JPH0997926A - 自己走査型発光装置 - Google Patents
自己走査型発光装置Info
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- JPH0997926A JPH0997926A JP25482995A JP25482995A JPH0997926A JP H0997926 A JPH0997926 A JP H0997926A JP 25482995 A JP25482995 A JP 25482995A JP 25482995 A JP25482995 A JP 25482995A JP H0997926 A JPH0997926 A JP H0997926A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- Led Devices (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板上にスイッチ素子と発光素子とが
別個の島に形成された発光装置の動作速度を向上させ
る。 【解決手段】 スイッチ素子のゲート電極４ａ1 は、負
荷抵抗ＲL を経て電源電圧ＶGKラインに接続されてい
る。また、スイッチ素子のＰ形半導体層２３ａ上には、
電極８ａが設けられている。発光素子のＰ形半導体層２
１ａ上にはアノード電極２ｂが設けられ、アノード電極
２ｂは、書き込み信号Ｓinラインに接続されている。ま
た、Ｎ形半導体層２２ｂ上にはゲート電極４ｂが設けら
れ、Ｐ形半導体層２３ｂ上には電極８ｂが設けられてい
る。スイッチ素子のゲート電極４ａ2と発光素子のゲー
ト電極４ｂとは、配線６により相互に接続され、スイッ
チ素子の電極８ａと発光素子の電極８ｂとは、配線１０
により相互に接続される。
別個の島に形成された発光装置の動作速度を向上させ
る。 【解決手段】 スイッチ素子のゲート電極４ａ1 は、負
荷抵抗ＲL を経て電源電圧ＶGKラインに接続されてい
る。また、スイッチ素子のＰ形半導体層２３ａ上には、
電極８ａが設けられている。発光素子のＰ形半導体層２
１ａ上にはアノード電極２ｂが設けられ、アノード電極
２ｂは、書き込み信号Ｓinラインに接続されている。ま
た、Ｎ形半導体層２２ｂ上にはゲート電極４ｂが設けら
れ、Ｐ形半導体層２３ｂ上には電極８ｂが設けられてい
る。スイッチ素子のゲート電極４ａ2と発光素子のゲー
ト電極４ｂとは、配線６により相互に接続され、スイッ
チ素子の電極８ａと発光素子の電極８ｂとは、配線１０
により相互に接続される。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シフトレジスタと
発光素子アレイとよりなる自己走査型発光装置に関す
る。
発光素子アレイとよりなる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（特開平１−２３８９６２
号、特開平２−１４５８４号、特開平２−９２６５０
号、特開平２−９２６５１号）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。
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（特開平１−２３８９６２
号、特開平２−１４５８４号、特開平２−９２６５０
号、特開平２−９２６５１号）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。
【０００３】さらに本発明者らは、スイッチ素子アレイ
をシフトレジスタとして、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２−２
６３６６８号）。
をシフトレジスタとして、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２−２
６３６６８号）。
【０００４】図１に、この自己走査型発光装置の等価回
路図を示す。この自己走査型発光装置は、シフトレジス
タを構成するスイッチ素子アレイＴ（−１）〜Ｔ
（２）、書き込み用発光素子アレイＬ（−１）〜Ｌ
（２）からなる。隣接するスイッチ素子のゲート電極間
は、ダイオードを用いて接続している。スイッチ素子の
各アノード電極は交互に転送クロックφ1 ，φ2 ライン
に接続されている。スイッチ素子のゲート電極Ｇ-1〜Ｇ
1 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電極には、書き込み信号Ｓ
inが加えられている。
路図を示す。この自己走査型発光装置は、シフトレジス
タを構成するスイッチ素子アレイＴ（−１）〜Ｔ
（２）、書き込み用発光素子アレイＬ（−１）〜Ｌ
（２）からなる。隣接するスイッチ素子のゲート電極間
は、ダイオードを用いて接続している。スイッチ素子の
各アノード電極は交互に転送クロックφ1 ，φ2 ライン
