JP5217859B2 - 発光装置、発光装置の製造方法及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ（electroluminescence）素子を用いた発光装置、発光装置の製造方法及び画像形成装置に関する。

一般に、有機ＥＬ素子は、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、表示装置として用いられる場合に限らず、例えば特許文献１に開示されているように、有機ＥＬ素子を露光部として利用した画像形成装置としても用いられている。

また、特許文献１では、予め発光素子の補正用のデータをメモリに記憶させておき、その補正データをもとに計測された発光強度を補正する構成が開示されている。

特開平１１−１３８８９０号公報

ところで、有機ＥＬ素子（発光素子）は経時変化に伴い特性が変化するが、特許文献１に開示された構成では、この経時変化に伴う特性の変化が考慮されていないため、長期間有機ＥＬ素子を発光させた場合、有機ＥＬ素子の明るさが変化するという問題がある。このように明るさが変化すると、画像形成装置は高い画質を維持することが難しくなるという問題がある。

そこで、経時変化に伴う有機ＥＬ素子の光を良好にセンシングすることで特性の変化に対応し、良好な画質を維持することが可能な発光装置、発光装置の製造方法及び画像形成装置が求められている。

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素子から発せられる光を良好にセンシング可能な発光装置、発光装置の製造方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る発光装置は、
基板と、
第１の電極と、前記第１の電極上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第２の電極と、を備え、前記基板の一方の面上に形成され、光を発光して前記基板側に出射する発光素子と、
前記基板の前記一方の面上に形成された受光素子と、
前記受光素子を覆うとともに前記基板の前記一方の面上に形成された反射集光部と、を備え、
前記反射集光部は、前記発光素子が発光する前記光の内、少なくとも一部の波長の光に対して透光性を有する絶縁性材料を含むとともに前記受光素子を覆う集光部と、
前記絶縁性材料が透光性を有する前記少なくとも一部の波長の光に対して反射性を有する反射性材料を含むとともに前記集光部を覆う反射膜と、を有し、
前記集光部は、前記基板の前記一方の面に対する垂直方向の断面形状が、前記一方の面から離れるほど幅が狭い台形状に形成され、
前記反射膜は、前記第２の電極と同じ材料で該第２の電極と一体に形成され、
前記基板の屈折率をｎ_g、前記基板の他方の面に接する物質の屈折率をｎ₀、前記基板の厚みをｔ_gとし、
θ_c＝arcsin(ｎ₀/ｎ_g)とした際、
前記受光素子が前記発光素子から離間する距離Ｌは、
Ｌ≧２・ｔ_g・tanθ_c
を満たすことを特徴とする。

前記基板の前記受光素子が形成された面に対向する面上に形成された散乱部を更に備えてもよい。

前記散乱部を覆うように設けられた遮光膜を更に備えてもよい。

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は、
第１の観点に係る発光装置を露光部として用いたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る発光装置の製造方法は、
基板上に第１の電極と、前記第１の電極上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第２の電極と、を備え、光を発光して前記基板側に出射する発光素子を形成する発光素子形成工程と、
前記基板上に受光素子を形成する受光素子形成工程と、
前記基板上に、前記受光素子を覆う反射集光部を形成する反射集光部形成工程と、を備え、
前記反射集光部形成工程は、前記発光素子が発光する前記光の内、少なくとも一部の波長の光に対して透光性を有する絶縁性材料を含むとともに前記受光素子を覆う集光部を形成する集光部形成工程と、
前記絶縁性材料が透光性を有する前記少なくとも一部の波長の光に対して反射性を有する反射性材料を用いて前記集光部を覆う反射膜を形成する反射膜形成工程と、を有し、
前記集光部形成工程では、前記集光部の前記基板の前記一方の面に対する垂直方向の断面形状を、前記一方の面から離れるほど幅が狭い台形状に形成し、
前記反射膜形成工程では、前記反射膜を、前記第２の電極と同じ材料で、該第２の電極と同時に形成し、
前記受光素子形成工程では、
前記基板の屈折率をｎ_g、大気の屈折率をｎ₀、前記基板の厚みをｔ_gとし、
θ_c＝arcsin(ｎ₀/ｎ_g)とした際、
前記受光素子が前記発光素子から離間する距離Ｌを、
Ｌ≧２・ｔ_g・tanθ_c
を満たすように形成することを特徴とする。

