JP2020155406A - 発光モジュールおよび発光装置の駆動方法 - Google Patents

発光モジュールおよび発光装置の駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】異なる残光特性を有する２種類の蛍光体５２を、同一の発光素子６０で励起する発光装置４０を駆動する際に、残光特性が遅いことに起因する特定色の残光を低減できる駆動方法を提供する。【解決手段】発光素子６０と、前記発光素子６０によって励起される、残光特性の異なる２種類以上の蛍光体５２を含む発光部５０と、を含む発光装置４０の駆動方法であって、前記発光装置４０の通電期間２０が、前記発光素子６０に前記通電期間２０における最大電流Ｉ１１を供給する最大電流供給期間２１と、前記最大電流供給期間２１の次に、前記発光素子６０に供給する電流を、前記最大電流Ｉ１１から連続的に又は段階的に低下させる電流低下期間２２と、を含む、方法。【選択図】図３

Description

本開示は、発光モジュールおよび発光装置の駆動方法に関する。
ＬＣＤパネル等のバックライトとして、光源と、光源からの光を吸収して発光する蛍光体とを組み合わせた発光装置が知られている（特許文献１、２）。
特許文献１には、バックライトユニットの尾引き現象を解消するための発光装置の駆動方法が記載されている（例えば、特許文献１の段落０１６４〜０１６８）。例えば、多数の光源（冷陰極管）を備えたバックライトユニットにおいて、冷陰極管を大電流で駆動した直後に、蛍光体の残光を打ち消すために電流を大きく低下させた後に滑らかに電流を増加させる。これにより、冷陰極管内の緑色蛍光体の残光時間が長いために生じる尾引き現象を解消できる。
特許文献２には、残光特性の異なる２種類の蛍光体を含む発光装置において、パルス幅制御によって発光強度を調節したときに、調光しない場合と比べて発光色が変化するのを防止するための、発光装置の駆動方法が記載されている。発光装置は、２つの発光素子（第一発光素子、第二発光素子）と、残光特性の異なる２種類の蛍光体（第一蛍光体、第二蛍光体）とを含み、第一発光素子と第一蛍光体とを含む第一発光部と、第二発光素子と第二蛍光体とを含む第二発光部とを備えている。第一発光部、第二発光部への駆動エネルギーは個別に制御可能であり、第一発光部への駆動エネルギーの積算値が、第二発光部への駆動エネルギーの積算値よりも低くなるように制御している（例えば、特許文献２の請求項１、段落０００６〜００１１）。
特開２００４−２０６０４４号公報 特開２０１６−１１５４９７号公報
発光素子と、その発光素子によって励起される２種類以上の蛍光体とを含む発光装置において、蛍光体の残光特性の相違により、特定色の残光が生じることがある。そのような残光を低減できる発光装置の制御方法が求められている。
そこで、本開示は、異なる残光特性を有する２種類の蛍光体を、同一の発光素子で励起する発光装置を駆動する際に、残光特性が遅いことに起因する特定色の残光を低減できる駆動方法を提供することを目的とする。
本開示は、さらに、そのような駆動方法を実現できる発光モジュールを提供することを目的とする。
本発明の一実施形態に係る駆動方法は、
発光素子と、前記発光素子によって励起される、残光特性の異なる２種類以上の蛍光体と、を含む発光部を含んで成る発光装置の駆動方法であって、
前記発光装置の通電期間が、
前記発光素子に前記点灯期間における最大電流を供給する最大電流供給期間と、
前記最大電流供給期間の次に、前記発光素子に供給する電流を、前記最大電流から連続的に又は段階的に低下させる電流低下期間と、
を含む。
本発明の別の実施形態に係る発光モジュールは、
発光素子と、前記発光素子によって励起される、残光特性の異なる２種類以上の蛍光体を含む発光部と、を含む発光装置と、
電源から前記発光素子に供給される電流を制御する制御部とを有しており、
前記制御部は、前記発光装置の通電期間が、
前記発光素子に前記通電期間における最大電流を供給する最大電流供給期間と、
前記最大電流供給期間の次に、前記発光素子に供給する電流を、前記最大電流から連続的に又は段階的に低下させる電流低下期間と、を含むように前記電流を制御する。
本発明の一実施形態に係る制御方法は、特定色の残光を低減できる。本発明の別の実施形態の発光モジュールは、この駆動方法を実現することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る発光モジュールの模式図である。 図２Ａは、発光装置の一態様を示す概略上面図である。 図２Ｂは、図２ＡのII−II線に沿った概略断面図である。 図２Ｃは、図２Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の駆動方法を説明するための時間−電流グラフである。 図４Ａは、発光装置に、本発明の実施形態に係る通電方法で通電したときの電流値を示すグラフである。 図４Ｂは、図４Ａに示す通電方法で通電したときの発光素子の発光輝度（Ｂ）と、蛍光体の蛍光輝度（Ｇ、Ｒ）との関係を示すグラフである。 図５Ａは、発光装置に、従来の通電方法で通電したときの電流値を示すグラフである。 図５Ｂは、図５Ａに示す通電方法で通電したときの発光素子の発光輝度（Ｂ）と、蛍光体の蛍光輝度（Ｇ、Ｒ）との関係を示すグラフである。 図６は、図３に示す時間−電流グラフに基づいて発光装置に通電したときの、発光装置の時間−輝度グラフである。 図７は、本発明の一実施形態に係る発光装置の駆動方法を説明するための時間−電流グラフである。 図８Ａは、変形例１に係る発光装置の概略上面図である。 図８Ｂは、変形例２に係る発光装置の概略上面図である。 図９は、変形例３に係る発光装置の概略断面図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及び、それらの用語を含む別の用語）を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分または部材を示す。
