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JP2012028305A - 有機電界発光素子、露光ヘッド、カートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

有機電界発光素子、露光ヘッド、カートリッジ、及び画像形成装置 Download PDF

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JP2012028305A
JP2012028305A JP2011053432A JP2011053432A JP2012028305A JP 2012028305 A JP2012028305 A JP 2012028305A JP 2011053432 A JP2011053432 A JP 2011053432A JP 2011053432 A JP2011053432 A JP 2011053432A JP 2012028305 A JP2012028305 A JP 2012028305A
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light emitting
layer
organic electroluminescent
hole injection
anode
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JP2011053432A
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English (en)
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Hiroto Yoneyama
博人 米山
Yoshinori Yamaguchi
義紀 山口
Takashi Matsumura
貴志 松村
Yohei Nishino
洋平 西野
Kiyokazu Mashita
清和 真下
Katsuhiro Sato
克洋 佐藤
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

【課題】発光プロファイルの歪みが抑制された有機電界発光素子を提供すること。
【解決手段】陰極115及び陽極111と、陰極115と陽極111との間に設けられた発光層114と、陽極111と発光層114との間に設けられた正孔注入層112と、陰極115と正孔注入層112との間に設けられ、開口113Aを有する絶縁層113と、を備える有機電界発光素子である。
【選択図】図2

Description

本発明は、有機電界発光素子、露光ヘッド、カートリッジ、及び画像形成装置に関する。
有機電界発光素子は、電極の間に有機発光材料を含む発光層を設け、電極間に電圧を印加することによって発光層内に正孔、電子を注入し、これら電荷(キャリア)が再結合することにより発光する電荷注入型の発光素子である。
例えば、特許文献1には、「アノード電極、EL層及び金属層を形成後、集光レーザビームの焦点をアノード電極のEL層側境界面から金属層の外側境界面までに位置させつつ集光レーザビームを走査して、少なくともEL層及び金属層の一部を切削してアノード電極と交差する複数の帯状EL層及び帯状カソード電極を互いに平行に形成するカソード電極形成工程とを含む有機電界発光素子の製造方法」について開示されている。
また、特許文献2には、「EL発光層形成後に形成される一対の電極のうちの上部電極は、硫酸イオンを含むエッチング液を用いたエッチング法によってパターン形成されることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法」について開示されている。
また、特許文献3には、「透明な基板表面に透明な電極材料が所定のパターンで形成された透明電極と、この透明電極上に他の所定パターン形成された絶縁体と、有機EL材料からなる発光層と、上記発光層に積層され上記透明電極に対向して形成されるとともに上記絶縁体上で互いに分離されて所定のパターンに絶縁された背面電極とからなる有機EL素子」について開示されている。
特開平05−003077号公報 特開平08−236272号公報 特開平10−321366号公報
本発明の課題は、開口を有する絶縁層の当該開口内に正孔注入層を設けた場合に比べ、発光プロファイルの歪みが抑制された有機電界発光素子を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
陰極及び陽極と、
前記陰極と陽極との間に設けられた発光層と、
前記陽極と発光層との間に設けられた正孔注入層と、
前記陰極と正孔注入層との間に設けられ、開口を有する絶縁層と、
を備える有機電界発光素子。
請求項2に係る発明は、
前記正孔注入層の比抵抗が、10000Ωcm以下である請求項1に記載の有機電界発光素子。
請求項3に係る発明は、
前記正孔注入層が、ポリスチレンスルホン酸(PSS)をドープした3,4−エチレンジオキシ−ポリチオフェン(PEDOT)を含んで構成された請求項1又は2に記載の有機電界発光素子。
請求項4に係る発明は、
前記正孔注入層が、下記一般式(I−1)及び(I−2)のいずれかで表わされる構造の1種以上を繰り返し単位の部分構造として含有し、下記一般式(II)、(III)、(IV)及び(V)のいずれかで表わされる電荷輸送性高分子と、電子受容性アクセプタと、を含んで構成された請求項1又は2に記載の有機電界発光素子。
(一般式(I−1)及び(I−2)中、Arは、置換もしくは未置換の1価の芳香環、置換もしくは未置換の芳香環数2以上10以下の1価の多核芳香環、又は置換もしくは未置換の芳香環数2以上10以下の1価の縮合芳香環を表す。Xは、置換又は未置換の2価の芳香族基を表す。k、及びlはそれぞれ独立に0又は1を表す。Tは、炭素数1以上10以下の直鎖状の2価の炭化水素基、又は炭素数1以上10以下の分枝状の2価の炭化水素基を表す。)
(一般式(II)、(III)、(IV)及び(V)中、Aは、一般式(I−1)又は(I−2)を表す。Bは、−O−(Y’−O)m’−、又はZ’を表す。Y、Y’、Z、及びZ’は、それぞれ独立に2価の炭化水素基を表す。m、及びm’は、それぞれ独立に1以上5以下の整数を表す。nは、0又は1を表す。pは、5以上500以下の整数を表す。qは、1以上5000以下の整数を表す。rは、1以上3500以下の整数を表す。)
請求項5に係る発明は、
前記絶縁層の厚みが、前記発光層よりも薄い請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
請求項6に係る発明は、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機電界発光素子で構成された発光部を有する発光基板と、
前記発光部からの発光を光入射面から入射すると共に光出射面から出射して予め定められた位置に結像させる結像部と、
を備える露光ヘッド。
請求項7に係る発明は、
請求項6に記載の露光ヘッドを備え、
画像形成装置に着脱するカートリッジ。
請求項8に係る発明は、
潜像を保持する潜像保持体と、
前記潜像保持体に光を照射して潜像を形成する露光ヘッドであって、請求項6に記載の露光ヘッドと、
