(57)【要約】【課題】  デバイス性能の改善が可能なプリンタヘッドを提供する。【解決手段】  絶縁基板と、前記絶縁基板上において、ライン状に配置された複数の陽極と、前記陽極上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された陰極と、を備えた有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を駆動するための駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、前記絶縁基板上に配置され、前記有機ＥＬ素子を挟んで対向配置された第１駆動回路及び第２駆動回路を有することを特徴とするプリンタヘッド。【選択図】      図１
2012076330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上において、ライン状に配置された複数の陽極と、前記陽極上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された陰極と、を備えた有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子を駆動するための駆動回路と、を備え、
前記駆動回路は、前記絶縁基板上に配置され、前記有機ＥＬ素子を挟んで対向配置された第１駆動回路及び第２駆動回路を有することを特徴とするプリンタヘッド。
【請求項２】
前記陰極は、前記第１駆動回路の直上に延在するとともに、前記第２駆動回路の直上には延在していないことを特徴とする請求項１に記載のプリンタヘッド。
【請求項３】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上において、ライン状に配置された複数の陰極と、前記陰極上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された陽極と、を備えた有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子を駆動するための駆動回路と、を備え、
前記駆動回路は、前記絶縁基板上に配置され、前記有機ＥＬ素子を挟んで対向配置された第１駆動回路及び第２駆動回路を有することを特徴とするプリンタヘッド。
【請求項４】
前記陽極は、前記第１駆動回路の直上に延在するとともに、前記第２駆動回路の直上には延在していないことを特徴とする請求項３に記載のプリンタヘッド。
【請求項５】
前記第１駆動回路はその出力信号がアナログ信号であり、前記第２駆動回路はその出力信号がディジタル信号であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプリンタヘッド。
【請求項６】
前記第１駆動回路は、前記第２駆動回路に対して、回路の動作周波数が低いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプリンタヘッド。
【請求項７】
前記第１駆動回路は前記有機ＥＬ素子に流す電流を制御する電流源回路であって、前記第２駆動回路は前記有機ＥＬ素子を発光させる画像データを保持する画像メモリー回路であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプリンタヘッド。
【請求項８】
さらに、前記陽極を囲むとともに前記第１駆動回路及び前記第２駆動回路の上に配置された絶縁膜を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のプリンタヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プリンタヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザープリンタに変わる構成として、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイを配置したＬＥＤプリンタが開発されている。ＬＥＤプリンタは、レーザープリンタに比べて、光源が感光ドラムの近傍に配置されているため、装置の小型化に有利な構造となっている。
【０００３】
しかしながら、ＬＥＤプリンタのプリンタヘッドは、ＬＥＤを高密度に配置した半導体チップを印刷に必要なサイズだけ非常に正確に配置する必要があり、高度な実装技術と高いコストが必要となる。
【０００４】
最近では、ＬＥＤよりもより安価にアレイ状の光源を実現できるデバイスとして、有機ＥＬ素子が着目されている。有機ＥＬ素子は、ディスプレイにも用いられているように、高密度かつ大面積のデバイスが製造可能である。このため、ＬＥＤプリンタのプリンタヘッドのように複数のチップを正確に並べる必要がなく、製造段階で１つデバイスとして作ることができ、容易に実装することができる。
【０００５】
有機ＥＬ素子は、プリンタヘッドとして利用する場合には、ディスプレイよりもより高輝度の発光が要求される場合が多い。このような有機ＥＬ素子がガラス基板上に形成される場合、ガラス基板上に形成されるメタル配線の抵抗は比較的高く、かつ比較的大きな電流を必要とするため、電圧降下が発生しやすい。また、ガラス基板上に構成される薄膜トランジスタは、結晶シリコン基板上に構成されるトランジスタに比べて能力が低い。このようなことから、回路の動作速度が不足して印刷速度の高速化に支障をきたしたり、デバイスのサイズの拡大を招いたりする恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８３５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本実施形態の目的は、デバイス性能の改善が可能なプリンタヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板上において、ライン状に配置された複数の陽極と、前記陽極上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された陰極と、を備えた有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を駆動するための駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、前記絶縁基板上に配置され、前記有機ＥＬ素子を挟んで対向配置された第１駆動回路及び第２駆動回路を有することを特徴とするプリンタヘッドが提供される。
