(57)【要約】【課題】本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置に搭載される光ヘッド、あるいはディスプレイなどの表示装置に用いられる発光装置であって、発光装置の発光領域における発光層の厚みを一定に構成して均一な発光分布と耐久性に優れた光ヘッドを得る。【解決手段】本発明は、光源としてエレクトロルミネッセント素子１１０を備え、且つエレクトロルミネッセント素子１１０から出射される光の光量を検出し発光光量の補正に用いる電気信号を生成する光検出素子１２０を、エレクトロルミネッセント素子１１０に重なるように配置した発光装置であって、光検出素子１２０の半導体島領域ＡＲを光出射領域ＡＬＥよりも大きく構成し、光出射領域ＡＬＥにおける発光層１１２の厚さを均一に構成した。【選択図】図１
2007311752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に発光素子と、前記発光素子から出射される光を検出する光検出素子とを積層配置した発光装置であって、
前記発光素子の光出射領域が平坦面上に配設された発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記光検出素子、前記発光素子は、前記基板上に光検出素子、発光素子の順に形成され、前記平坦面を前記光検出素子によって構成した発光装置。
【請求項３】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記発光素子が、基板上に形成された前記光検出素子の上層に積層して形成され、
前記光検出素子の素子領域は前記発光素子の光出射領域を覆うように、前記光出射領域よりも大きく形成された発光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の発光装置であって、
前記光検出素子は、前記基板上に、島状に形成された半導体領域に形成され、
前記発光素子の光出射領域は、前記半導体領域内に形成され、
前記発光素子の下層側の電極が、前記半導体領域を覆うように形成された発光装置。
【請求項５】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記発光素子が、基板上に形成された前記光検出素子の上層に積層され、
前記光検出素子の素子領域の外縁が前記発光素子の光出射領域の外側となるように形成された発光装置。
【請求項６】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記光検出素子は、前記基板上に一体的に形成された半導体層内に形成されており、
前記発光素子の光出射領域は、前記半導体層内に形成され、
前記発光素子の下層側の電極は、前記半導体層上の一部に形成されるとともに、
光出射領域は前記下層側の電極よりも小さくなるように規定されている発光装置。
【請求項７】
請求項４、６に記載の発光装置であって、
前記基板は絶縁性を有する透光性の基板であり、
前記光検出素子は、前記透光性の基板上に形成された半導体層を活性領域とする半導体素子であり、
前記発光素子は、前記半導体層を覆うように形成された透光性導電膜で構成された第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された発光層と、
前記発光層上に形成された第２の電極とを具備し、
前記第１の電極との間に電界を印加することにより前記発光層を発光させるようにした発光装置。
【請求項８】
請求項４、６に記載の発光装置であって、
前記基板は反射面を有する絶縁性の基板であり、
前記光検出素子は、前記基板上に形成された半導体層を活性領域とする半導体素子であり、
前記発光素子は、前記半導体層を覆うように形成された透光性導電膜で構成された第１の電極と、前記第１の電極上に形成された発光層と、
前記発光層上に形成された透光性の第２の電極とを具備し、前記第１の電極との間に電界を印加することにより前記発光層を発光させるようにした発光装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の発光装置であって、
前記半導体素子は、ダイオードである発光装置。
【請求項１０】
請求項７または８に記載の発光装置であって、
前記半導体素子は、トランジスタであり、
前記トランジスタは、前記発光素子の第１の電極をゲート電極とするように構成された発光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の発光装置であって、
前記半導体素子は、多結晶シリコンまたは非晶質シリコンで構成された薄膜トランジスタであり、
前記半導体層上を覆う絶縁膜を介して前記第１の電極が形成されており、
前記薄膜トランジスタは、前記発光素子の第１の電極をゲート電極とし、前記絶縁膜をゲート絶縁膜とした電界効果トランジスタを構成しており、
前記ゲート絶縁膜が、前記第１の電極の電位のばらつきを無視しうる程度の電圧降下を生じる厚さとなるように構成された発光装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記光出射領域は、前記第１の電極または第２の電極と前記発光層との間に介在せしめられた絶縁膜に形成された開口で規定された発光装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記光出射領域は、前記発光素子の発光領域よりも光出射側に配設された遮光膜に形成された開口で規定された発光装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記光検出素子を、前記光出射領域ごとに１個配置した発光装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記発光素子を、発光層として有機半導体層を用いた有機エレクトロルミネッセント素子、あるいは発光層として無機半導体層を用いた無機エレクトロルミネッセント素子とした発光装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の発光装置であって、
前記有機エレクトロルミネッセント素子は発光層として高分子膜を用いた有機エレクトロルミネッセント素子である発光装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の発光装置であって、
前記光検出素子を島状に形成された多結晶シリコンで構成した発光装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の発光装置であって、
前記光検出素子を島状に形成された非晶質シリコンで構成した発光装置。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の発光装置であって、
光検出素子は、光源の駆動回路を構成する薄膜トランジスタと同一の半導体層で構成された発光装置。
【請求項２０】
請求項４に記載の発光装置であって、
前記発光素子の下層側の電極、前記半導体領域、前記光出射領域の順に小さくなっており、そのサイズが少なくとも１μｍ以上小さくなるように形成された発光装置。
【請求項２１】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記光検出素子の出力に基づいて前記発光素子の光量を補正する光量補正部を備えた発光装置。
【請求項２２】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記光検出素子は、
光導電体と、この光導電体の複数の側部に隣接する良導体で構成され、
前記光導電体と良導体の当接面を、前記良導体と平行な線でカットした際の光導電体の断面よりも大きな面積となるように構成した発光装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の発光装置であって、
前記当接面を前記光検出素子の幅、長さ方向または厚み方向に対して傾斜した面で構成した発光装置。
【請求項２４】
請求項２２に記載の発光装置であって、
前記傾斜した面を曲面によって構成した発光装置。
【請求項２５】
請求項２２乃至２４のいずれかに記載の発光装置であって、
前記光導電体は真性半導体領域であり、前記良導体は前記光導電体と当接する高濃度にドープされた半導体領域である発光装置。
【請求項２６】
請求項２２乃至２４のいずれかに記載の発光装置であって、
前記光導電体は第1導電型の半導体領域であり、前記良導体は前記光導電体と当接面を構成する第２導電型の半導体領域である発光装置。
【請求項２７】
少なくとも以下の工程を含む発光素子の製造方法。
ｉ）  基板上に島状の半導体領域を持つ光検出素子を形成する工程
ｉｉ）この半導体領域の平坦部分の上部に、半導体領域と重畳させて発光素子を形成する工程
そして、このｉｉ）の工程は次の工程を含む
ａ）前記島状の半導体領域の全体を覆うように、発光素子の駆動電極を形成する工程
ｂ）この駆動電極の一部を絶縁膜で覆って、少なくとも前記平坦部分の内側に開口を形成して、発光領域を規定する工程
ｃ）少なくとも開口を含む部分に、発光材料を塗布して発光層を形成する工程
ｄ）発光材料を塗布した上に、金属を主たる材料とする他の電極を形成し、この他の電極と前記駆動電極によって前記発光層を挟み、発光素子を形成する工程
【請求項２８】
請求項1乃至２６のいずれかに記載の発光装置を用いた表示装置であって、
同一基板上に複数のエレクトロルミネッセント素子を配列すると共に、各エレクトロルミネッセント素子に対応して光検出素子を積層配列して構成された表示装置。
【請求項２９】
請求項1乃至２６のいずれかに記載の発光装置を用いた光ヘッドであって、
同一基板上に複数のエレクトロルミネッセント素子を配列すると共に、各エレクトロルミネッセント素子に対応して光検出素子を積層配列して構成された光ヘッド。
【請求項３０】
請求項２９に記載の光ヘッドを像形成用の露光手段として用いた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置および発光装置の製造方法にかかり、特に画像形成装置に搭載される光ヘッド、ディスプレイなどの表示装置に用いられる発光装置、および発光装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のファックスやプリンタ等の画像形成装置は、急速に小型化・低コスト化が進んでおり、装置を構成する要素の小型化・低コスト化にむけて研究が進められている。
【０００３】
画像形成装置の画像形成方法は、発熱抵抗体の熱を利用して、熱転写などにより画像を形成する感熱記録方法、微小なインク粒子を印刷物に塗布するインクジェット法、光を利用する方法などが挙げられる。このうち光を利用した画像形成装置は、画像データに応じて変調された光を感光体に照射することで感光体を露光し、静電気により感光体に付着したトナーを記録紙などの印刷対象に転写することで画像を形成している。感光体に照射される光の制御は、一般に回転多面鏡を用いて半導体レーザの出射光を感光体に導く方法と、複数の微小光源を備えた光ヘッドと呼ばれる露光装置によって行う方法が知られている。このうち光ヘッドは光源と前記光源の駆動制御を行う回路等を備えており、光源としては、主に発光ダイオードが使用されている。
【０００４】
光ヘッドを省スペースで構成するためには、光源や光源の駆動制御を行う回路の小型化が必要になる。薄膜トランジスタの普及により、駆動制御回路の小型化は容易に実現することが可能になった。一方、光源である発光ダイオードは、チップ部品として供給される。これによって光ヘッドを構成する場合には、多数の半導体チップを基板上に精度よく配置することが必要であり、一般に製造工程が複雑となるので、これを実行した場合は製造コストの増大を避けることが困難になる。
【０００５】
製造コストの増大を抑えながら光源の小型化を図る手段として、光ヘッドの光源として有機エレクトロルミネッセント素子、または無機エレクトロルミネッセント素子などに代表されるエレクトロルミネッセント素子を用いた光ヘッドが提案されている。エレクトロルミネッセンスとは、発光体に対して電界を印加することによって得られる発光（ルミネッセンス）現象のことである。有機エレクトロルミネッセント素子は、素子を構成する有機物の発光層に電位差を与えて電子と正孔を注入し、電子と正孔の結合により生じるエネルギーを有機分子の発光現象に利用して光を得る発光デバイスである。一方の無機エレクトロルミネッセント素子は、素子を構成する発光層を無機物に置き換えたものであるが、有機エレクトロルミネッセント素子が、電荷が注入されることにより発光するのに対し、無機エレクトロルミネッセント素子は電荷注入が行われる電界が印加されることにより発光するいわゆる真性電界発光素子であり、一般に交流電界を印加することにより駆動される。
【０００６】
有機エレクトロルミネッセント素子、無機エレクトロルミネッセント素子の基本構成は、有機物、または無機物の層を陽極と陰極で挟むという単純なものである。電極と有機層、または無機層を薄膜状に形成して小型化することは、化学気相法、スパッタ法、蒸着法やスピンコート法、インクジェット法、印刷法などの加工技術により容易に実行可能であるため、レーザ装置や発光ダイオードを小型化する場合に比べ、製造コストの増大を抑えることができる。
【０００７】
エレクトロルミネッセント素子のうち、有機エレクトロルミネッセント素子を光ヘッドの光源に用いた例として、特許文献１、特許文献２がある。特許文献１では発光・検出素子、特許文献２では画素を基準として、光ヘッドの構成についての説明がされている。両特許文献の発光部は、有機エレクトロルミネッセント素子から成る発光層、光量補正に用いる光検出素子、及び発光層の駆動制御を行う回路となる薄膜トランジスタ等から成る積層体であり、基本的には同一の構成をしている。また、どちらの特許文献も駆動制御回路側から光を出力する形式であり、このような光の出力形式をボトムエミッションという。これらの特許文献では、底面から出力される光を妨げないように、発光層の発光領域よりも小さな受光領域を持つ光検出素子が設置されている。
【特許文献１】特開２００２−１４４６３４号公報
【特許文献２】特開２００２−１７８５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２２は従来の光ヘッドの構成、特に光ヘッドに設けられた発光素子の周辺構成を示す断面図である。
図２２に示すように、光ヘッドにおける光源である発光素子（エレクトロルミネッセント素子１１０）は数種類の材料の層から成る積層体を構成する。光ヘッドは、ガラス基板１００の上にベースコート層１０１を設け、駆動回路および光源となるエレクトロルミネッセント素子１１０およびその駆動回路を形成するが、このベースコート層１０１の一部の上に光検出素子１２０を配設する。この際、光検出素子１２０の受光領域となる素子領域Ａｒは、光出射領域ＡＬＥから出力される光を遮断しないように、光出射領域ＡＬＥよりも小さく設けられている。したがって、この段階までの積層体の表面には光検出素子１２０が原因となる段差が生じていることになる。次に、酸化シリコン膜などの絶縁膜からなる層間絶縁膜１０３を積層体の上に形成するが、層間絶縁膜１０３は先に述べた光検出素子１２０による段差のため、層の厚さを一定に形成するのが困難となり、光検出素子１２０の形状に従って凸状に盛り上がった層となる。この層間絶縁膜１０３の形成以降、層間絶縁膜１０３の上に形成される各層も光検出素子１２０の形状に従って凸状に盛り上がった形となり、凸部あるいはそのエッジ部分で発光層１１２の膜厚の薄い領域ができ、光出射領域ＡＬＥにおいて発光層１１２の厚さが一定にならない。この状態で陽極１１１、陰極１１３間に電圧を印加し、発光層１１２に電位差を与えた場合、発光層１１２の厚みの薄い部分に電流が集中するため、発光層１１２の厚みが薄い箇所における表面の発光輝度が他の表面に比べて大きくなり、１つのエレクトロルミネッセント素子１１０における発光分布（面内分布）が不均一となる。
【０００９】
発光分布が不均一であると、露光にかかる光スポットの形状が不均一となり、結果的に露光によって形成される静電潜像の実効面積（現像に寄与する面積）が画素間でばらつくこととなり、画像に濃度むらが生じて画質が悪化する。
また、有機エレクトロルミネッセント素子、無機エレクトロルミネッセント素子等のエレクトロルミネッセント素子１１０は電流集中により高輝度となった領域がそれ以外の領域よりも早く劣化してしまう。エレクトロルミネッセント素子１１０の寿命は最も劣化が激しい領域に支配されてしまうため、発光分布が不均一な場合は、発光分布が均一な場合に比べて寿命が短くなってしまう。
さらに発光分布が不均一な場合、１つのエレクトロルミネッセント素子１１０内における各部分の劣化度合いが異なるため、発光分布（面内分布）が経時変化をするようになり、エレクトロルミネッセンス素子１１０が劣化すると、画像の濃度むらが生じて画質が悪化する。また発光分布（面内分布）が経時変化する場合、光検出素子１２０が検出する光と実際に光出射領域ＡＬＥから出力される光の相関係数が変化することになり、高精度の光量検出ができなくなる。
【００１０】
光検出素子１２０などの介在物によって発光層１１２の厚みが不均一となる傾向は、発光層を薄くした構成ほど顕著になり、発光装置を応用した光ヘッド等の性能を大きく左右する要因となる。特に発光層１１２に高分子材料を用いた場合、一般に発光層１１２の製膜に塗布工法が広く用いられるため、厚みの不均一はより顕著に現れる。したがって、発光装置において均一な発光分布と耐久性の向上を実現するためには、積層体中に存在する介在物、例えば先行例における光検出素子が原因となる発光層１１２の厚みの変化の要因を抑え、膜厚を一定にすることが重要になる。
【００１１】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、発光装置の発光層の厚みのばらつきを抑制し、発光分布が均一で、耐久性に優れた発光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】
【００１２】
本発明の発光装置は上記課題に鑑みてなされたもので、基板上に発光素子と、発光素子から出射される光を検出する光検出素子とを積層配置した発光装置であって、発光素子の光出射領域を平坦面上に配設するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この構成により、発光素子の光出射領域が平坦面上に配設されているため、発光層の膜厚が均一となるように形成することができ、発光分布が均一で長寿命の発光装置を提供することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の発光装置の構成において、光検出素子の素子領域を発光素子の光出射領域よりも大きく形成し、発光素子の光出射領域が光検出素子の受光領域の内側にあれば、光検出素子が発光装置の光出射領域において段差を形成するということはなくなるため、光検出素子の上層すなわち、光検出素子の形成よりも後の工程で形成される層に対して、層の厚さを不均一にするような影響を与えなくなる。故に、発光層を均一な厚さで形成することが可能となる。したがって、発光層を流れる電流は偏りが少なくなり、不均一な発光分布と発光装置の短寿命化を防ぐことができる。
【００１５】
さらに、本発明の発光装置に搭載される光検出素子は光出射領域に比べて光検出素子の素子領域が大きいため、発光層からの出力光を確実に検出することができ、光の補正に用いる光量検出精度を向上するとともに、電気信号への変換を効率的に行うことができる。
【００１６】
また、基板側を光出射方向とするいわゆるボトエミッション構造の発光装置の場合には、基板上に形成した光検出素子上に発光素子としてのエレクトロルミネッセント素子が積層されており、エレクトロルミネッセント素子から出射された光は光検出素子を通過して基板側に出力されるため、その出射側で光量を検出することになるため、さらなる高精度の光量検出が可能となる。
【００１７】
