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白色发光装置

文献发布时间:2023-06-19 09:52:39


白色发光装置

技术领域

本公开涉及白色发光装置。

背景技术

近几年,发光二极管、激光二极管等的半导体发光元件,作为汽车的前灯、室外以及室内的照明等的光源而被利用。特别是,在汽车用的前灯的发光装置的配光图案中需要所谓热区的比周围明亮的区域。因此,在汽车用的前灯的发光装置中,以矩阵状配置包括半导体发光元件的发光单元,使中央附近的发光单元明亮地点灯。

专利文献1公开,用于汽车的前灯的发光二极管模块。专利文献1公开的发光二极管模块,在基板上具有多个第一发光元件以及发光面的面积比第一发光元件小的第二发光元件,各个第二发光元件被配置在两个第一发光元件之间,与该两个第一发光元件串联连接。采用这样的串联连接结构,从而试图实现各个元件中流动的电流相同,中央部的第二发光元件中的电流密度比左右高,成为高亮度发光的光源,即具有热区的光源。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1:日本特开2017-11259号公报

而且,在这样的在中央部具有热区的光源中,需要提高配置在中央部的发光元件的电流密度。然而,LED发光单元的发光色度具有电流依赖性以及电流密度依赖性,因此,产生投影面的中央部与其周围的色度差。

发明内容

本公开的目的在于提供,具备多个发光单元,并且,在被供给不同电流的发光单元混在一起的情况下,能够将多个发光单元的发光色度设为相同颜色的白色发光装置。

本公开涉及的白色发光装置的一个形态,白色发光装置,具备:第一发光单元群,具有被供给第一电流的多个第一发光单元;第二发光单元群,具有被供给与所述第一电流不同的第二电流的多个第二发光单元;以及安装衬底,用于安装所述第一发光单元群以及所述第二发光单元群,所述多个第一发光单元的每一个,具有第一LED芯片以及第一荧光部件,并且,与所述多个第一发光单元之中的其他的至少一个第一发光单元相邻配置,所述多个第二发光单元的每一个,具有第二LED芯片以及第二荧光部件,并且,与所述多个第二发光单元之中的其他的至少一个第二发光单元相邻配置,在向所述多个第一发光单元供给所述第一电流,并且,向所述多个第二发光单元供给所述第二电流时,所述多个第一发光单元的平均发光色度、与所述多个第二发光单元的平均发光色度成为相同颜色,在向所述多个第一发光单元以及所述多个第二发光单元的双方供给相同的电流时,所述多个第一发光单元的平均发光色度、与所述多个第二发光单元的平均发光色度成为不同颜色。

如此,在第一发光单元、以及被供给与第一发光单元不同的电流的第二发光单元混在一起的情况下,能够将这些发光单元的发光色度设为相同颜色。据此,例如,将第一发光单元群配置在配光图案的中央部,从而能够实现中央部的亮度高(即,具有热区)、且中央部与周边部的发光色度为相同颜色的白色发光装置。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,所述第一发光单元群以及所述第二发光单元群,在所述安装衬底上相邻配置。

如此,第一发光单元群与第二发光单元群相邻配置,形成一个配光图案。因此,能够实现在一个配光图案内、具有亮度不同的区域、且在该区域间发光色度不变化的白色发光装置。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,在向所述多个第一发光单元供给所述第一电流时的所述多个第一发光单元的平均发光色度由CIE坐标(Cx11,Cy11)表示,向所述多个第二发光单元供给所述第一电流时的所述多个第二发光单元的平均发光色度由CIE坐标(Cx21,Cy21)表示,向所述多个第二发光单元供给所述第二电流时的所述多个第二发光单元的平均发光色度由CIE坐标(Cx22,Cy22)表示时,所述相同颜色被规定为,满足|Cx11-Cx22|<0.0055,且|Cy11-Cy22|<0.0074,所述不同颜色被规定为,满足|Cx11-Cx21|≥0.0055,或|Cy11-Cy21|≥0.0074。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,在将所述多个第一发光单元以及所述多个第二发光单元的个数分别设为n以及m,向所述多个第一发光单元供给所述第一电流时的所述多个第一发光单元各自的发光色度由CIE坐标(Cx11i,Cy11i)表示,向所述多个第二发光单元供给所述第一电流时的所述多个第二发光单元各自的发光色度由CIE坐标(Cx21i,Cy21i)表示时,所有的所述CIE坐标(Cx11i,Cy11i)位于,由|Cx11-Cx11i|<0.0055,且|Cy11-Cy11i|<0.0074表示的区域内,所有的所述CIE坐标(Cx21i,Cy21i)位于,由|Cx21-Cx21i|<0.0055,且|Cy21-Cy21i|<0.0074表示的区域内,其中,1≤i≤n,1≤i≤m。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,在向所述多个第一发光单元供给所述第一电流时的所述多个第一发光单元的平均发光色度由CIE坐标(Cx11,Cy11)表示,向所述多个第二发光单元供给所述第一电流时的所述多个第二发光单元的平均发光色度由CIE坐标(Cx21,Cy21)表示,向所述多个第二发光单元供给所述第二电流时的所述多个第二发光单元的平均发光色度由CIE坐标(Cx22,Cy22)表示时,所述相同颜色被规定为,满足所述CIE坐标(Cx22,Cy22)位于以所述CIE坐标(Cx11,Cy11)为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧,所述不同颜色被规定为,满足所述CIE坐标(Cx21,Cy21)位于以所述CIE坐标(Cx11,Cy11)为中心的3阶麦克亚当椭圆上或外侧。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,在向所述多个第一发光单元供给所述第一电流时的所述多个第一发光单元各自的发光色度由CIE坐标(Cx11i,Cy11i)表示,向所述多个第二发光单元供给所述第一电流时的所述多个第二发光单元各自的发光色度由CIE坐标(Cx21i,Cy21i)表示时,所有的所述CIE坐标(Cx11i,Cy11i)位于,以所述CIE坐标(Cx11,Cy11)为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧,所有的所述CIE坐标(Cx21i,Cy21i)位于,以所述CIE坐标(Cx21,Cy21)为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧,其中,1≤i≤n,1≤i≤m。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,在所述第一发光单元群中包括的所有的所述第一荧光部件的色度的平均值由CIE坐标(CxP1,CyP1)表示,所述第二发光单元群中包括的所有的所述第二荧光部件的色度的平均值由CIE坐标(CxP2,CyP2)表示时,0.0066≤|CxP1-CxP2|,且0.0120≤|CyP1-CyP2|。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,所述第一荧光部件与所述第二荧光部件相比,荧光体种类、荧光体组成、荧光体中的激活元素种类、以及荧光体中的激活元素种类的浓度之中的至少一个不同。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,在将与所述第一LED芯片或所述第二LED芯片的发光波长相同的波长的光,照射到所述第一荧光部件以及所述第二荧光部件时,在将所述第一发光单元群中包括的所有的所述第一荧光部件的发光强度的平均值设为P1,将所述第二发光单元群中包括的所有的所述第二荧光部件的发光强度的平均值设为P2时,0.954≤P2/P1≤0.976。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,所述第一荧光部件以及所述第二荧光部件包括荧光体粒子,在将所述第一发光单元群中包括的所有的所述第一荧光部件的体积的平均值、以及所述荧光体粒子的体积浓度的平均值分别设为VP1以及D1,将所述第二发光单元群中包括的所有的所述第二荧光部件的体积的平均值、以及所述荧光体粒子的体积浓度的平均值分别设为VP2以及D2时,0.954≤D2/D1≤0.976,且VP1=VP2。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,所述第一荧光部件以及所述第二荧光部件包括荧光体粒子,在将所述第一发光单元群中包括的所有的所述第一荧光部件的体积的平均值、以及所述荧光体粒子的体积浓度的平均值分别设为VP1以及D1,将所述第二发光单元群中包括的所有的所述第二荧光部件的体积的平均值、以及所述荧光体粒子的体积浓度的平均值分别设为VP2以及D2时,0.954≤VP2/VP1≤0.976,且D1=D2。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,在将所述第一发光单元群中包括的所有的所述第一LED芯片间的中心间距的平均值设为D1,将所述第二发光单元群中包括的所有的所述第二LED芯片间的中心间距的平均值设为D2时,D1相对于D2的大小关系,与所述第一电流的值相对于所述第二电流的值的大小关系一致。

