JP2840240B2 - 光プリンタ用発光ダイオードアレイ - Google Patents
光プリンタ用発光ダイオードアレイInfo
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- JP2840240B2 JP2840240B2 JP25399987A JP25399987A JP2840240B2 JP 2840240 B2 JP2840240 B2 JP 2840240B2 JP 25399987 A JP25399987 A JP 25399987A JP 25399987 A JP25399987 A JP 25399987A JP 2840240 B2 JP2840240 B2 JP 2840240B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- emitting diode
- diode array
- growth layer
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
- B41J2/447—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
- B41J2/45—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は気相エピタキシャル半導体基板を用いた光プ
リンタ用発光ダイオードアレイに関する。 （ロ）従来の技術 従来より光プリンタに用いる発光ダイオードアレイ
は、特開昭61-237483号公報や特開昭61-258481号公報に
示されるように、半導体ウエハから切り出されたモノリ
シック形の発光ダイオードアレイを用いている。これは
第４図に示す様にサブストレイト（10）上に気相エピタ
キシャル成長された成長層（11）を設け、その成長層
（11）の表面に選択拡散等により発光領域（12）を設
け、１素子あたりの長さが４〜10mmになるようにダイシ
ング、スクライプ、レーザ切断等により切りだしたもの
である。 このような発光ダイオードアレイ（素子）を１列に並
べてもしくは光学的手段を用いて、発光領域が光プリン
タの主走査長になるように整列させて用いる場合が多
い。ところが第５図に示す様に１素子内で発光領域の輝
度変化があり、発光ダイオードアレイの配列によっては
素子間（継目）での輝度変化量が著しく大きくなる。こ
れは印字濃度差、あるいは感光体との組合せによって印
写ドットの大きさの差となってあらわれるので、印写品
位を劣化させ不都合である。 このような輝度の不均一性をあらためるために発光領
域毎に駆動電流の大きさの制御する方法があるが、電流
制限手段の調整が煩雑になったり、点灯制御に時間がか
かって印写速度が低速になったりするので好ましくな
い。 （ハ）発明が解決しようとする問題点 そこで上述した輝度の不均一性の原因について検討し
たところ、気相エピタキシャルの成長層の関係がある事
がわかった。これを説明すると、発光特性はいうまでも
なく成長層と拡散等の領域の結晶性等に依存して定ま
り、これらの状態や特性が均一であれば発光特性も同様
に均一になる。ところが拡散・選択エピタキシャル等の
領域は数μｍの制御が可能であって、均一化制御は比較
的容易であるが、成長層は化合物半導体の混晶比の制御
も含まれるので薄い層にすることができない。そこでこ
のような成長層は60μｍ以上の層となるが、第６図
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように気相エピタキシャル成
長の反応ガス（ｇ）の流れ方向、流速および流量によっ
て成長層（61）の厚みや結晶性が影響をうける。一般に
結晶性が悪くなると発光特性が著しく低下するので結晶
性を良くしようとすると同図に示したいずれかの成長方
法が選ばれ、図の如く成長層（61）の厚みがウエハ内で
変化することになる。このような成長層（61）の厚みの
変化は不純物濃度差や欠陥数にも影響し、それによって
発光特性も影響をうけることが確認できた。 本発明は上述の点に基づいて１素子内の輝度不均一性
をあらためようとするものである。 （ニ）問題点を解決するための手段 本発明は上述の成長層と発光特性との関係および、輝
度は電流密度に略比例することに着目してなされたもの
で、前記発光領域の面積を前記成長層の厚みの変化に対
応して漸次もしくは段階的に変化させたものである。 （ホ）作用 これによりウエハ内で平均化された発光特性を得るこ
とができるから、これを切り出すことによって得られる
発光ダイオードアレイにおいても略均一な輝度の発光部
整列体を得ることができる。 （ヘ）実施例 第１図は本発明実施例の光プリンタ用発光ダイオード
アレイの平面図で、GaAs上にGaAsPが気相エピタキシャ
ル成長された成長層（１）の表面に選択拡散法により発
光領域（２）が形成され、その発光領域（２）にオーミ
ック接触された電極（個別電極）（３）が設けられてい
る。 ここにおいて発光領域（２）は、大きさの一定した、
印写ドットに対応する角形の露出部（21）と電極（３）
の下に位置するオーミック部（22）から、オーミック部
（22）は、図の右側から左側に向って成長層（１）の厚
みに略反比例する様に漸次大面積となっている。 例えば光プリンタの解像度が12ドット/mm、１列配置6
4発光領域の発光ダイオードアレイで成長層（１）の厚
みが20μｍ変化している素子を例にとると発光領域
（２）の露出部（21）はいずれも50×60μｍの大きさで
あるが、オーミック部（22）は厚い方（図の右側）で60
0μm2、薄い方で1200μm2としてある。発光領域（２）
の面積が大きくなると単位面積あたりの電流密度が小さ
