JP2013239551A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明用光源等に使用する発光ダイオード(以下、白色LEDという。)を用いた発光素子およびそれを用いた発光装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting element using a light emitting diode (hereinafter referred to as a white LED) used for an illumination light source and the like, and a light emitting device using the light emitting element.
近年、窒化ガリウム(GaN)に代表される窒化物半導体により構成される半導体素子の研究開発が盛んである。窒化物半導体は、窒化アルミニウム(AlN)、GaN、窒化インジウム(InN)およびそれらの混晶体を含む。 In recent years, research and development of semiconductor elements composed of nitride semiconductors typified by gallium nitride (GaN) have been active. The nitride semiconductor includes aluminum nitride (AlN), GaN, indium nitride (InN), and mixed crystals thereof.
窒化物半導体により構成される半導体発光素子は、その膜組成を制御することによって紫外あるいは青色から赤外線領域までの幅広い波長領域において発光が実現できる。その応用例として窒化物半導体を用いた可視域発光ダイオードが既に商品化されている(例えば、非特許文献1)。 A semiconductor light emitting device composed of a nitride semiconductor can emit light in a wide wavelength range from ultraviolet or blue to infrared regions by controlling the film composition. As an application example thereof, a visible light emitting diode using a nitride semiconductor has already been commercialized (for example, Non-Patent Document 1).
図5は従来の白色LED素子の断面構成を示している。 FIG. 5 shows a cross-sectional configuration of a conventional white LED element.
図5に示す白色LED素子は、パッケージ1と、青色LEDチップ2と、リード端子3と、配線ワイヤー4とを備える。パッケージ1の内側は、YAG蛍光体5がシリコーン樹脂6により封止されている。YAG蛍光体5は、Y3Al5O12:Ce3+黄色蛍光体粒子である。
The white LED element shown in FIG. 5 includes a
白色LED素子を照明に用いる際に、明るさを調整する調光機能とともに照明光の色調を調整するために、白色LEDと赤色LEDを組み合わせた発光装置が提案されている。(例えば、特許文献1、2、3参照。)。
In order to adjust the color tone of the illumination light together with the dimming function for adjusting the brightness when the white LED element is used for illumination, a light emitting device that combines a white LED and a red LED has been proposed. (For example, refer to
しかし、上述した従来の発光装置は、光の色調を変えるために2種類の発光波長を発するLED素子を必要とし、さらにそれぞれに対して駆動回路を必要とするためにコストが上昇するという課題を有する。 However, the above-described conventional light emitting device requires an LED element that emits two types of light emission wavelengths in order to change the color tone of light, and further requires a driving circuit for each of them, resulting in an increase in cost. Have.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、簡便な方法で1つの発光素子で輝度と同時に発光光の色温度を変化させることが可能な発光素子およびそれを用いた発光装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve such problems, and a light-emitting element capable of changing the color temperature of emitted light simultaneously with luminance by a single light-emitting element by a simple method, and the same are used. A light-emitting device is provided.
前記従来の課題を解決するために、本発明の発光装置は、青色発光ダイオードと青色光によって励起される蛍光体層を有する白色発光ダイオードを用いた発光装置において、主な発光波長が580nm以上650nm以下で、且つ、発光強度が10%に低下するまでの残光時間が5ms以上10ms以下の第一の蛍光体と主な発光波長が490nm以上600nm以下で、且つ、発光強度が10%に低下するまでの残光時間が1ns以上10ns以下の第二の蛍光体とから成る蛍光体層を有する発光素子と、前記発光素子をパルス電流によって駆動する駆動回路を具備し、前記駆動回路がパルス幅変調方式を用いた駆動方法を用いることで、発光時の光束と同時に色温度を調節可能な発光装置を実現することができる。 In order to solve the above-described conventional problems, the light emitting device of the present invention is a light emitting device using a blue light emitting diode and a white light emitting diode having a phosphor layer excited by blue light, and has a main emission wavelength of 580 nm or more and 650 nm. In the following, the first phosphor having an afterglow time of 5 ms to 10 ms and the main emission wavelength from 490 nm to 600 nm and the emission intensity are reduced to 10% until the emission intensity is reduced to 10%. A light emitting element having a phosphor layer composed of a second phosphor having an afterglow time of not less than 1 ns and not more than 10 ns, and a drive circuit for driving the light emitting element with a pulse current, the drive circuit having a pulse width By using a driving method using a modulation method, a light emitting device capable of adjusting a color temperature simultaneously with a light flux at the time of light emission can be realized.
