JP2013165170A - 半導体発光装置、画像表示装置、携帯端末、ヘッドアップディスプレイユニット、画像投影装置、ヘッドマウントディスプレイ及び画像形成装置 - Google Patents

半導体発光装置、画像表示装置、携帯端末、ヘッドアップディスプレイユニット、画像投影装置、ヘッドマウントディスプレイ及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】十分な輝度を得る駆動条件下においても、発光部からの発熱量を低減すること。
【解決手段】半導体発光装置１００は、基板１０１と、基板１０１の表面に形成された複数の第１電極共通配線１１０と、基板１０１の表面に形成された少なくとも１つの第２電極共通配線１２０と、第１電極共通配線１１０と、第２電極共通配線１２０との組み合わせ毎に設けられた発光部１４０と、を備え、発光部１４０は、発光ダイオードを用いた複数の発光素子を、第１電極共通配線１１０と、第２電極共通配線１２０との間に直列に接続することにより構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体発光装置、画像表示装置、携帯端末、ヘッドアップディスプレイユニット、画像投影装置、ヘッドマウントディスプレイ及び画像形成装置に関する。
従来、半導体の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：以下、ＬＥＤという）を一次元又は二次元に配列することにより構成される半導体発光装置では、画像の最小単位に１つのＬＥＤを配置している。例えば、従来の半導体発光装置では、集積基板上に、第１電極共通配線と、第２電極共通配線とが形成され、画像の最小単位に対応する位置に、ＬＥＤを用いた単一の発光素子チップが配置され、この発光素子チップは、第１電極共通配線及び第２電極共通配線に接続されている。
このような半導体発光装置において、輝度を向上させる方法として、ＬＥＤへの注入電流を増やす方法がある。但し、注入電流の増加は、第１電極共通配線、第２電極共通配線及び発光素子チップにおける直列抵抗成分からの発熱量を大幅に増やしてしまう要因となる。そして、発熱量が大幅に上昇すると、発光素子チップ自体の内部量子効率が大幅に低減してしまうため、如何に発熱量を抑えるか、又は、発熱を如何に効率よく放熱するかが重要となる。
この点に関して、特許文献１には、発熱を効果的に放熱する方法として、シリコーンゴム又はエポキシ樹脂に酸化アルミニウム、酸化鉄等の酸化金属粉を練りこんだ熱伝導性物質を発光素子チップに密着するように充填することにより、半導体発光装置からの発熟を効果的に放熱する方法が提案されている。
特開２００２−２７８４８１号公報
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、発光素子チップのチップ厚が十分ではない場合、及び、該熱伝導性部材に対して発光素子チップ表面の濡れ性が非常に高い場合には、発光素子チップの上面にまで熱伝導性部材が迫り上がってしまい、その結果、発光素子チップから出射される光が遮られ、発光素子チップからの光の取り出し効率が低下してしまう。
また、熱伝導性物質は、ディスペンサにより充填されるため、発光素子チップがより高精細化された際には、より高い精度の加工が必要となり、工程の煩雑化及び歩留りの低下が懸念される。
そこで、本発明は、十分な輝度を得る駆動条件下においても、発光部からの発熱量を低減することを目的とする。
本発明の一態様に係る半導体発光装置は、
基板と、
前記基板の表面に形成された複数の第１電極共通配線と、
前記基板の表面に形成された少なくとも１つの第２電極共通配線と、
前記第１電極共通配線と、前記第２電極共通配線との組み合わせ毎に設けられた発光部と、を備え、
前記発光部は、発光ダイオードを用いた複数の発光素子を、前記組み合わせを構成する第１電極共通配線及び第２電極共通配線の間に直列に接続することにより構成されていることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、十分な輝度を得る駆動条件下においても、発光部からの発熱量を低減することができる。
実施の形態１及び２に係る半導体発光装置の構成を概略的に示す平面図である。 実施の形態１における発光部の構成を概略的に示す平面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１における図２の断面図である。 実施の形態１の変形例である発光部の構成を概略的に示す平面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１における図４の断面図である。 実施の形態１の変形例である発光部の構成を概略的に示す平面図である。 図６の断面図である。 実施の形態１の変形例である半導体発光装置の構成を概略的に示す平面図である。 実施の形態２における発光部の構成を概略的に示す平面図である。 図９の断面図である。 実施の形態３に係る画像表示装置の構成を概略的に示す平面図である。 実施の形態３における半導体発光装置の等価回路を示す概略図である。 実施の形態４に係る画像表示装置の構成を概略的に示す平面図である。 実施の形態４における半導体発光装置の等価回路を示す概略図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態５に係る携帯端末を示す斜視図である。 実施の形態６に係るＨＵＤユニットの構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態７に係るプロジェクタの構成を概略的に示す構成図である。 実施の形態８に係るＬＥＤプリンタの構成を概略的に示す断面図である。 実施の形態９に係るＨＭＤ１１００の構成を概略的に示す斜視図である。 実施の形態９における画像形成ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
実施の形態１．
図１は、半導体発光装置１００の構成を概略的に示す平面図である。半導体発光装置１００は、基板１０１と、基板１０１の縦方向に延びる複数の第１電極共通配線１１０と、基板の横方向に延びる複数の第２電極共通配線１２０と、複数の発光部１４０とを備える。なお、図１の括弧内の符号は、実施の形態２における構成である。
基板１０１は、例えば、ガラス及びプラスチック等の絶縁材料により構成されている集積回路である。また、基板１０１は、例えば、Ｓｉ基板及び金属基板等の導電性基板上に、ＳｉＯ２、ＳｉＮ及びＡｌ２Ｏ３等の無機絶縁膜、又は、エポキシ、ノボラック及びポリイミド等の有機絶縁膜をコーティングすることにより、この導電性基板の表面を絶縁化することで構成されている集積回路であってもよい。
第１電極共通配線１１０は、基板１０１上に、例えば、Ａｕ又はＡｌ等を主体としたメタル材料を、フォトリソグラフィ、蒸着法又はスパッタ法を合わせることにより形成される。第１電極共通配線１１０の一部は、接続パッドである第１共通配線接続パッド１１１にされている。例えば、第１電極共通配線１１０の一端は、基板１０１の一辺の外周近傍まで延伸するように形成されており、延伸されたその先端部が、第１電極共通配線接続パッド１１１にされている。
第２電極共通配線１２０は、基板１０１上に、例えば、Ａｕ又はＡｌ等を主体としたメタル材料を、フォトリソグラフィ、蒸着法又はスパッタ法を合わせることにより形成される。第２電極共通配線１２０の一部は、接続パッドである第２共通配線接続パッド１２１にされている。例えば、第２電極共通配線１２０の一端は、基板１０１の一辺の外周近傍まで延伸するように形成されており、延伸されたその先端部が、第２電極共通配線接続パッド１２１にされている。
第１電極共通配線１１０と、第２電極共通配線１２０とが交差する位置には、第１電極共通配線１１０と、第２電極共通配線１２０とを絶縁するための層間絶縁膜１３０が形成されている。層間絶縁膜１３０は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ及びＡｌ２Ｏ３等の無機絶縁膜、又は、ノボラック系樹脂、アクリル樹脂及びポリイミド樹脂等の有機絶縁膜で構成することができる。
