JP2005116799A - Luminous body and projector - Google Patents

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JP2005116799A JP2003349511A JP2003349511A JP2005116799A JP 2005116799 A JP2005116799 A JP 2005116799A JP 2003349511 A JP2003349511 A JP 2003349511A JP 2003349511 A JP2003349511 A JP 2003349511A JP 2005116799 A JP2005116799 A JP 2005116799A
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秀也 ▲関▼
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luminous body that can reduce the unevenness of a luminous pattern and, at the same time, can be increased in quantity of light without increasing etendue, and to provide a projector using the luminous body. <P>SOLUTION: Luminous bodies 12r, 12g, and 12b are respectively constituted by laminating luminous body chips 11r, 11g, and 11b having luminous areas 16a and nonluminous areas 16b upon another. The luminous body chips 11r, 11g, and 11b are laminated upon another so that the luminous areas 16a of the other luminous bodies chips 11r, 11g, and 11b may be disposed in the light emitting direction of the nonluminous area 16b of one luminous body chip 11r, 11g, and 11b. Of the plurality of laminated luminous body chips 11r, 11g, and 11b, the nonluminous areas 16b of the other luminous body chips 11r, 11g, and 11b laminated in the light emitting direction of at least one luminous body chip 11r, 11g, and 11b transmit light. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、発光体およびプロジェクタに関する。   The present invention relates to a light emitter and a projector.

従来のプロジェクタ(投射型表示装置)では、その光源として、古くはハロゲンランプ、近年は高輝度高効率である高圧水銀ランプ(UHP)が多く用いられてきた。放電型のランプであるUHPを用いた光源は高圧の電源回路を要し、大型で重く、プロジェクタの小型軽量化の妨げになっていた。また、ハロゲンランプよりは寿命が長いものの依然短寿命である他、光源の制御(高速の点灯、消灯、変調)が略不可能で、また立ち上げに数分という長い時間を要していた。   In conventional projectors (projection display devices), a halogen lamp has been used as a light source in the past, and a high-pressure mercury lamp (UHP) having high luminance and high efficiency has been used in recent years. A light source using UHP, which is a discharge lamp, requires a high-voltage power circuit, is large and heavy, and hinders the reduction in size and weight of the projector. Further, although it has a longer life than a halogen lamp, it still has a short life, and it is almost impossible to control the light source (fast lighting, extinguishing, modulation), and it takes a long time to start up.

そこで最近、新しい光源としてLED発光体が注目されている。LEDは超小型・超軽量、長寿命である。また、駆動電流の制御によって、点灯・消灯、出射光量の調整が自由にできる。この点でプロジェクタの光源としても有望であり、既に小型・携帯用の小画面プロジェクタへの応用開発が始まっている。
そのなかでも、光取り出し効率を向上させるために、p型n型両方の電極を一方の面から取り出し、他方の面の全面から光を取り出すLED発光体が提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。
「白色LED照明システムの高輝度化・高効率・長寿命化技術」株式会社 技術情報協会、2003年3月27日、p.14
Therefore, recently, an LED illuminant has attracted attention as a new light source. LEDs are ultra-compact, ultra-light, and have a long life. In addition, by controlling the drive current, it is possible to freely turn on / off and adjust the amount of emitted light. In this respect, it is also promising as a light source for projectors, and application development has already started for small and portable small screen projectors.
Among them, in order to improve the light extraction efficiency, an LED light emitter has been proposed in which both the p-type and n-type electrodes are extracted from one surface and light is extracted from the entire surface of the other surface (for example, non-patent document). 1).
“High-intensity, high-efficiency, and long-life technology of white LED lighting system” Technical Information Association, Inc., March 27, 2003, p. 14

上記非特許文献1に記載されている従来のLED発光体においては、p型半導体層の表面にストライプ状に電極を形成し、p型半導体層および発光層をエッチングしてn型半導体層をストライプ状に露出させ、その面に電極を形成している。
このような構造においては、発光部がストライプ状となるため、LED発光体からの発光は一様ではなく、ストライプ状の発光パターンとなってしまうという問題があった。
さらに発光しない領域があるため、LED発光体の面積から見た光量が減少しているという問題があった。
In the conventional LED light emitter described in Non-Patent Document 1, electrodes are formed in stripes on the surface of a p-type semiconductor layer, and the p-type semiconductor layer and the light-emitting layer are etched to stripe the n-type semiconductor layer. The electrode is formed on the surface.
In such a structure, since the light emitting portion has a stripe shape, there is a problem in that light emission from the LED light emitter is not uniform and a light emission pattern in a stripe shape.
Furthermore, since there is a region that does not emit light, there is a problem that the amount of light viewed from the area of the LED light emitter is reduced.

