(57)【要約】【課題】本発明は、発光光量の大きな有機エレクトロルミネッセンス素子およびそれを用いた露光装置ならびに画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、陽極と陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、陽極に近い側の発光層に電子を注入し、陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有し、電荷発生層の仕事関数を陽極に近い側の発光層のイオン化ポテンシャルよりも高く設定したものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、前記陽極と前記陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、前記陽極に近い側の発光層に電子を注入し、前記陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有し、前記電荷発生層の仕事関数を前記陽極に近い側の発光層のイオン化ポテンシャルよりも高く設定したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、前記陽極と前記陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、前記陽極に近い側の発光層に電子を注入し、前記陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有し、前記電荷発生層の電子親和力を前記陽極に近い側の発光層の電子親和力よりも低く設定し、前記電荷発生層のイオン化ポテンシャルを前記陰極に近い側の発光層のイオン化ポテンシャルよりも高く設定したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、前記陽極と前記陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、前記陽極に近い側の発光層に電子を注入し、前記陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有し、陽極に近い側の発光層の電子親和力と電荷発生層の電子親和力との電位差及び、陰極に近い側の発光層のイオン化ポテンシャルと電荷発生層のイオン化ポテンシャルとの電位差を、０．６ｅＶ以下に設定したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記電荷発生層は、少なくとも前記陽極に近い側の発光層側に位置する第１の発生層および前記陰極に近い側の発光層側に位置する第２の発生層を有し、
前記第１の発生層を前記第２の発生層よりも低い電子親和力に設定し、前記第２の発生層を前記第１の発生層よりも高いイオン化ポテンシャルに設定したことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
最初に成膜される発生層は抵抗加熱により形成されることを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記電荷発生層は誘電体からなり、当該電荷発生層の比誘電率は前記発光層の比誘電率以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記陽極に近い側の発光層および前記陰極に近い側の発光層は相互に同一の部材により構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、前記陽極と前記陰極との間に、ｗｉｄｅｇａｐ半導体で構成されるバッファ層を介して形成された、発光領域を有する発光層を複数備えたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記発光層、または、前記発光層に必要に応じて形成される正孔輸送層、或いは、電子輸送層で構成される有機薄膜層のうち、前記電荷発生層と前記基板側で接する層を高分子材料で形成したことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記発光層、または、前記発光層に必要に応じて形成される正孔輸送層、或いは、電子輸送層で構成される有機薄膜層の全ての層を高分子材料で形成したことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記電荷発生層が高分子有機膜からなることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記有機薄膜層及び前記電荷発生層が、湿式製膜法により製膜されることを特徴とする請求項９〜１１の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記陰極に近い側の前記有機薄膜層の乾燥温度は、前記陽極に近い側の前記有機薄膜層のガラス転移温度を超えない温度であることを特徴とする請求項９〜１２の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を光源に用いたことを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、前記陽極と前記陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、前記陽極に近い側の発光層に電子を注入し、前記陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有する有機エレクトロルミネッセンス素子を光源に用いたことを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
前記陽極に近い側の発光層および前記陰極に近い側の発光層は相互に同一の部材により構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の露光装置。
【請求項１７】
最初に形成される前記電極と前記電荷発生層との間に位置する前記発光層を含む層であって前記電荷発生層に接する層は高分子からなることを特徴とする請求項１４〜１６の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１８】
正孔を注入する電極である複数の陽極と、前記陽極と交互に配置され、電子を注入する電極である複数の陰極と、前記陽極と前記陰極との間にそれぞれ形成され、発光領域を有する複数の発光層と、を基板上に有する有機エレクトロルミネッセンス素子を光源に用いたことを特徴とする露光装置。
【請求項１９】
最初に形成される前記電極と次に形成される前記電極との間に位置する前記発光層を含む層は高分子からなることを特徴とする請求項１８記載の露光装置。
【請求項２０】
有機エレクトロルミネッセンス素子は交流電流、交流電圧またはパルス波で駆動されることを特徴とする請求項１４〜１９の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２１】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の側面から露光光が取り出されることを特徴とする請求項１４〜２０の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２２】
請求項１４〜２１の何れか一項に記載の露光装置と、
前記露光装置により静電潜像が形成される感光体とを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、種々の装置において発光素子等に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子およびそれを用いた露光装置ならびに画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　エレクトロルミネッセンス素子とは、固体蛍光性物質の電界発光を利用した発光デバイスであり、現在無機系材料を発光体として用いた無機エレクトロルミネッセンス素子が実用化され、液晶ディスプレイのバックライトやフラットディスプレイ等への応用展開が一部で図られている。しかし、無機エレクトロルミネッセンス素子は発光させるために必要な電圧が１００Ｖ以上と高く、しかも青色発光が難しいため、ＲＧＢの三原色によるフルカラー化が困難である。また、無機エレクトロルミネッセンス素子は、発光体として用いる材料の屈折率が非常に大きいため、界面での全反射等の影響を強く受け、実際の発光に対する空気中への光の取り出し効率が１０〜２０％程度と低く高効率化が困難である。
【０００３】
　一方、有機材料を用いたエレクトロルミネッセンス素子に関する研究も古くから注目され、様々な検討が行われてきたが、発光効率が非常に悪いことから本格的な実用化研究へは進展しなかった。
【０００４】
　しかし、１９８７年にコダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらにより、有機材料を正孔輸送層と発光層の２層に分けた機能分離型の積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が提案され、１０Ｖ以下の低電圧にもかかわらず１０００ｃｄ／ｍ2以上の高い発光輝度が得られることが明らかとなった（非特許文献１参照）。これ以降、有機エレクトロルミネッセンス素子が俄然注目され始め、現在も同様な機能分離型の積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子についての研究が盛んに行われており、特に有機エレクトロルミネッセンス素子の実用化のためには不可欠である高効率化・長寿命化についても十分検討がなされており、近年、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたディスプレイ等が実現されている。
