JPH1091094A - 一体化電気−光学的パッケージおよび製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超小型視覚的表示装置に使用するための高い
分解能を有する一体型電気−光学的パッケージを提供す
る。 【解決手段】 一体化電気−光学的パッケージは活性１
８および不活性領域２０，２１，２２からなる複数の単
位セル１２，１３，１４，１５をその上に規定する基板
３０からなるアレイ１０を含む。基板３０は主面２８、
複数のサブアレイ２４，２５，２６，２７およびドライ
バ／制御回路３４，３５，３６，３７を有する。前記サ
ブアレイは各単位セル内に形成された活性領域を規定し
複数の発光装置３２からなる。前記ドライバ／制御回路
は各単位セルの不活性領域内で基板に実装される。本電
気−光学的パッケージは各単位セルの活性領域の走査を
可能にし、サブアレイの発光装置によって形成される画
素の数を増大させることなく大きな分解能の統合された
画像１２０を結果として生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超小型視覚的表示装
置の分野に関し、かつより特定的には、電気的および光
学的部品を集積または一体化しかつ観察者の視野内で完
全に統合された画像を投影するために走査技術を使用す
る電気−光学的パッケージに関する。

【０００２】

【従来の技術】人間の視覚系は複雑なシステムであり、
視覚的表示を含む、数多くの変化する形式で生ずる莫大
な量の情報を吸収する大きな能力を備えている。視覚的
表示装置（ｖｉｓｕａｌ ｄｉｓｐｌａｙｓ）は今日の
世界において種々の寸法および形式で見られ、空港で見
られるスケジュール情報を発表する大きな視覚的表示ス
クリーンから、ポケット計算機に導入されたもののよう
な、小さな視覚的表示装置まで、多くの形式種類の情報
を表示している。視覚的表示装置、特に携帯用通信機器
その他のような、携帯用電子装置において使用されるも
のの寸法の低減における関心事は電気的相互接続の数お
よび複雑さ、表示分解能品質、そして最小電力要求およ
び低い製造コストの維持である。

【０００３】視覚的表示装置の寸法の低減および解像度
または分解能品質の維持における関連事項は情報を処理
しかつ統合するための人間の視覚系の能力、および該視
覚系がそうすることができる速度である。人間の視覚系
は６０Ｈｚより速くない情報を処理できる。したがっ
て、１秒の６０分の１以内で視覚的表示装置内の種々の
位置に投影されかつ走査される画像は観察者の目によっ
て１つの大きな統合または一体化された画像として見ら
れる。一例として、“Ａ”の画像を、６０Ｈｚの速度
で、視覚的表示装置内の６つの異なる位置へと移動させ
ることにより、観察者は６個の“Ａ”からなる１つの統
合された画像を見ることになる。もしこの画像が同時に
内容が変調されれば、たとえば、画像が６０Ｈｚの速度
で個々にかつ順次６つの変化する位置へと移動される６
つの文字“Ａ”，“Ｂ”，“Ｃ”，“Ｄ”，“Ｅ”およ
び“Ｆ”であれば、観察者は６つの文字からなる１つの
一体化された画像を見ることになる。このプロセスは、
より一般的に時間多重化イメージ（ｔｉｍｅ−ｍｕｌｔ
ｉｐｌｅｘｅｄ ｉｍａｇｅｒｙ）として知られ、スキ
ャナまたは走査装置の使用により表示技術の分野におい
て、かつより特定的には強化された分解能の超小型視覚
的表示装置において使用するための電気−光学的パッケ
ージの開発において利用することができる。

【０００４】小型の、軽量の、低電力の視覚的表示装置
を開発するために莫大な量の努力が費やされてきてい
る。表示装置の技術が視覚的表示装置の寸法を低減する
に応じて、そのような表示装置の分解能または解像度は
維持するのが困難になった。これらの超小型視覚的表示
装置の開発において最も重要なことは製造コストであ
る。表示装置のアクティブエリアが減少するに応じて、
画像ソースの画素寸法は分解能を維持するために低減さ
れなければならないことが示されている。より高い分解
能が望まれる場合は、画像ソースの画素の数および材料
および製造のコストが増大し、これは部分的には増大し
た数の画素のために必要とされる電気的相互接続の数に
よって生じる。

【０００５】一般に、画像ソース、より詳細には、電気
的および光学的構成要素、半導体チップ、または集積回
路からなる、電気−光学的パッケージはプリント回路基
板その他の上に実装されかつ前記チップを外部ドライバ
／制御回路に接続するための受け入れられた方法は標準
的なワイヤボンド技術を使用することである。しかしな
がら、比較的大きなアレイの電気部品または装置がその
上に形成された半導体チップが接続されるべき場合、標
準的なワイヤボンド技術は非常に困難となる可能性があ
る。

【０００６】現在４．８ミリインチのピッチを有する接
合パッドからのワイヤボンド相互接続が可能な最善のも
のである。したがって、１００×１００の発光装置から
なる標準的なアレイにおいては、半導体チップの周辺に
おける接合パッドは４．８ミリインチの最小ピッチを持
つことになり、周辺の各エッジに沿って５０の接合パッ
ドが配置される。アレイにより多くの装置が含まれるに
応じて、より多くの接合パッドが必要とされかつ付加的
な接合パッドを収容するための周辺部の寸法は一層より
大きな割合で増大する。すなわち、接合パッドの最小ピ
ッチは４．８ミリインチであるから、アレイにおける装
置のピッチは、チップのサイズを変更することなく、
２．４ミリインチ、またはほぼ６１ミクロン、の大きさ
とすることができる。したがって、装置が６１ミクロン
より小さく製造できても、接合パッドの最小ピッチはチ
ップの周辺をさらに小さく造ることを許容しない。半導
体チップの寸法はワイヤボンディング技術の制約により
厳しく制限されることが直ちに理解できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】今日知られている走査
装置は画像ソースの最小数の画素から視覚的表示装置の
分解能を増大する上での助けとするために使用される。
これらの走査装置は数多くの形式で見ることができ、最
も一般的には、ガルバノメトリックスキャナ（ｇａｌｖ
ａｎｏｍｅｔｒｉｃ ｓｃａｎｎｅｒｓ）およびポリゴ
ナルスキャナ（ｐｏｌｙｇｏｎａｌ ｓｃａｎｎｅｒ
ｓ）のような、ミラーを導入した電気−機械的走査装置
である。これらの形式の電気−機械的走査装置は通常寸
法が非常に大きく、したがって小型、軽量であり、低電
力消費で動作しかつ性質上携帯可能であることを予定し
た表示装置に導入するのには適していない。さらに、機
械的スキャナは製造するのが高価になりかつ多量の電力
を使用する。

【０００８】したがって、複数のサブアレイ（ｓｕｂ−
ａｒｒａｙｓ）を直接基板の上に装着し、該サブアレイ
の間に基板の上に直接複数のドライバ／制御装置を実装
し、したがって前記サブアレイが走査されて結果として
の画像を発生できるようにすることによってパッケージ
の寸法に対する制約を実質的に低減することができる相
互接続およびパッケージ構造および技術が必要であり、
それによってより少ない画素かつしたがってより少ない
相互接続を使用し、大きな製造歩留まりにつながり、し
たがって製造コストを低減できることが必要である。

【０００９】したがって、個々のサブアレイを基板に直
接実装しかつ複数のドライバ／制御装置を前記サブアレ
イの間に実装することによって形成される電気−光学的
パッケージを提供することが極めて望ましい。この電気
−光学的パッケージ、または画像ソース、は動作におい
て外部に配置された位相空間光変調器スキャナ（ｐｈａ
ｓｅ ｓｐａｔｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏ
ｒ ｓｃａｎｎｅｒ）を使用しパッケージによって放射
された光の位相を空間的に変調し、それによってサブア
レイの走査を可能にし、したがって解像度の増強と共に
結果としての低電力超小型視覚的表示を発生するもので
あることが望ましい。

【００１０】本発明の目的は超小型視覚的表示装置にお
いて使用するための表示解像度増強のための新規かつ改
善された集積電気−光パッケージを提供することにあ
る。

【００１１】本発明の別の目的は基板に実装された複数
のサブアレイを使用し、各サブアレイの間に配置された
複数のドライバ／制御装置を有し、該ドライバ／制御装
置は外部に配置された位相空間光変調器スキャナと組合
わせて前記電気−光学的パッケージによって放射された
光の空間的変調を可能にし、それによってより少ない数
の画素および視覚的表示システムへの相互接続を有する
電気−光学的パッケージの使用を可能にする、表示解像
度の増強のための視覚的表示システムにおいて使用する
新規なかつ改善された電気−機械的パッケージを提供す
ることにある。

