの構成を示す概略図である。

各露光ヘッド３４は、図２及び図３に示すように、主走査方向Ｘに長尺状に形成された基板６０と、発光素子アレイの一例としての有機ＥＬ（エレクトロルミネッセント）素子アレイ６２と、有機ＥＬ素子アレイ６２により生成された光を集光し、被照射面たる感光体ドラム３０の表面に結像する結像素子アレイの一例としてのセルフォックレンズアレイ６４と、を備えている
基板６０は、絶縁性を有する基板で形成され、例えば、ガラス基板や樹脂基板で構成されている。

有機ＥＬ素子アレイ６２は、発光素子の一例としての有機ＥＬ素子７０を有している。有機ＥＬ素子７０は、画素数（ドット数）に応じて、図４に示すように、基板６０に主走査方向Ｘへ沿って複数配列されている。

有機ＥＬ素子７０は、後述の陰極７３及び陽極７１が、図４に示すように、それぞれ帯状に形成されており、陰極７３及び陽極７１が重なる交差部に素子部Ｋ（後述の発光領域Ｒと非発光領域Ｈとからなる）が形成される。陽極７１は素子部Ｋ毎に分割されており、素子部Ｋに流れる電流は個別に制御される。陰極７３は全ての素子部Ｋに対して共通に形成されている。

また、基板６０には、有機ＥＬ素子７０を駆動する駆動回路の一例としてのドライバＩＣ６６が複数設けられている。ドライバＩＣ６６は、複数の有機ＥＬ素子７０を個別に駆動するようになっている。

セルフォックレンズアレイ６４は、結像素子の一例としてのロッドレンズ６４Ａが複数配列されて構成されており、複数の有機ＥＬ素子７０の光射出側に配置されている。

セルフォックレンズアレイ６４では、１ドットに対して複数のロッドレンズ６４Ａで正立等倍結像するように、各ロッドレンズ６４Ａが２次元状に配列されている。従って、各有機ＥＬ素子７０からの発光光は、対応する複数のセルフォックレンズアレイ６４を介して感光体ドラム３０の表面に結像される。このように、有機ＥＬ素子７０からの発光光によって、感光体ドラム３０が露光されて潜像が形成される。

なお、有機ＥＬ素子７０に組み合わせる光学レンズとしては、セルフォックレンズアレイ６４に限られず、シリンドリカルレンズを組み合わせても良い。また、個々の有機ＥＬ素子７０上にマイクロレンズを接合しても良い。

（有機ＥＬ素子７０の構成）
次に、有機ＥＬ素子７０の構成を説明する。

有機ＥＬ素子７０の構成としては、後述の発光層７２から発生する光を基板６０側から取り出すボトムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａと、後述の発光層７２から発生する光を基板６０とは反対側から取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ｂとがある。なお、図５（Ａ）・図７（Ｂ）・図１３（Ａ）・図１４（Ｂ）に示される「非発光領域Ｈとして、発光層７２が形成されていない構成」は、参考例として説明するものである。

以下に、トップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａと、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ｂとの構成について説明する。

なお、発光素子としては、有機ＥＬ素子に限られず、無機物を用いた無機ＥＬ素子であってもよい。

（トップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａ）
まず、トップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａについて説明する。図５（Ａ）及び図６（Ａ）は、トップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａの構成を示す概略図である。

有機ＥＬ素子７０Ａは、図５（Ａ）に示すように、陽極７１と、陽極７１と対をなす陰極７３と、陽極７１と陰極７３との間に配置された発光層７２と、反射層７４と、封止層７５とを備えている。

陽極７１、陰極７３、発光層７２、反射層７４及び封止層７５は、反射層７４、陽極７１、発光層７２、陰極７３、封止層７５の順で、基板６０に積層されている。

反射層７４は、基板６０表面に形成されている。反射層７４は、発光層７２からの光を発光層７２側に反射する。反射層７４には、例えば、Al、Ag、Mo、W、Ni、Crなどが用いられている。なお、反射層７４の材料としては、上記に限られるものではない。また、反射層７４の厚さは、例えば、150ｎｍとされる。なお、反射層７４の厚さは、これに限られるものではない。

