面発光素子および画像読み取り装置
【課題】本発明は、画像読み取り装置に適した高輝度で均一に発光する面発光素子およびこれを用いた画像読み取り装置を提供する。
【解決手段】帯状に設けられた発光層と、発光層を支持し、発光層が放出する光に対して透明な基板と、発光層と基板との間に設けられ、発光層が放出する光に対して透明な第１電極と、発光層の長手方向に沿って設けられ、第１電極に電気的に接続された接続パッドと、第１電極との間に前記発光層を挟んで設けられ、発光層が放出する光を前記第１電極の方向に反射する第２電極と、を備えた面発光素子が提供される。
【解決手段】帯状に設けられた発光層と、発光層を支持し、発光層が放出する光に対して透明な基板と、発光層と基板との間に設けられ、発光層が放出する光に対して透明な第１電極と、発光層の長手方向に沿って設けられ、第１電極に電気的に接続された接続パッドと、第１電極との間に前記発光層を挟んで設けられ、発光層が放出する光を前記第１電極の方向に反射する第２電極と、を備えた面発光素子が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光素子および画像読み取り装置
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリなどに用いられる画像読み取り装置は、原稿を照明する光源と、原稿の文字や絵を画像として取り込むイメージセンサと、を備えている。画像読み取り装置の光源は、原稿を帯状に照明する線光源であり、例えば、キセノン蛍光ランプやＬＥＤアレーが用いられてきた。
【０００３】
キセノン蛍光ランプは、高輝度で安価な光源であり広く用いられているが、発熱が大きいという難点がある。ＬＥＤアレーは、複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)を一次元配置した光源であり、高コストである。そして、個々のＬＥＤの照明深度や照度偏差の調整が難しい。そこで、これらを解決できる新たな光源として、有機ＥＬ(Electro-Luminescence)素子が検討されている。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、任意形状の発光面を形成できる面発光素子であり、照明深度および照度偏差の調整を必要としない。さらに、発熱が小さいことから装置の小型化に適している。しかしながら、有機ＥＬ素子は、キセノン蛍光ランプやＬＥＤアレーに比べて輝度が低く、さらに、発光面が広くなると輝度分布が不均一になり易いという課題がある。そこで、画像読み取り装置に適した高輝度で均一に発光する面発光素子が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、画像読み取り装置に適した高輝度で均一に発光する面発光素子およびこれを用いた画像読み取り装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、帯状に設けられた発光層と、前記発光層を支持し、前記発光層が放出する光に対して透明な基板と、前記発光層と前記基板との間に設けられ、前記発光層が放出する光に対して透明な第１電極と、前記発光層の長手方向に沿って設けられ、前記第１電極に電気的に接続された接続パッドと、前記第１電極との間に前記発光層を挟んで設けられ、前記発光層が放出する光を前記第１電極の方向に反射する第２電極と、を備えたことを特徴とする面発光素子が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像読み取り装置に適した高輝度で均一に発光する面発光素子およびこれを用いた画像読み取り装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る面発光素子の構造を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る面発光素子の製造過程を模式的に示す平面図である。
【図３】図２に続く製造過程を模式的に示す平面図である。
【図４】第１の実施形態に係る面発光素子の輝度分布の計算結果を示すグラフである。
【図５】第１の実施形態に係る面発光素子の輝度分布を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態に係る面発光素子の照度を示すグラフである。
【図７】第１の実施形態の変形例に係る面発光素子の構造を示す模式図である。
【図８】第１の実施形態に係る画像読み取り装置の構造を示す模式図である。
【図９】第２の実施形態に係る面発光素子の構造を示す模式図である。
【図１０】第２の実施形態に係る画像読み取り装置の断面構造を示す模式図である。
【図１１】第２の実施形態に係る画像読み取り装置の照度分布を示すグラフである。
【図１２】（ａ）は、第３の実施形態に係る面発光素子を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、第３の実施形態に係る面発光素子の発光状態、（ｃ）は、比較例に係る面発光素子の発光状態を示す写真である。
【図１３】第４の実施形態に係る面発光素子を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、図面中の同一部分には同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について適宜説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る面発光素子１００の構造を示す模式図である。図１（ａ）は、面発光素子１００の素子面を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すIb−Ib断面の構造を示し、図１（ｃ）は、Ic−Ic断面の構造を示している。
【００１２】
面発光素子１００は、基板２の第１主面２ａの上に設けられた発光層３と、発光層３に電流を供給する第１電極である透明電極４と、第２電極である反射電極５と、を備えている。以下、基板２の第１主面２ａを、素子面２ａと称する。
【００１３】
図１（ａ）には、反射電極５と、透明電極４に電気的につながった接続パッド６と、が示されている。そして、反射電極５の両端には、接続パッド９が設けられている。接続パッド６および９は、発光層３への電流供給端子であり、外部の電源回路に接続される。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、反射電極５は、発光層３を覆って設けられ、発光層３に電気的に接続している。
発光層３は、基板２の上に透明電極４を介して設けられている。発光層３は、例えば、有機ＥＬ膜であり、基板２に支持される。基板２には、発光層３が放出する発光光に対して透明な素材を用いる。例えば、白色光を放出する発光層３に対しては、ガラス基板を用いることができる。透明電極４も発光層３が放出する発光光に対して透明であり、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いることができる。
【００１５】
なお、本願明細書において「透明」とは、光の透過率が１００パーセントのものに限定されず、いわゆる半透明、すなわち透過率が１００パーセントよりも低いが入射光の少なくとも一部を透過するものも含むものとする。
【００１６】
透明電極４に用いる素材は、金属よりも抵抗率が高い。例えば、ＩＴＯの場合、比抵抗は約１４０μΩｃｍであり、アルミニウム（Ａｌ）の４μΩｃｍに比べて２桁高い。このため、発光層３の面積が広い場合、透明電極４を介して発光層３に注入される電流が十分に広がらず、均一な発光が得られないことがある。そこで、発光層３の長手方向に延在する補助電極７を透明電極４の上に設けている（図２（ｂ）参照）。