前記露光ヘッドによって前記潜像保持体に形成された潜像を現像する現像装置と、
を備える画像形成装置。
請求項1に係る発明によれば、開口を有する絶縁層の当該開口内に正孔注入層を設けたときに比べ、発光プロファイルの歪みが抑制された有機電界発光素子を提供することができる。
請求項2、3、4に係る発明によれば、発光プロファイルの歪みが生じ易い特性又は構成の正孔注入層を適用した場合でも、開口を有する絶縁層の当該開口内に正孔注入層を設けたときに比べ、発光プロファイルの歪みが抑制された有機電界発光素子を提供することができる。
請求項5に係る発明によれば、絶縁層の厚みが発光層と同じときに比べ、発光効率が向上する有機電界発光素子を提供することができる。
請求項6、7、8に係る発明によれば、開口を有する絶縁層の当該開口内に正孔注入層を設けた有機電界発光素子を適用したときに比べ、露光ムラが抑制された、露光ヘッド、カートリッジ、及び画像形成装置を提供することができる。
本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。 本実施形態に係る有機電界発光素子の発光プロファイルを示す模式図である。 従来の有機電界発光素子の発光プロファイルを示す模式図である。 他の従来の有機電界発光素子の発光プロファイルを示す模式図である。 他の本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。 他の本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。 他の本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。 本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 本実施形態に係る露光ヘッドの構成を示す概略斜視図である。 露光ヘッドからの発光が感光体に結像される状態を模式的に示した模式図である。
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
(有機電界発光素子)
図1は、本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。
本実施形態に係る有機電界発光素子101は、例えば、図1に示すように、基板110上に、陽極111と、正孔注入層112と、開口113Aを持つ絶縁層113と、発光層114と、陰極115と、がこの順に積層された積層体で構成している。
まず、基板110について説明する。
基板110としては、ガラス基板、プラスチックフィルム等が挙げられる。
基板110としては、発光層114からの光を基板110側から素子外部に取り出す方式の場合、透明であることがよい。また、基板110は、絶縁性であることがよい。
ここで、透明とは、可視領域の光の透過率が10%以上であることを意味している。また、絶縁性とは、体積抵抗率が1013Ωcm以上であることをいう。以下同様である。
次に、陽極111及び陰極115について説明する。
陽極111及び陰極115は、その間に設けられた発光層に正孔・電子を注入するための電流が印加される電極である。
陽極111及び陰極115うち、発光層114から放射された光を基板110側から素子外部へ取り出す方式の場合(ボトムエミッション方式の場合)、陽極111が透明であることがよく、基板110と反対側から素子外部へ取り出す方式の場合(トップエミッション方式の場合)は、陰極115が透明であることがよい。
陽極111は、発光層114へ正孔の注入を行うため発光層114に含まれる発光材料のイオン化ポテンシャルの値より仕事関数の大きなものがよく、例えば、仕事関数が4eV以上であるものが望ましい。
陽極111としては、例えば、酸化膜(例えば酸化スズインジウム(ITO)、酸化スズ(NESA)、酸化インジウム、又は酸化亜鉛等)、金属膜(例えば金、白金、又はパラジウム等)で構成される。
陽極111は、例えば、蒸着法や、スパッタリング法等の公知の方法を用いて形成される。
一方、陰極115は、発光層114へ電子の注入を行うため発光層114のLUMO準位より仕事関数の小さいものがよく、例えば、仕事関数が3.0eV以下であるものが望ましい。
陰極115としては、例えば、アルミニウム、銀、インジウム、又はこれらの合金で構成される。
陰極115は、例えば、蒸着法や、スパッタリング法等の公知の方法を用いて形成される。
次に、正孔注入層112について説明する。
正孔注入層112は、陽極111と発光層114との間に設けられ、具体的には、正孔注入層112は、例えば、陽極111と陰極115とが重なる領域の面積(厚み方向に投影されたときの面積、以下同様)よりも大きい領域で、当該陽極111を覆うように基板110上に設けられている。
正孔注入層112は、発光層114へ正孔を注入する機能を有する材料を含んで構成される。特に、正孔注入層112は、比抵抗が10000Ωcm以下(望ましくは0.01Ωcm以上1000Ωcm以下、より望ましくは0.01Ωcm以上100Ωcm以下)であることがよい。
ここで、比抵抗は、4端子法により求められる値である。
正孔注入層112を構成する、正孔を注入する機能を有する材料としては、例えば、導電性高分子、遷移金属化合物、フタロシアニン類(CuPcなどを含む)、インダンスレン系化合物等が挙げられる。
導電性高分子としては、例えば、ポリアニリン、ポリスチレンスルホン酸(PSS)をドープした3,4−エチレンジオキシ−ポリチオフェン(PEDOT)[以下、「PEDOT−PSS」と標記することがある]等が挙げられる。
遷移金属化合物としては、酸化モリブデンが挙げられる。
これらの中も、正孔注入層112の塗布形成を実現させる点から、導電性高分子がよく、特に、正孔注入層112の比抵抗を上記範囲とする観点から、PEDOT−PSSがよい。
また、正孔注入層112は、電荷輸送性高分子と電子受容性アクセプタとを含んで構成されていてもよい。
電荷輸送性高分子としては、周知の電荷輸送性高分子が挙げられるが、特に、下記一般式(I−1)及び(I−2)のいずれかで表される構造の1種以上を繰り返し単位の部分構造として含有し、下記一般式(II)、(III)、(IV)及び(V)のいずれかで表される電荷輸送性高分子(以下、特定の電荷輸送性高分子と称することがある)がよい。
なお、特定の電荷輸送性高分子は、正孔輸送性ポリエステル、又は正孔輸送性ポリカーボネートに該当する化合物である。
まず、下記一般式(I−1)及び(I−2)のいずれかで表される構造について説明する。
一般式(I−1)及び(I−2)中、Arは、置換もしくは未置換の1価の芳香環、置換もしくは未置換の芳香環数2以上10以下の1価の多核芳香環、又は置換もしくは未置換の芳香環数2以上10以下の1価の縮合芳香環を表す。
Xは、置換又は未置換の2価の芳香族基を表す。
k、及びlはそれぞれ独立に0又は1を表す。
Tは、炭素数1以上10以下の直鎖状の2価の炭化水素基、又は炭素数1以上10以下の分枝状の2価の炭化水素基を表す。
一般式(I−1)及び(I−2)中、Arは、置換もしくは未置換の1価の芳香環、置換もしくは未置換の芳香環数2以上10以下の1価の多核芳香環、又は置換もしくは未置換の芳香環数2以上10以下の1価の縮合芳香環を表すが、多核芳香環及び縮合芳香環とは、具体的には以下に定義される芳香族炭化水素であることを意味する。
