JPS63177478A - Light-emitting diode array for optical printer - Google Patents
Light-emitting diode array for optical printerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光プリンタ用発光ダイオードアレイに係り
、特に、同一基板内に多数の発光ダイオード素子を形成
する場合に、各々の発光ダイオード素子を分離して形成
することにより、ダイナミックスキャンができるように
した光プリンタ用発光ダイオードアレイに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a light emitting diode array for an optical printer, and in particular, when forming a large number of light emitting diode elements on the same substrate, each light emitting diode element is The present invention relates to a light emitting diode array for an optical printer that enables dynamic scanning by being formed separately.
従来、例えば、メモリに画像データをディジタル信号と
して記憶しておき、この画像データを適宜読み出して発
光ダイオードに供給し、この発光ダイオードから、上記
画像データに対応した光信号出力を取り出して、光プリ
ンタの感光ドラム上へ印加することにより、潜像を形成
する等の光ブリンク用記録ヘッドとして、発光ダイオー
ドアレイが用いられていた。Conventionally, for example, image data is stored in a memory as a digital signal, this image data is read out as appropriate and supplied to a light emitting diode, and an optical signal output corresponding to the image data is taken out from the light emitting diode to be used in an optical printer. A light emitting diode array has been used as a recording head for optical blinking, which forms a latent image by applying light onto a photosensitive drum.
第9図は、上記のような従来の発光ダイオードアレイの
1例を示したものである。図において、iooは5i−
N−GaAsから成る基板であり、101はN−GaA
s−GaAsP、102はN−GaAsP、1’03は
P−GaAsP、104はAu−Znから成る電極、1
05はNi −A u−Geから成る電極である。この
発光ダイオードアレイは、N−GaAs P 102上
にZnを拡散してP−GaAs P 103を形成し、
基板100の裏面から電極を取り出すものである。FIG. 9 shows an example of a conventional light emitting diode array as described above. In the figure, ioo is 5i-
It is a substrate made of N-GaAs, and 101 is N-GaAs.
s-GaAsP, 102 is N-GaAsP, 1'03 is P-GaAsP, 104 is Au-Zn electrode, 1
05 is an electrode made of Ni-Au-Ge. This light emitting diode array is made by diffusing Zn on N-GaAs P 102 to form P-GaAs P 103,
The electrodes are taken out from the back surface of the substrate 100.
第10図は、第9図に示した発光ダイオードアレイの等
価回路を示したものである。この等価回路から明らかな
ように、第9図に示したような従来の発光ダイオードア
レイにおいては、発光ダイオード素子LEDのアノード
はそれぞれ分離されているが、カソードは共通接続、す
なわち、カソードコモンの回路となっている。したがっ
て、アノード側端子Aはそれぞれ独立した端子であるが
、カソード側端子にはすべての素子に共通な1個の端子
となっている。FIG. 10 shows an equivalent circuit of the light emitting diode array shown in FIG. 9. As is clear from this equivalent circuit, in the conventional light emitting diode array as shown in FIG. It becomes. Therefore, the anode side terminals A are independent terminals, but the cathode side terminal is one terminal common to all the elements.
また、従来、例えば、特開昭59−155069号公報
に記載されているように、回路上の要請から、発光ダイ
オードアレイをダイナミックスキャンすることが必要と
なっている。Furthermore, as described in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-155069, it has conventionally been necessary to dynamically scan a light emitting diode array due to circuit requirements.
