JP4742587B2 - 有機el装置、画像形成装置、及び電子機器 - Google Patents
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Description
また、有機EL装置の陽極と陰極の間に誘電体積層膜からなる光共振器を設けることで、有機機能層における発光特性を強める技術がある(例えば、特許文献2参照)。
具体的には、発光層から出射された光が、ホール注入層から直接陽極に入射する第1の経路と、発光層から出射された光が、前記ホール注入層から絶縁膜を透過した後に陽極に入射する第2の経路とがある。
一般的には、前記絶縁膜とホール注入層との屈折率は略等しいため、前記第2の経路を通る光は、前記第1の経路を通る光に比べて見掛け上ホール注入層が厚くなり、前記の2つの経路の光路長が異なった状態となる。すなわち、これら2つの経路の光路長の違いから、これらの経路間での光透過性が異なってしまう。
よって、発光層が出射した光の発光スペクトルのピーク波長がずれることで、各画素領域内で色ムラが生じてしまう問題があった。
したがって、例えば前記発光層の光によって発光される画素領域の色ムラを防止することで、信頼性の高い有機EL装置となる。
このようにすれば、前記発光層から出射された光が共振器を透過することで、特定の波長域における発光スペクトルのピーク波長を強めることができる。
このようにすれば、発光層の下層に設けられた前記絶縁膜による共振効果によって、画素領域の色ムラを防止した光を、効率的に外部に取り出すことができる。
本発明の画像形成装置によれば、前述した画素領域の色ムラを防止した有機EL装置をラインヘッドとして用いているので、露光精度の高い画像形成装置となる。
本発明の電子機器によれば、前述した画素領域の色ムラを防止した有機EL装置を表示手段として備えているので、表示精度が高い電子機器となる。
まず、本発明の有機EL装置(有機エレクトロルミネッセンス装置)の第1の実施形態ついて説明する。
図1は、第1の実施形態における有機EL装置の側断面を示す図であり、図中符号1は有機EL装置である。
前記画素電極141は、ボトムエミッション型の場合には、例えばITO(インジウム錫酸化物)等の透光性導電材料により形成されている。
前記発光層140Bは、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料、例えば低分子材料や高分子材料等により形成されている。この発光層140Bでは、ホール注入層140Aからの正孔と後述する陰極154とからの電子とが結合して光を発するようになっている。前記発光層140Bとしては、赤色光を発する層、緑色光を発する層、青色光を発する層の3種類があるが、本実施形態では、前記発光層140Bが赤色の光を発光する場合について説明する。
図2に示すように、本実施形態における前記絶縁膜149は、例えば膜厚500nmのSiO2(酸化シリコン)からなる第1の絶縁層149Aと、この第1の絶縁層149A上に設けられた、例えば膜厚160nmのSiNx(窒化シリコン)からなる第2の絶縁層149Bとを積層した積層構造となっている。このとき、絶縁膜149は、本来の役割である絶縁性を損なうことがない十分な膜厚となっている。本実施形態では、前記画素領域71の周辺部にのみ前記絶縁膜149が形成されたものとなっている。
図2に示したように、発光層140Bが出射した光は、2つの経路がある。具体的には、ホール注入層140Aから画素電極141に直接入射する経路とする第1の経路Pt1と、前記ホール注入層140Aから絶縁膜149を透過して画素電極141に入射する第1の経路Pt2とがある。ここで、以下の説明においては、前記第1の経路Pt1を画素領域71の中央部における光の経路とし、前記第2の経路Pt2を画素領域71の周辺部における光の経路とする。
このとき、前記第1の経路Pt1と前記第2の経路Pt2とでは、光路長が異なった状態となっている。
また、前記画素領域71の周辺部における第2の経路Pt2を通る光は、発光層140Bから出射された後、ホール注入層140Aに入射する。そして、このホール注入層140AからSiNxからなる第2の絶縁層149Bに入射し、さらにSiO2からなる第1の絶縁層149Aを透過した後、画素電極141に入射する。
グラフの横軸は、画素領域71から出射された光の波長を示し、グラフの縦軸は、光の強度を示している。
図3に示すように、第1の経路Pt1を通って出射された光、及び第2の経路Pt2により出射された光のピーク波長を略一致させることができる。また、これら2つの経路における分光特性は一致していないが、前記第1の経路Pt1における色座標が(x,y)=(0.668,0.330)を示し、前記第2の経路Pt2における色座標が(x,y)=(0.667,0.331)を示すことから、実使用上における色差としては問題のない範囲となっている。
