JP3067783U - 自己走査型発光装置 - Google Patents

自己走査型発光装置

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JP3067783U
JP3067783U JP1999006525U JP652599U JP3067783U JP 3067783 U JP3067783 U JP 3067783U JP 1999006525 U JP1999006525 U JP 1999006525U JP 652599 U JP652599 U JP 652599U JP 3067783 U JP3067783 U JP 3067783U
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light
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emitting element
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JP1999006525U
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幸久 楠田
誠治 大野
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップ内に抵抗素子を集積化した自己
走査型発光装置を提供する。 【解決手段】 アノード層を接地したタイプの発光素子
のカソード層を利用する。発光素子は、ｐ型基板３０上
に、ｐ型半導体層３１，ｎ型半導体層３２，ｐ型半導体
層３３，ｎ型半導体層３４が積層されており、カソード
層であるｎ型半導体層３４に、２個のｎ型半導体層用オ
ーミック電極３５が設けられて、カソード層を抵抗素子
として利用している。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は、自己走査型発光装置、特に、半導体チップ内に抵抗素子を集積化し た自己走査型発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数個の発光素子を同一基板上に集積した発光素子アレイはその駆動用ＩＣと 組み合わせて光プリンタ等の書き込み用光源として利用されている。本考案者ら は発光素子アレイの構成要素としてｐｎｐｎ構造を持つ発光素子に注目し、発光 点の自己走査が実現できることを既に特許出願（特開平１−２３８９６２号公報 、特開平２−１４５８４号公報、特開平２−９２６５０号公報、特開平２−９２ ６５１号公報）し、光プリンタ用光源として実装上簡便となること、発光素子ピ ッチを細かくできること、コンパクトな発光装置を作製できること等を示した。
【０００３】 さらに本考案者らは、転送素子（発光素子）アレイをシフトレジスタとして、 発光素子（発光素子）アレイと分離した構造の自己走査型発光装置を提案してい る（特開平２−２６３６６８号公報）。
【０００４】 図１に従来の自己走査型発光装置の等価回路を示す。この自己走査型発光装置 は、ダイオード結合方式による２相駆動のものである。図中、Ｔ1 〜Ｔ4 は発光 素子、Ｄ1 〜Ｄ4 は結合ダイオード、Ｒ1 〜Ｒ4 はゲート負荷抵抗を示している 。発光素子のカソードは基板電極に、奇数番の発光素子のアノードはクロックパ ルスラインφ1 （１１）に、偶数番の発光素子のアノードはクロックパルスライ ンφ2 （１２）に接続されている。発光素子のゲートは、ゲート負荷抵抗Ｒ1 ， Ｒ2 ，Ｒ3 …を介して電源ラインφGK（１４）に接続され、更に隣り合うゲート 電極同士は結合ダイオードＤ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 …を介して接続されている。各ライ ン１１，１２，１４は、ボンディングパッド２１，２２，２４を介して外部に接 続される。また、発光素子Ｔ1 のゲートは、スタートパルスφS 用ボンディング パッド２３に接続される。
【０００５】 なお図１において、１０は、自己走査型発光装置チップとして、集積化された 部分を示している。
【０００６】 各ボンディングパッド２１，２２，２３は、外付けの電流制限用抵抗素子５１ ，５２，５３を介して、また、端子２４は直接に、駆動回路４０の出力端子４１ （φ1 ），４２（φ2 ），４３（φS ），４４（φGK）に接続される。
【０００７】
【考案が解決しようとする課題】
従来の自己走査型発光装置では、自己走査型発光素子を動作させる場合、チッ プと駆動回路の間に電流制限用抵抗素子を挿入しなければならない。このための 個別の抵抗素子を外部基板上に多数実装し、配線する必要があり、チップの実装 作業に時間がかかり、個別抵抗素子を準備する作業、費用が必要であった。
【０００８】 例えば、このようなチップを５６個アレイ状に配列してプリントヘッドに用い る場合、スタートパルス用の電流制限用抵抗素子５３は、最初のチップに設けら れるだけであるがクロックパルス用の電流制限用抵抗素子５１，５２は、各チッ プごとに必要である。５６個のチップを配列したときには、１１２個の抵抗素子 をプリントヘッドの基板上に搭載することとなる。したがって、部品点数が多く 組立に時間を要するという実装上の問題がある。
