JP6791654B2

JP6791654B2 - 光プリンタヘッド

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Publication number: JP6791654B2
Application number: JP2016108149A
Authority: JP
Inventors: 照彦市村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2036-05-31
Also published as: JP2017216316A

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（Organic Electro Luminescence：ＯＥＬ）素子あるいは有機ＬＥＤ（Organic Light Emitting diode：ＯＬＥＤ)素子等の発光素子を備えた光プリンタヘッドに関するものである。

従来の光プリンタヘッドの１例を図５（ａ），（ｂ）に示す。図５（ａ）は光プリンタヘッドの全体の平面図、図５（ｂ）は（ａ）のＡ部及びＩＣ，ＬＳＩ等から成る駆動素子３４を拡大して示す回路図である。この光プリンタヘッドは、有機ＬＥＤプリンタヘッド（ＯＬＥＤＰＨ）と呼ばれるものであり、ガラス基板等から成る長板状の基板３１の一面に、複数の発光素子３３の発光（点灯）をそれぞれ駆動する複数の駆動回路ブロック３２と、基板３１の長手方向に沿って２列（２行または２段）に並べられて配置された複数の発光素子３３と、駆動回路ブロック３２を構成する配線及び駆動回路ブロック３２と発光素子３３を接続する配線とが、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の薄膜形成法によって形成されている。複数の駆動回路ブロック３２は、複数の発光素子３３の列に沿って列状に並べられており、例えば１つの駆動回路ブロック３２が４００個の発光素子３３を駆動するものであり、その駆動回路ブロック３２が２０個並べられている。従って、発光素子３３は合計で８０００個ある。また、基板３１の一面の一端部には駆動回路ブロック３２及び発光素子３３を駆動し発光素子３３の発光を制御する駆動素子３４が、チップオングラス（Chip On Glass：ＣＯＧ）方式等の実装方法によって、設置されている。また、基板３１の一面における駆動素子３４設置部の近傍の縁部に、フレキシブル回路基板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）３５が設置されている。このＦＰＣ３５は、駆動素子３４との間で駆動信号、制御信号等を入出力する。なお、図５において、符号３７で示す部位は、駆動素子３４と駆動回路ブロック３２を接続するデータ配線等の配線である。

図５（ｂ）に示すように、２列を成す２個の発光素子33a,33bに対して１組の駆動回路が形成されており、１組の駆動回路は、シフトレジスタ４０、論理和否定（ＮＯＲ）回路４１、インバータ４２、ＣＭＯＳトランスファゲート素子43a,43b、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）44a,44bを有している。ＴＦＴ44a,44bの各ドレイン電極部に有機ＬＥＤ素子等から成る発光素子33a,33bがそれぞれ接続されている。

１組の駆動回路は、以下のように順次動作する。シフトレジスタ４０は、クロック端子（ＣＬＫ）にハイ（「１」）のクロック信号（ＣＬＫ）が入力されるとともに入力端子（ｉｎ）にハイの同期信号（Ｖｓｙｎｃ）が入力されたときに、出力端子（Ｑ）からハイの信号が出力されるとともに反転出力端子（ＸＱ）からロー（「０」）の信号が出力される。次に、ＮＯＲ回路４１は、反転出力端子（ＸＱ）からローの信号が入力されるとともに反転イネーブル信号（ＸＥＮＢ）であるローの信号が入力されて、ハイの信号を出力する。次に、インバータ４２はローの信号を出力する。次に、ＣＭＯＳトランスファゲート素子43aは、ｎ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にＮＯＲ回路４１からのハイの信号が入力されるとともにｐ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にインバータ４２からローの信号が入力されてオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１１）を出力する。次に、データ信号（ＤＡＴＡ１１）がＴＦＴ44aのゲート電極部に入力されてＴＦＴ44aがオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１１）に応じた電源電圧（ＶＤＤ）による電源電流が発光素子33aに供給される。同時に、ＣＭＯＳトランスファゲート素子43bは、ｎ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にＮＯＲ回路４１からのハイの信号が入力されるとともにｐ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にインバータ４２からローの信号が入力されてオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１２）を出力する。次に、データ信号（ＤＡＴＡ１２）がＴＦＴ44bのゲート電極部に入力されてＴＦＴ44bがオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１２）に応じた電源電圧（ＶＤＤ）による電源電流が発光素子33bに供給される。以上の一連の動作が、次段の駆動回路によって順次実行されていき、すべての発光素子３３が順次発光していく。