さらにまた、光検出素子を、駆動回路を構成する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と同一工程で形成した薄膜トランジスタで構成した場合、この構造では、光検出素子は、層間絶縁膜を介して、エレクトロルミネッセント素子の基板側に位置する透光性電極でカバーされた構造となっており、これがＴＦＴのゲート電極として作用し、層間絶縁膜の膜厚および膜質に依存する誘電率に応じてゲート絶縁膜として有効に作用し、この発光素子であるエレクトロルミネッセント素子の陽極（透光性電極）の電位によってチャネルに電界を印加することになり、ゲートソース間電圧ＶＧＳによって光検出素子としての薄膜トランジスタの特性が制御されることになる。この光検出素子としての薄膜トランジスタは、その特性から光電変換による電流が流れる領域では、出力変動が大きいという特性があるため、電流が流れない領域すなわちＯＦＦ領域での測定が有効であることがわかっている、そこで、このエレクトロルミネッセント素子の陽極の電位が光検出素子としての薄膜トランジスタのゲート電圧として有効に作用するように、ゲート絶縁膜となる層間絶縁膜の膜厚や、膜質を制御することにより、光量検出をさらに高精度化することが可能となる。このように陽極の電位を有効にゲート電位として印加するためには、光検出素子としての薄膜トランジスタのチャネル領域上を完全にエレクトロルミネッセント素子の陽極が覆っている構造をとるように構成するのがより有効である。
ここでエレクトロルミネッセント素子の光検出素子側に形成される第１の電極は通常陽極であり、透光性を有する電極材料で構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、本発明の実施の形態の説明に先立ち、本発明の概要について説明する。
本発明の発光装置は、基板上に発光素子と、前記発光素子から出射される光を検出する光検出素子とを積層配置した発光装置であって、発光素子の光出射領域が平坦面上に配設された発光装置を構成する。
この構成により、発光素子の光出射領域が平坦面上に配設されているため、発光層の膜厚が均一となるように形成することができ、発光分布が均一で長寿命の発光装置を提供することが可能となる。
【００１９】
また本発明は、光検出素子、発光素子は、基板上に光検出素子、発光素子の順に形成され、平坦面を光検出素子によって構成したものである。
この構成により、発光素子の光出射領域は、光検出素子の一部である平坦面に配設されるため、発光層の膜厚が均一となるように形成することができ、発光分布が均一で長寿命の発光装置を提供することが可能となる。
また本発明は、発光素子が、基板上に形成された光検出素子の上層に積層して形成され、光検出素子の素子領域は発光素子の光出射領域を覆うように、光出射領域よりも大きく形成したものである。
この構成とすることにより、段差を形成する結果となる光検出素子の素子領域が発光素子の光出射領域を覆うように形成されるため、発光素子の光出射領域には段差はなく、したがって発光装置の有効領域となる光出射領域では発光装置の発光層の厚みの変化を抑えることができる。
【００２０】
なお、光検出素子の素子領域とは、光検出素子を構成する半導体領域を示し、通常は多結晶シリコン層の島領域を示す。ただし、例えば基板上に多結晶シリコン層を一体的に形成し、一部を陽極酸化、あるいは酸素イオンのドーピングなどで絶縁化した構造の場合は、このように絶縁化された領域に囲まれた活性領域も、ここでいう素子領域に含むものとする。この場合は、素子領域としての活性領域もその周縁領域も同一平面上にあることが多いため、光出射領域、望ましくは発光領域の一部が、非活性領域上にあっても、平坦面上に構成することが可能である。
【００２１】
また本発明は、光検出素子を基板上に島状に形成された半導体領域で構成し、発光素子の光出射領域を、島状に形成された半導体領域内に形成し、発光素子の下層側の電極が、半導体領域を覆うように形成したものである。
【００２２】
このように本発明は、光検出素子を基板上に形成された半導体島領域に形成し、発光素子の光出射領域を、この半導体島領域内に形成したものを含む。
この構成により、発光素子の光出射領域を、光検出素子の形成された半導体島領域上に、半導体島領域の外縁よりも内側に位置するように配置することにより、発光素子の光出射領域が平坦面上に形成されることになり、きわめて制御性よく形成可能である。
望ましくは発光素子の光検出素子側にある第１の電極が、半導体島領域上にあるように配置することにより、発光層の段差を低減することが可能となる。
【００２３】
また本発明は、例えば、光源である発光素子としてエレクトロルミネッセント素子を備え、且つエレクトロルミネッセント素子から出力される光をモニターし発光光量の補正に用いる電気信号を生成する光検出素子を、エレクトロルミネッセント素子に重なるように配置した発光装置において、光検出素子の素子領域をエレクトロルミネッセント素子の発光領域すなわち光出射領域よりも広く、且つ特にエレクトロルミネッセント素子の光出射領域を光検出素子の素子領域の内側に構成したものを含む。
光検出素子の面積をエレクトロルミネッセント素子の光出射領域よりも大きくし、且つエレクトロルミネッセント素子の光出射領域が光検出素子の素子領域の内側にあれば、光検出素子が発光層に凹凸を生じさせる影響を排除できるため、発光層の光出射領域の膜厚を均一にすることができる。
従って、発光層を流れる電流は偏りが少なくなり、発光装置を応用した光ヘッド等において、不均一な発光分布に起因する画質劣化や短寿命化を防ぐことができる。
ここで発光素子の下層側電極は光検出素子を構成する半導体領域よりも大きく、かつ半導体領域は光出射領域の大きさよりも大きい。
【００２４】
即ち本発明は、発光素子の下層側の電極、光検出素子を構成する半導体領域、光出射領域を、この順に小さく構成したものであり、更にこれらの各サイズが１μｍ以上小さくなるように形成することを含む。
このように１μｍ以上のマージンをとっておくことにより、素子作製プロセスに起因する膜厚の不均一分布や位置ずれ、大きさのずれなどが生じた場合でも、発光素子の光出射領域において段差が形成されないため、より効率よく信頼性の高い発光装置を形成することが可能となる。特に発光装置の大型化を考えた場合、素子作製プロセスに起因するずれ等が大きくなるため、例えば、現在の一般的なガラス基板上の薄膜トランジスタの作製プロセス等を考慮すると、１μｍ程度以上のマージンをとっておくことにより、容易に発光装置を形成することが可能である。
【００２５】
また本発明は、発光素子が、基板上に形成された光検出素子の上層に積層され、光検出素子の素子領域の外縁が発光素子の光出射領域の外側となるように形成したものである。
この構成とすることにより、段差を形成する結果となる光検出素子の素子領域の外縁が発光素子の光出射領域の外側となるように形成されるため、発光素子の光出射領域には段差はなく、したがって発光層地の有効領域となる光出射領域では発光装置の発光層の厚みの変化を抑えることができる。
【００２６】
また本発明は、光検出素子は、基板上に一体的に形成された半導体層内に形成されており、発光素子の光出射領域は、半導体層内に形成され、発光素子の下層側の電極は、半導体層上の一部に形成されるとともに、光出射領域は下層側の電極よりも小さくなるように規定されているものである。
この構成により、ガラス基板などの絶縁性基板上に光検出素子とエレクトロルミネッセント素子とを積層構造で形成し、しかも、素子領域に縁がない構造すなわち素子領域が一体的に形成され、光出射領域よりも素子領域が大きくなるように形成することにより、極めて高効率で光量検出を実現することができるとともに、小型化および薄型化が実現可能となる。
【００２７】
なお、一体的に形成された半導体層を用いた場合にも、遮光膜あるいは絶縁膜により画素規制部を形成することにより、光出射領域は平坦面に形成されるようにすることが可能となる。つまりＩＴＯなどの透光性電極よりも半導体層（半導体領域）が大きく形成されている場合には、光出射領域が透光性電極のエッジを含まないように形成するのが望ましい。つまり透光性電極の外縁よりも内側に光出射領域が来るように形成される。
【００２８】
すなわち、画素規制部によって光出射領域すなわち発光領域が規制されたことを特徴とする。例えば開口を有する絶縁膜を陽極と発光層との間に介在させることによって形成した画素規制部によって光出射領域を規制することで、光出射領域を光検出素子の受光領域の内側に配置することができるため、光検出素子による発光層に凹凸を生じさせる影響を排除して発光層の光出射領域の膜厚を均一にすることができる。
故に、発光層を流れる電流は偏りが少なくなり、不均一な発光分布と発光装置の短寿命化を防ぐことができる。
【００２９】
ここでは、画素規制部を陽極または陰極のうちの少なくとも一方に設けた絶縁膜で構成し、光出射領域を電気的に制御する構成を示したが、このほか、開口を設けた遮光膜で制御することにより、光学的に光出射領域を制御してもよい。半導体層やエレクトロルミネッセント素子の下層側の電極、画素規制部を形成する場合、それぞれを形成する場合の位置あわせ精度や、出来上がりの精度を考慮すると、それぞれの大きさの差を十分に大きく取っておく必要があるため、その結果、光出射領域を十分に大きく取れないことがある。しかしながら、一体的に形成された半導体層を用いることで、光出射領域を、半導体層のプロセスを考慮する必要なく、十分に大きくすることができる。
【００３０】
また本発明は、基板は絶縁性を有する透光性の基板であり、光検出素子は、透光性のガラス基板上に形成された半導体層を活性領域とする半導体素子であり、発光素子は、半導体層を覆うように形成された透光性導電膜で構成された第１の電極と、第１の電極上に形成された発光層と、発光層上に形成された第２の電極とを具備し、第１の電極との間に電界を印加することにより発光層を発光させるようにしたものである。
この構成では光を基板側に取り出すように構成しており、発光素子の発光をそのまま光検出素子で検出し、光検出素子側に出射する。
なお、ここでいう絶縁性を有する基板とは、表面に絶縁膜を形成するなど表面を絶縁化処理して形成された基板を含むものとする。
【００３１】
また本発明は、基板は反射面を有する絶縁性の基板であり、光検出素子は、基板上に形成された半導体層を活性領域とする半導体素子であり、発光素子は、半導体層を覆うように形成された透光性導電膜で構成された第１の電極と、第１の電極上に形成された発光層と、発光層上に形成された透光性の第２の電極とを具備し、第１の電極との間に電界を印加することにより発光層を発光させるようにしたものである。
この構成により、上記構成とは逆に、光を基板と反対側に取り出すように形成しており、発光素子の発光をそのまま光検出素子で検出するとともに反射面反射し、光を発光素子が形成されている側に出射する。この構成では反射面によって反射された光が確実に検出される。
【００３２】
また本発明は、光検出素子を構成する半導体素子を、ダイオードで構成したものである。このダイオードにはＰＮダイオードやＰＩＮフォトダイオードが含まれる。
この構成によれば、簡易な構成で発光素子が出射した光を検出することが可能となる。
また本発明は、光検出素子を構成する半導体素子をトランジスタで構成し、更にこのトランジスタを、発光素子の第１の電極をゲート電極とするように構成したものである。
この構成では、発光素子の第１の電極が絶縁膜を介して光検出素子の活性領域と対向しているため、この第１の電極がゲート電極として有効に作用し、光検出素子のゲートソース電圧ＶＧＳを制御することになる。したがってこのゲート電極の電位を制御することにより、光検出素子の動作領域を制御することが可能となる。
【００３３】
また本発明は、半導体素子は、多結晶シリコンまたは非晶質シリコンで構成された薄膜トランジスタであり、半導体層上を覆う絶縁膜を介して第１の電極が形成されており、薄膜トランジスタは、発光素子の第１の電極をゲート電極とし、絶縁膜をゲート絶縁膜とした電界効果トランジスタを構成しており、このゲート絶縁膜を、第１の電極の電位のばらつきを無視しうる程度の電圧降下を生じる厚さとなるように構成したものである。
この構成により、光検出素子とエレクトロルミネッセント素子の間に介在する絶縁膜の膜厚により、電圧降下が生じ、これにより、ゲート電位がチャネルにかかる存在による、ＶＧＳが決まる。このゲート絶縁膜の膜厚により、光検出素子の動作領域を決定することが可能となる。
【００３４】
また本発明は、光検出素子を島状に形成された多結晶シリコンまたは非晶質シリコンで構成し、この島状部分の面積を光出射領域よりも大きくしたことを含む。
島状に構成された光検出素子の面積を光出射領域よりも大きくし、光出射領域を光検出素子の内側に配置すれば、光検出素子が発光層に凹凸を生じさせる影響を排除できるため、発光層の発光領域の膜厚を均一にすることができる。故に、発光層を流れる電流は偏りが少なくなり、不均一な発光分布と発光装置の短寿命化を防ぐことができる。
【００３５】
更に本発明は、光検出素子を構成する半導体素子を、発光素子の駆動回路となる薄膜トランジスタと同じ層に形成したものを含む。薄膜トランジスタと光検出素子をエッチング等の加工方法を用いて同じ層に形成することで、発光装置の製造工程が簡素化し、製造に要するコストを低減させることが可能になる。特にガラス基板上への多結晶シリコン層の形成工程は、高温プロセスを経ることになるが、１回の調整で極めて制御性よく信頼性の高い特性を得ることが可能となる。
【００３６】
また本発明は、光出射領域を、第１の電極または第２の電極と発光層との間に介在せしめられた絶縁膜に形成された開口で規定するようにしたものである。
この構成により、エレクトロルミネッセント素子の光出射領域は第１の電極と第２の電極の相対向する領域に形成された発光層で決まることになり、発光層や第１の電極、第２の電極の端部に膜質の劣化された領域が生じた場合や素子作製プロセスに起因する膜厚の不均一分布や位置ずれ、大きさのずれなどが生じた場合にも絶縁膜で覆われた部分は出射領域を構成しないことになり、劣化を防止し、信頼性の向上を図ることが可能となる。
このように、開口を有する絶縁膜を陽極と発光層との間に介在させることによって形成した画素規制部によって光出射領域を規制することで、光出射領域を光検出素子の受光領域の内側に配置することができるため、光検出素子による発光層に凹凸を生じさせる影響を排除して発光層の光出射領域の膜厚を均一にすることができる。故に、発光層を流れる電流は偏りが少なくなり、不均一な発光分布と発光装置の短寿命化を防ぐことができる。このように、画素規制部を陽極または陰極のうちの少なくとも一方に設けた絶縁膜で構成することで、光出射領域を電気的に制御することが可能となる。
【００３７】
また本発明は、光出射領域を、発光素子の発光領域よりも光出射側に配設された遮光膜に形成された開口で規定するようにしたものである。
この構成により、エレクトロルミネッセント素子の光出射領域は遮光膜に設けられる開口で決まることになり、発光層の端部に膜質の劣化された領域が生じた場合や素子作製プロセスに起因する膜厚の不均一分布や位置ずれ、大きさのずれなどが生じた場合にも遮光膜で覆われた部分は出射領域を構成しないことになり、劣化を防止し、信頼性の向上を図ることが可能となる。ただこの場合は段差上に発光領域が存在することもあり、この場合は早期に劣化が生じることがある。しかしながら、光量検出については高精度の検出が実施されていることになるため、高精度の補正は持続的になされることとなる。
【００３８】
発光領域を規制する具体的態様としては、画素規制部として電極と発光層との間に介在せしめられる開口を有する絶縁膜の他に、このように開口を有する遮光部が形成されている場合もある。
ここで光出射領域とは、発光装置からの光の出射する領域をいうものとし、開口を有する遮光部が形成されていない場合は発光領域そのものをさすものとする。また、画素規制部として、開口を有する遮光部が形成されている場合はその開口に対応する領域をさすものとする。
【００３９】
また本発明は、光検出素子を光出射領域ごとに１個配置したものである。
発光装置は複数の光出射領域を列状に配置して構成される。１つの光出射領域に対して、１つの光検出素子を対応させて配置することで、複数の光出射領域から出力される光を同時にそれぞれ独立して計測することが可能となり、発光装置全体の光量の測定を高速に行うことが可能となる。
【００４０】
また本発明は、発光素子を、発光層として有機半導体層を用いた有機エレクトロルミネッセント素子、あるいは発光層として無機半導体層を用いた無機エレクトロルミネッセント素子としたものである。
有機エレクトロルミネッセント素子は、低電力で高い輝度を得ることができるため消費電力の点で優れた発光装置を提供することが可能となる。
ここで有機エレクトロルミネッセント素子としては、発光層として高分子膜を用いた有機エレクトロルミネッセント素子の場合に特に、本発明の構成は有効である。これは以下のような理由による。発光層を塗布法で形成でき、きわめて生産性が良好であるが、下地の凹凸により膜厚が不均一であると、電界集中が生じやすく、劣化の原因となりやすいのに対し、本発明によれば、下地の平坦性が良好であることで、安定で長寿命の有機エレクトロルミネッセント素子を提供することが可能となる。
また無機エレクトロルミネッセント素子は、発光層が無機物で構成されるため安定性に優れており、スクリーン印刷等で製造が可能であるため生産時の欠陥が少なく、且つクリーンルーム等の設備も必要としないので、高い量産性を持つ。したがって製造コスト的に優れた発光装置を提供することが可能となる。
【００４１】
また本発明は、光検出素子の出力に基づいて発光素子の光量を補正する光量補正部を備えたものである。
このように光量の補正を目的とした光検出素子を配置すれば、光検出素子から光量の補正に適格な電気信号を発光素子にフィードバックすることができるため、発光装置における発光素子の発光光量の制御を適切に行うことが可能となる。
【００４２】
本発明の発光装置に搭載される光検出素子は発光素子の光出射領域に比べて素子領域が大きいため、発光層からの出力光を効率よく集光し補正に用いる電気信号へ効率的に変換することができる。
【００４３】
また先にも述べたように、本発明の発光装置に搭載される島状に構成された多結晶シリコン層を光検出領域とする光検出素子の面積は、光出射領域（発光領域）に比べて大きいため、発光層からの出力光を、発光素子の発光光量の補正に用いる電気信号に効率的に変換することができる。
【００４４】
更に本発明は、光検出素子の出力に基づいて発光素子の発光時間を補正する光量補正部を備えたものを含む。発光素子の発光時間の補正を目的とした光検出素子を配置すれば、光検出素子から発光時間の補正に適格な電気信号を発光素子にフィードバックすることができるため、発光時間の制御を適切に行うことが可能となる。
また本発明は、光検出素子を、光導電体と、この光導電体の複数の側部に隣接する良導体で構成し、光導電体と良導体の当接面を、良導体と平行な線でカットした際の光導電体の断面よりも大きな面積となるようにしたものである。これによって光導電体の電気抵抗を低下させて光の検知信号の熱雑音を抑えることができる。
また本発明は、当接面を光検出素子の幅、長さ方向または厚み方向に対して傾斜した面で構成したものである。これによって光導電体の電気抵抗を低下させて光の検知信号の熱雑音を抑えることができる。
また本発明は、前記光導電体を真性半導体領域で構成するとともに、前記良導体は前記光導電体と当接する高濃度にドープされた半導体領域で構成したものを含む。これにより、より効率よく光検出を行うことが可能となる。
また本発明は、前記光導電体を第1導電型の半導体領域で構成するとともに、前記良導体を前記光導電体と当接面を構成する第２導電型の半導体領域で構成したものを含む。これにより、より効率よく光検出を行うことが可能となる。
また本発明は、上述の傾斜した面を曲面によって構成したものである。これによって光導電体の電気抵抗を低下させて光の検知信号の熱雑音を抑えることができる。
本発明の発光装置の製造方法は、以下の工程を含む。
ｉ）  基板上に島状の半導体領域を持つ光検出素子を形成する工程。
ｉｉ）この半導体領域の平坦部分の上部に、半導体領域と重畳させて発光素子を形成する工程。
そして、このｉｉ）の工程は次の工程を含む。
ａ）前記島状の半導体領域の全体を覆うように、発光素子の駆動電極を形成する工程。