本発明の発光素子は、1つの発光素子で輝度と同時に発光光の色温度を変化させることが可能な発光素子を実現することができる。 The light-emitting element of the present invention can realize a light-emitting element that can change the color temperature of emitted light simultaneously with luminance with one light-emitting element.
第1の態様は、発光素子と、前記発光素子を駆動するパルス電流によって駆動する駆動回路とを備えた発光装置であって、前記発光素子は、青色発光ダイオードと、前記青色発光ダイオードの上部に配置され、580nm以上650nm以下の範囲の発光波長を有し、且つ、発光強度が10%に低下するまでの残光時間が5ms以上10ms以下である第一の蛍光体と、前記青色発光ダイオードの上部に配置され、490nm以上600nm以下の範囲の発光波長を有しで、且つ、発光強度が10%に低下するまでの残光時間が1ns以上10ns以下の第二の蛍光体とを有する蛍光体層とを含む。 A first aspect is a light-emitting device including a light-emitting element and a drive circuit that is driven by a pulse current that drives the light-emitting element. The light-emitting element is provided with a blue light-emitting diode and an upper portion of the blue light-emitting diode. A first phosphor having a light emission wavelength in a range of 580 nm to 650 nm and having an afterglow time of 5 ms to 10 ms until the light emission intensity is reduced to 10%; A phosphor having a second phosphor having an emission wavelength in the range of 490 nm to 600 nm and an afterglow time of 1 ns to 10 ns until the emission intensity decreases to 10%. Including layers.
第2の態様は、駆動回路がパルス幅変調方式を用いた駆動する。 In the second aspect, the drive circuit drives using a pulse width modulation method.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
実施の形態1の発光装置は、発光素子と、駆動回路とを備える。
(Embodiment 1)
The light-emitting device of
図1は、実施の形態1の発光素子の断面構成図である。
1 is a cross-sectional configuration diagram of the light-emitting element of
図1に示す発光素子は、パッケージ1と、青色LEDチップ2と、リード端子3と、配線ワイヤー4と、蛍光体層51とを備える。青色LEDチップ2から放射された青色の光は、蛍光体層51を入射する。蛍光体層51に入射した青色の光は、蛍光体層51で白色の光に変換されて、外部に放射される。
The light emitting element shown in FIG. 1 includes a
パッケージ1は、たとえば、凹部を有する。パッケージ1の凹部には、青色LEDチップ2と、青色LEDチップ2の上部を覆う蛍光体層51とが配置されている。
The
蛍光体層51は、第1の蛍光体層と第2の蛍光体層を有する。
The
第1の蛍光体層は、第1の蛍光体と、第1の蛍光体を覆うシリコーン樹脂6とを有する。第1の蛍光体は、シリコーン樹脂6で封止されている。
The first phosphor layer has a first phosphor and a
第1の蛍光体は、YAG蛍光体5で構成される。第1の蛍光体は、580nm以上650nm以下の範囲の発光波長を有し、且つ、発光強度が10%に低下するまでの残光時間が5ms以上10ms以下である。
The first phosphor is composed of the
第2の蛍光体層は、第2の蛍光体と、第2の蛍光体を覆うシリコーン樹脂8とを有する。第2の蛍光体は、シリコーン樹脂8で封止されている。
The second phosphor layer has a second phosphor and a
第2の蛍光体は、R蛍光体7で構成される。R蛍光体は、Ba2ZnS3:Mn2+赤色蛍光体粒子である。第2の蛍光体は、490nm以上600nm以下の範囲の発光波長を有しで、且つ、発光強度が10%に低下するまでの残光時間が1ns以上10ns以下の第二の蛍光体とを有する。
The second phosphor is composed of the
以下、前記のように構成された発光素子の製造方法について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing the light emitting device configured as described above will be described with reference to the drawings.
図2(a)〜図2(c)は、第1の実施形態に係る発光素子の製造方法の工程順の断面構成を示している。 FIG. 2A to FIG. 2C show cross-sectional configurations in the order of steps of the method for manufacturing the light emitting device according to the first embodiment.
図2(a)に示されるように、パッケージ上に青色LEDチップを実装しリード端子に配線ワイヤーをワイヤーボンディングによって接続する。 As shown in FIG. 2A, a blue LED chip is mounted on a package, and wiring wires are connected to lead terminals by wire bonding.