【０００９】 本考案の目的は、半導体チップ内に抵抗素子を集積化した自己走査型発光装置 を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本考案は、発光のためのしきい電圧もしくはしきい電流が外部から電気的に制 御可能な３端子発光素子多数個を、一次元的に配列し、隣接する発光素子のしき い電圧もしくはしきい電流を制御する制御電極を、電圧もしくは電流の一方向性 をもつ電気的手段にて互いに接続し、前記一次元的に配列された各発光素子の残 りの２端子のうちの一方に、外部から２相のクロックパルスを、それぞれ１素子 おきに供給し、一方の相のクロックパルスにより、ある発光素子が発光している とき、その発光素子近傍の発光素子のしきい電圧もしくはしきい電流を、前記電 気的手段を介して変化させ、他方の相のクロックパルスにより、前記ある発光素 子に隣接する発光素子を発光させる自己走査型発光装置において、前記２相クロ ックパルスを供給するライン上に設けられる電流制限用抵抗素子は、半導体チッ プ内に集積化されて作製されていることを特徴とする。
【００１１】 前記３端子発光素子は、ｐｎｐｎ構造の発光サイリスタよりなり、前記抵抗素 子は、前記発光サイリスタのアノード層またはカソード層を利用して作製し、あ るいはアノード層またはカソード層とゲート層とを利用して、あるいはゲート層 を利用して作製するのが好適である。
【００１２】
【考案の実施の形態】
以下、本考案の実施例を説明する。図３は、本考案の第１の実施例の自己走査 型発光装置の等価回路図である。
【００１３】 この実施例は、図１の回路において、外付けの抵抗素子５１，５２を、チップ １０内に作り込んだ場合の等価回路である。これら抵抗素子５１，５２は、チッ プ上にｐｎｐｎ構造のサイリスタのアレイを作製した際に、１つのサイリスタの カソード層（あるいはアノード層）またはゲート層を利用して抵抗素子を作る。
【００１４】 なお、図１および図２の回路では、発光素子はカソード層を接地しているが、 極性を変えて、アノード層を接地するようにすることもできる。
【００１５】 図３は、アノード層を接地したタイプの発光素子のカソード層を利用して抵抗 素子を形成する例を示す。図３において、発光素子は、ｐ型基板３０上に、ｐ型 半導体層３１，ｎ型半導体層３２，ｐ型半導体層３３，ｎ型半導体層３４が積層 されており、カソード層であるｎ型半導体層３４に、２個のｎ型半導体層用オー ミック電極３５が設けられて、カソード層を抵抗素子として利用している。
【００１６】 現在、実際に作製しているｐ型板上の発光素子の場合、ｎ型カソード層のシー ト抵抗は２００Ω／□程度である。１ｋΩの抵抗を作製する場合、カソード層を 利用する場合は長さ／幅を５／１にすればよいことになる。他の素子との兼ね合 いで単位長さは５μｍ程度となる。
【００１７】 このようにカソード層を利用する場合、下のゲート層との間のｐｎ接合に、そ の逆耐圧を越える電圧が何らかの原因でかかると、ｐｎ接合がブレークダウンを 起こす。これを防止するため、ゲート層をカソード層と同電位とするように図４ のような構造とするのがより望ましい。すなわち、ゲート層であるｐ型半導体層 ３３に、２個のｐ型半導体層用オーミック電極３６が設けられ、それぞれ対応す るｎ型半導体層用オーミック電極３５に接続されている。
【００１８】 この場合、ゲート層のシート抵抗はカソード層に比して高いので、この場合の 抵抗素子の抵抗値はほとんどカソード層の抵抗で決まる。
【００１９】 以上の実施例では、カソード層を利用したが、最上層がアノード層の場合には 、アノード層を利用することとなる。
【００２０】 図５は、ゲート層を利用して抵抗を形成する場合の例であり、図３と同様のア ノード層接地タイプの発光素子のｐ型ゲート層３３を利用する。ｐ型ゲート層３ ３上に２個のｐ型半導体層用オーミック電極３７を設ける。現在、実際に作製し ているｐ型板上の発光素子の場合、ｐ型ゲート層のシート抵抗は５ｋΩ／□程度 である。したがって、１ｋΩの抵抗を作製する場合、ゲート層はカソード層より も抵抗が大きいので、長さ／幅を１／５にすればよい。
【００２１】
【考案の効果】 本考案によれば、クロックパルス用電流制限抵抗素子は、チップ毎に２個必要 であるが、これら抵抗素子をチップに集積化することによって、基板上に実装す る部品点数を大幅に削減することができ、実装が容易になる。また、基板上に実 装する点数が減るので、基板の面積を小さくできるという利点も得られる。
【提出日】平成１１年１１月１７日（１９９９．１１．１７）
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 各ボンディングパッド２１，２２，２３は、外付けの電流制限用抵抗素子５１ ，５２，５３を介して、また、ボンディングパッド２４は直接に、駆動回路４０ の出力端子４１（φ1 ），４２（φ2 ），４３（φS ），４４（φGK）に接続さ れる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【考案の実施の形態】
以下、本考案の実施例を説明する。図２は、本考案の一実施例の自己走査 型発光装置の等価回路図である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の自己走査型発光装置の１チップの等価回
路を示す図である。
【図２】従来の自己走査型発光装置の１チップの等価回
路を示す図である。
【図３】カソード層を抵抗素子として利用する場合の発
光素子の断面図である。
【図４】カソード層およびゲート層の両方を抵抗素子と
して利用する場合の発光素子の断面図である。
【図５】ゲート層を抵抗素子として利用する場合の発光
素子の断面図である。
【符号の説明】
１０ 自己走査型発光装置チップとして集積化された部
分 １１ クロックパルスラインφ1 １２ クロックパルスラインφ2 １４ 電源ラインφGK １５ 書き込み信号ラインφI ２１，２２，２３，２４，２５ ボンディングパッド ３０ ｐ型基板 ３１ ｐ型半導体層 ３２ ｎ型半導体層 ３３ ｐ型半導体層 ３４ ｎ型半導体層 ３５ ｎ型半導体層用オーミック電極 ３６，３７ ｐ型半導体層用オーミック電極 ４０ 駆動回路 ４１，４２，４３，４４，４５ 出力端子 ５１，５２，５３ 電流制限用抵抗
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１１月１７日（１９９９．１１．
１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項５】前記電流制限用抵抗素子は、前記発光サイ
リスタのゲート層を利用して作製されていることを特徴
とする請求項２記載の自己走査型発光装置。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１１月１７日（１９９９．１１．
１７）
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の自己走査型発光装置の１チップの等価回
路を示す図である。
【図２】本考案の一実施例の自己走査型発光装置の等価
回路図である。
【図３】カソード層を抵抗素子として利用する場合の発
光素子の断面図である。
【図４】カソード層およびゲート層の両方を抵抗素子と
して利用する場合の発光素子の断面図である。
【図５】ゲート層を抵抗素子として利用する場合の発光
素子の断面図である。
【符号の説明】 １０ 自己走査型発光装置チップとして集積化された部
分 １１ クロックパルスラインφ1 １２ クロックパルスラインφ2 １４ 電源ラインφGK ２１，２２，２３，２４ ボンディングパッド ３０ ｐ型基板 ３１ ｐ型半導体層 ３２ ｎ型半導体層 ３３ ｐ型半導体層 ３４ ｎ型半導体層 ３５ ｎ型半導体層用オーミック電極 ３６，３７ ｐ型半導体層用オーミック電極 ４０ 駆動回路 ４１，４２，４３，４４，４５ 出力端子 ５１，５２，５３ 電流制限用抵抗

Claims (5)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】発光のためのしきい電圧もしくはしきい電
    流が外部から電気的に制御可能な３端子発光素子多数個
    を、一次元的に配列し、 隣接する発光素子のしきい電圧もしくはしきい電流を制
    御する制御電極を、電圧もしくは電流の一方向性をもつ
    電気的手段にて互いに接続し、 前記一次元的に配列された各発光素子の残りの２端子の
    うちの一方に、外部から２相のクロックパルスを、それ
    ぞれ１素子おきに供給し、 一方の相のクロックパルスにより、ある発光素子が発光
    しているとき、その発光素子近傍の発光素子のしきい電
    圧もしくはしきい電流を、前記電気的手段を介して変化
    させ、 他方の相のクロックパルスにより、前記ある発光素子に
    隣接する発光素子を発光させる自己走査型発光装置にお
    いて、 前記２相クロックパルスを供給するライン上に設けられ
    る電流制限用抵抗素子は、半導体チップ内に集積化され
    て作製されていることを特徴とする自己走査型発光装
    置。
  2. 【請求項２】前記３端子発光素子は、ｐｎｐｎ構造の発
    光サイリスタよりなることを特徴とする自己走査型発光
    装置。
  3. 【請求項３】前記抵抗素子は、前記発光サイリスタのア
    ノード層またはカソード層を利用して作製されているこ
    とを特徴とする自己走査型発光装置。
  4. 【請求項４】前記抵抗素子は、前記発光サイリスタのア
    ノード層またはカソード層と、ゲート層とを利用して作
    製されていることを特徴とする自己走査型発光装置。
  5. 【請求項５】前記抵抗素子は、前記発光サイリスタのゲ
    ート層を利用して作製されていることを特徴とする自己
    走査型発光装置。
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