プリンターヘッド及び露光装置
【課題】感光体に対して効率良く露光することができ、したがって長寿命化を可能にしたプリンターヘッドと、これを用いた露光装置を提供する。
【解決手段】第１の有機ＥＬパネル１０と第２の有機ＥＬパネル２０とを備え、これらパネルからそれぞれ射出された光を、ダイクロイックミラー１２を備えたプリズム１４を通して合成し、出射するプリンターヘッド１である。第１有機ＥＬ素子と第２有機ＥＬ素子とは、同じ材料からなる膜が同じ積層順で設けられて共振構造を有している。第１有機ＥＬ素子の構成膜と第２有機ＥＬ素子の構成膜とが、一部の対応する膜間で膜厚が異なることで共振距離が異なることにより、発光のピーク波長が異なっている。ダイクロイックミラー１２は、第１、第２有機ＥＬ素子の発光のピーク波長のうちの一方を透過し、他方を反射するようにこれらピーク波長の間にしきい値を有している。
【解決手段】第１の有機ＥＬパネル１０と第２の有機ＥＬパネル２０とを備え、これらパネルからそれぞれ射出された光を、ダイクロイックミラー１２を備えたプリズム１４を通して合成し、出射するプリンターヘッド１である。第１有機ＥＬ素子と第２有機ＥＬ素子とは、同じ材料からなる膜が同じ積層順で設けられて共振構造を有している。第１有機ＥＬ素子の構成膜と第２有機ＥＬ素子の構成膜とが、一部の対応する膜間で膜厚が異なることで共振距離が異なることにより、発光のピーク波長が異なっている。ダイクロイックミラー１２は、第１、第２有機ＥＬ素子の発光のピーク波長のうちの一方を透過し、他方を反射するようにこれらピーク波長の間にしきい値を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンターヘッド及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）は、有機発光層を含む複数の薄膜（機能層）を、基板側の第１電極と基板と反対側の第２電極との間に挟持した構造のもので、二つの電極から注入されたキャリア（電子と正孔）を有機発光層中で再結合させることにより、発光する素子である。このような有機ＥＬ素子を多数形成した有機エレクトロルミネッセンスパネル（有機ＥＬパネル）は、薄型・軽量といった特徴を有することから、ディスプレイへの応用はもちろんのこと、レーザープリンターにおけるレーザーの代わりとなる光源、すなわちプリンターヘッドとしての応用も期待されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、有機ＥＬ素子をライン上に複数並べたものを光源とし、この光源からの発光光を感光ドラムへ投影するようにした、ライン発光デバイスが提案されている。このライン発光デバイスによれば、有機ＥＬ素子から出射した光をレンズ系を介さずに（完全密着型）、又はセルフォックレンズを介して（密着型）感光ドラム上に投射するため、小型で安価なものとなる。
【０００４】
ところで、このような発光デバイスを用いたプリンターでは、印刷スピードを増加させる場合には光源の光量を増加させる必要がある。しかし、有機ＥＬ素子からなる光源の光量を増やせば増やすほど、有機ＥＬ素子の劣化の度合いも大きくなり、プリンターヘッドの寿命が短くなってしまう。
【０００５】
そのような欠点を克服するものとして、特許文献２の光出射装置では、例えばＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅのようにそれぞれ波長域の異なる有機ＥＬ素子を２つ乃至３つ、ダイクロイックフィルターを備えたプリズムの入射面に配置し、それぞれの有機ＥＬ素子から射出した光をプリズムの同一面から出射させ、感光体上の同一のスポットに結像させている。これにより、波長域の異なる有機ＥＬ素子を別々に配置して別々に露光する場合に比べ、光量を増加させることができ、かつスポットがずれること無く、装置を小型化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１０８５６８号公報
【特許文献２】特開２００１−３５０２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、一般に感光体は、可視光の赤色領域に高い感度を有するものが多く、赤色、緑色、青色の全波長域に亘って良好に感光するものは現状では提供されていない。したがって、特許文献２の光出射装置のように、全く波長域が異なる複数の有機ＥＬ素子からの発光光をプリズムによって合成したとしても、感光体を効率良く露光するのは困難である。よって、例えば印刷スピードを増加させようとした場合などではやはり多くの光量が必要になり、有機ＥＬ素子の劣化を抑えてプリンターヘッドの寿命を長くするのは、未だ不十分である。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、感光体に対して効率良く露光することができ、したがって長寿命化を可能にしたプリンターヘッドと、これを用いた露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプリンターヘッドは、複数の第１有機エレクトロルミネッセンス素子を整列配置した第１の有機エレクトロルミネッセンスパネルと、複数の第２有機エレクトロルミネッセンス素子を整列配置した第２の有機エレクトロルミネッセンスパネルとを少なくとも備え、前記第１及び第２の有機エレクトロルミネッセンスパネルからそれぞれ射出された光を、ダイクロイックミラーを備えたプリズムを通して合成し、出射するプリンターヘッドであって、
前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子とは、それぞれ同じ材料からなる膜が同じ積層順で設けられて共振構造を有して形成され、かつ、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する前記膜と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する前記膜とが、少なくとも一部の対応する膜間において膜厚が異なることで前記共振構造における共振距離が異なることにより、発光のピーク波長が異なるように形成され、
前記ダイクロイックミラーは、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長とのうちの一方を透過し、他方を反射するようにこれらピーク波長の間にしきい値を有していることを特徴としている。
【００１０】
このプリンターヘッドによれば、第１有機エレクトロルミネッセンス素子と、第２有機エレクトロルミネッセンス素子とを、単に一部の対応する膜間において膜厚を異ならせることで共振構造における共振距離を異ならせ、発光のピーク波長を異ならせているので、それぞれのピーク波長が比較的近いものとなる。したがって、それぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子から出射し、プリズムで合成された光を、通常の感光体で効率良く露光することが可能になる。よって、例えば印刷スピードを増加させる場合にも、有機エレクトロルミネッセンス素子の光量を大幅に増加させる必要がなく、これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化が抑制されてプリンターヘッドの長寿命化が可能になる。また、第１有機エレクトロルミネッセンス素子と第２有機エレクトロルミネッセンス素子とを、一部の膜厚だけを異ならせているだけなので、第１の有機エレクトロルミネッセンスパネルと第２の有機エレクトロルミネッセンスパネルとを、ほとんど同じ工程で製造することができ、したがって生産効率を高めることができる。さらに、各膜の材料が共通になるので、コストの低減化が可能になる。
【００１１】
また、前記プリンターヘッドにおいては、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長とが、いずれも６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲内になっているのが好ましい。
このようにすれば、それぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長がほぼ赤色の波長域となるので、一般的な感光体においてその感度がより良好になる。
【００１２】
また、前記プリンターヘッドにおいて、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子及び前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子には、それぞれの素子の光出射側に、微小共振器構造が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、各有機エレクトロルミネッセンス素子で発光した光をより効率良く利用することができる。
【００１３】
また、前記プリンターヘッドにおいては、第１有機エレクトロルミネッセンス素子及び第２有機エレクトロルミネッセンス素子が、反射膜と、透光性の第１電極と、有機発光層を含む機能層と、光出射側となる半透過反射性の第２電極とを有してなり、前記共振構造における共振距離は、前記反射膜と前記第２電極との間の距離となっているのが好ましい。
