JP6791654B2 - Optical printer head - Google Patents
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Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（Organic Electro Luminescence：ＯＥＬ）素子あるいは有機ＬＥＤ（Organic Light Emitting diode：ＯＬＥＤ)素子等の発光素子を備えた光プリンタヘッドに関するものである。 The present invention relates to an optical printer head provided with a light emitting element such as an organic electro luminescence (OEL) element or an organic light emitting diode (OLED) element.
従来の光プリンタヘッドの１例を図５（ａ），（ｂ）に示す。図５（ａ）は光プリンタヘッドの全体の平面図、図５（ｂ）は（ａ）のＡ部及びＩＣ，ＬＳＩ等から成る駆動素子３４を拡大して示す回路図である。この光プリンタヘッドは、有機ＬＥＤプリンタヘッド（ＯＬＥＤＰＨ）と呼ばれるものであり、ガラス基板等から成る長板状の基板３１の一面に、複数の発光素子３３の発光（点灯）をそれぞれ駆動する複数の駆動回路ブロック３２と、基板３１の長手方向に沿って２列（２行または２段）に並べられて配置された複数の発光素子３３と、駆動回路ブロック３２を構成する配線及び駆動回路ブロック３２と発光素子３３を接続する配線とが、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の薄膜形成法によって形成されている。複数の駆動回路ブロック３２は、複数の発光素子３３の列に沿って列状に並べられており、例えば１つの駆動回路ブロック３２が４００個の発光素子３３を駆動するものであり、その駆動回路ブロック３２が２０個並べられている。従って、発光素子３３は合計で８０００個ある。また、基板３１の一面の一端部には駆動回路ブロック３２及び発光素子３３を駆動し発光素子３３の発光を制御する駆動素子３４が、チップオングラス（Chip On Glass：ＣＯＧ）方式等の実装方法によって、設置されている。また、基板３１の一面における駆動素子３４設置部の近傍の縁部に、フレキシブル回路基板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）３５が設置されている。このＦＰＣ３５は、駆動素子３４との間で駆動信号、制御信号等を入出力する。なお、図５において、符号３７で示す部位は、駆動素子３４と駆動回路ブロック３２を接続するデータ配線等の配線である。 An example of a conventional optical printer head is shown in FIGS. 5A and 5B. 5 (a) is a plan view of the entire optical printer head, and FIG. 5 (b) is an enlarged circuit diagram showing a drive element 34 composed of the A portion of (a) and an IC, LSI, or the like. This optical printer head is called an organic LED printer head (OLEDPH), and a plurality of light emitting elements 33 are driven (lighted) on one surface of a long plate-shaped substrate 31 made of a glass substrate or the like. The drive circuit block 32, a plurality of light emitting elements 33 arranged in two columns (two rows or two stages) along the longitudinal direction of the substrate 31, and the wiring and drive circuit block 32 constituting the drive circuit block 32. The wiring connecting the light emitting element 33 and the light emitting element 33 is formed by a thin film forming method such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The plurality of drive circuit blocks 32 are arranged in a row along the rows of the plurality of light emitting elements 33. For example, one drive circuit block 32 drives 400 light emitting elements 33, and the drive circuit thereof. Twenty blocks 32 are arranged. Therefore, there are a total of 8000 light emitting elements 33. Further, a drive element 34 that drives a drive circuit block 32 and a light emitting element 33 and controls light emission of the light emitting element 33 is mounted on one end of one surface of the substrate 31 by a mounting method such as a chip on glass (COG) method. Is installed by. Further, a flexible printed circuit board (FPC) 35 is installed on one surface of the substrate 31 near the edge of the drive element 34 installation portion. The FPC 35 inputs / outputs a drive signal, a control signal, and the like to and from the drive element 34. In FIG. 5, the portion indicated by reference numeral 37 is wiring such as data wiring that connects the drive element 34 and the drive circuit block 32.
図５（ｂ）に示すように、２列を成す２個の発光素子33a,33bに対して１組の駆動回路が形成されており、１組の駆動回路は、シフトレジスタ４０、論理和否定（ＮＯＲ）回路４１、インバータ４２、ＣＭＯＳトランスファゲート素子43a,43b、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）44a,44bを有している。ＴＦＴ44a,44bの各ドレイン電極部に有機ＬＥＤ素子等から成る発光素子33a,33bがそれぞれ接続されている。 As shown in FIG. 5B, a set of drive circuits is formed for two light emitting elements 33a and 33b forming two rows, and one set of drive circuits has a shift register 40 and a logical sum denial. It has a (NOR) circuit 41, an inverter 42, CMOS transfer elements 43a and 43b, and a thin film transistor (TFT) 44a and 44b. Light emitting elements 33a and 33b made of organic LED elements and the like are connected to the drain electrodes of the TFTs 44a and 44b, respectively.
１組の駆動回路は、以下のように順次動作する。シフトレジスタ４０は、クロック端子（ＣＬＫ）にハイ（「１」）のクロック信号（ＣＬＫ）が入力されるとともに入力端子（ｉｎ）にハイの同期信号（Ｖｓｙｎｃ）が入力されたときに、出力端子（Ｑ）からハイの信号が出力されるとともに反転出力端子（ＸＱ）からロー（「０」）の信号が出力される。次に、ＮＯＲ回路４１は、反転出力端子（ＸＱ）からローの信号が入力されるとともに反転イネーブル信号（ＸＥＮＢ）であるローの信号が入力されて、ハイの信号を出力する。次に、インバータ４２はローの信号を出力する。次に、ＣＭＯＳトランスファゲート素子43aは、ｎ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にＮＯＲ回路４１からのハイの信号が入力されるとともにｐ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にインバータ４２からローの信号が入力されてオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１１）を出力する。次に、データ信号（ＤＡＴＡ１１）がＴＦＴ44aのゲート電極部に入力されてＴＦＴ44aがオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１１）に応じた電源電圧（ＶＤＤ）による電源電流が発光素子33aに供給される。同時に、ＣＭＯＳトランスファゲート素子43bは、ｎ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にＮＯＲ回路４１からのハイの信号が入力されるとともにｐ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にインバータ４２からローの信号が入力されてオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１２）を出力する。次に、データ信号（ＤＡＴＡ１２）がＴＦＴ44bのゲート電極部に入力されてＴＦＴ44bがオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１２）に応じた電源電圧（ＶＤＤ）による電源電流が発光素子33bに供給される。以上の一連の動作が、次段の駆動回路によって順次実行されていき、すべての発光素子３３が順次発光していく。 One set of drive circuits operates sequentially as follows. The shift register 40 is an output terminal when a high (“1”) clock signal (CLK) is input to the clock terminal (CLK) and a high synchronization signal (Vsync) is input to the input terminal (in). A high signal is output from (Q), and a low (“0”) signal is output from the inverting output terminal (XQ). Next, the NOR circuit 41 outputs a high signal by inputting a low signal from the inverting output terminal (XQ) and inputting a low signal which is an inverting enable signal (XENB). Next, the inverter 42 outputs a low signal. Next, in the CMOS transfer gate element 43a, a high signal from the NOR circuit 41 is input to the gate electrode portion of the n-type MOS transistor, and a low signal is input from the inverter 42 to the gate electrode portion of the p-type MOS transistor. Turns on and outputs a data signal (DATA11). Next, the data signal (DATA11) is input to the gate electrode portion of the TFT44a, the TFT44a is turned on, and the power supply current by the power supply voltage (VDD) corresponding to the data signal (DATA11) is supplied to the light emitting element 33a. At the same time, in the CMOS transfer gate element 43b, a high signal from the NOR circuit 41 is input to the gate electrode portion of the n-type MOS transistor, and a low signal is input from the inverter 42 to the gate electrode portion of the p-type MOS transistor. It is turned on and outputs a data signal (DATA12). Next, the data signal (DATA12) is input to the gate electrode portion of the TFT44b, the TFT44b is turned on, and the power supply current by the power supply voltage (VDD) corresponding to the data signal (DATA12) is supplied to the light emitting element 33b. The above series of operations are sequentially executed by the drive circuit of the next stage, and all the light emitting elements 33 sequentially emit light.
また図５は、他の従来例を示す図であり、基板３１の長手方向に沿って４列（４行または４段）に並べられて配置された複数の発光素子３３を有する構成を示す。この場合、上側２列の発光素子３３群に電源電流を供給する上側の駆動回路ブロック３２群と、下側２列の発光素子３３群に電源電流を供給する下側の駆動回路ブロック３２群と、を有している。 Further, FIG. 5 is a diagram showing another conventional example, and shows a configuration having a plurality of light emitting elements 33 arranged in four columns (4 rows or 4 stages) along the longitudinal direction of the substrate 31. In this case, the upper drive circuit block 32 group that supplies the power supply current to the light emitting element 33 group in the upper two rows, and the lower drive circuit block 32 group that supplies the power supply current to the light emitting element 33 group in the lower two rows. ,have.
