JP3485788B2 - 発光ダイオードアレイ及び光プリントヘッド - Google Patents
発光ダイオードアレイ及び光プリントヘッドInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
- H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
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- 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
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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
イ及びそれを備える光プリントヘッドに関する。
イ及びそれを備える光プリントヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオード（light emitting diod
e：ＬＥＤという）素子は、発光が鮮やかであること、
駆動電圧が低く周辺回路が容易になるなどの理由により
従来より表示デバイスとして幅広く使用されている。
e：ＬＥＤという）素子は、発光が鮮やかであること、
駆動電圧が低く周辺回路が容易になるなどの理由により
従来より表示デバイスとして幅広く使用されている。
【０００３】電子写真方式を採用した光プリンタ等の光
源等への応用を目的として、発光ダイオードアレイを用
いた光プリントヘッドの研究が盛んに行われている。
源等への応用を目的として、発光ダイオードアレイを用
いた光プリントヘッドの研究が盛んに行われている。
【０００４】自己発光型の発光ダイオードアレイを光源
とした光プリンタは、画像信号に応じて発光ダイオード
アレイの各ドットを発光させ、分布屈折率レンズなどの
等倍結像素子により、感光体ドラム上に露光して静電潜
像を形成し、現像器でトナーを選択的に付着させたあ
と、普通紙などに付着したトナーを転写させることによ
り印字を行うものである。
とした光プリンタは、画像信号に応じて発光ダイオード
アレイの各ドットを発光させ、分布屈折率レンズなどの
等倍結像素子により、感光体ドラム上に露光して静電潜
像を形成し、現像器でトナーを選択的に付着させたあ
と、普通紙などに付着したトナーを転写させることによ
り印字を行うものである。
【０００５】発光ダイオードアレイを用いたへッドは、
（１）可動部がなく、かつ構成部品も少ないことから、
小型化が可能となる、（２）アレイチップの接続によ
り、長尺化が容易であるなどの特長を持つ。
（１）可動部がなく、かつ構成部品も少ないことから、
小型化が可能となる、（２）アレイチップの接続によ
り、長尺化が容易であるなどの特長を持つ。
【０００６】ところで、発光領域の密度が例えば６００
ｄｐｉの発光ダイオードアレイは、発光領域のピッチが
４２〜４３μｍとなり、発光領域の幅は、発光領域間の
非発光領域の幅を考慮すると前記ピッチよりもさらに短
くなる。また、発光領域上の電極は、その電極幅が４２
〜４３μｍ以下の幅で、４２〜４３μｍのピッチで形成
されることになる。そして、発光領域上の電極と接続す
る配線用の電極は、ピッチが４２〜４３μｍかそれ以下
で、幅が４２〜４３μｍ以下の細幅に形成され、ボンデ
ィング用の幅広電極（パッド）に接続される。このよう
に電極配線が形成された発光ダイオードアレイとこの発
光ダイオードアレイを駆動する例えば駆動素子とは、ワ
イヤボンディング等によって電気的に接続する必要があ
る。
ｄｐｉの発光ダイオードアレイは、発光領域のピッチが
４２〜４３μｍとなり、発光領域の幅は、発光領域間の
非発光領域の幅を考慮すると前記ピッチよりもさらに短
くなる。また、発光領域上の電極は、その電極幅が４２
〜４３μｍ以下の幅で、４２〜４３μｍのピッチで形成
されることになる。そして、発光領域上の電極と接続す
る配線用の電極は、ピッチが４２〜４３μｍかそれ以下
で、幅が４２〜４３μｍ以下の細幅に形成され、ボンデ
ィング用の幅広電極（パッド）に接続される。このよう
に電極配線が形成された発光ダイオードアレイとこの発
光ダイオードアレイを駆動する例えば駆動素子とは、ワ
イヤボンディング等によって電気的に接続する必要があ
る。
【０００７】現在最も幅の狭いボンディングを行うこと
が可能なステッチボンディングでも、ボンディング幅は
４０μｍであり、ボンディング装置の位置精度を考慮す
ると更に２０μｍ程度の幅が必要となる。つまり、ボン
ディング用電極の幅としては、少なくとも６０μｍ程度
を確保する必要がある。
が可能なステッチボンディングでも、ボンディング幅は
４０μｍであり、ボンディング装置の位置精度を考慮す
ると更に２０μｍ程度の幅が必要となる。つまり、ボン
ディング用電極の幅としては、少なくとも６０μｍ程度
を確保する必要がある。
【０００８】したがって、例えば６００ｄｐｉ以上のよ
うな高密度発光ダイオードアレイの場合では、ボンディ
ング用の電極を一列に配列するとワイヤボンディングが
困難であるので、千鳥状の２列に配列してボンディング
用の電極ピッチを大きくしているが、それにも係わら
ず、ボンディング用電極の幅は６０μｍ程度しか確保す
ることができないので、発光ダイオードアレイと駆動素
子とをワイヤボンディングによって配線するのは極めて
困難になりつつある。
うな高密度発光ダイオードアレイの場合では、ボンディ
ング用の電極を一列に配列するとワイヤボンディングが
困難であるので、千鳥状の２列に配列してボンディング
用の電極ピッチを大きくしているが、それにも係わら
