説明

プリンタヘッド

【課題】 デバイス性能の改善が可能なプリンタヘッドを提供する。
【解決手段】 絶縁基板と、前記絶縁基板上において、ライン状に配置された複数の陽極と、前記陽極上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された陰極と、を備えた有機EL素子と、前記有機EL素子を駆動するための駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、前記絶縁基板上に配置され、前記有機EL素子を挟んで対向配置された第1駆動回路及び第2駆動回路を有することを特徴とするプリンタヘッド。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、プリンタヘッドに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、レーザープリンタに変わる構成として、光源に発光ダイオード(LED)アレイを配置したLEDプリンタが開発されている。LEDプリンタは、レーザープリンタに比べて、光源が感光ドラムの近傍に配置されているため、装置の小型化に有利な構造となっている。
【0003】
しかしながら、LEDプリンタのプリンタヘッドは、LEDを高密度に配置した半導体チップを印刷に必要なサイズだけ非常に正確に配置する必要があり、高度な実装技術と高いコストが必要となる。
【0004】
最近では、LEDよりもより安価にアレイ状の光源を実現できるデバイスとして、有機EL素子が着目されている。有機EL素子は、ディスプレイにも用いられているように、高密度かつ大面積のデバイスが製造可能である。このため、LEDプリンタのプリンタヘッドのように複数のチップを正確に並べる必要がなく、製造段階で1つデバイスとして作ることができ、容易に実装することができる。
【0005】
有機EL素子は、プリンタヘッドとして利用する場合には、ディスプレイよりもより高輝度の発光が要求される場合が多い。このような有機EL素子がガラス基板上に形成される場合、ガラス基板上に形成されるメタル配線の抵抗は比較的高く、かつ比較的大きな電流を必要とするため、電圧降下が発生しやすい。また、ガラス基板上に構成される薄膜トランジスタは、結晶シリコン基板上に構成されるトランジスタに比べて能力が低い。このようなことから、回路の動作速度が不足して印刷速度の高速化に支障をきたしたり、デバイスのサイズの拡大を招いたりする恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2007−283596号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本実施形態の目的は、デバイス性能の改善が可能なプリンタヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本実施形態によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板上において、ライン状に配置された複数の陽極と、前記陽極上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された陰極と、を備えた有機EL素子と、前記有機EL素子を駆動するための駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、前記絶縁基板上に配置され、前記有機EL素子を挟んで対向配置された第1駆動回路及び第2駆動回路を有することを特徴とするプリンタヘッドが提供される。
【0009】
本実施形態によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板上において、ライン状に配置された複数の陰極と、前記陰極上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された陽極と、を備えた有機EL素子と、前記有機EL素子を駆動するための駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、前記絶縁基板上に配置され、前記有機EL素子を挟んで対向配置された第1駆動回路及び第2駆動回路を有することを特徴とするプリンタヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、本実施形態におけるプリンタヘッドの構成を概略的に示す平面図である。
【図2】図2は、有機EL素子を駆動するための駆動回路の一構成例を示す図である。
【図3】図3は、図1に示したプリンタヘッドの第2方向に沿った構成を概略的に示す断面図である。
【図4】図4は、本実施形態におけるプリンタヘッドの他の構成を概略的に示す平面図である。
【図5】図5は、図4に示したプリンタヘッドの第2方向に沿った構成を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【0012】
図1は、本実施形態におけるプリンタヘッド1の構成を概略的に示す平面図である。
【0013】
