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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung, die
einen optischen Schreibkopf, wie zum Beispiel einen organische-Elektrolumineszenz(EL)-Matrix-Belichtungskopf,
verwendet. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung eine Bilderzeugungsvorrichtung,
die einen optischen Schreibkopf verwendet, der Kugellinsen umfasst,
die entsprechend den Elementen einer Leuchtelementmatrix, wie zum
Beispiel einer organische-EL-Matrix oder
einer Lichtverschlusselementmatrix, zum Verdichten der Flüsse des
Lichts von den Elementen auf einen Fotorezeptor angeordnet sind.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Bilderzeugungsvorrichtung,
die einen organische-EL-Matrix-Belichtungskopf
verwendet, der gestaltet ist, Nebensignaleffekte zwischen Pixeln
zu verhindern.
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Konventionell
wurden verschiedene Verfahren zur Verwendung einer organische-EL-Matrix
als ein Belichtungskopf für
Bilderzeugungsvorrichtungen vorgeschlagen. Die betreffenden sind
wie folgt.
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In
der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. H10-55890 wird eine organische-EL-Matrix als ein Ganzes
auf einem aus Glas bestehenden isolierenden Substrat hergestellt
und ein getrennter Antriebs-IC (integrierte Schaltung) wird mit
der organische-EL-Matrix kombiniert. Eine Verdichtungsstablinsenmatrix
wird verwendet, um Leuchtteile der organische-EL-Matrix zu verdichten, um
ein Bild auf einer fotoempfindlichen Trommel zu erzeugen.
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Die
ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. H11-198433 verwendet
eine Einchip-organische-EL-Matrix, die mehrere Reihen aufweist.
Jedoch ist das optische System zum Verdichten der Leuchtteile, um
ein Bild auf einer fotosensitiven Trommel zu erzeugen, nicht klar.
Es sollte angemerkt werden, dass eine EL-Schicht der organische-EL-Matrix durch Verdampfung
aufgetragen wird.
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In
der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2000-77188 werden Mikrolinsen auf der oberen Oberfläche eines
Substrats durch ein Ionenaustauschverfahren ausgebildet. Alternativ
werden Mikrolinsen auf der unteren Oberfläche eines Substrats durch ein
Verfahren, das einen Fotolack verwendet, oder durch ein Abdruckverfahren
ausgebildet. Eine organische-EL-Matrix, die eine Resonatorstruktur
aufweist, wird in Ausrichtung mit den Mikrolinsen durch Verdampfung
aufgetragen.
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Die
ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. H10-12377 betrifft
ein Verfahren zur Herstellung einer Aktivmatrix-organische-EL-Anzeige. Eine
organische Leuchtschicht wird durch das Tintenstrahlverfahren über einem
Glassubstrat gebildet, das Dünnschichttransistoren
aufweist.
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In
der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2000-323276 wird eine Abdeckplatte ausgebildet und
eine Beschichtung wird durch das Tintenstrahlverfahren so durchgeführt, dass
eine Lochinjektionsschicht und eine organische Leuchtschicht eines
organische-EL-Elements ausgebildet werden.
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In
der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2001-18441 werden eine Leuchtschicht und eine TFT (Dünnschichttransistor)-Schicht zur
Steuerung der Lichtemission von der Leuchtschicht in einer fotoempfindlichen
Trommel ausgebildet. Auf diese Weise wird ein Drucker hergestellt.
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Andererseits
wurden außerdem
verschiedene Verfahren zur Verwendung einer Leuchtdioden(LED)-Matrix
oder einer Flüssigkristallverschlussmatrix
neben einer organische-EL-Matrix
als ein Belichtungskopf für
Bilderzeugungsvorrichtungen vorgeschlagen. In diesen Fällen wird
im Allgemeinen eine Verdichtungsstablinsenmatrix verwendet, um Flüsse des
Lichts von den Leuchtteilen der LED-Matrix oder von den Verschlussteilen
der Flüssigkristallverschlussmatrix
auf eine fotoempfindliche Trommel zu verdichten.
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Wenn
eine organische-EL-Matrix als ein Belichtungskopf eines Druckers,
wie zum Beispiel eines elektrofotografischen Druckers, verwendet
wird, falls eine Verdichtungsstablinsenmatrix zum Verdichten der
Flüsse
des Lichts von den Leuchtteilen der organische-EL-Matrix oder der
LED-Matrix oder von den Verschlussteilen der Flüssigkristallverschlussmatrix auf
eine fotoempfindliche Trommel verwendet wird, benötigt der
Belichtungskopf einen langen Lichtweg und somit eine Zunahme an
Größe. Zusätzlich tritt, da
die Verdichtungsstablinsen nicht in einem Einzelverhältnis zu
den Leuchtteilen oder den Verschlussteilen angeordnet sind, periodische
optische Unregelmäßigkeit
auf. Außerdem
ist, da die Verdichtungsstablinse fortgeschrittene Herstellungstechnologie erfordert,
der Anstieg der Kosten unvermeidlich. Falls die organische-EL-Matrix
mit Mikrolinsen integriert ist, gibt es Probleme, wie zum Beispiel
eine Beschränkung
der verwendbaren Mikrolinsenmaterialien.
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Falls
eine Mikrolinsenmatrix verwendet wird, treten, obwohl die Mikrolinsen
in einem Einzelverhältnis
zu den Leuchtteilen angeordnet sind, solche Nebensignaleffekt leicht
auf, bei denen Licht von einem Leuchtteil auf eine Pixelposition
durch eine Mikrolinse einfällt,
die nicht eine dem Leuchtteil entsprechende Mikrolinse ist, z. B.
eine an die entsprechende Mikrolinse angrenzende Mikrolinse, was
somit zu der Herabsetzung der Auflösung führt.
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Die
US 2001/0052926 A1 offenbart
eine Belichtungsvorrichtung mit einem organische-EL-Matrix-Belichtungskopf,
der ein langes Substrat, eine Matrix von organische-EL-Elementen
und eine Abdeckplatte, die auf der Ausgabeseite der Matrix zur Verhinderung
von Nebensignaleffekten angeordnet ist, umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung wurde getätigt, um
die zuvor genannten Probleme der konventionellen Verfahren zu überwinden.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bilderzeugungsvorrichtung
mit einem kleinen Belichtungskopf zu bieten, der Mikrolinsen in
einem Einzelverhältnis
zu Elementen einer organische-EL-Matrix umfasst, um Flüsse des
Lichts von den Elementen auf einen Bildträger, wie zum Beispiel einen
Fotorezeptor, mit wenig Nebensignaleffekten, ausreichend Auflösung und
Kontrast zu verdichten.
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Eine
Bilderzeugungsvorrichtung mit einem organische-EL-Matrix-Belichtungskopf
der vorliegenden Erfindung zum Erreichen des Ziels umfasst die Merkmale
des Anspruchs 1. Der Kopf weist ein langes Substrat und eine Matrix
von organische-EL-Elementen auf, die genau wie Pixel in zumindest
einer Reihe ausgerichtet sind, und ist dadurch gekennzeichnet, dass
er eine Abdeckplatte umfasst, die mit optischen Löchern zur
Verhinderung von Licht-Nebensignaleffekten
ausgebildet ist, d. h. einem Phänomen,
dass Flüsse
des von den Leuchtteilen von angrenzenden organische-EL-Elementen
emittierten Lichts an der Verdichtungsstelle des Lichts von dem Leuchtteil
beider organische-EL-Elemente vermischt werden, wobei die Abdeckplatte
auf der Ausgabeseite der Matrix der organische-EL-Elemente angeordnet ist. Außerdem sind
Pluslinsen an jeweiligen Positionen der Löcher der Abdeckplatte angeordnet.
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Vorzugsweise
sind der Längenausdehnungskoeffizient
des Substrats und der Längenausdehnungskoeffizient
der Abdeckplatte im Wesentlichen gleich groß.
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Die
Abdeckplatte kann eine mit Löchern
ausgebildete Metallplatte oder eine aus Harz bestehende Abdeckplatte
mit Löchern
sein, die durch Ausformung gebildet wird.
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Die
Abdeckplatte und das Substrat können integral
ausgebildet sein.
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Die
Ebene der Ausgabenseitenoberfläche der
Abdeckplatte kann höher
oder niedriger als die Ebene der Pluslinsen sein.
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Vorzugsweise
weist die innere Oberfläche
jedes der Löcher
der Abdeckplatte ein Lichtreflexionsvermögen oder ein Lichtabsorptionsvermögen auf.
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Die
Pluslinsen können
aus einem Harz bestehen. In diesem Fall werden die Pluslinsen innerhalb
der Löcher
der Abdeckplatte durch das Tintenstrahlverfahren oder durch ein
Ausformungs(Abdruck)-Verfahren ausgebildet.
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Ferner
können
die Pluslinsen aus Glas bestehen.
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Außerdem können die
Pluslinsen Kugellinsen sein.
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Des
Weiteren kann jedes organische-EL-Element entweder Licht von seiner
Anodenseite oder von seiner Kathodenseite emittieren.
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Zusätzlich kann
jedes organische-EL-Element von einer Polymerausführung oder
einer Niedermolekular-Ausführung
sein.
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Vorzugsweise
wird die Lichtemission jedes organische-EL-Elements durch einen auf dem Substrat
angeordneten TFT (Dünnschichttransistor)
gesteuert.
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Die
Bilderzeugungsvorrichtung ist eine Farbbilderzeugungsvorrichtung
in Tandemausführung, die
zumindest zwei Bilderzeugungsstationen aufweist, von denen jede
ein Auflademittel, einen Belichtungskopf, ein Entwicklungsmittel
mit Toner und ein Überführungsmittel
umfasst, die um einen Bildträger herum
angeordnet sind, wobei die Farbbilderzeugungsvorrichtung ein Farbbild
durch Durchführen
eines Überführungsmediums
durch die jeweiligen Stationen erzeugt.
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Die
Bilderzeugungsvorrichtung ist so gestaltet, dass sie die beiden
folgenden Relationen erfüllt: |ΦT – ΦL| ≤ 0,2
eV... (1) |ΦT – ΦB| ≥ 0,5
eV... (2),wobei ΦL die Austrittsarbeit des Materials für die Pluslinsen
ist, ΦB die Austrittsarbeit des Materials der Abdeckplatte
ist, und ΦT die Austrittsarbeit des Tonermaterials
ist.
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Ferner
ist bei dem optischen Schreibkopf der vorliegenden Erfindung, die
das besagte Ziel erreicht, die Abdeckplatte, die optische Löcher zur
Verhinderung von Licht-Nebensignaleffekten
aufweist, d. h. einem Phänomen,
dass Flüsse
des von den Leuchtteilen von angrenzenden organische-EL-Elementen emittierten
Lichts an der Verdichtungsposition des Lichts von dem Leuchtteil
beider organische-EL-Elemente vermischt werden, auf der Leuchtseite
der Matrix der organische-EL-Elemente vorgesehen, wodurch die Nebensignaleffekte
zwischen angrenzenden Pixeln vermindert werden und somit ausreichend
Auflösung
und Kontrast erzielt wird.
