JPWO2020036053A1 - 発光装置および投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.第1の実施の形態(複数のパッケージ体各々に発光素子が封止されている発光装置の例)
2.変形例1(互いに異なる波長域の光を出射する発光素子を有する例)
3.変形例2(パッケージ体の表面側に電極取出部を有する例)
4.第2の実施の形態(保持部が設けられたベースプレートを有する発光装置の例)
5.適用例(投射型表示装置の例)
<発光装置1の構造>
図1は、本技術の一実施の形態に係る発光装置(発光装置1)の模式的な側面の構成を表したものであり、図2は、図1に示した発光装置1の分解斜視図である。発光装置1は、ベースプレート11、パッケージ体12、レンズ保持部材13およびアレイレンズ14を有している。パッケージ体12には、発光素子121等が設けられている。アレイレンズ14は、各々のパッケージ体12に対応するレンズ141を有している。
ベースプレート11は、パッケージ体12を載置するための部材である。ベースプレート11は、例えば平板状の部材であり、互いに対向する表面11Aおよび裏面11Bを有している。表面11Aには、複数のパッケージ体12が設けられており、裏面11Bは例えばヒートシンク等(図示せず)と熱的に接続されている。ベースプレート11の表面11Aには、発光素子121と電気的に接続された配線(後述の図5,図7の配線11W)が設けられている。
ベースプレート11の表面11Aには、複数のパッケージ体12が載置されている。複数のパッケージ体12は、例えば、ベースプレート11の表面11Aにマトリクス状に配置されている(図2のX方向およびY方向)。例えば、マトリクス状に配置されたパッケージ体12の一部が抜けていてもよい。この一部のパッケージ体12の抜けは、例えば、不良品の除去または面内の一部のパワー密度を下げる目的等のためである。パッケージ体12の配置は、例えば、略六角形状または千鳥状等、他の配置であってもよい。複数のパッケージ体12各々が、発光素子121、サブマウント122、ミラー123(反射部材)、収容部材124(第1収容部材)およびカバー125(第2収容部材)を有している(図1)。
ベースプレート11とアレイレンズ14との間に設けられたレンズ保持部材13は、例えば、ベースプレート11の表面11Aに載置された複数のパッケージ体12を囲む枠状の形状を有している(図2)。即ち、枠状のレンズ保持部材13の内側に、複数のパッケージ体12が設けられている。レンズ保持部材13の平面形状は、例えば、四角形状である。このレンズ保持部材13は、例えば、四角形の枠形状を有する保持部131と、この保持部131の内側および外側に拡幅して設けられた拡幅部132とを有している。拡幅部132は、例えば、四角形の保持部131の対向する2辺に設けられている。レンズ保持部材13は、ベースプレート11の全周にわたって設けられていなくてもよく、例えば、四角形状のベースプレート11の3辺に設けられていてもよい。あるいは、四角形状のベースプレート11の対向する2辺にレンズ保持部材13を設けるようにしてもよい。
アレイレンズ14は、複数のパッケージ体12を間にしてベースプレート11に対向している。このアレイレンズ14は、例えば中央部のアレイ部14Aと、このアレイ部14Aを囲む枠部14Fとを有している。アレイ部14Aでは、各々のパッケージ体12に対向する位置に複数のレンズ141が設けられている。各々のレンズ141は、例えば、平面視で発光素子121およびミラー123に重なる位置に配置されている。レンズ141は、例えば凸レンズにより構成されている。レンズ141は、平凸レンズ,両凸レンズおよびメニスカスレンズ等により構成されていてもよい。各々のパッケージ体12のカバー125を透過した光が、レンズ141を通過することにより、コリメートされるようになっている。アレイレンズ14は、下面(例えば、ベースプレート11との対向面)側と上面側とで、互いに異なる構成を有していてもよい。例えば、アレイレンズ14の一方の面側がFAC(Fast Axis Collimator)機能を有し、他方の面側がSAC(Slow Axis Collimator)機能を有していてもよい。このときのアレイレンズ14では、例えば、互いに直交する方向で配置されたレンチキュラーレンズの平坦面が貼り合わされている。
まず、パッケージ体12を形成する。具体的には、収容部材124の凹部124Rに、サブマウント122、発光素子121およびミラー123を配置した後、例えば半田を用いて収容部材124にカバー125を接合する。これにより、発光素子121等が気密封止され、パッケージ体12が形成される。
発光装置1では、例えば、以下のようにして光が取り出される。ベースプレート11に載置された各々のパッケージ体12では、発光素子121から出射された光(例えば、青色波長域の光)が、ミラー123で反射され、カバー125を透過する。このカバー125を透過した光は、各々のパッケージ体12に対応する位置のレンズ141を通り、コリメート光となる。したがって、各々のレンズ141を通過した光の進行方向は、互いに平行となり、発光装置1から取り出される。
発光装置1では、複数のパッケージ体12各々に発光素子121が設けられている。換言すれば、個々の発光素子121は、収容部材124とカバー125との間に封止されている。これにより、複数の発光素子121を一括して封止する場合に比べてリークの発生を抑えることができる。以下、この作用効果について説明する。
ベースプレート11に載置された複数のパッケージ体12(発光素子121)各々から出射される光の波長域が、複数存在していてもよい。ベースプレート11に載置された複数のパッケージ体12が、例えば、赤色波長域の光を出射する発光素子121を含むパッケージ体12と、青色波長域の光を出射する発光素子121を含むパッケージ体12と、緑波長域の光を出射する発光素子121を含むパッケージ体12とを有していてもよい。視感度曲線および出力(mW,Im)から各色のパッケージ体12の比率および配置を調整する。これにより、発光装置1から白色光を取り出すことができる。このとき、例えば、発光装置1は、拡散板等を有し、パッケージ体12から出射された光が、レンズ141および拡散板等を通過するようになっている。
上記第1の実施の形態では、パッケージ体12の裏面に発光素子121からの電極取出部12Eを設けた場合について説明したが、電極取出部12Eは、パッケージ体12の裏面以外の場所に設けるようにしてもよい。
図10は、本開示の第2の実施の形態に係る発光装置(発光装置2)の要部の模式的な分解斜視図である。この発光装置2は、ベースプレート11、パッケージ体12およびアレイレンズ14をこの順に有している。即ち、発光装置2には、レンズ保持部材(例えば、図2のレンズ保持部材13)が設けられていない。発光装置2のベースプレート11は、例えば、プレート部111、保持部112および端子部113Eを有している。この点を除き、第2の実施の形態に係る発光装置2は、上記第1の実施の形態の発光装置1と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
上記第1の実施の形態および第2の実施の形態で説明した発光装置1,2は、例えば投射型表示装置に適用することができる。
(1)
発光素子と、前記発光素子から出射された光を反射する反射部材と、前記発光素子および前記反射部材を収容する封止空間とを有するパッケージ体と、
前記パッケージ体が複数載置されたベースプレートと、
前記複数のパッケージ体を間にして前記ベースプレートに対向し、各々の前記パッケージ体に対向するレンズと
を備えた発光装置。
(2)
前記レンズは、アレイレンズである
前記(1)に記載の発光装置。
(3)
前記ベースプレートと前記アレイレンズとの間には間隙が設けられている
前記(2)に記載の発光装置。
(4)
更に、前記パッケージ体と前記レンズとの間の距離を所定の大きさに調整する距離調整部材を有する
前記(1)ないし(3)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(5)
前記距離調整部材は枠状の形状を有しており、前記枠の内側に複数の前記パッケージ体が配置されている
前記(4)に記載の発光装置。
(6)
前記距離調整部材は、前記発光素子と外部とを電気的に接続するための端子部を有している
前記(4)または(5)に記載の発光装置。
(7)
前記距離調整部材は一体化されている
前記(4)ないし(6)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(8)
前記距離調整部材は、前記ベースプレートに一体化されている
前記(4)ないし(6)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(9)
前記発光素子は、半導体レーザにより構成されている
前記(1)ないし(8)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(10)
前記半導体レーザは窒化ガリウム(GaN)系半導体を含む
前記(9)に記載の発光装置。
(11)
前記パッケージ体は、更に、凹部が設けられた第1収容部材と、前記凹部を封止する第2収容部材とを有し、
前記封止空間は、前記第1収容部材および前記第2収容部材により構成されている
前記(1)ないし(10)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(12)
前記ベースプレート側から、前記第1収容部材および前記第2収容部材がこの順に設けられ、
前記パッケージ体は、更に、前記発光素子と前記第1収容部材との間に設けられたサブマウントを有する
前記(11)に記載の発光装置。
(13)
前記サブマウントは導電性を有する
前記(12)に記載の発光装置。
(14)
前記ベースプレート側から、前記第1収容部材および前記第2収容部材がこの順に設けられ、