本実施形態におけるプリンタヘッド1は、複数の有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子OLEDがライン状に配置されたアレイ基板10を備えている。このアレイ基板10は、第1方向Xに延出した略長方形状に形成され、一対の長辺L1及びL2と、一対の短辺S1及びS2を有している。図示した例では、有機EL素子OLEDは、アレイ基板10の略中央において、第1方向Xに平行な1ラインに沿って配置され、発光素子列ARを形成している。なお、有機EL素子OLEDは、第1方向Xに平行な複数ラインに沿って配置され、複数の発光素子列を形成しても良い。
【0014】
このアレイ基板10には、有機EL素子OLEDを駆動するための駆動回路30が形成されている。駆動回路30は、第1駆動回路31及び第2駆動回路32を有している。第1駆動回路31及び第2駆動回路32が有機EL素子OLEDを挟んで対向配置されている。
【0015】
より具体的には、第1駆動回路31は、アレイ基板10の長辺L1と発光素子列ARとの間に形成されている。第2駆動回路32は、アレイ基板10の長辺L2と発光素子列ARとの間に形成されている。つまり、これらの第1駆動回路31及び第2駆動回路32は、第1方向Xに直交する第2方向Yに並んで配置されている。このような駆動回路30の構成例については、後述する。
【0016】
アレイ基板10の短辺S1側には、制御用IC40を備えた回路基板41が実装されている。制御用IC40は、第1駆動回路31及び第2駆動回路32のそれぞれと電気的に接続され、有機EL素子OLEDを駆動するのに必要な信号を出力する。また、この制御用IC40は、有機EL素子OLEDを構成する陰極CEに対して所定の電位を供給する給電部50と電気的に接続されている。
【0017】
有機EL素子OLEDの構成例については、後に詳述するが、陽極AEと、陰極CEと、を備えている。各有機EL素子OLEDの陽極AEは、第1方向Xに沿ってライン状に配置され、隣接する陽極AEは離間している。陰極CEは、発光素子列ARを覆うように配置されている。この陰極CEは、給電部50にコンタクトしている。図示した例では、陰極CEは、第1駆動回路31及び第2駆動回路32のいずれの直上にも延在していない。
【0018】
図2は、有機EL素子OLEDを駆動するための駆動回路30の一構成例を示す図である。なお、本実施形態においては、有機EL素子OLEDを駆動する回路構成は、図2に示した例に限らず、種々の構成が適用可能である。
【0019】
すなわち、駆動回路30は、第1駆動回路31として、有機EL素子OLEDに流す電流を制御する電流源回路を備え、第2駆動回路32として、有機EL素子OLEDを発光させる画像データを保持する画像メモリー回路を備えている。第1駆動回路31はアナログ回路であり、その出力信号がアナログ信号である。第2駆動回路32はディジタル回路であり、その出力信号がディジタル信号である。このような第1駆動回路31は、第2駆動回路32に対して、回路の動作周波数が低い。
【0020】
第1駆動回路31は、駆動トランジスタDRと、第1スイッチトランジスタSW1と、第2スイッチトランジスタSW2と、第3スイッチトランジスタSW3と、キャパシタCと、を有している。ここに示した例では、駆動トランジスタDR、第1乃至第3スイッチトランジスタSW1乃至SW3は、pチャネル薄膜トランジスタである。
【0021】
駆動トランジスタDR、第1スイッチトランジスタSW1、及び、有機EL素子OLEDは、第1電源端子T1と第2電源端子T2との間で、この順に直列に接続されている。ここに示した例では、第1電源端子T1は高電位電源端子であって図示しない電源線に接続されており、第2電源端子T2は低電位電源端子である。
【0022】
第1スイッチトランジスタSW1のゲート電極は、第2駆動回路32に接続されている。第2スイッチトランジスタSW2は、ソース線SLと駆動トランジスタDRのドレイン電極との間に接続されている。第2スイッチトランジスタSW2のゲートは、ゲート線GLに接続されている。第3スイッチトランジスタSW3は、駆動トランジスタDRのドレイン電極とゲート電極との間に接続されている。第3スイッチトランジスタSW3のゲート電極は、ゲート線GLに接続されている。キャパシタCは、駆動トランジスタDRのゲート電極とソース電極との間に接続されている。
【0023】
なお、ゲート線GLは図示しないゲートドライバに接続され、ソース線SLは図示しないソースドライバに接続されている。これらのゲートドライバ及びソースドライバは、アレイ基板10上に形成されていても良いし、制御用IC40が備えていてもよい。
【0024】
図3は、図1に示したプリンタヘッド1の第2方向Yに沿った構成を概略的に示す断面図である。
【0025】
アレイ基板10は、ガラス基板などの絶縁基板11、第1駆動回路31、第2駆動回路32、有機EL素子OLEDなどを備えている。第1駆動回路31及び第2駆動回路32は、詳述しないが、ともに絶縁基板11の上に形成されている。第1駆動回路31は、先に説明したように、有機EL素子OLEDに接続される第1スイッチトランジスタSW1などを含んでいる。
【0026】
有機EL素子OLEDは、陽極AEと、有機発光層ORGと、陰極CEと、を備えている。
【0027】
陽極AEは、層間絶縁膜12の上に配置されている。この陽極AEの構造については、特に制限はなく、反射層及び透過層の少なくとも1層によって構成されている。反射層は、例えば、銀(Ag)、アルミニウム(Al)などの光反射性を有する導電材料によって形成されている。透過層は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)、インジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。
