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WO2016199804A1 - Ｌｅｄ光源装置およびプロジェクター - Google Patents

Ｌｅｄ光源装置およびプロジェクター Download PDF

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Publication number
WO2016199804A1
WO2016199804A1 PCT/JP2016/067034 JP2016067034W WO2016199804A1 WO 2016199804 A1 WO2016199804 A1 WO 2016199804A1 JP 2016067034 W JP2016067034 W JP 2016067034W WO 2016199804 A1 WO2016199804 A1 WO 2016199804A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light source
source device
led light
led
reflector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/067034
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
榎本　實
政道 石原
達 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STEQ Inc
Original Assignee
STEQ Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STEQ Inc filed Critical STEQ Inc
Publication of WO2016199804A1 publication Critical patent/WO2016199804A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/10—Ultraviolet radiation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
    • H10H20/856—Reflecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched

Definitions

  • the present invention relates to an LED light source device and a projector, and for example, has excellent luminous flux distribution and directivity, and the total luminous flux value from three light sources is 2000 lumens (lm) or more (preferably 3000 lm or more). And a projector including the light source device.
  • Patent Document 1 proposes a projector having an optical configuration shown in FIG.
  • Reference numeral 10R is an LED for red light
  • reference numeral 10G is an LED for green light
  • reference numeral 10B is an LED for blue light
  • the light from each LED is collimated by the collimator lens 12
  • the light enters each liquid crystal light valve 100, is modulated, and enters the dichroic prism 14.
  • the light synthesized by the dichroic prism 14 is projected onto a screen from a projection lens 16 having a zoom ring 17.
  • Patent Document 2 a light guide body in which the areas of the light incident end face and the light exit end face facing each other are relatively larger than the area of the display region in the irradiated body, and the light incident end face of the light guide body. And a light source having a light emitting area substantially equal to the area of the light incident end face, and the light exit end face of the light guide has a first area having an area substantially equal to the area of the display region of the irradiated object.
  • a light output side reflecting member is provided in a region other than the first opening, and the light output side reflection is provided on the light incident side of the light guide in the optical axis direction from the light source.
  • Patent Document 2 the size of the projector body must be huge.
  • the degree of integration of the LED elements is increased, there is a problem that a doughening phenomenon occurs in which the amount of light at the light emission center portion, in which heat dissipation becomes worse, is particularly reduced. Therefore, the applicants in Patent Document 3 apply a liquid material containing SiO 2 particles having an average particle diameter of several nanometers to several hundred nanometers and a white inorganic pigment at least on the surface of a substrate whose surface is a metal, and firing.
  • a semiconductor device that can solve the doughening phenomenon by forming a laminated structure of a white insulating layer and a metal layer has been proposed.
  • the present invention provides an LED light source device having a light distribution angle of 30 degrees or less (preferably 26 degrees or less, more preferably 20 degrees or less) and excellent in luminous flux distribution and directivity, and a desktop projector including the light source device.
  • the purpose is to provide.
  • Another object of the present invention is to provide an LED light source device having a total luminous flux value of 2000 lumens (lm) or more and a desktop projector including the light source device.
  • a mounting substrate having at least a metal surface, a first insulating layer formed on the surface of the mounting substrate, a wiring layer formed as an upper layer of the first insulating layer, and a mounting substrate
  • An LED light source device comprising a plurality of LED chips of the same specification, which are surface-mounted on a matrix, and having a reflector block having the same number of micro-reflectors as the LED chips, the micro-reflector having a bottom portion
  • a first opening formed by applying and heating a metal paste containing a resin and metal powder that penetrates and hardens into the insulating layer, and has an opening and an upper opening having a diameter larger than that of the bottom opening;
  • An LED light source device comprising: a conductive layer; and a second conductive layer having a lower resistance than the first conductive layer formed on the upper surface of the first conductive layer.
  • a second invention is characterized in that, in the first invention, the second insulating layer functioning as a reflective layer as an upper layer of the wiring layer is formed so as to leave an exposed portion exposing the wiring layer.
  • the first insulating layer is a porous material obtained by applying a liquid material containing nanoparticulated SiO 2 and a white inorganic pigment and heating at 160 to 250 ° C. It is characterized by comprising an inorganic white insulating layer.
  • the second insulating layer is a porous material obtained by applying a liquid material containing nanoparticulated SiO 2 and a white inorganic pigment and heating at 160 to 250 ° C.
  • the upper opening of the micro-reflector is enlarged in diameter by 70 to 85 ° with respect to the bottom opening, and the distance between the bottom opening and the upper opening is 4 It is ⁇ 8 mm.
  • the micro reflectors are arranged in a staggered manner, the distance between the centers of the micro reflectors is smaller than the diameter of the upper opening, and the upper openings overlap each other. It does not fit.
  • the LED chip is connected to the wiring layer through the opening within the range of the pitch upper opening of the micro reflector where the LED chip is disposed.
  • An eighth invention is characterized in that, in any one of the second to seventh inventions, the light distribution angle is 30 degrees or less, the total luminous flux value is 500 lumens or more, and the projector is used.
  • a ninth invention is characterized in that, in the eighth invention, the LED chip has a substantially square shape in a top view and a maximum rated current of 300 mA or more.
  • a tenth aspect of the invention is characterized in that, in the ninth aspect of the invention, the reflector block is made of an integrally molded resin material, and a reflective layer made of a metal material is formed on the inner peripheral surface of the micro reflector.
  • a metal is integrally formed on a core material of the reflector block, a resin is integrally formed on an outer peripheral portion, and a reflective layer made of a metal material is formed on an inner peripheral surface of the micro reflector. It is characterized by.
  • the micro-reflector includes an upper opening, a bottom opening in which the LED chip is disposed in the vicinity, and a reflecting surface
  • the reflecting surface includes: A first inner peripheral surface that is located on the bottom opening side and acts to collect the irradiation light from the LED chip toward the central axis, and a central axis that is located on the upper opening side than the first inner peripheral surface A second inner peripheral surface having a narrow angle with respect to the second inner peripheral surface, and a third inner peripheral surface located on the upper opening side of the second inner peripheral surface and having a narrow angle with respect to the central axis, To do.
  • a fourteenth aspect of the invention is a red light LED light source device, a red light transmissive liquid crystal panel that modulates light emitted from the red light LED light source device, a green light LED light source device, and the green light light source device.
  • a light source device and the LED light source device for blue light are constituted by the LED light source device according to any one of the second to thirteenth inventions. It is.
  • the total light flux value of the red light LED light source device, the green light LED light source device, and the blue light LED light source device is 2000 lumens or more.
  • a sixteenth aspect of the invention is characterized in that, in the fourteenth or fifteenth aspect of the invention, an irradiation surface formed by the micro reflector is configured to be slightly larger than each of the liquid crystal panels.
  • a seventeenth invention is characterized in that, in the first to seventh inventions, the plurality of LED chips emit ultraviolet light.
  • An eighteenth aspect of the invention is a UV ink curing device having a light source formed by connecting a plurality of LED light source devices according to the seventeenth aspect of the invention.
  • a nineteenth aspect of the invention is a UV sterilization apparatus having a light source formed by connecting a plurality of LED light source devices according to the seventeenth aspect of the invention.
  • a twentieth invention is characterized in that, in the first to seventh inventions, the plurality of LED chips emit infrared light.
  • a twenty-first invention is a reflector block used in the LED light source device of the first to thirteenth inventions.
  • an LED light source device having a light distribution angle of 30 degrees or less, excellent light flux distribution and directivity, and having a total light flux value of 2000 lumens (lm) or more, and a desktop projector including the light source device. It becomes possible to provide.
  • A The top view of the reflector block which concerns on 1st embodiment
  • (A) shows a case without a reflector
  • (b) shows a case with a reflector (without a lens)
  • (b) shows a case with a reflector (with a lens).
  • (A1) is the principal part enlarged view of (a)
  • (b1) is the principal part enlarged view of (b).
  • (b) The top view of the LED light source device which concerns on 3rd embodiment.
  • (A1) is a schematic side view showing the shape of the microreflector 91a according to the fourth embodiment
  • (b1) is a schematic side view showing the shape of the microreflector 92 according to Comparative Example 1
  • (a2) is the fourth embodiment
  • (b2) is the directivity simulation result of the LED light source device which concerns on the comparative example 1.
  • FIG. It is a top view of the LED light source device which concerns on 5th embodiment. It is a side surface schematic diagram which shows the shape of the micro reflector which concerns on 5th embodiment. It is a structure side view of the comparative example 2 which is a well-known LED light source device.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a projector 1 according to the first embodiment.
  • the LED light source device of the present embodiment includes three LED light source devices 21, three collimator lenses 22, three liquid crystal light valves 23, a dichroic prism 31, and a projection optical system 32.
  • the LED light source device 21, the collimator lens 22, and the liquid crystal light valve 23 are for emitting R (red), G (green), and B (blue) light to the dichroic prism 31.
  • Red light (R light) from the LED light source device 21R is collimated by the collimator lens 22R and light-modulated by the liquid crystal light valve 23R.
  • the liquid crystal light valve 23R is a transmissive liquid crystal panel (HTPS liquid crystal panel) arranged in a matrix, and is a known light modulator that modulates R light for each pixel in accordance with a video signal.
  • HTPS liquid crystal panel transmissive liquid crystal panel
  • the green light (G light) from the LED light source device 21G and the blue light (B light) from the LED light source device 21B which are collimated by the collimator lenses 22G and 22B, and are made known by the known liquid crystal light valves 23G and 23B. Light modulated.
  • the dichroic prism 31 has two dichroic films arranged so as to be orthogonal to each other, and one dichroic film 14 reflects R light, but transmits G light and B light other than R light, The dichroic film 14 reflects B light, but transmits R light and G light other than B light.
  • the projection optical system 32 includes a plurality of projection lenses on which the light synthesized by the dichroic prism 31 is incident and a projection lens housing that accommodates the plurality of projection lenses. The projection optical system 32 emits the projection light L and displays a color image on the screen. Enlarge and project.
  • the configuration of the LED light source device 21 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the structure, and does not accurately show the arrangement of the LED chips 46 in the present embodiment.
  • the LED light source device 21 includes a mounting substrate 41, an inorganic white insulating layer 42 applied on the upper surface of the mounting substrate 41, a wiring layer 43 applied and formed on the upper surface of the inorganic white insulating layer 42, an insulating layer 44, The mounting part 45, the LED chip 46, the translucent resin layer 47, and the reflector block 50 are provided.
  • the mounting substrate 41 is a plate material made of a metal having a surface excellent in thermal conductivity and electrical characteristics.
  • a material having a low thermal conductivity such as a glass epoxy resin cannot be employed because a doughening phenomenon in which the amount of light at the light emission center portion, in particular, the heat dissipation becomes poor, occurs.
  • an inorganic white insulating layer 42 that also serves as a reflective material is provided.
  • the inorganic white insulating layer 42 preferably has an average reflectance of 70% or more and more preferably 80% or more in the visible light wavelength region.
  • the inorganic white insulating layer 42 is an ink in which white inorganic powder (white inorganic pigment) and silicon dioxide (SiO 2 ) are main components and these are mixed with a solvent of diethylene glycol monobutyl ether containing organic phosphoric acid (hereinafter referred to as “white”). It may be formed by applying and firing (for example, heating at 160 to 250 ° C.).
  • the thickness of the inorganic white insulating layer 42 is preferably thin from the viewpoint of heat dissipation characteristics, but a certain thickness is required from the viewpoint of withstand voltage and tear strength.
  • the withstand voltage of the insulating film required for LED mounting is generally 1.5 to 5 kV, and the white inorganic insulator is about 1 KV / 10 ⁇ m.
  • the thickness is preferably 15 ⁇ m or more.
  • the inorganic white insulating layer 42 has a certain thickness or less. That is, the thickness of the inorganic white insulating layer 42 is set in the range of 10 to 80 ⁇ m, for example, and preferably in the range of 25 to 50 ⁇ m.
  • the white inorganic pigment for example, titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide, alumina, or a combination thereof is used.
  • the content of the white inorganic pigment in the formed white insulating layer is appropriately adjusted depending on the required reflectance, but is preferably 40 to 70% by weight, more preferably 50 to 65% by weight. This is because if it is 40% by weight or more, a sufficient reflection effect can be obtained, and if it is 70% by weight or less, the fluidity of the ink necessary for forming a uniform film can be secured.
  • the white inorganic powder preferably has an average particle size of 100 ⁇ m or less, and more preferably has an average particle size of 50 ⁇ m or less.
  • the white inorganic powder having such a particle size is suitable for application by screen printing, ink jet method, dispenser method or spray coating method.
  • the above-described liquid material is a highly thermally conductive filler made of an inorganic material (for example, silicon carbide (SiC) coated with an nm-size alumina film). May be mixed.
  • a white inorganic ink made of such an insulating material is applied onto a metal plate and heated at, for example, 160 to 250 ° C., so that nano-sized insulating particles dispersed in the solvent are arranged following the unevenness of the substrate surface.
  • the solvent evaporates to form a dense white insulating layer (film).
  • the nano-sized ceramic mixed powder is heated under atmospheric pressure while in direct contact with the metal surface, sintered in situ, and the metal surface is bonded at the bonding interface using the diffusion state due to the nano-size effect.
  • At least a part of the system white insulating layer forms a laminated structure with the metal layer.
  • the inorganic white insulating layer 42 is superior in thermal conductivity by about an order of magnitude compared to glass epoxy, and therefore has a high heat dissipation performance.
  • the heat dissipation performance is 2 to 5 times higher. Is estimated to have Furthermore, the sulfidation phenomenon can be suppressed by covering the metal surface on the substrate with the inorganic white insulating layer 42.
  • a wiring layer 43 is drawn and formed at a necessary position on the inorganic white insulating layer 42.
  • the wiring layer 43 is formed by drawing and applying a conductive metal ink (for example, silver ink or a hybrid ink in which silver and copper are mixed) by screen printing, an ink jet method, a dispenser method, or the like, and then baking and metallizing. .
  • the wiring layer 43 may be drawn after the primer treatment.
  • the insulating layer 44 may have the same composition as that of the inorganic white insulating layer 42, or may be selected from organic resins (for example, polyimide resins, olefin resins, polyester resins, and mixtures or modified products thereof). 1 or more types of resins).
  • the thickness of the insulating layer 44 is determined from the balance between insulating properties and thermal conductivity, and is, for example, 10 to 60 ⁇ m, preferably 10 to 30 ⁇ m.
  • polyimide resin examples include polyimide having an imide ring structure, polyamideimide, and polyesterimide.
  • olefin resin examples include polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, polybutadiene, polyisoprene, cycloolefin resin, and copolymers of these resins.
  • polyester resin examples include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and liquid crystal polyester.
  • the mounting portion 45 is made of the same material as the wiring material or a member having excellent thermal conductivity.
  • the mounting portion 45 may be formed by applying and baking a metal paste material such as a copper paste, a silver paste, or a solder paste. good.
  • the mounting portion 45 may not be provided, and the upper surface of the inorganic white insulating layer 42 or the mounting substrate 41 may be exposed.
  • the LED chip 46 emits light from, for example, gallium nitride (GaN, AlGaN, InGaN), gallium phosphide (GaP, GaAsP), gallium arsenide (GaAs, AlGaAs, AlGaInP), or zinc oxide (ZnO). It is a surface mount type LED bare chip selected according to the above. A large number of LED chips 3 are arranged in a matrix in n rows ⁇ m columns (for example, 6 series ⁇ 7 parallels, 4 series ⁇ 4 parallels) in the reflector block, and so-called COB (Chip On Board) mounting.
  • COB Chip On Board
  • the LED chip 46 uses, for example, an LED chip having a maximum rated current of 300 mA or more, preferably a maximum rated current of 400 mA or more, and more preferably a maximum rated current of 500 mA or more.
  • the size of the LED chip 46 is 3 to 4 mm square or less (preferably 1.5 mm square or less), and all have the same specifications in units of emission colors.
  • an LED chip having 1.0 ⁇ 1.0 ⁇ 0.15 mm and a light distribution angle of 150 degrees was used.
  • Table 1 shows an arrangement example of LED chips for realizing 3000 lm, 4000 lm, and 5000 lm.