ｂ）この駆動電極の一部を絶縁膜で覆って、少なくとも前記平坦部分の内側に開口を形成して、発光領域を規定する工程。
ｃ）少なくとも開口を含む部分に、発光材料を塗布して発光層を形成する工程。
ｄ）発光材料を塗布した上に、金属を主たる材料とする他の電極を形成し、この他の電極と前記駆動電極によって前記発光層を挟み、発光素子を形成する工程。
このようにすることで、発光素子と光検出素子を重畳して形成しても、発光層の膜厚を均一にすることができ、発光分布が均一で長寿命の発光装置を製造することが可能となる。
【００４５】
発光素子を構成する発光層を発光材料の塗布、即ち湿式法により成膜する場合、特に平坦面上にはより均一な発光層を形成することができる。特に湿式法の場合、塗布される発光層の濡れ性や粘度等の材料そのものの特性に応じて膜が形成されるため、凹凸を持つ表面に形成する場合は、膜厚にばらつきが生じてしまうのであるが、平坦面上に、発光層を形成することにより、真空装置などを必要とせず、簡単な工法により発光層を形成することができるようになる。
【００４６】
また本発明の発光装置には、発光素子に対応して光検出素子を積層配置して構成されたディスプレイ等の表示装置が含まれる。
【００４７】
また本発明の発光装置には、発光素子に対応して光検出素子を積層配置して構成された画像形成装置用途の光ヘッドが含まれる。
【００４８】
また本発明の発光装置を応用した光ヘッドを露光装置として用いた画像形成装置が提供される。
【００４９】
この画像形成装置は、個々の画素を形成する発光素子の発光分布が均一であり、更に長寿命であるため、画質、耐久性の点で優れたものとなる。また本発明を応用した光ヘッドは小型化が可能であるため、画像形成装置の小型化に寄与することができる。
【００５０】
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、実施の形態１、実施の形態２では本発明に係る発光装置を応用した光ヘッドを中心に説明する。
また、実施の形態３では本発明に係る発光装置を応用した光ヘッドを搭載した画像形成装置の例について詳細に説明する。
また、実施の形態４、実施の形態５では光検出素子の構成例について説明する。
また、実施の形態６では本発明に係る発光装置を応用した表示装置について説明する。
また、実施の形態７から実施の形態１１では光検出素子の構成について、より詳細に例を挙げて説明する。
【００５１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る発光装置を応用した光ヘッドの構成、特に光ヘッドに設けられた発光素子であるエレクトロルミネッセント素子の周辺構成を示す断面図であり、図２は本発明の実施の形態１におけるエレクトロルミネッセント素子の上面図である。
以降、図１と図２を用いて、本発明における発光素子と光検出素子の配置について詳細に説明する。
図１では発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０、および光検出素子１２０を構成する各層の上下配置の関係が示されている。この光ヘッドは、図１に示すように、エレクトロルミネッセント素子１１０が、ガラス基板１００上に形成された光検出素子１２０を構成する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の上層に積層され、光検出素子１２０の素子領域を構成する多結晶シリコンからなる半導体島領域（以降、「光検出素子１２０の素子領域を構成する多結晶シリコンからなる半導体島領域」を、単に「半導体島領域ＡＲ」と呼称する。なお後述するように、半導体島領域ＡＲは非晶質シリコンで構成されていてもよい）の外縁が、エレクトロルミネッセント素子１１０の光出射領域ＡＬＥの外側となるように形成されたことを特徴とする。
このように、段差を生ずる結果となる光検出素子１２０の半導体島領域ＡＲすなわちここでは、半導体島領域ＡＲの外縁がエレクトロルミネッセント素子１１０の光出射領域ＡＬＥの外側となるように形成されている。図示するように発光層１１２の下地は平坦面を構成しており、エレクトロルミネッセント素子１１０の光出射領域ＡＬＥに相当する領域には段差はない。したがって光ヘッドの有効領域となる光出射領域ＡＬＥでは光ヘッドの発光層１１２が均一に形成される。
【００５２】
即ち、実施の形態１の発光装置は、基板（ガラス基板１００）上に発光素子としてのエレクトロルミネッセント素子１１０と、この発光素子から出射される光を検出する光検出素子１２０とを積層配置したものであり、この発光素子の光出射領域ＡＬＥが平坦面上に配設されている。
また、実施の形態１の発光装置は、光検出素子１２０、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０は、基板（ガラス基板１００）上に光検出素子１２０、発光素子１１０の順に形成され、平坦面を光検出素子１２０によって構成している。
【００５３】
また、実施の形態１の発光装置は、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０が、基板（ガラス基板１００）上に形成された光検出素子１２０の上層に積層して形成され、光検出素子１２０の素子領域（即ち半導体島領域ＡＲ）は発光素子１１０の光出射領域ＡＬＥを覆うように、光出射領域ＡＬＥよりも大きく形成されている。
【００５４】
このことは見方を変えれば、発光素子１１０は、基板（ガラス基板１００）上に形成された光検出素子１２０の上層に積層され、光検出素子１２０の素子領域（半導体島領域ＡＲ）の外縁が発光素子１１０の光出射領域ＡＬＥの外側となるように形成されている、と言うことができる。
【００５５】
本実施の形態の光ヘッドは、図１に示すように、表面に平坦化のためのベースコート層１０１を形成したガラス基板１００上に、光検出素子１２０と、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０とを順次積層するとともに、光検出素子１２０の出力に応じて、駆動電流または駆動時間を補正しつつエレクトロルミネッセント素子１１０を駆動する薄膜トランジスタで構成される駆動トランジスタ１３０と、この駆動トランジスタ１３０に接続されたチップＩＣとしての駆動回路（図示せず）を搭載したものである。
そして、光検出素子１２０はベースコート層１０１表面に形成された多結晶シリコン層からなる半導体島領域ＡＲを帯状のｉ層からなるチャネル領域１２１ｉを隔てて 所望の濃度にドープすることによりソース領域１２１Ｓ、ドレイン領域１２１Ｄを形成し、この上層に形成される酸化シリコン膜からなる第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３を貫通するようにスルーホールを介して形成されたソース電極１２５Ｓおよびドレイン電極１２５Ｄで構成される。また、この上層に保護膜１２４としての窒化シリコン膜を介して、エレクトロルミネッセント素子１１０が形成されており、第１の電極としての陽極１１１となるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、絶縁膜であって陽極の一部を被覆して開口を規定する画素規制部１１４、発光層１１２、第２の電極としての陰極１１３の順に各層が積層形成されている。ここでは光出射領域ＡＬＥは絶縁膜である画素規制部１１４によって規定される。
図面からも明白なように、光検出素子１２０は、基板１００上に島状に形成された半導体領域（即ち半導体島領域ＡＲ）に形成され、発光素子１１０の光出射領域ＡＬＥは半導体島領域ＡＲの内側に配置され、発光素子１１０の下層側の電極（陽極１１１）が、半導体島領域ＡＲを覆うように形成されている。
また、このときの光出射領域ＡＬＥは第１の電極（陽極１１１）と発光層１１２との間に介在せしめられた絶縁膜（画素規制部１１４）に形成された開口で規定されたものである。なお、画素規制部１１４を第２の電極（陰極１１３）と発光層１１２との間に設けて、これによって開口を規定するようにしてもよい。
【００５６】
一方、光検出素子１２０を構成する各層は、薄膜トランジスタで構成された駆動トランジスタ１３０と同一の製造工程で同一の層に形成される。すなわち駆動トランジスタ１３０におけるチャネル領域１３２Ｃをはさんでソース領域１３２Ｓ、ドレイン領域１３２Ｄが、光検出素子１２０の半導体島領域ＡＲと同一工程で形成され、これにコンタクトするソース電極１３４Ｓ、ドレイン電極１３４Ｄ、ゲート電極１３３とで駆動トランジスタ１３０を構成している。
一方光検出素子１２０は、発光素子の第１の電極（陽極１１１）をゲート電極とし、第１の絶縁膜１２２等をゲート絶縁膜とした薄膜トランジスタ（電界効果トランジスタ）を構成しているとみなすことができる。しかし、一般的な薄膜トランジスタにおけるゲート絶縁膜と比較して、第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３、保護膜１２４を合計した厚さはその数倍から数十倍の厚さに達するため、第１の電極（陽極１１１）をゲート電極とみなしたとしても、その電位のばらつきを無視しうる程度の電圧降下を生じる厚さとすることができる。
これら各層は、ＣＶＤ法・スパッタ法・蒸着法による半導体薄膜の形成、アニ−ルによる多結晶化、フォトリソグラフィによるパターニング、エッチング、不純物イオンの注入、絶縁膜・金属膜の形成、など通例の半導体プロセスを経て形成される。
【００５７】
ここで、ガラス基板１００は無色透明なガラスの一枚板である。ガラス基板１００としては、例えば透光性または半透光性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を用いることができる。一般に薄膜トランジスタを表面に形成する場合、コーニング社製＃１７３７に代表されるような、ホウケイ酸ガラスを用いることが多い。
【００５８】
その他の材料をガラス基板１００の代替品として採用することも可能であり、例えば透光性または半透光性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、フッ素系樹脂ポリシロキサン、ポリシラン等のポリマー材料を用いた高分子フィルム等、あるいは透光性または半透光性の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、或いは発光領域から出射される光を、基板を介さずに取り出す場合には、非透光性のシリコン、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光性基板材料、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。あるいは、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒあるいはこれらの合金などの金属からなる導電性基板の表面にＳｉＯ２、ＳｉＮ、などの無機絶縁材料や樹脂コーティングなどの有機絶縁材料による絶縁膜を形成するなど表面を絶縁化処理して形成された基板を用いることもできる。
【００５９】
またガラス基板１００などの基板の表面あるいは基板内部には、後述するようにエレクトロルミネッセント素子１１０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集積化して形成しても良い。
【００６０】
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望ましいが、特に限定されるものではなく、エレクトロルミネッセント素子１１０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。
【００６１】
ベースコート層１０１は、例えばＳｉＮから成る第１の層と、ＳｉＯ２から成る第２の層の２層構造で構成してもよい。ＳｉＮ、ＳｉＯ２の各層は蒸着法等によっても形成できるが、スパッタ法、ＣＶＤ法により形成することが望ましい。
【００６２】
ベースコート層１０１の上には、エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動トランジスタ１３０、及び光検出素子１２０が同一工程で形成される多結晶シリコン層を用いて形成される。エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動用回路は、抵抗・コンデンサ・インダクタ・ダイオード・トランジスタ等の回路素子およびそれらを電気的に結合させる配線およびコンタクトホール（スルーホール）から構成されるが、光ヘッドの小型化を考慮すると薄膜トランジスタを用いることが望ましい。実施の形態１において光検出素子１２０は、図１から明らかなように発光層１１２を含むエレクトロルミネッセント素子１１０と、光の出力面となるガラス基板１００の中間に位置しており、且つ光検出素子１２０の半導体島領域ＡＲは光出射領域ＡＬＥよりも面積的に大きい。
さて、図２に示すように、エレクトロルミネッセンス素子１１０を上面から見たとき、光出射領域ＡＬＥは、光検出素子１２０の内側に存在するため、光を透過しない材料を光検出素子１２０に用いることはできない。したがって、発光層１１２から放出された光がガラス基板１００の外へ出射するのを妨げないようにするため、光検出素子１２０には透光性を有した材料を用いなければならない。透光性を有した光検出素子１２０の材料としては、例えば多結晶シリコンを選択することが望ましい。
【００６３】
実施の形態１では、ベースコート層１０１の上に一様な半導体層を形成した後、半導体層に対してエッチング加工を施すことにより、駆動トランジスタ１３０及び光検出素子１２０を同じ層から形成している。同一の半導体層から島状に独立した駆動トランジスタ１３０及び光検出素子１２０を一括で形成する加工は、製造工数の削減と製造コストの抑制に有利である。なお光検出素子１２０において、光出射領域ＡＬＥにおいて出力される光を受ける半導体島領域ＡＲは光検出素子１２０となる島状に構成された多結晶シリコンまたは非晶質シリコンの表面である。
【００６４】
エレクトロルミネッセント素子１１０の発光層１１２に電界をかけるための駆動トランジスタ１３０及び光検出素子１２０の上には、例えば酸化シリコン膜からなる第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３と保護膜１２４とが設けられているが、光検出素子１２０にとっては、これらの絶縁膜や保護膜１２４は、陽極１１１をゲート電極とみなしたときのゲート絶縁膜として作用し、この膜厚による電圧降下によって陽極１１１の電位からの降下幅が決定される。このゲート絶縁膜を構成する第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３と保護膜１２４は蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により形成される。
【００６５】
また、駆動トランジスタ１３０の真上にあるゲート絶縁膜としての第１の絶縁膜１２２の表面にはゲート電極１３３が形成される。ゲート電極１３３の材料としては、例えばＣｒ、Ａｌ等の金属材料が用いられる。あるいは、ゲート電極１３３に透光性が必要な場合は、ＩＴＯや薄膜金属とＩＴＯの積層構造が用いられる。ゲート電極１３３は、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により形成される。
【００６６】
ゲート電極１３３が形成された基板表面に、第２の絶縁膜１２３が形成される。第２の絶縁膜１２３は、これまで形成してきた積層体の全表面に渡って形成される。第２の絶縁膜１２３は、例えばＳｉＮ等から成り、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により形成される。
【００６７】
第２の絶縁膜１２３の上には、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、および駆動トランジスタ１３０のソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄが形成される。光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ及び光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓは、それぞれ光検出素子１２０のソース領域１２１Ｓ、ドレイン領域１２１Ｄに接続されており、光検出素子１２０から出力される電気信号の伝達と光検出素子１２０の接地を行う。一方、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄは、駆動トランジスタ１３０のソース領域１３２Ｓ、ドレイン領域１３２Ｄに接続されており、ソース電極１３４Ｓとドレイン電極１３４Ｄの間に所定の電位差を付与した状態で先述したゲート電極１３３に所定の電位を付与することで、チャネル領域１３２Ｃに電界が印加され、駆動トランジスタ１３０はスイッチング素子としての機能を有するようになり、発光素子としてのエレクトロルミネッセント素子１１０の駆動を行う回路として動作する。
【００６８】
光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、駆動トランジスタ１３０のソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄの材料としては、例えばＣｒあるいはＡｌ等の金属、または透光性が求められる場合、ＩＴＯ、あるいは薄膜金属とＩＴＯとの積層構造等が用いられる。
【００６９】
図１に示すように、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ及び光検出素子接地電極は、第１の絶縁膜１２２及び第２の絶縁膜１２３を貫通して光検出素子１２０と電気的に接続されており、一方、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄも同様に第１の絶縁膜１２２及び第２の絶縁膜１２３を貫通して駆動トランジスタ１３０と電気的に接続されている。したがって、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、駆動トランジスタ１３０のソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄの形成に先立ち、第1の絶縁膜１２２及び第２の絶縁膜１２３に対して、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ及び光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓと光検出素子１２０を接続するためのスルーホール、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄと駆動トランジスタ１３０を接続するためのスルーホールを設ける必要がある。
【００７０】
このスルーホールは光検出素子１２０の表面と駆動トランジスタ１３０の表面、即ち光検出素子１２０とドレイン電極１２５Ｄ及びソース電極１２５Ｓの接触面と、駆動トランジスタ１３０とソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄの接触面に到達するまでの深さを持ったものであり、光検出素子１２０及び駆動トランジスタ１３０の端部の真上にエッチング加工等により設けられる。エッチングにはハロゲン系のエッチングガスを用いる。フォトリソグラフィにより、開口を形成したレジストパターンで表面を被覆した状態でエッチングガスを導入し、パターニングすることにより、第1の絶縁膜１２２及び第２の絶縁膜１２３にスルーホールを開口する。このとき、エッチングガスには光検出素子１２０及び駆動トランジスタ１３０を構成する材料と化学反応を生じないものを選択する。
【００７１】