このようにすれば、反射膜と第２電極との間で良好な共振構造をとることができ、したがって効率良く光を取り出すことが可能になる。
【００１４】
本発明の露光装置は、前記プリンターヘッドと、前記プリンターヘッドからの光を結像させる光学結像系と、前記光学結像系を透過した前記プリンターヘッドからの光によって露光される感光体と、を備えたことを特徴としている。
この露光装置によれば、長寿命化が可能になったプリンターヘッドを備えているので、露光装置自体の長寿命化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】有機ＥＬパネルを平面視した模式図である。
【図３】（ａ）は有機ＥＬ素子を模式的に示す側断面図、（ｂ）は模式図である。
【図４】第１、第２有機ＥＬ素子の発光スペクトルの強度を示すグラフである。
【図５】ダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図６】ダイクロイックミラー透過後の発光スペクトルの強度を示すグラフである。
【図７】ダイクロイックミラー反射後の発光スペクトルの強度を示すグラフである。
【図８】ダイクロイックミラー合成後の発光スペクトルの強度を示すグラフである。
【図９】レンズアレイの概略構成を示す斜視図である。
【図１０】感光体ドラムの分光感度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。
図１は、本発明の露光装置の一実施形態を示す図であり、図１中符号７０は露光装置である。この露光装置１００は、プリンターにおいて露光手段として用いられるもので、プリンターヘッド１と、このプリンターヘッド１からの光を結像させるレンズアレイ（光学結像系）８０と、前記レンズアレイ８０を透過した前記プリンターヘッド１からの光によって露光される感光体ドラム（感光体）９０と、を備えて構成されたものである。
【００１７】
プリンターヘッド１は、本発明のプリンターヘッドの一実施形態となるもので、第１の有機エレクトロルミネッセンスパネル（第１の有機ＥＬパネル）１０と、第２の有機エレクトロルミネッセンスパネル（第２の有機ＥＬパネル）２０とを備え、第１及び第２の有機ＥＬパネル１０、２０からそれぞれ射出された光を、ダイクロイックミラー１２を備えたプリズム１４を通して合成し、出射するものである。
【００１８】
第１及び第２の有機ＥＬパネル１０、２０は、図２の模式図に示すように、長細い矩形の素子基板２上に、複数の有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）３を配列してなる発光素子列３Ａと、有機ＥＬ素子３を駆動させる駆動素子４からなる駆動素子群と、これら駆動素子４（駆動素子群）の駆動を制御する制御回路群５とを一体形成したものである。なお、図２では発光素子列３Ａを１列の有機ＥＬ素子３で形成したが、例えば有機ＥＬ素子３を２列にしてこれらを千鳥状に配してもよい。その場合には、第１の有機ＥＬパネル１０や第２の有機ＥＬパネル２０の長手方向における有機ＥＬ素子３のピッチを小さくすることができ、したがって後述する露光装置１００の解像度を向上させることができる。
【００１９】
有機ＥＬ素子３は、一対の電極間に少なくとも有機発光層を備えたもので、その一対の電極から発光層に電流を供給することにより、発光するようになっている。有機ＥＬ素子３における一方の電極には電源線８が接続され、他方の電極には駆動素子４を介して電源線７が接続されている。この駆動素子４は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）等のスイッチング素子で構成されている。駆動素子４にＴＦＴを採用した場合には、そのソース領域に電源線８が接続され、ゲート電極に制御回路群５が接続される。そして、制御回路群５により駆動素子４の動作が制御され、駆動素子４により有機ＥＬ素子３への通電が制御されるようになっている。
【００２０】
次に、第１の有機ＥＬパネル１０、第２の有機ＥＬパネル２０における有機ＥＬ素子３の具体的構成について、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
図３（ａ）に示すように第１の有機ＥＬパネル１０、第２の有機ＥＬパネル２０は、本実施形態においてはいずれも、発光層６０で発光した光を陰極（第２電極）５６側から出射する、いわゆるトップエミッション型となっている。
【００２１】
したがって、前記素子基板２としては、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。透明基板としては、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられ、特にガラス基板が好適に用いられる。不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００２２】
素子基板２上には、画素電極（第１電極）２３に接続するＴＦＴからなる駆動素子４（図示せず）などを含む回路部（図示せず）や、これを覆う平坦化膜１１等が形成されており、その上に有機ＥＬ素子３が設けられている。有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極（第１電極）２３と、この画素電極２３からの正孔を注入する正孔注入層７０と、正孔を輸送する正孔輸送層６８と、有機ＥＬ物質からなる発光層６０と、電子を輸送する電子輸送層５８と、陰極５６からの電子を注入する電子注入層（図示せず）と、陰極（第２電極）５６とが、この順で素子基板２上に形成されて構成されている。
【００２３】
なお、本実施形態では、電子輸送層５８は電子注入性をも有しており、したがってこの電子輸送層５８が電子注入層を兼ねて、電子注入／輸送層として機能するようになっている。また、画素電極２３の下側には反射膜２２が形成配置されており、有機ＥＬ素子３はこの反射膜２２を含んで構成されている。
【００２４】
ここで、有機ＥＬ素子３および駆動素子４を図２に対応した模式図で示すと、図３（ｂ）に示すようになる。図３（ｂ）において、電源線７は駆動素子４のソース／ドレイン電極に接続し、電源線８は有機ＥＬ素子３の陰極５６に接続している。
そして、このような構成のもとに有機ＥＬ素子３は、図３（ａ）に示すように、正孔注入層７０を経て注入され、正孔輸送層６８で輸送された正孔と、電子注入層５８で注入・輸送された電子とが発光層６０で結合することにより、発光をなすようになっている。
【００２５】
陽極として機能する画素電極２３は、例えば透明導電材料であり、仕事関数が５ｅＶ以上の正孔注入層の高いＩＴＯ（Indium Thin Oxide:インジウム錫酸化物）からなっている。また、本実施形態ではトップエミッション型であることから、発光層６０で発光し画素電極２３側に射出した光を、光取り出し側となる陰極５６側に向けるべく、前記したように画素電極２３の下側に、反射膜２２が配置されている。反射膜２２は、反射性を有する金属や合金からなっており、本実施形態ではアルミニウムからなっている。なお、この反射膜２２については、画素電極２３に導通させておくことで、この画素電極２３とともに陽極として機能させてもよく、画素電極２３との間に絶縁膜を介在させておくことで、陽極としての機能を持たせることなく単なる反射膜として機能させてもよい。本実施形態では、画素電極２３に導通させておき、陽極として機能させている。
【００２６】
正孔注入層７０の形成材料としては、従来公知の種々のものが使用可能であり、本実施形態では出光興産製のＨＩ４０６（商品番号）が用いられている。
正孔輸送層６８の形成材料としても、従来公知の種々のものが使用可能であり、本実施形態では出光興産製のＨＴ３２０（商品番号）が用いられている。
発光層６０の形成材料としても、従来公知の種々のものが使用可能であり、本実施形態では出光興産製のＢＨ２１５（商品番号）＋ＲＤ００１（商品番号）が用いられている。なお、この発光層６０の形成材料は、後述するように赤色の発光領域に発光のピーク波長を有する、赤色発光材料となっている。
【００２７】
電子輸送層５８の形成材料としても、従来公知の種々のものが使用可能であり、本実施形態ではアルミニウムキノリノール（Ａｌｑ３）が用いられている。
なお、これら正孔注入層７０、正孔輸送層６８、発光層６０、電子輸送層５８の形成については、一般的な蒸着法を採用することができる。また、高沸点系の材料を用いる場合には、インクジェット法等の液滴吐出法を用いることもできる。
陰極５６は、従来公知の半透過反射性膜からなっており、本実施形態ではＭｇ（マギネシウム）とＡｇ（銀）との共蒸着膜（ＭｇＡｇ）からなっている。
【００２８】
このような構成のもとに第１の有機ＥＬパネル１０、第２の有機ＥＬパネル２０は、それぞれの有機ＥＬ素子３が、発光層６０で発光した光を反射膜２２と陰極５６との間で共振させる共振構造を、有したものとなっている。そして、この共振構造における共振距離は、反射膜２２と陰極５６との間の距離となっている。なお、有機ＥＬ素子３は、例えば隔壁層（図示せず）で囲まれて整列させられ、形成されている。
【００２９】
ここで、本実施形態では、第１の有機ＥＬパネル１０の有機ＥＬ素子（第１有機ＥＬ素子）３と、第２の有機ＥＬパネル２０の有機ＥＬ素子（第２有機ＥＬ素子）３とは、それぞれの構成膜、すなわち画素電極２３及び陰極５６とこれらの間に配置された正孔注入層７０、正孔輸送層６８、発光層６０、電子輸送層５８とが、同一の形成材料によって同じ積層順で形成されており、したがって同じ膜構成となっている。
