JP5604817B2 - 発光素子、発光素子アレイ、露光ヘッド、露光装置、および画像形成装置 - Google Patents

発光素子、発光素子アレイ、露光ヘッド、露光装置、および画像形成装置 Download PDF

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本発明は、発光素子、発光素子アレイ、露光ヘッド、露光装置、および画像形成装置に関する。
発光素子としては、例えば、特許文献1に開示される技術がある。具体的には、2個の電極と、該電極によって挟まれた領域に介在する2種以上の有機エレクトロルミネセント(EL)材料と、前記電極によって挟まれた領域に介在する電荷障壁材料を含む発光素子と、1種以上のフォトルミネセント(PL)材料と、を備える発光装置が記載されている。該発光装置においては、2つの電極に印加された電圧に応答して第1スペクトルの電磁(EM)放射線を発光し、またPL材料は前記EM放射線の一部を吸収し、第1スペクトルとは異なる第2スペクトルのEM放射線を発光することが開示されている。
特開2004−207223号公報
本発明の目的は、第一の発光層における陰極とも陽極とも向かい合わない面の少なくとも何れかに接するように第二の発光層を有しない場合に比べ、開口率の高い発光素子を提供することにある。
上記目的は、以下の本発明によって達成される。
即ち、請求項1に係る発明は、
帯状の陽極と、
前記陽極と対をなす帯状の陰極であって、前記陽極と交差して設けられた陰極と、
前記陰極および前記陽極で挟まれる領域において、該領域における電界により発光する第一の発光層であって、前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、下記第二の発光層が接している面以外の面が、下記第二の発光層を含む他の発光層と接していない第一の発光層と、
前記第一の発光層における前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、一対の対向する面のみに接し、且つ、第一の発光層を挟み込むようにして形成され、前記第一の発光層から発射される波長の光を吸収することにより発光する第二の発光層と、
を有する発光素子である。
請求項2に係る発明は、
帯状の陽極と、
前記陽極と対をなす帯状の陰極であって、前記陽極と交差して設けられた陰極と、
前記陰極および前記陽極で挟まれる領域において、該領域における電界により発光する第一の発光層であって、前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、下記第二の発光層が接している面以外の面が、下記第二の発光層を含む他の発光層と接していない第一の発光層と、
前記第一の発光層における前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、一対の対向する面のみに接し、且つ、第一の発光層を挟み込むようにして形成され、前記第一の発光層から発射される波長の光を吸収することにより発光する第二の発光層と、
を有する発光素子を複数備える発光素子アレイである。
請求項に係る発明は、
隣り合う2つの前記発光素子によって挟まれる領域に、発光しない非発光領域を有する請求項に記載の発光素子アレイである。
請求項4に係る発明は、
帯状の陽極、前記陽極と対をなす帯状の陰極であって、前記陽極と交差して設けられた陰極、前記陰極および前記陽極で挟まれる領域において、該領域における電界により発光する第一の発光層であって、前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、下記第二の発光層が接している面以外の面が、下記第二の発光層を含む他の発光層と接していない第一の発光層、並びに、前記第一の発光層における前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、一対の対向する面のみに接し、且つ、第一の発光層を挟み込むようにして形成され、前記第一の発光層から発射される波長の光を吸収することにより発光する第二の発光層、を有する発光素子と、
前記発光素子により発射された光を集光し被照射面に結像する結像素子と、
を有する露光ヘッドである。
請求項に係る発明は、
請求項に記載の露光ヘッドと、
前記露光ヘッドにおける陽極および陰極に電圧を印加する電源と、
前記露光ヘッドにおける複数の発光素子を制御する回路と、
を有する露光装置である。
潜像を保持する潜像保持体と、
前記潜像保持体の表面を帯電させる帯電装置と、
