CN1609701A - 光源装置和投影仪 - Google Patents
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Abstract
本光源装置,具备归因于通过第1电极和第2电极通电而发光发热的发光芯片,上述第1电极,是直接安装上述发光芯片的基座。
Description
技术领域
本发明涉及光源装置和投影仪。
背景技术
投影仪近些年来一直不断地小型化、高辉度化、长寿命化和廉价化等。例如,对于小型化来说,液晶面板(光调制元件)尺寸,对角已由1.3英寸变成为0.5英寸,按面积比说已小型化到了1/6强。
另一方面,作为投影仪的光源,人们提出了得益于使用本身为固体光源的发光二极管(LED)光源而实现小型化的方案。LED光源,包括光源在内是小型的而且可以瞬时亮灯/灭灯,色再现性宽广而且长寿命等作为投影仪用光源具有优点。此外,由于不含水银等的有害物质,故从保护环境方面看也是理想的。
但是,为了把LED光源用做投影仪用光源,作为光源的亮度不足,必须至少要确保放电式光源灯泡那种程度的亮度(高辉度化、小几何空间扩展(etendue)化)。在这里,所谓几何空间扩展,是可用面积和立体角之积表示存在着可以有效地使用的光束的空间性的扩展的数值,是可以光学性地保存的数值。如上所述,由于液晶面板的小型化已经实现,液晶面板的几何空间扩展不断减小,故光源的几何空间扩展也必须做成为同等以下。
然而,由于随着使LED光源高辉度化,当来自LED光源的发热日益增大,LED光源的温度上升时,发光效率就要降低,故需要采取一种什么对策。要是用在一般所采用的由风扇进行的强制空冷方式,或者冷却效率不充分,或者风扇的噪声变成了问题。为此,例如,在特开平06-005923号公报,或特开平07-099372号公报中,人们提出了用液体使LED光源强制冷却的方法。倘采用液体冷却方法,则也可以期待在强制空冷方式的噪声的消除方面的效果。
在特开平06-005923号公报中的LED光源中,采用向LED的周围流入液氮等的冷却剂的办法使LED与冷却剂直接接触而进行强制冷却。但是,由于会因需要绝热机箱等而使得LED光源的构成变得复杂起来,其制作是不现实的,故存在着难于至少确保放电式光源灯泡那种程度的亮度的问题。
在特开平07-099372号公报的LED光源中,把绝缘惰性液体封入到LED芯片(发光芯片)的周围来使LED芯片冷却。但是,存在着没有设置积极地使绝缘惰性液体冷却的装置,冷却效果低,难于长时间地冷却LED芯片,难于至少确保放电式光源灯泡的亮度的问题。
此外,在要大电流驱动LED光源的情况下,还存在着必须考虑在现有的LED光源中根本不会成为问题的布线等的电阻的必要性。具体地说,在实开平06-009158号公报中的LED光源中,电流通过金等的键合金属丝注入到借助于通电而发光发热的发光芯片内,在以大电流驱动LED光源的情况下,就存在着起因于键合金属丝的电阻使得键合金属丝发热溶解、断线的可能性。再者,还存在着细的布线发热,对于冷却系统变成为多余的负荷,结果使LED光源的散热效果降低的问题。
然而,在具备上述那样的LED光源的光源装置中,一般地说,为了提高发光光的取出效率,例如,就如在特开平7-7185号公报和特开平11-65477号公报中所示的那样,用配置在发光芯片的周围的反射器把从发光芯片对射出方向斜向地射出的发光光向光源装置的射出方向反射。归因于具备这样的反射器而可以使从光源装置射出的发光光平行光化,因而可以增加光的利用效率。
在把光源装置用做投影仪的光源的情况下,必须使发光光平行光化后再向投影仪的光调制元件入射。但是,如上所述,由于随着液晶面板(光调制元件)的小型化的进步液晶面板的几何空间扩展已减小,故投影仪用的光源装置也需要小几何空间扩展化。另外,在这里,所谓几何空间扩展,是可用光源的发光面积和可聚光的立体角之积给出的参数,是表示存在着可以有效地使用的光束的空间性的扩展,是可以光学性地保存的参数。
现有的光源装置,由于借助于反射器把从发光芯片的正面斜向地射出的发光光向光源装置的射出方向反射,故可以使发光芯片的正面射出的发光光平行光化。但是,由于从发光芯片,也从其正面以外的面射出发光光,在现有的光源装置中,这些发光光也被反射器反射,因此,在现有的光源装置中,几何空间扩展大,难于使从发光芯片的侧面射出的发光光的全部都平行光化后向小型化后的液晶面板(光调制元件)入射。为此,从发光芯片的侧面射出的发光光的大部分,在从光源装置射出后在投影仪内就变成了杂散光。
此外,在投影仪中,为了提高显示特性,理想的是向光调制元件入射的发光光的照度分布是均一的。但是,由于难于使从上述那样的发光芯片的侧面射出的发光光与从发光芯片的正面射出的发光光合并在一起均一化地射出,故从光源装置射出的发光光的照度分布就变成了不均一的分布。
发明内容
本发明就是鉴于上述的那些问题而完成的,第1目的在于提供可以效率良好地冷却发光芯片,而且构造可以简化的光源装置,进而提供明亮且显示品质优良的投影仪。
此外,第2目的在于防止电极布线的断线。
此外,第3目的在于采用防止起因于电极布线的电阻的无用的发热的办法,减轻对冷却系统的多余的负荷,提高LED光源的散热效果。
此外,第4目的在于采用排除从发光芯片的侧面射出的发光光成分的办法使光源小几何空间扩展化,而且使从光源装置射出的发光光的照度分布均一化。
为了实现上述目的,本发明的第1形态,是光源装置,具备采用通过第1电极和第2电极通电的办法发热发光的发光芯片,上述第1电极,是直接安装上述发光芯片的基座。
倘采用本形态的光源装置,则可以把发光芯片直接安装在基座上边,该基座具有作为第1电极的功能。因此,由于不需要在发光芯片与第1电极(基座)之间配置热传导率低的绝缘层,故在发光芯片中所发出的热量易于传导给基座。为此,就可以提高光源装置的散热性,借助于此,就可以对发光芯片用更大的驱动电流进行驱动。此外,在本发明中,由于可采用把发光芯片直接安装到基座上边进行冷却,故可用简易的构造,用更大电流驱动发光芯片。
LED芯片(发光芯片)通电的电流越大就越可以明亮地发光。因此,采用像本发明这样把发光芯片直接安装到基座上边的办法,就可以做成为高辉度的光源装置。
此外,本发明的光源装置,理想的是在上述基座的内部形成有冷却媒体进行流动的流路。由于归因于像这样地在基座内部形成冷却媒体进行流动的流路,可以效率良好地使从发光芯片传导过来的热量向基座外部散热,故可以更好地冷却发光芯片,可以对光源装置进行更大的大电流驱动。
此外,可以采用把绝缘层和导电层叠层起来构成的布线基板配置在上述基座上边,把该布线基板上的导电层当作第2电极的办法,把第1电极和第2电极连接到发光芯片的下表面一侧(基座一侧)上。为此,就可以把本发明的光源装置做成为所谓倒扣芯片安装型的光源装置。
另外,在要把本发明的光源装置做成为倒扣芯片安装型的光源装置的情况下,理想的是采用把上述布线基板埋入到在上述基座上边形成的凹部内的办法,使上述布线基板的上表面和上述基座的上表面变成为同一高度。归因于像这样地使布线基板的上表面和基座的上表面变成为同一高度,故可以容易地水平地配置发光芯片。此外,在发光芯片具有要连接到第1电极和第2电极中的每一者上的连接端子的情况下,如果布线基板的上表面与基座的上表面的高度不同,为了水平地配置发光芯片主体,就必须把要连接到第1电极上的连接端子的厚度形成得比要连接到第2电极上的连接端子的厚度更厚。在这样的情况下,由于连接到第1电极上的连接端子厚,故就难于把在发光芯片主体中所发的热量传导给基座。因此,采用使布线基板的上表面与基座的上表面变成为同一高度的办法,就可以进一步提高光源装置的散热效果。
此外,本发明的光源装置,理想的是具备多个上述布线基板,就是说具备多个上述第2电极。由于如上所述地具备多个第2电极,故可以减小在各个第2电极中流动的电流量。就是说,由于可以减小第2电极的电阻,而可以防止第2电极的发热。
此外,本发明的光源装置,理想的是上述第2电极连接到上述发光芯片的端部附近上。由于如上所述地把第2电极连接到上述发光芯片的端部附近上,故可以缩短第2电极,就是说缩短导电层的长度。因此,可以减小第2电极的电阻,可以防止第2电极的发热。
其次,本发明的投影仪,把本形态的光源装置用做光源。
倘采用本发明的光源装置,由于可以得到高辉度的光,故倘采用具有这样的特征的本发明的投影仪,则可以做成为明亮且显示品质优良的投影仪。
此外,本发明的第2形态,是光源装置,具备夹在第1电极与第2电极之间,采用通过上述第1电极和第2电极通电的办法发光发热的发光芯片,支持上述发光芯片的基座,配置在上述基座上边而且具有与上述发光芯片的厚度基本同一厚度的绝缘层,上述第2电极从上述绝缘层的上表面延伸出来与上述发光芯片的上表面进行连接。
倘采用本形态的光源装置则在支持发光芯片的基座上边配置具有与发光芯片大体上同一厚度的绝缘层,第2电极从该绝缘层的上表面上延伸出来与发光芯片的上表面连接。为此,就可以采用使第2电极大体上水平地延伸的办法与发光芯片的上表面进行连接。因此,由于可以容易地形成得比现有的键合金属丝更粗,故可以减小第2电极的电阻。为此,就可以抑制第2电极的发热,可以防止电极布线的断线。
第2电极的电阻,由于第2电极的截面面积越大则越小,故理想的是尽可能地加大截面面积,但是无节制地增加第2电极的厚度,在要把连接端子配置在发光芯片上的情况下,由于会招致加在该连接端子上的应力的增大,故是不理想的。因此,理想的是上述第2电极具有与上述发光芯片大体上同一的宽度。
此外,在本发明的光源装置中,理想的是将上述第2电极连接到上述发光芯片的端部附近。通过这样地将第2电极连接到发光芯片的端部附近的方法。由于可使第2电极的覆盖发光芯片的上表面即出射面的范围变小,故可以形成发光特性更优良的光源装置。
此外,在本发明的光源装置中,也可以采用具备多个上述第2电极和上述绝缘层的构成。由于如上所述地具备多个第2电极和绝缘层,故可以减小在各个第2电极中流动的电流量。因此,由于可以抑制各个第2电极的发热,故可以更好地防止电极布线的断线。
另外,理想的是效率良好地使在上述那样的本发明的光源装置的发光芯片中发热的热量散热,冷却发光芯片。