光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ及び光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓと光検出素子１２０の接触面、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄと駆動トランジスタ１３０の接触面を露出させる加工が終了した後、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、駆動トランジスタ１３０のソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄを形成する。ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄは、センサ電極となる金属層を第２の絶縁膜１２３の表面、先述したスルーホールの表面及び両センサ電極、光検出素子１２０の表面及び駆動トランジスタ１３０の接触面の表面に一様に形成した後、この金属層をエッチングによりパターニングし、一様の金属層を光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄに分割することにより得られる。
【００７２】
光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄが形成された後に、保護膜１２４が形成される。保護膜１２４は、例えばＳｉＮ等から成り、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により形成される。
【００７３】
保護膜１２４の上には、陽極１１１が形成される。陽極１１１は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）から成る。陽極１１１の構成材料としてはＩＴＯの他にＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＡＴＯ（ＳｂをドープしたＳｎＯ2）、ＡＺＯ（ＡｌをドープしたＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３等を用いることができる。陽極１１１は図１のように、光検出素子１２０に対して真上にあたる保護膜１２４の表面に形成される。
【００７４】
図１および図２に明瞭に図示するように、陽極１１１は、ガラス基板１００上に形成された半導体島領域ＡＲから構成される光検出素子１２０の上部に第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３を介して形成されており、陽極１１１のサイズは光検出素子１２０よりも大きく設定され、かつ光検出素子１２０は陽極１１１の外縁よりも内側になるように構成されている。
【００７５】
図１に示すように、陽極１１１は保護膜１２４を貫通して駆動トランジスタ１３０のドレイン電極１３４Ｄと電気的に接続されている。したがって陽極１１１の形成の前には、保護膜１２４に対して陽極１１１とドレイン電極１３４Ｄを接続するためのスルーホールを設ける必要がある。このスルーホールはドレイン電極１３４Ｄの表面、即ちドレイン電極１３４Ｄと陽極１１１との接触面が露出するまでの深さを持ったものであり、ドレイン電極１３４Ｄの端部の真上にエッチング加工等により設けられる。このエッチング加工が施された後、陽極１１１の層が形成される。陽極１１１は蒸着法等によっても形成できるが、抵抗値や透過率の良い緻密な陽極１１１を得るためには、スパッタ法あるいはＣＶＤ法により形成することが望ましい。なお実施の形態１では陽極１１１としてＩＴＯを用いている。
【００７６】
陽極１１１が形成された後、窒化シリコン膜あるいは酸化シリコン膜、酸窒化シリコン、酸化チタン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の無機絶縁材料あるいはポリイミドやポリエチレン等の有機絶縁材料を用いて画素規制部１１４が形成される。画素規制部１１４の材料としては上述のように絶縁性が高く、絶縁破壊に対して強く、かつ成膜性が良くパターニング性が高いものが望ましい。画素規制部１１４とは、光出射領域を規制する部材であり、第１の電極または第２の電極と発光層との間に介在せしめられた絶縁膜に形成された開口で規定するようにしたものである。
【００７７】
実施の形態１では画素規制部１１４としての窒化シリコン膜を構成する材料として、窒化シリコン、窒化アルミニウムを用いている。画素規制部１１４は、後述する発光層１１２と陽極１１１との間に設けられ、光出射領域ＡＬＥの領域外にある発光層１１２を陽極１１１から絶縁し、発光層１１２の発光する箇所を規制している。したがって、画素規制部１１４に重なる発光層１１２の領域は非発光領域となり、画素規制部１１４に重ならない領域が光出射領域ＡＬＥとなる。画素規制部１１４は、発光層１１２の光出射領域ＡＬＥが光検出素子１２０の半導体島領域ＡＲよりも面積的に小さくなるように規制し、且つ光出射領域ＡＬＥを光検出素子１２０の半導体島領域ＡＲの内側に配置するように構成される。
【００７８】
画素規制部１１４が形成された後、発光層１１２が形成される。発光層１１２は無機発光材料、若しくは以降詳細に説明する高分子系、あるいは低分子系の有機発光材料から形成される。発光層１１２を形成する無機発光材料としては、チタン・リン酸カリウム、バリウム・ホウ素酸化物、リチウム・ホウ素酸化物等を用いることができる。
発光層１１２を構成する高分子系の有機発光材料としては、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望ましく、例えばポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリフルオレンあるいはこれらの誘導体等のからなるポリマー発光材料等を用いることができる。
【００７９】
高分子系の発光層１１２として、例えばデンドリマ等の樹木状多分岐構造をもつ有機化合物を用いてもよい。この有機化合物は、発光性の構造単位を３次元的に複数の外部構造単位が取り巻いた樹木状多分岐高分子構造または樹木状多分岐低分子構造を有するため、発光性の構造単位が３次元的に孤立した状態となり、有機化合物自体が微粒子状の形態をとる。このため、薄膜状に形成したとき、この有機化合物の集合体は、外部構造単位の存在によって、隣り合う発光性の構造単位が近接することが阻害され、発光性の構造単位が薄膜内に均一に分布し、高強度で、長寿命の発光を維持することができる。
【００８０】
発光層１１２を構成する低分子系の有機発光材料としては、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を用いることもできる。
【００８１】
高分子系材料、低分子系材料から成る発光層１１２は、材料をトルエン、キシレン等の溶媒に溶解したものをスピンコート法やインクジェット法、あるいはギャップコーティング法、印刷工法、に代表される湿式成膜法で層状に成形し、溶解液中の溶媒を揮発させることで得られ、低分子系材料から成る発光層１１２は、材料を真空蒸着法、あるいは、蒸着重合法やＣＶＤ法などにより積層することで得られることが一般的であるが、発光材料の特性に合わせていずれかの工法を取ることで形成することができる。
【００８２】
また実施の形態１では、発光層１１２を便宜上単一の層として記述しているが、発光層１１２を陽極１１１の側から順に正孔輸送層／電子ブロック層／上述した有機発光材料層（ともに図示せず）の３層構造としてもよいし、発光層１１２を陰極１１３の側から順に電子輸送層／有機発光材料層（ともに図示せず）の２層構造、あるいは陽極１１１の側から順に正孔輸送層／有機発光材料層の２層構造（ともに図示せず）、あるいは陰極１１３の側から順に正孔注入層／正孔輸送層／電子ブロック層／有機発光材料層／正孔ブロック層／電子輸送層／電子注入層のごとく７層構造（ともに図示せず）としてもよい。またはより単純に発光層１１２が上述した有機発光材料のみからなる単層構造であってもよい。あるいは、各機能を持つ材料を混合した混合層や、これら混合層を積層した構造であっても良い。このように実施の形態１において発光層１１２と呼称する場合は、発光層１１２が正孔輸送層、電子ブロック層、電子輸送層などの機能層を有する多層構造である場合も含んでいる。後に説明する他の実施の形態についても同様である。
【００８３】
上述した機能層における正孔輸送層としては、正孔移動度が高く、透光性で成膜性の良いものが望ましく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）、テトラジヘクシルフルオレニルビフェニル（ＴＦＢ）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。
【００８４】
またＭｏＯ３、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ、ＭｇＯ等の無機酸化物を用いてもよい。正孔輸送層として、特にＭｏＯ３、Ｖ２Ｏ５等の遷移金属酸化物を用いると、非常に高効率で長寿命の有機エレクトロルミネッセント素子を提供することが可能となる。またこれらの正孔輸送材料は電子ブロック材料として用いることもできる。
【００８５】
上述した機能層における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、あるいは、ビス（２−メチル−８−キノリノレート）−（パラ−フェニルフェノレート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、バソフプロイン（ＢＣＰ）等が用いられる。またこれらの電子輸送層を構成可能な材料は正孔ブロック材料として用いることもできる。
【００８６】
発光層１１２が形成された後、陰極１１３が形成される。陰極１１３は、例えばＡｌ等の金属を蒸着法等によって層状に形成することにより得られる。エレクトロルミネッセント素子１１０の陰極１１３としては仕事関数の低い金属もしくは合金、例えばＡｇ、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。あるいは、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃｓ等の金属、あるいは、ＬｉＦ、ＣａＯといったこれら金属のフッ化物や酸化物からなる有機物層に当接する第１の電極層と、その上に形成されるＡｇ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｉｎ等の金属材料からなる第２の電極とからなる金属の積層構造を用いることもできる。
【００８７】
以上説明してきたように、実施の形態１の発光装置の製造方法は以下の工程を含んでいる。
ｉ）  ガラス基板１００上に島状の半導体領域（半導体島領域ＡＲ）を持つ光検出素子１２０を形成する工程。
ｉｉ）この半導体島領域ＡＲの平坦部分の上部に、絶縁膜１２２等を介して半導体島領域ＡＲと重畳させて発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０を形成する工程。
そして、このｉｉ）の工程は次の工程を含んでいる。
ａ）半導体島領域ＡＲの全体を覆うように、エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動電極（陽極１１１）を形成する工程。
ｂ）この駆動電極（陽極１１１）の一部を絶縁膜（画素規制部１１４）で覆って、少なくとも半導体島領域ＡＲにおける平坦部分の内側に開口を形成して、発光領域（光出射領域ＡＬＥ）を規定する工程。
ｃ）少なくとも開口を含む部分に、いわゆる湿式製膜法によって発光材料を塗布し、発光層１１２を形成する工程。
ｄ）発光材料を塗布した上に、金属を主たる材料とする他の電極（陰極１１３）を形成し、この他の電極（陰極１１３）と駆動電極（陽極１１１）によって発光層１１２を挟み、エレクトロルミネッセント素子１１０を形成する工程。
このようにすることで、発光素子と光検出素子を重畳して形成しても、少なくとも画素規制部１１４の開口に相当する領域では、発光層の膜厚を均一にすることができ、発光分布が均一で長寿命の発光装置を製造することが可能となる。
【００８８】
図１に示すような実施の形態１の光ヘッドは、エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動トランジスタ１３０側から光を出力する構成を採用しており、このようなエレクトロルミネッセント素子１１０の構造をボトムエミッションという。ボトムエミッション構造は、ガラス基板１００の側から光を取り出すため、既に述べたように光検出素子１２０は透光性の高い材料で構成されることが好ましく、例えば多結晶シリコン（ポリシリコン）で構成される。多結晶シリコンで構成された光検出素子１２０は非晶質シリコン（アモルファスシリコン）で構成したものと比較して光電流の生起能力が低いという問題があるが、例えばコンデンサ（図示せず）をエレクトロルミネッセント素子１１０の近傍に設け、光検出素子１２０から出力された電流に基づく電荷をコンデンサに所定期間蓄積するか、あるいは、逆に所定の電荷を蓄積しておき、この電荷をディスチャージし、その後に電圧変換を行なうような処理回路を設けることで解決することができる。ボトムエミッション構造の場合は、光を取り出す側の電極（陽極）を透光性の材料で形成することが容易なため製造が簡単になる利点がある。
【００８９】
図２に示すように実施の形態１の光ヘッドは、複数のエレクトロルミネッセント素子１１０を主走査方向（素子列の方向）に配置して構成されており、１つの発光領域（光出射領域ＡＬＥ）に対して、１つの光検出素子１２０を対応させて配置している。このような構造とすることで、光検出素子１２０によって各エレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量を独立して計測できる。また光検出素子１２０とエレクトロルミネッセント素子１１０は薄膜（第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３および保護膜１２４）で隔てられており、平面方向の光の漏れは極めて小さいため、光学的なクロストークの影響も殆ど無視できる。これによって同時に複数のエレクトロルミネッセント素子１１０の光量を計測することが可能となり、計測時間を大幅に短縮できる。
【００９０】
図２では、光検出素子１２０、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、光出射領域ＡＬＥ、光検出素子１２０の素子領域としての半導体島領域ＡＲ、発光層１１２の陽極１１１となるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、スルーホールＨＤ及びドレイン電極１３４Ｄの相互関係が示されている。光検出素子１２０は、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ及び光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓと接続されている。光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄは、光検出素子１２０が出力する電気信号を光検出素子１２０の外部に伝達する電極である（後に図３を用いて詳細に説明する）。この電気信号を基に、光量補正部（図示せず）が生成するフィードバック信号が決定され、このフィードバック信号を基に光の補正に必要な処理が行われる。
【００９１】
実施の形態１ではこのフィードバック信号に基づいて各エレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量を補正するようにしており、図示しないドライバ回路によって各エレクトロルミネッセント素子１１０を駆動する電流値を制御している。このように実施の形態１では光検出素子１２０の出力に基づいてエレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量を制御しているが、フィードバック信号に基づいて各エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動時間を制御する、いわゆるＰＷＭ制御を行なうように構成してもよい。ＰＷＭ制御を採用した場合は、制御をフルディジタルの回路構成で実現できるというメリットがある。
【００９２】
光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓは、光検出素子１２０の接地を行う電極である。発光素子としてのエレクトロルミネッセント素子１１０の陽極１１１であるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）は、駆動トランジスタ１３０のドレイン電極１３４Ｄと接続されており、エレクトロルミネッセント素子１１０はドレイン電極１３４Ｄを介して駆動トランジスタ１３０で制御されている。
【００９３】
図１、図２に示したように、実施の形態１の光ヘッドは、島状に形成された多結晶シリコン（ポリシリコン）から構成される光検出素子１２０を主走査方向に列状に配置し、各エレクトロルミネッセント素子１１０においては画素規制部１１４としての窒化シリコン膜により光出射領域ＡＬＥが制限された発光層１１２の下部に光出射領域ＡＬＥよりも大きな半導体島領域ＡＲを有した光検出素子１２０を配置して構成される。光出射領域ＡＬＥよりも光検出素子１２０の半導体島領域ＡＲ（島状に形成された多結晶シリコンの島状部分）を大きくすることで、光出射領域ＡＬＥが形成される部位から、ソース電極１２５Ｓ、ドレイン電極１２５Ｄといった段差を有する構造物を排除している。従って、少なくとも光出射領域ＡＬＥは光検出素子１２０の平坦部上に形成されることとなる。これによって特に発光層１１２を上述した湿式法によって形成した場合であっても発光層１１２の局所的な膜厚の変化を抑えることができ、発光層１１２を流れる電流の偏りを抑えることができる。したがって、均一な発光分布と寿命の向上を実現した光ヘッドを製造することができる。
【００９４】
さらに、実施の形態１の発光装置を応用した光ヘッドに搭載される島状に構成された光検出素子１２０の半導体島領域ＡＲは発光領域すなわち光出射領域ＡＬＥに比べて大きいため、発光層１２０からの出力光を発光光量または発光時間の補正に用いる電気信号へと効率的に変換することができる。
【００９５】
なお、実施の形態１で説明した光ヘッドは、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０の下層側の電極（陽極１１１）、光検出素子１２０を構成する半導体領域（半導体島領域ＡＲ）、光出射領域ＡＬＥを、この順に小さく構成したものであるが、これらの各サイズは順に１μｍ以上小さくなるように形成するのが望ましい。通常の半導体プロセスにおいては、各層を製膜・パターニングする際、完全に図面どおりに形成することが困難であり、特別な装置を用いず大きな面積に対してパターニングする場合、フォトリソグラフィ時におけるフォトマスクの位置合わせ精度やフォトマスクの伸縮、エッチング時におけるエッチングレートの面内分布などにおいて、それぞれ１μｍ以下程度の誤差が生じ、これらを考慮すると、１μｍ程度の誤差が生じるのが一般的である。
【００９６】
従って上述したように１μｍ以上のマージンを設けることにより、素子作製プロセスに起因する膜厚の不均一分布や位置ずれ、大きさのずれなどが生じた場合でも、より効率よく信頼性の高い発光装置を形成することが可能となる。特に発光装置の大型化を考えた場合、素子作製プロセスに起因するずれ等が大きくなるため、例えば、現在の一般的なガラス基板上の薄膜トランジスタの作製プロセス等を考慮すると、１μｍ程度以上のマージンをとっておくことにより、容易に発光装置を形成することが可能である。
【００９７】
図３は本発明の実施の形態１における光ヘッドに搭載された光量検出回路２４１の回路図である。
