JPH0999580A - Self-scanning type light-emitting device and its protective circuit for static breakage prevention - Google Patents
Self-scanning type light-emitting device and its protective circuit for static breakage preventionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、静電破壊防止用保
護回路、特に、自己走査型発光装置に用いる静電破壊防
止用保護回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic breakdown protection circuit, and more particularly to an electrostatic breakdown protection circuit used in a self-scanning light emitting device.
【0002】[0002]
【従来の技術】本出願人は、プリンタ用光源の発光装置
として、PNPN構造の発光サイリスタ素子のアレイを
用いた自己走査型発光装置、また、発光素子アレイを駆
動するシフトレジスタにPNPN構造の発光サイリスタ
のスイッチ素子アレイを用いた自己走査型発光装置を既
に数多く出願している。例えば、特開平2−26366
8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3−5
5885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」などがある。2. Description of the Related Art The applicant of the present invention has found that a self-scanning light emitting device using an array of light emitting thyristor elements having a PNPN structure as a light emitting device of a light source for a printer, and a light emitting device having a PNPN structure for a shift register for driving the light emitting element array. Many applications have already been filed for self-scanning light-emitting devices using thyristor switch element arrays. For example, JP-A-2-26366
No. 8, "Light-Emitting Device", JP-A-2-212170, "Light-Emitting Element Array and Driving Method Therefor", JP-A No. 3-5
5885, "Light-Emitting / Light-Receiving Module," JP-A-3-
Japanese Patent Laid-Open No. 200364/2004, "Optical Signal Reading Method and Switch Element Array Used Therefor", Japanese Patent Laid-Open No. 4-23367
JP-A-4-296579, "Driving Method of Light-Emitting Element Array" and the like.
【0003】代表的な自己走査型発光装置の構造を以下
に示す。The structure of a typical self-scanning light emitting device is shown below.
【0004】図1は、抵抗ネットワークで各発光サイリ
スタ素子のゲート電極間を結ぶことにより、発光サイリ
スタ素子に転送機能をもたせたものである。FIG. 1 shows a light emitting thyristor element having a transfer function by connecting the gate electrodes of the respective light emitting thyristor elements with a resistor network.
【0005】図2は、発光サイリスタ素子のゲート電極
間の電気的接続方法として、ダイオードを用いたもので
ある。FIG. 2 uses a diode as an electrical connection method between the gate electrodes of the light emitting thyristor element.
【0006】図3は、転送機能をシフトレジスタで実現
したものであり、シフトレジスタは、図2の構造をスイ
ッチ素子アレイとして用い、そのゲートを対応する発光
サイリスタ素子アレイのゲートに接続したものである。FIG. 3 shows a transfer function realized by a shift register. The shift register uses the structure of FIG. 2 as a switch element array, and its gate is connected to the gate of a corresponding light emitting thyristor element array. is there.
【0007】一例として、図3の自己走査型発光装置の
動作を説明する。まず転送用クロックパルスφ1 の電圧
がハイレベルで、スイッチ素子T(0)がオン状態であ
るとする。このとき、ゲート電極G0 の電位は電源電圧
VGKの5Vからほぼ零Vにまで低下する。この電位降下
の影響はダイオードD0 によってゲート電極G1 に伝え
られ、その電位を約1V(ダイオードD0 の順方向立上
り電圧(拡散電位に等しい))に設定する。しかし、ダ
イオードD-1は逆バイアス状態であるためゲート電極G
-1への電位の接続は行われず、ゲート電極G-1の電位は
5Vのままとなる。サイリスタのオン電位は、ゲート電
極電位+PN接合の拡散電位(約1V)で近似されるか
ら、次の転送用クロックパルスφ2 のハイレベル電圧は
約2V(スイッチ素子T(1)をオンさせるために必要
な電圧)以上でありかつ約4V(スイッチ素子T(3)
をオンさせるために必要な電圧)以下に設定しておけば
スイッチ素子T(1)のみがオンし、これ以外のスイッ
チ素子はオフのままにすることができる。従って2本の
転送用クロックパルスでオン状態が転送されることにな
る。As an example, the operation of the self-scanning light emitting device of FIG. 3 will be described. First, it is assumed that the voltage of the transfer clock pulse φ 1 is at high level and the switch element T (0) is in the ON state. At this time, the potential of the gate electrode G 0 drops from the power source voltage V GK of 5 V to almost zero V. The influence of this potential drop is transmitted to the gate electrode G 1 by the diode D 0 , and the potential thereof is set to about 1 V (the forward rising voltage of the diode D 0 (equal to the diffusion potential)). However, since the diode D -1 is in the reverse bias state, the gate electrode G
No potential is connected to -1, and the potential of the gate electrode G -1 remains 5V. Since the ON potential of the thyristor is approximated by the gate electrode potential + diffusion potential of the PN junction (about 1V), the high level voltage of the next transfer clock pulse φ 2 is about 2V (to turn on the switch element T (1). Required voltage) and about 4V (switch element T (3)
(Voltage necessary for turning on), only the switch element T (1) can be turned on and the other switch elements can be kept off. Therefore, the ON state is transferred by two transfer clock pulses.
【0008】スタートパルスφS は、このような転送動
作を開示させるためのパルスであり、スタートパルスφ
S をローレベル(約0V)にすると同時に対応する転送
用クロックパルスをハイレベル(約2〜約4V)とし、
初段のスイッチ素子Tをオンさせる。その後すぐ、スタ
ートパルスφS はハイレベルに戻される。The start pulse φ S is a pulse for disclosing such a transfer operation.
At the same time when S is set to low level (about 0V), the corresponding transfer clock pulse is set to high level (about 2 to about 4V),
The first-stage switching element T is turned on. Immediately thereafter, the start pulse φ S is returned to the high level.
【0009】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 の電位は、電源電圧VGK
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。Now, assuming that the switch element T (0) is in the ON state, the potential of the gate electrode G 0 is the power supply voltage V GK.
It becomes lower and becomes almost zero volt. 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.
【0010】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、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。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。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 1 to 2 volts. The light emitting element L (0) is turned on, that is, enters a light emitting state. The 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 light emitting element, it is necessary to once hold the voltage of the write signal S in line to 0 V and once turn off the light emitting element which is emitting light.
【0011】以上のようなPNPN構造のサイリスタ素
子を用いた自己走査型発光装置の信頼性の向上の1つと
して、例えば静電放電により発生した過電圧による静電
破壊から防止する必要がある。回路を静電破壊より防止
するには、入力端子と入力回路間に保護回路を挿入し、
保護回路で過電圧を吸収するのが一般的である。As one of the improvements in the reliability of the self-scanning light emitting device using the thyristor element having the PNPN structure as described above, it is necessary to prevent electrostatic breakdown due to overvoltage generated by electrostatic discharge, for example. To prevent the circuit from electrostatic damage, insert a protection circuit between the input terminal and the input circuit,
It is common for the protection circuit to absorb the overvoltage.
【0012】静電破壊防止用の保護回路には、図4に示
すように保護素子として2個のダイオード(PN接合)
10,12を用いたものがある。第1のダイオード10
は正の過電圧に対する保護素子として働き、第2のダイ
オード12は負の過電圧に対する保護素子として働く。As shown in FIG. 4, the protection circuit for preventing electrostatic breakdown includes two diodes (PN junction) as protection elements.
There are some which use 10 and 12. First diode 10
Acts as a protection element against a positive overvoltage, and the second diode 12 acts as a protection element against a negative overvoltage.
【0013】正の過電圧が到来すると、第1のダイオー
ド10がオンして、正の過電圧を電源VGKに逃がし、逆
に負の過電圧が到来すると、第2のダイオード12がオ
ンして負の過電圧をアース(GND)に逃がしている。When a positive overvoltage arrives, the first diode 10 is turned on to release the positive overvoltage to the power source V GK . On the contrary, when a negative overvoltage arrives, the second diode 12 is turned on and the negative overvoltage is reached. Overvoltage is released to the ground (GND).
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】本出願人が既に提案し
ているPNPN構造のサイリスタ素子を用いた自己走査
型発光装置では、純粋なPN接合のみは存在しない。し
たがって、図4のようなPN接合を保護素子として用い
ている保護回路を実現するには、サイリスタ素子の一部
のPN接合を用いることになる。In the self-scanning light emitting device using the thyristor element having the PNPN structure, which the applicant of the present invention has already proposed, there is no pure PN junction. Therefore, in order to realize a protection circuit using a PN junction as a protection element as shown in FIG. 4, a part of the thyristor element's PN junction is used.
【0015】図5に、図1の自己走査型発光装置のデバ
イス構造の断面図を示す。接地された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21の各層が形成され、ホトリ
ソグラフィおよびエッチングにより、各単体発光サイリ
スタL(−1)〜L(+1)に分離されている(分離溝
50)。アノード電極40はP形半導体層21とオーミ
ック接触し、ゲート電極41はN形半導体層22とオー
ミック接触している。FIG. 5 is a sectional view of the device structure of the self-scanning light emitting device of FIG. Grounded N-type semiconductor substrate 1
The N-type semiconductor layer 24, the P-type semiconductor layer 23, the N-type semiconductor layer 22, and the P-type semiconductor layer 21 are formed on the respective layers, and the individual light emitting thyristors L (-1) to L (are formed by photolithography and etching. +1) (separation groove 50). The anode electrode 40 is in ohmic contact with the P-type semiconductor layer 21, and the gate electrode 41 is in ohmic contact with the N-type semiconductor layer 22.
【0016】図5のデバイス構造からわかるように、保
護素子として利用できるPN接合は、アノード電極40
が接続されたP形半導体層21と、ゲート電極41が接
続されたN形半導体層22とで構成されるPN接合であ
る。As can be seen from the device structure of FIG. 5, the PN junction that can be used as a protective element is the anode electrode 40.
Is a PN junction composed of the P-type semiconductor layer 21 connected to and the N-type semiconductor layer 22 connected to the gate electrode 41.
【0017】このPN接合を保護素子として用いる場
合、このPN接合につながるNPN構造が、保護動作上
不具合を生じないか、という問題が生じる。また、別の
問題として、サイリスタは一旦オンすると、電流をしゃ
断しない限りオフしないので、このサイリスタの特性が
保護素子としてのPN接合の動作に影響を与えるのでは
ないかということである。When this PN junction is used as a protection element, there arises a problem that the NPN structure connected to this PN junction causes a failure in protection operation. Another problem is that once the thyristor turns on, it does not turn off unless the current is cut off, so the characteristics of this thyristor may affect the operation of the PN junction as a protection element.
【0018】本発明の目的は、上記のような問題を考慮
した、自己走査型発光装置に使用できる静電破壊防止用
の保護回路を提供することにある。An object of the present invention is to provide a protection circuit for preventing electrostatic breakdown which can be used in a self-scanning light emitting device in consideration of the above problems.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】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を制御するゲート電極
を有する発光サイリスタを複数個配列し、各発光サイリ
スタの前記ゲート電極をその近傍に位置する少なくとも
1つの発光サイリスタのゲート電極に、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、各発光サイリスタに電源ラインを負荷抵抗を
介して接続し、かつ各発光サイリスタにクロックパルス
ラインを接続し、かつ初段の発光サイリスタにスタート
パルスラインを接続して形成した自己走査型発光装置に
用いられる静電破壊防止用保護回路において、入力端子
に一端が接続された電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗
の他端にアノード電極またはカソード電極が接続され、
ゲート電極が前記電源ラインに接続され、カソード電極
またはアノード電極が接地された第1のサイリスタと、
前記電流制限抵抗の他端にゲート電極が接続され、アノ
ード電極およびカソード電極が接地された第2のサイリ
スタと、を有することを特徴とする。According to the present invention, a plurality of light emitting thyristors having gate electrodes for controlling a threshold voltage or a threshold current for light emitting operation are arranged, and the gate electrodes of each light emitting thyristor are arranged in the vicinity thereof. Is connected to the gate electrode of at least one light emitting thyristor via a connection resistor or an electric element having electrical unidirectionality, and a power supply line is connected to each light emitting thyristor via a load resistor, and One end is connected to the input terminal in the electrostatic discharge protection circuit used in the self-scanning light-emitting device formed by connecting the clock pulse line to each light-emitting thyristor and the start pulse line to the first-stage light-emitting thyristor. A current limiting resistor and the other end of the current limiting resistor is connected to an anode electrode or a cathode electrode,
A first thyristor having a gate electrode connected to the power supply line and a cathode electrode or an anode electrode grounded;
A second thyristor having a gate electrode connected to the other end of the current limiting resistor and an anode electrode and a cathode electrode grounded.
【0020】また本発明は、転送動作のためのしきい電
圧またはしきい電流を制御するゲート電極を有する転送
サイリスタを複数個配列し、各サイリスタの前記ゲート
電極をその近傍に位置する少なくとも1つの転送サイリ
スタのゲート電極に、接続用抵抗または電気的に一方向
性を有する電子素子を介して接続するとともに、各転送
サイリスタに電源ラインを負荷抵抗を介して接続し、か
つ各転送サイリスタにクロックパルスラインを接続し、
かつ初段の転送サイリスタにスタートパルスラインを接
続して形成した転送サイリスタ・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を制御するゲート電
極を有する発光サイリスタを複数個配列した発光サイリ
スタ・アレイとからなり、前記発光サイリスタの各ゲー
ト電極を対応する前記転送サイリスタのゲート電極と電
気的手段にて接続し、各発光サイリスタに発光のための
電流を印加するラインを設けた自己走査型発光装置であ
って、入力端子に一端が接続された電流制限抵抗と、前
記電流制限抵抗の他端にアノード電極またはカソード電
極が接続され、ゲート電極が前記電源ラインに接続さ
れ、カソード電極またはアノード電極が接地された第1
のサイリスタと、前記電流制限抵抗の他端にゲート電極
が接続され、アノード電極およびカソード電極が接地さ
れた第2のサイリスタと、を有することを特徴とする。Further, according to the present invention, a plurality of transfer thyristors having gate electrodes for controlling a threshold voltage or a threshold current for a transfer operation are arranged, and at least one gate thyristor of each thyristor is located in the vicinity thereof. Connect to the gate electrode of the transfer thyristor via a connecting resistor or an electronic element having electrical unidirectionality, connect the power supply line to each transfer thyristor via a load resistor, and clock pulses to each transfer thyristor. Connect the lines,
In addition, a transfer thyristor array formed by connecting a start pulse line to the first stage transfer thyristor, and a light emitting thyristor in which a plurality of light emitting thyristors having gate electrodes for controlling a threshold voltage or a threshold current for light emitting operation are arranged. Self-scanning light emission comprising an array, each gate electrode of the light emitting thyristor is electrically connected to a corresponding gate electrode of the transfer thyristor, and a line for applying a current for light emission to each light emitting thyristor is provided. A device, wherein a current limiting resistor having one end connected to an input terminal, an anode electrode or a cathode electrode connected to the other end of the current limiting resistor, a gate electrode connected to the power supply line, a cathode electrode or an anode electrode First grounded
And a second thyristor in which the gate electrode is connected to the other end of the current limiting resistor and the anode electrode and the cathode electrode are grounded.
