発光装置及び印刷装置
【課題】過熱を抑制し、露光に十分な光量を得ることができる発光装置及び印刷装置を提供すること。
【解決手段】所定の間隔でアレイ状に配置された複数の有機ＥＬ素子２０Ａを具備する発光装置であって、前記有機ＥＬ素子２０Ａは、素子基板２１上に配置され且つ水密に封止された有機ＥＬ素子２０Ａと、前記有機ＥＬ素子２０Ａが発した光を反射集光し且つ所定の方向に放射する楔型導光路５７が形成された導光部５０と、を有し、前記素子基板２１と前記導光部５０とはギャップ剤を含むシール剤８１によって接合され、前記有機ＥＬ素子２０Ａと前記楔型導光路５７と前記シール剤８１とで囲まれた領域には、流動性導光媒体５８が充填されている。
【解決手段】所定の間隔でアレイ状に配置された複数の有機ＥＬ素子２０Ａを具備する発光装置であって、前記有機ＥＬ素子２０Ａは、素子基板２１上に配置され且つ水密に封止された有機ＥＬ素子２０Ａと、前記有機ＥＬ素子２０Ａが発した光を反射集光し且つ所定の方向に放射する楔型導光路５７が形成された導光部５０と、を有し、前記素子基板２１と前記導光部５０とはギャップ剤を含むシール剤８１によって接合され、前記有機ＥＬ素子２０Ａと前記楔型導光路５７と前記シール剤８１とで囲まれた領域には、流動性導光媒体５８が充填されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷等の露光等に用いられる発光装置及び印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、有機ＥＬ素子を具備する発光装置を露光に利用する印刷装置が知られている。これに関連する技術として、例えば特許文献１には、有機ＥＬ素子を具備する露光装置及び画像形成装置が開示されている。前記特許文献１に開示されている技術では、有機ＥＬ素子と感光体とがレンズを介して一定の距離をおいて設置され、前記有機ＥＬ素子からのフォーカスされた光によって前記感光体上に静電潜像が形成される。
【特許文献１】特開２００４−３２７２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、印刷装置に利用される発光素子は高輝度で発光するために発熱してしまい劣化等の原因になっていた。
【０００４】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、過熱を抑制し、印刷装置等における露光に十分な光量を得ることができる発光装置及び印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による発光装置は、
発光素子が配置された素子基板と、
前記素子基板に対向する対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板との間に設けられた導光部と、
前記発光素子を冷却するための流動性のある液体を含む流動性媒体と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
上記発光装置において、前記流動性媒体は、前記導光部に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
上記発光装置において、前記導光部は、楔型導光路を備えていることを特徴とする。
【０００８】
上記発光装置において、前記導光部は、前記発光素子から発する光を反射して前記素子基板から出射する反射膜を有することを特徴とする。
【０００９】
上記発光装置において、前記素子基板及び前記対向基板は、シール材によって接合されていることを特徴とする。
【００１０】
上記発光装置において、前記発光素子の発光制御を電気的に行う駆動回路部をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
上記印刷装置において、上記発光装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、過熱を抑制し、印刷装置等における露光に十分な光量を得ることができる発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
[第１実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る発光装置及び印刷装置を説明する。
【００１４】
図１は、本第１実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の構成の一例を示す図である。まず、図１に示すように、本第１実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置は、感光体ドラム１と、本第１実施形態に係る発光装置２Ａとロッドレンズアレイ２Ｂとから成る露光部２と、帯電ローラ３と、イレーサ光源感光体４と、クリーニング部材５と、現像ローラ６ａを含む現像器６と、転写ローラ８と、定着ローラ９と、搬送ベルト１１とを具備している。なお、参照符号７が付されているのは印刷用紙である。
【００１５】
前記感光体ドラム１は負帯電型ＯＰＣ（Organic Photo Conductor）感光体（有機感光体）である。このことに鑑みて、前記帯電ローラ３は負帯電器とされている。また、前記現像器６は負帯電トナーで現像を行う現像器である。また、前記発光装置２Ａは、詳しくは後述するが、複数の有機ＥＬ素子（発光素子）がアレイ状に配列されて構成されている。
【００１６】
ところで、図１に示す印刷装置では、おおまかには以下のような工程により印刷が行われる。まず、前記帯電ローラ３が回転する感光体ドラム１の表面に接触することによって、感光体ドラム１の接触した表面が一様に負電位となるように帯電される。続いて、前記発光装置２Ａによって、前記ロッドレンズアレイ２Ｂを介して前記感光体ドラム１に対して光照射が為され、前記感光体ドラム１上には静電潜像が形成される。その後、前記現像器６によって、前記静電潜像にトナーが付着される。そして、前記転写ローラ８によって、前記静電潜像に付着しているトナーが前記印刷用紙７に転写される。以下、このような印刷工程を詳細に説明する。
【００１７】
まず、前記感光体ドラム１は、帯電用電源（不図示）から供給される負電位であって且つ後述する現像器６で出力される現像電圧に比較的近似している或いは等しい電位の初期化帯電電圧を、前記帯電ローラ３によって印加される。これにより、前記感光体ドラム１における周表面は一様に負帯電され、電位的に初期化される（初期化帯電状態となる）。
【００１８】
そして、周表面が初期化帯電状態となった前記感光体ドラム１には、前記発光装置２Ａによって、印字情報に従った光書き込み（露光）が行われる。これにより、露光が行われないために初期化帯電状態のままの前記初期化帯電部と、前記露光によって初期化帯電部より相対的に高い負電位である−５０（Ｖ）程度の露光帯電電圧が印加されて帯電された露光帯電部とから成る静電潜像が、前記感光体ドラム１の周表面上に形成される。
【００１９】
ここで、前記現像器６内に収容されている弱いマイナス電位に帯電したトナーが、前記現像ローラ６ａによって、前記現像ローラ６ａと前記感光体ドラム１との対向部に回転搬送される。このとき、前記現像ローラ６ａは、不図示の電源から、露光帯電部よりもさらに低い−２５０（Ｖ）程度の現像電圧を印加される。したがって、前記感光体ドラム１における前記静電潜像の−５０（Ｖ）程度の露光帯電部では、現像電圧よりも２００（Ｖ）程度高電位となり、初期化帯電部では、現像電圧との差が２００（Ｖ）よりも絶対値が十分小さい電圧になる。
【００２０】
これらの静電潜像における現像電圧との電位差の違いにより、前記現像ローラ６ａに対して相対的にプラス極性の電位となった前記静電潜像における露光帯電部には、マイナス極性に帯電しているトナーが付着してトナー像が形成されるのに対し、初期化帯電部には、トナーを静電的に吸引する程の電界が生じないのでトナーが付着しない。このトナー像は、前記感光体ドラム１の回転によって、前記感光体ドラム１と前記転写ローラ８とが対向している転写部へと搬送される。
【００２１】
なお、上述したようにして形成されたトナー像におけるトナー付着量（現像された画像の濃度）は、前記発光装置２Ａによる前記感光体ドラム１への露光量に応じて生じる前記感光体ドラム１の周表面上における電位、つまり現像電圧との電位差によって決定される。
【００２２】
