特開 2024-81148 半導体装置、露光装置、及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024081148

(43)【公開日】2024-06-17

(54)【発明の名称】半導体装置、露光装置、及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/447 20060101AFI20240610BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20240610BHJP

   B41J 2/45 20060101ALN20240610BHJP

【ＦＩ】

B41J2/447 101A

H01L33/62

B41J2/45

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023204492

(22)【出願日】2023-12-04

(31)【優先権主張番号】P 2022194232

(32)【優先日】2022-12-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(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】100120477

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 賢改

(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】田中 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】杉山 大介

(72)【発明者】

【氏名】嶋田 拓朗

(72)【発明者】

【氏名】武藤 昌孝

【テーマコード（参考）】

2C162

5F142

【Ｆターム（参考）】

2C162AE21

2C162AE28

2C162AE40

2C162AE47

2C162AE73

2C162AG01

2C162FA17

2C162FA45

2C162FA50

5F142AA56

5F142CB22

5F142CD02

5F142CD15

5F142DB24

5F142GA06

(57)【要約】

【課題】ＬＥＤタイプとサイリスタタイプのドライバＩＣ基板では、駆動方法の違いによりカソード配線の本数が異なることからドライバＩＣ基板も異なっていた。ドライバＩＣ基板を共通化すると、ＬＥＤタイプ用の分割したカソード配線とサイリスタタイプ用のカソード配線を個別に設ける必要があり、ドライバＩＣ基板サイズが増大してしまう。
【解決手段】各々がアノード、カソード、及びゲートを有する発光サイリスタ１０４を、１次元に複数配列した発光サイリスタアレイ１０９と、カソードと接続可能な、互いに独立した複数のカソード共通配線１０８と、複数のカソード共通配線１０８の各々に対応して電気的に接続して設けられた複数のカソードパッド１１１とを有するＩＣ基板１０１とを備え、複数のカソードパッド１１１を電気的に短絡する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

各々がアノード、カソード、及びゲートを有する３端子発光素子を、１次元に複数配列した３端子発光素子アレイと、
前記カソードと接続可能な、互いに独立した複数のカソード配線と、前記複数のカソード配線の各々に対応して電気的に接続して設けられた複数の外部接続端子とを有するＩＣ基板と
を備え、
前記複数の外部接続端子間を電気的に短絡したことを特徴とする半導体装置。

【請求項2】

前記３端子発光素子アレイは半導体薄膜から形成され、該半導体薄膜は、前記ＩＣ基板に接合されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項3】

前記複数の外部接続端子間が金属薄膜で接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。

【請求項4】

前記複数の外部接続端子は、１本のワイヤで外部基板と電気的に接続されることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。

【請求項5】

前記３端子発光素子アレイは、４つずつのグループに分けられ、前記カソード配線は４本備えられ、
各グループの第１のカソードが第１のカソード配線に金属薄膜によって電気的に接続され、各グループの第２のカソードが第２のカソード配線に金属薄膜によって電気的に接続され、各グループの第３のカソードが第３のカソード配線に金属薄膜によって電気的に接続され、各グループの第４のカソードが第４のカソード配線に金属薄膜によって電気的に接続されたことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。

【請求項6】

前記複数の外部接続端子は、各々前記カソード配線のある第１辺と、前記第１辺の横にある第２辺と、前記第２辺とは反対側で前記第１辺の横にある第３辺と、第１辺の反対側で第２辺及び第３辺の横にある第４辺とを備え、
前記第１辺、前記第２辺、前記第３辺、及び前記第４辺のうちの少なくとも３辺を、金属薄膜を用いて前記電気的に短絡することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項7】

金属薄膜を用いて電気的に短絡された前記複数の外部接続端子をグループとしたとき、前記グループの端部側にあるカソードに接続する外部接続端子は、前記グループの他の外部接続端子がある側と反対側の１辺にも前記金属薄膜に続く金属薄膜領域を形成することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項8】

金属薄膜を用いて電気的に短絡された前記複数の外部接続端子をグループとしたとき、前記金属薄膜を用いて前記複数の外部接続端子の端部側を連結して配置すると共に、前記金属薄膜を用いて前記グループ内の他の外部接続端子の間と対向する外部接続端子の辺と接続し、
前記グループの端部側にあるカソードに接続する外部接続端子は、前記グループの他の外部接続端子がある反対側の１辺にも前記金属薄膜に続く金属薄膜領域を接続することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

【請求項9】

前記外部接続端子のうち、少なくともワイヤボンドが成される外部接続端子は、前記金属薄膜を前記連結して配置した辺の反対側に前記金属薄膜を設けない辺を持つことを特徴とする請求項８記載の半導体装置。

【請求項10】

請求項１又は請求項２又は請求項６乃至請求項８の何れかに記載の半導体装置を備えたことを特徴とする露光装置。

【請求項11】

請求項１０記載の露光装置を備え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、画像形成装置に関し、特に露光装置及び半導体装置の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

画像形成装置の光プリントヘッドとして用いられる発光装置として、ＬＥＤを多数配列したＬＥＤアレイがあり、ＬＥＤアレイと駆動回路の一体化が行われている。この場合、ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓ，ＩｎＧａＰ等からなる発光層を持った半導体薄膜をエピタキシャル成長により形成し、その半導体薄膜を基板からケミカルエッチング等によりリフトオフし、Ｓｉ等の分子間結合により異種基板に張り合わせる。Ｓｉ等の異種基板上にはＬＥＤアレイ駆動回路が形成されており、その回路と半導体薄膜を加工して形成したＬＥＤアレイを配線によりつなぐことにより、ＬＥＤアレイと駆動回路を一体化することができる。