【0028】
このような陽極AEは、それぞれ絶縁膜13によって囲まれている。この絶縁膜13は、陽極AEの周縁部に重なっている。また、絶縁膜13は、第1駆動回路31及び第2駆動回路32の上にも配置されている。
【0029】
有機発光層ORGは、陽極AEの上に配置されている。この有機発光層ORGは、少なくとも発光性の有機材料からなる発光層を含み、さらに、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層などを含んでいても良い。有機発光層ORGの一部は、絶縁膜13の上にも延在している。
【0030】
陰極CEは、有機発光層ORGの上に配置されている。この陰極CEは、絶縁膜13の上にも延在している。なお、第1駆動回路31及び第2駆動回路32の直上に位置する絶縁膜13の上には、陰極CEは延在していない。このような陰極CEは、例えば、マグネシウム(Mg)・銀(Ag)などの導電材料によって形成されている。
【0031】
対向基板20は、有機EL素子OLEDの上方に配置されている。この対向基板20は、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板である。このような対向基板20は、シール材SEによってアレイ基板10と貼り合わせられている。有機EL素子OLEDで発生した光は、例えば、対向基板20を介して、外部に出射され、各種光学系や感光体などに導かれる。
【0032】
有機EL素子OLEDを備えた構成のプリンタヘッド1において、第2駆動回路32である画像メモリー回路では、画像データを高速に書き換える必要があるため、高速な動作が必要とされる。これに対して、第1駆動回路31である電流源回路は、アナログ情報を保持する必要があるため、周囲からのノイズの影響を受けやすいという特徴がある。
【0033】
このため、上記のプリンタヘッドの構成では、プリンタヘッド1のアレイ基板10上の主要な回路である第1駆動回路(電流源回路)31と第2駆動回路(画像メモリー回路)32とが有機EL素子OLEDを挟んで異なる側に分離して配置されている。このような構成を適用したことにより、第1駆動回路31へのノイズの影響を軽減することが可能となる。これにより、各有機EL素子OLEDの発光性能を向上することができ、デバイス性能を改善できる。
【0034】
図4は、本実施形態におけるプリンタヘッド1の他の構成を概略的に示す平面図である。
【0035】
図4に示した構成は、図1に示した構成と比較して、有機EL素子OLEDを構成する陰極CEが第2方向Yに沿って拡幅された点で相違している。なお、陰極CEを除いた他の部材については、図1に示した構成と同一であるため、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【0036】
すなわち、陰極CEは、発光素子列ARを覆うように配置されるとともに、第1駆動回路31の直上に延在している。しかしながら、この陰極CEは、第2駆動回路32の直上には延在していない。このような陰極CEは、給電部50にコンタクトしており、給電部50から所定の電位が供給される。
【0037】
図5は、図4に示したプリンタヘッド1の第2方向Yに沿った構成を概略的に示す断面図である。
【0038】
図5に示した構成の陰極CEは、有機発光層ORGの上に配置されるとともに、絶縁膜13の上にも延在し、第1駆動回路31の直上に位置している。なお、第2駆動回路32の直上に位置する絶縁膜13の上には、陰極CEは延在していない。
【0039】
有機EL素子OLEDを備えた構成のプリンタヘッド1においては、第1方向Xに沿って延出した発光素子列ARに対応して陰極CEが配置されているが、この陰極CEが比較的高抵抗な配線となってしまい、発光する際に流れる電流によって電圧降下を起こす傾向がある。特に、プリンタヘッド1が第1方向Xに沿って長尺化するほど、この傾向は高まる。このような電圧降下は、有機EL素子OLEDの発光輝度の低下を招く。このため、例えば、本来は同一の発光輝度で発光しなければならない有機EL素子OLED間で、実際の発光輝度に差異が生じてしまうといった問題を生じうる。
【0040】
このため、上記のプリンタヘッドの構成では、陰極CEの長手方向(第1方向X)に対する幅方向(第2方向Y)の長さを増大したことにより、陰極CEの低抵抗化が可能となる。これにより、電圧降下が抑制され、各有機EL素子OLEDの発光輝度の低下を抑制することが可能となる。
【0041】
加えて、幅の狭い領域に細長いパターンの陰極CEを蒸着形成する場合と比較して、高い加工精度のファインマスクが不要であり、しかも、マスクの位置合わせに高い精度が要求されることもなく、製造コスト及び製造効率の向上が可能となる。
【0042】
また、第2駆動回路(画像メモリー回路)32の直上には陰極CEが配置されていないため、陰極CEとの寄生容量の影響を受けにくく、回路としての性能の低下を抑制することが可能となる。一方で、第1駆動回路(電流源回路)31は、有機EL素子OLEDが一様な発光をするように個々に調整されるが、画像によらず一定であるため、回路が保持可能な期間内で再設定すれば良く、高速な動作を必要としない。このため、陰極CEが第1駆動回路31の上に延在することによる寄生容量の増加に対して、第1駆動回路31の回路としての性能の低下がほとんど発生しない。さらに、陰極CEが第1駆動回路31を覆うことにより、外部からのノイズの影響も低減することが可能となる。