「芳香環」とは、炭素と水素とから構成される芳香環であり、具体的にはフェニル基である。
「多核芳香環」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が2個以上存在し、芳香環同士が炭素一炭素結合によって結合している炭化水素を表す。「多核芳香環」として具体的には、例えば、ビフェニル、ターフェニル等が挙げられる。
「縮合芳香環」とは、炭素と水素とから構成される芳香環が2個以上存在し、芳香環同士が1対の炭素原子を共有している炭化水素を表す。「縮合芳香環」として具体的には、例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フルオレン等が挙げられる。
芳香環、多核芳香環及び縮合芳香環の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
アルキル基としては、炭素数1以上10以下のものが望ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。
アルコキシル基としては、炭素数1以上10以下のものが望ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられる。
アリール基としては、炭素数6以上20以下のものが望ましく、例えば、フェニル基、トルイル基等が挙げられる、
アラルキル基としては、炭素数7以上20以下のものが望ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
置換アミノ基の置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、具体例は前述の通りである。
置換アリール基、置換アラルキル基の置換基としては、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、ハロゲン原子等が挙げられる
一般式(I−1)及び(I−2)中、Xは置換又は未置換の2価の芳香族基を表し、具体的には下記式(1)〜(7)から選択された基が挙げられる。
式(1)〜(7)中、Rは、水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、置換もしくは未置換のフェニル基、又は置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、R〜R14は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシル基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアラルキル基、又はハロゲン原子を表し、aは0又は1を意味し、Vは下記の式(8)〜(17)から選択された基を表す。
上記式(8)〜式(17)中、bは1以上10以下の整数を意味し、cは1以上3以下の整数を意味する。
一般式(I−1)及び(I−2)中、Tは、炭素数1以上10以下の直鎖状の2価の炭化水素基又は炭素数1以上10以下の分枝状の2価の炭化水素基を表す。
なお、2価の炭化水素基が直鎖状である場合は、炭素数は1以上6以下の範囲が望ましく、2以上6以下の範囲がより望ましく、2価の炭化水素基が分枝状である場合には、炭素数は2以上10以下の範囲が望ましく、3以上7以下の範囲がより望ましい。
以下に、Tで表される基の具体的な構造の例(炭化水素基T−1〜炭化水素基T−32)を示す。
以下、表1から表8に、上記一般式(I−1)で表される部分構造の具体例を示し、表9から表16に、上記一般式(I−2)で表される部分構造の具体例を示すが、これら具体例に限定されるわけではない。
なお、表1〜表8において、「部分構造」の欄に記載された番号各々に対応する、「X」の欄に記載される構造は、一般式(I―1)中のXに対応し、「Ar」の欄に記載される構造は、一般式(I−1)中のArに対応し、「k」の欄に記載される数字は、一般式(I―1)中のkを意味する。また、「T」の欄に記載される値は、一般式(I−1)中のTを意味し、上記に具体的に示した炭化水素基の構造式に付した番号(T−1)〜(T−32)を意味する。
また、表1〜表8において、「結合位置」に示される値は、前記一般式(I−1)におけるベンゼン環に記載されている数値の箇所に結合していることを示す。また、一般式(I−1)で表される構造の具体例において、kが1の場合、( )内のベンゼン環も数字が記載されているベンゼン環と同様の箇所に結合していることを示す。
また、表9〜表16において、「部分構造」の欄に記載された番号各々に対応する、「X」の欄に記載される構造は、一般式(I―2)中のXに対応し、「Ar」の欄に記載される構造は、一般式(I−2)中のArに対応し、「k」の欄に記載される数字は、一般式(I―2)中のkを意味する。また、「T」の欄に記載される値は、一般式(I−2)中のTを意味し、同一値を示す上記一般式(T−1)〜(T−32)の化合物に対応する。
また、表9〜表16において、「結合位置」に示される値は、前記一般式(I−2)におけるベンゼン環に記載されている数値の箇所に結合していることを示す。また、一般式(I−2)で表される構造の具体例において、kが1の場合、( )内のベンゼン環も数字が記載されているベンゼン環と同様の箇所に結合していることを示す。
次に、上記一般式(I−1)及び(I−2)のいずれかで表わされる構造の1種以上を繰り返し単位の部分構造として含有し、下記一般式(II)、(III)、(IV)及び(V)のいずれかで表わされる電荷輸送性高分子について説明する。
一般式(II)、(III)、(IV)及び(V)中、Aは、一般式(I−1)又は(I−2)を表す。
Bは、−O−(Y’−O)m’−、又はZ’を表す。
Y、Y’、Z、及びZ’は、それぞれ独立に2価の炭化水素基を表す。
m、及びm’は、それぞれ独立に1以上5以下の整数を表す。
nは、0又は1を表す。
pは、5以上500以下の整数を表す。
qは、1以上5000以下の整数を表す。
rは、1以上3500以下の整数を表す。
なお、一般式(II)、(III)、(IV)及び(V)のいずれかで表わされる電荷輸送性高分子の末端基は、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基等 である。
一般式(II)、(III)、(IV)、及び(V)中、Y、Y’、Z、及びZ’は、2価の炭化水素基を表が、具体的には、以下の式(18)〜(24)で表される炭化水素基が挙げられる。
上記式(18)〜(24)中、d、eは1以上10以下の整数を表し、f、gは0、1又は2を表し、h、iは0又は1を表す。
また、R13及びR14は、それぞれ独立に水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上4以下のアルコキシ基、置換もしくは未置換のフェニル基、置換もしくは未置換のアラルキル基、又はハロゲン原子を表し、Vは、上記式(8)〜(17)から選択された基を表す。
以下に、上記一般式(II)で表される電荷輸送性高分子の具体例を表17に示し、上記一般式(III)で表される電荷輸送性高分子の具体例を表18に示した。更に、上記一般式(IV)で表される電荷輸送性高分子の具体例を表19に示し、上記一般式(V)で表される電荷輸送性高分子の具体例を表20〜表24に示した。