【００１２】本発明のさらに他の目的は、複数のサブア
レイおよび最小の電気的相互接続を使用しこれらのサブ
アレイを走査することにより結果的に統合された画像を
発生し、超小型視覚的表示装置へ導入することができる
電気−光学的パッケージおよび製造方法を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題および他のもの
は基板上に実装されたサブアレイを使用し、それらの間
に複数のドライバ／制御装置を有する集積電気−光学的
パッケージにおいて解決されかつ上記目的および他のも
のが実現される。前記電気−光学的パッケージは最小の
寸法のものであり、それによって電気−光学的パッケー
ジ、または画像ソース、液晶位相空間光変調器スキャナ
のような位相空間光変調器スキャナ、および光学的エレ
メントからなる視覚的表示システムへの導入を可能にす
る。

【００１４】前記電気−光学的パッケージは発光装置か
らなるアレイ全体をより小さなサブアレイに分割するこ
とにより形成される。該サブアレイは直接基板の上に実
装され、それによって任意の数のインアクティブ−アク
ティブ領域比を有する画像ソースを規定する。前記サブ
アレイの間には前記サブアレイを形成する発光装置をド
ライブしかつ制御するために複数のドライバ／制御装置
が実装されている。動作においては、前記サブアレイに
よって放射された光は位相空間光変調器スキャナを使用
して走査され前記サブアレイの間に位置するインアクテ
ィブ領域を満たし、それによって高い分解能を有する結
果としての統合された画像を発生する。サブアレイなら
びに必要な発光装置の数を低減する走査技術が使用され
ているから、発光装置からドライバ／制御装置へ伸びる
電気的相互接続の数および複雑さが最小になり、製造歩
留まりの増大かつしたがって製造コストの低減につなが
る。

【００１５】動作においては、最も一般的には発光ダイ
オードまたは縦型空洞表面放射レーザ（ＶＣＳＥＬ）で
ある、発光装置のサブアレイによって発生される光の位
相、かつしたがって方向、を空間的に変調するために液
晶材料が使用される液晶位相空間光変調器スキャナのよ
うな、位相空間光変調器スキャナが使用され、それによ
って結果としての統合された画像を発生しかつ観察され
ている前記統合された画像の分解能を増大させる。有機
発光装置（ＬＥＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）、電界放出表
示装置（ＦＥＤ）、エレクトロルミネセント表示装置、
プラズマ表示装置、液晶表示装置（ＬＣＤ）、その他の
ような代わりの光または画像発生装置を使用できるが、
一般的な用語「発光装置（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎ
ｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）」をこの明細書にわたり簡略化の
ために使用することを理解すべきである。

【００１６】一般には、前記スキャナは発生された光波
（ｌｉｇｈｔ ｗａｖｅｓ）の位相を空間的に変調して
そこを通る光の方向の変化を生じさせる働きを成す。液
晶位相空間光変調器スキャナが使用される場合には、こ
れは液晶材料を構成する分子の構造的な組織が堅くな
く、すなわち分子が外部刺激の直接的な結果として容易
に再方向づけられるという原理に基づいて達成される。
適切な条件の下では、液晶材料に対するこの外部刺激の
行使は液晶の分子構造の再方向づけを生じ、それによっ
てそこを通る光が位相変化を受けるようにさせる。液晶
に対して変化する量の電圧を印加することにより結果と
して変化する位相変調を生じ、したがって方向的な進行
または行程（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｔｒａｖｅｌ）
を変化させる。

【００１７】スキャナの動作の間に、電圧が該スキャナ
に印加され、それによって、複屈折（ｄｏｕｂｌｅ ｒ
ｅｆｒａｃｔｉｏｎ／ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）効
果、光学的回転、二色性（ｄｉｃｈｒｏｉｓｍ）または
光学的散乱のような、光学的特性の変化を引き起こす。
印加電圧に対するこの応答は観察者によって見られたと
き結果として発生される統合された画像の画素の開口比
または口径比（ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｔｉｏ）および
／または数の可視変化に変換される。より詳細には、サ
ブアレイによって発生される光波の位相は空間的に変調
され、観察者によって見ることができる結果としての統
合された画像を生成する。この統合された画像は高い分
解能、およびより高い開口比または口径比を有するよう
に見えるが、画像ソースの上のアクティブな画素の数は
同じに留まっている。

【００１８】スキャナは電気−光学的パッケージに形成
されたサブアレイによって放射される光を走査すること
により動作し、それによって、観察者には、サブアレイ
の間に物理的ギャップとして見られるインアクティブな
領域を満たすように見える統合された画像を位相変調を
通して発生する。走査は光の位相、または進行方向、を
空間的に変調する働きを成し、それによって走査される
個々のサブアレイの各々によって放射される光が方向が
変えられるようにし前記統合された画像の欠如部分を順
次生成する。何らの余分のアクティブ領域、または画
素、その他が使用されない点で、画像ソース上のアクテ
ィブな画素の数は同じに留まっており、しかも発生され
た統合画像の分解能および開口比または口径比は走査プ
ロセスにより劇的に増大している。

【００１９】一般に、ドライバ／制御装置を基板上に集
積しかつそれらを、走査技術と組合わせて、発光装置の
サブアレイの間に配置することにより、結果として得ら
れる統合された画像を形成するために使用される画素の
数が低減され、したがって相互接続の数を低減できる。
画素および相互接続の数を低減することにより、パッケ
ージサイズが低減され、それによって、製造歩留まりが
増大し、製造のコストを低減する点で、よりコスト効率
のよい製品を造ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の新規な特徴であると考え
られる特性は添付の特許請求の範囲に記載されている。
しかしながら、本発明それ自体ならびにその他の特徴お
よび利点は添付の図面と共に以下の詳細な説明を参照す
ることにより最もよく理解できるであろう。

【００２１】好ましい実施形態の説明において、本発明
を示す異なる図面に対して同じまたは同様の要素を識別
するために同様の参照番号が使用される。本発明は２次
元アレイに形成された個々にアドレス可能な可視光放射
装置を使用することに基づいており、該可視光放射装置
はドライバ／制御回路および光学的エレメントと組合わ
せて本発明の発光表示装置、または一体化または集積電
気−光学的パッケージを構成する。本発明の一体化電気
−光学的パッケージはサブアレイを使用し、該サブアレ
イは該サブアレイによって放射される光の走査を可能に
するよう配置され該サブアレイの間隔によって生じるイ
ンアクティブ領域、またはギャップ、を満たすことによ
り結果として統合された画像を発生できる。前記電気−
光学的パッケージの発光装置の与えられた数に対して分
解能を増大するため、あるいは所望の分解能を達成する
ために必要な発光装置の数を低減するために、位相空間
光変調器スキャナを使用したサブアレイ走査技術が使用
される。前記電気−光学的パッケージ、または発光表示
装置、は視覚的表示システムのための画像ソースとして
作用し、該画像ソースにより光変調材料を通して複数の
サブアレイによって放射される光を走査することによっ
て結果としての統合された画像が形成され、それによっ
て前記サブアレイにより放射された光の位相を変調す
る。この位相変調は方向的な行程または進行を変化させ
るよう作用しかつ本質的に表示チップのインアクティブ
領域へ光を「移動させる」ことになる。この走査作用は
観察者には高い分解能の結果として得られる統合された
画像のように見えるものを発生する。当業者は前記走査
は、直接像、投影されたあるいは虚像画像であれ、全ペ
ージの表示を発生するために必要なものよりもずっと少
ない数の表示装置から全ページの表示ができるようにす
ることを理解するであろう。前記電気−光学的パッケー
ジ、または表示チップ、は本発明においては画像ソース
（ｉｍａｇｅ ｓｏｕｒｃｅ）として作用し、画素の数
を低減する原理に基づき製造され、それによって、高い
分解能の得られる結果としての統合された画像の発生を
可能にする一方で、発光装置から複数のドライバ／制御
装置へ伸びる電気的相互接続の数を低減する。