また、図５、図６に示すように、基板３１の発光素子搭載面の周縁部と、封止基板３６の基板３１に対向する面の周縁部とが、シール部材３８によって接着され封止されている。 Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the peripheral edge of the light emitting element mounting surface of the substrate 31 and the peripheral edge of the surface of the sealing substrate 36 facing the substrate 31 are adhered and sealed by the sealing member 38. ing.
図７（ａ）は、図６のＢ部を拡大して示す部分拡大平面図、図７（ｂ）は、（ａ）のＣ１−Ｃ２線における断面図である。これらの図に示すように、光プリンタヘッドは、ガラス基板等の透光性を有する基板５１上に形成されたＴＦＴ６２と、ＴＦＴ６２上にアクリル樹脂、窒化シリコン（ＳｉＮx）等から成る絶縁層５７を挟んで積層された有機発光体部７１、及び有機発光体部７１とＴＦＴ６２のドレイン電極56bとを導電接続するコンタクトホール７２を有している。有機発光体部７１は、ＴＦＴ６２の側からコンタクトホール７２に電気的に接続された第１の電極層５８、有機発光層６０、第２の電極層６１が積層されており、絶縁層５７及び第１の電極層５８上に有機発光層６０を囲むようにアクリル樹脂等から成る他の絶縁層５９が形成されている。 7 (a) is a partially enlarged plan view showing an enlarged portion B of FIG. 6, and FIG. 7 (b) is a cross-sectional view taken along the line C1-C2 of FIG. 6 (a). As shown in these figures, the optical printer head has a TFT 62 formed on a translucent substrate 51 such as a glass substrate, and an insulating layer 57 made of an acrylic resin, silicon nitride (SiN x ), or the like on the TFT 62. It has an organic light emitting body portion 71 laminated so as to sandwich the structure, and a contact hole 72 for conductively connecting the organic light emitting body portion 71 and the drain electrode 56b of the TFT 62. In the organic light emitting body portion 71, a first electrode layer 58, an organic light emitting layer 60, and a second electrode layer 61 electrically connected to the contact hole 72 from the side of the TFT 62 are laminated, and the insulating layer 57 and the second electrode layer 61 are laminated. Another insulating layer 59 made of acrylic resin or the like is formed on the electrode layer 58 of 1 so as to surround the organic light emitting layer 60.
また、図７（ｂ）において、符号７０で示す部位は第１の電極層５８及び第２の電極層６１によって有機発光層６０に直接的に電界が印加されて発光する発光部である。発光素子３３は、平面視で、発光部７０、その周囲の第１の電極層５８及び有機発光層６０を含む部位である。また、第１の電極層５８が陽極であってインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide ：ＩＴＯ）等の透明電極から成り、第２の電極層６１が陰極であってＡｌ，Ａｌ−Ｌｉ合金，Ｍｇ−Ａｇ合金（Ａｇを５〜１０重量％程度含む），Ｍｇ−Ｃｕ合金（Ｃｕを５〜１０重量％程度含む）等の仕事関数が約４．０Ｖ以下と低く遮光性、光反射性を有する金属、合金から成る場合、有機発光層６０で発光した光は基板５１側から出射される。即ち、発光方向（図７（ｂ）の白抜き矢印で示す方向）が下方（底部方向）であるボトムエミッション型の光プリンタヘッドとなる。一方、第１の電極層５８が陰極であって上記の遮光性、光反射性を有する金属またはそれらの合金から成り、第２の電極層６１が陽極であって透明電極から成る場合、発光方向が上方（頂部方向）であるトップエミッション型の光プリンタヘッドとなる。 Further, in FIG. 7B, the portion indicated by reference numeral 70 is a light emitting portion in which an electric field is directly applied to the organic light emitting layer 60 by the first electrode layer 58 and the second electrode layer 61 to emit light. The light emitting element 33 is a portion including a light emitting portion 70, a first electrode layer 58 around the light emitting portion 70, and an organic light emitting layer 60 in a plan view. Further, the first electrode layer 58 is an anode and is composed of a transparent electrode such as Indium Tin Oxide (ITO), and the second electrode layer 61 is a cathode and is an Al, Al—Li alloy, Mg. -Ag alloy (containing about 5 to 10% by weight of Ag), Mg-Cu alloy (containing about 5 to 10% by weight of Cu), etc. have a low work function of about 4.0 V or less and have light-shielding property and light reflectivity. When composed of a metal or an alloy, the light emitted from the organic light emitting layer 60 is emitted from the substrate 51 side. That is, the bottom emission type optical printer head has a light emitting direction (the direction indicated by the white arrow in FIG. 7B) downward (bottom direction). On the other hand, when the first electrode layer 58 is a cathode and is made of the above-mentioned light-shielding and light-reflecting metals or alloys thereof, and the second electrode layer 61 is an anode and is made of a transparent electrode, the light emitting direction. Is the top emission type optical printer head with the upper side (toward the top).
ＴＦＴ６２は、基板５１側から、ゲート電極５２、ゲート絶縁膜５３、チャネル部としてのポリシリコン膜５４及びポリシリコンに不純物をチャネル部よりも高濃度に含有させた高濃度不純物領域54aから成る半導体膜、窒化シリコン（ＳｉＮx），酸化シリコン（ＳｉＯ2）等から成る絶縁膜５５、ソース電極56a及びドレイン電極56bが、順次積層された構成を有している。なお、図７（ｂ）において、符号54acで示す部位はソース電極56a側の半導体膜54aとソース電極56aとを接続するコンタクトホール、符号54bcで示す部位はドレイン電極56b側の半導体膜54aとドレイン電極56aとを接続するコンタクトホールである。図７（ａ）において、符号56aLで示す部位はソース電極56aにソース信号（電源電流あるいは駆動電流ともいう）を伝送するソース信号線（電源電流伝送線あるいは駆動電流伝送線ともいう）、符号52Lで示す部位はゲート電極５２にゲート信号を伝達するゲート信号線である。各ゲート信号線52Lに入力するゲート信号の電圧を制御することにより、各有機発光層６０の発光強度を制御することができる。すなわち、ソース信号線56aLは電源電流伝送あるいは駆動電流伝送線として機能する。 From the substrate 51 side, the TFT 62 is a semiconductor film composed of a gate electrode 52, a gate insulating film 53, a polysilicon film 54 as a channel portion, and a high-concentration impurity region 54a in which polysilicon contains impurities at a higher concentration than the channel portion. , Silicon nitride (SiN x ), silicon oxide (SiO 2 ), and the like, an insulating film 55, a source electrode 56a, and a drain electrode 56b are sequentially laminated. In FIG. 7B, the portion indicated by reference numeral 54ac is a contact hole connecting the semiconductor film 54a on the source electrode 56a side and the source electrode 56a, and the portion indicated by reference numeral 54bc is the semiconductor film 54a and drain on the drain electrode 56b side. It is a contact hole that connects to the electrode 56a. In FIG. 7A, the part indicated by reference numeral 56aL is a source signal line (also referred to as a power supply current transmission line or a drive current transmission line) for transmitting a source signal (also referred to as a power supply current or a drive current) to the source electrode 56a, and a reference numeral 52L. The portion indicated by is a gate signal line that transmits a gate signal to the gate electrode 52. By controlling the voltage of the gate signal input to each gate signal line 52L, the emission intensity of each organic light emitting layer 60 can be controlled. That is, the source signal line 56aL functions as a power supply current transmission or a drive current transmission line.
