JPH0542718A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH0542718A JPH0542718A JP20067191A JP20067191A JPH0542718A JP H0542718 A JPH0542718 A JP H0542718A JP 20067191 A JP20067191 A JP 20067191A JP 20067191 A JP20067191 A JP 20067191A JP H0542718 A JPH0542718 A JP H0542718A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】相対的に移動する感光体上に発光ダイオードの
列方向に一直線で且つ等間隔にドット形成できるように
した半導体発光装置を提供する。 【構成】発光ダイオード33を複数個少なくとも一列配置
してなる発光ダイオードアレイ32を複数個備えた装置で
あって、発光ダイオードアレイ32に端面発光型発光ダイ
オードアレイを用いると共に、発光ダイオード33の分割
駆動方向の順次駆動速度とそれに対して直角方向に相対
的に移動する感光体の線速との関係を幾何学的に考慮し
た関係式を用いて求まる傾斜角θで発光ダイオードアレ
イ32を搭載する基板31の基板面を傾斜させ、該基板面の
断面形状が緩傾斜部34と垂直部35とを持つ鋸歯状となる
ように形成し、且つ各発光ダイオードアレイ32が載置さ
れる緩傾斜部34の長さを発光ダイオードアレイの長さよ
りも短くし、垂直部35の深さを発光ダイオードアレイ32
の厚さよりも大きく形成したことを特徴とする。
列方向に一直線で且つ等間隔にドット形成できるように
した半導体発光装置を提供する。 【構成】発光ダイオード33を複数個少なくとも一列配置
してなる発光ダイオードアレイ32を複数個備えた装置で
あって、発光ダイオードアレイ32に端面発光型発光ダイ
オードアレイを用いると共に、発光ダイオード33の分割
駆動方向の順次駆動速度とそれに対して直角方向に相対
的に移動する感光体の線速との関係を幾何学的に考慮し
た関係式を用いて求まる傾斜角θで発光ダイオードアレ
イ32を搭載する基板31の基板面を傾斜させ、該基板面の
断面形状が緩傾斜部34と垂直部35とを持つ鋸歯状となる
ように形成し、且つ各発光ダイオードアレイ32が載置さ
れる緩傾斜部34の長さを発光ダイオードアレイの長さよ
りも短くし、垂直部35の深さを発光ダイオードアレイ32
の厚さよりも大きく形成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオードアレイ
からなり、光プリンターやデジタル複写装置等の書き込
み用光源として用いられる半導体発光装置に関する。
からなり、光プリンターやデジタル複写装置等の書き込
み用光源として用いられる半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真による印字方式を採用した光プ
リンター等の光源等への応用を目的として、発光ダイオ
ードアレイを用いた半導体発光装置の研究が行われてい
る。ここで、光プリンターにおいては、光源用の発光ダ
イオードアレイは自己発光型アレイ素子からなり、画像
信号に応じて発光ダイオードアレイを発光させ、等倍結
像素子で感光体面上に露光して感光体上に静電潜像を形
成し、現像剤による現像の後、転写紙等に転写して電子
写真方式による印字印刷を行うものである。発光ダイオ
ードアレイは可動部がなく構成部品も少ないことから、
このような光プリンターのヘッドに用いると、プリント
ヘッドの小型化が可能になる。また自己発光型で消光比
が高く、良好なコントラストが得られ、さらに、チップ
の接続により長尺化対応が可能となり、発光ダイオード
の高出力化により高速化にも対応可能となる等、種々の
利益を得ることができる。この場合、用いられる発光ダ
イオードアレイとしては、基板面と平行な面内に、四角
形等の発光部を所定方向に多数配列した面発光型発光ダ
イオードアレイや、基板面と垂直な端面から、所定方向
に多数配列した光出力が得られる端面発光型発光ダイオ
ードアレイ等がある。
リンター等の光源等への応用を目的として、発光ダイオ
ードアレイを用いた半導体発光装置の研究が行われてい
る。ここで、光プリンターにおいては、光源用の発光ダ
イオードアレイは自己発光型アレイ素子からなり、画像
信号に応じて発光ダイオードアレイを発光させ、等倍結
像素子で感光体面上に露光して感光体上に静電潜像を形
成し、現像剤による現像の後、転写紙等に転写して電子
写真方式による印字印刷を行うものである。発光ダイオ
ードアレイは可動部がなく構成部品も少ないことから、
このような光プリンターのヘッドに用いると、プリント
ヘッドの小型化が可能になる。また自己発光型で消光比
が高く、良好なコントラストが得られ、さらに、チップ
の接続により長尺化対応が可能となり、発光ダイオード
の高出力化により高速化にも対応可能となる等、種々の
利益を得ることができる。この場合、用いられる発光ダ
イオードアレイとしては、基板面と平行な面内に、四角
形等の発光部を所定方向に多数配列した面発光型発光ダ
イオードアレイや、基板面と垂直な端面から、所定方向
に多数配列した光出力が得られる端面発光型発光ダイオ
ードアレイ等がある。
【０００３】先ず、面発光型発光ダイオードアレイの基
本的な構造としては、例えば図４に示すようなものが報
告されている（昭和５５年度電子通信学会通信部門全国
大会予稿集、第１−211 頁参照）。このような面発光型
発光ダイオードアレイでは、多くの場合、その発光部10
0より得られる光出力の強度を発光面内で均一化するた
めに、発光部100 の両端若しくは周囲に電極110 が形成
されている。このように面発光型発光ダイオードアレイ
では、光出力が取り出される発光部100 と電極110 とが
同一面上に存在するため、単位素子当たりに要する幅
は、発光部の幅と電極の幅、及び素子分離領域の幅を合
計したものとなり、例えば、600dpi(dots per inch）以
上のような高密度に発光部を形成することは、極めて困
難である。
