JP2005079065A - Light source device, manufacturing method of light source device, and projection type display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置、投射型表示装置に関し、特に光源を冷却するのに好適な構成を具備した光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device and a projection display device, and more particularly to a light source device having a configuration suitable for cooling a light source.
光源装置から出射された光を液晶ライトバルブ等の光変調手段に入射させ、光変調手段にて変調された映像光を投射レンズ等によりスクリーンに拡大投射させて表示を行うプロジェクタ等の投射型表示装置が広く知られている。この投射型表示装置の光源装置に使用される光源として、LED光源等の固体光源が採用されている。このような固体光源は、発光とともに発熱するため、その発光効率を向上させるために冷却を必要としている。このような固体光源を冷却する手法として、例えば特許文献1に開示されたものがある。
上記特許文献1では、LEDを搭載したLED支持バーと、該LED支持バーと熱伝導的に接触して配設され、内部にU字型ダクトを具備してなる熱伝導体とから構成された冷却システムが開示されている。この場合、ダクトがU字状になっているだけなので、搭載されたLEDに近い部分の冷却用流体のみが熱交換可能であり、被冷却部に対して高い冷却効率が得られるものではなかった。 In the said patent document 1, it comprised from the LED support bar which mounted LED, and the heat conductor which is arrange | positioned and contacted with this LED support bar thermally, and comprised the U-shaped duct inside. A cooling system is disclosed. In this case, since the duct is only U-shaped, only the cooling fluid near the mounted LED can exchange heat, and high cooling efficiency cannot be obtained for the part to be cooled. .
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、微小な熱発生領域を含む固体光源から多量の熱が発生した場合にも、当該固体光源を高効率で冷却可能な光源装置を提供することを目的としている。また、本発明は、上記固体光源を冷却する機構を簡便な構成とし、ひいては製造コストの削減にも寄与可能な光源装置を提供する。さらに、本発明は、このような光源装置を具備した信頼性の高い投射型表示装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a light source device capable of cooling a solid light source with high efficiency even when a large amount of heat is generated from the solid light source including a minute heat generation region. It is aimed. In addition, the present invention provides a light source device that has a simple structure for cooling the solid-state light source and can contribute to reduction in manufacturing cost. Furthermore, an object of the present invention is to provide a highly reliable projection type display device including such a light source device.
上記課題を解決するために、本発明の光源装置は、固体光源と、該固体光源を載置させるための基材とを備え、前記基材において、前記固体光源の載置面とは反対側の面が凹凸面とされていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a light source device of the present invention includes a solid light source and a base material on which the solid light source is placed, and the base material is opposite to the placement surface of the solid light source. The surface is made an uneven surface.
このような光源装置によると、固体光源を載置した基材の裏面側に凹凸面を形成したため、その裏面側で高効率の冷却を行うことが可能となる。つまり、固体光源が発光に伴って発熱した場合にも、基材裏面側を空気或いは水等の冷却用流体により冷却することで、該基材を介して間接的に固体光源を冷却することが可能であり、しかも本発明ではその裏面側に凹凸面を形成したため、冷却用流体と基材との接触面積が増大し、熱交換効率が非常に高いものとなる。この場合、例えば基材裏面側に別途フィンを固着する場合に比して熱源である固体光源から冷却用流体までの熱抵抗が小さく効率的に冷却を行うことができる。さらに、製造プロセスも簡便で、また基材から離れた領域においても凸部分を介して効果的に冷却を行うことが可能である。したがって、冷却用流体の利用効率も高く、ひいては固体光源を高効率で冷却することが可能となる。また、固体光源の載置面とは反対側の面、つまり発光面とは反対側において冷却を行うものとしているため、冷却用流体として液体を用いた場合、該液体中に気泡等が生じた場合にも、光学的に該気泡の影響を受けることもない。なお、本発明において固体光源を載置させるための基材としては熱伝導性に優れ、しかも加工性に優れて金属基板にて構成することが好ましく、この場合、エッチング等の加工技術により容易に凹凸面を付与することが可能となる。 