JP2016127145A - 発光装置および投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光径を狭めつつ発熱の影響を抑えて出力を高めることができる発光装置およびそれを用いた投射装置を提供する。
【解決手段】発光装置（１）は、基板（２，１１）と、基板上に密集して実装され、同色の光を出射する複数の発光素子（１２）と、複数の発光素子からの光を波長変換する蛍光体粒子を透光性材料に含有させて構成され、複数の発光素子の上部に複数の発光素子から間隔を空けて配置された蛍光体層（１６）と、蛍光体層を支持する透光性部材（１５）と、基板上に配置されて複数の発光素子を取り囲み、透光性部材を支持する金属枠（１７）とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光装置および投射装置に関する。

近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、照明用の光源だけでなく、例えば投射装置（プロジェクタ）の光源などの幅広い用途に応用されている。例えば、特許文献１には、青色光を出射する第一青色ＬＥＤ素子及び第二青色ＬＥＤ素子と、緑色光を出射する緑色ＬＥＤ素子と、３つのＬＥＤ素子から出射される各色光をそれぞれ変調する３つの光変調装置と、３つの光変調装置にて変調された色光を合成する色合成光学装置と、青色光を吸収して赤色光を放出する赤色蛍光体とを備えるプロジェクタが記載されている。

また、ＬＥＤなどの発光素子を含む発光装置内で、発光素子からの光を波長変換する蛍光体を含む層を発光素子から離れた位置に配置するリモートフォスファという技術がある。例えば、特許文献２には、基体と、基体上に搭載された発光素子と、発光素子を被覆する第１の透光性部材と、第１の透光性部材の上方に、第１の透光性部材に対して隙間をあけて配置された第２の透光性部材と、透光性材料と該透光性材料に含有されており発光素子から放射された光を波長変換する蛍光体とからなり、第２の透光性部材に配置された蛍光体層とを備えた発光装置が記載されている。こうした発光装置では、発熱する発光素子から蛍光体層を離すことにより、蛍光体の温度上昇が抑えられるため、光量の低下や色度変化が起きにくくなる。

特開２０１４−０９８９０５号公報 特許第３８９８７２１号公報

例えば、投射装置の光源として従来から用いられている水銀ランプやハロゲンランプをＬＥＤなどの発光素子で置き換えるためには、一般的な照明用途のものより発光径を小さくしつつ高出力にする（光量を多くする）ことが求められる。しかしながら、発光装置の出力を高めるために単に素子数を増やすと発光径が大きくなってしまい、また、複数の発光素子を高密度に実装しようとすると、各素子や波長変換用の蛍光体からの発熱により光量の低下や色度変化が起こりやすくなる。

そこで、本発明は、発光径を狭めつつ発熱の影響を抑えて出力を高めることができる発光装置およびそれを用いた投射装置を提供することを目的とする。

発光装置は、基板と、基板上に密集して実装され、同色の光を出射する複数の発光素子と、複数の発光素子からの光を波長変換する蛍光体粒子を透光性材料に含有させて構成され、複数の発光素子の上部に複数の発光素子から間隔を空けて配置された蛍光体層と、蛍光体層を支持する透光性部材と、基板上に配置されて複数の発光素子を取り囲み、透光性部材を支持する金属枠とを有することを特徴とする。

上記の発光装置は、蛍光体層および透光性部材と基板との間に形成された空気層をさらに有し、複数の発光素子は、空気層内で基板上に実装されていることが好ましい。
上記の発光装置では、基板は、複数の発光素子が実装される実装基板と、実装基板の下側に配置され複数の発光素子および蛍光体粒子からの熱を放熱させる放熱基板とを有し、金属枠は放熱基板に接触していることが好ましい。
金属枠は、複数の発光素子を取り囲む内壁と外壁との間が空洞であることが好ましい。
透光性部材は、蛍光体層の上側に配置され、粗面化された上面と、蛍光体層に接する下面とを有することが好ましい。
金属枠は、上に行くほど狭くなる開口部を形成する傾斜した内壁を有し、内壁で透光性部材を支持することが好ましい。