【0021】[0021]
【実施例1】図6は、本発明の静電破壊防止用保護回路
の一実施例の回路図である。入力端子60と入力回路
(図示せず)との間に設けられ、2個のPNPN構造の
サイリスタ62,64と、電流制限用抵抗66,68と
から構成される。Embodiment 1 FIG. 6 is a circuit diagram of an embodiment of a protection circuit for preventing electrostatic breakdown according to the present invention. It is provided between the input terminal 60 and an input circuit (not shown) and is composed of two thyristors 62 and 64 having a PNPN structure and current limiting resistors 66 and 68.
【0022】サイリスタ62のアノード電極621は、
入力端子側の抵抗66の一端に接続され、ゲート電極6
22はサイリスタ自身の保護抵抗624を経て正の電源
電圧(VGK)に接続されている。一方、サイリスタ64
のアノード電極641は接地され、ゲート電極642は
入力端子側の抵抗66の一端に接続されている。サイリ
スタ62,64のカソード電極625,644は共に接
地されている。The anode electrode 621 of the thyristor 62 is
The gate electrode 6 is connected to one end of the resistor 66 on the input terminal side.
22 is connected to the positive power supply voltage ( VGK ) via the protective resistance 624 of the thyristor itself. On the other hand, the thyristor 64
The anode electrode 641 is grounded, and the gate electrode 642 is connected to one end of the resistor 66 on the input terminal side. The cathode electrodes 625 and 644 of the thyristors 62 and 64 are both grounded.
【0023】以上の構成の保護回路は、基本的には図4
で示した保護回路と同じであり、アノード電極およびゲ
ート電極が接続されたPN接合(図中、サイリスタ62
のPN接合623、サイリスタ64のPN接合643)
を保護素子として利用するものである。この場合、前述
したように、ゲート電極とカソード電極との間のNPN
構造が、保護素子としてのPN接合に動作上影響を与え
ないかという問題がある。この問題については、この出
願の発明者らの考察によれば、動作上影響の無いことが
わかっている。すなわち、サイリスタのNPN構造の素
子特性からすると耐圧は十分とれており、NPN構造は
常にオフ状態にあり、保護素子のオン,オフ動作には何
ら影響を与えない。Basically, the protection circuit having the above configuration is shown in FIG.
The protection circuit is the same as the protection circuit shown in FIG. 1, and has a PN junction in which the anode electrode and the gate electrode are connected (in FIG.
PN junction 623, thyristor 64 PN junction 643)
Is used as a protection element. In this case, as described above, the NPN between the gate electrode and the cathode electrode
There is a problem that the structure does not affect the PN junction as a protection element in operation. According to the consideration of the inventors of the present application, it is known that this problem does not affect operation. That is, the breakdown voltage is sufficient from the element characteristics of the NPN structure of the thyristor, the NPN structure is always in the off state, and there is no influence on the on / off operation of the protection element.
【0024】また、前述したように、サイリスタは、一
旦ターンオンすると電流は流れ続けるので、このことが
保護素子の動作に影響するのではないかという問題に対
しては、以下のように対処している。Further, as described above, since the current continues to flow in the thyristor once it is turned on, the problem that this may affect the operation of the protection element is dealt with as follows. There is.
【0025】まず、サイリスタ64においては、アノー
ド電極641の接続されたP形領域とカソード電極64
4の接続されたN形領域とはアースを介して短絡状態に
ある。PN接合643が到来した過電圧よりオンして
も、電流がオフした後は、すぐにリセットされてもはや
電流は流れないので、問題はない。First, in the thyristor 64, the P-type region to which the anode electrode 641 is connected and the cathode electrode 64.
The connected N-type region 4 is short-circuited via the ground. Even if the PN junction 643 is turned on due to the incoming overvoltage, it is reset immediately after the current is turned off and the current no longer flows, so there is no problem.
【0026】一方、サイリスタ62については、到来し
た過電圧によりオン状態になり電流が流れ続けると、保
護回路として機能しなくなる。そこで、この発明では、
次のような工夫を行っている。すなわち、アノード電極
621からゲート電極622を介して電源VGKに到る抵
抗を小さくする。この抵抗には、アノード電極621か
らPN接合623を経てゲート電極622に到る抵抗
と、保護用抵抗624(約1kΩ)の抵抗とが含まれ
る。アノード電極621から電源VGKに到る抵抗を、サ
イリスタの駆動能力より小さくしておけば、サイリスタ
は自らオフする。保護用抵抗624の値は、小さくでき
ないので、アノード電極621とゲート電極622との
間の抵抗を小さくする。このためには、図7に示すよう
にアノード電極とゲート電極とを、アノード電極を中心
に、その周りにゲート電極をリング状に形成する。この
ような構造にすることによって、アノード電極からゲー
ト電極への電界集中を避けて、アノード電極とゲート電
極との間の抵抗を下げるようにする。On the other hand, the thyristor 62 does not function as a protection circuit when it is turned on by the overvoltage that has arrived and the current continues to flow. So, in this invention,
We are making the following efforts. That is, the resistance from the anode electrode 621 to the power source V GK via the gate electrode 622 is reduced. This resistance includes the resistance from the anode electrode 621 to the gate electrode 622 via the PN junction 623 and the resistance of the protective resistance 624 (about 1 kΩ). If the resistance from the anode electrode 621 to the power supply V GK is set smaller than the driving capability of the thyristor, the thyristor turns off itself. Since the value of the protection resistor 624 cannot be reduced, the resistance between the anode electrode 621 and the gate electrode 622 is reduced. For this purpose, as shown in FIG. 7, the anode electrode and the gate electrode are formed around the anode electrode in a ring shape around the anode electrode. With such a structure, electric field concentration from the anode electrode to the gate electrode is avoided, and the resistance between the anode electrode and the gate electrode is lowered.
【0027】このようなリング構造の電極にすることに
よって、アノード電極621から電源VGKに到るまでの
抵抗が小さくなる。過電圧の到来によりNPN構造はタ
ーンオンしたとき、ゲート電極622が接続されている
N形領域は、瞬間的に0ボルトにおちるが、電源VGKへ
の抵抗が小さいので前記N形領域はVGKにすぐ戻る結
果、NPN構造はオフ状態に戻る。By using the electrode having such a ring structure, the resistance from the anode electrode 621 to the power source V GK becomes small. When the NPN structure is turned on by the arrival of an overvoltage, the N-type region to which the gate electrode 622 is connected momentarily falls to 0 V, but the resistance to the power source V GK is small, so the N-type region is V GK . The immediate return results in the NPN structure returning to the off state.
【0028】次に、本実施例の動作を説明する。入力端
子60に正の過電圧が到来すると、サイリスタ62のP
N接合がオンし、過電圧は電源VGKに逃がす。また、負
の過電圧が到来すると、サイリスタ64のPN接合がオ
ンし、過電圧をアースに逃がす。Next, the operation of this embodiment will be described. When a positive overvoltage arrives at the input terminal 60, P of the thyristor 62
The N-junction turns on and the overvoltage escapes to the power supply V GK . Also, when a negative overvoltage arrives, the PN junction of the thyristor 64 turns on, allowing the overvoltage to escape to the ground.
【0029】以上のようなサイリスタのPN接合を用い
た静電破壊防止用保護回路は、サイリスタ素子を用いて
いるが故に、前述したような問題が懸念されたが、正常
に動作し、入力回路を静電破壊から防止することができ
る。Since the protection circuit for preventing electrostatic breakdown using the pn junction of the thyristor as described above uses the thyristor element, the above-mentioned problem was feared. Can be prevented from electrostatic breakdown.
【0030】なお、以上の実施例では、電源電圧VGKが
正の場合を説明したが、電源電圧VGKが負の場合には、
サイリスタの極性を変えて接続すればよいことは、明ら
かである。In the above embodiment, the case where the power supply voltage V GK is positive has been described, but when the power supply voltage V GK is negative,
It is clear that the thyristors can be connected with different polarities.
【0031】[0031]
【実施例2】図8は、正の過電圧に対してのみ働く保護
素子を示す図である。(a)は断面図、(b)は上面図
である。この保護素子は、接地された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21の各層が形成されている。[Embodiment 2] FIG. 8 is a diagram showing a protection element that works only against a positive overvoltage. (A) is sectional drawing, (b) is a top view. This protection element is a grounded N-type semiconductor substrate 1
Each layer of the N-type semiconductor layer 24, the P-type semiconductor layer 23, the N-type semiconductor layer 22, and the P-type semiconductor layer 21 is formed on it.
【0032】最上層21は、図8(b)に示すように、
抵抗をつけるために細くくびれた中央部半導体層21a
と、両側の側部半導体層21b,21cとからなる。側
部半導体層21b上にアノード電極40が、側部半導体
層21cと下側の半導体層22とにまたがるように、ゲ
ート電極41を設ける。ゲート電極41は、保護用抵抗
51を経て正の電源VGKに接続される。The uppermost layer 21 is, as shown in FIG.
A central semiconductor layer 21a having a narrow neck for resistance.
And side semiconductor layers 21b and 21c on both sides. The gate electrode 41 is provided on the side semiconductor layer 21b so that the anode electrode 40 extends over the side semiconductor layer 21c and the lower semiconductor layer 22. The gate electrode 41 is connected to the positive power source V GK via the protective resistor 51.
【0033】アノード電極40に正の過電圧が到来する
と、アノード電極40から内部抵抗を構成する中央部半
導体層21aを通ってゲート電極41に向かって、瞬間
的に電流I1 が流れる。その結果、内部抵抗により電位
差が生じ、アノード電極40の下側のPN接合がオン状
態となって電流I2 が流れ、正の過電圧を吸収する。When a positive overvoltage arrives at the anode electrode 40, a current I 1 instantaneously flows from the anode electrode 40 to the gate electrode 41 through the central semiconductor layer 21a forming the internal resistance. As a result, a potential difference is generated due to the internal resistance, the PN junction below the anode electrode 40 is turned on, and the current I 2 flows to absorb the positive overvoltage.
【0034】[0034]
【実施例3】実施例1の静電破壊防止用保護回路を自己
走査型発光装置に設けた具体例を図9に示す。図1,図
2,図3の自己走査型発光装置において、クロックパル
ス端子φ1 ,φ2 ,φ3 、電源端子VGK,書き込み信号
Sinの各端子については、多くの素子がつながっている
ので、静電破壊防止用保護回路を設けなくてもよいが、
スタートパルス端子φS は静電破壊に対し一番弱いの
で、スタートパルス端子φS の内側に保護回路を設ける
必要がある。[Embodiment 3] FIG. 9 shows a specific example in which the protection circuit for preventing electrostatic breakdown of Embodiment 1 is provided in a self-scanning light emitting device. In the self-scanning light emitting device of FIGS. 1, 2 and 3, many elements are connected to each of the clock pulse terminals φ 1 , φ 2 , φ 3 , the power supply terminal V GK , and the write signal S in . Therefore, it is not necessary to provide a protection circuit for preventing electrostatic discharge,
Since the start pulse terminal φ S is the weakest against electrostatic damage, it is necessary to provide a protection circuit inside the start pulse terminal φ S.
【0035】図9は、図3の自己走査型発光装置のスタ
ートパルス端子の内側に、静電破壊防止用保護回路70
を設けた例を示している。FIG. 9 shows a protection circuit 70 for preventing electrostatic breakdown inside the start pulse terminal of the self-scanning light emitting device of FIG.
The example which provided is shown.
【0036】[0036]
【実施例4】図3の自己走査型発光装置にエンド端子φ
E を設けた場合の回路に、静電破壊防止用保護回路を設
けた例を図10に示す。エンド端子φE を設ける理由
は、例えば、128ビット1チップの発光装置を複数個
実装基板上に配列して、プリンタ用の光源を形成する場
合に、実装基板上に実装された後の各チップの動作を試
験するためである。[Embodiment 4] The self-scanning light emitting device of FIG.
FIG. 10 shows an example in which a protection circuit for preventing electrostatic breakdown is provided in the circuit where E is provided. The reason for providing the end terminal φ E is, for example, when a plurality of 128-bit 1-chip light emitting devices are arranged on a mounting board to form a light source for a printer, each chip after being mounted on the mounting board. This is to test the operation of.
【0037】このようなエンド端子φE は、スタートパ
ルス端子φS と同様に、静電破壊に対しては弱いので、
エンド端子φE の内側に、静電破壊防止用保護回路を設
ける必要がある。図10に、図3の発光装置(128ビ
ット1チップ)のエンド端子φE の内側に保護回路72
を設けた例を示す。Like the start pulse terminal φ S , such an end terminal φ E is vulnerable to electrostatic breakdown, so that
It is necessary to provide a protection circuit to prevent electrostatic breakdown inside the end terminal φ E. In FIG. 10, a protection circuit 72 is provided inside the end terminal φ E of the light emitting device (128 bits, 1 chip) of FIG.
An example in which is provided.
