特許 6738603 半導体素子アレイ、ＬＥＤヘッド、及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6738603

(24)【登録日】2020年7月22日

(45)【発行日】2020年8月12日

(54)【発明の名称】半導体素子アレイ、ＬＥＤヘッド、及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/38 20100101AFI20200730BHJP

   H01L 33/44 20100101ALI20200730BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20200730BHJP

   B41J 2/45 20060101ALI20200730BHJP

   B41J 2/447 20060101ALI20200730BHJP

   H04N 1/036 20060101ALI20200730BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/38

   H01L33/44

   H01L33/00 L

   B41J2/45

   B41J2/447 101A

   B41J2/447 101K

   H04N1/036

【請求項の数】13

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-249246(P2015-249246)

(22)【出願日】2015年12月22日

(65)【公開番号】特開2016-195234(P2016-195234A)

(43)【公開日】2016年11月17日

【審査請求日】2018年3月12日

(31)【優先権主張番号】特願2015-72156(P2015-72156)

(32)【優先日】2015年3月31日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】591044164

【氏名又は名称】株式会社沖データ

(74)【代理人】

【識別番号】100083840

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 実

(74)【代理人】

【識別番号】100116964

【弁理士】

【氏名又は名称】山形 洋一

(74)【代理人】

【識別番号】100135921

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 昌彦

(72)【発明者】

【氏名】松尾 元一郎

【審査官】 大和田 有軌

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０７１８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６０３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８３１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１４００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４０４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６９７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１５４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１８８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５３８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−００３８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０５７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９４７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８８０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４５２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０９２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８９９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１５０２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１１４５９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特許第６５０８９７７（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００ − ３３／６４

Ｈ０１Ｓ ５／００ − ５／５０

Ｂ４１Ｊ ２／４３５ − ２／４６５

Ｇ０３Ｇ １５／０４ − １５／０４７

Ｈ０４Ｎ １／０２４ − １／０３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に複数の発光素子を配列した半導体素子アレイにおいて、
前記発光素子の上部に開口部を備え、前記発光素子上部の前記開口部周囲及び前記発光素子側面を覆い前記基板上まで延びて形成され、前記発光素子の発光波長に対して光を透過する膜である絶縁膜と、
前記絶縁膜が形成されていない領域に、前記複数の発光素子に沿って形成された複数のワイヤ接続用パッドと、
前記発光素子に電気的に接続する金属の配線と
を備え、
前記配線は、複数の前記発光素子をグループ化するために共通に接続されて更に前記ワイヤ接続用パッドに接続される共通電極配線であり、
前記共通電極配線の一部が、前記発光素子の配列と前記ワイヤ接続用パッドとの間に延在する前記絶縁膜の端部の、前記ワイヤ接続用パッドに対向する領域において、少なくとも発光領域に対応する幅で前記端部を覆うように延在することを特徴とする半導体素子アレイ。

【請求項2】

前記配線は、前記発光素子上部に形成された前記開口部周囲を覆う前記絶縁膜上にも形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体素子アレイ。

【請求項3】

前記金属が、前記発光素子に形成された電極と同一の材料であることを特徴とする請求項１記載の半導体素子アレイ。

【請求項4】

前記絶縁膜が有機膜であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の半導体素子アレイ。

【請求項5】

前記絶縁膜が無機膜であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の半導体素子アレイ。

【請求項6】

基板に複数の発光素子を配列した半導体素子アレイにおいて、
前記発光素子の上部に開口部を備え、前記発光素子上部の前記開口部周囲及び前記発光素子側面を覆い前記基板上まで延びて形成され、前記発光素子の発光波長に対して光を透過する膜である絶縁膜と、
前記絶縁膜が形成されていない領域に、前記複数の発光素子に沿って形成された複数のワイヤ接続用パッドと、
複数の前記発光素子をグループ化するために共通に接続されて更に前記ワイヤ接続用パッドに接続される共通電極配線と、
前記発光素子の配列と前記ワイヤ接続用パッドとの間に延在する前記絶縁膜の端部における、前記ワイヤ接続用パッドに対向する領域を覆うように延在する遮光膜と
を備えたことを特徴とする半導体素子アレイ。

【請求項7】

前記遮光膜は、前記発光素子上部に形成された前記開口部周囲を覆う前記絶縁膜上にも形成されていることを特徴とする請求項６記載の半導体素子アレイ。

【請求項8】

前記遮光膜が金属であることを特徴とする請求項７記載の半導体素子アレイ。

【請求項9】

前記金属が、前記発光素子に形成された電極と同一の材料であることを特徴とする請求項８記載の半導体素子アレイ。

【請求項10】

前記絶縁膜が有機膜であることを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の半導体素子アレイ。

【請求項11】

前記絶縁膜が無機膜であることを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の半導体素子アレイ。

【請求項12】

請求項１乃至１１の何れかに記載の半導体素子アレイを複数備えたことを特徴とするＬＥＤヘッド。

【請求項13】

請求項１２記載のＬＥＤヘッドを用いたことを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光素子を含む半導体素子アレイ、これを用いたＬＥＤヘッド及び画像形成装置に関し、特に半導体素子アレイの構造に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真プリンタの光プリントヘッドに用いられる発光装置には、ＬＥＤを多数配列したＬＥＤアレイを採用するものがある。ＬＥＤアレイは、ショート防止、発光部の段差による配線の断線防止のため、絶縁膜で覆われるが、この絶縁膜と大気の間に生じる屈折率差によって、ＬＥＤから発生した光が絶縁膜内を伝送路として伝搬する。その結果、発光しているＬＥＤから離れた場所、特に接続ワイヤの近辺で光が反射してしまい、印刷時の黒スジ誘発といったプリンタでの印字品質が低下する要因となった。