本的な構造としては、例えば図４に示すようなものが報
告されている（昭和５５年度電子通信学会通信部門全国
大会予稿集、第１−211 頁参照）。このような面発光型
発光ダイオードアレイでは、多くの場合、その発光部10
0より得られる光出力の強度を発光面内で均一化するた
めに、発光部100 の両端若しくは周囲に電極110 が形成
されている。このように面発光型発光ダイオードアレイ
では、光出力が取り出される発光部100 と電極110 とが
同一面上に存在するため、単位素子当たりに要する幅
は、発光部の幅と電極の幅、及び素子分離領域の幅を合
計したものとなり、例えば、600dpi(dots per inch）以
上のような高密度に発光部を形成することは、極めて困
難である。
【０００４】次に、端面発光型発光ダイオードアレイと
しては、例えば、図５に示すようなものがある（特開昭
６０−３２３７３号公報参照）。 この例では、基板上の積層構造内に複数の発光部120 が
形成されており、これらの発光部120 は、その基板面と
平行な面内に、その端面に対して垂直な方向に形成され
た分離溝130 により電気的且つ空間的に分離されてい
る。このような端面発光型発光ダイオードアレイでは、
光出力が取り出される発光部120 と電極121 ，125 とが
同一面上に存在せず、単位素子当たりに要する幅は発光
部の幅と素子分離領域の幅を合計したものとなり、例え
ば、600dpi以上のような高密度の発光部の形成も原理的
に可能である。このため、高密度光プリンター用光源に
用いられる発光ダイオードアレイとしては、端面発光型
発光ダイオードアレイが適していると言える。
しては、例えば、図５に示すようなものがある（特開昭
６０−３２３７３号公報参照）。 この例では、基板上の積層構造内に複数の発光部120 が
形成されており、これらの発光部120 は、その基板面と
平行な面内に、その端面に対して垂直な方向に形成され
た分離溝130 により電気的且つ空間的に分離されてい
る。このような端面発光型発光ダイオードアレイでは、
光出力が取り出される発光部120 と電極121 ，125 とが
同一面上に存在せず、単位素子当たりに要する幅は発光
部の幅と素子分離領域の幅を合計したものとなり、例え
ば、600dpi以上のような高密度の発光部の形成も原理的
に可能である。このため、高密度光プリンター用光源に
用いられる発光ダイオードアレイとしては、端面発光型
発光ダイオードアレイが適していると言える。
【０００５】ところで、高密度光プリンター用光源の高
速駆動を実現するために、発光ダイオードアレイを複数
個、列方向に並べて分割駆動させるようにした半導体発
光装置が知られている。このように、発光ダイオードア
レイが複数個、列方向に隣接して配置搭載されている半
導体発光装置としては、例えば図６に示すような発光ダ
イオードアレイ装置がある（特開平２−８９３７９号公
報参照）。 図６に示す構造の発光ダイオードアレイ装置では、面発
光ダイオードアレイ6,6aを複数個、列方向に隣接して一
直線状に配置している。しかし、この場合には各発光ダ
イオードアレイ6，6aの互いに隣接する端面部9，9aは、
ｐｎ接合部からの距離が０〜3.5 μｍしかなく、このた
め、極めて高精度な切削加工が必要となってくる。従っ
て、この構造の場合、発光ダイオードアレイを連続的に
接続できるか否かはチップの切削精度によって決まり、
高精度な切削加工を要求される。また、この装置の場
合、面発光ダイオードアレイを用いているため、前述し
たように高密度化は困難である。また、図６に示す装置
では、面発光ダイオードアレイ6,6aを複数個、列方向に
隣接して一直線状に配置しているが、この装置を用いて
感光体上にドット形成する場合に、通常、感光体は線速
Ｖで移動しているため、面発光ダイオードアレイ6,6aが
一直線上にあると、全発光ダイオードを一括点灯制御し
ない限りは、印字ドット列が斜めになってしまうという
問題が生じる。
速駆動を実現するために、発光ダイオードアレイを複数
個、列方向に並べて分割駆動させるようにした半導体発
光装置が知られている。このように、発光ダイオードア
レイが複数個、列方向に隣接して配置搭載されている半
導体発光装置としては、例えば図６に示すような発光ダ
イオードアレイ装置がある（特開平２−８９３７９号公
報参照）。 図６に示す構造の発光ダイオードアレイ装置では、面発
光ダイオードアレイ6,6aを複数個、列方向に隣接して一
直線状に配置している。しかし、この場合には各発光ダ
イオードアレイ6，6aの互いに隣接する端面部9，9aは、
ｐｎ接合部からの距離が０〜3.5 μｍしかなく、このた
め、極めて高精度な切削加工が必要となってくる。従っ
て、この構造の場合、発光ダイオードアレイを連続的に
接続できるか否かはチップの切削精度によって決まり、
高精度な切削加工を要求される。また、この装置の場
合、面発光ダイオードアレイを用いているため、前述し
たように高密度化は困難である。また、図６に示す装置
では、面発光ダイオードアレイ6,6aを複数個、列方向に
隣接して一直線状に配置しているが、この装置を用いて
感光体上にドット形成する場合に、通常、感光体は線速
Ｖで移動しているため、面発光ダイオードアレイ6,6aが
一直線上にあると、全発光ダイオードを一括点灯制御し
ない限りは、印字ドット列が斜めになってしまうという
問題が生じる。
【０００６】そこで、ドット密度の高密度化を図れ、且
つ、複数の発光ダイオードアレイを分割駆動して印字を
行なう際にも、相対的に移動する感光体上に発光ダイオ
ードの列方向に一直線状にドット形成し得る発光装置と
して、図７に示すような端面発光型発光ダイオードアレ
イを用いた半導体発光装置が提案されている（特願平２
−５９３５８号）。 この半導体発光装置は、例えば、ｎ型若しくはｐ型のＧ
ａＡｓ等からなる半導体基板11上に、エピタキシャル成
長によりＧａＡｌＡｓ系等の化合物半導体からなる端面
発光型発光ダイオードアレイを形成した構成となってお
り、その端面発光型発光ダイオードアレイの層構造は、
隣接する素子間に凹状の分離溝17を設けるだけで隣接す
る素子間を電気的に分離し、容易に高ドット密度の発光
