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
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8283683B2 (en) | 2006-11-07 | 2012-10-09 | Opto Tech Corporation | Chip-bonding light emitting diode chip |
| US8592234B2 (en) | 2006-11-07 | 2013-11-26 | Opto Tech Corporation | Method for manufacturing a LED |
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