【0003】

ＬＥＤアレイチップにおいて、接続ワイヤ近辺での光反射を防止する方法として、発光部と接続ワイヤとの間に遮光膜を形成して発光部から発光する光が接続ワイヤに届かないようにする方法がとられていた（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２９４７２５号公報（第７頁、図２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の構成では、接続ワイヤに直接届く光による反射は防げても、絶縁膜を伝搬する光による反射は防げなかった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による半導体素子アレイは、基板に複数の発光素子を配列した半導体素子アレイであって、
前記発光素子の上部に開口部を備え、前記発光素子上部の前記開口部周囲及び前記発光素子側面を覆い前記基板上まで延びて形成され、前記発光素子の発光波長に対して光を透過する膜である絶縁膜と、前記絶縁膜が形成されていない領域に、前記複数の発光素子に沿って形成された複数のワイヤ接続用パッドと、
前記発光素子に電気的に接続する金属の配線とを備え、
前記配線は、複数の前記発光素子をグループ化するために共通に接続されて更に前記ワイヤ接続用パッドに接続される共通電極配線であり、
前記共通電極配線の一部が、前記発光素子の配列と前記ワイヤ接続用パッドとの間に延在する前記絶縁膜の端部の、前記ワイヤ接続用パッドに対向する領域において、少なくとも発光領域に対応する幅で前記端部を覆うように延在することを特徴とする。

【0007】

本発明による別の半導体素子アレイは、基板に複数の発光素子を配列した半導体素子アレイであって、
前記発光素子の上部に開口部を備え、前記発光素子上部の前記開口部周囲及び前記発光素子側面を覆い前記基板上まで延びて形成され、前記発光素子の発光波長に対して光を透過する膜である絶縁膜と、前記絶縁膜が形成されていない領域に、前記複数の発光素子に沿って形成された複数のワイヤ接続用パッドと、複数の前記発光素子をグループ化するために共通に接続されて更に前記ワイヤ接続用パッドに接続される共通電極配線と、前記発光素子の配列と前記ワイヤ接続用パッドとの間に延在する前記絶縁膜の端部における、前記ワイヤ接続用パッドに対向する領域を覆うように延在する遮光膜とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の半導体素子アレイによれば、発光素子で発光して絶縁膜内を伝搬する光が、絶縁膜端部から漏れ出すことがないため、この端部周辺に存在する反射物で反射した光が、光ノイズとなって悪影響を及ぼすのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明による半導体素子アレイの実施の形態１の要部構成を概略的に示す平面図である。

【図2】図１に示す半導体素子アレイ１のＡ−Ｂ断面の概略断面図である。

【図3】半導体素子アレイ１の動作説明に供する図である。

【図4】本発明による半導体素子アレイの実施の形態２の要部構成を概略的に示す平面図である。

【図5】図４に示す半導体素子アレイ１０１のＡ−Ｂ断面の概略断面図である。

【図6】本発明による半導体素子アレイの実施の形態３の要部構成を概略的に示す平面図である。

【図7】図６に示す半導体素子アレイ２０１のＡ−Ｂ断面の概略断面図である。

【図8】図６に示す半導体素子アレイ２０１のＣ−Ｄ断面の概略断面図である。

【図9】半導体素子アレイ２０１の動作説明に供する図である。

【図10】本発明による半導体素子アレイの実施の形態４の要部構成を概略的に示す平面図である。

【図11】図１０に示す半導体素子アレイ３０１のＡ−Ｂ断面の概略断面図である。

【図12】図１０に示す半導体素子アレイ３０１のＣ−Ｄ断面の概略断面図である。

【図13】本発明のＬＥＤヘッドに基づく実施の形態５のＬＥＤプリントヘッドを示す図である。

【図14】実施の形態５において、ＬＥＤユニットの一構成例を示す平面配置図である。

【図15】本発明の画像形成装置に基づく実施の形態６の画像形成装置の要部構成を模式的に示す要部構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施の形態１．
図１は、本発明による半導体素子アレイの実施の形態１の要部構成を概略的に示す平面図であり、図２は、図１に示す半導体素子アレイ１のＡ−Ｂ断面の概略断面図である。尚、図１では、簡単のため、後述する層間絶縁膜層１１及びパッシベーション層１８を省略している。

