JP2011003594A - Led light-emitting device, led module, and lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LEDチップから発光される光により励起されて光を発光する蛍光体を有するLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置に関する。 The present invention relates to an LED light emitting device, an LED module, and an illumination device having a phosphor that emits light when excited by light emitted from an LED chip.
近年、長寿命である、コンパクトである、熱線・紫外線をほとんど含まない、発光効率が上昇している、高輝度である、環境負荷物質を含まない、等の理由からLED発光装置に関する関心が急激に高まってきている。 In recent years, interest in LED light-emitting devices has rapidly increased due to reasons such as long life, compactness, almost no heat rays / ultraviolet rays, increased luminous efficiency, high brightness, and no environmentally hazardous substances. Is growing.
そのため、照明装置においては、低消費電力化、長寿命化、環境配慮などを図るためにLED発光装置を光源として用いる動きが加速している。また、照明器具以外にもテレビ、パソコン、携帯電話のバックライト等の用途は多岐に及んでいる。 For this reason, in lighting devices, the movement of using LED light-emitting devices as light sources is accelerating in order to achieve low power consumption, long life, and environmental considerations. In addition to lighting fixtures, TVs, personal computers, and mobile phone backlights have a wide range of uses.
特に白色系LED発光装置が既存光源の代替として多く使用されるケースが増えてきている。白色系LED発光装置の場合、赤色系LEDチップ+緑色系LEDチップ+青色系チップによる光の合成で白色にする場合と、青系LEDチップ+黄色系蛍光体の光の合成で白色にする場合と、大きく二つの方式がある。これらのうち、回路構成の単純さや低コストから後者の方式が多く採用されているのが現状である。 In particular, white LED light emitting devices are increasingly used as an alternative to existing light sources. In the case of a white LED light emitting device, when white is formed by combining light of a red LED chip + green LED chip + blue chip, and when white is formed by combining light of a blue LED chip + yellow phosphor. There are two main methods. Of these, the latter method is often used because of its simple circuit configuration and low cost.
しかし、後者の白色系LED発光装置は、普及するにつれて既存光源と比較をされる機会が増え、その結果、多くのユーザーから色度バラツキが指摘されるようになって大きな問題として浮上してきている。このように、製造ロット間の色度バラツキだけでなく、ロット内の色度バラツキも大きく無視できない。 However, the latter white LED light emitting device has increased the chance of being compared with existing light sources as it has become widespread, and as a result, many users have pointed out chromaticity variations and have emerged as a major problem. . Thus, not only the chromaticity variation between production lots but also the chromaticity variation within the lot cannot be ignored.
LEDチップから発光される青色光と、蛍光体から発光される黄色光の合成により白色となるが、青色系LEDチップのドミナント波長のバラツキによる青色の色度バラツキ、蛍光体濃度のバラツキによる黄色の色度バラツキが発生し、結果として白色色度は大きなバラツキ範囲を持つようになる。 It is white by the combination of blue light emitted from the LED chip and yellow light emitted from the phosphor, but the blue chromaticity variation due to the dominant wavelength variation of the blue LED chip, and the yellow color due to the phosphor concentration variation. Chromaticity variation occurs, and as a result, white chromaticity has a large variation range.
色度バラツキの主原因は、蛍光体による色度バラツキ、LEDチップによる色度バラツキである。 The main causes of chromaticity variation are chromaticity variation due to phosphors and chromaticity variation due to LED chips.
それぞれ色度バラツキを抑えるためランク選別して使用することも可能であるが、歩留まりが悪<なるためコストが高くついてしまう。 It is possible to select and use ranks in order to suppress chromaticity variations, but the cost is high due to poor yield.
そこで、蛍光体による色度バラツキを無くすようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, there is one in which chromaticity variation due to a phosphor is eliminated (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1に開示された従来のLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置では、蛍光体による色度バラツキを抑えることは出来るが、LEDチップによる色度バラツキを抑えることができない。そのためLEDチップの色度バラツキにより、白色の色バラツキは依然として発生してしまう。
However, the conventional LED light emitting device, LED module, and illumination device disclosed in
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡単で安価な構成でLEDチップによる色度バラツキを抑えることができるLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an LED light-emitting device, an LED module, and an illumination device that can suppress chromaticity variation due to an LED chip with a simple and inexpensive configuration. There is to do.
本発明に係るLED発光装置は、LEDチップと、前記LEDチップから発光される光により励起されて光を発光する蛍光体と、を有し、それぞれの光の合成光を発光するLED発光装置において、前記LEDチップを複数個設け、前記各LEDチップの色度の組合せを所定の組合せにしたことを特徴とする。 An LED light-emitting device according to the present invention includes an LED chip and a phosphor that emits light when excited by light emitted from the LED chip, and emits combined light of each light. A plurality of the LED chips are provided, and a combination of chromaticities of the LED chips is set to a predetermined combination.
本発明においては、複数のLEDチップを用い、各LEDチップの色度の組合せを所定の組合せにした。
これにより、色度バラツキのある各LEDチップを使用して色度バラツキのない白色光を発光することができる。
従って、LEDチップの歩留まりが良くなり、LEDチップにかかるコストを抑えることができる。
In the present invention, a plurality of LED chips are used, and the combination of chromaticity of each LED chip is set to a predetermined combination.
Thereby, white light without chromaticity variation can be emitted using each LED chip with chromaticity variation.
Therefore, the yield of the LED chip is improved, and the cost for the LED chip can be suppressed.
本発明に係るLED発光装置は、上記LED発光装置において、前記各LEDチップから発光される光の色度の平均値が所定値であることを特徴とする。 The LED light emitting device according to the present invention is characterized in that, in the LED light emitting device, an average value of chromaticity of light emitted from each LED chip is a predetermined value.