＜実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る発光モジュールの模式図である。
図１に示すように、発光モジュール１００は、発光装置４０と制御部７０をと有している。発光装置４０は、発光部５０と、発光素子６０と、を含む。発光装置４０は、発光素子６０に電流を供給するための電源９０に接続されており、発光素子６０に供給される電流は、制御部７０によって制御される。
図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃは、発光装置４０の一態様を示す概略図である。発光部５０は、発光素子６０からの光（例えば青色光）を吸収して励起される蛍光体５２を含んでいる。蛍光体５２は、２種類以上の蛍光体（例えば、緑色蛍光体５２Ｇと赤色蛍光体５２Ｒ）を含んでいる。発光部５０は、さらに、蛍光体５２を分散固定するための透光性の樹脂５３を含んでもよい。
発光素子６０からの光は、一部が蛍光体５２に吸収され、残りはそのまま発光部５０を通過して、通過光となる。通過光と、蛍光体５２からの蛍光とが混色されて、発光装置４０の発光色を所望の色にすることができる。例えば、青色の通過光と、緑色蛍光体５２Ｇからの緑色光と、赤色蛍光体５２Ｒからの赤色光とが混色されて、白色光を発する発光装置４０が得られる。
２種類以上の蛍光体５２Ｇ、５２Ｒは、残光特性が異なっている。本明細書における「残光特性」とは、蛍光体に入射される光を遮断してから、蛍光体からの蛍光が消失するまでの遅延時間をいう。なお、本明細書においては、蛍光体５２に光が入射してから、蛍光体が蛍光を発するまでにかかる時間のことは、「光に対する応答」と称する。
残光特性の異なる蛍光体５２を含む発光部５０を備えた発光装置４０では、残光が問題となることがある。残光を軽減するために、本発明の一実施形態では、図３、図４Ａおよび図４Ｂに説明するような、発光装置４０の駆動方法を採用する。図３、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａおよび図５Ｂを参照しながら、本実施形態の駆動方法について詳述する。
（１．発光装置４０の駆動方法について）
従来の駆動方法で発光装置４０を発光させた場合を、図５Ａおよび図５Ｂに示す。
発光装置４０を所望の発光輝度で発光させるのに必要な電流を標準電流Ｉ０とした場合、従来の駆動方法では、通電開始時ＴＳに標準電流Ｉ０を印加し、通電終了時ＴＦに電流を完全に停止する。
図５ＢのグラフＢに示すように、通電開始時ＴＳに標準電流Ｉ０を印加すると、青色発光素子６０からの青色通過光は、すぐに所望の発光輝度ＬＢ０となる。通電終了時ＴＦに電流を停止すると、青色通過光の輝度はすぐにゼロになる。
緑色蛍光体５２Ｇは、青色発光素子６０からの青色光を吸収して発光する。例えば、緑色蛍光体５２Ｇは、青色光を吸収するとすぐに緑色光を発し、青色光の照射と止めるとすぐに緑色光は消光するものとする。つまり、緑色蛍光体５２Ｇには、応答が早く、かつ残光特性が短いものを用いる場合を想定する。
図５ＢのグラフＧに示すように、通電開始時ＴＳに標準電流Ｉ０を印加すると、緑色蛍光体５２Ｇからの緑色光は、すぐに所望の発光輝度ＬＧ０となる。通電終了時ＴＦに電流を停止すると、緑色光の輝度はすぐにゼロになる。
一方、赤色蛍光体５２Ｒは、青色発光素子６０からの青色光を吸収して発光する。例えば、赤色蛍光体５２Ｒは、青色光を吸収してから赤色光を発するまでに、例えば数ｍｓの遅延があり、青色光の照射を止めた後、赤色光が消光するまでに、例えば数ｍｓの遅延があるものとする。つまり、赤色蛍光体５２Ｒは、応答が遅く、かつ残光特性が長いものを用いる場合を想定する。
図５ＢのグラフＲに示すように、通電開始時ＴＳに標準電流Ｉ０を印加すると、赤色蛍光体５２Ｒからの赤色光は、時点ＴＸまで経過すると、所望の発光輝度ＬＲ０となる。通電終了時ＴＦに電流を停止した後、時点ＴＹまで経過すると、赤色光の輝度はゼロになる。
このように、応答の早い緑色蛍光体５２Ｇと、応答の遅い赤色蛍光体５２Ｒを用いた発光装置４０の場合、従来の駆動方法で発光装置４０を駆動すると、通電開始時ＴＳから時点ＴＸまで、発光装置４０の発光色は、赤色成分が不足する（領域ＩＰ）。
また、残光特性の短い緑色蛍光体５２Ｇと、残光特性の長い赤色蛍光体５２Ｒを用いた発光装置４０の場合、通電終了時ＴＦから時点ＴＹまで、発光装置４０は、赤色の残光（領域ＡＧ）が視認され得る。つまり、従来のような発光装置４０の駆動方法では、通電期間２０（通電開始時ＴＳ〜通電終了時ＴＦ）より後に、残光が生じてしまう。