【０００５】
　ここで、従来の一般的な有機エレクトロルミネッセンス素子の構成について図１１を用いて説明する。図１１は従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図である。
【０００６】
　図１１に示すように、有機エレクトロルミネッセンス素子は、ガラス等で構成される基板５１上に、スパッタリング法や抵抗加熱蒸着法等により形成されたＩＴＯ等の透明な導電性膜からなる陽極５２と、陽極５２上に同じく抵抗加熱蒸着法等により形成されたＮ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−１、１'−ジフェニル−４，４'−ジアミン（以下、ＴＰＤと略称する。）等からなる正孔輸送層５３と、正孔輸送層５３上に抵抗加熱蒸着法等により形成された８−Ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ（以下、Ａｌｑ3と略称する。）等からなる発光層５４と、発光層５４上に抵抗加熱蒸着法等により形成された１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度の膜厚の金属膜からなる陰極５５とを備えている。
【０００７】
　上記構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極５２をプラス極として、また陰極５５をマイナス極として直流電圧又は直流電流を印加すると、陽極５２から正孔輸送層５３を介して発光層５４に正孔が注入され、陰極５５から発光層５４に電子が注入される。発光層５４では正孔と電子の再結合が生じ、これに伴って生成される励起子が励起
状態から基底状態へ移行する際に発光現象が起こる。
【０００８】
　そして、このような有機エレクトロルミネッセンス素子において、通常、発光層５４中の蛍光体から放射される光は、蛍光体を中心とした全方位に出射され、正孔輸送層５３、陽極５２、基板５１を経由して空気中へ放射される。あるいは、一旦、光取り出し方向（基板５１方向）とは逆方向へ向かい、陰極５５で反射され、発光層５４、正孔輸送層５３、陽極５２、基板５１を経由して、空気中へ放射される。
【０００９】
　なお、有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構造については、（特許文献１）や（特許文献２）等で開示されているものがある。
【非特許文献１】タン（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ）、ヴァンスリク（Ｓ．Ａ．Ｖａｎｓｌｙｋｅ），「アプライドフィジックスレター（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ）」（米国），第５１巻，１９８７年，ｐ．９１３
【特許文献１】米国特許第５９１７２８０号公報
【特許文献２】米国特許第５９３２８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
　ここで、電子写真技術による画像形成装置には、一様に所定の電位に帯電した感光体に画像データに応じた露光光を照射してこの感光体上に静電潜像を書き込むための露光装置が設けられている。そして、露光装置における従来の露光方式としては、レーザビーム方式やＬＥＤアレイ方式が中心となっている。
【００１１】
　露光方式がレーザビームの場合には、ポリゴンミラーやレンズ等の光学部品の占有スペースが大きく、装置の小型化を図ることが難しい。また、ＬＥＤアレイの場合には、基板が高価なために、装置のコストダウンを図ることが難しい。
【００１２】
　そして、前述した有機エレクトロルミネッセンス素子を光源に用いれば、これらの問題を解決することができる。
【００１３】
　しかしながら、有機エレクトロルミネッセンス素子から放射された光は拡散光であるために、従来の当該素子では拡散光を感光体上に結像するために必要な光量を得ることができなかった。
【００１４】
　そこで、本発明は、発光光量の大きな有機エレクトロルミネッセンス素子およびそれを用いた露光装置ならびに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】
【００１５】
　この課題を解決するために、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、陽極と前記陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、陽極に近い側の発光層に電子を注入し、陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有し、電荷発生層の仕事関数を陽極に近い側のイオン化ポテンシャルよりも高く設定したものである。
【００１６】
　また、この課題を解決するために、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、陽極と陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、陽極に近い側の発光層に電子を注入し、陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有し、電荷発生層の電子親和力を陽極に近い側の発光層の電子親和力よりも低く設定し、電荷発生層のイオン化ポテンシャルを陰極に近い側の発光層のイオン化ポテンシャルよりも高く設定した
ものである。
【００１７】
　さらに、この課題を解決するために、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、陽極と陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、陽極に近い側の発光層に電子を注入し、陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有し、陽極に近い側の発光層の電子親和力と電荷発生層との電位差及び、陰極に近い側の発光層のイオン化ポテンシャルとの電荷発生層との電位差を、０．６ｅＶ以下に設定したものである。
【００１８】
　この課題を解決するために、本発明の露光装置は、これらの何れかの有機エレクトロルミネッセンス素子を光源に用いたものである。
【００１９】
　この課題を解決するために、本発明の露光装置は、正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、陽極と陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、陽極に近い側の発光層に電子を注入し、陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有する有機エレクトロルミネッセンス素子を光源に用いたものである。
【００２０】
　この課題を解決するために、本発明の露光装置は、正孔を注入する電極である複数の陽極と、陽極と交互に配置され、電子を注入する電極である複数の陰極と、陽極と陰極との間にそれぞれ形成され、発光領域を有する複数の発光層と、を基板上に有する有機エレクトロルミネッセンス素子を光源に用いた露光装置である。
【００２１】
　これにより、複数の発光層で発光が行われることから、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることが可能になる。
【００２２】
　また、発光層への正孔注入効率や電子注入効率が高まることから、発光層における発光光量がより大きくなり、結果として有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を一層大きくすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
　本発明によれば、複数の発光層で発光が行われることから、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることが可能になるという有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
　本発明の請求項１に記載の発明は、正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、陽極と陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、陽極に近い側の発光層に電子を注入し、陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有し、電荷発生層の仕事関数を陽極に近い側のイオン化ポテンシャルよりも高く設定した有機エレクトロルミネッセンス素子であり、複数の発光層で発光が行われることから、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることが可能になるという作用を有する。また、電荷発生層の仕事関数を陰極に近い側の発光層のイオン化ポテンシャルよりも高く設定したので、陰極に近い側の発光層への正孔注入効率が高まることから、陰極に近い側の発光層における発光光量がより大きくなり、結果として有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を一層大きくすることができるという作用を有する。
【００２５】
