CN101064330A - 复合半导体装置、led打印头及图像形成设备 - Google Patents

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Abstract

一种复合半导体装置，包括半导体薄膜(20)、衬底(101)、连接焊盘(103)、和挡光层(130，451)。该半导体薄膜(20)包括发光元件。驱动器电路形成在衬底(101)上，半导体薄膜固定在所述衬底上，该驱动器电路驱动发光元件。该连接焊盘(103)形成于该衬底上，通过该连接焊盘形成电连接。挡光层(130，451)形成于该发光元件和该连接焊盘之间的区域内。该挡光层防止从该发光元件发出的光到达连接到该连接焊盘的引线。

Description

复合半导体装置、LED打印头及图像形成设备
技术领域
本发明涉及其中例如LED阵列的阵列与驱动器电路结合的复合半导体装置，采用该复合半导体装置的LED打印头、以及采用该LED头的图像形成设备。
背景技术
传统电子照相打印机中结合了LED型曝光单元。LED型曝光单元结合了多个LED阵列芯片，各个LED阵列芯片包括多个发光二极管(LED)。
后来的许多打印机不仅能够打印字符，还能打印图像。打印高分辨率图像对打印机提出了更高的要求，导致曝光单元中使用越来越多的LED。这增大了曝光单元中包含的驱动器电路和LED阵列芯片的阵列密度。
日本专利公开号2004-179641披露了一种满足这些要求而不在印刷电路板上安装单个LED阵列和驱动器电路的方法。驱动器电路形成于半导体衬底上，LED阵列芯片键合到该半导体衬底上的未使用区域，由此制备复合半导体装置。该复合半导体装置随后安装在印刷电路板上。随后，该复合半导体装置通过键合引线电连接到该电路板。
前述配置的复合半导体装置存在的问题为，发光区域不仅朝光应该出射的方向发射光线，而且还朝光不应该出射的方向发射光线。朝不期望方向发射的光线例如会被键合引线反射，干扰了由LED打印头形成的静电潜像。
发明内容
为了解决前述问题而提出了本发明。
本发明的目标是提供一种复合半导体装置，其中由发光区域发射的以及由该发光区域周围的物体反射的光并不干扰垂直穿过该复合半导体装置的发光表面而发射的光。
本发明的目标是提供采用该复合半导体装置的LED打印头。
本发明的又一个目标是提供采用该LED打印头的图像形成设备。
一种复合半导体装置包括半导体薄膜(20)、衬底(101)、连接焊盘(103)、和挡光层(130，451)。该半导体薄膜(20)包括发光元件。该半导体薄膜和驱动器电路安装在该衬底(101)上，该驱动器电路驱动该发光元件。该连接焊盘(103)形成于该衬底上，通过该连接焊盘形成电连接。挡光层(130，451)形成于该发光元件和该连接焊盘之间的区域内。该挡光层防止从该发光元件发出的光到达连接到该连接焊盘的引线。
一种复合半导体装置包括沿一个方向排列的多个发光部分。该复合半导体装置包括半导体薄膜(20)、挡光层(230，370，420，451)以及连接焊盘。该半导体薄膜(20)包括发光元件(28，228，362，412)，其具有用于该发光元件的第一导电接触(23)和第二导电接触(27)。挡光层(230，370，420，451)阻挡从发光部分发出的光。该连接焊盘连接到外部电路。该挡光层包括在该发光元件附近延伸的边缘，防止从该发光元件发出的光被形成于该复合半导体装置上的反射物体所反射。
一种复合半导体装置包括通常排列成行的多个发光部分。该复合半导体装置包括半导体薄膜(20)、挡光层以及连接焊盘。该半导体薄膜(20)包括用于该发光元件的第一导电接触(23)和第二导电接触(27)的发光元件。挡光层阻挡沿一个方向从该发光元件发出的光。该发光元件沿一个方向排列，使得各个发光元件相对于相邻发光元件的位置沿方向(X)在其位置上偏移一个距离，即沿该方向置于前一个的前面。该挡光层包括位于该发光元件附近的边缘，使得该边缘部分相对于相邻发光元件的位置沿方向(X)在其位置上偏移一个距离，即沿横切该方向的方向置于前一个的前面。
一种复合半导体装置，包括衬底(101)和用于平滑该衬底(101)的表面的平滑膜(111)。半导体薄膜(20)包括形成于其中的发光元件，该半导体薄膜形成为与该平滑膜接触。挡光部分具有一定的高度，使得该挡光部分阻挡沿从该发光元件发射的大部分光的角度范围之外的方向发射的光。该平滑膜厚度范围为1至2μm。
一种LED打印头，结合了上述的多个复合半导体装置。支撑(1202e)支持该多个复合半导体装置。杆透镜阵列(1203)将从该发光元件出射的光聚焦到外部物体上。该发光元件为发光二极管。
一种图像形成设备，结合了前述的LED打印头。该图像形成设备包括图像承载主体(1303a)、曝光单元(1303c)和显影单元(1303d)。该曝光单元(1303c)选择性地照射该图像承载主体的带电表面，从而在该表面上形成静电潜像。该显影单元(1303d)显影该静电潜像，从而在打印介质上形成可见图像。
通过下文给出的详细描述，本发明的另外应用范围将变得显而易见。然而，应该理解，尽管示出了本发明的优选实施例，但是这些详细描述和具体示例仅仅是描述性的，因为通过该详细描述，本领域技术人员显然可以在本发明的精神和范围内进行各种修改和改进。
附图说明
通过下文给出的详细描述和附图，可以更全面地理解本发明，附图仅仅是描述性的且因此并不限制本发明，附图中：
图1为第一实施例的复合半导体装置的顶视图；
图2为沿图1的线A-A截取的剖面视图；
图3示出了挡光层的功能；
图4示出了挡光层的功能的另一个示例；
图5为形成于层间电介质薄膜内的开口附近的放大剖面视图；
图6示出了由于另一个原因引起的噪声；
图7示出了发光区域、挡光层和连接引线的形状以及它们之间的位置关系；
图8示出了第一实施例的改进；
图9示出了第二实施例的复合半导体装置的相关部分的顶视图；
图10为沿图9的线D-D截取的剖面视图；
图11为第三实施例的复合半导体装置的顶视图；
图12为沿图11的线E-E截取的剖面视图；
图13为第四实施例的复合半导体装置的顶视图；
图14为沿图13的线F-F截取的剖面视图；
图15为第五实施例的复合半导体装置的顶视图；
图16为第五实施例的第一改进型式的顶视图；
