JP2008028269A - Solid state light emitting element, illuminator, and image display unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、PN接合された半導体層を有する固体発光素子、この固体発光素子を有し画像表示装置等において空間光変調素子を照明する照明装置及びこのような照明装置を有して構成される画像表示装置に関する。 The present invention includes a solid-state light-emitting element having a PN-junction semiconductor layer, an illuminating device having the solid-state light-emitting element and illuminating a spatial light modulation element in an image display device and the like, and such an illuminating device. The present invention relates to an image display device.
従来、空間光変調素子を備え、この空間光変調素子を照明装置により照明し、空間光変調素子を経た変調光を結像させて画像表示を行う画像表示装置が提案されている。このような画像表示装置においては、空間光変調素子は、表示画像を表示し、この画像に応じて照明光を変調させる。空間光変調素子により変調された変調光は、結像光学系によって結像され、例えば、スクリーン上などに画像を表示する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an image display apparatus that includes a spatial light modulation element, illuminates the spatial light modulation element with an illuminating device, and forms an image of modulated light that has passed through the spatial light modulation element. In such an image display device, the spatial light modulation element displays a display image and modulates illumination light in accordance with the image. The modulated light modulated by the spatial light modulator is imaged by an imaging optical system, and displays an image on a screen, for example.
このような画像表示装置の照明装置においては、光源として、特許文献1に記載されているような固体発光素子を用いたものが提案されている。固体発光素子とは、発光ダイオード(LED)、半導体レーザーダイオード(LD)、電界発光素子(EL)などである。
In such an illuminating device for an image display device, a light source using a solid light emitting element as described in
また、このような固体発光素子として、図6に示すように、PN接合された半導体層101の裏面側に面電極102が配置され、表面側に梯子状電極103が配置され、該表面側が面発光光源となるものが提案されている。このような面発光を行う固体発光素子においては、表面側の梯子状電極103は、図7に示すように、全体として一つの電極であり、ボンディングワイヤ104及びボンディングパターン105を介して、一つの駆動回路に接続されている。
As such a solid-state light emitting device, as shown in FIG. 6, a
この固体発光素子は、駆動回路により、梯子状電極103及び面電極102を介して半導体層101に給電されることにより、面発光を行う。
The solid-state light emitting element emits light by supplying power to the
前述のような画像表示装置においては、空間光変調素子をより高輝度に照明することによって、高輝度の画像表示が行えるようにすることが要望されており、光源の高出力化が図られている。そのため、前述したような従来の固体発光素子を用いる場合においては、発光面積を増加させることが望まれる。 In the image display apparatus as described above, it is desired to display a high-luminance image by illuminating the spatial light modulation element with a higher luminance, and the output of the light source is increased. Yes. For this reason, in the case of using the conventional solid state light emitting device as described above, it is desired to increase the light emitting area.
固体発光素子においては、発光面積を増加させると、駆動電流も増加する傾向がある。そのため、発光面積を増加させた固体発光素子において、特に高速パルス駆動などの高速駆動を行う場合においては、大電流で高速駆動するため、電源及び駆動回路を大型化せざるをえない。電源及び駆動回路が大型化すると、装置構成の小型化が阻害され、また、製造コストの高騰を招来してしまう。 In the solid state light emitting device, when the light emitting area is increased, the drive current also tends to increase. Therefore, in a solid state light emitting device with an increased light emitting area, particularly when high speed driving such as high speed pulse driving is performed, high speed driving is performed with a large current, and thus the power supply and driving circuit must be enlarged. When the power supply and the drive circuit are increased in size, the downsizing of the apparatus configuration is hindered and the manufacturing cost is increased.
また、従来の固体発光素子においては、半導体層101の一部において何らかの理由でショートが生ずると、梯子状電極103及び面電極102間の電流がこのショート箇所に集中してしまうので、発光面全体が発光しなくなってしまう。
Further, in the conventional solid-state light emitting device, if a short circuit occurs in a part of the
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、発光面積を増加させても、駆動回路を大型化させることなく高速駆動が可能となされ、また、半導体層の一部においてショートが生じても発光面全体が発光しなくなることが回避された固体発光素子を提供し、また、このような固体発光素子を用いることにより、駆動回路を大型化させることなく発光面積を増加させることができる照明装置を提供し、さらに、このような照明装置を用いた画像表示装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention is proposed in view of the above-described circumstances, and even when the light emitting area is increased, high-speed driving is possible without increasing the size of the driving circuit, and a part of the semiconductor layer is provided. Provides a solid-state light-emitting element that prevents the entire light-emitting surface from emitting light even if a short circuit occurs in the light source, and increases the light-emitting area without increasing the size of the drive circuit by using such a solid-state light-emitting element It is an object of the present invention to provide an illuminating device that can be used, and to provide an image display device using such an illuminating device.