【０００９】
本実施形態によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板上において、ライン状に配置された複数の陰極と、前記陰極上に配置された有機発光層と、前記有機発光層上に配置された陽極と、を備えた有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を駆動するための駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、前記絶縁基板上に配置され、前記有機ＥＬ素子を挟んで対向配置された第１駆動回路及び第２駆動回路を有することを特徴とするプリンタヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態におけるプリンタヘッドの構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図２は、有機ＥＬ素子を駆動するための駆動回路の一構成例を示す図である。
【図３】図３は、図１に示したプリンタヘッドの第２方向に沿った構成を概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、本実施形態におけるプリンタヘッドの他の構成を概略的に示す平面図である。
【図５】図５は、図４に示したプリンタヘッドの第２方向に沿った構成を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態におけるプリンタヘッド１の構成を概略的に示す平面図である。
【００１３】
本実施形態におけるプリンタヘッド１は、複数の有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子ＯＬＥＤがライン状に配置されたアレイ基板１０を備えている。このアレイ基板１０は、第１方向Ｘに延出した略長方形状に形成され、一対の長辺Ｌ１及びＬ２と、一対の短辺Ｓ１及びＳ２を有している。図示した例では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、アレイ基板１０の略中央において、第１方向Ｘに平行な１ラインに沿って配置され、発光素子列ＡＲを形成している。なお、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、第１方向Ｘに平行な複数ラインに沿って配置され、複数の発光素子列を形成しても良い。
【００１４】
このアレイ基板１０には、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを駆動するための駆動回路３０が形成されている。駆動回路３０は、第１駆動回路３１及び第２駆動回路３２を有している。第１駆動回路３１及び第２駆動回路３２が有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを挟んで対向配置されている。
【００１５】
より具体的には、第１駆動回路３１は、アレイ基板１０の長辺Ｌ１と発光素子列ＡＲとの間に形成されている。第２駆動回路３２は、アレイ基板１０の長辺Ｌ２と発光素子列ＡＲとの間に形成されている。つまり、これらの第１駆動回路３１及び第２駆動回路３２は、第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに並んで配置されている。このような駆動回路３０の構成例については、後述する。
【００１６】
アレイ基板１０の短辺Ｓ１側には、制御用ＩＣ４０を備えた回路基板４１が実装されている。制御用ＩＣ４０は、第１駆動回路３１及び第２駆動回路３２のそれぞれと電気的に接続され、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを駆動するのに必要な信号を出力する。また、この制御用ＩＣ４０は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する陰極ＣＥに対して所定の電位を供給する給電部５０と電気的に接続されている。
【００１７】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの構成例については、後に詳述するが、陽極ＡＥと、陰極ＣＥと、を備えている。各有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの陽極ＡＥは、第１方向Ｘに沿ってライン状に配置され、隣接する陽極ＡＥは離間している。陰極ＣＥは、発光素子列ＡＲを覆うように配置されている。この陰極ＣＥは、給電部５０にコンタクトしている。図示した例では、陰極ＣＥは、第１駆動回路３１及び第２駆動回路３２のいずれの直上にも延在していない。
【００１８】
図２は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを駆動するための駆動回路３０の一構成例を示す図である。なお、本実施形態においては、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを駆動する回路構成は、図２に示した例に限らず、種々の構成が適用可能である。
【００１９】
すなわち、駆動回路３０は、第１駆動回路３１として、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに流す電流を制御する電流源回路を備え、第２駆動回路３２として、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを発光させる画像データを保持する画像メモリー回路を備えている。第１駆動回路３１はアナログ回路であり、その出力信号がアナログ信号である。第２駆動回路３２はディジタル回路であり、その出力信号がディジタル信号である。このような第１駆動回路３１は、第２駆動回路３２に対して、回路の動作周波数が低い。
【００２０】
第１駆動回路３１は、駆動トランジスタＤＲと、第１スイッチトランジスタＳＷ１と、第２スイッチトランジスタＳＷ２と、第３スイッチトランジスタＳＷ３と、キャパシタＣと、を有している。ここに示した例では、駆動トランジスタＤＲ、第１乃至第３スイッチトランジスタＳＷ１乃至ＳＷ３は、ｐチャネル薄膜トランジスタである。
