JP2001044504A - 発光ダイオードアレイ及びその製造方法 - Google Patents
発光ダイオードアレイ及びその製造方法Info
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- JP2001044504A JP2001044504A JP22129799A JP22129799A JP2001044504A JP 2001044504 A JP2001044504 A JP 2001044504A JP 22129799 A JP22129799 A JP 22129799A JP 22129799 A JP22129799 A JP 22129799A JP 2001044504 A JP2001044504 A JP 2001044504A
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- emitting diodes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボンディングワイヤの密度を上げることなく
発光部の密度を上げることができる発光ダイオードアレ
イ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 全発光ダイオードＤ(1、1) 〜Ｄ(m、n) を
ブロックＢ1 〜Ｂm に分割し、各ブロックＢ1 〜Ｂm ご
とに各発光ダイオードのアノード同士を共通電極Ａ1 〜
Ａm に接続し、全ブロックＢ1 〜Ｂm のｉ番目の発光ダ
イオードＤ(m、i)のカソード同士を他の共通電極Ｃ1 〜
Ｃn に接続することにより、発光ダイオードＤ(1、1) 〜
Ｄ(m、n) のマトリクスが構成される。このマトリクスの
各共通電極に電圧を印加することで全発光ダイオードＤ
(1、1) 〜Ｄ(m、n) を個別に発光させることができる。発
光ダイオードＤ(1、1) 〜Ｄ(m、n) を個別に発光させるの
に必要な共通電極の数は従来例に比べて半分の数です
む。従って減少した電極分だけ発光ダイオードの発光部
の密度を増加させることができる。
発光部の密度を上げることができる発光ダイオードアレ
イ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 全発光ダイオードＤ(1、1) 〜Ｄ(m、n) を
ブロックＢ1 〜Ｂm に分割し、各ブロックＢ1 〜Ｂm ご
とに各発光ダイオードのアノード同士を共通電極Ａ1 〜
Ａm に接続し、全ブロックＢ1 〜Ｂm のｉ番目の発光ダ
イオードＤ(m、i)のカソード同士を他の共通電極Ｃ1 〜
Ｃn に接続することにより、発光ダイオードＤ(1、1) 〜
Ｄ(m、n) のマトリクスが構成される。このマトリクスの
各共通電極に電圧を印加することで全発光ダイオードＤ
(1、1) 〜Ｄ(m、n) を個別に発光させることができる。発
光ダイオードＤ(1、1) 〜Ｄ(m、n) を個別に発光させるの
に必要な共通電極の数は従来例に比べて半分の数です
む。従って減少した電極分だけ発光ダイオードの発光部
の密度を増加させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードア
レイ及びその製造方法に関する。
レイ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真方式のプリンタの光源として、
主にレーザ方式と発光ダイオードアレイ方式とが用いら
れている。その中でも発光ダイオードアレイ方式は、レ
ーザ方式のように光路長を長くとる必要がないため、プ
リンタを小型化でき、大サイズの印刷が容易であるとい
う特徴がある。
主にレーザ方式と発光ダイオードアレイ方式とが用いら
れている。その中でも発光ダイオードアレイ方式は、レ
ーザ方式のように光路長を長くとる必要がないため、プ
リンタを小型化でき、大サイズの印刷が容易であるとい
う特徴がある。
【０００３】最近は、プリンタのカラー化が進んでお
り、より高精細で高出力の発光ダイオードアレイが求め
られるようになってきている。
り、より高精細で高出力の発光ダイオードアレイが求め
られるようになってきている。
【０００４】図５は従来の発光ダイオードアレイの上面
図であり、図６は図５のＡ−Ａ線断面図であり、図７は
図５のＢ−Ｂ線部分断面図である。
図であり、図６は図５のＡ−Ａ線断面図であり、図７は
図５のＢ−Ｂ線部分断面図である。
【０００５】図５に示すように発光ダイオードアレイの
チップ上に複数の発光部４０が長手方向に一列に並んで
いる。断面構造はｎ型ＧａＡｓ基板５１の上に、ｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層５２、ｎ型ＧａＡｌＡｓ層５３、ｐ型
ＧａＡｌＡｓ層５４、ｐ型ＧａＡｓ層５５を順次形成し
たダブルヘテロ構造となっている。発光ダイオード間の
分離は、ｎ型ＧａＡｌＡｓ層５３までメサ・エッチング
することにより行っている。なお、発光ダイオード間の
メサ・エッチング溝６５は図７に示すように逆メサ形状
となっており、発光ダイオード間の光の分離がクリアに
なっている。カソード電極５６はｎ型ＧａＡｓ基板５１
の裏面全面に金属を蒸着することにより設けられ、アノ
ード電極５７はｐ型ＧａＡｓ層５５の上に金属を蒸着し
合金化することにより設けられている。なお、６１はＳ