に接続されている。スイッチ素子のゲート電極Ｇ-1〜Ｇ
1 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電極には、書き込み信号Ｓ
inが加えられている。
【０００５】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、電源電圧ＶGK
（ここでは５ボルトとする）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。
あるとすると、ゲート電極Ｇ0 の電圧は、電源電圧ＶGK
（ここでは５ボルトとする）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。
【０００６】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（ダイオードＤ0
の順方向立上り電圧）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、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。
であり、ゲート電極Ｇ1 は約１ボルト（ダイオードＤ0
の順方向立上り電圧）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、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。
【０００７】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、発光状態を次の発光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、発光している発光素子をいったんオフにしてお
く必要がある。
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、発光状態を次の発光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、発光している発光素子をいったんオフにしてお
く必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の自己走
査型発光装置は、１対をなす１つのスイッチ素子と１つ
の発光素子とを基板上に１つの島に作製するタイプのも
の（以下、タイプＡという）と、１対をなす１つのスイ
ッチ素子と１つの発光素子とを基板上に別個の島に作製
するタイプのもの（以下、タイプＢという）とがある。
査型発光装置は、１対をなす１つのスイッチ素子と１つ
の発光素子とを基板上に１つの島に作製するタイプのも
の（以下、タイプＡという）と、１対をなす１つのスイ
ッチ素子と１つの発光素子とを基板上に別個の島に作製
するタイプのもの（以下、タイプＢという）とがある。
【０００９】図２，図３に、タイプＡの自己走査型発光
装置の構造を示す。図２は、発光装置のスイッチ素子と
発光素子とを示す概略平面図、図３はその概略断面図で
ある。図３の断面構造図に示すように、Ｎ形半導体基板
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２１ａ，２１ｂの各層が形成
されている。
装置の構造を示す。図２は、発光装置のスイッチ素子と
発光素子とを示す概略平面図、図３はその概略断面図で
ある。図３の断面構造図に示すように、Ｎ形半導体基板
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２１ａ，２１ｂの各層が形成
されている。
【００１０】Ｐ形半導体層２１ａはスイッチ素子のアノ
ード層を構成し、Ｐ形半導体層２１ｂは発光素子のアノ
ード層を構成している。スイッチ素子のアノード層２１
ａ上にはアノード電極２ａが、発光素子のアノード層２
１ｂ上にはアノード電極２ｂがそれぞれ設けられてい
る。また、半導体層２２上には、スイッチ素子のゲート
電極４が設けられている。図示しないが、半導体層１の
裏面にはカソード電極が設けられ、接地されている。
ード層を構成し、Ｐ形半導体層２１ｂは発光素子のアノ
ード層を構成している。スイッチ素子のアノード層２１
ａ上にはアノード電極２ａが、発光素子のアノード層２
１ｂ上にはアノード電極２ｂがそれぞれ設けられてい
る。また、半導体層２２上には、スイッチ素子のゲート
電極４が設けられている。図示しないが、半導体層１の
裏面にはカソード電極が設けられ、接地されている。
【００１１】スイッチ素子のゲート電極４は、負荷抵抗
ＲL を経て電源電圧ＶGKラインに接続され、ゲート電極
間はダイオードＤにより接続され、スイッチ素子のアノ
ード電極２ａは、交互に転送クロックφ1 ，φ2 ライン
に接続され、発光素子のアノード電極２ｂは書き込み信
号Ｓinラインに接続されている。
ＲL を経て電源電圧ＶGKラインに接続され、ゲート電極