よって、前記第2の経路Pt2を通った光が出射される画素領域71の周辺部と、前記第1の経路Pt1を通った光が出射される画素領域71の中央部との光透過性を同じとすることで、画素領域71による色ボケを防止することができる。よって、本実施形態では、ボトムエミッション型の有機EL装置1であるため、発光層140Bの下層に設けられた前記絶縁膜149による共振効果によって、画素領域71の色ムラを防止した光を、効率的に外部に取り出すことができる。
ここで、本発明の有機EL装置1の光透過性を説明する比較例として、従来の構造における有機EL装置の画素領域における発光スペクトルを図4のグラフに示す。
従来の有機EL装置は、前記第2の経路による光が透過する絶縁膜が前記第1の絶縁層149Aのみから構成されたものとなっている。
このとき、前記第2の経路Pt2においては、前述したように前記第1の絶縁層149Aを構成するSiO2の屈折率(1.48)と、この第1の絶縁層149A上に設けられたホール注入層149Aとの屈折率(1.5)とが略等しいので、前記第2の経路Pt2においては見掛け上ホール注入層149Aが厚くなった状態となってしまう。すると、前記ホール注入層149Aから直接画素電極141に光が入射する第1の経路Pt1との間に、光路長差が生じてしまう。
このように光路長差が存在する場合、図4に示すように、前記第2の経路Pt2から出射される光は、前記第1の経路Pt1から出射される光に比べて発光スペクトルのピーク波長が長波長側にずれてしまい、光透過性が異なってしまう。よって、画素領域71内で色ムラが生じてしまう。
したがって、前記発光層140Bの光によって発光される画素領域71の色ムラを防止して、信頼性の高い有機EL装置となる。
なお、前記実施形態においては、ボトムエミッションの場合について説明したが、前記画素電極141に、例えば反射膜構造を備えた材質を採用することで、本発明はトップエミッションについても適応してもよい。
図5に示すように、共振器10は、ラインヘッドを構成する基板(図示せず)とITOからなる画素電極141との間に設けられた異なる屈折率の絶縁層の積層構造からなっている。なお、前記第1の実施形態における有機EL装置1と同様に、前記画素電極141の周辺部を覆う絶縁膜149に設けられた開口を介して、ホール注入層140A、発光層140B、陰極154が順次積層された構造となっている。
したがって、前記共振器10は、SiNx層10aとSiO2層10bとの屈折率差によって、発光層140Bが出射した光の強度を共振効果によって高めるようになる。
また、前記第2の経路Pt2´における光は、発光層140Bから出射された後、ホール注入層140Aに入射する。そして、このホール注入層140AからSiNxから形成される第2の絶縁層149Bに入射し、さらにSiO2から形成される第1の絶縁層149Aを透過することで画素電極141に入射する。
このとき、第2の経路Pt2´においては前記第1の実施形態と同様に、発光層140Bによる光が、ホール注入層140A、第2の絶縁層149B、及び第1の絶縁層149Aの3層間を透過する際の共振効果によって、前記第1の経路Pt1における光路長での光透過性と同等の光が画素電極141に出射する。
グラフの横軸は、画素領域71から出射された光の波長を示し、グラフの縦軸は、光の強度を示している。
図6に示すように、第1の経路Pt1´を通って出射された光、及び第2の経路Pt2´により出射された光のピーク波長を略一致させることができる。また、これら2つの経路における分光特性は一致していないが、前記第1の経路Pt1´における色座標が(x,y)=(0.688,0.311)を示し、前記第2の経路Pt2´における色座標が(x,y)=(0.693,0.305)を示すことから、実使用上における色差としては問題のない範囲となっている。
よって、前記第2の経路Pt2´を通った光が出射される画素領域71の周辺部と、前記第1の経路Pt1´を通った光が出射される画素領域71の中央部との光透過性を同じとすることで、画素領域71の色ボケを防止できる。
ここで、本実施形態に係る有機EL装置2の光透過性を説明する比較例として、従来の構造において共振器10を備えた有機EL装置の画素領域における発光スペクトルを図7のグラフに示す。
従来の有機EL装置は、前記第2の経路Pt2´で光の透過する絶縁膜149が、例えば100nmの膜厚のSiO2からなる前記第1の絶縁層149Aのみで構成されたものとなっている。
このとき、前記第2の経路Pt2´においては、前述したように前記第1の絶縁層149Aを構成するSiO2の屈折率(1.48)と、この第1の絶縁層149A上に設けられたホール注入層149Aとの屈折率(1.5)とが略等しいので、前記第2の経路Pt2´においては見掛け上ホール注入層149Aが厚くなり、第1の経路Pt1´との間に光路長差が生じている。
そこで、本実施形態における有機EL装置2を採用すれば、特に従来の有機EL装置の構造に共振器10を設けた場合における、画素領域71の光透過性の矯正効果が大きく、色ムラを防止できる。