ｉＯ2 膜である。
チップ上に複数の発光部４０が長手方向に一列に並んで
いる。断面構造はｎ型ＧａＡｓ基板５１の上に、ｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層５２、ｎ型ＧａＡｌＡｓ層５３、ｐ型
ＧａＡｌＡｓ層５４、ｐ型ＧａＡｓ層５５を順次形成し
たダブルヘテロ構造となっている。発光ダイオード間の
分離は、ｎ型ＧａＡｌＡｓ層５３までメサ・エッチング
することにより行っている。なお、発光ダイオード間の
メサ・エッチング溝６５は図７に示すように逆メサ形状
となっており、発光ダイオード間の光の分離がクリアに
なっている。カソード電極５６はｎ型ＧａＡｓ基板５１
の裏面全面に金属を蒸着することにより設けられ、アノ
ード電極５７はｐ型ＧａＡｓ層５５の上に金属を蒸着し
合金化することにより設けられている。なお、６１はＳ
ｉＯ2 膜である。
【０００６】アノード電極５７とワイヤボンディングパ
ッド５９はＡｕ配線５８により電気的に接続されてい
る。このＡｕ配線５８は、図６に示すように順メサ方向
に形成されているため段切れを起こすことはない。
ッド５９はＡｕ配線５８により電気的に接続されてい
る。このＡｕ配線５８は、図６に示すように順メサ方向
に形成されているため段切れを起こすことはない。
【０００７】ｎ型ＧａＡｌＡｓ層５３とｐ型ＧａＡｌＡ
ｓ層５４との接合部６０で発生した光は、ｐ型ＧａＡｓ
層５５を透過することができないため、光取り出し部で
ある発光部４０は、ｐ型ＧａＡｓ層５５をエッチングす
ることにより形成されている。
ｓ層５４との接合部６０で発生した光は、ｐ型ＧａＡｓ
層５５を透過することができないため、光取り出し部で
ある発光部４０は、ｐ型ＧａＡｓ層５５をエッチングす
ることにより形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５〜
図７に示した従来の発光ダイオードアレイで発光部の密
度を上げようとすると、ワイヤボンディングパッド５９
の数が増加し、ボンディングワイヤ同士が接触しやすく
なり、ワイヤボンディングが困難になるという問題があ
った。
図７に示した従来の発光ダイオードアレイで発光部の密
度を上げようとすると、ワイヤボンディングパッド５９
の数が増加し、ボンディングワイヤ同士が接触しやすく
なり、ワイヤボンディングが困難になるという問題があ
った。
【０００９】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、ボンディングワイヤの密度を上げることなく発光部
の密度を上げることができる発光ダイオードアレイ及び
その製造方法を提供することにある。
し、ボンディングワイヤの密度を上げることなく発光部
の密度を上げることができる発光ダイオードアレイ及び
その製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の発光ダイオードアレイは、ＧａＡｓ基板上に
複数のエピタキシャル層が積層され、メサ・エッチング
溝により分割されて一列に並ぶ複数の発光ダイオードが
形成された発光ダイオードアレイにおいて、全ての発光
ダイオードが一定数の発光ダイオードからなるブロック
に分割され、各ブロックごとに各発光ダイオードのアノ
ード同士が共通電極に接続され、全てのブロックのｉ番
目の発光ダイオードのカソード同士が共通カソード配線
により接続され、共通カソード配線に他の共通電極が接
続されているものである。
に本発明の発光ダイオードアレイは、ＧａＡｓ基板上に
複数のエピタキシャル層が積層され、メサ・エッチング
溝により分割されて一列に並ぶ複数の発光ダイオードが
形成された発光ダイオードアレイにおいて、全ての発光
ダイオードが一定数の発光ダイオードからなるブロック
に分割され、各ブロックごとに各発光ダイオードのアノ
ード同士が共通電極に接続され、全てのブロックのｉ番
目の発光ダイオードのカソード同士が共通カソード配線
により接続され、共通カソード配線に他の共通電極が接
続されているものである。
【００１１】上記構成に加え本発明の発光ダイオードア
レイは、共通電極と他の共通電極とが同一平面上に設け
られていると共に、複数の発光ダイオードを結ぶ線を挟
んでそれぞれ反対側に配置され、他の共通電極は共通カ
ソード配線１本に対し複数設けられているのが好まし
い。
レイは、共通電極と他の共通電極とが同一平面上に設け
られていると共に、複数の発光ダイオードを結ぶ線を挟
んでそれぞれ反対側に配置され、他の共通電極は共通カ
ソード配線１本に対し複数設けられているのが好まし
い。
【００１２】上記構成に加え本発明の発光ダイオードア
レイは、一列に並ぶ複数の発光ダイオード間を電気的に
分離するためのメサ・エッチング溝が逆メサ方向のエッ
チング溝であり、複数の発光ダイオードの配列方向と直
交するメサ・エッチング溝が順メサ方向のエッチング溝
であるのが好ましい。
レイは、一列に並ぶ複数の発光ダイオード間を電気的に
分離するためのメサ・エッチング溝が逆メサ方向のエッ
チング溝であり、複数の発光ダイオードの配列方向と直
交するメサ・エッチング溝が順メサ方向のエッチング溝
であるのが好ましい。
【００１３】上記構成に加え本発明の発光ダイオードア
レイは、半絶縁性ＧａＡｓ基板上にｐ型オーミックコン
タクト層、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層、ｎ型オーミッ
