JPH06163980A - 発光ダイオードアレイ装置 - Google Patents

発光ダイオードアレイ装置

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JPH06163980A
JPH06163980A JP30724292A JP30724292A JPH06163980A JP H06163980 A JPH06163980 A JP H06163980A JP 30724292 A JP30724292 A JP 30724292A JP 30724292 A JP30724292 A JP 30724292A JP H06163980 A JPH06163980 A JP H06163980A
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diode array
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Atsushi Tajiri
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高解像度化又は濃淡の階調化を図ることが可
能な発光ダイオードアレイ装置を提供する。 【構成】 絶縁性GaAs基板9の中央部には、その長手方
向にリッジ9aが形成されており、この両側に複数の発光
領域8からなる発光領域列が2列設けられている。これ
ら発光領域列の両側には下部コンタクト層としてp型Ga
As層10が形成されている。前記発光領域8はp型GaAlAs
層2とn型GaAlAs層3とのpn接合面により形成されて
おり、n型GaAlAs層3上に上部コンタクト層としてn型
GaAs層4が形成されている。共通電極の形成領域及びn
型GaAs層4上を除く表面に絶縁層5が形成されている。
そして幅方向に並ぶ2個の発光領域8に亘って個別電極
16が配設されており、この個別電極16は交互に幅方向の
一端側へ引き出されている。個別電極16の外側にはその
長手方向に共通電極11が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真式プリ
ンタの光源として用いられる複数の発光領域を直線状に
並べた発光ダイオードアレイ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、情報処理量の増大に伴い、高速で
高解像,低騒音の電子写真式プリンタの需要が多く、そ
の開発が進められている。この光源として複数の発光領
域を直線状に並設した発光ダイオードアレイ装置が用い
られている。そしてその解像度が400dpiであるものが実
用化されている。
【0003】図6は従来の発光ダイオードアレイ装置を
示す模式図であり、図6(a) は平面図を示し、図6(b)
はこのI−I線における断面図を示す。この従来装置は
「日立電線,No.5, pp29〜32,1985.12」に開示されてい
る。図中1は矩形のp型GaAs基板であり、このp型GaAs
基板1上にはp型GaAlAs層2が形成されている。そして
このp型GaAlAs層2上の中央部において長手方向に複数
個のn型GaAlAs層3が設けられており、これらp型GaAl
As層2とn型GaAlAs層3とのpn接合により発光領域8
を形成している。n型GaAlAs層3上にはn型GaAs層4が
形成されており、n型GaAs層4上を除く表面には絶縁層
5が形成されている。各n型GaAs層4上には個別電極6
が配設されており、この個別電極6はp型GaAlAs層2の
幅方向の相反する一端部へ交互に引き出されている。ま
たp型GaAs基板1の下面には共通電極7が配設されてい
る。
【0004】以上の如き構成の従来装置においては、個
別電極6及び共通電極7に通電を行うことにより発光領
域8(pn接合面)で発光し、この光は各n型GaAlAs層
3を通って外部へ取り出される。このときのn型GaAlAs
層3内での光吸収を抑制するため、n型GaAlAs層3のAl
組成比をp型GaAlAs層2のAl組成比より大きくしてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】発光ダイオードアレイ
装置はこれを駆動する駆動ICと接続する必要があり、
金属ワイヤ又はフィルム上に形成されたパターン電極と
発光領域8から引き出された個別電極6とのボンディン
グを行っている。このボンディングを行うためには、個
別電極6において約 100μm 角以上の大きさの電極パッ
ドが必要である。400dpiの解像度の発光ダイオードアレ
イ装置では、発光領域8が設けられるピッチは約60μm
であるため、上述のように個別電極6を交互に引き出し
ても電極パッドとして使用できるスペースは 120μm で
ある。従って従来装置の構成では、近年需要が高まりつ
つある400dpi以上の解像度を得ることは困難である。そ
こで電極パッドを一端側に2列配置して高解像度化を実
施する構成も考えられるが、この場合は素子面積が大き
くなり適当でない。また近年では濃淡の階調化を行える
装置の要求が高まっているが、従来装置では発光領域8
が1列であるため、その実現には電流を制御する方法し
