JP2004153008A - Light-emitting element array - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の発光素子アレイに係り、特に、複数の出光窓により正確な位置決めと導光機能を有する発光素子アレイに関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の独立した発光素子ユニットが整然と配列されて形成される発光素子アレイ(LED Array)は、広くファクシミリ、スキャナ、プリンタ、大型スクリーン或いは表示パネルに使用され、各発光素子が整然と配列されているか否か、或いは発射光線が相互干渉するか否か等の原因が、発光品質、文献印刷或いは画像表現に重大な影響を与える。
【0003】
このため、業界では大量の資源を投じて発光品質が良好な発光素子アレイを開発した(例えば特許文献1及び特許文献2参照)。
【0004】
図1及び図2はそれぞれ周知の発光素子アレイの構造平面図及び立体表示図である。LED基板11の表面に、光線を発射できる活性層14(active
layer)及び第1電極19が設けられ、並びにエッチング等の技術により活性層14の上の適当な位置に、絶縁層17(insulative layer)或いは横向きに整然と配列された電流拡散層16(current diffusion layer)を形成し、該電流拡散層16の所在の位置が所定の発光領域とされ、電流拡散層16(発光領域)の発射する投射光線がボンディングパッドにより阻止されないようにし、且つ後続のワイヤボンディング工程の便利性を考慮し、透光酸化物質で形成された第2電極18が電流拡散層16(発光領域)の連接回路を側辺の所定のワイヤボンディング領域12に導出し、並びにここでワイヤボンディングプロセスを完成した後、さらに制御回路により対応するコントロールIC(図示せず)に電気的に連接される。このほか、製品の実際の使用及びサイズ要求により、二つずつの発光素子アレイ101、102が整然と配列され、その電流拡散層16、162(発光領域)が横向きに線形配列され、並びに線形光線を投射して製品の使用に供する。
【0005】
上述の周知の発光素子アレイは、その構造が基本的に、発光素子より導出され発光素子個数と同じ数量の連接回路を具え、連接回路の導線プロセスに対しては、一般にワイヤボンディング接合法が採用されるが、このような伝統的なワイヤボンディング接合法には以下のような問題がある。
1.ボンディングワイヤ条数の増加及びボンディングワイヤアレイピッチ112の縮減により、大幅に製造上の困難と製造コスト支出が増加する。
2.連接回路のワイヤボンディングはその他の電性回路の脱落を形成しやすく、製品の生産歩留り、発光品質或いは使用寿命が下がる。
3.発光領域の投射する光線は、垂直面発射のB類光線のほか、側向面発射のT類光線を有し、このような二種類の光線がいずれも隣り合うLED表面に向けて投射され、二つの隣り合う発光素子間のクロストークを引き起し、発光の確実な位置識別上の困難を増加し、これにより画像解析度の品質に影響が生じた。
4.二つずつの発光素子アレイ装置101、102間にアレイギャップ112が存在し、このため正確な位置決め上、一定の技術困難性があり、これにより発光品質に厳重な影響が生じた。
5.もしそのうちの一つの発光素子が損壊すると、全体の発光素子アレイ装置を放棄しなければならず、資源の浪費を形成するだけでなく、コストの支出も増した。
【0006】
このため、業界では第2種の発光素子アレイを提供した(例えば特許文献3参照)。それは、図3及び図4に示されるように、基板31上に第1連接回路32、第2連接回路34及び第3連接回路36を埋設し、並びに少なくとも一つの発光素子アレイ装置331〜333及び少なくとも一つのコントロールIC35を準備し、該発光素子アレイ331の上に複数の発光素子41を設け、各発光素子41に対応する第1電極49と第2電極48を設ける。続いて、直接発光素子アレイ装置331を基板31表面に配置し、且つ第1連接回路32と第2連接回路34の間に介在させ、第1接合層42と第2接合層44を利用し、各発光素子41の第1電極49と第1連接回路32を電気的に連接させ、その第2電極48を第2連接回路34と電気的に連接させる。また、該コントロールIC35も基板31表面のもう一側に配置し、且つ第2連接回路34と第3連接回路36の間に介在させ、並びに第4接合層45と第3接合層46を利用し、コントロールIC35と第2連接回路34及び第3連接回路36を電気的に連接し、これにより発光素子アレイの製造を完成し、発光素子41がバイアス電圧作用時に、透光基板31を透過して投射光を発射して発光領域38を形成するようにしている。
【0007】
上述の発光素子アレイは、ワイヤボンディング数量を減らして製品歩留りを有効に高めることができる。しかし、その構造は以下の問題を有している。
1.各発光素子の側向面より発射されるT類光線は隣接するLED表面に投射されて、二つの隣り合う発光素子間のクロストークを引き起し、発光の確実な位置識別上の困難を増加し、画像解析度の品質に影響を与える恐れがある。
2.発光素子アレイ装置(331〜333)が直接第1連接回路と第2連接回路上に接合され、並びに二つの隣接する発光素子アレイ装置が理想所定回路上にあるか検視或いは確保できず、その整合位置決めの技術の困難性が存在する。
3.各二つの発光素子アレイ装置331、332間にアレイギャップ339が存在し、このため正確な位置決め上、一定の技術困難性があり、このため発光品質に厳重な影響が生じる。
4.製品工程中、整合位置決めの困難度により、もし一つの発光素子が損壊すると、全体の発光素子アレイ装置を廃棄せねばならず、資源の浪費を形成するだけでなく、コストの支出を増す。
【0008】
【特許文献1】
米国特許第6,236,065号明細書
【特許文献2】
米国特許第6,191,438号明細書
【特許文献3】
米国特許第4,916,464号明細書
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
これにより、いかに上述の問題に対して新規な発光素子アレイを提供し、高密度或いは高解析度の製品に適用するかが本発明の発明の重点である。
【0010】
本発明の主要な目的は、周知の発光素子アレイの上述の問題を解決できる一種の発光素子アレイを提供することにある。
【0011】
本発明の次の目的は、一種の発光素子アレイを提供することにあり、それは、基板上に整然と配列した出光窓を設け、即ち各発光素子を自然に正確に位置決めできるようにし、簡単に製品の高品質要求を達成できるようにし、また、有効に隣り合う発光素子アレイ装置間の整合位置決めの技術困難度を減らせるようにすした発光素子アレイであるものとする。
【0012】
本発明のまた一つの目的は、一種の発光素子アレイを提供することにあり、それは、各発光素子アレイ装置及びコントロールICを直接基板上に配置して電気的連接を完成し、更に何度もワイヤボンディングプロセスを実行する必要をなくし、これにより有効に製品歩留り及び製品の使用寿命を延長できるようにした発光素子アレイであるものとする。
【0013】
本発明のさらにまた一つの目的は、一種の発光素子アレイを提供することにあり、それは、基板自身が有効に二つの隣り合う出光窓内の発光素子の投射光源を隔離するようにし、これにより有効に発光素子間のクロストークを解決し、発光位置の識別度を高められるほか、有効に発光輝度を高められる、発光素子アレイであるものとする。
【0014】
本発明のまた一つの目的は、一種の発光素子アレイを提供することにあり、それは、基板を透光或いは不透光の材料で形成できるようにし、材質の選択の幅を広げ、製造の制限を減らせるようにした発光素子アレイであるものとする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、発光素子アレイにおいて、
基板とされ、その上に複数の第2連接回路、及び該基板を貫通する複数の出光窓が少なくとも設けられ、各出光窓が第2連接回路の一つに対応する、上記基板と、