由下述的式1可知:理想的是采用加大S/W的值的办法,使单位时间内从高热源向低热源移动的热量增多。
因此,本发明的光源装置,理想的是用金属材料形成上述基座,并把该基座用做上述第1电极。就是说,可以采用把基座用做第1电极的办法把发光芯片(高热源)直接安装到基座(低热源)上。为此,发光芯片就可以变得与接触到基座上的低热源(例如,外部气体等)接近,就可以减小W的值。为此,就可以增大式1中的S/W的值,可以效率良好地使发光芯片中的热量散热。
此外,本发明的光源装置,理想的是在上述基座的内部形成有冷却媒体流动的流路。如上所述,采用在基座的内部形成冷却媒体进行流动的流路的办法,作为低热源就可以使用温度比外部气体更低的冷却媒体。因此,由于从高热源(发光芯片)向低热源(冷却媒体)移动的单位时间的热量变得比把外部气体用做低热源的情况下更大,故可以效率良好地使发光芯片中的热量散热。
此外,本发明的光源装置也可以采用使上述发光芯片具有分别连接第1电极和第2电极的连接端子的结构。
此外,本发明的投影仪,把本形态的光源装置用做光源。
如果彩本发明的光源装置,则由于可以防止起因于大电流驱动的电极布线的断线,故可以提高本发明的投影仪的可靠性。
此外,本发明的第3形态,是光源装置,具备归因于通过第1电极和第2电极通电而发光发热的发光芯片,具有向预定的射出方向反射上述发光芯片中发光的光的反射面而且用导电性材料形成的反射部分,通过上述反射部分给第2电极通电。
倘采用本形态的光源装置,则可通过反射部分给第2电极通电。这样的反射部分,如上所述,由于具有向规定的射出方向反射在上述发光芯片中发光的光的反射面,故当然具有比现有的键合金属丝等的细的金属布线更宽的截面面积。因此,就可以采用通过该反射部分给第2电极通电的办法防止连接到第2电极上的电极布线的发热。此外,由于可以防止电极布线因发热而溶解,故还可以防止电极布线的断线。
此外,在本发明的光源装置中,可以采用具备把上述第2电极和上述反射部分物理性地和电学性地连接起来的连接构件这样的构成。如上所述,采用具有把第2电极和反射部分物理性地和电学性地连接起来的连接构件的办法,就可以容易的把第2电极和反射部分物理性地和电学性地连接起来。另外,作为这样的连接构件,虽然只要是具有导电性的材料就可以使用,但是特别是使用其形状容易变形的焊料或导电性粘接剂是理想的。
另外,在光源装置中,理想的是使在光源装置对发光芯片上的发热的热量效率良好地散热,冷却发光芯片。
由下述的式1可知:理想的是采用加大S/W的值的办法,使单位时间内从高热源向低热源移动的热量增多。
因此,本发明的光源装置,理想的是采用具有安装上述发光芯片而且用导电性材料形成的基座,并把上述基座用做上述第1电极这样的构成。就是说,可以采用把基座用作第1电极的办法把发光芯片(高热源)直接安装到基座(低热源)上。为此,发光芯片就可以变得与要接触到基座上的低热源(例如,外部气体等)接近,就可以减小W的值。为此,就可以增大式1中的S/W的值,可以效率良好地使发光芯片中的热量散热。
此外,本发明的光源装置,理想的是在上述基座的内部形成有冷却媒体流动的流路。如上所述,采用在基座的内部形成冷却媒体进行流动的流路的办法,作为低热源就可以使用热容量大的冷却媒体(例如液体)。因此,由于从高热源(发光芯片)向低热源(冷却媒体)移动的单位时间的热量变大,故可以效率良好地使发光芯片中的热量散热。
此外,在本发明的光源装置中,在上述基座上边具有把绝缘层和导电层叠层起来构成的布线基板,可以采用上述第2电极就是上述布线基板所具有的上述导电层这样的构成。由于采用这样的构成,故可以采用把绝缘层形成得薄。使导电层与发光芯片的下表面进行连接的办法,就可以把本发明的光源装置应用于所谓的倒扣芯片安装型的光源装置。此外,采用把绝缘层形成得厚,使导电层延伸以与发光芯片的上表面进行连接的办法,就可以给发光芯片的上表面通电而无须使用键合金属丝。
另外,在要把本发明的光源装置做成为倒扣芯片安装型的光源装置的情况下,理想的是采用把上述布线基板埋入到在上述基座上边形成的凹部内的办法,使上述布线基板的上表面和基座的上表面变成为同一高度。归因于像这样地使布线基板的上表面和基座的上表面变成为同一高度,故可以容易地水平地配置发光芯片。
此外,本发明的光源装置,理想的是具备多个上述布线基板,就是说具备多个上述第2电极。由于如上所述地具备多个第2电极,故可以减小在各个第2电极中流动的电流量,可以减小第2电极的电阻。因此可以进一步防止第2电极的发热。
此外,本发明的光源装置,理想的是上述第2电极连接到上述发光芯片的端部附近上。由于如上所述地把第2电极连接到上述发光芯片的端部附近上,故可以缩短第2电极,就是说导电层的长度。因此,可以减小第2电极的电阻,可以进一步抑制第2电极的发热。此外,在第2电极已与发光芯片的上表面连接起来的情况下,采用把第2电极连接到发光芯片的端部附近的办法,可以确保宽的发光芯片的发光区域。
其次,本发明的投影仪,把本形态的光源装置用做光源。
倘采用本发明的光源装置,由于可以防止起因于电极布线的电阻的无用的发热,故可以减轻对冷却系统的多余的负荷,可以提高发光芯片的散热效果。因此,可以增加从发光芯片射出的光量,可以提高本发明的投影仪的亮度。此外,倘采用本发明的光源装置,由于可以防止起因于大电流驱动的电极布线的断线,故可以提高本发明的投影仪的可靠性。
此外,本发明的第4形态,是具备采用通过上述第1电极和第2电极通电的办法发光的发光芯片,从上述发光芯片的正面方向射出该发光芯片的发光光的光源装置,具备防止从上述发光芯片的侧面射出的发光光直接向上述正面方向射出的遮光装置。
倘采用本形态的光源装置,则可以用遮光装置防止从发光芯片的侧面射出的发光光直接向正面方向入射。为此,倘采用本发明的光源装置,由于可以从从光源装置射出的发光光(以下,叫做照明光)中排除杂散光成分(从发光芯片的侧面射出的发光光),故可以减小光源的几何空间扩展。
另外,也可以采用配置通过再次利用被遮光装置遮挡住的发光光的办法变换成可平行光化的成分的再利用装置,通过再利用装置间接地把从发光芯片的侧面射出的发光光向光源装置的外部射出。采用配置这样的再利用装置的办法,可以提高光源装置的发光光的取出效率。
此外,在本发明的光源装置中,上述遮光装置,可以采用这样的构成:采用反射从上述发光芯片的侧面射出的发光光之内的至少一部分的办法,防止从上述发光芯片的侧面射出的发光光直接向上述正面方向射出。
LED的发光芯片,一般地说当温度上升时发光效率就要降低。为此,归因于采用上述那样的构成,就可以防止在遮光装置中从发光芯片的侧面射出的发光光的全部都被遮光装置吸收,可以抑制光源装置的温度上升,可以从光源装置得到更多的光量。
此外,在本发明的光源装置中,可以采用这样的构成:上述遮光装置是与配置在上述发光芯片的正面上的上述第2电极连接起来而且是沿着上述发光芯片的外周部分配置的导电性构件。
在现有的光源装置中,一般地说,要通过键合金属丝给第2电极通电。但是,这样的键合金属丝,由于结果变成为要配置在发光光的光路上,故将成为使照明光的照度分布不均一化的原因。为此,采用通过沿着发光芯片的外周部分配置的导电性构件给第2电极通电的办法,就可以防止照明光的照度分布的不均一化。
此外,在本发明的光源装置中,由于把这样的导电性构件用做本发明的遮光装置,故可以防止从发光芯片的侧面射出的发光光直接向正面方向射出而无须作为遮光装置重新设置别的构件。
此外,导电性构件的截面面积,由于与键合金属丝的截面面积比显著地宽,故可以确保宽的电流的流路,与现有的光源装置比较可以得到更大的电流。
另外,在不得不采用通过键合金属丝给第2电极通电的构成的情况下,也可以不配置本发明的导电性构件而代之以配置由陶瓷等构成的非导电性构件,把该非导电性构件用做本发明的遮光装置。
此外,在本发明的光源装置中,可以采用具备与上述导电性构件连接而且配置在上述发光芯片的正面方向上的光学元件的构成。
归因于把导电性构件配置在发光芯片的周围,就可以把光源装置做成为坚固的装置。为此,就可以使以往作为投影仪一侧的构成构件配置的光学元件直接与导电性构件连接。借助于此,与用单独个体配置光源装置和光学元件的情况比较就可以缩短发光光的光路。因此,在可以使投影仪小型化的同时,还可以减少发光光的损耗。
另外,作为光学元件,可以使用棒状透镜或偏振片等。
此外,在本发明的光源装置中,可以采用具备在上述光学元件与上述发光芯片之间具有透光性的绝缘性的液体的构成。
归因于采用这样的构成,就可以使发光芯片的发光光向光学元件入射而无须在损耗大的空气中通过。因此,就可以提高光源装置的发光光的取出效率。
此外,在本发明的光源装置中,可以采用在上述光学元件与上述发光芯片之间具备使冷却媒体流动的冷却装置的构成。
归因于采用这样的构成,由于冷却媒体在光学元件与发光芯片间流动,故可以通过冷却媒体积极地使发光芯片与光学元件冷却,可以提高发光芯片的发光效率,而且可以用更大的电流驱动发光芯片。
此外,在本发明的光源装置中,可以采用把上述第2电极配置在上述发光芯片的整个正面上,同时,用具有透光性的导电性材料形成第1电极的构成。
归因于采用这样的构成,就可以给发光芯片的整个正面均一地施加电流。因此,就可以由发光芯片得到均一的照度分布的照明光。另外,如上所述,由于第2电极用具有透光性的导电性材料构成,故发光芯片的发光光在第2电极中不会被遮光。
此外,在本发明的光源装置中,可以采用在已把上述导电性构件连接起来的部位处的上述第2电极与发光芯片之间具备绝缘构件的构成。
在已把导电性构件连接起来的部位的第2电极和发光芯片直接接触的情况下,人们担心例如会因为给已被导电性构件遮住光的部位施加很多的电流,减少要施加到发光芯片的正面上的电流量。在这样的情况下,在被导电性构件遮住光的部位上就会发光,减少在发光芯片的正面上的发光量。
为此,采用如上所述在已把导电性构件连接起来的部位的第2电极与发光芯片之间配置绝缘构件的办法,就可以防止给已被导电性构件遮住光的部位施加电流,就可以防止发光芯片的正面上的发光量的减少。
此外,在本发明的光源装置中,可以采用具备向上述正面方向导出从上述发光芯片的正面斜向地射出的发光光的反射器的构成。