しかしながら、図５〜図７に示す上記従来の光プリンタヘッドにおいては、以下の問題点があった。すなわち、有機ＬＥＤ素子等の経時的に輝度が低下する傾向のある発光素子３３を有しているために、長期間使用すると発光素子３３の輝度が低下するという問題点があった。この問題点を解消するために、発光素子３３の発光特性の劣化を検出するための劣化検出用発光素子と、その発光量を検出する劣化検出用受光素子と、を備えた劣化検出回路が設けられた表示装置であって、劣化検出用受光素子は劣化検出用発光素子以外の光源から光学的に遮蔽されているものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。 However, the conventional optical printer heads shown in FIGS. 5 to 7 have the following problems. That is, since the light emitting element 33, such as an organic LED element, which tends to decrease in brightness with time, has a problem that the brightness of the light emitting element 33 decreases when used for a long period of time. In order to solve this problem, a deterioration detection circuit including a deterioration detection light emitting element for detecting deterioration of the light emission characteristics of the light emitting element 33 and a deterioration detection light receiving element for detecting the light emission amount thereof is provided. It has been proposed that the deterioration detection light receiving element is optically shielded from a light source other than the deterioration detection light emitting element (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１に開示されている劣化検出用発光素子および劣化検出用受光素子はチップ状のものであり、それらの厚みが厚いために、このような構成のものを光プリンタヘッドに適用すると光プリンタヘッドの大型化を招くという問題点があった。 However, the deterioration detection light emitting element and the deterioration detection light receiving element disclosed in Patent Document 1 are chip-shaped, and because they are thick, when such a configuration is applied to an optical printer head, There is a problem that the size of the optical printer head is increased.
そこで、劣化検出用発光素子および劣化検出用受光素子を薄膜で構成しようとすると、劣化検出用発光素子の駆動電流を制御するための駆動用ＴＦＴを劣化検出用発光素子の近傍に配置することが多く、その場合劣化検出用発光素子から放射された光が駆動用ＴＦＴのチャネル部に入り込みリーク電流を生じさせるので、劣化検出用発光素子の輝度、発光特性を正確に検出することがむつかしくなるという問題点があった。 Therefore, when the deterioration detection light emitting element and the deterioration detection light receiving element are to be composed of a thin film, the drive TFT for controlling the drive current of the deterioration detection light emitting element may be arranged in the vicinity of the deterioration detection light emitting element. In many cases, in that case, the light radiated from the deterioration detection light emitting element enters the channel portion of the driving TFT and causes a leak current, so that it becomes difficult to accurately detect the brightness and light emission characteristics of the deterioration detection light emitting element. There was a problem.
本発明は、上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、モニター用発光部の輝度、発光特性を正確に検出することができる薄型の光プリンタヘッドとすることである。 The present invention has been completed in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a thin optical printer head capable of accurately detecting the brightness and light emitting characteristics of a light emitting unit for a monitor.
本発明の光プリンタヘッドは、基板と、前記基板上に配置された、外周形状が円形状の有機発光層を有する発光部の複数を含む発光領域と、前記基板上の前記発光領域以外の領域に配置された、有機発光層を有するモニター用発光部と、前記モニター用発光部と平面視で離れた前記基板上の部位に配置されるとともに、前記モニター用発光部の前記有機発光層に駆動電流を供給する駆動用薄膜トランジスタと、前記モニター用発光部の近傍に配置された受光用薄膜トランジスタと、を有する光プリンタヘッドであって、前記モニター用発光部および前記受光用薄膜トランジスタを囲む遮光壁が前記基板上に配置されており、前記駆動用薄膜トランジスタは前記遮光壁の外側にあり、前記受光用薄膜トランジスタは、前記モニター用発光部に平面視で重なる位置に配置されている構成である。
The optical printer head of the present invention includes a substrate, a light emitting region including a plurality of light emitting portions having an organic light emitting layer having a circular outer peripheral shape arranged on the substrate, and a region other than the light emitting region on the substrate. A monitor light emitting unit having an organic light emitting layer and a portion on the substrate separated from the monitor light emitting unit in a plan view, and driven by the organic light emitting layer of the monitor light emitting unit. An optical printer head having a driving thin film transistor for supplying a current and a light receiving thin film transistor arranged in the vicinity of the monitor light emitting portion, and a light shielding wall surrounding the monitor light emitting portion and the light receiving thin film transistor is described above. it is disposed on the substrate, wherein the driving thin film transistor Ri outside near the light-shielding wall, the light receiving TFT is a configuration that is provided in a position overlapping in a plan view the monitoring light emitting portion.
本発明の光プリンタヘッドは、好ましくは、前記受光用薄膜トランジスタは、チャネル部が前記モニター用発光部の前記有機発光層の中心に平面視で重なる位置に配置されている。
In the optical printer head of the present invention, preferably, the light receiving thin film transistor is arranged at a position where the channel portion overlaps the center of the organic light emitting layer of the monitor light emitting portion in a plan view .
また本発明の光プリンタヘッドは、好ましくは、前記遮光壁は、その平面視形状が前記モニター用発光部の前記有機発光層の外周形状と相似形状とされている。 Further, in the optical printer head of the present invention, preferably, the light-shielding wall has a plan-like shape similar to the outer peripheral shape of the organic light-emitting layer of the light-emitting portion for a monitor.
また本発明の光プリンタヘッドは、好ましくは、前記遮光壁は、金属遮光壁である。 Further, in the optical printer head of the present invention, the light-shielding wall is preferably a metal light-shielding wall.
また本発明の光プリンタヘッドは、好ましくは、前記複数の発光部は、それらが並列接続される駆動電流伝送線に平行な方向に並んで配置されており、前記モニター用発光部と前記受光用薄膜トランジスタと前記遮光壁と前記駆動用薄膜トランジスタから構成される組が、前記平行な方向における前記発光領域の両側に、それぞれ配置されている。 Further, in the optical printer head of the present invention, preferably, the plurality of light emitting units are arranged side by side in a direction parallel to the drive current transmission line to which they are connected in parallel, and the monitor light emitting unit and the light receiving unit are used. A set composed of the thin film transistor, the light-shielding wall, and the driving thin film transistor is arranged on both sides of the light emitting region in the parallel direction.
また本発明の光プリンタヘッドは、好ましくは、前記受光用薄膜トランジスタは、前記駆動用薄膜トランジスタのソース電極に接続される第１駆動電流伝送線と異なる第２駆動電流伝送線から分岐した分岐線をソース信号線とし、前記第２駆動電流伝送線から分岐したもう一つの分岐線をゲート信号線としている。
Further, in the optical printer head of the present invention, preferably, the light receiving thin film transistor sources a branch line branched from a second drive current transmission line different from the first drive current transmission line connected to the source electrode of the drive thin film transistor. and a signal line, another branch line branched from said second drive current transmission lines that have a gate signal line.
本発明の光プリンタヘッドは、基板と、基板上に配置された、外周形状が円形状の有機発光層を有する発光部の複数を含む発光領域と、基板上の発光領域以外の領域に配置された、有機発光層を有するモニター用発光部と、モニター用発光部と平面視で離れた基板上の部位に配置されるとともに、モニター用発光部の有機発光層に駆動電流を供給する駆動用薄膜トランジスタと、モニター用発光部の近傍に配置された受光用薄膜トランジスタと、を有する光プリンタヘッドであって、モニター用発光部および受光用薄膜トランジスタ
を囲む遮光壁が基板上に配置されており、駆動用薄膜トランジスタは遮光壁の外側にあり、受光用薄膜トランジスタは、モニター用発光部に平面視で重なる位置に配置されている構成であることから以下の効果を奏する。すなわち、モニター用発光部から放射された光は駆動用薄膜トランジスタのチャネル部に入り込むことが効果的に抑えられるので、駆動用薄膜トランジスタにおいてモニター用発光部の光に基づくリーク電流が発生することが抑えられる。その結果、モニター用発光部の輝度（光量）、発光特性を正確に検出することができる。また、モニター用発光部、駆動用薄膜トランジスタおよび受光用薄膜トランジスタは、薄膜で構成されるので、薄型の光プリンタヘッドとすることができる。
The optical printer head of the present invention is arranged in a light emitting region including a substrate, a plurality of light emitting portions having an organic light emitting layer having a circular outer peripheral shape arranged on the substrate, and a region other than the light emitting region on the substrate. A thin-film transistor for driving, which is arranged on a substrate that is separated from the light emitting portion for a monitor and a light emitting portion for a monitor in a plan view, and supplies a driving current to the organic light emitting portion of the light emitting portion for a monitor. An optical printer head having a light-receiving thin film transistor arranged in the vicinity of the monitor light-emitting portion, and a light-shielding wall surrounding the monitor light-emitting portion and the light-receiving thin film transistor is arranged on the substrate, and the driving thin film transistor is provided. the Ri outside near light barriers, light receiving thin film transistor, the following effects since it is configured that is provided in a position overlapping in a plan view in the light emitting unit for monitoring. That is, since the light radiated from the monitor light emitting portion is effectively suppressed from entering the channel portion of the driving thin film transistor, it is possible to suppress the generation of a leak current based on the light of the monitor light emitting portion in the driving thin film transistor. .. As a result, the brightness (light amount) and light emission characteristics of the light emitting unit for the monitor can be accurately detected. Further, since the light emitting unit for the monitor, the thin film transistor for driving, and the thin film transistor for receiving light are composed of thin films, a thin optical printer head can be used.