発光部１４０は、第１電極共通配線１１０と、第２電極共通配線１２０との組み合わせ毎に設けられている。例えば、発光部１４０は、第１電極共通配線１１０と、第２電極共通配線１２０との交差点毎に、当該交差点の近傍に配置されている。なお、発光部１４０は、例えば、画像の最小単位に対応する位置に配置される。発光部１４０は、第１電極共通配線１１０と、第２電極共通配線１２０とに接続され、複数のＬＥＤを直列接続することにより構成されている。
図２は、発光部１４０の構成を概略的に示す平面図である。発光部１４０は、第１ダイボンパッド１４１Ａ、１４１Ｂ（特に各々を区別する必要のないときは、第１ダイボンパッド１４１という）と、第２ダイボンパッド１４２と、ＬＥＤを用いた発光素子であるベアチップＬＥＤ１４３Ａ、１４３Ｂ、１４３Ｃ（特に各々を区別する必要のないときは、ベアチップＬＥＤ１４３という）と、第１ボンディングワイヤ１４４と、第２ボンディングワイヤ１４５Ａ、１４５Ｂ（特に各々を区別する必要のないときは、第２ボンディングワイヤ１４５という）とを備える。
ここで、第１ボンディングワイヤ１４４が、第１電極共通配線１１０と、電流が流れる最上流のベアチップＬＥＤ１４３Ａとを接続するための第１接続部に相当する。また、第１ダイボンパッド１４１及び第２ボンディングワイヤ１４５が、複数のベアチップＬＥＤ１４３の間を接続する第２接続部に相当する。さらに、第２ダイボンパッド１４２が、電流が流れる最下流のベアチップＬＥＤ１４３Ｃと、第２電極共通配線１２０とを接続するための第３接続部に相当する。
第１ダイボンパッド１４１は、例えば、Ａｕ又はＡｌ等を主体としたメタル材料を、フォトリソグラフィ、蒸着法又はスパッタ法を合わせることにより形成される。第１ダイボンパッド１４１は、第１電極共通配線１１０、第２電極共通配線１２０及び他のダイボンパッドに接続されていない。
第２ダイボンパッド１４２は、例えば、Ａｕ又はＡｌ等を主体としたメタル材料を、フォトリソグラフィ、蒸着法又はスパッタ法を合わせることにより形成され、第２電極共通配線１２０に接続されている。例えば、第２ダイボンパッド１４２は、第２電極共通配線１２０を形成する際に、第２電極共通配線１２０を延伸することで形成することができる。
ベアチップＬＥＤ１４３は、第１ダイボンパッド１４１及び第２ダイボンパッド１４２の各々に１つずつ設けられている。なお、本実施の形態においては、１つの発光部１４０において、ベアチップＬＥＤ１４３が３つ直列接続されているが、ベアチップＬＥＤ１４３は、少なくとも２つあればよい。
図３（Ａ）は、図２をＳ３Ａ−Ｓ３Ａ線で切る概略的な断面図である。また、図３（Ｂ）は、図２をＳ３Ｂ−Ｓ３Ｂ線で切る概略的な断面図である。
図３（Ａ）に示されているように、ベアチップＬＥＤ１４３は、少なくとも第一電極１４３ａと、第一コンタクト層１４３ｂと、第一クラッド層１４３ｃと、発光層１４３ｄと、第二クラッド層１４３ｅと、第二コンタクト層１４３ｆと、第二電極１４３ｇと、を備える。なお、ベアチップＬＥＤ１４３は、第一電極１４３ａと、第一コンタクト層１４３ｂとの間に、電流拡散を効果的に行うための透明導電膜１４３ｈを備えていてもよい。
ベアチップＬＥＤ１４３を構成する各々の半導体層は、公知の有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）及び分子線エピタキシー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）により成長させることができ、ベアチップＬＥＤ１４３は、窒化物系材料又はＧａＡｓ系材料により構成することができる。ベアチップＬＥＤ１４３が窒化物系材料から構成される場合、例えば、第一コンタクト層１４３ｂは、ｐ−ＧａＮにより構成することができる。また、第一クラッド層１４３ｃは、ｐ−ＡｌｘＧａｌ−ｘＮ（但し、０≦ｘ≦１）により構成することができる。発光層１４３ｄは、井戸層をＩｎｙＧａｌ−ｙＮ（０＜ｙ≦１）、障壁層をＩｎｚＧａｌ−ｚＮ（０≦ｚ≦１）とする量子井戸を複数層積層することより成る多重量子井戸（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ：ＭＱＷ）構造で構成することができる。第二クラッド層１４３ｅは、ｎ−Ａｌｘ１Ｇａｌ−ｘ１Ｎ（０≦ｘ１≦１）により構成することができる。そして、第二コンタクト層１４３ｆは、ｎ−ＧａＮにより構成することができる。そして、透明導電膜１４３ｈは、ＩＴＯ又はＩＺＯ等を用いて構成することができる。
また、ベアチップＬＥＤ１４３がＧａＡｓ系材料により構成される場合、例えば、第一コンタクト層１４３ｂは、ｐ−Ｇａｐにより構成することができる。第一クラッド層１４３ｃは、ｐ−ＡｌｘＧａｌ−ｘＡｓ（０≦ｘ≦１）により構成することができる。発光層１４３ｄは、井戸層を（ＡｌｙＧａｌ−ｙ）ｙ１Ｉｎｌ−ｙ１ｐ（０≦ｙ、ｙ１≦１、ｙ＋ｙ１＝１）、障壁層を（ＡｌｚＧａｌ−ｚ）ｚ１Ｉｎｌ−ｚ１Ｐ（０≦ｚ、ｚ１≦１、ｚ＋ｚ１＝１）とする量子井戸を複数層積層することより成るＭＱｗ構造で構成することができる。第二クラッド層１４３ｅは、ｎ−ＡｌｗＧａｌ−ｗＡｓ（０≦ｗ≦１）、第二コンタクト層１４３ｆは、ｎ−ＧａＡｓにより構成することができる。そして、透明導電膜１４３ｈは、ＩＴＯ又はＩＺＯ等を用いて構成することができる。
以上のようなベアチップＬＥＤ１４３は、ウェハプロセスを完了した後、ダイシング又は劈開工程を経てベアチップ化されている。
ベアチップＬＥＤ１４３Ａの第２電極１４３ｇは第１ダイボンパッド１４１Ａに、ベアチップＬＥＤ１４３Ｂの第２電極１４３ｇは第１ダイボンパッド１４１Ｂに、ベアチップＬＥＤ１４３Ｃの第２電極１４３ｇは第２ダイボンパッド１４２に、それぞれ、例えば、導電性ペーストを用いてダイボンディングすることにより、電気的に接続されている。
第１ボンディングワイヤ１４４は、第１電極共通配線１１０と、ベアチップＬＥＤ１４３Ａの第１電極１４３ａとを電気的に結線する。
第２ボンディングワイヤ１４５Ａ、１４５Ｂは、第１ダイボンパッド１４１Ａ、１４１Ｂと、ベアチップＬＥＤ１４３Ｂ、１４３Ｃの第１電極１４３ａとを電気的に結線する。
以上のようにして、複数のＬＥＤを直列接続した発光部１４０を構成する。
以上のように、複数のＬＥＤを直列接続した発光部１４０を半導体発光装置１００に用いることにより、十分な輝度を満たす駆動条件においても、配線抵抗及び発光部１４０における直列抵抗成分からの発熱量を大幅に低減することができる。また、半導体発光装置１００を駆動するための駆動回路における発熱量も大幅に低減することができることから、このような駆動回路を半導体発光装置１００と集積化した装置形態においても、大幅に発熱量を低減することができる。
そのため、本発明における発光部１４０を有する半導体発光装置１００により、十分な輝度を得る条件下においても、駆動回路を含めた系全体の発熱量を大幅に抑えた半導体発光装置１００を得ることができ、その結果、輝度特性を改善し、寿命を長くすることができる。
図４は、実施の形態１の変形例である発光部２４０の構成を概略的に示す平面図である。発光部２４０は、ベアチップＬＥＤ２４３Ａ、２４３Ｂ、２４３Ｃ（特に各々を区別する必要のないときは、ベアチップＬＥＤ２４３という）と、第１ボンディングワイヤ１４４と、第２ボンディングワイヤ２４５Ａ、２４５Ｂ（特に各々を区別する必要のないときは、第２ボンディングワイヤ２４５という）と、第３ボンディングワイヤ２４６とを備える。図５（Ａ）は、図４をＳ５Ａ−Ｓ５Ａ線で切る概略的な断面図である。また、図５（Ｂ）は、図４をＳ５Ｂ−Ｓ５Ｂ線で切る概略的な断面図である。
ここで、第１ボンディングワイヤ１４４が、第１電極共通配線１１０と、電流が流れる最上流のベアチップＬＥＤ２４３Ａとを接続するための第１接続部に相当する。また、第２ボンディングワイヤ２４５が、複数のベアチップＬＥＤ２４５の間を接続する第２接続部に相当する。さらに、第３ボンディングワイヤ２４６が、電流が流れる最下流のベアチップＬＥＤ２４３Ｃと、第２電極共通配線１２０とを接続するための第３接続部に相当する。