【００３０】
ただし、これら第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とは、画素電極２３、正孔注入層７０、正孔輸送層６８、発光層６０、電子輸送層５８のうちの少なくとも一種が、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３との間で、異なる膜厚で形成されている。そして、これによって第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とは、それぞれの共振距離が、異なって形成されている。具体的には、以下に示すように本実施形態では、正孔輸送層６８及び電子輸送層５８の膜厚が、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とで異なって形成されている。
【００３１】
・第１有機ＥＬ素子の各膜厚（単位；ｎｍ）
反射膜 画素電極 正孔注入層 正孔輸送層 発光層 電子輸送層 陰極 キャップ層
１００ ５０ ５０ １２０ ３０ ５０ １０ ９０
・第２有機ＥＬ素子の各膜厚（単位；ｎｍ）
反射膜 画素電極 正孔注入層 正孔輸送層 発光層 電子輸送層 陰極 キャップ層
１００ ５０ ５０ １６０ ３０ ４０ １０ １２０
【００３２】
そして、このように正孔輸送層６８及び電子輸送層５８の膜厚が異なって形成されていることにより、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とでは、それぞれの共振距離が以下に示すように異なっている。
・第１有機ＥＬ素子の共振距離＝５０＋５０＋１２０＋３０＋５０＝３００（ｎｍ）
・第２有機ＥＬ素子の共振距離＝５０＋５０＋１６０＋３０＋４０＝３３０（ｎｍ）
このように共振距離が異なることで、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とは、それぞれの発光のピーク波長（発光のピークでの波長）が異なっている。
【００３３】
また、本実施形態では、有機ＥＬ素子３のそれぞれの光出射側、すなわち陰極５６の外側に、微小共振器構造が設けられている。微小共振器構造は、本実施形態では、キャップ層５４と、これを覆う缶封止構造とによって形成されている。すなわち、前記陰極５６上に形成されたキャップ層５４と、ガラスや透明樹脂等からなる缶封止をなす缶体５２と、これらキャップ層５４と缶体５２との間の中空部に形成された不活性ガス層５３とによって、微小共振器構造５１が形成されている。なお、不活性ガス層５３は、窒素等の不活性ガスを封入してなる層であるが、ガスを封入しない真空の層としてもよい。
【００３４】
この微小共振器構造５１では、有機ＥＬ素子３からキャップ層５４側に射出された光を、缶体５２と不活性ガス層５３との間の屈折率差によって一部反射させ、さらにこの反射光をキャップ層５４と陰極５６との間の界面で再反射させることで、共振させるようになっている。これにより、光取り出し効率を高め、有機ＥＬパネル１０、２０の低消費電力化、長寿命化を図っている。
【００３５】
なお、本実施形態では、前記の第１有機ＥＬ素子３の各膜厚、第２有機ＥＬ素子３の各膜厚において、キャップ層５４の膜厚も併記したように、第１有機ＥＬ素子３側と第２有機ＥＬ素子３側とでは、キャップ層５４の膜厚も変えている。これは、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とでその共振距離を変えていることから、それぞれの共振距離に対応して微小共振器構造における共振距離も最適になるようにしているためである。ただし、キャップ層５４の膜厚も変えず、したがって第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３との間で微小共振器構造における共振距離を同一にしても、これら各ＥＬ素子の発光スペクトルの形状にはほとんど影響がなく、単に光取り出し効率が変化するだけである。
【００３６】
図４は、前記の第１有機ＥＬ素子３及び第２有機ＥＬ素子３の、それぞれの発光スペクトルの強度を示すグラフである。図４に示すように第１有機ＥＬ素子３は、その発光のピーク波長がほぼ６１０ｎｍとなっており、第２有機ＥＬ素子３は、その発光のピーク波長がほぼ６６８ｎｍとなっている。これは、前記したように各膜の厚さを決定したことで、第１有機ＥＬ素子では６１０ｎｍを中心として発光強度を強めるように光路長設計をしており、第２有機ＥＬ素子では６６８ｎｍを中心として発光強度を強めるように光路長設計をしているためである。したがって、これら第１有機ＥＬ素子３、第２有機ＥＬ素子３は、その発光のピーク波長が、いずれもほぼ赤色の波長域となる６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲内となっており、一般的な感光体（感光体ドラム９０）による感度がより良好となる波長域となっている。
【００３７】
図１に示したようにプリズム１４は、横断面が直角二等辺三角形状である三角柱状の第１プリズム１４ａ及び第２プリズム１４ｂが、横断面が正方形となる四角柱となるように、接合されたものである。また、ダイクロイックミラー１２は、これら第１プリズム１４ａと第２プリズム１４ｂとの間に挟持されたもので、例えば多層誘電体膜からなっている。そして、第１プリズム１４ａの一方の面に前記第１の有機ＥＬパネル１０の光出射面が対向させられ、第２プリズム１４ｂの一方の面に前記第２の有機ＥＬパネル２０の光出射面が対向させられていることにより、プリンターヘッド１が構成されている。なお、これら第１、第２の有機ＥＬパネル１０、２０とプリズム１４とは、適宜な固定手段（図示せず）によってその相対的な位置が固定されている。
【００３８】
第１の有機ＥＬパネル１０の第１有機ＥＬ素子３と第２の有機ＥＬパネル１０の第２有機ＥＬ素子３とは、互いに対応する素子から射出した光どうしが前記プリズム１４によって一つの光線に合成されるよう、それぞれ対応した位置となるように配置されている。
ダイクロイックミラー１２は、本実施形態では第１の有機ＥＬパネル１０における第１有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長を透過し、第２の有機ＥＬパネル２０における第２有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長を反射するように、これらピーク波長の間にしきい値を有している。
【００３９】
図５は、本実施形態で用いたダイクロイックミラー１２の、反射特性を示すグラフである。図５に示すように本実施形態のダイクロイックミラー１２は、６４０ｎｍ〜６５０ｎｍに、反射率を０．５（５０％）（透過率を０．５）とするしきい値を有している。したがって、前記第１有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長がほぼ６１０ｎｍであり、第２有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長がほぼ６６８ｎｍであることから、このダイクロイックミラー１２は、第１有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長（６１０ｎｍ）を透過し、第２有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長（６６８ｎｍ）を反射する、しきい値を有したものとなっている。
【００４０】
ここで、図５に示したダイクロイックミラー１２は、最小反射率（最大透過率）はほぼ０．０となっており、最大反射率（最小透過率）はほぼ０．９９となっている。そして、第１有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長（６１０ｎｍ）に対する反射率は、ほぼ０．０（透過率がほぼ１．０）になっており、第２有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長（６６８ｎｍ）に対する反射率は、ほぼ０．９９になっている。したがって、このダイクロイックミラー１２は、第１有機ＥＬ素子３からの光をほぼ１００％透過し、第２有機ＥＬ素子３からの光を約９９％反射する、極めて効率が高いものとなっている。
【００４１】
ただし、本発明のダイクロイックミラー１２に対する有機ＥＬ素子のピーク波長の相対的な関係は、このように効率が高いことが望ましいものの、これより低効率であっても使用可能である。例えば、第１有機ＥＬ素子のピーク波長とダイクロイックミラー１２との間の相対的関係としては、ダイクロイックミラー１２の最小反射率（０．０）に対して２０％の反射率（０．２）以下、好ましくは１０％の反射率（０．１）以下となる波長域のものであれば、十分に使用可能となる。同様に、第２有機ＥＬ素子のピーク波長とダイクロイックミラー１２との間の相対的関係としては、ダイクロイックミラー１２の最大反射率（０．９９）に対して８０％の反射率（０．７９２）以上、好ましくは９０％の反射率（０．８９１）以上となる波長域のものであれば、十分に使用可能となる。
【００４２】
