(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電粒子によって画像を形成する装置であって、
基板と、該基板上に配列された複数の画素部と、該画素部に画像データを入力するデータ入力部と、該画素部に電荷を供給する電流供給部と、前記画素部に光を照射することで前記画素部を除電する光照射手段と、を備え、
前記画素部が、それぞれ、ゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極、及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、前記ドレイン電極に電気的に接続し、電荷を蓄積するキャパシタと、前記ドレイン電極及び前記キャパシタに電気的に接続し、前記キャパシタに蓄積された電荷が移動することにより帯電粒子を静電的に付着させる画素電極と、を有し、前記薄膜トランジスタの活性層が、酸化物半導体を含む材料により形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記基板が、可撓性基板であ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】
前記基板が、透明基板であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記活性層が、少なくとも第１の領域と該第１の領域より電気伝導度が大きい第２の領域とを有し、前記第２の領域が前記ゲート絶縁膜と接し、前記第１の領域が前記第２の領域と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方に電気的に接続していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記酸化物半導体が、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電極が、酸化物半導体を含む材料により形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画素部が、それぞれ、前記薄膜トランジスタを複数有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１の領域の電気伝導度が１０−１Ｓｃｍ−１以下であり、前記第２の領域の電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の領域の電気伝導度が１０−９Ｓｃｍ−１以上１０−３Ｓｃｍ−１以下であり、前記第２の領域の電気伝導度が１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、具体的には、感光体や露光手段を備えずに帯電粒子によって画像を形成する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、感光体にトナーを付着させて画像を形成する装置がある。例えば、帯電させた感光体を露光することにより潜像を形成し、電位が低下した部分にトナーを付着させて画像（トナー像）を形成した後、これを紙などの被転写体に転写する。このような感光体を用いた画像形成装置は、感光体のほか、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、さらに、転写後、感光体の表面から電荷を除去する除電手段、残留トナー等を除去するためのクリーニングブラシ等を備える必要がある。
【０００３】
一方、感光体や露光手段を備えずにトナーによって画像を形成する装置が提案されている（特許文献１参照）。この画像形成装置では、基板上にアモルファスシリコンを用いて形成した高電圧トランジスタ、高電圧キャパシタ、データ入力部、及び電極（導体）をそれぞれ含む画素部がマトリクス状に配置されている。そして、コンピュータ等から供給された画像データに基づき、画素部に選択的に電位を生じさせることで潜像を形成し、これにトナーを付着させた後、紙に転写するというものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８８１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように基板上に予め画素部を形成した画像形成装置であれば、感光体や露光手段が不要となるが、高電圧トランジスタや高電圧キャパシタが必要であり、部分異常放電による画質の低下を招き易い。また、アモルファスシリコンによりトランジスタを作製するには高温プロセスが必要であるため、プラスチック製の可撓性基板を用いることが難しく、装置の小型化や軽量化を図り難い。
【０００６】
本発明は、基板上に形成した画素部に帯電粒子を付着させて画像を形成する装置であって、低電圧で駆動することができ、可撓性基板を用いることもできる画像形成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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では以下の画像形成装置が提供される。
【０００８】
＜１＞  帯電粒子によって画像を形成する装置であって、
