KR100641516B1 - 고체 발광 소자와 그 제조 방법 및 프로젝터 - Google Patents

고체 발광 소자와 그 제조 방법 및 프로젝터 Download PDF

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다케다다카시
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 전극 형성 영역으로 인한 투영 이미지의 얼룩을 방지한다. 전류가 주입되는 것에 의해 발광하는 고체 발광 소자 칩(12)과, 해당 고체 발광 소자 칩(12)에 전류를 주입하기 위한 전극(16)을 구비하고, 상기 전극(16)이 상기 고체 발광 소자 칩(12)의 출사면에 배치되는 고체 발광 소자로서, 상기 전극(16)이 형성되는 영역인 전극 형성 영역을 시각적으로 마스킹하는 광로 변경 수단(14)을 상기 고체 발광 소자 칩(12)의 출사면에 구비한다.

Description

고체 발광 소자와 그 제조 방법 및 프로젝터{SOLID LIGHT-EMITTING ELEMENT, METHOD FOR PRODUCING THE ELEMENT, AND PROJECTOR}
도 1은 본 실시예에 따른 프로젝터의 전체 구성을 도시한 개략도,
도 2는 광원 장치(10)의 개략 구성도,
도 3은 적색 발광 소자(1R)의 개략 구성도,
도 4는 도 3에서의 칩(12) 부근을 확대한 모식도,
도 5는 발광광의 광로 변경의 모양을 나타낸 도면,
도 6은 녹색·청색 발광 소자(1G, 1B)의 개략 구성도,
도 7은 도 6에서의 칩(31) 부근을 확대한 모식도,
도 8은 발광광의 광로 변경의 모양을 나타낸 도면,
도 9는 녹색 및 청색 발광 소자(1G, 1B)의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면,
도 10은 본 실시예 2에 따른 적색 발광 소자(41R)의 개략 구성도,
도 11은 본 실시예 2에 따른 녹색·청색 발광 소자(41G, 41B)의 개략 구성도,
도 12는 종래의 적색 발광 소자(100R)의 개략 구성도,
도 13은 종래의 녹색·청색 발광 소자(100GB)의 개략 구성도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 41 : 발광 소자 12, 31 : 칩(고체 발광 칩)
31d : 홈(전극 형성 영역) 16, 32 : 전극
14, 36 : 광로 변경 렌즈(광로 변경 수단)
14a, 36a : 골짜기부 42, 43 : 반사경(광로 변경 수단)
본 발명은 고체 발광 소자와 그 제조 방법 및 프로젝터에 관한 것이다.
종래의 프로젝터에서는, 그 광원으로서, 오래 전에는 할로겐 램프, 최근에는 고휘도 고효율인 고압 수은 램프(UHP)가 많이 이용되어 왔다. 방전형 램프인 UHP를 이용한 광원은 고압의 전원 회로가 필요하고, 대형으로 무겁고, 프로젝터의 소형 경량화에 방해가 되고 있었다. 또한, 할로겐 램프보다는 수명이 길지만 여전히 단수명인 외에, 광원의 제어(고속의 점등, 소등, 변조)가 거의 불가능하고, 또한 기동에 몇 분의 긴 시간이 필요하였다.
그래서 최근, 새로운 광원으로서 LED 발광체가 주목받고 있다. LED는 초소형·초경량, 장수명이다. 또한, 구동 전류의 제어에 의해서, 점등·소등, 출사 광량 의 조정을 자유롭게 할 수 있다. 이 점에서 프로젝터의 광원으로서도 유망하고, 이미 소형·휴대용의 소화면 프로젝터로의 응용 개발이 시작되고 있다(예컨대, 특허 문헌 1).
여기서, 도 12 및 도 13을 참조하여, 종래의 LED를 이용한 발광 소자(100)에 대하여 설명한다. 또, 도 12는 적색 발광 소자(100R)의 개략 구성도이며, (a)가 단면도, (b)가 칩(110)의 평면도이다. 또한, 도 13은 녹색·청색 발광 소자(100GB)의 개략 구성도이며, (a)가 단면도, (b)가 칩(160) 평면도이다.