クコンタクト層が順次エピタキシャル成長されていても
よい。
レイは、半絶縁性ＧａＡｓ基板上にｐ型オーミックコン
タクト層、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層、ｎ型オーミッ
クコンタクト層が順次エピタキシャル成長されていても
よい。
【００１４】上記構成に加え本発明の発光ダイオードア
レイは、ｎ型ＧａＡｓ基板上にｐ型オーミックコンタク
ト層、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層、ｎ型オーミックコ
ンタクト層が順次エピタキシャル成長されていてもよ
い。
レイは、ｎ型ＧａＡｓ基板上にｐ型オーミックコンタク
ト層、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層、ｎ型オーミックコ
ンタクト層が順次エピタキシャル成長されていてもよ
い。
【００１５】上記構成に加え本発明の発光ダイオードア
レイは、ＧａＡｓ基板上に、ｎ型のＧａＡｓ、ｎ型のＧ
ａＡｌＡｓ、高抵抗ＧａＡｓまたは高抵抗ＧａＡｌＡｓ
からなるバッファ層が形成され、そのバッファ層の上に
ｐ型オーミックコンタクト層、ｐ型半導体層、ｎ型半導
体層、ｎ型オーミックコンタクト層が順次エピタキシャ
成長されていてもよい。
レイは、ＧａＡｓ基板上に、ｎ型のＧａＡｓ、ｎ型のＧ
ａＡｌＡｓ、高抵抗ＧａＡｓまたは高抵抗ＧａＡｌＡｓ
からなるバッファ層が形成され、そのバッファ層の上に
ｐ型オーミックコンタクト層、ｐ型半導体層、ｎ型半導
体層、ｎ型オーミックコンタクト層が順次エピタキシャ
成長されていてもよい。
【００１６】上記構成に加え本発明の発光ダイオードア
レイは、各ブロック間でアノードを分離するためのメサ
・エッチング溝がｐ型オーミックコンタクト層より深く
形成されているのが好ましい。
レイは、各ブロック間でアノードを分離するためのメサ
・エッチング溝がｐ型オーミックコンタクト層より深く
形成されているのが好ましい。
【００１７】上記構成に加え本発明の発光ダイオードア
レイは、発光ダイオードの結晶構造がＧａＡｌＡｓ系ま
たはＡｌＧａＩｎＰ系のダブルヘテロ構造であるのが好
ましい。
レイは、発光ダイオードの結晶構造がＧａＡｌＡｓ系ま
たはＡｌＧａＩｎＰ系のダブルヘテロ構造であるのが好
ましい。
【００１８】本発明の発光ダイオードアレイの製造方法
は、ＧａＡｓ基板上に複数のエピタキシャル層を積層
し、メサ・エッチング溝により分割して一列に並ぶ複数
の発光ダイオードを形成する発光ダイオードアレイの製
造方法において、全ての発光ダイオードを一定数の発光
ダイオードからなるブロックに分割し、各ブロックごと
に各発光ダイオードのアノード同士を共通電極に接続
し、全てのブロックのｉ番目の発光ダイオードのカソー
ド同士を他の共通電極に接続するものである。
は、ＧａＡｓ基板上に複数のエピタキシャル層を積層
し、メサ・エッチング溝により分割して一列に並ぶ複数
の発光ダイオードを形成する発光ダイオードアレイの製
造方法において、全ての発光ダイオードを一定数の発光
ダイオードからなるブロックに分割し、各ブロックごと
に各発光ダイオードのアノード同士を共通電極に接続
し、全てのブロックのｉ番目の発光ダイオードのカソー
ド同士を他の共通電極に接続するものである。
【００１９】本発明によれば、全ての発光ダイオードを
一定数の発光ダイオードからなるブロックに分割し、各
ブロックごとに各発光ダイオードのアノード同士を共通
電極に接続し、全てのブロックのｉ番目の発光ダイオー
ドのカソード同士を他の共通電極に接続することによ
り、発光ダイオードのマトリクスが構成される。この発
光ダイオードのマトリクスの各共通電極に電圧を印加す
ることで全発光ダイオードを個別に発光させることがで
きる。しかも発光ダイオードを個別に発光させるのに必
要な共通電極の数は、全発光ダイオードのカソードを共
通に接続して各発光ダイオードの各アノードに個別に電
圧を印加する従来例よりも少なくすることができ、ワイ
ヤボンディングの密度を下げることができる。したがっ
て減少した電極分だけ発光ダイオードの発光部の密度を
増加させることができる。
一定数の発光ダイオードからなるブロックに分割し、各
ブロックごとに各発光ダイオードのアノード同士を共通
電極に接続し、全てのブロックのｉ番目の発光ダイオー
ドのカソード同士を他の共通電極に接続することによ
り、発光ダイオードのマトリクスが構成される。この発
光ダイオードのマトリクスの各共通電極に電圧を印加す
ることで全発光ダイオードを個別に発光させることがで
きる。しかも発光ダイオードを個別に発光させるのに必
要な共通電極の数は、全発光ダイオードのカソードを共
通に接続して各発光ダイオードの各アノードに個別に電
圧を印加する従来例よりも少なくすることができ、ワイ
ヤボンディングの密度を下げることができる。したがっ
て減少した電極分だけ発光ダイオードの発光部の密度を
増加させることができる。
【００２０】本発明はｐ型を下（基板側）にした発光ダ
イオードである。類似の技術として特公平６−３８５１
６号公報が公開されているが、この従来技術はｎ型を下
（基板側）にした発光ダイオードであり、拡散によりｐ
型領域を形成する発光ダイオードを前提としたものと考
えられる。これに対し、本発明の図３に示したような構