くなり、輝度は電流密度に依存するから、輝度が低下す
る。上述した大きさで素子の両端の輝度差は面積比から
10％減少（若しくは増加）することになるが成長層条件
により64個の発光領域の各々は全体で±３％以内の輝度
ばらつきとなった。 尚輝度が高いとドットが大きく投影される光学系や感
光面を用いる光プリンタには、第２図に示すように高輝
度の方は小さい発光領域露出部（23）、低濃度に方には
大きい発光領域露出部（23）としてもよい。また発光領
域の面積を漸次変化させるかわりに段階的に、例えばｎ
個毎にｘ％ずつという形で変化させてもよい。 これらの実施例においては、第３図に示すように、気
相エピタキシャル成長層の層厚が厚くなるに従って輝度
低下が認められる傾向があるので、これを利用したもの
である。このように気相エピタキシャル成長の同一の装
置、成長プロセスにあるウエハの特性を調べておけば、
各ウエハの厚みの分布を確認するのみで拡散マスク等の
セットを行うことができ、この作業は煩雑なものではな
くなる。 （ト）発明の効果 以上の如くにより、気相成長によって表面のあれや結
晶性をよくし、そのかわりに発光特性に対する成長層の
均一性が損なわれた場合であっても、整列された発光領
域を有する発光ダイオードアレイの輝度分布を均一化
し、もって主走査長の光プリンタヘッド等複数の発光ダ
イオードアレイを用いる時でも継目等での急激な輝度変
化をなくすることができる。
リンタ用発光ダイオードアレイに関する。 （ロ）従来の技術 従来より光プリンタに用いる発光ダイオードアレイ
は、特開昭61-237483号公報や特開昭61-258481号公報に
示されるように、半導体ウエハから切り出されたモノリ
シック形の発光ダイオードアレイを用いている。これは
第４図に示す様にサブストレイト（10）上に気相エピタ
キシャル成長された成長層（11）を設け、その成長層
（11）の表面に選択拡散等により発光領域（12）を設
け、１素子あたりの長さが４〜10mmになるようにダイシ
ング、スクライプ、レーザ切断等により切りだしたもの
である。 このような発光ダイオードアレイ（素子）を１列に並
べてもしくは光学的手段を用いて、発光領域が光プリン
タの主走査長になるように整列させて用いる場合が多
い。ところが第５図に示す様に１素子内で発光領域の輝
度変化があり、発光ダイオードアレイの配列によっては
素子間（継目）での輝度変化量が著しく大きくなる。こ
れは印字濃度差、あるいは感光体との組合せによって印
写ドットの大きさの差となってあらわれるので、印写品
位を劣化させ不都合である。 このような輝度の不均一性をあらためるために発光領
域毎に駆動電流の大きさの制御する方法があるが、電流
制限手段の調整が煩雑になったり、点灯制御に時間がか
かって印写速度が低速になったりするので好ましくな
い。 （ハ）発明が解決しようとする問題点 そこで上述した輝度の不均一性の原因について検討し
たところ、気相エピタキシャルの成長層の関係がある事
がわかった。これを説明すると、発光特性はいうまでも
なく成長層と拡散等の領域の結晶性等に依存して定ま
り、これらの状態や特性が均一であれば発光特性も同様
に均一になる。ところが拡散・選択エピタキシャル等の
領域は数μｍの制御が可能であって、均一化制御は比較
的容易であるが、成長層は化合物半導体の混晶比の制御
も含まれるので薄い層にすることができない。そこでこ
のような成長層は60μｍ以上の層となるが、第６図
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように気相エピタキシャル成
長の反応ガス（ｇ）の流れ方向、流速および流量によっ
て成長層（61）の厚みや結晶性が影響をうける。一般に
結晶性が悪くなると発光特性が著しく低下するので結晶
性を良くしようとすると同図に示したいずれかの成長方
法が選ばれ、図の如く成長層（61）の厚みがウエハ内で
変化することになる。このような成長層（61）の厚みの
変化は不純物濃度差や欠陥数にも影響し、それによって
発光特性も影響をうけることが確認できた。 本発明は上述の点に基づいて１素子内の輝度不均一性
をあらためようとするものである。 （ニ）問題点を解決するための手段 本発明は上述の成長層と発光特性との関係および、輝
度は電流密度に略比例することに着目してなされたもの
で、前記発光領域の面積を前記成長層の厚みの変化に対
応して漸次もしくは段階的に変化させたものである。 （ホ）作用 これによりウエハ内で平均化された発光特性を得るこ
とができるから、これを切り出すことによって得られる
発光ダイオードアレイにおいても略均一な輝度の発光部
整列体を得ることができる。 （ヘ）実施例 第１図は本発明実施例の光プリンタ用発光ダイオード
アレイの平面図で、GaAs上にGaAsPが気相エピタキシャ
ル成長された成長層（１）の表面に選択拡散法により発
光領域（２）が形成され、その発光領域（２）にオーミ
ック接触された電極（個別電極）（３）が設けられてい
る。 ここにおいて発光領域（２）は、大きさの一定した、
印写ドットに対応する角形の露出部（21）と電極（３）
の下に位置するオーミック部（22）から、オーミック部
（22）は、図の右側から左側に向って成長層（１）の厚
みに略反比例する様に漸次大面積となっている。 例えば光プリンタの解像度が12ドット/mm、１列配置6
4発光領域の発光ダイオードアレイで成長層（１）の厚
みが20μｍ変化している素子を例にとると発光領域
（２）の露出部（21）はいずれも50×60μｍの大きさで
あるが、オーミック部（22）は厚い方（図の右側）で60
0μm2、薄い方で1200μm2としてある。発光領域（２）
の面積が大きくなると単位面積あたりの電流密度が小さ
くなり、輝度は電流密度に依存するから、輝度が低下す
