JPH09283801A - Surface light emitting thyristor and self-scanning light emitting device - Google Patents
Surface light emitting thyristor and self-scanning light emitting deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、面発光サイリスタ
のような面発光素子の外部発光効率を高めるための構
造、およびこのような面発光素子を用いた自己走査型発
光装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for enhancing the external light emission efficiency of a surface emitting element such as a surface emitting thyristor, and a self-scanning light emitting device using such a surface emitting element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、面発光素子の代表的なものとして
発光ダイオードおよびレーザダイオードが知られてい
る。発光ダイオードは化合物半導体（ＧａＡｓ，Ｇａ
Ｐ，ＡｌＧａＡｓ等）のＰＮ接合または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。2. Description of the Related Art Conventionally, a light emitting diode and a laser diode are known as typical surface emitting devices. The light emitting diode is a compound semiconductor (GaAs, Ga
P, AlGaAs, etc.) PN junction or PIN junction is formed, carriers are injected into the junction by applying a forward voltage to the junction, and the light emission phenomenon that occurs in the process of recombination is utilized.
【０００３】またレーザダイオードはこの発光ダイオー
ドの内部に導波路を設けた構造となっている。あるしき
い電流以上の電流を流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
鏡により発生した光が再び活性層に帰還されてレーザ発
振が起こる。そして導波路の端面からレーザ光が出射さ
れていくものである。The laser diode has a structure in which a waveguide is provided inside the light emitting diode. When a current of a certain threshold current or more is applied, the number of injected electron-hole pairs increases and the population is inverted, and photon multiplication (gain) occurs due to stimulated emission, and a parallel reflecting mirror using a cleavage plane. The light generated by this is returned to the active layer again and laser oscillation occurs. Then, the laser light is emitted from the end face of the waveguide.
【０００４】これら発光ダイオード，レーザダイオード
と同じ発光メカニズムを有する発光素子として、発光機
能を有する負性抵抗素子（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。
これらについては、例えば青木昌治編著「発光ダイオー
ド」工業調査会、１６７〜１６９頁に記載されている。
この発光機能を有する負性抵抗素子（ここでは発光サイ
リスタと呼ぶ）の基本構造は、Ｎ形ＧａＡｓ基板上にＰ
ＮＰＮ構造を形成したもので、サイリスタと全く同じ構
造である。電流−電圧特性もサイリスタと全く同じＳ字
形負性抵抗の特性を示す。As a light emitting element having the same light emitting mechanism as these light emitting diode and laser diode, a negative resistance element (light emitting thyristor, laser thyristor, etc.) having a light emitting function is also known. The light emitting thyristor is made of a compound semiconductor as described above to form a PNPN structure, and is practically used as a thyristor in silicon.
These are described, for example, in "Light Emitting Diodes" Industrial Research Society, edited by Shoji Aoki, pp. 167-169.
The basic structure of a negative resistance element (herein called a light emitting thyristor) having a light emitting function is P on an N-type GaAs substrate.
It is an NPN structure and has exactly the same structure as a thyristor. The current-voltage characteristic also shows the characteristic of S-shaped negative resistance which is exactly the same as that of the thyristor.
【０００５】また本出願人は、面発光型のサイリスタ
（以下、面発光サイリスタという）を用いた自己走査型
発光装置について、既に多くの出願において開示してい
る。例えば、特開平２−２６３６６８号公報「発光装
置」、特開平２−２１２１７０号公報「発光素子アレイ
およびその駆動方法」、特開平３−５５８８５号公報
「発光・受光モジュール」、特開平３−２００３６４号
公報「光信号の読み取り方法及びこれに使用するスイッ
チ素子アレイ」、特開平４−２３３６７号公報「発光装
置」、特開平４−２９６５７９号公報「発光素子アレイ
の駆動方法」である。The present applicant has already disclosed in many applications a self-scanning light emitting device using a surface emitting thyristor (hereinafter referred to as a surface emitting thyristor). For example, JP-A-2-263668, “Light-Emitting Device”, JP-A-2-212170, “Light-Emitting Element Array and Driving Method Therefor”, JP-A-3-55885, “Light-Emitting / Light-Receiving Module”, and JP-A-3-200364. JP-A No. 4-23367, "Light-emitting device" and JP-A No. 4-296579, "Light-emitting element array driving method".
【０００６】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。本発明
者らは発光素子アレイの構成要素としてＰＮＰＮ構造を
持つ面発光サイリスタに注目し、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、コンパクトな自己走査型発光装置を作製できる
こと等を示した。A light emitting element array in which a large number of light emitting elements are integrated on the same substrate is used as a writing light source for an optical printer or the like in combination with its driving IC. The present inventors have paid attention to a surface emitting thyristor having a PNPN structure as a constituent element of a light emitting element array, have already applied for a patent that a self-scanning of a light emitting point can be realized, and are easy to mount as a light source for an optical printer. It was shown that the element pitch can be made fine and a compact self-scanning light emitting device can be manufactured.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】面発光サイリスタのよ
うな面発光素子においては、電流を注入する電極の真下
に発光中心が位置し、電極自身が遮光層となって外部発
光効率が良くないという問題がある。この問題を面発光
サイリスタを例に説明する。In a surface emitting device such as a surface emitting thyristor, the emission center is located directly below the electrode for injecting a current, and the electrode itself serves as a light shielding layer, resulting in poor external emission efficiency. There's a problem. This problem will be described by taking a surface emitting thyristor as an example.
【０００８】図１（ａ），（ｂ）は、メサ型のＰＮＰＮ
構造の従来の面発光サイリスタの断面図および平面図を
示す。この面発光サイリスタはＮ形半導体基板１上に形
成された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と、Ｐ形半導体層２１に
オーミック接触するように形成されたアノード電極４０
とを備えている。図１（ａ）の構造上には、図示しない
が全体に絶縁被膜（光を透過する絶縁材料よりなる）が
設けられ、その上にＡｌ配線１４０が設けられている。
絶縁被膜には、電極４０とＡｌ配線１４０とを電気的に
接続するためのコンタクトホールＣが開けられている。
また、Ｎ形半導体基板１の裏面には、カソード電極（図
示せず）が設けられている。1A and 1B show a mesa type PNPN.
The cross-sectional view and top view of the conventional surface emitting thyristor of a structure are shown. The surface emitting thyristor is in ohmic contact with the N-type semiconductor layer 24, the P-type semiconductor layer 23, the N-type semiconductor layer 22, the P-type semiconductor layer 21, and the P-type semiconductor layer 21 formed on the N-type semiconductor substrate 1. Formed on the anode electrode 40
And Although not shown, an insulating coating (made of an insulating material that transmits light) is provided on the entire structure of FIG. 1A, and an Al wiring 140 is provided thereon.
A contact hole C is formed in the insulating film for electrically connecting the electrode 40 and the Al wiring 140.
A cathode electrode (not shown) is provided on the back surface of the N-type semiconductor substrate 1.
【０００９】このようなＰＮＰＮ構造の面発光サイリス
タにおいては、アノード電極４０から流れる電流は、図
１（ａ）に矢印で示すように、電極４０の真下に向かっ
て主に流れる。したがってゲート層２２，２３での発光
中心は電極４０の真下にある。このように発光中心が電
極４０の真下にあるため、光が電極４０自身さらにはＡ
ｌ配線１４０によって遮られる結果、外部発光効率が良
くない。In the surface emitting thyristor having such a PNPN structure, the current flowing from the anode electrode 40 mainly flows right below the electrode 40 as indicated by an arrow in FIG. Therefore, the emission center of the gate layers 22 and 23 is directly below the electrode 40. In this way, since the light emission center is directly below the electrode 40, the light is transmitted to the electrode 40 itself and further to A
As a result of being blocked by the l-wiring 140, the external light emission efficiency is not good.
【００１０】また電極４０に近い所では、注入電流が大
きいため発光光量は大きいが、電極４０から遠ざかるに
従って、注入電流が小さくなるため発光光量は小さくな
る。これは、外部発光効率を低下させる要因の１つとも
なっている。In addition, the amount of emitted light is large near the electrode 40 because the injection current is large, but the amount of emitted light decreases as the injection current decreases as the distance from the electrode 40 increases. This is one of the factors that reduce the external light emission efficiency.
【００１１】光を遮る電極４０およびＡｌ配線１４０の
代わりに透明電極材料であるＩＴＯ（酸化インジウムス
ズ）を用いることが考えられるが、ＧａＡｓ系の半導体
材料とはオーミック接触をとりにくいこと、ＩＴＯは抵
抗が大きいため、Ａｌ配線の代わりに用いるには適して
いないという問題がある。It is conceivable to use ITO (indium tin oxide), which is a transparent electrode material, instead of the light-shielding electrode 40 and the Al wiring 140, but it is difficult to make ohmic contact with a GaAs-based semiconductor material, and ITO is Since the resistance is large, there is a problem that it is not suitable for use in place of Al wiring.
【００１２】この発明の目的は、ＩＴＯを構造の一部と
して用いることを可能にし、外部発光効率を高めた面発
光サイリスタを提供することにある。It is an object of the present invention to provide a surface emitting thyristor which makes it possible to use ITO as a part of the structure and enhances the external light emission efficiency.
【００１３】この発明の他の目的は、上記面発光サイリ
スタを用いた自己走査型発光装置を提供することにあ
る。Another object of the present invention is to provide a self-scanning light emitting device using the above surface emitting thyristor.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、第１導電形の
基板上に、必要ならば第１導電形の第１の半導体層と、
第２導電形の第２の半導体層と、第１導電形の第３の半
導体層と、第２導電形の第４の半導体層とがこの順に積
層され、第４の半導体層上に設けられた第１の電極と、
第３の半導体層上に設けられた第２の電極とを備える面
発光サイリスタにおいて、前記積層構造を覆う絶縁被膜
と、前記第１の電極を含み発光面を露出させる開口と、
前記第１の電極に接触し、かつ、前記開口を覆うように
設けられた透明導電膜と、前記透明導電膜と接触するよ
うに設けられた金属配線とを備えることを特徴とする。According to the present invention, there is provided, on a substrate of a first conductivity type, a first semiconductor layer of a first conductivity type, if necessary, and
A second semiconductor layer of the second conductivity type, a third semiconductor layer of the first conductivity type, and a fourth semiconductor layer of the second conductivity type are stacked in this order and provided on the fourth semiconductor layer. A first electrode,
In a surface emitting thyristor provided with a second electrode provided on a third semiconductor layer, an insulating film covering the laminated structure, an opening including the first electrode and exposing a light emitting surface,
A transparent conductive film provided so as to be in contact with the first electrode and cover the opening, and a metal wiring provided so as to be in contact with the transparent conductive film.
【００１５】前記透明導電膜は、酸化インジウムまたは
酸化インジウムスズとするのが好適である。The transparent conductive film is preferably made of indium oxide or indium tin oxide.
【００１６】また本発明は、発光動作のためのしきい電
圧またはしきい電流の制御電極を有する発光素子を複数
個配列し、各発光素子の前記制御電極をその近傍に位置
する少なくとも１つの発光素子の制御電極に、接続用抵
抗または電気的に一方向性を有する電気素子を介して接
続するとともに、各発光素子に電源ラインを負荷抵抗を
介して前記制御電極に接続し、かつ各発光素子にクロッ
クラインを接続して形成した自己走査型発光装置におい
て、前記発光素子を、前記面発光サイリスタとし、この
面発光サイリスタの第１の電極は、前記クロックライン
に接続され、前記面発光サイリスタの第２の電極は、前
記制御電極であることを特徴とする。Further, according to the present invention, a plurality of light emitting elements having threshold voltage or threshold current control electrodes for light emitting operation are arranged, and the control electrodes of each light emitting element are arranged in the vicinity of at least one light emitting element. The light emitting element is connected to the control electrode of the element through a connection resistance or an electrically unidirectional electric element, and a power supply line is connected to the light emitting element to the control electrode through a load resistor, and each light emitting element is connected. In a self-scanning light emitting device formed by connecting a clock line to the light emitting element, the light emitting element is the surface emitting thyristor, and a first electrode of the surface emitting thyristor is connected to the clock line, The second electrode is the control electrode.
【００１７】さらに本発明は、スイッチング動作のため
のしきい電圧またはしきい電流の第１の制御電極を有す
るスイッチ素子を複数個配列し、各スイッチ素子の第１
の制御電極をその近傍に位置する少なくとも１つのスイ
ッチ素子の第１の制御電極に、接続用抵抗または電気的
に一方向性を有する電気素子を介して接続するととも
に、各スイッチ素子に電源ラインを負荷抵抗を介して第
１の制御電極に接続し、かつ各スイッチ素子にクロック
ラインを接続して形成した自己走査スイッチ素子アレイ
と、発光動作のためのしきい電圧またはしきい電流の第
２の制御電極を有する発光素子を複数個配列した発光素
子アレイとからなり、前記発光素子アレイの第２の制御
電極を対応する前記スイッチ素子の第１の制御電極と電
気的手段にて接続し、各発光素子に発光のための電流を
印加するラインを設けた自己走査型発光装置において、
前記発光素子を、前記面発光サイリスタとし、この面発
光サイリスタの第１の電極は、前記電流印加ラインに接
続され、前記面発光サイリスタの第２の電極は、第２の
制御電極であることを特徴とする。Further, according to the present invention, a plurality of switch elements each having a first control electrode having a threshold voltage or a threshold current for switching operation are arranged, and each switch element has a first control electrode.
Is connected to the first control electrode of at least one switch element located in the vicinity thereof via a connecting resistor or an electric element having electrical unidirectionality, and a power supply line is connected to each switch element. A self-scanning switch element array formed by connecting to a first control electrode via a load resistance and connecting a clock line to each switch element, and a second threshold voltage or threshold current for a light emitting operation. A light emitting element array in which a plurality of light emitting elements having control electrodes are arranged, and a second control electrode of the light emitting element array is electrically connected to a corresponding first control electrode of the switch element, In a self-scanning light emitting device in which a line for applying a current for light emission to the light emitting element is provided,
The light emitting element is the surface emitting thyristor, a first electrode of the surface emitting thyristor is connected to the current application line, and a second electrode of the surface emitting thyristor is a second control electrode. Characterize.
【００１８】上記の各自己走査型発光装置においては、
前記金属配線を、隣接する前記発光素子間に延びる細長
部を有するくし形状とするのが好適である。In each of the above self-scanning light emitting devices,
It is preferable that the metal wiring has a comb shape having an elongated portion extending between the adjacent light emitting elements.
【００１９】[0019]
【００２０】[0020]
【実施例１】図２は、本発明の一実施例である面発光サ
イリスタの断面図である。この面発光サイリスタは、Ｎ
形半導体基板１上にＧａＡｓよりなるＮ形半導体層２
４，Ｐ形半導体層２３，Ｎ形半導体層２２，Ｐ形半導体
層２１が順に積層されている。Ｐ形半導体層２１上にＡ
ｕＺｎよりなる微小なアノード電極２５、Ｎ形半導体層
２２上にＡｕＧｅＮｉよりなるゲート電極２６、Ｎ形基
板１の裏面にカソード電極（図示せず）が設けられてい
る。Embodiment 1 FIG. 2 is a sectional view of a surface emitting thyristor which is an embodiment of the present invention. This surface emitting thyristor is
Type semiconductor substrate 1 and N type semiconductor layer 2 made of GaAs
4, P-type semiconductor layer 23, N-type semiconductor layer 22, and P-type semiconductor layer 21 are sequentially stacked. A on the P-type semiconductor layer 21
A minute anode electrode 25 made of uZn, a gate electrode 26 made of AuGeNi on the N-type semiconductor layer 22, and a cathode electrode (not shown) on the back surface of the N-type substrate 1 are provided.
【００２１】このＰＮＰＮ構造は、ＳｉＯ2 よりなる絶
縁被膜２７で覆われ、アノード電極２５を含む発光面に
開口が設けられる。開口および絶縁被膜２７の一部は透
明電極材料である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜２８
で被覆される。このＩＴＯ膜２８上に、発光面を覆わな
いようにして、Ａｌ配線１４０が設けられている。This PNPN structure is covered with an insulating coating 27 made of SiO 2 , and an opening is provided in the light emitting surface including the anode electrode 25. A part of the opening and the insulating coating 27 is an indium tin oxide (ITO) film 28 which is a transparent electrode material.
Is covered with. An Al wiring 140 is provided on the ITO film 28 so as not to cover the light emitting surface.
【００２２】この構造の面発光サイリスタによれば、ア
ノード電極２５は、フォトリソグラフィで作成できる最
小のサイズとすることができ、このアノード電極２５を
含む発光面上にＩＴＯ膜２８を被覆するので、マスク合
わせが不要となる。すなわち図１の従来構造では、電極
４０上の絶縁被膜にコンタクトホールＣを開けるのにマ
スク合わせを必要とするが、本実施例では、微小電極２
５を含む開口にＩＴＯ膜２８を被覆するので、従来のよ
うなマスク合わせは不要となる。According to the surface emitting thyristor having this structure, the anode electrode 25 can be made to have the smallest size that can be formed by photolithography, and the light emitting surface including the anode electrode 25 is covered with the ITO film 28. No mask alignment is required. That is, in the conventional structure of FIG. 1, mask alignment is required to open the contact hole C in the insulating film on the electrode 40, but in the present embodiment, the microelectrode 2 is used.
Since the opening including 5 is covered with the ITO film 28, the conventional mask alignment becomes unnecessary.
【００２３】本実施例の面発光サイリスタによれば、Ａ
ｕＺｎよりなるアノード電極２５と下側のＧａＡｓ層２
１とはオーミック接触がとれるので、電極より注入され
た電流は、点線矢印で示すように、カソード電極に向か
って拡がって流れていく。ゲート層２２，２３中で発生
した光は、微小電極２５により一部遮られるものの、大
半は透明なＩＴＯ膜２８を透過して外部へ取出される。
したがって、図１の従来構造に比べて外部発光効率は極
めて向上する。According to the surface emitting thyristor of this embodiment, A
Anode electrode 25 made of uZn and lower GaAs layer 2
Since an ohmic contact with 1 is established, the current injected from the electrode spreads and flows toward the cathode electrode as indicated by the dotted arrow. The light generated in the gate layers 22 and 23 is partially blocked by the microelectrodes 25, but most of the light passes through the transparent ITO film 28 and is extracted to the outside.
Therefore, the external light emission efficiency is significantly improved as compared with the conventional structure of FIG.
【００２４】なお、ＩＴＯは抵抗値が高いために、配線
金属としては用いることができないので、ＩＴＯ膜２８
に接触させてＡｌ配線１４０を用いている。Since ITO cannot be used as a wiring metal because of its high resistance, the ITO film 28
And the Al wiring 140 is used.
【００２５】以上の実施例は、Ｎ形基板上に、順にＮ
形，Ｐ形，Ｎ形，Ｐ形の半導体層を積層した面発光サイ
リスタを説明したが、Ｐ形基板上に、順にＰ形，Ｎ形，
Ｐ形，Ｎ形の半導体層を積層した面発光サイリスタとす
ることもできる。この場合には、最上層のカソード電極
の材料はＮ形ＧａＡｓ層とオーミック接触のとれるＡｕ
ＧｅＮｉを、ゲート電極の材料はＰ形ＧａＡｓ層とオー
ミック接触のとれるＡｕＺｎとする。In the above embodiment, N-type substrates are sequentially arranged on the N-type substrate.
Although the surface emitting thyristor in which semiconductor layers of P-type, P-type, N-type, and P-type are stacked has been described, P-type, N-type, and
A surface emitting thyristor in which P-type and N-type semiconductor layers are stacked can also be used. In this case, the material of the uppermost cathode electrode is Au that can make ohmic contact with the N-type GaAs layer.
The material of the gate electrode is GeNi, and AuZn capable of making ohmic contact with the P-type GaAs layer.
【００２６】また、この実施例では、半導体基板の直上
に、半導体基板と同一導電形の半導体層を積層している
が、これは以下の理由による。すなわち、一般に、半導
体基板表面に直接ＰＮ（あるいはＮＰ）接合を形成する
と、その形成した半導体層の結晶性の悪さから、デバイ
スとしての特性が劣化する傾向がある。つまり、基板表
面に結晶層をエピタキシャル成長する場合、基板表面近
傍層の結晶性が、結晶層がある一定以上に成長した後の
結晶性と比べて、悪くなっているためである。このた
め、半導体基板と同一の半導体層を一旦形成してから、
ＰＮ（あるいはＮＰ）接合を形成すると、上述した問題
は解決できるからである。したがって、この半導体層を
介することが好ましい。In this embodiment, a semiconductor layer having the same conductivity type as that of the semiconductor substrate is laminated directly on the semiconductor substrate, but this is for the following reason. That is, in general, when a PN (or NP) junction is formed directly on the surface of a semiconductor substrate, the device characteristics tend to deteriorate due to the poor crystallinity of the formed semiconductor layer. That is, when the crystal layer is epitaxially grown on the surface of the substrate, the crystallinity of the layer near the substrate surface is worse than the crystallinity after the crystal layer has grown to a certain level or more. Therefore, once the same semiconductor layer as the semiconductor substrate is formed,
This is because the above problem can be solved by forming a PN (or NP) junction. Therefore, it is preferable to interpose this semiconductor layer.
【００２７】また、以上の実施例では、透明電極材料と
してＩＴＯを用いたが、酸化インジウムであっても良
い。Although ITO is used as the transparent electrode material in the above embodiments, indium oxide may be used.
【００２８】[0028]
【実施例２】本実施例は、本発明の面発光サイリスタを
用いた自己走査型発光装置の１つの例である。[Embodiment 2] This embodiment is one example of a self-scanning light emitting device using the surface emitting thyristor of the present invention.
【００２９】まず、本実施例の自己走査型発光装置の原
理を説明するための等価回路図を図３に示す。発光素子
として、面発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ（＋２）を用
い、面発光サイリスタＴ（−２）〜Ｔ（＋２）には、各
々ゲート電極Ｇ-2〜Ｇ+2が設けられている。各々のゲー
ト電極には、負荷抵抗ＲL を介して電源電圧ＶGKが印加
される。また、各々のゲート電極Ｇ-2〜Ｇ+2は、相互作
用を作るために結合用抵抗ＲI を介して電気的に接続さ
れている。また、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（φ1 ，φ2 ，φ3 ）
が、それぞれ３素子おきに（繰り返されるように）接続
される。First, FIG. 3 shows an equivalent circuit diagram for explaining the principle of the self-scanning light emitting device of this embodiment. Surface emitting thyristors T (-2) to T (+2) are used as light emitting elements, and the surface emitting thyristors T (-2) to T (+2) are provided with gate electrodes G -2 to G +2 , respectively. There is. The power supply voltage V GK is applied to each gate electrode via the load resistance R L. Further, the respective gate electrodes G -2 to G +2 are electrically connected to each other via a coupling resistor R I to make an interaction. Also, three transfer clock lines (φ 1 , φ 2 , φ 3 ) are connected to the anode electrode of each single light emitting thyristor.
Are connected every 3 elements (repeatedly).
【００３０】動作を説明すると、まず転送クロックφ3
がハイレベルとなり、面発光サイリスタＴ（０）がオン
しているとする。このとき３端子サイリスタの特性か
ら、ゲート電極Ｇ0 は零ボルト近くまで引き下げられ
る。電源電圧ＶGKを仮に５ボルトとすると、負荷抵抗Ｒ
L 、結合用抵抗ＲI のネットワークから各面発光サイリ
スタのゲート電圧が決まる。そして、面発光サイリスタ
Ｔ（０）に近い素子のゲート電圧が最も低下し、以降順
にＴ（０）から離れるにしたがいゲート電圧は上昇して
いく。これは次のように表せる。To explain the operation, first, the transfer clock φ 3
Becomes high level and the surface emitting thyristor T (0) is turned on. At this time, due to the characteristics of the three-terminal thyristor, the gate electrode G 0 is pulled down to near zero volt. Assuming that the power supply voltage V GK is 5 V, the load resistance R
The gate voltage of each surface emitting thyristor is determined from the network of L and the coupling resistor R I. Then, the gate voltage of the element close to the surface emitting thyristor T (0) is the lowest, and thereafter the gate voltage is increased as the distance from T (0) is increased. This can be expressed as:
【００３１】 ＶG0＜ＶG1＝ＶG-1 ＜ＶG2＝ＶG-2 （１） これらの電圧の差は、負荷抵抗ＲL ，結合用抵抗ＲI の
値を適当に選択することにより設定することができる。V G0 <V G1 = V G-1 <V G2 = V G-2 (1) The difference between these voltages can be obtained by appropriately selecting the values of the load resistance R L and the coupling resistance R I. Can be set.
【００３２】３端子サイリスタのアノード側のターンオ
ン電圧ＶONは、ゲート電圧よりＰＮ接合の拡散電位Ｖ
dif だけ高い電圧となることが知られている。The turn-on voltage V ON on the anode side of the three-terminal thyristor is determined from the gate voltage to the diffusion potential V PN of the PN junction.
It is known that the voltage will be higher by dif .
【００３３】ＶON≒ＶG ＋Ｖdif （２） したがって、アノードにかける電圧をこのターンオン電
圧ＶONより高く設定すれば、その発光サイリスタはオン
することになる。V ON ≈V G + V dif (2) Therefore, if the voltage applied to the anode is set higher than the turn-on voltage V ON , the light emitting thyristor turns on.
【００３４】さてこの面発光サイリスタＴ（０）がオン
している状態で、次の転送クロックパルスφ1 にハイレ
ベル電圧ＶH を印加する。このクロックパルスφ1 は面
発光サイリスタＴ（＋１）とＴ（―２）に同時に加わる
が、ハイレベル電圧ＶH の値を次の範囲に設定すると、
面発光サイリスタＴ（＋１）のみをオンさせることがで
きる。With the surface emitting thyristor T (0) turned on, the high level voltage V H is applied to the next transfer clock pulse φ 1 . This clock pulse φ 1 is applied to the surface emitting thyristors T (+1) and T (−2) at the same time, but if the value of the high level voltage V H is set in the following range,
Only the surface emitting thyristor T (+1) can be turned on.
【００３５】 ＶG-2 ＋Ｖdif ＞ＶH ＞ＶG+1 ＋Ｖdif （３） これで面発光サイリスタＴ（０），Ｔ（＋１）が同時に
オンしていることになる。そしてクロックパルスφ3 の
ハイレベル電圧を切ると、面発光サイリスタＴ（０）が
オフとなりオン状態の転送ができたことになる。V G−2 + V dif > V H > V G + 1 + V dif (3) Thus, the surface emitting thyristors T (0) and T (+1) are turned on at the same time. When the high level voltage of the clock pulse φ 3 is cut off, the surface emitting thyristor T (0) is turned off and the transfer in the on state is completed.
【００３６】このように、本実施例では抵抗ネットワー
クで各面発光サイリスタのゲート電極間を結ぶことによ
り、面発光サイリスタに転送機能をもたせることが可能
となる。As described above, in this embodiment, by connecting the gate electrodes of the surface-emitting thyristors with the resistor network, the surface-emitting thyristor can have a transfer function.
【００３７】上に述べたような原理から、転送クロック
φ1 ，φ2 ，φ3 のハイレベル電圧を順番に互いに少し
ずつ重なるように設定すれば、発光サイリスタのオン状
態は順次転送されていく。すなわち、発光点が順次転送
され、自己走査型発光装置を実現することができる。From the principle described above, if the high level voltages of the transfer clocks φ 1 , φ 2 , and φ 3 are set so as to overlap each other little by little, the ON state of the light emitting thyristor is sequentially transferred. . That is, the light emitting points are sequentially transferred, and a self-scanning light emitting device can be realized.