前記基板の前記受光素子が形成された面に対向する面上に、散乱部を形成する散乱部形成工程を更に備えてもよい。

前記散乱部を覆うように遮光膜を形成する工程を更に備えてもよい。

本発明によれば、発光素子から発せられた光の経路から受光素子を配置することにより、有機ＥＬ素子から発せられる光を良好にセンシング可能な発光装置、発光装置の製造方法及び画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る発光装置、発光装置の製造方法及び画像形成装置について図を用いて説明する。本実施形態では、露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。

（実施形態１）
実施形態１に係る発光装置、発光装置の製造方法及び画像形成装置について図を用いて説明する。

図１は実施形態１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は画像形成装置の露光部２０の構成例を示す図である。図３は、露光部２０の表示パネル（発光装置）２１を示すブロック図であり、図４は等価回路図である。図５は、タイミングチャートである。また、図６は表示パネル２１の平面図であり、図７は、図６に示すVII−VII線断面図である。

画像形成装置１０は、露光部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１１を帯電させる帯電部１２と、露光部２０と、感光体１１にトナー画像を形成する現像部１３と、感光体１１に形成されたトナー画像を転写紙１９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。

帯電部１２は、感光体１１を帯電させる。
露光部２０は、形成する画像に対応する発光パターンで露光部中の画素を発光させ、感光体１１を露光する。これにより、感光体１１上に、静電気によって画像が形成される。

現像部１３は、感光体１１上にトナーを供給する。感光体１１上は静電気によって、画像が形成されており、トナーが感光体１１に吸着することにより、この静電気による画像に対応するトナー画像を形成する。

転写部１４は、感光体１１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。

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を除電する。

本実施形態の露光部２０は、図２に示すように、表示パネル２１と、表示パネル２１を保持するハウジング２２と、蓋部２３と、ロッドレンズ２４と、を備える。

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、表示パネル２１が設置される窪み部２２ａと、ロッドレンズ２４が設置される窪み部２２ｂと、蓋部２３が設置される窪み部２２ｃと、を備え、表示パネル２１とロッドレンズ２４と蓋部２３とを保持する。また、ロッドレンズ２４は感光体１１と対向する部分に設置されており、表示部１１の画素から発せられた光を、感光体１１へと導く。

表示パネル２１は、図３及び図７に示すように、画素基板４１と、画素基板４１上にマトリクス状に配置された有機ＥＬ素子（画素）３０と、画素３０を封止する封止基板４２と、ヘッドコントローラ２５と、データドライバ２６と、セレクトドライバ２７と、を備える。ヘッドコントローラ２５には、画像データ、制御信号等が入力される。データドライバ２６は、データ配線にデータ信号を供給するドライバであり、セレクトドライバ２７は、各配線にセレクト信号、Ｒｆｓｈ信号、等を供給するドライバである。なお、図３では８×６の画素３０が配置される場合を例に挙げて説明しているが、画素３０は任意の数だけ配置させることが可能である。

また、表示パネル２１は図４に示すように画素３０を点灯させる点灯回路ＥＣと、光センサ回路ＳＣと、を備える。本実施形態では、光センサ回路ＳＣによって画素３０から発せられる光を捉え、発光量を初期光量と比較し、光量の補正を行う。ここで、本実施形態に係る補正制御を行う際の動作手順について説明する。本実施形態では、補正制御として、各有機ＥＬ素子（画素）３０の発光量を補正する場合においては、初期状態において、トランジスタ（光センサＴＦＴ）３５により検出された各有機ＥＬ素子３０の、所定の階調（例えば最高階調）における発光量（初期光量）と、所定時間経過後の時点において、光センサＴＦＴ３５により検出された発光量とを比較して、両者の差が０に近づくように各有機ＥＬ素子３０の発光量を制御するように構成される。この場合、有機ＥＬ素子３０の発光量と有機ＥＬ素子３０に供給する駆動電流の値とを対応付けた補正テーブルを用いて、所定の階調における発光量を、初期状態における発光量に近づけるように、駆動電流の値を制御する。なお、点灯回路ＥＣを示す図４では、図示の都合上、行方向に接続された３つの画素分の点灯回路ＥＣに対して一つの光センサ回路ＳＣを示しているが、本実施形態では図６に示すように３つより多くの画素に対して一つの光センサＴＦＴ３５が設置されている。また、光センサ回路ＳＣは画素ごとに設けてもよく、個別の画素３０の光をセンシング可能であれば、複数の画素、例えば数千の画素３０に対して一つの光センサ回路ＳＣを設けてもよい。

