JP2014168051A - 発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法 - Google Patents

発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014168051A
JP2014168051A JP2014012435A JP2014012435A JP2014168051A JP 2014168051 A JP2014168051 A JP 2014168051A JP 2014012435 A JP2014012435 A JP 2014012435A JP 2014012435 A JP2014012435 A JP 2014012435A JP 2014168051 A JP2014168051 A JP 2014168051A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
led chip
emitting device
type led
light emitting
chromaticity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014012435A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014168051A5 (ja
Inventor
Yuichi Hasumi
雄一 蓮見
Kazu Oyamada
和 小山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Electronics Co Ltd
Original Assignee
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Holdings Co Ltd, Citizen Electronics Co Ltd filed Critical Citizen Holdings Co Ltd
Priority to JP2014012435A priority Critical patent/JP2014168051A/ja
Publication of JP2014168051A publication Critical patent/JP2014168051A/ja
Publication of JP2014168051A5 publication Critical patent/JP2014168051A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48237—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a die pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48257—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a die pad of the item

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

【課題】簡単な構成で、温度補償機能を有する発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法を提供することを目的とする。
【解決手段】基板（２）と、基板上に配置され且つ温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にマイナスとなる第１種類のＬＥＤチップ（１１、１２、１３、１４）と、基板上に配置されかつ温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にプラスとなる第２種類のＬＥＤチップ（２１、２２、２３、２４）を有することを特徴とする発光デバイス（１）及び発光デバイスを用いた温度補償方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法に関する。
発光素子を駆動する駆動用ＩＣに温度補償回路を内蔵させ、温度変化によらず多数の発光素子の発光強度及び色度特性を容易にバラツキなく一致させることができる発光素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、駆動用ＩＣに温度補償回路を内蔵させることにより、駆動用ＩＣの回路構成が複雑となって更にコストアップに繋がるという問題があった。
光量が、黒体放射軌跡の色度曲線の近傍で変化する場合、自然で違和感のない光となることが知られている。そこで、印加電流に応じて色温度が変化する割合が異なる複数種類のＬＥＤを組み合わせて、ＬＥＤへ印加する電流を可変して調光した場合に、複数のＬＥＤから出力する全体の光が、黒体放射軌跡の色度曲線の近傍に留まるように構成した発光装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、特許文献２には、装置の温度変化に対して、色温度を補償しようという思想は開示されてはいなかった。
特開２００６−１３５００７号公報 特開２０１２−１１３９５９号公報
ＬＥＤを用いた発光デバイスでは、ＬＥＤに電流を印加することによって発光させているため、電流の印加によってＬＥＤが発熱し、その温度が変化する。さらに、周囲温度の変化に応じて、ＬＥＤの温度が変化する可能性もある。また、ＬＥＤから出力される光の色温度は、ＬＥＤの温度に応じて変化することが知られている。