【００１７】
透明電極４と反射電極５との間は、絶縁層８により電気的に絶縁されている。絶縁層８には、例えば、ポリイミド膜を用いることができる。
【００１８】
図１（ｃ）に示すIc−Ic断面では、反射電極５は、素子面２ａに設けられた接続パッド９の上まで延在している。接続パッド９は、絶縁層８により透明電極４と絶縁されている。そして、接続パッド６と接続パッド９とを介して発光層３に電流を流すことにより、発光層３から発光光を放出させることができる。
【００１９】
図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、発光層３から放出された発光光は、透明電極４および基板２を透過して伝播し、基板２の第２主面２ｂから外部に放出される。以下、基板２の第２主面２ｂを発光面２ｂと称する。
【００２０】
さらに、発光層３から反射電極５の方向に伝播する発光光は、反射電極５と発光層３との間の界面で反射されて透明電極４の方向に伝播し、透明電極４および基板２を透過して発光面２ｂから外部へ放出される。
反射電極５には、例えば、白色光に対して高い反射率を有するＡｌを含む金属膜を用いることができる。
【００２１】
次に、図２および図３を参照して面発光素子１００の製造方法を説明する。
図２（ａ）は、基板２の素子面２ａに透明電極４が設けられた状態を示す平面図である。透明電極４は、発光層３に接触する透明部４ａと、接続パッド６が設けられるパッド部４ｂと、を有している。
【００２２】
透明電極４は、例えば、ＩＴＯであり、スパッタ法または真空蒸着法を用いて形成することができる。基板２には、例えば、アルカリガラス（屈折率１．５２）を含むガラス基板を用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの透明樹脂を用いても良い。
【００２３】
図２（ｂ）は、接続パッド６および９、さらに、補助電極７が設けられた状態を示す。接続パッド６は、透明電極４のパッド部４ｂの上に設けられ、透明部４ａと電気的に接続している。補助電極７は、透明電極４に電気的に接続し、発光層３が設けられる透明部４ａの延在方向に設けることができる。
【００２４】
接続パッド６、９および補助電極７は、例えば、透明電極４よりも抵抗率の低いＡｌを用いて形成することができる。さらに、発光層３が設けられる透明部４ａの両端と接続パッド６との間の抵抗を小さくするために、接続パッド６と接続パッド９との間隔Ｗを狭く設けることが望ましい。例えば、発光層３の長さ（長手方向の幅）の１％未満とすることができる。
【００２５】
続いて、図２（ｃ）に示すように、補助電極７を覆い、透明部４ａを囲んだ絶縁層８を形成する。絶縁層８には、例えば、ポリイミド膜を用いることができる。
【００２６】
次に、図３（ａ）に示すように、透明部４ａを覆う帯状の発光層３を形成する。発光層３には、例えば、白色光を発光する有機ＥＬ膜を用いる。
続いて、図３（ｂ）に示すように、発光層３および絶縁層８、接続パッド９を覆う反射電極５を形成する。反射電極５には、例えば、発光層３の側からフッ化リチウム（ＬｉＦ）とＡｌとを順に積層した積層膜を用いることができる。
【００２７】
さらに、例えば、ガラスまたはステンレスからなるキャップを素子面２ａに被せ、発光層３を含む積層体を気密封止する。この際、発光層３と外部回路との間の電気的な接続を確保するために、接続パッド６および９の一部を露出させる。これにより、外気中の水分および酸素などの影響による発光層３の劣化を防ぐことができる。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る面発光素子１００では、透明電極４に電気的に接続された接続パッド６は、発光層３の長手方向に沿った一方の辺から外側の基板２の表面に延在するように設けられる。そして、接続パッド６は、発光層３の長手方向に沿った帯状に形成される。
【００２９】
次に、図４および図５を参照して、面発光素子１００の輝度分布について説明する。
【００３０】
図４（ａ）は、面発光素子１００および比較例に係る面発光素子１５０の輝度分布の計算結果を示すグラフである。横軸に発光位置、縦軸に相対輝度を示している。グラフ中に示す相対輝度は、接続パッド６と発光点との間の抵抗値に基づいて計算されたものである。
図４（ｂ）および図４（ｃ）は、発光面２ｂの側から見た面発光素子１００および１５０を模式的に示しており、両図中の番号は、それぞれ発光点の位置を示している。
【００３１】
図４（ａ）中のグラフＡは、面発光素子１００の輝度分布を示している。面発光素子１００は、グラフＡに示すように均一に発光する。
一方、図４（ａ）中のグラフＢは、面発光素子１５０の輝度分布を示している。同図中に示すように、面発光素子１５０では、発光点（１）から発光点（６）へと徐々に輝度が低下する。
【００３２】
面発光素子１５０では、図４（ｃ）に示すように、発光層３の長手方向の一方の端に接続パッド６が設けられており、発光点の輝度は、接続パッド６から離れるほど低下する。
すなわち、接続パッド６と発光点との間隔が広くなるほど、その間の抵抗が高くなり、電流の供給口である接続パッド６と発光点との間の電圧降下が大きくなる。そして、発光層３に印加される電圧が低下し、発光層３に流れる電流が減少して輝度が低下する。結果として、面発光素子１５０は、接続パッド６からの間隔が広い発光点ほど輝度が低下する。
【００３３】
面発光素子１５０では、反射電極５につながった接続パッド９も発光層の長手方向の端に設けられている。反射電極５は、透明電極４よりも抵抗率が低いＡｌを含んでいるため、発光点と接続パッド９との間の間隔が変化しても、その間の抵抗値の変化は小さく輝度分布に与える影響は小さい。したがって、上記の通り接続パッド６と発光点との間の距離が輝度分布に影響する。
【００３４】
一方、図４（ｂ）に示すように、面発光素子１００では、接続パッド６は、発光層３の長手方向に沿って帯状に設けられている。このため、接続パッド６と、それぞれの発光点（１）〜（６）と、の間の距離が短く、差も小さい。さらに、接続パッド６は、抵抗率の低いＡｌ等の金属を含んでおり、接続パッド６のシート抵抗は、透明電極４のシート抵抗よりも低い。したがって、各発光点（１）〜（６）と接続パッド６との間の抵抗差も小さく輝度分布を均一にすることができる。
【００３５】
図５は、面発光素子１００および１５０の輝度分布の測定結果を示すグラフである。同図中のＡは、面発光素子１００の輝度分布、Ｂは、面発光素子１５０の輝度分布を示している。
【００３６】
輝度分布Ａ、Ｂは、共に中央の発光点（４）において輝度が低下する分布を示している。これは、面発光素子１００および１５０の双方の発光層３において、中央部が厚く形成された効果が重畳されているためである。すなわち、有機ＥＬ膜が厚く形成された部分の抵抗が高くなり、その部分に流れる電流が減少し輝度が低下しているためである。
【００３７】
面発光素子１５０では、接続パッド６に近い発光点（１）において最も高い輝度を示している。そして、発光点（２）〜（４）の範囲において、接続パッド６から離れるにしたがって輝度が低下している。一方、面発光素子１００では、発光点（１）と（６）の相対輝度が同じであり、中央の発光点（３）および（４）において輝度が低下している。これは、発光層３の膜厚分布を反映しているものと考えられ、その輝度の変化は、面発光素子１５０よりも小さい。
【００３８】
結果として、図４に示す計算結果とは異なる輝度分布となっているが、図５に示す輝度分布の測定結果は、面発光素子１００の方が均一に発光していることを示している。
【００３９】
図６は、面発光素子１００および１５０の照度を印加電圧に対して示したグラフである。同図中に示すＡは、面発光素子１００の測定結果であり、Ｂは、面発光素子１５０の測定結果を示している。