【0003】

この技術により、ＬＥＤアレイと駆動回路とをそれぞれＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）の基板上にダイボンする必要がなくなる。また、ＬＥＤアレイと駆動回路をワイヤで結ぶ必要がなくなるだけでなく、それぞれにワイヤボンディング用のパッドが不要となり、チップの小型化が可能となる。また、ＬＥＤアレイを、スイッチング機能を持った発光サイリスタアレイに置き換えることにより、駆動回路が簡略化され、より小型のチップを形成することが可能となる。
（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２０１１－１８８３７号公報（第４頁、図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来、ＬＥＤタイプとサイリスタタイプのドライバＩＣ基板では、駆動方法の違いによりカソード配線の本数が異なることからドライバＩＣ基板も異なっていた。ドライバＩＣ基板を共通化すると、ＬＥＤタイプ用の分割したカソード配線とサイリスタタイプ用のカソード配線を個別に設ける必要があり、ドライバＩＣ基板サイズが増大してしまう課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による半導体装置は、各々がアノード、カソード、及びゲートを有する３端子発光素子を、１次元に複数配列した３端子発光素子アレイと、前記カソードと接続可能な、互いに独立した複数のカソード配線と、前記複数のカソード配線の各々に対応して電気的に接続して設けられた複数の外部接続端子とを有するＩＣ基板とを備え、前記複数の外部接続端子間を電気的に短絡したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明による半導体装置によれば、ＩＣ基板のサイズ増大やコストアップにつながることなく、ＩＣ基板をサイリスタタイプ及びＬＥＤタイプの半導体装置で共有することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明による発光サイリスタチップの実施の形態１の要部構成を概略的に示す平面図である。

【図2】発光サイリスタチップの配線図である。

【図3】（ａ）は、ＩＣ基板とは異なる母材基板とその上に形成された半導体薄膜の断面図であり、（ｂ）は、母材基板から半導体薄膜を分離する分離過程での断面図であり、（ｃ）は、半導体薄膜がＩＣ基板上に配置される直前の状態を示す断面図である。

【図4】ＬＥＤタイプチップの要部構成を概略的に示す平面図である。

【図5】ＬＥＤタイプチップの配線図である。

【図6】図１に示す発光サイリスタチップの変形例１を示す発光サイリスタチップの要部構成を概略的に示す平面図である。

【図7】図１に示す発光サイリスタチップの変形例２を示す発光サイリスタチップの要部構成を概略的に示す平面図である。

【図8】図１に示す発光サイリスタチップの変形例３を示す発光サイリスタチップの要部構成を概略的に示す平面図である。

【図9】図８に示す発光サイリスタチップの変形である変形例４を示す発光サイリスタチップの要部構成を概略的に示す平面図である。

【図10】本発明による実施の形態２の光プリントヘッドの要部構成を模式的に示す要部構成図である。

【図11】本発明による実施の形態３の画像形成装置を、正面からみた要部構成を概略的に示す要部構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

実施の形態１．
図１は、本発明による半導体装置としての発光サイリスタチップ１００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。

【0010】

同図に示すように、長板状のＩＣ基板１０１上には、絶縁膜で構成された平坦化膜１０２が形成され、その平坦化膜１０２上には、後述するように、この上にボンディングされる半導体薄膜１０３を加工することによって、３端子発光素子としての発光サイリスタ１０４が、ＩＣ基板１０１の長手方向に沿って所定の間隔で１次元に複数形成されている。

【0011】

各発光サイリスタ１０４には、それぞれアノード電極１０４ａ、カソード電極１０４ｂ、及びゲート電極１０４ｃが形成されている。ドライバＩＣが形成されたＩＣ基板１０１上には、連続する４つの発光サイリスタ１０４毎に、それぞれに対向して配置されたアノードパッド１１０が複数形成されている。

【0012】

長手方向に１次元に配列された複数の発光サイリスタ１０４（以後、発光サイリスタアレイ１０９と称す場合がある）の、アノードパッド１１０とは反対側において、３端子発光素子アレイとしての発光サイリスタアレイ１０９に沿って、ＩＣ基板１０１を形成するＩＣプロセスにおいて形成されたカソード配線としての４列のカソード共通配線１０８ａ～１０８ｄ（特に区別する必要がない場合には１０８と記す）が平行に形成されている。同じくＩＣ基板１０１上には、４列のカソード共通配線１０８の、発光サイリスタアレイ１０９とは反対側に、近接して配置されたワイヤボンド用の４つの外部接続端子としてのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄ（特に区別する必要がない場合には１１１と記す）が形成されている。

【0013】

グループ化された近接する４つの発光サイリスタ１０４のアノード電極１０４ａとこれらに対向するアノードパッド１１０間には、金属薄膜である引き出し配線１０５が形成されて、これ等の間が電気的に接続されている。

【0014】

一方、各発光サイリスタ１０４のカソード電極１０４ｂには、このカソード電極１０４ｂと、４列のカソード共通配線１０８のうち、対応する所定のカソード共通配線１０８との間のみを電気的に接続する金属薄膜であるカソード引き出し配線１０６が形成されている。また４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄ（特に区別する必要がない場合には１１１と記す）は、４列のカソード共通配線１０８のうち、それぞれ対応するカソード共通配線１０８のみと電気的に接続している。

