CN103258947A - 半导体发光设备、图像显示设备和图像投影仪 - Google Patents

半导体发光设备、图像显示设备和图像投影仪 Download PDF

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铃木贵人
兼藤大志
田中晓士
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Abstract

本发明涉及半导体发光设备、图像显示设备和图像投影仪。一种半导体发光设备包括基板。在基板的表面上形成多条第一电极布线（110）。在基板的表面上形成至少一条第二电极布线（120）。发光部（140、240、340、440）被连接在该多条第一电极布线中的相应一条和该至少一条第二电极布线之间。该发光部包括多个发光元件。

Description

半导体发光设备、图像显示设备和图像投影仪
技术领域
本发明涉及一种半导体发光设备、一种图像显示设备、一种移动终端、一种平视显示设备、一种图像投影仪、一种头戴显示设备和一种成像设备。
背景技术
现有半导体发光设备采用被布置在一维矩阵或者二维矩阵中的多个发光二极管（LED），每一个LED功能用作图像的最小单位即像素。例如，LED在基板上集成，并且被连接到在基板上形成的、作为第一公共电极的布线和作为第二公共电极的布线。LED的每一个芯片处于相应的像素位置。增加这些LED的光功率的一种方式是增加注入的电流量。然而，通过LED和第一和第二布线流动的更大的电流将严重地增加由于其电阻而产生的热量。增加的热量引起LED芯片的内部量子效率降低。因此，最小化热量产生和高效地耗散热量是在防止设备中的温度升高方面的重要因素。日本专利公报No.2002-278481提出一种用于高效地耗散在半导体发光设备中产生的热量的方法。即，通过利用具有粉末形式的金属氧化物诸如氧化铝或者氧化铁来捏制硅酮橡胶或者环氧树脂而制备导热性材料，并且将其在紧密接触中施加到LED芯片，由此高效地耗散在半导体发光设备中产生的热量。
然而，在日本专利公报No.2002-278481中公开的方法遭受以下缺陷。如果发光芯片没有足够的厚度或者发光芯片的表面具有非常良好的可湿性，则导热性材料爬升到发光芯片的上表面，由此阻挡从发光芯片发射的光，因此降低光提取效率。通常使用分配器来施加导热性材料。如果发光芯片被密集地集成，则要求分配器非常准确地分配导热性材料。这增加了制造过程的复杂度，从而可能地降低产品的成品率。
发明内容
本发明被实现用于解决前述缺陷。
本发明的一个目的在于当发光部被驱动以发射要求的光功率时最小化从发光部的热量产生。
一种半导体发光设备包括基板。在基板的表面上形成多条第一电极布线（110）。在基板的表面上形成至少一条第二电极布线（120）。在该多条第一电极布线中的相应的一条和该至少一条第二电极布线之间连接发光部（140、240、340、440）。该发光部包括多个发光元件。
根据在下文中给出的详细说明，本发明进一步的适用性范围将变得清楚。然而，应该理解，详细说明和具体实例虽然指示本发明的优选实施例，但是仅仅通过示意方式给出，因为根据该详细说明，对于本领域技术人员而言，在本发明的精神和范围内的各种改变和修改将变得清楚。
附图说明
根据在以下给出的详细说明和仅仅通过示意方式给出并且因此并非限制本发明的附图，本发明将变得更加全面地得到理解，并且其中：
图1是示意根据第一实施例的半导体发光设备的轮廓的顶视图；
图2是示意发光部的轮廓的顶视图；
图3A是沿着图2中的线S3A-S3A截取的总体截面视图；
图3B是沿着图2中的线S3B-S3B截取的总体截面视图；
图4是示意是对根据第一实施例的发光部的第一修改的发光部的配置的轮廓的顶视图；
图5A是沿着图4中的线S5A-S5A截取的截面视图；
图5B是沿着图4中的线S5B-S5B截取的截面视图；
图6是示意是对根据第一实施例的发光部的第二修改的发光部的总体配置的顶视图；
图7是沿着图6中的线S7-S7截取的截面视图；
图8是示意根据第二修改的发光设备的总体配置的顶视图；
图9是示意根据第二实施例的发光部的轮廓的顶视图；
图10是沿着图9中的线S10-S10截取的截面视图；
图11是示意根据第三实施例的图像显示设备的配置的轮廓的顶视图；
图12是示意图11所示图像显示设备的半导体发光设备的局部等效电路；
图13是示意根据第四实施例的图像显示设备的配置的轮廓的顶视图；
图14是示意在图13所示图像显示设备中使用的半导体发光设备的轮廓的等效电路；
图15A示意当它被打开时的移动终端；
图15B示意当它被对半折叠时的移动终端；
图16是示意根据第六实施例的平视显示设备（HUD）的配置的轮廓的截面视图；
图17示意作为根据第七实施例的图像投影仪的投影仪的配置的轮廓；
图18是示意作为根据第八实施例的成像设备的LED打印机的配置的轮廓的截面视图；
图19是示意头戴显示器（HMD）的配置的轮廓的透视图；并且
图20是示意成像单元的配置的轮廓的透视图；
图21是传统的灯式LED模块的截面视图；
图22是示意传统的灯式LED模块的发光部的轮廓的顶视图；
图23是传统的灯式LED模块的发光部的总体截面视图；
图24A是示意根据第十实施例的灯式LED模块的发光部的灯式LED模块的顶视图；
图24B是发光部的电路符号；
图25是沿着图24A中的线S5-S5截取的LED裸芯片的截面视图；
图26是示意LED模块的轮廓的LED模块的纵向截面视图；
图27是示意对灯式LED模块的发光部的修改的轮廓的纵向截面视图；
图28A是示意根据第十一实施例的发光部的轮廓的顶视图；
图28B是发光部的电路符号；
图29是示出根据第十二实施例的灯式LED模块的轮廓的部分剖切顶视图；
图30是沿着图29中的线S10-S10截取的截面视图；
图31是示出照明设备（即，LED灯）的轮廓的透视剖切视图；
图32A是示意根据对第十二实施例的第一修改的灯式LED模块的顶视图；
图32B是图32A所示灯式LED模块的电路符号；
图33A是示意根据对第十二实施例的第二修改的灯式LED模块的顶视图；
图33B是图33A所示灯式LED模块的电路符号；
图34A是示意根据第二修改的灯式LED模块的顶视图；
图34B是图34A所示灯式LED模块的电路符号；
图35是沿着图34A中的线S15-S15截取的截面视图；
图36是示意根据第十三实施例的LED阵列发光设备的轮廓的顶视图；
图37示意作为根据第十四实施例的成像设备的LED打印机的轮廓；
图38是示意头戴显示器（HMD）的配置的轮廓的透视图；
图39示意作为根据第十五实施例的图像显示设备的HMD的内部结构的轮廓；
图40是对第十六实施例的修改的顶视图；
图41是沿着图40中的线S21-S21截取的截面视图；
图42是沿着类似于图41中的线S21-S21的线截取的截面视图；
图43是采用LED薄膜的LED阵列发光设备的顶视图；
图44A和44B是示意利用根据第十七实施例的图像显示设备实现的移动终端的透视图；
图45示意作为根据第十八实施例的图像显示设备的平视显示（HUD）单元和光路的轮廓；并且
图46示意作为根据第十九实施例的图像显示设备的投影仪的轮廓。
具体实施方式
第一实施例
图1是示意半导体发光设备100的轮廓的顶视图。半导体发光设备100包括基板101、竖直地延伸的多条第一电极布线110、水平地延伸的多条第二电极布线120和多个发光部140。在括号中的附图标记表示在第二实施例中的那些。
在由例如玻璃或者塑料形成的基板101上制造集成电路。可替代地，基板101可以采取导电基板的形式，诸如Si基板或者金属基板，其涂覆有无机绝缘膜诸如SiO2、SiN或者Al2O3或者有机绝缘膜诸如环氧树脂、nobolak或者聚酰亚胺，由此将基板101的表面绝缘。
通过利用光刻、汽相沉积或者溅射在基板101上沉积其主要成分例如为Au或者Al的金属材料而形成第一电极布线110。第一电极布线110的一个部分用作第一电极布线焊盘111。具体地，每一条第一电极布线110的一个部分朝向基板101的外边缘延伸，并且在靠近基板101的周边的位置处具有焊盘111。
类似地，通过利用光刻、汽相沉积和溅射的组合在基板101上沉积其主要成分例如为Au或者Al的金属材料而形成第二电极布线120。每一条第二电极布线的一个部分用作第二电极布线焊盘121。具体地，每一条第二电极布线120的一个部分朝向基板101的外边缘延伸，并且在靠近基板101的周边的位置处具有焊盘121。
层间介电薄膜130在其中第一电极布线110和第二电极布线120交叉的区域处形成，从而将第一和第二电极布线相互电隔离。层间介电薄膜130可以由无机绝缘膜诸如SiO2、SiN或者Al2O3或者有机绝缘膜诸如nobolak树脂、丙烯酸树脂或者聚酰亚胺树脂形成。
发光部140被布置成使得每一个发光部140位于第一电极布线110和第二电极布线120的交叉点处，并且用作图像的最小单位即像素。发光部140具有大于300μm的厚度。每一个发光部140包括串联连接的多个LED，并且被连接在第一电极布线110和第二电极布线120之间。
图2是示意发光部140的轮廓的顶视图。发光部140包括第一管芯接合焊盘141A和141B、第二管芯接合焊盘142、裸芯片LED 143A、143B和143C、第一接合线144和第二接合线145A和145B。第一接合线144用作用于将第一电极布线110连接到在关于通过发光部140的电流流动的最上游端处的裸芯片LED 143A的第一连接。第一管芯接合焊盘141A和141B和第二接合线145A和145B用作用于在相邻的裸芯片LED 143之间连接的第二连接。第二管芯接合焊盘142用作用于将第二电极布线120连接到在关于电流流动的最下游端处的裸芯片LED 143C的第三连接。
通过利用光刻、汽相沉积和溅射的组合在基板101上沉积其主要成分例如为Au或者Al的金属材料而形成第一管芯接合焊盘141A和141B。第一管芯接合焊盘141A和141B不被连接到第一电极布线110、第二电极布线120或者其它管芯接合焊盘。
通过使用光刻与汽相沉积或者溅射的组合，其主要成分为Au或者Al的金属材料在基板上沉积以形成第二管芯接合焊盘142。第二管芯接合142与第二电极布线120连续。例如，当形成第二电极布线120时，第二管芯接合焊盘142在第二电极布线120的端部处形成。
裸芯片LED 143A被置放在第一管芯接合焊盘141A上，裸芯片LED 143B被置放在第一管芯接合焊盘141B上，并且裸芯片LED 143C被置放在第二管芯接合焊盘142上。虽然第一实施例的每一个发光部140包括三个裸芯片LED 143A-143C，但是应该使用至少两个裸芯片LED。