According to such a light source device, since the uneven surface is formed on the back surface side of the base material on which the solid light source is placed, it is possible to perform highly efficient cooling on the back surface side. That is, even when the solid light source generates heat with light emission, the solid light source can be indirectly cooled through the base material by cooling the back side of the base material with a cooling fluid such as air or water. In addition, since the uneven surface is formed on the back surface side in the present invention, the contact area between the cooling fluid and the substrate is increased, and the heat exchange efficiency is very high. In this case, the thermal resistance from the solid light source that is the heat source to the cooling fluid is small as compared with, for example, the case where the fins are separately fixed to the back side of the base material, and cooling can be performed efficiently. Furthermore, the manufacturing process is simple, and it is possible to effectively cool through the convex portion even in a region away from the substrate. Therefore, the utilization efficiency of the cooling fluid is high, and as a result, the solid light source can be cooled with high efficiency. In addition, since cooling is performed on the surface opposite to the mounting surface of the solid light source, that is, on the side opposite to the light emitting surface, when liquid is used as the cooling fluid, bubbles or the like are generated in the liquid. Even in this case, there is no optical influence of the bubbles. In the present invention, the base material on which the solid light source is placed is preferably composed of a metal substrate with excellent thermal conductivity and excellent workability, and in this case, it can be easily formed by a processing technique such as etching. An uneven surface can be provided.
本発明において、前記基材の凹凸面が形成された面側には、前記固体光源を冷却するための冷却用流体が流通する流通経路が配設されてなるものとすることができる。この流通経路内に冷却用流体を流通させることで基材の凹凸面を介して、基材、ひいては固体光源との間で高効率に熱交換を行うことが可能となる。 In the present invention, a flow path through which a cooling fluid for cooling the solid-state light source flows may be disposed on the side of the base material on which the uneven surface is formed. By allowing the cooling fluid to flow through the flow path, heat exchange can be performed with high efficiency between the base material and the solid light source via the uneven surface of the base material.
また、前記冷却用流体が前記基材の凹凸面のうち前記固体光源の背面に相当する部分に直接流入される構成を具備してなるものとすることができる。この場合、冷却用流体が固体光源の背面に直接当たるため、冷却効率が一層向上するとともに、凹凸面周りにおいて乱流を発生させることができるため、一層の冷却効率の向上効果を図ることが可能となる。具体的な構成としては、冷却用流体の流入口が、基材の凹凸面(特には固体光源の背面に相当する部分)に対して指向されてなる構成を採用することができる。なお、冷却用流体に乱流が生じるのは、基材裏面に吹き付けられた冷却用流体は、基材裏面に衝突した後四方に流通することとなるが、基材裏面の凸部の高さ方向と交わる方向に流通するためである。 The cooling fluid may be configured to directly flow into a portion corresponding to the back surface of the solid-state light source in the uneven surface of the base material. In this case, since the cooling fluid directly hits the back surface of the solid light source, the cooling efficiency can be further improved, and turbulent flow can be generated around the uneven surface, thereby further improving the cooling efficiency. It becomes. As a specific configuration, it is possible to employ a configuration in which the inlet of the cooling fluid is oriented with respect to the uneven surface of the base material (particularly, the portion corresponding to the back surface of the solid light source). The turbulent flow occurs in the cooling fluid because the cooling fluid sprayed on the back surface of the base material circulates in all directions after colliding with the back surface of the base material. This is because it circulates in a direction crossing the direction.