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Noch
weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung
zum Teil ersichtlich und zum Teil offenkundig sein.
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Die
Erfindung umfasst dementsprechend die Merkmale des Aufbaus, die
Kombinationen von Elementen und die Anordnung von Teilen, die in
dem nachfolgend dargelegten Aufbau beispielhaft ausgeführt sind,
und der Umfang der Erfindung wird in den Ansprüchen angegeben werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittdarstellung, die schematisch die grundlegende Struktur
eines optischen Schreibkopfs zeigt;
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2 ist
eine Schnittdarstellung, die einen Fall der Verwendung eines transparenten
Haftmittels zum Befestigen von Kugellinsen zeigt;
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3(a), 3(b) sind
eine Schnittdarstellung und eine Draufsicht, die einen Fall des
Vorsehens eines Abstandshalters, der ein Lochausrichtungsmuster
zum Positionieren der Kugellinsen aufweist, zeigen;
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4(a), 4(b) sind
eine Schnittdarstellung und eine Draufsicht, die einen Fall des
Vorsehens einer Lichtabschirmmaskenplatte zum Abschirmen von Nebensignaleffektlicht
zeigen;
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5(a), 5(b) sind
Veranschaulichungen zur Erklärung
eines Verfahrens zur Herstellung einer Ausführungsform eines optischen
Schreibkopfs, der eine organische-EL-Matrix verwendet;
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6 ist
eine Schnittdarstellung, die den durch das wie in 5(a) und 5(b) gezeigte
Herstellungsverfahren erreichten optischen Schreibkopf, der eine
organische-EL-Matrix
verwendet, zeigt;
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7 ist
eine Veranschaulichung, die eine Strahlengangsverfolgung des optischen
Schreibkopfs der in 5(a)–6 gezeigten
Ausführungsform
zeigt;
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8 ist
ein Verteilungsdiagramm der Leuchtenergie des optischen Schreibkopfs
der in 5(a)–6 gezeigten
Ausführungsform;
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9 ist
eine Draufsicht der in der in 5(a)–6 gezeigten
Ausführungsform
verwendeten organische-EL-Matrix;
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10 ist
eine Schnittdarstellung, die einen Pixel in der in 9 gezeigten
Matrix zeigt;
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11 ist
eine Veranschaulichung, die ein Beispiel eines Kopfs einer Ausführung zeigt,
die eine Piezotintenstrahltechnologie unter den Tintenstrahltechnologien
verwendet;
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12 ist
eine Seitenansicht, die den Aspekt der Lichtverdichtung des optischen
Schreibkopfs der in 5(a)–6 gezeigten
Ausführungsform
zeigt;
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13 ist
eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform eines organische-EL-Matrix-Belichtungskopfs,
die das Ziel gemäß der vorliegenden
Erfindung erreicht;
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14 ist
eine Schnittdarstellung, die einen Pixel eines organische-EL-Elements
zeigt, das ein Beispiel einer Ausführung ist, die das Licht von
dessen Kathodenseite emittiert;
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15 ist
eine Veranschaulichung, die den Aspekt der Bildung einer Mikrolinse
zeigt, die in einem in einer Abdeckplatte ausgebildeten Loch durch das
Tintenstrahlverfahren ausgebildet wird;
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16(a), 16(b) sind
Veranschaulichungen zur Erklärung
der Bildung einer Mikrolinse, die durch Einpassen einer Kugellinse
oder einer halbsphärischen
Linse in ein in einer Abdeckplatte ausgebildetes Loch ausgebildet
wird;
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17 ist
eine Schnittdarstellung, die ein Pixel eines organische-EL-Elements
zeigt, das ein Beispiel einer Ausführung ist, die das Licht von
dessen Anodenseite emittiert;
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18 ist
eine Seitenansicht, die den Aspekt der Lichtverdichtung des organische-EL-Matrix-Belichtungskopfs
der in 13–17 gezeigten
Ausführungsform
zeigt; und
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19 ist
eine Vorderansicht, die schematisch die ganze Struktur eines Beispiels
einer Vollfarbbilderzeugungsvorrichtung in Tandemausführung zeigt,
die den optischen Schreibkopf oder den organische-EL-Matrix-Belichtungskopf der
vorliegenden Erfindung verwendet.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend
werden ein optischer Schreibkopf und ein Verfahren zur Herstellung
desselben mit Bezug auf Ausführungsformen
beschrieben werden.
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1 ist
eine Schnittdarstellung, die schematisch die grundlegende Struktur
des optischen Schreibkopfs zeigt, bei dem Leuchtteile 2,
wie zum Beispiel organische EL und LED, oder Verschlussabschnitte 2,
wie zum Beispiel ein Flüssigkristallverschluss,
auf der Oberfläche
von oder in einer transparenten Schicht 3 bei konstanten
Abständen
angeordnet sind, wodurch eine Leuchtelementmatrix 1 oder
eine Lichtverschlusselementmatrix 1 gebildet werden. Im
Fall der Lichtverschlusselementmatrix 1 emittieren die
Verschlussteile 2 an sich kein Licht. Jedoch sind Lichtquellen (Hintergrundlicht)
hinter den Verschlussteilen 2 so angeordnet, dass die Verschlussteile 2 als
Sekundärlichtquelle
wirken. Deshalb werden in der folgenden Beschreibung, außer für spezielle
Erklärungen,
die Verschlussteile 2 als die Leuchtteile 2 bezeichnet
werden und zusätzlich die
Leuchtelementmatrix 1 und die Lichtverschlusselementmatrix 1 allgemein
als eine Lichtmodulationselementmatrix 1 bezeichnet werden.
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Kugellinsen 10,
welche dieselbe Form und dieselben Charakteristiken aufweisen, sind
in einem übereinstimmenden
positionellen Einzelverhältnis
zu den Leuchtteilen 2 der Lichtmodulationselementmatrix 1 angeordnet.
In 1 sind die Kugellinsen 10 so angeordnet,
dass sie an eine Oberfläche
der die Lichtmodulationselementmatrix 1 bildenden transparenten
Schicht 3 angrenzen, die gegenüber einer mit den Leuchtteilen 2 versehenen
Oberfläche
liegt, und dass die Mittelpunkte der Kugellinsen 10 jeweils
mit den Mittelpunkten der Leuchtteile 2 ausgerichtet sind.
Ferner sind die Kugellinsen 10 so angeordnet, dass ein
Fluss des Lichts von jedem Leuchtteil 2 durch die transparente
Schicht 3 durch jede Linse 10 einer vorgegebenen
Vergrößerung auf
einen Bildträger 11,
wie zum Beispiel einen Fotorezeptor (für den Fall einer elektrofotografischen
Einrichtung), als ein projiziertes Objekt verdichtet wird.
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Es
sollte angemerkt werden, dass die Kugellinse 10 eine aus
einer transparenten Sphäre
bestehende einzelne Pluslinse ist und eine Brennweite aufweist,
die durch den Brechungsindex der transparenten Sphäre, den
Brechungsindex der Umgebung und den Radius der transparenten Sphäre bestimmt
ist.
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Deshalb
werden der Durchmesser der Kugellinse 10, der Abstand von
dem Leuchtteil 2 zu der Kugellinse 10 (die Dicke
der transparenten Schicht 3 im Fall von 1)
und der Brechungsindex zwischen der transparenten Schicht 3 und
der Kugellinse 10 geeignet gewählt, um den Abstand (Arbeitsabstand) WD
von der Oberfläche
auf der emittierenden Seite der Kugellinse 10 zu dem Bildträger 11 für das Erreichen
der Projektion auf den Bildträger 11 mit
ausreichend Auflösung
durch ein Einzelverhältnis
zwischen den Leuchtteilen 2 der Lichtmodulationselementmatrix 1 und
den Kugellinsen 10 zu gewährleisten.
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2 ist
eine Schnittdarstellung, die einen Fall der Verwendung von transparentem
Haftmittel zum Befestigen von Kugellinsen 10 an der Oberfläche der
transparenten Schicht 3 auf der entgegen gesetzten Seite
der Leuchtabschnitte 2 zeigt. Die Kugellinsen 10 sind
an der Oberfläche
der transparenten Schicht 3 durch eine transparente Haftschicht 4 an
Positionen befestigt, die den Leuchtteilen der Lichtmodulationselementmatrix 1 in
einem Einzelverhältnis
entsprechen. In dem Fall von 2 wird,
da der Durchmesser jeder Linse so festgelegt ist, dass er gleich
dem Ausrichtungsabstand "p" der Leuchtteile 2 ist,
die Positionierung der Kugellinsen 10 relativ zu den Leuchtteilen 2 durch
die Kontakte zwischen den Kugellinsen 10, d. h. die äußeren Profile
der Kugellinsen 10, durchgeführt. Es sollte verstanden werden,
dass der Durchmesser jeder Kugellinse 10 gleich groß wie oder
geringer als der Ausrichtungsabstand "p" der
Leuchtteile sein muss.
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Obwohl
es keine besonderen Einschränkungen
des Brechungsindex der transparenten Haftschicht 4, welche
die Kugellinsen 10 auf der entgegen gesetzten Seite der
Leuchtteile 2 relativ zu der Lichtmodulationselementmatrix 1 hält, gibt,
ist der Brechungsindex der transparenten Haftschicht 4 vorzugsweise
gleich groß wie
oder geringer als der Brechungsindex der Kugellinsen 10.
Wenn dieses Brechungsindexverhältnis
gewählt
wird, wirkt eine sphärische
Oberfläche
auf der Eingabeseite der Kugellinse als eine Brechungsoberfläche mit
einer Plusbrechungskraft. Deshalb können die Kugellinsen 10 näher an den
Leuchtteilen 2 positioniert werden (um denselben Arbeitsabstand
WD zu erreichen; je kürzer
die Brennweite, desto kürzer
der Objektabstand). Dann wird die NA (numerische Apertur) des Flusses des
einfallenden Lichts der Kugellinse 10 vergrößert, wodurch
die Nebensignaleffekte, bei denen der Fluss des von dem Leuchtabschnitt 2 emittierten
Lichts auf eine nicht-entsprechende Pixelposition durch eine an die
entsprechende Kugellinse 10 angrenzende Kugellinse 10 einfällt, verringert
werden können,
wodurch ein optischer Schreibkopf erreicht wird, der eine hohe Auflösung aufweist.
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Obwohl
es keine besonderen Einschränkungen
der Dicke der transparenten Schicht 3, die den Abstand
zwischen den Leuchtteilen 2 und den Kugellinsen 10 definiert,
gibt, ist die Dicke der transparenten Schicht 3 vorzugsweise
gleich groß wie
oder kleiner als der Durchmesser der Kugellinse 10. Das heißt, da die
Nebensignaleffekte, bei denen der Fluss des von dem Leuchtabschnitt 2 emittierten
Lichts auf eine nichtentsprechende Pixelposition durch eine an die
entsprechende Kugellinse 10 angrenzende Kugellinse 10 einfällt, verringert
werden, wenn die NA des Flusses des auf die Kugellinse 10 einfallenden Lichts
höher ist,
ist die dünnere
transparente Schicht besser. Das heißt, die Dicke der transparenten Schicht 3 ist
vorzugsweise gleich groß wie
oder geringer als der Durchmesser der Kugellinse 10.
