JPH04311072A - 端面発光素子並びその製造方法及び記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、端面発光素子並びその製造方法
及び記録方法に関し、より詳細には、端面発光ＥＬや端
面発光ＬＥＤ等の端面発光素子並びその製造方法、端面
発光素子を利用する記録方法に関する。

【０００２】

【従来技術】本発明に係る従来技術を記載した公知公献
としては、例えば、■「ＴＦＥＬ　ＥＤＧＥ　ＥＭＩＴ
ＴＥＲ　ＡＲＲＡＹ　ＦＯＲ　ＯＰＴＩＣＡＬ　ＩＭＡ
ＧＥ　ＢＡＲ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ」（Ｐｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅＳＩＤ，　Ｖｏｌ．２８
／１，１９８７）がある。この文献は、端面発光型薄膜
ＥＬに関するもので、その内容については、■「ＥＬア
レイを用いた光プリントヘッドの開発事例」（トリケッ
プス　　セミナーテキスト　　１９９１．１．１０）に
紹介されている。この文献にはＥＬの端面方向の発光強
度が面方向の発光強度の約１００倍も強いことが記載さ
れている。また、「端面放射型発光ダイオードの開発」
（鹿島保昌　　外２名　　沖電気研究開発　　第１３８
号　　Ｖｏｌ．５５　Ｎｏ．２　６３年４月）にも同様
な特性の得られることが紹介されている。

【０００３】このような端面発光（放射）型素子を光書
込み（感光体への露光により記録）に利用する場合、前
面からの発光を光書込み用に、後面からのモレ発光は前
面からの発光パワーのモニター用として利用される以外
はほとんど活用されていないのが現状である。その理由
としては、光書込みの場合には、たとえば、２００〜３
００ｄｐｉ程度以上の書込密度になるとＡ４サイズの書
込幅（２１０ｍｍ）では、２０００〜３０００個程度の
発光部を有することになり、そのためこれらの発光部を
駆動するための電気的な接続が多数個必要であり、ある
程度高密度・高集積接続を行っても発光端面の後部側を
利用して接続配線することになってしまうからである。

【０００４】

【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、前面および後面から積極的に発光される構成を
とることによって、後面からの発光の積極的利用を可能
にする端面発光素子とその製造方法、端面発光素子を利
用する記録方法を提供することを目的としてなされたも
のである。

【０００５】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
少なくとも、薄膜発光層と、該薄膜発光層の上部と下部
に設けられた電極層とを有する端面発光素子において、
前記上部と下部に設けられた電極層と、該各電極層と電
気的に接続されて設けられた各引出配線とが前記薄膜発
光層の発光端面からの発光を防げないように構成形成さ
れていること、或いは、（２）少なくとも、表面が絶縁
性から成る基板の上に下部電極層の引出配線層と、コン
タクトホールを有する第１の絶縁層と、下部電極層と、
薄膜発光層と、上部電極層と、コンタクトホールを有す
る第２の絶縁層と、前記上部電極層の引出配線層を積層
して複数個の機能単位から成る端面発光素子を形成し、
その後、カッティングして一個の機能単位から成る端面
発光素子を形成すること、或いは、（３）少なくとも、
薄膜発光層と、該薄膜発光層の上部と下部に設けられた
電極層とを有する端面発光素子において、前記上部と下
部に設けられた各電極層と電気的に接続されて設けられ
た各引出配線に電圧を印加し、前面および後面の両端面
からの発光を利用して感光体を露光して記録することを
特徴としたものである。以下、本発明の実施例に基づい
て説明する。

【０００６】図１は、本発明による端面発光素子の一実
施例を説明するための構成図で、図２は、駆動のための
信号線の接続状態図で、図１（ａ）は、図２のＡ−Ａ断
面をＡ方向から見た側面図であり、図１（ｂ）は、図２
のＢ−Ｂ断面をＢ方向から見た正面図である。なお、図
２における接続線は実際にリード線などが存在するもの
ではなく、信号線の接続状態を示すもので、実際のもの
とは異なる。図中、１はコンタクトホール、２は上面電
極配線、３は絶縁層、４は上面電極、５は上面誘電層、
６は薄膜発光層、７は下面誘電層、８は下面電極、９は
絶縁層、１０は下面電極配線、１１は基板である。

