JP4905163B2 - 発光装置及び印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子を光源として利用した発光装置及び印刷装置に関する。

従来より、有機ＥＬ素子を光源として利用した発光装置が知られており、例えば印刷装置における露光デバイス等に用いられている。このような発光装置に関連する技術として、例えば特許文献１に、発光素子を用いた画像形成装置が開示されている。

前記特許文献１に開示されている技術では、有機材料からなる発光層を含む有機層を、第１電極（透明陽極）と第２電極（反射陰極）とで挟持し、前記第１電極と前記第２電極との電極間に電源手段により電圧を印加して駆動する。

ここで、前記特許文献１に開示されている画像形成装置では、前記発光層で生じた光の光射出面と反対側の面に設けられた基板（封止用基板）には、当該基板の熱を外部に放熱するための放熱手段が形成されている。
特開２００５−１４９８５３号公報

ところで、有機ＥＬ素子を光源として利用する露光デバイスを用いる印刷装置等において、印刷装置等における感光体にとって必要な光量を得る為には、有機ＥＬ素子による単位時間あたりの発光強度を抑えて露光の時間を長くするか、或いは単位時間あたりの発光強度を上げて露光時間を短くする必要がある。前者では、印刷時間が遅くなってしまい、また、後者では印刷時間は短縮されるが、有機ＥＬ素子は、過電流制御に起因する発熱等により劣化が促進されてしまう。このような熱の発生は、露光量低下に繋がり画質が悪化するという問題も存在する。

なお、前記特許文献１に開示されている技術では、前記発光層、前記第１電極、及び前記第２電極を封止する為の前記封止用基板に対して前記放熱手段を形成しているので、前記発光層で生じた熱は封止基板を介して放射しているため、発光層の冷却効率が悪い。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、発光素子内で生じた熱を効率的に取り除くことができる発光装置及び印刷装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による発光装置は、
一方の面に、複数の発光素子が配置された発光素子基板と、
前記基板に対向して設けられた対向基板と、
前記発光素子の光を伝搬して外部に出射する導波路と、
前記導波路を形成する導波路空間内と、前記導波路の周囲に配置された液体貯蔵空間内と、前記導波路空間と液体貯蔵空間とを連通する連通路内と、に設けられた液体と、
を具備し、
前記導波路は、前記発光素子に対向し且つ前記発光素子の光を反射して集光する反射集光面と、前記反射集光面で反射された光を、前記発光素子基板の前記一方の面のうち前記発光素子が設けられていない領域に向けて反射して、前記発光素子基板の前記一方の面と反対側の面に出射させる放射反射面と、を有していることを特徴とする。

請求項２における発明は、請求項１に記載の発光装置において、前記導波路の前記反射集光面及び前記放射反射面と、前記連通路とには、熱伝導性反射膜が連続して形成されていることを特徴とする。

請求項３における発明は、請求項１に記載の発光装置において、前記導波路の前記反射集光面及び前記放射反射面と、前記連通路と、前記液体貯蔵空間とには、熱伝導性反射膜が連続して形成され、
前記熱伝導性反射膜は、一部が外部に露出し、前記液体の熱を放熱することを特徴とする。

請求項４における発明は、印刷装置において、請求項１〜３記載のいずれかに記載の発光装置及び感光体ドラムを備えることを特徴とする。

本発明によれば、発光素子の発光に伴って発光素子内で生じた熱を短時間で効率的に取り除くことができる発光装置を提供することができる。

［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る発光装置及び印刷装置を説明する。

図１は、本第１実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の構成の一例を示す図である。まず、図１に示すように、本第１実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置は、感光体ドラム１と、本第１実施形態に係る発光装置２Ａとロッドレンズ部２Ｂとから成る露光部２と、帯電ローラ３と、イレーサ光源感光体４と、クリーニング部材５と、現像ローラ６ａを含む現像器６と、転写ローラ８と、定着ローラ９と、搬送ベルト１１とを具備している。なお、参照符号７が付されているのは印刷用紙である。ロッドレンズ部２Ｂは、セルフォック（登録商標）レンズを一列又は複数の列に配列させたレンズアレイであって、入射された光を等倍正立像として感光体ドラム１に結像するレンズ部である。

前記感光体ドラム１は負帯電型ＯＰＣ（Organic Photo Conductor）感光体（有機感光体）である。このことに鑑みて、前記帯電ローラ３は負帯電器とされている。また、前記現像器６は負帯電トナーで現像を行う現像器である。また、前記発光装置２Ａは、詳しくは後述するが、複数の有機ＥＬ素子（発光素子）がアレイ状に配列されて構成されている。