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Übrigens
wählt man
unter den möglichen
Arten, die Kugellinsen 10 so zu positionieren, dass sie den
Leuchtteilen 2 der Lichtmodulationselementmatrix 1 in
einem Einzelverhältnis
entsprechen, den Ausrichtungsabstand "p" der
Leuchtteile 2 so, dass er, wie in 2 gezeigt,
gleich groß wie
der Durchmesser jeder Kugellinse 10 ist. Es gibt eine andere
Art durch Einfügen
eines Abstandshalters 5, der Löcher 6 aufweist, in
welche die Kugellinsen 10 jeweils eingepasst werden, zwischen
die transparente Schicht 3, an der die Kugellinsen 10 befestigt
sind, und die Kugellinsen 10, wie in einer Schnittdarstellung
von 3(a) und einer Unteransicht
von 3(b) gezeigt. Die Löcher 6 sind
mit demselben Abstand wie der Ausrichtungsabstand "p" der Leuchtteile 2 ausgebildet.
Der Durchmesser jedes Lochs 6 wird durch den Durchmesser
jeder Kugellinse 10 und die Dicke des Abstandshalters 5 bestimmt.
Die Form des Lochs 6 muss nicht immer kreisförmig sein,
das heißt,
sie kann quadratisch, ein reguläres
Sechseck oder dergleichen sein. Der Abstandshalter 5 wird
vorzugsweise durch Fotolithografie unter Verwendung von Fotolack
ausgebildet. Die in das Loch 6 eingepasste Kugellinse 10 kann
mit transparentem Haftmittel, wie in 2 gezeigt,
oder alternativ, wie später
beschrieben, mechanisch befestigt werden.
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4(a), 4(b) zeigen
eine weitere Ausführungsform. 4(a) ist eine Schnittdarstellung, 4(b) ist eine Draufsicht, die von der Unterseite von 4(a) genommen ist. Diese Ausführungsform verwendet eine Lichtabschirmmaskenplatte
zum Abschirmen von Nebensignaleffektslicht über den Kugellinsen 10.
Die Lichtabschirmmaskenplatte 7 weist Löcher 8 auf, durch
die Teile der Kugellinsen 10 (Teile der sphärischen
Oberfläche
auf der Ausgabeseite in dem veranschaulichten Fall) freigelegt sind.
Die Löcher 6 sind
mit demselben Abstand wie der Ausrichtungsabstand "p" der Leuchtteile 2 ausgebildet.
Die Lichtabschirmmaskenplatte 7 ist zwischen den Kugellinsen 10 angeordnet,
die entsprechend den Leuchtteilen 2 der Lichtmodulationselementmatrix 1 in
einem Einzelverhältnis
ausgerichtet sind. Die Lichtabschirmmaskenplatte 7 schirmt
Nebensignaleffektslicht, das auf eine nicht-entsprechende Pixelposition
durch eine an die entsprechende Kugellinse 10 angrenzende
Kugellinse 10 einfallen kann, ab und absorbiert es, wodurch
die Nebensignaleffekte verringert werden und somit ein optischer
Schreibkopf erreicht wird, der eine hohe Auflösung aufweist. Es sollte angemerkt
werden, dass die beste Form der Löcher 8 der Lichtabschirmmaskenplatte 7 kreisförmig ist.
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In
dieser Ausführungsform
kann die Lichtabschirmmaskenplatte 7 zwischen den sphärischen Oberflächen der
Kugellinsen 10 auf der Eingabeseite und der transparenten
Schicht 3 angeordnet sein. Falls die Lichtabschirmmaskenplatte 7 über die
sphärischen
Oberflächen
der Kugellinsen 10 auf der Ausgabeseite, wie in 4(a) und 4(b) gezeigt,
angeordnet wird, sollte die Lichtabschirmmaskenplatte 7 aus
einem Material bestehen, das eine relativ hohe mechanische Steifheit
aufweist, und wird die Lichtabschirmmaskenplatte 7 gegen
die Lichtmodulationselementmatrix 1 gedrückt, um
eine mechanische Kraft zu übermitteln,
wodurch die Lichtabschirmmaskenplatte 7 eine Positionierungsfunktion
und eine Befestigungsfunktion aufweist.
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In
der in 3(a), 3(b) gezeigten
Struktur kann der Abstandshalter 5 aus einem Material bestehen,
das einen Lichtblockiereffekt aufweist, so dass der Abstandshalter 5 auch
als ein Lichtabschirmmittel wirken kann.
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Nun
wird eine Ausführungsform
eines optischen Schreibkopfs, der eine organische-EL-Matrix verwendet,
auf der Basis seines Herstellungsverfahrens beschrieben.
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Wie
in einer Schnittdarstellung der 5(a) gezeigt,
wird eine organische-EL-Matrix 20 durch Ausbilden von organische-EL-Leuchtteilen 22 mit
einem konstanten Abstand auf einem Glassubstrat 21 vorbereitet,
auf dem ein TFT hergestellt wurde. Die organische-EL-Leuchtteile 22 werden
durch ein Verfahren ausgebildet, welches das Tintenstrahlverfahren
wie später
beschrieben verwendet. In 5(a), 5(b) bezeichnet ein Zahlzeichen 29 eine
Abdeckplatte (Bank), die zwischen den organische-EL-Leuchtteilen 22 angeordnet
ist.
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Die
organische-EL-Matrix 20 ist mit einem transparenten Element 23 bedeckt,
das eine Funktion des Schutzes der organische-EL-Leuchtteile 22 aufweist.
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Danach
wird das transparente Element 23 mit einem schwarzen Abdecklack
beschichtet, der aus einem fotoempfindlichen Harz besteht, das eine Lichtblockiereigenschaft
aufweist, und werden Löcher
an Positionen ausgebildet, die den organische-EL-Leuchtteilen 22 entsprechen,
wodurch eine Lichtabschirmmusterschicht 25 gebildet wird.
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Dann
wird, wie in 5(b) gezeigt, ein transparentes
Haftmittel 24 einer UV-Aushärtungsart oder einer thermischen
Aushärtungsart
von einem Kopf 71 einer Tintenstrahldruckeinrichtung 70 in
Löcher
der Lichtabschirmmusterschicht 25 getropft.
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Danach
werden, wie in 6 gezeigt, aus Glas bestehende
Kugellinsen 10 ausgerichtet, um in die jeweiligen Löcher der
Lichtabschirmmusterschicht 25 eingepasst zu werden. In
diesem Zustand wird das transparente Haftmittel 24 zwischen
dem transparenten Element 23 und den Kugellinsen 10 durch
Bestrahlung durch UV-Licht oder durch Erhitzen der gesamten Oberfläche ausgehärtet.
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Auf
diese Weise wird der optische Schreibkopf, der die organische-EL-Matrix,
wie in 6 gezeigt, verwendet, vorbereitet.
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Die
Abmessungen und die Brechungsindizes der jeweiligen Teile dieser
Ausführungsform
sind wie folgt:
Größe jedes
organische-EL-Leuchtteils 22: quadratisch, 20 μm auf einer
Seite
Abstand und Ausrichtung der organische-EL-Leuchtteile 22:
in zwei Reihen auf eine Zick-Zack-Art mit 80 μm Abstand ausgerichtet für Pixelabstand
von 40 μm auf
dem Fotorezeptor
Dicke des transparenten Elements 23:
20 μm
Brechungsindex
des transparenten Elements 23: 1,52
Dicke der Lichtabschirmmusterschicht 25:
2,5 μm
Lochdurchmesser
der Lichtabschirmmusterschicht 25: 40 μm
Transparentes Haftmittel 24:
UV-Aushärtungsharz, Brechungsindex 1,52
Durchmesser
jeder Kugellinse 10: etwas weniger als 80 μm
Brechungsindex
jeder Kugellinse 10: 1,69 (Glas: SF8)
WD von den Kugellinsen 10 zu
dem Bildträger
(Fotorezeptor) 11: 300 μm
Vergrößerung:
annähernd
4x
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7 ist
eine Veranschaulichung, die eine Strahlengangsverfolgung dieser
Ausführungsform zeigt,
und
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8 ist
ein Verteilungsdiagramm der Leuchtenergie dieser Ausführungsform.
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Das
in der zuvor genannten Ausführungsform
verwendete Verfahren zur Herstellung der organische-EL-Matrix 20 wird
kurz beschrieben werden.
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Die
organische-EL-Matrix 20 weist zwei Matrizen 31, 31' parallel zueinander
auf, so dass Pixel in verschiedenen Matrizen auf eine Zick-Zack-Art
angeordnet sind. Jede Matrix 31, 31' umfasst mehrere Pixel 32,
die linear ausgerichtet sind. Diese Pixel 32 sind gleich
in ihrer Struktur und jedes umfasst einen organische-EL-Leuchtteil 22 und
einen TFT (Dünnschichttransistor) 33 zur
Steuerung der Emission des Lichts des organische-EL-Leuchtteils 22.
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10 ist
eine Schnittdarstellung, die ein Pixel 32 zeigt, das den
organische-EL-Leuchtteil 22 und den TFT 33 beinhaltet.
Das Pixel wird in seiner Vorbereitungsreihenfolge beschrieben werden.
Zuerst wird ein TFT 33 auf einem Glassubstrat 21 gebildet.
Verschiedene Verfahren zur Bildung des TFT 33 sind bekannt.
Zum Beispiel wird zuerst Siliziumoxid in einer Schicht auf dem Glassubstrat 21 aufgebracht und
dann amorphes Silizium darauf in einer Schicht aufgebracht. Die
amorphe Siliziumschicht wird einem Excimer-Laserstrahl ausgesetzt,
um zu kristallisieren und eine Polysiliziumschicht als einen Kanal
auszubilden. Nach der Musterung der Polysiliziumschicht werden eine
Gateisolationsschicht und ferner eine Gateelektrode aus Tantalnitrid
ausgebildet. Anschließend
werden Source/Drain-Bereiche
für den
N-Kanal-TFT durch Ionenimplantation von Phosphor und Source/Drain-Bereiche
für den
P-Kanal-TFT durch Ionenimplantation von Bor ausgebildet. Nachdem
die Fremdatome der Ionenimplantation aktiviert sind, wird ein erster
Zwischenschichtisolierungsfilm aufgebracht, werden erste Kontaktlöcher ausgebildet,
werden Source-Linien ausgebildet, wird ein zweiter Zwischenschichtisolierungsfilm
aufgebracht, werden zweite Kontaktlöcher ausgebildet und werden
metallische Pixelelektroden ausgebildet, wodurch die Matrix des
TFT 33 (siehe zum Beispiel "Polymer Organic EL Display", präsentiert
bei dem 8th Electronic Display Forum (18.
