JPH0443433B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光放出ダイオード（LED）の分野に
関する。

従来の技術 無衝撃の電子印刷の分野において、多くの種類
の装置が開発されてきている。例えばレーザプリ
ンタ、サーマルプリンタ、インクジエツトプリン
タ等々である。最も有望視されているものの１つ
にLEDプリンタがある。このプリンタでは一列
のLEDが光受入面（photoreceptive surface）へ
作用するよう設けてあり、これにより該面がチヤ
ージされるとLEDからの光に対する面の露光が
フオトリセプタ上の位置をデイスチヤージして、
チヤージされていない部分の小さいドツトから成
る像を生成するものである。このLEDは転送さ
れる情報の像見本を生成することが二元コード化
した入力に応答し電子ドライブによつて選択的に
出来るのである。逆像（reversed devel
opment）としてしられている方法ではフオトレ
セプタ上の像は、後に記録部材へ転写されるトナ
ー材料により作られている。

発明が解決しようとする問題点 他の方法における同様に、LEDプリンタは問
題点を有している。１つはLED列を製造してい
る材料にある。ガリウム砒化物（GaAs）のよう
な材料で作られているチツプはドープ処理され、
一旦陽極及び陰極がこのドープ処理された面へ接
続された後にLED面を形成している。LED面を
備えたこのようなチツプは一般にモノリスと呼ば
れている。これらのモノリスは、LEDの列を形
成するように酸化アルミニユームなどの基体へタ
ンデス状に取付けられる。モノリスはエポキシ樹
脂などの接着剤で基体へ固着される。モノリスは
かなり正確に互いに配置されねばならず、各モジ
ユールの陰極が互いにシヨートする程度に近接し
てはいけない。そのためLEDモノリスを直接基
体上へ配設するときにはエポキシ部分間にかなり
広い間隔をもたす必要がある。しかしてモノリス
の端部が支持されておらず、結線時に該モノリス
の端部が割れの傾向をもつためしばしば問題が発
生していた。また別の問題としては、モノリスが
±0.0005吋の範囲での配置を要求されているので
モノリスの整合が困難なこと及びモノリスを移動
することが接着剤を移動させシヨートをもたらす
ことになるなどである。更に別の問題はモノリス
を形成しているガリウム砒化物がもろい性質を有
しているため欠陥のあるモノリスの取替が困難な
ことである。よく知られているようにこのような
材料は簡単に破損しがちなのである。

問題点を解決するための手段 本発明は、初めに銅パレートなどの金属パレー
トへLEDモノリスを付着し次いで該パレートを
好ましい幾何学的配置にて基体上へ固着すること
によつて便利にかつ信頼のおける方法にてLED
列を製造することを見出したものである。銅は機
械加工が容易なので、LED列の配列に必要な寸
法を得ることができるので、更にこうして出来た
構造は剛性を有しており、モノリスがパレートへ
固着されかつ該パレートによつて保護されている
ので破損しやすいモノリスの問題は解決している
のである。

作 用 即ち本発明のLED列は、初めに銅パレートの
ような金属板へLEDモノリスを付着し次に好ま
しい幾何学配列にて基体へ該パレートを固定する
ことによつて製造される。銅は非常に機械加工し
やすいのでLED列の配列に必要な寸法を得るこ
とが出来、また剛性があるので破損しやすいモジ
ユールの問題もこれらをパレートの一部とするこ
とにより除去されているものである。

実施例 第１図はLED装置の概括図であり、第２図は
その一部詳細断面図である。

本発明においてこのLED装置は、適当な電子
駆動装置へ取付けられた場合に選択的に作動する
複数の光放出ダイオードを有する構造とする。か
かるLED装置及びその用法は1980年６月29日付
米国特願162968号及び1981年８月14日付米国特願
292985号に述べている。またLED装置の詳細に
ついても開示している。LEDの組立自体の詳細
は本発明の部分を構成していないので、本発明を
実施するために当業者に必要な範囲以外はここで
は詳述しない。LED装置は第１図に番号１０で
示しており、これは長手方向に伸びる基体１２を
有している。この基体１２はAl₂O₃などのセラミ
ツク材料又はPC板から成る。望ましくは銅パレ
ート（palate）から成る金属パレート１４がシル
バエポキシなどの接着剤１６によつて基体１２へ
固着されている。このエポキシの厚みは望ましく
は約１ミルである。複数の光放出ダイオード面２
２を有するチツプ（以下モノリス（monolith）
１８という）が夫々の金属パレート１４へ固着さ
れている。これらのモノリス１８は、また１ミル
厚のエポキシ樹脂２０などの接着剤によつて銅パ
レート１４へ固定されている。これらのモノリス
１８はガリウム砒化物（gallium arsenide）のよ
うなセラミツク材料で作られており多数のドープ
加工した面２２を有してここへ陽極リード線２４
が取付けられこうしてLED面が形成されている。
陰極接続はエポキシの層２０を介して電気的に接
続されている共通の金属製裏打ちコーテイング２
６から成つている。図では僅かなLED面２２の
みが示してあるが実際にはかなり多量に存在して
いるのである。１つのモノリス１８上のこの
LED面２２の望ましい数は32〜128である。第１
図に示す例では各モノリス１８上には２列の
LED面が形成されているがモノリスはそれ以上
の列のLED面を形成できる。第１図に示すよう
に銅パレート１４は基板１２上に端部を列数
（２，４又は６列）に応じて１〜８ミルの間隔を
置いて配置してあり、直線状に配列したモノリス
１８の列を構成している。基体１２ヘパレート１
４を接合しているエポキシ接着剤１６によつて、
LED装置が形成されている。第１図に示すLED
装置１０は４つのモノリス１８から成つている
が、この数はいくつでもよく実際上ではLED装
置は約８個のモノリスを有し、長さが0.5インチ
即ち1.27cmであり、ビジネスサイズの紙で構成し
たテキストの幅に対応するようにしてあり、2048
のLEDを含んでいる。

第３〜５図を参照するに、これは第１〜２図に
示すLED装置１０を構成する好ましい方法を開
示している。第３図において一部分のみを示す取
付部２８が凹み３０を有している。この凹み３０
は直角をなす一対の側縁３２を有している。この
側縁３２の高さは、銅パレート１４を形成するた
めの基礎材として使用される矩形の銅板３４の厚
みより僅かに低い。この銅板３４の厚みは望まし
くは30〜60ミルであり、幅はモノリス１８の長さ
よりも僅かに大きい。銅板３４は凹み３０内に位
置づけられ１つの角が凹みの角に位置するように
配置し、銅板の側面を凹みの側縁３２へ衝接す
る。こうして銅板３４の適正な整合を得る。銅板
３４は図示していないバキユーム又は締具などの
公知の方法によつて保持される。次いでシルバエ
ポキシ２０が所定の位置へ公知の方法でもつて銅
板３４上へ塗布される。例えばこのシルバエポキ
シ２０の塗布のためにシルクスクリーン法を使用
出来る。その後LEDモノリス１８を銅板３４上
のシルバエポキシ２０を塗布した位置へ配置す
る。このエポキシ２０によつておおわれる部分は
モノリス１８の面積より幾分小さいであろう。モ
ノリス１８は真空プローブ（図示なし）を使つて
配置されかつ例えば顕微鏡などを使つてモノリス
上のLED装置に適合する髪の毛程の参照円と整
合させる。このLEDモノリスは銅板３４上へ配
置出来、該板はLEDモノリス１８の長さより約
１ミル程大きい幅を有している。こうしてこのモ
ジユールは銅板３４の両側を越えて突出すること
はない。機械的移動台と、リードねじ及びステツ
プモータ駆動と、整合十字線を有する顕微鏡と、
から成る組立体が、各モノリス間に正確な距離を
持つて銅板３４上に各モノリス１８を配置するた
めに使用される。この距離は指定されたステツプ
パターンに従うプログラムステツプモータにより
決定される。即ち操作員が第１のモノリス１８を
整合し、銅板３４を第２の位置へ割当てていく。
次にこの棒状モノリス組立体がオーブン上に置か
れシルバエポキシを硬化しこうしてモノリス１８
を銅板３４へ結合するのである。次に銅板３４が
同様の取付部２８又は個々のパレート内に切込ま
れるような同様なものの中に配置される。この切
込工程はパレート１４に対するLEDモノリス１
８の取付及び銅板３４を対向するよう各パレート
を受入れるべく設けた取付組立体の前に行なうこ
ともできよう。第４図に示すように、銅板１４の
幅とモノリス１８の幅との間の重なり量は重要で
はない。しかし前述の如く、パレツトの長さはモ
ノリスよりも約0.001吋程長い。このためモノリ
スは列を構成するときはモノリスは端から端まで
横たわりLED装置２２はこの列１０を横切つて
均一に分布される。