陽極、前記陽極と対をなす帯状の陰極であって、前記陽極と交差して設けられた陰極、前記陰極および前記陽極で挟まれる領域において、該領域における電界により発光する第一の発光層であって、前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、下記第二の発光層が接している面以外の面が、下記第二の発光層を含む他の発光層と接していない第一の発光層、並びに、前記第一の発光層における前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、一対の対向する面のみに接し、且つ、第一の発光層を挟み込むようにして形成され、前記第一の発光層から発射される波長の光を吸収することにより発光する第二の発光層、を有する発光素子を備え、且つ前記発光素子により発射された光を集光し被照射面に結像する結像素子を備え、帯電された前記潜像保持体に光を照射して潜像を形成する露光ヘッドと、
前記潜像を現像する現像装置と、
を有する画像形成装置である。
請求項に係る発明は、
前記潜像保持体が、前記第一の発光層から発射される光の波長および前記第二の発光層から発射される光の波長に受光感度を有する請求項に記載の画像形成装置である。
請求項1に係る発明によれば、第一の発光層における陰極とも陽極とも向かい合わない面の少なくとも何れかに接するように第二の発光層を有しない場合に比べ、開口率の高い発光素子が得られる。
請求項に係る発明によれば、第一の発光層における陰極とも陽極とも向かい合わない面の少なくとも何れかに接するように第二の発光層を有しない場合に比べ、開口率の高い発光素子アレイが得られる。
請求項に係る発明によれば、隣り合う2つの発光素子によって挟まれる領域に非発光領域を有しない場合に比べ、分解能が向上した発光素子アレイが得られる。
請求項に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、開口率の高い露光ヘッドが得られる。
請求項に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、開口率の高い露光装置が得られる。
請求項に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、高精細な画像が得られる。
請求項に係る発明によれば、潜像保持体が第一の発光層から発射される光の波長または第二の発光層から発射される光の波長に受光感度を有しない場合に比べ、高精細な画像が得られる。
本実施形態に係る発光素子アレイの概略平面図である。 本実施形態における第一の発光層(電界発光層)と第二の発光層(光吸収発光層)との位置関係を示す概略平面図である。 図2におけるX−X断面図である。 図2におけるX’−X’断面図である。 本実施形態における第一の発光層(電界発光層)と第二の発光層(光吸収発光層)との位置関係の変形例を示す概略平面図である。 本実施形態における第一の発光層(電界発光層)と第二の発光層(光吸収発光層)との位置関係の変形例を示す概略平面図である。 本実施形態における第一の発光層(電界発光層)と第二の発光層(光吸収発光層)との位置関係の変形例を示す概略平面図である。 図7におけるY−Y断面図である。 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。 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。 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。
以下、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
<発光素子および発光素子アレイ>
本実施形態に係る発光素子は、陽極と、前記陽極と対をなす陰極と、前記陰極および前記陽極で挟まれる領域において、該領域における電界により発光する第一の発光層(以下単に「電界発光層」と称す)と、前記第一の発光層における前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面の少なくとも何れかに接し、前記第一の発光層から発射される波長の光を吸収することにより発光する第二の発光層(以下単に「光吸収発光層」と称す)と、を有することを特徴とする。
但し、本実施形態に係る発光素子は、電極として、帯状の陽極と、陽極と対をなす帯状の陰極であって、陽極と交差して設けられた陰極を適用する。また、第二の発光層は、第一の発光層における陰極とも陽極とも向かい合わない面のうち、一対の対向する面に接し、且つ、第一の発光層を挟み込むようにして形成されることとする。
なお、第一の発光層は、陰極とも陽極とも向かい合わない面のうち、第二の発光層が接している面以外の面が、第二の発光層を含む他の発光層と接していないこととする。
複数の発光素子を備えた発光素子アレイにおいては、2つの隣り合う発光素子によって挟まれる領域は、発光しない非発光領域であった。また、基板等の表面に形成された発光素子においては、該発光素子から発射される光が基板等の表面で反射されて基板よりも内側に閉じ込められ、発光量が低下する場合があった。