图3A是沿着图2中的线S3A-S3A截取的总体截面视图。图3B是沿着图2中的线S3B-S3B截取的总体截面视图。
参考图3A和3B，裸芯片LED 143A-143C每一个包括至少第一电极143a、第一接触层143b、第一覆层143c、发光层143d、第二覆层143e、第二接触层143f和第二电极143g。裸芯片LED 143A-143C每一个可以在第一电极143a和第二接触层143b之间包括透明导电膜143h，由此允许电流高效地扩散。
能够利用已知金属有机化学汽相沉积（MOCVD）或者分子束外延（MBE）来生长裸芯片LED 143A-143C的相应半导体层。裸芯片LED 143A-143C可以由氮化物材料或者GaAs材料形成。如果裸芯片LED 143A-143C由氮化物材料形成，则第一接触层143b可以由例如p-GaN形成。第一覆层143c可以由p-AlxGa1-xN（0≦x≦1）形成。发光层143d可以具有其中多个量子阱被堆叠的多量子阱结构（MQW），每一个量子阱包括由InyGa1-yN（0≦y≦1）形成的阱层和由InzGa1-zN（0≦z≦1）形成的势垒层。第二覆层143e可以由n-Alx1Ga1-x1N（0≦x1≦1）形成，并且第二接触层143f可以是n-GaN。透明导电膜143h可以由铟锡氧化物（ITO）或者铟锌氧化物（IZO）形成。
如果裸芯片LED 143A-143C由GaAs材料形成，则第一接触层143b可以由例如p-GaP、（AlyGa1-y）y1In1-y1Asy2P1-y2或者（AlzGa1-z）z1In1-z1Asz2P1-z2形成。第一覆层143c可以由p-（AlxGa1-x）x1In1-xAsx2P1-x2（0≦x，x1≦1，x+x1=1，0≦x2≦1）形成。发光层143d可以具有其中多个量子阱被堆叠的多量子阱结构（MQW），每一个量子阱包括由（AlyGa1-yAs）y1In1-y1P（0≦y，y1≦1，y+y1=1）形成的阱层和由（AlzGa1-z）z1In1-z1P（0≦z，z1≦1，z+z1=1）（0≦z，z1≦1，z+z1=1）形成的势垒层。第二覆层143e可以由n-（AlwGa1-w）w1In1-w1Asw2P1-w2（0≦w，w1≦1，w+w1=1，0≦w2≦1）形成，并且第二接触层143f可以是n-GaAs。透明导电膜143h可以由ITO或者IZO形成。
在晶圆过程已经完成之后，在晶圆上执行切割过程或者解理过程，由此获得各个裸芯片，即，裸芯片LED 143A-143C。
裸芯片LED 143A的第二电极143g被管芯接合到第一管芯接合焊盘141B。使用导电膏执行管芯接合：裸芯片LED 143A的第二电极143g被管芯接合到第一管芯接合焊盘141A，裸芯片LED 143B的第二电极143g被管芯接合到第二管芯接合焊盘141B，并且裸芯片LED 143C的第二电极143g被管芯接合到第二管芯接合焊盘142。因此，相应的第二电极143g被电连接到相应的第二管芯接合焊盘。第一接合线144将第一电极布线110和裸芯片LED 143A的第一电极143a电连接。第二接合线145A和145B分别在第一管芯接合焊盘141A和141B与裸芯片LED 143B和143C的第一电极143a之间电连接。由多个发光元件或者发光二极管（LED）构成的发光部140被如上所述地配置。
如上所述，半导体发光设备100采用发光部140，每一个发光部140由串联连接的多个LED构成。在减小由串联连接的LED和布线的电阻产生的热量方面，这种配置是有效的。在减小由驱动发光设备100的驱动电路产生的热量方面，这种配置也是有效的。因此，可以在结合这种驱动电路和半导体发光部140的集成电路中最小化热量产生。结合发光部140的半导体发光设备100实现了其中由发光设备和驱动电路产生的热量被最小化的半导体发光设备。因此，第一实施例改进了发光部140的亮度并且延长了它的寿命。
图4是示意是对发光部140的第一修改的发光部240的配置的轮廓的顶视图。发光部240包括裸芯片LED 243A-243C、第一接合线144、第二接合线245A和245B和第三接合线246。发光部240具有大于300μm的厚度。图5A是沿着图4中的线S5A-S5A截取的截面视图。图5B是沿着图4中的线S5B-S5B截取的截面视图。第一接合线144用作连接第一电极布线110和在关于通过发光部240的电流流动的最上游端处的裸芯片LED 243A的第一连接。第二接合线245A和245B用作连接在相邻的裸芯片LED 243A-243C之间的第二连接。第三接合线246用作连接第二电极布线120和在关于电流流动的最下游端处的裸芯片LED 243C的第三连接。
参考图5B，裸芯片LED 243A-243C每一个包括全部在基板101上形成的第一接触层243b、第一覆层243c、发光层243d、第二覆层243e和第二接触层243f。在处于将在其中形成第二电极243g的区域中的第一接触层243b、第一覆层243d和第二覆层243e上执行干法蚀刻或者湿法蚀刻，由此暴露第二接触层243f。第二电极243g然后在第二接触层243f的暴露表面上形成。由于蚀刻而被暴露的第一接触层243b、第一覆层243c、发光层243d和第二覆层243e的侧表面受到SiO2、SiN或者Al2O3的保护薄膜243i保护。保护薄膜243i可以通过溅射或者等离子体化学汽相沉积而形成。透明导电膜243h在台形区域的上表面上形成并且第一电极243a在透明导电膜243h上形成。因此，裸芯片LED 243A-243C每一个具有面向上的第一电极243a和第二电极243g。
第一接合线144将第一电极布线110电连接到裸芯片LED 243A的第一电极243a。第二接合线245A将裸芯片LED 243A的第二电极243g电连接到裸芯片LED 243B的第一电极243a。第二接合线245B将裸芯片LED 243B的第二电极243g电连接到裸芯片LED 243C的第一电极243a。第三接合线246将裸芯片LED 243C的电极243g电连接到第二电极布线120。如上所述，能够配置包括多个串联连接的LED的发光部240。
不像在图2和3中示意的发光部140，可以在不形成第一管芯接合焊盘141A和141B与第二管芯接合焊盘142的情况下在基板101上形成发光部240的裸芯片LED 243A-243B。接合布线144、245A、245B和246被直接地连接到在裸芯片LED 243A-243C上形成的第一电极243a和第二电极243g，从而裸芯片LED 243A-243C可以被串联连接。
图6是示意是对发光部140的第二修改的发光部340的总体配置的顶视图。图7是沿着图6中的线S7-S7截取的截面视图。发光部340包括第一结合焊盘341、第二结合焊盘342A和342B、裸芯片LED 343A-343C、第三结合焊盘347和凸点348A-348F。发光部340具有大于300μm的厚度。第一结合焊盘341和凸点348A用作将第一电极布线110连接到关于通过发光部340的电流流动位于最上游端处的裸芯片LED 343A的第一连接。第二结合焊盘342A和342B和凸点348B-348E用作连接相邻的裸芯片LED 343A-343C的第二连接。第三结合焊盘347和凸点348F用作将第二电极布线120连接到在关于电流流动的最下游端处的裸芯片LED 343C的第三连接。
通过使用光刻与汽相沉积或者溅射的组合，其主要成分为Au或者Al的金属材料在基板101上沉积以形成第一结合焊盘341。第一结合焊盘341与第一电极布线110连续。例如，当形成第一电极布线110时，第一结合焊盘341在第一电极布线110的端部处形成。
通过使用光刻与汽相沉积或者溅射的组合，其主要成分为Au或者Al的金属材料在基板101上沉积以形成第二结合焊盘342A和342B。第二结合焊盘342A和342B不与第一电极布线110、第二电极布线120和其它结合焊盘连续。
通过使用光刻与汽相沉积或者溅射的组合，其主要成分为Au或者Al的金属材料在基板上沉积以形成第三结合焊盘347。第三结合焊盘347与第二电极布线120连续。例如，第三结合焊盘347在第二电极布线120的端部处形成。
参考图7，裸芯片LED 343A-343C每一个包括在生长基板343j上形成的第一接触层343b、第一覆层343c、发光层343d、第二覆层343e和第二接触层343f。在将在其中形成第二电极343g的区域中的第一接触层343b、第一覆层343c、发光层343d和第二覆层343e通过干法蚀刻或者湿法蚀刻进行蚀刻从而第二接触层343f被暴露。第二电极343g在暴露的第二接触层343f上形成。由于蚀刻而被暴露的第一接触层343b、第一覆层343c、发光层343d和第二覆层343e的侧表面受到SiO2、SiN或者Al2O3的保护薄膜343i保护。保护薄膜343i可以通过溅射或者等离子体化学汽相沉积而形成。第一电极343a在台形区域的上表面上形成。
通过倒装芯片接合，裸芯片LED 343A的第一电极343a经由传导凸点348A而被电连接到第一结合焊盘341A。
通过倒装芯片接合，裸芯片LED 343B的第二电极343g经由传导凸点348B而被电连接到第二结合焊盘342A。
通过倒装芯片接合，裸芯片LED 343B的第一电极343a经由传导凸点348C而被电连接到第二结合焊盘342A。
通过倒装芯片接合，裸芯片LED 343B的第二电极343g经由传导凸点348D而被电连接到第二结合焊盘342B。
通过倒装芯片接合，裸芯片LED 343C的第一电极343a经由传导凸点348E而被电连接到第二结合焊盘342B。
通过倒装芯片接合，裸芯片LED 343C的第二电极343g经由传导凸点348F而被电连接到第三结合焊盘347。
前述配置的发光部340要求从裸芯片LED 343A-343C的背侧取出光功率。因此，裸芯片LED 343A-343C的生长基板343j仅仅由氮化物材料诸如透光的蓝宝石基板形成。前述配置的裸芯片LED 343A-343C无任何阻挡所发射光的电极，因此具有高的光提取效率。
图8是示意根据对发光设备100的第二修改的发光设备200的总体配置的顶视图。半导体发光设备200包括基板101、多条第一电极布线210、沿着一定方向延伸的第二电极布线220和多个发光部140。
图1所示半导体发光设备100具有被布置在二维区域中的发光部140，而图8所示半导体发光设备200具有被布置在一维区域中的发光部140。
第一电极布线210的一个部分用作第一布线焊盘211。具体地，第一电极布线210延伸接近于而不达到基板101的周边，从而第一电极布线210的端部是第一电极布线焊盘211。类似地，第二电极布线220的一个部分用作第二电极布线焊盘221。具体地，第二电极布线220延伸接近于而不达到基板101的周边，从而第二电极布线220的端部是第一电极布线焊盘221。
第二实施例
回过来参考图1，根据第二实施例的半导体发光设备400包括基板101、沿着列方向延伸的多条第一电极布线110、沿着行方向延伸的多条第二电极布线120和被布置在矩阵中的多个发光部440。第二实施例在发光部440的配置方面不同于第一实施例。
图9是示意根据第二实施例的发光部440的轮廓的顶视图。发光部440包括薄膜LED 443A-443C、第一结合布线450、第二结合布线451A和451B和第三结合布线452。图10是沿着图9中的线S10-S10截取的截面视图。
第一结合布线450用作将第一电极布线110连接到在关于通过发光部440的电流流动的最上游端处的薄膜LED 443A的第一连接。第二结合布线451用作将相邻的薄膜LED 443A-443C连接到一起的第二连接。第三结合布线452用作将第二电极布线120连接到在关于电流流动的最下游端处的薄膜LED 443C的第三连接。
参考图10，薄膜LED 443A-443C每一个包括第一电极443a、第一接触层443b、第一覆层443c、发光层443d、第二覆层443e、第二接触层443f和第二电极443g。即，薄膜LED 443A-443C的层结构与图4和5所示裸芯片LED 240的层结构相同。
薄膜LED 443A-443C例如被切割成具有等于或者小于10μm的厚度的各个芯片。薄膜LED 443A-443C优选地具有小于5μm的厚度。薄膜LED 443A-443C在生长基板上形成并且然后通过或者从它的背侧研磨基板或者从基板释放薄膜LED而被从生长基板移除。
能够通过从后表面打磨生长基板从而仅仅保留薄膜LED而进行研磨。能够以以下方式进行释放。如果生长基板由对Nd-YGA激光器的第四阶谐波（λ=266nm）透明的蓝宝石形成，则可以采用已知的激光剥离方法来烧灼在生长基板和薄膜LED 443A-443C之间的界面，由此释放薄膜LED 443A-443C。如果生长基板是GaAs基板，则在生长基板上形成牺牲层并且然后通过外延生长在牺牲层上形成薄膜LED 443A-443C。干法蚀刻或者湿法蚀刻在半导体层上被执行至牺牲层在此处被暴露的深度。牺牲层然后优先地被蚀刻掉，由此从生长基板释放薄膜LED 443A-443C。牺牲层可以由AlAs形成并且蚀刻剂可以是氢氟酸（HF）。可以例如利用环氧粘结剂或者分子间作用力将薄膜LED 443A-443C联结到基板101。
第一结合布线450将第一电极布线110电连接到薄膜LED 443A的第一电极443a。第二结合布线451A将薄膜LED 443A的第二电极443g电连接到薄膜LED 443B的第一电极443a。第二结合布线451B将薄膜LED 443B的第二电极443g电连接到薄膜LED 443C的第一电极443a。第三结合布线452将薄膜LED 443B的第二电极443g电连接到第二电极布线120。
电桥绝缘膜453在基板101上形成，并且能够通过光刻成形的材料在绝缘膜453上形成，由此形成结合布线450、451A和451B。用于电桥绝缘膜453的材料包括光敏nobolak树脂、光导丙烯酸树脂、光导Freon树脂或者光敏聚酰亚胺。还可以通过包括蚀刻的过程形成结合布线450、451A和451B。
如上所述，如与第一实施例相反地，第二实施例并不使用引线接合或者倒装芯片安装来将第一电极布线110，薄膜LED 443A、443B和443C与第二电极布线120互连。替代地，如下地形成电桥绝缘布线453和结合布线450、451A、451B和452：首先在基板上形成薄膜电极层。然后或者通过光刻和汽相沉积的组合或者通过光刻和溅射的组合将薄膜电极层成形为各条布线。
在第一实施例中使用的引线接合和倒装芯片安装在实现密集集成电路中是有害的。替代在第一实施例中使用的引线接合或者倒装芯片安装，第二实施例采用在微型制造中有利的光刻，由此实现比根据第一实施例的半导体发光设备100更高清晰度的图像。
第三实施例
图11是示意根据第三实施例的图像显示设备500的配置的轮廓的顶视图。图像显示设备500包括根据第一实施例的半导体发光设备100、驱动发光设备100以显示图像的驱动设备550和电源551。
驱动设备550向被连接到将被通电的LED或者像素的第一电极布线焊盘111之一供应信号电压，并且将第二电极布线焊盘121中的相应一个连接到接地，由此使得LED发射光。驱动设备550顺序地向所有的第一电极布线焊盘111供应信号电压从而相应的LED被顺序地通电，由此顺序地扫描成行的LED以形成用于一行的图像。类似地，在第二电极布线焊盘121被顺序地接地时，驱动设备550顺序地向所有的第一电极布线焊盘111供应信号电压，由此水平地从左到右并且竖直地从上到下地扫描由LED形成的m乘n矩阵以完成由LED形成的整个图像。如果图像显示设备500被配置为仅仅显示黑白图像，则每一个像素由发射白光的单一LED实现。如果图像显示设备500被配置为显示单色图像，则每一个像素利用发射红色、绿色或者蓝色光的LED实现。在驱动设备550中的电路可以部分地或者完全地在基板101上集成。
电源551向驱动设备550供应电子电力。
图12是示意图11所示图像显示设备500的半导体发光设备100的电等效电路。发光部140被布置成二维m乘n矩阵， m 不小于2并且 n 不小于2。第一行是最接近于第一电极布线焊盘111的行。第m行是最远离第一电极布线焊盘111的行。第n列是最接近于第二电极布线焊盘121的列。第一列是最远离第二电极布线焊盘121的列。电阻R1是形式为注入的电流通过其朝向第一行中的第一发光部140流动的薄膜布线的第一电极布线焊盘111的电阻。电阻R2是形式为注入的电流通过其从第n列中的第一发光部140流动的薄膜布线的第二电极布线焊盘121的电阻。电阻r1是在一列中的相邻行中的发光部之间的第一电极布线110的电阻。电阻r3是在一行中的相邻列中的发光部之间的第二电极布线120的电阻。要指出，电阻r1还存在于第一行中并且电阻r3还存在于第m列中。越过每一个裸芯片LED 143A、143B或者143C施加驱动电压Vf以将电流I注入其中。图12示出串联连接的三个裸芯片LED 143A-143C。因此，用于这些裸芯片LED 143A-143C的串联连接的驱动电压是3×Vf。
在图12中，假定所有的裸芯片LED 143被同时地通电。在矩阵的第m行和第一列处的发光部140要求在矩阵中的所有裸芯片LED的最高驱动电压。
Vmax=I（R1+mr1+r2）+3Vf+n（n+1）Ir3/2+nIR2…（1）。
相反，在第一行和第 n 列处的发光部140要求在矩阵中的所有裸芯片LED的最低驱动电压Vmin。
Vmin=I（R1+r1+r2）+3Vf+nI（r3+r2）…（2）。
电源551应该能够供应足够高以供应电力的电源电压，假设LED之一要求最高驱动电压Vmax。然而，在Vmax和Vmin之间的差异越大，被供应到具有Vmin的LED的电力越大。因此，在Vmax和Vmin之间的差异应该是尽可能小的以高效地利用所供应的电力。
通过使用多个裸芯片LED 143A-143C的串联连接，半导体发光设备100在更小的电流下提供足够的亮度，从而大大地减小注入电流I。结果，在Vmax和Vmin之间的差异能够更小，因此从驱动设备550获取的电力能够更小。例如，如果驱动设备550部分地或者完全地在基板101上集成，则能够大大地减小从驱动设备550产生的热量。因此，在不降低发光部140的特性的情况下，发光部140能够提供高亮度和长寿命。
虽然第三实施例采用根据第一实施例的半导体发光设备100，但是还可以采用根据第二实施例的半导体发光设备400。
第四实施例
图13是示意根据第四实施例的图像显示设备600的配置的轮廓的顶视图。图像显示设备600包括图8所示半导体发光设备200、驱动半导体发光设备200的驱动设备650和电源651。
等效电路包括沿着一个维度排列的 n （n等于或者大于2）个发光部140。第一列最远离第二电极布线焊盘221并且第n列最靠近第二电极布线焊盘221。驱动设备650被连接到第一电极布线焊盘211和第二电极布线焊盘221。驱动设备650顺序地向LED的第一电极布线焊盘211供应信号，并且将第二电极布线焊盘221连接到接地，由此通过发光部顺序地供应电流以形成一行的图像。类似地，顺序地通过所有的行供应电流，由此从左到右水平地扫描半导体发光设备200以完成半导体发光设备200的一帧的图像。如果图像显示设备600是黑白图像显示设备，则每一个发光部140为每一个相应的像素发射光。如果图像显示设备600是单色图像显示设备，则每一个发光部140用作发射红色、绿色和蓝色光中的相应的一种的像素。换言之，发射红色、绿色或者蓝色光的LED 140被排列为形成成行的红色像素、绿色像素或者蓝色像素。在驱动设备650中的电路可以部分地或者完全地在基板101上集成。
电源650向驱动设备650供应电力。
图14是示意在图13所示图像显示设备600中使用的半导体发光设备200的轮廓的电等效电路。电阻R1是形式为注入的电流I通过其朝向第一行中的第一发光部140流动的薄膜布线的第一电极布线焊盘111的电阻。电阻R2是形式为注入的电流I通过其从第 n 列中的第一发光部140流动到第二电极布线焊盘221的薄膜布线的第二电极布线焊盘121的电阻。电阻r2是在相邻的列中的发光部之间的第二电极布线120的电阻。要指出，电阻r1是三个发光元件（LED）的串联连接的合成电阻。越过每一个裸芯片LED 143A、143B或者143C施加驱动电压Vf以将电流I注入其中。图13示出串联连接的三个裸芯片LED 143A-143C。因此，用于这些裸芯片LED 143A-143C的串联连接的驱动电压是3×Vf。
在图13中，假定所有的裸芯片LED 143被同时地通电。在矩阵的第一列处的发光部140要求在矩阵中的所有裸芯片LED的最高驱动电压。
Vmax=I（R1+r1）+3Vf+n（n+1）Ir2/2+nIR2…（3）。
相反，在第n列处的发光部140要求在矩阵中的所有裸芯片LED的最低驱动电压Vmax。
Vmin=I（R1+r1）+3Vf+nI（r2+R2）…（4）。
电源651应该能够供应足够高以向每一个发光部140供应电力的电源电压，假设LED之一要求最高驱动电压Vmax。在Vmax和Vmin之间的差异越大，被供应到具有Vmin的LED的电力越大。因此，在Vmax和Vmin之间的差异应该是尽可能小的以高效地利用所供应的电力。
通过使用多个裸芯片LED 143A-143C的串联连接，即使在更小的电流下，半导体发光设备200也提供足够的亮度，从而大大地减小注入电流I。结果，在Vmax和Vmin之间的差异能够更小，因此从驱动设备550获取的电力能够更小。例如，如果驱动设备650部分地或者完全地在基板101上集成，则能够大大地减小从驱动设备650产生的热量，因此由整个系统产生的热量更小。因此，在不降低其特性的情况下，发光部140能够提供高亮度和长寿命。
虽然第四实施例采用根据对第一实施例的修改的半导体发光设备200，但是还可以采用其中光元件440被布置在一维区域中的、根据第二实施例的半导体发光设备。
第五实施例
图15A和15B是根据第五实施例的移动终端700的透视图。图15A示意当它被打开时的移动终端700。图15B示意当它被对半折叠时的移动终端700。移动终端700包括根据第三实施例的图像显示设备500或者根据第四实施例的图像显示设备600。
移动终端700包括主监视器701和辅助监视器702。主监视器701通常显示有关拨号操作、地址簿、电子邮件的版本和内容、互联网内容的浏览和1seg（One Seg）的接收的信息。辅助监视器702显示时间、入射无线电波的状况和有关呼入的部分信息。能够利用图像显示设备500或者600实现主监视器701和辅助监视器702。
经常在室外使用移动终端700。如果主监视器701和辅助监视器702具有不足的亮度，则它们的可视性不良，从而使得有必要在用户能够正确地阅读所显示的信息之前阻挡环境光进入。当主监视器701和辅助监视器702是传统的液晶显示器（LCD）时，如果背光输出增加以试图增加亮度，则功耗也将增加，从而导致热量显著地增加。采用图像显示设备500或者600在大大减小的注入电流量下增加了亮度，因此降低热量。因此，LED的亮度能够整体上增加而不牺牲LED的光提取效率。另外，产生的、更小的热量较小地影响LED周围的其它电路。
如上所述，利用根据第三实施例的图像显示设备500或者根据第四实施例的图像显示设备600实现主监视器723和辅助监视器702在还提供足够的亮度时减小了由发光部140或者440和布线中的串联电阻产生的热量。还能够大大地降低由驱动设备550和650产生的热量从而能够大大地减小在带有在基板101上集成的驱动设备550或者650的设备中产生的热量。结果，当使用图像显示设备500或者600时，即使在室外使用该设备，也能够在减小的热量下获得足够的亮度，因此改进亮度特性和可用寿命。
第六实施例
图16是示意根据第六实施例的平视显示设备（HUD）800的配置的轮廓的截面视图。HUD 800包括采用根据第三实施例的图像显示设备500或者根据第四实施例的图像显示设备600的HUD光源801。HUD设备800还包括作为投影仪的凹面镜802。
HUD光源801位于距凹面镜802比凹面镜的焦距更短的距离处。凹面镜802的放大率由HUD光源801相对于凹面镜802的位置确定。
凹面镜802通过透明盖803在汽车的挡风玻璃810上投影从HUD光源801发射的图像的放大图像，挡风玻璃810继而将该放大图像反射到观察者811的眼睛中，从而观察者811能够看见虚拟的正像。
图16所示附图标记804A-804C表示从HUD光源到观察者811的眼睛的光路。挡风玻璃810从凹面镜802反射虚拟正像，由此形成虚拟倒像。因此，光源801被设计成发射倒像从而观察者能够看见放大正像。观察者在挡风玻璃810后面看见虚像812。
如上所述，在当电流被注入LED中以获得所期亮度时最小化产生的热量方面，采用根据第三实施例的图像显示设备500或者根据第四实施例的图像显示设备600是有效的。因此，在防止周围集成电路受到所产生的热量影响时，可以有效地增加亮度而不牺牲LED光提取效率。进而，热沉可以更小或者得到简化。传统上，HUD是昂贵的并且可以仅仅在豪华车上安装，因为它要求相对大的仪表板。然而，根据第六实施例的HUD要求相对小的空间并且因此可以被安装在具有相对小的仪表板的经济车上。根据第六实施例的HUD 800能够小于传统的HUD，从而作为汽车中的附件实现弹出式HUD。
如上所述，可以在相对小的电流下获得所期亮度水平从而在发光部140和第一和第二电极布线120中的电阻中产生的热量可以大大地减小。这使得在分别驱动图像显示设备500和600的驱动设备550和650中产生的热量减小。因此，HUD 800能够独立于环境条件在最小热量产生下显示生动的图像，由此提供改进的亮度特性和长的寿命。减小的热沉尺寸导致减小的HUD 800尺寸，从而使得HUD 800不受HUD 800被安装至的仪表板的尺寸影响。
图17示意作为根据第七实施例的图像投影仪900的投影仪900的配置的轮廓。投影仪900包括根据第三实施例的图像显示设备500或者根据第四实施例的图像显示设备600。
投影仪900包括红色图像光源901R、绿色图像光源901G、蓝色图像光源901B、交叉二向色棱镜902和透镜903。交叉二向色棱镜902和透镜903构成将分别从红色、绿色和蓝色光源901R、901G和901B发射的红色、绿色和蓝色光投影到屏幕上的投影部。
红色、绿色和蓝色光源901R、901G和901B采用将相应颜色的光发射到屏幕上的图像显示设备500或者600。
图像显示设备901R、901G和901B被置放成面对交叉二向色棱镜902的相应的表面。交叉二向色棱镜902沿着沿其投影图像的方向引导从图像显示设备901R、901G和901B发射的图像，由此将相应颜色的图像合成为全彩色图像。透镜903沿着沿其将图像投影到屏幕上的方向位于二向色棱镜902前面。透镜903确定从交叉二向色棱镜902发射的彩色图像的放大率和焦点，并且在屏幕上形成该图像。
利用根据第三实施例的图像显示设备500或者图像显示设备600实现的图像显示设备901R、901G和901B能够在仍然提供所期亮度水平时在最小热量产生下产生全彩色图像。这改进了LED的光提取效率，防止周围电路受到所产生的热量影响。热沉可以更小，从而在减小投影仪900的总体尺寸方面是有效的。因此，投影仪900可以小于传统的投影仪并且可以实现便携式投影仪。
如上所述，可以在相对小的电流下获得所期亮度水平从而可以大大地减小在发光部140和第一和第二电极布线120的电阻中产生的热量。这导致在分别驱动图像显示设备500和600的驱动设备550和650中产生的热量减小。因此，投影仪900能够独立于环境条件在最小热量产生下显示生动的图像，由此提供改进的亮度特性并且延长投影仪900的寿命。减小的热沉尺寸导致投影仪900的减小尺寸，从而实现不受平视显示器被安装至的仪表板的尺寸约束的平视显示器。
已经根据被配置为显示单色图像的图像显示设备500或者600描述了第七实施例。然而，如果图像显示设备500和600将要显示全彩色图像，则不要求交叉二向色棱镜902。
第八实施例
图18是示意作为根据第八实施例的成像设备的LED打印机1000的配置的轮廓的截面视图。
LED打印机1000包括沿着介质1020的输送路径1021一前一后地布置的四个过程单元1001Y、1001M、1001C和1001K。该四个过程单元1001Y、1001M、1001C和1001K通过电子照相过程分别形成黄色、洋红色、青色和黑色图像。每一个过程单元包括作为图像载体的光导鼓1002、对光导鼓1002的表面充电的充电单元1003、和选择性地照亮光导鼓1002的被充电表面以形成静电潜像的曝光单元1004。可以利用是对第一实施例的修改的半导体发光源200（图8）实现曝光单元1004。如果LED打印机1000将要打印黑白图像，则半导体发光设备200的每一个发光部140发射对应于将被打印的每一个点的光。如果LED打印机1000将要打印全彩色图像，则相应颜色的过程单元的半导体发光设备200的每一个发光部140发射用于每一个点的光。
LED打印机1000包括向在光导鼓1002的表面上形成的静电潜像供应显影剂的显影装置1005、和在将图像转印到介质1020上之后移除在光导鼓1002的表面上余留的显影剂的清洁装置1006。光导鼓1002沿着由箭头示出的方向被包括驱动源和齿轮的驱动机构（未示出）以旋转方式驱动。纸盒1007容纳一叠介质1020诸如纸张。进纸（hopping）辊1008将介质1020一张接一张地进给到输送路径中。夹送辊1009A和1009B与配准辊1010A和1010B被置放在进纸辊1008下游。夹送辊和配准辊相互配合以校正介质1020的倾斜，并且以与利用光导鼓1002形成图像同步的关系进给介质1020。进纸辊1008与配准辊1010A和1010B以联锁方式被驱动源（未示出）以旋转方式驱动。
转印辊1011被置放成面对相应的光导鼓1002，并且由半导电橡胶材料形成。被施加到转印辊1011和光导鼓的高电压被选择成使得越过每一个转印辊1011和相应的光导鼓1002形成电场。在光导鼓1002上形成的墨粉图像因此借助于该电场而被转印到介质1020上。排放辊1012A-1012D在介质1020上将墨粉图像定影之后排放介质1020。进纸辊1008将介质1020一张接一张地从纸盒1007进给到输送路径中。介质1020经过配准辊1010A和1010B与配准辊1009A和1009B并且然后顺序地通过四个过程单元从而相应颜色的墨粉图像被以配准方式转印到介质上。当介质通过相应的过程单元时，介质1020经过在光导鼓1002和相应的转印辊1011之间的接触区域或者转印点，从而相应颜色的墨粉图像被转印到介质1020上。然后，介质1020通过其中在介质1020上的墨粉图像被定影的定影单元1013。介质1020然后被排放辊1012A-1012D排放到堆叠器1014上。
如与传统的发光设备相比较，是对第一实施例的修改的半导体发光设备200的使用在最小热量产生下改进了曝光单元1014的亮度并且因此增加了打印速度。因此，可以在不牺牲光提取效率的情况下改进亮度。
根据第八实施例，可以大大地减小在发光部140和第一和第二电极布线120的电阻中产生的热量。这导致在驱动半导体光源200的驱动设备中产生的热量减小，从而带有在基板101上集成的驱动设备的设备将不产生大量的热量。亮度特性的改进还将改进LED打印机1000的打印速度并且延长LED打印机的寿命。
第九实施例
图19是示意头戴显示器（HMD）1100的配置的轮廓的透视图。HMD 1100结合根据第四实施例的图像显示设备600（图13）。
HMD 1100包括本体1101、在用户的眼睛前面支撑设备1101的支撑件1103、成像单元1102和反射器1103。
反射器1103位于成像单元1102前面。反射器1103形成从成像单元1102发射的图像的虚拟正像1120从而用户观察到放大的虚像1120。如果反射器1103不是透射性的，则HMD 1100能够是非透射性HMD。如果反射器1103是半透明反射镜，则HMD 1100能够是透射性HMD。
图20是示意成像单元1102的配置的轮廓的透视图。成像单元1102包括图像显示光源1110、扫描镜1111和凸透镜1112。图像显示光源1110产生用于每一行的图像，并且可以利用根据第四实施例的图像显示设备600实现。扫描镜1111被置放在图像显示光源1110上方，并且水平地从左到右并且竖直地从上到下顺序地扫描图像线，由此形成二维图像。凸透镜1112在反射器1103上形成由扫描镜1111产生的二维图像。反射镜1111位于凸透镜1112和凸透镜1112的焦平面之间。调节反射镜1111距凸透镜1112的距离使得能够调节图像的放大因子。
扫描镜111位于凸透镜1112和凸透镜1112的焦平面之间。离开凸透镜1112的光被反射器1103反射，从而用户的眼睛1130看见位于反射器1103后面的放大的虚拟正像1131。图20所示凸透镜1112可以被将功能用作转向镜的凹面镜替代。
图像显示光源1110能够在仍然提供所期亮度水平时在最小热量产生下产生图像。这改进了LED的光提取效率，从而防止周围电路受到所产生的热量影响。热沉还可以更小，从而在减小成像单元1102的总体尺寸方面是有效的，从而HMD 1100可以比传统的投影仪更小和更轻，并且可以实现便携式投影仪。
如上所述，可以在相对小的电流下获得所期亮度水平从而可以大大地减小在发光部140和第一和第二电极布线120中的电阻中产生的热量。这导致在驱动图像显示设备200的驱动设备650中产生的热量减小。因此，可以在结合在基板110上集成的驱动设备650的集成电路中最小化热量产生。因此，HMD 1100改进了发光部140的亮度并且延长了其寿命。而且，热量产生的显著减小使得头戴显示器比传统的设备更小和更轻。
HMD 1100的成像单元1102可以被根据第三实施例的图像显示设备500替代。
第十实施例
{配置}
图21是传统的灯式LED模块1100的截面视图。图22是示意传统的发光部的轮廓的顶视图。图23是传统的发光部的总体截面视图。
图24A是示意灯式LED模块1100的发光部1101的、灯式LED模块1100的顶视图。图24B是发光部1101的电路符号。图25是沿着图24A中的线S5-S5截取的LED裸芯片101的截面视图。图26是示意LED模块1100的轮廓的LED模块1100的纵向截面视图。
参考图24A、24B、25和26，发光部1101包括多个半导体发光元件，即LED 103、LED 104和LED 105、结合布线116和结合布线117。结合布线116和117具有薄膜布线层的形式。
LED 103、104和105在基板112的主表面112a上排列。每一个LED具有阳极电极106和阴极电极114。
结合布线116和117中的每一条将按行排列的相邻LED之一的阴极电极电连接到相邻LED中的另一个的阳极电极。因此，相邻LED优选地被置放成使得相邻LED之一的阴极和相邻LED之另一个的阳极水平并排地定位。相邻LED的顶表面不需要是相互齐平的。
可以在发光部1101内串联连接任何数目的LED。发光部1101可以被以带有多个行和列的矩阵形式布置，每一行包括多个发光部并且每一列包括多个发光部。
参考图25，每一个发光部1101包括串联连接的裸芯片LED 103-105。每一个裸芯片LED包括从上到下按照这个顺序堆叠的透明导电膜106、阳极接触层107、阳极覆层108、发光层109、阴极覆层113、阴极接触层111、绝缘生长基板112。
可以通过已知的金属有机化学汽相沉积（MOCVD）或者分子束外延（MBE）形成LED 103-105的各个半导体层。
透明导电膜106可以由铟锡氧化物（ITO）或者铟锌氧化物（IZO）形成。
阳极接触层107可以由例如p-GaN形成。
阳极覆层108可以由例如p-AlxGa1-xN（0≦x≦1）形成。
发光层109可以具有其中多个量子阱堆叠的多量子阱结构（MQW），每一个量子阱包括由InyGa1-yN（0<y≦1）形成的阱层和势垒层InG1-zN（0≦z≦1）。
阴极覆层113可以由n-Alx1Ga1-x1N（0≦x1≦1）形成。
阴极接触层111可以由n-GaN形成。
基板112可以是绝缘生长基板，例如蓝宝石基板。
可以如下地制造裸芯片LED 1101：在基板112上按照这个顺序形成阴极接触层111、阴极覆层113、发光层109、阳极覆层108、阳极接触层107和透明导电膜106。然后从透明导电膜106向下至阴极覆层113选择性地干法蚀刻这个分层结构，从而阴极接触层111被暴露。留下的结构是发光区域333。
接着，被选择性地蚀刻的结构被进一步干法蚀刻至基板被局部地蚀刻掉的深度，从而LED 103-105的发光区域变成完全地相互独立的各个岛。以此方式，在基板112上的LED 103-105在电气方面完全地相互独立。
接着，通过化学汽相沉积（CVD）或者溅射，由Si、SiO2或者Al2O3形成的层间介电薄膜115在LED 103-105的表面上形成。层间介电薄膜115然后使用CF4进行干法蚀刻或者使用氢氟酸或者热磷酸进行湿法蚀刻，从而阴极接触层111的上表面被暴露。通过组合光刻和汽相沉积或者组合光刻和溅射，阴极电极114被图案化以形成钛和铝的堆叠层（Ti/Al）或者钛、铝、镍和金的堆叠层（Ti/Al/Ni/Au）。
接着，由包含Au或者Al作为主要成分的金属材料形成用于将LED 103的阴极电极114连接到LED 104的透明导电膜106的结合布线116、和用于将LED 104的阴极电极114连接到LED 105的透明导电膜106的结合布线117。通过组合光刻和汽相沉积或者组合光刻和溅射而将结合布线116和117图案化。
在形成结合布线116和117的同时，在层间介电薄膜115上形成阳极电极焊盘118，阳极电极焊盘118具有能够被引线接合到LED 103的透明导电膜106的尺寸。类似地，在层间介电薄膜115上形成阴极电极焊盘119，阴极电极焊盘119具有能够被引线接合到阴极电极114的尺寸。
在如上所述，获得串联连接的该多个LED之后，在晶圆上执行切割过程或者解理过程，由此获得各个裸芯片，即，具有串联连接的多个LED的发光部1101。如在图24A、24B、25和26中所示，使用透明接合树脂127例如环氧树脂或者硅酮，发光部被安装在反射杯122C中，反射杯122在由铁或者铁和铜的合金形成的阴极引线框架122B上形成。阴极引线框架122B可以镀银（Ag），银是高度反射性材料，由此增加反射杯122C的反射效率。
通过使用接合线123，阳极引线框架122A被与具有多个LED的发光部1101的阳极电极焊盘118互连。通过使用接合线124，阴极引线框架122B被与具有串联连接的LED的发光部1101的阴极电极焊盘119互连。
如果灯式LED模块1100将被用作白色光源，则串联连接的蓝色发光二极管被用作发光部（LED）1101并且反射杯122C填充有YAG（钇、铝和石榴石）作为荧光材料125，从而YAG荧光材料将蓝色光转换成黄色光，由此作为蓝色光和黄色光的组合产生白光。如果发光部1101由串联连接的紫外发光二极管形成，则反射杯122C填充有3波长荧光材料作为荧光材料125，由此产生白光。可以使用分配器来填充荧光材料125。
阴极引线框架122B和阳极引线框架122A被容纳在由环氧树脂形成的透镜罩126中，由此提供灯式LED模块1100。
修改
图27是示意对灯式LED模块1100的发光部1101的修改的轮廓的纵向截面视图。虽然已经按照由氮化物材料形成的发光部1101描述了第十实施例，但是发光部1101可以由GaAs材料形成。现在将描述该修改。
该修改在半导体层的配置方面不同于第十实施例。具体地，发光元件132具有由透明导电膜127、阳极接触层128、阳极覆层129、发光层130和阴极覆层131构成的层结构。这个层结构和阴极接触层133与第十实施例相同。该修改进一步包括在层结构和生长基板135之间形成的隔离层134。
正如在基本配置（图25）中那样，该修改的半导体层可以通过已知MOCVD或者MBE生长。透明导电膜127可以由ITO或者IZO形成。阳极接触层128可以由p-GaP形成。阳极覆层129可以由p-AlxGa1-xAs（0≦x≦1）形成。发光层130可以具有其中多个量子阱堆叠的多量子阱结构（MQW），每一个量子阱包括由（AlyGa1-yAs）y1In1-y1P（0≦y，y1≦1，y+y1=1）形成的阱层和由（AlzGa1-z）z1In1-z1P（C≦z z1≦1，z+z1=1）形成的势垒层。覆层131可以由n-Alw2Ga1-wAs（0≦w≦1）形成。隔离层134由例如p-AluGa1-uAs（0≦u≦1）形成。半导体生长基板135可以是p型GaAs基板或者n型GaAs基板。
{第十实施例的操作}
为了使灯式灯式LED模块1100操作，灯式灯式LED模块1100的阳极引线框架122A和阴极引线框架122B分别被连接到被置放在外部主基板上的用于阳极布线的输出端子和用于阴极布线的输出端子。电流经由阳极接合线123被从在外部主基板上构建的电路注入阳极引线框架122A中。因为每一个发光部1101包括带有在其间置入的隔离层134地在绝缘生长基板上形成或者在半导体生长基板上形成的LED 103-105，所以发光部在电气方面相互独立。注入LED 103中的电流通过LED 103、104和105流动，由此使得LED 103、104和105发射光。因此，与传统的单一LED基本相等的电流量有效地产生基本上大三倍的光功率量的光量。
{第十实施例的效果}
可以使用能够通过例如能够实现准确的、高清晰度图案化的光刻而形成的结合布线116和117将LED 103-105串联连接。因此，LED 103-105消除了对于使用否则为了串联连接传统的裸芯片LED将会要求的相对大的接合焊盘的需要，由此大大地、大大地减小芯片尺寸。
在芯片中的多个LED的串联连接大大地减小了管芯接合连接或者引线接合连接的数目，由此简化了安装过程。
从引线接合或者管芯接合的观点，可以大大地缩短在相邻LED之间的距离并且因此高密度封装是可能的，从而允许在反射杯122C中容纳更多的半导体发光元件。因此，即便总体尺寸保持不变，也可以实现具有高光功率的灯式LED模块1100。
如上所述，高密度封装使得在小的区域中约束发光部1101成为可能，从而发光部1101可以位于透镜罩126能够最高效地聚焦从发光部1101发射的光的位置处。因此，灯式LED模块1100可以在不牺牲发光强度分布的情况下提供高的光输出。
该配置还消除了对于将接合线直接地连接到LED的阳极电极的需要，由此在不牺牲光提取效率的情况下如与现有技术相比较实现具有高的光输出的灯式LED模块1100。
如与现有技术相比较，根据第十实施例的发光部（LED）1101的使用实现了具有高的光输出的、小尺寸的灯式LED模块。
第十一实施例
{配置}
图28A是示意根据第十一实施例的发光部201的轮廓的顶视图。图28B是发光部201的电路符号。正如在第十实施例中那样，在半导体基板上形成隔离层，并且在隔离层上形成多个LED 202a-204c。可替代地，该多个LED 202a-202c可以直接地在绝缘基板上形成。在它们被并联互连之前，成组的LED 202a-202c、成组的LED 203a-203c和成组的LED 204a-204c相互完全电隔离。每一组包括串联连接的三个LED。
在制造中，正如在第十实施例中那样，LED 202a-202c、203a-203c和204a-204c使用结合布线来串联连接。阳极电极焊盘212被连接到LED 202a、203a和204a的透明导体薄膜213。类似地，阴极电极焊盘214被连接到LED 202c、203c和204c的阴极电极215。以此方式，能够制造具有并联连接的多组的发光部201，每一组包括串联连接的LED 202a-204c。
发光部201可以由氮化物半导体材料例如GaAs形成。
正如在第十实施例中那样，可以在灯式LED模块1100中容纳发光部（LED）201。
{第十一实施例的效果}
在灯式LED模块中安装发光部201消除了对于否则在传统的裸芯片LED中将会要求的、在LED上形成相对大的接合焊盘的需要，并且使得实现小尺寸芯片成为可能。
在减小接合线和管芯接合焊盘的数目方面，采用串联连接的LED 202a-202c、203a-203c和24a-204c的并联电路是有效的，由此大大地简化制造过程。从引线接合或者管芯接合的观点，可以大大地缩短在相邻LED之间的距离并且因此高密度封装是可能的，从而允许在反射杯122C中容纳更多的半导体发光元件。因此，即便总体尺寸保持不变，也可以实现具有高光功率的灯式LED模块1100。
上述高密度封装使得在小的区域中约束发光部1101成为可能，从而发光部1101可以准确地位于透镜罩126能够最高效地聚焦从发光部1101发射的光的位置处。因此，高密度封装实现了具有高光输出而没有所期光分布的灯式LED模块。
该配置还消除了对于在LED的阳极电极上直接地连接接合线的需要，由此在不牺牲光提取效率的情况下如与现有技术相比较实现具有高光输出的灯式LED模块1100。
采用串联连接的LED 202a-202c、203a-203c和204a-204c的并联电路是有利的，因为如果LED之一变得打开并且未能发射光，则其余两组LED仍然能够发射光，从而防止整个灯式LED模块完全地不能发射光。
如与现有技术相比较，根据第十一实施例的发光部1101的使用在不牺牲光提取效率的情况下实现了具有高光输出的灯式LED模块。
第十二实施例
{配置和操作}
图29是示出根据第十二实施例的灯式LED模块301的轮廓的部分剖切顶视图。图30是沿着图29中的线S10-S10截取的截面视图。图31是示出照明设备（即，LED灯）的轮廓的透视剖切视图。图32A是示意根据对第十二实施例的第一修改的灯式LED模块的顶视图。图32B是图32A所示灯式LED模块的电路符号。图33A是示意根据对第十二实施例的第二修改的灯式LED模块的顶视图。图33B是图33A所示灯式LED模块的电路符号。图34A是示意根据第二修改的灯式LED模块的顶视图。图34B是图34A所示灯式LED模块的电路符号。图35是沿着图34A中的线S15-S15截取的截面视图。
如在图31中所示，LED照明设备300包括在其上支撑灯式LED模块301的电路板303。电路板303被置放在在其中容纳电路的罩体304上。该电路驱动灯式LED模块301。基部305被联结到罩体304的一个端部并且球体306被联结到罩体304的另一端。球体306的光散射效果引起从灯式LED模块301发射的柔和光的辐射，所述光具有宽的发光强度分布。
将参考图32A、32B、33A、33B、34A、34B和35描述用于照明设备的灯式LED模块的基本配置。
如下地制造灯式LED模块301：其主要成分为铝（Al）的金属芯307（图35）的主表面利用明矾石层308和明矾石层309涂覆。明矾石层308利用绝缘粘结层310涂覆。由铜箔形成的阳极电极焊盘311，阴极电极连接焊盘312，发光区域反射金属313在绝缘粘结层310上形成，由此形成基础基板314。阳极电极连接焊盘311和阴极电极连接焊盘312可以镀金以与接合线紧密接触。发光区域反射金属313可以镀银以改进反射效率。此外，具有大约1mm的高度的挡板（bank）315被形成为包围多个裸芯片LED。可以例如通过分配环氧树脂形成挡板315。
多个裸芯片LED 320使用透明接合树脂321而被安装在发光区域反射金属313上。裸芯片LED 320包括带有被置放在其顶部上的透明导电膜的发光区域316、在发光区域316上形成的阳极电极焊盘317和在阴极接触层318上形成的阴极电极焊盘319。该多个裸芯片LED 320使用接合线而被串联互连。该多个裸芯片LED中的第一个的阳极电极焊盘317利用接合线323而被连接到阳极电极连接焊盘311。该多个裸芯片LED中的最后一个的阴极电极焊盘312利用接合线324而被连接到阴极电极连接焊盘312。类似地，其余裸芯片LED 320被互连，由此导致成组的串联连接裸芯片LED 320的并联连接。荧光材料325诸如VAG荧光材料或者3波长荧光材料被分配到由挡板315限定的空间中，由此完成灯式LED模块301。
图33A和33B示意不同于图32A和32B所示的配置。多组裸芯片LED被串联连接，每一组包括串联连接的裸芯片LED。串联连接的组中的第一组的第一裸芯片LED 320的阳极电极焊盘317使用接合线323而被连接到阳极电极连接焊盘311。串联连接的组中的最后一组的最后裸芯片LED 320的阴极电极焊盘319使用接合线324而被连接到阴极电极连接焊盘312，由此连接该多个组从而所有的裸芯片LED都被串联连接。
图29和30示意利用根据第十和第十一实施例的半导体发光元件实现的灯式LED模块301的一个实例。基础基板314可以具有与图32A、32B、33A、33B、34A和34B所示那些相同的配置。根据第十二实施例的多组327裸芯片LED使用透明接合树脂321在基础基板314的发光区域反射金属313上形成。图33A和33B示意五组裸芯片LED，每一组包括五个裸芯片LED。其中多个裸芯片LED被串联连接的这种配置与第十和第十一实施例的那些相同。成组327的裸芯片LED在绝缘基板或者半导体生长基板上形成，使得隔离层被置入裸芯片LED和半导体生长基板之间，从而裸芯片LED被相互电隔离。相应的裸芯片LED使用结合布线328串联连接，由此形成一组327串联连接的裸芯片LED。该组327串联连接的裸芯片LED的阳极电极焊盘329使用接合线323而被连接到在基础基板314上形成的阳极电极连接焊盘311。在裸芯片LED上形成的阴极电极焊盘330使用接合线324而被连接到在基础基板314上形成的阴极电极焊盘312。荧光材料325被引入到由挡板315限定的空间中，由此完成灯式LED模块301。图29示意串联连接的裸芯片LED的并联连接的一个实例。还可以通过将成组的串联连接的裸芯片LED串联连接由此配置单一电流路径而实现这个灯式LED模块301。
图34A和14B示意根据对第十二实施例的第二修改的灯式LED模块301。除了使用继电器电极焊盘331（图12）来制成成组的串联连接的裸芯片LED的并联电路之外，第二修改具有与第十二实施例相同的配置，即，多组串联连接的裸芯片LED的并联连接。
{第十二实施例的效果}
图29和30所示灯式LED模块301采用根据第十和第十一实施例的多个裸芯片LED的串联电路或者成组的串联连接的根据第十和第十一实施例的裸芯片LED的并联电路。这种配置允许在有限的区域中密集地封装多个裸芯片LED，从而实现仍然输出与现有技术等价数量的光输出的小尺寸灯式LED模块301。这个密集封装设备允许大数目的LED位于有限的区域中，由此向灯式LED模块提供高的光输出。
因为在基板上形成的多个裸芯片LED的组327利用能够使用光刻而形成的结合布线328进行互连（图30），所以通过管芯接合和引线接合的互连的数目可以最小化，从而大大地减小裸芯片LED的安装成本。
如在图12中所示，裸芯片LED的并联连接防止了灯式LED模块由于单一LED的失效而完全地不能发射光，因此最小化光输出的变化。
第十三实施例
{配置和操作}
图36是示意根据第十三实施例的LED阵列发光设备402的轮廓的顶视图。
在第十三实施例中，正如在第十和第十一实施例中那样，半导体发光元件可以由氮化物材料或者GaAs材料形成。将关于其中由串联连接的三个LED形成的LED像素401构成一个像素的LED阵列发光设备402描述第十三实施例。是三个串联连接的LED中的第一个并且在它的顶部上具有透明导电膜的发光部403利用接合线而被连接到阳极电极焊盘404。阳极电极焊盘404在发光元件403的附近形成。串联连接的三个LED中的最后LED具有被连接到阴极公共电极焊盘406的阴极电极405。阴极公共电极焊盘406在LED像素401的与阳极电极焊盘404相对的一侧上，并且处于串联连接的三个LED的最后LED的附近。以此方式，LED像素401由串联连接的多个LED形成。多个LED像素401以一维阵列形式排列，即，LED阵列发光设备402。
驱动电路具有阳极输出端子和阴极输出端子，并且驱动LED阵列发光设备402。阳极输出端子被引线接合到LED阵列发光设备402的阳极电极焊盘404。阴极输出端子被引线接合到LED阵列发光设备402的阴极公共电极焊盘406。
根据第十三实施例的LED阵列发光设备402如下地操作：驱动电路从它的阳极输出端子向LED像素401输出电流，该返回电流从阴极公共电极焊盘406流出到驱动电路的阴极输出端子中。该输出电流顺序地一次一个地被馈送到各个阳极电极焊盘404中。
{第十三实施例的效果}
LED阵列发光设备402采用LED像素401，每一个LED像素401由串联连接的多个LED形成。每一个像素的光输出基本与串联连接的LED的数目成比例，从而对于相同数量的电流，三个LED例如产生比单一LED大两倍的光输出。
LED像素401可以被能够由光刻形成的结合布线互连。因此，在点尺寸保持基本不变时在实现密集封装的串联连接LED方面，LED像素401是有效的，从而适合于实现高清晰度LED阵列发光设备402。
如上所述，可以对于与现有技术相同的注入电流量实现具有高光输出和高清晰度的一维LED阵列。
第十四实施例
{配置}
图37示意作为根据第十四实施例的成像设备的LED打印机501的轮廓。LED打印机501采用根据第十三实施例的LED阵列发光设备402。LED打印机501包括四个电子照相过程单元502-505，每一个过程单元形成相应颜色即黄色（Y）、洋红色（M）、青色（C）或者黑色（K）的图像。过程单元502-505沿着介质506的输送路径507一前一后地排列。每一个过程单元包括作为图像载体的光导鼓508、对光导鼓508的表面充电的充电单元509和照亮光导鼓508的被充电表面以形成静电潜像的曝光单元510。充电单元509和曝光单元510被围绕光导鼓508置放。能够利用根据第十三实施例的LED阵列发光设备实现曝光单元510。
LED打印机501还包括向在光导鼓508上形成的静电潜像供应墨粉的显影单元511、和从光导鼓508的表面移除残余墨粉的清洁单元512。光导鼓508沿着由箭头示出的方向被驱动机构和齿轮系以旋转方式驱动。LED打印机501进一步包括容纳一叠介质506的纸盒513、和一张接一张地将介质506进给到输送路径的进纸辊514。配准辊517和518被置放在进纸辊514下游并且分别与夹送辊515和516配合以在夹紧关系中在其间容纳介质506，由此校正介质506的倾斜。进纸辊514与配准辊517和518被未示出的驱动源以旋转方式驱动。
LED打印机501包括与光导鼓508平行并且由半导电橡胶材料形成的转印辊519。光导鼓508和转印辊519接收高电压，通过该高电压，在光导鼓508上的墨粉图像被转印到介质506上。LED打印机501进一步包括相互配合以排放已打印的介质506的一对排放辊520和521与一对排放辊522和523。
{操作}
进纸辊514一张接一张地进给在纸盒513中容纳的介质506。记录介质506按照这个顺序通过配准辊517和518与夹送辊515和516并且然后通过过程单元502-505。在相应的过程单元502-505中，介质506通过在光导鼓508和转印辊519之间的接触区域，从而相应颜色的墨粉图像被以配准方式转印到介质506上。介质506然后通过利用热量和压力来定影墨粉图像的定影单元524。在定影之后，介质506被排放辊520-523排放到堆叠器525上。
{第十四实施例的效果}
对于相同的注入电流量，采用根据第十三实施例的LED阵列发光设备402的曝光单元510具有比现有技术更高的亮度。增加的亮度缩短了对曝光单元要求以形成静电潜像的照明时间，从而增加了LED打印机501的打印速度。
为每一个像素采用根据第十三实施例的串联连接的LED的曝光单元510不仅增加了LED打印机501的打印速度，而且还提供高清晰度打印。
第十五实施例
{配置}
图38是示意头戴显示器（HMD）的配置的轮廓的透视图。HMD包括图像显示单元601、本体602和反射器603。反射器603在光路中位于图像显示单元601前面。反射器603形成从图像显示单元601发射的图像的虚拟正像，从而用户观察被放大的虚像604。如果反射器603不是透射性的，则HMD能够是非透射性HMD。如果反射器603是半透明反射镜，则HMD能够是透射性HMD。
图39示意作为根据第十五实施例的图像显示设备的HMD的内部结构的轮廓。利用LED阵列发光设备402实现了LED发光设备605。扫描镜606被直接地置放在LED发光设备605之上并且扫描一维图像，由此实现二维图像。凸透镜607被置放在被扫描镜606反射的光的路径中。扫描镜606被置放成使得扫描镜606处于凸透镜607和凸透镜607的焦平面之间。因此，调节透镜607相对于扫描镜606的距离允许调节图像的放大因子。
在HMD图像显示单元601内容纳的扫描镜606和凸透镜607引起离开凸透镜607的光形成虚拟正像。反射器603向观察者的眼睛609反射离开凸透镜607的光。结果，观察者的眼睛看见在反射器603后面形成的被放大的虚像604。虽然图39所示HMD采用凸透镜607从而形成放大的虚拟正像，但是还可以使用凹面镜作为转向镜。
{第十五实施例的效果}
在还维持传统LED阵列发光设备的分辨率时，对于相同的注入电流量，结合根据第十三实施例的LED阵列发光设备402的HMD图像显示单元具有比现有技术更高的亮度。
第十六实施例
{配置和操作}
图40和41示意为根据第十六实施例的半导体发光设备使用LED薄膜723的LED裸芯片702的配置。图40是顶视图，并且图41是沿着图40中的线S21-S21截取的截面视图。图42是示意对第十六实施例的修改的轮廓的、沿着类似于图41中的线S21-S21的线截取的截面视图。
将参考图40-42给出LED薄膜723和LED裸芯片702的配置的说明。LED薄膜723包括串联连接的多个LED，并且正如在第十和第十一实施例中那样，由氮化物半导体材料（图41）或者GaAs半导体材料（图42）形成。
参考图41和42，正如在第十和第十一实施例中那样，利用LED薄膜723实现的LED利用结合布线704而被串联或者并联互连。图41所示绝缘接合层705、LED 707、在半导体接合层706上形成的阴极接触层708可以全部被以与第十和第十一实施例相同的方式形成。
参考图41，在已经在例如具有大于大约400μm的厚度的蓝宝石基板（生长基板）上形成全部结构之后，蓝宝石基板可以从它的背侧打磨到绝缘接合层705中，直至其余绝缘接合层705具有几纳米的厚度，由此获得LED薄膜723。LED薄膜723优选地具有不大于5μm的总厚度。因为绝缘接合层705由绝缘材料形成，所以相应的LED 707在电气方面相互独立。
可以如下地形成结合串联连接的LED的LED薄膜723（图42）：
例如，可以在以后蚀刻掉的牺牲层在生长基板上外延生长，并且然后半导体接合层706和然后LED结构在牺牲层上形成。然后使用适合于选择性蚀刻的蚀刻剂选择性地蚀刻掉牺牲层，由此从生长基板移除LED结构。牺牲层可以是AlAs层并且蚀刻剂可以是氢氟酸。隔离层707在半导体接合层706和相应的LED之间形成，从而相应的LED在电气方面相互独立。隔离层707可以由与第十实施例相同的材料形成。
图41所示绝缘接合层705和图42所示半导体接合层706优选地具有用Ppv表达的2nm的表面粗糙度，Ppv被定义为在典型的凸起和凹部之间的差异。
LED薄膜723被安装在主基板709上形成的绝缘涂层膜710上形成的绝缘接合层705和半导体接合层706上。绝缘涂层膜710优选地具有用Ppv表达的2nm的典型的表面粗糙度。LED薄膜723可以利用例如环氧粘结剂而被联结到绝缘涂层膜710。绝缘涂层膜710可以是由例如SiN、SiO2或者Al2O3形成的无机绝缘膜或者由例如聚酰亚胺、丙烯酸、nobolak或者氟基材料形成的有机绝缘膜。
阳极电极连接焊盘711和阴极电极连接焊盘712在利用由其主要成分为Au或者Al的材料形成的绝缘涂层膜710涂覆的主基板709上形成。阳极电极连接焊盘711和阴极电极连接焊盘712能够通过光刻而被选择性地成形。
阳极电极连接焊盘711利用电桥布线713而被连接到多个LED的顶部LED 707。阴极电极连接焊盘712利用电桥布线715而被连接到多个LED中的最后LED 707的阴极电极。电桥布线713和715由其主要成分为Au或者Al的材料形成，并且通过光刻而被选择性地成形。
为了使电桥布线713和715被从绝缘接合层705和半导体接合层706的蚀刻表面或者暴露区域电隔离，电桥布线713和715在由无机材料例如SiN、SiO2或者Al2O3或者有机绝缘材料例如聚酰亚胺或者nobolack形成的电桥层间介电薄膜716和717上形成。
图43是采用LED薄膜723的LED阵列发光设备703的顶视图。阳极公共布线718和阴极公共布线719被形成为形成m乘n矩阵，阳极公共布线718代表列并且阴极公共布线719代表行。由无机材料例如SiN、SiO2或者Al2O3或者有机绝缘材料例如聚酰亚胺或者nobolack形成的层间介电薄膜720在阳极公共布线719和阴极公共布线719的每一个交叉点处形成。阳极公共布线718和阴极公共布线719被形成为延伸到主基板709的周边的附近，在此处公共布线718和719分别具有用作阳极公共布线721和阴极公共布线连接焊盘722的更大区域。LED薄膜723被以矩阵形式置放，从而每一个LED薄膜723处于阳极公共布线719和阴极公共布线719的相应的交叉点并且分别利用电桥布线713和715而被连接到阳极公共布线718和阴极公共布线719。以此方式，获得了采用串联连接的LED薄膜723的LED阵列发光设备703。
阳极公共布线连接焊盘721和阴极公共布线连接焊盘722分别被连接到驱动电路的阳极输出端子和阴极输出端子，由此驱动LED阵列发光设备703。
串联连接的LED薄膜723的采用使得使用电桥布线713和715将LED薄膜连接到已经先前通过在主基板上进行光刻而被成形的阳极电极连接焊盘711和阴极电极连接焊盘712成为可能。换言之，替代在由相对昂贵的化合物半导体材料形成的LED薄膜723上形成相对大的焊盘电极，相对大的阳极电极连接焊盘711和阴极电极连接焊盘712可以在由相对廉价的材料例如硅（Si）形成的主基板709上形成。因此，可以大大地减小材料成本。
芯片尺寸大大地减小的LED可以密集地以二维阵列形式集成，由此如与第十和第十一实施例相对地提供LED阵列发光设备703。
{第十六实施例的效果}
对于相同的注入电流量，采用串联连接的LED作为LED阵列发光设备实现了具有比现有技术更高亮度的LED阵列发光设备。
采用串联连接的LED薄膜以更小的尺寸提供了由相对昂贵的半导体材料形成的串联连接的LED裸芯片。
具有大大地减小的尺寸的裸芯片LED使得能够以二维阵列集成裸芯片LED，由此实现带有高亮度的LED阵列发光设备。
第十七实施例
{配置和操作}
图44A和44B是示意利用根据第十七实施例的图像显示设备实现的移动终端1801的透视图。该图像显示设备采用根据第十六实施例的LED阵列发光设备。用于移动终端1801的图像显示设备的一个实例包括主监视器1802和辅助监视器1803。主监视器1802通常显示有关拨号操作、地址簿、电子邮件的版本和内容、互联网内容的浏览和1seg的接收的信息。辅助监视器1803显示时间、入射无线电波的状况和有关呼入的部分信息。
经常在室外使用移动终端1801。如果主监视器1802和辅助监视器1803具有不足的亮度，则它们的可视性不良，从而使得有必要在用户能够正确地阅读所显示的信息之前阻挡环境光进入。当主监视器1802和辅助监视器1803是传统的液晶显示器（LCD）时，如果背光输出增加以试图增加它们的亮度，则功耗也将增加，从而导致热量显著地增加。采用根据第十六实施例的图像显示设备在大大地减小的注入电流量下增加了亮度。而且，利用串联连接的根据第十六实施例的LED薄膜723实现的LED阵列发光设备的使用使得能够实现带有高亮度和高清晰度的密集封装显示设备。
{第十七实施例的效果}}
第十七实施例使用利用根据第十六实施例的LED阵列发光设备实现的监视器，并且因此实现了带有大大地增加的高光输出的监视器。
串联连接的LED薄膜的使用实现了由相对昂贵的半导体材料形成的小尺寸半导体发光芯片。
第十七实施例实现了尺寸大大地减小的LED芯片，并且因此实现了具有高度封装的二维阵列形式的集成。这导致高清晰度和高亮度的LED阵列发光设备，该LED阵列发光设备具有适合于移动终端的主监视器和辅助监视器的高可视性。
第十八实施例
{配置和操作}
图45示意作为根据第十八实施例的图像显示设备的平视显示（HUD）单元和光路1907的轮廓。HUD单元1901包括LED阵列发光设备并且显示由例如驾驶员在车上观察到的图像。投影倒像的HUD光源设备1902位于作为转向镜的凹面镜1903和凹面镜1903的焦平面之间。凹面镜1903的放大率由在凹面镜1903的焦距内HUD光源设备1902相对于凹面镜1903的位置确定。HUD光源设备1902是具有被布置成矩阵的多个灯式LED模块的LED阵列发光设备，每一个灯式LED模块具有根据第十到第十二实施例中的任何一个的配置。
凹面镜1903将在HUD光源设备1902上显示的图像转换成虚拟正像。虚拟正像通过被置放在HUD单元1901上的透明盖1904，并且被挡风玻璃1905反射到观察者的眼睛中。图像被凹面镜1903反射以在进入观察者的眼睛1906之前变成虚拟正像。为此，HUD投影倒像。因为挡风玻璃905反射放大的虚拟正像，所以驾驶员看到被显示的、是在挡风玻璃1905后面的虚像的图像1908。
{第十八实施例的效果}
因为HUD光源设备1902采用根据第十到第十二实施例的灯式LED模块，所以如与传统的LED阵列发光设备相比较，所期亮度要求的电流量可以大大地减小，因此减小热量产生并且增加亮度而不牺牲光提取效率。
利用第十八实施例实现的高密度封装使得能够显示高清晰度图像。在防止周围集成电路受到所产生的热量影响方面，第十八实施例是有效的。
进而，热沉可以更小或者得到简化。因此，可以使得HUD的总体尺寸更小。传统上，HUD是昂贵的并且可以仅仅在豪华车上安装，因为HUD 1901要求相对大的仪表板。然而，根据第十八实施例的HUD 1901要求相对小的空间并且因此可以被安装在具有相对小的仪表板的经济车上。
根据第十八实施例的HUD单元1901能够小于传统的HUD，从而作为汽车中的附件实现弹出式HUD。
使用串联连接的薄膜LED使得实现由相对昂贵的材料形成的小尺寸半导体发光元件成为可能，由此减小材料成本。
大大地减小的芯片尺寸适合于高密度二维阵列的集成，从而实现高清晰度LED阵列发光设备。因此，这种LED阵列发光设备的使用为图像显示设备提供良好的可视性。
电流量的减小使得更小的热量产生，从而简化并且小型化热沉的结构，使得能够实现小得多的HUD单元。
第十九实施例
{配置和操作}
图46示意作为根据第十实施例的图像显示设备的投影仪2001的轮廓。投影仪2001采用LED阵列发光设备，并且在其中结合交叉二向色棱镜2002。分别用于红色图像、蓝色图像和绿色图像的LED阵列发光设备2003、2004和2005被置放成面对交叉二向色棱镜2002的光入射表面。每一个LED阵列发光设备包括被布置成矩阵的多个灯式LED模块。灯式LED模块具有根据第十到第十二实施例的灯式LED模块的配置。交叉二向色棱镜2002沿着沿其投影图像的方向（在图46中向上）引导从LED阵列发光设备2003、2004和2005发射的图像，由此将相应颜色的图像合成为全彩色图像。透镜2006确定从交叉二向色棱镜902发射的彩色图像的放大率和焦点，并且在屏幕上形成图像。
{第十九实施例的效果}
根据第十到第十二实施例的灯式LED模块的矩阵布置在大大地减小注入的电流时提供所期亮度，从而能够在维持LED的光提取效率时以改进的亮度显示图像。
在防止周围集成电路受到所产生的热量影响方面，利用第十实施例实现的投影仪是有效的，从而要求小尺寸和简化的热沉，因此投影仪的尺寸大大地减小。
采用其中多个薄膜LED被串联连接的灯式LED模块的第十实施例使得实现适合于实现高亮度、高清晰度图像显示设备的高密度灯式LED模块成为可能。灯式LED模块的这种配置减小了相对昂贵的半导体材料的使用量，因此减小了材料成本。
如此描述了本发明，将会清楚，本发明可以用很多方式改变。这种改变不应被视为偏离本发明的范围，并且如对于本领域技术人员而言将会清楚的所有这种修改旨在被包括于所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种半导体发光设备，包括：
基板；
在所述基板的表面上形成的多条第一电极布线（110）；
在所述基板的表面上形成的至少一条第二电极布线（120）；
在所述多条第一电极布线中的相应的一条和所述至少一条第二电极布线之间连接的发光部（140、240、340、440），所述发光部包括串联连接的多个发光元件。
2.根据权利要求1所述的半导体发光设备，其中所述多个发光元件中的每一个包括第一电极和第二电极；
其中所述发光部包括；
在所述第一电极布线（110）和在关于通过所述发光部流动的电流的最上游端处的发光元件的第一电极之间连接的第一连接，
在两个相邻发光元件之一的第一电极和所述两个相邻发光元件之另一个的第二电极之间连接的第二连接，和
在所述第二电极布线（120）和在关于通过所述发光部（140、240、340、440）流动的电流的最下游端处的发光元件的第二电极之间连接的第三连接。
3.根据权利要求2所述的半导体发光设备，其中所述第一连接（144）是在所述第一电极布线（110）和在最上游端处的所述发光元件（143A）的所述第一电极（143a）之间连接的接合线（144）；
所述第二连接包括在所述基板上形成的第一管芯接合焊盘（141A）和在两个相邻发光元件（143A，143B，143C）之一的所述第二电极和两个相邻发光元件之另一个的所述第一电极之间连接的接合线；并且
所述第三连接是与所述第二电极布线（120）连续并且在最下游端处的发光元件（143C）的第二电极之间连接的第二管芯接合焊盘（142）。
4.根据权利要求2所述的半导体发光设备，其中所述第一连接（144）是在所述第一电极布线（110）和在最上游端处的所述发光元件（243A）的所述第一电极（243a）之间连接的接合线（144）；
所述第二连接是在两个相邻发光元件（343A、243B、243C）之一的所述第二电极（243g）和两个相邻发光元件之另一个的所述第一电极之间连接的接合线（245A）；并且
所述第三连接是在所述第二电极布线（120）和在最下游端处的所述发光元件（243C）的所述第二电极（243g）之间连接的接合线。
5.根据权利要求2所述的半导体发光设备，其中所述第一连接（144）包括在所述基板上形成的第一结合焊盘（341）和第一凸点，所述第一结合焊盘（341）与所述第一电极布线（343a）连续并且所述第一凸点在所述第一结合焊盘和在最上游端处的所述发光元件（343A）的所述第一电极之间连接；
所述第二连接（144）包括在所述基板上形成的第二结合焊盘（342A、342B）和第一凸点、第二凸点（348B、348C、348D、348E），所述第二凸点在所述第二结合焊盘和两个相邻发光元件（343A、343B、343C）之一的所述第二电极之间连接并且所述第二凸点在所述第二结合焊盘和两个相邻发光元件之另一个的所述第一电极之间连接；并且
所述第三连接包括与所述第二电极布线（120）连续的第三结合焊盘（347）和在所述第三结合焊盘和在最下游端处的所述发光元件（343C）的所述第二电极之间连接的凸点。
6.根据权利要求2所述的半导体发光设备，其中所述第一连接（450）是通过光刻形成的布线并且在所述第一电极布线（110）和在关于通过所述发光部流动的电流的最上游端处的发光元件的所述第一电极之间连接，
第二连接（453）是通过光刻形成的布线并且在两个相邻发光元件之一的所述第一电极和所述两个相邻发光元件之另一个的所述第二电极之间连接，并且
第三连接（453）是通过光刻形成的布线并且在所述第二电极布线（120）和在关于通过所述发光部（440）流动的电流的最下游端处的发光元件的所述第二电极之间连接。
7.根据权利要求2所述的半导体发光设备，其中所述第二连接由薄膜布线层形成。
8.根据权利要求7所述的半导体发光设备，其中所述多个发光元件被置放成使得相邻发光元件之一的阴极电极（114）和所述相邻发光元件之另一个的阳极（106）并排地定位。
9.根据权利要求7所述的半导体发光设备，其中所述多个发光元件在单一行中排列。
10.根据权利要求7所述的半导体发光设备，其中所述多个发光元件在多个行中排列。
11.根据权利要求7所述的半导体发光设备，其中所述多个发光元件由氮化物半导体材料形成。
12.根据权利要求7所述的半导体发光设备，其中所述多个发光元件由GaAs半导体材料形成；并且
所述基板由GaAs材料形成；
其中由GaAs材料形成的隔离层被夹在所述发光元件和所述基板之间，从而所述发光元件和所述基板被相互电隔离。
13.一种结合根据权利要求1所述的半导体发光设备的图像显示设备，其中所述图像显示设备进一步包括：
驱动所述半导体发光设备以显示图像的驱动设备；
向所述驱动设备供应电力的电源。
14.根据权利要求13所述的图像显示设备，其中所述发光部发射对应于图像的单一像素的光。
15.根据权利要求13所述的图像显示设备，其中所述发光部发射对应于单一颜色的图像的单一像素的光。
16.一种移动终端，所述移动终端结合根据权利要求13所述的图像显示设备。
17.一种平视显示设备，所述平视显示设备结合根据权利要求13所述的图像显示设备，其中所述平视显示器进一步包括：
将在所述图像显示设备上显示的图像投影到汽车的挡风玻璃上的投影仪。
18.一种图像投影仪，所述图像投影仪结合根据权利要求13所述的图像显示设备，其中所述图像投影仪进一步包括：
将在所述图像显示设备上显示的图像投影到屏幕上的投影仪。
19.一种头戴显示设备，所述头戴显示设备结合根据权利要求13所述的图像显示设备，其中所述图像投影仪进一步包括：
本体；
被安装在所述本体上的反射器，所述反射器反射在所述图像显示设备上显示的图像；
在用户的头部上支撑所述本体的支撑件。
20.一种成像设备，所述成像设备结合包括根据权利要求1所述的半导体发光设备的曝光设备。
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