JP2008205985A

JP2008205985A - Led display device and projection display device

Info

Publication number: JP2008205985A
Application number: JP2007041644A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Toyama; 広遠山; Yukio Nakamura; 幸夫中村
Original assignee: Oki Data Corp; Oki Digital Imaging Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd; Oki Digital Imaging Corp
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2008-09-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED display device integrating a light source and a light modulation element, a small projection display device at low cost equipped with the LED display device and the small projection display device at low cost by integrating a projection function and an imaging camera function. <P>SOLUTION: The LED display device has: a first substrate; a plurality of LED laminated thin films in which an inorganic material is laminated and formed as pn joining device by an epitaxial growth method and which are fixed to the surface of the first substrate by intermolecular force; an anode driver IC and a cathode driver IC which drive the LED laminated thin films to emit light; a second substrate having translucency, which is arranged so as to be opposite to the surface on which the LED laminated thin films are formed of the first substrate and a fluorescent body formed at a position opposite to the LED laminated thin films on the surface opposite to the first substrate of the second substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ＬＥＤ表示装置及び投射表示装置に関するものである。 The present invention relates to an LED display device and a projection display device.

従来、投射表示装置においては、液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイスのような光変調素子が使用されている。そして、光源装置と、該光源装置から出射された光を画像信号に基づき変調する光変調素子と、変調された光を投射する投射レンズとを有する投射表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 Conventionally, light modulation elements such as liquid crystal panels and digital micromirror devices have been used in projection display devices. A projection display device has been proposed that includes a light source device, a light modulation element that modulates light emitted from the light source device based on an image signal, and a projection lens that projects the modulated light (for example, a patent). Reference 1).

前記投射表示装置は、撮像装置としての機能と投射装置としての機能を備え、可動ミラーによって２つの機能の切り換えを行う。また、光源装置としては、赤、緑及び青の各原色成分を含む高出力ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）光源を使用し、該光源から出射された光を光学変調素子としてのマイクロディスプレイに照射し、該マイクロディスプレイからの反射光を撮像カメラの光学系を使用して投射するようになっている。
特開２００２−３６９０５０号公報 The projection display device has a function as an imaging device and a function as a projection device, and switches between two functions by a movable mirror. In addition, as a light source device, a high-power LED (Light Emitting Diode) light source including primary color components of red, green, and blue is used, and light emitted from the light source is irradiated to a micro display as an optical modulation element, The reflected light from the micro display is projected using the optical system of the imaging camera.
JP 2002-369050 A

しかしながら、前記従来の投射表示装置においては、光源装置と光変調素子とがそれぞれ個別に配設されているので、携帯性が悪化し、コストも高くなってしまう。もっとも、複数のＬＥＤチップを面上に配置し、光源装置と光変調素子とを一体化した２次元自発光デバイスを採用することも考えられる。しかし、この場合、ＬＥＤチップを機械的に２次元的にダイボンドし、金線等を使用して電気的な接続を取る必要があるので、高密度に集積することができず、表示装置として大型となってしまう。また、コストも非常に高くなってしまう。 However, in the conventional projection display device, since the light source device and the light modulation element are individually provided, the portability is deteriorated and the cost is increased. However, it is also conceivable to employ a two-dimensional self-luminous device in which a plurality of LED chips are arranged on the surface and the light source device and the light modulation element are integrated. In this case, however, the LED chip must be mechanically two-dimensionally die-bonded and electrically connected using a gold wire or the like, so that it cannot be integrated at a high density and is large as a display device. End up. In addition, the cost becomes very high.

本発明は前記従来の投射表示装置の問題点を解決して、光源と光変調素子とを一体化したＬＥＤ表示装置と、該ＬＥＤ表示装置を備える小型で低コストな投射表示装置、及び、投射機能と撮像カメラ機能とを一体にした小型で低コストな投射表示装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional projection display device, an LED display device in which a light source and a light modulation element are integrated, a small and low-cost projection display device including the LED display device, and a projection It is an object of the present invention to provide a small and low-cost projection display device in which a function and an imaging camera function are integrated.

そのために、本発明のＬＥＤ表示装置においては、第１の基板と、エピタキシャル成長法によって無機材料がｐｎ接合デバイスとして積層形成され、前記第１の基板の表面に分子間力によって行列方向に等間隔となるように固着された複数のＬＥＤ積層薄膜と、該ＬＥＤ積層薄膜に形成されたアノード電極及びカソード電極と、前記ＬＥＤ積層薄膜を駆動して発光させるアノードドライバＩＣ及びカソードドライバＩＣと、前記第１の基板の表面に形成され、前記アノードドライバＩＣと各ＬＥＤ積層薄膜のアノード電極とを接続するアノード配線、及び、前記カソードドライバＩＣと各ＬＥＤ積層薄膜のカソード電極とを接続するカソード配線と、前記第１の基板のＬＥＤ積層薄膜が形成された表面に対向するように配設された透光性を備える第２の基板と、該第２の基板の前記第１の基板と対向する表面の前記ＬＥＤ積層薄膜と対向する位置に形成された蛍光体とを有する。 Therefore, in the LED display device of the present invention, an inorganic material is laminated as a pn junction device by an epitaxial growth method with the first substrate, and the surface of the first substrate is evenly spaced in the matrix direction by intermolecular force. A plurality of LED laminated thin films fixed in such a manner, an anode electrode and a cathode electrode formed on the LED laminated thin film, an anode driver IC and a cathode driver IC for driving the LED laminated thin film to emit light, and the first An anode wiring connecting the anode driver IC and the anode electrode of each LED multilayer thin film, a cathode wiring connecting the cathode driver IC and the cathode electrode of each LED multilayer thin film, Translucent disposed to face the surface of the first substrate on which the LED thin film is formed That has a second substrate, and a phosphor formed in said LED thin-film layered structure and a position opposed to said first substrate opposite to the surface of the second substrate.

本発明によれば、ＬＥＤ表示装置においては、光源と光変調素子とが一体化されている。そのため、小型化することができ、また、コストを低くすることができる。 According to the present invention, in the LED display device, the light source and the light modulation element are integrated. Therefore, the size can be reduced and the cost can be reduced.

以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ表示装置の側断面図、図２は本発明の第１の実施の形態における２次元ＬＥＤ素子の斜視図、図３は本発明の第１の実施の形態における蛍光体シートの斜視図である。 FIG. 1 is a sectional side view of an LED display device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a two-dimensional LED element according to the first embodiment of the present invention, and FIG. It is a perspective view of the phosphor sheet in the embodiment.

図において、１００は本実施の形態におけるＬＥＤ表示装置であり、２次元ＬＥＤ素子１１０と、該２次元ＬＥＤ素子１１０に対向して配設された蛍光体シート１２０とを有する。 In the figure, reference numeral 100 denotes an LED display device according to the present embodiment, which includes a two-dimensional LED element 110 and a phosphor sheet 120 disposed to face the two-dimensional LED element 110.

そして、前記２次元ＬＥＤ素子１１０は、第１の基板としての平板状の基板１０と、該基板１０上に固着されたＬＥＤ積層薄膜としての複数のＬＥＤ１１とを有する。該ＬＥＤ１１は、すべて、近紫外又は紫外発光するものである。なお、該ＬＥＤ１１の数は、任意に設定することができ、通常は多数であるが、ここでは、図示の都合上、３６であるものとして説明する。また、ＬＥＤ１１の配列の仕方も任意に設定することができるが、ここでは、格子状に配列されたアレイとなっているものとして説明する。すなわち、図に示される例において、基板１０上のＬＥＤアレイは、６列６行の正方格子状に等間隔に配列されたＬＥＤ１１から構成されている。 The two-dimensional LED element 110 includes a flat substrate 10 as a first substrate and a plurality of LEDs 11 as LED laminated thin films fixed on the substrate 10. All of the LEDs 11 emit near ultraviolet light or ultraviolet light. The number of the LEDs 11 can be arbitrarily set and is usually a large number, but here, it is assumed that it is 36 for convenience of illustration. Further, the arrangement of the LEDs 11 can be arbitrarily set, but here, it is assumed that the array is an array arranged in a grid. That is, in the example shown in the figure, the LED array on the substrate 10 is composed of LEDs 11 arranged at equal intervals in a square lattice of 6 columns and 6 rows.