【００４０】
図６に示すように、面発光素子１００では、印加電圧が９Ｖを越えたところから、照度の上昇率が高くなり、約４００００Ｌｕｘに達して素子破壊を起こした。一方、面発光素子１５０では照度の上昇率が小さく、１２Ｖを印加したところで約４０００Ｌｕｘの発光を示し素子破壊を起こした。
【００４１】
これは、面発光素子１００において、接続パッド６と、各発光点（１）〜（６）と、の間の抵抗差が小さくなり、発光層３に流れる電流が均一化された効果を反映している。すなわち、発光層３の輝度分布の均一性の向上と、破壊耐圧の上昇と、により約１０倍の高輝度化が実現している。
【００４２】
上記の通り、本実施形態に係る面発光素子１００では、接続パッド６を発光層３の長手方向に沿って帯状に設けることにより、輝度分布を均一にし高輝度で発光させることが可能となる。さらに、発光層３に流れる電流を均一化することにより、発光層３の寿命を伸ばし信頼度を向上させることができる。
【００４３】
図７は、本実施形態の変形例に係る面発光素子１１０を模式的に示す平面図である。面発光素子１１０は、面発光素子１００と同じように、基板２の素子面２ａの上に積層された透明電極４および発光層３、反射電極５を備えている。
一方、図７に示すように、発光層３の長手方向に沿って３つの接続パッド６ａ、６ｂおよび６ｃが設けられている点で、面発光素子１００と相違する。
【００４４】
面発光素子１１０では、接続パッド６ａ、６ｂおよび６ｃのそれぞれが、外部回路の接続され、各接続パッドから同時に電流を供給することにより、発光層３を均一に高輝度で発光させることができる。
【００４５】
次に、図８を参照して、本実施形態に係る面発光素子１００を備えた画像読み取り装置２００について説明する。
【００４６】
図８（ａ）は、面発光素子１００の発光面２ｂの側から見た画像読み取り装置２００を模式的に示す平面図である。
画像読み取り装置２００では、２つの面発光素子１００が、長手方向に沿った辺を向き合わせて配置されている。２つの面発光素子１００の間には間隙が設けられ、その間隙の下方には、複数の受光素子２１の受光面２１ａが配置されている。
【００４７】
図８（ｂ）は、図８（ａ）中のVIII−VIII断面の構造を示す模式図である。
画像読み取り装置２００は、例えば、ガラスエポキシ樹脂からなる筐体２３と、筐体２３の上面に配置された２つの面発光素子１００と、筐体２３の底面側に配置された受光素子２１と、を備えている。
【００４８】
受光素子２１には、例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)等のイメージセンサを用いることができる。受光素子２１は、筐体２３の底面に貼着された回路基板２２に実装され、回路基板２２と筐体２３とに囲まれた空間２４に配置されている。
【００４９】
さらに、空間２４の上には、面発光素子１００と筐体２３とに囲まれた空間２６が設けられている。空間２４と空間２６との間には、光学レンズ２５が配置されている。光学レンズ２５には、例えば、ロッド状のプラスティックレンズを用いることができる。
【００５０】
光学レンズ２５の両側には、制御基板２７が配置されている。そして、制御基板２７と面発光素子１００とをつなぐ配線２８が、空間２６の側壁に設けられている。制御基板２７は、例えば、マイクロプロセッサを含み、面発光素子１００に供給する電流を制御し、受光素子２１が検出した光信号を処理する。
【００５１】
次に、原稿読み取り装置２００の動作について説明する。
図８（ｂ）に示すように、画像読み取り装置２００は、面発光素子１００に電流を供給し、発光層３を帯状に発光させる。そして、発光層３から放出された発光光Ｌ１により、発光面２ｂからｄ１の間隔を置いて配置された原稿３０の読み取り部分を照明する。
【００５２】
原稿３０の表面で反射された発光光は、原稿３０の画像データを含む反射光Ｌ２として、２つの面発光素子１００の間の間隙２９から空間２６に入射する。そして、光学レンズ２５により、受光素子２１の受光面２１ａに反射光Ｌ２を集光し、原稿３０の画像を電気信号に変換する。
【００５３】
制御基板２７は、図示しない配線により受光素子２１に接続されており、受光素子２１から出力される光信号を処理し、例えば、外部の画像転写装置に画像信号を出力する。
【００５４】
本実施形態に係る面発光素子１００は、高輝度で均一に発光する。これにより、画像読み取り装置２００では、受光素子２１が出力する光信号のＳＮ比（Signal to Noise ratio）を改善することができ、正確な原稿の読み取りが可能となる。
【００５５】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係る面発光素子１２０の構造を示す模式図である。図９（ａ）は正面図、図９（ｃ）は平面図である。
【００５６】
図９（ａ）に示すように、面発光素子１２０は、面発光素子１００と、少なくとも１つの面に凹部３１ａが設けられた支持治具３１と、を備えている。
本実施形態に係る面発光素子１００に用いられている基板２には、例えば、１ｍｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いることができる。ＰＥＴフィルムと透明電極４との間には、防湿性の機能膜として、例えば、ＳｉＮ膜を設けても良い。
【００５７】
ＰＥＴフィルムは可撓性を有しており、支持治具３１の表面に設けられた凹部３１ａの形状に適合させて貼着することが可能である。これにより、面発光素子１００を湾曲させた状態に保持することができる。例えば、図９（ａ）に示す例では、面発光素子１００は、素子面２ａを凹部３１ａに接触させて貼り付けられている。そして、基板２および発光層３は、発光層３の中央から長手方向の両端に渡る部分において、発光光の放射方向に湾曲した状態に保持される。
【００５８】
図９（ｃ）は、面発光素子１００の湾曲量を例示するグラフである。横軸に、発光層３の長手方向における位置、縦軸に湾曲量を示している。
【００５９】
面発光素子１００の照度Ｅ（Ｌｕｘ）は、発光面の輝度をＬ（ｃｄ）、発光面２ｂと照射面（原稿３０）との間の間隔をｄ１として、次式で表すことができる（図８（ｂ）参照）。
Ｅ＝Ｌ／ｄ１２・・・（１）
【００６０】
例えば、湾曲の無い面発光素子１００の照度をＥ１とし、照射面と発光面２ｂとの間の間隔をｄ１とする。そして、湾曲した面発光素子１００の照度をＥ２とし、照射面と発光面との間の間隔をｄ２とする。発光面２ｂの輝度Ｌが湾曲に影響されず一定とすれば、面発光素子１００を湾曲させたことによる照度の変化率Ａは、次式で示される。
Ａ＝Ｅ２／Ｅ１＝（ｄ１／ｄ２）２・・・（２）
【００６１】
図９（ａ）に示す湾曲した面発光素子１００において、例えば、
ｄ２＝ｄ１／√Ａ・・・（３）
となるように凹部３１ａを形成する。これにより、発光層３の長手方向の端における照度を基準として、照度分布を均一（一定）とすることができる。ここで、Ａの値には、湾曲の無い面発光素子１００における相対的な照度を用いることができる。
【００６２】
計算結果の一例を図９（ｃ）に示す。同図中に示すように、例えば、発光層３の長さを１０ｍｍとして、両端を約１．６ｍｍ湾曲させることができる。
【００６３】
図１０は、本実施形態に係る面発光素子１２０を備えた画像読み取り装置３００の断面構造を示す模式図である。
画像読み取り装置３００は、例えば、ガラスエポキシ樹脂からなる筐体２３と、筐体２３の上面に配置された２つの面発光素子１２０と、筐体２３の底面側に配置された受光素子２１と、を備える。そして、面発光素子１２０の支持冶具３１が、筐体２３の上部に設けられた空間に、光学レンズ２５を挟んで配置されている点で、図８（ｂ）に示す画像読み取り装置２００と相違する。
【００６４】