ところで、上述したように前記トナー像が前記転写部へ搬送されると、前記搬送ベルト１１によって、前記印刷用紙７が前記転写部へ搬送される。そして、前記転写部においては、前記トナー像が前記印刷用紙７上に、前記転写ローラ８によって転写される。このようにして前記トナー像を転写された前記印刷用紙７は更に下流に搬送され、前記トナー像が前記定着ローラ９によって熱定着された後、前記印刷用紙７は当該印刷装置の外部へ排出される。
【００２３】
以下、発光装置２Ａの基本的な構造について、図２〜４を参照して説明する。ここで、発光装置２Ａは、主として発光を放射する複数の有機ＥＬ素子２０Ａと、主として前記有機ＥＬ素子２０Ａが発した光の進行方向を所定の方向に設定し、出射させる導光部５０と、主として前記有機ＥＬ素子２０Ａの発光制御を電気的に行う駆動回路部４０Ａを備える。
【００２４】
有機ＥＬ素子２０Ａは、図２に示すようにガラス等の素子基板２１上に形成され、素子基板２１に対向して配置されたガラス等の対向基板２８によって封止されている。具体的には、素子基板２１上に有機ＥＬ素子２０Ａとして、光反射性の画素電極２３、正孔輸送層（ＨＴＬ）２４、発光層２５、電子輸送層（ＥＴＬ）２６、及び光透過性の対向電極２７がこの順にて形成されている。ここで、正孔輸送層２４、発光層２５、電子輸送層（ＥＴＬ）２６が有機化合物を有する有機ＥＬ層となる。この有機ＥＬ層は、上記に限らず、例えば、正孔輸送層及び電子輸送性発光層でもよく、正孔輸送兼電子輸送性発光層のみでもよく、正孔輸送性発光層及び電子輸送層でもよく、また、間に適宜担体輸送層が介在してもよく、その他の担体輸送層の組合せであってもよい。
【００２５】
また画素電極２３は、アノードとして機能し、下層側に設けられたアルミニウム合金等の反射金属層と、上層側に設けられた錫ドープ酸化インジウム（Indium Thin Oxide；ＩＴＯ）や亜鉛ドープ酸化インジウム等の透明電極材料を有する透明導電性酸化金属層と、の積層構造であってもよく、アルミニウム合金等の反射金属層の単層であってもよい。
【００２６】
対向電極２７は、透明のカソードとして機能し、下層側に設けられたバリウム、マグネシウム、リチウム等の仕事関数の低い電子注入層と、上層側に設けられた上記と同様の透明な導電性酸化金属層と、の積層構造であってもよい。
【００２７】
画素電極２３をカソードとし、対向電極２７をアノードとする場合、画素電極２３に接している担体輸送層は電子輸送性の層となり、対向電極２７に接している担体輸送層は正孔輸送性の層となる。
【００２８】
そして、前記画素電極２３と前記対向電極２７との間に、所定の電圧が掛けられることで、前記画素電極２３から正孔が、前記対向電極２７から電子が、前記発光層２５に注入され、前記発光層２５にて正孔と電子とが再結合して発光する。この発光によって生じた光１００は、ＩＴＯである前記対向電極２７を通過して前記対向基板２８の方向に完全拡散放射する。対向電極２７は複数の有機ＥＬ素子２０Ａで共通する単一電極であってもよい。
【００２９】
ところで、本第１実施形態においては、前記発光装置２Ａと前記ロッドレンズアレイ２Ｂとから成る露光部２によって、該露光部２からミリオーダーの距離を隔てた前記感光体ドラム１上に小径の光スポットを形成し、各ドットを解像する光ビームを作る。以下、前記露光部２の詳細な構成を、前記露光部２の外観を示す図である図３を参照して説明する。
【００３０】
前記発光装置２Ａには、複数の有機ＥＬ素子２０Ａがアレイ状に配列されている。ここで、有機ＥＬ素子２０Ａは、前記素子基板２１と前記対向基板２８との間に挟まれて存在しており、導光部５０によって進行方向を制御された光が、素子基板２１の光出射領域３３から素子基板２１外へ放射する。したがって、有機ＥＬ素子２０Ａは図３においては不図示となっているが、有機ＥＬ素子２０Ａと光出射領域３３とは一対一対応の関係であるので、有機ＥＬ素子２０Ａの配列は同図から容易に推測できる。このように、発光装置２Ａにおいて、素子基板２１の光出射領域３３がロッドレンズアレイ２Ｂと対向するように、有機ＥＬ素子２０Ａが配列されている。
【００３１】
前記発光装置２Ａには、図１に示す前記感光体ドラム１への露光走査の主走査方向（前記感光体ドラム１の幅方向つまり前記印刷用紙７の幅方向）に並ぶように複数の有機ＥＬ素子２０Ａが配設され、有機ＥＬアレイを形成している。この有機ＥＬアレイは、当該印刷装置が、例えばＡ４サイズの印刷用紙を縦方向に用いてその幅一杯に印字密度１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）で印字可能な印刷装置の場合であれば、およそ１４０００個の有機ＥＬ素子２０Ａを備えている。そして、これらの個々の有機ＥＬ素子２０Ａには、ホスト機器（不図示）から出力される印字情報に従ったパルス電圧が印加される。つまり、個々の有機ＥＬ素子２０Ａは、選択的に発光制御される。
【００３２】
なお、前記光出射領域３３は、有機ＥＬ素子２０Ａの発する光を前記素子基板２１の外部へ出射させる為に、前記素子基板２１に設けられた領域である。
【００３３】
また、前記有機ＥＬ素子２０Ａは、図３に示すように制御ケーブル３１Ａ，３１Ｂによって、前記ホスト機器（不図示）と電気的に接続されている。ここで、前記制御ケーブル３１Ａ，３１Ｂと、前記有機ＥＬ素子２０Ａとの接続方法に関しては、前記有機ＥＬ素子２０Ａを駆動させることができる接続方法であればどのような接続方法であってもよい。
【００３４】
ところで、前記素子基板２１と前記対向基板２８とは、封止樹脂７０を介してシール剤８１（詳しくは後述する）によって接着されている。なお、図６乃至図８に示すように、前記シール剤８１は、有機ＥＬ素子２０Ａを囲むようにして塗布されている。
【００３５】
以下、図４を参照して、本一実施形態に係る発光装置２Ａの具備する有機ＥＬ素子２０Ａの詳細な構造を説明する。
【００３６】
図４に示すように、有機ＥＬ素子２０Ａは、前記素子基板２１上に形成され、前記対向基板２８によって封止されている。ここで、前記対向基板２８は、同図に示すように封止樹脂７０でコーティングされている。そして、この封止樹脂７０には、各有機ＥＬ素子２０Ａに対応するように複数の導光部５０が形成されている。封止樹脂７０は、後述する流動性導光媒体５８が導光路として機能するような所定の形状になるような凹部を有している。また、前記素子基板２１と前記導光部５０との間には、有機ＥＬ素子２０Ａが形成されている。さらに、前記有機ＥＬ素子２０Ａには、駆動回路部４０が電気的に接続して設けられている。以下、前記有機ＥＬ素子２０Ａと前記導光部５０と前記駆動回路部４０とを有する前記有機ＥＬ素子２０Ａの構造を詳細に説明する。
【００３７】
前記有機ＥＬ素子２０Ａは、前記画素電極２３と、前記ＨＴＬ２４と、前記ＥＬ２５と、前記ＥＴＬ２６と、前記対向電極２７とから成る。前記有機ＥＬ素子２０Ａの詳細に関しては、図２を参照して説明した通りである。また、前記有機ＥＬ素子２０Ａに隣接して２つの絶縁性のバンク３５が設けられている。このバンク３５によって、前記有機ＥＬ素子２０Ａが積層方向に押圧されることによる破損や前記画素電極２３と前記対向電極２７との短絡を防いでいる。
【００３８】
ここで、前記シール剤８１と前記バンク３５との間の領域には所定の径のギャップ剤（不図示）が設けられており、該ギャップ剤（不図示）によって前記素子基板２１と前記対向基板２８との間隔が所定の間隔に保たれている。なお、前記シール剤８１にギャップ剤を含ませておいても勿論よい。ギャップ剤は絶縁性であれば、セラミック等の無機化合物や樹脂のいずれでもよく、形状は球形、円柱形等特に制限はないが、有機ＥＬ素子２０Ａ上に設けられていない。このように前記素子基板２１と前記対向基板２８との間には、空間が形成されているため、後述する製造プロセスにおいて、前記素子基板２１と前記対向基板２８とを貼り合わせて接合する際に、有機ＥＬ素子２０Ａは押し潰される恐れがない。
【００３９】
さらに、前記駆動回路部４０上には、図４に示すようにＳｉＮｘ（屈折率１．８）等の絶縁材料を有する絶縁保護膜４６が形成されている。前記シール剤８１で囲まれた素子基板２１と対向基板２８との間の空間には、有機ＥＬ素子２０Ａ及び駆動回路部４０を冷却するための流動性のある液体を含む流動性導光媒体５８が充填されている。換言すれば、前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０は前記絶縁保護膜４６及び流動性導光媒体５８によって水密且つ気密に封止されている。駆動回路部４０及び絶縁保護膜４６は、素子基板２１と対向基板２８との間の厚さに比べて十分薄いので、駆動回路部４０及び絶縁保護膜４６がある領域でのギャップ剤の高さと、ない領域でのギャップ剤の高さはほとんど差がない。