ず、ボンディング用電極の幅は６０μｍ程度しか確保す
ることができないので、発光ダイオードアレイと駆動素
子とをワイヤボンディングによって配線するのは極めて
困難になりつつある。
【０００９】従来のこの種の光プリンタ用発光ダイオー
ド（アレイ）として、例えば、実公平７−３６７５４
号、特開平５−３４７４３０号、特開平５−１５５０６
３号各公報に開示されたものがある。
ド（アレイ）として、例えば、実公平７−３６７５４
号、特開平５−３４７４３０号、特開平５−１５５０６
３号各公報に開示されたものがある。
【００１０】図４は上記公報記載の光プリンタ用発光ダ
イオードアレイを示す平面図であり、図５は図４のＡ−
Ａ’矢視断面図である。
イオードアレイを示す平面図であり、図５は図４のＡ−
Ａ’矢視断面図である。
【００１１】これらの図において、１はＧａＰ，ＧａＡ
ｓＰ，ＧａＡｌＡｓ，ＧａＡｓ等からなる化合物半導体
であり、その表面には１列又は千鳥状に整列した複数の
発光領域１１を選択的拡散によって形成している。２，
３，４は化合物半導体１の表面に順次積層して設けられ
たＳｉ3Ｎ4，ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3等からなる絶縁膜であ
る。これら絶縁膜２，３，４は、発光領域の選択拡散膜
や化合物半導体表面の保護膜、ピンホール対策膜や配線
補強下地膜、光取出し・輝度調整膜等の目的で複数層設
けられる。５は絶縁膜２，３の上に積層され、発光領域
１１にオーミック接触の取られたＡｌ等からなる電極層
であり、発光領域に接続する電極、ボンディング用の電
極、これらを接続する配線用の電極となる。６は化合物
半導体１の裏面に設けられたＡｕ等からなる共通電極で
ある。
ｓＰ，ＧａＡｌＡｓ，ＧａＡｓ等からなる化合物半導体
であり、その表面には１列又は千鳥状に整列した複数の
発光領域１１を選択的拡散によって形成している。２，
３，４は化合物半導体１の表面に順次積層して設けられ
たＳｉ3Ｎ4，ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3等からなる絶縁膜であ
る。これら絶縁膜２，３，４は、発光領域の選択拡散膜
や化合物半導体表面の保護膜、ピンホール対策膜や配線
補強下地膜、光取出し・輝度調整膜等の目的で複数層設
けられる。５は絶縁膜２，３の上に積層され、発光領域
１１にオーミック接触の取られたＡｌ等からなる電極層
であり、発光領域に接続する電極、ボンディング用の電
極、これらを接続する配線用の電極となる。６は化合物
半導体１の裏面に設けられたＡｕ等からなる共通電極で
ある。
【００１２】ここで、例えば６００ｄｐｉ以上のような
高密度発光ダイオードアレイになると、各発光ダイオー
ドアレイの上面のボンディング用電極に直接ワイヤボン
ディングする方法では、以下のような問題点が発生す
る。
高密度発光ダイオードアレイになると、各発光ダイオー
ドアレイの上面のボンディング用電極に直接ワイヤボン
ディングする方法では、以下のような問題点が発生す
る。
【００１３】すなわち、配線密度を高めるために、ボン
ディング用電極に接続する配線の電極幅、並びに隣接す
る配線の間隔を極めて小さくすると、アレイの洗浄工程
や、ヘッドの組立て工程中に加わる外力によって配線電
極が変形した場合に、変形した配線電極が隣接配線に容
易に接触するので、腐蝕防止等のために各配線電極上に
形成する保護膜を更に厚くする必要がある。例えば、３
００ｄｐｉ程度の発光ダイオードアレイでは、０．２μ
ｍ程度の無機膜（ＳｉＯ2、ＳｉＮ等）による保護膜の
形成で済んでいたものが、６００ｄｐｉ以上のような高
密度発光ダイオードアレイになると、上記薄膜では十分
な保護機能が得られないため、絶縁膜４としてポリイミ
ド系の材料を用いることが試みられている。
ディング用電極に接続する配線の電極幅、並びに隣接す
る配線の間隔を極めて小さくすると、アレイの洗浄工程
や、ヘッドの組立て工程中に加わる外力によって配線電
極が変形した場合に、変形した配線電極が隣接配線に容
易に接触するので、腐蝕防止等のために各配線電極上に
形成する保護膜を更に厚くする必要がある。例えば、３
００ｄｐｉ程度の発光ダイオードアレイでは、０．２μ
ｍ程度の無機膜（ＳｉＯ2、ＳｉＮ等）による保護膜の
形成で済んでいたものが、６００ｄｐｉ以上のような高
密度発光ダイオードアレイになると、上記薄膜では十分
な保護機能が得られないため、絶縁膜４としてポリイミ
ド系の材料を用いることが試みられている。
【００１４】図６〜図８は、絶縁膜４として例えばポリ
イミド系の材料を用いた発光ダイオードアレイへのワイ
ヤボンディングを説明するための図である。
イミド系の材料を用いた発光ダイオードアレイへのワイ
ヤボンディングを説明するための図である。
【００１５】図６に示すように、絶縁膜４として例えば
ポリイミド系の材料を用いる場合、電極層５上にポリイ
ミド系の厚膜溶液をスピンオンして保護膜となる絶縁膜
４を形成し、さらに絶縁膜４上部をエッチングによりパ
ターニングして配線接続用の透孔４ａを設ける。この配
線接続用の透孔４ａは、例えば図７のハッチング部分に
示すように開口され、電極層５上に幅広の接続領域５ａ
が形成される。
ポリイミド系の材料を用いる場合、電極層５上にポリイ
ミド系の厚膜溶液をスピンオンして保護膜となる絶縁膜
４を形成し、さらに絶縁膜４上部をエッチングによりパ
ターニングして配線接続用の透孔４ａを設ける。この配
線接続用の透孔４ａは、例えば図７のハッチング部分に
示すように開口され、電極層５上に幅広の接続領域５ａ
が形成される。
【００１６】そして図８に示すように、電極層５の接続
領域５ａ上を、キャピラリ１２を用いて例えば金線から