画像読み取り装置３００の動作も、前述した画像読み取り装置２００と同じである。面発光素子１２０の発光面２ｂから放出された発光光Ｌ１は、発光面２ｂの上にｄ２の間隔を持って配置された原稿３０を照明する。原稿３０の表面で反射された反射光Ｌ２は、２つの面発光素子１２０の間の間隙２９を通って光学レンズ２５に入射し、受光素子２１の受光面２１ａに集光される。そして、受光素子２１が検出した光信号は、制御基板２７に含まれるマイクロプロセッサで処理され、画像信号として外部に出力される。
【００６５】
図１１（ａ）は、本実施形態に係る画像読み取り装置３００の照度分布を示すグラフである。横軸に、発光層３の長手方向における位置、縦軸に、発光層３の中心の照度に対する相対的な照度を示している。そして、図１１（ｂ）は、例えば、図８（ｂ）に示す湾曲のない画像読み取り装置２００の照度分布を示すグラフである。
【００６６】
図１１（ａ）および（ｂ）は、発光面２ｂから４ｍｍ離れた位置の照度を示している。例えば、図１１（ａ）は、図１０に示す画像読み取り装置３００における原稿３０の配置位置の照度であり、発光層３の長手方向の端における発光面２ｂと原稿３０との間の間隔ｄ２を４ｍｍとした状態に相当する。
【００６７】
図１１（ａ）に示すように、本実施形態に係る面発光素子１２０では、発光層３の両端の照度が高くなり、例えば、相対照度が１．０を越える有効領域は、発光層３の長手方向の幅にほぼ等しくなっている。
【００６８】
これに対し、図１１（ｂ）に示す湾曲の無い面発光素子１００の場合、例えば、相対輝度を０．８以上としても、有効領域の幅は、発光層３の長手方向の幅よりも狭くなっている。
【００６９】
このように、本実施形態に係る面発光素子１２０では、発光層３を湾曲させることにより、発光層３の全体を有効に利用できる。例えば、面発光素子１２０のサイズを小さくすることにより、画像読み取り装置３００におけるスペースの無駄をなくし、小型化することができる。
【００７０】
（第３の実施形態）
図１２（ａ）は、本実施形態に係る面発光素子１３０を模式的に示す平面図である。
面発光素子１３０は、基板２の素子面２ａに、透明電極４と、発光層３と、反射電極５と、を順に積層した構成を有する点で、図１に示す面発光素子１００と共通する。そして、図１２（ａ）に示すように、反射電極５の長手方向に沿った遮光マスク３２が設けられている点で、面発光素子１００と相違する。
【００７１】
図１２（ｂ）は、面発光素子１３０の発光状態を示し、図１２（ｃ）は、比較例に係る面発光素子１６０の発光状態を示す写真である。
図１２（ｃ）に示す面発光素子１６０では、反射電極５の周りの部分が発光していることがわかる。これに対し、図１２（ｂ）に示す面発光素子１３０では、遮光マスク３２が設けられた部分、および、接続パッド６の部分が暗くなっており、発光光の漏れが抑えられている。
【００７２】
このように、本実施形態に係る面発光素子１３０では、反射電極５の周りの基板２が露出した部分に遮光マスク３２を形成することにより、素子面２ａの側への漏れ光を遮断することができる。
【００７３】
例えば、素子面２ａの側に漏れた発光光が、受光素子２１の受光面２１ａへ入射すると、受光素子２１から出力される光信号のＳＮ比を低下させ、画像読み取り装置の読み取り能力を劣化させることになる。そこで、素子面２ａからの漏れ光を遮断するための何らかの手段を施す必要があるが、その手段は、画像読み取り装置の構造を複雑にする。
【００７４】
すなわち、素子面２ａに遮光マスク３２を設けることにより、画像読み取り装置の構造を簡略化し、製造コストの低減が可能となる。さらに、遮光マスクとして、Ａｌ等の発光光を反射する部材を用いれば、発光面２ｂの側から放出される発光光の強度を向上させることもできる。
【００７５】
（第４の実施形態）
図１３は、本実施形態に係る面発光素子１４０を模式的に示す平面図である。図１３には、反射電極５を形成する前の素子面２ａが示されている。
【００７６】
面発光素子１４０は、一列に配置された複数の発光領域４３を有している。それぞれの発光領域４３は、例えば、有機ＥＬ膜である。発光領域４３と基板２との間には、それぞれの発光領域４３に接した複数の透明電極４が設けられている。そして、発光領域４３の配列方向に交叉する方向に、個々の透明電極４につながった複数の引き出し電極４１が設けられている。
【００７７】
面発光素子１４０では、個々の発光領域４３は電気的に分離されている。そして、引き出し電極４１と、反射電極５に接続する接続パッド４２と、の間に電流を流すことにより、発光領域４３を個別に発光させることができる。
【００７８】
上記の構成を有する面発光素子１４０を備える画像読み取り装置では、原稿の読み取り対象となる部分のみを選択的に照明することが可能であり、消費電力の低減を図ることができる。そして、選択的に発光させることにより、発光領域４３の発熱を低減し、例えば、発光領域４３に用いられる有機ＥＬ膜の寿命を伸ばし、信頼度の向上を図ることができる。さらに、発光領域４３に流す電流を個別に制御することにより、輝度分布の均一性を向上させることも可能である。
【００７９】
以上、本発明に係る第１〜第４の実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、出願時の技術水準に基づいて、当業者がなし得る設計変更や、材料の変更等、本発明と技術的思想を同じとする実施態様も本発明の技術的範囲に含有される。
【符号の説明】
【００８０】
２・・・基板、 ２ａ・・・素子面（第１主面）、 ２ｂ・・・発光面（第２主面）、 ３・・・発光層、 ４・・・透明電極、 ４ａ・・・透明部、 ４ｂ・・・パッド部、 ５・・・反射電極、 ６、６ａ〜６ｃ、９、４２・・・接続パッド、 ７・・・補助電極、 ８・・・絶縁層、 ３２・・・遮光マスク、 ２１・・・受光素子、 ２１ａ・・・受光面、 ２２・・・回路基板、 ２３・・・筐体、 ２５・・・光学レンズ、 ２４、２６・・・空間、 ２７・・・制御基板、 ２８・・・配線、 ２９・・・間隙、 ３０・・・原稿、 ３１・・・支持治具、 ３１ａ・・・凹部、 ４１・・・引き出し電極、 ４３・・・発光領域、 １００〜１６０・・・面発光素子、 ２００、３００・・・画像読み取り装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光素子および画像読み取り装置
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリなどに用いられる画像読み取り装置は、原稿を照明する光源と、原稿の文字や絵を画像として取り込むイメージセンサと、を備えている。画像読み取り装置の光源は、原稿を帯状に照明する線光源であり、例えば、キセノン蛍光ランプやＬＥＤアレーが用いられてきた。
【０００３】