在本公开涉及的白色发光装置的一个形态中也可以,在将所述安装衬底中配置所述第一发光单元群的区域的全面积设为SM1,将构成所述第一发光单元群的所述第一发光单元的个数设为n,将所述安装衬底中配置所述第二发光单元群的区域的全面积设为SM2,将构成所述第二发光单元群的所述第二发光单元的个数设为m时,SM1/n相对于SM2/m的大小关系,与所述第一电流的值相对于所述第二电流的值的大小关系一致。

根据本公开,能够提供具备多个发光单元,并且,在被供给不同电流的发光单元混在一起的情况下,能够将多个发光单元的发光色度设为相同颜色的白色发光装置。

附图说明

图1是示出实施方式1涉及的白色发光装置的结构的一个例子的概略上面图。

图2是示出实施方式1涉及的白色发光装置的结构的一个例子的截面图。

图3是示出实施方式1涉及的布线电极的形状的上面图。

图4是示出比较例的白色发光装置的平均发光色度的变化的图表。

图5是示出与针对4500K至7000K的范围的白色光的Cx以及Cy的3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的Cx方向以及Cy方向的CIE色度最大差的图表。

图6A是示出实施方式1涉及的各个发光单元的发光色度的分布的例子的图。

图6B是示出实施方式1涉及的各个发光单元的发光色度的分布的其他的例子的图。

图6C是示出比较例的各个发光单元的发光色度的分布的例子的图。

图7是示出实施方式2涉及的白色发光装置的结构的一个例子的概略上面图。

图8是示出实施方式2涉及的白色发光装置的结构的一个例子的截面图。

图9是示出实施方式3涉及的白色发光装置的结构的一个例子的概略上面图。

图10是示出实施方式3涉及的白色发光装置的结构的一个例子的截面图。

图11是示出实施方式3涉及的布线电极的形状的上面图。

图12是用于说明发光单元群的全面积的规定例的发光单元以及安装衬底的截面图。

图13是用于说明发光单元群的全面积的其他的规定例的发光单元以及安装衬底的截面图。

图14是用于说明发光单元群的全面积的另一其他的规定例的白色发光装置的上面图。

具体实施方式

以下,对于本公开的实施方式,参照附图进行说明。而且,以下说明的实施方式,都示出本公开的一个具体例子。因此,以下的实施方式示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、工序、工序的顺序等是一个例子,不是限定本公开的宗旨。因此,对于以下实施方式的构成要素中的示出本公开的最上位概念的实施方案中没有记载的构成要素,作为任意的构成要素而被说明。

并且,各个图是示意图,并不一定是严密示出的图。因此,各个图中的缩尺等并不一定一致。而且,在各个图中,对实质上相同的结构附上相同的符号,省略或简化重复的说明。

(实施方式1)

[1-1.基本结构]

利用图1以及图2,说明实施方式1涉及的白色发光装置的基本结构。

图1以及图2分别是示出本实施方式涉及的白色发光装置11的结构的一个例子的概略上面图以及截面图。图2示出图1的白色发光装置11的II-II截面。

白色发光装置11是,照射白色的光的装置,如图1示出,具备第一发光单元群171、第二发光单元群172、以及安装衬底13。白色发光装置11还具备框18、以及反射树脂19。

第一发光单元群171具有,被供给第一电流的多个第一发光单元17a至17d。多个第一发光单元17a至17d分别具有,第一LED芯片以及第一荧光部件。如图1示出,第一发光单元17a至17d分别具有,第一LED芯片14a至14d、以及第一荧光部件16a至16d。多个第一发光单元17a至17d的每一个,与多个第一发光单元17a至17d之中的其他的至少一个第一发光单元相邻配置。

第二发光单元群172具有,被供给第二电流的多个第二发光单元17e至17h。多个第二发光单元17e至17h分别具有,第二LED芯片以及第二荧光部件。如图1示出,第二发光单元17e至17h分别具有,第二LED芯片14e至14h、以及第二荧光部件16e至16h。多个第二发光单元17e至17h的每一个,与多个第二发光单元17e至17h之中的其他的至少一个第二发光单元相邻配置。

在本实施方式中,第一发光单元群171以及第二发光单元群172,在安装衬底上相邻配置。第一发光单元群171,被配置在安装衬底13的中央部。第二发光单元群172,在第一发光单元群171的外侧分离为两个而被配置。据此,白色发光装置11具备,如图1所示的以矩阵状配置的第一发光单元17a至17d以及第二发光单元17e至17h。而且,第二发光单元群172的配置形态,不仅限于图1所示的例子。例如,第二发光单元群172也可以,包围第一发光单元群171的周围。并且,第二发光单元群172也可以,仅在第一发光单元群171的一方侧相邻配置。

安装衬底13是,用于安装第一发光单元群171以及第二发光单元群172的衬底。在本实施方式中,安装衬底13具有,两组布线电极12。经由两组布线电极12之中的一方的组的布线电极12,向第一发光单元17a至17d的第一LED芯片14a至14d供给电流,经由另一方的组的布线电极12,向第二发光单元17e至17h的第二LED芯片14e至14h供给电流。

如图2示出,布线电极12,与各个LED芯片的元件电极14E连接。并且,在各个第一LED芯片以及各个第二LED芯片的发光面,由透明粘接剂15,分别固定各个第一荧光部件以及各个第二荧光部件。

反射树脂19是,被配置在包括配置有各个第一发光单元以及各个第二发光单元的区域的安装衬底13上的区域的树脂。在本实施方式中,被配置在安装衬底13上的两个框18之间。反射树脂19,若是反射来自各个发光单元的光的树脂,则没有特别的限定。在本实施方式中,反射树脂19,由混合了氧化钛等的光反射性的粒子的硅树脂构成。

框18是,被设置在配置第一发光单元群171以及第二发光单元群172的区域的外侧的部件。框18是,用于抑制在配置反射树脂19时反射树脂19向安装衬底13上以及其外部的不必要的区域漏出的部件。框18,例如,由混合了氧化钛等的光反射性的粒子的硅树脂形成。

第一LED芯片14a至14d以及第二LED芯片14e至14h分别是,向第一荧光部件16a至16d以及第二荧光部件16e至16h照射光的光源。在本实施方式中,对于各个LED芯片,分别利用可以视为发光色度以及发光强度相同的LED芯片。在此,各个LED芯片的发光色度以及发光强度相同,以表示向一个荧光部件照射各个LED芯片的输出光时得到的合成光的发光色度的CIE坐标,位于以表示针对所有的LED芯片的平均发光色度(发光色度的平均值)的CIE坐标为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧的状态而被定义。

第一荧光部件16a至16d以及第二荧光部件16e至16h是,对来自各个LED芯片的光进行波长转换的部件。对于第一发光单元群171中包括的第一荧光部件16a至16d,分别利用可以视为发光色度以及发光强度相同的部件。

在此,各个荧光部件的发光色度以及发光强度相同,以表示向各个荧光部件照射一个LED芯片的输出光时得到的合成光的发光色度的CIE坐标,位于以表示针对所有的荧光部件的平均发光色度的CIE坐标为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧的状态而被定义。

对于第二发光单元群172中包括的第二荧光部件16e至16h,也同样利用可以视为各个发光色度以及发光强度相同的部件。在本实施方式中,若对第二发光单元群172中包括的第二荧光部件16e至16h、与第一发光单元群171中包括的第一荧光部件16a至16d进行比较,则荧光体种类、荧光体组成(成分比)、荧光体中的激活元素种类、以及荧光体中的激活元素种类的浓度之中的至少一个不同。

在本实施方式涉及的白色发光装置11中,在向第一发光单元17a至17d供给第一电流,并且,向第二发光单元17e至17h供给第二电流时,第一发光单元17a至17d的平均发光色度、与第二发光单元17e至17h的平均发光色度成为相同颜色。在此,在向第一发光单元17a至17d供给第一电流时的第一发光单元17a至17d的平均发光色度由CIE坐标(Cx11,Cy11)表示,向第二发光单元17e至17h供给第二电流时的第二发光单元17e至17h的平均发光色度由CIE坐标(Cx22,Cy22)表示时,相同颜色被规定为,满足所述CIE坐标(Cx22,Cy22)位于以所述CIE坐标(Cx11,Cy11)为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧。在此情况下,表示第二发光单元群172的平均发光色度的CIE坐标,位于以表示第一发光单元群171的平均发光色度的CIE坐标为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧,但是,第一发光单元群171的平均发光强度更高。