したがって、ＬＥＤを用いた発光デバイスを例えば、シーリング用の照明器具として利用した場合、点灯直後と点灯から所定時間経過後では、照明器具から出力される光の色度が変化してしまい、ユーザに違和感を与える要因となる。そこで、例えば、特許文献１に記載されるように、温度補償回路を内蔵して、ＬＥＤからの出力光の色度を一定に保つようにする試みがなされている。
そこで、本発明は、簡単な構成で、温度補償機能を有する発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法を提供することを目的とする。
本発明に係る発光デバイスは、基板と、基板上に配置され且つ温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にマイナスとなる第１種類のＬＥＤチップと、基板上に配置され且つ温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にプラスとなる第２種類のＬＥＤチップを有することを特徴とする。
本発明に係る発光デバイスでは、発光デバイスからの出力光の色度が、発光デバイスの温度変化に拘らず、マクアダム楕円２−ＳＴＥＰの範囲内に留まるように、第１種類のＬＥＤチップと第２種類のＬＥＤチップに電流を供給するための電流供給端子を更に有することが好ましい。
本発明に係る発光デバイスでは、拡散板を更に有することが好ましい。
本発明に係る発光デバイスでは、第１種類のＬＥＤチップにおける封止樹脂と封止樹脂の周囲に配置された枠樹脂の熱膨張率は同じ及び／又はほぼ同じになるように設定され、第２種類のＬＥＤチップにおける封止樹脂の熱膨張率が封止樹脂の周囲に配置された枠樹脂の熱膨張率より低くなるように設定されることが好ましい。
本発明に係る色度補償方法は、温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にマイナスとなる第１種類のＬＥＤチップを基板上に配置し、温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にプラスとなる第２種類のＬＥＤチップを基板上に配置し、発光デバイスからの出力光の色度が、発光デバイスの温度変化に拘らず、マクアダム楕円２−ＳＴＥＰの範囲内に留まるように、第１種類のＬＥＤチップと前記第２種類のＬＥＤチップに電流を供給する工程を有することを特徴とする。
本発明に係る色度補償方法では、第１種類のＬＥＤチップにおける封止樹脂と封止樹脂の周囲に配置された枠樹脂の熱膨張率は同じ及び／又はほぼ同じになるように設定され、第２種類のＬＥＤチップにおける封止樹脂の熱膨張率が封止樹脂の周囲に配置された枠樹脂の熱膨張率より低くなるように設定されることが好ましい。
本発明によれば、簡単な構成で、温度補償機能を有する発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法を提供することが可能となった。
また、本発明によれば、温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にマイナスとなる第１種類のＬＥＤチップと温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にプラスとなる第２種類のＬＥＤチップとで色度の温度シフトが相殺されるために、特別な温度補償回路を用いなくても、温度補償機能を有する発光デバイス及び温度補償方法を提供することが可能となった。
発光デバイス１の外観図である。 発光デバイス１の回路図である。 ＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔの断面図である。 第１種類のＬＥＤチップの特性例を示すｘｙ色度図である。 第２種類のＬＥＤチップに必要な特性を説明するための図である。 ＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔの断面図である。 （ａ）は第１種類のＬＥＤチップ（ＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔ）の温度シフトを示しており、（ｂ）は第２種類のＬＥＤチップ（ＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔ）の温度シフトを示しており、（ｃ）は実施例１の温度シフトを示している。 実施例１の特性を示すｘｙ色度図である。 温度上昇に伴うｘｙ色度図状の変位を説明するための図である。
以下図面を参照して、本発明に係る発光デバイスについて説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
図１は発光デバイス１の外観図であり、図２は発光デバイス１の回路図である。
発光デバイス１は、基板２上に配置された、第１種類のＬＥＤチップ１１、１２、１３及び１４、第２種類のＬＥＤチップ２１、２２、２３及び２４、アノード電極ａ１及びａ２、カソード電極ｃ１及びｃ２を有している。
基板２は、放熱を可能としたメタルコア基材により構成され、基板２に設けられた６つの取り付け穴を用いて、ネジ３によって、不図示の照明器具のヒートシンク等にネジ止めされる。なお、基板２は、ガラスエポキシ基材等から構成されるようにしても良い。
発光デバイス１の発光側前面には、拡散板４及び透明のプラスチック等から構成される保護カバー５が配置される。なお、図示した拡散板４及び保護カバー５は一例であって、複数の発光デバイス１をまとめて保護するような拡散板および保護カバーとしても良い。
発光デバイス１は、アノード電極とカソード電極との間に、それぞれ種類の異なる２種類のＬＥＤを直列に接続する構成とした。また、それぞれのアノード電極とカソード電極間には、ＬＥＤと直列に制限抵抗等の電流制限手段（デバイス）１０及び２０を配置した。なお、各直列に接続したＬＥＤ等に電流制御されたＬＥＤ工藤手段が接続されたならば、制限抵抗等の電流制限手段（デバイス）１０及び２０は不要となる。アノード電極ａ１及びａ２と、カソード電極ｃ１及びｃ２とは、不図示の照明器具の電流供給回路と接続される。