上記のように、第9図に示したような従来の発光ダイオ
ードアレイは一枚の基板上にダイオード素子群を複数の
グループに分割できず、その構造上の理由から、カソー
ドコモンの回路として使用しなければならない。また、
この場合、配線上も種々の問題があった。これらの問題
点を解決するためには、1枚の基板上に配列された多数
の発光ダイオード素子をダイナミックスキャンして分散
発光させれば良いが、上記のような従来のものでは、カ
ソード同志の分離が困難であるため、ダイナミックスキ
ャンができないなど、回路設計の自由度も低い欠点があ
った。As mentioned above, in the conventional light emitting diode array shown in Fig. 9, the diode elements cannot be divided into multiple groups on a single substrate, and due to its structure, it is used as a common cathode circuit. Must. Also,
In this case, there were various problems regarding wiring. In order to solve these problems, it would be possible to dynamically scan a large number of light emitting diode elements arranged on one substrate to emit light in a distributed manner, but in the conventional devices as mentioned above, the cathodes are connected to each other. Since separation is difficult, dynamic scanning is not possible, and the degree of freedom in circuit design is low.
この発明は、上記のような従来の欠点を解決するために
なされたものであり、光プリンタ用の発光ダイオードア
レイを構成する発光ダイオード素子のカソード及びアノ
ードを共に分離できるようにし、ダイナミックスキャン
を可能とし、回路設計の自由度を向上させることを目的
としたものである。This invention was made in order to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and enables dynamic scanning by making it possible to separate both the cathode and anode of the light emitting diode elements that constitute the light emitting diode array for an optical printer. The purpose is to improve the degree of freedom in circuit design.
〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記の目的を
達成するため、この発明は、基板上に半導体層を形成し
、さらにPN接合を形成して多数の発光ダイオード素子
領域を形成し、エツチングにより、上記半導体層の所定
部分を除去して上記発光ダイオード素子領域を互いに分
離することにより、発光ダイオードアレイをダイナミッ
クスキャンできるようにしたものである。[Means and effects for solving the problem] In order to achieve the above object, the present invention forms a semiconductor layer on a substrate, further forms a PN junction to form a large number of light emitting diode element regions, By removing a predetermined portion of the semiconductor layer by etching and separating the light emitting diode element regions from each other, the light emitting diode array can be dynamically scanned.
第1図は、この発明に係る発光ダイオードアレイの一部
概略構成図を示したものであり、(A)、(B)、(C
)、(D)図に示した4種類の構成がある。第1図(A
)に示したものは、基板1として、5i−GaAsのよ
うな半絶縁性基板を用い、この上にN型半導体層2とし
て、N−GaAlAsをエピタキシャル成長させた後、
Znを拡散してP型半導体領域3を形成したものである
。FIG. 1 shows a partial schematic configuration diagram of a light emitting diode array according to the present invention, and shows (A), (B), and (C).
), (D) There are four types of configurations shown in the figure. Figure 1 (A
), a semi-insulating substrate such as 5i-GaAs is used as the substrate 1, and after epitaxially growing N-GaAlAs as the N-type semiconductor layer 2 thereon,
A P-type semiconductor region 3 is formed by diffusing Zn.
第1図(B)は、半絶縁性基i4、P型半導体層5、N
型半導体領域6とした構成である。第1図(C)は、P
型半導体基板7上にN型半導体層8及びP型半導体領域
9を形成した構成である。FIG. 1(B) shows a semi-insulating base i4, a P-type semiconductor layer 5, an N
This is a configuration in which a type semiconductor region 6 is used. Figure 1 (C) shows P
This is a structure in which an N-type semiconductor layer 8 and a P-type semiconductor region 9 are formed on a type semiconductor substrate 7.
また、第1図(D)は、N型半導体基板10上に、P型
半導体層11及びN型半導体領域12を形成した構成の
ものである。なお、上記の構成で、発光可能であれば、
GaAs−GaA1!As系以外のものでも適用可能で
ある。Further, FIG. 1(D) shows a structure in which a P-type semiconductor layer 11 and an N-type semiconductor region 12 are formed on an N-type semiconductor substrate 10. In addition, with the above configuration, if it is possible to emit light,
GaAs-GaA1! Materials other than As-based materials are also applicable.