【0015】

即ち、４つずつグループ分けられた各グループの発光サイリスタ１０４のうち、左から１番目の発光サイリスタ１０４のカソード電極１０４ｂが共に、カソード共通配線１０８ａを経由して、４つのカソードパッド１１１のうち、左から１番目のカソードパッド１１１ａに電気的に接続され、同様に左から２番目の発光サイリスタ１０４のカソード電極１０４ｂが共に、カソード共通配線１０８ｂを経由して左から２番目のカソードパッド１１１ｂに電気的に接続され、同様に左から３番目の発光サイリスタ１０４のカソード電極１０４ｂが共に、カソード共通配線１０８ｃを経由して左から３番目のカソードパッド１１１ｃに電気的に接続され、同様に左から４番目の発光サイリスタ１０４のカソード電極１０４ｂが共に、カソード共通配線１０８ｄを経由して左から４番目のカソードパッド１１１ｄに電気的に接続されている。

【0016】

ワイヤボンディング用の４つのカソードパッド１１１は、後述するチップ製造プロセスにおいて形成された金属薄膜であるパッド接続配線１１３で電気的にショートされている。また、ＩＣ基板１０１は、カソードパッド１１１ｄに接続されたワイヤ１１２を介して図示していない外部基板としてのＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）の基板に接続されている。

【0017】

引き出し配線１０５、カソード引き出し配線１０６、カソード共通配線１０８等の配線は、電気的接続が必要な箇所を除いて、図示しない絶縁膜によって他と絶縁されるものである。

【0018】

４つずつグループ分けられた各グループの発光サイリスタ１０４のうち、左から順に配列された４つの発光サイリスタ１０４の各ゲート電極１０４ｃに接続されたゲート引き出し配線１０７の各端子１０７ａ～１０７ｄの接続先については、下記する発光サイリスタチップ１００の配線図（図２）の記述の中で説明する。

【0019】

図２は、発光サイリスタチップ１００の配線図である。

【0020】

同図に示すように、ここでは、発光サイリスタアレイ１０９を形成する複数のＮゲート型の発光サイリスタ１０４が４つずつ（４ドット）のグループに分けられている。各グループの４つ（４ドット）の発光サイリスタ１０４のアノードには、引き出し配線１０５を介して各グループに対応するアノードパッド１１０が電気的に接続され、各グループの左から１番目の発光サイリスタ１０４のカソードが、共にカソード引き出し配線１０６、カソード共通配線１０８ａを介してカソードパッド１１１ａに電気的に接続され、同じく左から２番目の発光サイリスタ１０４のカソードが、共にカソード共通配線１０８ｂを介してカソードパッド１１１ｂに電気的に接続され、左から３番目の発光サイリスタ１０４のカソードが、共にカソード共通配線１０８ｃを介してカソードパッド１１１ｃに電気的に接続され、左から４番目の発光サイリスタ１０４のカソードが、共にカソード共通配線１０８ｄを介してカソードパッド１１１ｄに電気的に接続されている。

【0021】

更に、４つのカソードパッド１１１間は、パッド接続配線１１３によって電気的に接続され、カソードパッド１１１ｄは、電気的に接続されたワイヤ１１２によってアースされている。

【0022】

一方、各グループの左から１番目の発光サイリスタ１０４のゲートは、共にゲート引き出し配線１０７を介してゲート共通配線１１５ａに電気的に接続され、同じく左から２番目の発光サイリスタ１０４のゲートは、共にゲート引き出し配線１０７を介してゲート共通配線１１５ｂに電気的に接続され、左から３番目の発光サイリスタ１０４のゲートは、共にゲート引き出し配線１０７を介してゲート共通配線１１５ｃに電気的に接続され、左から４番目の発光サイリスタ１０４のゲートは、共にゲート引き出し配線１０７を介してゲート共通配線１１５ｄに電気的に接続されている。

【0023】

尚、図１において、ゲート共通配線１１５ａ～１１５ｄは、カソード共通配線１０８が形成された層の下層に形成され、各グループの左から１番目の発光サイリスタ１０４のゲート引き出し配線１０７が、下層に通じる端子１０７ａを介してゲート共通配線１１５ａに電気的に接続され、同じく２番目の発光サイリスタ１０４のゲート引き出し配線１０７が、端子１０７ｂを介してゲート共通配線１１５ｂに電気的に接続され、３番目の発光サイリスタ１０４のゲート引き出し配線１０７が、端子１０７ｃを介してゲート共通配線１１５ｃに電気的に接続され、４番目の発光サイリスタ１０４のゲート引き出し配線１０７が、端子１０７ｄを介してゲート共通配線１１５ｄに電気的に接続されている。

【0024】

尚、発光サイリスタチップ１００のＩＣ基板１０１には、図２に示される配線部分の他に、発光サイリスタアレイ１０９を駆動するドライバＩＣを含む駆動回路部が形成されているが、ここではその駆動回路部の説明は省略する。

【0025】

次に、発光サイリスタチップ１００を製造するチップ製造プロセスについて図３を参照しながら説明する。同図（ａ）は、ＩＣ基板１０１とは異なる母材基板１５１とその上に形成された半導体薄膜１０３の断面図であり、同図（ｂ）は、母材基板１５１から半導体薄膜１０３を分離する分離過程での断面図であり、同図（ｃ）は、半導体薄膜１０３がＩＣ基板１０１上に配置される直前の状態を示す断面図である。