【００２１】
駆動トランジスタＤＲ、第１スイッチトランジスタＳＷ１、及び、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、第１電源端子Ｔ１と第２電源端子Ｔ２との間で、この順に直列に接続されている。ここに示した例では、第１電源端子Ｔ１は高電位電源端子であって図示しない電源線に接続されており、第２電源端子Ｔ２は低電位電源端子である。
【００２２】
第１スイッチトランジスタＳＷ１のゲート電極は、第２駆動回路３２に接続されている。第２スイッチトランジスタＳＷ２は、ソース線ＳＬと駆動トランジスタＤＲのドレイン電極との間に接続されている。第２スイッチトランジスタＳＷ２のゲートは、ゲート線ＧＬに接続されている。第３スイッチトランジスタＳＷ３は、駆動トランジスタＤＲのドレイン電極とゲート電極との間に接続されている。第３スイッチトランジスタＳＷ３のゲート電極は、ゲート線ＧＬに接続されている。キャパシタＣは、駆動トランジスタＤＲのゲート電極とソース電極との間に接続されている。
【００２３】
なお、ゲート線ＧＬは図示しないゲートドライバに接続され、ソース線ＳＬは図示しないソースドライバに接続されている。これらのゲートドライバ及びソースドライバは、アレイ基板１０上に形成されていても良いし、制御用ＩＣ４０が備えていてもよい。
【００２４】
図３は、図１に示したプリンタヘッド１の第２方向Ｙに沿った構成を概略的に示す断面図である。
【００２５】
アレイ基板１０は、ガラス基板などの絶縁基板１１、第１駆動回路３１、第２駆動回路３２、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤなどを備えている。第１駆動回路３１及び第２駆動回路３２は、詳述しないが、ともに絶縁基板１１の上に形成されている。第１駆動回路３１は、先に説明したように、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに接続される第１スイッチトランジスタＳＷ１などを含んでいる。
【００２６】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、陽極ＡＥと、有機発光層ＯＲＧと、陰極ＣＥと、を備えている。
【００２７】
陽極ＡＥは、層間絶縁膜１２の上に配置されている。この陽極ＡＥの構造については、特に制限はなく、反射層及び透過層の少なくとも１層によって構成されている。反射層は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成されている。透過層は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。
【００２８】
このような陽極ＡＥは、それぞれ絶縁膜１３によって囲まれている。この絶縁膜１３は、陽極ＡＥの周縁部に重なっている。また、絶縁膜１３は、第１駆動回路３１及び第２駆動回路３２の上にも配置されている。
【００２９】
有機発光層ＯＲＧは、陽極ＡＥの上に配置されている。この有機発光層ＯＲＧは、少なくとも発光性の有機材料からなる発光層を含み、さらに、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層などを含んでいても良い。有機発光層ＯＲＧの一部は、絶縁膜１３の上にも延在している。
【００３０】
陰極ＣＥは、有機発光層ＯＲＧの上に配置されている。この陰極ＣＥは、絶縁膜１３の上にも延在している。なお、第１駆動回路３１及び第２駆動回路３２の直上に位置する絶縁膜１３の上には、陰極ＣＥは延在していない。このような陰極ＣＥは、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）・銀（Ａｇ）などの導電材料によって形成されている。
【００３１】
対向基板２０は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの上方に配置されている。この対向基板２０は、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板である。このような対向基板２０は、シール材ＳＥによってアレイ基板１０と貼り合わせられている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤで発生した光は、例えば、対向基板２０を介して、外部に出射され、各種光学系や感光体などに導かれる。
【００３２】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えた構成のプリンタヘッド１において、第２駆動回路３２である画像メモリー回路では、画像データを高速に書き換える必要があるため、高速な動作が必要とされる。これに対して、第１駆動回路３１である電流源回路は、アナログ情報を保持する必要があるため、周囲からのノイズの影響を受けやすいという特徴がある。
【００３３】
このため、上記のプリンタヘッドの構成では、プリンタヘッド１のアレイ基板１０上の主要な回路である第１駆動回路（電流源回路）３１と第２駆動回路（画像メモリー回路）３２とが有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを挟んで異なる側に分離して配置されている。このような構成を適用したことにより、第１駆動回路３１へのノイズの影響を軽減することが可能となる。これにより、各有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光性能を向上することができ、デバイス性能を改善できる。
【００３４】
図４は、本実施形態におけるプリンタヘッド１の他の構成を概略的に示す平面図である。
【００３５】
図４に示した構成は、図１に示した構成と比較して、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する陰極ＣＥが第２方向Ｙに沿って拡幅された点で相違している。なお、陰極ＣＥを除いた他の部材については、図１に示した構成と同一であるため、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３６】