本発明においては、各LEDチップから発光される光の色度の平均値が所定値である。
これにより、LEDチップの色度の平均値が青色光青となるように組合せた各LEDチップと、黄色光黄を発光する蛍光体とを用いることにより、白色光白を創生することができるとともに、色度バラツキを抑えることができる。
In the present invention, the average value of chromaticity of light emitted from each LED chip is a predetermined value.
Thereby, white light white can be created by using each LED chip combined so that the average value of the chromaticity of the LED chip is blue light blue and the phosphor emitting yellow light yellow. At the same time, chromaticity variation can be suppressed.
本発明に係るLED発光装置は、上記LED発光装置において、前記各LEDチップから発光される光の色度と光出力の平均値との乗算値が所定値であることを特徴とする。 The LED light-emitting device according to the present invention is characterized in that, in the LED light-emitting device, a multiplication value of chromaticity of light emitted from each LED chip and an average value of light output is a predetermined value.
本発明においては、各LEDチップから発光される光の色度×光出力の総和/全LEDチップの光出力の総和が青色光青となるように組み合わせたLEDチップと、黄色光黄を発光する蛍光体を用いた。
これにより、白色光白を創生することができ、色度バラツキを抑えることができる。
In the present invention, the chromaticity of the light emitted from each LED chip × the sum of the light outputs / the LED chips combined so that the sum of the light outputs of all the LED chips becomes blue light blue, and yellow light yellow is emitted. A phosphor was used.
Thereby, white light white can be created and chromaticity variation can be suppressed.
本発明に係るLED発光装置は、上記LED発光装置において、前記LEDチップのドミナント波長が430nm〜480nmであり、前記蛍光体により励起される光は黄色光であることを特徴とする。 The LED light emitting device according to the present invention is characterized in that, in the LED light emitting device, a dominant wavelength of the LED chip is 430 nm to 480 nm, and light excited by the phosphor is yellow light.
本発明においては、LEDチップの色度の平均値が青色光青となるように組合せた各LEDチップと、黄色光黄を発光する蛍光体とを用いた。
これにより、白色光白を創生することができるとともに、色度バラツキを抑えることができる。
In the present invention, each LED chip combined so that the average value of the chromaticity of the LED chip is blue light blue and a phosphor emitting yellow light yellow are used.
Thereby, white light white can be created and chromaticity variation can be suppressed.
本発明に係るLED発光装置は、上記LED発光装置において、前記各LEDチップはそれぞれ個別に電流を流すことが可能であり、前記各LEDチップの光出力を制御することにより所望の色度となるようにすることを特徴とする。 In the LED light-emitting device according to the present invention, in each of the LED light-emitting devices, each of the LED chips can individually pass a current, and a desired chromaticity is obtained by controlling the light output of each of the LED chips. It is characterized by doing so.
本発明においては、各LEDチップのドミナント波長範囲で変換効率が略一定でない蛍光体と、色度バラツキのある各LEDチップを使用した。
これにより、色度バラツキのない白色光を発光するLED発光装置を製造できるばかりか、各LEDチップに流す電流値を個別に制御することにより色温度を変化させることができる。
In the present invention, phosphors whose conversion efficiency is not substantially constant in the dominant wavelength range of each LED chip and each LED chip having chromaticity variation are used.
As a result, an LED light-emitting device that emits white light without chromaticity variation can be manufactured, and the color temperature can be changed by individually controlling the current value flowing through each LED chip.
本発明に係るLED発光装置は、上記LED発光装置において、前記各LEDチップの光出力を調整することにより色温度を変化させることが可能であることを特徴とする。 The LED light-emitting device according to the present invention is characterized in that in the LED light-emitting device, the color temperature can be changed by adjusting the light output of each LED chip.
本発明においては、各LEDチップのドミナント波長範囲で変換効率が略一定でない蛍光体と、色度バラツキのある各LEDチップを使用した。
これにより、色度バラツキのない白色光を発光するLED発光装置を製造できるばかりか、各LEDチップに流す電流値を個別に制御することにより色温度を変化させることができる。
In the present invention, phosphors whose conversion efficiency is not substantially constant in the dominant wavelength range of each LED chip and each LED chip having chromaticity variation are used.
As a result, an LED light-emitting device that emits white light without chromaticity variation can be manufactured, and the color temperature can be changed by individually controlling the current value flowing through each LED chip.
本発明に係るLEDモジュールは、前記LED発光装置を複数配置したLEDモジュールにおいて、前記各LED発光装置の蛍光体濃度の平均値が所定値であることを特徴とする。 The LED module according to the present invention is characterized in that, in the LED module in which a plurality of the LED light emitting devices are arranged, the average value of the phosphor concentration of each LED light emitting device is a predetermined value.
本発明においては、LED発光装置を複数配置したLEDモジュールの蛍光体濃度の平均値を所定値にした。
これにより、所定方向の色度バラツキを抑えることができる。
In this invention, the average value of the fluorescent substance density | concentration of the LED module which has arranged several LED light-emitting devices was made into the predetermined value.
Thereby, chromaticity variation in a predetermined direction can be suppressed.
本発明に係るLEDモジュールは、上記LED発光装置を複数配置したLEDモジュールにおいて、前記各LED発光装置における蛍光体濃度と光出力の平均値との乗算値が所定値であることを特徴とする。 The LED module according to the present invention is characterized in that, in the LED module in which a plurality of the LED light emitting devices are arranged, a multiplication value of a phosphor concentration and an average value of light output in each LED light emitting device is a predetermined value.
本発明においては、LED発光装置を複数配置したLEDモジュール蛍光体濃度と光出力の平均値との乗算値を所定値にした。
これにより、所定方向の色度バラツキを抑えることができる。
In the present invention, the multiplication value of the LED module phosphor concentration in which a plurality of LED light emitting devices are arranged and the average value of the light output is set to a predetermined value.