間はダイオードＤにより接続され、スイッチ素子のアノ
ード電極２ａは、交互に転送クロックφ1 ，φ2 ライン
に接続され、発光素子のアノード電極２ｂは書き込み信
号Ｓinラインに接続されている。
【００１２】図４，図５に、タイプＢの発光装置の構造
を示す。図４は、発光装置のスイッチ素子と発光素子と
を示す概略平面図、図５はその概略断面図である。図５
の断面構造図に示すように、Ｎ形半導体基板１上に、Ｎ
形半導体層２４ａ，２４ｂ、Ｐ形半導体層２３ａ，２３
ｂ、Ｎ形半導体層２２ａ，２２ｂ、Ｐ形半導体層２１
ａ，２１ｂがそれぞれ積層され、２つの島に形成されて
いる。一方の島はスイッチ素子を、他方の島は発光素子
を構成する。
を示す。図４は、発光装置のスイッチ素子と発光素子と
を示す概略平面図、図５はその概略断面図である。図５
の断面構造図に示すように、Ｎ形半導体基板１上に、Ｎ
形半導体層２４ａ，２４ｂ、Ｐ形半導体層２３ａ，２３
ｂ、Ｎ形半導体層２２ａ，２２ｂ、Ｐ形半導体層２１
ａ，２１ｂがそれぞれ積層され、２つの島に形成されて
いる。一方の島はスイッチ素子を、他方の島は発光素子
を構成する。
【００１３】スイッチ素子のアノード層であるＰ形半導
体層２１ａ上にはアノード電極２ａが設けられ、アノー
ド電極２ａは、交互に転送クロックφ1 ，φ2 ラインに
接続されている。転送クロックφ1 ，φ2 ラインを間に
挟むようにして、スイッチ素子の半導体層２２ａ上に２
個のゲート電極４ａ1 ，４ａ2 を設ける。これらゲート
電極４ａ1 と４ａ2 とは、下側のＮ形半導体層２２ａを
介して電気的に接続されている。
体層２１ａ上にはアノード電極２ａが設けられ、アノー
ド電極２ａは、交互に転送クロックφ1 ，φ2 ラインに
接続されている。転送クロックφ1 ，φ2 ラインを間に
挟むようにして、スイッチ素子の半導体層２２ａ上に２
個のゲート電極４ａ1 ，４ａ2 を設ける。これらゲート
電極４ａ1 と４ａ2 とは、下側のＮ形半導体層２２ａを
介して電気的に接続されている。
【００１４】スイッチ素子のゲート電極４ａ1 は、負荷
抵抗ＲL を経て電源電圧ＶGKラインに接続されている。
スイッチ素子のゲート電極４ａ2 と発光素子のゲート電
極４ｂとは、配線６により相互に接続される。そして、
発光素子のアノード電極２ｂは、書き込み信号Ｓinライ
ンに接続されている。図示しないが、半導体層１の裏面
にはカソード電極が設けられ、接地されている。
抵抗ＲL を経て電源電圧ＶGKラインに接続されている。
スイッチ素子のゲート電極４ａ2 と発光素子のゲート電
極４ｂとは、配線６により相互に接続される。そして、
発光素子のアノード電極２ｂは、書き込み信号Ｓinライ
ンに接続されている。図示しないが、半導体層１の裏面
にはカソード電極が設けられ、接地されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】図２，図３に示したタ
イプＡの構造の発光装置では、スイッチ素子がオンした
とき、アノード電極からカソード電極に向かって電流が
流れるが、図３の点線矢印で示すように、発光素子側に
も電流が拡がって流れる。その結果、発光素子は擬似オ
ン状態になる。この状態では、発光素子のＮ形半導体層
２２は零電位に引っぱられる。この擬似オン状態で書き
込み信号Ｓin（１Ｖ）が到来すると、発光素子は、ダイ
オードのように動作する。すなわち、図６（ａ）に示す
ように、ターンオンすると発光素子のＰ形半導体層２１
（アノード層）は、０Ｖから１Ｖに立上って保持され、
ターンオフすると０Ｖに戻る。
イプＡの構造の発光装置では、スイッチ素子がオンした
とき、アノード電極からカソード電極に向かって電流が
流れるが、図３の点線矢印で示すように、発光素子側に
も電流が拡がって流れる。その結果、発光素子は擬似オ
ン状態になる。この状態では、発光素子のＮ形半導体層
２２は零電位に引っぱられる。この擬似オン状態で書き
込み信号Ｓin（１Ｖ）が到来すると、発光素子は、ダイ
オードのように動作する。すなわち、図６（ａ）に示す
ように、ターンオンすると発光素子のＰ形半導体層２１
（アノード層）は、０Ｖから１Ｖに立上って保持され、
ターンオフすると０Ｖに戻る。
【００１６】一方、タイプＢの発光装置では、スイッチ
素子と発光素子とは、２つの島に分離されているので、
スイッチ素子がオンしても擬似オン状態になることはな
い。したがって、 書き込み信号Ｓinが到来し、発光素子
がターンオンするとき、半導体層中にはキャリアが無い
からある程度電流が流れないとターンオンしない。この
ため図６に示すように、タイプＢの発光装置では、タイ
プＡの発光装置に比べてターンオン時間が大きくなる。
すなわち、タイプＢの発光装置はタイプＢの発光装置に
比べて動作速度が遅くなる。
素子と発光素子とは、２つの島に分離されているので、
スイッチ素子がオンしても擬似オン状態になることはな
い。したがって、 書き込み信号Ｓinが到来し、発光素子
がターンオンするとき、半導体層中にはキャリアが無い
からある程度電流が流れないとターンオンしない。この
ため図６に示すように、タイプＢの発光装置では、タイ
プＡの発光装置に比べてターンオン時間が大きくなる。
すなわち、タイプＢの発光装置はタイプＢの発光装置に
比べて動作速度が遅くなる。
【００１７】本発明の目的は、タイプＢの発光装置であ
っても、タイプＡの発光装置と同様の動作速度を実現す
ることである。
っても、タイプＡの発光装置と同様の動作速度を実現す
ることである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１導電形半
導体基板上に、第１導電形半導体層を介して／介さず
に、第２導電形半導体層（第３層），第１導電形半導体
層（第２層），第２導電形半導体層（第１層）がこの順
に積層されてなるサイリスタ素子であって、転送動作の
ためのしきい電圧またはしきい電流の制御電極を第１導
電形半導体層（第２層）上に有するスイッチ素子を複数
個配列し、各スイッチ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つのスイッチ素子の制御電極に、
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、各スイッチ素子に電源ライン
を負荷抵抗を介して前記制御電極に接続し、かつ各スイ
ッチ素子の第２導電形半導体層（第１層）上の電源電極
にクロックラインを接続して形成したスイッチ素子アレ
イと、前記第１導電形半導体基板上に、第１導電形半導
体層を介して／介さずに、第２導電形半導体層（第３
層），第１導電形半導体層（第２層），第２導電形半導
体層（第１層）がこの順に積層され、かつ前記積層され
た半導体層内部で生ずる光が外部に取り出されるように
構成されているサイリスタ素子であって、しきい電圧ま
たはしきい電流の制御電極を第１導電形半導体層（第２
層）上に有する発光素子を複数個配列した発光素子アレ
イとを備え、前記発光素子アレイの各制御電極を対応す
る前記スイッチ素子の制御電極と配線により接続し、各
発光素子の第２導電形半導体層（第１層）上の信号電極
に発光のための電流を印加するラインを接続した自己走
査型発光装置において、前記スイッチ素子の第２導電形
半導体層（第３層）上に接続電極を設け、前記発光素子
の第２導電形半導体層（第３層）上に接続電極を設け、
前記発光素子の接続電極を対応する前記スイッチ素子の
接続電極と配線により接続した、ことを特徴とする。
導体基板上に、第１導電形半導体層を介して／介さず
に、第２導電形半導体層（第３層），第１導電形半導体
層（第２層），第２導電形半導体層（第１層）がこの順
に積層されてなるサイリスタ素子であって、転送動作の
ためのしきい電圧またはしきい電流の制御電極を第１導
電形半導体層（第２層）上に有するスイッチ素子を複数
個配列し、各スイッチ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つのスイッチ素子の制御電極に、
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、各スイッチ素子に電源ライン
を負荷抵抗を介して前記制御電極に接続し、かつ各スイ
ッチ素子の第２導電形半導体層（第１層）上の電源電極
にクロックラインを接続して形成したスイッチ素子アレ
イと、前記第１導電形半導体基板上に、第１導電形半導
体層を介して／介さずに、第２導電形半導体層（第３
層），第１導電形半導体層（第２層），第２導電形半導
体層（第１層）がこの順に積層され、かつ前記積層され
た半導体層内部で生ずる光が外部に取り出されるように
構成されているサイリスタ素子であって、しきい電圧ま
たはしきい電流の制御電極を第１導電形半導体層（第２
層）上に有する発光素子を複数個配列した発光素子アレ
イとを備え、前記発光素子アレイの各制御電極を対応す
る前記スイッチ素子の制御電極と配線により接続し、各
発光素子の第２導電形半導体層（第１層）上の信号電極
に発光のための電流を印加するラインを接続した自己走
査型発光装置において、前記スイッチ素子の第２導電形
半導体層（第３層）上に接続電極を設け、前記発光素子
の第２導電形半導体層（第３層）上に接続電極を設け、
前記発光素子の接続電極を対応する前記スイッチ素子の
接続電極と配線により接続した、ことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に示す実施例では、Ｎ形半導
体基板に、Ｎ形半導体層，Ｐ形半導体層，Ｎ形半導体
層，Ｐ形半導体層の順で積層された構造を例に説明する
が、本発明は、Ｐ形半導体基板に、Ｐ形半導体層、Ｎ形
半導体層、Ｐ形半導体層、Ｎ形半導体層の順で積層され
た構造を用い、電圧の極性を逆にすることにより適用で
きる。
体基板に、Ｎ形半導体層，Ｐ形半導体層，Ｎ形半導体
