JP2013165188A - Semiconductor light-emitting device, light source device, image forming apparatus and image display device - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化及び高光出力を実現することができる半導体発光装置及び光源装置、並びに、小型化かつ高光出力を実現することができる画像形成装置及び画像表示装置を提供する。
【解決手段】半導体発光装置(101)は、基板(112)と、基板の主表面(112a)上に配列され、それぞれがカソード電極(114)とアノード電極(113)とを持つ複数の半導体発光素子(103,104,105)と、複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方(103,104)のカソード電極から、互いに隣接する半導体発光素子の他方(104,105)のアノード電極までを電気的に接続する薄膜配線層(116,117)とを有する。
【選択図】図5Provided are a semiconductor light emitting device and a light source device capable of realizing miniaturization and high light output, and an image forming apparatus and an image display device capable of realizing miniaturization and high light output.
A semiconductor light emitting device (101) is arranged on a main surface (112a) of a substrate (112) and a plurality of semiconductor light emitting elements each having a cathode electrode (114) and an anode electrode (113). From the cathode electrode of the element (103, 104, 105) and one of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other (103, 104) of the plurality of semiconductor light emitting elements, the other of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other (104, 105) And a thin film wiring layer (116, 117) for electrically connecting up to the anode electrode.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、半導体発光装置、光源装置、画像形成装置及び画像表示装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device, a light source device, an image forming device, and an image display device.
ベアチップ状の発光ダイオード(LED)を実装した砲弾型のLEDモジュールが実用化されている。図1は、砲弾型のLEDモジュール11の構造を概略的に示す縦断面図であり、図2及び図3は、LEDモジュール11内のLEDベアチップ12の構造を概略的に示す平面図及び縦断面図である。図1〜図3に示されるように、LEDモジュール11は、カソードリードフレーム13と、カソードリードフレーム13に備えられた反射カップ14と、反射カップ14内に透明接着樹脂15によって固定されたLEDベアチップ12と、アノードリードフレーム16と、ボンディングパッドとしてのカソード電極17と、ボンディングパッドとしてのアノード電極18と、カソードボンディングワイヤ19と、アノードボンディングワイヤ20と、レンズケース21と、蛍光体22とを主要な構成としている。
A bullet-type LED module on which a bare-chip light emitting diode (LED) is mounted has been put into practical use. FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a structure of a bullet-
このようなLEDモジュール11では、光出力を増大させるときには、注入電流を増大させる。しかし、LEDモジュール11を所定の範囲よりも大きい注入電流で使用した場合には、発生熱量が増大し、温度上昇に伴い内部量子効率が低下し、注入電流の増大に比例して光出力を増大させることができない。また、過度に大きな注入電流下でLEDモジュール11を発光させ続けた場合には、光出力の低下又はLEDの破壊が生じることがある。
In such an
特許文献1には、注入電流を増加させずに光出力を増加させるために、1つの砲弾型のLEDモジュール内に複数のベアチップ状LEDを実装する提案が記載されている。 Patent Document 1 describes a proposal of mounting a plurality of bare chip-shaped LEDs in one bullet-type LED module in order to increase light output without increasing injection current.
しかしながら、特許文献1に記載の装置では、複数のLEDベアチップを実装基板上にダイボンディングし、その後、複数のLEDベアチップのそれぞれにボンディングワイヤを結線することが必要であり、LEDベアチップ上にワイヤボンディング用のパッド電極(アノード電極又はカソード電極)を備える必要がある。一般的に、ボンディングワイヤ用のパッド電極のサイズは、100[μm□]程度必要である。このため、特許文献1に記載の装置では、高密度実装を行うことができないという問題がある。 However, in the apparatus described in Patent Document 1, it is necessary to die-bond a plurality of LED bare chips on a mounting substrate, and then connect bonding wires to each of the plurality of LED bare chips. It is necessary to provide a pad electrode (anode electrode or cathode electrode). In general, the size of a pad electrode for a bonding wire needs to be about 100 [μm □]. For this reason, the apparatus described in Patent Document 1 has a problem that high-density mounting cannot be performed.
また、特許文献1に記載の装置では、発光部上にボンディングワイヤを結線するので、アノード電極により出力光が遮光され、光の取り出し効率が低下するという問題もある。 Further, in the apparatus described in Patent Document 1, since a bonding wire is connected on the light emitting portion, there is a problem that output light is shielded by the anode electrode and light extraction efficiency is lowered.
そこで、本発明の目的は、小型化及び高光出力を実現することができる半導体発光装置及び光源装置、並びに、小型化かつ高光出力を実現することができる半導体発光装置が適用された画像形成装置及び画像表示装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device and a light source device that can achieve miniaturization and high light output, and an image forming apparatus to which the semiconductor light emitting device that can achieve miniaturization and high light output is applied, and An image display device is provided.
本発明の一態様に係る半導体発光装置は、基板と、前記基板の主表面上に配列され、それぞれがカソード電極とアノード電極とを持つ複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方のカソード電極から、前記互いに隣接する半導体発光素子の他方のアノード電極までを電気的に接続する薄膜配線層とを有することを特徴とする。 A semiconductor light emitting device according to an aspect of the present invention includes a substrate, a plurality of semiconductor light emitting elements arranged on a main surface of the substrate, each having a cathode electrode and an anode electrode, and a plurality of the semiconductor light emitting elements. And a thin film wiring layer for electrically connecting one cathode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other to the other anode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other.
本発明の他の態様に係る光源装置は、実装部材と、前記実装部材上に設置された半導体発光装置とを有し、前記半導体発光装置は、基板と、前記基板の主表面上に配列され、それぞれがアノード電極とカソード電極とを持つ複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方のカソード電極から、前記互いに隣接する半導体発光素子の他方のアノード電極までを電気的に接続する薄膜配線層とを有することを特徴とする。 A light source device according to another aspect of the present invention includes a mounting member and a semiconductor light-emitting device installed on the mounting member, and the semiconductor light-emitting device is arranged on a substrate and a main surface of the substrate. A plurality of semiconductor light emitting elements each having an anode electrode and a cathode electrode, and one cathode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other among the plurality of semiconductor light emitting elements, to the other of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other And a thin-film wiring layer electrically connected to the anode electrode.
本発明の他の態様に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に画像データに対応する光を照射して、前記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像装置とを有し、前記露光装置は、1次元方向に配列され、入力画像データに基づいて選択的に点灯する複数の発光画素を有し、前記複数の発光画素のそれぞれが、基板と、前記基板の主表面上に配列され、それぞれがアノード電極とカソード電極とを持つ複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方のカソード電極から、前記互いに隣接する半導体発光素子の他方のアノード電極までを電気的に接続する薄膜配線層とを有することを特徴とする。 An image forming apparatus according to another aspect of the present invention includes: an image carrier; and an exposure device that irradiates the image carrier with light corresponding to image data to form an electrostatic latent image on the image carrier. A developing device that develops the electrostatic latent image to form a developer image, and the exposure device is arranged in a one-dimensional direction, and a plurality of light emitting pixels that are selectively lit based on input image data Each of the plurality of light emitting pixels is arranged on a main surface of the substrate, the plurality of semiconductor light emitting elements each having an anode electrode and a cathode electrode, and the plurality of semiconductor light emitting elements And a thin-film wiring layer for electrically connecting one cathode electrode of the adjacent semiconductor light emitting elements to the other anode electrode of the adjacent semiconductor light emitting elements.
本発明の他の態様に係る画像表示装置は、1次元方向に配列され、入力画像データに基づいて選択的に点灯する複数の発光画素を有する半導体発光素子アレイ光源装置と、前記半導体発光素子アレイ光源装置からの光線を前記1次元方向に垂直な方向に走査する走査部と、前記光線が照射され、画像を表示する画像表示面とを有し、前記複数の発光画素のそれぞれが、基板と、前記基板の主表面上に配列され、それぞれがアノード電極とカソード電極とを持つ複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方のカソード電極から、前記互いに隣接する半導体発光素子の他方のアノード電極までを電気的に接続する薄膜配線層とを有することを特徴とする。 An image display device according to another aspect of the present invention includes a semiconductor light-emitting element array light source device having a plurality of light-emitting pixels arranged in a one-dimensional direction and selectively lit based on input image data, and the semiconductor light-emitting element array. A scanning unit that scans a light beam from the light source device in a direction perpendicular to the one-dimensional direction; and an image display surface that displays the image by being irradiated with the light beam. A plurality of semiconductor light emitting elements arranged on the main surface of the substrate, each having an anode electrode and a cathode electrode, and one cathode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other among the plurality of semiconductor light emitting elements, And a thin film wiring layer for electrically connecting the other anode electrodes of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other.
本発明の他の態様に係る画像表示装置は、2次元方向に配列され、入力画像データに基づいて選択的に点灯する複数の発光画素を有する半導体発光素子アレイ光源装置を有し、前記複数の発光画素のそれぞれが、基板と、前記基板の主表面上に配列され、それぞれがアノード電極とカソード電極とを持つ複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方のカソード電極から、前記互いに隣接する半導体発光素子の他方のアノード電極までを電気的に接続する薄膜配線層とを有することを特徴とする。 An image display device according to another aspect of the present invention includes a semiconductor light-emitting element array light source device that has a plurality of light-emitting pixels that are arranged in a two-dimensional direction and selectively light on the basis of input image data. Each of the light emitting pixels is arranged on a substrate, a main surface of the substrate, each having a plurality of semiconductor light emitting elements each having an anode electrode and a cathode electrode, and semiconductor light emitting elements adjacent to each other among the plurality of semiconductor light emitting elements And a thin film wiring layer for electrically connecting one cathode electrode of the element to the other anode electrode of the semiconductor light emitting element adjacent to each other.
本発明の半導体発光装置及び光源装置によれば、装置の小型化及び高光出力を実現することができる。 According to the semiconductor light emitting device and the light source device of the present invention, it is possible to realize a reduction in size of the device and high light output.
本発明の画像形成装置によれば、露光装置の小型化及び高光出力を実現することができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the exposure apparatus can be downsized and high light output can be realized.
本発明の画像表示装置によれば、装置の小型化及び表示画像を輝度の向上を実現することができる。 According to the image display device of the present invention, it is possible to reduce the size of the device and improve the brightness of the displayed image.
《1》第1の実施形態
《1−1》第1の実施形態の構成
図4(a),(b)は、第1の実施形態に係る砲弾型のLEDモジュール(光源装置)100のLEDベアチップ(半導体発光装置)101を概略的に示す平面図及び半導体発光装置101の等価回路図である。また、図5は、図4(a)のLEDベアチップ101をS5−S5線で切る断面形状を概略的に示す図である。また、図6は、第1の実施形態に係る光源装置100の構造を概略的に示す縦断面図である。
<< 1 >> First Embodiment << 1-1 >> Configuration of the First Embodiment FIGS. 4A and 4B show the LED of the bullet-type LED module (light source device) 100 according to the first embodiment. 2 is a plan view schematically showing a bare chip (semiconductor light emitting device) 101 and an equivalent circuit diagram of the semiconductor
図4(a),(b)、図5、及び図6に示されるように、半導体発光装置101は、基板112と、基板112の主表面112a上に備えられた、複数の半導体発光素子としてのLED(#1)103、LED(#2)104、及びLED(#3)105と、薄膜配線層としてのジャンクション配線(#1)116及びジャンクション配線(#2)117とを有する。なお、本明細書において、括弧で囲われた番号記号「#」付きの数字は、同一構造を持つ複数の構成要素を相互に区別するために付された識別用の番号である。
4A, 4B, 5, and 6, the semiconductor
複数の半導体発光素子としてのLED(#1)103、LED(#2)104、及びLED(#3)105は、基板112の主表面112a上に、例えば、1列に配列され、それぞれがアノード電極106及びカソード電極114を持つ。
The LED (# 1) 103, LED (# 2) 104, and LED (# 3) 105 as a plurality of semiconductor light emitting elements are arranged in a row, for example, on the
薄膜配線層としてのジャンクション配線(#1)116及びジャンクション配線(#2)117は、1列に配列された複数のLEDの内の互いに列方向に隣接するLEDの一方のカソード電極から、互いに列方向に隣接するLEDの他方のアノード電極までを電気的に接続する。このため、例えば、図4(a)及び図5に示されるように、複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方のカソード電極(例えば、図5におけるLED103のカソード電極114)と互いに隣接する半導体発光素子の他方のアノード電極(例えば、図5におけるLED104のアノードコンタクト層107)電極とが、水平方向(基板の主表面に平行な方向)に隣接するように(高さ方向には離れていてもよい)、形成されることが望ましい。
Junction wiring (# 1) 116 and junction wiring (# 2) 117 as thin film wiring layers are connected to each other from one cathode electrode of LEDs adjacent in the column direction among a plurality of LEDs arranged in one column. Electrical connection is made to the other anode electrode of the LED adjacent in the direction. Therefore, for example, as shown in FIGS. 4A and 5, one cathode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other among the plurality of semiconductor light emitting elements (for example, the
なお、1列のLEDの個数は、3個に限定されない。また、複数のLEDは、複数行且つ複数列に2次元的に配列されたLEDであってもよい。 Note that the number of LEDs in one row is not limited to three. Further, the plurality of LEDs may be LEDs two-dimensionally arranged in a plurality of rows and a plurality of columns.
図5に示されるように、複数のLED103〜105を直列接続することによってLEDベアチップ101が構成されている。LEDベアチップ101の層構成は、上層から順に、透明導電膜106、アノードコンタクト層107、アノードクラッド層108、発光層109、カソードクラッド層110、カソードコンタクト層111、絶縁成長基板112とすることができる。
As shown in FIG. 5, the LED
なお、LED103〜105を構成する各々の半導体層は、公知の有機金属気相成長法(MOCVD)及び分子線エピタキシー(MBE)により形成することができる。
Each semiconductor layer constituting the
透明導電膜106は、例えば、ITO(酸化インジウム錫)又はIZO(酸化インジウム亜鉛)から形成することができる。
The transparent
アノードコンタクト層107は、例えば、p−GaNから形成することができる。
The
アノードクラッド層108は、例えば、p−AlxGa1−xN(0≦x≦1)から形成することができる。
The
発光層109は、井戸層をInyGa1−yN(0<y≦1)とし、障壁層をInzGa1−zN(0≦z≦1)とする量子井戸を複数層積層することより成る多重量子井戸(MQW)構造とすることができる。
The light-emitting
カソードクラッド層110は、n−Alx1Ga1−x1N(0≦x1≦1)から形成することができる。
The
カソードコンタクト層111は、n−GaNから形成することができる。
The
また、基板112は、絶縁成長基板、例えば、サファイア基板とすることができる。
Further, the
半導体発光装置101は、以下のように形成することができる。先ず、基板12上に、カソードコンタクト層111、カソードクラッド層110、発光層109、アノードクラッド層108、アノードコンタクト層107、及び透明導電膜106からなる多層構造に対して、ドライエッチングを施し、透明導電膜106からカソードクラッド層110まで、カソードコンタクト層111表面が露出する深さまで掘り下げることにより、発光部113を形成する。
The semiconductor
次に、ドライエッチングにより形成されたLED103〜105における発光部113が、別々の島になるように、カソードコンタクト層111を基板112の深さまで完全にドライエッチングにより掘り下げる。このようにして基板112上に、各LED103〜105を電気的に独立な素子として形成する。
Next, the
次に、例えば、公知の化学気相成長法(CVD)又はスパッタ法により成膜可能なSiN、SiO2、又はAl2O3から成る層間絶縁膜115を、上記LED構造の表面に成膜した後、各発光部上、さらには、カソードコンタクト層111上面を露出させるように層間絶縁膜115をCF4によるドライエッチング、又は、HF又は熱燐酸によるウェツトエッチングによりパターニングする。そして、露出させたカソードコンタクト層111上に、Ti/Al(チタン及びアルミニウムの積層層)、Ti/Al/Ni/Au(チタン、アルミニウム、ニッケル、金の積層層)などから成るカソード電極114を、リソグラフィー技術と蒸着法、又は、リソグラフィー技術とスパッタ法を組み合わせることによりパターニング形成する。
Next, for example, an interlayer insulating film 115 made of SiN, SiO 2 , or Al 2 O 3 that can be formed by a known chemical vapor deposition (CVD) or sputtering method is formed on the surface of the LED structure. After that, the interlayer insulating film 115 is patterned by dry etching with CF 4 or wet etching with HF or hot phosphoric acid so as to expose the top surface of each light emitting part and the
次に、LED(#1)103におけるカソード電極114とLED(#2)104における透明導電膜106を連結するためのジャンクション配線(#1)116、及びLED(#2)104におけるカソード電極114とLED(#3)105における透明導電膜106を連結するためのジャンクション配線(#2)117を、Au又はAlを主成分とするメタル材料を用いて、リソグラフィー技術と蒸着法により、又は、リソグラフィー技術とスパッタ法によってパターニング形成する。そして、ジャンクション配線(#1)116及びジャンクション配線(#2)117の形成に併せて、LED(#1)103における透明導電膜106と結線されワイヤボンディング可能なサイズのアノード電極パッド118を層間絶縁膜115上に形成する。また、LED(#3)104におけるカソード電極114と結線されワイヤボンディング可能なサイズのカソード電極パッド119も層間絶縁膜115上に形成する。
Next, the junction wiring (# 1) 116 for connecting the
上記のようにして得られた、直列接続された複数のLEDを、ウェハ状態からダイシング、又は、劈開などを経てベアチップ状とすることにより、第1の実施形態による複数のLEDが直列接続されたLEDベアチップ101を作製することができる。上記により得られる複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ101を、図4(a),(b)、図5、及び図6に示されるように、鉄、又は、鉄と銅の合金から成るカソードリードフレーム120上に形成された反射カップ121内に、例えば、エポキシ又はシリコーンなどの透明接着樹脂127を用いて実装する。カソードリードフレーム120は、反射カップ121における反射効率を高めるために高反射材料であるAgを表面にメッキ処理することができる。
The plurality of LEDs connected in series obtained as described above are made into a bare chip shape through dicing or cleaving from the wafer state, so that the plurality of LEDs according to the first embodiment are connected in series. The LED
アノードリードフレーム122と、複数のLEDを直列接続することによって形成されたLEDベアチップ101におけるアノード電極パッド118とを、アノードボンディングワイヤ123を用いたボンディング工程により結線し、カソードリードフレーム120と複数のLEDを直列接続することによって形成されたLEDベアチップ101におけるカソード電極パッド119とを、カソードボンディングワイヤ124を用いたボンディング工程により結線する。
The
そして、光源装置100を白色光源装置として用いる場合、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ101として青色発光LEDを用い、蛍光体125としてYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)蛍光体を反射カップ121内に充填することにより、青色発光の一部をYAG蛍光体により黄色発光に変更し、青色発光と黄色発光の合成色により白色発光を得ることができる。また、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ101として紫外発光LEDを用いた場合、蛍光体125として三波長蛍光体を反射カップ121内に充填することにより、白色光へと変換することができる。なお、蛍光体125を反射カップ121内に充填する方法としては、ディスペンスにより充填する方法がある。
When the
そして、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ101を実装したカソードリードフレーム120、又は、アノードリードフレーム122を封止するように、例えば、エポキシ樹脂からなるレンズケース126を、外周に形成して砲弾型の光源装置100を作製する。
Then, a
図7は、第1の実施形態の変形例に係る半導体発光装置としてLEDモジュール100のLEDベアチップを概略的に示す縦断面図である。複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ101は、窒化物系材料からなる例を示したが、この複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ101は、GaAs系材料により構成することもできる。以下に、変形例を説明する。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view schematically showing an LED bare chip of the
半導体層以外の構成に関しては、基本構成と同様である。変形例における基本構成と異なる点は、半導体層の構成である。透明導電膜127、アノードコンタクト層128、アノードクラッド層129、発光層130、及びカソードクラッド層131から成る発光部132とカソードコンタクト層133までの層構造は、基本構成と同様であるが、その下にアイソレーション層134が形成されており、成長基板は、半導体成長基板135である。
The configuration other than the semiconductor layer is the same as the basic configuration. The difference from the basic configuration in the modification is the configuration of the semiconductor layer. The layer structure from the transparent
なお、上記半導体層は、基本構成(図5)と同様に、公知のMOCVD及びMBEにより成長することができる。そして、透明導電膜127は、ITO又はIZOから形成することができる。アノードコンタクト層128は、p−GaPから形成することができる。また、アノードクラッド層129は、p−AlxGa1−xAs(0≦x≦1)から形成することができる。また、発光層130は、井戸層を(AlyGa1−y)y1In1−y1P(C≦y,y1≦1,y+y1=1)とし、障壁層を(AlzGa1−z)z1In1−z1P(0≦z,z1≦1,z+z1=1)とする量子井戸を複数層積層することより成るMQW構造とし、カソードクラッド層131は、n−Alw2Ga1−wAs(0≦w≦1)とし、カソードコンタクト層133は、n−GaAsとすることができる。アイソレーション層134は、例えば、p−AluGa1−uAs(0≦u≦1)とすることができる。半導体成長基板135は、n型、又は、p型のGaAs基板とすることができる。
In addition, the said semiconductor layer can be grown by well-known MOCVD and MBE similarly to a basic structure (FIG. 5). The transparent
《1−2》第1の実施形態の動作
第1の実施形態において、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ101を実装した砲弾型の光源装置100を動作させるためには、アノードリードフレーム122とカソードリードフレーム120を、外部実装基板上に設けるアノード配線、又は、カソード配線の出力端子と結線する。そして、外部実装回路より、アノードリードフレーム122へ電流を注入することにより、アノードボンディングワイヤ123を介して複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ101におけるLED(#1)103に電流が注入される。第1の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ101では、各LED(#1〜#3)103〜105は、絶縁成長基板上に形成されているため、又は、半導体成長基板135上にアイソレーション層134を介して形成しているため電気的に独立した層構造を成している。そのため、LED(#1)103に注入された電流は、LED(#1)を発光させた後、ジャンクション配線(#1)116によりLED(#)1と直列に接続されているLED(#2)104に注入され、LED(#2)104を発光させる。さらに、LED(#2)104を発光させた電流は、ジャンクション配線(#2)117によりLED(#2)104と直列に接続されているLED(#3)105に注入され、LED(#3)105を発光させる。そして、ボンディングワイヤ(#2)124を介してカソードリードフレーム120へ電流が掃引され、外部実装基板上に設けられるカソード端子へ電流が掃引される。すなわち、従来技術に示した砲弾型のLEDモジュールと同量の注入電流に対して、第1の実施形態で示した例においては、3倍の光出力を得ることができる。
<< 1-2 >> Operation of the First Embodiment In the first embodiment, in order to operate the bullet-type
《1−3》第1の実施形態の効果
第1の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ101は、リソグラフィー技術により形成可能な高精細、かつ高精度パターニングが可能なジャンクション配線(#1)116及び(#2)117により、複数のLED(#1〜#3)103〜105を直列接続することができる。そのため、従来技術では、ベアチップLEDを直列接続する際に必要であった比較的大きなボンディングパッドを各LEDに設ける必要がなくなるため、チップサイズを大幅にシュリンクすることができる。
<< 1-3 >> Effects of the First Embodiment The LED
また、複数の半導体発光素子が同一チップ上に直列接続された構成であることから、ダイボンディング、又は、ワイヤボンディングの回数を大幅に削減することができ、実装プロセスを大幅に簡略化することができる。 In addition, since a plurality of semiconductor light emitting elements are connected in series on the same chip, the number of die bonding or wire bonding can be greatly reduced, and the mounting process can be greatly simplified. it can.
また、上記ワイヤボンディング、ダイボンディングの観点から、各LED103〜105の間隔を従来技術よりも大幅に狭めることが可能となり、高密度実装が可能となる。そのため、より多くの半導体発光素子を反射カップ内に実装することが可能となる。そのため、従来と同じサイズの砲弾型のLEDモジュールにおいても、より高出力な特性有する砲弾型の光源装置100を作製することが可能となる。
In addition, from the viewpoints of wire bonding and die bonding, the distance between the
また、上記のように高密度実装が可能となることから実装領域を集中させることができ、レンズケース126により集光するポイントに対して大きくずれない位置に複数のLEDを高密度実装が可能となる。その結果、配光特性を損なわず、かつ高出力特性を備える砲弾型の光源装置100の作製が可能となる。
In addition, since the high-density mounting can be performed as described above, the mounting area can be concentrated, and a plurality of LEDs can be mounted at a position that does not greatly deviate from the light collecting point by the
さらに、発光部上に設けるアノード電極上に直接、ワイヤボンディングを結線する必要がなくなるため、外部取り出し効率を落とすことなく従来と比較して高出力特性を備える砲弾型の光源装置100を作製することが可能となる。
Furthermore, since it is not necessary to wire bonding directly on the anode electrode provided on the light emitting portion, a bullet-type
第1の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ101を用いることにより、高出力特性を有し、かつ小型の砲弾型のLEDモジュールを創出することが可能となる。
By using the LED
《2》第2の実施形態
《2−1》第2の実施形態の構成及び動作
図8(a)及び(b)は、第2の実施形態に係るLEDベアチップ201(半導体発光装置としての)を概略的に示す平面図及びLEDベアチップ201の等価回路図である。第2の実施形態では、第1の実施形態と同様に、同一の絶縁基板、又は、アイソレーション層を介した半導体基板上に、複数のLED(#1〜#9)202〜210を形成することにより、各LED(#1〜#9)202〜210は、半導体層を介して電気的に分離された状態である。そして、第2の実施形態では、第1の実施形態と異なり、複数の半導体発光素子(#1〜#9)202〜210が全て直列に接続されているのではなく、複数の直列接続された列を並列接続するように構成している。
<< 2 >> Second Embodiment << 2-1 >> Configuration and Operation of Second Embodiment FIGS. 8A and 8B show an LED bare chip 201 (as a semiconductor light emitting device) according to the second embodiment. FIG. 2 is a plan view schematically showing the LED and an equivalent circuit diagram of the LED
製造に際しては、先ず、第1の実施形態と同様に、LED(#1〜#3)202〜204、及びLED(#4〜#6)205〜207、さらに、LED(#7〜#9)208〜210をジャンクション配線211により直列接続する。そして、アノード電極パッド212をLED(#1)202、LED(#4)205、及び(#7)208における発光部上に形成されている透明導電膜213と結線する。さらに、カソード電極パッド214をLED(#3)204、LED(#6)207、及びLED(#9)210上に形成されているカソード電極215と結線する。このようにして複数のLED(#1〜#9)202〜210を直列、及び並列接続に結線したLEDベアチップ201を作製することができる。
In manufacturing, first, as in the first embodiment, LEDs (# 1 to # 3) 202 to 204, LEDs (# 4 to # 6) 205 to 207, and further LEDs (# 7 to # 9). 208 to 210 are connected in series by a
なお、直列かつ並列接続したLEDベアチップ201は、第1の実施形態と同様に、窒化物系半導体により構成することも可能であり、GaAs系半導体により構成することも可能である。
Note that the LED
また、第2の実施形態による複数直列並列接続LEDベアチップ201を、第1の実施形態と同様に、砲弾型のLEDモジュール内に実装することができる。
Further, the plurality of series-parallel-connected LED
《2−2》第2の実施形態の効果
第2の実施形態による複数直列並列接続LEDベアチップ201を、砲弾型のLEDモジュール内に実装することにより、第1の実施形態と同様に、従来技術によるベアチップLEDを直列接続する際に必要となる比較的大きなボンディングパッドを、各LEDに設ける必要がないため、チップサイズを大幅にシュリンクすることができる。
<< 2-2 >> Effects of Second Embodiment By mounting a plurality of series-parallel-connected LED
また、複数のLED202〜210が同一チップ上に直列、又は、並列接続された形態で形成されていることから、ダイボンディング又はワイヤボンディングの回数を大幅に削減することができ、実装プロセスを大幅に簡略化することができる。
また、上記ワイヤボンディング、ダイボンディングの観点から、各LED間を従来技術よりも大幅に狭めることが可能となることから高密度実装が可能となる。そのため、より多くの半導体発光素子を反射カップ内に実装することが可能となる。そのため、従来と同じサイズの砲弾型のLEDモジュールにおいても、より高出力な砲弾型のLEDモジュールを作製することが可能となる。
In addition, since the plurality of
Further, from the viewpoints of wire bonding and die bonding, the distance between the LEDs can be significantly narrower than that of the prior art, so that high-density mounting is possible. Therefore, it becomes possible to mount more semiconductor light emitting elements in the reflection cup. Therefore, a bullet-type LED module having a higher output can be produced even in a bullet-type LED module having the same size as the conventional one.
また、上記のように高密度実装が可能となることから実装領域を集中させることができ、レンズケースにより集光するポイントに対して大きくずれない位置に複数のLEDを高密度実装が可能となる。その結果、配光特性を損なわず、かつ高出力特性を備える砲弾型のLEDモジュールの作製が可能となる。 In addition, since the high-density mounting is possible as described above, the mounting area can be concentrated, and a plurality of LEDs can be mounted in a high-density position at a position that does not greatly deviate from the light collecting point by the lens case. . As a result, it is possible to produce a bullet-type LED module that does not impair the light distribution characteristics and has high output characteristics.
さらに、発光部上に設けるアノード電極上に直接、ワイヤボンディングを結線する必要がなくなるため、外部取り出し効率を落とすことなく従来と比較して高出力特性を備える砲弾型のLEDモジュールを作製することが可能となる。 Furthermore, since it is no longer necessary to wire bonding directly on the anode electrode provided on the light emitting part, it is possible to produce a bullet-type LED module having higher output characteristics than before without reducing the external extraction efficiency. It becomes possible.
そして、第2の実施形態のように直列接続の他に、並列接続を併せることにより、直列接続されている1つのLEDが不良によりオープンになる故障状態を生じたとしても、並列接続されている他のラインを発光させることができ、砲弾型のLEDモジュール全体として不点灯となる故障状態を防ぐことができる。 In addition to the series connection as in the second embodiment, by combining the parallel connection, even if a failure state occurs in which one LED connected in series is opened due to a failure, the LEDs are connected in parallel. Other lines can emit light, and a failure state in which the entire bullet-type LED module is not lit can be prevented.
第2の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップを用いることにより、高出力特性を有し、かつ小型の砲弾型モジュールを創出することが可能となる。また、直列接続、並列接続を組み合わせた第2の実施形態による形態を用いることにより、不点灯となる故障確率を大幅に低減することができる。 By using the LED bare chip configured by connecting a plurality of LEDs in series according to the second embodiment, it is possible to create a small shell type module having high output characteristics. Further, by using the form according to the second embodiment in which series connection and parallel connection are combined, the failure probability of non-lighting can be greatly reduced.
《3》第3の実施形態
《3−1》第3の実施形態の構成及び動作
図9は、第3の実施形態に係る光源装置301を概略的に示す一部切り欠き平面図である。図10は、第3の実施形態に係る光源装置301を概略的に示す縦断面図である。図11は、第3の実施形態に係る光源装置を備えた照明装置(LED電球)を概略的に示す一部切り欠き外観斜視図である。また、図12(a)及び(b)は、第3の実施形態の変形例に係る光源装置を概略的に示す平面図及び光源装置の等価回路図である。また、図13(a)及び(b)は、第3の実施形態の変形例に係る光源装置を概略的に示す平面図及び光源装置の等価回路図である。さらに、図14(a)及び(b)は、第3の実施形態の変形例に係る光源装置を概略的に示す平面図及び光源装置の等価回路図である。また、図15は、図14(a)をS15―S15線で切る断面形状を概略的に示す図である。
<< 3 >> Third Embodiment << 3-1 >> Configuration and Operation of Third Embodiment FIG. 9 is a partially cutaway plan view schematically showing a
LED照明装置300は、図11に示すように、光源装置301を実装する実装基板303が、点灯回路カバー304上部に設置される。そして、光源装置301を駆動するための回路を点灯カバー304内に設置する。そして、点灯カバー304の下側には、口金305が形成される。そして、光源装置301から放射される光を散乱効果により柔らかで、かつ配光角が広い放射光にするためのグローブ306が光源装置301上方に形成される。
As shown in FIG. 11, in the
第3の実施形態による半導体発光装置をLED照明用の光源装置として適用した事例を示す前に、従来技術による光源装置の基本構成を図12(a)及び(b)、図13(a)及び(b)、図14(a)及び(b)、図15を用いて説明する。 Before showing an example in which the semiconductor light emitting device according to the third embodiment is applied as a light source device for LED illumination, the basic configuration of the light source device according to the prior art is shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), FIG. 13 (a) and FIG. This will be described with reference to FIGS. 14B, 14A, 14B, and 15. FIG.
先ず、従来技術による光源装置301は、図12(a)及び(b)に示すように、例えば、アルミニウム(Al)を主成分とするメタルコア307の表裏をアルマイト層(#1)308及びアルマイト層(#2)309でコーティングし、さらに、その表面側に絶縁層及び接着層310をコーティングした上に、銅箔から成るアノード電極接続パッド311、カソード電極接続パッド312、さらには、発光領域裏面反射メタル313を形成したものを実装基板314として用いる。なお、アノード電極接続パッド311、カソード電極接続パッド312は、ワイヤボンディングの密着強度を高めるために、Auメッキ処理することもできる。また、発光領域裏面反射メタル313は、反射効率を高めるためにAgメッキ処理することもできる。さらに、複数のLEDベアチップが実装される外周には、例えば、エポキシ樹脂をディスペンスすることにより形成することができる高さが約1[mm]のバンク315を形成する。
First, as shown in FIGS. 12A and 12B, the
実装基板314上に、最表面に透明導電膜を形成する発光部316と、この発光部316上に設けたアノード電極パッド317、さらには、カソードコンタクト層318上に形成するカソード電極パッド319から成るLEDベアチップ320を発光領域裏面反射メタル313上に透明接着樹脂321を用いて複数個実装する。そして、複数のLEDベアチップ320間をボンディングワイヤ(#2)322を用いて1系統の直列接続となるように結線する。そして、直列接続されたLEDベアチップ320の先頭のLEDベアチップにおけるアノード電極パッド317とアノード電極接続パッド311をボンディングワイヤ(#1)323を用いて結線する。さらに、直列接続された最後尾のLEDベアチップ320とカソード電極接続パッド312をボンディングワイヤ(#3)324を用いて結線する。このようにして複数のLEDベアチップ320全てがボンディングワイヤ(#1)から(#3)323,322,324を介して、アノード電極接続パッド311からカソード電極接続パッド312まで直列接続された構成となる。最後にVAG蛍光体、又は、三波長蛍光体などの蛍光体325を、バンク315内をディスペンスすることにより光源装置301を作製することができる。
A
図13(a)及び(b)では、図12(a)及び(b)に示した例と異なり、LEDベアチップを直列接続した系統を複数設けておき、複数の系統の先頭に位置するLEDベアチップ320におけるアノード電極パッド317とアノード電極接続パッド311をボンディングワイヤ(#1)323で結線し、前記複数の系統の最後尾に位置するLEDベアチップ320におけるカソード電極パッド319とカソード電極接続パッド312をボンディングワイヤ(#3)325で結線することにより、直列接続された複数の系統を並列接続する構成を有している。
13 (a) and 13 (b), unlike the example shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), a plurality of systems in which LED bare chips are connected in series are provided, and the LED bare chip located at the head of the plurality of systems is provided. The
そして、第1及び2の実施形態による半導体発光素子構成を光源装置301として用いた適用事例を図9及び図10に示す。実装基板314に関しては、図12(a)及び(b)及び図13(a)及び(b)、図14(a)及び(b)に示した例と同じ構成とすることができる。そして、実装基板314における発光領域裏面反射メタル313上に、第3の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ327を透明接着樹脂321により複数個実装する。ここでは、直列数5個の複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ327を5個実装した例を示す。複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ327の構成は、第1及び2の実施形態に記載した構成と同様であり、複数のLEDが絶縁基板、又は、アイソレーション層を介した半導体成長基板上に形成されることにより、電気的に独立した層構成となっている。そして、各LEDは、ジャンクション配線328を用いて直列接続することにより、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ327を構成する。そして、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ327上に設けるアノード電極パッド329と実装基板314上に設けるアノード電極接続パッド311をボンディングワイヤ(#1)323を用いて結線する。さらに、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ327上に設けるカソード電極パッド330と実装基板314上に設けるカソード電極接続パッド312をボンディングワイヤ(#3)324を用いて結線する。そして、実装基板314上に予め設けられたバンク315内に、ディスペンスにより蛍光体325を注入することにより、光源装置301を構成する。なお、図9では、直列接続された複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ327を並列接続する例を示したが、各複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ327を、ボンディングワイヤを用いて、直列接続し1系統とすることもできる。
Application examples in which the semiconductor light emitting element configuration according to the first and second embodiments is used as the
次に、図14(a),(b)に第3の実施形態における変形例による光源装置301を示す。この変形例では、第3の実施形態における基本構成と同様に、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ327を並列接続する例を構成しているが、基本構成と異なる点は、中継電極パッド331を設けることにより、上記の複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ327を並列接続するユニットを複数、直列に接続している構成を成していることである。
Next, FIGS. 14A and 14B show a
《3−2》第3の実施形態の効果
第1及び2の実施形態に記載する複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED構成、又は、複数のLEDを直列並列に接続することによってLED構成を、図9及び図10に記載する光源装置301として適用することにより、複数のLEDを限られた領域内に高密度実装することが可能となる。そのため、光源装置301自体を小型化することができるため、従来と同等の光出力を有するLED照明を小型化することができる。さらに、限られた領域内により多くのLEDを集積することができるため、より高出力な光源装置301を創出することができる。
<< 3-2 >> Effect of Third Embodiment LED configuration configured by connecting a plurality of LEDs described in the first and second embodiments in series, or by connecting a plurality of LEDs in series and parallel By applying the LED configuration as the
また、複数のLEDをリソグラフィー技術により形成可能なジャンクション配線328により同一チップ上に形成した複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップ327を用いることにより、ダイボンディング、並びにワイヤボンディングの回数を大幅に減らすことができ、実装コストを大幅に簡略化することができる。
In addition, by using the LED
また、図11に示すように直列接続の他に、並列接続を組み合わせることにより、1つの素子が不具合によりオープンになった場合においても、光出力がゼロにならず、光出力の変動を抑えることができる。 Further, by combining parallel connection in addition to series connection as shown in FIG. 11, even when one element is opened due to a malfunction, the light output does not become zero, and fluctuation of the light output is suppressed. Can do.
《4》第4の実施形態
《4−1》第4の実施形態の構成及び動作
図16は、本発明の第4の実施形態に係る光源装置としてのLEDアレイ光源装置402を概略的に示す平面図である。
<< 4 >> Fourth Embodiment << 4-1 >> Configuration and Operation of Fourth Embodiment FIG. 16 schematically shows an LED array
第4の実施形態においては、半導体発光素子は、第1及び2の実施形態と同様に、窒化物系材料、又は、GaAs系材料により構成することができる。そして、ここでは、一例として半導体発光素子の直列数を3とする複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED画素401を1画素としたLEDアレイ光源装置402を示す。そして、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED画素401は、その先頭に位置するLEDにおける透明導電膜を最表面とする発光部403とワイヤボンディング可能なサイズのアノード電極パッド404を結線し、このアノード電極パッド404を素子端近傍に形成する。そして、複数の複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED画素401の最後尾に位置するLEDのカソード電極405とカソード共通電極パッド406を結線し、このカソード共通電極パッド406をアノード電極パッド404とは、反対に位置する素子端近傍に形成する。このようにして第3の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED画素401を1次元アレイ状に複数有するLEDアレイ光源装置402を構成する。
In the fourth embodiment, the semiconductor light emitting element can be made of a nitride material or a GaAs material, as in the first and second embodiments. Here, as an example, an LED array
そして、LEDアレイ光源装置402を駆動するための駆動回路におけるアノード出力端子とLEDアレイ光源装置402におけるアノード電極パッド404をボンディングワイヤを用いて結線し、駆動回路におけるカソード出力端子とLEDアレイ光源装置402におけるカソード共通電極パッド406をボンディングワイヤを用いて結線する。
Then, the anode output terminal in the drive circuit for driving the LED array
第4の実施形態によるLEDアレイ光源装置402の動作方法は、外部駆動回路におけるアノード出力端子から、発光させる複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED画素401に対して電流を注入し、カソード共通電極パッド406と接続されている駆動回路におけるカソード出力端子から電流を掃引することにより動作する。
The operation method of the LED array
《4−2》第4の実施形態の効果
第4の実施形態によるLEDアレイ光源装置402は、画素として複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED画素401を用いているため、従来と同様の電流値に対して、直列接続したLEDの数に比例して光出力を増大することができる。
<< 4-2 >> Effects of the Fourth Embodiment Since the LED array
また、第4の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED画素401は、リソグラフィー技術により形成可能なジャンクション配線により結線することができるため、ドットサイズを大きくすることなく、高密度な直列接続実装を可能とする複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED画素401を形成することができる。このため、高精細なLEDアレイ光源装置402を作製することができる。
In addition, since the
第4の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED画素をLEDアレイ光源装置に用いることにより、複数の半導体発光素子を直列接続することにより形成する複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED画素を高精細に形成することが可能となる。そのため、高精細な画像形成を可能とし、かつ従来と同等の電流値を注入した場合において、より高光出力特性有する1次元LEDアレイを創出することが可能となる。 A plurality of LEDs formed by connecting a plurality of semiconductor light-emitting elements in series are connected in series by using an LED pixel configured by connecting a plurality of LEDs in series according to the fourth embodiment in an LED array light source device. Thus, it is possible to form the LED pixel configured with high definition. Therefore, a one-dimensional LED array having higher light output characteristics can be created when high-definition image formation is possible and a current value equivalent to that of a conventional one is injected.
《5》第5の実施形態
《5−1》第5の実施形態の構成
図17は、第5の実施形態に係る画像形成装置としてのLEDプリンタの構成を概略的に示す図である。図17は、第4の実施形態に記載によるLEDアレイ光源装置をLEDプリンタ501に適用した例を示している。図17に示すように、LEDプリンタ501は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及びブラック(K)の各色の画像を、電子写真方式を用いて形成する4つのプロセスユニット502〜505を有している。プロセスユニット502〜505は、記録媒体506の搬送経路507に沿ってタンデムに配置されている。各プロセスユニット502〜505は、像担持体としての感光体ドラム508と、感光体ドラム508の周囲に配置され、感光体ドラム508の表面を帯電させる帯電装置509と、帯電された感光体ドラム508の表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置510とを有している。露光装置510は、第4の実施形態に記載のLEDアレイ光源装置を適用している。
<< 5 >> Fifth Embodiment << 5-1 >> Configuration of Fifth Embodiment FIG. 17 is a diagram schematically illustrating a configuration of an LED printer as an image forming apparatus according to a fifth embodiment. FIG. 17 shows an example in which the LED array light source device according to the fourth embodiment is applied to an
LEDプリンタ501は、静電潜像が形成された感光ドラム508の表面にトナーを搬送する現像装置511と、感光体ドラム508の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置512とを有している。なお、感光体ドラム508は、駆動源及びギヤ等からなる駆動機構によって矢印方向に回転する。また、LEDプリンタ501は、紙等の記録媒体506を収納する用紙カセット513と、記録媒体506を1枚ずつ分離させ搬送するためのホッピングローラ514とを有している。ホッピングローラ514の記録媒体506搬送方向下流には、ピンチローラ515,516と、記録媒体506を挟み付け、ピンチローラ515,516とともに、記録媒体506の斜行を修正してプロセスユニット502〜505に搬送するレジストローラ517,518が備えられている。ホッピングローラ514及びレジストローラ517,518は、駆動源からの駆動力を受けて回転する。
The
LEDプリンタ501は、感光体ドラム508に対向配置された転写ローラ519を有している。転写ローラ519は、半導電性のゴム等から構成されている。感光体ドラム508上のトナー像を記録媒体506上に転写させるように、感光体ドラム508の電位と転写ローラ519の電位が設定されている。また、LEDプリンタ501は、記録媒体506を排出するための排出ローラ520,521及び522,523が備えられている。
The
《5−2》第5の実施形態の動作
用紙カセット513に積載された記録媒体506は、ホッピングローラ514により1枚ずつ分離され搬送される。記録媒体506は、レジストローラ517,518及びピンチローラ515,516を通過してプロセスユニット502〜505の順に通過する。各プロセスユニット502〜505において、記録媒体506は、感光体ドラム508と転写ローラ519の間を通過して、各色のトナー像が順に転写され、定着装置524によって加熱及び加圧されて各色のトナー像が記録媒体506に定着される。その後、記録媒体506は、排出ローラ520,521及び522,523によってスタッカ525に排出される。
<< 5-2 >> Operation of Fifth Embodiment The
《5−3》第5の実施形態の効果
LEDプリンタ501の露光装置510として、第4の実施形態に記載のLEDアレイ光源装置を、適用することにより、従来と同じ注入電流に対して輝度の高い露光装置510を提供することができる。そのため、潜像時間を短くすることができ、LEDプリンタ501の印字速度を速くすることが可能になる。
<< 5-3 >> Effect of Fifth Embodiment By applying the LED array light source device described in the fourth embodiment as the
また、LEDプリンタ501の露光装置510として、第4の実施形態に記載の複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED画素を有するLEDアレイ光源装置を用いることにより、LEDプリンタ501の印字速度くするだけでなく、高精細な印字が可能となる。
Further, as the
《6》第6の実施形態
《6−1》第6の実施形態の構成及び動作
図18は、第6の実施形態に係る画像表示装置としてのヘッドマウントディスプレイ(HMD)の外観構成を概略的に示す斜視図である。図18には、第4の実施形態によるLEDアレイ光源装置をヘッドマウントディスプレイ(HMD)のHMD画像表示ユニット601に適用した場合が例示されている。HMD装置602内には、HMD画像表示ユニット601が設置される。このHMD画像表示ユニット601から出射されるスキャニング像を、このHMD画像表示ユニット601前方に設置した反射面603を介してこの反射面603前方に正立し、かつ拡大された虚像による表示像604を形成する。なお、上記反射面を非透過型とすることにより非透過型HMDとすることができ、上記反射面をハーフミラーとすることにより光学透過型HMDとすることができる。
<< 6 >> Sixth Embodiment << 6-1 >> Configuration and Operation of Sixth Embodiment FIG. 18 schematically shows an external configuration of a head mounted display (HMD) as an image display apparatus according to the sixth embodiment. It is a perspective view shown in FIG. FIG. 18 illustrates a case where the LED array light source device according to the fourth embodiment is applied to an HMD
図19は、第6の実施形態に係る画像表示装置としてのHMDの内部構成を概略的に示す図である。光源装置として第4の実施形態に記載のLEDアレイ光源装置605を用い、その上方に配置する走査ミラー606により1次元画像をスキャニングさせ、2次元画像を作り出す。そして、走査ミラー606により反射された光線の先に凸レンズ607を配置する。なお、走査ミラー606と凸レンズ607の位置関係は、凸レンズ607の前焦点距離内に走査ミラー606を配置し、その距離を調整することにより所望の倍率を作り出す。
FIG. 19 is a diagram schematically illustrating an internal configuration of an HMD serving as an image display apparatus according to the sixth embodiment. The LED array
上記のように走査ミラー606と凸レンズ607をHMD画像表示ユニット601内に設置することにより、凸レンズ607からレンズ後方へ出射される光線は、レンズ後方からみて拡大された正立虚像を形成する光線となる。この光線を、反射面603を介して使用者の目609に向けて反射させることにより、反射面603前方に拡大された虚像による表示像604を形成する。なお、図19では、拡大された正立虚像を形成するために凸レンズ607を用いたが、ターニングミラーとしても機能させることを目的とし、凹面鏡を用いることもできる。
By installing the
《6−2》第6の実施形態の効果
第4の実施形態によるLEDアレイ光源装置をHMD画像表示ユニットとして適用することにより、従来のLEDアレイ光源装置と比較して解像度を落とすことなく、従来と同等の電流値を注入した場合においても光出力を大幅に増大させることができる。
<< 6-2 >> Effects of the Sixth Embodiment By applying the LED array light source device according to the fourth embodiment as an HMD image display unit, the conventional technique can be used without reducing the resolution as compared with the conventional LED array light source apparatus. Even when a current value equivalent to is injected, the light output can be greatly increased.