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、以下の構成のいずれか一を有するものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an illumination device according to the present invention has any one of the following configurations.
〔構成1〕
本発明に係る固体発光素子は、複数種類の半導体を接合面を介して積層させた半導体層とこの半導体層の一方の面上に形成された分散電極と該半導体層の他方の面上に形成された面電極とを有しこれら面電極と分散電極との間に順方向電圧を印加し半導体層に通電させることによって接合面付近において発光させこの光を分散電極が形成された一方の面側から外部に射出させる面発光光源となる固体発光素子であって、分散電極は、複数の部分に分割され、これら各部分が互いに分離している電極であることを特徴とするものである。
[Configuration 1]
A solid-state light emitting device according to the present invention is formed on a semiconductor layer in which a plurality of types of semiconductors are stacked via a bonding surface, a dispersed electrode formed on one surface of the semiconductor layer, and the other surface of the semiconductor layer. One surface side on which the dispersed electrode is formed by emitting light in the vicinity of the bonding surface by applying a forward voltage between the surface electrode and the dispersed electrode and energizing the semiconductor layer between the surface electrode and the dispersed electrode. A solid-state light-emitting element serving as a surface-emitting light source that is emitted from the outside to the outside, wherein the dispersion electrode is an electrode that is divided into a plurality of parts and these parts are separated from each other.
〔構成2〕
本発明に係る照明装置は、複数種類の半導体が接合面を介して積層され一方の面上に複数の部分に分割され分離された分散電極が形成され他方の面上に面電極が形成された半導体層を有しこれら面電極と分散電極との間に順方向電圧を印加して接合面付近において発光させこの光を分散電極が形成された一方の面側から外部に射出させる面発光光源となる固体発光素子と、分散電極の分離された各部分に対応して接続された複数の駆動回路と、各駆動回路に電源を供給する電源部とを備え、各駆動回路により、分散電極の対応する各部分に給電して、固体発光素子に面発光をさせるとを特徴とするものである。
[Configuration 2]
In the lighting device according to the present invention, a plurality of types of semiconductors are stacked via a bonding surface, a dispersed electrode is formed on one surface and divided into a plurality of parts, and a surface electrode is formed on the other surface. A surface emitting light source having a semiconductor layer and applying a forward voltage between the surface electrode and the dispersion electrode to emit light in the vicinity of the junction surface and to emit this light to the outside from one surface side where the dispersion electrode is formed; A solid-state light emitting device, a plurality of drive circuits connected to each separated portion of the dispersion electrode, and a power supply unit that supplies power to each drive circuit. The solid-state light emitting element emits surface light by supplying power to each part.
