JP6122598B2 - LED print head - Google Patents

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Description

この発明は、電子写真プリンタ、複写装置等において現像形成の露光装置として用いられるＬＥＤプリントヘッドに関する。   The present invention relates to an LED print head used as an exposure device for development formation in an electrophotographic printer, a copying machine, and the like.

従来、電子写真プリンタ、複写装置等に装着される現像形成装置は、均一に帯電された感光体の表面を露光装置により露光して静電潜像を形成し、この静電潜像に静電効果によりトナーを付着させてトナー像に現像化した後、トナー像を用紙に転写している。上記露光装置としては、発光素子としてＬＥＤ(発光ダイオード)素子を用いたＬＥＤプリントヘッドがあり、このＬＥＤ素子を印刷データに従って選択的に発光させることにより、静電潜像が感光体ドラムの表面に形成される。   2. Description of the Related Art Conventionally, development forming apparatuses mounted on electrophotographic printers, copying machines, and the like form an electrostatic latent image by exposing the surface of a uniformly charged photoconductor with an exposure device, and electrostatic latent images are formed on the electrostatic latent image. After the toner is attached due to the effect and developed into a toner image, the toner image is transferred to a sheet. As the exposure apparatus, there is an LED print head using an LED (light emitting diode) element as a light emitting element, and the electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum by selectively emitting light according to the print data. It is formed.

特許文献１(特開２００４−２０７３２５号公報)に、このようなＬＥＤプリントヘッドが記載されている。このＬＥＤプリントヘッドは、図１１に示されるように、Ｓｉ基板１００１上に独立に電位を制御することができる複数のメタル層１００３と、このメタル層１００３上に貼り付けられたエピタキシャルフィルム１００４と、このエピタキシャルフィルム１００４に形成された複数のＬＥＤ(発光部)１００５とを備える。   Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-207325) describes such an LED print head. As shown in FIG. 11, the LED print head includes a plurality of metal layers 1003 capable of independently controlling the potential on the Si substrate 1001, and an epitaxial film 1004 attached on the metal layer 1003. And a plurality of LEDs (light emitting portions) 1005 formed on the epitaxial film 1004.

各ＬＥＤ１００５上からＳｉ基板１００１の個別電極領域上まで延びる複数の個別配線層１００６が形成されている。各個別配線層１００６は、上記個別電極領域を介して集積回路１００２に接続された駆動ＩＣ(図示せず)に接続され、この駆動ＩＣは、各個別配線層１００６の電位を個別に制御できる。これにより、各ＬＥＤ１００５を選択的に発光させることができる。   A plurality of individual wiring layers 1006 extending from the respective LEDs 1005 to the individual electrode regions of the Si substrate 1001 are formed. Each individual wiring layer 1006 is connected to a driving IC (not shown) connected to the integrated circuit 1002 through the individual electrode region, and this driving IC can individually control the potential of each individual wiring layer 1006. Thereby, each LED1005 can be light-emitted selectively.

ところで、上記従来のＬＥＤプリントヘッドでは、複数のＬＥＤ１００５が形成されたエピタキシャルフィルム１００４を化合物半導体基板から剥離し、Ｓｉ基板１００１上に形成されたメタル層１００３に貼り付ける必要がある。   By the way, in the conventional LED print head, it is necessary to peel the epitaxial film 1004 on which the plurality of LEDs 1005 are formed from the compound semiconductor substrate and affix it to the metal layer 1003 formed on the Si substrate 1001.

しかし、このエピタキシャルフィルム１００４は、膜厚が数ミクロンオーダの薄膜であり、剥離および貼り付けの工程において、上記エピタキシャルフィルム１００４に欠陥が生じる可能性があり、歩留りの低下を招くという問題がある。   However, the epitaxial film 1004 is a thin film having a thickness of several microns, and there is a possibility that defects may occur in the epitaxial film 1004 in the peeling and attaching processes, resulting in a decrease in yield.

また、上記貼り付けの工程において、上記Ｓｉ基板１００１上に形成されたメタル層１００３の表面の平坦性が良好でない場合、上記エピタキシャルフィルム１００４を貼り付けることが困難になり、歩留りの低下を招くという問題がある。すなわち、上記貼り付け工程では、上記エピタキシャルフィルム１００４とＳｉ基板１００１上のメタル層１００３との間の分子間力により互いに密着させることにより行われるが、この際、Ｓｉ基板１００１上のメタル層１００３の表面の平坦性が要求される。   Further, in the step of pasting, if the flatness of the surface of the metal layer 1003 formed on the Si substrate 1001 is not good, it becomes difficult to stick the epitaxial film 1004, resulting in a decrease in yield. There's a problem. That is, in the attaching step, the adhesion is performed by intermolecular force between the epitaxial film 1004 and the metal layer 1003 on the Si substrate 1001. At this time, the metal layer 1003 on the Si substrate 1001 is in contact with each other. Surface flatness is required.

特開２００４−２０７３２５号公報JP 2004-207325 A

そこで、この発明の課題は、ＬＥＤ部に欠陥が発生しにくく、ＬＥＤ部を容易に形成できるＬＥＤプリントヘッドを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an LED print head that is less likely to cause defects in the LED portion and can easily form the LED portion.

上記課題を解決するため、この発明のＬＥＤプリントヘッドは、
複数の発光ダイオードを有するＬＥＤ部と、
上記複数の発光ダイオードを、個別もしくは電気的に並列に接続された複数の発光ダイオード毎に駆動可能な駆動部と
を備え、
上記ＬＥＤ部は、
基板と、
上記基板上に形成された第１の電極と、
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記第１の電極と第２の電極との間に電気的に接続された板状または棒状の複数の発光ダイオードと
を有し、
上記複数の発光ダイオードは、
上記第１の電極にアノードが電気的に接続されていると共に上記第２の電極にカソードが電気的に接続された第１の発光ダイオードと、
上記第１の電極にカソードが電気的に接続されていると共に上記第２の電極にアノードが電気的に接続された第２の発光ダイオードと
からなり、
上記第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードが上記基板上の上記第１の電極と第２の電極との間に極性を揃えないでランダムに入り交じって配置され、
さらに、上記第１の電極を複数有し、
上記複数の第１の電極は、上記複数の発光ダイオードのそれぞれに個別に電気的に接続され、
上記駆動部は、
上記第１,第２の電極に電気的に接続されると共に上記複数の発光ダイオードを交流で駆動することを特徴としている。
また、この発明のＬＥＤプリントヘッドは、
複数の発光ダイオードを有するＬＥＤ部と、
上記複数の発光ダイオードを、個別もしくは電気的に並列に接続された複数の発光ダイオード毎に駆動可能な駆動部と
を備え、
上記ＬＥＤ部は、
基板と、
上記基板上に形成された第１の電極と、
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記第１の電極と第２の電極との間に電気的に接続された板状または棒状の複数の発光ダイオードと
を有し、
上記発光ダイオードは、
第１導電型のコア部と、
上記第１導電型のコア部の外周面を被覆する第２導電型のシェル部と
を有し、
上記第１導電型のコア部の外周面の一部が上記第２導電型のシェル部から露出していることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the LED print head of the present invention is:
An LED unit having a plurality of light emitting diodes;
A drive unit capable of driving the plurality of light emitting diodes for each of the plurality of light emitting diodes connected individually or electrically in parallel;
With
The LED section is
A substrate,
A first electrode formed on the substrate;
A second electrode formed on the substrate;
A plurality of plate-shaped or bar-shaped light emitting diodes electrically connected between the first electrode and the second electrode;
Have
The plurality of light emitting diodes are:
A first light emitting diode having an anode electrically connected to the first electrode and a cathode electrically connected to the second electrode;
A second light emitting diode having a cathode electrically connected to the first electrode and an anode electrically connected to the second electrode;
Consists of
The first light emitting diode and the second light emitting diode are randomly arranged between the first electrode and the second electrode on the substrate without matching the polarity,
And a plurality of the first electrodes,
The plurality of first electrodes are individually electrically connected to each of the plurality of light emitting diodes,
The drive unit is
The plurality of light emitting diodes are electrically connected to the first and second electrodes and driven by alternating current.
The LED print head of the present invention is
An LED unit having a plurality of light emitting diodes;
A drive unit capable of driving the plurality of light emitting diodes for each of the plurality of light emitting diodes connected individually or electrically in parallel;
With
The LED section is
A substrate,
A first electrode formed on the substrate;
A second electrode formed on the substrate;
A plurality of plate-shaped or bar-shaped light emitting diodes electrically connected between the first electrode and the second electrode;
Have
The light emitting diode is
A core portion of a first conductivity type;
A second conductivity type shell portion covering the outer peripheral surface of the first conductivity type core portion;
Have
A part of the outer peripheral surface of the first conductivity type core portion is exposed from the second conductivity type shell portion .

この発明のＬＥＤプリントヘッドでは、ＬＥＤ部は、第１,第２の電極との間に電気的に接続された複数の発光ダイオードが配置されており、駆動部で上記第１,第２の発光ダイオードを交流または直流で駆動する。この発明では、上記板状または棒状の複数の発光ダイオードを含んだ溶液を基板上に塗布して第１,第２の電極間に電圧を印加すれば、上記第１,第２の電極に対して複数の発光ダイオードを電気的に接続できる。   In the LED print head according to the present invention, the LED unit includes a plurality of light emitting diodes electrically connected to the first and second electrodes, and the driving unit is configured to emit the first and second light emission. The diode is driven by alternating current or direct current. In the present invention, when a solution containing a plurality of light emitting diodes in the form of plates or rods is applied onto a substrate and a voltage is applied between the first and second electrodes, the first and second electrodes are applied to the first and second electrodes. Thus, a plurality of light emitting diodes can be electrically connected.

したがって、この発明では、発光ダイオードが形成された半導体薄膜を化合物半導体基板から剥離してからシリコン基板上に貼り付けることが必要な従来例に比べて、発光ダイオードに欠陥が発生するのを抑制しつつＬＥＤ部を容易に作製でき、発光ダイオードの欠陥に起因する不良を低減でき、歩留りを向上できる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of defects in the light emitting diode, compared to the conventional example in which the semiconductor thin film on which the light emitting diode is formed is peeled off from the compound semiconductor substrate and then pasted on the silicon substrate. However, the LED portion can be easily manufactured, defects caused by defects in the light emitting diode can be reduced, and the yield can be improved.

また、上記複数の発光ダイオードは、安価な絶縁基板(例えば、ガラス基板)上に配置でき、上記基板の大型化が容易であり、例えば、長尺形状とした上記基板の両端を予め定められた他の基板上に固定することができる。したがって、発光ダイオードが形成された薄膜半導体と基板との間に密着性が要求される従来例とは異なり、密着性に起因する不良が原理的に発生しないので、歩留りを向上できる。   Further, the plurality of light emitting diodes can be disposed on an inexpensive insulating substrate (for example, a glass substrate), and the substrate can be easily enlarged. For example, both ends of the substrate having a long shape are predetermined. It can be fixed on another substrate. Therefore, unlike the conventional example in which adhesion is required between the thin film semiconductor on which the light emitting diode is formed and the substrate, a defect due to adhesion does not occur in principle, so that the yield can be improved.