なるボンディングワイヤ１３によりボールボンディング
し、さらにボールボンディングした接続領域５ａと駆動
素子の出力端子とをボンディングワイヤ１３により各々
接続する。または、まず駆動素子の出力端子をボンディ
ングワイヤ１３によりボールボンディングし、次いでボ
ールボンディングした駆動素子の出力端子と接続領域５
ａとをボンディングワイヤ１３により各々接続するよう
にしてもよい。この場合には、セカンドボンディングと
なる接続領域５ａ上にボール部分がないためボンディン
グワイヤ１３を潰しながら擦れるようにボンディングす
る必要がある。
領域５ａ上を、キャピラリ１２を用いて例えば金線から
なるボンディングワイヤ１３によりボールボンディング
し、さらにボールボンディングした接続領域５ａと駆動
素子の出力端子とをボンディングワイヤ１３により各々
接続する。または、まず駆動素子の出力端子をボンディ
ングワイヤ１３によりボールボンディングし、次いでボ
ールボンディングした駆動素子の出力端子と接続領域５
ａとをボンディングワイヤ１３により各々接続するよう
にしてもよい。この場合には、セカンドボンディングと
なる接続領域５ａ上にボール部分がないためボンディン
グワイヤ１３を潰しながら擦れるようにボンディングす
る必要がある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図６に示す
ように例えばポリイミド系の厚膜（１〜２μｍ）で保護
する場合、接続領域上にこのような厚膜があるので、ボ
ンディング時にボンディングワイヤが適当に潰れず接続
が不十分であるという問題点が生じた。特に、セカンド
ボンディングにより接続領域上にボンディングワイヤを
ボンディングする場合には、接続領域上の厚膜が高さ方
向の障害となって接続が不完全になることがあり、最悪
の場合にはキャピラリが厚膜に衝突しボンディング自体
ができないことがあった。また、ボンディング強度が不
十分であると、ボンディング部の異種金属（通常はΑｌ
／Ａｕ）同士の熱膨張の差異や経時変化によって断線等
が発生する確率が高くなる。
ように例えばポリイミド系の厚膜（１〜２μｍ）で保護
する場合、接続領域上にこのような厚膜があるので、ボ
ンディング時にボンディングワイヤが適当に潰れず接続
が不十分であるという問題点が生じた。特に、セカンド
ボンディングにより接続領域上にボンディングワイヤを
ボンディングする場合には、接続領域上の厚膜が高さ方
向の障害となって接続が不完全になることがあり、最悪
の場合にはキャピラリが厚膜に衝突しボンディング自体
ができないことがあった。また、ボンディング強度が不
十分であると、ボンディング部の異種金属（通常はΑｌ
／Ａｕ）同士の熱膨張の差異や経時変化によって断線等
が発生する確率が高くなる。
【００１８】以上はボールボンディングの場合である
が、高密度接続が可能なステッチボンディングについて
も同様な不具合がある。
が、高密度接続が可能なステッチボンディングについて
も同様な不具合がある。
【００１９】本発明は、上述した従来の問題点を解消す
ることを目的とし、例えば６００ｄｐｉ以上の高解像度
が要求され、ワイヤボンディングによる高密度接続が必
要な場合において、確実にワイヤボンディングを実現で
き、信頼性の高いボンディングが可能な発光ダイオード
アレイ、及びそれを備える光プリントヘッドを提供する
ことを目的とする。
ることを目的とし、例えば６００ｄｐｉ以上の高解像度
が要求され、ワイヤボンディングによる高密度接続が必
要な場合において、確実にワイヤボンディングを実現で
き、信頼性の高いボンディングが可能な発光ダイオード
アレイ、及びそれを備える光プリントヘッドを提供する
ことを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る発光ダイオ
ードアレイは、整列された複数の発光領域と、該発光領
域に電極配線を介して接続され千鳥状に整列された個別
電極とを、複数列配置してなる発光ダイオードアレイに
おいて、少なくとも前記個別電極部分を除く電極配線の
表面に保護膜を備え、前記保護膜は、千鳥状１列目の個
別電極間を通り千鳥状2列目の個別電極に配線される電
極配線を保護することを特徴とする。
ードアレイは、整列された複数の発光領域と、該発光領
域に電極配線を介して接続され千鳥状に整列された個別
電極とを、複数列配置してなる発光ダイオードアレイに
おいて、少なくとも前記個別電極部分を除く電極配線の
表面に保護膜を備え、前記保護膜は、千鳥状１列目の個
別電極間を通り千鳥状2列目の個別電極に配線される電
極配線を保護することを特徴とする。
【００２１】 上記保護膜の膜厚は、個別電極の膜厚以
下とすることができる。
下とすることができる。
【００２２】 発光ダイオードアレイと、このアレイを
駆動するため駆動素子と、前記アレイと駆動素子間をボ
ンディングによって電気的に接続する金属細線とを備え
る光プリントヘッドにおいて、発光ダイオードアレイと
して上記の発光ダイオードアレイを用いることができ
る。
駆動するため駆動素子と、前記アレイと駆動素子間をボ
ンディングによって電気的に接続する金属細線とを備え
る光プリントヘッドにおいて、発光ダイオードアレイと
して上記の発光ダイオードアレイを用いることができ
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態に係る発
光ダイオードアレイの構造を示す平面図であり、この発
光ダイオードアレイは、ドット密度が６００ｄｐｉ相当
である。
光ダイオードアレイの構造を示す平面図であり、この発
光ダイオードアレイは、ドット密度が６００ｄｐｉ相当
である。
【００２４】図２は図１の発光ダイオードアレイのＡ−