〔構成3〕
本発明に係る画像表示装置は、それぞれが三原色のいずれか一の互いに異なる色の照明光を発する第1乃至第3の照明装置と、第1の照明装置からの照明光によって照明される第1の空間光変調素子と、第2の照明装置からの照明光によって照明される第2の空間光変調素子と、第3の照明装置からの照明光によって照明される第3の空間光変調素子と、各空間光変調素子を経た変調光を色合成する色合成素子と、色合成素子を経た変調光が入射され、各空間光変調素子の像を結像させる結像光学系とを備え、第1乃至第3の照明装置は、
複数種類の半導体が接合面を介して積層され一方の面上に複数の部分に分割され分離された分散電極が形成され他方の面上に面電極が形成された半導体層を有しこれら面電極と分散電極との間に順方向電圧を印加して接合面付近において発光させこの光を分散電極が形成された一方の面側から外部に射出させる面発光光源となる固体発光素子と、分散電極の分離された各部分に対応して接続された複数の駆動回路と、固体発光素子の発光状態を検出しこの検出結果に基づいて各駆動回路を制御するフィードバック手段とを有して構成され、各照明装置において、各駆動回路は、分散電極の対応する各部分に給電して、固体発光素子を面発光させ、各照明装置における各フィードバック手段は、各照明装置からの照明光の光量バランスを維持させ、表示画像のホワイトバランスを維持することを特徴とするものである。
[Configuration 3]
The image display device according to the present invention includes first to third illumination devices that emit illumination light of any one of the three primary colors, and the first illumination device illuminated with illumination light from the first illumination device. A spatial light modulation element, a second spatial light modulation element illuminated by illumination light from the second illumination device, and a third spatial light modulation element illuminated by illumination light from the third illumination device A color synthesizing element that synthesizes the modulated light that has passed through each spatial light modulation element, and an imaging optical system that receives the modulated light that has passed through the color synthesizing element and forms an image of each spatial light modulation element. The first to third lighting devices are
A plurality of types of semiconductors are stacked via a bonding surface, a dispersed electrode is formed on one surface and divided into a plurality of parts and separated, and the surface electrode is formed on the other surface. A solid-state light-emitting element serving as a surface-emitting light source that applies a forward voltage between the first electrode and the dispersion electrode to emit light near the bonding surface and emits the light to the outside from one surface side where the dispersion electrode is formed; A plurality of drive circuits connected corresponding to the separated parts, and feedback means for detecting the light emission state of the solid state light emitting element and controlling each drive circuit based on the detection result, In each lighting device, each drive circuit feeds power to each corresponding part of the dispersion electrode to cause the solid-state light emitting element to emit light, and each feedback unit in each lighting device balances the amount of illumination light from each lighting device. Maintained , It is characterized in maintaining the white balance of a display image.
構成1を有する本発明に係る固体発光素子においては、分散電極は、複数の部分に分割され、これら各部分が互いに分離している電極であるので、これら各部分に供給される駆動電流は、分散電極の分割数に反比例して減少する。したがって、分散電極の分割された各部分に対応して、複数の駆動回路を接続させれば、これら駆動回路を大型化することなく、高速駆動が可能となる。
In the solid state light emitting device according to the present invention having the
また、半導体層の一部において何らかの理由でショートが生じても、分散電極が複数の部分に分割されているため、この分散電極及び面電極間の電流がショート箇所に集中することがなく、発光面全体が発光しなくなることがない。 Even if a short circuit occurs for some reason in a part of the semiconductor layer, since the dispersed electrode is divided into a plurality of parts, the current between the dispersed electrode and the surface electrode does not concentrate on the shorted part, and light emission The entire surface does not stop emitting light.
構成2を有する本発明に係る照明装置においては、構成1を有する固体発光素子と、分散電極の分離された各部分に対応して接続された複数の駆動回路と、各駆動回路に電源を供給する電源部とを備えており、各駆動回路により、分散電極の対応する各部分に給電して、固体発光素子に面発光をさせるので、分散電極の分割された各部分に供給される駆動電流は、この分散電極の分割数に反比例して減少し、駆動回路を大型化することなく、高速駆動が可能である。
In the illuminating device according to the present invention having the
構成3を有する本発明に係る画像表示装置においては、第1乃至第3の照明装置は、構成2の構成と、固体発光素子の発光状態を検出しこの検出結果に基づいて各駆動回路を制御するフィードバック手段とを有して構成されるので、駆動回路を大型化することなく高速駆動が可能である。
In the image display device according to the present invention having the
また、この画像表示装置においては、各照明装置における各フィードバック手段は、各照明装置からの照明光の光量バランスを維持させ、表示画像のホワイトバランスを維持するので、半導体層の一部において何らかの理由でショートが生じて光量が減少するような場合でも、表示画像のホワイトバランスが良好に維持される。 Further, in this image display device, each feedback means in each lighting device maintains the light quantity balance of the illumination light from each lighting device and maintains the white balance of the display image, so for some reason in part of the semiconductor layer Even when a short circuit occurs and the amount of light decreases, the white balance of the display image is maintained well.
すなわち、本発明は、発光面積を増加させても、駆動回路を大型化させることなく高速駆動が可能となされ、また、半導体層の一部においてショートが生じても発光面全体が発光しなくなることが回避された固体発光素子を提供することができ、また、このような固体発光素子を用いることにより、駆動回路を大型化させることなく発光面積を増加させることができる照明装置を提供し、さらに、このような照明装置を用いた画像表示装置を提供することができるものである。 That is, according to the present invention, even if the light emitting area is increased, high-speed driving is possible without increasing the size of the drive circuit, and even if a short circuit occurs in a part of the semiconductor layer, the entire light emitting surface does not emit light. And a lighting device capable of increasing the light emitting area without increasing the size of the drive circuit by using such a solid light emitting element. An image display device using such an illumination device can be provided.