Thereby, chromaticity variation in a predetermined direction can be suppressed.
本発明に係る照明装置は、上記LED発光装置および上記LEDモジュールを有することを特徴とする。 The lighting device according to the present invention includes the LED light emitting device and the LED module.
本発明においては、複数のLEDチップを用い、各LEDチップの色度の組合せを所定の組合せにしたLEDモジュールを有するLED発光装置を装備した。
これにより、照明装置により、色度バラツキのある各LEDチップを使用して色度バラツキのない白色光を発光することができる。
従って、LEDチップの歩留まりが良くなり、LEDチップにかかるコストを抑えることができる照明装置を得ることができる。
In this invention, the LED light-emitting device which has the LED module which used the some LED chip and made the combination of chromaticity of each LED chip into the predetermined combination was equipped.
Thereby, the illumination device can emit white light without chromaticity variation using each LED chip with chromaticity variation.
Therefore, the yield of the LED chip is improved, and an illumination device that can reduce the cost of the LED chip can be obtained.
本発明のLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置によれば、LEDチップを複数個設け、各LEDチップの色度の組合せを所定の組合せにした。
これにより、簡単で安価な構成でLEDチップによる色度バラツキを抑えることができるという効果を有する。
According to the LED light emitting device, the LED module, and the lighting device of the present invention, a plurality of LED chips are provided, and the combination of chromaticity of each LED chip is set to a predetermined combination.
Thereby, it has the effect that the chromaticity variation by LED chip can be suppressed with a simple and cheap structure.
以下、本発明の複数の実施形態に係る照明器具について図面を参照して説明する。 Hereinafter, the lighting fixture which concerns on several embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings.
(第1実施形態)
図1に示すように、本発明の第1実施形態であるLED発光装置11を装備する照明装置10は、筺体12と、LEDモジュール13と、蛍光体シート14と、を備える。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the illuminating
筺体12は、底板15を有し、凹状のモジュール収容部16を有する。筺体12はモジュール収容部16にLEDモジュール13を組み付けている。
The
LEDモジュール13は、第1LEDチップ17、第2LEDチップ18、第3LEDチップ19、第4LEDチップ20の4個のLEDチップを筺体12の底板15上に実装している。
In the
第1LEDチップ17は青色光青1を発光し、第2LEDチップ18は青色光青2を発光し、第3LEDチップ19は青色光青3を発光し、第4LEDチップ20は青色光青4を発光する。各LEDチップ17,18,19,20の青色光青1,2,3,4はそれぞれ異なる色度を有し、光出力は略一定である。
The
各LEDチップ17,18,19,20のドミナント波長は、430nm〜480nmであり、第1LEDチップ17がλ1であり、第2LEDチップ18がλ2であり、第3LEDチップ19がλ3であり、第4LEDチップ20がλ4であり、それぞれの関係は、λ1>λ2>λ3>λ4である。
The dominant wavelengths of the LED chips 17, 18, 19, and 20 are 430 nm to 480 nm, the
蛍光体シート14は、シリコン樹脂に蛍光体を混ぜ合わせて成形されており、各LEDチップ17,18,19,20から発光された青色光により励起し、黄色光黄1を発光する。蛍光体シート14に含まれる蛍光体の変換効率は、各ドミナント波長範囲で略一定に設定されている。
The
図2に示すように、各LEDチップ17,18,19,20は直列に接続されている。なお、LEDチップの数は、4個に限らず、2個以上の複数個でも良い。 As shown in FIG. 2, the LED chips 17, 18, 19, and 20 are connected in series. The number of LED chips is not limited to four, and may be two or more.
次に、LED発光装置11から発光される光の色度について説明する。
Next, the chromaticity of light emitted from the LED
図3に示すように、第1LEDチップ17が発光した青色光青1と、青色光青1により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白1が発光される。
As shown in FIG. 3, white light white 1 is emitted by combining blue light blue 1 emitted from the
第2LEDチッップ18が発光した青色光青2と、青色光青2により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白2が発光される。
The white light white 2 is emitted by combining the blue light blue 2 emitted from the
第3LEDチップ19が発光した青色光青3と、青色光青3により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白3が発光される。
The white light white 3 is emitted by the combination of the blue light blue 3 emitted by the
第4LEDチップ20が発光した青色光青4と、青色光青4により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白4が発光される。
White light white 4 is emitted by combining the blue light blue 4 emitted by the
これらにより、白色光白1〜白4の合成より、LED発光装置11から白色光白5が発光されることになる。
Accordingly, white light white 5 is emitted from the LED
LED発光装置11から発光される白色光白5は、各LEDチップ17,18,19,20から発光された青色光青1〜青4と蛍光体シート14から発光された黄色光黄1の合成光であり、各ドミナント波長範囲で蛍光体変換効率が略―定であることから、青色光青1〜青4の合成光である青色光青5と、青色光青5により蛍光体シート14から励起した黄色光黄1とを合成した光と同じと考えられる。
White light white 5 emitted from the LED
青色光青5は、青色光青1〜青4の光出力が略一定のため、青色光青5の色度≒(青色光青1〜青4の色度の平均値)となる。 In the blue light blue 5, since the light outputs of the blue light blue 1 to blue 4 are substantially constant, the chromaticity of the blue light blue 5≈ (the average value of the chromaticities of the blue light blue 1 to blue 4).
そのため、LEDチップの色度の平均値が青色光青5となるように組合せた各LEDチップ17,18,19,20と、黄色光黄1を発光する蛍光体シート14とを用いることにより、白色光白5を創生することができるとともに、色度バラツキを抑えることができる。
Therefore, by using each
図4に示すように、本発明に係る第1実施形態のLED発光装置11の変形例では、各LEDチップ17,18,19,20を並列に接続している。
As shown in FIG. 4, in the modification of the LED
本発明の第1実施形態のLED発光装置11では、複数のLEDチップ17,18,19,20を用い、各LEDチップ17,18,19,20の色度の組合せを所定の組合せにした。
これにより、色度バラツキのある各LEDチップ17,18,19,20を使用して色度バラツキのない白色光を発光することができる。
従って、LEDチップ17,18,19,20の歩留まりが良くなり、LEDチップ17,18,19,20にかかるコストを抑えることができる。
In the LED
Thereby, white light without chromaticity variation can be emitted using each
Therefore, the yield of the LED chips 17, 18, 19, and 20 is improved, and the cost for the LED chips 17, 18, 19, and 20 can be suppressed.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態のLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置について説明する。なお、以下の各実施形態において、上述した第1実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
(Second Embodiment)
Next, the LED light-emitting device, LED module, and illumination device of 2nd Embodiment of this invention are demonstrated. In the following embodiments, components that are the same as those in the first embodiment described above or functionally similar components are simplified or omitted by giving the same reference numerals or equivalent symbols in the drawings. To do.
図5に示すように、本発明の第2実施形態のLED発光装置30は、各LEDチップ17,18,19,20をそれぞれ独立した配線にて接続しており、各LEDチップ17,18,19,20に流す電流を制御している。
As shown in FIG. 5, the LED
各LEDチップ17,18,19,20は、光出力にバラツキがあると、白色光白5の色度がずれる場合が考えられる。 If the LED chips 17, 18, 19, and 20 have variations in light output, the chromaticity of the white light white 5 may be shifted.
例えば、第1LEDチップ17の光出力が、他のLEDチップ18,19,20に比べて2倍大きかったとする。このとき、蛍光体シート14の変換効率は光出力のバラツキに対してほとんど変化しないため、白色光白1の色度にずれは生じない。しかしながら、白色光白1の光出力は白色光白2〜白4に比べて2倍強くなり、白色光白1〜白4の合成である白色光白5は白色光白1に引っ張られて左上方向(図2参照)にずれて、本来狙っていた色度からずれてしまうことになる。
For example, it is assumed that the light output of the
そこで、各LEDチップ17,18,19,20に流す電流を制御することにより、各LEDチップ17,18,19,20の光出力のバラツキを抑え、白色の色度ズレを抑えることができる。 Therefore, by controlling the currents flowing through the LED chips 17, 18, 19, and 20, it is possible to suppress variations in the light output of the LED chips 17, 18, 19, and 20, and to suppress white chromaticity deviation.
この場合、第1LEDチップ17に流す電流を減らして白色光白1の光出力を抑え、各LEDチップ17,18,19,20の光出力を略一定にすればよい。
In this case, the current flowing through the
本発明の第2実施形態のLED発光装置30では、色度バラツキのない白色光を発光するLED発光装置30を作るのに、光出力バラツキがあり、且つ色度バラツキがある各LEDチッフ゜17,18,19,20を使用可能となり、LEDチップ17,18,19,20の歩留まりを更に向上させることができることにより、LEDチップにかかるコストを更に抑えることができる。
In the LED
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態のLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置について説明する。
(Third embodiment)
Next, the LED light-emitting device, LED module, and illuminating device of 3rd Embodiment of this invention are demonstrated.
図6に示すように、本発明の第3実施形態のLED発光装置40は、ドミナント波長が短波長側で変換効率が低下するものとして、蛍光体シート14の変換効率が、使用するLEDチップ17,18,19,20のドミナント波長範囲にて一定でないものを使用している。
As shown in FIG. 6, the LED
次に、LED発光装置40から発光される光の色度について説明する。
Next, the chromaticity of light emitted from the LED
図7に示すように、第1LEDチップ17が発光した青色光青1と、青色光青1により蛍光体シート14から励起され黄色光黄1との合成により、白色光白1が発光される。
As shown in FIG. 7, white light white 1 is emitted by combining blue light blue 1 emitted from the
第2LEDチップ18が発光した青色光青2と、青色光青2により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白2が発光される。
The white light white 2 is emitted by the combination of the blue light blue 2 emitted from the
第3LEDチップ19が発光した青色光青3と、青色光青3により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白3が発光される。
The white light white 3 is emitted by the combination of the blue light blue 3 emitted by the
第4LEDチップ20が発光した青色光青4と、青色光青4により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白4が発光される。
White light white 4 is emitted by combining the blue light blue 4 emitted by the
よって、白色光白1〜白4の合成より、LED発光装置40から白色光白5が発光されることになる。
Therefore, white light white 5 is emitted from the LED
このとき、ドミナント波長が長波長であるほど蛍光体シート14変換効率が良いため、長波長側のLEDチップと蛍光体シート14との合成光は黄色に引っ張られた白色となり、短波長側のLEDチップと蛍光体シート14の合成光は青色側に引っ張られた白色となる。特に、青色光青4と黄色光黄1との合成による白色光白4は、青色光青4のドミナント波長に対する蛍光体シート14の変換効率が低いため左下方向に大きく変位し、その結果、白色光白5は、青色光青5と黄色光黄1の合成色のラインからずれてしまうが、予め、この位置白色光白5の色度を設定しておけば問題はない。色度バラツキ品の各LEDチップ17,18,19,20を予め用意しておき、それらを組み合わせることにより、色度バラツキのないLED発光装置40を得ることができる。
At this time, the longer the dominant wavelength is, the better the conversion efficiency of the
このようなLED発光装置40は、各LEDチップ17,18,19,20に流す電流を個別に制御(図5参照)することにより、図7中に矢印で示すように、色度を白1〜白2〜白3〜白4まで変化させることで、色温度を色温度A〜色温度B〜色温度C〜色温度Dに変化させることができる。
Such an LED light-emitting
本発明の第3実施形態のLED発光装置40では、各LEDチップ17,18,19,20のドミナント波長範囲で変換効率が略一定でない蛍光体シート14と、色度バラツキのある各LEDチップ17,18,19,20を使用して、色度バラツキのない白色光を発光するLED発光装置40を製造できるばかりか、各LEDチップ17,18,19,20に流す電流値を個別に制御することにより色温度を変化させることができる。
In the LED
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態のLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, the LED light-emitting device, LED module, and illuminating device of 4th Embodiment of this invention are demonstrated.
図8に示すように、本発明の第4実施形態のLED発光装置50は、各LEDチップ17,18,19,20に流す電流を個別に制御(図5参照)して、各LEDチップ17,18,19,20の光出力を制御することにより、白色光白1〜4まで、色度を変化させている。この場合、白色光白1〜白4は色温度Bで略一定であり、色温度一定の条件で色度を変化させることができる。
As shown in FIG. 8, the LED
このとき、白色光白1〜白4の色温度が略一定にできない場合には、蛍光体シート14の変換効率が、使用する各LEDチップ17,18,19,20のドミナント波長範囲において略一定でないものを用いたり、あるいは色度の異なる蛍光体シート14を用いたりすることで、白色光白1〜白4を色温度一定のラインに乗せることもできる。
At this time, when the color temperature of white light white 1 to white 4 cannot be made substantially constant, the conversion efficiency of the
本発明の第4実施形態のLED発光装置50では、色度バラツキのある各LEDチップ17,18,19,20を使用して、色度バラツキのない白色光を発光するLED発光装置50を製造できるばかりか、各LEDチップ17,18,19,20に流す電流値を個別に制御することにより色温度略一定の条件で色度を変化させることができる。
In the LED
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態のLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置について説明する。
(Fifth embodiment)
Next, an LED light emitting device, an LED module, and an illumination device according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
図9に示すように、本発明の第5実施形態のLED発光装置60は、第5LEDチップ21、第6LEDチップ22、第7LEDチップ23の3個のLEDチップを筺体12の底板15上に実装している。
As shown in FIG. 9, the LED
第5LEDチップ21はドミナント波長λ1で光出力Aの青色光青5を発光している。
The
第6LEDチップ22および第7LEDチップ23はドミナント波長λ2で光出力A/2の青色光青6,7をそれぞれ発光している。
The
蛍光体シート14は、シリコン樹脂に蛍光体を混ぜ合わせたものであり、各LEDチップ21,22,23から発光された青色光により励起し、黄色光を発光する。蛍光体シート14に含まれる蛍光体の変換効率は、各ドミナント波長範囲で略一定に設定されている。
The
図10に示すように、各LEDチップ21,22,23は直列に接続されている。 As shown in FIG. 10, the LED chips 21, 22, and 23 are connected in series.
次に、LED発光装置60から発光される光の色度について説明する。
Next, the chromaticity of light emitted from the LED
図11に示すように、第5LEDチップ21が発光した青色光青5と、青色光青5により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白5が発光される。
As shown in FIG. 11, white light white 5 is emitted by combining blue light blue 5 emitted by the
第6LEDチップ22が発光した青色光青6と、青色光青6により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白6が発光される。
The white light white 6 is emitted by the combination of the blue light blue 6 emitted from the
第7LEDチップ23が発光した青色光青7と、青色光青7により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白7が発光される。
The white light white 7 is emitted by the combination of the blue light blue 7 emitted from the
よって、白色光白5〜白7の合成により、LED発光装置60から白色光白8が発光されることになる。
Therefore, white light white 8 is emitted from the LED
ここで、LED発光装置60から発光される白色光白8は、各LEDチップ21,22,23から発光された青色光青5〜青8と蛍光体シート14から発光された黄色光黄1の合成光であり、各ドミナント波長範囲で蛍光体変換効率が略一定であることから、青色光青5〜7の合成光である青色光青8と、青色光青8により蛍光体シート14から励起した黄色光青1とを合成した光と同じと考えられる。
Here, the white light white 8 emitted from the LED
青色光青5〜7は、光出力が一定ではないため、青色光青5〜7を合成する場合には光出力を考慮した色度の合成を行わなければならず、(各LEDチップ21,22,23から発光される光の色度×先出力の総和)/(全LEDチップの光出力の総和)から求めることができる。
Since the light outputs of the blue light blue 5 to 7 are not constant, when combining the blue light blue 5 to 7, the chromaticity must be combined in consideration of the light output (each
そのため、(各LEDチップ21,22,23から発光される光の色度×光出力の総和)/(全LEDチップ21,22,23の光出力の総和)が青色光青8となるように組み合わせたLEDチップ21,22,23と、黄色光黄1を発光する蛍光体シート14を用いることにより白色光白8を創生することができ、色度バラツキを抑えることができる。
Therefore, (chromaticity of light emitted from each
ここで、青色光青8の色度は、
青8の色度x=(青5の色度x×A青6の色度x×A/2+青7の色度x×A/2)/(A+A/2+A/2)
=(青5の色度x×A+青6の色度x×A)/2A
=(青5の色度x+青6の色度x)/2
青8の色度y=(青5の色度y×A+青6の色度y×A/2+青7の色度y×A/2)/(A+A/2+A/2)
=(青5の色度y×A+青6の色度y×A)/2A
=(青5の色度y+青6色度y)/2
となる。
Here, the chromaticity of blue light blue 8 is
Blue 8 chromaticity x = (
= (
= (
Blue 8 chromaticity y = (blue 5 chromaticity y × A + blue 6 chromaticity y × A / 2 + blue 7 chromaticity y × A / 2) / (A + A / 2 + A / 2)
= (
= (
It becomes.