点灯回路ＥＣは、２ＴＦＴ定電圧書き込みのアクティブ駆動方式に従って構成されたものであり、有機ＥＬ素子３０と、トランジスタ３１，３３と、保持キャパシタ３２と、を備える。光センサ回路ＳＣは、トランジスタ３５（光センサＴＦＴ）と、トランジスタ３６と、暗電流保持キャパシタ３７と、読み出しトランジスタ３８と、によって構成される。

トランジスタ３１，３３，３５，３６、及び読み出しトランジスタ３８は、ｎチャンネル型のＦＥＴ（Field Effect Transistor；電界効果トランジスタ）によって構成されたＴＦＴであり、例えば、アモルファスシリコンＴＦＴによって構成されている。

トランジスタ３３は、それぞれ、電流値を制御しつつ、有機ＥＬ素子３０に電流を供給するトランジスタである。トランジスタ３３のドレインは、電源線（アノードライン）Ｌa(j)に接続され、ソースは有機ＥＬ素子３０のアノードに接続される。そして、トランジスタ３３は、ゲート−ソース間電圧（以後、「ゲート電圧」と記す。）Ｖgsに対応する電流値の電流を有機ＥＬ素子３０に供給する。

トランジスタ３１は、トランジスタ３３をオン、オフするスイッチトランジスタであり、トランジスタ３３のゲートに電圧信号Ｖdata(n)を印加するためのトランジスタである。トランジスタ３１のドレインは、データラインＬdに接続され、ソースは、トランジスタ３３のゲートに接続され、ゲートは、セレクトラインＬs(m)に接続される。トランジスタ３１は、セレクトラインＬs(m)にＨｉレベルの信号Ｖsel(m)が出力されてオンし、Ｌｏレベルの信号Ｖsel(m)が出力されてオフする。

保持キャパシタ３２は、トランジスタ３３のゲート電圧Ｖgsを保持する容量成分である。保持キャパシタ３２の一端は、トランジスタ３１のソースとトランジスタ３３のゲートとに接続され、他端はトランジスタ３３のソースと有機ＥＬ素子３０のアノードとに接続される。保持キャパシタ３２は、トランジスタ３１がオンして、データラインＬdに電圧信号Ｖdata(n)が出力されたとき、トランジスタ３３のゲート電圧Ｖgsで充電され、その電荷が蓄積される。トランジスタ３１がオフすると、保持キャパシタ３２は、トランジスタ３３のゲート電圧Ｖgsを保持する。

光センサ回路ＳＣは、トランジスタ３５，３６と、暗電流保持キャパシタ３７と、読み出しトランジスタ３８と、によって構成される。また、光センサ回路ＳＣのタイミングチャートを図５に示す。

暗電流保持キャパシタ３７は、電荷を蓄積するキャパシタであり、蓄積された電荷の量によって暗電流保持キャパシタ３７の充電電圧が決定される。

トランジスタ３６は、暗電流保持キャパシタ３７を充電する充電用トランジスタである。トランジスタ３６のゲートは、セレクトラインＬsに接続され、ソースは、暗電流保持キャパシタ３７の一端に接続され、ドレインには、電圧ＶＤＤが印加される。

トランジスタ３６は、ゲートにＨｉレベルの信号Ｖsel(m)が供給されてオンし、暗電流保持キャパシタ３７を電圧ＶＤＤで充電する。

トランジスタ（光センサＴＦＴ）３５は、有機ＥＬ素子３０から発せられる光をセンシングする。トランジスタ３５のドレインは、トランジスタ３６のソースと暗電流保持キャパシタ３７の一端とに接続され、ソースは、暗電流保持キャパシタ３７の他端に接続され、接地される。トランジスタ３５は、図５に示すタイミングチャートに示すように、ゲートにＨｉレベルのＲｆｓｈ信号が供給されてオンし、ＬｏレベルのＲｆｓｈ信号が供給されてオフする。ゲート部分に光が照射されると、トランジスタ３５のドレイン−ソース間には、チャネルが形成され、暗電流保持キャパシタ３７から、照射された光の量に対応する電流が流れる。トランジスタ３５は、このようにして、暗電流保持キャパシタ３７に蓄積された電荷を放電する。

読み出しトランジスタ３８は、読み出しＴＦＴである。読み出しトランジスタ３８のゲートは、暗電流保持キャパシタ３７の一端に接続され、ソースは、暗電流保持キャパシタ３７の他端に接続されて、接地される。そして、読み出しトランジスタ３８のドレインには、信号Ｓout(m)が供給される。