また、この光源をプロジェクタに用いた場合、上記発光パターンは光学系を介してスクリーン上に至るまで保存され、画像のムラの原因となっていた。ここで述べた画像のムラとは2つあり、1つは画像の明るさのムラであり、もう1つが色光R、G、Bを重ね合わせた際に、各色光の発光パターンがずれて生じる色ムラである。この色ムラは目立ちやすく大きな課題となっていた。   Further, when this light source is used in a projector, the light emission pattern is stored up to the screen via the optical system, which causes image unevenness. The image unevenness described here is two, one is the unevenness of the image brightness, and the other is when the colored light R, G, B is superimposed, the light emission pattern of each color light is shifted. Color unevenness. This color irregularity is a conspicuous and big problem.

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、発光パターンのムラを軽減するとともに、エテンデュを増大させることなく光量を増やすことができる発光体およびそれを用いたプロジェクタを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a light emitter capable of reducing unevenness of a light emission pattern and increasing the amount of light without increasing etendue, and a projector using the light emitter. The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明の発光体は、光を出射する発光領域と非発光領域とを有する発光体チップを積層した発光体であって、一の発光体チップの非発光領域の光出射方向に、他の発光体チップの発光領域が配置されるように発光体チップを積層させ、積層された複数の発光体チップのうち、少なくとも一の発光体チップの光出射方向に積層された他の発光体チップの非発光領域は、光を透過することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a light emitter of the present invention is a light emitter in which a light emitter chip having a light emitting region and a non-light emitting region for emitting light is laminated, and the light emitter of the non-light emitting region of one light emitter chip. The light emitting chips are stacked so that the light emitting areas of the other light emitting chips are arranged in the light emitting direction, and are stacked in the light emitting direction of at least one of the stacked light emitting chips. The non-light emitting area of another light emitting chip is characterized by transmitting light.

すなわち、本発明の発光体は、一の発光体チップの非発光領域の光出射方向に、他の発光体チップの発光領域が配置されているため、発光体チップが積層された発光体としては、非発光領域をなくすことができる。また、光出射方向に対して下層側の発光体チップの発光領域から出射した光は、上層側の発光体チップの非発光領域を透過して、光出射方向に出射される。そのため、発光体の発光パターンのムラを軽減することができ、出射される光の照度分布の不均一を軽減することができる。
また、非発光領域がなくなるため、発光体の面積を増やすことなく(エテンデュを増大させずに)出射される光量を増加させることができる。
That is, the light emitter of the present invention has a light emitting region of another light emitter chip arranged in the light emitting direction of the non-light emitting region of one light emitter chip. The non-light emitting area can be eliminated. Further, the light emitted from the light emitting region of the lower light emitting chip with respect to the light emitting direction passes through the non-light emitting region of the upper light emitting chip and is emitted in the light emitting direction. Therefore, unevenness of the light emission pattern of the light emitter can be reduced, and unevenness of the illuminance distribution of the emitted light can be reduced.
Further, since the non-light emitting region is eliminated, the amount of emitted light can be increased without increasing the area of the light emitter (without increasing the etendue).

上記の構成を実現するために、より具体的には、発光領域および非発光領域には、発光体チップに電荷を注入するための電極が配置され、少なくとも非発光領域に配置された電極が、発光領域から出射した光を透過する材料から形成されることが望ましい。
この構成によれば、発光領域および非発光領域に電極を配置したことにより、それぞれの電極から電荷を注入することができ、発光層から光を出射することができる。
また、少なくとも非発光領域に配置された電極が、発光領域から出射された光を透過する材料、つまり透明材料で形成されているため、下層の発光体チップから出射された光を遮ることなく上方に出射させることができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, in the light emitting region and the non-light emitting region, an electrode for injecting charges into the light emitting chip is disposed, and at least the electrode disposed in the non-light emitting region is It is desirable to be formed from a material that transmits light emitted from the light emitting region.
According to this configuration, since the electrodes are arranged in the light emitting region and the non-light emitting region, it is possible to inject charges from the respective electrodes and to emit light from the light emitting layer.
In addition, since the electrode disposed at least in the non-light-emitting region is formed of a material that transmits light emitted from the light-emitting region, that is, a transparent material, the upper side without blocking light emitted from the lower-layer light emitting chip. Can be emitted.

上記の構成を実現するために、より具体的には、電極が一方の電極および他方の電極とからなり、一方の電極および他方の電極が、それぞれ発光領域および非発光領域に配置され、一方の電極および他方の電極が、発光体チップの1辺の近傍領域において、被実装対象と電気的に接続されていることが望ましい。
この構成によれば、一方の電極および他方の電極が、発光体チップの1辺の近傍領域において被実装対象と電気的に接続されている。そのため、発光体チップを積層させても、発光体チップの1辺を張り出させることで発光体チップに被実装対象から電荷を注入し、発光させることができる。また、発光体チップの重ね合わせ領域を発光体の略中央部に集めることができ、発光パターンのムラが低減された領域を略中央部に配置することができる。
More specifically, in order to realize the above configuration, the electrode includes one electrode and the other electrode, and the one electrode and the other electrode are disposed in the light emitting region and the non-light emitting region, respectively, It is desirable that the electrode and the other electrode are electrically connected to the mounting target in a region near one side of the light emitting chip.
According to this configuration, the one electrode and the other electrode are electrically connected to the mounting target in a region near one side of the light emitting chip. Therefore, even when the light emitting chips are stacked, by extending one side of the light emitting chips, it is possible to inject charges from the mounted object into the light emitting chips to emit light. In addition, the overlapping region of the light emitting chips can be gathered in the substantially central portion of the light emitting body, and the region in which the unevenness of the light emitting pattern is reduced can be arranged in the substantially central portion.

上記の構成を実現するために、より具体的には、積層された発光体チップの間には、発光体チップと略同一の屈折率を有する接着剤が充填されたことが望ましい。
この構成によれば、下層の発光体チップから出射された光が、上層の発光体チップとの境界で反射され発光体内に光が閉じ込められることを防ぐことができる。つまり、下層の発光体チップから出射された光が、全反射することなく上層の発光体チップに入射し、発光体から出射されることができる。そのため、発光体内の光閉じ込めによる光取り出し損失を防止できる。
In order to realize the above configuration, more specifically, it is desirable that an adhesive having substantially the same refractive index as that of the light emitting chip is filled between the stacked light emitting chips.
According to this configuration, it is possible to prevent light emitted from the lower light emitting chip from being reflected at the boundary with the upper light emitting chip and being confined in the light emitting body. That is, the light emitted from the lower light emitting chip can enter the upper light emitting chip without being totally reflected, and can be emitted from the light emitting body. Therefore, it is possible to prevent light extraction loss due to light confinement in the luminous body.

上記の構成を実現するために、より具体的には、発光領域および非発光領域が、交互に並ぶストライプ形状に形成され、発光領域および非発光領域のストライプの幅が略同一であることが望ましい。
この構成によれば、発光領域および非発光領域のストライプの幅を略同一に形成しているため、両領域に配置した電極の幅も略同一とすることができる。そのため、両電極から発光領域および非発光領域に注入される電荷の密度を均一にでき、発光領域に電荷を過不足なく供給して無駄なく発光させることができる。
In order to realize the above-described configuration, more specifically, it is desirable that the light emitting regions and the non-light emitting regions are formed in stripes alternately arranged, and the stripe widths of the light emitting regions and the non-light emitting regions are substantially the same. .
According to this configuration, since the stripe widths of the light emitting region and the non-light emitting region are formed substantially the same, the widths of the electrodes arranged in both regions can be made substantially the same. Therefore, the density of charges injected from both electrodes into the light emitting region and the non-light emitting region can be made uniform, and charges can be supplied to the light emitting region without excess or deficiency to emit light without waste.

本発明のプロジェクタは、光源と、光源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プロジェクタであって、光源が上記本発明の発光体を備えていることを特徴とする。   A projector according to the present invention is a projector including a light source, a light modulation unit that modulates light from the light source, and a projection unit that projects light modulated by the light modulation unit. It is characterized by having a body.

すなわち、本発明のプロジェクタは、上記本発明の発光体を備えた光源を用いているため、投射される画像の明るさのムラおよび色のムラを軽減することができる。   That is, since the projector according to the present invention uses the light source including the light emitter according to the present invention, it is possible to reduce unevenness in brightness and color in the projected image.

以下、本発明の実施の形態について図1から図3を参照して説明する。
図1は、本実施の形態に係るプロジェクタの概略構成図である。
本実施形態に係るプロジェクタ1は、図1に示すように、3板式の液晶プロジェクタであり、それぞれR(赤)、G(緑)、B(青)の色光を出射可能な光源装置(光源)10R、10G、10Bと、各色光の照度分布を均一化するロッドレンズ30と、照度分布を均一化された各色光を変調する透過型の液晶ライトバルブ(光変調装置)40R、40G、40Bと、変調された色光を合成しカラー画像とするクロスダイクロイックプリズム50と、カラー画像を投射する投射レンズ(投射手段)60と、から概略構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projector according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the projector 1 according to the present embodiment is a three-plate liquid crystal projector, and is a light source device (light source) capable of emitting R (red), G (green), and B (blue) color light respectively. 10R, 10G, and 10B, a rod lens 30 that equalizes the illuminance distribution of each color light, and a transmissive liquid crystal light valve (light modulation device) 40R, 40G, and 40B that modulates each color light whose illuminance distribution is uniformed, The cross dichroic prism 50 that synthesizes the modulated color light to form a color image, and a projection lens (projection means) 60 that projects the color image are roughly configured.