基板と、該基板上に配列された複数の画素部と、該画素部に画像データを入力するデータ入力部と、該画素部に電荷を供給する電流供給部と、前記画素部に光を照射することで前記画素部を除電する光照射手段と、を備え、
前記画素部が、それぞれ、ゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極、及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、前記ドレイン電極に電気的に接続し、電荷を蓄積するキャパシタと、前記ドレイン電極及び前記キャパシタに電気的に接続し、前記キャパシタに蓄積された電荷が移動することにより帯電粒子を静電的に付着させる画素電極と、を有し、前記薄膜トランジスタの活性層が、酸化物半導体を含む材料により形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【０００９】
＜２＞  前記基板が、可撓性基板であることを特徴とする＜１＞に記載の画像形成装置。
【００１０】
＜３＞  前記基板が、透明基板であることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の画像形成装置。
【００１１】
＜４＞  前記活性層が、少なくとも第１の領域と該第１の領域より電気伝導度が大きい第２の領域とを有し、前記第２の領域が前記ゲート絶縁膜と接し、前記第１の領域が前記第２の領域と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方に電気的に接続していることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１２】
＜５＞  前記酸化物半導体が、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物であることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１３】
＜６＞  前記電極が、酸化物半導体を含む材料により形成されていることを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１４】
＜７＞  前記画素部が、それぞれ、前記薄膜トランジスタを複数有することを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の画像形成装置。
＜８＞  前記第１の領域の電気伝導度が１０−１Ｓｃｍ−１以下であり、前記第２の領域の電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である＜４＞〜＜７＞のいずれかに記載の画像形成装置。
＜９＞  前記第１の領域の電気伝導度が１０−９Ｓｃｍ−１以上１０−３Ｓｃｍ−１以下であり、前記第２の領域の電気伝導度が１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である＜４＞〜＜７＞のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板上に形成した画素部に帯電粒子を付着させて画像を形成する装置であって、低電圧で駆動することができ、可撓性基板を用いることもできる画像形成装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成の一例（第１実施形態）を概略的に示し、図２は、画像形成部１６の一部を拡大して示している。この画像形成装置１０は、基板１２と、該基板１２上に配列された複数の画素部１４と、該画素部１４に画像データを入力するデータ入力部３８，４０と、該画素部１４に電荷を供給する電流供給部４２と、を備えている。図２に示されるように、画像形成部１６では、基板１２上に画素部１４が規則的に配列されている。また、画像形成部１６の周囲には、現像装置１８、転写ロール２４、クリーニング部材２８等が設けられている。
【００１７】
＜基板＞
基板１２の材質は特に限定されることはなく、例えばＹＳＺ（ジルコニア安定化イットリウム）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエ−テルスルホン、ポリアリレ−ト、アリルジグリコールカーボネ−ト、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の合成樹脂等の有機材料、などが挙げられる。前記有機材料の場合、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性、低吸湿性等に優れていることが好ましい。
【００１８】
本発明においては特に可撓性基板１２が好ましく用いられる。可撓性基板１２に用いる材料としては、光透過率の高い有機プラスチックフィルムが好ましく、上記有機材料のプラスチックフィルムを好適に用いることができる。また、フィルム状プラスチック基板１２には、絶縁性が不十分の場合は絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、フィルム状プラスチック基板１２の平坦性や電極や活性層４８との密着性を向上するためのアンダーコート層等を備えることも好ましい。
【００１９】