ダイオードアレイチップが得られるようにするために、
クラッド層12、発光層となる活性層13、クラッド層14を
順次積層した３層スラブ型ダブルヘテロ構造となってい
る。そして、この３層12,13,14の上にＧａＡｓ等からな
るキャップ層15が形成され、さらにその上に電極21が形
成された構造となっている。さらに、図７に示す構造の
半導体発光装置においては、上記端面発光型発光ダイオ
ードアレイを用いると共に、発光ダイオードの分割駆動
方向の順次駆動速度とそれに対して直角方向に相対的に
移動する感光体の線速との関係を幾何学的に考慮した関
係式を用いて求まる傾斜角θで発光ダイオードアレイ形
成用基板11の裏面側を傾斜させて形成することにより、
相対的に移動する感光体上に、発光ダイオードの列方向
に一直線にドット形成できるようにしたことを特徴とす
るものである。
つ、複数の発光ダイオードアレイを分割駆動して印字を
行なう際にも、相対的に移動する感光体上に発光ダイオ
ードの列方向に一直線状にドット形成し得る発光装置と
して、図７に示すような端面発光型発光ダイオードアレ
イを用いた半導体発光装置が提案されている（特願平２
−５９３５８号）。 この半導体発光装置は、例えば、ｎ型若しくはｐ型のＧ
ａＡｓ等からなる半導体基板11上に、エピタキシャル成
長によりＧａＡｌＡｓ系等の化合物半導体からなる端面
発光型発光ダイオードアレイを形成した構成となってお
り、その端面発光型発光ダイオードアレイの層構造は、
隣接する素子間に凹状の分離溝17を設けるだけで隣接す
る素子間を電気的に分離し、容易に高ドット密度の発光
ダイオードアレイチップが得られるようにするために、
クラッド層12、発光層となる活性層13、クラッド層14を
順次積層した３層スラブ型ダブルヘテロ構造となってい
る。そして、この３層12,13,14の上にＧａＡｓ等からな
るキャップ層15が形成され、さらにその上に電極21が形
成された構造となっている。さらに、図７に示す構造の
半導体発光装置においては、上記端面発光型発光ダイオ
ードアレイを用いると共に、発光ダイオードの分割駆動
方向の順次駆動速度とそれに対して直角方向に相対的に
移動する感光体の線速との関係を幾何学的に考慮した関
係式を用いて求まる傾斜角θで発光ダイオードアレイ形
成用基板11の裏面側を傾斜させて形成することにより、
相対的に移動する感光体上に、発光ダイオードの列方向
に一直線にドット形成できるようにしたことを特徴とす
るものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示す
構造の半導体発光装置の場合においても、発光ダイオー
ドアレイを列方向に並べる際には、相隣接するそれぞれ
の発光ダイオードアレイチップをお互いに重なり合うこ
となく発光ダイオードの列方向に一列に並べる必要があ
るため、発光ダイオードアレイチップの高精度な切削加
工が必要となり、発光ダイオードアレイを連続的に接続
できるか否かは、チップの切削精度によって決まってし
まう。すなわち、従来の半導体発光装置においては、図
８に示すように、発光ダイオードアレイチップ上に複数
個の表示ドット（発光部）25が所定ピッチL1で配列され
ているが、各発光ダイオードアレイ26，27の互いに隣接
する端面から発光部中心までの長さをそれぞれL2，L3と
すると、発光ダイオードアレイを連続的に等間隔で接続
するためには、 L1≧L2＋L3 にする必要がある。例えば、600dpi(42.3μｍピッチ)の
場合には、L1＝42.3μｍであり、 42.3μｍ≧L2＋L3 にする必要がある。
構造の半導体発光装置の場合においても、発光ダイオー
ドアレイを列方向に並べる際には、相隣接するそれぞれ
の発光ダイオードアレイチップをお互いに重なり合うこ
となく発光ダイオードの列方向に一列に並べる必要があ
るため、発光ダイオードアレイチップの高精度な切削加
工が必要となり、発光ダイオードアレイを連続的に接続
できるか否かは、チップの切削精度によって決まってし
まう。すなわち、従来の半導体発光装置においては、図
８に示すように、発光ダイオードアレイチップ上に複数
個の表示ドット（発光部）25が所定ピッチL1で配列され
ているが、各発光ダイオードアレイ26，27の互いに隣接
する端面から発光部中心までの長さをそれぞれL2，L3と
すると、発光ダイオードアレイを連続的に等間隔で接続
するためには、 L1≧L2＋L3 にする必要がある。例えば、600dpi(42.3μｍピッチ)の
場合には、L1＝42.3μｍであり、 42.3μｍ≧L2＋L3 にする必要がある。
【０００８】ここで、発光部を分離している分離溝17と
発光部のアレイ方向の長さをほぼ同じにした場合、分離
溝の幅W1は20μｍ程度となる。各発光ダイオードアレイ
の互いに隣接する端面から発光部までの長さをそれぞれ
W2，W3とすると、 W1≧W2＋W3 となり、 20μｍ≧W2＋W3 となる。従って、これを満足するためには、W2，W3をそ
れぞれ数μｍで発光ダイオードアレイチップの切り出し
を行なう必要があり、このように数μｍでチップを切り
出すには、発光ダイオードアレイチップの高い切削精度
が必要となり、製造コスト増大の原因ともなる。本発明
は上記事情に鑑みてなされたものであって、発光ダイオ
ードアレイを複数個、列方向に並べたときに、発光ダイ
オードの全ての表示ドット(発光部)のピッチを、発光ダ
イオードアレイチップの切削精度に依らず、しかも位置
合わせ等に労力を要することなく均一と成し得ることが
でき、さらに、相対的に移動する感光体上に発光ダイオ
ードの列方向に一直線で且つ等間隔にドット形成できる
半導体発光装置を提供することを目的とする。
発光部のアレイ方向の長さをほぼ同じにした場合、分離
溝の幅W1は20μｍ程度となる。各発光ダイオードアレイ
の互いに隣接する端面から発光部までの長さをそれぞれ
W2，W3とすると、 W1≧W2＋W3 となり、 20μｍ≧W2＋W3 となる。従って、これを満足するためには、W2，W3をそ
れぞれ数μｍで発光ダイオードアレイチップの切り出し
を行なう必要があり、このように数μｍでチップを切り
出すには、発光ダイオードアレイチップの高い切削精度
