JP2005101296A - Device, module, and lighting apparatus of variable color light emitting diode - Google Patents

Device, module, and lighting apparatus of variable color light emitting diode Download PDF

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Takushi Noguchi
Ryo Suzuki
卓志 野口
量 鈴木
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オスラム・メルコ株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a variable color light emitting diode device capable of changing color temperature by only varying one parameter and making the adjustment to bring the radiation close to blackbody radiation unnecessary wherein only two kinds of LED chips and thus two systems of wiring/control circuits are used.
SOLUTION: In the variable color light emitting diode device a monochromatic light emitting portion consisting of an LED for monochromatically emitting light, and a white light emitting portion including another LED chip, are so wired and arranged that their respective light emissions can independently be controlled.
COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、主に照明に利用する異なる発光色を持つ複数の発光ダイオードチップを、独立に配線してモールドした可変色発光ダイオード素子及びそれを用いた可変色発光ダイオードモジュール及び可変色発光ダイオード照明器具に関するものである。 This invention mainly a plurality of LED chips having different light emission colors used for illumination, a color variable light emitting diode element is molded to wire the independent and variable color light emitting diode module and a color variable light-emitting diode illuminating using the same the present invention relates to equipment.

図11、12は、例えば特許文献1又は特許文献2に開示されている異なる発光色を持つ複数の発光ダイオード(以下、LED)チップを独立に配線し、一体にしてモールドした従来の可変色LED素子の平面図である。 11 and 12, for example, a plurality of light emitting diodes having different emission colors disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2 (hereinafter, LED) wired to independently chips, conventional variable color LED that is molded so as to be integrated it is a plan view of the device. 図に示すように、赤LEDチップ1、緑LEDチップ2、青色LEDチップ3が一つの素子4として容器5内に透明なエポキシ樹脂6でモールドされている。 As shown in the figure, the red LED chips 1 are molded green LED chip 2, the blue LED chip 3 transparent is the container 5 as a single element 4 epoxy resin 6. 各LEDチップは、それぞれ一方の極を共通パターン11を介して共通端子7に接続すると共に、他方の極を別々の端子8、9、10に接続してある。 Each LED chip is configured to connect to the common terminal 7, respectively one pole through the common pattern 11, is connected to the other pole to separate terminals 8, 9 and 10.

共通端子7と接続する側を例えばマイナス側になるようにLEDチップを接続してある場合、他方の各LEDのプラス側端子8、9、10に、別々に電流を制御した電源系(図示せず)に接続すると発光が得られ、さらに各々に流れる電流に対して、その電流値を制御あるいはパルス幅制御することにより、各々の発光を別々に制御して広い範囲の色を自由に作り出すことができる。 If you have a side connected to the common terminal 7 connects the LED chip so as for example to the negative side, the other positive terminal 8, 9, 10 of each LED, separately current controlled power supply system (shown not) to connect the light-emitting is obtained, with respect to the current further flows in each, by controlling or controlled pulse width and the current value, freely create that color of a wide range by controlling the respective light emission separately can. この例では赤、緑、青の3原色を用いているため、人間が識別できるほとんどの色を再現できる。 In this example red, green, due to the use of the three primary colors of blue, human beings can be reproduced most of the colors that can be identified.

尚、上記特許文献1等ではエポキシ樹脂に光分散剤を入れて異なるLEDチップからの光を混合している。 In the above Patent Document 1 or the like by mixing the light from the different LED chips put light dispersing agent in the epoxy resin. 図11、12の従来の可変色LED素子においては、前面にレンズを持たない広配光型であるため必ずしもその必要はないが、より均質な光を必要とする場合、光分散剤をエポキシ樹脂に入れても良い。 In the conventional variable color LED elements 11 and 12, not necessarily therefore an wide light distribution type with no lens in front, but if you need a more homogeneous light, epoxy resin light dispersing agent it may be put in.
特許第2790237号公報 Patent No. 2790237 Publication 特許第2822819号公報 Patent No. 2822819 Publication

一方、一般照明の分野、特に家庭用照明においては、現在主流である蛍光ランプや白熱電球に対して、雰囲気にあわせ一つの光源で色温度を変えることができるようにという要望が強い。 On the other hand, general lighting field of, in particular, lighting for home, the fluorescent lamp or incandescent lamp is mainstream, demand to be able to change the color temperature in one of the light sources match the atmosphere is strong. 一般照明用としては黒体輻射に近い範囲内で、且つ、色温度2700K〜8000Kの間での変化が求められ、例えば、落ち着いた雰囲気を作りたい場合は色温度が低い3000K、生き生きとした雰囲気を演出したい場合は色温度が高い7000Kといったような具合である。 Atmosphere The for general lighting in the range close to the black body radiation, and the change between the color temperature 2700K~8000K is determined, for example, the color temperature if you want to create a calm atmosphere is low 3000K, were alive the color temperature If you want to produce a is a condition such as high 7000K. 即ち、光源色を変化させたいとはいえ、かなり狭い範囲であり、例えば、赤、黄、緑、青など原色あるいは単色に近い光源色は必要がなく、逆にこの範囲からはずれると奇異な雰囲気、場合によっては不快な雰囲気になる。 That is, although like to change the light source color, a fairly narrow range, for example, red, yellow, green, light source color close to the primary colors or a single color such as blue not necessary, paradoxical atmosphere Conversely, if out of this range , become unpleasant atmosphere in some cases.