【0038】[0038]
【実施例5】以下の実施例では、本発明の静電破壊防止
用保護回路を設けることのできる自己走査型発光装置の
例を説明する。[Embodiment 5] In the following embodiment, an example of a self-scanning light emitting device in which the protection circuit for preventing electrostatic breakdown of the present invention can be provided will be described.
【0039】本実施例の発光装置は、相互作用の媒介と
して電位を利用するものである。図11に本実施例の発
光装置の等価回路図を示す。発光素子として、本発明に
よる発光サイリスタL(−2)〜L(+2)を用い、発
光サイリスタL(−2)〜L(+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。The light emitting device of this embodiment utilizes an electric potential as a medium of interaction. FIG. 11 shows an equivalent circuit diagram of the light emitting device of this embodiment. The light emitting thyristors L (-2) to L (+2) according to the present invention are used as light emitting elements, and the light emitting thyristors L (-2) to L (+2) are respectively provided with gate electrodes G -2 to G +2. ing. 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 through a resistor R I to make an interaction. In addition, three transfer clock lines (φ 1 , φ 2 , φ 3 ) are provided on the anode electrode of each single light-emitting thyristor, and each of them has three lines.
Every other element is connected (repeatedly).
【0040】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、発光サイリスタL(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RL 、相
互作用抵抗RI 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L(0)
に近い素子のゲート電圧が最も低下し、以降順にL
(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。The operation will be described. First, the transfer clock φ 3
Is at a high level and the light emitting thyristor L (0) is on. At this time, from the characteristics of the three-terminal thyristor,
The gate electrode G 0 is pulled down to near zero volts. Assuming that the power supply voltage V GK is 5 V, the gate voltage of each light emitting thyristor is determined from the network of the load resistance R L and the interaction resistance R I. Then, the light emitting thyristor L (0)
The gate voltage of the element close to
The gate voltage increases as the distance from (0) increases. This can be expressed as:
【0041】 VG0<VG1=VG-1 <VG2=VG-2 (1) これらの電圧の差は、負荷抵抗RL ,相互作用抵抗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 is the load resistance R L and the interaction resistance R I.
It can be set by appropriately selecting the value of.
【0042】3端子サイリスタのアノード側のターンオ
ン電圧VONは、ゲート電圧より拡散電位Vdif だけ高い
電圧となることが知られている。It is known that the turn-on voltage V ON on the anode side of the three-terminal thyristor becomes higher than the gate voltage by the diffusion potential V dif .
【0043】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.
【0044】さてこの発光サイリスタL(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 は発光
サイリスタL(+1)とL(―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、発光
サイリスタL(+1)のみをオンさせることができる。Now, with the light emitting thyristor L (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 simultaneously applied to the light emitting thyristors L (+1) and L (−2),
By setting the value of the high level voltage V H in the following range, only the light emitting thyristor L (+1) can be turned on.
【0045】 VG-2 +Vdif >VH >VG+1 +Vdif (3) これで発光サイリスタL(0),L(+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、発光サイリスタL(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 light emitting thyristors L (0) and L (+1) are simultaneously turned on. When the high level voltage of the clock pulse φ 3 is cut off, the light emitting thyristor L (0) is turned off and the transfer in the on state is completed.
【0046】このように、本実施例では抵抗ネットワー
クで各発光サイリスタのゲート電極間を結ぶことによ
り、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 respective light emitting thyristors with the resistance network, it becomes possible to give the light emitting thyristors a transfer function.
【0047】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.
【0048】次に、本実施例の自己走査型発光装置を集
積化して作製する場合の構成について説明する。Next, the structure of the self-scanning light emitting device of this embodiment which is integrated and manufactured will be described.
【0049】本実施例の発光装置の構成概略図を図12
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
およびエッチング等により、各単体発光サイリスタL
(−1)〜L(+1)に分離する。分離溝を50で示
す。アノード電極40はP形半導体層21とオーミック
接触を有し、ゲート電極41はN形半導体層22とオー
ミック接触を有する。FIG. 12 is a schematic diagram showing the structure of the light emitting device of this embodiment.
Shown in The N-type semiconductor layer 24, the P-type semiconductor layer 23, the N-type semiconductor layer 22, and the P-type semiconductor layer 21 are formed on the grounded N-type GaAs substrate 1. Then, by photolithography, etching, etc., each single light emitting thyristor L
(-1) to L (+1) are separated. The separation groove is shown at 50. The anode electrode 40 has ohmic contact with the P-type semiconductor layer 21, and the gate electrode 41 has ohmic contact with the N-type semiconductor layer 22.
【0050】絶縁層30は素子と配線との短絡を防ぎ、
同時に特性劣化を防ぐための保護膜でもある。N形Ga
As基板1は、このサイリスタのカソードである。各単
体発光サイリスタのアノード電極40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
に接続される。またゲート電極41には、負荷抵抗
RL ,相互作用抵抗RI による抵抗ネットワークが接続
される。The insulating layer 30 prevents a short circuit between the element and wiring,
At the same time, it is also a protective film for preventing characteristic deterioration. N type Ga
The As substrate 1 is the cathode of this thyristor. Three transfer clock lines (φ 1 , φ 2 , φ 3 ) are connected to the anode electrode 40 of each single light emitting thyristor every three elements. Further, the gate electrode 41 is connected to a resistance network including a load resistance R L and an interaction resistance R I.
【0051】[0051]
【実施例6】本実施例は、本発明者らが特開平2−92
650号公報にて開示した自己走査型発光装置であっ
て、本発明を適用できる例の1つである。[Sixth Embodiment] In this embodiment, the inventors of the present invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-92.
The self-scanning light-emitting device disclosed in Japanese Patent No. 650 is one of the examples to which the present invention can be applied.
【0052】本実施例では、さらに抵抗接続の例につい
て述べる。本実施例の発光装置の等価回路図を図13に
示す。In this embodiment, an example of resistance connection will be further described. An equivalent circuit diagram of the light emitting device of this embodiment is shown in FIG.
【0053】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、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L(−2)〜L
(+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夕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相互接続用抵抗RI はNPN
トランジス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(φ1 ,φ2 ,φ3 )が順次繰り返して1本ずつ接続
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Re が設けられる。This shows the case where a light emitting thyristor is used as the light emitting thyristor whose light emitting threshold voltage and current can be controlled from the outside. Light emitting thyristors L (-2) to L
(+2) is arranged in a line. Each light emitting thyristor is represented as a combination of transistors Tr 1 and Tr 2 . The transistor Tr 1 is a PNP transistor, and the transistor Tr 2 is an NPN transistor. The resistor R I for interconnection between the light emitting thyristors is NPN.
It is connected between the bases of the transistors Tr 2 . Three transfer clock lines (φ 1 , φ 2 , φ 3 ) are sequentially and repeatedly connected to the anode electrode of each single light emitting thyristor one by one. The clock line is provided with a current limiting resistor R e for the clock line.
【0054】動作を説明する。まず転送クロックφ3 が
ハイレベルとなり、発光サイリスタL(0)がオンして
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L(0)のオン電流を流せ
る電位に設定されている。この電位が相互接続接抗RI
を通じて、隣接する発光サイリスタL(−1),L
(1)のNPNトランジスタTr2 (−1),Tr
2 (1)のベースに伝達され、これらのベース電流が流
れる。ただし転送クロックラインφ1 ,φ2 がローレベ
ルである限り、発光サイリスタL(−1),L(1)は
オフ状態のままである。The operation will be described. First, it is assumed that the transfer clock φ 3 becomes high level and the light emitting thyristor L (0) is turned on. At this time, the NPN transistor Tr 2 (0)
The base of is set to a potential at which the ON current of the light emitting thyristor L (0) can flow. Interconnect contact anti R I is this potential
Through adjacent light emitting thyristors L (-1), L
(1) NPN transistor Tr 2 (−1), Tr
2 These (1) are transmitted to the base and these base currents flow. However, as long as the transfer clock lines φ 1 and φ 2 are at the low level, the light emitting thyristors L (-1) and L (1) remain off.
【0055】さて、この相互接続抵抗RI が小さけれ
ば、NPNトランジス夕Tr2 (−1),Tr2 (1)
は、発光サイリスタL(0)のオン電流と同じ電流を流
す能力を持っている。しかし相互接続抵抗RI が大きけ
れば、NPNトランジスタTr2 (−1),Tr
2 (1)のベース電流が相互接続抵抗RI により制限さ
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。Now, if this interconnection resistance R I is small, the NPN transistors Tr 2 (-1) and Tr 2 (1)
Has the ability to pass the same current as the ON current of the light emitting thyristor L (0). However, if the interconnection resistance R I is large, the NPN transistors Tr 2 (−1), Tr
The base current of 2 (1) is limited by the interconnection resistance R I , and the NPN transistors Tr 2 (-1) and Tr 2 (1)
The current drive capacity of is reduced. NPN transistor Tr 2
(-1), Tr 2 NP located farther than (1)
The base currents of the N-transistors Tr 2 (−2) and Tr 2 (2) are further reduced, and the current drive capability thereof is further reduced.
【0056】このNPNトランジスタTr2 のベース電
流量、すなわち電流駆動能力が大きくなると、発光サイ
リスタのターンオン電圧が低下することが知られてい
る。図14にその様子を示す。横軸がアノード電圧(P
NP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、ターンオン電圧VS は
外部から全く影響のない場合のターンオン電圧であり、
ターンオン電圧VS (1)は発光サイリスタL(1)
の、ターンオン電圧VS (−2)は発光サイリスタL
(−2)のターンオン電圧を表わす。オン状態を維持す
るために必要な最小電圧はホールド電圧Vh と呼ばれ
る。オンしている発光サイリスタL(0)に最も近い発
光サイリスタL(−1),L(1)は上に述べた理由で
ターンオン電圧が低下し、ターンオン電圧VS (1)に
なる。次に近い発光サイリスタL(−2),L(2)は
ベース電流の影響が小さくターンオン電圧VS (−2)
となる。It is known that the turn-on voltage of the light emitting thyristor decreases when the base current amount of the NPN transistor Tr 2 , that is, the current driving capability increases. This is shown in FIG. The horizontal axis is the anode voltage (P
(Emitter voltage of NP transistor Tr 1 ), and the vertical axis represents the anode current. Here, the turn-on voltage V S is a turn-on voltage when there is no external influence,
The turn-on voltage V S (1) is the light emitting thyristor L (1).
Of the turn-on voltage V S (-2) is the light emitting thyristor L
It represents the turn-on voltage of (-2). Minimum voltage required to maintain the ON state is called a hold voltage V h. The light-emitting thyristors L (-1) and L (1) closest to the light-emitting thyristor L (0) being turned on have the turn-on voltage lowered and become the turn-on voltage V S (1) for the reason described above. The next closest light emitting thyristors L (-2) and L (2) are less affected by the base current and have a turn-on voltage V S (-2).
Becomes
【0057】さて、図13において、クロックパルスφ
3 の次のクロックパルスφ1 は発光サイリスタL
(1),L(−2)に印加される。これらのターンオン
電圧は上に述べた理由からそれぞれターンオン電圧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ターンオン電圧VS (1),
VS(−2)の間に設定しておくと発光サイリスタL
(1)のみをオンさせることができる。これから各クロ
ックパルスφ1 ,φ2 ,φ3 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、オン状態発光サイリ
スタが順次転送されていくことになる。これから自己走
査可能な発光装置を実現することができる。Now, in FIG. 13, the clock pulse φ
The next clock pulse φ 1 of 3 light-emitting thyristor L
(1), L (-2) are applied. These turn-on voltages are respectively the turn-on voltage V S for the reasons described above.
(1) and V S (−2), the high-level voltage of the clock pulse is the turn-on voltage V S (1),
If you set between V S (-2) light-emitting thyristor L
Only (1) can be turned on. If the clock pulses φ 1 , φ 2 , φ 3 are set so that their high levels overlap with each other, the ON-state light emitting thyristors will be sequentially transferred. From this, a self-scanning light emitting device can be realized.
【0058】以上より、本実施例では発光サイリスタ間
を接続する抵抗が1つで済むことから、簡単な構造で発
光装置が構成できることがわかる。From the above, it can be seen that the light emitting device can be constructed with a simple structure since only one resistor is required to connect the light emitting thyristors in this embodiment.
【0059】次に、本実施例の発光装置を集積化して作
製する場合の構成について説明する。本実施例の要点は
電気的結合を行なうための相互接続用抵抗を、発光サイ
リスタ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。Next, the structure when the light emitting device of this embodiment is integrated and manufactured will be described. The essential point of this embodiment is a structure in which even a resistance element can be formed in the same step as the light emitting thyristor by providing an interconnecting resistor for making electrical coupling by utilizing a part of the light emitting thyristor. .
【0060】本実施例の発光装置の構造断面概念図を図
15に示す。接地されたN形GsAs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。そしてホトリノソグ
ラフィおよびエッチング等により各単体発光サイリスタ
L(−2)〜L(2)に分離する(分離溝50)。FIG. 15 is a conceptual diagram of a structural cross section of the light emitting device of this example. On the grounded N-type GsAs substrate 1, the N-type semiconductor layer 24, the P-type semiconductor layer 23, the N-type semiconductor layer 22, and P
Each layer of the shaped semiconductor layer 21 is formed. Then, the individual light-emitting thyristors L (-2) to L (2) are separated by photolithography and etching (separation groove 50).
【0061】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。各単体発光サイリスタ
のアノードとなるP形半導体層21には、転送クロック
ラインφ1 ,φ2 ,φ3 がそれぞれ2素子おきに接続さ
れる。この構成における特徴は、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の内部抵抗が図13に示
した相互接続抵抗RIとなる。The N-type GaAs substrate 1 serves as the cathode of this thyristor and is grounded. Transfer clock lines φ 1 , φ 2 , and φ 3 are connected to every two elements to the P-type semiconductor layer 21 serving as the anode of each single light emitting thyristor. The feature of this structure is that the P-type semiconductor layer 23 forming the thyristor is connected through each element. The internal resistance of the P-type semiconductor layer 23 becomes the interconnection resistance R I shown in FIG.
