(57)【要約】      （修正有）【課題】温度上昇に起因して赤色ＬＥＤ列で発生する輝度減衰を低減することが可能なＬＥＤデバイスを提供する。【解決手段】ＬＥＤデバイス１００は、ドライバ１１０と、ドライバに直列で結合されている赤色ＬＥＤ列１２０と、赤色ＬＥＤ列と並列に、ドライバと直列に結合されているインピーダンス供給部１３０とを備え、インピーダンス供給部は、値が周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給し、ドライバは、赤色ＬＥＤ列および少なくとも１つのインピーダンス供給部と直列に結合され、シャントインピーダンスおよび内部インピーダンスに応じて、赤色ＬＥＤ列および少なくとも１つのインピーダンス供給部を流れるように分割される駆動電流を供給する。【選択図】図１
2012146985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部インピーダンスを持ち、第１の波長の光を放出する第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記第１のＬＥＤと並列に結合されており、値が周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給する少なくとも１つのインピーダンス供給部と、
前記第１のＬＥＤおよび前記少なくとも１つのインピーダンス供給部のそれぞれに直列で結合されており、前記シャントインピーダンスおよび前記内部インピーダンスに応じて前記第１のＬＥＤおよび前記少なくとも１つのインピーダンス供給部に流れるように分割される駆動電流を供給するドライバと
を備えるＬＥＤデバイス。
【請求項２】
前記少なくとも１つのインピーダンス供給部は、複数のインピーダンス供給部を有し、前記複数のインピーダンス供給部はそれぞれ、値が前記周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給する請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項３】
前記少なくとも１つのインピーダンス供給部は、正温度係数の半導体部材、サーミスタ、トランジスタ、または、ダイオードを有する請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項４】
前記ドライバ、前記第１のＬＥＤ、および、前記少なくとも１つのインピーダンス供給部に直列で結合されており、第２の波長の光を放出する第２のＬＥＤをさらに備える請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項５】
前記第２のＬＥＤ、前記第１のＬＥＤ、および、前記ドライバは、前記第２のＬＥＤが前記ドライバと前記第１のＬＥＤとの間に結合されるように、または、前記第１のＬＥＤが前記ドライバと前記第２のＬＥＤとの間に結合されるように、直列に結合される請求項４に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項６】
前記駆動電流は、前記第１のＬＥＤを流れる第１の部分駆動電流と、前記少なくとも１つのインピーダンス供給部を流れる第２の部分駆動電流とに分割され、前記第１の部分駆動電流の値と前記第２の部分駆動電流の値との比は、前記少なくとも１つのインピーダンス供給部が供給する前記シャントインピーダンスの値と前記第１のＬＥＤの前記内部インピーダンスの値との比に比例する請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項７】
内部インピーダンスを有し、第１の波長の光を放出する第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記第１のＬＥＤと並列に結合されており、値が周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給する少なくとも１つのインピーダンス供給部と、
それぞれが前記第１のＬＥＤおよび前記少なくとも１つのインピーダンス供給部と直列で結合されている１以上の第２のＬＥＤから構成される第２のＬＥＤ列であって、前記１以上の第２のＬＥＤはそれぞれ、前記第１の波長より小さい波長の光を放出する第２のＬＥＤ列と、
前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ列、および前記少なくとも１つのインピーダンス供給部に直列で結合されており、前記第２のＬＥＤ列に駆動電流を供給するドライバと
を備え、
前記駆動電流は、前記シャントインピーダンスおよび前記内部インピーダンスに応じて前記第１のＬＥＤおよび前記少なくとも１つのインピーダンス供給部に流れるように分割されるＬＥＤデバイス。
【請求項８】
前記少なくとも１つのインピーダンス供給部は、複数のインピーダンス供給部を有し、前記複数のインピーダンス供給部はそれぞれ、値が前記周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給する請求項７に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つのインピーダンス供給部は、正温度係数の半導体部材、サーミスタ、トランジスタ、または、ダイオードを含む請求項７に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項１０】
前記第１のＬＥＤは、赤色ＬＥＤを有し、
前記第２のＬＥＤ列は、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、近青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、または、これらの組み合わせを有する請求項７に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項１１】