【００４０】
前記導光部５０は、前記封止樹脂７０に形成された楔型の凹部内面に設けられた反射膜５９と、反射膜５９に囲まれた凹部に設けられた空間となる楔型導光路５７と、楔型導光路５７内を伝搬する光を光出射領域３３に導く空間となる出射路５３と、楔型導光路５７及び出射路５３に充填される流動性導光媒体５８と、を備える。このため、流動性導光媒体５８は、有機ＥＬ素子２０Ａの発する光を伝搬する媒体となるため、良好な光透過性がなければならず、無色であることが好ましい。
【００４１】
ここで、前記反射膜５９は、集光反射面５５と、下向き放射反射面５６とが形成されている。集光反射面５５は、有機ＥＬ素子２０Ａの上方に配置され、入射光が下向き放射反射面５６側に向けて出射されるように傾いている。下向き放射反射面５６は、光出射領域３３に対応する位置に設けられ、入射された光を反射して光出射領域３３から出射するように傾いている。
【００４２】
したがって、前記有機ＥＬ素子２０Ａからの光線５１は、図４に示すように楔型導光路５７に充填された流動性導光媒体５８内を進行して、前記楔型導光路５７における前記集光反射面５５及び有機ＥＬ素子２０Ａの画素電極の間で反射を繰り返して下向き放射反射面５６に向けて集光し、前記下向き放射反射面５６で反射され前記素子基板２１に設けられた光出射領域３３から出射する。また画素電極２０が反射部材を有しておらず、入射光が透過してしまう場合、有機ＥＬ素子２０Ａの下方、例えば、ゲート絶縁層４５の下方に反射膜を設ければよい。
【００４３】
また、前記流動性導光媒体５８としては、例えばフッ素系不活性液体のフロリナート（登録商標）やシリコーンオイル等を挙げることができる。
【００４４】
より詳しくは、前記フロリナートとしては住友３Ｍ製のＦＣ−３２８３を挙げることができ、前記シリコーンオイルとしては信越シリコーン製のＫＦ−９６Ｌ−１ｃｓを挙げることができる。
【００４５】
なお、前記シリコーンオイルは、化学的に安定な物質である。したがって、前記シリコーンオイルは、有機ＥＬ素子２０Ａで生じる光を照射されることによる劣化や経時劣化があまりないという利点がある。また、有機ＥＬ素子は発光の際に熱を生じ、この熱によって劣化が促進してしまうが、流動性導光媒体５８が冷媒として機能するので有機ＥＬ素子２０Ａの寿命を延ばすことができる。流動性導光媒体５８は、冷却するという観点では、有機ＥＬ素子２０Ａに直接接触した方が好ましいが、流動性導光媒体５８と有機ＥＬ素子２０Ａとの間に薄い封止絶縁膜があってもよい。流動性導光媒体５８は隣接する部材の屈折率に近似または一致した屈折率であることが特に好ましく、フロリナートの場合、屈折率は１．２５〜１．３程度となる。
【００４６】
前記流動性導光媒体５８は、図４に示すように導光部５０内のみならず、前記駆動回路部４０上の空間にまで充填されている。したがって素子基板２１と対向基板２８との間に十分量充填することができ、冷却効果を十分得ることができる。
【００４７】
光は２つの隣接する透明媒体の屈折率差の大きいほど透明媒体の界面での屈折の程度が大きくなり、所定方向に導光するように設定することが難しくなるが、本実施形態においては、上述したように前記有機ＥＬ素子２０Ａと前記導光部５０との境界領域を前記流動性導光媒体５８で満たすことで、前記有機ＥＬ素子２０Ａと前記導光部５０との境界領域に低屈折率の気体層が生じるのを防ぎ、導光部５０での光の進行方向を制御しやすい。このため、前記有機ＥＬ素子２０Ａの発した光が前記導光部５０に入射するまでの光路中に気体層が介在することによって生じる光のロスを防ぐことができる。
【００４８】
前記駆動回路部４０は、ドレイン電極４１と、ソース電極４２と、ゲート電極４３と、半導体４４と、ゲート絶縁層４５と、を有する薄膜トランジスタを備え、絶縁層４６によって覆われている。ソース電極４２は、有機ＥＬ素子２０Ａの画素電極２３に接続されている。薄膜トランジスタの数は、各有機ＥＬ素子２０Ａごとに複数あってもよい。なお、この駆動回路部４０に関しては、図８を参照して後述する。
【００４９】
ところで、一般的に有機ＥＬ素子は水分に弱い。したがって、水分による有機ＥＬ素子への悪影響を防ぐ為に、本一実施形態において前記有機ＥＬ素子２０Ａは、図４に示すように前記素子基板２１と前記対向基板２８との間に形成されている。これにより、前記有機ＥＬ素子２０Ａは、上下方向から水分及び外気に直接触れることが無くなる。そして、横方向からは、シール剤８１及び流動性導光媒体５８によって水分及び外気を遮断することができる。
【００５０】
このような構造では、有機ＥＬ素子２０Ａの横方向での封止を良好にするために有機ＥＬ素子２０Ａからシール剤８１までの距離を長くして流動性導光媒体５８の横方向距離が長くなるように充填しても、横方向、つまり、発光装置２Ａのシール剤８１から光を出射していないので、有機ＥＬ素子２０Ａから光出射領域３３までの距離が長くなるわけではないので、光線５１の光路長が長くならなくてすむ。
【００５１】
以下、前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記導光部５０を製造する主要な工程について説明する。
【００５２】
駆動回路部４０が形成された素子基板２１上に、上述したように図１に示す前記感光体ドラム１への露光走査の主走査方向に並ぶように、複数の有機ＥＬ素子２０Ａを一列に形成して有機ＥＬアレイを形成する。
【００５３】
まず、前記素子基板２１上に前記有機ＥＬ素子２０Ａを複数個形成する。各有機ＥＬ素子２０Ａは、前記素子基板２１の下側から見たときの形状が、副走査方向（紙搬送方向）を長手方向とする長方形となるようにする。したがって複数の有機ＥＬ素子２０Ａは主走査方向（短手方向）に沿って配列している。これにより、主走査方向の有機ＥＬ素子２０Ａの間隔を狭くして高精細ピッチにしても比較的前記有機ＥＬ素子２０Ａにおける発光面積を大きくすることができる。
【００５４】
また、前記素子基板２１上に前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０をアレイ状に配置した後、素子基板２１を対向基板２８に貼り合わせて接合する直前に、ＵＶ硬化樹脂から成るシール剤８１を、前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０のアレイを取り囲むようにして前記素子基板２１に塗布する。なお、このシール剤８１を前記素子基板２１に塗布する際には、前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０を完全に取り囲むように塗布するのではなく、図７に示すように所定の一箇所は、前記シール剤８１を塗布しない箇所であるシール剤開口部８５を設けておく。素子基板２１は、このように前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０のアレイを配置し且つ前記シール剤８１によって有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０のアレイを封止している。
【００５５】
ここで、前記導光部５０の形成方法を説明する。まず、図５に示す楔型導光路５７と同型の楔型形状を、前記対向基板２８にコーティングされた前記封止樹脂７０に対してアレイ状にインプリントする。このようにして前記封止樹脂７０に凹にインプリントされた楔型導光路５７に、金属から成る前記反射膜５９を形成する。なお、図５に示す有機ＥＬ発光面６１とは、前記有機ＥＬ素子２０Ａにおける上面（前記楔型導光路５７と対向する面）である。反射膜５９は、素子基板と対向基板とが接合されても、有機ＥＬ素子２０Ａや駆動回路部４０と電気的に短絡せず、且つ流動性導光媒体５８が充填できるように隙間があることが好ましい。
【００５６】
続いて、前記素子基板と前記対向基板とを、所定のアライメントマークに合わせて、前記ギャップ剤（不図示）により保たれる所定の間隔を保持した状態で硬化前の前記シール剤８１によって貼り合わす。そして、紫外線を照射して前記シール剤８１を硬化させ、前記素子基板と前記対向基板とを接合する（該接合によって得られた基板を、以降、パネルと称する）。
【００５７】