归因于采用这样的构成,就可以使从光源装置射出的照明光平行光化。
此外,在本发明的光源装置中,可以采用上述反射器和上述导电性构件形成一体的构成。
归因于采用这样的构成,就可以使照明光平行光化而无须作为反射器重新配置别的构件。
此外,在本发明的光源装置中,可以采用具有配置在与上述发光芯片的正面对向的面上,同时,用导电性材料形成的反射膜的构成。
归因于采用这样的构成,故可以用反射膜反射在发光芯片内进行导波后向与发光芯片的正面对向的面一侧射出的发光光,再次在发光芯片内进行导波后从发光芯片的正面射出。为此,就可以提高光源装置的发光光取出效率。
此外,在本发明的光源装置中,可以采用上述第1电极是支持上述发光芯片,同时,用导电性材料形成的基座的构成。
归因于采用这样的构成,就可以给发光芯片施加电流而无须作为第1电极重新配置别的构件。
此外,例如在用热传导性高的构件形成基座的情况下,由于可以采用把基座用做第1电极的办法,使发光芯片与基座直接接触,故在发光芯片中发生的热可以向基座一侧逃逸。为此,就可以抑制发光芯片高温,可以防止发光芯片的发光效率的降低,而且可以用更大的电流驱动发光芯片。
其次,本发明的投影仪,其特征在于:把本形态的光源装置用做光源。
倘采用具有这样的特征的本发明的投影仪,由于从光源装置射出的照明光的照度分布已均一化,故可以做成为显示特性更为优良的投影仪。
附图的说明
图1是热传导定律的说明图。
图2是本发明的实施形态1的光源装置的概略构成图。
图3A和图3B的概略构成图扩大示出了具有上述光源装置的发光芯片2a附近。
图4A和图4B的概略构成图扩大示出了具有上述光源装置的发光芯片2b附近。
图5是具备本实施形态的光源装置的投影仪的概略构成图。
图6A和图6B的概略构成图扩大示出了具有本发明的实施形态2的光源装置的发光芯片2a附近。
图7A和图7B的概略构成图扩大示出了具有本发明的实施形态3的光源装置的发光芯片2a附近。
图8示出了本发明的实施形态3的光源装置的变形例。
图9是本发明的实施形态4的光源装置的概略构成图。
图10A和图10B的概略构成图扩大示出了具有上述光源装置的发光芯片102附近。
图11A和图11B的概略构成图扩大示出了具有本发明的实施形态5的光源装置的发光芯片102附近。
图12A和图12B的概略构成图扩大示出了具有本发明的实施形态6的光源装置的发光芯片102附近。
图13示出了本发明的实施形态6的光源装置的变形例。
图14A和图14B是本发明的实施形态7的光源装置的概略构成图。
图15A和图15B是用来对本发明的实施形态7的光源装置的制造方法进行说明的说明图。
图16A和图16B是用来对本发明的实施形态7的光源装置的制造方法进行说明的说明图。
图17A和图17B是用来对本发明的实施形态7的光源装置的制造方法进行说明的说明图。
图18A和图18B是用来对本发明的实施形态7的光源装置的制造方法进行说明的说明图。
图19A和图19B是用来对本发明的实施形态7的光源装置的制造方法进行说明的说明图。
图20A和图20B是用来对本发明的实施形态7的光源装置的制造方法进行说明的说明图。
图21A和图21B是用来对本发明的实施形态7的光源装置的制造方法进行说明的说明图。
图22A和图22B是本发明的实施形态8的光源装置的概略构成图。
图23A和图23B是本发明的实施形态9的光源装置的概略构成图。
图24A和图24B是本发明的实施形态10的光源装置的概略构成图。
图25A和图25B是本发明的实施形态11的光源装置的概略构成图。
图26A和图26B是本发明的实施形态12的光源装置的概略构成图。
图27A和图27B是本发明的实施形态13的光源装置的概略构成图。
图28是图27B中的C部分的扩大图。
图29是本发明的实施形态13的光源装置的变形例。
图30是本发明的实施形态14的光源装置的概略构成图。
图31是本发明的实施形态14的光源装置的概略构成图。
图32是本发明的实施形态15的光源装置的概略构成图。
图33是本发明的实施形态15的光源装置的概略构成图。
符号说明
1,101,201,240,250,260,270,280,301 光源装置、2,102,202,263,302 发光芯片、3基座、6,266 布线基板、21 第1突点(连接端子)、22 第2突点(连接端子)、31,231 流路、32 凹部、61,104,204,261 绝缘层、62 导电层、103 基座(第1电极)、105 上侧电极(第2电极)、121-122 突点(连接端子)、203,303 基座(第2电极)、205,307 上侧电极(第1电极)、206 反射镜(反射部分)、206a 内面(反射面)、208 连接构件、262 导电层(第1电极)、305 导电性构件(遮光装置)、306 绝缘构件、308 反射膜、320 棒状透镜(光学元件)、330 硅油、340 偏振板(光学元件)、352 斜面(反射面)、500 投影仪、X冷却媒体
具体实施方式
以下,参看附图,对本发明的光源装置和投影仪的一个实施形态进行说明。另外,在以下的说明中使用的各个图面中,为了画成可以识别各构件的大小,都适宜变更了各个构件的比例。
(实施形态1)
[高热源的冷却方式]
首先,对基于热传导定律的高热源的冷却方式,边参看图1边进行说明。
另外,图1是热传导定律的说明图。
如图1所示,在借助于低热源通过热媒体冷却高热源的情况下,可以用式1表示从高热源向低热源进行单位时间的热移动量dQ。另外,在式1中,λ是热媒体的热传导率,S是低热源的接触面积,W是高热源与低热源之间的距离,θ2是高热源的温度,θ1是低热源的温度。
(式1)
在这里,dQ的值越大则从高热源向低热源移动的移动热量就越多,越能使高热源冷却。此外,由式1可知,作为使之从高热源对低热源效率良好地进行热移动的方法,可以考虑(1)使低热源的温度θ1降低的方法,(2)使用热传导率λ大的热媒体的方法,(3)减小高热源与低热源之间的距离W的方法,(4)加大低热源的接触面积S的方法。其中,(3)和(4)与加大式1的S/W是一致的。
于是,即便是在使本实施形态的光源装置的高热源,就是说,使发光芯片冷却的情况下,也可以采用增大式1的S/W的办法,效率良好地使发光芯片冷却。
[光源装置]
其次,参看图2对本实施形态的光源装置进行说明。
图2是本实施形态1的光源装置的概略构成图。如该图2所示,本实施形态的光源装置1,具备归因于通电而发光·发热的发光芯片2,发光芯片直接安装到用金属材料形成的基座3上。
此外,在基座3的内部,形成有冷却媒体X进行流动的流路31,如图2所示此流路31位于发光芯片2的下方。该流路31在与纸面垂直的方向上延伸设置,与向该流路31流入冷却媒体X的泵(未画出来)连接起来。
在基座3的上表面上使之把发光芯片2围起来那样地形成有圆环状的反射镜4。反射镜4向纸面的上方(光源装置1的光的出射方向)反射从发光芯片2向侧方射出的光。为此,反射镜4的内面4a被做成为堤坝状的斜面,至少其内面4a已被做成为镜面状态。此外,使之把基座3的上表面全体都覆盖起来那样地形成透镜5。透镜5用来使从发光芯片2发散状地射出的光聚光到光源装置1的射出方向上。为此,透镜5可用环氧树脂等的透明材料构成,被做成为中央部分的厚度比周边部分厚的凸透镜。
发光芯片2,是当电流流向pn结时就发光的二极管(LED)。
在使同一半导体材料形成结的同质结的LED中,由于不存在对已注入到发光部分中的载流子的势垒,故载流子将一直扩散到半导体中的扩散距离为止。相对于此,在使不同的半导体材料形成结的异质结型的LED中,由于在构造中要制作对载流子的势垒,故可以大幅度地增大要注入到发光部分内的载流子的密度。特别是在把发光层夹在包层之间的双异质结型的LED中,发光层的宽度越窄则越可以提高载流子的密度,越可以提高内部量子效率。另一方面,在同质结型的LED中,由于与外界接连的材料和发光部分的材料是相同的,故发光光会被自己本身的材料吸收。相对于此,在双异质结型的LED中,由于在由能带间隙宽的材料构成的包层间已夹进了能带间隙窄的材料构成发光层,故因自我吸收减小而得以提高光取出效率。因此,理想的是采用发光效率优良的双异质结型的LED。
发蓝色光和绿色光的LED,要采用在蓝宝石(Al2O3)等衬底的表面上生长GaInN系的化合物半导体晶体的办法形成。此外,还要采用在由n-GaN构成的包层和由p-GaN构成的包层间,夹进由InGaN构成的发光层的双异质结构造。此外,发红色光LED,要采用在砷化镓(GaAs)等的衬底上边,采用生长AlGaInP系的化合物半导体晶体的办法形成。另外,GaAs衬底由于吸收可见光,故LED的光取出效率的提高存在着一个界限。于是,理想的是在生长半导体晶体后,除去GaAs衬底,用高温高压化粘贴对于发光波长透明的磷化镓(GaP)衬底。此外,要采用把AlGaInP的发光层夹在由n-GaP构成的包层和p-GaP的包层之间的双异质结构造。
在这里,参看图3和图4,说明具有发蓝色光和绿色光的发光芯片2a的光源装置的具体的构成,和具有发红色光的发光芯片2b的光源装置的具体的构成。
图3的概略构成图扩大示出了发蓝色光和绿色光的发光芯片2a的附近,图3A是俯视图,图3B是剖面图。如该图所示,在基座3上边,配置有把绝缘层61和导电层62叠层起来构成的布线基板6。此外,本实施形态的发光芯片2,在基座3上边进行所谓的倒扣芯片安装,发光芯片2a具有归因于通电而发光·发热的主体部分24,和用来把主体部分24连接到基座3上的第1突点21,和用来把主体部分24连接到布线基板6的导电层62上的第2突点22。
此外,基座3和布线基板6的导电层62,与电源装置(未画出来)连接起来,发光芯片2a则归因于通过基座3和布线基板6的导电层62通电而发光·发热。
就是说,基座3(第1电极)和布线基板6的导电层62(第2电极)具有作为电极的功能,发光芯片2a被直接安装到作为一方的电极的基座3上边。
当通过基座3和布线基板6的导电层61给这样的发光芯片2a通电后,发光芯片2a(主体部分24)就要发光·发热,然后,在发光芯片2a中发热的热量采用通过基座3传热给冷却媒体X的办法进行散热。
