专利名称：打印头以及具有该打印头的图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在打印机、复印机、传真机等图像形成装置中，用于对感光体进行曝光，形成静电潜像的有机EL(Eletctro-luminescence)打印头等打印头或行头，以及具有该打印头或行头的图像形成装置。
背景技术：
这种有机EL打印头中，根据行扫描信号所对应的时序，顺次进行对应于排列成行状的多个有机EL发光元件中的数据信号的点亮·非点亮。这里，各个像素电路中，设置有有机EL发光元件，以及用来向其提供驱动电流的驱动用晶体管，驱动用晶体管对应于数据信号而导通，向有机EL发光元件提供驱动电流，通过这样来进行对应于数据信号的发光(参照专利文献1)。
通过这样的驱动电流所进行的有机EL发光元件的发光时间，与通过有源矩阵驱动方式，从数据线驱动电路等驱动电路给各个像素电路顺次提供的数据信号各自的供给时间相比，有时候非常长。例如，有时候需要将对应于经由控制用晶体管所提供的数据信号的电压，加载给和该数据信号各自的供给时间相比非常长的时间的驱动用晶体管的栅极。因此，各个像素驱动电路中，一般需要设置用来保持加载给驱动用晶体管的栅极的对应于数据信号的电压的保持电容器(参照专利文献2)。
专利文献1特开平11-274569号公报；专利文献2特开2000-315734号公报。
但是，首先第1点，打印头中的有机EL发光元件的间距，也即像素间距与传统的有机EL显示器中的像素间距相比较小，因此在各个像素电路中形成保持电容器基本上很困难。更具体地说，例如在所印刷的图像的显示品质为600dpi以上的情况下，很难确保在各个像素中设置保持电容器的空间。第2，打印头用有机EL发光元件为了形成高像质的图像，很多情况下需要例如5500Cd/m2左右的高亮度。因此，为了给驱动用晶体管的栅极加载足够大的电压，要求充分确保驱动用晶体管的栅极宽度，抑制栅极中的压降。但是，存在如果各个像素中的栅极所占区域增大，确保设置保持电容器的空间就变得更加困难这一技术问题点。另外，如果保持电容器过分大，在像素中写入数据信号的时间就变为几百ns，又产生了在写入时间内很难在像素部中写入数据这一问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题点而作出，目的在于提供一种如即使在与以前的有机EL显示器相比像素间距非常狭窄的情况下，也能够确保各个像素中所需要的保持电容器，同时还能够确保有机EL发光元件的足够的亮度的打印头以及具有该打印头的图像形成装置。
本发明的相关打印头，为解决上述问题，具有为了对感光体进行曝光而排列成行状的多个电流驱动型发光元件；以及多个像素电路，其分别包括对上述每一个发光元件分别设置，用来根据数据信号向上述发光元件流入驱动电流的驱动用晶体管，将该驱动用晶体管的栅极作为一对电容器电极的一方，且将介于于该一对电容器电极间的层间绝缘膜作为电介质膜，分别构成用来保持对应于上述数据信号的电荷的保持电容器，将对应于该保持电容器中所保持的电荷的电压，分别加载给上述栅极。
根据本发明的打印头，例如有机EL发光元件等电流驱动型发光元件，排列成行状。这里所谓的“排列成行状”，除了沿着多个发光元件所排列的行方向以一列延伸的情况之外，还包括以两列或多列延伸的情况，以及以锯齿状延伸的情况。这样的行状的打印头，能够沿着多个发光元件所排列的行方向，顺次从发光元件列对感光体发行状的光。或者可以从发光元件列同时或对部分同时发行状的光。
本发明的相关打印头，在其动作时，从打印引擎等外部，输入例如以多个发光元件的每一个所设置的像素电路为单位，表示点亮或不点亮的意思的数据信号。驱动晶体管，根据栅极信号向发光元件流入驱动电流，结果让各个发光元件发光。另外，作为驱动用晶体管，例如可以使用用于机EL显示器的像素部的薄膜晶体管。
保持电容器维持对应于数据信号的电荷，例如以一定的时间给驱动晶体管的栅极施加对应于该电荷的电压，通过这样，能够让发光元件以与各个数据信号的供给时间相比非常长的时间进行发光。保持电容器，将驱动用晶体管的栅极作为一对电容器电极的一方，且将介于该一对电容器电极间的层间绝缘膜作为电介质膜，保持对应于上述数据信号的电荷。因此，即使在排列成行状的各个发光元件的间隔很狭窄的情况下，也能够在像素电路中设置保持电容器，将对应于保持电容器所保持的电荷的电压，分别加载给驱动晶体管的栅极。也即，即使没有在像素电路或打印头的其他区域中另外重新形成作为保持电容器功能的的电容元件等，也能够利用驱动晶体管的元件构造，来确保保持电容器。更具体地说，可以将例如称作通常的栅极电容的电容用作保持电容器。