　本発明の請求項２に記載の発明は、正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、陽極と陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、陽極に近い側の発光層に電子を注入し、陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電
荷発生層と、を基板上に有し、電荷発生層の電子親和力を陽極に近い側の発光層の電子親和力よりも低く設定し、電荷発生層のイオン化ポテンシャルを陰極に近い側の発光層のイオン化ポテンシャルよりも高く設定した有機エレクトロルミネッセンス素子であり、複数の発光層で発光が行われることから、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることが可能になるという作用を有する。また、電荷発生層の電子親和力を陽極に近い側の発光層の電子親和力よりも低く設定し、電荷発生層のイオン化ポテンシャルを陰極に近い側の発光層のイオン化ポテンシャルよりも高く設定したので、各発光層への正孔注入効率および電子注入効率が高まることから、これらの発光層における発光光量がより大きくなり、結果として有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を一層大きくすることができるという作用を有する。
【００２６】
　本発明の請求項３に記載の発明は、正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、陽極と陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、陽極に近い側の発光層に電子を注入し、陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有し、陽極に近い側の発光層の電子親和力と電荷発生層の電子親和力との電位差及び、陰極に近い側の発光層のイオン化ポテンシャルと電荷発生層のイオン化ポテンシャルとの電位差を、０．６ｅＶ以下に設定したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子であり、複数の発光層で発光が行われることから、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることが可能になるという作用を有する。また、このような構成を採用することにより、各発光層への正孔注入効率および電子注入効率が高まることから、これらの発光層における発光光量がより大きくなり、結果として有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を一層大きくすることができるという作用を有する。
【００２７】
　本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、電荷発生層は、少なくとも陽極に近い側の発光層側に位置する第１の発生層および陰極に近い側の発光層側に位置する第２の発生層を有し、第１の発生層を第２の発生層よりも低い電子親和力に設定し、第２の発生層を第１の発生層よりも高いイオン化ポテンシャルに設定した有機エレクトロルミネッセンス素子であり、各発光層への正孔注入効率および電子注入効率が高まることから、これらの発光層における発光光量がより大きくなり、結果として有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を一層大きくすることができるという作用を有する。
【００２８】
　本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４記載の発明において、最初に成膜される発生層は抵抗加熱により形成される有機エレクトロルミネッセンス素子であり、成膜時のダメージを緩和することが可能になるという作用を有する。
【００２９】
　本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、電荷発生層は誘電体からなり、当該電荷発生層の比誘電率は前記発光層の比誘電率以上である有機エレクトロルミネッセンス素子であり、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることが可能になるという作用を有する。
【００３０】
　本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の発明において、陽極に近い側の発光層および陰極に近い側の発光層は相互に同一の部材により構成されている有機エレクトロルミネッセンス素子であり、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることが可能になるという作用を有する。
【００３１】
　本発明の請求項８に記載の発明は、正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、前記陽極と前記陰極との間に、ｗｉｄｅｇａｐ半導体で構成されるバッファ層を介して形成された、発光領域を有する発光層を複数備えたことを特徴とする有
機エレクトロルミネッセンス素子であり、バッファ層を介した複数の発光層において発光が行われるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることが可能になるという作用を有する。また、金属酸化物、金属硫化物、化合物半導体、有機半導体、といった数多くの半導体材料から適宜材料を選択して用いることができるため、容易に高性能な有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができるといった作用を有する。
【００３２】
　本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載の発明において、発光層、または、発光層に必要に応じて形成される正孔輸送層、或いは、電子輸送層で構成される有機薄膜層のうち、電荷発生層と基板側で接する層を高分子材料で形成したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子であり、製膜時のダメージを緩和すると言う作用を有する。また、これら有機薄膜層が製膜時のダメージを緩和するため、電荷発生層と基板側で接する層、即ち、電荷発生層の製膜時に下地となる有機薄膜層の上に、任意のプロセスを用いて電荷発生層を製膜することが可能となる。よって、電荷発生層を製膜するプロセスの選択性が広がり、簡単なプロセスで製膜することが可能となる。更に、電荷発生層の製膜プロセスの制限がなくなることで、電荷発生層の材料を種々の材料の中から適宜選択することができ、電荷発生層の材料自体の選択性も広がるという作用を有する。
【００３３】
　本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９の何れか一項に記載の発明において、発光層、または、発光層に必要に応じて形成される正孔輸送層、或いは、電子輸送層で構成される有機薄膜層の全ての層を高分子材料で形成したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子であり、製膜時のダメージを緩和すると言う作用を有する。また、有機薄膜層を高分子材料で形成するため、発光層の熱に対して安定となり、駆動時の安定性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子を実現できると言う作用を有する。さらに、有機薄膜層を高分子材料で形成するため、層間の界面における欠陥やピンホールの発生を抑制することができるため、安定性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができるという作用を有する。
【００３４】
　本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０の何れか一項に記載の発明において、電荷発生層が高分子有機膜からなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子であり、製膜時のダメージを緩和するとともに、発光層と同様のプロセスで成膜できるため、プロセスが簡単になるという作用を有する。
【００３５】
　本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項９〜１１の何れか一項に記載の発明において、前記有機薄膜層及び前記電荷発生層が、湿式製膜法により製膜されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子であり、成膜時の材料ロスを低減することができるという作用を有する。また、湿式成膜法を用いることにより、大規模な真空装置が不要であるため、安価な設備で製膜が可能となるとともに、容易に素子の大型化が実現できるという作用を有する。さらに、湿式成膜法を用いることにより、各層間の密着性が向上するため、素子における短絡を抑制することができ、安定性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子を形成できるという作用を有する。
【００３６】
　本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項９〜１２の何れか一項に記載の発明において、陰極に近い側の有機薄膜層の乾燥温度は、陽極に近い側の有機薄膜層のガラス転移温度を超えない温度であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子であり、陽極と陰極間に電荷発生層を介して複数存在する有機薄膜層（発光層、または、発光層に必要に応じて形成される正孔輸送層、或いは、電子輸送層）の形成にあたり、陽極に近い側の有機薄膜層にダメージを与えることなく、陰極に近い側の有機薄膜層を形成することができるという作用を有する。