【００３８】図４は、面発光サイリスタのアレイ部分の
平面図である。図２と同一の構成要素には、同一の参照
番号を付して示す。ＳｉＯ2 膜２７（図４には図示せ
ず）に設けられた開口２９を覆うように、面発光サイリ
スタのアレイ方向にＩＴＯ膜２８が設けられる。このＩ
ＴＯ膜２８上にＡｌ配線１４０が設けられる。Ａｌ配線
１４０は、面発光サイリスタのアレイ方向に延びる基部
１４１と、基部に垂直方向であって、面発光サイリスタ
間に延びる細長部１４２とからなり、いわゆるくし形状
となっている。このように面発光サイリスタ間に細長部
１４２を設けるのは、次の理由による。すなわち、アノ
ード電極２５には、Ａｌ配線１４０からＩＴＯ膜２８を
経て電流が供給される。Ａｌ配線１４０からＩＴＯ膜２
８へ流れる電流の分布を考えた場合、Ａｌ配線１４０の
細長部１４２があることによって、Ａｌ配線１４０とア
ノード電極２５との間の抵抗を小さくすることができる
という利点がある。また、細長部１４２を設けることに
よって、サイリスタ間相互の電位の影響を防止すること
ができるという利点もある。FIG. 4 is a plan view of the array portion of the surface emitting thyristor. The same components as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. An ITO film 28 is provided in the array direction of the surface emitting thyristor so as to cover the opening 29 provided in the SiO 2 film 27 (not shown in FIG. 4). This I
An Al wiring 140 is provided on the TO film 28. The Al wiring 140 is composed of a base 141 extending in the array direction of the surface emitting thyristor and an elongated portion 142 extending in the direction perpendicular to the base and between the surface emitting thyristors, and has a so-called comb shape. The elongated portion 142 is thus provided between the surface emitting thyristors for the following reason. That is, a current is supplied to the anode electrode 25 from the Al wiring 140 through the ITO film 28. ITO film 2 from Al wiring 140
In consideration of the distribution of the current flowing to No. 8, the elongated portion 142 of the Al wiring 140 has an advantage that the resistance between the Al wiring 140 and the anode electrode 25 can be reduced. Further, by providing the elongated portion 142, there is an advantage that it is possible to prevent the influence of the mutual potential between the thyristors.
【００３９】[0039]
【実施例３】本実施例は、本発明者らが特開平２−１４
５８４号公報にて開示した自己走査型発光装置であっ
て、本発明の面発光サイリスタを適用できる例の１つで
ある。[Third Embodiment] In this embodiment, the inventors of the present invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-14.
The self-scanning light emitting device disclosed in Japanese Patent No. 584, which is one of the examples to which the surface emitting thyristor of the present invention can be applied.
【００４０】本実施例では、電気的接続の方法としてダ
イオードを用いた例について述べる。本実施例の自己走
査型発光装置の原理を説明するための等価回路図を図５
に示す。これは発光しきい電圧，電流が外部から制御で
きる発光サイリスタとして、本発明による３端子の面発
光サイリスタを用いた場合を表している。面発光サイリ
スタＴ（−２）〜Ｔ（＋２）は、一列に並べられた構成
となっている。Ｇ-2〜Ｇ+2は、面発光サイリスタＴ（−
２）〜Ｔ（＋２）のそれぞれのゲート電極を表す。ＲL
はゲート電極の負荷抵抗を表し、Ｄ-2〜Ｄ+2は電気的相
互作用を行うダイオードを表す。またＶGKは電源電圧を
表す。各単体面発光サイリスタのアノード電極に、２本
の転送クロックライン（φ1 ，φ2 ）がそれぞれ１素子
おきに接続される。In this embodiment, an example using a diode will be described as an electrical connection method. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram for explaining the principle of the self-scanning light emitting device of this embodiment.
Shown in This shows a case where a three-terminal surface emitting thyristor according to the present invention is used as a light emitting thyristor whose light emission threshold voltage and current can be controlled from the outside. The surface emitting thyristors T (-2) to T (+2) are arranged in a line. G −2 to G +2 are surface emitting thyristors T (−
2) to T (+2) gate electrodes. RL
Represents a load resistance of the gate electrode, and D −2 to D +2 represent diodes which make an electrical interaction. V GK represents the power supply voltage. Two transfer clock lines (φ 1 , φ 2 ) are connected to the anode electrode of each single surface emitting thyristor every other element.
【００４１】動作を説明する。まず転送クロックφ2 が
ハイレベルとなり、面発光サイリスタＴ（０）がオンし
ているとする。このとき３端子サイリスタの特性からゲ
ート電極Ｇ0 は零ボルト近くまで引き下げられる。電源
電圧ＶGKを仮に５ボルトとすると、抵抗ＲL ，ダイオー
ドＤ-2〜Ｄ+2のネットワークから各発光サイリスタのゲ
ート電圧が決まる。そして発光サイリスタＴ（０）に近
い素子のゲート電圧が最も低下し、以降順にＴ（０）か
ら離れるにしたがいゲート電圧は上昇していく。 しか
しながら、ダイオード特性の一方向性，非対称性から、
電圧を下げる効果は、Ｔ（０）の右方向にしか働かな
い。すなわちゲート電極Ｇ1 はＧ0 に対し、ダイオード
の順方向立ち上がり電圧Ｖdif （ＰＮ接合の拡散電位に
等しい）だけ高い電圧に設定され、ゲート電極Ｇ2 はＧ
1 に対し、さらにダイオードの順方向立ち上がり電圧Ｖ
dif だけ高い電圧に設定される。一方、Ｔ（０）の左側
のゲート電極Ｇ-1はダイオードＤ-1が逆バイアスになっ
ているため電流が流れず、したがって電源電圧ＶGKと同
電位となる。The operation will be described. First, it is assumed that the transfer clock φ 2 becomes high level and the surface emitting thyristor T (0) is turned on. At this time, due to the characteristics of the three-terminal thyristor, the gate electrode G 0 is pulled down to near zero volt. Assuming that the power supply voltage V GK is 5 V, the gate voltage of each light emitting thyristor is determined by the network of the resistor RL and the diodes D -2 to D +2 . Then, the gate voltage of the element close to the light emitting thyristor T (0) is the lowest, and thereafter, the gate voltage is increased with increasing distance from T (0). However, due to the unidirectionality and asymmetry of the diode characteristics,
The effect of lowering the voltage works only to the right of T (0). That is, the gate electrode G 1 is set to a voltage higher than G 0 by the forward rising voltage V dif (equal to the diffusion potential of the PN junction) of the diode, and the gate electrode G 2 is G
1 , the forward voltage V of the diode is
The voltage is set higher by dif . On the other hand, no current flows through the gate electrode G -1 on the left side of T (0) because the diode D -1 is reverse-biased, and therefore has the same potential as the power supply voltage V GK .
【００４２】次の転送クロックパルスφ1 は、最近接の
発光サイリスタＴ（１），Ｔ（−１）、そしてＴ（３）
およびＴ（−３）等に印加されるが、これらのなかで、
最もターンオン電圧の最も低い素子はＴ（１）であり、
Ｔ（１）のターンオン電圧は約Ｇ1 のゲート電圧＋Ｖ
dif であるが、これはＶdif の約２倍である。次にター
ン電圧の低い素子はＴ（３）であり、Ｖdif の約４倍で
ある。Ｔ（−１）とＴ（−３）のオン電圧は、約ＶGK＋
Ｖdif となる。The next transfer clock pulse φ 1 is sent to the closest light emitting thyristors T (1), T (-1), and T (3).
And T (−3), among these,
The element with the lowest turn-on voltage is T (1),
The turn-on voltage of T (1) is about the gate voltage of G 1 + V
dif , which is about twice V dif . The element with the next lowest turn voltage is T (3), which is about four times V dif . The ON voltage of T (-1) and T (-3) is about V GK +
V dif .
【００４３】以上から、転送クロックパルスのハイレベ
ル電圧をＶdif の約２倍からＶdifの約４倍の間に設定
しておけば、発光サイリスタＴ（１）のみをオンさせる
ことができ、転送動作を行うことができる。[0043] From the above, by setting the high-level voltage of the transfer clock pulses between about 2 times the V dif of approximately 4 times the V dif, it is possible to turn on only the light-emitting thyristor T (1), Transfer operations can be performed.