Ａ′矢視断面図、図３は図１の発光ダイオードアレイの
Ｂ−Ｂ′矢視断面図である。
Ａ′矢視断面図、図３は図１の発光ダイオードアレイの
Ｂ−Ｂ′矢視断面図である。
【００２５】これらの図において、２０は、発光領域２
１を構成する発光ダイオードを複数個集積した発光ダイ
オードアレイであり、ＧａＰ，ＧａＡｓＰ，ＧａＡｌＡ
ｓ，ＧａＡｓ等からなる化合物半導体を主たる材料とし
て構成している。発光ダイオードアレイ２０の表面には
１列に整列した複数の発光領域２１を選択的拡散によっ
て形成し、これらを６００ｄｐｉのピッチ（約４２〜４
３μｍ）で直線状に配設されている。この発光領域２１
は、光プリンタヘッドとして組み立てられたとき、発光
ダイオードアレイの継目部分においても等間隔（４２．
３μｍ）で、かつ直線性良く整列して配置される。
１を構成する発光ダイオードを複数個集積した発光ダイ
オードアレイであり、ＧａＰ，ＧａＡｓＰ，ＧａＡｌＡ
ｓ，ＧａＡｓ等からなる化合物半導体を主たる材料とし
て構成している。発光ダイオードアレイ２０の表面には
１列に整列した複数の発光領域２１を選択的拡散によっ
て形成し、これらを６００ｄｐｉのピッチ（約４２〜４
３μｍ）で直線状に配設されている。この発光領域２１
は、光プリンタヘッドとして組み立てられたとき、発光
ダイオードアレイの継目部分においても等間隔（４２．
３μｍ）で、かつ直線性良く整列して配置される。
【００２６】この発光領域２１にはオーミック接触の取
られたＡｌ等からなる電極配線２２が接続され、電極配
線２２の他端は個別電極（アノード電極）の電極配線パ
ッド２３として千鳥状２列に整列配置される。電極配線
パッド２３は、ワイヤボンディング用であり、例えば幅
が６０μｍ、長さが１２０μｍの縦長で、各電極配線パ
ッド２３のエッジ部は除去され、また、千鳥状２列の駆
動素子側の電極配線パッド２３の電極配線２２部分は幅
広２３ａに形成されている。千鳥状１列目の電極配線パ
ッド２３と千鳥状２列目の電極配線パッド２３とは、例
えば横方向が４０．５μｍ、縦方向が１３５μｍの千鳥
段差を有する。
られたＡｌ等からなる電極配線２２が接続され、電極配
線２２の他端は個別電極（アノード電極）の電極配線パ
ッド２３として千鳥状２列に整列配置される。電極配線
パッド２３は、ワイヤボンディング用であり、例えば幅
が６０μｍ、長さが１２０μｍの縦長で、各電極配線パ
ッド２３のエッジ部は除去され、また、千鳥状２列の駆
動素子側の電極配線パッド２３の電極配線２２部分は幅
広２３ａに形成されている。千鳥状１列目の電極配線パ
ッド２３と千鳥状２列目の電極配線パッド２３とは、例
えば横方向が４０．５μｍ、縦方向が１３５μｍの千鳥
段差を有する。
【００２７】また、図３に示すように発光ダイオードア
レイ２０の裏面には全面にわたってＡｕ等からなる共通
電極（カソード電極）２４が形成されている。
レイ２０の裏面には全面にわたってＡｕ等からなる共通
電極（カソード電極）２４が形成されている。
【００２８】このような発光ダイオードアレイ２０にお
いて、発光領域２１と電極配線パッド２３部を除く電極
配線２２の表面に、ポリイミド系の材料からなる厚膜の
表面保護膜２５を形成する。図１のハッチング部分は、
表面保護膜２５の形成領域を示しており、このハッチン
グ部分に示すように高密度配線のために極細線化された
電極配線２２の表面部分のみを覆うように表面保護膜２
５を形成し、その他の領域、特に各電極配線パッド２３
上には表面保護膜２５を被膜しない構成とする。すなわ
ち、従来の一般的な配線ルールでは、腐蝕防止等のため
電極配線表面及び電極配線パッドのエッジ部分を保護膜
により保護しているが、本実施形態では、一般的な配線
ルールを留保し、電極配線パッド２３部分に関しては厚
膜による保護をせず、高密度配線のために極細線化され
た電極配線２２の表面部分のみに表面保護膜２５を形成
するものである。
いて、発光領域２１と電極配線パッド２３部を除く電極
配線２２の表面に、ポリイミド系の材料からなる厚膜の
表面保護膜２５を形成する。図１のハッチング部分は、
表面保護膜２５の形成領域を示しており、このハッチン
グ部分に示すように高密度配線のために極細線化された
電極配線２２の表面部分のみを覆うように表面保護膜２
５を形成し、その他の領域、特に各電極配線パッド２３
上には表面保護膜２５を被膜しない構成とする。すなわ
ち、従来の一般的な配線ルールでは、腐蝕防止等のため
電極配線表面及び電極配線パッドのエッジ部分を保護膜
により保護しているが、本実施形態では、一般的な配線
ルールを留保し、電極配線パッド２３部分に関しては厚
膜による保護をせず、高密度配線のために極細線化され
た電極配線２２の表面部分のみに表面保護膜２５を形成
するものである。
【００２９】表面保護膜２５が被膜されていない電極配
線パッド２３は、エッジ部分の厚膜による影響を受ける
ことなく、確実に駆動素子の出力端子（図示せず）とワ
イヤボンディングされて電気的に接続される。
線パッド２３は、エッジ部分の厚膜による影響を受ける
ことなく、確実に駆動素子の出力端子（図示せず）とワ
イヤボンディングされて電気的に接続される。
【００３０】表面保護膜２５の一部は、千鳥状１列目の
電極配線パッド２３と千鳥状２列目の電極配線パッド２
３との間隔部分に保護膜２５ａとして配置されている。
この保護膜２５ａは、千鳥状１列目の電極配線パッド２
３に接続したワイヤボンディング用の金属細線２７が、
隣接する千鳥状２列目の電極配線パッド２３に接触する
のを防ぐように機能する。
電極配線パッド２３と千鳥状２列目の電極配線パッド２
３との間隔部分に保護膜２５ａとして配置されている。
この保護膜２５ａは、千鳥状１列目の電極配線パッド２