発明者らは、この残光について様々な検討を行った結果、通電期間２０より後の残光は、主に、通電終了時ＴＦの直前の電流Ｉ１２ｄにおける赤色光の発光輝度に依存することを見いだした。そこで、本発明の実施形態の発光装置４０の駆動方法では、図３に示すように、通電期間２０の前半に、最大電流供給期間２１を設け、その後に、電流低下期間２２を設けて電流値を経時的に低減させるものである。
通電期間２０の初期（図３では、通電開始時ＴＳから時点Ｔ１２ａまで）は、発光素子６０に、通電期間２０における最大電流Ｉ１１を供給する最大電流供給期間２１とする。最大電流供給期間２１の次は、発光素子６０に供給する電流を、最大電流Ｉ１１から連続的に又は段階的に低下させる電流低下期間２２とする。通常は、最大電流供給期間２１の終了（時点Ｔ１２ａ）から、通電終了時ＴＦまで、電流低下期間２２である。
なお、図３では、電流低下期間２２は、電流を段階的に低下させる（つまり、電流を一定に保持した後に、電流を急激に低下させる）ことが例示されているが、電流を連続的に低下させてもよい（つまり、電流を急激に変動させないで、徐々に低下させてもよい）。
図３の電流低下期間２２は、時点Ｔ１２ａから通電終了時ＴＦまでの間に、３回（時点Ｔ１２ｂ、Ｔ１２ｃ、Ｔ１２ｄ）の電流低下操作を行う。時点Ｔ１２ｂに、電流Ｉ１２ａから電流Ｉ１２ｂまで電流を低下させ、時点Ｔ１２ｃに、電流Ｉ１２ｂから電流Ｉ１２ｃまで電流を低下させ、時点Ｔ１２ｄに、電流Ｉ１２ｃから電流Ｉ１２ｄまで電流を低下させる。そして、通電終了時ＴＦに、電流Ｉ１２ｄからゼロまで電流を低下させる。
図３、図４Ａに示すような時間−電流グラフに沿って、発光装置４０の発光素子６０に通電すると、青色発光素子６０からの青色通過光の輝度、緑色蛍光体５２Ｇからの緑色光の輝度、および赤色蛍光体５２Ｒからの赤色光の輝度のそれぞれは、図４ＢのグラフＢ、グラフＧおよびグラフＲで示す通りとなる。
なお、図４Ａに示すように、最大電流Ｉ１１は標準電流Ｉ０よりも大きくし、電流Ｉ１２ｂ、Ｉ１２ｃおよびＩ１２ｄは、標準電流Ｉ０よりも小さくするのが好ましい。なお、図４Ａでは、電流Ｉ１２ａは標準電流Ｉ０よりも大きいが、発光装置４０の輝度を考慮して、標準電流Ｉ０と同等またはそれより小さくしてもよい。
図４ＢのグラフＢに示すように、通電開始時ＴＳに最大電流Ｉ１１を印加すると、青色発光素子６０からの青色通過光は、すぐに最大輝度ＬＢＭＡＸとなる。最大輝度ＬＢＭＡＸは、発光装置４０に求められている、青色通過光の発光輝度ＬＢ０よりも高い。その後、電流を段階的に低下させると、ほぼ同じタイミングで、青色通過光の輝度も段階的に低下する。通電終了時ＴＦに電流を停止すると、青色通過光の輝度はすぐにゼロになる。
図４ＢのグラフＧに示すように、通電開始時ＴＳに最大電流Ｉ１１を印加すると、緑色蛍光体５２Ｇからの緑色光は、すぐに最大輝度ＬＧＭＡＸとなる。最大輝度ＬＧＭＡＸは、発光装置４０に求められている、緑色光の発光輝度ＬＧ０よりも高い。その後、電流を段階的に低下させると、ほぼ同じタイミングで、緑色光の輝度も段階的に低下する。通電終了時ＴＦに電流を停止すると、緑色光の輝度はすぐにゼロになる。
図４ＢのグラフＲに示すように、通電開始時ＴＳに最大電流Ｉ１１を印加すると、赤色蛍光体５２Ｒからの赤色光は、時点Ｔ１２ａまで経過すると、最大輝度ＬＲＭＡＸとなる。なお、最大電流Ｉ１１が標準電流Ｉ０よりも大きいため、赤色蛍光体５２Ｒの励起が促進されると考えられる。そのため、最大輝度ＬＲＭＡＸに達するまでの時間（通電開始時ＴＳから時点Ｔ１２ａまでの時間）は、標準電流Ｉ０を通電したときに発光輝度ＬＲ０に達するまでの時間（図５Ｂの通電開始時ＴＳから時点ＴＸまでの時間）よりも短縮され得る。
その後、電流を段階的に低下させると、電流の低下のタイミングより遅れて、赤色光の輝度も段階的に低下する。通電終了時ＴＦに電流を停止した後、時点Ｔ１３まで経過すると、赤色光の輝度はゼロになる。図４Ａに示すように、通電終了時ＴＦの直前の電流Ｉ１２ｄは、標準電流Ｉ０よりも小さいため、通電終了時ＴＦの時点における赤色光の発光輝度ＬＲＦは、発光輝度ＬＲ０よりも小さくなる。つまり、通電終了時ＴＦに向かって、赤色の輝度は、段階的に低下してゼロに近づいている。そのため、発光装置４０の輝度が、発光輝度ＬＲＦからゼロになるまでの時間（通電終了時ＴＦから、残光ＡＧが消失する時点Ｔ１３）は、発光輝度ＬＲ０からゼロになるまでの時間（図５Ｂの通電終了時ＴＦから、残光ＡＧが消失する時点ＴＹ）よりも短縮される。
なお、本明細書において、発光装置４０、蛍光体５２等の輝度が「ゼロ」とは、発光装置４０、蛍光体５２等からの光を実質的に視認できないことを意味する。
このように、通電期間２０の最初に最大電流供給期間２１を設け、その後に電流低下期間２２を設けるように電流制御を行うと（図３）、通電終了時ＴＦの直前の電流Ｉ１２ｄによる赤色発光の発光輝度ＬＲＦを低下させることができる。その結果、通電期間２０の後（通電終了時ＴＦの後）に生じる残光ＡＧの強度を低減でき、かつ、残光ＡＧが消滅するまでの時間（通電終了時ＴＦから時点Ｔ１３までの時間）を短縮することができる。