投射装置は、赤色光を出射する第１の発光部と、緑色光を出射する第２の発光部と、青色光を出射する第３の発光部と、第１、第２および第３の発光部から出射された赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ変調する変調部と、変調部により変調された赤色光、緑色光および青色光を合成する合成部と、合成部により合成された光を投射する投射光学系とを有し、第１、第２および第３の発光部の少なくともいずれかは、上記のいずれかの発光装置であることを特徴とする。

上記の発光装置および投射装置によれば、発光径を狭めつつ発熱の影響を抑えて出力を高めることが可能になる。

発光装置１の上面図および側面図である。 発光部１０の断面図である。 発光部１０の上面図である。 発光部１０内の配線パターン３，４を示す図である。 発光部２０の断面図である。 発光部３０の断面図である。 発光部２０，３０の上面図である。 発光部４０の断面図である。 発光部４０の上面図である。 実装基板１１上の配線パターンの別の例を示す図である。 投射装置５０の概略構成図である。

以下、図面を参照しつつ、発光装置および投射装置について説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。

図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、それぞれ発光装置１の上面図および側面図である。発光装置１は、主要な構成要素として、金属基板２、配線パターン３，４、コネクタ５、ねじ６および発光部１０を有する。

金属基板２は、その上に、配線パターン３，４、コネクタ５、発光部１０などが形成される基板であり、例えば銅で構成される。金属基板２は、放熱基板の一例であり、発光部１０内のＬＥＤ素子１２および後述する蛍光体粒子により発生した熱を放熱させる。金属基板２は、発光装置１を光源として使用する装置内にねじ６により固定される。なお、金属基板２の材質は、例えばアルミニウムなど、耐熱性と放熱性に優れた別の金属でもよい。

発光部１０は、中央部分に実装された複数のＬＥＤ素子１２を有し、図１（Ａ）における上側に相当する金属基板２の一端部付近に配置されている。発光部１０は、金属基板２の上面に形成された配線パターン３，４を介してコネクタ５に電気的に接続されている。コネクタ５を介して外部電源に接続されることにより、発光部１０には電力が供給される。

図２は、図１（Ａ）に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った発光部１０の断面図である。また、図３は発光部１０の上面図であり、図４は発光部１０内の配線パターン３，４を示す図である。図２に示すように、発光部１０は、実装基板１１、ＬＥＤ素子１２、ワイヤボンド１３、空気層１４、サファイア板１５、蛍光体層１６、金属枠１７および封止樹脂１８を有する。なお、図示しないが、発光部１０の上方に、出射光の集光効果を高める反射枠（リフレクタ）またはレンズをさらに配置してもよい。

実装基板１１は、例えば窒化アルミ（ＡｌＮ）で構成されるセラミック基板であり、金属基板２の上側に重ねて配置される。実装基板１１の上面には、複数のＬＥＤ素子１２が実装される。また、図４に示すように、実装基板１１の上面には配線パターン３，４が形成されており、この配線パターン３，４を介して、各ＬＥＤ素子１２に電力が供給される。なお、図４では、カソード電極、アノード電極に接続される配線パターンを、それぞれ符号３，４で示している。

ＬＥＤ素子１２は、発光素子の一例であり、実装面積を小さくするために、半田バンプを用いて実装基板１１上にフリップチップ実装される。発光部１０では、一例として９個のＬＥＤ素子１２が３×３列の格子状に実装されている。これらは、例えば、波長が３００〜４００ｎｍ程度の紫外光などの、同じ波長域（同色）の光を出射する。

図３および図４に示すように、ＬＥＤ素子１２は、実装基板１１の中央の実装領域１２０において、全体として点光源を形成するように密集して実装される。一般的な照明用途のＬＥＤ発光装置では、実装されるＬＥＤ素子同士の間隔を狭くしすぎると発光効率が低下することから、ＬＥＤ素子同士の間隔を少なくとも個々の素子の幅より広くする。一方、発光装置１の発光部１０では、例えば、各ＬＥＤ素子１２の大きさを０．８ｍｍ角、隣接するＬＥＤ素子１２の間隔を０．１ｍｍとして、素子を密集させている。すなわち、発光装置１の発光部１０では、隣接するＬＥＤ素子１２の間隔を各素子の幅の数分の一程度（１／８）にしている。言い換えると、発光装置１では、発光部１０の上面図において、９個のＬＥＤ素子１２に外接する矩形領域の面積の８０％程度をＬＥＤ素子１２が占めている。これにより、複数のＬＥＤ素子１２を用いて、点光源とみなせるほど発光径が小さく、かつ高出力の光源が得られる。