この発明のＬＥＤプリントヘッドの第１実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing the configuration of a first embodiment of an LED print head according to the present invention. 上記第１実施形態のＬＥＤモジュールの一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of LED module of the said 1st Embodiment. 上記第１実施形態の発光ダイオードの構成の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a structure of the light emitting diode of the said 1st Embodiment. 上記発光ダイオードの端面図である。It is an end view of the light emitting diode. 棒状構造の発光ダイオードの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the light emitting diode of a rod-shaped structure. 図４Ａに続く棒状構造の発光ダイオードの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the light emitting diode of the rod-shaped structure following FIG. 4A. 図４Ｂに続く発光ダイオードの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the light emitting diode following FIG. 4B. 図４Ｃに続く発光ダイオードの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the light emitting diode following FIG. 4C. 図４Ｄに続く発光ダイオードの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the light emitting diode following FIG. 4D. 複数の上記棒状構造発光ダイオードが基板上に形成された電極間に接続された様子を示す平面図である。It is a top view which shows a mode that the said some rod-shaped structure light emitting diode was connected between the electrodes formed on the board | substrate. この発明のＬＥＤプリントヘッドの第２実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structure of 2nd Embodiment of the LED print head of this invention. 上記第２実施形態のＬＥＤモジュールの平面図である。It is a top view of the LED module of the said 2nd Embodiment. 上記ＬＥＤモジュールの一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of said LED module. 上記第２実施形態のレンズアレイの変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the lens array of the said 2nd Embodiment. 上記第１,第２実施形態における発光ダイオードの変形例の製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the modification of the light emitting diode in the said 1st, 2nd embodiment. 図９Ａに続く発光ダイオードの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the light emitting diode following FIG. 9A. 図９Ｂに続く発光ダイオードの製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the light emitting diode following FIG. 9B. 上記第１実施形態のＬＥＤモジュールの変形例の一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of modification of the LED module of the said 1st Embodiment. 従来のＬＥＤプリントヘッドを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional LED print head.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

(第１の実施の形態)
図１は、この発明の第１実施形態のプリントヘッド１と感光体ドラム２を示す斜視図である。また、図２は、上記プリントヘッド１が備えるＬＥＤモジュール３を部分的に示す部分平面図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a print head 1 and a photosensitive drum 2 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial plan view partially showing the LED module 3 provided in the print head 1.

図１に示すように、上記プリントヘッド１は、上記ＬＥＤモジュール３の発光ダイオード７から出射された光が入射すると共にこの入射した光を、上記感光体ドラム２に照射するレンズアレイ８を備える。このレンズアレイ８は、複数のレンズ８Ａを有する。また、上記ＬＥＤモジュール３は、駆動部としての駆動回路基板５と、この駆動回路基板５上に配置された複数のＬＥＤ部６とを備える。このＬＥＤ部６は、複数の発光ダイオード７を有する。各ＬＥＤ部６において、各発光ダイオード７は略等間隔で配置されている。また、図１のＬＥＤモジュールにおいて、長手方向と直交する短手方向に２つのＬＥＤ部６が部分的に重複している領域では、２つの発光ダイオード７が重複して配置されている。この領域では、駆動回路基板５によって２つの発光ダイオード７のうちのいずれか１つの発光ダイオード７が発光するように駆動すればよい。   As shown in FIG. 1, the print head 1 includes a lens array 8 that receives light emitted from the light emitting diode 7 of the LED module 3 and irradiates the photosensitive drum 2 with the incident light. This lens array 8 has a plurality of lenses 8A. The LED module 3 includes a drive circuit board 5 as a drive unit, and a plurality of LED units 6 arranged on the drive circuit board 5. The LED unit 6 includes a plurality of light emitting diodes 7. In each LED part 6, each light emitting diode 7 is arrange | positioned at substantially equal intervals. Further, in the LED module of FIG. 1, two light emitting diodes 7 are overlapped in a region where the two LED portions 6 partially overlap in the short direction perpendicular to the longitudinal direction. In this region, the driving circuit board 5 may be driven so that one of the two light emitting diodes 7 emits light.

図２は、１つのＬＥＤ部６とこのＬＥＤ部６を駆動する１つの駆動回路１５を示している。上記駆動回路基板５は、複数の駆動回路１５を備え、各駆動回路１５によって各ＬＥＤ部６を駆動する。上記ＬＥＤ部６は、絶縁基板の一例としてのガラス基板１０と、このガラス基板１０上に形成された複数の第１の電極１１と、上記ガラス基板１０上で上記複数の第１の電極１１に対向するように配置された第２の電極１２とを有する。上記第１の電極１１は、基部１１Ｂとこの基部１１Ｂから上記第２の電極１２に向かって突出した突出部１１Ａとを有する。上記第２の電極１２は、基部１２Ｂとこの基部１２Ｂから上記複数の第１の電極１１の突出部１１Ａに向かって突出した複数の突出部１２Ａとを有する。   FIG. 2 shows one LED unit 6 and one drive circuit 15 that drives the LED unit 6. The drive circuit board 5 includes a plurality of drive circuits 15, and each LED circuit 6 is driven by each drive circuit 15. The LED unit 6 includes a glass substrate 10 as an example of an insulating substrate, a plurality of first electrodes 11 formed on the glass substrate 10, and the plurality of first electrodes 11 on the glass substrate 10. And a second electrode 12 arranged to face each other. The first electrode 11 has a base portion 11B and a protruding portion 11A that protrudes from the base portion 11B toward the second electrode 12. The second electrode 12 includes a base 12B and a plurality of protrusions 12A protruding from the base 12B toward the protrusions 11A of the plurality of first electrodes 11.

図２に示すように、上記ＬＥＤ部６では、第１の電極１１の突出部１１Ａにアノードが電気的に接続されていると共に第２の電極１２の突出部１２Ａにカソードが電気的に接続されている第１の発光ダイオード７Ａと、第１の電極１１の突出部１１Ａにカソードが電気的に接続されていると共に第２の電極１２の突出部１２Ａにアノードが電気的に接続されている第２の発光ダイオード７Ｂとが極性を揃えないでランダムに配置されている。   As shown in FIG. 2, in the LED portion 6, the anode is electrically connected to the protruding portion 11 </ b> A of the first electrode 11 and the cathode is electrically connected to the protruding portion 12 </ b> A of the second electrode 12. The cathode is electrically connected to the first light emitting diode 7A and the protrusion 11A of the first electrode 11, and the anode is electrically connected to the protrusion 12A of the second electrode 12. The two light emitting diodes 7B are randomly arranged with no polarity.

図２に示す第１の発光ダイオード７Ａと第２の発光ダイオード７Ｂとは発光ダイオード単体としては同じ発光ダイオード７であるが、第１,第２の電極１１,１２に対する接続極性が互いに異なっていることを示すために、便宜上、異なる符号７Ａ,７Ｂで表している。上記第１の発光ダイオード７Ａの個数と第２の発光ダイオード７Ｂの個数の割合は、図示に限定されるものではなく、他の割合でもよい。また、上記第１の発光ダイオード７Ａと第２の発光ダイオード７Ｂとは、どの様な混在の仕方でもよい。このことは、製造時に、発光ダイオードの向きを制御する必要がなく、ランダムに配列しても良いことを示している。   The first light-emitting diode 7A and the second light-emitting diode 7B shown in FIG. 2 are the same light-emitting diode 7 as a single light-emitting diode, but have different connection polarities with respect to the first and second electrodes 11 and 12. For the sake of convenience, different reference numerals 7A and 7B are used for convenience. The ratio of the number of the first light-emitting diodes 7A and the number of the second light-emitting diodes 7B is not limited to the figure, and may be other ratios. Further, the first light emitting diode 7A and the second light emitting diode 7B may be mixed in any way. This indicates that it is not necessary to control the direction of the light emitting diodes at the time of manufacture, and they may be arranged at random.

上記駆動回路基板５は、１つのＬＥＤ部６に対応して１つの駆動回路１５を有する。この駆動回路１５は、図２に示すように、上記複数の第１の電極１１に対応する複数の電極１６を有し、複数の電極１６は、複数の配線１７でもって、それぞれ、複数の第１の電極１１の基部１１Ｂに電気的に接続されている。また、上記駆動回路１５は、上記第２の電極１２に対応する１つの電極１８を有し、この１つの電極１８は、配線２１でもって上記第２の電極１２に電気的に接続されている。上記駆動回路１５は、１つの電極１８と各電極１６との間に個別に交流電源を供給して、各発光ダイオード７Ａ,７Ｂを個別に交流で駆動することができる。   The drive circuit board 5 has one drive circuit 15 corresponding to one LED unit 6. As shown in FIG. 2, the drive circuit 15 has a plurality of electrodes 16 corresponding to the plurality of first electrodes 11, and the plurality of electrodes 16 include a plurality of wirings 17 and a plurality of first electrodes 11. The first electrode 11 is electrically connected to the base 11B. The drive circuit 15 has one electrode 18 corresponding to the second electrode 12, and the one electrode 18 is electrically connected to the second electrode 12 through a wiring 21. . The driving circuit 15 can individually supply AC power between one electrode 18 and each electrode 16 to individually drive the light emitting diodes 7A and 7B with AC.

図１に示すように、上記ＬＥＤモジュール３のＬＥＤ部６の発光ダイオード７から出射された光は、レンズアレイ８のレンズ８Ａを通して、感光ドラム２に照射され、感光ドラム２は、照射された光の量に応じて帯電し、その帯電量に応じてトナーが付着し、そのトナーを用紙に付着させる。   As shown in FIG. 1, the light emitted from the light emitting diode 7 of the LED section 6 of the LED module 3 is irradiated to the photosensitive drum 2 through the lens 8A of the lens array 8, and the photosensitive drum 2 is irradiated with light. The toner is charged according to the amount of the toner, the toner is attached according to the charge amount, and the toner is attached to the paper.

なお、図１では、ＬＥＤ部６とレンズアレイ８との間の距離、レンズアレイ８と感光ドラム２との間の距離を実際よりも長く描いているが、実際はＬＥＤ部６とレンズアレイ８との間の距離およびレンズアレイ８と感光ドラム２との間の距離は近接している。すなわち、ＬＥＤ部６とレンズアレイ８との間の距離は、レンズ８Ａが発光ダイオード７からの光を効率よく集めることができる距離に設定される。また、レンズアレイ８と感光ドラム２との間の距離は、レンズ８Ａからの光が感光体ドラム２において焦点が合う距離に設定される。   In FIG. 1, the distance between the LED unit 6 and the lens array 8 and the distance between the lens array 8 and the photosensitive drum 2 are drawn longer than actual. And the distance between the lens array 8 and the photosensitive drum 2 are close to each other. That is, the distance between the LED unit 6 and the lens array 8 is set to a distance at which the lens 8A can efficiently collect the light from the light emitting diode 7. The distance between the lens array 8 and the photosensitive drum 2 is set to a distance at which the light from the lens 8A is focused on the photosensitive drum 2.

次に、図３Ａの斜視図に上記発光ダイオード７の構成の一例を示す。この一例としての発光ダイオード７は、Ｎ型の半導体で作製された円柱状のコア部３１と、この円柱状のコア部３１の外周面３２を被覆するＰ型の半導体で作製された円筒状のシェル部３３とで構成している。なお、図３Ｂは、円柱状のコア部３１の端面３１Ｄ側から軸方向に見た様子を示す端面図である。上記円柱状のコア部３１の外周面３２の一部３２Ａが上記シェル部３３から露出している。また、上記円柱状のコア部３１と上記シェル部３３との接合面３５は上記円柱状のコア部３１の周りに同心円状に形成されている。上記シェル部３３から露出したコア部３１の一部３１ＡがカソードＫをなし、上記シェル部３３の端部３３ＡがアノードＡをなす。図３Ａ,図３Ｂに示す構成の発光ダイオードは、上記Ｎ型の円柱状のコア部３１とＰ型のシェル部３３との接合面３５をコア部３１の外周面３２に沿って円筒状に形成でき、発光面の増大を図れる。また、上記コア部３１の外周面３２の一部３２ＡがＰ型のシェル部３３から露出しているので、上記コア部３１の外周面３２の一部３２Ａへの電極１１,１２の接続が容易になる。   Next, an example of the structure of the light-emitting diode 7 is shown in the perspective view of FIG. 3A. The light emitting diode 7 as an example includes a cylindrical core portion 31 made of an N-type semiconductor and a cylindrical shape made of a P-type semiconductor that covers the outer peripheral surface 32 of the cylindrical core portion 31. It is comprised with the shell part 33. FIG. FIG. 3B is an end view showing a state in which the cylindrical core portion 31 is viewed in the axial direction from the end surface 31D side. A part 32 </ b> A of the outer peripheral surface 32 of the cylindrical core portion 31 is exposed from the shell portion 33. The joint surface 35 between the cylindrical core portion 31 and the shell portion 33 is formed concentrically around the cylindrical core portion 31. A portion 31A of the core portion 31 exposed from the shell portion 33 forms the cathode K, and an end portion 33A of the shell portion 33 forms the anode A. 3A and 3B, a light-emitting diode having the configuration shown in FIGS. 3A and 3B is formed in a cylindrical shape along the outer peripheral surface 32 of the core portion 31 with the joint surface 35 between the N-type columnar core portion 31 and the P-type shell portion 33. This increases the light emitting surface. In addition, since the part 32A of the outer peripheral surface 32 of the core part 31 is exposed from the P-type shell part 33, the electrodes 11 and 12 can be easily connected to the part 32A of the outer peripheral surface 32 of the core part 31. become.