以降、図３を用いて実施の形態１の光ヘッドで用いられる光量検出回路２４１について説明する。光量検出回路２４１は図３に示すように、オペアンプ１７０等から構成されたチャージアンプ１５０を備えた駆動用ＩＣと、この駆動用ＩＣの入力端子に接続されるように、前述したガラス基板１００（図３には図示せず）に集積化して形成された検出回路部Ｃｘ２５０とで構成され、この検出回路部Ｃｘ２５０はスイッチングトランジスタ２００と、光検出素子１２０と、この光検出素子１２０に並列接続され、予め蓄積しておいた電荷を光検出素子１２０の出力電流（光電流）によってディスチャージされるコンデンサＣＳ１４０とで構成される。このコンデンサＣＳ１４０は図１の断面図には図示していないが、光検出素子１２０のソース電極１２１Ｓ、ドレイン電極１２１Ｄにそれぞれ接続されるようにこれらと同一工程で形成された導電性膜で、第１および第２の絶縁膜１２２、１２３を挟むことによって形成されている。光ヘッドの構成を考慮すると、コンデンサＣＳ１４０は図２に示す光検出素子出力電極１２５Ｄの延長線上に（副走査方向に）設けるのが望ましい。
【００９８】
以降図２を併用して説明する。
ここで光検出素子１２０は、エレクトロルミネッセント素子１１０からの光によって多結晶シリコンによって構成されるチャネル領域１２１ｉで光電変換が行われ、ソース領域１２１Ｓからドレイン領域１２１Ｄに流れる電流を光電流として取り出すことにより、光量を検出するものである。
しかしながら、コンデンサＣＳ１４０に蓄積されている電荷を計測する際にエレクトロルミネッセント素子１１０が点灯している場合は、前述したように、エレクトロルミネッセント素子１１０の陽極１１１には所定の電圧が印加されている。このため光検出素子１２０にとっては、陽極１１１がゲート電極として機能することになる。
【００９９】
このゲート電極（陽極１１１）の電位によって光検出素子１２０のチャネル領域１２１ｉである多結晶シリコン層に電界がかかり、これによりドレイン電流ＩＤが流れることになる。このドレイン電流ＩＤが光電変換電流に付加されることになるため、ドレイン電極１２５Ｄからセンサ出力として検出回路部Ｃｘ２５０に出力される光電変換電流は実際の光電変換電流にドレイン電流ＩＤを加えたものとなる。このため光量検出精度が低下するという問題がある。
【０１００】
図４は本発明の実施の形態１における光検出素子１２０のゲート電圧Ｖｇとドレイン電流ＩＤの関係を示す説明図である。
ゲート電圧Ｖｇとドレイン電流ＩＤとの関係を測定した結果を図４に実線で示す。高い光量検出精度を確保するためには、ゲート電圧Ｖｇの変化によるドレイン電流ＩＤの変化が小さいことが望ましいため、この図から明らかなように、この薄膜トランジスタのドレイン電流ＩＤが０である領域すなわち、トランジスタの動作がオフとなる領域（ＯＦＦ領域）で使用するのが望ましい。
【０１０１】
ゲート電圧Ｖｇとドレイン電流ＩＤの関係において、Ｖｇ＞０の領域において電流ＩＤが流れる領域があり、ゲート電圧Ｖｇの変化に伴ったドレイン電流ＩＤの変化が生じるため、望ましくは、図４に破線で示すように、ゲート電位をマイナス方向にシフトさせるようにすることにより、薄膜トランジスタをＯＦＦ領域で使用することができ、実用上暗電流を無視することができる。本発明では、光検出素子１２０の出力を高精度に検出することは極めて重要であるため、光検出素子１２０を構成する薄膜トランジスタをＯＦＦ領域で光検出することが重要である。
【０１０２】
以降図２を併用して説明する。
光検出素子１２０は、これを構成する薄膜トランジスタのチャネル領域１２１ｉとなる多結晶シリコン層に印加される電界により、ドレイン電流ＩＤおよび光電変換電流の電流量が決定される構成であるため、例えば、薄膜トランジスタのチャネル領域１２１ｉの一部が陽極１１１に覆われていない場合、陽極１１１に覆われていない部分の電界を制御することは難しく、表面電位や外部電界などにより生じる不定の電界が印加され、即ち外乱によって光量検出精度が低下するという問題がある。したがって、薄膜トランジスタのチャネル領域１２１ｉとなる多結晶シリコン層全体がエレクトロルミネッセント素子１１０の陽極１１１であるＩＴＯ電極で完全に覆われている構成が、ゲート電界によってチャネルを制御するのにより有効である。
【０１０３】
図５は本発明の実施の形態１における光量検出のタイミングを示すタイミングチャートである。  
以降図５に図３を併用して説明する。
図５（ａ）は、スイッチングトランジスタ１５３のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すものである。スイッチングトランジスタ１５３は、容量素子１５２の蓄積電荷をリセットする機能を有しており、スイッチングトランジスタ１５３のＯＮ／ＯＦＦによってコンデンサＣＳ１４０のチャージ期間（より正確には、後に説明するようにディスチャージ期間である）が規定される。
図５（ｂ）は、スイッチングトランジスタ２００の動作タイミングを示すものである。なおスイッチングトランジスタ２００は、信号ＳＥＬｘに基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御され、信号ＳＥＬｘがハイレベルのときにスイッチングトランジスタ２００はＯＮとなる。
図５（ｃ）は、エレクトロルミネッセント素子１１０の点灯タイミングを示すものである。なお図５（ｃ）において、信号ＥＬＯＮがハイレベルのときにエレクトロルミネッセント素子１１０は発光する。
図５（ｄ）は、コンデンサＣＳ１４０の両端（即ちソース電極１２５Ｓとドレイン電極１２５Ｄ間）の電位変化を示すものである。
図５（ｅ）は、オペアンプ１７０の出力電圧を示している。
図５（ｆ）はオペアンプ１７０の出力Ｖｒ０をサンプルホールドするタイミングを示すものである。
図５（ｇ）はサンプルホールドされたアナログ信号がＡＤコンバータ２４０によってＡＤ変換（アナログ信号からディジタル信号に変換）され、ディジタル化されたデータを出力するタイミングを示すものである。
【０１０４】
光検出素子１２０の出力は、図５（ａ）乃至（ｇ）に示すようにスイッチングトランジスタ２００のスイッチングにより、コンデンサＣＳ１４０にエレクトロルミネッセント素子１１０の所望の回数の点灯時間分チャージされた電流を取り出すことによって、高精度の光量検出が可能となる。
【０１０５】
以降、光量検出動作における動作タイミングを詳細に説明する。
まず、スイッチングトランジスタ２００が信号ＳＥＬｘに基づきＯＮとなり、チャージアンプ１５０によって、コンデンサＣＳ１４０に初期電圧Ｖｒｅｆがチャージされる（Ｓ１：リセットステップ）。
【０１０６】
そして、このスイッチングトランジスタ２００を信号ＳＥＬｘに基づきＯＦＦにし、信号ＥＬＯＮを制御してエレクトロルミネッセント素子１１０を点灯すると、これを受光した光検出素子１２０のチャネル領域１２１ｉ（図２参照）は光量に比例した導電性を発現する。この際に光検出素子１２０を流れる光電流により、リセットステップＳ１でコンデンサＣＳ１４０にチャージされた電荷は減少する。即ちコンデンサＣＳ１４０はエレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量の強弱に応じてディスチャージされていく。（Ｓ２：点灯ステップ）。
【０１０７】
次にチャージアンプ１５０を構成するスイッチングトランジスタ１５３を信号ＣＨＧに基づいてＯＦＦし、チャージアンプ１５０をコンデンサＣＳ１４０に蓄積されている電荷を測定可能な状態とする（Ｓ３：測定開始ステップ）。
【０１０８】
そして、スイッチングトランジスタ２００を信号ＳＥＬｘに基づいてＯＮとすると、この時点でコンデンサＣＳ１４０に蓄積されている電荷はチャージアンプ１５０を構成する容量素子１５２に受け渡される。その結果チャージアンプ１５０を構成するオペアンプ１７０の出力電圧Ｖｒ０は上昇する。この期間も光検出素子１２０の光電流は流れＶｒ０は上昇するが、短期間の微小電流であるため影響はほとんど無視できる（Ｓ４：電荷転送ステップ）。
【０１０９】
最後にスイッチングトランジスタ２００を信号ＳＥＬｘに基づいてＯＦＦとしＶｒ０が確定する。このときのオペアンプ出力電圧Ｖｒ０をＡＤコンバータ２４０に取り込み、光量検出動作が終了し、図示しないＡＤコンバータ２４０の出力Ｄ０が確定する（Ｓ５：リードステップ）。
【０１１０】
このようにして得られた光量検出回路２４１の出力Ｄ０（既に述べたようにディジタル化されている）は、例えばマイクロコンピュータ等の演算部、処理プログラムを格納したＲＯＭ等の不揮発性メモリ、演算に使用するワーク領域等を提供するＲＡＭ等の書き換え可能メモリ、更にこれらを相互に接続するバス等で構成された公知の組み込みコンピュータシステム（以降、光量補正部と呼称する）によって処理され、エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動条件である発光光量や、発光時間が決定される。
エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動条件のうち発光光量を補正する場合には、光量補正部は、光ヘッドを構成する個々のエレクトロルミネッセント素子１１０に対して、新たな駆動電圧（あるいは駆動電流）を算出し、この算出結果に基づく駆動パラメータを、図示しない駆動条件設定部に設定する。これによって駆動トランジスタ１３０（図１参照）をＯＮにした場合のエレクトロルミネッセント素子１１０の駆動条件が制御される。
このような構成によって、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０の陽極１１１と陰極１１３とに印加する電圧値、あるいは電流値が制御され、これらの間に形成された発光層１１２に電圧が印加され、エレクトロルミネッセント素子１１０の光量のばらつきや経時変化に伴う光量の変動を補償し、均一な露光が維持されるように構成される。
なお、実施の形態１では、エレクトロルミネッセント素子１１０と、光検出素子１２０とは重畳するように形成したが、重ね合わせることなく配置されていてもよい。この構造は、即ち、光検出素子１２０が形成される層と、発光素子（エレクトロルミネッセント素子１１０）が形成される層が異なっており、かつ、光検出素子１２０とエレクトロルミネッセント素子１１０が平面図（トップビュー）として見た時に十分離間して配置され、かつ、光検出素子１２０の下層が平坦になっているような場合に該当する。
【０１１１】
また、後に説明するように、ドーピング等によって１つの半導体領域を絶縁領域と活性領域に分割し、この活性領域に複数の光検出素子１２０を形成するようにした場合は、光検出素子１２０を構成する半導体領域は島状にはならないため、上面から見た場合に光検出素子１２０とエレクトロルミネッセント素子１１０を部分的に重畳するように構成することも可能である。
【０１１２】
図６は本発明の実施の形態１におけるエレクトロルミネッセント素子の周辺構成の変形例を示す断面図である。
図６に示すように、ガラス基板の裏面側（光取出し側）にクロム薄膜などからなる遮光膜１０４を形成し、この開口により第２の光出射領域ＡＬＥ１を規定している。即ち、光出射領域ＡＬＥ１を、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０の発光領域ＡＬＥよりも光出射側に配設された遮光膜１０４に形成された開口で規定している。
【０１１３】
この第２の光出射領域ＡＬＥ１を既に説明した画素規制部１１４の開口よりも小さく形成することにより、画素規制部１１４のエッジ部分（段差を構成する）に起因する発光層１１２の膜圧不均一部分を光出射領域ＡＬＥから除外することができる。特に塗布法などの湿式製膜法で発光層１１２を形成した場合、画素規制部１１４のエッジ部分において発光層１１２の膜厚が変化することが知られているが、このように別途遮光膜１０４を設けることで、光出射領域ＡＬＥ１における光量分布（面内の光量分布）をより均一化することが可能となる。他の構成については前記実施の形態１と同様である。
【０１１４】
さて、この遮光部１０４は光学的に発光領域を規定（即ち開口部を定義）する画素規制部として作用することになる。既に説明したように画素規制部１１４は電気的に発光素子（エレクトロルミネッセント素子１１０）の発光領域を規定（即ち開口部を定義。図２を参照）するものであるから、図６に示す構成は、「電気的に発光素子の発光領域を規制する第１の画素規制部と、光学的に発光素子の発光領域を規制する第２の画素規制部を有する」発光素子の構成を示したものに他ならない。また、この構成は「電気的な画素規制部１１４の内側に、光学的な画素規制部である遮光部１０４を設けた」発光素子と言い換えることができる。
【０１１５】
そして、このように構成した場合、光ヘッドから出射された光を感光体に導く光学系の一方の焦点は、第２の光出射領域ＡＬＥ１の表面（光が出射される側のガラス基板１００の表面）とするのが望ましい。もちろん他方の焦点は感光体の表面に設定される。このようにすることで、焦点から出射される光を効率よく感光体上に集光し、感光体上にシャープな潜像を形成することが可能となる。あるいは、光ヘッドから出射された光を感光体に導く光学系の一方の焦点は、エレクトロルミネッセント素子１１０としても良い。このようにすることで、感光体上にシャープな潜像を形成することが可能となる。
【０１１６】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２に係る光ヘッドをトップエミッション構造で構成した場合の断面図である。トップエミッション構造とは、ボトムエミッション構造とは逆に発光層１１２から出力された光を発光層１１２の上部（ガラス基板１００において薄膜トランジスタやエレクトロルミネッセント素子１１０が形成された面）にある陰極１１３ａ，１１３ｂ側に出力する構成のことである。
【０１１７】
図７の構成では、ガラス基板１００に金属から成る反射層１０５を設け、光の出射方向が陰極側にされる構造になっている。図７において、反射層１０５を図示しない電極等に電気的に接合し、その電位を制御することで、いわゆるボトムゲート型のトランジスタとして光検出素子１２０を動作させることもでき、これにより、光検出素子１２０の上部に形成されるエレクトロルミネッセント素子１１０の陽極１１１に印加される電位に影響を受けない光検出素子１２０を実現することができる。この場合、反射層１０５と光検出素子１２０との間の距離および反射層１０５に印加する電圧が重要となることは言うまでもない。
【０１１８】
なお、トップエミッション構造では、透光性のガラス基板１００に代えて非透光性の基板を用いてもよいが、その際、基板の表面には上述のように反射層１０５を設けることが望ましい。また反射層１０５の材料としては、上述したのと同様の理由から金属を用いることが望ましい。
【０１１９】
この構造を採用した場合は、図示するようにエレクトロルミネッセント素子１１０の発光層１１２で生起した光のうち、光検出素子１２０とは反対の方向に出射された光で図示しない感光体（後に説明する図９の２８Ｙ〜２８Ｋを参照）を露光することとなる。一方、発光層１１２にて生起される光は露光に供する方向とは逆方向、即ち光検出素子１２０側にも出射されており、この光を光検出素子１２０で受光することとなる。
【０１２０】
トップエミッション構造を採用した場合、露光に供する光の約半分は、光検出素子１２０を透過し、反射層１０５で反射された光となる。光検出素子１２０としては、透光性は高いが光電流生起能力が若干劣る多結晶シリコンと、透光性が若干劣るが高い光電流生起能力をもつ非晶質シリコンのいずれかを任意に選択することができる。実施の形態２では、光電流の生起能力が高い非晶質シリコン（アモルファスシリコン）で光検出素子１２０を構成している。光をガラス基板１００と反対側に取り出すトップエミッション構造では、エレクトロルミネッセント素子１１０が出射した光はそのまま光検出素子１２０に入射するとともに、この光は反射層１０５によって反射し、更に光検出素子１２０に入射するため、このような構成では反射層１０５によって反射された光も光量検出に寄与することとなり、検出精度が向上する。
【０１２１】
トップエミッション構造を実現するためには、有機発光材料上に陰極として透光性電極１１３ｂを形成する必要があるが、透光性電極成膜時において発光層１１２を構成する有機発光材料にダメージを与えないために、図７のように、ごく薄いＡｌ、Ａｇ等の金属層（薄膜陰極）１１３ａとＩＴＯのような透光性電極１１３ｂとを積層させて陰極として用いている。金属層１１３ａはごく薄いため、透光性が確保され、かつ、その仕事関数により発光層への効率の良い電子の注入が行われ、その表面の十分に厚い透光性電極１１３ｂにより、透光性が確保された低抵抗の陰極が実現できる。あるいは、バッファ層として、金属酸化物やポリマー材料を形成することにより、透光性電極１１３ｂ成膜時のダメージを緩和することもできる。また、単純に従来型の素子の上下を入れ替えたトップエミッション構成、つまり、下部電極として陰極、上部電極として陽極を用いたトップエミッション構造を取ることも可能である。トップエミッション構造は、ボトムエミッション構造に比べて製造工数が増えるため製造コストは増加するが、発光効率の良い光ヘッドを構成することができる。
【０１２２】
以上詳細に光ヘッドを構成するエレクトロルミネッセント素子１１０および光検出素子１２０の構成および作用について説明した。実施の形態１では光ヘッドにおける発光素子（エレクトロルミネッセント素子１１０）列を一列として説明したが、これを複数列に構成して発光光量を実質的に高めるように構成してもよい。
【０１２３】
また上述してきたエレクトロルミネッセント素子１１０と光検出素子１２０の構造については、これを２次元的に配置して発光装置の応用例の一つであるディスプレイ等の表示装置に適用することももちろん可能である。
【０１２４】
図８は本発明の実施の形態２におけるエレクトロルミネッセント素子の周辺構成の変形例を示す断面図である。
図８に示すように、トップエミッション構造を採用し、かつ光取出し面側にクロム薄膜からなる遮光膜１０６を形成し、この開口により第２の光出射領域ＡＬＥ１を規定してもよい。この第２の光出射領域ＡＬＥ１を前記実施の形態１で説明した画素規制部１１４としての窒化シリコン膜の開口よりも小さく形成することにより、窒化シリコン膜に起因する発光層１１２の段差部を光出射領域ＡＬＥ１から除外することができ、発光層１１２の膜厚をより均一化することが可能となる。他の構成については前記実施の形態１と同様である。
なお、実施の形態１で図６を用いて説明したのと同様に、図８に示す構造おいても、光ヘッドに代表される発光装置の発光層を湿式製膜法で製造する場合に、この遮光膜１０６を設ける意義が特に大きくなる。
【０１２５】
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３に係る発光装置を光ヘッドとして用いた画像形成装置２１の構成図である。
図９において、画像形成装置２１は装置内にイエロー現像ステーション２２Ｙ、マゼンタ現像ステーション２２Ｍ、シアン現像ステーション２２Ｃ、ブラック現像ステーション２２Ｋの４色分の現像ステーションを縦方向に階段状に配列し、その上方には記録紙２３が収容される給紙トレイ２４を配設すると共に、各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋに対応した箇所には給紙トレイ２４から供給された記録紙２３の搬送路となる記録紙搬送路２５を上方から下方の縦方向に配置したものである。
【０１２６】
現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋは、記録紙搬送路２５の上流側から順に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成するものであり、イエロー現像ステーション２２Ｙは感光体２８Ｙ、マゼンタ現像ステーション２２Ｍには感光体２８Ｍ、シアン現像ステーション２２Ｃには感光体２８Ｃ、ブラック現像ステーション２２Ｋには感光体２８Ｋが含まれ、更に各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋには図示しない現像スリーブ、帯電器等、一連の電子写真方式における現像プロセスを実現する部材が含まれている。
【０１２７】
更に各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋの下部には感光体２８Ｙ〜２８Ｋの表面を露光して静電潜像を形成するための露光装置３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋが配置されている。なお実施の形態１で示した光ヘッドは、露光装置３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋに搭載されている。