かないと考えられる。この場合は制御回路の導入が必要
となる等、新たな問題が生じる。
【0006】本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたも
のであり、発光領域を複数列設け、列毎の発光を独立に
行い得る構成とすることにより、大幅に面積を増大させ
ることなく高解像度化又は濃淡の階調化を図ることが可
能な発光ダイオードアレイ装置を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1発明に係る発光ダイ
オードアレイ装置は、基板上に積層されたpn接合層か
らなる複数の発光領域を一方向に並設した発光領域列
と、前記発光領域からこの並設方向と交叉する方向に引
き出して配設する複数の個別電極と、複数の発光領域に
共通する共通電極とを備える発光ダイオードアレイ装置
において、前記発光領域列を複数有し、該発光領域列毎
に設けられ前記pn接合層の下側層と接する複数のコン
タクト層と、該複数のコンタクト層に接して設けられ各
発光領域列に独立に通電を行うための複数の共通電極と
を備えることを特徴とする。第2発明に係る発光ダイオ
ードアレイ装置は、第1発明において、前記個別電極の
引き出し方向の各発光領域を千鳥状に配設してあること
を特徴とする。
【0008】
【作用】第1発明にあっては、個別電極の引き出し方向
において同一線上に発光領域を並設した場合は、発光領
域を独立に通電することにより、感光体ドラムの同一点
に光が照射される回数を変更することができるので、濃
淡の階調を付けることが可能となる。
【0009】さらに第2発明にあっては、個別電極の引
き出し方向において発光領域を千鳥状に配設することに
より、高解像度化を図ることが可能である。
【0010】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図1は第1発明に係る発光ダイオ
ードアレイ装置の第1実施例を示す模式図であり、図1
(a) は平面図を示し、図1(b) はこのII−II線における
断面図を示す。図中9は、全長約8000μm ,幅約1100μ
m の絶縁性GaAs基板であり、この絶縁性GaAs基板9の中
央部には、絶縁性GaAs基板9のエッチングにより直線状
のリッジ9aがその長手方向に形成されている。このリッ
ジ9aの両側にp型GaAlAs層2がリッジ9aにより2列に分
離されて形成されている。そしてこのp型GaAlAs層2の
両側に下部コンタクト層としてのp型GaAs層10が形成さ
れている。
【0011】このp型GaAlAs層2上の長手方向に複数の
n型GaAlAs層3が設けられており、n型GaAlAs層3上に
は上部コンタクト層としてのn型GaAs層4が形成されて
いる。これらp型GaAlAs層2とn型GaAlAs層3とのpn
接合により発光領域8を形成している。そして共通電極
11の形成領域及びn型GaAs層4上を除く表面には絶縁層
5が形成されており、p型GaAlAs層2の幅方向に並ぶ2
個の発光領域8に亘って1個の個別電極16が配設されて
おり、この個別電極16は幅方向の一端側へ交互に引き出
されている。個別電極16の外側のp型GaAlAs層2上には
その長手方向に幅10μm 程度の共通電極11, 11が配設さ
れている。
【0012】以上の如き構成の本発明装置においては、
個別電極16に通電を行い、共通電極11, 11のいずれか又
は両方に通電を行うと、電流は個別電極16,n型GaAs層
4,n型GaAlAs層3,p型GaAlAs層2,p型GaAs層10及
び共通電極11を経て流れ、発光領域8(pn接合面)で
発光し、この光は各n型GaAlAs層3を通って外部へ取り
出される。このときのn型GaAlAs層3内での光吸収を抑
制させるため、n型GaAlAs層3のAl組成比をp型GaAlAs
層2のAl組成比より大きくしている。
【0013】図2,図3は図1に示す発光ダイオードア
レイ装置の製造方法を示す説明図である。まず図2(a)
に示す如くフォトリソグラフィーにより絶縁性GaAs基板
9の中央部の長手方向にリッジ9a(幅10〜20μm ,高さ
3μm )を形成する。リッジ9aを形成していない部分の
絶縁性GaAs基板9の厚さは約 350μm である。次に発光
領域列(各幅50μm )を形成する位置及びリッジ9a上に
SiO2 等の酸化膜13(厚さ4000Å)を形成し(図2
(b))、この両側にp型GaAs層10(厚さ3μm )をLPE
(液相エピタキシアル成長)法により結晶成長する(図
2(c))。酸化膜13を除去した後、p型GaAlAs層2(発光
領域形成位置における厚さ4μm ),n型GaAlAs層3
(厚さ3μm )及びn型GaAs層4(厚さ 0.5μm )をL
PE法により積層する(図2(d))。
【0014】そして発光領域列形成位置以外のp型GaAl
As層2,n型GaAlAs層3及びn型GaAs層4を除去し、n
型GaAlAs層3は幅40μm , 長さ50μm 角に、n型GaAs層
4は幅10μm , 長さ30μm 角にして発光領域8の分離を
行う(図3(e))。さらにn型GaAs層4上及び共通電極11
の形成位置以外の表面にSiO2 等の絶縁膜5(厚さ4000