図４Ｂの例では、残光特性の異なる２種類以上の蛍光体５２として、残光特性が短い緑色蛍光体５２Ｇと、残光特性が長い赤色蛍光体５２Ｒの組み合わせを例示した。しかし、これに限定されず、残光特性が長い緑色蛍光体５２Ｇと、残光特性が短い赤色蛍光体５２Ｒを組み合わせることができる。
さらに、緑色蛍光体５２Ｇと赤色蛍光体５２Ｒの他に、別の蛍光体（例えば、黄色蛍光体）を含んでもよい。緑色蛍光体５２Ｇと赤色蛍光体５２Ｒが同様の残光特性（残光特性が同程度）を有し、別の蛍光体が異なる残光特性（例えば、残光特性が、他の蛍光体より長い）を有してもよい。
いずれの組み合わせの蛍光体を備えた発光装置４０においても、図３に示すような電流制御を行う駆動方法を適用することにより、残光を軽減することができる。
上述したように、残光は、残光特性が最も長い蛍光体（図３の例では、赤色蛍光体５２Ｒ）の蛍光によって生じる。そのため、発光素子６０に供給する電流を制御する場合には、２種類以上の蛍光体５２のうち、光に対する応答が最も遅い蛍光体（赤色蛍光体５２Ｒ）の残光特性に応じて制御するのが好ましい。
図６は、図３に示す時間−電流グラフに基づいて発光装置４０の発光素子６０に通電したときの、発光装置４０の時間−輝度グラフを示す。縦軸の値は、標準電流Ｉ０を通電したときの輝度が１．００になるように規格化している。
電流低下期間２２の終了時点（つまり、通電終了時ＴＦ）における発光装置４０の発光輝度ＬＦが、発光装置４０の最大輝度ＬＭＡＸの５０％以下となるのが好ましい。これにより、通電終了時ＴＦから、残光ＡＧが消失する時点Ｔ１３（図４Ｂ）を効果的に短縮することができる。
通電終了時ＴＦにおける発光装置４０の発光輝度ＬＦが、最大輝度ＬＭＡＸの５０％以下とすることは、発光装置４０の駆動方法において、電流を制御（低下）させることにより達成することができる。
発光装置４０の駆動方法において、図７に示すように、通電期間２０の後に、発光素子６０に電流を供給しない休止期間３０をさらに含んでもよい。また、休止期間３０の後に通電期間２０を含んでもよく、さらにその後に休止期間３０を含んでもよい。この場合、通電期間２０と、その後に続く休止期間３０とで１周期ＣＹと称する。
休止期間３０の開始時点（通電終了時ＴＦに相当）から、発光装置４０の輝度がゼロになる時点（図４Ｂの時点Ｔ１３）までの時間が、１周期ＣＹの長さ（通電期間２０と休止期間３０との合計時間）の２０％以下であるのが好ましい。つまり、残光ＡＧが生じている時間が、１周期ＣＹの長さの２０％以下であるのが好ましい。よって、発光装置４０の駆動方法においては、電流を制御して、残光ＡＧの時間を１周期ＣＹの長さの２０％以下にするのが好ましい。
再び図３と図６を参照する。電流低下期間２２の中で、電流低下期間２２の開始時点（時点Ｔ１２ａに相当）から、所定の時点（例えば、時点Ｔ１２ａから時点Ｔ１２ｂまでの期間）にわたって、発光素子６０に供給する電流を、最大電流Ｉ１１より小さい一定の値（電流Ｉ１２ａ）に保持してもよい。電流をＩ１２ａに保持する期間を電流保持期間２２１と称する。つまり、電流低下期間２２は、電流保持期間２２１を含んでもよい。
電流保持期間２２１における電流Ｉ１２ａ（一定の値）と、電流保持期間２２１の長さ（時点Ｔ１２ａから時点Ｔ１２ｂまで）は、通電期間２０における発光装置４０の輝度の時間積分値に基づいて制御するのが望ましい。
ここで、「通電期間２０における発光装置４０の輝度の時間積分値（以下、「輝度積分値」と称する）とは、図６のような時間−輝度グラフにおいて、輝度を示すグラフと横軸（時間軸）との間の領域の面積のことを指す。これは、通電期間２０において、発光装置４０から得られる光の輝度の総量と見なすことができる。図７のように、通電期間２０と休止期間３０とを繰り返す場合、１周期ＣＹにおける輝度積分値が、発光装置４０の明るさの程度の指標となる。
ここで、通電期間２０の最初（通電開始時ＴＳ）から最後（通電終了時ＴＦ）まで標準電流Ｉ０を連続して印加したときの輝度積分値を、基準輝度積分値とする。
図３のグラフに示すように電流を印加した場合の発光装置４０の発光輝度を図６に示す。なお、図６の縦軸（輝度）は、発光装置４０に標準電流Ｉ０を印加したときの発光輝度（これを「基準輝度」と称する）が１．００となるように規格化している。
図６において、基準輝度積分値は、横幅が「通電開始時ＴＳから通電終了時ＴＦまでの長さ」で、高さが「基準輝度の強さ」である矩形領域ＲＲ（２点鎖線で囲まれた領域）の面積と見なすことができる。
図３に示すように、本発明の実施形態では、電流低下期間２２の少なくとも一部の期間では、電流は標準電流Ｉ０より小さくなる。例えば、図３のグラフでは、時点Ｔ１２ｂからＴＦまでの期間は、電流Ｉ１２ｂ、Ｉ１２ｃ、Ｉ１２ｄが標準電流Ｉ０より小さい。そのため、図６に示すように、時点Ｔ１２ｂから通電終了時ＴＦまでの期間では、発光装置４０の発光輝度は、基準輝度（１．００）より小さくなる。そのため、時点Ｔ１２ｂから通電終了時ＴＦまでの期間における輝度積分値は、基準輝度積分値を示す領域ＲＲと比べると、領域Ｒ１の面積相当だけ不足する。つまり、発光装置４０の輝度が低下する。
そこで、不足した輝度積分値（領域Ｒ１の面積）を、通電開始時ＴＳから時点Ｔ１２ｂまでの間の輝度積分値を増加させることで相殺することにより、１周期ＣＹにおける輝度積分値を、基準輝度積分値と同等にするのが好ましい。