キセノン蛍光ランプは、高輝度で安価な光源であり広く用いられているが、発熱が大きいという難点がある。ＬＥＤアレーは、複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)を一次元配置した光源であり、高コストである。そして、個々のＬＥＤの照明深度や照度偏差の調整が難しい。そこで、これらを解決できる新たな光源として、有機ＥＬ(Electro-Luminescence)素子が検討されている。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、任意形状の発光面を形成できる面発光素子であり、照明深度および照度偏差の調整を必要としない。さらに、発熱が小さいことから装置の小型化に適している。しかしながら、有機ＥＬ素子は、キセノン蛍光ランプやＬＥＤアレーに比べて輝度が低く、さらに、発光面が広くなると輝度分布が不均一になり易いという課題がある。そこで、画像読み取り装置に適した高輝度で均一に発光する面発光素子が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、画像読み取り装置に適した高輝度で均一に発光する面発光素子およびこれを用いた画像読み取り装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、帯状に設けられた発光層と、前記発光層を支持し、前記発光層が放出する光に対して透明な基板と、前記発光層と前記基板との間に設けられ、前記発光層が放出する光に対して透明な第１電極と、前記発光層の長手方向に沿って設けられ、前記第１電極に電気的に接続された接続パッドと、前記第１電極との間に前記発光層を挟んで設けられ、前記発光層が放出する光を前記第１電極の方向に反射する第２電極と、を備えたことを特徴とする面発光素子が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像読み取り装置に適した高輝度で均一に発光する面発光素子およびこれを用いた画像読み取り装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る面発光素子の構造を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る面発光素子の製造過程を模式的に示す平面図である。
【図３】図２に続く製造過程を模式的に示す平面図である。
【図４】第１の実施形態に係る面発光素子の輝度分布の計算結果を示すグラフである。
【図５】第１の実施形態に係る面発光素子の輝度分布を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態に係る面発光素子の照度を示すグラフである。
【図７】第１の実施形態の変形例に係る面発光素子の構造を示す模式図である。
【図８】第１の実施形態に係る画像読み取り装置の構造を示す模式図である。
【図９】第２の実施形態に係る面発光素子の構造を示す模式図である。
【図１０】第２の実施形態に係る画像読み取り装置の断面構造を示す模式図である。
【図１１】第２の実施形態に係る画像読み取り装置の照度分布を示すグラフである。
【図１２】（ａ）は、第３の実施形態に係る面発光素子を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、第３の実施形態に係る面発光素子の発光状態、（ｃ）は、比較例に係る面発光素子の発光状態を示す写真である。
【図１３】第４の実施形態に係る面発光素子を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、図面中の同一部分には同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について適宜説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る面発光素子１００の構造を示す模式図である。図１（ａ）は、面発光素子１００の素子面を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すIb−Ib断面の構造を示し、図１（ｃ）は、Ic−Ic断面の構造を示している。
【００１２】
面発光素子１００は、基板２の第１主面２ａの上に設けられた発光層３と、発光層３に電流を供給する第１電極である透明電極４と、第２電極である反射電極５と、を備えている。以下、基板２の第１主面２ａを、素子面２ａと称する。
【００１３】
図１（ａ）には、反射電極５と、透明電極４に電気的につながった接続パッド６と、が示されている。そして、反射電極５の両端には、接続パッド９が設けられている。接続パッド６および９は、発光層３への電流供給端子であり、外部の電源回路に接続される。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、反射電極５は、発光層３を覆って設けられ、発光層３に電気的に接続している。
発光層３は、基板２の上に透明電極４を介して設けられている。発光層３は、例えば、有機ＥＬ膜であり、基板２に支持される。基板２には、発光層３が放出する発光光に対して透明な素材を用いる。例えば、白色光を放出する発光層３に対しては、ガラス基板を用いることができる。透明電極４も発光層３が放出する発光光に対して透明であり、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いることができる。
【００１５】
なお、本願明細書において「透明」とは、光の透過率が１００パーセントのものに限定されず、いわゆる半透明、すなわち透過率が１００パーセントよりも低いが入射光の少なくとも一部を透過するものも含むものとする。
【００１６】
透明電極４に用いる素材は、金属よりも抵抗率が高い。例えば、ＩＴＯの場合、比抵抗は約１４０μΩｃｍであり、アルミニウム（Ａｌ）の４μΩｃｍに比べて２桁高い。このため、発光層３の面積が広い場合、透明電極４を介して発光層３に注入される電流が十分に広がらず、均一な発光が得られないことがある。そこで、発光層３の長手方向に延在する補助電極７を透明電極４の上に設けている（図２（ｂ）参照）。
【００１７】
透明電極４と反射電極５との間は、絶縁層８により電気的に絶縁されている。絶縁層８には、例えば、ポリイミド膜を用いることができる。
【００１８】
図１（ｃ）に示すIc−Ic断面では、反射電極５は、素子面２ａに設けられた接続パッド９の上まで延在している。接続パッド９は、絶縁層８により透明電極４と絶縁されている。そして、接続パッド６と接続パッド９とを介して発光層３に電流を流すことにより、発光層３から発光光を放出させることができる。
【００１９】
図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、発光層３から放出された発光光は、透明電極４および基板２を透過して伝播し、基板２の第２主面２ｂから外部に放出される。以下、基板２の第２主面２ｂを発光面２ｂと称する。
【００２０】
さらに、発光層３から反射電極５の方向に伝播する発光光は、反射電極５と発光層３との間の界面で反射されて透明電極４の方向に伝播し、透明電極４および基板２を透過して発光面２ｂから外部へ放出される。
反射電極５には、例えば、白色光に対して高い反射率を有するＡｌを含む金属膜を用いることができる。
【００２１】
次に、図２および図３を参照して面発光素子１００の製造方法を説明する。
図２（ａ）は、基板２の素子面２ａに透明電極４が設けられた状態を示す平面図である。透明電極４は、発光層３に接触する透明部４ａと、接続パッド６が設けられるパッド部４ｂと、を有している。
【００２２】
透明電極４は、例えば、ＩＴＯであり、スパッタ法または真空蒸着法を用いて形成することができる。基板２には、例えば、アルカリガラス（屈折率１．５２）を含むガラス基板を用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの透明樹脂を用いても良い。
【００２３】
図２（ｂ）は、接続パッド６および９、さらに、補助電極７が設けられた状態を示す。接続パッド６は、透明電極４のパッド部４ｂの上に設けられ、透明部４ａと電気的に接続している。補助電極７は、透明電極４に電気的に接続し、発光層３が設けられる透明部４ａの延在方向に設けることができる。
【００２４】
接続パッド６、９および補助電極７は、例えば、透明電極４よりも抵抗率の低いＡｌを用いて形成することができる。さらに、発光層３が設けられる透明部４ａの両端と接続パッド６との間の抵抗を小さくするために、接続パッド６と接続パッド９との間隔Ｗを狭く設けることが望ましい。例えば、発光層３の長さ（長手方向の幅）の１％未満とすることができる。
【００２５】