April 2001)) vollendet wird. Die metallische Pixelelektrode ist
eine Metallmembranelektrode eines Metalls, wie zum Beispiel Mg,
Ag, Al und Li, und wirkt als eine Kathode 34 für den organische-EL-Leuchtteil 22 und
außerdem
als eine Reflexionsschicht für
den organische-EL-Leuchtteil 22.
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Dann
wird eine Abdeckplatte
29 einer vorgegebenen Höhe so ausgebildet,
dass sie Löcher
35 entsprechend
den organische-EL-Leuchtteilen
22 aufweist.
Die Abdeckplatte
29 kann durch jedes geeignete Verfahren,
wie zum Beispiel ein fotolithografisches Verfahren, ein Druckverfahren
usw., wie in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung Nr.
2000-353594 offenbart, ausgebildet werden. Falls das fotolithografische
Verfahren verwendet wird, wird ein organisches Material durch ein
geeignetes Verfahren, wie zum Beispiel ein Rotationsbeschichtungsverfahren,
ein Sprühbeschichtungsverfahren, ein
Walzbeschichtungsverfahren, ein Formbeschichtungsverfahren und ein
Tauchbeschichtungsverfahren, aufgebracht, so dass es eine Höhe aufweist,
die der Höhe
der Abdeckplatte
29 entspricht, und eine Abdecklackschicht
darauf ausgebildet. Teile der Abdecklackschicht, die der Form der
Abdeckplatte
29 entsprechen, werden mit einer Abdeckmaske
beschichtet. Die Abdecklackschicht wird belichtet und entwickelt,
wodurch die Teile der Abdecklackschicht, die der Konfiguration der
Abdeckplatte
29 entsprechen, zurückbleiben. Schließlich wird
das organische Material geätzt,
wodurch Teile des organischen Materials, die nicht mit der Abdeckmaske
beschichtet sind, entfernt werden. Die Bank (konvexer Abschnitt) kann
aus zwei Schichten ausgebildet sein, von denen die untere Schicht
aus einem anorganischen Material besteht und die obere Schicht aus
einem organischen Material besteht. Wie in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2000-323276 offenbart,
ist das Material der Abdeckplatte
29 ein beliebiges Material,
das eine Beständigkeit
gegen das Lösemittel
für das
EL-Material aufweist, und gibt es keine anderen besonderen Einschränkungen
der Wahl des Materials. Jedoch sind organische Materialien, wie
zum Beispiel Acrylharz, Epoxidharz und fotoempfindliches Polyimid
vorzuziehen, weil diese durch Fluorkohlenwasserstoff-Gasplasmabehandlung
so behandelt werden können,
dass sie teflonartige Charakteristiken aufweisen. Die Bank kann
eine laminierte Abdeckplatte sein, die eine aus einem anorganischen
Material, wie zum Beispiel flüssigem Glas,
bestehende untere Schicht aufweist. Vorzugsweise wird Kohlenschwarz
in das zuvor genannte Material gemischt, um eine schwarze oder lichtundurchlässige Abdeckplatte
29 zu
erhalten.
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Unmittelbar
vor Aufbringung der Tintenmischung als ein Material der Leuchtschicht
der organischen EL wird das Substrat mit der Abdeckplatte 29 kontinuierlich
mit Sauerstoffgasplasma und Fluorkohlenwasserstoffgasplasma behandelt.
Durch diese Behandlung wird die Polyimidoberfläche der Abdeckplatte 29 so
verändert,
dass sie wasserabweisend wird, und wird die Oberfläche der
Kathode 34 so verändert,
dass sie eine hydrophile Eigenschaft aufweist. Zusätzlich kann
die für
die genaue Musterung mit Tintenstrahltropfen erforderliche Benetzbarkeit des
Substrats gesteuert werden. Die für diese Behandlung verwendete
Einrichtung zur Herstellung von Plasma kann eine Einrichtung sein,
die Plasma im Vakuum herstellt, oder eine Einrichtung, die Plasma
in der Atmosphäre
herstellt.
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Eine
Tintenmischung als ein Material der Leuchtschicht wird in das Loch 35 der
Abdeckplatte 29 von einem Kopf 71 einer Tintenstrahldruckeinrichtung 70 abgeführt, wodurch
die Musterungsaufbringung auf der Kathode 34 des Pixels
erreicht wird. Nach der Aufbringung wird das Lösemittel entfernt und die aufgebrachte
Tintenmischung durch Hitze behandelt, wodurch eine Leuchtschicht 36 ausgebildet
wird.
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Es
sollte angemerkt werden, dass das Tintenstrahlverfahren von einer
Art sein kann, die ein Piezotintenstrahlverfahren verwendet, bei
dem die Tintenmischung durch mechanische Energie eines piezoelektrischen
Elements oder dergleichen herausgedrückt wird, oder von einer Art,
die ein thermisches Verfahren verwendet, bei dem die Tintemischung durch
Verwenden thermischer Energie einer Heizvorrichtung erhitzt wird,
um Blasen auszubilden, so dass die Tintenmischung gemäß der Erzeugung
der Blasen herausgetrieben wird (siehe "Fine Imaging and Hardcopy", zusammengestellt
von dem Veröffentlichungsausschuss
bestehend aus "The
Society of Photographic Science and Technology of Japan" und "The Imaging Society
of Japan" und herausgegeben am
7. Januar 1999 (Corona Publishing Co. Ltd., Seite 43)). 11 zeigt
ein Beispiel eines Kopfs einer Art, die ein Piezotintenstrahlverfahren
verwendet. Der Tintenstrahlschreibkopf 71 umfasst eine
Düsenplatte 72,
die zum Beispiel aus Edelstahl besteht, und eine Membran 73,
die über
ein Abteilelement (Behälterplatte) 74 verbunden
sind. Zwischen der Düsenplatte 72 und
der Membran 73 sind mehrere Tintenkammern 75 und
Tintenbehälter
(nicht gezeigt) durch das Abteilelement 74 ausgebildet.
Die Tintenkammern 75 und die Tintenbehälter sind mit einer Tintenmischung gefüllt und
kommunizieren miteinander durch jeweilige Zuführöffnungen. Ferner ist die Düsenplatte 72 mit Düsenöffnungen 76 zum
Sprühen
der Tintenmischung von den Tintenkammern 75 in der Form
von Strahlen versehen. Der Tintenstrahlschreibkopf 71 ist mit
einem Tinteneinlass zum Zuführen
der Tintenmischung zu jedem Behälter
ausgebildet. Piezoelektrische Elemente 78 sind mit einer
Oberfläche
der Membran 73 gegenüber
einer Oberfläche
davon, die den Tintenkammern 75 gegenüber liegt, an jeweiligen Positionen
verbunden, die den Tintenkammern 75 entsprechen. Jedes
Piezoelektrische Element 78 ist zwischen einem Paar von
Elektroden 79 positioniert. Wenn eingeschaltet, wird das
Piezoelektrische Element 78 so abgelenkt, dass es nach
außen
hervorsteht. Dies bewirkt, dass sich das Volumen der Tintenkammer 75 vergrößert. Folglich
fließt
eine Menge der Tintenmischung, die der Volumenvergrößerung der
Tintenkammer 75 entspricht, von dem Tintenbehälter durch
die Zuführöffnung in
die Tintenkammer. Wenn abgeschaltet, kehrt das Piezoelektrische
Element 78 in seine ursprüngliche Form zurück und die
Membran 73 kehrt auch in ihre ursprüngliche Form zurück. Folglich
kehrt auch die Tintenkammer 75 zu ihrem ursprünglichen
Volumen zurück.
Deshalb erhöht
sich der Druck der Tintenmischung in der Tintenkammer 75,
wodurch bewirkt wird, dass die Tintenmischung durch die Düsenöffnung 76 in
Richtung auf das mit der Abdeckplatte 29 versehene Substrat
ausströmt.
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Nach
Bildung der Leuchtschicht 36 innerhalb des Lochs 35 wird
eine Tintenmischung als ein Material der Lochinjektionsschicht auf
die Leuchtschicht 36 innerhalb des Lochs 35 von
dem Kopf 71 der Tintenstrahldruckeinrichtung 70 abgeführt, wodurch
die Musterungsaufbringung auf der Leuchtschicht 36 des Pixels
erreicht wird. Nach der Aufbringung wird das Lösemittel entfernt und die aufgebrachte
Tintenmischung durch Hitze behandelt, wodurch eine Lochinjektionsschicht 37 ausgebildet
wird.
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Die
Leuchtschicht 36 und die Lochinjektionsschicht 37 können umgedreht
ausgebildet werden. Vorzugsweise wird eine Schicht, die eine Beständigkeit
gegen Feuchtigkeit aufweist, auf einer Oberflächenseite (eine Seite abseits
des Substrats 21) ausgebildet.
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Die
Leuchtschicht 36 und die Lochinjektionsschicht 37 können durch
andere bekannte Verfahren ausgebildet werden, wie zum Beispiel ein
Rotationsbeschichtungsverfahren, ein Tauchverfahren und ein Aufdampfungsverfahren,
anstatt die Tintenmischung wie oben durch das Tintenstrahlverfahren
aufzubringen.
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Das
Material der Leuchtschicht
36 und das Material der Lochinjektionsschicht
37 können bekannte
Materialien sein, die in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung H10-12377 und
der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung 2000-323276 aufgeführt sind,
und eine Beschreibung der Details wird deshalb weggelassen.
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Nachdem
die Leuchtschicht 36 und die Lochinjektionsschicht 37 einzeln
in dem Loch 35 der Abdeckplatte 29 ausgebildet
sind, wird die ganze Oberfläche
des Substrats mit einer transparenten Elektrode 38 durch
Vakuumaufdampfung beschichtet. Die transparente Elektrode 38 wirkt
als eine Anode der organischen EL. Die transparente Elektrode 38 wird
auf der Lochinjektionsschicht 37 ausgebildet und ist mit
dieser verbunden. Das Material der transparenten Elektrode 38 kann
aus einer Gruppe gewählt
werden, die einen Zinnoxidfilm, einen Indiumzinnoxid(ITO)-Film und
einen kombinierten Oxidfilm eines Indiumoxids und eines Zinkoxids
beinhaltet. Anstelle der Vakuumaufdampfung können andere Verfahren einschließlich der
Fotolithografie, des Spritzverfahrens und des Pyrosolverfahrens
verwendet werden.
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Auf
diese Weise wird die in der in 5(a)–8 gezeigten
Ausführungsform
verwendete organische-EL-Matrix 20 vorbereitet.
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Die
Abdeckplatte 29 kann so ausgebildet sein, dass sie eine
größere Dicke
und tiefere darin ausgebildete Löcher 35 aufweist.
In diesem Fall wird ein organische-EL-Leuchtteil 22 in
dem unteren Ende jedes Lochs 35 ausgebildet und ein transparentes Material
oder ein transparentes Haftmittel, das eine Schutzfunktion aufweist,
wird auf dem organische-EL-Leuchtteil 22 aufgebracht.