本発明の光プリンタヘッドは、受光用薄膜トランジスタは、チャネル部がモニター用発光部の有機発光層の中心に平面視で重なる位置に配置されている場合、受光用薄膜トランジスタは、モニター用発光部から放射された光をより効率的に受光することができる。
In the optical printer head of the present invention, when the light receiving thin film transistor is arranged at a position where the channel portion overlaps the center of the organic light emitting layer of the monitor light emitting portion in a plan view , the light receiving thin film transistor emits light from the monitor light emitting portion. The generated light can be received more efficiently .
また本発明の光プリンタヘッドは、遮光壁は、その平面視形状がモニター用発光部の有機発光層の外周形状と相似形状とされている場合、モニター用発光部の有機発光層から放射された光を受光用薄膜トランジスタにあらゆる方向から均一に入射させることができる。その結果、モニター用発光部の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。 Further, in the optical printer head of the present invention, when the light-shielding wall has a shape similar to the outer peripheral shape of the organic light emitting layer of the monitor light emitting portion in a plan view, it is emitted from the organic light emitting layer of the monitor light emitting portion. Light can be uniformly incident on the light receiving thin film transistor from all directions. As a result, the brightness and light emission characteristics of the light emitting unit for the monitor can be detected more accurately.
また本発明の光プリンタヘッドは、遮光壁は、金属遮光壁である場合、遮光性に優れているので、モニター用発光部から放射される光が駆動用薄膜トランジスタのチャネル部に入り込むことをさらに効果的に抑えることができる。また、金属遮光壁は、その表面が光反射性を有するものである場合、モニター用発光部の有機発光層から放射された光を受光用薄膜トランジスタに効率的に入射させることができる。その結果、モニター用発光部の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。また、金属遮光壁は、非透湿性に優れているので、モニター用発光部の有機発光層の水分による経時劣化を抑えることができるという効果も奏する。 Further, in the optical printer head of the present invention, when the light-shielding wall is a metal light-shielding wall, the light-shielding wall is excellent in light-shielding property, so that it is more effective that the light emitted from the light emitting portion for the monitor enters the channel portion of the driving thin film transistor. Can be suppressed. Further, when the surface of the metal light-shielding wall has light reflectivity, the light radiated from the organic light emitting layer of the light emitting portion for the monitor can be efficiently incident on the light receiving thin film transistor. As a result, the brightness and light emission characteristics of the light emitting unit for the monitor can be detected more accurately. Further, since the metal light-shielding wall is excellent in non-moisture permeability, it also has an effect that deterioration with time due to moisture in the organic light emitting layer of the light emitting portion for the monitor can be suppressed.
また本発明の光プリンタヘッドは、複数の発光部は、それらが並列接続される駆動電流伝送線に平行な方向に並んで配置されており、モニター用発光部と受光用薄膜トランジスタと遮光壁と駆動用薄膜トランジスタから構成される組が、前記平行な方向における発光領域の両側に、それぞれ配置されている場合、駆動電流伝送線の入力端側のモニター用発光部の輝度と比較して、駆動電流伝送線の入力端から最も遠い側のモニター用発光部の輝度は、同じ駆動電流値を入力しても駆動電流伝送線の電圧降下の影響によって低下する傾向にある。そこで、駆動電流伝送線の入力端側のモニター用発光部の輝度と、駆動電流伝送線の入力端から最も遠い側のモニター用発光部の輝度との平均値を、モニター用発光部の輝度として採用すれば、モニター用発光部の発光特性を発光領域にある発光部の発光特性により近似したものとすることができる。 Further, in the optical printer head of the present invention, a plurality of light emitting units are arranged side by side in a direction parallel to a drive current transmission line to which they are connected in parallel, and a monitor light emitting unit, a light receiving thin film transistor, a light shielding wall and a drive are arranged. When a set composed of thin film transistors for use is arranged on both sides of a light emitting region in the parallel direction, the drive current is transmitted as compared with the brightness of the light emitting portion for monitoring on the input end side of the drive current transmission line. Even if the same drive current value is input, the brightness of the monitor light emitting unit farthest from the input end of the line tends to decrease due to the influence of the voltage drop of the drive current transmission line. Therefore, the average value of the brightness of the monitor light emitting part on the input end side of the drive current transmission line and the brightness of the monitor light emitting part on the side farthest from the input end of the drive current transmission line is used as the brightness of the monitor light emitting part. If adopted, the light emitting characteristics of the light emitting unit for the monitor can be approximated by the light emitting characteristics of the light emitting unit in the light emitting region.
また本発明の光プリンタヘッドは、受光用薄膜トランジスタは、駆動用薄膜トランジスタのソース電極に接続される第１駆動電流伝送線と異なる第２駆動電流伝送線から分岐した分岐線をソース信号線とし、第２駆動電流伝送線から分岐したもう一つの分岐線をゲート信号線としている場合、モニター用発光部の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。
Further, in the optical printer head of the present invention, the light receiving thin film transistor uses a branch line branched from a second drive current transmission line different from the first drive current transmission line connected to the source electrode of the drive thin film transistor as a source signal line. When the other branch line branched from the two-drive current transmission line is used as the gate signal line, the brightness and light emission characteristics of the monitor light emitting unit can be detected more accurately .
以下、本発明の光プリンタヘッドの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明の光プリンタヘッドの実施の形態における構成部材のうち、本発明の光プリンタヘッドを説明するための主要部を示している。従って、本発明に係る光プリンタヘッドは、図に示されていない回路基板、配線導体、制御ＩＣ，ＬＳＩ等の周知の構成部材を備えていてもよい。 Hereinafter, embodiments of the optical printer head of the present invention will be described with reference to the drawings. However, each figure referred to below shows a main part for explaining the optical printer head of the present invention among the constituent members in the embodiment of the optical printer head of the present invention. Therefore, the optical printer head according to the present invention may include well-known components such as a circuit board, a wiring conductor, a control IC, and an LSI (not shown in the drawing).
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の光プリンタヘッドについて実施の形態の１例を示すものであり、（ａ）は光プリンタヘッドの平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ部および駆動素子を拡大して示す回路図である。これらの図に示すように、本発明の光プリンタヘッドは、ガラス基板、プラスチック基板等の基板３１と、基板３１上に配置された、有機発光層を有する発光部の複数を含む発光領域４５と、基板３１上の発光領域４５以外の領域に配置された、有機発光層を有するモニター用発光部101と、モニター用発光部101と平面視で離れた基板３１上の部位に配置されるとともに、モニター用発光部101の有機発光層に駆動電流を供給する駆動用ＴＦＴ102と、モニター用発光部101の近傍に配置された受光用ＴＦＴ103と、を有する光プリンタヘッドであって、モニター用発光部101および受光用ＴＦＴ103を囲む遮光壁104が基板３１上に配置されており、駆動用ＴＦＴ102は遮光壁104の外側にある構成である。この構成により以下の効果を奏する。すなわち、モニター用発光部101から放射された光は駆動用ＴＦＴ102のチャネル部に入り込むことが効果的に抑えられるので、駆動用ＴＦＴ102においてモニター用発光部101の光に基づくリーク電流が発生することが抑えられる。その結果、モニター用発光部101の輝度、発光特性を正確に検出することができる。また、モニター用発光部101、駆動用ＴＦＴ102および受光用ＴＦＴ103は、薄膜で構成されるので、薄型の光プリンタヘッドとすることができる。 1 (a) and 1 (b) show an example of the embodiment of the optical printer head of the present invention, (a) is a plan view of the optical printer head, and (b) is D of (a). It is a circuit diagram which shows an enlarged part and a drive element. As shown in these figures, the optical printer head of the present invention includes a substrate 31 such as a glass substrate and a plastic substrate, and a light emitting region 45 arranged on the substrate 31 and including a plurality of light emitting portions having an organic light emitting layer. , A monitor light emitting unit 101 having an organic light emitting layer arranged in a region other than the light emitting region 45 on the substrate 31, and a portion on the substrate 31 separated from the monitor light emitting unit 101 in a plan view. An optical printer head having a drive TFT 102 that supplies a drive current to the organic light emitting layer of the monitor light emitting unit 101 and a light receiving TFT 103 that is arranged in the vicinity of the monitor light emitting unit 101, and is a monitor light emitting unit 101. A light-shielding wall 104 surrounding the light-receiving TFT 103 is arranged on the substrate 31, and the drive TFT 102 is outside the light-shielding wall 104. This configuration produces the following effects. That is, since the light radiated from the monitor light emitting unit 101 is effectively suppressed from entering the channel portion of the drive TFT 102, a leak current based on the light of the monitor light emitting unit 101 may be generated in the drive TFT 102. It can be suppressed. As a result, the brightness and light emission characteristics of the light emitting unit 101 for the monitor can be accurately detected. Further, since the monitor light emitting unit 101, the driving TFT 102, and the light receiving TFT 103 are composed of a thin film, a thin optical printer head can be used.
