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JP3634962B2 - Optical printer head - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真式プリンタ等の光源として利用される光プリンタヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光プリンタヘッドは、例えば、複数個の給電配線を有した回路基板の一主面上に、複数個の発光ダイオードアレイチップ(以下、LEDアレイチップという)を一列状に取着・実装させた構造を有している。前記LEDアレイチップは、例えば図7に示す如く、その上面に、直線状に配列された複数個の発光ダイオード素子12と、該素子12に個々に対応して設けられた複数個の端子電極13とを有しており、これら端子電極13を前記回路基板の給電配線にボンディングワイヤ等でボンディングすることによって発光ダイオード素子12が給電配線に電気的に接続される。尚、前記LEDアレイチップ11の下面にはグランド電極が設けられ、このグランド電極と前述の端子電極13との間に外部からの電力を印加することによって発光ダイオード素子12を発光・駆動させるようになっている。
【0003】
そして、図7のようなLEDアレイチップ11の発光ダイオード素子12上には各チップ11に1対1に対応する複数個のレンズが配置され、LEDアレイチップ11の発光ダイオード素子12が発した光を前記レンズを介して外部の感光体に照射させ、感光体に所定の潜像を形成させることによって光プリンタヘッドとして機能する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の光プリンタヘッドによれば、LEDアレイチップ11の上面には発光ダイオード素子12と同数の端子電極13が設けられている。このため、各LEDアレイチップ11の上面にはこれらの端子電極13を形成するための広いスペースが必要となり、LEDアレイチップ11の小型化を困難にしていた。
【0005】
また前記LEDアレイチップ11は一般に、従来周知の半導体製造技術を採用することによって1枚の半導体ウエハーより切り出して一度に複数個製作するようにしている。ところが、LEDアレイチップ11の小型化が前述のように困難である場合、1枚の半導体ウエハーより得られるLEDアレイチップ11の取り数を増やすことができず、LEDアレイチップ11の製造コストが高価になる欠点も有している。
【0006】
更に前述したLEDアレイチップ11の端子電極13は、従来周知の薄膜形成技術、具体的にはスパッタリング法,フォトリソグラフィー技術等によってチップ11の上面に各発光ダイオード素子12に1対1に対応して高密度に形成されることから、これら端子電極13が隣接する端子電極13との間で短絡してしまうことが多く、このことがLEDアレイチップの良品率を低下させる原因となっていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、本発明の光プリンタヘッドは、複数の給電配線が被着されている透明基板の下面に、複数の発光ダイオード素子を有し、且つ該素子の上に電極が透明樹脂に導電性微粒子を含んで構成される異方性導電接着剤で形成されている発光ダイオード素子アレイを、前記電極が前記給電配線に当接されるようにして取着させてなることを特徴とするものである。
【0008】
また本発明の光プリンタヘッドは、前記透明基板の上面及び/又は下面に、発光ダイオード素子の各々に対応する位置に窓部を設けた遮光膜を被着させたことを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
(第1形態)
図1は本発明の第1形態に係る光プリンタヘッドの断面図、図2は図1の要部拡大図、図3は図1の光プリンタヘッドを上方から見た拡大平面図であり、1は透明基板、2は給電配線、4は発光ダイオード素子、5は異方性導電接着剤である。
【0010】
前記透明基板1は、例えばホウ珪酸ガラスやソーダガラス,石英,サファイア,結晶化ガラス等の透光性を有した電気絶縁材料から成り、該透明基板1はその下面1Aで複数個の給電配線2やLEDアレイチップ3を支持するための支持母材として機能する。
【0011】
また前記透明基板1の下面に被着される給電配線2は、ITO(indium tin oxide)等から成る第1配線2aの表面に銅等から成る第2配線2bを部分的に被着させた積層構造を有しており、該給電配線2はLEDアレイチップ3の各発光ダイオード素子4に後述する異方性導電接着剤5を介して外部電源からの電力を供給するためのもので、図示しないコネクタ等を介して外部の電気回路(プリンタ本体など)に接続される。
【0012】
ここで第1配線2aをITO等の透光性を有した導電材料で形成するのは、LEDアレイチップ3を透明基板1の下面1Aに取着させて光プリンタヘッドを組み立てた際、第1配線2aと対面配置される発光ダイオード素子4の光が第1配線2aによって反射したり、吸収されたりするのを有効に防止し、より多くの光を透明基板1の上面側に透過させるためであり、かかる第1配線2aの一端部は同様の目的から先細り形状になしてある。一方、第2配線2bは、比抵抗が比較的大きな第1配線2aを電気的に補強して給電配線2における電圧降下の発生を有効に防止するためのものであり、例えば第1配線2aが500Å〜1500Åの厚みに形成される場合、第2配線2bは5μm〜20μmの厚みに設定される。