以下、本発明に係る固体発光素子、この固体発光素子を用いた照明装置及びこの照明装置を用いた画像表示装置の構成について詳細に説明する。 Hereinafter, a solid light emitting element according to the present invention, an illumination device using the solid light emitting element, and an image display device using the illumination device will be described in detail.
〔固体発光素子の実施の形態〕
図1は、本発明に係る固体発光素子の構成を示す側面図である。
[Embodiment of solid-state light emitting device]
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a solid state light emitting device according to the present invention.
本発明に係る固体発光素子は、図1に示すように、複数種類の半導体を接合面を介して積層させた半導体層1を有し、この半導体層1の一方の面上に分散電極3が形成され、半導体層1の他方の面上に面電極2が形成されている。この固体発光素子は、これら面電極2と分散電極3との間に順方向電圧が印加され、半導体層1に通電させることによって、接合面付近において発光し、面発光光源となる。この固体発光素子は、他方の面を下側にしてシリコン基板4上に構成され、ボンディングワイヤ5を介して半導体層1に給電される。また、この固体発光素子は、半導体層1の他方の面側に反射膜が配置されており、いわゆる高輝度LEDとして構成されている。
As shown in FIG. 1, the solid-state light emitting device according to the present invention has a
半導体層1における接合面は、一般的にはPN接合部である。この固体発光素子において、面電極2及び分散電極3から半導体層1に注入された電子と正孔とは、異なったエネルギー帯(伝導帯と価電子帯)を流れ、接合面付近において、禁制帯を越えて再結合する。電子と正孔との再結合の際に、ほぼ禁制帯幅(バンドギャップ)に相当するエネルギーが光子、すなわち、光として放出され、発光する。
The junction surface in the
なお、半導体層1における接合面は、一般的にはPN接合部であるが、発光効率を上げるためには、ダブルヘテロ接合構造や量子井戸接合構造などを用いてもよい。このような半導体層1は、基板上に、化学気相成長法によって薄膜を積み重ねていくことによって製造される。
In addition, although the junction surface in the
この固体発光素子において、半導体層1の接合面からは、両面側に光が射出される。半導体層1から一方の面(以下、表面部という。)側に射出された光は、そのまま半導体層1の表面側から外部に射出される。半導体層1から他方の面(以下、裏面部という。)側に射出された光は、反射膜によって反射され、半導体層1を透過して表面側へ射出される。また、外方からの半導体層1への入射光は、半導体層1を透過し、裏面側の反射膜で反射され、再び半導体層1を透過して表面側へ射出される。このようにして、この固体発光素子においては、従来のLEDにおいて裏面側で光吸収により失われていた光が反射されて表面側から外部に射出されるため、高輝度化が図られている。なお、半導体層1は、この半導体層1が発している波長の光を透過させるので、この波長帯域の入射光は、半導体層1を透過して、裏面側において反射膜により反射されることとなる。
In this solid state light emitting device, light is emitted from the bonding surface of the
この固体発光素子の半導体層1は、例えば、2mm×6mmの矩形状となっている。このような固体発光素子の半導体層1の材料は、赤色発光の場合、AlGaAs、AlGaInP、GaAsPなど、緑色発光の場合、InGaN、AlGaInPなど、青色発光の場合、InGaNなどである。これらInGaN系材料は、一般的には、サファイア基板上にエピタキシャル成長によって形成される。そして、反射膜は、例えば、レーザーリフトオフにより半導体をサファイア基板から剥離させ、P型半導体表面を平坦化して形成される。この反射膜は、半導体裏面に直接スパッタ等で成膜することができる。
The
図2は、本発明に係る固体発光素子の構成を示す平面図である。 FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the solid state light emitting device according to the present invention.