【0043】
なお、図4乃至図5を参照して説明した構成においても、図1乃至図3を参照して説明した構成と同様に、第1駆動回路(電流源回路)31と第2駆動回路(画像メモリー回路)32とが有機EL素子OLEDを挟んで異なる側に分離して配置されているため、第1駆動回路31へのノイズの影響を軽減することが可能となる。
【0044】
これにより、各有機EL素子OLEDの発光性能を向上することができ、デバイス性能を改善できる。
【0045】
以上説明したように、本実施形態によれば、デバイス性能の改善が可能なプリンタヘッドを提供することができる。
【0046】
上記の実施形態では、絶縁基板11上において、ライン状に配置された複数の陽極AEと、陽極AE上に配置された有機発光層ORGと、有機発光層ORG上に配置された陰極CEと、を備えた有機EL素子OLEDを例に説明したが、陽極AEと陰極CEとが入れ替わった有機EL素子OLED、すなわち、絶縁基板11上において、ライン状に配置された複数の陰極CEと、陰極CE上に配置された有機発光層ORGと、有機発光層ORG上に配置された陽極AEと、を備えた有機EL素子OLEDについても同様の構成が適用可能である。
【0047】
このような構成の有機EL素子OLEDについては、図1に示した例の場合、陽極AEは、第1駆動回路31及び第2駆動回路32のいずれの直上にも延在していない。また、このような構成の有機EL素子OLEDについては、図4に示した例の場合、陽極AEは、発光素子列ARを覆うように配置されるとともに、第1駆動回路31の直上に延在しているが、第2駆動回路32の直上には延在していない。このような構成においても上記の実施形態と同様の効果が得られる。
【0048】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0049】
1…プリンタヘッド
10…アレイ基板
20…対向基板
30…駆動回路 31…第1駆動回路 32…第2駆動回路
OLED…EL素子
CE…陰極 AE…陽極 ORG…有機発光層
AR…発光素子列

【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上において、ライン状に配置された複数の陽極と、前記陽極上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された陰極と、を備えた有機EL素子と、
前記有機EL素子を駆動するための駆動回路と、を備え、
前記駆動回路は、前記絶縁基板上に配置され、前記有機EL素子を挟んで対向配置された第1駆動回路及び第2駆動回路を有することを特徴とするプリンタヘッド。
【請求項2】
前記陰極は、前記第1駆動回路の直上に延在するとともに、前記第2駆動回路の直上には延在していないことを特徴とする請求項1に記載のプリンタヘッド。
【請求項3】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上において、ライン状に配置された複数の陰極と、前記陰極上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された陽極と、を備えた有機EL素子と、
前記有機EL素子を駆動するための駆動回路と、を備え、
前記駆動回路は、前記絶縁基板上に配置され、前記有機EL素子を挟んで対向配置された第1駆動回路及び第2駆動回路を有することを特徴とするプリンタヘッド。
【請求項4】
前記陽極は、前記第1駆動回路の直上に延在するとともに、前記第2駆動回路の直上には延在していないことを特徴とする請求項3に記載のプリンタヘッド。
【請求項5】
前記第1駆動回路はその出力信号がアナログ信号であり、前記第2駆動回路はその出力信号がディジタル信号であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプリンタヘッド。
【請求項6】
前記第1駆動回路は、前記第2駆動回路に対して、回路の動作周波数が低いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプリンタヘッド。
【請求項7】
前記第1駆動回路は前記有機EL素子に流す電流を制御する電流源回路であって、前記第2駆動回路は前記有機EL素子を発光させる画像データを保持する画像メモリー回路であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のプリンタヘッド。
【請求項8】
さらに、前記陽極を囲むとともに前記第1駆動回路及び前記第2駆動回路の上に配置された絶縁膜を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のプリンタヘッド。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−76330(P2012−76330A)
【公開日】平成24年4月19日(2012.4.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−222655(P2010−222655)
【出願日】平成22年9月30日(2010.9.30)
【出願人】(000003562)東芝テック株式会社 (5,631)
【Fターム(参考)】