また図５は、他の従来例を示す図であり、基板３１の長手方向に沿って４列（４行または４段）に並べられて配置された複数の発光素子３３を有する構成を示す。この場合、上側２列の発光素子３３群に電源電流を供給する上側の駆動回路ブロック３２群と、下側２列の発光素子３３群に電源電流を供給する下側の駆動回路ブロック３２群と、を有している。

また、図５、図６に示すように、基板３１の発光素子搭載面の周縁部と、封止基板３６の基板３１に対向する面の周縁部とが、シール部材３８によって接着され封止されている。

図７（ａ）は、図６のＢ部を拡大して示す部分拡大平面図、図７（ｂ）は、（ａ）のＣ１−Ｃ２線における断面図である。これらの図に示すように、光プリンタヘッドは、ガラス基板等の透光性を有する基板５１上に形成されたＴＦＴ６２と、ＴＦＴ６２上にアクリル樹脂、窒化シリコン（ＳｉＮ_x）等から成る絶縁層５７を挟んで積層された有機発光体部７１、及び有機発光体部７１とＴＦＴ６２のドレイン電極56bとを導電接続するコンタクトホール７２を有している。有機発光体部７１は、ＴＦＴ６２の側からコンタクトホール７２に電気的に接続された第１の電極層５８、有機発光層６０、第２の電極層６１が積層されており、絶縁層５７及び第１の電極層５８上に有機発光層６０を囲むようにアクリル樹脂等から成る他の絶縁層５９が形成されている。

また、図７（ｂ）において、符号７０で示す部位は第１の電極層５８及び第２の電極層６１によって有機発光層６０に直接的に電界が印加されて発光する発光部である。発光素子３３は、平面視で、発光部７０、その周囲の第１の電極層５８及び有機発光層６０を含む部位である。また、第１の電極層５８が陽極であってインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide ：ＩＴＯ）等の透明電極から成り、第２の電極層６１が陰極であってＡｌ，Ａｌ−Ｌｉ合金，Ｍｇ−Ａｇ合金（Ａｇを５〜１０重量％程度含む），Ｍｇ−Ｃｕ合金（Ｃｕを５〜１０重量％程度含む）等の仕事関数が約４．０Ｖ以下と低く遮光性、光反射性を有する金属、合金から成る場合、有機発光層６０で発光した光は基板５１側から出射される。即ち、発光方向（図７（ｂ）の白抜き矢印で示す方向）が下方（底部方向）であるボトムエミッション型の光プリンタヘッドとなる。一方、第１の電極層５８が陰極であって上記の遮光性、光反射性を有する金属またはそれらの合金から成り、第２の電極層６１が陽極であって透明電極から成る場合、発光方向が上方（頂部方向）であるトップエミッション型の光プリンタヘッドとなる。

ＴＦＴ６２は、基板５１側から、ゲート電極５２、ゲート絶縁膜５３、チャネル部としてのポリシリコン膜５４及びポリシリコンに不純物をチャネル部よりも高濃度に含有させた高濃度不純物領域54aから成る半導体膜、窒化シリコン（ＳｉＮ_x），酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等から成る絶縁膜５５、ソース電極56a及びドレイン電極56bが、順次積層された構成を有している。なお、図７（ｂ）において、符号54acで示す部位はソース電極56a側の半導体膜54aとソース電極56aとを接続するコンタクトホール、符号54bcで示す部位はドレイン電極56b側の半導体膜54aとドレイン電極56aとを接続するコンタクトホールである。図７（ａ）において、符号56aLで示す部位はソース電極56aにソース信号（電源電流あるいは駆動電流ともいう）を伝送するソース信号線（電源電流伝送線あるいは駆動電流伝送線ともいう）、符号52Lで示す部位はゲート電極５２にゲート信号を伝達するゲート信号線である。各ゲート信号線52Lに入力するゲート信号の電圧を制御することにより、各有機発光層６０の発光強度を制御することができる。すなわち、ソース信号線56aLは電源電流伝送あるいは駆動電流伝送線として機能する。

特開２００８−１２２５１６号公報

しかしながら、図５〜図７に示す上記従来の光プリンタヘッドにおいては、以下の問題点があった。すなわち、有機ＬＥＤ素子等の経時的に輝度が低下する傾向のある発光素子３３を有しているために、長期間使用すると発光素子３３の輝度が低下するという問題点があった。この問題点を解消するために、発光素子３３の発光特性の劣化を検出するための劣化検出用発光素子と、その発光量を検出する劣化検出用受光素子と、を備えた劣化検出回路が設けられた表示装置であって、劣化検出用受光素子は劣化検出用発光素子以外の光源から光学的に遮蔽されているものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