図３は、ＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔの断面図である。
第１種類のＬＥＤチップ１１、１２、１３及び１４として、シチズン電子株式会社製のモデルＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔ（ＩF＝６０ｍＡの時にＶF＝３．１Ｖ）を利用することができる。ＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔの立体形状は、図１に第１種類のＬＥＤチップ１１、１２、１３及び１４として示した通りである。
図３に示す様に、ＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔでは、ガラスエポキシ樹脂基板１０３上に配置されたＬＥＤダイ１００の周囲は、透光性を有するシリコーン系の封止樹脂１０１によって封止されている。また、封止樹脂１０１の周囲には白色樹脂枠１０２が配置されている。封止樹脂１０１には、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体が混入されており、ＬＥＤダイ１００からの青色光と蛍光体からの黄色光が混ざり合って、後述するような擬似白色光が出射される。封止樹脂１０１の熱膨張係数は１５０〜３００ｐｐｍ／℃が好ましく、白色樹脂枠１０２の熱膨張係数は１５０〜３００ｐｐｍ／℃が好ましい。ＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔでは、封止樹脂１０１の熱膨張係数及び白色樹脂枠１０２の熱膨張係数は、前述した好ましい範囲の値で、且つそれらがほぼ同じ値となるように設定した。
ＬＥＤダイ１００は、２本のワイヤ１０４及び１０５によって樹脂基板１０３上に配置された第１の電極パッド１０６及び１０７と接続されている。第１の電極パッド１０６及び１０７は、樹脂基板１０３を貫通するビア１１０及び１１１によって、第２の電極パッド１０８及び１０９と導通するように構成されている。ＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔは、第２の電極パッド１０８及び１０９によって、基板２上に配置された電極（不図示）と接続される。
図４は、第１種類のＬＥＤチップの特性例を示すｘｙ色度図である。
図４は、第１種類のＬＥＤチップのＣＩＥのｘｙ色度図（色温度５０００Ｋ）における色度のシフトを示している。範囲３０は、第１種類のＬＥＤチップの色度範囲を示しており、小円３１はマクアダム（ＭａｃＡｄａｍ）楕円１−ＳＴＥＰの範囲を示し、中円３２はマクアダム楕円２−ＳＴＥＰの範囲を示し、大円はマクアダム楕円３−ＳＴＥＰの範囲を示している。
マクアダム楕円とは、Ｄａｖｉｄ Ｌｅｗｉｓ ＭａｃＡｄａｍが視覚の実験から導き出したもので、特定の中心色に対する識別変動の標準偏差をｘｙ色度図に表したものである。ＭａｃＡｄａｍの実験によると、標準偏差の３倍（３−ＳＴＥＰ）が、識別閾値に対応する。即ち、マクアダム楕円３−ＳＴＥＰを超えると、色度が変化したと識別される可能性が高まることとなる。言い換えれば、マクアダム楕円２−ＳＴＥＰの範囲内（中円３２）に留まれば、色度が変化したと識別される可能性が低くなり、マクアダム楕円１−ＳＴＥＰの範囲内（小円３１）に留まれば、色度が変化したと識別される可能性が極めて低くなる。なお、マクアダム楕円は、ＡＮＳＩ（アメリカ規格協会）が定めるＡＮＳＩ Ｃ７８．３７７に基づいて定められる。
図４では、温度Ｔｃ＝２５℃における色度がｄ１の第１種類のＬＥＤチップにおける色度の温度シフトの軌跡を軌跡３５として示しており、温度Ｔｃ＝８５℃の時の色度はｄ２であった。このように、第１種類のＬＥＤチップは、温度の上昇に伴って、ｘ軸の変化Δｘ及びｙ軸の変化Δｙが共にマイナスとなるＬＥＤチップである。
図４から理解できるように、第１種類のＬＥＤチップの温度が上昇するにしたがって、第１種類のＬＥＤチップの色度の温度シフトが生じ、色度が変化したと認識される可能性が高くなるマクアダム楕円３−ＳＴＥＰの範囲（大円３３）を超えてしまう。即ち、第１種類のＬＥＤチップのみを利用した照明器具を作成して連続点灯を行った場合、連続点灯によってＬＥＤの温度が上昇すると、照明器具からの出力光の色度が変化したように識別される可能性がある。
図５は、第２種類のＬＥＤチップに必要な特性を説明するための図である。
図５は、ＣＩＥのｘｙ色度図を示しており、矢印Ａは第１種類のＬＥＤの温度シフトの方向を示している。図４と同様に、小円３１、中円３２及び大円３３は、それぞれ、マクアダム楕円１−ＳＴＥＰの範囲、マクアダム楕円２−ＳＴＥＰの範囲及びマクアダム楕円３−ＳＴＥＰの範囲を示している。
発光デバイス１では、第１種類のＬＥＤチップの温度シフトの方向が矢印Ａの方向（Δｘ及びΔｙが共にマイナス）であるので、第２種類のＬＥＤチップとして、温度シフトが矢印Ｂの方向（Δｘ及びΔｙが共にプラス）となるものと選択している。これによって、２種類のＬＥＤが温度変化によって色度が変化した場合でも、それぞれの温度シフト方向が相殺することによって、所定の温度範囲内（例えば、Ｔｃ＝２５℃〜８５℃）で、少なくとも、マクアダム楕円２−ＳＴＥＰの範囲内に留まる様に構成した。
図１及び図２に示した発光デバイス１と同様の発光デバイス（実施例１）を、第１種類のＬＥＤチップとしてＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔを利用し、第２種類のＬＥＤチップとして、シチズン電子株式会社製のモデルＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔを利用して製造した。