【0011】

これ等の図１、図２に示すように、基板としての長板状の駆動回路基板１０上には、層間絶縁膜層１１（図２）が形成され、その上に発光素子としてのＬＥＤ２０が、所定の間隔で駆動回路基板１０の長手方向に沿って直線状に複数接合されている。駆動回路基板１０上に形成された各ＬＥＤ２０は、複数層からなり、図２に示すように、下層から順に、バッファ層２１、ｎコンタクト層２２、下クラッド層２３、活性層２４、上クラッド層２５、ｐコンタクト層２６を積層して構成している。ＬＥＤ２０の構成材料としては、例えば、ｎ−ＧａＡｓ、ｎ−Ａｌ_ｘＧａ_{（１−ｘ）}Ａｓ、ｐ−ＧａＡｓ、ｐ−Ａｌ_ｘＧａ_{（１−ｘ）}ＡｓなどのＧａＡｓ系半導体が適用される。

【0012】

ＬＥＤ２０は、例えばフォトリソグラフィ技術やエッチング技術を用いてメサ形状に加工されており、最表面には、ｎコンタクト層２２とｐコンタクト層２６が露出し、ｎコンタクト層２２上には、例えば蒸着やスパッタを用いて電極としてのカソード電極１３が形成されている。

【0013】

駆動回路基板１０の表面には、その長手方向に配列された複数のＬＥＤ２０（以後、ＬＥＤ列と称す場合がある）に沿って、基板上配線１７が４列平行に形成されている。同じく駆動回路基板１０上において、基板上配線１７のＬＥＤ列とは反対側に、４つの個別電極パッド１６が隣接して形成され、ＬＥＤ列の基板上配線１７とは反対側に、４つのＬＥＤ２０毎にそれぞれ対応して配置された接続端子としての共通電極パッド１５と、その両隣に外部接続用の接続ワイヤ４０がボンディング接続される外部接続パッド１４が隣接して一列に形成されている。このためワイヤ接続用のパッドとしての外部接続パッド１４には、ボンディング部１４ａが形成される。

【0014】

駆動回路基板１０は、ＬＥＤ列を駆動する駆動回路を備え、外部接続パッド１４に駆動電源を入力し、マトリックス制御によりＬＥＤ列を発光駆動するための駆動電流を、選択した共通電極パッド１５と個別電極パッド１６との間に供給する。

【0015】

層間絶縁膜層１１は、駆動回路基板１０上の、外部接続パッド１４、共通電極パッド１５、個別電極パッド１６、及び基板上配線１７の接続部に形成された開口部１１ａ，１１ｂを除く領域に形成されている。尚、図１には、開口部１１ａ，１１ｂを点線で示す。

【0016】

各ＬＥＤ２０には、配線としての共通電極配線３２及び個別電極配線３５が電気的に接続されるが、これらの配線を形成する前に、その下地層として絶縁膜１２が形成される。絶縁膜１２は、図２の断面図に示すように、各ＬＥＤ２０の層間に生じた段差を覆って緩和し、また基板上配線１７と個別電極配線３５の絶縁を確実にするために、各ＬＥＤ２０の表面の所定箇所、即ちｐコンタクト層２６とカソード電極１３とに形成される開口部を除く、ＬＥＤ列全体を覆う領域と各個別電極配線３５の下層となる領域に形成される。

【0017】

各ＬＥＤ２０のｐコンタクト層２６には、アノード電極を兼ねた共通電極配線３２を電気的に接続するが、この共通電極配線３２は、段差が緩和された絶縁膜１２上に形成され、図１に示すように、グループ化された隣接する４つのＬＥＤ２０のｐコンタクト層２６と、対応する１つの共通電極パッド１５とを電気的接続している。

【0018】

この共通電極配線３２は、絶縁膜１２の、外部接続パッド１４に対向して長手方向に延在する端部としての短手方向端部１２ａを覆うように形成された遮蔽接続部３２ｂと、遮蔽接続部３２ｂから各ＬＥＤ２０のｐコンタクト層２６まで垂直に延在する電極部３２ａと、遮蔽接続部３２ｂから対応する共通電極パッド１５まで垂直に電極部３２ａとは反対方向に延在するパッド接続部３２ｃとからなる。

【0019】

遮蔽接続部３２ｂは、図２に示すように、絶縁膜１２の短手方向端部１２ａの上部及び端部をすっぽり覆うように形成され、また図１に示すように、隣接する遮蔽接続部３２ｂ間には、絶縁が確保されるように僅かな隙間が形成されている。

【0020】

一方、各ＬＥＤ２０のカソード電極１３には、それぞれ個別電極配線３５を電気的に接続するが、各個別電極配線３５は、段差が緩和され且つ基板上配線１７とは絶縁された絶縁膜１２上に形成され、図１に示すように、ＬＥＤ２０のカソード電極１３と、対応する所定の基板上配線１７との間のみを、層間絶縁膜層１１に形成された開口部１１ａを介して電気的に接続している。