可撓性基板１２を用いる場合、その厚みは材質にもよるが、基板１２上に形成された画素部１４を確実に支持することができるとともに、基板１２を自由に曲げることができる厚さとすることが好ましく、例えば、１０μｍ以上２ｍｍ以下、好ましくは、１００μｍ以上０．５ｍｍ以下とすることができる。
このようなプラスチック製の可撓性基板１２を用いれば、曲げたり、丸めたりするなど自由に変形することが可能となる。従って、例えば図１に示すように楕円状で回転可能な画像形成部１６とすることもでき、装置１０の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００２０】
また、透明な基板を用いることも好ましい。例えば、画像形成部１６の内側に光照射手段を設けておき、転写後、透明基板１２を介して画素部１４全体（画像形成部１６）に光を照射できるようにすれば、全ての画素部１４に対して容易にかつ均一に除電を行うことも可能となる。後述するように画素部１４は、電荷の移動を制御するＴＦＴ半導体を含んでおり、ＴＦＴへの光照射により、半導体内部で発生する対の電子とホールの片方が残留電荷に引き寄せられ、半導体表面に溜まった電荷を打ち消すことができる。
【００２１】
＜画素部＞
基板１２上での画素部１４の配列（アレイ）は特に限定されないが、例えば図２に示したように基板１２上にマトリクス状に配列すれば高精細な画像を形成するのに有利となる。また、画素部１４の数は要求される画質に応じて決めればよいが、例えば、２００ｐｐｉ以上とすることができる。
【００２２】
図３は、１つの画素部１４における回路構成の一例を概略的に示している。各画素部１４には、２つの薄膜トランジスタ３０，３２、キャパシタ３４、及び画素電極３６が設けられている。なお、薄膜トランジスタ（スイッチング素子）は１つの画素部１４につき少なくとも１つ形成すればよいが、図３に示すように１つの画素部１４に２つ設けてもよいし、３つ以上設けることもできる。１つの画素部１４に複数の薄膜トランジスタ３０，３２を設けておけば、より精密な制御が可能となり、例えば残留電荷の除去などを容易に行うことが可能となる。また、１画素部１４における薄膜トランジスタ３０，３２及びキャパシタ３４の配置も適宜設計すればよい。例えば１つの画素部１４に２つの薄膜トランジスタ３０，３２を設ける場合であっても、図３に示した配置に限定されず、例えば図４に示すような配置とすることもできる。
【００２３】
図５は、画素部１４に含まれる薄膜トランジスタ３２の構成の一例を示す概略断面図である。薄膜トランジスタ３２は、ゲート電極４４、ゲート絶縁膜４６、活性層４８、ソース電極５０、及びドレイン電極５２により構成されている。なお、他方の薄膜トランジスタ３０も同様に構成される。
【００２４】
−ゲート電極−
ゲート電極４４を形成する材料としては、例えば、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ等の金属、Ａｌ−Ｎｄ、ＡＰＣ等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物を好適に挙げられる。
【００２５】
ゲート電極４４の成膜法は特に限定されることはなく、印刷方式、コ−ティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ−ティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などの中から使用する材料との適性、基板１２の材質等を考慮して適宜選択した方法に従って基板１２上に形成することができる。例えば、ＩＴＯを選択する場合には、直流あるいは高周波スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレ−ティング法等に従って行うことができる。またゲート電極４４の材料として有機導電性化合物を選択する場合には湿式製膜法に従って行うことができる。
ゲート電極４４の厚みは、例えば１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。
【００２６】
−ゲート絶縁膜−
ゲート絶縁膜４６を構成する材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＹｓＯ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２等の絶縁体、又はそれらの化合物を少なくとも二つ以上含む混晶化合物を用いることができる。また、ポリイミドのような高分子絶縁体もゲート絶縁膜４６として用いることができる。
【００２７】
ゲート絶縁膜４６の膜厚としては１０ｎｍ〜１０μｍが好ましい。ゲート絶縁膜４６はリーク電流を減らすともに、電圧耐性を上げる為に、ある程度膜厚を厚くする必要がある。しかし、ゲート絶縁膜４６の膜厚を厚くすると、ＴＦＴの駆動電圧の上昇を招く結果となる。その為、ゲート絶縁膜４６の膜厚は、無機絶縁体を用いた場合は５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、高分子絶縁体を用いた場合は０．５μｍ〜５μｍとすることがより好ましい。特に、ＨｆＯ２のような高誘電率絶縁体をゲート絶縁膜４６に用いると、膜厚を厚くしても、低電圧でのＴＦＴ駆動が可能であるので、特に好ましい。
【００２８】