が必要となり、製造コスト増大の原因ともなる。本発明
は上記事情に鑑みてなされたものであって、発光ダイオ
ードアレイを複数個、列方向に並べたときに、発光ダイ
オードの全ての表示ドット(発光部)のピッチを、発光ダ
イオードアレイチップの切削精度に依らず、しかも位置
合わせ等に労力を要することなく均一と成し得ることが
でき、さらに、相対的に移動する感光体上に発光ダイオ
ードの列方向に一直線で且つ等間隔にドット形成できる
半導体発光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、発光ダイオードを複数個少なくとも一
列配置してなる発光ダイオードアレイを複数個備え、感
光体に対向配置して各発光ダイオードを選択的に点灯さ
せたとき感光体上にドット分割した像を形成することの
できる半導体発光装置において、前記発光ダイオードア
レイに化合物半導体からなる端面発光型発光ダイオード
アレイを用いると共に、発光ダイオードの分割駆動方向
の順次駆動速度とそれに対して直角方向に相対的に移動
する感光体の線速との関係を幾何学的に考慮した関係式
を用いて求まる傾斜角θで発光ダイオードアレイを搭載
する基板の基板面を傾斜させ、該基板面の断面形状が緩
傾斜部と垂直部とを持つ鋸歯状となるように形成すると
共に、各発光ダイオードアレイがそれぞれ載置される基
板の緩傾斜部の長さを発光ダイオードアレイの長さより
も短くし、前記垂直部の深さを発光ダイオードアレイの
厚さよりも大きく形成することにより、相対的に移動す
る感光体上に発光ダイオードの列方向に一直線で且つ等
間隔にドット形成できるようにしたことを特徴とする。
め、本発明では、発光ダイオードを複数個少なくとも一
列配置してなる発光ダイオードアレイを複数個備え、感
光体に対向配置して各発光ダイオードを選択的に点灯さ
せたとき感光体上にドット分割した像を形成することの
できる半導体発光装置において、前記発光ダイオードア
レイに化合物半導体からなる端面発光型発光ダイオード
アレイを用いると共に、発光ダイオードの分割駆動方向
の順次駆動速度とそれに対して直角方向に相対的に移動
する感光体の線速との関係を幾何学的に考慮した関係式
を用いて求まる傾斜角θで発光ダイオードアレイを搭載
する基板の基板面を傾斜させ、該基板面の断面形状が緩
傾斜部と垂直部とを持つ鋸歯状となるように形成すると
共に、各発光ダイオードアレイがそれぞれ載置される基
板の緩傾斜部の長さを発光ダイオードアレイの長さより
も短くし、前記垂直部の深さを発光ダイオードアレイの
厚さよりも大きく形成することにより、相対的に移動す
る感光体上に発光ダイオードの列方向に一直線で且つ等
間隔にドット形成できるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明は、半導体発光装置の各発光ダイオード
アレイチップの列方向の端面とこの端面から最も近い発
光部との距離を十分とれるようにして加工精度に対する
要求を緩和したものであり、発光ダイオードの分割駆動
方向の順次駆動速度とそれに対して直角方向に相対的に
移動する感光体の線速との関係を幾何学的に考慮した関
係式を用いて求まる傾斜角θで発光ダイオードアレイを
搭載する基板の基板面を傾斜させ、該基板面の断面形状
が緩傾斜部と垂直部とを持つ鋸歯状となるように形成す
ると共に、それぞれ発光ダイオードアレイが載置される
前記緩傾斜部の長さを発光ダイオードアレイの長さより
も短くし、前記垂直部の深さを前記発光ダイオードアレ
イの厚さよりも大きく形成することにより、発光ダイオ
ードアレイを鋸歯状の基板面の各緩傾斜部へ載置し、発
光ダイオードアレイを複数個、列方向に並べた時に、発
光ダイオードの全ての表示ドットのピッチを、発光ダイ
オードアレイチップの切削精度に依らず、しかも位置合
わせ等に労力を要することなく均一と成し得ることがで
き、さらに、ピッチ精度が高いことにより、相対的に移
動する感光体上に発光ダイオードの列方向に一直線で且
つ等間隔にドット形成することができる。尚、発光ダイ
オードの分割駆動方向の順次駆動速度と、それに対して
直角方向に相対的に移動する感光体の線速との関係を幾
何学的に考慮した関係式を用いて求まる傾斜角θは、感
光体の線速をＶ(mm／sec)、１グループ内の発光ダイオ
ードを順次駆動するのに要する時間をｔ(sec)、１グル
ープ内の発光ダイオードの長さをＬ(mm)とすると、 θ＝arctan(Ｖｔ／Ｌ） となるように設定される。
アレイチップの列方向の端面とこの端面から最も近い発
光部との距離を十分とれるようにして加工精度に対する
要求を緩和したものであり、発光ダイオードの分割駆動
方向の順次駆動速度とそれに対して直角方向に相対的に
移動する感光体の線速との関係を幾何学的に考慮した関
係式を用いて求まる傾斜角θで発光ダイオードアレイを
搭載する基板の基板面を傾斜させ、該基板面の断面形状
が緩傾斜部と垂直部とを持つ鋸歯状となるように形成す
ると共に、それぞれ発光ダイオードアレイが載置される
前記緩傾斜部の長さを発光ダイオードアレイの長さより
も短くし、前記垂直部の深さを前記発光ダイオードアレ
イの厚さよりも大きく形成することにより、発光ダイオ
ードアレイを鋸歯状の基板面の各緩傾斜部へ載置し、発
光ダイオードアレイを複数個、列方向に並べた時に、発
光ダイオードの全ての表示ドットのピッチを、発光ダイ
オードアレイチップの切削精度に依らず、しかも位置合
わせ等に労力を要することなく均一と成し得ることがで
き、さらに、ピッチ精度が高いことにより、相対的に移
動する感光体上に発光ダイオードの列方向に一直線で且
つ等間隔にドット形成することができる。尚、発光ダイ
オードの分割駆動方向の順次駆動速度と、それに対して
直角方向に相対的に移動する感光体の線速との関係を幾
何学的に考慮した関係式を用いて求まる傾斜角θは、感
光体の線速をＶ(mm／sec)、１グループ内の発光ダイオ
ードを順次駆動するのに要する時間をｔ(sec)、１グル
ープ内の発光ダイオードの長さをＬ(mm)とすると、 θ＝arctan(Ｖｔ／Ｌ） となるように設定される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す半導