造の場合、電流を斜めに流し光の取り出し部２１の下の
ｐ−ｎ接合で最も発光するようにするためには、ｐ型を
下（基板側）にする必要がある。それは、ＧａＡｓやＧ
ａＡｌＡｓではｎ型よりｐ型の方が抵抗が高いため電流
を斜めに流す効果が出しやすく、光出力を高くできるか
らである。発光ダイオードアレイにおいては光出力は印
刷速度等を決める重要なファクターであり、発光ダイオ
ードのｐ型を下（基板側）にすることには重要な意味が
ある。
イオードである。類似の技術として特公平６−３８５１
６号公報が公開されているが、この従来技術はｎ型を下
（基板側）にした発光ダイオードであり、拡散によりｐ
型領域を形成する発光ダイオードを前提としたものと考
えられる。これに対し、本発明の図３に示したような構
造の場合、電流を斜めに流し光の取り出し部２１の下の
ｐ−ｎ接合で最も発光するようにするためには、ｐ型を
下（基板側）にする必要がある。それは、ＧａＡｓやＧ
ａＡｌＡｓではｎ型よりｐ型の方が抵抗が高いため電流
を斜めに流す効果が出しやすく、光出力を高くできるか
らである。発光ダイオードアレイにおいては光出力は印
刷速度等を決める重要なファクターであり、発光ダイオ
ードのｐ型を下（基板側）にすることには重要な意味が
ある。
【００２１】請求項２に記載の本発明は、カソード用ボ
ンディングパッドを、各ブロックのカソード同士を接続
するためのカソード配線１本に対し、複数個設けた発光
ダイオードアレイである。特公平６−３８５１６号公報
では複式配線に対しボンディングパッドを１個しか設け
ていない。この従来技術ではワイヤボンディングの数が
大きく減らせるという利点がある反面、ワイヤボンディ
ングエリアから遠い発光ダイオードでは各ブロック間で
アノード同士を接続する金属配線の抵抗分電圧降下が起
こり、チップ内でのＶＦのばらつきが大きくなってしま
うという問題がある。特に、チップのコストを低く抑え
る方法として、金属配線の幅を細くすることによってチ
ップの幅を細くしたり、金の材料コストを低く抑えるた
めに金属配線の厚さを薄くしたりする必要があるため、
配線の抵抗が高くなり電圧降下の傾向は顕著となる。ま
た、チップの長さもチップ搭載のコストを抑えるために
長くする傾向があり、上記問題が発生しやすくなる。そ
こで、上記共通カソード配線１本に対しカソード用ボン
ディングパッドを複数個設けることは、チップ内の複数
の発光ダイオードのＶＦのばらつきを低く抑え安定して
動作するために非常に重要な意味がある。
ンディングパッドを、各ブロックのカソード同士を接続
するためのカソード配線１本に対し、複数個設けた発光
ダイオードアレイである。特公平６−３８５１６号公報
では複式配線に対しボンディングパッドを１個しか設け
ていない。この従来技術ではワイヤボンディングの数が
大きく減らせるという利点がある反面、ワイヤボンディ
ングエリアから遠い発光ダイオードでは各ブロック間で
アノード同士を接続する金属配線の抵抗分電圧降下が起
こり、チップ内でのＶＦのばらつきが大きくなってしま
うという問題がある。特に、チップのコストを低く抑え
る方法として、金属配線の幅を細くすることによってチ
ップの幅を細くしたり、金の材料コストを低く抑えるた
めに金属配線の厚さを薄くしたりする必要があるため、
配線の抵抗が高くなり電圧降下の傾向は顕著となる。ま
た、チップの長さもチップ搭載のコストを抑えるために
長くする傾向があり、上記問題が発生しやすくなる。そ
こで、上記共通カソード配線１本に対しカソード用ボン
ディングパッドを複数個設けることは、チップ内の複数
の発光ダイオードのＶＦのばらつきを低く抑え安定して
動作するために非常に重要な意味がある。
【００２２】また、請求項２に記載の本発明は、カソー
ド用ボンディングパッドとアノード用ボンディングパッ
ドは各発光部を結ぶ線を挟んで反対側に設けてある。こ
れはアノード用ボンディングパッドとドライバＩＣとを
接続し、カソード用ボンディングパッドとチップを搭載
するためのセラミック基板上の共通カソード配線とを接
続するのに都合が良いという意味がある。
ド用ボンディングパッドとアノード用ボンディングパッ
ドは各発光部を結ぶ線を挟んで反対側に設けてある。こ
れはアノード用ボンディングパッドとドライバＩＣとを
接続し、カソード用ボンディングパッドとチップを搭載
するためのセラミック基板上の共通カソード配線とを接
続するのに都合が良いという意味がある。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００２４】図１は本発明の発光ダイオードアレイの一
実施の形態を示す回路図である。
実施の形態を示す回路図である。
【００２５】発光ダイオードアレイのチップ内の全発光
ダイオードＤ（１，１）、Ｄ（１，２）、…、Ｄ（１，
ｎ）、Ｄ（２，１）、Ｄ（２，２）、…、Ｄ（２，
ｎ）、…、Ｄ（ｍ，１）、Ｄ（ｍ，２）、Ｄ（ｍ，
２）、…、Ｄ（ｍ，ｎ）はｍ個のブロックＢ1 、Ｂ2 、
…、Ｂm に分割されており、各ブロックＢ1 、Ｂ2 、
…、Ｂm内で各発光ダイオードＤ（１，１）〜Ｄ（ｍ，
ｎ）のアノードはｍ個の共通電極Ａ1 、Ａ2 、…、Ａm
にそれぞれ接続されている。全てのブロックＢ1 、
Ｂ2 、…、Ｂm のｉ番目の発光ダイオードＤ（ｉ，
１）、Ｄ（ｉ，２）、…、Ｄ（ｉ，ｎ）のカソードはｎ
個の共通電極Ｃ1 、Ｃ2 、…、Ｃn にそれぞれ接続され
