JPH04211182A - 光プリンタ用発光ダイオード - Google Patents
光プリンタ用発光ダイオードInfo
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- JPH04211182A JPH04211182A JP3013463A JP1346391A JPH04211182A JP H04211182 A JPH04211182 A JP H04211182A JP 3013463 A JP3013463 A JP 3013463A JP 1346391 A JP1346391 A JP 1346391A JP H04211182 A JPH04211182 A JP H04211182A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
[0001]
【産業上の利用分野】本発明は整列された発光領域を有
する光プリンタ用発光ダイオードに関する。 [0002]
する光プリンタ用発光ダイオードに関する。 [0002]
【従来の技術】近年発光ダイオードアレイを用いた光プ
リンタヘッドが実用化されているが、その発光ダイオー
ドアレイは特開昭61−258481号公報や特開昭6
2−242558号公報に示される様にモノリシック型
である。即ち第4図に示すように、化合物半導体等の基
板(30)の主面に選択拡散法等により複数の発光領域
(321) (321)を形成し、さらに端子部(36
a) (36a)・・・を有し発光領域とオーミック接
触する個別電極(36) (36)を設け、裏面には共
通電極(図示せず)を設けていた。 [0003]ところがこの構造では以下の様な欠点を有
する。 ■ 表面に発光領域を整列させるので、発光領域と発光
領域の隙間に所定の空間が必要であり、しかも発光領域
の裏面の導電型が共通となるので、高密度印字や時分割
印字において印字ドツトの配置・大きさや駆動方法に制
限がある。 [0004]■ 素子毎に全ての発光領域の一導電型が
並列接続されるので、1ドツト分の光出力を向上させる
には半導体の特性そのものを向上させるか、又は駆動電
流を大きくするかのいずれかしかない。前者は容易でな
く、後者は消費電力の増加、発熱による効率劣化や短寿
命化が生じ好ましくない。また必ずスタティック駆動に
なるのでダイナミック駆動の如く電力や発熱を時間的に
分散させることもできない。 [0005]■ 化合物半導体の発光領域と同じ面に端
子部を設けているので、発光領域形成に必要な巾の10
〜30倍必要であり、化合物半導体は高価な上、1素子
の大きさが大きく1枚のウェハに対する歩留が低下し割
高となる。また化合物半導体は結晶が脆いので端子部に
ワイヤボンドする時などにワイヤボンド衝撃の加わり方
により、特性劣化を生じる結晶歪を生じたり結晶に亀裂
が入ったすする事があり歩留低下がさらに増長されてい
た。 [0006]
リンタヘッドが実用化されているが、その発光ダイオー
ドアレイは特開昭61−258481号公報や特開昭6
2−242558号公報に示される様にモノリシック型
である。即ち第4図に示すように、化合物半導体等の基
板(30)の主面に選択拡散法等により複数の発光領域
(321) (321)を形成し、さらに端子部(36
a) (36a)・・・を有し発光領域とオーミック接
触する個別電極(36) (36)を設け、裏面には共
通電極(図示せず)を設けていた。 [0003]ところがこの構造では以下の様な欠点を有
する。 ■ 表面に発光領域を整列させるので、発光領域と発光
領域の隙間に所定の空間が必要であり、しかも発光領域
の裏面の導電型が共通となるので、高密度印字や時分割
印字において印字ドツトの配置・大きさや駆動方法に制
限がある。 [0004]■ 素子毎に全ての発光領域の一導電型が
並列接続されるので、1ドツト分の光出力を向上させる
には半導体の特性そのものを向上させるか、又は駆動電
流を大きくするかのいずれかしかない。前者は容易でな
く、後者は消費電力の増加、発熱による効率劣化や短寿
命化が生じ好ましくない。また必ずスタティック駆動に
なるのでダイナミック駆動の如く電力や発熱を時間的に
分散させることもできない。 [0005]■ 化合物半導体の発光領域と同じ面に端
子部を設けているので、発光領域形成に必要な巾の10
〜30倍必要であり、化合物半導体は高価な上、1素子
の大きさが大きく1枚のウェハに対する歩留が低下し割
高となる。また化合物半導体は結晶が脆いので端子部に
ワイヤボンドする時などにワイヤボンド衝撃の加わり方
により、特性劣化を生じる結晶歪を生じたり結晶に亀裂
が入ったすする事があり歩留低下がさらに増長されてい