少なくとも一つの発光素子アレイ装置とされ、その上に複数の発光素子が設けられ、各発光素子に第1電極と第2電極があり、該発光素子アレイ装置が該基板表面に連設されて、各発光素子が対応する出光窓の縦向き延伸位置内に位置し、且つその第2電極が第2連接回路に電気的に連接された、上記少なくとも一つの発光素子アレイ装置と、
少なくとも一つのコントロールICとされ、該基板表面に連設され、且つ対応する第2連接回路と電気的に連接された、上記少なくとも一つのコントロールICと、
を具えたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項2の発明は、請求項1に記載の発光素子アレイにおいて、基板に少なくとも一つの第1連接回路が設けられ、各発光素子の第1電極が対応する第1連接回路と電気的に連接されたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項3の発明は、請求項1に記載の発光素子アレイにおいて、基板に少なくとも一つの第3連接回路が設けられ、各発光素子の第3連接回路がコントロールICと電気的に連接されたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項4の発明は、請求項1に記載の発光素子アレイにおいて、出光窓内に反射層が設けられたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項5の発明は、請求項1に記載の発光素子アレイにおいて、出光窓内にパッケージ層が設けられたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項6の発明は、請求項5に記載の発光素子アレイにおいて、パッケージ層が透光樹脂層、透光層、蛍光体、酸素含有樹脂及びその組合せのいずれかで形成されたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項7の発明は、請求項1に記載の発光素子アレイにおいて、出光窓の外表面が透光層で被覆されたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項8の発明は、請求項7に記載の発光素子アレイにおいて、透光層がカラーフィルタ、カラー変換層、ガラス、酸素含有樹脂及びその組合せのいずれかで形成されたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項9の発明は、請求項1に記載の発光素子アレイにおいて、出光窓が錐形態様とさたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項10の発明は、請求項1に記載の発光素子アレイにおいて、基板が、プリント基板、シリコン基板、半導体材質基板、透光或いは不透光基板及びその組合せのいずれかとされたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項11の発明は、発光素子アレイにおいて、
基板とされ、その上に複数の第2連接回路、少なくとも一つの第3連接回路及び該基板を貫通する錐形態様の複数の錐形出光窓が少なくとも設けられ、各錐形出光窓が第2連接回路の一つに対応する、上記基板と、
少なくとも一つの発光素子アレイ装置とされ、その上に複数の発光素子が設けられ、各発光素子に第1電極と第2電極があり、該発光素子アレイ装置が該基板表面に連設されて、各発光素子が対応する錐形出光窓の縦向き延伸位置内に位置し、且つその第2電極が第2連接回路に電気的に連接された、上記少なくとも一つの発光素子アレイ装置と、
少なくとも一つのコントロールICとされ、該基板表面に連設され、且つ対応する第2連接回路及び第3連接回路と電気的に連接された、上記少なくとも一つのコントロールICと、
を具えたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項12の発明は、請求項11に記載の発光素子アレイにおいて、基板に少なくとも一つの第1連接回路が設けられ、各発光素子の第1電極が対応する第1連接回路と電気的に連接されたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項13の発明は、請求項11に記載の発光素子アレイにおいて、錐形出光窓内に反射層が設けられたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項14の発明は、請求項11に記載の発光素子アレイにおいて、錐形出光窓内にパッケージ層が設けられ、該パッケージ層が透光樹脂層、透光層、蛍光体、酸素含有樹脂及びその組合せのいずれかで形成されたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項15の発明は、請求項11に記載の発光素子アレイにおいて、錐形出光窓の外表面が透光層で被覆され、該透光層がカラーフィルタ、カラー変換層、ガラス、酸素含有樹脂及びその組合せのいずれかで形成されたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項16の発明は、請求項1に記載の発光素子アレイにおいて、基板が、プリント基板、シリコン基板、半導体材質基板、透光或いは不透光基板及びその組合せのいずれかとされたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項17の発明は、発光素子アレイにおいて、
基板とされ、その上に少なくとも一つの第1連接回路、第2連接回路、第3連接回路及び該基板を貫通する複数の出光窓が設けられ、各出光窓が第1連接回路と第2連接回路の間に位置する、上記基板と、
少なくとも一つの発光素子アレイ装置とされ、その上に複数の発光素子が設けられ、各発光素子に第1電極と第2電極があり、該発光素子アレイ装置が該基板表面に連設されて、各発光素子が対応する出光窓の縦向き延伸位置内に位置し、且つその第1電極が対応する第1連接回路に電気的に連接され、第2電極が対応する第2連接回路に電気的に連接された、上記少なくとも一つの発光素子アレイ装置と、
少なくとも一つのコントロールICとされ、該基板表面の第2連接回路と第3連接回路の間に連設され、且つそれぞれ対応する第2連接回路と第3連接回路と電気的に連接された、上記少なくとも一つのコントロールICと、
を具えたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項18の発明は、請求項17に記載の発光素子アレイにおいて、出光窓が錐形態様に形成されたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項19の発明は、請求項17に記載の発光素子アレイにおいて、出光窓内に反射層が設けられたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項20の発明は、請求項17に記載の発光素子アレイにおいて、出光窓内にパッケージ層が設けられたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項21の発明は、発光素子アレイにおいて、
少なくとも一つの孔が設けられた基板とされ、該基板内に複数の延伸回路第1接触領域が埋設され、該延伸回路第1接触領域が一つの制御回路により対応する制御回路第1接触領域と電気的に連接され、該制御回路第1接触領域が基板のコントロールIC所定配置領域内に位置する、上記基板と、
複数の発光素子が設けられた少なくとも一つの発光素子アレイ装置とされ、各一つの発光素子が延伸回路により対応する延伸回路第2接触領域と電気的に連接され、発光素子アレイ装置が該基板の表面に連設される時、その延伸回路第2接触領域が基板の延伸回路第1接触領域と電気的に連接され、複数の発光素子が該孔内に整合させられて配置される、上記少なくとも一つの発光素子アレイ装置と、
内部に複数の制御回路第2接触領域が設けられた少なくとも一つのコントロールICとされ、該基板のコントロールIC所定配置領域内に連設され、その制御回路第2接触領域が基板の制御回路第1接触領域と電気的に連接される、上記少なくとも一つのコントロールICと、