【００２２】前に述べたように、本明細書の開示の目的
は、複数のサブアレイが基板に実装され、それらの間に
複数のドライバ／制御装置が配置された、電気−光学的
パッケージ、または発光表示装置を提供することにあ
る。電気−光学的パッケージの外部に配置されている
が、放射される光の光学的トレイン（ｏｐｔｉｃａｌ
ｔｒａｉｎ）内にある、表示チップにより放射される光
の位相変調を引き起こすために超小型の位相空間光変調
器スキャナを使用することにより、電気−光学的パッケ
ージが寸法の上で小さくなりかつ該電気−光学的パッケ
ージならびに液晶走査部品および付加的な光学的エレメ
ントが携帯用電子機器、その他、のような超小型視覚的
表示装置に導入できるようにする。

【００２３】次に添付の図面を参照すると、本発明にし
たがって製造された電気−光学的パッケージ、または２
次元発光表示装置が示されている。特に、図１を参照す
ると、以後単位セル（ｕｎｉｔ ｃｅｌｌｓ）１２，１
３，１４および１５と称される、４つの等しい象限に分
割されて示されている、アレイ１０全体の一部が単純化
した頭部面図で示されている。４つの単位セルからなる
アレイ１０がこの明細書にわたり一貫性を持たせるため
に使用されるが、前記アレイ１０は使用されるサブアレ
イの数に応じて任意の反復される（ｒｅｐｌｉｃａｔｅ
ｄ）単位セルを規定できることが理解されるべきであ
る。各々の単位セルはアクティブエリアまたは活性領域
（ａｃｔｉｖｅ ａｒｅａ）１８に対するインアクティ
ブエリアまたは不活性領域（ｉｎａｃｔｉｖｅ ａｒｅ
ａ）１６のほぼ３対１の比率で構成される。不活性領域
１６の各々はさらに第１の不活性領域２０、第２の不活
性領域２１、および第３の不活性領域２２で規定され
る。活性領域１８の各々はさらに複数のサブアレイ２
４，２５，２６および２７によって規定される。

【００２４】説明の簡略化のため、アレイ１０の代表的
な部分のみが完成したものとなっている。サブアレイ２
４，２５，２６および２７は始めにより大きなアレイの
部分として製造され、その後再分されかつ、光学的に透
明な材料、すなわち光学的に透明なガラス、光学的に透
明なプラスチック、その他のような、基板３０の主面２
８に実装される（すぐ後に説明する）。さらに、基板３
０はシリコン、または薄膜セラミックで形成され有機誘
電体および薄膜メタリゼイションを備えたものとするこ
とができる。別の実施形態では、基板３０は不透明であ
りかつサブアレイ２４，２５，２６および２７によって
放射された光は基板３０への実装と反対方向に放射され
る（すぐ後に説明する）。基板３０は第１の主面および
第２の対向する主面によって規定される。サブアレイ２
４，２５，２６および２７は各々発光装置の２次元アレ
イで構成される。無機または有機発光装置（ＬＥＤ）、
陰極線管（ＣＲＴ）、電界放出表示装置（ＦＥＤ）、縦
型空洞表面放射レーザ（ＶＣＳＥＬ）、エレクトロルミ
ネッセント表示装置、プラズマ表示装置、液晶表示装置
（ＬＣＤ）、その他のような種々の光源または画像発生
装置が使用できることを理解すべきである。簡略化のた
めこの明細書にわたり一般的な用語発光装置を使用す
る。

【００２５】前に述べたように、アレイ１０の各々の単
位セル１２，１３，１４および１５はアレイ１０の不活
性領域１６および活性領域１８を規定するよう製造され
る。この特定の例においては、サブアレイ２４，２５，
２６および２７によって規定される各々の単位セル１
２，１３，１４および１５の活性領域１８は各々の単位
セル１２，１３，１４および１５の合計領域のほぼ２５
％とされる。

【００２６】サブアレイ２４，２５，２６および２７の
間の、基板３０の主面２８上には複数のドライバ／制御
回路３４，３５，３６および３７が配置されている。ド
ライバ／制御回路３４，３５，３６および３７は基板３
０の主面２８上の電気的コンタクト（すぐ後に説明す
る）にバンプ接合された（ｂｕｍｐ ｂｏｎｄｅｄ）よ
り小さな集積回路として一般に製造される。より一般的
には金属ライン相互接続として知られた、複数の電気的
導体、またはトレース、（すぐ後に説明する）はサブア
レイ２４，２５，２６および２７の発光装置およびドラ
イバ／制御回路３４，３５，３６および３７の間の電気
的接続を形成する。

【００２７】サブアレイ２４，２５，２６および２７の
走査プロセスの間に、種々の外部電圧が、以後「液晶ス
キャナ」（すぐ後に説明する）と称される、液晶位相空
間光変調器スキャナのような、位相空間光変調器に印加
され、前記「液晶スキャナ」は視覚的表示システムに導
入され、該「液晶スキャナ」を通して電気−光学的パッ
ケージのアレイ１０によって放射された光が通り、結果
として図１の方向性矢印で概略的に示されるように、各
々の単位セル１２，１３，１４および１５の不活性領域
２０，２１および２２を通り、各単位セル１２，１３，
１４および１５の活性領域１８の走査作用を生じる。一
般的にいえば、各単位セル１２，１３，１４および１５
の活性領域１８は走査され、これは各サブアレイ２４，
２５，２６および２７によって表される画像の部分また
は光が液晶スキャナを通り、該液晶スキャナには電圧
（単数または複数）が印加され、かつ、位相の変化を受
けた、結果として放射された光が進行方向を変え全アレ
イ１０の各単位セル１２，１３，１４および１５の不活
性領域２０，２１および２２を画像の特定の部分で満た
す。結果として得られた統合された画像はより高い分解
能を有するものとして見え、結果として得られる統合さ
れた画像は、画像ソースの画素の数に何らの実際上の増
大はないが、走査効果のためサブアレイ２４，２５，２
６および２７に含まれる画素の数の４倍を有するように
見える。

【００２８】特に図２を参照すると、複数の発光装置３
２で構成された、サブアレイ２４の一部の頭部平面にお
ける大幅に拡大された図が示されている。説明の簡略化
のため、サブアレイ２４の代表的な部分のみが完成され
たものとなっている。本発明の前記複数のサブアレイ２
４，２５，２６および２７は同様に形成されることを理
解すべきである。図示のごとく、各サブアレイ２４，２
５，２６および２７は複数の画素を規定し、発光装置３
２が行および列に配置されかつ電荷結合装置（ＣＣＤ）
アレイのために使用されるものと同様の行／列アドレス
用コンタクトを有している。発光装置３２へのコンタク
トは伝統的な被着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）および／ま
たはエッチング技術によって形成され、この場合例え
ば、共通の行および列のバスのコンタクトは、技術的に
一般に知られているように、各々の発光装置３２を個別
にアドレスするために形成されている。前記複数のドラ
イバ／制御回路３４，３５，３６および３７はデータ入
力端子を有しかつさらに複数の接続／実装パッドおよび
電気的導体を通して発光装置のサブアレイ２４，２５，
２６および２７に接続された制御信号出力端子（図示せ
ず）を有し、前記データ入力端子に印加されるデータ信
号に従って画像を発生するためにサブアレイ２４，２
５，２６および２７の発光装置３２の各々を活性化しか
つ制御する。

【００２９】図２に示されるように、各々の発光装置３
２は画素を規定し、複数の発光装置３２は前に述べたよ
うに行および列に配置されている。各々の発光装置３２
はそこに活性化電圧を提供するために第１および第２の
電極（図示せず）を有し、各発光装置３２の第１の電極
は複数の水平導電体４０に取り付けられかつ各発光装置
３２の第２の電極は複数の垂直導電体４２の内の１つに
取り付けられている。複数の外部接続／実装パッド４４
が外側エッジに隣接して配置されている。発光装置３２
の前記第１の電極は導電体４０によって第１の複数の外
部接続／実装パッド４４に接続され、画素の行を規定
し、かつ発光装置３２の前記第２の電極は導電体４２に
よって第２の複数の外部接続／実装パッド４４に接続さ
れ、画素の列を規定している。各サブアレイ２４，２
５，２６および２７の周辺部の回りに接続／実装パッド
４４を完全に分布させるため、接続／実装パッド４４は
交互の水平導電体４０および交互の垂直導電体４２に取
り付けられている。従って、隣接する接続／実装パッド
４４の間で得られる間隔は２Ｐであり、ここでＰは発光
装置３２の中心の間の間隔を表している。