図2は、本実施の形態に係る光源装置の概略平面図である。図3は、図2のA−A線矢視断面図である。
光源装置10R、10G、10Bは、その構成が同一でRGBの各色光を出射する発光体チップ(LEDチップ11r、11g、11b)を積層させた発光体(LED積層体12r、12g、12b)が異なるだけなので、光源装置10Bの構成について説明し、光源装置10R、10Gについては説明を省略する。
光源装置10Bは、図2および図3に示すように、Bの色光を出射するLEDチップ(発光体チップ)11bを積層させたLED積層体(発光体)12bと、LED積層体12bを載置し、LED積層体12bから発生した熱を外部に逃がす基板13と、から概略構成されている。
FIG. 2 is a schematic plan view of the light source device according to the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
The light source devices 10R, 10G, and 10B have the same structure and light emitters (LED stacked bodies 12r, 12g, and 12b) in which light emitter chips (LED chips 11r, 11g, and 11b) that emit RGB light are stacked. Since only the difference is made, the configuration of the light source device 10B will be described, and the description of the light source devices 10R and 10G will be omitted.
As shown in FIGS. 2 and 3, the light source device 10 </ b> B includes an LED laminate (light emitter) 12 b in which LED chips (light emitter chips) 11 b that emit B color light are laminated, and an LED laminate 12 b. The substrate 13 is configured to release heat generated from the LED laminate 12b to the outside.

LEDチップ11rは、例えばサファイアなどの透明基板14と、p−GaNなどのp型半導体層15pと、n−GaNなどのn型半導体層15nと、をこの順に積層させて形成されている。透明基板14は、略方形形状に形成されており、n型半導体層15nは、透明基板14と略同一形状に形成されている。p型半導体層15pは、略長方形形状に形成されストライプ状になるように配置され、p型半導体層15pが配置されている領域と配置されていない領域との幅が、略同一となるように配置されている。なお、p型半導体層15pが配置されている領域と配置されていない領域との幅は、上述のように略同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、透明基板14は、その厚さが薄いほど放熱性、光取り出し性が良好となり、プロジェクタ1の光源装置10Bに用いて好適となる。
p型半導体層15pとn型半導体層15nとの間には光を出射する発光層(図示せず)が形成されているため、p型半導体層15pが配置されている領域には、発光領域16aが形成され、逆に、p型半導体層15pが配置されていない領域には、非発光領域16bが形成されている。
The LED chip 11r is formed, for example, by laminating a transparent substrate 14 such as sapphire, a p-type semiconductor layer 15p such as p-GaN, and an n-type semiconductor layer 15n such as n-GaN in this order. The transparent substrate 14 is formed in a substantially square shape, and the n-type semiconductor layer 15n is formed in substantially the same shape as the transparent substrate 14. The p-type semiconductor layer 15p is formed in a substantially rectangular shape and arranged in a stripe shape, and the width of the region where the p-type semiconductor layer 15p is disposed and the region where the p-type semiconductor layer 15p is not disposed are substantially the same. Has been placed. In addition, the width | variety of the area | region where the p-type semiconductor layer 15p is arrange | positioned, and the area | region which is not arrange | positioned may be substantially the same as mentioned above, and may differ. Further, the transparent substrate 14 is more suitable for use in the light source device 10 </ b> B of the projector 1 because the thinner the transparent substrate 14, the better the heat dissipation and light extraction properties.
Since a light emitting layer (not shown) that emits light is formed between the p-type semiconductor layer 15p and the n-type semiconductor layer 15n, the region where the p-type semiconductor layer 15p is disposed has a light emitting region. On the contrary, a non-light emitting region 16b is formed in a region where the p-type semiconductor layer 15p is not disposed.

p型半導体層15pの面には、電荷をp型半導体層15pに注入するアノード電極(電極)17pが配置され、n型半導体層15nが露出している面(p型半導体層15pが配置されていない領域)には、n型半導体層15nに電荷を注入するカソード電極(電極)17nが配置されている。アノード電極17pは、p型半導体層15pと略同一形状に形成され、カソード電極17nは、両側のp型半導体層15pに接触しないようにn型半導体層15nの露出面より幅の狭い形状に形成されている。アノード電極17pは、例えばAu、Ag、Cu等の光を透過しない導電材料から形成され、カソード電極17nは、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの光を透過する導電材料から形成されている。なお、アノード電極17pは、上述のように光を透過しない導電材料から形成されてもよいが、例えばITO等の光を透過する導電材料から形成されてもよい。   An anode electrode (electrode) 17p for injecting charges into the p-type semiconductor layer 15p is disposed on the surface of the p-type semiconductor layer 15p, and a surface from which the n-type semiconductor layer 15n is exposed (the p-type semiconductor layer 15p is disposed). A cathode electrode (electrode) 17n for injecting charges into the n-type semiconductor layer 15n is disposed in the non-region). The anode electrode 17p is formed in substantially the same shape as the p-type semiconductor layer 15p, and the cathode electrode 17n is formed in a shape narrower than the exposed surface of the n-type semiconductor layer 15n so as not to contact the p-type semiconductor layer 15p on both sides. Has been. The anode electrode 17p is formed of a conductive material that does not transmit light, such as Au, Ag, or Cu, and the cathode electrode 17n is formed of a conductive material that transmits light, such as ITO (Indium Tin Oxide), for example. The anode 17p may be formed of a conductive material that does not transmit light as described above, but may be formed of a conductive material that transmits light, such as ITO.