도 12에 도시하는 바와 같이 적색 발광 소자(100R)는, 전류가 주입되는 것에 의해 발광하는 칩(110)과, 이 칩(110)의 출사면에 배치되는 방사 형상의 전극(120)과, 칩(110)을 사이에 두고 전극(120)과 대향 배치되는 대향 전극(140)을 구비하고 있고, 전극(120)과 본딩 와이어(130)가 땜납(150)에 의해서 고착되어 있다. 이러한 적색 발광 소자(100R)는 본딩 와이어(130)를 거쳐서 전극(120)으로부터 전류가 주입되는 것에 의해 발광한다.
또한, 도 13에 도시하는 바와 같이 녹색·청색 발광 소자(100GB)는, 전류가 주입되는 것에 의해 발광하는 칩(160)과, 이 칩(160)의 출사면에 배치되는 투명 전극(170)과, 칩(160)의 발광층을 깎아내도록 하여 평행하게 복수 형성된 홈(160a)의 바닥부(전극 형성 영역)에 배치되는 전극(180)을 구비하고 있다. 이러한 녹색·청색 발광 소자(100GB)는 전극(180)으로부터 전류가 주입되는 것에 의해 발광한다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-112031호 공보
그러나, 특히, 이러한 적색 발광 소자(100R)를 프로젝터의 광원으로서 이용한 경우에는, 전극(120)과 땜납(150)의 그림자가 스크린 상에 투영되어 버린다. 또한, 녹색·청색 발광 소자(100GB)를 프로젝터의 광원으로서 이용한 경우에는, 홈(160a)에 발광층이 존재하지 않기 때문에 스크린 상에 홈(160a)의 그림자가 생겨 버린다.
이 때문에, 종래의 프로젝터에서는, 광원으로부터의 발광광의 조도를 로드 렌즈(rod lens) 등에 의해서 균일화한 후에 스크린 상에 투사하고 있다. 그러나, 상술한 적색 발광 소자(100R) 등으로부터의 발광광을 균일화하기 위해서는, 긴 로드 렌즈가 필요하기 때문에, 프로젝터가 대형화되어 버린다고 하는 문제가 발생한다.
본 발명은, 상술하는 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 전극 형성 영역으로 인한 투영 이미지의 얼룩을 방지하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 고체 발광 소자는, 전류가 주입되는 것에 의해 발광하는 고체 발광 소자 칩과, 해당 고체 발광 소자 칩에 전류를 주입하기 위한 전극을 구비하고, 상기 전극이 상기 고체 발광 소자 칩의 출사면에 배치되는 고체 발광 소자로서, 상기 전극이 형성되는 영역인 전극 형성 영역을 시각적으로 마스킹하는 광로 변경 수단을 상기 고체 발광 소자 칩의 출사면에 구비 하는 것을 특징으로 한다.
이러한 특징을 갖는 본 발명에 따른 고체 발광 소자에 의하면, 고체 발광 소자 칩의 출사면에, 전극 형성 영역을 시각적으로 마스킹하는 광로 변경 수단이 구비되어 있다. 따라서, 고체 발광 소자 칩으로부터 출사된 발광광이 투영되었을 때 발생되는 전극 형성 영역으로 인한 투영 이미지의 얼룩을 방지할 수 있다.
또, 이와 같이, 광로 변경 수단에 의해서 발광광의 광로가 변경됨으로써, 발광광의 조도가 어느 정도 균일화된 상태가 된다. 이 때문에, 본 발명에 따른 고체 발광 소자를 프로젝터의 광원에 이용한 경우에는, 종래의 프로젝터에 구비해야 했던 긴 로드 렌즈를 짧게 할 수 있어, 프로젝터의 소형 경량화를 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 광로 변경 수단은, 굴절 또는 반사에 의해서 광로를 변경하는 구성을 채용할 수 있다. 이와 같이, 광의 굴절 또는 반사를 이용하여, 용이하게, 전극 형성 영역을 마스킹하도록 발광광의 광로를 변경하는 것이 가능해진다.