それぞれが前記ドライバ、前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ列、および、前記少なくとも１つのインピーダンス供給部に直列で結合されている１以上の第３のＬＥＤから構成される第３のＬＥＤ列をさらに備え、前記１以上の第３のＬＥＤはそれぞれ、前記第１の波長より小さい波長の光を放出する請求項７に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項１２】
前記第３のＬＥＤ列は、前記ドライバと前記第１のＬＥＤとの間で直列に結合される請求項１１に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項１３】
前記駆動電流は、前記第１のＬＥＤに流れる第１の部分駆動電流と、前記少なくとも１つのインピーダンス供給部に流れる第２の部分駆動電流とに分割され、
前記第１の部分駆動電流の値と前記第２の部分駆動電流の値との比は、前記少なくとも１つのインピーダンス供給部が供給する前記シャントインピーダンスの値と前記第１のＬＥＤの前記内部インピーダンスの値との比に比例する請求項１１に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項１４】
内部インピーダンスを持ち、第１の光低下が発生する第１のＬＥＤと、
前記第１のＬＥＤに並列に結合されており、値が周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給する少なくとも１つのインピーダンス供給部と、
前記第１のＬＥＤおよび前記少なくとも１つのインピーダンス供給部のそれぞれに直列で結合されており、第２の光低下が発生する第２のＬＥＤと、
前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ、および、前記少なくとも１つのインピーダンス供給部のそれぞれに直列で結合されており、前記第２のＬＥＤに駆動電流を供給するドライバと
を備え、
前記第１の光低下は、前記第２の光低下よりも大きく、
前記駆動電流は、前記シャントインピーダンスおよび前記内部インピーダンスに応じて前記第１のＬＥＤおよび前記少なくとも１つのインピーダンス供給部に流れるように分割される照明装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのインピーダンス供給部は、正温度係数の半導体部材、サーミスタ、トランジスタ、または、ダイオードを有する請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記第１のＬＥＤ、前記第２のＬＥＤ、前記少なくとも１つのインピーダンス供給部、および、前記ドライバに直列で結合されており、第３の光低下が発生する第３のＬＥＤをさらに備える請求項１４に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記第１の光低下は、前記第３の光低下よりも大きい請求項１６に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記第３のＬＥＤは、前記ドライバと前記第１のＬＥＤとの間で直列に結合されている請求項１７に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記第１のＬＥＤは、赤色ＬＥＤを有し、
前記第２のＬＥＤは、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、近青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、または、これらの組み合わせを有し、
前記第３のＬＥＤは、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、近青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、または、これらの組み合わせを有する請求項１７に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記駆動電流は、前記第１のＬＥＤを流れる第１の部分駆動電流および前記少なくとも１つのインピーダンス供給部を流れる第２の部分駆動電流に分割され、
前記第１の部分駆動電流の値と前記第２の部分駆動電流の値との比は、前記少なくとも１つのインピーダンス供給部が供給する前記シャントインピーダンスの値と前記第１のＬＥＤの前記内部インピーダンスの値との比に比例する請求項１４に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、台湾特許出願第１００１０１１３５号（出願日：２０１１年１月１２日）による優先権の恩恵を主張する。上記の特許出願の内容は全て、参照により本願に組み込まれ、本明細書の一部を成す。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、照明装置およびその発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスの構造に関する。特に、輝度減衰（発光低下、光低下、光減衰、光減少または光劣化）を低減したＬＥＤデバイス、および、温度上昇に起因する赤色ＬＥＤの輝度減衰を低減する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