倘根据式1说明该发光芯片2a(主体部分24)中发热的热量传热给冷却媒体X的过程,则如下所述。首先,在具有上述那样的发光芯片2a的光源装置1中,作为低热源的冷却媒体X的温度变成为θ1,作为高热源的发光芯片2a的主体部分24的温度将变成为θ2,包括第1突点21和基座3的系统则将变成为热传导率为λ的热传导媒体。此外,高热源(主体部分24)与低热源(冷却媒体X)之间的距离W则变成为主体部分24的下表面与流路31的上表面间的距离。在这里,在具有发光芯片2a的光源装置1中,由于发光芯片2a已直接安装到基座3上边,故距离W很小,效率极其良好地冷却成为可能。
此外,具有发光芯片2a的光源装置1,用金属材料形成作为热传导媒体的第1突点21和基座3,此外,包括这些第1突点21和基座3的系统对于高热源和低热源的接触面积S最大。为此,在热主要进行移动的地方的热传导率λ的值将增大,效率更为良好地冷却成为可能。另外,虽然还有第2突点22、导电层62、绝缘层61、基座3和流路31这样的热的移动路径,但是,在该系统中,由于绝缘层61的热传导率小,在主体部分24中产生的热量主要通过第1突点21和基座3向冷却媒体X传热。
图4的概略构成图扩大示出了发红色光的发光芯片2b的附近,图4A是俯视图,图4B是剖面图,如该图所示,发光芯片2b,具有归因于通电而发光·发热的主体部分25和用来连接到基座3上的突点23。此外,在主体部分25的上表面上配置有电极7。该电极7已连接到键合金属丝8上,该键合金属丝8和基座3已连接到电源装置(未画出来)上。发光芯片2b的主体部分25,归因于通过基座3和电极7通电而发光·发热。
就是说,基座3具有作为电极的功能,发光芯片2a已直接安装到该基座3上边。
当通过基座3和电极7给这样的发光芯片2b通电后,发光芯片2b(主体部分25)就将发光·发热。然后,在发光芯片2b中发热的热量采用通过基座3传热给冷却媒体X的办法进行散热。
在具有这样的发光芯片2b的光源装置1中,与具有上述的发光芯片2a的光源装置1同样,由于发光芯片2b已直接安装到基座3上边,故主体部分25与冷却媒体X之间的距离很小,效率极其良好的冷却成为可能。此外,突点23和基座3用金属材料形成,为此,要进行热移动的地方的热传导率λ的值将增大,此外,效率更为良好地冷却成为可能。
如上所述,在本实施形态的光源装置1中,由于式1中的高热源和低热源间的距离W极小,而且,在存在于其间的占热传导媒体的接触面积的大部分(或全部)的部分中存在着热传导率λ大的热传导媒体,故可以效率极其良好地进行冷却,可以提高光源装置1的散热性。借助于此,用更大的电流驱动发光芯片就成为可能,做成为高辉度的光源装置成为可能。
然后,在发光芯片2(2a、2b)中发出的光之内,向图2中的纸面上方射出的光,保持原状不变地通过透镜5出射,向侧方射出的光在反射镜4的内面4a处反射后,通过透镜5射出,向纸面下方射出的光,则在被基座3的上表面反射后通过透镜5射出。
另外,在本实施形态的光源装置1中,在基座3的内部形成流路31,把在该流路31内部流动的冷却媒体X用做低热源。但是,本发明的光源装置,并不限于此,例如,也可以把基座3所接触的外部气体用做低热源而不形成流路31。
另外,在本实施形态中,理想的是采用在端部附近形成要与布线基板6的导电层62连接的发光芯片2a的第2突点22的办法,把布线基板6的导电层62连接到发光芯片2a的端部附近上。如上所述,采用把布线基板6的导电层62连接到发光芯片2a的端部附近的办法,就可以缩短导电层62的长度。就是说,由于可以降低导电层62的电阻,故可以防止电流在导电层62中流动的情况下的发热。
[投影仪]
图5是具备本实施形态的光源装置的投影仪的概略构成图。图中,标号512、513、和514是本实施形态的光源装置,522、523和524是液晶光阀(光调制装置),525是十字分色棱镜(色光合成装置),526是投影透镜(投影装置)。
图5的投影仪,具有像本实施形态那样地构成的3个光源装置512、513和514。各个光源装置512、513和514分别采用发红色光(R)、发绿色光(G)和发蓝色光(B)的LED。此外,在各个光源装置512、513和514中都配置有与每一者对应的聚光透镜535。
此外,来自红色光源装置512的光束,在透过了聚光透镜535R后在反射镜517处被反射,向红色光用液晶光阀522入射。此外,来自绿色光源装置513的光束,在透过了聚光透镜535G后向绿色光用液晶光阀523入射。此外,来自蓝色光源装置514的光束,在透过了聚光透镜535B后在反射镜516处被反射,向蓝色光用液晶光阀524入射。
此外,在各个液晶光阀的入射一侧和出射一侧,都配置有偏振片(未画出来)。此外,在来自各个光源的光束之内,只有规定方向的线性偏振光才会透过入射一侧的偏振片向各个液晶光阀入射。此外,也可以在入射一侧偏振片的后方设置偏振变换装置(未画出来)。在该情况下,就可以采用使用入射一侧偏振片反射后的光束进行再循环的方式向各个液晶光阀入射,可以提高光的利用效率。
被各个液晶光阀522、523和524调制后的3种色光,向十字分色棱镜525入射。该棱镜采用把4个直角棱镜粘贴起来的办法形成,在其内面上十字状地配置反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜。用这些电介质多层膜合成3种的色光,形成显示彩色图像的光。然后,所合成的光借助于作为投影光学系统的投影透镜526投影到投影屏幕527上边,就可以显示扩大后的图像。
在上边所说的本实施形态的光源装置中,由于可以效率良好地冷却发光芯片2,故可以因增加投入电流而高辉度化。因此,采用具备上边所说的光源装置的办法,就可以提供明亮且显示品质优良的投影仪。
(实施形态2)
其次,参看图6对本发明的光源装置的实施形态2进行说明。
另外,对于与上边所说实施形态1的构成要素同一要素赋予同一标号而省略或简化其说明。
图6的概略构成图扩大示出了本实施形态2的光源装置的发绿色光和蓝色光的发光芯片2a的附近,图6A是俯视图,图6B是剖面图。如该图所示,在本实施形态2的光源装置中,采用在基座3的上部上形成有凹部32,把布线基板6埋入到该凹部32内的办法,使布线基板6的上表面与基座3的上表面变成为同一高度。
倘采用这样的本实施形态2的光源装置,由于已把布线基板6的上表面与基座3的上表面做成为同一高度,故在可以容易地水平配置发光芯片2的同时,还可以把第1突点21的厚度形成得比上述实施形态1的光源装置更薄。
在发光芯片2中,由于实际上发热的部分是含有发光层的主体部分24,故在上述实施形态1的光源装置中,热量向基座3的传热,就要难一个第1突点21的厚度厚的量。因此,可以像实施形态2那样,采用把第1突点21的厚度形成得薄的办法做成为散热效果更高的光源装置。
(实施形态3)
其次,参看图7对本发明的光源装置的实施形态3进行说明。
另外,对于与上边所说实施形态2的构成要素同一要素赋予同一标号而省略或简化其说明。
图7的概略构成图扩大示出了本实施形态3的光源装置的发绿色光和蓝色光的发光芯片2a的附近,图7A是俯视图,图7B是剖面图。如该图所示,在本实施形态3的光源装置中,2个布线基板6已分别连接到发光芯片2a的两端上,如上所述,采用把具备具有电极的功能的导电层62的布线基板6分别连接到发光芯片2a的两端上的办法,就可以减小在各个布线基板6中流动的电流量。就是说,倘采用本实施形态3的光源装置,则在可以得到与上述的实施形态1和2同样的效果的同时,由于布线基板6整体的电阻都会减小,故还可以防止布线基板6的发热。
另外,如图8的俯视图所示,也可以通过突点把更多的布线基板6连接到发光芯片2的端部附近上。在这样的情况下,由于也可以减小在各个布线基板6中流动的电流量,故可以防止布线基板6的发热。
(实施形态4)
(光源装置)
图9是本实施形态4的光源装置的概略构成图。
如该图9所示,本实施形态的光源装置101,具备归因于通电而发光·发热的发光芯片102,发光芯片102已直接安装到用金属材料形成的基座103上。此外,在该基座103上边还配置有与发光芯片102具有大体上同一厚度的绝缘层104,在该绝缘层104的上表面上配置有从该绝缘层104的上表面上延伸出来与发光芯片102的上表面进行连接的上侧电极105(第2电极)。
此外,在基座103的内部,形成有冷却媒体X进行流动的流路131,该流路131配置在发光芯片102的下方。另外,该流路131在纸面垂直方向上延伸设置,与向该流路131流入冷却媒体X的泵(未画出来)连接起来。
在基座103的上表面上使之把发光芯片102围起来那样地形成有圆环状的反射镜106。反射镜106向纸面的上方(光源装置101的光的出射方向)反射从发光芯片102向侧方射出的光。为此,反射镜106的内面106a被做成为堤坝状的斜面,至少其内面106a被做成为镜面状态或高反射率。此外,使之把基座103的上表面全体都覆盖起来那样地形成透镜107。透镜107,用来使从发光芯片102放射状地射出的光聚光到光源装置101的射出方向上。为此,透镜107可用环氧树脂等的透明材料构成,被做成为中央部分的厚度比周边部分厚的凸透镜。
发光芯片102,是当电流流向pn结时就发光的二极管(LED)。
在同一半导体材料形成结的同质结的LED中,由于不存在对已注入到发光部分中的载流子的势垒,故载流子将一直扩散到半导体中的扩散距离为止。相对于此,在不同的半导体材料形成结的异质结型的LED中,由于在构造中要制作上对载流子的势垒,故可以大幅度地增大要注入到发光部分内的载流子的密度。特别是在把发光层夹在包层之间的双异质结型的LED中,发光层的宽度越窄则越可以提高载流子的密度,越可以提高内部量子效率。另一方面,在同质结型的LED中,由于与外界接连的材料和发光部分的材料是相同的,故发光光会被自己本身的材料吸收。相对于此,在双异质结型的LED中,由于在由能带间隙宽的材料构成的包层间已夹进了能带间隙窄的材料构成的发光层,故因自我吸收减小而得以提高光取出效率。因此,理想的是采用发光效率优良的双异质结型的LED。
