JP2784010B2 - Self-scanning light emitting element array - Google Patents

Self-scanning light emitting element array

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JP2784010B2
JP2784010B2 JP24662988A JP24662988A JP2784010B2 JP 2784010 B2 JP2784010 B2 JP 2784010B2 JP 24662988 A JP24662988 A JP 24662988A JP 24662988 A JP24662988 A JP 24662988A JP 2784010 B2 JP2784010 B2 JP 2784010B2
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Abstract

PURPOSE:To simplify manufacturing steps by connecting second conductivity type semiconductor control electrodes in contact with first conductivity type semiconductor of a light emitting element to which a bias voltage is applied therebetween by resistance elements. CONSTITUTION:Assume that a transfer clock phi3 shows a high level and a light emitting thyristor T(0) is turned ON. In this case, the base of an NPN transistor Tr 2 (0) is set to a potential at which ON current of the T(0) can flow, this potential is transmitted to the bases of NPN transistors Tr2(-1), Tr2(1) of the adjacent T(-1), T(1) through a connecting resistor RL, and the base currents flow. Next clock pulse phi1 of the pulse phi3 is applied to the T(1), T(-2). Since the ON voltages respectively attain the values of ON voltage Vs(1), Vs(-2), if the high level voltage of the clock pulse is set between the ON voltages Vs(1) and Vs(-2), only the T(1) can be turned ON. If the phi1, phi2, phi3 are so set as to be superposed at the high level, the ON state light emitting elements are sequentially transferred. Thus, the light emitting element arrays are connected therebetween by the resistor to simply manufacture it in simple manufacturing steps.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、例えば発光素子を同一基板上に集積した、
発光素子アレイへの自己走査機能の付与に関するもので
ある。
The present invention is, for example, integrated light emitting elements on the same substrate,
The present invention relates to providing a self-scanning function to a light emitting element array.

【従来の技術】[Prior art]

発光素子の代表的なものとしてLED(Light Emitting
Diode)及びLD(Laser Diode)が知られている。 LEDは化合物半導体(GaAs、GaP、AlGaAs等)のPNまた
はPIN接合を形成し、これに順方向電圧を加えることに
より接合内部にキャリアを注入し、その再結合の過程で
生じる発光現象を利用するものである。 またLDはこのLED内部に導波路を設けた構造となって
いる。あるしきい値電流以上の電流をながすと注入され
る電子−正孔対が増加し反転分布状態となり、誘導放射
による光子の増倍(利得)が発生し、へき開面などを利
用した平行な反射鏡で発生した光が再び活性層に帰還さ
れレーザ発振が起こる。そして導波路の端面からレーザ
光が出ていくものである。 これらLED、LDと同じ発光メカニズムを有する発光素
子として発光機能を持つ負性抵抗素子(発光サイリス
タ、レーザサイリスタ等)も知られている。発光サイリ
スタは先に述べたような化合物半導体でPNPN構造を作る
ものであり、シリコンではサイリスタとして実用化され
ている(青木昌治編著、「発光ダイオード」工業調査
会、pp167〜169参照)。 この発光サイリスタの基本構造及び電流−電圧特性を
第9図、第10図に示す。第9図に示す構造は、N形GaAs
基板上にPNPN構造を形成したもので通常のサイリスタと
まったく同じ構造である。第10図も同様に通常のサイリ
スタとまったく同じS字形負性抵抗を表している。サイ
リスタも第9図の2端子のみでなく、第11図に示す3端
子サイリスタも知られている。この3端子サイリスタの
ゲートはON電圧を制御する働きを持ち、ON電圧はゲート
電圧に拡散電位を加えた電圧となる。またONした後、ゲ
ート電極はカソード電位とほぼ一致するようになる。カ
ソード電極が接地されていればゲート電極は零ボルトと
なる。またこの発光サイリスタは外部から光を入射する
ことによりそのしきい電圧が低下することが知られてい
る。 さらにこの発光サイリスタの中に導波路を設けLDとま
ったく同じ原理でレーザサイリスタを形成する事もでき
る(田代他、1987年秋応用物理学会講演、番号18p−ZG
−10)。 これらの様な発光素子、特にLEDは化合物半導体基板
上に多数個作られ、切断されて一つづつの発光素子とし
てパッケージングされ販売されている。また密着イメー
ジセンサ用及びプリンタ用光源としてのLEDは一つのチ
ップ上に複数個のLEDを並べたLEDアレイとして販売され
ている。 一方密着形イメージセンサ、LEDプリンタ等では読み
取るポイント、書き込むポイントを指定するため、これ
ら発光素子による発光点の走査機能(光走査機能)が必
要である。 しかし、これらの従来の発光素子を用いて光走査を行
うためには、LEDアレイのなかに作られている一つ一つ
のLEDをワイヤボンディング等の技術により駆動ICに接
続し、このICで一つ一つのLEDを駆動させる必要があっ
た。このためLEDの数が多い場合、同数のワイヤボンデ
ィングが必要で、かつ、駆動ICも数多く必要となりコス
トが高くなってしまうという欠点があった。またこれは
駆動ICを設置するスペースを確保することが必要とな
り、コンパクト化が困難という欠点を誘発していた。ま
たLEDを並べるピッチもワイヤボンディングの技術で定
まり、短ピッチ化が難しいという欠点があった。 そこで発明者らは発光素子アレイ自身に自己走査機能
をもたせることにより、先に挙げたワイヤボンディング
の数の問題、駆動ICの問題、コンパクト化、短ピッチ化
の問題を解決する発明を行なった(特願昭63−65392、
「発光素子アレイとその駆動方法」)。この先の発明の
内容を以下簡単に記す。 先の発明の主旨は、発光素子のターンオン電圧または
電流が、べつの発光素子のON状態によって影響を受ける
よう、即ち、相互作用をするよう構成することにより発
光の自己走査機能を実現することである。 第12図に先の発明の実施例の第1の例を示す。これは
発光素子として先に述べた発光サイリスタを用い、発生
した光の一部が隣接する発光サイリスタに入射するよう
構成したもので、光が入った発光サイリスタのON電圧が
低下する現象を利用するものである。今転送クロックパ
ルスφがハイレベルとなり、発光サイリスタT(0)
がONしているとする。このためその両側に位置する発光
サイリスタT(−1)、T(1)のON電圧が低下する。
このため次の転送クロックパルスφにハイレベル電圧
が印可されるとT(1)のみONさせる事が可能となる。
これから自己走査を行なうことができる。 第13図に第12図の構成のデバイス構造を示す。N形Ga
As基板上にP形(23)、N形(22)、P形(21)からな
る発光サイリスタを設け、それぞれのP形(21)層に接
触した電極(40)に転送クロックラインを接続した構成
となっている。動作は先に説明した通りである。 第14図に先の発明の実施例の第2の例を示す。第11図
に示した三端子サイリスタのゲート端子RL、RIをお互い
に接続した構成である。今転送クロックパルスφがハ
イレベル電圧となり発光サイリスタT(0)がON状態に
なっているとする。このときノードG0はほぼ零ボルトと
なっている。すると抵抗ネットワークから電流が流れ、
発光サイリスタT(0)に近いノードが最も電圧が引き
下げられ、離れていくほど影響は少なくなる。次の転送
クロックφにハイレベル電圧が加わると発光サイリス
タT(1)とT(−2)がON可能となるが、ノードG1
ほうがノードG-2より低い電圧となっているため、発光
サイリスタT(1)のみをONさせることができる。これ
から自己走査を行なうことができる。 第15図に第14図の構成のデバイス構造を示す。N形Ga
As基板上にP形(23)、N形(22)、P形(21)からな
る発光サイリスタを設け、それぞれのP形(21)層に接
触した電極(40)に転送クロックラインを接続し、また
それぞれのN形(22)層に接触したゲート電極(41)を
RL、RIでお互いに接続した構成となっている。この動作
は第14図と全く同じである。 以上簡単に説明した先発明により、ワイヤボンディン
グの数の問題、駆動ICの問題、コンパクト化、短ピッチ
化の問題等を解決することが可能となった。
LED (Light Emitting) is a typical light emitting element.
Diode) and LD (Laser Diode) are known. LEDs form a PN or PIN junction of a compound semiconductor (GaAs, GaP, AlGaAs, etc.) and apply a forward voltage to inject carriers into the junction and use the light emission phenomenon that occurs during the recombination process. Things. The LD has a structure in which a waveguide is provided inside the LED. When a current higher than a certain threshold current is passed, the number of injected electron-hole pairs increases to form a population inversion state, photon multiplication (gain) occurs by stimulated emission, and parallel reflection using a cleavage plane or the like. The light generated by the mirror is returned to the active layer again, and laser oscillation occurs. Then, the laser light is emitted from the end face of the waveguide. As a light emitting element having the same light emitting mechanism as these LEDs and LDs, a negative resistance element (light emitting thyristor, laser thyristor, etc.) having a light emitting function is also known. The light-emitting thyristor is a compound semiconductor having a PNPN structure as described above, and has been practically used as a thyristor in silicon (see “Light-emitting Diode” Industrial Research Committee, edited by Shoji Aoki, pp. 167-169). The basic structure and current-voltage characteristics of this light emitting thyristor are shown in FIG. 9 and FIG. The structure shown in FIG. 9 is an N-type GaAs
It has a PNPN structure formed on a substrate and has exactly the same structure as a normal thyristor. FIG. 10 also shows the same S-shaped negative resistance as that of a normal thyristor. As the thyristor, not only the two-terminal thyristor shown in FIG. 9 but also a three-terminal thyristor shown in FIG. 11 is known. The gate of the three-terminal thyristor has a function of controlling the ON voltage, and the ON voltage is a voltage obtained by adding a diffusion potential to the gate voltage. After being turned on, the gate electrode becomes substantially equal to the cathode potential. If the cathode electrode is grounded, the gate electrode will be at zero volts. Further, it is known that the threshold voltage of the light emitting thyristor is lowered when light is incident from the outside. Furthermore, a laser thyristor can be formed by providing a waveguide in this light-emitting thyristor and using the same principle as that of an LD (Tashiro et al., 1987 Autumn Applied Physics Conference lecture, number 18p-ZG).
-10). A large number of such light-emitting elements, particularly LEDs, are manufactured on a compound semiconductor substrate, cut, packaged as individual light-emitting elements, and sold. Also, LEDs as light sources for contact image sensors and printers are sold as LED arrays in which a plurality of LEDs are arranged on one chip. On the other hand, in a contact type image sensor, an LED printer, and the like, a scanning function (light scanning function) of a light emitting point by these light emitting elements is required in order to designate a reading point and a writing point. However, in order to perform optical scanning using these conventional light emitting elements, each LED made in the LED array is connected to a driving IC by a technique such as wire bonding, and this IC is used for one-shot operation. Each LED had to be driven. For this reason, when the number of LEDs is large, the same number of wire bondings are required, and a large number of drive ICs are required, resulting in high costs. In addition, this necessitates securing a space for installing the drive IC, which has caused a drawback that it is difficult to reduce the size. Also, the pitch at which the LEDs are arranged is determined by wire bonding technology, and there is a disadvantage that it is difficult to reduce the pitch. Therefore, the inventors have made the invention to solve the above-mentioned problems of the number of wire bondings, the problem of the drive IC, the compactness, and the short pitch by giving the light emitting element array itself a self-scanning function ( Japanese Patent Application No. 63-65392,
“Light-emitting element array and driving method thereof”). The contents of the present invention will be briefly described below. The gist of the above invention is to realize a self-scanning function of light emission by configuring the turn-on voltage or current of the light emitting element to be influenced by the ON state of another light emitting element, that is, by making the light emitting element interact. is there. FIG. 12 shows a first example of the embodiment of the present invention. This uses the light-emitting thyristor described above as a light-emitting element, and is configured so that a part of generated light is incident on an adjacent light-emitting thyristor, and utilizes a phenomenon in which the ON voltage of the light-emitting thyristor containing light is reduced. Things. Now transfer clock pulse φ 3 is at a high level, the light-emitting thyristor T (0)
Is turned on. For this reason, the ON voltages of the light emitting thyristors T (-1) and T (1) located on both sides thereof are reduced.
Thus the high level voltage becomes possible to be the T (1) only is ON applied to the next transfer clock pulse phi 1.
The self-scanning can now be performed. FIG. 13 shows the device structure of the configuration shown in FIG. N-type Ga
A light emitting thyristor composed of a P-type (23), an N-type (22), and a P-type (21) was provided on an As substrate, and a transfer clock line was connected to an electrode (40) in contact with each of the P-type (21) layers. It has a configuration. The operation is as described above. FIG. 14 shows a second example of the embodiment of the present invention. The gate terminal R L of the three-terminal thyristor shown in FIG. 11, a configuration of connecting the R I to each other. Now transfer clock pulses phi 3 is a light-emitting thyristor T to the high level voltage (0) is in the ON state. In this case the node G 0 is nearly zero volts. Then current flows from the resistor network,
The voltage of the node closest to the light emitting thyristor T (0) is reduced most, and the farther away from the node, the less the effect is. Although the next transfer clock phi 1 to a high level voltage is applied emitting thyristor T (1) and T (-2) is enabled ON, because the more the node G 1 is has a lower voltage than node G -2, Only the light emitting thyristor T (1) can be turned on. The self-scanning can now be performed. FIG. 15 shows the device structure of the configuration shown in FIG. N-type Ga
A light emitting thyristor composed of a P-type (23), an N-type (22), and a P-type (21) is provided on an As substrate, and a transfer clock line is connected to an electrode (40) in contact with each P-type (21) layer. And the gate electrode (41) in contact with each N-type (22) layer
R L and R I are connected to each other. This operation is exactly the same as in FIG. According to the prior invention briefly described above, it has become possible to solve the problem of the number of wire bonding, the problem of the drive IC, the problem of downsizing, the short pitch, and the like.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

第12図、第13図の構成例(光結合による方法)ではゲ
ート電極を設ける必要がなく構造が簡単で、簡単な製造
工程で製造できる。しかしながら第14図、第15図に示し
た構成例(電気的接続による方法)ではゲート電極を設
ける必要があること、及び抵抗RL、RIを設けこれらを互
いに内部配線する必要がある等、構造が比較的複雑で製
造工程も複雑となっている。このため電気的接続による
方法では製造コストが比較的高くなるという問題点があ
った。
12 and 13 (method by optical coupling), there is no need to provide a gate electrode, the structure is simple, and the device can be manufactured by a simple manufacturing process. However, in the configuration example shown in FIGS. 14 and 15 (method by electrical connection), it is necessary to provide a gate electrode, and it is necessary to provide resistances R L and R I and internally wire them to each other. The structure is relatively complicated and the manufacturing process is also complicated. For this reason, the method using electrical connection has a problem that the manufacturing cost is relatively high.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明は電気的手段により接続する方法を改良し、電
気的手段により接続する方法によっても、簡単な製造工
程にて製造することを可能とするものである。 製造方法を簡単化するための手段として、先の発明の
例で示したような発光素子のクロックラインの接続され
た第1導電形半導体に接する第2導電型半導体(前記例
ではN形ゲート電極)間を抵抗RL、RIを介して電気的に
接続する方法(電位結合)を取らず、発光素子のバイア
ス電圧が印加される第2導電型半導体に接する第1導電
型半導体(前記例ではP形ゲート電極)間を抵抗で接続
(電流誘導結合)するよう構成したものである。さらに
好ましくは、接続用抵抗を発光素子のゲート層(前記例
ではP形半導体層)そのものを使用するよう構成したも
のである。これにより製造方法をより簡略化することが
可能となる。 本発明は、しきい電圧もしくはしきい電流を制御する
ための制御電極を有する積層半導体型発光素子を多数
個、一次元、二次元、もしくは三次元的に配列し、各発
光素子の制御電極を、近傍に位置する少なくとも2つの
発光素子の制御電極と互いに電気的手段にて接続したネ
ットワーク配線を形成し、各発光素子に、外部から電圧
もしくは電流を印加させるクロックラインを接続した発
光素子アレイであって、該電気的手段を、該発光素子
の、バイアス電圧が印加される第1導電型半導体に接す
る第2導電型半導体制御電極間を抵抗素子を用いて接続
したものである。 本発明に使用する積層半導体型発光素子としては、し
きい電圧もしくはしきい電流が外部から制御可能な素
子、例えばP導電形半導体領域及びN導電形半導体領域
を複数積層した負性抵抗を有する発光素子、を用いるこ
とができる。 また、該抵抗素子として該発光素子を形成する第1ま
たは第2導電型半導体層を用いると、製造方法をより簡
略化できるので好ましい。
The present invention is an improvement of the method of connection by electrical means, and enables the manufacture by simple manufacturing steps also by the method of connection by electrical means. As a means for simplifying the manufacturing method, a second conductivity type semiconductor (an N-type gate electrode in the above example) in contact with the first conductivity type semiconductor connected to the clock line of the light emitting element as shown in the example of the above invention is used. ) Are connected electrically via resistors R L and R I (potential coupling), and the first conductivity type semiconductor in contact with the second conductivity type semiconductor to which the bias voltage of the light emitting element is applied (the above example) In this case, the P-type gate electrodes are connected by a resistor (current inductive coupling). More preferably, the connection resistor is configured to use the gate layer (P-type semiconductor layer in the above example) of the light emitting element itself. This makes it possible to further simplify the manufacturing method. The present invention provides a large number of stacked semiconductor light-emitting elements having a control electrode for controlling a threshold voltage or a threshold current, one-dimensionally, two-dimensionally, or three-dimensionally arranged, and a control electrode of each light-emitting element. A light-emitting element array in which a control electrode of at least two light-emitting elements located in the vicinity is connected to each other by electrical means, and a network line is connected to each light-emitting element to apply a voltage or current from outside. The electrical means is such that a second conductive type semiconductor control electrode of the light emitting element which is in contact with the first conductive type semiconductor to which a bias voltage is applied is connected using a resistance element. As the stacked semiconductor light emitting device used in the present invention, a device whose threshold voltage or threshold current can be controlled from the outside, for example, a light emitting device having a negative resistance in which a plurality of P conductive semiconductor regions and N conductive semiconductor regions are stacked. Element can be used. Further, it is preferable to use the first or second conductive semiconductor layer for forming the light-emitting element as the resistance element because the manufacturing method can be further simplified.

【作用】[Action]

本発明では、発光素子のバイアス電圧が印加される第
1導電型半導体に接する第2導電型半導体(ゲート電
極)間を抵抗素子で接続しているため、ONした発光素子
から電気的手段にて接続された発光素子へ電流が流れ込
み、電気的手段にて接続された発光素子のしきい電圧を
低下し、ON状態転送(自己走査)の引金を形成する。 さらには、該抵抗素子として発光素子の第2導電型半
導体層(ゲート層)を使用できるため、実施例にて詳細
に説明するようにより簡単な製造工程で自己走査可能な
発光素子アレイ製造することが可能となる。
In the present invention, since the second conductivity type semiconductor (gate electrode) in contact with the first conductivity type semiconductor to which the bias voltage of the light emitting element is applied is connected by a resistance element, the light emitting element which is turned on is electrically connected to the semiconductor. A current flows into the connected light emitting element, which lowers the threshold voltage of the connected light emitting element by electrical means, and triggers ON state transfer (self-scanning). Further, since the second conductivity type semiconductor layer (gate layer) of the light emitting element can be used as the resistance element, a self-scanning light emitting element array can be manufactured by a simpler manufacturing process as described in detail in the embodiment. Becomes possible.

【実施例】【Example】

<実施例1> 実施例1の原理の等価回路図を第1図に示す。これは
発光しきい電圧、電流が外部から制御できる発光素子の
一例として、最も標準的な三端子の発光サイリスタを用
いた場合を表している。発光サイリスタT(−2)〜T
(+2)は一列に並べられた構成となっている。各発光
サイリスタはトランジスタTr1、Tr2の組合せとして表わ
される。トランジスタTr1はPNPトランジスタであり、ト
ランジスタTr2はNPNトランジスタである。発光サイリス
タ間の接続用抵抗RLはNPNトランジスタTr2のベース間に
接続される。各単体発光サイリスタのアノード電極に、
3本の転送クロックライン(φ、φ、φ)が順次
繰り返していっぽんづつ接続される。クロックラインに
は、クロックラインの電流制限用抵抗Rcが設けられる。 動作を説明する。まず転送クロックφがハイレベル
となり、発光サイリスタT(0)がONしているとする。
この時、NPNトランジスタTr2(0)のベースは発光サイ
リスタT(0)のON電流を流せる電位に設定されてい
る。この電位が接続抵抗RLを通じて隣接する発光サイリ
スタT(−1)、T(1)のNPNトランジスタTr2(−
1)、Tr2(1)のベースに伝達され、これらのベース
電流が流れる。但し転送クロックラインφ、φがロ
ーレベルである限り発光サイリスタT(−1)、T
(1)はOFF状態のままである。さてこの接続抵抗RL
小さければNPNトランジスタTr2(−1)、Tr2(1)は
発光サイリスタT(0)のON電流と同じ電流を流す能力
を持っている。しかし接続抵抗RLが大きければ、NPNト
ランジスタTr2(−1)、Tr2(1)のベース電流が接続
抵抗RLにより制御され、NPNトランジスタTr2(−1)、
Tr2(1)の電流駆動能力は低下する。NPNトランジスタ
Tr2(−1)、Tr2(1))よりさらに遠方に位置するNP
NトランジスタTr2(−2)、Tr2(2)のベース電流は
さらに小さくなり、これらの電流駆動能力はもっと低下
することになる。 このNPNトランジスタTr2のベース電流量、即ち電流駆
動能力が大きくなると発光サイリスタのON電圧が低下す
ることが知られている。第2図にその様子を示す。横軸
がアノード電圧(PNPトランジスタTr1のエミッタ電圧)
であり、縦軸がアノード電流である。ここで、ON電圧Vs
は外部から全く影響のない場合のON電圧であり、ON電圧
Vs(1)は発光サイリスタT(1)の、ON電圧Vs(−
2)は発光サイリスタT(−2)のON電圧を表わす。ON
状態を維持するために必要な最小電流はホールド電流Vh
と呼ばれる。ONしている発光サイリスタT(0)に最も
近い発光サイリスタT(−1)、T(1)は上に述べた
理由でONで電圧が低下し、ON電圧Vs(1)になる。次に
近い発光サイリスタT(−2)、T(2)はベース電流
の影響が小さくON電圧Vs(−2)となる。 さて第1図においてクロックパルスφの次のクロッ
クパルスφは発光サイリスタT(1)、T(−2)に
印加される。これらのON電圧は上に述べた理由からそれ
ぞれON電圧Vs(1)、Vs(−2)の値となっているた
め、クロックパルスのハイレベル電圧をON電圧Vs
(1)、Vs(−2)の間に設定しておくと発光サイリス
タT(1)のみをONさせることができる。これから各ク
ロックパルスφ、φ、φをそのハイレベルが互い
に重なりあうように設定しておくと、ON状態発光素子が
順次転送されていくことになる。これから自己走査可能
な発光素子アレイを実現することができる。 以上より本実施例では発光素子間を接続する抵抗が1
つで済み、これから簡単な製造工程にて形成できること
がわかる。 本実施例では転送クロックパルスが3相の場合で動作
を説明したが、3相以上であってももちろん動作する。
さらに第1図では発光素子を一列に並べているが、配列
を直線にする必要はなく、応用によって蛇行させてもよ
いし、途中から二列以上に増やすことも可能である。ま
たこの説明では発光サイリスタに限定して説明したが同
様な機能を持つデバイスであればこれに限られず何であ
っても良い。 本発明の別の実施例でも説明するが、発光素子として
レーザサイリスタであってもよい。この駆動方法は発光
素子を単体部品で構成してもよく、また次の実施例で示
すようになんらかの方法により集積化してもよい。 <実施例2> 実施例1では等価回路を示し説明したが、実施例2で
は実施例1を集積化して作成する場合の構成について説
明するものである。本実施例の要点は電気的結合を行な
うための接続用抵抗を発光素子の一部を利用して設ける
ことにより、発光サイリスタと同じ工程で、抵抗素子ま
で形成することのできる構造にある。 本発明の構造断面概念図を第3図に示す。接地された
N形GaAs基板(1)上にN形半導体層(24)、P形半導
体層(23)、N形半導体層(22)、P形半導体層(21)
の各層を形成する。そしてホトリソグラフィ等及びエッ
チングにより、各単体発光素子T(−2)〜T(2)に
分離する(分離溝(50))。 N形GaAs基板(1)はこのサイリスタのカソードとし
て働き接地される。各単体発光素子のアノードとなるP
形半導体層(21)には転送クロッククラインφ
φ、φがそれぞれ2素子おきに接続される。この構
成において特徴はサイリスタを構成するP形半導体層
(23)が各素子を通して接続されていることである。こ
のP形半導体層(23)の内部抵抗が実施例1の第1図に
示した接続抵抗RLとなる。 第4図に構造平面概念図を示す。これは第3図を上か
らみた図となっている各発光素子T(−2)〜T(2)
において内側の四角形はP形半導体層(21)を示し、そ
のまわりの部分はP形半導体層(23)を示している。こ
の構造においてP形半導体層(23)には切込み(55)が
形成されている。これは実施例1にて説明した接続抵抗
RLの値を変化させるためのもので、切込み(55)を大き
く取れば接続抵抗RLは大きくなる。従って本実施例では
接続抵抗RLを自由に変化させ、最適化させることがで
き、転送動作をより安定化させることが可能となる。 本実施例の構成は実施例1(第1図)に示した等価回
路と全く同じ構成であり、全く同じ動作をする。従っ
て、転送クロックφ、φ、φのハイレベル電圧を
順番に互いに少しづつ重なるように設定すれば、発光サ
イリスタのON状態は順次転送されていく。即ち、発光点
が順次転送される。 以上より本実施例ではゲート電極を設ける必要がな
く、かつ発光素子間を接続する抵抗が1つで済み、さら
には接続抵抗RLを発光素子を構成する半導体層にて形成
できる。これから簡単な製造工程に形成できることがわ
かる。 本実施例では転送クロックパルスとして、φ
φ、φの3相を想定したが、より安定な転送動作を
求める場合にはこれを4相、5相と増加させてもよい。 また本実施例では発光サイリスタの構造を最も簡単な
場合について示したが、発光効率を上げるために、より
複雑な構造、層構成を導入することも本発明の範囲に含
まれる。その具体的な例としてダブルヘテロ構造の採用
が挙げられる。一例を第16図に示す(田代他1987年春応
用物理学会講演、番号28p−ZE−8)。これはN形GaAs
基板上に0.5μmのN形GaAs層を積み、その上にバンド
ギャップの広いN形AlGaAsを1μm、P形GaAs層を5n
m、N形GaAs層を1μm、バンドギャップの広いP形AlG
aAsを1μm、そして取り出し電極とのオーミック接触
をとるためのP形GaAs層を0.15μm積層した構成であ
る。発光層は間に挟まれた、1μmのN形GaAs層であ
る。これは注入された電子、正孔がバンドギャップの狭
いGaAs層に閉じ込められ、この領域で再結合し発光す
る。 またここではPNPNのサイリスタ構成を例に説明した
が、この電位を検知し、しきい電圧が低下し、これを利
用して転送動作を行わせるという構成は、PNPN構成のみ
に限られず、その機能が達成できる素子であれば特に限
定されない。例えば、PNPN4層構成でなく、6層以上の
構成でも同様な効果を期待でき、まったく同様な自己走
査機能を達成することが可能である。さらには静電誘導
(SI)サイリスタまたは電界制御サイリスタ(FCT)と
呼ばれるサイリスタを用いてもまったく同様であり、本
考案に含まれるものである。このSIサイリスタまたはFC
Tは電流ブロックとして働く中央のP形半導体層を空乏
層で置き換えた構造となっている(S.M.Sze 著、Physic
s of Semiconductor Devices、2nd Edition pp238−24
0)。 <実施例3> 実施例3を第5図、第6図に示す。この実施例は実施
例2の、より現実的な構造を示したものである。第5図
に本実施例の平面図を、第6図に第5図のX−X′ライ
ンの断面図を示す。 平面図第5図について説明する。転送クロックライン
φ、φ、φはスルーホールC2を通して下にあるア
ノード電極(40)に接続される。このアノード電極(4
0)はコンタクト孔C1を通して各発光素子のP形半導体
層(21a)に接続される。各発光素子T(−2)〜T
(2)に於て、四角形のP形半導体層(21a)の外側に
描かれているのはP形半導体層(23)である。この層は
実施例2で述べたように切込み(55)が刻まれ、接続抵
抗RLが最適化できるよう構成されている。 断面図第6図について説明する。発光素子はN形GaAs
基板上にN形GaAs層(24b)、N形AlGaAs層(24a)、P
形GaAs層(23)、N形GaAs層(22)、P形AlGaAs層(21
b)、P形GaAs層(21a)の各層を形成する。そしてホト
リソグラフィ等及びエッチングにより、各単体発光素子
に分離する(分離溝(50))。また溝(55)は接続用抵
抗RLの値を変化させるための切込み溝である。本断面図
では示していないが接続用抵抗RLはP形半導体層(23)
(この例ではGaAs層)を用いている。絶縁層(30)は、
アノード電極(40)と各半導体層との電気的分離を行な
っている。この絶縁層(30)の材質として発光素子間の
光分離という意味で本発光素子からの光が透過しないよ
うな物質を用いることが望ましい。またはこの層を複数
の層からなる多層膜とし、絶縁機能と光分離機能を持た
せてもよい。但し光分離機能を持たせた場合、光が外部
に取り出せるように窓部を別に設けておく必要がある。
層間絶縁層(31)はアノード電極(40)とクロックライ
ンとの絶縁分離を行なう。 本実施例3の製造工程を説明する。まずN形GaAs基板
(1)上にN形GaAs層(24b)、N形AlGaAs層(24a)、
P形GaAs層(23)、N形GaAs層(22)、P形AlGaAs層
(21b)、P形GaAs層(21a)の各層を順次形成する。そ
して分離溝(50)を形成し、発光素子間の分離を行な
う。次に切込み溝(55)を形成し、接続抵抗RLの形成を
行なう。絶縁膜(30)を形成し、コンタクト孔(C1)を
設ける。電極(40)を形成する。層間絶縁膜(31)を形
成して、スルーホールC2を設け、クロックライン電極φ
、φ、φを形成する。以上の工程により本実施例
3の構造が完成する。 以上より本実施例ではゲート電極を設ける必要がな
く、かつ発光素子間を接続する抵抗が1つで済み、さら
には接続抵抗RLを発光素子を構成する半導体層にて形成
できる。これから簡単な製造工程にて形成できることが
わかる。 この工程の順序は必ずしも上記のとおりである必要は
なく、例えば分離溝(50)と切込み溝(55)の形成順序
が逆転していてもよい。また第4図の上にさらに透光性
絶縁膜を設け、信頼度を向上させるようにしてもよい。
さらには発光素子上の絶縁膜が厚くなり光透過率が低下
することを嫌うなら、発光素子の上部絶縁膜の一部また
は全部をホトエッチング等の方法により除去してもよ
い。またここでは半導体層としてGaAs、AlGaAsを用いた
が、これに限らず他の半導体を用いても良い。 <実施例4>レーザへの応用 いままでの実施例の説明は発光素子として発光サイリ
スタを念頭に説明してきた。しかし本発明は発光サイリ
スタに限られるものでなく、例えばレーザサイリスタを
用いても全く同様に動作する。以下の実施例にてレーザ
サイリスタを用いた場合を説明する。 第7図、第8図に実施例4の構造図を示す。これは本
発明をレーザに適用した場合を示す。第7図は本実施例
4の平面図を、第8図は断面図を示す。 製造方法を概説する。N形GaAs基板(1)上にN形Al
GaAs(25)、P形AlGaAs(24)、I形(ノンドウプ)Ga
As(23)、N形AlGaAs(22)、P形AlGaAs(21)、上部
電極(20)を順次積層する(P形AlGaAs(21)と上部電
極(20)との間にオーミック接触を良好とするためにP
形GaAs層を挟む場合もある)。次にホトエッチングによ
り上部電極(20)を図中N形AlGaAs層(25)の幅と同じ
幅を持つ長方形に加工し、これをマスクとして、P形Al
GaAs(21)〜P形AlGaAs(24)の各層をエッチングす
る。この時に素子間の分離溝(50)が形成される。次に
ホトエッチングにより同じ上部電極(20)をさらにエッ
チングし、10μm以下の幅を持つストライプ状パターン
(レーザサイリスタの電流注入部)を設ける。これをマ
スクとして、P形AlGaAs(21)N形AlGaAs(22)の層を
エッチングする。N形AlGaAs(22)層は全部除去せず一
部残すようにする。さらにホトエッチングにより切込み
溝(55)を形成する。そして絶縁膜(30)を成膜する。
この絶縁膜は絶縁と光遮蔽の二つの機能を持つようにし
たものが望ましく、複数種類の膜をもちいて形成しても
よい。この絶縁膜として例えばSiO2膜を使用した場合、
GaAsの発光波長である870nmを透過するため、光結合を
誘発する可能性があり、その間に例えば非晶質シリコン
のような光吸収物質による光遮蔽膜を設ける必要がある
可能性があるからである。次にホトエッチングによりコ
ンタクト穴(C1)を設け、転送クロックライン用の配線
金属を蒸着またはスパッタ等により形成し、ホトエッチ
ングにより転送クロックライン(φ、φ、φ)を
形成する。そして最後にへき開等の手法によりレーザ光
出力側の端面を平行度よく形成し、本実施例の構造がで
きあがる。 尚レーザの構造は本構造にかぎられるものではなく、
例えばTJS形、BH形、CSP形、VSIS形等を用いてももちろ
んよい(S.M.Sze 著、Physics of Semiconductor Devic
es,2nd Edition pp724−730)。また材料についてもAlG
aAsを主体に説明したが、これ以外の材料(例えばAlGaI
nP、InGaAsP、ZnSe等)であってもよい。 尚、以上述べてきた本発明の一連の実施例は基板とし
て半導体基板を用い、その電位を零ボルト(接地)とし
た例を示してきたが、本考案はこれに限られず基板とし
て他の物質を用いてもよい。もっとも近い例でいえばク
ロム(Cr)等をドウプした半絶縁性GaAs基板上に実施例
のn形GaAs基板に相当するn形GaAs層を形成し、この上
に実施例で説明した構造を形成してもよい。また例えば
ガラス、アルミナ等の絶縁基板上に半導体膜を形成し、
この半導体を用いて実施例の構造を形成してもよい。 また実施例で示してきた構成において、導電型のPと
Nをそれぞれ逆転してもバイアス条件等を反転すれば全
く同様に動作し、本発明の範囲に含まれる。 <応用例> 以上の実施例にて説明したきた自己走査可能な発光素
子アレイは先の発明(特願昭63−65392、「発光素子ア
レイとその駆動方法」)と同じく各種応用が期待でき
る。例として先の発明においても説明したが光走査の密
着イメージセンサ、光プリンタの書き込みヘッド、ディ
スプレイ等が挙げられ、これらの機器の低価格化、高性
能化に大きな寄与をすることができる。
First Embodiment FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of the principle of the first embodiment. This shows the case where the most standard three-terminal light-emitting thyristor is used as an example of a light-emitting element whose light-emitting threshold voltage and current can be externally controlled. Light-emitting thyristors T (-2) to T
(+2) has a configuration arranged in a line. Each light emitting thyristor is represented as a combination of transistors Tr1, Tr2. The transistor Tr1 is a PNP transistor, and the transistor Tr2 is an NPN transistor. The connection resistance RL between the light emitting thyristors is connected between the bases of the NPN transistor Tr2. The anode electrode of each light emitting thyristor,
The three transfer clock lines (φ 1 , φ 2 , φ 3 ) are sequentially and repeatedly connected. The clock line is provided with a current limiting resistor Rc for the clock line. The operation will be described. The transfer clock phi 3 becomes the high level first, and the light-emitting thyristor T (0) is turn ON.
At this time, the base of the NPN transistor Tr2 (0) is set to a potential at which the ON current of the light emitting thyristor T (0) can flow. This potential is applied to the NPN transistors Tr2 (−) of the adjacent light emitting thyristors T (−1) and T (1) through the connection resistance RL.
1), are transmitted to the base of Tr2 (1), and these base currents flow. However, as long as the transfer clock lines φ 1 and φ 2 are at a low level, the light emitting thyristors T (−1), T (
(1) remains in the OFF state. If the connection resistance RL is small, the NPN transistors Tr2 (-1) and Tr2 (1) have the ability to flow the same current as the ON current of the light emitting thyristor T (0). However, if the connection resistance RL is large, the base current of the NPN transistor Tr2 (-1), Tr2 (1) is controlled by the connection resistance RL , and the NPN transistor Tr2 (-1),
The current driving capability of Tr2 (1) decreases. NPN transistor
NP located farther than Tr2 (-1), Tr2 (1))
The base currents of the N-transistors Tr2 (-2) and Tr2 (2) are further reduced, and their current driving capabilities are further reduced. It is known that when the base current amount of the NPN transistor Tr2, that is, the current driving capability increases, the ON voltage of the light emitting thyristor decreases. FIG. 2 shows this state. The horizontal axis is the anode voltage (emitter voltage of PNP transistor Tr1)
And the vertical axis is the anode current. Here, ON voltage Vs
Is the ON voltage when there is no external influence.
Vs (1) is the ON voltage Vs (−) of the light emitting thyristor T (1).
2) represents the ON voltage of the light emitting thyristor T (-2). ON
The minimum current required to maintain the state is the hold current Vh
Called. The light-emitting thyristors T (−1) and T (1) closest to the light-emitting thyristor T (0) that is turned on decrease in voltage when turned on for the reason described above, and become the ON voltage Vs (1). The next closest light-emitting thyristors T (-2) and T (2) are less affected by the base current and become the ON voltage Vs (-2). Now the next clock pulse phi 1 clock pulse phi 3 in Figure 1 is the light-emitting thyristor T (1), is applied to T (-2). Since these ON voltages have the values of the ON voltages Vs (1) and Vs (-2), respectively, for the reasons described above, the high-level voltage of the clock pulse is changed to the ON voltage Vs
(1) If set between Vs (-2), only the light emitting thyristor T (1) can be turned on. From now on, if the clock pulses φ 1 , φ 2 , φ 3 are set so that their high levels overlap each other, the ON state light emitting elements are sequentially transferred. Thus, a self-scanning light emitting element array can be realized. As described above, in this embodiment, the resistance connecting the light emitting elements is 1
It can be seen that it can be formed by a simple manufacturing process. In the present embodiment, the operation has been described in the case where the transfer clock pulse has three phases.
Further, in FIG. 1, the light-emitting elements are arranged in a line. However, the arrangement is not necessarily linear, and the light-emitting elements may be meandered depending on the application, or may be increased to two or more lines in the middle. In this description, the light-emitting thyristor is limited, but the device is not limited to this as long as it has a similar function. As described in another embodiment of the present invention, a laser thyristor may be used as the light emitting element. In this driving method, the light emitting element may be constituted by a single component, or may be integrated by any method as shown in the next embodiment. <Embodiment 2> In Embodiment 1, an equivalent circuit is shown and described, but in Embodiment 2, a configuration in which Embodiment 1 is integrated and created will be described. The essential point of this embodiment is a structure in which a resistance element can be formed in the same process as a light-emitting thyristor by providing a connection resistor for performing electrical coupling by using a part of the light-emitting element. FIG. 3 shows a conceptual diagram of a structural cross section of the present invention. An N-type semiconductor layer (24), a P-type semiconductor layer (23), an N-type semiconductor layer (22), and a P-type semiconductor layer (21) on a grounded N-type GaAs substrate (1).
Are formed. Then, the individual light emitting elements T (-2) to T (2) are separated by photolithography or the like and etching (separation groove (50)). The N-type GaAs substrate (1) serves as the cathode of this thyristor and is grounded. P serving as the anode of each single light emitting element
Transfer clock line φ 1 ,
φ 2 and φ 3 are connected every third element. The feature of this configuration is that the P-type semiconductor layer (23) constituting the thyristor is connected through each element. The internal resistance of the P-type semiconductor layer (23) is the connection resistance RL shown in FIG. FIG. 4 shows a schematic plan view of the structure. This is because each of the light emitting elements T (-2) to T (2) shown in FIG.
, The inner square indicates the P-type semiconductor layer (21), and the surrounding area indicates the P-type semiconductor layer (23). In this structure, a cut (55) is formed in the P-type semiconductor layer (23). This is the connection resistance described in the first embodiment.
This is for changing the value of RL , and the larger the cut (55), the larger the connection resistance RL . Therefore, in this embodiment, the connection resistance RL can be freely changed and optimized, and the transfer operation can be further stabilized. The configuration of this embodiment is exactly the same as the equivalent circuit shown in the first embodiment (FIG. 1), and performs exactly the same operation. Therefore, if the high-level voltages of the transfer clocks φ 1 , φ 2 , φ 3 are set so as to slightly overlap each other in order, the ON state of the light emitting thyristor is sequentially transferred. That is, the light emitting points are sequentially transferred. As described above, in this embodiment, there is no need to provide a gate electrode, and only one resistor is required to connect the light emitting elements. Further, the connection resistance RL can be formed by a semiconductor layer forming the light emitting element. From this, it can be seen that it can be formed in a simple manufacturing process. In this embodiment, φ 1 ,
Although three phases of φ 2 and φ 3 are assumed, when more stable transfer operation is required, the number of phases may be increased to four phases or five phases. In this embodiment, the structure of the light-emitting thyristor is described as being the simplest. However, introducing a more complicated structure and layer structure in order to increase luminous efficiency is also included in the scope of the present invention. A specific example thereof is the adoption of a double hetero structure. An example is shown in FIG. 16 (Tashiro et al., Lecture by the Society of Applied Physics, Spring 1987, number 28p-ZE-8). This is N-type GaAs
A 0.5 μm N-type GaAs layer is stacked on a substrate, N-type AlGaAs with a wide band gap is 1 μm, and a P-type GaAs layer is
m, N type GaAs layer 1μm, P type AlG with wide band gap
The structure is such that aAs is 1 μm, and a P-type GaAs layer for making ohmic contact with the extraction electrode is 0.15 μm. The light emitting layer is a 1 μm N-type GaAs layer interposed therebetween. The injected electrons and holes are confined in the GaAs layer having a narrow band gap, and recombine in this region to emit light. Also, here, a PNPN thyristor configuration has been described as an example, but the configuration of detecting this potential, lowering the threshold voltage, and performing a transfer operation using this is not limited to only the PNPN configuration, and its function is The device is not particularly limited as long as it can achieve the above. For example, a similar effect can be expected with a configuration having six or more layers instead of a PNPN four-layer configuration, and it is possible to achieve exactly the same self-scanning function. Further, the same is true even when a thyristor called an electrostatic induction (SI) thyristor or an electric field control thyristor (FCT) is used, and is included in the present invention. This SI thyristor or FC
T has a structure in which the central P-type semiconductor layer serving as a current block is replaced with a depletion layer (SMSze, Physic
s of Semiconductor Devices, 2nd Edition pp238-24
0). <Embodiment 3> Embodiment 3 is shown in FIG. 5 and FIG. This embodiment shows a more realistic structure of the second embodiment. FIG. 5 is a plan view of this embodiment, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line XX 'of FIG. The plan view in FIG. 5 will be described. The transfer clock lines φ 1 , φ 2 , φ 3 are connected to the underlying anode electrode (40) through through holes C2. This anode electrode (4
0) is connected to the P-type semiconductor layer (21a) of each light emitting element through the contact hole C1. Each light emitting element T (-2) to T
In (2), the P-type semiconductor layer (23) is drawn outside the rectangular P-type semiconductor layer (21a). This layer has a cut (55) as described in the second embodiment, and is configured so that the connection resistance RL can be optimized. FIG. 6 is a sectional view. Light emitting element is N-type GaAs
N-type GaAs layer (24b), N-type AlGaAs layer (24a), P
GaAs layer (23), N-type GaAs layer (22), P-type AlGaAs layer (21
b), forming each layer of the P-type GaAs layer (21a). Then, they are separated into individual light emitting elements by photolithography or the like and etching (separation groove (50)). The groove (55) is a cut groove for changing the value of the connection resistance RL . Although not shown in the cross-sectional view, the connection resistance RL is a P-type semiconductor layer (23).
(A GaAs layer in this example). The insulating layer (30)
The anode electrode (40) is electrically separated from each semiconductor layer. As the material of the insulating layer (30), it is desirable to use a substance that does not transmit light from the present light emitting element in the sense of light separation between the light emitting elements. Alternatively, this layer may be a multilayer film including a plurality of layers, and may have an insulating function and a light separating function. However, when a light separating function is provided, it is necessary to provide a window separately so that light can be extracted outside.
The interlayer insulating layer (31) insulates and separates the anode electrode (40) from the clock line. The manufacturing process of the third embodiment will be described. First, on an N-type GaAs substrate (1), an N-type GaAs layer (24b), an N-type AlGaAs layer (24a),
P-type GaAs layer (23), N-type GaAs layer (22), P-type AlGaAs layer (21b), and P-type GaAs layer (21a) are sequentially formed. Then, a separation groove (50) is formed to separate light emitting elements. Next, a cut groove (55) is formed, and a connection resistance RL is formed. Insulating film to form a (30), contact holes (C 1) provided. An electrode (40) is formed. Forming an interlayer insulating film (31), the provided through hole C 2, the clock line electrodes φ
1 , φ 2 and φ 3 are formed. Through the above steps, the structure of the third embodiment is completed. As described above, in this embodiment, there is no need to provide a gate electrode, and only one resistor is required to connect the light emitting elements. Further, the connection resistance RL can be formed by a semiconductor layer forming the light emitting element. From this, it can be seen that it can be formed by a simple manufacturing process. The order of this step is not necessarily required to be as described above. For example, the order of forming the separation groove (50) and the cut groove (55) may be reversed. Further, a light-transmitting insulating film may be further provided on FIG. 4 to improve reliability.
Furthermore, if it is not desired that the thickness of the insulating film on the light emitting element is increased and the light transmittance is reduced, part or all of the upper insulating film of the light emitting element may be removed by a method such as photoetching. Although GaAs and AlGaAs are used here as the semiconductor layer, the present invention is not limited to this, and another semiconductor may be used. <Embodiment 4> Application to Laser In the description of the embodiments up to this point, a light emitting thyristor has been described as a light emitting element. However, the present invention is not limited to a light-emitting thyristor, and operates in exactly the same manner using, for example, a laser thyristor. A case where a laser thyristor is used in the following embodiment will be described. FIG. 7 and FIG. 8 are structural views of the fourth embodiment. This shows a case where the present invention is applied to a laser. FIG. 7 is a plan view of the fourth embodiment, and FIG. 8 is a cross-sectional view. The manufacturing method will be outlined. N-type Al on N-type GaAs substrate (1)
GaAs (25), P-type AlGaAs (24), I-type (non-doped) Ga
As (23), N-type AlGaAs (22), P-type AlGaAs (21), and upper electrode (20) are sequentially laminated (a good ohmic contact between the P-type AlGaAs (21) and the upper electrode (20)). P to do
(In some cases, a GaAs layer is interposed.) Next, the upper electrode (20) is processed into a rectangle having the same width as the width of the N-type AlGaAs layer (25) in the figure by photoetching, and the P-type Al is used as a mask.
Each layer of GaAs (21) to P-type AlGaAs (24) is etched. At this time, a separation groove (50) between the elements is formed. Next, the same upper electrode (20) is further etched by photoetching to provide a stripe pattern (current injection portion of a laser thyristor) having a width of 10 μm or less. Using this as a mask, the layer of P-type AlGaAs (21) and N-type AlGaAs (22) is etched. The N-type AlGaAs (22) layer is not removed completely but partially left. Further, a cut groove (55) is formed by photoetching. Then, an insulating film (30) is formed.
The insulating film desirably has two functions of insulation and light shielding, and may be formed using a plurality of types of films. For example, when an SiO 2 film is used as the insulating film,
Because it transmits 870 nm, which is the emission wavelength of GaAs, there is a possibility that optical coupling will be induced, and it may be necessary to provide a light shielding film made of a light absorbing material such as amorphous silicon in the meantime. is there. Next, a contact hole (C 1 ) is provided by photo-etching, a wiring metal for a transfer clock line is formed by vapor deposition or sputtering, and the transfer clock lines (φ 1 , φ 2 , φ 3 ) are formed by photo-etching. Finally, the end face on the laser light output side is formed with good parallelism by a method such as cleavage, and the structure of this embodiment is completed. The structure of the laser is not limited to this structure,
For example, TJS type, BH type, CSP type, VSIS type, etc. may be used (of course, SMSze, Physics of Semiconductor Devic
es, 2nd Edition pp724-730). The material is also AlG
Although the explanation has been mainly focused on aAs, other materials (for example, AlGaI
nP, InGaAsP, ZnSe, etc.). Although a series of embodiments of the present invention described above use a semiconductor substrate as the substrate and set the potential to zero volt (ground), the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. May be used. Speaking of the closest example, an n-type GaAs layer corresponding to the n-type GaAs substrate of the embodiment is formed on a semi-insulating GaAs substrate doped with chromium (Cr), and the structure described in the embodiment is formed thereon. May be. Also, for example, a semiconductor film is formed on an insulating substrate such as glass and alumina,
The structure of the embodiment may be formed using this semiconductor. Further, in the configuration shown in the embodiment, even if the conductivity types P and N are reversed, the operation is exactly the same as long as the bias condition and the like are reversed, and is included in the scope of the present invention. <Application Examples> The self-scanning light emitting element array described in the above embodiments can be expected to have various applications as in the previous invention (Japanese Patent Application No. 63-65392, "Light Emitting Element Array and Driving Method Thereof"). As described in the preceding invention as an example, a contact image sensor for optical scanning, a writing head of an optical printer, a display, and the like can be cited, which can greatly contribute to lowering the price and improving performance of these devices.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上述べてきたように、本発明は発光素子アレイ間を
抵抗で接続することにより、より簡単な製造工程にて製
造できるようにしたものであり、この発明により、先の
発明で示した利点、即ち、ワイヤボンディングの数の問
題、駆動ICの問題、コンパクト化、短ピッチ化等の種々
の問題をさらに容易に解決することができる。 また本発明は先の発明と同じく密着イメージセンサ、
光プリンタ、ディスプレイ等へ応用でき、これらの機器
の性能向上、低価格化に大きく寄与することができる。
As described above, the present invention enables the light emitting element arrays to be manufactured in a simpler manufacturing process by connecting the light emitting element arrays with resistors. That is, various problems such as the problem of the number of wire bonding, the problem of the driving IC, the downsizing, the short pitch, and the like can be more easily solved. Also, the present invention provides a contact image sensor,
It can be applied to optical printers, displays, etc., and can greatly contribute to improving the performance of these devices and lowering their prices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は実施例1の発光素子アレイの等価回路図、第2
図は発光サイリスタの特性図、第3図は実施例2の断面
図、第4図は実施例2の平面図、第5図は実施例3の平
面図、第6図は実施例3の断面図、第7図は実施例4の
平面図、第8図は実施例4の断面図、第9図は発光サイ
リスタの概略構造を示す断面図、第10図は発光サイリス
タの電流−電圧特性を示す図、第11図は3端子サイリス
タの概略構造を示す断面図、第12図は先の発明を示す図
で光結合による発光素子アレイの等価回路、第13図は先
の発明を示す図で光結合による発光素子アレイの概略構
造を表わす断面図、第14図は先の発明を示す図で電位結
合による発光素子アレイの等価回路、第15図は先の発明
を示す図で電位結合による発光素子アレイの概略構造を
表わす断面図、第16図はダブルヘテロ構造の発光サイリ
スタの概略を表わす断面図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the light emitting element array according to the first embodiment, and FIG.
FIG. 3 is a characteristic diagram of the light emitting thyristor, FIG. 3 is a sectional view of the second embodiment, FIG. 4 is a plan view of the second embodiment, FIG. 5 is a plan view of the third embodiment, and FIG. FIG. 7, FIG. 7 is a plan view of the fourth embodiment, FIG. 8 is a cross-sectional view of the fourth embodiment, FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic structure of the light-emitting thyristor, and FIG. FIG. 11, FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a three-terminal thyristor, FIG. 12 is a diagram showing the earlier invention, an equivalent circuit of a light emitting element array by optical coupling, and FIG. 13 is a diagram showing the earlier invention. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a light emitting element array by optical coupling, FIG. 14 is a diagram showing the prior invention, an equivalent circuit of the light emitting element array by potential coupling, and FIG. FIG. 16 is a sectional view showing a schematic structure of an element array, and FIG. 16 is a sectional view showing a schematic structure of a light emitting thyristor having a double hetero structure. It is a diagram.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 修平 大阪府大阪市東区道修町4丁目8番地 日本板硝子株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−96291(JP,A) 特開 平1−238962(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/45 B41J 2/455 H01L 33/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Shuhei Tanaka 4-8 Doshomachi, Higashi-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (56) References JP-A-48-96291 (JP, A) JP-A-1 −238962 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B41J 2/45 B41J 2/455 H01L 33/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1のトランジスタと第2のトランジスタ
で構成される発光素子多数個を、一次元,二次元,もし
くは三次元的に配列し、 各発光素子の前記第1のトランジスタを、各発光素子
に、外部からクロックパルスを印加するクロックライン
に接続し、 各発光素子の前記第2のトランジスタのベースを、各発
光素子に対して一定方向近傍に位置する少なくとも2つ
の発光素子の前記第2のトランジスタのベースに、抵抗
を介して接続し、 発光状態にある発光素子の前記第2のトランジスタのベ
ースの電位が、前記抵抗を介して接続されている発光素
子の前記第2のトランジスタのベースに伝達され、その
トランジスタの電流駆動能力を、前記クロックパルスが
印加されたときに、その発光素子が発光状態となるよう
に制御する、 ことを特徴とする自己走査形発光素子アレイ。
1. A light-emitting device comprising a first transistor and a second transistor, wherein a number of light-emitting elements are arranged one-dimensionally, two-dimensionally, or three-dimensionally. A light emitting element is connected to a clock line to which a clock pulse is externally applied, and a base of the second transistor of each light emitting element is connected to at least two light emitting elements located near a certain direction with respect to each light emitting element. And the base of the second transistor of the light emitting element in a light emitting state is connected to the base of the second transistor of the light emitting element in the light emitting state through the resistor. Being transmitted to the base, controlling the current driving capability of the transistor so that the light emitting element becomes a light emitting state when the clock pulse is applied. Characteristic self-scanning light emitting element array.
【請求項2】前記発光素子は、第1導電型半導体層及び
第2導電型半導体層を複数積層した積層半導体型発光素
子であり、前記抵抗は、前記第1または第2導電型半導
体層を利用して形成されていることを特徴とする請求項
1記載の自己走査形発光素子アレイ。
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is a stacked semiconductor light emitting device in which a plurality of first conductivity type semiconductor layers and a plurality of second conductivity type semiconductor layers are stacked. 2. The self-scanning light-emitting element array according to claim 1, wherein the light-emitting element array is formed by utilizing.
【請求項3】前記発光素子は、発光サイリスタ,レーザ
サイリスタ,静電誘導サイリスタ,または電界制御サイ
リスタであることを特徴とする請求項2記載の自己走査
形発光素子アレイ。
3. The self-scanning light emitting element array according to claim 2, wherein said light emitting element is a light emitting thyristor, a laser thyristor, an electrostatic induction thyristor, or an electric field control thyristor.
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