その後、製造装置内を大気圧よりも低い圧力下（以降、減圧下と称する）にして、シール剤８１で囲まれた内部とその周囲の外部を減圧下と同じ圧力にする。引き続き、図７に示すように前記パネル８２における前記シール剤開口部８５を、前記流動性導光媒体５８で満たされた流動性導光媒体槽８６に浸して、流動性導光媒体注入工程を開始する。以下、流動性導光媒体注入工程について説明する。
【００５８】
まず、前記シール剤開口部８５を、減圧下において前記流動性導光媒体槽８６に浸して前記流動性導光媒体５８に接触させる。続いて、製造装置内の圧力を減圧下より高い気圧、例えば大気圧にする。これにより、前記シール剤８１にて囲まれた空間内の圧力が空間外の圧力より低くなり、前記シール剤開口部８５から前記流動性導光媒体５８が充填される。
【００５９】
前記流動性導光媒体５８が前記シール剤８１にて囲まれた空間内に充填された後、当該パネル８２を前記流動性導光媒体槽８６から取り出し、前記シール剤開口部８５に対してＵＶ硬化樹脂を塗布し且つ紫外線を照射して硬化させた封止硬化樹脂８３によって封止する。このようにして、前記素子基板と前記対向基板との間に、前記流動性導光媒体５８を封入し、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すような構造とすることができる。
【００６０】
なお、前記素子基板と前記対向基板との間隔は、封止樹脂７０及び前記ギャップ剤（不図示）により制御したが、バンク３５を対向する封止樹脂７０に当接して、前記ギャップ剤の代わりに、前記バンク３５の高さにより制御しても勿論良い。また、シール剤８１は、封止樹脂７０の縁上に設けたが、封止樹脂７０の周縁を対向基板２８の内側にずらして、シール剤８１が封止樹脂７０の周囲を囲むようにしてもよい。
【００６１】
以下、アクティブマトリクス駆動にて前記有機ＥＬ素子２０Ａを駆動させる場合の前記駆動回路部４０の一構成例を、図８（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。なお、前記駆動回路部４０に関しては本発明の特徴部ではないので簡単に説明する。
【００６２】
図８（Ａ）は、前記パネル８２の側面断面図を示している。同図に示すように、駆動回路部４０は、画素ごとに、選択トランジスタ１０１と、選択トランジスタ１０３及び有機ＥＬ素子２０Ａに接続された駆動トランジスタ１０３と、データ記憶の為のキャパシタ１０５と、を備え、選択トランジスタ及び駆動トランジスタを制御して個々の有機ＥＬ素子２０Ａを適宜発光または無発光させる。選択トランジスタ１０１のソースと駆動トランジスタ１０３のゲートは、コンタクトホール１１０を介して接続されている。前記対向電極２７は例えば０（Ｖ）に固定され、前記画素電極２３は駆動トランジスタのソース電極４２に電気的に接続される。なお、前記ＨＴＬ２４、前記ＥＬ２５、及び前記ＥＴＬ２６に関しては、紙面の大きさの都合上、図８においては発光層２００としてまとめて１つの層として表現されている。
【００６３】
また、図８（Ｂ）は、前記パネル８２の上面断面図を示している。同図に示すように、前記対向電極２７は全画素に共通した単一のコモン電極であり、主走査方向に延在している。
【００６４】
ところで、一般に有機ＥＬ素子は駆動の為に大きな電流を要するので、発光画素を選択するデータ線１０７、走査線１０９の他に、前記駆動トランジスタ１０３に大きな電流を供給する為の電流供給線１１１を要する。
【００６５】
このような構造にて、前記対向電極２７と前記画素電極２３との間に挟まれた領域における薄膜層である前記発光層が、発光層に流れる電流により発光する。
【００６６】
以上説明したように、本一実施形態によれば、流動性導光媒体によって有機ＥＬ素子の過熱を抑制し、印刷装置等における露光に十分な光量を得ることができる。
【００６７】
また流動性導光媒体は導光路として兼用した機能を有するので、発光部自体を小型することができる。
【００６８】
また従来、素子基板に形成された発光素子の劣化を抑制するために発光素子を封止樹脂で覆われたりするが、素子基板を対向基板で貼り合わせる場合、貼り合わせ面となる封止樹脂の表面や封止用基板の貼り合わせ面に凹凸があると、凸部に押圧力が集中してしまい、特に有機ＥＬ素子は薄膜が積層された構造であるので、過重によって有機ＥＬ層が押し潰されてその上下に位置するアノードとカソードが短絡してしまう恐れがあった。
【００６９】
これに対して本実施形態の構造及び製造方法によれば、そして、素子基板２１と対向基板２８の貼り合わせによる接合においても、有機ＥＬ素子上には空間があるため、押し潰される恐れがない。そして、この後の流動性導光媒体注入工程では、パネル内外の圧力差によって隙間なく流動性導光媒体が充填されるため、仮に素子基板及び対向基板のそれぞれ対向する面に凹凸があっても凸部で有機ＥＬ素子が圧迫されることない。
【００７０】
そして、流動性導光媒体が介在しているので、低屈折の空気がないため、同光部の界面での屈折率の差が小さくなり、光を良好に伝導することができる。
【００７１】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。
【００７２】
例えば発光素子として有機ＥＬ素子を適用したが、発熱するものであればそれ以外に適用してもよく、印刷装置は、高輝度で発光するために、例えば、比較的発熱が少ないガリウム化合物等の無機材料を有するＬＥＤにおいても有効である。
【００７３】
さらに、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の構成例を示す図。
【図２】有機ＥＬ素子における発光装置の構造を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の露光部の外観を示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係る発光装置における有機ＥＬ素子の構造を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係る発光装置の有する有機ＥＬ素子の楔型導光路の形状を示す図。
【図６】素子基板と対向基板との貼り合わせ構造を示す図。
【図７】流動性導光媒体注入工程を示す図。
【図８】（Ａ）は、パネルの側面断面図。（Ｂ）は、パネルの上面断面図。
【符号の説明】
【００７５】
１…感光体ドラム、 ２Ａ…発光装置、 ２Ｂ…ロッドレンズ、 ２…露光部、 ３…帯電ローラ、 ４…イレーサ光源感光体、 ５…クリーニング部材、 ６ａ…現像ローラ、 ６…現像器、 ７…印刷用紙、 ８…転写ローラ、 ９…定着ローラ、 １１…搬送ベルト、 ２０，２０Ａ…発光装置、 ２１…素子基板、 ２３…画素電極、 ２４…正孔輸送層、 ２５…発光層、 ２６…電子輸送層、 ２７…対向電極、 ２８…対向基板、 ３１Ａ，３１Ｂ…制御ケーブル、 ３３…光出射領域、 ３５…バンク、 ４０…駆動回路部、 ４１…ドレイン電極、 ４２…ソース電極、 ４３…ゲート電極、 ４４…半導体、 ４５…ゲート絶縁層、 ４６…絶縁層、 ５０…導光部、 ５１…光線、 ５５…集光反射面、 ５６…下向き放射反射面、 ５７…楔型導光路、 ５８…流動性導光媒体、 ５９…反射膜、 ６１…ＥＬ発光面、 ７０…封止樹脂、 ８１…シール剤、 ８２…パネル、 ８３…封止膜、 ８５…シール剤開口部、 ８６…流動性導光媒体槽、 １００…ＥＬ素子ドライブ回路、 １０１…スイッチＴＦＴ、 １０３…駆動トランジスタ、 １０５…キャパシタ、 １０７…データ線、 １０９…走査線、 １１１…電流供給線、 ２００…発光層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷等の露光等に用いられる発光装置及び印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、有機ＥＬ素子を具備する発光装置を露光に利用する印刷装置が知られている。これに関連する技術として、例えば特許文献１には、有機ＥＬ素子を具備する露光装置及び画像形成装置が開示されている。前記特許文献１に開示されている技術では、有機ＥＬ素子と感光体とがレンズを介して一定の距離をおいて設置され、前記有機ＥＬ素子からのフォーカスされた光によって前記感光体上に静電潜像が形成される。
【特許文献１】特開２００４−３２７２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、印刷装置に利用される発光素子は高輝度で発光するために発熱してしまい劣化等の原因になっていた。