すなわち、陰極ＣＥは、発光素子列ＡＲを覆うように配置されるとともに、第１駆動回路３１の直上に延在している。しかしながら、この陰極ＣＥは、第２駆動回路３２の直上には延在していない。このような陰極ＣＥは、給電部５０にコンタクトしており、給電部５０から所定の電位が供給される。
【００３７】
図５は、図４に示したプリンタヘッド１の第２方向Ｙに沿った構成を概略的に示す断面図である。
【００３８】
図５に示した構成の陰極ＣＥは、有機発光層ＯＲＧの上に配置されるとともに、絶縁膜１３の上にも延在し、第１駆動回路３１の直上に位置している。なお、第２駆動回路３２の直上に位置する絶縁膜１３の上には、陰極ＣＥは延在していない。
【００３９】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えた構成のプリンタヘッド１においては、第１方向Ｘに沿って延出した発光素子列ＡＲに対応して陰極ＣＥが配置されているが、この陰極ＣＥが比較的高抵抗な配線となってしまい、発光する際に流れる電流によって電圧降下を起こす傾向がある。特に、プリンタヘッド１が第１方向Ｘに沿って長尺化するほど、この傾向は高まる。このような電圧降下は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光輝度の低下を招く。このため、例えば、本来は同一の発光輝度で発光しなければならない有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ間で、実際の発光輝度に差異が生じてしまうといった問題を生じうる。
【００４０】
このため、上記のプリンタヘッドの構成では、陰極ＣＥの長手方向（第１方向Ｘ）に対する幅方向（第２方向Ｙ）の長さを増大したことにより、陰極ＣＥの低抵抗化が可能となる。これにより、電圧降下が抑制され、各有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光輝度の低下を抑制することが可能となる。
【００４１】
加えて、幅の狭い領域に細長いパターンの陰極ＣＥを蒸着形成する場合と比較して、高い加工精度のファインマスクが不要であり、しかも、マスクの位置合わせに高い精度が要求されることもなく、製造コスト及び製造効率の向上が可能となる。
【００４２】
また、第２駆動回路（画像メモリー回路）３２の直上には陰極ＣＥが配置されていないため、陰極ＣＥとの寄生容量の影響を受けにくく、回路としての性能の低下を抑制することが可能となる。一方で、第１駆動回路（電流源回路）３１は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが一様な発光をするように個々に調整されるが、画像によらず一定であるため、回路が保持可能な期間内で再設定すれば良く、高速な動作を必要としない。このため、陰極ＣＥが第１駆動回路３１の上に延在することによる寄生容量の増加に対して、第１駆動回路３１の回路としての性能の低下がほとんど発生しない。さらに、陰極ＣＥが第１駆動回路３１を覆うことにより、外部からのノイズの影響も低減することが可能となる。
【００４３】
なお、図４乃至図５を参照して説明した構成においても、図１乃至図３を参照して説明した構成と同様に、第１駆動回路（電流源回路）３１と第２駆動回路（画像メモリー回路）３２とが有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを挟んで異なる側に分離して配置されているため、第１駆動回路３１へのノイズの影響を軽減することが可能となる。
【００４４】
これにより、各有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光性能を向上することができ、デバイス性能を改善できる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態によれば、デバイス性能の改善が可能なプリンタヘッドを提供することができる。
【００４６】
上記の実施形態では、絶縁基板１１上において、ライン状に配置された複数の陽極ＡＥと、陽極ＡＥ上に配置された有機発光層ＯＲＧと、有機発光層ＯＲＧ上に配置された陰極ＣＥと、を備えた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを例に説明したが、陽極ＡＥと陰極ＣＥとが入れ替わった有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ、すなわち、絶縁基板１１上において、ライン状に配置された複数の陰極ＣＥと、陰極ＣＥ上に配置された有機発光層ＯＲＧと、有機発光層ＯＲＧ上に配置された陽極ＡＥと、を備えた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについても同様の構成が適用可能である。
【００４７】
このような構成の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについては、図１に示した例の場合、陽極ＡＥは、第１駆動回路３１及び第２駆動回路３２のいずれの直上にも延在していない。また、このような構成の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについては、図４に示した例の場合、陽極ＡＥは、発光素子列ＡＲを覆うように配置されるとともに、第１駆動回路３１の直上に延在しているが、第２駆動回路３２の直上には延在していない。このような構成においても上記の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４８】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１…プリンタヘッド
１０…アレイ基板
２０…対向基板
３０…駆動回路  ３１…第１駆動回路  ３２…第２駆動回路
ＯＬＥＤ…ＥＬ素子
ＣＥ…陰極  ＡＥ…陽極  ＯＲＧ…有機発光層
ＡＲ…発光素子列
【図１】
2012076330.tif 000003
【図２】
2012076330.tif 000004
【図３】
2012076330.tif 000005
【図４】
2012076330.tif 000006
【図５】
2012076330.tif 000007