【0021】

４つの個別電極パッド１６には、それぞれ接続配線３６を電気的に接続するが、各接続配線３６は、層間絶縁膜層１１上に形成され、層間絶縁膜層１１に形成された開口部１１ｂを介してそれぞれ対応する基板上配線１７のみに接続するように構成されている。そして半導体素子アレイ１の上面には、ごみ等によるショートを防止するために、外部接続パッド１４の表面を除いてパッシベーション層１８（図２）が形成されている。

【0022】

以上の構成により、所望のＬＥＤ２０の、アノード電極（共通電極配線３２）からカソード電極１３に電流を流すことによりその活性層２４を発光することができる。

【0023】

次に、半導体素子アレイ１の製造方法について説明する。

【0024】

先ず、駆動回路を備え、表面に外部接続パッド１４、共通電極パッド１５、個別電極パッド１６、及び基板上配線１７を配設した駆動回路基板１０上の、外部接続パッド１４、共通電極パッド１５、個別電極パッド１６、及び基板上配線１７の接続部に形成された開口部１１ａ，１１ｂを除く領域に層間絶縁膜層１１を成膜し、その上の所定箇所にカソード電極１３を備えた複数のＬＥＤ２０を接合配置する。

【0025】

そして各ＬＥＤ２０の表面の所定箇所、即ちｐコンタクト層２６の配線接続部とｎコンタクト層２２上のカソード電極１３の配線接続部を除く、ＬＥＤ列全体を覆う領域及び個別電極配線３５の下地となる領域に絶縁膜１２を成膜した後に、共通電極配線３２、個別電極配線３５、及び接続配線３６を同じ工程で同時に形成し、その後に、外部接続パッド１４の表面を除いてパッシベーション層１８（図２）を形成する。

【0026】

カソード電極１３、共通電極配線３２、個別電極配線３５、及び接続配線３６は、蒸着或いはスパッタで形成されており、材料としては、ＡｌやＴｉ，Ａｕなどの金属を適用する。ｐコンタクト層２６では、共通電極配線３２がｐコンタクト層２６と直接コンタクトするよう形成されている。これは、ｐコンタクト層であるｐ−ＧａＡｓと配線金属とのコンタクト抵抗が低いためである。

【0027】

層間絶縁膜層１１、絶縁膜１２、及びパッシベーション層１８は、短絡しないよう形成するため、材料には絶縁性の有機膜か無機膜を使用する。有機膜としてはポリイミド樹脂やアクリル樹脂などがあり、無機膜としては、窒化物や酸化物を適用する。有機絶縁膜の場合は、フォトリソグラフィ技術で目的のパターンを形成した後、高温処理で硬化を行う。無機絶縁膜の場合は、ＣＶＤやスパッタによって全面に膜を形成した後、リフトオフやフォトリソグラフィでマスク形成をした後エッチングを行い、パターン形成を行う。

【0028】

共通電極配線３２、個別電極配線３５、及び接続配線３６の形成時に段差による断線を防ぐため、層間絶縁膜層１１、絶縁膜１２、パッシベーション層１８は、短絡を防止できる範囲であれば、より薄膜である方が好ましい。また、絶縁膜１２とパッシベーション層１８は、ＬＥＤ２０上に形成するため、活性層２４から発生する光の波長において、透過率が高く外部への光取り出しを阻害しない材質が好ましい。

【0029】

以上のように構成された半導体素子アレイ１において、共通電極パッド１５及び個別電極パッド１６の内、選択された電極パッド間に駆動電流を流すことにより、指定されたＬＥＤ２０を発光することができる。この時、活性層２４で発光した光は、半導体素子アレイ１の上面に照射されるが、図３に矢印で示すように、一部が絶縁膜１２内を伝搬し、絶縁膜１２の短手方向端部１２ａの近傍に達する。

【0030】

しかしながら、導波された光は、この短手方向端部１２ａを覆うように形成された、共通電極配線３２の遮蔽接続部３２ｂによって遮光されるため、導波された光が短手方向端部１２ａの近傍からもれることがない。

【0031】

尚、本実施の形態では、絶縁膜１２内を伝搬する光が、接続ワイヤ４０等によって上方に反射するのを防止するため、絶縁膜１２の短手方向端部１２ａのみを共通電極配線３２によって覆うように構成したが、これに限定されるものではなく、更に絶縁膜１２の長手方向の端部をも覆うように形成してもよい。

【0032】

また本実施の形態では、アノード電極を兼ねた共通電極配線３２を直接ｐコンタクト層２６に接続したが、ｐコンタクト層２６にアノード電極を形成し、このアノード電極に共通電極配線３２を接続するように構成してもよい。

【0033】

更に本実施の形態では、駆動回路基板１０がＬＥＤの駆動回路を備えた構成として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば外部駆動回路から、選択した共通電極パッド１５と個別電極パッド１６間に直接駆動電流を流すように構成してもよいなど、種々の態様を取り得るものである。

