(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体状に形成され、相対する２つの素子形成面から入射された光を光出射面方向に反射する２つの反射面が互いに離間して形成された光透過性基板と、
前記２つの素子形成面にそれぞれ設けられ、それぞれ異なる色を発光する第１及び第２の有機電界発光素子と、
前記光透過性基板の側面であって前記２つの素子形成面と異なる側面に設けられ、前記光出射面方向に前記第１及び第２の有機電界発光素子と異なる色を発光し、当該光を前記２つの反射面の間を通過して光出射面から出射させる第３の有機電界発光素子と、を備え、
前記光透過性基板の光出射面から出射された光で感光体を露光する露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置に係り、特に有機エレクトロルミネセント素子（以下、「有機ＥＬ素子」という。）を用いて感光体を露光する露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
有機ＥＬ素子は蛍光体の有機発光材料に電圧が加えられたときに発光するものであり、この有機ＥＬ素子の発光を利用して感光体を露光する露光装置が提案されている。例えば、有機ＥＬ素子を１次元のアレイ状に配列した有機ＥＬ素子アレイ光源を備え、この光源の発する光を感光体に露光する露光装置が提案されている。
【０００３】
しかし、このような露光装置は、有機ＥＬ素子アレイ光源が大きくなってしまうことから、その光を結像するためのセルフォックレンズアレイ（以下、「ＳＬＡ」という。）も大きくなり、装置全体が大型になる問題がある。
【０００４】
また、従来では、有機ＥＬ素子を高デューティ（≒１００％）で駆動する時の配線パターンの引き回しが複雑になっており、その配線パターンの簡略化に応じて小型化を図ることも考えられる。さらに、今まで以上に有機ＥＬ素子の発する光の利用効率を向上させる必要もある。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解消するために提案されたものであり、装置全体の小型化を図るとともに、有機ＥＬ素子が発する光を効率的に利用することができる露光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、直方体状に形成され、相対する２つの素子形成面から入射された光を光出射面方向に反射する２つの反射面が互いに離間して形成された光透過性基板と、前記２つの素子形成面にそれぞれ設けられ、それぞれ異なる色を発光する第１及び第２の有機電界発光素子と、前記光透過性基板の側面であって前記２つの素子形成面と異なる側面に設けられ、前記光出射面方向に前記第１及び第２の有機電界発光素子と異なる色を発光し、当該光を前記２つの反射面の間を通過して光出射面から出射させる第３の有機電界発光素子と、を備え、前記光透過性基板の光出射面から出射された光で感光体を露光する露光装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態に係る露光装置１は、赤色，緑色，青色の光をそれぞれ発光する有機電界発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」という。）アレイ光源１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）と、有機ＥＬ素子アレイ光源１０からの光を感光体４０上に集光するセルフォックレンズアレイ（以下、「ＳＬＡ」という。）３０とを備えている。有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発光し、それぞれ後述する有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを備えている。有機ＥＬ素子アレイ光源１０は、図２に示すように、有機ＥＬ素子１１が形成された基板２０から構成されている。
【００１７】
（有機ＥＬ素子１１の構成）
図３に示すように、基板２０上には、陽極としての透明電極１２、発光層を含む有機化合物層１３、陰極としての金属電極１４が順次積層されて有機ＥＬ素子１１が形成されている。この有機ＥＬ素子１１は、例えばステンレス製缶等の封止部材１６により覆われている。封止部材１６の縁部と基板２０とが接着剤層１７により接着されて、乾燥窒素ガスで置換された封止部材１６内に有機ＥＬ素子１１が封止されている。この有機ＥＬ素子１１の透明電極１２と金属電極１４との間に所定電圧が印加されると、有機化合物層１３に含まれる発光層が発光し、発光光が透明電極１２及び基板２０を介して取り出される。
【００１８】
陽極である透明電極１２は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の波長領域において、少なくとも５０パーセント以上、好ましくは７０パーセント以上の光透過率を有するものが好ましい。透明電極１２を構成するための材料としては、酸化錫、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウムなどの透明電極材料として公知の化合物のほか、金や白金など仕事関数が大きい金属からなる薄膜を用いてもよい。また、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールまたはこれらの誘導体などの有機化合物でもよい。透明導電膜については、沢田豊監修「透明導電膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９年）に詳細に記載されており、本発明に適用することができる。また、透明電極１２は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などにより、基板２０上に形成することができる。
