(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子に生ずる熱を良好に取り除くことが可能な画像形成装置及び画その製造方法を提供する。【解決手段】画像形成装置は、発光パネル２１と、伝熱板２４と、放熱板２３と、を備える。発光パネル２１は、発光画素基板３１上に形成された発光画素３０と、発光画素基板３１と対向して設置された封止基板３２と、を備える。発光画素基板３１には、封止基板３２と対向する面に細管として機能する溝が形成されている。細管内には作動液が封入されており、細管はヒートパイプとして機能する。細管によって発光画素３０から発せられた熱は、良好に伝熱板２４、放熱板２３へと伝達される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光画素基板と、
前記発光画素基板上に形成された発光画素と、
前記発光画素基板に対向する面に設置された封止基板と、を有する発光部を備え、
前記発光画素基板には溝が形成されており、該溝は前記発光画素基板と前記封止基板とが封止されることで管として機能し、該管には揮発性液体が封入されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記封止基板と前記発光画素基板とは、接着部材によって接着されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記発光画素基板に形成された前記溝の表面には金属膜が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記発光画素基板に対向するように設置された金属板を備え、
前記管として機能する前記溝は、前記発光画素基板の前記金属板に対向する領域にも形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記発光部は、放熱板を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記発光部は、前記放熱板と接するように設置され、前記発光画素から発せられた熱を伝達する伝熱板を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記封止基板には前記発光画素と対向する領域に、凹部が形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
発光画素基板上に発光画素を形成する工程と、
前記発光画素基板の封止基板と対向する面に、溝を形成する工程と、
前記発光画素基板と前記封止基板とを封止する工程と、
前記溝と前記封止基板とからなる溝内に揮発性液体を封入する工程と、を備えることを特徴とする画像形成装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（electroluminescence）素子を用いた画像形成装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、例えばアノード電極と、カソード電極と、これらの電極間に形成された電子注入層、発光層、正孔注入層等の複数のキャリア輸送層とを備える。有機ＥＬ素子では、発光層において正孔注入層から供給された正孔と電子注入層から供給された電子とが再結合することによって発生するエネルギーによって発光する。また、このような有機ＥＬ素子は、特許文献１に開示されているように、表示装置として用いられており、例えば各画素に設けられたＴＦＴ（Thin Film Transistor）等によって駆動されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９５０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、有機ＥＬ素子を有する発光装置は、画像形成装置としても用いられる。有機ＥＬ素子を長寿命化させるためには、有機ＥＬ素子を駆動させた際に生ずる熱を取り除くことが重要である。更に、発光体基板内において温度ムラが発生すると、温度ムラに起因する輝度ムラが発生する可能性が高いという問題がある。
【０００５】
また、温度上昇に伴って有機ＥＬ素子が劣化して発光輝度が低下すると、印刷装置の感光体、又は感光材料に必要な光量を得るためには、露光時間を長くしなければならず、結果として印刷速度が遅くなるという問題がある。
【０００６】
このように、有機ＥＬ素子に生ずる熱を良好に取り除くことが可能な画像形成装置及びその製造方法が求められている。
【０００７】
本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであって、有機ＥＬ素子に生ずる熱を良好に取り除くことが可能な画像形成装置及びその製造方法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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る画像形成装置は、
発光画素基板と、
前記発光画素基板上に形成された発光画素と、
前記発光画素基板に対向する面に設置された封止基板と、を有する発光部を備え、
前記発光画素基板には溝が形成されており、該溝は前記発光画素基板と前記封止基板とが封止されることで管として機能し、該管には揮発性液体が封入されることを特徴とする。
【０００９】