しかしながら、特許文献１に開示されている劣化検出用発光素子および劣化検出用受光素子はチップ状のものであり、それらの厚みが厚いために、このような構成のものを光プリンタヘッドに適用すると光プリンタヘッドの大型化を招くという問題点があった。

そこで、劣化検出用発光素子および劣化検出用受光素子を薄膜で構成しようとすると、劣化検出用発光素子の駆動電流を制御するための駆動用ＴＦＴを劣化検出用発光素子の近傍に配置することが多く、その場合劣化検出用発光素子から放射された光が駆動用ＴＦＴのチャネル部に入り込みリーク電流を生じさせるので、劣化検出用発光素子の輝度、発光特性を正確に検出することがむつかしくなるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、モニター用発光部の輝度、発光特性を正確に検出することができる薄型の光プリンタヘッドとすることである。

本発明の光プリンタヘッドは、基板と、前記基板上に配置された、外周形状が円形状の有機発光層を有する発光部の複数を含む発光領域と、前記基板上の前記発光領域以外の領域に配置された、有機発光層を有するモニター用発光部と、前記モニター用発光部と平面視で離れた前記基板上の部位に配置されるとともに、前記モニター用発光部の前記有機発光層に駆動電流を供給する駆動用薄膜トランジスタと、前記モニター用発光部の近傍に配置された受光用薄膜トランジスタと、を有する光プリンタヘッドであって、前記モニター用発光部および前記受光用薄膜トランジスタを囲む遮光壁が前記基板上に配置されており、前記駆動用薄膜トランジスタは前記遮光壁の外側にあり、前記受光用薄膜トランジスタは、前記モニター用発光部に平面視で重なる位置に配置されている構成である。

本発明の光プリンタヘッドは、好ましくは、前記受光用薄膜トランジスタは、チャネル部が前記モニター用発光部の前記有機発光層の中心に平面視で重なる位置に配置されている。

また本発明の光プリンタヘッドは、好ましくは、前記遮光壁は、その平面視形状が前記モニター用発光部の前記有機発光層の外周形状と相似形状とされている。

また本発明の光プリンタヘッドは、好ましくは、前記遮光壁は、金属遮光壁である。

また本発明の光プリンタヘッドは、好ましくは、前記複数の発光部は、それらが並列接続される駆動電流伝送線に平行な方向に並んで配置されており、前記モニター用発光部と前記受光用薄膜トランジスタと前記遮光壁と前記駆動用薄膜トランジスタから構成される組が、前記平行な方向における前記発光領域の両側に、それぞれ配置されている。

また本発明の光プリンタヘッドは、好ましくは、前記受光用薄膜トランジスタは、前記駆動用薄膜トランジスタのソース電極に接続される第１駆動電流伝送線と異なる第２駆動電流伝送線から分岐した分岐線をソース信号線とし、前記第２駆動電流伝送線から分岐したもう一つの分岐線をゲート信号線としている。

本発明の光プリンタヘッドは、基板と、基板上に配置された、外周形状が円形状の有機発光層を有する発光部の複数を含む発光領域と、基板上の発光領域以外の領域に配置された、有機発光層を有するモニター用発光部と、モニター用発光部と平面視で離れた基板上の部位に配置されるとともに、モニター用発光部の有機発光層に駆動電流を供給する駆動用薄膜トランジスタと、モニター用発光部の近傍に配置された受光用薄膜トランジスタと、を有する光プリンタヘッドであって、モニター用発光部および受光用薄膜トランジスタ
を囲む遮光壁が基板上に配置されており、駆動用薄膜トランジスタは遮光壁の外側にあり、受光用薄膜トランジスタは、モニター用発光部に平面視で重なる位置に配置されている構成であることから以下の効果を奏する。すなわち、モニター用発光部から放射された光は駆動用薄膜トランジスタのチャネル部に入り込むことが効果的に抑えられるので、駆動用薄膜トランジスタにおいてモニター用発光部の光に基づくリーク電流が発生することが抑えられる。その結果、モニター用発光部の輝度（光量）、発光特性を正確に検出することができる。また、モニター用発光部、駆動用薄膜トランジスタおよび受光用薄膜トランジスタは、薄膜で構成されるので、薄型の光プリンタヘッドとすることができる。