また、前記基板１０上には、各ＬＥＤ１１を駆動するためのアノードドライバＩＣ１２及びカソードドライバＩＣ１３が配設されている。そして、アノードドライバＩＣ１２には、各ＬＥＤ１１のアノード電極１６に接続されるアノード配線１４−１〜１４−６の一端が接続され、カソードドライバＩＣ１３には、各ＬＥＤ１１のカソード電極１７に接続されるカソード配線１５−１〜１５−６の一端が接続されている。ここで、前記アノード配線１４−１〜１４−６は、それぞれ、ＬＥＤアレイにおける列方向に延在して第１列〜第６列のＬＥＤ１１のアノード電極１６に接続され、前記カソード配線１５−１〜１５−６は、それぞれ、ＬＥＤアレイにおける行方向に延在して第１行〜第６行のＬＥＤ１１のカソード電極１７に接続されている。なお、アノード配線１４−１〜１４−６及びカソード配線１５−１〜１５−６を統合的に説明する場合には、アノード配線１４及びカソード配線１５として説明する。 An anode driver IC 12 and a cathode driver IC 13 for driving each LED 11 are disposed on the substrate 10. One end of anode wirings 14-1 to 14-6 connected to the anode electrode 16 of each LED 11 is connected to the anode driver IC 12, and a cathode connected to the cathode electrode 17 of each LED 11 is connected to the cathode driver IC 13. One ends of the wirings 15-1 to 15-6 are connected. Here, the anode wirings 14-1 to 14-6 extend in the column direction in the LED array and are connected to the anode electrodes 16 of the LEDs 11 in the first to sixth columns, respectively, and the cathode wirings 15-1. -15-6 extend in the row direction in the LED array and are connected to the cathode electrodes 17 of the LEDs 11 in the first to sixth rows. When the anode wirings 14-1 to 14-6 and the cathode wirings 15-1 to 15-6 are described in an integrated manner, they are described as the anode wiring 14 and the cathode wiring 15.

ここで、前記基板１０は、好ましくは、シリコン基板若しくは石英基板、又は、ガラス基板若しくはセラミック基板である。そして、基板１０の表面は、ポリイミド膜等の有機絶縁膜又は無機絶縁膜が形成され、表面精度が数十ナノメートル以下となるように平坦（たん）化されている。そして、ＬＥＤアレイ１１は、後述する工程によって別の基板から剥（はく）離され、前記基板１０上に水素結合等の分子間力によって固着され、一体化されている。 Here, the substrate 10 is preferably a silicon substrate or a quartz substrate, or a glass substrate or a ceramic substrate. The surface of the substrate 10 is formed with an organic insulating film such as a polyimide film or an inorganic insulating film, and is flattened so that the surface accuracy is several tens of nanometers or less. The LED array 11 is peeled (separated) from another substrate by a process to be described later, and is fixed and integrated on the substrate 10 by intermolecular force such as hydrogen bonding.

また、前記ＬＥＤ１１は、近紫外又は紫外発光する薄膜ＬＥＤであって、窒化ガリウム若しくは窒化インジュウムガリウム、又は、窒化アルミガリウム若しくは窒化アルミ等の無機材料をエピタキシャル成長させて形成した、ヘテロ構造又はダブルヘテロ構造を備える積層薄膜である。なお、前記ＬＥＤ１１の材質は、近紫外又は紫外光の帯域、好ましくは、波長３００〜４５０ナノメートルに発光域を有するものであれば、いかなる種類のものであってもよく、前記材質に限定されるものではない。 The LED 11 is a thin-film LED that emits near ultraviolet light or ultraviolet light, and is formed by epitaxial growth of an inorganic material such as gallium nitride or indium gallium nitride, or aluminum gallium nitride or aluminum nitride. A laminated thin film having a structure. The LED 11 may be of any kind as long as it has a light emission region in the near ultraviolet or ultraviolet light band, preferably in the wavelength range of 300 to 450 nanometers, and is not limited to the above material. It is not something.

さらに、アノード電極１６及びカソード電極１７は、金若しくはアルミニウム、又は、金若しくはアルミニウムとニッケル、チタン等の金属材料とを薄膜積層して形成された金属電極であり、各ＬＥＤ１１のアノード及びカソードにそれぞれ接続されている。 Further, the anode electrode 16 and the cathode electrode 17 are metal electrodes formed by thin film stacking of gold or aluminum, or metal materials such as gold or aluminum and nickel, titanium, etc. It is connected.

そして、アノード配線１４及びカソード配線１５は、金若しくはアルミニウム、又は、金若しくはアルミニウムとニッケル、チタン等の金属材料とを薄膜積層して形成された金属配線であり、各ＬＥＤ１１のアノード電極１６及びカソード電極１７にそれぞれ接続されている。なお、アノード配線１４は一端がアノードドライバＩＣ１２に接続され、カソード配線１５は一端がカソードドライバＩＣ１３に接続されているので、これにより、各ＬＥＤ１１のアノード電極１６及びカソード電極１７は、アノード配線１４及びカソード配線１５を介して、アノードドライバＩＣ１２及びカソードドライバＩＣ１３に接続される。 The anode wiring 14 and the cathode wiring 15 are metal wiring formed by thin film stacking of gold or aluminum, or a metal material such as gold or aluminum and nickel, titanium, and the like. Each is connected to the electrode 17. Since the anode wiring 14 is connected at one end to the anode driver IC 12 and the cathode wiring 15 is connected at one end to the cathode driver IC 13, the anode electrode 16 and the cathode electrode 17 of each LED 11 are connected to the anode wiring 14 and The cathode driver IC 12 and the cathode driver IC 13 are connected via the cathode wiring 15.

また、蛍光体シート１２０は、第２の基板としての平板状の透明基板２０と、該透明基板２０上に形成された複数の蛍光体２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂとを有する。ここで、蛍光体２１Ｒは、近紫外又は紫外線を照射することによって赤色光を発光する蛍光体であり、蛍光体２１Ｇは、近紫外又は紫外線を照射することによって緑色光を発光する蛍光体であり、蛍光体２１Ｂは、近紫外又は紫外線を照射することによって青色光を発光する蛍光体である。なお、蛍光体２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを統合的に説明する場合には、蛍光体２１として説明する。 The phosphor sheet 120 includes a flat transparent substrate 20 as a second substrate, and a plurality of phosphors 21R, 21G, and 21B formed on the transparent substrate 20. Here, the phosphor 21R is a phosphor that emits red light when irradiated with near ultraviolet or ultraviolet light, and the phosphor 21G is a phosphor that emits green light when irradiated with near ultraviolet or ultraviolet light. The phosphor 21B is a phosphor that emits blue light when irradiated with near ultraviolet rays or ultraviolet rays. Note that when the phosphors 21R, 21G, and 21B are described in an integrated manner, they are described as the phosphor 21.

そして、該蛍光体２１の数は、任意に設定することができ、通常は多数であるが、ここでは、図示の都合上、ＬＥＤ１１と同様に、３６である場合について説明する。また、蛍光体２１の配列の仕方も任意に設定することができるが、ここでは、各々が各ＬＥＤ１１に対向するように、格子状に配列されたアレイとなっているものとして説明する。すなわち、図に示される例において、透明基板２０上の蛍光体アレイは、６列６行の正方格子状に等間隔に配列された蛍光体２１から構成されている。なお、各蛍光体２１の形状は、長方形、菱（ひし）形等、いかなる形状であってもよいが、図に示される例においては、正方形となっている。 The number of the phosphors 21 can be arbitrarily set and is usually a large number, but here, for convenience of illustration, a case where the number is 21 as in the LED 11 will be described. In addition, the arrangement of the phosphors 21 can be arbitrarily set, but here, description will be made assuming that the phosphors 21 are arranged in a grid pattern so as to face each LED 11. That is, in the example shown in the figure, the phosphor array on the transparent substrate 20 is composed of phosphors 21 arranged at regular intervals in a square lattice of 6 columns and 6 rows. The shape of each phosphor 21 may be any shape such as a rectangle or a rhombus, but in the example shown in the figure, it is a square.

また、図に示される例においては、蛍光体２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが各々列を成すように配列され、蛍光体アレイの色配置がストライプ状となっているが、蛍光体アレイの色配置は、いかなる配置であってもよい。 Further, in the example shown in the figure, the phosphors 21R, 21G, and 21B are arranged in rows, and the color arrangement of the phosphor array is striped, but the color arrangement of the phosphor array is Any arrangement is possible.