前記封止基板と前記発光画素基板とは、接着部材によって接着されてもよい。
【００１０】
前記発光画素基板に形成された前記溝の表面には金属膜が形成されてもよい。
【００１１】
前記発光画素基板に対向するように設置された金属板を備え、
前記管として機能する前記溝は、前記発光画素基板の前記金属板に対向する領域にも形成されてもよい。
【００１２】
前記発光部は、放熱板を更に備えてもよい。
【００１３】
前記発光部は、前記放熱板と接するように設置され、前記発光画素から発せられた熱を伝達する伝熱板を更に備えてもよい。
【００１４】
前記封止基板には前記発光画素と対向する領域に、凹部が形成されてもよい。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る画像形成装置の製造方法は、
前記発光画素基板上に発光画素を形成する工程と、
発光画素基板の封止基板と対向する面に、溝を形成する工程と、
前記発光画素基板と前記封止基板とを封止する工程と、
前記溝と前記封止基板とからなる溝内に揮発性液体を封入する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光画素基板内に冷却管として機能する溝を形成することにより、有機ＥＬ素子に生ずる熱を良好に取り除くことが可能な画像形成装置及びその製造方法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】
【００１７】
本発明の実施形態に係る画像形成装置及び画像形成装置の製造方法について図を用いて説明する。本実施形態では、発光部にボトムエミッション型の有機ＥＬ（electroluminescence）素子を用いた画像形成装置を例に挙げて説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
本実施形態に係る画像形成装置及び画像形成装置の製造方法について図を用いて説明する。
【００１９】
図１は第１実施形態に係る画像形成装置１０の構成例を示す図である。また、図２は画像形成装置の発光部２０の構成例を示す図である。図３は、発光パネル２１を示す平面図であり、図４は図３に示すIV−IV線断面図である。また、図５は発光パネル２１の発光画素の駆動回路を示す等価回路図である。図６は発光画素の平面図であり、図７は発光画素のVII−VII線断面図である。
【００２０】
画像形成装置１０は、発光部２０によって潜像を形成するドラム状の感光体１１と、感光体を帯電させる帯電部１２と、発光部２０と、感光体にトナー画像を形成する現像部１３と、感光体に形成されたトナー画像を転写紙に転写する転写部１４と、定着器１６と、クリーナー１７と、除電器１８と、を備える。本実施形態の画像形成装置１０では、帯電、露光、現像、転写が行われ、転写紙１９に所望の画像を形成する。
【００２１】
帯電部１２は、感光体１１を帯電させる。
発光部２０は、形成する画像に対応する発光パターンで発光部中の発光画素を発光させ、感光体１１を露光する。これにより、感光体１１上に、静電潜像が形成される。
【００２２】
現像部１３は、感光体１１上にトナーを供給する。感光体１１上は静電潜像にしたがってトナーが感光体１１に吸着することにより、この静電潜像に対応するトナー画像を形成する。
【００２３】
転写部１４は、感光体上に形成されたトナー画像を転写紙１９に転写する。
定着器１６は、転写紙１９を加熱する装置であり、熱を加えることによって転写紙１９上のトナーが紙に定着する。転写紙１９は、図示しない転写紙搬送部によって搬送される。
【００２４】
クリーナー１７は、感光体１１上のトナーを転写紙１９へ転写した後、感光体１１上に残ったトナーを除去する。
除電器１８は、次の帯電のため感光体１１の表面を除電する。
【００２５】
本実施形態の発光部２０は、図２に示すように、発光パネル２１と、発光パネルを保持するハウジング２２と、放熱板２３と、伝熱板２４と、ロッドレンズ２５と、を備える。
【００２６】
ハウジング２２は、遮光性を有する材料から形成されており、発光パネル２１が設置される窪み部２２ａと、ロッドレンズ２５が設置される窪み部２２ｂと、放熱板２３が設置される窪み部２２ｃと、を備え、発光パネル２１とロッドレンズ２５と放熱板２３とを保持する。また、ロッドレンズ２５は感光体１１と対向する部分に設置されており、発光部２０の各発光画素から発せられた光を、感光体１１へと導く。
【００２７】
放熱板２３は、熱伝導性の高い材料、例えばアルミニウム、ステンレス等から形成されており、発光パネル２１の光取り出し面と対向する面側に設置されており、発光パネル２１と放熱板２３との間に設けられた伝熱板２４を介して発光パネル２１から発せられる熱を放散する。なお、伝熱板２４も、熱伝導性の高い材料、例えばアルミニウム、ステンレス等から形成される。
【００２８】
発光パネル２１は、図３及び図４に示すように発光画素基板３１と、発光画素３０と、発光画素基板３１に対向して設置された封止基板３２と、細管３３と、作動液注入口３４と、注入口封止部３５と、作動液３６と、を備える。
【００２９】