【0034】

以上のように、本実施の形態の半導体素子アレイ１によれば、絶縁膜１２内を伝搬する光が、接続ワイヤ４０等の反射構造体によって上方に反射することがないため、反射光によるノイズによってプリンタでの印字品質が低下するのを防止できる。また、共通電極配線３２等の配線パターンの形状を考慮することによって、遮蔽接続部３２ｂを形成して遮光するため、新たに遮光膜を形成する工程を設ける必要がないためコストアップを防ぐことができる。

【0035】

実施の形態２．
図４は、本発明による半導体素子アレイの実施の形態２の要部構成を概略的に示す平面図であり、図５は、図４に示す半導体素子アレイ１０１のＡ−Ｂ断面の概略断面図である。尚、図４では、簡単のため、層間絶縁膜層１１及びパッシベーション層１８を省略している。

【0036】

この半導体素子アレイ１０１が、図１に示す実施の形態１の半導体素子アレイ１と主に異なる点は、共通電極配線１３２（実施の形態１では共通電極配線３２）の形状が変わり、新たに遮光膜１０５が追加された点と、製造方法が異なる点である。従って、この半導体素子アレイ１０１が、前記した実施の形態１の半導体素子アレイ１と共通する部分には同符号を付して、異なる点を重点的に説明する。

【0037】

ここでの共通電極配線１３２は、絶縁膜１２上でＬＥＤ列の各ｐコンタクト層２６に沿って延在する接続部１３２ｂと、接続部１３２ｂから各ＬＥＤ２０のｐコンタクト層２６まで垂直に延在する電極部１３２ａと、接続部１３２ｂから対応する共通電極パッド１５まで垂直に電極部１３２ａとは反対方向に延在するパッド接続部１３２ｃとからなる。

【0038】

ここでは、接続部１３２ｂは、絶縁膜１２の短手方向端部１２ａを覆っておらず、代わりに新たに設けた遮光膜１０５が、絶縁膜１２の短手方向端部１２ａの上部及び端部をすっぽり覆うように形成されている。

【0039】

次に、半導体素子アレイ１０１の製造方法について説明する。

【0040】

先ず、駆動回路を備え、表面に外部接続パッド１４、共通電極パッド１５、個別電極パッド１６、及び基板上配線１７を配設した駆動回路基板１０上の、外部接続パッド１４、共通電極パッド１５、個別電極パッド１６、及び基板上配線１７の接続部に形成された開口部１１ａ，１１ｂを除く領域に層間絶縁膜層１１を成膜し、その上の所定箇所にカソード電極１３がまだ形成されていない複数のＬＥＤ２０を接合配置する。

【0041】

そして各ＬＥＤ２０の表面の所定箇所、即ちｐコンタクト層２６の配線接続部とｎコンタクト層２２上のカソード電極１３の配線接続部を除く、ＬＥＤ列全体を覆う領域及び個別電極配線３５の下地となる領域に絶縁膜１２を成膜する。そして、カソード電極１３と遮光膜１０５とを同じ工程で、同一材料で形成した後、共通電極配線１３２、個別電極配線３５、及び接続配線３６を形成し、その後に、外部接続パッド１４の表面を除いてパッシベーション層１８（図５）を形成する。

【0042】

以上のように構成された半導体素子アレイ１０１において、共通電極パッド１５及び個別電極パッド１６の内、選択された電極パッド間に駆動電流を流すことにより、指定されたＬＥＤ２０を発光することができる。その時、活性層２４で発光した光は、半導体素子アレイ１の上面に照射されるが、一部が絶縁膜１２内を伝搬し、絶縁膜１２の短手方向端部１２ａの近傍に達する（図３参照）。

【0043】

しかしながら、導波された光は、この短手方向端部１２ａを覆うように形成された、遮光膜１０５によって遮光されるため、導波された光が短手方向端部１２ａの近傍からもれることがない。

【0044】

以上のように、本実施の形態の半導体素子アレイ１０１によれば、絶縁膜１２内を伝搬する光が、接続ワイヤ４０等の反射構造体によって上方に反射することがないため、反射光によるノイズによってプリンタでの印字品質が低下するのを防止できる。また、遮光膜１０５をカソード電極１３と同じ工程で同時に形成するため、新たに遮光膜を形成する工程を設ける必要がないためコストアップを防ぐことができる。

【0045】

実施の形態３．
図６は、本発明による半導体素子アレイの実施の形態３の要部構成を概略的に示す平面図であり、図７は、図６に示す半導体素子アレイ２０１のＡ−Ｂ断面の概略断面図であり、図８は、図６に示す半導体素子アレイ２０１のＣ−Ｄ断面の概略断面図である。尚、図６では、簡単のため、層間絶縁膜層１１及びパッシベーション層１８を省略している。

【0046】

この半導体素子アレイ２０１が、図１に示す実施の形態１の半導体素子アレイ１と主に異なる点は、共通電極配線２３２（実施の形態１では共通電極配線３２）の形状が異なる点である。従って、この半導体素子アレイ２０１が、前記した実施の形態１の半導体素子アレイ１と共通する部分には同符号を付して、異なる点を重点的に説明する。