本実施形態に係る発光素子は、前記のとおり、電界により発光する第一の発光層(電界発光層)における陰極とも陽極とも対をなさない面の少なくとも何れかに接するように、前記第一の発光層(電界発光層)から発射される波長の光を吸収することにより発光する第二の発光層(光吸収発光層)を有する。第一の発光層(電界発光層)から発射される光の波長に吸収感度を有する第二の発光層(光吸収発光層)を、前記電界発光層に接するように設けることにより、第一の発光層(電界発光層)から第二の発光層(光吸収発光層)方向に発射された光が、第二の発光層(光吸収発光層)に直接入射する。また、第一の発光層(電界発光層)から発射され基板等によって反射された光も、第二の発光層(光吸収発光層)に入射する。第二の発光層(光吸収発光層)は、これらの第一の発光層(電界発光層)からの光を吸収することにより発光するため、本実施形態に係る発光素子によれば、発光量が向上し、開口率の高い発光素子が得られる。
ここで、前記「向かい合わない面」について説明する。まず、陰極(または陽極)と向かい合う面とは、
・陰極(または陽極)の一の面と直接接している面
・陰極(または陽極)の一の面と対向し、該一の面と平行な面
を表す。即ち、陰極とも陽極とも「向かい合わない面」とは、上記向かい合う面以外の面を指し、
・陰極(または陽極)の一の面と接しておらず、且つ該一の面との角度
(面を延長した場合に交差する部分での角度)が0°より大きい面
を表す。尚、製造上の観点からは、上記一の面との角度が45°以上であることがより望ましい。
ついで、本実施形態に係る発光素子を複数備えた発光素子アレイについて、図面を参照して説明する。尚、以下においては、第一の発光層(電界発光層)としてエレクトロルミネセント(EL)材料を用い、且つ第二の発光層(光吸収発光層)としてフォトルミネセント(PL)材料を用いた例を示す。
(発光素子の構成)
図1に、発光素子アレイ62の概略平面図を示す。
発光素子アレイ62は、発光素子70を有している。発光素子70は、画素数(ドット数)に応じて、図1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。
発光素子70は、後述の陰極73および陽極71が、図1に示すように、それぞれ帯状に形成されており、陰極73および陽極71が重なる交差部にEL材料からなる第一の発光層(電界発光層)R1が形成される。陽極71は、第一の発光層(電界発光層)R1毎に分割されると共に、それぞれ副走査方向Yに沿って延びており、第一の発光層(電界発光層)R1に流れる電流は個別に制御される。陰極73は、主走査方向Xに沿って延びており、全ての第一の発光層(電界発光層)R1に対して共通に形成されている。尚、図1においては、第二の発光層(光吸収発光層)の図示は省略している。
ここで、図2,図3および図4により、第一の発光層(電界発光層)R1と第二の発光層(光吸収発光層)R2との配置の位置関係、並びに第一の発光層(電界発光層)R1と第二の発光層(光吸収発光層)R2とにおける発光について説明する。図2は、第一の発光層(電界発光層)R1と第二の発光層(光吸収発光層)R2との位置関係を示す概略平面図である(尚、図2では基板60の図示を省略している)。また、図3は図2におけるX−X断面図であり、図4は図2におけるX’−X’断面図である。
図2,図3および図4に示すように、本実施形態に係る発光素子アレイ62においては、EL材料からなる第一の発光層(電界発光層)R1における陰極73とも陽極71とも向かい合わない面の全面に接するように(即ち、図2においては周囲を囲うように)PL材料からなる第二の発光層(光吸収発光層)R2が形成されている。
まず、陰極73および陽極71によって電界が形成されることにより第一の発光層(電界発光層)R1が発光する。また、第一の発光層(電界発光層)R1から第二の発光層(光吸収発光層)R2方向に発射された光が、第二の発光層(光吸収発光層)R2に直接入射し、且つ第一の発光層(電界発光層)R1から発射され基板等によって反射された光も、第二の発光層(光吸収発光層)R2に入射する。第二の発光層(光吸収発光層)R2は、これらの第一の発光層(電界発光層)R1からの光を吸収することにより発光する。
尚、第二の発光層(光吸収発光層)R2は、必ずしも、第一の発光層(電界発光層)R1における陰極73とも陽極71とも向かい合わない面の全面に接するように形成されている必要はない。
例えば、図5に示すように、第一の発光層(電界発光層)R1と第二の発光層(光吸収発光層)R2とが、陰極73の長手方向(つまり図1に示す主走査方向X)に向かって交互に形成された態様や、図6に示すように第二の発光層(光吸収発光層)R2が、陽極71の長手方向(つまり図1に示す副走査方向Y)において第一の発光層(電界発光層)R1を挟み込むように形成された態様であってもよい。