또한, 구체적으로는, 광로 변경 수단을 상기 전극 형성 영역에 대응하는 골짜기부를 갖는 투광성 부재에 의해서 형성함으로써, 굴절을 이용하여 발광광의 광로를 변경할 수 있다. 이와 같이, 광로 변경 수단을 상기 전극 형성 영역에 대응하는 골짜기부를 갖는 투광성 부재에 의해서 형성함으로써, 비스듬한 방향으로 출사된 발광광의 광로가 전극 형성 영역의 위쪽에서, 고체 발광 소자 칩의 출사면에 대하여 수직 방향으로 변경(굴절)되기 때문에, 시각적으로 전극 형성 영역을 마스킹하는 것이 가능해진다.
또, 투광성 부재에는 수지 등을 이용할 수 있다.
또한, 반사를 이용하여 광로를 변경하는 경우에는, 광로 변경 수단을 상기 전극 상에 형성되는 반사경이라 칭하는 구성을 채용할 수 있다. 이와 같이, 광로 변경 수단을 전극 상에 형성되는 반사경으로 함으로써, 비스듬한 방향으로 출사된 발광광의 광로가 전극 형성 영역의 위쪽에서, 고체 발광 소자 칩의 출사면에 대하여 수직 방향으로 변경(반사)되기 때문에, 시각적으로 전극 형성 영역을 마스킹하는 것이 가능해진다.
또, 이러한 반사경을 전극과 동일 부재에 의해서 일체로 형성함으로써, 용이하게 광로 변경 수단을 형성하는 것이 가능해진다.
따라서, 이러한 본 발명에 따른 고체 발광 소자를 광원으로서 구비하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 프로젝터에 의하면, 전극 형성 영역으로 인한 투영 이미지의 얼룩을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 고체 발광 소자를 광원으로서 구비함으로써, 로드 렌즈를 짧게 할 수 있으므로, 소형 경량화된 프로젝터를 제공하는 것이 가능해진다.
다음에, 본 발명에 따른 고체 발광 소자의 제조 방법은, 전류가 주입되는 것에 의해 발광하는 고체 발광 소자 칩과, 해당 고체 발광 소자 칩에 전류를 주입하기 위한 전극을 구비하고, 상기 전극이 상기 고체 발광 소자 칩의 출사면에 배치되는 고체 발광 소자를 제조하는 방법으로서, 상기 전극이 형성되는 영역인 전극 형성 영역을 발액화하는 공정과, 상기 고체 발광 소자 칩의 출사면에 액상 수지를 배치하는 공정과, 상기 액상 수지를 경화시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
이러한 특징을 갖는 본 발명에 따른 고체 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 전극 형성 영역이 발액화 처리된 후에, 고체 발광 소자 칩의 출사면에 액상 수지를 배치하기 때문에, 전극 형성 영역에서 액상 수지가 발액되어, 액상 수지에 전극 형성 영역에 대응하는 골짜기부를 형성할 수 있다. 그리고, 이 액상 수지를 경화시킴으로써, 전극 형성 영역에 대응하는 골짜기부를 갖는 광로 변경 수단을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 고체 발광 소자의 제조 방법에 의해서 제조된 고체 발광 소자에 의하면, 시각적으로 전극 형성 영역을 마스킹하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 액상 수지가 액적 토출법에 의해서 배치됨으로써, 소망하는 프로파일의 액상 수지를 용이하게 배치할 수 있다. 따라서, 용이하게, 액상 수지에 전극 형성 영역에 대응하는 골짜기부를 형성할 수 있다.
또, 액상 수지를 경화시키는 방법으로서는, 액상 수지로서 열경화형 수지을 이용하여, 배치 후에 소성하는 방법을 채용할 수 있다. 또한, 액상 수지로서 광경화형 수지를 이용하여, 배치 후에 광 조사하는 방법도 채용할 수 있다. 또, 이와 같이 광경화형 수지를 이용하는 경우에는, 고체 발광 소자 칩에 전류를 주입하여 발광시켜, 이 발광광을 이용해서 액상 수지를 경화시키더라도 좋다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 고체 발광 소자와 그 제조 방법 및 프로젝터의 일 실시예에 대하여 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 실시예에 따른 프로젝터의 전체 구성을 도시한 개략도이다. 또, 이하의 모든 도면에서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해서, 각 구성 요소의 막 두께나 치수의 비율 등은 적절히 다르게 했다.