《7》第7の実施形態
《7−1》第7の実施形態の構成及び動作
図20は、第7の実施形態に係る半導体発光装置のLEDベアチップを概略的に示す平面図である。図21は、図20の半導体発光装置をS21―S21線で切る断面形状を概略的に示す図である。図20及び図21は、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜701を用いたLEDベアチップ702の構成を示す。また、図22は、第7の実施形態の変形例に係る半導体発光装置のLEDベアチップの断面形状を概略的に示す図である。図22は、図20におけるS21−S21線で切る断面の他の例を示す。また、図23は、第7の実施形態によるLED薄膜701をLEDアレイ光源装置703に適用する素子構成を示す平面図である。
<< 7 >> Seventh Embodiment << 7-1 >> Configuration and Operation of Seventh Embodiment FIG. 20 is a plan view schematically showing an LED bare chip of a semiconductor light emitting device according to a seventh embodiment. FIG. 21 is a diagram schematically showing a cross-sectional shape of the semiconductor light emitting device of FIG. 20 taken along line S21-S21. 20 and 21 show the configuration of an LED
先ず、図20、図21及び図22を用いて第7の実施形態によるLED薄膜701の構成と、このLED薄膜701を用いるLEDベアチップ702の構成を説明する。複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜701は、第1及び2の実施形態と同様に、窒化物系半導体材料、又は、GaAs系半導体材料により構成することができる。窒化物系半導体材料により構成する場合を図21に示し、GaAs系半導体材料により構成する場合を図22に示す。
First, the configuration of the LED
図21及び図22に示すLED薄膜701は、第1及び2の実施形態と同様に、リソグラフィー技術により形成可能なジャンクション配線704により直列接続、又は、直列及び並列に接続する。そして、図21における絶縁ボンディング層705、図22における半導体ボンディング層706より上層の発光部707、カソードコンタクト層708は、全て、第1及び2の実施形態と同様とすることができる。
The LED
図21におけるLED薄膜701は、例えば、基板厚が約400[μm]以上の厚さから成るサファイア基板を裏面方向から絶縁ボンディング層705を数[nm]残す膜厚になるまで研磨することにより得ることができる。望ましくは、LED薄膜701は、トータル膜厚が5[μm]以下の薄膜とする。絶縁ボンディング層705は、絶縁材料から構成することから、各発光部は、それぞれ電気的に独立した層構成となる。
The LED
図22における複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜701は、例えば、半導体ボンディング層706とLED層構造を、その上で成長させるための半導体成長基板との間に、選択的にエッチング可能な犠牲層を予めエピタキシャル成長しておき、この犠牲層を選択的にエッチング可能なエッチャントを用いてエッチングすることにより成長基板から剥離することができる。犠牲層としては、例えば、AlAs層を用いることができ、エッチャントとしては、HFなどを用いることができる。半導体ボンディング層706の上層には、各LEDとの間にアイソレーション層707を形成することにより、各LEDが電気的に独立した層構成となる。アイソレーション層707は、第1の実施形態の場合と、同様の材料により構成する。
The LED
図21及び図22における絶縁ボンディング層705及び半導体ボンディング層706の表面ラフネスとしては、典型的なピークと谷の凹凸差として定義するRpvが2[nm]以下であることが望ましい。
As the surface roughness of the insulating
そして、LED薄膜701は、絶縁ボンディング層705又は半導体ボンディング層706を、集積基板709上に成膜された絶縁コーティング膜710上に分子間力接合を用いて集積する。なお、絶縁コーティング膜710の典型的な表面ラフネスの値Rpvは、2[nm]以下であることが望ましい。また、絶縁コーティング膜710上に、エポキシなどの接着剤によりLED薄膜701を集積することもできる。なお、絶縁コーティング膜710は、SiN、SiO2又はAl2O3の無機系絶縁膜とすることもでき、ポリイミド、アクリル、ノボラック又はフッ素系材料から成る有機系絶縁膜とすることもできる。
The LED
絶縁コーティング膜710をコーティングした集積基板709上に、リソグラフィー技術により形成可能な、Au又はAlを主とする材料により構成するアノード電極接続パッド711又はカソード電極接続パッド712を、予め絶縁コーティング膜710上に形成する。
An anode
そして、アノード電極接続パッド711と複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜701の先頭に位置するLEDにおける発光部707を、ブリッジ配線713により結線する。また、カソード電極接続パッド712と複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜701の最後尾に位置するLEDにおけるカソード電極714をブリッジ配線715により結線する。なお、ブリッジ配線713及び715は、リソグラフィー技術により形成可能なAu又はAlを主とする材料により構成する。
Then, the
ブリッジ配線713及び715は、絶縁ボンディング層705及び半導体ボンディング層706のエッチング端面における露出部との接触を防ぐために、例えば、SiN、SiO2又はAl2O3から成る無機系材料、又は、ポリイミド、ノボラックから成る有機系絶縁材料から成るブリッジ層間絶縁膜716及び717を形成した上に形成する。
The bridge wirings 713 and 715 are made of, for example, an inorganic material made of SiN, SiO 2, or Al 2 O 3 , polyimide, or the like in order to prevent contact with the exposed portions on the etching end faces of the insulating
図23は、第7の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜をLEDアレイ光源装置703に適用する素子構成を示す平面図である。予め集積基板709上にリソグラフィー技術により形成するAu又はAlを主とする材料から成るアノード共通配線718及びカソード共通配線719を、それらの交点に、例えば、SiN、SiO2又はAl2O3から成る無機系材料、又は、例えば、ポリイミド、ノボラックから成る有機系材料から構成する共通配線層問絶縁膜720を形成することによりマトリクス状に形成する。アノード共通配線718及びカソード共通配線719は、集積基板709端部近傍まで延伸形成し、それぞれの先にアノード共通配線接続パッド721、カソード共通配線接続パッド722を形成する。アノード共通配線718とカソード共通配線719の交点近傍に設ける複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜の集積領域に、第7の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜701をマトリクス状に集積し、ブリッジ配線713及びブリッジ配線715を用いて、アノード共通配線718及びカソード共通配線719に結線する。このようにして、第7の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜701を適用したLEDアレイ光源装置703を作製することができる。
FIG. 23 is a plan view showing an element configuration in which an LED thin film configured by connecting a plurality of LEDs in series according to the seventh embodiment is applied to an LED array
そして、アノード共通配線接続パッド721及びカソード共通配線接続パッド722を、LEDアレイ光源装置の駆動回路のアノード出力端子とカソード出力端子とに接続することにより、LEDアレイ光源装置703を駆動することができる。
The LED array
複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜701を用いることにより、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜701をブリッジ配線(#1)713及びブリッジ配線(#2)715を用いて、集積基板上に予めリソグラフィー技術により形成するアノード電極接続パッド711及びカソード電極接続パッド712と結線することができる。すなわち、比較的高価な化合物半導体から構成する複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜701上に比較的大きなパッド電極を設けるのではなく、例えば、Siなどの比較的安価な材料から成る集積基板709上に比較的大きなアノード電極接続パッド711、カソード電極接続パッド712を設けることができ、材料コストを大幅に削減することができる。
By using the LED
また、図23に示すLEDアレイ光源装置703を作製する際、複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜701は、第1及び2の実施形態に示すベアチップと比較してチップサイズを大幅にシュリンクすることができるため、高密度に2次元アレイ実装することができる。そのため、ベアチップ状の複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDを用いる第1及び2の実施形態と比較して、大幅に高精細な画像表示装置を作製することができる。
In addition, when the LED array
《7−2》第7の実施形態の効果
第7の実施形態による複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED薄膜をLEDアレイ光源装置に適用することにより、従来と同じ電流値を注入した場合と比較して、大幅に光出力の高いLEDアレイ光源装置を創出することができる。
<< 7-2 >> Effect of Seventh Embodiment By applying an LED thin film configured by connecting a plurality of LEDs according to the seventh embodiment in series to an LED array light source device, the same current value as in the past is injected. Compared to the case, an LED array light source device having a significantly high light output can be created.
さらに、第7の実施形態による薄膜状の複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDを用いることにより、比較的高価な半導体材料をシュリンクした複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDベアチップの創出が可能となる。 Furthermore, by using the LED configured by serially connecting a plurality of thin film LEDs according to the seventh embodiment, the LED is configured by serially connecting a plurality of LEDs shrinking a relatively expensive semiconductor material. An LED bare chip can be created.
さらに、チップサイズを大幅にシュリンクすることができるため、高密度に2次元アレイ状に集積することにより、高輝度、かつ高輝度なLEDアレイ光源装置を創出することができる。 Furthermore, since the chip size can be greatly shrunk, high-intensity and high-intensity LED array light source devices can be created by high-density integration in a two-dimensional array.
《8》第8の実施形態
《8−1》第8の実施形態の構成及び動作
図24(a)及び(b)は、第8の実施形態に係る画像表示装置が適用された携帯端末801を示す外観斜視図である。第8の実施形態においては、画像表示装置として、第7の実施形態に記載のLEDアレイ光源装置を用いている。携帯端末801の画像表示装置としては、ダイアル操作確認、アドレス帳内容の確認、メール作成及びメール内容の確認、インターネットコンテンツの閲覧、ワンセグ視聴などの情報を表示するメインモニタ802と、時刻、電波受信状態、着信情報などの一部情報のみを表示するバックモニタ803とを有するものがある。
<< 8 >> Eighth Embodiment << 8-1 >> Configuration and Operation of Eighth Embodiment FIGS. 24A and 24B are
携帯端末801は、屋外で使用することも多く、メインモニタ802、バックモニタ803の輝度が十分でない場合、外光を遮光しなければ情報を確認することができない場合がある。メインモニタ802、バックモニタ803の輝度を向上させるために、バックライトの出力を大幅に上昇させた場合には、注入電流が大幅に向上するという問題、発熱量が大幅に向上するという問題がある。これに対して、第7の実施形態による光源装置をメインモニタ802又はバックモニタ803として用いることにより、従来と同等の注入電流に対し、輝度を大幅に向上することができる。また、第8の実施形態による薄膜状の複数のLEDを直列接続することによって構成されたLED構成を適用したLEDアレイ光源装置を適用していることから、高密度実装が可能となり、高輝度かつ高精細な画像の表示が可能な画像表示が可能になる。
The
《8−2》第8の実施形態の効果
第8の実施形態によれば、第7の実施形態によるLEDアレイ光源装置を、モニタに適用するので、大幅に光出力の高いモニタ表示を実現することができる。
<< 8-2 >> Effect of Eighth Embodiment According to the eighth embodiment, since the LED array light source device according to the seventh embodiment is applied to a monitor, a monitor display with significantly high light output is realized. be able to.
また、第8の実施形態によれば、薄膜状の複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDを用いることにより、比較的高価な半導体材料をシュリンクした半導体発光素子チップの創出が可能となる。 Further, according to the eighth embodiment, it is possible to create a semiconductor light-emitting element chip in which a relatively expensive semiconductor material is shrunk by using an LED configured by connecting a plurality of thin-film LEDs in series. Become.