図５（Ｂ）に示されているように、ベアチップＬＥＤ２４３は、基板１０１上に、第１コンタクト層２４３ｂと、第１クラッド層２４３ｃと、発光層２４３ｄと、第２クラッド層２４３ｅと、第２コンタクト層２４３ｆとを形成する。そして、第２電極２４３ｇを形成する領域の第１コンタクト層２４３ｂ、第１クラッド層２４３ｃ、発光層２４３ｄ及び第２クラッド層２４３ｅを、ドライエッチング又はウェットエッチングにより、第２コンタクト層２４３ｆを表面に露出させ、この露出された第２コンタクト層２４３ｆ上に第２電極２４３ｇが形成される。なお、エッチング工程により露出された第１コンタクト層２４３ｂ、第１クラッド層２４３ｃ、発光層２４３ｄ及び第２クラッド層２４３ｅのエッチング端面は、例えば、プラズマＣＶＤ（Ｃｈａｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又はスパッタ等により成膜することができる、ＳｉＯ２、ＳｉＮ又はＡｌ２Ｏ３等の保護膜２４３ｉにより保護されている。一方、メサ状に残された領域上面には、透明導電膜２４３ｈが形成され、その上に第１電極２４３ａが形成される。
以上のようにベアチップＬＥＤ２４３を構成することにより、第１電極２４３ａと第２電極２４３ｇとは、同じ方向に向くように、ここでは、基板１０１の上方に向くように形成される。
第１ボンディングワイヤ１４４は、第１電極共通配線１１０と、ベアチップＬＥＤ２４３Ａの第１電極２４３ａとを電気的に結線する。
第２ボンディングワイヤ２４５Ａは、ベアチップＬＥＤ２４３Ａの第２電極２４３ｇと、ベアチップＬＥＤ２４３Ｂの第１電極２４３ａとを電気的に結線する。
第２ボンディングワイヤ２４５Ｂは、ベアチップＬＥＤ２４３Ｂの第２電極２４３ｇと、ベアチップＬＥＤ２４３Ｃの第１電極２４３ａとを電気的に結線する。
第３ボンディングワイヤ２４６は、ベアチップＬＥＤ２４３Ｃの第２電極２４３ｇと、第２電極共通配線１２０とを電気的に結線する。
以上のようにして、複数のＬＥＤを直列接続した発光部２４０を構成する。
以上のように構成したため、この変形例における発光部２４０は、図２及び図３に示されている発光部１４０とは異なり、第１ダイボンパッド１４１及び第２ダイボンパッド１４２を形成することなく、基板１０１上にベアチップＬＥＤ２４３を形成することができ、このベアチップＬＥＤ２４３の上面に形成されている第１電極２４３ａ及び第２電極２４３ｇに直接ボンディングワイヤ１４４、２４５、２４６を結線することにより、ベアチップＬＥＤ２４３を直列接続することができる。
図６は、実施の形態１の変形例である発光部３４０の構成を概略的に示す平面図である。発光部３４０は、第１ジャンクションパッド３４１と、第２ジャンクションパッド３４２Ａ、３４２Ｂ（特に各々を区別する必要のないときは、第２ジャンクションパッド３４２という）と、ベアチップＬＥＤ３４３Ａ、３４３Ｂ、３４３Ｃ（特に各々を区別する必要のないときは、ベアチップＬＥＤ３４３という）と、第３ジャンクションパッド３４７と、バンプ３４８Ａ、３４８Ｂ、３４８Ｃ、３４８Ｄ、３４８Ｅ、３４８Ｆ（特に各々を区別する必要のないときは、バンプ３４８という）とを備える。図７は、図６をＳ７−Ｓ７線で切る概略的な断面図である。
ここで、第１ジャンクションパッド３４１及びバンプ３４８Ａが、第１電極共通配線１１０と、電流が流れる最上流のベアチップＬＥＤ３４３Ａとを接続するための第１接続部に相当する。また、第２ジャンクションパッド３４２及びバンプ３４８Ｂ、３４８Ｃ、３４８Ｄ、３４８Ｅが、複数のベアチップＬＥＤ３４３の間を接続する第２接続部に相当する。さらに、第３ジャンクションパッド３４７及びバンプ３４８Ｆが、電流が流れる最下流のベアチップＬＥＤ３４３Ｃと、第２電極共通配線１２０とを接続するための第３接続部に相当する。
第１ジャンクションパッド３４１は、例えば、Ａｕ又はＡｌ等を主体としたメタル材料を、フォトリソグラフィ、蒸着法又はスパッタ法を合わせることにより形成され、第１電極共通配線１１０に接続されている。例えば、第１ジャンクションパッド３４１は、第１電極共通配線１１０を形成する際に、第１電極共通配線１１０を延伸することで形成することができる。
第２ジャンクションパッド３４２は、例えば、Ａｕ又はＡｌ等を主体としたメタル材料を、フォトリソグラフィ、蒸着法又はスパッタ法を合わせることにより形成される。第２ジャンクションパッド３４２は、第１電極共通配線１１０、第２電極共通配線１２０及び他のジャンクションパッドに接続されていない。
第３ジャンクションパッド３４７は、例えば、Ａｕ又はＡｌ等を主体としたメタル材料を、フォトリソグラフィ、蒸着法又はスパッタ法を合わせることにより形成され、第２電極共通配線１２０に接続されている。例えば、第３ジャンクションパッド３４７は、第２電極共通配線１２０を形成する際に、第２電極共通配線１２０を延伸することで形成することができる。
図７に示されているように、ベアチップＬＥＤ３４３は、成長基板３４３ｊ上に、第１コンタクト層３４３ｂと、第１クラッド層３４３ｃと、発光層３４３ｄと、第２クラッド層３４３ｅと、第２コンタクト層３４３ｆとを形成する。そして、第２電極３４３ｇを形成する領域の第１コンタクト層３４３ｂ、第１クラッド層３４３ｃ、発光層３４３ｄ及び第２クラッド層３４３ｅを、ドライエッチング又はウェットエッチングにより、第２コンタクト層３４３ｆを表面に露出させ、この露出された第２コンタクト層３４３ｆ上に第２電極３４３ｇが形成される。なお、エッチング工程により露出された第１コンタクト層３４３ｂ、第１クラッド層３４３ｃ、発光層３４３ｄ及び第２クラッド層３４３ｅのエッチング端面は、例えば、プラズマＣＶＤ又はスパッタ等により成膜することができる、ＳｉＯ２、ＳｉＮ又はＡｌ２Ｏ３等の保護膜３４３ｉにより保護されている。一方、メサ状に残された領域の上面には、第１電極３４３ａが形成される。
ベアチップＬＥＤ３４３Ａの第１電極３４３ａは、導電性のバンプ３４８Ａにより、第１ジャンクションパッド３４１に電気的に結線されるようにフリップチップボンディングが施され、ベアチップＬＥＤ３４３Ａの第２電極３４３ｇは、導電性のバンプ３４８Ｂにより、第２ジャンクションパッド３４２Ａに電気的に結線されるようにフリップチップボンディングが施される。
ベアチップＬＥＤ３４３Ｂの第１電極３４３ａは、導電性のバンプ３４８Ｃにより、第２ジャンクションパッド３４２Ａに電気的に結線されるようにフリップチップボンディングが施され、ベアチップＬＥＤ３４３Ｂの第２電極３４３ｇは、導電性のバンプ３４８Ｄにより、第２ジャンクションパッド３４２Ｂに電気的に結線されるようにフリップチップボンディングが施される。
ベアチップＬＥＤ３４３Ｃの第１電極３４３ａは、導電性のバンプ３４８Ｅにより、第２ジャンクションパッド３４２Ｂに電気的に結線されるようにフリップチップボンディングが施され、ベアチップＬＥＤ３４３Ｃの第２電極３４３ｇは、導電性のバンプ３４８Ｆにより、第３ジャンクションパッド３４７に電気的に結線されるようにフリップチップボンディングが施される。
以上のような発光部３４０の構成では、ベアチップＬＥＤ３４０の裏面方向へ光を取り出す必要があるため、ベアチップＬＥＤ３４０の成長基板３４３ｊは、放射光に対して透明なサファイア基板等からなる窒化物系材料に限られる。
以上のようなベアチップＬＥＤ３４０では、裏面方向に放射光を遮る電極構造がないため、取り出し効率が高くなる。
図８は、実施の形態１の変形例である半導体発光装置２００の構成を概略的に示す平面図である。半導体発光装置２００は、基板１０１と、複数の第１電極共通配線２１０と、基板の縦方向に延びる１つの第２電極共通配線２２０と、複数の発光部１４０とを備える。
図１に示されている半導体発光装置１００は、発光部１４０が二次元に配置されているが、図８に示されている半導体発光装置２００は、発光部１４０が一次元に配置されている。
なお、第１電極共通配線２１０の一部は、接続パッドである第１共通配線接続パッド２１１にされている。例えば、第１電極共通配線２１０の一端は、基板１０１の一辺の外周近傍まで延伸するように形成されており、延伸されたその先端部が、第１電極共通配線接続パッド２１１にされている。
さらに、第２電極共通配線２２０の一部は、接続パッドである第２共通配線接続パッド２２１にされている。例えば、第２電極共通配線２２０の一端は、基板１０１の一辺の外周近傍まで延伸するように形成されており、延伸されたその先端部が、第２電極共通配線接続パッド２２１にされている。
実施の形態２．
図１に示すように、実施の形態２に係る半導体発光装置４００は、基板１０１と、基板１０１の縦方向に延びる複数の第１電極共通配線１１０と、基板の横方向に延びる複数の第２電極共通配線１２０と、複数の発光部４４０とを備える。実施の形態２に係る半導体発光装置４００は、発光部４４０において、実施の形態１に係る半導体発光装置１００と異なっている。