【００１９】
有機化合物層１３は、発光層のみからなる単層構造であってもよいし、発光層の外に、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層等のその他の層を適宜有する積層構造であってもよい。有機化合物層１３の具体的な構成（電極を含む。）としては、陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極などが挙げられる。また、発光層、ホール輸送層、ホール注入層、電子注入層を複数設けてもよい。
【００２０】
陰極である金属電極１４は、仕事関数の低いＬｉ、Ｋなどのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａなどのアルカリ土類金属、及びこれらの金属とＡｇやＡｌなどとの合金や混合物等の金属材料から形成されるのが好ましい。陰極における保存安定性と電子注入性とを両立させるために、上記材料で形成した電極を仕事関数が大きく導電性の高いＡｇ、Ａｌ、Ａｕなどで更に被覆してもよい。なお、金属電極１４も透明電極１２と同様に、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの公知の方法で形成することができる。
【００２１】
（基板２０の構成）
基板２０は、図２に示すように、厚さｔの板状に形成され、有機ＥＬ素子１１が形成されている透明部材２１と、この透明部材２１に接合すると共に有機ＥＬ素子１１の配線１８が形成されている配線用部材２２とで構成されている。
【００２２】
透明部材２１は、断面が略三角形の三角柱状に形成されている。この透明部材２１の各側面は、配線用部材２２に接する面である反射面２３と、有機ＥＬ素子１１が形成されている素子形成面２４と、有機ＥＬ素子１１が発する光が外部に射出される光出射面２５として作用する。反射面２３は、素子形成面２４に対して４５度の角度を成すように形成され、素子形成面２４からの光を光出射面２５方向に反射する。光出射面２５は、素子形成面２４に対して９０度の角度を成すように形成されている。
【００２３】
透明部材２１の素子形成面２４には、長さ方向に、有機ＥＬ素子１１がアレイ状に配列され、これらの各有機ＥＬ素子１１を覆うように図３で示した封止部材１６が形成されている。
【００２４】
配線用部材２２には、その側面に沿って複数の配線１８が形成されている。各配線１８は、透明部材２１上に形成されている各有機ＥＬ素子１１の透明電極１２を延長したものであり、それぞれ平行になるように配置されている。
【００２５】
反射面２３は、素子形成面２４からの光を光出射面２５方向に反射するものであれば特に限定されるものではないが、例えば以下のようにして形成されている。
【００２６】
例えば図４に示すように、透明部材２１は屈折率ｎ１の媒質で構成され、配線用部材２２は屈折率ｎ２（＜ｎ１）の光を透過する媒質で構成されている。このとき、有機ＥＬ素子１１が発する光は、透明部材２１と配線用部材２２の境界で反射し、光出射面２５方向に進む。すなわち、透明部材２１と配線用部材２２の境界が反射面２３を構成する。
【００２７】
また、図５に示すように、透明部材２１と配線用部材２２が屈折率ｎ２の媒質で構成されているときは、透明部材２１にイオン注入をして、透明部材２１の屈折率をｎ１にしてもよい。
【００２８】
また、図６に示すように透明部材２１又は配線用部材２２の接合面に反射コーティングを施したり、透明部材２１と配線用部材２２の間に反射部材を挟み込んで反射面２３を構成してもよい。
【００２９】
さらに、図７に示すように、透明部材２１と配線用部材２２の間に空気層を形成してもよい。このとき、透明部材２１の媒質の屈折率よりも空気の屈折率の方が小さい。したがって、有機ＥＬ素子１１が発する光は、透明部材２１と空気層の境界で全反射する。すなわち、透明部材２１と空気層が、反射面２３として作用する。なお、透明部材２１と空気層で反射面２３が構成されるので、配線用部材２２はなくてもよい。
【００３０】
また、図８に示すように、配線用部材２２を光を全反射する材質で構成してもよい。これにより、透明部材２１と接触する配線用部材２２の面が反射面２３となる。
【００３１】
以上のように、露光装置１は、有機ＥＬ素子１１からの光を反射面２３で全反射し、光の進行方向を変えて露光を行うので、有機ＥＬ素子１１の配置位置の自由度が大きくなり、この結果、図１に示すように各有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒから有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｂまでの幅を（３ｔ＋α）にすることができる。すなわち、各有機ＥＬ素子アレイ光源１０の間隔がα／２で済むので、これに伴ってＳＬＡ３０の外形も小さくすることができ、この結果、装置全体の小型化を図ることができる。
【００３２】
また、露光装置１は、有機ＥＬ素子１１の配線を形成するための配線用部材２２を備えているので、複雑な配線の引き回しを行うことなく容易にその配線を設計することができる。さらに、図９に示すように、各有機ＥＬ素子アレイ光源１０の高さを変えることもできる。これにより、配線１８と他の配線１９との接続を容易に行うことができる。