并且,在本实施方式涉及的白色发光装置11中,在向第一发光单元17a至17d以及第二发光单元17e至17h的双方供给相同的电流的情况下,第一发光单元17a至17d的平均发光强度、与第二发光单元17e至17h的平均发光强度相同。另一方面,第一发光单元17a至17d的平均发光色度、与第二发光单元17e至17h的平均发光色度成为不同颜色。在此情况下,第二发光单元群172的平均发光色度,位于以第一发光单元群171的平均发光色度为中心的3阶麦克亚当椭圆上或其外侧。也就是说,在向第一发光单元17a至17d供给第一电流时的第一发光单元17a至17d的平均发光色度由CIE坐标(Cx11,Cy11)表示,向第二发光单元17e至17h供给第一电流时的第二发光单元17e至17h的平均发光色度由CIE坐标(Cx21,Cy21)表示时,不同颜色被规定为,满足CIE坐标(Cx21,Cy21)位于以CIE坐标(Cx11,Cy11)为中心的3阶麦克亚当椭圆上或外侧。

如此,在第一发光单元、以及被供给与第一发光单元不同的电流的第二发光单元混在一起的情况下,能够将这些发光单元的发光色度设为相同颜色。据此,例如,将第一发光单元群配置在配光图案的中央部,从而能够实现中央部的亮度高(即,具有热区)、且中央部与周边部的发光色度为相同颜色的白色发光装置。

而且,第一电流以及第二电流的各个值,没有特别的限定。在本实施方式中,作为第一电流以及第二电流,分别利用针对白色发光装置11的第一发光单元17a至17d以及第二发光单元17e至17h的额定电流即第一额定电流以及第二额定电流。

[1-2.详细结构]

接着,说明本实施方式涉及的白色发光装置11的详细结构。

在本实施方式中,说明各个LED芯片的芯片尺寸、半导体层叠结构、额定电流以及额定波长(额定色度)相同,对各个荧光部件利用发光色度为不同颜色的两种板状的部件的情况。

对于各个LED芯片,利用在n型GaN衬底上形成n型GaN系层、InGaN活性层以及p型GaN系层的蓝色LED。将各个LED芯片倒装片安装在安装衬底13上,在图2的各个LED芯片的上侧端部(LED芯片的射出面)配置黄色的板状的第一荧光部件16a至16d或第二荧光部件16e至16h。在本实施方式中,将来自各个LED芯片的射出光的一部分在第一荧光部件16a至16d或第二荧光部件16e至16h进行波长转换,射出波长转换光。如此,合成来自各个LED芯片的射出光与该波长转换光,从而获得白色光。

对各个LED芯片,采用以主波长445nm为目的来制造的芯片。根据制造上的偏差,各个LED芯片的主波长,以445nm为中心具有分布,但是,与该波长对应的发光色度的平均值的CIE坐标(Cxl,Cyl)为,(0.1600,0.0400),色度的最大值与最小值的差(ΔCx,ΔCy),以CIE坐标系小于(0.0030,0.0020)。该差,若换算为波长,则与小于2nm相当。

在此,各个LED芯片的发光色度的分布的范围是,向一个荧光部件照射蓝色光时获得的合成光,看上去相同颜色的程度即可。具体而言,根据假设为将LED芯片、与CIE坐标系的色度(0.4347,0.5416)的荧光部件组合来LED光的63.3%被波长转换时的计算,若表示各个LED芯片的发光色度的CIE坐标与表示平均色度的CIE坐标的差小于(±0.0150,±0.0100),则能够将各个LED芯片视为相同的LED芯片。在此,根据波长445nm附近的InGaN系LED芯片的波长与色度的经验相关,知道相对于波长1nm的变化,表示色度的CIE坐标发生(-0.0015,0.0010)的变化。因此,在换算为发光波长时,若各个LED的发光波长的误差小于±10nm,则能够将各个LED芯片视为相同的LED芯片。

LED的发光强度的偏差的范围是,向一个荧光部件照射蓝色的激发光时获得的白色的合成光,看上去相同颜色的程度即可,具体而言,根据假设为与色度(0.4240,0.5220)的荧光部件的组合来LED光的63.3%被波长转换时的计算,若表示各个LED芯片的发光强度与平均强度的差小于±4.2%,则能够将各个LED芯片视为相同的LED芯片。

第一荧光部件16a至16d以及第二荧光部件16e至16h是,用于将来自各个LED芯片的光波长转换的波长转换材料(荧光体)分散在树脂、陶瓷、玻璃等的材料中的、板状的波长转换部件。对于波长转换材料,例如,能够利用YAG、CASN、SiAlON、LSN等的公知的波长转换材料。关于各个荧光部件,各个LED芯片侧的面成为与各个LED芯片的粘接面,其相反侧的面成为白色发光装置11的光射出面。

在本实施方式中,各个荧光部件是将YAG:Ce系的粒子与氧化铝陶瓷粒子均匀混合的复合体,利用作为荧光体的YAG粒子的占有率为20体积%的厚度100μm的板状的部件。对于第一荧光部件16a至16d,利用平均发光色度的CIE坐标(Cx,Cy)为(0.4347,0.5416)、偏差(ΔCx,ΔCy)小于(±0.0040,±0.0040)、发光强度相对于平均发光强度的误差小于±2.0%的部件。并且,对于第二荧光部件16e至16h,利用荧光体组成与第一荧光部件16a至16d不同的、平均发光色度的CIE坐标(Cx,Cy)为(0.4240,0.5220)、偏差(ΔCx,ΔCy)小于(±0.0040,±0.0040)、发光强度相对于平均发光强度的误差小于±2.0%的部件。以下,在表示色度时利用CIE坐标系,以(Cx,Cy)的排列值示出。

在此,第一荧光部件16a至16d的发光色度的分布的范围是,照射一个LED芯片的蓝色光时获得的合成光,看上去相同颜色的程度即可,具体而言,根据假设为与CIE坐标系的色度(0.1600,0.0400)的LED芯片的组合来LED光的63.3%被波长转换时的计算,若各个荧光部件的色度与平均色度的色度差以CIE坐标系小于(±0.0066,±0.0120),则能够将各个荧光部件视为相同的荧光部件。第二荧光部件16e至16h也是同样的。

并且,从第一荧光部件16a至16d发出的黄色光的发光强度的分布的范围是,照射一个激发光照射时获得的白色的合成光,看上去相同颜色的程度即可。具体而言,根据假设为与色度(0.4240,0.5220)的荧光部件的组合来LED光的63.3%被波长转换时的计算,若各个荧光部件的发光强度与平均发光强度的差小于±2.4%,则能够将各个荧光部件视为相同的荧光部件。第二荧光部件16e至16h也是同样的。

利用第一LED芯片14a至14d与第一荧光部件16a至16d的每一个由透明粘接剂15贴合而得到的第一发光单元17a至17d。并且,利用第二LED芯片14e至14h与第二荧光部件16e至16h的每一个由透明粘接剂15贴合而得到的第二发光单元17e至17h。

接着,对于安装衬底13的布线电极12,利用图3进行说明。图3是示出本实施方式涉及的布线电极12的形状的上面图。图3示出,安装衬底13的上面。并且,在图3中,与布线电极12一起示出各个发光单元。

如图3示出,关于白色发光装置11,在安装衬底13上的中央部,以分别由布线电极12串联连接的方式,将第一发光单元17a至17d排列为2行2列,从而形成第一发光单元群171。并且,在图3中,在第一发光单元群171的左右,以分别由布线电极12串联连接的方式,按每两个排列第二发光单元17e至17h,从而形成第二发光单元群172。第一发光单元群171与第二发光单元群172电分离。

并且,实际上,布线电极12,按照LED芯片的电极图案具有复杂的形状,但是,在图3中简化示出。

发光单元的色度因供给的电流值而发生变化是为人所知的。若增加向各个LED芯片供给的电流值,则各个LED芯片的发光波长偏移。可以认为,若增加向各个LED芯片供给的电流值,则发热量增加,导致荧光体的波长转换率降低、波长偏移等。因此,来自各个LED芯片的光与来自各个荧光部件的光的合成光的色度,伴随于这些现象来偏移。在此,对于上述的发光单元的发光色度的变化,利用图4进行说明。

图4是示出比较例的白色发光装置的平均发光色度的变化的图表。在此,比较例的白色发光装置,与本实施方式涉及的白色发光装置11同样,具备配置在中央的第一发光单元群、以及配置在其左右的第二发光单元群。图4示出,向第一发光单元群的四个边长0.8mm的LED芯片供给3安培的电流、向第二发光单元群的四个边长0.8mm的LED芯片供给0.1安培至3安培的电流时的、第二发光单元群的平均发光色度的变化量(ΔCx,ΔCy)。在此,在比较例的白色发光装置中,对第一发光单元群、以及第二发光单元群,利用相同的LED芯片以及相同的荧光部件。图4示出,与向第二发光单元群供给1安培时的平均发光色度的差。

如图4示出,可见,随着增加电流,表示色度的CIE坐标Cx以及Cy都减少。若比较估计车载前灯中应用的1安培时与3安培时,则可见,表示供给3安培时的发光色度的CIE坐标Cx以及Cy,与供给1安培时相比,分别减少0.0065以及0.0119。该发光色度的CIE坐标上的位移的朝向,与向表示LED芯片的色度的CIE坐标的朝向接近。因此,可以认为,该位移的主要因素是,与伴随于电流增加的LED芯片的温度上升联动的荧光体的发光效率的减少。因此,在本实施方式中,在实验上知道,1安培驱动时的来自荧光部件的光的比例为63.3%,对此,在3安培时减少到60.8%。

在此,在利用CIE坐标系的情况下,能够利用麦克亚当椭圆来表现相同颜色。关于麦克亚当椭圆,定义1阶至7阶,若位于3阶麦克亚当椭圆的内侧,则人的眼睛不能区别颜色。根据人的视觉的实验值求出麦克亚当椭圆,其椭圆的形状因颜色而不同。更简单而言,将以3阶麦克亚当椭圆外接的与Cx轴以及Cy轴平行的线为边的长方形,用于相同颜色的判断。

例如,在车载前灯的情况下,现在使用色温为5700K左右的白色光的情况多,但是,在本公开中将色温为4500K至7000K定义为白色光。图5是示出与针对4500K至7000K的范围的白色光的Cx以及Cy的3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的Cx方向以及Cy方向的CIE色度最大差的图表。根据图5,在CIE坐标的从中心的Cx小于±0.0055、Cy小于±0.0074的范围内时能够定义为相同颜色。

根据上述的相同颜色的定义,所述比较例的向发光单元供给1安培以及3安培的电流时的色度差,比与3阶麦克亚当椭圆外接的长方形大,可以说是不同颜色。

在此,对于本实施方式涉及的白色发光装置11的各个发光单元群的发光色度,利用图6A以及图6B进行说明。

图6A以及图6B分别是示出,本实施方式涉及的各个发光单元的发光色度的分布的例子的图。

在本实施方式涉及的白色发光装置11中,在额定电流使用状态下,向第一发光单元群171的各个第一发光单元供给作为第一额定电流的3安培的电流。另一方面,向第二发光单元群172的各个第二发光单元供给作为第二额定电流的1安培的电流。

在图6A中,右上的CIE坐标群示出,向第一发光单元群171供给作为第一额定电流的3安培时的各个第一发光单元的发光色度。在此,第一额定电流是,本实施方式涉及的第一电流的一个例子。图6A示出的CIE坐标110a至110d,分别示出第一发光单元17a至17d的发光色度。在此情况下,表示所有的第一发光单元的平均发光色度的CIE坐标(Cx11,Cy11)是,(0.3270,0.3449)。表示各个第一发光单元的发光色度的CIE坐标110a至110d位于以表示平均发光色度的CIE坐标(Cx11,Cy11)为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧。

在图6A中,左下的CIE坐标群示出,向第二发光单元群172供给作为第一额定电流的3安培的电流时的各个第二发光单元的发光色度。图6A示出的CIE坐标110e至110h,分别示出第二发光单元17e至17h的发光色度。在此情况下,表示所有的第二发光单元的平均发光色度的CIE坐标(Cx21,Cy21)是,(0.3205,0.3330)。表示各个第二发光单元的发光色度的CIE坐标110e至110h位于以表示平均发光色度的CIE坐标(Cx21,Cy21)为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧。

在此,表示所有的第一发光单元的平均发光色度的CIE坐标(Cx11,Cy11)、与表示所有的第二发光单元的平均发光色度的CIE坐标(Cx21,Cy21)的Cx以及Cy坐标的各个差(|Cx11-Cx21|,|Cy11-Cy21|)是(0.0065,0.0119)。如此,对于所述两个平均发光色度,不满足相当于上述的相同颜色的条件的位于与3阶麦克亚当椭圆611外接的长方形612的内部的“ΔCx小于0.0055且ΔCy小于0.0074”的条件。如上所述,第一发光单元群171的平均发光色度与第二发光单元群172的平均发光色度是不同颜色。实际上,在向各个第一发光单元以及各个第二发光单元供给第一额定电流(3安培),将白色发光装置11设置在前灯单元,以该驱动条件照射路面的情况下,配光图案的中央与周边的路面的颜色看上去不同。如此,也可以将不同颜色规定为,满足|Cx11-Cx21|≥0.0055,或|Cy11-Cy21|≥0.0074。

另一方面,图6B示出,表示向第一发光单元17a至17d供给作为第一额定电流的3安培时的第一发光单元17a至17d各自的发光色度的CIE坐标110a至11d。并且,图6B示出,表示向第二发光单元17e至17h供给作为第二额定电流的1安培时的第二发光单元17e至17h各自的发光色度的CIE坐标120e至120h。在此,第二额定电流是,本实施方式涉及的第二电流的一个例子。表示向各个第二发光单元供给作为第二额定电流的1安培的电流时的第二发光单元群172的平均发光色度的CIE坐标(Cx22,Cy22)是(0.3270,0.3449)。如上所述,表示第一发光单元群171的平均发光色度的CIE坐标(Cx11,Cy11)是(0.3270,0.3449)。因此,第二发光单元群172与第一发光单元群171的平均发光色度的Cx坐标的差|Cx11-Cx22|小于0.0055,并且,Cy坐标的差|Cy11-Cy22|小于0.0074。因此,可以说是,第一发光单元群171的平均发光色度与第二发光单元群172的平均发光色度是相同颜色。在将白色发光装置11设置在前灯单元,以向各个第一发光单元供给作为第一额定电流的3安培的电流,向各个第二发光单元供给作为第二额定电流的1安培的电流的状态来照射路面的情况下,中央部与周边部的路面的颜色看上去相同。如此,也可以将相同颜色规定为,满足|Cx11-Cx22|<0.0055,且|Cy11-Cy22|<0.0074。

在此,对于上述的比较例的各个发光单元的发光色度的分布,利用图6C进行说明。图6C是示出比较例的各个发光单元的发光色度的分布的例子的图。在比较例的白色发光装置中,如上所述,对第一发光单元群、以及第二发光单元群,利用相同的LED芯片以及相同的荧光部件。例如,利用与本实施方式涉及的第二荧光部件相同的色度为(0.4240,0.5220)的荧光部件。图6C示出,表示向各个第一发光单元供给作为第一额定电流的3安培的电流时的各个第一发光单元的发光色度的CIE坐标111a至111d。并且,图6C示出,表示向各个第二发光单元供给作为第二额定电流的1安培的电流时的、各个第二发光单元的色度分布的CIE坐标121e至121h。在此情况下,第一发光单元群的平均发光色度是(0.3205,0.3330),第二发光单元群的平均发光色度是(0.3270,0.3449)。表示此时的第一发光单元群与第二发光单元群的平均发光色度的CIE坐标的差是(0.0065,0.0119),不满足相当于相同颜色的条件的位于与3阶麦克亚当椭圆611外接的长方形612的内部的“ΔCx小于0.0055且ΔCy小于0.0074”的条件。如上所述,第一发光单元群的平均发光色度与第二发光单元群的平均发光色度是不同颜色。

在此,对于本实施方式涉及的白色发光装置11的第一电流以及第二电流,说明了利用第一额定电流(3安培)以及第二额定电流(1安培)的情况,但是,第一电流以及第二电流的值,不仅限于此。能够应用具有起因于白色发光装置的中央部与周边部利用相同的发光单元时的电流的差的所述色度的差成为ΔCx≥0.0055或ΔCy≥0.0074的驱动电压流差的任意的第一电流以及第二电流的值。

例如,在本实施方式中,说明将所有的第一荧光部件的色度的平均值(CxP1,CyP1)设为(0.4306,0.5340),将所有的第二荧光部件的色度的平均值(CxP2,CyP2)设为(0.4240,0.5220)时的情况。在此情况下,在向各个发光单元供给2.4安培的电流时因基于电流的温度上升等的影响,荧光部件的发光强度从全体的63.3%减少到61.7%,因此,表示从第一发光单元群171、第二发光单元群172发出的混合色的色度的CIE坐标,分别是(0.3270,0.3449),(0.3215,0.3375)。另一方面,表示向第二发光单元群的各个第二发光单元供给1.0安培的电流时的从第二发光单元群发出的混合色的色度的CIE坐标是(0.3270,0.3449)。