도 1에 도시하는 바와 같이 본 실시예의 프로젝터는 3판식의 액정 프로젝터이며, 색 합성 수단으로서의 다이클로익 크로스 프리즘(40)의 3개의 광 입사면(40R, 40G, 40B)에는, 각각 광 변조 장치로서의 액정 장치(30R, 30G, 30B)가 대향하여 배치되고, 각 액정 장치(30R, 30G, 30B)의 배면측(크로스 다이클로익 프리즘(40)과 반대측)에는 각각 R색(적색), G색(녹색), B색(청색)의 광을 출사 가능한 광원 장치(10R, 10G, 10B)가 배치되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이 광원 장치(10)(10R, 10G, 10B)는, 같은 색광을 발광하는 복수의 발광 소자(1)와, 이 발광 소자(1)가 일측에 배치되는 기판(2)을 구비하고 있다. 각 발광 소자(1)는, 예컨대 발광 다이오드(LED)부로 이루어지는 점등 제어 회로(도시하지 않음)에 의해서 점등되게 되어 있다.
도 3은 적색 발광 소자(1R)의 개략 구성도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 적색 발광 소자(1R)는 2극의 소자이며, 이 도면에 도시하는 바와 같이, p층(12a), 발광층(12b), n층(12c)(도 4참조)을 순서대로 적층한 칩(12)(고체 발광 소자 칩)이 금속재로 이루어지는 열전도부(11)의 상부에 실장되어 있다. 또한, 칩(12)의 상측 면에는 전극(16)이 배치되어 있고, 이 전극(16)의 상부에는 광로 변경 렌즈(광로 변경 수단)(14)가 실장되어 있다. 그리고, 전극(16)과 외부 접속 단자인 리드 프레임(13)을 접속하기 위해서, 리드 프레임(13)으로부터 본딩 와이어(15)가 인출되어 있다. 또한, 열전도부(11)는 칩(12)에서 발생된 열량을 외부로 방열하는 기능을 담당하는 동시에 전극(16)의 대향 전극으로서 이용된다. 또, 본 발명에 따른 고체 발광 소자는 본 실시예에서의 칩(12), 전극(16) 및 열전도부(11)로 구성되어 있다. 또, 도 3에 있어서는, 도시하지 않지만, 본딩 와이어(15)는 광로 변경 렌즈(14)를 통과하여 전극(16)과 접속되어 있다.
도 4는 칩(12) 부근을 확대한 모식도이며, (a)가 단면도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 전극(16)은, 칩(12)의 상측 면(출사면)에 형성되어 있다. 그리고, 이 칩(12) 및 전극(16)의 상부에는 전극(16)의 형성 영역에 대응하는 골짜기부(14a)를 갖는 광로 변경 렌즈(14)가 설치되어 있다. 이 광로 변경 렌즈(14)는 수지 등의 투명 부재에 의해서 형성되어 있다.
이러한 칩(12)에 전류가 주입되어 칩(12)이 발광하면, 도 5에 도시하는 바와 같이 비스듬한 방향으로 출사된 발광광은, 광로 변경 렌즈(14)로부터 출사될 때에 굴절되어, 전극(16)의 위쪽에서 칩(12)의 출사면에 대하여 수직 방향이 된다. 따라서, 이러한 광로 변경 렌즈(14)를 거쳐서 발광광을 출사함으로써, 발광광의 조도가 균일화되어 전극(16)을 시각적으로 마스킹하는 것이 가능해진다. 또, 도 4 및 도 5에서는 도시하지 않았지만, 본딩 와이어(15)는 광로 변경 렌즈(14)를 통과하여 전극(16)과 접속되어 있다. 또한, 도 12(b)와 마찬가지로, 전극(16)을 도 4(b)에 나타내는 바와 같은 방사 형상의 전극으로 하여도 좋다.
도 3으로 되돌아가, 열전도부(11)에는 칩(12)의 실장면(칩(12)과 열전도부(11)의 접속면)을 둘러싸는 위치에 벽부(11a)가 마련되어 있다. 벽부(11a)는 선단부측이 기단부측보다도 가는 테이퍼 형상을 갖고 있고, 그 칩(12)에 대향하는 측면 (11b)이 칩(12)에 대하여 외측으로 기울어진 경사면으로 되어있다. 이 경사면(11b)에는 알루미늄이나 은 등의 고 반사율의 금속막 또는 금속 가루로 이루어지는 광 반사면이 형성되어 있어, 칩(12)으로부터 등방적으로 출사된 광을 실장면에 대하여 대략 수직인 방향으로 반사하여, 조명에 기여하도록 되어 있다.
열전도부(11), 리드 프레임(13)은 수지 프레임(19)과 일체적으로 형성되어 있고, 이 수지 프레임(19) 위에는 칩(12)이나 본딩 와이어(15)를 내포하도록 렌즈체(17)가 마련되어 있다. 그리고, 렌즈체(17)와 프레임(19) 사이에는 실리콘·젤 등의 열전도성이 높은 유체 A가 충전되어, 방열 효율을 한층 더 높이도록 되어 있다.
또한, 도 6은, 녹색·청색 발광 소자(1G, 1B)의 개략 구성도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 녹색·청색 발광 소자(1G, 1B)는, 2극의 소자이며, p층(31a), 발광층(31b), n층(31c)(도 7 참조)을 순서대로 적층한 칩(31)(고체 발광 소자 칩)이 금속재로 이루어지는 열전도부(37)의 상부에 실장되어 있다. 이 칩(31)에는, 발광층(31b)(도 7 참조)을 깎아내도록 하여 복수의 홈(31d)(전극 형성 영역)이 평행하게 형성되어 있고, 이 홈(31d)의 바닥부에 칩(31)의 n층(31c)(도 7참조)과 직접 접촉되는 전극(32)이 배치되어 있다. 또한, 칩(31)의 p층(31a) 상에는 투명 전극(33)이 배치되어 있다. 그리고, 이들 전극(32) 및 투명 전극(33)은 외부 접속 단자인 리드 프레임(34, 35)에 각각 칩(31)의 출사면을 가로막지 않는 리드선(도시하지 않음)에 의해서 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 칩(31) 상의 상부에는 광로 변경 렌즈(광로 변경 수단)(36)가 실장되어 있다.
도 7은 칩(31) 부근을 확대한 모식도이며, (a)가 단면도, (b)가 평면도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 전극(32)은 홈(31d)의 바닥부에 홈(31d)의 길이 방향으로 연장해서 형성되어 있다. 그리고, 이 칩(12)의 상부에는 홈(31d)에 대응하는 골짜기부(36a)를 갖는 광로 변경 렌즈(36)가 설치되어 있다. 이 광로 변경 렌즈(36)는 수지 등의 투명 부재에 의해서 형성되어 있다.
이러한 칩(31)에 전류가 주입되어 칩(31)이 발광하면, 도 8에 도시하는 바와 같이 비스듬한 방향으로 출사된 발광광은, 광로 변경 렌즈(36)로부터 출사될 때에 굴절되어, 홈(31d)의 위쪽에서 칩(31)의 출사면에 대하여 수직 방향이 된다. 따라서, 이러한 광로 변경 렌즈(36)를 거쳐서 발광광을 출사함으로써, 발광광의 조도가 균일화되어 홈(31d)을 시각적으로 마스킹하는 것이 가능해진다.
도 6으로 되돌아가, 열전도부(37)에는, 적색 발광 소자(1R)의 열전도부(11)와 마찬가지로, 칩(31)의 실장면(칩(31)과 열전도부(37)의 접속면)을 둘러싸는 위치에 벽부(37a)가 마련되어 있다.
벽부(37a)는 선단부측이 기단부측보다도 가는 테이퍼 형상을 갖고 있고, 그 칩(31)에 대향하는 측면(37b)이 칩(31)에 대하여 외측으로 기울어진 경사면으로 되어있다. 이 경사면(37b)에는 알루미늄이나 은 등의 고 반사율의 금속막 또는 금속 가루로 이루어지는 광 반사면이 형성되어 있어, 칩(31)으로부터 등방적으로 출사된 광을 실장면에 대하여 대략 수직인 방향으로 반사하여, 조명에 기여하도록 되어 있다.