如上所述，根据本发明的相关打印头，例如即使在与有机EL显示器相比，发光元件的间隔非常狭窄的情况下，也能够在每一个像素电路中确保保持电容器。
本发明的相关打印头的一种方式中，上述保持电容器，只通过上述一对电容器电极以及上述电介质膜构成。
根据该方式，即使没有在形成像素电路的区域或其他区域中重新另外设置用作保持电容器的例如电容元件或元件构造，也能够确保保持电容器。这样的保持电容器，例如利用像素电流中所包括的晶体管等的元件构造而形成的，因此，即使在有机EL发光元件等以狭窄的间隔排列的情况下，也不需要设置用来另外形成保持电容器的空间，从而能够不降低所印刷的图像的像质，而让打印头小型化。另外，该方式当然除外另外设置上述保持电容器以外的辅助性保持电容器。
本发明的相关打印头的另一种方式中，上述一对电容器电极的另一方，至少包括具有上述驱动用晶体管的沟道区域的半导体层中的源极区域以及漏极区域中的至少一方。
根据该方式，能够通过例如驱动用晶体管的栅极、设置在驱动用晶体管的栅极与沟道区域之间的层间绝缘膜，以及包括沟道区域的半导体层中的源极区域以及漏极区域的至少一方，构成保持电容器。此时，栅极绝缘膜还具有作为保持电容器中的电介质膜的功能。因此，能够利用驱动用晶体管的元件构造来确保保持电容器。所以，可以不确保用来重新设置保持电容器的空间。
本发明的相关打印头的另一种方式中，上述一对电容器电极的另一方，至少包括上述驱动用晶体管的源极区域与漏极区域中的至少一方。
根据该方式，例如对包括沟道区域的半导体层，在设置在与栅极、源极电极以及漏极电极同一测的平面式薄膜晶体管中，能够分别将栅极、源极电极以及漏极电极绝缘的栅极保护膜或层间绝缘膜作为电介质层，构成保持电容器。因此，能够利用驱动用晶体管的元件构造，确保保持电容器，即使在发光元件的间隔非常狭窄的情况下，也能够确保保持电容器。
本发明的相关打印头的另一种方式中，沿着上述多个发光元件所排列的排列方向，排列上述多个像素电路，上述栅极中的至少具有作为上述电容器电极的一方的功能的部分以及上述电容器电极的另一方，沿着与该排列方向相交的方向呈长条状延伸。
根据该方式，即使在沿着排列成行状的发光元件的排列方向所排列的多个像素电极的间隔很狭窄的情况下，也能够确保保持电容器，同时，还能够设定保持电容器的大小。例如，与发光元件的排列方向相比，在与排列成行状的发光元件的排列方向相交的方向，一般更能够确保用来设置保持电容器的空间，通过沿着与发光元件的排列方向相交的方向延伸设置栅极，能够规定保持电容器的电容值。更具体地说，例如，通过让栅极沿着与上述多个发光元件所排列的排列方向相交的方向呈长条状延伸，漏极区域以及源极区域的至少一方也在同样的方向延伸，能够调整具有各个电极功能的栅极、漏极区域以及源极区域的重叠区域的尺寸，规定保持电容器的电容值。通过该方式，例如能够将保持电容器设定为最佳电容值，从而能够高速写入数据信号。另外，还能够降低在栅极等中电电阻，例如能够让原来应当加载在驱动用晶体管的栅极中的电压几乎不下降。通过这样，能够给发光元件供给足够的驱动电流，让发光元件以足够的亮度进行发光。
本发明的相关打印头的另一种方式中，上述像素电路，通过根据对应于上述数据信号的2值电压，对上述发光元件有选择的流入上述驱动电流的电压编程方式，来驱动上述发光元件。
根据该方式，像素电路接收数据信号，发光元件的驱动电流，能够对应于数据信号的相应2值电压，通过电压编程方式而流过。更具体地说，例如，能够通过加载给驱动晶体管的栅极的表示导通或截止的2值电压来控制驱动晶体管的导通截止，有选择地向发光元件流入驱动电流。通过这样，能够以对应于数据信号的图形对感光体进行曝光，另外与有机EL显示器中所使用的传统的电流编程方式相比，能够高速向驱动晶体管写入数据信号。例如通过使用电容值被最佳化了的保持电容器的电压编程方式，能够让向像素电路写入数据信号的时间为几百nsec以下。