棒が切断されると、モジユール間の寸法は例え
ば±0.0005吋程の近接したものとなる。こうして
出来たパレートは第５図に示すように直状縁３５
を使用して直線状列に容易に組立てられる近接配
置のブロツクとなる。シルバエポキシ１６はシル
クスクリーンなどで基体１２上へ配置される。各
パレートはエポキシ１６の位置において基体１２
上へ１度１つだけ配置され、各パレートを次のパ
レートから電気的に独立させるため１ミル厚のフ
ルオロエチレン製スペーサ３６がその間に配置さ
れる。次にこの組立体をオーブン内へ入れシルバ
エポキシを硬化する。エポキシ１６の硬化後この
スペーサ３６は直状縁に沿つて除去される。

発明の効果 かかる構造のLED装置は多数の問題を解消し
ている。このLEDモノリスは各ベース上へ予か
じめ整合されサブモノリスとして再テストされう
る。陽極についてのシヨートの問題は減少し、銅
パレートが砕けやすくなく一体として取はずしう
るのでモノリス１８は別々に取はずされかつ補修
される。

この銅パレートはいくつかの目的を有する。あ
る銅パレート１８はLEDモノリスで得られるよ
りも安価に非常に高精度にスタンプ加工及び／又
はブランク加工及び／又は機械加工出来る。この
モノリスはダイヤモンド刃によつてその刃の幅だ
け材料を除去して数個所に切口を作ることにより
その封じ糊部から分離できる。こうしてこのパレ
ートは連続したLEDの壁を形成する高精度な構
造体を形成する。更に銅パレート１８は、作動時
に、各LEDの面２２に発生する熱を迅速に分散
する高熱伝導通路を形成する。その上、LEDモ
ノリス／銅パレート１８はその組合せが丈夫であ
りかつ取扱いによつて破損する可能性が少ないの
で非常に容易に列状のLED装置１０内へ最終の
組込みをする前にテスト出来るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により製造されたLED装置の
平面図、第２図は第１図の線２−２に沿つてみた
LED装置の断面図、第３図は金属板上へ個々の
モノリスを整合したLED装置を作る方法の一工
程を示す図、第４図は本発明によるLED装置の
構造の斜視図、、第５図は組立てられた複数のモ
ノリスの平面図である。 符号の説明、１０……LED装置、１２……基
体、１４……金属パレート、１６……接着剤、１
８……モノリス、２０……エポキシ樹脂、２２…
…光放出ダイオード面、２４……陽極、２６……
陰極、３４……銅板、３６……スペーサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 列状光放出ダイオード（LED）装置を製造
   する方法であつて、 金属パレート上へ接着剤を塗布すること、接着
   剤をはさんで金属パレート上へ複数のLED面を
   有するセラミツク材料から成るモノリスを配置す
   ること、接着剤を硬化すること、LEDモノリス
   を有する複数の金属パレートを基体の上に端部を
   並べて固着すること、から成るLED装置の製造
   方法。 ２ モノリスが長手方向に伸長した部材で構成さ
   れかつ該モノリスが長手方向に整合しタンデム状
   に固着されている特許請求の範囲第１項記載の
   LED装置の製造方法。 ３ 列状のLED装置を製造する方法であつて、
   金属板上の複数の位置へ接着剤を塗布すること、
   各接着剤位置にて金属板上に複数のLED面を有
   するセラミツク材料から成るモノリスを配置する
   こと、接着剤を硬化すること、各モノリスを分離
   するよう金属板を切断しモノリスを備えた複数の
   パレツトを形成すること、モノリスを有する複数
   の金属パレートを基体の上に端部を並べて固着す
   ること、から成るLED装置の製造方法。 ４ モノリスが長手方向に伸長した部材で構成さ
   れかつ該モノリスが長手方向に整合しタンデム状
   に固着されている特許請求の範囲第３項記載の
   LED装置の製造方法。 ５ モノリスを金属板上へ配置するときにモノリ
   ス間にスペーサを配備すること、接着剤の硬化後
   該スペーサを取はずすこと、を含む特許請求の範
   囲第３項記載のLED装置の製造方法。 ６ 基体、該基体上へ固定された複数の金属パレ
   ートと、各金属パレートへ固定された上部に複数
   のLED面を有するモノリスと、から成る列状
   LED装置。 ７ モノリスが長手方向に前記基体上へ端部と端
   部とを並べて配置されている特許請求の範囲第６
   項記載のLED装置。 ８ 金属パレツトが銅である特許請求の範囲第６
   項記載のLED装置。