発光画素基板３１は、透光性を有する基板、例えばガラス基板から構成される。発光画素基板３１上には、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤからなる発光画素３０が列状に配置された発光画素アレイが形成されている。なお、各発光画素３０にはそれぞれ発光画素３０に接続された配線（図示せず）が形成され、更にＩＣチップ等からなる駆動部（図示せず）に接続されている。発光画素３０から発せられた光は、発光画素基板３１側から取り出され、ロッドレンズ２５を介して感光体１１に導かれる。また、発光画素基板３１の封止基板３２と対向する面には、溝３１ａが形成されている。図３に示すように、溝３１ａは発光画素アレイに隣接する領域では蛇行するように形成され、伝熱板２４近傍の領域では直線状に形成されている。発光画素基板３１と封止基板３２とは、例えば、紫外線硬化樹脂、又は熱硬化樹脂からなる封止剤によって封止される。
【００３０】
なお、溝３１ａの表面には金属膜３３ａが形成されている。この金属膜３３ａは溝３１ａの表面にのみ形成されていてもよく、更には、溝３１ａの周辺の発光画素基板３１上に形成されていてもよい。詳細に後述するように、金属膜３３ａは、発光画素基板３１上に発光画素３０の対向電極４６を形成する工程で、同時に形成される。更に、後述するように対向電極４６は複数の発光画素３０に共通する電極であり、共通電位（例えば接地電位）に接続されるため、金属膜３３ａと対向電極４６とは、一体に形成されていても良い。このように対向電極４６と金属膜３３ａとを一体に形成することにより、発光画素３０からの熱伝導性を更に高めることが可能となる。本実施形態は対向電極４６は、例えばＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ等の仕事関数の低い材料からなる層と、Ａｌ等の光反射性導電層を有する積層構造であるが、金属膜３３ａは、Ａｌのみの単層構造である。
【００３１】
本実施形態では、発光画素基板３１に溝３１ａを形成し、封止基板３２の窪み部３２ａ及び発光画素基板３１の溝３１ａを除く発光画素基板３１と封止基板３２との対向面に、封止剤が介在することによって封止することにより、溝３１ａは細管３３（冷却管）として機能する。細管３３は、発光画素３０側に配置され且つ蛇行することによって表面積が相対的に大きい細管３３ｂと、発光パネル２１の外側寄りに配置され、細管３３ｂに繋がった細管３３ｃと、を有している。この細管３３には一部、減圧状態で気化しやすい液体（作動液）３６、例えば水、アルコール等が封入されている。これにより、細管３３は、ヒートパイプとして機能する。図３に示すように細管３３ｂは発光画素３０に隣接しており、発光画素３０から発せられる熱によって、加熱される。細管３３ｃは伝熱板２４を介して放熱板２３から熱が発散される。これにより、細管３３ｃを冷却することができる。このようにして、発光画素３０からの熱で発光画素側の細管３３ｂ内で作動液３６を一部気化させ、熱せられた気体が細管３３ｃに移動して、気化熱を伝熱板側で放出する。このとき、気化した蒸気が放熱により低温になり、伝熱板側で液化して作動液３６となって再び細管３３ｂに移動する。この吸熱と放熱とを繰り返すことにより、熱を放熱板へと移動させることができ、画素から発せられる熱を放熱板へと移動させ、画素を冷却することができる。また、細管３３によって熱が移動することにより、発光画素３０の配列方向の温度ムラを低減させることができる。なお、作動液は詳細に後述するように封止基板３２と発光画素基板３１とを封止した後、作動液注入口３４から注入される。作動液注入口３４は、それぞれ注入口封止部３５によって封止される。細管３３は、発光画素側の細管３３ｂと伝熱板側の細管３３ｃとの間で二経路あるように一繋がりに形成されている。このため、一方の経路において作動液３６の蒸気が発光画素側の細管３３ｂから伝熱板側の細管３３ｃへ移動し、他方の経路において蒸気圧によって作動液３６が伝熱板側の細管３３ｃから発光画素側の細管３３ｂへ移動することで、作動液３６が効率よく流動することができる。
【００３２】
封止基板３２は、ガラス、金属、プラスチック等からなる基板であり、発光画素基板３１と対向するように設置される。封止基板３２の発光画素基板３１と対向する面には、発光画素３０に対応する窪み部３２ａが形成されている。発光画素基板３１と封止基板３２とは、例えば、紫外線硬化樹脂、又は熱硬化樹脂からなる封止剤によって封止される。封止基板３２の窪み部３２ａと発光画素基板３１とで形成される空間には、不活性ガス、シリコンオイル等が充填されている。なお、封止基板３２には、発光画素３０に対応する窪み部３２ａを設けず、シート状の接着剤、高粘性接着剤等を発光画素３０上にも塗布することによって封止してもよい（ベタ封止）。この場合、接着剤の厚みによって発光画素３０の段差は吸収されるため、発光画素３０への影響はほとんどない。
【００３３】
発光画素３０は、図４に示すように発光画素基板３１上に形成されており、各発光画素３０は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、有機ＥＬ素子をアクティブ動作させる発光画素回路ＤＳとを備える。
【００３４】
発光画素回路ＤＳは、図５に示すように、選択トランジスタＴｒ１１、発光駆動トランジスタＴｒ１２、キャパシタＣｓ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、を備える。選択トランジスタＴｒ１１、発光駆動トランジスタＴｒ１２は、それぞれアモルファスシリコンを有する半導体層を備える逆スタガ型のｎチャネル型ＴＦＴ（Thin Film Transistor）である。
【００３５】