ところで、図１に示す印刷装置では、おおまかには以下のような工程により印刷が行われる。まず、前記帯電ローラ３が回転する感光体ドラム１の表面に接触することによって、感光体ドラム１の接触した表面が一様に負電位となるように帯電される。続いて、前記発光装置２Ａによって、前記ロッドレンズ部２Ｂを介して前記感光体ドラム１に対して光照射が為され、前記感光体ドラム１上には静電潜像が形成される。その後、前記現像器６によって、前記静電潜像にトナーが付着される。そして、前記転写ローラ８によって、前記静電潜像に付着しているトナーが前記印刷用紙７に転写される。以下、このような印刷工程を詳細に説明する。

まず、前記感光体ドラム１は、帯電用電源（不図示）から供給される負電位であって且つ後述する現像器６で出力される現像電圧に比較的近似している或いは等しい電位の初期化帯電電圧を、前記帯電ローラ３によって印加される。これにより、前記感光体ドラム１における周表面は一様に負帯電され、電位的に初期化される（初期化帯電状態となる）。

そして、周表面が初期化帯電状態となった前記感光体ドラム１には、前記発光装置２Ａによって、印字情報に従った光書き込み（露光）が行われる。これにより、露光が行われないために初期化帯電状態のままの前記初期化帯電部と、前記露光によって初期化帯電部より相対的に高い負電位である−５０（Ｖ）程度の露光帯電電圧が印加されて帯電された露光帯電部とから成る静電潜像が、前記感光体ドラム１の周表面上に形成される。

ここで、前記現像器６内に収容されている弱いマイナス電位に帯電したトナーが、前記現像ローラ６ａによって、前記現像ローラ６ａと前記感光体ドラム１との対向部に回転搬送される。このとき、前記現像ローラ６ａは、不図示の電源から、露光帯電部よりもさらに低い−２５０（Ｖ）程度の現像電圧を印加される。したがって、前記感光体ドラム１における前記静電潜像の−５０（Ｖ）程度の露光帯電部では、現像電圧よりも２００（Ｖ）程度高電位となり、初期化帯電部では、現像電圧との差が２００（Ｖ）よりも絶対値が十分小さい電圧になる。

これらの静電潜像における現像電圧との電位差の違いにより、前記現像ローラ６ａに対して相対的にプラス極性の電位となった前記静電潜像における露光帯電部には、マイナス極性に帯電しているトナーが付着してトナー像が形成されるのに対し、初期化帯電部には、トナーを静電的に吸引する程の電界が生じないのでトナーが付着しない。このトナー像は、前記感光体ドラム１の回転によって、前記感光体ドラム１と前記転写ローラ８とが対向している転写部へと搬送される。

なお、上述したようにして形成されたトナー像におけるトナー付着量（現像された画像の濃度）は、前記発光装置２Ａによる前記感光体ドラム１への露光量に応じて生じる前記感光体ドラム１の周表面上における電位の減衰量によって決定される。

ところで、上述したように前記トナー像が前記転写部へ搬送されると、前記搬送ベルト１１によって、前記印刷用紙７が前記転写部へ搬送される。そして、前記転写部においては、前記トナー像が前記印刷用紙７上に、前記転写ローラ８によって転写される。このようにして前記トナー像を転写された前記印刷用紙７は更に下流に搬送され、前記トナー像が前記定着ローラ９によって熱定着された後、前記印刷用紙７は当該印刷装置の外部へ排出される。

以下、発光素子である有機ＥＬ素子の基本的な構造の一例について、図２を参照して説明する。

発光素子２０は、図２に示すようにガラス等の発光素子基板２１上に形成され、対向基板２８によって封止されている。具体的には、発光素子２０として、発光素子基板２１上に、画素電極２３、正孔輸送層（ＨＴＬ）２４、発光層（ＥＬ）２５、電子輸送層（ＥＴＬ）２６、及び対向電極（透明電極；ＩＴＯ）２７がこの順にて形成され、図示しない封止樹脂材で封止された上に対向基板２８によって挟まれている。正孔輸送層２４、発光層２５、電子輸送層２６が有機化合物を有する有機ＥＬ層となる。この有機ＥＬ層は、上記に限らず、例えば、正孔輸送層及び電子輸送性発光層でもよく、正孔輸送兼電子輸送性発光層のみでもよく、正孔輸送性発光層及び電子輸送層でもよく、また、間に適宜担体輸送層が介在してもよく、その他の担体輸送層の組合せであってもよい。