図６は、ＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔの断面図である。
第２種類のＬＥＤチップ２１、２２、２３及び２４として、シチズン電子株式会社製のモデルＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔ（ＩF＝１８０ｍＡの時にＶF＝３．１Ｖ）を利用することができる。ＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔの立体形状は、図１に第２種類のＬＥＤチップ２１、２２、２３及び２４として示した通りである。
図６に示す様に、ＬＥＤダイ２００の周囲は、透光性を有するシリコーン系の封止樹脂２０１によって封止されている。また、封止樹脂２０１の周囲には白色樹脂枠２０２が配置されている。封止樹脂２０１には、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体が混入されており、ＬＥＤダイ２００からの青色光と蛍光体からの黄色光が混ざり合って、後述するような擬似白色光が出射される。封止樹脂２０１の熱膨張係数は１５０〜３００ｐｐｍ／℃が好ましく、白色樹脂枠２０２の熱膨張係数は１０〜１００ｐｐｍ／℃が好ましい。
ＬＥＤダイ２００は、２本のワイヤ２０４及び２０５によって電極パッド２０６及び２０７と接続されている。電極パッド２０６と電極パッド２０７との間及び周囲には絶縁層２０８が配置されている。ＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔは、電極パッド２０６及び２０７によって、基板２上に配置された電極（不図示）と接続される。
図７（ａ）は第１種類のＬＥＤチップ（ＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔ）の温度シフトを示しており、図７（ｂ）は第２種類のＬＥＤチップ（ＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔ）の温度シフトを示しており、図７（ｃ）は実施例１における発光デバイス全体の温度シフトを示している。図７（ａ）〜（ｃ）において、縦軸は、Δｘ及びΔｙの変位量を示し、横軸は温度を示している。なお、色度の測定は、積分球を利用した全光束測定により、ＩＥＳ ＬＭ−７９に基づいて行った。
図７（ａ）において、グラフ５０は第１種類のＬＥＤチップ（ＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔ）のΔｘの温度（２５℃〜８５℃）に応じた変位量を示し、グラフ５３は第１種類のＬＥＤチップ（ＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔ）のΔｙの温度（２５℃〜８５℃）に応じた変位量を示している。図７（ａ）に示す値をｘｙ色度図にプロットすると、図４の軌跡３５となる。
図７（ｂ）において、グラフ５２は第２種類のＬＥＤチップ（ＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔ）のΔｘの温度（２５℃〜８５℃）に応じた変位量を示し、グラフ５１は第２種類のＬＥＤチップ（ＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔ）のΔｙの温度（２５℃〜８５℃）に応じた変位量を示している。図７（ｂ）より、第２種類のＬＥＤチップは、温度の上昇に伴って、Δｘ及びΔｙが共にプラスとなるＬＥＤチップであることが理解できる。
図７（ｃ）は、実施例１として製造した発光デバイスの色度を測定した値を示しており、グラフ５４はΔｘの温度（２５℃〜８５℃）に応じた変位量を示し、グラフ５５はΔｙの温度（２５℃〜８５℃）に応じた変位量を示している。測定に際しては、実施例１として製造した発光デバイスのアノード電極ａ１及びａ２と、カソード電極ｃ１及びｃ２は、不図示の電流供給源と接続し、アノードａ１には６０ｍＡの定電流が、アノードａ２には１８０ｍＡの定電流が供給される様に設定した。
図７（ａ）及び図７（ｂ）から理解できる様に、第１種類のＬＥＤチップ（ＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔ）の方が、第２種類のＬＥＤチップ（ＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔ）よりも、Δｘ及びΔｙの傾きの度合いが大きい。そこで、実施例１では、電流量を調整して、第１種類のＬＥＤチップと第２種類のＬＥＤチップを１：１で実装した場合に、図７（ｃ）のような色度となるように、各ＬＥＤチップの光束を調整した。具体的には、第１種類のＬＥＤチップへは６０ｍＡの定電流を供給し、第２種類のＬＥＤチップへは１８０ｍＡの定電流を供給した場合において、第１種類のＬＥＤチップに対する第２種類のＬＥＤチップの光束倍率は３．６１倍となる。その状態で、２種類のＬＥＤチップを１：１で実装した場合に測定された色度が図７（ｃ）となった。
図８は、実施例１の特性を示すｘｙ色度図である。
図８の軌跡６０は、図７（ｃ）の測定値を、ｘｙ色度図上にプロットしたものである。図４と同様に、小円３１、中円３２及び大円３３は、それぞれ、マクアダム楕円１−ＳＴＥＰの範囲、マクアダム楕円２−ＳＴＥＰの範囲及びマクアダム楕円３−ＳＴＥＰの範囲を示している。
図８から理解できるように、実施例１として製造した発光デバイスでは、所定の温度範囲（２５℃〜８５℃）において、温度シフトが、マクアダム楕円１−ＳＴＥＰの範囲内に留まっており、色度が変化したと識別される可能性が極めて低くなると考えられる。