また、駆動用ＴＦＴ102は、光学的には発光領域４５の発光部の駆動用ＴＦＴと同様の環境下にあるので、モニター用発光部101の発光特性を発光領域４５の発光部の発光特性と同等のものあるいは近似したものとすることができる。 Further, since the drive TFT 102 is optically in the same environment as the drive TFT of the light emitting portion of the light emitting region 45, the light emitting characteristics of the monitor light emitting unit 101 are equivalent to the light emitting characteristics of the light emitting unit of the light emitting region 45. It can be one or an approximation.
なお、図１〜図４に示す本発明の光プリンタヘッドは、例えば有機ＬＥＤプリンタヘッド（ＯＬＥＤＰＨ）と呼ばれるものであり、その全体構成、駆動制御、発光素子等の構成は、図５〜図７に示す従来例と基本的に同様であるので、従来例と共通する部位には同じ符号を付してそれらの詳細な説明は省略する。 The optical printer head of the present invention shown in FIGS. 1 to 4 is called, for example, an organic LED printer head (OLEDPH), and the overall configuration, drive control, light emitting element, and the like are described in FIGS. 5 to 7. Since it is basically the same as the conventional example shown in the above, the same reference numerals are given to the parts common to the conventional example, and detailed description thereof will be omitted.
図１（ｂ）に示すように、発光モニター部（発光モニター回路）100は、モニター用発光部101、駆動用ＴＦＴ102、受光用ＴＦＴ103、遮光壁104を備えている。そして、モニター用発光部101は、例えば、それが最大輝度または最大輝度に近い輝度となるように駆動用ＴＦＴ102から駆動電流が供給されることがよい。モニター用発光部101が最大輝度となるように駆動制御される場合、モニター用発光部101の発光特性、すなわち光量の経時低下の特性を捉えることが容易である。逆に、モニター用発光部101が最小輝度またはそれに近い輝度となるように駆動制御される場合、時間が経つとモニター用発光部101が点灯しなくなるおそれがある。 As shown in FIG. 1B, the light emitting monitor unit (light emitting monitor circuit) 100 includes a light emitting unit 101 for monitoring, a TFT 102 for driving, a TFT 103 for receiving light, and a light shielding wall 104. Then, the monitor light emitting unit 101 may be supplied with a drive current from the drive TFT 102 so that the brightness becomes the maximum brightness or the brightness close to the maximum brightness, for example. When the monitor light emitting unit 101 is driven and controlled so as to have the maximum brightness, it is easy to capture the light emitting characteristic of the monitor light emitting unit 101, that is, the characteristic of the light amount decreasing with time. On the contrary, when the monitor light emitting unit 101 is driven and controlled so as to have the minimum brightness or a brightness close to the minimum brightness, the monitor light emitting unit 101 may not be lit over time.
また、受光用ＴＦＴ103は、そのチャネル部においてモニター用発光部101から放射された光を受光し電流値に変換する光電素子として機能する。受光用ＴＦＴ103は電流計に接続されており、その検出した電流値をメモリ等に保存してある発光部の有機発光層の発光特性のデータと比較する。そして、必要に応じて所定の輝度を得るための駆動電流値を制御する。すなわち、所定の輝度を得るための駆動電流値を、有機発光層の経時劣化によって大きくする必要がある場合、有機発光層の発光特性のデータに基づいて所定量大きくする。 Further, the light receiving TFT 103 functions as a photoelectric element that receives the light radiated from the monitor light emitting unit 101 in the channel portion and converts it into a current value. The light receiving TFT 103 is connected to an ammeter, and the detected current value is compared with the data of the light emitting characteristics of the organic light emitting layer of the light emitting unit stored in a memory or the like. Then, the drive current value for obtaining a predetermined brightness is controlled as needed. That is, when it is necessary to increase the drive current value for obtaining a predetermined brightness due to the deterioration of the organic light emitting layer with time, the drive current value is increased by a predetermined amount based on the data of the light emitting characteristics of the organic light emitting layer.
本発明の光プリンタヘッドは、図１（ａ）、図２に示すように、発光領域４５にある複数の発光部７０は、それらが並列接続される駆動電流伝送線56aLに平行な方向に並んで配置されており、モニター用発光部101と受光用ＴＦＴ103と遮光壁104と駆動用ＴＦＴ102から構成される組が、前記平行な方向における発光領域４５の両側に、それぞれ配置されていることが好ましい。この場合、駆動電流伝送線56aLの入力端側の発光モニター部100aにおけるモニター用発光部101の輝度と比較して、駆動電流伝送線56aLの入力端から最も遠い側の発光モニター部100bにおけるモニター用発光部101の輝度は、同じ駆動電流値を入力しても駆動電流伝送線56aLの電圧降下の影響によって低下する傾向にある。そこで、駆動電流伝送線56aLの入力端側のモニター用発光部101の輝度と、駆動電流伝送線56aLの入力端から最も遠い側のモニター用発光部101の輝度との平均値を、モニター用発光部101の輝度として採用すれば、モニター用発光部101の発光特性を発光領域４５にある発光部70の発光特性により近似したものとすることができる。 In the optical printer head of the present invention, as shown in FIGS. 1A and 2, the plurality of light emitting units 70 in the light emitting region 45 are arranged in a direction parallel to the drive current transmission line 56aL to which they are connected in parallel. It is preferable that the pair consisting of the light emitting unit 101 for the monitor, the TFT 103 for receiving light, the light shielding wall 104, and the TFT 102 for driving are arranged on both sides of the light emitting region 45 in the parallel direction. .. In this case, for monitoring in the light emitting monitor unit 100b on the side farthest from the input end of the drive current transmission line 56aL, compared with the brightness of the light emitting unit 101 for monitoring in the light emitting monitor unit 100a on the input end side of the drive current transmission line 56aL. Even if the same drive current value is input, the brightness of the light emitting unit 101 tends to decrease due to the influence of the voltage drop of the drive current transmission line 56aL. Therefore, the average value of the brightness of the monitor light emitting unit 101 on the input end side of the drive current transmission line 56aL and the brightness of the monitor light emitting unit 101 on the farthest side from the input end of the drive current transmission line 56aL is calculated as the monitor light emission. If it is adopted as the brightness of the unit 101, the light emitting characteristics of the monitor light emitting unit 101 can be approximated by the light emitting characteristics of the light emitting unit 70 in the light emitting region 45.
さらには、駆動電流伝送線56aLの入力端側のモニター用発光部100と、駆動電流伝送線56aLの入力端から最も遠い側のモニター用発光部100とに加えて、前記平行な方向においてそれらのモニター用発光部100の中間の位置にモニター用発光部を配置してもよい。この場合、これら３つのモニター用発光部100の輝度の平均値を、モニター用発光部100の輝度として採用すれば、モニター用発光部100の発光特性を発光領域４５にある発光部70の発光特性により近似したものとすることができる。 Further, in addition to the monitor light emitting unit 100 on the input end side of the drive current transmission line 56aL and the monitor light emitting unit 100 on the side farthest from the input end of the drive current transmission line 56aL, they are added in the parallel direction. The monitor light emitting unit may be arranged at an intermediate position of the monitor light emitting unit 100. In this case, if the average value of the brightness of these three monitor light emitting units 100 is adopted as the brightness of the monitor light emitting unit 100, the light emitting characteristic of the monitor light emitting unit 100 is the light emitting characteristic of the light emitting unit 70 in the light emitting region 45. Can be made closer to.
