(57)【要約】【課題】基板面内の温度分布を均一化することができる光源システムを提供する。【解決手段】第１回路(12)及び第２回路(14)が形成された基板(11)と、第１回路(12)に実装された少なくとも２つの第１発光素子(13)と、第２回路(14)に実装され、かつ複数の第１発光素子(13)に挟まれた少なくとも１つの第２発光素子(15)と、第１及び第２回路(12,14)に接続された電流制御部(18)とを含み、第１回路(12)と第２回路(14)とは、電気的に遮断可能であり、電流制御部(18)は、第２発光素子(15)に投入される電流値が第１発光素子(13)に投入される電流値より小さくなるように制御する光源システム(1)とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回路及び第２回路が形成された基板と、前記第１回路に実装された少なくとも２つの第１発光素子と、前記第２回路に実装され、かつ複数の前記第１発光素子に挟まれた少なくとも１つの第２発光素子とを含む光源システムであって、
前記第１及び第２回路に接続された電流制御部を含み、
前記第１回路と前記第２回路とは、電気的に遮断可能であり、
前記電流制御部は、前記第２発光素子に投入される電流値が前記第１発光素子に投入される電流値より小さくなるように制御することを特徴とする光源システム。
【請求項２】
前記電流制御部は、前記第１及び第２発光素子のそれぞれに印加される電圧値に基づいて、前記第１及び第２発光素子のそれぞれに投入される電流値を制御する請求項１に記載の光源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子を含む光源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Light Emitting Diode、以下「ＬＥＤ」と称する。）や半導体レーザ等の発光素子は、各種の発光デバイスに使用されている。特に、複数の発光素子を基板上に集積化した光源は、液晶バックライト用光源、インジゲータ用光源、ディスプレイ用光源、読み取りセンサ用光源等へ適用されている。しかし、複数の発光素子を集積化した光源には、発光素子から発せられる熱により、例えば発光素子が実装された基板が劣化する等の課題があった。
【０００３】
上記課題を解決するため、特許文献１や特許文献２には、ＬＥＤのジャンクション温度（Ｔｊ）に応じてＬＥＤに投入する電流値を制御できる光源が提案されている。この光源によれば、ＬＥＤのＴｊの上昇を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００４−３１９５９５号公報
【特許文献２】特開２００５−３２４６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１や特許文献２に開示された光源では、全てのＬＥＤに対して一律に投入電流値を制御するため、例えば、基板の中心に実装されたＬＥＤのＴｊと、基板の端部に実装されたＬＥＤのＴｊとで差異が生じ、基板面内の温度分布が不均一になる可能性があった。そのため、上記光源では、基板の反り等の不具合が生じるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、基板面内の温度分布を均一化することができる光源システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光源システムは、第１回路及び第２回路が形成された基板と、前記第１回路に実装された少なくとも２つの第１発光素子と、前記第２回路に実装され、かつ複数の前記第１発光素子に挟まれた少なくとも１つの第２発光素子とを含む光源システムであって、
前記第１及び第２回路に接続された電流制御部を含み、
前記第１回路と前記第２回路とは、電気的に遮断可能であり、
前記電流制御部は、前記第２発光素子に投入される電流値が前記第１発光素子に投入される電流値より小さくなるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光源システムによれば、温度が上昇し易い発光素子に対し、その他の発光素子よりも投入電流を低減することで、基板面内の温度分布を均一化することができる。これにより、例えば基板の反り等の不具合を防止し、光源システムの長寿命化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の光源システムは、第１回路及び第２回路が形成された基板と、前記第１回路に実装された少なくとも２つの第１発光素子と、前記第２回路に実装され、かつ複数の前記第１発光素子に挟まれた少なくとも１つの第２発光素子とを含む。
【０００９】
上記基板を構成する基材は特に限定されず、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ等からなるセラミック基材や、無機フィラと熱硬化性樹脂とを含むコンポジット基材等を使用できる。あるいは、上記基板の放熱性を高めるために、アルミニウム等からなる金属基材上に電気絶縁層（例えば上記コンポジット基材）を形成した積層基材を使用することもできる。上記基材の厚みは、例えば０．５〜３ｍｍ程度である。
【００１０】
上記第１及び第２発光素子としては、例えば、波長が５９０〜６５０ｎｍの赤色光を発する赤色ＬＥＤや、波長が５００〜５５０ｎｍの緑色光を発する緑色ＬＥＤや、波長が４５０〜５００ｎｍの青色光を発する青色ＬＥＤ等を使用することができる。上記赤色ＬＥＤとしては、例えばＡｌＩｎＧａＰ系材料を用いたＬＥＤが使用できる。また、上記緑色ＬＥＤや上記青色ＬＥＤとしては、例えばＩｎＧａＡｌＮ系材料を用いたＬＥＤが使用できる。なお、本発明において、上記第１発光素子の個数は２つ以上であれば特に限定されない。また、上記第１発光素子に挟まれる上記第２発光素子の個数についても特に限定されず、少なくとも１つ備えていればよい。
【００１１】
本発明の光源システムを白色光源用システムとして使用する場合は、上記第１及び第２発光素子として青色ＬＥＤを使用し、かつ上記第１及び第２発光素子を覆うようにして蛍光体層を形成すればよい。例えば、上記第１及び第２発光素子から発せられた光を吸収し蛍光を発する蛍光体をシリコーン樹脂等に分散させて蛍光体ペーストを形成し、上記第１及び第２発光素子上に上記蛍光体ペーストを塗布して上記蛍光体層を形成すればよい。上記蛍光体としては、例えば、ガーネット構造系Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12:Ｃｅ3+、シリケート系（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4:Ｅｕ2+等の緑色光を発する蛍光体や、サイアロン系Ｃａ-Ａｌ-Ｓｉ-Ｏ-Ｎ:Ｅｕ2+、シリケート系（Ｓｒ，Ｃａ）2ＳｉＯ4:Ｅｕ2+、ガーネット構造系（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12:Ｃｅ3+等の黄色光を発する蛍光体や、ニトリドシリケート系Ｓｒ2Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ2+、ニトリドアルミノシリケート系ＣａＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系Ｓｒ2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7:Ｅｕ2+、硫化物系ＣａＳ:Ｅｕ2+等の赤色光を発する蛍光体等が使用できる。
【００１２】
そして、本発明の光源システムは、上記構成に加え、上記第１及び第２回路に接続された電流制御部を含む。そして、上記第１回路と上記第２回路とは、電気的に遮断可能であり、上記電流制御部は、上記第２発光素子に投入される電流値が上記第１発光素子に投入される電流値より小さくなるように制御する。上記第２発光素子は、上記第１発光素子に挟まれているため、上記第１発光素子に比べ熱の放散性が低下し、温度が上昇し易い。本発明における上記電流制御部は、温度が上昇し易い第２発光素子への投入電流が、温度が比較的上昇し難い第１発光素子への投入電流より小さくなるように制御する。これにより、基板面内の温度分布を均一化することができる。よって、本発明の光源システムによれば、例えば基板の反り等の不具合を防止し、光源システムの長寿命化が可能となる。また、無駄な投入電流を低減できるため、省エネルギー化が容易となる。
【００１３】
上記第１回路と上記第２回路とは、電気的に遮断可能であればよく、例えば上記第１回路と上記第２回路とが電気的に接触することなく、それぞれ独立して形成されていてもよいし、上記第１回路と上記第２回路とが、開閉スイッチを介して接続されていてもよい。なお、上記電流制御部は、例えばコンピュータに使用される演算処理装置等が使用できる。
【００１４】
本発明の光源システムは、上記電流制御部が、上記第１及び第２発光素子のそれぞれに印加される電圧値に基づいて、上記第１及び第２発光素子のそれぞれに投入される電流値を制御する光源システムであってもよい。光源システムを点灯させた際、上記第１及び第２発光素子の温度上昇の程度によって、それぞれに印加される電圧値が変化する。その印加される電圧値に基づいてそれぞれに投入される電流値を制御することによって、基板面内の温度分布の均一化がより容易となる。
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、参照する図面においては、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の符号で示し、重複する説明を省略する場合がある。
【００１６】
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る光源システムに使用される光源の平面図である。また、図１Ｂは、図１Ａに示す光源を用いた本発明の一実施形態に係る光源システムの概略構成図である。