また、発光層140Bとして赤色の光を発光するものを用いたが、青又は緑の発光材料を用いてさらに絶縁膜149の材料等の構成を変更して共振条件を調節することで、青色又は緑色の光を発光する場合にも適応可能となる。また、発光層及び絶縁膜等の構成を変更することで、R(赤),G(緑),B(青)の3色を発光するフルカラーに対応した有機ELに対しても適応可能となる。
また、共振構造を構成する絶縁材料として、SiO2、及びSiNxの場合について説明したが、例えば屈折率1.63のAl2O3や屈折率2.1のTa2O5等の材料を適宜選択することで絶縁膜149や共振構造10を構成するようにしてもよい。
図8は本発明の画像形成装置の第1の実施形態を示す図であり、図8中符号80はタンデム方式の画像形成装置である。この画像形成装置80は、有機ELアレイラインヘッド101K、101C、101M、101Yを、対応する同様な構成である4個の感光体ドラム41K、41C、41M、41Yにそれぞれ配置したことにより、露光装置を構成した、タンデム方式のものである。
なお、これら符号(K、C、M、Y)の意味は、他の部材についても同様である。感光体ドラム41K、41C、41M、41Yは、中間転写ベルト90の駆動と同期して、図8中矢印方向(時計方向)に回転駆動するようになっている。
ここで、有機ELアレイラインヘッド101(K、C、M、Y)は、前述したようにヘッドケースによってSLアレイ(図示せず)とともに互いにアライメントされた状態で一体的に保持され、ラインヘッドモジュールとして用いられている。
感光体ドラム165は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより、現像ローラ162aとは逆の方向となる矢印D方向に回転駆動されるようになっている。なお、像書込手段167を構成するラインヘッドモジュールは、これと感光ドラム165との間で位置合わせ(光軸合わせ)がなされた状態に配設されている。
定着処理後の用紙は、排紙ローラ対176に引き込まれて矢印F方向に進行する。この状態から排紙ローラ対176が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路175を矢印G方向に進行する。177は電装品ボックス、178は用紙を収納する給紙トレイ、179は給紙トレイ178の出口に設けられているピックアップローラである。
したがって、これら画像形成装置80、160にあっては、前述したように画素領域の色ムラを防止したラインヘッドを備えているので、露光精度の高い画像形成装置となる。
以上、本発明の有機EL装置1,2をラインヘッド101,167として用いた画像形成装置80,160に係る実施形態について説明したが、本発明の画像形成装置80,160はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
次に、前述したフルカラーに対応した本発明の有機EL装置を表示手段として備えた電子機器について説明する。
図10は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話300は、前記の電気光学装置を小サイズの表示部301として備え、複数の操作ボタン302、受話口303、及び送話口304を備えて構成されている。
上述した電気光学装置としては、前記携帯電話300に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの場合にも電気的接続の信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
Claims (5)
- 第1の電極と、
前記第1の電極上に設けられた開口部を有する絶縁膜と、
前記第1の電極上の前記開口部と重なる領域と、前記絶縁膜の上と、に設けられたホール注入層と、
前記ホール注入層上に設けられた発光層と、を備えた有機EL装置において、
前記絶縁膜は、第1の絶縁層と第2の絶縁層とを有し、
前記第2の絶縁層は前記第1の絶縁層と前記ホール注入層との間に設けられ、
前記第1の絶縁層の屈折率は前記ホール注入層の屈折率と略同じであり、
前記第2の絶縁層は、前記ホール注入層から前記絶縁膜を透過して前記第1の電極に入射する光が、前記ホール注入層から前記第1の電極に直接入射する光と同等の光透過性となるよう、前記ホール注入層と前記第1の絶縁層とともに共振構造を形成すべく、前記第1の絶縁層の屈折率より大きな屈折率を有していることを特徴とする有機EL装置。 - 異なる屈折率の絶縁層が複数積層されてなる共振器を、前記第1の電極の直下に設けたことを特徴とする請求項1に記載の有機EL装置。
- 請求項1又は請求項2に記載の有機EL装置において、ボトムエミッションであることを特徴とする有機EL装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機EL装置を、ラインヘッドとして用いたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機EL装置を、表示手段とすることを特徴とする電子機器。
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