なお、電荷輸送性高分子はこれらの具体例に限定されるものではない。
なお、表17〜表24中に示される、「部分構造」の「構造」の欄に示される番号は、上記表1〜表16に示される「部分構造」欄に示された番号の化合物(上記一般式(I−1)又は一般式(I−2)の具体例)に対応しており、2種類以上の番号が示されている場合には、各々の番号に対応する「構造」の欄に示される番号に対応する化合物の分子中の比率を、「部分構造」の「比率」の欄に示した。
また、表17中の「Y」の欄に示される構造は、一般式(II)中のYに対応し、「m」の欄に示される数値は、一般式(II)中のmに対応し、「p」の欄に示される数値は、一般式(II)中のpに対応する。
同様に、表18中の「Y」の欄に示される構造は、一般式(III)中のYに対応し、「Z」の欄に示される構造は、一般式(III)中のZに対応し、「m」の欄に示される数値は、一般式(III)中のmに対応し、「p」の欄に示される数値は、一般式(III)中のpに対応する。
また、表19中の「B」の欄に示される構造は、一般式(IV)中のBに対応し、「n」の欄に示される数値は、一般式(IV)中のnに対応し、「p」の欄に示される数値は、一般式(IV)中のpに対応する。
同様に、表20〜表24中の「Y」の欄に示される構造は、一般式(V)中のYに対応し、「Z」の欄に示される構造は、一般式(V)中のZに対応し、「m」の欄に示される数値は、一般式(V)中のmに対応し、「q」の欄に示される数値は、一般式(V)中のqに対応し、「r」の欄に示される数値は、一般式(V)中のrに対応する。
また、以下の説明において、表17〜24中に示す「化合物」の欄に示される番号Xに対応した化合物を指す場合には、「例示化合物(X)」と称す
次に、電子受容性アクセプタについて説明する。
電子受容性アクセプタとしては、上記電荷輸送性高分子を酸化するものであれば特に制限はないが、例えば、ハロゲン化金属、ルイス酸、アリールアミンとハロゲン化金属又はルイス酸との塩の中から選ばれた少なくとも一種が挙げられ、これらを二種以上を組み合わせて使用してもよい。
ハロゲン化金属やルイス酸としては、例えば、FeCl、AlCl、SbCl、AsF、で表される化合物が挙げられる。
アリールアミンとハロゲン化金属又はルイス酸との塩の例としては、下記一般式(A)で表される塩が挙げられる。

一般式(A)中、Lは、ハロゲン化金属又はルイス酸を表し、例えば、FeCl、AlCl、SbCl、AsF、BF等が挙げられる。
は、ハロゲンイオンを表し、例えば、フッ素イオン、塩素イオン等が挙げられる。
Ar11〜Ar13は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数6以上30以下の1価の芳香族基、又は置換もしくは無置換の炭素数4以上30以下の1価の複素環式基を表す。
1価の芳香族基としては、炭素数6以上の芳香族基が望ましく、例えば、芳香環(フェニル基)、多核芳香環(例えばビフェニル、ターフェニル等)、縮合芳香環(例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、フルオレン等)が挙げられる。
複素環式基(窒素原子(N)、酸素原子(O)、硫黄原子(S)を含む複素環式基)としては、炭素数4以上の複素環式基が望ましく、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基等が挙げられる。
芳香族基又は複素環式基を置換する置換基としては、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、ニトロ基、シアノ基、炭素数1以上24以下のアルキル基、炭素数6以上24以下のアリール基、炭素数7以上24以下のアラルキル基、炭素数1以上24以下のアルコキシ基、炭素数6以上24以下のモノもしくはジアルキルアミノ基、アリール基の炭素数が6以上24以下のモノもしくはジアリールアミノ基等が挙げられる。
一般式(A)で表される塩の中で望ましいものとしては、トリス(4−ブロモフェニル)アミニウム ヘキサクロロアンチモネート(TBAHA)を挙げられるが、これらに限るものではない。
正孔注入層112は、例えば、上記正孔を注入する材料とこの材料を溶解又は分散させる溶剤とを含む塗布液、又は、上記電荷輸送性高分子及び電子受容性アクセプタとこれら材料を溶解又は分散させる溶剤とを含む塗布液を塗布することで形成される。この形成方法としては、例えば、スピンコーティング法や、ディップ法等が挙げられる。
次に、絶縁層113について説明する。
絶縁層113は、例えば、正孔注入層112と陰極115との間に設けられ、具体的には、正孔注入層112と発光層114との間(絶縁層113の開口113Aの領域は除く)に設けられている。
絶縁層113に設ける開口113Aは、有機電界発光素子101の発光面積(厚み方向からみたとき、発光している領域の面積)を規定する役割を担うものであり、例えば、正孔注入層112の面積よりも小さい面積で設けられ、具体的には、例えば、陽極111と陰極115とが重なる領域の面積と同等又はそれよりも小さく設けることがよい、
絶縁層113としては、例えば、酸化シリコン(SiO)、ポリイミド、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等で構成される
絶縁層113の厚みは、例えば、発光層114の厚み(但し、ここでいう厚みは絶縁層表面上からの厚み)よりも小さいことがよく、望ましくは発光層114の厚みの1/2以下、より望ましくは1/4以下である。
絶縁層113は、例えば、蒸着法、気相成長法(CVD)等により形成される。
次に、発光層114について説明する。
発光層114は、絶縁層113の厚みよりも大きい厚み(但し、ここでいう厚みは絶縁層表面上からの厚み)で、下層側部分の一部が絶縁層113に設けられた開口113Aに埋め込まれるようにして、当該絶縁層113と陰極115との間に設けられている。発光層114は、絶縁層113の開口113Aで正孔注入層112と接触している。
発光層114は、例えば、発光材料を含んで構成されている。発光材料としては、例えば、キレート型有機金属錯体、多核又は縮合芳香環化合物、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサチアゾール誘導体、又はオキサジアゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又はポリアセチレン誘導体等が挙げられる。
次に、その他の層について説明する。
本実施形態に係る有機電界発光素子101は、その他、正孔注入層112と発光層114との間に正孔輸送層、発光層114と陰極115との間に電子輸送層や電子注入層、及び陰極115を覆って設けられる保護層(封止層)を設けた層構成であってもよい。
なお、正孔輸送層を設ける場合、正孔注入層112と絶縁層113との間に介在するように設けてもよいし、絶縁層113の開口113A内で、正孔注入層112と発光層114との間に介在するように設けてもよい。
但し、正孔輸送層を塗布形成し設ける場合、正孔注入層112と絶縁層113との間に介在するように設けることがよい。
