JP4967851B2 - Light source device, projector, monitor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置、プロジェクタ、モニタ装置に関する。 The present invention relates to a light source device, a projector, and a monitor device.
従来の電子装置においては、基台上に載置されたサブマウント上に素子チップを配置していた。また、基台とサブマウントとの接続、及びサブマウントと素子チップとの接続にはんだが用いられていた。(特許文献1)
ところが、はんだの熱伝導率が小さいのではんだにより熱の伝達が阻害され、このような接続方法では、素子チップからサブマウントへの放熱を効率的に行うことができない。その結果、半導体レーザチップの温度が上昇し、レーザ特性に影響を与えている。 However, since the thermal conductivity of the solder is small, heat transfer is hindered by the solder, and with such a connection method, heat dissipation from the element chip to the submount cannot be performed efficiently. As a result, the temperature of the semiconductor laser chip rises, affecting the laser characteristics.
本発明は、放熱性を向上させた光源装置、プロジェクタ、及びモニタ装置を提供することを目的とするものである。 It is an object of the present invention to provide a light source device, a projector, and a monitor device that have improved heat dissipation.
支持体と、前記支持体に載置された発光素子とを備えた光源装置であって、前記発光素子は、光を射出する発光部と、前記支持体に対向する面に形成された素子電極とを有し、前記支持体は、前記発光素子と対向する面に形成された支持体電極を有し、前記素子電極と前記支持体電極とが、接合材と、前記接合材中に前記接合材より熱伝導率の大きな伝熱部材とを含む接合部材を介して導電接続されていることを特徴とする光源装置である。
このような構造を備えることで、前記素子電極と前記支持体電極とが、接合材と、前記接合材中に前記接合材より熱伝導率の大きな伝熱部材とを含む接合部材を介して導電接続されているので、発光素子で発生した熱は、接合部材中の熱伝導率の大きな伝熱部材を介して確実に支持体に放熱される。これにより、前記発光素子の自己発熱による温度上昇を抑え、前記発光素子の特性を安定化できる。
A light source device including a support and a light-emitting element mounted on the support, wherein the light-emitting element is a light-emitting unit that emits light, and an element electrode formed on a surface facing the support And the support has a support electrode formed on a surface facing the light emitting element, and the element electrode and the support electrode are bonded to each other in a bonding material and the bonding material. The light source device is characterized in that it is conductively connected through a joining member including a heat transfer member having a higher thermal conductivity than the material.
By providing such a structure, the element electrode and the support electrode are electrically connected via a bonding member including a bonding material and a heat transfer member having a higher thermal conductivity than the bonding material in the bonding material. Since it is connected, the heat generated in the light emitting element is reliably radiated to the support through the heat transfer member having a high thermal conductivity in the joining member. Thereby, the temperature rise by the self-heating of the light emitting element can be suppressed, and the characteristics of the light emitting element can be stabilized.
前記伝熱部材は、前記素子電極及び前記支持体電極と接触していることが好ましい。
このような構造を備えることで、前記伝熱部材は、その一方が前記素子電極と、その他方が前記支持体電極と直接接触するので、発光素子で発生した熱は、素子電極から結合部材中の伝熱部材を介して確実に支持体側に放熱される。これにより、前記発光素子の自己発熱による温度上昇を抑え、前記発光素子の特性を安定化できる。
It is preferable that the heat transfer member is in contact with the element electrode and the support electrode.
By providing such a structure, one of the heat transfer members is in direct contact with the element electrode and the other is in direct contact with the support electrode, so that heat generated in the light emitting element is transferred from the element electrode to the coupling member. The heat is reliably radiated to the support side through the heat transfer member. Thereby, the temperature rise by the self-heating of the light emitting element can be suppressed, and the characteristics of the light emitting element can be stabilized.
前記接合部材中には複数の前記伝熱部材が含まれ、前記接合部材中における複数の前記伝熱部材の高さが略等しいことが好ましい。
このような構造を備えることで、前記接合部材中には複数の前記伝熱部材が含まれ、前記接合部材中のそれらの高さが等しいので、発光素子で発生した熱は、素子電極の形成面から複数の放熱経路を通って確実に支持体に放熱される。これにより、前記発光素子の自己発熱による温度上昇を抑え、前記発光素子の特性を安定化できる。また、前記素子電極と前記支持体電極との間隔を均一にできるので、前記発光部から射出されるレーザ光の角度を一定にできる。
It is preferable that a plurality of the heat transfer members are included in the bonding member, and the heights of the plurality of heat transfer members in the bonding member are substantially equal.
By providing such a structure, the joining member includes a plurality of the heat transfer members, and since the heights thereof in the joining member are equal, the heat generated in the light emitting element forms the element electrode. The heat is reliably radiated from the surface to the support through a plurality of heat radiation paths. Thereby, the temperature rise by the self-heating of the light emitting element can be suppressed, and the characteristics of the light emitting element can be stabilized. In addition, since the gap between the element electrode and the support electrode can be made uniform, the angle of the laser beam emitted from the light emitting part can be made constant.
前記発光素子は、複数の前記発光部を有し、前記素子電極は、前記複数の発光部に対応して設けられており、前記発光素子の前記素子電極が形成された面には、前記素子電極と略等しい高さを有する凸部が前記素子電極を取り囲むように設けられており、前記伝熱部材は、前記凸部及び前記支持体電極と接触していることが好ましい。
このような構造を備えることで、前記伝熱部材は、その一方が前記凸部と、その他方が前記支持体電極と直接接触するので、素子電極からの放熱経路に加え、凸部からの放熱経路が増加し、前記発光素子からの放熱性を向上させることができる。これにより、前記発光素子の自己発熱による温度上昇を抑え、前記発光素子の特性を安定化できる。
The light emitting element includes a plurality of the light emitting portions, the element electrodes are provided corresponding to the plurality of light emitting portions, and the surface of the light emitting element on which the element electrodes are formed has the element A convex portion having a height substantially equal to the electrode is provided so as to surround the element electrode, and the heat transfer member is preferably in contact with the convex portion and the support electrode.
By providing such a structure, one of the heat transfer members is in direct contact with the convex portion and the other is in direct contact with the support electrode, so that heat is radiated from the convex portion in addition to the heat radiation path from the element electrode. A path | route increases and the heat dissipation from the said light emitting element can be improved. Thereby, the temperature rise by the self-heating of the light emitting element can be suppressed, and the characteristics of the light emitting element can be stabilized.
前記接合部材中の複数の前記伝熱部材は、前記接合材によって互いに分離されていることが好ましい。
このような構造を備えることで、前記接合部材中の複数の前記伝熱部材同士は、前記接合材によって分離しているので、伝熱部材同士、さらには複数の発光部同士の熱的干渉を防止し、発光素子の温度上昇を抑えることができ、前記発光素子の特性を安定化した光源装置とすることができる。
The plurality of heat transfer members in the joining member are preferably separated from each other by the joining material.
By providing such a structure, the plurality of heat transfer members in the bonding member are separated by the bonding material, so that the heat interference between the heat transfer members and further, the plurality of light emitting portions can be prevented. Thus, the temperature rise of the light-emitting element can be suppressed, and the light source device with stabilized characteristics of the light-emitting element can be obtained.