【0013】
尚、このような2層構造の給電配線2を形成する際は、まずITO等の透光性の導電材料をスパッタリング法,フォトリソグラフィー技術等の薄膜形成技術、或いは、スクリーン印刷法,スプレー法等の厚膜形成技術によって透明基板1の下面1Aに被着させ、これを従来周知のフォトリソグラフィー技術によって所定パターンに微細加工することで第1配線2aを透明基板1の下面1Aに所定のパターンをなすように形成し、その後、銀ペーストや銅ペースト等の導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって先に形成した第1配線2aの表面に印刷・塗布し、これを高温で焼き付けることによって第2配線2bを形成する。
【0014】
そしてこのような給電配線2が被着されている透明基板1の下面1Aには、異方性導電接着剤5が電極を形成したLEDアレイチップ3が取着される。
【0015】
即ち、前記LEDアレイチップ3は、発光ダイオード素子4上に塗布された異方性導電接着剤5を給電配線2の第1配線2aに当接し、異方性導電接着剤5中の導電性微粒子5bをLEDアレイチップ3の電極として利用することで発光ダイオード素子4を給電配線2に電気的に接続させている。
【0016】
前記LEDアレイチップ3は、図3に示す如く、その上面に直線状に配列された複数個の発光ダイオード素子4を有しており、該発光ダイオード素子4の一部上面に異方性導電接着剤5を、下面にグランド電極(図示せず)をそれぞれ形成した構造を有する。例えば、LEDアレイチップ3の発光ダイオード素子4が、GaAs基板3a上に、n型半導体層3bと、p型半導体層3cと、窓付き絶縁膜3dとを順次、形成した構造である場合、異方性導電接着剤5は絶縁膜3dの窓内に位置するp型半導体層3cに対して直に接着され、この異方性導電接着剤5とGaAs基板下面のグランド電極との間に所定の電力を印加することによってn型半導体層3bとp型半導体層3cとの接合面4a(pn接合面)で光を発する。
【0017】
前記発光ダイオード素子4はA4サイズ,600dpiの光プリンタヘッドの場合、5120個(1mm当たり24個)が直線状に配列されており、例えば、128個の発光ダイオード素子4を一単位としたLEDアレイチップ3を40個、直線状に配列することによって5120個の発光ダイオード素子4が透明基板1の下面1Aに配列・実装される。
【0018】
尚、このようなLEDアレイチップ3は従来周知の半導体製造技術によって一度に複数個、製作される。具体的には、例えばGaAsP系のLEDアレイチップ3を製作する場合、まずGaAsから成る半導体ウエハーを炉中にて高温に加熱するとともにAsHとPHとGaを適量に含むガスを接触させてウエハーの表面にn型半導体3bのGaAsP(ガリウム−砒素−リン)の単結晶を成長させ、次にGaAsP単結晶表面にSi(窒化珪素)の窓付絶縁膜3dを被着させ、その後、前記窓部にZn(亜鉛)のガスをさらし、GaAsP単結晶の一部にZnを拡散させてp型半導体層3cを形成することによってpn接合をもたせ、このような半導体ウエハーを複数個の発光ダイオード素子、例えば128個の発光ダイオード素子を一単位とした発光ダイオード素子群毎にダイシングすることによって一度に複数個、製作される。
【0019】
また一方、前記異方性導電接着剤5は、その接着成分としてエポキシ樹脂,アクリル樹脂等の透明樹脂5aを、導電成分としてITOやAg,Au,Pt等の導電性微粒子5b(径5〜10μm)をそれぞれ所定の割合(導電性微粒子の含有率:10〜90重量%)で含んで構成される。
【0020】
前記異方性導電接着剤5は、その中に含まれる導電性微粒子5bを発光ダイオード素子4と給電配線2との間、より具体的には発光ダイオード素子4の絶縁膜3dの窓内に位置するp型半導体層3cと給電配線2との間に挟み込んで両者を電気的に接続させる電極として機能させ、透明樹脂5aでもってLEDアレイチップ3を透明基板1の下面に接着・固定する。
【0021】
尚、前記LEDアレイチップ3を透明基板1の下面1Aに取着する際は、まず透明基板1の所定領域、具体的には給電配線2の先端部が導出されている領域に液状になした異方性導電接着剤5を帯状に塗布し、その上にLEDアレイチップ3を、各発光ダイオード素子4が前記給電配線2との間に異方性導電接着剤5を挟み対向するようにして当接させ、しかる後、前記異方性導電接着剤5の透明樹脂5aを加熱・硬化させて給電配線2と発光ダイオード素子4とを異方性導電接着剤5中の導電性微粒子5bにより電気的に接続させることによって行ってもよい。この場合には、各LEDアレイチップ3の発光ダイオード素子4はその総数が極めて多い場合でもその全てが透明基板1の給電配線2に異方性導電接着剤5を介して一度に、且つ強固に電気的接続されることから、LEDアレイチップ3の各発光ダイオード素子4と透明基板1の給電配線2との電気的接続を極めて短時間に行うことができ、これによって光プリンタヘッドの組立の作業性が向上する。
【0022】
尚、前述した透明基板1の上面1B側(上方)には透明基板1から一定の間隔を隔ててレンズ(図示せず)が配置されるようになっており、LEDアレイチップ3の発光ダイオード素子4が発する光は前記レンズを介して外部の感光体に照射される。
【0023】