具体的には、例えば、図7に示すように、本実施形態に係る有機電界発光素子101の層構成において、正孔注入層112と絶縁層113との間に介在するように正孔輸送層112Aを設けた形態(他の本実施形態に係る有機電界発光素子104)であることがよい。
以上説明した有機電界発光素子101では、陰極115と正孔注入層112との間に、開口113Aを有する絶縁層113が設けられた層構成となっている。この層構成とすることで、発光プロファイルの歪みが抑制される。
ここで、有機電界発光素子101は、発光効率が高く、低駆動電圧にすることにより駆動回路に負荷を掛けない素子であることが望まれている。
そのためには、陽極111及び陰極115が正孔、電子をそれぞれ発光層114を含む有機層へ効率良く注入し、発光層へ移動させなければならない。
しかし、単に、陽極111及び陰極115の間に正孔注入層112及び発光層114を積層した素子構成では、正孔が拡散してしまい発光面積が大きくなってしまうという現象が生じ、結果として発光効率が低くなる傾向にある(図3参照)。
この現象は、より効率よく正孔を発光層114に注入するために、伝導度の高い正孔注入材料(例えば、(例えば、PEDOT−PSS、酸化モリブデン))を用いた、比抵抗が低い(例えば比抵抗10000Ωcm以下)の正孔注入層を採用した場合に顕著に生じる傾向にある。
一方で、この正孔の拡散を規制するために、陽極111及び陰極115の間に、開口113Aを有する絶縁層113を介在させ、当該開口113A内で正孔注入層112及び発光層114を積層した層構成とすることで、当該絶縁層113の開口113Aで通じた陽極111及び陰極115間の領域にのみに通電が生じることから、正孔の注入方向が規制され(つまり、正孔の拡散が規制され)、正孔が効率良く発光層114に注入され、結果として発光効率が向上する(図4参照)。
しかし、当該層構成とすると、絶縁層113の開口113A内で、つまり当該開口113A内壁に規制された状態で正孔注入層112及び発光層114を積層することとなるため、これら層(特に正孔注入層112)の厚みが不均一となる現象(具体的には、例えば、絶縁層113の開口113A中央部で厚みが低減する一方で開口113A内壁側で厚みが増す現象)が生じることが多くなる。正孔注入層112の厚みが不均一化すると、発光層114への正孔注入量も面内で不均一化することから、発光プロファイルに歪みが生じてしまう傾向となる(図4参照)。
この現象は、導電性高分子を用いて、正孔注入層112を塗布形成したときに顕著に生じる傾向にある。
そこで、本実施形態に係る有機電界発光素子101では、上記層構成、即ち、正孔の拡散を規制する(つまり、素子の発光面積を規制する)開口113Aを持つ絶縁層113よりも下層(陽極111側の層)に、正孔注入層112を当該絶縁層113の開口113Aで規制することなく設ける。これにより、正孔注入層112の厚みが均一化され易くなると考えられ、発光層114への正孔注入量も面内で均一化することから、その結果として発光プロファイルに歪みが抑制される(図2参照)。
加えて、開口113Aを持つ絶縁層113により、正孔の拡散も規制されることから、発光効率を向上し、低駆動電圧化も実現される。
また、本実施形態に係る有機電界発光素子101では、上述のように、正孔の拡散を規制するために伝導度の高い正孔注入材料(例えば、(例えば、PEDOT−PSS、酸化モリブデン))を用いたり、比抵抗が低い(例えば比抵抗10000Ωcm以下)の正孔注入層を採用したり、加えて、導電性高分子(特にPEDOT−PSS)を用いたり、正孔注入層112を塗布形成したりしたときに、上記発光プロファイルの歪みが生じ易いが、これが抑制される。
また、本実施形態に係る有機電界発光素子101では、上述のように、正孔注入層112を上記特定の電荷輸送性高分子と電子受容性アクセプタとを含んで構成させることで,
より低電圧駆動が実現される。
これは、導電性が向上するためと考えられるためである。
また、本実施形態に係る有機電界発光素子101では、開口113Aを持つ絶縁層113が発光層114の厚みよりも小さく設けることで、発光効率が向上する。これは、陰極115からの電子注入が多くなるためであると考えられるためである。
なお、本実施形態に係る有機電界発光素子101の層構成は、上記構成に限られず、開口を有する絶縁層113が陰極115と正孔注入層112の間に設けられていればよく、具体的には、例えば、下記形態が挙げられる。
1)図5に示すように、陰極115及び正孔注入層112の間に設けられた開口113Aを持つ絶縁層113の当該開口113A内部に、発光層114が埋め込まれて設けた形態(他の本実施形態に係る有機電界発光素子102)
2)図6に示すように、陰極115と発光層114との間に、開口113Aを持つ絶縁層113を設け、発光層114の上層側部分の一部が絶縁層113の開口113Aに埋め込まれた形態(他の本実施形態に係る有機電界発光素子103)。
上記1)、2)の形態であっても、上述と同様な理由により、発光プロファイルに歪みが抑制される(図2参照)。加えて、開口113Aを持つ絶縁層113により、正孔の拡散も規制されることから、発光効率を向上し、低駆動電圧化も実現される。
本実施形態に係る有機電界発光素子は、例えば、表示装置、電子ペーパー、バックライト、照明光源、露光装置、標識、看板等の分野に好適に使用される。これらの中でも、特に、高発光効率、低駆動電圧が要求される、電子写真方式の画像形成装置用の露光装置(露光ヘッド)に提供することがよい。
(露光ヘッド、カートリッジ、画像形成装置)
図8は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
本実施形態に係る画像形成装置10は、図8に示すように、各構成部品を収容する筐体11と、用紙等の記録媒体Pが収容される記録媒体収容部12と、記録媒体Pにトナー画像を形成する画像形成部14と、記録媒体収容部12から画像形成部14へ記録媒体Pを搬送する搬送部16と、画像形成部14によって形成されたトナー画像を記録媒体Pに定着させる定着装置18と、定着装置18によってトナー画像が定着された記録媒体Pが排出される記録媒体排出部(図示省略)と、を備えている。
記録媒体収容部12、画像形成部14、搬送部16及び定着装置18は、筐体11に収容されている。
画像形成部14は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット22C、22M、22Y、22Kと、画像形成ユニット22C、22M、22Y、22Kで形成されたトナー画像が転写される中間転写体の一例としての中間転写ベルト24と、画像形成ユニット22C、22M、22Y、22Kで形成されたトナー画像を中間転写ベルト24に転写する一次転写部材の一例としての一次転写ロール26と、中間転写ベルト24に転写されたトナー画像を記録媒体Pに転写する二次転写部材の一例としての二次転写ロール28と、を備えている。
画像形成ユニット22C、22M、22Y、22Kは、潜像を保持する像保持体の一例として、一方向(図8において時計回り方向)へ回転する感光体30をそれぞれ有している。