【００３０】図３を参照すると、複数のサブアレイ２
４，２５，２６および２７および複数のドライバ／制御
回路３４，３５，３６および３７によって構成されるア
レイ１０の他の図が示されている。この図においては、
通常金属ライン相互接続またはトレースと称される、複
数の導電体４６が基板３０の主面２８の上に形成されて
いる。導電体４６はサブアレイ２４，２５，２６および
２７が基板３０の主面２８上に適切に実装されかつ位置
合わせされたとき、サブアレイ２４，２５，２６および
２７の接続／実装パッド４４と整列した複数の接続／実
装パッド（図示せず）からファンアウトしている。導電
体４６は複数の接続／実装パッドから、ドライバ／制御
回路３４，３５，３６および３７が基板３０の主面２８
上に適切に実装されかつ位置合わせされたときにドライ
バ／制御回路３４，３５，３６および３７のための電気
的コンタクトとして作用する複数の接続／実装パッド
（図示せず）へと伸びている。

【００３１】基板３０がガラスから形成された場合に
は、標準的な薄膜メタリゼイションが使用できその場合
金属の層が、例えば、スパッタリングによって被着され
る。典型的なメタリゼイションシステムにおいては、ク
ロミウム（ｃｈｒｏｍｉｕｍ）の第１の層がスパッタリ
ングによって加えられガラス上の接着層として作用す
る。第２の層の銅がクロミウムの上に加えられて所望の
導電性を提供し、かつ金の層が銅の上に加えられてバン
プまたはさらなる接続のためのバリアおよび接着層を提
供する。前記メタリゼイションは付加的（ａｄｄｉｔｉ
ｖｅ）または除去的（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）な方法
のいずれでもよくパターニングおよびエッチングは所望
の最終的構造を提供するために技術的によく知られた種
々の方法の内の任意のものによって行うことができる。

【００３２】さらに、基板３０がガラスから形成される
場合は、ガラスは発光装置３２が形成される基板とほぼ
同じ熱膨脹係数をもつよう選択され、それによって発光
装置３２のサブアレイ２４，２５，２６および２７が基
板３０に固定して接合されたとき周囲温度の変化によっ
て実質的に同じ量の膨脹または収縮が生じ、サブアレイ
２４，２５，２６および２７は損傷を受けない。もちろ
ん、膨脹／収縮における少しの差を生じる熱的係数の少
しの相違は、サブアレイ２４，２５，２６および２７お
よび基板３０の間の変化の量が構造体の動作温度範囲に
わたりサブアレイ２４，２５，２６および２７を損傷す
るのに十分大きくなければ、許容することができること
は理解されるであろう。

【００３３】図１〜図３の構成要素および電気−光学的
パッケージ５０に含まれる付加的な構成要素の相対的な
位置を示す斜視図形式での分解図が図４に示されてい
る。完全な電気−光学的パッケージ５０へと組み立てら
れた図４の構成要素の、一部を分解除去した、拡大図が
図５に示されている。組立て工程においては、各々のサ
ブアレイ２４，２５，２６および２７は基板３０の主面
上に反転されかつ実装され、従って各サブアレイの発光
面が下にされ、それによって複数の発光装置３２によっ
て放射された光が基板３０を通過するよう構成されてい
る。基板３０が不透明である場合は、サブアレイ２４，
２５，２６および２７は各サブアレイ２４，２５，２６
および２７の発光面が上になるように実装され、それに
よって複数の発光装置３２によって放射された光が基板
３０と反対の方向に放射するよう構成される。各々のサ
ブアレイ２４，２５，２６および２７の複数の接続／実
装パッド４４は各サブアレイ２４，２５，２６および２
７が基板３０の主面２８上に適切に位置合わせされたと
きに、各々基板３０上の別個の接続／実装パッド４８に
接触するよう配置される。各々のサブアレイ２４，２
５，２６および２７はサブアレイ２４，２５，２６およ
び２７を基板３０に電気的および物理的に結合するため
に接続／実装パッド４８上に被着されたコンタクト材料
のバンプ５２を有する。バンプ５２は比較的良好な導電
体でありかつ少なくとも部分的に溶融しかつ接ぎ合わさ
れて（ｒｅｓｅｔ）良好な物理的結合を形成することが
できる材料から形成される。この目的のために使用でき
る材料は金、銅、はんだおよび特に高温はんだ、導電性
エポキシ、その他を含む。８０ミクロンまでのバンプ高
さが２０ミクロンの直径を有する正方形、四角形または
丸い接続／実装パッド上に形成できる。何らかの融和性
の（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）金属、例えば、光学的に透
明な基板３０の接続／実装パッド４８上への金メタリゼ
イションまたは金めっき、により組立て手順を改善する
ことができる。

【００３４】ドライバ／制御回路３４，３５，３６およ
び３７はドライバ／制御回路３４，３５，３６および３
７の複数の接続／実装パッド４７が、前記バンプ５２と
同様の、コンタクト用材料のバンプ５４を使用して基板
３０の上に配置された複数の接続／実装パッド４９にコ
ンタクトできるようにする。サブアレイ２４，２５，２
６および２７は接続／実装パッド４４，４８，４７およ
び４９、コンタクト用材料のバンプ５２および５４、お
よびそれらの間に延在する複数の導電体４６を介して、
ドライバ／制御回路３４，３５，３６および３７へと電
気的にインタフェースしている。

【００３５】別の製造技術においては、サブアレイ２
４，２５，２６および２７は基板３０に対し熱圧縮接合
される。サブアレイ２４，２５，２６および２７ならび
にドライバ／制御回路３４，３５，３６および３７が基
板３０に接合される図４に示されるポイントにおいて
は、サブアレイ２４，２５，２６および２７はパッケー
ジの付加的な組立てに先立ち容易に試験しおよび／また
はバーンイン（ｂｕｒｎｅｄ ｉｎ）を行うことができ
る。中間テストポイントを提供するこの能力はパッケー
ジング手順における実質的なコストおよび時間の節約と
なる。

【００３６】本発明においては、走査の使用のため、サ
ブアレイ２４，２５，２６および２７によって規定され
ることが必要な画素の数がより少ない点において、より
少ない導電体、または相互接続、が必要とされる。この
低減された数の相互接続のため、電気−光学的パッケー
ジ５０の製造歩留りは増大し、それによって製造コスト
を低減できる。本発明のサブアレイ２４，２５，２６お
よび２７と同様の発光装置の２次元アレイからなる画像
ソースのさらに詳細な説明は同じ譲受人に譲渡されかつ
参照のためここに導入される、１９９５年７月１１日発
行の、「集積電気−光学的パッケージ（Ｉｎｔｅｇｒａ
ｔｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐａｃｋａ
ｇｅ）」と題する、米国特許第５，４３２，３５８号に
見ることができる。

【００３７】電気−光学的パッケージ５０における最終
的な付加的構成要素はレンズ５６であり、該レンズ５６
はサブアレイ２４，２５，２６および２７およびドライ
バ／制御回路３４，３５，３６および３７の実装と反対
側の面上に基板３０の上に横たわるよう製造される。レ
ンズ５６は発光装置３２のサブアレイ２４，２５，２６
および２７によって発生される画像を拡大しおよび／ま
たは修正するために、複数の屈折レンズおよび回折レン
ズ、または光学的要素、の内の１つとして設計される。
図示された実施形態では、レンズ５６は、光学的に透明
なエポキシその他のような、何らかの都合のよい手段に
よって基板３０の下側に取り付けられ、かつ単に基板３
０の部分の上に横たわるよう製造され、基板３０はこの
例ではもし透明であれば、そこを通って光が放射され
る。あるいは、基板３０が不透明でありかつサブアレイ
２４，２５，２６および２７が基板３０と反対側の方向
に光を放射するよう実装される場合には、レンズ５６は
基板３０の側に配置されて放射された光がそこを通過で
きるようにする。

【００３８】図示された実施形態におけるサブアレイ２
４，２５，２６および２７ならびにドライバ／制御回路
３４，３５，３６および３７は全体的にグロブトップ形
成物（ｇｌｏｂ ｔｏｐ ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ）５８
によって保護される。最善の結果を得るために、サブア
レイ２４，２５，２６および２７、基板３０およびレン
ズ５６は実用的な互いに近い屈折率で構成されるべきで
ある。もし、例えば、基板３０およびレンズ５６の屈折
率がかなり異なれば、光がその界面でサブアレイ２４，
２５，２６および２７内へと反射し戻される傾向があり
かつ電気−光学的パッケージ５０の効率が低下する。

【００３９】前に述べたように、サブアレイ２４，２
５，２６および２７によって放射される光は走査され、
それによって画像を各単位セル１２，１３，１４および
１５の不活性領域へと、すなわち第１の不活性領域２
０、第２の不活性領域２１および第３の不活性領域２２
を通り、「移動させる（ｍｏｖｉｎｇ）」。本発明の走
査装置は前に述べたように、位相空間光変調器スキャ
ナ、より特定的には液晶スキャナ、を使用する。液晶ス
キャナを含む視覚的表示システムの使用についてのさら
に詳細な説明は本件出願に対応する米国出願と同じ日に
出願され、同じ譲受人に譲渡されかつ参照のためここに
導入される、「表示分解能の強化のための視覚的表示シ
ステム（ＶＩＳＵＡＬ ＤＩＳＰＬＡＹ ＳＹＳＴＥＭ
ＦＯＲ ＤＩＳＰＬＡＹ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ Ｅ
ＮＨＡＮＣＥＭＥＮＴ）」と題する米国特許出願に見る
ことができる。前に述べたように、視覚的表示システム
は本発明の電気−光学的パッケージ５０、および光変調
媒体として作用するために液晶材料を使用するスキャナ
を導入して開示され、それによってそこを通る光の位相
を空間的に変調する。この明細書にわたり液晶スキャナ
に言及する場合は、印加される異なる信号または電位に
応じて異なるモードで動作する種々の液晶および強誘電
体液晶材料を設けることが可能なことを理解すべきであ
る。さらに、電気−光学的スキャナおよび音響−光学的
スキャナのような、種々の他の位相空間光変調器スキャ
ナを利用できることも理解すべきである。

【００４０】液晶スキャナの動作モードおよび使用され
るべき走査技術は本発明の視覚的表示システムにともに
導入される画像ソースの発光装置のアレイの製造および
光学系（すぐ後に説明する）の構造に依存する。本発明
の液晶スキャナは反射モードまたは透過モードのいずれ
かで動作する。

【００４１】本発明の視覚的表示システムには少なくと
も１つの偏光部材（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｍ
ｂｅｒ）またはエレメントが導入される。該偏光部材は
同じ偏光の画像ソースによって放射された光が位相変化
を受ける前に偏光部材を通過できるように配置される。
例えば、もし前記偏光部材が水平方向に偏光していれ
ば、同じ偏光のすべての光はそこを通過しかつ異なる偏
光の光は阻止される。もし前記偏光部材が垂直方向に偏
光されていれば、同様の結果が生じることになる。

【００４２】従って、基板に実装された複数のサブアレ
イおよびドライバ／制御回路からなり、かつその構成要
素として少なくとも１つの光学エレメントを有する新規
なかつ改善された電気−光学的パッケージが提供され
る。本発明の電気−光学的パッケージは視覚的表示シス
テム、より特定的には、さらに位相空間光変調器スキャ
ナ、ドライバ／制御回路および光学的エレメント（すぐ
後に説明する）を含む、電気−光学的システム、に導入
することを意図している。この視覚的表示システムは好
適に前記構成要素に電気的接続を集積しかつそこへの外
部接続を提供する一方で、種々の付加的な光学的構成要
素を含む。光源、偏光子（ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ）、拡
散板（ｄｉｆｆｕｓｅｒｓ）および、もし望むならば、
付加的な光学系を、容易に携帯用電子機器に組み込むこ
とができるシステム内へと統合または集積することがで
きる。さらに、偏光板または層、屈折エレメント、回折
エレメント、その他のような、付加的な光学エレメント
を容易に前記視覚的表示システムの外部に配置すること
ができる。

【００４３】前記電気−光学的パッケージ、または発光
装置、位相空間光変調器スキャナ、ドライバ／制御回路
および種々の光学エレメントからなる、前記視覚的表示
システムによって発生される出力の統合された画像は人
間の目で適切に知覚する（完全に理解する）ためには小
さすぎ、かつ一般に快適かつ完全な観察のために少なく
とも１０×の拡大を必要とする。レンズ５６は外部シス
テムによって提供される付加的な光学的拡大を備えた単
一のレンズとすることができ、あるいはレンズ５６は完
全な拡大系を含むものとすることができる。さらに、レ
ンズ５６はガラス、プラスチックまたは当業者によく知
られた任意の他の材料または方法で製造することができ
る。さらに、別の実施形態では、レンズ５６は基板３０
と一体的にモールドすることができる。いくつかの用途
においては、レンズ５６は完全な外部拡大系としかつ電
気−光学的パッケージ５０の一部として物理的に取り付
けないようにすることもできる。従って、本発明の視覚
的表示システムは典型的には、その中に光学的拡大系を
一体的に形成して有する、光学的拡大装置を規定するハ
ウジング内に形成される。前記光学的拡大装置は一般に
ハウジングを構成する複数の側部によって規定される。
その中に本発明の電気−光学的パッケージ５０を導入し
て有する光学的拡大系を備えた光学的拡大装置のいくつ
かの例は、以下に説明する、図６〜図１０に示されてい
る。

【００４４】図６を参照すると、超小型視覚的画像表示
装置６０が単純化した概略図で示されている。超小型視
覚的画像表示装置６０は画像を提供するために、以下に
説明する電気−光学的パッケージ５０と同様に、画像発
生装置６１を含んでいる。レンズ系６３で表される、光
学系は超小型視覚的画像表示装置６０の画像発生装置６
１に対して間隔を開けた位置関係で配置されている。透
過型位相空間光変調器スキャナ６５が配置されて画像発
生装置６１によって放射される光がそこを通過しかつ開
口またはアパーチャ６８から離れた目６７によって見る
ことができる画像を生成する。

【００４５】動作においては、画像発生装置６１によっ
て発生された光はレンズ系６３およびスキャナ６５を通
過する。スキャナ６５には種々の外部電圧が印加され、
それによって画像発生装置６１の、上に述べたサブアレ
イ２４，２５，２６および２７とほぼ同様の、複数のサ
ブアレイによって放射される光の走査効果を生じさせ
る。開口６８を通して観察者の目６７によって観察可能
な結果として得られる統合された画像は、画像発生装置
６１の画素の数は同じであるにもかかわらず、より大き
な数の画素および増大された開口比または口径比（ａｐ
ｅｒｔｕｒｅ ｒａｔｉｏ）を有するように見える。

【００４６】概略的に画像発生装置６１から間隔をあけ
た位置関係に設けられた光学系によって表される、レン
ズ系６３は画像発生装置６１からの画像を受けかつそれ
を付加的な所定の量だけ拡大する。もちろん、前記レン
ズ系は、もし望むならば、焦点および付加的な拡大のた
めに調整可能とすることができ、あるいは単純化のため
に別個のハウジングに固定することもできる。さらなる
画像拡大および／または修正のために付加的な光学エレ
メントを超小型視覚的画像表示装置６０の外部に設ける
ことが可能なことを理解すべきである。

【００４７】アイレリーフ（Ｅｙｅ ｒｅｌｉｅｆ）は
目６７が観察開口６８から位置することができかつ依然
として適切に画像を見ることができる距離であり、この
距離は図６において“ｄ”で示されている。レンズ系６
３の大きさのため、アイレリーフ、または距離ｄ、は快
適な観察を提供するために十分なものでありかつ本実施
形態では観察者が、もし望むならば、通常の眼鏡を装着
できるほど十分大きくされる。

【００４８】配置された液晶スキャナ６５と一体的に形
成された偏光部材が設けられ、それによって超小型視覚
的画像表示装置６０によって規定される光学的拡大装置
６９に入りまたは光学的拡大装置６９から出ていくすべ
ての光がそこを通過しかつ偏光されるように構成され
る。もちろん、前記偏光部材は、別の実施形態では、画
像発生装置６１が実装される実装基板の面上に被着し、
あるいは超小型視覚的画像表示装置６０によって形成さ
れる光学列（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｉｎ）内にスキャ
ナ６５の外部に配置できることが理解されるであろう。