以上のように、実施例１として製造した発光デバイスでは、温度シフトの方向が矢印Ａ（図５参照）の方向（Δｘ及びΔｙが共にマイナス）である第１種類のＬＥＤチップと、温度シフトが矢印Ｂ（図５参照）の方向（Δｘ及びΔｙが共にプラス）である第２種類のＬＥＤチップとを組み合わせて使用している。これによって、所定の温度範囲（２５℃〜８５℃）において、温度シフトが、マクアダム楕円１−ＳＴＥＰの範囲内に留まるように構成することが可能となった。
なお、本発明に係る発光デバイス１として利用することができるＬＥＤチップの種類は、上述したＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔ及びＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔに限定されるものではない。本発明に係る発光デバイス１では、温度上昇に伴ってΔｘ及びΔｙが共にマイナスとなる種類のＬＥＤチップと、温度上昇に伴ってΔｘ及びΔｙが共にプラスとなる種類のＬＥＤチップを適宜組みあせることが可能である。このような２種類のＬＥＤチップを組みあせることによって、特別な温度補償回路を利用しなくても、所定の温度範囲内で色度の変化が、マクアダム楕円２−ＳＴＥＰの範囲内、好ましくはマクアダム楕円１−ＳＴＥＰの範囲内に留まるようにすることが可能である。
なお、本発明に係る発光デバイス１では、複数種類のＬＥＤチップを組み合わせて利用することから、複数種類のＬＥＤチップからの出力光を混合するために拡散板４を利用することが好ましい。しかしながら、複数種類のＬＥＤチップを充分に近接して配置できる場合には、拡散板４を利用しなくても良い。
また、本発明に係る発光デバイス１では、４個ずつのＬＥＤチップを２種類利用したが、個数は４個に限定されるものではない。また、温度上昇に伴ってΔｘ及びΔｙが共にマイナスとなる種類のＬＥＤを複数種類、及び／又は、温度上昇に伴ってΔｘ及びΔｙが共にプラスとなる種類のＬＥＤチップを複数種類、利用するようにしても良い。
図９は、温度上昇に伴うｘｙ色度図状の変位を説明するための図である。
図９（ａ）は、温度シフトの方向が矢印Ａ（図５参照）の方向（Δｘ及びΔｙが共にマイナス）となる第１種類のＬＥＤチップが常温（例えば、２５℃）にある場合の模式図である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した第１種類のＬＥＤチップが高温（６０℃）にある場合の模式図である。図９（ｃ）は、温度シフトの方向が矢印Ｂ（図５参照）の方向（Δｘ及びΔｙが共にプラス）となる第２種類のＬＥＤチップが常温（例えば、２５℃）にある場合の模式図である。また、図９（ｄ）は、図９（ｃ）に示した第２種類のＬＥＤチップが高温（６０℃）にある場合の模式図である。なお、図９（ａ）〜図９（ｄ）は、説明の為に、実際の挙動と比較してより強調して示されている点に留意されたい。
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す第１種類のＬＥＤチップでは、前述したＣＬ−Ｌ２７０−Ｕ１Ｎ−Ａ−Ｔと同様に、封止樹脂１０１の熱膨張係数及び白色樹脂枠１０２の熱膨張係数は、ほぼ同じ値となるように設定されている。したがって、第１種類のＬＥＤチップが常温（図９（ａ））から高温（図９（ｂ））に変化すると、封止樹脂１０１及び白色樹脂枠１０２は同じように膨張する。封止樹脂１０１には蛍光体粒子１２０がほぼ均等に分散されているので、膨張に伴って、封止樹脂１０１内における蛍光体粒子１２０の濃度は低下する（図９（ｂ））。すると、ＬＥＤダイ１００から出射される青色光Ｃが蛍光体１２０によって黄色光に変換される割合が減り、第１種類のＬＥＤチップから出射される擬似白色光は青色側にシフト、即ち、Δｘ及びΔｙが共にマイナスになる方向にシフトする。
図９（ｃ）及び図９（ｄ）に示す第２種類のＬＥＤチップでは、前述したＣＬ−Ｌ４００−Ｃ１Ｎ−Ａ−Ｔと同様に、封止樹脂２０１の熱膨張係数に比べて白色樹脂枠２０２の熱膨張係数が小さくなるように設定されている。したがって、第２種類のＬＥＤチップが常温（図９（ｃ））から高温（図９（ｄ））に変化すると、封止樹脂２０１は膨張しようとするが、白色樹脂枠２０２はあまり膨張しない。そこで、封止樹脂２０１は情報の開口部側に盛り上がるように膨張し、それによって、ＬＥＤダイ２００から出射された青色光Ｄが通過する第２種類のＬＥＤチップ内での光路長が伸びる（ｈ1からｈ2）こととなる（図９（ｄ））。すると、ＬＥＤダイ２００から出射される青色光ｄが蛍光体粒子２２０によって黄色光に変換される割合が増え、第２種類のＬＥＤチップから出射される擬似白色光は黄色側にシフト、即ち、Δｘ及びΔｙが共にプラスになる方向にシフトする。
温度上昇に伴って、ＬＥＤダイ１００及び２００の特性も多少変化し、蛍光体粒子の特性も多少変化するが、温度上昇に伴うｘｙ色度図状の変位の最も大きい理由は、上述したように、封止樹脂と樹脂枠との膨張差によるものと考えられる。したがって、封止樹脂及び樹脂枠の膨張率がほぼ同じとなるように設定すれば、温度シフトの方向が矢印Ａ（図５参照）の方向（Δｘ及びΔｙが共にマイナス）に向かい易くなる。一方、封止樹脂の膨張率に対して樹脂枠の膨張率を低く設定すれば、温度シフトの方向が矢印Ｂ（図５参照）の方向（Δｘ及びΔｙが共にプラス）に向かい易くなる。
１ 発光モジュール
２ 基板
４ 拡散板
５ 保護カバー
１１、１２、１３、１４ 第１種類のＬＥＤチップチップ
２１、２２、２３、２４ 第２種類のＬＥＤチップチップ

Claims (6)

  1. 発光デバイスであって、
    基板と、