열전도부(37), 리드 프레임(34, 35)은 수지 프레임(38)과 일체적으로 형성되 어 있고, 이 수지 프레임(38) 위에는 칩(31)을 내포하도록 렌즈체(39)가 마련되어 있다. 그리고, 렌즈체(39)와 프레임(38) 사이에는 실리콘·젤 등의 열전도성이 높은 유체 B가 충전되어, 방열 효율을 한층 더 높이도록 되어 있다.
도 1로 되돌아가, 광원 장치(10R, 10G, 10B)와 이것에 대응하는 액정 장치(30R, 30G, 30B) 사이에는, 발광광의 조도 분포를 액정 장치(30R, 30G, 30B)에서 균일화시키기 위한 조도 균일화 수단으로서, 로드 렌즈(21)가 설치되어 있다. 이 로드 렌즈(21)는, 해당 로드 렌즈(21) 내에서 발광광을 다중 반사시킴으로써, 발광광의 조도를 균일화하는 것이다. 또, 상술한 바와 같이, 광로 변경 렌즈(14, 36)에 의해서 이미 발광광의 조도가 어느 정도 균일화되어 있기 때문에, 이 로드 렌즈(21)는 종래의 프로젝터에 구비되는 로드 렌즈보다도 짧게 되어 있다. 따라서, 프로젝터를 소형 경량화하는 것이 가능해진다.
다이클로익 크로스 프리즘(40)은 4개의 직각 프리즘이 접착된 구조를 갖고, 그 접합면(40a, 40b)에는 유전체 다층막으로 이루어지는 광 반사막(도시 생략)이 십자 모양에 형성되어 있다. 구체적으로는, 접합면(40a)에는 액정 장치(30R)에서 형성된 적색의 화상 광을 반사하고, 각각 액정 장치(30G, 30 B)에서 형성된 녹색 및 청색의 화상광을 투과하는 광 반사막이 마련되고, 접합면(40b)에는 액정 장치(30B)에서 형성된 청색의 화상광을 반사하고, 각각 액정 장치(30R, 30G)에서 형성된 적색 및 녹색의 화상광을 투과하는 광 반사막이 마련되어 있다. 그리고, 다이클로익 크로스 프리즘(40)의 광 출사면(40e)에 도광된 각 색의 화상광은 투사 렌즈(출사 광학계)(50)에 의해서 스크린(60)에 투사되게 되어 있다.
여기서, 발광 소자(1)로부터의 발광광의 조도는, 광로 변경 렌즈(14, 36)에 의해서 어느 정도 균일화되고, 또한 로드 렌즈(21)에 의해서 균일화되기 때문에, 전극 형성 영역으로 인한 투영 이미지의 얼룩이 방지된다.
다음에, 광로 변경 렌즈(36)를 갖는 녹색 및 청색 발광 소자(1G, 1B)의 제조 방법을 일례로서, 본 발명에 따른 고체 발광 소자의 제조 방법에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다.
우선, 도 9(a)에 도시하는 바와 같이 전극(32) 및 투명 전극(33)이 배치된 칩(31)을 준비하고, 이 칩(31)에 형성된 홈(31d)의 바닥부를 발액화 처리한다. 이 발액화 처리의 방법으로서는, 예컨대, 홈(31d)의 바닥부에 4불화에틸렌 수지 등을 코팅하는 방법을 들 수 있다.
계속해서, 도 9(b)에 도시하는 바와 같이 홈(31d)의 바닥부가 발액화 처리된 칩(31)의 상측 면에 광경화형의 액상 수지를, 예컨대 잉크젯식 장치나 디스펜서 등을 이용하여 액적 토출법에 의해서 토출·배치한다. 이와 같이, 액적 토출법을 이용하여 액상 수지를 토출·배치함으로써, 액상 수지의 토출량 및 토출 위치를 미묘하게 조정하는 것이 가능해지기 때문에, 용이하게 배치되는 액상 수지의 프로파일을 제어할 수 있다.