前記流通経路において、前記基材の凹凸面と対向する面が、該基材の凹凸面と互い違いに形成された凹凸面を具備してなるものとすることができる。この場合、各凹凸の間に、その形状に倣った流通経路が確実に形成されることとなり、流通途上において冷却用流体の流通に澱みが発生する等の不具合が生じ難く、該冷却用流体が流通経路上を低抵抗で流通することが可能となり、更なる冷却効率の向上を図ることが可能となる。なお、この場合、詳しくは基材の凸部の間に対向する面の凸部が位置するように構成するものとすることができる。 In the distribution channel, the surface facing the uneven surface of the base material may be provided with uneven surfaces formed alternately with the uneven surface of the base material. In this case, a flow path that follows the shape is surely formed between the irregularities, and it is difficult for problems such as stagnation to occur in the flow of the cooling fluid during the flow. It becomes possible to distribute | circulate on a distribution path with low resistance, and it becomes possible to aim at the improvement of the further cooling efficiency. In this case, in detail, it can be configured such that the convex portions of the opposing surfaces are located between the convex portions of the base material.
次に、上記課題を解決するために、本発明の光源装置は、その異なる態様として、一対の電極間に半導体層が形成されてなる固体光源を備え、前記固体光源の発光裏面側に配設されてなる電極の裏面が凹凸面とされていることを特徴とする。 Next, in order to solve the above-described problem, the light source device of the present invention includes, as a different aspect thereof, a solid light source in which a semiconductor layer is formed between a pair of electrodes, and is disposed on the light emission back side of the solid light source. The back surface of the formed electrode is an uneven surface.
このような光源装置によると、固体光源を構成する電極の裏面に凹凸面を形成することで、その裏面側において固体光源に対して直接高効率で冷却を行うことが可能となる。つまり、固体光源が発光に伴って発熱した場合にも、当該固体光源を構成する部材のうち発光裏面側に配された電極を空気或いは水等の冷却用流体により冷却することで、該固体光源を直接冷却することが可能であり、しかも本発明ではその電極裏面側に凹凸面を形成したため、冷却用流体と電極との接触面積が増大し、熱交換効率が非常に高いものとなる。この場合、例えば電極裏面側に基材を固着しその基材に凹凸を形成する場合に比して、熱源である固体光源から冷却用流体までの熱抵抗がさらに小さく効率的に冷却を行うことができる。製造プロセスも簡便で、また電極から離れた領域においても凸部分を介して効果的に冷却を行うことが可能である。したがって、冷却用流体の利用効率も高く、ひいては固体光源を高効率で冷却することが可能となる。また、固体光源の発光面とは反対側の面、つまり発光裏面において冷却を行うものとしているため、冷却用流体として液体を用いた場合、該液体中に気泡等が生じた場合にも、光学的に該気泡の影響を受けることもない。なお、本発明において凹凸面を付与させる電極としては例えば金属電極等を採用することができ、このような金属電極はエッチング等の加工技術により容易に凹凸面を付与することが可能となる。 According to such a light source device, by forming an uneven surface on the back surface of the electrode constituting the solid light source, it becomes possible to directly and efficiently cool the solid light source on the back surface side. That is, even when the solid light source generates heat with light emission, the solid light source is cooled by cooling the electrode arranged on the light emitting back side among the members constituting the solid light source with a cooling fluid such as air or water. In the present invention, the uneven surface is formed on the back side of the electrode, so that the contact area between the cooling fluid and the electrode increases, and the heat exchange efficiency becomes very high. In this case, for example, as compared with the case where a base material is fixed to the back surface side of the electrode and unevenness is formed on the base material, the heat resistance from the solid light source as a heat source to the cooling fluid is further reduced and cooling is performed efficiently. Can do. The manufacturing process is simple, and it is possible to effectively cool the region away from the electrode through the convex portion. Therefore, the utilization efficiency of the cooling fluid is high, and as a result, the solid light source can be cooled with high efficiency. In addition, since cooling is performed on the surface opposite to the light emitting surface of the solid light source, that is, the light emitting back surface, when a liquid is used as a cooling fluid, even when bubbles or the like are generated in the liquid, the optical In particular, it is not affected by the bubbles. In the present invention, for example, a metal electrode or the like can be adopted as an electrode for providing an uneven surface, and such a metal electrode can be easily provided with an uneven surface by a processing technique such as etching.