ている。
ダイオードＤ（１，１）、Ｄ（１，２）、…、Ｄ（１，
ｎ）、Ｄ（２，１）、Ｄ（２，２）、…、Ｄ（２，
ｎ）、…、Ｄ（ｍ，１）、Ｄ（ｍ，２）、Ｄ（ｍ，
２）、…、Ｄ（ｍ，ｎ）はｍ個のブロックＢ1 、Ｂ2 、
…、Ｂm に分割されており、各ブロックＢ1 、Ｂ2 、
…、Ｂm内で各発光ダイオードＤ（１，１）〜Ｄ（ｍ，
ｎ）のアノードはｍ個の共通電極Ａ1 、Ａ2 、…、Ａm
にそれぞれ接続されている。全てのブロックＢ1 、
Ｂ2 、…、Ｂm のｉ番目の発光ダイオードＤ（ｉ，
１）、Ｄ（ｉ，２）、…、Ｄ（ｉ，ｎ）のカソードはｎ
個の共通電極Ｃ1 、Ｃ2 、…、Ｃn にそれぞれ接続され
ている。
【００２６】このような発光ダイオードアレイを発光情
報に応じて駆動させる方法としては、まず１番目のカソ
ードに接続された共通電極Ｃ1 をＯＮ（０Ｖ）にし、他
のカソードをＯＦＦ（５Ｖ）にした状態で、各アノード
に接続された共通電極Ａ1 〜Ａm に信号を送る。各アノ
ードへの信号として発光させたいドットに対応するアノ
ードをＯＮ（発光ダイオードの駆動電圧、例えば１．５
Ｖ）にし、発光させたくないドットに対応するアノード
をＯＦＦ（０Ｖ）とする。
報に応じて駆動させる方法としては、まず１番目のカソ
ードに接続された共通電極Ｃ1 をＯＮ（０Ｖ）にし、他
のカソードをＯＦＦ（５Ｖ）にした状態で、各アノード
に接続された共通電極Ａ1 〜Ａm に信号を送る。各アノ
ードへの信号として発光させたいドットに対応するアノ
ードをＯＮ（発光ダイオードの駆動電圧、例えば１．５
Ｖ）にし、発光させたくないドットに対応するアノード
をＯＦＦ（０Ｖ）とする。
【００２７】次に２番目のカソードに接続された共通電
極Ｃ2 をＯＮ（０Ｖ）にし、他のカソードに接続された
共通電極をＯＦＦ（５Ｖ）にした状態でアノードＡ1 〜
Ａmに信号を送る。
極Ｃ2 をＯＮ（０Ｖ）にし、他のカソードに接続された
共通電極をＯＦＦ（５Ｖ）にした状態でアノードＡ1 〜
Ａmに信号を送る。
【００２８】同様の動作をｎ番目のカソードに接続され
た共通電極Ｃn まで行うことにより、全ドットの発光情
報を送ることができる。
た共通電極Ｃn まで行うことにより、全ドットの発光情
報を送ることができる。
【００２９】本発明の発光ダイオードアレイによれば、
全ての発光ダイオードＤ（１、１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）を一
定数の発光ダイオードからなるブロックＢ1 〜Ｂm に分
割し、各ブロックＢ1 〜Ｂm ごとに各発光ダイオードＤ
（１、１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）のアノード同士を共通電極Ａ
1 〜Ａm に接続し、全てのブロックＢ1 〜Ｂm のｉ番目
の発光ダイオードＤ（ｍ、ｉ）のカソード同士を他の共
通電極Ｃ1 〜Ｃn に接続することにより、発光ダイオー
ドＤ（１、１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）のマトリクスが構成され
る。このマトリクスの各共通電極Ａ1 〜Ａm とＣ1 〜Ｃ
n との間に電圧を印加することで全発光ダイオードＤ
（１、１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）を個別に発光させることがで
きる。しかも発光ダイオードＤ（１、１）〜Ｄ（ｍ、
ｎ）を個別に発光させるのに必要な共通電極Ａ1 〜
Ａm 、Ｃ1 〜Ｃn の数は、全発光ダイオードＤ（１、
１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）のカソードを共通に接続して各発光
ダイオードＤ（１、１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）の各アノードに
個別に電圧を印加する従来例よりも少なくすることがで
き、ワイヤボンディングの密度を下げることができる。
したがって減少した電極分だけ発光ダイオードＤ（１、
１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）の発光部の密度を増加させることが
できる。
全ての発光ダイオードＤ（１、１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）を一
定数の発光ダイオードからなるブロックＢ1 〜Ｂm に分
割し、各ブロックＢ1 〜Ｂm ごとに各発光ダイオードＤ
（１、１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）のアノード同士を共通電極Ａ
1 〜Ａm に接続し、全てのブロックＢ1 〜Ｂm のｉ番目
の発光ダイオードＤ（ｍ、ｉ）のカソード同士を他の共
通電極Ｃ1 〜Ｃn に接続することにより、発光ダイオー
ドＤ（１、１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）のマトリクスが構成され
る。このマトリクスの各共通電極Ａ1 〜Ａm とＣ1 〜Ｃ
n との間に電圧を印加することで全発光ダイオードＤ
（１、１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）を個別に発光させることがで
きる。しかも発光ダイオードＤ（１、１）〜Ｄ（ｍ、