【００３３】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、以下のように構成されていてもよい。なお、以下の説明では、上述した実施の形態と同じ部位については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３４】
基板２０の反射面２３は、素子形成面２４に対して４５度の角度を成すように形成されているが、３０度から６０度の範囲内の角度を成すように形成されていてもよい。また、図１０に示すように、反射面２３を凹面鏡にして、有機ＥＬ素子１１の発する光が感光体上で集光するようにしてもよい。
【００３５】
光出射面２５は、素子形成面２４に対して９０度の角度を成す形成されているが、６０度から１２０度の範囲内の角度を成すように形成されていてもよい。また、光出射面２５を凸面状にしたり、光出射面２５に凸レンズを設けることによって、有機ＥＬ素子１１の発する光が感光体上で集光するようにしてもよい。これにより、感光体の露光を効率的に行うことができる。
【００３６】
（有機ＥＬ素子アレイ光源１０の他の構成）
有機ＥＬ素子アレイ光源１０としては、以下に説明するような構成でもよい。なお、以下の説明では、各有機ＥＬ素子１１が発光する色は特に限定されず、有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの配置位置は互いに入れ替えてもよい。
【００３７】
例えば図１１に示すように、図１に示した有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇを２つ貼り合わせたような構成でもよい。具体的には、有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒの素子形成面２４Ｒの反対側の面と、有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｇの素子形成面２４Ｇの反対側の面とが貼り合わされている。これにより、有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒと有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｇの間に隙間を設けなくても済むので、装置の小型化を図ることができる。
【００３８】
また、図１２に示すように、直方体状の透明な媒質で形成された直方体基板６０に対して、相対する側面（素子形成面２４Ｒ，２４Ｇ）にそれぞれ有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇを設けてもよい。直方体基板６０の他の側面であって、素子形成面２４Ｒ，２４Ｇにそれぞれ９０度の角度を成す側面には、有機ＥＬ素子１１Ｂが形成されている。
【００３９】
直方体基板６０内には、有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇからの光を光出射面２５（２５Ｒ，２５Ｇ）方向に反射する反射面２３Ｒ，２３Ｇが設けられている。反射面２３Ｒは、素子形成面２４Ｒ及び光出射面２５Ｒに対して４５度の角度を成すように配置されている。反射面２３Ｇは、素子形成面２４Ｇ及び光出射面２５Ｇに対して４５度の角度を成すように配置されている。反射面２３Ｒと反射面２３Ｇは、最も近い箇所であっても透明媒質を挟んで所定の隔たりが設けられている。
【００４０】
このような構成により、有機ＥＬ素子１１Ｂが発する青色の光は、直方体基板６０の内部を透過しながら光出射面２５方向に進み、そのまま反射面２３Ｒ，２３Ｇの間を抜けて外部に出力される。すなわち、有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの光は、それぞれ同じ方向に向かって直方体基板６０の外部に出力される。
【００４１】
このようにして、有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが形成された直方体基板６０は、図１に示した有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに比べて小型化を図ることができる。これに応じてＳＬＡも小型化することができるので、この結果、装置全体を小型化することができる。
【００４２】
さらに、例えば図１３に示すように、赤色、緑色、青色の光をそれぞれ発する有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを積層配置してもよい。これにより、有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが発する３原色の光は、反射面２３で反射して、感光体上の同一スポットを露光する。
【００４３】
したがって、図１に示す露光装置１は３つの有機ＥＬ素子アレイ光源１０が必要であったが、本実施の形態では有機ＥＬ素子アレイ光源１０は１つで十分である。これにより、露光装置１に比べて有機ＥＬ素子アレイ光源１０が少なく済むので、さらに一層、装置を小型化することができる。
【００４４】
なお、図１４に示すように、図２に示した有機ＥＬ素子アレイ光源１０の素子形成面２４の対面に温度制御素子２７を設けてもよい。温度制御素子２７は、一般的な基板特性として、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性、低吸湿性等が要求される。温度制御素子２７としては、例えばセラミクス製ペルチェ素子、セラミクスヒータ、サーモエレクトリッククーラ等が該当する。