そして、分散電極3は、図2に示すように、複数の部分に分割されており、これら各部分が互いに分離されている。そして、この分散電極3の分割された各部分は、それぞれがボンディングワイヤ5を介して、ボンディングパターン6に接続されている。ボンディングパターン6は、分散電極3の分割された各部分の数に対応した数に分割、分離されており、分散電極3の分割された各部分が互いに導通しないようになっている。
As shown in FIG. 2, the
この固体発光素子は、ボンディングパターン6及びボンディングワイヤ5を介して、分散電極3の分割された各部分のそれぞれに対応した別個の駆動回路が接続されて使用される。各駆動回路には、同一の電源部から電源供給を行うことができる。
This solid-state light emitting element is used by being connected to a separate drive circuit corresponding to each of the divided parts of the
この固体発光素子においては、固体発光素子全体についてM(A)の電流を流すとすると、分散電極3の分割された各部分の一つについては、分割数がnであるとすると、〔M/n〕(A)の電流を流せばよい。例えば、固体発光素子全体について10Aの電流を流す場合において、分散電極3の分割数が5であるとすると、この分散電極3の分割された各部分の一つについては、2Aの電流を流せばよい。したがって、この固体発光素子においては、高速パルス駆動などの高速駆動を行う場合において、駆動回路への負荷が軽減され、装置構成の小型化、コストダウンを図ることができる。
In this solid state light emitting device, if a current of M (A) is passed through the entire solid state light emitting device, if the number of divisions is n for one of the divided portions of the
また、この固体発光素子においては、半導体層1の一部において何らかの理由でショートが生じても、分散電極3及び面電極2間の電流がこのショート箇所に集中することがないので、全体の発光量は減少するが、発光面全体が発光しなくなることがない。
Further, in this solid state light emitting device, even if a short circuit occurs in a part of the
〔照明装置の実施の形態〕
図3は、本発明に係る照明装置の構成を示すブロック図である。
[Embodiment of Lighting Device]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the illumination device according to the present invention.
本発明に係る照明装置は、図3に示すように、前述した本発明に係る固体発光素子10を有し、この固体発光素子10の分散電極3の分離された各部分に対応して接続された複数の駆動回路7と、各駆動回路7に電源を供給する電源部8とを備えて構成される。
As shown in FIG. 3, the lighting device according to the present invention has the solid-state
そして、この照明装置においては、各駆動回路7により、分散電極3の対応する各部分に給電して、固体発光素子10に面発光をさせる。すなわち、電源部8は、各駆動回路7に対して、直流による電力供給を行う。そして、各駆動回路7は、接続された分散電極3の分離された部分に対して、CW、または、高速パルス電流を供給し、固体発光素子10を高速駆動する。このように、この照明装置においては、電源部8をパルス駆動するわけではないので、数kHzという高速パルス駆動が可能である。
In this illuminating device, each
この照明装置においては、固体発光素子10の高速パルス駆動が可能であることから、パルス駆動に起因する固体発光素子10の熱抵抗が無視できる程度に低くなり、より大電流を供給することができ、高輝度発光を行うことができる。
In this illuminating device, since the solid-state light-emitting
また、この照明装置においては、固体発光素子10全体についてM(A)の電流を流すとすると、分散電極3の分割された各部分の一つについては、分割数がnであるとすると、〔M/n〕(A)の電流を流せばよく、高速パルス駆動などの高速駆動を行う場合において、各駆動回路7への負荷が軽減され、装置構成の小型化、コストダウンを図ることができる。すなわち、この照明装置においては、各駆動回路7がパラレルで駆動するので、一つの駆動回路7あたりの電流量は少なくなり、製造コストの低廉化、騒音の減少を図ることができる。
Further, in this lighting device, if a current of M (A) is passed through the entire solid-state
さらに、この照明装置においては、固体発光素子10の半導体層1の一部において何らかの理由でショートが生じても、分散電極3及び面電極2間の電流がこのショート箇所に集中することがないので、全体の発光量は減少するが、発光面全体が発光しなくなることがない。
Further, in this lighting device, even if a short circuit occurs for some reason in a part of the
そして、この照明装置においては、固体発光素子10の発光状態を検出し、この検出結果に基づいて各駆動回路7を制御するフィードバック手段を設けてもよい。このフィードバック手段は、固体発光素子10からの発光光量を検出する光検出器11、固体発光素子10の温度を検出する温度検出器12、または、固体発光素子10に供給されている電流量を検出する電流検出器13などの検出器と、この検出器からの検出信号が送られる制御回路9とから構成される。
And in this illuminating device, you may provide the feedback means which detects the light emission state of the solid
制御回路9は、検出器から送られた検出信号に基づいて、制御信号を生成し、この制御信号により、各駆動回路7を制御する。このフィードバック手段により、固体発光素子10の発光光量、発光波長(発光色)、固体発光素子10の温度、または、固体発光素子10に供給される電流量が、所定の値に安定して維持されることとなる。
The
図4は、本発明に係る照明装置の使用方法を示す側面図である。 FIG. 4 is a side view showing a method of using the lighting device according to the present invention.