続いて、図２（ｃ）に示すように、補助電極７を覆い、透明部４ａを囲んだ絶縁層８を形成する。絶縁層８には、例えば、ポリイミド膜を用いることができる。
【００２６】
次に、図３（ａ）に示すように、透明部４ａを覆う帯状の発光層３を形成する。発光層３には、例えば、白色光を発光する有機ＥＬ膜を用いる。
続いて、図３（ｂ）に示すように、発光層３および絶縁層８、接続パッド９を覆う反射電極５を形成する。反射電極５には、例えば、発光層３の側からフッ化リチウム（ＬｉＦ）とＡｌとを順に積層した積層膜を用いることができる。
【００２７】
さらに、例えば、ガラスまたはステンレスからなるキャップを素子面２ａに被せ、発光層３を含む積層体を気密封止する。この際、発光層３と外部回路との間の電気的な接続を確保するために、接続パッド６および９の一部を露出させる。これにより、外気中の水分および酸素などの影響による発光層３の劣化を防ぐことができる。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る面発光素子１００では、透明電極４に電気的に接続された接続パッド６は、発光層３の長手方向に沿った一方の辺から外側の基板２の表面に延在するように設けられる。そして、接続パッド６は、発光層３の長手方向に沿った帯状に形成される。
【００２９】
次に、図４および図５を参照して、面発光素子１００の輝度分布について説明する。
【００３０】
図４（ａ）は、面発光素子１００および比較例に係る面発光素子１５０の輝度分布の計算結果を示すグラフである。横軸に発光位置、縦軸に相対輝度を示している。グラフ中に示す相対輝度は、接続パッド６と発光点との間の抵抗値に基づいて計算されたものである。
図４（ｂ）および図４（ｃ）は、発光面２ｂの側から見た面発光素子１００および１５０を模式的に示しており、両図中の番号は、それぞれ発光点の位置を示している。
【００３１】
図４（ａ）中のグラフＡは、面発光素子１００の輝度分布を示している。面発光素子１００は、グラフＡに示すように均一に発光する。
一方、図４（ａ）中のグラフＢは、面発光素子１５０の輝度分布を示している。同図中に示すように、面発光素子１５０では、発光点（１）から発光点（６）へと徐々に輝度が低下する。
【００３２】
面発光素子１５０では、図４（ｃ）に示すように、発光層３の長手方向の一方の端に接続パッド６が設けられており、発光点の輝度は、接続パッド６から離れるほど低下する。
すなわち、接続パッド６と発光点との間隔が広くなるほど、その間の抵抗が高くなり、電流の供給口である接続パッド６と発光点との間の電圧降下が大きくなる。そして、発光層３に印加される電圧が低下し、発光層３に流れる電流が減少して輝度が低下する。結果として、面発光素子１５０は、接続パッド６からの間隔が広い発光点ほど輝度が低下する。
【００３３】
面発光素子１５０では、反射電極５につながった接続パッド９も発光層の長手方向の端に設けられている。反射電極５は、透明電極４よりも抵抗率が低いＡｌを含んでいるため、発光点と接続パッド９との間の間隔が変化しても、その間の抵抗値の変化は小さく輝度分布に与える影響は小さい。したがって、上記の通り接続パッド６と発光点との間の距離が輝度分布に影響する。
【００３４】
一方、図４（ｂ）に示すように、面発光素子１００では、接続パッド６は、発光層３の長手方向に沿って帯状に設けられている。このため、接続パッド６と、それぞれの発光点（１）〜（６）と、の間の距離が短く、差も小さい。さらに、接続パッド６は、抵抗率の低いＡｌ等の金属を含んでおり、接続パッド６のシート抵抗は、透明電極４のシート抵抗よりも低い。したがって、各発光点（１）〜（６）と接続パッド６との間の抵抗差も小さく輝度分布を均一にすることができる。
【００３５】
図５は、面発光素子１００および１５０の輝度分布の測定結果を示すグラフである。同図中のＡは、面発光素子１００の輝度分布、Ｂは、面発光素子１５０の輝度分布を示している。
【００３６】
輝度分布Ａ、Ｂは、共に中央の発光点（４）において輝度が低下する分布を示している。これは、面発光素子１００および１５０の双方の発光層３において、中央部が厚く形成された効果が重畳されているためである。すなわち、有機ＥＬ膜が厚く形成された部分の抵抗が高くなり、その部分に流れる電流が減少し輝度が低下しているためである。
【００３７】
面発光素子１５０では、接続パッド６に近い発光点（１）において最も高い輝度を示している。そして、発光点（２）〜（４）の範囲において、接続パッド６から離れるにしたがって輝度が低下している。一方、面発光素子１００では、発光点（１）と（６）の相対輝度が同じであり、中央の発光点（３）および（４）において輝度が低下している。これは、発光層３の膜厚分布を反映しているものと考えられ、その輝度の変化は、面発光素子１５０よりも小さい。
【００３８】
結果として、図４に示す計算結果とは異なる輝度分布となっているが、図５に示す輝度分布の測定結果は、面発光素子１００の方が均一に発光していることを示している。
【００３９】
図６は、面発光素子１００および１５０の照度を印加電圧に対して示したグラフである。同図中に示すＡは、面発光素子１００の測定結果であり、Ｂは、面発光素子１５０の測定結果を示している。
【００４０】
図６に示すように、面発光素子１００では、印加電圧が９Ｖを越えたところから、照度の上昇率が高くなり、約４００００Ｌｕｘに達して素子破壊を起こした。一方、面発光素子１５０では照度の上昇率が小さく、１２Ｖを印加したところで約４０００Ｌｕｘの発光を示し素子破壊を起こした。
【００４１】
これは、面発光素子１００において、接続パッド６と、各発光点（１）〜（６）と、の間の抵抗差が小さくなり、発光層３に流れる電流が均一化された効果を反映している。すなわち、発光層３の輝度分布の均一性の向上と、破壊耐圧の上昇と、により約１０倍の高輝度化が実現している。
【００４２】
上記の通り、本実施形態に係る面発光素子１００では、接続パッド６を発光層３の長手方向に沿って帯状に設けることにより、輝度分布を均一にし高輝度で発光させることが可能となる。さらに、発光層３に流れる電流を均一化することにより、発光層３の寿命を伸ばし信頼度を向上させることができる。
【００４３】
図７は、本実施形態の変形例に係る面発光素子１１０を模式的に示す平面図である。面発光素子１１０は、面発光素子１００と同じように、基板２の素子面２ａの上に積層された透明電極４および発光層３、反射電極５を備えている。
一方、図７に示すように、発光層３の長手方向に沿って３つの接続パッド６ａ、６ｂおよび６ｃが設けられている点で、面発光素子１００と相違する。
【００４４】
面発光素子１１０では、接続パッド６ａ、６ｂおよび６ｃのそれぞれが、外部回路の接続され、各接続パッドから同時に電流を供給することにより、発光層３を均一に高輝度で発光させることができる。
【００４５】
次に、図８を参照して、本実施形態に係る面発光素子１００を備えた画像読み取り装置２００について説明する。
【００４６】
図８（ａ）は、面発光素子１００の発光面２ｂの側から見た画像読み取り装置２００を模式的に示す平面図である。
画像読み取り装置２００では、２つの面発光素子１００が、長手方向に沿った辺を向き合わせて配置されている。２つの面発光素子１００の間には間隙が設けられ、その間隙の下方には、複数の受光素子２１の受光面２１ａが配置されている。
【００４７】
図８（ｂ）は、図８（ａ）中のVIII−VIII断面の構造を示す模式図である。
画像読み取り装置２００は、例えば、ガラスエポキシ樹脂からなる筐体２３と、筐体２３の上面に配置された２つの面発光素子１００と、筐体２３の底面側に配置された受光素子２１と、を備えている。
【００４８】