也就是,向第一发光单元群供给2.4安培的电流时、与向第二发光单元群供给1.0安培的电流时,色度均为(0.3270,0.3449),对此,向第一发光单元群与第二发光单元群的双方供给2.4安培的电流时,表示两者的色度的CIE坐标的差是(0.055(=0.3270-0.3215),0.074(=0.03449-0.3375)。该色度的差,相当于本实施方式中定义的相同颜色与不同颜色的边界值。因此,在本实施方式涉及的白色发光装置11中,在驱动时第一发光单元群171以及第二发光单元群172的发光色度成为相同颜色时的第一荧光部件与第二荧光部件的色度差是(0.0066(=0.4306-0.4240),0.0120(=0.5340-0.5220)。该值是,本实施方式涉及的白色发光装置11的效果表现的,第一荧光部件与第二荧光部件的色度差的边界值。

换而言之,可以说是,在对第一发光单元以及第二发光单元,利用相同颜色的LED芯片,并且,利用彼此的色度差为(0.0066,0.0120)以上的规定的值的第一荧光部件以及第二荧光部件的情况下,在将相同的电流供给到各个发光单元时,各个发光单元群的发光色度会成为不同颜色,在将分别固有的额定电流供给到各个发光单元时,各个发光单元群的发光色度会成为相同颜色。也就是说,在第一发光单元群中包括的所有的第一荧光部件的色度的平均值由CIE坐标(CxP1,CyP1)表示,第二发光单元群中包括的所有的第二荧光部件的色度的平均值由CIE坐标(CxP2,CyP2)表示时,在0.0066≤|CxP1-CxP2|,且0.0120≤|CyP1-CyP2|时能够使第一发光单元群171以及第二发光单元群172的发光色度成为相同颜色。

进而,在此,对于相同颜色的范围,利用CIE坐标值中的Cx值以及Cy值的差。也就是说,对于相同颜色的范围,利用与3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的内部。更严密而言,对于相同颜色的范围,也可以利用3阶麦克亚当椭圆的内部。即使在利用该范围的情况下,也按照第一电流以及第二电流,调整各个荧光部件的色度,从而能够获得本实施方式涉及的白色发光装置11的效果。

在此,若各个群中的各个发光单元的色度的分散在一定的范围内,则看上去相同颜色的效果更明显。具体而言,在向n个第一发光单元供给第一电流时的各个发光单元的发光色度由CIE坐标(Cx11i,Cy11i)(1≤i≤n)表示的情况下,在所有的CIE坐标(Cx11i,Cy11i),位于相当于与3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的|Cx11-Cx11i|<0.0055且|Cy11-Cy11i|<0.0074所表示的区域内时,看上去相同颜色的效果更明显。

同样,在向m个第二发光单元供给第一电流时的各个发光单元的发光色度由CIE坐标(Cx21i,Cy21i)(1≤i≤m)表示的情况下,在所有的CIE坐标(Cx21i,Cy21i),位于相当于与3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的|Cx21-Cx21i|<0.0055且|Cy21-Cy21i|<0.0074所表示的区域内时,看上去相同颜色的效果更明显。

进一步,同样,在表示所有的发光单元的发光色度的CIE坐标(Cx11i,Cy11i)以及(Cx21i,Cy21i),位于以它们的平均发光色度为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧时,组合两者的白色发光装置11的两个发光单元群看上去相同颜色的效果更明显。

在此,对第一发光单元群171中包括的第一荧光部件16a至16d、以及第二发光单元群172中包括的第二荧光部件16e至16h,利用了起因于荧光体组成(结构元素成分比)不同的色度不同的部件,但是,各个荧光部件的结构,不仅限于此。例如,在对第一荧光部件利用石榴石系荧光体分散的部件、对第二荧光部件利用硅酸盐系荧光体分散的部件等、改变荧光体种类的情况下,在改变荧光体中的激活元素种类(例如铈)的浓度的情况下,或者,在利用它们的组合使色度变化的情况下,若各个荧光部件的色度与本实施方式同样,则也能够获得同样的效果。

在此,关于白色发光装置11,在中央部利用了四个发光单元以作为第一发光单元群171,在左右利用了每两个发光单元以作为第二发光单元群172,但是,发光单元的配置,不仅限于此。例如,也可以利用在中央部上侧将两个第一发光单元在横方向上排列来串联连接的单元,以作为第一发光单元群,在第一发光单元群的下侧以及左右配置每两个第二发光单元,将共六个第二发光单元串联连接,以作为第二发光单元群。特别是,该结构有用于在上侧中央需要热区的车载前灯的近光灯用的光源。

并且,排列发光单元的个数、以及串联或并联的电连接结构,没有特别的限制,在中央部,配置将四个配置为一列而得到的四列的单元,以作为第一发光单元群,在第一发光单元群的左右配置将四个配置为一列而得到的每两个列的单元,以作为第二发光单元群的情况下,也获得同样的效果。

(实施方式2)

说明实施方式2涉及的白色发光装置。本实施方式涉及的白色发光装置,与实施方式1涉及的白色发光装置11不同之处是,荧光部件的结构。以下,对于本实施方式涉及的白色发光装置,以与实施方式1不同之处为中心进行说明。

[2-1.基本结构]

对于本实施方式涉及的白色发光装置的基本结构,利用图7以及图8进行说明。图7以及图8分别是示出本实施方式涉及的白色发光装置101的结构的一个例子的概略上面图以及截面图。图8示出图7的白色发光装置101的VIII-VIII截面。

如图7示出,本实施方式涉及的白色发光装置101具备,第一发光单元群271、第二发光单元群272、以及安装衬底13。白色发光装置101还具备框18、以及反射树脂19。

第一发光单元群271具有,被供给第一电流的多个第一发光单元27a至27d。多个第一发光单元27a至27d分别具有,第一LED芯片以及第一荧光部件。如图7示出,第一发光单元27a至27d分别具有,第一LED芯片24a至24d、以及第一荧光部件26a至26d。多个第一发光单元27a至27d的每一个,与多个第一发光单元27a至27d之中的其他的至少一个第一发光单元相邻配置。

第二发光单元群272具有,被供给第二电流的多个第二发光单元27e至27h。多个第二发光单元27e至27h分别具有,第二LED芯片以及第二荧光部件。如图7示出,第二发光单元27e至27h分别具有,第二LED芯片24e至24h、以及第二荧光部件26e至26h。多个第二发光单元27e至27h的每一个,与多个第二发光单元27e至27h之中的其他的至少一个第二发光单元相邻配置。

在实施方式2中,与实施方式1同样,对于各个第一LED芯片以及各个第二LED芯片,分别利用可以视为发光色度以及发光强度相同的部件。

对于用于第一发光单元群271的第一荧光部件26a至26d,分别利用可以视为发光色度以及发光强度相同的部件,对于用于第二发光单元群272的第二荧光部件26e至26h,也同样利用可以视为各个发光色度以及发光强度相同的部件。

进而,若比较各个第一荧光部件、与各个第二荧光部件,在各个荧光部件中,也可以是各个第一荧光部件的荧光体浓度高,也可以是各个第一荧光部件的厚度厚。据此,例如,在将第一额定电流等的相同电流供给到各个发光单元的情况下,各个发光单元群的平均发光强度相同,但是,关于平均发光色度,表示第二发光单元群272的平均发光色度的CIE坐标位于以表示第一发光单元群271的平均发光色度表的CIE坐标为中心的3阶麦克亚当椭圆上或其外侧。

在向各个第一发光单元供给第一额定电流、向各个第二发光单元供给第二额定电流的情况下,表示第二发光单元群272的平均发光色度的CIE坐标,位于以表示第一发光单元群271的平均发光色度的CIE坐标为中心做3阶麦克亚当椭圆的内侧,关于平均发光强度,以第一发光单元群高的方式,选择第一额定电流以及第二额定电流。在此,第一额定电流以及第二额定电流分别是,本实施方式涉及的第一电流以及第二电流的一个例子。

[2-2.详细结构]

接着,说明本实施方式涉及的白色发光装置101的详细结构。

在本实施方式中,利用的各个LED芯片的芯片尺寸、半导体层叠结构、额定电流以及额定波长(额定色度)相同。并且,对各个第一荧光部件以及各个第二荧光部件,利用材质、发光色度为相同颜色的板状的荧光部件。但是,各个第一荧光部件与各个第二荧光部件的厚度不同。