【００４４】[0044]
【実施例４】本実施例は、本発明者らが特開平２−２６
３６６８号公報にて開示した自己走査型発光装置であっ
て、本発明の面発光サイリスタを適用できる例の１つで
ある。[Fourth Embodiment] In this embodiment, the inventors of the present invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-26.
The self-scanning light-emitting device disclosed in Japanese Patent No. 3668 is one of the examples to which the surface-emitting thyristor of the present invention can be applied.
【００４５】本実施例の発光装置の原理を説明するため
の等価回路図を図６に示す。FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram for explaining the principle of the light emitting device of this embodiment.
【００４６】この自己走査型発光装置は、スイッチ素子
Ｔ（−１）〜Ｔ（２）、書き込み用発光素子Ｌ（−１）
〜Ｌ（２）からなる。スイッチ素子部分の構成は、ダイ
オード接続を用いた例を示している。スイッチ素子のゲ
ート電極Ｇ-1〜Ｇ1 は、書き込み用発光素子のゲートに
も接続される。書き込み用発光素子のアノードには、書
き込み信号Ｓinが加えられている。In this self-scanning light emitting device, the switch elements T (-1) to T (2) and the writing light emitting element L (-1) are used.
~ L (2). The configuration of the switch element portion shows an example using diode connection. The gate electrodes G -1 to G 1 of the switch element are also connected to the gate of the writing light emitting element. A write signal S in is applied to the anode of the write light emitting element.
【００４７】以下に、この発光装置の動作を説明する。
いま、スイッチ素子Ｔ（０）がオン状態にあるとする
と、ゲート電極Ｇ0 の電圧は、ＶGK（ここでは５ボルト
と想定する）より低下し、ほぼ零ボルトとなる。したが
って、書き込み信号Ｓinの電圧が、ＰＮ接合の拡散電位
（約１ボルト）以上であれば、発光素子Ｌ（０）を発光
状態とすることができる。The operation of this light emitting device will be described below.
Now, assuming that the switch element T (0) is in the ON state, the voltage of the gate electrode G 0 becomes lower than V GK (here, assumed to be 5 V) and becomes almost 0 V. Therefore, if the voltage of the write signal S in is equal to or higher than the diffusion potential of the PN junction (about 1 volt), the light emitting element L (0) can be brought into a light emitting state.
【００４８】これに対し、ゲート電極Ｇ-1は約５ボルト
であり、ゲート電極Ｇ1 は約１ボルトとなる。したがっ
て、発光素子Ｌ（−１）の書き込み電圧は約６ボルト、
発光素子Ｌ（１）の書き込み電圧は約２ボルトとなる。
これから、発光素子Ｌ（０）のみに書き込める書き込み
信号Ｓinの電圧は、約１〜２ボルトの範囲となる。発光
素子Ｌ（０）がオン、すなわち発光状態に入ると、書き
込み信号Ｓinラインの電圧は約１ボルトに固定されてし
まうので、他の発光素子が選択されてしまう、というエ
ラーは防ぐことができる。On the other hand, the gate electrode G -1 is about 5 volts and the gate electrode G 1 is about 1 volt. Therefore, the writing voltage of the light emitting element L (-1) is about 6 volts,
The writing voltage of the light emitting element L (1) is about 2 volts.
From this, the voltage of the write signal S in which can be written only to the light emitting element L (0) is in the range of about 1 to 2 volts. When the light emitting element L (0) is turned on, that is, enters the light emitting state, the voltage of the write signal S in line is fixed to about 1 volt, so that an error that another light emitting element is selected can be prevented. it can.
【００４９】発光強度は書き込み信号Ｓinに流す電流量
で決められ、任意の強度にて画像書き込みが可能とな
る。また、発光状態を次の素子に転送するためには、書
き込み信号Ｓinラインの電圧を一度零ボルトまでおと
し、発光している素子をいったんオフにしておく必要が
ある。The light emission intensity is determined by the amount of current flowing in the write signal S in , and image writing can be performed at any intensity. Further, in order to transfer the light emitting state to the next element, it is necessary to once hold the voltage of the write signal S in line to 0 volt and once turn off the light emitting element.
【００５０】この自己走査型発光装置において、スイッ
チ素子に図１で示した従来の面発光サイリスタを、発光
素子に本発明の面発光サイリスタを用いることができ
る。また、スイッチ素子および発光素子の両方に本発明
の面発光サイリスタを用いてもよい。なお、スイッチ素
子からの発光は不要であるので遮光層を設けて、外部に
光が出ないようにする必要がある。In this self-scanning light emitting device, the conventional surface emitting thyristor shown in FIG. 1 can be used for the switch element, and the surface emitting thyristor of the present invention can be used for the light emitting element. Further, the surface emitting thyristor of the present invention may be used for both the switch element and the light emitting element. Since light emission from the switch element is unnecessary, it is necessary to provide a light shielding layer to prevent light from being emitted to the outside.
【００５１】[0051]
【実施例５】本実施例は、複数の発光素子を同時に発光
できるようにした自己走査型発光装置である。この発光
装置の等価回路図を、図７に示す。[Embodiment 5] This embodiment is a self-scanning light emitting device in which a plurality of light emitting elements can emit light at the same time. An equivalent circuit diagram of this light emitting device is shown in FIG.
【００５２】図６の回路と異なるのは、発光素子を３つ
ずつのブロックとし、１ブロック内の発光素子は１つの
スイッチ素子によって制御し、かつ１ブロック内の発光
素子にそれぞれ別々の書き込み信号ラインＳin１，Ｓin
２，Ｓin３を接続して、発光素子の発光を制御した点で
ある。図中、発光素子Ｌ1 （−１），Ｌ2 （−１），Ｌ
3 （−１）、発光素子Ｌ1 （０），Ｌ2 （０），Ｌ3
（０）、発光素子Ｌ1 （−１），Ｌ2 （−１），Ｌ3
（−１）等が、ブロック化された発光素子を示してい
る。The difference from the circuit of FIG. 6 is that three light emitting elements are arranged in a block and each light emitting element in one block is controlled by one switch element, and each light emitting element in one block has a separate write signal. Line S in 1, S in
2 and S in 3 are connected to control the light emission of the light emitting element. In the figure, light emitting elements L 1 (−1), L 2 (−1), L
3 (−1), light emitting elements L 1 (0), L 2 (0), L 3
(0), light emitting elements L 1 (−1), L 2 (−1), L 3
(-1) and the like indicate blocked light-emitting elements.
【００５３】動作は図６の回路と同じで、１素子ずつＳ
inによって発光が書き込まれていたものが、同時に複数
書き込まれ発光し、それがブロックごとに転送するよう
になったものである。The operation is the same as that of the circuit of FIG.
which emission is written by in is more written emit light simultaneously, in which it is adapted to transfer each block.
【００５４】いま、ＬＥＤプリンタ等の一般的に知られ
る光プリンタ用の光源として、この発光装置を用いるこ
とを考えると、Ａ４の短辺（約２１ｃｍ）相当のプリン
トを１６ドット／ｍｍの解像度で印字するためには約３
４００ビットの発光素子が必要になる。Now, considering the use of this light emitting device as a light source for a generally known optical printer such as an LED printer, a print corresponding to the short side (about 21 cm) of A4 with a resolution of 16 dots / mm. About 3 to print
A 400-bit light emitting element is required.