【0047】

ここでの共通電極配線２３２は、グループ化された隣接する４つのＬＥＤ２０毎に、各活性層２４で発光した光が上方に向かうのを通過させるための４つの開口部２３２ｄ及び４つのＬＥＤ２０の各カソード電極１３に個別電極配線３５を接続するための４つの切欠き部２３２ｅを除く絶縁膜１２上に形成され、更に絶縁膜１２の、外部接続パッド１４に対向して長手方向に延在する端部としての短手方向端部１２ａを覆うように形成される。また共通電極配線２３２は、４つの開口部２３２ｄのそれぞれにおいて各縁から短手方向に延在し、対応するｐコンタクト層２６に電気的に接続する４つの電極部２３２ａと、対応する共通電極パッド１５まで延在するパッド接続部２３２ｃとを有する。

【0048】

製造方法については、実施の形態１で説明した通りであるが、ここでは、共通電極配線２３２（実施の形態１では共通電極配線３２）を個別電極配線３５、及び接続配線３６と同じ工程で同時に形成する。

【0049】

以上のように構成された半導体素子アレイ２０１において、共通電極パッド１５及び個別電極パッド１６の内、選択された電極パッド間に駆動電流を流すことにより、指定されたＬＥＤ２０を発光することができる。その時、活性層２４で発光した光は、開口部２３２ｄを介して半導体素子アレイ２０１の上方に照射されるが、一部が絶縁膜１２内を伝搬し、開口部２３２ｄ以外の絶縁膜１２の外側面に達する（図９参照）。

【0050】

しかしながら、導波された光は、絶縁膜１２の外側面を覆うように形成された、共通電極配線２３２によって遮光されるため、導波された光が開口部２３２ｄ以外からもれるのを抑制する。

【0051】

以上のように、本実施の形態の半導体素子アレイ２０１によれば、絶縁膜１２内を伝搬する光が、開口部２３２ｄ以外から外部にもれるのを抑制できるため、接続ワイヤ４０等の反射構造体によって上方に反射することがなく、反射光によるノイズによってプリンタでの印字品質が低下するのを防止できる。また、共通電極配線２３２等の配線パターンの形状を考慮することによって、絶縁膜１２の要部を覆って遮光するため、新たに遮光膜を形成する工程を設ける必要がないためコストアップを防ぐことができる。

【0052】

実施の形態４．
図１０は、本発明による半導体素子アレイの実施の形態４の要部構成を概略的に示す平面図であり、図１１は、図１０に示す半導体素子アレイ３０１のＡ−Ｂ断面の概略断面図であり、図１２は、図１０に示す半導体素子アレイ３０１のＣ−Ｄ断面の概略断面図である。尚、図１０では、簡単のため、層間絶縁膜層１１及びパッシベーション層１８を省略している。

【0053】

この半導体素子アレイ３０１が、図４に示す実施の形態２の半導体素子アレイ１０１と主に異なる点は、遮光膜３０５（実施の形態１では遮光膜１０５）の形状が異なる点である。従って、この半導体素子アレイ３０１が、前記した実施の形態２の半導体素子アレイ１０１と共通する部分には同符号を付して、異なる点を重点的に説明する。

【0054】

ここでの遮光膜３０５は、各ＬＥＤ２０の活性層２４で発光した光が上方に向かうのを通過させるための領域、共通電極配線１３２を形成する領域、カソード電極１３を形成する領域、及び個別電極配線３５を形成する領域を除いて、絶縁膜１２を覆うように形成されている。このため、複数の櫛歯状開口部３０５ａ及び切欠き部３０５ｂを有する。

【0055】

製造方法については、実施の形態２で説明した通りであるが、ここでは、遮光膜３０５（実施の形態２では遮光膜１０５）をカソード電極１３と同じ工程で同時に形成する。

【0056】

以上のように構成された半導体素子アレイ３０１において、共通電極パッド１５及び個別電極パッド１６の内、選択された電極パッド間に駆動電流を流すことにより、指定されたＬＥＤ２０を発光することができる。その時、活性層２４で発光した光は櫛歯状開口部３０５ａを介して半導体素子アレイ２０１の上方に照射されるが、一部が絶縁膜１２内を伝搬し、活性層２４上方以外の絶縁膜１２の外側面に達するが（図９参考）、導波された光は、絶縁膜１２の外側面を覆うように形成された、遮光膜３０５によって遮光されるため、導波された光が所定部以外からもれるのを抑制する。

【0057】

以上のように、本実施の形態の半導体素子アレイ３０１によれば、絶縁膜１２内を伝搬する光が、所定部以外から外部にもれるのを抑制できるため、接続ワイヤ４０等の反射構造体によって上方に反射することがなく、反射光によるノイズによってプリンタでの印字品質が低下するのを防止できる。また、遮光膜３０５をカソード電極１３と同じ工程で同時に形成するため、新たに遮光膜を形成する工程を設ける必要がないためコストアップを防ぐことができる。