그리고, 이와 같이 액적 토출법에 의해서 토출된 액상 수지는, 홈(31d)의 바닥부가 발액화 처리되어 있기 때문에, 홈(31d)의 바닥부에서 발액된다. 따라서, 칩(31)의 상부에 소정량의 액상 수지를 토출함으로써, 도 9(c)에 나타내는 바와 같은 홈(31d)에 대응하는 골짜기부를 갖는 액상 수지가 칩(31) 상에 배치된다. 또, 칩(31)의 단부에서는 소정의 형(型)을 배치하여, 액상 수지가 칩(31)의 외부로 흘러나오지 않도록 하는 것이 바람직하다.
계속해서, 예컨대, 칩(31)에 전류를 주입하여 발광시켜, 이 발광광을 이용해서 액상 수지를 경화시킨다. 이것에 의해서, 광로 변경 렌즈(36)가 형성된다. 그리고, 이 칩(31) 및 광로 변경 렌즈(36)를 피복하도록 유체 B가 충전된 렌즈체(39)를 배치함으로써, 녹색 및 청색 발광 소자(1G, 1B)가 제조된다.
또, 적색 발광 소자(1R)에서는, 전극(16)의 상측 면을 발액화 처리하고, 그 후 칩(12)의 상측 면에 액상 수지를 토출·배치하여, 이 액상 수지를 경화시킴으로써, 광로 변경 렌즈(14)가 형성된다. 단, 적색 발광 소자(1R)에서는, 상술한 바와 같이 전극(16)과 본딩 와이어(15)가 접속되어 있을 필요가 있다. 이 전극(16)과 본딩 와이어(15)는 통상 땜납에 의해서 고착되기 때문에, 광로 변경 렌즈(14)가 형성되기 전에 전극(16)과 본딩 와이어(15)를 접속하고, 그 후 본딩 와이어(15)를 피하여 액상 수지를 토출·배치하는 것이 바람직하다. 또, 이와 같이 본딩 와이어(15)를 피하여 액상 수지를 토출·배치하는 경우라도, 잉크젯식 장치 등을 이용함으로써 용이하게 액상 수지를 토출·배치하는 것이 가능하다.
또, 액상 수지로서 열경화형의 액상 수지를 이용한 경우에는, 상술한 칩의 발광광에 의한 액상 수지의 경화 대신에, 액상 수지를 소성함으로써 경화시킨다.
또한, 이러한 제조 과정을 밟지 않고, 어느 정도 경화시킨 상태의 액상 수지를 칩 상에 배치하고, 이 액상 수지를 전극 형성 영역에 대응하는 돌출부를 갖는 프레스기로 누른 후, 액상 수지를 경화시킴으로써, 광로 변경 렌즈(36)를 형성할 수도 있다.
그런데, 본 실시예에서는, 전극(16)측에서 발광광이 출사되는 형태의 LED에 대하여 나타내고 있기 때문에, 광로 변경 렌즈(14)는 전극(16)측에 마련된 구성으로 되어있다.
그러나, 다른 형태로서, 사파이어 등의 투명 기판 상에 발광층을 성장시켜, 뒤집어 실장하여, 기판측으로부터 발광광을 출사시키는 형태의 LED도 있다. 즉, 이러한 LED는 발광층측이 열전도부(37)의 기능을 갖고, 기판측이 상측 면이 된다. 이러한 형태의 LED이더라도 출사면측(기판측의 면)에 마찬가지로 광로 변경 렌즈(14)를 형성함으로써, 본 실시예에 따른 고체 발광 소자와 거의 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 2)
다음에, 도 10 및 도 11을 참조하여, 상기 실시예 1과 다른 구조를 갖는 발광 소자(41)(41R, 41G, 41B)에 대하여 설명한다. 또, 본 실시예 2에 따른 발광 소자(41)와 상기 실시예 1에 따른 발광 소자(1)의 다른 부분은, 상기 실시예 1에서 나타낸 광로 변경 렌즈(14, 36) 대신에, 반사경(42, 43)이 구비되어 있는 점이다. 또한, 본 실시예 2에서는 상기 실시예 1과 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 10에 도시하는 바와 같이 본 실시예 2에 따른 적색 발광 소자(41R)는 전극(16) 상에 반사경(42)이 설치되어 있다. 이 반사경(42)은 비스듬한 방향으로 출사된 발광광을 전극(16)의 위쪽에서 칩(12)의 출사면에 대하여 수직 방향으로 반사 하도록 경사지게 배치되어 있다.