【０１２８】
さて現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋは充填された現像剤の色が異なっているが、構成は現像色に関わらず同一であるため、以降の説明を簡単にするため特に必要がある場合を除いて現像ステーション２２、感光体２８、露光装置３３のごとく特定の色を明示せずに説明する。
【０１２９】
図１０は本発明の実施の形態３の画像形成装置２１における現像ステーション２２の周辺を示す構成図である。図１０において、現像ステーション２２の内部にはキャリアとトナーを混合物である現像剤２６が充填されている。２７ａ、２７ｂは現像剤２６を攪拌する攪拌パドルであり、攪拌パドル２７ａと２７ｂの回転によって現像剤２６中のトナーはキャリアとの摩擦によって所定の電位に帯電されると共に、現像ステーション２２の内部を巡回することでトナーとキャリアが十分に攪拌混合される。感光体２８は図示しない駆動源によって方向Ｄ３に回転する。２９は帯電器であり感光体２８の表面を所定の電位に帯電する。３０は現像スリーブ、３１は薄層化ブレードである。現像スリーブ３０は内部に複数の磁極が形成されたマグネットロール３２を有している。薄層化ブレード３１によって現像スリーブ３０の表面に供給される現像剤２６の膜厚が規制されると共に、現像スリーブ３０は図示しない駆動源によって方向Ｄ４に回転し、この回転およびマグネットロール３２の磁極の作用によって現像剤２６は現像スリーブ３０の表面に供給され、後述する露光装置によって感光体２８に形成された静電潜像を現像するとともに、感光体２８に転写されなかった現像剤２６は現像ステーション２２の内部に回収される。
【０１３０】
３３は既に説明した露光装置である。実施の形態１ないしは実施の形態２で詳細に説明した光ヘッドを搭載した露光装置３３を応用した画像形成装置２１は、既に述べたように露光装置３３が長期に渡って安定に潜像を形成できるため、製品寿命が長く、さらに実施の形態１の光ヘッドを搭載した露光装置３３は所望の形状の静電潜像を長期にわたって得られるために常に高画質の画像を形成することができる。
【０１３１】
さて実施の形態３における露光装置３３はエレクトロルミネッセント素子１１０（図１等を参照）を６００ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）の解像度で直線状に配置したもので、帯電器２９によって所定の電位に帯電した感光体２８に対し、画像データに応じて選択的にエレクトロルミネッセント素子１１０をＯＮ／ＯＦＦすることで、最大Ａ４サイズの静電潜像を形成する。この静電潜像部分に現像スリーブ３０の表面に供給された現像剤２６のうちトナーのみが付着し、静電潜像が顕画化される。
なお、実施の形態３で用いたエレクトロルミネッセント素子１１０は有機エレクトロルミネッセント素子であり、実施の形態１で詳細に説明したように光検出素子１２０（図１等を参照）を備え、光検出素子１２０で検出した光量に基づいて、エレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量が補正されるように構成している。
【０１３２】
感光体２８に対し記録紙搬送路２５と対向する位置には転写ローラ３６が設けられており、図示しない駆動源により方向Ｄ５に回転する。転写ローラ３６には所定の転写バイアスが印加されており、感光体２８上に形成されたトナー像を、記録紙搬送路２５を搬送されてきた記録紙に転写する。
【０１３３】
以降図９に戻って説明を続ける。
【０１３４】
これまで説明してきたように、実施の形態３における画像形成装置２１は複数の現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋを縦方向に階段状に配列したタンデム型のカラー画像形成装置であり、カラーインクジェットプリンタと同等クラスのサイズを目指すものである。現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋは複数のユニットが配置されるため、画像形成装置２１の小型化を図るためには現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋそのものの小型化と共に、現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋの周辺に配置される作像プロセスに関与する部材を小さくし、現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋの配置ピッチを極力小さくする必要がある。
【０１３５】
オフィス等においてデスクトップに画像形成装置２１を設置した際のユーザの使い勝手、特に給紙時や排紙時の記録紙２３へのアクセス性を考慮すると、画像形成装置２１の底面から給紙口６５までの高さは２５０ｍｍ以下にすることが望ましい。これを実現するためには画像形成装置２１の全体の構成の中で現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋ全体の高さを１００ｍｍ程度に抑える必要がある。
【０１３６】
しかしながら既存の例えばＬＥＤヘッドは厚みが１５ｍｍ程度あり、これを現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋ間に配置すると目標を達成することが困難である。本発明者等の検討結果によれば露光装置３３の厚みを７ｍｍ以下とすると、現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋ間の隙間に露光装置３３Ｙ〜３３Ｋを配置しても現像ステーション全体の高さを１００ｍｍ以下に抑えることが可能である。
【０１３７】
３７はトナーボトルであり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが格納されている。トナーボトル３７から各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋには、図示しないトナー搬送用のパイプが配設され、各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋにトナーを供給している。
【０１３８】
３８は給紙ローラであり、図示しない電磁クラッチを制御することで方向Ｄ１に回転し、給紙トレイ２４に装填された記録紙２３を記録紙搬送路２５に送り出す。
【０１３９】
給紙ローラ３８と最上流のイエロー現像ステーション２２Ｙの転写部位との間に位置する記録紙搬送路２５には、入口側のニップ搬送手段としてレジストローラ３９、ピンチローラ４０対が設けられている。レジストローラ３９、ピンチローラ４０対は、給紙ローラ３８により搬送された記録紙２３を一時的に停止させ、所定のタイミングでイエロー現像ステーション２２Ｙの方向に搬送する。この一時停止によって記録紙２３の先端がレジストローラ３９、ピンチローラ４０対の軸方向と平行に規制され、記録紙２３の斜行を防止する。
【０１４０】
４１は記録紙通過検出センサである。記録紙通過検出センサ４１は反射型センサ（フォトリフレクタ）によって構成され、反射光の有無で記録紙２３の先端および後端を検出する。
【０１４１】
さてレジストローラ３９の回転を開始すると（図示しない電磁クラッチによって動力伝達を制御し、回転ＯＮ／ＯＦＦを行う）記録紙２３は記録紙搬送路２５に沿ってイエロー現像ステーション２２Ｙの方向に搬送されるが、レジストローラ３９の回転開始のタイミングを起点として、各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋの近傍に配置された露光装置３３Ｙ〜３３Ｋによる静電潜像の書き込みタイミングが独立して制御される。
【０１４２】
最下流のブラック現像ステーション２２Ｋの更に下流側に位置する記録紙搬送路２５には出口側のニップ搬送手段として定着器４３が設けられている。定着器４３は加熱ローラ４４と加圧ローラ４５から構成されている。加熱ローラ４４は表面から近い順に、発熱ベルト、ゴムローラ、芯材（共に図示せず）から構成されている多層構造のローラである。このうち発熱ベルトは更に３層構造を有するベルトであり、表面に近い方から離型層、シリコンゴム層、基材層（共に図示せず）から構成される。離型層は厚み約２０〜３０マイクロメートルのフッ素樹脂からなり、加熱ローラ４４に離型性を付与する。シリコンゴム層は約１７０マイクロメートルのシリコンゴムで構成され、加圧ローラ４５に適度な弾性を与える。基材層は鉄・ニッケル・クロム等の合金である磁性材料によって構成されている。
【０１４３】
２６は励磁コイルが内包された背面コアである。背面コア４６の内部には表面が絶縁された銅製の線材（図示せず）を所定本数束ねた励磁コイルを加熱ローラ４４の回転軸方向に延伸し、かつ加熱ローラ４４の両端部において、加熱ローラ４４の周方向に沿って周回して形成されている。励磁コイルに半共振型インバータである励磁回路（図示せず）から約３０ｋＨｚの交流電流を印加すると、背面コア４６と加熱ローラ４４の基材層によって構成される磁路に磁束が生じる。この磁束によって加熱ローラ４４の発熱ベルトの基材層に渦電流が形成され基材層が発熱する。基材層で生じた熱はシリコンゴム層を経て離型層まで伝達され、加熱ローラ４４の表面が発熱する。
【０１４４】
４７は加熱ローラ４４の温度を検出するための温度センサである。温度センサ４７は金属酸化物を主原料とし、高温で焼結して得られるセラミック半導体であり、温度に応じて負荷抵抗が変化することを応用して接触した対象物の温度を計測することができる。温度センサ４７の出力は図示しない制御装置に入力され、制御装置は温度センサ４７の出力に基づいて背面コア４６内部の励磁コイルに出力する電力を制御し、加熱ローラ４４の表面温度が約１７０゜Ｃとなるように制御する。
【０１４５】
この温度制御がなされた加熱ローラ４４と加圧ローラ４５によって形成されるニップ部に、トナー像が形成された記録紙２３が通紙されると、記録紙２３上のトナー像は加熱ローラ４４と加圧ローラ４５によって加熱および加圧され、トナー像が記録紙２３上に定着される。
【０１４６】
４８は記録紙後端検出センサであり、記録紙２３の排出状況を監視するものである。５２はトナー像検出センサである。トナー像検出センサ５２は発光スペクトルの異なる複数の発光素子としてのエレクトロルミネッセント素子（共に可視光）と単一の受光素子（光検出素子）を用いた反射型センサユニットであり、記録紙２３の地肌と画像形成部分とで、画像色に応じて吸収スペクトルが異なることを利用して画像濃度を検出するものである。またトナー像検出センサ５２は画像濃度のみならず、画像形成位置も検出できるため、実施の形態１における画像形成装置２１ではトナー像検出センサ５２を画像形成装置２１の幅方向に２ヶ所設け、記録紙２３上に形成した画像位置ずれ量検出パターンの検出位置に基づき、画像形成タイミングを制御している。
【０１４７】
５３は記録紙搬送ドラムである。記録紙搬送ドラム５３は表面を２００マイクロメートル程度の厚さのゴムで被覆した金属製ローラであり、定着後の記録紙２３は記録紙搬送ドラム５３に沿って方向Ｄ２に搬送される。このとき記録紙２３は記録紙搬送ドラム５３によって冷却されると共に、画像形成面と逆方向に曲げられて搬送される。これによって記録紙全面に高濃度の画像を形成した場合などに発生するカールを大幅に軽減することができる。その後、記録紙２３は蹴り出しローラ５５によって方向Ｄ６に搬送され、排紙トレイ５９に排出される。
【０１４８】
５４はフェイスダウン排紙部である。フェイスダウン排紙部５４は支持部材５６を中心に回動可能に構成され、フェイスダウン排紙部５４を開放状態にすると、記録紙２３は方向Ｄ７に排紙される。このフェイスダウン排紙部５４は閉状態では記録紙搬送ドラム５３と共に記録紙２３の搬送をガイドするように、背面に搬送経路に沿ったリブ５７が形成されている。
【０１４９】
５８は駆動源であり、実施の形態１ではステッピングモータを採用している。駆動源５８によって、給紙ローラ３８、レジストローラ３９、ピンチローラ４０、感光体（２８Ｙ〜２８Ｋ）、および転写ローラ（３６Ｙ〜３６Ｋ）を含む各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋの周辺部、定着器４３、記録紙搬送ドラム５３、蹴り出しローラ５５の駆動を行っている。
【０１５０】
６１はコントローラであり、外部のネットワークを介して図示しないコンピュータ等からの画像データを受信し、プリント可能な画像データを展開、生成する。
【０１５１】
６２はエンジン制御部である。エンジン制御部６２は画像形成装置２１のハードウェアやメカニズムを制御し、コントローラ６１から転送された画像データに基づいて記録紙２３にカラー画像を形成すると共に、画像形成装置２１の制御全般を行っている。
【０１５２】
６３は電源部である。電源部６３は、露光装置３３Ｙ〜３３Ｋ、駆動源５８、コントローラ６１、エンジン制御部６２へ所定電圧の電力供給を行うと共に、定着器４３の加熱ローラ４４への電力供給を行っている。また感光体２８の表面の帯電、現像スリーブ（図７における図番３０を参照）に印加する現像バイアス、転写ローラ３６に印加する転写バイアス等のいわゆる高圧電源系もこの電源部に含まれている。
【０１５３】
また電源部６３には電源監視部６４が含まれ、少なくともエンジン制御部６２に供給される電源電圧をモニターできるようになっている。このモニター信号はエンジン制御部６２おいて検出され、電源スイッチのオフや停電等の際に発生する電源電圧の低下を検出している。
【０１５４】
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。
【０１５５】
本発明の画像形成装置２１は、発光分布が均一で、耐久性に優れた露光装置３３Ｙ〜３３Ｋを搭載しているため、画質と耐久性に優れている。
【０１５６】
（実施の形態４）
実施の形態１では、光検出素子として電界効果型の薄膜トランジスタを用いたが、本発明の発光装置に用いられる光検出素子はこのような薄膜トランジスタに限定されることなく、ＮＰＮトランジスタやＰＩＮフォトダイオードやＰＮダイオードなどを用いるようにしてもよい。特にフォトダイオード構成とした場合、光検出素子に整流性があるため、電流検出が容易である。特にＰＩＮフォトダイオードでは光に対する感度が高く、容易に高感度の光検出素子を実現することができる。
【０１５７】
図１１は本発明の実施の形態４の発光装置を示す断面図である。
図１１に示す発光装置では、光検出素子１２０ＮＰＮとしてＮＰＮトランジスタを用いている。
図１１からあきらかなように、光検出素子１２０ＮＰＮを構成するＮＰＮトランジスタは島状の半導体領域が多結晶シリコンＮ層１２１Ｎ、多結晶シリコンＰ層１２１Ｐ、多結晶シリコンＮ層１２１Ｎで構成されており、それぞれ絶縁膜１２２、１２３に形成されたスルーホールを介してソース電極１２５Ｓ、ドレイン電極１２５Ｄに接続されている。
他の部分については実施の形態１と同様である。
この場合も、透光性の良好な多結晶シリコンを、半導体領域に用いるようにするのが望ましい。
【０１５８】
（実施の形態５）
本実施の形態では、光検出素子としてフォトダイオードなどを用いた例について説明する。
図１２は本発明の実施の形態５の発光装置を示す断面図である。
図１２に示す発光装置では、光検出素子としてフォトダイオード１２０ＰＨを、ガラス基板１００の面に対してに積層した構造を用いている。
図１２からあきらかなように、フォトダイオード１２０ＰＨを積層した構造を取る場合、光検出素子としてのフォトダイオード１２０ＰＨは、透光性の第１電極１２６と第２電極１２７とで、島状の半導体領域（多結晶シリコンＮ層、多結晶シリコンＰ層とが接合面を持つようにドーピングを行うことで形成された多結晶シリコン層１２１ＰＮ）をはさむように構成されており、それぞれ第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３に形成されたスルーホールを介してソース電極１２８、ドレイン電極１２９に接続されている。また、ここではＰＮ接合型のフォトダイオードを示したが、Ｐ層とＮ層との間に真性領域Ｉ層を形成したＰＩＮ構造であっても良く、これによりさらに高感度な光検出素子を実現することもできる。さらに言うまでもなく、Ｐ層とＮ層とが逆転したＮＰ型構成であってもよい。
【０１５９】
また、本来フォトダイオード１２０ＰＨには、薄膜トランジスタにおいて形成されるゲート電極は形成されないが、外部からの電界などに影響されず安定した光検出をおこなうためには、ＰＮ接合型であればその界面上に、ＰＩＮ構造であれば真性領域Ｉ層上に電極を形成し、光検出領域の電位を制御する構成が好ましい。ここで、積層方向に接合面を形成する構成である場合には、接合面の近傍に導電性パターンを配するなどの工夫が必要である場合もある。
【０１６０】
他の部分については実施の形態１と同様である。
この場合も、透光性の良好な多結晶シリコンを半導体領域に用いるようにするのが望ましく、さらに陽極１１１および陰極１１３については透光性を有するＩＴＯなどを用いる必要がある。このフォトダイオード１２０ＰＨを用いた構成をトップエミッション構造に応用する場合には、フォトダイオード１２０ＰＨを構成する第１電極１２６を反射電極として用いることができ、別途反射層を形成する必要がないため、素子作製プロセスが簡便になるといった効果も得られる。
【０１６１】
（実施の形態６）
図１３は本発明の実施の形態６に係る発光装置を応用した表示装置の構成図である。
図１４は本発明の実施の形態６に係る表示装置の画素構成を説明する説明図である。
以降、図１３および図１４を用いて本発明の発光装置を応用した表示装置について説明する。
実施の形態６の表示装置は、エレクトロルミネッセント素子１１０の発光層１１２（いずれも図示せず。図１などを参照）をインクジェット法により形成するもので、図１３はこのアクティブマトリックス型の表示装置の回路構成を示している。
図１３および図１４に示すように、実施の形態６の表示装置は、各表示画素１４１に発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０と、このエレクトロルミネッセント素子１１０の出射する光を受光する光検出素子１２０を有するアクティブマトリックス型の表示装置２２０を構成するものである。
【０１６２】
この表示装置２２０は、図１３に示すように、表示画素１４１を主走査方向と副走査方向に複数個配列したものである。
表示画素１４１はエレクトロルミネッセント素子１１０と、エレクトロルミネッセント素子１１０の出射する光を受光する光検出素子１２０を備えている。実施の形態１などで詳細に説明したように、エレクトロルミネッセント素子１１０と光検出素子１２０はガラス基板１００上に重畳して形成され、エレクトロルミネッセント素子１１０の光出射領域ＡＬＥは、光検出素子１２０を構成する半導体島領域ＡＲの内側に配置されている（図１参照）。
【０１６３】
なお、エレクトロルミネッセント素子１１０が出射した光の光量を計測する過程は、実施の形態１で詳細に説明したので、ここでの説明は省略する。
図１３において、１４３は走査線、１４４は信号線（データ線）、１４５は共通給電線、２５３は光検出走査線、１４７は走査線ドライバ、１４８は信号線ドライバ、１４９は共通給電線ドライバ、２５４は光検出走査線ドライバである。
【０１６４】
主走査方向に並んだ各表示画素１４１の選択トランジスタ２５２のゲート電極を走査線１４３に接続して走査信号を与え、また副走査方向に並んだ各表示画素１４１の選択トランジスタ２５２のドレイン電極を信号線（データ線）１４４に接続し、発光強度に基づく信号を供給するように構成されている。エレクトロルミネッセント素子１１０の一端は駆動トランジスタ１３０を介して共通給電線１４５に接続され、他方は接地されている。
【０１６５】