本発明の光プリンタヘッドは、受光用薄膜トランジスタは、チャネル部がモニター用発光部の有機発光層の中心に平面視で重なる位置に配置されている場合、受光用薄膜トランジスタは、モニター用発光部から放射された光をより効率的に受光することができる。

また本発明の光プリンタヘッドは、遮光壁は、その平面視形状がモニター用発光部の有機発光層の外周形状と相似形状とされている場合、モニター用発光部の有機発光層から放射された光を受光用薄膜トランジスタにあらゆる方向から均一に入射させることができる。その結果、モニター用発光部の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。

また本発明の光プリンタヘッドは、遮光壁は、金属遮光壁である場合、遮光性に優れているので、モニター用発光部から放射される光が駆動用薄膜トランジスタのチャネル部に入り込むことをさらに効果的に抑えることができる。また、金属遮光壁は、その表面が光反射性を有するものである場合、モニター用発光部の有機発光層から放射された光を受光用薄膜トランジスタに効率的に入射させることができる。その結果、モニター用発光部の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。また、金属遮光壁は、非透湿性に優れているので、モニター用発光部の有機発光層の水分による経時劣化を抑えることができるという効果も奏する。

また本発明の光プリンタヘッドは、複数の発光部は、それらが並列接続される駆動電流伝送線に平行な方向に並んで配置されており、モニター用発光部と受光用薄膜トランジスタと遮光壁と駆動用薄膜トランジスタから構成される組が、前記平行な方向における発光領域の両側に、それぞれ配置されている場合、駆動電流伝送線の入力端側のモニター用発光部の輝度と比較して、駆動電流伝送線の入力端から最も遠い側のモニター用発光部の輝度は、同じ駆動電流値を入力しても駆動電流伝送線の電圧降下の影響によって低下する傾向にある。そこで、駆動電流伝送線の入力端側のモニター用発光部の輝度と、駆動電流伝送線の入力端から最も遠い側のモニター用発光部の輝度との平均値を、モニター用発光部の輝度として採用すれば、モニター用発光部の発光特性を発光領域にある発光部の発光特性により近似したものとすることができる。

また本発明の光プリンタヘッドは、受光用薄膜トランジスタは、駆動用薄膜トランジスタのソース電極に接続される第１駆動電流伝送線と異なる第２駆動電流伝送線から分岐した分岐線をソース信号線とし、第２駆動電流伝送線から分岐したもう一つの分岐線をゲート信号線としている場合、モニター用発光部の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明の光プリンタヘッドについて実施の形態の１例を示すものであり、（ａ）は光プリンタヘッドの平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ部および駆動素子を拡大して示す回路図である。図２は、図１のＤ部を拡大して示す部分拡大平面図である。図３は、本発明の光プリンタヘッドについて実施の形態の他例を示すものであり、図２において遮光壁を他の構成とした部分拡大平面図である。図４は、本発明の光プリンタヘッドについて実施の形態の他例を示すものであり、図２のＥ１−Ｅ２線における断面図である。図５（ａ），（ｂ）は、従来の光プリンタヘッドの１例を示すものであり、（ａ）は光プリンタヘッドの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部および駆動素子を拡大して示す回路図である。図６は、従来の光プリンタヘッドの他例を示すものであり、光プリンタヘッドの平面図である。図７（ａ）は、図６のＢ部を拡大して示す部分拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ１−Ｃ２線における断面図である。

以下、本発明の光プリンタヘッドの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明の光プリンタヘッドの実施の形態における構成部材のうち、本発明の光プリンタヘッドを説明するための主要部を示している。従って、本発明に係る光プリンタヘッドは、図に示されていない回路基板、配線導体、制御ＩＣ，ＬＳＩ等の周知の構成部材を備えていてもよい。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明の光プリンタヘッドについて実施の形態の１例を示すものであり、（ａ）は光プリンタヘッドの平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ部および駆動素子を拡大して示す回路図である。これらの図に示すように、本発明の光プリンタヘッドは、ガラス基板、プラスチック基板等の基板３１と、基板３１上に配置された、有機発光層を有する発光部の複数を含む発光領域４５と、基板３１上の発光領域４５以外の領域に配置された、有機発光層を有するモニター用発光部101と、モニター用発光部101と平面視で離れた基板３１上の部位に配置されるとともに、モニター用発光部101の有機発光層に駆動電流を供給する駆動用ＴＦＴ102と、モニター用発光部101の近傍に配置された受光用ＴＦＴ103と、を有する光プリンタヘッドであって、モニター用発光部101および受光用ＴＦＴ103を囲む遮光壁104が基板３１上に配置されており、駆動用ＴＦＴ102は遮光壁104の外側にある構成である。この構成により以下の効果を奏する。すなわち、モニター用発光部101から放射された光は駆動用ＴＦＴ102のチャネル部に入り込むことが効果的に抑えられるので、駆動用ＴＦＴ102においてモニター用発光部101の光に基づくリーク電流が発生することが抑えられる。その結果、モニター用発光部101の輝度、発光特性を正確に検出することができる。また、モニター用発光部101、駆動用ＴＦＴ102および受光用ＴＦＴ103は、薄膜で構成されるので、薄型の光プリンタヘッドとすることができる。

