WO2019244582A1 - 白色発光装置 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a white light emitting device.
- semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes and laser diodes have been used as light sources for headlamps of automobiles, outdoor and indoor lighting, and the like.
- an area called a hot zone which is brighter than the surrounding area is required. Therefore, in a light emitting device of a headlamp for an automobile, light emitting units including semiconductor light emitting elements are arranged in a matrix, and a light emitting unit near the center is lit brightly.
- Patent Document 1 discloses a light emitting diode module used for a headlamp of an automobile.
- the light emitting diode module disclosed in Patent Document 1 has a plurality of first light emitting elements and a second light emitting element having a smaller light emitting surface area than the first light emitting element on a substrate, and each second light emitting element has two light emitting elements. It is arranged between the first light emitting elements and is connected in series with the two first light emitting elements. By adopting such a series connection configuration, the current flowing through each element becomes the same, the current density in the central second light emitting element becomes higher than the left and right, and a light source that emits high luminance light, that is, a hot zone is provided. Trying to realize a light source.
- An object of the present disclosure is a white light-emitting device including a plurality of light-emitting units, and in the case where light-emitting units to which different currents are supplied are mixed, the white light-emitting device can have the same emission chromaticity of the plurality of light-emitting units. It is to provide a device.
- One embodiment of the white light emitting device is a white light emitting device, which includes a first light emitting unit group including a plurality of first light emitting units to which a first current is supplied, and a second current different from the first current. And a mounting substrate on which the first light emitting unit group and the second light emitting unit group are mounted.
- Each of the plurality of second light emitting units includes a first LED chip and a first fluorescent member, and is disposed adjacent to at least one other first light emitting unit of the plurality of first light emitting units.
- Each of the plurality of first light emitting units includes a second LED chip and a second fluorescent member, and is disposed adjacent to at least one second light emitting unit of the plurality of second light emitting units.
- the average emission chromaticity of the plurality of first light emitting units and the plurality of second light emitting units are non-identical colors.
- the light emitting chromaticity of the light emitting units can be the same.
- the brightness at the center is high (that is, having a hot zone), and the light emission colors at the center and the periphery are provided.
- a white light emitting device having the same color can be realized.
- the first light emitting unit group and the second light emitting unit group may be arranged adjacent to each other on the mounting board.
- the first light emitting unit group and the second light emitting unit group are arranged adjacent to each other to form one light distribution pattern. Therefore, it is possible to realize a white light emitting device having regions with different luminances in one light distribution pattern and in which the luminous chromaticity does not change between the regions.
- an average emission chromaticity of the plurality of first light emitting units when the first current is supplied to the plurality of first light emitting units is a CIE coordinate (Cx11, Cy11).
- the average emission chromaticity of the plurality of second light emitting units when the first current is supplied to the plurality of second light emitting units is represented by CIE coordinates (Cx21, Cy21), and
- CIE coordinates (Cx22, Cy22) When the average emission chromaticity of the plurality of second light emitting units when the second current is supplied to the two light emitting units is represented by CIE coordinates (Cx22, Cy22), the same color is
- ⁇ 0.0074, and the non-identical colors are
- the numbers of the plurality of first light emitting units and the plurality of second light emitting units are respectively n and m, and the first current is supplied to the plurality of first light emitting units.
- the emission chromaticity of each of the plurality of first light emitting units when supplied is represented by CIE coordinates (Cx11i, Cy11i) (1 ⁇ i ⁇ n), and the first current is supplied to the plurality of second light emitting units.
- an average emission chromaticity of the plurality of first light emitting units when the first current is supplied to the plurality of first light emitting units is a CIE coordinate (Cx11, Cy11).
- the average emission chromaticity of the plurality of second light emitting units when the first current is supplied to the plurality of second light emitting units is represented by CIE coordinates (Cx21, Cy21), and
- CIE coordinates (Cx22, Cy22) When an average emission chromaticity of the plurality of second light emitting units when the second current is supplied to the two light emitting units is represented by CIE coordinates (Cx22, Cy22), the same color is represented by the CIE coordinates (Cx22).
- Cy22 are within the McAdam 3-step ellipse centered on the CIE coordinates (Cx11, Cy11), and the non-identical colors are defined as the CIE coordinates (Cx21, Cy11). Cy21) said CIE coordinates (Cx11, Cy11) and satisfaction may be defined in that the MacAdam 3 Step elliptical or on the outside around the.
- the emission chromaticity of each of the plurality of first light emitting units is represented by CIE coordinates (Cx11i, Cy11i). ) (1 ⁇ i ⁇ n), and the emission chromaticity of each of the plurality of second light emitting units when the first current is supplied to the plurality of second light emitting units is represented by CIE coordinates (Cx21i, Cy21i).
- an average value of chromaticity of all the first fluorescent members included in the first light emitting unit group is represented by CIE coordinates (CxP1, CyP1), and the second light emission is performed.
- CIE coordinates (CxP2, CyP2) 0.0066 ⁇
- the first fluorescent member and the second fluorescent member may include a phosphor species, a phosphor composition, an activation element species in the phosphor, and an activation in the phosphor. At least one of the concentrations of the elemental species may be different.
- the white light emitting device when irradiating the first fluorescent member and the second fluorescent member with light having the same wavelength as the emission wavelength of the first LED chip or the second LED chip, When the average value of the emission intensity of all the first fluorescent members included in the light emitting unit group is P1, and the average value of the emission intensity of all the second fluorescent members included in the second light emitting unit group is P2. , 0.954 ⁇ P2 / P1 ⁇ 0.976.
- the first fluorescent member and the second fluorescent member include phosphor particles and have a volume of all the first fluorescent members included in the first light emitting unit group.
- the first fluorescent member and the second fluorescent member include phosphor particles and have a volume of all the first fluorescent members included in the first light emitting unit group.
- the average value of the center-to-center distances between all the first LED chips included in the first light emitting unit group is D1
- all of the first light emitting unit groups included in the second light emitting unit group are D1.
- the magnitude relationship of D1 with respect to D2 may match the magnitude relationship of the first current value with respect to the second current value.
- a total area of a region where the first light emitting unit group is arranged on the mounting board is SM1, and the number of the first light emitting units configuring the first light emitting unit group is Where n is SM, the total area of the region in which the second light emitting unit group is arranged on the mounting board is SM2, and the number of the second light emitting units forming the second light emitting unit group is m, SM1 / The magnitude relationship of n to SM2 / m may match the magnitude relationship of the first current value to the second current value.
- a white light emitting device including a plurality of light emitting units, and in a case where light emitting units to which different currents are supplied are mixed, white light emission in which a plurality of light emitting units can have the same emission chromaticity.
- Equipment can be provided.
- FIG. 1 is a schematic top view showing an example of the configuration of the white light emitting device according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of the configuration of the white light emitting device according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a top view showing the shape of the wiring electrode according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a graph illustrating a change in average emission chromaticity in the white light emitting device of the comparative example.
- FIG. 5 is a graph showing the maximum CIE chromaticity difference in the Cx and Cy directions of a rectangle circumscribing the MacAdam 3-step ellipse with respect to Cx and Cy of white light in the range of 4500K to 7000K.
- FIG. 1 is a schematic top view showing an example of the configuration of the white light emitting device according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of the configuration of the white light emitting device according to the first embodiment.
- FIG. 3
- FIG. 6A is a diagram illustrating an example of a distribution of emission chromaticity of each light emitting unit according to Embodiment 1.
- FIG. 6B is a diagram showing another example of the distribution of the emission chromaticity of each light emitting unit according to Embodiment 1.
- FIG. 6C is a diagram illustrating an example of a distribution of emission chromaticity of each light emitting unit of the comparative example.
- FIG. 7 is a schematic top view illustrating an example of the configuration of the white light emitting device according to the second embodiment.
- FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an example of the configuration of the white light emitting device according to the second embodiment.
- FIG. 9 is a schematic top view showing an example of the configuration of the white light emitting device according to the third embodiment.
- FIG. 10 is a sectional view showing an example of the configuration of the white light emitting device according to the third embodiment.
- FIG. 11 is a top view showing the shape of the wiring electrode according to the third embodiment.
- FIG. 12 is a cross-sectional view of the light-emitting unit and the mounting board for describing an example of defining the total area of the light-emitting unit group.
- FIG. 13 is a cross-sectional view of the light emitting unit and the mounting board for explaining another example of the total area of the light emitting unit group.
- FIG. 14 is a top view of the white light-emitting device for describing still another example of defining the total area of the light-emitting unit group.
- each drawing is a schematic diagram, and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, the scale and the like do not always match in each figure.
- substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted or simplified.
- FIGS. 1 and 2 are a schematic top view and a cross-sectional view, respectively, showing an example of the configuration of the white light emitting device 11 according to the present embodiment.
- FIG. 2 shows a cross section taken along the line II-II of the white light emitting device 11 of FIG.
- the white light emitting device 11 is a device that emits white light, and includes a first light emitting unit group 171, a second light emitting unit group 172, and the mounting board 13 as shown in FIG.
- the white light emitting device 11 further includes a frame 18 and a reflective resin 19.
- the first light emitting unit group 171 has a plurality of first light emitting units 17a to 17d to which a first current is supplied.
- Each of the plurality of first light emitting units 17a to 17d has a first LED chip and a first fluorescent member. As shown in FIG. 1, the first light emitting units 17a to 17d have first LED chips 14a to 14d and first fluorescent members 16a to 16d, respectively.
- Each of the plurality of first light emitting units 17a to 17d is arranged adjacent to at least one other first light emitting unit among the plurality of first light emitting units 17a to 17d.
- the second light emitting unit group 172 includes a plurality of second light emitting units 17e to 17h to which a second current is supplied.
- Each of the plurality of second light emitting units 17e to 17h has a second LED chip and a second fluorescent member.
- the second light emitting units 17e to 17h include second LED chips 14e to 14h and second fluorescent members 16e to 16h, respectively.
- Each of the plurality of second light emitting units 17e to 17h is arranged adjacent to at least one other second light emitting unit among the plurality of second light emitting units 17e to 17h.
- the first light emitting unit group 171 and the second light emitting unit group 172 are arranged adjacently on the mounting board.
- the first light emitting unit group 171 is arranged at the center of the mounting board 13.
- the second light emitting unit group 172 is disposed outside the first light emitting unit group 171 so as to be separated into two.
- the white light emitting device 11 includes the first light emitting units 17a to 17d and the second light emitting units 17e to 17h arranged in a matrix as shown in FIG.
- the arrangement of the second light emitting unit group 172 is not limited to the example shown in FIG.
- the second light emitting unit group 172 may surround the first light emitting unit group 171.
- the second light emitting unit group 172 may be disposed adjacent to only one side of the first light emitting unit group 171.
- the mounting board 13 is a board on which the first light emitting unit group 171 and the second light emitting unit group 172 are mounted.
- the mounting board 13 has two sets of wiring electrodes 12. An electric current is supplied to the first LED chips 14a to 14d of the first light emitting units 17a to 17d via one set of the wiring electrodes 12 of the two sets of wiring electrodes 12. A current is supplied to the second LED chips 14e to 14h of the second light emitting units 17e to 17h.
- the wiring electrode 12 is connected to the element electrode 14E of each LED chip. Further, the respective first fluorescent members and the respective second fluorescent members are fixed to the light emitting surfaces of the respective first LED chips and the respective second LED chips by the transparent adhesive 15.
- the reflection resin 19 is a resin disposed in a region on the mounting board 13 including a region in which each of the first light emitting units and each of the second light emitting units are disposed. In the present embodiment, it is arranged between the two frames 18 on the mounting board 13.
- the reflective resin 19 is not particularly limited as long as it is a resin that reflects light from each light emitting unit. In the present embodiment, the reflective resin 19 is made of a silicone resin mixed with light reflective particles such as titanium oxide.
- the frame 18 is a member provided outside the region where the first light emitting unit group 171 and the second light emitting unit group 172 are arranged.
- the frame 18 is a member for suppressing the leakage of the reflective resin 19 onto the mounting substrate 13 and an unnecessary area outside thereof when the reflective resin 19 is disposed.
- the frame 18 is formed of, for example, a silicone resin mixed with light reflective particles such as titanium oxide.
- the first LED chips 14a to 14d and the second LED chips 14e to 14h are light sources for irradiating the first fluorescent members 16a to 16d and the second fluorescent members 16e to 16h, respectively.
- each LED chip uses one whose emission chromaticity and emission intensity can be regarded as the same.
- the emission chromaticity and emission intensity of each LED chip are the same means that the CIE coordinates representing the emission chromaticity of the combined light obtained when irradiating the output light of each LED chip to one fluorescent member are all Are defined inside a three-step MacAdam ellipse centered on the CIE coordinates representing the average emission chromaticity (average emission chromaticity) for the LED chip.
- the first fluorescent members 16a to 16d and the second fluorescent members 16e to 16h are members that convert the wavelength of light from each LED chip.
- the first fluorescent members 16a to 16d included in the first light emitting unit group 171 those having the same emission chromaticity and the same emission intensity are used.
- the emission chromaticity and emission intensity of each fluorescent member are the same means that the CIE coordinates representing the emission chromaticity of the combined light obtained when irradiating the output light of one LED chip to each fluorescent member are all Are defined inside a MacAdam three-step ellipse centered on the CIE coordinates representing the average emission chromaticity for the fluorescent member.
- the fluorescent material type and the fluorescent light are different. At least one of the body composition (component ratio), the activator element species in the phosphor, and the concentration of the activator element species in the phosphor differ.
- the first light emitting unit 17a to 17d when the first current is supplied to the first light emitting units 17a to 17d and the second current is supplied to the second light emitting units 17e to 17h, the first light emitting unit The average emission chromaticity of 17a to 17d and the average emission chromaticity of the second light emitting units 17e to 17h are the same color.
- the average emission chromaticity of the first light emitting units 17a to 17d when the first current is supplied to the first light emitting units 17a to 17d is represented by CIE coordinates (Cx11, Cy11), and the second light emitting units 17e to 17d are displayed.
- the average emission chromaticity of the second light emitting units 17e to 17h when the second current is supplied to 17h is represented by CIE coordinates (Cx22, Cy22)
- the same color has the same CIE coordinates (Cx22, Cy22).
- the satisfaction is defined as being inside the MacAdam 3-step ellipse centered on the CIE coordinates (Cx11, Cy11).
- the CIE coordinates representing the average emission chromaticity of the second light emitting unit group 172 are inside the MacAdam 3-step ellipse centered on the CIE coordinates representing the average emission chromaticity of the first light emitting unit group 171.
- the average light emission intensity is higher in the first light emitting unit group 171.
- the first light emitting units 17a to 17d are The average light emission intensity is the same as the average light emission intensity of the second light emitting units 17e to 17h.
- the average emission chromaticity of the first light emitting units 17a to 17d and the average emission chromaticity of the second light emitting units 17e to 17h are non-same colors.
- the average emission chromaticity of the second light emitting unit group 172 is on or outside the Mac Adam 3-step ellipse centered on the average emission chromaticity of the first light emitting unit group 171.
- the average emission chromaticity of the first light emitting units 17a to 17d when the first current is supplied to the first light emitting units 17a to 17d is represented by CIE coordinates (Cx11, Cy11), and the second light emitting units 17e to 17h.
- CIE coordinates (Cx11, Cy11) When the average emission chromaticity of the second light emitting units 17e to 17h when the first current is supplied to the CIE coordinates (Cx21, Cy21), the CIE coordinates (Cx21, Cy21) of the non-identical colors are CIE coordinates. Satisfaction of being on or outside the MacAdam 3-step ellipse centered at coordinates (Cx11, Cy11) is defined.
- the light emitting chromaticity of the light emitting units can be the same.
- the brightness at the center is high (that is, having a hot zone), and the light emission colors at the center and the periphery are provided.
- a white light emitting device having the same color can be realized.
- the values of the first current and the second current are not particularly limited.
- the first current and the second current are the first rated current and the second rated current that are the rated currents for the first light emitting units 17a to 17d and the second light emitting units 17e to 17h of the white light emitting device 11, respectively. Use current.
- each LED chip has the same chip size, semiconductor lamination structure, rated current and rated wavelength (rated chromaticity), and each fluorescent member has two types of plate-shaped light-emitting chromaticities that are non-identical colors. The case where the above is used will be described.
- each LED chip a blue LED having an n-type GaN-based layer, an InGaN active layer, and a p-type GaN-based layer formed on an n-type GaN substrate is used.
- Each of the LED chips is flip-chip mounted on the mounting substrate 13, and the upper end portion (the emission surface of the LED chip) of each LED chip in FIG. 2 has a yellow plate-like first fluorescent member 16a to 16d or a second fluorescent member 16e.
- ⁇ 16h are arranged.
- a part of the light emitted from each LED chip is wavelength-converted by the first fluorescent members 16a to 16d or the second fluorescent members 16e to 16h, and the wavelength-converted light is emitted.
- white light is obtained by combining the emitted light from each LED chip and the wavelength-converted light.
- each LED chip As each LED chip, a chip manufactured with a dominant wavelength of 445 nm is used. Due to manufacturing variations, the dominant wavelength of each LED chip has a distribution centered at 445 nm, and the CIE coordinates (Cxl, Cyl) of the average value of the emission chromaticity corresponding to that wavelength are (0.1600, 0). 0.0400), and the difference ( ⁇ Cx, ⁇ Cy) between the maximum value and the minimum value of the chromaticity is less than (0.0030, 0.0020) in the CIE coordinate system. This difference corresponds to less than 2 nm in terms of wavelength.
- the range of the distribution of the emission chromaticity of each LED chip may be such that the combined light obtained when irradiating one fluorescent member with blue light looks the same color.
- the CIE coordinates representing the chromaticity may change ( ⁇ 0.0015, 0.0010) with respect to the change of the wavelength of 1 nm. know. Therefore, when converted into the emission wavelength, if the error of the emission wavelength of each LED is less than ⁇ 10 nm, each LED chip can be regarded as the same LED chip.