  • the external size in Table 1 refers to the size of the mounting substrate on which the LED chip is mounted (or the mounting area on which the LED chip is mounted). [Table 1]
  • the translucent resin layer 47 is a transparent resin layer made of, for example, an epoxy resin or a silicone resin. In order to emit desired R light, G light, and B light, red, green, and / or blue light is used. A phosphor may be mixed.
  • a convex lens microwaves formed of a transparent resin (for example, an epoxy resin or a silicone resin) on the upper surface of the translucent resin layer 47 and having a spherical surface (side-view arcuate shape) for focusing light emitted from the LED chip 46. It may be provided. By providing this convex lens, it is possible to easily realize the light distribution angle within a target value (for example, 10 to 30 degrees).
  • the reflector block 50 includes 20 micro reflectors 51 and a reflective layer (reflective surface) 52 formed on the inner peripheral surface of the micro reflector 51.
  • the plate-like reflector block 50 is integrally formed.
  • the plate-like reflector block 50 is manufactured by injection molding an organic resin.
  • the manufacture of the reflector block 50 is not limited to injection molding, and the reflector block 50 may be manufactured by cutting resin or metal.
  • the reflector block 50 may have a structure in which a metal (for example, 42 alloy or copper) is used as a core material, an outer peripheral portion is covered with an organic resin, and a surface is subjected to a reflective material treatment.
  • the 20 micro reflectors 51 are arranged in 5 rows ⁇ 4 columns at a pitch of 3 mm in the vertical direction and a pitch of 3 mm in the horizontal direction.
  • the micro-reflector 51 is a frustoconical space expanded from the bottom toward the upper end (outgoing side) (see FIG. 3B), and has a bottom diameter of 2 mm, an upper end diameter of 3.05 mm, and a high height. It has a thickness of 4 mm and an expansion angle of 7.5 °, and has a linearly inclined reflective layer (inner peripheral surface) 52.
  • a reflective layer 52 is formed on the inner peripheral surface of the micro reflector 51 by electrolytic polishing of aluminum or aluminum vapor deposition.
  • the bottom of the micro-reflector 51 for the projector has a LED chip side ratio of 1.5 to 3 times (preferably 1.5 to 2 times) and a diameter of 3 mm or less, and the height is 2 to 10 LED chip side ratio.
  • the upper end portion has a diameter of 3 to 6 times (preferably 4 to 5 times) in terms of the LED chip side ratio.
  • the arrangement pitch of the micro reflectors 51 is preferably 6 mm or less in both vertical and horizontal directions, and more preferably 5 mm or less. From another aspect, LED chip, so that it can position the LED chips with one or more density per 12.25mm 2 (preferably one or more density per 9 mm 2), determines the arrangement pitch of the micro reflectors 51 . However, in order to obtain a desired light flux distribution, it is preferable that the micro reflectors 51 are provided so as not to overlap each other (have an independent upper opening).
  • each micro reflector 51 In the center of the bottom of each micro reflector 51, an LED chip 46 is arranged. LED chips 46 arranged on five micro reflectors 51 arranged on four straight lines extending vertically in FIG. 3 are connected in series, and the five LED chip groups connected in series are connected in parallel. (5 series x 4 parallel).
  • the light distribution angle formed by the 20 LED chips 46 arranged in a matrix is preferably 30 degrees or less, more preferably 5 to 20 degrees or 10 to 15 degrees.
  • FIG. 3 illustrates an example in which 20 micro reflectors 51 are provided. However, the number of micro reflectors 51 is not limited to this, and for example, 8 to 100 (preferably 12 to 100, more). Preferably, it may be 16-50. As shown in FIG.
  • the reflector block 50 is slightly larger than the liquid crystal light valve 23 (for example, the area ratio is 1.21 times or more, preferably 1.44 times or more, more preferably 1.69 times or more). It is preferable to make it the magnitude
  • FIGS. 5A and 5B are a plan view and a side view of a modified example of the reflector 25 having 42 micro reflectors 51.
  • the reflector block 50 includes a pair of left and right outer frame portions 53, and three partition frames 54 provided in the upper part of the figure and two in the lower part of the figure.
  • the reflective layer 52 by electrolytic polishing of aluminum or aluminum deposition is provided on the inner peripheral surface of the micro reflector 51 as in FIG.
  • the outer dimensions of the reflector block 50 of FIG. 5 are 24 mm ⁇ 24 mm, and the LED chips 46 are arranged with a pitch of 2.6 mm in the left-right direction and a pitch of 3.0 mm in the up-down direction. , Are arranged alternately.
  • the micro reflectors 51 are arranged in a staggered manner or a honeycomb so that the pitch between the centers of the micro reflectors is narrowed to increase the degree of integration. That is, the centers of the upper openings of the three micro reflectors 51 that are in contact with each other are arranged so as to form the apex of an equilateral triangle.
  • the top view shape of the micro-reflector 51 is not limited to the illustrated circular shape, and may be, for example, a regular polygon of a hexagon or more. In this case, the bottom opening and the top opening are preferably similar and concentric.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the LED light source device 21 including the reflector block 50 of FIG.
  • the inorganic white layer 42 is exposed at the micro reflector 51 of the reflex letter 50, the cutout portion surrounded by the partition frame, and the outer portion of the outer frame portion 53.
  • Three LED light source devices 21 having the same specifications are provided as described above, and are used as light sources for emitting red light (R light), green light (G light), and blue light (B light). .
  • the reflector block 50A used here is a micro reflector 51 having the same shape as that shown in FIG. 3B (that is, a bottom diameter of 2 mm, an upper end diameter of 3.05 mm, a height of 4 mm, and an expansion angle of 7.5 °). It has a model without lens.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a light distribution angle simulation analysis result different from Table 2.
  • 7A shows a case where there is no reflector
  • FIG. 7B shows a case where a reflector block 50A (without a lens) is used
  • FIG. 7C shows a case where a reflector block 50B (with a lens) is used.
  • (A1) is the principal part enlarged view of (a)
  • (b1) is the principal part enlarged view of (b).
  • FRED Photo Engineering LLC was used as the analysis software.
  • the illuminance is 524,922 (lx) and the spread angle is 75 ° at (a), and the illuminance is 1,552,104 (lx) and the spread angle is (b).
  • 30 ° (10 ° for the condensing part (the dark part of the line))
  • the illuminance is 2,734,062 (lx) and the divergence angle is 30 ° (the condensing part is compared to (b)) It was even darker).
  • FIG. 8 is a schematic side view showing the shape of the micro reflector 61 of the second embodiment.
  • the micro reflector 61 includes a bottom opening 62 in which the LED chip 46 is disposed at the center, a small diameter body 63, a reflecting surface (64, 65, 66, 67), and an upper opening 68.
  • the diameter of the bottom opening 62 is 1.8 mm
  • the diameter of the top opening 68 is 4.0 mm
  • the distance (height) from the bottom opening 62 to the top opening 68 is 5.0 mm.
  • the cylindrical small-diameter cylinder 63 has a bottom end 62 that constitutes a bottom opening 62 and an upper end that is continuous with a reflective surface (first inner peripheral surface 64).
  • the reflecting surface is composed of first to fourth inner peripheral surfaces (64, 65, 66, 67) and has a structure in which the diameter is increased upward while the angle with respect to the central axis is gradually reduced. . That is, the first inner peripheral surface 64 has an enlarged diameter of 60 °, the second inner peripheral surface 65 has a 65 °, the third inner peripheral surface 66 has a 70 °, and the fourth inner peripheral surface 67 has a 85 ° diameter. The angle with respect to the central axis is gradually reduced from 62 toward the upper opening 68.
  • the first to fourth inner peripheral surfaces (64, 65, 66, 67) all act so as to collect the irradiation light from the LED chip 46 toward the central axis side of the micro reflector 61.
  • the reflecting surface may be constituted by three or five inner peripheral surfaces having different angles, and in this case as well, the angle with respect to the central axis is narrowed stepwise in a range of 60 ° to 85 °, for example. However, the diameter is increased upward.
  • FIG. 9 shows the reflector effect when the light is emitted from the left end (a), the center (b), and the right end (c) of the LED chip.
  • the emitted light from the center of the LED chip is reflected by the inner peripheral surface of the reflector 61, and most of the light becomes parallel light.
  • FIG. 10A is a plan view of the reflector block 60 according to the second embodiment.
  • the rectangular reflector block 60 includes 20 reflectors 61 arranged in 4 series and 5 parallel in 4 mm pitches in the vertical and horizontal directions.
  • the structure of the reflector block 60 is the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 10B is a plan view of the LED light source device 70 according to the third embodiment.
  • the circular reflector block 71 includes 16 reflectors 72 arranged in 4 series and 4 parallel at 4 mm pitches in the vertical and horizontal directions.
  • the structure of the reflector block 71 is the same as in the first and second embodiments.
  • the LED light source device 70 includes an external reflector 73 having a height of 30 mm.
  • the external reflector 73 has a reflecting structure on the inner peripheral surface surrounding the reflector block 71 and has a shape that is expanded in diameter upward.
  • a light source unit in which 20 LED chips are arranged in each opening of the reflector block 60 and a light source unit in which the reflector block 60 is removed from the light source unit are simulated. Carried out.
  • FIG. 11 is a schematic side view showing the shapes of the micro reflectors 91a to 91c of the fourth embodiment.
  • the micro reflectors 91a to 91c of the fourth embodiment are the same as those of the first to third embodiments, and 20 reflectors are arranged in an array on the reflector block (see FIG. 10A).
  • the output of the LED chip is set to 1 lm for convenience, but an LED chip having an equivalent size of 250 to 2600 lm is commercially available. By mounting this LED chip, three light sources are provided. Can be set to 2000 lm or 3000 lm or more.
  • FIG. 12 is a side view for explaining the inner peripheral surface shape of the micro reflector 91a according to the fourth embodiment.
  • a portion indicated by a point in the figure is a bending point, and a portion (inner peripheral surface) sandwiched between two points is linear.
  • the micro reflector 91a has a reflective surface composed of seven inner peripheral surfaces having different angles.
  • the reflection layer is constituted by a large number of inner peripheral surfaces having a linear cross section, so that it is possible to secure a constant area at the central portion where the light density is highest.
  • the reflector reflection layer is formed of a smooth peripheral surface (smooth curved surface), the area of the portion having a high light density tends to be too small.
  • FIG. 13 (a1) is a schematic side view showing the shape of the micro reflector 91a according to the fourth embodiment, (b1) is a schematic side view showing the shape of the micro reflector 92 according to Comparative Example 1, and (a2) is the fourth embodiment.
  • It is the directivity simulation result of the LED light source device which concerns on a form (micro reflector 91a)
  • (b2) is the directivity simulation result of the LED light source device which concerns on the comparative example 1.
  • FIG. In the micro-reflector 91a having a large number of inner peripheral surfaces with linear cross sections at different angles, as shown in (a2), the tip of the directivity data is crushed, so that a certain area can be secured for a portion with a high light density. I understand.
  • FIG. 14 is a plan view of the LED light source device 100 according to the fifth embodiment.
  • the LED light source device 100 of this embodiment includes a reflector block 101, a reflector 102, and an LED chip 103.
  • the basic structure of the rectangular reflector block 101 is the same as that of the first to third embodiments, except that one reflector 102 is provided at the center.
  • the LED chip 103 has a size of 3.0 ⁇ 3.0 ⁇ 0.45 mm, an output of 20 lm, and an orientation angle of 150 degrees.
  • the output is set to 20 lm for convenience, but the total luminous flux value from the three light sources is set to 2000 lm or 3000 lm or more by changing the LED chip to a high output one. It is possible.
  • FIG. 15 is a schematic side view showing the shape of the reflector 102.
  • Each dimension of the reflector 102 is three times the corresponding dimension of the micro reflector 91b according to the fourth embodiment.
  • the inner peripheral surface of the reflector 102 is subjected to the same reflective material treatment as in the first to third embodiments.
  • the LED light source device 100 In order to verify the performance of the LED light source device 100 according to the fifth embodiment, light rays and light fluxes were analyzed by simulation. In this simulation, the 25 mm square detector 80 was implemented on the condition that it is arranged at a distance of 30 mm. When simulating the performance of the fifth embodiment, the simulation for the following comparative example was also performed at the same time.
  • Comparative Example 2 is a known LED light source device 110 including two condenser lenses 111 and 112 as shown in FIG.
  • the LED light source device 110 includes condensing lenses 111 and 112 and a mounting substrate 114 on which an LED chip 113 is mounted.
  • the condensing lens 111 is a biconvex lens, a convex lens 111a on the opposite side (liquid crystal light valve side) to the LED chip 113, 111c on the LED chip 113 side, and a disk-shaped body 111b sandwiched between 111a and 111c. It consists of.
  • the convex lens 111a has a diameter of 27 mm, a thickness of 7.5 mm, and a curvature of 0.0555.
  • the trunk 111b has a diameter of 27 mm and a height of 2.5 mm.
  • the convex lens 111c has a diameter of 27 mm, a thickness of 0.5 mm, and a curvature of 0.188.
  • the transmittance of the condenser lens 111 is 90%.
  • the condensing lens 112 is a plano-convex lens, and includes a convex lens 112a on the opposite side (liquid crystal light valve side) to the LED chip 113 and a body portion 112b on the LED chip 113 side.
  • the convex lens 112a has a diameter of 16 mm, a thickness of 5 mm, and a curvature of 0.1.
  • the cylindrical portion 112b has a diameter of 16 mm and a height of 4.2 mm.
  • the transmittance of the condenser lens 112 is 90%.
  • An LED chip 113 of 3.5 mm ⁇ 2.8 m square is disposed below the center of the condenser lens 112.
  • the LED chip 113 is electrically connected to a wiring pattern provided on the mounting substrate 114.
  • the comparative example 3 is the light source device which removed the reflector block 101 from the LED light source device 100 of 5th embodiment (refer FIG.17 (c)).
  • the LED chip of Comparative Example 3 is the same as that of the fifth embodiment, the output is the same (20 lm).
  • the reflector block 101 is not provided, the LED chip is different in terms of the spread angle and restraint.
  • FIG. 17 the result of the simulation of the orientation angle performed about each LED light source device of 5th embodiment, the comparative example 2, and the comparative example 3 is shown.
  • (a) shows the LED light source device 100 according to the fifth embodiment
  • (b) shows the LED light source device 110 according to Comparative Example 2
  • (c) shows the result of the LED light source device according to Comparative Example 3. Yes.
  • the number of light rays is reduced to 100 in order to make the light rays easier to see.
  • FIG. 17A it can be seen that the orientation angle of the irradiation light of the LED light source device 100 according to the fifth embodiment is small, and the light density at the center is the highest in the figure. From FIG.
  • the amount of light beam reaching the 25 mm square detector 80 is (a) 19.17 lm in the fifth embodiment, (b) 7.76 lm in the comparative example 2, and (c) 15 in the fourth embodiment (micro reflector 91b). .26 lm.
  • FIG. 18 the result of the simulation of the light beam quantity and light beam distribution which were performed about each LED light source device of 5th embodiment, the comparative example 2, and 4th embodiment (micro reflector 91b) is shown. 18, (a) is the LED light source device 100 according to the fifth embodiment, (b) is the LED light source device 110 according to the comparative example 2, and (c) is the LED light source according to the fourth embodiment (micro reflector 91b). The result of the apparatus is shown.
  • the LED light source device 100 according to the fifth embodiment has the highest light density at the center (brightest), but from another point of view, the luminous flux is at the center of the 25 mm square detector 80. Collectively, it can be seen that the periphery of the 25 mm square detector 80 becomes dark and uneven brightness occurs.
  • the LED light source device 110 according to the comparative example 2 has a wide orientation angle of the irradiated light, and the light beam density is distributed over a wide area compared to FIGS. 18A and 18C. I understand.
  • the LED light source device which concerns on 4th embodiment is inferior in the point of the light density of center part compared with Fig.18 (a), it is excellent in the point of the uniform distribution of a light ray.
  • it is superior to the fifth embodiment and the comparative example 2 in that a constant area is ensured in the central portion having the highest light density.
  • FIG. 19 the result of the directivity simulation performed about each LED light source device of 5th embodiment, the comparative example 2, and 4th embodiment (micro reflector 91b) is shown. 19 (a) and 19 (c), it can be seen that the tip is flat and the uniformity is good.
  • the LED light source device 100 according to the fifth embodiment has a feature that the orientation angle is small and the light density is high.
  • the LED light source device according to the fourth embodiment microwavereflector 91b has the highest evaluation as the light source for the projector.
  • the LED light source device 121 of the sixth embodiment is different from the LED light source device 21 of the first embodiment in that the wiring layer 143 is mainly composed of two layers and the inorganic white insulating layer 144 is provided. Below, it demonstrates centering around difference and omits description about a common structure. The configuration of the LED light source device 121 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 21 is a schematic diagram for explaining the structure, and does not accurately show the arrangement of the LED chips 146 in the present embodiment.
  • the LED light source device 121 includes a mounting substrate 141, an inorganic white insulating layer 142 applied to the upper surface of the mounting substrate 141, a wiring layer 143 applied and formed on the upper surface of the inorganic white insulating layer 142, and an inorganic white insulating material.
  • the layer 144, the wiring exposed part 145, the LED chip 146, the translucent resin layer 147, and the reflector block 150 are provided.
  • the mounting substrate 141 is the same as the mounting substrate 41 of the first embodiment.
  • the inorganic white insulating layer 142 has the same composition as that of the first embodiment except for the white inorganic pigment, but titanium oxide (TiO 2 ) is used for the white inorganic pigment in order to improve the reflection efficiency.