さらに、第8の実施形態によれば、チップサイズを大幅にシュリンクすることができるため、高密度に2次元アレイ状に集積することができ、そのため高精細かつ高輝度なLEDアレイ光源装置を創出することができる。したがって、そのLEDアレイ光源装置を携帯端末に使用することにより、視認性が高いメインモニタ、バックモニタを創出することができる。 Furthermore, according to the eighth embodiment, since the chip size can be greatly shrunk, it can be integrated in a two-dimensional array at a high density, thus creating a high-definition and high-brightness LED array light source device. can do. Therefore, a main monitor and a back monitor with high visibility can be created by using the LED array light source device for a portable terminal.
《9》第9の実施形態
《9−1》第9の実施形態の構成及び動作
図25は、第9の実施形態に係る画像表示装置としてのヘッドアップディスプレイ(HUD)ユニットの構成及び光路907を概略的に示す図である。HUDユニット901は、LEDアレイ光源装置を備えている。HUDユニット901は、例えば、車載用のユニットである、自動車のドライバーによって視認される画像を表示する。HUDユニット901内には、表示像の上下を反転させたHUD光源装置902を、ターニングミラーとして用いる凹面鏡903の焦点距離の内側に設置する。凹面鏡903の拡大倍率は、HUD光源装置902を凹面鏡903に対する焦点距離内のどの位置に設置するかにより決定する。HUD光源装置902は、LEDアレイ光源装置であり、マトリクス状に配列された複数の砲弾型のLEDモジュールを有しており、砲弾型のLEDモジュールの各々は、上記第1〜第3の実施形態のいずれかの半導体発光装置の構成を有している。
<< 9 >> Ninth Embodiment << 9-1 >> Configuration and Operation of Ninth Embodiment FIG. 25 shows the configuration and
HUD光源装置902で表示された画像は、凹面鏡903によって、拡大された正立虚像となる。この成立虚像は、HUDユニット901上面に設置した透明カバー904を通して取り出され、フロントウィンドウ905によりドライバーの目906に向かって反射される。フロントウィンドウ905により反射させる際、凹面鏡903によって拡大された成立虚像は、上下像が反転されてドライバーの目906に投影される。HUD光源装置902は、像を予め上下反転して設置していることから、ドライバーの目906に投影される像は、意図した表示像として結像する。また、フロントウィンドウ905により反射させる像は、拡大された正立虚像であることから、ドライバーは、フロントウィンドウ905前方の虚像からなる表示像908を視認する。
The image displayed by the HUD
《9−2》第9の実施形態の効果
第9の実施形態によれば、第1〜第3の実施形態の砲弾型のLEDモジュールを用いた、LEDアレイ光源装置をHUD光源装置902として用いることにより、所望の輝度を得るための電流値を従来技術によるLEDアレイ光源装置と比較して大幅に削減することができる。そのため、LEDアレイ光源装置の自己発熱量を大幅に削減することができ、LED自体の効率を落とすことなく効果的に輝度を向上させることができる。
<< 9-2 >> Effect of Ninth Embodiment According to the ninth embodiment, the LED array light source device using the bullet-type LED modules of the first to third embodiments is used as the HUD
また、第9の実施形態によれば、高密度実装を可能とした構成であることから、高精細な画像を表示することが可能になる。また、周辺に集積されている他の回路への熱的影響を大幅に抑えることができる。 Further, according to the ninth embodiment, since the configuration enables high-density mounting, a high-definition image can be displayed. Further, the thermal influence on other circuits integrated in the periphery can be greatly suppressed.
また、第9の実施形態によれば、ヒートシンク構造をシュリンク、又は、簡略化することができ、HUDユニット自体を大幅にシュリンクすることができる。そのため、HUD設置スペースの観点から、従来、インストルメントパネルが大きな高級車にしか適用できなかったHUDユニットを、インストルメントパネルが比較的小さな大衆車に対しても適用することが可能となる。 Further, according to the ninth embodiment, the heat sink structure can be shrunk or simplified, and the HUD unit itself can be greatly shrunk. Therefore, from the viewpoint of the HUD installation space, it is possible to apply the HUD unit that has been conventionally applicable only to luxury cars having a large instrument panel to a popular vehicle having a relatively small instrument panel.
さらに、HUDユニット自体を大幅に小さくすることができることから、ポップアップ型の後載せタイプのHUDユニットを創出することもできる。 Furthermore, since the HUD unit itself can be significantly reduced, a pop-up type post-mounting type HUD unit can also be created.
また、第9の実施形態による薄膜状の複数のLEDを直列接続することによって構成されたLEDを用いることにより、比較的高価な半導体材料をシュリンクした半導体発光素子チップの創出が可能となるため材料コストを大幅に削減することができる。 In addition, the use of the LED configured by serially connecting a plurality of thin-film LEDs according to the ninth embodiment enables creation of a semiconductor light-emitting element chip in which a relatively expensive semiconductor material is shrunk. Cost can be greatly reduced.
また、第9の実施形態によるチップサイズを大幅にシュリンクすることができるため、高密度に2次元アレイ状に集積することができるため高精細なLEDアレイ光源装置を創出することができる。したがって、そのLEDアレイ光源装置をHUDユニットに使用することにより、視認性が高い画像表示装置を創出することができる。 Further, since the chip size according to the ninth embodiment can be greatly shrunk, it can be integrated in a two-dimensional array at a high density, so that a high-definition LED array light source device can be created. Therefore, by using the LED array light source device for the HUD unit, an image display device with high visibility can be created.
また、電流値を削減することにより、発熱量を大幅に削減することができることから、放熱構造を簡略化、又は、シュリンクすることができることから、HUDユニットを大幅に小型化することができる。 Further, since the amount of heat generation can be significantly reduced by reducing the current value, the heat dissipation structure can be simplified or shrunk, so that the HUD unit can be greatly reduced in size.
《10》第10の実施形態
《10−1》第10の実施形態の構成及び動作
図26は、第10の実施形態に係る画像表示装置としてのプロジェクタ1001の構成を概略的に示す図である。図26に示される画像表示装置は、LEDアレイ光源装置を用いたプロジェクタ1001である。プロジェクタ1001内には、クロスダイクロプリズム1002が設置されている。クロスダイクロプリズム1002の光入射面の各々に対向するように、赤色画像用、青色画像用、緑色画像用のLEDアレイ光源装置1003,1004,1005が設置されている。LEDアレイ光源装置1003,1004,1005は、マトリクス状に配列された複数の砲弾型のLEDモジュールを有しており、砲弾型のLEDモジュールの各々は、上記第1〜第3の実施形態のいずれかの半導体発光装置の構成を有している。クロスダイクロプリズム1002は、LEDアレイ光源装置1003,1004,1005からの光線を合成して、投影面方向(図26においては、上方)へ伝播させる機能を有する。レンズ1006は、合成された光の倍率、焦点距離を調整し、投影面であるスクリーンに結像させる。
<< 10 >> Tenth Embodiment << 10-1 >> Configuration and Operation of Tenth Embodiment FIG. 26 is a diagram schematically showing a configuration of a
プロジェクタ1001においては、LEDアレイ光源装置1003,1004,1005によって表示される赤色画像、緑色画像、青色画像は、クロスダイクロプリズム1002を介して合成され、合成された光束は、レンズ1006を介して倍率、焦点距離が調整され、投影面であるスクリーンに拡大投写される。
In the
《10−2》第10の実施形態の効果
第10の実施形態によれば、LEDアレイ光源装置1003,1004,1005は、マトリクス状に配列された複数の砲弾型のLEDモジュールを有しており、砲弾型のLEDモジュールの各々は、上記第1〜第3の実施形態のいずれかの半導体発光装置の構成を有しているので、所望の輝度を得るための条件化においても、従来よりも注入電流を大幅に削減することができる。そのため、LED自体の発光効率を低下させることなく、表示画像の輝度を向上させることができる。
<< 10-2 >> Effect of Tenth Embodiment According to the tenth embodiment, the LED array
また、第10の実施形態によれば、周辺回路への熱的影響を大幅に抑えることができるので、ヒートシンク構造(放熱構造)をシュリンク、又は、簡略化することができる。その結果、プロジェクタのサイズを大幅に小型化することができる。 Further, according to the tenth embodiment, the thermal influence on the peripheral circuit can be greatly suppressed, so that the heat sink structure (heat dissipation structure) can be shrunk or simplified. As a result, the size of the projector can be greatly reduced.
また、第10の実施形態によれば、複数のLEDを直列接続することによって構成された半導体発光装置を高密度に集積することが可能となるため、高輝度かつ高精細な画像表示が可能になる。 Further, according to the tenth embodiment, since it is possible to integrate a semiconductor light emitting device configured by connecting a plurality of LEDs in series with high density, it is possible to display an image with high brightness and high definition. Become.
さらに、第10の実施形態によれば、薄膜状の複数のLEDを直列接続することによって構成された半導体発光装置を用いることにより、比較的高価な半導体材料の使用量を少なくできるので、材料コストを大幅に削減することができる。 Furthermore, according to the tenth embodiment, since a semiconductor light-emitting device configured by connecting a plurality of thin-film LEDs in series can be used, the amount of relatively expensive semiconductor material used can be reduced. Can be greatly reduced.
100 LEDモジュール(光源装置)、 101,202 LEDベアチップ(半導体発光装置)、 112 基板、 112a 主表面、 103〜105、202〜210 半導体発光素子、 113 アノード電極、 114 カソード電極、 116,117 薄膜配線層。
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記基板の主表面上に配列され、それぞれがカソード電極とアノード電極とを持つ複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方のカソード電極から、前記互いに隣接する半導体発光素子の他方のアノード電極までを電気的に接続する薄膜配線層と
を有することを特徴とする半導体発光装置。 A substrate,
A plurality of semiconductor light emitting devices arranged on the main surface of the substrate, each having a cathode electrode and an anode electrode;
A thin film wiring layer electrically connecting one cathode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other among the plurality of semiconductor light emitting elements to the other anode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other. A semiconductor light emitting device.