ワイヤボンド１３は、実装基板１１の上面に形成された配線パターン３，４と、金属基板２の上面に形成された配線パターン３，４とをそれぞれ電気的に接続するための配線である。

空気層１４は、実装基板１１と蛍光体層１６の間の、金属枠１７で囲まれた部分である。発光部１０では、複数のＬＥＤ素子１２は、空気層１４内で実装基板１１上に実装されている。なお、各ＬＥＤ素子１２を例えば透明シリコーン樹脂で封止し、空気層１４の部分を樹脂層とすることも考えられる。ただし、発光装置１では複数のＬＥＤ素子１２を高密度で実装しているため、各ＬＥＤ素子１２を樹脂で封止すると、空気層１４を設けた場合よりも発光部の温度が上昇して、各ＬＥＤ素子１２の発光効率が低下する恐れがある。このため、実装基板１１と蛍光体層１６の間は空気層である方が好ましい。

サファイア板１５は、透光性部材の一例であり、その下面が蛍光体層１６に接している。蛍光体層１６は、ＬＥＤ素子１２からの光を波長変換する蛍光体粒子をガラスまたはセラミックなど（透光性材料）に含有させて構成される。サファイア板１５と蛍光体層１６は、蛍光体粒子を含有させたガラスをサファイア板の上に塗布して焼成することにより、一体に形成される。また、サファイア板１５と蛍光体層１６は、ＬＥＤ素子１２の上部に、ＬＥＤ素子１２から間隔を空けて配置されている。なお、図２では、サファイア板１５が上側に、蛍光体層１６が下側に配置されているが、サファイア板１５と蛍光体層１６の上下は逆でもよい。また、透光性部材として、サファイア板１５に代えて、例えば板状の水晶を用いてもよい。

発光装置１を赤色光の光源として使用する場合には、蛍光体層１６には、例えばＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋などの赤色光を発する蛍光体材料（赤色蛍光体）が分散混入される。発光装置１を緑色光の光源として使用する場合には、蛍光体層１６には、例えば（ＢａＳｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋などの緑色光を発する蛍光体材料（緑色蛍光体）が分散混入される。発光装置１を青色光の光源として使用する場合には、蛍光体層１６には、例えば（ＢａＭｇＡｌ）_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋などの青色光を発する蛍光体材料（青色蛍光体）が分散混入される。例えば、各ＬＥＤ素子１２が紫外光を出射する場合には、発光装置１は、その紫外光により蛍光体層１６内の蛍光体を励起させて得られる赤色光、緑色光または青色光を出射する。

金属枠１７は、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄またはステンレスなどの熱伝導率の高い金属または合金により構成された枠体であり、実装基板１１上に実装された９個のＬＥＤ素子１２を側壁で取り囲むように、実装基板１１上に固定されている。各ＬＥＤ素子１２に面する金属枠１７の内側表面には、反射率を高めるために、例えば銀メッキによる反射膜が形成されている。また、図３に示すように、金属枠１７は上面の中央に矩形の開口部を有し、この開口部には、サファイア板１５と蛍光体層１６が接着により固定されている。これにより、各ＬＥＤ素子１２から側方に出射された光も上方の開口部に向けて反射され、各ＬＥＤ素子１２からの光は、サファイア板１５と蛍光体層１６を介して発光装置１の上方に出射される。なお、図２に示すように、金属枠１７は縦断面において上面と側壁がＬ字形状を形成しており、このＬ字形状により出射光の絞りの効果が得られる。

封止樹脂１８は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ_２）を含有するシリコーン樹脂（白色樹脂）であり、金属枠１７の外周を取り囲むように金属基板２と実装基板１１の上に配置されている。封止樹脂１８は、ワイヤボンド１３を保護する働きを有する。

発光装置１は、一般的な照明用途のＬＥＤ発光装置と比べて単位面積当たりの光出力が数倍高いので、単位面積当たりの発熱量も数倍高い。このため、蛍光体を含有する樹脂でＬＥＤ素子１２を封止すると、蛍光体の発熱によって樹脂が劣化してしまうとともに、ＬＥＤ素子１２の発光効率も低下する恐れがある。そこで、発光装置１は、蛍光体を含有する樹脂でＬＥＤ素子１２を封止せず、蛍光体をＬＥＤ素子１２から離して配置するリモートフォスファタイプのパッケージとする。その際、蛍光体層をガラスだけで構成すると耐熱性が悪く、破損の恐れがあるため、サファイア板１５上のガラスコーティングに蛍光体を含有させて蛍光体層１６を構成し、ＬＥＤ素子１２の上方に配置する。

また、一般に、反射枠（リフレクタ）としては、樹脂またはセラミック系の無機材料による枠体に反射膜をコーティングしたものが使用されるが、発光装置１は、銀メッキなどの反射膜を有する金属枠１７を使用して、光を上方に出射させる。これは、発光装置１ではＬＥＤ素子１２を高密度に実装したので、ＬＥＤ素子１２による発熱量と蛍光体による発熱量がともに多くなるためである。ＬＥＤ素子１２からの熱は実装基板１１および金属基板２を介して放出されるが、蛍光体層からの熱は、ＬＥＤ素子１２がある空気層１４の部分を経由して放熱させようとすると、熱が各ＬＥＤ素子１２に伝わってしまい、発光効率が低下する。そこで、発光装置１では、蛍光体層１６からの熱を効率よく逃がすため、熱伝導率の高い金属枠１７を使用する。樹脂や空気の熱伝導率は低いので、金属枠１７を設けることで、蛍光体層１６からの熱は、熱伝導率が高い金属枠１７の部分を通って金属基板２側に放出される。すなわち、金属枠１７は、蛍光体層１６からの熱を逃がす放熱経路として機能する。

次に、図２を用いて、発光部１０の製造工程の例を説明する。まず、実装基板１１の上面に、ＬＥＤ素子１２の実装用のＡｕ（金）バンプをＬＥＤ素子１２の個数分だけ形成する（工程１）。そして、そのＡｕバンプの上に、複数のＬＥＤ素子１２をフリップチップ実装する（工程２）。続いて、ＬＥＤ素子１２が実装された実装基板１１を、金属基板２の上に半田実装する（工程３）。そして、実装基板１１と金属基板２とを２本のワイヤボンド１３で電気的に接続する（工程４）。

また、蛍光体層１６を形成するため、ガラスペーストに蛍光体粒子を混入させて、サファイア板上に薄膜状に塗布し、そのサファイア板を焼成する（工程５）。そして、焼成されたサファイア板を所望のサイズに切断する（工程６）。さらに、切断されたサファイア板を、サファイア板１５および蛍光体層１６として、金属枠１７に無機接着剤（セラミック）で接着する（工程７）。そして、サファイア板１５および蛍光体層１６が接着された金属枠１７を、工程４の後の実装基板１１上に無機接着剤で接着する（工程８）。

実装基板１１と金属枠１７とを接着する手段としては、半田やＡｇ（銀）ペーストでは実装基板１１上の配線パターンとの短絡が発生するという不具合があり、また、樹脂では熱伝導率が低いため放熱に適さない。このため、工程８の通り、実装基板１１と金属枠１７とは無機接着剤で接着することが好ましい。

工程８の後、金属基板２上に、実装基板１１およびワイヤボンド１３を囲うように、剥離可能なダム（図示せず）を形成する（工程９）。そして、そのダムの内部に、酸化チタン（ＴｉＯ_２）を含有するシリコーン樹脂を注入して、金属枠１７の外周部分とワイヤボンド１３を被覆（封止）する（工程１０）。以上の工程により、発光部１０が完成する。