図９は、実施の形態２における発光部４４０の構成を概略的に示す平面図である。発光部４４０は、ＬＥＤを用いた発光素子である薄膜ＬＥＤ４４３Ａ、４４３Ｂ、４４３Ｃ（特に各々を区別する必要のないときは、薄膜ＬＥＤ４４３という）と、第１ジャンクション配線４５０と、第２ジャンクション配線４５１Ａ、４５１Ｂ（特に各々を区別する必要のないときは、第２ジャンクション配線４５１という）と、第３ジャンクション配線４５２とを備える。図１０は、図９をＳ１０−Ｓ１０線で切る概略的な断面図である。
ここで、第１ジャンクション配線４５０が、第１電極共通配線１１０と、電流が流れる最上流の薄膜ＬＥＤ４４３Ａとを接続するための第１接続部に相当する。また、第２ジャンクション配線４５１が、複数の薄膜ＬＥＤ４４３の間を接続する第２接続部に相当する。さらに、第３ジャンクション配線４５２が、電流が流れる最下流の薄膜ＬＥＤ４４３Ｃと、第２電極共通配線１２０とを接続するための第３接続部に相当する。
図１０に示されているように、薄膜ＬＥＤ４４３は、第１電極４４３ａと、第１コンタクト層４４３ｂと、第１クラッド層４４３ｃと、発光層４４３ｄと、第２クラッド層４４３ｅと、第２コンタクト層４４３ｆと、第２電極４４３ｇとを備える。薄膜ＬＥＤ４４３の層構造は、図４及び図５に示されているベアチップＬＥＤ２４０と同様である。
薄膜ＬＥＤ４４３は、例えば、ダイシング等により切り出される、１０μｍ以内の厚みを有するものである。この点について、例えば、実施の形態１におけるベアチップＬＥＤ１４０、２４０、３４０は、例えば、厚さが３００μｍ以上になっている。薄膜ＬＥＤ４４３の膜厚は５μｍ以内であることが望ましく、薄膜ＬＥＤ４４３を成長させるための成長基板から、この薄膜ＬＥＤ４４３のみを削り取る、又は、剥離する必要がある。削り取る方法としては、成長基板裏面から研磨を行うことにより薄膜ＬＥＤ４４３のみを削り取る方法がある。剥離する方法としては、成長基板がＮｄ−ＹＧＡレーザの第４高調波（波長λ＝２６６ｎｍ)の光を透過することができるサファイア基板により構成されている場合は、公知のレーザリフトオフを用い、成長基板と薄膜ＬＥＤ４４３との界面を焼き切ることにより、成長基板から薄膜ＬＥＤ４４３のみを剥離することができる。また、成長基板がＧａＡｓ系等の場合、選択的にケミカルエッチング可能な犠牲層を、予め薄膜ＬＥＤ４４３と成長基板との間に挿入してエピタキシャル成長を行った後、半導体プロセスにおけるドライエッチング又はウェットエッチング等を用いて、この犠牲層端面が露出する深さまで、薄膜ＬＥＤ４４３の半導体層をエッチングする。そして、この犠牲層を選択的にエッチングすることにより成長基板から薄膜ＬＥＤ４４３を剥離することができる。なお、この犠牲層には、例えば、ＡｌＡｓを用いることができ、選択的にエッチング可能なエッチャントとしてはＨＦ等を用いることができる。
薄膜ＬＥＤ４４３を基板１０１に集積する方法としては、例えば、エポキシ等の接着剤により接着する方法、又は、分子間力接合を用いて接合する方法がある。
第１ジャンクション配線４５０は、第１電極共通配線１１０と、薄膜ＬＥＤ４４３Ａの第１電極４４３ａとを電気的に結線する。
第２ジャンクション配線４５１Ａは、薄膜ＬＥＤ４４３Ａの第２電極４４３ｇと、薄膜ＬＥＤ４４３Ｂの第１電極４４３ａとを電気的に結線する。
第２ジャンクション配線４５１Ｂは、薄膜ＬＥＤ４４３Ｂの第２電極４４３ｇと、薄膜ＬＥＤ４４３Ｃの第１電極４４３ａとを電気的に結線する。
第３ジャンクション配線４５２は、薄膜ＬＥＤ４４３Ｂの第２電極４４３ｇと、第２電極共通配線１２０とを電気的に結線する。
これらのジャンクション配線４５０、４５１、４５２は、フォトリソグラフィにより形成可能な材料からなるブリッジ絶縁膜４５３を形成し、このブリッジ絶縁膜４５３上に、フォトリソグラフィにより形成可能な材料により形成する。なお、ブリッジ絶縁膜４５３を形成する材料としては、感光性ノボラック樹脂、感光性アクリル樹脂、感光性フッ素樹脂又は感光性ポリイミド樹脂等を使用することができる。なお、ジャンクション配線４５０、４５１、４５２は、エッチングを含む工程により形成することもできる。
以上のように、実施の形態２においては、第１電極共通配線１１０と薄膜ＬＥＤ４４３Ａ、薄膜ＬＥＤ４４３Ａ、４４３Ｂ、４４３Ｃ同士、及び、薄膜ＬＥＤ４４３Ｃと第２電極共通配線１２０を直列接続する際に、実施の形態１のようにワイヤボンディング又はフリップチップ実装による結線を行うのではなく、蒸着法又はスパッタ法に薄膜電極層を形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチングにより形成する方法、若しくは、フォトリソグラフィと蒸着法又はスパッタ法を合わせることにより形成する方法により形成可能なブリッジ絶縁膜４５３及びジャンクション配線４５０、４５１、４５２を用いて結線を行っている。このため、発光部４４０を形成する際に伴う結線工程において、高精細化の妨げとなるワイヤボンディング工程又はフリップチップ実装工程を、微細加工が可能なフォトリソグラフィ工程に置き換えることができ、実施の形態１に係る半導体発光装置１００よりも、より高精細な画像表示又は画像形成が可能となる。
実施の形態３．
図１１は、実施の形態３に係る画像表示装置５００の構成を概略的に示す平面図である。画像表示装置５００は、実施の形態１に係る半導体発光装置１００と、この半導体発光装置１００を駆動して、画像を表示させる駆動装置５５０と、電源５５１とを備える。
駆動装置５５０は、第１電極共通配線接続パッド１１１及び第２電極共通配線接続パッド１２１に接続されている。そして、駆動装置５５０は、第１電極共通配線接続パッド１１１に、それぞれの画素位置に対応した信号を入力し、該信号に対応して、第２電極共通配線接続パッド１２１をグランドに落とすことにより、該第２電極共通配線接続パッド１２１に結線されている全ての発光部１４０の電流を掃引し、１ラインの像を表示する。そして、駆動装置５５０は、以上のような処理を半導体発光装置１００に構成されている全てのラインに対して順次行うことにより、１画面の画像を半導体発光装置１００に表示させる。
なお、画像表示装置５００が、単色、例えばモノクロの画像を表示する装置である場合には、一つの表示部１４０は、一つの画素に対応した光を発光する。また、画像表示装置５００がカラーの画像を表示する装置である場合には、一つの表示部１４０は、カラー画像を構成する色、例えば、赤色、緑色又は青色の内の一つの色の一つの画素に対応した光を発光する。この場合には、カラー画像を構成する色の光を発光する発光部１４０が列方向にそれぞれ並べられる。
また、駆動装置５５０に含まれる一部又は全部の回路を基板１０１に実装することにより集積化を図ることもできる。
電源５５１は、駆動装置５５０に電力を提供する。
図１２は、図１１に示されている画像表示装置５００における半導体発光装置１００の等価回路を示す概略図である。ここでは、二次元アレイ状に配列されている発光部１４０の行数をｍ（ｍは２以上の整数）、列数をｎ（ｎは２以上の整数）で示す。第１電極共通配線接続パッド１１１に最も近い行を１行目とし、最も離れている行をｍ行目とする。そして第２電極共通配線接続パッド１２１に最も近い列を１列目とし、最も離れている列をｎ列目とする。
そして、第１電極共通配線接続パッド１１１から１行目の表示部１４０に入るまでの薄膜配線における配線抵抗をＲ１、ｍ行及び１列目の表示部１４０から第２電極共通配線接続パッド１２１までの第２電極共通配線１２０における配線抵抗をＲ２とする。また、行間における第１電極共通配線１１０の配線抵抗を、ｒ１とする。さらに、列間における第２電極共通配線１２０の配線抵抗を、ｒ３とする。なお、ここでは、１行目においても配線抵抗ｒ１が付加され、１列目においても配線抵抗ｒ３が付加されている。そして、直列接続されたベアチップＬＥＤ１４３における直列抵抗成分を合算した値をｒ２とする。また、注入電流Ｉに対する１つのベアチップＬＥＤ１４３の駆動電圧をＶｆとする。すなわち、図１２では、一例として３つのベアチップＬＥＤ１４３が直列に接続されているため、この３つのベアチップＬＥＤ１４３の駆動電圧は、Ｖｆの３倍である。
図１２において、全てのベアチップＬＥＤ１４３を点灯させる駆動条件下において、最も高い電圧が必要となるｍ行ｎ列目の発光部１４０では、下記の（１）式に示す電圧Ｖｍａｘが必要となる。
Figure 2013165170