図11、12の従来の可変色LED素子のように3原色を用いた場合、この一般照明用に適する範囲内にするために、赤/緑と青/緑の2個の比率をある範囲に調整しなければならない。 When using the three primary colors as in the conventional variable color LED elements 11 and 12, in order to in a range suitable for the general lighting, the range of the two ratios of the red / green and blue / green It must be adjusted. また、3種類のLED素子を独立に制御しなければならないため3系統の配線が必要であり、また制御回路も3系統必要である。 Moreover, it requires three lines of wiring for must be controlled three LED elements independently, and the control circuit is also necessary three systems. このように従来の可変色LED素子においては、素子自身の回路構成、これを制御するための回路構成、制御方法も複雑になるという問題点があった。 In this way conventional variable color LED elements, the circuit construction of the element itself, the circuit configuration for controlling this control method has a problem that becomes complicated.

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、LEDチップを2種類のみとし、これにより、配線・制御回路も2系統とし、さらに、1個のパラメータを動かすだけで、色温度を変えることができ、黒体輻射に近づけるという調整が必要ない可変色発光ダイオード素子及び可変色発光ダイオードモジュール及び可変色発光ダイオード照明器具を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, an LED chip and two only, thereby, the wiring and control circuits and two systems, further only move one parameter , you can change the color temperature, and to obtain a color variable light-emitting diode element and a variable color light emitting diode module and a variable color light emitting diode lighting apparatus is not required adjustments that close to blackbody radiation.

この発明に係る可変色発光ダイオード素子は、単色に発光するLEDチップからなる単色発光部分と、別のLEDチップを含む白色発光部分とを、それぞれ独立に発光を制御できるように配線、配置したことを特徴とする。 Color variable light-emitting diode element according to the present invention, the monochromatic light emission portion comprising an LED chip that emits light in a single color, and a white light emitting portion including a separate LED chips, the wiring to be able to control independently emission and placed the features.

また、この発明に係る可変色発光ダイオード素子は、白色発光部分は、青色に発光する青色LEDチップと、黄色に発光する蛍光体と、を備えたことを特徴とする。 The variable color light emitting diode device according to the present invention, the white light-emitting portion, characterized by comprising a blue LED chip that emits blue light, a phosphor emitting yellow, the.

また、この発明に係る可変色発光ダイオード素子は、黄色に発光する蛍光体を分散した第1の樹脂を青色LEDチップを覆うように設け、さらに、第1の樹脂と単色発光部分も含めて全体を透明な第2の樹脂で覆いモールドすることを特徴とする。 The variable color light emitting diode device according to the present invention, the entire first resin containing dispersed phosphor that emits yellow light provided so as to cover the blue LED chip, further, including a first resin and monochromatic light emitting portion the wherein the molding is covered with a second transparent resin.

また、この発明に係る可変色発光ダイオード素子は、単色発光部分の発光の主波長を575〜590mmの黄色またはオレンジ色とし、白色発光部分の色温度を5000〜9000Kの高色温度としたことを特徴とする。 Further, the color variable light emitting diode device according to the present invention, the dominant wavelength of the emission of a monochromatic light emitting portion as a yellow or orange 575~590Mm, and the color temperature of the white light emitting portion and a high color temperature of 5000~9000K and features.

また、この発明に係る可変色発光ダイオード素子は、単色発光部分の発光の主波長を470〜485mmの青色とし、白色発光部分の色温度を2700〜5000Kの低色温度としたことを特徴とする。 The variable color light emitting diode device according to the present invention, the dominant wavelength of the emission of a monochromatic light emitting portion and blue 470~485Mm, characterized in that the color temperature of the white light emitting portion and a low color temperature of 2700~5000K .

また、この発明に係る可変色発光ダイオード素子は、LEDチップを含む第1の白色発光部分と、LEDチップを含み第1の白色発光部分とは発光色の相関色温度が2000K以上低い第2の白色発光部分とを備え、この2種類の白色発光部分をそれぞれ独立に発光を制御できるように配線してモールドすることを特徴とする。 The variable color light emitting diode device according to the present invention includes a first white light-emitting part including the LED chip, the first comprises an LED chip white light-emitting portion and the correlated color temperature of emission color is lower second or 2000K is and a white light-emitting portion, characterized in that the mold with wire to be able to control light emission the two white light emitting portion independently.

また、この発明に係る可変色発光ダイオード素子は、白色発光部分の発光色のDUV(JIS Z 8725)を−6以上6以下としたことを特徴とする。 The variable color light emitting diode device according to the invention is characterized in that the white light-emitting part of the luminous color of the DUV the (JIS Z 8725) and -6 to 6.

この発明に係る可変色発光ダイオードモジュールは、請求項1〜7の何れかに記載の可変色発光ダイオード素子を用いたことを特徴とする。 Color variable light emitting diode module according to the invention is characterized by using the variable color light emitting diode device according to any one of claims 1 to 7.

また、この発明に係る可変色発光ダイオードモジュールは、可変色発光ダイオード素子に含まれるLEDチップの一方の端子を共通としたことを特徴とする。 Furthermore, the variable color light emitting diode module according to the invention is characterized in that the one terminal of the LED chips included in the color variable light emitting diode elements and the common.

また、この発明に係る可変色発光ダイオードモジュールは、可変色発光ダイオード素子に含まれるそれぞれのLEDチップのプラスとマイナスの端子を全て独立としたことを特徴とする。 Furthermore, the variable color light emitting diode module according to the invention is characterized in that all independent positive and negative terminals of each of the LED chips included in the color variable light emitting diode element.

この発明に係る可変色発光ダイオード照明器具は、請求項8〜10の何れかに記載の可変色発光ダイオードモジュールを用いたことを特徴とする。 Color variable light-emitting diode lighting apparatus according to the invention is characterized by using the variable color light emitting diode module according to any one of claims 8-10.

この発明に係る可変色発光ダイオード素子は、単色に発光するLEDチップからなる単色発光部分と、別のLEDチップを含む白色発光部分とを、独立に発光を制御できるように配線し、配置してモールドすることによって、2種類の発光部分を制御する2種類の信号の比率を変化させるだけでよく、しかもこの比率の広い範囲で一般照明に適した発光色となる可変色LED素子を得ることができる。 Color variable light-emitting diode element according to the present invention, a single color light emission portion comprising an LED chip that emits light in a single color, and a white light emitting portion including a separate LED chips, and wires to be able to control light emission independently arranged to by molding two types of light-emitting parts well with only changing the ratio of control to the two types of signals, moreover be obtained variable color LED element as an emission color that is suitable for general lighting in a wide range of the ratio it can.

また、LEDチップを含む第1の白色発光部分と、LEDチップを含み、第1の白色部分とは発光色の相関色温度が2000K以上低い第2の白色発光部分とを具備し、この2種類の白色発光部分を独立に発光を制御できるように配線してモールドすることにより、同様に、2種類の発光部分を制御する2種類の信号の比率を変化させるだけでよく、しかもこの比率の広い範囲で一般照明に適した発光色となる可変色LED素子を得ることができる。 Further, the first white light-emitting part including the LED chip includes an LED chip, the first white part correlated color temperature of emission color; and a lower second white light-emitting portion above 2000 K, the two by molding with the wiring so that the white light-emitting portion of the can be controlled independently of emission, likewise need only vary the two signals proportion of controlling the two types of light-emitting portions, yet wide this ratio the emission color which is suitable for general lighting range can be obtained variable color LED elements.

さらに、この可変色LED素子を用いて、可変色LEDモジュールさらに可変色LED照明器具にすることによって、簡単な構成で発光色を変えられる可変色LEDモジュールあるいは可変色LED照明器具を得ることができる。 Further, by using the variable color LED elements, by the variable color LED module further variable color LED lighting apparatus, it is possible to obtain a variable color LED module or variable color LED lighting apparatus can change the emission color with a simple structure .

実施の形態1. The first embodiment.
図1、2は実施の形態1を示す図で、図1は可変色LED素子の平面図、図2は可変色LED素子の正面図である。 Figure 2 is a diagram showing a first embodiment, FIG. 1 is a plan view of a variable color LED element, FIG. 2 is a front view of a variable color LED elements. 図において、単色発光部分21は、黄色あるいはオレンジ色、例えば、主波長が略575nmから590nmであるLEDチップである。 In the figure, a single color light-emitting portion 21, yellow or orange, for example, the main wavelength is an LED chip is 590nm from approximately 575 nm. 白色発光部分22は、この場合、青色LEDチップ23と、これを覆うように設けたエポキシ樹脂に黄色蛍光体を分散させた第1の樹脂層24とからなる。 White light emitting portion 22, in this case, consists of a blue LED chip 23, the first resin layer 24 that has a yellow phosphor dispersed in the provided epoxy resin so as to cover it.

各LEDチップは、それぞれ一方の極である底面を、基板25の導通部分である共通パターン11を介して共通端子7に固定・接続するとともに、各LEDチップのそれぞれ上面にあるもう一方の極を別々の端子8、9にボンディングによって接続してある。 Each LED chip, a bottom surface respectively one pole, is fixed, connected to the common terminal 7 via the common pattern 11 is a conductive portion of the substrate 25, the other pole in the respective upper surfaces of the LED chip It is connected by bonding to a separate terminal 8,9. さらに、上面全体を第2の樹脂層26でモールドしている。 Further molded the entire top surface in the second resin layer 26. なお、黄色蛍光体は、一例ではCeを付活したイットリウムアルミネート蛍光体である。 Incidentally, the yellow phosphor is in one example an yttrium aluminate phosphor activated with Ce. また、楕円筒27によって第1の樹脂層の高さをそろえ再現性良く形成する。 The first align the height of the resin layer is formed with good reproducibility by elliptic cylinder 27.

共通端子7と接続する側を例えばマイナス側になるようにLEDチップを接続してある場合、もう一方の各LEDのプラス側端子8、9に、別々に電流を制御した電源系(図示せず)に接続すると発光が得られ、さらに各々に流れる電流に対して、その電流値を制御あるいはパルス幅制御することにより、x,y色度座標において単色発光部分単独の発光のx,y色度座標と白色発光部分22単独の発光のx,y色度座標を結ぶ線分上の任意の光源色を得ることができる。 If you have a side connected to the common terminal 7 connects the LED chip so as for example to the negative side, the other positive terminal 8 and 9 of each LED, not separately current controlled power supply system (not ) to connect the light emitting is obtained, with respect to the current further flows in each, by controlling or pulse width controlling the current value, x, in y chromaticity coordinates of the single color emission portion alone of the light emitting x, y chromaticity coordinates and the white light emitting portion 22 alone of the emission of x, it is possible to obtain an arbitrary light-source color on a line segment connecting the y chromaticity coordinate.

白色発光部分22は、相関色温度を略5000Kから9000Kとするが、一例では約6000Kとし、DUVを−2.4とするとともに、単色発光部分21のLEDチップの主波長を585nmで、半値幅が20nmのものとした。 White light emitting portion 22 is a 9000K correlated color temperature from approximately 5000K, in one example was about 6000K, while the DUV and -2.4, the dominant wavelength of the LED chips of monochromatic light emitting portion 21 at 585 nm, half width There were of 20nm. この2種類の発光部分の発光エネルギーの比率を上述のように変更したが、その結果を図3に示す。 While the ratio of the emission energy of the two types of light-emitting parts were changed as described above, and the results are shown in Figure 3. この例では約6000Kから約3000Kまで変化さえることができる。 In this example it is possible to feel more alert vary from about 6000K to about 3000K.

DUVの許容範囲について調べるため、居間を再現し、相関色温度を2600Kから9000Kの間で、DUVを変化させ、被験者による照明空間としての評価を行った。 To investigate the permissible range of DUV, to reproduce the living room, between the correlated color temperature from 2600K to 9000K, changing the DUV, it was evaluated as lighting space by the subject. その結果、 as a result,
(1)この相関色温度の範囲では、DUVが、略−6から+6であれば良いこと、この範囲をはずれると緑っぽいあるいは、紫っぽいと感じる場合があること、 (1) In the scope of this correlated color temperature, it DUV is possible from approximately -6 may be a +6, the greenish or if outside this range, the feel purple ish,
(2)一般照明においては、相関色温度が2700Kから7000K、高くても8000Kのランプが用いられており、この範囲で変化できればいいが、高色温度側の相関色温度が8000K以下の場合、相関色温度が2000K程度変化すれば、部屋の雰囲気が変化し、可変色照明としての価値があることなどが明らかになった。 (2) In general lighting, when the correlated color temperature from 2700 K 7000K, and 8000K lamp used be higher, but only to be capable of change in this range, the correlated color temperature of the high color temperature side is less than 8000K, if you change the correlated color temperature is about 2000 K, the room atmosphere is changed, such that there is a value as variable color illumination revealed.

上記の例では、図3に示すように相関色温度を変化させた範囲内でDUVが−6から6の範囲に入っており、一般照明用として十分な範囲の発光が得られることがわかる。 In the above example, is within the range DUV from -6 6 within a range of changing the correlated color temperature as shown in FIG. 3, it can be seen that light emission of sufficient range obtained for general illumination.

図4は実施の形態1を示す図で、発光色のx,y色度座標を示す図である。 Figure 4 is a diagram showing a first embodiment, the emission color of x, is a diagram showing the y chromaticity coordinate. 図4に、x,y色度座標に黒体輻射(DUV=0)、DUVが−6と+6の曲線、及び、半値幅が0の理想的な単色発光の色度座標を示している。 Figure 4, x, black body radiation in the y chromaticity coordinate (DUV = 0), the curve of the DUV is -6 and +6, and a half-value width indicates the chromaticity coordinates of an ideal monochromatic light emission zero. 上記の単色発光部分の発光は、ここでは半値幅が20nm程度以下のピーク発光を意味し、ここで問題としている領域では、その色度座標は、理想的な単色発光の色度座標に近い。 Emitting monochromatic light emitting portion of the here means the peak emission of the half-value width below about 20 nm, wherein the area in question, its chromaticity coordinates is close to the chromaticity coordinates of an ideal monochromatic light emission.

図5は、このx,y色度座標の一部を拡大したものである。 Figure 5 is that this x, an enlarged portion of the y chromaticity coordinate. 例えば、相関色温度6000K、DUV=0の白色発光部分に対して、4000Kまで、相関色温度を変化させようとすると、図5において、4000Kから6000Kまで、DUVが−6から6の範囲に限定される破線で挟まれた領域が、その許容された範囲ということになる。 For example, the correlated color temperature 6000K, the white light emitting portion of the DUV = 0, to 4000K, if an attempt to change the correlated color temperature, limited in FIG. 5, from 4000K to 6000K, a range DUV from -6 6 region between the dashed lines are the results in that the permitted range. 従って、この例では、この破線と理想的な単色発光を示す曲線との交点から、単色発光部分の主波長はほぼ578nmから584nmの範囲であればよいことがわかる。 Thus, in this example, from the intersection of the curve indicating the dashed and ideal monochromatic emission dominant wavelength of the monochromatic light emitting portion is seen that may be in the range of 584nm approximately 578 nm.

白色発光部分の光源色が上記の例と異なった光源色をもち、さらに変化させる相関色温度の範囲が異なる場合も図5の破線と同様な考え方で、対応する単色発光部分の主波長を決めることができる。 It has a light color light source color is different from the above example of a white light-emitting portion, further if the range of the correlated color temperature changing is different in the same concept as a dashed line also FIG. 5, determines the dominant wavelength of the corresponding single color emission portion be able to. 色温度可変の範囲を2000Kとすれば、白色発光部分の相関色温度が5000Kから9000Kの範囲で、概略、以下の式が示す範囲であればよい。 If the range of variable color temperature and 2000 K, a range correlated color temperature from 5000K to 9000K white light emitting portion may be in the range outlined, the following equation shows.

(0.0002Tc-0.9)Duv-0.003Tc+597≦λ≦(0.00015Tc-0.05)Duv+583.5 (0.0002Tc-0.9) Duv-0.003Tc + 597 ≦ λ ≦ (0.00015Tc-0.05) Duv + 583.5
但し、Tcは相関色温度、DuvはDUV、λ(nm)は主波長を示す。 However, Tc is correlated color temperature, Duv is DUV, λ (nm) indicates the dominant wavelength.

しかしながら、この範囲から逸脱しても、略575nmから590nmの範囲であれば、最適ではないが、照明用光源として機能的には十分なものである。 However, even it deviates from this range, if the range of 590nm from approximately 575 nm, but not optimal, in function as the illumination light source is sufficient.

尚、x,y色度座標はCIE1931色度図におけるものであり、その定義・計算方法はJIS Z 8724により、また、相関色温度、DUVの定義・計算方法はJIS Z 8725によるものとする。 Incidentally, x, y-chromaticity coordinates are those on the CIE1931 chromaticity diagram, the definitions and calculation methods by JIS Z 8724, also correlated color temperature, define and calculation methods for DUV are by JIS Z 8725. また、主波長は、新編色彩科学ハンドブック第2版p112に記載されている方法で計算され、白色点としてx=0.3333,y=0.3333を用いている。 The main wavelength is calculated in the manner described in Shinpen Color Science Handbook, second edition p112, x = 0.3333 as the white point, are used y = 0.3333.

上述の実施の形態によれば、黄色あるいはオレンジ色の単色に発光するLEDチップからなる単色発光部分21と、青色LEDチップ23を覆うようにエポキシ樹脂に黄色蛍光体を分散させた第1の樹脂層24を設けた白色発光部分22とを独立に制御できるように配線し、上面全体を第2の樹脂層26でモールドしていることにより、2種類の発光部分を制御する2種類の信号の比率を変化させるだけでよく、しかもこの比率の広い範囲で一般照明に適した発光色となる可変色LED素子を得ることができる。 According to the above embodiment, the first resin and the monochromatic emission part 21 made of LED chips that emit monochromatic yellow or orange, to an epoxy resin so as to cover the blue LED chips 23 are dispersed yellow phosphor wire as can be controlled independently of the white light emitting portion 22 in which a layer 24, by being molded the entire top surface in the second resin layer 26, the two types of signals for controlling the two kinds of light-emitting portion ratio well in only changing, it is possible to obtain a variable color LED element as an emission color that is suitable for general lighting in a wide range of this ratio.

実施の形態2. The second embodiment.
実施の形態2は、図1または図2において、単色発光部分21が青色、例えば主波長が略470nmから485nmのLEDチップであり、また、白色発光部分22の色温度を略2700Kから5000Kの低色温度とした点が実施の形態1と異なり、他の構成は同様である。 Embodiment 2, in FIG. 1 or FIG. 2, a single color light-emitting portion 21 is blue, a 485nm LED chips from approximately 470nm for example dominant wavelength, also of 5000K color temperature of the white light emitting portion 22 from a substantially 2700K low Unlike point where the color temperature is that of the first embodiment, other structures are the same.

白色発光部分22は、この例では、青色LEDチップ23と、黄色と赤色の2カ所にピークを持つ蛍光体をエポキシ樹脂に分散させた第1の樹脂層24からなり、相関色温度を2700Kから5000Kとした。 White light emitting portion 22, in this example, a blue LED chip 23, becomes a phosphor having a peak at 2 places yellow and red from the first resin layer 24 dispersed in the epoxy resin, the correlated color temperature from 2700K was 5000K. 一例では、白色発光部分22の相関色温度を約3000K、DUVを0とし、単色発光部分21の主波長を483nmとして、その発光出力比を変化させることによって、3000Kから7000Kまで、発光色を変化させることができ、さらにその相関色温度の範囲で、DUVが−6から6の範囲になるため、快適な照明空間を作ることができるようになった。 In one example, about 3000K correlated color temperature of the white light emitting portion 22, the DUV is 0, the dominant wavelength of the monochromatic light emitting portion 21 as 483 nm, by varying the light output ratio, from 3000K to 7000K, change the emission color is to be possible, further in the range of the correlated color temperature, because the DUV is in the range of -6 to 6, it has become possible to make a comfortable lighting space.

この場合も、単色発光部分21の主波長は、図4を拡大した図6を用いて、図5で示したと同様な方法で、決めることができるが、略575nmから590nmの範囲であれば、最適というわけではないが、照明用光源として機能的には十分なものである。 Again, the dominant wavelength of the monochromatic light emitting portion 21, with reference to FIG. 6 an enlarged view of the FIG. 4, in the same manner as shown in FIG. 5, but can be determined, it is in the range of 590nm from approximately 575 nm, Although not optimal, but functionally as an illumination light source is sufficient.

尚、第1の樹脂層24の構成要素である蛍光体は、いわゆるCeを付活したイットリウムアルミネート蛍光体に微量のEuを付活させることにより、DUVの絶対値を小さくしたままで相関色温度を低くしたものであるが、別の赤色蛍光体と実施の形態1の一例で用いた黄色蛍光体を混合したものでも同様な効果がある。 Incidentally, the phosphor is a component of the first resin layer 24, by activated by Eu traces yttrium aluminate luminescent material activated by so-called Ce, correlated color while decreasing the absolute value of DUV but it is obtained by lowering the temperature, be a mixture of a yellow phosphor used in one example of the first embodiment with another red phosphor has a similar effect.

実施の形態3. Embodiment 3.
図7は実施の形態3を示す図で、可変色LED素子の平面図である。 Figure 7 is a diagram showing a third embodiment is a plan view of a variable color LED elements. 図において、第1の白色発光部分22は、この例では、青色LEDチップ23と、これを覆うように設けたエポキシ樹脂に黄色蛍光体を分散させた第1の樹脂層24とからなり、例えば、6000Kから7000Kの高い相関色温度で発光する。 In the figure, the first white light-emitting portion 22, in this example, consists of a blue LED chip 23, the first resin layer 24 that has a yellow phosphor dispersed in the provided epoxy resin so as to cover it, for example, emits light at a high correlated color temperature from 6000K of 7000K. 第2の白色発光部分30は、この例では、青色LEDチップ31と、これを覆うように設けたエポキシ樹脂に黄色からオレンジ色の蛍光体を分散させた第1の樹脂層32とからなり、第1の白色発光部分22より相関色温度が2000K以上低い、例えば3000Kから4000Kで発光する。 Second white light-emitting portion 30, in this example, consists of a blue LED chip 31, the first resin layer 32 which yellow phosphor dispersed therein orange from the so formed epoxy resin so as to cover it, correlated color temperature than the first white light-emitting portion 22 is lower than 2000 K, emits light at 4000K for example, from 3000K.

各々の青色LEDチップ23、31は、それぞれ一方の極である底面を、基板上の共通パターン11を介して共通端子7に固定・接続するとともに、青色LEDチップ23、31のそれぞれ上面にあるもう一方の極を別々の端子8、9にボンディングによって接続してある。 Each of the blue LED chips 23 and 31 is that the bottom is a respective one of the poles, as well as fixed and connected to the common terminal 7 via the common pattern 11 on the substrate, each upper surface of the blue LED chips 23, 31 anymore one pole is connected by bonding to a separate terminal 8,9.

さらに、上面全体を第2の樹脂層でモールドしている。 Further molded the entire top surface in the second resin layer. なお、上記蛍光体は、第1の白色発光部分22aについては、一例ではCeを付活したイットリウムアルミネート蛍光体、第2の白色発光部分30については、一例ではCeに加えて微量のEuを付活したイットリウムアルミネート蛍光体である。 The above phosphor, for the first white light-emitting portion 22a, yttrium aluminate phosphor activated with Ce in one example, for the second white light-emitting portion 30, the Eu traces in addition to Ce in one example it is activated yttrium aluminate phosphor.

上記のように発光色を最低限の2000Kだけ可変にするためには、この2種類の白色発光部分の発光色の相関色温度に少なくとも2000Kの差が必要であるが、さらにその可変する範囲において、DUVが−6から6までの範囲に入っている必要がある。 To only variable minimum 2000K light emission colors as described above, although the difference of at least 2000K in the correlated color temperature of emission color of the two types of white light emitting portion is required, to the extent that further the variable , it is necessary to DUV is in the range from -6 to 6. これは図4乃至6において、それぞれ第1、第2の白色発光部分の色度座標を結ぶ直線がDUV−6から6の間に入っていればよい。 In this FIG. 4 to 6, first, a straight line connecting the chromaticity coordinates of the second white light-emitting portion has only to enter between the DUV-6 of 6 respectively.

例えば、相関色温度を7000Kと3000Kとすると、DUVが両者とも0から6の間なら良く、相関色温度の可変幅を4000K以下とすると概略、0≦DUV1+DUV2,−3≦DUV1≦6,−3≦DUV2≦6とすればよいことがわかる(但し、DUV1,DUV2は、それぞれ第1或いは第2のLED素子のDUVを示す)。 For example, when the correlated color temperature between 7000K and 3000K, DUV is both good if between 0 and 6, when the variable width of the correlated color temperature than 4000K schematic, 0 ≦ DUV1 + DUV2, -3 ≦ DUV1 ≦ 6, -3 ≦ DUV2 ≦ 6 and it can be seen that it is sufficient (although, DUV1, DUV2 shows a DUV the first or second LED elements respectively).

実施の形態4. Embodiment 4.
図8は実施の形態4を示す図で、可変色LEDモジュールを示す配線図である。 Figure 8 is a diagram showing a fourth embodiment, a wiring diagram showing a variable color LED module. 実施の形態4による可変色LEDモジュールは、図8にその一部を示すように、実施の形態1乃至3の可変色LED素子40を1個あるいは複数個、基板41上に固定し、基板の配線パターンにより、可変色LED素子の端子7、8、9を独立させて配線し、場合によっては、電流を制御する。 Variable color LED module according to the fourth embodiment, as shown a part of Figure 8, to fix the variable color LED elements 40 of Embodiments 1 to 3 one or a plurality, on the substrate 41, the substrate the wiring pattern, and the wiring by independent terminals 7,8,9 of variable color LED elements, in some cases, controls the current.

例えば抵抗42、43を端子8、9にそれぞれ直列に接続して基板の端子45、46へと接続されている。 For example a resistor 42 and 43 respectively connected to the terminals 8 and 9 in series are connected to the substrate terminals 45 and 46. 端子44を共通端子として、端子45と端子46に別な電源から、例えば、独立にコントロールされたデューティ比を持つ、100Hzの矩形波の電圧を印加して、発光出力を独立に制御する。 The terminal 44 as a common terminal, from another power supply terminal 45 and the terminal 46, for example, with independently controlled duty ratio, by applying a rectangular wave voltage of 100 Hz, to control the emission output independently. 実施の形態1乃至3の可変色LED素子を用いているため、可変色LEDモジュールが得られる。 Due to the use of variable color LED elements of the first to third embodiments, the color-changeable LED module is obtained.

この例では、発光出力は直流の電圧あるいは電流を直接変化させて制御するのではなく、一定の直流電圧を目でチラツキと見えない一定周波数、例えば100Hzでon−offし、そのonの時間t(on)とoffの時間t(off)の比率で制御するが、これにより、発光出力がt(on)/{t(on)+t(off)}で決まるため、正確な制御ができるという利点がある。 In this example, the light emission output is not controlled by varying the DC voltage or current directly, constant frequency invisible flickering eyes a constant DC voltage, for example, on-off at 100 Hz, the on time t Although controlled by a ratio of (on) and off time t (off), thereby, an advantage that the light emitting output is determined depending on a t (on) / {t (on) + t (off)}, can be accurately controlled there is.

この例のLEDモジュールでは電流を制御する抵抗などを備えているが、LEDモジュールに接続する電源が電流を制限する機能を持っていても良い。 Is provided with the like resistor for controlling the current in the LED module in this example, power supply connected to the LED module may have a function of limiting the current.

さらに照明器具として、このLEDモジュールおよび電源を設置・固定し、さらに外部から電源へ光色を変化させる信号を与える機構あるいは自動的に光色を変化させる手段を具え、さらに光を空間的に制御するために、場合によって反射板や拡散板を具えるなど従来の照明器具の機能を備えることにより、可変色LED照明器具を得ることができる。 As a further luminaire, the LED modules and power installed and fixed, further comprising means for varying the mechanism or automatically light color provides a signal for changing the light color from the outside to the power source, further spatially controlling light to, by providing the functions of conventional luminaires, such as comprising a reflecting plate and the diffuser plate by case, it is possible to obtain a variable color LED lighting apparatus.

実施の形態1乃至3で例示したものと異なった種類の蛍光体を用いても、色度座標さえ同様な位置の白色発光が得られれば同様な効果があるのはもちろんであり、さらにLEDを用いた違う形態の白色発光部分でも良い。 It is used types of phosphors different from those exemplified in the first to third embodiments, and of course there is the same effect as long obtained white light emission chromaticity coordinates even similar position, a further LED or a white light emitting portion of the different forms were used. 例えば、紫外線を発光するLEDチップと3種類の蛍光体を混合した3波長形の蛍光体との組み合わせでも良いし、実質的に独立させないで制御するなら、複数個の発光の異なるLEDチップを組み合わせて白色発光部分を構成しても良い。 For example, it may be a combination of a LED chip and three 3-band type mixed phosphors of phosphor emitting UV, if control is not substantially independent of the combination of different LED chips of a plurality of light emitting it may constitute the white light emission portion Te.

また、いずれの実施の形態も、1個にパッケージされたLED素子に含まれるLEDチップの一方の極は共通としているが、この方が、素子としては簡単で良いという利点はある。 Further, any of the embodiments also, although one pole of the LED chips included in the LED element are packaged in one and the same, this it is, there is advantage that a simple as an element. これに対して、それぞれの素子のプラスとマイナスの端子をすべて独立して設けても良い。 In contrast, it may be provided independently of all the positive and negative terminals of each element.

図9に実施の形態1に対して配線を変更したLEDチップの例、図10にそれを用いたLEDモジュールの構成例を示す。 Examples of LED chips changing the wiring with respect to the first embodiment in FIG. 9 shows a configuration example of a LED module using the same in FIG. 10. この場合、従来のものは6端子、実施の形態1乃至3においては4端子設ける必要はあるが、モジュールにした場合、同じ光色に対応する複数の素子の端子を直列に接続することができ、抵抗42、43の数を減らせる、高い電圧をかけることができるなどの利点があり、使い勝手が優れている。 In this case, the conventional ones 6 terminals, albeit necessary to provide four terminals in the first to third embodiments, when the module, can be connected to terminals of a plurality of elements corresponding to the same light color series , Heraseru the number of resistors 42 and 43, there are advantages such can apply a high voltage, usability is excellent. 図10は3個の可変色LED素子に対して2個の抵抗しか用いておらず、また、各光色に対して、直流12Vを印加するようになっている。 Figure 10 is not used only two of resistance to the three variable color LED element and for each light color, so as to apply a DC 12V.

実施の形態1を示す図で、可変色LED素子を示す平面図である。 In view showing the first embodiment and is a plan view showing a variable color LED elements. 実施の形態1を示す図で、可変色LED素子を示す正面図である。 In view showing the first embodiment and is a front view showing a variable color LED elements. 実施の形態1を示す図で、LED素子群の発光エネルギー比と相関色温度、DUVを示す図である。 A diagram showing a first embodiment, emission energy ratio and correlated color temperature of the LED element group is a diagram showing the DUV. 実施の形態1を示す図で、発光色x,y色度座標を示す図である。 A diagram showing a first embodiment, the emission color x, is a diagram illustrating the y chromaticity coordinate. 実施の形態1を示す図で、発光色の一例を示す図4の拡大図である。 A diagram showing the first embodiment and is an enlarged view of FIG. 4 illustrates an example of a luminescent color. 実施の形態2を示す図で、発光色の一例を示す図4の拡大図である。 A diagram showing a second embodiment, an enlarged view of FIG. 4 illustrates an example of a luminescent color. 実施の形態3を示す図で、可変色LED素子を示す平面図である。 A diagram showing a third embodiment is a plan view showing a variable color LED elements. 実施の形態4を示す図で、可変色LEDモジュールを示す配線図である。 A diagram showing a fourth embodiment, a wiring diagram showing a variable color LED module. 実施の形態4を示す図で、実施の形態1に対して配線パターンの異なる可変色LED素子を示す概略配置・平面図である。 A diagram showing a fourth embodiment, a schematic layout and plan view showing a different variable color LED elements of the wiring pattern with respect to the first embodiment. 実施の形態4を示す図で、実施の形態1に対して配線パターンの異なる可変色LEDモジュールを示す概略配置・配線図である。 A diagram showing a fourth embodiment, a schematic layout and wiring diagram illustrating a variable color LED modules with different wiring patterns for the first embodiment. 従来の可変色LED素子を示す平面図である。 Is a plan view showing a conventional variable color LED elements. 従来の可変色LED素子を示す平面図である。 Is a plan view showing a conventional variable color LED elements.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