図５は、発光部２０の断面図である。発光装置１は、発光部１０に代えて、図５に示す発光部２０を有してもよい。発光部２０は、金属枠の形状を除いて発光部１０と同様の構成を有するため、発光部１０のものと同一の構成要素には同一の符号を使用し、重複する説明を省略する。

発光部１０の金属枠１７は実装基板１１の上面に固定されていたが、発光部２０の金属枠２７は、実装基板１１よりも広い上面を有し、実装基板１１の外周部分で金属基板２に固定されている。このように、金属枠を金属基板２に直接接触させると、放熱性がさらに向上するため好ましい。

なお、発光部２０では、サファイア板１５と蛍光体層１６はワイヤボンド１３を封止する封止樹脂２８により支持されているが、金属枠２７にＬＥＤ素子１２を取り囲む内壁をさらに設けて、その内壁によりサファイア板１５と蛍光体層１６を支持してもよい。

図６は、発光部３０の断面図である。発光装置１は、発光部１０に代えて、図６に示す発光部３０を有してもよい。発光部３０は、金属枠の形状および封止樹脂の有無の点を除いて発光部１０と同様の構成を有するため、発光部１０のものと同一の構成要素には同一の符号を使用し、重複する説明を省略する。

発光部３０の金属枠３７は、実装基板１１よりも広い上面を有し、実装基板１１の外周部分で金属基板２に固定されている。金属枠３７が金属基板２に直接接触することにより、発光部３０でも放熱性がさらに向上する。また、発光部３０では、金属枠３７が実装基板１１の外周部分まで広がることにより、金属枠３７の外壁でワイヤボンド１３を保護できるため、発光部１０の封止樹脂１８に対応する樹脂は設けられていない。このように、金属枠が実装基板１１の外周部分を覆う場合には、ワイヤボンド１３の部分を空気層３８として、封止樹脂を設けなくてもよい。

図７は、発光部２０，３０の上面図である。発光部２０，３０の上面図はどちらも同じであり、図７に示したようになる。発光部２０，３０の金属枠２７，３７は、発光部１０の金属枠１７と同様に上面の中央に矩形の開口部を有するが、金属枠１７とは異なり実装基板１１の全体を覆う。各ＬＥＤ素子１２からの光は、サファイア板１５と蛍光体層１６を介して、金属枠２７，３７の開口部から上方に出射される。

図８は、発光部４０の断面図である。また、図９は、発光部４０の上面図である。発光装置１は、発光部１０に代えて、図８，９に示す発光部４０を有してもよい。発光部４０は、ＬＥＤ素子１２の個数、金属枠の形状、蛍光体層に接する透光性部材の形状、および封止樹脂の有無の点を除いて、発光部１０と同様の構成を有する。このため、発光部１０のものと同一の構成要素には同一の符号を使用し、重複する説明を省略する。

発光部４０では、２５個のＬＥＤ素子１２が５×５列の格子状に実装されており、これらは同じ波長域（同色）の光を出射する。各ＬＥＤ素子１２の大きさとＬＥＤ素子１２同士の間隔は、発光部１０と同じである。発光部４０を上から見ると、２５個のうち中央の３×３列のＬＥＤ素子１２が、金属枠４７の上面の中央に設けられた矩形の開口部内の直下に位置している。

発光部４０は、サファイア板１５に代えて、サファイア板１５よりも厚さが大きい導光ガラス体４５を有する。導光ガラス体４５は、透光性部材の一例であり、蛍光体層４６の上側に配置され、粗面化された上面と、蛍光体層４６に接する下面とを有する。蛍光体層４６は、蛍光体層１６と同様に、蛍光体粒子をガラスまたはセラミックなど（透光性材料）に含有させて構成される。発光部１０のサファイア板１５は平坦な上面を有するので、サファイア板１５への入射角によっては光が下方に全反射されることがあるが、導光ガラス体４５は、上面に微小な凹凸を有することにより、蛍光体層４６から入射した光が上方に出射されやすくなる。このため、発光部４０は、発光部１０と比べて出射光量を増やすことができる。

また、発光部４０の金属枠４７は、実装基板１１よりも広い上面を有し、実装基板１１の外周部分で金属基板２に固定されている。金属枠４７の外壁と内壁の間は空気層４８になっており、ワイヤボンド１３は金属枠４７の外壁で保護されている。さらに、図８に示すように、金属枠４７は、上に行くほど狭くなる開口部を形成する傾斜した内壁を有し、この内壁で導光ガラス体４５と蛍光体層４６を支持する。発光部４０では、金属枠４７の内壁を内側に傾斜させて各ＬＥＤ素子１２からの出射光を内側に反射させることにより、発光部１０と比べてＬＥＤ素子１２の個数を増やしても発光径が拡大しないようにしている。

図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、実装基板１１上の配線パターンの別の例を示す図である。上記では、ＬＥＤ素子１２が９個または２５個である場合の例を示したが、ＬＥＤ素子１２の個数は発光装置の用途に応じて必要な光量を確保できるように設定すればよく、特に限定されない。図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）では、それぞれ、ＬＥＤ素子１２が６個、１２個および１６個である場合の例を示す。符号１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃは、それぞれ、ＬＥＤ素子１２の実装領域を示す。各図では、カソード電極に接続される配線パターンを符号３Ａ，３Ｂ，３Ｃで、アノード電極に接続される配線パターンを符号４Ａ，４Ｂ，４Ｃで示している。

一例として、図１０（Ｂ）に示す素子数が１２個の場合には、各ＬＥＤ素子１２の大きさを０．５８４ｍｍ角、隣接するＬＥＤ素子１２の間隔を０．０５ｍｍとする。この場合の発光部では、隣接するＬＥＤ素子１２の間隔は、各素子の幅の数分の一以下（１／１０程度）である。言い換えると、この場合の発光部では、１２個のＬＥＤ素子１２に外接する矩形領域の面積の９０％程度をＬＥＤ素子１２が占めている。

図１１は、投射装置５０の概略構成図である。投射装置５０は、主要な構成要素として、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ、液晶パネル５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ、ダイクロイックプリズム５２および投射レンズ５３を有する。

発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、それぞれ赤色光、緑色光および青色光を出射し、投射装置５０の光源として機能する。発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、それぞれ第１、第２および第３の発光部の一例であり、上記の発光装置１と同様の構成を有する。例えば、発光装置１Ｒは、ＬＥＤ素子１２として紫外光を出射する素子を有し、蛍光体層１６に赤色蛍光体が分散混入されて、ＬＥＤ素子１２の紫外光により赤色蛍光体を励起させて得られる赤色光を出射する。また、発光装置１Ｇは、ＬＥＤ素子１２として紫外光を出射する素子を有し、蛍光体層１６に緑色蛍光体が分散混入されて、ＬＥＤ素子１２の紫外光により緑色蛍光体を励起させて得られる緑色光を出射する。また、発光装置１Ｂは、ＬＥＤ素子１２として紫外光を出射する素子を有し、蛍光体層１６に青色蛍光体が分散混入されて、ＬＥＤ素子１２の紫外光により青色蛍光体を励起させて得られる青色光を出射する。

液晶パネル５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、変調部の一例であり、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂにそれぞれ対応して、各発光装置からの出射光が入射する位置に配置される。液晶パネル５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、図示しない投射装置５０の制御部による制御の下で、入力画像信号に応じて発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出射された各色光の透過率を変化させることで各色光を変調し、ＲＧＢに対応する画像の信号光を生成する。

ダイクロイックプリズム５２は、合成部の一例であり、４つの直角プリズムを組み合わせて構成された直方体の形状を有し、直角プリズム同士を貼り合わせた界面に反射膜５２１，５２２を有する。反射膜５２１は、液晶パネル５１Ｒを透過した赤色光を反射し、液晶パネル５１Ｇを透過した緑色光を透過させる。また、反射膜５２２は、液晶パネル５１Ｂを透過した青色光を反射し、液晶パネル５１Ｇを透過した緑色光を透過させる。これにより、ダイクロイックプリズム５２は、液晶パネル５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂにより変調された赤色光、緑色光および青色光を合成する。