かくして、上述の光プリンタヘッドは、LEDアレイチップ3の各発光ダイオード素子4に所定の電力を印加し、各発光ダイオード素子4を印画信号に基づいて個々に選択的に発光・駆動させるとともに、該発光した光をレンズ等を介して外部の感光体に照射させ、感光体に所定の潜像を形成することによって光プリンタヘッドとして機能する。
【0024】
以上のような第1形態の光プリンタヘッドによれば、LEDアレイチップ3の発光ダイオード素子4の上に透明樹脂に導電性微粒子を含んで構成される異方性導電接着剤5から成る電極を形成し、この電極を透明基板1の給電配線2に直接、接続させるようになしたことから、チップ3の下面には発光ダイオード素子4を給電配線2に接続させるための複数個の端子電極等を別途、設ける必要がなく、従って、LEDアレイチップ3の小型化が可能になるとともに、LEDアレイチップ3の良品率を向上させることができる。
【0025】
また前述の如く個々のLEDアレイチップ3が小型化されると、1枚の半導体ウエハーより得られるLEDアレイチップ3の取り数を増やすことができるようになるため、前述したチップ3の良品率向上の効果と相まって、LEDアレイチップ3の製造コストを大幅に低減させることができ、製品としての光プリンタヘッドを安価になすことも可能となる。
【0026】
更に第1形態の光プリンタヘッドの場合、発光ダイオード素子4と対面配置される給電配線2の一端部がITO等の透光性材料によって形成されているため、透明基板1の下面1A側に向かう発光ダイオード素子4の光は給電配線2によって透明基板1の下面1A側に反射したり、或いは、吸収されたりすることが少なく、これによって発光ダイオード素子4の発する光の多くを感光体での潜像形成に寄与させることが可能となる。
【0027】
また更に第1形態の光プリンタヘッドにおいて異方性導電接着剤5中の導電性微粒子5bをITO等の透光性材料(光透過率が50%以上)により形成しておけば、発光ダイオード素子4の発する光が異方性導電接着剤5中の導電性微粒子5bに当たって四方に拡散したり、或いは、吸収されたりすることが少なくなり、その結果、前述の効果と相まって、より多くの光を感光体への潜像形成に寄与させることができるようになり、これによって極めて鮮明で、かつ良好な潜像の形成が可能となる。尚、このような導電性微粒子5bとしては、前述のITO以外に、ガラスや透明樹脂から成る粒径2〜10μmの無機物粒子の表面に、ITOやZnO,CdO−SnO,ZnO−SnO,CdIn,MgIn3−x 等の透明導電膜を厚み500〜5000Å程度に薄く被着させて形成したもの等が使用される。
【0028】
(第2形態)
次に本発明の第2形態について説明する。
図4は本発明の第2形態に係る光プリンタヘッドの断面図、図5は図4の要部拡大図、図6は図4の光プリンタヘッドを上方から見た拡大平面図であり、1は透明基板、2は給電配線、4は発光ダイオード素子、5は異方性導電接着剤、6は遮光膜、6aは遮光膜に設けた窓部である。尚、先に述べた第1形態と同一の構成要素については共通の参照符を用いて示し、これら同一の構成要素についての説明やこれらの構成要素による作用効果等の説明については第1形態と同じであるためここでは省略する。
【0029】
この第2形態の光プリンタヘッドが第1形態のものと相違する点は、LEDアレイチップ3の上面にSiの窓付き絶縁膜を設けない代わりに、透明基板1の上面1Bに、発光ダイオード素子4の各々に対応する位置に窓部6aを設けた遮光膜6を被着させている点である。
【0030】
前記LEDアレイチップ3の上面には窓付き絶縁膜が設けられていないため、上面のほぼ全域が発光領域となっており、該LEDアレイチップ3の発する光は、前記遮光膜6の窓部6aを通過する光のみがレンズ(図示せず)を介して外部の感光体に照射されることとなる。
【0031】
前記遮光膜6は、酸化鉄やカーボン等を添加した遮光性の樹脂材等により透明基板1の上面1Bに1〜100μmの厚みをもって被着・形成されており、窓部6aによって上方に導出される光を制限するようになっているため、発光ダイオード素子の発光領域がSiの窓付き絶縁膜によって一定の大きさに規定されていなくても、感光体上に形成される発光ドットの大きさをほぼ一定に揃えることができる。従って、LEDアレイップ3の製作時にSiの窓付き絶縁膜を形成する工程が不要となり、光プリンタヘッドの生産性向上、並びに製造コストの低減に供することができる。
【0032】
尚、本発明は上述した第1,第2形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。
【0033】
例えば、上述の第1形態においては給電配線2の一端部を先細り形状になしたが、給電配線2の一端部を他の部分と等しい幅で形成しても構わない。この場合、発光ダイオード素子4の発した光が給電配線2中を良好に透過するように給電配線2をITO等の透光性の導電材料で形成しておかなければならない。
【0034】
更に上述の第1形態においては発光ダイオード素子4に接続される給電配線2の一部を透光性の導電材料により形成したが、給電配線2の一端部をAlやCu等の遮光性の金属材料によって形成しても構わない。この場合も、発光ダイオード素子の発した光を透明基板1の上面側により多く透過させることができるように給電配線2の一端部を先細り形状になし、この部分の幅を発光ダイオード素子4の幅よりも十分に細く成しておくことが好ましい。
【0035】