本发明的相关打印头的其他方式中，上述保持电容器被设定为在上述发光元件以所需要的发光量进行发光时，让上述栅极中的上述电压的压降为0.3V以下。
根据该方式，在其动作时，加载给栅极的电压，有时候例如由于栅极的电阻电阻而降低。因此，例如保持电容器中所包含的栅极，优选被设定在让打印头的动作时的栅极中的压降为0.3V以下。如果栅极中的压降在上述范围内，则能够向发光元件流过足够的驱动电流。更具体地说，例如，通过调整沿着与发光元件的排列方向相交的方向的栅极的长度，能够将栅极的面积设定为较大，抑制栅极的电阻。通过这样，能够抑制加载给栅极的电压的压降，从而能够经驱动晶体管向发光元件流入足够的驱动电流。
本发明的相关打印头的另一种方式中，上述保持电容器也可以设定为，将上述发光元件以所需要的发光量进行发光时的电流泄漏所引起的压降设为50mV以下。
根据该方式，能够经驱动晶体管对发光元件流入足够的驱动电流。这里，所谓本发明的相关“电流泄漏”是指例如对应于数据信号的电压被加载给栅极的情况下，从栅极经设置为与栅极相接触的层间绝缘膜，流入包括沟道区域的半导体层的电流。这样的电流，让加载给驱动晶体管的栅极的电压实质上下降，因此，为了提高发光元件的亮度，优选将其尽可能降低。因此，设定栅极电极即使电流泄漏无法为0，也能够让电流泄漏所引起的压降为50mV以下，这样就能够在没有障碍的范围内维持发光元件的亮度。
本发明的图像形成装置，为解决上述问题，具有上述本发明的相关打印头(且包括各种方式)；上述感光体；显像机构，其通过由上述打印头的曝光对上述感光体中所形成的静电潜像进行显像，来形成可视像；以及将上述所形成的可视像转印到记录媒体中的转印机构。
根据本发明的图像形成装置，由于具有上述本发明的相关打印头，因此能够高速且高分辨率对感光鼓等感光体进行曝光。所以，经由此后的显像以及转印，能够将高速且高品质的彩色图像或黑白图像，形成在复印用纸等记录媒体上。并且，通过让打印头小型化，还能够实现图像形成装置中的小型化。
本发明的上述作用以及其他优点，通过以下所说明的实施方式能够更加明确。
图1为概要说明本发明的实施方式的相关打印头的构成的立体图。
图2为本实施方式的相关打印头的图解局部放大俯视图。
图3为说明本实施方式的相关打印头的电连接状态的方框图。
图4为放大显示本实施方式的相关打印头中所包括的像素部201的俯视图。
图5为图4的V-V’线处剖视图。
图6为说明本实施方式的驱动用晶体管的构成的剖视图。
图7为说明本发明的另一个实施方式的相关打印头的电连接状态的方框图。
图8为说明本发明的实施方式的相关打印机的主要构成的图解剖视图。
图中1、100-打印头，TR1-控制用晶体管，TR2-驱动用晶体管，201-像素部，Cgd、Cgs-保持电容器，11-发光部，OLED-有机EL发光元件，101-漏极电极，102-栅极电极，103-源极电极，1000-打印机。
具体实施例方式
下面对照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
(打印头)下面边对照图1至图7，边对本实施方式的相关打印头进行详细说明，之后，边对照图8，边对作为使用本发明的相关打印头的图像显示这种的一例的打印机进行说明。另外，以下的实施方式中，以安装有作为电流驱动型发光元件的一例的有机EL发光元件，且通过电压编程方式驱动该有机EL发光元件(以下称作发光元件)的打印头为例进行说明。
对照图1以及图2，对本实施方式的相关打印头的概要构成进行说明。图1为概要说明本实施方式的相关打印头的构成的立体图，图2为说明其中的发光部以及像素电路的平面布局的相关各种具体例的打印头的图解局部放大俯视图。
图1中，打印头1具有基板10、在基板10上排列成行状的多个发光部11、被提供了数据信号的外部电路连接端子12、与外部电路连接端子12相连接的数据线部13以及用来驱动发光部11的行扫描电路17。
基板10由将图中左右方向作为“长边”方向的延伸成长条状的玻璃基板、石英基板以及半导体基板等构成。另外，需要注意的是，本发明的相关“长条状”是指沿着基板10的短边方向延伸设有后述的栅极电极等形状。外部电路连接端子12沿基板10的边缘排列。设置有多个的外部电路连接端子12的一部分中，作为数据信号源，被打印引擎等输入了2值的数据信号，也即表示各个像素是点亮(ON)还是不点亮(OFF)的数据信号。另外，设有多个的外部电路连接端子12的另一部分中，被输入了电源信号、时钟信号、控制信号等的、用于行扫描电路17以及后述的像素电路等的动作所必需的信号以及电源。