【０００７】図１（ａ）において、端面発光素子は、上
面電極配線２と、コンタクトホール１を有する絶縁層３
と、上面電極４と、上面誘電層５と、薄膜発光層６と、
下面誘電層７と、下面電極８と、コンタクトホール１を
有する絶縁層９と、下面電極配線１０とを基板１１の上
に積層して形成されている。各層の材質については、前
記従来技術に示した公知文献■及び■に記述されてある
ものが適用できる。すなわち、膜の構成は、ガラス基板
上に蒸着した金属電極の上に誘電体層（Ｙ２Ｏ３）−発
光層（ＺｎＳ／Ｍｎ）−誘電体層（Ｙ２Ｏ３）を着け、
最後に上部電極を蒸着してある。上面誘電層５及び下面
誘電層７は薄膜発光層６からの光もれを防止するために
屈折率の異なる材料を用いている。ここで、左右の端面
からの発光を可能にするために、上面電極４および下面
電極８は略左右の端面部分まで設けられていること、ま
た、上面電極配線２および下面電極配線１０は、紙面に
略垂直方向に延在して設けられていることが特徴であり
、電極配線２，１０、電極配線２，１０と接続される駆
動回路、該駆動回路と接続される接続線等が決して左右
の端面発光部からの発光を妨げないように構成されてい
る。

【０００８】図１（ｂ）において、端面発光素子は、図
１（ａ）と同様に上面電極配線２と、コンタクトホール
１を有する絶縁層３と、上面電極４と、上面誘電層５と
、薄膜発光層６と、下面誘電層７と、下面電極８と、コ
ンタクトホール１を有する絶縁層９と、下面電極配線１
０とを基板１１の上に積層して形成されている様子が示
されている。前記薄膜発光層６は、横方向に分割配列さ
れており、この配列ピッチは書込密度の逆数（の関数）
になっている。

【０００９】図２において、実際には上記したように両
端面からの発光を可能にするため、両端面発光部からの
発光を妨げないように上面電極配線２および下面電極配
線１０は、図示したような上面電極４および下面電極８
から上下にはみ出さないように設けられている。また、
両端面からの発光強度を確保するためには端面間距離（
一方の端面からもう一方の端面までの距離）をあまり長
く設定することができないため、ここでは、マトリック
ス駆動（時分割駆動）方式を適用し、配線数を少なくし
て上面電極４および下面電極８から上下にはみ出さない
ように構成した。

【００１０】マトリックス駆動（時分割駆動）方式につ
いては、「プラズマイメージバーの開発」（澤井秀夫　
　外１名　　沖電気研究開発　　第１４７号　　Ｖｏｌ
．５７．Ｎｏ．３　　１９９０年７月）に記載されてい
る。同様にして、下面電極８には、マトリックス状に配
線された２ｍ本の下面電極配線１０からデータ信号が印
加される。一方、上面電極４は、マトリックス状に配線
されたｎ本の上面電極配線２を１／ｎのデューティで順
次走査され、下面電極８と上面電極４の双方に電圧が印
加された個所の薄膜発光層６が発光する。ところで、下
面電極８の端部に対向する上面電極４は、隣接する下面
電極８との間でクロストークを生じ易い。このクロスト
ークを防止するため、上面電極４の複数個（図では説明
のため４個で示してある。）に対して、１個の割合で形
成された下面電極８の群を奇数群（Ｏ１，Ｏ２，…Ｏｍ
）と偶数群（Ｅ１，Ｅ２，…Ｅｍ）とに分け、奇数群に
データが入力されている時には偶数群の下面電極８には
データが入力されないようにしてある。

【００１１】図３は、端面発光素子の製造方法を示す工
程フローである。なお、実線で囲まれた工程は破線で囲
まれた細部工程から成ることを示している。すなわち、
洗浄されたガラス基板１１の上に下面電極８の引出配線
層１０を形成（引出配線電極膜の生成→配線電極のパタ
ーニング）し、コンタクトホール１を有する絶縁層９を
形成（絶縁層の生成→コンタクトホールのパターニング
）し、下面電極８を形成（電極膜の生成→電極のパター
ニング）し、下面誘電層７を形成（下面誘電層の生成）
し、薄膜発光層６を形成（蛍光体層の生成→蛍光体層の
アニール→蛍光体層のパターニング）し、上面誘電層５
を形成（上面誘電層の生成）し、上面電極４を形成（電
極膜の生成→電極のパターニング）し、コンタクトホー
ル１を有する絶縁層３を形成（絶縁層の生成→コンタク
トホールのパターニング）し、つぎに上面電極４の引出
配線層２を形成（引出配線電極膜の生成→配線電極のパ
ターニング）して複数個の機能単位から成る端面発光素
子を構成し、その後、カッティングして一個の機能単位
から成る端面発光素子を切り出し、発光部端面の保護コ
ート処理を施し、接続端子の処理工程を終えて、端面発
光素子の製造方法は基本的に終了する。