また第2形態の光プリンタヘッドにおいては遮光膜6を透明基板1の上面1Bにのみ形成するようにしたが、これに代えて遮光膜6を透明基板1の下面1Aにのみ形成したり、或いは、遮光膜6を透明基板1の両面、即ち上面1B及び下面1Aの双方にそれぞれ形成しても構わない。
【0036】
更に第2形態においてLEDアレイチップ3からの光を1個のレンズを用いて感光体に結像させる場合に遮光膜6の窓部6aの大きさを中央から外側に向かって漸次大きくなるようになしておけば、レンズの収差に起因したビームぼけを有効に補正することができ、印画品質を向上させることが可能となる。
【0037】
【発明の効果】
本発明の光プリンタヘッドによれば、発光ダイオード素子の表面(上)に透明樹脂に導電性微粒子を含んで構成される異方性導電接着剤から成る電極を形成し、この電極を透明基板下面の給電配線に直接、接続させるようになしたことから、発光ダイオード素子が形成されるLEDアレイチップ等の上面に該素子を給電配線に接続させるための複数個の端子電極等を別途、設ける必要がなく、従って、LEDアレイチップの小型化、並びに、良品率の向上が可能となる。
【0038】
また本発明の光プリンタヘッドによれば、前述の如く、LEDアレイチップ等の小型化が可能であるため、1枚の半導体ウエハーより得られるLEDアレイチップ等の取り数を増やすことができる。よって、LEDアレイチップ等の製造コストを大幅に低減し、製品としての光プリンタヘッドを安価になすことが可能となる。
【0039】
更に本発明の光プリンタヘッドによれば、前記透明基板の上面及び/又は下面に、発光ダイオード素子の各々に対応する位置に窓部を設けた遮光膜を被着させておくことにより、発光ダイオード素子の表面に窓付き絶縁膜等を形成しなくても所定サイズの発光ドットを得ることができ、これによっても、光プリンタヘッドの生産性向上、並びに製造コストの低減に供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1形態に係る光プリンタヘッドの断面図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】図1の光プリンタヘッドを上方から見た拡大平面図である。
【図4】本発明の第2形態に係る光プリンタヘッドの断面図である。
【図5】図4の要部拡大図である。
【図6】図4の光プリンタヘッドを上方から見た拡大平面図である。
【図7】従来の光プリンタヘッドに用いられるLEDアレイチップの平面図である。
【符号の説明】
1・・・透明基板
2・・・給電配線
3・・・LEDアレイチップ(発光ダイオードアレイチップ)
4・・・発光ダイオード素子
5・・・異方性導電接着剤
6・・・遮光膜
6a・・窓部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical printer head used as a light source for an electrophotographic printer or the like.
[0002]
[Prior art]
In a conventional optical printer head, for example, a plurality of light emitting diode array chips (hereinafter referred to as LED array chips) are mounted and mounted in a line on one main surface of a circuit board having a plurality of power supply wirings. Have a structure. For example, as shown in FIG. 7, the LED array chip has a plurality of light emitting diode elements 12 arranged in a straight line on the upper surface thereof, and a plurality of terminal electrodes 13 provided corresponding to the elements 12 individually. The light emitting diode element 12 is electrically connected to the power supply wiring by bonding these terminal electrodes 13 to the power supply wiring of the circuit board with a bonding wire or the like. In addition, a ground electrode is provided on the lower surface of the LED array chip 11, and the light emitting diode element 12 is caused to emit and drive by applying external power between the ground electrode and the terminal electrode 13 described above. It has become.
