JPH01110784A - Ｌｅｄアレイモジュール - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、基板上に複数個のモノリシック型ＬＥＤ（発
光ダイオード）アレイチップを列設することより構成さ
れるＬＥＤアレイモジュール、特には例えば電子写真方
式プリンタの光学記録ヘッド等に使用されるＬＥＤアレ
イモジュールに関する。

（従来の技術） 近年、例えば電子写真方式のプリンタにおいて、その光
学、？Ｃ！録ヘッドの光源としてＬＥＤアレイモジュー
ルを使用することが行なわれており、この場合には光学
記録ヘッド部分ひいては装置全体のコンパクト化及び長
寿命化等を実現できる利点があるため、広く普及しつつ
ある。

第４図及び第５図には、上記光学記録ヘッド用のＬＥＤ
アレイモジュールの一例が模式的に示されている。即ち
、第４図及び第５図において、１は長尺矩形状をなす配
線用基板で、これは放熱板２上に伝熱的に配設されてい
る。３は基板１上に形成された共通配線パターンで、こ
れは、基板１の中央部をその長平方向へ延びるように位
置された直線状の電極部３ａ（第５図参照）と、この電
極部３ａの両端部に夫々位置された端子部３ｂ。

３ｂ（第４図参照）とより成る。４は同じく基板１」二
に形成された個別配線パターンで、これは前記共通配線
パターン３の電極部３ｂの両側に列状に位置された複数
個の電極部４ａと、これら電極部４ａと端子部との間を
繋ぐ配線部（何れも図示せず）とより成る。５は上記共
通配線パターン３における電極部３ａ上に一列に配設さ
れた複数個のＬＥＤアレイチップで、これらは半導体基
板６上に複数個の発光索子７を互に絶縁分＃！（アイソ
レーション）した状態にて一列に形成したモノリシック
型に構成されている。また、各ＬＥＤアレイチップ５に
あっては、その下面側（非発光面側）に各発光素子７用
の共通電極８が形成されていると共に、上面側（発光面
側）に各発光素子７用の個別電極９群が形成されており
、この場合、各個別電極９は発光素子７列の両側に交互
配置状に設けられている。そして、斯かるＬＥＤアレイ
チップ５は、その共通電極８が前記共通配線パターン３
の電極部３ａに対して導電性接着剤１０により直接的に
接着（ワイヤレスボンディング）されており、これによ
ってＬＥＤアレイチップ５の固定と共通電極８及び共通
配線パターン３間の接続とが同時に行なわれるようにな
っている。また、ＬＥＤアレイチップ５の各個別電極９
は、前記個別配線パターン４が有する二側の各電極部４
ａに対し夫々４電部材たる金細線１１を介して接続（ワ
イヤボンディング）されており、この場合、各金細線１
１は、交互に異なる方向へ引出されて各列の電極部４ａ
へ接続されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のようなＬＥＤアレイモジュールにおいて、ＬＥＤ
アレイチップ５群の発光索子７の総数は、光学記録ヘッ
ドの対応用紙及び印字解像度等によって決まるものであ
るが、印字用紙がＡ４サイズ、印字解像度が２４０ドツ
ト／インチ程度であった場合に１は、例えば各ＬＥＤア
レイチップ５として６４ビツトのもの（発光素子７を６
４個有するもの）を３２個用いることによって、上記発
光素子７の総数が２０４８個となるように設定されるも
のてあり、従って前記従来構成では、２０４８本という
極めて多数本の金細線１１が必要となる。

このため、従来構成では、金細線１１の接続工程が非常
に面倒になってコストの高騰を来たすばかりか、その金
細線１１を引回すためのスペースを大きく確保する必要
があって、全体の小−形化を十分に図ることができない
という未解決の課題があった。また、Ａ４サイズ用の光
学記録ヘッドに２０４８本の金細線１１を前述の如く二
側に設けた場合、隣り合った各金細線１１間の距離は２
００μ程度と極めて微少になるものである。このため、
隣り合った金細線１１が接触する可能性が大であって、
動作信頼性の低下を来たすことが避けられないものであ
った。

また、上記のよ−うな問題点を解決するための一つの手
段として、ＬＥＤアレイチップをフリップチップ化する
ことが考えられている。即ち、゛この場合には、第６図
に拡大して示すように、半導体基板１２の片面に発光素
子１３１個別電極１４及び共通電極１５を全て形成する
ことによりフリップチップ化して成るＬＥＤアレイチッ
プ１６を設け、斯かるＬＥＤアレイチップ１６を図示し
ない基板に対してフェースダウン接続する構成が採用さ
れる。