第2図は第1図に示したような発光ダイオードアレイの
製造工程を概略的に示した図である。第2図(A)のよ
うに、基板である5t−C;aAs13上に液相エピタ
キシャル成長法等でN−Ga0.65A A 0.35
A s層14を成長させ、次に、第2図CB)のように
、マスク15をかけ、孔17からZnを拡散させること
により、P −G a 0.65A7!0.35As領
域16を形成する。その後、第2図(C)に示したよう
に、メサエッチングによりN−G a 0.65A I
0.35A s領域16を硫酸液等を用いてエツチン
グし島を形成する。最後に、第2図(D)に示したよう
に、Au−Zn電極18と、Ni−Au−Ge電極19
を蒸着等により形成する。FIG. 2 is a diagram schematically showing the manufacturing process of the light emitting diode array as shown in FIG. As shown in FIG. 2(A), N-Ga0.65A A 0.35 was grown on a 5t-C; aAs13 substrate by liquid phase epitaxial growth.
The As layer 14 is grown, and then, as shown in FIG. 2 CB), a mask 15 is applied and Zn is diffused from the hole 17 to form a P-Ga 0.65A7!0.35As region 16. do. Thereafter, as shown in FIG. 2(C), N-Ga 0.65A I was formed by mesa etching.
The 0.35A s region 16 is etched using a sulfuric acid solution or the like to form islands. Finally, as shown in FIG. 2(D), the Au-Zn electrode 18 and the Ni-Au-Ge electrode 19 are
is formed by vapor deposition or the like.
これにより発光ダイオード部分を各素子毎に分離するこ
とができる。This allows the light emitting diode portion to be separated into individual elements.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第3図乃至第5図はこの発明の1実施例を示した図であ
り、第3図は平面図、第4図、第5図はそれぞれ第3図
のX方向、Y方向よりみた概略説明図である。3 to 5 are diagrams showing one embodiment of the present invention, FIG. 3 is a plan view, and FIGS. 4 and 5 are schematic explanations as seen from the X direction and Y direction of FIG. 3, respectively. It is a diagram.
ここで、20は発光部、21は例えばAu−Znから成
る電極、22は例えばNi−Au−Geから成る電極、
23はコンタクトホール、24は発光部電極、25は5
i−GaAsから成る基板、26はN −G a 0.
65A I 0.35A s層、27はP−G a O
,65A I 0.35A s領域、28は3i02か
ら成る絶縁層である。Here, 20 is a light emitting part, 21 is an electrode made of, for example, Au-Zn, 22 is an electrode made of, for example, Ni-Au-Ge,
23 is a contact hole, 24 is a light emitting part electrode, 25 is 5
A substrate made of i-GaAs, 26 is N-Ga0.
65A I 0.35A s layer, 27 is P-GaO
, 65A I 0.35A s region, and 28 is an insulating layer made of 3i02.
この発光ダイオードアレイは、5i−GaAs基板25
上に液相エピタキシャル成長法によって、N −G a
0.65A I 0.35A s層26をエピタキシ
ャル成長させたものに、マスクをかけてストライプ状に
Zn拡散を行い、次に、前記のストライプ状に対して、
垂直方向に多数のストライプ状のマスクをかけてメサエ
ッチングを行った。その後、SiO2から成る絶縁膜2
8、電極21.22をスパッタあるいは蒸着等により形
成して配線を行ったものである。なお、上記のエツチン
グは、例えばBr−メタノール系のウェットエツチング
を用いると共に、上記のZn拡散は、As2Znを用い
て封管法により行った。また、5iOzから成る絶縁膜
28はスパッタリングで形成し、電極セ1.22は蒸着
で形成したが、電極22は溝状の部分があり、この部分
へうまく回り込ませる必要があるので、スパッタリング
の方が良い結果が得られた。This light emitting diode array consists of a 5i-GaAs substrate 25
By liquid phase epitaxial growth method, N-Ga
A mask is applied to the epitaxially grown 0.65A I 0.35A s layer 26 and Zn is diffused in a stripe shape, and then Zn is diffused into the stripe shape.
Mesa etching was performed using a large number of striped masks in the vertical direction. After that, an insulating film 2 made of SiO2
8. Electrodes 21 and 22 are formed by sputtering or vapor deposition, and wiring is performed. The above etching was performed using, for example, Br-methanol wet etching, and the above Zn diffusion was performed using As2Zn using a sealed tube method. In addition, the insulating film 28 made of 5iOz was formed by sputtering, and the electrode 1.22 was formed by vapor deposition, but since the electrode 22 has a groove-like part and it is necessary to wrap it around this part well, sputtering is preferable. good results were obtained.
第6図は、第3図乃至第5図に示した実施例の等価回路
を示したものであり、LEDは発光ダイオード素子、C
Oはコモン端子、SLはセレクトラインである。この発
光ダイオードアレイを使用するには、セレクトラインS
Lにタイミング信号を印加し、コモン端子COには、例
えば、メモリに記憶されている画像データを読み出して
適宜印加すれば発光ダイオードアレイをグイナミソクス
キャンでき、前記画像データに対応した発光出力が得ら
れるものである。FIG. 6 shows an equivalent circuit of the embodiment shown in FIGS. 3 to 5, in which the LED is a light emitting diode element and the C
O is a common terminal, and SL is a select line. To use this light emitting diode array, select Line S
By applying a timing signal to the common terminal CO and reading the image data stored in the memory and applying the appropriate signal to the common terminal CO, the light emitting diode array can be easily scanned, and the light emitting output corresponding to the image data can be generated. That's what you get.
上記の実施例においては、基板として5l−GaAsを
用いたが、これは他の半絶縁性基板を用いてもよい。ま
た、エピタキシャル成長法は、上記のような液相エピタ
キシャル成長法に限らず、分子線エピタキシー(MBE
)あるいは有機金属気相成長法(MOCVD)等の手法
を用いてGaAlAsを成長させてもよい。また、基板
上に成長させる半導体層もG a A 7!A sに限
定されるものではない。In the above embodiment, 5l-GaAs was used as the substrate, but other semi-insulating substrates may also be used. In addition, the epitaxial growth method is not limited to the liquid phase epitaxial growth method as described above, but also molecular beam epitaxy (MBE).
) or metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or the like may be used to grow GaAlAs. Furthermore, the semiconductor layer grown on the substrate is also G a A 7! It is not limited to As.
第7図は、P型半導体基板を用いた例を示す。FIG. 7 shows an example using a P-type semiconductor substrate.
図において、30はP−GaAsから成る基板、31は
N −G a O,65A I 0.35A s層、3
2はP−G a 0.65A l 0.35A s領域
、33.34.35はそれぞれ電極、36はバイアス電
源である。この場合には、基板としてP−GaAs30
を用い、この基板上に液相エピタキシャル成長法を用い
てN −G a O,65A l 0.35A s層3
1を成長させた後、Znを拡散することにより、PN接
合を形成したものである。この構造では、図示したよう
に、基板と島にバイアスを印加すれば、基板と島との電
気的分離が行えるものである。In the figure, 30 is a substrate made of P-GaAs, 31 is an N-GaO, 65A I 0.35A s layer, 3
2 is a P-Ga 0.65A l 0.35A s region, 33, 34, and 35 are electrodes, and 36 is a bias power source. In this case, the substrate is P-GaAs30.
An N-GaO, 65A l 0.35A s layer 3 is formed on this substrate using a liquid phase epitaxial growth method.
A PN junction was formed by growing Zn and then diffusing Zn. In this structure, as shown in the figure, by applying a bias between the substrate and the island, the substrate and the island can be electrically isolated.