【0058】

実施の形態５．
図１３は、本発明のＬＥＤヘッドに基づく実施の形態５のＬＥＤプリントヘッド１２００を示す図である。

【0059】

同図に示すように、ベース部材１２０１上には、ＬＥＤユニット１２０２が搭載されている。このＬＥＤユニット１２０２は、実施の形態１又は２の半導体素子アレイが実装基板上に搭載されたものである。図１４は、このＬＥＤユニット１２０２の一構成例を示す平面配置図で、実装基板１２０２ｅ上には、前記した各実施の形態で説明した半導体素子アレイが、発光部ユニット１２０２ａとして長手方向に沿って複数配設されている。実装基板１２０２ｅ上には、その他に、発光部ユニット１２０２ａを駆動制御する電子部品が配置されて配線が形成されている、電子部品実装、配線及び接続のためのエリア１２０２ｂ、１２０２ｃ、及び外部から制御信号や電源などを供給するためのコネクタ１２０２ｄ等が設けられている。

【0060】

発光部ユニット１２０２ａの発光部の上方には、発光部から出射された光を集光する光学素子としてのロッドレンズアレイ１２０３が配設されている。このロッドレンズアレイ１２０３は、柱状の光学レンズを発光部ユニット１２０２ａの直線状に配列された発光部（ここでは、図１におけるＬＥＤ２０の配列）に沿って多数配列したもので、光学素子ホルダに相当するレンズホルダ１２０４によって所定位置に保持されている。

【0061】

このレンズホルダ１２０４は、同図に示すように、ベース部材１２０１及びＬＥＤユニット１２０２を覆うように形成されている。そして、ベース部材１２０１、ＬＥＤユニット１２０２、及びレンズホルダ１２０４は、ベース部材１２０１及びレンズホルダ１２０４に形成された開口部１２０１ａ，１２０４ａを介して配設されるクランパ１２０５によって一体的に挟持されている。従って、ＬＥＤユニット１２０２で発生した光は、ロッドレンズアレイ１２０３を通して所定の外部部材に照射される。このＬＥＤプリントヘッド１２００は、例えば電子写真プリンタや電子写真コピー装置等の露光装置として用いられる。

【0062】

以上のように、本実施の形態のＬＥＤプリントヘッド１２００によれば、発光部ユニット１２０２ａとして、前記した実施形態１乃至４何れかの半導体素子アレイが使用されるため、光のノイズ発生を防止して、高精度のＬＥＤプリントヘッド１２００を提供することができる。

【0063】

実施の形態６．
図１５は、本発明の画像形成装置に基づく実施の形態６の画像形成装置１３００の要部構成を模式的に示す要部構成図である。

【0064】

同図に示すように、画像形成装置１３００内には、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の画像を、各々に形成する四つのプロセスユニット１３０１〜１３０４が記録媒体１３０５の搬送経路１３２０に沿ってその上流側から順に配置されている。これらのプロセスユニット１３０１〜１３０４の内部構成は共通しているため、例えばシアンのプロセスユニット１３０３を例にとり、これらの内部構成を説明する。

【0065】

プロセスユニット１３０３には、像担持体として感光体ドラム１３０３ａが矢印方向に回転可能に配置され、この感光体ドラム１３０３ａの周囲にはその回転方向上流側から順に、感光体ドラム１３０３ａの表面に電気供給して帯電させる帯電装置１３０３ｂ、帯電された感光体ドラム１３０３ａの表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置１３０３ｃが配設される。更に、静電潜像が形成された感光体ドラム１３０３ａの表面に、所定色（シアン）のトナーを付着させて顕像を発生させる現像装置１３０３ｄ、及び感光体ドラム１３０３ａの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置１３０３ｅが配設される。尚、これら各装置に用いられているドラム又はローラは、図示しない駆動源及びギアによって回転させられる。

【0066】

また、画像形成装置１３００は、その下部に、紙等の記録媒体１３０５を重ねた状態で収納する用紙カセット１３０６を装着し、その上方には記録媒体１３０５を１枚ずつ分離させて搬送するためのホッピングローラ１３０７を配設している。更に、記録媒体１３０５の搬送方向における、このホッピングローラ１３０７の下流側には、ピンチローラ１３０８，１３０９と共に記録媒体１３０５を挟持することによって、記録媒体１３０５の斜行を修正し、プロセスユニット１３０１〜１３０４に搬送するレジストローラ１３１０，１３１１を配設している。これ等のホッピングローラ１３０７及びレジストローラ１３１０，１３１１は、図示しない駆動源及びギアによって連動回転する。

【0067】

プロセスユニット１３０１〜１３０４の各感光体ドラムに対向する位置には、それぞれ半導電性のゴム等によって形成された転写ローラ１３１２が配設されている。そして、感光体ドラム１３０１ａ〜１３０４ａ上のトナーを記録媒体１３０５に転写させるために、感光体ドラム１３０１ａ〜１３０４ａの表面とこれらの各転写ローラ１３１２の表面との間に所定の電位差が生じるように構成されている。