各感光体30の周囲には、感光体30の回転方向上流側から順に、感光体30の表面を帯電させる帯電装置32と、帯電した感光体30の表面を露光して感光体30の表面に静電潜像を形成する露光装置としての露光ヘッド34と、感光体30の表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置36と、トナー画像が中間転写ベルト24に転写された後の感光体30の表面に残留しているトナーを除去する除去装置40と、が設けられている。
感光体30、帯電装置32、露光ヘッド34、現像装置36及び除去装置40は、画像形成ユニット22C、22M、22Y、22Kに収容されてユニット化されている。画像形成ユニット22C、22M、22Y、22Kは、筐体11に着脱可能に設けられたプロセスカートリッジとされており、交換可能となっている。
なお、感光体30、帯電装置32、露光ヘッド34、現像装置36及び除去装置40の全てがユニット化される必要は無い。例えば、露光ヘッド34を少なくとも備え、これと、その他、例えば感光体30、帯電装置32及び現像装置36の少なくとも1つと、画像形成ユニット22C、22M、22Y、22Kに収容されてユニット化されていればよい。
中間転写ベルト24は、二次転写ロール28に対向する対向ロール42、駆動ロール44及び支持ロール46によって支持され、感光体30と接触しながら一方向(図8において反時計回り方向)へ循環して移動するようになっている。
一次転写ロール26は、中間転写ベルト24を挟んで、感光体30に対向している。一次転写ロール26と感光体30との間には、感光体30上のトナー画像が中間転写ベルト24に一次転写される一次転写位置が形成される。この一次転写位置において、一次転写ロール26が感光体30の表面のトナー画像を圧接力と静電力により中間転写ベルト24に転写するようになっている。
二次転写ロール28は、中間転写ベルト24を挟んで対向ロール42と対向している。二次転写ロール28と対向ロール42との間には、中間転写ベルト24上のトナー画像が記録媒体Pに二次転写される二次転写位置が形成される。この二次転写位置において、二次転写ロール28が中間転写ベルト24の表面のトナー画像を圧接力と静電力により記録媒体Pに転写するようになっている。
搬送部16は、記録媒体収容部12に収容された記録媒体Pを送り出す送出ロール50と、送出ロール50によって送り出された記録媒体Pを二次転写位置へ搬送する搬送ロール対52と、を備えている。
定着装置18は、二次転写位置より搬送方向下流側に配置されており、二次転写位置で転写されたトナー画像を記録媒体Pへ定着させる。
二次転写位置より搬送方向下流側であって、定着装置18よりも搬送方向上流側には、定着装置18に記録媒体Pを搬送する搬送部材の一例としての搬送ベルト54が配置されている。
以上の構成により、本実施形態に係る画像形成装置10では、まず記録媒体収容部12から送り出された記録媒体Pが、搬送ロール対52によって二次転写位置へ送り込まれる。
一方、中間転写ベルト24には、画像形成ユニット22C、22M、22Y、22Kで形成された各色のトナー画像が重ねられて、カラー画像が形成される。二次転写位置へ送り込まれた記録媒体Pは、中間転写ベルト24上に形成されたカラー画像が転写される。
トナー画像が転写された記録媒体Pは、定着装置18へ搬送され、転写されたトナー画像が定着装置18により定着される。トナー画像が定着された記録媒体Pは、記録媒体排出部(図示省略)へ排出される。以上のように、一連の画像形成動作が行われる。
なお、画像形成装置の構成としては、上記の構成に限られず、例えば、中間転写体を有さない直接転写型の画像形成装置でもよく、種々の構成とすることが可能である。
次に、露光ヘッド34について説明する。
図9は、本実施形態に係る露光ヘッドを示す斜視図である。
各露光ヘッド34は、図9に示すように、例えば、発光素子アレイ60(発光基板の一例)と、結像部70と、を備えている。
発光素子アレイ60は、例えば、発光素子60Bで構成される発光部60Aと発光素子60Bが実装される実装基板61(図1の基板110に相当)と、を備える。
発光素子アレイ60と結像部70とは、発光部60A(発光素子60B)と結像部70の光入射面70Aとの光学距離が結像部70の作動距離となるように、離間した状態で保持部材(不図示)により保持されている。
ここで、結像部70の作動距離とは、結像部に用いるレンズの焦点から結像部の入射面までの距離である。
そして、結像部70では、発光部60Aからの発光を光入射面70Aから入射すると共に光出射面70Bから出射して予め定められた位置に結像させる、つまり、発光素子60Bからの発光を感光体30に結像することによって、感光体30が露光されて潜像が形成される(図10参照)。
発光素子アレイ60について説明する。
発光素子アレイ60は、例えば、発光部60A(発光素子60B)から照射される光を実装基板61側から取り出す、所謂、ボトムエミッション方式となっている。無論、トップエミッション方式であってもよい。
発光部60Aは、例えば、単一の発光素子60Bの群で構成されている。発光素子60Bは、図示しないが、実装基板61の長手方向に沿って線状(直列)又は千鳥状に配置して、発光部60Aを構成している。発光素子60Bの群で構成された発光部60Aは、感光体30の画像形成領域以上の長さとしている。
結像部70について説明する。
結像部70は、例えば、ロッドレンズ71が複数配列されたレンズアレイで構成されている。レンズアレイとして具体的には、例えば、セルフォックレンズアレイ(SLA:セルフォックは、日本板硝子(株)の登録商標)と呼ばれる屈折率分散型レンズアレイを適用することがよい。
以上説明した本実施形態に係る露光ヘッド34では、上記本実施形態に係る有機電界発光素子を適用する。
このため、本実施形態に係る露光ヘッド、それを備えるカートリッジ及び画像形成装置では、露光ムラが抑制される。
以下、実施例によって本発明を説明する。なお、本発明はこれらの実施例によってのみ限定されるものではない。
(実施例1)
以下に示すようにして、図1に示す層構成の有機電界発光素子を作製した。
まず、ガラス基板に、ITO(酸化スズインジウム)層を形成し、幅20μmのパターニングを施し、厚み150nmの陽極を形成した。
次に、陽極が形成されたガラス基板上に、陽極を覆うようにして、PEDOT−PSS(商品名:Baytron AI4083)をスピンコート法により厚み60nmで塗布して、正孔注入層(比抵抗:1000Ωcm)を形成した。
次に、正孔注入層上に、その下層にパターニングして形成された陽極(ITO)と後に形成する陰極とが重なる領域が開口するようにして、SiOのスパッタリングを行い、厚み100nmで開口を持つ絶縁層を形成した。
次に、絶縁層上に、その開口を埋め込みつつ、下記構造式(1)で示される発光材料(重量平均分子量Mw≒10)1質量%をキシレンに溶解した塗布液をスピンコート法により塗布し、厚み(絶縁層表面上からの厚み)80nmの発光層を作製した。
次に、パターニングされた陽極と交差するよう形成された幅20μmの開口パターンを持つマスクを用いて、発光層上に、Ca層、Al層を順次蒸着し、幅20μmでパターニングされた厚み180nmの陰極を形成した。
上記操作により、有機電界発光素子を作製した(図1参照)。
(実施例2)
実施例1において、絶縁層の厚みを40nmにした以外は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