る。上述した大きさで素子の両端の輝度差は面積比から
10％減少（若しくは増加）することになるが成長層条件
により64個の発光領域の各々は全体で±３％以内の輝度
ばらつきとなった。 尚輝度が高いとドットが大きく投影される光学系や感
光面を用いる光プリンタには、第２図に示すように高輝
度の方は小さい発光領域露出部（23）、低濃度に方には
大きい発光領域露出部（23）としてもよい。また発光領
域の面積を漸次変化させるかわりに段階的に、例えばｎ
個毎にｘ％ずつという形で変化させてもよい。 これらの実施例においては、第３図に示すように、気
相エピタキシャル成長層の層厚が厚くなるに従って輝度
低下が認められる傾向があるので、これを利用したもの
である。このように気相エピタキシャル成長の同一の装
置、成長プロセスにあるウエハの特性を調べておけば、
各ウエハの厚みの分布を確認するのみで拡散マスク等の
セットを行うことができ、この作業は煩雑なものではな
くなる。 （ト）発明の効果 以上の如くにより、気相成長によって表面のあれや結
晶性をよくし、そのかわりに発光特性に対する成長層の
均一性が損なわれた場合であっても、整列された発光領
域を有する発光ダイオードアレイの輝度分布を均一化
し、もって主走査長の光プリンタヘッド等複数の発光ダ
イオードアレイを用いる時でも継目等での急激な輝度変
化をなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の光プリンタ用発光ダイオードア
レイの平面図、第２図は他の実施例の平面図、第３図は
成長層の厚み（層厚）と輝度との特性図、第４図は発光
ダイオードアレイの斜視図、第５図は従来の発光ダイオ
ードアレイを用いた光プリンタヘッドの位置と輝度の特
性図、第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）は気相エピタキシャル
成長の反応ガスと成長層の説明図である。 （１）……成長層、（２）……発光領域、（21）（23）
……（発光領域の）露出部、（22）（24）……（発光領
域の）オーミック部、（３）……電極。
レイの平面図、第２図は他の実施例の平面図、第３図は
成長層の厚み（層厚）と輝度との特性図、第４図は発光
ダイオードアレイの斜視図、第５図は従来の発光ダイオ
ードアレイを用いた光プリンタヘッドの位置と輝度の特
性図、第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）は気相エピタキシャル
成長の反応ガスと成長層の説明図である。 （１）……成長層、（２）……発光領域、（21）（23）
……（発光領域の）露出部、（22）（24）……（発光領
域の）オーミック部、（３）……電極。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．気相エピタキシャル成長された成長層を有した化合
物半導体の基板と、該基板の成長層の表面に整列して設
けられた複数の発光領域と、該発光領域にオーミック接
触された電極とを具備した光プリンタ用発光ダイオード
アレイにおいて、前記発光領域は前記成長層の厚みに略
反比例する様に漸次若しくは段階的に面積が変化してい
る事を特徴とする光プリンタ用発光ダイオードアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25399987A JP2840240B2 (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 光プリンタ用発光ダイオードアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25399987A JP2840240B2 (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 光プリンタ用発光ダイオードアレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0195071A JPH0195071A (ja) | 1989-04-13 |
| JP2840240B2 true JP2840240B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=17258856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25399987A Expired - Lifetime JP2840240B2 (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 光プリンタ用発光ダイオードアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2840240B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02273256A (ja) * | 1989-04-14 | 1990-11-07 | Rohm Co Ltd | 光プリントヘッド |
| KR100853065B1 (ko) | 2001-01-16 | 2008-08-19 | 다이셀 에보닉 가부시키가이샤 | 복합체 및 그의 제조 방법 |
-
1987
- 1987-10-08 JP JP25399987A patent/JP2840240B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0195071A (ja) | 1989-04-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |