JPH11330541A - End face light emitting element - Google Patents

End face light emitting element

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JPH11330541A
JPH11330541A JP12863698A JP12863698A JPH11330541A JP H11330541 A JPH11330541 A JP H11330541A JP 12863698 A JP12863698 A JP 12863698A JP 12863698 A JP12863698 A JP 12863698A JP H11330541 A JPH11330541 A JP H11330541A
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JP
Japan
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light emitting
semiconductor layer
light
type semiconductor
conductivity type
Prior art date
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Pending
Application number
JP12863698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukihisa Kusuda
幸久 楠田
Seiji Ono
誠治 大野
Shunsuke Otsuka
俊介 大塚
Ken Yamashita
建 山下
Harunobu Yoshida
治信 吉田
Masaru Kobayashi
勝 小林
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an end face light emitting element which raises the light takeout efficiency and increases the quantity of emitted light. SOLUTION: This element is provided with a p-type semiconductor layer 31 in the region far from a light emission end face 38 besides being between an n-type semiconductor substrate 30 and an n-type semiconductor layer 32. When forward voltage is applied between an anode electrode and a cathode electrode, the pn junction between a p-type semiconductor layer 31 and an n-type semiconductor layer 32 is biased reversely, consequently the current can not flow in this pn junction. Accordingly, the inrush current from an anode electrode 36 flows concentrically near the light emission end face 38. As a result, the center of light emission comes close to the light emission end face 38, consequently the light takeout efficiency improves, and the quantity of emitted light increases.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、端面発光素子、特
に光取出し効率の高い端面発光素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an edge light emitting device, and more particularly to an edge light emitting device having a high light extraction efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】端面発光素子は、光出力が取り出される
発光部と、電極とが同一面上に存在しないので、高密度
化に有利であり、光プリンタ等の光源(光プリントヘッ
ド)に適している。
2. Description of the Related Art An edge light emitting element is advantageous in terms of high density because it does not have a light emitting portion from which light output is taken out and an electrode on the same surface, and is suitable for a light source (optical print head) of an optical printer or the like. ing.

【0003】光プリントヘッドを備える光プリンタの原
理図を図1に示す。円筒形の感光ドラム2の表面に、ア
モルファスSi等の光導電性を持つ材料(感光体)が作
られている。このドラムはプリントの速度で回転してい
る。回転しているドラムの感光体表面を、帯電器4で一
様に帯電させる。そして、光プリントヘッド6で、印字
するドットイメージの光を感光体上に照射し、光の当た
ったところの帯電を中和する。続いて、現像器8で感光
体上の帯電状態にしたがって、トナーを感光体上につけ
る。そして、転写器10でカセット12中から送られて
きた用紙14上に、トナーを転写する。用紙は、定着器
16にて熱等を加えられ定着され、スタッカ18に送ら
れる。一方、転写の終了したドラムは、消去ランプ20
で帯電が全面にわたって中和され、清掃器22で残った
トナーが除去される。
FIG. 1 shows the principle of an optical printer having an optical print head. A photoconductive material (photoconductor) such as amorphous Si is formed on the surface of the cylindrical photosensitive drum 2. This drum rotates at the speed of the print. The surface of the photosensitive member of the rotating drum is uniformly charged by the charger 4. Then, light of a dot image to be printed is irradiated onto the photoreceptor by the optical print head 6 to neutralize the charging at the place where the light is applied. Subsequently, toner is applied to the photoconductor by the developing device 8 according to the charged state on the photoconductor. Then, the transfer device 10 transfers the toner onto the paper 14 sent from the cassette 12. The paper is fixed by applying heat or the like in a fixing device 16 and sent to a stacker 18. On the other hand, the drum on which the transfer has been completed is the erase lamp 20.
The charge is neutralized over the entire surface, and the remaining toner is removed by the cleaning device 22.

【0004】このような光プリントヘッドには、多数個
の端面発光素子を直線状に配列した端面発光素子アレイ
が用いられる。
[0004] Such an optical print head uses an edge light emitting element array in which a large number of edge light emitting elements are linearly arranged.

【0005】端面発光素子には、代表的なものとして、
端面発光ダイオードがあるが、本願の発明者らは発光素
子アレイの構成要素としてPNPN構造を持つ発光サイ
リスタに注目し、発光点の自己走査が実現できることを
既に特許出願(特開平1−238962号、特開平2−
14584号、特開平2−92650号、特開平2−9
2651号)し、光プリンタ用光源として実装上簡便と
なること、発光素子ピッチを細かくできること、コンパ
クトな発光素子アレイを作製できること等を示してい
る。このような発光素子アレイは、端面発光サイリスタ
アレイとして構成することができる。
[0005] As a typical example of the edge light emitting element,
Although there is an edge light emitting diode, the inventors of the present application have paid attention to a light emitting thyristor having a PNPN structure as a constituent element of a light emitting element array, and have already applied for a patent (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-238962; JP-A-2-
No. 14584, JP-A-2-92650, JP-A-2-9
No. 2651), which shows that the light source for an optical printer can be easily mounted, the pitch of the light emitting elements can be reduced, and a compact light emitting element array can be manufactured. Such a light emitting element array can be configured as an edge emitting thyristor array.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、端面発光ダイ
オードおよび端面発光サイリスタのいずれも、光出射端
面から遠い部分の発光は光出力にあまり寄与せず、光取
出し効率が悪いという問題点があった。
However, in both the end face light emitting diode and the end face light emitting thyristor, the light emitted from the portion far from the light emitting end face does not contribute much to the light output, and the light extraction efficiency is poor. .

【0007】図2は、従来の端面発光ダイオードの断面
を示す。N形半導体基板30上にN形半導体層32,P
形半導体層34が積層され、N形半導体層34上にアノ
ード電極36が設けられている。P形半導体基板30の
裏面には、カソード電極(図示せず)が設けられてい
る。
FIG. 2 shows a cross section of a conventional edge light emitting diode. An N-type semiconductor layer 32, P
A semiconductor layer 34 is stacked, and an anode electrode 36 is provided on the N-type semiconductor layer 34. On the back surface of the P-type semiconductor substrate 30, a cathode electrode (not shown) is provided.

【0008】アノード電極36からの注入電流Iは、カ
ソード電極に向かって、P形半導体層34およびN形半
導体層32内を均一に流れ、N形半導体層32からの電
子がP形半導体層34のホールと結合して発光する。
The injection current I from the anode electrode 36 flows uniformly in the P-type semiconductor layer 34 and the N-type semiconductor layer 32 toward the cathode electrode, and electrons from the N-type semiconductor layer 32 It emits light by combining with holes.

【0009】この場合、光出射端面38から遠い部分の
発光は、光出射端面からの光出力にあまり寄与しない。
というのは、発光層を通過する間に、特に短波長側の成
分が大きな吸収を受けるからである。
In this case, the light emitted from the portion far from the light emitting end face 38 does not contribute much to the light output from the light emitting end face.
This is because components passing through the light-emitting layer, particularly on the shorter wavelength side, are greatly absorbed.

【0010】したがって注入電流に対する光取出し効率
が良くないという問題がある。この問題は、端面発光サ
イリスタについても同様である。
Therefore, there is a problem that the light extraction efficiency with respect to the injection current is not good. This problem is the same for the edge emitting thyristor.

【0011】本発明の目的は、光取出し効率を高め、発
光光量を増大させた端面発光素子を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide an edge light emitting device having an improved light extraction efficiency and an increased amount of emitted light.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、第1導電形の
半導体基板上に少なくとも2つの半導体層が積層された
端面発光素子において、前記半導体基板と、前記半導体
基板の直上に設けられた第1導電形の半導体層との間で
あって、光出射端面とは遠い領域に設けられた、前記第
1の導電形とは反対の第2の導電形の半導体層を備える
ことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an edge light emitting device in which at least two semiconductor layers are stacked on a semiconductor substrate of a first conductivity type, wherein the semiconductor substrate and the semiconductor substrate are provided immediately above the semiconductor substrate. A semiconductor layer of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, provided between the first conductivity type semiconductor layer and a region far from the light emitting end face; I do.

【0013】端面発光素子がダイオードである場合に
は、第1の導電形半導体基板上に、第1の導電形の第1
の半導体層と、第1の導電形とは反対の第2の導電形の
第2の半導体層とが順次積層され、前記半導体基板と前
記第1の半導体層との間であって、光出射端面とは遠い
領域に設けられた、第2の導電形の半導体層を備えてい
る。
When the edge light emitting device is a diode, the first conductive type semiconductor substrate is provided on the first conductive type semiconductor substrate.
Semiconductor layer and a second semiconductor layer of a second conductivity type opposite to the first conductivity type are sequentially stacked, and between the semiconductor substrate and the first semiconductor layer, light is emitted. The semiconductor device includes a semiconductor layer of the second conductivity type provided in a region far from the end face.

【0014】端面発光素子がサイリスタである場合に
は、第1の導電形半導体基板上に、第1の導電形の第1
の半導体層と、第1の導電形とは反対の第2の導電形の
第2の半導体層と、第1の導電形の第3の半導体層と第
2の導電形の第4の半導体層とが順次積層され、前記半
導体基板と前記第1の半導体層との間であって、光出射
端面とは遠い領域に設けられた、第2の導電形の半導体
層を備えている。
When the edge light emitting device is a thyristor, the first conductive type semiconductor substrate is provided on the first conductive type semiconductor substrate.
Semiconductor layer, a second semiconductor layer of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, a third semiconductor layer of the first conductivity type, and a fourth semiconductor layer of the second conductivity type Are sequentially laminated, and a second conductive type semiconductor layer is provided between the semiconductor substrate and the first semiconductor layer in a region far from the light emitting end face.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図3は、本発明の一実施例である
端面発光ダイオードの断面図である。図2の構造におい
て、N形半導体基板30とN形半導体層32との間であ
って、光出射端面38より遠い方の領域に、P形半導体
層31を設けている。
FIG. 3 is a sectional view of an edge light emitting diode according to an embodiment of the present invention. In the structure shown in FIG. 2, a P-type semiconductor layer 31 is provided in a region between the N-type semiconductor substrate 30 and the N-type semiconductor layer 32 and farther from the light emitting end face 38.

【0016】このような構造の端面発光ダイオードによ
れば、アノード電極・カソード電極間に順方向電圧が印
加されると、P形半導体層31とN形半導体層32との
間のPN接合は逆バイアスされる結果、このPN接合を
電流は流れることができない。したがって、アノード電
極36からの注入電流Iは、図3に示すように、光出射
端面38の近くを集中して流れる。これにより、発光中
心が光出射端面38に近づく結果、光取出し効率が向上
し、発光光量が増加する。
According to the edge light emitting diode having such a structure, when a forward voltage is applied between the anode electrode and the cathode electrode, the PN junction between the P-type semiconductor layer 31 and the N-type semiconductor layer 32 is reversed. As a result of the bias, no current can flow through this PN junction. Therefore, the injection current I from the anode electrode 36 flows intensively near the light emitting end face 38 as shown in FIG. As a result, the light emission center approaches the light emitting end face 38, so that the light extraction efficiency is improved and the amount of emitted light is increased.

【0017】図4は、本発明の他の実施例である端面発
光サイリスタの断面図である。N形半導体基板40上
に、P形半導体層41,N形半導体層42,P形半導体
層44,N形半導体層46,P形半導体層48が順次積
層されている。P形半導体層48上にアノード電極50
が、N形半導体層46上にゲート電極52が、N形半導
体基板40の裏面にはカソード電極(図示せず)が設け
られている。
FIG. 4 is a sectional view of an edge emitting thyristor according to another embodiment of the present invention. On an N-type semiconductor substrate 40, a P-type semiconductor layer 41, an N-type semiconductor layer 42, a P-type semiconductor layer 44, an N-type semiconductor layer 46, and a P-type semiconductor layer 48 are sequentially stacked. An anode electrode 50 is formed on the P-type semiconductor layer 48.
However, a gate electrode 52 is provided on the N-type semiconductor layer 46, and a cathode electrode (not shown) is provided on the back surface of the N-type semiconductor substrate 40.

【0018】P形半導体基板40とN形半導体層42と
の間に設けられているP形半導体層41は、光出射端面
54より遠い方の領域に設けられている。
The P-type semiconductor layer 41 provided between the P-type semiconductor substrate 40 and the N-type semiconductor layer 42 is provided in a region farther from the light emitting end face 54.

【0019】このような構造の端面発光サイリスタによ
れば、アノード電極・カソード電極間に順方向電圧が印
加されると、P形半導体層41とN形半導体層42との
間のPN接合は逆バイアスされる結果、このPN接合を
電流は流れることができない。したがって、アノード電
極50からの注入電流Iは、図4に示すように、光出射
端面54の近くを集中して流れる。これにより、発光中
心が光出射端面54に近づく結果、光取出し効率が向上
し、発光光量が増加する。
According to the edge emitting thyristor having such a structure, when a forward voltage is applied between the anode electrode and the cathode electrode, the PN junction between the P-type semiconductor layer 41 and the N-type semiconductor layer 42 is reversed. As a result of the bias, no current can flow through this PN junction. Therefore, the injection current I from the anode electrode 50 flows intensively near the light emitting end face 54 as shown in FIG. Thereby, as a result of the light emission center approaching the light emitting end face 54, the light extraction efficiency is improved, and the light emission amount is increased.

【0020】以上、端面発光ダイオードおよび端面発光
サイリスタの実施例をそれぞれ説明したが、図示の構成
において、半導体基板および半導体層の導電形を反対の
導電形にしても、本発明が成り立つことは明らかであ
る。
While the embodiments of the edge light emitting diode and the edge light emitting thyristor have been described above, it is apparent that the present invention can be realized even if the conductivity types of the semiconductor substrate and the semiconductor layer are reversed in the configuration shown. It is.

【0021】次に、図4の端面発光サイリスタを用いた
自己走査型端面発光素子アレイについて説明する。
Next, a self-scanning edge emitting device array using the edge emitting thyristor shown in FIG. 4 will be described.

【0022】まず、自己走査型端面発光素子アレイの3
つの基本構造について説明する。
First, the self-scanning edge light emitting element array 3
Two basic structures will be described.

【0023】図5は、自己走査型端面発光素子アレイの
第1の基本構造の等価回路図である。発光素子として、
端面発光サイリスタT(−2)〜T(+2)を用い、発
光サイリスタT(−2)〜T(+2)には、各々ゲート
電極G-2〜G+2が設けられている。各々のゲート電極に
は、負荷抵抗RL を介して電源電圧VGKが印加される。
また、各々のゲート電極G-2〜G+2は、相互作用を作る
ために抵抗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。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the first basic structure of the self-scanning edge light emitting element array. As a light emitting element,
The edge emitting thyristors T (-2) to T (+2) are used, and the light emitting thyristors T (-2) to T (+2) are provided with gate electrodes G -2 to G +2 , respectively. A power supply voltage V GK is applied to each gate electrode via a load resistor RL .
Also, each of the gate electrodes G -2 ~G +2 is electrically connected via a resistor R I to produce the interaction. In addition, three transfer clock lines (φ 1 , φ 2 , φ 3 ) are connected to the anode electrode of each single light emitting thyristor, respectively.
Connected every other element (as repeated).

【0024】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T(0)がオンし
ているとする。このとき3端子サイリスタの特性から、
ゲート電極G0 は零ボルト近くまで引き下げられる。電
源電圧VGKを仮に5ボルトとすると、負荷抵抗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T(0)
に近い素子のゲート電圧が最も低下し、以降順にT
(0)から離れるにしたがいゲート電圧は上昇してい
く。これは次のように表せる。
In operation, first, the transfer clock φ 3
Becomes high level, and the light-emitting thyristor T (0) is turned on. At this time, from the characteristics of the three-terminal thyristor,
The gate electrode G 0 is lowered to zero volts nearby. Assuming that the power supply voltage V GK is 5 volts, 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 T (0)
, The gate voltage of the element close to
As the distance from (0) increases, the gate voltage increases. This can be expressed as:

【0025】 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
Can be set by appropriately selecting the value of.

【0026】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 is higher than the gate voltage by the diffusion potential V dif .

【0027】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 is turned on.

【0028】さてこの発光サイリスタT(0)がオンし
ている状態で、次の転送クロックパルスφ1 にハイレベ
ル電圧VH を印加する。このクロックパルスφ1 は発光
サイリスタT(+1)とT(−2)に同時に加わるが、
ハイレベル電圧VH の値を次の範囲に設定すると、発光
サイリスタT(+1)のみをオンさせることができる。
[0028] Now a state where the light-emitting thyristor T (0) is turned on to apply a high-level voltage V H to the next transfer clock pulse phi 1. This clock pulse φ 1 simultaneously applies to the light emitting thyristors T (+1) and T (−2),
When the value of the high level voltage V H is set in the following range, only the light emitting thyristor T (+1) can be turned on.

【0029】 VG-2 +Vdif >VH >VG+1 +Vdif (3) これで発光サイリスタT(0),T(+1)が同時にオ
ンしていることになる。そしてクロックパルスφ3 のハ
イレベル電圧を切ると、発光サイリスタT(0)がオフ
となりオン状態の転送ができたことになる。
V G−2 + V dif > V H > V G + 1 + V dif (3) The light emitting thyristors T (0) and T (+1) are simultaneously turned on. When the cut high-level voltage of the clock pulse phi 3, so that the light-emitting thyristor T (0) is able to transfer it becomes ON state and OFF.

【0030】このように、自己走査型端面発光素子アレ
イ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 the self-scanning edge light emitting element array, the light emitting thyristors can have a transfer function by connecting the gate electrodes of the respective light emitting thyristors by the resistor network.

【0031】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、自己走査型端面発光素子アレイを実現することが
できる。
From the above-described principle, if the high-level voltages of the transfer clocks φ 1 , φ 2 , φ 3 are set so as to slightly overlap each other in order, the ON state of the light emitting thyristor is sequentially transferred. . That is, the light emitting points are sequentially transferred, and a self-scanning edge light emitting element array can be realized.

【0032】図6は、自己走査型端面発光素子アレイの
第2の基本構造の等価回路図である。この自己走査型端
面発光素子アレイは、発光サイリスタのゲート電極間の
電気的接続の方法としてダイオードを用いている。発光
サイリスタT(−2)〜T(+2)は、一列に並べられ
た構成となっている。G-2〜G+2は、発光サイリスタT
(−2)〜T(+2)のそれぞれのゲート電極を表す。
L 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。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the second basic structure of the self-scanning edge light emitting element array. This self-scanning edge light emitting element array uses a diode as a method of electrical connection between the gate electrodes of the light emitting thyristor. The light-emitting thyristors T (−2) to T (+2) are arranged in a line. G -2 to G +2 are light-emitting thyristors T
(-2) to T (+2) represent respective gate electrodes.
R L represents the load resistance of the gate electrode, and D −2 to D +2 represent diodes that perform electrical interaction. V GK represents a power supply voltage. The anode electrode of each single light emitting thyristor
The transfer clock lines (φ 1 , φ 2 ) are connected every other element.

【0033】動作を説明する。まず転送クロックφ2
ハイレベルとなり、発光サイリスタT(0)がオンして
いるとする。このとき3端子サイリスタの特性からゲー
ト電極G0 は零ボルト近くまで引き下げられる。電源電
圧VGKを仮に5ボルトとすると、抵抗RL ,ダイオード
-2〜D+2のネットワークから各発光サイリスタのゲー
ト電圧が決まる。そして発光サイリスタT(0)に近い
素子のゲート電圧が最も低下し、以降順にT(0)から
離れるにしたがいゲート電圧は上昇していく。
The operation will be described. Transfer clock phi 2 becomes high level first, and the light-emitting thyristor T (0) is turned on. At this time, due to the characteristics of the three-terminal thyristor, the gate electrode G 0 is lowered to near zero volt. Assuming that the power supply voltage V GK is 5 volts, the gate voltage of each light emitting thyristor is determined from the network of the resistor R L and the diodes D -2 to D +2 . Then, the gate voltage of the element close to the light emitting thyristor T (0) decreases most, and thereafter the gate voltage increases as the distance from T (0) increases.

【0034】しかしながら、ダイオード特性の一方向
性,非対称性から、電圧を下げる効果は、T(0)の右
方向にしか働かない。すなわちゲート電極G1 はG0
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、T(0)の左側のゲート電極G
-1はダイオードD-1が逆バイアスになっているため電流
が流れず、したがって電源電圧VGKと同電位となる。
However, due to the unidirectionality and asymmetry of the diode characteristics, the effect of lowering the voltage works only to the right of T (0). That is, the gate electrode G 1 is set to a voltage higher than G 0 by the forward rise voltage V dif of the diode, and the gate electrode G 2 is set to a voltage higher than G 1 by the forward rise voltage V dif of the diode. Is done. On the other hand, the gate electrode G on the left side of T (0)
At -1, no current flows because the diode D -1 is reverse-biased, and therefore has the same potential as the power supply voltage V GK .

【0035】次の転送クロックパルスφ1 は、最近接の
発光サイリスタT(1),T(−1)、そしてT(3)
およびT(−3)等に印加されるが、これらのなかで、
最もターンオン電圧の低い素子はT(1)であり、T
(1)のターンオン電圧は約G 1 のゲート電圧+Vdif
であるが、これはVdif の約2倍である。次にターン電
圧の低い素子はT(3)であり、Vdif の約4倍であ
る。T(−1)とT(−3)のオン電圧は、約VGK+V
dif となる。
Next transfer clock pulse φ1 Is the closest
Light emitting thyristors T (1), T (-1), and T (3)
And T (−3), among which:
The element with the lowest turn-on voltage is T (1), and T (1)
The turn-on voltage of (1) is about G 1 Gate voltage + Vdif 
Where V isdif About twice as large as Next turn electricity
The element with low pressure is T (3), and Vdif About four times
You. The on-voltage of T (-1) and T (-3) is about VGK+ V
dif Becomes

【0036】以上から、転送クロックパルスのハイレベ
ル電圧をVdif の約2倍からVdifの約4倍の間に設定
しておけば、発光サイリスタT(1)のみをオンさせる
ことができ、転送動作を行うことができる。
[0036] From the above, by setting the high-level voltage of the transfer clock pulses between about 2 times the V dif of approximately 4 times the V dif, it is possible to turn on only the light-emitting thyristor T (1), A transfer operation can be performed.

【0037】図7は、自己走査型端面発光素子アレイの
第3の基本構造の等価回路図である。この自己走査型端
面発光素子アレイは、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
1 は、書き込み用発光素子のゲートにも接続される。
書き込み用発光素子のアノードには、書き込み信号Sin
が加えられている。
FIG. 7 shows a self-scanning edge light emitting element array.
FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of a third basic structure. This self-scanning end
The surface light emitting element array includes switch elements T (-1) to T (-1).
(2) From the light emitting elements for writing L (-1) to L (2)
Become. The configuration of the switch element uses diode connection.
An example is shown. Gate electrode G of switch element-1~
G 1 Is also connected to the gate of the light emitting element for writing.
The write signal S is applied to the anode of the light emitting element for writing.in
Has been added.

【0038】以下に、この自己走査型端面発光素子アレ
イの動作を説明する。いま、転送素子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、はぼ零ボルト
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 the self-scanning edge light emitting element array will be described below. Now, assuming that the transfer element T (0) is in the ON state, the voltage of the gate electrode G 0 falls below V GK (here, 5 volts) and becomes almost zero volts. Therefore, the voltage of the write signal S in becomes PN
If the junction diffusion potential (about 1 volt) or higher, the light emitting element L (0) can be in a light emitting state.

【0039】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。
[0039] In contrast, the gate electrode G -1 is about 5 volts, 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 write voltage of the light emitting element L (1) is about 2 volts.
Now, the voltage of the write signal S in which can write only in the light emitting element L (0) is a range of about 1 to 2 volts. When the light emitting element L (0) is turned on, that is, when the light emitting element enters a light emitting state, the voltage of the write signal S in line is fixed at about 1 volt, so that an error that another light emitting element is selected can be prevented. it can.

【0040】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 Sin, and an image can be written at an arbitrary intensity. Further, in order to transfer the light emitting state to the next element, it is necessary to once lower the voltage of the write signal S in line to zero volt and turn off the light emitting element once.