图17为第五实施例的第二改进型式的顶视图；
图18为第五实施例的第三改进型式的顶视图；
图19为第六实施例的复合半导体装置400的顶视图；
图20为第七实施例的复合半导体装置450的顶视图；
图21为第八实施例的复合半导体装置500的顶视图；
图22为第八实施例的第一改进型式的顶视图；
图23为第八实施例的第二改进型式的顶视图；
图24为第八实施例的第三改进型式的顶视图；
图25为第八实施例的第四改进型式的顶视图；
图26为第八实施例的第五改进型式的顶视图；
图27示出了第九实施例的LED打印头；
图28为示出了图27的LED单元的配置的顶视图；以及
图29示出了第十实施例的图像形成设备的相关部分。
具体实施方式
将参照附图描述本发明。
第一实施例
图1为示出了相关部分的第一实施例的复合半导体装置100的顶视图。
图2为沿图1的线A-A截取的剖面视图。为了简化，在图1中省略了层间电介质薄膜105，107和121以及平滑层111，其将在稍后描述。
参照图2，复合半导体装置100包括形成于衬底(例如硅)101上的驱动器电路。集成电路/多层互连区域102界定于衬底101上。用于引线的连接焊盘103以及具有在特定位置形成开口的层间电介质薄膜105形成于集成电路/多层互连区域102的表面上。
多个金属层110形成于复合半导体装置100的横向端部，并沿复合半导体装置100的纵向排列成端对端布置。参照图2，其上键合了半导体薄膜20的平滑层111形成为覆盖金属层110。半导体薄膜20包括发光元件并键合到平滑层111上。形成于集成电路/多层互连区域102内的该集成电路包括驱动发光元件的驱动器电路。连接焊盘103用于将电源馈送到发光元件。引线连接焊盘142用于将电源馈送到集成电路和用于接收驱动信号。发光元件例如为发光二极管(LED)。
半导体薄膜20包括从底部向顶部依次排列的n型GaAs的键合层21、n型AltGa1-tAs的导电层22、n型GaAs的n型接触层23、n型AlzGa1-zAs的下覆层24、n型AlyGa1-yAs的n型有源层25、n型AlxGa1-xAs的上覆层26、以及p型GaAs的p型接触层27。
半导体薄膜20可以由单晶半导体诸如GaN、InGaN、AlGaN、AlN、AlInN、AlGaInP、AlGaAsP或者InP形成。半导体薄膜20还可以由有机半导体材料形成。
参照图2，上部结构包括下覆层24、n型有源层25、上覆层26和p型接触层27。下部结构包括键合层21、导电层22和n型接触层23。上部结构包括相互电隔离的多个岛状元件，这些岛状元件沿复合半导体装置100的纵向排列。有源层25是实际上发光的部分。在本说明书中，术语发光元件28指的是包括该岛状多层结构并发光的部分。术语“发光装置”指的是包括由附图标记20表示的薄膜结构和n型以及p型电极的装置部分。发光元件28沿所有方向发光。当发光元件28应用在LED打印头中时，发射穿过发光元件28顶面的光被使用。发射朝向半导体薄膜20背面的光被金属层110反射回到半导体薄膜20的正面，由此改善LED打印头的光源的发光效率。
连接区域焊盘104沿一行半导体薄膜20排列，并连接到集成电路。多个公共引线106形成于复合半导体装置100的横向中间区域，沿复合半导体装置100的纵向相互平行地延伸。半导体薄膜20和公共引线106覆盖有层间电介质薄膜121和107。图1并未示出层间电介质薄膜121和107，但是示出了形成于层间电介质薄膜121和107内的开口(点线)。
通过形成于层间电介质薄膜105内的开口105a和形成于层间电介质薄膜121内的开口121a，引线/连接金属125将n型接触层23电连接到连接区域焊盘104。通过形成于层间电介质薄膜121内的开口121b和形成于层间电介质薄膜107内的开口107a，p型侧接触金属126将各个发光部分28的p型接触层27电连接到相应的公共引线106。P型侧电极用作发光部分28的各个电极，n型侧电极用作包括四个发光部分28的各个区块的公共电极(图1)。引线凸块142通过形成于层间电介质薄膜105内的开口105b形成于连接焊盘103上，由此将连接引线143电连接到连接焊盘103。
挡光层130可以是由例如有机膜形成的绝缘层。挡光层130具有大的膜应力，会使得半导体薄膜与衬底剥离。为了避免这种效应，对于在引线143处的反射，挡光层130仅覆盖为了阻挡LED的光所必须的最小区域，如图1所示，而不覆盖发光区域和连接焊盘103之间的全部区域。挡光层130包括带状部分130a、延伸部分130b和狭缝130c。带状部分130a平行于一行发光元件28延伸，并毗邻发光元件28。延伸部分130b从带状部分130a延伸远离发光元件28，在相邻的延伸部分130b之间定义狭缝130c。延伸部分130b优选地完全覆盖公共引线106和p型侧接触金属126的连接，该连接形成于层间电介质薄膜107内形成的开口107a内。
图3示出了挡光层130的功能。
实验揭示了如下事实。如图3所示，如果狭缝130c完全延伸穿过带状部分130a而将带状部分130a划分为多个子部分，则光将穿过这些子部分之间的间隙而到达连接引线143并将被连接引线143反射。为此，需要带状部分130a在复合半导体装置100上从一个最末端的发光元件28一直延伸到另一个最末端的发光元件28。
图4示出了挡光层130的功能的另一个示例。
另一个实验揭示了如下事实。
如果延伸部分130b的自由端部确实延伸覆盖了公共引线106通过形成于层间电介质薄膜内的开口107a连接到p型侧接触金属126的区域，即如图4中点划线所示的区域B，则光不会到达连接引线143，而是在其到达连接引线143之前被反射成为噪声。
图5为形成于层间电介质薄膜107内的开口107a附近的放大剖面视图(点划线所示)，示出了前述噪声的起因。透射穿过挡光层130的光被形成于开口107a中p型侧接触金属126内的凹槽126a的侧面和底面反射，且随后朝复合半导体装置100的正面输出。因此，延伸部分不应该终止于在开口107a内被暴露的凹槽和凸出的区域之前，而是应该延伸覆盖这些凹槽和凸出。
图6示出了由于另一个原因引起的光反射。例如，p型侧接触金属126具有高的反射系数，并在图6中点划线所示区域C内延伸在台阶部分上。因此，挡光层130应该延伸覆盖至少未被任何电介质薄膜覆盖的p型侧接触金属126。换言之，挡光层130不应恰好终止于在凹槽和凸出上延伸的高反射材料通过开口(例如开口107a)被暴露的位置之前。
图7示出了发光区域(即n型有源层25)、挡光层(130)和连接引线143的形状以及它们之间的位置关系。挡光层130具有特定的高度，使得该挡光层130阻挡沿从该发光元件发射的大部分光的角度范围之外的方向发射的光。
参照图7，参数定义如下：
L1：与连接引线143相对的n型有源层25的侧面与挡光层130最高且尽可能靠近n型有源层25的位置之间的距离
L2：连接引线143和与连接引线143相对的n型有源层25的侧面之间的距离
h：当从发光元件28的顶部察看连接引线143时，在尽可能靠近发光元件28的位置的层间电介质薄膜105上该连接引线143的最大局部高度
h1：层间电介质薄膜105上发光元件28的最大高度
h2：h1与h之间的差值
h3：h1与层间电介质薄膜105上挡光层130的最大高度之间的差值
为了使挡光层130防止从发光元件28发出的光到达连接引线143，h3应该选择为使得h3/L1＞h2/L2。
当连接引线143形成为具有尽可能小的高度(即h)时，高度h为h100±50μm。高度h1为4＞h1＞0μm，取决于半导体薄膜20、集成电路/多层互连区域102、以及衬底101的厚度。
由于h远大于h1，h和h2关系为hh2。因此关系h3/L1＞h/L2应该成立。距离L2的范围为100至200μm，取决于驱动器电路的设计。
实验表明如果挡光层130延伸交叠发光元件28，则从发光元件28发出的光直接进入挡光层130，使得更大数量的光透射穿过挡光层130到达连接引线143。这增大了光被连接引线143反射的机会。为此，挡光层130不应延伸交叠发光元件28。发光元件28的顶面可具有取决于设计的各种尺寸。例如，如果复合半导体装置100的形式为用作打印机的光源的发光二极管阵列，则发光元件28沿复合半导体装置100宽度方向的尺寸范围为5至20μm。
假设L1，h2以及L2如下：
L1(min)＝5μm
L1(max)＝20μm
L2(max)＝200μm
h2(min)h(min)＝50μm
则对于L1(min)，h3(min)为：
h3(min)＝h(min)×L1(min)/L2(max)
       ＝50μm×5μm/200μm
       ＝1.25μm
对于L1(max)，h3(min)为：
h3(min)＝h(min)×L1(max)/L2(max)
       ＝50μm×20μm/200μm
       ＝5μm
对于600dpi的打印分辨率(点之间的间距约为42.3μm)，发光元件28的顶面尺寸应该为20μm。因此，对于600dpi的打印分辨率，h1(min)设定为0，挡光层130的厚度优选等于或者大于5μm。对于2400dpi的打印分辨率，如果发光元件28的顶面为5μm，则挡光层130的厚度优选等于或者大于1.2μm。
当h3＝5μm时，
如果h2h＝h(max)＝150μm，且L2(min)＝100μm，则L3(max)为：
L3(max)＝{h3/h(max)}×(L2(min)-L3(max))
       {5μm/150μm}×100μm
       ＝3.3μm
其中L3为更靠近挡光层130的发光元件的侧面与挡光层130最高的位置之间的距离。注意，L2＞＞L3。
如果期望L3＝5μm，h3可以为h3＝7.5μm。当挡光层由有机膜形成时，大于10μm的厚度难以通过光刻获得。此外，10μm的厚度对芯片产生巨大的膜应力。假设可以获得的挡光层130厚度有效上限h3eff(max)为h3eff(max)＝10μm，则有效最大距离L3eff(max)为L3eff(max)＝6.6μm。换言之，当挡光层形成于发光元件28附近时，发光元件28和挡光层130之间的距离等于或者小于6.6μm 7μm。
挡光层130可由热固性聚合物或者UV固化聚合物形成。这种材料包括聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜(PES)、聚苯乙烯、聚醛树脂、聚对苯二甲酸丁二酯、聚丁烯对苯二酸酯、非晶聚酯、液晶聚酯、聚芳醚酮、聚酰亚胺、以及氟塑料。此外，挡光层130还可以由例如酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰铵树脂、不饱和聚酯树脂(UP)、醇酸树脂、或者包含聚合物的硅酮树脂的材料形成。另外，挡光层130还可以由例如高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯、聚酰亚胺或结晶聚合物的材料形成。
此外，挡光层130可以由在固化后变黑的材料形成。黑色挡光层完全阻挡了光。因此，使用黑色挡光层减轻了前述设计要求。例如，如果发光效率不是最重要的，则挡光层可以交叠。备选地，如果发光效率不是最重要的，则挡光层130的延伸部分130b可以在其到达层间电介质薄膜107(图4)的开口107a内公共引线106和p型侧接触金属126相互连接的区域之前而终止。另外备选地，挡光层130的延伸部分130b可以在其到达诸如金属引线(例如p型侧接触金属126)的高反射材料在台阶部分上延伸的区域之前而终止(图6)。
如果挡光层130由热固性材料形成，挡光层130优选在低温下固化，使得挡光层130作用于芯片的应力可以减轻。聚酰亚胺在约350至400℃的温度范围固化。实验揭示了如果聚酰亚胺的挡光层在芯片制造的最后阶段形成，则挡光层的固化温度可降低到300℃。聚酰亚胺之外的其他热固性聚合物可具有等于或小于300℃的固化温度，例如200℃。
已经结合由包含AlGaAs的材料形成的半导体薄膜描述了该半导体薄膜20。半导体薄膜20也可以由诸如氮化物半导体、由包含三种元素或者四种元素(三元材料或四元材料)的混合晶体半导体的其他材料形成。发光元件可以通过掺杂或者台面刻蚀形成。尽管已经结合具有倾斜侧面的挡光层描述了该挡光层130，但是该侧面依据设计可具有任意形状。例如，侧面可以是垂直或悬伸(overhanging)形状。
允许挡光层130在等于或低于300℃的温度固化可降低作用于芯片上的应力。