Dann wird eine Kugellinse 10 in einen oberen Abschnitt
des Lochs 35 eingepasst. Auf diese Weise wird die Kugellinse 10 befestigt
und mit dem Leuchtteil 22 ausgerichtet. In dieser Struktur
kann das transparente Element 23 weggelassen werden.
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Übrigens
verdichtet der optische Schreibkopf 101 der zuvor genannten
Ausführungsform
die Flüsse
des von den organische-EL-Leuchtteilen 22 emittierten
Lichts auf einer Oberfläche
S, die von dem optischen Schreibkopf 101 um einen Arbeitsabstand WD
beabstandet ist, in dasselbe Matrixmuster wie das der Pixel des
Kopfs 101. Dementsprechend kann ein vorgegebenes Muster
auf der Oberfläche
S durch Bewegen der Oberfläche
S relativ zu dem optischen Schreibkopf 101 in einer Richtung,
die senkrecht zu der Längsrichtung
des optischen Schreibkopfs 101 ist, und gleichzeitiges
Steuern der Lichtemission von den organische-EL-Leuchtteilen 22 des
optischen Schreibkopfs 101 durch die TFTs 33,
aufgezeichnet werden.
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Nachfolgend
wird ein organische-EL-Matrix-Kopf, der das Ziel der vorliegenden
Erfindung erreicht, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben
werden.
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13 ist
eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform eines organische-EL-Matrix-Belichtungskopfs
gemäß der vorliegenden
Erfindung und 14 ist eine entlang einer geraden
Linie A-A' von 13 genommene
Schnittdarstellung, die ein Pixel der Matrix zeigt.
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Der
organische-EL-Matrix-Belichtungskopf 81 dieser Ausführungsform
weist zwei Matrizen 82, 82' parallel zueinander auf, so dass
Pixel in verschiedenen Matrizen auf eine Zick-Zack-Art angeordnet sind.
Jede Matrix 82, 82' umfasst
mehrere Pixel 83, die linear ausgerichtet sind. Diese Pixel 83 weisen eine
gleiche Struktur auf und jedes umfasst ein organische-EL-Element 84 und
ein TFT 85 zum Steuern der Emission des Lichts des organische-EL-Elements 84.
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14 ist
eine Schnittdarstellung, die ein Pixel 83 einschließlich des
organische-EL-Elements 84 und des TFT 85 zeigt.
Das organische-EL-Element 84 ist ein Beispiel einer Art,
die Licht von dessen Kathodenseite emittiert.
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Das
organische-EL-Element 84 emittiert Licht, wenn Elektronen
und Löcher
rekombinieren, nachdem sie jeweils von einer Kathode 90 und
einer Anode 87 eingespeist wurden, und weist daher eine Struktur
auf, die eine Überschichtung
einer Leuchtschicht 89 als einer Elektronentransportschicht
und einer Lochinjektionsschicht 88 umfasst.
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Organische-EL-Elemente
können
in eine Art, bei der Licht von der Kathode emittiert wird, und eine Art,
bei der Licht von der Anode emittiert wird, unterteilt werden. Die
gebräuchliche
Art ist die Art, bei der Licht von der Anode, d. h. von der Substratseite,
ausgegeben wird (ein organische-EL-Element
dieser Art wird später
als eine Ausführungsform
beschrieben werden). Der Hauptgrund dafür ist eine Einschränkung der
Herstellung. Wegen der Substratseitenemission ist das Material des
Substrats auf transparentes Material, wie zum Beispiel Glas, beschränkt und muss
die auf dem Glas ausgebildete Antriebsschaltung ein TFT sein.
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Andererseits
ist diese Ausführungsform
ein organische-EL-Element
einer Art, bei der Licht von der Kathodenseite emittiert wird. Deshalb
weist die Kathode 90 Lichtdurchlässigkeit auf, während die
Anode 87 keine Lichtdurchlässigkeit sondern Lichtreflexion
aufweist, wodurch sie einen Effekt der Vergrößerung der Reflexion in Richtung
auf die Kathode 90 bietet.
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Ein
organische-EL-Matrix-Belichtungskopf 81 umfasst mehrere
Leuchtpixel 83, die zum Beispiel in zwei Matrizen 82, 82', wie in 13 gezeigt,
ausgerichtet sind. Jedes Pixel 83 umfasst ein aus Glas, Silizium
oder dergleichen bestehendes Substrat, die aus ITO (Indiumzinnoxid),
einer Legierung von Magnesium und Silber, oder Aluminium bestehende
Anode 87, die Lochinjektionsschicht 88, die Leuchtschicht 89,
die Kathode 90, die eine Metallelektrode ist, deren Dicke
ausreichend gering ist, um Lichttransmission zu ermöglichen,
eine aus einem transparenten Harz bestehende Haftschicht 91,
eine Mikrolinse 93, die als ein Abdichtungselement zum
Verhindern des Verschleißes
der Leuchtschicht 89 wegen Feuchtigkeit und als ein Verdichtungselement wirkt,
und eine Abdeckplatte 92, welche die Mikrolinse 93 umgibt.
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Wie
später
erklärt
werden wird, ist, wenn der organische-EL-Matrix-Belichtungskopf 81 als
ein Belichtungskopf für
eine elekrofotografische Vollfarbbilderzeugungsvorrichtung verwendet
wird, ein Fotorezeptor so angeordnet, dass er den Mikrolinsen 93 so gegenüber liegt,
dass Flüsse
des von den jeweiligen Leuchtpixeln 93 emittierten Lichts
in Matrizen auf dem Fotorezeptor durch den Einfluss der Mikrolinsen 93 verdichtet
werden.
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Gemäß dem grundsätzlichen
Herstellungsverfahren und der grundsätzlichen Struktur des organische-EL-Matrix- Belichtungskopfs
81 dieser
Ausführungsform
wird eine organische-EL-Matrix bestehend aus den organische-EL-Elementen
84 und
den TFTs
85, die in Matrizen auf dem Substrat
86 ausgerichtet
sind, getrennt von einer Matrix bestehend aus den Mikrolinsen
93 zum
Verdichten der Flüsse
des Lichts von den organische-EL-Elementen
84 vorbereitet.
Dann werden die organische-EL-Matrix und die Matrix der Mikrolinsen
93 optisch
oder mechanisch mit der Haftschicht
91 miteinander verbunden. Das
Herstellungsverfahren des organische-EL-Elements
84 kann
ein beliebiges bekanntes Verfahren sein. Die jeweiligen Schichten
87,
88,
89,
90 werden auf
dem Substrat
86 durch Vakuumaufdampfung, Gussstreichen
oder dergleichen ausgebildet. Alternativ können diese durch das Tintenstrahlverfahren, wie
in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. H10-12377 offenbart, ausgebildet werden. Als das Material
der Mikrolinse
93 und der Haftschicht
91 ist ein
UV-Aushärtungsharz
in Anbetracht der Handhabung das Beste. Jedoch ist das Material nicht
darauf beschränkt
und kann ein beliebiges Material sein, das ausreichend Lichtdurchlässigkeit
bezüglich
der Wellenlänge
des emittierten Lichts aufweist und mit dem Herstellungsprozess übereinstimmt.
Da das Material der Leuchtschicht
89 leicht beeinflusst
wird, wenn es ultravioletter Strahlung ausgesetzt wird, kann thermisch
aushärtendes
Harz manchmal besser sein.
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Ein
Beispiel des Herstellungsverfahrens der organische-EL-Matrix wird beschrieben
werden. Zuerst wird ein TFT 85 auf dem Substrat 86 gebildet. Verschiedene
Verfahren zum Bilden des TFTs 85 sind bekannt. Zum Beispiel
wird zuerst Siliziumoxid in einer Schicht auf das Glassubstrat 86 aufgebracht
und dann amorphes Silizium in einer Schicht darauf aufgebracht.
Die amorphe Siliziumschicht wird einem Excimer-Laserstrahl ausgesetzt,
um zu kristallisieren und eine Polysiliziumschicht als einen Kanal
auszubilden. Nach der Musterung der Polysiliziumschicht wird eine
Gateisolierungsschicht aufgebracht und ferner eine Gateelektrode
aus Tantalnitrid ausgebildet. Anschließend werden Source/Drain-Bereiche
für den
N-Kanal-TFT durch Ionenimplantation von Phosphor und Source/Drain-Bereiche
für den
P-Kanal-TFT durch Ionenimplantation von Bor ausgebildet. Nachdem
Fremdatome der Ionenimplantation aktiviert sind, wird ein erster
Zwischenschichtisolierungsfilm aufgebracht, werden erste Kontaktlöcher ausgebildet,
werden Source-Linien ausgebildet, wird ein zweiter Zwischenschichtisolierungsfilm
aufgebracht, werden zweite Kontaktlöcher ausgebildet und werden
metallische Pixelelektroden ausgebildet, wodurch die Matrix des
TFT 85 vollendet wird (siehe zum Beispiel "Polymer Organic EL
Display", präsentiert
beim 8th Electronic Display Forum (18. April 2001)).
Die metallische Pixelelektrode ist eine Metallmembranelektrode aus
einem Metall, wie zum Beispiel Mg, Ag, Al und Li, und wirkt als
eine Anode 87 für
das organische-EL-Element 84 und außerdem als eine Reflexionsschicht
für das
organische-EL-Element 84.
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Eine
Tintenmischung als ein Material der Lochinjektionsschicht wird von
einem Kopf einer Tintenstrahldruckeinrichtung abgeführt, wodurch
die Musterungsaufbringung auf der Anode 87 des Pixels erreicht
wird. Nach der Aufbringung wird das Lösemittel entfernt und die aufgebrachte
Tintenmischung durch Hitze behandelt, wodurch die Lochinjektionsschicht 88 ausgebildet
wird.
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Nach
Ausbildung der Lochinjektionsschicht 88 auf der Anode 87 wird
eine Tintenmischung als ein Material der Leuchtschicht von dem Kopf
der Tintenstrahldruckeinrichtung abgeführt, wodurch die Musterungsaufbringung
auf der Lochinjektionsschicht 88 des Pixels erreicht wird.
Nach der Aufbringung wird das Lösemittel
entfernt und die aufgebrachte Tintenmischung durch Hitze behandelt,
wodurch die Leuchtschicht 89 ausgebildet wird.
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Die
Lochinjektionsschicht 88 und die Leuchtschicht 89 können umgekehrt
ausgebildet sein. Vorzugsweise wird eine Schicht, die eine Beständigkeit gegen
Feuchtigkeit aufweist, auf einer Oberflächenseite (eine Site abseits
des Substrats 86) ausgebildet.
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Die
Lochinjektionsschicht 88 und die Leuchtschicht 89 können durch
andere bekannte Verfahren, wie zum Beispiel ein Rotationsbeschichtungsverfahren,
ein Tauchverfahren und ein Aufdampfverfahren, anstelle des Aufbringens
der Tintenmischung durch das Tintenstrahlverfahren wie oben ausgebildet
werden. Für
den Fall von hochmolekularem organische-EL-Material ist das Tintenstrahlverfahren
geeignet. Für
den Fall von niedermolekularem organische-EL-Material ist das Aufdampfverfahren geeignet.