を具えたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項22の発明は、請求項21に記載の発光素子アレイにおいて、孔がV形態様とされたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項23の発明は、請求項21に記載の発光素子アレイにおいて、孔が長条形態様とされたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項24の発明は、請求項21に記載の発光素子アレイにおいて、孔の側辺に少なくとも一つの反射層が設けられたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項25の発明は、請求項21に記載の発光素子アレイにおいて、基板がプリント基板、シリコン基板、半導体材質基板、及びその組合せのいずれかとされたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
請求項26の発明は、請求項21に記載の発光素子アレイにおいて、孔内にパッケージ層が設けられ、該パッケージ層が、透光樹脂層、透光層、蛍光体、酸素含有樹脂及びその組合せのいずれかで形成されたことを特徴とする、発光素子アレイとしている。
【0016】
【発明の実施の形態】
図5から図7を参照されたい。これらの図はそれぞれ本発明の発光素子アレイの実施例の構造分解図、組合せ表示図及びII−II 断面図である。図示されるように、本発明はまず回路板或いは基板51(プリント基板或いは半導体材質基板)に対して、レーザーエッチング、ケミカルエッチング、半導体工程或いはプリント基板工程等のマイクロマシンエレクトロ技術を利用して、複数の出光窓57を形成する。出光窓の内側壁に斜めスパッタ或いは蒸着等の方式で光反射機能を有する反射層59を形成する。基板51上の適当な位置には第1連接回路52、第2連接回路54及び第3連接回路56を埋設する。このほか、複数の発光素子アレイ装置531〜533及び少なくとも一つのコントロールIC55を準備する。この発光素子アレイ装置531中には複数の発光素子61が設けられ、各発光素子61は対応する第1電極69と第2電極68を具えている。続いて、直接発光素子アレイ装置531〜533を基板51の表面に配置し、それは第1連接回路52と第2連接回路54の間の位置とされ、図5中、点線でその所定配置領域551が表示されている。さらに第1接合層62と第2接合層64(ソルダペースト、接着物質或いは金属材料)を利用し、接着或いはホットメルト接合技術により、各発光素子61の第1電極69を第1連接回路52と電気的に連接させ、第2電極68を第2連接回路54と電気的に連接させる。また、該コントロールIC55は基板51表面のもう一側にあって、第2連接回路54と第3連接回路56の間に配置され、図5中、点線でその所定配置領域555が示されている。並びに第4接合層65と第3接合層66を利用し、コントロールIC55が第2連接回路54及び第3連接回路56と電気的に連接され、こうして発光素子アレイの製作が完成する。発光素子61はバイアス作用時に、基板51内の出光窓57を透過して投射光線を発射し、発光領域58を形成する。
【0017】
本発明の基板51にはまず複数の、横向きに整然と線形配列され且つ光線を通過させる出光窓57が設けられ、これにより、該基板51は周知の構造のように透光材料で形成する必要がなく、透光或いは不透光の材料がいずれも本発明の構造中に適用される。且つ接合層が電極と対応する連接回路との電気的連接の目的を達成し、これにより本発明の構造は大幅にワイヤボンディング数量を減すことができ、有効にワイヤボンディングステップの形成する製品歩留り低下の欠点を防止できる。
【0018】
また、出光窓57の内壁に反射層59が設けられ、これにより、投射光線が垂直面発射のB類光線或いは側向面発射のT類光源のいずれも出光窓57の作用範囲内に案内並びに制限され、これにより大幅に二つの隣り合う発光素子間のクロストーク干渉問題を減らすことができ、これにより有効に発光の確実な位置の識別度及び画像解析度の品質を高めることができる。
【0019】
さらに、図8に示されるのは、本発明の図6の実施例のIII−III 断面図である。図示されるように、本発明の出光窓57はレーザーエッチング等の技術で基板51上に正確に形成され、その横向き線形配列の正確度は良好で、これにより発光素子アレイ装置531が基板51上に接合される時、各発光素子61がいずれも対応する出光窓57を透過して投射光源を発射できる。言い換えると、二つずつの発光素子アレイ装置531、532間にはアレイギャップ539が存在するものの、発光素子アレイ装置531〜533間の整合技術は伝統的な構造が発光素子アレイ装置531〜533を単位としているのとは異なり、出光窓57が整合単位とされるため、二つの隣り合う発光素子アレイ装置531〜533が理想的な所定設置位置にあることを検視或いは確保することができ、有効に発光品質を高めることができる。
【0020】
また、本発明は出光窓57が整合単位とされ、これにより、もし工程中、一つの発光素子61が毀損しても、該発光素子アレイ装置531は周知の構造のように全体を廃棄する必要がなく、僅かに毀損した発光素子部分を切断して、良好な発光素子を対応する出光窓57により続けて配列させればよく、有効に資源を利用できるほか、製造コストを減らすことができる。
【0021】
また、本発明の出光窓57の外表面には透光層(図示せず)を設置可能で、この透光層はカラーフィルタ、カラー変換薄膜、ガラス或いは酸素含有樹脂とされ、これにより発光素子61を保護できるほか、投射光源波長及び色彩を改変する目的を達成できる。
【0022】
このほか、図9は本発明のもう一つの実施例の構造断面図であり、図示されるように、その発光素子アレイ装置531には複数の発光素子61が設けられ、各発光素子61に第1電極69と第2電極68が設けられている。各発光素子61に対応するように、基板71に複数の出光窓77が形成されている。この実施例では、出光窓77が錐形態様とされ、その斜側辺777に光反射効果を有する反射層79が設けられ、出光窓77内にパッケージ層75が設けられ、該パッケージ層75内は透光樹脂、透光層、酸素含有樹脂或いは蛍光体とされ、発光素子61を保護するほか、集光、導光或いは投射光線の波長と色彩を改変する機能を有する。
【0023】
最後に、図10及び図11は、それぞれ本発明のさらに別の実施例の分解構造図及び組合せ表示図である。図示されるように、この実施例はシリコン基板或いはその他の半導体基板とされた基板90内に、例えばこの実施例中のV形態様の孔とされる出光窓91が形成され、この出光窓91の側壁或いは斜側壁に光線反射或いは集光効果を有する反射層93が設けられ、シリコン基板90内に半導体等マイクロマシンエレクトロ技術により先に複数の、高密度素子と電気的に連接される接触点を具えた延伸回路第1接触領域95が設けられ、各一つの延伸回路第1接触領域95が制御回路97によりコントロールIC所定配置領域92内に固定された制御回路第1接触領域99に電気的に連接される。
【0024】
複数の発光素子101はLED基板(或いは発光素子アレイ装置と称される)100上に横向きに整然と配列され、各LED発光素子101は延伸回路105により延伸回路第2接触領域103に電気的に連接される。LED基板100とシリコン基板90が結合される時、そのうち、LED発光素子101が出光窓91内に整合配置され、延伸回路第2接触領域103が自然に延伸回路第1接触領域95と整合し接合される。コントロールIC120もまたコントロールIC所定配置領域92に連設され、且つ複数の、コントロールIC120表面に設けられた制御回路第2接触領域129もシリコン基板コントロールIC所定配置領域92上の対応する制御回路第1接触領域99に整合し接合され、こうして、LED発光素子101が延伸回路第2接触領域103、延伸回路第1接触領域95、制御回路97、制御回路第1接触領域99、及び制御回路第2接触領域129により、コントロールIC120との電気的連接を完成し、これは図11に示されるとおりである。
【0025】