【００１７】
図１Ａに示すように、光源１０は、基板１１と、基板１１上の第１回路１２に実装された６つの第１発光素子１３と、基板１１上の第２回路１４に実装された３つの第２発光素子１５とを含む。第２発光素子１５は、それぞれ２つの第１発光素子１３に挟まれている。また、第１及び第２回路１２，１４には、それぞれの両端に端子１６が設けられている。そして、図１Ｂに示すように、第１及び第２回路１２，１４には、それぞれ回路に流れる電流を一定の値に維持する定電流制御部１７が設けられている。なお、第１回路１２と第２回路１４とは、電気的に遮断可能となるように形成されている。
【００１８】
図１Ｂに示すように、光源システム１は、上述した光源１０と、それぞれの定電流制御部１７に接続された中央制御部１８とを含む。中央制御部１８は、第１及び第２発光素子１３，１５のそれぞれに印加される電圧値に基づいて、第２発光素子１５に投入される電流値が第１発光素子１３に投入される電流値より小さくなるように制御する。これにより、基板１１の面内における温度分布を均一化することができるため、例えば基板１１の反り等の不具合を防止することができる。なお、中央制御部１８は、上述した「電流制御部」に相当する。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例について説明する。なお本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２０】
本発明の実施例として、図１Ａ，Ｂに示す光源システムを作製し、以下に示す方法で評価した。基板としては、Ａｌ2Ｏ3からなる基板（２４ｍｍ×３０ｍｍ、厚み：１ｍｍ）を用いた。第１及び第２発光素子としては、いずれもＧａＮ系材料からなる青色ＬＥＤ（１ｍｍ×１ｍｍ、厚み：３００μｍ）を用いた。
【００２１】
（ジャンクション温度と電圧との関係）
上記実施例の光源システムを１９℃、３８℃、５７℃及び７３℃に維持された恒温槽内にそれぞれ載置して１時間放置し、定常状態となった後で、第１及び第２発光素子をそれぞれ任意に１つずつ選び、それらの発光素子における光取り出し側の主面の温度を測定して、その値をジャンクション温度（Ｔｊ）とした。これと同時に、第１及び第２発光素子のそれぞれに１ｍＡの電流を投入し、それぞれの発光素子に印加される電圧（１つあたりに印加される電圧）を測定した。結果を図２に示す。図２に示すように、Ｔｊと電圧との関係については、第１及び第２発光素子で相違はなかった。
【００２２】
（投入電流値とＴｊとの関係）
上記実施例の光源システムの第１及び第２発光素子のそれぞれに、同じ大きさの電流（５０ｍＡ、１００ｍＡ、１５０ｍＡ、２００ｍＡ及び２５０ｍＡ）を投入して１時間点灯させた後で、それぞれの発光素子に印加される電圧（１つあたりに印加される電圧）を測定し、その値からＴｊを算出した。結果を図３に示す。図３に示すように、第１発光素子については、Ｔｊが比較的安定していたが、第２発光素子については、投入電流値が大きくなるにつれＴｊが高くなる傾向が見られた。そこで、中央制御部により、第１発光素子に対して２００ｍＡの電流を投入し、第２発光素子に対して１２５ｍＡの電流を投入して１時間点させた後で、上述と同様にＴｊを算出したところ、両者のＴｊの差は１℃程度となった。また、中央制御部により、第１発光素子に対して２５０ｍＡの電流を投入し、第２発光素子に対して１３０ｍＡの電流を投入して１時間点灯させた後で、上述と同様にＴｊを算出したところ、同じく両者のＴｊの差は１℃程度となった。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の光源システムは、例えば、一般照明、演出照明（サイン灯等）、自動車用照明（特に前照灯）等に使用される照明装置や、街頭用大型ディスプレイ、プロジェクタ等に使用される表示装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】Ａは本発明の一実施形態に係る光源システムに使用される光源の平面図であり、ＢはＡに示す光源を用いた本発明の一実施形態に係る光源システムの概略構成図である。
【図２】本発明の実施例の光源システムにおけるジャンクション温度と電圧との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例の光源システムにおける投入電流値とジャンクション温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１  光源システム
１０  光源
１１  基板
１２  第１回路
１３  第１発光素子
１４  第２回路
１５  第２発光素子
１６  端子
１７  定電流制御部
１８  中央制御部
【図１】
2008004827.tif 000003
【図２】
2008004827.tif 000004
【図３】
2008004827.tif 000005