陽極７１は、反射層７４上に形成されている。陽極７１には、例えば、SnO₂、In₂O₃、ITO、IZO:Alなどの導電性金属酸化物が用いられる。なお、陽極７１の材料は、上記に限られるものではない。また、陽極７１の厚さは、例えば、100ｎｍとされる。なお、陽極７１の厚さは、これに限られるものではない。また、陽極７１と発光層７２との間には、正孔注入効率を高めるための正孔注入層を配置しても良い。

発光層７２には、陰極７３と陽極７１との間に電圧が印加されることにより、陰極７３側から電子が注入され、陽極７１側から正孔が注入される。この正孔と電子とが発光層７２で結合することにより、発光層７２が発光する。

発光層７２としては、キレート型有機金属錯体、多核又は縮合芳香環化合物、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサチアゾール誘導体、又はオキサジアゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又はポリアセチレン誘導体等が挙げられる。なお、発光層７２の材料としては、上記に限られるものでない。また、発光層７２の厚さは、例えば、50ｎｍとされる。なお、発光層７２の厚さは、これに限られるものではない。

陰極７３は、光を透過する透過性を有しており、発光層７２から発生する光を基板６０とは反対側から取り出すことを許容する。陰極７３は、波長400〜900nmの光に対して好ましくは50%以上、より好ましくは80%以上の透過率を有することが望ましい。

陰極７３は、例えば、２層で形成されている。発光層７２側に配置された層には、例えば、Caが用いられ、発光層７２とは反対側に配置された層には、例えば、Alが用いられる。また、発光層７２側に配置された層の厚さは、例えば、20ｎｍとされ、発光層７２とは反対側に配置された層の厚さは、例えば、数十ｎｍとされる。なお、これら２層の厚さは、これに限られるものではない。

また、陰極７３は一層で構成されていてもよい。また、陰極７３の材料は、上記の限られるものではなく、例えば、SnO₂、In₂O₃、ITO、IZO:Alなどの導電性金属酸化物を用いてもよい。また、１層の場合の厚さは、例えば、30ｎｍとされる。なお、この厚さに限られるものではない。また、陰極７３と発光層７２との間には、電子注入効率を高めるための電子注入層を配置しても良い。

ここで、本実施形態では、図６（Ａ）に示すように、平面視において、発光層７２の中心部に非発光領域Ｈが形成されている。

非発光領域Ｈとは、発光層７２が発光しない平面視における領域をいい、その領域において、少なくとも、陽極７１、陰極７３のいずれか１つが形成されておらず、発光層７２が発光しない領域をいう。

本実施形態では、図６（Ａ）に示すように、非発光領域Ｈとして、反射層７４、陽極７１、発光層７２及び陰極７３が形成されていない構成とされている。この構成では、反射層７４、陽極７１、発光層７２及び陰極７３が形成されていない領域に形成される空洞部には、封止層７５が形成されている。

なお、図５（Ｂ）に示すように、非発光領域Ｈとして、反射層７４、陽極７１が形成されていない構成としても良い。この構成では、反射層７４、陽極７１が形成されていない領域に形成される空洞部には、充填材７７が充填されている。
図７（Ａ）に示すように、非発光領域Ｈとして、陰極７３が形成されていない構成としても良い。この構成では、陰極７３が形成されていない領域に形成される空洞部には、封止層７５が充填されている。

図７（Ｂ）に示すように、非発光領域Ｈとして、発光層７２が形成されていない構成としても良い。この構成では、発光層７２が形成されていない領域に形成される空洞部には、充填材７７が充填されている。

空洞部に充填される充填材７７としては、樹脂、セラミックス、アルミナなどの金属酸化物や、カーボンナノチューブなどであってもよい。なお、充填材７７として、すくなくとも発光層７２よりも熱伝導性が良いものを用いることにより、発光層７２で発生する熱の熱放射性がよくなる。

非発光領域Ｈが形成される発光層７２の中心部とは、発光層７２の中心位置を含む一部領域である。また、発光層７２の任意の形状に対し、その重心位置をその形状の中心位置とする。