当然、上述の各実施例中、いずれもコントロールIC120が基板90の一側辺に表示されているが、高密度発光素子アレイに対応するため、コントロールICは出光窓91の両側に設置可能であり、二つずつの発光素子101の延伸回路105が交錯方式で異なる側辺に位置する対応するコントロールICと電気的に連接される。
【0026】
【発明の効果】
総合すると、本発明は一種の発光素子アレイを提供し、それは、特に複数の出光窓により正確な位置決めと導光機能を有する発光素子アレイである。ゆえに本発明は新規性、進歩性及び産業上の利用価値を有する発明であり、特許の要件に符合する。なお、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】周知の発光素子アレイの平面図である。
【図2】図1の周知の構造の立体表示図である。
【図3】もう一種類の周知の発光素子アレイの立体表示図である。
【図4】図3の周知の構造の断面図である。
【図5】本発明の好ましい実施例の分解構造図である。
【図6】本発明の発光素子アレイの組合せ表示図である。
【図7】本発明の発光素子アレイのII−II 方向断面図である。
【図8】本発明の発光素子アレイのIII−III 方向断面図である。
【図9】本発明のもう一つの実施例の構造断面図である。
【図10】本発明のさらにまた一つの実施例の分解構造図である。
【図11】本発明の図10の実施例の組合せ表示図である。
【符号の説明】
100 発光素子アレイ装置 102 発光素子アレイ装置
11 基板 112 アレイギャップ
12 ワイヤボンディング領域 14 活性層
16 電流拡散層 162 電流拡散層
17 絶縁層 18 第2電極
19 第1電極 31 基板
32 第1連接回路 331 発光素子アレイ装置
332 発光素子アレイ装置 333 発光素子アレイ装置
339 アレイギャップ 34 第2連接回路
35 コントロールIC 36 第3連接回路
38 発光領域 41 発光素子
42 第1接合層 44 第2接合層
45 第4接合層 46 第3接合層
48 第2電極 49 第1電極
51 基板 52 第1連接回路
531 発光素子アレイ装置 532 発光素子アレイ装置
533 発光素子アレイ装置 539 アレイギャップ
54 第2連接回路 55 コントロールIC
551 所定配置領域 555 所定配置領域
56 第3連接回路 57 出光窓
58 発光領域 59 反射層
61 発光素子 62 第1接合層
64 第2接合層 65 第4接合層
66 第3接合層 67 パッケージ層
68 第2電極 69 第1電極
71 基板 75 パッケージ層
77 出光窓 777 斜側壁
79 反射層 90 シリコン基板
91 出光窓 92 コントロールIC所定配置領域
95 延伸回路第1接触領域 93 反射層
99 制御回路第1接触領域 97 制御回路
103 延伸回路第2接触領域 100 LED基板
101 LED発光素子 105 延伸回路
129 制御回路第2接触領域 120 コントロールIC[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a kind of light emitting element array, and more particularly, to a light emitting element array having accurate positioning and light guiding functions by a plurality of light exit windows.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A light emitting element array (LED Array) in which a plurality of independent light emitting element units are arranged in an orderly manner is widely used in facsimile machines, scanners, printers, large screens or display panels, and whether or not each light emitting element is arranged in an orderly manner. Or whether the emitted rays interfere with each other has a significant effect on the emission quality, document printing or image representation.
[0003]
For this reason, the industry has invested a large amount of resources to develop a light emitting element array having good light emission quality (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0004]
1 and 2 are a structural plan view and a three-dimensional display diagram of a known light emitting element array, respectively. An active layer 14 (active) capable of emitting a light beam is provided on the surface of the
A
[0005]
The above-mentioned well-known light-emitting element array basically has a connecting circuit of the same number as the number of light-emitting elements derived from the light-emitting element, and a wire bonding method is generally adopted for a connecting process of the connecting circuit. However, such a conventional wire bonding method has the following problems.
1. The increase in the number of bonding wires and the reduction in the bonding
2. The wire bonding of the connecting circuit tends to cause the dropout of other electric circuits, and the production yield, light emission quality or service life of the product is reduced.
3. The light beam to be projected in the light emitting region has a vertical surface emission type B light beam, a lateral surface emission type T light beam, and both of these two types of light beams are projected toward the adjacent LED surface, Crosstalk between two adjacent light emitting elements was caused, increasing the difficulty in reliably identifying the position of light emission, thereby affecting the quality of image resolution.