また本発明の光プリンタヘッドは、図１（ａ）に示すように、基板３１は、発光領域４５を内側空間に封止するための封止基板３６を接合するシール部材３８を有しており、モニター用発光部101と受光用ＴＦＴ103と遮光壁104と駆動用ＴＦＴ102は、内側空間にあることが好ましい。この場合、モニター用発光部101の有機発光層の水分による経時劣化を抑えることができる。また、モニター用発光部101は発光領域４５にある発光部70と同じ環境下にあるので、モニター用発光部101の発光特性は発光領域４５にある発光部70の発光特性により近似したものとなる。シール部材３８は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、合成ゴム等の樹脂材料から成るが、接着力に優れていること、液状（ペースト状）から硬化した後に十分な硬度が得られること等から、エポキシ樹脂から成ることが好ましい。またシール部材３８は、幅が０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度、好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍ程度であり、基板３１と封止基板３６との間の隙間（ギャップ）に相当する厚みが５μｍ〜１５μｍ程度である。 Further, in the optical printer head of the present invention, as shown in FIG. 1A, the substrate 31 has a sealing member 38 for joining the sealing substrate 36 for sealing the light emitting region 45 in the inner space. The monitor light emitting unit 101, the light receiving TFT 103, the light shielding wall 104, and the driving TFT 102 are preferably located in the inner space. In this case, deterioration over time due to moisture in the organic light emitting layer of the monitor light emitting unit 101 can be suppressed. Further, since the light emitting unit 101 for the monitor is in the same environment as the light emitting unit 70 in the light emitting region 45, the light emitting characteristics of the light emitting unit 101 for the monitor are approximated by the light emitting characteristics of the light emitting unit 70 in the light emitting region 45. .. The sealing member 38 is made of a resin material such as an epoxy resin, a silicone resin, or a synthetic rubber, and is an epoxy resin because it has excellent adhesive strength and sufficient hardness can be obtained after curing from a liquid (paste form). It is preferably composed of. The width of the sealing member 38 is about 0.5 mm to 2 mm, preferably about 1 mm to 2 mm, and the thickness corresponding to the gap between the substrate 31 and the sealing substrate 36 is about 5 μm to 15 μm. ..
図２に示すように、発光モニター部100の駆動用ＴＦＴ102は、発光領域４５の発光部70を駆動する駆動用ＴＦＴと同様の構成である。また図４に示すように、受光用ＴＦＴ103
は、モニター用発光部101の発光方向側、すなわち基板３１の下面（封止基板３６と反対
側の面）に向かう側において、モニター用発光部101に平面視で重なる位置に配置されて
いる。すなわち、受光用ＴＦＴ103は、基板３１とモニター用発光部101との間に配置されている。これにより、受光用ＴＦＴ103は、モニター用発光部101から放射された光を効率的に受光することができる。モニター用発光部101と受光用ＴＦＴ103との間の間隔は、１μｍ〜２μｍ程度である。
As shown in FIG. 2, the driving TFT 102 of the light emitting monitor unit 100 has the same configuration as the driving TFT that drives the light emitting unit 70 of the light emitting region 45. Further, as shown in FIG. 4, the light receiving TFT 103
, The emission direction side of the monitor light-emitting section 101, i.e. the side facing the lower surface of the substrate 31 (the surface of the sealing substrate 36 opposite), is disposed at a position overlapping in a plan view the monitoring light emitting portion 101 .. That is, the light receiving TFT 103 is arranged between the substrate 31 and the monitor light emitting unit 101. This ensures that the light receiving TFT103 can efficiently receive the light emitted from the monitoring light emitting portion 101. The distance between the light emitting unit 101 for the monitor and the TFT 103 for receiving light is about 1 μm to 2 μm.
この受光用ＴＦＴ103は、駆動電流伝送線56aLと異なる駆動電流伝送線156から分岐した分岐線156aをソース信号線とし、駆動電流伝送線156から分岐したもう一つの分岐線156cをゲート信号線としている。また、受光用ＴＦＴ103のドレイン信号線156bは、接地線でもあり、駆動素子３４の接地端子（VSS）に接続される。また、図１（ｂ）、図２、図３に示すように、駆動用ＴＦＴ102のソース電極が接続される駆動電流伝送線56aLと、受光用ＴＦＴ103のソース電極が接続される駆動電流伝送線156とは、異なっていることがよい。この場合、受光用ＴＦＴ103のリーク電流に基づくモニター用発光部101から放射された光の輝度の検出値が、正確になる。すなわち、駆動用ＴＦＴ102のチャネル部を流れる電流値よりも、受光用ＴＦＴ103のリーク電流値の方が小さいからである。 In this light receiving TFT 103, a branch line 156a branched from the drive current transmission line 156 different from the drive current transmission line 56aL is used as a source signal line, and another branch line 156c branched from the drive current transmission line 156 is used as a gate signal line. .. Further, the drain signal line 156b of the light receiving TFT 103 is also a ground line and is connected to the ground terminal (VSS) of the drive element 34. Further, as shown in FIGS. 1B, 2 and 3, a drive current transmission line 56aL to which the source electrode of the drive TFT 102 is connected and a drive current transmission line 156 to which the source electrode of the light receiving TFT 103 is connected are connected. May be different from. In this case, the detected value of the brightness of the light radiated from the monitor light emitting unit 101 based on the leakage current of the light receiving TFT 103 becomes accurate. That is, the leakage current value of the light receiving TFT 103 is smaller than the current value flowing through the channel portion of the driving TFT 102.
図３は、本発明の光プリンタヘッドについて実施の形態の他例を示すものであり、図２において遮光壁104を他の構成とした部分拡大平面図である。図３に示すように、遮光壁104は、その平面視形状がモニター用発光部101の有機発光層の外周形状と相似形状、すな
わち円形状、とされている。これにより、モニター用発光部101の有機発光層から放射さ
れた光を受光用ＴＦＴ103にあらゆる方向から均一に入射させることができる。その結果
、モニター用発光部101の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。
FIG. 3 shows another example of the embodiment of the optical printer head of the present invention, and is a partially enlarged plan view of the light-shielding wall 104 having another configuration in FIG. As shown in FIG. 3, the light shielding wall 104, the outer peripheral shape as the shape similar to the plan view shape is an organic light-emitting layer of the monitoring light emitting unit 101, that is sand <br/> I Chi circular, and. This ensures that it is possible to uniformly incident light emitted from the organic light emitting layer of the monitoring light emitting unit 101 from all directions the light-receiving TFT 103. As a result, the brightness and light emission characteristics of the monitor light emitting unit 101 can be detected more accurately.
図４は、本発明の光プリンタヘッドについて実施の形態の他例を示すものであり、図２のＥ１−Ｅ２線における断面図である。受光用ＴＦＴ103は、基板５１側から、ゲート信号線156c、ゲート絶縁膜５３、チャネル部としてのポリシリコン膜154及びポリシリコンに不純物をチャネル部よりも高濃度に含有させた高濃度不純物領域154aから成る半導体膜、窒化シリコン（ＳｉＮx），酸化シリコン（ＳｉＯ2）等から成る絶縁膜５５、ソース信号線156a、ドレイン信号線156bが、順次積層された構成を有している。受光用ＴＦＴ103を構成する半導体は低温ポリシリコン（Low-Temperature Poly Silicon：ＬＴＰＳ）、アモルファスシリコン、インジウムガリウム亜鉛酸化物（Indium Gallium Zinc Oxide：ＩＧＺＯ）等の酸化物半導体などから成っていてもよい。また受光用ＴＦＴ103は、ゲート信号線156cがチャネル部の下方にあるボトムゲート型のＴＦＴであるか、またはゲート信号線156cがチャネル部の上方にあるトップゲート型のＴＦＴであってもよく、さらにゲート信号線156cがチャネル部の下方及び上方の双方にあるダブルゲート型のＴＦＴであってもよい。モニター用発光部101の発光部７０から放射された光を効率よく受光するためには、受光用ＴＦＴ103はボトムゲート型のＴＦＴであることが好ましい。なお、図４において、符号133の部位は発光素子を示す。 FIG. 4 shows another example of the embodiment of the optical printer head of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line E1-E2 of FIG. From the substrate 51 side, the light receiving TFT 103 starts from the gate signal line 156c, the gate insulating film 53, the polysilicon film 154 as the channel portion, and the high-concentration impurity region 154a in which the polysilicon contains impurities at a higher concentration than the channel portion. The semiconductor film, the insulating film 55 made of silicon nitride (SiN x ), silicon oxide (SiO 2 ), etc., the source signal line 156a, and the drain signal line 156b are sequentially laminated. The semiconductor constituting the light receiving TFT 103 may be made of an oxide semiconductor such as low-Temperature Poly Silicon (LTPS), amorphous silicon, and Indium Gallium Zinc Oxide (IGZO). Further, the light receiving TFT 103 may be a bottom gate type TFT in which the gate signal line 156c is below the channel portion, or a top gate type TFT in which the gate signal line 156c is above the channel portion. The gate signal line 156c may be a double gate type TFT located both below and above the channel portion. In order to efficiently receive the light radiated from the light emitting unit 70 of the monitor light emitting unit 101, the light receiving TFT 103 is preferably a bottom gate type TFT. In FIG. 4, the portion of reference numeral 133 indicates a light emitting element.