【００１２】このように、複数個の機能単位から成る端
面発光素子を構成し、その後、カッティングして一個の
機能単位から成る端面発光素子を切り出す方法であるか
ら、図１（ａ）で説明したように左右の端面からの発光
を可能にするために、上面電極４および下面電極８を、
略左右の端面部分まで設けることが容易であり、また、
上面電極配線２および下面電極配線１０は、紙面に略垂
直方向に延在して設けることが容易である。したがって
、電極配線、電極配線と接続される駆動回路、該駆動回
路と接続される接続線等が決して左右の端面発光部から
の発光を妨げないように構成することが可能である。

【００１３】次に、本発明による端面発光素子を利用し
た記録方法の一実施例について、図４〜図６に基づいて
説明する。。図４（ａ）は、端面発光素子の一方の発光
部に等倍結像素子（ここでは、日本板硝子製のセルフォ
ックレンズアレイ：ＳＬＡを図示した。）を配置し、も
う一方の発光部は開放した光書込みヘッドの例である。 図中、２１は端面発光型書込素子、２２はＳＬＡ（セル
フォックレンズアレイ）、２３はハウジング、２４は端
面発光素子である。

【００１４】このヘッドを光誘起型電子写真（ＰＩＴＥ
）法に適用したものが図５に示されている。図中、２６
は感光体、２７は感光層、２８は導電層、２９は支持体
、３０は現像器、３１はトナー、３２はスリーブ、３３
は転写紙、３４は転写ローラである。すなわち、光書込
みは等倍結像素子を配置した発光部側で行なわれ、もう
一方の開放した発光部は転写後の感光体を露光すること
になる。このように構成したことで、転写後の感光体に
残留形成されている静電潜像を光で消去するため、現像
部でのトナーのクリーニング、静電潜像の消去等に対す
る負荷が軽減でき、繰返し記録することの安定性が高ま
る。また、光書込みヘッドの構成は上記した例に限らず
、図４（ｂ）に示したように端面発光素子の一方の発光
部に他の等倍結像素子（ここでは当社製のルーフミラー
レンズアレイ：ＲＭＬＡ２５を図示した。）を配置し、
もう一方の発光部を開放した構成であってもよい。

【００１５】図６は、図５に示した光書込みヘッドの他
の例を示す図である。光書込みは等倍結像素子を配置し
た発光部側で行なわれ、もう一方の開放した発光部は転
写部もしくは転写部と現像部の間で感光体を露光するよ
うに構成したものである。このように構成したことで、
転写部もしくは転写部と現像部の間で感光体に形成され
ている静電潜像を光で消去するため、トナーと感光体と
の間に働く静電引力はトナーに注入された電荷のみに起
因するため、静電潜像の影響を受けずに転写されるため
転写効率、転写品質の向上が図れる。なお、図５で説明
した効果、すなわち、次の記録以前に感光体に残留形成
されている静電潜像を光で消去するため、現像部でのト
ナーのクリーニング、静電潜像の消去等に対する負荷が
軽減でき、繰返し記録することの安定性が高まる効果が
得られることは言うまでもない。なお、図５における感
光体２６と現像器３０と転写ローラ３４の配置と図６に
おける配置は、装置の形状により選択することができる
。

【００１６】次に、本発明による端面発光素子を利用し
た記録方法の他の実施例について図７〜図９に基づいて
説明する。図７（ａ）は、端面発光素子の両方の発光部
に等倍結像素子（ここでは、日本板硝子製のセルフォッ
クレンズアレイ：ＳＬＡを図示した。）を配置した光書
込みヘッドの例である。図中、２２ａ，２２ｂはＳＬＡ
（セルフォックレンズアレイ）で、その他、図４と同じ
作用をする部分は同一の符号を付してある。このヘッド
を光誘起型電子写真（ＰＩＴＥ）法に適用したものが図
８で、図中、３０ａ，３０ｂは現像器、３１ａ，３１ｂ
はトナー、３２ａ，３２ｂはスリーブである。両方の発
光部に等倍結像素子を配置してあるため、両方向での記
録が可能となる。図示したように現像部を２個所に配置
して記録すれば、たとえば、各々異なる色のトナーを用
いてツインカラー記録を行なうことや、同色のトナーを
用い、かつ、転写部を２個所に設けて２倍速の記録を行
なうことができる等、機能や性能の拡散性に優れた記録
が可能となる。

【００１７】なお、ツインカラー記録の場合、トナーの
混合を避けるために、図中の双方向矢印（←→）で示し
たように、一方のトナーで現像する場合にはもう一方の
現像部を感光体から遠ざけるようにする。このように構
成すれば、現像部を感光体から遠ざけた側では、他方の
トナーが混入しないことはもちろんのこと、露光しても
記録されない（トナーが付着されない）こと、さらに、
図５で説明した効果が得られることは言までもない。