【００３７】
　本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を光源に用いた露光装置であり、発光光量の大きな有機エレクトロルミネッセンス素子により、装置を大型化することなく露光に必要な光量を得ることが可能になるという作用を有する。
【００３８】
　本発明の請求項１５に記載の発明は、正孔を注入する電極である陽極と、電子を注入する電極である陰極と、陽極と陰極との間にそれぞれ形成され、複数の発光領域を有する発光層と、陽極に近い側の発光層に電子を注入し、陰極に近い側の発光層に正孔を注入する電荷発生層と、を基板上に有する有機エレクトロルミネッセンス素子を光源に用いた露光装置であり、複数の発光層で発光が行われる発光光量の大きな有機エレクトロルミネッセンス素子により、装置を大型化することなく露光に必要な光量を得ることが可能になるという作用を有する。
【００３９】
　本発明の請求項１６に記載の発明は、請求項１５記載の発明において、陽極に近い側の発光層および陰極に近い側の発光層は相互に同一の部材により構成されている露光装置であり、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることが可能になるという作用を有する。
【００４０】
　本発明の請求項１７に記載の発明は、請求項１４〜１６記載の発明において、最初に形成される電極と電荷発生層との間に位置する発光層を含む層であって電荷発生層に接する層は高分子からなる露光装置であり、成膜時のダメージを緩和することが可能になるという作用を有する。
【００４１】
　本発明の請求項１８に記載の発明は、正孔を注入する電極である複数の陽極と、陽極と交互に配置され、電子を注入する電極である複数の陰極と、陽極と陰極との間にそれぞれ形成され、発光領域を有する複数の発光層と、を基板上に有する有機エレクトロルミネッセンス素子を光源に用いた露光装置であって、陽極および陰極は、少なくとも一つずつが発光層を介して交互に配置されている露光装置であり、複数の発光層で発光が行われる発光光量の大きな有機エレクトロルミネッセンス素子により、装置を大型化することなく露光に必要な光量を得ることが可能になるという作用を有する。
【００４２】
　本発明の請求項１９に記載の発明は、請求項１８記載の発明において、最初に形成される電極と次に形成される電極との間に位置する発光層を含む層は高分子からなる露光装置であり、成膜時のダメージを緩和することが可能になるという作用を有する。
【００４３】
　本発明の請求項２０に記載の発明は、請求項記１４〜１９の何れか一項に記載の発明において、交流電流、交流電圧またはパルス波で駆動される露光装置であり、複数の発光層で発光が行われる発光光量の大きな有機エレクトロルミネッセンス素子により、装置を大型化することなく露光に必要な光量を得ることが可能になるという作用を有する。
【００４４】
　本発明の請求項２１に記載の発明は、請求項１４〜２０の何れか一項に記載の発明において、有機エレクトロルミネッセンス素子の側面から露光光が取り出される露光装置であり、複数の発光層で発光が行われる発光光量の大きな有機エレクトロルミネッセンス素子により、装置を大型化することなく露光に必要な光量を得ることが可能になるという作用を有する。
【００４５】
　本発明の請求項２２に記載の発明は、請求項１４〜２１の何れか一項に記載の露光装置と、露光装置により静電潜像が形成される感光体とを有する画像形成装置であり、複数の発光層で発光が行われる発光光量の大きな有機エレクトロルミネッセンス素子を光源に用
いた露光装置により、コンパクトな画像形成装置を得ることが可能になるという作用を有する。
【００４６】
　以下、本発明の実施の形態について、図１から図７を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００４７】
　（実施の形態１）
　図１は本発明の実施の形態１におけるカラー画像形成装置の構成を示す概略図、図２は図１のカラー画像形成装置における露光部を詳しく示す説明図、図３は図１のカラー画像形成装置における感光部を詳しく示す説明図、図４は図１のカラー画像形成装置における現像部を詳しく示す説明図、図５は図２の露光部の光源として用いられた有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図、図６は図２の露光部の光源として用いられた変形例である有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図である。
【００４８】
　図１において、カラー画像形成装置１には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像をそれぞれ形成するための現像部２，３，４，５が順に配置され、これらの現像部２〜５のそれぞれに対応して露光部（露光装置）６，７，８，９、および感光部１０，１１，１２，１３を備えている。
【００４９】
　図２に示すように、露光部６〜９は、ヘッド支持部材６ａ，７ａ，８ａ，９ａと、基材６ｂ，７ｂ，８ｂ，９ｂに実装されてヘッド支持部材６ａ〜９ａ上に設けられた封止材６ｃ，７ｃ，８ｃ，９ｃで気密封止された光源としての有機エレクトロルミネッセンス素子６ｄ，７ｄ，８ｄ，９ｄと、基材６ｂ，７ｂ，８ｂ，９ｂ上に設けられて画像データに対応した電圧を有機エレクトロルミネッセンス素子６ｄ〜９ｄに給電してこれを発光させるドライバ６ｅ，７ｅ，８ｅ，９ｅとを備えている。さらに、基材６ｂ，７ｂ，８ｂ，９ｂ上には、有機エレクトロルミネッセンス素子６ｄ〜９ｄからの照射光を屈折させるプリズム６ｆ，７ｆ，８ｆ，９ｆ、プリズム６ｆ〜９ｆからの光を集めるファイバアレイ６ｇ，７ｇ，８ｇ，９ｇ、ファイバアレイ６ｇ〜９ｇからの光を副走査方向に絞り込むシリンドリカルレンズ６ｈ，７ｈ，８ｈ，９ｈが搭載されている。
【００５０】
　図３に詳しく示すように、感光部１０〜１３は、回転可能に設けられた像担持体としての感光ドラム（感光体）１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａと、この感光ドラム１０ａ〜１３ａに圧接されて感光ドラム１０ａ〜１３ａの表面を一様な電位に帯電する帯電器（帯電手段）１０ｂ，１１ｂ，１２ｂ，１３ｂと、画像転写後の感光ドラム１０ａ〜１３ａに残留しているトナーを除去するクリーナ１０ｃ，１１ｃ，１２ｃ，１３ｃとを備えている。
【００５１】
　周方向に回転する感光ドラム１０ａ〜１３ａは、その回転中心軸が相互に平行になるように一列に配置されている。また、感光ドラム１０ａ〜１３ａに圧接された帯電器１０ｂ〜１３ｂは、感光ドラム１０ａ〜１３ａの回転に伴って連れ回転する。
【００５２】
　また、図４に詳しく示すように、現像部２〜５は、露光部６〜９からの照射光によって周面に静電潜像の形成された感光ドラム１０ａ〜１３ａにトナーを付着させて静電潜像をトナー像として顕像化する現像ローラ（現像手段）２ａ，３ａ，４ａ，５ａと、タンク内のトナー１４を撹拌する撹拌部材２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂと、トナー１４を撹拌しつつこれを現像ローラ２ａ〜５ａへ供給するサプライローラ２ｃ，３ｃ，４ｃ，５ｃと、現像ローラ２ａ〜５ａへ供給されたトナー１４を所定の厚みに整えるとともに摩擦により当該トナー１４を帯電するドクターブレード２ｄ，３ｄ，４ｄ，５ｄとを備えている。
【００５３】
　図１に示すように、これら露光部６〜９、感光部１０〜１３および現像部２〜５に対向
する位置には、感光ドラム１０ａ〜１３ａ上に顕像化された各色トナー像を用紙（記録媒体）Ｐ上に相互に重ね転写してカラートナー像を形成する転写部１５が配置されている。
【００５４】
　転写部１５には、各感光ドラム１０ａ〜１３ａに対応して配置された転写ローラ１６，１７，１８，１９と、各転写ローラ１６〜１９を感光ドラム１０ａ〜１３ａにそれぞれ圧接するスプリング２０，２１，２２，２３とを備えている。
【００５５】
　転写部１５の反対側には、用紙Ｐが収納された給紙部２４が設けられている。そして、用紙Ｐは、給紙ローラ２５により給紙部２４から１枚ずつ取り出される。
【００５６】
　給紙部２４から転写部１５に至る用紙搬送路上には、所定のタイミングで用紙Ｐを転写部１５に送るレジストローラ２６が設けられている。また、転写部１５でカラートナー像が形成された用紙Ｐが走行する用紙搬送路上には定着部２７が配置されている。定着部２７は、加熱ローラ２７ａおよびこの加熱ローラ２７ａと圧接した押圧ローラ２７ｂが設けられ、用紙Ｐ上に転写されたカラー画像はこれらのローラ２７ａ，２７ｂの狭持回転に伴う圧力と熱とによって用紙Ｐに定着される。
【００５７】
　このような構成の画像形成装置において、先ず感光ドラム１０ａ上に画像情報のイエロー成分色の潜像が形成される。この潜像はイエロートナーを有する現像ローラ２ａによりイエロートナー像として感光ドラム１０ａ上に可視像化される。その間、給紙ローラ２５により給紙部２４から取り出された用紙Ｐは、レジストローラ２６によりタイミングがとられて転写部１５に送り込まれる。そして、感光ドラム１０ａと転写ローラ１６とで挟持搬送され、このときに前述したイエロートナー像が感光ドラム１０ａから転写される。
【００５８】
　イエロートナー像が用紙Ｐに転写されている間に、続いてマゼンタ成分色の潜像が形成され、現像ローラ３ａでマゼンタトナーによるマゼンタトナー像が顕像化される。そして、イエロートナー像が転写された用紙Ｐに対して、マゼンタトナー像がイエロートナー像と重ね転写される。
【００５９】
　以下、シアントナー像、ブラックトナー像についても同様にして画像形成および転写が行われ、用紙Ｐ上に４色のトナー像の重ね合わせが終了する。