環境保護を求める声が高まる中、日常生活における照明としてＬＥＤの利用が当然の流れとなっている。従来の技術によると、青色ＬＥＤチップおよび赤色ＬＥＤチップが通常、温かみのある照明を提供する照明装置であって、黄色蛍光体および赤色蛍光体が製造時に用いられる照明装置で用いられている。この種の照明装置の動作時間が長くなると、照明装置の周囲の周囲温度は通常、上昇する。特に、赤色ＬＥＤの輝度減衰は通常、青色ＬＥＤの輝度減衰と比べてより顕著になるので、青色ＬＥＤよりも赤色ＬＥＤにおいて輝度減衰（発光低下、光低下、光減衰、光減少または光劣化）がより深刻な問題となることが多い。このため、従来の照明装置が提供する照明は、時間が経過すると大幅に変化する傾向があり、このような照明装置の発光性能は大きく損なわれる。
【０００４】
このため、この分野では、発光効率を高く維持しつつ長期間にわたって安定した動作が可能な照明装置を提供することが重要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、温度上昇に起因して赤色ＬＥＤ列で発生する輝度減衰を低減することが可能なＬＥＤデバイスを提供する。
【０００６】
本発明はさらに、温度上昇に起因して赤色ＬＥＤ列で発生する輝度減衰を低減することが可能な照明装置を提供する。当該照明装置は、周囲温度が高い場合でもマクアダム楕円７ステップの要件、最適にはマクアダム楕円４ステップの要件を満たす光を放出することができるという点で有益である。
【０００７】
一の側面によると、ＬＥＤデバイスは、第１のＬＥＤと、少なくとも１つのインピーダンス供給部と、ドライバとを備えるとしてよい。第１のＬＥＤは、内部インピーダンスを持ち、第１の波長の光を放出するとしてよい。少なくとも１つのインピーダンス供給部は、第１のＬＥＤと並列に結合されており、値が周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給するとしてよい。ドライバは、第１のＬＥＤおよび少なくとも１つのインピーダンス供給部に直列で結合されているとしてよい。ドライバは、シャントインピーダンスおよび内部インピーダンスに応じて第１のＬＥＤおよび少なくとも１つのインピーダンス供給部に流れるように分割される駆動電流を供給するとしてよい。
【０００８】
一実施形態によると、駆動電流は、第１のＬＥＤを流れる第１の部分駆動電流と、少なくとも１つのインピーダンス供給部を流れる第２の部分駆動電流とに分割される。第１の部分駆動電流の値と第２の部分駆動電流の値との比は、少なくとも１つのインピーダンス供給部が供給するシャントインピーダンスの値と第１のＬＥＤの内部インピーダンスの値との比に比例するとしてよい。
【０００９】
一実施形態によると、少なくとも１つのインピーダンス供給部は、複数のインピーダンス供給部を有し、複数のインピーダンス供給部はそれぞれ、値が前記周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給するとしてよい。
【００１０】
一実施形態によると、少なくとも１つのインピーダンス供給部は、正温度係数の半導体部材、サーミスタ、トランジスタ、または、ダイオードを有するとしてよい。
【００１１】
一実施形態によると、ＬＥＤデバイスはさらに、ドライバ、第１のＬＥＤ、および、少なくとも１つのインピーダンス供給部に直列で結合されている第２のＬＥＤを備えるとしてよい。第２のＬＥＤは、第２の波長の光を放出するとしてよい。
【００１２】
一実施形態によると、第２のＬＥＤ、第１のＬＥＤおよびドライバは、第２のＬＥＤがドライバと第１のＬＥＤとの間に結合されるように、または、第１のＬＥＤがドライバと第２のＬＥＤとの間に結合されるように、直列に結合されるとしてよい。
【００１３】
一実施形態によると、第２のＬＥＤは、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、近青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、または、これらの組み合わせを有するとしてよい。
【００１４】
別の側面によると、ＬＥＤデバイスは、第１のＬＥＤと、少なくとも１つのインピーダンス供給部と、１以上の第２のＬＥＤから構成される第２のＬＥＤ列と、ドライバとを備えるとしてよい。第１のＬＥＤは、内部インピーダンスを有し、第１の波長の光を放出するとしてよい。少なくとも１つのインピーダンス供給部は、第１のＬＥＤと並列に結合されており、値が周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給するとしてよい。１以上の第２のＬＥＤで構成される列は、第１のＬＥＤおよび少なくとも１つのインピーダンス供給部と直列で結合されてよい。１以上の第２のＬＥＤはそれぞれ、第１の波長より小さい波長の光を放出するとしてよい。ドライバは、第１のＬＥＤ、第２のＬＥＤ列、および少なくとも１つのインピーダンス供給部に直列で結合されているとしてよい。ドライバは、第２のＬＥＤ列に駆動電流を供給するとしてよい。駆動電流は、シャントインピーダンスおよび内部インピーダンスに応じて第１のＬＥＤおよび少なくとも１つのインピーダンス供給部に流れるように分割される。
【００１５】
一実施形態によると、駆動電流は、第１のＬＥＤを流れる第１の部分駆動電流と、少なくとも１つのインピーダンス供給部を流れる第２の部分駆動電流とに分割される。第１の部分駆動電流の値と第２の部分駆動電流の値との比は、少なくとも１つのインピーダンス供給部が供給するシャントインピーダンスの値と第１のＬＥＤの内部インピーダンスの値との比に比例するとしてよい。
【００１６】
一実施形態によると、少なくとも１つのインピーダンス供給部は、複数のインピーダンス供給部を有し、複数のインピーダンス供給部はそれぞれ、値が周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給するとしてよい。
【００１７】
一実施形態によると、少なくとも１つのインピーダンス供給部は、正温度係数の半導体部材、サーミスタ、トランジスタ、または、ダイオードを含むとしてよい。
【００１８】