    前記基板上に配置され、温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にマイナスとなる第１種類のＬＥＤチップと、
    前記基板上に配置され、温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にプラスとなる第２種類のＬＥＤチップと、
    を有することを特徴とする発光デバイス。
  2. 前記発光デバイスからの出力光の色度が、前記発光デバイスの温度変化に拘らず、マクアダム楕円２−ＳＴＥＰの範囲内に留まるように、前記第１種類のＬＥＤチップと前記第２種類のＬＥＤチップに電流を供給するための電流供給端子を更に有する、請求項１に記載の発光デバイス。
  3. 拡散板を更に有する、請求項１又は２に記載の発光デバイス。
  4. 前記第１種類のＬＥＤチップにおける封止樹脂と前記封止樹脂の周囲に配置された枠樹脂の熱膨張率はほぼ同じになるように設定され、前記第２種類のＬＥＤチップにおける封止樹脂の熱膨張率が封止樹脂の周囲に配置された枠樹脂の熱膨張率より低くなるように設定される、請求項１〜３の何れか一項に記載の発光デバイス。
  5. 基板を有する発光デバイスにおける色度補償方法であって、
    温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にマイナスとなる第１種類のＬＥＤチップを前記基板上に配置し、
    温度上昇に伴ってｘｙ色度図上の変位量であるΔｘ及びΔｙが共にプラスとなる第２種類のＬＥＤチップを前記基板上に配置し、
    前記発光デバイスからの出力光の色度が、前記発光デバイスの温度変化に拘らず、マクアダム楕円２−ＳＴＥＰの範囲内に留まるように、前記第１種類のＬＥＤチップと前記第２種類のＬＥＤチップに電流を供給する、
    工程を有することを特徴とする色度補償方法。
  6. 前記第１種類のＬＥＤチップにおける封止樹脂と前記封止樹脂の周囲に配置された枠樹脂の熱膨張率はほぼ同じになるように設定され、前記第２種類のＬＥＤチップにおける封止樹脂の熱膨張率が封止樹脂の周囲に配置された枠樹脂の熱膨張率より低くなるように設定される、請求項５に記載の色度補償方法。
JP2014012435A 2013-01-29 2014-01-27 発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法 Pending JP2014168051A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014012435A JP2014168051A (ja) 2013-01-29 2014-01-27 発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013014258 2013-01-29
JP2013014258 2013-01-29
JP2014012435A JP2014168051A (ja) 2013-01-29 2014-01-27 発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014168051A true JP2014168051A (ja) 2014-09-11
JP2014168051A5 JP2014168051A5 (ja) 2017-03-02

Family

ID=51222746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014012435A Pending JP2014168051A (ja) 2013-01-29 2014-01-27 発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9702515B2 (ja)
JP (1) JP2014168051A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016208684A1 (ja) * 2015-06-24 2018-02-22 株式会社東芝 白色光源システム
JP2020021825A (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光モジュール及び照明装置
JP2020021622A (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光モジュール及び照明装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108417179B (zh) * 2018-05-16 2023-12-05 京东方科技集团股份有限公司 发光器件及显示装置

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004235598A (ja) * 2002-06-27 2004-08-19 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
WO2005011006A1 (ja) * 2003-07-28 2005-02-03 Nichia Corporation 発光装置、led照明、led発光装置及び発光装置の制御方法
JP2005235847A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
JP2007080530A (ja) * 2005-09-09 2007-03-29 Matsushita Electric Works Ltd Ｌｅｄ照明器具
JP2009158417A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Sharp Corp 面光源、表示装置及びその製造方法