本発明の光プリンタヘッドは、図４に示すように、遮光壁104は、モニター用発光部101および受光用ＴＦＴ103がある基板３１上の部位と比較して、その最大厚みＴｍの１／２以上の高さＨｓを有していることが好ましい。この場合、モニター用発光部101から放射される光が駆動用ＴＦＴ102のチャネル部に入り込むことをより効果的に抑えることができるので、駆動用ＴＦＴ102においてモニター用発光部101の光に基づくリーク電流が発生することがより抑えられる。その結果、モニター用発光部101の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。この目的のためには、遮光壁104の高さＨｓは、最大厚みＴｍの５０％以上がよく、より好ましくは７０％以上がよい。また、遮光壁104の高さＨｓは具体的には、最大厚みＴｍが４μｍ程度であるので、２μｍ乃至３μｍ程度の高さとなる。 In the optical printer head of the present invention, as shown in FIG. 4, the light-shielding wall 104 is more than 1/2 of the maximum thickness Tm of the light-shielding wall 104 as compared with the portion on the substrate 31 where the light emitting portion 101 for monitoring and the TFT 103 for light receiving are located. It is preferable to have a height Hs of. In this case, since it is possible to more effectively suppress the light emitted from the monitor light emitting unit 101 from entering the channel portion of the drive TFT 102, the leak current based on the light of the monitor light emitting unit 101 in the drive TFT 102 is generated. It is less likely to occur. As a result, the brightness and light emission characteristics of the monitor light emitting unit 101 can be detected more accurately. For this purpose, the height Hs of the light-shielding wall 104 is preferably 50% or more, more preferably 70% or more of the maximum thickness Tm. Further, the height Hs of the light-shielding wall 104 is specifically about 2 μm to 3 μm because the maximum thickness Tm is about 4 μm.
遮光壁104は、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等に黒色等の暗色系の顔料、染料を混入させた樹脂遮光壁、あるいはアルミニウム等から成る金属遮光壁である。遮光壁104は金属遮光壁であることがよく、この場合、金属遮光壁は遮光性に優れているので、モニター用発光部101から放射される光が駆動用ＴＦＴ102のチャネル部に入り込むことをさらに効果的に抑えることができる。また、金属遮光壁は、アルミニウム等から成る、その表面が光反射性を有するものである場合、モニター用発光部101の有機発光層から放射された光を受光用ＴＦＴ103に効率的に入射させることができる。その結果、モニター用発光部101の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。また、金属遮光壁は、非透湿性に優れているので、モニター用発光部101の有機発光層６０の水分による経時劣化を抑えることができるという効果も奏する。 The light-shielding wall 104 is a resin light-shielding wall in which a dark-colored pigment such as black or a dye is mixed with acrylic resin, polyimide, polyamide, polyamide-imide, epoxy resin, silicone resin or the like, or a metal light-shielding wall made of aluminum or the like. The light-shielding wall 104 is often a metal light-shielding wall, and in this case, since the metal light-shielding wall has excellent light-shielding properties, it is further prevented that the light radiated from the light emitting unit 101 for the monitor enters the channel portion of the driving TFT 102. It can be suppressed effectively. Further, when the surface of the metal light-shielding wall is made of aluminum or the like and has light reflectivity, the light radiated from the organic light-emitting layer of the monitor light-emitting unit 101 is efficiently incident on the light-receiving TFT 103. Can be done. As a result, the brightness and light emission characteristics of the monitor light emitting unit 101 can be detected more accurately. Further, since the metal light-shielding wall is excellent in non-breathability, it also has an effect that deterioration with time due to moisture in the organic light emitting layer 60 of the light emitting unit 101 for the monitor can be suppressed.
上記金属遮光壁は、例えば、ソース信号線156a、ドレイン信号線156b、ゲート信号線156cを構成する金属材料、合金材料から成る。すなわち、金属遮光壁は、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），モリブデン（Ｍｏ），タンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ），クロム（Ｃｒ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），ネオジウム（Ｎｄ）等から選ばれた元素から成る金属材料、これらの元素を主成分とする合金材料などを用いて形成される。金属遮光壁は、フォトリソグラフィ法およびスパッタリング法等の薄膜形成法によって形成され得る。例えば、金属遮光壁が形成される絶縁層５７の部位にフォトリソグラフィ法によって凹部を形成し、その凹部にスパッタリング法によって金属遮光壁となる金属層、合金層を堆積させる。なお、金属遮光壁は、ソース信号線156a、ドレイン信号線156b、第２の電極層６１に接しないように、それらとの間に絶縁層を介して形成される。 The metal shading wall is made of, for example, a metal material or an alloy material constituting the source signal line 156a, the drain signal line 156b, and the gate signal line 156c. That is, the metal light-shielding wall includes aluminum (Al), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), chromium (Cr), silver (Ag), copper (Cu), and neodymium (Nd). ) Etc., and is formed by using a metal material composed of elements selected from these elements, an alloy material containing these elements as a main component, and the like. The metal shading wall can be formed by a thin film forming method such as a photolithography method and a sputtering method. For example, a recess is formed in the portion of the insulating layer 57 on which the metal light-shielding wall is formed by a photolithography method, and a metal layer or an alloy layer to be a metal light-shielding wall is deposited in the recess by a sputtering method. The metal light-shielding wall is formed with an insulating layer between the source signal line 156a, the drain signal line 156b, and the second electrode layer 61 so as not to be in contact with them.
また、基板５１上にある絶縁層５７は、有機絶縁層である場合、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ樹脂）、ポリシロキサン、ポリシラザン等の樹脂材料、またこれら樹脂材料の感光性のものを用いて形成することができる。ポリシロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合によって骨格構造が形成されたものである。またポリシロキサンは、その酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基、例えばアルキル基、芳香族炭化水素基を有するもの、また酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基を有するものであってもよい。ポリシラザンは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される材料である。さらに有機絶縁層は、感光性の樹脂材料から成る場合、耐久性が良いという理由等から、感光性のアクリル樹脂、感光性のポリイミド、感光性のポリシロキサンから成ることがよい。さらに有機絶縁層は、耐久性に優れること、光透過率が９３％程度と高いこと、加工性が高いこと、安価であることから、アクリル樹脂、特には感光性のアクリル樹脂から成ることが好ましい。 When the insulating layer 57 on the substrate 51 is an organic insulating layer, it is an acrylic resin, polyimide, polyamide, polyamideimide, epoxy resin, benzocyclobutene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA resin). ), Polysiloxane, polysilazane and other resin materials, and photosensitive materials of these resin materials can be used for formation. Polysiloxane has a skeletal structure formed by the bond between silicon (Si) and oxygen (O). Further, the polysiloxane has at least an organic group containing hydrogen as a substituent of oxygen, for example, an alkyl group and an aromatic hydrocarbon group, and has an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group as a substituent of oxygen. It may be a thing. Polysilazane is a material formed from a polymer material having a bond of silicon (Si) and nitrogen (N) as a starting material. Further, when the organic insulating layer is made of a photosensitive resin material, it is preferably made of a photosensitive acrylic resin, a photosensitive polyimide, or a photosensitive polysiloxane because of its good durability. Further, the organic insulating layer is preferably made of an acrylic resin, particularly a photosensitive acrylic resin, because it has excellent durability, a high light transmittance of about 93%, high processability, and low cost. ..
また、絶縁層５７は、例えば窒化珪素（ＳｉＮx），酸化珪素（ＳｉＯ2）等の無機絶縁層であってもよい。さらに、絶縁層５７は、有機絶縁層上に無機絶縁層を積層した構成であってもよい。無機絶縁層は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の薄膜形成法によって形成される。 Further, the insulating layer 57 may be an inorganic insulating layer such as silicon nitride (SiN x ) or silicon oxide (SiO 2 ). Further, the insulating layer 57 may have a structure in which an inorganic insulating layer is laminated on the organic insulating layer. The inorganic insulating layer is formed by a thin film forming method such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
本発明の光プリンタヘッドは、その発光素子133の発光部７０が有機発光層６０を有するものであるが、発光部７０は、第１の電極層５８、有機発光層６０、第２の電極層６１が積層されて構成される。第１の電極層５８または第２の電極層６１が陽極である場合、その陽極に用いられる透明電極は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インイジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、リン，ボロンを含むシリコン（Ｓｉ）等の導電性材料であって透光性を有する材料から成る。第１の電極層５８または第２の電極層６１が陰極である場合、その陰極は、Ａｌ，Ａｌ−Ｌｉ合金，Ｍｇ−Ａｇ合金（Ａｇを５〜１０重量％程度含む），Ｍｇ−Ｃｕ合金（Ｃｕを５〜１０重量％程度含む）等の仕事関数が約４．０Ｖ以下と低く遮光性、光反射性を有する金属、合金から成る。 In the optical printer head of the present invention, the light emitting unit 70 of the light emitting element 133 has an organic light emitting layer 60, and the light emitting unit 70 includes a first electrode layer 58, an organic light emitting layer 60, and a second electrode layer. 61 is laminated and configured. When the first electrode layer 58 or the second electrode layer 61 is an anode, the transparent electrode used for the anode is indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and indium to which silicon oxide is added. It is made of a conductive material such as tin oxide (ITSO), zinc oxide (ZnO), phosphorus, and silicon (Si) containing boron, which has translucency. When the first electrode layer 58 or the second electrode layer 61 is a cathode, the cathode is an Al, Al-Li alloy, an Mg-Ag alloy (containing about 5 to 10% by weight of Ag), an Mg-Cu alloy. It is made of a metal or alloy having a low work function of about 4.0 V or less (containing about 5 to 10% by weight of Cu) and light-shielding property and light-reflecting property.