  • the wiring layer 143 includes a first wiring layer 1431 formed on the mounting substrate side and a second wiring layer 1432 formed on the first wiring layer 1431.
  • the first wiring layer 1431 is a wiring layer made of a material having good adhesion to the inorganic white insulating layer 142 (for example, a conductive resin composition). More specifically, the first wiring layer 1431 is formed with a wiring pattern on the inorganic white insulating layer 142 by, for example, printing a gold paste or a metal paste containing metal particles that function as a conductive filler and a binder resin. And is formed by heating.
  • the metal particles contained in the metal paste materials used in ordinary printed circuits and conductive films are used, but the most common is silver (Ag) particles.
  • the metal particles may be mixed with nano-sized metal particles and micron-sized metal particles, and the resistance value may be lowered by filling the spaces between the micron-sized metal particles with the nano-sized particles.
  • a dicyclopentadiene type epoxy resin is disclosed as the binder resin contained in this metal paste.
  • the binder resin constituting the first wiring layer 1431 is immersed in the porous inorganic white insulating layer 142 and hardened, thereby providing an anchor effect.
  • the second wiring layer 1432 is a wiring layer made of a material having a resistance lower than that of the first wiring layer 1431.
  • a silver paste containing nano-sized silver particles is printed on the first wiring layer 1431 by printing or the like. It is formed by providing a wiring pattern and heating.
  • the second wiring layer 1432 may be formed of a plurality of layers.
  • the inorganic white insulating layer 144 is formed on the wiring layer 143 and functions as a reflective layer that reflects light emitted from the LED chip 146.
  • the inorganic white insulating layer 144 is formed by applying and baking a white inorganic ink using titanium oxide (TiO 2 ) as a white inorganic pigment on the second wiring layer 1432, similarly to the inorganic white insulating layer 142.
  • TiO 2 titanium oxide
  • the inorganic white insulating layer 144 that also functions as a solder resist layer is applied so as to expose the wiring exposed portion 145.
  • the wiring exposed portion 145 is a mount portion of the LED chip 146 and a wire bond region.
  • the LED chip 146 is the same LED bare chip as in the first embodiment, but is different in that it has a structure in which one electrode is provided on the back surface. As in the first embodiment, each LED chip 146 is arranged so as to be within the range of each micro reflector 151. However, since there is only one wire bonding area, the first embodiment has two wire bonding areas. As compared with the above, the bottom opening (and the top opening) of the micro reflector 151 can be made smaller in diameter. That is, in the sixth embodiment, it is possible to increase the degree of integration of the LED chips 146 compared to the first embodiment. In addition, the aspect which raises the integration degree of an LED chip more by flip-chip joining both electrodes is later mentioned by 8th embodiment.
  • the translucent resin layer 147 is the same as in the first embodiment, and is a resin layer that is transparent or mixed with a phosphor.
  • the LED light source device 121 of the sixth embodiment described above it is possible to increase the degree of integration of the LED chips 146 compared to the first embodiment and to make the bottom opening and the top opening of the micro reflector 151 smaller. It is.
  • the degree of integration of the LED chip 146 is increased, the heat dissipation of the insulating layer becomes a problem.
  • the inorganic white insulating layer 142 can be formed thin, so that it becomes a donut shape. The problem of the phenomenon does not occur.
  • the above-described liquid material (white inorganic ink) is coated with a high thermal conductive filler made of an inorganic material (for example, silicon carbide (SiC) with an nm-size alumina film. May be mixed.
  • a high thermal conductive filler made of an inorganic material (for example, silicon carbide (SiC) with an nm-size alumina film. May be mixed.
  • the two-layer wiring structure of the wiring layer 143 improves the adhesion with the porous inorganic white insulating layer 144, and the high temperature due to the heat generation of the LED chip 146. It is possible to ensure durability over a long period even in an environment. Furthermore, since the inorganic white insulating layer 144 is also provided on the wiring layer 143, the reflectance of light emitted from the LED chip 146 is increased, and the amount of light can be increased.
  • the LED light source device 221 of the seventh embodiment is different from the LED light source device 121 of the sixth embodiment in that the reflector block 250 is disposed on the translucent resin layer 247. Below, it demonstrates centering around difference and omits description about a common structure. The configuration of the LED light source device 221 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 23 is a schematic diagram for explaining the structure, and does not accurately show the arrangement of the LED chips 246 in the present embodiment.
  • the LED light source device 221 includes a mounting substrate 241, an inorganic white insulating layer 242 applied on the upper surface of the mounting substrate 241, a wiring layer 243 applied and formed on the upper surface of the inorganic white insulating layer 242, and an inorganic white insulating material.
  • a layer 244, an LED chip 246, a translucent resin layer 247, a dam material 248, and a reflector block 250 are provided.
  • the mounting substrate 241 is the same as the mounting substrate 141 of the sixth embodiment.
  • the inorganic white insulating layer 242 is the same as the inorganic white insulating layer 142 of the sixth embodiment, and the inorganic white insulating layer 244 is the same as the inorganic white insulating layer 144 of the sixth embodiment.
  • the wiring layer 243 includes a first wiring layer formed on the mounting substrate side and a second wiring layer formed on the first wiring layer, as in the sixth embodiment.
  • the LED chip 246 is an LED bare chip similar to that of the sixth embodiment, but has a structure in which one electrode is provided on the back surface. Since there is one wire bonding region, the bottom opening (and top opening) of the micro reflector 151 can be made smaller in diameter than in the first embodiment where there are two wire bonding regions.
  • the dam material 248 is formed so as to surround the outer periphery of the mounting region of the LED chip 246 and is made of, for example, a white filler-containing resin.
  • the surface of the dam material 248 is given light reflectivity and reflects light emitted from the LED chip 246.
  • the reflector block 250 is arranged so that the center of the bottom opening of the micro reflector 251 is directly above the center of the LED chip 246. In FIG. 23, the reflector block 250 is disposed so as to cover the dam material 248 and the translucent resin layer 247, but the reflector block 250 may be disposed on the translucent resin layer 247. Good.
  • the micro reflector 251 is disposed above the translucent resin layer 247, the degree of freedom of wiring of the LED chip 246 is high, and the degree of integration of the LED chip 246 can be increased.
  • the wire bonding area can be set within the range of a circle having the pitch diameter of the micro reflector 251 (hereinafter sometimes referred to as “routable area”), the degree of integration of the LED chips 246 can be increased.
  • the routable area is a range of two vertical lines A-A ′ passing through the center of the micro reflector wall 251a.
  • FIG. 24A and 25A are configuration examples of the micro block 250.
  • 25 micro reflectors 251 are provided in a staggered pattern with a pitch of 3.5 mm in the vertical direction and 3.05 mm in the horizontal direction. ⁇ 26 ⁇ t4.8 mm.
  • 42 micro reflectors 251 are provided in a staggered pattern of 7 ⁇ 6 at a pitch of 3.5 mm in the vertical direction and 3.05 mm in the horizontal direction.
  • ⁇ 26 ⁇ t4.8 mm Each micro-reflector 251 is the same in both FIG. 24A and FIG. 25A and has a bottom opening of a circle having a diameter of 1.48 mm and a top opening of a circle having a diameter of 3.1 mm.
  • each routable area is a hatched area in FIG. 24B, which is wider than the sum of the upper opening of the micro reflector 251.
  • each routable area is a circle of the same size that circumscribes each other.
  • the electrical connection between the LED chip 246 and the wiring layer 243 can be performed by a wire bond connection within the routable area.
  • the wire exceeds the range of the upper opening of the micro-reflector and is electrically connected below the micro-reflector wall, the wire may block light from the adjacent LED chip 246. It is preferable to carry out within the range of the upper opening of the micro reflector.
  • the LED chip 246 and the wiring layer 243 are preferably connected within the range of the upper opening of the micro reflector 251 in which the LED chip 246 is disposed, and the bottom of the micro reflector 251 in which the LED chip 246 is disposed. It is more preferable that the connection is made within the range of the opening. In the example of FIG. 23, the range of the two vertical lines B-B ′ is within the range of the bottom opening of the micro reflector 251.
  • the reflector block 250 is attached after forming the translucent resin layer 247, the manufacture becomes easy. Further, since the routable area is wide, the micro reflector 251 can be miniaturized and densified, and the reflector block 250 can be miniaturized.
  • the LED light source device 321 of the eighth embodiment is different from the LED light source device 121 of the sixth embodiment in that the LED chip 346 is flip-chip bonded to the wiring layer 343. Below, it demonstrates centering around difference and omits description about a common structure. The configuration of the LED light source device 321 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 26 is a schematic diagram for explaining the structure, and does not accurately show the arrangement of the LED chips 346 in the present embodiment.
  • the LED chip 346 and the wiring layer 343 are flip-chip bonded, for example, with bumps 349 mainly composed of gold or silver, or are connected using an anisotropic conductive film (common name: ACF). Thereby, since an area for wire bonding is not required, the LED chips 346 can be mounted with high density.
  • the flip chip bonding is performed by, for example, forming bumps 349 on the LED chip 346 by plating or the like, mounting the wiring layer 343, and then thermocompression bonding the LED chip 346 from the back surface 346B side.
  • an underfill material such as an epoxy material may be used around the bump 349 in order to reinforce the bump 349 used for flip chip bonding.
  • the ACF itself plays the role of an underfill material, so that underfill is unnecessary.
  • the micro reflector 351 can be downsized and densified, and the reflector block 350 can be downsized. It becomes possible.
  • the LED light source device of the ninth embodiment relates to an LED light source device that emits ultraviolet light for UV curing type ink curing and UV sterilization.
  • the LED light source device of the ninth embodiment is configured by arranging a plurality of COBs in a row.
  • an LED chip, a reflector block, or the like is mounted on the mounting substrate 441 shown in FIG. 27 to form one unit light source 421, and 10 unit light sources are mounted on the module substrate 460 as shown in FIG. 421a to j are arranged side by side.
  • the LED chips and reflector blocks mounted on the ten unit light sources 421a to 421j are omitted, and only the mounting substrate and the module substrate 460 are shown.
  • the unit light source 421 used in the LED light source device of the ninth embodiment has the same configuration as the LED light source device 121 of the sixth embodiment except for the white inorganic pigment and the transparent resin layer used for the LED chip and the inorganic white insulating layer. I am doing. Below, it demonstrates centering around difference and omits description about a common structure.
  • the configuration of the unit light source 421 of the ninth embodiment will be described in detail.
  • the configuration of the unit light source 421 is the same as that shown in FIG. 26, and includes a mounting substrate 441, an inorganic white insulating layer applied to the upper surface of the mounting substrate 441, a wiring layer applied and formed on the upper surface of the inorganic white insulating layer, An inorganic white insulating layer formed on the wiring layer, an LED chip, and a reflector block are provided.
  • an adhesive frame for sealing a dam material or quartz glass is not shown, a white inorganic pigment of alumina used as a reflective material may be used as these materials.
  • the transparent resin layer may not be provided.
  • the entire module is collectively covered with quartz glass or the like.
  • the size of the unit light source is 50 ⁇ 30 mm, and the size when ten long sides of the unit light sources 421a to 421j are arranged adjacent to each other on the module substrate 460 is 50 ⁇ 300 mm.
  • the mounting substrate 441 is the same as the mounting substrate 141 of the sixth embodiment.
  • the composition of the inorganic white insulating layer is the same as that of the first embodiment except for the white inorganic pigment, but alumina is used as the white inorganic pigment because of its high reflectance with respect to ultraviolet rays.
  • the wiring layer includes a first wiring layer formed on the mounting substrate side and a second wiring layer formed on the first wiring layer.
  • the inorganic white insulating layer on the wiring layer is applied to a region excluding the power supply electrode 4431 and the wiring exposed portions 4432 and 4433 shown in FIG. 27.
  • the wiring layer insulation and the LED chip It functions as a reflective layer that reflects light emission.
  • the power electrode 4431 is connected to an external power supply device and supplies power to the unit light source.
  • An LED chip is mounted on the wiring exposed portion 4432.
  • the LED chip and the wiring layer can be electrically connected by providing an electrode on the back surface (wiring layer side) of the LED chip and performing flip chip bonding.
  • the wiring opening 4433 is a portion where the wiring layer is wire-bonded to the LED chip.
  • the LED chip is a type of LED bare chip that uses wire bonding and backside wiring, as in the sixth embodiment, and is, for example, a gallium nitride-based LED chip that has a light emission wavelength in the UV region.
  • a UV-A region is disclosed for UV-curable ink curing
  • a UV-C region is disclosed for UV sterilization.
  • specific wavelengths for example, a wavelength of 365 nm for UV curable ink curing and a wavelength of 260 nm for UV sterilization are disclosed.
  • the output angle of the LED chip is, for example, an orientation of 150 ° Lambertian.
  • 100 LED chips are mounted on one unit light source 421. 100 LED chips are mounted in a 10 ⁇ 10 staggered arrangement at a pitch of 3.8 mm in length and 3 mm in width at the position of the wiring opening 4432 shown in FIG.
  • the size of the LED chip is 1.05 ⁇ 1.05 ⁇ 0.11 mm.
  • the pitch is preferably 5 mm in length and 5 mm in width or less, more preferably 4.25 mm in length and 3.7 mm in width or less in order to achieve a desired ultraviolet intensity. From the viewpoint of ultraviolet intensity, the narrower the pitch, the better.
  • the optimum pitch is finally determined in a range satisfying the vertical and horizontal pitches of 5 mm or less in terms of the trade-off with the ease of manufacturing the reflector block. Since the LED light source device of the ninth embodiment is composed of 10 unit light sources 421a to 421j, the total number of LED chips used is 1000.
  • the reflector block has the same configuration as the reflector block 150 of the sixth embodiment, and the arrangement of the micro reflectors is an extension of the 5 ⁇ 5 zigzag arrangement in FIG. 24A to a 10 ⁇ 10 zigzag arrangement. It has become.
  • the size of the micro reflector the top opening is ⁇ 3.9 mm, the bottom opening is ⁇ 1.5 mm, and the height is 3.7 mm.
  • the translucent resin layer is not normally provided on the reflector block, but when encapsulating with the translucent resin layer, a phosphor suitable for the wavelength in the UV region is appropriately selected.
  • a simulation was performed to determine the ultraviolet light distribution on the light receiving surface in the presence or absence of the reflector block.
  • the number of rays to be analyzed was 100,000 per LED chip (100 million in total), and the size of the light receiving surface was 250 ⁇ 500 mm.
  • the LED light source device as ultraviolet irradiation to maintain the ultraviolet intensity even when the distance from the light receiving surface is long, for the following reasons.
  • (1) When a printing paper that is a target for curing UV curable ink is large, it is likely to bend, and it is necessary to irradiate the light receiving surface apart.
  • (2) As a UV sterilization application, it is necessary to irradiate the light receiving surface away from the object in order to provide versatility. Therefore, a simulation was carried out under the condition that the distance of the light receiving surface was changed between 40 mm and 85 mm, and the ultraviolet intensity was verified.
  • FIG. 29 shows the result of the simulation of the ultraviolet intensity distribution when the distance of the light receiving surface is (a) 40 mm, (b) 60 mm, and (c) 85 mm.
  • the middle row shows the result of the model (in the table, described as “no reflector”) obtained by removing the reflector block from the LED light source device of the ninth embodiment.
  • Column shows the result of the model of the LED light source device of the ninth embodiment (described as “with reflector” in the table).
  • the items of the results are the UV intensity distribution on the light receiving surface (in the table, described as “surface distribution”), the UV intensity plot along the center line of the light receiving surface (in the table, indicated as “cross section”), the entire light receiving surface Illuminance (denoted as “illuminance” in the table).
  • the ultraviolet light is concentrated at the center of the light receiving surface and the ultraviolet light distribution is narrower and the peak than when there is no reflector block. It can be seen that is doubled.
  • the tendency that the ultraviolet rays are concentrated at the center of the light receiving surface and the distribution of the ultraviolet rays is narrower in the cases (b) and (c) than in the case without the reflector block.
  • the ratio of the peak when there is a reflector block to when there is no reflector block was about 2.2 times for (b) and about 2.5 times for (c).
  • the ultraviolet intensity can be maintained even if the distance between the light source and the light receiving surface is large, and UV curing or UV used away from the light source is used. It can be said that it is suitable for sterilization applications.
  • the LED light source device of the present invention is suitable for infrared illumination (for example, for infrared cameras), UV printing / UV curing / UV exposure light sources, and headlamps that want to use output effectively far. Especially effective in applications such as infrared illumination and UV curing (effect work such as ultraviolet curable sheets) that want to give more output to a distant object (see the ninth embodiment for these module configurations) ). Furthermore, when this module is applied with infrared illumination, it is possible to achieve high output and miniaturization (handy), which could not be realized until now. Can also be used for in-vehicle mounting.