JP2010500444A (ja) * 2006-08-10 2010-01-07 インテマティックス・コーポレーション 自己調整色度を持つ蛍光体組成物
JP2011014766A (ja) * 2009-07-03 2011-01-20 Koito Mfg Co Ltd 発光モジュールおよび車両用灯具
JP2011171585A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Panasonic Electric Works Co Ltd 発光装置
US20110254027A1 (en) * 2010-04-20 2011-10-20 Bridgelux, Inc. Method for controlling color accuracy in a light-emitting semiconductor-based device and process for producing a light-emitting semiconductor-based device with controlled color accuracy
JP2011228538A (ja) * 2010-04-21 2011-11-10 Panasonic Electric Works Co Ltd 発光装置及びそれを用いる照明装置
JP2012509567A (ja) * 2008-11-21 2012-04-19 シカト・インコーポレイテッド ３つの部分から成る色合わせ部を有する発光ダイオードモジュール
JP2012113959A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Panasonic Corp 発光装置
JP2012231083A (ja) * 2011-04-27 2012-11-22 Hitachi Consumer Electronics Co Ltd バックライト及びそれを用いた液晶表示装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006135007A (ja) 2004-11-04 2006-05-25 Sanyo Electric Co Ltd 発光素子
US7568815B2 (en) * 2007-03-26 2009-08-04 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Light source having a plurality of white LEDs with different output spectra
US8981665B1 (en) * 2011-06-08 2015-03-17 Google Inc. Color shifting pumped-phosphor light emitting diode light sources via modulation of current pulses
US8870617B2 (en) * 2013-01-03 2014-10-28 Xicato, Inc. Color tuning of a multi-color LED based illumination device

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004235598A (ja) * 2002-06-27 2004-08-19 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
WO2005011006A1 (ja) * 2003-07-28 2005-02-03 Nichia Corporation 発光装置、led照明、led発光装置及び発光装置の制御方法
JP2005235847A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
JP2007080530A (ja) * 2005-09-09 2007-03-29 Matsushita Electric Works Ltd Ｌｅｄ照明器具
JP2010500444A (ja) * 2006-08-10 2010-01-07 インテマティックス・コーポレーション 自己調整色度を持つ蛍光体組成物
JP2009158417A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Sharp Corp 面光源、表示装置及びその製造方法
JP2012509567A (ja) * 2008-11-21 2012-04-19 シカト・インコーポレイテッド ３つの部分から成る色合わせ部を有する発光ダイオードモジュール
JP2011014766A (ja) * 2009-07-03 2011-01-20 Koito Mfg Co Ltd 発光モジュールおよび車両用灯具
JP2011171585A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Panasonic Electric Works Co Ltd 発光装置
US20110254027A1 (en) * 2010-04-20 2011-10-20 Bridgelux, Inc. Method for controlling color accuracy in a light-emitting semiconductor-based device and process for producing a light-emitting semiconductor-based device with controlled color accuracy