【０００４】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、過熱を抑制し、印刷装置等における露光に十分な光量を得ることができる発光装置及び印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による発光装置は、
発光素子が配置された素子基板と、
前記素子基板に対向する対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板との間に設けられた導光部と、
前記発光素子を冷却するための流動性のある液体を含む流動性媒体と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
上記発光装置において、前記流動性媒体は、前記導光部に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
上記発光装置において、前記導光部は、楔型導光路を備えていることを特徴とする。
【０００８】
上記発光装置において、前記導光部は、前記発光素子から発する光を反射して前記素子基板から出射する反射膜を有することを特徴とする。
【０００９】
上記発光装置において、前記素子基板及び前記対向基板は、シール材によって接合されていることを特徴とする。
【００１０】
上記発光装置において、前記発光素子の発光制御を電気的に行う駆動回路部をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
上記印刷装置において、上記発光装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、過熱を抑制し、印刷装置等における露光に十分な光量を得ることができる発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
[第１実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る発光装置及び印刷装置を説明する。
【００１４】
図１は、本第１実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の構成の一例を示す図である。まず、図１に示すように、本第１実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置は、感光体ドラム１と、本第１実施形態に係る発光装置２Ａとロッドレンズアレイ２Ｂとから成る露光部２と、帯電ローラ３と、イレーサ光源感光体４と、クリーニング部材５と、現像ローラ６ａを含む現像器６と、転写ローラ８と、定着ローラ９と、搬送ベルト１１とを具備している。なお、参照符号７が付されているのは印刷用紙である。
【００１５】
前記感光体ドラム１は負帯電型ＯＰＣ（Organic Photo Conductor）感光体（有機感光体）である。このことに鑑みて、前記帯電ローラ３は負帯電器とされている。また、前記現像器６は負帯電トナーで現像を行う現像器である。また、前記発光装置２Ａは、詳しくは後述するが、複数の有機ＥＬ素子（発光素子）がアレイ状に配列されて構成されている。
【００１６】
ところで、図１に示す印刷装置では、おおまかには以下のような工程により印刷が行われる。まず、前記帯電ローラ３が回転する感光体ドラム１の表面に接触することによって、感光体ドラム１の接触した表面が一様に負電位となるように帯電される。続いて、前記発光装置２Ａによって、前記ロッドレンズアレイ２Ｂを介して前記感光体ドラム１に対して光照射が為され、前記感光体ドラム１上には静電潜像が形成される。その後、前記現像器６によって、前記静電潜像にトナーが付着される。そして、前記転写ローラ８によって、前記静電潜像に付着しているトナーが前記印刷用紙７に転写される。以下、このような印刷工程を詳細に説明する。
【００１７】
まず、前記感光体ドラム１は、帯電用電源（不図示）から供給される負電位であって且つ後述する現像器６で出力される現像電圧に比較的近似している或いは等しい電位の初期化帯電電圧を、前記帯電ローラ３によって印加される。これにより、前記感光体ドラム１における周表面は一様に負帯電され、電位的に初期化される（初期化帯電状態となる）。
【００１８】
そして、周表面が初期化帯電状態となった前記感光体ドラム１には、前記発光装置２Ａによって、印字情報に従った光書き込み（露光）が行われる。これにより、露光が行われないために初期化帯電状態のままの前記初期化帯電部と、前記露光によって初期化帯電部より相対的に高い負電位である−５０（Ｖ）程度の露光帯電電圧が印加されて帯電された露光帯電部とから成る静電潜像が、前記感光体ドラム１の周表面上に形成される。
【００１９】
ここで、前記現像器６内に収容されている弱いマイナス電位に帯電したトナーが、前記現像ローラ６ａによって、前記現像ローラ６ａと前記感光体ドラム１との対向部に回転搬送される。このとき、前記現像ローラ６ａは、不図示の電源から、露光帯電部よりもさらに低い−２５０（Ｖ）程度の現像電圧を印加される。したがって、前記感光体ドラム１における前記静電潜像の−５０（Ｖ）程度の露光帯電部では、現像電圧よりも２００（Ｖ）程度高電位となり、初期化帯電部では、現像電圧との差が２００（Ｖ）よりも絶対値が十分小さい電圧になる。
【００２０】
これらの静電潜像における現像電圧との電位差の違いにより、前記現像ローラ６ａに対して相対的にプラス極性の電位となった前記静電潜像における露光帯電部には、マイナス極性に帯電しているトナーが付着してトナー像が形成されるのに対し、初期化帯電部には、トナーを静電的に吸引する程の電界が生じないのでトナーが付着しない。このトナー像は、前記感光体ドラム１の回転によって、前記感光体ドラム１と前記転写ローラ８とが対向している転写部へと搬送される。
【００２１】
なお、上述したようにして形成されたトナー像におけるトナー付着量（現像された画像の濃度）は、前記発光装置２Ａによる前記感光体ドラム１への露光量に応じて生じる前記感光体ドラム１の周表面上における電位、つまり現像電圧との電位差によって決定される。
【００２２】
ところで、上述したように前記トナー像が前記転写部へ搬送されると、前記搬送ベルト１１によって、前記印刷用紙７が前記転写部へ搬送される。そして、前記転写部においては、前記トナー像が前記印刷用紙７上に、前記転写ローラ８によって転写される。このようにして前記トナー像を転写された前記印刷用紙７は更に下流に搬送され、前記トナー像が前記定着ローラ９によって熱定着された後、前記印刷用紙７は当該印刷装置の外部へ排出される。
【００２３】
以下、発光装置２Ａの基本的な構造について、図２〜４を参照して説明する。ここで、発光装置２Ａは、主として発光を放射する複数の有機ＥＬ素子２０Ａと、主として前記有機ＥＬ素子２０Ａが発した光の進行方向を所定の方向に設定し、出射させる導光部５０と、主として前記有機ＥＬ素子２０Ａの発光制御を電気的に行う駆動回路部４０Ａを備える。
【００２４】
有機ＥＬ素子２０Ａは、図２に示すようにガラス等の素子基板２１上に形成され、素子基板２１に対向して配置されたガラス等の対向基板２８によって封止されている。具体的には、素子基板２１上に有機ＥＬ素子２０Ａとして、光反射性の画素電極２３、正孔輸送層（ＨＴＬ）２４、発光層２５、電子輸送層（ＥＴＬ）２６、及び光透過性の対向電極２７がこの順にて形成されている。ここで、正孔輸送層２４、発光層２５、電子輸送層（ＥＴＬ）２６が有機化合物を有する有機ＥＬ層となる。この有機ＥＬ層は、上記に限らず、例えば、正孔輸送層及び電子輸送性発光層でもよく、正孔輸送兼電子輸送性発光層のみでもよく、正孔輸送性発光層及び電子輸送層でもよく、また、間に適宜担体輸送層が介在してもよく、その他の担体輸送層の組合せであってもよい。
【００２５】
また画素電極２３は、アノードとして機能し、下層側に設けられたアルミニウム合金等の反射金属層と、上層側に設けられた錫ドープ酸化インジウム（Indium Thin Oxide；ＩＴＯ）や亜鉛ドープ酸化インジウム等の透明電極材料を有する透明導電性酸化金属層と、の積層構造であってもよく、アルミニウム合金等の反射金属層の単層であってもよい。
【００２６】
対向電極２７は、透明のカソードとして機能し、下層側に設けられたバリウム、マグネシウム、リチウム等の仕事関数の低い電子注入層と、上層側に設けられた上記と同様の透明な導電性酸化金属層と、の積層構造であってもよい。
【００２７】