 一方、全てのベアチップＬＥＤ１４３を点灯させる駆動条件下において、最も低い電圧でよい、１行１列目の発光部１４０では、下記の（２）式に示す電圧Ｖｍｉｎが必要となる。
Figure 2013165170
 半導体発光装置１００を駆動させるための電源電圧については、最も電圧が必要となる画素を想定して全ドット一様に電力が投入されなければならない。上記ＶｍａｘとＶｍｉｎとの差が大きければ大きい程、Ｖｍｉｎが小さな領域に対しては過剰な電力が投入されることになる。言い換えると、ＶｍａｘとＶｍｉｎとの差を極力小さくすることが、投入電力を効率的に使用していることになる。
半導体発光装置１００は、複数のベアチップＬＥＤ１４３を直列接続することにより、小さな電流値でも十分な輝度を得ることができる。従って、注入電流Ｉを大幅に低減することができる。このため、ＶｍａｘとＶｍｉｎとの差を小さくすることができ、駆動装置５５０からの投入電力を低減することができる。例えば、駆動装置５５０の全部又は一部を基板１０１上に集積するような形態を成している場合、駆動装置５５０における発熱量を大幅に低減することができ系全体の発熱量を大幅に低減することができる。その結果、発光部１４０の特性を劣化させることなく、発光部１４０を高輝度かつ長寿命にすることができる。
なお、本実施の形態では、実施の形態１に係る半導体発光装置１００を用いたが、実施の形態２に係る半導体発光装置４００を用いてもよい。
実施の形態４．
図１３は、実施の形態４に係る画像表示装置６００の構成を概略的に示す平面図である。画像表示装置６００は、実施の形態１の変形例として図８に示された半導体発光装置２００と、この半導体発光装置２００を駆動して、画像を表示させる駆動装置６５０と、電源６５１とを備える。
駆動装置６５０は、第１電極共通配線接続パッド２１１及び第２電極共通配線接続パッド２２１に接続されている。そして、駆動装置６５０は、第１電極共通配線接続パッド２１１に、それぞれの画素位置に対応した信号を入力し、該信号に対応して、第２電極共通配線接続パッド２２１をグランドに落とすことにより、該第２電極共通配線接続パッド２２１に結線されている全ての発光部１４０の電流を掃引し、１ラインの像を表示する。そして、駆動装置６５０は、以上のような処理を、１画面を構成する全てのラインについて順次行うことにより、１画面の画像を半導体発光装置２００に表示させる。
なお、画像表示装置６００が、単色、例えばモノクロの画像を表示する装置である場合には、一つの表示部１４０は、一つの画素に対応した光を発光する。また、画像表示装置６００がカラーの画像を表示する装置である場合には、一つの表示部１４０は、カラー画像を構成する色、例えば、赤色、緑色又は青色の内の一つの色の一つの画素に対応した光を発光する。この場合には、カラー画像を構成する色の光を発光する発光部１４０が列方向にそれぞれ並べられる。
なお、駆動装置６５０に含まれる一部又は全部の回路を基板１０１に実装することにより集積化を図ることもできる。
電源６５１は、駆動装置６５０に電力を提供する。
図１４は、図１３に示されている画像表示装置６００における半導体発光装置２００の等価回路を示す概略図である。ここでは、一次元アレイ状に配列されている発光部１４０の列数をｎ（ｎは２以上の整数）で示す。第２電極共通配線接続パッド２２１に最も近い列を１列目とし、最も離れている列をｎ列目とする。
そして、第１電極共通配線接続パッド１１１から表示部１４０に入るまでの薄膜配線における配線抵抗をＲ１、１列目の表示部１４０から第２電極共通配線接続パッド２２１までの第２電極共通配線２２０における配線抵抗をＲ２とする。また、列間における第２電極共通配線１２０の配線抵抗を、ｒ２とする。なお、ここでは、１列目においても配線抵抗ｒ２が付加されたモデルが想定されている。そして、直列接続されたベアチップＬＥＤ１４３における直列抵抗成分を合算した値をｒ１とする。また、注入電流Ｉに対する１つのベアチップＬＥＤ１４３の駆動電圧をＶｆとする。すなわち、図１３では、一例として３つのベアチップＬＥＤ１４３が直列に接続されているため、この３つのベアチップＬＥＤ１４３の駆動電圧は、Ｖｆの３倍である。
図１３において、全てのベアチップＬＥＤ１４３を点灯させる駆動条件下において、最も高い電圧が必要となるｎ列目の発光部１４０では、下記の（３）式に示す電圧Ｖｍａｘが必要となる。
Figure 2013165170
 一方、全てのベアチップＬＥＤ１４３を点灯させる駆動条件下において、最も低い電圧でよい、１列目の発光部１４０では、下記の（４）式に示す電圧Ｖｍｉｎが必要となる。
Figure 2013165170
 半導体発光装置２００を駆動させるための電源電圧については、最も電圧が必要となる画素を想定して全ドット一様に電力が投入されなければならない。上記ＶｍａｘとＶｍｉｎとの差が大きければ大きい程、Ｖｍｉｎが小さな領域に対しては過剰な電力が投入されることになる。言い換えると、ＶｍａｘとＶｍｉｎとの差を極力小さくすることが、投入電力を効率的に使用していることになる。
半導体発光装置２００は、複数のベアチップＬＥＤ１４３を直列接続することにより、小さな電流値でも十分な輝度を得ることができる。従って、注入電流Ｉを大幅に低減することができる。このため、ＶｍａｘとＶｍｉｎとの差を小さくすることができ、駆動装置６５０からの投入電力を低減することができる。例えば、駆動装置６５０の全部又は一部を基板１０１上に集積するような形態を成している場合、駆動装置６５０における発熱量を大幅に低減することができ系全体の発熱量を大幅に低減することができる。その結果、発光部１４０の特性を劣化させることなく、発光部１４０を高輝度かつ長寿命にすることができる。
なお、本実施の形態では、実施の形態１の変形例に係る半導体発光装置２００を用いたが、実施の形態２における発光部４４０を一次元に配列することにより構成される半導体発光装置を用いてもよい。
実施の形態５．
図１５（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態５に係る携帯端末７００を示す斜視図である。図１５（Ａ）は、二つ折りにされた携帯端末７００の開いた状態を示す斜視図である。図１５（Ｂ）は、二つ折りにされた携帯端末７００の閉じた状態を示す斜視図である。実施の形態５に係る携帯端末７００は、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を備えている。
携帯端末７００は、一般的に、ダイアル操作確認、アドレス帳内容の確認、メール作成及びメール内容の確認、インターネットコンテンツの閲覧、並びに、ワンセグ視聴等の情報を表示する画像表示装置であるメインモニター７０１と、時刻、電波受信状態、及び、着信情報等の一部情報のみを表示する画像表示装置であるバックモニター７０２とを有する。このメインモニター７０１及びバックモニター７０２として、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を用いることができる。
携帯端末７００は、屋外で使用することも多く、メインモニター７０１及びバックモニター７０２の輝度が十分ではない場合には、視認性が悪いため外光を遮光しなければ情報を確認できないことがある。そこで、メインモニター７０１及びバックモニター７０２として従来の液晶表示装置を用いている場合に、輝度を向上させるため、バックライトの出力を大幅に上昇させた際には、消費電力が大幅に増加してしまい、さらには発熱量が大幅に増加してしまう問題がある。これに対して、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を用いて、輝度を向上させるために必要な電流値を従来よりも大幅に削減することにより、発熱量を大幅に抑えることができる。このため、ＬＥＤ自体の効率を落とすことなく、効率的に輝度を向上させることができ、更に周辺に集積されている他の回路への熱的影響を大幅に抑えることができる。
以上のように、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を、携帯端末７００用のメインモニター７０１及びバックモニター７０２として利用することにより、十分な輝度を満たす駆動条件においても、配線抵抗及び発光部１４０、４４０における直列抵抗成分からの発熱量を大幅に低減することができる。また、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００における駆動装置５５０、６５０の発熱量も大幅に低減することができることから、駆動装置５５０、６５０を基板１０１に集積した装置形態においても、大幅に発熱量を低減することができる。