JP2011228538A (ja) * 2010-04-21 2011-11-10 Panasonic Electric Works Co Ltd 発光装置及びそれを用いる照明装置
JP2012113959A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Panasonic Corp 発光装置
JP2012231083A (ja) * 2011-04-27 2012-11-22 Hitachi Consumer Electronics Co Ltd バックライト及びそれを用いた液晶表示装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CL-L270-U1N-A-T データシート, JPN6017039949, ISSN: 0003721916 *
CL-L400-C1N-A-T データシート, JPN6017039952, ISSN: 0003721917 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016208684A1 (ja) * 2015-06-24 2018-02-22 株式会社東芝 白色光源システム
US10473274B2 (en) 2015-06-24 2019-11-12 Kabushiki Kaisha Toshiba White light source system
JP2020021825A (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光モジュール及び照明装置
JP2020021622A (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光モジュール及び照明装置
JP7129657B2 (ja) 2018-07-31 2022-09-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光モジュール及び照明装置
JP7165862B2 (ja) 2018-07-31 2022-11-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光モジュール及び照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20140211463A1 (en) 2014-07-31
US9702515B2 (en) 2017-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6369784B2 (ja) 発光装置、及びそれを用いた照明用光源及び照明装置
JP5325208B2 (ja) 照明デバイスおよび照明方法
KR101517244B1 (ko) 조명 기기 및 조명 방법
US8310143B2 (en) Lighting device and lighting method
US8079729B2 (en) Lighting device and lighting method
EP2365525A2 (en) Illumination apparatus having an array of red and phosphour coated blue LEDs
JP2010527156A (ja) 照明デバイスおよび照明方法
JP2010527155A (ja) 照明デバイスおよび照明方法
KR20090031370A (ko) 조명 장치
JP2010527157A (ja) 照明デバイスおよび照明方法
KR20140116536A (ko) 조명 장치 및 조명 방법
US20130207137A1 (en) COB-Typed LED Light Board
JP6203147B2 (ja) 発光装置
JP2014168051A (ja) 発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法
US10539274B2 (en) Light emitting device
US10342091B2 (en) Light-emitting device
KR101884599B1 (ko) 발광 소자 패키지, 이를 포함하는 조명 장치 및 조명 시스템
US9752764B2 (en) Wide-angle emitting LED driven by built-in power and assembly method thereof
US20150359088A1 (en) Electronic device and method for producing same
JP6320495B2 (ja) 発光装置
US20200053852A1 (en) Light emitting device
KR101085230B1 (ko) 색온도 조절 가능한 ｌｅｄ 조명 및 그의 제조방법
WO2017195590A1 (ja) Ｌｅｄ光源装置
JP2016063196A (ja) Ｌｅｄパッケージとその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170123

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170123

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171024

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171225

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20180123