- the range of the variation in the light emission intensity of the LED may be such that the white composite light obtained when irradiating one fluorescent member with blue excitation light looks the same color.
- the chromaticity (0 From the calculation assuming that 63.3% of the LED light is wavelength-converted in combination with the fluorescent member of (.4240, 0.5220), the difference between the emission intensity of each LED chip and the average intensity is ⁇ 4. If it is less than 2%, each LED chip can be regarded as the same LED chip.
- Each of the first fluorescent members 16a to 16d and the second fluorescent members 16e to 16h has a wavelength conversion material (phosphor) for converting the wavelength of light from each LED chip dispersed in a material such as resin, ceramic, or glass. It is a plate-shaped wavelength conversion member.
- a wavelength conversion material for example, a known wavelength conversion material such as YAG, CASN, SiAlON, or LSN can be used.
- the surface on the LED chip side is an adhesive surface with each LED chip, and the surface on the opposite side is a light emitting surface of the white light emitting device 11.
- each fluorescent member is a composite in which YAG: Ce-based particles and alumina ceramic particles are uniformly mixed, and has a thickness of 100 ⁇ m in which the occupancy of the YAG particles as the fluorescent material is 20% by volume.
- the plate-like thing of is used.
- the CIE coordinates (Cx, Cy) of the average emission chromaticity are (0.4347, 0.5416)
- the variations ( ⁇ Cx, ⁇ Cy) are ( ⁇ 0.0040, ⁇ 0. 0040)
- an error of the emission intensity with respect to the average emission intensity is less than ⁇ 2.0%.
- the second fluorescent members 16e to 16h have different phosphor compositions from the first fluorescent members 16a to 16d, and the CIE coordinates (Cx, Cy) of the average emission chromaticity are (0.4240, 0.5220).
- the variation ( ⁇ Cx, ⁇ Cy) is less than ( ⁇ 0.0040, ⁇ 0.0040), and the error of the emission intensity with respect to the average emission intensity is less than ⁇ 2.0%.
- the chromaticity is represented by an array value of (Cx, Cy) using the CIE coordinate system.
- the range of the emission chromaticity distribution of the first fluorescent members 16a to 16d may be such that the combined light obtained when irradiating the blue light of one LED chip looks the same color. Is calculated from the assumption that 63.3% of LED light is wavelength-converted in combination with an LED chip having chromaticity (0.1600, 0.0400) in the CIE coordinate system. If the chromaticity difference between and the average chromaticity is less than ( ⁇ 0.0066, ⁇ 0.0120) in the CIE coordinate system, each fluorescent member can be regarded as the same fluorescent member. The same applies to the second fluorescent members 16e to 16h.
- the range of the distribution of the emission intensity of the yellow light emitted from the first fluorescent members 16a to 16d only needs to be such that the combined white light obtained when one excitation light is irradiated looks the same color. Specifically, the calculation is based on the assumption that 63.3% of the LED light is wavelength-converted in combination with the fluorescent member having chromaticity (0.4240, 0.5220), and the light emission intensity and average of each fluorescent member are calculated. If the difference from the emission intensity is less than ⁇ 2.4%, each fluorescent member can be regarded as the same fluorescent member. The same applies to the second fluorescent members 16e to 16h.
- the first LED chips 14a to 14d and the first fluorescent members 16a to 16d bonded with the transparent adhesive 15 are used as the first light emitting units 17a to 17d. Further, the second LED chips 14e to 14h and the second fluorescent members 16e to 16h bonded to each other with the transparent adhesive 15 are used as the second light emitting units 17e to 17h.
- FIG. 3 is a top view showing the shape of the wiring electrode 12 according to the present embodiment.
- FIG. 3 shows the upper surface of the mounting board 13.
- FIG. 3 shows each light emitting unit together with the wiring electrode 12.
- the first light emitting units 17a to 17d are arranged in two rows and two columns at the center on the mounting substrate 13 so that they are connected in series by the wiring electrodes 12.
- the first light emitting unit group 171 is formed.
- two second light emitting units 17e to 17h are arranged on the left and right of the first light emitting unit group 171 so that each is connected in series by the wiring electrode 12, thereby forming the second light emitting unit group 172. are doing.
- the first light emitting unit group 171 and the second light emitting unit group 172 are electrically separated.
- the wiring electrode 12 actually has a complicated shape according to the electrode pattern of the LED chip, it is simplified in FIG.
- the chromaticity of the light emitting unit changes depending on the supplied current value. Increasing the current value supplied to each LED chip shifts the emission wavelength of each LED chip. Increasing the current value supplied to each LED chip increases the amount of heat generated, which may cause a decrease in the wavelength conversion efficiency of the phosphor and a wavelength shift. Therefore, the chromaticity of the combined light of the light from each LED chip and the light from each fluorescent member shifts with these phenomena.
- the change of the emission chromaticity in the light emitting unit as described above will be described with reference to FIG.
- FIG. 4 is a graph showing a change in average chromaticity of light emitted from the white light emitting device of the comparative example.
- the white light emitting device of the comparative example includes a first light emitting unit group disposed at the center and second light emitting unit groups disposed on the left and right sides thereof.
- a current of 3 amps is supplied to four 0.8 mm square LED chips of the first light emitting unit group, and 0.1 amps are supplied to four 0.8 mm square LED chips of the second light emitting unit group.
- a change amount ( ⁇ Cx, ⁇ Cy) of the average emission chromaticity of the second light-emitting unit group when a current of up to 3 amps is supplied is shown.
- the same LED chip and the same fluorescent member are used in the first light emitting unit group and the second light emitting unit group.
- FIG. 4 shows the difference from the average emission chromaticity when 1 amp is supplied to the second light emitting unit group.
- the main factor of the displacement is a decrease in the luminous efficiency of the phosphor in association with a rise in the temperature of the LED chip accompanying an increase in current.
- the ratio of light from the fluorescent member at the time of driving of 1 amp is 63.3%, while that at 3 amps is reduced to 60.8%. I have.
- Steps 1 to 7 are defined for the McAdam ellipse, and it is said that the human eyes cannot distinguish colors within the McAdam three-step ellipse.
- the MacAdam ellipse was obtained from experimental values of human vision, and the shape of the ellipse differs depending on the color. More simply, a rectangle circumscribing the McAdam 3-step ellipse and having sides parallel to the Cx axis and the Cy axis is used for determination of the same color.
- FIG. 5 is a graph showing the maximum CIE chromaticity difference in the Cx and Cy directions of a rectangle circumscribing the MacAdam 3-step ellipse with respect to Cx and Cy of white light in the range of 4500K to 7000K. From FIG. 5, the same color can be defined when Cx is less than ⁇ 0.0055 and Cy is less than ⁇ 0.0074 from the center in the CIE coordinates.
- the chromaticity difference when supplying a current of 1 amp and 3 amps to the light emitting unit of the comparative example is larger than that of the rectangle circumscribing the MacAdam three-step ellipse, and becomes the non-identical color. It can be said that.
- FIGS. 6A and 6B are diagrams showing examples of the emission chromaticity distribution of each light emitting unit according to the present embodiment.
- each first light emitting unit of the first light emitting unit group 171 is supplied with the first rated current of 3 amps.
- a current of 1 amp which is the second rated current, is supplied to each second light emitting unit of the second light emitting unit group 172.
- the CIE coordinate group at the upper right indicates the emission chromaticity of each first light emitting unit when the first rated current of 3 amps is supplied to the first light emitting unit group 171.
- the first rated current is an example of the first current according to the present embodiment.
- CIE coordinates 110a to 110d shown in FIG. 6A indicate the emission chromaticities of the first light emitting units 17a to 17d, respectively.
- the CIE coordinates (Cx11, Cy11) representing the average emission chromaticity of all the first light emitting units are (0.3270, 0.3449).
- the CIE coordinates 110a to 110d representing the emission chromaticity of each first light emitting unit are inside the MacAdam 3-step ellipse centered on the CIE coordinates (Cx11, Cy11) representing the average emission chromaticity.
- the lower left CIE coordinate group indicates the emission chromaticity of each second light emitting unit when a current of 3 amps, which is the first rated current, is supplied to the second light emitting unit group 172.
- CIE coordinates 110e to 110h shown in FIG. 6A indicate the emission chromaticities of the second light emitting units 17e to 17h, respectively.
- the CIE coordinates (Cx21, Cy21) indicating the average emission chromaticity of all the second light emitting units are (0.3205, 0.3330).
- the CIE coordinates 110e to 110h representing the emission chromaticity of each second light-emitting unit are inside the MacAdam 3-step ellipse centered on the CIE coordinates (Cx21, Cy21) representing the average emission chromaticity.
- ) of the coordinates are (0.0065, 0.0119).
- the ⁇ Cx is less than 0.0055 and the ⁇ Cy is 0” which corresponds to the inside of the rectangle 612 circumscribing the MacAdam three-step ellipse 611 under the same color condition described above. .0074 ".
- the average emission chromaticity of the first light emitting unit group 171 and the average emission chromaticity of the second light emitting unit group 172 are non-identical colors.
- the first rated current (3 amps) is actually supplied to each of the first light emitting units and each of the second light emitting units, and the white light emitting device 11 is installed in the headlamp unit and the road surface is irradiated under the driving conditions, The color of the road surface looks different between the center and the periphery of the light distribution pattern.
- non-identical colors may be defined as satisfying
- FIG. 6B shows CIE coordinates 110a to 11d indicating the emission chromaticity of each of the first light emitting units 17a to 17d when supplying the first rated current of 3 amps to the first light emitting units 17a to 17d. Have been.
- FIG. 6B shows CIE coordinates 120e to 120h indicating the emission chromaticity of each of the second light emitting units 17e to 17h when supplying the second rated current of 1 amp to the second light emitting units 17e to 17h.
- the second rated current is an example of the second current according to the present embodiment.
- the CIE coordinates (Cx22, Cy22) representing the average emission chromaticity of the second light-emitting unit group 172 when a current of 1 amp, which is the second rated current, is supplied to each second light-emitting unit, is (0.3270, 0,0,0). 3449).
- the CIE coordinates (Cx11, Cy11) representing the average emission chromaticity of the first light emitting unit group 171 are (0.3270, 0.3449). Therefore, the difference
- the average light emission chromaticity of the first light emitting unit group 171 and the average light emission chromaticity of the second light emitting unit group 172 are the same color.
- the white light emitting device 11 is installed in a headlamp unit, and a first rated current of 3 amps is supplied to each first light emitting unit, and a second ampere current of 1 amp is supplied to each second light emitting unit.
- the color of the road surface looks the same in the central part and the peripheral part.
- the same color may be defined as satisfying
- FIG. 6C is a diagram illustrating an example of a distribution of emission chromaticity of each light emitting unit of the comparative example.
- the same LED chip and the same fluorescent member are used in the first light emitting unit group and the second light emitting unit group.
- a fluorescent member having the same chromaticity as (0.4240, 0.5220) as the second fluorescent member according to the present embodiment is used.
- FIG. 6C shows CIE coordinates 111a to 111d representing the emission chromaticity of each first light emitting unit when a current of 3 amps, which is the first rated current, is supplied to each first light emitting unit.
- FIG. 6C shows CIE coordinates 121e to 121h representing the chromaticity distribution of each second light emitting unit when a current of 1 amp, which is the second rated current, is supplied to each second light emitting unit.
- the average light emission chromaticity of the first light emitting unit group is (0.3205, 0.3330)
- the average light emission chromaticity of the second light emitting unit group is (0.3270, 0.3449).
- the difference between the CIE coordinates representing the average emission chromaticity of the first light emitting unit group and the second light emitting unit group is (0.0065, 0.0119), and the McEdam three-step ellipse 611 which is the same color condition.
- the condition that “ ⁇ Cx is less than 0.0055 and ⁇ Cy is less than 0.0074” corresponding to being inside the circumscribed rectangle 612 is not satisfied.
- the average light emission chromaticity of the first light emitting unit group is not the same as the average light emission chromaticity of the second light emitting unit group.
- the case where the first rated current (3 amps) and the second rated current (1 amp) are used as the first current and the second current of the white light emitting device 11 according to the present embodiment has been described.
- the values of the current and the second current are not limited to these.
- the driving current difference is such that the difference in chromaticity caused by the difference in current when the same light emitting unit is used in the central portion and the peripheral portion of the white light emitting device becomes ⁇ Cx ⁇ 0.0055 or ⁇ Cy ⁇ 0.0074. Any value of the first current and the second current that have is applicable.
- the average value (CxP1, CyP1) of the chromaticity of all the first fluorescent members is set to (0.4306, 0.5340), and the average value of the chromaticity of all the second fluorescent members ( The case where (CxP2, CyP2) is (0.4240, 0.5220) will be described.
- (CxP2, CyP2) is (0.4240, 0.5220)
- the light emission intensity of the fluorescent member is reduced from 63.3% to 61.7% of the whole due to the influence of temperature rise or the like due to the current.
- the CIE coordinates representing the chromaticity of the mixed color emitted from the group 171 and the second light emitting unit group 172 are (0.3270, 0.3449) and (0.3215, 0.3375), respectively.
- the CIE coordinates representing the chromaticity of the mixed color emitted from the second light emitting unit group when a current of 1.0 amp is supplied to each second light emitting unit of the second light emitting unit group are (0.3270, 0.3449). ).
- the first light emitting unit and the second light emitting unit use the same color LED chips, and the first fluorescent light whose chromaticity difference is a predetermined value of (0.0066, 0.0120) or more.
- the member and the second fluorescent member are used, when the same current is supplied to each light emitting unit, the light emission chromaticity of each light emitting unit group becomes a non-identical color, and when a specific rated current is supplied to each light emitting unit. It can be said that the emission chromaticity of each light emitting unit group can be the same color.
- the average value of the chromaticity of all the first fluorescent members included in the first light emitting unit group is represented by the CIE coordinates (CxP1, CyP1)
- the chromaticity of all the second fluorescent members included in the second light emitting unit group is represented.
- the average value of the first light-emitting unit group 171 and the second light-emitting unit group 171 when the average value of CIE is 0.0066 ⁇
- the emission chromaticity of the two light emitting unit groups 172 can be the same color.
- the difference between the Cx value and the Cy value in the CIE coordinate values is used as the range of the same color. That is, the inside of the rectangle circumscribing the MacAdam three-step ellipse was used as the same color range. More strictly, the inside of the MacAdam three-step ellipse may be used as the same color range. Even when this range is used, the effect of the white light emitting device 11 according to the present embodiment can be achieved by adjusting the chromaticity of each fluorescent member according to the first current and the second current.
- the first fluorescent members 16a to 16d included in the first light emitting unit group 171 and the second fluorescent members 16e to 16h included in the second light emitting unit group 172 have different phosphor compositions (constituent element component ratios).
- the configuration of each fluorescent member is not limited to this.
- the phosphor type is changed such as using a garnet-based phosphor dispersed as the first fluorescent member and a silicate-based phosphor dispersed as the second fluorescent member
- the activation element species in the phosphor is changed.
- the concentration of (for example, cerium) is changed, or when the chromaticity is changed using a combination thereof, the same effect can be obtained as long as the chromaticity of each fluorescent member is the same as in the present embodiment.
- the white light-emitting device 11 four light-emitting units are used at the center as the first light-emitting unit group 171 and two light-emitting units at the left and right as the second light-emitting unit group 172.
- a first light-emitting unit group in which two first light-emitting units are arranged side by side in the center and connected in series is used, and as a second light-emitting unit group, a first light-emitting unit group is disposed on the lower side and on the left and right.
- Two light emitting units may be arranged two by two, and a total of six second light emitting units may be connected in series.
- this configuration is useful as a light source for a low beam of a vehicle-mounted headlamp that requires a hot zone in the upper center.
- the first light emitting unit group in which four light emitting units are arranged in one row in the center is arranged in four rows.
- the same effect can be obtained by arranging two light emitting unit groups, each having four light emitting unit groups arranged on the left and right sides of the first light emitting unit group in two rows.
- the white light emitting device according to the second embodiment will be described.
- the white light emitting device according to the present embodiment is different from the white light emitting device 11 according to the first embodiment in the configuration of the fluorescent member.
- the white light emitting device according to the present embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
- FIGS. 7 and 8 are a schematic top view and a cross-sectional view, respectively, showing an example of the configuration of the white light emitting device 101 according to the present embodiment.
- FIG. 8 shows a VIII-VIII cross section of the white light emitting device 101 of FIG.
- the white light emitting device 101 includes a first light emitting unit group 271, a second light emitting unit group 272, and the mounting board 13, as shown in FIG.
- the white light emitting device 101 further includes a frame 18 and a reflective resin 19.
- the first light emitting unit group 271 has a plurality of first light emitting units 27a to 27d to which a first current is supplied.
- Each of the plurality of first light emitting units 27a to 27d has a first LED chip and a first fluorescent member. As shown in FIG. 7, the first light emitting units 27a to 27d have first LED chips 24a to 24d and first fluorescent members 26a to 26d, respectively.
- Each of the plurality of first light emitting units 27a to 27d is disposed adjacent to at least one other first light emitting unit among the plurality of first light emitting units 27a to 27d.
- the second light emitting unit group 272 has a plurality of second light emitting units 27e to 27h to which a second current is supplied.
- Each of the plurality of second light emitting units 27e to 27h has a second LED chip and a second fluorescent member. As shown in FIG. 7, the second light emitting units 27e to 27h have second LED chips 24e to 24h and second fluorescent members 26e to 26h, respectively.
- Each of the plurality of second light emitting units 27e to 27h is arranged adjacent to at least one other second light emitting unit among the plurality of second light emitting units 27e to 27h.
- each of the first LED chips and the second LED chips having the same emission chromaticity and the same emission intensity is used.