第8図は、N型半導体基板を用いた例を示したもので、
基板41としてN−GaAsを用い、この基板41上に
、P−GaAI!As層42を成長させる。その後、N
−GaAJAs領域43を形成すれば良いが、前記領域
43を拡散によって作るのは難しいため、この場合には
イオン注入法によって形成する。Figure 8 shows an example using an N-type semiconductor substrate.
N-GaAs is used as the substrate 41, and P-GaAI! An As layer 42 is grown. After that, N
-GaAJAs region 43 may be formed, but since it is difficult to form region 43 by diffusion, in this case it is formed by ion implantation.
以上説明したように、この発明によれば、1枚の基板上
に、多数の互いに分離した発光ダイオード素子を形成し
た発光ダイオードアレイができるため、これを光プリン
タの記録ヘッド等に用いた場合、ダイナミックスキャン
が可能となり、回路設計の自由度が向上できる効果があ
る。As explained above, according to the present invention, a light emitting diode array in which a large number of mutually separated light emitting diode elements are formed on a single substrate can be created, so when this is used in a recording head of an optical printer, etc. Dynamic scanning becomes possible, which has the effect of improving the degree of freedom in circuit design.
第1図はこの発明に係る発光ダイオードアレイの一部概
略構成図、第2図は第1図に示した発光ダイオードアレ
イの製造工程を概略的に示した図、第3図乃至第5図は
この発明の1実施例を示した図であり、第3図は平面図
、第4図及び第5図は、それぞれ第3図のX方向、Y方
向よりみた概略説明図、第6図は第3図乃至第5図に示
した実施例の等価回路を示した図、第7図はP型半導体
基板を用いた図であり、第8図はN型半導体基板を用い
た図、第9図は従来例を示した図、第10図は、第9図
の等価回路を示した図である。
1−=Si−GaAs 2−N−GaAj!As3
−P型半導体領域 4・−半絶縁性基板5−・P型半
導体層 6・−・N型半導体領域7−・−・P型半
導体基板 8・−・N型半導体層9・−=P型半導体
領域 10−・N型半導体基板11−・・P型半導体
層 12−・−N型半導体領域13−3 i −G
a A s
l 4−N −G a 0.65A II 0.35A
s層15−・マスク
16−P −G a O,65A I 0.35A s
領域17−=孔 18−=電極(Au−Z
n)19・−・−電極(Ni −Au−Ge)20・−
・発光部
21−電極(Au−Zn)
22−電極(Ni−Au−Ge)
23−・コンタクトホール
24−発光部電極
25・−31−GaAs
26−N −G a O,65A I 0.35A s
層27−P −G a O,65A l 0.35A
s領域2 8−−−3 i 02
LED・−・・発光ダイオード素子
SL−セレクトライン
CO・−コモン端子
30−P −G a A s
31−−−N −G a O,65A l 0.35A
s層32−P −G a 0.65A II0.35
A s領域33−電極
34−電極
35−電極
36−バイアス電源
41−N −G a A s
42−P−G a A Il A s層43−N−Ga
Aj2As領域FIG. 1 is a partial schematic configuration diagram of a light emitting diode array according to the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing the manufacturing process of the light emitting diode array shown in FIG. 1, and FIGS. 3 is a plan view, FIGS. 4 and 5 are schematic explanatory views as seen from the X direction and Y direction of FIG. 3, and FIG. 3 to 5, FIG. 7 is a diagram using a P-type semiconductor substrate, FIG. 8 is a diagram using an N-type semiconductor substrate, and FIG. 9 10 is a diagram showing a conventional example, and FIG. 10 is a diagram showing an equivalent circuit of FIG. 9. 1-=Si-GaAs 2-N-GaAj! As3
- P type semiconductor region 4 - Semi-insulating substrate 5 - P type semiconductor layer 6 - N type semiconductor region 7 - P type semiconductor substrate 8 - N type semiconductor layer 9 - = P type Semiconductor region 10-.N-type semiconductor substrate 11-.P-type semiconductor layer 12-.-N-type semiconductor region 13-3 i -G
a A s l 4-N -G a 0.65A II 0.35A
s layer 15-・Mask 16-P-G a O, 65A I 0.35A s
Region 17-=hole 18-=electrode (Au-Z
n) 19.-- Electrode (Ni-Au-Ge) 20.-
・Light-emitting part 21-electrode (Au-Zn) 22-electrode (Ni-Au-Ge) 23-・Contact hole 24-light-emitting part electrode 25・-31-GaAs 26-N -G a O, 65A I 0.35A s
Layer 27-P-G a O,65A l 0.35A
s area 2 8--3 i 02 LED---Light emitting diode element SL-Select line CO--Common terminal 30-P-Ga A s 31---N-Ga O, 65A l 0.35A
s layer 32-P -G a 0.65A II0.35
As region 33-electrode 34-electrode 35-electrode 36-bias power supply 41-N-Ga As 42-P-Ga AIl As layer 43-N-Ga