なお、コア部３１の一端３１Ｂの端面３１Ｃは上記シェル部３３の端部３３Ａから露出していてもよいが、上記シェル部３３の端部３３Ａがコア部３１の一端３１Ｂの端面３１Ｃを被覆する構成とすることで、シェル部３３の端部３３Ａを電極１１,１２の突出部１１Ｂ,１２Ｂにより接続し易くなる。また、上記シェル部３３を形成する半導体をＮ型とし、上記コア部３１を形成する半導体をＰ型としてもよい。また、図３Ａ,３Ｂに示す構成では、コア部３１を円柱状としシェル部３３を円筒状としたが、多角柱状のコア部と多角筒状のシェル部としてもよい。例えば、六角柱状のコア部と六角筒状のシェル部としてもよく、四角柱状のコア部と四角筒状のシェル部としてもよく、三角柱状のコア部と三角筒状のシェル部としてもよい。また、楕円柱状のコア部と楕円筒状のシェル部としてもよい。また、断面長方形状の板状のコア部と長方形状の筒状のシェル部とで構成される板状の発光ダイオードとしてもよい。   The end surface 31C of the one end 31B of the core portion 31 may be exposed from the end portion 33A of the shell portion 33, but the end portion 33A of the shell portion 33 covers the end surface 31C of the one end 31B of the core portion 31. With the configuration, the end portion 33A of the shell portion 33 is easily connected by the protruding portions 11B and 12B of the electrodes 11 and 12. The semiconductor forming the shell 33 may be N-type, and the semiconductor forming the core 31 may be P-type. 3A and 3B, the core portion 31 has a columnar shape and the shell portion 33 has a cylindrical shape, but may be a polygonal columnar core portion and a polygonal cylindrical shell portion. For example, a hexagonal columnar core portion and a hexagonal cylindrical shell portion, a quadrangular columnar core portion and a rectangular cylindrical shell portion, or a triangular columnar core portion and a triangular cylindrical shell portion may be used. Moreover, it is good also as an elliptic cylindrical core part and an elliptical cylindrical shell part. Moreover, it is good also as a plate-shaped light emitting diode comprised by the plate-shaped core part of rectangular cross-section, and a rectangular-shaped cylindrical shell part.

次に、図４Ａ〜図４Ｅを参照して、上述のコア部とシェル部とで構成される発光ダイオード７の製造工程の一例を説明する。   Next, with reference to FIGS. 4A to 4E, an example of a manufacturing process of the light-emitting diode 7 including the above-described core portion and shell portion will be described.

まず、図４Ａに示すように、ｎ型ＧａＮからなる基板７１上に、成長穴７２ａを有するマスク７２を形成する。次に、図４Ｂに示すように、半導体コア形成工程において、マスク７２の成長穴７２ａにより露出した基板７１上に、ＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属気相成長)装置を用いて、ｎ型ＧａＮを結晶成長させて棒状の半導体コア７３を形成する。ここで、ｎ型ＧａＮは、六方晶系の結晶成長となり、基板７１表面に対して垂直方向をｃ軸方向にして成長させることにより、六角柱形状の半導体コアが得られる。   First, as shown in FIG. 4A, a mask 72 having a growth hole 72a is formed on a substrate 71 made of n-type GaN. Next, as shown in FIG. 4B, in the semiconductor core forming process, an MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) apparatus is used to form n on the substrate 71 exposed by the growth hole 72a of the mask 72. A rod-shaped semiconductor core 73 is formed by crystal growth of type GaN. Here, the n-type GaN has a hexagonal crystal growth, and a hexagonal columnar semiconductor core can be obtained by growing the n-type GaN in the c-axis direction perpendicular to the surface of the substrate 71.

次に、図４Ｃに示すように、半導体層形成工程において、棒状の半導体コア７３を覆うように基板７１全面にｐ型ＧａＮからなる半導体層７４を形成する。次に、図４Ｄに示すように、露出工程において、リフトオフにより半導体コア７３を覆う半導体層７４ａの部分を除く領域とマスク７２を除去して、棒状の半導体コア７３の基板７１側に基板側の外周面を露出させて露出部分７３ａを形成する。この状態で、上記半導体コア７３の基板７１と反対の側の端面は、半導体層７４ａにより覆われている。この実施形態の露出工程では、リフトオフを用いたがエッチングにより半導体コアの一部を露出させてもよい。   Next, as shown in FIG. 4C, in the semiconductor layer forming step, a semiconductor layer 74 made of p-type GaN is formed on the entire surface of the substrate 71 so as to cover the rod-shaped semiconductor core 73. Next, as shown in FIG. 4D, in the exposure process, the region excluding the portion of the semiconductor layer 74a covering the semiconductor core 73 and the mask 72 are removed by lift-off, and the substrate side of the rod-shaped semiconductor core 73 is moved to the substrate side. The outer peripheral surface is exposed to form an exposed portion 73a. In this state, the end surface of the semiconductor core 73 opposite to the substrate 71 is covered with the semiconductor layer 74a. In the exposure process of this embodiment, lift-off is used, but a part of the semiconductor core may be exposed by etching.

次に、切り離し工程において、超音波(例えば数１０ＫＨz)を用いて基板７１を基板平面に沿って振動させることにより、基板７１上に立設する半導体コア７３の基板７１側に近い根元を折り曲げるように、半導体層７４ａに覆われた半導体コア７３に対して応力が働いて、図４Ｅに示すように、半導体層７４ａに覆われた半導体コア７３が基板７１から切り離される。こうして、基板７１から切り離なされた微細な棒状構造発光ダイオード７を製造することができる。この棒状構造の発光ダイオードの製造方法では、棒状構造発光ダイオード７の直径を１μｍ、長さを１０μｍとしている。   Next, in the separation step, the base 71 close to the substrate 71 side of the semiconductor core 73 standing on the substrate 71 is bent by vibrating the substrate 71 along the substrate plane using ultrasonic waves (for example, several tens of kHz). Furthermore, stress acts on the semiconductor core 73 covered with the semiconductor layer 74a, and the semiconductor core 73 covered with the semiconductor layer 74a is separated from the substrate 71 as shown in FIG. 4E. Thus, the fine rod-shaped light emitting diode 7 separated from the substrate 71 can be manufactured. In this method for manufacturing a light emitting diode having a rod-like structure, the rod-like light emitting diode 7 has a diameter of 1 μm and a length of 10 μm.

上記発光ダイオードの製造工程では、基板７１と半導体コア７３と半導体層７４ａに、ＧａＮを母材とする半導体を用いたが、ＧａＡｓ,ＡｌＧａＡｓ,ＧａＡｓＰ,ＩｎＧａＮ,ＡｌＧａＮ,ＧａＰ,ＺｎＳe,ＡｌＧａＩｎＰなどを母材とする半導体を用いてもよい。   In the manufacturing process of the light emitting diode, a semiconductor using GaN as a base material is used for the substrate 71, the semiconductor core 73, and the semiconductor layer 74a. A semiconductor material may be used.

成長させる化合物の材料に関しては、感光体ドラム２の最も感度のよい波長に合わせた化合物を選択する。例えば、感光体の感度が短波長側で良好な場合、ＡｌＧａＮ，ＧａＮ，ＩｎＧａＮ等を選択できる。また、感光体の感度が長波長側で良好な場合、ＧａＰ，ＩｎＧａＡｌＰ，ＧａＡｓ，ＧａＡｓＰ等を選択できる。また、上記発光ダイオードを量子井戸構造を有するものとして発光効率を向上させてもよい。   As for the material of the compound to be grown, a compound that matches the wavelength with the highest sensitivity of the photosensitive drum 2 is selected. For example, if the sensitivity of the photoreceptor is good on the short wavelength side, AlGaN, GaN, InGaN, or the like can be selected. Further, when the sensitivity of the photosensitive member is good on the long wavelength side, GaP, InGaAlP, GaAs, GaAsP, or the like can be selected. Further, the light emitting diode may have a quantum well structure to improve the light emission efficiency.

また、基板と半導体コアをｎ型とし、半導体層をｐ型としたが、導電型が逆の棒状構造発光ダイオードとしてもよい。また、断面が六角柱の半導体コアを有する棒状構造発光ダイオードの製造方法について説明したが、これに限らず、断面が円形または楕円の棒状であってもよいし、断面が三角形などの他の多角形状の棒状の半導体コアを有する棒状構造発光ダイオードも上述と同様の製造方法で作製できる。また、断面長方形状の板状のコア部と長方形状の筒状のシェル部とで構成される板状構造の発光ダイオードも上述と同様の製造方法で作製できる。   Further, although the substrate and the semiconductor core are n-type and the semiconductor layer is p-type, a rod-shaped structure light emitting diode having a reverse conductivity type may be used. In addition, the method for manufacturing a rod-shaped structure light emitting diode having a semiconductor core with a hexagonal column in the cross section has been described. However, the present invention is not limited to this, and the cross section may be a circular or elliptical rod shape, or the cross section may be another polygon such as a triangle. A bar-shaped light emitting diode having a bar-shaped semiconductor core can also be manufactured by the same manufacturing method as described above. Further, a light emitting diode having a plate structure composed of a plate-shaped core portion having a rectangular cross section and a rectangular cylindrical shell portion can also be manufactured by the same manufacturing method as described above.

また、上記発光ダイオードの製造方法では、棒状構造発光ダイオードの直径を１μｍとし長さを１０μｍのマイクロオーダーサイズとしたが、直径または長さのうちの少なくとも直径が１μｍ未満のナノオーダーサイズの素子としてよい。上記棒状構造発光ダイオードの半導体コアの直径は５００ｎｍ以上かつ１００μｍ以下が好ましく、数１０ｎｍ〜数１００ｎｍの棒状構造発光ダイオードに比べて半導体コアの直径のばらつきを抑えることができ、発光面積すなわち発光特性のばらつきを低減でき、歩留まりを向上できる。   Further, in the above-described light emitting diode manufacturing method, the rod-shaped light emitting diode has a micro-order size of 1 μm in diameter and 10 μm in length. However, as a nano-order size element having at least a diameter of less than 1 μm in diameter or length. Good. The diameter of the semiconductor core of the rod-shaped light emitting diode is preferably 500 nm or more and 100 μm or less, and variation in the diameter of the semiconductor core can be suppressed as compared with the rod-shaped light emitting diode of several tens nm to several hundred nm, and the light emission area, that is, the light emission characteristics. Variation can be reduced and yield can be improved.