【００５５】実施例４にて説明してきた発光装置では、
発光しているポイントは常に一つで、上記の場合ではこ
の発光の強度を変化させて画像を書き込むことになる。
これを用いて光プリンタを形成すると、通常使用されて
いる光プリンタ用ＬＥＤアレイ（これは画像を書き込む
ポイントに位置するＬＥＤが、同時に発光するよう駆動
ＩＣによって制御されている）に比べ、画像書き込み時
に３４００倍の輝度が必要となり、発光効率が同じなら
ば３４００倍の電流を流す必要がある。ただし発光時間
は、逆に通常のＬＥＤアレイに比べ１／３４００とな
る。In the light emitting device described in Example 4,
There is always one point of light emission, and in the above case, the intensity of this light emission is changed to write an image.
When an optical printer is formed by using this, compared with a commonly used LED array for an optical printer (LEDs located at a point to write an image are controlled by a drive IC so that they simultaneously emit light) In some cases, a luminance of 3400 times is required, and if the luminous efficiency is the same, it is necessary to flow a current of 3400 times. However, the light emission time is, on the contrary, 1/3400 of that of a normal LED array.
【００５６】しかし発光素子は、一般的に電流が増える
と加速度的に寿命が短くなる傾向があり、いくらデュー
ティが１／３４００とはいえ従来のＬＥＤプリンタに比
べ、寿命が短くなってしまうという問題点を持ってい
た。However, the light-emitting element generally tends to have a shorter life as the current increases, and the life is shorter than that of the conventional LED printer, although the duty is 1/3400. Had a point.
【００５７】しかしながら本実施例によると、ビット総
数が同じ条件で比較すると、この例では１ブロックに３
素子が入っているため、実施例８の発光装置に比べて１
素子の発光時間は３倍となる。したがって、オン状態の
発光素子に流す電流は１／３でよく、実施例８に比べ長
寿命化することが可能である。However, according to the present embodiment, if the comparison is made under the condition that the total number of bits is the same, in this example, 3 blocks per block
As compared with the light emitting device of Example 8, 1
The emission time of the device is tripled. Therefore, the current passed through the light emitting element in the ON state may be 1/3, and the life can be extended as compared with the eighth embodiment.
【００５８】本実施例では、１ブロックに３素子が含ま
れる場合を例示したが、この素子数が大きいほうが書き
込み電流が小さくて済み、さらに長寿命化をはかること
ができる。In this embodiment, the case where three elements are included in one block is illustrated, but the larger the number of elements, the smaller the write current, and the longer the life can be achieved.
【００５９】この自己走査型発光装置においても、スイ
ッチ素子および／または発光素子に、本発明の面発光サ
イリスタを用いることができる。Also in this self-scanning light emitting device, the surface emitting thyristor of the present invention can be used for the switch element and / or the light emitting element.
【００６０】[0060]
【実施例６】本発明の自己走査型発光装置の応用例とし
て光プリンタへの応用について述べる。従来、ＬＥＤア
レイの各画素に駆動用ＩＣを接続したモジュールを使っ
て光プリンタへ応用した例が知られている。光プリンタ
の原理図を図８に示す。まず円筒形の感光ドラム６１の
表面にアモルファスＳｉ等の光導伝性を持つ材料（感光
体）が作られている。このドラムはプリントの速度で回
転している。まず帯電器６７で感光体表面を一様に帯電
させる。そして発光素子アレイ光プリントヘッド６８で
印字するドットイメージの光を感光体上に照射し、光の
当たったところの帯電を中和する。次に現像器で感光体
上の帯電状態に従って、トナーを感光体上に付ける。そ
して転写器６２でカセット６１１中から送られてきた用
紙６９上にトナーを転写する。そしてその用紙は定着器
６３にて熱等を加えられ定着される。一方転写の終了し
たドラムは消去ランプ６５で帯電が全面に渡って中和さ
れ、清掃器６６で残ったトナーが除去される。Sixth Embodiment An application of the self-scanning light emitting device of the present invention to an optical printer will be described. 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an example in which a module in which a driving IC is connected to each pixel of an LED array is applied to an optical printer. FIG. 8 shows a principle diagram of the optical printer. First, a material (photoreceptor) having optical conductivity such as amorphous Si is formed on the surface of the cylindrical photosensitive drum 61. This drum rotates at the speed of the print. First, the surface of the photoconductor is uniformly charged by the charger 67. Then, the light of the dot image to be printed by the light emitting element array optical print head 68 is irradiated onto the photoconductor to neutralize the charging where the light hits. Next, toner is applied to the photoconductor by the developing device according to the charged state on the photoconductor. Then, the transfer device 62 transfers the toner onto the sheet 69 sent from the cassette 611. Then, the sheet is heated and fixed by the fixing device 63 and fixed. On the other hand, the erased lamp 65 neutralizes the entire surface of the transferred drum, and the cleaning device 66 removes the remaining toner.
【００６１】さて本発明による自己走査型発光装置を所
定の実装基板上に直線状に一列に配列した発光素子アレ
イモジュールを光プリントヘッドに応用する。光プリン
トヘッドの構造を図９に示す。この光プリントヘッド
は、発光素子アレイ６１２とロッドレンズアレイ６１３
とで構成され、レンズの焦点が感光ドラム６１上に結ぶ
ようになっている。この発光素子アレイモジュールから
の光で感光ドラムに画像情報を書き込むことができる。Now, the light emitting element array module in which the self-scanning light emitting device according to the present invention is linearly arranged in a line on a predetermined mounting substrate is applied to an optical print head. The structure of the optical print head is shown in FIG. The optical print head includes a light emitting element array 612 and a rod lens array 613.
The focal point of the lens is formed on the photosensitive drum 61. Image information can be written on the photosensitive drum by the light from the light emitting element array module.
【００６２】本実施例によれば、この発光素子アレイモ
ジュールのコストを従来よりはるかに低減できるため、
低価格のプリントヘッド、低価格の光プリンタを提供す
ることができる。According to this embodiment, the cost of this light emitting element array module can be reduced much more than ever before.
It is possible to provide a low-priced print head and a low-priced optical printer.
【００６３】[0063]
【発明の効果】本発明によれば、外部発光効率の良い面
発光サイリスタを提供することが可能であり、このよう
な面発光サイリスタを用いた自己走査型発光装置は、外
部発光効率が良いうえに、駆動回路を必要としないの
で、光プリンタ用の低価格の光プリントヘッドを実現す
ることができる。According to the present invention, it is possible to provide a surface emitting thyristor having a high external light emitting efficiency, and a self-scanning light emitting device using such a surface emitting thyristor has a high external light emitting efficiency. In addition, since no drive circuit is required, a low cost optical print head for an optical printer can be realized.
【図１】メサ型のＰＮＰＮ構造の従来の面発光サイリス
タの断面図および平面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view and a plan view of a conventional surface emitting thyristor having a mesa type PNPN structure.
【図２】本発明の面発光ダイオードの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a surface emitting diode of the present invention.
【図３】自己走査型発光装置の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a self-scanning light emitting device.
【図４】Ａｌ配線を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing Al wiring.
【図５】他の自己走査型発光装置の等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of another self-scanning light emitting device.
【図６】他の自己走査型発光装置の等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of another self-scanning light emitting device.
【図７】他の自己走査型発光装置の等価回路図である。FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of another self-scanning light emitting device.
【図８】光プリンタ装置を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an optical printer device.
【図９】発光素子モジュールとロッドレンズアレイとの
組合せを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a combination of a light emitting element module and a rod lens array.
１ Ｎ形基板 ２２，２４ Ｎ形半導体層 ２１，２３ Ｐ形半導体層 ２５ アノード電極 ２６ ゲート電極 ２７ ＳｉＯ2 膜 ２８ ＩＴＯ膜 １４０ Ａｌ配線1 N-type substrate 22, 24 N-type semiconductor layer 21, 23 P-type semiconductor layer 25 Anode electrode 26 Gate electrode 27 SiO 2 film 28 ITO film 140 Al wiring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/74 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 29/74
Claims (7)
の半導体層と、第２導電形の第２の半導体層と、第１導
電形の第３の半導体層と、第２導電形の第４の半導体層
とがこの順に積層され、第４の半導体層上に設けられた
第１の電極と、第３の半導体層上に設けられた第２の電
極とを備える面発光サイリスタにおいて、 前記積層構造を覆う絶縁被膜と、 前記第１の電極を含み発光面を露出させる開口と、 前記第１の電極に接触し、かつ、前記開口を覆うように
設けられた透明導電膜と、 前記透明導電膜と接触するように設けられた金属配線
と、を備えることを特徴とする面発光サイリスタ。1. A first conductivity type substrate on a first conductivity type substrate.
A semiconductor layer of the second conductivity type, a second semiconductor layer of the second conductivity type, a third semiconductor layer of the first conductivity type, and a fourth semiconductor layer of the second conductivity type are stacked in this order to form a fourth semiconductor layer. A surface-emitting thyristor comprising a first electrode provided on a layer and a second electrode provided on a third semiconductor layer, comprising an insulating coating covering the laminated structure, and the first electrode. An opening exposing a light emitting surface; a transparent conductive film provided so as to contact the first electrode and cover the opening; and a metal wiring provided so as to contact the transparent conductive film. A surface emitting thyristor characterized by comprising.
の半導体層と、第１導電形の第３の半導体層と、第２導
電形の第４の半導体層とがこの順に積層され、第４の半
導体層上に設けられた第１の電極と、第３の半導体層上
に設けられた第２の電極とを備える面発光サイリスタに
おいて、 前記積層構造を覆う絶縁被膜と、 前記第１の電極を含み発光面を露出させる開口と、 前記第１の電極に接触し、かつ、前記開口を覆うように
設けられた透明導電膜と、 前記透明導電膜と接触するように設けられた金属配線
と、を備えることを特徴とする面発光サイリスタ。2. A second conductivity type second substrate on a first conductivity type substrate.
A semiconductor layer, a third semiconductor layer of the first conductivity type, and a fourth semiconductor layer of the second conductivity type are laminated in this order, and a first electrode provided on the fourth semiconductor layer, In a surface emitting thyristor including a second electrode provided on a third semiconductor layer, an insulating film covering the laminated structure, an opening including the first electrode to expose a light emitting surface, and the first A surface emitting thyristor comprising: a transparent conductive film provided so as to contact an electrode and cover the opening; and a metal wiring provided so as to contact the transparent conductive film.
酸化インジウムスズよりなる、請求項１または２記載の
面発光サイリスタ。3. The surface emitting thyristor according to claim 1, wherein the transparent conductive film is made of indium oxide or indium tin oxide.
電流の制御電極を有する発光素子を複数個配列し、各発
光素子の前記制御電極をその近傍に位置する少なくとも
１つの発光素子の制御電極に、接続用抵抗または電気的
に一方向性を有する電気素子を介して接続するととも
に、各発光素子に電源ラインを負荷抵抗を介して前記制
御電極に接続し、かつ各発光素子にクロックラインを接
続して形成した自己走査型発光装置において、 前記発光素子を、請求項３記載の面発光サイリスタと
し、この面発光サイリスタの第１の電極は、前記クロッ
クラインに接続され、前記面発光サイリスタの第２の電
極は、前記制御電極であることを特徴とする自己走査型
発光装置。4. A plurality of light emitting elements having threshold voltage or threshold current control electrodes for light emitting operation are arrayed, and the control electrode of each light emitting element is controlled in the vicinity of at least one light emitting element. The light-emitting element is connected to the electrode through a connection resistor or an electric element having electrical unidirectionality, a power supply line is connected to each light-emitting element to the control electrode via a load resistance, and a clock line is connected to each light-emitting element. In the self-scanning light emitting device formed by connecting the surface emitting thyristors, the light emitting element is the surface emitting thyristor according to claim 3, and a first electrode of the surface emitting thyristor is connected to the clock line. The second electrode of is a control electrode, and the self-scanning light-emitting device.
に延びる細長部を有するくし形状である、請求項４記載
の自己走査型発光装置。5. The self-scanning light emitting device according to claim 4, wherein the metal wiring has a comb shape having an elongated portion extending between the adjacent light emitting elements.
はしきい電流の第１の制御電極を有するスイッチ素子を
複数個配列し、各スイッチ素子の第１の制御電極をその
近傍に位置する少なくとも１つのスイッチ素子の第１の
制御電極に、接続用抵抗または電気的に一方向性を有す
る電気素子を介して接続するとともに、各スイッチ素子
に電源ラインを負荷抵抗を介して第１の制御電極に接続
し、かつ各スイッチ素子にクロックラインを接続して形
成した自己走査スイッチ素子アレイと、 発光動作のためのしきい電圧またはしきい電流の第２の
制御電極を有する発光素子を複数個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第２の制御電極を対応する前記ス
イッチ素子の第１の制御電極と電気的手段にて接続し、
各発光素子に発光のための電流を印加するラインを設け
た自己走査型発光装置において、 前記発光素子を、請求項３記載の面発光サイリスタと
し、この面発光サイリスタの第１の電極は、前記電流印
加ラインに接続され、前記面発光サイリスタの第２の電
極は、第２の制御電極であることを特徴とする自己走査
型発光装置。6. A switch element having a first control electrode having a threshold voltage or a threshold current for switching operation is arranged in plurality, and the first control electrode of each switch element is located at least in the vicinity thereof. One switch electrode is connected to the first control electrode via a connection resistor or an electrically unidirectional electric element, and a power line is connected to each switch element via the load resistor to the first control electrode. A self-scanning switch element array formed by connecting and connecting a clock line to each switch element, and a plurality of light emitting elements having a second control electrode of a threshold voltage or threshold current for light emitting operation are arranged. A light emitting element array, the second control electrode of the light emitting element array is electrically connected to the corresponding first control electrode of the switch element,
In a self-scanning light emitting device in which a line for applying a current for light emission is provided to each light emitting element, the light emitting element is the surface emitting thyristor according to claim 3, and the first electrode of the surface emitting thyristor is the A self-scanning light emitting device, characterized in that the second electrode of the surface emitting thyristor connected to a current application line is a second control electrode.
に延びる細長部を有するくし形状である、請求項６記載
の自己走査型発光装置。7. The self-scanning light emitting device according to claim 6, wherein the metal wiring has a comb shape having an elongated portion extending between the adjacent light emitting elements.
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