また、駆動用ＴＦＴ102は、光学的には発光領域４５の発光部の駆動用ＴＦＴと同様の環境下にあるので、モニター用発光部101の発光特性を発光領域４５の発光部の発光特性と同等のものあるいは近似したものとすることができる。

なお、図１〜図４に示す本発明の光プリンタヘッドは、例えば有機ＬＥＤプリンタヘッド（ＯＬＥＤＰＨ）と呼ばれるものであり、その全体構成、駆動制御、発光素子等の構成は、図５〜図７に示す従来例と基本的に同様であるので、従来例と共通する部位には同じ符号を付してそれらの詳細な説明は省略する。

図１（ｂ）に示すように、発光モニター部（発光モニター回路）100は、モニター用発光部101、駆動用ＴＦＴ102、受光用ＴＦＴ103、遮光壁104を備えている。そして、モニター用発光部101は、例えば、それが最大輝度または最大輝度に近い輝度となるように駆動用ＴＦＴ102から駆動電流が供給されることがよい。モニター用発光部101が最大輝度となるように駆動制御される場合、モニター用発光部101の発光特性、すなわち光量の経時低下の特性を捉えることが容易である。逆に、モニター用発光部101が最小輝度またはそれに近い輝度となるように駆動制御される場合、時間が経つとモニター用発光部101が点灯しなくなるおそれがある。

また、受光用ＴＦＴ103は、そのチャネル部においてモニター用発光部101から放射された光を受光し電流値に変換する光電素子として機能する。受光用ＴＦＴ103は電流計に接続されており、その検出した電流値をメモリ等に保存してある発光部の有機発光層の発光特性のデータと比較する。そして、必要に応じて所定の輝度を得るための駆動電流値を制御する。すなわち、所定の輝度を得るための駆動電流値を、有機発光層の経時劣化によって大きくする必要がある場合、有機発光層の発光特性のデータに基づいて所定量大きくする。

本発明の光プリンタヘッドは、図１（ａ）、図２に示すように、発光領域４５にある複数の発光部７０は、それらが並列接続される駆動電流伝送線56aLに平行な方向に並んで配置されており、モニター用発光部101と受光用ＴＦＴ103と遮光壁104と駆動用ＴＦＴ102から構成される組が、前記平行な方向における発光領域４５の両側に、それぞれ配置されていることが好ましい。この場合、駆動電流伝送線56aLの入力端側の発光モニター部100aにおけるモニター用発光部101の輝度と比較して、駆動電流伝送線56aLの入力端から最も遠い側の発光モニター部100bにおけるモニター用発光部101の輝度は、同じ駆動電流値を入力しても駆動電流伝送線56aLの電圧降下の影響によって低下する傾向にある。そこで、駆動電流伝送線56aLの入力端側のモニター用発光部101の輝度と、駆動電流伝送線56aLの入力端から最も遠い側のモニター用発光部101の輝度との平均値を、モニター用発光部101の輝度として採用すれば、モニター用発光部101の発光特性を発光領域４５にある発光部70の発光特性により近似したものとすることができる。

さらには、駆動電流伝送線56aLの入力端側のモニター用発光部100と、駆動電流伝送線56aLの入力端から最も遠い側のモニター用発光部100とに加えて、前記平行な方向においてそれらのモニター用発光部100の中間の位置にモニター用発光部を配置してもよい。この場合、これら３つのモニター用発光部100の輝度の平均値を、モニター用発光部100の輝度として採用すれば、モニター用発光部100の発光特性を発光領域４５にある発光部70の発光特性により近似したものとすることができる。