３に接続したワイヤボンディング用の金属細線２７が、
隣接する千鳥状２列目の電極配線パッド２３に接触する
のを防ぐように機能する。
【００３１】以下、上記発光ダイオードアレイ２０の製
造方法、並びにそれを光プリントヘッドに用いる場合の
製造方法について説明する。
造方法、並びにそれを光プリントヘッドに用いる場合の
製造方法について説明する。
【００３２】発光ダイオードアレイ２０は、ＧａＰ，Ｇ
ａＡｓＰ，ＧａＡｌＡｓ，ＧａＡｓ等からなる化合物半
導体により構成され、その表面には１列に整列した複数
の発光領域２１とこの発光領域２１にオーミック接触の
取られたＡｌ等からなる電極配線２２を有し、電極配線
２２の他端は個別電極（アノード電極）の電極配線パッ
ド２３として千鳥状２列に整列配置される。
ａＡｓＰ，ＧａＡｌＡｓ，ＧａＡｓ等からなる化合物半
導体により構成され、その表面には１列に整列した複数
の発光領域２１とこの発光領域２１にオーミック接触の
取られたＡｌ等からなる電極配線２２を有し、電極配線
２２の他端は個別電極（アノード電極）の電極配線パッ
ド２３として千鳥状２列に整列配置される。
【００３３】また、図３に示すように個別発光素子２０
の裏面にはＡｕ等からなる共通電極（カソード電極）２
４が形成されている。
の裏面にはＡｕ等からなる共通電極（カソード電極）２
４が形成されている。
【００３４】この状態で、電極配線２２及び電極配線パ
ッド２３部を含む発光ダイオードアレイ２０表面上にポ
リイミド系の厚膜溶液をスピンオンして１μｍ程度の厚
膜の表面保護膜２５を形成する。
ッド２３部を含む発光ダイオードアレイ２０表面上にポ
リイミド系の厚膜溶液をスピンオンして１μｍ程度の厚
膜の表面保護膜２５を形成する。
【００３５】次いで、図１のハッチング部分に示す形状
のマスクパターン（レジスト）を用いてエッチングし、
さらにこのレジストを除去して、発光領域２１と電極配
線パッド２３部を除く電極配線２２の表面のみにポリイ
ミド系の材料からなる厚膜の表面保護膜２５を形成す
る。
のマスクパターン（レジスト）を用いてエッチングし、
さらにこのレジストを除去して、発光領域２１と電極配
線パッド２３部を除く電極配線２２の表面のみにポリイ
ミド系の材料からなる厚膜の表面保護膜２５を形成す
る。
【００３６】これにより、図１のハッチング部分に示す
ように、高密度配線のために極細線化された電極配線２
２の表面部分のみを覆うように表面保護膜２５が形成さ
れ、各電極配線パッド２３上には表面保護膜２５は被膜
されない。また、発光領域２１表面にも表面保護膜２５
は形成されない。
ように、高密度配線のために極細線化された電極配線２
２の表面部分のみを覆うように表面保護膜２５が形成さ
れ、各電極配線パッド２３上には表面保護膜２５は被膜
されない。また、発光領域２１表面にも表面保護膜２５
は形成されない。
【００３７】厚膜の表面保護膜２５が必要とされるの
は、高密度配線のための細線化した電極配線２２の保護
のためであり、特に、千鳥状１列目の各電極配線パッド
２３間を通り千鳥状２列目の電極配線パッド２３に配線
される電極配線２２の保護のためである。すなわち、こ
の高密度配線の細い配線部分が保護できればその目的は
達成できるので、電極配線２２の表面部分のみを覆うよ
うに表面保護膜２５を形成し、各電極配線パッド２３上
には表面保護膜２５を被膜しない。
は、高密度配線のための細線化した電極配線２２の保護
のためであり、特に、千鳥状１列目の各電極配線パッド
２３間を通り千鳥状２列目の電極配線パッド２３に配線
される電極配線２２の保護のためである。すなわち、こ
の高密度配線の細い配線部分が保護できればその目的は
達成できるので、電極配線２２の表面部分のみを覆うよ
うに表面保護膜２５を形成し、各電極配線パッド２３上
には表面保護膜２５を被膜しない。
【００３８】次いで、個別電極となる電極配線パッド２
３と図示しない駆動素子の出力端子とをワイヤボンド法
による金線等の金属細線（ボンディングワイヤ）２７に
より各々電気的に接続する。電極配線パッド２３上に
は、エッジ部分を含め接続領域全面に表面保護膜（厚
膜）２５が存在しないので、駆動素子側に第１ボンディ
ングを行った後、電極配線パッド２３上に第２ボンディ
ングを行って接続領域上に金属細線２７をボンディング
する場合であっても、接続領域上の厚膜が高さ方向の障
害となって接続が不完全になることがなく、十分なボン
ディング強度を得ることができ、信頼性の高い光プリン
トヘッドが実現できる。
３と図示しない駆動素子の出力端子とをワイヤボンド法
による金線等の金属細線（ボンディングワイヤ）２７に
より各々電気的に接続する。電極配線パッド２３上に
は、エッジ部分を含め接続領域全面に表面保護膜（厚
膜）２５が存在しないので、駆動素子側に第１ボンディ
ングを行った後、電極配線パッド２３上に第２ボンディ
ングを行って接続領域上に金属細線２７をボンディング
する場合であっても、接続領域上の厚膜が高さ方向の障
害となって接続が不完全になることがなく、十分なボン
ディング強度を得ることができ、信頼性の高い光プリン
トヘッドが実現できる。
【００３９】ところで、電極配線パッド２３上には表面
保護膜２５が被膜されていないので、この電極配線パッ
ド２３表面上の腐蝕防止等の保護は図られないことにな
る。しかし、この電極配線パッド２３は、例えば幅が６
０μｍ、長さが１２０μｍであり、高密度配線電極２２
（最小部分は数μｍ程度）の幅と比べて比較にならない
程面積が大きいので、電極配線パッド２３表面上である
程度の腐蝕が進行したとしても基本的には問題とならな
い。
保護膜２５が被膜されていないので、この電極配線パッ
ド２３表面上の腐蝕防止等の保護は図られないことにな