しかしながら、この構成では、共通電極１５が個別電極
１４の外側に位置する関係上、これら各電極１４及び１
５間の寸法を大きく設定せざるを得ず、結果的にＬＥＤ
アレイチップ１６の大形化を招くことになる。また、上
記構成のようにＬＥＤアレイチップ１６をフリップチッ
プ化する際に。

所定個数設けられた共通電極１５と多数個設けられた個
別電極１４と間の各距離が夫々不均一になって負荷電流
のバランスが崩れるため、各発光索子１３毎に輝度レベ
ルが異なるようになって全体の輝度むらを惹起する虞が
ある。

本発明は上記問題点に対処してなされたものであり、そ
の目的は、コストダウン並びに全体の小形化が、ＬＥＤ
アレイチップの大形化及び輝度むらの発生を伴うことな
く実現可能になると共に、動作信頼性の向上を図り得る
ＬＥＤアレイモジュ−ルを提供するにある。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明は、基板」二に複数個のモノリシック型ＬＥＤア
レイチップを列設して構成されるＬＥＤアレイモジュー
ルにおいて、前記各発光素子の電源をなす個別電極及び
共通電極を夫々前記ＬＥＤアレイチップの発光面側及び
非発光面側に分離して形成した上で、前記個別電極を前
記基板側に形成された個別配線パターンに対し直接的に
接続し、且つ前記共通電極を前記基板に形成された共通
配線パターンに導電部材を介して接続する構成とした点
に特徴を有する。

（作用） ＬＥＤアレイチップは、個別電極及び共通電極が当該チ
ップの発光面側及び非発光面側に分離された状態で形成
される構成であるから、その形状の大形化を来たすこと
がない。この場合、共通電極をＬＥＤアレイチップの非
発光面側の全域に渡って形成することが可能であるから
、このように形成することによって、各発光素子の負荷
電流のバランスの崩れ、ひいてはこれに起因した輝度む
らの発生を防止できるようになる。また、多数個必要な
個別電極は、基板側の個別配線パターンに対し直接的に
接続されるものであるから、その接続工程を一括して行
なうことができる。そして、少数側設ければ済む共通電
極と基板側の共通配線パターンとの間のみを導電部材に
より接続すれば良いから、導電部材の必要数が減少する
ようになる。この結果、導電部材の接続のための工程が
簡単化すると共に、導電部キイの引回しスペースを大き
く確保する必要がなくなり、しかも隣り合う導電部相間
が接触する虞がなくなる。

（実施例） 以下、本発明を光学記録ヘッド用のＬＥＤアレイモジュ
ールに適用した第１の実施例について第１図を参照しな
がら説明する。

即ち、縦断面構造を模式的に示す第１図において、２１
は例えばガラス製の透明基板で、これは長尺矩形状に形
成されている。２２は透明基板２１上に形成された個別
配線パターンで、これは複数個の電極部２２ａを有し、
各電極部２２ａを透明基板２１の長平方向へ二側に列設
して成る。また、２３は同じく透明基板２１上に形成さ
れた共通配線パターンで、これは個別配線パターン２２
の各電極部２２ａとへ１′、行した状態に設けられてい
る。

さて、２４は半導体基板２５に複数個の発光素子２６を
一列状に形成して構成されたモノリシック型ＬＥＤアレ
イチップで、斯かるＬＥＤアレイチップ２４にあっては
、発光素子２６が形成された発光面側（図中下面側）に
、各発光素子２６の一方の入力端に個別に接続された複
数の個別電極２７が形成されていると共に、非発光面側
（図中上面側）に、各発光索子２６の他方の入力端に共
通に接続された共通電極２８がその全域に渡って形成さ
れている。この場合、上記各個別電極２７は、発光素子
２６列の両側に交互配置状に設けられており、これら各
個別電極２７には夫々半田バンブ２９が形成されている
。

しかして、透明基板２１上には、複数個のＬＥＤアレイ
チップ２４が一列状に配設固定されるものであり、この
ときには、各個別電極２７が透明基板２１側の電極部２
２ａに対して半田バンプ２９を介して接続（ワイヤレス
ボンディング）され、これによってＬＥＤアレイチップ
２４の固定と個別電極２７及び個別配線パターン２２と
の間の接続とが同時に行なわれる。また、ＬＥＤアレイ
チップ２４の共通電極２８と基板２１側の共通配線パタ
ーン２３との間は、導電部材たる例えば１本或はｍ数本
ずつの金細線３０を介して接続（ワイヤボンディング）
される。