発光素子２０は、発光層２５の光５１を発光素子基板２１側から出射するボトムエミッション構造と、発光層２５の光５１を対向基板２８側から出射するトップエミッション構造と、のいずれかを選択することができるが、ここでは、トップエミッション構造について説明する。

また画素電極２３は、アノードとして機能し、下層側に位置するアルミニウム合金等の反射金属層と、上層側に位置する、錫ドープ酸化インジウム（Indium Thin Oxide；ＩＴＯ）や亜鉛ドープ酸化インジウム等の透明電極材料を有する透明導電性酸化金属層と、の積層構造であってもよく、アルミニウム合金等の反射金属層の単層であってもよい。

対向電極２７は、透明のカソードとして機能し、下層側に位置するバリウム、マグネシウム、リチウム等の仕事関数の低い電子注入層と、上層側に位置する上記と同様の透明な導電性酸化金属層と、の積層構造であってもよい。対向電極２７は複数の発光素子２０で共通する単一電極であってもよい。

画素電極２３をカソードとし、対向電極２７をアノードとする場合、画素電極２３に接している担体輸送層は電子輸送性の層となり、対向電極２７に接している担体輸送層は正孔輸送性の層となる。

そして、前記画素電極２３と前記対向電極２７との間に、所定の電圧が掛けられることで、前記画素電極２３から正孔或いは電子が、前記対向電極２７から電子或いは正孔が、前記発光層２５に注入され、前記発光層２５にて正孔と電子とが再結合して発光する。この発光によって生じた光５１は、対向電極２７を通過して前記対向基板２８の方向に向かって出射するが、最終的には、後述するように発光素子基板２１における各発光素子２０の裏面に位置する光出射領域３３から外に出射される。

ところで、このように発光素子２０が透明基板（前記発光素子基板２１と前記対向基板２８と）に挟まれている場合、当然ながら基板内部での発光となるので、光取り出し効率を高める為に以下のような工夫が為されている。

例えば、前記発光素子基板２１上に形成された複数の発光素子毎にファイバ機能を持たせることで、前記発光素子基板２１の表面に擬似発光体を形成する。このようにファイバ機能を持たせる為には、例えばフォトニック結晶ファイバと称される公知の技術を用いる。具体的には、クラッドに相当する空気孔が発光素子基板２１の厚さ方向に延在するフォトニック結晶ファイバが、発光素子基板２１内に設けられている或いは発光素子基板２１と一体的に形成されている。このような、光の指向性を制御するファイバを設けたので、発光素子２０の光が発光素子基板２１から効率的に出射することができる。

さらには、浜松ホトニクス（株）の製品であるファイバオプティクプレート（ＦＯＰ）という数μｍの光ファイバを束にした光学デバイスを用いても勿論よい。

ところで、本第１実施形態においては、前記発光装置２Ａと前記ロッドレンズ部２Ｂとから成る露光部２によって、該露光部２から所定の距離を隔てた前記感光体ドラム１上に小径のスポットに有機ＥＬ素子２０の光５１を集光する。以下、前記露光部２の詳細な構成を、前記露光部２の外観を示す図である図３、図４を参照して説明する。

前記発光装置２Ａには、複数の発光素子２０（不図示）がアレイ状に一列に配列されている。ここで、発光素子２０（不図示）は、上述したように前記発光素子基板２１と前記対向基板２８との間に挟まれて存在しているため、発光素子２０は図３においては不図示となっているが、発光素子２０と光出射領域３３とは一対一対応の関係であるので、発光素子２０の配列は同図から容易に推測できる。ここで、前記光出射領域３３は、発光素子２０の発する光を当該発光装置２Ａから出射させる為に、前記発光素子基板２１の出射面に設けられた領域である。

すなわち、前記発光装置２Ａには、図１に示す前記感光体ドラム１への露光走査の主走査方向（前記感光体ドラム１の幅方向つまり前記印刷用紙７の幅方向）に、複数の光出射領域３３、つまり複数の発光素子２０が一列に配設され、有機ＥＬアレイを形成している。この有機ＥＬアレイは、当該印刷装置が、例えばＡ４サイズの印刷用紙を縦方向に用いてその幅一杯に印字密度１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）で印字可能な印刷装置の場合であれば、およそ１４０００個の発光素子２０を備えている。そして、これらの個々の発光素子２０には、ホスト機器（不図示）から出力される印字情報に従ったパルス電圧が印加される。すなわち、個々の発光素子２０は、選択的に発光制御される。