【００１８】図７（ｂ）は、図４の例と同様にルーフミ
ラーレンズアレイ（ＲＭＬＡ）２５ａ，２５ｂを用いた
構成である。図９は、フルカラー記録を可能にした構成
に適用した例を示す図で、図中、３６ａ，３６ｂ，３６
ｃ，３６ｄは各々シアントナー３７ａ、ブラックトナー
３７ｂ、マゼンタトナー３６ｃ、イエロートナー３７ｄ
を有する現像器である。すなわち、トナーをシアン３７
ａ、ブラック３７ｂ、マゼンタ３７ｃ、イエロー３７ｄ
の４色用いて、基本的には図８のツインカラー記録の構
成を拡散展開したものである。転写ドラム３５は上記４
色のトナーを転写するが、その表面を誘電体で構成し、
誘電体上に４色重ねた後に転写するか、また、ドラム表
面に転写紙を保持しておいて直接４色重ねるかしてもよ
い。

【００１９】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 （１）請求項１に対する効果；請求項１に記載の端面発
光素子においては、少なくとも薄膜発光層と、該薄膜発
光層の上部と下部に設けられた電極層とを有する端面発
光素子において、前記上部と下部に設けられた電極層と
、該各電極層と電気的に接続されて設けられた各引出配
線とが薄膜発光層の発光端面からの発光を防げないよう
に構成するものであるから、両端面からの発光を可能に
する新規な構成が得られた。 （２）請求項２に対する効果；請求項２に記載の端面発
光素子の製造方法においては、少なくとも表面が絶縁性
から成る基板の上に下部電極層の引出配線層、コンタク
トホールを有する絶縁層、下部電極層、薄膜発光層、上
部電極層、コンタクトホールを有する絶縁層、上部電極
層の引出配線層を積層して複数個の機能単位から成る端
面発光素子を形成し、その後、カッティングして一個の
機能単位から成る端面発光素子を形成する方法であるか
ら、量産性に富み、かつ、両端面からの発光を可能にす
る端面発光素子の構成を容易に得ることができる。 （３）請求項３に対する効果；請求項３に記載の記録方
法においては、少なくとも薄膜発光層と、該薄膜発光層
の上部と下部に設けられた各電極層と電気的に接続され
て設けられた各引出配線に電圧を印加することで前面お
よび後面の両端面からの発光を利用して感光体を露光し
て記録する方式に使用すれば、機能、性能等の拡張性に
優ぐれた記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明による端面発光素子の一実施例を説
明するための構成図である。

【図２】　　駆動のための信号線の接続状態図である。

【図３】　　端面発光素子の製造方法を示す工程フロー
である。

【図４】　　本発明による端面発光素子を用いた光書込
みヘッドを示す図である。

【図５】　　本発明による端面発光素子を利用した記録
方法の一実施例を説明するための図である。

【図６】　　図５と異なる例を示す図である。

【図７】　　本発明による端面発光素子を用いた光書込
みヘッドの他の例を示す図である。

【図８】　　本発明による端面発光素子を利用した記録
方法の他の実施例を説明するための図である。

【図９】　　本発明による端面発光素子を利用した記録
方法でフルカラー記録を可能とする構成を示す図である
。

【符号の説明】

１…コンタクトホール、２…上面電極配線、３…絶縁層
、４…上面電極、５…上面誘電層、６…薄膜発光層、７
…下面誘電層、８…下面電極、９…絶縁層、１０…下面
電極配線、１１…基板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも、薄膜発光層と、該薄膜発
   光層の上部と下部に設けられた電極層とを有する端面発
   光素子において、前記上部と下部に設けられた電極層と
   、該各電極層と電気的に接続されて設けられた各引出配
   線とが前記薄膜発光層の発光端面からの発光を防げない
   ように構成されていることを特徴とする端面発光素子。
2. 【請求項２】　　少なくとも、表面が絶縁性から成る基
   板の上に下部電極層の引出配線層と、コンタクトホール
   を有する第１の絶縁層と、下部電極層と、薄膜発光層と
   、上部電極層と、コンタクトホールを有する第２の絶縁
   層と、前記上部電極層の引出配線層を積層して複数個の
   機能単位から成る端面発光素子を形成し、その後、カッ
   ティングして一個の機能単位から成る端面発光素子を形
   成することを特徴とする端面発光素子の製造方法。
3. 【請求項３】　　少なくとも、薄膜発光層と、該薄膜発
   光層の上部と下部に設けられた電極層とを有する端面発
   光素子において、前記上部と下部に設けられた各電極層
   と電気的に接続されて設けられた各引出配線に電圧を印
   加し、前面および後面の両端面からの発光を利用して感
   光体を露光して記録することを特徴とする端面発光素子
   を利用する記録方法。