数据线部13沿着基板10的长边方向延伸布线有1个或多个。数据线13中，经外部电路连接端子12，从数据信号源输入数据信号。行扫描电路17后安装或内置在基板10中。行扫描电路17，如后所述，将控制各个发光部11中的发光时序的行扫描信号顺次提供给各个像素电路。
如图2中所示的发光部11的平面布局的各种具体例子所示，多个发光部11沿着与基板10的长边方向相一致的行方向排列。发光部11可以只设置1行(图2(a))，也可以锯齿状设置成多行(图2(b))，还可以矩阵状设置多行(图2(c))。任一个具体例的情况下，都能够对各个像素部201分别设置1个发光部。各个像素部201中，被图1中所示的行扫描电路17经行扫描信号线141输入了行扫描信号，同时还经数据线部13的引出线部分13c被输入了数据信号。另外，被高电位布线116以及低电位布线118分别供给高电位电源以及低电位电源。
接下来，对照图3，对像素部201以及与其相连接得各种布线的具体例子进行说明。图3为说明打印头1的电气概要构成的具体例的方框图，为一例通过电压编程方式驱动发光元件OLED的情况下的方框图。另外，图3中给和图1以及图2中所示的构成要素相同的构成要素标注相同的参照符号，将其说明适当省略。
图3中，数据线部13具有数据信号供给线13a、输入缓存器222、本线部分13b以及引出线部分13c。另外，本线部分13b的末端设有保持2值电压的输入缓存器222，以及静电保护电路224。另外，图3中，像素部201横向排列成1列，其实际的平面布局如图2(a)～图2(c)所示，能够采用各种布局。图3的具体例中，特意由输入缓存器222根据数据信号供给线13a所提供的2值数据信号，生成2值电压，同时，经引出线部分13c提供给像素部201。通过输入缓存器222以及静电保护电路224，使用另外所提供的电源电压，能够将数据线13中的本线部分13b以及引出布线13c中的2值电压，作为对应于2值的数据信号的ON或OFF的2值电压中的任一个确定保持起来。通过这样，能够经数据线部13，进行通过电压编程方式的像素部201的驱动。也即，通过经输入缓存器222由本线部分13b以及引出线部分13c所实现的数据信号的2值电压，进行对像素部201的数据信号的写入。线扫描电路17，包括移位寄存电路，将行扫描信号S1、S2、...、Sn，顺次提供给行扫描信号线141。
像素部201具有控制用晶体管TR1、驱动用晶体管TR2、保持电容器Cgd以及Cgs、发光元件OLED、阴极216以及阳极218。
发光元件OLED具有作为图1以及图2中所示的发光部11的功能。另外，发光元件OLED的详细构成，与现有的有机EL显示屏中的发光元件中的发光元件相同或类似。控制用晶体管TR1，其栅极被输入了行扫描信号Si(I＝1、2、...、n)。之后，将从引出线部分13c向其源极输入的数据信号的2值电压，在对应的行扫描信号Si被供给的时序，经其源极漏极之间，提供给驱动用晶体管TR2的栅极。
驱动用晶体管TR2、保持电容器Cgs以及Cgd，构成本发明的相关“像素电路”的一例。
驱动用晶体管TR2，其栅极中被加载了数据信号的2值电压中的一方的值(例如高电平的电压)之后，便导通。因此，此时在被提供了给定电位的阴极216与阳极218之间，流动有发光元件OLED的驱动电流。通过这样让发光元件OLED发光，也即点亮。反之，驱动用晶体管TR2，其栅极中被加载了数据信号的2值电压中的另一方的值(例如低电平的电压)之后，便截止。因此，此时在被提供了给定电位的阴极216与阳极218之间，不流过发光元件OLED的驱动电流。
保持电容器Cgs以及Cgd，是形成在各个驱动用晶体管TR2的栅极与源极之间，以及栅极与漏极之间的静电容，在驱动用晶体管TR2的栅极被加载了数据信号的2值电压中的一方电压(例如高电平电压)时，保持给定的电荷。保持电容器Cgs以及Cgd中所保持的电荷，在栅极信号的供给时间经过之后，还原样保持在保持电容器Cgs以及Cgd中，对应于该电荷的电压被继续加载给驱动用晶体管TR2的栅极。因此，即使栅极信号的供给时间经过之后，驱动晶体管TR2也维持导通状态，直到下一个栅极信号被写入，继续发光元件OLED的发光。另外，如果在保持电容器Cgs以及Cgd的至少一方中保持对应于数据信号的电压的电荷，就能够让发光元件OLED继续发光。