また、前記発光素子は、図３に示すように制御ケーブル３１Ａ，３１Ｂによって、前記ホスト機器（不図示）と電気的に接続されている。ここで、前記制御ケーブル３１Ａ，３１Ｂと、前記発光素子２０との接続方法に関しては、前記発光素子２０における発光部を駆動させることができる接続方法であればスイッチング素子を介する等どのような接続方法であってもよい。そして、前記発光素子基板２１と前記対向基板２８とは、前記発光素子基板２１と前記対向基板２８とのスペースを所定の間隔に離間するためのギャップ剤を含むＵＶ硬化接着剤等のシール材４１によって接着されている。

なお、前記シール材４１として、ギャップ剤を含まないシール材を用いる場合は、別途ギャップ剤を前記発光素子基板２１と前記対向基板２８との間に設ければよい。

図４（ａ）は、本第１実施形態に係る前記発光装置２Ａの側面（図３に示す矢印５０の方向から観た面）断面図であり、図４（ｂ）は、発光素子２０及び導波路５２の位置関係を示す略斜視図である。また、図５は、本第１実施形態に係る前記発光装置２Ａを上面（前記ロッドレンズ部２Ｂに対向している面）から観た構造を示す図である。

まず、図４に示すように、本第１実施形態に係る発光装置２Ａは、大きく分けて発光素子基板部１００と対向基板部２００とから成る。

ここで、前記発光素子基板部１００は、前記光出射領域３３が形成された透明な前記発光素子基板２１と、第１電極としての前記画素電極２３と、前記ＨＴＬ２４、前記ＥＬ２５及び前記ＥＴＬ２６から成る発光素子２０と、発光素子２０を被膜する図示しない封止樹脂材と、第２電極としての前記対向電極２７と、前記画素電極２３と前記対向電極２７とを絶縁する絶縁膜４５とを有する。

前記発光素子基板部１００には必要に応じてＴＦＴ（不図示）やＴＦＤ（不図示）等のスイッチング素子が形成されている。

一方、前記対向基板部２００は、前記対向基板２８と、前記対向基板２８上に設けられた透明の空間形成体４７とを有する。ここで、前記空間形成体４７には図４に示すように液体貯蔵空間５０Ａとなる窪み及び導波路５２となる窪みが形成されている。この導波路５２は、前記発光素子基板２１上に構築された複数の前記発光素子２０のそれぞれに個別に対向するように設けられた導波路であって、反射集光面５２ａと放射反射面５２ｂとから成り、その表面（前記発光素子２０に対向する面）には、スパッタリングまたは真空蒸着等によって、集光、光の進行方向、及び指向性を改善させる為の光反射膜４９が形成されている。光反射膜４９としては鏡面反射に優れた金属膜が好ましい。反射集光面５２ａは、発光素子２０の反射材である画素電極２３とともに、発光素子２０からの光を放射反射面５２ｂに向けて反射する面であり、放射反射面５２ｂは、入射された光１００を発光素子基板２１の光出射領域３３に向けて反射する面である。

そして、前記空間形成体４７の各導波路５２となる窪みが発光素子基板部１００に挟まれることによって、アレイ状に構築された複数の前記発光素子２０に対向する位置に一対一で対応するように導波路空間４８が形成されている。

ここで、空間形成体４７の前記液体貯蔵空間５０Ａとなる窪み及び導波路５２となる窪みは、ナノインプリント、射出成形、フォトリソグラフィ等の各種成形方法によって形成され得る。また、前記液体貯蔵空間５０Ａは、図４及び図５に示すように、前記空間形成体４７のうち、前記発光素子基板２１上にアレイ状に構築された前記発光素子２０に対向する位置の近傍に形成される。

そして、前記発光素子基板部１００と前記対向基板部２００とは、前記発光素子２０と前記導波路空間４８とが対向するようにアライメントされた後、図４に示すようにシール材４１によって接合固定される。ここで、前記シール材４１は、前記発光素子２０で構成される有機ＥＬアレイを囲むようにして前記発光素子基板２１上にいったん塗布したうえで、対向基板部２００と貼り合わせる。このとき、シール材４１は、空間形成体４７に貼り合わせても、直接、対向基板２８に貼り合わせてもよい。なお、この塗布の際、後に冷媒として用いられる液体媒質１０を前記液体貯蔵空間５０Ａに注入する為の液体注入孔４２（図５参照）を設ける為に、前記シール材４１を塗布しない箇所を設けておく。