このような構成のもとに、プリズム１４ａ、１４ｂ間に挟持されたダイクロイックミラー１２は、図１中矢印で示すように第１の有機ＥＬパネル１０の第１有機ＥＬ素子３から射出された光を透過し、第２の有機ＥＬパネル１０の第２有機ＥＬ素子３から射出された光を反射することで、一つの光線に合成し、第２のプリズム１４ｂの他方の面側に出射するようになっている。
【００４３】
ここで、第１の有機ＥＬパネル１０の第１有機ＥＬ素子３から射出され、さらにダイクロイックミラー１２を透過した後の光の、発光スペクトルの強度を図６に示す。また、第２の有機ＥＬパネル２０の第１有機ＥＬ素子３から射出され、さらにダイクロイックミラー１２を反射した後の光の、発光スペクトルの強度を図７に示す。また、これら第１有機ＥＬ素子３から射出された光と第２有機ＥＬ素子３から射出された光とがダイクロイックミラー１２で合成された後の光の、発光スペクトルの強度を図８に示す。図８に示すように、合成された光のほぼ全ての波長域が、赤色あるいはこれに近い波長域となっている。
【００４４】
前記プリズム１４における第２のプリズム１４ｂの他方の面側には、出射してきた光を結像させるレンズアレイ（光学結像系）８０が設けられている。このレンズアレイ８０は、例えば図９に示すようなセルフォック（登録商標）レンズアレイ（日本板硝子社の商品名；以下、セルフォック（登録商標）レンズをＳＬと記し、セルフォック（登録商標）レンズアレイをＳＬアレイと記す）３１からなっている。
このレンズアレイ（ＳＬアレイ）８０は、ＳＬ素子３１を千鳥状に２列配列（配置）したものである。そして、千鳥状に配置された各ＳＬ素子３１の隙間には黒色のシリコーン樹脂３２が充填されており、さらにその周囲にはフレーム３４が配置されている。
【００４５】
前記ＳＬ素子３１は、その中心から周辺にかけて放物線上の屈折率分布を有している。そのため、ＳＬ素子３１に入射した光は、その内部を一定周期で蛇行しながら進む。
よって、このＳＬ素子３１の長さを調整すれば、画像を正立等倍結像させることができる。そして、このように正立等倍結像するＳＬ素子３１にあっては、隣接するＳＬ素子３１どうしが作る像を重ね合わせることが可能になり、広範囲の画像を得ることができる。したがって、図９に示したレンズアレイ（ＳＬアレイ）３１は、プリンターヘッド１全体からの光を精度よく結像させることができるようになっている。
【００４６】
感光体ドラム９０としては、特に限定されることなく一般的なものが使用可能であるが、例えば特開平１０−２３７３３７号公報に記載されているような、フタロシアニン系感光体が好適に用いられる。このフタロシアニン系感光体は図１０中Ａで示すように、図１０中Ｂで示すβ型チタニルフタロシアニン（β−ＴｉＯＰｃ）系感光体に比べて特に６００ｎｍから８００ｎｍの波長域の光に対して感度が高く、したがって図８に示した発光スペクトルを有する合成光に対し、より広い範囲で高い感度を有するものとなる。
【００４７】
このような構成からなる露光装置１００にあっては、プリンターヘッド１から出射した光がレンズアレイ８０で結像され、感光体ドラム９０上に照射される。その際、第１の有機ＥＬパネル１０の第１有機ＥＬ素子３と第２の有機ＥＬパネル１０の第２有機ＥＬ素子３とは、互いに対応する素子の光どうしがダイクロイックミラー１２で合成され、感光体ドラム９０上の同一スポットに照射されるようになる。したがって、一つの有機ＥＬパネルのみを用いた場合に比べて光量を増やし、より高い強度（輝度）で露光を行うことができる。
【００４８】
また、特に本実施形態のプリンターヘッド１にあっては、第１有機ＥＬ素子３と、第２有機素子３とを、単に一部の対応する膜間において膜厚を異ならせることで共振距離を異ならせ、発光のピーク波長を異ならせているので、それぞれのピーク波長が比較的近いものとなる。したがって、それぞれの有機ＥＬ素子から出射し、ダイクロイックミラー１２及びプリズム１４で合成された光を、通常の感光体ドラム９０で効率良く露光することができる。
【００４９】
特に、第１有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長と第２有機素子３の発光のピーク波長とを、いずれも６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲内にしているので、いずれの有機ＥＬ素子の発光のピーク波長もほぼ赤色の波長域となり、一般的な感光体ドラム９０においてもその感度がより良好になる。
【００５０】
よって、前記露光装置１００を用いたプリンターにおいて、例えば印刷スピードを増加させる場合にも、有機ＥＬ素子３の光量を大幅に増加させる必要がなく、これにより、有機ＥＬ素子の劣化を抑制してプリンターヘッド１の長寿命化を図ることができる。また、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とを、一部の膜厚だけを異ならせているだけなので、第１の有機ＥＬパネル１０と第２の有機ＥＬパネル２０とを、ほとんど同じ工程で製造することができ、したがって生産効率を高めることができる。さらに、各膜の材料が共通になるので、コストを低減化することができる。
また、露光装置１００にあっては、長寿命化が図られたプリンターヘッド１を備えているので、露光装置１００自体も長寿命化が図られたものとなる。
【００５１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では、有機ＥＬパネル１０、２０としてトップエミッション型のものを採用したが、ボトムエミッション型のものを採用することもできる。
また、前記プリンターヘッド１では、有機ＥＬパネルを二つ用いた例を示したが、本発明のプリンターヘッドとしては有機ＥＬパネルを三つ以上用いてもよい。その場合に、ダイクロイックミラーについては一つのみで用いてもよく、あるいは複数用いてもよい。
【００５２】
さらに、前記実施形態では本発明に係る有機ＥＬ素子を、反射膜２２、画素電極（陽極）２３、正孔注入層７０、正孔輸送層６８、発光層６０、電子輸送層５８、陰極５６の各構成膜によって形成したが、特に陽極と陰極との間に形成される各機能層については、少なくとも発光層６０を有していれば、他の機能層については種々の形態を採用することができる。例えば、正孔注入層７０と正孔輸送層６８とについては、両方の機能を備える膜を一層のみ形成してもよく、また、電子輸送層５８と電子注入層とをそれぞれ独立して形成してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１…プリンターヘッド、３…有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、１０…第１の有機ＥＬパネル（第１の有機エレクトロルミネッセンスパネル）、１２…ダイクロイックミラー、１４…プリズム、２０…第２の有機ＥＬパネル（第２の有機エレクトロルミネッセンスパネル）、２２…反射層、２３…画素電極（第１電極）、５１…微小共振構造、５２…缶体、５３…不活性ガス層、５４…キャップ層、５６…陰極（第２電極）、５８…電子輸送層、６０…発光層、６８…正孔輸送層、７０…正孔注入層、８０…レンズアレイ（光学結像系）、９０…感光体ドラム（感光体）、１００…露光装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンターヘッド及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）は、有機発光層を含む複数の薄膜（機能層）を、基板側の第１電極と基板と反対側の第２電極との間に挟持した構造のもので、二つの電極から注入されたキャリア（電子と正孔）を有機発光層中で再結合させることにより、発光する素子である。このような有機ＥＬ素子を多数形成した有機エレクトロルミネッセンスパネル（有機ＥＬパネル）は、薄型・軽量といった特徴を有することから、ディスプレイへの応用はもちろんのこと、レーザープリンターにおけるレーザーの代わりとなる光源、すなわちプリンターヘッドとしての応用も期待されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、有機ＥＬ素子をライン上に複数並べたものを光源とし、この光源からの発光光を感光ドラムへ投影するようにした、ライン発光デバイスが提案されている。このライン発光デバイスによれば、有機ＥＬ素子から出射した光をレンズ系を介さずに（完全密着型）、又はセルフォックレンズを介して（密着型）感光ドラム上に投射するため、小型で安価なものとなる。
【０００４】
ところで、このような発光デバイスを用いたプリンターでは、印刷スピードを増加させる場合には光源の光量を増加させる必要がある。しかし、有機ＥＬ素子からなる光源の光量を増やせば増やすほど、有機ＥＬ素子の劣化の度合いも大きくなり、プリンターヘッドの寿命が短くなってしまう。
【０００５】
そのような欠点を克服するものとして、特許文献２の光出射装置では、例えばＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅのようにそれぞれ波長域の異なる有機ＥＬ素子を２つ乃至３つ、ダイクロイックフィルターを備えたプリズムの入射面に配置し、それぞれの有機ＥＬ素子から射出した光をプリズムの同一面から出射させ、感光体上の同一のスポットに結像させている。これにより、波長域の異なる有機ＥＬ素子を別々に配置して別々に露光する場合に比べ、光量を増加させることができ、かつスポットがずれること無く、装置を小型化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１０８５６８号公報