【0026】

図３（ａ）に示すように、半導体薄膜１０３は、母材基板１５１上に、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等により、犠牲層１５２を介して母材基板１５１側から、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層１５３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層１５４、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層１５５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層１５６の順で形成される。

【0027】

次に図３（ｂ）に示すように、犠牲層１５２の方が半導体層よりもエッチングレートが早い、例えばフッ酸等で犠牲層１５２をエッチングすることにより半導体薄膜１０３を母材基板１５１から剥離する。

【0028】

次に図３（ｃ）に示すように、ＩＣ基板１０１上に形成された絶縁性の平坦化膜１０２上に、半導体薄膜１０３を分子間力により接合させ、更に平坦化膜１０２に接合した半導体薄膜１０３をエッチング等によって加工することにより、図１に示すような、カソード電極１０４ｂ、ゲート電極１０４ｃを有する複数の発光サイリスタ１０４からなる発光サイリスタアレイ１０９を形成する。

【0029】

次に蒸着やスパッタ等で、絶縁膜を形成した後アノード電極１０４ａ及び各引き出し配線１０５，１０６，１０７等の金属薄膜を形成する。これにより各発光サイリスタ１０４はＩＣ基板１０１と電気的に接続され、更にこの各引き出し配線１０５，１０６，１０７を形成するタイミングで同様の金属薄膜であるパッド接続配線１１３も同時に形成する。

【0030】

以上のように構成された発光サイリスタチップ１００によれば、例えば、パッド接続配線１１３でショートされたカソードを一括でＧＮＤ電位とし、選択したアノードパッド１１０をハイ（ＨＩ）とし且つ選択したゲートパッド１１６をロー（ＬＯＷ）とすることにより、選択した特定の発光サイリスタ１０４のみを点灯させることが可能となる。

【0031】

次に、発光サイリスタチップ１００に用いたのと同様のＩＣ基板１０１上に、半導体薄膜２０３をボンディングして形成したＬＥＤタイプチップの構成について、図４、図５を参照しながら説明する。図４は、ＬＥＤタイプチップ２００の要部構成を概略的に示す平面図であり、図５は、ＬＥＤタイプチップ２００の配線図である。

【0032】

図４に示すように、長板状のＩＣ基板１０１上には、絶縁膜で構成された平坦化膜２０２が形成され、その平坦化膜２０２上には、ここにボンディングされる半導体薄膜２０３を加工することによって、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）２０４が、ＩＣ基板１０１の長手方向に沿って所定の間隔で１次元に複数形成されている。

【0033】

各ＬＥＤ２０４には、それぞれアノード電極２０４ａ及びカソード電極２０４ｂが形成されている。ドライバＩＣが形成されたＩＣ基板１０１上には、連続する４つのＬＥＤ２０４毎に、それぞれに対向して配置されたアノードパッド１１０が複数形成されている。

【0034】

長手方向に１次元に配列された複数のＬＥＤ２０４（以後、ＬＥＤアレイと称す場合がある）の、アノードパッド１１０とは反対側において、ＬＥＤアレイに沿って、ＩＣ基板１０１を形成するＩＣプロセスにおいて形成された４列のカソード共通配線１０８ａ～１０８ｄ（特に区別する必要がない場合には１０８と記す）が平行に形成されている。同じくＩＣ基板１０１上には、４列のカソード共通配線１０８の、ＬＥＤアレイとは反対側に、近接して配置されたワイヤボンド用の４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄ（特に区別する必要がない場合には１１１と記す）が形成されている。

【0035】

グループ化された近接する４つのＬＥＤ２０４のアノード電極２０４ａとこれらに対向するアノードパッド１１０間には、金属薄膜である引き出し配線２０５が形成されて、これ等の間が電気的に接続されている。

【0036】

一方、各ＬＥＤ２０４のカソード電極２０４ｂには、このカソード電極２０４ｂと、４列のカソード共通配線１０８のうち、対応する所定のカソード共通配線１０８との間のみを電気的に接続する金属薄膜であるカソード引き出し配線２０６が形成されている。また４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄ（特に区別する必要がない場合には１１１と記す）は、４列のカソード共通配線１０８のうち、それぞれ対応するカソード共通配線１０８のみと電気的に接続している。

【0037】

即ち、４つずつグループ分けられた各グループのＬＥＤ２０４のうち、左から１番目のＬＥＤ２０４のカソード電極２０４ｂが共に、カソード共通配線１０８ａを経由して、４つのカソードパッド１１１のうち、左から１番目のカソードパッド１１１ａに電気的に接続され、同様に左から２番目のＬＥＤ２０４のカソード電極２０４ｂが共に、カソード共通配線１０８ｂを経由して左から２番目のカソードパッド１１１ｂに電気的に接続され、同様に左から３番目のＬＥＤ２０４のカソード電極２０４ｂが共に、カソード共通配線１０８ｃを経由して左から３番目のカソードパッド１１１ｃに電気的に接続され、同様に左から４番目のＬＥＤ２０４のカソード電極２０４ｂが共に、カソード共通配線１０８ｄを経由して左から４番目のカソードパッド１１１ｄに電気的に接続されている。