次に、図2(b)に示されるように、YAG蛍光体をシリコン樹脂に10wt%分散させた蛍光体ペーストをポッティングによってパッケージ内部に塗布し、加熱乾燥させ黄色蛍光体層を形成する。 Next, as shown in FIG. 2B, a phosphor paste in which YAG phosphor is dispersed in silicon resin by 10 wt% is applied to the inside of the package by potting, and is heated and dried to form a yellow phosphor layer.
その後、図2(c)に示されるように、R蛍光体を0.4wt%シリコン樹脂に分散させた蛍光体シートをパッケージ上部に貼り合わせることで発光素子を作製することができる。 Thereafter, as shown in FIG. 2C, a light emitting element can be manufactured by attaching a phosphor sheet in which an R phosphor is dispersed in 0.4 wt% silicon resin to the upper part of the package.
図3は、前記発光素子を駆動する駆動回路と発光素子からなる本実施の形態1の発光装置の構成を示すブロックダイアグラムである。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the light emitting device according to the first embodiment which includes a drive circuit for driving the light emitting element and the light emitting element.
図3に示すように、発光装置は、白色LED素子301と、パルス電流発生回路302と、タイミングコントローラー303と、調光用ボリューム304とを備える。
As shown in FIG. 3, the light emitting device includes a
白色LED素子301に接続されたパルス電流発生回路302のパルス周波数およびON/OFFのデューティー比をタイミングコントローラー303で制御し、調光用ボリューム304でデューティー比を調整することで白色LED素子301に流れる平均電流値を変化させ、明るさを可変することが出来る。
The pulse frequency of the pulse
図4に、前記発光素子を駆動する駆動パルスと発光タイミングを示すタイミングチャートの一例を示す。 FIG. 4 shows an example of a timing chart showing drive pulses for driving the light emitting elements and light emission timing.
YAG蛍光体5は、発光中心であるCe3+のf−d遷移を使用しているため、残光時間が数nsから10nsと非常に短い。一方、R蛍光体7は、発光中心であるMn2+のd−d遷移が禁制遷移であるため残光時間が1msから10msと長い。電流パルスの周波数を100Hz程度で駆動する際、デューティー比が小さい場合は、残光の長いR蛍光体からの光量が発光素子全体の光量に占める割合が多くなる。一方、デューティー比が大きい場合は、残光の長いR蛍光体からの光量は飽和し、残光の短いYAG蛍光体からの光量は、デューティー比に比例して増加する為、発光素子全体の光量に占めるR蛍光体からの光の割合が少なくなる。
Since the
表1に本実施の形態1の発光装置における100Hzで駆動した際の駆動パルスの各デューティーと発光素子の光束および色温度を示す。 Table 1 shows each duty of the driving pulse, the luminous flux of the light emitting element, and the color temperature when the light emitting device of the first embodiment is driven at 100 Hz.
表1から明らかなように、デューティー比が5%のときは、発光素子からの光束が小さく、また色温度が2200Kと低い。デューティー比を増加させるに従って、光束が増加すると共に色温度が高くなり100%では色温度が7000Kとかなり高い値を示した。 As can be seen from Table 1, when the duty ratio is 5%, the luminous flux from the light emitting element is small and the color temperature is as low as 2200K. As the duty ratio is increased, the luminous flux increases and the color temperature increases. At 100%, the color temperature is as high as 7000K.
このように実施の形態1の発光装置は、白熱電球と同様に光束が少ないとき即ち光源が暗いときには色温度が低く、光束が多いとき即ち光源が明るいときには色温度が高いという自然な明るさを持った発光装置を簡便な素子構成と制御回路で実現することができる。また、低コストで優れた調光性を有する発光装置を実現できる。
As described above, the light-emitting device of
尚、本実施の形態では、発光素子の蛍光体としてYAG蛍光体を塗布したのちにR蛍光体のシートを貼り合わせたがこの構成に限定されるものではなく、YAG蛍光体とR蛍光体を混合した蛍光体ペーストをパッケージ内に塗布してもよい。 In this embodiment, the Y phosphor is applied as the phosphor of the light emitting element, and then the R phosphor sheet is bonded. However, the present invention is not limited to this configuration, and the YAG phosphor and the R phosphor are combined. The mixed phosphor paste may be applied in the package.