Å)を形成し(図3(f))、幅方向に並ぶ2個の発光領域
8に亘ってSn−Auからなる個別電極16(厚さ4000Å)を
交互に異なる端部側へ引き出して形成し、最後にp型Ga
As層10上の両端部にZn−Auからなる共通電極11,11を形
成する(図3(g))。
【0015】図4は第1発明の第2実施例を示す模式図
であり、図4(a) は平面図を示し、図4(b) はこのVI−
VI線における断面図を示す。本実施例では発光領域列を
3列設けている。外側2列の発光領域8a…, 8c…は、p
型GaAs基板1上に形成された絶縁性GaAs層12上にp型Ga
AlAs層2が形成されており、真ん中の列の発光領域8b…
はp型GaAs基板1上にp型GaAlAs層2が形成されてい
る。これら発光領域8a,8b,8cは絶縁性GaAs層12のエッチ
ングにより形成されたリッジ12a, 12aにより電気的に分
離されている。一方、p型GaAs基板1の下面には共通電
極7が形成されている。個別電極26は幅方向に並ぶ3個
の発光領域8a,8b,8cに亘って1個設けられており、交互
に異なる端部側へ引き出してある。その他の構成は図1
に示す構成と同様である。このような発光ダイオードア
レイ装置では、共通電極7,11, 11のいずれに通電を行
うかによってこれら発光領域8a,8b,8cのうちどの列を発
光させるかを選択することができる。即ち共通電極11を
選択すると電流は個別電極26,n型GaAs層4,n型GaAl
As層3,p型GaAlAs層2,p型GaAs層10及び選択された
共通電極11を経て流れ、共通電極7を選択すると電流は
個別電極26,n型GaAs層4,n型GaAlAs層3,p型GaAl
As層2,p型GaAs基板1及び選択された共通電極7を経
て流れ発光する。
【0016】図1及び図4に示す本発明装置では基板の
幅方向において同一線上に複数の発光領域を配設してい
るので、列毎の発光を制御すれば感光体ドラムの同一点
に光が照射される回数を変更することができ、濃淡の階
調を付けることが可能である。
【0017】図5は第2発明に係る実施例を示す平面図
である。構成は図1に示すものと同様であるが、発光領
域8の配設位置を素子の幅方向において千鳥状(互い違
い)にしたものである。この場合も図1の場合と同様、
2個の発光領域8毎に個別電極16を形成し、交互に異な
る端部側へ引き出している。図5に示す本発明装置では
基板の幅方向において千鳥状に発光領域を配設している
ので、列毎の発光を制御すれば解像度を上昇させること
が可能である。なお上述の全実施例においてp型,n型
を入れ換えても同様の効果が得られる。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明に係る発光ダイオー
ドアレイ装置では、発光領域を複数列設け、個別電極を
この複数列に亘って複数個毎に設ける構成であるので、
電極パッド数を発光領域数より少なくすることができ
る。そしてこの複数列の各発光領域を個別電極の引き出
し方向において同一線上に配設すれば、列毎の発光を制
御して発光個数を異ならせることにより、濃淡の階調化
が図れる。またこの複数列の発光領域を個別電極の引き
出し方向において千鳥状に配設すれば、列毎の発光を制
御して発光個数を異ならせることにより、高解像度化が
実現する等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発光ダイオードアレイ装置の第1
実施例を示す模式図である。
【図2】図1に示す発光ダイオードアレイ装置の製造方
法を示す説明図である。
【図3】図1に示す発光ダイオードアレイ装置の製造方
法を示す説明図である。
【図4】本発明に係る発光ダイオードアレイ装置の第2
実施例を示す模式図である。
【図5】本発明に係る発光ダイオードアレイ装置の第3
実施例を示す模式図である。
【図6】従来の発光ダイオードアレイ装置を示す模式図
である。
【符号の説明】
2 p型GaAlAs層 3 n型GaAlAs層 4 n型GaAs層 5 絶縁層 8 発光領域 9 絶縁性GaAs基板 9a リッジ 10 p型GaAs層 11 共通電極 16 個別電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に積層されたpn接合層からなる
    複数の発光領域を一方向に並設した発光領域列と、前記
    発光領域からこの並設方向と交叉する方向に引き出して
    配設する複数の個別電極と、複数の発光領域に共通する
    共通電極とを備える発光ダイオードアレイ装置におい
    て、前記発光領域列を複数有し、該発光領域列毎に設け
    られ前記pn接合層の下側層と接する複数のコンタクト
    層と、該複数のコンタクト層に接して設けられ各発光領
    域列に独立に通電を行うための複数の共通電極とを備え
    ることを特徴とする発光ダイオードアレイ装置。
  2. 【請求項2】 前記個別電極の引き出し方向の各発光領
    域を千鳥状に配設してあることを特徴とする請求項1記
    載の発光ダイオードアレイ装置。
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