【特許文献２】特開２００１−３５０２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、一般に感光体は、可視光の赤色領域に高い感度を有するものが多く、赤色、緑色、青色の全波長域に亘って良好に感光するものは現状では提供されていない。したがって、特許文献２の光出射装置のように、全く波長域が異なる複数の有機ＥＬ素子からの発光光をプリズムによって合成したとしても、感光体を効率良く露光するのは困難である。よって、例えば印刷スピードを増加させようとした場合などではやはり多くの光量が必要になり、有機ＥＬ素子の劣化を抑えてプリンターヘッドの寿命を長くするのは、未だ不十分である。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、感光体に対して効率良く露光することができ、したがって長寿命化を可能にしたプリンターヘッドと、これを用いた露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプリンターヘッドは、複数の第１有機エレクトロルミネッセンス素子を整列配置した第１の有機エレクトロルミネッセンスパネルと、複数の第２有機エレクトロルミネッセンス素子を整列配置した第２の有機エレクトロルミネッセンスパネルとを少なくとも備え、前記第１及び第２の有機エレクトロルミネッセンスパネルからそれぞれ射出された光を、ダイクロイックミラーを備えたプリズムを通して合成し、出射するプリンターヘッドであって、
前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子とは、それぞれ同じ材料からなる膜が同じ積層順で設けられて共振構造を有して形成され、かつ、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する前記膜と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する前記膜とが、少なくとも一部の対応する膜間において膜厚が異なることで前記共振構造における共振距離が異なることにより、発光のピーク波長が異なるように形成され、
前記ダイクロイックミラーは、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長とのうちの一方を透過し、他方を反射するようにこれらピーク波長の間にしきい値を有していることを特徴としている。
【００１０】
このプリンターヘッドによれば、第１有機エレクトロルミネッセンス素子と、第２有機エレクトロルミネッセンス素子とを、単に一部の対応する膜間において膜厚を異ならせることで共振構造における共振距離を異ならせ、発光のピーク波長を異ならせているので、それぞれのピーク波長が比較的近いものとなる。したがって、それぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子から出射し、プリズムで合成された光を、通常の感光体で効率良く露光することが可能になる。よって、例えば印刷スピードを増加させる場合にも、有機エレクトロルミネッセンス素子の光量を大幅に増加させる必要がなく、これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化が抑制されてプリンターヘッドの長寿命化が可能になる。また、第１有機エレクトロルミネッセンス素子と第２有機エレクトロルミネッセンス素子とを、一部の膜厚だけを異ならせているだけなので、第１の有機エレクトロルミネッセンスパネルと第２の有機エレクトロルミネッセンスパネルとを、ほとんど同じ工程で製造することができ、したがって生産効率を高めることができる。さらに、各膜の材料が共通になるので、コストの低減化が可能になる。
【００１１】
また、前記プリンターヘッドにおいては、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長とが、いずれも６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲内になっているのが好ましい。
このようにすれば、それぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長がほぼ赤色の波長域となるので、一般的な感光体においてその感度がより良好になる。
【００１２】
また、前記プリンターヘッドにおいて、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子及び前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子には、それぞれの素子の光出射側に、微小共振器構造が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、各有機エレクトロルミネッセンス素子で発光した光をより効率良く利用することができる。
【００１３】
また、前記プリンターヘッドにおいては、第１有機エレクトロルミネッセンス素子及び第２有機エレクトロルミネッセンス素子が、反射膜と、透光性の第１電極と、有機発光層を含む機能層と、光出射側となる半透過反射性の第２電極とを有してなり、前記共振構造における共振距離は、前記反射膜と前記第２電極との間の距離となっているのが好ましい。
このようにすれば、反射膜と第２電極との間で良好な共振構造をとることができ、したがって効率良く光を取り出すことが可能になる。
【００１４】
本発明の露光装置は、前記プリンターヘッドと、前記プリンターヘッドからの光を結像させる光学結像系と、前記光学結像系を透過した前記プリンターヘッドからの光によって露光される感光体と、を備えたことを特徴としている。
この露光装置によれば、長寿命化が可能になったプリンターヘッドを備えているので、露光装置自体の長寿命化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】有機ＥＬパネルを平面視した模式図である。
【図３】（ａ）は有機ＥＬ素子を模式的に示す側断面図、（ｂ）は模式図である。
【図４】第１、第２有機ＥＬ素子の発光スペクトルの強度を示すグラフである。
【図５】ダイクロイックミラーの反射特性を示すグラフである。
【図６】ダイクロイックミラー透過後の発光スペクトルの強度を示すグラフである。
【図７】ダイクロイックミラー反射後の発光スペクトルの強度を示すグラフである。
【図８】ダイクロイックミラー合成後の発光スペクトルの強度を示すグラフである。
【図９】レンズアレイの概略構成を示す斜視図である。
【図１０】感光体ドラムの分光感度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。
図１は、本発明の露光装置の一実施形態を示す図であり、図１中符号７０は露光装置である。この露光装置１００は、プリンターにおいて露光手段として用いられるもので、プリンターヘッド１と、このプリンターヘッド１からの光を結像させるレンズアレイ（光学結像系）８０と、前記レンズアレイ８０を透過した前記プリンターヘッド１からの光によって露光される感光体ドラム（感光体）９０と、を備えて構成されたものである。
【００１７】
プリンターヘッド１は、本発明のプリンターヘッドの一実施形態となるもので、第１の有機エレクトロルミネッセンスパネル（第１の有機ＥＬパネル）１０と、第２の有機エレクトロルミネッセンスパネル（第２の有機ＥＬパネル）２０とを備え、第１及び第２の有機ＥＬパネル１０、２０からそれぞれ射出された光を、ダイクロイックミラー１２を備えたプリズム１４を通して合成し、出射するものである。
【００１８】
第１及び第２の有機ＥＬパネル１０、２０は、図２の模式図に示すように、長細い矩形の素子基板２上に、複数の有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）３を配列してなる発光素子列３Ａと、有機ＥＬ素子３を駆動させる駆動素子４からなる駆動素子群と、これら駆動素子４（駆動素子群）の駆動を制御する制御回路群５とを一体形成したものである。なお、図２では発光素子列３Ａを１列の有機ＥＬ素子３で形成したが、例えば有機ＥＬ素子３を２列にしてこれらを千鳥状に配してもよい。その場合には、第１の有機ＥＬパネル１０や第２の有機ＥＬパネル２０の長手方向における有機ＥＬ素子３のピッチを小さくすることができ、したがって後述する露光装置１００の解像度を向上させることができる。
【００１９】
有機ＥＬ素子３は、一対の電極間に少なくとも有機発光層を備えたもので、その一対の電極から発光層に電流を供給することにより、発光するようになっている。有機ＥＬ素子３における一方の電極には電源線８が接続され、他方の電極には駆動素子４を介して電源線７が接続されている。この駆動素子４は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）等のスイッチング素子で構成されている。駆動素子４にＴＦＴを採用した場合には、そのソース領域に電源線８が接続され、ゲート電極に制御回路群５が接続される。そして、制御回路群５により駆動素子４の動作が制御され、駆動素子４により有機ＥＬ素子３への通電が制御されるようになっている。
【００２０】