た。 [0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の欠点を
改めるためになされたもので、整列した発光領域のうち
1ドツト相当分単位若しくは一列相当分単位の配線の自
由度を高め、もって輝度向上や駆動条件の選択を行える
様にし、また化合物半導体の必要巾を狭くし、歩留向上
を行うことのできる光プリンタ用発光ダイオードを提供
するものである。 [0007]
改めるためになされたもので、整列した発光領域のうち
1ドツト相当分単位若しくは一列相当分単位の配線の自
由度を高め、もって輝度向上や駆動条件の選択を行える
様にし、また化合物半導体の必要巾を狭くし、歩留向上
を行うことのできる光プリンタ用発光ダイオードを提供
するものである。 [0007]
【課題を解決するための手段】本発明は発光領域が路間
−表面に位置しさらに複数列整列するように表面に設け
られ一体化された発光素子と、その発光素子の表面と略
同じ高さに設けられ少なくとも異なる列の発光領域に電
気的に接続された複数の個別電極とを設けたものである
。 [0008]また本発明は発光領域を有する発光素子を
その発光領域が整列するよう半導体基台の上もしくは近
傍に配置することで半導体基台と発光素子の表面を路間
−面とし、かつ発光領域に給電する個別電極の端子部を
シリコン(基)台上に設けたものである。 [0009]
−表面に位置しさらに複数列整列するように表面に設け
られ一体化された発光素子と、その発光素子の表面と略
同じ高さに設けられ少なくとも異なる列の発光領域に電
気的に接続された複数の個別電極とを設けたものである
。 [0008]また本発明は発光領域を有する発光素子を
その発光領域が整列するよう半導体基台の上もしくは近
傍に配置することで半導体基台と発光素子の表面を路間
−面とし、かつ発光領域に給電する個別電極の端子部を
シリコン(基)台上に設けたものである。 [0009]
【作用】これにより電極は平面的に設けることができる
ので高密度化しても配線が断線したりすることはなく、
複数の発光領域等にまたがって設けることができるから
、発光領域の直列接続やダイナミック駆動用配線等が行
え、また個別電極の端子部は半導体基台上に設けること
もできるのでこの場合には化合物半導体は巾狭くさらに
ワイヤボンド配線も作業性がよい。 [00101
ので高密度化しても配線が断線したりすることはなく、
複数の発光領域等にまたがって設けることができるから
、発光領域の直列接続やダイナミック駆動用配線等が行
え、また個別電極の端子部は半導体基台上に設けること
もできるのでこの場合には化合物半導体は巾狭くさらに
ワイヤボンド配線も作業性がよい。 [00101
【実施例]第1図は本発明実施例の光プリンタ用発光ダ
イオードの要部平面図(a)とそのB−B断面図(b)
である。これらの図において(1)は半導体基台からな
る半導体基台で、例えば棒状の高抵抗N型シリコンから
なり、レール状四部(101)を有している。(2X2
)・・・は半導体基台(1)上に載置固着された発光素
子で、表面には選択拡散法により設けられた発光領域(
201) (201)・・・が設けである。この発光領
域(201) (201)・・・は4つで1ドツトに対
応するようグループ分けされ、各グループが1列に整列
するように(発光領域(201) (201)・・・は
2列になるように)配置され、固着剤(3)で四部(1
01)底面に固着されている。またその周囲に樹脂等の
充填材(4)が注入固化されて、発光素子(2)(2)
・・・の表面と充填材(4)の表面と半導体基台(1)
の表面は路間−面とされている。(5)(5)・・・(
6)(6)・・・(7)は発光素子(2)(2)・・・
にオーミック接触がとられた電極膜で、印刷や蒸着によ
って形成されたアルミニウム、金又はそれらを主体とす
る合金等からなり、電極膜(5)(5)・・・は1ドツ
ト分の4つの発光素子を直列接続するためのもの、電極
膜(6)(6)・・・は配線を半導体基台(1)の上に
導いて半導体基台(1)上にワイヤボンドバット、即ち
端子部(6a) (6a)・・・を形成するもの、電極
膜(7)は共通配線電極を形成するものである。これに
より1ドツト当り4発光領域が直列接続された発光ダイ
オードが得られるので、輝度調整用に通常用いられる電
流制限抵抗(図示せず)の抵抗値を小さくすることで、
駆動電流が従来と同じでも高輝度でかつ消費電力の増加
量の少ない光プリントヘッドを構成することができる。 [0011]上述した構成は、半導体基台(1)に四部
(101)をハーフダイス等で設け、棒状の化合物半導
体を凹部(101)に固着し、その化合物半導体をダイ