三角形の重心位置Ｇは、図８（Ａ）に示すように、３中線の交点又は中央の底辺から１／３の高さである。平行四辺形（長方形・正方形を含む）の重心位置Ｇは、図８（Ｂ）に示すように、対角線の交点である。台形の重心位置Ｇは、図８（Ｃ）に示すように、台形を２つの三角形（三角形ＡＣＢ・三角形ＡＤＣ）に分け、その重心を結ぶ直線ＥＦとＡＤ、ＢＣの中点を結ぶ直線ＭＮとの交点である。

円及び楕円の重心位置Ｇは、図９（Ａ）に示すように、その円又は楕円に外接する正方形又は長方形の重心位置である。また、図９（Ｂ）に示すような半円筒形のように、対象形状の外に重心がある場合は、以下のように、非発光領域Ｈを配置する。すなわち、対象部材の概略中心を通るような中心線を中心部として規定し、この中心線に一致するように非発光領域Ｈを配置する。非発光領域Ｈの幅は、対象部材の幅方向に略１／２以下になるように設定される。

上記のように、非発光領域Ｈを発光層７２の中心部に配置するのは、発熱分布を解析した結果、中心部が、発熱量が最も大きい絶頂部（ピーク）に相当するためである。

従って、非発光領域Ｈを発光層７２の中心部に配置するという思想ではなく、発熱量が最も大きい絶頂部に配置する構成をとってもよい。この場合においては、発光層７２の発熱量を測定して、発熱量が最も大きい絶頂部を特定し、その絶頂部を含む領域であって、平面視における発光層７２の一部領域に、非発光領域Ｈを配置するようにしても良い。

素子部Ｋの形状は、種々の形状とすることが可能であり、図６（Ｂ）に示すように、円形状としても良く、図６（Ｃ）に示すように、馬蹄形状としてもよい。

また、非発光領域Ｈは、図６（Ｄ）に示すように、全周囲が周縁部で囲まれた領域でなくてもよく、発光層７２の外縁に達する領域）であってもよい。

平面視における素子部Ｋの面積（発光領域Ｒと非発光領域Ｈとを合算した面積）Ｓ１とし、非発光領域Ｈの面積をＳ２としたとき、Ｓ２／Ｓ１＝１．１以上４００以下であることが好ましく、さらに２以上２５以下であることが好ましい。

なお、素子の幅Wは、露光ヘッド３４の解像度によるが600dpi時で、20um程度、1200dpi時で10um程度である。

（トップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａの製造方法）
次に、トップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａの製造方法の一例について説明する。トップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａの製造方法は、下記に限られず、種々の方法を用いることが可能である。

まず、基板６０上に、反射層７４としてのAl膜を蒸着（スパッタ）により形成し、その形成されたAl膜をフォトリソエッチングによりパターニングする。

次に、陽極７１としてのITOをスパッタにより形成し、その形成されたAl膜をフォトリソエッチングによりパターニングする。

次に、高電圧をかけスプレーを引き起こして発光層７２を形成する(ESD:エレクトロスプレーデポジション法)。

次に、陰極７３としてのITOをスパッタリングにより形成し、最後に封止層７５を形成する。

なお、非発光領域Ｈを形成するために、レーザアブレーションやエッチングを用いてもよい。エッチングには、予め定められたパターンをフォリソグラフィにて形成してから、これをマスクとしてエッチングを行うフォリソグエッチング、あるいはメタルマスクにて直接エッチングする方法があり、どちらでも構わない。

具体的には、レーザアブレーションを用いて反射層７４、陽極７１、発光層７２及び陰極７３をくり抜いて空洞部を形成する。

また、反射層７４としてのAl膜、陽極７１としてのITOをエッチングによるパターニングをした後、ESD法により、発光層７２を形成する。

また、図５（Ｂ）に示す構成では、反射層７４としてのAl膜、陽極７１としてのITOをパターニングした後、空洞部に金属酸化物を充填し、その後発光層７２をスピンコートなどで形成してもよい。

また、図７（Ａ）に示す構成では、陰極のみをエッチングにより、中心部を抜いて形成してもよい。

上記の４つの形成方法においては、図１０に示すように、製造プロセスの簡便性及び非発光領域の形成精度が評価される。

（トップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａの評価）
次に、トップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａの評価について説明する。