る。しかし、この電極配線パッド２３は、例えば幅が６
０μｍ、長さが１２０μｍであり、高密度配線電極２２
（最小部分は数μｍ程度）の幅と比べて比較にならない
程面積が大きいので、電極配線パッド２３表面上である
程度の腐蝕が進行したとしても基本的には問題とならな
い。
【００４０】但し、上記電極配線パッド２３の腐蝕防止
を図るために、(1)電極配線パッド２３上にワニス等を
塗る、または(2)腐蝕防止用の薄膜を形成する、方法を
採ることができる。このようにすれば、電極配線パッド
２３上における腐蝕を防止することができ、より信頼性
を高めることができる。本実施形態では、上記(2)腐蝕
防止用の薄膜を形成する方法を採用した。図２及び図３
には、この目的で形成した腐蝕防止用被膜２６を示して
いる。この場合の腐蝕防止用被膜２６の形成は、上述し
たポリイミド系の材料からなる厚膜の表面保護膜２５と
異なり、単に腐蝕を防止するための薄膜であるため、窒
化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）等によ
る薄い無機膜の形成で済む。さらに、このような窒化ケ
イ素、酸化ケイ素よる無機膜は、光取出し・輝度調整膜
等の別の目的で発光領域２１上を覆う必要があり、本実
施形態では、上記２つの目的を兼ねて窒化ケイ素による
被膜の形成を行った。
を図るために、(1)電極配線パッド２３上にワニス等を
塗る、または(2)腐蝕防止用の薄膜を形成する、方法を
採ることができる。このようにすれば、電極配線パッド
２３上における腐蝕を防止することができ、より信頼性
を高めることができる。本実施形態では、上記(2)腐蝕
防止用の薄膜を形成する方法を採用した。図２及び図３
には、この目的で形成した腐蝕防止用被膜２６を示して
いる。この場合の腐蝕防止用被膜２６の形成は、上述し
たポリイミド系の材料からなる厚膜の表面保護膜２５と
異なり、単に腐蝕を防止するための薄膜であるため、窒
化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）等によ
る薄い無機膜の形成で済む。さらに、このような窒化ケ
イ素、酸化ケイ素よる無機膜は、光取出し・輝度調整膜
等の別の目的で発光領域２１上を覆う必要があり、本実
施形態では、上記２つの目的を兼ねて窒化ケイ素による
被膜の形成を行った。
【００４１】以上説明したように、実施形態に係る光プ
リントヘッドは、発光ダイオードアレイの発光領域２１
と電極配線パッド２３（個別電極）を除く電極配線２２
の表面のみにポリイミド系の材料からなる厚膜の表面保
護膜２５を形成するように構成したので、電極配線２２
の表面部分には高密度配線に伴う十分な厚さの保護膜を
形成して電極配線２２の保護の実効（電極配線２２の外
力による変形防止、変形に伴う短絡事故防止）を図るこ
とができるとともに、電極配線パッド２３と駆動素子と
をワイヤボンディングする場合にも、表面保護膜２５上
に高さ方向の厚膜の障害がないため十分なボンディング
強度を得ることができ、信頼性の高い光プリントヘッド
を実現することができる。
リントヘッドは、発光ダイオードアレイの発光領域２１
と電極配線パッド２３（個別電極）を除く電極配線２２
の表面のみにポリイミド系の材料からなる厚膜の表面保
護膜２５を形成するように構成したので、電極配線２２
の表面部分には高密度配線に伴う十分な厚さの保護膜を
形成して電極配線２２の保護の実効（電極配線２２の外
力による変形防止、変形に伴う短絡事故防止）を図るこ
とができるとともに、電極配線パッド２３と駆動素子と
をワイヤボンディングする場合にも、表面保護膜２５上
に高さ方向の厚膜の障害がないため十分なボンディング
強度を得ることができ、信頼性の高い光プリントヘッド
を実現することができる。
【００４２】また、表面保護膜の形成のマスクの形状変
更のみで済むため、従来例と比較して特別な部材や製造
工程の増大は一切なく、容易かつ直ちに実施可能である
という優れた効果を有する。
更のみで済むため、従来例と比較して特別な部材や製造
工程の増大は一切なく、容易かつ直ちに実施可能である
という優れた効果を有する。
【００４３】したがって、本発光ダイオードアレイの構
造では、電極配線パッドが現状のワイヤーボンディング
技術で十分接続可能な配置構造をとれるために、６００
ｄｐｉ以上のような高密度な光プリントヘッドが可能で
ある。
造では、電極配線パッドが現状のワイヤーボンディング
技術で十分接続可能な配置構造をとれるために、６００
ｄｐｉ以上のような高密度な光プリントヘッドが可能で
ある。
【００４４】なお、本実施形態の発光ダイオードアレイ
では、電極配線２２の表面部分を覆うように表面保護膜
２５を形成しているが、少なくとも電極配線パッド（個
別電極）２３部分を除く電極配線２２の表面に表面保護
膜２５を備えた構成であれば、どのような構成でもよ
く、要は、ボンディング可能な十分な幅の接続領域が確
保されていればよい。例えば、前記図１に示すように千
鳥状２列の駆動素子側の電極配線パッド２３の電極配線
２２部分は、電極配線２２の補強のため幅広２３ａに形
成されているが、この幅広２３ａの半分まで表面保護膜
２５を覆うようにしている。
では、電極配線２２の表面部分を覆うように表面保護膜
２５を形成しているが、少なくとも電極配線パッド（個
別電極）２３部分を除く電極配線２２の表面に表面保護
膜２５を備えた構成であれば、どのような構成でもよ
く、要は、ボンディング可能な十分な幅の接続領域が確
保されていればよい。例えば、前記図１に示すように千
鳥状２列の駆動素子側の電極配線パッド２３の電極配線
２２部分は、電極配線２２の補強のため幅広２３ａに形
成されているが、この幅広２３ａの半分まで表面保護膜
２５を覆うようにしている。