本発明の第5実施形態のLED発光装置60では、色度バラツキ品、光出力バラツキ品の各LEDチップ21,22,23を用い、且つ各LEDチップ21,22,23に流す電流を個別に制御することなく、色度バラツキのない白色光を発光するLED発光装置60を得ることができる。
In the LED
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態のLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置について説明する。
(Sixth embodiment)
Next, the LED light-emitting device, LED module, and illumination device of 6th Embodiment of this invention are demonstrated.
図12に示すように、本発明の第6実施形態のLED発光装置70は、第1LEDチップ24、第2LEDチップ25の2個のLEDチップを筺体12の底板15上に実装している。
As shown in FIG. 12, in the LED
第1LEDチップ24は第5実施形態の第5LEDチップ21と同様のドミナント波長λ1で光出力Aの青色光青1を発光している。
The
第2LEDチップ25は第5実施形態の第6LEDチップ22および第7LEDチップ23と同様のドミナント波長λ2で光出力Aの青色光青2を発光している。
The
蛍光体シート14は、シリコン樹脂に蛍光体シート14と同一種類の蛍光体を同一濃度で混ぜ合わせたものであり、各LEDチップ24,25から発光された青色光により励起し、黄色光黄1を発光する。蛍光体シート14に含まれる蛍光体の変換効率は、各ドミナント波長範囲で略一定に設定されている。
The
図13に示すように、各LEDチップ24,25は直列に接続されている。 As shown in FIG. 13, the LED chips 24 and 25 are connected in series.
次に、LED発光装置70から発光される光の色度について説明する。
Next, the chromaticity of light emitted from the LED
図11を参照して、第1LEDチップ24が発光した青色光青1と、青色光青1により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白1が発光される。
Referring to FIG. 11, white light white 1 is emitted by combining blue light blue 1 emitted from
第2LEDチップ25が発光した青色光青2と、青色光青2により蛍光体シート14から励起された黄色光黄1との合成により、白色光白2が発光される。
White light white 2 is emitted by combining the blue light blue 2 emitted from the
よって、白色光白1および白2の合成により、LED発光装置70から白色光白3が発光されることになる。
Therefore, white light white 3 is emitted from the LED
ここで、LED発光装置70から発光される白色光白3は、各LEDチップ24,25から発光された青色光青1および青2と蛍光体シート14から発光された黄色光黄1の合成光であり、各ドミナント波長範囲で蛍光体変換効率が略一定であることから、青色光青1および青2の合成光である青色光青3と、青色光青3により蛍光体シート14から励起した黄色光青1とを合成した光と同じと考えられる。
Here, the white light white 3 emitted from the LED
ここで、青色光青3の色度は、
青3の色度x=(青1の色度x×A青2の色度x×A)/(A+A)
=(青1の色度x+青2の色度x)/2
=(青5の色度x+青6の色度x)/2
青3の色度y=(青1の色度y×A+青2の色度y×A)/(A+A)
=(青1の色度y+青2の色度y)/2
=(青5の色度y+青6色度y)/2
となる。
Here, the chromaticity of blue light blue 3 is
Blue 3 chromaticity x = (
= (
= (
Blue 3 chromaticity y = (
= (
= (
It becomes.
このとき、青色光青3は青色光青8と同一色度となるため、LED発光装置70から発光される白色光白3は白色光白8と同一色度となる。このように、(各LEDチップ24,25から発光される光の色度×光出力の総和)/(全LEDチップ24,25の光出力の総和)を所定値にするためにLEDチップの数量を変えても良い。
At this time, since the blue light blue 3 has the same chromaticity as the blue light blue 8, the white light white 3 emitted from the LED
本発明の第6実施形態のLED発光装置70では、色度バラツキ品、光出力バラツキ品の各LEDチップ24,25を用い、且つ各LEDチップ24,25に流す電流を個別に制御することなく、色度バラツキのない白色光を発光するLED発光装置60を得ることができる。
In the LED
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態のLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置について説明する。
(Seventh embodiment)
Next, the LED light-emitting device, LED module, and illumination device of 7th Embodiment of this invention are demonstrated.