−活性層−
活性層４８は、酸化物半導体を含む材料により形成する。酸化物半導体により活性層４８を形成すれば、アモルファスシリコンの活性層に比べて電荷の移動度がはるかに高く、低電圧で駆動させることができる。また、酸化物半導体を用いれば、光透過性が高く、可撓性を有する活性層４８を形成することができる。従って、透明な可撓性基板１２を用いた場合に、光照射による除電や装置の小型化を達成し易い点でも有利である。また、酸化物半導体、特にアモルファス酸化物半導体は、低温（例えば常温）で均一に成膜が可能であるため、プラスチックのような可撓性のある樹脂基板１２を用いるときに特に有利となる。
【００２９】
活性層４８を形成するための酸化物半導体としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＺｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が更に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される酸化物半導体が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。この組成のアモルファス酸化物半導体の特徴としては、電気伝導度が増加するにつれ、電子移動度が増加する傾向を示す。
【００３０】
ここで電気伝導度とは、物質の電気伝導のしやすさを表す物性値であり、物質のキャリア濃度ｎ、キャリア移動度μとすると物質の電気伝導度σは以下の式で表される。
σ＝ｎｅμ
活性層４８がｎ型半導体である時はキャリアは電子であり、キャリア濃度とは電子キャリア濃度を、キャリア移動度とは電子移動度を示す。同様に活性層４８がｐ型半導体ではキャリアは正孔であり、キャリア濃度とは、正孔キャリア濃度を、キャリア移動度とは正孔移動度を示す。尚、物質のキャリア濃度とキャリア移動度とは、ホール測定により求めることができる。
電気伝導度は、厚みが分かっている膜のシート抵抗を測定することにより、膜の電気伝導度を求めることができる。半導体の電気伝導度は温度により変化するが、本願明細書における電気伝導度は、室温（２０℃）での電気伝導度を示す。
【００３１】
活性層４８を形成する酸化物半導体としては、前記したようにＩｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含むｎ型酸化物半導体が好ましいが、ＺｎＯ・Ｒｈ２Ｏ３、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２のようなｐ型酸化物半導体を活性層４８に用いることもできる。
【００３２】
活性層４８の電気伝導度は、活性層４８のソース電極５０及びドレイン電極５２近傍よりゲート絶縁膜４６近傍において高くすることが好ましい。より好ましくは、ゲート絶縁膜４６近傍の電気伝導度のソース電極５０及びドレイン電極５２近傍の電気伝導度に対する比率（ゲート絶縁膜４６近傍の電気伝導度／ソース電極５０及びドレイン電極５２近傍の電気伝導度）が、好ましくは、１０１以上１０１０以下であり、より好ましくは、１０２以上１０８以下である。好ましくは、活性層４８のゲート絶縁膜４６界面近傍の電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であり、より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。
【００３３】
活性層４８は複数の層で形成することもできる。例えば、図６に示すように、活性層４８が、少なくとも第１の領域４８ａと該第１の領域４８ａより電気伝導度が大きい第２の領域４８ｂとを有し、第２の領域４８ｂがゲート絶縁膜４６と接し、第１の領域４８ａが第２の領域４８ｂとソース電極５０及びドレイン電極５２の少なくとも一方に電気的に接続している構成とすることが好ましい。より好ましくは、第２の領域４８ｂの電気伝導度の第１の領域４８ａの電気伝導度に対する比率（第２の領域の活性層４８ｂの電気伝導度／第１領域の活性層４８ａの電気伝導度）が、１０１以上１０１０以下であり、さらに好ましくは、１０２以上１０８以下である。
また、好ましくは、第２の領域４８ｂの電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であり、より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。第１の領域４８ａの電気伝導度は、好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以下、より好ましくは１０−９Ｓｃｍ−１以上１０−３Ｓｃｍ−１以下である。
【００３４】
上記のようなＩＧＺＯ等のアモルファス酸化物半導体により２層構造の活性層４８ａ，４８ｂを形成すれば、移動度が１０ｃｍ２／（Ｖ・秒）以上の高い移動度のＴＦＴで、ＯＮ／ＯＦＦ比が１０６以上のトランジスタ特性を実現でき、一層低電圧化を図ることができる。
【００３５】
本発明における活性層４８は、上述のように活性層４８のソース電極５０及びドレイン電極５２近傍よりゲート絶縁膜４６近傍において電気伝導度がより大きくなるように調整することが好ましい。活性層４８を酸化物半導体で形成する場合、電気伝導度の調整手段として下記の手段を挙げることが出来る。