(実施例3)
実施例2において、PEDOT−PSSの代わりにMoOを用いて正孔注入層(比抵抗:1000Ωcm)を形成した以外は、実施例2と同様にして有機電界発光素子を作製した。
(実施例4)
実施例2において、PEDOT−PSS(商品名:Baytron P AI4083)の代わりにPEDOT−PSS(商品名:Baytron PH500P))を用いて正孔注入層(比抵抗:17Ωcm)を形成した以外は、実施例2と同様にして有機電界発光素子を作製した。
(実施例5)
実施例2において、PEDOT−PSS(商品名:Baytron P AI4083)の代わりにPEDOT−PSS(商品名:Bytron HC V4))を用いて正孔注入層(比抵抗:0.1Ωcm)を形成した以外は、実施例2と同様にして有機電界発光素子を作製した。
(実施例6)
以下に示すようにして、図5に示す層構成の有機電界発光素子を作製した。
まず、ガラス基板に、ITO(酸化スズインジウム)層を形成し、幅20μmのパターニングを施し、厚み150nmの陽極を形成した。
次に、陽極が形成されたガラス基板上に、陽極を覆うようにして、PEDOT−PSS(商品名:Baytron P AI4083)をスピンコート法により厚み60nmで塗布して、正孔注入層(比抵抗:1000Ωcm)を形成した。
次に、正孔注入層上に、その下層にパターニングして形成された陽極(ITO)と後に形成する陰極とが重なる領域が開口するようにして、SiOのスパッタリングを行い、厚み100nmで開口を持つ絶縁層を形成した。
次に、絶縁層の開口内に露出した正孔注入層上に、当該開口を埋め込むようにして、下記構造式(1)で示される発光材料(重量平均分子量Mw≒10)1質量%をキシレンに溶解した塗布液を塗布し、発光層を作製した。
次に、パターニングされた陽極と交差するよう形成された幅20μmの開口パターンを持つマスクを用いて、発光層上に、Ca層、Al層を順次蒸着し、幅20μmでパターニングされた厚み180nmの陰極を形成した。
上記操作により、有機電界発光素子を作製した(図5参照)。
(実施例7)
以下に示すようにして、図6に示す層構成の有機電界発光素子を作製した。
まず、ガラス基板に、ITO(酸化スズインジウム)層を形成し、幅20μmのパターニングを施し、厚み150nmの陽極を形成した。
次に、陽極が形成されたガラス基板上に、陽極を覆うようにして、PEDOT−PSS(商品名:Baytron P AI4083)をスピンコート法により厚み60nmで塗布して、正孔注入層(比抵抗:1000Ωcm)を形成した。
次に、正孔注入層上に、下記構造式(1)で示される発光材料(重量平均分子量Mw≒10)1質量%をキシレンに溶解した塗布液をスピンコート法により塗布し、厚み80nmの発光層を作製した。そして、発光層の上層側部分の一部を、陽極(ITO)と後に形成する陰極とが重なる領域が凸部(高さ30nm)となり、それ以外の領域が凹部となるようにパターニングした。
次に、発光層のパターニングした凹部上に、当該凹部が埋まるように、SiOのスパッタリングを行い、厚み30nmで絶縁層を形成した。この絶縁層は、発光層のパターニングされた凸部の部分で開口を有している。
次に、パターニングされた陽極と交差するよう形成された幅20μmの開口パターンを持つマスクを用いて、絶縁層113から露出した発光層のパターニングされた凸部上に、Ca層、Al層を順次蒸着し、幅20μmでパターニングされた厚み180nmの陰極を形成した。
上記操作により、有機電界発光素子を作製した(図6参照)。
(実施例8)
以下に示すようにして、図1に示す層構成の有機電界発光素子を作製した。
まず、ガラス基板に、ITO(酸化スズインジウム)層を形成し、幅20μmのパターニングを施し150nm陽極を形成した。
次に、陽極が形成されたガラス基板上に、陽極を覆うようにして、下記構造式(2)で示される電荷輸送性高分子(例示化合物(CTP−7):重量平均分子量Mw=5.0×10)を1質量%モノクロロベンゼンに溶解させ、該電荷輸送性高分子に対して、30質量%になるよう下記構造式(3)で示されるTBAHA(電子受容性アクセプタ)を添加した塗布液を、スピンコート法により厚み60nmで塗布して、正孔注入層(比抵抗:1000Ωcm)を形成した。
次に、正孔注入層上に、その下層にパターニングして形成された陽極(ITO)と後に形成する陰極とが重なる領域が開口するようにして、SiOのスパッタリングを行い、厚み100nmで開口を持つ絶縁層を形成した。
次に、絶縁層上に、その開口を埋め込みつつ、下記構造式(1)で示される発光材料(重量平均分子量Mw≒10)1質量%をキシレンに溶解した塗布液をスピンコート法により塗布し、厚み(絶縁層表面上からの厚み)80nmの発光層を作製した。
次に、パターニングされた陽極と交差するよう形成された幅20μmの開口パターンを持つマスクを用いて、発光層上に、Ca層、Al層を順次蒸着し、幅20μmでパターニングされた厚み180nmの陰極を形成した。
上記操作により、有機電界発光素子を作製した(図1参照)。
(実施例9)
実施例8において、下記構造式(2)で示される電荷輸送性高分子の代わりに、下記構造式(4)で示される電荷輸送性高分子(例示化合物(CTP−109):Mw=8.8×10)を用いた以外は、実施例8と同様に有機電界発光素子を作製した。
(実施例10)
以下に示すようにして、図7に示す層構成の有機電界発光素子を作製した。
まず、ガラス基板に、ITO(酸化スズインジウム)層を形成し、幅20μmのパターニングを施し、厚み150nmの陽極を形成した。
次に、陽極が形成されたガラス基板上に、陽極を覆うようにして、PEDOT−PSS(商品名:Baytron AI4083)をスピンコート法により厚み10nmで塗布して、正孔注入層(比抵抗:1000Ωcm)を形成した。
次に、正孔注入層上に、下記構造式(2)で示される電荷輸送性高分子(例示化合物(CTP−7):重量平均分子量Mw=5.0×10)を1質量%モノクロロベンゼンに溶解させ、該電荷輸送性高分子に対して30質量%になるよう下記構造式(3)で示されるTBAHA(電子受容性アクセプタ)を添加した塗布液を、スピンコート法により厚み60nmで塗布して、正孔輸送層を形成した。
次に、正孔輸送層上に、その下層にパターニングして形成された陽極(ITO)と後に形成する陰極とが重なる領域が開口するようにして、SiOのスパッタリングを行い、厚み100nmで開口を持つ絶縁層を形成した。
次に、絶縁層上に、その開口を埋め込みつつ、下記構造式(1)で示される発光材料(重量平均分子量Mw≒10)1質量%をキシレンに溶解した塗布液をスピンコート法により塗布し、厚み(絶縁層表面上からの厚み)80nmの発光層を作製した。
次に、パターニングされた陽極と交差するよう形成された幅20μmの開口パターンを持つマスクを用いて、発光層上に、Ca層、Al層を順次蒸着し、幅20μmでパターニングされた厚み180nmの陰極を形成した。
上記操作により、有機電界発光素子を作製した(図7参照)。
(比較例1)
以下に示すようにして、図3に示す層構成の有機電界発光素子を作製した。
まず、ガラス基板に、ITO(酸化スズインジウム)層を形成し、幅20μmのパターニングを施し、厚み150nmの陽極を形成した。