【００４９】次に図７、図８および図９を参照すると、
本発明に係わる他の超小型視覚的画像表示装置７０が、
それぞれ、正面図、側面図、および頭部面図で示されて
いる。図７、図８および図９は本発明によって達成され
る寸法の低減の程度に関して示すためにほぼ実際の寸法
で超小型視覚的画像表示装置７０を示している。超小型
視覚的画像表示装置７０は反射位相空間光変調器スキャ
ナ７２、画像発生装置７４、（上に述べた電気−光学的
パッケージ５０とほぼ同じ）、複数のドライバ／制御回
路７５、および光学的拡大系７６を構成する複数の光学
エレメントを含んでいる。画像発生装置７４は標準的な
プリント回路基板７８と電気的にインタフェースして実
装されている。反射位相空間光変調器スキャナ７２は光
学的拡大系７６に実装され、それによって画像発生装置
７４により放射された光が液晶スキャナ７２を通過しか
つ光学的拡大系７６によって形成される折り曲げ光学的
拡大装置を出るときにスキャナ７２を通って反射し戻さ
れるよう構成されている。

【００５０】特に図１０を参照すると、図７の超小型視
覚的画像表示装置７０の側面の４×拡大図が明瞭化のた
めに示されている。この図から、偏光部材８０が直接実
装基板８１の上部面に取り付けられており、実装基板８
１には画像発生装置７４が実装されていることが分か
る。反射スキャナ７２が光学プリズム８２上に実装さ
れ、それによってスキャナ７２によって発生された画像
が屈折面８３を通過するよう構成されている。該画像は
次に屈折入射面８５および屈折出射面８６を有する光学
レンズ８４に向けられる。光学レンズ８４から、前記画
像は入射屈折面８９および出射屈折面９０を有する光学
レンズ８８へと向けられる。また、この実施形態では、
少なくとも１つの回折光学エレメントが前記面の内の１
つに、例えば、回折入射面８５に、設けられ、色収差お
よび他の収差を修正する。オペレータは光学レンズ８８
の出射屈折面９０を除き込みかつ超小型視覚的画像表示
装置７０の背後に見える大きな、容易に認識可能な視覚
的画像を見る。

【００５１】本明細書の開示によって図６〜図９に示さ
れる複数の光学エレメントは前記画像発生装置に対し上
に横たわる位置関係で実装され、特に光学的拡大装置の
内部アスペクト（ｉｎｔｅｒｉｏｒ ａｓｐｅｃｔ）上
に配置される、反射エレメント、屈折エレメント、回折
エレメント、偏光子、拡散板、またはホログラフィック
レンズを含むことが予期される。さらに、反射エレメン
ト、屈折エレメント、回折エレメントまたは拡散板を含
む、複数の光学エレメントを光学的拡大装置の面に対し
上に横たわる位置関係で実装でき、光学的拡大装置を通
して光または結果として得られる統合された画像が、出
力され、特に光出力面の外部アスペクト（ｅｘｔｅｒｉ
ｏｒ ａｓｐｅｃｔ）上に配置され、結果として得られ
る統合された画像を形成する光のための画像面を形成す
る。

【００５２】本発明の電気−光学的パッケージ５０は任
意の数の種々の視覚的画像表示システムに導入すること
を意図しており、それらのシステムの内のいくつかは前
に説明した。これらの形式の視覚的画像表示システムは
最終的に種々の形式の電子機器、すなわち携帯用通信機
器、セルラおよび携帯用電話、スマートカードリーダ装
置、その他、において使用することを意図している。以
下に説明する特定の電子装置は超小型の虚像画像の装置
を含むが、本発明の電気−光学的パッケージ５０は直接
像、虚像および／または投影画像を発生するための手段
の一部として視覚的画像表示システムにおいて使用する
ことを意図していることを理解すべきである。

【００５３】次に図１１を参照すると、携帯用電子装置
の一例、すなわち携帯用通信受信機１００、が示されて
おり、該携帯用通信受信機１００は手持型マイクロホン
１０１を有し、該手持型マイクロホン１０１はそこに実
装された、図７の超小型視覚的画像表示装置とほぼ同様
の、超小型虚像画像表示装置１０２を備えている。もち
ろん携帯用通信受信機１００は、セルラまたはコードレ
ス電話、２方向無線機、ページャ、データバンク、その
他のような、任意のよく知られた携帯用受信機とするこ
とができることは理解されるであろう。本実施形態にお
いては、説明のみの目的で、携帯用通信受信機１００
は、一般に職務中のまたは防護警戒中の警察官が所持す
る形式の、携帯用２方向警察無線機である。携帯用通信
受信機１００は呼を開始するための制御パネル１０４お
よび、もし望むならば、呼ばれた番号または読んでいる
番号を指示するための標準的な視覚的表示装置１０６を
含む。手持型マイクロホン１０１は押し送話（ｐｕｓｈ
−ｔｏ−ｔａｌｋ）スイッチ１０８、音声ピックアップ
１１０および超小型虚像表示装置１０２を有する。

【００５４】次に図１２を参照すると、図１１の１２−
１２線から見た、手持型マイクロホン１０１の単純化し
た断面図が示されている。超小型虚像表示装置１０２は
画像を提供するために、上に述べた電気−光学的パッケ
ージ５０とほぼ同様の、画像発生装置１１１を含む。発
生された画像は光学系１１２を通り位相空間光変調器ス
キャナ１１３にわたり、該位相空間光変調器スキャナ１
１３は次に開口１１４を通してオペレータによってみる
ことができる虚像を生成する。固定された光学系１１２
は、可動部品を使用することなく、画像発生装置１１１
からの画像全体を拡大し、したがって開口１１４を通し
て見ることができる虚像（ｖｉｒｔｕａｌ ｉｍａｇ
ｅ）が非常に大きな（ほぼ印刷されたページのサイズ）
ものに見えかつオペレータによって容易に識別可能な完
全なフレーム、または画像、となるよう構成される。超
小型虚像表示装置１０２全体は比較的小さくかつ手持型
マイクロホン１０１に対し事実上何らの付加的なスペー
ス要求をも加えない。光学系１１２は、焦点合わせ、ズ
ームレンズ、その他のような光学的な特徴的機能以外
は、何らの可動部品をも使用せずに構成される。さら
に、スキャナ１１３と組合わせて、画像発生装置１１１
は画像を発生するために非常に少しの電力を必要とする
のみでありかつ、したがって、携帯用通信受信機１００
の電力要求に対しほとんど加えることがない。

【００５５】次に図１３および図１４を参照すると、第
２の実施形態が示されており、そこでは図１１および図
１２に関して説明したものと同じ部分はそれらにプライ
ム符号を付して同じ番号で示し異なる実施形態であるこ
とを表わしている。この実施形態では、携帯用通信受信
機１００′は手持型マイクロホンにおけるものとする代
わりに、超小型虚像表示装置１０２はその本体部に含ま
れている。手持型マイクロホンは任意選択的なものであ
りかつこの特定の実施形態は手持型マイクロホンが使用
されないかあるいは利用できないかあるいはページャそ
の他の送信を行なわないものに使用する場合に望まし
い。超小型虚像表示装置１０２′は基本的には図１１お
よび図１２の超小型虚像表示装置１０２と同じでありか
つ携帯用通信受信機１００′の寸法、重量、または電力
消費をほとんど増加させることはない。

【００５６】図１５は、図１１および図１２に関して説
明した、超小型虚像表示装置１０２の観察用開口１２２
へとのぞき込むオペレータによって見られる典型的な画
像または画面１２０を示す手持型マイクロホン１０１の
斜視図である。画面１２０は、たとえば、オペレータ
（警察官）によって入ろうとしている建物の間取り図と
することができる。動作においては、該間取り図は警察
署において記録されており、警察官によって援助が要請
された場合に、警察署は単に前に記録した間取り図の映
像表現を送信するのみでよい。同様に、超小型虚像表示
装置１０２は行方不明の人または指名手配中の犯罪人の
写真、地図、極めて長いメッセージ、その他を伝送する
ために使用できるであろう。メッセージが可聴的なもの
の代わりに超小型虚像表示装置１０２上に現われる無音
受信機動作のような、数多くの他の変形が可能である。