次に、第１の有機ＥＬパネル１０、第２の有機ＥＬパネル２０における有機ＥＬ素子３の具体的構成について、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
図３（ａ）に示すように第１の有機ＥＬパネル１０、第２の有機ＥＬパネル２０は、本実施形態においてはいずれも、発光層６０で発光した光を陰極（第２電極）５６側から出射する、いわゆるトップエミッション型となっている。
【００２１】
したがって、前記素子基板２としては、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。透明基板としては、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられ、特にガラス基板が好適に用いられる。不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００２２】
素子基板２上には、画素電極（第１電極）２３に接続するＴＦＴからなる駆動素子４（図示せず）などを含む回路部（図示せず）や、これを覆う平坦化膜１１等が形成されており、その上に有機ＥＬ素子３が設けられている。有機ＥＬ素子３は、陽極として機能する画素電極（第１電極）２３と、この画素電極２３からの正孔を注入する正孔注入層７０と、正孔を輸送する正孔輸送層６８と、有機ＥＬ物質からなる発光層６０と、電子を輸送する電子輸送層５８と、陰極５６からの電子を注入する電子注入層（図示せず）と、陰極（第２電極）５６とが、この順で素子基板２上に形成されて構成されている。
【００２３】
なお、本実施形態では、電子輸送層５８は電子注入性をも有しており、したがってこの電子輸送層５８が電子注入層を兼ねて、電子注入／輸送層として機能するようになっている。また、画素電極２３の下側には反射膜２２が形成配置されており、有機ＥＬ素子３はこの反射膜２２を含んで構成されている。
【００２４】
ここで、有機ＥＬ素子３および駆動素子４を図２に対応した模式図で示すと、図３（ｂ）に示すようになる。図３（ｂ）において、電源線７は駆動素子４のソース／ドレイン電極に接続し、電源線８は有機ＥＬ素子３の陰極５６に接続している。
そして、このような構成のもとに有機ＥＬ素子３は、図３（ａ）に示すように、正孔注入層７０を経て注入され、正孔輸送層６８で輸送された正孔と、電子注入層５８で注入・輸送された電子とが発光層６０で結合することにより、発光をなすようになっている。
【００２５】
陽極として機能する画素電極２３は、例えば透明導電材料であり、仕事関数が５ｅＶ以上の正孔注入層の高いＩＴＯ（Indium Thin Oxide:インジウム錫酸化物）からなっている。また、本実施形態ではトップエミッション型であることから、発光層６０で発光し画素電極２３側に射出した光を、光取り出し側となる陰極５６側に向けるべく、前記したように画素電極２３の下側に、反射膜２２が配置されている。反射膜２２は、反射性を有する金属や合金からなっており、本実施形態ではアルミニウムからなっている。なお、この反射膜２２については、画素電極２３に導通させておくことで、この画素電極２３とともに陽極として機能させてもよく、画素電極２３との間に絶縁膜を介在させておくことで、陽極としての機能を持たせることなく単なる反射膜として機能させてもよい。本実施形態では、画素電極２３に導通させておき、陽極として機能させている。
【００２６】
正孔注入層７０の形成材料としては、従来公知の種々のものが使用可能であり、本実施形態では出光興産製のＨＩ４０６（商品番号）が用いられている。
正孔輸送層６８の形成材料としても、従来公知の種々のものが使用可能であり、本実施形態では出光興産製のＨＴ３２０（商品番号）が用いられている。
発光層６０の形成材料としても、従来公知の種々のものが使用可能であり、本実施形態では出光興産製のＢＨ２１５（商品番号）＋ＲＤ００１（商品番号）が用いられている。なお、この発光層６０の形成材料は、後述するように赤色の発光領域に発光のピーク波長を有する、赤色発光材料となっている。
【００２７】
電子輸送層５８の形成材料としても、従来公知の種々のものが使用可能であり、本実施形態ではアルミニウムキノリノール（Ａｌｑ３）が用いられている。
なお、これら正孔注入層７０、正孔輸送層６８、発光層６０、電子輸送層５８の形成については、一般的な蒸着法を採用することができる。また、高沸点系の材料を用いる場合には、インクジェット法等の液滴吐出法を用いることもできる。
陰極５６は、従来公知の半透過反射性膜からなっており、本実施形態ではＭｇ（マギネシウム）とＡｇ（銀）との共蒸着膜（ＭｇＡｇ）からなっている。
【００２８】
このような構成のもとに第１の有機ＥＬパネル１０、第２の有機ＥＬパネル２０は、それぞれの有機ＥＬ素子３が、発光層６０で発光した光を反射膜２２と陰極５６との間で共振させる共振構造を、有したものとなっている。そして、この共振構造における共振距離は、反射膜２２と陰極５６との間の距離となっている。なお、有機ＥＬ素子３は、例えば隔壁層（図示せず）で囲まれて整列させられ、形成されている。
【００２９】
ここで、本実施形態では、第１の有機ＥＬパネル１０の有機ＥＬ素子（第１有機ＥＬ素子）３と、第２の有機ＥＬパネル２０の有機ＥＬ素子（第２有機ＥＬ素子）３とは、それぞれの構成膜、すなわち画素電極２３及び陰極５６とこれらの間に配置された正孔注入層７０、正孔輸送層６８、発光層６０、電子輸送層５８とが、同一の形成材料によって同じ積層順で形成されており、したがって同じ膜構成となっている。
【００３０】
ただし、これら第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とは、画素電極２３、正孔注入層７０、正孔輸送層６８、発光層６０、電子輸送層５８のうちの少なくとも一種が、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３との間で、異なる膜厚で形成されている。そして、これによって第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とは、それぞれの共振距離が、異なって形成されている。具体的には、以下に示すように本実施形態では、正孔輸送層６８及び電子輸送層５８の膜厚が、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とで異なって形成されている。
【００３１】
・第１有機ＥＬ素子の各膜厚（単位；ｎｍ）
反射膜 画素電極 正孔注入層 正孔輸送層 発光層 電子輸送層 陰極 キャップ層
１００ ５０ ５０ １２０ ３０ ５０ １０ ９０
・第２有機ＥＬ素子の各膜厚（単位；ｎｍ）
反射膜 画素電極 正孔注入層 正孔輸送層 発光層 電子輸送層 陰極 キャップ層
１００ ５０ ５０ １６０ ３０ ４０ １０ １２０
【００３２】
そして、このように正孔輸送層６８及び電子輸送層５８の膜厚が異なって形成されていることにより、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とでは、それぞれの共振距離が以下に示すように異なっている。
・第１有機ＥＬ素子の共振距離＝５０＋５０＋１２０＋３０＋５０＝３００（ｎｍ）
・第２有機ＥＬ素子の共振距離＝５０＋５０＋１６０＋３０＋４０＝３３０（ｎｍ）
このように共振距離が異なることで、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とは、それぞれの発光のピーク波長（発光のピークでの波長）が異なっている。
【００３３】
また、本実施形態では、有機ＥＬ素子３のそれぞれの光出射側、すなわち陰極５６の外側に、微小共振器構造が設けられている。微小共振器構造は、本実施形態では、キャップ層５４と、これを覆う缶封止構造とによって形成されている。すなわち、前記陰極５６上に形成されたキャップ層５４と、ガラスや透明樹脂等からなる缶封止をなす缶体５２と、これらキャップ層５４と缶体５２との間の中空部に形成された不活性ガス層５３とによって、微小共振器構造５１が形成されている。なお、不活性ガス層５３は、窒素等の不活性ガスを封入してなる層であるが、ガスを封入しない真空の層としてもよい。
【００３４】
この微小共振器構造５１では、有機ＥＬ素子３からキャップ層５４側に射出された光を、缶体５２と不活性ガス層５３との間の屈折率差によって一部反射させ、さらにこの反射光をキャップ層５４と陰極５６との間の界面で再反射させることで、共振させるようになっている。これにより、光取り出し効率を高め、有機ＥＬパネル１０、２０の低消費電力化、長寿命化を図っている。
【００３５】
なお、本実施形態では、前記の第１有機ＥＬ素子３の各膜厚、第２有機ＥＬ素子３の各膜厚において、キャップ層５４の膜厚も併記したように、第１有機ＥＬ素子３側と第２有機ＥＬ素子３側とでは、キャップ層５４の膜厚も変えている。これは、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とでその共振距離を変えていることから、それぞれの共振距離に対応して微小共振器構造における共振距離も最適になるようにしているためである。ただし、キャップ層５４の膜厚も変えず、したがって第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３との間で微小共振器構造における共振距離を同一にしても、これら各ＥＬ素子の発光スペクトルの形状にはほとんど影響がなく、単に光取り出し効率が変化するだけである。