この評価では、トップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａと、非発光領域Ｈを有さない比較例の有機ＥＬ素子とを比較評価した。これらに対して、発熱プロファイル（発熱分布）と、発光輝度・光量の経時的な変化とを評価した。

この結果、比較例の有機ＥＬ素子は、図１１の点線で示すように、その中心部を頂点とする急峻なプロファイルを形成するのに対して、有機ＥＬ素子７０Ａは、図１１の実線で示すように、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、フラットな平均化されたプロファイルを形成する。

また、比較例の有機ＥＬ素子は、図１２の点線で示すように、時間経過とともに、光量及び発光輝度が急激に低下するのに対して、有機ＥＬ素子７０Ａは、図１２の実線で示すように、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、光量及び発光輝度の低下が遅くなる。

以上のことから、有機ＥＬ素子７０Ａによれば、素子の劣化特性を素子面内で均一化することがわかった。

（ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ｂの構成）
次に、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ｂの構成を説明する。図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）に示すように、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ｂの構成を示す概略図である。

有機ＥＬ素子７０Ｂは、図１３（Ａ）に示すように、有機ＥＬ素子７０Ａと同様に、陽極７１と、陽極７１と対をなす陰極７３と、陽極７１と陰極７３との間に配置された発光層７２と、反射層７４と、封止層７５とを備えている。

陽極７１、陰極７３、発光層７２、反射層７４及び封止層７５は、陽極７１、発光層７２、陰極７３、反射層７４、封止層７５の順で、基板６０に積層されている。

発光層７２の構成は、有機ＥＬ素子７０Ａと同様であるので、省略する。

有機ＥＬ素子７０Ｂでは、発光層７２から発生した光を基板６０側から取り出すため、陰極７３は、光を透過する透過性を有している必要性はない。本実施形態では、陰極７３は、一層で構成されている。陰極７３は、例えば、Caで構成されている。陰極７３の厚さは、例えば、30ｎｍとされる。なお、陰極７３の厚さは、これに限られるものではない。

また、陰極７３は複数層で構成されていてもよい。また、陰極７３の材料は、上記の限られるものではなく、例えば、SnO₂、In₂O₃、ITO、IZO:Alなどの導電性金属酸化物を用いてもよい。また、陰極７３と発光層７２との間には、電子注入効率を高めるための電子注入層を配置しても良い。

反射層７４は、陰極７３表面に形成されている。反射層７４は、発光層７２からの光を発光層７２側に反射する。反射層７４には、例えば、Al、Ag、Mo、W、Ni、Crなどが用いられている。なお、反射層７４の材料としては、上記に限られるものではない。また、反射層７４の厚さは、例えば、150ｎｍとされる。なお、反射層７４の厚さは、これに限られるものではない。

陽極７１は、基板６０上に形成されている。陽極７１には、例えば、SnO₂、In₂O₃、ITO、IZO:Alなどの導電性金属酸化物が用いられる。なお、陽極７１の材料は、上記に限られるものではない。また、陽極７１の厚さは、例えば、100ｎｍとされる。なお、陽極７１の厚さは、これに限られるものではない。また、陽極７１と発光層７２との間には、正孔注入効率を高めるための正孔注入層を配置しても良い。

なお、図１３（Ｂ）に示すように、非発光領域Ｈとして、陽極７１が形成されていない構成としても良い。この構成では、陽極７１が形成されていない領域に形成される空洞部には、充填材７７が充填されている。
図１４（Ａ）に示すように、非発光領域Ｈとして、反射層７４及び陰極７３が形成されていない構成としても良い。この構成では、反射層７４及び陰極７３が形成されていない領域に形成される空洞部には、封止層７５が充填されている。

図１４（Ｂ）に示すように、非発光領域Ｈとして、発光層７２が形成されていない構成としても良い。この構成では、発光層７２が形成されていない領域に形成される空洞部には、充填材７７が充填されている。

（ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ｂの製造方法）
次に、トップエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ｂの製造方法の一例について説明する。ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ｂの製造方法は、下記に限られず、種々の方法を用いることが可能である。