また、YAG蛍光体を塗布する前にR蛍光体を含む蛍光体ペーストを塗布したのちYAG蛍光体のペーストを塗布してもよい。 Alternatively, the YAG phosphor paste may be applied after applying the phosphor paste containing the R phosphor before applying the YAG phosphor.
本発明にかかる発光装置は、1つの発光素子で輝度と同時に発光光の色温度を変化させることが可能な発光素子を実現することができ、低コストで優れた調光性を有し、照明、ディスプレイ等の用途に応用できる。 The light-emitting device according to the present invention can realize a light-emitting element that can change the color temperature of emitted light simultaneously with luminance with a single light-emitting element, and has excellent dimming properties at low cost. It can be applied to uses such as displays.
1 パッケージ
2 青色LEDチップ
3 リード端子
4 配線ワイヤー
5 YAG蛍光体
6 シリコーン樹脂
7 R蛍光体
8 シリコーン樹脂
51 蛍光体層
301 LED素子
302 パルス電流発生回路
303 タイミングコントローラー
304 調光用ボリューム
1
Claims (2)
前記発光素子は、
青色発光ダイオードと、
前記青色発光ダイオードの上部に配置され、580nm以上650nm以下の範囲の発光波長を有し、且つ、発光強度が10%に低下するまでの残光時間が5ms以上10ms以下である第一の蛍光体と、前記青色発光ダイオードの上部に配置され、490nm以上600nm以下の範囲の発光波長を有しで、且つ、発光強度が10%に低下するまでの残光時間が1ns以上10ns以下の第二の蛍光体とを有する蛍光体層とを含む発光装置。 A light-emitting device comprising a light-emitting element and a drive circuit driven by a pulse current that drives the light-emitting element,
The light emitting element is
A blue light emitting diode,
A first phosphor disposed on the blue light emitting diode and having a light emission wavelength in the range of 580 nm to 650 nm and having an afterglow time of 5 ms to 10 ms until the light emission intensity decreases to 10%. And a second light emitting diode disposed at an upper portion of the blue light emitting diode, having an emission wavelength in a range of 490 nm to 600 nm and having an afterglow time of 1 ns to 10 ns until the emission intensity is reduced to 10%. A light emitting device including a phosphor layer having a phosphor.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016088950A (en) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | 信越化学工業株式会社 | Red fluorescent body |
JP2017527114A (en) * | 2014-08-11 | 2017-09-14 | ゲルト オー ミュラー | Incandescent dimming light emitting diode |
JP2020166012A (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Wavelength converting member, light source device, and lighting device |
WO2020217670A1 (en) * | 2019-04-24 | 2020-10-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light emitting device; and medical system, electronic apparatus, and inspection method using same |
JPWO2020217671A1 (en) * | 2019-04-24 | 2020-10-29 | ||
JPWO2020217669A1 (en) * | 2019-04-24 | 2020-10-29 |
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2012
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017527114A (en) * | 2014-08-11 | 2017-09-14 | ゲルト オー ミュラー | Incandescent dimming light emitting diode |
JP2016088950A (en) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | 信越化学工業株式会社 | Red fluorescent body |
JP2020166012A (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Wavelength converting member, light source device, and lighting device |
CN111751977A (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-09 | 松下知识产权经营株式会社 | Wavelength conversion member, light source device, and lighting device |
CN111751977B (en) * | 2019-03-28 | 2023-10-20 | 松下知识产权经营株式会社 | Light source device and lighting device |
JP7220363B2 (en) | 2019-03-28 | 2023-02-10 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | WAVELENGTH CONVERSION MEMBER, LIGHT SOURCE DEVICE, AND LIGHTING DEVICE |
JPWO2020217670A1 (en) * | 2019-04-24 | 2020-10-29 | ||
JPWO2020217669A1 (en) * | 2019-04-24 | 2020-10-29 | ||
JPWO2020217671A1 (en) * | 2019-04-24 | 2020-10-29 | ||
JP7361347B2 (en) | 2019-04-24 | 2023-10-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Wavelength converter, light-emitting device, medical system, electronic device, and inspection method using the same |
JP7361346B2 (en) | 2019-04-24 | 2023-10-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light-emitting device, medical system using the same, electronic equipment, and testing method |
JP7361345B2 (en) | 2019-04-24 | 2023-10-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light-emitting device, medical system using the same, electronic equipment, and testing method |
WO2020217670A1 (en) * | 2019-04-24 | 2020-10-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light emitting device; and medical system, electronic apparatus, and inspection method using same |
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