LED積層体18は2枚のLEDチップ11bを重ね合わせ、耐熱性および透明基板14と略同一の屈折率を有する接着剤20により貼り合わせて形成されている。LED積層体18のLEDチップ11bは、下層のLEDチップ11bの非発光領域16b上に上層のLEDチップ11b発光領域16aが配置されるように重ね合わされている。同時に、ストライプ状の発光領域16aおよび非発光領域16bの長手軸線方向にもずらして重ね合わせ、上層のLEDチップ11bが後述する基板13のアノードマウント部21p、カソードマウント部21nと電気的に接続する領域を形成している。   The LED laminate 18 is formed by superimposing two LED chips 11 b and bonding them together with an adhesive 20 having heat resistance and a refractive index substantially the same as that of the transparent substrate 14. The LED chip 11b of the LED stack 18 is overlaid so that the upper LED chip 11b light emitting region 16a is disposed on the non-light emitting region 16b of the lower LED chip 11b. At the same time, the upper and lower LED chips 11b are electrically connected to an anode mount portion 21p and a cathode mount portion 21n of the substrate 13, which will be described later. An area is formed.

基板13には、アノード電極17pに電荷を供給するアノードマウント部21pと、カソード電極17nに電荷を供給するカソードマウント部21nと、が配置されている。カソードマウント部21nは、コの字形状に形成されていて、アノードマウント部21pが、コの字形状の中に配置されている。アノードマウント部21pおよびカソードマウント部21nには、それぞれアノード電極17pおよびカソード電極17nと電気的に接続する半田ボールからなるコンタクト部材(コンタクト部)22が配置されている。   The substrate 13 is provided with an anode mount portion 21p for supplying charges to the anode electrode 17p and a cathode mount portion 21n for supplying charges to the cathode electrode 17n. The cathode mount portion 21n is formed in a U shape, and the anode mount portion 21p is disposed in the U shape. Contact members (contact portions) 22 made of solder balls that are electrically connected to the anode electrode 17p and the cathode electrode 17n are disposed on the anode mount portion 21p and the cathode mount portion 21n, respectively.

ロッドレンズ30は、例えばガラスや石英、透明樹脂などの透明材料を用いて角柱状に形成されている。ロッドレンズ30の側面はAgなどを蒸着して反射膜を形成してもよいし、反射膜を形成しなくてもよい。
液晶ライトバルブ40R、40G、40B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50は、図1に示すように、4つの直角プリズムが貼り合わされた構造を有し、その貼り合わせ面51a、51bには誘電体多層膜からなる光反射膜(図示略)が十字状に形成されている。具体的には、貼り合わせ面51aには、液晶ライトバルブ40Rで形成された赤色の画像光を反射し、それぞれ液晶ライトバルブ40G、40Bで形成された緑色及び青色の画像光を透過する光反射膜が設けられ、貼り合わせ面51bには、液晶ライトバルブ40Bで形成された青色の画像光を反射し、それぞれ液晶ライトバルブ40R、40Gで形成された赤色及び緑色の画像光を透過する光反射膜が設けられている。
The rod lens 30 is formed in a prismatic shape using a transparent material such as glass, quartz, or transparent resin. The side surface of the rod lens 30 may be formed by depositing Ag or the like to form a reflective film, or the reflective film may not be formed.
The liquid crystal light valves 40R, 40G, and 40B use TN (Twisted Nematic) mode active matrix type transmissive liquid crystal cells that use thin film transistors (hereinafter abbreviated as TFTs) as pixel switching elements. Has been.
As shown in FIG. 1, the cross dichroic prism 50 has a structure in which four right-angle prisms are bonded together. A light reflecting film (not shown) made of a dielectric multilayer film is formed on the bonded surfaces 51a and 51b. It is formed in a shape. Specifically, light reflection that reflects red image light formed by the liquid crystal light valve 40R and transmits green and blue image light formed by the liquid crystal light valves 40G and 40B, respectively, to the bonding surface 51a. A film is provided on the bonding surface 51b, which reflects the blue image light formed by the liquid crystal light valve 40B and transmits the red and green image light formed by the liquid crystal light valves 40R and 40G, respectively. A membrane is provided.

次に、上記の構成からなるプロジェクタ1における作用について説明する。
まず、本発明の特徴部である光源装置10R、10G、10Bにおける作用について説明する。
照明装置10R、10G、10Bは、その作用が同一なので、照明装置10Bの作用について説明し、照明装置10R、10Gについては説明を省略する。
照明装置10Bは、図2および図3に示すように、電流が供給されると基板13のアノードマウント部21pおよびカソードマウント部21nに電荷が供給される。アノードマウント部21pおよびカソードマウント部21nに供給された電荷は、コンタクト部材22を介して下層のLEDチップ11bおよび上層のLEDチップ11bのアノード電極17pおよびカソード電極17nに注入される。各電極17p、17nに注入された電荷は、それぞれp型半導体層15pおよびn型半導体層15nに注入され、発光層(図示せず)において色光Bに変換されて出射される。p型半導体層15pに向けて出射された色光Bは、アノード電極17pに反射されてp型半導体層15p、n型半導体層15n、透明基板14の順に伝搬してLEDチップ11bから出射される。n型半導体層15nに向けて出射された色光Bは、n型半導体層15n、透明基板14の順に伝搬してLEDチップ11bから出射される。色光Bは発光層(図示せず)が形成されている発光領域16aからLEDチップ11b外に出射される。
LED積層体18の下層に配置されたLEDチップ11bから出射された色光Bは、上層に配置されたLEDチップ11bの非発光領域16bに入射する。色光Bは、カソード電極17n、n型半導体層15n、透明基板14を透過して上層LEDチップ11bの非発光領域16bから出射される。
Next, the operation of the projector 1 having the above configuration will be described.
First, the operation of the light source devices 10R, 10G, and 10B, which is a feature of the present invention, will be described.
Since the illumination devices 10R, 10G, and 10B have the same operation, the operation of the illumination device 10B will be described, and the description of the illumination devices 10R and 10G will be omitted.
As shown in FIGS. 2 and 3, in the lighting device 10B, when current is supplied, electric charges are supplied to the anode mount portion 21p and the cathode mount portion 21n of the substrate 13. The charges supplied to the anode mount portion 21p and the cathode mount portion 21n are injected via the contact member 22 into the anode electrode 17p and the cathode electrode 17n of the lower LED chip 11b and the upper LED chip 11b. The charges injected into the electrodes 17p and 17n are respectively injected into the p-type semiconductor layer 15p and the n-type semiconductor layer 15n, converted into colored light B in the light emitting layer (not shown), and emitted. The colored light B emitted toward the p-type semiconductor layer 15p is reflected by the anode electrode 17p, propagates in the order of the p-type semiconductor layer 15p, the n-type semiconductor layer 15n, and the transparent substrate 14, and is emitted from the LED chip 11b. The colored light B emitted toward the n-type semiconductor layer 15n propagates in the order of the n-type semiconductor layer 15n and the transparent substrate 14 and is emitted from the LED chip 11b. The colored light B is emitted out of the LED chip 11b from the light emitting region 16a where a light emitting layer (not shown) is formed.
The colored light B emitted from the LED chip 11b disposed in the lower layer of the LED stacked body 18 enters the non-light emitting region 16b of the LED chip 11b disposed in the upper layer. The colored light B passes through the cathode electrode 17n, the n-type semiconductor layer 15n, and the transparent substrate 14, and is emitted from the non-light emitting region 16b of the upper LED chip 11b.

上述したように、LED積層体18から出射された色光Bはロッドレンズ30に入射される。ロッドレンズ30内に入射した色光Bは、ロッドレンズ30内を反射しながら伝搬して、その照度分布を均一化されてロッドレンズ30から出射される。
ロッドレンズ30から出射された色光Bは液晶ライトバルブ40Bに入射し、プロジェクタ1に入力された画像信号に基づいて変調されて出射される。
変調された色光Bはクロスダイクロイックプリズム50に入射し、色光Bと同様に光源装置10R、10Gから出射され液晶ライトバルブ40R、40Gにより変調された色光R、Gと合成され、カラー画像となって投射レンズ60からスクリーン70に投射される。
As described above, the color light B emitted from the LED laminate 18 is incident on the rod lens 30. The colored light B that has entered the rod lens 30 propagates while being reflected in the rod lens 30, and the illuminance distribution is made uniform and emitted from the rod lens 30.
The color light B emitted from the rod lens 30 enters the liquid crystal light valve 40B, and is modulated and emitted based on the image signal input to the projector 1.
The modulated color light B is incident on the cross dichroic prism 50 and, like the color light B, is emitted from the light source devices 10R and 10G and synthesized with the color lights R and G modulated by the liquid crystal light valves 40R and 40G to form a color image. Projection lens 60 projects onto screen 70.