接下来，边对照图4至图6，边对打印头1中所包括的像素部201的具体构成进行说明。图4为放大显示排列成行状的像素部201的俯视图，图5为图4的V-V’线处剖视图，图6为驱动晶体管TR2的放大剖视图。另外，图4至图6中，以排列成图2(b)的锯齿状的像素部201为例对各个像素部201的详细构成进行说明，当然如图2(a)以及(c)所示排列的像素部201也可以具有同样的构成。
图4以及图5中，像素部201具有由发光元件OLED所构成的发光部11、控制用晶体管TR1以及驱动晶体管TR2。
图4中，驱动用晶体管TR2，具有沿着垂直于图中X方向(行方向)的Y方向延伸设置的漏极电极101、栅极电极102以及源极电极103。漏极电极101与发光元件OLED的空穴注入电极114电连接，源极电极103与延伸设置在图中x方向的高电位布线116电连接。这里，高电位布线116是用来给发光元件OLED供给驱动电流的电源线。栅电极102，与避开发光部11且在Y方向延伸设置的布线130电连接。布线130与控制用晶体管TR1(图4中未显示)的漏极测电连接，在控制用晶体管TR1变为导通状态时，给数据电极102加载对应于数据信号的电压。另外，本实施方式中，栅极电极102既可以是矩形的单栅极，又可以是沿着Y方向设置的双栅极。另外，控制用晶体管TR1以及驱动用晶体管TR2，分别具有LDD(Lightly Doped Drain)构造。
像素部201沿着X方向以狭窄的间隔排列，很难在沿着X方向的像素部201内，或像素部201间，设置形成各种元件或元件构造的布线构造。例如，为了将所印刷的图像的像质提高到600dpi，像素部201之间的间隔也相应的变窄，很难确保用来在各个像素部201或像素部201之间形成保持电容器的空间。
因此，通过在打印头1中，事先沿着Y方向延伸设置漏极电极101、栅极电极102、源极电极103以及后述的漏极区域105d与源极区域105s，来形成保持电容器Cgs以及Cgd的至少一方。另外，关于保持电容器Cgs以及Cgd的详细构成，边对照图6边进行详细说明。另外，为了便于说明，图4中没有显示图5中所示的围堰133、阴极134、发光材料保持层132、密封部131以及控制用晶体管TR1。
图5中，在基板10上顺次形成绝缘膜122、123、栅极保护膜124以及绝缘膜125，发光部11中所包括的发光元件OLED，形成在绝缘膜125上。发光元件OLED，在设置在绝缘膜125上的围堰133所包围的空间中，从图中的上侧顺次具有电子注入层111、发光层112、空穴注入/输送层113以及空穴注入电极114。另外，发光元件OLED当然并不仅限于本实施方式的构成，只要具有能够用作有机EL发光元件的构成，不管是哪一种都可以。电子注入电极111，与阴极134电连接，阴极134在围堰133的上侧延伸设置，经导电部119a与低电位布线118电连接。阴极134的图中上侧，形成有发光材料层132以及密封部131。空穴注入电极114，经导电部119b以及119c，与驱动用晶体管TR2的漏极电极101电连接。
作为覆盖栅极电极102的绝缘膜的栅极保护膜124中，形成有从栅极保护膜124的表面，贯通作为本发明的相关“层间绝缘膜”的各个一例的栅极保护膜124以及栅极绝缘膜123g，到达驱动用晶体管TR2的半导体层105的连接孔501以及502。构成漏极电极101以及源极电极103的导电膜，沿着连接孔501与502各自的内壁，连续形成到半导体层105的表面。漏极电极101与空穴注入电极114电连接，源极电极103与高电位布线116电连接。栅极电极102形成为经栅极绝缘膜123g与半导体层105相面对，同时，被保护膜124所覆盖，与漏极电极101以及源极电极103电隔离。
控制用晶体管TR1，沿着图中的横向避开发光部11，经绝缘膜122设置在基板10上，通过图中未显示的布线，与控制用晶体管TR1的漏极电极301(303)以及驱动用晶体管的栅极电极102电连接。控制用晶体管TR1的源极电极301(303)，与数据线13的支线部13c电连接。控制用晶体管TR1的栅极电极302，与行扫描电路17的行扫描信号线141电连接。