通電開始時ＴＳから時点Ｔ１２ａまで（最大電流供給期間２１）は、標準電流Ｉ０より大きい最大電流Ｉ１１を印加する（図３）。そのため、図６に示すように、最大電流供給期間２１における輝度積分値は、基準輝度積分値を示す領域ＲＲに比べると、領域Ｒ２の面積相当だけ余剰となる。
さらに、図３に示すように、時点Ｔ１２ａから時点Ｔ１２ｂまでの期間における電流Ｉ１２ａが標準電流Ｉ０より大きい場合には、図６に示すように、時点Ｔ１２ａから時点Ｔ１２ｂまでの期間における輝度積分値は、基準輝度積分値を示す領域ＲＲに比べると、領域Ｒ３の面積相当だけ余剰となる。
図６においては、（領域Ｒ１の面積）＝（領域Ｒ２の面積）＋（領域Ｒ３の面積）となるように、最大電流供給期間２１の時間、最大電流Ｉ１１、時点Ｔ１２ａから時点Ｔ１２ｂまでの長さ、および電流Ｉ１２ａを調整するのが好ましい。これにより、１周期ＣＹにおける実際の輝度積分値を、基準輝度積分値と同等にすることができるため、電流低下期間２２が存在しても、発光装置４０の明るさを確保することができる。
なお、最大電流供給期間２１の時間を長くし、および／または最大電流Ｉ１１を大きくすることにより、領域Ｒ２の面積を大きくすることもできる。その場合、領域Ｒ２の面積は、領域Ｒ１の面積と同等またはそれよりも大きくなる可能性がある。
領域Ｒ２の面積が領域Ｒ１の面積と同等である場合には、領域Ｒ３の面積はゼロであってもよい。つまり、時点Ｔ１２ａから時点Ｔ１２ｂまでの期間における電流Ｉ１２ａを、標準電流Ｉ０と同程度にしてもよい。
このように、通電期間２０において、時点Ｔ１２ａから時点Ｔ１２ｂを電流保持期間２２１とし、電流保持期間２２１の長さと、そのときの電流Ｉ１２ａとを決定するに当たり、通電期間２０における発光装置４０の輝度積分値が、基準輝度積分値と同等となることを考慮するのが好ましく、これにより、標準電流Ｉ０を印加したときの発光装置４０と同等の明るさで、発光装置４０を発光させることができる。
また、上述したように、最大電流Ｉ１１は、通電期間２０における発光装置４０の輝度の時間積分値（輝度積分値）に基づいて制御するのが好ましい。
蛍光体５２としては、様々な蛍光材料を用いることができる。例えば、緑色蛍光体５２Ｇであるβサイアロン蛍光体、赤色蛍光体５２ＲであるＭｎ４＋付活フッ化物蛍光体（ＫＳＦ系蛍光体）、黄色蛍光体であるＹＡＧ蛍光体が挙げられる。特に、本発明の実施形態に係る駆動方法は、残光が生じやすい蛍光体を用いた発光装置４０において有効であるため、残光特性が比較的遅いＫＳＦ系蛍光体を含む発光装置４０において、特に効果を発揮できる。
（２．駆動方法を用いて制御される発光装置４０について）
上述した駆動方法を実現するのに適した発光装置４０について説明する。
図１、図２Ａ、および図２Ｂに示すように、発光装置４０は、発光素子６０と、発光素子６０によって励起される、残光特性の異なる２種類以上の蛍光体５２（５２Ｇ、５２Ｒ）とを含んでいる。電源９０から発光素子６０に供給される電流は、制御部７０によって制御される。
発光装置４０、制御部７０等の各構成部材について、図２Ａおよび図２Ｂを参照しながら説明する。
（i）制御部７０
制御部７０は、図３に示すように電流を制御するためのものである。制御部７０は、上述したような発光装置４０の駆動方法で行われる電流制御を実現できるものを用いる。特に、以下のような制御を可能とする制御部７０を用いる。
制御部７０は、電流を、発光素子６０に通電期間２０における最大電流Ｉ１１を供給する最大電流供給期間２１と、最大電流供給期間２１に続いて、電流を、最大電流Ｉ１１から連続的に又は段階的に低下させる電流低下期間２２と、を含むように制御できるものである（図３）。
制御部７０は、電流低下期間２２の終了時点（通電終了時ＴＦ）における発光装置４０の発光輝度ＬＦが、発光装置４０の最大輝度ＬＭＡＸの５０％以下となるように、電流を制御できるのが好ましい（図６）。
制御部７０は、通電期間２０の後に、発光素子６０に電流が供給されない休止期間３０をさらに含むように電流を制御でき（図７）、かつ休止期間３０の開始時点（通電終了時ＴＦ）から、発光装置４０の輝度がゼロになる時点（図４Ｂの時点Ｔ１３）までの時間が、１周期ＣＹの長さ（通電期間２０と休止期間３０との合計時間）の２０％以下となるように、電流を制御できるのが好ましい。
制御部７０は、電流低下期間２２の中で、電流低下期間２２の開始時点（時点Ｔ１２ａに相当）から、所定の時間（例えば、時点Ｔ１２ａから時点Ｔ１２ｂまでの期間：電流保持期間２２１）にわたって、発光素子６０に供給する電流を、最大電流Ｉ１１より小さい一定の値（電流Ｉ１２ａ）に保持するように制御できるのが好ましい（図３）。
また、制御部７０は、電流保持期間２２１における電流Ｉ１２ａと、電流保持期間２２１の長さ（時点Ｔ１２ａから時点Ｔ１２ｂまで）を、通電期間２０における発光装置４０の輝度の時間積分値に基づいて制御できるのが望ましい（図６）。
制御部７０は、最大電流Ｉ１１を、通電期間２０における発光装置４０の輝度の時間積分値（輝度積分値）に基づいて制御できるのが好ましい（図６）。
（ii）発光素子６０