なお、隣接する蛍光体２１同士の隙（すき）間には、コントラスト比を向上させるためのブラックマスク２２が形成されている。また、前記透明基板２０は、例えば、透明なプラスチックから成るものであるが、蛍光体２１が発生する光を透過するものであれば、いかなる材質から成るものであってもよい。 A black mask 22 for improving the contrast ratio is formed between the gaps between the adjacent phosphors 21. The transparent substrate 20 is made of, for example, a transparent plastic, but may be made of any material as long as it transmits the light generated by the phosphor 21.

そして、赤色に発光する蛍光体２１Ｒは、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ又は（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕを塗布形成したものであるが、波長３００〜４５０ナノメートルの近紫外又は紫外光を照射することによって波長６２０〜７１０ナノメートルの帯域の光を発光するものであれば、いかなる種類のものであってもよく、前記材質に限定されるものではない。 The phosphor 21R that emits red light is formed by coating Y ₂ O ₃ : Eu or (Y, Gd) BO ₃ : Eu, and irradiates near ultraviolet or ultraviolet light having a wavelength of 300 to 450 nanometers. As long as it emits light in a wavelength band of 620 to 710 nanometers, it may be of any kind and is not limited to the above materials.

また、緑色に発光する蛍光体２１Ｇは、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ、Ｔｂ又はＺｎ₂ＳｉＯ：Ｍｎを塗布形成したものであるが、波長３００〜４５０ナノメートルの近紫外又は紫外光を照射することによって波長５００〜５８０ナノメートルの帯域の光を発光するものであれば、いかなる種類のものであってもよく、前記材質に限定されるものではない。 The phosphor 21G that emits green light is formed by applying LaPO ₄ : Ce, Tb or Zn ₂ SiO: Mn, and is irradiated with near ultraviolet or ultraviolet light having a wavelength of 300 to 450 nanometers. Any kind of material may be used as long as it emits light in a band of 500 to 580 nanometers, and the material is not limited thereto.

さらに、青色に発光する蛍光体２１Ｂは、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ又はＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕを塗布形成したものであるが、波長３００〜４５０ナノメートルの近紫外又は紫外光を照射することによって波長４５０〜５００ナノメートルの帯域の光を発光するものであれば、いかなる種類のものであってもよく、前記材質に限定されるものではない。 Furthermore, the phosphor 21B emitting blue light is formed by coating (Sr, Ca, Ba, Mg) ₅ (PO ₄ ) ₃ Cl: Eu or BaMgAl ₁₀ O ₁₇ : Eu, and has a wavelength of 300 to 450 nanometers. Any material may be used as long as it emits light in a wavelength band of 450 to 500 nanometers by irradiating a meter near ultraviolet or ultraviolet light, and is not limited to the above materials.

そして、前記２次元ＬＥＤ素子１１０と蛍光体シート１２０とを、図１に示されるように、対向して配設することによって、ＬＥＤ表示装置１００を得ることができる。この場合、基板１０のＬＥＤ１１を形成した面と、透明基板２０の蛍光体２１を形成した面とを対向させる。そして、基板１０上のＬＥＤ１１の各々と、透明基板２０上の蛍光体２１の各々とが対外に対向するように、基板１０と透明基板２０とを位置合わせして固定する。 And the LED display apparatus 100 can be obtained by arrange | positioning the said two-dimensional LED element 110 and the fluorescent substance sheet 120 facing each other, as FIG. 1 shows. In this case, the surface of the substrate 10 on which the LED 11 is formed is opposed to the surface of the transparent substrate 20 on which the phosphor 21 is formed. Then, the substrate 10 and the transparent substrate 20 are aligned and fixed so that each of the LEDs 11 on the substrate 10 and each of the phosphors 21 on the transparent substrate 20 face each other.

これにより、各ＬＥＤ１１が、矢印１９で示されるように、波長３００〜４５０ナノメートルの近紫外又は紫外光を発光すると、前記ＬＥＤ１１に対応する蛍光体２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの各々は、矢印２９Ｒ、２９Ｇ、２９Ｂで示されるように、赤、緑、青の光を発光する。 Thus, when each LED 11 emits near ultraviolet or ultraviolet light having a wavelength of 300 to 450 nanometers as indicated by an arrow 19, each of the phosphors 21R, 21G, and 21B corresponding to the LED 11 has an arrow 29R, As indicated by 29G and 29B, red, green and blue light is emitted.

前記アノードドライバＩＣ１２は、表示データ信号に応じて各ＬＥＤ１１に電流を供給する機能を有し、例えば、シフトレジスタ回路、ラッチ回路、定電流回路、増幅回路等の回路が集積されている。そして、ＬＥＤ１１のアノード電極１６に接続されたアノード配線１４は、アノードドライバＩＣ１２の各駆動素子に接続されている。図に示される例においては、アノードドライバＩＣ１２が基板１０上に実装されているが、アノードドライバＩＣ１２は、必ずしも基板１０上に実装される必要はなく、図示されない他の配線基板等の上に配設されていてもよい。 The anode driver IC 12 has a function of supplying a current to each LED 11 in accordance with a display data signal. For example, circuits such as a shift register circuit, a latch circuit, a constant current circuit, and an amplifier circuit are integrated. The anode wiring 14 connected to the anode electrode 16 of the LED 11 is connected to each drive element of the anode driver IC 12. In the example shown in the figure, the anode driver IC 12 is mounted on the substrate 10. However, the anode driver IC 12 does not necessarily have to be mounted on the substrate 10, and is disposed on another wiring board (not shown). It may be provided.

また、前記カソードドライバＩＣ１３は、各ＬＥＤ１１を走査する機能を有し、セレクト回路等の回路が集積されている。そして、ＬＥＤ１１のカソード電極１７に接続されたカソード配線１５がカソードドライバＩＣ１３の各駆動素子に接続されている。図に示される例においては、カソードドライバＩＣ１３が基板１０上に実装されているが、カソードドライバＩＣ１３は、必ずしも基板１０上に実装される必要はなく、図示されない他の配線基板等の上に配設されていてもよい。 The cathode driver IC 13 has a function of scanning each LED 11, and a circuit such as a select circuit is integrated therein. The cathode wiring 15 connected to the cathode electrode 17 of the LED 11 is connected to each drive element of the cathode driver IC 13. In the example shown in the figure, the cathode driver IC 13 is mounted on the substrate 10, but the cathode driver IC 13 does not necessarily have to be mounted on the substrate 10, and is arranged on another wiring board (not shown). It may be provided.

次に基板１０上のＬＥＤ１１を形成する工程について説明する。 Next, a process for forming the LED 11 on the substrate 10 will be described.

図４は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤの積層薄膜を剥離する工程を示す図、図５は本発明の第１の実施の形態における基板にＬＥＤの積層薄膜を一体化する工程を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a process of peeling the laminated thin film of the LED in the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a process of integrating the laminated thin film of the LED on the substrate in the first embodiment of the present invention. FIG.

図において、３１はＬＥＤ積層薄膜であり、細長い帯状又は短冊状の形状を備え、後述されるように、基板１０上に一体的に付着された後、複数に分割されてＬＥＤ１１となる。そして、前記ＬＥＤ積層薄膜３１は、近紫外又は紫外発光する薄膜であり、窒化ガリウム若しくは窒化インジュウムガリウム、又は、窒化アルミガリウム若しくは窒化アルミ等の複数層から成り、ヘテロ構造又はダブルヘテロ構造を備える積層薄膜である。 In the figure, reference numeral 31 denotes an LED laminated thin film, which has an elongated strip or strip shape, and is attached integrally on the substrate 10 and then divided into a plurality of LEDs 11 as will be described later. The LED laminated thin film 31 is a thin film that emits near-ultraviolet light or ultraviolet light, and is composed of a plurality of layers such as gallium nitride, indium gallium nitride, aluminum gallium nitride, or aluminum nitride, and has a heterostructure or a double heterostructure. It is a laminated thin film.

また、３２は犠牲層であり、前記ＬＥＤ積層薄膜３１を母材３３から剥離させるため、後述する剥離エッチング液にエッチングされやすい膜、例えば、アルミ砒（ひ）素層の膜であり、母材３３とＬＥＤ積層簿膜３１との間に形成される。 Reference numeral 32 denotes a sacrificial layer, which is a film that is easily etched by a later-described stripping etchant, for example, an aluminum arsenic (arsenic) layer film, for peeling the LED laminated thin film 31 from the base material 33. 33 and the LED laminated book film 31.