7 共通端子、8,9 端子、11 共通パターン、21 単色発光部分、22 白色発光部分、22a 第1の白色発光部分、23 青色LEDチップ、24 第1の樹脂層、25 基板、26 第2の樹脂層、27 楕円筒、30 第2の白色発光部分、31 青色LEDチップ、32 第1の樹脂層、40 可変色LED素子、41 基板、42,43 抵抗、44〜46 基板の端子。 7 common terminal, 8,9 terminal, 11 a common pattern, 21 single color emission portion, 22 white light-emitting portion, 22a first white light-emitting portion, 23 blue LED chip, 24 a first resin layer, 25 a substrate, 26 a second resin layer, 27 oval tube, 30 the second white light-emitting portion, 31 blue LED chip, 32 a first resin layer, 40 variable color LED elements, 41 a substrate, 42 and 43 resistors, 44 to 46 board terminals.

Claims (11)

  1. 単色に発光する発光ダイオード(以下、LED)チップからなる単色発光部分と、別のLEDチップを含む白色発光部分とを、それぞれ独立に発光を制御できるように配線、配置したことを特徴とする可変色発光ダイオード素子。 Light emitting diode (hereinafter, LED) which emits monochromatic variable to a monochromatic light emitting portion composed of chips, characterized in that the white light-emitting portion including a separate LED chips, the wiring to be able to control independently emission and placed color light emitting diode element.
  2. 前記白色発光部分は、青色に発光する青色LEDチップと、黄色に発光する蛍光体と、を備えたことを特徴とする請求項1記載の可変色発光ダイオード素子。 The white light emitting portion, a color variable light emitting diode device according to claim 1, characterized by comprising a blue LED chip that emits blue light, a phosphor emitting yellow, the.
  3. 前記黄色に発光する蛍光体を分散した第1の樹脂を前記青色LEDチップを覆うように設け、さらに、前記第1の樹脂と前記単色発光部分も含めて全体を透明な第2の樹脂で覆いモールドすることを特徴とする請求項2記載の可変色発光ダイオード素子。 It provided a first resin containing dispersed phosphor emitting in the yellow to cover the blue LED chip, further, also covered with a transparent second resin across including the single color emission portion and the first resin color variable light-emitting diode element according to claim 2, wherein the molding.
  4. 前記単色発光部分の発光の主波長を575〜590mmの黄色またはオレンジ色とし、前記白色発光部分の色温度を5000〜9000Kの高色温度としたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の可変色発光ダイオード素子。 The dominant wavelength of the emission of the single color emission portion as a yellow or orange 575~590Mm, claim 1, characterized in that it has a high color temperature of 5000~9000K the color temperature of the white light emitting portion color variable light-emitting diode device according to.
  5. 前記単色発光部分の発光の主波長を470〜485mmの青色とし、前記白色発光部分の色温度を2700〜5000Kの低色温度としたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の可変色発光ダイオード素子。 The dominant wavelength of the emission of the single color emission portion and blue 470~485Mm, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a low color temperature the color temperature of 2700~5000K of the white light emitting portion color variable light-emitting diode element.
  6. LEDチップを含む第1の白色発光部分と、LEDチップを含み前記第1の白色発光部分とは発光色の相関色温度が2000K以上低い第2の白色発光部分とを備え、この2種類の白色発光部分をそれぞれ独立に発光を制御できるように配線してモールドすることを特徴とする可変色発光ダイオード素子。 A first white light-emitting portion including a LED chip, and the first white light-emitting portion comprises an LED chip and a lower correlated color temperature of emission color or 2000K second white light-emitting portion, the two white color variable light-emitting diode device characterized by molding by wire to the light-emitting portion can be controlled independently luminescence.
  7. 前記白色発光部分の発光色のDUV(JIS Z 8725)を−6以上6以下としたことを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の可変色発光ダイオード素子。 Color variable light-emitting diode device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said white light emitting portion of the light emission color of the DUV (JIS Z 8725) of -6 to 6.
  8. 請求項1〜7の何れかに記載の可変色発光ダイオード素子を用いたことを特徴とする可変色発光ダイオードモジュール。 Color variable light emitting diode module, characterized in that using the variable color light emitting diode device according to any one of claims 1 to 7.
  9. 前記可変色発光ダイオード素子に含まれるLEDチップの一方の端子を共通としたことを特徴とする請求項8記載の可変色発光ダイオードモジュール。 Color variable light emitting diode module according to claim 8, characterized in that a common one of the terminals of the LED chips included in the variable color light emitting diode element.
  10. 前記可変色発光ダイオード素子に含まれるそれぞれのLEDチップのプラスとマイナスの端子を全て独立としたことを特徴とする請求項8記載の可変色発光ダイオードモジュール。 Color variable light emitting diode module according to claim 8, characterized in that all independent positive and negative terminals of each of the LED chips included in the variable color light emitting diode element.
  11. 請求項8〜10の何れかに記載の可変色発光ダイオードモジュールを用いたことを特徴とする可変色発光ダイオード照明器具。 Color variable light-emitting diode lighting apparatus characterized by using a variable color light emitting diode module according to any one of claims 8-10.
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