[0003]
Then, a plurality of lenses corresponding to each chip 11 are arranged on the light emitting diode elements 12 of the LED array chip 11 as shown in FIG. 7, and light emitted from the light emitting diode elements 12 of the LED array chip 11 is emitted. Irradiates an external photoconductor through the lens and forms a predetermined latent image on the photoconductor to function as an optical printer head.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to this conventional optical printer head, the same number of terminal electrodes 13 as the light emitting diode elements 12 are provided on the upper surface of the LED array chip 11. For this reason, a wide space for forming these terminal electrodes 13 is required on the upper surface of each LED array chip 11, making it difficult to reduce the size of the LED array chip 11.
[0005]
In general, the LED array chip 11 is cut out from a single semiconductor wafer by using a conventionally well-known semiconductor manufacturing technique, and a plurality of the LED array chips 11 are manufactured at a time. However, when it is difficult to downsize the LED array chip 11 as described above, the number of LED array chips 11 obtained from one semiconductor wafer cannot be increased, and the manufacturing cost of the LED array chip 11 is expensive. It also has the disadvantage of becoming.
[0006]
Further, the terminal electrode 13 of the LED array chip 11 described above has a one-to-one correspondence with each light emitting diode element 12 on the upper surface of the chip 11 by a conventionally well-known thin film forming technique, specifically, a sputtering method, a photolithography technique or the like. Since the terminal electrodes 13 are formed with a high density, the terminal electrodes 13 are often short-circuited with the adjacent terminal electrodes 13, which causes a reduction in the yield rate of the LED array chips.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been devised in view of the above disadvantages. An optical printer head according to the present invention has a plurality of light emitting diode elements on the lower surface of a transparent substrate to which a plurality of power supply wirings are attached, and the element. A light emitting diode element array, in which an electrode is formed of an anisotropic conductive adhesive comprising conductive fine particles in a transparent resin, is attached so that the electrode is in contact with the power supply wiring. It is characterized by being made to do.
[0008]
The optical printer head of the present invention is characterized in that a light-shielding film provided with a window at a position corresponding to each of the light emitting diode elements is attached to the upper surface and / or the lower surface of the transparent substrate. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(First form)
1 is a cross-sectional view of an optical printer head according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged plan view of the optical printer head of FIG. Is a transparent substrate, 2 is a power supply wiring, 4 is a light emitting diode element, and 5 is an anisotropic conductive adhesive.
[0010]
The transparent substrate 1 is made of a light-transmitting electrically insulating material such as borosilicate glass, soda glass, quartz, sapphire, or crystallized glass, and the transparent substrate 1 has a plurality of power supply wirings 2 on its lower surface 1A. And function as a support base material for supporting the LED array chip 3.
[0011]
The power supply wiring 2 deposited on the lower surface of the transparent substrate 1 is a laminate in which a second wiring 2b made of copper or the like is partially deposited on the surface of a first wiring 2a made of ITO (indium tin oxide) or the like. The power supply wiring 2 is for supplying power from an external power source to each light emitting diode element 4 of the LED array chip 3 via an anisotropic conductive adhesive 5 described later, not shown. It is connected to an external electric circuit (such as a printer main body) via a connector or the like.
[0012]
Here, the first wiring 2a is formed from a light-transmitting conductive material such as ITO when the optical printer head is assembled when the LED array chip 3 is attached to the lower surface 1A of the transparent substrate 1. In order to effectively prevent the light of the light emitting diode element 4 arranged facing the wiring 2a from being reflected or absorbed by the first wiring 2a and to transmit more light to the upper surface side of the transparent substrate 1. In addition, one end of the first wiring 2a is tapered for the same purpose. On the other hand, the second wiring 2b is for electrically reinforcing the first wiring 2a having a relatively large specific resistance to effectively prevent the voltage drop in the power supply wiring 2. For example, the first wiring 2a When formed to a thickness of 500 mm to 1500 mm, the second wiring 2b is set to a thickness of 5 μm to 20 μm.
[0013]
When forming the power supply wiring 2 having such a two-layer structure, first, a light-transmitting conductive material such as ITO is used to form a thin film such as a sputtering method or a photolithography technology, or a screen printing method or a spray method. The first wiring 2a is deposited on the lower surface 1A of the transparent substrate 1 by finely processing the first wiring 2a into a predetermined pattern by a well-known photolithography technique. Then, a conductive paste such as a silver paste or a copper paste is printed and applied on the surface of the first wiring 2a previously formed by screen printing or the like known in the art. A wiring 2b is formed.