또, 반사경(42)은, 전극(16)과 동일 재료에 의해서 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이, 반사경(42)과 전극(16)을 일체로 형성하는 경우에는, 전극(16)을 형성할 때에 그 측면에 경사를 갖게 함으로써, 용이하게 반사경(42)을 형성할 수 있다.
이러한 본 실시예 2에 따른 적색 발광 소자(41R)에 의하면, 반사경(42)에 의해서 비스듬한 방향으로 출사된 발광광이 전극(16)의 위쪽에서 출사면에 대하여 수직 방향으로 반사되기 때문에, 전극(16)을 시각적으로 마스킹하는 것이 가능해진다.
또한, 도 11에 도시하는 바와 같이 본 실시예 2에 따른 녹색·청색 발광 소자(41G, 41B)는, 홈(31d)의 바닥부 상에 반사경(43)이 설치되어 있다. 이 반사경(43)은 비스듬한 방향으로 출사된 발광광을 홈(31d)의 위쪽에서 출사면에 대하여 수직 방향으로 반사하도록 경사지게 배치되어 있다. 또, 반사경(43)은 적색 발광 소자(41R)의 반사경(42)과 마찬가지로, 전극(32)과 동일 재료에 의해서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 본 실시예 2에 따른 녹색·청색 발광 소자(41G, 41B)에 의하면, 반사경(43)에 의해서 비스듬한 방향으로 출사된 발광광이 홈(31d)의 위쪽에서 출사면에 대하여 수직 방향으로 반사되기 때문에, 홈(31d)을 시각적으로 마스킹하는 것이 가능해진다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 고체 발광 소자 및 프로젝터 의 바람직한 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 상술한 실시예에서 나타낸 각 구성 부재의 여러가지 형상이나 조합 등은 일 예로서, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 근거하여 여러가지 변경이 가능하다.
본 발명에 의하면, 전극 형성 영역으로 인한 투영 이미지의 얼룩을 방지할 수 있다.

Claims (10)

  1. 전류가 주입되는 것에 의해 발광하는 고체 발광 소자 칩과, 해당 고체 발광 소자 칩에 전류를 주입하기 위한 전극을 구비하고, 상기 전극이 상기 고체 발광 소자 칩의 출사면에 배치되는 고체 발광 소자로서,
    상기 전극이 형성되는 영역인 전극 형성 영역을 시각적으로 마스킹하는 광로 변경 수단을 상기 고체 발광 소자 칩의 출사면에 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 변경 수단은 굴절에 의해 광로를 변경하는 것을 특징으로 하는 고체 발광 소자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광로 변경 수단은 상기 전극 형성 영역에 대응하는 골짜기부를 갖는 투광성 부재에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 발광 소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 투광성 부재는 수지인 것을 특징으로 하는 고체 발광 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 변경 수단은 반사에 의해 광로를 변경하는 것을 특징으로 하는 고체 발광 소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광로 변경 수단은 상기 전극 상에 형성되는 반사경인 것을 특징으로 하는 고체 발광 소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사경과 상기 전극은 동일 부재에 의해 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 발광 소자.
  8. 청구항 1에 기재된 고체 발광 소자를 광원으로서 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  9. 전류가 주입되는 것에 의해 발광하는 고체 발광 소자 칩과, 해당 고체 발광 소자 칩에 전류를 주입하기 위한 전극을 구비하고, 상기 전극이 상기 고체 발광 소자 칩의 출사면에 배치되는 고체 발광 소자를 제조하는 방법으로서,
    상기 전극이 형성되는 영역인 전극 형성 영역을 발액(liquid-repellent)화하는 공정과,
    상기 고체 발광 소자 칩의 출사면에 액상 수지를 배치하는 공정과,
    상기 액상 수지를 경화시키는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 고체 발광 소자의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액상 수지는 액적 토출법에 의해 배치되는 것을 특징으로 하는 고체 발광 소자의 제조 방법.
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