前記第1収容部材の、前記ベースプレートとの接合面に、前記発光素子の電極に電気的に接続された電極取出部が設けられている
前記(11)ないし(13)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(15)
前記ベースプレート側から、前記第1収容部材および前記第2収容部材がこの順に設けられ、
前記第1収容部材の、前記第2収容部材から露出された上面に、前記発光素子の電極に電気的に接続された電極取出部が設けられている
前記(11)ないし(13)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(16)
互いに異なる波長の光を出射する前記発光素子を含む
前記(1)ないし(15)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(17)
前記反射部材はミラーにより構成されている
前記(1)ないし(16)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(18)
更に、前記パッケージ体と前記ベースプレートとの間に熱伝導部材を有し、
隣り合う前記パッケージ体が、前記熱伝導部材を介して接続されている
前記(1)ないし(17)のうちいずれか1つに記載の発光装置。
(19)
発光素子と、前記発光素子から出射された光を反射する反射部材と、前記発光素子および前記反射部材を収容する封止空間とを有するパッケージ体と、
前記パッケージ体が複数載置されたベースプレートと、
前記複数のパッケージ体を間にして前記ベースプレートに対向し、各々の前記パッケージ体に対向するレンズと
を含む発光装置を備えた投射型表示装置。
Claims (19)
- 発光素子と、前記発光素子から出射された光を反射する反射部材と、前記発光素子および前記反射部材を収容する封止空間とを有するパッケージ体と、
前記パッケージ体が複数載置されたベースプレートと、
前記複数のパッケージ体を間にして前記ベースプレートに対向し、各々の前記パッケージ体に対向するレンズと
を備えた発光装置。 - 前記レンズは、アレイレンズである
請求項1に記載の発光装置。 - 前記ベースプレートと前記アレイレンズとの間には間隙が設けられている
請求項2に記載の発光装置。 - 更に、前記パッケージ体と前記レンズとの間の距離を所定の大きさに調整する距離調整部材を有する
請求項2に記載の発光装置。 - 前記距離調整部材は枠状の形状を有しており、前記枠の内側に複数の前記パッケージ体が配置されている
請求項4に記載の発光装置。 - 前記距離調整部材は、前記発光素子と外部とを電気的に接続するための端子部を有している
請求項4に記載の発光装置。 - 前記距離調整部材は一体化されている
請求項4に記載の発光装置。 - 前記距離調整部材は、前記ベースプレートに一体化されている
請求項4に記載の発光装置。 - 前記発光素子は、半導体レーザにより構成されている
請求項1に記載の発光装置。 - 前記半導体レーザは窒化ガリウム(GaN)系半導体を含む
請求項9に記載の発光装置。 - 前記パッケージ体は、更に、凹部が設けられた第1収容部材と、前記凹部を封止する第2収容部材とを有し、
前記封止空間は、前記第1収容部材および前記第2収容部材により構成されている
請求項1に記載の発光装置。 - 前記ベースプレート側から、前記第1収容部材および前記第2収容部材がこの順に設けられ、
前記パッケージ体は、更に、前記発光素子と前記第1収容部材との間に設けられたサブマウントを有する
請求項11に記載の発光装置。 - 前記サブマウントは導電性を有する
請求項12に記載の発光装置。 - 前記ベースプレート側から、前記第1収容部材および前記第2収容部材がこの順に設けられ、
前記第1収容部材の、前記ベースプレートとの接合面に、前記発光素子の電極に電気的に接続された電極取出部が設けられている
請求項11に記載の発光装置。 - 前記ベースプレート側から、前記第1収容部材および前記第2収容部材がこの順に設けられ、
前記第1収容部材の、前記第2収容部材から露出された上面に、前記発光素子の電極に電気的に接続された電極取出部が設けられている
請求項11に記載の発光装置。 - 互いに異なる波長の光を出射する前記発光素子を含む
請求項1に記載の発光装置。 - 前記反射部材はミラーにより構成されている
請求項1に記載の発光装置。 - 更に、前記パッケージ体と前記ベースプレートとの間に熱伝導部材を有し、
隣り合う前記パッケージ体が、前記熱伝導部材を介して接続されている
請求項1に記載の発光装置。 - 発光素子と、前記発光素子から出射された光を反射する反射部材と、前記発光素子および前記反射部材を収容する封止空間とを有するパッケージ体と、
前記パッケージ体が複数載置されたベースプレートと、
前記複数のパッケージ体を間にして前記ベースプレートに対向し、各々の前記パッケージ体に対向するレンズと
を含む発光装置を備えた投射型表示装置。
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