4. There is an
5. If one of the light emitting devices is damaged, the entire light emitting device array device must be abandoned, which not only wastes resources but also increases cost expenditure.
[0006]
For this reason, the industry has provided a second type of light emitting element array (for example, see Patent Document 3). It embeds a
[0007]
The above-mentioned light emitting element array can effectively increase the product yield by reducing the number of wire bonding. However, the structure has the following problems.
1. The T-class rays emitted from the side surface of each light emitting element are projected on the adjacent LED surface, causing crosstalk between two adjacent light emitting elements, and increasing difficulty in reliable position identification of light emission. However, this may affect the quality of image analysis.
2. The light emitting element array devices (331 to 333) are directly joined on the first connecting circuit and the second connecting circuit, and it is not possible to observe or secure whether two adjacent light emitting element array devices are on an ideal predetermined circuit, and to match them. There are difficulties in positioning techniques.
3. There is an
4. If one light emitting device is damaged due to the difficulty in alignment during product processing, the entire light emitting device array device must be discarded, which not only wastes resources but also increases cost expenditure.
[0008]
[Patent Document 1]
US Patent No. 6,236,065 [Patent Document 2]
US Patent No. 6,191,438 [Patent Document 3]
US Patent No. 4,916,464
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, it is an important point of the present invention how to provide a novel light-emitting element array for the above-mentioned problem and apply it to a high-density or high-resolution product.
[0010]
A main object of the present invention is to provide a kind of light emitting element array that can solve the above-mentioned problems of the known light emitting element array.
[0011]
A further object of the present invention is to provide a kind of light emitting element array, which is provided with light emitting windows arranged in order on a substrate, that is, to enable each light emitting element to be positioned naturally and accurately, and to be easily manufactured. The light emitting element array is intended to be able to achieve the high quality requirement of the above and to reduce the technical difficulty of the alignment positioning between the adjacent light emitting element array devices effectively.
[0012]
It is another object of the present invention to provide a kind of light emitting device array, in which each light emitting device array device and a control IC are arranged directly on a substrate to complete an electrical connection, and more times. The light emitting element array eliminates the need to perform a wire bonding process, thereby effectively extending the product yield and the service life of the product.
[0013]
It is yet another object of the present invention to provide a kind of light emitting element array, wherein the substrate itself effectively isolates the projection light sources of the light emitting elements in two adjacent light emitting windows, thereby. It is assumed that the light emitting element array can effectively solve the crosstalk between the light emitting elements, increase the degree of discrimination of the light emitting position, and effectively increase the light emitting luminance.
[0014]
It is another object of the present invention to provide a kind of light emitting device array, which allows a substrate to be formed of a light-transmitting or non-light-transmitting material, widens the choice of materials, and limits manufacturing. Is assumed to be a light emitting element array capable of reducing the number of light emitting elements.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a light emitting element array,
A substrate, on which at least a plurality of second connection circuits, and a plurality of light exit windows penetrating the substrate are provided, each light exit window corresponding to one of the second connection circuits,
At least one light-emitting element array device, a plurality of light-emitting elements are provided thereon, each light-emitting element has a first electrode and a second electrode, and the light-emitting element array device is continuously provided on the substrate surface; The at least one light-emitting element array device, wherein each light-emitting element is located in a vertically extending position of a corresponding light-emitting window, and the second electrode is electrically connected to a second connection circuit;
Said at least one control IC being at least one control IC, being connected to said substrate surface, and being electrically connected to a corresponding second connection circuit;
The light emitting element array is characterized by comprising:
According to a second aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the first aspect, at least one first connection circuit is provided on the substrate, and the first electrode of each light emitting element is electrically connected to the corresponding first connection circuit. The light emitting element array is characterized in that:
According to a third aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the first aspect, at least one third connection circuit is provided on the substrate, and the third connection circuit of each light emitting element is electrically connected to the control IC. And a light-emitting element array.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the light emitting element array according to the first aspect, wherein a reflection layer is provided in the light exit window.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the light emitting element array according to the first aspect, wherein a package layer is provided in the light exit window.
According to a sixth aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the fifth aspect, the package layer is formed of any one of a light-transmitting resin layer, a light-transmitting layer, a phosphor, an oxygen-containing resin, and a combination thereof. Light emitting element array.
According to a seventh aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the first aspect, an outer surface of the light exit window is covered with a light transmitting layer.
According to an eighth aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the seventh aspect, the light transmitting layer is formed of any one of a color filter, a color conversion layer, glass, an oxygen-containing resin, and a combination thereof. It is a light emitting element array.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the light emitting element array according to the first aspect, wherein the light emitting window has a cone shape.
According to a tenth aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the first aspect, the substrate is any one of a printed substrate, a silicon substrate, a semiconductor material substrate, a light-transmitting or light-transmitting substrate, and a combination thereof. Light emitting element array.
The invention according to
A substrate, on which at least a plurality of second connecting circuits, at least one third connecting circuit, and a plurality of cone-shaped light emitting windows each having a cone shape penetrating the substrate are provided; Said board corresponding to one of the connecting circuits;
At least one light-emitting element array device, a plurality of light-emitting elements are provided thereon, each light-emitting element has a first electrode and a second electrode, and the light-emitting element array device is continuously provided on the substrate surface; The at least one light-emitting element array device, wherein each light-emitting element is located in a vertically extending position of a corresponding conical light-emitting window, and the second electrode is electrically connected to a second connection circuit;
At least one control IC which is at least one control IC, is connected to the substrate surface, and is electrically connected to the corresponding second connection circuit and third connection circuit;
The light emitting element array is characterized by comprising:
According to a twelfth aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the eleventh aspect, at least one first connecting circuit is provided on the substrate, and the first electrode of each light emitting element is electrically connected to the corresponding first connecting circuit. The light emitting element array is characterized in that:
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided the light emitting element array according to the eleventh aspect, wherein a reflection layer is provided in the conical light exit window.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the eleventh aspect, a package layer is provided in the conical light exit window, and the package layer includes a light transmitting resin layer, a light transmitting layer, a phosphor, an oxygen-containing resin, The light-emitting element array is characterized by being formed by any one of the combinations.
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the eleventh aspect, the outer surface of the conical light exit window is covered with a light transmitting layer, and the light transmitting layer is a color filter, a color conversion layer, glass, and an oxygen-containing resin. And a combination thereof.
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the first aspect, the substrate is any one of a printed substrate, a silicon substrate, a semiconductor material substrate, a light-transmitting or non-light-transmitting substrate, and a combination thereof. Light emitting element array.
The invention according to
A substrate, on which at least one of a first connecting circuit, a second connecting circuit, a third connecting circuit and a plurality of light exit windows penetrating the substrate are provided, each light emitting window being connected to the first connecting circuit and the second connecting circuit; Said substrate, located between the circuits,
At least one light-emitting element array device, a plurality of light-emitting elements are provided thereon, each light-emitting element has a first electrode and a second electrode, and the light-emitting element array device is continuously provided on the substrate surface; Each light emitting element is located in the vertical extension position of the corresponding light exit window, and the first electrode is electrically connected to the corresponding first connection circuit, and the second electrode is electrically connected to the corresponding second connection circuit. Connected to the at least one light emitting element array device,
The at least one control IC, which is provided between the second connection circuit and the third connection circuit on the substrate surface, and is electrically connected to the corresponding second connection circuit and the third connection circuit, respectively. At least one control IC;
The light emitting element array is characterized by comprising:
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the seventeenth aspect, the light emitting window is formed in a conical shape.
A nineteenth aspect of the present invention is the light emitting element array according to the seventeenth aspect, wherein a reflection layer is provided in the light exit window.
A twentieth aspect of the present invention is the light emitting element array according to the seventeenth aspect, wherein a package layer is provided in the light exit window.