图8示出了第一实施例的改进。如图8所示，在没有狭缝130c的情况下，挡光层130可以在发光元件28和连接焊盘103之间的全部区域上延伸(图1)。已经结合键合于衬底上的半导体薄膜20描述了第一实施例。相反，通过在Si衬底上直接生长半导体外延层，可以形成该半导体薄膜。
如上所述，挡光层形成于发光元件28附近，且挡光层具有足够的高度以阻挡从发光元件发射的光。可以使挡光层在足够宽的区域上延伸。因此，挡光层有效地防止从发光元件发出的光被复合半导体装置上的连接引线或其他反射结构反射而成为噪声，且同时防止对芯片产生应力。使用黑色挡光层可更加有效地阻挡从发光元件发出的光。由在不高于300℃温度下固化的材料所形成的挡光层对芯片产生更小的应力。
第二实施例
图9为第二实施例的复合半导体装置200的相关部分的顶视图。图10为沿图9的线D-D截取的剖面视图。为了简化，在图9中省略了层间电介质薄膜105和107，仅形成于层间电介质薄膜105和107内的开口用点线表示。
复合半导体装置200与第一实施例的复合半导体装置100不同之处为不透明膜(例如金属)235形成于发光元件和挡光层230之间。不透明膜235对于从发光元件发出的光的波长是不透明的。因此，复合半导体装置200与复合半导体装置100区别在于半导体膜及其引线的配置。与第一实施例等价的元件使用相同参考数字表示，且省略对它们的描述。
参照图9和10，上部结构包括下覆层24、n型有源层25、上覆层26和p型接触层27。下部结构包括键合层221、导电层222和n型接触层223。上部结构包括相互电隔离的多个岛状元件，这些岛状元件沿复合半导体装置200的纵向排列。下部结构也包括相互电隔离的多个岛状元件，这些岛状元件沿复合半导体装置200的纵向排列。下部结构占据比上部结构更大的区域，使得上部结构落在下部结构的周围以内。隔离的发光元件228相互独立地电驱动。
金属引线225延伸通过开口207b和207c，以将各个发光元件228的p型接触层27连接到各个区块的连接区域焊盘104。n型侧接触金属226延伸通过开口207d和207a，以连接各个发光元件228的n型接触层223和相应的公共引线106。发光元件228的p型侧电极作为发光元件228各个区块的公共电极，各个发光元件228的n型侧电极作为独立电极。
参照图10，焊盘覆盖的金属层240形成于层间电介质薄膜207中形成的开口207e内。引线凸块142形成于该焊盘覆盖的金属层240上。通过该焊盘覆盖的金属层240，引线凸块142将连接引线143连接到连接焊盘103。
挡光层230形成为覆盖半导体薄膜220的发光元件与焊盘覆盖的金属层240之间的全部区域。不透明膜(例如金属)235形成于各个发光元件228和挡光层230之间。不透明膜235形成于层间电介质薄膜207上，延伸交叠该发光元件的一部分或者该发光元件的倾斜表面的一部分，由此防止从发光元件228发出的光直接进入挡光层230。不透明膜235可由包含Al或Au的材料，即Ti/Pt/Au、Cr/Au、Ni/Au、Ti、Ni、Ni/Al、或Al形成。层间电介质薄膜207可由例如SiN的无机膜或有机膜形成。
如果挡光层230交叠半导体薄膜220，则半导体薄膜220与其基底即平滑层111的键合强度尤为重要。当半导体薄膜通过分子间力键合时，表面越平坦，则表面相互附着得越紧密。表面形貌引起的台阶以及峰和谷高度差例如通过平滑层111而减小。实验表明使用平滑层111有效地降低了峰和谷高度差，但是当平滑层111达到特定厚度之后，半导体表面的平坦度不再有任何改善。
实验表明平滑层111将峰和谷降低10倍。增大平滑层111的厚度或者使用平滑层111的多层结构不会进一步改善半导体表面的平坦度。换言之，平滑层111的平滑效果严重依赖于其上形成该平滑层111的基底的表面粗糙度。
实验表明如果在平滑层111形成之后，峰和谷之间的高度差等于或小于20nm，则半导体薄膜220紧密地附着到平滑层111，由此获得可靠的键合。例如，在峰和谷为200nm的驱动器/多层互连102表面上形成聚酰亚胺的平滑层111。对于范围为0.7至2μm内的平滑层111的各种厚度评估该键合效果。大于1μm的平滑层111的厚度表现出半导体薄膜220与平滑层111之间良好的键合强度。换言之，平滑层111的厚度优选大于1μm且等于或小于2μm。
对于等于或者大于1.3μm的厚度，在晶片整个表面上获得高的键合强度。这种高的键合强度消除了当挡光层230交叠半导体薄膜220时出现在半导体薄膜220中例如薄膜裂纹的缺陷的可能性。当然，半导体与平滑层111的强键合效果总是期望的，与挡光层的类型无关。因此，当采用与前述挡光层不同类型的挡光层或者甚至当不需要挡光层时，最优选地选择提供强键合力的平滑层厚度范围。
不透明膜235可具有任何厚度，只要不透明膜235有效地阻挡从发光区域发出的光。例如，该厚度可以等于或者大于10nm。在面向发光区域的挡光层230侧面上形成不透明膜235，使光线难以进入挡光层230。因此，挡光层230可以形成为交叠发光元件。换言之，挡光层230可形成为延伸至非常靠近发光区域。
如果挡光层230交叠发光元件且未形成不透明膜235，则从发光元件发出的光直接进入挡光层230，因此光透射穿过挡光层230到达形成于焊盘覆盖的金属层240上的连接引线143。
如前所述，不透明膜235防止光透射穿过挡光层230。由于挡光层可形成为交叠发光元件或者非常靠近发光区域，因此挡光层230可具有更小的厚度。
第三实施例
图11为示出相关部分的第三实施例的复合半导体装置250的顶视图。图12为沿图11的线E-E截取的剖面视图。为了简化，在图11中省略了层间电介质薄膜105和207，仅形成于层间电介质薄膜105和207内的开口用点线表示。
复合半导体装置250与第二实施例的复合半导体装置200不同之处为形成了不透明膜(例如金属)255而没有形成不透明膜235。与第一实施例等价的元件使用相同参考数字表示，且省略对它们的描述。
参照图11和12，挡光层230形成为基本上延伸于发光区域和焊盘覆盖的金属层240之间的全部区域上。不透明膜255基本上覆盖了更靠近连接焊盘103的挡光层230表面的一半。