受光素子２１には、例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)等のイメージセンサを用いることができる。受光素子２１は、筐体２３の底面に貼着された回路基板２２に実装され、回路基板２２と筐体２３とに囲まれた空間２４に配置されている。
【００４９】
さらに、空間２４の上には、面発光素子１００と筐体２３とに囲まれた空間２６が設けられている。空間２４と空間２６との間には、光学レンズ２５が配置されている。光学レンズ２５には、例えば、ロッド状のプラスティックレンズを用いることができる。
【００５０】
光学レンズ２５の両側には、制御基板２７が配置されている。そして、制御基板２７と面発光素子１００とをつなぐ配線２８が、空間２６の側壁に設けられている。制御基板２７は、例えば、マイクロプロセッサを含み、面発光素子１００に供給する電流を制御し、受光素子２１が検出した光信号を処理する。
【００５１】
次に、原稿読み取り装置２００の動作について説明する。
図８（ｂ）に示すように、画像読み取り装置２００は、面発光素子１００に電流を供給し、発光層３を帯状に発光させる。そして、発光層３から放出された発光光Ｌ１により、発光面２ｂからｄ１の間隔を置いて配置された原稿３０の読み取り部分を照明する。
【００５２】
原稿３０の表面で反射された発光光は、原稿３０の画像データを含む反射光Ｌ２として、２つの面発光素子１００の間の間隙２９から空間２６に入射する。そして、光学レンズ２５により、受光素子２１の受光面２１ａに反射光Ｌ２を集光し、原稿３０の画像を電気信号に変換する。
【００５３】
制御基板２７は、図示しない配線により受光素子２１に接続されており、受光素子２１から出力される光信号を処理し、例えば、外部の画像転写装置に画像信号を出力する。
【００５４】
本実施形態に係る面発光素子１００は、高輝度で均一に発光する。これにより、画像読み取り装置２００では、受光素子２１が出力する光信号のＳＮ比（Signal to Noise ratio）を改善することができ、正確な原稿の読み取りが可能となる。
【００５５】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係る面発光素子１２０の構造を示す模式図である。図９（ａ）は正面図、図９（ｃ）は平面図である。
【００５６】
図９（ａ）に示すように、面発光素子１２０は、面発光素子１００と、少なくとも１つの面に凹部３１ａが設けられた支持治具３１と、を備えている。
本実施形態に係る面発光素子１００に用いられている基板２には、例えば、１ｍｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いることができる。ＰＥＴフィルムと透明電極４との間には、防湿性の機能膜として、例えば、ＳｉＮ膜を設けても良い。
【００５７】
ＰＥＴフィルムは可撓性を有しており、支持治具３１の表面に設けられた凹部３１ａの形状に適合させて貼着することが可能である。これにより、面発光素子１００を湾曲させた状態に保持することができる。例えば、図９（ａ）に示す例では、面発光素子１００は、素子面２ａを凹部３１ａに接触させて貼り付けられている。そして、基板２および発光層３は、発光層３の中央から長手方向の両端に渡る部分において、発光光の放射方向に湾曲した状態に保持される。
【００５８】
図９（ｃ）は、面発光素子１００の湾曲量を例示するグラフである。横軸に、発光層３の長手方向における位置、縦軸に湾曲量を示している。
【００５９】
面発光素子１００の照度Ｅ（Ｌｕｘ）は、発光面の輝度をＬ（ｃｄ）、発光面２ｂと照射面（原稿３０）との間の間隔をｄ１として、次式で表すことができる（図８（ｂ）参照）。
Ｅ＝Ｌ／ｄ１２・・・（１）
【００６０】
例えば、湾曲の無い面発光素子１００の照度をＥ１とし、照射面と発光面２ｂとの間の間隔をｄ１とする。そして、湾曲した面発光素子１００の照度をＥ２とし、照射面と発光面との間の間隔をｄ２とする。発光面２ｂの輝度Ｌが湾曲に影響されず一定とすれば、面発光素子１００を湾曲させたことによる照度の変化率Ａは、次式で示される。
Ａ＝Ｅ２／Ｅ１＝（ｄ１／ｄ２）２・・・（２）
【００６１】
図９（ａ）に示す湾曲した面発光素子１００において、例えば、
ｄ２＝ｄ１／√Ａ・・・（３）
となるように凹部３１ａを形成する。これにより、発光層３の長手方向の端における照度を基準として、照度分布を均一（一定）とすることができる。ここで、Ａの値には、湾曲の無い面発光素子１００における相対的な照度を用いることができる。
【００６２】
計算結果の一例を図９（ｃ）に示す。同図中に示すように、例えば、発光層３の長さを１０ｍｍとして、両端を約１．６ｍｍ湾曲させることができる。
【００６３】
図１０は、本実施形態に係る面発光素子１２０を備えた画像読み取り装置３００の断面構造を示す模式図である。
画像読み取り装置３００は、例えば、ガラスエポキシ樹脂からなる筐体２３と、筐体２３の上面に配置された２つの面発光素子１２０と、筐体２３の底面側に配置された受光素子２１と、を備える。そして、面発光素子１２０の支持冶具３１が、筐体２３の上部に設けられた空間に、光学レンズ２５を挟んで配置されている点で、図８（ｂ）に示す画像読み取り装置２００と相違する。
【００６４】
画像読み取り装置３００の動作も、前述した画像読み取り装置２００と同じである。面発光素子１２０の発光面２ｂから放出された発光光Ｌ１は、発光面２ｂの上にｄ２の間隔を持って配置された原稿３０を照明する。原稿３０の表面で反射された反射光Ｌ２は、２つの面発光素子１２０の間の間隙２９を通って光学レンズ２５に入射し、受光素子２１の受光面２１ａに集光される。そして、受光素子２１が検出した光信号は、制御基板２７に含まれるマイクロプロセッサで処理され、画像信号として外部に出力される。
【００６５】
図１１（ａ）は、本実施形態に係る画像読み取り装置３００の照度分布を示すグラフである。横軸に、発光層３の長手方向における位置、縦軸に、発光層３の中心の照度に対する相対的な照度を示している。そして、図１１（ｂ）は、例えば、図８（ｂ）に示す湾曲のない画像読み取り装置２００の照度分布を示すグラフである。
【００６６】
図１１（ａ）および（ｂ）は、発光面２ｂから４ｍｍ離れた位置の照度を示している。例えば、図１１（ａ）は、図１０に示す画像読み取り装置３００における原稿３０の配置位置の照度であり、発光層３の長手方向の端における発光面２ｂと原稿３０との間の間隔ｄ２を４ｍｍとした状態に相当する。
【００６７】
図１１（ａ）に示すように、本実施形態に係る面発光素子１２０では、発光層３の両端の照度が高くなり、例えば、相対照度が１．０を越える有効領域は、発光層３の長手方向の幅にほぼ等しくなっている。
【００６８】
これに対し、図１１（ｂ）に示す湾曲の無い面発光素子１００の場合、例えば、相対輝度を０．８以上としても、有効領域の幅は、発光層３の長手方向の幅よりも狭くなっている。
【００６９】
このように、本実施形態に係る面発光素子１２０では、発光層３を湾曲させることにより、発光層３の全体を有効に利用できる。例えば、面発光素子１２０のサイズを小さくすることにより、画像読み取り装置３００におけるスペースの無駄をなくし、小型化することができる。
【００７０】
（第３の実施形態）
図１２（ａ）は、本実施形態に係る面発光素子１３０を模式的に示す平面図である。
面発光素子１３０は、基板２の素子面２ａに、透明電極４と、発光層３と、反射電極５と、を順に積層した構成を有する点で、図１に示す面発光素子１００と共通する。そして、図１２（ａ）に示すように、反射電極５の長手方向に沿った遮光マスク３２が設けられている点で、面発光素子１００と相違する。
【００７１】
図１２（ｂ）は、面発光素子１３０の発光状態を示し、図１２（ｃ）は、比較例に係る面発光素子１６０の発光状態を示す写真である。