此外,发光芯片102,要采用在砷化镓(GaAs)等的衬底上边,采用生长AlGaInP系的化合物半导体晶体的办法形成。另外,GaAs衬底由于吸收可见光,故LED的光取出效率的提高存在着一个界限。于是,理想的是在本实施形态的发光芯片102中生长半导体晶体后,除去GaAs衬底,用高温高压化粘贴对于发光波长透明的磷化镓(GaP)衬底。此外,要采用把AlGaInP的发光层夹在由n-GaP构成的包层,和p-GaP的包层之间的双异质结构造。
图10的概略构成图扩大示出了发光芯片102的附近,图10A是俯视图,图10B是剖面图。如该图所示,发光芯片102具有用来连接到基座103上的突点121(连接端子)和用来连接到上侧电极105上的突点122(连接端子)。
此外,基座103和上侧电极105,与电源装置(未画出来)连接起来,发光芯片102则归因于通过基座103和上侧电极105通电而发光·发热。
就是说,基座103具有作为下侧电极(第1电极)的功能,发光芯片102采用把直接安装到其基座103上边的办法,做成为被上侧电极105和基座103(下侧电极)夹在中间的状态。
上侧电极105,如上所述,从绝缘层104的上表面延伸,与配置在发光芯片102的上表面的大体上的中央部分上的突点122连接起来。在这里,由于绝缘层104具有与发光芯片102的厚度大体上同一或稍微厚一点的厚度,故如图所示,采用使上侧电极105从绝缘层104的上表面上大体上水平地延伸的办法,就可以与突点122进行连接。因此,与现有的键合金属丝不同,可以容易地加粗上侧电极105的宽度,降低电阻。另外,作为形成上侧电极105的材料,可以使用与现有的键合金属丝同样的Au或者Ag或Cu等。在把Au用做上侧电极105的材料的情况下,就可以防止例如上侧电极105与突点122之间的接触部分上的上侧电极105的腐蚀。但是,本实施形态的上侧电极105,由于比现有的键合金属丝更粗,故在作为形成材料使用Au的情况下,就会招致光源装置101的造价的上涨。因此,理想的是使用具有与Au大体上同一的电阻,便宜的Ag、Cu或镀Au的Cu。
在通过基座103和上侧电极105给具有这样的构成的本实施形态4的光源装置101的发光芯片102通电的情况下,上侧电极105的电阻,由于比现有的键合金属丝粗,故可以抑制上侧电极105的发热。因此,倘采用本实施形态4的光源装置101,则可以抑制上侧电极105的发热,防止上侧电极105的断线。
此外,发光芯片102,归因于通过基座103和上侧电极105通电而发光·发热。这时,由于归因于把发光芯片102直接安装到103上边而可以使发光芯片102(高热源)和低热源靠近,故可以效率良好地使在发光芯片102中发生的热量散热。因此,可以提高光源装置101的散热效果。此外,在本实施形态4的光源装置101中,在基座103的内部形成流路131,使冷却媒体X在该流路131内流动。因此,由于把流动着的冷却媒体X用做低热源,故可以进一步提高作为光源装置101的散热效果。
另外,在发光芯片102中所发出的光,其中向图9的纸面上方射出的光保持原状不变地通过透镜107出射,向侧方射出的光则在反射镜106的内面106a处反射后通过透镜107出射,向纸面下方射出的光则在被基座103的上表面反射后通过透镜107射出。
此外,现有的键合金属丝由于是细的金属丝构件,故在制造多个光源装置的情况下,各个光源装置中的键合金属丝的位置大多不同。如上所述当各个光源装置中的键合金属丝的位置不同,则结果就变成为各个光源装置中的照度分布不同。因此,在现有的光源装置中,在制作多个光源装置的情况下,就存在着各个光源装置的发光特性不同这样的问题。
相对于此,倘采用本实施形态4的光源装置101,由于上侧电极105粗,故光源装置101的位置总是可以固定。因此,即便是在制作多个光源装置101的情况下,也可以确保各个光源装置101中的发光特性的均一性。
[投影仪]
本实施形态的投影仪的构成,基本上与图5所示的实施形态1的投影仪是相同的。
于是,倘采用本实施形态的光源装置,则可以防止上侧电极105的断线。因此,可以做成为因可以防止起因于光源装置512的大电流驱动的断线而提高了可靠性的投影仪。
(实施形态5)
其次,参看图11A和图11B对本发明的光源装置的实施形态5进行说明。另外,对于与上边所说实施形态4的构成要素同一要素赋予同一标号而省略或简化其说明。
图11A和图11B的概略构成图扩大示出了本实施形态5的光源装置的发光芯片102的附近,图11A是俯视图,图11B是剖面图。如该图所示,在本实施形态5的光源装置中,上侧电极105在被做成为与发光芯片102的上表面的宽度大体上同一宽度的状态下从绝缘层104的上表面延伸出来,此外,上侧电极105与发光芯片102的端部附近的突点122连接起来。
倘采用这样的本实施形态5的光源装置,由于上侧电极105具有与发光芯片102的宽度大体上同一的宽度,故可以使上侧电极105的电阻降低得比上述实施形态4更低而无须增加厚度。因此,可以更为确实地防止上侧电极105的断线而不会招致光源装置的大型化。
此外,由于上侧电极105与实施形态4不同,已连接到发光芯片102的端部附近,故上侧电极105把发光芯片102的上表面,就是说,把出射面覆盖起来的范围将减小。因此,可以做成为发光特性更为优良的光源装置。
(实施形态6)
其次,参看图12A和图12B对本发明的光源装置的实施形态6进行说明。另外,对于与上边所说实施形态5的构成要素同一要素赋予同一标号而省略或简化其说明。
图12A和图12B的概略构成图扩大示出了本实施形态6的光源装置的发光芯片102的附近,图12A是俯视图,图12B是剖面图。如该图所示,在本实施形态6的光源装置中,2个绝缘层104配置在发光芯片102的两端,从各个绝缘层延伸出来的上侧电极分别通过突点122连接到发光芯片102的端部附近。采用像这样地把上侧电极105连接到发光芯片102的两端上的办法,就可以减小在各个上侧电极105中流动的电流。就是说,倘采用本实施形态6的光源装置,则可以比上述实施形态5更进一步降低上侧电极105全体的电阻,可以更为确实地防止上侧电极105的断线。
另外,如图13的俯视图所示,也可以把从绝缘层104的上表面延伸出来的上侧电极105分割成多个,并把这些多个电极中的每一者和上述发光芯片102的上表面连接起来。这样的形态,虽然上侧电极105全体的电阻比图12A和图12B中所示的形态更高,但是,由于上侧电极105覆盖发光芯片102的出射面的部分减少,故可以做成为发光特性更为优良的光源装置。
(实施形态7)
[光源装置]
图14A和图14B是本实施形态7的光源装置的概略构成图,图14B是正视图,图14A是图14B中的A-A’剖面图。
如该图14A和图14B所示,本实施形态的光源装置201,具备归因于通电而发光·发热的发光芯片202,发光芯片202已直接安装(支持)到由金属材料形成的基座203上。此外,在该基座203上边配置有与发光芯片202大体上具有同一厚度的绝缘层204,在该绝缘层204的上表面上配置有从该绝缘层204的上表面延伸出来与发光芯片202的上表面进行连接的上侧电极205(第2电极)。此外,在上侧电极205上边,配置有连接材料208。作为该连接材料208,只要是具有导电性的材料都可以使用,但是理想的是使用制造时的形状变形容易的焊料或导电性粘接剂。另外,本发明的布线基板在本实施形态中由绝缘层204和上侧电极205(导电层)构成。
此外,在基座203的内部,形成有流动冷却媒体X的流路231,该流路231,位于发光芯片202的下方。另外,该流路231在图14B的纸面垂直方向上延伸设置,已与使冷却媒体X向该流路231流的泵(未画出来)连接起来。
在基座203的上表面上配置有与连接材料208的上表面大体上同一的上表面的绝缘性的衬垫209,在连接材料208与衬垫209的上边,使之把发光芯片202围起来那样地形成有圆环状的反射镜206(反射部分)。反射镜206具有向图14A的纸面上方(规定的出射方向)反射从发光芯片202向侧方射出的光的内面206a(反射面),该内面206a被做成为堤坝状的斜面,被做成为镜面状态或高反射率。此外,该反射镜206由导电性材料构成,已通过上述连接材料208与上侧电极205电连起来。即,上侧电极205通过反射镜206被通电。此外,使之把基座203的上表面全体都覆盖起来那样地形成有透镜207。透镜207,用来使从发光芯片202放射状地射出的光聚光到光源装置201的射出方向上。为此,透镜207可用具有使来自发光芯片202的出射光无损伤地透过的光学功能的材料,例如玻璃或丙烯酸类树脂、聚碳酸酯、环氧树脂等的透明材料构成,被做成为中央部分的厚度比周边部分厚的凸透镜。此外,如图所示,在反射镜206的外侧(非发光芯片一侧)上,连接有外部连接端子210,反射镜206,可通过该外部连接端子210通电。
发光芯片202,是当电流流向pn结时就发光的二极管(LED)。
在使同一半导体材料形成结的同质结的LED中,由于不存在对已注入到发光部分中的载流子的势垒,故载流子将一直扩散到半导体中的扩散距离为止。相对于此,在使不同的半导体材料形成结的异质结型的LED中,由于在构造中要制作对载流子的势垒,故可以大幅度地增大要注入到发光部分内的载流子的密度。特别是在把发光层夹在包层之间的双异质结型的LED中,发光层的宽度越窄则越可以提高载流子的密度,越可以提高内部量子效率。另一方面,在同质结型的LED中,由于与外界接连的材料和发光部分的材料是相同的,故发光光会被自己本身的材料吸收。相对于此,在双异质结型的LED中,由于在由能带间隙宽的材料构成的包层间已夹进了能带间隙窄的材料构成的发光层,故因自我吸收减小而得以提高光取出效率。因此,理想的是采用发光效率优良的双异质结型的LED。
此外,本实施形态7的发光芯片202,是发红色光的发光芯片,要采用在砷化镓(GaAs)等的衬底上边,采用生长AlGaInP系的化合物半导体晶体的办法形成。另外,GaAs衬底由于吸收可见光,故LED的光取出效率的提高存在着一个界限。于是,理想的是在本实施形态的发光芯片202中,在生长半导体晶体后,除去GaAs衬底,用高温高压化粘贴对于发光波长透明的磷化镓(GaP)衬底。此外,要采用把AlGaInP的发光层夹在由n-GaP构成的包层,和p-GaP的包层之间的双异质结构造。