上記のように固体光源の発光裏面側に形成されてなる電極の裏面を凹凸面とする手法としては、該電極に対してエッチング等の加工を施す手法の他、前記半導体層のうち発光裏面側に配設されてなるn若しくはp型の半導体層の裏面を凹凸面とし、その凹凸面に倣って発光裏面側に配設された電極の裏面に凹凸面を形成することも可能である。この場合、半導体層が電極よりも相対的に厚膜のため、該半導体層に対して凹凸面を付与することが相対的に簡便となる。なお、前記電極の裏面側に腐食防止用のコーティングを施すことで、冷却用流体として水等を用いた場合にも電極の腐食を防止ないし抑制することが可能となる。 As a method of making the back surface of the electrode formed on the light emitting back surface side of the solid-state light source as an uneven surface as described above, in addition to a method of performing processing such as etching on the electrode, the light emitting back surface side of the semiconductor layer It is also possible to make the back surface of the n- or p-type semiconductor layer disposed on the concave-convex surface, and to form the concave-convex surface on the back surface of the electrode disposed on the light emitting back surface side following the concave-convex surface. In this case, since the semiconductor layer is relatively thicker than the electrode, it is relatively simple to give the semiconductor layer an uneven surface. In addition, by applying a coating for preventing corrosion on the back side of the electrode, it is possible to prevent or suppress corrosion of the electrode even when water or the like is used as a cooling fluid.
次に、本発明の投射型表示装置は、上述の光源装置を具備したことを特徴とする。具体的には、上記光源装置と、該光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを具備してなるものとすることができる。このような投射型表示装置は、冷却効率の優れた光源装置を具備してなるため、発熱による光源装置の消耗、或いは光源装置の発光効率の低下等を生じ難く、非常に信頼性の高いものとなる。 Next, a projection type display device of the present invention is characterized by comprising the above-described light source device. Specifically, the light source device includes a light modulation device that modulates light emitted from the light source device, and a projection device that projects light modulated by the light modulation device. Can do. Since such a projection type display device includes a light source device with excellent cooling efficiency, it is difficult to cause wear of the light source device due to heat generation or decrease in light emission efficiency of the light source device, and is extremely reliable. It becomes.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, in order to make each layer and each member the size which can be recognized on drawing, the scale is varied for every layer and each member.
(光源装置)
図1は本発明の一実施形態としての光源装置について、その概略構成を示す断面模式図であって、図2は図1の光源装置の要部(金属基板21の構成)について説明するための平面図である。まず、図1に示した光源装置100は、発光主体をなす固体光源11と、該固体光源11を載置・固定する金属基板(基材)21と、金属基板21を載置・固定するとともに内部に冷却用流体が流通可能な流通部50を有する冷却ケース31とを主体として構成されている。
