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
(57)【要約】
【課題】 発光素子の電流分布の変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。 【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。
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
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自己走査型発光素
子アレイチップの配線構造、特に
子アレイチップの配線構造、特に
【０００２】
【従来の技術】自己走査型発光素子アレイは、ボンディ
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。
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。
【０００３】図１は、転送部と発光部を分離した自己走
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。
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。
【０００４】図２は、以上のような自己走査型発光素子
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。
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。
【０００５】図３は、Ａｌ配線１０の各発光素子Ｌの発
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。
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。
【０００６】発光素子アレイチップは長尺な形状である
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。
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。
【０００７】また、ボンディングパッドφI をチップ端
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。
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。
【０００８】発光サイリスタを流れる電流と光出力の関
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。
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。
【０００９】ボンディングパッドφI が、チップ中央あ
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。
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。
【００１０】以上説明した光出力の変動は、発光素子の
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。
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。
【００１１】また従来の配線構造では、次のような問題
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。
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。
【００１２】本発明の目的は、発光素子の電流分布の変
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。
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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、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
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。
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。
【００１４】また、この配線構造は、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構成さ
れている。
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。
【００１５】
【発明の実施の形態】図８は、本発明の配線構造の実施
例を示す図であり、図９は、図８のＢ−Ｂ′線断面図で
ある。
例を示す図であり、図９は、図８のＢ−Ｂ′線断面図で
ある。
【００１６】本実施例をＡｌ配線２０によれば、発光素
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。
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。
【００１７】Ａｌ配線２０は、このような２つの平行な
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。
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。
【００１８】このようにＡｌ配線２０を梯子状にする
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。
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。
【００１９】以上の実施例では、ｄ1 ＝ｄ2 としたが、
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。
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。
【００２０】本実施例の梯子状配線形状は次のような効
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。
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。
【００２１】
【発明の効果】本発明の自己走査型発光素子アレイの配
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。
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。
【００２２】また、Ａｌ配線の橋絡部は、隣接する発光
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。
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。
【図１】転送部と発光部を分離した自己走査型発光素子
アレイの等価回路図である。
アレイの等価回路図である。
【図２】自己走査型発光素子アレイのチップ内の素子配
置を示す図である。
置を示す図である。
【図３】Ａｌ配線の各発光素子の発光領域への接続を示
す一部拡大図である。
す一部拡大図である。
【図４】ボンディングパッドφI をチップ中央に設けた
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。
【図５】ボンディングパッドφI をチップ端部に設けた
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。
【図６】発光サイリスタを流れる電流と光出力の関係を
示す図である。
示す図である。
【図７】図３のＡ−Ａ′線断面図である。
【図８】本発明の配線構造の実施例を示す図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ′線断面図である。
【図１０】ボンディングパッドφI をチップ中央に設け
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。
【図１１】ボンディングパッドφI をチップ端部に設け
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。
１０，２０ Ａｌ配線 １２，２２ 線状部 １４ 接続部 １６ 発光領域 １８ メサ部 ２４ 溝部 ２６ 橋絡部 ２８ 橋絡部の側面
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月１７日（１９９９．１２．
１７）
１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自己走査型発光素
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。
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)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26684799A JP4395674B2 (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 自己走査型発光素子アレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26684799A JP4395674B2 (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 自己走査型発光素子アレイ |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001094155A true JP2001094155A (ja) | 2001-04-06 |
| JP2001094155A5 JP2001094155A5 (ja) | 2006-07-20 |
| JP4395674B2 JP4395674B2 (ja) | 2010-01-13 |
Family
ID=17436499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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