- the first fluorescent members 26a to 26d used in the first light emitting unit group 271 are those whose emission chromaticity and emission intensity can be regarded as the same, and the second fluorescent members 26e to 26h used in the second light emitting unit group 272 are used. Similarly, those which can be regarded as having the same emission chromaticity and emission intensity are used.
- the fluorescent substance concentration in each fluorescent member may be higher in each first fluorescent member, and the thickness may be larger in each first fluorescent member. May be thicker.
- the average light emission intensity of each light emitting unit group is the same, but the average light emission chromaticity is equal to that of the second light emitting unit group 272.
- the CIE coordinates representing the average emission chromaticity are on or outside the MacAdam 3-step ellipse centered on the CIE coordinates representing the average emission chromaticity of the first light emitting unit group 271.
- the CIE coordinates representing the average light emission chromaticity of the second light emitting unit group 272 are the first.
- the first light-emitting unit group has a first rated current and a second rated current such that the first light-emitting unit group has a higher average light emission intensity within a MacAdam 3-step ellipse centered on CIE coordinates representing the average light emission chromaticity of the light emitting unit group 271. Select the current.
- the first rated current and the second rated current are examples of the first current and the second current, respectively, according to the present embodiment.
- the LED chips having the same chip size, semiconductor laminated structure, rated current and rated wavelength (rated chromaticity) are used.
- a plate-shaped fluorescent member having the same material and the same emission chromaticity is used as each of the first fluorescent member and each of the second fluorescent members.
- the thicknesses of the first fluorescent member and the second fluorescent member are not the same.
- the same LED chips as in Embodiment 1 are used.
- the CIE coordinates representing the average value of the emission chromaticity are (0.1600, 0.0400).
- each fluorescent member has an occupancy ratio of YAG of 20% by volume, an average emission chromaticity represented by CIE coordinates (0.4347, 0.5416), and a variation ( ⁇ Cx, ⁇ Cy) thereof.
- a composite of plate-like YAG having less than ( ⁇ 0.0040, ⁇ 0.0040) and ceramics is used.
- two types of fluorescent members having non-identical thicknesses are prepared, each of the first fluorescent members having a thickness of 100.0 ⁇ m, and each of the second fluorescent members having a thickness of 96.1 ⁇ m. Is used.
- Each of these fluorescent members has a thickness distribution of about ⁇ 3 ⁇ m due to a manufacturing error.
- the emission chromaticity is represented by CIE coordinates (0.4306, 0.5416), and its variation ( ⁇ Cx, ⁇ Cy) is less than ( ⁇ 0.0040, ⁇ 0.0040).
- the ratio of the emission intensity between the first fluorescent member and the second fluorescent member is 100.0 to 96.1, and the emission intensity is substantially proportional to the thickness of the fluorescent member.
- first LED chips 24a to 24d are flip-chip mounted at the center on the mounting board 13 as in the first embodiment, and the first LED chips 24a to 24d are respectively mounted on the first LED chips 24a to 24d.
- the first light emitting unit group 271 is formed by bonding the fluorescent members 26a to 26d.
- the four first LED chips 24a to 24d are connected in series on the mounting substrate 13 by the wiring electrodes 12.
- the wiring electrode 12 is connected to the element electrode 24E of each LED chip as shown in FIG.
- two second LED chips 24e to 24h are flip-chip mounted on the left and right portions of the first light emitting unit group 271 on the mounting board 13, and the second fluorescent members 26e to 26h are respectively mounted on the second LED chips 24e to 24h.
- the four second LED chips 24e to 24h are connected in series on the mounting substrate 13 by the wiring electrodes 12.
- the wiring electrode 12 is connected to the element electrode 24E of each LED chip as shown in FIG.
- each first light emitting unit and each second light emitting unit will be described with reference to FIG. 6A.
- the light emitting chromaticity of each light emitting unit group according to the first embodiment in this case, the light emitted from the phosphor is 60.8% of the light emitted from the first light emitting unit as in the first embodiment, Is represented by CIE coordinates (0.3270, 0.3449).
- the CIE coordinates of the emission chromaticity of the first light emitting units 27a to 27d are represented by coordinates 110a to 110d, as in the first embodiment. As shown in FIG.
- the CIE coordinates of the emission chromaticity of the second light emitting units 27e to 27h are the same as in the first embodiment. It is represented by 110e to 110h. Further, the CIE coordinates representing the average light emission luminance of each second light emitting unit are CIE coordinates (0.3205, 0.3330) different from the CIE coordinates representing the average light emission luminance of each first light emitting unit. This is because the luminous intensity from each second fluorescent member is 96.1% of the luminous intensity from each first fluorescent member as described above.
- the CIE coordinates representing the emission chromaticity of each second light emitting unit are inside a rectangle circumscribing the MacAdam 3-step ellipse centered on the CIE coordinates of the average emission chromaticity.
- the difference ( ⁇ Cx, ⁇ Cy) between the CIE coordinates representing the emission chromaticity of each second light emitting unit and the CIE coordinates representing the average chromaticity of each first light emitting unit is (0.0065, 0.0119). Does not satisfy the condition that “ ⁇ Cx is less than 0.0055 and ⁇ Cy is less than 0.0074” corresponding to the inside of the rectangle circumscribing the MacAdam 3-step ellipse, which is the same color condition. Therefore, the emission chromaticity of the second light-emitting unit group is not the same as the emission chromaticity of the first light-emitting unit group.
- the luminous intensity from each of the second fluorescent members is smaller than the luminous intensity from each of the second LED chips. become weak. For this reason, combined light closer to light emission (blue light) from the second LED chip is obtained from the second light emitting unit.
- the CIE coordinates indicating the average emission chromaticity of the second light emitting unit group when a current of 1 amp, which is the second rated current, is supplied to each second light emitting unit according to the present embodiment are the same as those in the first embodiment. As shown in FIG. 6B, (0.3270, 0.3449), and the CIE coordinates of the emission chromaticity of each light emitting unit circumscribes the MacAdam 3-step ellipse around the CIE coordinates of the average emission chromaticity. Inside the rectangle.
- the CIE coordinates indicating the average emission chromaticity of the first light emitting unit group 271 when the first rated current is supplied to each first light emitting unit and the CIE coordinates when the second rated current is supplied to each second light emitting unit. Since
- the white light emitting device 101 is installed in a headlamp unit, and the first light emitting unit group has a first rated current of 3 A, and the second light emitting unit group has a second rated current of 1 A.
- the color of the target object looks the same in the central part and the peripheral part.
- a fluorescent member having a thickness of 100.0 ⁇ m and a thickness of 97.6 ⁇ m is used as each of the first fluorescent member and each of the second fluorescent members, and each of the second light emitting units has the same first current as that of each of the first light emitting units.
- the CIE coordinates representing the average emission chromaticity of all the first light emitting units and the average emission chromaticity of all the second light emitting units are (0.3285, 3449) and (0.3244, 0.3375), respectively. It becomes.
- the difference ( ⁇ Cx, ⁇ Cy) between these CIE coordinates is (0.0041, 0.0074), which corresponds to the boundary of a rectangle circumscribing the MacAdam 3-step ellipse under the same color condition. That is, when the thickness of each second fluorescent member is greater than 97.6 ⁇ m and 100 ⁇ m or less, it means that the emission chromaticities of the first light emitting unit group 271 and the second light emitting unit group 272 are the same color.
- each of the second fluorescent members In a case where a member having a thickness of, for example, 95.4 ⁇ m is used as each of the second fluorescent members and 2.4 Amps, which is the same first current as that of each of the first light emitting units, is supplied to each of the second light emitting units, all of the second fluorescent members are provided.
- the CIE coordinates representing the average emission chromaticity of one light emitting unit and the average emission chromaticity of all the second light emitting units are (0.3285, 3449) and (0.3187, 0.3304), respectively.
- the difference ([Delta] Cx, [Delta] Cy) between the coordinates is (0.0098, 0.01454), which corresponds to the outside of the rectangle circumscribing the MacAdam 3-step ellipse, which is a condition of non-identical colors.
- the CIE coordinates representing the average light emission chromaticity of all the second light emitting units are (0.3225, 0.3375). Therefore, the difference ( ⁇ Cx, ⁇ Cy) between the CIE coordinates representing the average emission chromaticity of all the first light-emitting units and all the second light-emitting units is (0.0060, 0.0074), and under the same color condition.
- the first The emission chromaticities of the light emitting unit group and the second light emitting unit group can be the same color.
- the emission intensity of the first fluorescent member is reduced.
- the average value is P1 and the average value of the light emission intensity of the second fluorescent member is P2
- each light emission of the first light emitting unit group and the second light emitting unit group when 0.954 ⁇ P2 / P1 ⁇ 0.976.
- the chromaticity can be the same color.
- the first fluorescent member and the second fluorescent member have the same area but different thicknesses.
- the configuration of each fluorescent member is not limited to this.
- the emission intensity from the fluorescent member is substantially proportional to the product of the volume of the fluorescent member and the volume density of the phosphor particles contained in the fluorescent member. Therefore, when the volume of the fluorescent member is constant, the emission intensity is It is almost proportional to the volume concentration of the grains. When the volume concentration of the phosphor particles is constant, the emission intensity is almost proportional to the volume of the fluorescent member.
- the dimensions (the bottom area and the height in the case of a plate-shaped fluorescent member) of each fluorescent member are the same, and the emission chromaticity of the phosphor is the same color.
- the average value of the volume concentration of the phosphor particles in the first fluorescent member is D1 and the average value of the volume concentration of the phosphor particles in the second fluorescent member is D2, 0.954 ⁇ D2 / D1 ⁇ If it is in the range of 0.976, the white light emitting device 101 according to the present embodiment can be realized.
- the emission chromaticity of the phosphor is the same color
- the average value of the volumes of all the first fluorescent members included in the first light emitting unit group is D1
- the average value of the volumes of all the second fluorescent members included in the second light emitting unit group is VP2
- VP1 VP2
- the light emitting chromaticities of the first light emitting unit group and the second light emitting unit group are non-identical colors.
- the light emitting chromaticities of the first light emitting unit group and the second light emitting unit group have the same color.
- the white light emitting device 101 can be realized.
- the white light emitting device 101 according to the embodiment can be realized.
- the light emitting chromaticities of the first light emitting unit group and the second light emitting unit group are non-identical colors.
- the light emitting chromaticities of the first light emitting unit group and the second light emitting unit group have the same color.
- Embodiment 3 A white light emitting device according to Embodiment 3 will be described.
- the white light emitting device according to the present embodiment the plurality of first light emitting units and the plurality of second light emitting units have the same configuration of each unit, but the distance between the centers of the LED chips of each unit group is different.
- the white light emitting device according to the present embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
- FIGS. 9 and 10 are a schematic top view and a cross-sectional view, respectively, showing an example of the configuration of the white light emitting device 201 according to the present embodiment.
- FIG. 10 shows an XX section of the white light emitting device 201 of FIG.
- the white light emitting device 201 includes a first light emitting unit group 371, a second light emitting unit group 372, and the mounting board 13, as shown in FIG.
- the white light emitting device 201 further includes a frame 18 and a reflective resin 19.
- the first light emitting unit group 371 has a plurality of first light emitting units 37a to 37f to which a first current is supplied.
- Each of the plurality of first light emitting units 37a to 37f has a first LED chip and a first fluorescent member. As shown in FIG. 9, the first light emitting units 37a to 37f have first LED chips 34a to 34f and first fluorescent members 36a to 36f, respectively.
- Each of the plurality of first light emitting units 37a to 37f is arranged adjacent to at least one other first light emitting unit among the plurality of first light emitting units 37a to 37f.
- the second light emitting unit group 372 includes a plurality of second light emitting units 37g to 37k, 37m, 37n, and 37p to which a second current is supplied.
- Each of the plurality of second light emitting units 37g to 37k, 37m, 37n, and 37p has a second LED chip and a second fluorescent member.
- the second light emitting units 37g to 37k, 37m, 37n, and 37p respectively include second LED chips 34g to 34k, 34m, 34n, and 34p, and second fluorescent members 36g to 36k, 36m, and 36n. 36p.
- Each of the plurality of second light emitting units 37g to 37k, 37m, 37n, and 37p is disposed adjacent to at least one other second light emitting unit of the plurality of second light emitting units 37g to 37k, 37m, 37n, and 37p. Is done.
- each of the first LED chips and the second LED chips has the same emission chromaticity and emission intensity as in the first embodiment.
- the first fluorescent member and the second fluorescent member are those having the same emission chromaticity and the same emission intensity.
- the distance between the centers of the LED chips of the first light emitting unit group 371 is larger than the distance between the centers of the LED chips of the second light emitting unit group 372.
- the average light emitting intensity of each light emitting unit group is the same.
- the average emission chromaticity is the CIE coordinate representing the average emission chromaticity of the second light-emitting unit group 372, or on or outside the MacAdam 3-step ellipse centered on the CIE coordinate representing the average emission chromaticity of the first light-emitting unit group 371. It is in.
- the CIE coordinates indicating the average emission chromaticity of the second light emitting unit group 372 are the first light emitting units. Although it is inside the MacAdam 3-step ellipse centered on the CIE coordinates representing the average emission chromaticity of the unit group 371, the average emission intensity is higher in the first emission unit group.
- the first LED unit 24b and the first LED chip 24c adjacent to the first LED unit 24b are related to the first light emitting unit.
- the center-to-center distance can define the center-to-center distance of the LED chips of the first light emitting unit group.
- the center distances of the LED chips of other light emitting units adjacent to each other in the first direction and the second direction, which are two orthogonal directions are different from each other in the first direction.
- the center distance of the LED chips of the first light emitting unit group can be defined by using the average value of the center distance in the first direction and the center distance in the second direction orthogonal to the first direction. Specifically, the average of the center-to-center distance between the first LED chip 34b and the first LED chip 34c in the x-axis direction and the center-to-center distance between the first LED chip 34b and the first LED chip 34e in the y-axis direction is defined as the center-to-center value. Can be defined as distance.
- the other light emitting unit 37b is present only on one side, and the second light emitting unit 37h is present on the other side.
- the average value may be calculated further including the center-to-center distance between the first LED chip 34a and the second LED chip 34h in the x-axis direction.
- the center distance between the first LED chip 34a, the second LED chip 34h, and the first LED chip 34b is Dha and Dab, respectively, and the center distance between the first LED chip 34c, the first LED chip 34b, and the second LED chip 34k. , And Dbc and Dck, respectively.
- the average value of the center-to-center distance in the x-axis direction of all the first LED chips of the first light emitting unit group is represented by the following equation.
- the average value of the center distance between the second LED chip 34 g and the second LED chip 34 h in the x-axis direction and the center distance between the second LED chip 34 g and the second LED chip 34 i in the y-axis direction. Can be defined as the distance between the centers of the LED chips of the second light emitting unit group.
- the second LED chip 34g exists only on one side and the second LED chip 34a exists on the other side.
- the average value may be calculated further including the center-to-center distance between the 34g and the first LED chip 34a in the x-axis direction.
- the chip size, the semiconductor laminated structure, the rated current, and the rated wavelength (rated chromaticity) are the same for each LED chip used for each light emitting unit, as in the first embodiment.
- the materials, emission chromaticity, plate thickness, and density of the fluorescent members used in each light emitting unit are all the same.
- the same includes a variation in a range where the same luminescent color is obtained when assembled as a light emitting unit as described in the above embodiment.
- the occupancy of YAG is 20% by volume
- the average chromaticity of each fluorescent member is represented by CIE coordinates (0.4240, 0.5220)
- the variation ( ⁇ Cx, ⁇ Cy) is the same as in the first embodiment. Is less than ( ⁇ 0.0040, ⁇ 0.0040) using a composite of YAG and ceramic.
- FIG. 11 is a top view showing the shape of the wiring electrode 12 according to the present embodiment.
- FIG. 11 shows the upper surface of the mounting board 13.
- FIG. 11 shows each light emitting unit together with the wiring electrode 12.
- first LED chips 34 a to 34 f are flip-chip mounted at the center of the mounting substrate 13, and the first fluorescent members are respectively mounted on the first LED chips 34 a to 34 f.
- the first light emitting unit group 371 is formed by bonding 36a to 36f.
- the six first LED chips 34a to 34f are connected in series on the mounting substrate 13 by the wiring electrodes 12.
- the wiring electrode 12 is connected to the element electrode 24E of each LED chip as shown in FIG.
- LED chips 34g to 34k, 34m, 34n, and 34p are mounted on each of the left and right portions of the first light emitting unit group 371 on the mounting board 13 by flip-chip mounting, and the second LED chips 34g to 34k, 34m, and 34n are mounted.
- a second light emitting unit group 372 is formed by bonding the second fluorescent members 36g to 36k, 36m, 36n, and 36p on the second fluorescent members 36p, respectively.
- the eight second LED chips 34 g to 34 k, 34 m, 34 n, and 34 p are connected in series on the mounting board 13 by the wiring electrodes 12.
- the wiring electrode 12 is connected to the element electrode 34E of each LED chip as shown in FIG.
- the center distance in the x-axis direction of two adjacent first LED chips 34a and 34b of the first light emitting unit group 371 (same as the center distance in the x axis direction of the LED chips of the first light emitting unit group 371). ) Is 1.2 mm, and the distance between the centers of two adjacent second LED chips 34 g and the second LED chip 34 h in the second light emitting unit group 372 in the x axis direction (the x axis direction of the LED chips in the second light emitting unit group 372). (Same as the center-to-center distance) is 1.0 mm. In the first and second embodiments as well, the distance between the centers of the LED chips in the x-axis direction (same as the distance between the centers of the LED chips of each light emitting unit group in the x-axis direction) is 1.0 mm.
- each second light emitting unit when a current of 2.4 A, which is a boundary value, is supplied to each second light emitting unit at the end of the mounting board 13, the average light emission chromaticity of all the second light emitting units is represented.