ｎ）を個別に発光させるのに必要な共通電極Ａ1 〜
Ａm 、Ｃ1 〜Ｃn の数は、全発光ダイオードＤ（１、
１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）のカソードを共通に接続して各発光
ダイオードＤ（１、１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）の各アノードに
個別に電圧を印加する従来例よりも少なくすることがで
き、ワイヤボンディングの密度を下げることができる。
したがって減少した電極分だけ発光ダイオードＤ（１、
１）〜Ｄ（ｍ、ｎ）の発光部の密度を増加させることが
できる。
【００３０】次にこのような回路を実現するための発光
ダイオードアレイの構造及び製造方法について図２、図
３及び図４を参照して説明する。
ダイオードアレイの構造及び製造方法について図２、図
３及び図４を参照して説明する。
【００３１】図２は本発明の発光ダイオードアレイの製
造方法を適用した発光ダイオードアレイの平面図であ
る。図３は図２に示した発光ダイオードアレイのＣ−Ｃ
線断面図である。図４は図２のＤ−Ｄ線部分断面図であ
る。
造方法を適用した発光ダイオードアレイの平面図であ
る。図３は図２に示した発光ダイオードアレイのＣ−Ｃ
線断面図である。図４は図２のＤ−Ｄ線部分断面図であ
る。
【００３２】図３に示す半絶縁性ＧａＡｓ基板１１の
（１００）表面上にＭＯＣＶＤ法により、高抵抗のアン
ドープＧａＡｓバッファ層１２、ｐ型ＧａＡｓ層１３、
ｐ型ＧａＡｌＡｓ層１４、ｎ型ＧａＡｌＡｓ層１５及び
ｎ型ＧａＡｓ層１６を順次成長させる。
（１００）表面上にＭＯＣＶＤ法により、高抵抗のアン
ドープＧａＡｓバッファ層１２、ｐ型ＧａＡｓ層１３、
ｐ型ＧａＡｌＡｓ層１４、ｎ型ＧａＡｌＡｓ層１５及び
ｎ型ＧａＡｓ層１６を順次成長させる。
【００３３】最上層であるｎ型ＧａＡｓ層１６は、光を
遮断する性質があるため、発光部２１に位置するｎ型Ｇ
ａＡｓ層１６はウェットエッチングにより除去する。
遮断する性質があるため、発光部２１に位置するｎ型Ｇ
ａＡｓ層１６はウェットエッチングにより除去する。
【００３４】各発光ダイオードのカソード部分を分離す
るためウエットエッチングによりメサ・エッチング溝
（分離溝）２５を形成する。このとき各発光ダイオード
間の分離溝２５は図４に示すように逆メサ形状となる。
なお、分離溝２５の深さはｐ型ＧａＡｓ層１３が露出す
る程度の深さとする。
るためウエットエッチングによりメサ・エッチング溝
（分離溝）２５を形成する。このとき各発光ダイオード
間の分離溝２５は図４に示すように逆メサ形状となる。
なお、分離溝２５の深さはｐ型ＧａＡｓ層１３が露出す
る程度の深さとする。
【００３５】各ブロックＢ1 、Ｂ2 、…、Ｂm 間のアノ
ードを電気的に絶縁するためウエットエッチングにより
メサ・エッチング溝２６を形成する。メサ・エッチング
溝２６の深さはｐ型ＧａＡｓ層１３より深くなるように
する。
ードを電気的に絶縁するためウエットエッチングにより
メサ・エッチング溝２６を形成する。メサ・エッチング
溝２６の深さはｐ型ＧａＡｓ層１３より深くなるように
する。
【００３６】全表面を覆うようにＣＶＤによりＳｉＯ2
膜１７を成長させる。
膜１７を成長させる。
【００３７】各ブロックＢ1 〜Ｂm のカソード同士を接
続するため、Ａｕを蒸着した後パターンエッチングする
ことにより共通カソード配線２４を形成する。
続するため、Ａｕを蒸着した後パターンエッチングする
ことにより共通カソード配線２４を形成する。
【００３８】再度全表面を覆うようにＣＶＤによりＳｉ
Ｏ2 膜１８を成長させる。
Ｏ2 膜１８を成長させる。
【００３９】アノード電極２３とカソード電極２２とが
形成される部分のＳｉＯ2 膜１７、１８をフッ酸により
除去する。アノード電極２３はｐ型ＧａＡｓ層１３の上
にＡｕＺｎ／Ｎｉ／Ａｕを蒸着し、アロイ化することに
より形成される。またカソード電極２２はｎ型ＧａＡｓ
層１６の上にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕを蒸着し、アロイ化
することにより形成される。
形成される部分のＳｉＯ2 膜１７、１８をフッ酸により
除去する。アノード電極２３はｐ型ＧａＡｓ層１３の上
にＡｕＺｎ／Ｎｉ／Ａｕを蒸着し、アロイ化することに
より形成される。またカソード電極２２はｎ型ＧａＡｓ
層１６の上にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕを蒸着し、アロイ化
することにより形成される。
【００４０】各カソード電極２２と他の共通電極として
のカソード用ボンディングパッド２８とを結ぶラインと
共通カソード配線２４とを接続するためのスルーホール
２７をフッ酸でエッチングすることにより形成する。
のカソード用ボンディングパッド２８とを結ぶラインと
共通カソード配線２４とを接続するためのスルーホール
２７をフッ酸でエッチングすることにより形成する。
【００４１】全面にＡｕを蒸着した後、パターンエッチ
ングすることによりカソード用ボンディングパッド２
８、共通電極としてのアノード用ボンディングパッド２
９、各カソード電極２２とカソード用ボンディングパッ
ドとを結ぶラインを形成する。
ングすることによりカソード用ボンディングパッド２