在驱动像这样构成的打印头1时，行扫描信号Si被供给给控制用晶体管TR1的栅极电极302之后，从控制用晶体管TR1的漏极电极301(303)向驱动用晶体管TR2的栅极电极102提供栅极信号。在驱动用晶体管TR2的栅极电极102，被加载了对应于栅极信号的电压中的例如高电平的电压的情况下，从高电位布线116经包含有驱动用晶体管TR2的沟道区域的半导体层105，向发光元件OLED流入驱动电流。通过这样，从发光元件OLED向图中的下侧发射光。这里，后述的保持电容器Cgs以及Cgd的至少一方中保持有对应于栅极信号的电容的电荷，通过该电荷维持一定时间驱动用晶体管TR2为导通状态。通过这样，即使经过了数据信号的供给时间之后，发光元件OLED也能够继续发光。
接下来，边对照图6，边对保持电容器Cgs以及Cgd进行详细说明。
图6中，驱动用晶体管TR2中所包含的半导体层105，具有与漏极电极101电连接的漏极区域105d，以及与源极电极103电连接的源极区域105s。漏极区域105d以及源极区域105s，通过在各个半导体层105的中，将离子作为杂质进行掺杂而形成。具体地说，例如在驱动用晶体管TR2为n沟道式薄膜晶体管的情况下，漏极区域105d以及源极区域105s，通过分别在半导体层105中掺杂n型杂质而形成。另外，驱动用晶体管TR2，当然也可以是p沟道式薄膜晶体管。这种情况下，漏极区域105d以及源极区域105s，通过在半导体层105中掺杂p型杂质而形成。
栅极电极102是本发明的相关“一对电容器电极的一方”的一例，与分别作为本发明的相关“一对电容器电极的另一方”的一例的漏极区域105d以及源极区域105s，以及栅极绝缘膜123g，共同构成保持电容器Cgd以及Cgs。这里，图中横向相当于本发明的相关“排列方向”的一例，图中向内的方向，相当于本发明的相关“与排列方向相交的方向”的一例。栅极电极102、漏极区域105d以及源极区域105s沿着图中向内方向的长度的设定，不受像素部201沿着图中横向的间距的限制。因此，可以通过栅极电极102、漏极区域105d以及源极区域105s沿着图中向内方向的长度，来规定保持电容器Cgd以及Cgs的电容值。
更具体地说，并不沿着图中横向扩展栅极电极102、漏极区域105d以及源极区域105s的尺寸，而是沿着图中向内方向将栅极电极102、漏极区域105d以及源极区域105s的尺寸扩展为给定的大小。通过这样，不但能够利用驱动用晶体管TR2的元件构造，形成保持电容器Cgd以及Cgs，还能够在固定栅极电极102、栅极绝缘膜123g、漏极区域105d以及源极区域105s的沿着图中横向的尺寸的状态下，规定保持电容器Cgd以及Cgs的电容值。
另外，驱动用晶体管TR2，在其制造时，栅极电极102的边缘部分可以被图形形成为与漏极区域105d以及源极区域105s相面对。更具体地说，可以将栅极电极102形成为栅极电极102的边缘与漏极区域105d以及源极区域105s中的至少一方重叠。另外，驱动用晶体管TR2，可以是将栅极电极102作为掩膜，给漏极区域105d以及源极区域105s掺杂的所谓“自调整式”(自匹配式)的薄膜晶体管。
这里，保持电容器Cgd以及Cgs，在发光元件OLED以所需要的发光量进行发光时，最好将栅极电极102中的数据信号的压降设定为0.3V以下。通过设定栅极电极102等在图中向内方向延伸的尺寸，将数据信号的压降限制在上述范围内，能够降低栅极电极102等的电阻。因此，能够将对应于数据信号的电压，正确地加载给驱动用晶体管TR2的栅极，给发光元件OLED通驱动电流，从而能够进行对应于所要求的像质的发光。通过这样，能够提高感光体中所形成的静电潜像的像质，其结果是，得到了能够提高所印刷的图像的像质的非常有利的效果。这里，所需要的发光量，也即用来让所印刷的图像具有足够的像质的发光量的指标，可以举出例如5500cd/m2左右的亮度，在该亮度下让发光元件OLED发光，能够降低栅极电极102等的电阻。