図１２（ｃ）に示す面発光素子１６０では、反射電極５の周りの部分が発光していることがわかる。これに対し、図１２（ｂ）に示す面発光素子１３０では、遮光マスク３２が設けられた部分、および、接続パッド６の部分が暗くなっており、発光光の漏れが抑えられている。
【００７２】
このように、本実施形態に係る面発光素子１３０では、反射電極５の周りの基板２が露出した部分に遮光マスク３２を形成することにより、素子面２ａの側への漏れ光を遮断することができる。
【００７３】
例えば、素子面２ａの側に漏れた発光光が、受光素子２１の受光面２１ａへ入射すると、受光素子２１から出力される光信号のＳＮ比を低下させ、画像読み取り装置の読み取り能力を劣化させることになる。そこで、素子面２ａからの漏れ光を遮断するための何らかの手段を施す必要があるが、その手段は、画像読み取り装置の構造を複雑にする。
【００７４】
すなわち、素子面２ａに遮光マスク３２を設けることにより、画像読み取り装置の構造を簡略化し、製造コストの低減が可能となる。さらに、遮光マスクとして、Ａｌ等の発光光を反射する部材を用いれば、発光面２ｂの側から放出される発光光の強度を向上させることもできる。
【００７５】
（第４の実施形態）
図１３は、本実施形態に係る面発光素子１４０を模式的に示す平面図である。図１３には、反射電極５を形成する前の素子面２ａが示されている。
【００７６】
面発光素子１４０は、一列に配置された複数の発光領域４３を有している。それぞれの発光領域４３は、例えば、有機ＥＬ膜である。発光領域４３と基板２との間には、それぞれの発光領域４３に接した複数の透明電極４が設けられている。そして、発光領域４３の配列方向に交叉する方向に、個々の透明電極４につながった複数の引き出し電極４１が設けられている。
【００７７】
面発光素子１４０では、個々の発光領域４３は電気的に分離されている。そして、引き出し電極４１と、反射電極５に接続する接続パッド４２と、の間に電流を流すことにより、発光領域４３を個別に発光させることができる。
【００７８】
上記の構成を有する面発光素子１４０を備える画像読み取り装置では、原稿の読み取り対象となる部分のみを選択的に照明することが可能であり、消費電力の低減を図ることができる。そして、選択的に発光させることにより、発光領域４３の発熱を低減し、例えば、発光領域４３に用いられる有機ＥＬ膜の寿命を伸ばし、信頼度の向上を図ることができる。さらに、発光領域４３に流す電流を個別に制御することにより、輝度分布の均一性を向上させることも可能である。
【００７９】
以上、本発明に係る第１〜第４の実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、出願時の技術水準に基づいて、当業者がなし得る設計変更や、材料の変更等、本発明と技術的思想を同じとする実施態様も本発明の技術的範囲に含有される。
【符号の説明】
【００８０】
２・・・基板、 ２ａ・・・素子面（第１主面）、 ２ｂ・・・発光面（第２主面）、 ３・・・発光層、 ４・・・透明電極、 ４ａ・・・透明部、 ４ｂ・・・パッド部、 ５・・・反射電極、 ６、６ａ〜６ｃ、９、４２・・・接続パッド、 ７・・・補助電極、 ８・・・絶縁層、 ３２・・・遮光マスク、 ２１・・・受光素子、 ２１ａ・・・受光面、 ２２・・・回路基板、 ２３・・・筐体、 ２５・・・光学レンズ、 ２４、２６・・・空間、 ２７・・・制御基板、 ２８・・・配線、 ２９・・・間隙、 ３０・・・原稿、 ３１・・・支持治具、 ３１ａ・・・凹部、 ４１・・・引き出し電極、 ４３・・・発光領域、 １００〜１６０・・・面発光素子、 ２００、３００・・・画像読み取り装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状に設けられた発光層と、
前記発光層を支持し、前記発光層が放出する光に対して透明な基板と、
前記発光層と前記基板との間に設けられ、前記発光層が放出する光に対して透明な第１電極と、
前記発光層の長手方向に沿って設けられ、前記第１電極に電気的に接続された接続パッドと、
前記第１電極との間に前記発光層を挟んで設けられ、前記発光層が放出する光を前記第１電極の方向に反射する第２電極と、
を備えたことを特徴とする面発光素子。
【請求項２】
前記発光層は、有機ＥＬ層を含み、
前記発光層の長手方向に延在し、前記第１電極層に電気的に接続された補助電極をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の面発光素子。
【請求項３】
原稿の読み取り部分を照明するために帯状に発光光を放射する面発光素子と、前記原稿で反射された前記発光光を検出する複数の受光素子と、を備え、
前記面発光素子は、帯状の発光層と、
前記発光層を支持し、前記発光光に対して透明な基板と、
前記基板と前記発光層との間に設けられ、前記発光光を透過する第１電極と、
前記発光層の長手方向に沿って設けられ、前記第１電極と電気的に接続された接続パッドと、
前記第１電極との間に前記発光層を挟んで設けられ、前記発光光を前記第１電極の方向に反射する第２電極と、
を有し、
前記受光素子の受光面は、前記発光層の長手方向に沿って配置されたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項４】
前記面発光素子の前記基板は、可撓性を有し、
前記発光層の中央から長手方向の両端に渡る部分において、前記発光層および前記基板が前記発光光の放射方向に湾曲したことを特徴とする請求項３記載の画像読み取り装置。
【請求項１】
帯状に設けられた発光層と、
前記発光層を支持し、前記発光層が放出する光に対して透明な基板と、
前記発光層と前記基板との間に設けられ、前記発光層が放出する光に対して透明な第１電極と、
前記発光層の長手方向に沿って設けられ、前記第１電極に電気的に接続された接続パッドと、
前記第１電極との間に前記発光層を挟んで設けられ、前記発光層が放出する光を前記第１電極の方向に反射する第２電極と、
を備えたことを特徴とする面発光素子。
【請求項２】
前記発光層は、有機ＥＬ層を含み、
前記発光層の長手方向に延在し、前記第１電極層に電気的に接続された補助電極をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の面発光素子。
【請求項３】
原稿の読み取り部分を照明するために帯状に発光光を放射する面発光素子と、前記原稿で反射された前記発光光を検出する複数の受光素子と、を備え、
前記面発光素子は、帯状の発光層と、
前記発光層を支持し、前記発光光に対して透明な基板と、
前記基板と前記発光層との間に設けられ、前記発光光を透過する第１電極と、
前記発光層の長手方向に沿って設けられ、前記第１電極と電気的に接続された接続パッドと、
前記第１電極との間に前記発光層を挟んで設けられ、前記発光光を前記第１電極の方向に反射する第２電極と、
を有し、
前記受光素子の受光面は、前記発光層の長手方向に沿って配置されたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項４】
前記面発光素子の前記基板は、可撓性を有し、
前記発光層の中央から長手方向の両端に渡る部分において、前記発光層および前記基板が前記発光光の放射方向に湾曲したことを特徴とする請求項３記載の画像読み取り装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−７８４９９（Ｐ２０１２−７８４９９Ａ）
【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２０１０−２２２６２９（Ｐ２０１０−２２２６２９）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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