体発光装置の側面図である。図１において、この半導体
発光装置は、基板（例えばアルミナ基板）31と、この基
板31上にＭ個縦続して接続される端面発光型発光ダイオ
ードアレイ32から構成されている。尚、図１の半導体発
光装置においては、発光ダイオードアレイは端面発光型
発光ダイオードアレイであるから、光の出射方向は図１
の紙面に対して垂直方向となる。ここで、本発明の半導
体発光装置に用いられる端面発光型発光ダイオードアレ
イの構造及び作製プロセスについて簡単に説明する。図
２(ａ)に示すように、例えばｎ型ＧaＡs基板40にＭＢＥ
(Ｍolecular ＢeamＥpitaxy)法、ＬＰＥ(Ｌiquid Ｐhas
e Ｅpitaxy)法、クロライドＶＰＥ(ＶaporＰhase Ｅpit
axy)法、あるいはＭＯＣＶＤ(Ｍetal Ｏrganic Ｃhemic
al ＶaporＤeposition)法等による結晶成長法を用い
て、ｎ-Ａl0.33Ｇa0.67Ａsクラッド層41を２μｍ、Ａl
0.06Ｇa0.94Ａs 活性層42を 0.2μｍ、ｐ-Ａl0.33Ｇa
0.67Ａsクラッド層43を２μｍ、ｐ-ＧaＡs キャップ層4
4を１μｍ順次形成する。次に、図２(ｂ)に示すよう
に、ｐ-ＧaＡs キャップ層44の上にフォトリソ工程を用
い、エッチング用マスク45を形成する。尚、エッチング
マスクとしては、レジスト（ポジタイプ、ネガタイ
プ）、ＳiＯ2などの誘電体膜、Ｃｒなどの金属薄膜等を
用いることができる。
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す半導
体発光装置の側面図である。図１において、この半導体
発光装置は、基板（例えばアルミナ基板）31と、この基
板31上にＭ個縦続して接続される端面発光型発光ダイオ
ードアレイ32から構成されている。尚、図１の半導体発
光装置においては、発光ダイオードアレイは端面発光型
発光ダイオードアレイであるから、光の出射方向は図１
の紙面に対して垂直方向となる。ここで、本発明の半導
体発光装置に用いられる端面発光型発光ダイオードアレ
イの構造及び作製プロセスについて簡単に説明する。図
２(ａ)に示すように、例えばｎ型ＧaＡs基板40にＭＢＥ
(Ｍolecular ＢeamＥpitaxy)法、ＬＰＥ(Ｌiquid Ｐhas
e Ｅpitaxy)法、クロライドＶＰＥ(ＶaporＰhase Ｅpit
axy)法、あるいはＭＯＣＶＤ(Ｍetal Ｏrganic Ｃhemic
al ＶaporＤeposition)法等による結晶成長法を用い
て、ｎ-Ａl0.33Ｇa0.67Ａsクラッド層41を２μｍ、Ａl
0.06Ｇa0.94Ａs 活性層42を 0.2μｍ、ｐ-Ａl0.33Ｇa
0.67Ａsクラッド層43を２μｍ、ｐ-ＧaＡs キャップ層4
4を１μｍ順次形成する。次に、図２(ｂ)に示すよう
に、ｐ-ＧaＡs キャップ層44の上にフォトリソ工程を用
い、エッチング用マスク45を形成する。尚、エッチング
マスクとしては、レジスト（ポジタイプ、ネガタイ
プ）、ＳiＯ2などの誘電体膜、Ｃｒなどの金属薄膜等を
用いることができる。
【００１２】次に、図２(ｃ)に示すように、ドライエッ
チングにより、深さ 3.5μｍ、幅10μｍ程度の少なくと
もｎ−クラッド層41に達する微細巾分離溝46を形成す
る。尚、ドライエッチング以外にウェットエッチングで
もかまわない。次に、図２(ｄ)に示すように、ＥＢ蒸着
やＣＶＤ法により、ＳiＯ2，ＳｉＮ等の絶縁膜47をを形
成し、さらにこの絶縁膜47にフォトリソ、エッチング工
程を経て、キャップ層44とｐ側電極がコンタクトをとれ
るような窓48を開ける。次に、図２(ｅ)に示すように、
絶縁膜47の窓部48にｐ側電極としてＡu−Ｚn／Ａu等を
蒸着後、リフトオフ法によりキャップ層44に位置整合し
てキャップ層44上部にｐ側電極49を形成する。そして最
後に、ｎ型ＧaＡs基板40の裏面側にｎ側電極401 を蒸着
形成する。尚、以上に示した積層構造及び作製プロセス
はほんの一例であり、本発明においては、端面発光型の
発光ダイオードアレイであれば、積層構造及びプロセス
は前述と異なっていてもかまわない。
チングにより、深さ 3.5μｍ、幅10μｍ程度の少なくと
もｎ−クラッド層41に達する微細巾分離溝46を形成す
る。尚、ドライエッチング以外にウェットエッチングで
もかまわない。次に、図２(ｄ)に示すように、ＥＢ蒸着
やＣＶＤ法により、ＳiＯ2，ＳｉＮ等の絶縁膜47をを形
成し、さらにこの絶縁膜47にフォトリソ、エッチング工
程を経て、キャップ層44とｐ側電極がコンタクトをとれ
るような窓48を開ける。次に、図２(ｅ)に示すように、
絶縁膜47の窓部48にｐ側電極としてＡu−Ｚn／Ａu等を
蒸着後、リフトオフ法によりキャップ層44に位置整合し
てキャップ層44上部にｐ側電極49を形成する。そして最
後に、ｎ型ＧaＡs基板40の裏面側にｎ側電極401 を蒸着
形成する。尚、以上に示した積層構造及び作製プロセス
はほんの一例であり、本発明においては、端面発光型の
発光ダイオードアレイであれば、積層構造及びプロセス
は前述と異なっていてもかまわない。
【００１３】さて、本発明の半導体発光装置において
は、発光ダイオード33の分割駆動方向の順次駆動速度と
それに対して直角方向に相対的に移動する感光体の線速
との関係を幾何学的に考慮した関係式を用いて求まる傾
斜角θで発光ダイオードアレイ32を搭載する基板31の基
板面を傾斜させ、該基板面の断面形状が緩傾斜部34と垂
直部35とを持つ鋸歯状となるように形成しており、さら
に、各発光ダイオードアレイ32がそれぞれ載置される基
板31の緩傾斜部34の長さを発光ダイオードアレイ32の長
さよりも短くし、垂直部35の深さを発光ダイオードアレ
イ32の厚さよりも大きく形成している。すなわち、この
半導体発光装置においては、基板31は、端面発光型発光
ダイオードアレイ32の設置領域の断面形状が緩傾斜部34
と垂直部35とを持つ鋸歯状となるように形成されてお
り、鋸歯状部は端面発光型発光ダイオードアレイ32の数
に対応して設けられ、その緩傾斜部34には、それぞれ端
面発光型発光ダイオードアレイ32が設置固着される。ま