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the light emitting element array,
A substrate provided with at least one hole, a plurality of extension circuit first contact regions are embedded in the substrate, and the extension circuit first contact region corresponds to a control circuit first contact region corresponding to one control circuit. The substrate, wherein the substrate is electrically connected, and the control circuit first contact area is located within a control IC predetermined arrangement area of the substrate;
At least one light emitting element array device provided with a plurality of light emitting elements, each one light emitting element is electrically connected to a corresponding extension circuit second contact region by an extension circuit, and the light emitting element array device is provided on the substrate. The at least one extending circuit second contact area is electrically connected to the extending circuit first contact area of the substrate when being connected to the surface, and the plurality of light emitting elements are aligned and arranged in the hole. One light emitting element array device;
At least one control IC having a plurality of control circuit second contact areas provided therein, which is provided continuously in a predetermined arrangement area of the control IC on the board, and the control circuit second contact area is provided on the control circuit first contact area of the board. Said at least one control IC electrically connected to a contact area;
The light emitting element array is characterized by comprising:
According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided the light emitting element array according to the twenty first aspect, wherein the holes are formed in a V shape.
According to a twenty-third aspect of the present invention, there is provided the light-emitting element array according to the twenty-first aspect, wherein the holes are formed in an elongated shape.
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the light emitting element array according to the twenty first aspect, at least one reflection layer is provided on a side of the hole.
A twenty-fifth aspect of the present invention is the light-emitting element array according to the twenty-first aspect, wherein the substrate is any one of a printed board, a silicon substrate, a semiconductor material substrate, and a combination thereof.
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the light-emitting element array according to the twenty-first aspect, a package layer is provided in the hole, and the package layer includes a light-transmitting resin layer, a light-transmitting layer, a phosphor, an oxygen-containing resin, and a combination thereof. Wherein the light-emitting element array is formed of any one of the above.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Please refer to FIG. 5 to FIG. These figures are a structural exploded view, a combination display diagram, and a II-II sectional view of an embodiment of the light emitting element array of the present invention, respectively. As shown in the drawing, the present invention first applies a plurality of circuit boards or substrates 51 (printed substrates or semiconductor material substrates) to a plurality of substrates by using micromachine electrotechnology such as laser etching, chemical etching, a semiconductor process or a printed circuit board process. The
[0017]
The
[0018]
In addition, a
[0019]
FIG. 8 is a sectional view taken along the line III-III of the embodiment of FIG. 6 of the present invention. As shown, the
[0020]
In addition, according to the present invention, the light-emitting
[0021]
A light-transmitting layer (not shown) can be provided on the outer surface of the
[0022]
FIG. 9 is a structural sectional view of another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the light emitting
[0023]
Finally, FIG. 10 and FIG. 11 are an exploded structure diagram and a combination display diagram of still another embodiment of the present invention, respectively. As shown in this figure, in this embodiment, a
[0024]
The plurality of
[0025]
Of course, in each of the above-described embodiments, the
[0026]
【The invention's effect】
Taken together, the present invention provides a kind of light-emitting element array, which is a light-emitting element array having accurate positioning and light-guiding function, particularly by a plurality of light exit windows. Therefore, the present invention is an invention having novelty, inventive step and industrial value, and conforms to the requirements of patent. It should be noted that any modification or alteration of details that can be made based on the present invention belongs to the scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a known light emitting element array.
FIG. 2 is a three-dimensional display diagram of the known structure of FIG.
FIG. 3 is a three-dimensional display diagram of another known light-emitting element array.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the known structure of FIG.
FIG. 5 is an exploded structural view of a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a combination of light emitting element arrays according to the present invention.
FIG. 7 is a sectional view taken along the line II-II of the light emitting element array of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view taken along the line III-III of the light emitting element array of the present invention.
FIG. 9 is a structural sectional view of another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an exploded structural view of still another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a combination display diagram of the embodiment of FIG. 10 of the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
551
Claims (26)
基板とされ、その上に複数の第2連接回路、及び該基板を貫通する複数の出光窓が少なくとも設けられ、各出光窓が第2連接回路の一つに対応する、上記基板と、
少なくとも一つの発光素子アレイ装置とされ、その上に複数の発光素子が設けられ、各発光素子に第1電極と第2電極があり、該発光素子アレイ装置が該基板表面に連設されて、各発光素子が対応する出光窓の縦向き延伸位置内に位置し、且つその第2電極が第2連接回路に電気的に連接された、上記少なくとも一つの発光素子アレイ装置と、
少なくとも一つのコントロールICとされ、該基板表面に連設され、且つ対応する第2連接回路と電気的に連接された、上記少なくとも一つのコントロールICと、
を具えたことを特徴とする、発光素子アレイ。In the light emitting element array,
A substrate, on which at least a plurality of second connection circuits, and a plurality of light exit windows penetrating the substrate are provided, each light exit window corresponding to one of the second connection circuits,