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Abstract

課題：配光角が３０度以下であり、光束分布および指向性に優れたＬＥＤ光源装置および同光源装置を備える卓上型のプロジェクターの提供。 解決手段：少なくとも表面が金属である実装基板と、前記実装基板の表面に形成された第一の絶縁層と、前記第一の絶縁層の上層として形成された配線層と、実装基板上にマトリックス状に表面実装された、同一仕様である多数個のＬＥＤチップと、を備えたＬＥＤ光源装置において、前記ＬＥＤチップと同数のマイクロリフレクターを有するリフレクターブロックを備え、前記マイクロリフレクターが、底部開口と底部開口よりも大径の上部開口とを有し、前記配線層が、前記絶縁層に染み込み硬化する樹脂および金属粉末を含有する金属ペーストを塗布し、加熱して形成される第一の導電層と、第一の導電層の上面に形成される第一の導電層よりも低抵抗の第二の導電層とを備えて構成されることを特徴とするＬＥＤ光源装置および同光源装置を備えるプロジェクター。

Description

ＬＥＤ光源装置およびプロジェクター
　本発明は、ＬＥＤ光源装置およびプロジェクターに関し、例えば、光束分布および指向性に優れ、３個の光源からの全光束値が２０００ルーメン（ｌｍ）以上（好ましくは３０００ｌｍ以上）であるプロジェクター用ＬＥＤ光源装置および同光源装置を備えるプロジェクターに関する。
　近年、発光部をＬＥＤ（Light Emitting Diode:発光ダイオード）に代替した照明器具が多数提案されており、プロジェクターにおいても超高圧水銀ランプに代わるＬＥＤ光源が提案されている。
　例えば、特許文献１では、図２０に示す光学構成のプロジェクターが提案されている。符号１０Ｒは赤色光用のＬＥＤであり、符号１０Ｇは緑色光用のＬＥＤであり、符号１０Ｂは青色光用のＬＥＤであり、各ＬＥＤからの光はコリメーターレンズ１２により平行化された後、各液晶ライトバルブ１００に入射し、変調され、ダイクロイックプリズム１４に入射する。ダイクロイックプリズム１４で合成された光は、ズームリング１７を有する投射レンズ１６からスクリーンに投射される。
　しかしながら、単一のＬＥＤからの発光によっては、水銀ランプ同等の明るいプロジェクターを提供することはできない。そこで、特許文献２では、対向する入光端面と出光端面との面積が被照射体における表示領域の面積よりも相対的に大きい面積を有する導光体と、前記導光体の前記入光端面側に配置され該入光端面の面積と略等しい発光面積を有する光源と、を備え、前記導光体の前記出光端面には、前記被照射体の前記表示領域の面積と略等しい面積の第１の開口が形成されているとともに、前記第１の開口以外の領域に出光側反射部材が設けられ、前記導光体の入光側には、前記光源からの光軸方向において前記出光側反射部材と対向する入光側反射部材が設けられている照明装置が提案されている。
　しかしながら、特許文献２の光学構造では、プロジェクター本体の大きさが巨大にならざるを得ない。他方でＬＥＤ素子の集積度を高めると、放熱性の悪くなる発光中心部の光量が特に低下するドーナツ化現象が生じるという課題がある。そこで、出願人等は、特許文献３において、少なくとも表面が金属である基板の表面に平均粒径が数ｎｍ～数百ｎｍであるＳｉＯ２粒子及び白色無機顔料を含む液材を塗布し、焼成することにより、白色絶縁層と金属層の積層構造を形成することにより、ドーナツ化現象を解決することができる半導体装置を提案した。
特開２０１２－１５５０４９号公報 特開２０１４－１８７０２６号公報 特許第５４５６２０９号公報
　本発明は、配光角が３０度以下（好ましくは２６度以下、より好ましくは２０度以下）であり、光束分布および指向性に優れたＬＥＤ光源装置および同光源装置を備える卓上型のプロジェクターを提供することを目的とする。また、本発明は、全光束値が２０００ルーメン（ｌｍ）以上のＬＥＤ光源装置および同光源装置を備える卓上型のプロジェクターを提供することを目的とする。
　第１の発明は、少なくとも表面が金属である実装基板と、前記実装基板の表面に形成された第一の絶縁層と、前記第一の絶縁層の上層として形成された配線層と、実装基板上にマトリックス状に表面実装された、同一仕様である多数個のＬＥＤチップと、を備えたＬＥＤ光源装置において、前記ＬＥＤチップと同数のマイクロリフレクターを有するリフレクターブロックを備え、前記マイクロリフレクターが、底部開口と底部開口よりも大径の上部開口とを有し、前記配線層が、前記絶縁層に染み込み硬化する樹脂および金属粉末を含有する金属ペーストを塗布し、加熱して形成される第一の導電層と、第一の導電層の上面に形成される第一の導電層よりも低抵抗の第二の導電層とを備えて構成されることを特徴とするＬＥＤ光源装置である。
　第２の発明は、第１の発明において、前記配線層の上層として反射層として機能する第二の絶縁層が、前記配線層を露出させる露出部を残すように形成されていることを特徴とする。
　第３の発明は、第２の発明において、前記第一の絶縁層が、ナノ粒子化されたＳｉＯ２及び白色無機顔料を含む液材を塗布し、１６０～２５０℃で加熱してなる多孔質の無機系白色絶縁層により構成されることを特徴とする。
　第４の発明は、第３の発明において、前記第二の絶縁層が、ナノ粒子化されたＳｉＯ２及び白色無機顔料を含む液材を塗布し、１６０～２５０℃で加熱してなる多孔質の無機系白色絶縁層により構成されることを特徴とする。
　第５の発明は、第２ないし４のいずれかの発明において、前記マイクロリフレクターの上部開口が、底部開口に対し７０～８５°で拡径されており、底部開口と上部開口との距離が４～８ｍｍであることを特徴とする。
　第６の発明は、第５の発明において、前記マイクロリフレクターが千鳥配置されており、各マイクロリフレクターの中心間の間隔が前記上部開口の直径よりも小さいこと、かつ、前記上部開口が相互に重なり合わないことを特徴とする。
　第７の発明は、第６の発明において、前記ＬＥＤチップが、当該ＬＥＤチップが配置される前記マイクロリフレクターのピッチ上部開口の範囲内で前記開口部を介して前記配線層と結線されることを特徴とする。
　第８の発明は、第２ないし７のいずれかの発明において、配光角度が３０度以下であり、全光束値が５００ルーメン以上であり、かつ、プロジェクター用であることを特徴とする。
　第９の発明は、第８の発明において、前記ＬＥＤチップの上面視形状が実質正方形であり、最大定格電流３００ｍＡ以上であることを特徴とする。
　第１０の発明は、第９の発明において、前記リフレクターブロックが一体成形された樹脂材料により構成され、前記マイクロリフレクターの内周面に、金属材料からなる反射層が形成されていることを特徴とする。
　第１１の発明は、第９の発明において、前記リフレクターブロックの心材に金属、外周部に樹脂が一体成形され、前記マイクロリフレクターの内周面に、金属材料からなる反射層が形成されていることを特徴とする。
　第１２の発明は、第８ないし１１のいずれかの発明において、前記マイクロリフレクターが、上部開口と、前記ＬＥＤチップが近傍に配置される底部開口と、反射面とを備え、前記反射面が、底部開口側に位置し、前記ＬＥＤチップからの照射光を中心軸側に集光するよう作用する第一の内周面と、第一の内周面よりも上部開口側に位置し且つ中心軸に対する角度が狭い第二の内周面と、第二の内周面よりも上部開口側に位置し且つ中心軸に対する角度が狭い第三の内周面とを備えて構成されることを特徴とする。
　第１３の発明は、第１２の発明において、前記各内周面の断面形状が、直線状であることを特徴とする。
　第１４の発明は、赤色光用ＬＥＤ光源装置と、前記赤色光用ＬＥＤ光源装置から射出される光を変調する赤色光用透過型液晶パネルと、緑色光用ＬＥＤ光源装置と、前記緑色光用ＬＥＤ光源装置から射出される光を変調する緑色光用透過型液晶パネルと、青色光用ＬＥＤ光源装置と、前記赤色光用ＬＥＤ光源装置から射出される光を変調する赤色光用透過型液晶パネルと、赤色光、緑色光および青色光を合成するダイクロイックプリズムと、ダイクロイックプリズムからの合成光を投写する投写光学系と、を備えたプロジェクターにおいて、前記赤色光用ＬＥＤ光源装置、前記緑色光用ＬＥＤ光源装置および前記青色光用ＬＥＤ光源装置が、第２ないし１３のいずれかの発明のＬＥＤ光源装置により構成されることを特徴とするプロジェクターである。
　第１５の発明は、第１２の発明において、前記赤色光用ＬＥＤ光源装置、前記緑色光用ＬＥＤ光源装置および前記青色光用ＬＥＤ光源装置の全光束値が、２０００ルーメン以上であることを特徴とする。
　第１６の発明は、第１４または１５の発明において、前記マイクロリフレクターが構成する照射面が、前記各液晶パネルと比べ一回り大きく構成されていることを特徴とする。
　第１７の発明は、第１ないし７発明において、前記多数個のＬＥＤチップが、紫外光を発光することを特徴とする。
　第１８の発明は、第１７の発明にかかるＬＥＤ光源装置を複数個連設してなる光源を有するＵＶインク硬化用装置。
　第１９の発明は、第１７の発明にかかるＬＥＤ光源装置を複数個連設してなる光源を有するＵＶ殺菌用装置。
　第２０の発明は、第１ないし７の発明において、前記多数個のＬＥＤチップが、赤外光を発光することを特徴とする。
　第２１の発明は、第１ないし１３の発明のＬＥＤ光源装置に用いられるリフレクターブロックである。
　本発明によれば、配光角が３０度以下であり、光束分布および指向性に優れた、全光束値が２０００ルーメン（ｌｍ）以上のＬＥＤ光源装置および同光源装置を備える卓上型のプロジェクターを提供することが可能となる。
第一実施形態に係るプロジェクターの構成図である。 第一実施形態に係るＬＥＤ光源装置の構成側面図である。 （ａ）第一実施形態に係るリフレクターブロックの平面図と、（ｂ）マイクロリフレクターの模式図である。 マイクロリフレクターと液晶ライトバルブの大小関係を示す模式図である。 リフレクターブロックの変形例の平面図と側面図である。 図５のリフレクターブロックを備えるＬＥＤ光源装置の斜視図である。 第一実施形態に係るリフレクターブロックの配光角のシミュレーション結果である。（ａ）はリフレクター無し、（ｂ）はリフレクター有り（レンズ無し）、（ｂ）はリフレクター有り（レンズ有り）の場合を示している。（ａ１）は（ａ）の要部拡大図、（ｂ１）は（ｂ）の要部拡大図である。 第二実施形態に係るマイクロリフレクターの形状を示す側面模式図である。 第二実施形態に係るマイクロリフレクターの光学特性を説明するための側面模式図である。 （ａ）第二実施形態に係るリフレクターブロックの平面図と、（ｂ）第三実施形態に係るＬＥＤ光源装置の平面図である。 第四実施形態に係るマイクロリフレクターの形状を示す側面模式図であり、（ａ）はマイクロリフレクター９１ａ、（ｂ）はマイクロリフレクター９１ｂ、（ｃ）はマイクロリフレクター９１ｃである。 第四実施形態に係るマイクロリフレクター９１ａの内周面形状を説明するための側面図である。 （ａ１）は第四実施形態に係るマイクロリフレクター９１ａの形状を示す側面模式図、（ｂ１）は比較例１に係るマイクロリフレクター９２の形状を示す側面模式図、（ａ２）は第四実施形態（マイクロリフレクター９１ａ）に係るＬＥＤ光源装置の指向性のシミュレーション結果であり、（ｂ２）は比較例１に係るＬＥＤ光源装置の指向性のシミュレーション結果である。 第五実施形態に係るＬＥＤ光源装置の平面図である。 第五実施形態に係るマイクロリフレクターの形状を示す側面模式図である。 公知のＬＥＤ光源装置である比較例２の構成側面図である。 ＬＥＤ光源装置の配光角のシミュレーション結果であり、（ａ）は第五実施形態に係るＬＥＤ光源装置、（ｂ）は比較例２に係るＬＥＤ光源装置、（ｃ）は比較例３に係るＬＥＤ光源装置の結果を示している。 ＬＥＤ光源装置の光束量および光束分布のシミュレーション結果であり、（ａ）は第五実施形態に係るＬＥＤ光源装置、（ｂ）は比較例２に係るＬＥＤ光源装置、（ｃ）は第四実施形態（マイクロリフレクター９１ｂ）に係るＬＥＤ光源装置の結果を示している。 ＬＥＤ光源装置の指向性のシミュレーション結果であり、（ａ）は第五実施形態に係るＬＥＤ光源装置、（ｂ）は比較例２に係るＬＥＤ光源装置、（ｃ）は第四実施形態（マイクロリフレクター９１ｂ）に係るＬＥＤ光源装置の結果を示している。 従来のプロジェクターの構成図である。 第六実施形態に係るＬＥＤ光源装置の構成側面図である。 配線層の断面構造を示す模式図である。 第七実施形態に係るＬＥＤ光源装置の構成側面図である。 マイクロリフレクターが５×５個の千鳥状に配置されたリフレクターブロックにおける、（ａ）平面図、（ｂ）マイクロリフレクターの範囲を示している。 マイクロリフレクターが７×６個の千鳥状に配置されたリフレクターブロックにおける、（ａ）平面図、（ｂ）マイクロリフレクターの範囲を示している。 第八実施形態に係るＬＥＤ光源装置の構成側面図である。 第九実施形態に係る実装基板の平面図である。 第九実施形態に係るモジュール基板の平面図である。 第七実施形態に係るＬＥＤ光源装置の紫外線分布のシミュレーション結果であり、（ａ）は受光面の距離が４０ｍｍ、（ｂ）は受光面の距離が６０ｍｍ、（ｃ）は受光面の距離が８５ｍｍにおける結果を示している。
　以下、例示に基づき本発明を説明する。
《第一実施形態》
＜構成＞
　図１は、第一実施形態に係るプロジェクター１の構成図である。
　本実施形態のＬＥＤ光源装置は、３つのＬＥＤ光源装置２１と、３つのコリメーターレンズ２２と、３つの液晶ライトバルブ２３と、ダイクロイックプリズム３１と、投写光学系３２とを備えて構成される。
　ＬＥＤ光源装置２１、コリメーターレンズ２２および液晶ライトバルブ２３は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の光をダイクロイックプリズム３１へ出射するためのものである。
　ＬＥＤ光源装置２１Ｒからの赤色光（Ｒ光）は、コリメーターレンズ２２Ｒで平行化され、液晶ライトバルブ２３Ｒで光変調される。液晶ライトバルブ２３Ｒは、マトリクス状に配置された透過型の液晶パネル（ＨＴＰＳ液晶パネル）であって、Ｒ光を映像信号に応じて画素毎に変調する公知の光変調器である。ＬＥＤ光源装置２１Ｇからの緑色光（Ｇ光）およびＬＥＤ光源装置２１Ｂからの青色光（Ｂ光）も同様であり、コリメーターレンズ２２Ｇ，２２Ｂで平行化され、公知の液晶ライトバルブ２３Ｇ，２３Ｂで光変調される。
　ダイクロイックプリズム３１は、互いに直交するように配置された２つのダイクロイック膜を有して、一方のダイクロイック膜１４はＲ光を反射するが、Ｒ光以外のＧ光およびＢ光を透過し、他方のダイクロイック膜１４はＢ光を反射するが、Ｂ光以外のＲ光およびＧ光を透過させる。投射光学系３２は、ダイクロイックプリズム３１で合成された光が入射する複数の投写レンズと、複数の投写レンズを収容する投写レンズ筐体とを備え、投射光Ｌを出射してカラー画像をスクリーンに拡大投写する。
　図２を参照しながら、ＬＥＤ光源装置２１の構成を詳細に説明する。なお、図２は構造を説明するための模式図であり、本実施形態におけるＬＥＤチップ４６の配置を正確に示したものではない。
　ＬＥＤ光源装置２１は、実装基板４１と、実装基板４１の上面に塗布された無機系白色絶縁層４２と、無機系白色絶縁層４２の上面に塗布形成された配線層４３と、絶縁層４４と、載置部４５と、ＬＥＤチップ４６と、透光性樹脂層４７と、リフレクターブロック５０とを備えている。
　実装基板４１は、熱伝導性および電気特性に優れる表面が金属からなる板材であり、例えば表面が銅からなる水冷構造のヒートスプレッダ（上板、中板、下板の３種類の銅板からなる積層構造体）や銅板（例えば、０．５～１．００ｍｍ厚）により構成される。ガラスエポキシ樹脂のような熱伝導性が低い材料は、特に放熱性の悪くなる発光中心部の光量が特に低下するドーナツ化現象が生じることとなるので採用できない。
　実装基板４１の表面には、反射材としての役割をも奏する無機系白色絶縁層４２が設けられている。無機系白色絶縁層４２は、可視光の波長域で平均反射率が７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。無機系白色絶縁層４２は、白色無機粉末（白色無機顔料）と二酸化珪素（ＳｉＯ２）を主要な成分とし、有機リン酸を含むジエチレングリコールモノブチルエーテルの溶剤でこれらを混ぜたインク（以下、「白色無機インク」という場合がある）を塗布、焼成（例えば、１６０～２５０℃で加熱）して形成される。
　無機系白色絶縁層４２の厚さは、放熱特性の観点からは、薄いほうが望ましいが、耐電圧と引き裂き強度の観点からは、ある程度の厚さが要求される。白色無機粉末と二酸化珪素の配合割合にもよるが、ＬＥＤ搭載に要求される絶縁膜の耐電圧は一般的には１．５～５ｋＶであり、白色無機絶縁体は１ＫＶ／１０μｍ程度であるところ、１５μｍ以上の厚さとすることが好ましい。他方で、無機系白色絶縁層４２により放熱性能が低下するのを防ぐためには、無機系白色絶縁層４２を一定の厚さ以下とすることが好ましい。すなわち、無機系白色絶縁層４２の厚さは、例えば１０～８０μｍの範囲で設定され、好ましく２５～５０μｍの範囲で設定する。