利用的各个LED芯片与实施方式1相同。表示其发光色度的平均值的CIE坐标是(0.1600,0.0400)。

对于各个荧光部件,与实施方式1相同,利用YAG的占有率为20体积%、平均发光色度由CIE坐标(0.4347,0.5416)表示、其偏差(ΔCx,ΔCy)小于(±0.0040、±0.0040)的板状的YAG与陶瓷的复合体。在本实施方式中,准备厚度不同的两种荧光部件,对各个第一荧光部件,利用厚度100.0μm的部件,对各个第二荧光部件,利用厚度96.1μm的部件。这些各个荧光部件具有,起因于制造误差的±3μm左右的厚度的分布。

在向这些厚度不同的各个荧光部件照射与各个LED芯片的发光波长相同的波长的光的情况下,发光色度由CIE坐标(0.4306,0.5416)表示,其偏差(ΔCx,ΔCy)小于(±0.0040、±0.0040)。另一方面,第一荧光部件与第二荧光部件的发光强度的比例为,100.0对96.1,发光强度,与荧光部件的厚度大致成比例。

在本实施方式中,也与实施方式1同样,在安装衬底13上的中央部对四个第一LED芯片24a至24d进行倒装片安装,在这些第一LED芯片24a至24d上分别粘接第一荧光部件26a至26d,形成第一发光单元群271。而且,四个第一LED芯片24a至24d,在安装衬底13上,由布线电极12串联连接。如图8示出,布线电极12,与各个LED芯片的元件电极24E连接。

并且,在安装衬底13上的第一发光单元群271的左右部,按每两个对第二LED芯片24e至24h进行倒装片安装,在这些第二LED芯片24e至24h上分别粘接第二荧光部件26e至26h,形成第二发光单元群272。而且,四个第二LED芯片24e至24h,在安装衬底13上,由布线电极12串联连接。如图8示出,布线电极12,与各个LED芯片的元件电极24E连接。

在此,对于本实施方式涉及的白色发光装置101的各个发光单元群的发光色度,利用上述的图6A以及图6B进行说明。

首先,利用图6A,说明向各个第一发光单元以及各个第二发光单元供给作为第一额定电流的3安培的电流的情况。与实施方式1涉及的各个发光单元群的发光色度同样,在此情况下,与实施方式1同样,第一发光单元的发光之中的从荧光体的发光为60.8%,所有的第一发光单元的平均发光色度由CIE坐标(0.3270,0.3449)表示。第一发光单元27a至27d的发光色度的CIE坐标,与实施方式1同样,由坐标110a至110d表示。如图6A示出,各个发光单元的发光色度的CIE坐标,具有分布,但是,位于与以平均发光色度的CIE坐标为中心的3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的内侧。

在向各个第二发光单元,供给与各个第一发光单元相同的第一额定电流3安培的情况下,第二发光单元27e至27h的发光色度的CIE坐标,与实施方式1同样,由坐标110e至110h表示。并且,表示各个第二发光单元的平均发光亮度的CIE坐标成为,与表示各个第一发光单元的平均发光亮度的CIE坐标不同的CIE坐标(0.3205,0.3330)。这是因为,如上所述,来自各个第二荧光部件的发光强度成为来自各个第一荧光部件的发光强度的96.1%的缘故。在此,如图6A示出,表示各个第二发光单元的发光色度的CIE坐标,位于与以平均发光色度的CIE坐标为中心的3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的内侧。另一方面,表示各个第二发光单元的发光色度的CIE坐标、与表示各个第一发光单元的平均色度的CIE坐标的差(ΔCx,ΔCy)是(0.0065,0.0119),不满足相当于相同颜色的条件的与3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的内侧的“ΔCx小于0.0055且ΔCy小于0.0074”的条件。因此,第二发光单元群的发光色度、与第一发光单元群的发光色度是不同颜色。

在本实施方式中,对各个第二荧光部件利用厚度比各个第一荧光部件薄的荧光部件,据此,来自各个第二荧光部件的发光强度比来自各个第二LED芯片的发光强度弱。因此,从第二发光单元,获得与来自第二LED芯片的发光(蓝色光)更近的合成光。

与实施方式1同样,本实施方式涉及的表示向各个第二发光单元供给作为第二额定电流的1安培的电流时的第二发光单元群的平均发光色度的CIE坐标是,图6B所示的(0.3270,0.3449),并且,各个发光单元的发光色度的CIE坐标位于与以平均发光色度的CIE坐标为中心的3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的内侧。如此,针对表示向各个第一发光单元供给第一额定电流时的第一发光单元群271的平均发光色度的CIE坐标、与表示向各个第二发光单元供给第二额定电流时的第二发光单元群272的平均发光色度的CIE坐标的差,成立|Cx11-Cx22|<0.0055,且|Cy11-Cy22|<0.0074,因此,可以说是,第一发光单元群的平均发光色度与第二发光单元群的平均发光色度是相同颜色。

在将本实施方式涉及的白色发光装置101设置在前灯单元,以向第一发光单元群供给作为第一额定电流的3安培,向第二发光单元群供给作为第二额定电流的1安培的电流的状态来照射路面的情况下,中央部与周边部的对象物的颜色看上去相同。

接着,说明第一发光单元群271以及第二发光单元群272的各个发光色度会成为相同颜色的边界值。

例如,研讨作为各个第一荧光部件以及各个第二荧光部件分别利用厚度100.0μm以及97.6μm的荧光部件,向各个第二发光单元,供给与各个第一发光单元相同的第一电流的2.4安培的电流的情况。在此情况下,表示所有的第一发光单元的平均发光色度以及所有的第二发光单元的平均发光色度的CIE坐标,分别是(0.3285,3449)以及(0.3244,0.3375)。这些CIE坐标的差(ΔCx,ΔCy)是(0.0041,0.0074),相当于相同颜色的条件的与3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的边界。也就是说,各个第二荧光部件的厚度比97.6μm大且100μm以下的情况意味着,第一发光单元群271以及第二发光单元群272的发光色度成为相同颜色。并且,在作为各个第二荧光部件利用例如厚度95.4μm的部件,向各个第二发光单元,供给与各个第一发光单元相同的第一电流的2.4安培的情况下,表示所有的第一发光单元的平均发光色度以及所有的第二发光单元的平均发光色度的CIE坐标分别是(0.3285,3449)以及(0.3187,0.3304)。这些坐标的差(ΔCx,ΔCy)是(0.0098,0.01454),相当于不同颜色的条件的与3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的外侧。另一方面,在向各个第二发光单元供给1安培的情况下,表示所有的第二发光单元的平均发光色度的CIE坐标是(0.3225,0.3375)。因此,表示所有的第一发光单元以及所有的第二发光单元的各个平均发光色度的CIE坐标的差(ΔCx,ΔCy)是(0.0060,0.0074),相当于相同颜色的条件的与3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的边界。也就是说,在各个第二荧光部件的厚度小于95.4μm的情况下,即使在向各个第一发光单元以及各个第二发光单元分别供给第一额定电流以及第二额定电流的情况下,各个发光单元群的发光色度也不成为相同颜色。

也就是说,在本实施方式中,在各个第一荧光部件的厚度为100.0μm,并且,各个第二荧光部件的厚度大于95.4μm小于97.6μm的情况下,第一发光单元群以及第二发光单元群的各个发光色度会成为相同颜色。

换而言之在将与构成第一发光单元群或第二发光单元群的LED芯片的发光波长相同的波长的光分别照射到第一荧光部件以及第二荧光部件时,在将第一荧光部件的发光强度的平均值设为P1,将第二荧光部件的发光强度的平均值设为P2时,在0.954≤P2/P1≤0.976的情况下,第一发光单元群以及第二发光单元群的各个发光色度会成为相同颜色。

以上,说明了作为第一荧光部件以及第二荧光部件,利用面积相同、厚度不同的部件,但是,各个荧光部件的结构,不仅限于此。来自荧光部件的发光强度,与荧光部件的体积、和荧光部件中包括的荧光体粒子的体积密度的乘积大致成比例,因此,在荧光部件的体积一定的情况下,发光强度与荧光体粒子的体积浓度大致成比例。并且,在荧光体粒子的体积浓度一定的情况下,发光强度与荧光部件的体积大致成比例。

也就是说,在第一荧光部件以及第二荧光部件中,在各个荧光部件的尺寸(在板状的荧光部件的情况下,其底面积以及高度)相同,荧光体的发光色度为相同颜色的情况下,在将第一荧光部件的荧光体粒子的体积浓度的平均值设为D1,将第二荧光部件的荧光体粒子的体积浓度的平均值设为D2时,若是0.954≤D2/D1≤0.976的范围,则能够实现本实施方式涉及的白色发光装置101。换而言之,在第一荧光部件以及第二荧光部件中,在荧光体的发光色度为相同颜色,将第一发光单元群中包括的所有的第一荧光部件的体积的平均值设为D1,将第二发光单元群中包括的所有的第二荧光部件的体积的平均值设为VP2时,若是0.954≤D2/D1≤0.976,且VP1=VP2,则能够实现本实施方式涉及的白色发光装置101。