層，Ｐ形半導体層の順で積層された構造を例に説明する
が、本発明は、Ｐ形半導体基板に、Ｐ形半導体層、Ｎ形
半導体層、Ｐ形半導体層、Ｎ形半導体層の順で積層され
た構造を用い、電圧の極性を逆にすることにより適用で
きる。
【００２０】また、以下の実施例では、半導体基板上
に、この半導体基板と同一導電形の半導体層を積層して
あるが、これは半導体基板表面に直接ＰＮ（あるいはＮ
Ｐ）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
るためである。つまり、基板表面に結晶層をエピタキシ
ャル成長される場合、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に比べて、悪く
なっており、このため、一旦半導体基板と同一の半導体
層を形成してから、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。
に、この半導体基板と同一導電形の半導体層を積層して
あるが、これは半導体基板表面に直接ＰＮ（あるいはＮ
Ｐ）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
るためである。つまり、基板表面に結晶層をエピタキシ
ャル成長される場合、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に比べて、悪く
なっており、このため、一旦半導体基板と同一の半導体
層を形成してから、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。
【００２１】
【実施例１】本発明の第１実施例の自己走査型発光装置
を、図７，図８を参照して説明する。
を、図７，図８を参照して説明する。
【００２２】図７は、タイプＢの発光装置の概略平面
図、図８はその概略断面図である。図８の断面構造図に
示すように、Ｎ形半導体基板１上に、Ｎ形半導体層２４
ａ，２４ｂ、Ｐ形半導体層２３ａ，２３ｂ、Ｎ形半導体
層２２ａ，２２ｂ、Ｐ形半導体層２１ａ，２１ｂがそれ
ぞれ積層され、２つの島に形成されている。一方の島は
スイッチ素子を、他方の島は発光素子を構成する。それ
ぞれの島は、メサ構造をしており、３回のメサ・エッチ
ングを行うことにより、図示のような構造を作製する。
図、図８はその概略断面図である。図８の断面構造図に
示すように、Ｎ形半導体基板１上に、Ｎ形半導体層２４
ａ，２４ｂ、Ｐ形半導体層２３ａ，２３ｂ、Ｎ形半導体
層２２ａ，２２ｂ、Ｐ形半導体層２１ａ，２１ｂがそれ
ぞれ積層され、２つの島に形成されている。一方の島は
スイッチ素子を、他方の島は発光素子を構成する。それ
ぞれの島は、メサ構造をしており、３回のメサ・エッチ
ングを行うことにより、図示のような構造を作製する。
【００２３】スイッチ素子のＰ形半導体層２１ａ上には
アノード電極２ａが設けられ、アノード電極２ａは、交
互に転送クロックφ1 ，φ2 ラインに接続されている。
転送クロックφ1 ，φ2 ラインを間に挟むようにして、
スイッチ素子の半導体層２２ａ上に２個のゲート電極４
ａ1 ，４ａ2 を設ける。これらゲート電極４ａ1 と４ａ
2 とは、下側のＮ形半導体層２２ａを介して電気的に接
続されている。
アノード電極２ａが設けられ、アノード電極２ａは、交
互に転送クロックφ1 ，φ2 ラインに接続されている。
転送クロックφ1 ，φ2 ラインを間に挟むようにして、
スイッチ素子の半導体層２２ａ上に２個のゲート電極４
ａ1 ，４ａ2 を設ける。これらゲート電極４ａ1 と４ａ
2 とは、下側のＮ形半導体層２２ａを介して電気的に接
続されている。
【００２４】スイッチ素子のゲート電極４ａ1 は、負荷
抵抗ＲL を経て電源電圧ＶGKラインに接続されている。
また、スイッチ素子のＰ形半導体層２３ａ上には、電極
８ａが設けられている。
抵抗ＲL を経て電源電圧ＶGKラインに接続されている。
また、スイッチ素子のＰ形半導体層２３ａ上には、電極
８ａが設けられている。
【００２５】一方、発光素子のＰ形半導体層２１ａ上に
はアノード電極２ｂが設けられ、アノード電極２ｂは、
書き込み信号Ｓinラインに接続されている。また、Ｎ形
半導体層２２ｂ上にはゲート電極４ｂが設けられ、Ｐ形
半導体層２３ｂ上には電極８ｂが設けられている。
はアノード電極２ｂが設けられ、アノード電極２ｂは、
書き込み信号Ｓinラインに接続されている。また、Ｎ形
半導体層２２ｂ上にはゲート電極４ｂが設けられ、Ｐ形
半導体層２３ｂ上には電極８ｂが設けられている。
【００２６】スイッチ素子のゲート電極４ａ2 と発光素
子のゲート電極４ｂとは、配線６により相互に接続さ
れ、スイッチ素子の電極８ａと発光素子の電極８ｂと
は、配線１０により相互に接続される。
子のゲート電極４ｂとは、配線６により相互に接続さ
れ、スイッチ素子の電極８ａと発光素子の電極８ｂと
は、配線１０により相互に接続される。
【００２７】図示しないが、半導体層１の裏面にはカソ