まず、ガラス基板６０上に、陽極７１としてのITOをスパッタにより形成し、その形成されたAl膜をフォトリソエッチングによりパターニングする。

次に、陰極７３としてのITOをスパッタリングにより形成する。

次に、反射層７４としてのAl膜を蒸着（スパッタ）により形成し、その形成されたAl膜をフォトリソエッチングによりパターニングする。最後に封止層７５を形成する。

また、陽極７１としてのITOをエッチングによるパターニングした後、ESD法により、発光層７２を形成する。

また、図１３（Ｂ）に示す構成では、陽極７１としてのITOをパターニングした後、空洞部に金属酸化物を充填し、その後発光層７２をスピンコートなどで形成してもよい。

また、図１４（Ａ）に示す構成では、反射層７４及び陰極をエッチングにより、中心部を抜いて形成してもよい。

（ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ｂの評価）
次に、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ｂの評価について説明する。

この評価では、トップムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａの場合と同様に、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ｂと、非発光領域Ｈを有さない比較例の有機ＥＬ素子とを比較評価した。これらに対して、発熱プロファイル（発熱分布）と、発光輝度・光量の経時的な変化とを評価した。

この結果は、トップムエミッション型の有機ＥＬ素子７０Ａの場合と同様であり、比較例の有機ＥＬ素子は、図１１の点線で示すように、その中心部を頂点とする急峻なプロファイルを形成するのに対して、有機ＥＬ素子７０Ｂは、図１１の実線で示すように、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、フラットな平均化されたプロファイルを形成する。

また、比較例の有機ＥＬ素子は、図１２の点線で示すように、時間経過とともに、光量及び発光輝度が急激に低下するのに対して、有機ＥＬ素子７０Ｂは、図１２の実線で示すように、比較例の有機ＥＬ素子に比べ、光量及び発光輝度の低下が遅くなる。

以上のことから、有機ＥＬ素子７０Ｂによれば、素子の劣化特性を素子面内で均一化することがわかった。

本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。例えば、発光部の別の構成として、陰極/電子輸送層/電子注入層/発光層/正孔注入層/正孔輸送層/陽極の層構造とってもよく、これらの種々の層の組合せにて発光部を形成しても構わない。また、図１５に示すように、有機ＥＬ素子７０を２次元状に配置して表示装置８０を構成してもよい。

１０画像形成装置
３４露光ヘッド
６４Ａロッドレンズ
７０有機ＥＬ素子
７１陽極
７２発光層
７３陰極
Ｈ非発光領域

Claims

陽極と、
前記陽極と対をなす陰極と、
前記陰極と前記陽極との間に配置され、前記陰極と前記陽極との間に電圧が印加されることにより発光する発光層と、
前記発光層の平面視における中心部に形成され、前記陰極及び前記陽極の少なくとも一方が非形成とされて前記電圧が印加されないことで前記発光層が発光しない非発光領域と、
前記陰極及び前記陽極の少なくとも一方が非形成とされることで形成された空洞部に充填され、前記発光層よりも熱伝導性がよい充填材と、
を備える発光素子。
前記充填材は、金属酸化物で構成されている請求項１に記載の発光素子。
前記発光層は、有機ＥＬにより発光する請求項１又は２に記載の発光素子。
基板と、
前記基板に設けられ、前記発光層で発生した光が前記基板側から出射される請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子と、
前記基板側から出射された光を集光し、被照射面に結像する結像素子と、
を備え、
前記基板と前記発光素子との間には、前記発光層で発生した光が屈折される光学素子を有さない露光ヘッド。
基板と、
前記基板に設けられ、前記発光層で発生した光が前記基板とは反対側から出射される請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子と、
前記反対側から出射された光を集光し、被照射面に結像する結像素子と、
前記発光素子に対する前記基板とは反対側に設けられた封止層と、
を備え、
前記封止層と前記発光素子との間には、前記発光層で発生した光が屈折される光学素子を有さない露光ヘッド。
潜像を保持する潜像保持体と、
前記潜像保持体に光を照射して潜像を形成する請求項４又は５に記載の露光ヘッドと、
前記露光ヘッドによって形成された潜像を現像する現像装置と、
を備える画像形成装置。