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Das
Material der Leuchtschicht
89 und das Material der Lochinjektionsschicht
88 können bekannte
Materialien sein, die in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung H10-12377 ,
in der polymer-organische-EL-Materialien aufgeführt sind, und der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
H11-138899 , in der niedermolekulare organische-EL-Materialien
aufgeführt
sind, aufgeführt
sind, und somit wird eine Beschreibung der Details weggelassen.
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Nachdem
die Lochinjektionsschicht 88 und die Leuchtschicht 89 einzeln
auf der Anode 87 jedes Pixels ausgebildet sind, wird die
ganze Oberfläche des
Substrats 86 mit einer transparenten Elektrode durch Vakuumaufdampfung
beschichtet. Die transparente Elektrode wirkt als eine Kathode 90 des
organische-EL-Elements 84. Das Material der transparenten Elektrode
kann von einer Gruppe gewählt
werden, die einen Zinnoxidfilm, einen Indiumzinnoxid(ITO)-Film und
einen kombinierten Oxidfilm aus einem Indiumoxid und einem Zinkoxid
beinhaltet. Anstelle der Vakuumaufdampfung können andere Verfahren einschließlich der
Fotolithographie, des Spritzverfahrens und des Pyrosolverfahrens
verwendet werden.
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Eine
Matrix von Mikrolinsen, bei der von der Abdeckplatte 92 umgebene
Mikrolinsen 93 so ausgerichtet sind, dass sie den organische-EL-Elementen 84 in
einem Einzelverhältnis
entsprechen, wird mit der Haftschicht 91 optisch oder mechanisch
mit der so vorbereiteten organische-EL-Matrix verbunden.
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Da
die Emission von Licht auf der Kathodenseite, d. h. auf der anderen
Seite des Substrats 86 entsprechend der in 14 gezeigten
Struktur, durchgeführt
wird, kann das Substrat 86 lichtundurchlässig sein
und ist die Schaltung zum Antrieb nicht immer der TFT 85.
Eine durch einen gebräuchlichen
Siliziumprozess ausgebildete Antriebsschaltung kann verwendet werden.
In diesem Fall ist das organische-EL-Element 84 auf der
Antriebsschaltung geschichtet.
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Nun
wird die Abdeckplatte 92 beschrieben werden. Da eine Spannung
zwischen der Kathode 90 und der Anode 87 gemäß der Steuerung
des TFT 85 angelegt wird, emittiert die Leuchtschicht 89 Licht. Obwohl
die Flüsse
des emittierten Lichts von der Leuchtschicht 89 isotrop
in verschiedene Richtungen emittiert werden, wird Licht durch die
Kathode 90 transmittiert und hauptsächlich aufwärts, wie in 14 gezeigt,
abgestrahlt, wenn die Anode 87 keine Lichtdurchlässigkeit
aufweist. Lichtkomponenten, die einen kleinen Winkel relativ zu
der Normale der Leuchtschicht 89 aufweisen, erreichen die
Mikrolinse 93, werden direkt durch die Mikrolinse 93 emittiert und
werden auf vorgegebene Positionen verdichtet. Andererseits werden
Lichtkomponenten, die einen großen
Winkel relativ zu der Normale der Leuchtschicht 89 aufweisen,
in Richtung auf die Abdeckplatte 92, welche die Mikrolinsen 93 umgibt,
gelenkt. Wenn die Abdeckplatte 92 eine Metallplatte ist,
die eine Anzahl von Löchern 94 zum
Halten der Mikrolinsen 93 in Matrizen aufweist, weist die
Oberfläche
jedes Lochs 94 der Abdeckplatte 92 ein Lichtreflexionsvermögen auf.
Die Komponenten werden einmal oder mehrere Male an der Oberfläche des
Lochs 94 der Abdeckplatte 92 gebrochen, erreichen
danach die Mikrolinse 93 und werden emittiert. Zumindest Teile
solcher Komponenten werden nahe der Position des direkt durch die
Mikrolinse 93 wie oben beschrieben verdichteten Lichts
verdichtet. Daher werden in diesem Fall Komponenten, die einen großen Winkel
relativ zu der Normale der Leuchtschicht 89 aufweisen,
auch als in die Matrizen zu verdichtende Lichtkomponenten verwendet,
wodurch ein Belichtungskopf erreicht wird, der eine hohe Effizienz
mit niedriger Leistung erzielt und eine lange Lebensdauer aufweist
(dies ist der wichtigste Punkt bei organischer EL).
-
Wenn
die Abdeckplatte 92 aus einem Material besteht, das ein
Lichtabsorptionsvermögen
aufweist, wie zum Beispiel schwarzem Resit oder Harz, das verteiltes
Kohlenstoffpuder beinhaltet, werden Lichtkomponenten, die einen
großen
Winkel relativ zu der Normale der Leuchtschicht 89 aufweisen, durch
die Oberfläche
jedes Lochs 94 absorbiert, wodurch die Eliminierung solcher
Komponenten mit einem großen
Winkel gewährleistet
wird.
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Sowohl
der Fall der Abdeckplatte 92 mit Lichtreflexionsvermögen als
auch der Fall der Abdeckplatte 92 mit Lichtabsorptionsvermögen können einen
Effekt der maßgeblichen
Verminderung des Auftretens von Nebensignaleffekten bieten, bei
denen von den angrenzenden Pixeln emittierte Lichtstrahlen auf dem
Fotorezeptor überlagert
werden.
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In
der Struktur der Lichtemission von der Kathodenseite des organische-EL-Elements 84,
wie in 14 gezeigt, ist das organische-EL-Element 84 von
der Außenseite
nur durch ein Abdichtungselement (Mikrolinse 93) getrennt,
so dass die Dicke des organische-EL-Elements 84 vermindert
werden kann, wodurch die Menge des von dem organische-EL-Element 84 genommenen
Lichts vergrößert wird.
Zusätzlich
können
der Abstand zwischen dem Leuchtteil des organische-EL-Elements 84 und
der Mikrolinse 93 oder der Abdeckplatte 92 verringert werden,
wodurch die Verhinderung der Nebensignaleffekte zwischen Pixeln
ermöglicht
wird.
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Die
Abdeckplatte 92 kann ein Metall, das eine Anzahl von in
Matrizen ausgerichteten Löchern 94 aufweist,
oder eine Harzplatte sein, die eine Anzahl von Löchern 94 aufweist,
die durch Formen so ausgebildet werden, dass sie in Matrizen ausgerichtet
sind. In beiden Fällen
weist das Material der Abdeckplatte 92 vorzugsweise denselben
Längenausdehnungskoeffizienten
wie das Substrat 86 auf. Dadurch verschieben sich, sogar
wenn die Temperatur geändert
wird, der Emissionspunkt des organische-EL-Elements 84 und
die Mikrolinse 93 in der Abdeckplatte 92 niemals
voneinander, wodurch die Temperaturstabilität der Verdichtungsmatrizen
des Belichtungskopfs 81 vergrößert wird. Der Fall, dass die
Abdeckplatte 92 aus einem Harz durch Formen angefertigt
wird, hat den Vorteil des Erzielens einer leichten und kostengünstigen
Herstellung und der Verringerung des Gewichts.
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Obwohl
die organische-EL-Matrix und die Mikrolinsenmatrix, welche die Abdeckplatte 92 mit ausgerichteten
Linsen umfasst, getrennt voneinander vorbereitet werden und durch
die Haftschicht 91 in der zuvor genannten Ausführungsform
verbunden werden, kann die Abdeckplatte 92 integral mit
dem Substrat 86 ausgebildet sein. Zum Beispiel wird ein Substrat 86 mit
Löchern 94 ausgebildet,
die eine konstante Tiefe aufweisen, in Matrizen ausgerichtet sind und
in denen jeweils Pixel 83 angeordnet sind. Die Funktion
als die Abdeckplatte 92 wird auf den Abschnitt des Substrats 86 neben
den Löchern
davon übertragen.
Auf dem unteren Ende jedes Lochs werden ein TFT 85 und
ein organisches Element 84 (eine Anode 87, eine
Lochinjektionsschicht 88, eine Leuchtschicht 89,
eine Kathode 90) ausgebildet und geschichtet. Auf dem organischen
Element 84 wird eine Mikrolinse 93 angeordnet.
In diesem Fall kann das Substrat 86 selbst ein Lichtreflexionsvermögen oder
ein Lichtabsorptionsvermögen
aufweisen. Alternativ wird, falls das Substrat 86 aus einem
transparenten Material, wie zum Beispiel Glas, besteht, der inneren
Oberfläche
jedes Lochs 94 Lichtreflexionsvermögen oder Lichtabsorptionsvermögen zum
Beispiel durch Aufbringen eines Lichtreflexionsfilms oder eines
Lichtabsorptionsfilms verliehen. Der Fall, dass die Abdeckplatte 92 und
das Substrat 86 integral ausgebildet sind, weist einen
Vorteil der Verbesserung der Genauigkeit der Position zwischen dem Leuchtteil
des organische-EL-Elements 84 und
der Mikrolinse 93 und der Abdeckplatte 92 auf.
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Es
gibt verschiedene mögliche
Mikrolinsen als die in der Abdeckplatte 92 angeordnete
Mikrolinse 93. Wie in 15 gezeigt,
wird eine transparente Tintenmischung als ein Material der Mikrolinse,
zum Beispiel ein UV-Aushärtungsharz-Monomer in das in der
Abdeckplatte 92 ausgebildete Loch 94 von einem Kopf 71 einer
Tintenstrahldruckeinrichtung 70 abgeführt, wodurch die Musterungsaufbringung
erreicht wird. Nach der Aufbringung wird die aufgebrachte Tintenmischung
ausgehärtet,
um von der oberen Oberfläche
des Lochs 94 aufzuquellen, wodurch eine konvexe Mikrolinse
ausgebildet wird. Der Wölbungsradius
der konvexen Oberfläche
der Mikrolinse 93, d. h. die Brennweite, wird durch die
Abführmenge
der Tintenmischung, den Durchmesser des Lochs 94, die Oberflächenspannung
der transparenten Tintenmischung als ein Material der Mikrolinse,
den Grad der Wasserabweisung relativ zu der inneren Oberfläche des
Lochs 94, die Schwindungsrate der Tintenmischung während des
Aushärtens
und dergleichen bestimmt. Dieses Verfahren weist die Vorteile auf, dass
die Bildung von Linsen mit Hochpräzisionsoberfläche erreicht
wird und dass Mikrolinsen leicht ohne eine Form hergestellt werden.
Es sollte angemerkt werden, dass ein hinter dem unteren Ende des
Lochs 94 in 15 angeordnetes Element 95 ein
Stützelement
ist, das, nachdem die Tintenmischung ausgehärtet ist, entfernt wird. Falls
die Abdeckplatte 92 und das Substrat 86 integral
ausgebildet sind, entspricht das Element 95 dem Substrat 86 oder
dem TFT 95 oder dem organische-EL-Element 84,
die darauf ausgebildet sind.