投射レンズ５３は、投射光学系の一例であり、ダイクロイックプリズム５２により合成された光を図示しない投射面（スクリーン）に向けて投射する。これにより、投射装置５０は、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂからの出射光を用いて画像を投射する。

上記の発光装置１は、ＬＥＤ素子１２が高密度で実装されて点光源を形成し、かつ高出力であるため、投射装置５０の光源に適する。また、発光装置１の発光部１０およびその変形例である発光部２０，３０，４０は、いずれも出射面となる上面に金属枠１７，２７，３７，４７が露出しており、発光装置１内で発生した熱は発光装置１の裏側の金属基板２に放出される。このため、発光装置１を投射装置５０の光源として利用した場合には、熱に弱い液晶パネル５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂが発光装置１内で発生した熱により加熱されることがないという利点もある。

なお、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのいずれでも、発光部として、発光部１０に限らず、発光部２０，３０，４０のいずれを用いてもよい。さらに、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのそれぞれについて、発光部として、発光部１０，２０，３０，４０のうちで異なるものを用いてもよい。

また、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂでは、ＬＥＤ素子１２として、青色光を出射する素子を使用してもよい。この場合には、発光装置１Ｒと発光装置１Ｇは、発光装置１と同様の構成を有し、ＬＥＤ素子１２の青色光により赤色蛍光体または緑色蛍光体を励起させて得られる赤色光または緑色光を出射するが、青色光の光源となる発光装置は、発光装置１とは異なり蛍光体を含まず、ＬＥＤ素子からの青色光を直接出射する。この場合でも、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのうちの少なくともいずれかには上記の発光装置１が用いられる。

１，１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ 発光装置
２ 金属基板
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 配線パターン
１０，２０，３０，４０ 発光部
１１ 実装基板
１２ ＬＥＤ素子
１３ ワイヤボンド
１４，３８，４８ 空気層
１５ サファイア板
１６，４６ 蛍光体層
１７，２７，３７，４７ 金属枠
１８，２８ 封止樹脂
４５ 導光ガラス体
５０ 投射装置
５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ 液晶パネル
５２ ダイクロイックプリズム
５３ 投射レンズ

Claims (7)

1. 基板と、
   前記基板上に密集して実装され、同色の光を出射する複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子からの光を波長変換する蛍光体粒子を透光性材料に含有させて構成され、前記複数の発光素子の上部に前記複数の発光素子から間隔を空けて配置された蛍光体層と、
   前記蛍光体層を支持する透光性部材と、
   前記基板上に配置されて前記複数の発光素子を取り囲み、前記透光性部材を支持する金属枠と、
   を有することを特徴とする発光装置。
2. 前記蛍光体層および前記透光性部材と前記基板との間に形成された空気層をさらに有し、
   前記複数の発光素子は、前記空気層内で前記基板上に実装されている、請求項１に記載の発光装置。
3. 前記基板は、前記複数の発光素子が実装される実装基板と、前記実装基板の下側に配置され前記複数の発光素子および前記蛍光体粒子からの熱を放熱させる放熱基板とを有し、
   前記金属枠は前記放熱基板に接触している、請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記金属枠は、前記複数の発光素子を取り囲む内壁と外壁との間が空洞である、請求項３に記載の発光装置。
5. 前記透光性部材は、前記蛍光体層の上側に配置され、粗面化された上面と、前記蛍光体層に接する下面とを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置。
6. 前記金属枠は、上に行くほど狭くなる開口部を形成する傾斜した内壁を有し、前記内壁で前記透光性部材を支持する、請求項５に記載の発光装置。
7. 赤色光を出射する第１の発光部と、
   緑色光を出射する第２の発光部と、
   青色光を出射する第３の発光部と、
   前記第１、第２および第３の発光部から出射された赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ変調する変調部と、
   前記変調部により変調された赤色光、緑色光および青色光を合成する合成部と、
   前記合成部により合成された光を投射する投射光学系と、を有し、
   前記第１、第２および第３の発光部の少なくともいずれかは、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光装置であることを特徴とする投射装置。

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