また本発明の光プリンタヘッドは、図１（ａ）に示すように、基板３１は、発光領域４５を内側空間に封止するための封止基板３６を接合するシール部材３８を有しており、モニター用発光部101と受光用ＴＦＴ103と遮光壁104と駆動用ＴＦＴ102は、内側空間にあることが好ましい。この場合、モニター用発光部101の有機発光層の水分による経時劣化を抑えることができる。また、モニター用発光部101は発光領域４５にある発光部70と同じ環境下にあるので、モニター用発光部101の発光特性は発光領域４５にある発光部70の発光特性により近似したものとなる。シール部材３８は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、合成ゴム等の樹脂材料から成るが、接着力に優れていること、液状（ペースト状）から硬化した後に十分な硬度が得られること等から、エポキシ樹脂から成ることが好ましい。またシール部材３８は、幅が０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度、好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍ程度であり、基板３１と封止基板３６との間の隙間（ギャップ）に相当する厚みが５μｍ〜１５μｍ程度である。

図２に示すように、発光モニター部100の駆動用ＴＦＴ102は、発光領域４５の発光部70を駆動する駆動用ＴＦＴと同様の構成である。また図４に示すように、受光用ＴＦＴ103
は、モニター用発光部101の発光方向側、すなわち基板３１の下面（封止基板３６と反対
側の面）に向かう側において、モニター用発光部101に平面視で重なる位置に配置されて
いる。すなわち、受光用ＴＦＴ103は、基板３１とモニター用発光部101との間に配置されている。これにより、受光用ＴＦＴ103は、モニター用発光部101から放射された光を効率的に受光することができる。モニター用発光部101と受光用ＴＦＴ103との間の間隔は、１μｍ〜２μｍ程度である。

この受光用ＴＦＴ103は、駆動電流伝送線56aLと異なる駆動電流伝送線156から分岐した分岐線156aをソース信号線とし、駆動電流伝送線156から分岐したもう一つの分岐線156cをゲート信号線としている。また、受光用ＴＦＴ103のドレイン信号線156bは、接地線でもあり、駆動素子３４の接地端子（VSS）に接続される。また、図１（ｂ）、図２、図３に示すように、駆動用ＴＦＴ102のソース電極が接続される駆動電流伝送線56aLと、受光用ＴＦＴ103のソース電極が接続される駆動電流伝送線156とは、異なっていることがよい。この場合、受光用ＴＦＴ103のリーク電流に基づくモニター用発光部101から放射された光の輝度の検出値が、正確になる。すなわち、駆動用ＴＦＴ102のチャネル部を流れる電流値よりも、受光用ＴＦＴ103のリーク電流値の方が小さいからである。

図３は、本発明の光プリンタヘッドについて実施の形態の他例を示すものであり、図２において遮光壁104を他の構成とした部分拡大平面図である。図３に示すように、遮光壁104は、その平面視形状がモニター用発光部101の有機発光層の外周形状と相似形状、すな
わち円形状、とされている。これにより、モニター用発光部101の有機発光層から放射さ
れた光を受光用ＴＦＴ103にあらゆる方向から均一に入射させることができる。その結果
、モニター用発光部101の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。

図４は、本発明の光プリンタヘッドについて実施の形態の他例を示すものであり、図２のＥ１−Ｅ２線における断面図である。受光用ＴＦＴ103は、基板５１側から、ゲート信号線156c、ゲート絶縁膜５３、チャネル部としてのポリシリコン膜154及びポリシリコンに不純物をチャネル部よりも高濃度に含有させた高濃度不純物領域154aから成る半導体膜、窒化シリコン（ＳｉＮ_x），酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等から成る絶縁膜５５、ソース信号線156a、ドレイン信号線156bが、順次積層された構成を有している。受光用ＴＦＴ103を構成する半導体は低温ポリシリコン（Low-Temperature Poly Silicon：ＬＴＰＳ）、アモルファスシリコン、インジウムガリウム亜鉛酸化物（Indium Gallium Zinc Oxide：ＩＧＺＯ）等の酸化物半導体などから成っていてもよい。また受光用ＴＦＴ103は、ゲート信号線156cがチャネル部の下方にあるボトムゲート型のＴＦＴであるか、またはゲート信号線156cがチャネル部の上方にあるトップゲート型のＴＦＴであってもよく、さらにゲート信号線156cがチャネル部の下方及び上方の双方にあるダブルゲート型のＴＦＴであってもよい。モニター用発光部101の発光部７０から放射された光を効率よく受光するためには、受光用ＴＦＴ103はボトムゲート型のＴＦＴであることが好ましい。なお、図４において、符号133の部位は発光素子を示す。