前記基板は、GaAs系材料で構成され
前記半導体発光素子と前記基板との間に備えられ、GaAs系材料から成るアイソレーション層により、前記半導体発光素子と前記基板が電気的に絶縁されている
ことを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の半導体発光装置。 The plurality of semiconductor light emitting elements are made of a GaAs-based semiconductor material.
The substrate is made of a GaAs-based material, is provided between the semiconductor light-emitting device and the substrate, and the semiconductor light-emitting device and the substrate are electrically insulated by an isolation layer made of a GaAs-based material. The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein:
前記実装部材上に設置された半導体発光装置と
を有し、
前記半導体発光装置は、
基板と、
前記基板の主表面上に配列され、それぞれがアノード電極とカソード電極とを持つ複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方のカソード電極から、前記互いに隣接する半導体発光素子の他方のアノード電極までを電気的に接続する薄膜配線層と
を有する
ことを特徴とする光源装置。 A mounting member;
A semiconductor light emitting device installed on the mounting member,
The semiconductor light emitting device comprises:
A substrate,
A plurality of semiconductor light emitting devices arranged on the main surface of the substrate, each having an anode electrode and a cathode electrode;
A thin film wiring layer electrically connecting one cathode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other among the plurality of semiconductor light emitting elements to the other anode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other. A light source device.
前記光源装置は、
アノードリードフレームと、
前記カソードリートフレーム及び前記アノードリードフレームに電気的に接続された前記半導体発光装置と、
前記半導体発光装置を覆うレンズケースと
をさらに有する
ことを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 The mounting member is a cathode reed frame,
The light source device is
An anode lead frame;
The semiconductor light emitting device electrically connected to the cathode reed frame and the anode lead frame;
The light source device according to claim 7, further comprising: a lens case that covers the semiconductor light emitting device.
前記光源装置は、
前記実装基板上に配列され、それぞれがカソード電極パッドとアノード電極パッドとを有する複数の前記半導体発光装置と、
前記実装基板上に備えられたカソード電極接続パッドと、
前記実装基板上に備えられたアノード電極接続パッドと、
前記カソード電極パッドと前記カソード電極接続パッドとを電気的に接続するカソードボンディングワイヤと、
前記アノード電極パッドと前記アノード電極接続パッドとを電気的に接続するアノードボンディングワイヤと
を有する
ことを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 The mounting member is a mounting substrate,
The light source device is
A plurality of the semiconductor light emitting devices arranged on the mounting substrate, each having a cathode electrode pad and an anode electrode pad;
A cathode electrode connection pad provided on the mounting substrate;
An anode electrode connection pad provided on the mounting substrate;
A cathode bonding wire for electrically connecting the cathode electrode pad and the cathode electrode connection pad;
The light source device according to claim 7, further comprising: an anode bonding wire that electrically connects the anode electrode pad and the anode electrode connection pad.
前記光源装置は、
前記実装基板上に配列され、それぞれがカソード電極パッドとアノード電極パッドとを有する複数の前記半導体発光装置と、
前記実装基板上に備えられたカソード電極接続パッドと、
前記実装基板上に備えられた中継電極接続パッドと、
前記実装基板上に備えられたアノード電極接続パッドと、
前記複数の半導体発光装置の内の第1のグループに属する半導体発光装置の前記カソード電極パッドと前記カソード電極接続パッドとを電気的に接続するカソードボンディングワイヤと、
前記第1のグループに属する半導体発光装置のアノード電極パッドと前記中継電極接続パッドとを電気的に接続する第1の中継ボンディングワイヤと、
前記複数の半導体発光装置の内の、前記第1グループとは異なる第2のグループに属する半導体発光装置の前記カソード電極パッドと前記中継電極接続パッドとを電気的に接続する第2の中継ボンディングワイヤと、
前記第2のグループに属する半導体発光装置のアノード電極パッドと前記アノード電極接続パッドとを電気的に接続するアノードボンディングワイヤと
を有する
ことを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 The mounting member is a mounting substrate,
The light source device is
A plurality of the semiconductor light emitting devices arranged on the mounting substrate, each having a cathode electrode pad and an anode electrode pad;
A cathode electrode connection pad provided on the mounting substrate;
A relay electrode connection pad provided on the mounting substrate;
An anode electrode connection pad provided on the mounting substrate;
A cathode bonding wire for electrically connecting the cathode electrode pad and the cathode electrode connection pad of the semiconductor light emitting device belonging to a first group of the plurality of semiconductor light emitting devices;
A first relay bonding wire that electrically connects the anode electrode pad of the semiconductor light emitting device belonging to the first group and the relay electrode connection pad;
A second relay bonding wire for electrically connecting the cathode electrode pad and the relay electrode connection pad of the semiconductor light emitting device belonging to a second group different from the first group among the plurality of semiconductor light emitting devices. When,
The light source device according to claim 7, further comprising: an anode bonding wire that electrically connects an anode electrode pad of the semiconductor light emitting device belonging to the second group and the anode electrode connection pad.
前記実装基板上に配列され、それぞれがカソード電極パッドとアノード電極パッドとを有する複数の前記半導体発光装置と、
前記実装基板上に備えられたカソード電極接続パッドと、
前記実装基板上に備えられたアノード電極接続パッドと、
前記カソード電極パッドと前記カソード電極接続パッドとを電気的に接続するカソード電極薄膜配線層と、
前記アノード電極パッドと前記アノード電極接続パッドとを電気的に接続するアノード電極薄膜配線層と
を有する
ことを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 A mounting board;
A plurality of the semiconductor light emitting devices arranged on the mounting substrate, each having a cathode electrode pad and an anode electrode pad;
A cathode electrode connection pad provided on the mounting substrate;
An anode electrode connection pad provided on the mounting substrate;
A cathode electrode thin film wiring layer for electrically connecting the cathode electrode pad and the cathode electrode connection pad;
The light source device according to claim 7, further comprising: an anode electrode thin film wiring layer that electrically connects the anode electrode pad and the anode electrode connection pad.
前記実装基板上に1次元方向に配列され、入力画像データに基づいて選択的に点灯する複数の発光画素と
を有し、
前記複数の発光画素のそれぞれは、前記半導体発光装置である
ことを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 A mounting board;
A plurality of light emitting pixels arranged in a one-dimensional direction on the mounting substrate and selectively lit based on input image data;
Each of these light emitting pixels is the said semiconductor light-emitting device. The light source device of Claim 7 characterized by the above-mentioned.
前記像担持体に画像データに対応する光を照射して、前記像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、
前記静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像装置と
を有する画像形成装置であって、
前記露光装置は、1次元方向に配列され、入力画像データに基づいて選択的に点灯する複数の発光画素を有し、
前記複数の発光画素のそれぞれが、
基板と、
前記基板の主表面上に配列され、それぞれがカソード電極とアノード電極とを持つ複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方のカソード電極から、前記互いに隣接する半導体発光素子の他方のアノード電極までを電気的に接続する薄膜配線層と
を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
An exposure device that irradiates the image carrier with light corresponding to image data to form an electrostatic latent image on the image carrier;
A developing device that develops the electrostatic latent image to form a developer image,
The exposure apparatus has a plurality of light emitting pixels arranged in a one-dimensional direction and selectively lit based on input image data,
Each of the plurality of light emitting pixels is
A substrate,
A plurality of semiconductor light emitting devices arranged on the main surface of the substrate, each having a cathode electrode and an anode electrode;
A thin film wiring layer electrically connecting one cathode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other among the plurality of semiconductor light emitting elements to the other anode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other. An image forming apparatus.
前記半導体発光素子アレイ光源装置からの光線を前記1次元方向に垂直な方向に走査する走査部と
前記光線が照射され、画像を表示する画像表示面と
を有し、
前記複数の発光画素のそれぞれが、
基板と、
前記基板の主表面上に配列され、それぞれがカソード電極とアノード電極とを持つ複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方のカソード電極から、前記互いに隣接する半導体発光素子の他方のアノード電極までを電気的に接続する薄膜配線層と
を有する
ことを特徴とする画像表示装置。 A semiconductor light-emitting element array light source device having a plurality of light-emitting pixels arranged in a one-dimensional direction and selectively lit based on input image data;
A scanning unit that scans light from the semiconductor light-emitting element array light source device in a direction perpendicular to the one-dimensional direction; and an image display surface that displays the image irradiated with the light.
Each of the plurality of light emitting pixels is
A substrate,
A plurality of semiconductor light emitting devices arranged on the main surface of the substrate, each having a cathode electrode and an anode electrode;
A thin film wiring layer electrically connecting one cathode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other among the plurality of semiconductor light emitting elements to the other anode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other. An image display device.
前記複数の発光画素のそれぞれが、
基板と、
前記基板の主表面上に配列され、それぞれがカソード電極とアノード電極とを持つ複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子の内の互いに隣接する半導体発光素子の一方のカソード電極から、前記互いに隣接する半導体発光素子の他方のアノード電極までを電気的に接続する薄膜配線層と
を有する
ことを特徴とする画像表示装置。 A semiconductor light-emitting element array light source device having a plurality of light-emitting pixels arranged in a two-dimensional direction and selectively lit based on input image data;
Each of the plurality of light emitting pixels is
A substrate,
A plurality of semiconductor light emitting devices arranged on the main surface of the substrate, each having a cathode electrode and an anode electrode;
A thin film wiring layer electrically connecting one cathode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other among the plurality of semiconductor light emitting elements to the other anode electrode of the semiconductor light emitting elements adjacent to each other. An image display device.
前記光学部は、前記赤色画像用、緑色画像用、青色画像用の半導体発光素子アレイ光源装置のそれぞれからの光線を合成して出力する合成部を含む
ことを特徴とする請求項17に記載の画像表示装置。 The semiconductor light-emitting element array light source device is provided for each of a red image, a green image, and a blue image,
The optical unit includes a combining unit that combines and outputs light beams from each of the semiconductor light emitting device array light source devices for the red image, the green image, and the blue image. Image display device.
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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