そのため、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を用いることにより、屋外でも明瞭な視認を実現するために十分な輝度を得る条件下においても、発熱量を抑えることができ、その結果、輝度特性を改善し、寿命を長くすることができる。
実施の形態６．
図１６は、実施の形態６に係るヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）ユニット８００（以下、ＨＵＤユニット８００という）の構成を概略的に示す断面図である。実施の形態６に係るＨＵＤユニット８００は、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を備えている。
ＨＵＤユニット８００は、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を利用したＨＵＤ光源装置８０１と、投射部としての凹面鏡８０２とを備える。
ＨＵＤ光源装置８０１は、ターニングミラーとして用いる凹面鏡８０２の焦点距離の内側に設置される。ここで、ＨＵＤユニット８００は、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を、ＨＵＤ光源装置８０１として利用している。なお、拡大倍率は、ＨＵＤ光源８０１を凹面鏡８０２に対する焦点距離内のどの位置に設置するかにより決定される。
凹面鏡８０２は、ＨＵＤ光源装置８０１が出力する像を、フロントウィンドウ８１０に投射する。そして、ＨＵＤ光源装置８０１から出力された像に基づいて、凹面鏡８０２によって拡大された正立虚像が作り出され、その光線が、ＨＵＤユニット８００の上面に設置した透明カバー８０３を通って、フロントウィンドウ８１０によりドライバーの視点８１１に向かって反射される。
図１６の符号８０４Ａ〜８０４Ｃは、ＨＵＤ光源装置８０１からドライバーの視点８１１までの光線経路を示している。フロントウィンドウ８１０で反射される際、凹面鏡８０２によって拡大された成立虚像は、上下が反転される。このため、ＨＵＤ光源装置８０１は、出力する像の上下が反転するように設置されている。また、フロントウィンドウ８１０により反射される像は拡大された正立虚像であることから、フロントウィンドウ８１０の前方に虚像からなる表示像８１２がドライバーに視認される。
以上のように、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を、ＨＵＤ光源装置８０１として利用することにより、所望の輝度を得るための電流値を注入したとしても、発熱量を大幅に抑えることができる。このため、ＬＥＤ自体の効率を落とすことなく効果的に輝度を向上させることができ、また、周辺に集積されている他の回路への熱的影響を大幅に抑えることができる。さらに、ＨＵＤユニット８００では、ヒートシンク構造をシュリンク、又は、簡略化することができ、ＨＵＤユニット８００自体を大幅にシュリンクすることができる。従来のＨＵＤユニットは、その設置スペースの観点から、インストルメントパネルが大きな高級車にしか適用できなかったが、本実施の形態に係るＨＵＤユニット８００は、インストルメントパネルが比較的小さな大衆車にも適用することができる。さらに、本実施の形態によれば、ＨＵＤユニット８００自体を大幅に小さくすることができるため、ポップアップ型の後載せタイプのＨＵＤユニット８００を創出することもできる。
以上のように、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を、ＨＵＤユニット８００に適用することにより、十分な輝度を満たす駆動条件においても、配線抵抗及び発光部１４０における直列抵抗成分からの発熱量を大幅に低減することができる。また、画像表示装置５００、６００を駆動する駆動装置５５０、６５０の発熱量も大幅に低減することができることから、この駆動装置５５０、６５０を基板１０１内に集積した装置形態においても、大幅に発熱量を低減することができる。
そのため、本実施の形態に係るＨＵＤユニット８００は、使用環境に左右されず、明瞭な表示を実現する使用条件下においても、駆動装置５５０、６５０を含めた系全体の発熱量を大幅に抑えることができる。その結果、輝度特性を改善し、寿命を長くすることができる。また、放熱機構をシュリンクすることができるため、ＨＵＤユニット８００自体を小さくすることができ、インストルメントパネルのサイズに規制されないＨＵＤユニット８００を創出することができる。
実施の形態７．
図１７は、実施の形態７に係る画像投影装置としてのプロジェクタ９００の構成を概略的に示す構成図である。実施の形態６に係るプロジェクタ９００は、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を備えている。
プロジェクタ９００は、赤色の画像表示光源９０１Ｒと、緑色の画像表示光源９０１Ｇと、青色の画像表示光源９０１Ｂと、クロスダイクロプリズム９０２と、レンズ９０３とを備える。ここで、クロスダイクロプリズム９０２及びレンズ９０３は、画像表示光源９０１Ｒ、９０１Ｇ、９０１Ｂからの光をスクリーンに投影する投影部を構成する。
画像表示光源９０１Ｒは、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００で赤色の光を発するＬＥＤを使用することにより構成される。
緑色の画像表示光源９０１Ｇは、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００で緑色の光を発するＬＥＤを使用することにより構成される。
青色の画像表示光源９０１Ｂは、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００で青色の光を発するＬＥＤを使用することにより構成される。
画像表示光源９０１Ｒ、９０１Ｇ、９０１Ｂは、クロスダイクロプリズム９０２の各面にそれぞれ対向するように設置されている。そして、画像表示光源９０１Ｒ、９０１Ｇ、９０１Ｂから出力された表示像は、クロスダイクロプリズム９０２により、投影面方向に反射される。従って、画像表示光源９０１Ｒ、９０１Ｇ、９０１Ｂから出力された表示像は、クロスダイクロプリズム９０２を介して投影面方向に集光され、カラー表示像となる。
レンズ９０３は、クロスダイクロプリズム９０２の投影面方向に設置されている。そして、レンズ９０３は、クロスダイクロプリズム９０２からのカラー表示像の倍率及び焦点距離を調整することにより、投影面において拡大されたカラー表示像が結像される。
以上のように、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００を画像表示光源９０１Ｒ、９０１Ｇ、９０１Ｂとして用いることにより、所望の輝度を得るための条件下においても、従来よりも大幅に発熱量を抑えることができるため、ＬＥＤ自体の効率を落とすことなく効果的に輝度を向上させることができる。さらに、本実施の形態に係るプロジェクタ９００によれば、周辺回路への熱的影響を大幅に抑えることができるため、ヒートシンク構造をシュリンク又は簡略化することができる。その結果、プロジェクタ９００自体を大幅にシュリンクすることができる。従って、本実施の形態によれば、従来よりも大幅に小型化したプロジェクタ９００を創出することができ、更には携帯型の小型プロジェクタの創出が可能となる。
以上のように、実施の形態３又は４に係る画像表示装置５００、６００をプロジェクタ９００に適用することにより、十分な輝度を満たす駆動条件においても、配線抵抗及び発光部１４０における直列抵抗成分からの発熱量を大幅に低減することができる。また、半導体発光装置１００を駆動する駆動装置５５０、５６０の発熱量も大幅に低減することができるため、駆動装置５５０、５６０を基板１０１内に集積した装置形態においても、大幅に発熱量を低減することができる。