【0041】以上のような自己走査型端面発光素子アレ
イは、半導体ウェハに集積した後、切り出して1つの半
導体チップ(以下、発光素子アレイチップという)の形
にし、これを必要個数配列して長尺のものを作製する。
The self-scanning edge light emitting element array as described above is integrated on a semiconductor wafer, cut out into one semiconductor chip (hereinafter, referred to as a light emitting element array chip), and a required number of these chips are arranged and long. Make a scale.

【0042】図8は、自己走査型端面発光素子アレイを
用いた光プリントヘッドの一例を示す斜視図である。プ
リント配線基板61上に自己走査型端面発光素子アレイ
62と、セルフォックレンズアレイ63(セルフォック
レンズは日本板硝子(株)の登録商標である)とが貼り
付けられて実装されている。
FIG. 8 is a perspective view showing an example of an optical print head using a self-scanning edge light emitting element array. A self-scanning edge light emitting element array 62 and a selfoc lens array 63 (a selfoc lens is a registered trademark of Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) are attached and mounted on a printed wiring board 61.

【0043】自己走査型端面発光素子アレイ62は、発
光素子アレイチップ69を連続して直線状に配列するこ
とにより構成される。例えば、1つの発光素子アレイチ
ップは、1200DPIで、256個の発光素子が配列
されているものとすると、チップ長さは約5.4mmと
なる。また発光素子の発光点のサイズは、例えば5μm
×1μmである。
The self-scanning end face light emitting element array 62 is constituted by arranging light emitting element array chips 69 continuously and linearly. For example, if one light emitting element array chip is 1200 DPI and 256 light emitting elements are arranged, the chip length is about 5.4 mm. The size of the light emitting point of the light emitting element is, for example, 5 μm.
× 1 μm.

【0044】一方、セルフォックレンズアレイ63は、
所定本数のセルフォックレンズ64を、1つの基板65
上に配列し固着したセルフォックレンズアレイ・ユニッ
ト66を連続して直線状に配列することにより構成され
る。
On the other hand, the SELFOC lens array 63
A predetermined number of SELFOC lenses 64 are
It is configured by continuously arranging the selfoc lens array units 66 arranged and fixed thereon in a linear manner.

【0045】発光素子の光出射端面からの光は、セルフ
ォックレンズ64により、感光ドラム2の表面に結像す
る。
The light from the light emitting end face of the light emitting element forms an image on the surface of the photosensitive drum 2 by the selfoc lens 64.

【0046】以上のような端面発光サイリスタアレイを
用いた光プリントヘッドによれば、各端面発光素子の光
量が増大しているので、低消費電力で印刷品位を保持す
ることが可能となる。
According to the optical print head using the edge emitting thyristor array as described above, since the light intensity of each edge emitting element is increased, it is possible to maintain print quality with low power consumption.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の端面発光素子によれば、注入電
力を光出射端面の近くに集中することができるので、光
出射端面より取り出される光量を増大でき、したがって
光取出し効率を向上させることができる。
According to the edge emitting device of the present invention, the injected power can be concentrated near the light emitting end face, so that the amount of light extracted from the light emitting end face can be increased, and therefore the light extraction efficiency can be improved. Can be.

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

【図1】光プリンタの原理を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of an optical printer.

【図2】従来の端面発光ダイオードの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a conventional edge light emitting diode.

【図3】本発明の一実施例である端面発光ダイオードの
断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of an edge light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例である端面発光サイリスタ
の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an edge emitting thyristor according to another embodiment of the present invention.

【図5】自己走査型端面発光素子アレイの第1の基本構
造の等価回路図である。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a first basic structure of the self-scanning edge emitting element array.

【図6】自己走査型端面発光素子アレイの第2の基本構
造の等価回路図である。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a second basic structure of the self-scanning edge light emitting element array.

【図7】自己走査型端面発光素子アレイの第3の基本構
造の等価回路図である。
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a third basic structure of the self-scanning edge light emitting element array.