画素電極２３をカソードとし、対向電極２７をアノードとする場合、画素電極２３に接している担体輸送層は電子輸送性の層となり、対向電極２７に接している担体輸送層は正孔輸送性の層となる。
【００２８】
そして、前記画素電極２３と前記対向電極２７との間に、所定の電圧が掛けられることで、前記画素電極２３から正孔が、前記対向電極２７から電子が、前記発光層２５に注入され、前記発光層２５にて正孔と電子とが再結合して発光する。この発光によって生じた光１００は、ＩＴＯである前記対向電極２７を通過して前記対向基板２８の方向に完全拡散放射する。対向電極２７は複数の有機ＥＬ素子２０Ａで共通する単一電極であってもよい。
【００２９】
ところで、本第１実施形態においては、前記発光装置２Ａと前記ロッドレンズアレイ２Ｂとから成る露光部２によって、該露光部２からミリオーダーの距離を隔てた前記感光体ドラム１上に小径の光スポットを形成し、各ドットを解像する光ビームを作る。以下、前記露光部２の詳細な構成を、前記露光部２の外観を示す図である図３を参照して説明する。
【００３０】
前記発光装置２Ａには、複数の有機ＥＬ素子２０Ａがアレイ状に配列されている。ここで、有機ＥＬ素子２０Ａは、前記素子基板２１と前記対向基板２８との間に挟まれて存在しており、導光部５０によって進行方向を制御された光が、素子基板２１の光出射領域３３から素子基板２１外へ放射する。したがって、有機ＥＬ素子２０Ａは図３においては不図示となっているが、有機ＥＬ素子２０Ａと光出射領域３３とは一対一対応の関係であるので、有機ＥＬ素子２０Ａの配列は同図から容易に推測できる。このように、発光装置２Ａにおいて、素子基板２１の光出射領域３３がロッドレンズアレイ２Ｂと対向するように、有機ＥＬ素子２０Ａが配列されている。
【００３１】
前記発光装置２Ａには、図１に示す前記感光体ドラム１への露光走査の主走査方向（前記感光体ドラム１の幅方向つまり前記印刷用紙７の幅方向）に並ぶように複数の有機ＥＬ素子２０Ａが配設され、有機ＥＬアレイを形成している。この有機ＥＬアレイは、当該印刷装置が、例えばＡ４サイズの印刷用紙を縦方向に用いてその幅一杯に印字密度１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）で印字可能な印刷装置の場合であれば、およそ１４０００個の有機ＥＬ素子２０Ａを備えている。そして、これらの個々の有機ＥＬ素子２０Ａには、ホスト機器（不図示）から出力される印字情報に従ったパルス電圧が印加される。つまり、個々の有機ＥＬ素子２０Ａは、選択的に発光制御される。
【００３２】
なお、前記光出射領域３３は、有機ＥＬ素子２０Ａの発する光を前記素子基板２１の外部へ出射させる為に、前記素子基板２１に設けられた領域である。
【００３３】
また、前記有機ＥＬ素子２０Ａは、図３に示すように制御ケーブル３１Ａ，３１Ｂによって、前記ホスト機器（不図示）と電気的に接続されている。ここで、前記制御ケーブル３１Ａ，３１Ｂと、前記有機ＥＬ素子２０Ａとの接続方法に関しては、前記有機ＥＬ素子２０Ａを駆動させることができる接続方法であればどのような接続方法であってもよい。
【００３４】
ところで、前記素子基板２１と前記対向基板２８とは、封止樹脂７０を介してシール剤８１（詳しくは後述する）によって接着されている。なお、図６乃至図８に示すように、前記シール剤８１は、有機ＥＬ素子２０Ａを囲むようにして塗布されている。
【００３５】
以下、図４を参照して、本一実施形態に係る発光装置２Ａの具備する有機ＥＬ素子２０Ａの詳細な構造を説明する。
【００３６】
図４に示すように、有機ＥＬ素子２０Ａは、前記素子基板２１上に形成され、前記対向基板２８によって封止されている。ここで、前記対向基板２８は、同図に示すように封止樹脂７０でコーティングされている。そして、この封止樹脂７０には、各有機ＥＬ素子２０Ａに対応するように複数の導光部５０が形成されている。封止樹脂７０は、後述する流動性導光媒体５８が導光路として機能するような所定の形状になるような凹部を有している。また、前記素子基板２１と前記導光部５０との間には、有機ＥＬ素子２０Ａが形成されている。さらに、前記有機ＥＬ素子２０Ａには、駆動回路部４０が電気的に接続して設けられている。以下、前記有機ＥＬ素子２０Ａと前記導光部５０と前記駆動回路部４０とを有する前記有機ＥＬ素子２０Ａの構造を詳細に説明する。
【００３７】
前記有機ＥＬ素子２０Ａは、前記画素電極２３と、前記ＨＴＬ２４と、前記ＥＬ２５と、前記ＥＴＬ２６と、前記対向電極２７とから成る。前記有機ＥＬ素子２０Ａの詳細に関しては、図２を参照して説明した通りである。また、前記有機ＥＬ素子２０Ａに隣接して２つの絶縁性のバンク３５が設けられている。このバンク３５によって、前記有機ＥＬ素子２０Ａが積層方向に押圧されることによる破損や前記画素電極２３と前記対向電極２７との短絡を防いでいる。
【００３８】
ここで、前記シール剤８１と前記バンク３５との間の領域には所定の径のギャップ剤（不図示）が設けられており、該ギャップ剤（不図示）によって前記素子基板２１と前記対向基板２８との間隔が所定の間隔に保たれている。なお、前記シール剤８１にギャップ剤を含ませておいても勿論よい。ギャップ剤は絶縁性であれば、セラミック等の無機化合物や樹脂のいずれでもよく、形状は球形、円柱形等特に制限はないが、有機ＥＬ素子２０Ａ上に設けられていない。このように前記素子基板２１と前記対向基板２８との間には、空間が形成されているため、後述する製造プロセスにおいて、前記素子基板２１と前記対向基板２８とを貼り合わせて接合する際に、有機ＥＬ素子２０Ａは押し潰される恐れがない。
【００３９】
さらに、前記駆動回路部４０上には、図４に示すようにＳｉＮｘ（屈折率１．８）等の絶縁材料を有する絶縁保護膜４６が形成されている。前記シール剤８１で囲まれた素子基板２１と対向基板２８との間の空間には、有機ＥＬ素子２０Ａ及び駆動回路部４０を冷却するための流動性のある液体を含む流動性導光媒体５８が充填されている。換言すれば、前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０は前記絶縁保護膜４６及び流動性導光媒体５８によって水密且つ気密に封止されている。駆動回路部４０及び絶縁保護膜４６は、素子基板２１と対向基板２８との間の厚さに比べて十分薄いので、駆動回路部４０及び絶縁保護膜４６がある領域でのギャップ剤の高さと、ない領域でのギャップ剤の高さはほとんど差がない。
【００４０】
前記導光部５０は、前記封止樹脂７０に形成された楔型の凹部内面に設けられた反射膜５９と、反射膜５９に囲まれた凹部に設けられた空間となる楔型導光路５７と、楔型導光路５７内を伝搬する光を光出射領域３３に導く空間となる出射路５３と、楔型導光路５７及び出射路５３に充填される流動性導光媒体５８と、を備える。このため、流動性導光媒体５８は、有機ＥＬ素子２０Ａの発する光を伝搬する媒体となるため、良好な光透過性がなければならず、無色であることが好ましい。
【００４１】
ここで、前記反射膜５９は、集光反射面５５と、下向き放射反射面５６とが形成されている。集光反射面５５は、有機ＥＬ素子２０Ａの上方に配置され、入射光が下向き放射反射面５６側に向けて出射されるように傾いている。下向き放射反射面５６は、光出射領域３３に対応する位置に設けられ、入射された光を反射して光出射領域３３から出射するように傾いている。
【００４２】
したがって、前記有機ＥＬ素子２０Ａからの光線５１は、図４に示すように楔型導光路５７に充填された流動性導光媒体５８内を進行して、前記楔型導光路５７における前記集光反射面５５及び有機ＥＬ素子２０Ａの画素電極の間で反射を繰り返して下向き放射反射面５６に向けて集光し、前記下向き放射反射面５６で反射され前記素子基板２１に設けられた光出射領域３３から出射する。また画素電極２０が反射部材を有しておらず、入射光が透過してしまう場合、有機ＥＬ素子２０Ａの下方、例えば、ゲート絶縁層４５の下方に反射膜を設ければよい。
【００４３】
また、前記流動性導光媒体５８としては、例えばフッ素系不活性液体のフロリナート（登録商標）やシリコーンオイル等を挙げることができる。
【００４４】
より詳しくは、前記フロリナートとしては住友３Ｍ製のＦＣ−３２８３を挙げることができ、前記シリコーンオイルとしては信越シリコーン製のＫＦ−９６Ｌ−１ｃｓを挙げることができる。
【００４５】