【００３６】
（１）酸素欠陥による調整
酸化物半導体において、酸素欠陥ができると、キャリア電子が発生し、電気伝導度が大きくなることが知られている。よって、酸素欠陥量を調整することにより、酸化物半導体の電気伝導度を制御することが可能である。酸素欠陥量を制御する具体的な方法としては、成膜中の酸素分圧、成膜後の後処理時の酸素濃度と処理時間等がある。ここでいう後処理とは、具体的に１００℃以上の熱処理、酸素プラズマ、ＵＶオゾン処理などがある。これらの方法の中でも、生産性の観点から成膜中の酸素分圧を制御する方法が好ましい。成膜中の酸素分圧を調整することにより、酸化物半導体の電気伝導度の制御を行うことができる。
【００３７】
（２）組成比による調整
酸化物半導体の金属組成比を変えることにより、電気伝導度を変化させることもできる。例えば、ＩｎＧａＺｎ１−ＸＭｇＸＯ４において、Ｍｇの比率が増えていくと、電気伝導度が小さくなる。また、（Ｉｎ２Ｏ３）１−Ｘ（ＺｎＯ）Ｘの酸化物系において、Ｚｎ／Ｉｎ比が１０％以上では、Ｚｎ比率が増加するにつれ、電気伝導度が小さくなることが報告されている（「透明導電膜の新展開II」、シーエムシー出版、３４頁−３５頁）。これら組成比を変える具体的な方法としては、例えば、スパッタによる成膜方法においては、組成比が異なるターゲットを用いる方法が挙げられる。または、多元のターゲットにより、共スパッタし、そのスパッタレートを個別に調整することにより、膜の組成比を変えることが可能である。  
【００３８】
（３）不純物による調整
酸化物半導体に、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｃｄ，Ｃ，Ｎ，Ｐ等の元素を不純物として添加することにより、電子キャリア濃度を減少させること、つまり電気伝導度を小さくすることが可能である。
不純物を添加する方法としては、酸化物半導体と不純物元素とを共蒸着により行う、成膜された酸化物半導体膜に不純物元素のイオンをイオンドープ法により行う等がある。
【００３９】
（４）酸化物半導体材料による調整
上記（１）〜（３）においては、同一酸化物半導体系での電気伝導度の調整方法を述べたが、もちろん酸化物半導体材料を変えることにより、電気伝導度を変えることができる。例えば、一般的にＳｎＯ２系酸化物半導体は、Ｉｎ２Ｏ３系酸化物半導体に比べて電気伝導度が小さいことが知られている。このように酸化物半導体材料を変えることにより、電気伝導度の調整が可能である。
【００４０】
活性層４８の成膜方法は、酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして、気相成膜法を用いるのが良い。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）が適している。さらに、量産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。
例えば、ＲＦマグネトロンスパッタリング蒸着法により、真空度及び酸素流量を制御して成膜される。酸素流量が多いほど電気伝導度を小さくすることができる。
なお、成膜の際、電気伝導度を調整する手段としては、上記（１）〜（４）の方法を単独で用いても良いし、組み合わせても良い。
【００４１】
形成した膜は、例えば、周知のＸ線回折法によりアモルファス膜であることが確認できる。
また、膜厚は触針式表面形状測定により求めることができる。組成比は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）分析法により求めることができる。
なお、活性層４８の厚みは、例えば、５ｎｍ以上１００μｍ以下とすることができる。
【００４２】
−ソース・ドレイン電極−
活性層４８を形成した後、ソース・ドレイン電極５０，５２を形成する。ソース・ドレイン電極５０，５２を構成する材料としては、例えば、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ等の金属、Ａｌ−Ｎｄ、ＡＰＣ等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物を好適に挙げられる。
ソース電極５０及びドレイン電極５２の形成方法としては、前記したゲート電極４４と同様の方法を採用することができる。また、ソース電極５０及びドレイン電極５２の厚みは、例えば１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることができる。
【００４３】
また、画素部１４に含まれる薄膜トランジスタ３０，３２は、ボトムゲート型及びトップゲート型のいずれでもよい。例えば図７に示すように、基板１２側から、ソース・ドレイン電極５０，５２、活性層４８ａ，４８ｂ、ゲート絶縁膜４６、及びゲート電極４４が順次積層して構成した薄膜トランジスタ３０，３２とすることもできる。なお、図６及び図７では、基板１２上に絶縁膜１３が形成され、その上に薄膜トランジスタ３０（３２）が形成されている。
【００４４】
−キャパシタ−