Aj2As area
Claims (4)
成して多数の発光ダイオード素子領域を形成し、上記半
導体層の所定部分をエッチングで除去することにより、
上記発光ダイオード素子領域を互いに分離したことを特
徴とする光プリンタ用発光ダイオードアレイ。(1) By forming a semiconductor layer on a substrate, further forming a PN junction to form a large number of light emitting diode element regions, and removing a predetermined portion of the semiconductor layer by etching,
A light emitting diode array for an optical printer, characterized in that the light emitting diode element regions are separated from each other.
とする特許請求の範囲第1項記載の光プリンタ用発光ダ
イオードアレイ。(2) The light emitting diode array for an optical printer according to claim 1, wherein a semi-insulating substrate is used as the substrate.
上に形成される半導体層をN型半導体層としたことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の光プリンタ用発光
ダイオードアレイ。(3) The light emitting diode array for an optical printer according to claim 1, wherein a P-type semiconductor substrate is used as the substrate, and the semiconductor layer formed on the substrate is an N-type semiconductor layer.
上に形成される半導体層をP型半導体層としたことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の光プリンタ用発光
ダイオードアレイ。(4) The light emitting diode array for an optical printer according to claim 1, wherein an N-type semiconductor substrate is used as the substrate, and the semiconductor layer formed on the substrate is a P-type semiconductor layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62007863A JPS63177478A (en) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | Light-emitting diode array for optical printer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62007863A JPS63177478A (en) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | Light-emitting diode array for optical printer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63177478A true JPS63177478A (en) | 1988-07-21 |
Family
ID=11677486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62007863A Pending JPS63177478A (en) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | Light-emitting diode array for optical printer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63177478A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0494648U (en) * | 1990-12-29 | 1992-08-17 | ||
EP0821416A2 (en) * | 1996-07-25 | 1998-01-28 | Oki Electric Industry Company, Limited | Light-emitting-diode array and fabrication method thereof |
-
1987
- 1987-01-16 JP JP62007863A patent/JPS63177478A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0494648U (en) * | 1990-12-29 | 1992-08-17 | ||
EP0821416A2 (en) * | 1996-07-25 | 1998-01-28 | Oki Electric Industry Company, Limited | Light-emitting-diode array and fabrication method thereof |
US5955747A (en) * | 1996-07-25 | 1999-09-21 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | High-density light-emitting-diode array utilizing a plurality of isolation channels |
EP0821416A3 (en) * | 1996-07-25 | 1999-11-17 | Oki Electric Industry Company, Limited | Light-emitting-diode array and fabrication method thereof |
US6190935B1 (en) | 1996-07-25 | 2001-02-20 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Low-cost, high-density light-emitting-diode array and fabrication method thereof |
US6563138B2 (en) | 1996-07-25 | 2003-05-13 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Low-cost, high-density light-emitting-diode array and fabrication method thereof |
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