シング分割し充填材を注入してからマスクを設けて拡散
、もしくは逆に拡散してからダイシング分割して発光素
子(2)を得、表面平坦性を確認の上電極膜(5X5)
・・・(6)(6)・・・(7)を形成・パターニング
することで得ることができる。古くはシリコンと格子定
数を整合させたガリウム化合部とをヘテロ形成して類似
の構造とする事が提案されたことがあったが、格子定数
の整合は困難で、整合に成功した場合は概ね発光効率が
低い。本発明はシリコン板等の半導体基台がガリウム化
合物よりやわらかい事、化合物半導体とシリコンとは高
さの調整がとりやすいことに着目し、半導体基台と共に
化合物半導体を切削加工可能である事が判明したので、
それに基づいてなされたものである。 [0012]上述の構成において特に電極膜(6)(6
)・・・はその付着面が平坦面であればパターニングも
精度よく行え、かつ、パターンの断線等も生じない。こ
の意味からは発光素子(2)(2)・・・は半導体基台
(1)の上になくとも近傍に位置していればよく、また
半導体基台は不良となった発光ダイオードアレイ素子等
も利用できる。特に複数ドツト分の発光領域がモノリシ
ック化できる場合、具体的には列ごとに発光領域を形成
する場合など、には棒状化合物半導体と棒状半導体基台
を並置固着して、表面が路間−面である事を確認したの
ち電極膜を設ければよい。しかし乍ら前述の例の如く発
光領域を分割する必要がある場合には配線される半導体
基台と一体もしくは別体の半導体基台上に載置固着し、
その後ダイシング等を行うのが、発光領域の整列を乱す
事なく行え好ましい。 [0013]また発光素子はGaAsP/GaAsの如
く発光光に対し不透明な結晶の場合は充填材(4)は表
面の平坦性を保つために設ければよいので材料に特に制
限はなく、樹脂の他に5i02.SiNなどのパッシベ
ーション膜も利用できるが、G aPの如く発光光に対
し透明な結晶の場合は充填材(4)は遮光性でなければ
ならない。 [0014]さらに上述の例ではスタティック駆動用の
配線の例を示したが、ダイナミック駆動用には配線が交
差しやすいので第2図に示す様に発光素子(12)を載
置した半導体基台(11)の上に配線(17)を設ける
と一導電型(例えばアノード)の配線である電極膜(1
6)と他の導電型(例えばカソード)の配線とを別の平
面に設けることができ、駆動手段との接続が容易となる
。 [0015]また配線に自由度があるので補間印写用に
も用いることができる。例えば第3図(aXb)におい
て半導体基台(21)の発光素子(22) (22)・
・・のうち、主ドツトは円形の2つの発光領域(221
) (221)で構成され、2列に整列したその列方向
に交互に楕円状の発光領域(222) (222)が配
置され配線が電極膜(25) (25)・・・(26)
(26)・・・(27)により施されている。これに
より1ドツト分の駆動信号で6箇所の発光領域が点灯し
、隣接ドツトの重なりあう補間印写が行え印写品位を高
めることができる。 [0016] 【発明の効果】以上の如くにより発光素子は発光領域の
列を乱すことなく単数もしくは複数の発光領域毎に分離
することができ、かつ配線手段である電極膜は平面的に
設けるので断線等を生じることなく、これらにより配線
の自由度が高くなり、もって高輝度化や時分割駆動が可
能になり、また、端子部を脆い化合物半導体の上から除
くこともでき、これによって化合物半導体の巾を狭くす
ると共にワイヤボンド特性を向上させ歩留りをよくする
ことができた。
イオードの要部平面図(a)とそのB−B断面図(b)
である。これらの図において(1)は半導体基台からな
る半導体基台で、例えば棒状の高抵抗N型シリコンから
なり、レール状四部(101)を有している。(2X2
)・・・は半導体基台(1)上に載置固着された発光素
子で、表面には選択拡散法により設けられた発光領域(
201) (201)・・・が設けである。この発光領
域(201) (201)・・・は4つで1ドツトに対
応するようグループ分けされ、各グループが1列に整列
するように(発光領域(201) (201)・・・は
2列になるように)配置され、固着剤(3)で四部(1
01)底面に固着されている。またその周囲に樹脂等の
充填材(4)が注入固化されて、発光素子(2)(2)
・・・の表面と充填材(4)の表面と半導体基台(1)
の表面は路間−面とされている。(5)(5)・・・(
6)(6)・・・(7)は発光素子(2)(2)・・・
にオーミック接触がとられた電極膜で、印刷や蒸着によ
って形成されたアルミニウム、金又はそれらを主体とす
る合金等からなり、電極膜(5)(5)・・・は1ドツ