さらに、母材３３は、例えば、ガリウム砒素若しくは窒化ガリウム、又は、サファイヤ等の材質から成り、前記母材３３上に、ＭＯＣＶＤ法等の気相成長法によって、ＬＥＤ積層薄膜３１を構成する材質をエピタキシャル成長させる。 Furthermore, the base material 33 is made of, for example, a material such as gallium arsenide, gallium nitride, or sapphire, and a material constituting the LED laminated thin film 31 is formed on the base material 33 by a vapor phase growth method such as MOCVD. Epitaxially grow.

次に、エピタキシャル成長させたＬＥＤ積層薄膜３１を母材３３から剥離する工程について説明する。 Next, a process of peeling the epitaxially grown LED laminated thin film 31 from the base material 33 will be described.

例えば、各ＬＥＤ１１の形状が一辺の長さが２０マイクロメータの正方形であるとすると、２０マイクロメータ以上の幅を備え、かつ、ＬＥＤアレイの１列分の長さ、すなわち、６個のＬＥＤ１１から成る１列の長さ以上の長さを備える短冊状のＬＥＤ積層簿膜３１を形成する。この場合、半導体プロセスで広く用いられているホトリソエッチング技術を用い、エッチング液としては燐（りん）酸過水等を用いて、母材３３上のＬＥＤ積層簿膜３１を短冊形に形成する。 For example, if the shape of each LED 11 is a square with a side length of 20 micrometers, the LED 11 has a width of 20 micrometers or more and the length of one column of the LED array, that is, from six LEDs 11. A strip-shaped LED laminated book film 31 having a length equal to or longer than one row is formed. In this case, the LED laminated book film 31 on the base material 33 is formed in a strip shape by using a photolitho etching technique widely used in a semiconductor process and using phosphoric acid / hydrogen peroxide as an etching solution. .

その後、弗（ふっ）化水素液、塩酸液等の剥離エッチング液に、前記ＬＥＤ積層薄膜３１が形成された母材３３を浸漬させる。これにより、犠牲層３２がエッチングされ、ＬＥＤ積層薄膜３１が母材３３から剥離する。 Thereafter, the base material 33 on which the LED laminated thin film 31 is formed is immersed in a stripping etchant such as a hydrogen fluoride solution or a hydrochloric acid solution. Thereby, the sacrificial layer 32 is etched, and the LED laminated thin film 31 is peeled off from the base material 33.

そして、剥離されたＬＥＤ積層薄膜３１を表面が平坦化された基板１０上に押し付け、水素結合等の分子間力によって、基板１０とＬＥＤ積層薄膜３１とを固着して一体化する。 Then, the peeled LED laminated thin film 31 is pressed onto the substrate 10 whose surface is flattened, and the substrate 10 and the LED laminated thin film 31 are fixed and integrated by an intermolecular force such as hydrogen bonding.

ここで、前記基板１０の最表面は、ポリイミド膜等の有機絶縁膜又は酸化シリコン膜等の無機絶縁膜が形成され、好ましくは、表面精度が数十ナノメートル以下の凹凸のない平坦化された表面となっている。このように、基板１０の最表面を凹凸のない平坦化された面とすることによって、前記ＬＥＤ積層薄膜３１との水素結合等の分子間力による結合が容易となる。 Here, the outermost surface of the substrate 10 is formed with an organic insulating film such as a polyimide film or an inorganic insulating film such as a silicon oxide film, and is preferably planarized without unevenness with a surface accuracy of several tens of nanometers or less. It is the surface. Thus, by making the outermost surface of the substrate 10 a flat surface without unevenness, the bonding with the LED laminated thin film 31 by intermolecular force such as hydrogen bonding becomes easy.

このような工程を、各色に対応するＬＥＤ積層薄膜３１に対して、繰り返し行う。これにより、図５に示されるように、複数列、例えば、６列のＬＥＤ積層薄膜３１が基板１０上に固着されて一体化される。 Such a process is repeated with respect to the LED laminated thin film 31 corresponding to each color. As a result, as shown in FIG. 5, a plurality of rows, for example, six rows of LED laminated thin films 31 are fixed onto the substrate 10 and integrated.

続いて、基板１０上に一体化された各ＬＥＤ積層薄膜３１を、例えば、エッチング液として燐酸過水を用いたホトリソエッチング法によって複数に分割し、ＬＥＤ素子１１を形成する。本実施の形態においては、各ＬＥＤ積層薄膜３１を６ずつのＬＥＤ素子１１に分割するものとする。 Subsequently, each of the LED laminated thin films 31 integrated on the substrate 10 is divided into a plurality of parts by, for example, a photolithography etching method using phosphoric acid / hydrogen peroxide as an etching solution to form the LED elements 11. In the present embodiment, each LED laminated thin film 31 is divided into six LED elements 11.

続いて、各ＬＥＤ１１のアノード及びカソードに接続されるアノード電極１６及びカソード電極１７、並びに、各アノード電極１６及びカソード電極１７に接続されるアノード配線１４及びカソード配線１５を、蒸着、ホトリソエッチング法又はリフトオフ法によって形成する。さらに、基板１０上にアノードドライバＩＣ１２及びカソードドライバＩＣ１３を実装し、アノード配線１４及びカソード配線１５をアノードドライバＩＣ１２及びカソードドライバＩＣ１３に接続する。 Subsequently, the anode electrode 16 and the cathode electrode 17 connected to the anode and the cathode of each LED 11, and the anode wiring 14 and the cathode wiring 15 connected to each of the anode electrode 16 and the cathode electrode 17 are vapor-deposited, photolithography etching method. Or it forms by the lift-off method. Further, the anode driver IC 12 and the cathode driver IC 13 are mounted on the substrate 10, and the anode wiring 14 and the cathode wiring 15 are connected to the anode driver IC 12 and the cathode driver IC 13.

なお、ここでは、短冊状の形状のＬＥＤ積層薄膜３１を分割して正方形のＬＥＤ１１を形成する場合について説明したが、各ＬＥＤ１１の形状は、長方形、菱形等、いかなる形状であってもよい。また、平面状に各ＬＥＤ１１を配置したが、ＬＥＤ積層薄膜３１を基板１０に接合し、アノード配線１４及びカソード配線１５を形成した後に、ポリイミド樹脂等で平坦化し、異なる色のＬＥＤ積層薄膜３１を、基板１０に水素結合等の分子間力によって接合されたＬＥＤ積層薄膜３１の上面の平坦化された面に接合一体化して提供してもよい。 In addition, although the case where the strip-shaped LED laminated thin film 31 is divided to form the square LED 11 has been described here, the shape of each LED 11 may be any shape such as a rectangle or a rhombus. Further, each LED 11 is arranged in a planar shape, but after the LED laminated thin film 31 is bonded to the substrate 10 and the anode wiring 14 and the cathode wiring 15 are formed, the LED laminated thin film 31 is flattened with polyimide resin or the like, and the LED laminated thin films 31 of different colors are formed. Alternatively, it may be provided by being integrated with the flattened surface of the upper surface of the LED laminated thin film 31 bonded to the substrate 10 by intermolecular force such as hydrogen bonding.

次に、前記構成のＬＥＤ表示装置１００の動作について説明する。 Next, the operation of the LED display device 100 having the above configuration will be described.

まず、図示されないパーソナルコンピュータ等の上位装置から送信された表示データ信号がアノードドライバＩＣ１２に入力されると、第１番目のカソードライン、すなわち、図２における上から１番目に配設された第１行のＬＥＤ１１の各々について、発光する又は発光しないを示す発光データが、アノードドライバＩＣ１２のシフトレジスタ回路に順次格納される。 First, when a display data signal transmitted from a host device (not shown) such as a personal computer is input to the anode driver IC 12, the first cathode line, that is, the first arranged first from the top in FIG. For each of the LEDs 11 in the row, light emission data indicating whether light is emitted or not is sequentially stored in the shift register circuit of the anode driver IC 12.

なお、前記発光データは、シフトレジスタ回路に格納された後、ラッチ回路に格納される。そして、該ラッチ回路に格納された発光データによって増幅回路から定電流が供給される。前記増幅回路から供給された定電流は、各行に対応するアノード配線１４−１〜１４−６を通って第１行の各ＬＥＤ１１のアノード電極１６に供給される。 The light emission data is stored in the latch circuit after being stored in the shift register circuit. Then, a constant current is supplied from the amplifier circuit by the light emission data stored in the latch circuit. The constant current supplied from the amplifier circuit is supplied to the anode electrode 16 of each LED 11 in the first row through the anode wirings 14-1 to 14-6 corresponding to each row.