次に、陽極が形成されたガラス基板上に、陽極を覆うようにして、PEDOT−PSS(商品名:Baytron P AI4083)をスピンコート法により厚み60nmで塗布して、正孔注入層(比抵抗:1000Ωcm)を形成した。
次に、正孔注入層上に、下記構造式(1)で示される発光材料(重量平均分子量Mw≒10)1質量%をキシレンに溶解した塗布液をスピンコート法により塗布し、厚み80nmの発光層を作製した。
次に、パターニングされた陽極と交差するよう形成された幅20μmの開口パターンを持つマスクを用いて、発光層上に、Ca層、Al層を順次蒸着し、幅20μmでパターニングされた厚み180nmの陰極を形成した。
上記操作により、有機電界発光素子を作製した(図3参照)。
(比較例2)
比較例1において、PEDOT−PSSの代わりにMoOを用いて正孔注入層(比抵抗:1000Ωcm)を形成した以外は、比較例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
(比較例3)
実施例2において、PEDOT−PSS(商品名:Baytron P AI4083)の代わりにPEDOT−PSS(商品名:Baytron PH500P)を用いて正孔注入層(比抵抗:17Ωcm)を形成した以外は、比較例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
(比較例4)
実施例2において、PEDOT−PSS(商品名:Baytron P AI4083)の代わりにPEDOT−PSS(商品名:Bytron HC V4))を用いて正孔注入層(比抵抗:0.1Ωcm)を形成した以外は、比較例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
(比較例5)
以下に示すようにして、図4に示す層構成の有機電界発光素子を作製した。
まず、ガラス基板に、ITO(酸化スズインジウム)層を形成し、幅20μmのパターニングを施し、厚み150nmの陽極を形成した。
次に、陽極が形成されたガラス基板上に、パターニングして形成された陽極(ITO)と後に形成する陰極とが重なる領域が開口するようにして、SiOのスパッタリングを行い、厚み300nmで開口を持つ絶縁層を形成した。
次に、絶縁層の開口から露出した陽極上に、PEDOT−PSS(商品名:Bytron HC V4)をスピンコート法により厚み60nmで塗布して、正孔注入層(比抵抗:1000Ωcm)を形成した。
次に、絶縁層の開口から露出した正孔注入層上に、下記構造式(1)で示される発光材料(重量平均分子量Mw≒10)1質量%をキシレンに溶解した塗布液をスピンコート法により塗布し、厚み80nmの発光層を作製した。
次に、パターニングされた陽極と交差するよう形成された幅20μmの開口パターンを持つマスクを用いて、発光層上に、Ca層、Al層を順次蒸着し、幅20μmでパターニングされた厚み180nmの陰極を形成した。
上記操作により、有機電界発光素子を作製した(図4参照)。
(評価)
各例で作製した有機電界発光素子に関し、発光効率、発光プロファイルについて調べた。
−発光効率−
発光効率の評価は、次のようにして電流発光効率(相対値)を測定を計測することで行った。
電流密度―発光輝度を測定し、一定輝度における発光効率を算出した。
−発光プロファイル−
発光プロファイルの評価は、発光部の幅を計測することで評価した。
CCD(Charge Coupled Device)カメラにより発光プロファイルを測定し、幅を算出した。
なお、発光部の半値幅が電極幅に近いほど、発光プロファイルに歪みが少ないことを意味する。
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、発光効率と共に、発光プロファイルも良好であることがわかる。
10 画像形成装置
11 筐体
12 記録媒体収容部
14 画像形成部
16 搬送部
18 定着装置
22k、22Y、22M、22C 画像形成ユニット
24 中間転写ベルト
26 一次転写ロール
28 二次転写ロール
30 感光体
32 帯電装置
34 露光ヘッド
36 現像装置
40 除去装置
42 対向ロール
44 駆動ロール
46 支持ロール
50 送出ロール
52 搬送ロール対
54 搬送ベルト
60 発光素子アレイ
60A 発光部
60B 発光素子
61 実装基板
70 結像部
70B 結像部の光出射面
70A 結像部の光入射面
71 ロッドレンズ

Claims (8)

  1. 陰極及び陽極と、
    前記陰極と陽極との間に設けられた発光層と、
    前記陽極と発光層との間に設けられた正孔注入層と、
    前記陰極と正孔注入層との間に設けられ、開口を有する絶縁層と、
    を備える有機電界発光素子。
  2. 前記正孔注入層の比抵抗が、10000Ωcm以下である請求項1に記載の有機電界発光素子。
  3. 前記正孔注入層が、ポリスチレンスルホン酸(PSS)をドープした3,4−エチレンジオキシ−ポリチオフェン(PEDOT)を含んで構成された請求項1又は2に記載の有機電界発光素子。
  4. 前記正孔注入層が、下記一般式(I−1)及び(I−2)のいずれかで表される構造の1種以上を繰り返し単位の部分構造として含有し、下記一般式(II)、(III)、(IV)及び(V)のいずれかで表される電荷輸送性高分子と、電子受容性アクセプタと、を含んで構成された請求項1又は2に記載の有機電界発光素子。

    (一般式(I−1)及び(I−2)中、Arは、置換もしくは未置換の1価の芳香環、置換もしくは未置換の芳香環数2以上10以下の1価の多核芳香環、又は置換もしくは未置換の芳香環数2以上10以下の1価の縮合芳香環を表す。Xは、置換又は未置換の2価の芳香族基を表す。k、及びlはそれぞれ独立に0又は1を表す。Tは、炭素数1以上10以下の直鎖状の2価の炭化水素基又は炭素数1以上10以下の分枝状の2価の炭化水素基を表す。)

    (一般式(II)、(III)、(IV)及び(V)中、Aは、一般式(I−1)又は(I−2)を表す。Bは、−O−(Y’−O)m’−、又はZ’を表す。Y、Y’、Z、及びZ’は、それぞれ独立に2価の炭化水素基を表す。m、及びm’は、それぞれ独立に1以上5以下の整数を表す。nは、0又は1を表す。pは、5以上500以下の整数を表す。qは、1以上5000以下の整数を表す。rは、1以上3500以下の整数を表す。)
  5. 前記絶縁層の厚みが、前記発光層よりも薄い請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機電界発光素子で構成された発光部と、
    前記発光部からの発光を光入射面から入射すると共に光出射面から出射して予め定められた位置に結像させる結像部と、
    を備える露光ヘッド。
  7. 請求項6に記載の露光ヘッドを備え、
    画像形成装置に着脱するカートリッジ。
  8. 潜像を保持する潜像保持体と、
    前記潜像保持体に光を照射して潜像を形成する露光ヘッドであって、請求項6に記載の露光ヘッドと、
    前記露光ヘッドによって前記潜像保持体に形成された潜像を現像する現像装置と、
    を備える画像形成装置。
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