図４（ａ）に示すように前記シール材４１によって接合固定された前記発光素子基板部１００と前記対向基板部２００との境界に形成される空間に前記液体媒質１０が満たされる。つまり、導波路空間４８、液体貯蔵空間５０Ａ、及び連通路５０Ｂに液体媒質１０が充填されている。

液体媒質１０は透明であるので、上述したような構造により、本第１実施形態に係る発光装置では、前記発光素子２０の発した光は、液体媒質１０を介して前記反射集光面５２ａによって反射集光された後、前記放射反射面５２ｂによって前記発光素子基板２１方向に増幅出射される。

ところで、前記液体注入孔４２より液体媒質を注入する際には、通常の液晶表示素子に液晶を注入する方法と同様の方法を用いることができる。以下、この液体注入工程について、具体的に説明する。

まず、前記液体注入孔４２を、減圧下において液体媒質が満たされた液体媒質槽に浸して液体媒質に接触させる。続いて、気圧を大気圧に戻す。これにより、いわゆる毛細管現象により、前記液体注入孔４２から前記液体貯蔵空間５０Ａ、連通路５０Ｂ及び前記導波路空間４８に前記液体媒質が注入される。前記液体媒質が前記液体貯蔵空間５０Ａ、前記連通路５０Ｂ、及び前記導波路空間４８内に充填された後、当該発光装置２Ａを前記液体媒質槽から取り出し、前記液体注入孔４２に対してＵＶ硬化樹脂を塗布し且つ紫外線を照射して硬化させて封止する。このようにして、前記液体注入孔４２から前記液体貯蔵空間５０Ａ、前記連通路５０Ｂ、及び前記導波路空間４８に前記液体媒質１０を注入し、前記液体注入孔４２を封止する。

以下、本第１実施形態に係る発光装置２Ａの主な特徴の１つである前記液体貯蔵空間５０Ａ、前記連通路５０Ｂ、前記導波路空間４８及びこれらの空間に充填されている前記液体媒質１０によって生じる利点について詳細に説明する。

前記発光素子２０で発生した熱エネルギーは、大まかに分類すると次の２方向に伝達する。一方は、図４に示す下方すなわち前記発光素子基板部１００へ向かう方向であり、もう一方は図４に示す上方すなわち前記対向基板部２００へ向かう方向である。

また、当然ながら前記発光素子２０で発生した熱エネルギーは、前記発光素子２０の周辺部材の温度を上昇させることとなるが、その温度上昇の変化率は当該周辺部材の熱容量の大きさに依存する。すなわち、熱容量が大きい周辺部材ほど、その温度上昇値は低い値となる。

したがって、本第１実施形態においては、前記空間形成体４７及び前記液体媒質１０には、熱容量の大きい材料を用いる。ここで、数種類の材料についての熱容量等の各種特性を図６に示す。

前記空間形成体４７の材料としては、例えば図６に示すように熱容量が１．４４Ｊ／ＫのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）または熱容量が１．４５Ｊ／ＫのＰＣ（ポリカーボネート）を挙げることができる。

また、前記液体貯蔵空間５０Ａ、前記連通路５０Ｂ及び前記導波路空間４８に満たす前記液体媒質１０としては、例えば図６に示すように熱容量が１．９２Ｊ／Ｋであるフッ素系不活性液体のフロリナート（登録商標 住友３Ｍ社製）や熱容量が１．６２Ｊ／Ｋであるシリコーンオイルを挙げることができる。

より詳しくは、前記フロリナートとしてはＦＣ−３２８３（住友３Ｍ社製）を挙げることができ、前記シリコーンオイルとしては信越シリコーン製のＫＦ−９６Ｌ−１ｃｓを挙げることができる。

なお、前記シリコーンオイルは、化学的に安定な物質である。したがって、前記シリコーンオイルは、前記発光素子２０で生じる光を照射されることによる劣化や経時劣化があまりないという利点がある。

このように、本第１実施形態においては、前記空間形成体４７を熱容量の大きな材料で形成し、且つ熱容量の大きな前記液体媒質１０を前記液体貯蔵空間５０Ａ、前記連通路５０Ｂ、及び前記導波路空間４８に充填することによって、前記発光素子２０周辺の熱容量を大きくする。これにより、前記発光素子２０における温度上昇を低く抑えることができる。