発光画素基板３１上には、行方向に配列された複数の発光画素回路ＤＳに接続されたアノードラインＬａと、行方向に配列された複数の発光画素回路ＤＳにそれぞれ接続された複数のデータラインＬｄと、行方向に配列された複数の発光画素回路ＤＳのトランジスタＴｒ１１を選択するゲートラインＬｇと、が形成されている。
【００３６】
図５に示すように選択トランジスタＴｒ１１は、ゲート端子がゲートラインＬｇに、ドレイン端子がデータラインＬｄに、ソース端子が接点Ｎ１１にそれぞれ接続される。また、発光駆動トランジスタＴｒ１２は、ゲート端子が接点Ｎ１１に接続されており、ドレイン端子がアノードラインＬａに、ソース端子が接点Ｎ１２にそれぞれ接続されている。キャパシタＣｓは、発光駆動トランジスタＴｒ１２のゲート端子及びソース端子に接続されている。なお、キャパシタＣｓは、発光駆動トランジスタＴｒ１２のゲート−ソース間に付加的に設けられた補助容量、もしくは発光駆動トランジスタＴｒ１２のゲート−ソース間の寄生容量と補助容量からなる容量成分である。また、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、アノード端子（画素電極４２）が接点Ｎ１２に接続され、カソード端子（対向電極４６）に基準電圧Ｖｓｓが印加されている。
【００３７】
ゲートラインＬｇは、発光パネルの周縁部に配置された走査ドライバ（図示せず）に接続されており、所定タイミングで行方向に配列された複数の発光画素３０を選択状態に設定するための選択電圧信号（走査信号）が印加される。また、データラインＬｄは、発光パネルの周縁部に配置されたデータドライバ（図示せず）に接続され、上記発光画素３０の選択状態に同期するタイミングで発光データに応じたデータ電圧（階調信号）が印加される。行方向に配列された複数の発光駆動トランジスタＴｒ１２が、当該発光駆動トランジスタＴｒ１２に接続された有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの画素電極（例えばアノード電極）に発光データに応じた発光駆動電流を流す状態に設定するように、アノードラインＬａ（供給電圧ライン）は、所定の高電位電源に直接又は間接的に接続されている。つまり、アノードラインＬａは、有機ＥＬ素子の対向電極４６に印加される基準電圧Ｖｓｓより十分電位の高い所定の高電位（供給電圧Ｖｄｄ）が印加される。また、対向電極４６は、例えば、所定の低電位電源に直接又は間接的に接続され、発光画素基板３１上にアレイ状に配列された全ての発光画素（有機ＥＬ素子）に対して単一の電極層により形成されており、所定の低電圧（基準電圧Ｖｓｓ，例えば接地電位ＧＮＤ）が共通に印加されるように設定されている。
【００３８】
絶縁膜４１は、絶縁性材料、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜等から形成され、データラインＬｄ、ゲート電極Ｔｒ１１ｇ及びゲート電極Ｔｒ１２ｇを覆うように発光画素基板３１上に形成される。
【００３９】
また、アノードラインＬａとゲートラインＬｇとは、各トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２のソース電極、ドレイン電極とを形成するソース−ドレイン導電層を用いてこれらソース電極、ドレイン電極とともに形成される。データラインＬｄは、各トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２のゲート電極となるゲート導電層を用いてゲート電極とともに形成される。データラインＬｄとドレイン電極Ｔｒ１１ｄとの間の絶縁膜４１には、コンタクトホール６１が形成され、データラインＬｄとドレイン電極Ｔｒ１１ｄとはコンタクトホール６１を介して導通している。ゲートラインＬｇとゲート電極Ｔｒ１１ｇの両端との間の絶縁膜４１には、それぞれコンタクトホール６２、６３が形成され、ゲートラインＬｇとゲート電極Ｔｒ１１ｇとはコンタクトホール６２、６３を介して導通している。ソース電極Ｔｒ１１ｓとゲート電極Ｔｒ１２ｇとの間の絶縁膜４１には、コンタクトホール６４が形成され、ソース電極Ｔｒ１１ｓとゲート電極Ｔｒ１２ｇとはコンタクトホール６４を介して導通している。
【００４０】
次に、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素電極４２と、正孔注入層４３と、インターレイヤ４４と、発光層４５と、対向電極４６と、を備える。正孔注入層４３と、インターレイヤ４４と、発光層４５とが、電子や正孔がキャリアとなって輸送されるキャリア輸送層となる。キャリア輸送層は、列方向に配列された層間絶縁膜４７、隔壁４８の間に配置されている。
【００４１】
各発光画素の発光画素基板３１上には、ゲート導電層をパターニングしてなる選択トランジスタＴｒ１１、発光駆動トランジスタＴｒ１２のゲート電極Ｔｒ１１ｇ，Ｔｒ１２ｇが形成されている。各発光画素に隣接した発光画素基板３１上には、ゲート導電層をパターニングしてなり、列方向に沿って延びるデータラインＬｄが形成されている。
【００４２】
選択トランジスタＴｒ１１、発光駆動トランジスタＴｒ１２は、それぞれｎチャネル型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）である。それぞれのトランジスタは発光画素基板３１上に形成される。図７に示すように、発光駆動トランジスタＴｒ１２は、絶縁膜４１と、半導体層１２１と、保護絶縁膜１２２と、ドレイン電極Ｔｒ１２ｄと、ソース電極Ｔｒ１２ｓと、オーミックコンタクト層１２３，１２４と、ゲート電極Ｔｒ１２ｇと、を備える。また、選択トランジスタＴｒ１１も、発光駆動トランジスタＴｒ１２と同様に、絶縁膜４１と、半導体層（図示せず）と、保護絶縁膜（図示せず）と、ドレイン電極Ｔｒ１１ｄと、ソース電極Ｔｒ１１ｓと、オーミックコンタクト層（図示せず）と、ゲート電極Ｔｒ１１ｇと、を備える。
【００４３】
各トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２において、ゲート電極は、例えば、例えば、Ｍｏ膜、Ｃｒ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ／Ａｌ積層膜、ＡｌＴｉ合金膜又はＡｌＮｄＴｉ合金膜、ＭｏＮｂ合金膜等からなる不透明なゲート導電層から形成される。また、ドレイン電極、ソース電極はそれぞれ例えばアルミニウム−チタン（ＡｌＴｉ）／Ｃｒ、ＡｌＮｄＴｉ／ＣｒまたはＣｒ等のソース−ドレイン導電層から形成されている。また、ドレイン電極及びソース電極と半導体層との間にはそれぞれ低抵抗性接触のため、オーミックコンタクト層が形成される。
【００４４】
画素電極（アノード電極）４２は、透光性を備える導電材料、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯ等から構成される。各画素電極４２は隣接する他の発光画素３０の画素電極４２と層間絶縁膜４７によって絶縁されている。
【００４５】
層間絶縁膜４７は、絶縁性材料、例えばシリコン窒化膜から形成され、画素電極４２間に形成され、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２やゲートラインＬｇ、アノードラインＬａを絶縁保護する。層間絶縁膜４７には略方形の開口部４７ａが形成されており、この開口部４７ａによって発光画素３０の発光領域が画される。更に層間絶縁膜４７上には隔壁４８には列方向（図６の上下方向）に延びる溝状の開口部４８ａが複数の発光画素３０にわたって形成されている。
【００４６】
隔壁４８は、絶縁材料、例えばポリイミド等の感光性樹脂を硬化してなり、層間絶縁膜４７上に形成される。隔壁４８は、図６に示すように列方向に沿った複数の発光画素の発光画素電極４２をまとめて開口するようにストライプ状に形成されている。なお、隔壁４８の平面形状は、これに限られず各発光画素電極４２毎に開口部をもった格子状であってもよい。
【００４７】
正孔注入層４３は、発光画素電極４２上に形成され、発光層４５に正孔を供給する機能を有する。正孔注入層４３は正孔（ホール）注入、輸送が可能な有機高分子系の材料から構成される。また、有機高分子系のホール注入・輸送材料を含む有機化合物含有液としては、例えば導電性ポリマーであるポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とドーパントであるポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）を水系溶媒に分散させた分散液であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液を用いる。
【００４８】
インターレイヤ４４は正孔注入層４３上に形成される。インターレイヤ４４は、正孔注入層４３の正孔注入性を抑制して発光層４５内において電子と正孔とを再結合させやすくする機能を有し、発光層４５の発光効率を高めるために設けられている。
【００４９】
発光層４５は、インターレイヤ４４上に形成されている。発光層４５は、アノード電極とカソード電極との間に電圧を印加することにより光を発生する機能を有する。発光層４５は、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の高分子発光材料、例えばポリパラフェニレンビニレン系やポリフルオレン系等の共役二重結合ポリマーを含む発光材料から構成される。また、これらの発光材料は、適宜水系溶媒あるいはテトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン、キシレン等の有機溶媒に溶解（又は分散）した溶液（分散液）をノズルコート法やインクジェット法等により塗布し、溶媒を揮発させることによって形成する。
【００５０】
また、対向電極（カソード電極）４６は、ボトムエミッション型の場合、発光層４５側に設けられ、導電材料、例えばＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ等の仕事関数の低い材料からなる電子注入性の下層と、Ａｌ等の光反射性導電金属からなる上層を有する積層構造であり、トップエミッション型の場合、発光層４５側に設けられ、１０ｎｍ程度の膜厚の極薄い例えばＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ等の仕事関数の低い材料からなる光透過性低仕事関数層と、１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度の膜厚のＩＴＯ等の光反射性導電層を有する透明積層構造である。本実施形態では、対向電極４６は複数の発光画素３０に跨って形成される単一の電極層から構成され、例えば接地電位である共通電圧Ｖｓｓが印加されている。また、本実施形態では、詳細に後述するように、発光画素基板３１の溝３１ａの表面に形成される金属膜３３ａと対向電極４６とは同一の工程で製造される。