キャパシタ３４は、ドレイン電極５２に電気的に接続し、電荷を蓄積する。キャパシタ３４に蓄積された電荷は、薄膜トランジスタ３０，３２により電圧信号に変換して出力する。キャパシタ３４は、例えば、前記した薄膜トランジスタ３０，３２のゲート電極４４、ゲート絶縁膜４６、及びソース・ドレイン電極５０，５２を形成するときに、フォトリソグラフィ等によって同時にパターニングして形成することができる。
【００４５】
−画素電極−
画素電極３６は、薄膜トランジスタ３０，３２のドレイン電極５２及びキャパシタ３４に電気的に接続している。そして、キャパシタ３４に蓄積された電荷（図３（Ａ）では正孔）が画素電極３６に移動することにより帯電粒子２０を静電的に付着させることが可能となる。画素電極３６は、例えば、ゲート電極４４、又はソース・ドレイン電極５０，５２を形成するときに、フォトリソグラフィ等によって同時にパターニングして形成することができる。あるいは、薄膜トランジスタ３０，３２とは別の工程で画素電極３６を形成してもよい。
【００４６】
なお、薄膜トランジスタ３０，３２の電極（ゲート電極４４、ソース電極５０、及びドレイン電極５２）及び画素電極３６も酸化物半導体を含む材料によって形成することが好ましい。画素部１４を構成する薄膜トランジスタとして、活性層４８だけでなく、電極４４，５０，５２も酸化物半導体で形成すれば、薄膜トランジスタ３０，３２全体を低温プロセスで形成することができるとともに、光透過性及び可撓性がより高い薄膜トランジスタ３０，３２を形成することができる。また、画素電極３６も酸化物半導体を含む材料により形成すれば、画素部１４全体をより確実に低温プロセスで形成することができ、可撓性基板１２を用いる場合に特に有利となる。
【００４７】
＜データ入力部及び電流供給部＞
基板１２上の各画素部１４には、画像データを入力するデータ入力部３８，４０と、電荷を供給する電流供給部４２がそれぞれ接続されている。図３（Ａ）に示した画素部１４では、一方の薄膜トランジスタ３０のゲート電極４４には、データ入力部として、コンピュータ、スキャナー等の外部からの画像データを入力するためのゲート線３８及びデータ線４０が接続されている。また、各薄膜トランジスタ３０，３２のソース電極５０には、電流供給部として、電荷を供給するための電流供給線４２が接続されている。
なお、これらの配線３８，４０，４２は、薄膜トランジスタ３０，３２の各電極を形成するときに同時にパターニングして形成してもよいし、別途形成してもよい。
【００４８】
このようなデータ入力部３８，４０及び電流供給部４２が全ての画素部１４に接続されており、これらの配線３８，４０，４２を介して制御することで、基板１２上の画素部１４に対して選択的に所定の電位を掛けることができる。尚、画素部１４は、有機ＥＬ素子や液晶素子を用いた表示装置と同様の方法により制御することができる。例えば、図３及び図４に示した画素部１４は、公知のアクティブマトリクス型の有機ＥＬ素子で使用されている回路構成と同様であるため、これと同様に制御することで画像形成部１６に潜像を形成することができる。
【００４９】
また、各画素部１４には、次の画像形成を行う前に除電するための配線を設けてもよい。前記したように、透明な基板を用いて光照射によって除電を行うようにしてもよいが、例えば基板が透明でない場合は、全ての画素部に除電用の配線を設けておくことで確実に除電を行うことができる。
【００５０】
基板１２上に薄膜トランジスタ３０，３２、キャパシタ３４、画素電極３６等を形成した後、画素部１４を保護するため絶縁膜あるいは絶縁基板で被覆することが好ましい。これらの絶縁膜又は絶縁基板としては、例えばゲート絶縁膜４６あるいは支持基板１２の材質として例示したものを使用することができる。
このようにして、本発明に係る画像形成装置１０を製造することができる。
【００５１】
次に、この画像形成装置１０により画像形成を行う方法について説明する。
可撓性基板１２上に、ＩＧＺＯ膜などの酸化物半導体により薄膜トランジスタ３０，３２の活性層４８を形成して画素部１４を配列すれば、図１に示すように画像形成部１６を楕円形に丸まった状態で回転させることも可能となる。この場合、楕円状の画像形成部１６の内側に複数の回転ロールを配置して一定の速度で回転させればよい。このような楕円状で回転可能な画像形成部１６とすれば、薄型の画像形成装置とすることができる。
【００５２】
画像形成部１６を回転させるとともに、コンピュータなどからデータ入力部３８，４０及び電流供給部４２を介して画像データを入力する。この画像データに基づき、画素部１４が選択され、画像形成部１６に潜像が形成される。選択された画素部１４では、信号に応じた電圧が印加されて、キャパシタ３４に電荷が蓄積され（図３（Ａ））、さらに画素電極３６に電荷が移動して帯電する。このとき、薄膜トランジスタ３０，３２の活性層４８が酸化物半導体を含む材料により形成されているため、低電圧でも大きな電流を流して画素部毎にＯＮ／ＯＦＦすることができる。このように低電圧駆動を行うことができるため、帯電粒子２０が付着する際、高電圧を印加した場合のような異常放電によって帯電粒子２０が飛散することを効果的に防ぐことができる。
【００５３】