【００４５】また、本実施形態では、電極配線パッド
（個別電極）２３部分を除く電極配線２２の表面に表面
保護膜２５を形成しているが、この表面保護膜２５の膜
厚が、個別電極の膜厚以下のときも本実施形態と同様な
効果を得ることができることは勿論である。
（個別電極）２３部分を除く電極配線２２の表面に表面
保護膜２５を形成しているが、この表面保護膜２５の膜
厚が、個別電極の膜厚以下のときも本実施形態と同様な
効果を得ることができることは勿論である。
【００４６】基本的には、電極配線パッド（個別電極）
２３上において、表面保護膜２５の厚膜がボンデイング
の支障がない状態で形成されていればよい。つまり、電
極配線パッド２３の幅は光プリントヘッドの高密度（高
解像度）化に伴って狭くなる傾向にあるので、電極配線
パッド２３の幅方向（電極配線パッド２３の配列方向）
に位置するエッジの上に表面保護膜２５が形成される
と、上述のようにワイヤボンディングの支障になる。よ
って、電極配線パッド２３のエッジの内、電極配線パッ
ド２３の幅方向に位置するエッジ上に表面保護膜２５を
形成することは好ましくない。しかしながら、電極配線
パッド２３の長さは光プリントヘッドの高密度（高解像
度）化に係わらず比較的自由に設定することができる。
したがって、電極配線パッド２３が縦長に形成され、そ
の長さが、上述のようなワイヤボンディングの支障にな
らない長さであれば、電極配線パッド２３の長さ方向
（電極配線パッド２３の配列方向と直交する方向）のエ
ッジに限り、例えば図１に示すような位置に表面保護膜
２５ｂを形成しても良い。
２３上において、表面保護膜２５の厚膜がボンデイング
の支障がない状態で形成されていればよい。つまり、電
極配線パッド２３の幅は光プリントヘッドの高密度（高
解像度）化に伴って狭くなる傾向にあるので、電極配線
パッド２３の幅方向（電極配線パッド２３の配列方向）
に位置するエッジの上に表面保護膜２５が形成される
と、上述のようにワイヤボンディングの支障になる。よ
って、電極配線パッド２３のエッジの内、電極配線パッ
ド２３の幅方向に位置するエッジ上に表面保護膜２５を
形成することは好ましくない。しかしながら、電極配線
パッド２３の長さは光プリントヘッドの高密度（高解像
度）化に係わらず比較的自由に設定することができる。
したがって、電極配線パッド２３が縦長に形成され、そ
の長さが、上述のようなワイヤボンディングの支障にな
らない長さであれば、電極配線パッド２３の長さ方向
（電極配線パッド２３の配列方向と直交する方向）のエ
ッジに限り、例えば図１に示すような位置に表面保護膜
２５ｂを形成しても良い。
【００４７】すなわち、従来と同様に、電極配線パッド
２３の大部分を表面を露出させ、電極配線パッド２３の
エッジ部分のみを覆うように表面保護膜２５を形成する
が、電極配線パッド２３が縦長であれば、電極配線パッ
ド２３の幅方向の表面保護膜２５は除去し、電極配線パ
ッド２３の長さ方向の表面保護膜２５のみを残すよう
に、表面保護膜２５ｂを形成することができる。このよ
うに、電極配線パッド２３の各々に、その表面の内、長
さ方向のエッジ、特に金属細線２７と平面的な重なりを
持つエッジのみに表面保護膜２５ｂを形成すれば、上記
保護膜２５ａと同様に、電極配線パッド２３の長さ方向
に沿ってワイヤボンディングされる金属細線２７が垂れ
下がったときに、垂れ下がった金属細線２７の一部を保
護膜２５ｂが支え、金属細線２７と隣接する電極配線パ
ッド２３との接触（短絡）を未然に防止することができ
る。
２３の大部分を表面を露出させ、電極配線パッド２３の
エッジ部分のみを覆うように表面保護膜２５を形成する
が、電極配線パッド２３が縦長であれば、電極配線パッ
ド２３の幅方向の表面保護膜２５は除去し、電極配線パ
ッド２３の長さ方向の表面保護膜２５のみを残すよう
に、表面保護膜２５ｂを形成することができる。このよ
うに、電極配線パッド２３の各々に、その表面の内、長
さ方向のエッジ、特に金属細線２７と平面的な重なりを
持つエッジのみに表面保護膜２５ｂを形成すれば、上記
保護膜２５ａと同様に、電極配線パッド２３の長さ方向
に沿ってワイヤボンディングされる金属細線２７が垂れ
下がったときに、垂れ下がった金属細線２７の一部を保
護膜２５ｂが支え、金属細線２７と隣接する電極配線パ
ッド２３との接触（短絡）を未然に防止することができ
る。
【００４８】また、表面保護膜は、ポリイミドが一般的
であるが、１μｍ程度以上の厚膜になってもクラッキン
グが入らない膜であればどのような膜でもよく、例えば
ケイ素化合物に有機バインダーを添加したものでもよ
い。
であるが、１μｍ程度以上の厚膜になってもクラッキン
グが入らない膜であればどのような膜でもよく、例えば
ケイ素化合物に有機バインダーを添加したものでもよ
い。
【００４９】また、本実施形態では、個別電極の腐蝕防
止用として窒化ケイ素膜による被膜（腐蝕防止用被膜２
６）の形成を行っている。この薄膜は発光領域部分の反
射防止膜を兼用するのを目的の１つとしているので、窒
化ケイ素膜を使用しているが、薄膜の表面保護としては
酸化ケイ素膜も使用可能である。但し、窒化ケイ素膜は
屈折率が酸化ケイ素膜より大きく反射防止効果が大きい
こと、さらには疎水性が高く信頼性が高いので窒化ケイ
素膜使用が適当である。
止用として窒化ケイ素膜による被膜（腐蝕防止用被膜２
６）の形成を行っている。この薄膜は発光領域部分の反
射防止膜を兼用するのを目的の１つとしているので、窒
化ケイ素膜を使用しているが、薄膜の表面保護としては
酸化ケイ素膜も使用可能である。但し、窒化ケイ素膜は
屈折率が酸化ケイ素膜より大きく反射防止効果が大きい
こと、さらには疎水性が高く信頼性が高いので窒化ケイ
