JP2005019534A - 照明装置および投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被照明領域 を照明するために用いられる照明装置11r、11g であって、光を出射する光源12r、12gと、光源12r、12gで発生した熱を光源から逃がすヒートシンク13p、13qと、が設けられ、光源12r、12gが複数の層が積層されてなる発光ダイオードであり、光源12r、12gとヒートシンク13p、13qとが光源12r、12gの主面25において面接触していることを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置および投射型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の照明装置などの光源として用いられている発光ダイオード(LightEmitting Diode、以下LEDと表記する)としては、2つの金属電極のうち一方の電極上にLEDチップをマウントし、他方の電極とLEDチップとをボンディングワイヤで接続されたものが提供されていた。
【0003】
例えば、この種のLEDとしてLEDチップと、第1の電極からなる第1のリードフレームと、第2の電極からなる第2のリードフレームと、ボンディングワイヤとから概略構成されているものが知られている。LEDチップは第1の電極に設けられた皿状の台部にマウントされ、LEDチップの光放射側の面と第2の電極との間をボンディングワイヤによって電気的に接続されている。LEDチップと第1の電極とは、導電性接着材により電気的接触と固着とが行われている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−9348号公報 (第2−3頁、第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の照明装置においては、LEDチップに電流を流して発光させた際に発生する熱が、LEDチップをマウントした第1の電極を伝って外部に逃げていた。発生した熱の逃げる経路がLEDチップの第1の電極側の面から第1の電極を伝う経路のみであったので、外部に逃がせる熱の量が少なくLED内部に熱が蓄積されやすかった。そのため、LEDから出射される光量を増やそうとして電流を多く流すと、LEDチップからの発熱が多くなり、蓄積された熱によってLEDチップ周辺、電極等が破壊されるという問題があった。
また、LEDチップの温度が高くなると、LEDチップの発光効率が下がるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、照度を高くすることができるとともに、壊れにくく寿命が長い照明装置および投射型表示装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の照明装置は、被照明領域 を照明するために用いられる照明装置であって、光を出射する光源と、該光源で発生した熱を光源から逃がすヒートシンクと、が設けられ、前記光源が、複数の層が積層されてなる発光ダイオードであり、前記光源と前記ヒートシンクとが前記光源の主面において面接触していることを特徴とする。
【0008】
すなわち、本発明の照明装置は、光源の主面にヒートシンクが面接触しているので、光源で発生した熱は上記主面の接触面を介してヒートシンクを伝って逃げる。光源とヒートシンクとが点接触している場合と比べて、面接触していると光源から逃げる単位時間当たりの熱量が増え、光源の冷却効果が高まり光源が高温になることを防ぐことができる。光源の発光ダイオードはその温度が高くなると発光効率が、通常の使用温度領域では投入電力の略10%が光に変換されるのに対して、それ以下の割合に低下する。そのため、光源が高温になることを防ぐことにより、その発光効率を高めることができる。つまり、照明装置から出射される光量を増やすことができ、照度を高めることができる。
ここで、主面とは、光源として用いられている複数の層が積層されてなる発光ダイオードの面のうち、その層が積層されている方向に略直交する面のことである。通常、発光ダイオードは薄い層が積層された板状の形状をしており、その最も広い面が主面に相当している。
【0009】
また、光源が高温になることを防ぐことができるため、熱による光源およびその周辺部の劣化や破壊などの影響を緩和することができる。熱による影響を緩和することにより光源の寿命が長くなり、ひいては照明装置の寿命を長くすることができる。
さらに、光源に電流を多く流した場合に、光源から発生した熱により、光源周辺部や、光源に電流を供給する電極などが破壊されることを防止できる。そのため、光源の定格電流よりも大きな電流を流すことが可能となり、光源から出射される光量を増やすことができる。
【0010】
上記の構成を実現するために、より具体的には、ヒートシンクが導電性材料からなり、光源に電流を供給可能に構成されていることが望ましい。より望ましくは導電性材料として、アルミ、銅、金またはシリコンが用いられていることが望ましい。
この構成によれば、ヒートシンクが光源に電流を供給することができるので、ヒートシンクとは別に光源に電流を供給する電極を設ける必要がない。つまり、光源と電極との接触面を確保する必要がなく、光源とヒートシンクとの接触面積を増やすことが容易になる。そのため、光源の冷却効果をより高めることができ、その発光効率をより高めることができる。
特にアルミ、銅、金またはシリコンは熱伝導率が高いとともに導電性も備えるため上記ヒートシンクの材料として好適である。
【0011】
上記の構成を実現するために、より具体的には、光源とヒートシンクとの接触面に第1の反射手段が設けられ、第1の反射手段が光源から出射された光を光源に向けて反射することが望ましい。
この構成によれば、光源から上記接触面に向けて出射され照明に利用できなかった光を、第1の反射手段により光源に向けて反射することができる。光源に向けて反射された光は、上記接触面以外の所から出射され照明に利用することができる。つまり、光源から出射される光の利用効率が高くなるため、照明装置から出射される光量を増やすことができ、照度を高めることができる。
【0012】
上記の構成を実現するために、より具体的には、第1の反射手段が導電性を有することが望ましい。
この構成によれば、第1の反射手段を上記接触面の全面に設けることができる。そのため、光源から上記接触面に向けて出射される光の全てを反射することができ、光源から出射される光の利用効率を高めることができる。
【0013】
上記の構成を実現するために、より具体的には、光源とヒートシンクとが光源の主面全体で接触しており、光源の端面から光を出射させることができる。
この構成によれば、光源とヒートシンクとが上記光源の主面全体で接触しているので、光源で発生した熱をより逃がしやすくなる。そのため、光源の冷却効果を高めることができ、その発光効率を高めることができる。
また、光源の端面から光を射出させているので、光源の発光部の面積が小さくなる。これによって光を光変調手段に集光することが容易となり、投射型表示装置に用いた場合の光の利用効率が高くなる。
ここで、端面とは、光源として用いられている複数の層が積層されてなる発光ダイオードの面のうち、その層が積層されている方向に略平行な面のことである。通常、発光ダイオードは薄い層が積層された板状の形状をしており、上記主面と略直交する面が端面に相当している。
【0014】
上記の構成を実現するために、より具体的には、光源の端面から出射された光のうち、上記被照明領域を照明しない光を光源に向けて反射する第2の反射手段を設けることができる。
この構成によれば、光源の端面から出射された光のうち、上記被照明領域を照明しない光を第2の反射手段により光源に向けて反射させることができる。
例えば、上記被照明領域を照明しない光を、第2の反射手段により光源に向けて反射させることができる。反射された光は、反射を繰り返すうちに照明装置の光出射方向に反射され、照明に利用することができる。
そのため、光源から出射される光の利用効率が高くなるため、照明装置から出射される光量を増やすことができ、照度を高めることができる。
【0015】
上記の構成を実現するために、より具体的には、第2の反射手段が絶縁性を有することが望ましい。より望ましくは、第2の反射手段が誘電体多層膜からなることが望ましい。
この構成によれば、第2の反射手段が一方のヒートシンクと他方のヒートシンクとに接触するように配置されても、第2の反射手段は絶縁性を持つため両ヒートシンク間の短絡を防ぐことができる。そのため、第2の反射手段は積層された層に略垂直な光源の端面全面に設けることができ、光源から出射される光の利用効率を高めることができる。
特に誘電体多層膜は光を反射させることができるとともに絶縁性も備えているため上記第2の反射手段の材料として好適である。
【0016】
上記の構成を実現するために、より具体的には、光源とヒートシンクとが光源の主面の一部で接触しており、光源の主面の前記ヒートシンクと接触していない領域から光を出射してもよい。
この構成によれば、光源とヒートシンクとが光源の主面の一部で接触しているので、従来のようにボンディングワイヤで点接触していたものより、光源で発生した熱をより逃がしやすくなる。そのため、光源の冷却効果を高めることができ、その発光効率を高めることができる。
【0017】
上記の構成を実現するために、より具体的には、光源の端面から出射された光を、光源の上記積層方向に反射する第3の反射手段が設けられていてもよい。
この構成によれば、光源の端面から出射された光を、第3の反射手段で反射して照明に利用することができる。つまり、光源から出射される光の利用効率が高くなるため、照明装置から出射される光量を増やすことができ、照度を高めることができる。
ここで、積層方向とは、光源として用いられている複数の層が積層されてなる発光ダイオードの面のうち、その層が積層されている方向のことである。
【0018】
上記の構成を実現するために、より具体的には、光源の端面から出射された光のうち、ヒートシンクが設けられた領域に出射された光を、ヒートシンクが設けられていない領域に向けて反射する第4の反射手段が設けられていてもよい。
この構成によれば、光源の端面から出射された光のうち、ヒートシンクが設けられた領域に出射された光を、第4の反射手段によりヒートシンクが設けられていない領域に反射することができる。第4の反射手段に反射された光は、第3の反射手段に入射して上記積層方向に反射され照明に利用することができる。つまり、光源から出射される光の利用効率が高くなるため、照明装置から出射される光量を増やすことができ、照度を高めることができる。
【0019】
照明装置と、照明装置からの光を変調する光変調手段と、光変調手段によって変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置の照明装置に、上記発明の照明装置を用いることができる。
投射型表示装置の照明装置に上記照明装置が用いられることにより、投射型表示装置の照度を高めることができるとともに、壊れ難くすることができ寿命を長くすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
〔第1の実施の形態〕
以下、本発明の第1の実施の形態について図1から図4を参照して説明する。
本実施の形態においては、3板式の投射型液晶表示装置の例を示す。図1は投射型表示装置10の全体構成を示す概略図であって、符号11r、11g、11gは照明装置、31、32、33は液晶ライトバルブ(光変調手段)、35はクロスダイクロイックプリズム、41は投射レンズ(投射手段)である。
【0021】
本実施の形態の投射型表示装置10は、図1に示すように、それぞれR、G、Bの各色光を射出可能な照明装置11r、11g、11bと、照明装置11r、11g、11bからそれぞれ射出されたR、G、Bの色光に対応した液晶ライトバルブ31、32、33と、液晶ライトバルブ31、32、33に変調された各色光を合成するクロスダイクロイックプリズム35と、合成された光束をスクリーンSに投射する投射レンズ41とから概略構成されている。
【0022】
図2は、本実施形態の照明装置11r、11gの構成を示す概略図であり、図3は、本実施形態の照明装置11bの構成を示す概略図である。
照明装置11r、11g、11bは、図1から図3に示すように、それぞれR、G、Bの色光を出射するLEDチップ(光源)12r、12g、12bと、電極pからなるヒートシンク13pと、電極qからなるヒートシンク13qと、両電極p、qを兼用するヒートシンク21と、電極の働きを持たないヒートシンク22と、LEDチップ12r、12g、12bを封止する封止部14とから概略構成されている。
【0023】
LEDチップ12r、12gは、図2に示すように、基板15と、n型半導体16と、発光層17と、p型半導体18とが順に矢印A方向(積層方向)に沿って積層されている。ここで、基板15およびp型半導体18の矢印A方向外側の面は主面25とされ、LEDチップ12r、12gの主面25と略直交する面は端面26とされている。
LEDチップ12bは、図3に示すように、基板15bと、n型半導体16bと、発光層17bと、p型半導体18bとが順に矢印B方向(積層方向)に沿って積層されている。ここで、基板15bおよびp型半導体18bの矢印B方向外側の面は主面25bとされ、LEDチップ12r、12gの主面25bと略直交する面は端面26bとされている。
LEDチップ12r、12g、12bは、液晶ライトバルブ31、32、33と端面26、26bとが対向するように配置されている。
【0024】
LEDチップ12r、12g、12bに用いる半導体としては、例えばGaP系化合物半導体や、AlGaAs系化合物半導体、GaN系化合物系半導体など、出射する光の波長に応じて各種の半導体を用いることができる。本実施の形態では、LEDチップ12bをGaN系化合物系半導体に適応したもので説明する。そのため、基板15bがサファイア基板15b、n型半導体16bがn−GaN16b、p型半導体がp−GaN18bとなる。
【0025】
ヒートシンク13p、13q、21,22の材質としてはアルミや銅、金、シリコンなど導電性と熱伝導性とを兼ね備えたものが望ましい。
照明装置11r、11gにおいては、図2に示すように、ヒートシンク13qと基板15とが、基板15の主面25全体と接触するように導電性接着材で固着され、ヒートシンク13pとp型半導体18とが、p型半導体18の主面25全体と接触するように導電性接着材で固着されている。
【0026】
照明装置11bにおいては、図3に示すように、ヒートシンク22とサファイア基板15bとが、サファイア基板15bの主面25b全体と接触するように固着され、ヒートシンク21とp−GaN18bとが、p型半導体18bの主面25b全体と接触するように導電性接着材で固着されている。
ヒートシンク21には、絶縁層23により電気的に絶縁された導電層21qが形成されている。ヒートシンク21は電極pと導通するように形成され、導電層21qは電極qと導通するように形成されている。
導電層21q上には、例えばハンダなどの導電性を持つ材質からなるバンプ24が設けられている。導電層21qとn−GaN16bとは、このバンプ24により電気的導通可能に接続されている。
なお、照明装置11bの色光Bを出射するLEDチップ12bとしては、単一量子井戸(Single Quantum Well)タイプのLEDチップに適応して説明している。そのため、図3に示すように他のLEDチップ12r、12gと異なる外形となっているが、本発明の特徴である熱の伝導経路にはなんら影響を与えるものではない。
照明装置11r、11g、11bの液晶ライトバルブ31、32、33側の端面には、エポキシ樹脂からなる封止部14が設けられている。封止部14は、図2および図3に示すように、その先端が凸レンズ状に形成されている。
【0027】
ヒートシンク13p、13qとLEDチップ12r、12gとの接触面には、図2に示すように、第1の反射膜(第1の反射手段)19が設けられている。同様に、ヒートシンク21、22とLEDチップ12bとの接触面には、図3に示すように、第1の反射膜19が設けられている。
第1の反射膜19は導電性材料からなり、その光反射面がLEDチップ12r、12g、12b側になるように配置されている。なお、第1の反射膜19は、導電性を備え、光を反射すれば良いので、ヒートシンク13p、13q、21、22のLEDチップ12r、12g、12bとの接触面を鏡面状に磨いたものを使用することができる。
【0028】
図4は、本実施形態の照明装置11r、11g、11bの概略を示す平面図である。
LEDチップ12r、12g、12bの端面26、26bのうち、液晶ライトバルブ31、32、33に面していない端面26、26bには、図2から図4に示すように、第2の反射膜(第2の反射手段)20が設けられている。第2の反射膜20は、絶縁性の材料であるSiO2から形成された誘電体多層膜である。なお、第2の反射膜20の材料としては、絶縁性を備え、光を反射する性質を備えるものが好ましく、上記のSiO2の他には、MgFや、TiO2等を用いることができる。また、第2の反射膜20の配置位置は、発光層17、17bからの光を反射できればよく、上記端面26、26bに密着した配置の他にLEDチップ12r、12g、12bから離れた位置に配置されていてもよい。
【0029】
液晶ライトバルブ31、32、33は液晶パネルと、入射側偏光板(図示せず)と、射出側偏光板(図示せず)とから構成され、液晶パネルには、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと略記する)を用いたTN(Twisted Nematic)モードのアクティブマトリクス方式の透過型の液晶セルが使用されている。
クロスダイクロイックプリズム35は4つの直角プリズムが貼り合わされ、その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。
【0030】
次に、上記の構成からなる投射型表示装置10における作用について説明する。
照明装置11r、11g、11bからそれぞれ出射された色光R、G、Bは、図1に示すように、各色光に対応する液晶ライトバルブ31、32、33に入射される。入射された各色光は液晶ライトバルブ31、32、33により変調されてクロスダイクロイックプリズム35に出射される。変調された各色光は、クロスダイクロイックプリズム35において合成されて投射レンズ41に出射される。投射レンズ41は、合成された各色光をスクリーンSに向かって拡大投射する。
【0031】
次に、本発明の特徴部である照明装置11r、11g、11bの作用について説明する。
ヒートシンク13pおよびヒートシンク13qから電流を供給されたLEDチップ12r、12gと、ヒートシンク21および導電層21qから電流を供給されたLEDチップ12bとは、図1から図3に示すように、それぞれ発光層17、17bからR、G、Bの色光を全方向に向けて出射する。
出射方向が液晶ライトバルブ31、32、33方向の各色光は、封止部14を透過して液晶ライトバルブ31、32、33に集光するように出射される。
ヒートシンク13p、13q、21、22との接触面方向に出射された各色光は、第1の反射膜19に反射され、液晶ライトバルブ31、32、33方向に出射される。
LEDチップ12r、12g、12bの端面26、26b方向に出射された光のうち、液晶ライトバルブ31、32、33方向の以外の方向に出射された各色光は、第2の反射膜20に反射され液晶ライトバルブ31、32、33方向に出射される。
【0032】
上記の構成によれば、LEDチップ12r、12g、およびヒートシンク13p、13qと、LEDチップ12bおよびヒートシンク21、22とが面接触しているので、LEDチップ12r、12g、12bから逃げる単位時間当たりの熱量が増える。そのため、LEDチップ12r、12g、12bが高温になることを防ぎ、その発光効率を高めることができる。つまり、照明装置11r、11g、11bおよび投射型表示装置10から出射される光量を増やすことができ、照度を高めることができる。
【0033】
また、LEDチップ12r、12g、12bの端面26、26b方向に光を射出させているので、LEDチップ12r、12g、12bの発光部の面積が小さくなる。これによってレンズなどで光を液晶ライトバルブ31、32、33に集光することが容易となり、投射型表示装置10の光の利用効率が高くなる。
【0034】
また、LEDチップ12r、12g、12bが高温になることを防ぐことができるため、熱によるLEDチップ12r、12g、12bおよびその周辺部の劣化や破壊などの影響を緩和することができる。熱による影響を緩和することによりLEDチップ12r、12g、12bの寿命が長くなり、ひいては照明装置11r、11g、11bおよび投射型表示装置10の寿命を長くすることができる。
【0035】
さらに、LEDチップ12r、12g、12bに電流を多く流した場合に、LEDチップ12r、12g、12bから発生した熱により、LEDチップ12r、12g、12b周辺部などが破壊されることを防止できる。そのため、LEDチップ12r、12g、12bの定格電流よりも大きな電流を流すことが可能となり、LEDチップ12r、12g、12bから出射される光量を増やすことができる。
【0036】
ヒートシンク13p、13q、21が電極とヒートシンクとを兼ねているので、ヒートシンク13p、13q、21とは別に電流を供給する電極を設ける必要がない。つまり、LEDチップ12r、12gおよびヒートシンク13p、13qと、LEDチップ12bおよびヒートシンク21との接触面積を増やすことが容易になり、LEDチップ12r、12g、12bの冷却効果をより高めることができ、その発光効率をより高めることができる。
【0037】
LEDチップ12r、12g、12bからヒートシンク13p、13q、21、22との接触面に向けて出射され液晶ライトバルブ31、32、33の照明に利用できなかった光を、第1の反射膜19により反射して液晶ライトバルブ31、32、33の照明に利用することができる。つまり、LEDチップ12r、12g、12bから出射される光の利用効率が高くなるため、照明装置11r、11g、11bおよび投射型表示装置10から出射される光量を増やすことができ、照度を高めることができる。
【0038】
また、第1の反射膜19は導電性を備えるため、ヒートシンク13p、13q、21との接触面の全面に設けることができる。そのため、LEDチップ12r、12g、12bから上記接触面に向けて出射される光の全てを反射することができ、LEDチップ12r、12g、12bから出射される光の利用効率を高めることができる。
【0039】
LEDチップ12r、12g、12bから端面26、26b方向に出射された光のうち、液晶ライトバルブ31、32、33を照射せずロスしていた光を、第2の反射膜20により反射して利用することができる。LEDチップ12r、12g、12bから出射される光の利用効率が高くなるため、照明装置11r、11g、11bおよび投射型表示装置10から出射される光量を増やすことができ、照度を高めることができる。
【0040】
第2の反射膜20が絶縁性を備えるため、電極であるヒートシンク13pおよびヒートシンク13qと、電極であるヒートシンク21および電極でないヒートシンク22とに接触するように配置することができる。そのため、第2の反射膜20はLEDチップ12r、12g、12bの積層された層に略垂直な端面全面に設けることができ、LEDチップ12r、12g、12bから出射される光の利用効率を高めることができる。
【0041】
〔第2の実施の形態〕
次に、本発明の第2の実施の形態について図5から図7を参照して説明する。
本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態とは、照明装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図5および図7を用いて照明装置周辺のみを説明し、液晶ライトバルブ等の説明を省略する。
図5は本実施形態の照明装置50r、50gの概略を示す横断面図であり、図6は本実施形態の照明装置50r、50gの概略を示す平面図である。
【0042】
照明装置50r、50gのLEDチップ12r、12gは、p型半導体18の主面25が液晶ライトバルブ31、32、33に向くように配置されている。図5に示すように、ヒートシンク13qは基板15の主面25全面と接触するように導電性接着材で固着されている。ヒートシンク13pは、LEDチップ12r、12gと略同一平面上に設けられている。ヒートシンク13pには略方形の孔が設けられ、その方形の孔の中にLEDチップ12r、12gが配置されている。
【0043】
ヒートシンク13pとp型半導体18との間には梁部材(ヒートシンク)51が設けられている。梁部材51は、導電性と熱伝導性とを備えた材質からなり、ヒートシンク13pとp型半導体18の主面25とに面接触するように形成されている。その材質としては、ヒートシンク13p、13qと同様にアルミや銅、金、シリコンなどが望ましい。
ヒートシンク13pとヒートシンク13qとの間には、ヒートシンク13pと平面形状が略同一のスペーサ52が設けられている。スペーサ52は絶縁性を備え、ヒートシンク13pとヒートシンク13qとを電気的に絶縁している。また、スペーサ52は熱伝導性がよい材料で形成されているので、ヒートシンク13p、13q間の熱移動を妨げることがない。
【0044】
ヒートシンク13pおよびスペーサ52の略方形の孔の側壁には、図5および図6に示すように、第1の反射板(第3の反射手段)53が設けられている。第1の反射板53は、光源12r、12gの端面26に対して、略45度の傾きで配置され、発光層17から射出された光を液晶ライトバルブ31、32方向に反射する。
ヒートシンク13qと梁部材51とに挟まれた領域には、第2の反射板(第4の反射手段)54が設けられている。第2の反射板54は、ヒートシンク13q上に光源12r、12gの主面25に対して略直角に設けられるとともに、梁部材51の長手軸線方向に対して傾いて配置されている。
【0045】
図7は本実施形態の照明装置50bの概略を示す横断面図である。
照明装置50bは、照明装置50r、50gと略同一の構成をしている。そのため、照明装置50bについては、図7を示し照明装置50r、50gと異なる部分について説明する。
ヒートシンク13pとp−GaN18bとの間には梁部材(ヒートシンク)51pが設けられ、ヒートシンク13qとn−GaN16bとの間には梁部材(ヒートシンク)51qが設けられている。梁部材51p、51qは導電性と熱伝導性とを備えた材質からなり、梁部材51pはヒートシンク13pとp−GaN18bの主面25bとに面接触するように形成され、梁部材51qはヒートシンク13qとn−GaN16bとに接触するように形成されている。その材質としては、ヒートシンク13p、13qと同様に、アルミや銅、金、シリコンなどが望ましい。梁部材51qには、例えばハンダなどの導電性を持つ材質からなるバンプ24が設けられている。導電層21qとn−GaN16bとは、このバンプ24により電気的導通可能に接続されている。
ヒートシンク13qは、梁部材51qとの接触面が液晶ライトバルブ33の方向に突出して形成されている。ヒートシンク13pとの境にはスペーサ52が配置され、ヒートシンク13pとヒートシンク13qとの電気的に絶縁されている。
【0046】
次に、本発明の特徴部である照明装置50r、50g、50bの作用について説明する。
ヒートシンク13pおよびヒートシンク13qから電流を供給されたLEDチップ12r、12g、12bは、図5から図7に示すように、それぞれ発光層17、17bからR、G、Bの色光を全方向に向けて出射する。
p型半導体18およびp−GaN18bを透過した各色光は、そのまま液晶ライトバルブ31、32、33方向に出射される。n型半導体16およびn−GaN16b透過して伝搬する各色光は、第1の反射膜19に反射されて液晶ライトバルブ31、32、33方向に出射される。
【0047】
端面26、26b方向に出射された各色光のうち、梁部材51の設けられていない方向に出射された各色光は、第1の反射板53に反射されて液晶ライトバルブ31、32、33方向に出射される。また、梁部材51の設けられている方向に出射された各色光は、第2の反射板54に反射され第1の反射板53に入射し、液晶ライトバルブ31、32、33方向に出射される。
【0048】
また、LEDチップ12r、12gにおいて発光する際に発生した熱は2つの経路を通って放熱される。1つの経路が、LEDチップ12r、12gからヒートシンク13qに伝わり、ヒートシンク31qに熱伝導可能に接続された外付けの放熱器(図示せず)から大気に放熱される経路である。もう1つの経路が、LEDチップ12r、12gから梁部材51、ヒートシンク13p、スペーサ52、ヒートシンク13qに伝わり、上記放熱器から大気に放熱される経路である。
同様に、LEDチップ12bにおいて発光する際に発生した熱も2つの経路を通って放熱される。1つの経路が、LEDチップ12bからヒートシンク13qに伝わり、上記放熱器から大気に放熱される経路である。もう1つの経路が、LEDチップ12bから梁部材51p、51q、ヒートシンク13p、スペーサ52、ヒートシンク13qに伝わり、上記放熱器から大気に放熱される経路である。
【0049】
上記の構成によれば、LEDチップ12r、12g、12bの端面26、26bから出射され液晶ライトバルブ31、32、33の照明に利用できなかった光を、第1の反射板53で反射して液晶ライトバルブ31、32、33の照明に利用することができる。
つまり、LEDチップ12r、12g、12bから出射される光の利用効率が高くなるため、照明装置50r、50g、50bおよび投射型表示装置10から出射される光量を増やすことができ、照度を高めることができる。
【0050】
第2の反射板54は、LEDチップ12r、12g、12bの端面26、26bから出射された光のうち、梁部材51が配置されている領域に出射された光を、第1の反射板53に向けて反射している。第1の反射板53により、光は液晶ライトバルブ31、32、33に向けて反射され、液晶ライトバルブ31、32、33の照明に利用することができる。
つまり、LEDチップ12r、12g、12bから出射される光の利用効率が高くなるため、照明装置50r、50g、50bおよび投射型表示装置10から出射される光量を増やすことができ、照度を高めることができる。
【0051】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、この発明を三板式投射型表示装置に適応して説明したが、この発明は三板式投射型表示装置に限られることなく、単板式投射型表示装置などその他各種の表示装置に適応できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の投射型表示装置を示す概略図である。
【図2】第1の実施の形態の照明装置を示す概略図である。
【図3】第1の実施の形態の照明装置を示す概略図である。
【図4】第1の実施の形態の照明装置を示す平面概略図である。
【図5】第2の実施の形態の照明装置を示すの概略図である。
【図6】第2の実施の形態の照明装置を示す平面概略図である。
【図7】第2の実施の形態の照明装置を示す概略図である。
【符号の説明】
10・・・投射型表示装置、 11r、11g、11b、50r、50g、50b・・・照明装置、 12r、12g、12b・・・LEDチップ(光源)、13p、13q、21、22・・・ヒートシンク、 19・・・第1の反射膜(第1の反射手段)、 20・・・第2の反射膜(第2の反射手段)、 25、25b・・・主面、 26、26b・・・端面、 31、32、33・・・液晶ライトバルブ(光変調手段)、 41・・・投射レンズ(投射手段)、 51・・・梁部材(ヒートシンク) 53・・・第1の反射板(第3の反射手段)、 54・・・第2の反射板(第4の反射手段)
Claims (13)
- 被照明領域を照明するために用いられる照明装置であって、
光を出射する光源と、該光源で発生した熱を光源から逃がすヒートシンクと、が設けられ、
前記光源が、複数の層が積層されてなる発光ダイオードであり、
前記光源と前記ヒートシンクとが前記光源の主面において面接触していることを特徴とする照明装置。 - 前記ヒートシンクが導電性材料からなり、前記光源に電流を供給可能に構成されていることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記導電性材料として、アルミ、銅、金またはシリコンが用いられていることを特徴とする請求項2記載の照明装置。
- 前記光源と前記ヒートシンクとの接触面に、第1の反射手段が設けられ、
該第1の反射手段が、前記光源から出射された光を前記光源に向けて反射することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の照明装置。 - 前記第1の反射手段が導電性を有することを特徴とする請求項4記載の照明装置。
- 前記光源と前記ヒートシンクとが、前記光源の主面全体で接触しており、
前記光源の端面から光を出射することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の照明装置。 - 前記光源の端面から出射された光のうち、前記被照明領域を照明しない光を前記光源に向けて反射する第2の反射手段が設けられていることを特徴とする請求項6記載の照明装置。
- 前記第2の反射手段が、絶縁性を有することを特徴とする請求項7記載の照明装置。
- 前記第2の反射手段が、誘電体多層膜からなることを特徴とする請求項7または8に記載の照明装置。
- 前記光源と前記ヒートシンクとが、前記光源の主面の一部で接触しており、
前記光源の主面の前記ヒートシンクと接触していない領域から光を出射することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の照明装置。 - 前記光源の端面から出射された光を、前記光源の積層方向に反射する第3の反射手段が設けられていることを特徴とする請求項10記載の照明装置
- 前記光源の端面から出射された光のうち、前記ヒートシンクが設けられた領域に出射された光を、前記ヒートシンクが設けられていない領域に向けて反射する第4の反射手段が設けられていることを特徴とする請求項11記載の照明装置。
- 照明装置と、該照明装置からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段によって変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、
前記照明装置が、請求項1から12のいずれかに記載の照明装置であることを特徴とする投射型表示装置。
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