此外,如图示所示,发光芯片202,具有用来连接到基座203上的突点221和用来连接到上侧电极205上的突点222。此外,基座203与上侧电极205与电源装置(未画出来)连接起来,发光芯片202,归因于通过基座203和上侧电极205通电而发光·发热。
就是说,基座203具有作为下侧电极(第1电极)的功能,发光芯片202采用直接安装到其基座203上边的办法被做成为被上侧电极205和基座203(下侧电极)夹在中间的状态。
上侧电极205,如上所述,从绝缘层204的上表面延伸出来,与配置在发光芯片202的上表面的端部附近的突点222连接起来,在这里,由于绝缘层204具有与发光芯片202的厚度大体上同一或稍微厚一点的厚度,故如图所示,采用使上侧电极205从绝缘层204的上表面上大体上水平地延伸的办法,就可以与突点222进行连接。因此,与现有的键合金属丝不同,可以容易地加粗上侧电极205的宽度,降低电阻。此外,上侧电极205由于与配置在发光芯片202的上表面的端部附近的突点222连接起来,故可以确保发光芯片202的宽的发光区域。
另外,作为形成上侧电极205的材料,可以使用与现有的键合金属丝同样的Au或者Ag或Cu等。在把Au用做上侧电极205的材料的情况下,就可以防止例如上侧电极205与突点222之间的接触部分上的上侧电极205的腐蚀。但是,本实施形态的上侧电极205,由于比现有的键合金属丝更粗,故在作为形成材料使用Au的情况下,就会招致光源装置201的造价的上涨。因此,理想的是使用具有与Au大体上同一的电阻,便宜的Ag、Cu或镀Au的Cu。
在要通过基座203和上侧电极205给具有这样的构成的本实施形态7的光源装置201的发光芯片202通电的情况下,上侧电极205的电阻,由于比现有的键合金属丝粗,故可以抑制上侧电极205的发热。因此,倘采用本实施形态7的光源装置201,则可以抑制上侧电极205的发热,防止上侧电极205的断线。
此外,发光芯片202,归因于通过基座203和上侧电极205通电而发光·发热。这时,由于归因于把发光芯片202直接安装到203上边而可以使发光芯片202(高热源)和低热源靠近,故可以效率良好地使在发光芯片202中发生的热量散热。因此,可以提高光源装置201的散热效果。此外,在本实施形态7的光源装置201中,在基座203的内部形成流路231,使冷却媒体X在该流路231内流动。因此,由于把流动着的冷却媒体X用做低热源,故可以进一步提高作为光源装置201的散热效果。
另外,在发光芯片202中所发出的光,其中向图14A的纸面上方射出的光保持原状不变地通过透镜207出射,向侧方射出的光则在反射镜206的内面206a处反射后通透镜207出射,向纸面下方射出的光则在被基座203的上表面反射后通过透镜207射出。
倘采用这样的本实施形态7的光源装置201,则可以通过反射镜206给上侧电极205通电。这样的反射镜206,具有与现有的键合金属丝等的细的电极布线比显著地宽的截面面积,借助于此,由通电产生的发热量就比细的电极布线更低。因此,在本实施形态7的光源装置201中,由于可以防止起因于电极布线的电阻的无用的发热,故可以减轻对冷却系统的多余的负荷,可以提高发光芯片的散热效果。此外,由于可以抑制电极布线的发热,而可以防止电极布线溶解,故可以防止电极布线的断线。
其次,参看图15A和图15B~图21A和图21B,对上述实施形态7的光源装置201的制造方法进行说明。另外,在图15A和图15B~图21A和图21B中,图15B、图16B、图17B、图18B、图19B、图20B和图21B是正视图,图15A、图16A、图17A、图18A、图19A、图20A和图21A是图15B、图16B、图17B、图18B、图19B、图20B和图21B中的A-A,剖面图。
首先,如图15A和图15B所示,准备在内部形成了流路231的基座203。作为这样的基座203的形成方法,例如可以采用在基座主体232上形成与流路231对应的沟,在已形成了该沟的基座主体203上边配置用与该基座203主体同一材料形成的盖部233的办法形成。
接着,如图16A和图16B所示,使突点221与基座203进行连接那样地把已形成了突点221、222的发光芯片202配置在基座203的上表面的大体上的中央部分,就是说配置在流路231上边。然后,如图17A和图17B所示,把将绝缘层204和上侧电极205叠层起来构成的布线基板配置到基座203上边,把上侧电极205和突点222连接起来。然后,如图18A和图18B所示,把连接材料208配置在上侧电极205上边。其次,如图19A和图19B所示,把多个衬垫209和粘接剂配置到发光芯片202的周边的基座203上边。然后,如图20A和图20B所示,把反射镜206配置到衬垫209和连接材料208上边。另外,在这里,在作为上述连接材料208使用形状变形容易的焊料或导电性粘接剂的情况下,在配置反射镜206时,可以容易地改变反射镜206的倾斜,可以容易地对反射镜206的角度进行微调整,反射镜206的配置就变得容易起来。接着,如图21A和图21B所示,采用在基座203上边形成透镜207,然后,采用把外部连接端子210连接到反射镜206的外侧的办法,就可以制造图14A和图14B所示的光源装置201。
[投影仪]
本实施形态7的投影仪的构成,基本上与图5所示的实施形态1的投影仪是相同的。
在这里,倘采用本实施形态的光源装置,由于可以防止起因于光源装置512、513和514的大电流驱动的电极布线的电阻产生的无用的发热,故可以减轻对冷却系统的多余的负荷,可以提高发光芯片的散热效果。因此,可以增加从发光芯片射出的光量,可以做成为亮度提高了的投影仪。此外,由于因可以抑制电极布线的发热而得以防止断线,故可以做成为提高了可靠性的投影仪。
(实施形态8)
参看图22A和图22B对本发明的光源装置的实施形态8进行说明。另外,在实施形态8的说明中,对于与上边所说实施形态7同样的部分,将省略或简化其说明。
图22A和图22B的是本实施形态8的光源装置240的概略构成图,图22B是正视图,图22A是图22B的A-A,剖面图。如该图所示,在本实施形态8的光源装置中,2个绝缘层204配置在发光芯片202的两端,从各个绝缘层204延伸出来的上侧电极205分别通过突点222连接到发光芯片202的端部附近。采用像这样地把上侧电极205连接到发光芯片202的两端上的办法,就可以减小在各个上侧电极205中流动的电流。倘采用本实施形态8的光源装置240,则可以比上述实施形态7的光源装置201更进一步降低上侧电极205全体的电阻,可以更为确实地防止上侧电极205的断线。
(实施形态9)
参看图23A和图23B对本发明的光源装置的实施形态9进行说明。另外,在实施形态9的说明中,对于与上边所说实施形态7同样的部分,也将省略或简化其说明。
图23A和图23B,是本实施形态9的光源装置250的概略构成图,图23B是正视图,图23A是图23B的A-A’剖面图。如该图所示,在本实施形态9的光源装置250中,2个绝缘层204及上侧电极205配置在发光芯片202的两端,把从绝缘层204延伸的上侧电极205再分割成多个,把这些多个电极中的每一者与上述发光芯片202的上表面连接起来。倘采用本实施形态9的光源装置250,虽然上侧电极205全体的电阻比上述实施形态8所示的光源装置240更高,但是,由于减少了上侧电极205把发光芯片202的发光区域覆盖起来的部分,故可以做成为发光特性更为优良的光源装置。
(实施形态10)
参看图24A和图24B对本发明的光源装置的实施形态10进行说明。另外,在实施形态10的说明中,对于与上边所说实施形态7同一的部分,也将省略或简化其说明。
图24A和图24B,是本实施形态10的光源装置260的概略构成图,图24B是正视图,图24A是图24B的A-A’剖面图。如该图所示,本实施形态10的光源装置260,是倒扣芯片安装型的光源装置,射出蓝色光或绿色光。
在基座203上边,配置有把绝缘层261和导电层262(第2电极)叠层起来构成的布线基板266。该布线基板266,被做成为其上表面位于比发光芯片263的下表面更下方的位置上那样的厚度。然后,把本实施形态的发光芯片263,所谓倒扣芯片安装到基座203上边。具体地说,发光芯片263,具有要与基座203进行物理和电学性地连接的突点264,和要与上述导电层262进行物理和电学性地连接的突点265,并借助于该突点264、265支持到基座203上边。
该发光芯片263,是通过通电而发蓝色光和绿色光的发光芯片,要采用在蓝宝石(Al2O3)等衬底的表面上生长GaInN系的化合物半导体晶体的办法形成。此外,理想的是采用在由n-GaN构成的包层,和由p-GaN构成的包层间夹进由InGaN构成的发光层的双异质结构造。
此外,在导电层262上边配置有连接材料208,在基座203的上边,配置有具有与连接材料208的上表面大体上同一上表面的绝缘性衬垫209,在连接材料208与衬垫209的上边,使之把发光芯片263围起来那样地形成圆环状的反射镜206(反射部分)。
此外,基座203和布线基板266的导电层262与电源装置(未画出来)连接起来,发光芯片263,归因于通过基座203和布线基板266的导电层262通电而发光发热。即,在本实施形态10中,基座203和导电层262具有作为用来向发光芯片263注入电流的电极的功能。
在这样的本实施形态10的光源装置260中,由于也要通过反射镜206给导电层262通电,故可以得到与上述实施形态7的光源装置201同样的效果。
(实施形态11)
其次,参看图25A和图25B对本发明的实施形态11的光源装置270进行说明。另外,在实施形态11的说明中,对于与上边所说实施形态10同样的部分,将省略或简化其说明。
图25A和图25B,是本实施形态11的光源装置270的概略构成图,图25B是正视图,图25A是图25B的A-A’剖面图。如该图所示,在本实施形态11的光源装置270的基座203的上部,形成有要埋入布线基板266的凹部234,采用把布线基板266埋入到该凹部234内的办法,就可以做成为使得导电层262的上表面和基座203的上表面变成为同一高度。