【００３６】
図４は、前記の第１有機ＥＬ素子３及び第２有機ＥＬ素子３の、それぞれの発光スペクトルの強度を示すグラフである。図４に示すように第１有機ＥＬ素子３は、その発光のピーク波長がほぼ６１０ｎｍとなっており、第２有機ＥＬ素子３は、その発光のピーク波長がほぼ６６８ｎｍとなっている。これは、前記したように各膜の厚さを決定したことで、第１有機ＥＬ素子では６１０ｎｍを中心として発光強度を強めるように光路長設計をしており、第２有機ＥＬ素子では６６８ｎｍを中心として発光強度を強めるように光路長設計をしているためである。したがって、これら第１有機ＥＬ素子３、第２有機ＥＬ素子３は、その発光のピーク波長が、いずれもほぼ赤色の波長域となる６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲内となっており、一般的な感光体（感光体ドラム９０）による感度がより良好となる波長域となっている。
【００３７】
図１に示したようにプリズム１４は、横断面が直角二等辺三角形状である三角柱状の第１プリズム１４ａ及び第２プリズム１４ｂが、横断面が正方形となる四角柱となるように、接合されたものである。また、ダイクロイックミラー１２は、これら第１プリズム１４ａと第２プリズム１４ｂとの間に挟持されたもので、例えば多層誘電体膜からなっている。そして、第１プリズム１４ａの一方の面に前記第１の有機ＥＬパネル１０の光出射面が対向させられ、第２プリズム１４ｂの一方の面に前記第２の有機ＥＬパネル２０の光出射面が対向させられていることにより、プリンターヘッド１が構成されている。なお、これら第１、第２の有機ＥＬパネル１０、２０とプリズム１４とは、適宜な固定手段（図示せず）によってその相対的な位置が固定されている。
【００３８】
第１の有機ＥＬパネル１０の第１有機ＥＬ素子３と第２の有機ＥＬパネル１０の第２有機ＥＬ素子３とは、互いに対応する素子から射出した光どうしが前記プリズム１４によって一つの光線に合成されるよう、それぞれ対応した位置となるように配置されている。
ダイクロイックミラー１２は、本実施形態では第１の有機ＥＬパネル１０における第１有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長を透過し、第２の有機ＥＬパネル２０における第２有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長を反射するように、これらピーク波長の間にしきい値を有している。
【００３９】
図５は、本実施形態で用いたダイクロイックミラー１２の、反射特性を示すグラフである。図５に示すように本実施形態のダイクロイックミラー１２は、６４０ｎｍ〜６５０ｎｍに、反射率を０．５（５０％）（透過率を０．５）とするしきい値を有している。したがって、前記第１有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長がほぼ６１０ｎｍであり、第２有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長がほぼ６６８ｎｍであることから、このダイクロイックミラー１２は、第１有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長（６１０ｎｍ）を透過し、第２有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長（６６８ｎｍ）を反射する、しきい値を有したものとなっている。
【００４０】
ここで、図５に示したダイクロイックミラー１２は、最小反射率（最大透過率）はほぼ０．０となっており、最大反射率（最小透過率）はほぼ０．９９となっている。そして、第１有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長（６１０ｎｍ）に対する反射率は、ほぼ０．０（透過率がほぼ１．０）になっており、第２有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長（６６８ｎｍ）に対する反射率は、ほぼ０．９９になっている。したがって、このダイクロイックミラー１２は、第１有機ＥＬ素子３からの光をほぼ１００％透過し、第２有機ＥＬ素子３からの光を約９９％反射する、極めて効率が高いものとなっている。
【００４１】
ただし、本発明のダイクロイックミラー１２に対する有機ＥＬ素子のピーク波長の相対的な関係は、このように効率が高いことが望ましいものの、これより低効率であっても使用可能である。例えば、第１有機ＥＬ素子のピーク波長とダイクロイックミラー１２との間の相対的関係としては、ダイクロイックミラー１２の最小反射率（０．０）に対して２０％の反射率（０．２）以下、好ましくは１０％の反射率（０．１）以下となる波長域のものであれば、十分に使用可能となる。同様に、第２有機ＥＬ素子のピーク波長とダイクロイックミラー１２との間の相対的関係としては、ダイクロイックミラー１２の最大反射率（０．９９）に対して８０％の反射率（０．７９２）以上、好ましくは９０％の反射率（０．８９１）以上となる波長域のものであれば、十分に使用可能となる。
【００４２】
このような構成のもとに、プリズム１４ａ、１４ｂ間に挟持されたダイクロイックミラー１２は、図１中矢印で示すように第１の有機ＥＬパネル１０の第１有機ＥＬ素子３から射出された光を透過し、第２の有機ＥＬパネル１０の第２有機ＥＬ素子３から射出された光を反射することで、一つの光線に合成し、第２のプリズム１４ｂの他方の面側に出射するようになっている。
【００４３】
ここで、第１の有機ＥＬパネル１０の第１有機ＥＬ素子３から射出され、さらにダイクロイックミラー１２を透過した後の光の、発光スペクトルの強度を図６に示す。また、第２の有機ＥＬパネル２０の第１有機ＥＬ素子３から射出され、さらにダイクロイックミラー１２を反射した後の光の、発光スペクトルの強度を図７に示す。また、これら第１有機ＥＬ素子３から射出された光と第２有機ＥＬ素子３から射出された光とがダイクロイックミラー１２で合成された後の光の、発光スペクトルの強度を図８に示す。図８に示すように、合成された光のほぼ全ての波長域が、赤色あるいはこれに近い波長域となっている。
【００４４】
前記プリズム１４における第２のプリズム１４ｂの他方の面側には、出射してきた光を結像させるレンズアレイ（光学結像系）８０が設けられている。このレンズアレイ８０は、例えば図９に示すようなセルフォック（登録商標）レンズアレイ（日本板硝子社の商品名；以下、セルフォック（登録商標）レンズをＳＬと記し、セルフォック（登録商標）レンズアレイをＳＬアレイと記す）３１からなっている。
このレンズアレイ（ＳＬアレイ）８０は、ＳＬ素子３１を千鳥状に２列配列（配置）したものである。そして、千鳥状に配置された各ＳＬ素子３１の隙間には黒色のシリコーン樹脂３２が充填されており、さらにその周囲にはフレーム３４が配置されている。
【００４５】
前記ＳＬ素子３１は、その中心から周辺にかけて放物線上の屈折率分布を有している。そのため、ＳＬ素子３１に入射した光は、その内部を一定周期で蛇行しながら進む。
よって、このＳＬ素子３１の長さを調整すれば、画像を正立等倍結像させることができる。そして、このように正立等倍結像するＳＬ素子３１にあっては、隣接するＳＬ素子３１どうしが作る像を重ね合わせることが可能になり、広範囲の画像を得ることができる。したがって、図９に示したレンズアレイ（ＳＬアレイ）３１は、プリンターヘッド１全体からの光を精度よく結像させることができるようになっている。
【００４６】
感光体ドラム９０としては、特に限定されることなく一般的なものが使用可能であるが、例えば特開平１０−２３７３３７号公報に記載されているような、フタロシアニン系感光体が好適に用いられる。このフタロシアニン系感光体は図１０中Ａで示すように、図１０中Ｂで示すβ型チタニルフタロシアニン（β−ＴｉＯＰｃ）系感光体に比べて特に６００ｎｍから８００ｎｍの波長域の光に対して感度が高く、したがって図８に示した発光スペクトルを有する合成光に対し、より広い範囲で高い感度を有するものとなる。
【００４７】
このような構成からなる露光装置１００にあっては、プリンターヘッド１から出射した光がレンズアレイ８０で結像され、感光体ドラム９０上に照射される。その際、第１の有機ＥＬパネル１０の第１有機ＥＬ素子３と第２の有機ＥＬパネル１０の第２有機ＥＬ素子３とは、互いに対応する素子の光どうしがダイクロイックミラー１２で合成され、感光体ドラム９０上の同一スポットに照射されるようになる。したがって、一つの有機ＥＬパネルのみを用いた場合に比べて光量を増やし、より高い強度（輝度）で露光を行うことができる。
【００４８】
また、特に本実施形態のプリンターヘッド１にあっては、第１有機ＥＬ素子３と、第２有機素子３とを、単に一部の対応する膜間において膜厚を異ならせることで共振距離を異ならせ、発光のピーク波長を異ならせているので、それぞれのピーク波長が比較的近いものとなる。したがって、それぞれの有機ＥＬ素子から出射し、ダイクロイックミラー１２及びプリズム１４で合成された光を、通常の感光体ドラム９０で効率良く露光することができる。
【００４９】
特に、第１有機ＥＬ素子３の発光のピーク波長と第２有機素子３の発光のピーク波長とを、いずれも６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲内にしているので、いずれの有機ＥＬ素子の発光のピーク波長もほぼ赤色の波長域となり、一般的な感光体ドラム９０においてもその感度がより良好になる。