【００６０】
　その後、カラー画像の形成された用紙Ｐは定着部２７へと搬送される。定着部２７では、転写されたトナー像が用紙Ｐに加熱定着されて、用紙Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
【００６１】
　このようにして一連のカラー画像形成が終了した用紙Ｐは、その後、排紙トレイ２８上に排出される。
【００６２】
　ここで、露光部６〜９に設けられた光源である有機エレクトロルミネッセンス素子６ｄ，７ｄ，８ｄ，９ｄは、図５に示すように、基板３１上に、スパッタリング法や抵抗加熱蒸着法等により形成された透明な導電性膜からなり正孔を注入する電極である陽極３２と、抵抗加熱蒸着法等により形成されて電子を注入する電極である陰極３３とが形成されている。また、陽極３２と陰極３３との間には、発光領域を有して陽極３２側に位置する第１の発光層３４および発光領域を有して陰極３３側に位置する第２の発光層３５がそれぞれ形成されており、陽極３２と第１の発光層３４との間には第１の正孔輸送層３６が、電荷発生層３８と第２の発光層３５との間には第２の正孔輸送層３７が形成されている。さらに、第１の発光層３４と第２の発光層３５との間には、第１の発光層３４に電子を注入し、第２の発光層３５に正孔を注入する電荷発生層３８が形成されている。
【００６３】
　上記構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極３２をプラス極として、また陰極３３をマイナス極として直流電圧又は直流電流を印加すると、第１の発光層３４には、陽極３２から第１の正孔輸送層３６を介して正孔が注入されるとともに電荷発生層３８から電子が注入され、第２の発光層３５には、陰極３３から電子が注入されるとともに電荷発生層３８から第２の正孔輸送層３７を介して正孔が注入される。第１の発光層３４および第２の発光層３５では、このようにして注入された正孔と電子とが再結合し、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際に発光現象が起こる。
【００６４】
　そして、第１の発光層３４および第２の発光層３５という複数の発光層で発光が行われることから、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることができる。
【００６５】
　このような有機エレクトロルミネッセンス素子において、第１および第２の発光層３４，３５中の発光領域である蛍光体から放射される光は、蛍光体を中心とした全方位に出射され、基板３１を経由して放射される。あるいは、一旦、光取り出し方向（基板３１方向）とは逆方向へ向かって陰極３３で反射され、基板３１を経由して放射される。
【００６６】
　次に、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する各部材について説明する。
【００６７】
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の基板３１としては、透明あるいは半透明の、光の取り出し面として用いない場合には不透明のものを用いることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子を保持できる強度があればよい。なお、本発明において、透明または半透明なる定義は、有機エレクトロルミネッセンス素子による発光の視認を妨げない程度の透明性を示すものである。
【００６８】
　基板３１は、例えば、透明または半透明のソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の、無機酸化物ガラス、無機フッ化物ガラス、等の無機ガラス、或いは、透明または半透明のポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリフッ化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂等の高分子フィルム等、或いは、透明または半透明のＡｓ2Ｓ3、Ａｓ40Ｓ10、Ｓ40Ｇｅ10等のカルコゲノイドガラス、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＯ、Ｓｉ3Ｎ4、ＨｆＯ2、ＴｉＯ2等の金属酸化物および窒化物等の材料、或いは、不透明のシリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、ガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体材料、或いは、顔料等を含んだ前述の透明基板材料、表面に絶縁処理を施した金属材料、等から適宜選択して用いることができ、複数の基板材料を積層した積層基板を用いることもできる。
【００６９】
　また、この基板表面、あるいは、基板内部には、有機エレクトロルミネッセンス素子を駆動するための抵抗・コンデンサ・インダクタ・ダイオード・トランジスタ等からなる回路を形成していても良い。
【００７０】
　さらに、用途によっては特定波長のみを透過する材料、光−光変換機能をもった特定の波長の光へ変換する材料などであってもよい。また、基板は絶縁性であることが好ましいが、特に限定されるものではなく、有機エレクトロルミネッセンス表示素子の駆動を妨げない範囲、或いは用途によって、導電性を有していても良い。
【００７１】
　有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極３２としては、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＡＴＯ（ＳｂをドープしたＳｎＯ2）、ＡＺＯ（ＡｌをドープしたＺｎＯ）等が用いられる。
【００７２】
　ここで、本実施の形態では、正孔輸送層３６（３７）と発光層３４（３５）との２層構造で有機薄膜層がそれぞれ構成されているが、このような構造の他に、発光層のみの単層構造、発光層と電子輸送層の２層構造、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の３層構造のいずれの構造でもよい。具体的には、陽極３２と陰極３３の二つの電極間において、正孔輸送層３６，３７を設けずに、電荷発生層３８を介して発光層３４，３５を設ける構成や、図５における正孔輸送層３６，３７のいずれか一方のみを設ける構成でもよい。更に、図５において、第２の正孔輸送層３７を設けずに、その第２の正孔輸送層３７の位置に第２の発光層３５を設け、図５における第２の発光層３５の位置に電子輸送層を設ける構成でもよい。また、図５において、第２の発光層３５と陰極３３との間に電子輸送層を設けてもよいし、更に、第１の発光層３４と電荷発生層３８との間に電子輸送層を設けてもよい。このように、陽極３２と陰極３３の二つの電極間において、少なくとも電荷発生層３８を介して第１の発光層３４及び第２の発光層３５が形成されていればよく、この層構成に対し、発光層３４，３５の陽極３２側に正孔輸送層３６，３７の少なくとも一方を、発光層３４，３５の陰極３３側に電子輸送層の少なくとも一方を必要に応じて設けることができる。
【００７３】
　有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層３４，３５としては、可視領域で蛍光または燐光特性を有し、かつ成膜性の良いものが好ましく、Ａｌｑ3やＢｅ−ベンゾキノリノール（ＢｅＢｑ2）の他に、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）−１，３，４−チアジアゾール、４，４'−ビス（５，７−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン、４，４'−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕スチルベン、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフィン、２，５−ビス（〔５−α，α−ジメチルベンジル〕−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕−３，４−ジフェニルチオフェン、２，５−ビス（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、４，４'−ビス（２−ベンゾオキサイゾリル）ビフェニル、５−メチル−２−〔２−〔４−（５−メチル−２−ベンゾオキサイゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾオキサイゾリル、２−〔２−（４−クロロフェニル）ビニル〕ナフト〔１，２−ｄ〕オキサゾール等のベンゾオキサゾール系、２，２'−（ｐ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、２−〔２−〔４−（２−ベンゾイミダゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾイミダゾール、２−〔２−（４−カルボキシフェニル）ビニル〕ベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤や、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）マグネシウム、ビス（ベンゾ〔ｆ〕−８−キノリノール）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノール）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、８−キノリノールリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウム、ポリ〔亜鉛−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリノニル）メタン〕等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体やジリチウムエピンドリジオン等の金属キレート化オキシノイド化合物や、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）２−メチルベンゼン等のスチリルベンゼン系化合物や、２，５−ビス（４−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス（４−エチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ナフチル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス（４−メトキシスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（４−ビフェニル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ピレニル）ビニル〕ピラジン等のジスチルピラジン誘導体や、ナフタルイミド誘導体や、ペリレン誘導体や、オキサジアゾール誘導体や、アルダジン誘導体や、シクロペンタジエン誘導体や、スチリルアミン誘導体や、クマリン系誘導体や、芳香族ジメチリディン誘導体等が用いられる。さらに、アントラセ
ン、サリチル酸塩、ピレン、コロネン等も用いられる。あるいは、ファク−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム等の燐光発光材料や、あるいは、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）、ポリフルオレン等のポリマー発光材料等を用いてもよい。なお、第１の発光層３４および第２の発光層は相互に同一の部材で構成されていてもよく、異なる部材で構成されていてもよい。
【００７４】
　また、有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔輸送層３６，３７としては、正孔移動度が高く、透明で成膜性の良いものが好ましくＴＰＤの他に、ポルフィン、テトラフェニルポルフィン銅、フタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキサイド等のポリフィリン化合物や、１，１−ビス｛４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）フェニル｝シクロヘキサン、４，４'，４''−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（Ｐ−トリル）−Ｐ−フェニレンジアミン、１−（Ｎ，Ｎ−ジ−Ｐ−トリルアミノ）ナフタレン、４，４'−ビス（ジメチルアミノ）−２−２'−ジメチルトリフェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラフェニル−４，４'−ジアミノビフェニル、Ｎ、Ｎ'−ジフェニル−Ｎ、Ｎ'−ジ−ｍ−トリル−４、４'−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾ−ル等の芳香族第三級アミンや、４−ジ−Ｐ−トリルアミノスチルベン、４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）−４'−〔４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン等のスチルベン化合物や、トリアゾール誘導体や、オキサジザゾール誘導体や、イミダゾール誘導体や、ポリアリールアルカン誘導体や、ピラゾリン誘導体や、ピラゾロン誘導体や、フェニレンジアミン誘導体や、アニールアミン誘導体や、アミノ置換カルコン誘導体や、オキサゾール誘導体や、スチリルアントラセン誘導体や、フルオレノン誘導体や、ヒドラゾン誘導体や、シラザン誘導体や、ポリシラン系アニリン系共重合体や、高分子オリゴマーや、スチリルアミン化合物や、芳香族ジメチリディン系化合物や、ポリ−３，４エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）あるいはポリ３−メチルチオフェン（ＰＭｅＴ）といったポリチオフェン誘導体等の有機材料が用いられる。また、ポリカーボネート等の高分子中に低分子の正孔輸送層用の有機材料を分散させた、高分子分散系の正孔輸送層も用いられる。また、これらの正孔輸送材料は正孔注入材料、あるいは、電子ブロック材料として用いることもできる。
【００７５】
　また、有機エレクトロルミネッセンス素子の電子輸送層としては、１，３−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）等のオキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、シロール誘導体からなるポリマー材料等が用いられる。また、これらの電子輸送材料は電子注入材料、あるいは、正孔ブロック材料として用いることもできる。
【００７６】
　また、有機エレクトロルミネッセンス素子の陰極３３としては、仕事関数の低い金属もしくは合金が用いられ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｔｉ等の金属や、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ｉｎ合金等のＭｇ合金や、Ａｌ−Ｌｉ合金、Ａｌ−Ｓｒ合金、Ａｌ−Ｂａ合金等のＡｌ合金等が用いられる。
【００７７】
　発光層、または、発光層に必要に応じて形成される正孔輸送層、或いは、同じく発光層に必要に応じて形成される電子輸送層とで構成されるこれらの有機薄膜層を高分子材料（ポリマー材料）で構成すれば、これら有機薄膜層上に他の材料を積層する場合、その製膜時のダメージを緩和することができる。有機薄膜層上に他の材料を積層する製膜方法として、スパッタリング法や抵抗加熱蒸着法等を用いた場合であっても、有機薄膜層を高分子材料で構成すれば、低分子材料で構成した場合に比して、製膜によって受けるダメージが小さくなる。更に、有機薄膜層自体を複数積層する場合においても、積層する有機薄膜層を高分子材料で構成すれば、下地層に与えるダメージが小さい製膜方法が選択できる。
【００７８】
　更に、少量の材料で製膜が可能となり、大面積でも均一な膜厚で製膜できることから大
面積な有機エレクトロルミネッセンス素子の作成が可能となる。また、発光層の熱に対する安定性が高くなるとともに、層間の界面における欠陥やピンホールの発生を抑制することができるため、安定性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。
【００７９】
　特に、これら有機薄膜層を高分子材料（ポリマー材料）で構成すると、これに積層される電荷発生層の製膜時のダメージを緩和することができるので、電荷発生層と基板側で接する層、即ち、電荷発生層の製膜時に下地となる有機薄膜層の上に、任意のプロセスを用いて電荷発生層を製膜することが可能となる。よって、電荷発生層を製膜するプロセスの選択性が広がり、簡単なプロセスで製膜することが可能となる。更に、電荷発生層の製膜プロセスの制限がなくなることで、電荷発生層の材料を種々の材料の中から適宜選択することができ、電荷発生層の材料自体の選択性を広げることができる。なお、下地となる有機薄膜層への製膜時のダメージを更に緩和するには、電荷発生層を高分子材料で構成すれば、スパッタリング法等に比して、下地層に与えるダメージが小さい製膜方法を選択することができる。
【００８０】
　なお、これらの有機薄膜層（発光層、或いは、必要に応じて形成される正孔輸送層、電子輸送層）を高分子材料で形成する場合、スピンコーティング法や、キャスティング法や、ディッピング法や、バーコード法や、ロールコート法等の湿式製膜法であってもよい。これにより、大規模な真空装置が不要であるため、安価な設備で製膜が可能となるとともに、容易に大面積な有機エレクトロルミネッセンス素子の作成が可能となるとともに、有機エレクトロルミネッセンス素子の各層間の密着性が向上するため、素子における短絡を抑制することができ、安定性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子を形成できる。
【００８１】
　なお、発光領域を形成する際の加熱乾燥の温度は、先に形成された層にダメージを与えないためにも、形成された層に用いられたどの高分子有機物のガラス転移温度を超えない事が望ましい。特に、陰極に近い側の発光層（或いは、必要に応じて形成される正孔輸送層、電子輸送層）の乾燥温度は、陽極に近い側の発光層（或いは、必要に応じて形成される正孔輸送層、電子輸送層）のガラス転移温度を超えない温度であることが望ましく、この場合、陽極に近い側の発光層にダメージを与えることなく、陰極に近い側の発光層を形成することができるため、容易に多層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成できる。
【００８２】
　そして、有機エレクトロルミネッセンス素子の電荷発生層３８としては、発光層から放射される光に対して透明で、正孔−電子対を効率よく注入することのできる材料が用いられ、たとえばＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、Ｖ2Ｏ5（バナジウム酸化物）等の金属酸化物、あるいは、４Ｆ−ＴＣＮＱ（４フッ化−テトラシアノキノジメタン）等の有機物等を用いてもよい。特に発光層が高分子有機膜で形成される場合、電荷発生層は高分子有機物を用いることが好ましく、この場合、製膜時のダメージを緩和するとともに、発光層と電荷発生層を同様のプロセスで成膜できるため、簡単なプロセスにより複数層が積層された有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。