発光素子６０には、公知の半導体発光素子を利用することができる。本実施形態においては、発光素子６０として、半導体積層体を備えた発光ダイオードを例示する。発光素子６０は、例えば、青色光を出射する。発光素子６０として、任意の波長の光を出射する素子を選択することができる。例えば、青色または緑色の光を出射する素子としては、窒化物系半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）またはＧａＰを用いた発光素子を用いることができる。また、これら以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。半導体層の材料およびその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。
（iii）発光部５０（蛍光体５２、樹脂５３）
発光部５０は、２種類以上の蛍光体５２を含んでいる。発光部５０は、蛍光体５２を分散固定するための透光性の樹脂を含んでいてもよい。
蛍光体５２に好適な材料としては、緑色蛍光体であるβサイアロン蛍光体、赤色蛍光体であるＭｎ４＋付活フッ化物蛍光体（ＫＳＦ系蛍光体）、黄色蛍光体であるＹＡＧ蛍光体が挙げられる。これらのうちから、２種類以上の蛍光体（例えば、βサイアロン蛍光体とＫＳＦ系蛍光体）を発光部５０に使用してもよい。
（iv）導光板４１
発光装置４０は、発光素子６０からの光を伝搬させるための導光板４１を含んでもよい。導光板４１の一部（図２Ｂでは、導光板４１の下面）に断面矩形の凹部を備えることができ、その中に発光部５０を固定してもよい。導光板４１の上面（光取出面）には、下向きの円錐台（裁頭円錐）形状の凹部４１ｃを形成してもよく、この凹部４１ｃにより、導光板４１の光取出し効率を向上することができる。凹部４１ｃは、拡散材を含む透光性樹脂を注入してもよい。
（v）白色樹脂４２
発光装置４０は、光反射性の白色樹脂４２を含んでもよい。白色樹脂４２は、導光板４１の下面を覆っており、光を導光板の上面側（光取出面側）に反射することができる。また、白色樹脂は、発光部５０の側面方向に、傾斜した壁を有しているのが好ましく、発光部５０から横方向に進行した光を、上面側（光取出面側）に反射することができる。
(vi)光拡散部４３、透明樹脂４４、配線層４５
発光装置４０は、発光部５０の上面を被う光拡散部４３を含んでもよい。これにより、発光部５０の上面を通る高強度の光を遮光して、発光装置４０からの出射光の均一化を図ることができる。
発光装置４０は、導光板４１の下面側の凹部と、発光素子６０とを固定する透明樹脂４４を含んでいてもよい。
発光装置４０は、発光素子６０と電源９０とを接続するための配線層４５を含むことができる。
（変形例１）
図８Ａは、本発明の変形例１に係る発光装置４１０を示している。発光装置４１０は、発光装置４０を複数含んでいる。
図８Ａの発光装置４１０は、図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃに示す発光装置４０を複数配列して構成されている。なお、変形例１では、個々の発光装置４０を、発光装置４１０の「領域４１１」とも称する。つまり、１つの「領域４１１」は、１つの発光素子６０と１つの発光部５０を含む。１つの「領域４１１」は、１つの「セル」と見なすことができ、図８Ａの発光装置４１０は、１６個のセル（４行×４列）を含む１つの「セグメント」と見なすことができる。
（変形例２）
図８Ｂは、本発明の変形例２に係る発光装置４２０を示している。発光装置４２０は、変形例１の発光装置４１０を複数含んでいる。
図８Ｂの発光装置４２０は、図８Ａに示す発光装置４１０を複数配列して構成されている。変形例１で説明したように、発光装置４１０は、１６セルを含んだ１セグメントと見なすことができ、発光装置４２０は、複数セグメント（例えば、１２８セグメント＝２０４８セル）を含んだ１モジュールと見なすことができる。
変形例１に係る発光装置４１０および変形例２に係る発光装置４２０は、複数の発光素子６０を含んでいる。このような発光装置４１０、４２０を駆動させる場合には、各発光素子６０に供給される電流を、本発明の実施形態に係る駆動方法で駆動させることができる。
また、実施形態に係る発光モジュールが発光装置４１０、４２０を備える場合、発光装置４１０、４２０の１セルに対して１つの制御部７０を含んでもよく、または複数セルに対して１つ（例えば、１セグメントに対して１つ）の制御部７０を含んでいてもよい。
（変形例３）
図９は、本発明の変形例３に係る発光装置４３０を示している。発光装置４３０は、図２Ａ〜図２Ｃに示す発光装置４０の変形例である。
発光装置４３０は、導光板４３１、白色樹脂４３２、透明樹脂４３４および電極４３５の各々の形状が、発光装置３０の導光板４１、白色樹脂４２、透明樹脂４４および電極４５の各々の形状と異なる。
また、発光装置４３０は、図２Ａおよび図２Ｃに示す発光装置４０において発光部５０の上面を被う光拡散部４３を備えていない。代わりに、発光装置４３０は、凹部４３１ｃ内に光反射層４３３を備えている。光反射層４３３としては、拡散材を含む透光性樹脂等を用いることができる。発光装置４３０は、発光部５０の上面を被う光拡散部をさらに備えていてもよい。
さらに、発光装置４３０は、発光装置４０とは異なり、透光性接着部材４３６、光反射性部材４３７を備えている。
変形例３に係る発光装置４３０の各部材を構成する材料および各部材の物性は、実施形態に係る発光装置４０における対応する各部材のものと同様である。