(Light source device)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a light source device according to an embodiment of the present invention. FIG. It is a top view. First, the
固体光源11としては、本実施形態の場合、発光ダイオード素子を用いたLED光源等の発光により発熱を伴う固体光源が採用されている。具体的には、一対の電極間にn型及びp型のGaP層が挟持された構成のLED素子を用いている。
In the case of the present embodiment, a solid light source that generates heat due to light emission from an LED light source using a light emitting diode element is employed as the solid
冷却ケース31は樹脂等の成形加工が容易な材料から構成されており、その底部(つまり金属基板21が載置された側を上方として、その反対側)には貫通穴51が形成され、この貫通穴51には冷却用流体を流通部50に導入するための流入パイプ41が固着されている。また、冷却ケース31の側部には、冷却用流体を流通部50から排出するための流出口35が形成されている。なお、流入パイプ41の先端は、金属基板21の裏面(固体光源11の載置面を表面とする)と対向して配置されており、つまり流入パイプ41の流入口が金属基板21の裏面に指向され、特に固体光源11が載置された箇所の裏面に指向されている。このように本実施形態では、冷却ケース31は固体光源11を位置固定し、冷却用流体の流通部を形成する台座として機能している。
The cooling
金属基板21の裏面、つまり固体光源11の載置面とは反対側の面は凹凸面とされ、多数の突起25が形成されている。この突起25は、冷却用流体による金属基板21の冷却効率を向上させるためのフィンとして機能し、図2に示すように矩形状の金属基板21の略全面に複数形成されている。なお、このような突起24は、例えば金属基板21を公知のエッチング加工により形成することができ、特に金属基板21の冷却用流体と接する面には腐食防止用のコーティングを施すことが好ましい。
The back surface of the
ここで、流入パイプ41からポンプ等を用いて冷却ケース31内の流通部50に冷却用流体を導入すると、冷却用流体は対向する金属基板21の裏面にあたり放射状に広がることとなる。図中、矢印は冷却用流体の流れる方向を示す。つまり、冷却用流体は固体光源11の中心部から周辺部(金属基板21の周辺部)に向けて流れるため、最も発熱量の大きな固体光源11が載置された中心部に対して直接冷却用流体が当たり、該中心部において最も流速が速く冷却効率が高いものとされている。また、このとき、冷却用流体の流線方向と突起25とが交わる方向となるため、冷却用流体の流通に乱流が生じ、その結果、より冷却効率が高くなる。もちろん、金属基板21の裏面が突起25により凹凸面とされているため、冷却用流体と金属基板21との接触面積が増大し、金属基板21、ひいては固体光源11を高効率で冷却することが可能となる。
Here, when the cooling fluid is introduced from the
なお、金属基板21に配設された突起25は、図2に示したような粒状突起の他、例えばストライプ状の突起や、中心から渦巻き状に形成されたもの等を採用することもできる。ここで、突起25の高さは固体光源11の大きさや金属基板21の厚さにもよるが、特に金属基板21の厚さをtとした場合、該突起の高さは0.2t〜0.8t程度とするのが好ましい。0.2t未満の場合、十分な冷却効率の向上効果が得られない場合があり、一方、0.8tを超えると、金属基板21において十分な強度が保てない等の不具合を生じる場合がある。
In addition, as the
なお、図1では金属基板21の裏面に対し法線方向に流入口を備えた冷却パイプ41を具備した光源装置100を示したが、図7に示すように冷却パイプ41の流入方向側方において第2の流入口41aを形成し、略斜め方向から冷却用流体を流入させる態様の光源装置500を採用することもできる。この場合、冷却用流体の流通において一層乱流が生じ易くなり、一層高い冷却効率を図ることが可能となる。
1 shows the
以下、本発明の光源装置の異なる実施の形態について説明する。図3は第2の実施の形態の光源装置200を示す断面模式図であって、光源装置100の図1に相当する図面であり、図4は図3の光源装置の要部について説明するための平面図である。なお、図3の光源装置200において、図1の光源装置100と同一の符号を付した部材・要素については、特に説明のない限り同一の構成を具備するものとして説明を省略する。
Hereinafter, different embodiments of the light source device of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the
図3に示した光源装置200は、発光主体をなす固体光源11と、該固体光源11を載置・固定する金属基板(基材)22と、金属基板22を載置・固定するとともに内部に冷却用流体が流通可能な流通部を有する冷却ケース32とを主体として構成されている。この光源装置200において、固体光源11が載置された金属基板22は、冷却ケース32に固着されており、金属基板22の裏面(固体光源11の載置面を表面とする)には冷却ケース32内部に突出する突起26が形成されている。この突起26は、該金属基板22の裏面をエッチング加工により凹凸面として形成されたものであって、図2に示すような同心円状の構成を具備している。
The
冷却ケース32は樹脂等の成形加工が容易な材料から構成され、内面にはガス透過を防ぐために金属コーティングが施されており、その底部(つまり金属基板21が載置された側を上方として、その反対側)には流入口37が開口され、該冷却ケース32内部に空気又は水等の冷却用流体を流入可能にしている。また、冷却ケース31の側部には、冷却用流体を冷却ケース32から排出するための流出口36が開口されている。なお、流入口37は、金属基板22の裏面と対向して配置されており、特に固体光源11が載置された箇所の裏面に流入方向が指向されている。
The cooling
一方、冷却ケース32の金属基板22と対向する面には、金属基板22の突起26との間にその凹凸形状に倣った流通路を形成すべく凸凹面が形成されている。つまり、冷却ケース32には、金属基板22の突起(凸部)26に対向して凹部が形成され、金属基板22の凹部に対向して突起(凸部)38が形成されている。このような構成により、金属基板22の裏面と、冷却ケース38の表面(金属基板22との対向面)との空隙にジグザグ状の流通経路53が形成されている。なお、この場合も、金属基板22の冷却用流体と接する面には腐食防止用のコーティングを施すことが好ましい。
On the other hand, an uneven surface is formed on the surface of the cooling
ここで、流入口37からポンプ等を用いて冷却ケース32内に冷却用流体を導入すると、冷却用流体は対向する金属基板22の裏面にあたり放射状に広がることとなる。図中、矢印は冷却用流体の流れる方向を示す。つまり、冷却用流体は固体光源11の中心部から流通経路53を介して周辺部(金属基板22の周辺部)に向けて流れ、流出口36から排出される経路を辿るため、最も発熱量の大きな固体光源11が載置された中心部に対して直接冷却用流体が当たり、該中心部において最も流速が速く冷却効率が高いものとされている。また、金属基板22の裏面が突起26により凹凸面とされているため、冷却用流体と金属基板22との接触面積が増大し、金属基板22、ひいては固体光源11を高効率で冷却することが可能となる。さらに、冷却ケース32の同心円状の突起38が、金属基板22の突起26の間にあるため、突起間の凹部に流体が澱む等の不具合が発生し難く、冷却効率の一層の向上を図ることが可能となる。
Here, when the cooling fluid is introduced into the cooling
なお、図3では冷却用流体の流入方向が金属基板22の裏面に対して法線方向となる光源装置200を示したが、図8に示すように冷却用流体の流入方向側方において第2の流入口37aを形成し、略斜め方向から冷却用流体を流入させる態様の光源装置600を採用することもできる。この場合、冷却用流体の流通速度が一層増大し、一層高い冷却効率を図ることが可能となる。
3 shows the
図5は第3の実施の形態の光源装置300を示す断面模式図であって、光源装置100の図1に相当する図面である。なお、図5の光源装置300において、図1の光源装置100と同一の符号を付した部材・要素については、特に説明のない限り同一の構成を具備するものとして説明を省略する。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a
図5に示した光源装置300は、発光主体をなす固体光源11と、該固体光源11を載置・固定するとともに内部に冷却用流体が流通可能な流通部54を有する冷却ケース23とを主体として構成されている。この光源装置300において、固体光源11が冷却ケース23に直接固着されており、図1の光源装置100のような金属基板21を備えていない。
A
固体光源11は、発光面側からITO等の透明電極からなる上部電極12と、p型のp−GaP層13と、n型のn−GaP層14と、アルミニウム等の金属電極からなる下部電極15とを具備して構成されている。ここで、下部電極15の裏面(固体光源11の発光面側を表面とする)には冷却ケース23内部に突出する突起16が複数形成されている。この突起16は、冷却用流体による下部電極15の冷却効率を向上させるためのフィンとして機能し、例えば矩形状の下部電極15の略全面に複数の粒状に形成されている。なお、このような突起16は、例えば下部電極15を公知のエッチング加工により形成することができ、特に下部電極15の冷却用流体と接する面には腐食防止用のコーティングを施すことが好ましい。
The solid
冷却ケース23は樹脂等の成形加工が容易な材料から構成され内面にはガス透過を防止する金属コーティングが施されており、その底部(つまり固体光源11が載置された側を上方として、その反対側)には流入口27が開口され、該冷却ケース23内部の流通部54に空気又は水等の冷却用流体を流入可能にしている。また、冷却ケース23の底部の異なる位置には、冷却用流体を冷却ケース23から排出するための流出口28が開口されている。なお、流入口27は、固体光源11(下部電極15)の裏面中心部に相当する位置に配置されており、特に固体光源11が載置された箇所の裏面中心部に流入方向が指向されている。
The cooling