なお、光反射膜４９は、発光素子２０からの光が効率よく光出射領域３３から出射されるように所定の形状、角度、寸法に設定されているので、導波路空間４８の容量にも制限がある。このため、導波路空間４８に充填される液体媒質１０の量にも制限があり、導波路空間４８内の液体媒質１０だけでは発光素子２０を十分冷却することができない場合がある。本発明においては、導波路空間４８の周囲に導波路空間４８と連通している液体貯蔵空間５０Ａを設け、液体貯蔵空間５０Ａ内に液体媒質１０を充填することでより液体媒質１０の充填量を増大しているので発光素子２０を冷却することができる。

また、前記液体貯蔵空間５０Ａ、前記連通路５０Ｂ、及び前記導波路空間４８に前記液体媒質１０を充填させることによって生じるその他の利点としては、前記発光素子２０に対して外部から圧力が加わった際に、液体媒質１０が緩衝材となり、前記画素電極と前記対向電極とが押圧されることでショートしてしまうことを防ぐことができるという利点がある。これは、液体は流体であるが故に、加わった外力が均一に分散することによる。

さらに、熱膨張という観点から見ると、固体であれば熱を加えられた箇所が膨張するので局所的な膨張によって、前記発光素子２０を圧迫しかねないが、本第１実施形態においては、前記液体貯蔵空間５０Ａ、前記連通路５０Ｂ、及び前記導波路空間４８に充填されている前記液体媒質１０は流体であり均一に加熱されやすいので、熱膨張に起因する発光素子２０への圧迫も均一に圧力が加えられる為、前記発光素子２０を破損しにくい。

以下、アクティブマトリクス駆動の一例として各画素に２つのトランジスタを設けた信号電圧階調制御にて前記発光素子２０の発光制御を行う為の駆動回路部の一構成例を、図７を参照して説明する。なお、駆動回路部に関しては本発明の特徴部ではない為、簡単に説明する。

図７に示すように、前記対向電極２７は複数の発光素子２０に共通した単一のコモン電極である。また、前記画素電極２３と電気的に接続されている画素回路９９が、有機ＥＬアレイに沿って発光素子基板２１上に設けられている。画素回路９９は、選択トランジスタ１０１、駆動トランジスタ１０３及びキャパシタ１０５を備えている。選択トランジスタ１０１及び駆動トランジスタ１０３は例えば、ともにｎチャネルアモルファスシリコンＴＦＴである。選択トランジスタ１０１のドレインは信号線１０７に接続され、選択トランジスタ１０１のゲートは、走査線１０９に接続されている。駆動トランジスタ１０３のドレインは電源線１１１に接続され、選択トランジスタ１０１のソースと駆動トランジスタ１０３のゲートは、コンタクトホール１１０を介して接続されている。前記対向電極２７は例えば０（Ｖ）に固定され、前記画素電極２３は駆動トランジスタ１０３のソース電極に電気的に接続される。キャパシタ１０５は、駆動トランジスタ１０３のゲート電極−ソース電極間に設けられている。信号線１０７、走査線１０９、電源線１１１は、制御ケーブル３１Ａ，３１Ｂまで引き回され外部回路にそれぞれ接続されている。

このような構造にて、前記対向電極２７と前記画素電極２３との間に挟まれた領域における薄膜層である前記発光素子２０が、電圧印加（電流供給）を受けて発光する。

以上説明したように、本第１実施形態によれば、発光に伴って発光素子で生じた熱を短時間で効率的に取り除くことができる発光装置を提供することができる。

具体的には、前記空間形成体４７を熱容量の大きな材料で形成し、且つ熱容量の大きな前記液体媒質１０を前記液体貯蔵空間５０Ａ、前記連通路５０Ｂ、前記導波路空間４８に充填することによって、前記発光素子２０周辺の熱容量を大きくすることで、前記発光素子２０における温度上昇を低く抑えることができる。

また、前記発光素子２０に対して外部から圧力が加わった際に、前記液体媒質１０が緩衝材の機能を果たす為、前記画素電極２３と前記対向電極２７とが押圧されることでショートしてしまうことを防ぐことができる。

そして、本第１実施形態に係る発光装置を印刷装置や画像形成装置における露光部に適用した場合、次のような効果を得ることもできる。

すなわち、前記発光素子２０の放熱効率が良く、短時間で放熱ができる為、印加電圧を高くすることで高輝度駆動をすることが可能となるので、印刷速度を高速にすることができる。

また、前記発光素子２０における発熱を抑えることにより、前記発光素子２０自体の劣化を低減することができる為、当該発光装置２Ａの装置寿命及び印刷寿命を長くすることができる。さらに、前記発光素子２０の発熱に起因する輝度ムラを低減させることができるので、印字画質を安定化させることができる。