【0038】

ＩＣ基板１０１は、各カソードパッド１１１ａ～１１１ｄに個別に接続されたワイヤ２１２を介して図示していないＣＯＢの基板に接続されている。

【0039】

引き出し配線２０５、カソード引き出し配線２０６、カソード共通配線１０８等の配線は、電気的接続が必要な箇所を除いて、図示しない絶縁膜によって他と絶縁されるものである。

【0040】

図５は、ＬＥＤタイプチップ２００の配線図である。同図に示すように、ここでは、複数のＬＥＤ２０４が４つずつ（４ドット）のグループに分けられている。各グループの４つ（４ドット）のＬＥＤ２０４のアノードには、引き出し配線２０５を介して各グループに対応するアノードパッド１１０が電気的に接続され、各グループの左から１番目のＬＥＤ２０４のカソードが、共にカソード引き出し配線２０６、カソード共通配線１０８ａを介してカソードパッド１１１ａに電気的に接続され、同じく左から２番目のＬＥＤ２０４のカソードが、共にカソード共通配線１０８ｂを介してカソードパッド１１１ｂに電気的に接続され、左から３番目のＬＥＤ２０４のカソードが、共にカソード共通配線１０８ｃを介してカソードパッド１１１ｃに電気的に接続され、左から４番目のＬＥＤ２０４のカソードが、共にカソード共通配線１０８ｄを介してカソードパッド１１１ｄに電気的に接続されている。

【0041】

以上の構成のＬＥＤタイプチップ２００によれば、例えば、選択したアノードパッド１１０をハイ（ＨＩ）とし且つ選択したカソードパッド１１１をロー（ＬＯＷ）とすることにより、選択した特定のＬＥＤ２０４のみを点灯させることが可能となる。

【0042】

ここで、図１に示す発光サイリスタチップ１００と図４に示すＬＥＤタイプチップ２００とに共通した構成要素であるＩＣ基板１０１について説明する。

【0043】

図５のＬＥＤタイプチップ２００の配線図に示すように、複数のＬＥＤ２０４を時分割駆動するには、例えば４つずつ（４ドット）に分けられた各グループの４つのＬＥＤ２０４のカソードが互いに分離されている必要がある。このため、図４に示すように、ＩＣ基板１０１の表面層において、４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄは互いに分離して形成されている。

【0044】

一方、図２に示す発光サイリスタチップ１００の配線図に示すように、複数の発光サイリスタ１０４を駆動するには、全ての発光サイリスタ１０４のカソードを一括して所定の電位（例えばアース電位）に保つ必要がある。このため、図１に示すように、ＩＣ基板１０１の表面層において、互いに分離して形成された４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄに対して、パッド接続配線１１３を配設してこれ等の４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄを電気的に接続している。

【0045】

また図１、図４に示すように、ＩＣ基板１０１に形成される発光サイリスタ１０４（図）とＬＥＤ２０４（図４）とでは、カソード電極１０４ｂとカソード電極２０４ｂの位置が異なるが、チップ製造プロセスにおいて、フォトマスクを各位置に合わせて適宜変更してカソード引き出し配線１０６又はカソード引き出し配線２０６を形成することで容易に対応できる。またパッド接続配線１１３は、各引き出し配線１０５，１０６，１０７を形成する工程で一緒に形成することが出来る。

【0046】

従って、ここでのＩＣ基板１０１は、図１に示す発光サイリスタチップ１００と図４に示すＬＥＤタイプチップ２００とにおいて、共有可能とするものである。

【0047】

ＣＯＢは、後述するように所定の基板に、図１に示す発光サイリスタチップ１００又はＬＥＤタイプチップ２００を長手方向に沿って複数配置し、一体化したユニットである。ここで、発光サイリスタチップ１００が、例えば発光サイリスタ専用のＩＣ基板であった場合、各発光サイリスタチップのカソードと基板とが一本のワイヤで接続されるが、ＩＣ基板１０１を使用した発光サイリスタチップ１００であっても、図１に示すように同様に一本のワイヤで接続できるため、ワイヤを４本に増やす必要がなく、この場合においてＣＯＢの基板を変更する必要がない。

【0048】

（変形例１）
図６は、図１に示す発光サイリスタチップ１００の変形例１を示す発光サイリスタチップ３００の要部構成を概略的に示す平面図である。

【0049】

変形例１の発光サイリスタチップ３００が前記した図１の発光サイリスタチップ１００と異なる点は、発光サイリスタチップ１００においては、パッド接続配線１１３を、４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄを跨ぐようにカソード共通配線１０８がある辺側に形成したが、ここでは、近接するカソードパッド１１１間を個別に電気的に接続するようにパッド間接続配線１３１を形成することで、４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄを電気的に接続した点である。パッド間接続配線１３１は、チップ製造プロセスにおいて、フォトマスクを変更することで容易に対応でき、各引き出し配線１０５，１０６，１０７を形成する工程で一緒に形成することが出来る。

【0050】

（変形例２）
図７は、図１に示す発光サイリスタチップ１００の変形例２を示す発光サイリスタチップ４００の要部構成を概略的に示す平面図である。

【0051】

変形例２の発光サイリスタチップ４００が前記した図１の発光サイリスタチップ１００と異なる点は、発光サイリスタチップ１００においては、パッド接続配線１１３を、４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄを連結し跨ぐようにカソード共通配線１０８がある辺側に形成したが、ここでは、近接するカソードパッド１１１間を個別に電気的に接続すると共に、ワイヤボンドを行わないカソードパッド１１１上も電気的に接続するようにパッド間接続配線１３１を形成することで、４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄを電気的に接続した点である。これにより指向性が有る所定方向の配線ムラが発生しても他の辺の接続で補完することができる。