- the CIE coordinates are (0.3229, 0.3375) as in the first embodiment, and the emission chromaticity of each second light-emitting unit is inside the Mac Adam 3-step ellipse centered on the CIE coordinate representing the average emission chromaticity. is there.
- each first light emitting unit When a current of 2.4 amps is supplied to each first light emitting unit, since each first light emitting unit has higher heat dissipation than the second light emitting unit, the first light emitting unit emits light from the first fluorescent member due to the influence of heat generated by the current.
- the light emission attenuation is about 83% of each second light emitting unit.
- the average emission chromaticity of all the first light-emitting units becomes CIE coordinates (0.3270, 0.3449) different from the CIE coordinates representing the average emission chromaticity.
- the CIE coordinates representing the emission chromaticity of each first light-emitting unit are inside the MacAdam 3-step ellipse centered on the CIE coordinates representing the average emission chromaticity of all the first light-emitting units.
- the difference ( ⁇ Cx, ⁇ Cy) between the CIE coordinates representing the average light emission chromaticity is (0.0040, 0.0135).
- the CIE coordinates representing the average light emission chromaticity of the second light emitting unit group 372 are (0.3270, 0.3449) as in the first embodiment. . Therefore, when a current of 2.4 amps and a current of 1.0 amps are supplied to each of the first light emitting units and each of the second light emitting units, the light emitting unit groups have the same emission chromaticity.
- the supply current can be reduced.
- the light emitting color of each light emitting unit group can be the same color.
- the white light emitting device 201 is installed in a headlamp unit, and each first light emitting unit has a first rated current of 3 Amps, and each second light emitting unit has a second rated current of 1 Amps.
- the CIE coordinates representing the average light emission chromaticity of the first light emitting unit group are (0.3249, 0.3411), and the average light emission color of the second light emitting unit group.
- the difference from the CIE coordinates (0.3270, 0.3449) representing the degree is (0.0020, 0.0038). For this reason, when illuminating the road surface as headlights, the color of the road looks the same in the central part and the peripheral part.
- the average value of the center-to-center distances between all the first LED chips included in the first light emitting unit group is D1
- the average value of the center-to-center distances between all the second LED chips included in the two light emitting unit groups is D2
- the magnitude relationship between D1 and D2 is the magnitude of the value of the first rated current with respect to the value of the second rated current.
- the influence of heat generation is canceled by the distance between the centers in the x-axis direction.
- the entire area of the region where the first light emitting unit group is disposed on the mounting board is set to SM1, and the first light emitting unit group is set.
- the total area of the region where the second light emitting unit group is arranged on the mounting board is SM2, and the number of the second light emitting units forming the second light emitting unit group is m.
- FIGS. FIG. 12 and FIG. 13 are cross-sectional views of the light emitting unit and the mounting board for describing an example of defining the total area of the light emitting unit group.
- FIG. 14 is a top view of the white light-emitting device 201 for describing still another example of defining the total area of the light-emitting unit group.
- each LED chip in FIG. 12, first LED chips 34a and 34b of each light emitting unit (in FIG. 12, first light emitting units 37a and 37b) is applied to the mounting substrate 13.
- Conduct. The direction of this conduction is at most about 45 degrees with respect to the normal to the main surface of the mounting board 13.
- the portion of the mounting substrate 13 that mainly contributes to the heat diffusion of each LED chip is a portion from the end of each LED chip to a position separated by about the thickness Ts of the mounting substrate 13. Therefore, the end of the region that defines the entire area of each light emitting unit group may be defined as a position where the distance from the end of the LED chip is about the thickness Ts of the mounting board 13.
- the gap between the first light emitting unit 37a of the first light emitting unit group and the second light emitting unit 37h of the second light emitting unit group is smaller than twice the thickness Ts of the mounting substrate 13.
- the end of the region that defines the total area of each light emitting unit group may be set as the midpoint (or the middle line) of the gap between each light emitting unit group.
- the position where the distance from the end of each light emitting unit is d0 may be defined as the end of a region that defines the entire area of each light emitting unit group.
- each light emitting unit group may be defined by the area of a region surrounded by a line connecting.
- the difference between only the Cx and Cy values of the CIE coordinate values is used as the same color, but in addition, the difference in chromaticity due to the difference in current when the same light emitting unit is used in the central portion and the peripheral portion is also used.
- the LED chip and the fluorescent member have the same specifications when they are on or outside the MacAdam 3-step ellipse centered on the average emission chromaticity at the center, the distance between the centers of the light emitting units is changed in advance. Similarly, the same color can be obtained.
- the white light emitting device 11 when the light emitting units having different supply current values are mixed depending on the arrangement location, the white light emitting device 11 that prepares a plurality of light emitting units in a combination adjusted in advance is used. In addition, it is possible to realize the same color luminescence chromaticity on the entire surface of the light emitting unit.
- the white light emitting device 11 includes eight light emitting units, but the number of light emitting units may not be eight. The number of light emitting units may be two or more.
- each light emitting unit has one LED chip, but may have a plurality of LED chips.
- one light emitting unit may have three LED chips for generating light of three colors of RGB (red, green, blue).
- each LED chip may emit ultraviolet light, and a fluorescent member for converting the wavelength of ultraviolet light into red, green, or blue light may be bonded to each of the three LED chips.
- the white light emitting device is particularly useful in a matrix beam headlight of an automobile or the like in which required in-plane luminance is different and colors are required to be the same.
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Abstract
白色発光装置(11)は、第1電流が供給される第1発光ユニット(17a~17d)と、第1電流と異なる第2電流が供給される第2発光ユニット(17e~17h)とを備え、第1発光ユニット(17a~17d)に第1電流が供給され、かつ、第2発光ユニット(17e~17h)に第2電流が供給される時には、第1発光ユニット(17a~17d)の平均発光色度と、第2発光ユニット(17e~17h)の平均発光色度とが同一色となり、第1発光ユニット(17a~17d)及び第2発光ユニット(17e~17h)の双方に同一の電流が供給される時には、第1発光ユニット(17a~17d)の平均発光色度と、第2発光ユニット(17e~17h)の平均発光色度とが非同一色となる。
Description
本開示は、白色発光装置に関する。
近年、発光ダイオード、レーザダイオード等の半導体発光素子は、自動車のヘッドランプ、屋外及び屋内の照明等の光源として利用されている。特に自動車用のヘッドランプの発光装置の配光パターンにおいてはホットゾーンと呼ばれる周囲よりも明るい領域が要求されている。そのため、自動車用のヘッドランプの発光装置では、半導体発光素子を含む発光ユニットをマトリクス状に配置し、中央付近の発光ユニットを明るく点灯させることが行われている。
特許文献1には、自動車のヘッドランプに用いる発光ダイオードモジュールが開示されている。特許文献1に開示された発光ダイオードモジュールは、複数の第1発光素子と第1発光素子より発光面の面積の小さい第2発光素子とを基板上に有し、各第2発光素子は二つの第1発光素子の間に配置され、当該二つの第1発光素子と直列接続されている。このような直列接続構成を採用することで、各素子に流れる電流は同一となり、中央部の第2発光素子において電流密度が左右より高くなり、高輝度発光となる光源、つまり、ホットゾーンを有する光源を実現しようとしている。
ところで、このような中央部にホットゾーンを有する光源においては、中央部に配置される発光素子の電流密度を高くする事が要求される。ところが、LED発光ユニットの発光色度は電流依存性及び電流密度依存性を有するため、投影面における中央部とその周囲との色度に差が発生する。
本開示の目的は、複数の発光ユニットを備える白色発光装置であって、異なる電流が供給される発光ユニットが混在する場合に、複数の発光ユニットの発光色度を同一とすることができる白色発光装置を提供することである。
本開示に係る白色発光装置の一態様は、白色発光装置であって、第1電流が供給される複数の第1発光ユニットを有する第1発光ユニット群と、前記第1電流と異なる第2電流が供給される複数の第2発光ユニットを有する第2発光ユニット群と、前記第1発光ユニット群及び前記第2発光ユニット群が実装される実装基板とを備え、前記複数の第1発光ユニットの各々は、第1LEDチップ及び第1蛍光部材を有し、かつ、前記複数の第1発光ユニットのうち他の少なくとも一つの第1発光ユニットと隣接して配置され、前記複数の第2発光ユニットの各々は、第2LEDチップ及び第2蛍光部材を有し、かつ、前記複数の第2発光ユニットのうち他の少なくとも一つの第2発光ユニットと隣接して配置され、前記複数の第1発光ユニットに前記第1電流が供給され、かつ、前記複数の第2発光ユニットに前記第2電流が供給される時には、前記複数の第1発光ユニットの平均発光色度と、前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度とが同一色となり、前記複数の第1発光ユニット及び前記複数の第2発光ユニットの双方に同一の電流が供給される時には、前記複数の第1発光ユニットの平均発光色度と、前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度とが非同一色となる。
このように、第1発光ユニットと、第1発光ユニットと異なる電流が供給される第2発光ユニットとが混在する場合に、それらの発光ユニットの発光色度を同一色とすることができる。これにより、例えば、第1発光ユニット群を配光パターンの中央部に配置することで、中央部の輝度が高く(つまり、ホットゾーンを有し)、かつ、中央部と周辺部とで発光色度が同一色である白色発光装置を実現できる。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第1発光ユニット群及び前記第2発光ユニット群は、前記実装基板上において隣接して配置されてもよい。