【００５１】
上述したように、本実施形態の画像形成装置１０は、発光部２０の発光パネル２１にヒートパイプとして機能する細管３３を形成することにより、発光画素３０から発せられる熱を良好に伝熱板２４へと移動させることができ、発光画素３０で生じた熱を取り除き、発光画素３０の温度ムラの発生を抑制することができる。これにより、発光画素３０の有機ＥＬ素子の長寿命化、温度ムラに帰因する、輝度ムラの発生を抑制することが可能である。
【００５２】
次に、本実施形態に係る画像形成装置の製造方法について図８〜１０を用いて説明する。ここでは、選択トランジスタＴｒ１１は発光駆動トランジスタＴｒ１２と同一工程によって形成されるので、選択トランジスタＴｒ１１の形成の説明を一部省略する。
【００５３】
まず、図８（ａ）に示すように、例えばガラス基板からなる封止基板３２の発光画素基板３１と対向する面に、サンドブラスト法、フォトリソグラフィ、エッチング等の物理研磨或いは化学研磨により、窪み部３２ａを形成する。なお、シート状の接着剤、高粘性接着剤等を発光画素３０上にも塗布することによって封止する場合は、この工程を省略することが可能である。
【００５４】
次に、図８（ｂ）に示すように、ガラス基板等からなる発光画素基板３１を用意する。発光画素基板３１の封止基板３２と対向する面に、サンドブラスト法、フォトリソグラフィ、エッチング等の物理研磨或いは化学研磨により、溝３１ａを形成する。この際、作動液注入口３４も同時に形成する。
【００５５】
次に、この発光画素基板３１上に、スパッタ法、真空蒸着法等により例えば、Ｍｏ膜、Ｃｒ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ／Ａｌ積層膜、ＡｌＴｉ合金膜又はＡｌＮｄＴｉ合金膜、ＭｏＮｂ合金膜等からなるゲート導電膜を形成し、これを図８（ｃ）に示すようにトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２のゲート電極、及びデータラインＬｄの形状にパターニングする。続いて、図８（ｄ）に示すようにＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等によりゲート電極Ｔｒ１２ｇ及びデータラインＬｄ上に絶縁膜４１を形成する。
【００５６】
次に絶縁膜４１上に、ＣＶＤ法等によりアモルファスシリコン層、窒化シリコン層を堆積し、窒化シリコン層をフォトリソグラフィによりパターニングして保護絶縁膜１２２を形成する。ついで、ｎ型不純物が含まれたアモルファスシリコン層を堆積後、フォトリソグラフィによって下層のアモルファスシリコン層とともにエッチングしてオーミックコンタクト層１２３，１２４及び半導体層１２１を形成する。
【００５７】
次に、スパッタ法、真空蒸着法等により絶縁膜４１上に、ＩＴＯ等の透明導電膜、或いは光反射性導電膜及びＩＴＯ等の透明導電膜を被膜後、フォトリソグラフィによってパターニングして画素電極４２を形成する。
【００５８】
続いて、絶縁膜４１に貫通孔であるコンタクトホール６１〜６４を形成してから、例えば、Ｍｏ膜、Ｃｒ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ／Ａｌ積層膜、ＡｌＴｉ合金膜又はＡｌＮｄＴｉ合金膜、ＭｏＮｂ合金膜等からなるソース−ドレイン導電膜をスパッタ法、真空蒸着法等により被膜して、フォトリソグラフィによってパターニングして図６及び図８（ｄ）に示すようにドレイン電極Ｔｒ１２ｄ及びソース電極Ｔｒ１２ｓ、アノードラインＬａを形成する。このとき、発光駆動トランジスタＴｒ１２のソース電極Ｔｒ１２ｓはそれぞれ画素電極４２の一部と重なるように形成される。
【００５９】
続いて、図９（ａ）に示すようにトランジスタＴｒ１２等を覆うようにシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜４７をＣＶＤ法等により形成後、フォトリソグラフィにより、開口部４７ａを形成する。次に、感光性ポリイミドを層間絶縁膜４７を覆うように塗布し、隔壁４８の形状に対応するマスクを介して露光、現像することによってパターニングし、図９（ａ）に示すように開口部４８ａを有する隔壁４８を形成する。
【００６０】
続いて、正孔注入材料を含む有機化合物含有液を、連続して流すノズルプリンティング装置あるいは個々に独立した複数の液滴として吐出するインクジェット装置によって開口部４７ａで囲まれた画素電極４２上に選択的に塗布する。続いて、発光画素基板３１を大気雰囲気下で加熱し有機化合物含有液の溶媒を揮発させて、正孔注入層４３を形成する。有機化合物含有液は加熱雰囲気で塗布されてもよい。
【００６１】
続いて、ノズルプリンティング装置またはインクジェット装置を用いてインターレイヤ４４となる材料を含有する有機化合物含有液を正孔注入層４３上に塗布する。窒素雰囲気中の加熱乾燥、或いは真空中での加熱乾燥を行い、残留溶媒の除去を行ってインターレイヤ４４を形成する。有機化合物含有液は加熱雰囲気で塗布されてもよい。
【００６２】
次に、発光ポリマー材料（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を含有する有機化合物含有液を、同様にノズルプリンティング装置またはインクジェット装置により塗布して窒素雰囲気中で加熱して残留溶媒の除去を行い、発光層４５を形成する。有機化合物含有液は加熱雰囲気で塗布されてもよい。
【００６３】