上記した本実施例によれば、ＬＥＤアレイチップ２４は
、個別電極２７及び共通電極２８が夫々異なる而に形成
されているから、その形状が従来のフリップチップ化さ
れたＬＥＤアレイチップ（第６図参照）のように人形化
することがない。

この場合、共通電極２８はＬＥＤアレイチップ２４の非
発光面側の全域に渡って形成されているから、この共通
電極２８及び複数の個別電極２７間の各距離が従来のよ
うに不均一になってしまうことがない。このため、各発
光索子２６の負荷電流がバランスするようになって、こ
れらの輝度レベルが均一化するようになり、以て輝度む
らの発生を防止できるようになる。また、多数個必要な
個別電極２７は、個別配線パターン２２に対して直接的
に接続される構成であるから、その接続工程を一括して
行なうことができ、しかも少数側設ければ済む共通電極
２８と共通配線パターン２３との間の接続のためには、
１個のＬＥＤアレイチップ２４につき１本或は腹数本ず
つの金網線３ｏを設けるだけで良いから、その接続工程
も簡単化するようになり、総じてコストダウンを図り得
る。

そして、金細線３０の必要本数が従来構成に比べて大幅
に少なくなるから、その引回しスペースを大きく確保す
る必要がなくなって全体の小形化を図り得る。勿論、隣
り合う金細線３０同士が接触する虞がなくなるため、従
来構成のように動作信頼性が低下することがなくなる。

尚、上記第１の実施例では、個別電極２７側に半田バン
ブ２９を設ける構成としたが、本発明の第２の実施例を
示す第２図のように、個別配線パターン２２の電極部２
２ａ側に半田バンブ３１を設ける構成としても良い。

また、第１の実施例では、導電部材として金細線３０を
用いるようにしたが、本発明の第３の実施例を示す第３
図のように、金細線３０に代えて等電部祠たるリード片
３２を設ける構成としても良い。

さらに、上記各実施例では、透明基板２１を利用する構
成としたが、これに代えてセラミック基板或はガラスエ
ポキシ基板等を用いても良い。但、し、この場合には、
発光素子２６と対応した基板部分に透光性を付与する必
要がある。

その他、本発明は上記し且つ図面に示した各実施例に限
定されるものではなく、例えば個別電極の構造に変更を
加えても良い等、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば以上の説明によって明らかなように、複
数個の発光素子が形成されたモノリシック型ＬＥＤアレ
イチップを複数個備え、これらＬＥＤアレイチップを基
板上に列設して構成されるＬＥＤアレイモジュールにお
いて、そのコストダウン並びに全体の小形化を、ＬＥＤ
アレイチップの大形化及び輝度むらの発生を伴うことな
く実現可能になる共に、動作信頼性の向上を図り得ると
いう優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を模式的に示す縦断面図
、第２図及び第３図は夫々本発明の第２及び第３の各実
施例を示す第１図相当図である。 また、第４図乃至第６図は従来例を説明するためのもの
で、第４図は全体の概略斜視図、第５図は第１図相当図
、第６図はＬＥＤアレイチップの拡大平面図である。 図中、２１は透明基板（基板）、２２は個別配置ｉ１　
ハターン、２３は共通配線パターン、２４はＬＥＤアレ
イチップ、２６は発光素子、２７は個別電極、２８は共
通電極、３０は金細線（導電部材）、３２はリード片（
導電部材）を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数個の発光素子が形成されたモノリシック型ＬＥ
   Ｄアレイチップを複数個備え、これらＬＥＤアレイチッ
   プを基板上に列設して構成されるＬＥＤアレイモジュー
   ルにおいて、前記各発光素子の一方の入力端に個別に接
   続された個別電極及び各発光素子の他方の入力端に共通
   に接続された共通電極を夫々前記ＬＥＤアレイチップの
   発光面側及び非発光面側に分離して形成し、前記個別電
   極を前記基板側に形成された個別配線パターンに対し直
   接的に接続すると共に、前記共通電極を前記基板に形成
   された共通配線パターンに導電部材を介して接続するよ
   うに構成したことを特徴とするＬＥＤアレイモジュール
   。