【0062】以上より、本実施例の発光装置では、ゲー
ト電極を設ける必要がなく、かつ発光サイリスタ間を相
互接続する抵抗が1つで済み、さらには相互接続抵抗R
I を発光サイリスタを構成する半導体層にて形成でき
る。これより簡単な構造の自己走査型発光装置が実現で
きる。As described above, in the light emitting device of this embodiment, it is not necessary to provide a gate electrode, and only one resistor is used for interconnecting the light emitting thyristors, and further the interconnecting resistance R
I can be formed of a semiconductor layer that constitutes a light emitting thyristor. A self-scanning light emitting device having a simpler structure can be realized.
【0063】[0063]
【実施例7】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、本発明を適用できる例の1つである。EXAMPLE 7 In this example, the inventors of the present invention described in JP-A-2-14.
The self-scanning light-emitting device disclosed in Japanese Patent No. 584 is one of the examples to which the present invention can be applied.
【0064】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1
6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、3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L(−2)
〜L(+2)は、一列に並べられた構成となっている。
G-2〜G+2は、発光サイリスタL(−2)〜L(+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. 1 is an equivalent circuit diagram for explaining the principle of the self-scanning light emitting device of this embodiment.
6 is shown. This shows a case where a three-terminal light emitting thyristor is used as a light emitting thyristor whose light emission threshold voltage and current can be controlled from the outside. Light emitting thyristor L (-2)
-L (+2) are arranged in a line.
G -2 to G +2 are light emitting thyristors L (-2) to L (+2)
Of each gate electrode. R L represents the load resistance of the gate electrode, and D −2 to D +2 represent diodes that 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 light emitting thyristor every other element.
【0065】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、発光サイリスタL(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L(0)に近い
素子のゲート電圧が最も低下し、以降順にL(0)から
離れるにしたがいゲート電圧は上昇していく。The operation will be described. First, it is assumed that the transfer clock φ 2 becomes high level and the light emitting thyristor L (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 L (0) is the lowest, and thereafter, the gate voltage is increased with increasing distance from L (0).
【0066】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、L(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 だけ高
い電圧に設定され、ゲート電極G2 はG1 に対し、さら
にダイオードの順方向立ち上がり電圧Vdif だけ高い電
圧に設定される。一方、L(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。However, due to the unidirectionality and asymmetry of the diode characteristics, the effect of lowering the voltage works only to the right of L (0). That is, the gate electrode G 1 is set to a voltage higher than G 0 by the diode forward-direction rising voltage V dif , and the gate electrode G 2 is set to a voltage higher than G 1 by the diode forward-direction rising voltage V dif. To be done. On the other hand, the gate electrode G on the left side of L (0)
In -1, since the diode D -1 is reverse biased, no current flows, and therefore the potential is the same as the power supply voltage V GK .
【0067】次の転送クロックパルスφ1 は、最近接の
発光サイリスタL(1),L(−1)、そしてL(3)
およびL(−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L(1)であり、
L(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。L(−1)とL(−3)のターンオン電圧は、約
VGK+Vdif となる。The next transfer clock pulse φ 1 is the closest light emitting thyristors L (1), L (-1), and L (3).
And L (−3), among these,
The element with the lowest turn-on voltage is L (1),
The turn-on voltage of L (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 turn-on voltage of L (-1) and L (-3) is about V GK + V dif .
【0068】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L(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。[0068] 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 L (1), Transfer operations can be performed.
【0069】次に、本実施例の自己走査型発光装置を集
積化して作製する場合の構成について説明する。Next, the structure in the case where the self-scanning light emitting device of this embodiment is integrated and manufactured will be described.
【0070】本実施例の発光素子アレイの構造概念図を
図17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2
2,P形半導体層21の各層を形成する。そしてホトリ
ソグラフィおよびエッチング等により、各単体発光サイ
リスタL(−2)〜L(+1)に分離する。分離溝を5
0で示す。アノード電極40はP形半導体層21とオー
ミック接触しており、ゲート電極41はN形半導体層2
2とオーミック接触している。絶縁層30は素子と配線
との短絡を防ぎ、同時に特性劣化を防ぐための保護膜と
して作用する。ここで、絶縁層30には、発光サイリス
タの発光波長の光が通らないような材質を用いている。FIG. 17 shows a conceptual diagram of the structure of the light emitting element array of this example. On the grounded N-type GaAs substrate 1, N
Type semiconductor layer 24, P type semiconductor layer 23, N type semiconductor layer 2
2, each layer of the P-type semiconductor layer 21 is formed. Then, the individual light emitting thyristors L (−2) to L (+1) are separated by photolithography and etching. 5 separation grooves
It is indicated by 0. The anode electrode 40 is in ohmic contact with the P-type semiconductor layer 21, and the gate electrode 41 is the N-type semiconductor layer 2.
It is in ohmic contact with 2. The insulating layer 30 prevents a short circuit between the element and the wiring, and at the same time acts as a protective film for preventing characteristic deterioration. Here, the insulating layer 30 is made of a material that does not allow light of the emission wavelength of the light emitting thyristor to pass therethrough.
【0071】N形GaAs基板1はカソードとして働
く。各単体発光サイリスタのアノード電極40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。The N-type GaAs substrate 1 serves as a cathode. Two transfer clock lines (φ 1 , φ 2 ) are connected to the anode electrode 40 of each single light emitting thyristor every other element.
【0072】転送クロックφ1 ,φ2 のハイレベル電圧
を交互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、ダイオードによる電位結合
を用いた集積化された自己走査型発光素子アレイを実現
することができる。If the high-level voltages of the transfer clocks φ 1 and φ 2 are set so as to alternately overlap each other little by little, the ON states of the light emitting thyristors are sequentially transferred. That is, the light emitting points are sequentially transferred, and an integrated self-scanning light emitting element array using potential coupling by diodes can be realized.
【0073】[0073]
【実施例8】本実施例は、本発明者らが特開平2−92
651号公報にて開示した自己走査型発光装置であっ
て、本発明を適用できる例の1つである。[Embodiment 8] In this embodiment, the inventors of the present invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-92.
The self-scanning light emitting device disclosed in Japanese Patent No. 651 is one of the examples to which the present invention can be applied.
【0074】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18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、3端
子の発光サイリスタを用いた場合を表している。各発光
サイリスタは、トランジス夕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。また、トランジスタTr3 が設けられ、トラン
ジスタTr3 のベースは、NPNトランジスTr2 のベ
ースに接続され、NPNトランジスTr2 と組合わさっ
てカレントミラー回路を構成している。発光サイリスタ
L(−1)〜L(1)は一列に並べられ、かつ発光サイ
リスタ間がカレントミラー回路によって接続された構成
となっている。FIG. 18 shows an equivalent circuit diagram for explaining the principle of the light emitting device of this embodiment. This is the emission threshold voltage,
A light emitting thyristor with three terminals is used as the light emitting thyristor whose current can be controlled from the outside. Each light emitting thyristor is represented as a combination of transistors Tr 1 and Tr 2 . The transistor Tr 1 is a PNP transistor, and the transistor Tr 2 is an NPN transistor. The transistor Tr 3 is provided, the base of the transistor Tr 3 is connected to the base of the NPN transistor Tr 2, constitute a current mirror circuit I is combined with NPN transistor Tr 2. The light emitting thyristors L (-1) to L (1) are arranged in a line, and the light emitting thyristors are connected by a current mirror circuit.
【0075】発光サイリスタL(−1)〜L(+1)
は、それぞれのゲート電極G-1〜G+1を有し、これらゲ
ート電極は、負荷抵抗RL を有する。ゲート電極には、
負荷抵抗RL を経て電源電圧VGKが印加される。各単体
発光サイリスタのアノード電極(Tr1 のエミッタ)
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。クロックラインには、クロ
ックラインの電流制限用抵抗Re が設けられる。Light emitting thyristors L (-1) to L (+1)
Have respective gate electrodes G -1 to G +1 which have a load resistance R L. For the gate electrode,
The power supply voltage V GK is applied via the load resistance R L. Anode electrode of each light emitting thyristor (emitter of Tr 1 )
In addition, two transfer clock lines (φ 1 , φ 2 ) are connected every other element. The clock line is provided with a current limiting resistor R e for the clock line.
【0076】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、発光サイリスタL(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5ボルトとすると、ゲート電極G0 に負荷
抵抗RL で制限された電流が流れ込む。またエミッタ
(アノード)には、抵抗Re で制限された電流が流れ込
む。The operation will be described. First, transfer clock φ 2
Is at a high level and the light emitting thyristor L (0) is on. At this time, the gate electrode G 0 is pulled down to near zero volt due to the characteristics of the three-terminal thyristor. When the power supply voltage V GK is 5 V, a current limited by the load resistance R L flows into the gate electrode G 0 . A current limited by the resistance R e flows into the emitter (anode).
【0077】さて、トランジス夕Tr2 とTr3 は、カ
レントミラー回路になっているため、トランジスタTr
3 にはTr2 に比例した電流駆動能力が備わっている。
この電流駆動能力からトランジスタTr3 のコレクタに
接続される負荷抵抗RL を介して電流を引き込み、隣の
発光サイリスタL(1)のゲート電極G1 の電位を引き
下げる。トランジスタTr3 の駆動能力を適当に調整す
ることにより、ゲート電極G1 の電位をほぼ零まで下げ
ることができる。Since the transistors Tr 2 and Tr 3 are current mirror circuits, the transistor Tr
3 has a current drive capacity proportional to Tr 2 .
From this current driving capability, a current is drawn through the load resistor R L connected to the collector of the transistor Tr 3 , and the potential of the gate electrode G 1 of the adjacent light emitting thyristor L (1) is lowered. By properly adjusting the driving capability of the transistor Tr 3 , the potential of the gate electrode G 1 can be reduced to almost zero.
【0078】発光サイリスタL(1)のオン電圧は、ゲ
ート電極G1 の電位より拡散電位Vdif だけ高い電圧と
なるため、転送クロックパルスφ1 の電圧が、拡散電位
Vdif 以上であればオン状態を発光サイリスタL(1)
に伝達することができる。[0078] ON voltage of the light-emitting thyristor L (1), since a voltage higher diffusion potential V dif than the potential of the gate electrode G 1, the voltage of the transfer clock pulses phi 1 is equal to or diffusion potential V dif more on Light up state Thyristor L (1)
Can be transmitted to.
【0079】さて、このように発光サイリスタL(1)
のターンオン電圧は下がることになるが、反対側に位置
する発光サイリスタL(−1)のターンオン電圧は変化
しない。これはゲートG0 がほぼ零まで下がったとして
も、発光サイリスタL(−1)のオン電圧を決めるゲー
ト電極G-1の電圧に影響を与えないからである。したが
って、転送クロックφ1 ,φ2 のハイレベル電圧を交互
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、光結合による集積化された自己走査
型発光装置を実現することができる。Now, as described above, the light emitting thyristor L (1)
However, the turn-on voltage of the light emitting thyristor L (-1) located on the opposite side does not change. This is because the voltage of the gate electrode G -1 which determines the on-voltage of the light emitting thyristor L (-1) is not affected even if the gate G 0 drops to almost zero. Therefore, if the high-level voltages of the transfer clocks φ 1 and φ 2 are set to alternately overlap each other little by little, the ON states of the light emitting thyristors are sequentially transferred. That is, it is possible to realize a self-scanning light emitting device in which light emitting points are sequentially transferred and integrated by optical coupling.
【0080】以上のことから、このカレントミラー回路
を用いた発光素子アレイは、VdifからVGK+Vdif ま
での転送クロックパルス電圧によって動作し、動作電圧
幅としてVGKという広い幅で動作させることができる。From the above, the light emitting element array using this current mirror circuit is operated by the transfer clock pulse voltage from V dif to V GK + V dif, and is operated in a wide operating voltage range of V GK. You can
【0081】次に、本実施例の自己走査型発光装置を集
積化して作製する場合の構成について説明する。Next, the structure in the case where the self-scanning light emitting device of this embodiment is integrated and manufactured will be described.
【0082】本実施例の発光装置の構造概念図を図19
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の各層が形成される。そして、ホトリソグ
ラフィおよびエッチング等により、各単体発光サイリス
タL(−1)〜L(+1)に分離される。分離溝を50
で示す。アノード電極40はP形半導体層21とオーミ
ック接触しており、ゲート電極41はN形半導体層22
とオーミック接触している。絶縁層30は素子と配線と
の短絡を防ぎ、同時に特性劣化を防ぐための保護膜とし
て作用する。FIG. 19 is a structural conceptual diagram of the light emitting device of this embodiment.
Shown in The N-type semiconductor layer 24, the P-type semiconductor layer 23, the N-type semiconductor layer 22, and the P-type semiconductor layer 21 are formed on the grounded N-type GaAs substrate 1. Then, the individual light emitting thyristors L (-1) to L (+1) are separated by photolithography and etching. 50 separation grooves
Indicated by The anode electrode 40 is in ohmic contact with the P-type semiconductor layer 21, and the gate electrode 41 is in the N-type semiconductor layer 22.
Is in ohmic contact with. The insulating layer 30 prevents a short circuit between the element and the wiring, and at the same time acts as a protective film for preventing characteristic deterioration.
【0083】図中、破線で囲った部分がトランジスタT
r3 であり、ゲート電極41に接続される。トランジス
タTr3 は、コレクタ22,ベース23,エミッタ24
を有する。トランジスタTr1 は、コレクタ23,ベー
ス22,エミッタ21を有する。トランジスタTr
2 は、コレクタ22,ベース23,エミッタ24を有す
る。In the figure, the portion surrounded by the broken line is the transistor T.
r 3 and is connected to the gate electrode 41. The transistor Tr 3 includes a collector 22, a base 23, and an emitter 24.
Having. The transistor Tr 1 has a collector 23, a base 22, and an emitter 21. Transistor Tr
2 has a collector 22, a base 23, and an emitter 24.
【0084】トランジスタTr2 のベースは、トランジ
スタTr3 のベースと電気的に接続されている。またこ
れらのトランジスタのコレクタは分離されている。ゲー
ト電極41は負荷抵抗RL を介して電源VGKに接続さ
れ、基板1は接地されている。また基板1は、トランジ
スタTr2 ,Tr3 のエミッタとなっている。The base of the transistor Tr 2 is electrically connected to the base of the transistor Tr 3 . Also, the collectors of these transistors are separated. The gate electrode 41 is connected to the power supply V GK via the load resistance R L , and the substrate 1 is grounded. The substrate 1 also serves as the emitters of the transistors Tr 2 and Tr 3 .
【0085】[0085]
【実施例9】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、本発明の発光サイリスタを適用できる例の1つであ
る。[Embodiment 9] In this embodiment, the inventors of the present invention disclosed in JP-A-2-26.
The self-scanning light-emitting device disclosed in Japanese Patent No. 3668 is one of the examples to which the light-emitting thyristor of the present invention can be applied.
【0086】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20に示す。FIG. 20 shows an equivalent circuit diagram for explaining the principle of the light emitting device of this embodiment.
【0087】この発光装置は、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。This light emitting device has a switch element T (-1).
To T (2), writing light emitting elements L (-1) to L (2)
Consists of The configuration of the switch element portion shows an example using diode connection. Gate electrode G of switch element
-1 to G 1 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.
【0088】以下に、この自己走査型発光装置の動作を
説明する。スイッチ素子回路の簡略化した構成断面図を
図21に示す。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 self-scanning light emitting device will be described below. FIG. 21 shows a simplified sectional view of the configuration of the switch element circuit. 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 in a light emitting state.
【0089】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.
【0090】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 it becomes possible to write an image 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.
【0091】[0091]
【実施例10】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22に示す。[Embodiment 10] This embodiment is a self-scanning light emitting device in which a plurality of light emitting elements can emit light at the same time. FIG. 22 shows an equivalent circuit diagram of this light emitting device.
【0092】図20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,S
in2,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),
L3 (−1)、発光素子L1 (0),L2 (0),L3
(0)、発光素子L1(−1),L2 (−1),L
3 (−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 shown in FIG.
The light emitting elements in one block are controlled by one switch element, and the write signal lines S in 1 and S 1 are respectively provided to the light emitting elements in one block.
The point is that the light emission of the light emitting element was controlled by connecting in 2 and S in 3. 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 the light emitting element that is blocked.
【0093】動作は図20の回路と同じで、1素子ずつ
Sin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. 20, in which the light emission is written by S in one element at a time, a plurality of elements are simultaneously written and emit light, and the light is transferred for each block.
【0094】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.
【0095】実施例9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、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 9,
There is always one point that emits light, and an image is written by changing the intensity of this light emission. 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.
【0096】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.
【0097】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17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17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 in 1 block.
Since the element is included, the light emission time of one element is three times as long as that of the light emitting device of Example 17. 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 Example 17.
【0098】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 has been described as an example, but the larger the number of elements, the smaller the write current, and the longer the life can be achieved.
【0099】[0099]
【実施例11】以下に、デューティをさらに向上するこ
とができる自己走査型発光装置の例を、図23,図2
4,図25を用いて説明する。図23は本実施例の自己
走査型発光装置のブロック構成図である。[Embodiment 11] An example of a self-scanning light emitting device capable of further improving the duty will be described below with reference to FIGS.
4, using FIG. 25. FIG. 23 is a block diagram of the self-scanning light emitting device of this embodiment.
【0100】本実施例の発光装置は、シフトレジスタ2
00,書き込みスイッチアレイ201,リセットスイッ
チアレイ202,発光素子アレイ203から構成され
る。各々のアレイはN個の素子からなっており、その番
号を(1)〜(N)とする。The light emitting device of this embodiment is composed of the shift register 2
00, write switch array 201, reset switch array 202, and light emitting element array 203. Each array is composed of N elements, and their numbers are (1) to (N).
【0101】シフトレジスタ200は、電源V1 、複数
の転送パルスφ、およびスタートパルスφS により駆動
され、オン状態が転送(自己走査)される。転送方向
は、ここでは左から右、すなわち(1)から(N)とし
てある。The shift register 200 is driven by the power supply V 1 , a plurality of transfer pulses φ, and a start pulse φ S , and the ON state is transferred (self-scanning). Here, the transfer direction is from left to right, that is, (1) to (N).
【0102】書き込みスイッチアレイ201は、画像信
号VINを発光素子アレイ203に書き込むスイッチであ
り、シフトレジスタ200に同期する。つまり、時刻t
にオン状態であるシフトレジスタ200に対応する発光
素子アレイ203のビットに、画像信号VIN(t)を書
き込む働きを有する。The write switch array 201 is a switch for writing the image signal V IN to the light emitting element array 203, and is synchronized with the shift register 200. That is, time t
It has a function of writing the image signal V IN (t) into the bit of the light emitting element array 203 corresponding to the shift register 200 in the ON state.
【0103】この画像信号VINの書き込みは、本実施例
では各ビットとも同じ番号内で行われるようにされてい
る。一度書き込まれた発光情報は、発光素子アレイ20
3に保持される。In the present embodiment, the writing of the image signal V IN is performed within the same number for each bit. The light emission information once written is stored in the light emitting element array 20.
3 is held.
【0104】一方、シフトレジスタ200は、同時にリ
セットスイッチアレイ202もアドレスするよう構成さ
れている。ただし、番号(1)のシフトレジスタ出力は
番号(2)のリセットスイッチに、番号(2)のシフト
レジスタ出力は番号(3)のリセットスイッチになど、
1ビット転送方向へ進んだ素子に接続されている。On the other hand, the shift register 200 is configured to address the reset switch array 202 at the same time. However, the output of the shift register of number (1) is to the reset switch of number (2), the output of the shift register of number (2) is to the reset switch of number (3), etc.
It is connected to the element that has advanced in the 1-bit transfer direction.
【0105】このリセットスイッチがアドレスされる
と、発光素子はリセットされる。すなわち、シフトレジ
スタがオンすると、このシフトレジスタより1ビット転
送方向へ進んだ発光素子は、発光状態,非発光状態に関
わらず、一旦非発光状態(オフ状態)に戻される。When the reset switch is addressed, the light emitting element is reset. That is, when the shift register is turned on, the light emitting element that has advanced from the shift register in the 1-bit transfer direction is once returned to the non-light emitting state (off state) regardless of the light emitting state or the non-light emitting state.
【0106】このような構成になっていれば、画像信号
の時間変化が発光素子の位置変化として書き込まれ、発
光素子に画像情報が書き込まれて発光による画像パター
ンが構成される。そして次の画像信号を書き込む際、リ
セットスイッチにより書き込まれた画像情報は消去さ
れ、そのすぐ後に新たな画像情報が書き込まれる。この
ため、発光素子はほぼ常時点灯に近い状態となり、デュ
ーティはほぼ1となる。With such a structure, the time change of the image signal is written as the position change of the light emitting element, the image information is written in the light emitting element, and the image pattern by light emission is formed. Then, when writing the next image signal, the image information written by the reset switch is erased, and immediately after that, new image information is written. Therefore, the light emitting element is almost in a state of being almost always turned on, and the duty is substantially 1.
【0107】ここではシフトレジスタ200を1つのみ
設け、この出力を画像信号書き込み、およびリセットの
両方に用いるよう構成したが、シフトレジスタを2つ設
け、それぞれ画像信号書き込み用およびリセット用とし
て用いてもよい。Here, only one shift register 200 is provided and the output is used for both image signal writing and reset. However, two shift registers are provided and used for image signal writing and reset, respectively. Good.
【0108】図24に、図22の回路をP,Nイメージ
で書き直した図を示す。シフトレジスタ200は、サイ
リスタTS (1)〜TS (4)により構成される。各サ
イリスタはトランジスタTr1 ,Tr2 で構成され、そ
のゲートが負荷抵抗RL ,結合用抵抗RI を介して隣接
するサイリスタおよび電源V1 に接続される。このシフ
トレジスタの出力はゲートから取り出され、出力電圧V
O (1)〜VO (3)と表示されている。(1)〜
(3)は各ビットの番号である。図中、転送クロックラ
インの電流を制限する抵抗は、抵抗Re で表している。FIG. 24 shows a diagram in which the circuit of FIG. 22 is rewritten with P and N images. The shift register 200 is composed of thyristors T S (1) to T S (4). Each thyristor is composed of transistors Tr 1 and Tr 2 , and its gate is connected to the adjacent thyristor and power supply V 1 via a load resistance RL and a coupling resistance R I. The output of this shift register is taken out from the gate and output voltage V
It is displayed as O (1) to V O (3). (1) ~
(3) is the number of each bit. In the figure, the resistor that limits the current of the transfer clock line is represented by the resistor R e .
【0109】書き込みスイッチとして、PNPトランジ
スタTr3 (1)〜Tr3 (3)を用い、リセットスイ
ッチとして、NPNトランジスタTr4 (1)〜Tr4
(3)を用いている。抵抗Re は、発光素子に流れる電
流を制限する抵抗である。また発光素子として、トラン
ジスタTr5 ,Tr6 の組合せで表示される発光サイリ
スタを用いている。この発光サイリスタの特性として、
一度オンしてしまうと電源を落とすまでオンし続けると
いう特徴を持ち、これを発光のメモリ機能として利用す
る。[0109] As a write switch, using a PNP transistor Tr 3 (1) ~Tr 3 ( 3), as a reset switch, NPN transistor Tr 4 (1) ~Tr 4
(3) is used. The resistor R e is a resistor that limits the current flowing through the light emitting element. As the light emitting element, a light emitting thyristor displayed by a combination of the transistors Tr 5 and Tr 6 is used. As the characteristics of this light emitting thyristor,
It has the feature that once it is turned on, it continues to be turned on until the power is turned off. This is used as a memory function for light emission.
【0110】この回路の動作を、図25に示すパルスタ
イミング図を用いて説明する。図24においてT1 〜T
5 は時刻を表す。転送クロックはφ1 〜φ3 であり、φ
1 はT1 〜T2 およびT4 〜T5 の間、φ2 はT2 〜T
3 の間、φ3 はT3 〜T4 の間がハイレベルとなってい
る。シフトレジスタ出力VO (1)〜VO (3)はそれ
ぞれφ1 〜φ3 に同期して取り出され、出力はローレベ
ルとして与えられる。画像信号VINは時刻T2 〜T3 に
ハイレベルとなり、ビット番号(2)の発光素子に書き
込む。The operation of this circuit will be described with reference to the pulse timing chart shown in FIG. In FIG. 24, T 1 to T
5 represents the time. The transfer clock is φ 1 to φ 3 , and φ
1 is between T 1 and T 2 and T 4 and T 5 , and φ 2 is between T 2 and T
During the period of 3 , φ 3 is at the high level between T 3 and T 4 . The shift register outputs V O (1) to V O (3) are taken out in synchronization with φ 1 to φ 3 , respectively, and the output is given as a low level. The image signal V IN becomes high level from time T 2 to T 3 , and is written in the light emitting element of bit number (2).
【0111】今、時刻T1 〜T2 の間を考える。このと
きシフトレジスタの出力として、出力VO (1)がロー
レベルとして取り出される。この出力VO (1)は、書
き込みスイッチであるトランジスタTr3 (1)のベー
スに接続され、トランジスタTr3 (1)を書き込み可
能状態にする。しかしここで、画像信号VINはローレベ
ルであるから、発光素子への書き込みは行われない。Now, consider the time between T 1 and T 2 . At this time, the output V O (1) is taken out as a low level as the output of the shift register. This output V O (1) is connected to the base of the transistor Tr 3 (1) which is a write switch, and makes the transistor Tr 3 (1) writable. However, here, since the image signal V IN is at a low level, writing to the light emitting element is not performed.
【0112】一方、出力VO (1)は同時にリセットス
イッチであるトランジスタTr4 (2)のベースにも印
加される。この出力VO (1)は零ボルト程度まで下が
るため、トランジスタTr4 (2)のエミッタ電圧もほ
ぼ零ボルトとなり、発光素子をオフ状態にしてしまう。
したがって、ビット番号(2)の発光素子は、リセット
されたことになる。On the other hand, the output V O (1) is simultaneously applied to the base of the transistor Tr 4 (2) which is a reset switch. Since this output V O (1) drops to about 0 volt, the emitter voltage of the transistor Tr 4 (2) also becomes almost 0 volt, turning off the light emitting element.
Therefore, the light emitting element having the bit number (2) has been reset.
【0113】次に時刻T2 〜T3 の間を考える。シフト
レジスタ出力はVO (2)であり、これがTr3 (2)
のベースに印加される。ここで、画像信号VINはハイレ
ベルであるからトランジスタTr3 (2)に電流が流
れ、発光メモリに流れ込む。この電流はトランジスタT
r6 (2)のベース電流となり、これがビット番号
(2)の発光素子をオンさせる。この発光は次のリセッ
ト信号まで維持される。この時、ビット番号(3)の発
光素子は、VO (2)によりリセットされる。Next, consider the period between times T 2 and T 3 . The shift register output is V O (2), which is Tr 3 (2)
Applied to the base. Here, since the image signal V IN is at a high level, a current flows through the transistor Tr 3 (2) and flows into the light emitting memory. This current is the transistor T
It becomes a base current of r 6 (2), which turns on the light emitting element of bit number (2). This light emission is maintained until the next reset signal. At this time, the light emitting element having the bit number (3) is reset by V O (2).
【0114】発光素子に流れる電流は抵抗Re によって
制限され、デューティが大きくなったため少ない電流で
よく、高信頼度の発光装置を得ることができる。The current flowing through the light emitting element is limited by the resistance R e , and the duty is large, so that a small current is sufficient and a highly reliable light emitting device can be obtained.