ト分の4つの発光素子を直列接続するためのもの、電極
膜(6)(6)・・・は配線を半導体基台(1)の上に
導いて半導体基台(1)上にワイヤボンドバット、即ち
端子部(6a) (6a)・・・を形成するもの、電極
膜(7)は共通配線電極を形成するものである。これに
より1ドツト当り4発光領域が直列接続された発光ダイ
オードが得られるので、輝度調整用に通常用いられる電
流制限抵抗(図示せず)の抵抗値を小さくすることで、
駆動電流が従来と同じでも高輝度でかつ消費電力の増加
量の少ない光プリントヘッドを構成することができる。 [0011]上述した構成は、半導体基台(1)に四部
(101)をハーフダイス等で設け、棒状の化合物半導
体を凹部(101)に固着し、その化合物半導体をダイ
シング分割し充填材を注入してからマスクを設けて拡散
、もしくは逆に拡散してからダイシング分割して発光素
子(2)を得、表面平坦性を確認の上電極膜(5X5)
・・・(6)(6)・・・(7)を形成・パターニング
することで得ることができる。古くはシリコンと格子定
数を整合させたガリウム化合部とをヘテロ形成して類似
の構造とする事が提案されたことがあったが、格子定数
の整合は困難で、整合に成功した場合は概ね発光効率が
低い。本発明はシリコン板等の半導体基台がガリウム化
合物よりやわらかい事、化合物半導体とシリコンとは高
さの調整がとりやすいことに着目し、半導体基台と共に
化合物半導体を切削加工可能である事が判明したので、
それに基づいてなされたものである。 [0012]上述の構成において特に電極膜(6)(6
)・・・はその付着面が平坦面であればパターニングも
精度よく行え、かつ、パターンの断線等も生じない。こ
の意味からは発光素子(2)(2)・・・は半導体基台
(1)の上になくとも近傍に位置していればよく、また
半導体基台は不良となった発光ダイオードアレイ素子等
も利用できる。特に複数ドツト分の発光領域がモノリシ
ック化できる場合、具体的には列ごとに発光領域を形成
する場合など、には棒状化合物半導体と棒状半導体基台
を並置固着して、表面が路間−面である事を確認したの
ち電極膜を設ければよい。しかし乍ら前述の例の如く発
光領域を分割する必要がある場合には配線される半導体
基台と一体もしくは別体の半導体基台上に載置固着し、
その後ダイシング等を行うのが、発光領域の整列を乱す
事なく行え好ましい。 [0013]また発光素子はGaAsP/GaAsの如
く発光光に対し不透明な結晶の場合は充填材(4)は表
面の平坦性を保つために設ければよいので材料に特に制
限はなく、樹脂の他に5i02.SiNなどのパッシベ
ーション膜も利用できるが、G aPの如く発光光に対
し透明な結晶の場合は充填材(4)は遮光性でなければ
ならない。 [0014]さらに上述の例ではスタティック駆動用の
配線の例を示したが、ダイナミック駆動用には配線が交
差しやすいので第2図に示す様に発光素子(12)を載
置した半導体基台(11)の上に配線(17)を設ける
と一導電型(例えばアノード)の配線である電極膜(1
6)と他の導電型(例えばカソード)の配線とを別の平
面に設けることができ、駆動手段との接続が容易となる
。 [0015]また配線に自由度があるので補間印写用に
も用いることができる。例えば第3図(aXb)におい
て半導体基台(21)の発光素子(22) (22)・
・・のうち、主ドツトは円形の2つの発光領域(221
) (221)で構成され、2列に整列したその列方向
に交互に楕円状の発光領域(222) (222)が配
置され配線が電極膜(25) (25)・・・(26)
(26)・・・(27)により施されている。これに
より1ドツト分の駆動信号で6箇所の発光領域が点灯し
、隣接ドツトの重なりあう補間印写が行え印写品位を高
めることができる。 [0016] 【発明の効果】以上の如くにより発光素子は発光領域の
列を乱すことなく単数もしくは複数の発光領域毎に分離
することができ、かつ配線手段である電極膜は平面的に
設けるので断線等を生じることなく、これらにより配線
の自由度が高くなり、もって高輝度化や時分割駆動が可
能になり、また、端子部を脆い化合物半導体の上から除
くこともでき、これによって化合物半導体の巾を狭くす
ると共にワイヤボンド特性を向上させ歩留りをよくする
ことができた。
【図1】第1図は本発明実施例の光プリンタ用発光ダイ
オードの要部平面図(a)とそのB−B断面図(b)で
ある。
オードの要部平面図(a)とそのB−B断面図(b)で
ある。
【図2】第2図は他の実施例を示す断面図である。
【図3】第3図はさらに他の実施例を示す要部平面図(
a)と等価回路図(b)である。
a)と等価回路図(b)である。