上記の構成によれば、下層のLEDチップ11bの非発光領域16b上に上層のLEDチップ11bの発光領域16aが配置されているため、LED積層体12bとしては、非発光領域16bをなくすことができる。そのため、発光パターンのムラを軽減することができ、出射される光の照度分布の不均一を軽減することができる。
また、非発光領域16bがなくすことができるため、LED積層体12bの面積を増やすことなく(エテンデュを増大させずに)出射される光量を略2倍に増加させることができる。
According to the above configuration, since the light emitting area 16a of the upper LED chip 11b is disposed on the non-light emitting area 16b of the lower LED chip 11b, the non-light emitting area 16b can be eliminated as the LED stack 12b. it can. Therefore, unevenness of the light emission pattern can be reduced, and unevenness of the illuminance distribution of the emitted light can be reduced.
Further, since the non-light emitting region 16b can be eliminated, the amount of emitted light can be increased approximately twice without increasing the area of the LED laminate 12b (without increasing the etendue).

アノード電極17pおよびカソード電極17nが、LEDチップ11bの1辺の近傍領域においてアノードマウント部21pおよびカソードマウント部21nと電気的に接続されている。そのため、LEDチップ11bを積層させても、LEDチップ11bの1辺を側方に張り出させることでLEDチップ11bにアノードマウント部21pおよびカソードマウント部21nから電荷を注入し、発光させることができる。また、LEDチップ11bの重ね合わせ領域をLED積層体12bの略中央部に集めることができ、発光パターンのムラが低減された領域を略中央部に配置することができる。
また、カソード電極17nが、発光領域16aから出射された光を透過するITOなどの透明材料で形成されているため、下層のLEDチップ11bから出射された色光Bを遮ることなく上方に出射させることができる。
The anode electrode 17p and the cathode electrode 17n are electrically connected to the anode mount portion 21p and the cathode mount portion 21n in the vicinity of one side of the LED chip 11b. Therefore, even if the LED chips 11b are stacked, by extending one side of the LED chip 11b to the side, charges can be injected into the LED chip 11b from the anode mount portion 21p and the cathode mount portion 21n to emit light. . In addition, the overlapping region of the LED chips 11b can be collected in the substantially central portion of the LED laminate 12b, and the region in which the unevenness of the light emission pattern is reduced can be disposed in the substantially central portion.
Further, since the cathode electrode 17n is formed of a transparent material such as ITO that transmits the light emitted from the light emitting region 16a, the colored light B emitted from the lower LED chip 11b is emitted upward without being blocked. Can do.

透明基板14と略同等の屈折率を有する接着材20を用いてLEDチップ11bを積層させたため、下層のLEDチップ11bから出射された色光Bが、上層のLEDチップ11bとの境界で反射されLED積層体12b内に光が閉じ込められることを防ぐことができる。つまり、下層のLEDチップ11bから出射された色光Bが、全反射することなく上層のLEDチップ11bに入射し、LED積層体12bから出射されることができる。そのため、LED積層体12b内の光閉じ込めによる光取り出し損失を防止できる。   Since the LED chip 11b is laminated using the adhesive material 20 having a refractive index substantially equal to that of the transparent substrate 14, the color light B emitted from the lower LED chip 11b is reflected at the boundary with the upper LED chip 11b and the LED. It is possible to prevent light from being confined in the stacked body 12b. That is, the colored light B emitted from the lower LED chip 11b can enter the upper LED chip 11b without being totally reflected, and can be emitted from the LED stack 12b. Therefore, it is possible to prevent light extraction loss due to light confinement in the LED laminate 12b.

発光領域16aおよび非発光領域16bのストライプの幅を略同一に形成しているため、両領域16a、16bに配置したアノード電極17p、カソード電極17nの幅も略同一とすることができる。そのため、両電極17p、17nから発光領域16aおよび非発光領域16bに注入される電荷の密度を均一にでき、発光領域16aに電荷を過不足なく供給して無駄なく発光させることができる。また、下層のLEDチップ11bおよび上層のLEDチップ11bの発光領域16aの一部が重なり合ったり、発光領域16aの間に隙間ができたりして発光パターンにムラが生じることを防ぐことができる。   Since the stripe widths of the light emitting region 16a and the non-light emitting region 16b are formed to be substantially the same, the widths of the anode electrode 17p and the cathode electrode 17n disposed in both the regions 16a and 16b can also be made substantially the same. Therefore, the density of charges injected from both the electrodes 17p and 17n into the light emitting region 16a and the non-light emitting region 16b can be made uniform, and the charges can be supplied to the light emitting region 16a without excess or insufficient to emit light without waste. In addition, it is possible to prevent unevenness in the light emission pattern due to a part of the light emitting region 16a of the lower LED chip 11b and the upper LED chip 11b overlapping each other or a gap formed between the light emitting regions 16a.

また、LED積層体12bを用いることで、光源装置10Bから出射される色光Bの照度分布のムラを軽減することができる。そのため、光源装置10Bから出射される色光Bの照度分布を均一化するロッドレンズ30の長さを短くすることができ、プロジェクタ1を小型化することができる。   Further, by using the LED laminate 12b, unevenness in the illuminance distribution of the colored light B emitted from the light source device 10B can be reduced. Therefore, the length of the rod lens 30 that equalizes the illuminance distribution of the color light B emitted from the light source device 10B can be shortened, and the projector 1 can be miniaturized.

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、光源装置10R、10G、10Bを3板式のプロジェクタの光源に適応したものに適応して説明したが、この3板式のプロジェクタに適応したものに限られることなく、単板式のプロジェクタの光源など、その他各種の方式のプロジェクタの光源に適応することができるものである。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the light source devices 10R, 10G, and 10B have been described as being adapted to the light source of a three-plate projector, but are not limited to those adapted to this three-plate projector. It can be applied to light sources of various other types of projectors, such as a light source of a single-plate projector.

本発明の実施の形態に係るプロジェクタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a projector according to an embodiment of the present invention. 本実施の形態に係る光源装置の概略平面図である。It is a schematic plan view of the light source device according to the present embodiment. 図2のA−A線矢視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・プロジェクタ、 10R、10G、10B・・・光源装置(光源)、 11r、11g、11b・・・LEDチップ(発光体チップ)、 12r、12g、12b・・・LED積層体(発光体)、 16a・・・発光領域、 16b・・・非発光領域、17p・・・アノード電極(電極)、17n・・・カソード電極(電極)、 40R、40G、40B・・・液晶ライトバルブ(光変調装置)、 60・・・投射レンズ(投射手段)

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 10R, 10G, 10B ... Light source device (light source), 11r, 11g, 11b ... LED chip (light emitting body chip), 12r, 12g, 12b ... LED laminated body (light emitting body) ), 16a: light-emitting region, 16b: non-light-emitting region, 17p: anode electrode (electrode), 17n: cathode electrode (electrode), 40R, 40G, 40B ... liquid crystal light valve (light) Modulation device), 60... Projection lens (projection means)

Claims (6)

光を出射する発光領域と非発光領域とを有する複数の発光体チップを積層した発光体であって、
前記一の発光体チップの前記非発光領域の光出射方向に、前記他の発光体チップの前記発光領域が配置されるように前記発光体チップを積層させ、
積層された複数の前記発光体チップのうち、少なくとも前記一の発光体チップの光出射方向に積層された前記他の発光体チップの前記非発光領域は、光を透過することを特徴とする発光体。
A light emitting body in which a plurality of light emitting chips having a light emitting area and a non-light emitting area for emitting light are laminated,
Laminating the light emitting chip so that the light emitting area of the other light emitting chip is arranged in the light emitting direction of the non-light emitting area of the one light emitting chip;
The non-light emitting region of the other light emitting chip stacked in the light emitting direction of at least one light emitting chip among the plurality of stacked light emitting chips transmits light. body.
前記発光領域および前記非発光領域には、発光体チップに電荷を注入するための電極が配置され、
少なくとも前記非発光領域に配置された前記電極が、前記発光領域から出射した光を透過する材料からなることを特徴とする請求項1記載の発光体。
In the light emitting region and the non-light emitting region, electrodes for injecting charges into the light emitting chip are disposed,
The light emitting body according to claim 1, wherein at least the electrode disposed in the non-light emitting region is made of a material that transmits light emitted from the light emitting region.
前記電極が、一方の電極および他方の電極とからなり、
前記一方の電極および前記他方の電極が、それぞれ前記発光領域および前記非発光領域に配置され、
前記一方の電極および前記他方の電極が、前記発光体チップの1辺の近傍領域において、被実装対象と電気的に接続されていることを特徴とする請求項2記載の発光体。
The electrode consists of one electrode and the other electrode,
The one electrode and the other electrode are disposed in the light emitting region and the non-light emitting region, respectively.
3. The light emitter according to claim 2, wherein the one electrode and the other electrode are electrically connected to an object to be mounted in a region near one side of the light emitter chip.
積層された前記発光体チップの間には、前記発光体チップと略同一の屈折率を有する接着剤が充填されたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の発光体。   4. The light emitter according to claim 1, wherein an adhesive having substantially the same refractive index as that of the light emitter chip is filled between the stacked light emitter chips. 5. 前記発光領域および前記非発光領域が、交互に並ぶストライプ形状に形成され、
前記発光領域および前記非発光領域のストライプの幅が略同一であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の発光体。
The light emitting region and the non-light emitting region are formed in a stripe shape alternately arranged,
The light emitting body according to any one of claims 1 to 4, wherein the light emitting region and the non-light emitting region have substantially the same stripe width.
光源と、該光源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プロジェクタであって、
前記光源が請求項1から5のいずれかに記載の発光体を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
A projector comprising: a light source; a light modulation unit that modulates light from the light source; and a projection unit that projects light modulated by the light modulation unit,
A projector, wherein the light source comprises the light emitter according to any one of claims 1 to 5.
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