図14に示すように、本発明の第7実施形態のLED発光装置80は、第1LED発光装置81、第2LED発光装置82、第3LED発光装置83を基板84上に実装している。
As shown in FIG. 14, the LED
各LED発光装置81,82,83は、筺体85に第1LEDチップ86、第2LEDチップ87、第3LEDチップ88、第4LEDチップ89をそれぞれ実装しており、蛍光体シート90,91,92をそれぞれ有する。
Each LED light-emitting
各LED発光装置81,82,83に実装されている各LEDチップ86,87,88,89は青色光青1〜青4を発光しており、それぞれ色度が異なる。各LEDチップ86,87,88,89の光出力は略一定のものを用いている。
The LED chips 86, 87, 88, 89 mounted on the LED light-emitting
各ドミナント波長は、第1LEDチップ86がλ1であり、第2LEDチップ87がλ2であり、第3LEDチップ88がλ3であり、第4LEDチップ89がλ4であり、これらは、λ1>λ2>λ3>λ4の関係にある。
For each dominant wavelength, the
蛍光体シート90,91,92は、各LEDチップ86,87,88,89から発光された青色光により励起し、黄色光を発光する。蛍光体シート90,91,92は、シリコン樹脂に同―種類の蛍光体を混ぜ合わせたものであるが、蛍光体の濃度の違いにより色度がばらついたものを使用している。それぞれの色度は、黄1(濃度A×1.1)、黄2(濃度A)、黄3(濃度A×0.9)となる。蛍光体シート90,91,92は、各ドミナント波長範囲で変換効率が略一定であるものを使用している。
The
次に、第3LED発光装置83から発光される光の色度について説明する。
Next, the chromaticity of light emitted from the third LED
図15に示すように、第1LEDチップ86が発光した青色光青1と、青色光青1により蛍光体シート92から励起された黄色光黄3との合成により、白色光白3−1が発光される。
As shown in FIG. 15, white light white 3-1 is emitted by the combination of blue light blue 1 emitted from the
第2LEDチップ87が発光した青色光青2、青色光青2により蛍光体シート92から励起された黄色光黄3との合成により、白色光白3−2が発光される。
The white light white 3-2 is emitted by the combination of the blue light blue 2 emitted from the
第3LEDチップ88が発光した青色光青3と、青色光青3により蛍光体シート92から励起された黄色光黄3との合成により、白色光白3−3が発光される。
The white light white 3-3 is emitted by the combination of the blue light blue 3 emitted from the
第4LEDチップ89が発光した青色光青4と、青色光青4により蛍光体シート92から励起された黄色光黄3との合成により、白色光白3−4が発光される。
The white light white 3-4 is emitted by the combination of the blue light blue 4 emitted by the
よって、白色光白3−1〜白3−4の合成により、第3LED発光装置88から白色光白3が発光されることになる。
Therefore, the white light white 3 is emitted from the third LED
ここで、第3LED発光装置83から発光される白色光白4は、各LEDチップ86,87,88,89から発光された青色光青1〜青4と蛍光体シート92から発光された黄色光黄3の合成光であり、各ドミナント波長範囲で蛍光体変換効率が略一定であることから、青色光青1〜青4の合成光である青色光青5と、青色光青5により蛍光体シート92から励起した黄色光黄1とを合成した光と同じと考えられる。
Here, the white light white 4 emitted from the third LED
同様に、各LEDチップ86,87,88,89と蛍光体シート91(黄色光黄2)により第2LED発光装置82から白色光白2が発光される。第2LED発光装置82から発光される白色光白2は、青色光青5と黄色光黄2を合成した光と考えられる。 Similarly, the white light white 2 is emitted from the second LED light emitting device 82 by the LED chips 86, 87, 88, 89 and the phosphor sheet 91 (yellow light yellow 2). The white light white 2 emitted from the second LED light emitting device 82 is considered to be a light obtained by combining the blue light blue 5 and the yellow light yellow 2.
同様に、各LEDチップ86,87,88,89と蛍光体シート90(黄色光黄1)により第1LED発光装置81から白色光白1が発光される。第1LED発光装置81から発光される白色光白1は、青色光青5と黄色光黄1を合成した光と考えられる。 Similarly, the white light white 1 is emitted from the first LED light emitting device 81 by the LED chips 86, 87, 88, 89 and the phosphor sheet 90 (yellow light yellow 1). The white light white 1 emitted from the first LED light-emitting device 81 is considered to be light obtained by combining the blue light blue 5 and the yellow light yellow 1.
よって、各LED発光装置81,82,83から発光される白色光白4は、青色光青5、黄色光黄1〜黄3の合成光と考えることができる。各LED発光装置81,82,83の各LEDチップ86,87,88,89の光出力は略一定であり、黄色光黄1〜黄3の光出力は略一定と考えることができるため、黄色光黄1〜黄3の合成光である黄色光黄4は、黄色光黄4の色度≒(黄色光黄1〜黄3の色度の平均値)となる。よって、青色光青5と黄色光黄4との合成により、各LED発光装置81,82,83は白色光白4を発光する。
Therefore, the white light white 4 emitted from each LED
そのため、黄色光黄1〜3の色度の平均値が所定値となるようにすることで、a方向の色度バラツキを抑えることができる。ここで、蛍光体シート90,91,92から発光される黄色光の色度バラツキは、蛍光体濃度バラツキにほぼ比例関係にあるため、各蛍光体シート90,91,92の蛍光体濃度の平均値が所定値となるようにすることで、a方向の色度バラツキを抑えることができる。
Therefore, the chromaticity variation in the a direction can be suppressed by setting the average value of the chromaticities of the
また、各LED発光装置81,82,83において、各LEDチップ86,87,88,89の色度の平均値が青色光青5となるように組合せることでb方向のバラツキを抑えることができる。
Moreover, in each LED light-emitting
本発明の第7実施形態のLED発光装置80では、色度バラツキのない白色光を発光するLED発光装置81,82,83を作るのに、色度バラツキのあるLEDチップ86,87,88,89及び色度バラツキのある蛍光体シート90,91,92を使用可能なことから、LEDチップ86,87,88,89の歩留まり、蛍光体シート90,91,92の歩留まりがそれぞれ良くなり、大幅にコストを抑えることができる。
In the LED
(第8実施形態)
次に、本発明の第8実施形態のLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置について説明する。
(Eighth embodiment)
Next, an LED light emitting device, an LED module, and an illumination device according to an eighth embodiment of the present invention will be described.