一方、カソードドライバＩＣ１３にはフレーム信号が入力される。なお、ＬＥＤ表示装置１００のライン選択周期は、ＬＥＤ表示装置１００の画素数に応じて設定され、例えば、画素数が６４０ドット×４８０ドットのＶＧＡディスプレイの場合、ライン選択周期は５０〔ＫＨｚ〕である。 On the other hand, a frame signal is input to the cathode driver IC 13. Note that the line selection cycle of the LED display device 100 is set according to the number of pixels of the LED display device 100. For example, in the case of a VGA display having 640 dots × 480 dots, the line selection cycle is 50 [KHz]. is there.

そして、設定されたライン選択周期で第１番目のカソードライン、すなわち、第１行が選択されると、カソードドライバＩＣ１３から第１行に対応するカソード配線１５−１を通って第１行の各ＬＥＤ１１のカソード電極１７に供給される。すると、第１行の各ＬＥＤ１１は、発光データによって増幅回路からの定電流がアノード電極１６に供給されているので、前記発光データに応じて発光する。そして、第１行の各ＬＥＤ１１が、図１における矢印１９で示されるように、波長３００〜４５０ナノメートルの近紫外又は紫外光を発光すると、各ＬＥＤ１１に対応する第１行の蛍光体２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの各々は、前記近紫外又は紫外光によって励起され、図１における矢印２９Ｒ、２９Ｇ、２９Ｂで示されるように、赤、緑、青の光を放射する。 When the first cathode line, that is, the first row is selected in the set line selection cycle, each of the first row passes from the cathode driver IC 13 through the cathode wiring 15-1 corresponding to the first row. It is supplied to the cathode electrode 17 of the LED 11. Then, each LED 11 in the first row emits light according to the light emission data because the constant current from the amplifier circuit is supplied to the anode electrode 16 by the light emission data. When each LED 11 in the first row emits near-ultraviolet or ultraviolet light having a wavelength of 300 to 450 nanometers as indicated by an arrow 19 in FIG. 1, the phosphor 21R in the first row corresponding to each LED 11, Each of 21G and 21B is excited by the near ultraviolet or ultraviolet light, and emits red, green and blue light as indicated by arrows 29R, 29G and 29B in FIG.

以上のような動作を繰り返すことで、１画面分の表示が行われる。 By repeating the above operation, display for one screen is performed.

このように、本実施の形態において、ＬＥＤ表示装置１００は、光源と光変調素子とを一体化したものとして機能する２次元ＬＥＤ素子１１０を使用する。そして、該２次元ＬＥＤ素子１１０が備えるＬＥＤ１１、アノード配線１４、カソード配線１５、アノード電極１６、カソード電極１７等を半導体プロセスによって形成することができ、非常に高密度にＬＥＤ１１を集積することができる。 Thus, in this Embodiment, the LED display apparatus 100 uses the two-dimensional LED element 110 which functions as what integrated the light source and the light modulation element. The LED 11, the anode wiring 14, the cathode wiring 15, the anode electrode 16, the cathode electrode 17 and the like included in the two-dimensional LED element 110 can be formed by a semiconductor process, and the LEDs 11 can be integrated at a very high density. .

また、該ＬＥＤ１１は周知のものであり、このように、実績のある高輝度なＬＥＤ１１をそのままディスプレイとして用いることができるので、従来の有機ＥＬのような発光デバイスでは達成することができない明るさを期待することができる。 Further, the LED 11 is a well-known one. Thus, since the proven high-brightness LED 11 can be used as a display as it is, the brightness that cannot be achieved by a light-emitting device such as a conventional organic EL can be achieved. You can expect.

さらに、前記ＬＥＤ表示装置１００は、カソードライン毎に発光動作を行うので、ディスプレイとしての消費電流が小さくて済む。また、各ＬＥＤ１１及び蛍光体２１の配置及び形状を適宜選択することができるので、ＬＥＤ表示装置１００の用途に応じてＬＥＤ１１及び蛍光体２１の配置及び形状を容易に変更することができる。 Furthermore, since the LED display device 100 performs a light emitting operation for each cathode line, current consumption as a display can be reduced. Moreover, since arrangement | positioning and shape of each LED11 and the fluorescent substance 21 can be selected suitably, according to the use of the LED display apparatus 100, arrangement | positioning and shape of LED11 and the fluorescent substance 21 can be changed easily.

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. The description of the same operation and the same effect as those of the first embodiment is also omitted.

図６は本発明の第２の実施の形態における投射表示装置の構成を示す第１の例を示す図、図７は本発明の第２の実施の形態における投射表示装置の構成を示す第２の例を示す図、図８は本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤ表示装置と光学系の配置の例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a first example of the configuration of the projection display device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a second diagram illustrating the configuration of the projection display device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing an example of the arrangement of the LED display device and the optical system in the second embodiment of the present invention.

本実施の形態において、ＬＥＤ表示装置１００は、図６に示されるような投射表示装置２００に使用される。該投射表示装置２００は、箱状の筐（きょう）体２０１を有し、該筐体２０１の一方の面は開放され、該面にスクリーン４５が取り付けられている。また、前記筐体２０１内におけるスクリーン４５と対向する壁面にはＬＥＤ表示装置１００が配設されている。 In the present embodiment, the LED display device 100 is used in a projection display device 200 as shown in FIG. The projection display device 200 has a box-shaped housing 201, one surface of the housing 201 is open, and a screen 45 is attached to the surface. An LED display device 100 is disposed on the wall surface of the housing 201 that faces the screen 45.

さらに、投射表示装置２００は、制御部２０２を有する。該制御部２０２は、図示されないＤＶＤプレーヤ等の動画再生装置のような外部装置から受信した画像信号を受信すると、該画像信号に対応した表示データ信号をＬＥＤ表示装置１００に送信する。これにより、該ＬＥＤ表示装置１００は、前記表示データ信号に応じて赤、緑、青の光を放射し、前記画像信号に対応した表示を行う。 Further, the projection display device 200 includes a control unit 202. When receiving an image signal received from an external device such as a video player such as a DVD player (not shown), the control unit 202 transmits a display data signal corresponding to the image signal to the LED display device 100. Accordingly, the LED display device 100 emits red, green, and blue light according to the display data signal, and performs display corresponding to the image signal.

また、前記筐体２０１内のＬＥＤ表示装置１００とスクリーン４５との間には、光学系としての投射レンズ４３が配設されている。なお、該投射レンズ４３は、単数のレンズから成るものであってもよいし、複数のレンズが組み合わされたものであってもよい。 A projection lens 43 as an optical system is disposed between the LED display device 100 and the screen 45 in the housing 201. The projection lens 43 may be composed of a single lens or a combination of a plurality of lenses.

そして、ＬＥＤ表示装置１００から放射された赤、緑、青の光は、投射レンズ４３を通してスクリーン４５に投射される。これにより、ユーザは、ＬＥＤ表示装置１００の外側から、すなわち、図６において、スクリーン４５の右側から、該スクリーン４５に投射された表示を視認することができる。 Then, red, green, and blue light emitted from the LED display device 100 is projected onto the screen 45 through the projection lens 43. Thereby, the user can visually recognize the display projected on the screen 45 from the outside of the LED display device 100, that is, from the right side of the screen 45 in FIG.

なお、前記投射表示装置２００は、外部スクリーンに投射するものであってもよい。この場合、図７に示されるように、スクリーン４５に代えて、光学系としてのズームレンズ４４が配設されている。なお、該ズームレンズ４４は、単数のレンズから成るものであってもよいし、複数のレンズが組み合わされたものであってもよい。 The projection display device 200 may be a device that projects onto an external screen. In this case, as shown in FIG. 7, a zoom lens 44 as an optical system is provided in place of the screen 45. The zoom lens 44 may be composed of a single lens or a combination of a plurality of lenses.

そして、ＬＥＤ表示装置１００から放射された赤、緑、青の光は、投射レンズ４３及びズームレンズ４４を通して投射表示装置２００の外側（図７に示される例においては、投射表示装置２００の右側）に配設される図示されない外部スクリーンに投射される。これにより、ユーザは、外部スクリーンに投射された表示を視認することができる。 Then, the red, green, and blue light emitted from the LED display device 100 passes through the projection lens 43 and the zoom lens 44 to the outside of the projection display device 200 (on the right side of the projection display device 200 in the example shown in FIG. 7). The image is projected on an external screen (not shown) disposed on the screen. Thereby, the user can visually recognize the display projected on the external screen.