このように、第1発光ユニット群と第2発光ユニット群とが隣接して配置されて、一つの配光パターンを形成する。したがって、一つの配光パターン内において、輝度が異なる領域を有し、かつ、当該領域間で発光色度が変化しない白色発光装置を実現できる。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記複数の第1発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第1発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx11、Cy11)で表され、前記複数の第2発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx21、Cy21)で表され、前記複数の第2発光ユニットに前記第2電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx22、Cy22)で表される時、前記同一色は、|Cx11-Cx22|<0.0055、かつ、|Cy11-Cy22|<0.0074の満足と規定され、前記非同一色は、|Cx11-Cx21|≧0.0055、又は、|Cy11-Cy21|≧0.0074の満足と規定されてもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記複数の第1発光ユニット及び前記複数の第2発光ユニットの個数を、それぞれn及びmとし、前記複数の第1発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第1発光ユニットの各々の発光色度がCIE座標(Cx11i、Cy11i)(1≦i≦n)で表され、前記複数の第2発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの各々の発光色度をCIE座標(Cx21i、Cy21i)(1≦i≦m)で表される時、すべての前記CIE座標(Cx11i、Cy11i)が、|Cx11-Cx11i|<0.0055、かつ、|Cy11-Cy11i|<0.0074で表される領域内にあり、すべての前記CIE座標(Cx21i、Cy21i)が、|Cx21-Cx21i|<0.0055、かつ、|Cy21-Cy21i|<0.0074で表される領域内にあってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記複数の第1発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第1発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx11、Cy11)で表され、前記複数の第2発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx21、Cy21)で表され、前記複数の第2発光ユニットに前記第2電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx22、Cy22)で表される時、前記同一色は、前記CIE座標(Cx22、Cy22)が前記CIE座標(Cx11、Cy11)を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にあることの満足と規定され、前記非同一色は、前記CIE座標(Cx21、Cy21)が前記CIE座標(Cx11、Cy11)を中心とするマクアダム3ステップ楕円上又は外側にあることの満足と規定されてもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記複数の第1発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第1発光ユニットの各々の発光色度がCIE座標(Cx11i、Cy11i)(1≦i≦n)で表され、前記複数の第2発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの各々の発光色度がCIE座標(Cx21i、Cy21i)(1≦i≦m)で表される時、すべての前記CIE座標(Cx11i、Cy11i)が、前記CIE座標(Cx11、Cy11)を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にあり、すべての前記CIE座標(Cx21i、Cy21i)が、前記CIE座標(Cx21、Cy21)を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にあってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第1発光ユニット群に含まれるすべての前記第1蛍光部材の色度の平均値がCIE座標(CxP1、CyP1)で表され、前記第2発光ユニット群に含まれるすべての前記第2蛍光部材の色度の平均値がCIE座標(CxP2、CyP2)で表される時、0.0066≦|CxP1-CxP2|、かつ、0.0120≦|CyP1-CyP2|であってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第1蛍光部材と、前記第2蛍光部材とは、蛍光体種、蛍光体組成、蛍光体中の賦活元素種、及び、蛍光体中の賦活元素種の濃度の少なくとも一つが異なってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第1LEDチップ又は前記第2LEDチップの発光波長と同じ波長の光を、前記第1蛍光部材及び前記第2蛍光部材に照射する時に、前記第1発光ユニット群に含まれるすべての前記第1蛍光部材の発光強度の平均値をP1とし、前記第2発光ユニット群に含まれるすべての前記第2蛍光部材の発光強度の平均値をP2とした時、0.954≦P2/P1≦0.976であってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第1蛍光部材及び前記第2蛍光部材は、蛍光体粒を含み、前記第1発光ユニット群に含まれるすべての前記第1蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれVP1及びD1とし、前記第2発光ユニット群に含まれるすべての前記第2蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれVP2及びD2とした時、0.954≦D2/D1≦0.976、かつ、VP1=VP2であってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第1蛍光部材及び前記第2蛍光部材は、蛍光体粒を含み、前記第1発光ユニット群に含まれるすべての前記第1蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれVP1及びD1とし、前記第2発光ユニット群に含まれるすべての前記第2蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれVP2及びD2とした時、0.954≦VP2/VP1≦0.976、かつ、D1=D2であってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第1発光ユニット群に含まれるすべての前記第1LEDチップ間の中心間距離の平均値をD1とし、前記第2発光ユニット群に含まれるすべての前記第2LEDチップ間の中心間距離の平均値をD2とした時、D1のD2に対する大小関係が、前記第1電流の値の前記第2電流の値に対する大小関係と一致してもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記実装基板において前記第1発光ユニット群が配置される領域の全面積をSM1とし、前記第1発光ユニット群を構成する前記第1発光ユニットの個数をnとし、前記実装基板において前記第2発光ユニット群が配置される領域の全面積をSM2とし、前記第2発光ユニット群を構成する前記第2発光ユニットの個数をmとした時、SM1/nのSM2/mに対する大小関係が、前記第1電流の値の前記第2電流の値に対する大小関係と一致してもよい。
本開示によれば、複数の発光ユニットを備える白色発光装置であって、異なる電流が供給される発光ユニットが混在する場合に、複数の発光ユニットの発光色度を同一とすることができる白色発光装置を提供できる。
以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら、説明を行う。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程及び工程の順序などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態1)
[1-1.基本構成]
図1及び図2を用いて、実施の形態1に係る白色発光装置の基本構成を説明する。
[1-1.基本構成]
図1及び図2を用いて、実施の形態1に係る白色発光装置の基本構成を説明する。
図1及び図2は、それぞれ本実施の形態に係る白色発光装置11の構成の一例を示す概略上面図及び断面図である。図2には、図1の白色発光装置11のII-II断面が示されている。
白色発光装置11は、白色の光を照射する装置であり、図1に示すように、第1発光ユニット群171と、第2発光ユニット群172と、実装基板13とを備える。白色発光装置11は、さらに、枠18と、反射樹脂19とを備える。
第1発光ユニット群171は、第1電流が供給される複数の第1発光ユニット17a~17dを有する。複数の第1発光ユニット17a~17dの各々は、第1LEDチップ及び第1蛍光部材を有する。図1に示すように、第1発光ユニット17a~17dは、それぞれ、第1LEDチップ14a~14dと、第1蛍光部材16a~16dとを有する。複数の第1発光ユニット17a~17dの各々は、複数の第1発光ユニット17a~17dのうち他の少なくとも一つの第1発光ユニットと隣接して配置される。
第2発光ユニット群172は、第2電流が供給される複数の第2発光ユニット17e~17hを有する。複数の第2発光ユニット17e~17hの各々は、第2LEDチップ及び第2蛍光部材を有する。図1に示すように、第2発光ユニット17e~17hは、それぞれ、第2LEDチップ14e~14hと、第2蛍光部材16e~16hとを有する。複数の第2発光ユニット17e~17hの各々は、複数の第2発光ユニット17e~17hのうち他の少なくとも一つの第2発光ユニットと隣接して配置される。
本実施の形態では、第1発光ユニット群171及び第2発光ユニット群172は、実装基板上において隣接して配置される。第1発光ユニット群171は、実装基板13の中央部に配置される。第2発光ユニット群172は、第1発光ユニット群171の外側に2つに分離されて配置される。これにより、白色発光装置11は、図1に示すようなマトリクス状に配置された第1発光ユニット17a~17d及び第2発光ユニット17e~17hを備える。なお、第2発光ユニット群172の配置態様は、図1に示される例に限定されない。例えば、第2発光ユニット群172は、第1発光ユニット群171の周囲を囲んでもよい。また、第2発光ユニット群172は、第1発光ユニット群171の一方側だけに隣接して配置されてもよい。
実装基板13は、第1発光ユニット群171及び第2発光ユニット群172が実装される基板である。本実施の形態では、実装基板13は、2組の配線電極12を有する。2組の配線電極12のうち一方の組の配線電極12を介して、第1発光ユニット17a~17dの第1LEDチップ14a~14dに電流が供給され、他方の組の配線電極12を介して、第2発光ユニット17e~17hの第2LEDチップ14e~14hに電流が供給される。
図2に示すように、配線電極12は、各LEDチップの素子電極14Eに接続される。また、各第1LEDチップ及び各第2LEDチップの発光面には、透明接着剤15によって、それぞれ各第1蛍光部材及び各第2蛍光部材が固定されている。
反射樹脂19は、各第1発光ユニット及び各第2発光ユニットが配置された領域を含む実装基板13上の領域に配置される樹脂である。本実施の形態では、実装基板13上の二つの枠18の間に配置される。反射樹脂19は、各発光ユニットからの光を反射する樹脂であれば、特に限定されない。本実施の形態では、反射樹脂19は、酸化チタンなどの光反射性の粒子を混ぜたシリコーン樹脂で構成される。
枠18は、第1発光ユニット群171及び第2発光ユニット群172が配置される領域の外側に設けられる部材である。枠18は、反射樹脂19を配置する際に反射樹脂19が、実装基板13上及びその外部の不必要な領域に漏れ出すことを抑制するための部材である。枠18は、例えば、酸化チタンなど光反射性の粒子を混ぜたシリコーン樹脂で形成される。
第1LEDチップ14a~14d及び第2LEDチップ14e~14hは、それぞれ第1蛍光部材16a~16d及び第2蛍光部材16e~16hに光を照射する光源である。本実施の形態においては、各LEDチップはそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。ここで、各LEDチップの発光色度と発光強度とが同一とは、一つの蛍光部材に各LEDチップの出力光を照射するときに得られる合成光の発光色度を表すCIE座標が、すべてのLEDチップに対する平均発光色度(発光色度の平均値)を表すCIE座標を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にある状態で定義される。
第1蛍光部材16a~16d及び第2蛍光部材16e~16hは、各LEDチップからの光を波長変換する部材である。第1発光ユニット群171に含まれる第1蛍光部材16a~16dとしてそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。
ここで、各蛍光部材の発光色度と発光強度とが同一とは、各蛍光部材に一つのLEDチップの出力光を照射するときに得られる合成光の発光色度を表すCIE座標が、すべての蛍光部材に対する平均発光色度を表すCIE座標を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にある状態で定義される。
第2発光ユニット群172に含まれる第2蛍光部材16e~16hについても、同様にそれぞれの発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。本実施の形態では、第2発光ユニット群172に含まれる第2蛍光部材16e~16hと、第1発光ユニット群171に含まれる第1蛍光部材16a~16dとを比較すると、蛍光体種、蛍光体組成(成分比)、蛍光体中の賦活元素種、及び、蛍光体中の賦活元素種の濃度の少なくとも一つが異なる。
本実施の形態に係る白色発光装置11において、第1発光ユニット17a~17dに第1電流が供給され、かつ、第2発光ユニット17e~17hに第2電流が供給される時には、第1発光ユニット17a~17dの平均発光色度と、第2発光ユニット17e~17hの平均発光色度とが同一色となる。ここで、第1発光ユニット17a~17dに第1電流が供給される時の第1発光ユニット17a~17dの平均発光色度がCIE座標(Cx11、Cy11)で表され、第2発光ユニット17e~17hに第2電流が供給される時の第2発光ユニット17e~17hの平均発光色度がCIE座標(Cx22、Cy22)で表される時、同一色は、前記CIE座標(Cx22、Cy22)が前記CIE座標(Cx11、Cy11)を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にあることの満足と規定される。この場合には、第2発光ユニット群172の平均発光色度を表すCIE座標は、第1発光ユニット群171の平均発光色度を表すCIE座標を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にあるが、平均発光強度は第1発光ユニット群171の方が高くなる。
また、本実施の形態に係る白色発光装置11において、第1発光ユニット17a~17d及び第2発光ユニット17e~17hの双方に同一の電流を供給する場合には、第1発光ユニット17a~17dの平均発光強度と、第2発光ユニット17e~17hの平均発光強度とは同じである。一方、第1発光ユニット17a~17dの平均発光色度と、第2発光ユニット17e~17hの平均発光色度とは非同一色となる。この場合、第2発光ユニット群172の平均発光色度が、第1発光ユニット群171の平均発光色度を中心とするマクアダム3ステップ楕円上又はその外側にある。つまり、第1発光ユニット17a~17dに第1電流が供給される時の第1発光ユニット17a~17dの平均発光色度がCIE座標(Cx11、Cy11)で表され、第2発光ユニット17e~17hに第1電流が供給される時の第2発光ユニット17e~17hの平均発光色度がCIE座標(Cx21、Cy21)で表される時、非同一色は、CIE座標(Cx21、Cy21)がCIE座標(Cx11、Cy11)を中心とするマクアダム3ステップ楕円上又は外側にあることの満足と規定される。
このように、第1発光ユニットと、第1発光ユニットと異なる電流が供給される第2発光ユニットとが混在する場合に、それらの発光ユニットの発光色度を同一色とすることができる。これにより、例えば、第1発光ユニット群を配光パターンの中央部に配置することで、中央部の輝度が高く(つまり、ホットゾーンを有し)、かつ、中央部と周辺部とで発光色度が同一色である白色発光装置を実現できる。
なお、第1電流及び第2電流の各値は、特に限定されない。本実施の形態では、第1電流及び第2電流として、それぞれ、白色発光装置11の第1発光ユニット17a~17d及び第2発光ユニット17e~17hに対する定格電流である第1定格電流及び第2定格電流を用いる。
[1-2.詳細構成]
次に、本実施の形態に係る白色発光装置11の詳細構成について説明する。
次に、本実施の形態に係る白色発光装置11の詳細構成について説明する。
本実施の形態では、各LEDチップのチップサイズ、半導体積層構造、定格電流及び定格波長(定格色度)が同一であり、各蛍光部材は発光色度が非同一色である2種類の板状のものを用いた場合について説明する。
各LEDチップとしては、n型GaN基板上にn型GaN系層、InGaN活性層及びp型GaN系層を形成した青色LEDを用いる。各LEDチップを実装基板13上にフリップチップ実装し、図2における各LEDチップの上側端部(LEDチップの出射面)に黄色の板状の第1蛍光部材16a~16d又は第2蛍光部材16e~16hを配置する。本実施の形態では、各LEDチップからの出射光の一部を第1蛍光部材16a~16d又は第2蛍光部材16e~16hで波長変換させて波長変換光を出射する。このように各LEDチップからの出射光と当該波長変換光とを合成することで白色光が得られる。
各LEDチップとしては、ドミナント波長445nmを狙って作製したものを用いる。製造上のばらつきにより、各LEDチップのドミナント波長は、445nmを中心に分布を有するが、その波長に対応する発光色度の平均値のCIE座標(Cxl、Cyl)は、(0.1600、0.0400)であり、色度の最大値と最小値の差(ΔCx、ΔCy)がCIE座標系で(0.0030、0.0020)未満である。この差は、波長に換算すると2nm未満に相当する。
ここで、各LEDチップの発光色度の分布の範囲は、一つの蛍光部材に青色光を照射するときに得られる合成光が、同一色に見える程度であればよい。具体的には、LEDチップと、CIE座標系の色度(0.4347、0.5416)の蛍光部材との組み合わせでLED光の63.3%が波長変換されると仮定した場合の計算から、各LEDチップの発光色度を表すCIE座標と平均色度を表すCIE座標との差が(±0.0150、±0.0100)未満であれば各LEDチップを同じLEDチップとみなすことができる。ここで、波長445nm付近のInGaN系LEDチップの波長と色度との経験的相関から、波長1nmの変化に対し色度を表すCIE座標は(-0.0015、0.0010)変化することがわかっている。このため、発光波長に換算すると、各LEDの発光波長の誤差が±10nm未満であれば、各LEDチップを同じLEDチップとみなすことができる。
LEDの発光強度のばらつきの範囲は、一つの蛍光部材に青色の励起光を照射するときに得られる白色の合成光が、同一色に見える程度であればよく、具体的には色度(0.4240、0.5220)の蛍光部材との組み合わせでLED光の63.3%が波長変換されると仮定した場合の計算から、各LEDチップの発光強度と平均強度との差が±4.2%未満であれば各LEDチップを同じLEDチップとみなすことができる。
第1蛍光部材16a~16d及び第2蛍光部材16e~16hは、各LEDチップからの光を波長変換するための波長変換材料(蛍光体)が樹脂、セラミック、ガラスなどの材料に分散された、板状の波長変換部材である。波長変換材料として、例えば、YAG、CASN、SiAlON、LSNなどの公知の波長変換材料を用いることができる。各蛍光部材は、各LEDチップ側の面が各LEDチップとの接着面となり、その反対側の面が白色発光装置11の光出射面となる。
本実施の形態では、各蛍光部材はYAG:Ce系の粒子とアルミナセラミックス粒子とが均等に混ざった複合体であって、蛍光体であるYAG粒子の占有率が20体積%である厚さ100μmの板状のものを用いる。第1蛍光部材16a~16dとして、平均発光色度のCIE座標(Cx、Cy)が(0.4347、0.5416)であり、ばらつき(ΔCx、ΔCy)が(±0.0040、±0.0040)未満であり、発光強度の平均発光強度に対する誤差が±2.0%未満であるものを用いる。また、第2蛍光部材16e~16hとして、第1蛍光部材16a~16dと、蛍光体組成が異なり、平均発光色度のCIE座標(Cx、Cy)が(0.4240、0.5220)であり、ばらつき(ΔCx、ΔCy)が(±0.0040、±0.0040)未満であり、発光強度の平均発光強度に対してする誤差が±2.0%未満であるものを用いる。以下、色度を表す時にはCIE座標系を用い、(Cx、Cy)の配列値で示す。
ここで、第1蛍光部材16a~16dの発光色度の分布の範囲は、一つのLEDチップの青色光を照射するときに得られる合成光が、同一色に見える程度であればよく、具体的にはCIE座標系の色度(0.1600、0.0400)のLEDチップとの組み合わせでLED光の63.3%が波長変換されると仮定した場合の計算から、各蛍光部材の色度と平均色度との色度差がCIE座標系で(±0.0066、±0.0120)未満であれば各蛍光部材を同じ蛍光部材とみなすことができる。第2蛍光部材16e~16hについても同様である。
また、第1蛍光部材16a~16dから発せられる黄色光の発光強度の分布の範囲は、一つの励起光が照射された時に得られる白色の合成光が、同一色に見える程度であればよい。具体的には色度(0.4240、0.5220)の蛍光部材との組み合わせでLED光の63.3%が波長変換されると仮定した場合の計算から、各蛍光部材の発光強度と平均発光強度との差が±2.4%未満であれば各蛍光部材を同じ蛍光部材とみなすことができる。第2蛍光部材16e~16hについても同様である。
第1LEDチップ14a~14dと第1蛍光部材16a~16dとをそれぞれ透明接着剤15で張り合わせたものを第1発光ユニット17a~17dとして用いる。また、第2LEDチップ14e~14hと第2蛍光部材16e~16hとをそれぞれ透明接着剤15で張り合わせたものを第2発光ユニット17e~17hとして用いる。
続いて、実装基板13における配線電極12について、図3を用いて説明する。図3は、本実施の形態に係る配線電極12の形状を示す上面図である。図3においては、実装基板13の上面が示されている。また、図3には、配線電極12と合わせて、各発光ユニットが示されている。
図3に示すように白色発光装置11としては、実装基板13上の中央部に、それぞれが配線電極12によって直列接続されるように、第1発光ユニット17a~17dを2行2列に並べることで、第1発光ユニット群171を形成している。また、図3において、第1発光ユニット群171の左右に、それぞれが配線電極12によって直列接続されるように、第2発光ユニット17e~17hを2個ずつ並べて、第2発光ユニット群172を形成している。第1発光ユニット群171と第2発光ユニット群172とは電気的に分離されている。
また、実際には配線電極12は、LEDチップの電極パターンに応じて複雑な形状を有するが、図3においては簡略化して示されている。
供給する電流値によって発光ユニットの色度が変わることは一般に知られている。各LEDチップに供給する電流値を増やすと各LEDチップの発光波長がシフトする。各LEDチップに供給する電流値を増やすと発熱量が増加し、蛍光体の波長変換効率低下、波長シフト等を引き起こすことが考えられる。したがって、各LEDチップからの光と各蛍光部材からの光との合成光の色度は、これらの現象に伴ってシフトする。ここで、上述したような発光ユニットにおける発光色度の変化について図4を用いて説明する。