８、共通電極としてのアノード用ボンディングパッド２
９、各カソード電極２２とカソード用ボンディングパッ
ドとを結ぶラインを形成する。
【００４２】なお、カソード用ボンディングパッド２８
とアノード用ボンディングパッド２９とは、各発光部２
１を結ぶ線を挟んで反対側に設ける。また、カソード用
ボンディングパッド２８は各ブロックのカソード同士を
接続するための共通カソード配線２４の１本に対し複数
個設ける。
とアノード用ボンディングパッド２９とは、各発光部２
１を結ぶ線を挟んで反対側に設ける。また、カソード用
ボンディングパッド２８は各ブロックのカソード同士を
接続するための共通カソード配線２４の１本に対し複数
個設ける。
【００４３】これらの各層１２〜２９が形成された半絶
縁性ＧａＡｓ基板１１をダイシングによりチップに切
断、分離することにより、複数の発光部２１が長手方向
に一列に並ぶ高密度の発光ダイオードアレイチップが形
成される。
縁性ＧａＡｓ基板１１をダイシングによりチップに切
断、分離することにより、複数の発光部２１が長手方向
に一列に並ぶ高密度の発光ダイオードアレイチップが形
成される。
【００４４】なお、本実施の形態では半絶縁性ＧａＡｓ
基板の上にバッファ層として高抵抗のアンドープＧａＡ
ｓ層を形成した場合で説明したが、ｎ型ＧａＡｓ層、ｎ
型のＧａＡｌＡｓ層又は高抵抗のアンドープＧａＡｌＡ
ｓ層をバッファ層としてもよい。その場合は、基板に電
流が流れないので基板としては半絶縁性基板には限定せ
ず導電性基板でも可能である。
基板の上にバッファ層として高抵抗のアンドープＧａＡ
ｓ層を形成した場合で説明したが、ｎ型ＧａＡｓ層、ｎ
型のＧａＡｌＡｓ層又は高抵抗のアンドープＧａＡｌＡ
ｓ層をバッファ層としてもよい。その場合は、基板に電
流が流れないので基板としては半絶縁性基板には限定せ
ず導電性基板でも可能である。
【００４５】さらに、本実施の形態では半絶縁性ＧａＡ
ｓ基板の上にバッファ層を形成したが、バッファ層を形
成せずにｐ型オーミック層を形成してもよい。またさら
に基板としてｎ型のＧａＡｓ基板を用いてもよく、この
場合にもバッファ層を形成してもバッファ層を形成せず
ｐ型オーミック層を形成してもよい。
ｓ基板の上にバッファ層を形成したが、バッファ層を形
成せずにｐ型オーミック層を形成してもよい。またさら
に基板としてｎ型のＧａＡｓ基板を用いてもよく、この
場合にもバッファ層を形成してもバッファ層を形成せず
ｐ型オーミック層を形成してもよい。
【００４６】また、本実施の形態ではＧａＡｌＡｓ系の
発光ダイオードの場合で説明したが、ＡｌＧａＩｎＰ系
の発光ダイオードであっても同様の効果が得られる。
発光ダイオードの場合で説明したが、ＡｌＧａＩｎＰ系
の発光ダイオードであっても同様の効果が得られる。
【００４７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００４８】ボンディングワイヤの密度を上げることな
く発光部の密度を上げることができる発光ダイオードア
レイの提供を実現することができる。
く発光部の密度を上げることができる発光ダイオードア
レイの提供を実現することができる。
【図１】本発明の発光ダイオードアレイの一実施の形態
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２】本発明の発光ダイオードアレイの製造方法を適
用した発光ダイオードアレイの平面図である。
用した発光ダイオードアレイの平面図である。
【図３】図２に示した発光ダイオードアレイのＣ−Ｃ線
断面図である。
断面図である。
【図４】図２のＤ−Ｄ線部分断面図である。
【図５】従来の発光ダイオードアレイの上面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線部分断面図である。
Ａ1 〜Ａm 共通電極 Ｂ1 〜Ｂm ブロック Ｃ1 〜Ｃn 共通電極 Ｄ（１、１）〜Ｄ（ｍ、ｎ） 発光ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 雅弘 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 小泉 玄太 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 松田 孝順 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 行本 富久 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 Ｆターム(参考） 5F041 AA04 CA35 CA36 CA91 CA98 CB23 CB25 FF13
Claims (9)
- 【請求項１】 ＧａＡｓ基板上に複数のエピタキシャル
層が積層され、メサ・エッチング溝により分割されて一
列に並ぶ複数の発光ダイオードが形成された発光ダイオ
ードアレイにおいて、全ての発光ダイオードが一定数の
発光ダイオードからなるブロックに分割され、各ブロッ
クごとに各発光ダイオードのアノード同士が共通電極に
接続され、全てのブロックのｉ番目の発光ダイオードの
カソード同士が共通カソード配線により接続され、該共
通カソード配線に他の共通電極が接続されていることを
特徴とする発光ダイオードアレイ。 - 【請求項２】 上記共通電極と上記他の共通電極とが同