【0052】

尚、カソードパッド１１１ａ～１１１ｄのうち、ワイヤボンドを行うカソードパッド１１１を、端部よりも中央側のカソードパッド１１１ｃとすることで、ワイヤボンドされたカソードパッド１１１からワイヤボンドされていないカソードパッド１１１までの経路を短くすることができ電気的接続を安定させている。

【0053】

（変形例３）
図８は、図１に示す発光サイリスタチップ１００の変形例３を示す発光サイリスタチップ５００の要部構成を概略的に示す平面図である。

【0054】

変形例３の発光サイリスタチップ５００が前記した図１の発光サイリスタチップ１００と異なる点は、ここでのパッド間接続配線１３１が、４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄを連結し跨ぐようにカソード共通配線１０８がある辺側に形成する部分と、近接するカソードパッド１１１間を個別に電気的に接続する部分と、端部のカソードパッド１１１ａの、カソードパッド１１１ｂと反対側の辺と接触する部分と、更に端部のカソードパッド１１１ｄの、カソードパッド１１１ｃと反対側の辺と接触する部分とを備え、これ等の各部分を連続的に接続するように形成することで、４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄを電気的に接続した点である。

【0055】

即ち、各カソードパッド１１１は、カソード共通配線１０８がある第１辺、第１辺に隣接する第２辺と逆側に隣接する第３辺、第１辺の反対側にある第４辺を有し、パッド間接続配線１３１は、各カソードパッド１１１の第１辺を連結し跨ぐように接続する配線の領域に、各カソードパッド１１１の第２辺と接続する配線の領域及び第３辺と接続する配線の領域を接続した形状を有する。

【0056】

尚、カソードパッド１１１上にワイヤを配線する領域を安定して設けるため、少なくともワイヤボンドが行われるカソードパッド１１１の１辺（上記第４辺に相当）は、前記追加配線領域を形成しない。これによりカソードパッド１１１上の配線面積を減らしても他の辺との接続で補完することができる。

【0057】

（変形例４）
図９は、図８に示す発光サイリスタチップ５００の変形である変形例４を示す発光サイリスタチップ６００の要部構成を概略的に示す平面図である。

【0058】

変形例４の発光サイリスタチップ６００が前記した図８の発光サイリスタチップ５００と異なる点は、発光サイリスタチップ５００においては、パッド間接続配線１３１を、４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄを連結し跨ぐようにカソード共通配線１０８がある辺側に形成したが、ここでは、パッド間接続配線１３１を、カソード共通配線１０８がある辺には形成せずに、４つのカソードパッド１１１ａ～１１１ｄ各々のカソード共通配線１０８が有る辺の反対側の辺を連結し跨ぐように、カソード共通配線１０８が有る辺の反対側の辺に形成する。

【0059】

即ち、各カソードパッド１１１は、カソード共通配線１０８がある第１辺、第１辺に隣接する第２辺と逆側に隣接する第３辺、第１辺の反対側にある第４辺を有し、パッド間接続配線１３１は、各カソードパッド１１１の第４辺を連結し跨ぐように接続する配線の領域に各カソードパッド１１１の第２辺と接続する配線の領域及び第３辺と接続する配線の領域を接続した形状を有する。

【0060】

以上のように、本実施の形態の発光サイリスタチップ１００によれば、ＬＥＤタイプチップ２００と共有可能なＩＣ基板１０１を使用するため、ＩＣ基板１０１の大量生産が可能となりコストダウンを図ることが出来る。また、ＩＣ基板１０１は、ＬＥＤタイプチップ２００のＩＣ基板として使用する場合には４つの独立したカソードパッド１１１を備え、発光サイリスタチップ１００のＩＣ基板として使用する場合には、これら４つのカソードパッド１１１をショートして１つのカソードパッドとして機能させるため、他に発光サイリスタ用のカソード配線やカソードパッドを別個に設ける必要がなく、共有によるＩＣ基板１０１のサイズ増大を防ぐことができる。

【0061】

また、ＩＣ基板１０１の４つのカソードパッド１１１をショートしないで発光サイリスタチップ１００のＩＣ基板として使用する場合には、４つの独立したカソードパッド１１１を個別にＣＯＢの基板に接続する必要があり、それに合わせてＣＯＢの基板にもパッドを増やさなければならず、コストアップにつながるが、ここではＩＣ基板１０１の４つのカソードパッド１１１をショートして使用するため、接続のためのワイヤボンディングを１本にでき、従来のＣＯＢの基板を使用することも可能となる。

【0062】

また、ＩＣ基板１０１の共有化に伴う、各引き出し配線のパターン変更、及びカソードパッド１１１をショートするためのパッド接続配線１１３の追加は、チップ製造プロセスにおけるフォトマスクの変更によって対応でき、また同じ工程で処理できるので、製造プロセスの工程が増えることはない。

【0063】

実施の形態２．
図１０は、本発明による実施の形態２の露光装置としての光プリントヘッド１２００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、ベース部材１２０１上には、外部基板としてのＣＯＢ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）１２０２が搭載されている。このＣＯＢ１２０２は、所定の基板上に前記した図１に示す発光サイリスタチップ１００を長手方向に沿って複数配置し、一体化したユニットである。