本発明の第8実施形態のLED発光装置は、第7実施形態のLED発光装置80において、各LED発光装置81,82,83に使用しているLEDチップ86,87,88,89から発光される光の光出力が異なる場合がある。蛍光体シート90,91,92の変換効率は、LEDチップ86,87,88,89からの光出力にほとんど影響されないため、白色光白1〜白3の色度は変わらない。しかし、白色光白1〜白3の光出力のバラツキにより、合成光白4の色度はずれてしまう。
The LED light emitting device according to the eighth embodiment of the present invention emits light from the LED chips 86, 87, 88, 89 used in the LED
そのため、白色光白4は、白色光の色度と光出力とを考慮して、白色光白4の色度=(各LED発光装置81,82,83における白色光の色度×全LEDチップ86,87,88,89の光出力の総和)/(全LEDチップ86,87,88,89の光出力の総和)が所定値となるように予め組み合わせればよい。
Therefore, the white light white 4 takes into consideration the chromaticity of white light and the light output, and the chromaticity of the white light white 4 = (the chromaticity of the white light in each of the LED
白色光の色度バラツキは、黄色光の色度バラツキとほぼ比例するため、(各LED発光装置81,82,83における黄色光の色度×全LEDチップ86,87,88,89の光出力の総和)/(全LEDチップ86,87,88,89の光出力の総和)が所定値となるようにしても良い。
Since the chromaticity variation of white light is substantially proportional to the chromaticity variation of yellow light, the chromaticity of yellow light in each LED light-emitting
また、黄色光の色度バラツキは蛍光体濃度のバラツキとほぼ比例するため、(各LED発光装置81,82,83の蛍光体濃度×全LEDチップ86,87,88,89の光出力の総和)/(全LEDチップ86,87,88,89の光出力の総和)が所定値となるようにしても良い。
Further, since the chromaticity variation of yellow light is substantially proportional to the variation of the phosphor concentration, (the phosphor concentration of each LED
本発明の第8実施形態のLED発光装置では、a方向の色度バラツキを抑えることができる。 In the LED light-emitting device of 8th Embodiment of this invention, the chromaticity variation of a direction can be suppressed.
(第9実施形態)
次に、本発明の第9実施形態のLED発光装置、LEDモジュール及び照明装置について説明する。
(Ninth embodiment)
Next, the LED light-emitting device, LED module, and illuminating device of 9th Embodiment of this invention are demonstrated.
図16に示すように、本発明の第9実施形態のLED発光装置100は、第1LEDチップ101、第2LEDチップ102、第3LEDチップ103、第4LEDチップ104の4個のLEDチップを筺体12の底板15上に実装しており、蛍光体シート105を有する。
As shown in FIG. 16, the LED
各LEDチップ101,102,103,104は、青色光青1〜青4を発光し、それぞれ色度が異なる。各LEDチップ101,102,103,104の光出力は略一定のものを用いている。
Each
各LEDチップ101,102,103,104のドミナント波長は、第1LEDチップ101がλ1であり、第2LEDチップ102がλ2であり、第3LEDチップ103がλ3であり、第4LEDチップ104がλ4であり、それぞれが、λ1>λ2>λ3>λ4の関係にある。
The dominant wavelengths of the
図17に示すように、蛍光体シート105は、4種類の蛍光体A、B,C,Dを有している。各蛍光体A,B,C,Dは、青色光を変換できる波長範囲が決まっており、且つそれぞれ波長範囲が狭い。
As shown in FIG. 17, the
蛍光体シート105の蛍光体Aは第1LEDチップ101の光のみを変換し黄色光黄1を発光することができる。
The phosphor A of the
蛍光体シート105の蛍光体Bは第2LEDチップ102の光のみを変換し黄色光黄2を発光することができる。
The phosphor B of the
蛍光体シート105の蛍光体Cは第3LEDチップ103の光のみを変換し黄色光黄3を発光することができる。
The phosphor C of the
蛍光体シート105の蛍光体Dは第4LEDチップ104の光のみを変換し黄色光黄4を発光することができる。
The phosphor D of the
次に、LED発光装置100から発光される光の色度について説明する。
Next, the chromaticity of light emitted from the LED
図18に示すように、第1LEDチップ101が発光した青色光青1と、青色光青1によ蛍光体Aから励起された黄色光黄1との合成により白色光白1が発光される。
As shown in FIG. 18, white light white 1 is emitted by combining blue light blue 1 emitted from the
第2LEDチップ102が発光した青色光青2と、青色光青2により蛍光体Bから励起された黄色光黄2との合成により白色光白2が発光される。
The white light white 2 is emitted by the combination of the blue light blue 2 emitted from the
第3LEDチップ103が発光した青色光青3と、青色光青3により蛍光体Cから励起された黄色光黄3との合成により白色光白3が発光される。
White light white 3 is emitted by combining the blue light blue 3 emitted from the
第4LEDチップ104が発光した青色光青4と、青色光青4により蛍光体Dから励起された黄色光黄4との合成により白色光白4が発光される。
The white light white 4 is emitted by the combination of the blue light blue 4 emitted by the
よって、白色光白1〜白4の合成により、LED発光装置100から白色光白5が発光されることになる。
Therefore, white light white 5 is emitted from the LED
本発明の第9実施形態のLED発光装置100では、本来であれば青色光を変換できる波長範囲が狭いために使用が敬遠される蛍光体A,B,C,Dをあえて使用することにより、バラツキ品である各LEDチップ101,102,103,104を組み合わせて使用することができる。
In the LED
また、前記各実施形態で使用した筺体12等は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。
Further, the
10 照明装置
11、30、40、50、60、70、80、81,82,83、100 LED発光装置
13 LEDモジュール
14、90、91、92、105 蛍光体シート(蛍光体)
17、18、19、20、21、22、23、24、25、86、87、88、89、101、102、103、104 LEDチップ
82 第2LED発光装置(LED発光装置)
83 第3LED発光装置(LED発光装置)
A、B、C、D 蛍光体
DESCRIPTION OF
17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 86, 87, 88, 89, 101, 102, 103, 104 LED chip 82 Second LED light emitting device (LED light emitting device)
83 3rd LED light emitting device (LED light emitting device)
A, B, C, D phosphor
Claims (9)
前記LEDチップから発光される光により励起されて光を発光する蛍光体と、を有し、
それぞれの光の合成光を発光するLED発光装置において、
前記LEDチップを複数個設け、前記各LEDチップの色度の組合せを所定の組合せにしたことを特徴とするLED発光装置。 An LED chip;
A phosphor that emits light when excited by light emitted from the LED chip,
In the LED light emitting device that emits the combined light of each light,
2. An LED light emitting device comprising a plurality of the LED chips, wherein the combination of chromaticities of the LED chips is a predetermined combination.
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