【0115】図26には、本実施例の発光装置を集積化
して作製する場合を示す。シフトレジスタの各ビットは
PNPNの4層構成で表され、発光素子も同様にPNP
N構成で表される。シフトレジスタのPNPNの各ビッ
トをTS (1)〜TS (4)と表し、発光素子の各ビッ
トをTL (1)〜TL (4)と表す。この構成は、半導
体基板1上に作製される。FIG. 26 shows a case where the light emitting device of this embodiment is integrated and manufactured. Each bit of the shift register is represented by a four-layer structure of PNPN, and the light emitting element is also PNP.
It is represented by N configuration. Each bit of PNPN of the shift register is represented by T S (1) to T S (4), and each bit of the light emitting element is represented by T L (1) to T L (4). This structure is manufactured on the semiconductor substrate 1.
【0116】特に、図26は、ビット番号(2)につい
てその断面図を示したものである。半絶縁性GaAs基
板1上に、N形GaAs層24,P形GaAs層23,
N形GaAs層22,P形GaAs層21を順次積層し
た構造となっている。各半導体層は絶縁膜30により分
離され、それぞれ機能を有する素子に分割され、金属電
極43により電気的に接続される。抵抗RL ,RI はN
形GaAs層22で形成される抵抗素子であり、その端
は電源V1 に接続される。In particular, FIG. 26 is a sectional view showing the bit number (2). On the semi-insulating GaAs substrate 1, the N-type GaAs layer 24, the P-type GaAs layer 23,
It has a structure in which an N-type GaAs layer 22 and a P-type GaAs layer 21 are sequentially stacked. Each semiconductor layer is separated by an insulating film 30, divided into elements having respective functions, and electrically connected by a metal electrode 43. Resistances R L and R I are N
It is a resistance element formed by the GaAs layer 22, and its end is connected to the power supply V 1 .
【0117】シフトレジスタTS (2)は、半導体層2
1,22,23,24の4層から構成される。The shift register T S (2) includes the semiconductor layer 2
It is composed of four layers 1, 22, 23 and 24.
【0118】書き込みスイッチTr3 (2)は、半導体
層21,22,23から構成され、不要な半導体層24
を半導体層23に接続し、半導体層24の効果を殺して
いる。The write switch Tr 3 (2) is composed of the semiconductor layers 21, 22 and 23, and the unnecessary semiconductor layer 24.
Are connected to the semiconductor layer 23 to kill the effect of the semiconductor layer 24.
【0119】発光素子TL (2)は、半導体層21,2
2,23,24の4層から構成され、書き込みスイッチ
Tr3 (2)の半導体層23,24が、シフトレジスタ
TL(2)の半導体層23と接続される。これが発光素
子の書き込み電極となる。抵抗Re も抵抗RL ,RI と
同じくN形GaAs層22で形成される。The light emitting element T L (2) is composed of the semiconductor layers 21 and 2.
The write switch Tr 3 (2) has the semiconductor layers 23 and 24 connected to the semiconductor layer 23 of the shift register T L (2). This serves as a writing electrode of the light emitting element. The resistor R e is also formed of the N-type GaAs layer 22 like the resistors R L and R I.
【0120】リセットスイッチTr4 (2)は、半導体
層22,23,24から構成され、不要な半導体層21
は半導体層22と接続されている。半導体層23は書き
込みスイッチTr3 (1)のベース21と接続される。
図26に示した構造を用いると、上述の機能を完全に果
たすことが可能となる。The reset switch Tr 4 (2) is composed of the semiconductor layers 22, 23 and 24 and does not include the unnecessary semiconductor layer 21.
Are connected to the semiconductor layer 22. The semiconductor layer 23 is connected to the base 21 of the write switch Tr 3 (1).
By using the structure shown in FIG. 26, the above-mentioned function can be fully achieved.
【0121】この自己走査型発光装置は、光プリンタの
書き込みヘッド,ディスプレイ等への応用が考えられ、
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。This self-scanning light-emitting device can be applied to a writing head of an optical printer, a display, etc.,
It can make a significant contribution to lower prices and higher performance of these devices.
【0122】[0122]
【実施例12】本実施例は、特開平4−23367号公
報に示された自己走査型発光装置であって、本発明の発
光サイリスタを適用できる1つの例である。[Embodiment 12] This embodiment is one example of the self-scanning light emitting device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-23367, to which the light emitting thyristor of the present invention can be applied.
【0123】実施例の発光装置を図27に示す。図27
においては、スイッチ素子アレイと発光素子アレイと
が、上下に分けて記載されている。The light emitting device of the example is shown in FIG. FIG.
In FIG. 1, the switch element array and the light emitting element array are described separately in the upper and lower parts.
【0124】まず、シフトレジスタ機能を有するスイッ
チ素子アレイについて説明する。T(−2)〜T(2)
は、スイッチ素子(PNPN構造を有するサイリスタ)
である。φ1 ,φ2 は、スイッチ素子アレイを駆動する
転送クロックである。そして、CL1 は転送クロックφ
1 を供給されるクロックラインであり、CL2 は転送ク
ロックφ2 を供給されるクロックラインである。First, a switch element array having a shift register function will be described. T (-2) to T (2)
Is a switch element (thyristor with PNPN structure)
It is. φ 1 and φ 2 are transfer clocks for driving the switch element array. CL 1 is the transfer clock φ
CL 2 is a clock line supplied with 1 and CL 2 is a clock line supplied with a transfer clock φ 2 .
【0125】各スイッチ素子T(−2)〜T(2)のゲ
ート電極G-1〜G2 の間は、それぞれ結合用ダイオード
D-2〜D1 によって、接続されている。このようなダイ
オード結合方式を採用しているために、スイッチ素子ア
レイは2相の転送クロックφ1 ,φ2 にて情報の転送動
作を行うことができる。The gate electrodes G -1 to G 2 of the switch elements T (-2) to T (2) are connected by coupling diodes D -2 to D 1 , respectively. Since such a diode coupling system is adopted, the switch element array can perform the information transfer operation with the two-phase transfer clocks φ 1 and φ 2 .
【0126】また、RA1,RA2 は、それぞれ各スイッ
チ素子T(−2)〜T(2)のアノードとクロックライ
ンCL1 ,CL2 のいずれか一方とを接続するアノード
負荷抵抗である。このアノード負荷抵抗RA1,RA2
は、各スイッチ素子T(−2)〜T(2)のオン状態で
の電流量を制限するものである。各スイッチ素子T(−
2)〜T(2)のカソードはそれぞれ接地されている。Further, R A1 and R A2 are anode load resistors respectively connecting the anodes of the switch elements T (−2) to T (2) and one of the clock lines CL 1 and CL 2 . This anode load resistance R A1 , R A2
Is for limiting the amount of current in the ON state of each of the switch elements T (−2) to T (2). Each switch element T (-
The cathodes 2) to T (2) are grounded.
【0127】さらに、RL1,RL2は、それぞれ各スイッ
チ素子T(−2)〜T(2)のゲートG-2〜G2 と電源
電圧VGKの直流電源とを接続するゲートの負荷抵抗であ
る。このゲート負荷抵抗RL1,RL2は、電源電圧VGKの
直流電源から各ゲートG-2〜G2 に流れる電流量を制限
するものである。そして、各ゲートG-2,G0 ,G
2は、それぞれダイオードD-2′,D0 ′,D2 ′のカ
ソードに接続されている。Further, R L1 and R L2 are load resistances of the gates that connect the gates G -2 to G 2 of the switch elements T (-2) to T (2) and the DC power source of the power source voltage V GK , respectively. Is. The gate load resistors R L1 and R L2 limit the amount of current flowing from the DC power source of the power source voltage V GK to the gates G -2 to G 2 . Then, each gate G -2 , G 0 , G
2 are connected to the cathodes of the diodes D -2 ', D 0 ' and D 2 ', respectively.
【0128】次に、発光素子アレイについて説明する。
φR は発光素子(発光サイリスタ)L(−2),L
(0),L(2)への情報の書き込み許可/禁止を制御
し、かつ書き込まれた状態をリセットするクロックであ
る。そして、CLR はクロックφR を供給する電流供給
ラインである。Next, the light emitting element array will be described.
φ R is a light emitting element (light emitting thyristor) L (-2), L
It is a clock that controls permission / prohibition of writing information to (0) and L (2) and resets the written state. Further, CL R is a current supply line for supplying the clock φ R.
【0129】またRA3は、各発光素子L(−2),L
(0),L(2)のアノードと電流供給ラインCLR と
を接続するアノード負荷抵抗である。このアノード負荷
抵抗RA3は、各発光素子L(−2),L(0),L
(2)のオン状態での電流量を制限するものである。そ
して、各発光素子L(−2),L(0),L(2)のカ
ソードは、それぞれ接地されている。Further, R A3 is each of the light emitting elements L (-2), L
It is an anode load resistance that connects the anodes of (0) and L (2) and the current supply line CL R. The anode load resistance R A3 is used for each light emitting element L (−2), L (0), L
This is to limit the amount of current in the ON state of (2). The cathodes of the light emitting elements L (-2), L (0), L (2) are grounded.
【0130】さらにRL3は、各発光素子L(−2),L
(0),L(2)のゲートG-2′,G0 ′,G2 ′と電
源電圧VGKとを接続するゲート負荷抵抗である。このゲ
ート負荷抵抗RL3は、電源電圧VGKの直流電源から、各
ゲートG-2′,G0 ′,G2′に流れる電流量を制限す
るものである。そして、各ゲートG-2′,G0 ′,
G2 ′は、それぞれダイオードD-2′,D0 ′,D2 ′
のアノードに接続されている。Further, R L3 is each of the light emitting elements L (-2), L
These are gate load resistors that connect the gates G -2 ′, G 0 ′ and G 2 ′ of (0) and L (2) to the power supply voltage V GK . The gate load resistor R L3 limits the amount of current flowing from the DC power source of the power source voltage V GK to each of the gates G -2 ′, G 0 ′ and G 2 ′. Then, each gate G -2 ', G 0 ',
G 2 ′ includes diodes D −2 ′, D 0 ′ and D 2 ′, respectively.
Connected to the anode of.
【0131】すなわち、図27においては、スイッチ素
子T(−2),T(0),T(2)のゲートが、それぞ
れダイオードD-2′,D0 ′,D2 ′を介して、発光素
子L(−2),L(0),L(2)のゲートG-2′,G
0 ′,G2 ′に個々に接続されている。That is, in FIG. 27, the gates of the switch elements T (−2), T (0), T (2) emit light via the diodes D −2 ′, D 0 ′, D 2 ′, respectively. The gates G -2 ', G of the elements L (-2), L (0), L (2)
0 ', G 2' are individually connected to.
【0132】次に、スイッチ素子アレイの部分の動作を
説明する。今、スタートパルスφSとして、ハイレベル
またはローレベルの電圧がスイッチ素子T(−3)のア
ノード(図示せず)に供給されたとする。この場合に、
ハイレベルの電圧が、電源電圧VGKに拡散電位Vdif を
加えた電圧以上に高ければ、スイッチ素子T(−3)は
オン状態になる。そして、次に供給されるスタートパル
スφS のローレベルの電圧が、スイッチ素子T(−3)
のオン状態維持電圧より低ければ、T(−3)はオフ状
態となる。Next, the operation of the switch element array portion will be described. Now, assume that a high-level or low-level voltage is supplied to the anode (not shown) of the switch element T (-3) as the start pulse φ S. In this case,
When the high level voltage is higher than the voltage obtained by adding the diffusion potential V dif to the power supply voltage V GK , the switch element T (−3) is turned on. Then, the low-level voltage of the start pulse φ S supplied next is set to the switching element T (−3).
If it is lower than the on-state maintaining voltage of, T (-3) is in the off state.
【0133】オン状態では、スイッチ素子T(−3)の
ゲート電位はほぼ零ボルトとなり、オフ状態ではゲート
電圧は電源電圧VGKと同じ電圧になる。スイッチ素子T
(−3)のゲート電位が零ボルトになれば、結合用ダイ
オードD-3(図示せず)によって、スイッチ素子T(−
2)のゲート電位が低下する。そして、スイッチ素子T
(−2)のターンオン電圧も低下する。したがって、転
送クロックφ2 によって、スイッチ素子T(−2)をオ
ン状態に設定することができる。In the ON state, the gate potential of the switch element T (-3) becomes approximately 0 volt, and in the OFF state, the gate voltage becomes the same voltage as the power supply voltage V GK . Switch element T
When the gate potential of (-3) becomes 0 V, the switching diode T -3 (not shown) causes the switching element T (-
The gate potential of 2) decreases. And the switch element T
The turn-on voltage of (-2) also decreases. Therefore, the switch element T (−2) can be turned on by the transfer clock φ 2 .
【0134】このオン状態はφ1 ,φ2 によって順次、
図27の右方向へ転送されていく。つまり、スタートパ
ルスφS のハイレベルの電圧によって、スイッチ素子ア
レイにオン状態が書き込まれ、それが順次右方向へ転送
されていくことになる。This ON state is sequentially set by φ 1 and φ 2 ,
The data is transferred to the right in FIG. That is, the ON state is written in the switch element array by the high-level voltage of the start pulse φ S , and the ON state is sequentially transferred to the right.
【0135】ただし、全てのビットがオン状態にある場
合に、このオン状態を転送することは、このスイッチ素
子アレイの動作原理上から不可能であって、1ビットお
きにオンとオフを繰り返して転送することになる。すな
わち、スタートパルスφS の波形も、転送パルスφ1 ,
φ2 に同期して、ハイレベルとローレベルとを交互に送
る必要がある。However, when all the bits are in the ON state, it is impossible to transfer the ON state from the operating principle of the switch element array, and the ON and OFF are repeated every other bit. Will be transferred. That is, the waveform of the start pulse φ S is also the transfer pulse φ 1 ,
It is necessary to send high level and low level alternately in synchronization with φ 2 .