另外，保持电容器Cgd以及Cgs，最好将发光元件OLED以所需要的发光量进行发光时的电流泄漏所引起的压降，设定为50mV以下。这里，所需要的发光量是指，对最终通过打印机等图像显示装置所形成的图像所要求的发光量，通过应当形成的图像的像质分别进行设定。在对应于数据信号的电压加载在栅极电极102中的情况下，例如有时候从栅极电极102经栅极绝缘膜123g或栅极保护膜124，向驱动用晶体管TR2的漏极或源极侧流入电流。这样的电流，实质上让供给给驱动晶体管TR2的栅极102的栅极信号的电压下降，因此，为了提高发光元件OLED的亮度，最好将其尽可能降低。因此，如果设定栅极电极102等在沿着图中向内的方向的尺寸，就能够降低电流泄漏，即使电流泄漏无法为0，也能够让电流泄漏所引起的压降为50mV以下。通过这样，能够将发光元件OLED的亮度维持在不会对形成高品质的图像的产生障碍的范围内。
如上所述，本实施方式中，像素部201通过电压编程方式进行驱动，因此，通过将保持电容器Cgd以及Cgs的大小设定为所需要的电容值，不但能够缩短数据信号的写入时间，与传统的电流编程方式相比，还能够高速驱动像素部201。
另外，在栅极绝缘膜123g的厚度一定的情况下，能够不缩短栅极电极102、漏极区域105d以及源极区域105s的距离，一边保持栅极电极102、漏极区域105d以及源极区域105s沿着图中横向的长度为一定，一边设定保持电容器Cgd以及Cgs。因此，在打印头1的动作时，也能够降低栅极电极102中的电场集中，降低栅极绝缘膜123g的电压破坏。
另外，在将漏极电极101以及源极电极103分别作为本发明的相关“一对电容器电极的另一方”的一例，将栅极保护膜124作为本发明的相关“层间绝缘膜”的一例的情况下，还能够由栅极电极102、栅极保护膜124、漏极电极101以及源极电极103构成保持电容器Cgd以及Cgs。
上述栅极保护膜124、漏极电极101以及源极电极103在沿着图中向内方向的尺寸，也与上述栅极绝缘膜123g、漏极区域105d以及源极区域105s一样，能够被设定为所需要的大小。另外，还可以降低栅极电极102、漏极电极101以及源极电极103中的电场集中，来降低打印头1的操作时的栅极保护膜124的电压破坏，因此，即使在像素部201的间隔非常狭窄的情况下，也能够形成具有所需要的电容值的保持电容器Cgd以及Cgs，同时，还能够提高打印头1的可靠性。另外，在像本实施方式这样使用电压编程方式作为像素部201的驱动方法的情况下，可以将保持电容器Cgd以及Cgs的电容值设定为所需要的值，高速在像素部201中写入数据信号。
图7为说明本发明的相关打印头的其他例子的方框图。另外，图7中给和图1以及图6相同的部分标注相同的参考符号进行说明。
图7中，打印头100具有多个数据信号输入线13a，以及具有多个像素部201的像素单元B1、B2、...、Bn。打印头100不管是否与打印头1大小相同，所排列的像素部201的个数变多，与打印头1相比，沿着图中行方向的各个像素部201的间隔也变窄。即使是打印头100，也与打印头1一样，能够利用像素部201中所包括的驱动用晶体管的元件构造，形成保持电容器。也即，发光元件OLED或像素部201的间隔越窄，就越能够发挥利用驱动用晶体管的元件构造的保持电容器的有效性。
(打印机)接下来，边对照图8，边对具有上述打印头1的打印机的相关实施方式进行详细说明。图8为说明本实施方式的相关打印机的主要构成的图解剖视图。另外，以下的实施方式中，以具有4个打印头1用作YMCK的彩色打印机为例进行说明。
图8中，打印机1000，具有YMCK用的4个图像形成单元1001Y、1001M、1001C以及1001K，这些单元分别具有作为本发明的相关“感光体”的一例的感光鼓1002、顺次设置在其周围的清洁器1011、带电器1012、打印头1以及作为本发明的相关“显像机构”的一例的显像器1013。
接下来，对本实施方式的打印机1000的构成及其动作进行说明。
图8中，通过清洁器1011将上一个循环中残留在感光鼓1002表面的色粉去除之后，由用于本次循环的带电器1012，通过电晕放电等让感光鼓1002的表面带电。接下来，通过对应于上述实施方式的打印头1的数据信号的曝光，在感光鼓1002的表面形成对应于数据信号的静电潜像。接下来，通过使用Y(黄)、M(品红)、C(青)以及K(黑色)中的对应于各个单元的颜色的色粉，由显像器1013进行显像，在感光鼓1002的表面，通过附着色粉进行作为可视像的色粉图像的形成。另外，转印带1020通过滚轮1021、1022等进行旋转。这样，在面对各个感光鼓1002的转印位置上，以通过转印滚轮1014从内侧按压的形式，将感光鼓1002上的色粉图像转印到转印带1020上。该所转印的色粉图像，进一步被转印到由传送装置1030所传送的复印用纸等用纸上。接下来，经由图中未显示的固定装置，将图像形成完成的用纸排出到出口。