暗電流保持キャパシタ３７の充電電圧をゲート電圧Ｖgsとして、読み出しトランジスタ３８のドレイン−ソース間には、このゲート電圧Ｖgsに対応する電流値のドレイン電流が流れる。

次に、表示パネル２１における、電圧信号Ｖdataの書き込み、有機ＥＬ素子３０の発光動作を説明する。

（書き込み動作）
有機ＥＬ素子３０のカソードは、接地（０Ｖ）される。書き込み動作時、電源線Ｌa(j)には、０Ｖの電圧が印加される。

セレクトドライバは、ｍ行の選択期間において、セレクトラインＬs(m)にＨｉレベルの信号Ｖsel(m)を出力する。

セレクトラインＬs(m)にＨｉレベルの信号Ｖsel(m)が出力されると、トランジスタ３１がオンする。

データラインＬd(n-1)に電圧信号Ｖdata（正）が出力されると、トランジスタ３１のドレイン−ソースを経由して、トランジスタ３３のゲートに電流が供給され、トランジスタ３３のゲート−ソース間に、電圧信号Ｖdata(n-1)に対応するゲート電圧Ｖgsが印加される。

保持キャパシタ３２は、トランジスタ３３のゲート電圧Ｖgsで充電され、電荷が保持キャパシタ３２に蓄積される。

トランジスタ３３は導通状態となるものの、有機ＥＬ素子３０のカソードが接地され、電源線Ｌa(j)の電圧が０Ｖであるため、有機ＥＬ素子３０に電流は流れない。

ｍ行の選択期間が経過すると、セレクトドライバは、セレクトラインにＬｏレベルの信号Ｖsel(m)を出力し、非選択期間となる。

セレクトラインＬs（m）にＬｏレベルの信号Ｖsel(m)が出力されると、トランジスタ３１はオフし、保持キャパシタ３２は、トランジスタ３３のゲート電圧Ｖgsを保持する。

（発光動作）
発光動作時、電源線Ｌa(j)には、例えば、＋１５Ｖの電圧が印加される。トランジスタ３３は導通状態であり、電源線Ｌa(j)に＋１５Ｖの電圧が印加されると、有機ＥＬ素子３０のカソードが接地されているため、電源線Ｌa(j)からトランジスタ３３のドレインに電流が供給され、供給された電流は、ドレイン電流として、トランジスタ３３のドレイン−ソース間に流れる。

トランジスタ３３は、保持キャパシタ３２が保持しているゲート電圧Ｖgsでドレイン電流の電流値を制御し、このドレイン電流を有機ＥＬ素子３０に供給する。有機ＥＬ素子３０は、トランジスタ３３から供給された電流の電流値に対応する輝度で発光する。

有機ＥＬ素子３０、光センサＴＦＴ３５は、図６及び図７に示すよう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画素基板４１上に形成される。なお、図６及び図７では図示を省略しているが、有機ＥＬ素子３０を発光駆動するトランジスタ３１等も画素基板４１上に形成される。

有機ＥＬ素子からなる画素３０は、画素基板４１上には、マトリクス状に配置されている。各画素３０にはそれぞれ画素３０に接続された配線が形成される。画素基板４１上には、ゲートメタル層５１が形成されており、ゲートメタル層５１の画素３０のＥＬ層４５（有機ＥＬ素子の発光領域）に対応する領域には、略方形の開口５１ａが形成されている。有機ＥＬ素子３０から発せられた光は、この開口５１ａを介し、画素基板４１を通過し、画素基板４１外に導出される。また、図６及び図７に示すように画素電極４４は、電源供給線であるアノードラインＬａに接続されている。更にアノードラインＬａは、絶縁膜４３に設けられたコンタクト部５２を介してゲートメタル層５１に接続されている。また、詳細に後述するように画素基板４１の屈折率は、空気の屈折率より高いため、臨界角より大きい角度で入射する光は画素基板４１と大気との境界面で全反射を起こし、画素基板４１外には導出されない。本実施形態では、これを利用し、光センサＴＦＴ３５を所定距離だけ離間させることにより、全反射する光を良好に受光させることが可能である。

有機ＥＬ素子３０は、図６及び図７に示すように、画素基板４１と、絶縁膜４３と、画素電極４４と、ＥＬ層４５と、層間絶縁膜４６と、隔壁４７と、対向電極（カソード）４８と、ゲートメタル層５１と、アノードライン（電源供給線）Ｌａと、コンタクト部５２と、を備える。