また、図7(平面図)および図8(図7のY−Y断面図)に示すように、第一の発光層(電界発光層)R1と第二の発光層(光吸収発光層)R2とが、陰極73の長手方向(つまり図1に示す主走査方向X)に向かって交互に形成され、且つ隣り合う2つの発光素子において、第二の発光層(光吸収発光層)R2が発光しない非発光領域NRを介して形成された態様であってもよい。
発光素子70の構成としては、第一の発光層(電界発光層)R1や第二の発光層(光吸収発光層)R2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発光素子と、第一の発光層(電界発光層)R1や第二の発光層(光吸収発光層)R2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発光素子とがある。
(トップエミッション型の発光素子の構成)
まず、トップエミッション型の発光素子の構成を説明する。
発光素子70は、図3に示すように、基板60上において、陽極71と、陽極71と対をなす陰極73と、陽極71および陰極73で挟まれる領域に配置された第一の発光層R1と、第一の発光層(電界発光層)R1における陰極73とも陽極71とも向かい合わない面の全面に接するように(即ち、図2において周囲を囲うように)第二の発光層(光吸収発光層)R2と、を備えている。また、図3には示さないが、陽極71と第一の発光層R1とが正孔注入層を介して形成される態様、基板60と陽極71とによって挟まれる領域に反射層を有する態様、陽極71,陰極73,第一の発光層R1,第二の発光層R2等を有する基板60表面を封止層によって覆った態様等であってもよい。
なお、トップエミッション型の発光素子としては、正孔注入層、反射層および封止層を有さない構成であってもよく、少なくとも、陽極71、陰極73、第一の発光層R1および第二の発光層R2を有していればよい。
陽極71は、基板60表面に形成されている。陽極71の形状は、副走査方向Yに長くされた帯状とされている。具体的には、陽極71は、4辺で囲まれた4辺形状とされており、副走査方向Yに沿って延びる辺が長くされた矩形状に形成されている。
トップエミッション型の発光素子70では、第一の発光層(電界発光層)R1および第二の発光層(光吸収発光層)R2から発生した光を基板60と反対側から取り出すため、陽極71は、光を透過する透過性を有している必要はない。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。
第一の発光層(電界発光層)R1は、陽極71の表面に形成されている。第一の発光層(電界発光層)R1には、陰極73および陽極71で挟まれる領域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る。また、前記正孔注入層を有する場合には、第一の発光層(電界発光層)R1には正孔注入層に注入された正孔が移動し、この正孔と電子とが第一の発光層(電界発光層)R1で結合することにより、第一の発光層(電界発光層)R1が発光する。
第一の発光層(電界発光層)R1に用いる材料としては、キレート型有機金属錯体、多核また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、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、またはポリアセチレン誘導体等が挙げられる。なお、第一の発光層(電界発光層)R1の材料としては、上記に限られるものでない。また、第一の発光層(電界発光層)R1の厚さは、例えば、50nmとされる。なお、第一の発光層(電界発光層)R1の厚さは、これに限られるものではない。
第二の発光層(光吸収発光層)R2は、基板60の表面であって、第一の発光層R1と接する領域に形成されている。第二の発光層(光吸収発光層)R2は、第一の発光層R1から発射された光を吸収することにより発光する。
第二の発光層(光吸収発光層)R2に用いる材料としては、キレート型有機金属錯体、多核また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、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、ポリアセチレン誘導体等、ルブレン誘導体、DCM誘導体、ローダミン誘導体、ナイルレッド誘導体、ペリレン誘導体、またはイリジウム錯体等が挙げられる。なお、第二の発光層(光吸収発光層)R2の材料としては、上記に限られるものでない。また、第二の発光層(光吸収発光層)R2の厚さは、例えば、100nmとされる。なお、第二の発光層(光吸収発光層)R2の厚さは、これに限られるものではない。