なお、前記シリコーンオイルは、化学的に安定な物質である。したがって、前記シリコーンオイルは、有機ＥＬ素子２０Ａで生じる光を照射されることによる劣化や経時劣化があまりないという利点がある。また、有機ＥＬ素子は発光の際に熱を生じ、この熱によって劣化が促進してしまうが、流動性導光媒体５８が冷媒として機能するので有機ＥＬ素子２０Ａの寿命を延ばすことができる。流動性導光媒体５８は、冷却するという観点では、有機ＥＬ素子２０Ａに直接接触した方が好ましいが、流動性導光媒体５８と有機ＥＬ素子２０Ａとの間に薄い封止絶縁膜があってもよい。流動性導光媒体５８は隣接する部材の屈折率に近似または一致した屈折率であることが特に好ましく、フロリナートの場合、屈折率は１．２５〜１．３程度となる。
【００４６】
前記流動性導光媒体５８は、図４に示すように導光部５０内のみならず、前記駆動回路部４０上の空間にまで充填されている。したがって素子基板２１と対向基板２８との間に十分量充填することができ、冷却効果を十分得ることができる。
【００４７】
光は２つの隣接する透明媒体の屈折率差の大きいほど透明媒体の界面での屈折の程度が大きくなり、所定方向に導光するように設定することが難しくなるが、本実施形態においては、上述したように前記有機ＥＬ素子２０Ａと前記導光部５０との境界領域を前記流動性導光媒体５８で満たすことで、前記有機ＥＬ素子２０Ａと前記導光部５０との境界領域に低屈折率の気体層が生じるのを防ぎ、導光部５０での光の進行方向を制御しやすい。このため、前記有機ＥＬ素子２０Ａの発した光が前記導光部５０に入射するまでの光路中に気体層が介在することによって生じる光のロスを防ぐことができる。
【００４８】
前記駆動回路部４０は、ドレイン電極４１と、ソース電極４２と、ゲート電極４３と、半導体４４と、ゲート絶縁層４５と、を有する薄膜トランジスタを備え、絶縁層４６によって覆われている。ソース電極４２は、有機ＥＬ素子２０Ａの画素電極２３に接続されている。薄膜トランジスタの数は、各有機ＥＬ素子２０Ａごとに複数あってもよい。なお、この駆動回路部４０に関しては、図８を参照して後述する。
【００４９】
ところで、一般的に有機ＥＬ素子は水分に弱い。したがって、水分による有機ＥＬ素子への悪影響を防ぐ為に、本一実施形態において前記有機ＥＬ素子２０Ａは、図４に示すように前記素子基板２１と前記対向基板２８との間に形成されている。これにより、前記有機ＥＬ素子２０Ａは、上下方向から水分及び外気に直接触れることが無くなる。そして、横方向からは、シール剤８１及び流動性導光媒体５８によって水分及び外気を遮断することができる。
【００５０】
このような構造では、有機ＥＬ素子２０Ａの横方向での封止を良好にするために有機ＥＬ素子２０Ａからシール剤８１までの距離を長くして流動性導光媒体５８の横方向距離が長くなるように充填しても、横方向、つまり、発光装置２Ａのシール剤８１から光を出射していないので、有機ＥＬ素子２０Ａから光出射領域３３までの距離が長くなるわけではないので、光線５１の光路長が長くならなくてすむ。
【００５１】
以下、前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記導光部５０を製造する主要な工程について説明する。
【００５２】
駆動回路部４０が形成された素子基板２１上に、上述したように図１に示す前記感光体ドラム１への露光走査の主走査方向に並ぶように、複数の有機ＥＬ素子２０Ａを一列に形成して有機ＥＬアレイを形成する。
【００５３】
まず、前記素子基板２１上に前記有機ＥＬ素子２０Ａを複数個形成する。各有機ＥＬ素子２０Ａは、前記素子基板２１の下側から見たときの形状が、副走査方向（紙搬送方向）を長手方向とする長方形となるようにする。したがって複数の有機ＥＬ素子２０Ａは主走査方向（短手方向）に沿って配列している。これにより、主走査方向の有機ＥＬ素子２０Ａの間隔を狭くして高精細ピッチにしても比較的前記有機ＥＬ素子２０Ａにおける発光面積を大きくすることができる。
【００５４】
また、前記素子基板２１上に前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０をアレイ状に配置した後、素子基板２１を対向基板２８に貼り合わせて接合する直前に、ＵＶ硬化樹脂から成るシール剤８１を、前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０のアレイを取り囲むようにして前記素子基板２１に塗布する。なお、このシール剤８１を前記素子基板２１に塗布する際には、前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０を完全に取り囲むように塗布するのではなく、図７に示すように所定の一箇所は、前記シール剤８１を塗布しない箇所であるシール剤開口部８５を設けておく。素子基板２１は、このように前記有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０のアレイを配置し且つ前記シール剤８１によって有機ＥＬ素子２０Ａ及び前記駆動回路部４０のアレイを封止している。
【００５５】
ここで、前記導光部５０の形成方法を説明する。まず、図５に示す楔型導光路５７と同型の楔型形状を、前記対向基板２８にコーティングされた前記封止樹脂７０に対してアレイ状にインプリントする。このようにして前記封止樹脂７０に凹にインプリントされた楔型導光路５７に、金属から成る前記反射膜５９を形成する。なお、図５に示す有機ＥＬ発光面６１とは、前記有機ＥＬ素子２０Ａにおける上面（前記楔型導光路５７と対向する面）である。反射膜５９は、素子基板と対向基板とが接合されても、有機ＥＬ素子２０Ａや駆動回路部４０と電気的に短絡せず、且つ流動性導光媒体５８が充填できるように隙間があることが好ましい。
【００５６】
続いて、前記素子基板と前記対向基板とを、所定のアライメントマークに合わせて、前記ギャップ剤（不図示）により保たれる所定の間隔を保持した状態で硬化前の前記シール剤８１によって貼り合わす。そして、紫外線を照射して前記シール剤８１を硬化させ、前記素子基板と前記対向基板とを接合する（該接合によって得られた基板を、以降、パネルと称する）。
【００５７】
その後、製造装置内を大気圧よりも低い圧力下（以降、減圧下と称する）にして、シール剤８１で囲まれた内部とその周囲の外部を減圧下と同じ圧力にする。引き続き、図７に示すように前記パネル８２における前記シール剤開口部８５を、前記流動性導光媒体５８で満たされた流動性導光媒体槽８６に浸して、流動性導光媒体注入工程を開始する。以下、流動性導光媒体注入工程について説明する。
【００５８】
まず、前記シール剤開口部８５を、減圧下において前記流動性導光媒体槽８６に浸して前記流動性導光媒体５８に接触させる。続いて、製造装置内の圧力を減圧下より高い気圧、例えば大気圧にする。これにより、前記シール剤８１にて囲まれた空間内の圧力が空間外の圧力より低くなり、前記シール剤開口部８５から前記流動性導光媒体５８が充填される。
【００５９】
前記流動性導光媒体５８が前記シール剤８１にて囲まれた空間内に充填された後、当該パネル８２を前記流動性導光媒体槽８６から取り出し、前記シール剤開口部８５に対してＵＶ硬化樹脂を塗布し且つ紫外線を照射して硬化させた封止硬化樹脂８３によって封止する。このようにして、前記素子基板と前記対向基板との間に、前記流動性導光媒体５８を封入し、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すような構造とすることができる。
【００６０】
なお、前記素子基板と前記対向基板との間隔は、封止樹脂７０及び前記ギャップ剤（不図示）により制御したが、バンク３５を対向する封止樹脂７０に当接して、前記ギャップ剤の代わりに、前記バンク３５の高さにより制御しても勿論良い。また、シール剤８１は、封止樹脂７０の縁上に設けたが、封止樹脂７０の周縁を対向基板２８の内側にずらして、シール剤８１が封止樹脂７０の周囲を囲むようにしてもよい。
【００６１】
以下、アクティブマトリクス駆動にて前記有機ＥＬ素子２０Ａを駆動させる場合の前記駆動回路部４０の一構成例を、図８（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。なお、前記駆動回路部４０に関しては本発明の特徴部ではないので簡単に説明する。
【００６２】