図4は、比較例の白色発光装置における平均発光色度の変化を示すグラフである。ここで、比較例の白色発光装置は、本実施の形態に係る白色発光装置11と同様に、中央に配置された第1発光ユニット群と、その左右に配置された第2発光ユニット群とを備える。図4には、第1発光ユニット群の四つの0.8mm角のLEDチップに3アンペアの電流を供給し、第2発光ユニット群の四つの0.8mm角のLEDチップに0.1アンペアから3アンペアまでの電流を供給するときの、第2発光ユニット群の平均発光色度の変化量(ΔCx、ΔCy)が示されている。ここで、比較例の白色発光装置では、第1発光ユニット群と、第2発光ユニット群とで、同一のLEDチップ及び同一の蛍光部材を用いている。図4においては、第2発光ユニット群に1アンペアを供給する場合の平均発光色度との差が示されている。
図4に示すように、電流を増加させるにしたがって、色度を表すCIE座標Cx及びCyともに減少しているのがわかる。車載ヘッドランプでの実用を想定している1アンペアの場合と3アンペアの場合とを比較すると、3アンペア供給する場合の発光色度を表すCIE座標Cx及びCyは1アンペア供給する場合よりそれぞれ0.0065及び0.0119減少しているのが読み取れる。この発光色度のCIE座標上における変位の向きは、LEDチップの色度を表すCIE座標に向かう向きに近い。このため、この変位の主要因は、電流増加に伴うLEDチップの温度上昇に連動した蛍光体の発光効率の減少であると考えられる。このために、本実施の形態では1アンペア駆動時における蛍光部材からの光の割合は63.3%であるのに対して、3アンペアでは60.8%に減少することが実験的にわかっている。
ここで、同一色とは、CIE座標系を用いた場合、マクアダム楕円を用いて表現できる。マクアダム楕円に関して、1から7までのステップが定義されており、マクアダム3ステップ楕円の内側であれば人間の目では色の区別ができないとされている。マクアダム楕円は人の視覚の実験値から求められたものであり、その楕円の形状は色によって異なっている。より簡便には、マクアダム3ステップ楕円に外接するCx軸及びCy軸に平行な線を辺とする長方形を同一色の判定に用いることとする。
例えば、車載ヘッドランプの場合、現在は色温度にして5700K程度の白色光が多く使用されているが、本開示では色温度が4500Kから7000Kのものを白色光と定義する。図5は、4500Kから7000Kの範囲の白色光のCx及びCyに対するマクアダム3ステップ楕円に外接する長方形のCx方向及びCy方向のCIE色度最大差を示すグラフである。図5から、CIE座標で中心からCxが±0.0055未満、Cyが±0.0074未満の範囲内の時に同一色であると定義できる。
上記の同一色の定義からすると、上記比較例の発光ユニットに1アンペアと3アンペアの電流を供給するときの色度差は、マクアダム3ステップ楕円に外接する長方形よりも大きく、非同一色になっているといえる。
ここで、本実施の形態に係る白色発光装置11の各発光ユニット群の発光色度について図6A及び図6Bを用いて説明する。
図6A及び図6Bは、それぞれ本実施の形態に係る各発光ユニットの発光色度の分布の例を示す図である。
本実施の形態に係る白色発光装置11において、定格電流使用状態では、第1発光ユニット群171の各第1発光ユニットには第1定格電流である3アンペアの電流が供給される。一方、第2発光ユニット群172の各第2発光ユニットには第2定格電流である1アンペアの電流が供給される。
図6Aにおいて、右上のCIE座標群が、第1発光ユニット群171に第1定格電流である3アンペアが供給される時の各第1発光ユニットの発光色度を示している。ここで、第1定格電流は、本実施の形態に係る第1電流の一例である。図6Aに示すCIE座標110a~110dは、それぞれ第1発光ユニット17a~17dの発光色度を示す。この場合、すべての第1発光ユニットの平均発光色度を表すCIE座標(Cx11、Cy11)は、(0.3270、0.3449)である。各第1発光ユニットの発光色度を表すCIE座標110a~110dは平均発光色度を表すCIE座標(Cx11、Cy11)を中心としたマクアダム3ステップ楕円の内側にある。
図6Aにおいて、左下のCIE座標群が、第2発光ユニット群172に第1定格電流である3アンペアの電流が供給される時の各第2発光ユニットの発光色度を示している。図6Aに示すCIE座標110e~110hは、それぞれ第2発光ユニット17e~17hの発光色度を示す。この場合、すべての第2発光ユニットの平均発光色度を示すCIE座標(Cx21、Cy21)は、(0.3205、0.3330)である。各第2発光ユニットの発光色度を表すCIE座標110e~110hは平均発光色度を表すCIE座標(Cx21、Cy21)を中心としたマクアダム3ステップ楕円の内側にある。
ここで、すべての第1発光ユニットの平均発光色度を表すCIE座標(Cx11、Cy11)と、すべての第2発光ユニットの平均発光色度を表すCIE座標(Cx21、Cy21)とのCx及びCy座標の各差(|Cx11-Cx21|、|Cy11-Cy21|)は(0.0065、0.0119)である。このように、上記二つの平均発光色度について、上述した同一色の条件であるマクアダム3ステップ楕円611に外接する長方形612の内部にあることに相当する「ΔCxが0.0055未満かつΔCyが0.0074未満」との条件を満たさない。以上のように、第1発光ユニット群171の平均発光色度と第2発光ユニット群172の平均発光色度とは非同一色である。実際に各第1発光ユニット及び各第2発光ユニットに第1定格電流(3アンペア)を供給し、白色発光装置11をヘッドランプユニットに設置してこの駆動条件で路面を照射する場合には、配光パターンの中央と周辺とで路面の色が違って見える。このように、非同一色は、|Cx11-Cx21|≧0.0055、又は、|Cy11-Cy21|≧0.0074の満足と規定されてもよい。
一方、図6Bには、第1発光ユニット17a~17dに第1定格電流である3アンペアを供給するときの第1発光ユニット17a~17dの各々の発光色度を表すCIE座標110a~11dが示されている。また、図6Bには、第2発光ユニット17e~17hに第2定格電流である1アンペアを供給するときの第2発光ユニット17e~17hの各々の発光色度を表すCIE座標120e~120hが示されている。ここで、第2定格電流は、本実施の形態に係る第2電流の一例である。各第2発光ユニットに第2定格電流である1アンペアの電流が供給される時の第2発光ユニット群172の平均発光色度を表すCIE座標(Cx22、Cy22)は(0.3270、0.3449)である。上述のとおり、第1発光ユニット群171の平均発光色度を表すCIE座標(Cx11、Cy11)は(0.3270、0.3449)である。このため、第2発光ユニット群172と第1発光ユニット群171との平均発光色度のCx座標の差|Cx11-Cx22|は0.0055未満でかつ、Cy座標の差|Cy11-Cy22|は0.0074未満である。したがって、第1発光ユニット群171の平均発光色度と第2発光ユニット群172の平均発光色度とは同一色であるといえる。白色発光装置11をヘッドランプユニットに設置して、各第1発光ユニットに第1定格電流である3アンペアの電流、各第2発光ユニットに第2定格電流である1アンペアの電流を供給している状態で路面を照射する場合には、中央部と周辺部とで路面の色は同じに見える。このように、同一色は、|Cx11-Cx22|<0.0055、かつ、|Cy11-Cy22|<0.0074の満足と規定されてもよい。
ここで、上述した比較例の各発光ユニットの発光色度の分布について図6Cを用いて説明する。図6Cは、比較例の各発光ユニットの発光色度の分布の例を示す図である。比較例の白色発光装置では、上述のとおり、第1発光ユニット群と、第2発光ユニット群とで同一のLEDチップ及び同一の蛍光部材を用いる。例えば本実施の形態に係る第2蛍光部材と同一の色度が(0.4240、0.5220)である蛍光部材を用いる。図6Cには、各第1発光ユニットに第1定格電流である3アンペアの電流を供給するときの各第1発光ユニットの発光色度を表すCIE座標111a~111dが示されている。また、図6Cには、各第2発光ユニットに第2定格電流である1アンペアの電流を供給するときの、各第2発光ユニットの色度分布を表すCIE座標121e~121hが示されている。この場合第1発光ユニット群の平均発光色度は(0.3205、0.3330)で、第2発光ユニット群の平均発光色度は(0.3270、0.3449)となる。この場合の第1発光ユニット群と第2発光ユニット群との平均発光色度を表すCIE座標の差は(0.0065、0.0119)となり、同一色の条件であるマクアダム3ステップ楕円611に外接する長方形612の内部にあることに相当する「ΔCxが0.0055未満かつΔCyが0.0074未満」との条件を満たさない。以上のように、第1発光ユニット群の平均発光色度と第2発光ユニット群の平均発光色度とは非同一色である。
ここでは、本実施の形態に係る白色発光装置11の第1電流及び第2電流として、第1定格電流(3アンペア)及び第2定格電流(1アンペア)を用いる場合について述べたが、第1電流及び第2電流の値はこれらに限定されない。白色発光装置の中央部と周辺部とで同じ発光ユニットを用いた時の電流の差に起因する上記色度の差がΔCx≧0.0055又はΔCy≧0.0074となるような駆動電流差を有する任意の第1電流及び第2電流の値を適用できる。
例えば、本実施の形態において、すべての第1蛍光部材の色度の平均値(CxP1、CyP1)を(0.4306、0.5340)とし、すべての第2蛍光部材の色度の平均値(CxP2、CyP2)を(0.4240、0.5220)とした場合について説明する。この場合、各発光ユニットに2.4アンペアの電流を供給する時には電流による温度上昇等の影響で蛍光部材の発光強度が全体の63.3%から61.7%に減るため、第1発光ユニット群171、第2発光ユニット群172から発せられる混合色の色度を表すCIE座標は、それぞれ(0.3270、0.3449)、(0.3215、0.3375)となる。一方、第2発光ユニット群の各第2発光ユニットに1.0アンペアの電流を供給する時に第2発光ユニット群から発せられる混合色の色度を表すCIE座標は(0.3270、0.3449)である。
すなわち、第1発光ユニット群に2.4アンペアの電流が供給される時と、第2発光ユニット群に1.0アンペアの電流が供給される時は、ともに色度は(0.3270、0.3449)となるのに対し、第1発光ユニット群と第2発光ユニット群の双方に2.4アンペアの電流が供給される時は、両者の色度を表すCIE座標の差は(0.055(=0.3270-0.3215)、0.074(=0.03449-0.3375)となる。この色度の差は、本実施の形態で定義する同一色と非同一色との境界値に相当する。したがって、本実施の形態に係る白色発光装置11において、駆動時に第1発光ユニット群171及び第2発光ユニット群172の発光色度を同一色になる時の第1蛍光部材と第2蛍光部材との色度差は(0.0066(=0.4306-0.4240)、0.0120(=0.5340-0.5220)である。この値が本実施の形態に係る白色発光装置11の効果発現における、第1蛍光部材と第2蛍光部材との色度差の境界値であった。
言い換えると、第1発光ユニットと第2発光ユニットとで、同じ色のLEDチップを用い、かつ、互いの色度差が(0.0066、0.0120)以上の所定の値である第1蛍光部材及び第2蛍光部材を用いた場合に、同一の電流を各発光ユニットに供給する時には各発光ユニット群の発光色度が非同一色となり、それぞれ固有の定格電流を各発光ユニットに供給する時に各発光ユニット群の発光色度が同一色となり得るといえる。すなわち第1発光ユニット群に含まれるすべての第1蛍光部材の色度の平均値がCIE座標(CxP1、CyP1)で表され、第2発光ユニット群に含まれるすべての第2蛍光部材の色度の平均値がCIE座標(CxP2、CyP2)で表される時、0.0066≦|CxP1-CxP2|、かつ、0.0120≦|CyP1-CyP2|であるときに第1発光ユニット群171及び第2発光ユニット群172の発光色度を同一色にし得る。
さらに、ここでは同一色の範囲としてCIE座標値におけるCx値及びCy値の差を用いた。つまり、同一色の範囲として、マクアダム3ステップ楕円に外接する長方形の内部を用いた。より厳密には、同一色の範囲として、マクアダム3ステップ楕円の内部を用いてもよい。この範囲を用いる場合にも、第1電流及び第2電流に合わせて、各蛍光部材の色度を調整することで、本実施の形態に係る白色発光装置11の効果を奏することができる。
ここで、各群における各発光ユニットの色度の分散は一定の範囲内であれば、同一色に見える効果がより顕著である。具体的には、n個の第1発光ユニットに第1電流が供給される時の各発光ユニットの発光色度がCIE座標(Cx11i、Cy11i)(1≦i≦n)で表される場合、すべてのCIE座標(Cx11i、Cy11i)が、マクアダム3ステップ楕円に外接する長方形に相当する|Cx11-Cx11i|<0.0055かつ|Cy11-Cy11i|<0.0074で表される領域内にあるときに同一色に見える効果がより顕著である。
同様に、m個の第2発光ユニットに第1電流が供給される時の各発光ユニットの発光色度がCIE座標(Cx21i、Cy21i)(1≦i≦m)で表される場合、すべてのCIE座標(Cx21i、Cy21i)が、マクアダム3ステップ楕円に外接する長方形に相当する|Cx21-Cx21i|<0.0055かつ|Cy21-Cy21i|<0.0074で表される領域内にあるときに同一色に見える効果がより顕著である。
さらに、同様に、すべて発光ユニットの発光色度を表すCIE座標(Cx11i、Cy11i)及び(Cx21i、Cy21i)が、それらの平均発光色度を中心としたマクアダム3ステップ楕円の内側にあるときに、両者を組み合わせた白色発光装置11の両発光ユニット群が同一色に見えるという効果がより一層顕著である。
ここで、第1発光ユニット群171に含まれる第1蛍光部材16a~16dと第2発光ユニット群172に含まれる第2蛍光部材16e~16hとは蛍光体組成(構成元素成分比)が異なることに起因した色度違いのものを用いたが、各蛍光部材の構成はこれに限定されない。例えば第1蛍光部材としてガーネット系蛍光体を分散させたものを用い、第2蛍光部材としてシリケート系蛍光体を分散させたものを用いるなど、蛍光体種を変える場合、蛍光体中の賦活元素種(例えばセリウム)の濃度を変える場合、又はこれらの組み合わせを用いて色度を変化させた場合でも、各蛍光部材の色度が本実施の形態と同様であれば同様の効果が得られる。
ここで、白色発光装置11としては、第1発光ユニット群171として中央部に4個、第2発光ユニット群172として左右に2個ずつの発光ユニットを用いたが、発光ユニットの配置はこれに限定されない。例えば、第1発光ユニット群として中央部上側に2個の第1発光ユニットを横に並べて直列に接続したものを用い、第2発光ユニット群として、第1発光ユニット群の下側と左右に第2発光ユニットを2個ずつ配置し、計6個の第2発光ユニットを直列に接続してもよい。特にこの構成は上側中央にホットゾーンの必要な車載ヘッドランプのロービーム用の光源として有用である。
また、発光ユニットを並べる個数、及び、直列又は並列の電気的な接続構成には特に制限はなく、第1発光ユニット群として中央部に、4個を1列に配置したものを4列配置し、第2発光ユニット群として第1発光ユニット群の左右に4個を1列に配置したものを2列ずつ配置した場合も、同様の効果が得られる。
(実施の形態2)
実施の形態2に係る白色発光装置について説明する。本実施の形態に係る白色発光装置は、蛍光部材の構成において実施の形態1に係る白色発光装置11と相違する。以下、本実施の形態に係る白色発光装置について、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
実施の形態2に係る白色発光装置について説明する。本実施の形態に係る白色発光装置は、蛍光部材の構成において実施の形態1に係る白色発光装置11と相違する。以下、本実施の形態に係る白色発光装置について、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
[2-1.基本構成]
本実施の形態に係る白色発光装置の基本構成について、図7及び図8を用いて説明する。図7及び図8は、それぞれ本実施の形態に係る白色発光装置101の構成の一例を示す概略上面図及び断面図である。図8には、図7の白色発光装置101のVIII-VIII断面が示されている。
本実施の形態に係る白色発光装置の基本構成について、図7及び図8を用いて説明する。図7及び図8は、それぞれ本実施の形態に係る白色発光装置101の構成の一例を示す概略上面図及び断面図である。図8には、図7の白色発光装置101のVIII-VIII断面が示されている。
本実施の形態に係る白色発光装置101は、図7に示すように、第1発光ユニット群271と、第2発光ユニット群272と、実装基板13とを備える。白色発光装置101は、さらに、枠18と、反射樹脂19とを備える。
第1発光ユニット群271は、第1電流が供給される複数の第1発光ユニット27a~27dを有する。複数の第1発光ユニット27a~27dの各々は、第1LEDチップ及び第1蛍光部材を有する。図7に示すように、第1発光ユニット27a~27dは、それぞれ、第1LEDチップ24a~24dと、第1蛍光部材26a~26dとを有する。複数の第1発光ユニット27a~27dの各々は、複数の第1発光ユニット27a~27dのうち他の少なくとも一つの第1発光ユニットと隣接して配置される。
第2発光ユニット群272は、第2電流が供給される複数の第2発光ユニット27e~27hを有する。複数の第2発光ユニット27e~27hの各々は、第2LEDチップ及び第2蛍光部材を有する。図7に示すように、第2発光ユニット27e~27hは、それぞれ、第2LEDチップ24e~24hと、第2蛍光部材26e~26hとを有する。複数の第2発光ユニット27e~27hの各々は、複数の第2発光ユニット27e~27hのうち他の少なくとも一つの第2発光ユニットと隣接して配置される。
実施の形態2においては、実施の形態1と同様に、各第1LEDチップ及び各第2LEDチップとしてそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。
第1発光ユニット群271に用いた第1蛍光部材26a~26dはそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用い、第2発光ユニット群272に用いた第2蛍光部材26e~26hについても、同様にそれぞれの発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いた。
さらに、各第1蛍光部材と、各第2蛍光部材とを比較すると、各蛍光部材中の蛍光体濃度が各第1蛍光部材の方が高くてもよいし、厚さが各第1蛍光部材の方が厚くてもよい。これにより、例えば第1定格電流などの同一の電流を各発光ユニットに供給する場合には、各発光ユニット群の平均発光強度は同じであるが、平均発光色度は第2発光ユニット群272の平均発光色度を表すCIE座標が第1発光ユニット群271の平均発光色度を表すCIE座標を中心とするマクアダム3ステップ楕円上又はその外側にある。
各第1発光ユニットに第1定格電流を供給し、各第2発光ユニットに第2定格電流を供給する場合には、第2発光ユニット群272の平均発光色度を表すCIE座標が、第1発光ユニット群271の平均発光色度を表すCIE座標を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にあり、平均発光強度は第1発光ユニット群の方が高くなるように第1定格電流及び第2定格電流を選択する。ここで、第1定格電流及び第2定格電流は、それぞれ本実施の形態に係る第1電流及び第2電流の一例である。
[2-2.詳細構成]
次に、本実施の形態に係る白色発光装置101の詳細構成について説明する。
次に、本実施の形態に係る白色発光装置101の詳細構成について説明する。
本実施の形態では、各LEDチップのチップサイズ、半導体積層構造、定格電流及び定格波長(定格色度)が同一であるものを用いる。また、各第1蛍光部材及び各第2蛍光部材としては、材質、発光色度が同一色の板状の蛍光部材を用いる。ただし、各第1蛍光部材と各第2蛍光部材とで厚さが非同一である。
各LEDチップとしては実施の形態1と同じものを使用する。その発光色度の平均値を表すCIE座標は(0.1600、0.0400)である。
各蛍光部材は実施の形態1と同じく、YAGの占有率が20体積%であり、平均発光色度がCIE座標(0.4347、0.5416)で表され、そのばらつき(ΔCx、ΔCy)が(±0.0040、±0.0040)未満の板状のYAGとセラミックスとの複合体を用いる。本実施の形態では、厚さが非同一の2種類の蛍光部材を準備し、各第1蛍光部材として厚さ100.0μmのものを用い、各第2蛍光部材として厚さ96.1μmのものを用いる。これらの各蛍光部材は、製造誤差に起因して±3μm程度の厚さの分布を有する。
これらの厚さの異なる各蛍光部材に各LEDチップの発光波長と同じ波長の光を照射する場合、発光色度はCIE座標(0.4306、0.5416)で表され、そのばらつき(ΔCx、ΔCy)が(±0.0040、±0.0040)未満である。一方、第1蛍光部材と第2蛍光部材との発光強度の比は、100.0対96.1であり、発光強度は、蛍光部材の厚さにほぼ比例する。
本実施の形態においても、実施の形態1と同様に実装基板13上の中央部に4個の第1LEDチップ24a~24dをフリップチップ実装し、それらの第1LEDチップ24a~24d上にそれぞれ第1蛍光部材26a~26dを接着して第1発光ユニット群271を形成する。なお、4個の第1LEDチップ24a~24dは、実装基板13上で、配線電極12により直列接続される。配線電極12は、図8に示すように、各LEDチップの素子電極24Eに接続される。
また、実装基板13上の第1発光ユニット群271の左右部に2個ずつ第2LEDチップ24e~24hをフリップチップ実装し、それらの第2LEDチップ24e~24h上にそれぞれ第2蛍光部材26e~26hを接着して第2発光ユニット群272を形成する。なお、4個の第2LEDチップ24e~24hは、実装基板13上で、配線電極12により直列接続される。配線電極12は、図8に示すように、各LEDチップの素子電極24Eに接続される。
ここで、本実施の形態に係る白色発光装置101の各発光ユニット群の発光色度について上述した図6A及び図6Bを用いて説明する。