た、垂直部35の深さは、隣接する発光ダイオードアレイ
同士が接触しないように、端面発光型発光ダイオードア
レイ32の厚さよりも大きく設定される。尚、この垂直部
35の深さは、緩傾斜部34の長さと、その緩傾斜部34の傾
斜角θからなるsinθ の積になる。このことから垂直部
35の深さは、緩傾斜部34の長さと、傾斜角θを決めてい
る感光体の線速、及び発光ダイオードを順次駆動するの
に要する時間により決まる。
は、発光ダイオード33の分割駆動方向の順次駆動速度と
それに対して直角方向に相対的に移動する感光体の線速
との関係を幾何学的に考慮した関係式を用いて求まる傾
斜角θで発光ダイオードアレイ32を搭載する基板31の基
板面を傾斜させ、該基板面の断面形状が緩傾斜部34と垂
直部35とを持つ鋸歯状となるように形成しており、さら
に、各発光ダイオードアレイ32がそれぞれ載置される基
板31の緩傾斜部34の長さを発光ダイオードアレイ32の長
さよりも短くし、垂直部35の深さを発光ダイオードアレ
イ32の厚さよりも大きく形成している。すなわち、この
半導体発光装置においては、基板31は、端面発光型発光
ダイオードアレイ32の設置領域の断面形状が緩傾斜部34
と垂直部35とを持つ鋸歯状となるように形成されてお
り、鋸歯状部は端面発光型発光ダイオードアレイ32の数
に対応して設けられ、その緩傾斜部34には、それぞれ端
面発光型発光ダイオードアレイ32が設置固着される。ま
た、垂直部35の深さは、隣接する発光ダイオードアレイ
同士が接触しないように、端面発光型発光ダイオードア
レイ32の厚さよりも大きく設定される。尚、この垂直部
35の深さは、緩傾斜部34の長さと、その緩傾斜部34の傾
斜角θからなるsinθ の積になる。このことから垂直部
35の深さは、緩傾斜部34の長さと、傾斜角θを決めてい
る感光体の線速、及び発光ダイオードを順次駆動するの
に要する時間により決まる。
【００１４】さらにまた、緩傾斜部34の長さは、端面発
光型発光ダイオードアレイ32の長さに対し、若干短く選
定されている。従って、隣接する端面発光型発光ダイオ
ードアレイ32の端部が上下に重なり合って搭載されるの
で、相隣接する端面発光型発光ダイオードアレイ32の両
端に位置する発光部間の距離L1，L2，・・・，L(M-1) は、
緩傾斜部34の長さをどの程度短くするか選定することに
より、端面発光型発光ダイオードアレイ32の発光部33の
ピッチL0と等しくできる。従って、感光体上に一直線に
等間隔にドット形成することが可能となる。尚、上記実
施例において、垂直部35は略垂直であればよく、若干の
傾斜を持つものでもよく、本発明にはこれらも含まれ
る。以上、本発明による半導体発光装置の構成について
図面を参照して説明したが、次に、この半導体発光装置
の動作について図３を参照して詳細に説明する。
光型発光ダイオードアレイ32の長さに対し、若干短く選
定されている。従って、隣接する端面発光型発光ダイオ
ードアレイ32の端部が上下に重なり合って搭載されるの
で、相隣接する端面発光型発光ダイオードアレイ32の両
端に位置する発光部間の距離L1，L2，・・・，L(M-1) は、
緩傾斜部34の長さをどの程度短くするか選定することに
より、端面発光型発光ダイオードアレイ32の発光部33の
ピッチL0と等しくできる。従って、感光体上に一直線に
等間隔にドット形成することが可能となる。尚、上記実
施例において、垂直部35は略垂直であればよく、若干の
傾斜を持つものでもよく、本発明にはこれらも含まれ
る。以上、本発明による半導体発光装置の構成について
図面を参照して説明したが、次に、この半導体発光装置
の動作について図３を参照して詳細に説明する。
【００１５】先ず、図１に示した装置の１つの発光ダイ
オードアレイ32内の発光ダイオード(発光部)33を１グル
ープとして、１グループ当たりＮ個の発光ダイオードを
Ｍグループ分（発光ダイオードの総数Ｎ×Ｍ個）用意し
た場合、その配列は図３(ａ)のようになる。即ち、各端
面発光型発光ダイオードアレイ32は、図１に示したよう
に基板31の各緩傾斜部34に設置されているため、発光ダ
イオードはグループ毎に傾斜配列するものであり、各グ
ループの発光ダイオードの配列方向がある角度θを持っ
て同一方向に傾斜して全体として鋸歯状に配列されるも
のである。尚、図３（ａ）で(１，１)〜(Ｍ，Ｎ)は発光
ダイオードの素子番号を示すものとし、これらを分割駆
動するものであるが、その駆動順位方向は傾斜に沿って
示す矢印のように設定されている。従って、例えば１グ
ループについては(１，１)(１，２)→(１，Ｎ)の順に駆
動され、２グループについては(２，１)(２，２)→
(２，Ｎ)の順に駆動される。また、例えば、各グループ
の(１，１)，(２，１)，・・・，(Ｍ，１）は同時に駆動さ
れることになる。そして、各グループの発光ダイオード
列の傾斜角θは、発光ダイオードの分割駆動方向に対し
て直角方向に相対的に移動する感光体の線速をＶ(mm／s
ec）、１グループ内の発光ダイオードを順次駆動するの
に要する時間をｔ(sec）、１グループ内の発光ダイオー
ド列の長さをＬ(mm)とすると、 θ＝arctan(Ｖｔ／Ｌ） となるように設定される。従って、本発明による半導体
発光装置を、等倍結像系を介して感光体の線速がＶの光
プリンターの光源として使用したとすると、印字ドット
配列は図３（ｂ）に示すようになり、相対的に移動する
感光体上に発光ダイオードの列方向に一直線で且つ等間
隔にドット形成を行なうことができる。
オードアレイ32内の発光ダイオード(発光部)33を１グル
ープとして、１グループ当たりＮ個の発光ダイオードを
Ｍグループ分（発光ダイオードの総数Ｎ×Ｍ個）用意し
た場合、その配列は図３(ａ)のようになる。即ち、各端
面発光型発光ダイオードアレイ32は、図１に示したよう
に基板31の各緩傾斜部34に設置されているため、発光ダ
イオードはグループ毎に傾斜配列するものであり、各グ
ループの発光ダイオードの配列方向がある角度θを持っ
て同一方向に傾斜して全体として鋸歯状に配列されるも
のである。尚、図３（ａ）で(１，１)〜(Ｍ，Ｎ)は発光
ダイオードの素子番号を示すものとし、これらを分割駆