また、上記発光ダイオードの製造方法では、ＭＯＣＶＤ装置を用いて半導体コア７３を結晶成長させたが、ＭＢＥ(分子線エピタキシャル)装置などの他の結晶成長装置を用いて半導体コアを形成してもよい。また、成長穴を有するマスクを用いて半導体コアを基板上に結晶成長させたが、基板上に金属種を配置して、金属種から半導体コアを結晶成長させてもよい。また、上記発光ダイオードの製造方法では、半導体層７４ａに覆われた半導体コア７３を、超音波を用いて基板７１から切り離したが、これに限らず、切断工具を用いて半導体コアを基板から機械的に切り離してもよい。この場合、簡単な方法で基板上に設けられた微細な複数の棒状構造発光素子を短時間で切り離すことができる。   In the light emitting diode manufacturing method, the semiconductor core 73 is crystal-grown using the MOCVD apparatus. However, the semiconductor core may be formed using another crystal growth apparatus such as an MBE (molecular beam epitaxial) apparatus. . Further, although the semiconductor core is crystal-grown on the substrate using a mask having a growth hole, the semiconductor core may be crystal-grown from the metal seed by arranging a metal species on the substrate. In the above-described light emitting diode manufacturing method, the semiconductor core 73 covered with the semiconductor layer 74a is separated from the substrate 71 using ultrasonic waves. However, the present invention is not limited thereto, and the semiconductor core is mechanically removed from the substrate using a cutting tool. May be separated. In this case, a plurality of fine rod-shaped light emitting elements provided on the substrate can be separated in a short time by a simple method.

次に、図５を参照して、上記ＬＥＤ部６の製造方法を説明する。   Next, with reference to FIG. 5, the manufacturing method of the said LED part 6 is demonstrated.

まず、表面５１Ａに第１の電極５３と第２の電極１２が形成された基板５１を用意する。この基板５１は絶縁基板とし、例えば、ガラス基板とする。また、第１,第２の電極５３,１２は金属電極とする。一例として、印刷技術を利用して絶縁基板５１の表面５１Ａに所望の電極形状の金属電極５３,１２を形成することができる。また、絶縁基板５１の表面５１Ａに金属膜及び感光体膜を一様に積層し、この感光体膜を所望の電極パターンに露光・現像し、パターニングされた感光体膜をマスクとして金属膜をエッチングして第１の電極５３と第２の電極１２を形成することができる。図５では、絶縁基板５１の表面５１Ａに上記第１,第２の電極５３,１２を３対形成した様子を示している。   First, the substrate 51 having the first electrode 53 and the second electrode 12 formed on the surface 51A is prepared. The substrate 51 is an insulating substrate, for example, a glass substrate. The first and second electrodes 53 and 12 are metal electrodes. As an example, the metal electrodes 53 and 12 having desired electrode shapes can be formed on the surface 51A of the insulating substrate 51 using a printing technique. In addition, a metal film and a photoreceptor film are uniformly laminated on the surface 51A of the insulating substrate 51, the photoreceptor film is exposed and developed into a desired electrode pattern, and the metal film is etched using the patterned photoreceptor film as a mask. Thus, the first electrode 53 and the second electrode 12 can be formed. FIG. 5 shows a state in which three pairs of the first and second electrodes 53 and 12 are formed on the surface 51A of the insulating substrate 51.

なお、上記金属電極５３,１２を作製する金属の材料としては、金、銀、銅、鉄、タングステン、タングステンナイトライド、アルミニウム、タンタルやそれらの合金などを用いることができる。また、絶縁基板５１はガラス、セラミック、アルミナ、樹脂のような絶縁体、またはシリコンのような半導体表面にシリコン酸化膜を形成し、表面が絶縁性を有するような基板である。ガラス基板を用いる場合は、表面にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜のような下地絶縁膜を形成するのが望ましい。   As the metal material for forming the metal electrodes 53 and 12, gold, silver, copper, iron, tungsten, tungsten nitride, aluminum, tantalum, and alloys thereof can be used. The insulating substrate 51 is an insulator such as glass, ceramic, alumina, or resin, or a substrate in which a silicon oxide film is formed on a semiconductor surface such as silicon and the surface is insulative. When a glass substrate is used, it is desirable to form a base insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film on the surface.

また、上記第１の電極５３の突出部５３Ａと第２の電極１２の突出部１２Ａとの間の距離は、発光ダイオード７の長さよりもやや短いことが好ましい。一例として、上記距離は、発光ダイオード７の長さが１０μｍである場合は、６〜９μｍとすることが望ましい。すなわち、上記距離は、発光ダイオード７の長さの６０〜９０％程度、より好ましくは上記長さの８０〜９０％とすることが望ましい。   In addition, the distance between the protrusion 53 </ b> A of the first electrode 53 and the protrusion 12 </ b> A of the second electrode 12 is preferably slightly shorter than the length of the light emitting diode 7. As an example, the distance is preferably 6 to 9 μm when the length of the light emitting diode 7 is 10 μm. That is, the distance is preferably about 60 to 90% of the length of the light emitting diode 7, more preferably 80 to 90% of the length.

次に、上記絶縁基板５１上に発光ダイオード７を配列する手順を説明する。   Next, a procedure for arranging the light emitting diodes 7 on the insulating substrate 51 will be described.

まず、上記絶縁基板５１上に複数の発光ダイオード７を含んだ溶液としてのイソプロピルアルコール(ＩＰＡ)を薄く塗布する。なお、上記溶液としては、ＩＰＡのほかに、エチレングリコール、プロピレングリコール、メタノール、エタノール、アセトン、またはそれらの混合物でもよく、他の有機物からなる液体、水などを用いることができる。ただし、液体を通じて金属電極である第１,第２の電極５３,１２間に大きな電流が流れてしまうと、第１,第２の電極５３,１２間に所望の電圧差を印加できなくなってしまう。そのような場合には、第１,第２の電極５３,１２を覆うように、絶縁基板５１表面全体に、１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度の絶縁膜をコーティングすればよい。   First, isopropyl alcohol (IPA) as a solution containing a plurality of light emitting diodes 7 is thinly applied on the insulating substrate 51. In addition to IPA, the solution may be ethylene glycol, propylene glycol, methanol, ethanol, acetone, or a mixture thereof, and liquids such as other organic substances, water, and the like can be used. However, if a large current flows between the first and second electrodes 53 and 12 that are metal electrodes through the liquid, a desired voltage difference cannot be applied between the first and second electrodes 53 and 12. . In such a case, an insulating film of about 10 nm to 30 nm may be coated on the entire surface of the insulating substrate 51 so as to cover the first and second electrodes 53 and 12.

上記複数の発光ダイオード７を含むＩＰＡを塗布する厚さは、次に複数の発光ダイオード７を配列する工程で、発光ダイオード７が配列できるよう、液体中で発光ダイオード７が移動できる厚さである。したがって、発光ダイオード７の太さ以上であり、例えば、数μｍ〜数ｍｍである。塗布する厚さは薄すぎると、発光ダイオード７が移動し難くなり、厚すぎると、液体を乾燥する時間が長くなる。好ましくは、１００μｍ〜５００μｍである。また、ＩＰＡの量に対して、発光ダイオードの個数は、 １×１０４個／ｃｍ３ 〜 １×１０７個／ｃｍ３ が好ましい。 The thickness of applying the IPA including the plurality of light emitting diodes 7 is such that the light emitting diodes 7 can move in the liquid so that the light emitting diodes 7 can be arranged in the next step of arranging the plurality of light emitting diodes 7. . Therefore, it is more than the thickness of the light emitting diode 7, for example, several micrometers-several mm. If the applied thickness is too thin, the light emitting diode 7 is difficult to move, and if it is too thick, the time for drying the liquid becomes long. Preferably, it is 100 micrometers-500 micrometers. Further, the number of light-emitting diodes is preferably 1 × 10 4 / cm 3 to 1 × 10 7 / cm 3 with respect to the amount of IPA.

上記複数の発光ダイオード７を含むＩＰＡを絶縁基板５１に塗布するために、複数の発光ダイオード７を配列させる金属電極である第１,第２の電極５３,１２の外周囲に枠(図示せず)を形成し、その枠内に上記複数の発光ダイオード７を含むＩＰＡを所望の厚さになるよう充填するとよい。しかし、上記発光ダイオード７を含むＩＰＡが粘性を有する場合は、枠を必要とせずに、所望の厚さに塗布することが可能である。上記ＩＰＡやエチレングリコール、プロピレングリコール、メタノール、エタノール、アセトン、またはそれらの混合物、或いは、他の有機物からなる液体、または水などの液体は、上記発光ダイオード７の配列工程のためには粘性が低いほど望ましく、また加熱により蒸発しやすい方が望ましい。   In order to apply the IPA including the plurality of light emitting diodes 7 to the insulating substrate 51, a frame (not shown) is formed around the outer periphery of the first and second electrodes 53 and 12 which are metal electrodes on which the plurality of light emitting diodes 7 are arranged. ) And IPA including the plurality of light emitting diodes 7 is filled in the frame so as to have a desired thickness. However, when the IPA including the light emitting diode 7 has viscosity, it can be applied to a desired thickness without requiring a frame. The IPA, ethylene glycol, propylene glycol, methanol, ethanol, acetone, or a mixture thereof, or a liquid made of other organic substances, or a liquid such as water has low viscosity for the arrangement process of the light emitting diodes 7. Desirably, it is desirable that it is easily evaporated by heating.

次に、第１,第２の電極５３,１２間に電位差を与える。この電位差は、例えば、０．５Ｖもしくは１Ｖの電位差とする。なお、この第１の電極５３と第２の電極１２の電位差は、０．１〜１０Ｖを印加することができるが、０．１Ｖ以下では発光ダイオード７の配列姿勢が乱れ始め、１０Ｖ以上では金属電極間の絶縁が問題になり始める。したがって、上記電位差は０．５Ｖ〜５Ｖが好ましく、さらには、０．５Ｖ程度とするのが好ましい。第１の電極５３に電位ＶＬを与え、第２の電極１２に上記電位ＶＬよりも高い電位ＶＨ(ＶＬ＜ＶＨ)を与えると、第１の電極５３には負電荷が誘起され、第２の電極１２には正電荷が誘起される。この第１,第２の電極５３,１２に上記発光ダイオード７が接近すると、発光ダイオード７のうち第１の電極５３に近い側に正電荷が誘起され、第２の電極１２に近い側に負電荷が誘起される。上記発光ダイオード７に電荷が誘起されるのは静電誘導による。よって、上記発光ダイオード７は、第１,第２の電極５３,１２間に生じる電気力線に沿った姿勢になると共に、各発光ダイオード７に誘起された電荷がほぼ等しいので、電荷による反発力により、ほぼ等間隔に一定方向に規則正しく配列する。このとき、第１,第２の電極５３,１２の表面に絶縁膜がコーティングされており、かつ、第１,第２の電極５３,１２間に与える電位差が一定(ＤＣ)であると、金属電極５３、１２上にコーディングされた絶縁膜表面に、金属電極５３、１２の電位と反対極性のイオンが誘起されて溶液中の電界が非常に弱くなってしまう。そのような場合は、金属電極５３,１２間に交流電圧を印加することが好ましい。これにより、金属電極５３、１２の電位と反対極性のイオンが誘起されるのを防ぎ、発光ダイオード７を正常に配列することができる。なお、金属電極５３,１２間に印加する交流電圧の周波数は、１０Ｈｚ〜１ＭＨｚとするのが好ましいが、交流電圧の周波数が１０Ｈｚ未満のときは、発光ダイオード７が激しく振動し、配列が乱される可能性がある。一方、金属電極５３,１２間に印加する交流電圧の周波数が１ＭＨｚを超える場合は、発光ダイオード７が金属電極５３,１２に吸着される力が弱くなり、外部の擾乱により配列が乱されることがある。このため、発光ダイオード７の配列の安定のためには、上記交流電圧の周波数を５０Ｈｚ〜１ｋＨｚとすることがより好ましい。さらに、上記交流電圧の波形は、正弦波に限らず、矩形波、三角波、ノコギリ波など、周期的に変動するものであればよい。なお、上記交流電圧の振幅は一例として０．５Ｖ程度とすることが好ましい。   Next, a potential difference is applied between the first and second electrodes 53 and 12. This potential difference is, for example, a potential difference of 0.5V or 1V. The potential difference between the first electrode 53 and the second electrode 12 can be 0.1 to 10 V, but the arrangement posture of the light-emitting diodes 7 starts to be disturbed at 0.1 V or less, and the metal at 10 V or more. Insulation between the electrodes begins to become a problem. Therefore, the potential difference is preferably 0.5 V to 5 V, and more preferably about 0.5 V. When the potential VL is applied to the first electrode 53 and the potential VH higher than the potential VL (VL <VH) is applied to the second electrode 12, a negative charge is induced in the first electrode 53, and the second A positive charge is induced on the electrode 12. When the light emitting diode 7 approaches the first and second electrodes 53, 12, a positive charge is induced on the side of the light emitting diode 7 close to the first electrode 53 and negative on the side close to the second electrode 12. A charge is induced. The charge is induced in the light emitting diode 7 by electrostatic induction. Therefore, the light-emitting diode 7 has a posture along the electric lines of force generated between the first and second electrodes 53 and 12, and the charges induced in the light-emitting diodes 7 are almost equal. Thus, they are regularly arranged in a fixed direction at almost equal intervals. At this time, if the surface of the first and second electrodes 53 and 12 is coated with an insulating film and the potential difference applied between the first and second electrodes 53 and 12 is constant (DC), the metal On the surface of the insulating film coded on the electrodes 53 and 12, ions having a polarity opposite to the potential of the metal electrodes 53 and 12 are induced, and the electric field in the solution becomes very weak. In such a case, it is preferable to apply an AC voltage between the metal electrodes 53 and 12. Thereby, it is possible to prevent the ions having the opposite polarity to the potentials of the metal electrodes 53 and 12 from being induced, and to arrange the light emitting diodes 7 normally. The frequency of the alternating voltage applied between the metal electrodes 53 and 12 is preferably 10 Hz to 1 MHz. However, when the frequency of the alternating voltage is less than 10 Hz, the light emitting diode 7 vibrates violently and the arrangement is disturbed. There is a possibility. On the other hand, when the frequency of the alternating voltage applied between the metal electrodes 53 and 12 exceeds 1 MHz, the force with which the light-emitting diode 7 is attracted to the metal electrodes 53 and 12 becomes weak, and the arrangement is disturbed by external disturbance. There is. For this reason, in order to stabilize the arrangement of the light emitting diodes 7, it is more preferable that the frequency of the AC voltage is 50 Hz to 1 kHz. Furthermore, the waveform of the AC voltage is not limited to a sine wave, but may be any waveform that varies periodically, such as a rectangular wave, a triangular wave, and a sawtooth wave. For example, the amplitude of the AC voltage is preferably about 0.5V.

この製造工程では、金属電極５３,１２間に発生した外部電場により、各発光ダイオード７に電荷を発生させ、電荷の引力により金属電極５３,１２に発光ダイオード７を吸着させるので、発光ダイオード７の大きさは、液体中で移動可能な大きさであることが必要である。したがって、各発光ダイオード７の大きさ(最大寸法)の許容値は、液体の塗布量(塗布厚さ)により変化する。上記液体の塗布量が少ない場合は、各発光ダイオード７の大きさ(最大寸法)はナノスケールでなければならないが、液体の塗布量が多い場合は、各発光ダイオード７の大きさがミクロンオーダーであってもかまわない。   In this manufacturing process, an electric field generated between the metal electrodes 53 and 12 generates a charge in each light-emitting diode 7, and the light-emitting diode 7 is attracted to the metal electrodes 53 and 12 by the attractive force of the charge. The size needs to be a size movable in the liquid. Therefore, the allowable value of the size (maximum dimension) of each light emitting diode 7 varies depending on the application amount (application thickness) of the liquid. When the liquid application amount is small, the size (maximum dimension) of each light emitting diode 7 must be nanoscale. When the liquid application amount is large, the size of each light emitting diode 7 is on the order of microns. It does not matter.

上記発光ダイオード７が配列を始めてしばらくすると、図５に示すように、電極５３の突出部５３Ａと電極１２の突出部１２Ａとの間に発光ダイオード７が配列する。各発光ダイオード７は、金属電極５３,１２が延在している方向とは垂直な姿勢に整列して上記延在の方向にほぼ等間隔で配列する。突出部５３Ａと突出部１２Ａとの間に電界が集中すると共に各発光ダイオード７に誘起された電荷により各発光ダイオード７間に反発力が働いて、発光ダイオード７がほぼ等間隔に並ぶ。   When the light emitting diode 7 starts to be arranged for a while, the light emitting diode 7 is arranged between the protruding portion 53A of the electrode 53 and the protruding portion 12A of the electrode 12, as shown in FIG. The light emitting diodes 7 are aligned in a posture perpendicular to the direction in which the metal electrodes 53 and 12 extend, and are arranged at substantially equal intervals in the extending direction. The electric field concentrates between the protrusion 53A and the protrusion 12A, and a repulsive force acts between the light emitting diodes 7 due to the charges induced in the light emitting diodes 7 so that the light emitting diodes 7 are arranged at almost equal intervals.

こうして、金属電極５３,１２の突出部５３Ａと突出部１２Ａとの間に、発光ダイオード７を配列させた後、基板５１を加熱または一定時間放置することにより、上記溶液の液体を蒸発させて乾燥させ、発光ダイオード７を金属電極５３と１２との間の電気力線に沿って、等間隔に配列させて固着させる。   Thus, after the light emitting diodes 7 are arranged between the protrusions 53A and 12A of the metal electrodes 53 and 12, the substrate 51 is heated or left for a certain period of time to evaporate and dry the solution liquid. Then, the light emitting diodes 7 are arranged and fixed at equal intervals along the lines of electric force between the metal electrodes 53 and 12.

次に、エッチングにより、上記電極５３を図２に示すような複数の第１の電極１１に形成し、上記基板５１を２点鎖線で示す切断線Ｌに沿って切断することで、図２に示すＬＥＤ部６が得られる。   Next, the electrode 53 is formed into a plurality of first electrodes 11 as shown in FIG. 2 by etching, and the substrate 51 is cut along a cutting line L indicated by a two-dot chain line, so that FIG. The LED part 6 shown is obtained.

以上の製造方法によれば、複数の発光ダイオード７を、第１の電極１１の突出部１１Ａと第２の電極１２の突出部１２Ａとの間に制御性良く高精度に配列させることが可能となる。また、上記製造方法では、各発光ダイオード７の向き(極性)を一方に決めることが困難で、各発光ダイオード７の向きが図２に示されている状態になるとも限らないが、上述の如く、上記ＬＥＤ部６では、発光ダイオード７は、図２の配列状態に限られるものではなく、各発光ダイオード７の向きがランダムで混在していてもよい。よって、上記製造方法は、発光ダイオード７の向き(極性)を揃えないでランダムに入り交じっている本発明のＬＥＤプリントヘッドのＬＥＤ部６を製造するのに好適である。また、上記製造方法では、多数の微細な発光ダイオード７を一度に電極間に配列,接続可能になるので、発光ダイオードのサイズが小さく、一例として１００μｍ以下であり、第１の電極１１と第２の電極１２との間に接続する発光ダイオード７の個数が多数個(例えば１００個以上)である場合に特に有利である。   According to the above manufacturing method, the plurality of light emitting diodes 7 can be arranged with high controllability and high accuracy between the protruding portion 11A of the first electrode 11 and the protruding portion 12A of the second electrode 12. Become. Further, in the above manufacturing method, it is difficult to determine the direction (polarity) of each light-emitting diode 7 to be one, and the direction of each light-emitting diode 7 is not necessarily in the state shown in FIG. In the LED section 6, the light emitting diodes 7 are not limited to the arrangement state of FIG. 2, and the directions of the light emitting diodes 7 may be mixed at random. Therefore, the above manufacturing method is suitable for manufacturing the LED portion 6 of the LED print head according to the present invention in which the directions (polarities) of the light emitting diodes 7 are not aligned and are mixed randomly. Further, in the above manufacturing method, a large number of fine light emitting diodes 7 can be arranged and connected between the electrodes at one time. Therefore, the size of the light emitting diodes is small, for example, 100 μm or less, and the first electrode 11 and the second electrode This is particularly advantageous when the number of light emitting diodes 7 connected between the electrodes 12 is large (for example, 100 or more).

なお、上記製造方法では、第１の電極１１と第２の電極１２が、突出部１１Ａと突出部１２Ａを有している場合を説明したが、第１,第２の電極が上述のような突出部を有していない電極である場合にも、上記製造方法を適用できる。この場合、第１の電極と第２の電極との間の寸法を配置する発光ダイオードの長さよりもやや短く設定する。   In the above manufacturing method, the case where the first electrode 11 and the second electrode 12 have the protruding portion 11A and the protruding portion 12A has been described. However, the first and second electrodes are as described above. The above manufacturing method can also be applied to an electrode that does not have a protrusion. In this case, the dimension between the first electrode and the second electrode is set slightly shorter than the length of the light emitting diode arranged.

上述のようにして製造したＬＥＤ部６を、図２の駆動回路基板５上に固定する。このとき、上記ＬＥＤ部６の各第１の電極１１が駆動回路１５の各電極１６に対応する位置に配置されるように駆動回路１５に対してＬＥＤ部６を位置合わせする。この位置合せは、例えば、図２に示すように、ＬＥＤ部６のガラス基板１０および駆動回路基板１５に予めパターニングしておいたアライメントマーク９Ａ,９Ｂを用いて容易に行うことができる。   The LED unit 6 manufactured as described above is fixed on the drive circuit board 5 of FIG. At this time, the LED unit 6 is aligned with the drive circuit 15 so that the first electrodes 11 of the LED unit 6 are arranged at positions corresponding to the electrodes 16 of the drive circuit 15. For example, as shown in FIG. 2, this alignment can be easily performed using alignment marks 9 </ b> A and 9 </ b> B that are pre-patterned on the glass substrate 10 and the drive circuit substrate 15 of the LED unit 6.

その後、上記駆動回路１５の各電極１６と上記ＬＥＤ部６の各第１の電極１１とを電気的に接続する複数の配線１７および上記駆動回路１５の電極１８とＬＥＤ部６の第２の電極１２とを電気的に接続する配線２１を、フォトリソグラフィにより一括形成し、ＬＥＤモジュール３が完成する。   Thereafter, a plurality of wires 17 that electrically connect each electrode 16 of the drive circuit 15 and each first electrode 11 of the LED unit 6, and an electrode 18 of the drive circuit 15 and a second electrode of the LED unit 6 Wirings 21 that are electrically connected to 12 are collectively formed by photolithography to complete the LED module 3.

ここで、一例として、このプリントヘッド１のドットピッチが１２００ｄｐｉ(ドット/インチ)である場合、上記ＬＥＤモジュール３のＬＥＤ部６の発光ダイオード７の配列ピッチは、２.５４ｃｍ(１ｉｎｃｈ)÷１２００≒２１.２μｍに設定する。この場合、Ａ４サイズ対応のプリンタにおいて必要となる発光ダイオード７の個数は、２１０ｍｍ(Ａ４幅)÷２１.２μｍ≒９９０７(ドット)となり、約１万個になる。   Here, as an example, when the dot pitch of the print head 1 is 1200 dpi (dots / inch), the arrangement pitch of the light emitting diodes 7 of the LED section 6 of the LED module 3 is 2.54 cm (1 inch) ÷ 1200≈. Set to 21.2 μm. In this case, the number of light emitting diodes 7 required in the A4 size compatible printer is 210 mm (A4 width) ÷ 21.2 μm≈9907 (dots), which is about 10,000.

上述の製造工程によれば、この様な多数の発光ダイオード７を予め定められた位置に配列することが必要なＬＥＤ部６を低コストで短時間に製造することが可能になる。   According to the above-described manufacturing process, it is possible to manufacture the LED unit 6 that needs to arrange such a large number of light emitting diodes 7 at predetermined positions at low cost in a short time.

この実施形態のプリントヘッド１によれば、図４Ｅに示すように、半導体コア７３とこの半導体コア７３を覆う半導体シェルである半導体層７４ａとで構成される微細な棒状構造もしくは板状構造の発光ダイオード７を、基板７１から分離し、絶縁基板１０上に配列するので、素子形成から配列に至る工程において、発光ダイオード７に欠陥が発生しにくい。したがって、発光ダイオードの欠陥に起因する不良を低減でき、歩留りを向上できる。   According to the print head 1 of this embodiment, as shown in FIG. 4E, light emission of a fine rod-like structure or plate-like structure composed of a semiconductor core 73 and a semiconductor layer 74a that is a semiconductor shell covering the semiconductor core 73. Since the diodes 7 are separated from the substrate 71 and arranged on the insulating substrate 10, defects in the light emitting diodes 7 are unlikely to occur in the process from element formation to arrangement. Therefore, defects due to the defect of the light emitting diode can be reduced, and the yield can be improved.

また、上記複数の発光ダイオード７は、安価な基板(例えば、ガラス基板１０)上に配列でき、上記基板１０の大型化が容易であり、例えば、長尺形状とした上記基板１０の両端を駆動回路基板５に固定することができる。   Further, the plurality of light emitting diodes 7 can be arranged on an inexpensive substrate (for example, a glass substrate 10), and the size of the substrate 10 can be easily increased. For example, both ends of the long substrate 10 are driven. It can be fixed to the circuit board 5.

したがって、この実施形態によれば、発光ダイオードが形成された薄膜半導体と基板との間に密着性が要求される従来例とは異なり、密着性に起因する不良が原理的に発生しないので、歩留りを向上できる。   Therefore, according to this embodiment, unlike the conventional example in which adhesion is required between the thin film semiconductor on which the light emitting diode is formed and the substrate, defects due to adhesion do not occur in principle. Can be improved.

また、図４Ａ〜図４Ｅを参照して説明したように、コア部とシェル部とで構成される棒状構造の発光ダイオード７は、原理的に基板面積以上の発光面積を有することが可能になる。したがって、エピタキシャル成長層の利用率が高く、ＬＥＤ部６の発光面積当たりの製造コストを大幅に低減でき、安価に製造できるＬＥＤプリントヘッドを提供できる。   Further, as described with reference to FIGS. 4A to 4E, the light emitting diode 7 having a rod-like structure composed of the core portion and the shell portion can in principle have a light emitting area larger than the substrate area. . Therefore, the utilization rate of the epitaxial growth layer is high, the manufacturing cost per light emitting area of the LED section 6 can be greatly reduced, and an LED print head that can be manufactured at low cost can be provided.

また、上記実施形態では、１つの駆動回路基板５に形成された複数の駆動回路１５によって、複数のＬＥＤ部６の各発光ダイオード７を個別に駆動して発光させることができる。   In the above embodiment, the light emitting diodes 7 of the plurality of LED units 6 can be individually driven to emit light by the plurality of driving circuits 15 formed on one driving circuit board 5.

(第１実施形態の変形例)
上記第１実施形態では、複数の発光ダイオード７に共通した第２の電極１２を備えたが、図１０に示す変形例のように、各発光ダイオード７に対応する複数の第２の電極６２を備えてもよい。各第２の電極６２の突出部６２Ａが各発光ダイオード７のアノードもしくはカソードに電気的に接続される。 (Modification of the first embodiment)
In the first embodiment, the second electrode 12 common to the plurality of light emitting diodes 7 is provided. However, as in the modification shown in FIG. 10, the plurality of second electrodes 62 corresponding to the respective light emitting diodes 7 are provided. You may prepare. The protrusion 62A of each second electrode 62 is electrically connected to the anode or cathode of each light emitting diode 7.

この変形例では、上記駆動回路１５に替えて、駆動回路６５を備え、この駆動回路６５は、上記複数の第２の電極６２に対応する複数の電極６６を有し、この複数の電極６６は、複数の配線６７でもって、それぞれ、複数の第２の電極６２の基部６２Ｂに電気的に接続されている。上記駆動回路６５は、各電極６６と各電極１６との間に個別に交流電源を供給して、各発光ダイオード７Ａ,７Ｂを個別に交流で駆動することができる。   In this modification, a drive circuit 65 is provided instead of the drive circuit 15, and the drive circuit 65 includes a plurality of electrodes 66 corresponding to the plurality of second electrodes 62, and the plurality of electrodes 66 includes The plurality of wirings 67 are electrically connected to the base portions 62B of the plurality of second electrodes 62, respectively. The drive circuit 65 can individually supply AC power between the electrodes 66 and 16 to drive the light emitting diodes 7A and 7B individually with AC.

なお、図１０に破線で示すように、上記変形例において、隣り合う複数(図１０では３つ)の第２の電極６２が連なるように形成すると共に、上記隣り合う複数の第２の電極６２に対応する複数の第１の電極１１が連なるように形成してもよい。この場合、駆動回路６５は、隣り合う複数の電極１６が連なるように形成され、隣り合う複数の電極６７が連なるように形成される。この場合、駆動回路６５は、電気的に並列に接続された複数(図１０では３つ)の発光ダイオード７毎に駆動することができる。   As shown by a broken line in FIG. 10, in the modified example, a plurality of adjacent second electrodes 62 (three in FIG. 10) are formed to be continuous, and the adjacent second electrodes 62 are also formed. A plurality of first electrodes 11 corresponding to may be formed in a row. In this case, the drive circuit 65 is formed such that a plurality of adjacent electrodes 16 are connected, and a plurality of adjacent electrodes 67 are connected. In this case, the drive circuit 65 can be driven for each of a plurality (three in FIG. 10) of light emitting diodes 7 electrically connected in parallel.

(第２の実施の形態)
図６は、この発明の第２実施形態のＬＥＤプリントヘッド８１と感光体ドラム８２を示す斜視図である。また、図７Ａは、上記プリントヘッド８１が備えるＬＥＤモジュール８３を示す平面図であり、図７Ｂは、上記ＬＥＤモジュール８３の一部を拡大した様子を示す部分平面図である。 (Second embodiment)
FIG. 6 is a perspective view showing an LED print head 81 and a photosensitive drum 82 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7A is a plan view showing an LED module 83 provided in the print head 81, and FIG. 7B is a partial plan view showing a state in which a part of the LED module 83 is enlarged.

図６に示すように、上記プリントヘッド８１は、上記ＬＥＤモジュール８３の発光ダイオード８７から出射された光が入射すると共にこの入射した光を、上記感光体ドラム８２に照射するレンズアレイ８８を備える。このレンズアレイ８８は、複数のレンズ８８Ａを有する。また、上記ＬＥＤモジュール８３は、基礎基板８９とこの基礎基板８９上に配置された１つのＬＥＤ部８６と、上記基礎基板８９上に配置された複数の駆動回路部８５を備える。この複数の駆動回路部８５が駆動部を構成している。上記ＬＥＤ部８６は、複数の発光ダイオード８７を有する。また、上記基礎基板８９は、例えば、安価なガラス基板が用いられる。   As shown in FIG. 6, the print head 81 includes a lens array 88 that receives the light emitted from the light emitting diode 87 of the LED module 83 and irradiates the photosensitive drum 82 with the incident light. The lens array 88 has a plurality of lenses 88A. The LED module 83 includes a basic substrate 89, one LED unit 86 disposed on the basic substrate 89, and a plurality of drive circuit units 85 disposed on the basic substrate 89. The plurality of drive circuit units 85 constitute a drive unit. The LED unit 86 includes a plurality of light emitting diodes 87. In addition, as the basic substrate 89, for example, an inexpensive glass substrate is used.

上記ＬＥＤモジュール８３は、図７Ａに示すように、長尺の基礎基板８９上に複数の駆動回路部８５が貼り付けられ、この複数の駆動回路部８５上に長尺の１つのＬＥＤ部８６が貼り付けられている。このＬＥＤ部８６は、図７Ｂに示すように、絶縁基板の一例としてのガラス基板９０と、このガラス基板９０上に形成された複数の第１の電極９１と、上記ガラス基板９０上で上記複数の第１の電極９１に対向するように配置された第２の電極９２とを有する。上記第１の電極９１は、基部９１Ｂとこの基部９１Ｂから上記第２の電極９２に向かって突出した突出部９１Ａとを有する。上記第２の電極９２は、基部９２Ｂとこの基部９２Ｂから上記複数の第１の電極９１の突出部９１Ａに向かって突出した複数の突出部９２Ａとを有する。   As shown in FIG. 7A, the LED module 83 has a plurality of drive circuit portions 85 attached on a long base substrate 89, and one long LED portion 86 is formed on the plurality of drive circuit portions 85. It is pasted. As shown in FIG. 7B, the LED portion 86 includes a glass substrate 90 as an example of an insulating substrate, a plurality of first electrodes 91 formed on the glass substrate 90, and the plurality of the electrodes on the glass substrate 90. And a second electrode 92 disposed so as to face the first electrode 91. The first electrode 91 has a base portion 91B and a protruding portion 91A that protrudes from the base portion 91B toward the second electrode 92. The second electrode 92 has a base 92B and a plurality of protrusions 92A protruding from the base 92B toward the protrusions 91A of the plurality of first electrodes 91.

図７Ｂに示すように、上記ＬＥＤ部８６では、第１の電極９１の突出部９１Ａにアノードが電気的に接続されていると共に第２の電極９２の突出部９２Ａにカソードが電気的に接続されている発光ダイオード８７Ａと、第１の電極９１の突出部９１Ａにカソードが電気的に接続されていると共に第２の電極９２の突出部９２Ａにアノードが電気的に接続されている発光ダイオード８７Ｂとが極性を揃えないでランダムに入り交じって配置されている。   As shown in FIG. 7B, in the LED portion 86, the anode is electrically connected to the protruding portion 91A of the first electrode 91 and the cathode is electrically connected to the protruding portion 92A of the second electrode 92. A light emitting diode 87A, and a light emitting diode 87B having a cathode electrically connected to the protruding portion 91A of the first electrode 91 and an anode electrically connected to the protruding portion 92A of the second electrode 92; Are arranged in random order with no polarity.

図７Ｂに示す発光ダイオード８７Ａと発光ダイオード８７Ｂとは同じ発光ダイオード８７であるが、第１,第２の電極９１,９２に対する接続極性が互いに異なっていることを示すために、便宜上、異なる符号８７Ａ,８７Ｂで表している。上記発光ダイオード８７Ａの個数と発光ダイオード８７Ｂの個数の割合は、図示に限定されるものではなく、他の割合でもよい。また、上記発光ダイオード８７Ａと発光ダイオード８７Ｂとは、どの様な混在の仕方でも極性を揃えないでランダムに入り交じっていればよい。このことは、製造時に、発光ダイオードの向きを制御する必要がなく、ランダムに配列しても良いことを示している。   The light-emitting diode 87A and the light-emitting diode 87B shown in FIG. 7B are the same light-emitting diode 87, but in order to show that the connection polarities for the first and second electrodes 91 and 92 are different from each other, for convenience, different reference numerals 87A are used. , 87B. The ratio of the number of the light emitting diodes 87A and the number of the light emitting diodes 87B is not limited to that shown in the figure, and other ratios may be used. In addition, the light emitting diode 87A and the light emitting diode 87B may be mixed randomly without having the same polarity in any mixing manner. This indicates that it is not necessary to control the direction of the light emitting diodes at the time of manufacture, and they may be arranged at random.