封止基板４２は、例えばガラス、金属、プラスチック等からなる基板であり、画素基板４１と対向するように設置される。

絶縁膜４３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、画素基板４１上に形成される。絶縁膜４３には画素基板４１上に形成されたゲートメタル層と、絶縁膜４１上に形成されるソースドレイン層とのコンタクトを図るコンタクト部（図示せず）が形成される。

画素電極（アノード電極）４４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４４は隣接する他の画素３０の画素電極４４と層間絶縁膜４６によって絶縁されている。

ＥＬ層４５は、正孔注入層と、インターレイヤと、発光層と、が積層された層であり、画素電極４４上に形成される。正孔注入層は、発光層３７に正孔を供給する機能を有する。正孔注入層は正孔（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。インターレイヤは正孔注入層上に形成され、発光層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、発光層の発光効率を高めるために設けられている。発光層は、インターレイヤ上に形成される。発光層は、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。

層間絶縁膜４６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４４間に形成され、隣接する画素電極４４間を絶縁する。
隔壁４７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４６上に形成される。

対向電極（カソード電極）４８は、ＥＬ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層と、Ａｌ等の光反射性導電層を有する積層構造である。本実施形態では、対向電極４８は複数の画素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。

光センサＴＦＴ３５は、画素基板４１上に形成される。図７に示すように、光センサＴＦＴ３５は、半導体層１２１と、保護絶縁膜１２２と、ドレイン電極３５ｄと、ソース電極３５ｓと、オーミックコンタクト層１２３，１２４と、ゲート電極３５ｇと、を備える。ゲート電極３５ｇは、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３５ｄ、ソース電極３５ｓ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３５ｄ及びソース電極３５ｓと半導体層１２１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１２３，１２４が形成される。

光センサＴＦＴ３５は、図６に示すように複数の有機ＥＬ素子に対して、一つ形成されている。光センサＴＦＴ３５のチャネル幅は、複数の画素からの発光を捉えるために、画素の並んでいる主走査方向の幅程度に形成している。なお、光センサＴＦＴ３５は、有機ＥＬ素子３０の点灯回路を構成するトランジスタと同一の工程で形成することができる。

本実施形態では、下記に示すように光センサＴＦＴ３５を、有機ＥＬ素子３０から、所定距離を設定することにより、光センサＴＦＴ３５の受光効率を高めることが可能となる。

画素基板の屈折率をｎ_gとし、大気の屈折率をｎ₀としたとき、全反射を起こす臨界角θ_cは、下記の数式１で表される。

（数式１）
θ_c＝arcsin(ｎ₀/ｎ_g)

ここで、画素基板の厚みをｔ_ｇとすると、画素３０から発せられた光は、絶縁膜４３を伝搬し、開口５１ａを介して画素基板４１内へと伝搬される。画素基板４１内を伝搬し、臨界角θ_cより大きい角度で画素基板４１と大気との境界面に入射した光は境界面で全反射される。一方、臨界角より小さい角度で界面に入射した光線は、透過光と反射光とにわかれる。ここで、光線が臨界角θ_cで入射し、反射したと仮定すると、反射光が画素基板４１内で横方向に進む距離Ｌ_cは下記の数式２で表される。

（数式２）
Ｌ_c＝２・ｔ_g・tanθ_c

ここで、上述したように臨界角より大きい角度で界面に入射する光は、全て画素基板と大気の界面で全反射を起こすため画素基板４１外には出射されない。また、図８に示すように、臨界角θ_cより大きい角度θで入射した光の反射光は、tanθ＞tanθ_c（θ＞０，θ_c＞０）であるため、数式２に示すＬ_cより長く横方向に進む。このため、有機ＥＬ素子から発せられ、画素基板４１と大気との境界面で全反射する光は、少なくともＬ_c以上に離れた位置に到達するが、Ｌ_cより近い領域には到達しない。本実施形態では、下記の数式３に示すように光センサＴＦＴ３５を有機ＥＬ素子３０の中心部からＬ_c以上に離れた距離Ｌだけ離間させ設置することにより、全反射された光が届く領域に光センサＴＦＴ３５を設置し、有機ＥＬ素子３０から発せられる光を良好に検出することが可能となる。

（数式３）
Ｌ≧２・ｔ_g・tanθ_c

なお、画素基板４１がガラスから形成される場合、ｎ_gは、約１．６であり、大気の屈折率は１．０であるため、全反射角θ_cは、３８．７度である。更に、画素基板４１の厚みが０．７ｍｍの場合、Ｌ_cは、１．０ｍｍ程度となる。従って、このような条件下では、光センサＴＦＴ３５を、画素３０から１．０ｍｍ以上離間させる。