【００５０】
よって、前記露光装置１００を用いたプリンターにおいて、例えば印刷スピードを増加させる場合にも、有機ＥＬ素子３の光量を大幅に増加させる必要がなく、これにより、有機ＥＬ素子の劣化を抑制してプリンターヘッド１の長寿命化を図ることができる。また、第１有機ＥＬ素子３と第２有機ＥＬ素子３とを、一部の膜厚だけを異ならせているだけなので、第１の有機ＥＬパネル１０と第２の有機ＥＬパネル２０とを、ほとんど同じ工程で製造することができ、したがって生産効率を高めることができる。さらに、各膜の材料が共通になるので、コストを低減化することができる。
また、露光装置１００にあっては、長寿命化が図られたプリンターヘッド１を備えているので、露光装置１００自体も長寿命化が図られたものとなる。
【００５１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では、有機ＥＬパネル１０、２０としてトップエミッション型のものを採用したが、ボトムエミッション型のものを採用することもできる。
また、前記プリンターヘッド１では、有機ＥＬパネルを二つ用いた例を示したが、本発明のプリンターヘッドとしては有機ＥＬパネルを三つ以上用いてもよい。その場合に、ダイクロイックミラーについては一つのみで用いてもよく、あるいは複数用いてもよい。
【００５２】
さらに、前記実施形態では本発明に係る有機ＥＬ素子を、反射膜２２、画素電極（陽極）２３、正孔注入層７０、正孔輸送層６８、発光層６０、電子輸送層５８、陰極５６の各構成膜によって形成したが、特に陽極と陰極との間に形成される各機能層については、少なくとも発光層６０を有していれば、他の機能層については種々の形態を採用することができる。例えば、正孔注入層７０と正孔輸送層６８とについては、両方の機能を備える膜を一層のみ形成してもよく、また、電子輸送層５８と電子注入層とをそれぞれ独立して形成してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１…プリンターヘッド、３…有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、１０…第１の有機ＥＬパネル（第１の有機エレクトロルミネッセンスパネル）、１２…ダイクロイックミラー、１４…プリズム、２０…第２の有機ＥＬパネル（第２の有機エレクトロルミネッセンスパネル）、２２…反射層、２３…画素電極（第１電極）、５１…微小共振構造、５２…缶体、５３…不活性ガス層、５４…キャップ層、５６…陰極（第２電極）、５８…電子輸送層、６０…発光層、６８…正孔輸送層、７０…正孔注入層、８０…レンズアレイ（光学結像系）、９０…感光体ドラム（感光体）、１００…露光装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１有機エレクトロルミネッセンス素子を整列配置した第１の有機エレクトロルミネッセンスパネルと、複数の第２有機エレクトロルミネッセンス素子を整列配置した第２の有機エレクトロルミネッセンスパネルとを少なくとも備え、前記第１及び第２の有機エレクトロルミネッセンスパネルからそれぞれ射出された光を、ダイクロイックミラーを備えたプリズムを通して合成し、出射するプリンターヘッドであって、
前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子とは、それぞれ同じ材料からなる膜が同じ積層順で設けられて共振構造を有して形成され、かつ、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する前記膜と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する前記膜とが、少なくとも一部の対応する膜間において膜厚が異なることで前記共振構造における共振距離が異なることにより、発光のピーク波長が異なるように形成され、
前記ダイクロイックミラーは、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長とのうちの一方を透過し、他方を反射するようにこれらピーク波長の間にしきい値を有していることを特徴とするプリンターヘッド。
【請求項２】
前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長とは、いずれも６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲内になっていることを特徴とする請求項１記載のプリンターヘッド。
【請求項３】
前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子及び前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子には、それぞれの素子の光出射側に、微小共振器構造が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のプリンターヘッド。
【請求項４】
第１有機エレクトロルミネッセンス素子及び第２有機エレクトロルミネッセンス素子は、反射膜と、透光性の第１電極と、有機発光層を含む機能層と、光出射側となる半透過反射性の第２電極とを有してなり、前記共振構造における共振距離は、前記反射膜と前記第２電極との間の距離となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプリンターヘッド。
【請求項５】
前記プリンターヘッドと、前記プリンターヘッドからの光を結像させる光学結像系と、前記光学結像系を透過した前記プリンターヘッドからの光によって露光される感光体と、を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項１】
複数の第１有機エレクトロルミネッセンス素子を整列配置した第１の有機エレクトロルミネッセンスパネルと、複数の第２有機エレクトロルミネッセンス素子を整列配置した第２の有機エレクトロルミネッセンスパネルとを少なくとも備え、前記第１及び第２の有機エレクトロルミネッセンスパネルからそれぞれ射出された光を、ダイクロイックミラーを備えたプリズムを通して合成し、出射するプリンターヘッドであって、
前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子とは、それぞれ同じ材料からなる膜が同じ積層順で設けられて共振構造を有して形成され、かつ、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する前記膜と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する前記膜とが、少なくとも一部の対応する膜間において膜厚が異なることで前記共振構造における共振距離が異なることにより、発光のピーク波長が異なるように形成され、
前記ダイクロイックミラーは、前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長とのうちの一方を透過し、他方を反射するようにこれらピーク波長の間にしきい値を有していることを特徴とするプリンターヘッド。
【請求項２】
前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長と前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子の発光のピーク波長とは、いずれも６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲内になっていることを特徴とする請求項１記載のプリンターヘッド。
【請求項３】
前記第１有機エレクトロルミネッセンス素子及び前記第２有機エレクトロルミネッセンス素子には、それぞれの素子の光出射側に、微小共振器構造が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のプリンターヘッド。
【請求項４】
第１有機エレクトロルミネッセンス素子及び第２有機エレクトロルミネッセンス素子は、反射膜と、透光性の第１電極と、有機発光層を含む機能層と、光出射側となる半透過反射性の第２電極とを有してなり、前記共振構造における共振距離は、前記反射膜と前記第２電極との間の距離となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプリンターヘッド。
【請求項５】
前記プリンターヘッドと、前記プリンターヘッドからの光を結像させる光学結像系と、前記光学結像系を透過した前記プリンターヘッドからの光によって露光される感光体と、を備えたことを特徴とする露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２３０３３２（Ｐ２０１１−２３０３３２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０１３２０（Ｐ２０１０−１０１３２０）
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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