【0065】

発光サイリスタチップ１００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、直線状に配列された複数の発光サイリスタチップ１００の発光部に沿って多数配列した光学レンズ群であり、有機高分子材料などを用いて射出成形されたレンズホルダ１２０４によって所定位置に保持されている。

【0066】

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ＣＯＢ１２０２を覆うように形成されている。そして、ベース部材１２０１、ＣＯＢ基板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、発光サイリスタチップ１００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、この光プリントヘッド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画像形成装置の露光装置として用いられる。

【0067】

発光サイリスタチップ１００を採用した光プリントヘッド１２００によれば、前記したように、ＬＥＤタイプチップ２００と共有可能なＩＣ基板１０１を使用するため、ＩＣ基板１０１の大量生産が可能となりコストダウンを図ることが出来る。

【0068】

実施の形態３．
図１１は、本発明による実施の形態３の画像形成装置１１を、正面からみた要部構成を概略的に示す要部構成図である。

【0069】

画像形成装置１１は、例えば、電子写真カラープリンタとしての構成を備え、独立した４つの画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に画像形成ユニット１２と称す場合がある）が、記録媒体としての記録用紙３０の搬送方向（矢印Ａ方向）に沿って上流側から順に配設されている。画像形成ユニット１２Ｋはブラック（Ｋ）の画像を形成し、画像形成ユニット１２Ｙはイエロー（Ｙ）の画像を形成し、画像形成ユニット１２Ｍはマゼンタ（Ｍ）の画像を形成し、画像形成ユニット１２Ｃはシアン（Ｃ）の画像を形成する。尚、記録媒体として、記録用紙３０の他に、ＯＨＰ用紙、封筒、複写紙、特殊紙等を使用することができる。

【0070】

画像形成ユニット１２Ｋには、感光体ドラム１３Ｋ、感光体ドラム１３Ｋの表面を均一に帯電する帯電ローラ１４Ｋ、感光体ドラム１３Ｋの表面に形成された静電潜像に、図示しない現像剤としてのトナーを付着させ、トナー像を形成する現像ローラ１６Ｋ、現像ローラ１６Ｋに圧接させたトナー供給ローラ１８Ｋ、転写後の感光体ドラム１３Ｋに付着する残留トナーを除去する残留トナー除去ブレード２７Ｋとが配置されている。

【0071】

同様にして、画像形成ユニット１２Ｙには、感光体ドラム１３Ｙ、帯電ローラ１４Ｙ、現像ローラ１６Ｙ、トナー供給ローラ１８Ｙ、及び残留トナー除去ブレード２７Ｙが配置され、画像形成ユニット１２Ｍには、感光体ドラム１３Ｍ、帯電ローラ１４Ｍ、現像ローラ１６Ｍ、トナー供給ローラ１８Ｍ、及び残留トナー除去ブレード２７Ｍが配置され、画像形成ユニット１２Ｃには、感光体ドラム１３Ｃ、帯電ローラ１４Ｃ、現像ローラ１６Ｃ、トナー供給ローラ１８Ｃ、及び残留トナー除去ブレード２７Ｃが配置されている。

【0072】

各トナー供給ローラ１８Ｋ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ（特に区別する必要がない場合は単にトナー供給ローラ１８と称す場合がある）は、画像形成ユニット１２本体に対して着脱可能に装着された、それぞれ対応するトナーカートリッジ２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ（特に区別する必要がない場合は単にトナーカートリッジ２０と称す場合がある）から供給された各色のトナーを対応する現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に現像ローラ１６と称す場合がある）に供給するローラである。

【0073】

各現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃには、それぞれ対応する現像ブレード１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に現像ブレード１９と称す場合がある）が圧接されている。現像ブレード１９は、現像ローラ１６上において、トナー供給ローラ１８から供給されたトナーを薄層化するものである。尚、ここでは、トナーカートリッジ２０は、画像形成ユニット１２本体に対して着脱自在に装着されるものとしたが、一体的に形成されていてもよい。

【0074】

各画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃにおける、感光体ドラム１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に感光体ドラム１３と称す場合がある）の上方には、それぞれ対応する光プリントヘッド１２００Ｋ、１２００Ｙ、１２００Ｍ、１２００Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に光プリントヘッド１２００と称す場合がある）が、感光体ドラム１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃと対向する位置に着脱自在に配設されている。各光プリントヘッド１２００は、対応する色の画像データに従って、感光体ドラム１３を露光し、静電潜像を形成する。尚、ここでの光プリントヘッドは、実施の形態２で説明した光プリントヘッド１２００に相当する。

【0075】

４つの画像形成ユニット１２の各感光体ドラム１３の下方には、転写ユニット２１が配設されている。転写ユニット２１は、転写ローラ１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に転写ローラ１７と称す場合がある）と、転写ベルト駆動ローラ２１ａ及び転写ベルト従動ローラ２１ｂによって、張架した状態で図１中の矢印Ａ方向へ走行可能に配設された転写ベルト２６を備えている。各転写ローラ１７は、転写ベルト２６を介してそれぞれ対応する感光体ドラム１３に圧接して配置され、このニップ部において記録用紙３０をトナーと逆の極性に帯電させ、対応する感光体ドラム１３に形成された各色のトナー像を順次記録用紙３０に重ねて転写する。