従って、本実施の形態によれば、十分な輝度を得る条件下においても、駆動装置５５０、５６０を含めた系全体の発熱量を大幅に抑えることができる。その結果、輝度特性を改善し、プロジェクタ９００の寿命を長くすることができる。また、放熱機構をシュリンクすることができるため、プロジェクタ９００自体を小さくすることができ、携帯型の小型プロジェクタの創出が可能となる。
なお、以上に記載した実施の形態７では、単色の画像を表示する画像表示装置５００、６００を画像表示光源９０１Ｒ、９０１Ｇ、９０１Ｂとして利用したが、カラーの画像を表示する画像表示装置５００、６００を利用した場合には、クロスダイクロプリズム９０２を設ける必要はない。
実施の形態８．
図１８は、実施の形態８に係る画像形成装置としてのＬＥＤプリンタ１０００の構成を概略的に示す断面図である。
ＬＥＤプリンタ１０００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色の画像を、電子写真方式を用いて形成する４つのプロセスユニット１００１Ｙ、１００１Ｍ、１００１Ｃ、１００１Ｋを有している（特に各々を区別する必要がないときは、プロセスユニット１００１という）。プロセスユニット１００１は、媒体１０２０の搬送経路１０２１に沿って、タンデムに配置されている。各プロセスユニット１００１は、像担持体としての感光体ドラム１００２と、この感光体ドラム１００２の周囲に配置され、感光体ドラム１００２の表面を帯電させる帯電装置１００３と、帯電された感光体ドラム１００２の表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置１００４とを有している。この露光装置１００４として、実施の形態１の変形例である半導体発光装置２００（図８を参照）が用いられている。ここで、ＬＥＤプリンタ１０００が、モノクロの画像を形成する装置である場合には、半導体発光装置２００の一つの発光部１４０は、形成する画像の一つのドットに対応する光を発光する。また、ＬＥＤプリンタ１０００が、カラーの画像を形成する装置である場合には、一つの表示部１４０は、カラー画像を構成する色、例えば、赤色、緑色又は青色の内の一つの色の一つのドットに対応した光を発光する。
また、ＬＥＤプリンタ１０００内は、静電潜像が形成された感光ドラム１００２の表面にトナーを搬送する供給装置１００５と、感光体ドラム１００２の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置１００６とを有している。なお、感光体ドラム１００２は、図示されていない駆動源及びギヤ等からなる駆動機構によって矢印方向に回転させられる。また、ＬＥＤプリンタ１０００は、紙等の媒体１０２０を収納する用紙カセット１００７と、媒体１０２０を１枚ずつ分離して搬送するためのホッピングローラ１００８とを有している。ホッピングローラ１００８の媒体１０２０の搬送方向下流には、ピンチローラ１００９Ａ、１００９Ｂ（特に各々を区別する必要がないときは、ピンチローラ１００９という）と、媒体１０２０を挟み付け、ピンチローラ１００９とともに媒体１０２０の斜行を修正して、この媒体１０２０をプロセスユニット１００１に搬送するレジストローラ１０１０Ａ、１０１０Ｂ（特に各々を区別する必要がないときは、レジストローラ１０１０という）が備えられている。ホッピングローラ１００８およびレジストローラ１０１０は、図示しない駆動源に連動して回転する。
ＬＥＤプリンタ１０００は、感光体ドラム１００２に対向配置された転写ローラ１０１１を有している。転写ローラ１０１１は、半導電性のゴム等から構成されている。感光体ドラム１００２上のドナー像を媒体１０２０上に転写させるように、感光体ドラム１００２の電位と転写ローラ１０１１の電位とが設定されている。また、ＬＥＤプリンタ１０００は、媒体１０２０を排出するための排出ローラ１０１２Ａ、１０１２Ｂ、１０１２Ｃ、１０１２Ｄ（特に各々を区別する必要がないときは、排出ローラ１０１２という）が備えられている。
用紙カセット１００７に積載された媒体１０２０は、ホッピングローラ１００８により１枚ずつ分離され搬送される。媒体１０２０は、レジストローラ１００９及びピンチローラ１０１０を通過して、各プロセスユニット１００１を順に通過する。各プロセスユニット１００１において、媒体１０２０は、感光体ドラム１００２と転写ローラ１０１１との間を通過して、各色のトナー像が媒体１０２０に順に転写される。各色のトナー像は、定着装置１０１３によって加熱及び加圧されて媒体１０２０に定着される。その後、媒体１０２０は、排出ローラ１０１２によってスタッカ１０１４に排出される。
実施の形態１の変形例である半導体発光装置２００を露光装置１００４として用いることで、露光装置１００４の輝度を向上させることにより印字速度を高めることができる。また、このように高速印字を可能にする、所望の輝度を得るための条件下で、露光装置１００４を動作させたとしても、従来よりも露光装置１００４の発熱量を大幅に抑えることができる。そのため、ＬＥＤの発光効率を落とすことなく効果的に輝度を向上させることができる。その結果、印字速度を高めるＬＥＤプリンタ１０００を創出することができる。
本実施の形態によれば、十分な輝度を満たす駆動条件下においても、配線抵抗及び発光部１４０における直列抵抗成分からの発熱量を大幅に低減することができる。また、半導体発光装置２００を駆動する駆動装置の発熱量も大幅に低減することができることから、駆動装置を基板１０１に集積した装置形態においても、大幅に発熱量を低減することができる。
従って、本実施の形態に係るＬＥＤプリンタ１００によれば、輝度特性を改善することにより印宇速度を高め、寿命を長くすることができる。
実施の形態９．
図１９は、実施の形態９に係るヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）１１００（以下、ＨＭＤ１１００という）の構成を概略的に示す斜視図である。ＨＭＤ１１００は、実施の形態４に係る画像表示装置６００（図１３参照）を備えている。
ＨＭＤ１１００は、装置本体１１０１と、装置本体１１０１をユーザの眼前に支持する支持部１１０３とを備える。装置本体１１０１は、画像形成ユニット１１０２と、反射部としての反射面１１０３とを備える。
画像形成ユニット１１０２は、実施の形態４に係る画像表示装置６００を含んで構成されている。画像形成ユニット１１０２の前方には、反射面１１０３が設置されており、画像形成ユニット１１０２から出射される画像は、反射面１１０３を介して、この反射面１１０３の前方に正立され、拡大された虚像による表示像１１２０が形成される。なお、この反射面１１０３を非透過型とすることにより、ＨＭＤ１１００を非透過型ＨＭＤとすることもできる。また、この反射面１１０３をハーフミラーとすることにより、ＨＭＤ１１００を光学透過型ＨＭＤとすることもできる。
図２０は、画像形成ユニット１１０２の構成を概略的に示す斜視図である。画像形成ユニット１１０２は、画像表示光源１１１０と、走査ミラー１１１１と、凸レンズ１１１２とを備える。
画像表示光源１１１０は、１ライン毎の画像を出力する光源である。本実施の形態では、画像表示光源１１１０として、実施の形態４に係る画像表示装置６００が用いられている。
走査ミラー１１１１は、画像表示光源１１１０の上方に配置されており、画像表示光源１１１０から出力される１ライン毎の画像をスキャニングして、二次元画像を作り出す。
凸レンズ１１１２は、走査ミラー１１１１により作り出された二次元画像を反射面１１０３に結像させる。
なお、走査ミラー１１１１は、凸レンズ１１１２の前焦点距離内に配置され、その距離を調整することにより所望の倍率が作り出される。
以上のように、走査ミラー１１１１と凸レンズ１１１２とを画像形成ユニット１１０２内に設置することにより、凸レンズ１１１２から出射される光線は、拡大された正立虚像を形成する光線となる。このような光線は、反射面１１０３において視点１１３０に向けて反射されることにより、反射面１１０３の後方に拡大された虚像による表示像１１３１が形成される。なお、図２０では、拡大された正立虚像を形成するために凸レンズ１１１２が用いられているが、ターニングミラーとしても機能させるために、凸レンズ１１１２の代わりに凹面鏡が用いられてもよい。
以上のように、本実施の形態によれば、所望の輝度を得る条件下で使用したとしても、発熱量を大幅に抑えることができ、また、ＬＥＤの発光効率を落とすことなく、効果的に輝度を向上させることができる。さらに、周辺回路への熱的影響を大幅に抑えることができる他、ヒートシンク構造をシュリンク又は簡略化することができ、画像形成ユニット１１０２自体を大幅にシュリンクすることができる。その結果、従来よりもＨＭＤ１１００を大幅に小型化及び軽量化することができる。