一平面上に設けられていると共に、複数の発光ダイオー
ドを結ぶ線を挟んでそれぞれ反対側に配置され、他の共
通電極は共通カソード配線１本に対し複数設けられてい
る請求項１に記載の発光ダイオードアレイ。 - 【請求項３】 一列に並ぶ複数の発光ダイオード間を電
気的に分離するためのメサ・エッチング溝が逆メサ方向
のエッチング溝であり、複数の発光ダイオードの配列方
向と直交するメサ・エッチング溝が順メサ方向のエッチ
ング溝である請求項１に記載の発光ダイオードアレイ。 - 【請求項４】 半絶縁性ＧａＡｓ基板上にｐ型オーミッ
クコンタクト層、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層、ｎ型オ
ーミックコンタクト層が順次エピタキシャル成長された
請求項１に記載の発光ダイオードアレイ。 - 【請求項５】 ｎ型ＧａＡｓ基板上にｐ型オーミックコ
ンタクト層、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層、ｎ型オーミ
ックコンタクト層が順次エピタキシャル成長された請求
項１に記載の発光ダイオードアレイ。 - 【請求項６】 ＧａＡｓ基板上に、ｎ型のＧａＡｓ、ｎ
型のＧａＡｌＡｓ、高抵抗ＧａＡｓまたは高抵抗ＧａＡ
ｌＡｓからなるバッファ層が形成され、そのバッファ層
の上にｐ型オーミックコンタクト層、ｐ型半導体層、ｎ
型半導体層、ｎ型オーミックコンタクト層が順次エピタ
キシャ成長された請求項１に記載の発光ダイオードアレ
イ。 - 【請求項７】 各ブロック間でアノードを分離するため
のメサ・エッチング溝がｐ型オーミックコンタクト層よ
り深く形成されている請求項１に記載の発光ダイオード
アレイ。 - 【請求項８】 発光ダイオードの結晶構造がＧａＡｌＡ
ｓ系またはＡｌＧａＩｎＰ系のダブルヘテロ構造である
請求項１に記載の発光ダイオードアレイ。 - 【請求項９】 ＧａＡｓ基板上に複数のエピタキシャル
層を積層し、メサ・エッチング溝により分割して一列に
並ぶ複数の発光ダイオードを形成する発光ダイオードア
レイの製造方法において、全ての発光ダイオードを一定
数の発光ダイオードからなるブロックに分割し、各ブロ
ックごとに各発光ダイオードのアノード同士を共通電極
に接続し、全てのブロックのｉ番目の発光ダイオードの
カソード同士を共通カソード配線に接続し、該共通カソ
ード配線に他の共通電極を接続することを特徴とする発
光ダイオードアレイの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22129799A JP2001044504A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 発光ダイオードアレイ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22129799A JP2001044504A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 発光ダイオードアレイ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044504A true JP2001044504A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16764591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22129799A Pending JP2001044504A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 発光ダイオードアレイ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001044504A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007299955A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Kyocera Corp | 電子装置、発光装置および画像形成装置 |
| JP2007305708A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子アレイおよびこれを用いた照明用器具 |
-
1999
- 1999-08-04 JP JP22129799A patent/JP2001044504A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007299955A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Kyocera Corp | 電子装置、発光装置および画像形成装置 |
| JP2007305708A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子アレイおよびこれを用いた照明用器具 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040420 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050405 |