倘采用这样的本实施形态11的光源装置270,由于已做成为使得导电层262的上表面与基座203的上表面变成为同一高度,故可以容易地水平配置发光芯片263。此外,倘采用本实施形态11的光源装置270,由于可以把突点264的厚度形成得薄,使发光芯片263靠近基座203,故可以做成为发光芯片263的冷却效率更好的光源装置。
(实施形态12)
其次,参看图26A和图26B对本发明的实施形态12的光源装置280进行说明。另外,在实施形态12的说明中,对于与上边所说实施形态11同样的部分,将省略或简化其说明。
图26A和图26B,是本实施形态12的光源装置280的概略构成图,图26B是正视图,图26A是图26B中的A-A’剖面图。如该图所示,本实施形态12的光源装置280,已把2个布线基板266配置在发光芯片263的两端,并分别通过各突点265把各个布线基板266的导电层262连接到发光芯片263上。
由于像这样地把导电层262连接到发光芯片263的两端,故可以减小在各个导电层262中流动的电流量,可以更为确实地防止电极布线的断线。
(实施形态13)
[光源装置]
图27A和图27B,是本实施形态13的光源装置301的概略构成图,图27A是平面图,图27B是图27A中的A-A’剖面图。如图27A和图27B所示,本实施形态13的光源装置301具备归因于通电而发光的发光芯片302。此外,光源装置301,使发光芯片302的发光光向作为发光芯片302的上表面321(正面)所朝向的方向的正面方向射出。
该发光芯片302,已直接安装(支持)到由铜等的导电性构件形成的基座303上边。该基座303,已通过例如银膏等的导电性粘接剂与发光芯片302的下表面322连接起来,可用做给发光芯片302施加电流的下侧电极(第1电极)。
在基座303上边,把柔性基板304配置为使之把发光芯片302围起来。该柔性基板304的构成为具备绝缘层341和配置在该绝缘层341上的发导电层342,借助于绝缘层341确保导电层342与基座303之间的绝缘状态。
在柔性基板304上边,把导电性构件305(遮光装置)配置为使之沿着发光芯片302的上表面321的外周部分。该导电性构件305被配置为使之覆盖到发光芯片302的外周部分上,防止直接向上述正面方向射出从发光芯片302的侧面323射出的发光光。
此外,发光芯片302附近的导电性构件305的表面351,使之至少反射从发光芯片302的侧面射出的发光光的一部分那样地进行了表面处理。
另外,导电性构件305,可以用具有导电性的材料形成,例如可以用铜或铝形成。
图28是图27B中的A部分的扩大图。如该图所示,在发光芯片302的上表面321的整个面上,配置有由具有透光性的导电性材料形成的上侧电极307(第2电极)。另外,作为形成上侧电极307的具有透光性的导电性材料,可以使用ITO(氧化铟锡)等。上侧电极307,如图28所示,已与导电性构件305连接起来。此外,在把导电性构件305连接起来的部位上的上侧电极307和发光芯片302之间,配置有绝缘构件306。此外,导电性构件305已与柔性基板304的导电层342连接起来。此外,发光芯片302可采用通过上侧电极307和作为下侧电极的基座303通电的办法使之发光。
回到图27A和图27B,导电性材料305的发光芯片302一侧的侧面,被做成为从发光芯片302的外侧朝向内侧倾斜的斜面352(反射器)。该斜面352,构成为已形成了把从发光芯片302的上表面321斜向地射出的发光光导出到上述正面方向那样的角度的反射面。如上所述,在本实施形态13的光源装置301中,本发明的反射器和导电性构件已形成为一个整体。因此,倘采用本实施形态13的光源装置301,作为本发明的反射器就没有必要再设置新的构件。
此外,如图28所示,在发光芯片302的下表面322(与发光芯片302的上表面321对向的面)上配置有由导电性材料形成的反射膜308。就是说,在本实施形态13中,发光芯片302已通过导电性粘接剂和反射膜308与作为下侧电极的基座303连接起来。
发光芯片302,是当电流流向pn结时就发光的二极管(LED)。在使同一半导体材料形成结的同质结的LED中,由于不存在对已注入到发光部分中的载流子的势垒,故载流子将一直扩散到半导体中的扩散距离为止。相对于此,在使不同的半导体材料形成结的异质结型的LED中,由于在构造中要制作上对载流子的势垒,故可以大幅度地增大要注入到发光部分内的载流子的密度。特别是在把发光层夹在包层之间的双异质结型的LED中,发光层的宽度越窄则越可以提高载流子的密度,越可以提高内部量子效率。另一方面,在同质结型的LED中,由于与外界接连的材料和发光部分的材料是相同的,故发光光会被自己本身的材料吸收。相对于此,在双异质结型的LED中,由于在由能带间隙宽的材料构成的包层间已夹进了能带间隙窄的材料构成的发光层,故因自我吸收减小而得以提高光取出效率。因此,理想的是采用发光效率优良的双异质结型的LED。
此外,在作为发光芯片302,要使用射出红色的发光光的芯片的情况下,要采用在砷化镓(GaAs)等的衬底上边,生长AlGaInP系的化合物半导体晶体的办法形成。另外,GaAs衬底由于吸收可见光,故LED的光取出效率的提高存在着一个界限。于是,在本实施形态的发光芯片302中,理想的是在生长半导体晶体后,除去GaAs衬底,用高温高压化粘贴对于发光波长透明的磷化镓(GaP)衬底。此外,要采用把AlGaInP的发光层夹在由n-GaP构成的包层,和p-GaP的包层之间的双异质结构造。
此外,在作为发光芯片302使用射出蓝色光或绿色光芯片的情况下,要采用在蓝宝石(Al2O3)等衬底的表面上生长GaInN系的化合物半导体晶体的办法形成。此外,理想的是采用在由n-GaN构成的包层,和由p-GaN构成的包层间夹进由InGaN构成的发光层的双异质结构造。
在具有这样的构成的本实施形态13的光源装置301中,可采用通过基座303和上侧电极307给发光芯片302通电的办法从发光芯片302射出发光光。
在这里,可以防止从发光芯片302的侧面323射出的发光光,借助于导电性构件305直接向正面方向射出。为此,由于可以排除含于照明光内的难于平行光化的杂散光成分,故可以使从光源装置1射出的发光光(照明光)的照度分布均一化。
此外,发光芯片302附近的导电性构件305的表面351已进行了使之反射从发光芯片302的侧面射出的发光光的至少一部分那样的表面处理。因此,可以抑制在导电性构件305中从发光芯片302的侧面323射出的发光光在导电性构件305中被吸收的情况的发生,使抑制光源装置301的温度上升成为可能。
为此,可以防止发光芯片302的发光效率的降低,而且可以用更大的电流驱动发光芯片302,可以从光源装置301得到更多的发光量。另外,也可以采用设置借助于反射使在发光芯片302的附近的导电性构件305的表面351上反射的发光光变成为可平行光化的发光光后间接地向正面方向射出的反射镜(再利用装置)等的办法,对在发光芯片302附近的导电性构件305的表面351处反射的发光光进行再利用。借助于此,就可以提高光源装置301的发光光的取出效率。
在这里,要通过导电性构件305给上侧电极307施加电流。这样的导电性构件305由于具有比在现有的光源装置中具备的键合金属丝显著地宽的截面面积,可以流动更大的电流。因此,倘采用本实施形态13的光源装置301,则可以进行发光芯片302的大电流驱动,成为发光量更多的光源装置301。此外,在本实施形态13的光源装置301中,如上所述,也可以不通过键合金属丝而代之以通过导电性构件305给上侧电极307施加电流。就是说,不配置以往配置在发光光的光路上的键合金属丝。为此,就可以防止照明光的照度分布不均一化。
此外,本实施形态13的光源装置301,如上所述,用导电性构件305防止了从发光芯片302的侧面323射出的发光光直接向正面方向射出。
为此,就可以防止从发光芯片302的侧面323射出的发光光直接向正面方向射出而无须作为本发明的遮光装置重新配置别的构件。
此外,在本实施形态13的光源装置301中,由于用导电性高的金属材料(Cu)形成基座303,同时,还把基座303用做第1电极,故发光芯片302的热量可通过基座303效率良好地散热。为此,由于可以抑制发光芯片302的温度上升,故发光芯片302的大电流驱动就成为可能,变成为发光量更多的光源装置301。
此外,倘采用本实施形态13的光源装置301,则在发光芯片302的上表面321的整个面上都配置有上侧电极307。为此,可以给发光芯片302的上表面321均一地施加电流,可以从发光芯片302得到均一的照度分布的发光光。因此,就可以使本实施形态13的光源装置301的照明光的照度分布更为均一化。
此外,在实施形态13的光源装置301中,在已把导电性构件305连接起来的部位上的上侧电极307与发光芯片302之间,配置有绝缘构件306。为此,就可以减少要施加到已被导电性构件305覆盖起来的发光芯片302的外周部分(被导电性构件305遮住光的部位)上的电流量,可以给未被导电性构件305覆盖起来的发光芯片302的中央部分施加更多的电流。因此,倘采用本实施形态13的光源装置301,则可以减少已被导电性构件302把发光光遮住的发光芯片302的外周部分的发光量,增加用做光源装置301的照明光的从发光芯片302的中央部分射出的发光光。因此,可以防止发光光的取出效率的恶化。
此外,在从发光芯片302射出的发光光之内,向正面方向射出的发光光,保持原状不变地向正面方向射出。此外,在从发光芯片302射出的发光光之内,斜向地射出的发光光,归因于被作为反射器构成的导电性构件305的斜面352反射而变成为平行光化后向正面方向射出。此外,在从发光芯片302射出的发光光之内,在发光芯片302内进行导波并从发光芯片的下表面射出的发光光,被配置在发光芯片302的下表面322上的反射膜308反射,再次在发光芯片302内导波,向正面方向射出。
如上所述,在本实施形态13的光源装置301中,由于把反射膜308配置在发光芯片302的下表面322上,故可以提高发光光的取出效率。
倘采用这样的本实施形态13的光源装置301,则可以射出因采用上边所说的种种的构成而可以使照明光的照度分布均一化的同时,还已平行光化了的照明光。为此,就变成为适合于用做投影仪光源的光源装置。