也就是说,在向各个第一发光单元以及各个第二发光单元供给边界值的2.4安培的电流时,第一发光单元群以及第二发光单元群的各个发光色度是不同颜色,但是,在向各个第一发光单元以及各个第二发光单元分别供给2.4安培以及1安培的电流时,第一发光单元群以及第二发光单元群各发光色度成为相同颜色。

同样,在各个第一荧光部件以及各个第二荧光部件的荧光体粒子的体积浓度的平均值、以及荧光体的发光色度为相同颜色的情况下,若将所有的第一荧光部件的体积的平均值设为VP1,将所有的第二荧光部件的体积的平均值设为VP2,成立0.954≤VP2/VP1≤0.976,则能够实现本实施方式涉及的白色发光装置101。换而言之,在第一荧光部件以及第二荧光部件中,若荧光体的发光色度为相同颜色,0.954≤VP2/VP1≤0.976,且D1=D2,则能够实现本实施方式涉及的白色发光装置101。

也就是说,在向各个第一发光单元以及各个第二发光单元供给边界值的2.4安培的电流时,第一发光单元群以及第二发光单元群的各个发光色度是不同颜色,但是,在向各个第一发光单元以及各个第二发光单元分别供给2.4安培以及1安培的电流时,第一发光单元群以及第二发光单元群的各个发光色度成为相同颜色。

(实施方式3)

说明实施方式3涉及的白色发光装置。关于本实施方式涉及的白色发光装置,多个第一发光单元与多个第二发光单元的各个单元结构相同,但是,各个单元群的LED芯片的中心间距不同。以下,对于本实施方式涉及的白色发光装置,以与实施方式1不同之处为中心进行说明。

[3-1.基本结构]

对于本实施方式涉及的白色发光装置的基本结构,利用图9以及图10进行说明。图9以及图10分别是示出本实施方式涉及的白色发光装置201的结构的一个例子的概略上面图以及截面图。图10示出图9的白色发光装置201的X-X截面。

如图9示出,本实施方式涉及的白色发光装置201具备,第一发光单元群371、第二发光单元群372、以及安装衬底13。白色发光装置201还具备,框18、以及反射树脂19。

第一发光单元群371具有,被供给第一电流的多个第一发光单元37a至37f。多个第一发光单元37a至37f分别具有,第一LED芯片以及第一荧光部件。如图9示出,第一发光单元37a至37f分别具有,第一LED芯片34a至34f、以及第一荧光部件36a至36f。多个第一发光单元37a至37f的每一个,与多个第一发光单元37a至37f之中的其他的至少一个第一发光单元相邻配置。

第二发光单元群372具有,被供给第二电流的多个第二发光单元37g至37k、37m、37n、37p。多个第二发光单元37g至37k、37m、37n、37p分别具有,第二LED芯片以及第二荧光部件。如图9示出,第二发光单元37g至37k、37m、37n、37p分别具有,第二LED芯片34g至34k、34m、34n、34p、以及第二荧光部件36g至36k、36m、36n、36p。多个第二发光单元37g至37k、37m、37n、37p的每一个,与多个第二发光单元37g至37k、37m、37n、37p之中的其他的至少一个第二发光单元相邻配置。

在本实施方式中,对于各个第一LED芯片以及各个第二LED芯片,与实施方式1同样,分别利用可以视为发光色度以及发光强度相同的部件。

并且,对于各个第一荧光部件以及各个第二荧光部件,也同样,分别利用可以视为发光色度以及发光强度相同的部件。

在此,与第二发光单元群372的LED芯片的中心间距相比,第一发光单元群371的LED芯片的中心间距大。据此,各个发光单元群的散热性不同,因此,在将相同的第一额定电流供给到各个第一发光单元以及各个第二发光单元的情况下,各个发光单元群的平均发光强度相同,但是,关于平均发光色度,表示第二发光单元群372的平均发光色度的CIE坐标位于以表示第一发光单元群371的平均发光色度的CIE坐标为中心的3阶麦克亚当椭圆上或其外侧。

在向各个第一发光单元供给第一额定电流,向各个第二发光单元供给第二额定电流的情况下,表示第二发光单元群372的平均发光色度的CIE坐标位于以表示第一发光单元群371的平均发光色度的CIE坐标为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧,但是,关于平均发光强度,第一发光单元群高。

具体而言,例如,在如图7示出的例子那样LED芯片在上下左右以等间隔排列的情况下,关于第一发光单元,能够以与第一LED芯片24b相邻的第一LED芯片24c的中心间距定义,第一发光单元群的LED芯片的中心间距。并且,如图9的例子那样,在作为两个正交的方向的第一方向以及第二方向上分别相邻的其他的发光单元的LED芯片的中心间距不同的情况下,能够利用第一方向的中心间距、与正交于第一方向的第二方向的中心间距的平均值,定义第一发光单元群的LED芯片的中心间距。具体而言,能够将第一LED芯片34b和第一LED芯片34c的x轴方向的中心间距、与第一LED芯片34b和第一LED芯片34e的y轴方向的中心间距的平均值定义为中心间距。

而且,在像第一发光单元37a那样,在x轴方向上,仅在一侧存在其他的第一发光单元37b的情况,且在另一方侧存在第二发光单元37h的情况下,也可以还包括第一LED芯片34a与第二LED芯片34h的x轴方向的中心间距来进行平均值的计算。例如,将第一LED芯片34a、与第二LED芯片34h以及第一LED芯片34b的中心间距,分别设为Dha以及Dab,将第一LED芯片34c、与第一LED芯片34b以及第二LED芯片34k的中心间距,分别设为Dbc以及Dck。在此情况下,第一发光单元群的所有的第一LED芯片的x轴方向的中心间距的平均值,由以下的算式表示。

(Dha+Dab+Dbc+Dck)/4

第二发光单元群372也是同样的。在图9所示的例子中,能够将第二LED芯片34g和第二LED芯片34h的x轴方向的中心间距、与第二LED芯片34g和第二LED芯片34i的y轴方向的中心间距的平均值定义为第二发光单元群的LED芯片的中心间距。

而且,在像第二LED芯片34h那样,在x轴方向上,仅在一侧存在其他的第二LED芯片34g的情况,且在另一方侧存在第一LED芯片34a的情况下,也可以还包括第二LED芯片34g与第一LED芯片34a的x轴方向的中心间距来进行平均值的计算。

[3-2.详细结构]

接着,说明本实施方式涉及的白色发光装置201的详细结构。

在本实施方式中,用于各个发光单元的各个LED芯片,都与实施方式1同样,芯片尺寸、半导体层叠结构,额定电流以及额定波长(额定色度)相同。并且,用于各个发光单元的各个荧光部件的材质、发光色度、板厚以及浓度都相同。

相同是指,包括如所述实施方式所示作为发光单元组装时成为同样的发光色的范围内的偏差。

对于各个荧光部件,与实施方式1相同,利用YAG的占有率为20体积%、平均发光色度由CIE坐标(0.4240,0.5220)表示、其偏差(ΔCx,ΔCy)小于(±0.0040、±0.0040)的板状的YAG与陶瓷的复合体。

接着,对于安装衬底13的布线电极12,利用图11进行说明。图11是示出本实施方式涉及的布线电极12的形状的上面图。图11示出,安装衬底13的上面。并且,在图11中,与布线电极12一起示出各个发光单元。

如图10等示出,在安装衬底13上的中央部对边长0.8mm的六个第一LED芯片34a至34f进行倒装片安装,在这些第一LED芯片34a至34f上分别粘接第一荧光部件36a至36f,形成第一发光单元群371。而且,六个第一LED芯片34a至34f,在安装衬底13上,由布线电极12串联连接。如图10示出,布线电极12,与各个LED芯片的元件电极24E连接。

并且,在安装衬底13上的第一发光单元群371的左右部,按每四个对第二LED芯片34g至34k、34m、34n、34p进行倒装片安装,在这些第二LED芯片34g至34k、34m、34n、34p上分别粘接第二荧光部件36g至36k、36m、36n、36p,形成第二发光单元群372。而且,八个第二LED芯片34g至34k、34m、34n、34p,在安装衬底13上,由布线电极12串联连接。如图10示出,布线电极12,与各个LED芯片的元件电极34E连接。