【0136】今、偶数ビットのみのオン状態とオフ状態
に有効な情報があるものとして、オン状態を1、オフ状
態を0とすると、スタートパルスφS によって1または
0が書き込まれ、転送クロックφ1 ,φ2 によって、そ
の1,0が転送されて行くことになる。このようにし
て、1または0という信号(情報)がスイッチ素子アレ
イに書き込まれる。Now, assuming that there is valid information in the ON and OFF states of only even bits, assuming that the ON state is 1 and the OFF state is 0, 1 or 0 is written by the start pulse φ S , and the transfer clock φ 1 , 1 , 2 will transfer the 1, 0. In this way, the signal (information) of 1 or 0 is written in the switch element array.
【0137】次に、発光素子L(−2)(L(0),L
(2))の動作について説明する。仮に、L(−2)が
0であるとすると、クロックφR の電圧が零ボルトであ
れば、発光素子L(−2)はオン状態とはならない。す
なわち、発光素子L(−2)は書き込み禁止の状態に設
定される。クロックφR の電圧が、発光素子L(−2)
のオン状態維持電圧からVGK+Vdif の間の電圧に設定
されたとすると、発光素子L(−2)は書き込み許可の
状態に設定される。そして、ゲートG-2′の電位が変化
させられることによって、発光素子L(−2)はオン状
態に設定可能となる。Next, the light emitting elements L (-2) (L (0), L
The operation (2)) will be described. If L (−2) is 0, the light emitting element L (−2) is not turned on if the voltage of the clock φ R is 0 volt. That is, the light emitting element L (-2) is set to the write-protected state. The voltage of the clock φ R is the light emitting element L (-2)
If the voltage is set to a voltage between V GK + V dif from the ON state maintaining voltage of No. 1 , the light emitting element L (−2) is set to the write-enabled state. Then, by changing the potential of the gate G -2 ', the light emitting element L (-2) can be set to the ON state.
【0138】さて、スイッチ素子アレイから発光素子ア
レイへの情報の書き込みについて説明する。スイッチ素
子アレイは、前述したように1または0信号が書き込ま
れる。最後のビットまで書き込まれた段階で、転送クロ
ックφ1 ,φ2 をそれぞれローレベル,ハイレベルの状
態に維持される。これによって、情報の転送動作が終了
し、スイッチ素子アレイに書き込まれた情報は保持され
る(特に、偶数ビットにおいて保持されている)。Writing of information from the switch element array to the light emitting element array will be described. The 1 or 0 signal is written in the switch element array as described above. At the stage where the last bit is written, the transfer clocks φ 1 and φ 2 are maintained at low level and high level, respectively. As a result, the information transfer operation is completed, and the information written in the switch element array is held (especially, held in even bits).
【0139】スイッチ素子アレイの偶数ビットにおい
て、オン状態のスイッチ素子Tのゲート電位はほぼ零ボ
ルトであり、オフ状態のスイッチ素子Tのゲート電位
は、Vdif の約2倍以上である。なお、オフ状態のスイ
ッチ素子Tのゲート電位については、転送方向に対して
逆方向に位置する最も隣接する偶数ビットがオン状態の
場合にVdif の約2倍であり、それ以外はVdif の約2
倍の電圧よりも大きくなる。なお、ここでVdif はPN
接合の拡散電位である。In the even-numbered bits of the switch element array, the gate potential of the switch element T in the ON state is almost 0 volt, and the gate potential of the switch element T in the OFF state is about twice or more V dif . The gate potential of the switch element T in the off state is approximately twice V dif when the adjacent even bit located in the opposite direction to the transfer direction is in the on state, and otherwise V dif . About 2
Double the voltage. Here, V dif is PN
It is the diffusion potential of the junction.
【0140】スイッチ素子T(−2),T(0),T
(2)のそれぞれのゲート電圧は、ダイオードD-2′,
D0 ′,D2 ′によって対応する発光素子L(−2),
L(0),L(2)のゲートG-2′,G0 ′,G2 ′に
伝達される。したがって、発光素子L(−2),L
(0),L(2)のゲート電圧は、オン状態の場合でV
difとなり、オフ状態の場合でVdif の3倍以上とな
る。そしてオン状態の場合で、発光素子のターンオン電
圧はVdif の2倍となり、オフ状態でVdif の4倍とな
る。Switch elements T (-2), T (0), T
The gate voltage of each of (2) is the diode D -2 ',
D 0 ′ and D 2 ′ correspond to the corresponding light emitting elements L (−2),
L (0), the gate G -2 of L (2) ', G 0 ', is transmitted to the G 2 '. Therefore, the light emitting elements L (-2), L
The gate voltages of (0) and L (2) are V in the ON state.
dif , which is three times V dif or more in the off state. In the ON state, the turn-on voltage of the light emitting element is twice V dif , and in the OFF state it is 4 times V dif .
【0141】一方、クロックφR については、いったん
零ボルトに設定して全体の発光をなくし(すなわち、リ
セット)、その後にハイレベル電位VHRまで上昇させ
る。この電圧φHRとして 2Vdif <VHR<4Vdif の範囲に設定されていると、オン状態のスイッチ素子T
に対応する発光素子Lがオン状態となり、オフ状態のス
イッチ素子Tの対応する発光素子Lはオフ状態のままに
なる。On the other hand, clock φROnce about
Set it to zero volts to eliminate all light emission (ie
Set), then high level potential VHRUp to
You. This voltage φHRAs 2Vdif<VHR<4Vdif When set to the range of
The light-emitting element L corresponding to is turned on and turned off.
The light emitting element L corresponding to the switch element T remains in the off state.
Become.
【0142】したがって、スイッチ素子アレイに書き込
まれた1,0の情報が、そのまま発光素子アレイに書き
込まれることになる。Therefore, the information of 1, 0 written in the switch element array is directly written in the light emitting element array.
【0143】この後、電圧VHRは発光素子のオン状態維
持電圧以上であってVdif の2倍の電圧未満の値に再設
定される。このことにより、発光素子Lは、スイッチ素
子Tのゲート電位に影響されなくなり、書き込まれた情
報を保持し続ける。そして、発光素子アレイが情報の保
持状態にある間に、前述と同様にして、スイッチ素子ア
レイには次の情報が書き込まれる。After that, the voltage V HR is reset to a value which is equal to or higher than the ON state maintaining voltage of the light emitting element and less than twice the voltage V dif . As a result, the light emitting element L is not affected by the gate potential of the switch element T and continues to hold the written information. Then, while the light emitting element array is in the information holding state, the following information is written in the switch element array in the same manner as described above.
【0144】やがて、クロックφR がローレベル電圧に
設定されて、各発光素子Lがリセットされる。リセット
後、再び情報が発光素子アレイに書き込まれる。以上の
ようにして、一連の動作が繰り返し行われる。Eventually, the clock φ R is set to the low level voltage and each light emitting element L is reset. After the reset, the information is written in the light emitting element array again. As described above, a series of operations is repeated.
【0145】次に図27に示す自己走査型発光装置を、
光プリンタ用の書き込み光源に適用した場合について述
べる。Next, the self-scanning light emitting device shown in FIG.
The case of application to a writing light source for an optical printer will be described.
【0146】例えば、発光装置が2048ビットの発光
素子Lを有するものとすると、スイッチ素子Tはその倍
の4096ビットを必要とする。光プリンタにおける書
き込み光源の電流量は約5mAであるから、全てのビッ
トの発光素子Lが発光状態であるとすると、約10Aと
いう電流が流れる。For example, if the light emitting device has a light emitting element L of 2048 bits, the switch element T needs 4096 bits, which is twice that. Since the current amount of the writing light source in the optical printer is about 5 mA, if the light emitting elements L of all the bits are in the light emitting state, a current of about 10 A flows.
【0147】一方、スイッチ素子Tからの情報転送のた
めの電流は、ゲート負荷抵抗RL3=30kΩの場合に
0.5mAであることが実験的にわかっているので、全
てのビットの発光素子が発光状態であれば、1A程度で
ある。なお、この情報転送のための電流量は、光プリン
ティングに必要な10Aに比べ1割程度であり、実用上
問題のない値である。On the other hand, it is experimentally known that the current for transferring information from the switch element T is 0.5 mA when the gate load resistance R L3 = 30 kΩ. In the light emitting state, it is about 1A. Note that the amount of current for this information transfer is about 10% compared to 10 A required for optical printing, which is a value that poses no practical problem.
【0148】また、スイッチ素子Tからの情報が、発光
素子Lに移動させられた段階でクロックφ1 ,φ2 の電
圧を一旦零ボルトに低下させることにより、スイッチ素
子アレイ全体がオフ状態となりリセットが行われる。こ
の方法を用いた場合には、スイッチ素子Tがオン状態に
なる時間が考慮されると、等価的に電流値が下がること
となる。つまり、前述の1Aに比べて等価的に0.5A
程度まで下がったことになる。Further, when the information from the switch element T is moved to the light emitting element L, the voltages of the clocks φ 1 and φ 2 are once reduced to zero volt, and the entire switch element array is turned off and reset. Is done. When this method is used, the current value equivalently decreases when the time during which the switch element T is turned on is taken into consideration. That is, 0.5A is equivalent to 1A described above.
It has fallen to a degree.
【0149】発光素子Lの2048ビットに対して、ス
タートパルスφS が供給されるデータ入力端(図示せ
ず)が1つだけでは、情報の転送速度はかなり高速であ
ることが必要である。この点については、データ入力端
を複数設けることによって、情報の転送速度を低下させ
ることができる。例えば、通常64ビットまたは128
ビットを一単位として発光素子Lのチップが形成され、
このチップごとに情報が入力されてもよい。For 2048 bits of the light emitting element L, if there is only one data input terminal (not shown) to which the start pulse φ S is supplied, it is necessary that the transfer rate of information is considerably high. In this regard, the information transfer rate can be reduced by providing a plurality of data input terminals. For example, typically 64 bits or 128
A chip of the light emitting element L is formed with the bit as one unit,
Information may be input for each chip.
【0150】128ビットごとにデータ入力を並列に行
った場合、2048ビットに対して20個のデータ入力
端を有することになる。このため、情報の転送速度は1
/20でよいことになる。したがって、発光装置は余裕
のある動作を行うことができる。When data is input in parallel every 128 bits, 20 data input terminals are provided for 2048 bits. Therefore, the transfer rate of information is 1
/ 20 is good. Therefore, the light emitting device can perform a sufficient operation.
【0151】なお、発光素子Lの出力光の光量のばらつ
きを防ぐために、アノード負荷抵抗RA3をレーザ等によ
り微調整することが可能である。このことによって、出
力光のばらつきのない発光装置を得ることができる。Note that the anode load resistance R A3 can be finely adjusted by a laser or the like in order to prevent variations in the amount of light output from the light emitting element L. As a result, it is possible to obtain a light emitting device in which the output light does not vary.
【0152】また、図27では、スイッチ素子アレイに
おける偶数ビットの右側に接続される結合用ダイオード
D-2,D0 の特性と、奇数ビットの右側に接続される結
合用ダイオードD-1,D1 の特性とが異なっている。し
たがって、偶数ビットと奇数ビットとで動作電流等を分
けて最適化することが重要である。このために、RL2 <
RL1,RA1<RA2に設定するほうが望ましく、この場合
には発光装置はより安定で高速な動作を行い得る。Further, in FIG. 27, the switch element array is
Coupling diode connected to the right side of the even bit in
D-2, D0Characteristics and the connection connected to the right side of the odd bit.
Combined diode D-1, D1The characteristics are different. I
Therefore, the operating current etc. is divided by the even bit and the odd bit.
It is important to optimize. For this reason, RL2 <
RL1, RA1<RA2Should be set to
In addition, the light emitting device can operate more stably and at higher speed.
【0153】さらに、図27では、ダイオード結合方式
と呼ばれる構成を採用しているが、結合方式はこれに限
られず、スイッチ素子の発光機能および受光機能を利用
する光結合方式や、抵抗結合方式であってもよい。Further, in FIG. 27, a configuration called a diode coupling system is adopted, but the coupling system is not limited to this, and an optical coupling system utilizing the light emitting function and light receiving function of the switch element or a resistance coupling system is used. It may be.
【0154】図28は、図27に示した等価回路を同一
半導体基板上に作製した場合の一例を示す断面図であ
る。図28において、71はN形半導体基板であり、8
1はP形半導体層、82はN形半導体層、83はP形半
導体層である。なお、図27と同一の要素には同一の符
号が付されている。FIG. 28 is a sectional view showing an example of a case where the equivalent circuit shown in FIG. 27 is manufactured on the same semiconductor substrate. In FIG. 28, 71 is an N-type semiconductor substrate, and 8
Reference numeral 1 is a P-type semiconductor layer, 82 is an N-type semiconductor layer, and 83 is a P-type semiconductor layer. The same elements as those in FIG. 27 are designated by the same reference numerals.
【0155】この図28に示す実施例で重要な点は、図
27に示したスイッチ素子T、結合用ダイオードD-2〜
D1 ,D-2′〜D2 ′、発光素子L等が半導体層81,
82,83、半導体基板71の組合せで形成でき、した
がって、製造工程を複雑化することなく、図27の回路
構成が集積化されて形成されることである。The important points in the embodiment shown in FIG. 28 are the switching element T and the coupling diode D -2 shown in FIG.
D 1 , D −2 ′ to D 2 ′, the light emitting element L and the like are semiconductor layers 81,
It can be formed by combining 82, 83 and the semiconductor substrate 71. Therefore, the circuit configuration of FIG. 27 is integrated and formed without complicating the manufacturing process.
【0156】例えばスイッチ素子T(−2)において、
最上層のP形半導体層81がアノードになり、N形半導
体層82がゲートG-2になり、N形半導体基板71がカ
ソードとなっている。そして、N形半導体層82の上に
形成されたP形半導体層81の2つの島が、結合用ダイ
オードD-2,D-2′になっている。これらのダイオード
D-2,D-2′は、スイッチ素子S(−2)と同様の構造
を有しており、S(−2)と全く同じ製造工程で形成さ
れる。For example, in the switch element T (-2),
The uppermost P-type semiconductor layer 81 serves as an anode, the N-type semiconductor layer 82 serves as a gate G -2 , and the N-type semiconductor substrate 71 serves as a cathode. The two islands of the P-type semiconductor layer 81 formed on the N-type semiconductor layer 82 serve as coupling diodes D -2 and D -2 '. These diodes D −2 and D −2 ′ have the same structure as the switch element S (−2) and are formed by the same manufacturing process as S (−2).