不透明膜255阻挡从发光元件发出并进入挡光层230的光，防止光线到达例如连接引线143的任何反射物体。不透明膜255可由包含Al或Au的材料，即Ti/Pt/Au、Cr/Au、Ni/Au、Ti、Ni、Ni/Al、或Al形成。不透明膜255可具有任何厚度，只要可防止从发光元件发出的光穿过该不透明膜255即可。例如该厚度可等于或者大于10nm。
如上所述，由于不透明膜255基本上覆盖了更靠近发光元件的挡光层230表面的一半，挡光层可形成为非常靠近发光元件。与金属层形成于发光区域旁边的平面内的第二实施例不同，可以获得反射效果而不牺牲光利用效率。
第四实施例
图13为第四实施例的复合半导体装置300的顶视图。图14为沿图13的线F-F截取的剖面视图。为了简化，在图13中省略了层间电介质薄膜105和207，仅形成于层间电介质薄膜105和207内的开口用点线表示。
复合半导体装置300与第一实施例的复合半导体装置100不同之处为，与p型侧接触层326成一体的挡光部分326a形成于挡光层230和发光区域之间，且n型接触层23通过引线/连接金属325连接到n侧连接焊盘330。与第一实施例等价的元件使用相同参考数字表示，且省略对它们的描述。
参照图13，引线/连接金属325延伸通过形成于层间电介质薄膜321内的开口321d和321e，从而将发光部分28的n型接触层23连接到n侧连接焊盘330。p型接触金属326延伸通过开口321a和321b，以将发光部分28的p型接触层27连接到相应的公共引线106。p型电极用作发光元件各个区块的公共电极，各个发光元件的n型侧电极作为相应发光元件的独立电极。
参照图14，焊盘覆盖的金属层240形成于层间电介质薄膜321中形成的开口321c内。引线凸块142形成于该焊盘覆盖的金属层240上。通过该焊盘覆盖的金属层240，引线凸块142将连接引线143连接到连接焊盘103。
挡光层230形成为覆盖半导体薄膜20的发光元件与焊盘覆盖的金属层240之间的全部区域。挡光部分326a形成为按如下方式延伸，使得发光元件所在的垂直平面位于挡光部分326a下方。与挡光部分326a成一体的p型侧接触金属326可由例如Ti/Pt/Au形成。p型侧接触金属326的金属材料可根据所使用的发光半导体材料而恰当选择。
p型侧接触金属326在位于挡光部分326a下方的发光区域所在的垂直平面上延伸。因此，形成挡光部分326a不会显著影响光利用效率。挡光部分326a形成为与p型侧接触金属326成一体的引线部分。挡光金属不可能短路到该引线。
第二至第四实施例中的发光部分可以通过掺杂而不是如第一实施例中通过台面刻蚀进行隔离而形成。
如前所述，挡光部分326a防止光透射穿过挡光层230。与p型侧接触金属326成一体的挡光部分326a将不会降低光利用效率。尽管挡光部分326a形成于小区域内，但是不存在挡光部分326a导致短路的可能性。
第五实施例
图15为示出了相关部分的第五实施例的复合半导体装置350的顶视图。
复合半导体装置350与第一实施例的复合半导体装置100不同之处为形成于半导体薄膜内的发光元件的布置及其连接。与第一实施例等价的元件使用相同参考数字表示。因此，重点描述与第一实施例不同的部分。
参照图15，参考数字370表示挡光层。各个半导体薄膜360的第一导电类型区域363包括多个发光元件362和第一导电类型的接触361。各个发光元件362包括发光装置结构。第一导电类型侧的接触361通过形成于层间电介质薄膜(未示出)内的开口371连接到第一导电类型侧的引线365。发光元件362通过形成于层间电介质薄膜(未示出)内的开口372连接到相应的第二导电类型侧电极366。第五实施例中的发光元件可采取LED的形式。
第一导电类型侧引线365连接到例如图2中的连接区域焊盘104，而第二导电类型侧电极366正如图1中p类型侧接触金属那样连接到公共电极106。因此，第二导电类型侧电极366用作独立电极，而第一导电类型侧引线365用作公共电极。挡光层370形成为覆盖发光元件和连接焊盘之间的全部区域。
发光元件362通常沿箭头A所示的方向排列，使得各个发光元件沿与箭头A方向横切的方向以预定距离置于前一个发光元件的前面。类似地，第一导电类型区域363通常也沿箭头A所示方向排列，使得各个区域363沿与箭头A方向横切的方向以预定距离置于前一个的前面，且挡光层370也成形为使得靠近区域363的挡光层370的边缘部分以预定距离沿与箭头A方向横切的方向置于前一个的前面。第一导电侧接触361还成形为使得靠近区域363的接触361的边缘部分以预定距离沿与箭头A方向横切的方向置于前一个的前面。
如上所述，当发光元件362通常沿箭头A所示方向排列为使得各个发光元件362以预定距离置于前一个的前面，挡光层370可形成为靠近发光部分362。此外，第一导电侧接触361也可以依据发光元件362的布置而成形，使得对于每个发光装置部分来讲第一导电类型侧接触361与发光元件362之间的距离相等。因此，各个发光元件的发光特性和电学特性的变化可以较小。
发光元件362可按下述方式形成：第二导电类型(例如p型)的杂质选择性扩散到第一导电类型(例如n型)的半导体薄膜360的第一导电类型区域363内以形成扩散区，由此在扩散区的有源层内形成定义pn结的扩散前缘。
图16为示出了相关部分的复合半导体装置350的第一改进型式的顶视图。如图16所示，第一导电侧接触361也可以成形为使得与区域363相对的接触361的边缘部分沿与箭头A的方向横切的方向置于前一个的前面。
图17为示出了相关部分的复合半导体装置350的第二改进型式的顶视图。各个发光元件362沿半导体薄膜360的纵向直线排列。第一导电侧接触361和第一导电类型(例如n型)的半导体薄膜360还沿与各个发光元件362排列方向平行的方向直线延伸。
图18为示出了相关部分的复合半导体装置350的第三改进型式的顶视图。各个发光元件362形成于各个隔离的半导体薄膜360上，该半导体薄膜360通常沿一个方向排列，使得各个发光元件沿与箭头A的方向横切的方向置于前一个的前面。尽管第三改进型式已经参照其中各个半导体薄膜包括一个相应的发光元件362的配置进行描述，但是发光元件的数目不限于一个。例如，半导体薄膜可以包括两个发光元件。
如前所述，当发光元件沿一个方向排列使得各个发光元件置于前一个的前面时，挡光层可以形成于发光元件附近而不交叠发光元件。此外，由于第一导电类型侧接触361依据发光元件的布置而成形，使得靠近发光部分的接触361边缘部分置于前一个的前面，各个发光元件可以具有均匀的发光特性和电学特性。
图19为示出相关部分的第六实施例的复合半导体装置400的顶视图。
复合半导体装置400与第一实施例的复合半导体装置100不同之处为形成于半导体薄膜内的发光部分的布置及其连接。与第一实施例等价的元件使用相同参考数字表示，省略了对它们的描述。因此，重点描述与第一实施例不同的部分。
参照图19，复合半导体装置400的半导体薄膜410包括第一导电类型区域413，其中形成了多个发光元件412和第一导电类型的接触411。第一导电类型的接触411通过形成于层间电介质薄膜(未示出)内的开口421电连接到第一导电类型侧引线415。第二导电侧电极416通过第二导电侧的接触层(未示出)和形成于层间电介质薄膜(未示出)内的开口422电连接到相应的发光元件412。
发光元件412可按下述常规技术形成：第二导电类型的杂质扩散到第一导电类型(例如n型)的半导体薄膜410的第一导电类型区域413内，由此在各个扩散区内形成发光元件，其中在各个扩散区内，扩散前缘在有源层内形成pn结。
第一导电侧接触415例如连接到连接区域焊盘104(例如图2)，而第二导电侧电极416正如p类型侧接触金属(例如图1)那样连接到公共引线106。第二导电侧电极用作各个发光部分412的独立电极，而第一导电侧接触用作发光元件412各个区块的公共电极。
发光元件412沿箭头A所示的方向直线排列。为了将挡光层420设置成非常靠近发光元件412，挡光层420与半导体薄膜410以距离D交叠。距离D太长会显著地影响半导体薄膜的可靠性。距离D选择为等于或者小于5μm，更优选地等于或者小于1μm。
发光元件通常沿箭头A所示的方向排列，使得正如第五实施例那样，各个发光元件沿与箭头A方向横切的方向置于前一个的前面。
将半导体薄膜和挡光层以等于或者小于5μm的距离设置成相互交叠，防止了挡光层对半导体薄膜可靠性产生负面效果，同时还允许挡光层尽可能靠近发光部分。
第七实施例
图20为示出了相关部分的第七实施例的复合半导体装置450的顶视图。
复合半导体装置450与第六实施例的复合半导体装置400不同之处为挡光层的形状和布置。与第六实施例等价的元件使用相同参考数字表示。因此，重点描述与第六实施例不同的部分。
挡光层451通常沿一行发光元件412延伸并呈梳状，具有从发光元件延伸于第二导电侧电极416上的指状物451a。相邻指状物451a在其间定义狭缝451b。
尽管第七实施例已经结合直线排列的发光元件进行描述，但该发光元件可以布置成使得各个发光元件位于前一个的前面。
通过切掉挡光层的部分使得挡光层呈梳状，这样挡光层作用于芯片的应力可以降低。
第八实施例
图21为示出了相关部分的第八实施例的复合半导体装置500的顶视图。
复合半导体装置500与第七实施例的复合半导体装置450不同之处为，多个半导体薄膜被隔离使得各个半导体薄膜包括相应的发光部分，以及连接到发光元件412的引线按照不同的配置布线。与复合半导体装置450等价的元件使用相同参考数字表示，并省略了对它们的描述。
参照图21，各个半导体薄膜510与其相邻半导体薄膜510分隔开，并包括形成有第一导电侧接触411的相应发光元件412。发光部分412包括第二导电侧接触411，第一导电侧电极531通过形成于层间电介质薄膜(未示出)的开口521电连接到接触411。发光部分412还包括第二导电侧接触，且第二导电侧电极535通过形成于层间电介质薄膜(未示出)的开口522电连接到该接触。电极531和535沿与发光元件412排列方向平行的方向延伸。电极531连接到第一导电侧引线532，电极535连接到第二导电侧引线536。梳状挡光层451通常沿发光部分的排列方向延伸，并包括指状物451a和指状物之间的狭缝451b。
引线532沿与发光元件排列方向基本上垂直的方向在梳状挡光层451下延伸，穿过狭缝451b并远离该发光元件。布线536延伸方向与布线532延伸方向相反。
图22为示出了相关部分的复合半导体装置500第一改进型式的顶视图。参照图22，多组两个半导体薄膜510沿复合半导体装置500的纵向排列，使得半导体薄膜510的一行电极531和一行电极535沿与纵向平行的方向延伸。电极535为各组的半导体薄膜所共用。两个相邻的引线532连接到电极531且在挡光层451下并排延伸。引线536连接到电极535且沿与引线532相反的方向延伸。
图23为示出了相关部分的复合半导体装置500第二改进型式的顶视图。梳状挡光层451通常沿发光元件的排列方向延伸，并包括指状物451a和指状物451a之间的狭缝451b。参照图23，多组两个半导体薄膜510沿复合半导体装置500的纵向排列，使得半导体薄膜510的一行电极531和一行电极535沿与纵向平行的方向延伸。电极535为各组的半导体薄膜所共用。两个相邻的引线532连接到电极531且并排延伸。两个相邻的引线532连接到电极531，且通过狭缝451b在挡光层451下并排延伸。引线536连接到电极535，且沿与引线532平行的方向通过狭缝451b在挡光层451下延伸。
图24为示出了第八实施例的复合半导体装置500的第三改进型式的顶视图。参照图24，多组两个半导体薄膜510沿复合半导体装置500的纵向排列。各组内两个相邻的半导体薄膜510连接到公共电极531或者公共电极535。该两个相邻组之一内的半导体薄膜510之一与该两个相邻组另一个内的半导体薄膜510之一连接到公共电极535或者公共电极531。挡光层451呈梳状，具有在其间定义狭缝451b的指状物451a。挡光层451一般沿一行发光元件412延伸。挡光层451还从发光元件412延伸于引线532上，使得引线532通过狭缝451b在梳状挡光层451下延伸。引线536沿与引线532相反的方向延伸。
图25为示出了第八实施例的复合半导体装置500的第四改进型式的顶视图。参照图25，多组两个半导体薄膜510沿复合半导体装置500的纵向排列。各组内两个相邻的半导体薄膜510连接到公共电极531或者公共电极535。该两个相邻组之一内的半导体薄膜510之一与该两个相邻组另一个内的半导体薄膜510之一连接到公共电极535或者公共电极531。挡光层451呈梳状，具有在其间定义狭缝451b的指状物451a。挡光层451一般沿一行发光元件412延伸。挡光层451还从发光元件412延伸，包括指状物和相邻指状物之间界定的狭缝。引线536与532沿离开挡光层451的方向延伸。