【図8】自己走査型端面発光素子アレイを用いた光プリ
ントヘッドの一例を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing an example of an optical print head using a self-scanning edge light emitting element array.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30,40 N形半導体基板 32,42,46 N形半導体層 31,34,41,44,48 P形半導体層 36,50 アノード電極 38,54 光出射端面 52 ゲート電極 61 プリント配線基板 62 自己走査型端面発光素子アレイ 63 セルフォックレンズアレイ 64 セルフォックレンズ 66 セルフォックレンズアレイ・ユニット 30, 40 N-type semiconductor substrate 32, 42, 46 N-type semiconductor layer 31, 34, 41, 44, 48 P-type semiconductor layer 36, 50 Anode electrode 38, 54 Light emitting end face 52 Gate electrode 61 Printed wiring board 62 Self-scanning Mold end face light emitting element array 63 Selfoc lens array 64 Selfoc lens 66 Selfoc lens array unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 建 大阪府大阪市中央区道修町3丁目5番11号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 吉田 治信 大阪府大阪市中央区道修町3丁目5番11号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 小林 勝 大阪府大阪市中央区道修町3丁目5番11号 日本板硝子株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor: Takeshi Yamashita 3-5-11 Doshomachi, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (72) Inventor: Harunobu Yoshida 3 Doshomachi, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 5-11-11 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (72) Inventor Masaru Kobayashi 3-5-11 Doshomachi, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Nippon Sheet Glass Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電形の半導体基板上に少なくとも2
つの半導体層が積層された端面発光素子において、 前記半導体基板と、前記半導体基板の直上に設けられた
第1導電形の半導体層との間であって、光出射端面とは
遠い領域に設けられた、前記第1の導電形とは反対の第
2の導電形の半導体層を備えることを特徴とする端面発
光素子。
A semiconductor substrate of a first conductivity type;
In the edge-emitting device in which the two semiconductor layers are stacked, the edge-emitting device is provided between the semiconductor substrate and the semiconductor layer of the first conductivity type provided immediately above the semiconductor substrate, and is provided in a region far from the light-emitting end surface. An edge light emitting device comprising a semiconductor layer of a second conductivity type opposite to the first conductivity type.
【請求項2】第1の導電形半導体基板上に、第1の導電
形の第1の半導体層と、第1の導電形とは反対の第2の
導電形の第2の半導体層とが順次積層された端面発光ダ
イオードにおいて、 前記半導体基板と前記第1の半導体層との間であって、
光出射端面とは遠い領域に設けられた、第2の導電形の
半導体層を備えることを特徴とする端面発光ダイオー
ド。
2. A first semiconductor layer of a first conductivity type and a second semiconductor layer of a second conductivity type opposite to the first conductivity type on a semiconductor substrate of the first conductivity type. In the edge light emitting diode sequentially laminated, between the semiconductor substrate and the first semiconductor layer,
An end surface light emitting diode comprising a semiconductor layer of the second conductivity type provided in a region far from the light emitting end surface.
【請求項3】第1の導電形半導体基板上に、第1の導電
形の第1の半導体層と、第1の導電形とは反対の第2の
導電形の第2の半導体層と、第1の導電形の第3の半導
体層と第2の導電形の第4の半導体層とが順次積層され
た端面発光サイリスタタおいて、 前記半導体基板と前記第1の半導体層との間であって、
光出射端面とは遠い領域に設けられた、第2の導電形の
半導体層を備えることを特徴とする端面発光サイリス
タ。
3. A first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type opposite to the first conductivity type on a semiconductor substrate of the first conductivity type, In an edge light-emitting thyristor in which a third semiconductor layer of a first conductivity type and a fourth semiconductor layer of a second conductivity type are sequentially stacked, between the semiconductor substrate and the first semiconductor layer So,
An edge emitting thyristor comprising a semiconductor layer of a second conductivity type provided in a region far from the light emitting end face.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004128175A (en) * 2002-10-02 2004-04-22 Nippon Sheet Glass Co Ltd Light emitting device and scanning light emitting device array chip
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JP2013214751A (en) * 2012-03-07 2013-10-17 Fuji Xerox Co Ltd Light-emitting thyristor, self-scanning light-emitting element array, optical writing head and image formation apparatus
US9059362B2 (en) 2011-08-30 2015-06-16 Fuji Xerox Co., Ltd. Light emitting element, light emitting element array, optical writing head, and image forming apparatus

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