また、ＬＥＤ表示装置１００の背面には、図８に示されるように、ヒートシンク４２が取り付けられている。該ヒートシンク４２は、ＬＥＤ表示装置１００を効果的に冷却することができるものであれば、いかなる構造のものであってもよい。 Further, as shown in FIG. 8, a heat sink 42 is attached to the back surface of the LED display device 100. The heat sink 42 may have any structure as long as it can cool the LED display device 100 effectively.

次に、本実施の形態における投射表示装置２００の動作について説明する。 Next, the operation of the projection display apparatus 200 in the present embodiment will be described.

前記第１の実施の形態と同様に、表示データ信号がアノードドライバＩＣ１２に入力されると、図２における上から１番目に配設された第１行のＬＥＤ１１の各々について、発光する又は発光しないを示す発光データが、アノードドライバＩＣ１２のシフトレジスタ回路に順次格納される。前記発光データは、シフトレジスタ回路に格納された後、ラッチ回路に格納される。そして、該ラッチ回路に格納された発光データによって増幅回路から定電流が供給される。該増幅回路から供給された定電流は、各行に対応するアノード配線１４−１〜１４−６を通って第１行の各ＬＥＤ１１のアノード電極１６に供給される。 As in the first embodiment, when the display data signal is input to the anode driver IC 12, each of the LEDs 11 in the first row arranged first from the top in FIG. 2 emits light or does not emit light. Are sequentially stored in the shift register circuit of the anode driver IC 12. The light emission data is stored in the latch circuit after being stored in the shift register circuit. Then, a constant current is supplied from the amplifier circuit by the light emission data stored in the latch circuit. The constant current supplied from the amplifier circuit is supplied to the anode electrode 16 of each LED 11 in the first row through the anode wirings 14-1 to 14-6 corresponding to each row.

そして、設定されたライン選択周期で第１行が選択されると、カソードドライバＩＣ１３から第１行に対応するカソード配線１５−１を通って第１行の各ＬＥＤ１１のカソード電極１７に供給されると、第１行の各ＬＥＤ１１は、前記発光データに応じて発光する。そして、第１行の各ＬＥＤ１１が波長３００〜４５０ナノメートルの近紫外又は紫外光を発光すると、各ＬＥＤ１１に対応する第１行の蛍光体２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの各々は、前記近紫外又は紫外光によって励起され、赤、緑、青の光を放射する。 When the first row is selected with the set line selection cycle, the cathode driver IC 13 supplies the cathode electrode 17 of each LED 11 in the first row through the cathode wiring 15-1 corresponding to the first row. Then, each LED 11 in the first row emits light according to the light emission data. When each LED 11 in the first row emits near ultraviolet or ultraviolet light having a wavelength of 300 to 450 nanometers, each of the phosphors 21R, 21G, and 21B in the first row corresponding to each LED 11 has the near ultraviolet or ultraviolet light. Excited by light, it emits red, green and blue light.

以上のような動作を繰り返すことで、ＬＥＤ表示装置１００による１画面分の赤、緑、青の光の放射が行われる。 By repeating the operation as described above, the LED display device 100 emits red, green, and blue light for one screen.

そして、投射表示装置２００が図６に示されるような構造のものである場合、ＬＥＤ表示装置１００から放射された光は、投射レンズ４３を通してスクリーン４５に投射される。また、投射表示装置２００が図７に示されるような構造のものである場合、ＬＥＤ表示装置１００から放射された光は、投射レンズ４３及びズームレンズ４４を通して図示されない外部スクリーンに投射される。この場合、ズームレンズ４４によって、画像の一部を適宜拡大することもできる。 When the projection display device 200 has a structure as shown in FIG. 6, the light emitted from the LED display device 100 is projected onto the screen 45 through the projection lens 43. Further, when the projection display device 200 has a structure as shown in FIG. 7, the light emitted from the LED display device 100 is projected onto an external screen (not shown) through the projection lens 43 and the zoom lens 44. In this case, a part of the image can be appropriately enlarged by the zoom lens 44.

また、前記筐体２０１内は密封された空間となるので、ＬＥＤ表示装置１００が発生した熱をヒートシンク４２によって奪うことにより、ＬＥＤ表示装置１００を冷却することが望ましい。 In addition, since the inside of the housing 201 is a sealed space, it is desirable to cool the LED display device 100 by removing heat generated by the LED display device 100 with the heat sink 42.

このように、本実施の形態において、投射表示装置２００は、光源と光変調素子とを一体化したＬＥＤ表示装置１００を使用するので、小型化することでき、コストを低くすることができる。また、非常に高密度にＬＥＤ１１を集積したＬＥＤ表示装置１００からの光を投射するので、非常に高精細な投射表示が可能となる。 Thus, in this Embodiment, since the projection display apparatus 200 uses the LED display apparatus 100 which integrated the light source and the light modulation element, it can reduce in size and can reduce cost. Moreover, since the light from the LED display device 100 in which the LEDs 11 are integrated at a very high density is projected, a very high-definition projection display is possible.

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st and 2nd embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. Also, the description of the same operations and effects as those of the first and second embodiments is omitted.

図９は本発明の第３の実施の形態におけるＬＥＤ表示装置と光学系の配置の例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the arrangement of the LED display device and the optical system in the third embodiment of the present invention.

本実施の形態において、投射表示装置２００は、光源と光変調素子とを一体化したＬＥＤ表示装置１００として、赤色の光を放射するＬＥＤ表示装置１００Ｒ、緑色の光を放射するＬＥＤ表示装置１００Ｇ、及び、青色の光を放射するＬＥＤ表示装置１００Ｂを使用する。なお、前記ＬＥＤ表示装置１００Ｒ、ＬＥＤ表示装置１００Ｇ及びＬＥＤ表示装置１００Ｂの背面には、ヒートシンク４２が取り付けられている。また、投射表示装置２００の筐体２０１内には、前記ＬＥＤ表示装置１００Ｒから放射された赤色の光、ＬＥＤ表示装置１００Ｇから放射された緑色の光及びＬＥＤ表示装置１００Ｂから放射された青色の光を合成して、表示画像を得るために、ハーフミラーで構成されたプリズム４６が配設されている。 In the present embodiment, the projection display device 200 includes an LED display device 100R that emits red light, an LED display device 100G that emits green light, as an LED display device 100 in which a light source and a light modulation element are integrated. And LED display device 100B which radiates | emits blue light is used. A heat sink 42 is attached to the back of the LED display device 100R, LED display device 100G, and LED display device 100B. In the housing 201 of the projection display device 200, red light emitted from the LED display device 100R, green light emitted from the LED display device 100G, and blue light emitted from the LED display device 100B. Are combined to obtain a display image, a prism 46 composed of a half mirror is provided.

ここで、ＬＥＤ表示装置１００Ｒは、前記第１の実施の形態で説明したＬＥＤ表示装置１００と同様の構成を有するものであるが、透明基板２０上の蛍光体２１がすべて、近紫外又は紫外線を照射することによって赤色に発光する蛍光体となっている。また、ＬＥＤ表示装置１００Ｇは、前記第１の実施の形態で説明したＬＥＤ表示装置１００と同様の構成を有するものであるが、透明基板２０上の蛍光体２１がすべて、近紫外又は紫外線を照射することによって緑色に発光する蛍光体となっている。さらに、ＬＥＤ表示装置１００Ｂは、前記第１の実施の形態で説明したＬＥＤ表示装置１００と同様の構成を有するものであるが、透明基板２０上の蛍光体２１がすべて、近紫外又は紫外線を照射することによって青色に発光する蛍光体となっている。 Here, the LED display device 100R has the same configuration as that of the LED display device 100 described in the first embodiment, but all the phosphors 21 on the transparent substrate 20 emit near-ultraviolet rays or ultraviolet rays. The phosphor emits red light when irradiated. The LED display device 100G has the same configuration as that of the LED display device 100 described in the first embodiment, but all the phosphors 21 on the transparent substrate 20 irradiate near ultraviolet rays or ultraviolet rays. By doing so, the phosphor emits green light. Furthermore, the LED display device 100B has the same configuration as that of the LED display device 100 described in the first embodiment, but all the phosphors 21 on the transparent substrate 20 irradiate near ultraviolet rays or ultraviolet rays. By doing so, the phosphor emits blue light.