图26为示出了第八实施例的复合半导体装置500的第五改进型式。参照图26，第五改进型式与第四改进型式不同之处为，挡光层451包括在相邻半导体薄膜510之间区域内延伸的延伸区域451c。图22至26的改进型式可以应用于与上面的描述和说明不同的发光元件布置和驱动方法。
如上所述，通过切掉挡光层的部分(狭缝)使得挡光层呈梳状，挡光层作用于芯片的应力可以降低。
第九实施例
图27示出了第九实施例的LED打印头1200。
参照图27，LED打印头包括安装在基底1201上的LED单元1202。第一至第八实施例的复合半导体装置之一安装在LED单元1202的印刷电路板1202e上。图28为示出了LED单元1202的配置的顶视图。复合半导体装置包括沿LED单元1202纵向排列的发光元件和驱动器电路，并用作发光单元1202a。印刷电路板1202e包括其中安装并布线了电子部件的区域1202b和1202c，以及用于将控制信号和电源馈送到发光元件和驱动器电路的连接器1202d。
回来参照图27，杆透镜阵列1203置于发光单元1202a上并聚焦从发光元件发出的光。杆透镜阵列1203包括沿发光单元1202a的该行发光元件(例如图6中的行半导体层312)排列的多个柱形光学透镜。透镜支架1204将杆透镜阵列1203支撑在恰当位置。
透镜支架1204安装成覆盖基底1201和LED单元1202。基底1201、LED单元1202、和透镜支架1204通过夹具1205保持在一起，该夹具通过形成于基底1201内的开口1201a和形成于透镜支架1204内的开口1204a而安装。从LED单元1202发出的光透射穿过杆透镜阵列1203。LED打印头1200用作例如电子照相打印机或电子照相复印机的曝光单元。
如前所述，使用第一至第八实施例的复合半导体装置之一可提供一种高质量和高可靠性的LED打印头。
第十实施例
图29示出了第十实施例的图像形成设备1300的相关部分。
参照图29，图像形成设备1300的四个处理单元1301-1304沿打印介质1305的运输路径1320从运输路径1320的上游到下游排列，并分别形成黄色、洋红色、青色和黑色图像。处理单元的配置基本上相同；为了简化，仅描述青色图像处理单元的工作，其他处理单元按照相似的方式工作。
处理单元1303包括可沿箭头所示方向旋转的感光鼓1303a。充电单元1303b、曝光单元1303c、显影单元1303d、和清洗单元1303e相对于感光鼓1303a的旋转从上游到下游排列置于感光鼓1303a周围。充电单元对感光鼓1303a表面均匀地充电。曝光单元依据打印数据照射感光鼓1303a的带电表面以在感光鼓1303a上形成静电潜像。显影单元将调色剂供给到该静电潜像以形成青色调色剂图像。清洗单元1303e在转印该青色调色剂图像之后除去残余的青色调色剂。感光鼓和处理单元内的辊通过驱动源和齿轮(未示出)被驱动旋转。
纸盒1306置于图像形成设备1300的下部，并保持例如纸的一叠打印介质1305。跳动辊1307置于纸盒1306上，将打印介质1305逐张馈送到运输路径。定位辊1310和1311置于跳动辊1307的下游，校正打印介质1305的歪斜，并相对于处理单元内图像形成的时间关系将打印介质1305前移，同时将打印介质1305保持成夹层关系。跳动辊1307和定位辊1310及1311通过驱动源和齿轮(未示出)驱动旋转。
转印辊1312例如由半导电橡胶材料形成，并在处理单元1301至1304内与感光鼓平行放置。高压施加到转印辊1312以在感光鼓和相应的转印辊1312之间产生电势差，由此将调色剂图像从感光鼓转印到打印介质1305。
固定单元1313包括加热辊和与加热辊接触的压力辊。加热辊和压力辊在其间定义固定点。调色剂图像被熔化成永久图像。打印介质1305随后通过释放辊1314和1315以及夹送辊1316和1317传输到集纸槽1318，同时在释放辊1314和1315以及夹送辊1316和1317之间保持夹层关系。释放辊1314和1315按照联锁的方式由驱动源和齿轮(未示出)驱动旋转。曝光单元1302e采用第九实施例的LED打印头1200。
现在描述前述配置的图像形成设备的工作。跳动辊1307从纸盒1306逐页馈送打印介质1305。定位辊1310和1311与夹送辊1308和1309协作以将打印介质保持成夹层关系，将打印介质1305传输到处理单元1301。随后，记录介质1305按夹层关系保持在感光鼓和转印辊之间而传输穿过处理单元1301。
打印介质1305依次穿过处理单元1302至1304，使得各种颜色的静电潜像由相应的曝光单元形成，由相应颜色的调色剂显影，并依次转印到对准的记录介质1305上。当打印介质穿过固定单元1313时，各种颜色的调色剂图像熔化成全色永久图像。随后，释放辊1314和1315与夹送辊1316和1317协作将打印介质1305释放到集纸槽1318。
如上所述，采用第九实施例的LED打印头提供了一种小尺寸、可靠的图像形成设备。
虽然已经描述了本发明，但显然本发明可以通过许多方式改变。这些变型不应被认为是偏离本发明的精神和范围，对于本领域技术人员而言显而易见的所有这些改进都应落在权利要求书的范围内。

Claims (34)

1.一种复合半导体装置，包括：
半导体薄膜(20)，包括发光元件(28，228，362，412)；
衬底(101)，其上形成有所述半导体薄膜和驱动器电路，所述驱动器电路驱动所述发光元件；
形成于所述衬底(101)上的连接焊盘(103，330)，通过引线键合的所述连接焊盘形成电连接；以及
挡光层(130，230，370，420，451)，形成于所述发光元件和所述连接焊盘之间的区域内，所述挡光层(130，230，370，420，451)防止从所述发光元件发出的光到达连接到所述连接焊盘的引线。
2.根据权利要求1的复合半导体装置，其中所述连接焊盘(103)为多个连接焊盘之一，所述驱动器电路为多个驱动器电路之一。