ここで、流入口27からポンプ等を用いて冷却ケース23内に冷却用流体を導入すると、冷却用流体は固体光源11の裏面(下部電極15の裏面)に直接当たり、その後、放射状に広がることとなる。図中、矢印は冷却用流体の流れる方向を示す。つまり、冷却用流体は固体光源11の中心部から流通部54を介して周辺部(下部電極15の周辺部)に向けて流れ、流出口28から排出される経路を辿るため、最も発熱量の大きな固体光源11の中心部に対して直接冷却用流体が当たり、該中心部において最も流速が速く冷却効率が高いものとされている。また、固体光源11の裏面、つまり下部電極15の裏面が突起16により凹凸面とされているため、冷却用流体と固体光源11(下部電極15)との接触面積が増大し、固体光源11(下部電極15)を高効率で冷却することが可能となる。また、図1に示した光源装置100と同様に突起16により、冷却用流体の流通において乱流を発生させることが可能で、冷却効率の更なる向上が図られている。
Here, when the cooling fluid is introduced into the cooling
なお、図5のように固体光源11の発光裏面側に形成された下部電極15の裏面に突起16を形成する手法としては、例えば下部電極15に対してエッチング等の加工を施して凹凸面を形成する手法の他、電極15,12間に半導体層のうち発光裏面側に配設された半導体層(この場合、n−GaP層14)の裏面を凹凸面とし、その凹凸面に倣って発光裏面側に配設された下部電極15の裏面に凹凸面を形成することも可能である。
As a method for forming the
つまり、図6に示した光源装置400のように、半導体層(n−GaP層)14の発光裏面側に突起14aをエッチング加工等により形成し、それを覆うように下部電極15を形成することで、半導体層(n−GaP層)14の突起14aに倣った突起15aを下部電極15に付与することができる。この場合、半導体層(n−GaP層)14が下部電極15よりも相対的に厚膜のため、該半導体層(n−GaP層)14に対して凹凸面を付与することが相対的に簡便となり、製造プロセスの簡略化を図ることが可能となるとともに、より確実に固体光源11の裏面に凹凸を付与することが可能となる。なお、図6の光源装置400において、図5の光源装置300と同一の符号を付した部材・要素については、特に説明のない限り同一の構成を具備するものとして説明を省略する。
That is, as in the
(投射型表示装置)
図9は本発明の一実施形態としての投射型表示装置について、その概略構成を示す拡大図であって、この図9に示した投射型表示装置70は3板方式の例である。投射型液晶表示装置70においては、赤色(R)の色光を発光し得るLED素子を具備したLED光源100r、緑色(G)の色光を発光し得るLED素子を具備したLED光源100g、青色(B)の色光を発光し得るLED素子を具備したLED光源100bの3個を別途光源として用いている。なお、各LED光源100r,100g,100bとしては、それぞれ上述した各種実施形態の光源装置100〜600のいずれかを採用可能で、その出射側には、ロッドレンズ等からなる導光部72が配置されている。
(Projection type display device)
FIG. 9 is an enlarged view showing a schematic configuration of a projection display device as one embodiment of the present invention, and the
各導光部72の出射側には、R,G,Bの各色光を変調する液晶ライトバルブ75がそれぞれ設けられている。そして、各液晶ライトバルブ75によって変調された3つの色光が、クロスダイクロイックプリズム(色合成手段)77に入射するように構成されている。このプリズム77は4つの直角プリズムが貼り合わされたものであり、内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光Lr、Lg、Lbが合成されてカラー画像を表す光が形成される。色合成された光は投射レンズ76によりスクリーン79上に投射され、拡大された画像が表示される。
A liquid crystal
このような投射型表示装置70においては、LED光源100r,100g,100bについて、上記実施形態の各光源装置100〜600のいずれかを採用してなるため、発光効率が高く、耐久性にも優れ、信頼性の高い表示装置となる。なお、各LED光源100r,100g,100bには、冷却液が流通する冷却ケース31,32,23(図1,図3,図5,図6,図7,図8参照)が設けられているが、各LED光源100r,100g,100bの冷却ケース31,32,23を流通する冷却用流体を共通化するため、各LED光源100r,100g,100bに対して共通パイプ35が連結されている。その結果、各LED光源100r,100g,100bを流通する冷却用流体が共通化され、冷却システムの構成が非常に簡便なものとされている。つまり、各光源装置100〜600の冷却用流体の流入口及び流出口に対して共通パイプ35が連結され、一つのポンプ(図示略)により共通冷却用流体の流入を制御するものとしている。
In such a projection