電子写真の露光画素のサイズ、例えば１２００dpiであれば、画素３０は２０μｍ程度の大きさに形成され、光センサＴＦＴ３５は、このような非常に微小なサイズから発せられる光を捕らえることとなる。このような画素発光を良好に受光するためには測定時間を長くするという方法もあるが、測定時間を長くすることは、本来の印刷ジョブを妨げることとなり好ましくない。しかし、本実施形態では、上述したように反射光を受光しやすい位置に光センサＴＦＴ３５を配置し、受光効率を高めることができるため、印刷ジョブを妨げることもない。

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９及び１０を用いて説明する。

まず、ガラス基板等からなる画素基板４１を用意する。次に、この画素基板４１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９（ａ）に示すようにトランジスタ３５のゲート電極３５ｄ、ゲートメタル層５１の形状にパターニングする。なお、この際データラインＬｄを同時に形成してもよい。続いて、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等によりゲート電極３５ｇ、ゲートメタル層４１上に絶縁膜４３を形成する。

次に絶縁膜４３上に、ＣＶＤ法等によりトランジスタ３５の半導体層１２１を形成する。更に半導体層１２１の上面に保護絶縁膜１２２、アモルファスシリコンにｎ型不純物が含まれたオーミックコンタクト層１２３，１２４を図９（ｂ）に示すように形成する。なお、図示は省略しているが、点灯回路ＥＣのトランジスタも同時に形成する。

ここで、光センサＴＦＴ３５の形成する位置を、上述した数式３を満たすように設定する。

次に、スパッタ法、真空蒸着法等により絶縁膜４３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４４を形成する。

続いて、絶縁膜４３に貫通孔であるコンタクト部５２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９（ｂ）に示すようにドレイン電極３５ｄ及びソース電極３５ｓ、アノードラインＬａを形成する。

続いて、図１０（ａ）に示すようにトランジスタ３５等を覆うようにシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜４６をＣＶＤ法等により形成する。次に、感光性ポリイミドを層間絶縁膜４６を覆うように塗布し、隔壁４７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１０（ａ）に示すように隔壁４７を形成する。

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画素電極４４上に選択的に塗布する。続いて、画素基板４１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。

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となる材料を含有する有機化合物含有液を正孔注入層上に塗布する。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。

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。
以上から、図１０（ａ）に示すようにＥＬ層４５が形成される。

ＥＬ層４５まで形成した画素基板４１に真空蒸着やスパッタリングで、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層構造の対向電極４８を形成する。

次に、複数の画素３０が形成された表示領域の外側において、画素基板４１上に紫外線硬化樹脂、又は熱硬化樹脂からなる封止樹脂４９を塗布し、画素基板４１と封止基板４２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画素基板４１と封止基板４２とを接合する。

このように、製造した表示パネル２１を、ハウジング２２の窪み部２２ａに設置し、更に蓋部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２４をハウジング２２の窪み部２２ｂに設置する。
以上から、露光部２０が製造される。

このようにして製造した露光部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１０が製造される。

本実施形態の製造方法によれば、上述した数式３に示すように光センサＴＦＴ３５を有機ＥＬ素子３０の中心部からＬ_c以上に離れた距離Ｌだけ離間させ設置することにより、全反射された光が届く領域に光センサＴＦＴ３５を設置し、有機ＥＬ素子３０から発せられる光を良好に検出することが可能な発光装置を製造することができる。

本実施形態では、特に光センサＴＦＴを、有機ＥＬ素子を発光させるためのＴＦＴと同時に形成することができるため、光センサＴＦＴを形成するための工程を特に増加させることがない。

（実施形態２）
実施形態２に係る画像形成装置を図を用いて説明する。本実施形態が実施形態１と異なるのは、光センサＴＦＴが絶縁性を有する膜に覆われており、更にこの膜上に反射性を有する膜が形成されている点にある。実施形態１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。

本実施形態の表示パネル２１を図１１に示す。図１１は、実施形態１の図７に対応する断面図である。

図１１に示すように、本実施形態では、光センサＴＦＴ３５は、反射集光部６１と、反射集光部６１上に形成された反射膜６２と、を備える点に特徴がある。

反射集光部６１は、絶縁性材料、例えばポリイミド等からなり、トランジスタ３５を覆うように形成されている。反射集光部６１上には、反射性材料、例えばアルミニウム等からなる、反射膜６２が形成される。