【００５７】従来技術においては、視覚的表示が望まれ
るページャおよび他の小さな受信機は特に表示装置の寸
法によって特に不利な条件を有している。一般に、その
ような表示装置は１つの短い行のテキストまたはいくつ
かの桁に限られており、かつ表示装置の寸法が依然とし
て受信機の寸法を制約している。さらに、本発明の表示
装置は読み取るのに明瞭かつ容易でありかつ、それが虚
像表示装置を使用することができるため、その動作のた
めにほんの少しの電力を必要とするのみである。実際
に、本発明の電気−光学的パッケージを使用する本表示
装置は電子機器において通常使用されるいずれの直接像
型の表示装置よりも少ない電力を使用しかつ、その結
果、ずっと小型に製造できる。

【００５８】

【発明の効果】したがって、基板に実装された複数のサ
ブアレイおよびドライバ装置から構成され、かつ少なく
とも１つの光学エレメントがその上に実装された新規な
かつ改善された電気−光学的パッケージが開示された。
該電気−光学的パッケージは位相空間光変調器スキャナ
を導入した視覚的表示システムにおいて使用することを
意図しており、前記位相空間光変調器スキャナはサブア
レイによって放射された光の位相を空間的に変調しかつ
直接像、虚像または投影された画像として見ることがで
きる統合された画像を結果的に発生するよう作用する。
開示されたパッケージは製造するのが比較的容易であり
かつ低価格である。光源、偏光子、拡散板および、もし
望むならば、付加的な光学系を好適に小さな視覚的表示
システムに集積でき、該システムは携帯用電子機器にお
いて使用するために、光学的拡大装置を形成する、ハウ
ジング内に容易に集積することができる。高い分解能に
よって特徴付けられる、統合された画像を結果として発
生するために位相空間光変調器スキャナによって走査さ
れる、低い口径比を備えた、光源のために発光装置のサ
ブアレイを使用することにより、システムの寸法がさら
に低減されかつ必要な電力も最小にすることができる。

【００５９】本発明の特定の実施形態が示されかつ説明
されたが、当業者にはさらに他の修正および改善を成す
ことができる。したがって、この発明は示された特定の
形式に限定されるものではないことが理解されるべきで
あり、かつ添付の特許請求の範囲によってこの発明の精
神および範囲から離れることのない全ての変更をカバー
することを意図している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるサブアレイおよびドライバ／制
御装置の配置を示しかつ概略的にサブアレイの方向性走
査を示す、電気−光学的パッケージ、または発光表示装
置の主面を示す単純化した頭部面図である。

【図２】基板に実装された発光装置の部分的サブアレイ
の大幅に拡大した頭部面を示す拡大図である。

【図３】光学的に透明な基板の上に形成された発光装置
の複数のサブアレイを、活性サブアレイ、前記アレイの
不活性領域に実装されたドライバ／制御装置およびそれ
らの間に延在する導電体の配置を示す、単純化した頭部
面図である。

【図４】図１〜図３の構成要素の相対位置を示す分解斜
視図である。

【図５】図１のほぼ５−５線から見た完全なパッケージ
に組み込まれた、図１の構成要素を、その一部を分解し
て示す、図１の構成要素の拡大図である。

【図６】本発明の電気−光学的パッケージを導入した超
小型視覚的画像表示装置の単純化した概略構成図であ
る。

【図７】本発明の電気−光学的パッケージを使用した画
像明示装置の正面図である。

【図８】本発明の電気−光学的パッケージを使用した画
像明示装置の側面図である。

【図９】本発明の電気−光学的パッケージを使用した画
像明示装置の頭部面図である。

【図１０】本発明の電気−光学的パッケージを使用した
図７の装置の側面を示す４倍拡大図である。

【図１１】図７の超小型視覚的画像表示装置を導入した
携帯用通信受信機を示す斜視図である。

【図１２】図１１のほぼ１２−１２線から見た単純化し
た断面図である。

【図１３】図７の超小型視覚的画像表示装置を導入した
他の携帯用通信受信機を示す斜視図である。

【図１４】図１３のほぼ１４−１４線から見た単純化し
た断面図である。

【図１５】図１１の携帯用通信受信機のオペレータによ
って見られる典型的な画面を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ アレイ １２，１３，１４，１５ 単位セル １６ 不活性領域 １８ 活性領域 ２０ 第１の不活性領域 ２１ 第２の不活性領域 ２２ 第３の不活性領域 ２４，２５，２６，２７ サブアレイ ２８ 主面 ３０ 基板 ３２ 発光装置 ３４，３５，３６，３７ ドライバ／制御回路 ４０ 水平導電体 ４２ 垂直導電体 ４４ 外部接続／実装パッド ４６ 導電体 ５０ 電気−光学的パッケージ ４７，４８，４９ 接続／実装パッド ５２，５４ バンプ ５６ レンズ ６０ 超小型視覚的画像表示装置 ６１ 画像発生装置 ６３ レンズ系 ６５ スキャナ ６７ 目 ６８ 開口 ６９ 光学的拡大装置

フロントページの続き (72)発明者 ダイアナ・チェン アメリカ合衆国アリゾナ州85233、ギルバ ート、ウエスト・シェリ・ドライブ 1143 (72)発明者 フレッド・ブイ・リチャード アメリカ合衆国アリゾナ州85260、スコッ ツデイル、イースト・チャーター・オウ ク・ロード 7531 (72)発明者 カレン・イー・ジャチモウィック アメリカ合衆国アリゾナ州85339、ラビー ン、アールアール２ ボックス 647 (72)発明者 ロン・ティン・ファン アメリカ合衆国アリゾナ州85233、ギルバ ート、ジェイダブリュ・チルトン・アベニ ュー 1302