図８（Ａ）は、前記パネル８２の側面断面図を示している。同図に示すように、駆動回路部４０は、画素ごとに、選択トランジスタ１０１と、選択トランジスタ１０３及び有機ＥＬ素子２０Ａに接続された駆動トランジスタ１０３と、データ記憶の為のキャパシタ１０５と、を備え、選択トランジスタ及び駆動トランジスタを制御して個々の有機ＥＬ素子２０Ａを適宜発光または無発光させる。選択トランジスタ１０１のソースと駆動トランジスタ１０３のゲートは、コンタクトホール１１０を介して接続されている。前記対向電極２７は例えば０（Ｖ）に固定され、前記画素電極２３は駆動トランジスタのソース電極４２に電気的に接続される。なお、前記ＨＴＬ２４、前記ＥＬ２５、及び前記ＥＴＬ２６に関しては、紙面の大きさの都合上、図８においては発光層２００としてまとめて１つの層として表現されている。
【００６３】
また、図８（Ｂ）は、前記パネル８２の上面断面図を示している。同図に示すように、前記対向電極２７は全画素に共通した単一のコモン電極であり、主走査方向に延在している。
【００６４】
ところで、一般に有機ＥＬ素子は駆動の為に大きな電流を要するので、発光画素を選択するデータ線１０７、走査線１０９の他に、前記駆動トランジスタ１０３に大きな電流を供給する為の電流供給線１１１を要する。
【００６５】
このような構造にて、前記対向電極２７と前記画素電極２３との間に挟まれた領域における薄膜層である前記発光層が、発光層に流れる電流により発光する。
【００６６】
以上説明したように、本一実施形態によれば、流動性導光媒体によって有機ＥＬ素子の過熱を抑制し、印刷装置等における露光に十分な光量を得ることができる。
【００６７】
また流動性導光媒体は導光路として兼用した機能を有するので、発光部自体を小型することができる。
【００６８】
また従来、素子基板に形成された発光素子の劣化を抑制するために発光素子を封止樹脂で覆われたりするが、素子基板を対向基板で貼り合わせる場合、貼り合わせ面となる封止樹脂の表面や封止用基板の貼り合わせ面に凹凸があると、凸部に押圧力が集中してしまい、特に有機ＥＬ素子は薄膜が積層された構造であるので、過重によって有機ＥＬ層が押し潰されてその上下に位置するアノードとカソードが短絡してしまう恐れがあった。
【００６９】
これに対して本実施形態の構造及び製造方法によれば、そして、素子基板２１と対向基板２８の貼り合わせによる接合においても、有機ＥＬ素子上には空間があるため、押し潰される恐れがない。そして、この後の流動性導光媒体注入工程では、パネル内外の圧力差によって隙間なく流動性導光媒体が充填されるため、仮に素子基板及び対向基板のそれぞれ対向する面に凹凸があっても凸部で有機ＥＬ素子が圧迫されることない。
【００７０】
そして、流動性導光媒体が介在しているので、低屈折の空気がないため、同光部の界面での屈折率の差が小さくなり、光を良好に伝導することができる。
【００７１】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。
【００７２】
例えば発光素子として有機ＥＬ素子を適用したが、発熱するものであればそれ以外に適用してもよく、印刷装置は、高輝度で発光するために、例えば、比較的発熱が少ないガリウム化合物等の無機材料を有するＬＥＤにおいても有効である。
【００７３】
さらに、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の構成例を示す図。
【図２】有機ＥＬ素子における発光装置の構造を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の露光部の外観を示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係る発光装置における有機ＥＬ素子の構造を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係る発光装置の有する有機ＥＬ素子の楔型導光路の形状を示す図。
【図６】素子基板と対向基板との貼り合わせ構造を示す図。
【図７】流動性導光媒体注入工程を示す図。
【図８】（Ａ）は、パネルの側面断面図。（Ｂ）は、パネルの上面断面図。
【符号の説明】
【００７５】
１…感光体ドラム、 ２Ａ…発光装置、 ２Ｂ…ロッドレンズ、 ２…露光部、 ３…帯電ローラ、 ４…イレーサ光源感光体、 ５…クリーニング部材、 ６ａ…現像ローラ、 ６…現像器、 ７…印刷用紙、 ８…転写ローラ、 ９…定着ローラ、 １１…搬送ベルト、 ２０，２０Ａ…発光装置、 ２１…素子基板、 ２３…画素電極、 ２４…正孔輸送層、 ２５…発光層、 ２６…電子輸送層、 ２７…対向電極、 ２８…対向基板、 ３１Ａ，３１Ｂ…制御ケーブル、 ３３…光出射領域、 ３５…バンク、 ４０…駆動回路部、 ４１…ドレイン電極、 ４２…ソース電極、 ４３…ゲート電極、 ４４…半導体、 ４５…ゲート絶縁層、 ４６…絶縁層、 ５０…導光部、 ５１…光線、 ５５…集光反射面、 ５６…下向き放射反射面、 ５７…楔型導光路、 ５８…流動性導光媒体、 ５９…反射膜、 ６１…ＥＬ発光面、 ７０…封止樹脂、 ８１…シール剤、 ８２…パネル、 ８３…封止膜、 ８５…シール剤開口部、 ８６…流動性導光媒体槽、 １００…ＥＬ素子ドライブ回路、 １０１…スイッチＴＦＴ、 １０３…駆動トランジスタ、 １０５…キャパシタ、 １０７…データ線、 １０９…走査線、 １１１…電流供給線、 ２００…発光層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が配置された素子基板と、
前記素子基板に対向する対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板との間に設けられた導光部と、
前記発光素子を冷却するための流動性のある液体を含む流動性媒体と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記流動性媒体は、前記導光部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記導光部は、楔型導光路を備えていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記導光部は、前記発光素子から発する光を反射して前記素子基板から出射する反射膜を有することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項５】
前記素子基板及び前記対向基板は、シール材によって接合されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光素子の発光制御を電気的に行う駆動回路部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項７】
請求項１記載の発光装置を備えることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【請求項１】
発光素子が配置された素子基板と、
前記素子基板に対向する対向基板と、
前記素子基板と前記対向基板との間に設けられた導光部と、
前記発光素子を冷却するための流動性のある液体を含む流動性媒体と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記流動性媒体は、前記導光部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記導光部は、楔型導光路を備えていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記導光部は、前記発光素子から発する光を反射して前記素子基板から出射する反射膜を有することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項５】
前記素子基板及び前記対向基板は、シール材によって接合されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光素子の発光制御を電気的に行う駆動回路部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項７】
請求項１記載の発光装置を備えることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１５３２８０（Ｐ２００８−１５３２８０Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３７１１７（Ｐ２００６−３３７１１７）
【出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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