本発明の光プリンタヘッドは、図４に示すように、遮光壁104は、モニター用発光部101および受光用ＴＦＴ103がある基板３１上の部位と比較して、その最大厚みＴｍの１／２以上の高さＨｓを有していることが好ましい。この場合、モニター用発光部101から放射される光が駆動用ＴＦＴ102のチャネル部に入り込むことをより効果的に抑えることができるので、駆動用ＴＦＴ102においてモニター用発光部101の光に基づくリーク電流が発生することがより抑えられる。その結果、モニター用発光部101の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。この目的のためには、遮光壁104の高さＨｓは、最大厚みＴｍの５０％以上がよく、より好ましくは７０％以上がよい。また、遮光壁104の高さＨｓは具体的には、最大厚みＴｍが４μｍ程度であるので、２μｍ乃至３μｍ程度の高さとなる。

遮光壁104は、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等に黒色等の暗色系の顔料、染料を混入させた樹脂遮光壁、あるいはアルミニウム等から成る金属遮光壁である。遮光壁104は金属遮光壁であることがよく、この場合、金属遮光壁は遮光性に優れているので、モニター用発光部101から放射される光が駆動用ＴＦＴ102のチャネル部に入り込むことをさらに効果的に抑えることができる。また、金属遮光壁は、アルミニウム等から成る、その表面が光反射性を有するものである場合、モニター用発光部101の有機発光層から放射された光を受光用ＴＦＴ103に効率的に入射させることができる。その結果、モニター用発光部101の輝度、発光特性をより正確に検出することができる。また、金属遮光壁は、非透湿性に優れているので、モニター用発光部101の有機発光層６０の水分による経時劣化を抑えることができるという効果も奏する。

上記金属遮光壁は、例えば、ソース信号線156a、ドレイン信号線156b、ゲート信号線156cを構成する金属材料、合金材料から成る。すなわち、金属遮光壁は、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），モリブデン（Ｍｏ），タンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ），クロム（Ｃｒ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），ネオジウム（Ｎｄ）等から選ばれた元素から成る金属材料、これらの元素を主成分とする合金材料などを用いて形成される。金属遮光壁は、フォトリソグラフィ法およびスパッタリング法等の薄膜形成法によって形成され得る。例えば、金属遮光壁が形成される絶縁層５７の部位にフォトリソグラフィ法によって凹部を形成し、その凹部にスパッタリング法によって金属遮光壁となる金属層、合金層を堆積させる。なお、金属遮光壁は、ソース信号線156a、ドレイン信号線156b、第２の電極層６１に接しないように、それらとの間に絶縁層を介して形成される。

また、基板５１上にある絶縁層５７は、有機絶縁層である場合、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ樹脂）、ポリシロキサン、ポリシラザン等の樹脂材料、またこれら樹脂材料の感光性のものを用いて形成することができる。ポリシロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合によって骨格構造が形成されたものである。またポリシロキサンは、その酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基、例えばアルキル基、芳香族炭化水素基を有するもの、また酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基を有するものであってもよい。ポリシラザンは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される材料である。さらに有機絶縁層は、感光性の樹脂材料から成る場合、耐久性が良いという理由等から、感光性のアクリル樹脂、感光性のポリイミド、感光性のポリシロキサンから成ることがよい。さらに有機絶縁層は、耐久性に優れること、光透過率が９３％程度と高いこと、加工性が高いこと、安価であることから、アクリル樹脂、特には感光性のアクリル樹脂から成ることが好ましい。

また、絶縁層５７は、例えば窒化珪素（ＳｉＮ_x），酸化珪素（ＳｉＯ₂）等の無機絶縁層であってもよい。さらに、絶縁層５７は、有機絶縁層上に無機絶縁層を積層した構成であってもよい。無機絶縁層は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の薄膜形成法によって形成される。

本発明の光プリンタヘッドは、その発光素子133の発光部７０が有機発光層６０を有するものであるが、発光部７０は、第１の電極層５８、有機発光層６０、第２の電極層６１が積層されて構成される。第１の電極層５８または第２の電極層６１が陽極である場合、その陽極に用いられる透明電極は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インイジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、リン，ボロンを含むシリコン（Ｓｉ）等の導電性材料であって透光性を有する材料から成る。第１の電極層５８または第２の電極層６１が陰極である場合、その陰極は、Ａｌ，Ａｌ−Ｌｉ合金，Ｍｇ−Ａｇ合金（Ａｇを５〜１０重量％程度含む），Ｍｇ−Ｃｕ合金（Ｃｕを５〜１０重量％程度含む）等の仕事関数が約４．０Ｖ以下と低く遮光性、光反射性を有する金属、合金から成る。