この照明装置は、例えば、画像表示装置の照明装置として使用することができ、この場合には、図4に示すように、この照明装置の固体発光素子10から発せられた照明光が、照明光学系14を介して、空間光変調素子15を照明する。そして、この空間光変調素子15を経た変調光が図示しない結像光学系によって結像され、画像表示が行われる。
This illuminating device can be used, for example, as an illuminating device for an image display device. In this case, as shown in FIG. 4, the illumination light emitted from the solid-state
このような画像表示装置において、表示画像の高輝度化を図るためには、照明装置から発せられる照明光の光量を増加させる必要がある。固体発光素子から発せられる照明光は、固体発光素子の発光面の面積(mm2)あたり、120lm(ルーメン)程度であり、照明光の光量を増加させるには、発光面の面積を増加させる必要がある。しかしながら、前述したように、固体発光素子において発光面積を増加させると、大電流で駆動する必要が生じ、電源及び駆動回路を大型化せざるをえない。固体発光素子の駆動電流は、例えば、発光面の面積(mm2)あたり、1.4A程度であり、発光面の面積が10mm2であれば、14Aという大電流となってしまう。 In such an image display device, in order to increase the brightness of the display image, it is necessary to increase the amount of illumination light emitted from the illumination device. The illumination light emitted from the solid state light emitting device is about 120 lm (lumen) per area (mm 2 ) of the light emitting surface of the solid state light emitting device, and it is necessary to increase the area of the light emitting surface in order to increase the amount of illumination light. There is. However, as described above, when the light emitting area is increased in the solid state light emitting device, it is necessary to drive with a large current, and the power source and the driving circuit must be enlarged. The driving current of the solid state light emitting element is, for example, about 1.4 A per area (mm 2 ) of the light emitting surface. If the area of the light emitting surface is 10 mm 2 , the driving current becomes a large current of 14 A.
本発明に係る照明装置においては、前述したように、複数の駆動回路7をパラレルに使用しているため、一つの駆動回路7あたりの電流量が少なくなり、各駆動回路7における電流量を増大させることなく、固体発光素子の発光面積を増加させることができ、表示画像の高輝度化を図ることができる。
In the lighting device according to the present invention, as described above, since a plurality of
〔画像表示装置の実施の形態〕
図5は、本発明に係る画像表示装置の構成を示す平面図である。
[Embodiment of Image Display Device]
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the image display apparatus according to the present invention.
本発明に係る画像表示装置は、図5に示すように、それぞれが三原色のいずれか一の互いに異なる色(R(赤色)、G(緑色)及びB(青色))の照明光を発する第1乃至第3の照明装置を有している。これら照明装置は、それぞれが前述した本発明に係る照明装置であり、それぞれ固体発光素子10R,10G,10Bを有して構成されている。この画像表示装置は、第1の照明装置からの照明光によって照明される第1の空間光変調素子15Rと、第2の照明装置からの照明光によって照明される第2の空間光変調素子15Gと、第3の照明装置からの照明光によって照明される第3の空間光変調素子15Bとを備え、これら空間光変調素子15R,15G,15Bを経た変調光を色合成素子によって色合成し、色合成素子を経た変調光を結像光学系によって結像させて、カラー画像の表示を行う装置である。
As shown in FIG. 5, the image display device according to the present invention is a first unit that emits illumination light of any one of the three primary colors (R (red), G (green), and B (blue)). Thru / or the third lighting device. Each of these illumination devices is the illumination device according to the present invention described above, and is configured to include the solid-state
各照明装置は、赤色成分の画像の表示する第1の空間光変調素子15Rを赤色の照明光で照明し、緑色成分の画像の表示する第2の空間光変調素子15Gを緑色の照明光で照明し、青色成分の画像の表示する第3の空間光変調素子15Bを青色の照明光で照明する。各空間光変調素子15R,15G,15Bは、表示画像の赤色成分、緑色成分及び青色成分をそれぞれ表示し、これら画像に応じて照明光を偏光変調させる。この実施の形態においては、各空間光変調素子15R,15G,15Bは、反射型のものであり、入射された照明光を偏光変調して反射する。