-
Alternativ
kann die in dem Loch 94 der Abdeckplatte 92 ausgebildete
Mikrolinse 93 aus Glas oder einem transparenten Harz durch
das Abdruckverfahren ausgebildet werden. Dieses Verfahren erreicht
eine hohe Stabilität
der Form der Mikrolinse 93 und zusätzlich kann ein hoher Grad
der Freiheit der Form erzielt werden.
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Außerdem können eine
Glas- oder Harz-Kugel(Sphären)-Linse 93', wie in 16(a) gezeigt, oder eine halbsphärische Linse 93'', wie in 16(b) gezeigt,
als die Mikrolinse 93 verwendet werden. In diesem Fall
kann die Linse in das Loch 94 der Abdeckplatte 92 eingepasst
und durch das Haftmittel 96 befestigt werden.
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Das
Verhältnis
zwischen der Höhe
der Linsenoberfläche
der in das Loch 94 der Abdeckplatte 92 eingepassten
Mikrolinse 93 und der Höhe
der oberen Oberfläche
der Abdeckplatte 92 wird erklärt werden. Es gibt einen Fall,
dass die Linsenoberfläche der
Mikrolinse 93 höher
als die obere Oberfläche
der Abdeckplatte 92 ist, wie in 14, 15, 16(a) gezeigt, und einen Fall, dass die obere
Oberfläche der
Abdeckplatte 92 höher
als die Linsenoberfläche der
Mikrolinse 93 ist, wie in 16(b) gezeigt.
In dem letzteren Fall kann die Abdeckplatte 92 als ein
Schutzelement zum Schutz der Mikrolinse 93 vor Abnutzung
und Bruch wirken. In dem ersteren Fall kann die Mikrolinse 93 leicht
durch das Tintenstrahlverfahren, wie in 15 gezeigt,
hergestellt werden.
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Nun
wird eine Ausführungsform
des organische-EL-Elements 84 einer Art, bei der Licht
von der Anodenseite emittiert wird, mit Bezug auf 17 beschrieben. 17 ist
eine entlang einer geraden Linie A-A' von 13 genommene
Schnittdarstellung, die einen Pixel der Matrix zeigt.
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Ein
organische-EL-Matrix-Belichtungskopf
81 umfasst organische-EL-Elemente
84,
die auf einem aus Glas oder dergleichen bestehenden transparenten
Substrat
86 auf die gleiche Weise wie in dem in
14 gezeigten
Fall ausgebildet sind. Jedes Element
84 beinhaltet eine
aus einem im Wesentlichen transparenten Material, wie zum Beispiel
ITO, bestehende Anode
87, eine Lochinjektionsschicht
88,
eine Leuchtschicht
89, eine Kathode
90, die eine aus
ITO, einer Legierung aus Magnesium und Silber oder Aluminium bestehende
Elektrode ist, und ein Abdichtungselement
98 zum Verhindern
des Verschleißes
der Leuchtschicht
89 wegen Feuchtigkeit. Das Abdichtungselement
98 ist
auf der Kathode
90 durch eine Haftschicht
97 befestigt.
Auf diese Weise wird die organische-EL-Matrix vorbereitet. Das Herstellungsverfahren
des organische-EL-Elements
84 kann ein beliebiges bekanntes
Verfahren sein. Die jeweiligen Schichten
87,
88,
89,
90 werden
auf dem Substrat
86 durch Vakuumaufdampfung, Gussstreichen
oder dergleichen ausgebildet. Alternativ können diese durch das Tintenstrahlverfahren,
wie in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. H10-12377 offenbart, ausgebildet werden.
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Gemäß der Struktur
der auf diese Weise hergestellten organische-EL-Matrix wird eine
Matrix bestehend aus den durch die Abdeckplatte 92 umgebenen
Mikrolinsen 93 über
eine Haftschicht 91 optisch oder mechanisch so mit der
organische-EL-Matrix verbunden,
dass die Mikrolinsen 93 zu den organische-EL-Elementen 84 in
einem Einzelverhältnis ausgerichtet
sind, ähnlich
zu dem Fall von 14.
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Da
die Emission von Licht auf der Anodenseite, d. h. auf der Substratseite
gemäß der in 17 gezeigten
Struktur, durchgeführt
wird, muss das Substrat 86 transparent sein, so dass ein
TFT 85 als die Antriebsschaltung verwendet werden muss.
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Auch
in der Struktur dieser Ausführungsform emittiert,
da eine Spannung zwischen der Kathode 90 und der Anode 87 entsprechend
der Steuerung des TFT 85 angelegt wird, die Leuchtschicht 89 Licht.
Obwohl die Flüsse
des emittierten Lichts von der Leuchtschicht 89 isotrop
in verschiedene Richtungen emittiert werden, wird Licht durch die
Anode 87 und das Substrat 86 transmittiert und
hauptsächlich
nach unten, wie in 17 gezeigt, abgestrahlt, wenn
die Kathode 90 keine Lichtdurchlässigkeit aufweist. Lichtkomponenten,
die einen kleinen Winkel relativ zu der Normale der Leuchtschicht 89 aufweisen,
erreichen die Mikrolinse 93, werden direkt durch die Mikrolinse 93 emittiert
und werden auf eine vorgegebene Position verdichtet. Andererseits
werden Lichtkomponenten, die einen großen Winkel relativ zu der Normale
der Leuchtschicht 89 aufweisen, in Richtung auf die Abdeckplatte 92,
welche die Mikrolinse 93 umgibt, gelenkt. Wenn das Loch 94 der
Abdeckplatte 92 ein Lichtreflexionsvermögen aufweist, werden die Komponenten
einmal oder mehrere Male an der Oberfläche des Lochs 94 gebrochen,
erreichen danach die Mikrolinse 93 und werden emittiert.
Zumindest Teile solcher Komponenten werden nahe der Position des
direkt durch die Mikrolinse wie oben beschrieben verdichteten Lichts
verdichtet. Deshalb werden in diesem Fall Komponenten, die einen
großen
Winkel relativ zu der Normale der Leuchtschicht 89 aufweisen,
auch als in die Matrizen zu verdichtende Lichtkomponenten verwendet,
wodurch ein Belichtungskopf erreicht wird, der eine hohe Effizienz mit
niedriger Leistung erzielt und eine lange Lebensdauer aufweist (dies
ist der wichtigste Punkt in organischer EL). Wenn die Abdeckplatte 92 ein
Lichtabsorptionsvermögen
aufweist, werden Lichtkomponenten, die einen großen Winkel relativ zu der Normale
der Leuchtschicht 89 aufweisen, durch die Abdeckplatte 92 absorbiert,
wodurch die Eliminierung solcher Komponenten, die einen großen Winkel
aufweisen, gewährleistet
wird. Deshalb können
beide Fälle
einen Effekt der maßgeblichen
Verringerung des Auftretens von Nebensignaleffekten, bei denen von
angrenzenden Pixeln emittierte Lichtstrahlen auf dem Fotorezeptor überlagert
werden, bieten.
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Da
die Emission von Licht auf der Anodenseite des transparenten Substrats 86 ähnlich zu
dem konventionellen organische-EL-Element durchgeführt wird,
weist die Struktur von 17 Vorteile einer leichten Auswahl
des Materials und eines leichten Herstellungsverfahrens auf. Jedoch
tendiert, da Licht auf die Mikrolinse 93 und die Abdeckplatte 92 durch das
transparente Substrat 86 einfällt, der Abstand zwischen dem
Leuchtteil des organische-EL-Elements 84 und der Mikrolinse 93 oder
der Abdeckplatte 92 dazu, lang zu sein, so dass die Menge
des von dem organische-EL-Element 84 genommenen Lichts dazu
neigt, abzunehmen, und das Auftreten von Nebensignaleffekten zwischen
Pixeln dazu neigt, anzusteigen. Um eine solche Tendenz zu vermindern,
wird ein Substrat 86, dessen Dicke ausreichend gering ist, als
das Substrat 86 verwendet oder das Substrat 86, nachdem
die organische-EL-Matrix vorbereitet ist, abgeschliffen, so dass
es eine kleine Dicke aufweist. Gegenwärtig liegt die Dicke eines
Substrats, das als das Substrat 86 verfügbar ist, in der Größenordnung von
0,3 mm. Ferner kann eine Technologie des Abschleifens des Substrats,
so dass dieses eine Dicke in der Größenordnung von 0,1 mm aufweist,
verfügbar
sein. Wenn die mechanische Festigkeit für die Handhabung während des
Schleifprozesses oder als ein Produkt ungenügend ist, wird ein Abschnitt,
wie ein Rahmen, der ausreichend dick ist, auf dem Substrat 86 gelassen,
wodurch solche Probleme vermieden werden.
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Auch
in der Struktur von 17, bei der Licht von der Anodenseite
emittiert wird, können
die Abdeckplatte 92 und die Mikrolinse 93, welche
dieselben wie in dem Fall von 14 sind,
verwendet werden. Deshalb wird die Beschreibung der Abdeckplatte 92 und
der Mikrolinse 93 weggelassen.
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Der
organische-EL-Matrix-Belichtungskopf 81, der die Verringerung des
Auftretens von Nebensignaleffekten durch Vorsehen der Abdeckplatte, welche
die Mikrolinsen umgibt, gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie oben beschrieben, erreicht, verdichtet Flüsse des
von den organische-EL-Leuchtteilen 84 emittierten
Lichts auf eine Oberfläche
S, die um einen vorgegebenen Abstand L von dem organische-EL-Matrix-Belichtungskopf 81 beabstandet
ist, in dasselbe Matrixmuster wie das der Pixel 83 des
organische-EL-Matrix-Belichtungskopfs 81,
wie in der Seitenansicht von 18 gezeigt.
Dementsprechend kann ein vorgegebenes Muster auf der Oberfläche S durch
Bewegen der Oberfläche
S relativ zu dem organische-EL-Matrix-Belichtungskopf 81 in
einer Richtung, die senkrecht zu der Längsrichtung des organische-EL-Matrix-Belichtungskopfs 81 ist,
und durch gleichzeitiges Steuern der Lichtemission von den organische-EL-Leuchtteilen 84 des
organische-EL-Matrix-Belichtungskopfs 81 durch die TFTs 85,
aufgezeichnet werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung werden der optische Schreibkopf oder
der organische-EL-Matrix-Belichtungskopf 101, der die organische-EL-Matrix
der vorliegenden Erfindung, wie oben dargelegt, aufweist, als ein
Belichtungskopf zum Beispiel einer Vollfarbbilderzeugungsvorrichtung
einer elektrofotografischen Ausführung
verwendet. 19 ist eine Vorderansicht, die
schematisch die ganze Struktur eines Beispiels einer Vollfarbbilderzeugungsvorrichtung
in Tandemausführung
zeigt, bei der vier ähnliche optische
Schreibköpfe
(organische-EL-Matrix-Belichtungsköpfe) 101K, 101C, 101M und 101Y gemäß der vorliegenden
Erfindung an den jeweiligen Belichtungspositionen von vier dazu
entsprechenden, ähnlichen
fotoempfindlichen Trommeln 41K, 41C, 41M und 41Y angeordnet
sind. Wie in 19 gezeigt, weist die Bilderzeugungsvorrichtung
ein Zwischenüberführungsband 50 auf,
das sich zwischen einer Antriebsrolle 51 und einer angetriebenen
Rolle 52 mit einer darauf durch eine Spannungsrolle 53 ausgeübten Spannung
erstreckt und durch die Antriebsrolle 51 so angetrieben
wird, dass es in Richtung der in 19 gezeigten
Pfeile (Richtung entgegen den Uhrzeigersinn) umläuft. Vier Fotorezeptoren 41K, 41C, 41M und 41Y sind
mit einem vorgegebenen Abstand relativ zu dem Zwischenüberführungsband 50 angeordnet.