　白色無機顔料は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛、アルミナのいずれか、或いはこれらを組み合わせたものが用いられる。成膜された白色絶縁層中の白色無機顔料の含有率は、要求される反射率等により適宜調整されるが、好ましくは４０～７０重量％、より好ましくは、５０～６５重量％とする。４０重量％以上とすることで十分な反射効果が得られ、７０重量％以下ならば均一な膜を形成するために必要なインクの流動性を確保できるからである。
　白色無機粉末は、平均粒径が１００μｍ以下のものを用いることが好ましく、平均粒径が５０μｍ以下のものを用いることがより好ましい。かかる粒径の白色無機粉末は、スクリーン印刷、インクジェット法、ディスペンサー法またはスプレーコート法による塗布に好適である。
　この際、白色絶縁層の放熱性能を向上させるために、上述した液材（白色無機インク）に無機材料からなる高熱伝導フィラー（例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）にｎｍサイズのアルミナ膜をコートしたもの）を混入させても良い。
　このような絶縁材料からなる白色無機インクを金属板上に塗布し、例えば、１６０～２５０℃で加熱することで、溶剤中に分散したナノサイズ絶縁粒子が基材表面の凹凸に倣って配列すると共に、溶剤が蒸発して緻密な白色絶縁層（膜）が形成される。すなわち、ナノサイズセラミックスの混合粉末を金属表面に直接接触させたまま大気圧下で加熱し、その場で焼結させ、ナノサイズ効果による拡散状態を利用して接合界面で金属表面接合し、無機系白色絶縁層の少なくとも一部が金属層との積層構造を形成する。
　無機系白色絶縁層４２は、例えば、ガラスエポキシと比べて一桁程度熱伝導性に優れるため放熱性能は高く、同様の構成のＰＬＣＣ（Plastic leaded chip carrier）と比べると２～５倍の放熱性能を有すると試算される。さらには、無機系白色絶縁層４２により基板上の金属面を覆うことにより硫化現象を抑制することができる。
　無機系白色絶縁層４２上の必要位置に、配線層４３を描画形成する。配線層４３は、導電性金属インク（例えば、銀インクや銀と銅を混合したハイブリッドインク）をスクリーン印刷やインクジェット法やディスペンサー法などで描画塗布した後、焼成して金属化させることにより形成する。なお、プライマー処理を施してから配線層４３を描画形成してもよい。
　絶縁層４４は、無機系白色絶縁層４２と同じ組成で構成してもよいし、有機系樹脂（例えば、ポリイミド系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、およびこれらの混合物もしくは変性物から選択される１種以上の樹脂）を用いて構成してもよい。絶縁層４４の厚さは、絶縁性と熱伝導性の調和から決せられ、例えば、１０～６０μｍ、好ましくは１０～３０μｍとする。
　前記ポリイミド系樹脂としては、例えば、イミド環構造を有するポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド等を挙げることができる。前記オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、シクロオレフィン系樹脂、これらの樹脂の共重合体等が挙げられる。前記ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリエステル等を挙げることができる。
　載置部４５は、配線材料と同じ材料、あるいは熱伝導性に優れた部材により構成され、例えば、銅ペースト、銀ペースト、半田ペースト等の金属ペースト材料を塗布、焼成することにより形成しても良い。載置部４５を設けず、無機系白色絶縁層４２または実装基板４１の上面を露出させるようにしてもよい。
　ＬＥＤチップ４６は、例えば窒化ガリウム系（ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ）、リン化ガリウム系（ＧａＰ、ＧａＡｓＰ）、ヒ素化ガリウム系（ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ）、酸化亜鉛系（ＺｎＯ）の中から発光色に応じて選択される表面実装型ＬＥＤベアチップである。多数個のＬＥＤチップ３がリフレクターブロック内でｎ行×ｍ列（例えば、６直列×７並列、４直列×４並列）にマトリックス状に配置され、所謂ＣＯＢ（Chip On Board）実装される。高輝度を実現するために、ＬＥＤチップ４６は、例えば最大定格電流３００ｍＡ以上、好ましくは最大定格電流４００ｍＡ以上、さらに好ましくは最大定格電流５００ｍＡ以上のＬＥＤチップを使用する。ＬＥＤチップ４６の大きさは、３～４ｍｍ四方以下（好ましくは１．５ｍｍ四方以下）であり、発光色単位で全て同一の仕様である。第一実施形態では１．０×１．０×０．１５ｍｍ、配光角度１５０度のＬＥＤチップを使用した。
　下記表１に、３０００ｌｍ、４０００ｌｍおよび５０００ｌｍを実現するためのＬＥＤチップの配置例を示す。表１における外形サイズとは、ＬＥＤチップが実装される実装基板の大きさ（またはＬＥＤチップが搭載される実装領域）のことを指すものとする。
［表１］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　透光性樹脂層４７は、例えば、エポキシ系やシリコーン系樹脂からなる透明の樹脂層であるが、所望のＲ光、Ｇ光、Ｂ光を射出するために、赤色、緑色および／または青色の蛍光体が混入される場合がある。
　透光性樹脂層４７の上面に、透明の樹脂（例えばエポキシ系やシリコーン系樹脂）により形成され、ＬＥＤチップ４６からの発光を集束させる表面が球形（側面視弓形）の凸レンズ（マイクロレンズ）を設けてもよい。この凸レンズを設けることにより、配光角を目標値以内（例えば１０～３０度）とすることが容易に実現できる。
　図３を参照しながら、リフレクターブロック５０の構成を詳細に説明する。
　リフレクターブロック５０は、２０個のマイクロリフレクター５１と、マイクロリフレクター５１の内周面に形成された反射層（反射面）５２とを備えて構成される。板状のリフレクターブロック５０は一体成形されており、第一実施形態では有機系樹脂を射出成形することにより作製した。高精度な表面を形成することができれば、リフレクターブロック５０の製造は射出成形に限定されず、樹脂や金属を切削することにより作製してもよい。出願時の技術水準では難しいが、将来的には３Ｄプリンタにより作製することも可能になると考えられる。
　またリフレクターブロック５０は、心材に金属（例えば４２アロイや銅）を用いて外周部を有機系樹脂で覆い、表面に反射材処理を施こした構造としても良い。
　２０個のマイクロリフレクター５１は、図３（ａ）に示すごとく、縦方向３ｍｍピッチ、横方向３ｍｍピッチで５行×４列に配置されている。マイクロリフレクター５１は底部から上端部（出射側）に向けて拡径された円錐台状の空間であって（図３（ｂ）参照）、底部の直径２ｍｍ、上端部の直径３．０５ｍｍ、高さ４ｍｍ、拡径角度７．５°であり、直線傾斜の反射層（内周面）５２を有する。マイクロリフレクター５１の内周面には、アルミの電解研磨あるいはアルミ蒸着による反射層５２が形成されている。
　プロジェクター用のマイクロリフレクター５１の底部はＬＥＤチップ辺比で１．５～３倍（好ましくは１．５～２倍）かつ３ｍｍ以下の直径を有し、高さはＬＥＤチップ辺比で２～１０倍（好ましくは２～５倍）の高さを有し、上端部はＬＥＤチップ辺比で３～６倍（好ましくは４～５倍）の直径を有するようにする。マイクロリフレクター５１の配置ピッチは、縦横共に６ｍｍ以下とすることが好ましく、５ｍｍ以下とすることがより好ましい。別の観点からは、ＬＥＤチップが、１２．２５ｍｍ２あたり１個以上の密度（好ましくは９ｍｍ２あたり１個以上の密度）でＬＥＤチップを配置できるように、マイクロリフレクター５１の配置ピッチを決定する。ただし、所望の光束分布を得るためには、各マイクロリフレクター５１は、相互に重なり合うことが無いように（独立した上部開口を有するように）設けることが好ましい。
　各マイクロリフレクター５１の底部中央には、ＬＥＤチップ４６が配置されている。図３の上下に延びる４本の直線上に並ぶ５個のマイクロリフレクター５１に配置されるＬＥＤチップ４６が直列に接続されており、直列に接続された５個のＬＥＤチップ群は並列に接続されている（５直列×４並列）。マトリックス状に配置された２０個のＬＥＤチップ４６がなす配光角度は３０度以下であることが好ましく、更に好ましくは５～２０度または１０～１５度とする。
　なお、図３では、マイクロリフレクター５１を２０個設ける態様を例示しているが、マイクロリフレクター５１の個数はこれに限定されず、例えば、８個～１００個（好ましくは１２個～１００個、より好ましくは１６個～５０個でもよい。
　リフレクターブロック５０は、図４に示すように、液晶ライトバルブ２３よりも一回り大きい（例えば、面積比で１．２１倍以上、好ましくは１．４４倍以上、より好ましくは１．６９倍以上）照射面を構成する大きさとすることが好ましい。別の観点からは、照射面の外縁を構成する各マイクロリフレクター５１に液晶ライトバルブ２３が完全に囲繞される（最も外側に位置する各マイクロリフレクター５１に液晶ライトバルブ２３が重ならない）ように照射面を構成することが好ましい。このような構成とすることにより、高出力且つ均一性に優れた照射光をダイクロックプリズム３１に入射することができるからである。このような照射面をコンパクトに構成するためには、後述する変形例のように、マイクロリフレクター５１を千鳥配置ないしハニカム配置することが好ましい。
＜変形例＞
　図５は、４２個のマイクロリフレクター５１を備えるリフクレター５０の変形例の平面図と側面図である。このリフレクターブロック５０は、左右一対の外枠部５３と、図示上方に３本および図示下方に２本設けられた仕切枠５４とを備えている。マイクロリフレクター５１の内周面にアルミの電解研磨あるいはアルミ蒸着による反射層５２が設けられている点は、図３と同様である。
　図５のリフレクターブロック５０の外形寸法は２４ｍｍ×２４ｍｍであり、ＬＥＤチップ４６は左右方向に２．６ｍｍピッチ、上下方向に３．０ｍｍピッチで配置されており、各列は上下方向に半ピッチ分、交互にずらして配置されている。図５のリフレクターブロック５０は、マイクロリフレクター５１が千鳥配置ないしハニカム配置することにより、マイクロリフレクター中心間のピッチを狭め集積度を高めている。すなわち、互いに接する３個のマイクロリフレクター５１の上部開口の中心が、正三角形の頂点をなすように配置されている。マイクロリフレクター５１の上面視形状は図示の円形に限定されず、例えば六角形以上の正多角形としてもよい。この場合、底部開口と上部開口は相似形かつ同心とすることが好ましい。
　図６に、図５のリフレクターブロック５０を備えるＬＥＤ光源装置２１の斜視図を示す。リフクレター５０のマイクロリフレクター５１、仕切枠に囲まれた切り欠き部および外枠部５３の外側部分には、無機系白色層４２が露出している。
　以上に説明したＬＥＤ光源装置２１は、同一仕様のものが三つ設けられ、赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）および青色光（Ｂ光）を発光するための光源として利用される。
＜シミュレーション＞
＜Ａ．最大照度および受光束＞
　第一実施形態のリフレクターブロック５０の性能を検証すべく、下記の条件でシミュレーションを実施した。ここで用いたリフレクターブロック５０Ａは、図３（ｂ）と同じ形状のマイクロリフレクター５１（すなわち、底部の直径２ｍｍ、上端部の直径３．０５ｍｍ、高さ４ｍｍ、拡径角度７．５°）を有しており、レンズ無しのモデルである。
（１）２０個のＬＥＤチップを図３（ａ）に示すごとく、縦方向３ｍｍピッチ、横方向３ｍｍピッチで５行×４列に配置した。なお、マイクロレンズは置かないものとする。
（２）ＬＥＤチップ１個あたり１００００本の光線と仮定し、２０個のＬＥＤチップで２０万本の光線とする。
（３）ＬＥＤチップ１個あたり光束１ルーメンと仮定し、２０個のＬＥＤチップの全光束を２０ルーメンとする。
（４）下記の検知器を受光面として設定する。
　　　１００ｍｍ先　　２５ｍｍ角検知器（２００×２００分割）
　リフレクターブロック５０を配置した場合と配置しない場合とで、最大照度および受光束の違いを検証したところ、下記表２の結果のとおりとなった。
［表２］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　シミュレーション結果（表２）から、図６に示す直線傾斜の反射層５２を有するリフレクターブロック５０を配置した場合は、リフレクター無の場合に比べ光束が４．８２倍も向上しているのが分かる。
＜Ｂ．配光角＞
　図７は、表２とは異なる配光角シミュレーション解析結果例を示す図である。
　図７中、（ａ）はリフレクター無しの場合、（ｂ）はリフレクターブロック５０Ａ（レンズ無し）を使用した場合、（ｃ）はリフレクターブロック５０Ｂ（レンズ有り）を使用した場合を示している。（ａ１）は（ａ）の要部拡大図、（ｂ１）は（ｂ）の要部拡大図である。解析ソフトは、ＦＲＥＤ（Ｐｈｏｔｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＬＬＣ）を使用した。
　解析の結果、受光面積２５ｍｍ角、距離１００ｍｍで（ａ）では照度が５２４，９２２（ｌｘ）、広がり角が７５°となり、（ｂ）では照度が１，５５２，１０４（ｌｘ）、広がり角が３０°（集光部（線の濃い部分）では１０°）以下となり、（ｃ）では照度が２，７３４，０６２（ｌｘ）、広がり角が３０°（集光部は（ｂ）に比べてさらに濃い）以下となった。
《第二・第三実施形態》
　図８は第二実施形態のマイクロリフレクター６１の形状示す側面模式図である。マイクロリフレクター６１は、ＬＥＤチップ４６が中心に配置される底部開口６２と、小径胴６３と、反射面（６４，６５，６６，６７）と、上部開口６８とを備えて構成される。底部開口６２の直径は１．８ｍｍであり、上部開口６８の直径は４．０ｍｍであり、底部開口６２から上部開口６８までの距離（高さ）は５．０ｍｍである。円筒状の小径胴６３は、下端が底部開口６２を構成し、上端が反射面（第一内周面６４）に連続する。
　反射面は、第一ないし第四内周面（６４，６５，６６，６７）から構成され、中心軸に対する角度を段階的に狭くしながら上方へ向けて拡径された構造を有している。すなわち、第一内周面６４は６０°、第二内周面６５は６５°、第三内周面６６は７０°、第四内周面６７は８５°で拡径しており、底部開口６２から上部開口６８に向けて中心軸に対する角度が段階的に狭くなっている。第一ないし第四内周面（６４，６５，６６，６７）は、いずれもＬＥＤチップ４６からの照射光をマイクロリフレクター６１の中心軸側に集光するよう作用する。本実施形態とは異なり、反射面を角度の異なる三つまたは五つの内周面により構成してもよく、この場合も、例えば６０°～８５°の範囲で中心軸に対する角度を段階的に狭くしながら上方へ向けて拡径された構造とする。
　図９はマイクロリフレクター６１で、光がＬＥＤチップの左端部（a）、中央（ｂ）、右端部（ｃ）から放射された場合のリフレクター効果を図示したものである。図９（ｂ）から分かるように、ＬＥＤチップの中央からの放出光線は、リフレクター６１の内周面に反射し、光線の大部分が平行光線となる。
　図１０（ａ）は、第二実施形態に係るリフレクターブロック６０の平面図である。
　矩形のリフレクターブロック６０は、４直列、５並列に縦横それぞれ４ｍｍピッチで配置された２０個のリフレクター６１を備えている。リフレクターブロック６０の構造は、第一実施形態と同様である。
　図１０（ｂ）は、第三実施形態に係るＬＥＤ光源装置７０の平面図である。
　円形のリフレクターブロック７１は、４直列、４並列に縦横それぞれ４ｍｍピッチで配置された１６個のリフレクター７２を備えている。リフレクターブロック７１の構造は、第一および第二実施形態と同様である。このＬＥＤ光源装置７０は、高さ３０ｍｍの外部リフレクター７３を備えている。外部リフレクター７３はリフレクターブロック７１を囲む内周面に反射構造を有し、上方向かって拡径された形状である。
　第二実施形態に係るリフレクターブロック６０の性能を検証すべく、リフレクターブロック６０の各開口に２０個のＬＥＤチップを配置した光源部と、当該光源部からリフレクターブロック６０を取り外した光源部について、シミュレーションを実施した。また、外部リフレクター７３を備える第三実施形態に係るＬＥＤ光源装置７０についてもシミュレーションを実施した。これらのシミュレーションは、２５ｍｍ角検知器８０を、３０ｍｍの距離に配置するとの条件で実施した。シミュレーション結果を表３に示す。