另外,在本实施形态13中,如图27A所示,采用的是导电性构件305具有4个斜面352的构成。但是,本发明的并不限于此,例如,如图29所示,也可以做成为具有把斜面352的平面视图形状做成为圆形的钵形的导电性构件的构成。
[投影仪]
本实施形态的投影仪的构成,基本上与图5所示的实施形态1的投影仪是相同的。
在这里,倘采用本实施形态的光源装置,由于从发光芯片的侧面射出的发光光被遮住,故含于照明光内的杂散光成分被排除,照明光的照度分布已均一化,因此,可以形成显示特性更优良的投影仪。
(实施形态14)
其次,参看图30和图31对本发明的实施形态14进行说明。在本实施形态14中,对于与上述实施形态13同样的部分,将省略或简化其说明。此外,本实施形态14的光源装置的构成为上述实施形态13的光源装置还具备光学元件。
图30的剖面图示出了本实施形态14的光源装置的一个例子的概略构成。如该图所示,图30所示的光源装置,具备与导电性构件305连接起来而且配置在发光芯片302的正面方向上的棒状透镜320(光学元件)。此外,在棒状透镜320和发光芯片302之间作为具有透光性的绝缘性的液体已填充上硅油330。
倘采用上述实施形态14所示的那样的光源装置301,由于在发光芯片302的周围配置导电性构件305,故可以把光源装置301自身做成为坚固的装置。因此,采用像本实施形态14的光源装置那样连接到导电性构件305上的办法,就可以做成为还具备光学元件的光源装置。
这样的光学元件,以前作为投影仪一侧的构成构件进行配置,光源装置和光学元件配置为离开一个间隔。因此,采用像本实施形态14的光源装置那样把把光学元件连接到导电性构件305上的本实施形态14的光源装置周做投影仪的光源的办法,就可以缩短照明光(发光光)的光路,可以使投影仪小型化。
此外,由于从发光芯片302到光学元件的光路缩短,故发光光(照明光)在空气中的光路缩短,减少发光光的损耗成为可能。因此,在具备光学元件的光源装置中,就可以进一步提高发光光的取出效率。
此外,作为光学元件,如图30所示,采用采用棒状透镜320的办法,就可以使从光源装置射出的照明光的照度分布进一步均一化。此外,采用向棒状透镜320与发光芯片302之间填充硅油330的办法,就可以进一步抑制发光芯片302与棒状透镜330之间的发光光的损耗,就可以进一步提高发光光的取出效率。
图31的剖面图示出了本实施形态14的光源装置的另一个例子的概略构成。如该图所示,图31所示的光源装置,具备已与导电性构件305连接起来而且配置在发光芯片302的正面方向上的无机偏振片340(光学元件)。此外,在无机偏振片340(光学元件)与发光芯片302之间已填充上硅油330。
倘采用具有这样的构成的图31所示的光源装置,由于在会得到具有具备上述那样的光学元件的光源装置的效果同时,作为光学元件使用的是偏振片340,故可以仅仅射出规定的偏振成分的照明光。
此外,在把具有这样的偏振片340的光源装置用做光源的投影仪中,在用做光调制元件的液晶光阀中,例如,可以去掉以往一直设置的偏振片之内照明光入射一侧的偏振片。
(实施形态15)
其次,参看图32和图33对本发明的实施形态15进行说明。在本实施形态15中,对于与上述实施形态14同样的部分,将省略或简化其说明。此外,本实施形态15的光源装置的构成为在上述实施形态14的光源装置中具备使冷却媒体X在光学元件(棒状透镜320,偏振片340)与发光芯片302之间流动的冷却装置。
如图32和图33所示,在本实施形态15的光源装置中,在导电性构件305中形成有流路350。该流路350,已与热交换器(未画出来)或循环泵(未画出来)连接起来。此外,冷却媒体X在由流路350、热交换器和循环泵等构成的循环路径中进行循环。另外,在本实施形态15中,本发明的冷却装置的构成为具备流路350、热交换器和循环泵。
倘采用具备这样的构成的本实施形态15的光源装置,则可以通过冷却媒体X积极地冷却发光芯片302。为此,发光芯片302的更大的大电流驱动就成为可能,就可以做成为可以得到更为明亮的照明光的光源装置。
以上,边参看附图边对本发明的光源装置和投影仪的优选的实施形态进行了说明,但是。不言而喻本发明并不限于上述实施形态。在上边所说的实施形态中所示的各个构成构件的诸形状和组合等只是一个例子,在不背离本发明的主旨的范围内可根据设计要求等进行种种的变更。
例如,在上述实施形态中,作为投影仪中的光调制装置使用的是液晶光阀。但是,本发明并不限于此,作为光调制装置也可以使用微小反射镜阵列器件等。
Claims (40)
1.一种光源装置,其中,
具备由于经第1电极和第2电极通电而发热发光的发光芯片,上述第1电极,是直接安装上述发光芯片的基座。
2.根据权利要求1所述的光源装置,其中,
在上述基座的内部,形成有冷却媒体进行流动的流路。
3.根据权利要求1所述的光源装置,其中,
在上述基座上边具有绝缘层和导电层叠层起来构成的布线基板,上述第2电极,是上述布线基板所具有的上述导电层。
4.根据权利要求3所述的光源装置,其中,
通过把上述布线基板填入到在上述基座上边形成的凹部内,把上述布线基板的上表面和上述基座的上表面做成为同一高度。
5.根据权利要求3所述的光源装置,其中,
具备多个上述布线基板。
6.根据权利要求1所述的光源装置,其中,
上述第2电极连接到上述发光芯片的端部附近。
7.根据权利要求1所述的光源装置,其中,
上述发光芯片,具有连接到上述第1电极和第2电极中的每一个上的连接端子。
8.一种投影仪,其中,
把权利要求1所述的光源装置用做光源。
9.一种光源装置,其中具备:
由第1电极与第2电极所夹持,通过经上述第1电极和第2电极通电而发光发热的发光芯片,
支持上述发光芯片的基座,
配置在上述基座上边而且具有与发光芯片的厚度基本相同的厚度的绝缘层,
上述第2电极从上述绝缘层的上表面延伸与上述发光芯片的上表面相连接。
10.根据权利要求9所述的光源装置,
其中,上述第2电极,具有与上述发光芯片的宽度基本相同的宽度。
11.根据权利要求9所述的光源装置,
其中,具备多个上述第2电极和上述绝缘层。
12.根据权利要求9所述的光源装置,
其中,上述第2电极,连接到上述发光芯片的端部附近。
13.根据权利要求9所述的光源装置,
其中,用金属材料形成上述基座,并把该基座用做上述第1电极。
14.根据权利要求9所述的光源装置,
其中,在上述基座的内部形成有冷却媒体进行流动的流路。
15.根据权利要求9所述的光源装置,
其中,上述发光芯片,具有连接到上述第1电极和第2电极中的每一个上的连接端子。
16.一种投影仪,
其中,把权利要求9所述的光源装置用做光源。
17.一种光源装置,其中具备:
通过经第1电极和第2电极通电而发热的发光芯片,
具有向预定的方向反射在上述发光芯片中发光的光的反射面而且用导电性材料形成的反射部分,
通过上述反射部分给上述第2电极通电。
18.根据权利要求17所述的光源装置,
其中,具有把上述第2电极和上述反射部分物理性地和电学性地连接起来的连接构件。
19.根据权利要求17所述的光源装置,
其中,具有安装上述发光芯片而且用导电性材料形成的基座,
把上述基座用做上述第1电极。
20.根据权利要求19所述的光源装置,
其中,在上述基座的内部形成有冷却媒体进行流动的流路。
21.根据权利要求19所述的光源装置,
其中,在上述基座上边具有把绝缘层和导电层叠层起来构成的布线基板,
上述第2电极是上述布线基板所具有的上述导电层。
22.根据权利要求21所述的光源装置,
其中,在上述基座上形成有凹部,
通过把上述布线基板埋入到上述凹部内,把上述布线基板的上表面和上述基座的上表面做成为同一高度。
23.根据权利要求21所述的光源装置,
其中,具备多个上述布线基板。
24.根据权利要求17所述的光源装置,
其中,上述第2电极连接到上述发光芯片的端部附近。
25.一种投影仪,
其中,把权利要求17所述的光源装置用做光源。
26.一种光源装置,具备通过经第1电极和第2电极通电而发光的发光芯片,从上述发光芯片的正面方向射出该发光芯片的发光光,
其中,具备防止从上述发光芯片的侧面射出的发光光直接向上述正面方向射出的遮光装置。
27.根据权利要求26所述的光源装置,
其中,上述遮光装置,反射从上述发光芯片的侧面射出的发光光的至少一部分。
28.根据权利要求26所述的光源装置,
其中,上述遮光装置是与配置在上述发光芯片的正面上的上述第2电极连接起来而且沿着上述发光芯片的外周部分配置的导电性构件。
29.根据权利要求28所述的光源装置,
其中,具备与上述导电性构件连接而且配置在上述发光芯片的正面方向上的光学元件。
30.根据权利要求29所述的光源装置,
其中在上述光学元件与上述发光芯片之间封入具有透光性的绝缘性的液体。
31.根据权利要求29所述的光源装置,
其中,具备使冷却媒体在上述光学元件与上述发光芯片之间流动的冷却装置。
32.根据权利要求29所述的光源装置,
其中,上述光学元件是棒状透镜。
33.根据权利要求29所述的光源装置,
其中,上述光学元件,是偏振片。
34.根据权利要求26所述的光源装置,
其中,上述第2电极,配置在上述发光芯片的整个正面上并且用具有透光性的导电性材料形成。
35.根据权利要求34所述的光源装置,
其中,在把上述导电性构件连接起来的部位处的上述第2电极与上述发光芯片之间具备绝缘构件。
36.根据权利要求26所述的光源装置,
其中,具备向上述正面方向导出从上述发光芯片的正面斜向地射出的发光光的反射器。
37.根据权利要求36所述的光源装置,
其中,上述反射器和上述导电性构件形成一个整体。
38.根据权利要求26所述的光源装置,
其中,具备配置在与上述发光芯片的正面对向的面上,并且用导电性材料形成的反射膜。
39.根据权利要求26所述的光源装置,
其中,上述第1电极是支持上述发光芯片并且用导电性材料形成的基座。
40.一种投影仪,
其中,把权利要求26所述的光源装置用做光源。
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