一実施形態によると、第１のＬＥＤは、赤色ＬＥＤを有するとしてよく、第２のＬＥＤ列は、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、近青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、または、これらの組み合わせを有するとしてよい。
【００１９】
一実施形態によると、ＬＥＤデバイスはさらに、１以上の第３のＬＥＤを含む列が、ドライバ、第１のＬＥＤ、第２のＬＥＤ列、および、少なくとも１つのインピーダンス供給部のそれぞれに直列に結合されてもよい。１以上の第３のＬＥＤはそれぞれ、第１の波長より小さい波長の光を放出するとしてよい。
【００２０】
一実施形態によると、第３のＬＥＤ列は、ドライバと第１のＬＥＤとの間で直列に結合されるとしてよい。
【００２１】
一実施形態によると、第１のＬＥＤは、赤色ＬＥＤを有するとしてよく、第３のＬＥＤ列は、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、近青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、または、これらの組み合わせを有するとしてよい。
【００２２】
一の側面によると、第１のＬＥＤと、少なくとも１つのインピーダンス供給部と、第２のＬＥＤと、ドライバとを備える照明装置を提供する。第１のＬＥＤは、内部インピーダンスを持ち、第１の光低下が発生する。少なくとも１つのインピーダンス供給部は、第１のＬＥＤに並列に結合されている。少なくとも１つのインピーダンス供給部は、値が周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給する。第２のＬＥＤは、第１のＬＥＤおよび少なくとも１つのインピーダンス供給部に直列で結合されている。第２のＬＥＤでは、第２の光低下が発生する。第１の光低下は、第２の光低下よりも大きい。ドライバは、第１のＬＥＤ、第２のＬＥＤ、および、少なくとも１つのインピーダンス供給部に直列で結合されている。ドライバは、第２のＬＥＤに駆動電流を供給する。駆動電流は、シャントインピーダンスおよび内部インピーダンスに応じて第１のＬＥＤおよび少なくとも１つのインピーダンス供給部に流れるように分割される。
【００２３】
一実施形態によると、少なくとも１つのインピーダンス供給部は、正温度係数の半導体部材、サーミスタ、トランジスタ、または、ダイオードを有する。
【００２４】
一実施形態によると、第３のＬＥＤは、第１のＬＥＤ、第２のＬＥＤ、少なくとも１つのインピーダンス供給部、および、ドライバに直列で結合されている。第３のＬＥＤでは、第３の光低下が発生する。
【００２５】
一実施形態によると、第１の光低下は、前記第３の光低下よりも大きい。
【００２６】
一実施形態によると、第３のＬＥＤは、ドライバと第１のＬＥＤとの間で直列に結合されている。
【００２７】
一実施形態によると、第１のＬＥＤは、赤色ＬＥＤを有する。第２のＬＥＤは、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、近青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、または、これらの組み合わせを有する。第３のＬＥＤは、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、近青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、または、これらの組み合わせを有する。
【００２８】
一実施形態によると、駆動電流は、第１のＬＥＤを流れる第１の部分駆動電流および少なくとも１つのインピーダンス供給部を流れる第２の部分駆動電流に分割される。第１の部分駆動電流の値と第２の部分駆動電流の値との比は、少なくとも１つのインピーダンス供給部が供給するシャントインピーダンスの値と第１のＬＥＤの内部インピーダンスの値との比に比例する。
【００２９】
一の側面によると、照明装置は、ＬＥＤデバイスを備えるとしてよい。ＬＥＤデバイスは、第１のＬＥＤと、少なくとも１つのインピーダンス供給部と、ドライバとを有するとしてよい。第１のＬＥＤは、内部インピーダンスを持ち、第１の波長の光を放出するとしてよい。少なくとも１つのインピーダンス供給部は、第１のＬＥＤと並列に結合されており、値が周囲温度の変化に正比例して変化するシャントインピーダンスを供給するとしてよい。ドライバは、第１のＬＥＤおよび少なくとも１つのインピーダンス供給部に直列で結合されているとしてよい。ドライバは、第１のＬＥＤを流れる第１の部分駆動電流と、少なくとも１つのインピーダンス供給部を流れる第２の部分駆動電流とに分割される駆動電流を供給するとしてよい。第１の部分駆動電流の値と第２の部分駆動電流の値との比は、少なくとも１つのインピーダンス供給部が供給するシャントインピーダンスの値と第１のＬＥＤの内部インピーダンスの値との比に比例するとしてよい。
【００３０】
一実施形態によると、少なくとも１つのインピーダンス供給部は、正温度係数の半導体部材、サーミスタ、トランジスタ、または、ダイオードを有するとしてよい。
【００３１】
一実施形態によると、照明装置はさらに、１以上の第２のＬＥＤで構成される列は、第１のＬＥＤおよびドライバに直列に結合されてもよい。１以上の第２のＬＥＤはそれぞれ、第１の波長より小さい波長の光を放出するとしてよい。別の実施形態によると、照明装置はさらに、１以上の第３のＬＥＤを含む列は、ドライバ、第１のＬＥＤ、および、第２のＬＥＤ列のそれぞれに直列に結合されてもよい。１以上の第３のＬＥＤはそれぞれ、第１の波長より小さい波長の光を放出するとしてよい。
【００３２】
一実施形態によると、第３のＬＥＤ列は、ドライバと第１のＬＥＤとの間で直列に結合されるとしてよい。
【００３３】
一実施形態によると、第１のