JP2001094155A - 自己走査型発光素子アレイの配線構造 - Google Patents
自己走査型発光素子アレイの配線構造Info
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Abstract
らつき、および発光素子のメサ面による反射光による画
像解像度の低下を抑えることができるようにした、自己
走査型発光素子アレイの配線構造を提供する。 【解決手段】 発光素子周辺のAl配線20の形状を梯
子状にする。Al配線20は、幅d1 の線状部12と、
幅d2 の線状部22とを、発光素子の配列方向に平行に
有している。線状部12からは、各発光領域16へ電流
を供給するための接続部14が延びている。さらに、こ
れらの線状部12,22を橋渡しする複数の橋絡部26
を有し、各橋絡部は隣接する発光素子間の溝部に設けら
れ、遮光壁としても機能する。
Description
子アレイチップの配線構造、特に
ングパッドが少なくてよいのが大きな特徴である。転送
部と発光部を分離した自己走査型発光素子アレイでは、
発光部へ電流を流入させるためのボンディングパッドは
1チップあたり少なくとも1つあればよい。そのチップ
内での配置方法の自由度は高く、チップ端部に配置して
もよく、またチップ中央部に配置してもよい。
査型発光素子アレイの等価回路図である。この発光装置
は、pnpn構造の発光サイリスタよりなるスイッチ素
子T(1)〜T(4)および書き込み用発光素子L
(1)〜L(4)からなる。スイッチ素子部分の構成
は、ダイオード接続を用いている。VGKは電源であり、
負荷抵抗RL を経て各スイッチ素子のゲート電極G1 〜
G3 に接続されている。また、スイッチ素子のゲート電
極G1 〜G3 は、書き込み用発光素子のゲート電極にも
接続される。スイッチ素子T(1)のゲート電極にはス
タートパルスφS が加えられ、スイッチ素子のアノード
電極には、交互に転送用クロックパルスφ1 ,φ2 が加
えられ、書き込み用発光素子のアノード電極には、書き
込み信号φ1 が加えられている。このような自己走査型
発光素子アレイは、本出願人に係る特開平2−2636
68号に既に開示されている種類のものである。
アレイのチップ(128個の発光点を持つ)内の素子配
置を示す。図中、Lは発光素子を、Tはスイッチ素子
を、φ 1 ,φ2 はクロックパルス用ボンディングパッド
を、φS はスタートパルス用ボンディングパッドを、φ
I は書き込み信号用ボンディングパッドを、VGKは電源
用ボンディングパッドを、Dout は出力用ボンディング
パッドを、それぞれ示している。この例では、書き込み
信号用ボンディングパッドφI は、チップの中央部に配
置されている。このボンディングパッドφI より、Al
配線10を経て、各発光素子Lのアノード電極8に電流
を供給する。
光領域16への接続を示す一部拡大図である。Al配線
10は、発光素子のアレイ方向に延びる幅d1 の線状部
12と、発光素子の発光領域16上に延び、図示しない
が絶縁膜に開けられたコンタクトホールを経て、発光領
域上のアノード電極(図示せず)に接続される矩形状の
接続部14とからなる。
のでボンディングパッドφI から各発光素子までのAl
配線10はかなり距離があり、各発光素子に対応する配
線抵抗には発光素子の位置による分布が生じる。このた
め、発光素子に流れる電流は、チップ中央部の発光素子
に流れる電流が最大となり、チップ両端の発光素子にい
くほど、流れる電流は小さくなる。すなわち、電流分布
は、図4に示すように、対称な山形となる。なお、図4
において横軸は128個の発光点の位置を、縦軸はφI
電流(平均値規格化された)を示している。
部に設けた場合、チップ両端の発光素子では、そこに至
る配線長の差が最も大きくなり、これらの発光素子に流
れる電流差は大きい。図5に、この場合の電流分布を示
す。これによればチップ両端での電流は平均値に対して
約1.6%異なる。
係(I−L特性)は図6に示すように非線形な特性をも
つ。I−L特性の直線部分の傾きは20μW/mA程度
であり、例えば、チップ両端での電流は平均値に対して
約1.6%異なれば、光出力の変化率は3%程度と大き
くなる。
るいはチップ端部のいずれに設けられていようとも、光
出力分布が生じる。このようなチップを光プリントヘッ
ドなどの書き込みに使用する場合は、光出力分布は画質
に影響を与えるため好ましくない。
特性が理想的に揃っている場合である。光出力をばらつ
かせる要因は他にもあるので、電流変動による光出力変
動は極力抑えておく必要がある。
がある。図7は図3のA−A′線断面を示すが、発光素
子は基板上に形成されたpnpn半導体構造のサイリス
タよりなる。図では、4個の発光素子L(1),L
(2),L(3),L(4)を示している。このような
発光素子からの光は、その一部が側方に放射され、隣接
する発光素子へ入射する。入射した光は発光素子のメサ
面18により、発光素子の正規の発光に近い方向に反射
される。このような反射光は、画像の解像度を低下させ
るので好ましくない。
動による光出力のばらつき、および発光素子のメサ面に
よる反射光による画像解像度の低下を抑えることができ
るようにした、自己走査型発光素子アレイの配線構造を
提供することにある。
しくはしきい電流が外部から制御可能な制御電極を有す
る3端子スイッチ素子多数個を配列した3端子スイッチ
素子アレイの各スイッチ素子の制御電極を互いに第1の
電気的手段にて接続すると共に、各スイッチ素子の制御
電極に電源ラインを第2の電気的手段を用いて接続し、
かつ各スイッチ素子の残りの2端子の一方にクロックラ
インを接続して形成した自己走査型スイッチ素子アレイ
と、しきい電圧もしくはしきい電流が外部から制御可能
な制御電極を有する3端子発光素子多数個を配列した発
光素子アレイとからなり、前記発光素子アレイの各制御
電極と前記スイッチ素子の制御電極とを接続し、各発光
素子の残りの2端子の一方に発光のための電流を印加す
る書き込み信号ラインを設けた自己走査型発光素子アレ
イにおける、前記発光素子に電流を供給する配線構造に
関するものである。本発明の配線構造は、前記発光素子
の発光領域を取り囲む梯子状形状を有している。
列方向に、前記発光素子の発光領域を挟むようにして平
行に延びる2本の線状部と、隣接する前記発光素子間の
各溝部にそれぞれ設けられ、前記2本の線状部を橋渡し
する複数の橋絡部と、一方の線状部から延び、前記各発
光素子の発光領域に電流を供給する接続部とから構成さ
れている。
例を示す図であり、図9は、図8のB−B′線断面図で
ある。
子周辺のAl配線形状を梯子状にする。すなわち、図3
に示した従来の構造に加えて、d1 と同じ幅であるd2
の幅を有する線状部22を、発光領域16を挟んで、線
状部12と平行に設け、線状部12と22との間であっ
て、発光素子間の溝部24に、橋絡部26を設ける。こ
れら橋絡部26は、図9に示すように、垂直に近い側面
28を有している。
線状部12,22と、発光素子の溝部に設けられ、線状
部12と22とを橋渡しする橋絡部26とにより梯子状
配線構造を形成する。
と、図3の従来構造に比べて、配線抵抗を1/2に抑え
ることができる。したがってφI 電流分布の変動も従来
構造に比べて1/2となる。図10はチップ中央にφI
ボンディングパッドを設けた場合の電流分布を、図11
はチップ端部にφI ボンディングパッドを設けた場合の
電流分布を示す。なお、図10,11においては、比較
のために、図4,5に示した従来の場合の電流分布をも
示している。従来に比べて電流分布の変動量は1/2に
なっている。したがって、光出力のチップ内の分布も低
減される。
幅d2 をd1 よりさらに大きくすれば、配線抵抗をさら
に低下させることができ、チップ内の光出力分布をさら
に小さくすることができる。
果も有する。すなわち、図9において、例えば発光素子
L(2)が発光していると、Al橋絡部26の側面28
は、発光素子の半導体メサ面18に比べて、基板に対し
て垂直に近い面をもつため、L(2)から側方に放射さ
れる光を、上方に反射しない。したがって橋絡部26
は、発光素子間の遮光壁として働く。このため、隣接発
光素子の反射による発光が防止され、解像度の低下を防
ぐ効果がある。
線構造によれば、アレイ状に配列された発光素子の発光
領域を囲むようにAl配線が設けられるので、配線抵抗
が小さくなり、発光素子を流れる書き込み電流の分布が
小さくなる。したがって、光出力分布を小さくできるの
で、光プリンタに用いられる場合には、高い画質を得る
ことができる。
素子間の溝に設けられるので、遮光壁としても働き、発
光素子から側方に放射された光を、発光素子の正規の発
光に近い方向に反射させることがないので、光プリンタ
の画像解像度の低下を抑えることが可能となる。
アレイの等価回路図である。
置を示す図である。
す一部拡大図である。
場合のφI 電流の分布を示す図である。
場合のφI 電流の分布を示す図である。
示す図である。
た場合のφI 電流の分布を、実施例と従来例とを比較し
て示す図である。
た場合のφI 電流の分布を、実施例と従来例とを比較し
て示す図である。
17)
子アレイチップの配線構造、特に発光素子の電流分布の
変動による光出力のばらつきを抑えることができるよう
にした、自己走査型発光素子アレイチップの配線構造に
関する。
Claims (5)
- 【請求項1】しきい電圧もしくはしきい電流が外部から
制御可能な制御電極を有する3端子スイッチ素子多数個
を配列した3端子スイッチ素子アレイの各スイッチ素子
の制御電極を互いに第1の電気的手段にて接続すると共
に、各スイッチ素子の制御電極に電源ラインを第2の電
気的手段を用いて接続し、かつ各スイッチ素子の残りの
2端子の一方にクロックラインを接続して形成した自己
走査型スイッチ素子アレイと、 しきい電圧もしくはしきい電流が外部から制御可能な制
御電極を有する3端子発光素子多数個を配列した発光素
子アレイとからなり、 前記発光素子アレイの各制御電極と前記スイッチ素子の
制御電極とを接続し、各発光素子の残りの2端子の一方
に発光のための電流を印加する書き込み信号ラインを設
けた自己走査型発光素子アレイにおける、前記発光素子
に電流を供給する配線構造において、 前記発光素子の発光領域を取り囲む梯子状形状を有する
ことを特徴とする配線構造。 - 【請求項2】前記発光素子の配列方向に、前記発光素子
の発光領域を挟むようにして平行に延びる2本の線状部
と、 隣接する前記発光素子間の各溝部にそれぞれ設けられ、
前記2本の線状部を橋渡しする複数の橋絡部と、 一方の線状部から延び、前記各発光素子の発光領域に電
流を供給する接続部と、 からなることを特徴とする請求項1記載の配線構造。 - 【請求項3】前記2本の線状部の幅は同じであることを
特徴とする請求項1または2記載の配線構造。 - 【請求項4】前記線状部,橋絡部,接続部は、Alより
なることを特徴とする請求項2または3記載の配線構
造。 - 【請求項5】前記スイッチ素子および前記発光素子は、
pnpn構造の発光サイリスタよりなることを特徴とす
る請求項1〜4のいずれかに記載の配線構造。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP26684799A JP4395674B2 (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 自己走査型発光素子アレイ |
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Family
ID=17436499
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JP26684799A Expired - Lifetime JP4395674B2 (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 自己走査型発光素子アレイ |
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- 1999-09-21 JP JP26684799A patent/JP4395674B2/ja not_active Expired - Lifetime
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