Each lighting device illuminates the first spatial
すなわち、赤色用の照明装置の固体発光素子10Rから発せられた照明光は、照明光学系14Rを構成するライトパイプ16R、コリメータレンズ17R、1/4波長板18R、ワイヤグリッド19R、フライアイレンズ20R、フィールドレンズ21R及び偏光ビームスプリッタ22Rを経て、第1の反射型空間光変調素子15Rに入射される。赤色の照明光は、第1の反射型空間光変調素子15Rによって赤色成分の画像信号に応じて偏光変調されて反射され、偏光ビームスプリッタ22Rにより反射され、赤色の変調光として、色合成素子となる色合成プリズム23に一側面より入射される。
That is, the illumination light emitted from the solid state light emitting element 10R of the red illumination device is a light pipe 16R, a
また、緑色用の照明装置の固体発光素子10Gから発せられた照明光は、照明光学系14Gを構成するライトパイプ16G、コリメータレンズ17G、1/4波長板18G、ワイヤグリッド19G、フライアイレンズ20G、フィールドレンズ21G及び偏光ビームスプリッタ22Gを経て、第2の反射型空間光変調素子15Gに入射される。緑色の照明光は、第2の反射型空間光変調素子15Gによって緑色成分の画像信号に応じて偏光変調されて反射され、偏光ビームスプリッタ22Gにより反射され、緑色の変調光として、色合成プリズム23に後面より入射される。
Also, the illumination light emitted from the solid state
そして、青色用の照明装置の固体発光素子10Bから発せられた照明光は、照明光学系14Bを構成するライトパイプ16B、コリメータレンズ17B、1/4波長板18B、ワイヤグリッド19B、フライアイレンズ20B、フィールドレンズ21B及び偏光ビームスプリッタ22Bを経て、第3の反射型空間光変調素子15Bに入射される。青色の照明光は、第3の反射型空間光変調素子15Bによって青色成分の画像信号に応じて偏光変調されて反射され、偏光ビームスプリッタ22Bにより反射され、青色の変調光として、色合成プリズム23に他側面より入射される。
The illumination light emitted from the solid state
色合成プリズム23に入射された赤色、緑色及び青色の変調光は、色合成されて、色合成プリズム23の前面に出射され、結像光学系となる投射レンズ24に入射される。この投射レンズ24は、各色の変調光を図示しないスクリーン上に投射し、拡大して結像させて、画像表示を行う。
The red, green, and blue modulated lights incident on the
この画像表示装置において、各照明装置は、前述したように、各固体発光素子10R,10G,10Bの発光状態を検出し、この検出結果に基づいて各駆動回路を制御するフィードバック手段となる検出器及び制御装置を有している。そして、この画像表示装置における各照明装置においては、それぞれの制御装置が、各照明装置から出射される照明光の光量バランスを維持させ、表示画像のホワイトバランスを維持する。
In this image display device, as described above, each lighting device detects a light emitting state of each solid state
すなわち、この画像表示装置においては、いずれかの照明装置の固体発光素子10R,10G,10Bの一部において何らかの理由でショートが生じて発光量が減少しても、各照明装置の制御装置が、各照明装置から出射される照明光の光量バランスを維持するので、表示画像のホワイトバランスが崩れることがなく、ホワイトバランスの維持された画像の表示を続けることができる。
That is, in this image display device, even if a short circuit occurs for some reason in a part of the solid state
1 半導体層
2 面電極
3 分散電極
4 基板
5 ボンディングワイヤ
6 ボンディングパターン
7 駆動回路
8 電源部
9 制御装置
10 固体発光素子
10R 固体発光素子
10G 固体発光素子
10B 固体発光素子
14 照明光学系
14R 照明光学系
14G 照明光学系
14B 照明光学系
15 空間光変調素子
15R 第1の空間光変調素子
15G 第2の空間光変調素子
15B 第3の空間光変調素子
23 色合成プリズム
24 投射レンズ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記分散電極は、複数の部分に分割され、これら各部分が互いに分離している電極である
ことを特徴とする固体発光素子。 A semiconductor layer in which a plurality of types of semiconductors are stacked via a bonding surface; a dispersion electrode formed on one surface of the semiconductor layer; and a surface electrode formed on the other surface of the semiconductor layer. Then, by applying a forward voltage between the surface electrode and the dispersion electrode and energizing the semiconductor layer, light is emitted in the vicinity of the bonding surface, and this light is one surface side on which the dispersion electrode is formed. A solid-state light-emitting element serving as a surface-emitting light source to be emitted from the outside,
The dispersion electrode is an electrode which is divided into a plurality of parts, and each of these parts is separated from each other.