有機発光層６０は、バックライトが不要な自発光型の有機電界発光性を有するものである。例えば有機発光層６０は数１００ｎｍ程度の厚みを有する積層構造体であり、陰極側から電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極を積層したものである。電極層間の各層の厚みは数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度である。電極層を含む厚みは１μｍ程度である。有機発光層６０の発光層の発光材料としては、低分子蛍光色素材料、蛍光性の高分子材料、金属錯体材料等が採用し得る。

発光層に正孔を注入しやすくするためには発光層のイオン化エネルギーが６．０ｅＶ以下であることがよく、発光層に電子を注入しやすくするためには発光層の電子親和力が２．５ｅＶ以上であることがよい。発光層の発光材料としては、トリス（8-キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ）、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体（Ｅｕ（ＤＢＭ）₃（Ｐｈｅｎ））、ジトルイルビニルビフェニル（ＤＴＶＢｉ）などがある。高分子材料としては、蛍光性のポリ（p−フェニレンビニレン）、ポリアルキルチオフェン等のπ共役高分子があり、これらの高分子材料は置換基の導入によってキャリア輸送性を制御することができる。電子輸送層の材料としては、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレンテトラカルボン酸誘導体等が採用し得る。正孔輸送層の材料としては、1,1-ビス（4-ジ-p-アミノフェニル）シクロヘキサン、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体等が採用し得る。正孔輸送層に正孔を注入する正孔注入層の材料としては、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン、芳香族ジアミン等が採用し得る。

第１の電極層５８、有機発光層６０、第２の電極層６１は、蒸着法、スパッタリング法等の薄膜形成法等によって形成され得る。例えば、第１の電極層５８はスパッタリング法等によって形成でき、有機発光層６０は真空蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法等によって形成でき、第２の電極層６１は電子ビーム（Electron Beam：ＥＢ）蒸着法、スパッタリング法等によって形成できる。

なお、本発明の光プリンタヘッドは、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜の設計的な変更、改良が施されていてもよい。

本発明の光プリンタヘッドは、例えば、長板状の基板５１の長手方向に複数の発光素子133を列状に並ぶように形成することによって、有機ＬＥＤプリンタヘッド（ＯＬＥＤＰＨ）として構成し得る。

５６ａＬ駆動電流伝送線
１００発光モニター部
１０１モニター用発光部
１０２駆動用ＴＦＴ
１０３受光用ＴＦＴ
１０４遮光壁
１３３発光素子

Claims

基板と、
前記基板上に配置された、有機発光層を有する発光部の複数を含む発光領域と、
前記基板上の前記発光領域以外の領域に配置された、外周形状が円形状の有機発光層を有するモニター用発光部と、
前記モニター用発光部と平面視で離れた前記基板上の部位に配置されるとともに、前記モニター用発光部の前記有機発光層に駆動電流を供給する駆動用薄膜トランジスタと、
前記モニター用発光部の近傍に配置された受光用薄膜トランジスタと、を有する光プリンタヘッドであって、
前記モニター用発光部および前記受光用薄膜トランジスタを囲む遮光壁が前記基板上に配置されており、
前記駆動用薄膜トランジスタは前記遮光壁の外側にあり、
前記受光用薄膜トランジスタは、前記モニター用発光部に平面視で重なる位置に配置されている光プリンタヘッド。
前記受光用薄膜トランジスタは、チャネル部が前記モニター用発光部の前記有機発光層の中心に平面視で重なる位置に配置されている請求項１に記載の光プリンタヘッド。
前記遮光壁は、その平面視形状が前記モニター用発光部の前記有機発光層の外周形状と相似形状とされている請求項１または請求項２に記載の光プリンタヘッド。
前記遮光壁は、金属遮光壁である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光プリンタヘッド。
前記複数の発光部は、それらが並列接続される駆動電流伝送線に平行な方向に並んで配置されており、
前記モニター用発光部と前記受光用薄膜トランジスタと前記遮光壁と前記駆動用薄膜トランジスタから構成される組が、前記平行な方向における前記発光領域の両側に、それぞれ配置されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光プリンタヘッド。
前記受光用薄膜トランジスタは、前記駆動用薄膜トランジスタのソース電極に接続される第１駆動電流伝送線と異なる第２駆動電流伝送線から分岐した分岐線をソース信号線とし、前記第２駆動電流伝送線から分岐したもう一つの分岐線をゲート信号線としている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光プリンタヘッド。