ード電極が設けられ、接地されている。
ード電極が設けられ、接地されている。
【００２８】本実施例によれば、スイッチ素子のＰ形半
導体層２３ａと発光素子のＰ形半導体層２３ｂとは、配
線１０により互いに接続されているので、タイプＡの発
光装置と同様の構造となるので、タイプＡ相当の高速化
が図れる。
導体層２３ａと発光素子のＰ形半導体層２３ｂとは、配
線１０により互いに接続されているので、タイプＡの発
光装置と同様の構造となるので、タイプＡ相当の高速化
が図れる。
【００２９】ここで、タイプＡの発光装置とタイプＢの
発光装置とを比べた場合、タイプＢのものはスイッチ素
子と発光素子がそれぞれの島に分離されており、構造設
計に自由度があるので、実際の製品としては、タイプＢ
のものが作りやすいという利点がある。
発光装置とを比べた場合、タイプＢのものはスイッチ素
子と発光素子がそれぞれの島に分離されており、構造設
計に自由度があるので、実際の製品としては、タイプＢ
のものが作りやすいという利点がある。
【００３０】
【実施例２】本実施例は、本発明を適用できる、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。この自己走査型発光装置の等価回路図を図
９に、その概略平面図を図１０に示す。
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。この自己走査型発光装置の等価回路図を図
９に、その概略平面図を図１０に示す。
【００３１】図１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），Ｌ
3 （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。
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），Ｌ
3 （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。
【００３２】図１０は、図７と基本的には同じであり、
１つの島に発光素子が３個設けられている点のみ異な
る。Ｐ形半導体層２１ａ（１），２１ａ（２），２１ａ
（３）上には、アノード電極２ｂ（１），２ｂ（２），
２ｂ（３）がそれぞれ設けられ、これらアノード電極に
は、書き込み信号ラインＳｉｎ１，Ｓｉｎ２，Ｓｉｎ３
にそれぞれ接続されている。
１つの島に発光素子が３個設けられている点のみ異な
る。Ｐ形半導体層２１ａ（１），２１ａ（２），２１ａ
（３）上には、アノード電極２ｂ（１），２ｂ（２），
２ｂ（３）がそれぞれ設けられ、これらアノード電極に
は、書き込み信号ラインＳｉｎ１，Ｓｉｎ２，Ｓｉｎ３
にそれぞれ接続されている。
【００３３】動作は図１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。
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。
【００３４】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。
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。
【００３５】図１で説明した自己走査型発光装置では、
発光しているポイントは常に一つで、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。
発光しているポイントは常に一つで、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。
【００３６】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。
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。
【００３７】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、図１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、図１の発光装置に比べ
長寿命化することが可能である。
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、図１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、図１の発光装置に比べ
長寿命化することが可能である。
【００３８】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。
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。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