素膜使用が適当である。
【００５０】また、本実施形態では、６００ｄｐｉ相当
のアレイについて説明したが、より高密度な、例えば、
１２００ｄｐｉなどのアレイにも、当然適用可能であ
る。
のアレイについて説明したが、より高密度な、例えば、
１２００ｄｐｉなどのアレイにも、当然適用可能であ
る。
【００５１】さらに、本実施形態では、異種金属（通常
はΑｌ／Ａｕ）同士をボンディングするボールボンディ
ングについて説明したが、高密度接続が可能なステッチ
ボンディングについても同様な効果を得ることができ
る。
はΑｌ／Ａｕ）同士をボンディングするボールボンディ
ングについて説明したが、高密度接続が可能なステッチ
ボンディングについても同様な効果を得ることができ
る。
【００５２】また、上記実施形態に係る光プリントヘッ
ドが、上述した構造をとるものであれば、どのような構
成でもよく、その製造プロセス、基板の種類、電極等の
個数及び大きさ、千鳥状配置の列数を含む配置状態等は
上記実施形態に限定されない。
ドが、上述した構造をとるものであれば、どのような構
成でもよく、その製造プロセス、基板の種類、電極等の
個数及び大きさ、千鳥状配置の列数を含む配置状態等は
上記実施形態に限定されない。
【００５３】
【発明の効果】本発明に係る発光ダイオードアレイ、並
びに光プリントヘッドは、少なくとも個別電極部分を除
く電極配線の表面に保護膜を備えて構成したので、例え
ば６００ｄｐｉ以上の高密度な発光ダイオードアレイに
おいて、電極配線の表面保護を図るとともに、確実なボ
ンディングを行うことができ、信頼性の高い光プリント
ヘッドを実現することができる。
びに光プリントヘッドは、少なくとも個別電極部分を除
く電極配線の表面に保護膜を備えて構成したので、例え
ば６００ｄｐｉ以上の高密度な発光ダイオードアレイに
おいて、電極配線の表面保護を図るとともに、確実なボ
ンディングを行うことができ、信頼性の高い光プリント
ヘッドを実現することができる。
【図１】本発明を適用した実施形態に係る発光ダイオー
ドアレイの構造を示す平面図である。
ドアレイの構造を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′矢視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ′矢視断面図である。
【図４】従来の光プリンタ用発光ダイオードアレイを示
す平面図である。
す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’矢視断面図である。
【図６】従来の発光ダイオードアレイのワイヤボンディ
ングを説明するための断面図である。
ングを説明するための断面図である。
【図７】従来の発光ダイオードアレイのワイヤボンディ
ングを説明するための平面図である。
ングを説明するための平面図である。
【図８】従来の発光ダイオードアレイのワイヤボンディ
ングを説明するための断面図である。
ングを説明するための断面図である。
２０ 発光ダイオードアレイ、２１ 発光領域、２２
電極配線、２３ 電極配線パッド（個別電極）、２４
共通電極（カソード電極）、２５ 表面保護膜、２６腐
蝕防止用被膜
電極配線、２３ 電極配線パッド（個別電極）、２４
共通電極（カソード電極）、２５ 表面保護膜、２６腐
蝕防止用被膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−314772（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−235412（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−263483（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−84147（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/44
B41J 2/45
B41J 2/455
Claims (4)
- 【請求項１】 整列された複数の発光領域と、該発光領
域に電極配線を介して接続され千鳥状に整列された個別
電極とを、複数列配置してなる発光ダイオードアレイに
おいて、少なくとも前記個別電極部分を除く電極配線の
表面に保護膜を備え、前記保護膜は、千鳥状１列目の個
別電極間を通り千鳥状2列目の個別電極に配線される電
極配線を保護することを特徴とする発光ダイオードアレ
イ。 - 【請求項２】 前記保護膜の膜厚は、前記個別電極の膜
厚以下であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダ
イオードアレイ。 - 【請求項３】 発光ダイオードアレイと、このアレイを
駆動するため駆動素子と、前記アレイと駆動素子間をボ
ンディングによって電気的に接続する金属細線とを備え
る光プリントヘッドにおいて、前記発光ダイオードアレ
イとして請求項１ないし２の何れかに記載の発光ダイオ
ードアレイを用いたことを特徴とする光プリントヘッ
ド。 - 【請求項４】 発光ダイオードアレイと、このアレイを
駆動するため駆動素子と、前記アレイと駆動素子間をボ
ンディングによって電気的に接続する金属細線とを備
え、金属細線の第１ボンディングが前記駆動素子側に行
われ、第２ボンディングが前記発光ダイオードアレイ側
に行われた光プリントヘッドにおいて、前記発光ダイオ
ードアレイとして請求項１ないし２の何れかに記載の発
光ダイオードアレイを用いたことを特徴とする光プリン
トヘッド。
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