以上所说明的本实施方式的打印机1000，具有上述的打印头1，因此，能够高速且高分辨率的曝光感光鼓1002。并且，即使在打印头1小型化的情况下，例如也能够在打印头1中具备用来执行电压编程方式的保持电容器，能够让打印机小型化，同时还能够提高像质。特别是，图8中，感光鼓1002的旋转轴方向中，打印头1，能够容易的将其长边方向形成为所期望的长度，且沿着感光鼓1002的周边方向的打印头1的长度，除了其短边方向的长度之外，可以形成的非常短。因此，在如图8所示的具有在感光鼓1002的周围配置各种装置的构成的打印机中，使用如本实施方式所示的打印头1，是非常有利的。
本发明并不仅限于上述实施方式，可以在不违反权利要求的范围以及根据说明书整体所得到的发明要点或思想的范围内，进行适当变更，伴随着这样的变更的打印头以及具有该打印头的打印机，也包括在本发明的技术范围内。
权利要求
1.一种打印头，其特征在于，包括为了对感光体进行曝光而排列成行状的多个电流驱动型发光元件；以及多个像素电路，其分别包括对上述每一个发光元件分别设置，用来根据数据信号向上述发光元件流入驱动电流的驱动用晶体管，将该驱动用晶体管的栅极作为一对电容器电极的一方，且将介于该一对电容器电极间的层间绝缘膜作为电介质膜，分别构成用来保持对应于上述数据信号的电荷的保持电容器，将对应于该保持电容器中所保持的电荷的电压，分别加载给上述栅极。
2.如权利要求1所述的打印头，其特征在于上述保持电容器，只通过上述一对电容器电极以及上述电介质膜构成。
3.如权利要求1或2所述的打印头，其特征在于上述一对电容器电极的另一方，至少包括具有上述驱动用晶体管的沟道区域的半导体层中的栅极区域以及源极区域中的至少一方。
4.如权利要求1～3中的任一个所述的打印头，其特征在于上述一对电容器电极的另一方，至少包括上述驱动用晶体管的源极区域与漏极区域中的至少一方。
5.如权利要求1～4中的任一个所述的打印头，其特征在于沿着上述多个发光元件所排列的排列方向，排列上述多个像素电路，上述栅极中的至少具有作为上述电容器电极的一方发挥功能的部分，以及上述电容器电极的另一方，沿着与该排列方向相交的方向呈长条状延伸。
6.如权利要求1～5中的任一个所述的打印头，其特征在于上述像素电路，通过根据对应于上述数据信号的2值电压，向上述发光元件有选择的流入上述驱动电流的电压编程方式，来驱动上述发光元件。
7.如权利要求1～6中的任一个所述的打印头，其特征在于上述保持电容器按照在上述发光元件以所需要的发光量进行发光时，让上述栅极中的上述电压的压降为0.3V以下的方式设定。
8.如权利要求1至7中任一个所述的打印头，其特征在于上述保持电容器按照将上述发光元件以所需要的发光量进行发光时的电流泄漏所引起的压降为50mV以下的方式设定。
9.一种图像形成装置，其特征在于，具有权利要求1至8中的任一个所述的打印头；上述感光体；显像机构，其通过由上述打印头的曝光对上述感光体中所形成的静电潜像进行显像，来形成可视像；以及将上述所形成的可视像转印到记录媒体中的转印机构。
全文摘要
栅极电极(102)、栅极绝缘膜(123g)、漏极区域(105d)以及源极区域(105s)，与像素部(201)中的间距无关，能够沿着图中向内的方向延伸所需要的长度。因此，能够利用驱动用晶体管(TR2)的元件构造，形成保持电容器(Cgd)以及(Cgs)，即使在像素部(201)以狭窄的间隔排列的情况下，也能够确保保持电容器(Cgd)以及(Cgs)。另外，栅极电极(102)、栅极绝缘膜(123g)漏极区域(105d)以及源极区域(105s)沿着在图中横向的大小为一定的状态下，能够通过将栅极电极(102)、栅极绝缘膜(123g)、漏极区域(105d)以及源极区域(105s)沿着在图中向内方向的尺寸设定为所需要的大小，由此，来规定保持电容器(Cgd、Cgs)的电容值。
文档编号B41J2/44GK1755536SQ2005100881
公开日2006年4月5日 申请日期2005年7月29日 优先权日2004年9月29日
发明者北泽幸行 申请人:精工爱普生株式会社