【0157】また、発光素子L(−2)についても、ス
イッチ素子T(−2)と全く同じ構造を有し、やはり同
じ工程で形成される。なお、抵抗部分RA1〜RA3、RL1
〜RL3は、薄膜抵抗によって形成することができ、また
半導体層81,82,83を利用して形成することもで
きる。Further, the light emitting element L (-2) also has exactly the same structure as the switch element T (-2) and is formed in the same step. In addition, the resistance portions R A1 to R A3 and R L1
To R L3 may be formed by a thin film resistor, or can be formed using a semiconductor layer 81, 82, 83.
【0158】上述した発光装置では、自己走査型の発光
装置を転送用アレイとして使用し、ほぼ同一構造の別の
発光素子アレイに発光機能を分離したので、バイアス光
の原因となるオン状態の転送を行うスイッチ素子の上部
に光遮蔽層を設けることができ、画像情報の書き込みに
対するバイアス光の影響を除去することができる。この
ため、光プリンタ等への発光装置の応用を行う際には、
光プリンタ等の品位を向上させることができる。In the above-described light emitting device, the self-scanning light emitting device is used as the transfer array, and the light emitting function is separated to another light emitting element array having almost the same structure. Therefore, the on-state transfer which causes the bias light is transferred. A light-shielding layer can be provided on the switch element for performing the operation, and the influence of bias light on the writing of image information can be removed. Therefore, when applying the light emitting device to an optical printer or the like,
The quality of an optical printer or the like can be improved.
【0159】また、画像情報を書き込むための信号は、
スタートパルスの一部としてスイッチ素子に直接入力で
きる。このため、駆動回路が簡略化できる。さらに、発
光素子に書き込まれた情報は、走査信号によってリセッ
トされるまで維持されるので、発光のデューティサイク
ルがほぼ1に設定される。したがって、発光素子に流れ
る電流(ピーク値)を少なくすることができるので、発
光装置の長寿命化を実現できる。The signal for writing the image information is
It can be directly input to the switch element as part of the start pulse. Therefore, the drive circuit can be simplified. Further, since the information written in the light emitting element is maintained until it is reset by the scanning signal, the duty cycle of light emission is set to approximately 1. Therefore, the current (peak value) flowing through the light emitting element can be reduced, and the life of the light emitting device can be extended.
【0160】[0160]
【発明の効果】本発明によれば、静電破壊防止用保護回
路を、サイリスタ・アレイのPNPN構造を利用して作
製できるので、保護回路の作製が容易となる。また、本
発明の静電破壊防止用保護回路を備えた自己走査型発光
装置は、過電圧の到来による静電破壊を防止できるとい
う効果がある。According to the present invention, since the protection circuit for preventing electrostatic breakdown can be manufactured by utilizing the PNPN structure of the thyristor array, the protection circuit can be manufactured easily. Further, the self-scanning light emitting device provided with the protection circuit for preventing electrostatic breakdown of the present invention has an effect of preventing electrostatic breakdown due to the arrival of overvoltage.
【図1】従来の自己走査型発光装置の等価回路図であ
る。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a conventional self-scanning light emitting device.
【図2】従来の自己走査型発光装置の等価回路図であ
る。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a conventional self-scanning light emitting device.
【図3】従来の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 conventional self-scanning light emitting device.
【図4】静電破壊防止用保護回路の一例を示す回路図で
ある。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a protection circuit for preventing electrostatic breakdown.
【図5】図1の発光装置のデバイス構造の断面図であ
る。5 is a cross-sectional view of a device structure of the light emitting device of FIG.
【図6】本発明の実施例1の静電破壊防止用保護回路の
回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a protection circuit for preventing electrostatic breakdown according to a first embodiment of the present invention.
【図7】実施例1のアノード電極とゲート電極の構造を
示す図である。FIG. 7 is a diagram showing structures of an anode electrode and a gate electrode of Example 1.
【図8】本発明の実施例2の静電破壊防止用保護回路の
構造を示す断面図および平面図である。8A and 8B are a sectional view and a plan view showing a structure of a protection circuit for preventing electrostatic breakdown according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施例3の発光装置の回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram of a light emitting device according to a third embodiment of the invention.
【図10】本発明の実施例4の発光装置の回路図であ
る。FIG. 10 is a circuit diagram of a light emitting device according to a fourth embodiment of the invention.
【図11】本発明の実施例5の発光装置の回路図であ
る。FIG. 11 is a circuit diagram of a light emitting device according to a fifth embodiment of the invention.
【図12】実施例5の発光装置の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of a light emitting device of Example 5.
【図13】本発明の実施例6の発光装置の回路図であ
る。FIG. 13 is a circuit diagram of a light emitting device of Example 6 of the present invention.
【図14】図13の発光サイリスタの特性図である。14 is a characteristic diagram of the light emitting thyristor of FIG.
【図15】図13の発光装置の構造断面概念図である。15 is a structural cross-sectional conceptual diagram of the light emitting device of FIG.
【図16】本発明の実施例7の発光装置の回路図であ
る。FIG. 16 is a circuit diagram of a light emitting device of Example 7 of the present invention.
【図17】実施例7の発光装置の断面図である。FIG. 17 is a sectional view of a light emitting device of Example 7.
【図18】本発明の実施例8の発光装置の回路図であ
る。FIG. 18 is a circuit diagram of a light emitting device of Example 8 of the present invention.
【図19】実施例8の発光装置の断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view of a light emitting device of Example 8.
【図20】本発明の実施例9の発光装置の回路図であ
る。FIG. 20 is a circuit diagram of a light emitting device of Example 9 of the present invention.
【図21】図20の発光装置のスイッチ素子回路の構成
断面図である。21 is a cross-sectional view of a configuration of a switch element circuit of the light emitting device of FIG.
【図22】本発明の実施例10の発光装置の回路図であ
る。FIG. 22 is a circuit diagram of a light emitting device of Example 10 of the present invention.
【図23】本発明の実施例11の発光装置のブロック図
である。FIG. 23 is a block diagram of a light emitting device of Example 11 of the present invention.
【図24】実施例11の発光装置の等価回路のPNイメ
ージ図である。FIG. 24 is a PN image diagram of an equivalent circuit of the light emitting device of Example 11.
【図25】実施例11の発光装置の駆動方法を示すパル
スタイミング図である。FIG. 25 is a pulse timing chart showing the driving method of the light emitting device of the eleventh embodiment.
【図26】実施例11の発光装置の断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view of the light emitting device of Example 11.
【図27】本発明の実施例12の発光装置の回路図であ
る。FIG. 27 is a circuit diagram of a light emitting device of Example 12 of the invention.
【図28】実施例12の発光装置の断面図である。28 is a cross-sectional view of the light emitting device of Example 12. FIG.
T 転送サイリスタ L 発光サイリスタ D 結合用ダイオード φ 転送用クロックパルス RL ゲート負荷抵抗 Re カソード負荷抵抗 RI 相互作用を作るために抵抗 Tr トランジスタ 1 第1導電形基板 22,24 第1導電形半導体層 21,23 第2導電形半導体層 30 絶縁膜 40 アノード電極 41 ゲート電極 42 カソード電極 50 分離溝 62,64 サイリスタ 66,68 電流制限用抵抗 621,641 アノード電極 622,642 ゲート電極T transfer thyristor L light emitting thyristor D coupling diode φ transfer clock pulse R L gate load resistance R e cathode load resistance R I resistance for making interaction Tr transistor 1 first conductivity type substrate 22, 24 first conductivity type semiconductor Layers 21 and 23 Second conductivity type semiconductor layer 30 Insulating film 40 Anode electrode 41 Gate electrode 42 Cathode electrode 50 Separation groove 62, 64 Thyristor 66, 68 Current limiting resistor 621, 641 Anode electrode 622, 642 Gate electrode
Claims (6)
電流を制御するゲート電極を有する発光サイリスタを複
数個配列し、各発光サイリスタの前記ゲート電極をその
近傍に位置する少なくとも1つの発光サイリスタのゲー
ト電極に、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、各発光サイリスタ
に電源ラインを負荷抵抗を介して接続し、かつ各発光サ
イリスタにクロックパルスラインを接続し、かつ初段の
発光サイリスタにスタートパルスラインを接続して形成
した自己走査型発光装置に用いられる静電破壊防止用保
護回路において、 入力端子に一端が接続された電流制限抵抗と、 前記電流制限抵抗の他端にアノード電極またはカソード
電極が接続され、ゲート電極が前記電源ラインに接続さ
れ、カソード電極またはアノード電極が接地された第1
のサイリスタと、 前記電流制限抵抗の他端にゲート電極が接続され、アノ
ード電極およびカソード電極が接地された第2のサイリ
スタと、を有することを特徴とする静電破壊防止用保護
回路。1. At least one light-emitting thyristor having a plurality of light-emitting thyristors having gate electrodes for controlling a threshold voltage or a threshold current for light-emitting operation, the gate electrodes of each light-emitting thyristor being located in the vicinity thereof. To the gate electrode of each of the light-emitting thyristors via a connection resistor or an electric element having electrical unidirectionality, a power supply line to each light-emitting thyristor via a load resistor, and a clock pulse line to each light-emitting thyristor In a protection circuit for preventing electrostatic breakdown used in a self-scanning light-emitting device formed by connecting a start pulse line to a first-stage light emitting thyristor, a current limiting resistor having one end connected to an input terminal, and the current An anode electrode or a cathode electrode is connected to the other end of the limiting resistor, a gate electrode is connected to the power source line, The is over cathode electrode or the anode electrode is grounded 1
And a second thyristor in which a gate electrode is connected to the other end of the current limiting resistor, and an anode electrode and a cathode electrode are grounded.
電流を制御するゲート電極を有する転送サイリスタを複
数個配列し、各サイリスタの前記ゲート電極をその近傍
に位置する少なくとも1つの転送サイリスタのゲート電
極に、接続用抵抗または電気的に一方向性を有する電子
素子を介して接続するとともに、各転送サイリスタに電
源ラインを負荷抵抗を介して接続し、かつ各転送サイリ
スタにクロックパルスラインを接続し、かつ初段の転送
サイリスタにスタートパルスラインを接続して形成した
転送サイリスタ・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を制御す
るゲート電極を有する発光サイリスタを複数個配列した
発光サイリスタ・アレイとからなり、 前記発光サイリスタの各ゲート電極を対応する前記転送
サイリスタのゲート電極と電気的手段にて接続し、各発
光サイリスタ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であって、 入力端子に一端が接続された電流制限抵抗と、 前記電流制限抵抗の他端にアノード電極またはカソード
電極が接続され、ゲート電極が前記電源ラインに接続さ
れ、カソード電極またはアノード電極が接地された第1
のサイリスタと、 前記電流制限抵抗の他端にゲート電極が接続され、アノ
ード電極およびカソード電極が接地された第2のサイリ
スタと、を有することを特徴とする静電破壊防止用保護
回路。2. A plurality of transfer thyristors each having a gate electrode for controlling a threshold voltage or a threshold current for a transfer operation are arranged, and the gate electrode of each thyristor is located in the vicinity of at least one transfer thyristor. Connect to the gate electrode via a connection resistor or an electronic element that has electrical unidirectionality, connect the power supply line to each transfer thyristor via a load resistor, and connect the clock pulse line to each transfer thyristor. In addition, a transfer thyristor array formed by connecting a start pulse line to the first stage transfer thyristor and a plurality of light emitting thyristors having gate electrodes for controlling the threshold voltage or the threshold current for light emitting operation are arranged. A thyristor array, wherein each gate electrode of the light emitting thyristor corresponds to the corresponding transfer thyristor. It is a self-scanning light emitting device that is connected to the gate electrode of the star by electrical means and has a line for applying a current for light emission to each light emitting thyristor, and a current limiting resistor whose one end is connected to the input terminal. An anode electrode or a cathode electrode is connected to the other end of the current limiting resistor, a gate electrode is connected to the power supply line, and a cathode electrode or an anode electrode is grounded.
And a second thyristor in which a gate electrode is connected to the other end of the current limiting resistor, and an anode electrode and a cathode electrode are grounded.
護回路において、 前記第1および第2のサイリスタのアノード電極または
カソード電極とゲート電極とは、アノード電極またはカ
ソード電極の周りをゲート電極がリング状に取り囲む同
心円状の構造を有する静電破壊防止用保護回路。3. The protection circuit for preventing electrostatic breakdown according to claim 1, wherein the anode electrode or the cathode electrode and the gate electrode of the first and second thyristors have a gate around the anode electrode or the cathode electrode. A protection circuit for preventing electrostatic breakdown, which has a concentric circular structure in which electrodes are surrounded by a ring.
ンに接続された、請求項1,2または3記載の静電破壊
防止用保護回路を備える自己走査型発光装置。4. A self-scanning light emitting device comprising the protection circuit for preventing electrostatic breakdown according to claim 1, wherein the input terminal is connected to the start pulse line.
スタより引き出されるエンド端子に接続された、請求項
1または3記載の静電破壊防止用保護回路を備える自己
走査型発光装置。5. A self-scanning light emitting device having a protection circuit for preventing electrostatic breakdown according to claim 1, wherein the input terminal is connected to an end terminal drawn out from the light emitting thyristor at the final stage.
スタより引き出されるエンド端子に接続された請求項2
または3記載の静電破壊防止用保護回路を備える自己走
査型発光装置。6. The input terminal is connected to an end terminal drawn out from the transfer thyristor at the final stage.
Alternatively, a self-scanning light-emitting device including the protection circuit for preventing electrostatic breakdown according to 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25740295A JP3212498B2 (en) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | Self-scanning light emitting device and protection circuit for preventing electrostatic breakdown thereof |
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JPH0999580A true JPH0999580A (en) | 1997-04-15 |
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