在此,以第一发光单元群371的相邻的两个第一LED芯片34a与第一LED芯片34b等的x轴方向的中心间距(与第一发光单元群的LED芯片的x轴方向中心间距相同)成为1.2mm,第二发光单元群372的相邻的两个第二LED芯片34g与第二LED芯片34h等的x轴方向的中心间距(与第二发光单元群的LED芯片的x轴方向中心间距相同)成为1.0mm的方式进行安装。而且,在所述实施方式1以及2中,各个LED芯片的x轴方向的中心间距(与各个发光单元群的LED芯片的x轴方向中心间距相同)也是1.0mm。

与实施方式1同样,在向位于安装衬底13的端部的各个第二发光单元供给边界值的2.4安培的电流的情况下,表示所有的第二发光单元的平均发光色度的CIE坐标是与实施方式1相同的(0.3229,0.3375),各个第二发光单元的发光色度位于以表示平均发光色度的CIE坐标为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧。在向各个第一发光单元,供给2.4安培的电流的情况下,在各个第一发光单元中,散热性比第二发光单元高,因此,起因于电流的放热的影响的从第一荧光部件的发光衰减被限制于各个第二发光单元的83%左右。其结果为,所有的第一发光单元的平均发光色度成为与表示所述平均发光色度的CIE坐标不同的CIE坐标(0.3270,0.3449)。在此,表示各个第一发光单元的发光色度的CIE坐标,位于以表示所有的第一发光单元的平均发光色度的CIE坐标为中心的3阶麦克亚当椭圆的内侧。在向各个第一发光单元以及各个第二发光单元都供给2.4安培的电流时,表示它们的平均发光色度的CIE坐标的差(ΔCx,ΔCy)是(0.0040,0.0135),不满足相当于相同颜色的条件的与3阶麦克亚当椭圆外接的长方形的内部的“ΔCx小于0.0055且ΔCy小于0.0074”的条件,因此,是不同颜色。

在向各个第二发光单元供给1安培的电流的情况下,与实施方式1相同,表示第二发光单元群372的平均发光色度的CIE坐标成为(0.3270,0.3449)。因此,在向各个第一发光单元以及各个第二发光单元分别供给2.4安培以及1.0安培的电流的情况下,各个发光单元群的发光色度是相同颜色。

如此,将第一LED芯片间的中心间距比第二LED芯片间的中心间距扩大,消除基于供给电流的差的发热给荧光体的发光强度带来的影响,据此,在存在供给电流不同的发光单元群的白色发光装置中,能够使各个发光单元群的发光色成为相同颜色。

在将本实施方式涉及的白色发光装置201设置在前灯单元,以向各个第一发光单元供给作为第一额定电流的3安培,向各个第二发光单元供给作为第二额定电流的1安培的电流的状态来照射路面的情况下,表示第一发光单元群的平均发光色度的CIE坐标成为(0.3249,0.3411),与表示第二发光单元群的平均发光色度的CIE坐标(0.3270,0.3449)的差成为(0.0020,0.0038)。因此,在作为前灯照射路面的情况下,中央部与周边部的道路的颜色看上去相同。

关于该效果,因连结各个发光单元的安装衬底的散热特性的大小而绝对值不同,但是,在将第一发光单元群中包括的所有的第一LED芯片间的中心间距的平均值设为D1,将第二发光单元群中包括的所有的第二LED芯片间的中心间距的平均值设为D2时,在D1相对于D2的大小关系,与第一额定电流的值相对于所述第二额定电流的值的大小关系一致的情况下,能够看到消除该发热影响的效果。

进一步,在实施方式3中,由x轴方向的中心间距消除了发热影响,但是,另外,在将安装衬底中配置第一发光单元群的区域的全面积设为SM1,将构成第一发光单元群的第一发光单元的个数设为n,将安装衬底中配置第二发光单元群的区域的全面积设为SM2,将构成第二发光单元群的第二发光单元的个数设为m时,在SM1/n相对于SM2/m的大小关系,与第一额定电流的值相对于第二额定电流的值的大小关系一致的情况下,能够看到消除该发热影响的效果。

在此,对于发光单元群的全面积,利用图12至图14进行说明。图12以及图13是用于说明发光单元群的全面积的规定例的发光单元以及安装衬底的截面图。图14是用于说明发光单元群的全面积的另一其他的规定例的白色发光装置201的上面图。

如图12示出,各个发光单元(在图12中,第一发光单元37a以及37b)的各个LED芯片(在图12中,第一LED芯片34a以及34b)中发生的热,传导到安装衬底13。该传导的朝向,相对于安装衬底13的主面的法线而成为最大45度左右。因此,安装衬底13中的、主要贡献于各个LED芯片的热扩散的部分是,从各个LED芯片的端部远离安装衬底13的厚度Ts左右的位置为止的部分。因此,也可以将规定各个发光单元群的全面积的区域的端部定义为,从LED芯片的端部的距离为安装衬底13的厚度Ts左右的位置。但是,如图13示出,在第一发光单元群的第一发光单元37a、与第二发光单元群的第二发光单元37h的间隙,比安装衬底13的厚度Ts的两倍小的情况下,也可以将规定各个发光单元群的全面积的区域的端部设为,各个发光单元群的间隙的中点(或中线)。在图13示出的例子中,也可以将从各个发光单元的端部的距离为d0的位置定义为,规定各个发光单元群的全面积的区域的端部。

并且,在安装衬底13的厚度不一定的情况下等,如图14的粗线的虚线框371A、372A以及372B所示,也可以由连结各个发光单元群的位于最外侧的发光单元的外侧的端部的线包围的区域的面积,规定各个发光单元群的全面积。

进一步,在此,作为相同颜色利用了仅CIE坐标值的Cx、Cy值的差,但是,另外,在基于对中央部和周边部利用相同的发光单元时的电流的差的所述色度的差,位于以中央部的平均发光色度为中心的3阶麦克亚当椭圆上或其外侧的情况下,LED芯片与荧光部件的规格相同,但是,预先改变发光单元的中心间距,据此,能够确认同样能够成为相同颜色的效果。

根据本实施方式涉及的白色发光装置,在按照配置场所将供给电流值不同的发光单元混在一起的情况下,利用准备预先调整的组合的多个发光单元的白色发光装置11,从而能够实现使发光单元全面的发光色度成为相同颜色。

(变形例等)

以上,对于本公开涉及的白色发光装置,根据实施方式进行了说明,但是,本公开,不仅限于所述实施方式。

例如,在所述实施方式中,白色发光装置11具备八个发光单元,但是,发光单元的个数也可以不是八个。发光单元的个数为两个以上即可。

并且,在所述实施方式中,各个发光单元,具有一个LED芯片,但是,也可以具有多个LED芯片。例如,一个发光单元也可以具有,用于发生RGB(红,绿,蓝)的三种颜色的光的三个LED芯片。在此情况下也可以,各个LED芯片射出紫外光,在三个LED芯片分别粘接用于将紫外光波长转换为红、绿或蓝的光的荧光部件。

并且,对所述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态,或在不脱离本公开的宗旨的范围内任意组合所述实施方式的构成要素以及功能来实现的形态,也包含在本公开中。

本公开涉及的白色发光装置是,在面内需要的亮度不同、且需要颜色为相同的汽车的矩阵光束前灯等中特别有用的。

11 白色发光装置

12 布线电极

13 安装衬底

14a、14b、14c、14d、24a、24b、24c、24d、34a、34b、34c、34d、34e、34f 第一LED芯片

14e、14f、14g、14h、24e、24f、24g、24h、34g、34h、34i、34j、34k、34m、34n、34p 第二LED芯片

14E、24E、34E 元件电极

15 透明粘接剂

16a、16b、16c、16d、26a、26b、26c、26d、36a、36b、36c、36d、36e、36f 第一荧光部件

16e、16f、16g、16h、26e、26f、26g、26h、36g、36h、36i、36j、36k、36m、36n、36p 第二荧光部件

17a、17b、17c、17d、27a、27b、27c、27d、37a、37b、37c、37d、37e、37f 第一发光单元

17e、17f、17g、17h、27e、27f、27g、27h、37g、37h、37i、37j、37k、37m、37n、37p 第二发光单元

18 框

19 反射树脂

171、271、371 第一发光单元群

172、272、372 第二发光单元群

611 3阶麦克亚当椭圆

612 与3阶麦克亚当椭圆外接的长方形

相关技术
  • 白色发光化合物、白色发光照明装置及白色发光有机EL元件
  • 白色发光装置以及使用该白色发光装置的车辆用灯具
技术分类

06120112331734