このような反射集光部６１と、反射膜６２とを備えることにより、図１１に示すように、有機ＥＬ素子３０から発せられた光を、光センサＴＦＴ３５の有機ＥＬ素子３０側から半導体層に入射させるだけでなく、従来光センサＴＦＴ３５を通過していく光も光センサＴＦＴ３５へと導くことができ、更に光センサＴＦＴ３５の受光効率を向上させることが可能となる。

なお、本実施形態では、有機ＥＬ素子３０の隔壁４７を形成する際に同時に形成することにより、製造工程を増加させることなく、反射集光部６１を形成することができる。同様に反射膜６２は有機ＥＬ素子３０の対向電極４８を形成する際に同時に形成することにより、製造工程を増加させることがない。

（実施形態３）
実施形態３に係る画像形成装置を、図を用いて説明する。本実施形態が上述した各実施形態と異なるのは、画素基板の光センサＴＦＴと対向する領域に反射板が設置されており、更に反射板を覆うように遮光膜が設けられている点にある。上述した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。

本実施形態の表示パネル２１を図１２に示す。図１２は、実施形態１の図７に対応する断面図である。

図１２に示すように、本実施形態では、実施形態２と同様に光センサＴＦＴ３５は、反射集光部６１と、反射集光部６１上に形成された反射膜６２と、を備える。更に、本実施形態では画素基板４１の光センサＴＦＴ３５と対向する面に、散乱板７１と、散乱板７１を覆うように形成された遮光膜７２と、が形成されている。

散乱板７１は、光を散乱させる機能を有する板であり、画素基板４１内を伝搬した光を光センサＴＦＴ３５の近傍で散乱させることが可能となる。

遮光膜７２は、遮光性を有する材料から形成されており、例えば黒色のテープ等である。遮光膜７２を設けることによって、散乱板７１によって散乱された光が、画素基板４１外部に漏れることを防ぐことが可能である。

このような散乱板７１を備えることにより、散乱板７１を備えない場合は、境界面で反射する角度が大きく光センサＴＦＴ３５よりも遠くへは届く光を、散乱板７１によって散乱させることで光センサＴＦＴ３５へと導くことができる。従って、更に光センサＴＦＴ３５の受光効率を向上させることが可能となる。

なお、散乱板７１は、実施形態１で述べたように有機ＥＬ素子３０、光センサＴＦＴ３５等を画素基板４１の一方の面上に形成した後、画素基板４１の他方の面上に設置し、散乱板７１を設置した後、散乱板７１を覆うように遮光膜７２を設置する。

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。
例えば、上記した各実施形態は、整合性がある限り各実施形態の構成を任意の組合せてもよい。例えば、上述した実施形態３で示した散乱板、遮光膜を実施形態１に組み合わせることも可能である。

また、実施形態３では、散乱板を設ける構成を例に挙げて説明したが、画素基板上にハーフエッチングやインプリント等の光散乱処理を施すことにより、画素基板上に光散乱領域を設けることも可能である。

更に、上述した各実施形態の光センサＴＦＴ３５のゲート電極３５ｇは、透光性を備える材料、例えばＩＴＯ等から形成してもよい。

また、上述した各実施形態では、画素基板４１の画素３０の光が導出される面は、大気に接する構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、画素基板４１の光導出面（例えば図７に示す下面）上に、膜等が形成されていてもよい。この場合、膜と画素基板４１との境界面で反射が起きるため、上述した実施形態１の数式１の大気の屈折率を、膜の屈折率に置き換える。

なお、ＥＬ層４５は、正孔注入層、インターレイヤ、発光層の３層からなる構成に限らず、例えば正孔注入層及び発光層のみのように２層構造でもよく、発光層が正孔注入層を兼ねた単層構造でもよく、４層以上の層構造であってもよい。

また、上述した実施形態では、トランジスタは逆スタガ型の場合を例に挙げて説明したが、これに限らずコプラナ型であってもよい。

また、上述した各実施形態では、有機ＥＬ素子を発光させる点灯回路は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。

実施形態１に係る画像形成装置の構成例を示す平面図である。 実施形態１に係る露光部を模式的に示す図である。 実施形態１に係る表示パネルの構成例を模式的に示すブロック図である。 点灯回路及び光センサ回路を示す図である。 タイミングチャートである。 表示パネルの構成例を示す平面図である。 図６に示すVII−VII線断面図である。 光の経路を説明する図である。 実施形態１に係る画像形成装置の製造方法を示す図である。 実施形態１に係る画像形成装置の製造方法を示す図である。 実施形態２に係る表示パネルを示す断面図である。 実施形態３に係る表示パネルを示す断面図である。

符号の説明

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・・・露光部、２１・・・表示パネル、２２・・・ハウジング、２４・・・ロッドレンズ、２５・・・ヘッドコントローラ、２６・・・データドライバ、２７・・・セレクトドライバ、３０・・・画素（有機ＥＬ素子）、３１，３３，３６・・・トランジスタ、３２・・・保持キャパシタ、３５・・・トランジスタ（光センサＴＦＴ）、３８・・・読み出しトランジスタ、４１・・・画素基板、４２・・・封止基板、４３・・・絶縁膜、４４・・・画素電極、４５・・・ＥＬ層、４６・・・層間絶縁膜、４７・・・隔壁、４８・・・対向電極、５１・・・ゲートメタル層、５２・・・コンタクト部、Ｌａ・・・アノードライン（電源供給線）

Claims (7)

1. 基板と、
   第１の電極と、前記第１の電極上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第２の電極と、を備え、前記基板の一方の面上に形成され、光を発光して前記基板側に出射する発光素子と、
   前記基板の前記一方の面上に形成された受光素子と、
   前記受光素子を覆うとともに前記基板の前記一方の面上に形成された反射集光部と、を備え、
   前記反射集光部は、前記発光素子が発光する前記光の内、少なくとも一部の波長の光に対して透光性を有する絶縁性材料を含むとともに前記受光素子を覆う集光部と、
   前記絶縁性材料が透光性を有する前記少なくとも一部の波長の光に対して反射性を有する反射性材料を含むとともに前記集光部を覆う反射膜と、を有し、
   前記集光部は、前記基板の前記一方の面に対する垂直方向の断面形状が、前記一方の面から離れるほど幅が狭い台形状に形成され、
   前記反射膜は、前記第２の電極と同じ材料で該第２の電極と一体に形成され、
   前記基板の屈折率をｎ_g、前記基板の他方の面に接する物質の屈折率をｎ₀、前記基板の厚みをｔ_gとし、
   θ_c＝arcsin(ｎ₀/ｎ_g)とした際、
   前記受光素子が前記発光素子から離間する距離Ｌは、
   Ｌ≧２・ｔ_g・tanθ_c
   を満たすことを特徴とする発光装置。
2. 前記基板の前記受光素子が形成された面に対向する面上に形成された散乱部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記散乱部を覆うように設けられた遮光膜を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光装置を露光部として用いたことを特徴とする画像形成装置。
5. 基板上に第１の電極と、前記第１の電極上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第２の電極と、を備え、光を発光して前記基板側に出射する発光素子を形成する発光素子形成工程と、
   前記基板上に受光素子を形成する受光素子形成工程と、
   前記基板上に、前記受光素子を覆う反射集光部を形成する反射集光部形成工程と、を備え、
   前記反射集光部形成工程は、前記発光素子が発光する前記光の内、少なくとも一部の波長の光に対して透光性を有する絶縁性材料を含むとともに前記受光素子を覆う集光部を形成する集光部形成工程と、
   前記絶縁性材料が透光性を有する前記少なくとも一部の波長の光に対して反射性を有する反射性材料を用いて前記集光部を覆う反射膜を形成する反射膜形成工程と、を有し、
   前記集光部形成工程では、前記集光部の前記基板の前記一方の面に対する垂直方向の断面形状を、前記一方の面から離れるほど幅が狭い台形状に形成し、
   前記反射膜形成工程では、前記反射膜を、前記第２の電極と同じ材料で、該第２の電極と同時に形成し、
   前記受光素子形成工程では、
   前記基板の屈折率をｎ_g、大気の屈折率をｎ₀、前記基板の厚みをｔ_gとし、
   θ_c＝arcsin(ｎ₀/ｎ_g)とした際、
   前記受光素子が前記発光素子から離間する距離Ｌを、
   Ｌ≧２・ｔ_g・tanθ_c
   を満たすように形成することを特徴とする発光装置の製造方法。
6. 前記基板の前記受光素子が形成された面に対向する面上に、散乱部を形成する散乱部形成工程を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の発光装置の製造方法。
7. 前記散乱部を覆うように遮光膜を形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の発光装置の製造方法。

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