［表３］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　表３の結果から、リフレクター無の場合は受光面での光束が１３．４％しかないのに比べて、リフレクター有（内部）では７０．５％（５．２６倍）まで向上しているのが分かる。
　このように第二実施形態のリフレクターブロックであれば、レンズを用いなくても集光効果が５倍以上得られることが確認できた。また、外部リフレクター７３を備える第三実施形態に係るＬＥＤ光源装置７０によれば、さらに集光効果が得られることが確認できた。
《第四実施形態》
　図１１は第四実施形態のマイクロリフレクター９１ａ～９１ｃの形状を示す側面模式図である。第四実施形態のマイクロリフレクター９１ａ～９１ｃは、第一ないし第三実施形態と同様であり、リフレクターブロックにアレイ状に２０個配置されている（図１０（ａ）参照）。
　マイクロリフレクター９１ａ～９１ｃの性能を検証すべく、マイクロリフレクター９１ａ～９１ｃを配置した光源部と、当該光源部からマイクロリフレクター９１ａ～９１ｃを取り外した光源部について、シミュレーションを実施した。これらのシミュレーションは、２５ｍｍ角検知器を、３０ｍｍの距離に配置するとの条件で実施した。表４にシミュレーションの前提となる光源部の仕様を、表５にシミュレーションの結果を示す。
　なお、第四実施形態では、ＬＥＤチップの出力を便宜上１ｌｍとしているが、同等サイズで２５０～２６００ｌｍの出力を有するＬＥＤチップが市販されており、このＬＥＤチップを実装することにより、３個の光源からの全光束値を２０００ｌｍまたは３０００ｌｍ以上とすることが可能である。
［表４］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
［表５］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　表５の結果から、リフレクターありの場合はなしの場合と比べ５倍以上の光束（ｌｍ）を得られることが確認された。
　図１２は、第四実施形態に係るマイクロリフレクター９１ａの内周面形状を説明するための側面図である。同図中の点で示す箇所は屈曲点であり、二つの点で挟まれた箇所（内周面）は直線状となっている。すなわち、マイクロリフレクター９１ａは角度の異なる七つの内周面により反射面が構成される。
　このように、反射層を断面が直線状の多数の内周面から構成することにより、中心部分に光線密度が最も高い部分を一定面積確保することを可能としている。換言すれば、プロジェクター用光源においては、中心部分のみの光線密度を高めること（すなわち、光線密度の高い部分の面積が小さくなりすぎること）は好ましくない。この点、リフレクターの反射層を滑らかな周面（スムーズな曲面）により構成すると、光線密度の高い部分の面積が小さくなりすぎる傾向がある。
　図１３（ａ１）は第四実施形態に係るマイクロリフレクター９１ａの形状を示す側面模式図、（ｂ１）は比較例１に係るマイクロリフレクター９２の形状を示す側面模式図、（ａ２）は第四実施形態（マイクロリフレクター９１ａ）に係るＬＥＤ光源装置の指向性のシミュレーション結果であり、（ｂ２）は比較例１に係るＬＥＤ光源装置の指向性のシミュレーション結果である。
　角度の異なる断面が直線状の多数の内周面を有するマイクロリフレクター９１ａでは、（ａ２）に示すように、指向性データの先端部が潰れており、光線密度が高い部分を一定面積確保できることが分かる。
　スムーズな曲面からなる反射面を有する比較例１では、（ｂ２）に示すように、指向性データの先端が尖っており、光を中心に集中させやすい反面、光線密度が高い部分を一定面積確保することが難しいことが分かる。
　以上より、角度の異なる断面が直線状の多数の内周面を有するマイクロリフレクターの方が、スムーズな曲面からなる反射面を有するリフレクターと比べ光線の均一分布の点では優れているといえる。
　なお、マイクロリフレクター９１ｂについては、光束量、光束分布および指向性のシミュレーションを実施しており、この結果は第五実施形態の箇所で後述する。
《第五実施形態》
　第五実施形態では、１つのＬＥＤチップと１つのリフレクターを備えるＬＥＤ光源装置１００を開示する。
　図１４は、第五実施形態に係るＬＥＤ光源装置１００の平面図である。本実施形態のＬＥＤ光源装置１００は、リフレクターブロック１０１と、リフレクター１０２と、ＬＥＤチップ１０３とを備えている。
　矩形のリフレクターブロック１０１は、中心部に１個のリフレクター１０２を備えている点を除くと、基本構造は第一ないし第三実施形態と同様である。ＬＥＤチップ１０３は、大きさが３．０×３．０×０．４５ｍｍ、出力が２０ｌｍ、配向角が１５０度である。
　なお、第五実施形態では、第四実施形態と同様、便宜上出力を２０ｌｍとしているが、ＬＥＤチップを高出力のものに変えることにより３個の光源からの全光束値を２０００ｌｍまたは３０００ｌｍ以上とすることが可能である。
　図１５は、リフレクター１０２の形状を示す側面模式図である。リフレクター１０２の各寸法は、第四実施形態に係るマイクロリフレクター９１ｂの対応する各寸法の３倍である。リフレクター１０２の内周面には、第一ないし第三実施形態と同様の反射材処理が施こされている。
　第五実施形態に係るＬＥＤ光源装置１００の性能を検証すべく、シミュレーションで光線および光束を解析した。このシミュレーションでは、２５ｍｍ角検知器８０を、３０ｍｍの距離に配置するとの条件で実施した。
　第五実施形態の性能のシミュレーションに際しては、次の比較例についてのシミュレーションも同時に実施した。
［比較例２］
　比較例２は、図１６に示すように、二枚の集光レンズ１１１、１１２を備える公知のＬＥＤ光源装置１１０である。このＬＥＤ光源装置１１０は、集光レンズ１１１、１１２と、ＬＥＤチップ１１３が実装された実装基板１１４とを備えている。
　集光レンズ１１１は、両凸レンズであり、ＬＥＤチップ１１３と反対側（液晶ライトバルブ側）にある凸レンズ１１１ａと、ＬＥＤチップ１１３側にある１１１ｃと、１１１ａと１１１ｃに挟まれる円盤状の胴部１１１ｂとで構成される。凸レンズ１１１ａは、直径２７ｍｍ、厚み７．５ｍｍ、曲率は０．０５５５である。胴部１１１ｂは、直径２７ｍｍ、高さ２．５ｍｍである。凸レンズ１１１ｃは、直径２７ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、曲率は０．１８８である。集光レンズ１１１の透過率は９０％である。
　集光レンズ１１２は、平凸レンズであり、ＬＥＤチップ１１３と反対側（液晶ライトバルブ側）にある凸レンズ１１２ａとＬＥＤチップ１１３側にある胴部１１２ｂとで構成される。凸レンズ１１２ａは、直径１６ｍｍ、厚み５ｍｍ、曲率は０．１である。円筒部１１２ｂは、直径１６ｍｍ、高さ４．２ｍｍである。集光レンズ１１２の透過率は９０％である。
　集光レンズ１１２の中心下方に、３．５ｍｍ×２．８ｍ角のＬＥＤチップ１１３が配置される。ＬＥＤチップ１１３は、実装基板１１４に設けられた配線パターンと電気的に接続されている。
［比較例３］
　比較例３は、第五実施形態のＬＥＤ光源装置１００から、リフレクターブロック１０１を取り外した光源装置である（図１７（ｃ）参照）。換言すると、比較例３のＬＥＤチップは、第五実施形態と同じものであることから出力は同じ（２０ｌｍ）であるが、リフレクターブロック１０１を備えないことから広がり角および拘束の点で相違する。
［シミュレーション結果］
　以下、各ＬＥＤ光源装置についてのシミュレーションの結果を示す。図１７では、第五実施形態、比較例２および比較例３を比較し、図１８では、第五実施形態、比較例２および第四実施形態（マイクロリフレクター９１ｂ）を比較している。なお、シミュレーションによる比較のため、各ＬＥＤ光源装置の全光束は、いずれも２０ｌｍに設定した。
＜光配向＞
　図１７に、第五実施形態、比較例２および比較例３の各ＬＥＤ光源装置について行った配向角のシミュレーションの結果を示す。図１７中、（ａ）は第五実施形態に係るＬＥＤ光源装置１００、（ｂ）は比較例２に係るＬＥＤ光源装置１１０、（ｃ）は比較例３に係るＬＥＤ光源装置の結果を示している。なお、同図では、光線を見やすくするために光線数を１００本に削減した上で図示している。
　図１７（ａ）から、第五実施形態に係るＬＥＤ光源装置１００の照射光の配向角が小さく、中心部の光線密度が同図中で最も高いことが分かる。
　図１７（ｂ）から、比較例２に係るＬＥＤ光源装置１１０の照射光の配向角は図１７（ｃ）と比べると小さく、光線密度は図１７（ａ）と比べると均一に分布していることが分かる。
　図１７（ｃ）から、リフレクターを備えない比較例３では光線がランダムに広がっていることが分かる。
＜光束量および光束分布＞
　２５ｍｍ角検知器８０に到達した光束量はそれぞれ、（ａ）第五実施形態が１９．１７ｌｍ、（ｂ）比較例２が７．７６ｌｍ、（ｃ）第四実施形態（マイクロリフレクター９１ｂ）が１５．２６ｌｍであった。
　図１８に、第五実施形態、比較例２および第四実施形態（マイクロリフレクター９１ｂ）の各ＬＥＤ光源装置について行った光束量および光束分布のシミュレーションの結果を示す。図１８中、（ａ）は第五実施形態に係るＬＥＤ光源装置１００、（ｂ）は比較例２に係るＬＥＤ光源装置１１０、（ｃ）は第四実施形態（マイクロリフレクター９１ｂ）に係るＬＥＤ光源装置の結果を示している。
　図１８（ａ）から、第五実施形態に係るＬＥＤ光源装置１００は、中心部の光線密度が最も高い（最も明るい）が、別の観点からは、光束が２５ｍｍ角検知器８０の中心部に集まり、２５ｍｍ角検知器８０の周辺部が暗くなって明るさにムラが生じてしまうことが分かる。
　図１８（ｂ）から、比較例２に係るＬＥＤ光源装置１１０は、照射光の配向角は広く、光線密度は図１８（ａ）および（ｃ）と比べ広い面積に光束が分布していることが分かる。
　図１８（ｃ）から、第四実施形態（マイクロリフレクター９１ｂ）に係るＬＥＤ光源装置は、図１８（ａ）に比べ中心部の光線密度の点では劣るが、光線の均一分布の点では優れていることが分かる。特に、中心部分に光線密度が最も高い部分を一定面積確保する点において、第五実施形態および比較例２と比べて優れている。
　図１９に、第五実施形態、比較例２および第四実施形態（マイクロリフレクター９１ｂ）の各ＬＥＤ光源装置について行った指向性のシミュレーションの結果を示す。図１９（ａ）および（ｃ）では、先端がフラットになっており、均一性が良好であることが分かる。
　以上、シミュレーションの結果より、第五実施形態に係るＬＥＤ光源装置１００は、配向角が小さく光線密度が高いという特徴を持つことが分かった。第五実施形態との比較の結果、プロジェクター用光源としては第四実施形態（マイクロリフレクター９１ｂ）に係るＬＥＤ光源装置が最も評価が高いことが確認された。
《第六実施形態》
　第六実施形態のＬＥＤ光源装置１２１は、主として配線層１４３が二層から構成される点と無機系白色絶縁層１４４を備える点とで第一実施形態のＬＥＤ光源装置２１と相違する。以下では、相違点を中心に説明し、共通する構成については説明を割愛する。
　図２１を参照しながら、ＬＥＤ光源装置１２１の構成を詳細に説明する。なお、図２１は構造を説明するための模式図であり、本実施形態におけるＬＥＤチップ１４６の配置を正確に示したものではない。
　ＬＥＤ光源装置１２１は、実装基板１４１と、実装基板１４１の上面に塗布された無機系白色絶縁層１４２と、無機系白色絶縁層１４２の上面に塗布形成された配線層１４３と、無機系白色絶縁層１４４と、配線露出部１４５と、ＬＥＤチップ１４６と、透光性樹脂層１４７と、リフレクターブロック１５０とを備えている。
　実装基板１４１は、第一実施形態の実装基板４１と同じものである。
　無機系白色絶縁層１４２は、白色無機顔料を除く組成は第一実施形態と同様であるが、反射効率向上のため、白色無機顔料に酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いている。
　配線層１４３は、図２２に示すように、実装基板側に形成された第一の配線層１４３１と、第一の配線層１４３１の上に形成された第二の配線層１４３２とからなる。
　第一の配線層１４３１は、無機系白色絶縁層１４２との密着性が良好な材料（例えば、導電性樹脂組成物）からなる配線層である。より詳細には、第一の配線層１４３１は、例えば、金ペーストや、導電性フィラーとして機能する金属粒子およびバインダー樹脂を含む金属ペーストを印刷等により無機系白色絶縁層１４２上に配線パターンをなして設け、加熱することで形成される。この金属ペーストに含まれる金属粒子は、通常の印刷回路、導電膜に使用されている材料が使用されるが、最も一般的なものは銀（Ａｇ）の粒子である。金属粒子は、ナノサイズ金属粒子とミクロンサイズ金属粒子とを混合し、ミクロンサイズ金属粒子間の隅間をナノサイズ粒子が埋めることで抵抗値を下げるようにしてもよい。この金属ペーストに含まれるバインダー樹脂としては、例えば、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が開示される。第一の配線層１４３１を構成するバインダー樹脂は、多孔質の無機系白色絶縁層１４２に浸み込み、硬化することによりアンカー効果が奏される。
第二の配線層１４３２は、第一の配線層１４３１よりも低抵抗の材料からなる配線層であり、例えば、ナノサイズ銀粒子を含む銀ペーストを印刷等により第一の配線層１４３１上に同じ配線パターンをなして設け、加熱することで形成される。第二の配線層１４３２を複数層により形成してもよい。
　無機系白色絶縁層１４４は、配線層１４３の上に形成され、ＬＥＤチップ１４６からの発光を反射する反射層として機能する。無機系白色絶縁層１４４は、無機系白色絶縁層１４２と同様、白色無機顔料に酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いた白色無機インクを第二の配線層１４３２の上に塗布、焼成して形成される。ソルダーレジスト層としても機能する無機系白色絶縁層１４４は、配線露出部１４５を露出するように塗布される。配線露出部１４５は、ＬＥＤチップ１４６のマウント部分およびワイヤボンド領域である。
　ＬＥＤチップ１４６は、第一実施形態と同様のＬＥＤベアチップであるが、一方の電極が裏面に設けられる構造を有する点で相違する。第一実施形態と同様、各ＬＥＤチップ１４６は各マイクロリフレクター１５１の範囲内に収まるように配置されるが、ワイヤボンディング領域が１箇所であるため、ワイヤボンディング領域が２箇所である第一実施形態と比べ、マイクロリフレクター１５１の底部開口（および上部開口）をより小径とすることが可能である。すなわち、第六実施形態では、第一実施形態と比べＬＥＤチップ１４６の集積度を高めることが可能である。なお、両方の電極をフリップチップ接合することで、よりＬＥＤチップの集積度を高める態様については、第八実施形態で後述する。
　透光性樹脂層１４７は、第一実施形態と同様であり、透明または蛍光体が混入された樹脂層である。
　以上に説明した第六実施形態のＬＥＤ光源装置１２１によれば、第一実施形態と比べＬＥＤチップ１４６の集積度を高めること、マイクロリフレクター１５１の底部開口および上部開口をより小径とすることが可能である。ＬＥＤチップ１４６の集積度を高めた場合には絶縁層の放熱性が問題となるが、第一実施形態で述べたとおり、無機系白色絶縁層１４２は肉薄に構成することができるので、ドーナツ化現象の問題は生じない。なお、無機系白色絶縁層１４２の放熱性能を向上させるために、上述した液材（白色無機インク）に無機材料からなる高熱伝導フィラー（例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）にｎｍサイズのアルミナ膜をコートしたもの）を混入させてもよい。
　また、第六実施形態のＬＥＤ光源装置１２１によれば、配線層１４３の二層配線構造により、多孔質である無機系白色絶縁層１４４との密着性を向上させ、ＬＥＤチップ１４６の発熱による高温環境下においても長期にわたり耐久性を確保することが可能である。さらに、配線層１４３の上にも無機系白色絶縁層１４４を設けているため、ＬＥＤチップ１４６から発せられた光の反射率が高まり、光量を高めることが可能である。
《第七実施形態》
　第七実施形態のＬＥＤ光源装置２２１は、リフレクターブロック２５０が、透光性樹脂層２４７の上に配置される点で第六実施形態のＬＥＤ光源装置１２１と相違する。以下では、相違点を中心に説明し、共通する構成については説明を割愛する。
　図２３を参照しながら、ＬＥＤ光源装置２２１の構成を詳細に説明する。なお、図２３は構造を説明するための模式図であり、本実施形態におけるＬＥＤチップ２４６の配置を正確に示したものではない。
　ＬＥＤ光源装置２２１は、実装基板２４１と、実装基板２４１の上面に塗布された無機系白色絶縁層２４２と、無機系白色絶縁層２４２の上面に塗布形成された配線層２４３と、無機系白色絶縁層２４４と、ＬＥＤチップ２４６と、透光性樹脂層２４７と、ダム材２４８と、リフレクターブロック２５０とを備えている。
　実装基板２４１は、第六実施形態の実装基板１４１と同じものである。
　無機系白色絶縁層２４２は、第六実施形態の無機系白色絶縁層１４２と同じものであり、無機系白色絶縁層２４４は、第六実施形態の無機系白色絶縁層１４４と同じものである。
　配線層２４３は、第六実施形態と同様、実装基板側に形成された第一の配線層と、第一の配線層の上に形成された第二の配線層とからなる。
　ＬＥＤチップ２４６は、第六実施形態と同様のＬＥＤベアチップであるが、一方の電極が裏面に設けられる構造を有している。ワイヤボンディング領域が１箇所であるため、ワイヤボンディング領域が２箇所である第一実施形態と比べ、マイクロリフレクター１５１の底部開口（および上部開口）をより小径とすることが可能である。
　ダム材２４８は、ＬＥＤチップ２４６の実装領域の外周を囲んで形成され、例えば、白色フィラー含有樹脂により構成される。ダム材２４８の表面には光反射性が付与され、ＬＥＤチップ２４６より発された光を反射する。
　リフレクターブロック２５０は、マイクロリフレクター２５１の底部開口の中心がＬＥＤチップ２４６の中心の真上にくるように配置される。なお、図２３では、リフレクターブロック２５０が、ダム材２４８および透光性樹脂層２４７を覆うように配置されているが、透光性樹脂層２４７の上部にリフレクターブロック２５０を配置するようにしてもよい。
　第七実施形態では、マイクロリフレクター２５１が透光性樹脂層２４７の上方に配置されるため、ＬＥＤチップ２４６の配線の自由度が高く、ＬＥＤチップ２４６の集積度を高めることが可能である。すなわち、マイクロリフレクター２５１のピッチ直径とする円の範囲内（以下、「配線可能領域」という場合がある）でワイヤボンディング領域を設定できるので、ＬＥＤチップ２４６の集積度を高めることが可能である。
　マイクロリフレクター２５１の上部開口の間隔が大きくなるほど配線可能領域の直径は大きくなる。図２３の例では、配線可能領域は、マイクロリフレクター壁２５１ａの中心を通る二本の鉛直線Ａ―Ａ’の範囲となる。
　図２４（ａ）、図２５（ａ）はマイクロブロック２５０の構成例である。
　図２４（ａ）のマイクロブロック２５０は、２５個のマイクロリフレクター２５１が、縦方向に３．５ｍｍ、横方向に３．０５ｍｍのピッチで千鳥状に５×５個設けられており、外形サイズは２２×２６×ｔ４．８ｍｍである。
　図２５（ａ）のマイクロブロック２５０は、４２個のマイクロリフレクター２５１が、縦方向に３．５ｍｍ、横方向に３．０５ｍｍのピッチで千鳥状に７×６個設けられており、外形サイズは２２×２６×ｔ４．８ｍｍである。
　各マイクロリフレクター２５１は、図２４（ａ）および図２５（ａ）のいずれも同一であり、それぞれ直径１．４８ｍｍの円の底部開口および直径３．１ｍｍの円の上部開口を有している。
　図２４（ａ）のマイクロブロックの２５０場合、各配線可能領域の和は、図２４（ｂ）の斜線でハッチングした領域であり、マイクロリフレクター２５１の上部開口の和よりも広い。図２５（ａ）のマイクロブロック２５０も同様である。このように、同一形状のマイクロリフレクターが等ピッチで配置されている場合、各配線可能領域は互いに外接する同一サイズの円となる。
　ＬＥＤチップ２４６と配線層２４３の電気接続は、配線可能領域内でワイヤボンド接続によって行うことができる。ここで、ワイヤが、マイクロリフレクターの上部開口の範囲を越え、マイクロリフレクター壁の下方で電気接続されると、ワイヤが隣接するＬＥＤチップ２４６の光を遮光したりする恐れがあるため、ワイヤボンドはマイクロリフレクターの上部開口の範囲内で行うことが好ましい。言い換えれば、ＬＥＤチップ２４６と配線層２４３は、当該ＬＥＤチップ２４６が配置されるマイクロリフレクター２５１の上部開口の範囲内で結線されることが好ましく、当該ＬＥＤチップ２４６が配置されるマイクロリフレクター２５１の底部開口の範囲内で結線されることが更に好ましい。図２３の例では、二本の鉛直線Ｂ－Ｂ’の範囲がマイクロリフレクター２５１の底部開口の範囲内となる。
　第七実施形態のＬＥＤ光源装置２２１によれば、リフレクターブロック２５０が、透光性樹脂層２４７を形成した後に取り付けられるため、製造が容易となる。また、配線可能領域が広いので、マイクロリフレクター２５１を小型化・高密度化することができ、ひいてはリフレクターブロック２５０を小型化することが可能となる。
《第八実施形態》
　第八実施形態のＬＥＤ光源装置３２１は、ＬＥＤチップ３４６が、配線層３４３にフリップチップ接合される点で第六実施形態のＬＥＤ光源装置１２１と相違する。以下では、相違点を中心に説明し、共通する構成については説明を割愛する。
　図２６を参照しながら、ＬＥＤ光源装置３２１の構成を詳細に説明する。なお、図２６は構造を説明するための模式図であり、本実施形態におけるＬＥＤチップ３４６の配置を正確に示したものではない。
　ＬＥＤチップ３４６と配線層３４３は、例えば金や銀を主成分とするバンプ３４９でフリップチップ接合され、あるいは異方性導電フィルム（通称：ＡＣＦ）を用いて接続される。これにより、ワイヤボンドのための領域を必要としないため、ＬＥＤチップ３４６を高密度に実装することができる。フリップチップ接合は、例えば、メッキ等によりＬＥＤチップ３４６上にバンプ３４９を形成し、配線層３４３にマウントした後、裏面３４６Ｂ側からＬＥＤチップ３４６を熱圧着することにより行われる。
　ＬＥＤチップ３４６は上面が発光面となっているため、フリップチップ接合に用いられるバンプ３４９を補強するため、バンプ３４９の周囲にはエポキシ材料等のアンダーフィル材を用いてもよい。なお、上述のＡＣＦを用いる場合は、ＡＣＦ自体がアンダーフィル材の役割を奏するので、アンダーフィルは不要である。
　第八実施形態のＬＥＤ光源装置３２１によれば、ワイヤボンドのための領域が不要となるので、マイクロリフレクター３５１を小型化・高密度化することができ、ひいてはリフレクターブロック３５０を小型化することが可能となる。
《第九実施形態》
　第九実施形態のＬＥＤ光源装置は、ＵＶ硬化型インク硬化用やＵＶ殺菌用の紫外光を発するＬＥＤ光源装置に関する。第九実施形態のＬＥＤ光源装置は、複数のＣＯＢを複数個一列に並べて構成される。
　第九実施形態のＬＥＤ光源装置は、図２７に示す実装基板４４１にＬＥＤチップやリフレクターブロック等を実装して１つの単位光源４２１とし、図２８のようにモジュール基板４６０上に１０個の単位光源４２１ａ～ｊを並べて構成される。なお、図２８において、１０個の単位光源４２１ａ～ｊに実装したＬＥＤチップやリフレクターブロック等は省略されており、実装基板およびモジュール基板４６０のみが図示されている。
　第九実施形態のＬＥＤ光源装置に用いられる単位光源４２１は、ＬＥＤチップおよび無機系白色絶縁層に用いられる白色無機顔料と透明樹脂層を除き、第六実施形態のＬＥＤ光源装置１２１と同様の構成をなしている。以下では、相違点を中心に説明し、共通する構成については説明を割愛する。
　第九実施形態の単位光源４２１の構成を詳細に説明する。単位光源４２１の構成は図２６と同様であり、実装基板４４１と、実装基板４４１の上面に塗布された無機系白色絶縁層と、無機系白色絶縁層の上面に塗布形成された配線層と、配線層上に形成された無機系白色絶縁層と、ＬＥＤチップと、リフレクターブロックとを備えている。ダム材あるいは石英ガラス封止のための接着枠は図示していないが、これらの材料として反射材として用いているアルミナの白色無機顔料を用いても良い。また第九実施形態では第六実施形態と異なり、透明樹脂層は設け無くても良いが、チップを保護するためにモジュール全体を一括して、石英ガラス等でカバーすることが好ましい。単位光源のサイズは５０×３０ｍｍであり、モジュール基板４６０上に単位光源４２１ａ～ｊの長辺を隣り合うように１０個並べたときのサイズは５０×３００ｍｍである。
　実装基板４４１は、第六実施形態の実装基板１４１と同じものである。
　無機系白色絶縁層は、白色無機顔料を除く組成は第一実施形態と同様であるが、紫外線に対する反射率の高さから、白色無機顔料にアルミナを用いている。
　配線層は、第六実施形態の配線層１４３と同様、実装基板側に形成された第一の配線層と、第一の配線層の上に形成された第二の配線層とからなる。
　配線層上にある無機系白色絶縁層は、図２７に示す電源電極４４３１、配線露出部４４３２、４４３３を除いた領域に塗布され、第六実施形態と同様、配線層の絶縁およびＬＥＤチップからの発光を反射する反射層として機能する。
　電源電極４４３１は、外部の電源装置に接続され単位光源に電源を供給する。
　配線露出部４４３２には、ＬＥＤチップがマウントされる。第六実施形態と同様にＬＥＤチップの裏面（配線層側）に電極を設け、フリップチップ接合することによって、ＬＥＤチップと配線層を電気接続することもできる。
　配線開口部４４３３は、配線層がＬＥＤチップとワイヤボンド接続される箇所である。
　ＬＥＤチップは、第六実施形態と同様、ワイヤボンディングと裏面配線を使用するタイプのＬＥＤベアチップであり、例えば、窒化ガリウム系のＬＥＤチップであり、ＵＶ領域に発光波長を有する。詳細な発光波長の領域としては、ＵＶ硬化型インク硬化用にはＵＶ－Ａ領域、ＵＶ殺菌用にはＵＶ－Ｃ領域が開示される。具体的な波長は、例えば、ＵＶ硬化型インク硬化用として３６５ｎｍ、ＵＶ殺菌用として２６０ｎｍの波長が開示される。ＬＥＤチップの出力角度は、例えば、配向１５０°Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎである。
　ＬＥＤチップは、１つの単位光源４２１に対し、１００個実装される。１００個のＬＥＤチップは、図２７に示す配線開口部４４３２の位置に、縦３．８ｍｍ、横３ｍｍのピッチで１０×１０個の千鳥配置状に実装される。ＬＥＤチップのサイズは、１．０５×１．０５×０．１１ｍｍである。ＵＶ光源の場合は、所望の紫外線強度を実現するべく、縦５ｍｍ、横５ｍｍピッチ以下とすることが好ましく、更に好ましくは、縦４．２５ｍｍ、横３．７ｍｍピッチ以下とする。紫外線強度の観点からはピッチは狭いほど好ましいが、最終的には、縦横５ｍｍピッチ以下を満たす範囲で、リフレクターブロックの製造容易性とのトレードオフで最適なピッチを決定する。
　第九実施形態のＬＥＤ光源装置は、１０個の単位光源４２１ａ～ｊで構成されるため、用いられるＬＥＤチップの総数は１０００個である。
　リフレクターブロックは、第六実施形態のリフレクターブロック１５０と同様の構成であり、マイクロリフレクターの配列は、図２４（ａ）の５×５の千鳥状配列を１０×１０の千鳥状配列に拡張したものとなっている。マイクロリフレクターの大きさは、上部開口がφ３．９ｍｍ、底部開口がφ１．５ｍｍ、高さが３．７ｍｍである。
　リフレクターブロックに透光性樹脂層は通常は設けないが、透光性樹脂層で封入する場合は、ＵＶ領域の波長に適した蛍光体を適宜選択する。
　第九実施形態のＬＥＤ光源装置の性能を検証すべく、リフレクターブロックの有無における、受光面の紫外光の分布を求めるシミュレーションを実施した。
　解析する光線数は１つのＬＥＤチップあたり１０万本（合計で１億本）とし、受光面のサイズは２５０×５００ｍｍとした。
　ところで、紫外線照射としてのＬＥＤ光源装置に対し、下記の理由等から、受光面との距離が離れていても紫外線強度を維持したいというニーズが存在する。
（１）ＵＶ硬化型インクの硬化用途の対象である印刷紙は、大型の場合、たわみが生じやすく、受光面を離して照射する必要がある。
（２）ＵＶ殺菌用途としては、対象物に汎用性を持たせるために受光面を離して照射する必要がある。
　このため、受光面の距離を４０～８５ｍｍの間で変えた条件にてシミュレーションを実施し、紫外線強度を検証した。
　図２９は、受光面の距離が（ａ）４０ｍｍ、（ｂ）６０ｍｍ、（ｃ）８５ｍｍにおける紫外線強度分布のシミュレーションの結果である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれの表において真ん中の列は第九実施形態のＬＥＤ光源装置からリフレクターブロックを除いたモデル（表中、「リフレクタなし」と記載）の結果を、右側の列は第九実施形態のＬＥＤ光源装置のモデル（表中、「リフレクタあり」と記載）の結果を示す。結果の項目は、受光面における紫外線強度分布（表中、「面分布」と記載）、受光面の中心線に沿った紫外線強度のプロット（表中、「断面」と記載）、受光面全体の照度（表中、「照度」と記載）である。
　（ａ）の「面分布」と「断面」の行を見ると分かるように、リフレクターブロックがある場合は、ない場合に比べて紫外線が受光面中心に集中し、紫外線の分布が狭くなり、ピークが２倍程度になっていることが分かる。
　リフレクターブロックがある場合、ない場合に比べて紫外線が受光面中心に集中し、紫外線の分布が狭くなる傾向は（ｂ）、（ｃ）においても同様であった。
　リフレクターブロックがない場合に対するリフレクターブロックがある場合のピークの比率は、（ｂ）が２．２倍程度、（ｃ）が２．５倍程度であった。
　（ａ）～（ｃ）のシミュレーション結果から、リフレクターブロックがある場合では、リフレクターブロックがない場合に対して、紫外線の分布が狭くなり、２～２．５倍のピーク強度が得られることが確認された。また、受光面の距離が長くなるほど、リフレクターブロックがない場合に対するリフレクターブロックがある場合のピーク強度の比率は大きくなることが確認された。
　第九実施形態のＬＥＤ光源装置によれば、リフレクターブロックを用いているため、光源と受光面の距離が離れていても紫外線強度を維持することができ、光源から離して使用するＵＶ硬化やＵＶ殺菌の用途に適しているといえる。
　以上、本開示にて幾つかの実施形態を単に例示として詳細に説明したが、本発明の新規な教示及び有利な効果から実質的に逸脱せずに、その実施の形態には多くの改変例が可能である。
　本発明のＬＥＤ光源装置は、遠くまで出力を有効に使いたい赤外線照明（例えば、赤外線カメラ用）、ＵＶ印刷／ＵＶ硬化／ＵＶ露光用光源、ヘッドランプに好適である。特に離れた対象物に、より多くの出力を与えたい赤外線照明やＵＶ硬化（紫外線硬化型シート等の効果作業等）の用途において効果が大きい（これらのモジュール構成については、第九実施形態を参照）。
　更に、赤外線照明で本モジュールを適用した場合は、今まで実現できなかった高出力で小型化（ハンディ）も可能となり、個人ユースのセキュリティ装置（例えば、携帯電話に簡単に取り付け、暗闇での周囲の観察チェックが可能となる）や、車載取付用としての利用も可能になる。
２１：ＬＥＤ光源装置、２２：コリメーターレンズ、２３：液晶ライトバルブ、３１：ダイクロイックプリズム、３２：投射光学系、４１：実装基板、４２：無機系白色絶縁層（基板反射層）
４３：配線層、４４：絶縁層、４５：載置部、４６：ＬＥＤチップ、４７：透光性樹脂層、４８：マイクロレンズ、５０：リフレクターブロック、５１：マイクロリフレクター、５２：反射層（反射面）、５３：外枠部、５４：仕切枠、６０：リフレクターブロック、６１：マイクロリフレクター、６２：底部開口、６３：小径胴部、６４：第一内周面、６５：第二内周面、６６：第三内周面、６７：第四内周面、６８：上部開口、７１：ＬＥＤ光源装置、７２：リフレクターブロック、７３：マイクロリフレクター、７４：外部リフレクター、８０：２５ｍｍ角検知器、９１：マイクロリフレクター（第四実施形態）、９２：マイクロリフレクター（比較例１）、１００：リフレクター、１１０：公知のＬＥＤ光源装置、１１１：集光レンズ、１１１ａ：凸レンズ、１１１ｂ：胴部、１１１ｃ：凸レンズ、１１２：集光レンズ、１１２ａ：凸レンズ、１１２ｂ：胴部、１１３：ＬＥＤチップ、１１４：実装基板、１２１：ＬＥＤ光源装置、１４１：実装基板、１４２：無機系白色絶縁層（基板反射層）、１４３：配線層、１４３１：第一の配線層、１４３２：第二の配線層、１４４：絶縁層、１４６：ＬＥＤチップ、１４７：透光性樹脂層、１５０：リフレクターブロック、１５１：マイクロリフレクター、２２１：ＬＥＤ光源装置、２４１：実装基板、２４２：無機系白色絶縁層（基板反射層）、２４３：配線層、２４４：絶縁層、２４６：ＬＥＤチップ、２４７：透光性樹脂層、２４８：ダム材、２５０：リフレクターブロック、２５１：マイクロリフレクター、２５１ａ：マイクロリフレクター壁、３２１：ＬＥＤ光源装置、３４１：実装基板、３４２：無機系白色絶縁層（基板反射層）、３４３：配線層、３４４：絶縁層、３４６：ＬＥＤチップ、３４６Ａ：表面、３４６Ｂ：裏面、３４７：透光性樹脂層、３４９：バンプ、３５０：リフレクターブロック、３５１：マイクロリフレクター、４４１：実装基板、４２１：単位光源、４２１ａ～ｊ：単位光源、４６０：モジュール基板、Ｌ：投射光