陰極73は、第一の発光層(電界発光層)R1の表面に形成されている。トップエミッション型の発光素子70では、第一の発光層(電界発光層)R1および第二の発光層(光吸収発光層)R2から発生した光を基板60と反対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。つまり、第一の発光層(電界発光層)R1および第二の発光層(光吸収発光層)R2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。本実施形態では、陰極73を、2層構成からなる層としてもよく、基板60側に形成される第1層は、例えばCaで構成されている。また基板60とは反対側に形成される第2層は、例えば、Alで構成されている。また、第1層の厚さは、例えば、20nmとされ、第2層の厚さは、例えば、数十nmとされる。なお、第1層および第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。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。
正孔注入層は、陽極71と第一の発光層(電界発光層)R1とで挟まれる領域に形成してもよい。正孔注入層は、陰極73と陽極71とで挟まれる領域に電圧が印加されることにより、陽極71側から正孔が注入される。正孔注入層には、例えば、フタロシアニン類(CuPcなどを含む)またはインダンスレン系化合物などの低分子材料、MTDATA(4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)、ポリアニリン、PEDOT/PSS(ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォネート)等の高分子材料等が用いられる。なお、正孔注入層の材料としては、上記に限られるものでない。また、正孔注入層の厚さは、例えば、30nmとされる。なお、正孔注入層の厚さは、これに限られるものではない。また、正孔注入層と陽極71とで挟まれる領域には、正孔注入効率を高めるために正孔輸送層などを配置してもよい。
反射層は、基板60と陽極71とによって挟まれる領域に形成してもよい。反射層は、第一の発光層(電界発光層)R1および第二の発光層(光吸収発光層)R2からの光を第一の発光層(電界発光層)R1および第二の発光層(光吸収発光層)R2側に反射する。反射層には、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、反射層の厚さは、例えば、150nmとされる。なお、反射層の厚さは、これに限られるものではない。
(トップエミッション型の発光素子の製造方法)
次に、トップエミッション型の発光素子の製造方法の一例について説明する。なお、トップエミッション型の発光素子の製造方法は、下記に限られず、種々の方法が用いられる。
まず、反射層を有する態様である場合には、基板60上に、例えば反射層としてのAl膜等を蒸着等により形成する。
次いで、陽極71を基板60上に(反射層を有する場合には反射層上に)形成する。陽極71の形成は、例えば、溶液を吐出するインクジェット法により行われる。なお、陽極71の形成方法としては、種々の方法が用いられる。例えば、印刷、スピンコート,スパッタリング,蒸着などにて形成した後に、フォトリソエッチングにより、予め定められたサイズにパターニングすることにより、陽極71を形成してもよい。
次に、正孔注入層を陽極71上に形成する。正孔注入層は、例えば、スプレー法により形成される。なお、正孔注入層の形成方法としては、種々の方法が用いられる。例えば、インクジェット法、スピンコート、印刷により正孔注入層を形成してもよい。
次いで、陽極71上の予め定められた領域に第一の発光層(電界発光層)R1を形成し、且つ陽極71が形成されていない基板60上の予め定められた領域に(反射層を有する場合には反射層上に)第二の発光層(光吸収発光層)R2を形成する。但し、第一の発光層(電界発光層)R1と第二の発光層(光吸収発光層)R2の形成順序等は逆転しても構わない。
第一の発光層(電界発光層)R1および第二の発光層(光吸収発光層)R2の形成方法としては、液相プロセスと気相プロセスとが挙げられる。液相プロセスとしては、定められたパターンを形成し得るインクジェット法やオフセット印刷法などが挙げられる。一方、気相プロセスとしては、蒸着法にてメタルマスクを用いて定められたパターンを形成する方法などが挙げられる。なお、第一の発光層(電界発光層)R1および第二の発光層(光吸収発光層)R2の形成方法としては、特にこれに限定されるものではなく、種々の方法が用いられる。
次に、陰極73として、例えばCaを蒸着等により形成する。なお、陰極73の形成方法としては、種々の方法が用いられる。最後に封止層を形成する。
(ボトムエミッション型の発光素子)
次に、第一の発光層(電界発光層)および第二の発光層(光吸収発光層)から発生した光を基板側から取り出すボトムエミッション型の発光素子について説明する。