【図4】第4図は従来の発光ダイオードの要部平面図で
ある。
ある。
(1) (11) (21) 半導体基台(2) (
21) (22)発光素子 (5) (6)(7)(16) (25) (26)
(27) 電極膜
21) (22)発光素子 (5) (6)(7)(16) (25) (26)
(27) 電極膜
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
Claims (2)
- 【請求項1】 発光領域が路間−表面に位置しさらに複
数列整列するように表面に設けられ一体化された発光素
子と、その発光素子の表面と略同じ高さに設けられ少な
くとも異なる列の発光領域に電気的に接続された複数の
個別電極とを具備したことを特徴とする光プリンタ用発
光ダイオード。 - 【請求項2】 半導体基台と、発光領域が整列し表面が
半導体基台表面と路間−面に位置する様に前記半導体基
台または半導体基台の近傍に載置固着された複数の発光
素子と、発光領域にオーミック接触し半導体基台上に端
子部を有する様に発光素子と半導体基台とにまたがって
設けられた複数の電極膜とを具備した事を特徴とする光
プリンタ用発光ダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3013463A JPH04211182A (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 光プリンタ用発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3013463A JPH04211182A (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 光プリンタ用発光ダイオード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04211182A true JPH04211182A (ja) | 1992-08-03 |
Family
ID=11833840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3013463A Pending JPH04211182A (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 光プリンタ用発光ダイオード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04211182A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008118127A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Korai Kagi Kofun Yugenkoshi | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
US8283683B2 (en) | 2006-11-07 | 2012-10-09 | Opto Tech Corporation | Chip-bonding light emitting diode chip |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5850575A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-25 | 株式会社東芝 | デイスプレイ装置 |
JPS58130582A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-04 | Toshiba Corp | デイスプレイ装置 |
JPS5998879A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-07 | Toshiba Corp | 発光ダイオ−ドプリンタ |
-
1991
- 1991-02-04 JP JP3013463A patent/JPH04211182A/ja active Pending
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US8592234B2 (en) | 2006-11-07 | 2013-11-26 | Opto Tech Corporation | Method for manufacturing a LED |
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