なお、その他の点の構成については、前記第２の実施の形態と同様なので、説明を省略する。 The configuration of other points is the same as that of the second embodiment, and a description thereof will be omitted.

本実施の形態においては、ＬＥＤ表示装置１００ＲのアノードドライバＩＣ１２に赤色の表示データ信号が入力され、ＬＥＤ表示装置１００ＧのアノードドライバＩＣ１２に緑色の表示データ信号が入力され、ＬＥＤ表示装置１００ＢのアノードドライバＩＣ１２に青色の表示データ信号が入力されるようになっている。そして、ＬＥＤ表示装置１００Ｒは、赤色の表示データ信号に応じて発光し、赤の光を放射する。また、ＬＥＤ表示装置１００Ｇは、緑色の表示データ信号に応じて発光し、緑の光を放射する。さらに、ＬＥＤ表示装置１００Ｂは、青色の表示データ信号に応じて発光し、青の光を放射する。 In the present embodiment, a red display data signal is input to the anode driver IC12 of the LED display device 100R, a green display data signal is input to the anode driver IC12 of the LED display device 100G, and the anode driver of the LED display device 100B. A blue display data signal is input to the IC 12. The LED display device 100R emits light in response to a red display data signal and emits red light. Further, the LED display device 100G emits light according to the green display data signal and emits green light. Further, the LED display device 100B emits light according to the blue display data signal and emits blue light.

そして、前記ＬＥＤ表示装置１００Ｒ、ＬＥＤ表示装置１００Ｇ及びＬＥＤ表示装置１００Ｂから放射された光は、プリズム４６を通過することによって合成され、投射レンズ４３及びズームレンズ４４を通して投射される。 The light emitted from the LED display device 100R, the LED display device 100G, and the LED display device 100B is combined by passing through the prism 46 and projected through the projection lens 43 and the zoom lens 44.

このように、本実施の形態において、投射表示装置２００は、それぞれ単色の光を放射するＬＥＤ表示装置１００Ｒ、ＬＥＤ表示装置１００Ｇ及びＬＥＤ表示装置１００Ｂを使用するので、ＬＥＤ表示装置１００Ｒ、ＬＥＤ表示装置１００Ｇ及びＬＥＤ表示装置１００Ｂの各々を、前記第２の実施の形態におけるＬＥＤ表示装置１００よりも小型化することができる。そのため、投射表示装置２００を前記第２の実施の形態よりも小型化することができる。 Thus, in this Embodiment, since the projection display apparatus 200 uses LED display apparatus 100R, LED display apparatus 100G, and LED display apparatus 100B which each radiate | emit monochromatic light, LED display apparatus 100R and LED display apparatus are used. Each of 100G and LED display device 100B can be made smaller than LED display device 100 in the second embodiment. Therefore, the projection display device 200 can be made smaller than that in the second embodiment.

また、ＬＥＤ表示装置１００Ｒ、ＬＥＤ表示装置１００Ｇ及びＬＥＤ表示装置１００Ｂの各々を、前記第２の実施の形態におけるＬＥＤ表示装置１００と同様の大きさとした場合には、総計して３倍のＬＥＤ表示装置１００を使用したのと同等となるので、より明るい投射画像を得ることができる。 Further, when each of the LED display device 100R, the LED display device 100G, and the LED display device 100B has the same size as the LED display device 100 in the second embodiment, the LED display is tripled in total. Since this is equivalent to using the apparatus 100, a brighter projection image can be obtained.

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as the 1st-3rd embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. Explanation of the same operations and effects as those of the first to third embodiments is also omitted.

図１０は本発明の第４の実施の形態におけるＬＥＤ表示装置と光学系の配置の例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing an example of the arrangement of the LED display device and the optical system in the fourth embodiment of the present invention.

本実施の形態において、投射表示装置２００は、光源と光変調素子とを一体化したＬＥＤ表示装置１００に加えて、撮像装置４８を有する。これにより、投射表示装置２００は、投射機能とともに撮像機能を発揮することができる。また、投射表示装置２００の筐体２０１内には、前記ＬＥＤ表示装置１００から放射された光を、投射レンズ４３及びズームレンズ４４に導いて投射するとともに、投射表示装置２００の外部からズームレンズ４４及び投射レンズ４３を通して入射された光を撮像装置４８に導くために、ハーフミラーで構成されたプリズム４７が配設されている。 In the present embodiment, the projection display device 200 includes an imaging device 48 in addition to the LED display device 100 in which a light source and a light modulation element are integrated. Thereby, the projection display apparatus 200 can exhibit an imaging function with a projection function. In addition, the light emitted from the LED display device 100 is guided and projected into the projection lens 43 and the zoom lens 44 in the housing 201 of the projection display device 200, and the zoom lens 44 from the outside of the projection display device 200. In order to guide the light incident through the projection lens 43 to the image pickup device 48, a prism 47 composed of a half mirror is provided.

ここで、前記ＬＥＤ表示装置１００は、前記第１及び第２の実施の形態におけるＬＥＤ表示装置１００と同様の構造を備える。 Here, the LED display device 100 has the same structure as the LED display device 100 in the first and second embodiments.

また、前記撮像装置４８は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の受像素子デバイスを備えるとともに、図示されない記憶手段に接続され、受像素子デバイスによって撮像した画像を前記記憶手段に記憶させる。 The imaging device 48 includes an image receiving element device such as a charge-coupled device (CCD) and a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), and is connected to a storage means (not shown). The captured image is stored in the storage means.

まず、投射機能を発揮する場合、撮像機能を発揮することによって撮像され、前記記憶手段に記憶された画像の表示信号が前記記憶手段からアノードドライバＩＣ１２に入力される。そして、前記第１の実施の形態と同様に、表示データ信号がアノードドライバＩＣ１２に入力されると、図２における上から１番目に配設された第１行のＬＥＤ１１の各々について、発光する又は発光しないを示す発光データが、アノードドライバＩＣ１２のシフトレジスタ回路に順次格納される。前記発光データは、シフトレジスタ回路に格納された後、ラッチ回路に格納される。そして、該ラッチ回路に格納された発光データによって増幅回路から定電流が供給される。該増幅回路から供給された定電流は、各行に対応するアノード配線１４−１〜１４−６を通って第１行の各ＬＥＤ１１のアノード電極１６に供給される。 First, when the projection function is exhibited, an image display signal that is imaged by exhibiting the imaging function and stored in the storage unit is input from the storage unit to the anode driver IC 12. As in the first embodiment, when the display data signal is input to the anode driver IC 12, each of the LEDs 11 in the first row arranged first from the top in FIG. Light emission data indicating no light emission is sequentially stored in the shift register circuit of the anode driver IC 12. The light emission data is stored in the latch circuit after being stored in the shift register circuit. Then, a constant current is supplied from the amplifier circuit by the light emission data stored in the latch circuit. The constant current supplied from the amplifier circuit is supplied to the anode electrode 16 of each LED 11 in the first row through the anode wirings 14-1 to 14-6 corresponding to each row.

一方、カソードドライバＩＣ１３にはフレーム信号が入力される。なお、ＬＥＤ表示装置１００のライン選択周期は、ＬＥＤ表示装置１００の画素数に応じて設定され、例えば、画素数が６４０ドット×４８０ドットのＶＧＡディスプレイの場合、ライン選択周期は５０〔ＫＨｚ〕である。 On the other hand, a frame signal is input to the cathode driver IC 13. The line selection cycle of the LED display device 100 is set according to the number of pixels of the LED display device 100. For example, in the case of a VGA display having a pixel number of 640 dots × 480 dots, the line selection cycle is 50 [KHz]. is there.

そして、設定されたライン選択周期で第１行が選択されると、カソードドライバＩＣ１３から第１行に対応するカソード配線１５−１を通って第１行の各ＬＥＤ１１のカソード電極１７に供給されると、第１行の各ＬＥＤ１１は、前記発光データに応じて発光する。そして、第１行の各ＬＥＤ１１が近紫外又は紫外光を発光すると、各ＬＥＤ１１に対応する第１行の蛍光体２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの各々は、前記近紫外又は紫外光によって励起され、赤、緑、青の光を放射する。 When the first row is selected with the set line selection cycle, the cathode driver IC 13 supplies the cathode electrode 17 of each LED 11 in the first row through the cathode wiring 15-1 corresponding to the first row. Then, each LED 11 in the first row emits light according to the light emission data. When each LED 11 in the first row emits near ultraviolet or ultraviolet light, each of the phosphors 21R, 21G, and 21B in the first row corresponding to each LED 11 is excited by the near ultraviolet or ultraviolet light, and red, Emits green and blue light.