以上、本発明の一実施の形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、本実施形態では、LED光源の冷却に本発明の構成を採用したが、その他の固体光源の冷却に際して本発明の構成を採用することも可能で、また本発明の光源装置を3板式の投射型表示装置に採用する実施形態を示したが、単板式の投射型表示装置にも本発明の光源装置の構成を採用するも当然に可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to the wording of each claim without departing from the scope described in each claim. Improvements based on the knowledge that a person skilled in the art normally has can be added as appropriate to the extent that the person can easily replace them. For example, in the present embodiment, the configuration of the present invention is adopted for cooling the LED light source, but the configuration of the present invention can also be adopted for cooling other solid light sources, and the light source device of the present invention is a three-plate type. Although the embodiment adopted in the projection display device has been described, it is naturally possible to adopt the configuration of the light source device of the present invention in a single-plate projection display device.
11…固体光源、21…金属基板(基材)、25…突起、31…冷却ケース、50…流通部、100,200,300、400,500,600…光源装置
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記基材において、前記固体光源の載置面とは反対側の面が凹凸面とされていることを特徴とする光源装置。 A solid light source, and a base material on which the solid light source is placed,
The light source device according to claim 1, wherein a surface of the substrate opposite to the mounting surface of the solid light source is an uneven surface.
前記固体光源の発光裏面側に配設されてなる電極の裏面が凹凸面とされていることを特徴とする光源装置。 A solid light source in which a semiconductor layer is formed between a pair of electrodes,
The light source device, wherein the back surface of the electrode disposed on the light emitting back surface side of the solid-state light source is an uneven surface.
前記半導体層のうち、発光裏面側に配設されてなるn若しくはp型の半導体層の裏面が凹凸面とされ、その凹凸面に倣って該半導体層の裏面側に配設された電極の裏面が凹凸面とされていることを特徴とする光源装置。 A solid light source in which a semiconductor layer is formed between a pair of electrodes,
Among the semiconductor layers, the back surface of the n-type or p-type semiconductor layer disposed on the light emitting back surface side is an uneven surface, and the back surface of the electrode disposed on the back surface side of the semiconductor layer following the uneven surface Is a rough surface.
前記半導体層のうち、前記固体光源の発光裏面側に位置するn若しくはp型の半導体層について、その裏面の一部を除去して凹凸面を形成する工程を含むことを特徴とする光源装置の製造方法。 A method of manufacturing a light source device including a solid light source in which a semiconductor layer is formed between a pair of electrodes,
A light source device comprising: a step of removing a part of the back surface of an n-type or p-type semiconductor layer located on a light emitting back surface side of the solid-state light source among the semiconductor layers to form an uneven surface. Production method.
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