【００８３】
　この他にも、電荷発生層３８には、導体、半導体、誘電体、絶縁体の種々の部材、あるいは、複数の材料を積層した積層膜を用いることができる。
【００８４】
　特に、「ｗｉｄｅｇａｐ半導体」とよばれる材料を用いることが好ましい。その材料例としては、ＭｏＯX、ＳｉＯX、ＭｇＯX、ＣａＯX、ＺｎＯX、ＴｉＯX、ＶＯX、ＢｉＯX、ＦｅＯX、ＧａＯX、ＧｄＯX、ＴａＯX、ＮｂＯX、ＳｃＯX、ＷＯX、ＺｒＯX、ＡｌＮ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＺｎＳｅであり、具体的には、ＭｏＯ3、ＳｉＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ2を用いることが好ましく、あるいは、これら
のｗｉｄｅｇａｐ半導体の複数の材料が混合した材料、例えば、ＳｉＯ2／ＭｇＯ、ＭｏＯ3／Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ／ＳｉＯ2などの材料であっても良い。
【００８５】
　ところで、本発明において、これら「ｗｉｄｅｇａｐ半導体」とよばれる材料は、少なくとも電荷発生なる機能を有するものと推測されるが、いわゆる導電体とはその機能が相違するものとも考えられる。これら「ｗｉｄｅｇａｐ半導体」とよばれる材料の詳しいメカニズムは明らかではないが、本発明では、特に、これら「ｗｉｄｅｇａｐ半導体」とよばれる材料で形成される層については、電荷発生層とは異なる定義を与えてバッファ層と呼ぶ。よって、上述、或いは、以下で述べる電荷発生層３８を、「ｗｉｄｅｇａｐ半導体」とよばれる材料で形成する場合には、バッファ層と読み替えるものとする。
【００８６】
　ここで、以上の構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、電荷発生層３８が導体の場合、電荷発生層３８の仕事関数が第２の発光層３５のイオン化ポテンシャルよりも高く設定されている。あるいは、電荷発生層３８が半導体、誘電体、絶縁体の場合、電荷発生層３８の電子親和力が第１の発光層３４の電子親和力よりも低く設定され、電荷発生層３８のイオン化ポテンシャルが第２の発光層３５のイオン化ポテンシャルよりも高く設定されているのが望ましい。
【００８７】
　これは、電荷発生層３８の電子親和力が第１の発光層３４の電子親和力よりも低いと電荷発生層３８から第１の発光層３４への電子注入効率が高まり、また、電荷発生層３８の仕事関数が第２の発光層３５のイオン化ポテンシャルよりも高いと、あるいは電荷発生層３８のイオン化ポテンシャルが第２の発光層３５のイオン化ポテンシャルよりも高いと、電荷発生層３８から第２の発光層３５への正孔注入効率が高まることから、第１の発光層３４および第２の発光層３５における発光光量がより大きくなり、結果として有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を一層大きくすることができる。
【００８８】
　なお、電荷発生層３８を無機材料とした場合には、電荷発生層３８のイオン化ポテンシャルよりも第２の発光層３５のイオン化ポテンシャルが高くなることが一般的である。この場合には、両者の電位差をできるだけ小さくして、たとえば電位差を０．６ｅＶ以下にすれば、例え電荷発生層のイオン化ポテンシャルが第２の発光層のイオン化ポテンシャルより低くても、電荷発生層３８から第２の発光層３５への正孔注入効率を低下させることは無く、高い効率を得ることができる。
【００８９】
　なお、イオン化ポテンシャルとは中性の原子あるいは分子からひとつ電子を外部に完全に取り出すのに必要とするエネルギー、仕事関数とは金属あるいは半導体の結晶表面から電子を外部に完全に取り出すのに必要とするエネルギー、電子親和力とは中性の原子あるいは分子にひとつ電子を付け加えるのに放出されるエネルギー、であり、一般に真空準位との差で表され、本発明におけるこれらエネルギーの高低は、これらのエネルギー値の絶対値における大小と同義であり、仕事関数が高いとは仕事関数のエネルギー値の絶対値が大きいことを示している。
【００９０】
　そして、このような有機エレクトロルミネッセンス素子を露光部の光源に用いることにより、装置を大型化することなく露光に必要な光量を得ることが可能になる。
【００９１】
　さらに、このような露光装置を画像形成装置に用いることにより、コンパクトな画像形成装置を得ることが可能になる。
【００９２】
　なお、電荷発生層３８は、図６に示すように、第１の発光層３４側に位置する第１の発生層３８ａおよび第２の発光層３５側に位置する第２の発生層３８ｂの２層構造、あるいはこれ以上の多層構造としてもよい。
【００９３】
　この場合において、第１の発生層３８ａを第２の発生層３８ｂよりも低い電子親和力に設定し、第２の発生層３８ｂを第１の発生層３８ａよりも高いイオン化ポテンシャルに設定するのがよい。
【００９４】
　また、最初に成膜される発生層（第１の発生層３８ａまたは第２の発生層３８ｂ）は抵抗加熱により形成するのがよい。これは、たとえば第１の発生層３８ａを第１の発光層３４上に形成する成膜時において、第１の発光層３８ａのダメージをなくすためである。なお、その後成膜される発生層は、スパッタリング、プラズマＣＶＤ、イオンビーム、電子ビームなどで成膜することができる。
【００９５】
　ここで、電荷発生層３８に誘電体材料を用いた場合、電荷発生層３８の比誘電率を第１の発光層３４および第２の発光層３５の比誘電率以上に、たとえば電荷発生層３８の比誘電率を８〜１０程度に、第１の発光層３４および第２の発光層３５の比誘電率を３程度にするのがよい。
【００９６】
　また、最初に形成される電極（陽極３２または陰極３３）と電荷発生層３８との間に位置する発光層および正孔輸送層（陽極３２を最初に形成した場合には第１の発光層３４および第１の正孔輸送層３６、陰極３４を最初に形成した場合には第２の発光層３５および第２の正孔輸送層３７）の内で電荷発生層３８に接する層は、つまり発光層を含む層の内で電荷発生層３８に接する層は、電荷発生層３８の形成時におけるダメージを受けにくい高分子で構成するのがよい。なお、発光層のみの単層構造、発光層と電子輸送層の２層構造、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の３層構造の場合、これらの層の内で電荷発生層３８に接する層を高分子で構成する。
【００９７】
　（実施の形態２）
　図７は本発明の実施の形態２におけるカラー画像形成装置の露光部の光源として用いられた有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図である。なお、本実施の形態において、カラー画像形成装置の装置構成は実施の形態１において用いた図１〜図４と同様になっている。
【００９８】
　図示する露光光源としての有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板３１上に、陽極３２、第１の正孔輸送層３６、第１の発光層３４、陰極３３、電荷発生層３８、第２の正孔輸送層３７、第２の発光層３５、電荷発生層３８、第３の正孔輸送層３６、第３の発光層３４、電荷発生層３８、第４の正孔輸送層３７、第４の発光層３５、および陰極３３が順次積層された構造からなる。なお、本実施の形態においては、４層の発光層が電荷発生層３８を介して配置された構造となっており、第１と第３の発光層、および、第２と第４の発光層が同一の構成からなっているが、発光層の数および構成についてはこれに限定されるものではなく、任意の構成の発光層の間に電荷発生層を配置することにより、自由に構成することができる。
【００９９】
　このような構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極３２をプラス極として、また陰極３３をマイナス極として直流電圧又は直流電流を印加すると、第１の発光層３４には、基板３１側の陽極３２から第１の正孔輸送層３６を介して正孔が注入されるとともに第１の発光層と第２の発光層に挟まれた電荷発生層３８から電子が注入され、第２の発光層３５には、第１の発光層と第２の発光層に挟まれた電荷発生層３８から第２の正孔輸送層３７を介して正孔が注入されるとともに第２の発光層と第３の発光層に挟まれた電荷発生層３８から電子が注入され、第３の発光層３４には、第２の発光層と第３の発光層に挟まれた電荷発生層３８から第３の正孔輸送層３６を介して正孔が注入されるとともに第３の発光層と第４の発光層に挟まれた電荷発生層３８から電子が注入され、第４の発
光層３７には、第３の発光層と第４の発光層に挟まれた電荷発生層３８から第４の正孔輸送層３８を介して正孔が注入されるとともに陰極３３から電子が注入される。第１、第２、第３、第４それぞれの発光層３４（３５）では、このようにして注入された正孔と電子とが再結合し、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際に発光現象が起こる。
【０１００】
　したがって、このような構成によっても、第１、第２、第３、第４の発光層３４（３５）という複数の発光層で発光が行われることから、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることができる。
【０１０１】
