JPS6032373A - 横方向光取出し発光ダイオ−ドアレイ構造 - Google Patents

横方向光取出し発光ダイオ−ドアレイ構造

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JPS6032373A
JPS6032373A JP58141303A JP14130383A JPS6032373A JP S6032373 A JPS6032373 A JP S6032373A JP 58141303 A JP58141303 A JP 58141303A JP 14130383 A JP14130383 A JP 14130383A JP S6032373 A JPS6032373 A JP S6032373A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
light
layers
conductivity type
light emitting
Prior art date
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Pending
Application number
JP58141303A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuharu Nozaki
野崎 信春
Toshio Iijima
飯島 俊雄
Kazuhiro Kawajiri
和廣 川尻
Yuzo Mizobuchi
裕三 溝渕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6032373A publication Critical patent/JPS6032373A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/10Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
    • H10H29/14Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor components
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies

Landscapes

  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)

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】 本発明は、多数の発光ダイオード(以下rLEDJと称
する)素子が1列に1置されたLEDアレイ構造、より
詳細にはP N 4’i=合面に対して略垂直な面から
発光が取り出される横方向光取出しLEDアレイ構造に
関するものである。
LEDは第1導電型層(N/i!あるいはP層)上に第
2導電型層(P層あるいはNJiり7設けてPN接合而
面形成したものであり、両層間に順方向の)(イアスを
印加する場合、PN接合面の近傍、でホールと電子とが
直接あるいは不純物準位7通して再結合し、それによっ
て発光を生じる。第1および第2導電型層としては、G
aP 、’ GaAs 等のm−v族化合物半導体結晶
やCdTe 等のn−Vl族化合物半導体結晶が用いら
れている。このLEDは、従来より4!r種表示等の用
途において広く実用に供されている。
一方最近では、上記LEDを書込み用光源として用いる
プリンタが提案され、種々研究がなされている。この種
のプリンタにおいては一般に、光4盛材を感光させる光
を発する多数のLED素子な1列に並置したL E D
アレイが書込み用光源として使用され、該アレイと光感
相とが素子配列方向と直角な方向に相対移動されるよう
になっている。
上記のようなプリンタにおいては、解像力を上げるため
にLED素子を高密度に並置することが望まれ、そのた
めL E Dアレイは一般にPN接合が形成されたLE
Dウエノ\に第2導電型層光面からl) N接合面を越
える細溝を多数平行に刻設することによって得られてい
る。すなわち上記のような細溝を多数設けることにより
、共通の第1専電型層上において第2導電型層が多数に
分割され、それによって多数のLED素子が形成される
のて゛ある。
そして、I)N接合面を含み上記細溝に対して垂直な]
つの端面が、PN接合面に対して略垂直に切断されて光
取出面(前端面)とされ、PN接合面近傍で生じる発光
が、この光取出面から横方向、すなわちPN接合面と略
平行な方向に取り出されるようになっている。
しかしながら、上記のように共通の第1導電型層を有す
る横方向光取出しLEDアレイにあっては、あるLED
光子の発光が隣接するLED素子側に漏れ、この隣接す
るLED素子の光取出面から取り出されていわゆる「光
漏話」を生じると℃・う不具合が多く認められていた。
すなわち、PNN接合近近傍発光した光のうち隣接する
L E D素子側に傾いた光は共通の第1導電型層内で
隣接素子に進イCゾ 入し、まず第1導電型書裏面で反射し、ついで第2導電
型層および第1導電型層両層の表面間で反射しながら光
取出面側に進み、該隣接素子の光取出面から漏れてしま