 

Claims (21)

  1. 　少なくとも表面が金属である実装基板と、
    　前記実装基板の表面に形成された第一の絶縁層と、
    　前記第一の絶縁層の上層として形成された配線層と、
    　実装基板上にマトリックス状に表面実装された、同一仕様である多数個のＬＥＤチップと、を備えたＬＥＤ光源装置において、
    　前記ＬＥＤチップと同数のマイクロリフレクターを有するリフレクターブロックを備え、
    　前記マイクロリフレクターが、底部開口と底部開口よりも大径の上部開口とを有し、
    　前記配線層が、前記絶縁層に染み込み硬化する樹脂および金属粉末を含有する金属ペーストを塗布し、加熱して形成される第一の導電層と、第一の導電層の上面に形成される第一の導電層よりも低抵抗の第二の導電層とを備えて構成されることを特徴とするＬＥＤ光源装置。
  2. 　前記配線層の上層として反射層として機能する第二の絶縁層が、前記配線層を露出させる露出部を残すように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源装置。
  3. 　前記第一の絶縁層が、ナノ粒子化されたＳｉＯ２及び白色無機顔料を含む液材を塗布し、１６０～２５０℃で加熱してなる多孔質の無機系白色絶縁層により構成されることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ光源装置。
  4. 　前記第二の絶縁層が、ナノ粒子化されたＳｉＯ２及び白色無機顔料を含む液材を塗布し、１６０～２５０℃で加熱してなる多孔質の無機系白色絶縁層により構成されることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ光源装置。
  5. 　前記マイクロリフレクターの上部開口が、底部開口に対し７０～８５°で拡径されており、底部開口と上部開口との距離が４～８ｍｍであることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
  6. 　前記マイクロリフレクターが千鳥配置されており、各マイクロリフレクターの中心間の間隔が前記上部開口の直径よりも小さいこと、かつ、前記上部開口が相互に重なり合わないことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ光源装置。
  7. 　前記ＬＥＤチップが、当該ＬＥＤチップが配置される前記マイクロリフレクターのピッチ上部開口の範囲内で前記開口部を介して前記配線層と結線されることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ光源装置。
  8. 　配光角度が３０度以下であり、全光束値が５００ルーメン以上であり、かつ、プロジェクター用であることを特徴とする請求項２ないし７のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
  9. 　前記ＬＥＤチップの上面視形状が実質正方形であり、最大定格電流３００ｍＡ以上であることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ光源装置。
  10. 　前記リフレクターブロックが一体成形された樹脂材料により構成され、
    　前記マイクロリフレクターの内周面に、金属材料からなる反射層が形成されていることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ光源装置。
  11. 　前記リフレクターブロックの心材に金属、外周部に樹脂が一体成形され、前記マイクロリフレクターの内周面に、金属材料からなる反射層が形成されていることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ光源装置。
  12. 　前記マイクロリフレクターが、上部開口と、前記ＬＥＤチップが近傍に配置される底部開口と、反射面とを備え、
    　前記反射面が、底部開口側に位置し、前記ＬＥＤチップからの照射光を中心軸側に集光するよう作用する第一の内周面と、第一の内周面よりも上部開口側に位置し且つ中心軸に対する角度が狭い第二の内周面と、第二の内周面よりも上部開口側に位置し且つ中心軸に対する角度が狭い第三の内周面とを備えて構成されることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
  13. 　前記各内周面の断面形状が、直線状であることを特徴とする請求項１２に記載のＬＥＤ光源装置。
  14. 　赤色光用ＬＥＤ光源装置と、前記赤色光用ＬＥＤ光源装置から射出される光を変調する赤色光用透過型液晶パネルと、
    　緑色光用ＬＥＤ光源装置と、前記緑色光用ＬＥＤ光源装置から射出される光を変調する緑色光用透過型液晶パネルと、
    　青色光用ＬＥＤ光源装置と、前記赤色光用ＬＥＤ光源装置から射出される光を変調する赤色光用透過型液晶パネルと、
    　赤色光、緑色光および青色光を合成するダイクロイックプリズムと、
    　ダイクロイックプリズムからの合成光を投写する投写光学系と、を備えたプロジェクターにおいて、
    　前記赤色光用ＬＥＤ光源装置、前記緑色光用ＬＥＤ光源装置および前記青色光用ＬＥＤ光源装置が、請求項２ないし１３のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置により構成されることを特徴とするプロジェクター。
  15. 　前記赤色光用ＬＥＤ光源装置、前記緑色光用ＬＥＤ光源装置および前記青色光用ＬＥＤ光源装置の全光束値が、２０００ルーメン以上であることを特徴とする請求項１２に記載のプロジェクター。
  16. 　前記マイクロリフレクターが構成する照射面が、前記各液晶パネルと比べ一回り大きく構成されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載のプロジェクター。
  17. 　前記多数個のＬＥＤチップが、紫外光を発光することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
  18. 　請求項１７に記載のＬＥＤ光源装置を複数個連設してなる光源を有するＵＶインク硬化用装置。
  19. 　請求項１７に記載のＬＥＤ光源装置を複数個連設してなる光源を有するＵＶ殺菌用装置。
  20. 　前記多数個のＬＥＤチップが、赤外光を発光することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置。
  21. 　請求項１ないし１３のいずれかに記載のＬＥＤ光源装置に用いられるリフレクターブロック。


     
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018139206A (ja) * 2017-02-24 2018-09-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源ユニット及びそれを備える照明器具
JP2019050326A (ja) * 2017-09-12 2019-03-28 株式会社フーマイスターエレクトロニクス プロジェクター用等の指向性を有するｌｅｄ光源装置
JP2019125683A (ja) * 2018-01-16 2019-07-25 東芝マテリアル株式会社 Ｌｅｄモジュール
WO2020054246A1 (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 スタンレー電気株式会社 流体殺菌装置
WO2020075828A1 (ja) * 2018-10-12 2020-04-16 株式会社エンプラス 紫外線照射ユニット及び紫外線殺菌装置
WO2021249668A1 (de) * 2020-06-11 2021-12-16 Smart United Holding Gmbh Leuchte und system mit wandartigen strahlungsfeldern zur verhinderung oder minimierung der verbreitung von krankheitserregern in raumluft
EP3944346A1 (en) * 2020-07-22 2022-01-26 InnoLux Corporation Method of manufacturing a light emitting device
WO2022054298A1 (ja) * 2020-09-09 2022-03-17 ｉｎｅｏｖａ株式会社 ウイルス及び細菌の殺菌装置
JP2022045862A (ja) * 2020-09-09 2022-03-22 ｉｎｅｏｖａ株式会社 ウイルス及び細菌の殺菌装置
CN115291462A (zh) * 2019-01-25 2022-11-04 深圳光峰科技股份有限公司 显示设备
US20240216569A1 (en) * 2020-08-13 2024-07-04 Seoul Viosys Co., Ltd. Sterilization apparatus

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6900603B2 (ja) * 2018-10-12 2021-07-07 株式会社Ｕｓｋテクノロジー 光源装置
JP6931167B2 (ja) * 2019-04-25 2021-09-01 日亜化学工業株式会社 発光モジュール
JP7282620B2 (ja) * 2019-07-04 2023-05-29 シャープ福山レーザー株式会社 画像表示素子
JP7165267B2 (ja) * 2019-07-12 2022-11-02 シャープＮｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 光源装置、プロジェクター及び光強度分布均一化方法
JP7392426B2 (ja) * 2019-11-28 2023-12-06 セイコーエプソン株式会社 発光装置およびプロジェクター
WO2022231030A1 (ko) * 2021-04-29 2022-11-03 엘지전자 주식회사 영상 투사 장치

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54104027A (en) * 1978-01-31 1979-08-15 Matsushita Electric Works Ltd Manufacturing of rain trough
JPS5759726A (en) * 1980-09-27 1982-04-10 Ishida Sangyo Kk Strip plate for forming pipe, method and apparatus for preparing the same
JPS62263037A (ja) * 1986-05-12 1987-11-16 Toyota Motor Corp 長繊維強化樹脂製ステアリングホイ−ル芯の製造方法
JPH0685331A (ja) * 1992-09-02 1994-03-25 Akio Hoga 投光装置
JPH0736459U (ja) * 1993-12-20 1995-07-04 株式会社小糸製作所 発光ダイオード
JP2000269551A (ja) * 1999-03-18 2000-09-29 Rohm Co Ltd チップ型発光装置
JP2005166941A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光装置およびその製造方法、並びにその発光装置を用いた照明モジュールと照明装置
JP2006074007A (ja) * 2004-08-06 2006-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光光源、発光光源の製造方法、照明装置及び表示装置
JP2006295079A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Tdk Corp 発光装置
JP2009177098A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Panasonic Electric Works Co Ltd 紫外光発光装置
JP2012155049A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Seiko Epson Corp プロジェクター及びプロジェクターの光源制御方法
WO2013018783A1 (ja) * 2011-08-01 2013-02-07 株式会社Ｓｔｅｑ 半導体装置及びその製造方法
JP2014216527A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 京セラ株式会社 光照射モジュールおよび印刷装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9048404B2 (en) * 2009-07-06 2015-06-02 Zhuo Sun Thin flat solid state light source module

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54104027A (en) * 1978-01-31 1979-08-15 Matsushita Electric Works Ltd Manufacturing of rain trough
JPS5759726A (en) * 1980-09-27 1982-04-10 Ishida Sangyo Kk Strip plate for forming pipe, method and apparatus for preparing the same
JPS62263037A (ja) * 1986-05-12 1987-11-16 Toyota Motor Corp 長繊維強化樹脂製ステアリングホイ−ル芯の製造方法
JPH0685331A (ja) * 1992-09-02 1994-03-25 Akio Hoga 投光装置
JPH0736459U (ja) * 1993-12-20 1995-07-04 株式会社小糸製作所 発光ダイオード
JP2000269551A (ja) * 1999-03-18 2000-09-29 Rohm Co Ltd チップ型発光装置
JP2005166941A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光装置およびその製造方法、並びにその発光装置を用いた照明モジュールと照明装置
JP2006074007A (ja) * 2004-08-06 2006-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光光源、発光光源の製造方法、照明装置及び表示装置
JP2006295079A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Tdk Corp 発光装置
JP2009177098A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Panasonic Electric Works Co Ltd 紫外光発光装置
JP2012155049A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Seiko Epson Corp プロジェクター及びプロジェクターの光源制御方法
WO2013018783A1 (ja) * 2011-08-01 2013-02-07 株式会社Ｓｔｅｑ 半導体装置及びその製造方法
JP2014216527A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 京セラ株式会社 光照射モジュールおよび印刷装置

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018139206A (ja) * 2017-02-24 2018-09-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源ユニット及びそれを備える照明器具
JP2019050326A (ja) * 2017-09-12 2019-03-28 株式会社フーマイスターエレクトロニクス プロジェクター用等の指向性を有するｌｅｄ光源装置
JP2019125683A (ja) * 2018-01-16 2019-07-25 東芝マテリアル株式会社 Ｌｅｄモジュール
WO2020054246A1 (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 スタンレー電気株式会社 流体殺菌装置
WO2020075828A1 (ja) * 2018-10-12 2020-04-16 株式会社エンプラス 紫外線照射ユニット及び紫外線殺菌装置
CN115291462B (zh) * 2019-01-25 2023-07-07 深圳光峰科技股份有限公司 显示设备
CN115291462A (zh) * 2019-01-25 2022-11-04 深圳光峰科技股份有限公司 显示设备
AU2021286757B2 (en) * 2020-06-11 2024-04-11 Smart United Holding Gmbh Lamp and system with wall-type radiation fields for preventing or minimising the spread of pathogens in indoor air
JP7563783B2 (ja) 2020-06-11 2024-10-08 スマート ユナイテッド ホールディング ゲーエムベーハー 室内空気での病原体の蔓延を防止または最小化するための壁状の放射線場を有する照明器具およびシステム
CN115776900A (zh) * 2020-06-11 2023-03-10 斯玛特联合控股有限公司 灯和具有墙状光照区的用于防止或最小化室内空气中的病原体传播的系统
WO2021249668A1 (de) * 2020-06-11 2021-12-16 Smart United Holding Gmbh Leuchte und system mit wandartigen strahlungsfeldern zur verhinderung oder minimierung der verbreitung von krankheitserregern in raumluft
JP2023532625A (ja) * 2020-06-11 2023-07-31 スマート ユナイテッド ホールディング ゲーエムベーハー 室内空気での病原体の蔓延を防止または最小化するための壁状の放射線場を有する照明器具およびシステム
EP4593562A3 (en) * 2020-07-22 2025-10-29 InnoLux Corporation Method of manufacturing a light emitting device
EP3944346A1 (en) * 2020-07-22 2022-01-26 InnoLux Corporation Method of manufacturing a light emitting device
US20240216569A1 (en) * 2020-08-13 2024-07-04 Seoul Viosys Co., Ltd. Sterilization apparatus
US12458726B2 (en) * 2020-08-13 2025-11-04 Seoul Viosys Co., Ltd. Sterilization apparatus
JP7150285B2 (ja) 2020-09-09 2022-10-11 ｉｎｅｏｖａ株式会社 ウイルス及び細菌の殺菌装置
JP2022045862A (ja) * 2020-09-09 2022-03-22 ｉｎｅｏｖａ株式会社 ウイルス及び細菌の殺菌装置
WO2022054298A1 (ja) * 2020-09-09 2022-03-17 ｉｎｅｏｖａ株式会社 ウイルス及び細菌の殺菌装置

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Publication number Publication date
JP6735072B2 (ja) 2020-08-05
JP2016105450A (ja) 2016-06-09

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