また、両端にコンデンサＣＳ１４０を接続された光検出素子１２０は、その一端が所定の電源（例えば図３に示すＶｐ）に接続され、他方はスイッチングトランジスタ２００に接続されている。このスイッチングトランジスタ２００のゲート電極は光検出走査線２５３に接続され、光検出走査線ドライバ２５４によってエレクトロルミネッセント素子１１０の光量を検出する光検出素子１２０の所望の列が選択される。光検出素子１２０と接続されていない方のスイッチングトランジスタ２００の端子は、光検出信号線２６０に接続されており、この光検出信号線２６０はチャージアンプ１５０に接続されている。更にチャージアンプ１５０はＡＤコンバータ２４０に接続されている。
【０１６６】
この構成によれば、光量検出は例えば次のようにして行われる。
まず、走査線ドライバ１４７を制御して所望の１行（例えば図１３における最上行）を選択し、当該行に属するエレクトロルミネッセント素子１１０を一斉に発光（例えば図５（ｃ）に示すような間欠駆動を行う）させる。
このときに光検出走査線ドライバ２５４を制御して（例えば図１３のＳｅｌ０を制御）発光させたエレクトロルミネッセント素子１１０と同一の行に属する全てのスイッチングトランジスタ２００のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御する。これによって当該行に属するエレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量が個々に計測される。
【０１６７】
そして、発光光量に基づいてコンデンサＣＳ１４０に蓄積されている電荷が、列毎にそれぞれ異なるチャージアンプ１５０およびＡＤコンバータ２４０で処理されて、最終的に例えば８ｂｉｔのディジタルデータに変換される。
このようにして検出された、選択された１行に属するエレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量を、図示しない配線およびインタフェース部によってガラス基板１００の外部に取り出す。
【０１６８】
図１３および図１４に示すように、表示装置２２０の表示画素１４１は薄膜トランジスタや配線を形成したガラス基板１００上に、ＩＴＯなどによって構成された陽極１１１、電荷注入層、バッファ層、発光層、陰極（共に図示せず）を順次形成してエレクトロルミネッセント素子１１０を構成している。構造としては、陽極および電荷注入層は個別に形成されており、バッファ層から発光層は一体形成、陰極はストライプ状あるいは一体のベタ状に形成されている。
【０１６９】
なお、実施の形態６のエレクトロルミネッセント素子１１０は有機エレクトロルミネッセント素子である。
なお薄膜トランジスタは、例えばガラス基板１００上に有機半導体層（高分子層）を形成しこれを、ゲート絶縁膜で被覆しこの上にゲート電極を形成すると共にゲート絶縁膜に形成したスルーホールを介してソース・ドレイン電極を形成してなるものである。そして、この上にポリイミド膜などを塗布して絶縁膜（平坦層）を形成し、その上部に陽極（ＩＴＯ）、酸化モリブデン層、電子ブロック層、発光層などの有機半導体層、陰極（共に図示せず）を形成してエレクトロルミネッセント素子１１０を形成した構造を有している。なお、図１４においては光検出素子１２０、保持容量ＣＫ２５１、コンデンサＣＳ１４０や配線などについては、いずれも下層に形成されるために図示を省略しているが、これらも同じガラス基板１００上に順次形成される所定の層に配置されている。このような種々の薄膜トランジスタとエレクトロルミネッセント素子１００からなる表示画素１４１がガラス基板１００上に複数個マトリクス状に形成されてアクティブマトリクス型の表示装置２２０を構成している。
【０１７０】
製造に際しては絶縁膜で構成した画素規制部１１４によって形成された開口部２５５にインクジェット法により、発光層が形成される。
【０１７１】
即ち、ガラス基板１００上に走査線１４３、信号線１４４、駆動トランジスタ１３０、光検出素子１２０、選択トランジスタ２５２、画素電極である陽極１１１などを形成しておき、その上に画素規制部１１４を形成して開口部２５５を設ける。なお、実施の形態６では、各トランジスタや光検出素子１２０は多結晶シリコンを機能層とするＴＦＴによって構成されている。また、走査線ドライバ１４７、信号線ドライバ、共通給電線ドライバ１４９、光検出走査線ドライバもＴＦＴによって構成することが可能である。このようなドライバは論理回路（例えばシフトレジスタやラッチなど）を含むが、多結晶シリコンを用いれば、比較的高速な回路を構成することができる。また、各トランジスタや光検出素子、走査線ドライバ１４７、信号線ドライバ、共通給電線ドライバ１４９、光検出走査線ドライバ１２０などをＴＦＴで構成することにより、各デバイスの機能層を同一の半導体層（多結晶シリコン）で構成することができるため、マスクパターンを調整するのみで、何ら工数を増大することなく、かつ平坦性の良好な表示装置を形成することが可能である。
【０１７２】
そしてこの開口部２５５の上層に、全面に例えばＭｏＯ３等の遷移金属酸化物層を蒸着法によって形成する。
この後、インクジェット法によって必要に応じてＴＦＢを塗布する。このＴＦＢ層は遷移金属酸化物層と同様に全面に塗布してもよいし、開口部に対応する部分だけに塗布してもよい。
そして、乾燥工程を経て、開口部２５５に対応する位置にインクジェット法によって所望の色（ＲＧＢのいずれか）に対応する高分子発光材料を塗布する。
最後に、表示画素１４１が配置されている領域に対して図示しない陰極を形成する。
【０１７３】
この構成によれば、高速駆動が可能で信頼性の高い表示装置を提供することができる。
【０１７４】
次にエレクトロルミネッセント素子１を２次元的に複数配置した照明装置の例を、図１４を援用して説明する。２次元的に配置されたエレクトロルミネッセント素子１１０について、例えば全てのエレクトロルミネッセント素子１１０を一斉に点灯／消灯するような構成は極めて容易に実現できる。ただしこのように一斉に点灯／消灯するような構成であっても、少なくとも一方の電極（例えばＩＴＯで構成される画素電極としての陽極１１１（図１参照））は個々のエレクトロルミネッセント素子１１０を単位に分離した構成とすることが望ましい。これは何らかの要因によって表示画素１４１に欠陥があったとしても、欠陥が当該表示画素１４１に留まるため、照明装置全体の製造歩留まりを向上させることができるからである。このような構成を有する照明装置は、例えば家庭における一般的な照明器具に応用することができる。この場合に照明装置を極めて薄く構成することができるから、天井のみならず壁面にも容易に設置することができるようになる。
【０１７５】
また、２次元的に配置されたエレクトロルミネッセント素子１１０は任意のデータを供給することで、その発光パターンを簡単に制御することができ、かつ本発明に係るエレクトロルミネッセント素子１１０は、その発光領域を例えば４０μｍ角程度のサイズで構成できるから、照明装置にデータを供給してパネル型の表示装置と兼用するようなアプリケーションを構成できる。もちろんこの場合には表示画素１４１は位置に応じて赤色、緑色、青色に塗り分けられている必要があるがインクジェット法によれば、極めて容易に多色化が可能となる。
【０１７６】
従来は照明装置と表示装置を比較したときに、その発光輝度は照明装置の方が大きいものであった。しかしながら本発明に係るエレクトロルミネッセント素子１１０は、個々の発光素子における光量分布（面内分布）を均一にすることで寿命が非常に長いため、照明装置と表示装置を兼用できるのである。この場合、照明装置と表示装置ではその機能の違い（すなわち使用モード）に起因して発光輝度を調整する機構が必要となるが、この機構は例えば駆動電流を制御して各エレクトロルミネッセント素子１１０の発光輝度を調整することで実現できる。即ち照明装置として使用する場合は全てのエレクトロルミネッセント素子１１０をより大きな電流で駆動し、表示装置として使用する場合は小電流でかつ階調に応じて制御された電流値で（すなわち画像データに応じて）各エレクトロルミネッセント素子１１０を駆動すればよい。このようなアプリケーションにおいて、照明装置として機能する場合の電源と、表示装置として機能する場合の電源は単一のものとしてもよいが、駆動電流を制御する、例えばディジタル−アナログ変換器のダイナミックレンジが大きく、表示装置として使用する際の階調数が不足するような場合には、図１３および図１４に示す共通給電線１４５に接続された電源（図示せず）を使用モードに応じて切り替えるような構成とすることが望ましい。もちろん照明装置としての使用モードにおいても、明るさの制御が必要な態様（すなわち調光機能を有する照明装置）にあっては、先に説明した階調に応じた電流値制御によって容易に対応することができる。また本発明のエレクトロルミネッセント素子１１０は、ガラス基板１００の上のみならず例えばＰＥＴなどの樹脂基板上にも形成できることから、様々なイルミネーション用の照明装置としても応用することができる。
【０１７７】
なお、薄膜トランジスタの薄膜半導体層に有機膜を用いて有機トランジスタを構成してもよい。また薄膜トランジスタ上にエレクトロルミネッセント素子１１０を積層した構造、あるいはエレクトロルミネッセント素子１１０上に薄膜トランジスタを積層した構造なども有効である。この場合はインクジェット法により、きわめて容易に製造可能である。
【０１７８】
加えて、高画質のエレクトロルミネッセント表示装置を得るために、光検出素子およびエレクトロルミネッセント素子を形成したエレクトロルミネッセント基板と、ＴＦＴ、コンデンサ、配線などを形成したＴＦＴ基板とを、エレクトロルミネッセント基板の電極とＴＦＴ基板の電極とが接続バンクを用いて接続されるように貼り合わせるようにしてもよい。
【０１７９】
以上の説明において、エレクトロルミネッセント素子は直流駆動としたが、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。
【０１８０】
（実施の形態７）
図１５（ａ）は本発明の実施の形態７に係る光検出素子１２０の平面図、図１５（ｂ）は本発明の実施の形態７に係る光検出素子１２０のＡ−Ａ断面図である。
図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、光検出素子１２０の平面および断面に対して幅、長さ方向および厚み方向を定義している。
なお、実施の形態１で説明したソース領域１２１Ｓとドレイン領域１２１Ｄ（共に図１参照）に代えて高濃度ドープされた多結晶シリコン層からなる良導体領域とし、真性の多結晶シリコンからなる光導電体を良導体領域１２１Ｐからなる第１および第２の電極で挟んだサンドイッチ型の光検出素子を用いてもよい。以降の説明において、実施の形態１で説明したソース領域１２１Ｓとドレイン領域１２１Ｄに代えて良導体領域で構成された電極を配したものについて説明する。これら光検出素子以外の部分は前記実施の形態1と同様であるものとする。なおソース電極１２５Ｓ，ドレイン電極１２４Ｄは第１及び第２の電極につながる第１及び第２の配線と読み替えるものとする。
以降、図１５（ａ），（ｂ）に図１を併用して、光検出素子１２０のより改善された構成について説明する。
【０１８１】
光検出素子１２０は光導電体である真性の半導体領域からなるチャネル領域１２１ｉおよびチャネル領域１２１ｉ内に形成された高濃度の第２の導電型の半導体領域（良導体領域１２１Ｐ）からなる第１および第２の電極とから構成される。これら良導体領域１２１Ｐはスルーホールを介して光検出素子１２０の第１および第２の電極（ソース電極１２５Ｓ、ドレイン電極１２５Ｄ）と接続されている（図１参照）。良導体領域１２１Ｐはチャネル領域１２１ｉの対向する２つの側面の全面に当接せしめられている。なお図１５（ａ）の平面図および（ｂ）のＡ−Ａ断面図から明らかなように、チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面２７０は幅方向に対して平行で厚さ方向に対して所定の傾斜角をもつように形成されている。
即ち、実施の形態７における光検出素子１２０は、光導電体（チャネル領域１２１ｉ）と、この光導電体の複数の側部（即ち２箇所）に隣接する良導体（良導体領域１２１Ｐ）で構成され、光導電体と良導体の当接面を、良導体と平行な線でカットした際の光導電体の断面よりも大面積となるように構成している。
【０１８２】
図１６（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態７に係る光検出素子１２０の他の構成について説明する説明図である。
図１６（ａ），（ｂ）に示すように、当接面２７０は幅・長さ方向に対して所定の傾斜角を持つように形成しても良いし、幅・長さ方向および厚さ方向に対して傾斜角を持つように形成しても良い。
【０１８３】
上述のように、チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面２７０を光検出素子１２０の幅・長さ方向または厚さ方向に対して傾けて形成した場合は当接面２７０におけるチャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐの当接面積が大きくなり、チャネル領域１２１ｉの電気抵抗は当接面２７０を光検出素子１２０の幅方向および厚さ方向に平行に形成した場合、換言するとチャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面２７０の最小面積になるように形成した場合に比べて小さくなるため、熱雑音が抑制され、Ｓ／Ｎ比に優れた出力を得ることが可能となる。
【０１８４】
実施の形態７の光検出素子１２０は、略長方形の半導体島領域ＡＲからチャネル領域１２１ｉおよび良導体領域１２１Ｐを一連のプロセスによって形成している。なお、半導体島領域ＡＲの材料には既に説明したように多結晶シリコンを用いている。チャネル領域１２１ｉは多結晶シリコンであり、基材となる半導体島領域ＡＲの構成材料である多結晶シリコンである。また、良導体領域１２１Ｐは多結晶シリコンにリン等の５価の元素をドープして形成されたものである。以下に図１５を基にして、チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐの形成過程を説明する。
【０１８５】
まず、半導体島領域ＡＲの表面全面に対して感光性樹脂を塗布し、マスキングパターンを感光性樹脂の上に置く。マスキングパターンはクロム等の金属を透光性の石英ガラスに蒸着したもの（フォトマスク）であって、金属蒸着膜の形状はチャネル領域１２１ｉの下面の平面形状と同一である。次に、マスキングパターンが置かれた感光性樹脂に対して紫外線を照射する。金属蒸着膜の直下にある感光性樹脂は紫外線の照射を受けないので、マスキングパターンを感光性樹脂の表面から取り除くと、感光性樹脂には紫外線の照射された領域と照射されていない領域ができる。なお、感光性樹脂は紫外線を照射されると現像液に溶解する性質を持つようになる。
【０１８６】
次に、紫外線照射後の感光性樹脂を現像液に浸すと、感光性樹脂の紫外線の照射された領域は現像液に溶かされるので半導体島領域ＡＲの表面から除去される。したがって、半導体島領域ＡＲの表面にはチャネル領域１２１ｉの下面と同じ表面形状をした感光性樹脂のマスクのみが残る。このようにして形成された感光性樹脂からなるマスクを介して、半導体島領域ＡＲの全体に対して添加する原子のイオンビームを照射する（ドーピング）。マスクはイオンビームを遮蔽するため、マスクの直下にある多結晶シリコン（半導体）はドープされること無くそのまま残り、光導電性を有するチャネル領域１２１ｉになる。一方、半導体島領域ＡＲの非マスキング領域はイオンビームに晒されるのでリンなどの不純物原子がドープされて良導体領域１２１Ｐが形成される。
【０１８７】
マスクの直下にある多結晶シリコンは直接的にリンなどの不純物原子をドープされないものの、マスクの境界領域では非マスク領域の半導体にドープされた不純物原子が拡散現象によってマスク領域の半導体に侵入する。実施の形態７ではドープされた原子の拡散現象の利用と多結晶シリコン中に照射されるイオンビームの方向（斜めイオン注入）、出力や照射時間を場所によって調整することで、図１５（ｂ）に示すような傾斜した当接面２７０を形成することができる。
【０１８８】
イオンビームの照射後、半導体島領域ＡＲからマスクを除去すると図１５に示す光検出素子１２０が完成する。
【０１８９】
なお、実施の形態７の光検出素子１２０の当接面２７０は光検出素子１２０の厚さ方向に対して傾けているが、図１６（ａ）および（ｂ）に示すように光検出素子１２０の幅・長さ方向に対して傾けても良い。また、光検出素子１２０の基材となる半導体島領域ＡＲの材料は非晶質シリコンであっても良い。また、光検出素子１２０では良導体領域１２１Ｐのドーパント（添加原子）として５価の原子を用いているが、３価の原子をドーパントとして用いても良い。また、実施の形態７の光検出素子１２０の受光面の裏側の面も受光面として用いることができる。
【０１９０】
なお、チャネル領域１２１ｉの幅は電位勾配を確保するため、可能な限り狭くすることが望ましい。
【０１９１】
（実施の形態８）
図１７（ａ）は本発明の実施の形態８に係る光検出素子１２０の平面図、図１７（ｂ）本発明の実施の形態８に係る光検出素子１２０のＢ−Ｂ断面図である。なお、実施の形態８においても、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように光検出素子１２０の平面および断面に対して幅・長さ方向および厚み方向を定義している。
【０１９２】
光検出素子１２０はチャネル領域１２１ｉおよびチャネル領域１２１ｉと厚さの等しい良導体領域１２１Ｐから構成される。良導体領域１２１Ｐはスルーホールを介して光検出素子１２０のソース電極１２５Ｓ、ドレイン電極１２５Ｄと接続されている（図１参照）。良導体領域１２１Ｐはチャネル領域１２１ｉの対向する２つの側面の全面に当接面２７０を形成している。図１７（a）、（ｂ）から明らかなように、チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面２７０は曲面形状である。
【０１９３】
チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面２７０を曲面で形成した場合、チャネル領域の電気抵抗は当接面２７０を光検出素子１２０の幅方向および厚さ方向に平行に形成した場合、換言するとチャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面２７０の最小面積になるように形成した場合に比べて小さくなるため、熱雑音が抑制され、Ｓ／Ｎ比に優れた出力を得ることが可能となる。
【０１９４】
また、実施の形態８の光検出素子１２０はチャネル領域１２１ｉの長さ方向の幅が一定でない。チャネル領域１２１ｉの長さ方向の幅が一定でない光検出素子１２０は、チャネル領域１２１ｉの電気抵抗および電位勾配の大きさに局所的な差異が生じる。したがって、実施の形態８の光検出素子１２０が光を感知して検知信号を出力する際、光がチャネル領域１２１ｉに入射した位置によって検出信号の大きさは変化する。この実施の形態８の光検出素子１２０は、このような光の入射位置に依存する検出信号の大きさの差異を利用して、例えば位置検出センサに応用することができる。
【０１９５】
実施の形態８の光検出素子１２０も、実施の形態７の光検出素子１２０と同様に略長方形の半導体島領域ＡＲからチャネル領域１２１ｉおよび第１および第２の電極（センサ電極）となる良導体領域１２１Ｐを形成しており、半導体材料として多結晶シリコンを用いている。チャネル領域１２１ｉはノンドープの多結晶シリコンであり、基材となる半導体島領域ＡＲの構成材料である多結晶シリコンである。また、良導体領域１２１Ｐはこの基材となる多結晶シリコンに対してリン等の５価の元素をイオン注入法などによってドープしたものである。チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐの形成過程は実施の形態７の光検出素子１２０と同様である。
【０１９６】
（実施の形態９）
図１８は本発明の実施の形態９に係る光検出素子１２０の平面図、図１８（ｂ）は本発明の実施の形態９に係る光検出素子１２０のＣ−Ｃ断面図、図１８（ｃ）は本発明の実施の形態９に係る光検出素子１２０のＤ−Ｄ断面図およびＥ−Ｅ断面図である。