[0014]
And the LED array chip 3 in which the anisotropic conductive adhesive 5 formed the electrode is attached to the lower surface 1A of the transparent substrate 1 to which the power supply wiring 2 is attached.
[0015]
That is, the LED array chip 3 abuts the anisotropic conductive adhesive 5 applied on the light emitting diode element 4 to the first wiring 2 a of the power supply wiring 2, and the conductive fine particles in the anisotropic conductive adhesive 5. The light emitting diode element 4 is electrically connected to the power supply wiring 2 by using 5b as an electrode of the LED array chip 3.
[0016]
As shown in FIG. 3, the LED array chip 3 has a plurality of light emitting diode elements 4 arranged in a straight line on the upper surface thereof, and an anisotropic conductive adhesive is attached to a part of the upper surface of the light emitting diode element 4. The agent 5 has a structure in which a ground electrode (not shown) is formed on the lower surface. For example, when the light-emitting diode element 4 of the LED array chip 3 has a structure in which an n-type semiconductor layer 3b, a p-type semiconductor layer 3c, and an insulating film 3d with a window are sequentially formed on a GaAs substrate 3a. The isotropic conductive adhesive 5 is directly bonded to the p-type semiconductor layer 3c located in the window of the insulating film 3d, and a predetermined gap is provided between the anisotropic conductive adhesive 5 and the ground electrode on the lower surface of the GaAs substrate. By applying electric power, light is emitted at the junction surface 4a (pn junction surface) between the n-type semiconductor layer 3b and the p-type semiconductor layer 3c.
[0017]
In the case of an A4 size, 600 dpi optical printer head, the light emitting diode elements 4 are linearly arranged in 5120 (24 per 1 mm), for example, an LED array having 128 light emitting diode elements 4 as a unit. By arranging 40 chips 3 in a straight line, 5120 light emitting diode elements 4 are arranged and mounted on the lower surface 1 </ b> A of the transparent substrate 1.
[0018]
A plurality of such LED array chips 3 are manufactured at a time by a conventionally known semiconductor manufacturing technique. Specifically, for example, when manufacturing a GaAsP-based LED array chip 3, first, a semiconductor wafer made of GaAs is heated to a high temperature in a furnace and a gas containing appropriate amounts of AsH 3 , PH 3, and Ga is brought into contact therewith. A single crystal of GaAsP (gallium-arsenic-phosphorus) of n-type semiconductor 3b is grown on the surface of the wafer, and then an insulating film 3d with a window of Si 3 N 4 (silicon nitride) is deposited on the surface of the GaAsP single crystal, Thereafter, a Zn (zinc) gas is exposed to the window portion, and Zn is diffused into a part of the GaAsP single crystal to form a p-type semiconductor layer 3c, thereby providing a pn junction. A plurality of such semiconductor wafers are formed. A plurality of light emitting diode elements, for example, 128 light emitting diode elements are manufactured at a time by dicing each light emitting diode element group as a unit. .
[0019]
On the other hand, the anisotropic conductive adhesive 5 has a transparent resin 5a such as an epoxy resin or an acrylic resin as an adhesive component, and conductive fine particles 5b (diameter 5 to 10 μm) such as ITO, Ag, Au, or Pt as a conductive component. ) In a predetermined ratio (conducting fine particle content: 10 to 90% by weight).
[0020]
The anisotropic conductive adhesive 5 positions the conductive fine particles 5b contained in the anisotropic conductive adhesive 5 between the light emitting diode element 4 and the power supply wiring 2, more specifically, in the window of the insulating film 3d of the light emitting diode element 4. The LED array chip 3 is bonded and fixed to the lower surface of the transparent substrate 1 with a transparent resin 5a by sandwiching it between the p-type semiconductor layer 3c and the power supply wiring 2 and electrically connecting them.
[0021]
When the LED array chip 3 is attached to the lower surface 1A of the transparent substrate 1, the LED array chip 3 is first liquefied in a predetermined region of the transparent substrate 1, specifically, in a region where the leading end of the power supply wiring 2 is led out. An anisotropic conductive adhesive 5 is applied in a strip shape, and the LED array chip 3 is placed thereon so that each light emitting diode element 4 is opposed to the power supply wiring 2 with the anisotropic conductive adhesive 5 sandwiched therebetween. After that, the transparent resin 5a of the anisotropic conductive adhesive 5 is heated and cured to electrically connect the power supply wiring 2 and the light emitting diode element 4 with the conductive fine particles 5b in the anisotropic conductive adhesive 5. It may be performed by connecting them automatically. In this case, even when the total number of the light emitting diode elements 4 of each LED array chip 3 is extremely large, all of them are firmly attached to the power supply wiring 2 of the transparent substrate 1 at once via the anisotropic conductive adhesive 5. Since it is electrically connected, each light emitting diode element 4 of the LED array chip 3 and the power supply wiring 2 of the transparent substrate 1 can be electrically connected in a very short time, thereby assembling the optical printer head. Improves.