まず、図6Aを用いて、各第1発光ユニット及び各第2発光ユニットに第1定格電流である3アンペアの電流が供給される場合について説明する。実施の形態1に係る各発光ユニット群の発光色度と同様に、この場合、実施の形態1と同様に第1発光ユニットの発光のうち蛍光体からの発光は60.8%であり、すべての第1発光ユニットの平均発光色度はCIE座標(0.3270、0.3449)で表される。第1発光ユニット27a~27dの発光色度のCIE座標は、実施の形態1と同様に、座標110a~110dで表される。図6Aに示すように、各発光ユニットの発光色度のCIE座標には分布があるものの、平均発光色度のCIE座標を中心としたマクアダム3ステップ楕円に外接する長方形の内側にある。
各第2発光ユニットに、各第1発光ユニットと同じ第1定格電流3アンペアを供給する場合、第2発光ユニット27e~27hの発光色度のCIE座標は、実施の形態1と同様に、座標110e~110hで表される。また、各第2発光ユニットの平均発光輝度を表すCIE座標は、各第1発光ユニットの平均発光輝度を表すCIE座標と異なるCIE座標(0.3205、0.3330)となる。これは、上述のとおり各第2蛍光部材からの発光強度が各第1蛍光部材からの発光強度の96.1%となるためである。ここで、図6Aに示すように、各第2発光ユニットの発光色度を表すCIE座標は、平均発光色度のCIE座標を中心としたマクアダム3ステップ楕円に外接する長方形の内側にある。一方、各第2発光ユニットの発光色度を表すCIE座標と、各第1発光ユニットの平均色度を表すCIE座標との差(ΔCx、ΔCy)は(0.0065、0.0119)であり、同一色の条件であるマクアダム3ステップ楕円に外接する長方形の内側に相当する「ΔCxが0.0055未満かつΔCyが0.0074未満」との条件を満たさない。したがって、第2発光ユニット群の発光色度と、第1発光ユニット群の発光色度とは非同一色である。
本実施の形態では、各第2蛍光部材に各第1蛍光部材より厚さの薄い蛍光部材を用いることで、各第2蛍光部材からの発光強度が各第2LEDチップからの発光強度に比べて弱くなる。このため、第2発光ユニットから、より第2LEDチップからの発光(青色光)に近い合成光が得られることになる。
本実施の形態に係る各第2発光ユニットに第2定格電流である1アンペアの電流が供給される時の第2発光ユニット群の平均発光色度を表すCIE座標は、実施の形態1と同様に図6Bに示されるように(0.3270、0.3449)であり、かつ、各発光ユニットの発光色度のCIE座標は平均発光色度のCIE座標を中心としてマクアダム3ステップ楕円に外接する長方形の内側にある。このように、各第1発光ユニットに第1定格電流を供給する時の第1発光ユニット群271の平均発光色度を表すCIE座標と、各第2発光ユニットに第2定格電流を供給する時の第2発光ユニット群272の平均発光色度を表すCIE座標との差について、|Cx11-Cx22|<0.0055、かつ、|Cy11-Cy22|<0.0074が成り立つため、第1発光ユニット群の平均発光色度と第2発光ユニット群の平均発光色度とは同一色であるといえる。
本実施の形態に係る白色発光装置101をヘッドランプユニットに設置して、第1発光ユニット群に第1定格電流である3アンペア、第2発光ユニット群に第2定格電流である1アンペアの電流を供給している状態で路面を照射する場合には、中央部と周辺部で対象物の色は同じに見える。
続いて、第1発光ユニット群271及び第2発光ユニット群272の各発光色度が同一色となり得る境界値について説明する。
例えば、各第1蛍光部材及び各第2蛍光部材としてそれぞれ厚さ100.0μm及び97.6μmの蛍光部材を用い、各第2発光ユニットに、各第1発光ユニットと同じ第1電流である2.4アンペアの電流を供給する場合について検討する。この場合、すべての第1発光ユニットの平均発光色度及びすべての第2発光ユニットの平均発光色度を表すCIE座標は、それぞれ(0.3285、3449)及び(0.3244、0.3375)となる。これらのCIE座標の差(ΔCx、ΔCy)は(0.0041、0.0074)であり、同一色の条件であるマクアダム3ステップ楕円に外接する長方形の境界に相当する。すなわち、各第2蛍光部材の厚さが97.6μmより大きく100μm以下の場合は、第1発光ユニット群271及び第2発光ユニット群272の発光色度が同一色になるということを意味する。また、各第2蛍光部材として例えば厚さ95.4μmのものを用い、各第2発光ユニットに、各第1発光ユニットと同じ第1電流である2.4アンペアを供給する場合、すべての第1発光ユニットの平均発光色度及びすべての第2発光ユニットの平均発光色度を表すCIE座標はそれぞれ(0.3285、3449)及び(0.3187、0.3304)となる。それらの座標の差(ΔCx、ΔCy)は(0.0098、0.01454)であり、非同一色の条件であるマクアダム3ステップ楕円に外接する長方形の外側に相当する。一方、各第2発光ユニットに1アンペアを供給する場合には、すべての第2発光ユニットの平均発光色度を表すCIE座標は(0.3225、0.3375)となる。したがって、すべての第1発光ユニット及びすべての第2発光ユニットの各平均発光色度を表すCIE座標の差(ΔCx、ΔCy)は(0.0060、0.0074)であり、同一色の条件であるマクアダム3ステップ楕円に外接する長方形の境界に相当する。すなわち、各第2蛍光部材の厚さが95.4μmより小さい場合は、各第1発光ユニット及び各第2発光ユニットにそれぞれ第1定格電流及び第2定格電流を供給する場合にも、各発光ユニット群の発光色度は同一色にならない。
すなわち、本実施の形態においては、各第1蛍光部材の厚さが100.0μmであり、かつ、各第2蛍光部材の厚さが95.4μmより大きく97.6μmより小さい場合に、第1発光ユニット群及び第2発光ユニット群の各発光色度は同一色となり得る。
言い換えると第1発光ユニット群又は第2発光ユニット群を構成するLEDチップの発光波長と同じ波長の光を第1蛍光部材及び第2蛍光部材にそれぞれ照射する時に、第1蛍光部材の発光強度の平均値をP1とし、第2蛍光部材の発光強度の平均値をP2とした時、0.954≦P2/P1≦0.976の場合に第1発光ユニット群及び第2発光ユニット群の各発光色度は同一色となり得る。
以上では、第1蛍光部材及び第2蛍光部材として、面積が同じで厚さが異なるものを用いて説明したが、各蛍光部材の構成はこれに限定されない。蛍光部材からの発光強度は、蛍光部材の体積と、蛍光部材中に含まれる蛍光体粒の体積密度との積にほぼ比例するので、蛍光部材の体積が一定の場合は、発光強度は蛍光体粒の体積濃度にほぼ比例する。また、蛍光体粒の体積濃度が一定の場合には、発光強度は蛍光部材の体積にほぼ比例する。
すなわち、第1蛍光部材及び第2蛍光部材において、各蛍光部材の寸法(板状の蛍光部材の場合には、その底面積及び高さ)が同じであり、蛍光体の発光色度が同一色である場合、第1蛍光部材における蛍光体粒の体積濃度の平均値をD1とし、第2蛍光部材における蛍光体粒の体積濃度の平均値をD2とした時、0.954≦D2/D1≦0.976の範囲であれば、本実施の形態に係る白色発光装置101を実現し得る。言い換えると、第1蛍光部材及び第2蛍光部材において、蛍光体の発光色度が同一色であって、第1発光ユニット群に含まれるすべての第1蛍光部材の体積の平均値をD1とし、第2発光ユニット群に含まれるすべての第2蛍光部材の体積の平均値をVP2とした時、0.954≦D2/D1≦0.976、かつ、VP1=VP2であれば、本実施の形態に係る白色発光装置101を実現し得る。
つまり、各第1発光ユニット及び各第2発光ユニットに境界値の2.4アンペアの電流を供給する時には第1発光ユニット群及び第2発光ユニット群の各発光色度は非同一色であるが、各第1発光ユニット及び各第2発光ユニットにそれぞれ2.4アンペア及び1アンペアの電流を供給する時には、第1発光ユニット群及び第2発光ユニット群の各発光色度は同一色となる。
同様に、各第1蛍光部材及び各第2蛍光部材における蛍光体粒の体積濃度の平均値、及び、蛍光体の発光色度が同一色である場合、すべての第1蛍光部材の体積の平均値をVP1とし、すべての第2蛍光部材の体積の平均値をVP2として、0.954≦VP2/VP1≦0.976が成り立てば、本実施の形態に係る白色発光装置101を実現し得る。言い換えると、第1蛍光部材及び第2蛍光部材において、蛍光体の発光色度が同一色であって、0.954≦VP2/VP1≦0.976、かつ、D1=D2であれば、本実施の形態に係る白色発光装置101を実現し得る。
つまり、各第1発光ユニット及び各第2発光ユニットに境界値の2.4アンペアの電流を供給する時には第1発光ユニット群及び第2発光ユニット群の各発光色度は非同一色であるが、各第1発光ユニット及び各第2発光ユニットにそれぞれ2.4アンペア及び1アンペアの電流を供給する時には、第1発光ユニット群及び第2発光ユニット群の各発光色度は同一色となる。
(実施の形態3)
実施の形態3に係る白色発光装置について説明する。本実施の形態に係る白色発光装置は、複数の第1発光ユニットと複数の第2発光ユニットとで、各ユニットの構成は同じであるが、各ユニット群のLEDチップの中心間距離が異なる。以下、本実施の形態に係る白色発光装置について、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
実施の形態3に係る白色発光装置について説明する。本実施の形態に係る白色発光装置は、複数の第1発光ユニットと複数の第2発光ユニットとで、各ユニットの構成は同じであるが、各ユニット群のLEDチップの中心間距離が異なる。以下、本実施の形態に係る白色発光装置について、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
[3-1.基本構成]
本実施の形態に係る白色発光装置の基本構成について、図9及び図10を用いて説明する。図9及び図10は、それぞれ本実施の形態に係る白色発光装置201の構成の一例を示す概略上面図及び断面図である。図10には、図9の白色発光装置201のX-X断面が示されている。
本実施の形態に係る白色発光装置の基本構成について、図9及び図10を用いて説明する。図9及び図10は、それぞれ本実施の形態に係る白色発光装置201の構成の一例を示す概略上面図及び断面図である。図10には、図9の白色発光装置201のX-X断面が示されている。
本実施の形態に係る白色発光装置201は、図9に示すように、第1発光ユニット群371と、第2発光ユニット群372と、実装基板13とを備える。白色発光装置201は、さらに、枠18と、反射樹脂19とを備える。
第1発光ユニット群371は、第1電流が供給される複数の第1発光ユニット37a~37fを有する。複数の第1発光ユニット37a~37fの各々は、第1LEDチップ及び第1蛍光部材を有する。図9に示すように、第1発光ユニット37a~37fは、それぞれ、第1LEDチップ34a~34fと、第1蛍光部材36a~36fとを有する。複数の第1発光ユニット37a~37fの各々は、複数の第1発光ユニット37a~37fのうち他の少なくとも一つの第1発光ユニットと隣接して配置される。
第2発光ユニット群372は、第2電流が供給される複数の第2発光ユニット37g~37k、37m、37n、37pを有する。複数の第2発光ユニット37g~37k、37m、37n、37pの各々は、第2LEDチップ及び第2蛍光部材を有する。図9に示すように、第2発光ユニット37g~37k、37m、37n、37pは、それぞれ、第2LEDチップ34g~34k、34m、34n、34pと、第2蛍光部材36g~36k、36m、36n、36pとを有する。複数の第2発光ユニット37g~37k、37m、37n、37pの各々は、複数の第2発光ユニット37g~37k、37m、37n、37pのうち他の少なくとも一つの第2発光ユニットと隣接して配置される。
本実施の形態においては、各第1LEDチップ及び各第2LEDチップは実施の形態1と同様にそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。
また、各第1蛍光部材及び各第2蛍光部材についても同様にそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。
ここで、第2発光ユニット群372のLEDチップの中心間距離より、第1発光ユニット群371のLEDチップの中心間距離の方が大きい。これにより、各発光ユニット群の放熱性が異なるため、同じ第1定格電流を各第1発光ユニット及び各第2発光ユニットに供給する場合には、各発光ユニット群の平均発光強度は同じであるが、平均発光色度は第2発光ユニット群372の平均発光色度を表すCIE座標が第1発光ユニット群371の平均発光色度を表すCIE座標を中心とするマクアダム3ステップ楕円上又はその外側にある。
各第1発光ユニットに第1定格電流を供給し、各第2発光ユニットに第2定格電流を供給する場合には、第2発光ユニット群372の平均発光色度を表すCIE座標が第1発光ユニット群371の平均発光色度を表すCIE座標を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にあるが、平均発光強度は第1発光ユニット群の方が高くなる。
具体的には、例えば、図7に示される例のようにLEDチップが上下左右に等間隔で並んでいる場合は、第1発光ユニットに関しては、第1LEDチップ24bと隣接する第1LEDチップ24cとの中心間距離で、第1発光ユニット群のLEDチップの中心間距離を定義できる。また、図9に示される例のように、二つの直交する方向である第1方向及び第2方向にそれぞれ隣接する他の発光ユニットのLEDチップの中心間距離が異なる場合には、第1方向における中心間距離と、第1方向に直交する第2方向における中心間距離との平均値を用いて、第1発光ユニット群のLEDチップの中心間距離を定義できる。具体的には、第1LEDチップ34bと第1LEDチップ34cとのx軸方向における中心間距離と、第1LEDチップ34bと第1LEDチップ34eとのy軸方向における中心間距離との平均値を中心間距離として定義できる。
なお、第1発光ユニット37aのようにx軸方向においては、片側だけに他の第1発光ユニット37bが存在する場合であって、他方側に、第2発光ユニット37hが存在する場合には、第1LEDチップ34aと第2LEDチップ34hとのx軸方向における中心間距離を更に含めて平均値の算出をしてもよい。例えば、第1LEDチップ34aと、第2LEDチップ34h及び第1LEDチップ34bと中心間距離を、それぞれ、Dha及びDabとし、第1LEDチップ34cと、第1LEDチップ34b及び第2LEDチップ34kと中心間距離を、それぞれ、Dbc及びDckとする。この場合、第1発光ユニット群のすべての第1LEDチップのx軸方向における中心間距離の平均値は、以下の式で表される。
(Dha+Dab+Dbc+Dck)/4
第2発光ユニット群372についても同様である。図9に示される例では、第2LEDチップ34gと第2LEDチップ34hとのx軸方向における中心間距離と、第2LEDチップ34gと第2LEDチップ34iとのy軸方向における中心間距離との平均値を第2発光ユニット群のLEDチップの中心間距離として定義できる。
なお、第2LEDチップ34hのようにx軸方向においては、片側だけに他の第2LEDチップ34gが存在する場合であって、他方側に、第1LEDチップ34aが存在する場合には、第2LEDチップ34gと第1LEDチップ34aとのx軸方向における中心間距離を更に含めて平均値の算出をしてもよい。
[3-2.詳細構成]
次に、本実施の形態に係る白色発光装置201の詳細構成について説明する。
次に、本実施の形態に係る白色発光装置201の詳細構成について説明する。
本実施の形態では、各発光ユニットに用いる各LEDチップとしてはすべて実施の形態1と同様に、チップサイズ、半導体積層構造、定格電流及び定格波長(定格色度)が同一である。また、各発光ユニットに用いる各蛍光部材としては材質、発光色度、板厚及び濃度がすべて同一である。
同一とは、上記実施の形態で示しているように発光ユニットとして組み立てた時に同じ発光色になる範囲でのばらつきを含むものである。
各蛍光部材としては、実施の形態1と同じくYAGの占有率が20体積%であり、平均発光色度がCIE座標(0.4240、0.5220)で表され、そのばらつき(ΔCx、ΔCy)が(±0.0040、±0.0040)未満の板状のYAGとセラミックスとの複合体を用いる。
続いて、実装基板13における配線電極12について、図11を用いて説明する。図11は、本実施の形態に係る配線電極12の形状を示す上面図である。図11においては、実装基板13の上面が示されている。また、図11には、配線電極12と合わせて、各発光ユニットが示されている。
図10などに示すように実装基板13上の中央部に0.8mm角の6個の第1LEDチップ34a~34fをフリップチップ実装し、それらの第1LEDチップ34a~34f上にそれぞれ第1蛍光部材36a~36fを接着して第1発光ユニット群371を形成する。なお、6個の第1LEDチップ34a~34fは、実装基板13上で、配線電極12により直列接続される。配線電極12は、図10に示すように、各LEDチップの素子電極24Eに接続される。
また、実装基板13上の第1発光ユニット群371の左右部に4個ずつ第2LEDチップ34g~34k、34m、34n、34pをフリップチップ実装し、それらの第2LEDチップ34g~34k、34m、34n、34p上にそれぞれ第2蛍光部材36g~36k、36m、36n、36pを接着して第2発光ユニット群372を形成する。なお、8個の第2LEDチップ34g~34k、34m、34n、34pは、実装基板13上で、配線電極12により直列接続される。配線電極12は、図10に示すように、各LEDチップの素子電極34Eに接続される。
ここで、第1発光ユニット群371の隣り合う二つの第1LEDチップ34aと第1LEDチップ34bなどのx軸方向の中心間距離(第1発光ユニット群のLEDチップのx軸方向中心間距離と同じ)は1.2mmであり、第2発光ユニット群372の隣り合う二つの第2LEDチップ34gと第2LEDチップ34hなどのx軸方向の中心間距離(第2発光ユニット群のLEDチップのx軸方向中心間距離と同じ)は1.0mmとなるように実装する。なお、上記実施の形態1及び2においても各LEDチップのx軸方向の中心間距離(各発光ユニット群のLEDチップのx軸方向中心間距離と同じ)は1.0mmである。
実施の形態1と同様に、実装基板13の端部にある各第2発光ユニットに境界値である2.4アンペアの電流を供給する場合、すべての第2発光ユニットの平均発光色度を表すCIE座標は実施の形態1と同じく(0.3229、0.3375)であり、各第2発光ユニットの発光色度は平均発光色度を表すCIE座標を中心としたマクアダム3ステップ楕円の内側にある。各第1発光ユニットに、2.4アンペアの電流を供給する場合、各第1発光ユニットでは第2発光ユニットより放熱性が高いために、電流による発熱の影響に起因する第1蛍光部材からの発光減衰が各第2発光ユニットの83%程度にとどまる。その結果、すべての第1発光ユニットの平均発光色度は上記平均発光色度を表すCIE座標とは異なるCIE座標(0.3270、0.3449)となる。ここで、各第1発光ユニットの発光色度を表すCIE座標は、すべての第1発光ユニットの平均発光色度を表すCIE座標を中心としたマクアダム3ステップ楕円の内側にある。各第1発光ユニット及び各第2発光ユニットにともに2.4アンペアの電流を供給する時には、それらの平均発光色度を表すCIE座標の差(ΔCx、ΔCy)は(0.0040、0.0135)であり、同一色の条件であるマクアダム3ステップ楕円に外接する長方形の内部に相当する「ΔCxが0.0055未満かつΔCyが0.0074未満」との条件を満たさないため、非同一色である。
各第2発光ユニットに1アンペアの電流を供給する場合には、実施の形態1と同じく第2発光ユニット群372の平均発光色度を表すCIE座標は(0.3270、0.3449)となる。このため、各第1発光ユニット及び各第2発光ユニットにそれぞれ2.4アンペア及び1.0アンペアの電流を供給する場合には、各発光ユニット群の発光色度は同一色である。
このように、第1LEDチップ間の中心間距離を第2LEDチップ間の中心間距離より広げ、供給電流の差による発熱が蛍光体の発光強度に及ぼす影響を打ち消すようにすることで、供給電流が異なる発光ユニット群が存在する白色発光装置において、各発光ユニット群の発光色を同一色にし得る。
本実施の形態に係る白色発光装置201をヘッドランプユニットに設置して、各第1発光ユニットに第1定格電流である3アンペア、各第2発光ユニットに第2定格電流である1アンペアの電流を供給している状態で路面を照射する場合には、第1発光ユニット群の平均発光色度を表すCIE座標は(0.3249、0.3411)となり、第2発光ユニット群の平均発光色度を表すCIE座標(0.3270、0.3449)との差が(0.0020、0.0038)である。このため、ヘッドライトとして路面を照射する場合には、中央部と周辺部とで道路の色は同じに見える。
この効果は、各発光ユニットを接続する実装基板の放熱特性の大小によって絶対値が異なるが、第1発光ユニット群に含まれるすべての第1LEDチップ間の中心間距離の平均値をD1とし、第2発光ユニット群に含まれるすべての第2LEDチップ間の中心間距離の平均値をD2とした時、D1のD2に対する大小関係が、第1定格電流の値の前記第2定格電流の値に対する大小関係と一致する場合に、この発熱影響を打ち消す効果がみられる。
さらに、実施の形態3ではx軸方向の中心間距離により発熱影響を打ち消したが、このほか、実装基板において第1発光ユニット群が配置される領域の全面積をSM1とし、第1発光ユニット群を構成する第1発光ユニットの個数をnとし、実装基板において第2発光ユニット群が配置される領域の全面積をSM2とし、第2発光ユニット群を構成する第2発光ユニットの個数をmとした時、SM1/nのSM2/mに対する大小関係が、第1定格電流の値の第2定格電流の値に対する大小関係と一致する場合に、この発熱影響を打ち消す効果がみられる。
ここで、発光ユニット群の全面積について図12~図14を用いて説明する。図12及び図13は、発光ユニット群の全面積の規定例を説明するための発光ユニット及び実装基板の断面図である。図14は、発光ユニット群の全面積のさらに他の規定例を説明するための白色発光装置201の上面図である。
図12に示されるように、各発光ユニット(図12では、第1発光ユニット37a及び37b)の各LEDチップ(図12では、第1LEDチップ34a及び34b)で発生する熱は、実装基板13に伝導する。この伝導の向きは、実装基板13の主面の法線に対して最大で45度程度である。このため、実装基板13のうち、各LEDチップの熱拡散に主として寄与する部分は、各LEDチップの端部から実装基板13の厚さTs程度離れた位置までの部分である。したがって、各発光ユニット群の全面積を規定する領域の端部を、LEDチップの端部からの距離が実装基板13の厚さTs程度である位置と定義してもよい。ただし、図13に示すように、第1発光ユニット群の第1発光ユニット37aと、第2発光ユニット群の第2発光ユニット37hとの間隙が、実装基板13の厚さTsの2倍より小さい場合には、各発光ユニット群の全面積を規定する領域の端部を、各発光ユニット群の間隙の中点(又は中線)としてもよい。図13に示す例では、各発光ユニットの端部からの距離がd0の位置を各発光ユニット群の全面積を規定する領域の端部と定義してもよい。