上記駆動回路部８５は、図７Ｂに示すように、上記複数の第１の電極１１に対応する複数の電極９６を有し、各電極９６は、配線９７でもって、第１の電極９１の基部９１Ｂに電気的に接続されている。また、上記駆動回路部８５は、上記第２の電極９２に対応する１つの電極９８を有し、この１つの電極９８は、配線１０１でもって上記第２の電極９２に電気的に接続されている。上記駆動回路部８５は、１つの電極９８と各電極９６との間に個別に交流電源を供給して、各発光ダイオード８７Ａ,８７Ｂを個別に交流で駆動することができる。   As shown in FIG. 7B, the drive circuit unit 85 has a plurality of electrodes 96 corresponding to the plurality of first electrodes 11, and each electrode 96 has a wiring 97 and a base portion of the first electrode 91. It is electrically connected to 91B. The drive circuit unit 85 has one electrode 98 corresponding to the second electrode 92, and the one electrode 98 is electrically connected to the second electrode 92 through the wiring 101. Yes. The drive circuit unit 85 can individually supply AC power between one electrode 98 and each electrode 96, and can individually drive each light emitting diode 87A, 87B with AC.

上記発光ダイオード８７は、一例として、図３Ａ,図３Ｂを参照して説明した前述の第１実施形態の発光ダイオード７と同様の構造であり、前述の第１実施形態で図４Ａ〜図４Ｅを参照して説明したのと同様の製造工程で作製することができる。また、上記ＬＥＤ部８６は、前述の第１実施形態で図５を参照して説明したのと同様の製造工程で作製することができる。   The light-emitting diode 87 has, for example, the same structure as the light-emitting diode 7 of the first embodiment described with reference to FIGS. 3A and 3B, and FIGS. 4A to 4E in the first embodiment described above. It can be manufactured by the same manufacturing process as described with reference. Further, the LED portion 86 can be manufactured by the same manufacturing process as described with reference to FIG. 5 in the first embodiment.

一方、上記駆動回路部８５は、複数の駆動回路部８５が形成されたシリコンウエハを個々の駆動回路部８５に分断することで作製される。なお、上記シリコンウエハを個々の駆動回路部８５を含む薄膜部に分離してもよい。   On the other hand, the drive circuit unit 85 is manufactured by dividing the silicon wafer on which the plurality of drive circuit units 85 are formed into individual drive circuit units 85. The silicon wafer may be separated into thin film portions including individual drive circuit portions 85.

先ず、上記基礎基板８９上に、上記複数の駆動回路部８５を貼り付ける。この駆動回路部８５を基礎基板８９に貼り付ける際には、プリントヘッドのドットピッチに合わせるように位置合せを行う。高温にさらす後工程がないことから、上記基礎基板８９への駆動回路部８５の貼り付けは、例えば、ペースト状の接着剤を用いることができる。   First, the plurality of drive circuit portions 85 are pasted on the basic substrate 89. When this drive circuit unit 85 is affixed to the base substrate 89, alignment is performed so as to match the dot pitch of the print head. Since there is no post-process exposed to high temperature, for example, a paste adhesive can be used to attach the drive circuit unit 85 to the basic substrate 89.

次に、上述のようにして製造したＬＥＤ部８６を、図７Ａ,図７Ｂの駆動回路部８５上に固定する。このとき、上記ＬＥＤ部８６の各第１の電極９１が駆動回路部８５の各電極９６に対応する位置に配置されるように駆動回路部８５に対してＬＥＤ部８６を位置合わせする。その後、上記駆動回路８５の各電極９６と上記ＬＥＤ部８６の各第１の電極９１とを電気的に接続する複数の配線９７および上記駆動回路部８５の電極９８とＬＥＤ部８６の第２の電極９２とを電気的に接続する配線１０１を、フォトリソグラフィにより一括形成し、ＬＥＤモジュール８３が完成する。   Next, the LED unit 86 manufactured as described above is fixed on the drive circuit unit 85 shown in FIGS. 7A and 7B. At this time, the LED unit 86 is aligned with the drive circuit unit 85 so that the first electrodes 91 of the LED unit 86 are arranged at positions corresponding to the electrodes 96 of the drive circuit unit 85. Thereafter, a plurality of wirings 97 for electrically connecting each electrode 96 of the drive circuit 85 and each first electrode 91 of the LED unit 86, and an electrode 98 of the drive circuit unit 85 and a second of the LED unit 86 Wirings 101 that are electrically connected to the electrodes 92 are collectively formed by photolithography to complete the LED module 83.

ここで、一例として、このプリントヘッド８１のドットピッチが１２００ｄｐｉ(ドット/インチ)である場合、上記ＬＥＤモジュール８３のＬＥＤ部８６の発光ダイオード８７の配列ピッチは、２.５４ｃｍ(１ｉｎｃｈ)÷１２００≒２１.２μｍに設定する。この場合、Ａ４サイズ対応のプリンタにおいて必要となる発光ダイオード８７の個数は、２１０ｍｍ(Ａ４幅)÷２１.２μｍ≒９９０７(ドット)となり、約１万個になる。   Here, as an example, when the dot pitch of the print head 81 is 1200 dpi (dots / inch), the arrangement pitch of the light emitting diodes 87 of the LED portion 86 of the LED module 83 is 2.54 cm (1 inch) ÷ 1200≈. Set to 21.2 μm. In this case, the number of light emitting diodes 87 required in the A4 size compatible printer is 210 mm (A4 width) ÷ 21.2 μm≈9907 (dots), which is about 10,000.

上述の製造工程によれば、この様な多数の発光ダイオード８７を予め定められた位置に配列することが必要なＬＥＤ部８６を低コストで短時間に製造することが可能になる。   According to the above-described manufacturing process, it is possible to manufacture the LED portion 86 that needs to arrange such a large number of light emitting diodes 87 at predetermined positions at low cost in a short time.

また、この第２実施形態によれば、ＬＥＤモジュール８３が基礎基板８９を備え、図７Ａに示すように、長尺の基礎基板８９上に複数の駆動回路部８５を一列に配置して、この一列に配置された駆動回路部８５上に長尺の１つのＬＥＤ部８６が貼り付けている。したがって、この第２実施形態によれば、前述の第１実施形態のＬＥＤモジュール３のようなＬＥＤ部６が重複配置されることがなく、レイアウトの無駄がなく低コストのＬＥＤモジュール８３を実現できる。なお、上記長尺の１つのＬＥＤ部８６に替えて、２つのＬＥＤ部を長手方向に隣接して配列してもよく、３つ以上のＬＥＤ部を長手方向に隣接して配列してもよい。   Further, according to the second embodiment, the LED module 83 includes the basic substrate 89, and as shown in FIG. 7A, a plurality of drive circuit units 85 are arranged in a row on the long basic substrate 89, One long LED unit 86 is attached on the drive circuit unit 85 arranged in a row. Therefore, according to the second embodiment, the LED module 6 like the LED module 3 of the first embodiment is not overlapped, and the low-cost LED module 83 can be realized without waste of layout. . In addition, it replaces with the said long LED part 86, and two LED parts may be arranged adjacent to a longitudinal direction, and three or more LED parts may be arranged adjacent to a longitudinal direction. .

また、この第２実施形態によれば、棒状構造の１つの発光ダイオード７から出た光を丸形の１つのレンズ８Ａで集光する第１実施形態に比べて、図６に示すように、棒状構造の１つの発光ダイオード８７から出た光をレンズアレイ８８の複数段(図６では２段)に配列した複数のレンズ８８Ａで効率よく集光することができる。なお、図６では、レンズ８８Ａを２段に配列したが、３段以上に配列しても構わない。また、図８に示すように、楕円形状のレンズ９９Ａを１列に配列したレンズアレイ９９としてもよい。   Further, according to the second embodiment, as shown in FIG. 6, compared to the first embodiment in which the light emitted from one light emitting diode 7 having a rod-like structure is collected by one round lens 8A, Light emitted from one light emitting diode 87 having a rod-like structure can be efficiently condensed by a plurality of lenses 88A arranged in a plurality of stages (two stages in FIG. 6) of the lens array 88. In FIG. 6, the lenses 88A are arranged in two stages, but may be arranged in three or more stages. Further, as shown in FIG. 8, a lens array 99 in which elliptical lenses 99A are arranged in a line may be used.

また、この第２実施形態において、図１０を参照して説明した第１実施形態の変形例と同様に、複数の発光ダイオード８７に共通の第２の電極９２に替えて、各発光ダイオード８７に対応する複数の第２の電極を備えてもよい。各第２の電極が各発光ダイオード８７のアノードもしくはカソードに電気的に接続される。この場合、駆動回路部８５は、１つの電極９８に替えて、複数の第２の電極に個別に電気的に接続される複数の電極を備え、各電極と各電極９６との間に個別に交流電源を供給して、各発光ダイオード８７Ａ,８７Ｂを個別に交流で駆動することができる。なお、図１０に破線で示したのと同様に、隣り合う複数の第２の電極が連なるように形成すると共に、上記隣り合う複数の第２の電極に対応する複数の第１の電極９１が連なるように形成してもよい。この場合、駆動回路８５は、隣り合う複数の電極９６が連なるように形成され、もう一方の隣り合う複数の電極が連なるように形成される。この場合、駆動回路部８５は、電気的に並列に接続された複数の発光ダイオード毎に駆動することができる。   In the second embodiment, each light emitting diode 87 is replaced with the second electrode 92 common to the plurality of light emitting diodes 87, as in the modification of the first embodiment described with reference to FIG. A plurality of corresponding second electrodes may be provided. Each second electrode is electrically connected to the anode or cathode of each light emitting diode 87. In this case, the drive circuit unit 85 includes a plurality of electrodes individually connected to the plurality of second electrodes instead of the one electrode 98, and is individually provided between each electrode and each electrode 96. By supplying AC power, each of the light emitting diodes 87A and 87B can be individually driven by AC. In addition, as shown with the broken line in FIG. 10, while forming so that a some adjacent 2nd electrode may continue, the some 1st electrode 91 corresponding to the said some 2nd electrode adjacent to is shown. You may form so that it may continue. In this case, the drive circuit 85 is formed so that a plurality of adjacent electrodes 96 are connected to each other, and the other adjacent electrodes are formed to be connected. In this case, the drive circuit unit 85 can be driven for each of the plurality of light emitting diodes electrically connected in parallel.

尚、上記第１,第２実施形態では、駆動回路１５,駆動回路部８５が複数の発光ダイオード７,８７を交流で駆動したが、複数の発光ダイオード７,８７を直流で駆動してもよい。   In the first and second embodiments, the drive circuit 15 and the drive circuit unit 85 drive the plurality of light emitting diodes 7 and 87 with alternating current. However, the plurality of light emitting diodes 7 and 87 may be driven with direct current. .

また、上記第１,第２実施形態では、図３Ａ,図３Ｂに示されるような棒状構造の発光ダイオードを採用したが、図９Ａ〜図９Ｃに示されるような製造工程で作製される短冊状構造の発光ダイオードを採用してもよい。この発光ダイオード２１０の製造工程を、図９Ａ〜図９Ｃを参照して説明する。   Further, in the first and second embodiments, the light emitting diode having a rod-like structure as shown in FIGS. 3A and 3B is adopted, but a strip shape produced by the manufacturing process as shown in FIGS. 9A to 9C. A light emitting diode having a structure may be employed. A manufacturing process of the light emitting diode 210 will be described with reference to FIGS. 9A to 9C.

まず、図９Ａに示すように、サファイア基板２００上に、ＡｌＮなどからなるバッファ層２０１、ｎ型ＧａＮ層２０２、多重量子井戸(ＭＱＷ)層２０３、ｐ型ＧａＮ層２０５、透明電極２０６、ＳｉＯ２などからなる絶縁膜２０７を順に形成する。 First, as shown in FIG. 9A, on a sapphire substrate 200, a buffer layer 201 made of AlN or the like, an n-type GaN layer 202, a multiple quantum well (MQW) layer 203, a p-type GaN layer 205, a transparent electrode 206, SiO 2 An insulating film 207 is formed in this order.

次に、図９Ｂに示すように、サファイア基板２００およびバッファ層２０１を、除去する。この除去は、一例として、研磨、ウエットエッチング等によりなされる。次に、エッチングもしくは物理的切断等により、複数の短冊状の発光ダイオード２１０を形成する。   Next, as shown in FIG. 9B, the sapphire substrate 200 and the buffer layer 201 are removed. For example, this removal is performed by polishing, wet etching, or the like. Next, a plurality of strip-shaped light emitting diodes 210 are formed by etching or physical cutting.

この複数の短冊状の発光ダイオード２１０は、例えば、第１実施形態で図５を参照して説明したのと同様にして、絶縁基板の第１,第２の電極間に配列することができる。なお、図９Ｂ,図９Ｃでは、上記絶縁基板および第１,第２の電極の図示を省略している。   The plurality of strip-shaped light emitting diodes 210 can be arranged between the first and second electrodes of the insulating substrate, for example, in the same manner as described with reference to FIG. 5 in the first embodiment. 9B and 9C, the insulating substrate and the first and second electrodes are not shown.

次に、図９Ｃに示すように、上記短冊状の発光ダイオード２１０の配列後、エッチングにより、上記発光ダイオード２１０の長手方向の一端部に段部２１０Ａを形成する。次に、上記発光ダイオード２１０の長手方向の両端部を覆う絶縁膜２１１をＳｉＯ２などで作製する。次に、フォトリソグラフィーにより、上記発光ダイオード２１０の長手方向の一端部のｎ型ＧａＮ層２０２に電極２１２を形成し、上記発光ダイオード２１０の長手方向の一端部の透明電極２０６に電極２１３を形成する。上記電極２１２,２１３は、第１,第２の電極をなし、図示しない配線によって駆動部としての駆動回路１５の電極１６,１８あるいは駆動回路部８５の電極９６,９８に電気的に接続される。この場合、上記駆動回路１５,駆動回路部８５は、上記複数の短冊形状の発光ダイオード２１０を直流で駆動できる。 Next, as shown in FIG. 9C, after the strip-shaped light emitting diodes 210 are arranged, a step portion 210A is formed at one end portion in the longitudinal direction of the light emitting diodes 210 by etching. Next, an insulating film 211 that covers both ends of the light emitting diode 210 in the longitudinal direction is made of SiO 2 or the like. Next, an electrode 212 is formed on the n-type GaN layer 202 at one end in the longitudinal direction of the light emitting diode 210 and an electrode 213 is formed on the transparent electrode 206 at one end in the longitudinal direction of the light emitting diode 210 by photolithography. . The electrodes 212 and 213 are first and second electrodes, and are electrically connected to the electrodes 16 and 18 of the drive circuit 15 serving as the drive unit or the electrodes 96 and 98 of the drive circuit unit 85 by wiring (not shown). . In this case, the drive circuit 15 and the drive circuit unit 85 can drive the plurality of strip-shaped light emitting diodes 210 with a direct current.

また、上記実施形態では、図４Ａ〜図４Ｅを参照して説明したように、基板７１から結晶成長させて棒状の半導体コア７３を形成したが、基板上に形成した半導体層をエッチングして棒状の半導体コアを形成し、この半導体コアを覆う半導体層を形成してもよい。また、上記実施形態において、上記発光ダイオードの最大寸法が１００μｍ以下であることが好ましい。発光ダイオードの最大寸法が１００μｍ以下の微細な場合は、発光ダイオードの向きがランダムでよい本発明に好適となる。また、発光ダイオードのサイズが小さいので、熱が発光領域に篭らず、熱による出力低下や寿命低下を防ぐことができる。   Moreover, in the said embodiment, as demonstrated with reference to FIG. 4A-FIG. 4E, although the crystal | crystallization was grown from the board | substrate 71 and the rod-shaped semiconductor core 73 was formed, the semiconductor layer formed on the board | substrate was etched and rod-shaped. The semiconductor core may be formed, and a semiconductor layer covering the semiconductor core may be formed. Moreover, in the said embodiment, it is preferable that the maximum dimension of the said light emitting diode is 100 micrometers or less. When the maximum dimension of the light emitting diode is 100 μm or less, it is suitable for the present invention in which the direction of the light emitting diode may be random. In addition, since the size of the light emitting diode is small, heat does not spread to the light emitting region, and it is possible to prevent a decrease in output and a life due to heat.

１,８１ プリントヘッド
２,８２ 感光体ドラム
３,８３ ＬＥＤモジュール
５ 駆動回路基板
６,８６ ＬＥＤ部
７,７Ａ,７Ｂ,８７,８７Ａ,８７Ｂ,２１０ 発光ダイオード
８,８８,９９ レンズアレイ
８Ａ,８８Ａ,９９Ａ レンズ
１０,９０ ガラス基板
１１,９１ 第１の電極
１１Ａ,９１Ａ 突出部
１１Ｂ,９１Ｂ 基部
１２,９２ 第２の電極
１２Ａ,９２Ａ 突出部
１２Ｂ,９２Ｂ 基部
１６,１８ 電極
１７,２１,９７,１０１ 配線
３１ コア部
３３ シェル部
３５ 接合面
５１ 絶縁基板
５３ 第１の電極
５３Ａ 突出部
７１ 基板
７３ 半導体コア
７４ａ 半導体層
８５ 駆動回路部
８９ 基礎基板
９６,９８ 電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,81 Print head 2,82 Photosensitive drum 3,83 LED module 5 Drive circuit board 6,86 LED part 7,7A, 7B, 87,87A, 87B, 210 Light emitting diode 8,88,99 Lens array 8A, 88A , 99A Lens 10, 90 Glass substrate 11, 91 First electrode 11A, 91A Protruding part 11B, 91B Base part 12, 92 Second electrode 12A, 92A Protruding part 12B, 92B Base part 16, 18 Electrode 17, 21, 97, DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Wiring 31 Core part 33 Shell part 35 Bonding surface 51 Insulating substrate 53 1st electrode 53A Protrusion part 71 Board | substrate 73 Semiconductor core 74a Semiconductor layer 85 Drive circuit part 89 Base substrate 96,98 Electrode

Claims (4)

複数の発光ダイオードを有するＬＥＤ部と、
上記複数の発光ダイオードを、個別もしくは電気的に並列に接続された複数の発光ダイオード毎に駆動可能な駆動部と
を備え、
上記ＬＥＤ部は、
基板と、
上記基板上に形成された第１の電極と、
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記第１の電極と第２の電極との間に電気的に接続された板状または棒状の複数の発光ダイオードと
を有し、
上記複数の発光ダイオードは、
上記第１の電極にアノードが電気的に接続されていると共に上記第２の電極にカソードが電気的に接続された第１の発光ダイオードと、
上記第１の電極にカソードが電気的に接続されていると共に上記第２の電極にアノードが電気的に接続された第２の発光ダイオードと
からなり、
上記第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードが上記基板上の上記第１の電極と第２の電極との間に極性を揃えないでランダムに入り交じって配置され、
さらに、上記第１の電極を複数有し、
上記複数の第１の電極は、上記複数の発光ダイオードのそれぞれに個別に電気的に接続され、
上記駆動部は、
上記第１,第２の電極に電気的に接続されると共に上記複数の発光ダイオードを交流で駆動することを特徴とするＬＥＤプリントヘッド。 An LED unit having a plurality of light emitting diodes;
A drive unit capable of driving the plurality of light emitting diodes for each of the plurality of light emitting diodes individually or electrically connected in parallel;
The LED section is
A substrate,
A first electrode formed on the substrate;
A second electrode formed on the substrate;
A plurality of plate-shaped or bar-shaped light emitting diodes electrically connected between the first electrode and the second electrode;
The plurality of light emitting diodes are:
A first light emitting diode having an anode electrically connected to the first electrode and a cathode electrically connected to the second electrode;
A second light emitting diode having a cathode electrically connected to the first electrode and an anode electrically connected to the second electrode;
The first light emitting diode and the second light emitting diode are randomly arranged between the first electrode and the second electrode on the substrate without matching the polarity,
And a plurality of the first electrodes,
The plurality of first electrodes are individually electrically connected to each of the plurality of light emitting diodes,
The drive unit is
An LED print head which is electrically connected to the first and second electrodes and drives the plurality of light emitting diodes with an alternating current. 複数の発光ダイオードを有するＬＥＤ部と、
上記複数の発光ダイオードを、個別もしくは電気的に並列に接続された複数の発光ダイオード毎に駆動可能な駆動部と
を備え、
上記ＬＥＤ部は、
基板と、
上記基板上に形成された第１の電極と、
上記基板上に形成された第２の電極と、
上記第１の電極と第２の電極との間に電気的に接続された板状または棒状の複数の発光ダイオードと
を有し、
上記発光ダイオードは、
第１導電型のコア部と、
上記第１導電型のコア部の外周面を被覆する第２導電型のシェル部と
を有し、
上記第１導電型のコア部の外周面の一部が上記第２導電型のシェル部から露出していることを特徴とするＬＥＤプリントヘッド。 An LED unit having a plurality of light emitting diodes;
A drive unit capable of driving the plurality of light emitting diodes for each of the plurality of light emitting diodes individually or electrically connected in parallel;
The LED section is
A substrate,
A first electrode formed on the substrate;
A second electrode formed on the substrate;
A plurality of plate-shaped or bar-shaped light emitting diodes electrically connected between the first electrode and the second electrode;
The light emitting diode is
A core portion of a first conductivity type;
A second conductive type shell portion covering the outer peripheral surface of the first conductive type core portion,
A part of the outer peripheral surface of the first conductive type core part is exposed from the second conductive type shell part. 請求項１または２に記載のＬＥＤプリントヘッドにおいて、
上記第２の電極は、上記複数の第１の電極が上記基板表面に沿って配列されている方向に延在していると共に上記複数の第１の電極に対向しており、
上記第２の電極は、
各上記第１の電極に向かって突出していると共に上記延在方向に沿って並ぶように形成された複数の突出部を有し、
上記第２の電極の突出部に、上記発光ダイオードのカソードもしくはアノードが電気的に接続されていることを特徴とするＬＥＤプリントヘッド。 The LED print head according to claim 1 or 2 ,
The second electrode extends in a direction in which the plurality of first electrodes are arranged along the substrate surface and faces the plurality of first electrodes,
The second electrode is
A plurality of protrusions formed to protrude toward each of the first electrodes and to be aligned along the extending direction;
An LED print head, wherein a cathode or an anode of the light emitting diode is electrically connected to the projecting portion of the second electrode. 請求項１または２に記載のＬＥＤプリントヘッドにおいて、
上記駆動部は、
上記複数の発光ダイオードを個別に駆動可能な駆動回路を有する駆動回路基板であり、
上記ＬＥＤ部は、
上記駆動回路基板上に配置されていることを特徴とするＬＥＤプリントヘッド。 The LED print head according to claim 1 or 2 ,
The drive unit is
A drive circuit board having a drive circuit capable of individually driving the plurality of light emitting diodes;
The LED section is
An LED print head, wherein the LED print head is disposed on the drive circuit board.
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