　なお、本実施の形態でも正孔輸送層３６（３７）と発光層３４（３５）との２層構造で有機薄膜層がそれぞれ構成されているが、このような構造の他に、図８で示すような、発光層のみの単層構造、或いは、発光層と電子輸送層の２層構造、更に、図９で示すような、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の３層構造のいずれの構造でもよい。図８、図９は本発明の実施の形態２におけるカラー画像形成装置の露光部の光源として用いられた他の例の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図である。図９において、４０は電子輸送層を示す。また、発光層と電子輸送層の２層構造の場合は、図９に示す第１〜第４の正孔輸送層３６（３７）が存在しない構成である。
【０１０２】
　そして、本実施の形態において、陽極と陰極との間に位置する発光層および正孔輸送層は、ダメージを受けにくい高分子で構成するのがよい。なお、発光層のみの単層構造、発光層と電子輸送層の２層構造、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の３層構造の場合、これらの何れもの層を高分子で構成するのがよい。また、発光層および正孔輸送層のすべてを高分子で構成してもよく、この場合、電荷発生層も高分子有機膜からなる構成であっても良い。さらに、高分子を用いた構成とする場合、作成時の材料ロスを低減するために、発光層あるいは電荷発生層は湿式成膜法により形成されることが好ましく、湿式成膜法において陰極に近い側の有機膜を乾燥させるときの乾燥温度は、それよりも陽極に近い側の有機膜のガラス転移温度を越えない温度であることが好ましい。
【０１０３】
　以上の説明において、露光光源である有機エレクトロルミネッセンス素子は直流駆動となっているが、交流電圧または交流電流、あるいはパルス波で駆動してもよい。
【０１０４】
　また、有機エレクトロルミネッセンス素子で発光した光である露光光は基板３１側から取り出すようになっているが、基板３１と反対面（ここでは陰極３３）側から、あるいは側面から取り出すようにしてもよい。
【０１０５】
　そして、以上の説明においては本発明をカラー画像形成装置に適用した場合について説明したが、たとえばブラックなど単色の画像形成装置に適用することもできる。また、カラー画像形成装置に適用した場合、現像色はイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色に限定されるものではない。
【０１０６】
　（実施の形態３）
　図１０は本発明の実施の形態３におけるカラー画像形成装置の露光部の光源として用いられた有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図である。なお、本実施の形態において、カラー画像形成装置の装置構成は実施の形態１において用いた図１〜図４と同様になっている。
【０１０７】
　図示する露光光源としての有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板３１上に、陽極３２、第１の正孔輸送層３６、第１の発光層３４、陰極３３、絶縁層３９、陽極３２、第２の正孔輸送層３７、第２の発光層３５および陰極３３が順次積層された構造からなる。
すなわち、陽極３２および陰極３３が発光層３４（３５）および正孔輸送層３６（３７）を介して交互に配置された構造からなる。
【０１０８】
　なお、全ての陽極と陰極とが発光層等をはさんでいる必要はなく、たとえば図８における中間層である陽極３２と陰極３３との関係のように、絶縁層３９つまり発光層等以外の層をはさんでいてもよい。
【０１０９】
　このような構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の２つの陽極３２をプラス極として、また２つの陰極３３をマイナス極として直流電圧又は直流電流を印加すると、第１の発光層３４には、基板３１側の陽極３２から第１の正孔輸送層３６を介して正孔が注入されるとともに絶縁層３９側の陰極３３から電子が注入され、第２の発光層３５には、最上層の陰極３３から電子が注入されるとともに絶縁層３９側の陽極３２から第２の正孔輸送層３７を介して正孔が注入される。第１の発光層３４および第２の発光層３５では、このようにして注入された正孔と電子とが再結合し、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際に発光現象が起こる。
【０１１０】
　したがって、このような構成によっても、第１の発光層３４および第２の発光層３５という複数の発光層で発光が行われることから、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることができる。
【０１１１】
　なお、絶縁層３９は形成されていなくてもよい。また、本実施の形態でも正孔輸送層３６（３７）と発光層３４（３５）との２層構造で有機薄膜層がそれぞれ構成されているが、このような構造の他に、発光層のみの単層構造、発光層と電子輸送層の２層構造、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の３層構造のいずれの構造でもよい。
【０１１２】
　さらに、図示する場合には、陽極３２と陰極３３とが交互に２層ずつ形成されているが、少なくとも一つずつが交互に配置されていればよい。
【０１１３】
　そして、本実施の形態において、最初に形成される電極と次に形成される電極との間に位置する発光層および正孔輸送層は、ダメージを受けにくい高分子で構成するのがよい。なお、発光層のみの単層構造、発光層と電子輸送層の２層構造、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の３層構造の場合、これらの何れもの層を高分子で構成するのがよい。
【０１１４】
　以上の説明において、露光光源である有機エレクトロルミネッセンス素子は直流駆動となっているが、交流電圧または交流電流、あるいはパルス波で駆動してもよい。
【０１１５】
　また、有機エレクトロルミネッセンス素子で発光した光である露光光は基板３１側から取り出すようになっているが、基板３１と反対面（ここでは陰極３３）側から、あるいは側面から取り出すようにしてもよい。
【０１１６】
　そして、以上の説明においては本発明をカラー画像形成装置に適用した場合について説明したが、たとえばブラックなど単色の画像形成装置に適用することもできる。また、カラー画像形成装置に適用した場合、現像色はイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子およびそれを用いた露光装置ならびに画像形成装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を大きくすることが必要な種々の装置において発光素子等に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子およびそれを用いた露光装置ならびに画像形成装置の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるカラー画像形成装置の構成を示す概略図
【図２】図１のカラー画像形成装置における露光部を詳しく示す説明図
【図３】図１のカラー画像形成装置における感光部を詳しく示す説明図
【図４】図１のカラー画像形成装置における現像部を詳しく示す説明図
【図５】図２の露光部の光源として用いられた有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図
【図６】図２の露光部の光源として用いられた変形例である有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図
【図７】本発明の実施の形態２におけるカラー画像形成装置の露光部の光源として用いられた有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図
【図８】本発明の実施の形態２におけるカラー画像形成装置の露光部の光源として用いられた他の例の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図
【図９】本発明の実施の形態２におけるカラー画像形成装置の露光部の光源として用いられた他の例の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図
【図１０】本発明の実施の形態３におけるカラー画像形成装置の露光部の光源として用いられた有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図
【図１１】従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部を示す断面図
【符号の説明】
【０１１９】
　６，７，８，９　　露光部（露光装置）
　６ｄ，７ｄ，８ｄ，９ｄ　　有機エレクトロルミネッセンス素子
　３１　　基板
　３２　　陽極
　３３　　陰極
　３４　　第１の発光層
　３５　　第２の発光層
　３６　　第１の正孔輸送層
　３７　　第２の正孔輸送層
　３８　　電荷発生層
　３８ａ　　第１の発生層
　３８ｂ　　第２の発生層
　３９　　絶縁層
　４０　　電子輸送層
【図１】
2004134395.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】
2004134395.tif 000009
【図８】
2004134395.tif 000010
【図９】
2004134395.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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