【0068】

定着装置１３１３は、加熱ローラとバックアップローラとを有し、記録媒体１３０５上に転写されたトナーを加圧、加熱することによって定着させる。また、排出ローラ１３１４，１３１５は、定着装置１３１３から排出された記録媒体１３０５を、排出部のピンチローラ１３１６，１３１７と共に挟持し、記録媒体スタッカ部１３１８に搬送する。尚、排出ローラ１３１４，１３１５は、図示されない駆動源及びギアによって連動回転する。ここで使用される露光装置１３０３ｃとしては、実施形態３で説明したＬＥＤプリントヘッド１２００が用いられる。

【0069】

次に、前記構成の画像形成装置の動作について説明する。
まず、用紙カセット１３０６に堆積した状態で収納されている記録媒体１３０５がホッピングローラ１３０７によって、上から１枚ずつ分離されて搬送される。続いて、この記録媒体１３０５は、レジストローラ１３１０，１３１１及びピンチローラ１３０８，１３０９に挟持されて、プロセスユニット１３０１の感光体ドラム１３０１ａ及び転写ローラ１３１２に搬送される。その後、記録媒体１３０５は、感光体ドラム１３０１ａ及び転写ローラ１３１２に挟持され、その記録画面にトナー画像が転写されると同時に感光体ドラム１３０１ａの回転によって搬送される。

【0070】

同様にして、記録媒体１３０５は、順次プロセスユニット１３０２〜１３０４を通過し、その通過過程で、各露光装置１３０１ｃ〜１３０４ｃにより形成された静電潜像を、現像装置１３０１ｄ〜１３０４ｄによって現像した各色のトナー像がその記録画面に順次重ねて転写される。その後、定着装置１３１３によってトナー像が定着された記録媒体１３０５は、排出ローラ１３１４，１３１５及びピンチローラ１３１６，１３１７に挟持されて、画像形成装置１３００の外部の記録媒体スタッカ部１３１８に排出される。以上の過程を経て、カラー画像が記録媒体１３０５上に形成される。

【0071】

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、前記した実施の形態３で説明したＬＥＤプリントヘッド１２００を採用するため、光によるノイズによって印字品質が低下するのを防止し、高品位の印刷が可能となる。

【0072】

また、前記した特許請求の範囲、及び実施の形態において、「上」、「下」と言った言葉を使用したが、これらは便宜上であって、各装置を配置する状態における絶対的な位置関係を限定するものではない。

【産業上の利用可能性】

【0073】

本実施の形態では画像形成装置としてカラープリンタを用いて説明したが、単色プリンタ、複写機、ＦＡＸ、更にこれらを複合させた複合機等にも適用可能である。

【符号の説明】

【0074】

１ 半導体素子アレイ、 １０ 駆動回路基板、 １１ 層間絶縁膜層、 １１ａ 開口部、 １１ｂ 開口部、 １２ 絶縁膜、 １２ａ 短手方向端部、 １３ カソード電極、 １４ 外部接続パッド、 １５ 共通電極パッド、 １６ 個別電極パッド、 １７ 基板上配線、 １８ パッシベーション層、 ２０ ＬＥＤ、 ２１ バッファ層、 ２２ ｎコンタクト層、 ２３ 下クラッド層、 ２４ 活性層、 ２５ 上クラッド層、 ２６ ｐコンタクト層、 ３２ 共通電極配線、 ３２ａ 電極部、 ３２ｂ 遮蔽接続部、 ３２ｃ パッド接続部、 ３５ 個別電極配線、 ３６ 接続配線、 ４０ 接続ワイヤ、 １０１ 半導体素子アレイ、 １０５ 遮光膜、 １３２ 共通電極配線、 １３２ａ 電極部、 １３２ｂ 接続部、 １３２ｃ パッド接続部、 ２０１ 半導体素子アレイ、 ２３２ 共通電極配線、 ２３２ａ 電極部、 ２３２ｃ パッド接続部、 ２３２ｄ 開口部、 ２３２ｅ 切欠き部、 ３０１ 半導体素子アレイ、 ３０５ 遮光膜、 ３０５ａ 櫛歯状開口部、 ３０５ｂ 切欠き部、 １２００ ＬＥＤプリントヘッド、 １２０１ ベース部材、 １２０２ ＬＥＤユニット、 １２０２ａ 発光部ユニット、 １２０３ ロッドレンズアレイ、 １２０４ レンズホルダ、 １２０５ クランパ、 １３００ 画像形成装置、 １３０１，１３０２，１３０３，１３０４ プロセスユニット、 １３０１ａ〜１３０４ａ 感光体ドラム、 １３０３ｂ 帯電装置、 １３０３ｃ 露光装置、 １３０３ｄ 現像装置、 １３０３ｅ クリーニング装置、 １３０５ 記録媒体、 １３０６ 用紙カセット、 １３０７ ホッピングローラ、 １３０８，１３０９ ピンチローラ、 １３１０，１３１１ レジストローラ、 １３１２ 転写ローラ、 １３１３ 定着装置、 １３１４，１３１５ 排出ローラ、 １３１６，１３１７ ピンチローラ、 １３１８ 記録媒体スタッカ部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】