[0022]
A lens (not shown) is arranged on the upper surface 1B side (above) of the transparent substrate 1 described above at a certain distance from the transparent substrate 1, and the light emitting diode element of the LED array chip 3 is arranged. The light emitted by 4 is applied to an external photoreceptor via the lens.
[0023]
Thus, the above-described optical printer head applies predetermined power to each light-emitting diode element 4 of the LED array chip 3 to selectively light-emit and drive each light-emitting diode element 4 based on the print signal. The emitted light is irradiated to an external photoconductor through a lens or the like to form a predetermined latent image on the photoconductor, thereby functioning as an optical printer head.
[0024]
According to the optical printer head of the first embodiment as described above, the electrode made of the anisotropic conductive adhesive 5 constituted by containing conductive fine particles in transparent resin on the light emitting diode element 4 of the LED array chip 3 is provided. Since this electrode is formed and directly connected to the power supply wiring 2 of the transparent substrate 1, a plurality of terminal electrodes for connecting the light emitting diode element 4 to the power supply wiring 2 on the lower surface of the chip 3. Therefore, it is possible to reduce the size of the LED array chip 3 and to improve the yield rate of the LED array chip 3.
[0025]
Further, as described above, when the individual LED array chips 3 are downsized, the number of LED array chips 3 obtained from one semiconductor wafer can be increased. In combination with this effect, the manufacturing cost of the LED array chip 3 can be greatly reduced, and the optical printer head as a product can be made inexpensive.
[0026]
Further, in the case of the optical printer head of the first embodiment, since one end portion of the power supply wiring 2 arranged to face the light emitting diode element 4 is formed of a translucent material such as ITO, it goes to the lower surface 1A side of the transparent substrate 1. Light from the light-emitting diode element 4 is less likely to be reflected or absorbed by the power supply wiring 2 toward the lower surface 1A of the transparent substrate 1, so that much of the light emitted from the light-emitting diode element 4 is latent in the photosensitive member. It is possible to contribute to image formation.
[0027]
Furthermore, if the conductive fine particles 5b in the anisotropic conductive adhesive 5 are formed of a light-transmitting material such as ITO (light transmittance of 50% or more) in the optical printer head of the first embodiment, the light-emitting diode element 4 is less likely to diffuse or be absorbed in four directions when hitting the conductive fine particles 5b in the anisotropic conductive adhesive 5. As a result, in combination with the above-described effects, more light is emitted. This makes it possible to contribute to the formation of a latent image on the photoconductor, thereby enabling formation of a very clear and good latent image. As such conductive fine particles 5b, in addition to the above-mentioned ITO, ITO, ZnO, CdO—SnO 2 , ZnO—SnO 2 , on the surface of inorganic particles having a particle diameter of 2 to 10 μm made of glass or transparent resin, A transparent conductive film made of CdIn 2 O 4 , MgIn 2 O 3-x or the like is used by thinly depositing it to a thickness of about 500 to 5000 mm.
[0028]
(Second form)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
4 is a cross-sectional view of an optical printer head according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG. 4, and FIG. 6 is an enlarged plan view of the optical printer head of FIG. Is a transparent substrate, 2 is a power supply wiring, 4 is a light emitting diode element, 5 is an anisotropic conductive adhesive, 6 is a light shielding film, and 6a is a window provided in the light shielding film. The same constituent elements as those of the first embodiment described above are indicated by common reference numerals, and the explanation of the same constituent elements and the description of the operational effects by these constituent elements are the same as those of the first embodiment. Since it is the same, it abbreviate | omits here.
[0029]
This optical printer head of the second form is different from that of the first form in that instead of providing an insulating film with a window of Si 3 N 4 on the upper surface of the LED array chip 3, the upper surface 1B of the transparent substrate 1 The light-shielding film 6 provided with the window portion 6a is attached at a position corresponding to each of the light-emitting diode elements 4.
[0030]
Since no insulating film with a window is provided on the upper surface of the LED array chip 3, almost the entire upper surface is a light emitting region, and the light emitted from the LED array chip 3 is transmitted through the window 6 a of the light shielding film 6. Only the light passing through the lens is irradiated to the external photoconductor via a lens (not shown).