また、実装基板13の厚さが一定でない場合などには、図14の太線の破線枠371A、372A及び372Bで示すように、各発光ユニット群の最も外側に位置する発光ユニットの外側の端部を結ぶ線で囲まれる領域の面積で、各発光ユニット群の全面積を規定してもよい。
さらに、ここでは同一色としてCIE座標値のCx、Cy値のみの差を用いたが、このほか、中央部と周辺部で同じ発光ユニットを用いた時の電流の差による上記色度の差が、中央部の平均発光色度を中心としたマクアダム3ステップ楕円上又はその外側にある場合に、LEDチップと蛍光部材は同じ仕様であるが、あらかじめ発光ユニットの中心間距離を変えておくことにより、同様に同一色にできるという効果が認められる。
本実施の形態に係る白色発光装置によれば、配置場所により異なる供給電流値の発光ユニットを混在させる場合に、あらかじめ調整された組み合わせの発光ユニットを複数用意するという白色発光装置11を用いることで、発光ユニット全面での発光色度を同一色とする事が実現できる。
(変形例など)
以上、本開示に係る白色発光装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
以上、本開示に係る白色発光装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、白色発光装置11は8個の発光ユニットを備えたが、発光ユニットの個数は8でなくてもよい。発光ユニットの個数は、2以上であればよい。
また、上記実施の形態では、各発光ユニットは、一つのLEDチップと有するが、複数のLEDチップを有してもよい。例えば、一つの発光ユニットが、RGB(赤、緑、青)の三色の光を発生させるための三つのLEDチップを有してもよい。この場合、各LEDチップが、紫外光を出射し、三つのLEDチップにそれぞれ紫外光を赤、緑又は青の光に波長変換するための蛍光部材が接着されていてもよい。
また、上記実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
本開示に係る白色発光装置は、面内で要求される輝度が異なり、かつ色は同色であることが要望されるような自動車のマトリクスビームヘッドライトなどにおいて特に有用である。
11 白色発光装置
12 配線電極
13 実装基板
14a、14b、14c、14d、24a、24b、24c、24d、34a、34b、34c、34d、34e、34f 第1LEDチップ
14e、14f、14g、14h、24e、24f、24g、24h、34g、34h、34i、34j、34k、34m、34n、34p 第2LEDチップ
14E、24E、34E 素子電極
15 透明接着剤
16a、16b、16c、16d、26a、26b、26c、26d、36a、36b、36c、36d、36e、36f 第1蛍光部材
16e、16f、16g、16h、26e、26f、26g、26h、36g、36h、36i、36j、36k、36m、36n、36p 第2蛍光部材
17a、17b、17c、17d、27a、27b、27c、27d、37a、37b、37c、37d、37e、37f 第1発光ユニット
17e、17f、17g、17h、27e、27f、27g、27h、37g、37h、37i、37j、37k、37m、37n、37p 第2発光ユニット
18 枠
19 反射樹脂
171、271、371 第1発光ユニット群
172、272、372 第2発光ユニット群
611 マクアダム3ステップ楕円
612 マクアダム3ステップ楕円に外接する長方形
12 配線電極
13 実装基板
14a、14b、14c、14d、24a、24b、24c、24d、34a、34b、34c、34d、34e、34f 第1LEDチップ
14e、14f、14g、14h、24e、24f、24g、24h、34g、34h、34i、34j、34k、34m、34n、34p 第2LEDチップ
14E、24E、34E 素子電極
15 透明接着剤
16a、16b、16c、16d、26a、26b、26c、26d、36a、36b、36c、36d、36e、36f 第1蛍光部材
16e、16f、16g、16h、26e、26f、26g、26h、36g、36h、36i、36j、36k、36m、36n、36p 第2蛍光部材
17a、17b、17c、17d、27a、27b、27c、27d、37a、37b、37c、37d、37e、37f 第1発光ユニット
17e、17f、17g、17h、27e、27f、27g、27h、37g、37h、37i、37j、37k、37m、37n、37p 第2発光ユニット
18 枠
19 反射樹脂
171、271、371 第1発光ユニット群
172、272、372 第2発光ユニット群
611 マクアダム3ステップ楕円
612 マクアダム3ステップ楕円に外接する長方形
Claims (13)
- 白色発光装置であって、
第1電流が供給される複数の第1発光ユニットを有する第1発光ユニット群と、
前記第1電流と異なる第2電流が供給される複数の第2発光ユニットを有する第2発光ユニット群と、
前記第1発光ユニット群及び前記第2発光ユニット群が実装される実装基板とを備え、
前記複数の第1発光ユニットの各々は、第1LEDチップ及び第1蛍光部材を有し、かつ、前記複数の第1発光ユニットのうち他の少なくとも一つの第1発光ユニットと隣接して配置され、
前記複数の第2発光ユニットの各々は、第2LEDチップ及び第2蛍光部材を有し、かつ、前記複数の第2発光ユニットのうち他の少なくとも一つの第2発光ユニットと隣接して配置され、
前記複数の第1発光ユニットに前記第1電流が供給され、かつ、前記複数の第2発光ユニットに前記第2電流が供給される時には、前記複数の第1発光ユニットの平均発光色度と、前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度とが同一色となり、
前記複数の第1発光ユニット及び前記複数の第2発光ユニットの双方に同一の電流が供給される時には、前記複数の第1発光ユニットの平均発光色度と、前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度とが非同一色となる
白色発光装置。 - 前記第1発光ユニット群及び前記第2発光ユニット群は、前記実装基板上において隣接して配置される
請求項1に記載の白色発光装置。 - 前記複数の第1発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第1発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx11、Cy11)で表され、
前記複数の第2発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx21、Cy21)で表され、
前記複数の第2発光ユニットに前記第2電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx22、Cy22)で表される時、
前記同一色は、|Cx11-Cx22|<0.0055、かつ、|Cy11-Cy22|<0.0074の満足と規定され、
前記非同一色は、|Cx11-Cx21|≧0.0055、又は、|Cy11-Cy21|≧0.0074の満足と規定される
請求項1又は2に記載の白色発光装置。 - 前記複数の第1発光ユニット及び前記複数の第2発光ユニットの個数を、それぞれn及びmとし、
前記複数の第1発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第1発光ユニットの各々の発光色度がCIE座標(Cx11i、Cy11i)(1≦i≦n)で表され、
前記複数の第2発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの各々の発光色度をCIE座標(Cx21i、Cy21i)(1≦i≦m)で表される時、
すべての前記CIE座標(Cx11i、Cy11i)が、|Cx11-Cx11i|<0.0055、かつ、|Cy11-Cy11i|<0.0074で表される領域内にあり、
すべての前記CIE座標(Cx21i、Cy21i)が、|Cx21-Cx21i|<0.0055、かつ、|Cy21-Cy21i|<0.0074で表される領域内にある
請求項3に記載の白色発光装置。 - 前記複数の第1発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第1発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx11、Cy11)で表され、
前記複数の第2発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx21、Cy21)で表され、
前記複数の第2発光ユニットに前記第2電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの平均発光色度がCIE座標(Cx22、Cy22)で表される時、
前記同一色は、前記CIE座標(Cx22、Cy22)が前記CIE座標(Cx11、Cy11)を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にあることの満足と規定され、
前記非同一色は、前記CIE座標(Cx21、Cy21)が前記CIE座標(Cx11、Cy11)を中心とするマクアダム3ステップ楕円上又は外側にあることの満足と規定される
請求項1又は2に記載の白色発光装置。 - 前記複数の第1発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第1発光ユニットの各々の発光色度がCIE座標(Cx11i、Cy11i)(1≦i≦n)で表され、
前記複数の第2発光ユニットに前記第1電流が供給される時の前記複数の第2発光ユニットの各々の発光色度がCIE座標(Cx21i、Cy21i)(1≦i≦m)で表される時、
すべての前記CIE座標(Cx11i、Cy11i)が、前記CIE座標(Cx11、Cy11)を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にあり、
すべての前記CIE座標(Cx21i、Cy21i)が、前記CIE座標(Cx21、Cy21)を中心とするマクアダム3ステップ楕円の内側にある
請求項5に記載の白色発光装置。 - 前記第1発光ユニット群に含まれるすべての前記第1蛍光部材の色度の平均値がCIE座標(CxP1、CyP1)で表され、
前記第2発光ユニット群に含まれるすべての前記第2蛍光部材の色度の平均値がCIE座標(CxP2、CyP2)で表される時、
0.0066≦|CxP1-CxP2|、かつ、0.0120≦|CyP1-CyP2|である
請求項1又は2に記載の白色発光装置。 - 前記第1蛍光部材と、前記第2蛍光部材とは、蛍光体種、蛍光体組成、蛍光体中の賦活元素種、及び、蛍光体中の賦活元素種の濃度の少なくとも一つが異なる
請求項7に記載の白色発光装置。 - 前記第1LEDチップ又は前記第2LEDチップの発光波長と同じ波長の光を、前記第1蛍光部材及び前記第2蛍光部材に照射する時に、
前記第1発光ユニット群に含まれるすべての前記第1蛍光部材の発光強度の平均値をP1とし、
前記第2発光ユニット群に含まれるすべての前記第2蛍光部材の発光強度の平均値をP2とした時、
0.954≦P2/P1≦0.976である
請求項1又は2に記載の白色発光装置。 - 前記第1蛍光部材及び前記第2蛍光部材は、蛍光体粒を含み、
前記第1発光ユニット群に含まれるすべての前記第1蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれVP1及びD1とし、
前記第2発光ユニット群に含まれるすべての前記第2蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれVP2及びD2とした時、
0.954≦D2/D1≦0.976、かつ、VP1=VP2である
請求項9に記載の白色発光装置。 - 前記第1蛍光部材及び前記第2蛍光部材は、蛍光体粒を含み、
前記第1発光ユニット群に含まれるすべての前記第1蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれVP1及びD1とし、
前記第2発光ユニット群に含まれるすべての前記第2蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれVP2及びD2とした時、
0.954≦VP2/VP1≦0.976、かつ、D1=D2である
請求項9に記載の白色発光装置。 - 前記第1発光ユニット群に含まれるすべての前記第1LEDチップ間の中心間距離の平均値をD1とし、
前記第2発光ユニット群に含まれるすべての前記第2LEDチップ間の中心間距離の平均値をD2とした時、
D1のD2に対する大小関係が、前記第1電流の値の前記第2電流の値に対する大小関係と一致する
請求項1又は2に記載の白色発光装置。 - 前記実装基板において前記第1発光ユニット群が配置される領域の全面積をSM1とし、
前記第1発光ユニット群を構成する前記第1発光ユニットの個数をnとし、
前記実装基板において前記第2発光ユニット群が配置される領域の全面積をSM2とし、
前記第2発光ユニット群を構成する前記第2発光ユニットの個数をmとした時、
SM1/nのSM2/mに対する大小関係が、前記第1電流の値の前記第2電流の値に対する大小関係と一致する
請求項12に記載の白色発光装置。
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| CN (1) | CN112368848B (ja) |
| WO (1) | WO2019244582A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023164248A (ja) * | 2022-04-28 | 2023-11-10 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
| JP2023163864A (ja) * | 2022-04-28 | 2023-11-10 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
| US12111029B2 (en) | 2022-04-28 | 2024-10-08 | Nichia Corporation | Light-emitting device |
| JP2025507266A (ja) * | 2022-01-28 | 2025-03-18 | ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 蛍光体変換発光ダイオード(led)色調整 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007110090A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-04-26 | Sony Corp | GaN系半導体発光素子、発光装置、画像表示装置、面状光源装置、及び、液晶表示装置組立体 |
| US20090201692A1 (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-13 | Jeyachandrabose Chinniah | Seven inch round led headlamp |
| JP2011086580A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Stanley Electric Co Ltd | 車両用前照灯 |
| JP2013135073A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Koito Mfg Co Ltd | 発光モジュールおよび車両用灯具 |
| JP2017193257A (ja) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | スタンレー電気株式会社 | 車両用照明方法および車両用灯具 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101878540B (zh) * | 2007-11-29 | 2013-11-06 | 日亚化学工业株式会社 | 发光装置及其制造方法 |
| TWI454179B (zh) * | 2009-08-11 | 2014-09-21 | Canon Components Kk | A white light emitting device for an image reading device, and a linear lighting device using the same |
| JP5506306B2 (ja) * | 2009-09-24 | 2014-05-28 | 学校法人青山学院 | 発光物質 |
| JP2011108588A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Koito Mfg Co Ltd | 発光モジュールおよび車両用灯具 |
| JP2012064925A (ja) * | 2010-08-18 | 2012-03-29 | Mitsubishi Chemicals Corp | Led発光装置及びled発光装置を備えたインジケータ |
| EP2448028B1 (en) * | 2010-10-29 | 2017-05-31 | Nichia Corporation | Light emitting apparatus and production method thereof |
| JP5173004B1 (ja) * | 2011-09-14 | 2013-03-27 | シャープ株式会社 | 植物栽培用の発光装置およびその製造方法 |
| EP3122160B1 (en) * | 2014-03-20 | 2021-05-05 | Toshiba Materials Co., Ltd. | Light-emitting device and led light bulb |
| JP6805532B2 (ja) | 2015-06-18 | 2020-12-23 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
| US9761773B2 (en) | 2015-06-18 | 2017-09-12 | Nichia Corporation | Light emitting device |
-
2019
- 2019-05-29 CN CN201980040190.0A patent/CN112368848B/zh active Active
- 2019-05-29 WO PCT/JP2019/021231 patent/WO2019244582A1/ja not_active Ceased
- 2019-05-29 JP JP2020525418A patent/JP7282767B2/ja active Active
-
2020
- 2020-12-16 US US17/124,246 patent/US11929353B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007110090A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-04-26 | Sony Corp | GaN系半導体発光素子、発光装置、画像表示装置、面状光源装置、及び、液晶表示装置組立体 |
| US20090201692A1 (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-13 | Jeyachandrabose Chinniah | Seven inch round led headlamp |
| JP2011086580A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Stanley Electric Co Ltd | 車両用前照灯 |
| JP2013135073A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Koito Mfg Co Ltd | 発光モジュールおよび車両用灯具 |
| JP2017193257A (ja) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | スタンレー電気株式会社 | 車両用照明方法および車両用灯具 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2025507266A (ja) * | 2022-01-28 | 2025-03-18 | ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 蛍光体変換発光ダイオード(led)色調整 |
| JP2023164248A (ja) * | 2022-04-28 | 2023-11-10 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
| JP2023163864A (ja) * | 2022-04-28 | 2023-11-10 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
| US12111029B2 (en) | 2022-04-28 | 2024-10-08 | Nichia Corporation | Light-emitting device |
| JP7620229B2 (ja) | 2022-04-28 | 2025-01-23 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
| JP7620220B2 (ja) | 2022-04-28 | 2025-01-23 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
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