動するものであるが、その駆動順位方向は傾斜に沿って
示す矢印のように設定されている。従って、例えば１グ
ループについては(１，１)(１，２)→(１，Ｎ)の順に駆
動され、２グループについては(２，１)(２，２)→
(２，Ｎ)の順に駆動される。また、例えば、各グループ
の(１，１)，(２，１)，・・・，(Ｍ，１）は同時に駆動さ
れることになる。そして、各グループの発光ダイオード
列の傾斜角θは、発光ダイオードの分割駆動方向に対し
て直角方向に相対的に移動する感光体の線速をＶ(mm／s
ec）、１グループ内の発光ダイオードを順次駆動するの
に要する時間をｔ(sec）、１グループ内の発光ダイオー
ド列の長さをＬ(mm)とすると、 θ＝arctan(Ｖｔ／Ｌ） となるように設定される。従って、本発明による半導体
発光装置を、等倍結像系を介して感光体の線速がＶの光
プリンターの光源として使用したとすると、印字ドット
配列は図３（ｂ）に示すようになり、相対的に移動する
感光体上に発光ダイオードの列方向に一直線で且つ等間
隔にドット形成を行なうことができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
分割駆動をする端面発光型発光ダイオードアレイが複数
個、列方向に隣接して配置搭載されている半導体発光装
置において、発光ダイオードの分割駆動方向の順次駆動
速度とそれに対して直角方向に相対的に移動する感光体
の線速との関係を幾何学的に考慮した関係式を用いて求
まる傾斜角θで発光ダイオードアレイを搭載する基板の
基板面を傾斜させ、該基板面の断面形状が緩傾斜部と垂
直部とを持つ鋸歯状となるように形成すると共に、緩傾
斜部の長さを発光ダイオードアレイの長さよりも短く
し、垂直部の深さを発光ダイオードアレイの厚さよりも
大きく形成したことにより、発光ダイオードの全ての表
示ドットピッチは発光ダイオードアレイチップの切削精
度に依らず、しかも位置合わせ等に労力を要することな
く均一に成し得ることができる。すなわち、本発明の半
導体発光装置においては、各発光ダイオードアレイの発
光ダイオードが上記傾斜角θで傾斜配列され、しかも、
ピッチ精度も高いため、相対的に移動する感光体上に発
光ダイオードの列方向に一直線で且つ等間隔にドット形
成を行なうことができる。従って、本発明によれば、感
光体上に形成されるドットに曲がりやばらつきがない、
高品質な印字、画像形成を実現することができる。
分割駆動をする端面発光型発光ダイオードアレイが複数
個、列方向に隣接して配置搭載されている半導体発光装
置において、発光ダイオードの分割駆動方向の順次駆動
速度とそれに対して直角方向に相対的に移動する感光体
の線速との関係を幾何学的に考慮した関係式を用いて求
まる傾斜角θで発光ダイオードアレイを搭載する基板の
基板面を傾斜させ、該基板面の断面形状が緩傾斜部と垂
直部とを持つ鋸歯状となるように形成すると共に、緩傾
斜部の長さを発光ダイオードアレイの長さよりも短く
し、垂直部の深さを発光ダイオードアレイの厚さよりも
大きく形成したことにより、発光ダイオードの全ての表
示ドットピッチは発光ダイオードアレイチップの切削精
度に依らず、しかも位置合わせ等に労力を要することな
く均一に成し得ることができる。すなわち、本発明の半
導体発光装置においては、各発光ダイオードアレイの発
光ダイオードが上記傾斜角θで傾斜配列され、しかも、
ピッチ精度も高いため、相対的に移動する感光体上に発
光ダイオードの列方向に一直線で且つ等間隔にドット形
成を行なうことができる。従って、本発明によれば、感
光体上に形成されるドットに曲がりやばらつきがない、
高品質な印字、画像形成を実現することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す半導体発光装置の側面
図である。
図である。
【図２】本発明の半導体発光装置に用いられる端面発光
型発光ダイオードアレイの構造及び作製プロセスの説明
図である。
型発光ダイオードアレイの構造及び作製プロセスの説明
図である。
【図３】（ａ）は図１に示す半導体発光装置の発光ダイ
オード配列の説明図、（ｂ）は図１に示す半導体発光装
置による印字ドット配列の説明図である。
オード配列の説明図、（ｂ）は図１に示す半導体発光装
置による印字ドット配列の説明図である。
【図４】従来の面発光型発光ダイオードアレイを示す平
面図である。
面図である。
【図５】従来の端面発光型発光ダイオードアレイを示す
斜視図である。
斜視図である。
【図６】従来の半導体発光装置の一例を示す図であっ
て、（ａ）は半導体発光装置の平面図、（ｂ）は（ａ）
図のＡ−Ａ’断面図である。
て、（ａ）は半導体発光装置の平面図、（ｂ）は（ａ）
図のＡ−Ａ’断面図である。
【図７】従来の半導体発光装置の別の例を示す図であっ
て、傾斜基板を用いた発光ダイオードアレイの断面図で
ある。
て、傾斜基板を用いた発光ダイオードアレイの断面図で
ある。
【図８】図７に示す構造の発光ダイオードアレイを連続
的に等間隔で接続する際の接続方法の説明図であって、
（ａ）は発光ダイオードアレイの接続部分の要部平面
図、（ｂ）は接続部分の要部断面図である。
的に等間隔で接続する際の接続方法の説明図であって、
（ａ）は発光ダイオードアレイの接続部分の要部平面
図、（ｂ）は接続部分の要部断面図である。
31・・・基板 32・・・端面発光型発光ダイオードアレイ 33・・・発光部 34・・・緩傾斜部 35・・・垂直部 θ・・・傾斜角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｎ 8934−4Ｍ Ａ 8934−4Ｍ Ｈ０４Ｎ 1/036 Ａ 9070−5Ｃ
Claims (1)
- 【請求項１】発光ダイオードを複数個少なくとも一列配
置してなる発光ダイオードアレイを複数個備え、感光体
に対向配置して各発光ダイオードを選択的に点灯させた
とき感光体上にドット分割した像を形成することのでき
る半導体発光装置において、 前記発光ダイオードアレイに化合物半導体からなる端面
発光型発光ダイオードアレイを用いると共に、発光ダイ
オードの分割駆動方向の順次駆動速度とそれに対して直