前記支持体電極は、前記素子電極に対応して分割して設けられており、前記接合材が絶縁材料、前記伝熱部材が導電材料で構成されていることが好ましい。
このような構造を備えることで、前記素子電極を電気的に独立させることができるので、前記発光部を独立して駆動することができる。これにより、前記発光部での出力を調節することが可能となり、消費電力を低減することができる。
It is preferable that the support electrode is divided and provided corresponding to the element electrode, and the bonding material is made of an insulating material and the heat transfer member is made of a conductive material.
By providing such a structure, the element electrodes can be electrically independent, so that the light emitting unit can be driven independently. Thereby, it becomes possible to adjust the output in the said light emission part, and power consumption can be reduced.
基板と、配線層とを有する配線基板を備え、前記配線層と前記支持体電極とが導電接続されていることが好ましい。
このような構造を備えることで、発光素子で発生した熱は伝熱部材を介して支持体に伝わり、支持体内部へ放散されるとともに、支持体電極を介して前記配線層へも放熱される。したがって発光素子からの放熱経路を拡大することができ、これにより、前記発光素子の自己発熱による温度上昇を抑え、前記発光素子の特性を安定化できる。
A wiring board having a board and a wiring layer is preferably provided, and the wiring layer and the support electrode are conductively connected.
By providing such a structure, the heat generated in the light emitting element is transmitted to the support via the heat transfer member, dissipated into the support, and also radiated to the wiring layer via the support electrode. . Therefore, a heat dissipation path from the light emitting element can be expanded, and thereby, a temperature rise due to self-heating of the light emitting element can be suppressed, and characteristics of the light emitting element can be stabilized.
基板と、配線層とを有する配線基板を備え、前記配線層は、前記支持体と前記発光素子との間で挟持され、前記素子電極と前記配線層とが、前記接合部材を介して導電接続されていることが好ましい。
このような構造を備えることで、発光素子の熱を伝熱部材を介して配線層に伝わり、配線層内部を伝達して配線基板側と支持体側との双方に放熱される。これにより、前記発光素子の自己発熱による温度上昇を抑え、前記発光素子の特性を安定化できる。
A wiring board having a substrate and a wiring layer, wherein the wiring layer is sandwiched between the support and the light-emitting element, and the element electrode and the wiring layer are electrically connected via the bonding member. It is preferable that
By providing such a structure, the heat of the light emitting element is transmitted to the wiring layer through the heat transfer member, is transmitted through the wiring layer, and is radiated to both the wiring board side and the support side. Thereby, the temperature rise by the self-heating of the light emitting element can be suppressed, and the characteristics of the light emitting element can be stabilized.
本発明の光源装置を備えたプロジェクタである。この構造を備えることで、光源装置の放熱性を向上させることができるので、加熱による特性の変化を抑えたプロジェクタとすることができる。 It is the projector provided with the light source device of this invention. By providing this structure, the heat dissipation of the light source device can be improved, so that a projector in which changes in characteristics due to heating are suppressed can be obtained.
本発明の光源装置を備えたモニタ装置である。この構造を備えることで、光源装置の放熱性を向上させることができるので、加熱による特性の変化を抑えたモニタ装置とすることができる。 It is the monitor apparatus provided with the light source device of this invention. By providing this structure, the heat dissipation of the light source device can be improved, so that a monitor device in which changes in characteristics due to heating are suppressed can be obtained.
以下、図面を参照して、本発明に係る光源装置、プロジェクタ及びモニタ装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, embodiments of a light source device, a projector, and a monitor device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.
[第1の実施形態]
図1は、本実施形態の光源装置1の概略斜視図である。図2(a)は、光源装置1の半導体レーザチップ(発光素子)12及び周辺の構成を示す平面図、図2(b)は、図2(a)のA−A’線における断面図である。これらの図を用いて、光源装置1の構成について説明する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a light source device 1 of the present embodiment. 2A is a plan view showing the configuration of the semiconductor laser chip (light emitting element) 12 and the periphery of the light source device 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. is there. The configuration of the light source device 1 will be described with reference to these drawings.
光源装置1は、保持部材10と、支持体11と、半導体レーザチップ12と、電流供給基板(配線基板)20と、固定部材40と、波長変換素子30とを備えている。保持部材10上に支持体11が載置され、支持体11上に半導体レーザチップ(発光素子)12が載置されている。波長変換素子30は、半導体レーザチップ12に対して支持体11と反対側に配置されている。波長変換素子30は、保持部材10上に載置された固定部材40に固定されている。また、半導体レーザチップ12には、電流供給基板20が接続されている。さらに、外部共振器としての波長選択素子を波長変換素子30の外側の光路上に配置してもよい。
The light source device 1 includes a
保持部材10は、支持体11と固定部材40とを位置決めした状態で支持する部材である。保持部材10の材質は任意のものを用いることができるが、高熱伝導性を有することが好ましい。保持部材10の材質としては、例えば、セラミックスやCu(銅)材料を挙げることができる。
The
支持体11は、保持部材10上に載置されて半導体レーザチップ12を支持している。支持体11の材質は、高熱伝導性を有するものが好ましい。支持体11の材質としては、例えば、セラミックスやCu(銅)材料を挙げることができる。
The
半導体レーザチップ12と対向する支持体11の上面には、半導体レーザチップ12と電気的に接続するための支持体電極9が配置されている。本実施形態では、支持体電極9が複数のエミッタ(発光部)12aに対して共通の電極となっていることが特徴である。支持体電極9は、支持体11の上面の略全面を覆って形成されている。また、半導体レーザチップ12との接続部から半導体レーザチップ12の外側に延出されている。
A
半導体レーザチップ12は平面視略矩形状で、レーザ光を照射する複数のエミッタ12aが半導体レーザチップ12の長手方向(Y軸方向)に沿って直線状に配列されている(図2(a))。
The
略矩形状のエミッタ基板15上面には、カソード電極13が各エミッタ12aに対応する開口部13eを有して配置されている。
On the upper surface of the substantially
エミッタ基板15の下面には、第1の反射層16、活性層17、第2の反射層18、アノード電極(素子電極)14が順次積層されている。第1の反射層16、活性層17、第2の反射層18は各エミッタ12aに対して共通であるが、アノード電極14はそれぞれのエミッタ12aに対応して独立に配置されている。活性層17において、アノード電極14上に平面視で重なる領域には、電流狭窄された活性領域17aが形成され、この部分からレーザ光が生成される。