一方、画像形成部１６に隣接する現像装置１８はロータリ型であり、それぞれイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の色のトナー等の帯電粒子２０が収容された現像器１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが回転可能に搭載されている。収容体の回転により、各現像器１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが画像形成部１６に接離可能となっている。なお、帯電粒子２０は、形状、粒径など特に制限はなく、画素部１４の電極に蓄えられた電荷とは反対に帯電し、画素部１４（画素電極３６）に静電的に付着できるものを使用すればよい。
【００５４】
そして潜像が形成された画像形成部１６が回転して現像装置１８のいずれかの現像器と接触したとき、又は最も近づいたときに、その現像器に収容されている帯電粒子２０が、これとは逆の電荷で帯電している画素部１４に選択的に付着することになる（図３（Ｂ））。これにより、基板１２上の画素部１４によって形成された潜像を、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋから選択されたいずれかの色で可視化することができる。なお、特定の単色（例えば黒色のみ）による画像形成を行う場合は、上記のようなロータリ型の現像装置１８の代わりに、単色の現像器を設ければよい。
【００５５】
現像装置１８を通過して画素部１４に静電的に吸着された帯電粒子２０（トナー像）は、転写ロール２４によって紙などの被転写体２２に転写され、さらに定着ロール２６ａ，２６ｂを経て定着させることができる。被転写体２２に転写及び定着された画像は、高電圧駆動に起因する帯電粒子２０の飛散がなく、高画質となる。
なお、転写後、次の潜像を形成する前に、画像形成部１６に残留した帯電粒子２０をクリーニング部材２８によって除去するとともに、画素部１４の除電を行う。
【００５６】
図８は、本発明に係る画像形成装置の他の例（第２実施形態）を概略的に示している。この画像形成装置６０では、画像形成部６６の走行方向に沿って、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した現像器１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋがそれぞれ接離可能に配置されている。さらに、帯電粒子２０によって画像形成部１６に形成された画像を紙などの被転写体２２に転写するための中間転写体６２が配置されている。転写ロール２４、クリーニング部材２８、定着ロール２６ａ，２６ｂ等は、図１に示した形態と同様である。
【００５７】
このような構成の画像形成装置６０でも、第１実施形態の画像形成装置１０と同様、画像形成部６６を回転させるとともに、外部から入力された画像データに基づいて画素部１４を選択的に帯電させる。そして画像形成部６６に形成された潜像を、現像器の帯電粒子２０を静電的に付着させて画像を形成するが、各現像器１８Ｙ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｋの色ごとに画像を形成して中間転写体６２に一旦転写する。そして、各色の画像を中間転写体６２上で重ね合わせた上で紙などの被転写体２２に転写すればカラー画像を得ることができる。この場合も高電圧駆動に起因する帯電粒子２０の飛散がなく、高いカラー画質を得ることができる。
【００５８】
以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、画像形成部は楕円型に限らず、円筒型や平面型のものとすることもできる。
また、実施形態では、画像形成部に帯電粒子を静電的に付着させて画像を形成（可視化）した後、これを紙などの被転写体に転写する場合について説明したが、本発明に係る画像形成装置は、必ずしも転写を行う必要はなく、例えば、画像形成部に帯電粒子を付着させて表示を行うディスプレイとして使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例（第１実施形態）を示す概略構成図である。
【図２】画素部の配列の一例を示す平面図である。
【図３】１画素部の回路構成の一例を示す図である。（Ａ）電荷が蓄積された状態  （Ｂ）電荷が帯電粒子に移動した状態
【図４】１画素部の回路構成の他の例を示す図である。
【図５】画素部に含まれる薄膜トランジスタの構成の一例を示す概略図である。
【図６】活性層を２層構造とした薄膜トランジスタの一例（ボトムゲート型）を示す概略断面図である。
【図７】活性層を２層構造とした薄膜トランジスタの他の例（トップゲート型）を示す概略断面図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置の他の例（第２実施形態）を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  画像形成装置
１２  基板
１４  画素部
１６  画像形成部
１８  現像装置
２０  帯電粒子
２２  被転写体（紙）
３０，３２  薄膜トランジスタ
３４  キャパシタ
３６  画素電極
４４  ゲート電極
４６  ゲート絶縁膜
４８  活性層（チャネル層）
５０  ソース電極
５２  ドレイン電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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