以上のような動作を繰り返すことで、ＬＥＤ表示装置１００による１画面分の赤、緑、青の光の放射が行われる。なお、ここでは、記憶手段に記憶された画像の表示信号がアノードドライバＩＣ１２に入力される例について説明したが、ＤＶＤプレーヤ等の動画再生装置のような外部装置から受信した画像信号に対応する表示データ信号をアノードドライバＩＣ１２に入力することもできる。 By repeating the operation as described above, the LED display device 100 emits red, green, and blue light for one screen. Here, the example in which the display signal of the image stored in the storage unit is input to the anode driver IC 12 has been described. However, the display corresponding to the image signal received from an external device such as a moving image playback device such as a DVD player is described. A data signal can also be input to the anode driver IC 12.

そして、プリズム４７は、ＬＥＤ表示装置１００から放射された光を光学系に一致させる。これにより、ＬＥＤ表示装置１００から放射された光は、光学系としての投射レンズ４３及びズームレンズ４４を通して図示されない外部スクリーンに投射される。 The prism 47 matches the light emitted from the LED display device 100 with the optical system. Thereby, the light radiated | emitted from the LED display apparatus 100 is projected on the external screen which is not shown in figure through the projection lens 43 and the zoom lens 44 as an optical system.

また、撮像機能を発揮する場合、ＬＥＤ表示装置１００の作動を停止させる。そして、投射表示装置２００の外部からズームレンズ４４及び投射レンズ４３を通して入射された光は、プリズム４７を介して、撮像装置４８に導かれる。該撮像装置４８の受像素子デバイスによって撮像された画像は、前記記憶手段に記憶される。なお、受像素子デバイスによって画像を撮像する技術は周知であるので、その詳細な説明は省略する。 Further, when the imaging function is exhibited, the operation of the LED display device 100 is stopped. Then, light incident from the outside of the projection display device 200 through the zoom lens 44 and the projection lens 43 is guided to the imaging device 48 through the prism 47. An image picked up by the image receiving device of the image pickup device 48 is stored in the storage means. In addition, since the technique which images an image with an image receiving element device is known, the detailed description is abbreviate | omitted.

このように、本実施の形態において、投射表示装置２００は、ＬＥＤ表示装置１００及び撮像装置４８を有し、投射機能とともに撮像機能を発揮することができるようになっている。これにより、小型でコストの低い、投射機能と撮像機能とを兼ね備えた装置を提供することができる。 Thus, in this Embodiment, the projection display apparatus 200 has the LED display apparatus 100 and the imaging device 48, and can exhibit an imaging function now with a projection function. Thereby, it is possible to provide a small and low-cost device having both a projection function and an imaging function.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.

本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤ表示装置の側断面図である。It is a sectional side view of the LED display device in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における２次元ＬＥＤ素子の斜視図である。It is a perspective view of the two-dimensional LED element in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における蛍光体シートの斜視図である。It is a perspective view of the phosphor sheet in the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤの積層薄膜を剥離する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of peeling the laminated thin film of LED in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における基板にＬＥＤの積層薄膜を一体化する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of integrating the laminated thin film of LED in the board | substrate in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態における投射表示装置の構成を示す第１の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example which shows the structure of the projection display apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態における投射表示装置の構成を示す第２の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example which shows the structure of the projection display apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤ表示装置と光学系の配置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the LED display apparatus and optical system in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態におけるＬＥＤ表示装置と光学系の配置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the LED display apparatus and optical system in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態におけるＬＥＤ表示装置と光学系の配置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the LED display apparatus and optical system in the 4th Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１０基板
１１ＬＥＤ
１２アノードドライバＩＣ
１３カソードドライバＩＣ
１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５、１４−６アノード配線
１５−１、１５−２、１５−３、１５−４、１５−５、１５−６カソード配線
１６アノード電極
１７カソード電極
２０透明基板
２１Ｂ、２１Ｇ、２１Ｒ蛍光体
３１ＬＥＤ積層薄膜
３２犠牲層
３３母材
４２ヒートシンク
４３投射レンズ
４６、４７プリズム
４８撮像装置
１００ＬＥＤ表示装置
２００投射表示装置 10 Substrate 11 LED
12 Anode driver IC
13 Cathode driver IC
14-1, 14-2, 14-3, 14-4, 14-5, 14-6 Anode wiring 15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5, 15-6 Cathode wiring 16 Anode electrode 17 Cathode electrode 20 Transparent substrate 21B, 21G, 21R Phosphor 31 LED laminated thin film 32 Sacrificial layer 33 Base material 42 Heat sink 43 Projection lens 46, 47 Prism 48 Imaging device 100 LED display device 200 Projection display device

Claims

(A) a first substrate;
(B) a plurality of laminated LED thin films in which an inorganic material is laminated and formed as an pn junction device by an epitaxial growth method, and is fixed to the surface of the first substrate at equal intervals in a matrix direction by an intermolecular force;
(C) an anode electrode and a cathode electrode formed on the LED laminated thin film;
(D) an anode driver IC and a cathode driver IC that drive the LED laminated thin film to emit light;
(E) An anode wiring formed on the surface of the first substrate and connecting the anode driver IC and the anode electrode of each LED multilayer thin film; and connecting the cathode driver IC and the cathode electrode of each LED multilayer thin film Cathode wiring to
(F) a second substrate having translucency disposed so as to face the surface of the first substrate on which the LED laminated thin film is formed;
(G) An LED display device comprising: a phosphor formed at a position facing the LED laminated thin film on a surface of the second substrate facing the first substrate.

The LED display device according to claim 1, wherein the LED laminated thin film emits near-ultraviolet light or ultraviolet light having a wavelength of 300 to 450 nanometers.

The phosphor emits red light having a wavelength of 620 to 710 nanometers and green light having a wavelength of 500 to 580 nanometers when irradiated with near ultraviolet light or ultraviolet light having a wavelength of 300 to 450 nanometers. A phosphor that emits blue light having a wavelength of 450 to 500 nanometers, a phosphor that emits the same color light is arranged for each row or each column, and adjacent rows or columns The LED display device according to claim 1, wherein a phosphor that emits different color light is disposed.

The LED laminated thin film is laminated on a sacrificial layer laminated on a base material different from that of the first substrate, and is peeled off from the base material by etching away the sacrificial layer, and the surface of the first substrate The LED display device according to claim 1, wherein the LED display device is divided into a plurality of parts by etching after being fixed to the substrate.

2. The LED display device according to claim 1, wherein an organic insulating film or an inorganic insulating film is formed on a surface of the first substrate and is planarized.

A projection display device comprising: the LED display device according to claim 1; a heat sink that cools the LED display device; and a projection lens.

(A) a first substrate;
(B) a plurality of laminated LED thin films in which an inorganic material is laminated and formed as an pn junction device by an epitaxial growth method, and is fixed to the surface of the first substrate at equal intervals in a matrix direction by an intermolecular force;
(C) an anode electrode and a cathode electrode formed on the LED laminated thin film;
(D) an anode driver IC and a cathode driver IC that drive the LED laminated thin film to emit light;
(E) An anode wiring formed on the surface of the first substrate and connecting the anode driver IC and the anode electrode of each LED multilayer thin film; and connecting the cathode driver IC and the cathode electrode of each LED multilayer thin film Cathode wiring to
(F) a second substrate having translucency disposed so as to face the surface of the first substrate on which the LED laminated thin film is formed;
(G) having a phosphor formed at a position facing the LED laminated thin film on the surface of the second substrate facing the first substrate;
(H) An LED display device characterized in that all phosphors emit light of the same color when irradiated with near-ultraviolet light or ultraviolet light having a wavelength of 300 to 450 nanometers.

A projection display device comprising: the LED display device according to claim 1 that emits light of three different colors; a prism having a half mirror function; and a projection lens.

The LED display device includes an LED display device having a phosphor that emits red light having a wavelength of 620 to 710 nanometers, an LED display device having a phosphor that emits green light having a wavelength of 500 to 580 nanometers, and a wavelength of 450. The projection display device according to claim 8, which is an LED display device having a phosphor that emits blue light of ˜500 nanometers.

The LED display device according to claim 1, an imaging device, a prism having a half mirror function, and a projection lens, wherein the prism projects light emitted from the LED display device through the projection lens, and the projection lens Projection display device that guides light incident through the imaging device to the imaging device.