以下に、変形例３に係る発光装置４３０について、発光装置４０との相違点を中心に説明する。
変形例３に係る発光装置４３０は、発光素子６０と、発光素子６０の側面を覆って配置された光反射性部材４３７と、発光素子６０の上面及び光反射性部材４３７の上面を覆って配置された発光部５０とを含む。なお、変形例３では、発光素子６０、光反射性部材４３７および発光部５０を、まとめて「光源５００」と称することがある。
発光装置４３０は、さらに、光源５００の一部として透光性接着部材４３６を備えていてもよい。透光性接着部材４３６は、発光素子６０と光反射性部材４３７との間に配置され、発光素子６０の側面の一部と発光部５０の下面の一部とを覆っている。透光性接着部材４３６により、発光素子６０（より正確には、発光素子６０の半導体積層体）の側面から出射される光は、透光性接着部材４３６に入射し、その後、透光性接着部材４３６と光反射性部材４３７との境界で反射され、発光部５０に入射する。
発光素子６０は、下面側に一対の素子電極６０ａを備えている。素子電極６０ａのそれぞれは、配線層４３５に接続されている。配線層４３５は、白色樹脂４３２と絶縁部材４３９との間に延在している。
発光装置４３０は、さらに、光反射性部材４３７の側面と発光部５０の側面とを覆う透明樹脂４３４を含む。導光板４３１は、下面に、断面台形の凹部を備えており、その中に光源５００が透明樹脂４３４によって固定される。白色樹脂４３２は、導光板４３１の下面と透明樹脂４３４の側面の一部とを覆っている。導光板４３１は、上面（光取出面４３１ｘ）に、凹部４３１ｃを備えている。凹部４３１ｃは、光源５００の直上に配置されており、凹部４３１ｃの底面４３１ｄと光源５００の上面（発光部５０の上面）とが向かい合っている。凹部４３１ｃは、大きさの異なる２つの凹みを組み合わせた形状を有しており、下側部分（光源５００に近接している部分）が、下向きの円錐台（裁頭円錐）形状の第１部分４３１ａであり、上側部分（導光板４３１の光取出面４３１ｘ）が、下向きの円錐台（裁頭円錐）形状の第２部分４３１ｂである。第２部分４３１ｂの最大開口寸法は、第１部分４３１ａの最大開口寸法よりも大きい。第１部分４３１ａの上側開口の寸法（第１部分４３１ａの最大開口寸法に相当）と、第２部分４３１ｂの下側開口の寸法（第２部分４３１ｂの最小開口寸法に相当）は等しい。第１部分４３１ａの上側開口に、第２部分４３１ｂの下側開口が接するように、第１部分４３１ａと第２部分４３１ｂをと設けることにより、１つの凹部４３１が構成される。
図９から分かるように、第１部分４３１ａおよび第２部分４３１ｂは、側面が変形した（凹部４３１ｃの内側に膨らんだ）円錐台形状となっている。図９に示す断面視では、第１部分４３１ａの側面４３１ｅおよび第２部分４３１ｂの側面４３１ｆは、いずれも、凹部４３１ｃの内側方向に凸（図９では上向きに凸とも見なせる）の曲線として示される。
発光装置４３０は、さらに、凹部４３１ｃ内に配置された光反射層４３３を含む。凹部４３１ｃに光反射層４３３を配置するとことで、光源５００から直上方向に出射される高強度の光は、光反射層４３３によって反射される。反射された光は、光反射層４３３と白色樹脂４３２とによって反射されながら導光板４３１の内部を伝搬して、光取出面４３１ｘ側から取り出される。つまり、光源５００から直上方向に向かう光を、凹部４３１ｃの外形に沿って照射方向に広げることができる。これにより、発光装置４３０からの出射光の均一化を図ることができる。
光反射性層４３３は、凹部４３１ｃの一部または全部を埋めるように設けることができる。特に、光反射性層４３３は、凹部４３１ｃのうち、光源５００に近い第１部分４３１ａにのみ形成することが好ましい。光源５００から直上方向に出射される光高強度の光を遮蔽しつつ、導光板４３１の発光面積を広く確保することができるので、発光装置４３０からの出射光のさらなる均一化に寄与しうる。
透明樹脂４３４は、光源５００の側面を囲んでおり、導光板４３１の下面側の断面台形の凹部に光源５００を固定する機能を有する。図９に示す透明樹脂４３４では、側面は、導光板４３１と接する上側傾斜面と、白色樹脂４３２と接する下側傾斜面とを含む。上側傾斜面と下側傾斜面とは傾斜方向は異なり、それらの傾斜面が接する線は外向きに凸状の稜線となっている。
白色樹脂４３２は、上面が導光板４３１と接し、下面が配線層４３５および絶縁部材４３９と接している。また、白色樹脂４３２は、光源５００を収納する貫通孔４３２ｘを有し、貫通孔４３２ｘの内面（上に広がるテーパー面）が、透明樹脂４３４の下側傾斜面と接している。
白色樹脂４３２の上面は、貫通孔４３２ｘの周囲に配置された平坦面４３２ａと、平坦面４３２ａの周囲に配置された湾曲傾斜面４３２ｂとを有する。湾曲傾斜面４３２ｂは、椀状にゆるく湾曲しており、光源５００からの光、および光反射性層４３３により下向きに反射された光を、上向き（導光板４３１の光取出面４３１ｘ側）に反射することができる。湾曲傾斜面４３２ｂのさらに外側に、平坦頂部４３２ｃを設けてもよい。
発光装置４３０は、白色樹脂４３２の下面側に、さらに絶縁部材４３９と基板４３８とを備えている。
絶縁部材４３９は、白色樹脂４３２の下面および配線層４３５を覆っている。絶縁部材４３９から、配線層４３５の一部を露出させることにより、配線層４３５を外部と電気的に接続可能にする。
基板４３８は、絶縁部材４３９の下面側に設けられている。基板４３８は配線基板であってもよく、絶縁部材４３９から部分的に露出した配線層４３５と導通させることができる。基板４３８は、外部電極と接続するための電極を備えていてもよい。
図２Ａおよび図２Ｃに示す発光装置４０においても絶縁部材４３９と基板４３８を設けることができる。
変形例３の発光装置４３０を用いて、図１に示すような発光モジュールを構成してもよい。また、発光装置４３０を複数配列して、図８Ａに示すような発光装置（セグメント）または図８Ｂに示すような発光装置（モジュール）を構成してもよい。
４０、４１０、４２０、４３０ 発光装置
４１、４３１ 導光板
４１ｃ、４３１ｃ 凹部
４２、４３２ 白色樹脂
４３ 光拡散部
４３３ 光反射層
４４、４３４ 透明樹脂
４５、４３５ 配線層
４３６ 透光性接着部材
５０ 発光部
５２ 蛍光体
６０ 発光素子
７０ 制御部
９０ 電源
１００発光モジュール
５００ 光源

Claims (12)

  1. 発光素子と、前記発光素子によって励起される、残光特性の異なる２種類以上の蛍光体を含む発光部と、を含む発光装置の駆動方法であって、
    前記発光装置の通電期間が、
    前記発光素子に前記通電期間における最大電流を供給する最大電流供給期間と、
    前記最大電流供給期間の次に、前記発光素子に供給する電流を、前記最大電流から連続的に又は段階的に低下させる電流低下期間と、
    を含む、方法。
  2. 前記電流低下期間の終了時点における前記発光装置の輝度が、前記発光装置の最大輝度の５０％以下となるように、前記発光素子に供給する電流の値を制御する、請求項１に記載の方法。
  3. 前記通電期間の後に、前記発光素子に電流が供給されない休止期間をさらに含み、前記休止期間の開始時点から前記発光装置の輝度がゼロになる時点までの時間が、前記通電期間と前記休止期間との合計時間の２０％以下となるように、前記発光素子に供給する電流の値を制御する、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記電流低下期間は、該電流低下期間の開始時点から所定の時間にわたって、前記発光素子に供給する電流を前記最大電流より小さい一定の値に保持する電流保持期間を含み、
    前記一定の値および前記電流保持期間の長さは、前記通電期間における前記発光装置の輝度の時間積分値に基づいて制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記最大電流の値は、前記通電期間における前記発光装置の輝度の時間積分値に基づいて制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記２種類以上の蛍光体がＭｎ４＋付活フッ化物蛍光体を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 発光素子と、前記発光素子によって励起される、残光特性の異なる２種類以上の蛍光体を含む発光部と、を含む発光装置と、
    電源から前記発光素子に供給される電流を制御する制御部と、を有する発光モジュールであって、
    前記制御部は、前記発光装置の通電期間が、
    前記発光素子に前記通電期間における最大電流を供給する最大電流供給期間と、
    前記最大電流供給期間の次に、前記発光素子に供給する電流を、前記最大電流から連続的に又は段階的に低下させる電流低下期間と、を含むように前記電流を制御する、発光モジュール。
  8. 前記制御部は、前記電流低下期間の終了時点における前記発光装置の輝度が前記発光装置の最大輝度の５０％以下となるように、前記発光素子に供給される電流を制御する、請求項７に記載の発光モジュール。
  9. 前記制御部は、
    前記通電期間が、前記電流低下期間の後に、前記発光素子に電流が供給されない休止期間をさらに含むように、かつ
    前記休止期間の開始時点から前記発光装置の輝度がゼロになる時点までの時間が前記通電期間の２０％以下となるように、前記発光素子に供給される電流を制御する、請求項７または８に記載の発光モジュール。
  10. 前記制御部は、前記電流低下期間が、該電流低下期間の開始時点から所定の時間にわたって前記発光素子に供給する電流を前記最大電流より小さい一定の値に保持する電流保持期間を含むように、前記発光素子に供給される電流を制御し、
    前記一定の値および前記電流保持期間の長さは、前記通電期間における前記発光装置の輝度の時間積分値に基づいて制御される、請求項７〜９のいずれか１項に記載の発光モジュール。
  11. 前記最大電流の値は、前記通電期間における前記発光装置の輝度の時間積分値に基づいて設定される、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の発光モジュール。
  12. 前記２種類以上の蛍光体がＭｎ４＋付活フッ化物蛍光体を含む、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の発光モジュール。
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