発光層４５まで形成した発光画素基板３１に、金属マスクを用いて真空蒸着やスパッタリングによって対向電極４６及び発光画素基板３１上の溝３１ａの表面の金属膜３３ａを一括して形成する。したがって、対向電極４６及び金属膜３３ａはいずれも、Ｌｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ等の仕事関数の低い材料からなる層と、Ａｌ等の光反射性導電層からなる２層構造となる。なお、金属膜３３ａは、Ａｌ等の光反射性導電層のみの単層構造であってもよい。
【００６４】
次に、複数の発光画素３０が形成された発光領域の外側において、発光画素基板３１上に紫外線硬化樹脂、又は熱硬化樹脂からなる封止樹脂を塗布し、発光画素基板３１と封止基板３２とを貼り合わせる。次に紫外線もしくは熱によって封止樹脂を硬化させて発光画素基板３１と封止基板とを接合する。
【００６５】
次に、接合された発光画素基板３１及び封止基板３２を１〜１００Ｐａの減圧雰囲気下の炉内に配置して、作動液注入口３４、３４の一方から、作動液３６を注入する。本実施形態では、注入口は２箇所に設けられているため、一方の注入口から細管３３内の気体を排気し、他方の注入口３４から、作動液３６を細管３３内に注入する。このとき、細管３３内には作動液３６が気化できる空間を残すため、細管３３の空間全域に作動液３６を充填するのではなく、一部作動液３６のない空間があるように注入する。なお、注入口は１箇所にのみ設けられてもよく、２箇所より多く設けられていてもよい。注入口が１箇所に設けられる場合は、例えば発光画素基板３１及び封止基板３２を１〜１００Ｐａの減圧雰囲気下の炉内に配置し、注入口を塞ぐように作動液３６に浸してから、炉内を大気圧に戻し、細管３３の内外の圧力差によって細管３３内に作動液３６を注入させる。
【００６６】
作動液を注入後、注入口封止部３５によって注入口３４、３４を封止する。
以上の工程から、発光パネル２１が製造される。
【００６７】
このように、製造した発光パネル２１を、ハウジング２２の窪み部２２ａに設置し、更に伝熱板２４を発光パネル２１の封止基板３２上に設置する。次に、伝熱板２４に接するように、放熱板２３をハウジング２２の窪み部２２ｃに設置する。更に、ロッドレンズ２５をハウジング２２の窪み部２２ｂに設置する。
以上から、発光部２０が製造される。
【００６８】
このようにして製造した発光部２０を、感光体１１と、帯電部１２と、現像部１３と、転写部１４と、定着器１６と、クリーナー１７と、除電器１８と、組み合わせることにより、画像形成装置が製造される。
【００６９】
上述したように、本実施形態の画像形成装置１０の製造方法では、発光画素３０を封止するための封止基板３２に溝３２ｂを形成し、発光画素基板３１と封止基板３２とを封止することにより、ヒートパイプとして機能する細管３３を形成することができる。この細管３３によって、発光画素３０から発せられる熱を良好に伝熱板２４へと移動させることができ、発光画素３０から発せられる熱を取り除き、発光画素３０の温度ムラの発生を抑制することができる。これにより、発光画素３０の有機ＥＬ素子の長寿命化、温度ムラに帰因する、輝度ムラの発生を抑制することが可能である。
【００７０】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る画像形成装置を以下、図を用いて説明する。本実施形態の画像形成装置が第１実施形態の画像形成装置と異なるのは、本実施形態では発光部の発光パネルの一部が金属から形成される点にある。第１実施形態と共通する部分には同一の引用番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７１】
図１１に本実施形態の画像形成装置に用いられる発光部８１を示す。また、図１２に本実施形態の発光パネル８２の平面図を示し、図１３は図１２に示すXIII−XIII線断面図である。
【００７２】
本実施形態の発光部２０は、図１１に示すように、発光パネル８２と、発光パネル８２を保持するハウジング２２と、放熱板２３と、伝熱板２４と、ロッドレンズ２５と、を備える。
【００７３】
発光パネル８２は、図１２及び１３に示すように発光画素基板３１と、発光画素３０と、発光画素基板３１に対向して設置された封止基板３２と、細管８３と、作動液注入口３４と、注入口封止部３５と、を備える。
【００７４】
発光画素基板３１は、第１実施形態と同様に、透光性を有する基板、例えばガラス基板から構成される。封止基板３１の封止基板３２と対向する面には、第１実施形態と同様に、細管８３ａ、８３ｂとして機能する溝３１ａが形成される。溝３１ａは発光画素アレイに隣接する領域では蛇行するように形成されており、伝熱板２４と対向する領域では直線状に形成されている。また、封止基板３２と金属板８４とが接する面は、封入した作動液３６が漏れることがないよう接着されている。このように、本実施形態では、発光画素基板３１に形成された溝３１ａと、封止基板３２と伝熱板２４とによって、溝８３が形成されている。
【００７５】