【００４５】
このような構成により、基板２０の温度を高精度にかつ効率よく制御することができ、有機ＥＬ素子１１の高輝度出力時に基板２０の温度を略一定にすることができる。したがって、基板２０の温度上昇に伴う有機ＥＬ素子１１の熱劣化が抑制され、有機ＥＬ素子１１の耐久性を向上させることができる。
【００４６】
また、図１５に示すように、各有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに透明基板７０を密着配置し、有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒの有機ＥＬ素子１１Ｒ上を接着剤７１で被膜し、さらに各有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの隙間を接着剤７１で密封してもよい。
【００４７】
各有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの基板２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、透明基板７０を密着配置しやすいように、矩形状に形成されるのが好ましい。このとき、基板２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの端面、すなわち各光出射面２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂに透明基板７０が密着配置される。有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、基板２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの主面、すなわち素子形成面２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂに形成される。なお、接着剤７１は、有機層に影響を及ぼす気体を発生しないことを要する。
【００４８】
これにより、各有機ＥＬ素子１１を酸素や水分から隔離することができるので、その有機ＥＬ素子１１の耐久性を向上させることができる。また、有機ＥＬ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが形成された有機ＥＬ素子アレイ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを積層して構成してもよい。
【００４９】
なお、赤色を発光する有機ＥＬ素子１１Ｒは、緑色や青色を発光する有機ＥＬ素子１１Ｇ，１１Ｂに比べて発光輝度が特に低く、露光時間が長い。そこで、赤色を発光する有機ＥＬ素子１１Ｒの代わりに、赤色を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）を設け、短時間で露光時間を行うようにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、有機電界発光素子の設置位置の自由度が大きくなり、この結果、装置全体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る露光装置の斜視図である。
【図２】露光装置の有機ＥＬ素子アレイ光源の構成を示す斜視図である。
【図３】有機ＥＬ素子アレイ光源に形成されている有機ＥＬ素子の構成を示す断面図である。
【図４】透明基板の他の構成を示す概略的な断面図である。
【図５】透明基板の他の構成を示す概略的な断面図である。
【図６】透明基板の他の構成を示す概略的な断面図である。
【図７】透明基板の他の構成を示す概略的な断面図である。
【図８】透明基板の他の構成を示す概略的な断面図である。
【図９】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概略的な断面図である。
【図１０】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概略的な断面図である。
【図１１】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概略的な断面図である。
【図１２】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概略的な断面図である。
【図１３】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概略的な断面図である。
【図１４】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概略的な断面図である。
【図１５】有機ＥＬ素子アレイ光源の他の構成を示す概略的な断面図である。
【符号の説明】
１  露光装置
１０  有機ＥＬ素子アレイ光源
１１  有機ＥＬ素子
２０  透明基板
２３  接合面
４０  感光体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0004373581.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0004373581.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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