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一体化電気−光学的パッケージであっ
   て、 基板（３０）上に装着され、画像（１２０）を発生する
   よう協働する発光装置の少なくとも１つのサブアレイ
   （２４）であって、単位セル（１２）の活性領域（１
   ８）および少なくとも１つの不活性領域（２０）を規定
   し、各サブアレイ（２４）の発光装置（３２）は行およ
   び列に配置されて前記画像（１２０）の複数の画素を規
   定しかつ各サブアレイの外側エッジに隣接する複数の接
   続／実装パッド（４４）に動作可能に結合されているも
   の、 複数の接続／実装パッド（４７，４９）を有し、前記基
   板（３０）の上に規定された少なくとも１つの不活性領
   域（１６）に取り付けられた少なくとも１つのドライバ
   ／制御回路（３４）であって、前記少なくとも１つのド
   ライバ／制御回路（３４）は前記少なくとも１つのドラ
   イバ／制御回路（３４）の複数の接続／実装パッド（４
   ７，４９）および前記少なくとも１つのサブアレイ（２
   ４）の前記複数の接続／実装パッド（４４，４８）の間
   に延在する複数の導電体（４６）を介して前記発光装置
   （３２）に接続されているもの、そして前記発光装置
   （３２）によって放射された光を受けかつ拡大するよう
   に前記活性（１８）および不活性（２０）領域の上部に
   かつ前記基板（３０）の側部上において前記基板（３
   ０）に取り付けられたレンズ系（６３）、 を具備することを特徴とする一体化電気−光学的パッケ
   ージ。
2. 【請求項２】 一体化電気−光学的パッケージであっ
   て、 複数の画素からなり協働して画像（１２０）を発生する
   発光装置（３２）の少なくとも１つのサブアレイ（２
   ４）であって、前記発光装置（３２）の各々は前記発光
   装置（３２）を作動させるための第１および第２の電極
   （４６）を有し、前記発光装置は行および列に配置され
   て前記画像（１２０）の複数の画素を規定しかつ前記少
   なくとも１つのサブアレイ（２４）の外側エッジに隣接
   する複数の外部接続／実装パッド（４４，４８）に動作
   可能に結合され、前記発光装置（３２）の第１の電極
   （４６）は第１の複数の外部接続／実装パッド（４４，
   ４８）に接続され、かつ前記発光装置（３２）の第２の
   電極（４６）は第２の複数の外部接続／実装パッド（４
   ４，４８）に接続されているもの、 データ入力端子を有しかつさらに前記発光装置（３２）
   を作動させるために前記発光装置の第１および第２の電
   極（４６）に接続された制御信号出力端子を有し前記デ
   ータ入力端子に印加された複数のデータ信号にしたがっ
   て画像（１２０）を発生するための少なくとも１つのド
   ライバ／制御回路（３４）、そして主面（２８）を規定
   しかつその上に前記主面（２８）の一部に少なくとも１
   つのサブアレイ（２４）を取り付けることによって、少
   なくとも１つの活性領域（１８）および少なくとも１つ
   の不活性領域（２０）を規定する基板（３０）であっ
   て、前記少なくとも１つのドライバ／制御回路（３４）
   は前記基板（３０）の上に規定された前記少なくとも１
   つの不活性領域（２０）に取り付けられ、前記基板（３
   ０）はさらにその中に形成された複数の導電体（４６）
   を有し、各導電体は前記基板（３０）の上に形成され、
   前記少なくとも１つのドライバ／制御回路（３４）と電
   気的にインタフェースする、第１の複数の実装パッド
   （４９）から前記少なくとも１つのサブアレイ（２４）
   の前記第１および第２の複数の外部接続／実装パッド
   （４４）と電気的にインタフェースする、前記基板（３
   ０）の上に形成された第２の複数の実装パッド（４８）
   へと延在しかつファンアウトするもの、 を具備することを特徴とする一体化電気−光学的パッケ
   ージ。
3. 【請求項３】 電気−光学的パッケージを製造する方法
   であって、 発光装置（３２）を作動させるための第１および第２の
   電極（４４，４８）を有する該発光装置（３２）のアレ
   イを形成する段階であって、前記発光装置（３２）は行
   および列に配置された複数の画素を規定するもの、 前記発光装置（３２）のアレイを複数のサブアレイ（２
   ４，２５，２６，２７）へと分割する段階であって、前
   記複数の画素の各々は前記複数のサブアレイ（２４，２
   ５，２６，２７）の各々の発光装置（３２）のアレイに
   よって規定される複数の画素の各々が、作動されたとき
   に協働して画像（１２０）を発生し、前記複数のサブア
   レイ（２４，２５，２６，２７）の各々はさらにその外
   側エッジに隣接する接続／実装パッド（４４）と共に形
   成され、前記発光装置の複数の第１の電極は第１の複数
   の外部接続パッド（４８）に接続されて画素の行を規定
   し、かつ前記発光装置の複数の第２の電極は第２の複数
   の外部接続／実装パッド（４８）に接続されて画素の列
   を規定するもの、 第１の主面（２８）および第２の対向する主面を有する
   基板（３０）を提供する段階、 前記複数のサブアレイ（２４，２５，２６，２７）を前
   記基板（３０）の第１および第２の対向する主面（２
   ８）の内の１つの上に実装することによって、複数の活
   性領域（１８）および複数の不活性領域（１６）をさら
   に規定する複数の単位セル（１２，１３，１４，１５）
   を規定するもの、 複数のデータ入力端子を有しかつさらに前記複数のデー
   タ入力端子に供給される複数のデータ信号にしたがって
   画像（１２０）を発生するために前記発光装置（３２）
   を作動させるための前記発光装置（３２）の第１および
   第２の電極（４６）に接続されるよう構成された複数の
   制御信号出力端子を有する複数のドライバ／制御回路
   （３４，３５，３６，３７）を形成する段階、 前記基板（３０）の前記第１および第２の対向する主面
   （２８）の内の１つの上に規定された複数の不活性領域
   （２０，２１，２２）に対し複数のドライバ／制御回路
   （３４，３５，３６，３７）を取り付ける段階、 前記基板（３０）の上に形成され、前記複数のサブアレ
   イ（２４，２５，２６，２７）の各々の第１および第２
   の複数の外部接続／実装パッド（４４）と電気的にイン
   タフェースする、複数の接続／実装パッド（４８）か
   ら、前記基板（３０）の上に形成され、前記複数のドラ
   イバ／制御回路（３４，３５，３６，３７）の各々の前
   記複数の制御信号出力端子（４７）へと電気的にインタ
   フェースする、複数の接続／実装パッド（４９）へと延
   在する複数の導電体（４６）を形成することによって、
   前記複数のサブアレイ（２４，２５，２６，２７）を前
   記複数のドライバ／制御回路（３４，３５，３６，３
   ７）に電気的にインタフェースする段階、そして前記複
   数のサブアレイ（２４，２５，２６，２７）の発光装置
   （３２）のアレイによって放射された光が通過できるよ
   うに配置された少なくとも１つの光学エレメント（６
   ３）からなる、光学的拡大系（６９）を提供する段階、 を具備することを特徴とする電気−光学的パッケージを
   製造する方法。
4. 【請求項４】 視覚的画像表示システムであって、 協働して画像（１２０）を発生し、基板（３０）の上に
   実装され、それによって単位セル（１２）の活性領域
   （１８）および少なくとも１つの不活性領域（１６）を
   規定する発光装置（３２）の少なくとも１つのサブアレ
   イ（２４，２５，２６，２７）であって、各々のサブア
   レイ（２４，２５，２６，２７）の前記発光装置（３
   ２）は行および列に配置されて前記画像（１２０）の複
   数の画素を規定しかつ各々のサブアレイ（２４，２５，
   ２６，２７）の外側エッジに隣接する複数の接続／実装
   パッド（４４，４８）に動作可能に結合されているも
   の、 複数の接続／実装パッド（４７）を有し、前記基板（３
   ０）上に規定された前記少なくとも１つの不活性領域
   （１６）に設けられた少なくとも１つのドライバ／制御
   回路（３４，３５，３６，３７）であって、該少なくと
   も１つのドライバ／制御回路（３４，３５，３６，３
   ７）は前記少なくとも１つのドライバ／制御回路（３
   ４）の複数の接続／実装パッド（４９）および前記少な
   くとも１つのサブアレイ（２４，２５，２６，２７）の
   前記複数の接続／実装パッド（４４，４８）の間に延在
   する複数の導電体（４６）を通して前記発光装置（３
   ２）に接続されているもの、 前記発光装置（３２）の前記少なくとも１つのサブアレ
   イ（２４，２５，２６，２７）によって放射された光を
   受けかつ拡大するように配置されたレンズ系（６３）、
   そして発光装置（３２）の前記少なくとも１つのサブア
   レイ（２４，２５，２６，２７）によって放射された光
   が通過しかつ空間的に変調されるように配置されること
   によって、観察者が直接像、虚像および投影された画像
   （１２０）の内の１つとして見ることができる統合され
   た画像を結果として発生する、位相空間光変調器スキャ
   ナ（１１３）、 を具備することを特徴とする視覚的画像表示システム。
5. 【請求項５】 視覚的表示装置を備えた携帯用電子装置
   であって、 データ出力端子を有する携帯用電子装置（１００）、 観察用開口を有する超小型視覚的画像表示装置であっ
   て、該超小型視覚的画像表示装置（１０２）は前記受信
   機（１００）に動作可能に取り付けられかつ、基板（３
   ０）上に実装された、協働して画像（１２０）を発生す
   る発光装置（３２）の少なくとも１つのサブアレイ（２
   ４）を含み、それによって単位セル（１３）の活性領域
   （１８）および少なくとも１つの不活性領域（１６）を
   規定し、各サブアレイ（２４，２５，２６，２７）の発
   光装置（３２）は行および列に配置されて前記画像（１
   ２０）の複数の画素を規定しかつ各サブアレイの外側エ
   ッジに隣接する複数の接続／実装パッド（４４）に動作
   可能に結合されているもの、 複数の接続／実装パッド（４７，４９）を有し、前記基
   板（３０）上に規定された少なくとも１つの不活性領域
   （１６）に実装された少なくとも１つのドライバ／制御
   回路（３４，３５，３６，３７）であって、該少なくと
   も１つのドライバ／制御回路（３４，３５，３６，３
   ７）は前記少なくとも１つのドライバ／制御回路（３
   ４，３５，３６，３７）の複数の接続／実装パッド（４
   ７，４９）と前記少なくとも１つのサブアレイ（２４，
   ２５，２６，２７）の複数の接続／実装パッド（４４，
   ４８）の間に延在する複数の導電体（４６）を通して前
   記発光装置（３２）に接続されているもの、 前記発光装置（３２）の少なくとも１つのサブアレイ
   （２４，２５，２６，２７）によって放射される光を受
   けかつ拡大するよう配置されたレンズ系（６３）、そし
   て前記発光装置（３２）の少なくとも１つのサブアレイ
   （２４，２５，２６，２７）によって放射された光が通
   過しかつ空間的に変調され、それによって観察者が直接
   像、虚像および投影された画像の内の１つとして見るこ
   とができる統合された画像（１２０）を結果として発生
   する、位相空間光変調器スキャナ（１１３）、 を具備することを特徴とする視覚的表示装置を備えた携
   帯用電子装置。