さらに、当該発光装置の大きさに対して前記発光素子２０の熱容量を高めることができる為、熱的安定性があり、露光部を小型化または高密度することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る発光装置を説明する。なお、本第２実施形態に係る発光装置の特徴部に焦点を当てる為に、前記第１実施形態に係る発光装置と本第２実施形態に係る発光装置との相違点を説明し、同様の点については適宜省略する。図８は、本第２実施形態に係る発光装置の側面断面図である。

前記第１実施形態に係る発光装置２Ａにおいては、前記導波路５２の内表面にのみ形成した前記光反射膜４９を、本第２実施形態に係る発光装置２Ａにおいては、図８に示すように前記液体貯蔵空間５０Ａの内表面にも前記光反射膜４９を形成する。このとき、光反射膜４９としては熱伝導性に優れた材料を適用している。

このように、前記光反射膜４９を前記導波路５２の内表面から前記液体貯蔵空間５０Ａの内表面まで連続的に形成することにより、前記発光素子２０にて発生した熱エネルギーを、迅速に前記液体貯蔵空間５０Ａへ伝達させることが可能となる。なお、一般的に金属材料の熱伝達率は、樹脂材料に対して１０００倍近い値を有する。

以上説明したように、本第２実施形態に係る発光装置によれば、前記第１実施形態に係る発光装置と同様の効果を奏する上に、前記第１実施形態に係る発光装置に比べてより迅速に、前記発光素子２０で発生した熱エネルギーを、前記液体貯蔵空間５０Ａへ逃がすことができる発光装置を提供することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る発光装置を説明する。なお、本第３実施形態に係る発光装置の特徴部に焦点を当てる為に、前記第２実施形態に係る発光装置と本第３実施形態に係る発光装置との相違点を説明し、同様の点については適宜省略する。

図９は、本第３実施形態に係る前記発光装置２Ａの側面断面図である。また、図１０は、本第３実施形態に係る前記発光装置２Ａを上面から観た構造を示す図である。

前記第２実施形態に係る発光装置２Ａにおいては、前記第２実施形態に係る発光装置２Ａにおいては、前記導波路５２及び前記液体貯蔵空間５０Ａの内表面に前記光反射膜４９を形成したが、本第３実施形態に係る発光装置２Ａにおいては、前記対向基板２８及び前記空間形成体４７を、図９及び図１０に示すように大きく設計して、前記空間形成体４７に設けられた良伝熱性の光反射膜４９が当該発光装置２Ａの外部に露出する隣接する外部露出領域７１を設ける。

このように、前記光反射膜４９を、前記導波路空間４８及び前記液体貯蔵空間５０Ａから前記外部露出領域７１まで連続的に形成する。光反射膜４９としては熱伝導性に優れた材料を適用しているので、前記発光素子２０にて発生した熱エネルギー、及び前記液体貯蔵空間５０Ａと前記連通路５０Ｂと前記導波路空間４８に蓄えられた熱エネルギーを、外部露出領域７１から当該発光装置２Ａの外部空間へいち早く放熱させることができる。これにより放熱材を兼ねた光反射膜４９により速やかに液体媒質１０を冷却し、ひいては発光素子２０を冷却することができる。

なお、前記外部露出領域７１における前記光反射膜４９に対してヒートシンク等の放熱部材を更に接合することによって、放熱効果をより良好にすることも勿論可能である。

以上説明したように、本第３実施形態によれば、前記第２実施形態に係る発光装置と同様の効果を奏する上に、前記発光素子２０にて発生した熱エネルギー、及び前記液体貯蔵空間５０Ａと前記連通路５０Ｂと前記導波路空間４８に蓄えられた熱エネルギーを、当該発光装置２Ａの外部空間へ迅速に放熱させることができる発光装置を提供することができる。

［変形例］
なお、前記第３実施形態に係る発光装置２Ａにおいては、前記対向基板２８の端面を前記発光素子基板２１の端面よりも突出するように設計することで前記外部露出領域７１を設けたが、図１１に示すように前記発光素子基板２１の端面が前記対向基板２８の端面よりも突出するように大きく設計することで前記外部露出領域７１を設け、該外部露出領域７１に金属膜４９Ａを設けることで、当該発光装置２Ａの外部空間への放熱を促進しても勿論よい。

以上、第１実施形態乃至第３実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。

例えば、前記第１実施形態乃至前記第３実施形態においては、前記対向基板２８に前記空間形成体４７を設けた２層構造の前記対向基板部２００としたが、単一材料により前記対向基板部２００を構成しても勿論よい。