うのである。
このような光の漏れは、発光部から直接光取出面側に進
む光だけではな(、発光部から後端面側に進み、該後端
面において反射して光取出面側に向かう光によっても多
く生じる。
本発明は上記のような光漏話音生じない横方向光取出し
LEDアレイ構造全提供することを目的とするものであ
る。
本発明の横方向光取出しLEDアンイ構造は、前述のよ
うに共通の第1導電型層(N層あるいはP層蕾)上に複
数の第2導電型層(P層あるいはN層)が1列に並べら
れてPN接合面が形成されたLEDアレイ構造において
、第1および第2導電型層の接合側とは反対側の面それ
ぞれに光吸収層を設けるとともに、前記前端面とは反対
側にある後端面に、各第2導電型層間の間隙と連続して
第1導電型層の接合側とは反対側の面まで延びる切込み
を設けたことを特徴とするものである。
上記のような光吸収層を設けると、光は第1導電型層お
よび第2導電型層画層の表面(接合側とは反対側の面。
以下同様である)において反射しなくなるから、光が両
層表面間で反射しなから光取出面側に進むことがなくな
る。また、アレイ後端面に上記のような切込みを設けて
おけば、該後端面近傍において各LED素子の第1導電
型層は互いに光学的に分離されるので、あるLED素子
の発光部から第1導電型層内を後端面側に進んだ光は、
隣接素子の第1導電型層内に進入しにくくなる。
以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。なお、ここでは第1導電型層がN層、第2導電
型層がP層の場合についての実施例を説明するが、もち
ろん、この逆の場合も本発明の構成および効果は以下の
説明と同様である□ 第1A〜IG図は本発明の横方向光取出しLEDアレイ
構造の一実施例の製造手順全概略的に説明するものであ
る。まず、例えばGaP L E Dウェハ等の間接遷
移型LEDウェハ10が用意される。このLEDウニノ
ー]Oは8層2とその上に設けられたP層】とからなり
、両層はPN接合面3全形成している(第1A図)、、
このLEDウエノ・10のP層1の表面、8層2の表面
には、それぞれ例えばAu−Zn (10wt%)から
なるP側オーミック電極4、Au−Ge (12wL 
%’ ) / NiからなるN側オーミック電極5が蒸
着等にょ9形成される(第1B図)、次にP側電極4、
N側電極5に熱処理が施される。この熱処理は例えばL
1εDウェハ10 f l−I2雰囲気中において40
0°C〜500″Cの温度で1分間加熱することによっ
て行なわれる。この熱処理によJ、2層1および8層2
の表面にZnおよびGeが高濃度にドーグされた層6お
よび7がそれぞれ形成される(第1C図)。この高ドー
プ層6゜7は元金吸収する光吸収層として作用するもの
である。なお、このような光吸収層6,7は、例えば電
極4,5の蒸着前に、PNlの表面にZn高ドープGa
P層を、また8層2の表面にSe高トープGaP層全積
層する等その他の方法によって形成することもできる。
次に、以上の処理を受けたL E ])ウェハ1゜には
、2層1側から少なくともPN接合面3全越える複数の
細溝8が、例えばグイ7ノグソー等を用いて刻設される
っこの細溝8の刻設によって2層1は複数の部分に分離
芒れる(第1D図)。なおこの後、溝切り加工の歪みを
除去するためのエッチフグ処理等が適宜施される。次に
上記細溝8と直交する(すなわち細溝8の並び方向に広
がる)2つの端面は、それぞれPN接合面3に対して略
垂直に切断されて、光取出面(前端面) ]、 Oaと
後端面10bとされる。該後端面101〕には、上記細
溝8と連続して8層2の表面まで延びる切込み9が、例
えばグイ7ノグノー等を用いて形成される(第1E図)
。その後切込み加工の歪みを除去するためのエッチフグ
処理等が適宜施される。
このようにして、細溝8によって互に分離された複数の
P層]が共通のN層2上に並置されたLEDアンイ20
が得られる。このLEDアフイ20は絶縁性基板1]上
にグイボンディングされ、ワイヤボンティノブによって
配線がなされる(第11゛図)。次に絶縁性遮光樹脂1
2が後端面10 b全被覆するようにして細溝8および
切込み9中に充てんされ、光取出面10aが研磨される
(第1G図)。
以下、上記構造を有する本実施例のLEDアレイ20の
作用効果について説明する。第2図および第3図はそれ
ぞれ上記LEDアレイ20を模式的に示す平面図、およ
び側面図である。共通の8層2と個別の2層1とからな
るLED素子Llにおいて、PN接合面3付近で生じた
光11は唯一外部に開かれた光取出面10a□から横方
向に取り出される。
LED素子L〕しPN接合面3近傍のN層2内において
発光し、隣接するL E I)素子L2側に傾いて下方
(8層2の表面側)に進む光12は、もし光吸収層7が
形成されていなければN層20表面で反射して仮想線表
示g 12のように進み、隣接するL E ])素子L
2の光取出面]Oa2から漏れてしまうが、光吸収層7
が形成されているので、該光吸収層7に吸収されてしま
い、上記光取出面10a2から漏出しない。
また、LED素子L1のPN接合面3近傍の2層1内に
おいて発光し、隣接するLED素子素子側2側いて上方
(2層1の表面側)に進む光13は、もし光吸収層6,