本実施形態では、発光画素基板３１に溝３１ａを形成し、発光画素基板３１と、封止基板３２及び伝熱板２４とを封止剤によって封止することにより、溝３１ａを細管８３ａ、８３ｂ（冷却管）として機能させる。細管８３は、発光画素側に配置され且つ蛇行することによって表面積が相対的に大きい細管８３ａと、発光パネル８２の外側寄りに配置され、細管８３ａに繋がった細管３３ｂと、を有している。この細管８３には減圧状態で気化しやすい液体（作動液）、例えば水、アルコール等が封入されている。これにより、細管８３は、ヒートパイプとして機能する。図１２に示すように細管８３の一方は発光画素３０に隣接しており、発光画素３０から発せられる熱によって、加熱される。細管の他方は伝熱板２４を介して放熱板２３から熱が発散される。これにより、細管３３の他方を冷却することができる。このようにして、発光画素側の細管８３ａで作動液３６を気化させ、熱を吸収し、伝熱板側の細管８３ｂで作動液３６を液化させ、熱を放出させる。この吸熱と放熱とを繰り返すことにより、熱を放熱板へと移動させることができ、発光画素から発せられる熱を放熱板へと移動させ、発光画素を冷却することができる。本実施形態では、特に熱を放出させる領域を金属板から形成することにより、より効率的に熱を放出させることができるため、発光画素から放熱板への熱の移動を良好に行うことができる。
【００７６】
上述したように、本実施形態の画像形成装置は、発光部８０の発光パネル８２にヒートパイプとして機能する細管８３を形成することにより、発光画素３０から発せられる熱を良好に伝熱板２４へと移動させることができ、発光画素３０の有機ＥＬ素子の長寿命化、温度ムラに帰因する、輝度ムラの発生を抑制することが可能である。特に本実施形態では、封止基板３２と金属板８４とに、溝３２ｃ，８４ａを形成することにより、より良好に伝熱板２４へ熱を放出することができ、良好に発光画素３０を冷却することができる。
【００７７】
本発明は上述した実施形態に限られず様々な変形及び応用が可能である。
上述した第２実施形態では、発光画素基板３１に溝３１ａが形成され、伝熱板２４には溝等が形成されない構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、図１４に示すように伝熱板２４にも溝２４ａが形成されても良い。
【００７８】
上述した実施形態では、ヒートパイプとして機能する溝は発光画素基板にのみ形成される構成を例に挙げて説明したが、これに限られず、封止基板と発光画素基板とに、それぞれ形成されていてもよい。
【００７９】
また、上述した第２実施形態では、伝熱板２４が発光画素基板３１に封止される構成を例に挙げて説明したが、発光画素基板を封止する金属板と、この金属板と放熱板との間に設置される伝熱板とに分けることも可能である。
【００８０】
上述した各実施形態では、発光画素回路ＤＳは選択トランジスタＴｒ１１、発光駆動トランジスタＴｒ１２の合計２つのトランジスタを備える例を挙げて説明したが、これに限られず、３つ以上のトランジスタを備えるものであってもよい。
上述した各実施形態では、発光部を露光ヘッドとして用いたが、これに限らず、発光パネルを動画や静止画を表示する画像表示パネルにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す平面図である。
【図２】第１実施形態に係る発光部を模式的に示す図である。
【図３】第１実施形態に係る発光パネルを模式的に示す平面図である。
【図４】図３に示すIV−IV線断面図である。
【図５】発光画素駆動回路の等価回路図である。
【図６】発光画素を示す平面図である。
【図７】図６に示すVII−VII線断面図である。
【図８】第１実施形態に係る画像形成装置の製造方法を示す図である。
【図９】第１実施形態に係る画像形成装置の製造方法を示す図である。
【図１０】第１実施形態に係る画像形成装置の製造方法を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係る画像形成装置の発光部を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係る発光パネルを模式的に示す平面図である。
【図１３】図１２に示すXIII−XIII線断面図である。
【図１４】変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０・・・画像形成装置、１１・・・感光体、１３・・・現像部、１４・・・転写部、１６・・・定着器、１７・・・クリーナー、１８・・・除電器、１９・・・転写紙、２０，８１・・・発光部、２１，８２・・・発光パネル、２２・・・ハウジング、２３・・・放熱板、２４，８４・・・伝熱板、２５・・・ロッドレンズ、３０・・・発光画素、３１・・・発光画素基板、３２・・・封止基板、３２ａ，８４ａ・・・溝、３３，８３・・・細管、３４・・・作動液注入口、３５・・・注入口封止部、４１・・・絶縁膜、４２・・・画素電極、４３・・・正孔注入層、４４・・・インターレイヤ、４５・・・発光層、４６・・・対向電極、４７・・・層間絶縁膜、４８・・・隔壁、６１，６２，６３，６４・・・コンタクトホール、Ｃｓ・・・キャパシタ、Ｌａ・・・アノードライン、Ｌｄ・・・データライン、Ｌｇ・・・ゲートライン、Ｔｒ１１・・・選択トランジスタ、Ｔｒ１２・・・発光駆動トランジスタ
【図１】
2010086660.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010086660.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2010086660.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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