尚、ボトムエミッション型の発光素子は、陽極、陰極、第一の発光層(電界発光層)、第二の発光層(光吸収発光層)、反射層、正孔注入層および封止層のうち、陽極、陰極および反射層以外の各層として、前記トップエミッション型の発光素子に記載された構成がそのまま採用される。
ボトムエミッション型の発光素子において、反射層を有する場合には、陰極上に反射層が形成される。尚、反射層における材料等の構成は、前記トップエミッション型の発光素子に記載された構成がそのまま採用される。
ボトムエミッション型の発光素子では、第一の発光層(電界発光層)および第二の発光層(光吸収発光層)から発生した光を基板側から取り出すため、陽極は、光を透過する透過性を有している。つまり、第一の発光層(電界発光層)および第二の発光層(光吸収発光層)から発生する光を基板側から取り出すことを許容する。尚、陽極における材料等の構成は、前記トップエミッション型の発光素子に記載された構成がそのまま採用される。
一方、ボトムエミッション型の発光素子では、第一の発光層(電界発光層)および第二の発光層(光吸収発光層)で発生した光を基板側から取り出すため、陰極は、光を透過する透過性を有している必要はない。本実施形態では、陰極は、一層で構成されている。なお、陰極は複数層で構成されていてもよい。
ボトムエミッション型の発光素子における陰極は、例えば、Caで構成されている。尚、陰極の材料は、上記に限られるものではない。陰極の材料としては、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。陰極の厚さは、例えば30nmとされる。なお、陰極の厚さは、これに限られるものではない。また、陰極と第一の発光層(電界発光層)とで挟まれる領域には、電子注入効率を高めるための電子注入層や電子輸送層などを配置してもよい。
本実施形態に係る発光素子は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良をし得るものである。
<画像形成装置および露光ヘッド>
ついで、本実施形態に係る画像形成装置の一例を図面に基づき説明する。
(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10の構成を説明する。図9は、本実施形態に係る画像形成装置10の構成を示す概略図である。
本実施形態に係る画像形成装置10は、図9に示すように、各構成部品を収容する装置筐体11と、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。
記録媒体収容部12、画像形成部14、搬送部16および定着装置18は、装置筐体11に収容されている。
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を形成す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、潜像を保持する像保持体の一例として、一方向(図9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。
感光体ドラム30、帯電装置32、露光ヘッド34、現像装置36および除去装置40は、画像形成ユニット22C、22M、22Y、22Kに収容されてユニット化されている。画像形成ユニット22C、22M、22Y、22Kは、装置筐体11に着脱自由に設けられたプロセスカートリッジとされており、交換自由となっている。
なお、感光体ドラム30、帯電装置32、露光ヘッド34、現像装置36および除去装置40の全てがユニット化される必要は無い。例えば、感光体ドラム30、帯電装置32および現像装置36の少なくとも1つと、露光ヘッド34とが、画像形成ユニット22C、22M、22Y、22Kに収容されてユニット化されていればよい。
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および支持ロール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9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。この二次転写位置において、二次転写ロール28が中間転写ベルト24の表面のトナー画像を圧力と静電力により記録媒体Pに転写するようになっている。
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、種々の構成としてもよい。
(露光ヘッド34の構成)
次に、露光ヘッド34の構成を説明する。図10、図11は、本実施形態に係る露光ヘッド34の構成を示す概略図である。
各露光ヘッド34は、図10および図11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62(前述の本実施形態に係る発光素子アレイ)と、発光素子アレイ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。