対をなす１つのスイッチ素子と１つの発光素子とを基板
上に別個の島に作製するタイプの自己走査型発光装置で
あっても、１対をなす１つのスイッチ素子と１つの発光
素子とを基板上に１つの島に作製するタイプの自己走査
型発光装置と同様の動作速度を実現することが可能とな
った。
対をなす１つのスイッチ素子と１つの発光素子とを基板
上に別個の島に作製するタイプの自己走査型発光装置で
あっても、１対をなす１つのスイッチ素子と１つの発光
素子とを基板上に１つの島に作製するタイプの自己走査
型発光装置と同様の動作速度を実現することが可能とな
った。
【図１】従来の自己走査型発光装置の等価回路図であ
る。
る。
【図２】タイプＡの自己走査型発光装置を説明するため
の概略平面図である。
の概略平面図である。
【図３】図２の自己走査型発光装置の概略断面図であ
る。
る。
【図４】タイプＢの自己走査型発光装置を説明するため
の概略平面図である。
の概略平面図である。
【図５】図５の自己走査型発光装置の概略断面図であ
る。
る。
【図６】タイプＡの自己走査型発光装置とタイプＢの自
己走査型発光装置のターンオン時間を説明するための図
である。
己走査型発光装置のターンオン時間を説明するための図
である。
【図７】本発明の実施例１の自己走査型発光装置の概略
平面図である。
平面図である。
【図８】本発明の実施例１の自己走査型発光装置の概略
断面図である。
断面図である。
【図９】本発明の実施例２の自己走査型発光装置の等価
回路図である。
回路図である。
【図１０】本発明の実施例２の自己走査型発光装置の概
略平面図である。
略平面図である。
１ Ｎ形半導体基板 ２ アノード電極 ４ ゲート電極 ６，１０ 配線 ８ 電極 ２１，２３ Ｐ形半導体層 ２２，２４ Ｎ形半導体層
Claims (3)
- 【請求項１】第１導電形半導体基板上に、第１導電形半
導体層を介して／介さずに、第２導電形半導体層（第３
層），第１導電形半導体層（第２層），第２導電形半導
体層（第１層）がこの順に積層されてなるサイリスタ素
子であって、転送動作のためのしきい電圧またはしきい
電流の制御電極を第１導電形半導体層（第２層）上に有
するスイッチ素子を複数個配列し、各スイッチ素子の前
記制御電極をその近傍に位置する少なくとも１つのスイ
ッチ素子の制御電極に、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、各ス
イッチ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、かつ各スイッチ素子の第２導電形半導体層
（第１層）上の電源電極にクロックラインを接続して形
成したスイッチ素子アレイと、 前記第１導電形半導体基板上に、第１導電形半導体層を
介して／介さずに、第２導電形半導体層（第３層），第
１導電形半導体層（第２層），第２導電形半導体層（第
１層）がこの順に積層され、かつ前記積層された半導体
層内部で生ずる光が外部に取り出されるように構成され
ているサイリスタ素子であって、しきい電圧またはしき
い電流の制御電極を第１導電形半導体層（第２層）上に
有する発光素子を複数個配列した発光素子アレイとを備
え、 前記発光素子アレイの各制御電極を対応する前記スイッ
チ素子の制御電極と配線により接続し、各発光素子の第
２導電形半導体層（第１層）上の信号電極に発光のため
の電流を印加するラインを接続した自己走査型発光装置
において、 前記スイッチ素子の第２導電形半導体層（第３層）上に
接続電極を設け、 前記発光素子の第２導電形半導体層（第３層）上に接続
電極を設け、 前記発光素子の接続電極を対応する前記スイッチ素子の
接続電極と配線により接続した、ことを特徴とする自己
走査型発光装置。 - 【請求項２】請求項１記載の自己走査型発光装置におい
て、 前記スイッチ素子の前記制御電極は、２個の独立した制
御電極に分割され、前記２個の独立した制御電極の一方
が、対応する発光素子の制御電極に前記配線により接続
されている自己走査型発光装置。 - 【請求項３】請求項１または２記載の自己走査型発光装
置において、 前記１個の発光素子に対し、対応するスイッチ素子の数
は複数個であり、これら複数個のスイッチ素子のそれぞ
れに別個の電流印加ラインを設け、これら複数個のスイ
ッチ素子を同時に発光させるようにした、自己走査型発