以上のように、本実施の形態によれは、十分な輝度を満たす駆動条件下においても、配線抵抗及び発光部１４０における直列抵抗成分からの発熱量を大幅に低減することができる。また、半導体発光装置２００を駆動する駆動装置６５０の発熱量も大幅に低減させることができることから、駆動装置６５０を基板１１０内に集積した装置形態においても大幅に発熱量を低減することができる。
そのため、本実施の形態に係るＨＭＤ１１００によれば、輝度特性を改善し、寿命を長くすることができる。また、発熱量を大幅に抑えることができることにより、従来よりも大幅に小型化、軽量化を達成することができる。
なお、実施の形態９におけるＨＭＤ１１００においては、画像形成ユニット１１０２の代わりに、実施の形態３に係る画像表示装置５００が用いられてもよい。
１００：半導体発光装置、 １０１：基板、 １１０：第１電極共通配線、 １２０：第２電極共通配線、 １４０，２４０，３４０，４４０：発光部、 １４１：第１ダイボンパッド、 １４２：第２ダイボンパッド、 １４３，２４３，３４３：ベアチップＬＥＤ、 １４４：第１ボンディングワイヤ、 １４５，２４５：第２ボンディングワイヤ、 ２４６：第３ボンディングワイヤ、 ３４１：第１ジャンクションパッド、 ３４２：第２ジャンクションパッド、 ３４７：第３ジャンクションパッド、 ４４３：薄膜ＬＥＤ、 ４５０：第１ジャンクション配線、 ４５１：第２ジャンクション配線、 ４５２：第３ジャンクション配線、 ５００：画像表示装置、 ５５０：駆動装置、 ５５１：電源、 ７００：携帯端末、 ８００：ＨＵＤユニット、 ９００：プロジェクタ、 １０００：ＬＥＤプリンタ、 １１００：ＨＭＤ。

Claims (16)

  1. 基板と、
    前記基板の表面に形成された複数の第１電極共通配線と、
    前記基板の表面に形成された少なくとも１つの第２電極共通配線と、
    前記第１電極共通配線と、前記第２電極共通配線との組み合わせ毎に設けられた発光部と、を備え、
    前記発光部は、発光ダイオードを用いた複数の発光素子を、前記組み合わせを構成する第１電極共通配線及び第２電極共通配線の間に直列に接続することにより構成されていること
    を特徴とする半導体発光装置。
  2. 前記発光部は、
    前記複数の発光素子と、
    前記複数の発光素子の内、電流の流れる最上流の発光素子と、前記第１電極共通配線とを接続する第１接続部と、
    前記複数の発光素子の間を接続する第２接続部と、
    前記複数の発光素子の内、電流の流れる最下流の発光素子と、前記第２電極共通配線とを接続する第３接続部と、を備えること
    を特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
  3. 前記第１接続部は、前記最上流の発光素子の第１電極及び前記第１電極共通配線を結線するボンディングワイヤにより構成され、
    前記第２接続部は、前記基板の表面に形成され、前記複数の発光素子の内の一の発光素子の第２電極が接続された第１ダイボンパッドと、前記複数の発光素子の内の他の発光素子の第１電極及び前記第１ダイボンパッドを結線するボンディングワイヤと、により構成され、
    前記第３接続部は、前記第２電極共通配線を延伸することにより形成され、前記最下流の発光素子の第２電極が接続された第２ダイボンパッドにより構成されていること
    を特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
  4. 前記第１接続部は、前記最上流の発光素子の第１電極及び前記第１電極共通配線を結線するボンディングワイヤにより構成され、
    前記第２接続部は、前記一の発光素子の第２電極及び前記他の発光素子の第１電極を結線するボンディングワイヤにより構成され、
    前記第３接続部は、前記最下流の発光素子の第２電極及び前記第２電極共通配線を結線するボンディングワイヤにより構成されていること
    を特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
  5. 前記第１接続部は、前記第１電極共通配線を延伸することにより形成された第１ジャンクションパッドと、前記最上流の発光素子の第１電極及び前記第１ジャンクションパッドを接続するバンプと、により構成され、
    前記第２接続部は、前記基板の表面に形成された第２ジャンクションパッドと、前記一の発光素子の第２電極及び前記第２ジャンクションパッドを接続するバンプと、前記他の発光素子の第１電極及び前記第２ジャンクションパッドを接続するバンプとにより構成され、
    前記第３接続部は、前記第２電極共通配線を延伸することにより形成された第３ジャンクションパッドと、前記最下流の発光素子の第２電極及び前記第３ジャンクションパッドを接続するバンプと、により構成され、
    前記複数の発光素子は、前記基板にフリップチップ実装されていること
    を特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
  6. 前記第１接続部は、少なくともフォトリソグラフィにより形成され、前記最上流の発光素子の第１電極及び前記第１電極共通配線を結線する配線により構成され、
    前記第２接続部は、少なくともフォトリソグラフィにより形成され、前記一の発光素子の第２電極及び前記他の発光素子の第１電極を結線する配線により構成され、
    前記第３接続部は、少なくともフォトリソグラフィにより形成され、前記最下流の発光素子の第２電極及び前記第２電極共通配線を結線する配線により構成されていること
    を特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
  7. 請求項１から６の何れか一項に記載の半導体発光装置と、
    前記半導体発光装置を駆動して、画像を表示させる駆動装置と、
    前記駆動装置に電力を供給する電源と、を備えること
    を特徴とする画像表示装置。
  8. 前記発光部は、前記画像の１つの画素に対応した光を発光すること
    を特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
  9. 前記発光部は、前記画像の１つの色及び１つの画素に対応した光を発光すること
    を特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
  10. 請求項７から９の何れか一項に記載の画像表示装置を備えることを特徴とする携帯端末。
  11. 請求項７から９の何れか一項に記載の画像表示装置と、
    前記画像表示装置で表示された画像を、フロントウィンドウに投射する投射部と、を備えること
    を特徴とするヘッドアップディスプレイユニット。
  12. 請求項７から９の何れか一項に記載の画像表示装置と、
    前記画像表示装置で表示された画像を、スクリーンに投影する投影部と、を備えること
    を特徴とする画像投影装置。
  13. 請求項７から９の何れか一項に記載の画像表示装置、及び、前記画像表示装置で表示された画像を反射する反射部を備える装置本体と、
    前記装置本体をユーザの頭部に支持する支持部と、を備えること
    を特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
  14. 請求項１から６に記載された半導体発光装置を含む露光装置を備えること
    を特徴とする画像形成装置。
  15. 前記発光部は、形成する画像の１つのドットに対応した光を発光すること
    を特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
  16. 前記発光部は、形成する画像の１つの色及び１つのドットに対応した光を発光すること
    を特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
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