さらに、前記第１実施形態乃至前記第３実施形態においては、トップエミッション型型の発光素子を想定したが、ボトムエミッション型の発光素子にも前記第１実施形態乃至前記第３実施形態を適用できることは勿論である。発光素子１０がボトムエミッション型構造の場合、画素電極２３がＩＴＯや亜鉛ドープ酸化インジウム等の透明電極材料を有する透明導電層とし、対向電極２７が、下層側に位置するバリウム、マグネシウム、リチウム等の仕事関数の低い電子注入層と、上層側に位置するアルミニウム等の光反射性金属層と、の積層構造としてもよい。また液体媒質１０が透明でなくてもよいので材料選択の自由度が上がる。またボトムエミッション型構造の場合、導波路５２が不要となる。

また上記各実施形態では、光反射膜４９を熱伝導性部材或いは放熱部材として適用していたが、これらの部材を光反射膜４９とは別体に設けてもよい。

そして、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の一構成例を示す図。 有機ＥＬ発光体の基本構造を説明する図。 本発明の第１実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の露光部の外観を概略的に示す図。 本発明の第１実施形態に係る前記発光装置の側面断面図。 本発明の第１実施形態に係る前記発光装置を上面から観た構造を示す図。 空間形成体または液体媒質として用いられる材料について熱容量等の各種特性を示す図。 発光素子の発光制御を行う為の駆動回路部の一構成例を示す図。 本発明の第２実施形態に係る前記発光装置の側面断面図。 本発明の第３実施形態に係る前記発光装置の側面断面図。 本発明の第３実施形態に係る前記発光装置を上面から観た構造を示す図。 本発明の第３実施形態の一変形例に係る前記発光装置の側面断面図。

符号の説明

１…感光体ドラム、 ３…帯電ローラ、 ４…イレーサ光源感光体、 ５…クリーニング部材、 ６…現像器、 ６ａ…現像ローラ、 ７…印刷用紙、 ８…転写ローラ、 ９…定着ローラ、 １０…液体媒質、 １１…搬送ベルト、 ２０，…発光素子、 ２１…発光素子基板、 ２３…画素電極、 ２４…正孔輸送層、 ２５…発光層、 ２６…電子輸送層、 ２７…対向電極、 ２８…対向基板、 ３０…ＥＬ素子、 ３１Ａ，３１Ｂ…制御ケーブル、 ３３…光出射領域、 ４１…シール材、 ４２…液体注入孔、 ４３…レンズ構造部、 ４５…絶縁膜、 ４７…空間形成体、 ４８…導波路空間、 ４９…光反射膜、 ４９Ａ…金属膜、 ５０Ａ…液体貯蔵空間、 ５０Ｂ…連通路、 ５２…導波路、 ５２ａ…反射集光面、 ５２ｂ…放射反射面、 ７１…外部露出領域、 ８１…シール材、 ９９…画素回路、 １００…発光素子基板部、 １０１…スイッチＴＦＴ、 １０３…電流ドライブＴＦＴ、 １０５…キャパシタ、 １０７…データ線、 １０９…走査線、 １１１…電流供給線、 ２００…対向基板部。

Claims (4)

1. 一方の面に、複数の発光素子が配置された発光素子基板と、
   前記基板に対向して設けられた対向基板と、
   前記発光素子の光を伝搬して外部に出射する導波路と、
   前記導波路を形成する導波路空間内と、前記導波路の周囲に配置された液体貯蔵空間内と、前記導波路空間と液体貯蔵空間とを連通する連通路内と、に設けられた液体と、
   を具備し、
   前記導波路は、前記発光素子に対向し且つ前記発光素子の光を反射して集光する反射集光面と、前記反射集光面で反射された光を、前記発光素子基板の前記一方の面のうち前記発光素子が設けられていない領域に向けて反射して、前記発光素子基板の前記一方の面と反対側の面に出射させる放射反射面と、を有していることを特徴とする発光装置。
2. 前記導波路の前記反射集光面及び前記放射反射面と、前記連通路とには、熱伝導性反射膜が連続して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記導波路の前記反射集光面及び前記放射反射面と、前記連通路と、前記液体貯蔵空間とには、熱伝導性反射膜が連続して形成され、
   前記熱伝導性反射膜は、一部が外部に露出し、前記液体の熱を放熱することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
4. 請求項１〜３記載のいずれかに記載の発光装置及び感光体ドラムを備えることを特徴とする印刷装置。

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