[0031]
The light shielding film 6 is deposited and formed on the upper surface 1B of the transparent substrate 1 with a thickness of 1 to 100 μm by using a light shielding resin material to which iron oxide, carbon or the like is added, and is led upward by the window 6a. Even if the light emitting region of the light emitting diode element is not defined to have a certain size by the Si 3 N 4 window insulating film, the light emitting dots formed on the photoconductor The size of can be made almost constant. Therefore, the step of forming an insulating film with a window of Si 3 N 4 at the time of manufacturing the LED array 3 becomes unnecessary, and it is possible to improve the productivity of the optical printer head and reduce the manufacturing cost.
[0032]
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0033]
For example, in the first embodiment described above, one end portion of the power supply wiring 2 is tapered, but the one end portion of the power supply wiring 2 may be formed with a width equal to that of other portions. In this case, the power supply wiring 2 must be formed of a light-transmitting conductive material such as ITO so that light emitted from the light emitting diode element 4 can be transmitted through the power supply wiring 2 satisfactorily.
[0034]
Furthermore, in the first embodiment described above, a part of the power supply wiring 2 connected to the light emitting diode element 4 is formed of a light-transmitting conductive material, but one end of the power supply wiring 2 is made of a light-shielding metal such as Al or Cu. You may form with a material. Also in this case, one end portion of the power supply wiring 2 is tapered so that more light emitted from the light emitting diode element can be transmitted to the upper surface side of the transparent substrate 1, and the width of this portion is the width of the light emitting diode element 4. It is preferable to make it sufficiently thin.
[0035]
In the optical printer head of the second embodiment, the light shielding film 6 is formed only on the upper surface 1B of the transparent substrate 1, but instead of this, the light shielding film 6 is formed only on the lower surface 1A of the transparent substrate 1, or The light shielding film 6 may be formed on both surfaces of the transparent substrate 1, that is, both the upper surface 1B and the lower surface 1A.
[0036]
Further, in the second embodiment, when the light from the LED array chip 3 is imaged on the photoconductor using one lens, the size of the window 6a of the light shielding film 6 is gradually increased from the center toward the outside. If this is done, the beam blur caused by the aberration of the lens can be effectively corrected, and the print quality can be improved.
[0037]
【The invention's effect】
According to the optical printer head of the present invention, an electrode made of an anisotropic conductive adhesive comprising conductive fine particles in a transparent resin is formed on the surface (upper) of the light emitting diode element, and this electrode is formed on the lower surface of the transparent substrate. It is necessary to separately provide a plurality of terminal electrodes for connecting the element to the power supply wiring on the upper surface of the LED array chip on which the light emitting diode element is formed. Therefore, it is possible to reduce the size of the LED array chip and improve the yield rate.
[0038]
Also, according to the optical printer head of the present invention, as described above, since the LED array chip or the like can be reduced in size, the number of LED array chips or the like obtained from one semiconductor wafer can be increased. Therefore, the manufacturing cost of the LED array chip or the like can be greatly reduced, and the optical printer head as a product can be made inexpensive.
[0039]
Furthermore, according to the optical printer head of the present invention, a light-shielding film having a window portion provided at a position corresponding to each of the light-emitting diode elements is attached to the upper surface and / or the lower surface of the transparent substrate. A light emitting dot of a predetermined size can be obtained without forming an insulating film with a window on the surface of the element, and this can also be used for improving the productivity of the optical printer head and reducing the manufacturing cost. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical printer head according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 3 is an enlarged plan view of the optical printer head of FIG. 1 viewed from above.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical printer head according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG.
6 is an enlarged plan view of the optical printer head of FIG. 4 as viewed from above.
FIG. 7 is a plan view of an LED array chip used in a conventional optical printer head.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate 2 ... Feeding wiring 3 ... LED array chip (light emitting diode array chip)
4... Light emitting diode element 5... Anisotropic conductive adhesive 6...

Claims (2)

複数の給電配線が被着されている透明基板の下面に、複数の発光ダイオード素子を有し、且つ該素子の上に電極が透明樹脂に導電性微粒子を含んで構成される異方性導電接着剤で形成されている発光ダイオード素子アレイを、前記電極が前記給電配線に当接されるようにして取着させてなる光プリンタヘッド。Anisotropic conductive bonding comprising a plurality of light emitting diode elements on the lower surface of a transparent substrate to which a plurality of power supply wirings are attached, and electrodes comprising conductive fine particles in transparent resin on the elements. An optical printer head in which a light emitting diode element array formed of an agent is attached so that the electrode is in contact with the power supply wiring. 前記透明基板の上面及び/又は下面に、発光ダイオード素子の各々に対応する位置に窓部を設けた遮光膜を被着させたことを特徴とする請求項1に記載の光プリンタヘッド。2. The optical printer head according to claim 1, wherein a light-shielding film provided with a window at a position corresponding to each of the light emitting diode elements is attached to the upper surface and / or the lower surface of the transparent substrate.
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