At least one light-emitting element array device, a plurality of light-emitting elements are provided thereon, each light-emitting element has a first electrode and a second electrode, and the light-emitting element array device is continuously provided on the substrate surface; The at least one light-emitting element array device, wherein each light-emitting element is located in a vertically extending position of a corresponding light-emitting window, and the second electrode is electrically connected to a second connection circuit;
Said at least one control IC being at least one control IC, being connected to said substrate surface, and being electrically connected to a corresponding second connection circuit;
A light-emitting element array, comprising:
基板とされ、その上に複数の第2連接回路、少なくとも一つの第3連接回路及び該基板を貫通する錐形態様の複数の錐形出光窓が少なくとも設けられ、各錐形出光窓が第2連接回路の一つに対応する、上記基板と、
少なくとも一つの発光素子アレイ装置とされ、その上に複数の発光素子が設けられ、各発光素子に第1電極と第2電極があり、該発光素子アレイ装置が該基板表面に連設されて、各発光素子が対応する錐形出光窓の縦向き延伸位置内に位置し、且つその第2電極が第2連接回路に電気的に連接された、上記少なくとも一つの発光素子アレイ装置と、
少なくとも一つのコントロールICとされ、該基板表面に連設され、且つ対応する第2連接回路及び第3連接回路と電気的に連接された、上記少なくとも一つのコントロールICと、
を具えたことを特徴とする、発光素子アレイ。In the light emitting element array,
A substrate, on which at least a plurality of second connecting circuits, at least one third connecting circuit, and a plurality of cone-shaped light emitting windows each having a cone shape penetrating the substrate are provided; Said board corresponding to one of the connecting circuits;
At least one light-emitting element array device, a plurality of light-emitting elements are provided thereon, each light-emitting element has a first electrode and a second electrode, and the light-emitting element array device is continuously provided on the substrate surface; The at least one light-emitting element array device, wherein each light-emitting element is located in a vertically extending position of a corresponding conical light-emitting window, and the second electrode is electrically connected to a second connection circuit;
At least one control IC which is at least one control IC, is connected to the substrate surface, and is electrically connected to the corresponding second connection circuit and third connection circuit;
A light-emitting element array, comprising:
基板とされ、その上に少なくとも一つの第1連接回路、第2連接回路、第3連接回路及び該基板を貫通する複数の出光窓が設けられ、各出光窓が第1連接回路と第2連接回路の間に位置する、上記基板と、
少なくとも一つの発光素子アレイ装置とされ、その上に複数の発光素子が設けられ、各発光素子に第1電極と第2電極があり、該発光素子アレイ装置が該基板表面に連設されて、各発光素子が対応する出光窓の縦向き延伸位置内に位置し、且つその第1電極が対応する第1連接回路に電気的に連接され、第2電極が対応する第2連接回路に電気的に連接された、上記少なくとも一つの発光素子アレイ装置と、
少なくとも一つのコントロールICとされ、該基板表面の第2連接回路と第3連接回路の間に連設され、且つそれぞれ対応する第2連接回路と第3連接回路と電気的に連接された、上記少なくとも一つのコントロールICと、
を具えたことを特徴とする、発光素子アレイ。In the light emitting element array,
A substrate, on which at least one of a first connecting circuit, a second connecting circuit, a third connecting circuit and a plurality of light exit windows penetrating the substrate are provided, each light emitting window being connected to the first connecting circuit and the second connecting circuit; Said substrate, located between the circuits,
At least one light-emitting element array device, a plurality of light-emitting elements are provided thereon, each light-emitting element has a first electrode and a second electrode, and the light-emitting element array device is continuously provided on the substrate surface; Each light emitting element is located in the vertical extension position of the corresponding light exit window, and the first electrode is electrically connected to the corresponding first connection circuit, and the second electrode is electrically connected to the corresponding second connection circuit. Connected to the at least one light emitting element array device,
The at least one control IC, which is provided between the second connection circuit and the third connection circuit on the substrate surface, and is electrically connected to the corresponding second connection circuit and the third connection circuit, respectively. At least one control IC;
A light-emitting element array, comprising:
少なくとも一つの孔が設けられた基板とされ、該基板内に複数の延伸回路第1接触領域が埋設され、該延伸回路第1接触領域が一つの制御回路により対応する制御回路第1接触領域と電気的に連接され、該制御回路第1接触領域が基板のコントロールIC所定配置領域内に位置する、上記基板と、
複数の発光素子が設けられた少なくとも一つの発光素子アレイ装置とされ、各一つの発光素子が延伸回路により対応する延伸回路第2接触領域と電気的に連接され、発光素子アレイ装置が該基板の表面に連設される時、その延伸回路第2接触領域が基板の延伸回路第1接触領域と電気的に連接され、複数の発光素子が該孔内に整合させられて配置される、上記少なくとも一つの発光素子アレイ装置と、
内部に複数の制御回路第2接触領域が設けられた少なくとも一つのコントロールICとされ、該基板のコントロールIC所定配置領域内に連設され、その制御回路第2接触領域が基板の制御回路第1接触領域と電気的に連接される、上記少なくとも一つのコントロールICと、
を具えたことを特徴とする、発光素子アレイ。In the light emitting element array,
A substrate provided with at least one hole, a plurality of extension circuit first contact regions are embedded in the substrate, and the extension circuit first contact region corresponds to a control circuit first contact region corresponding to one control circuit. The substrate, wherein the substrate is electrically connected, and the control circuit first contact area is located within a control IC predetermined arrangement area of the substrate;
At least one light emitting element array device provided with a plurality of light emitting elements, each one light emitting element is electrically connected to a corresponding extension circuit second contact region by an extension circuit, and the light emitting element array device is provided on the substrate. The at least one extending circuit second contact area is electrically connected to the extending circuit first contact area of the substrate when being connected to the surface, and the plurality of light emitting elements are aligned and arranged in the hole. One light emitting element array device;
At least one control IC having a plurality of control circuit second contact areas provided therein, which is provided continuously in a predetermined arrangement area of the control IC on the board, and the control circuit second contact area is provided on the control circuit first contact area of the board. Said at least one control IC electrically connected to a contact area;
A light-emitting element array, comprising:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009543368A (en) * | 2006-07-11 | 2009-12-03 | ファイアカムズ・リミテッド | Surface emitting device implementation |
JP2019027759A (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-21 | 東芝ライフスタイル株式会社 | refrigerator |
KR20190018926A (en) * | 2017-08-16 | 2019-02-26 | 엘지전자 주식회사 | Display device using semiconductor light emitting device |
-
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