角方向に相対的に移動する感光体の線速との関係を幾何
学的に考慮した関係式を用いて求まる傾斜角θで発光ダ
イオードアレイを搭載する基板の基板面を傾斜させ、該
基板面の断面形状が緩傾斜部と垂直部とを持つ鋸歯状と
なるように形成すると共に、各発光ダイオードアレイが
それぞれ載置される基板の緩傾斜部の長さを発光ダイオ
ードアレイの長さよりも短くし、前記垂直部の深さを発
光ダイオードアレイの厚さよりも大きく形成することに
より、相対的に移動する感光体上に発光ダイオードの列
方向に一直線で且つ等間隔にドット形成できるようにし
たことを特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20067191A JPH0542718A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20067191A JPH0542718A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0542718A true JPH0542718A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16428303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20067191A Pending JPH0542718A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0542718A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5997152A (en) * | 1997-09-15 | 1999-12-07 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Light emitting element module and printer head using the same |
| JP2000252591A (ja) * | 1999-02-26 | 2000-09-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 窒化物系半導体素子及びその製造方法 |
| JP2008229927A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Oki Data Corp | 発光素子アレイ及び露光ヘッド |
| WO2010112419A1 (de) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Led-lichtquelle mit einer vielzahl von led-chips und led-chip zur verwendung in selbiger |
| US8045334B2 (en) | 2005-10-21 | 2011-10-25 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Component adapted for being mounted on a substrate and a method of mounting a surface mounted device |
| WO2021150040A1 (ko) * | 2020-01-21 | 2021-07-29 | 서울바이오시스주식회사 | 마이크로 led 모듈을 갖는 디스플레이 장치 |
| US11776987B2 (en) | 2020-01-21 | 2023-10-03 | Seoul Viosys Co., Ltd. | LED display apparatus having micro LED module |
| US11855052B2 (en) | 2020-01-22 | 2023-12-26 | Seoul Viosys Co., Ltd. | LED display apparatus having micro LED module |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP20067191A patent/JPH0542718A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0986103A1 (en) * | 1997-09-15 | 2000-03-15 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Light emitting element module and printer head using the same |
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| US11776987B2 (en) | 2020-01-21 | 2023-10-03 | Seoul Viosys Co., Ltd. | LED display apparatus having micro LED module |
| US11908881B2 (en) | 2020-01-21 | 2024-02-20 | Seoul Viosys Co., Ltd. | LED display apparatus having micro LED module |
| US12628486B2 (en) | 2020-01-21 | 2026-05-12 | Seoul Viosys Co., Ltd. | LED display apparatus having micro LED module |
| US11855052B2 (en) | 2020-01-22 | 2023-12-26 | Seoul Viosys Co., Ltd. | LED display apparatus having micro LED module |
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