有機発光層６０は、バックライトが不要な自発光型の有機電界発光性を有するものである。例えば有機発光層６０は数１００ｎｍ程度の厚みを有する積層構造体であり、陰極側から電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極を積層したものである。電極層間の各層の厚みは数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度である。電極層を含む厚みは１μｍ程度である。有機発光層６０の発光層の発光材料としては、低分子蛍光色素材料、蛍光性の高分子材料、金属錯体材料等が採用し得る。 The organic light emitting layer 60 has a self-luminous organic electroluminescent property that does not require a backlight. For example, the organic light emitting layer 60 is a laminated structure having a thickness of about several hundred nm, and is formed by laminating an electron transport layer, a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, and an anode from the cathode side. The thickness of each layer between the electrode layers is about several nm to several hundred nm. The thickness including the electrode layer is about 1 μm. As the light emitting material of the light emitting layer of the organic light emitting layer 60, a low molecular weight fluorescent dye material, a fluorescent polymer material, a metal complex material and the like can be adopted.
発光層に正孔を注入しやすくするためには発光層のイオン化エネルギーが６．０ｅＶ以下であることがよく、発光層に電子を注入しやすくするためには発光層の電子親和力が２．５ｅＶ以上であることがよい。発光層の発光材料としては、トリス（8-キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ）、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体（Ｅｕ（ＤＢＭ）3（Ｐｈｅｎ））、ジトルイルビニルビフェニル（ＤＴＶＢｉ）などがある。高分子材料としては、蛍光性のポリ（p−フェニレンビニレン）、ポリアルキルチオフェン等のπ共役高分子があり、これらの高分子材料は置換基の導入によってキャリア輸送性を制御することができる。電子輸送層の材料としては、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレンテトラカルボン酸誘導体等が採用し得る。正孔輸送層の材料としては、1,1-ビス（4-ジ-p-アミノフェニル）シクロヘキサン、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体等が採用し得る。正孔輸送層に正孔を注入する正孔注入層の材料としては、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン、芳香族ジアミン等が採用し得る。 The ionization energy of the light emitting layer is preferably 6.0 eV or less in order to facilitate injection of holes into the light emitting layer, and the electron affinity of the light emitting layer is 2.5 eV to facilitate injection of electrons into the light emitting layer. That should be the above. The light emitting material of the light emitting layer includes tris (8-quinolinolato) aluminum complex (Alq), bis (benzoquinolinolato) berylium complex (BeBq), and tri (dibenzoylmethyl) phenanthroline europium complex (Eu (DBM) 3 (Phen). )), Ditryl vinyl biphenyl (DTBI) and the like. Examples of the polymer material include π-conjugated polymers such as fluorescent poly (p-phenylene vinylene) and polyalkylthiophene, and the carrier transportability of these polymer materials can be controlled by introducing a substituent. As the material of the electron transport layer, an anthracinodimethane derivative, a diphenylquinone derivative, an oxadiazole derivative, a perylenetetracarboxylic acid derivative and the like can be adopted. As the material of the hole transport layer, 1,1-bis (4-di-p-aminophenyl) cyclohexane, a triphenylamine derivative, a carbazole derivative and the like can be adopted. As the material of the hole injection layer for injecting holes into the hole transport layer, copper phthalocyanine, metal-free phthalocyanine, aromatic diamine and the like can be adopted.
第１の電極層５８、有機発光層６０、第２の電極層６１は、蒸着法、スパッタリング法等の薄膜形成法等によって形成され得る。例えば、第１の電極層５８はスパッタリング法等によって形成でき、有機発光層６０は真空蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法等によって形成でき、第２の電極層６１は電子ビーム（Electron Beam：ＥＢ）蒸着法、スパッタリング法等によって形成できる。 The first electrode layer 58, the organic light emitting layer 60, and the second electrode layer 61 can be formed by a thin film forming method such as a vapor deposition method or a sputtering method. For example, the first electrode layer 58 can be formed by a sputtering method or the like, the organic light emitting layer 60 can be formed by a vacuum deposition method, an inkjet method, a spin coating method, a printing method or the like, and the second electrode layer 61 is an electron beam (Electron). Beam: EB) It can be formed by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like.
なお、本発明の光プリンタヘッドは、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜の設計的な変更、改良が施されていてもよい。 The optical printer head of the present invention is not limited to the above embodiment, and appropriate design changes and improvements may be made.
本発明の光プリンタヘッドは、例えば、長板状の基板５１の長手方向に複数の発光素子133を列状に並ぶように形成することによって、有機ＬＥＤプリンタヘッド（ＯＬＥＤＰＨ）として構成し得る。 The optical printer head of the present invention can be configured as an organic LED printer head (OLEDPH) by forming, for example, a plurality of light emitting elements 133 in a row in the longitudinal direction of a long plate-shaped substrate 51.
５６ａＬ 駆動電流伝送線
１００ 発光モニター部
１０１ モニター用発光部
１０２ 駆動用ＴＦＴ
１０３ 受光用ＴＦＴ
１０４ 遮光壁
１３３ 発光素子
56aL Drive current transmission line 100 Light emitting monitor unit 101 Monitor light emitting unit 102 Driving TFT
103 Light receiving TFT
104 Shading wall 133 Light emitting element
Claims (6)
前記基板上に配置された、有機発光層を有する発光部の複数を含む発光領域と、
前記基板上の前記発光領域以外の領域に配置された、外周形状が円形状の有機発光層を有するモニター用発光部と、
前記モニター用発光部と平面視で離れた前記基板上の部位に配置されるとともに、前記モニター用発光部の前記有機発光層に駆動電流を供給する駆動用薄膜トランジスタと、
前記モニター用発光部の近傍に配置された受光用薄膜トランジスタと、を有する光プリンタヘッドであって、
前記モニター用発光部および前記受光用薄膜トランジスタを囲む遮光壁が前記基板上に配置されており、
前記駆動用薄膜トランジスタは前記遮光壁の外側にあり、
前記受光用薄膜トランジスタは、前記モニター用発光部に平面視で重なる位置に配置されている光プリンタヘッド。 With the board
A light emitting region including a plurality of light emitting parts having an organic light emitting layer arranged on the substrate, and
A monitor light emitting portion having an organic light emitting layer having a circular outer peripheral shape, which is arranged in a region other than the light emitting region on the substrate.
A driving thin film transistor that is arranged at a portion on the substrate that is separated from the monitor light emitting portion in a plan view and supplies a driving current to the organic light emitting layer of the monitor light emitting portion.
An optical printer head having a light receiving thin film transistor arranged in the vicinity of the monitor light emitting portion.
A light-shielding wall surrounding the monitor light emitting portion and the light receiving thin film transistor is arranged on the substrate.
The driving thin film transistor Ri outside near the shielding wall,
The light receiving thin film transistor, an optical printer head that is provided in a position overlapping in a plan view the monitoring light emitting portion.
前記モニター用発光部と前記受光用薄膜トランジスタと前記遮光壁と前記駆動用薄膜トランジスタから構成される組が、前記平行な方向における前記発光領域の両側に、それぞれ配置されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光プリンタヘッド。 The plurality of light emitting units are arranged side by side in a direction parallel to the drive current transmission line to which they are connected in parallel.
Claims 1 to 4 in which a set composed of the monitor light emitting unit, the light receiving thin film transistor, the light shielding wall, and the driving thin film transistor is arranged on both sides of the light emitting region in the parallel direction. The optical printer head according to any one of the above.
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