On the lower surface of the
波長変換素子30は、入射端面30aが半導体レーザチップ12のエミッタ12aに対向するように配置されている。波長変換素子30は、エミッタ12aから射出された光の波長を変えて、赤色、緑色、青色の波長の光を得るために用いられる。
The
固定部材40は、端面40a,40b側に2つの直方体状の脚部40c,40dが設けられている。そして、この2つの脚部40c,40d上に、波長変換素子30が載置されている。このようにして、半導体レーザチップ12と波長変換素子30との位置関係は一定に保たれている。
The fixing
電流供給基板20は、保護層21及び保護層26で挟持されたカソード配線層22の保護層26と、保護層25及び保護層27で挟持されたアノード配線層24の保護層27とが、接着剤層(絶縁層)23を介して接続されたものである。また、支持体11上では、保護層21、25、26、27及び接着剤層23は形成されておらず、カソード配線層22の端子部(第1の端子)22a、及びアノード配線層24の端子部(第2の端子)24aが引き出され、半導体レーザチップ12と接続されている。
In the
引き出されたカソード配線層22の端子部22aはカソード電極13の辺端部13aと導電部材19aを介して接続されている。引き出されたアノード配線層24の端子部24aは支持体電極の端子部9aと導電部材19bを介して接続されている。導電部材19a、19bは、例えばインジウム、スズなどを用いることができる。
The
保護膜21、25、及び絶縁層23の材質としては、ポリイミド、アクリル、エポキシなどの絶縁性を有する樹脂材料、又はガラスエポキシなどの材料が用いられる。
As the material for the
カソード配線層22、及びアノード配線層24の材質としてはCu(銅)などが用いられる。カソード配線層22、及びアノード配線層24は、メッキ法などにより薄膜状に形成される。カソード配線層22、及びアノード配線層24の膜厚は30μm以上500μmであることが好ましい。膜厚が30μm未満では、配線層22、24の強度が不足し、500μm以上を超える範囲では、材料費が多大となる。また、配線層と端子部の厚さを変えて、端子部だけ厚くすることも可能である。
As the material of the
また、支持体11上に引き出されたカソード配線層22の端子部22a、及びアノード配線層24の端子部24aは、前述した銅の薄膜をそのまま用いてもよいが、CuW(銅タングステン合金)、BeO(酸化ベリリウム)などの熱伝導率が大きい材料を用いてもよい。また、銅の薄膜にNi(ニッケル)や金メッキを施したものを端子部22a、24aとして用いることもできる。これにより、端子部22a、24aは電気伝導度が向上するとともに、高熱伝導性を有し放熱性が向上する。
The
アノード電極14と支持体電極9と接続には、接合材5の中に伝熱部材6が分散された接合部材7を用い、加熱、加圧して両者を接着させる熱圧着法により行われる。熱圧着には圧着用治具(図示は省略)が用いられる。
The
本実施例のように、支持体電極9が複数のエミッタ12aに対して共通の電極となっている場合には、接合材5と伝熱部材6との組み合わせとして、次のような組み合わせとすることが考えられる。
In the case where the
第1の組み合わせは、接合材5に絶縁性を有する材料を用い、伝熱部材6には導電性を有する材料を用いた組み合わせである。
第2の組み合わせは、接合材5に導電性を有する材料を用い、伝熱部材6に絶縁性又は導電性を有する材料を用いた組み合わせである。
The first combination is a combination in which an insulating material is used for the
The second combination is a combination in which a conductive material is used for the
最初に、第1の組み合わせについて説明する。
絶縁性を有する接合材5としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂の熱硬化性樹脂などが挙げられる。これらの絶縁性を有する結合材5は、一般的に熱伝導性が低いため、伝熱部材6には高熱伝導性を有する材質を用いる。
First, the first combination will be described.
Examples of the insulating
伝熱部材6としては、例えばAg、Cu、Beなどの金属単体、又はCu−W、C−Moなどの合金などを挙げることができる。また、絶縁材料のAlN、SiC、AlSiCなどのセラミック、又は炭素系材料の表面に導電性のAu、Ni/Auでメッキして導電性を付与したものなども用いることができる。表1に代表的な材質の熱伝導率を示す。伝熱部材6には、表1を参照し接合材5の熱伝導率を考慮しながら適宜最適なものを選択して使用する。
Examples of the
伝熱部材6は、例えば、球体、直方体、円柱などの形状に成形されたものを用いることができる。
伝熱部材6に球体を用いると、伝熱部材6が接合材5において均一に分散させた接合部材7とすることができる。この接合部材7を用いることで、アノード電極14から支持体11に効率よく放熱することができる。また、球体に形成された伝熱部材6の径を略均一に揃えることで、アノード電極14と支持体11との間隔を均一にすることができる。この結果、半導体レーザチップ12のエミッタ12aと波長変換素子30との間隔を均一にすることができる。
As the
When a spherical body is used for the
伝熱部材6には、球体に代え直方体や円柱などの柱状のものを用いることができる。この場合には、伝熱部材6がアノード電極14、又は支持体電極9と接触する領域が広がり、放熱性を更に向上させることができる。また、配置された伝熱部材6の厚さ(Z軸方向)を均一に揃えることにより、アノード電極14と支持体11との間隔を一定にすることができる。
The
伝熱部材6が分散された接合材5は、シート状に形成されて接合部材7とすることができる。フィルム状の接合部材7は、アノード電極14と支持体電極9とで挟持されるように配置される。
The
伝熱部材6が球状のものは、ペースト状の接合部材7として用いることもできる。この場合、支持体電極9の上にスクリーン印刷法、ディスペンス法などにより塗布することができる。
A spherical
伝熱部材6が導電性粒子であり、接合材5が絶縁性の可撓性材料である場合には、接合部材7として、ACF(Anisotoropic Conductive Film)、ACP(Anisotoropic Conductive Paste)を採用することができる。
When the
次に、第2の組み合わせについて説明する。この組み合わせでは接合材5に導電性を有する材料を用い、伝熱部材6には絶縁性又は導電性を有する材料を用いる。
Next, the second combination will be described. In this combination, a conductive material is used for the
導電性を有する接合材5としては、In、Pb、Snなどの低融点金属単独のほか、Au−Su、Pb−Snなどの低融点金属との合金を用いることができる。
As the
導電性を有する伝熱部材6を用いる場合には、結合材5と伝熱部材6とが導電性を有するため、アノード電極14と支持体電極9との電気接続の信頼性を格段に向上させることができる。導電性を有する伝熱部材6としては、Ag、Cu、Beなどの金属単体、又はCu−W、C−Moなどの合金などを用いることができる。また、AlN、SiC、AlSiCなどのセラミック、又は炭素系材料の表面にAu、Ni/Auでメッキしたものなども用いることができる。
When the conductive
一方、絶縁性を有する伝熱部材6としては、AlN、SiC、AlSiCなどのセラミック、グラファイト、ダイヤモンドなどの炭素系材料を用いることができる。
On the other hand, as the
以上、接合材5中に伝熱部材6が分散されている構成について説明したが、伝熱部材6は接合材5中に配列された構造を有することができる。図3、図4は配列された伝熱部材6を有する接合部材7の例を示す概略斜視図である。
The configuration in which the
図3(a)では、平面視略矩形の平板状の伝熱部材6aが、その延在方向(X軸方向)と交差する方向(Y軸方向)に互いに略平行に配列されている。
In FIG. 3A, flat plate-like
図3(b)では、伝熱部材6aが、その断面の幅方向(Y軸方向)に膨れた形状をなし、その延在方向(X軸方向)と交差する方向(Y軸方向)に互いに略平行に配列されている。
In FIG. 3 (b), the
図3(c)では、円柱状の伝熱部材6cが、その配列方向(X軸方向)と交差する方向(Y軸方向)に互いに略平行に配列されている。この図は、結合材5に伝熱部材6が配列され、シート状に形成された接合部材7cの加熱圧着前の状態を示す。
In FIG. 3C, the columnar
図4(a)では、円柱状の伝熱部材6dが接合部材7dに分散している様子を示している。伝熱部材6dの高さ(Z軸方向)は略均一に揃えられている。
FIG. 4A shows a state where the columnar
図4(b)の接合部材7eでは、柱状の伝熱部材6eが、その延在方向と交差する方向(Y軸方向)に配列されている。伝熱部材6eの上面6e1はアノード電極14に接し、下面6e2は支持体電極9に接している。伝熱部材6eは断面視で略台形状であり、伝熱部材6eの配列方向の辺は上面6e1側の辺が下面6e2側の辺より長くなっている。
In the joining member 7e of FIG. 4B, the columnar
本実施例のように、支持体電極9が複数のエミッタ12aに対して共通の電極となっている場合には、伝熱部材6の配列方向に特別な制約は無く、また、伝熱部材6同士が接触しても良い。但し、図3及び図4に示したように、伝熱部材6を、その延在方向(X軸方向)と交差する方向(Y軸方向)に互いに略平行に配列し、更に、接合材5に、伝熱部材6より熱伝導率が小さい材質を用いることにより、隣接するエミッタ12a同士の熱干渉を防止し、熱をアノード電極14から伝熱部材6内部のその延在方向へ、更に、伝熱部材6を介して支持体側へと伝搬させることができる。
When the
また、接合材5が絶縁性を有し、伝熱部材6が導電性を有する場合は、接合材5のアノード電極面と対向する面の幅をアノード電極の幅より狭くする。同様に、接合材5が導電性を有し、伝熱部材6が絶縁性を有する場合は、伝熱部材6のアノード電極面と対向する面の幅をアノード電極の幅より狭くする。このような構成にすることで、アノード電極と支持体電極との電気接続を確実にすることができる。
Further, when the
(作用、効果)
以上の構成を備えた光源装置1の作用、効果を説明する。
(Function, effect)
The operation and effect of the light source device 1 having the above configuration will be described.
アノード電極14と支持体電極9と接続に、接合材より高熱伝導率の伝熱部材6を含む接合部材7を用いたことで、アノード電極14から支持体電極9、更には支持体11側への熱伝導性が向上するので、半導体レーザチップ12の放熱性を向上させることができる。これにより、半導体レーザチップ12の温度上昇を抑え、安定したレーザ光を射出することができる。
By using the
接合材5及び伝熱部材6に導電性を有する材質を用いることで、アノード電極14と支持体電極9との接触抵抗が低減されるので、接合部材7での発熱を抑え放熱性を向上させることができる。これにより、半導体レーザチップ12の温度上昇を抑え、安定したレーザ光を射出することができる。
By using a conductive material for the
支持体電極9の端子部9aとアノード配線層24の端子部24aとを接続したので、支持体電極9を介して支持体11に伝導した熱を、支持体電極の端子部9aからアノード配線層の端子部24aを介してアノード配線層24にも放熱できるので、放熱性を向上させることができる。これにより、半導体レーザチップ12の温度上昇を抑え、安定したレーザ光を射出することができる。
Since the
隣り合う伝熱部材6を離して配置することで、隣接するエミッタ12aとの熱的干渉を防止でき、エミッタ12aの配列方向に沿って半導体レーザチップ12の中央部が高く、端部が低くなる温度分布を緩和することができるので、半導体レーザチップ12における温度上昇を均一化させることができる。これにより、温度分布により複数のエミッタ12aから射出されるレーザ光の特性のばらつきを抑えることができる。
By disposing the adjacent
伝熱部材6は、アノード電極14及び支持体電極9と接触するので、半導体レーザチップ12で発生した熱がアノード電極14から接合部材7の伝熱部材6を介して確実に支持体11側に放熱される。これにより、半導体レーザチップ12の自己発熱による温度上昇を抑え、半導体レーザチップ12の特性を安定化できる。
Since the
アノード電極14と支持体電極9との間に配置された接合部材7の伝熱部材6の厚さを等しくすることで、半導体レーザチップ12で発生した熱を、アノード電極14の形成面から複数の放熱経路を通って確実に支持体11に放出させることができる。従って、半導体レーザチップ12の自己発熱による温度上昇を抑え、発光素子の特性を安定化できる。また、半導体レーザチップ12と支持体との間隔を均一にすることができるので、半導体レーザチップ12と波長変換素子30との間隔を均一化することができ、均一な光を射出することができる。
By making the thickness of the
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第1実施形態に係る光源装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In each embodiment described below, portions having the same configuration as those of the light source device 1 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図5は、第2の実施形態に係る光源装置100の配線構造を示す図である。光源装置100は、保持部材10と、支持体11と、半導体レーザチップ12と、電流供給基板120と、固定部材40と、波長変換素子30とを備えている。保持部材10が支持体11を載置し、支持体11が半導体レーザチップ(発光素子)12を載置している。波長変換素子30は、半導体レーザチップ12に対して支持体11と反対側に配置されている。波長変換素子30は、保持部材10に載置された固定部材40に固定されている。また、半導体レーザチップ12には、電流供給基板120が接続されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a wiring structure of the
本実施形態では、第1の実施形態と異なり、支持体11上の支持体電極109は、各エミッタ12aに対応して分割して設けられていることを特徴としている。支持体電極109は、半導体レーザチップ12との接続部から半導体レーザチップ12の外側に延出され端子部109aを有している。
Unlike the first embodiment, the present embodiment is characterized in that the
本実施例のように、支持体電極9が複数のエミッタ12aに対応した個別の電極となっている場合には、エミッタ12a毎に分離して、それぞれのエミッタ12aに対応した支持体電極9とアノード電極14との接続をとる。このため、接合材5に絶縁性を有する材料を用い、伝熱部材6に導電性を有する材料を用いる。絶縁性を有する接合材5としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂の熱硬化性樹脂などが挙げられる。伝熱部材6には高熱伝導性を有する材質が用いられる。伝熱部材6としては、例えばAg、Cu、Beなどの金属単体、又はCu−W、C−Moなどの合金などを挙げることができる。また、絶縁材料のAlN、SiC、AlSiCなどのセラミック、又は炭素系材料の表面に導電性のAu、Ni/Auでメッキしたものなどを用いることができる。伝熱部材6の形状は、例えば、球体、直方体、円柱などの形状に成形されたものを用いることができる。
When the
本実施形態においても、柱状に形成された複数の伝熱部材6が配列された構造を採用することができる。具体例としては、第1の実施形態で示した図3、図4の例を挙げることができる。
Also in the present embodiment, a structure in which a plurality of
図3(a)では、平面視略矩形の平板状の伝熱部材6aが、その延在方向(X軸方向)と交差する方向(Y軸方向)に互いに略平行に配列されている。伝熱部材6aが導電性を有し、接合材5aが絶縁性を有する。伝熱部材6aが互いに離間して配置されているので、伝熱部材6aは、延在方向と交差する方向の幅を、隣接するアノード電極14の隙間より狭くすることにより、隣接するアノード電極14同士を接続させないようにすることができる。
In FIG. 3A, flat plate-like
また、伝熱部材6aは、上面6a1でアノード電極14に接し、下面6a2で支持体電極9と接しているので、アノード電極14と支持体電極9とが電気接続すると共に、確実な放熱経路が形成されている。
Further, since the
さらに、接合材5aに、伝熱部材6aより熱伝導率が小さい材質を用いることで、隣接するエミッタ12a同士の熱的干渉を防止し、熱をアノード電極14から伝熱部材6aを介して支持体側に、及び伝熱部材6aの延在方向に伝搬させることができる。
Furthermore, by using a material having a lower thermal conductivity than the
図3(b)では、断面視で厚さ方向(Z軸方向)の辺が伝熱部材の幅方向(Y軸方向)に膨れた形状をなして断面視の方向(X軸方向)に延在する伝熱部材6bが、互いに平行に配列されている。伝熱部材6bが導電性を有し、接合材5bが絶縁性を有する。伝熱部材6bが互いに離間して配置されているので、伝熱部材6bは、延在方向の幅を、隣接するアノード電極14の隙間より狭くすると、隣接するアノード電極14同士を接続させないようにすることができる。
In FIG. 3B, the side in the thickness direction (Z-axis direction) in a cross-sectional view forms a shape that swells in the width direction (Y-axis direction) of the heat transfer member and extends in the cross-sectional view direction (X-axis direction). The existing
また、伝熱部材6bは、上面6b1でアノード電極14に接し、下面6b2で支持体電極9と接しているので、アノード電極14と支持体電極9とが電気接続すると共に、確実な放熱経路が形成されている。
Further, since the
さらに、接合材5bに、伝熱部材6bより熱伝導率が小さい材質を用いることで、隣接するエミッタ12a同士の熱的干渉を防止し、熱をアノード電極14から伝熱部材6aを介して支持体側に、及び伝熱部材6aの延在方向に伝搬させることができる。
Furthermore, by using a material having a lower thermal conductivity than the
図3(c)では、円柱状の伝熱部材6cが、配列方向(X軸方向)と交差する方向(Y軸方向)に互いに略平行に配列されている。伝熱部材6cが導電性を有し、接合材5cが絶縁性を有する。伝熱部材6cが互いに離間して配置されているので、伝熱部材6cは、延在方向の幅を、隣接するアノード電極14の隙間より狭くすると、隣接するアノード電極14同士を接続させないようにすることができる。
In FIG. 3C, the columnar
また、接合材5cに、伝熱部材6cより熱伝導率が小さい材質を用いることで、隣接するエミッタ12a同士の熱的干渉を防止し、熱をアノード電極14から伝熱部材6aを介して支持体側に、及び伝熱部材6aの延在方向に伝搬させることができる。
なお、図3(c)は、熱圧着をする前のシート状接合部材の状態を示す。
Further, by using a material having a lower thermal conductivity than the
In addition, FIG.3 (c) shows the state of the sheet-like joining member before thermocompression bonding.
図4(b)の接合部材7eでは、柱状の伝熱部材6eが、延在方向と交差する方向(Y軸方向)に配列されている。伝熱部材6eの上面6e1はアノード電極14に接し、下面6e2は支持体電極9に接している。伝熱部材6eは断面視で略台形状であり、伝熱部材6eの配列方向の辺は上面6e1側の辺が下面6e2側の辺より長くなっている。伝熱部材6eが導電性を有し、接合材5eが絶縁性を有する。伝熱部材6eが互いに離間して配置されているので、伝熱部材6eは、延在方向の幅を、隣接するアノード電極14の隙間より狭くすると、隣接するアノード電極14同士を接続させないようにすることができる。
In the joining member 7e shown in FIG. 4B, the columnar
また、伝熱部材6eは、上面6e1でアノード電極14に接し、下面6e2で支持体電極9と接しているので、アノード電極14と支持体電極9とが電気接続すると共に、確実な放熱流路が形成されている。
Further, since the
さらに、接合材5eに、伝熱部材6eより熱伝導率が小さい材質を用いることで、隣接するエミッタ12a同士の熱的干渉を防止し、熱をアノード電極14から伝熱部材6eを介して支持体側に、及び伝熱部材6eの延在方向に伝搬させることができる。
Further, by using a material having a lower thermal conductivity than the
以上の説明においては、図3(a)、(b)及び図4(b)で、シート状の接合部材7eと半導体レーザチップ12、支持体11とを、精密な位置合わせ(アライメント)をせずに接合する場合について説明したが、シート状の接合部材7eと半導体レーザチップ12、支持体11とを、精密に位置合わせする場合は、伝熱部材6a、6b、6eの延在方向と交差する方向(Y軸方向)の幅を、アノード電極14の幅と同じかそれ以上とすることができる。
この場合、隣接するエミッタ12a同士の熱的干渉の防止効果が更に向上するとともに、伝熱部材6a、6b、6eと、アノード電極14及び支持体電極9との接触面積が向上するので放熱性が更に向上する。
In the above description, in FIGS. 3A, 3B, and 4B, the sheet-like bonding member 7e, the
In this case, the effect of preventing thermal interference between
電流供給基板120は、保護層21及び保護層26で挟持されたカソード配線層122の保護層26と、保護層25及び保護層27で挟持されたアノード配線層124の保護層27とが、接着剤層23を介して接続されたものである。平面視では、複数のアノード配線層124と、これらのアノード配線層124を挟持するようにカソード配線層122が配置されている。また、支持体11上では、保護層21、25、26、27及び接着剤層23は形成されておらず、カソード配線層122の端子部122a、及びアノード配線層124の端子部124aが引き出されている。引き出されたカソード配線層122の端子部122aは、導電部材19aを介してアノード電極13の辺端部13b、13cに接続されている。支持体11上に引き出された複数のアノード配線層124aは、導電部材19bを介して複数の支持体電極9の端子部9aにそれぞれ接続されている。
In the
本実施形態では、エミッタ12aごとに支持体電極109及びアノード配線層124を形成しているので、各エミッタ12aを独立に駆動できるようになっている。
In this embodiment, since the
以上の構成を備えた光源装置100の作用、効果を説明する。
The operation and effect of the
伝熱部材6aの延在方向に伝搬された熱をアノード配線層122の端子部122aを介して電流供給基板120側に放熱することができるので、隣接するエミッタ12a間の熱的干渉を防止でき、エミッタ12aの配列方向に沿って半導体レーザチップ12の中央部が高く、端部が低くなる温度分布を緩和することができるので、半導体レーザチップ12における温度上昇を均一化させることができる。これにより、温度分布による複数のエミッタ12aから射出される光の特性のばらつきを抑えることができるので、均一な光を射出することができる。
Since heat transmitted in the extending direction of the
各エミッタ12aを独立して駆動できるようにすれば、エミッタ12aの出力を調整することが可能になるので、発熱量を抑えることができる。これにより、消費電力を抑えることができる。
If each
(変形例)
図6は、第2の実施形態の変形例に係る、(a)半導体レーザチップ12の底面図、(b)C−C’における要部断面図である。なお、図6(b)では、アノード電極14と支持体電極9との接続部を拡大したもので、接合部材7及び支持体電極9を含めた領域を示している。以下、本図を用いて変形例について説明する。
(Modification)
6A is a bottom view of the
本変形例では、第2の反射層18上に、アノード電極14と、絶縁層108a及び絶縁層108bとが形成されている。絶縁層108a、108bは、第2の反射層18から外側に突出する凸部であり、第2の反射層18上においてアノード電極14を取り囲むように島状に配置されている。絶縁層108a、108bには、絶縁性と高熱伝導性とを有する材質を用いることが好ましい。絶縁層108a、108bは、アノード電極14の配列方向(Y軸方向)に長手の矩形形状であり、アノード電極14を挟持するように配置されている。
In the present modification, the
絶縁層108aは、各アノード電極14に対応して配置されており、延在方向(Y軸方向)に配列されている。絶縁層108bも、各アノード電極14に対応して配置されており、延在方向(Y軸方向)に配列されている。アノード電極14、絶縁層108a、及び絶縁層108bの厚さ(Z軸方向)は略等しくなっており、アノード電極14の表面と絶縁層108a、108bの表面は側面視で同じ高さになっている。アノード電極14、絶縁膜108a、及び絶縁膜108bは、接合部材7を介して支持体電極9と接続されている。
The insulating
半導体レーザチップ12に絶縁層108a、108bを備えることで、伝熱部材6と、半導体レーザチップ12、及び、支持体電極9との接触面積を広げることができるので、放熱性が向上する。また、半導体レーザチップ12を支持体11上に安定して設置することができる。
By providing the
また、絶縁層108a、108bに高熱伝導性の材質を用いることで、半導体レーザチップ12から支持体電極9への放熱流路を確保できるので、放熱性を向上させることができる。これにより、半導体レーザチップ12の温度上昇を抑えることができるので、安定した光を射出することができる。
In addition, by using a material with high thermal conductivity for the insulating
なお、半導体レーザチップ12のアノード電極14間に、図示は省略の絶縁層を備えることができる。この絶縁層は、アノード電極14の配列方向(Y軸方向)と交差する方向(X方向)に長手の矩形形状とすることができる。更に、アノード電極14間の絶縁層に対向する支持体11の面上には支持体電極が形成されていないので、アノード電極14間の絶縁膜の厚さ(Z方向)は、アノード電極14及び、絶縁層108a,bの厚さ(Z方向)より支持体電極9の厚さだけ厚くすることが好ましい。
Note that an insulating layer (not shown) can be provided between the