光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25482995A JP3562884B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 自己走査型発光装置、光プリンタ用光源および光プリンタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25482995A JP3562884B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 自己走査型発光装置、光プリンタ用光源および光プリンタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0997926A true JPH0997926A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3562884B2 JP3562884B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=17270444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25482995A Expired - Fee Related JP3562884B2 (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 自己走査型発光装置、光プリンタ用光源および光プリンタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3562884B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001232849A (ja) * | 2000-02-22 | 2001-08-28 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 自己走査型発光素子アレイ |
| CN1299367C (zh) * | 2000-01-07 | 2007-02-07 | 日本板硝子株式会社 | 使用自扫描型发光器件阵列的光写入头 |
| US8174031B2 (en) | 2008-08-13 | 2012-05-08 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Light-emitting element chip, exposure device and image forming apparatus |
| JP2013149795A (ja) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光チップ、プリントヘッドおよび画像形成装置 |
| KR20230137891A (ko) | 2021-01-29 | 2023-10-05 | 니폰 제온 가부시키가이샤 | 비수계 전기 화학 소자 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02263668A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-10-26 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 発光装置およびその駆動方法 |
| JPH04233367A (ja) * | 1990-06-11 | 1992-08-21 | Xerox Corp | 連続調整可能なラスタ解像度印刷方法 |
-
1995
- 1995-10-02 JP JP25482995A patent/JP3562884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02263668A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-10-26 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 発光装置およびその駆動方法 |
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| US8174031B2 (en) | 2008-08-13 | 2012-05-08 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Light-emitting element chip, exposure device and image forming apparatus |
| JP2013149795A (ja) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光チップ、プリントヘッドおよび画像形成装置 |
| KR20230137891A (ko) | 2021-01-29 | 2023-10-05 | 니폰 제온 가부시키가이샤 | 비수계 전기 화학 소자 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3562884B2 (ja) | 2004-09-08 |
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