なお実施の形態９においても、図示するように光検出素子１２０の平面および断面に対して幅・長さ方向および厚さ方向を定義している。
【０１９７】
光検出素子１２０はチャネル領域１２１ｉと、このチャネル領域１２１ｉをはさむようにチャネル領域１２１ｉと厚さの等しい良導体領域１２１Ｐとから構成される。良導体領域１２１Ｐはスルーホールを介して光検出素子１２０のソース電極１２５Ｓ、ドレイン電極１２５Ｄに相当する第１および第２の配線と接続されている（図１参照）。良導体領域１２１Ｐはチャネル領域１２１ｉの対向する２つの側面の全面において当接面２７０を形成している。図１８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面は、一方が平面から構成され、幅方向のみならず長さ方向成分も持つように形成された複合形状であり、他方の片面が光検出素子の厚さ方向に対して傾斜角をもつように形成されている。
【０１９８】
チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面２７０を平面あるいは斜面から構成される蛇行面で形成した場合、チャネル領域の電気抵抗は当接面２７０を光検出素子１２０の幅方向および厚さ方向に平行に形成した場合、換言するとチャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面２７０の最小面積になるように形成した場合に比べて小さくなるため、熱雑音が抑制され、Ｓ／Ｎ比に優れた出力を得ることが可能となる。
【０１９９】
また、実施の形態９の光検出素子１２０はチャネル領域１２１ｉの長さ方向の幅が一定でない領域をもつ。チャネル領域１２１ｉの長さ方向の幅が一定でない光検出素子１２０は、チャネル領域１２１ｉの電気抵抗および電位勾配の大きさに局所的な差異が生じる。したがって、実施の形態９の光検出素子１２０が光を感知して検知信号を出力する際、光がチャネル領域１２１ｉに入射した位置によって検出信号の大きさは変化する。このような光の入射位置に依存する検出信号の大きさの差異を利用して、実施の形態９の光検出素子１２０は、例えば位置検出センサに応用することができる。
【０２００】
実施の形態９の光検出素子１２０も、実施の形態７、８と同様に略長方形の半導体島領域ＡＲからチャネル領域１２１ｉおよびセンサ電極となる良導体領域１２１Ｐを一連のプロセスで形成しており、マスクパターンが異なるのみで、半導体材料として多結晶シリコンを用いて同様に形成される。チャネル領域１２１ｉは多結晶シリコンであり、基材となる半導体島領域ＡＲの構成材料である多結晶シリコンである。また、良導体領域１２１Ｐは多結晶シリコンに対してリン等の５価の元素をドープして形成されたものである。チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐの形成過程は実施の形態７、実施の形態８と同様である。
【０２０１】
（実施の形態１０）
図１９（ａ）は本発明の実施の形態１０に係る光検出素子１２０の平面図、図１９（ｂ）は本発明の実施の形態１０に係る光検出素子１２０のＦ−Ｆ断面図、図１９（ｃ）は本発明の実施の形態１０に係る光検出素子１２０のＧ−Ｇ断面図である。
なお、実施の形態１０においても図１９に示すように光検出素子１２０の平面および断面に対して幅・長さ方向および厚さ方向を定義している。
【０２０２】
光検出素子１２０はチャネル領域１２１ｉおよびチャネル領域１２１ｉと厚さの等しい良導体領域（第１および第２の電極）１２１Ｐから構成される。良導体領域１２１Ｐはスルーホールを介して光検出素子１２０の第１および第２の配線（ソース電極１２５Ｓ、ドレイン電極１２５Ｄ）と接続されている（図１参照）。良導体領域１２１Ｐはチャネル領域１２１ｉの対向する２つの側面の全面に当接せしめられている。図１９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面は曲面と斜面および曲面と平面とを組み合わせた形状である。ここで、１２５Ｓ，１２５Ｄは、それぞれ第１および第２の電極１２１Ｐに接続される第１および第２の配線であるが、図１におけるソースドレイン電極に相当する。
【０２０３】
チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面２７０を曲面と斜面あるいは曲面と平面とを組み合わせて形成した場合、チャネル領域１２１ｉの電気抵抗は当接面２７０を光検出素子１２０の幅方向および厚さ方向に平行に形成した場合、換言するとチャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐとの当接面２７０の最小面積になるように形成した場合に比べて小さくなるため、熱雑音が抑制され、Ｓ／Ｎ比に優れた出力を得ることが可能となる。
【０２０４】
また、実施の形態１０の光検出素子１２０はチャネル領域１２１ｉの長さ方向の幅が一定でない。チャネル領域１２１ｉの長さ方向の幅が一定でない光検出素子１２０は、チャネル領域１２１ｉの電気抵抗および電位勾配の大きさに局所的な差異が生じる。したがって、実施の形態１０の光検出素子１２０が光を感知して検知信号を出力する際、光がチャネル領域１２１ｉに入射した位置によって検出信号の大きさは変化する。このような光の入射位置に依存する検出信号の大きさの差異を利用して、実施の形態１０の光検出素子１２０は、例えば位置検出センサに応用することができる。
【０２０５】
実施の形態１０の光検出素子１２０も、実施の形態７、実施の形態８および実施の形態９と同様に略長方形の半導体島領域ＡＲからチャネル領域１２１ｉおよびセンサ電極となる良導体領域１２１Ｐを同時に形成しており、半導体材料として多結晶シリコンを用いている。チャネル領域１２１ｉは多結晶シリコンであり、基材となる半導体島領域ＡＲの構成材料である多結晶シリコンである。また、良導体領域１２１Ｐは多結晶シリコンに対してリン等の５価の元素をドープして形成されたものである。チャネル領域１２１ｉと良導体領域１２１Ｐの形成過程は実施の形態７、８および９と同様である。
【０２０６】
（実施の形態１１）
図２０は、本発明の実施の形態１１に係る光検出素子１２０を搭載した光ヘッドにおいて光検出素子１２０の近傍の構成を示した構成図である。
【０２０７】
なお実施の形態１１においては、光検出素子１２０として実施の形態９で説明したものを用いているので、光検出素子１２０の構成そのものについての説明は省略する。
図２０に図示するように実施の形態１１の光ヘッドは光源としてエレクトロルミネッセント素子を用いた光ヘッドである。光ヘッドは複数のエレクトロルミネッセント素子１１０を主走査方向（素子列の方向）に配置して構成されており、１つの光出射領域に対して、１つの光検出素子１２０を対応させて配置している。このような構造とすることで、光検出素子１２０によって各エレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量を独立して計測できる。即ち同時に複数のエレクトロルミネッセント素子１１０の光量を計測することが可能となり、計測時間を大幅に短縮できる。１２５Ｓ，１２５Ｄはそれぞれ第１および第２の電極１２１Ｐに接続される第１および第２の配線である。
【０２０８】
（実施の形態１２）
図２１は、本発明の実施の形態１２に係る光検出素子１２０を搭載した光ヘッドにおいて光検出素子１２０の近傍の構成を示した構成図である。
【０２０９】
さて、実施の形態１および実施の形態２等では、半導体領域を島状に形成（半導体島領域ＡＲ）するものとして説明したが、光検出素子１２０を構成する半導体層は一体的に形成してもよい。
即ち、光検出素子１２０を、基板１００上に一体的に形成された半導体層内に形成し（つまりＴＦＴ製造プロセスによって、電気的な半導体島領域ＡＲを形成する）、発光素子１１０の光出射領域ＡＬＥを、半導体層に形成された光検出素子１２０の内側に配置し、発光素子１１０の下層側の電極（陽極１１１）を、半導体層上の一部を覆うように形成するとともに、光出射領域ＡＬＥを下層側の電極（陽極１１１）よりも小さくなるように構成するのである。
【０２１０】
このような構成を実現するためには、例えば一体的に形成された多結晶シリコン（帯状の半導体層２８１）を、陽極酸化、あるいは酸素イオンのドーピングなどを用いて選択的に絶縁化し、電気的に絶縁性を持つ絶縁領域２８０で半導体領域を素子分離するかあるいは、良導体領域１２１Ｐを形成するためのドーピング工程において、素子ごとに分離した形状となるようにドーピングすればよい。即ち、このように絶縁化された絶縁領域２８０によって分断された活性領域２８２が光検出素子１２０を構成することとなる。この場合は、活性領域２８２およびその周縁の絶縁領域２８０も同一平面を構成するから、光出射領域ＡＬＥを平坦面上に配置することが可能となる。このようにして、光検出素子１２０の表面の平坦性を維持しながら、所望の素子形成を実現することができる。
【０２１１】
図２１では、主走査方向に延伸して形成された半導体層２８１を絶縁領域２８０によって分断して活性領域２８２を形成する状態を示しているが、半導体２８１層を副走査方向にも大きく形成し、活性領域２８２の周り（ソース電極１２５Ｓ、ドレイン電極１２５Ｄの部位を除く）を絶縁領域２８０で囲うように構成してもよい。
【０２１２】
この構成を例えば実施の形態１に示す発光装置に適用した場合について、図２１に図１を援用して説明する。図１では駆動トランジスタ１３０、光検出素子１２０を構成する半導体領域は島状に描かれているが、ここで説明する態様ではこれらの半導体領域は、構成上は一体であり、上述のように酸素イオンのドーピング等によって電気的に分断される。
この場合、基板を、絶縁性を有する透光性の基板とし、光検出素子１２０を透光性の基板上に形成された半導体層を活性領域２８２とする半導体素子で構成することとなる。このとき発光素子１１０は、半導体層を覆うように形成された透光性導電膜（例えばＩＴＯ）で構成された第１の電極（陽極１１１）と、この第１の電極上に形成された発光層１１２と、発光層１１２上に形成された第２の電極（陰極１１３）とを具備し、第１の電極との間に電界を印加することにより発光層１１２を発光させる構成とすればよい。
【０２１３】
また、この構成を実施の形態２に示す発光装置に適用した場合について、図２１に図７を援用して説明する。図７では駆動トランジスタ１３０、光検出素子１２０を構成する半導体領域は島状に描かれているが、ここで説明する態様では、これらの半導体領域は構成上は一体であり、上述のように酸素イオンのドーピング等によって電気的に分断される。ここでも、１２５Ｓ，１２５Ｄは、それぞれ第１および第２の電極１２１Ｐに接続される第１および第２の配線であるが、図１におけるソース・ドレイン電極に相当する。
この場合、基板を反射面を有する絶縁性の基板とし、光検出素子１２０を反射面を有する基板上に形成された半導体層を活性領域２８２とする半導体素子で構成することとなる。このとき発光素子１１０は、半導体層を覆うように形成された透光性導電膜（例えばＩＴＯ）で構成された第１の電極（陽極１１１）とこの第１の電極上に形成された発光層１１２と、発光層１１２上に形成された透光性の第２の電極（陰極１１３ａ，１１３ｂ）とを具備し、第１の電極との間に電界を印加することにより発光層１１２を発光させる構成とすればよい。
【０２１４】
なお前記実施の形態７乃至１２では、光導電体を真性半導体領域で構成するとともに、この光導電体と当接する高濃度にドープされた半導体領域で構成し良導電体で挟んだサンドイッチ構造の光検出素子について説明したが、前記実施の形態１乃至６と同様に、また本発明は、前記光導電体を第1導電型の半導体領域で構成するとともに、前記良導体を前記光導電体と当接面を構成する第２導電型の半導体領域で構成した接合型の光検出素子を用いるようにしてもよい。これにより、より効率よく光検出を行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０２１５】
本発明の発光装置、発光装置の製造方法は、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子の個々の光量分布（面内分布）を極めて均一にでき、かつ検出した発光光量に基づいて発光光量を正確に制御できることから、これを応用した光ヘッド、およびこの光ヘッドを搭載した画像形成装置、即ち複写機、プリンタ、マルチファンクションプリンタ、ファクシミリなどに適用が可能である。
また本発明の発光装置、発光装置の製造方法は、光量検出素子の上に形成される発光層を極めて均一に形成でき、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子を長寿命にでき、かつ検出した発光光量に基づいて発光光量を正確に制御できることから、これを応用したディスプレイ、テレビジョンなどの表示装置や、イルミネーションサイン、照明器具などの照明装置に適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光装置を応用した光ヘッドの構成、特に光ヘッドに設けられた発光素子であるエレクトロルミネッセント素子の周辺構成を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるエレクトロルミネッセント素子の上面図
【図３】本発明の実施の形態１における光ヘッドに搭載された光量検出回路の回路図
【図４】本発明の実施の形態１における光検出素子のゲート電圧Ｖｇとドレイン電流ＩＤの関係を示す説明図
【図５】本発明の実施の形態１における光量検出のタイミングを示すタイミングチャート
【図６】本発明の実施の形態１におけるエレクトロルミネッセント素子の周辺構成の変形例を示す断面図
【図７】本発明の実施の形態２に係る光ヘッドをトップエミッション構造で構成した場合の断面図
【図８】本発明の実施の形態２におけるエレクトロルミネッセント素子の周辺構成の変形例を示す断面図
【図９】本発明の実施の形態３に係る発光装置を光ヘッドとして用いた画像形成装置の構成図
【図１０】本発明の実施の形態３の画像形成装置における現像ステーションの周辺を示す構成図
【図１１】本発明の実施の形態４の発光装置を示す断面図
【図１２】本発明の実施の形態５の発光装置を示す断面図
【図１３】本発明の実施の形態６に係る発光装置を応用した表示装置の構成図
【図１４】本発明の実施の形態６に係る表示装置の画素構成を説明する説明図
【図１５】（ａ）は本発明の実施の形態７に係る光検出素子の平面図、（ｂ）は本発明の実施の形態７に係る光検出素子のＡ−Ａ断面図
【図１６】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態７に係る光検出素子の他の構成について説明する説明図
【図１７】（ａ）は本発明の実施の形態８に係る光検出素子の平面図、（ｂ）本発明の実施の形態８に係る光検出素子のＢ−Ｂ断面図
【図１８】本発明の実施の形態９に係る光検出素子の平面図、（ｂ）は本発明の実施の形態９に係る光検出素子のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は本発明の実施の形態９に係る光検出素子のＤ−Ｄ断面図およびＥ−Ｅ断面図
【図１９】（ａ）は本発明の実施の形態１０に係る光検出素子の平面図、（ｂ）は本発明の実施の形態１０に係る光検出素子のＦ−Ｆ断面図、（ｃ）は本発明の実施の形態１０に係る光検出素子のＧ−Ｇ断面図
【図２０】本発明の実施の形態１１に係る光検出素子を搭載した光ヘッドにおいて光検出素子の近傍の構成を示した構成図
【図２１】本発明の実施の形態１２に係る光検出素子を搭載した光ヘッドにおいて光検出素子の近傍の構成を示した構成図
【図２２】従来の光ヘッドの構成、特に光ヘッドに設けられた発光素子の周辺構成を示す断面図
【符号の説明】
【０２１７】
２１      画像形成装置
２２      現像ステーション
２２Ｙ    現像ステーション
２２Ｍ    現像ステーション
２２Ｃ    現像ステーション
２２Ｋ    現像ステーション
２３      記録紙
２４      給紙トレイ
２５      記録紙搬送路
２６      現像剤
２７ａ    攪拌パドル
２７ｂ    攪拌パドル
２８      感光体
２８Ｙ    感光体
２８Ｍ    感光体
２８Ｃ    感光体
２８Ｋ    感光体
２９      帯電器
３０      現像スリーブ
３１      薄層化ブレード
３２      マグネットロール
３３      露光装置
３３Ｙ    露光装置
３３Ｍ    露光装置
３３Ｃ    露光装置
３３Ｋ    露光装置
３６      転写ローラ
３７      トナーボトル
３８      給紙ローラ
３９      レジストローラ
４０      ピンチローラ
４１      記録紙通過検出センサ
４３      定着器
４４      加熱ローラ
４５      加圧ローラ
４６      背面コア
４７      温度センサ
４８      記録紙後端検出センサ
５２      トナー像検出センサ
５３      記録紙搬送ドラム
５４      フェイスダウン排出部
５５      蹴り出しローラ
５６      支持部材
５７      リブ
５８      駆動源
５９      排紙トレイ
６１      コントローラ
６２      エンジン制御部
６３      電源部
６４      電源監視部
６５      給紙口
１００    ガラス基板
１０１    オーバーコート層
１０４    遮光膜
１１０    エレクトロルミネッセント素子
１１１    陽極（第１の電極）
１１２    発光層
１１３    陰極（第２の電極）
１１４    画素規制部
１２０    光検出素子
１２１Ｓ  ソース領域
１２１Ｄ  ドレイン領域
１２１ｉ  チャネル領域
１２１Ｐ  良導体領域
１２２    第１の絶縁膜
１２３    第２の絶縁膜
１２４    保護膜
１２５Ｓ  ソース電極（光検出素子接地電極）
１２５Ｄ  ドレイン電極（光検出素子出力電極）
１３０    駆動トランジスタ
１３２Ｓ  ソース領域
１３２Ｄ  ドレイン領域
１３２Ｃ  チャネル領域
１３３    ゲート電極
１３４Ｓ  ソース電極
１３４Ｄ  ドレイン電極
１４０    コンデンサＣＳ
１４１    表示画素
１４３    走査線
１４４    信号線
１４５    共通給電線
１４７    走査線ドライバ
１４８    信号線ドライバ
１４９    共通給電線ドライバ
１５０    チャージアンプ
１５２    容量素子
１５３    スイッチングトランジスタ
１７０    オペアンプ
２００    スイッチングトランジスタ
２２０    表示装置
２４０    ＡＤコンバータ
２４１    光量検出回路
２５０    検出回路部Ｃｘ
２５１    保持容量ＣＫ
２５２    選択トランジスタ
２５３    光検出走査線
２５４    光検出走査線ドライバ
２５５    開口部
２６０    光検出信号線
２７０    当接面
２８０    絶縁領域
２８１    帯状半導体層
２８２    活性領域
【図１】
2007311752.tif 000003
【図２】
2007311752.tif 000004
【図３】
2007311752.tif 000005
【図４】
2007311752.tif 000006
【図５】
2007311752.tif 000007
【図６】
2007311752.tif 000008
【図７】
2007311752.tif 000009
【図８】
2007311752.tif 000010
【図９】
2007311752.tif 000011
【図１０】
2007311752.tif 000012
【図１１】
2007311752.tif 000013
【図１２】
2007311752.tif 000014
【図１３】
2007311752.tif 000015
【図１４】
2007311752.tif 000016
【図１５】
2007311752.tif 000017
【図１６】
2007311752.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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