このような構造を備えることで、伝熱部材6は、アノード電極14間の絶縁層及び支持体11と接触するので、放熱性が向上する。また、半導体レーザチップ12を支持体11上に安定して設置することができる。
By providing such a structure, the
[第3の実施形態]
図7は、第3の実施形態に係る光源装置200の配線構造を示す図である。光源装置200は、保持部材10と、支持体11と、半導体レーザチップ12と、電流供給基板220とを備えている。保持部材10が支持体11を載置し、支持体11が半導体レーザチップ(発光素子)12を載置している。半導体レーザチップ12には、電流供給基板220が接続されている。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a diagram illustrating a wiring structure of the
電流供給基板220は、保護層21及び保護層26で挟持されたカソード配線層22の保護層26と、保護層25及び保護層27で挟持されたアノード配線層224の保護層27とが、接着剤層23を介して接続されたものである。また、支持体11上では、保護層21、25、26、27及び接着剤層23は形成されておらず、カソード配線層22の端子部22a、及びアノード配線層24の端子部24aが引き出されている。
In the
引き出されたカソード配線層22の端子部22aは、導電部材19aを介してカソード電極13の辺端部13aに接続されている。引き出されたアノード配線層224の端子部224aは、半導体レーザチップ12の下部まで引き込まれ、半導体レーザチップ12と支持体11とで挟持されている。アノード電極14とアノード配線層224の端子部224aとの接続には接合部材7が用いられている。また、アノード配線層224と支持体11との接続には導電部材19bが用いられている。導電部材19a、19bは、例えばインジウム、スズなどのほか、接合部材7を用いることもできる。
The
カソード配線層22の端子部22a、及びアノード配線層224の端子部224aは配線層22、224よりも厚く形成されていてもよい。このように端子部を形成することで、半導体レーザチップ12からの放熱性を向上させることができる。なお、本図では、端子部224aを厚く形成したものを採用している。
The
半導体レーザチップ12で発生した熱を、接合部材7を介してアノード配線層224内部に伝導し、電流供給基板220側と支持体11側の双方に放熱することができるので、放熱性を向上させることができる。これにより、半導体レーザチップ12の温度上昇を抑え、射出される光の特性を維持することができる。
The heat generated in the
複数のエミッタ12aにかかる幅広のアノード配線層224を形成することで、アノード電極224の端子部224aからの放熱流路を拡げることができるので、放熱性を向上させることができる。これにより、半導体レーザチップ12の温度上昇を抑えることができるので、安定した光を射出することができる。
By forming the wide
[第4の実施形態]
図8(a)は、第4の実施形態に係る光源装置400の平面図、図8(b)は、図8(a)のE−E’における断面図である。
光源装置400は、支持体11と、半導体レーザチップ12と、電流供給基板20と、第1のプリズム473と、第2のプリズム474と、波長変換素子471と、波長選択素子472と、保持部材410とを備えている。本実施形態に係る光源装置400は、図6に示すように、波長変換素子471及び波長選択素子472を保持部材410上で横置きに配置しており、半導体レーザチップ12から射出された光を保持部材410の面方向に導光するようになっている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 8A is a plan view of the
The
保持部材410上に載置された支持体11上に、半導体レーザチップ12が載置されている。電流供給基板20は、半導体レーザチップ12の側面12f側に配置されており、半導体レーザチップ12と電気的に接続されている。半導体レーザチップ12の上方には、第1のプリズム473と、第2のプリズム474と、プリズム473、474に挟持されたダイクロイック層475とを備えたプリズム素子480が配置されている。
プリズム素子480はその長手方向の両端部を、保持部材410上に設けられた2個のスペーサ477により支持されている。プリズム素子480は半導体レーザチップ12との間に隙間を有して半導体レーザチップ12の上空に固定されている。
The
The
プリズム素子480は、エミッタ12aから射出された光を内面で反射させて波長変換素子471に導光するとともに、波長変換素子471側から入射する光のうち特定波長域の成分をダイクロイック層475により反射させて波長変換素子471の外側に導く機能を奏する。
The
半導体レーザチップ12に隣接して、電流供給基板20と反対側には、保持部材410上の支持台471aに載置された波長変換素子471が配置されている。波長変換素子471から見て半導体レーザチップ12と反対側には、保持部材410上の支持台472aに載置された波長選択素子472が配置されている。図6(b)に示すように、波長変換素子471の支持台471a、波長選択素子472の支持台472a及びスペーサ477は、複数の固定ピン478により保持部材410上に位置決めされて固定されている。
A
波長変換素子(第2高調波発生素子、SHG:Second Harmonic Generation)471は、入射光のうち所定の波長を有する成分を変換せずにそのまま透過する一方、それ以外の波長を有する成分をほぼ半分の波長の光に変換する非線形光学素子である。すなわち、半導体レーザチップ12から射出された第1の波長の光を、それよりも短い第2の波長の光に変換して射出する。
A wavelength conversion element (second harmonic generation element, SHG: Second Harmonic Generation) 471 transmits a component having a predetermined wavelength out of incident light as it is without being converted, and almost halves components having other wavelengths. It is a non-linear optical element that converts light of a wavelength of That is, the light having the first wavelength emitted from the
波長選択素子472は、特定波長の光(波長変換素子471で波長変換された第2の波長の光)を透過させる一方、波長変換素子471で波長が変換されなかった第1の波長の光を含むほとんどの光を側壁472bで反射させる。そのため、波長選択素子472は、半導体レーザチップ12の外部共振器ミラーとして機能する。波長選択素子472としては、例えば、周期格子を有するホログラムのような光学素子を用いることができる。
The
上記の構成において、エミッタ12aから射出された第1の波長の光は、プリズム素子480の第1のプリズム473の斜面部(鉛直方向に対して略45°の角度を成して配置された面)で反射されてダイクロイック層475に入射し、これを透過して第2のプリズム474から射出されて波長変換素子471に入射する。
In the above configuration, the light having the first wavelength emitted from the
ここで、図6(b)に実線で示す光W1は、エミッタ12aから射出されて波長選択素子472側へ進行する光を示しており、破線で示す光W2は、光W1のうち、波長選択素子472で反射された成分を示している。また波長選択素子472から延びる鎖線で示す光W3は、光W1のうち波長選択素子472を透過した成分を示す。さらに光W4は、光W2のうち、ダイクロイック層475により反射された成分を示している。
なお、図6(b)では、説明の都合上、光W1,W2を異なる位置に示しているが、実際には両者は同一の経路を辿る光である。
Here, the light W1 indicated by a solid line in FIG. 6B indicates the light emitted from the
In FIG. 6B, for convenience of explanation, the lights W1 and W2 are shown at different positions, but in actuality, both are lights that follow the same path.
まず、エミッタ12aから射出されて波長変換素子471に入射した光W1は、波長変換素子471を透過する間にその一部がほぼ半分の波長の光(第2の波長の光)に変換されて、波長選択素子472に入射する。波長選択素子472に入射した光W1のうち、波長選択素子472を透過する特定波長(第2の波長)の成分は、光源光である光W3として波長選択素子472から外部に射出される。
一方、波長選択素子472で反射された成分(第1の波長の光)は、逆向きの光W2となって半導体レーザチップ12側へ戻される。
First, the light W1 emitted from the
On the other hand, the component reflected by the wavelength selection element 472 (light having the first wavelength) is returned to the
波長変換素子471からプリズム素子480に入射した光W2は、ダイクロイック層475に入射する。ダイクロイック層475は、本実施形態では、波長変換素子471により変換された光(第2の波長の光)を選択的に反射し、その他の光を透過するようになっているので、光W2のうち第1の波長の成分は、ダイクロイック層475を透過して半導体レーザチップ12に入射する。そして、半導体レーザチップ12のミラーで反射され、光W1として再度射出される。このように、波長選択素子472で反射される第1の波長の光は、波長選択素子472と半導体レーザチップ12との間で反射を繰り返して増幅される。
The light W <b> 2 that has entered the
ところで、光W2の一部は、波長変換素子471内を進行する間に第2の波長の光に変換される。この第2の波長の光は、ダイクロイック層475により反射されて第2のプリズム474の斜面部(鉛直方向に対して略45°の角度を成して配置された斜面部)に入射し、そこで反射された光W4としてプリズム素子480の外側に取り出される。すなわち本実施形態では、波長選択素子472を透過して射出された光W3と、ダイクロイック層475で反射されてプリズム素子480から射出された光W4とが、光源光として外部に射出されるようになっている。
By the way, a part of the light W2 is converted into light of the second wavelength while traveling in the
以上の構成を備えた本実施形態の光源装置400では、半導体レーザチップ12と電流供給基板20との接続構造として、第1の実施形態の光源装置1と共通の接続構造が採用されている。したがって、半導体レーザチップ12と支持体11との間に配置されたカソード配線層24を介して半導体レーザチップ12の熱を放散することができ、放熱性を向上させた光源装置400とすることができる。
In the
なお、本実施形態の光源装置400では、第1実施形態と同様の接続構造を有する半導体レーザチップ12、及び電流供給基板20を用いたが、これに代えて、第2又は第3の実施形態の構成を採用してもよい。これらの光源装置と同様の構成を採用した場合にも、放熱性を向上させた光源装置400とすることができる。
In the
[プロジェクタ]
図9は、本発明に係る光源装置を備えたプロジェクタ500の概略模式図である。本図を用いて、プロジェクタ500について説明する。なお、本図においては、簡略化のためプロジェクタ500を構成する筐体は省略している。
[projector]
FIG. 9 is a schematic diagram of a
プロジェクタ500において、赤色光、緑色光、青色光を射出する赤色レーザ光源(光源装置)400R,緑色レーザ光源(光源装置)400G、青色レーザ光源(光源装置)400Bとしては、上記第4の実施形態の光源装置400を用いる。
In the
また、プロジェクタ500は、レーザ光源400R,400G,400Bから射出されたレーザ光をそれぞれ変調する液晶ライトバルブ(光変調装置)584R,584G,584Bと、液晶ライトバルブ584R,584G,584Bから射出された光を合成して投写レンズ587に導くクロスダイクロイックプリズム(色光合成手段)586と、液晶ライトバルブ584R,584G,584Bによって形成された像を拡大してスクリーン590に投射する投射レンズ(投射装置)587とを備えている。
The
さらに、プロジェクタ500は、レーザ光源400R,400G,400Bから射出されたレーザ光の照度分布を均一化させるため、各レーザ光源400R,400G,400Bよりも光路下流側に、均一化光学系582R,582G,582Bを設けており、これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ584R,584G,584Bを照明している。例えば、均一化光学系582R,582G、582Bは、例えば、ホログラム582a及びフィールドレンズ582bによって構成される。
Further, the
各液晶ライトバルブ584R,584G,584Bによって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム586に入射する。このプリズムは4つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投射レンズ587によりスクリーン590上に投写され、拡大された画像が表示される。
The three color lights modulated by the liquid crystal
本実施形態のプロジェクタの光源の部材として、本発明の光源装置の支持体11、半導体レーザチップ12、及び電流供給基板20を用いることにより、放熱性を向上させることができるので、加熱によるレーザ特性の変化を抑えることができる。
Since the heat source can be improved by using the
なお、本実施形態のプロジェクタにおいて、赤色,緑色及び青色のレーザ光源400R,400G、400Bについては、第4の実施形態の光源装置400を用いたものを説明したが、第1から第4の実施形態の光源装置を用いることも可能である。このとき、各光源装置400R,400G,400Bのそれぞれに異なる実施形態の光源装置を採用することも可能であるし、同じ実施形態の光源装置を採用することも可能である。
In the projector of this embodiment, the red, green, and blue
また、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いても良いし、反射型のライトバルブを用いても良い。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micromirror Device)が挙げられる。投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。 Further, although a transmissive liquid crystal light valve is used as the light modulator, a light valve other than liquid crystal may be used, or a reflective light valve may be used. Examples of such a light valve include a reflection type liquid crystal light valve and a digital micromirror device (Digital Micromirror Device). The configuration of the projection optical system is appropriately changed depending on the type of light valve used.
図10は、プロジェクタの変形例である、画像表示装置600の概略模式図である。第1から第4の実施形態の光源装置は、走査型の画像表示装置にも適用される。図10に示した画像表示装置600は、第4の実施形態の光源装置400と、光源装置400から射出された光をスクリーン610に向かって走査するMEMSミラー(走査手段)602と、光源装置400から射出された光をMEMSミラー602に集光させる集光レンズ603とを備えている。光源装置400から射出された光は、MEMSミラー602を動かすことによって、スクリーン610上を横方向、縦方向に走査するように導かれる。カラーの画像を表示する場合は、半導体レーザチップ12を構成する複数のエミッタ(図示は省略)を、赤、緑、青のピーク波長を持つエミッタの組み合わせによって構成すれば良い。
FIG. 10 is a schematic diagram of an
[モニタ装置]
図11は、モニタ装置700の概略模式図である。本図を用いて、第4の実施形態に係る光源装置400を応用したモニタ装置700の構成例について説明する。図11は、モニタ装置の概略を示す模式図である。モニタ装置700は、装置本体710と、光伝送部720とを備える。装置本体710は、前述した第4の実施形態の光源装置400を備える。
[Monitor device]
FIG. 11 is a schematic diagram of the
光伝送部720は、光を送る側と受ける側の2本のライトガイド721,722を備える。各ライトガイド721,722は、多数本の光ファイバを束ねたもので、レーザ光を遠方に送ることができる。光を送る側のライトガイド721の入射側には光源装置400が配設され、その出射側には拡散板723が配設されている。光源装置400から出射したレーザ光は、ライトガイド721を伝って光伝送部720の先端に設けられた拡散板723に送られ、拡散板723により拡散されて被写体を照射する。
The
光伝送部720の先端には、結像レンズ724も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ724で受けることができる。その受けた反射光は、受け側のライトガイド722を伝って、装置本体710内に設けられた撮像手段としてのカメラ711に送られる。この結果、光源装置400により出射したレーザ光により被写体を照射したことで得られる反射光に基づく画像をカメラ711で撮像することができる。
An
第4の実施形態に係る光源装置400を備えたことで、放熱性を向上させたモニタ装置700とすることができるので、加熱によるレーザ特性の変化を抑えて使用することができる。
Since the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
本図では、第4の実施形態と同様の構造の光源装置400を用いたが、これに代えて、第1から第4実施形態の光源装置を備えていてもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In this figure, the
1…光源装置、5…接合材、6…伝熱部材、7…接合部材、9…支持体電極、10…保持部材、11…支持体、12…半導体レーザチップ、12a…エミッタ、13…カソード電極、14…アノード電極、15…エミッタ基板、18…第2の反射層、19a…導電部材、19b…導電部材、20…電流供給基板、21…第1の保護膜、22…カソード配線層、23…絶縁層、24…アノード配線層、25…第2の保護膜、30…波長変換素子、40…固定部材、100…光源装置、108a…絶縁層、108b…絶縁層、109…支持体電極、120…電流供給基板、122…カソード配線層、124…アノード配線層、200…光源装置、220…電流供給基板、224…アノード配線層、400…光源装置、500…プロジェクタ、600…画像表示装置、700…モニタ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source device, 5 ... Joining material, 6 ... Heat transfer member, 7 ... Joining member, 9 ... Support body electrode, 10 ... Holding member, 11 ... Support body, 12 ... Semiconductor laser chip, 12a ... Emitter, 13 ... Cathode Electrode, 14 ... anode electrode, 15 ... emitter substrate, 18 ... second reflective layer, 19a ... conductive member, 19b ... conductive member, 20 ... current supply substrate, 21 ... first protective film, 22 ... cathode wiring layer, DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記発光素子は、光を射出する複数の発光部と、前記支持体に対向する面に形成された素子電極とを有し、
前記支持体は、前記発光素子と対向する面に形成された支持体電極と、
前記素子電極と前記支持体電極とを接合する複数の接合材と、
前記素子電極及び前記支持体電極と接触し、かつ、前記接合材の熱伝導率より大きい熱伝導率である複数の伝熱部材と、を備え、
前記複数の前記発光部は、直線に配列され、
前記接合材及び前記伝熱部材は、前記直線方向に対して交差する方向に延びた柱状であり、前記直線方向に交互に配列されていることを特徴とする光源装置。 A light source device comprising a support and a light emitting element mounted on the support,
The light-emitting element has a plurality of light-emitting portions that emit light, and an element electrode formed on a surface facing the support,
The support is a support electrode formed on a surface facing the light emitting element ;
A plurality of bonding materials for bonding the element electrode and the support electrode;
A plurality of heat transfer members that are in contact with the element electrode and the support electrode and have a thermal conductivity greater than the thermal conductivity of the bonding material,
The light emitting units are arranged in a straight line,
The light source device, wherein the bonding material and the heat transfer member have a columnar shape extending in a direction intersecting the linear direction, and are alternately arranged in the linear direction .
前記伝熱部材が前記素子電極に接触する面積は、前記伝熱部材が前記支持体電極に接触する面積よりも大きいことを特徴とする光源装置。 The light source device, wherein an area where the heat transfer member contacts the element electrode is larger than an area where the heat transfer member contacts the support electrode.
前記複数の前記伝熱部材の高さが略等しいことを特徴とする光源装置。 In the light source device according to claim 1 or 2 ,
A light source device, wherein the height of the previous SL plurality of the heat transfer member are substantially equal.
前記素子電極は、前記複数の前記発光部に対応して設けられており、
前記発光素子の前記素子電極が形成された面には、前記素子電極と略等しい高さを有する凸部が前記素子電極を取り囲むように設けられており、
前記伝熱部材は、前記凸部及び前記支持体電極と接触していることを特徴とする光源装置。 In the light source device according to any one of claims 1 to 3 ,
Before SL element electrode is provided corresponding to said plurality of said light emitting portion,
On the surface of the light emitting element on which the element electrode is formed, a convex portion having a height substantially equal to the element electrode is provided so as to surround the element electrode,
The heat transfer member is in contact with the convex portion and the support electrode.
前記支持体電極は、前記素子電極に対応して分割して設けられており、
前記接合材が絶縁材料、前記伝熱部材が導電材料で構成されていることを特徴とする光源装置。 In the light source device according to any one of claims 1 to 4 ,
The support electrode is divided and provided corresponding to the element electrode,
The light source device, wherein the bonding material is made of an insulating material, and the heat transfer member is made of a conductive material.
基板と、配線層とを有する配線基板を備え、
前記配線層と前記支持体電極とが導電接続されていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 5 ,
A wiring board having a board and a wiring layer;
The light source device, wherein the wiring layer and the support electrode are conductively connected.
基板と、配線層とを有する配線基板と、
前記接合材、前記伝熱部材を有する接合部材と、を備え、
前記配線層は、前記支持体と前記発光素子との間で挟持され、
前記素子電極と前記配線層とが、前記接合部材を介して導電接続されていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 6 ,
A wiring board having a substrate and a wiring layer ;
A bonding member having the bonding material and the heat transfer member,
The wiring layer is sandwiched between the support and the light emitting element,
The light source device, wherein the element electrode and the wiring layer are conductively connected via the bonding member.
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