Jeder Fotorezeptor weist eine fotoempfindliche Schicht auf der äußeren Umfangsoberfläche davon auf,
um als ein Bildträger
zu dienen. Die zu den Bezugszeichen hinzugefügten Suffixe "K", "C", "M" und "Y" bezeichnen
jeweils schwarz, cyan, magenta und gelb. Das heißt, die mit Bezugszeichen mit
solchen Suffixen bezeichneten Fotorezeptoren sind jeweils Fotorezeptoren
für schwarz,
cyan, magenta und gelb. Dasselbe trifft auch für andere Elemente zu. Die Fotorezeptoren 41K, 41C, 41M und 41Y werden
so angetrieben, dass sie sich in Richtung der in 19 gezeigten
Pfeile (Richtung im Uhrzeigersinn) gleichzeitig mit dem Antrieb
des Zwischenüberführungsbands 50 drehen.
Um jeden Fotorezeptor 41 (K, C, M, Y) herum sind angeordnet:
ein Auflademittel (Koronaladegerät) 42 (K,
C, M, Y) zum gleichmäßigen Aufladen
der äußeren Umfangsoberfläche des
Fotorezeptors 41 (K, C, M, Y), ein optischer Schreibkopf oder
ein organische-EL-Matrix-Belichtungskopf 101 (K,
C, M, Y), der die zuvor genannte Struktur der vorliegenden Erfindung
aufweist, zur aufeinander folgenden Zeilenabtastung der äußeren Umfangsoberfläche des
Fotorezeptors 41 (K, C, M, Y), der gleichmäßig durch
das Auflademittel 42 (K, C, M, Y) aufgeladen wurde, gleichzeitig
mit der Drehung des Fotorezeptors 41 (K, C, M, Y), eine
Entwicklungseinrichtung 44 (K, C, M, Y) zum Aufbringen
von Toner als einem Entwickler auf ein durch den optischen Schreibkopf 101 (K,
C, M, Y) gebildetes elektrostatisches Latentbild, um ein sichtbares
Bild (Tonerbild) zu bilden, eine Primärüberführungsrolle 45 (K,
C, M, Y), die als ein Überführungsmittel
zum aufeinander folgenden Überführen des
durch die Entwicklungseinrichtung 44 (K, C, M, Y) entwickelten
Tonerbilds auf das Zwischenüberführungsband 50 als
ein primäres Überführungsziel
dient, und eine Reinigungseinrichtung 46 (K, C, M, Y) als
Reinigungsmittel zum Entfernen des auf der Oberfläche des
Fotorezeptors 41 (K, C, M, Y) nach der Überführung des Tonerbilds verbliebenen
Toners.
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Jeder
optische Schreibkopf 101 (K, C, M, Y) weist, wie in 6 gezeigt,
Kugellinsen 10, die so ausgerichtet sind, dass sie den
organische-EL-Leuchtteilen 22 in einem Einzelverhältnis entsprechen,
oder Mikrolinsen 93 mit einer vorgegebenen Brennweite auf,
die durch das Tintenstrahlverfahren in den an Positionen entsprechend
den Leuchtteilen der organische-EL-Elemente 84 ausgebildeten
Löchern 94 der
Abdeckplatte 92 ausgebildet sind. Der optische Schreibkopf 101 (K,
C, M, Y) ist um einen Arbeitsabstand WD (L) von der Oberfläche des
entsprechenden Fotorezeptors 41 (K, C, M, Y) beabstandet
auf solch eine Weise angebracht, dass die Matrixrichtung des optischen
Schreibkopfs 1 (K, C, M und Y) parallel zu der Verteilerschiene
des Fotorezeptors 41 (K, C, M, Y) ist. Die Emissionsenergie-Peakwellenlänge jedes
optischen Schreibkopfs 101 (K, C, M, Y) und die Empfindlichkeits-Peakwellenlänge des
Fotorezeptors 41 (K, C, M, Y) sind so festgelegt, dass
sie annähernd
miteinander übereinstimmen.
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Die
Entwicklungseinrichtung 44 (K, C, M, Y) verwendet zum Beispiel
einen nichtmagnetischen einkomponentigen Toner als einen Entwickler.
Der einkomponentige Entwickler wird auf eine Entwicklungsrolle zum
Beispiel durch eine Zuführrolle übertragen
und die Dicke der Entwicklerschicht, die an der Entwicklungsrollenoberfläche haftet,
wird mit einer Regulierungsklinge reguliert. Die Entwicklungsrolle
wird mit dem Fotorezeptor 41 (K, C, M, Y) in Kontakt gebracht
oder gegen diesen gedrückt,
um es dem Entwickler zu ermöglichen,
an der Oberfläche des
Fotorezeptors 41 (K, C, M, Y) gemäß der elektrischen Potentialebene
davon zu haften, wodurch das elektrostatische Latentbild in ein
Tonerbild entwickelt wird.
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Durch
Einfarbtonerbild-Erzeugungsstationen für die vier Farben erzeugte
Tonerbilder in schwarz, cyan, magenta und gelb werden aufeinander
folgend primär
auf das Zwischenüberführungsband 50 durch eine
an die jeweiligen Primärüberführungsrollen 45 (K,
C, M und Y) angelegte Primärüberführungsvorspannung überführt und
aufeinander folgend auf dem Zwischenüberführungsband 50 übereinander
gelagert, um ein Vollfarbtonerbild zu erzeugen, das dann auf ein
Aufzeichnungsmedium "P" an einer Sekundärtransferrolle 66 sekundär überführt wird.
Das überführte Vollfarbtonerbild
wird auf das Aufzeichnungsmedium P durch Durchführen zwischen einem Paar von
Fixierungsrollen 61 als eine Fixierungseinrichtung fixiert.
Dann wird das Aufzeichnungsmedium "P" durch
ein Paar von Blattlieferrollen 62 auf ein Ausgabefach 68 abgeführt, das
an dem oberen Ende des Vorrichtungskörpers ausgebildet ist.
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In 19 bezeichnet
Bezugszeichen 63 eine Blattkassette, in der ein Stapel
einer großen
Anzahl von Aufzeichnungsmedien "P" gehalten wird, 64 eine
Aufnahmerolle zum einzelnen Zuführen
des Aufzeichnungsmediums "P" von der Blattkassette 63, 65 ein
Paar von Gaterollen zum Regulieren des Zeitintervalls, bei dem jedes
Aufzeichnungsmedium "P" dem Sekundärüberführungsabschnitt
an einer Sekundärüberführungsrolle 66 zugeführt wird, 66 die Sekundärüberführungsrolle
als ein Sekundärüberführungsmittel
zum Ausbilden des Sekundärüberführungsabschnitts
zusammen mit dem Zwischenüberführungsband 50,
und 67 eine Reinigungsklinge als Reinigungsmittel zum Entfernen
des Toners, der auf der Oberfläche
des Zwischenüberführungsbands 50 nach
der Sekundärüberführung verbleibt.
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Wenn
der organische-EL-Matrix-Belichtungskopf 81 als ein Belichtungskopf
solch einer Bilderzeugungsvorrichtung in elektrofotografischer Ausführung verwendet
wird, kann Toner als ein Entwickler an der Linsenoberfläche der
Mikrolinse 93 haften und daher die Linsenoberfläche trüben, was
zu der Bildung von Bilddefekten wegen einer Belichtungsunregelmäßigkeit
oder dergleichen führt.
Dafür werden
vorzugsweise Materialien gewählt,
welche die beiden folgenden Relationen zwischen der Austrittsarbeit ΦL des Materials für die Mikrolinse 93 des
organische-EL-Matrix-Belichtungskopfs 81,
der Austrittsarbeit ΦB des Materials der Abdeckplatte 92 und der
Austrittsarbeit ΦT des Tonermaterials erfüllen: |ΦT – ΦL| ≤ 0,2
eV... (1) |ΦT – ΦB| ≥ 0,5
eV... (2)
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Durch
Verwenden solch einer Kombination von Materialien, dass die obigen
Bedingungen erfüllt sind,
haftet der Toner, der den organische-EL-Matrix-Belichtungskopf 81 trübt, nur
an der Abdeckplatte 92, welche die Mikrolinsen 93 umgibt,
und nicht an den Linsenoberflächen,
wodurch verhindert wird, dass die Linsenoberflächen der Mikrolinsen 93 mit dem
Toner getrübt
werden.
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Obwohl
der optische Schreibkopf, wie zum Beispiel der organische-EL-Matrix-Belichtungskopf, das
Verfahren zur Herstellung desselben und die Bilderzeugungsvorrichtung,
die denselben verwendet, oben durch Ausführungsformen beschrieben wurden,
sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
die vorangegangenen Ausführungen
beschränkt
ist, so dass verschiedene Veränderungen
vorgenommen werden können.
Zum Beispiel werden bei einem Herstellungsprozess Kugellinsen in
einer zweidimensionalen Matrix auf einem Blattsubstrat mit einer
organische-EL-Matrix in einer zweidimensionalen Matrix, die eine
große
rechteckige Form aufweist, ausgerichtet und befestigt. Danach wird
das Substrat in geradlinige Stücke
geschnitten. Währenddessen können durch
Ausbildung eines Lochmusters (3) in
zweidimensionaler Konfiguration die Kugellinsen gänzlich auf
einmal positioniert werden. Alternativ können durch Aufbringen von Haftmittel
an Positionen, die den Leuchtteilen entsprechen, durch das Tintenstrahlverfahren
oder dergleichen ohne solch ein Lochmuster die Kugellinsen positioniert
und durch das Haftmittel befestigt werden.
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Gemäß dem optischen
Schreibkopf der vorliegenden Erfindung, der das besagte Ziel erreicht, wird
eine Abdeckplatte, die optische Löcher zur Verhinderung von Licht-Nebensignaleffekten
aufweist, d. h. einem Phänomen,
dass Flüsse
des von den Leuchtteilen von angrenzenden organische-EL-Elementen emittierten
Lichts an der Verdichtungsposition des Lichts von dem Leuchtteil
beider organische-EL-Elemente vermischt werden, auf der Leuchtseite
der Matrix der organische-EL-Elemente vorgesehen, wodurch das Auftreten
der Nebensignaleffekte vermindert und somit ausreichend Auflösung und
Kontrast erhalten werden.