3.根据权利要求1的复合半导体装置，其中不透明膜(235)形成于所述挡光层(230)和所述发光元件(228)之间的区域内，所述不透明膜(235)对于从所述发光元件发出的光的波长是不透明的。
4.根据权利要求3的复合半导体装置，其中所述不透明膜(235)由金属材料形成。
5.根据权利要求3的复合半导体装置，其中所述不透明膜(235)覆盖所述发光元件的发光区域的一部分。
6.根据权利要求3的复合半导体装置，其中绝缘膜(207)形成于所述不透明膜下方。
7.根据权利要求6的复合半导体装置，其中所述绝缘膜(207)由有机材料形成。
8.根据权利要求1的复合半导体装置，其中所述挡光层(130)为绝缘膜。
9.根据权利要求8的复合半导体装置，其中所述绝缘膜(207)为有机膜。
10.根据权利要求1的复合半导体装置，其中不透明膜(255)形成于所述挡光层(230)上，所述不透明膜(255)对于从所述发光元件发出的光的波长是不透明的。
11.根据权利要求10的复合半导体装置，其中所述不透明膜为金属层。
12.根据权利要求1的复合半导体装置，其中所述半导体薄膜(20)连接到电极，其中所述电极置于所述挡光层(230)和所述发光元件之间，所述电极的一部分(326a)延伸阻挡从所述发光元件发出的光。
13.根据权利要求1的复合半导体装置，其中所述挡光层(130)为黑色。
14.根据权利要求1的复合半导体装置，其中所述半导体薄膜为单晶半导体层。
15.根据权利要求1的复合半导体装置，其中所述发光元件为多个发光元件之一；
其中所述挡光层(451)通常沿一行发光元件(412)延伸，且呈梳状，具有从所述发光部分延伸于第二导电类型侧的所述电极(416)上的指状物(451a)，使得在相邻指状物(451a)之间定义狭缝(451b)，所述指状物(451a)宽度大于所述狭缝(451b)。
16.包括沿一个方向排列的多个发光部分的一种复合半导体装置，包括：
半导体薄膜(20)，其中形成有包括用于发光元件的第一导电接触(23)和第二导电接触(27)的发光元件(28，228，362，412)；
挡光层(230，370，420，451)，阻挡从所述发光元件发出的光；
连接到外部电路的连接焊盘，
其中所述挡光层包括在所述发光元件附近延伸的边缘，并防止从所述发光元件发出的光被形成于所述复合半导体装置上的反射物体所反射。
17.根据权利要求15的复合半导体装置，其中一行所述第一导电接触(23)位于一行所述发光元件内。
18.根据权利要求16的复合半导体装置，其中所述第一导电接触(23)位于与所述挡光层(130)相对的所述发光元件的侧面上。
19.根据权利要求16的复合半导体装置，其中所述发光装置元件包括连接到所述第一导电接触(23)的第一电极和连接到所述第二导电接触(27)的第二电极，一行所述第一电极(23)和一行所述第二电极位于一行所述发光部分内。
20.根据权利要求16的复合半导体装置，其中所述挡光层形成为不交叠所述半导体薄膜。
21.根据权利要求20的复合半导体装置，其中一行所述第一导电接触(23)位于一行所述发光元件内。
22.根据权利要求20的复合半导体装置，其中所述发光元件包括连接到所述第一导电接触(23)的第一电极和连接到所述第二导电接触(27)的第二电极，一行所述第一电极和一行所述第二电极位于一行所述发光部分内。
23.根据权利要求20的复合半导体装置，其中所述第一导电接触(23)位于与所述挡光层(130)相对的所述发光元件的侧面上。
24.一种包括通常排列成行的多个发光部分的复合半导体装置，包括：
半导体薄膜(20)，其中形成有包括用于发光元件的第一导电接触层(361，23)和第二导电接触层(27)的发光元件；
挡光层，阻挡沿一个方向从所述发光元件发出的光；
连接到外部电路的连接焊盘，，
其中所述发光元件沿一个方向排列，使得各个所述发光元件沿所述方向置于前一个发光元件的前面，
其中所述挡光层包括位于所述发光元件附近的边缘，使得所述边缘部分沿横切所述方向的方向置于前一个边缘部分的前面。
25.根据权利要求24的复合半导体装置，其中所述挡光层形成为不交叠所述半导体薄膜。
26.根据权利要求25的复合半导体装置，其中所述第一导电接触(361)包括面向至少所述发光元件的侧面，所述侧面相应于所述移位的发光元件置于前一个的前面。
27.根据权利要求25的复合半导体装置，其中所述挡光层(451)通常沿一行发光元件(412)延伸，且呈梳状，具有从所述发光元件延伸于第二导电侧电极(416)上的指状物(451a)，使得在相邻指状物(451a)之间定义狭缝(451b)。
28.根据权利要求24的复合半导体装置，其中各个半导体薄膜包括相应于所述挡光层的移位边缘部分置于前一个的前面的侧面。
29.根据权利要求25的复合半导体装置，其中各个半导体薄膜包括相应于所述挡光层的移位边缘部分置于前一个的前面的侧面。
30.根据权利要求24的复合半导体装置，其中所述第一导电接触(361)包括面向至少所述发光元件的侧面，所述侧面相应于所述移位的发光元件置于前一个的前面。
31.一种复合半导体装置，包括：
衬底(101)；
用于平滑所述衬底(101)的表面的平滑膜(111)；
半导体薄膜(20)，其中形成有发光元件，所述半导体薄膜形成为与所述平滑膜接触；
挡光部分，具有一定的高度，使得所述挡光部分阻挡沿从所述发光元件发射的大部分光的角度范围之外的方向发射的光，
其中所述平滑膜厚度大于1μm且等于或小于2μm。
32.根据权利要求31的复合半导体装置，其中所述衬底包括形成于其表面上的金属层(110)，所述平滑膜(111)覆盖所述金属层。
33.一种结合了多个根据权利要求1的复合半导体装置的LED打印头，包括：
支撑(1202e)，支持所述多个复合半导体装置；以及
杆透镜阵列(1203)，将从所述发光元件发射的光聚焦到外部物体上，
其中所述发光元件为发光二极管。
34.一种结合根据权利要求33的所述LED打印头的图像形成设备，其中所述图像形成设备包括：
图像承载主体(1303a)；
曝光单元(1303c)，选择性地照射所述图像承载主体的带电表面以在所述表面上形成静电潜像；以及
显影单元(1303d)，显影所述静电潜像以在打印介质上形成可见图像。
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