7が形成されていなければ、2層1の表面、8層2の表
面で反射を繰り返して仮想線表示6+3のように進み、
隣接するLED素子L2の光取出面10a2から漏れて
し甘うか、光吸収層6が形成されているので、該光吸収
層6に吸収されてしまい、上記光取出面10a2から漏
出しない。
さらに、L B D素子L1のPN接合面3近傍のN層
2内において発光し、隣接するL E D素子L2側に
傾いて下方(8層2の表面側)かつ後方(後端面101
〕側)に進む光14は、もし後端面]01〕近傍の8層
2が、各]、 E J)素子に対して完全に共通であっ
たならば、仮想線表示e“4のように進み、隣接するL
 E I)素子L2の光取出面10a2から帰れてし寸
う・しかし前述した通り、後端面10bには、N層2を
各LED素子に対応させて、部分的に分割する切込み9
が設けられているので、この光44は切込み9に面する
N層2の側表面においてL E D L+の中央側に反
射し、該LED素子L1の光取出面10a1から取9出
される。
上記実施例において、切込み9が設けられる後端面10
bは、光取出面10 aと同様にPN接合面3に対して
略垂直に形成されているが、第4図および第5図に平面
図および側面図金示す第2の実施例においては、後端面
110bはPN接合面3となす角が2層1側において鋭
角となるように斜めに形成されている(なお、第4図お
よび第5図において、前記第1の実施例のLBDアレイ
20の要素と同等の要素には同番号を付し、それらにつ
いての説明は省略する)。
このLEDアレイ120においても、光吸収層6,7お
よび後端面110bの切込み109が設けられているか
ら、先に説明したような効果がそのまま得られる。それ
に加えて後端面110b e斜めに形成したことによっ
て得られる作用効果を以下に説明する。
LED素子L1のPN接合面3近傍のN層2内において
発光し、隣接するLED素子素子側2側いて下方(N層
2の表面側)かつ後方(後端面110b側)に進む光1
5はもし後端面110bが斜めに形成されておらず、光
取出面10aと同様にPN接合面3と略垂直に形成され
ていれば、この後端面110bで反射して仮想線表示、
6+5のように進み隣接するLED素子L2の光取出面
1Oa2から漏れてしまう。しかしながら、後端面11
0bが前述のように斜めに形成されているため、この光
15は後端面1]、Obにおいてより犬き々角度で反射
し、光吸収層7に向かって進んで該光吸収層7に吸収さ
れ、従って上記光取出面10a2から漏出しない。一般
に後端面110bはそれがP N接合面3となす角度が
2層1側において45°〜85°となるように形成され
るのが好捷しい。
本発明のLEDアレイ構造において、アレイ後端面全上
記のように斜めに形成することは必ずしも必要ではない
が、光漏話防止効果“がよシ一層高められるという点か
ら該後端面全科めに形成するのが望ましい。また、前述
した絶縁性遮光樹脂12も必ずしも必要なものではない
がこのような樹脂12全細溝8に充てんすることによシ
、光取出方向と略直角な方向への光漏用が確実に防止す
ることができる。
以上詳細に説明した通シ、本発明の横方向取出しLED
アレイ構造は、LED素子の発光が、他の素子の光取出
面から漏れてしまう、いわゆる光漏話全確実に防止する
ものでアシ、前述したようなプリンタの書込み用光源に
極めて適したものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1A〜IG図は、本発明のLEDアレイの一実施例の
製造手順全説明する説明図、第2図および第3図はそれ
ぞれ上記LEDアレイの一部全模式的に示す概略平面図
および概略側面図、 第4図および第5図はそれぞれ本発明のLEDアレイの
別の実施例の一部全模式的に示す概略平面図および概略
側面図である。 1・・・・・・・・・P 層 2・・山l・N 層3・
・・・・・・・・PN接合面 6.7・・・・・・光吸
収層8・・・・・・細溝(間隙) 9,109・・・切
 込み10a・・・光取出面(前端面) 10b、110b・・・後端面 20,120・・−L
EDアレイ第1八図 第旧図 5′ 第1c cXUta ID @ 第1r図 第 IF (2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 共通の第1導電型層上に複数の第2導電型層が1列に並
    べられて接合されており、両層接合面に対して略垂直な
    、第2導電型層の並び方向に広がった前端面から発光が
    取り出される横方向光取出しLEDアレイ構造において
    、第1および第2導電型層の接合側とは反対側の而それ
    ぞれに元吸収層が設けられており、かつ前記前端面とは
    反対側にある後端面に、谷第2導電型層間の間隙と連続
    して第1導電型層の接合側とは反対側の面まで、延びる
    切込みが形成されていることを%徴とする横方向光取出
    し発光ダイオマドアレイ構造。
JP58141303A 1983-08-02 1983-08-02 横方向光取出し発光ダイオ−ドアレイ構造 Pending JPS6032373A (ja)

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