【0076】

画像形成装置１１の下部には、転写ベルト２６に用紙を供給するための給紙機構が配設されている。給紙機構は、ホッピングローラ２２、レジストローラ対２３、用紙収容カセット２４、及びこの用紙収容カセット２４内の用紙の色を測色する用紙色測色部２５等を備えている。

【0077】

更に、転写ベルト２６による記録用紙３０の排出側には、定着器２８が設けられている。定着器２８は、加熱ローラ及びバックアップローラを有し、記録用紙３０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装置であり、この排出側には、用紙ガイド３１に沿って配置された図示しない排出ローラ及び用紙スタッカ部２９等が設けられている。

【0078】

以上のように構成された画像形成装置１１における印刷動作について説明する。先ず、用紙収容カセット２４内の記録用紙３０は、ホッピングローラ２２によって繰り出され、レジストローラ対２３へ送られて斜行が矯正され、続いてレジストローラ対２３から転写ベルト２６に送られ、この転写ベルト２６の走行に伴って、画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃへと順次搬送される。

【0079】

一方、各画像形成ユニット１２において、感光体ドラム１３の表面は、帯電ローラ１４（特に区別する必要がない場合は単に帯電ローラ１４と称す場合がある）によって帯電された後、対応する光プリントヘッド１２００によって露光され、この露光によって表面に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分には、現像ローラ１６上で薄層化されたトナーが静電的に付着されて対応する色のトナー像が形成される。各感光体ドラム１３に形成されたトナー像は、対応する転写ローラ１７によって記録用紙３０に順次重ねて転写され、記録用紙３０上にカラーのトナー像を形成する。転写後に、各感光体ドラム１３上に残留したトナーは、残留トナー除去ブレード２７によって除去される。

【0080】

カラーのトナー像が形成された記録用紙３０は、定着器２８に送られる。この定着器２８において、カラーのトナー像が記録用紙３０に定着され、カラー画像が形成される。カラー画像が形成された記録用紙３０は、図示しない排出ローラによって用紙ガイド３１に沿って搬送され、用紙スタッカ部２９へ排出される。以上のような過程を経て、カラー画像が記録用紙３０上に形成される。尚、転写ベルト２６上に付着する残留トナーは、ベルトクリーニングブレード３２によって掻き取られてベルトクリーナ容器３３内に収容される。

【0081】

発光サイリスタチップ１００を採用した光プリントヘッド１２００を備える画像形成装置１１によれば、前記したように、ＬＥＤタイプチップ２００と共有可能なＩＣ基板１０１を使用するため、ＩＣ基板１０１の大量生産が可能となりコストダウンを図ることが出来る。

【0082】

前記した特許請求の範囲、及び実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」といった言葉を使用したが、これらは便宜上であって、発光サイリスタチップ１００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】

【0083】

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】

【0084】

１１ 画像形成装置、 １２ 画像形成ユニット、 １３ 感光体ドラム、 １４ 帯電ローラ、 １６ 現像ローラ、 １７ 転写ローラ、 １８ トナー供給ローラ、 １９ 現像ブレード、 ２０ トナーカートリッジ、 ２１ 転写ユニット、 ２１ａ 転写ベルト駆動ローラ、 ２１ｂ 転写ベルト従動ローラ、 ２２ ホッピングローラ、 ２３ レジストローラ対、 ２４ 用紙収容カセット、 ２５ 用紙色測色部、 ２６ 転写ベルト、 ２７ 残留トナー除去ブレード、 ２８ 定着器、 ２９ 用紙スタッカ部、 ３０ 記録用紙、 ３１ 用紙ガイド、 １００ 発光サイリスタチップ、 １０１ ＩＣ基板、 １０２ 平坦化膜、 １０３ 半導体薄膜、 １０４ 発光サイリスタ、 １０４ａ アノード電極、 １０４ｂ カソード電極、 １０４ｃ ゲート電極、 １０５ 引き出し配線、 １０６ カソード引き出し配線、 １０７ ゲート引き出し配線、 １０７ａ 端子、 １０７ｂ 端子、 １０７ｎ 端子、 １０７ｄ 端子、 １０８ カソード共通配線、 １０９ 発光サイリスタアレイ、 １１０ アノードパッド、 １１１ カソードパッド、 １１２ ワイヤ、 １１３ パッド接続配線、 １１５ ゲート共通配線、 １３１ パッド間接続配線、 １５１ 母材基板、 １５２ 犠牲層、 １５３ ｎ型ＡｌＧａＡｓ層、 １５４ ｐ型ＡｌＧａＡｓ層、 １５５ ｎ型ＡｌＧａＡｓ層、 １５６ ｐ型ＡｌＧａＡｓ層、 ２００ ＬＥＤタイプチップ、 ２０２ 平坦化膜、 ２０３ 半導体薄膜、 ２０４ ＬＥＤ、 ２０４ａ アノード電極、 ２０４ｂ カソード電極、 ２０５ 引き出し配線、 ２０６ カソード引き出し配線、 ２１２ ワイヤ、 ３００ 発光サイリスタチップ、 ４００ 発光サイリスタチップ、 ５００ 発光サイリスタチップ、 ６００ 発光サイリスタチップ、 １２００ 光プリントヘッド、 １２０１ ベース部材、 １２０１ａ 開口部、 １２０２ ＣＯＢ、 １２０３ ロッドレンズアレイ、 １２０４ レンズホルダ、 １２０４ａ 開口部、 １２０５ クランパ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】