前記分散電極の分離された各部分に対応して接続された複数の駆動回路と、
前記各駆動回路に電源を供給する電源部と
を備え、
前記各駆動回路により、前記分散電極の対応する各部分に給電して、前記固体発光素子に面発光をさせる
ことを特徴とする照明装置。 A semiconductor layer in which a plurality of types of semiconductors are stacked via a bonding surface, a dispersed electrode is formed by dividing into a plurality of parts and separated on one surface, and a surface electrode is formed on the other surface. Solid-state light emission serving as a surface-emitting light source that applies a forward voltage between the electrode and the dispersion electrode to emit light in the vicinity of the bonding surface and emits the light to the outside from one surface side where the dispersion electrode is formed Elements,
A plurality of drive circuits connected corresponding to the separated portions of the dispersion electrode;
A power supply unit that supplies power to each of the drive circuits,
The lighting device, wherein each driving circuit feeds power to corresponding portions of the dispersion electrode to cause the solid-state light emitting element to emit light.
前記第1の照明装置からの照明光によって照明される第1の空間光変調素子と、
前記第2の照明装置からの照明光によって照明される第2の空間光変調素子と、
前記第3の照明装置からの照明光によって照明される第3の空間光変調素子と、
前記各空間光変調素子を経た変調光を色合成する色合成素子と、
前記色合成素子を経た変調光が入射され、前記各空間光変調素子の像を結像させる結像光学系と
を備え、
前記第1乃至第3の照明装置は、複数種類の半導体が接合面を介して積層され一方の面上に複数の部分に分割され分離された分散電極が形成され他方の面上に面電極が形成された半導体層を有しこれら面電極と分散電極との間に順方向電圧を印加して前記接合面付近において発光させこの光を前記分散電極が形成された一方の面側から外部に射出させる面発光光源となる固体発光素子と、前記分散電極の分離された各部分に対応して接続された複数の駆動回路と、前記固体発光素子の発光状態を検出しこの検出結果に基づいて前記各駆動回路を制御するフィードバック手段とを有して構成され、
前記各照明装置において、前記各駆動回路は、前記分散電極の対応する各部分に給電して、前記固体発光素子を面発光させ、
前記各照明装置における各フィードバック手段は、各照明装置からの照明光の光量バランスを維持させ、表示画像のホワイトバランスを維持する
ことを特徴とする画像表示装置。 First to third illumination devices each emitting illumination light of one of the three primary colors different from each other;
A first spatial light modulation element illuminated by illumination light from the first illumination device;
A second spatial light modulation element illuminated by illumination light from the second illumination device;
A third spatial light modulation element illuminated by illumination light from the third illumination device;
A color synthesizing element that color-synthesizes the modulated light that has passed through each of the spatial light modulation elements;
An imaging optical system that receives the modulated light that has passed through the color synthesis element and forms an image of each of the spatial light modulation elements; and
In the first to third lighting devices, a plurality of types of semiconductors are stacked via a bonding surface, a dispersed electrode is formed on one surface and divided into a plurality of parts, and a surface electrode is formed on the other surface. A semiconductor layer is formed and a forward voltage is applied between the surface electrode and the dispersion electrode to emit light in the vicinity of the bonding surface, and this light is emitted to the outside from one surface side where the dispersion electrode is formed. A solid state light emitting device to be a surface emitting light source, a plurality of drive circuits connected to each separated portion of the dispersion electrode, and a light emitting state of the solid state light emitting device, and based on the detection result, Feedback means for controlling each drive circuit,
In each of the lighting devices, each of the driving circuits feeds power to each corresponding part of the dispersion electrode to cause the solid-state light emitting element to emit light,
Each feedback means in each lighting device maintains the light quantity balance of the illumination light from each lighting device, and maintains the white balance of the display image.
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JP2006201362A JP2008028269A (en) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | Solid state light emitting element, illuminator, and image display unit |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009279852A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Mst:Kk | Irradiation driving circuit of irradiation device |
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