また、基板60には、発光素子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、複数の発光素子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、複数の発光素子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、各発光素子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、発光素子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、発光素子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よい。また、個々の発光素子70上にマイクロレンズを接合してもよい。
以下、本発明を実施例を挙げてより詳細に説明する。尚、本発明は以下の実施例により限定されるものではない。
但し、本実施例において、実施例1、4は、参考例に相当する。
[発光素子の形成方法]
まず、下記実施例に用いた発光素子の形成方法について説明する。
基板60上に反射層と陽極71と正孔注入層とを、定められたサイズにて形成した。つまり、基板60上に反射層としてのAl膜を蒸着により形成し、次いで陽極71を溶液を吐出するインクジェット法により反射層上に形成し、更に正孔注入層をスプレー法により陽極71上に形成した。
その後、第一の発光層(電界発光層)R1をインクジェット法、オフセット印刷法、あるいはメタルマスクを用いた真空蒸着法を用いて定められたパターンに形成した。更に、インクジェット法、オフセット印刷法、あるいはメタルマスクを用いた真空蒸着法を用いて第二の発光層(光吸収発光層)R2を定められたパターンに形成した。
最後に陰極73を定められたサイズにて形成、つまり、陰極73としてCaを蒸着により形成した。
〔実施例1〕
前述の発光素子の形成方法に即して、図2,図3および図4に示す発光素子アレイ(EL材料からなる第一の発光層(電界発光層)R1における陰極73とも陽極71とも向かい合わない面の全面に接するように(即ち、図2においては周囲を囲うように)PL材料からなる第二の発光層(光吸収発光層)R2が形成された発光素子アレイ)を製造した。
〔実施例2〕
前述の発光素子の形成方法に即して、図5に示す発光素子アレイ(第一の発光層(電界発光層)R1と第二の発光層(光吸収発光層)R2とが、陰極73の長手方向(つまり図1に示す主走査方向X)に向かって交互に形成された発光素子アレイ)を製造した。
〔実施例3〕
前述の発光素子の形成方法に即して、図6に示す発光素子アレイ(第二の発光層(光吸収発光層)R2が、陽極71の長手方向(つまり図1に示す副走査方向Y)において第一の発光層(電界発光層)R1を挟み込むように形成された発光素子アレイ)を製造した。
〔実施例4〕
前述の発光素子の形成方法に即して、図7および図8に示す発光素子アレイ(第一の発光層(電界発光層)R1と第二の発光層(光吸収発光層)R2とが、陰極73の長手方向(つまり図1に示す主走査方向X)に向かって交互に形成され、且つ隣り合う2つの発光素子において、第二の発光層(光吸収発光層)R2が発光しない非発光領域NRを介して形成された発光素子アレイ)を製造した。
〔比較例1〕
前記実施例1において、第二の発光層(光吸収発光層)R2を形成しなかったこと以外は実施例1に記載の方法により、第二の発光層(光吸収発光層)R2を有さない発光素子アレイを製造した。
−評価試験−
(開口率)
開口率を以下の方法により評価した。
一つの発光素子において、発光する領域および発光しない領域の全てを含んだ全体の面積(A)と、発光する領域の面積(F)と、を顕微鏡観察によりそれぞれ計測し、(A)に対する(F)の比率(%)を求めた。
◎ :75%以上
○+:50%以上75%未満
○ :25%以上50%未満
× :25%未満
(分解能)
分解能を、MTF(Modulation Transfer Function)の計測により評価した。つまり、発光光のコントラスト(強度)を計測し、最も強い強度を「FMAX」と、最も弱い強度を「FMIN」とし、「(FMAX−FMIN)/(FMAX+FMIN)×100〔%〕」の式から以下の基準により評価した。
○ :60%以上
△ :30%以上60%未満
△−:30%未満

10 画像形成装置
11 装置筐体
12 記録媒体収容部
14 画像形成部
16 搬送部
18 定着装置
22C,22M,22Y,22K 画像形成ユニット
24 中間転写ベルト
26 一次転写ロール
28 二次転写ロール
30 感光体ドラム
32 帯電装置
34 露光ヘッド
36 現像装置
40 除去装置
42 対向ロール
44 駆動ロール
46 支持ロール
50 送出ロール
52 搬送ロール対
54 搬送ベルト
60 基板
62 発光素子アレイ
64 セルフォックレンズアレイ
64A ロッドレンズ
70 発光素子
71 陽極
73 陰極
NR 非発光領域
R1 第一の発光層
R2 第二の発光層

Claims (7)

  1. 帯状の陽極と、
    前記陽極と対をなす帯状の陰極であって、前記陽極と交差して設けられた陰極と、
    前記陰極および前記陽極で挟まれる領域において、該領域における電界により発光する第一の発光層であって、前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、下記第二の発光層が接している面以外の面が、下記第二の発光層を含む他の発光層と接していない第一の発光層と、
    前記第一の発光層における前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、一対の対向する面のみに接し、且つ、第一の発光層を挟み込むようにして形成され、前記第一の発光層から発射される波長の光を吸収することにより発光する第二の発光層と、
    を有する発光素子。
  2. 帯状の陽極と、
    前記陽極と対をなす帯状の陰極であって、前記陽極と交差して設けられた陰極と、
    前記陰極および前記陽極で挟まれる領域において、該領域における電界により発光する第一の発光層であって、前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、下記第二の発光層が接している面以外の面が、下記第二の発光層を含む他の発光層と接していない第一の発光層と、
    前記第一の発光層における前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、一対の対向する面のみに接し、且つ、第一の発光層を挟み込むようにして形成され、前記第一の発光層から発射される波長の光を吸収することにより発光する第二の発光層と、
    を有する発光素子を複数備える発光素子アレイ。
  3. 隣り合う2つの前記発光素子によって挟まれる領域に、発光しない非発光領域を有する請求項2に記載の発光素子アレイ。
  4. 帯状の陽極、前記陽極と対をなす帯状の陰極であって、前記陽極と交差して設けられた陰極、前記陰極および前記陽極で挟まれる領域において、該領域における電界により発光する第一の発光層であって、前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、下記第二の発光層が接している面以外の面が、下記第二の発光層を含む他の発光層と接していない第一の発光層、並びに、前記第一の発光層における前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、一対の対向する面のみに接し、且つ、第一の発光層を挟み込むようにして形成され、前記第一の発光層から発射される波長の光を吸収することにより発光する第二の発光層、を有する発光素子と、
    前記発光素子により発射された光を集光し被照射面に結像する結像素子と、
    を有する露光ヘッド。
  5. 請求項4に記載の露光ヘッドと、
    前記露光ヘッドにおける陽極および陰極に電圧を印加する電源と、
    前記露光ヘッドにおける複数の発光素子を制御する回路と、
    を有する露光装置。
  6. 潜像を保持する潜像保持体と、
    前記潜像保持体の表面を帯電させる帯電装置と、
    陽極、前記陽極と対をなす帯状の陰極であって、前記陽極と交差して設けられた陰極、前記陰極および前記陽極で挟まれる領域において、該領域における電界により発光する第一の発光層であって、前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、下記第二の発光層が接している面以外の面が、下記第二の発光層を含む他の発光層と接していない第一の発光層、並びに、前記第一の発光層における前記陰極とも前記陽極とも向かい合わない面のうち、一対の対向する面のみに接し、且つ、第一の発光層を挟み込むようにして形成され、前記第一の発光層から発射される波長の光を吸収することにより発光する第二の発光層、を有する発光素子を備え、且つ前記発光素子により発射された光を集光し被照射面に結像する結像素子を備え、帯電された前記潜像保持体に光を照射して潜像を形成する露光ヘッドと、
    前記潜像を現像する現像装置と、
    を有する画像形成装置。
  7. 前記潜像保持体が、前記第一の発光層から発射される光の波長および前記第二の発光層から発射される光の波長に受光感度を有する請求項6に記載の画像形成装置。
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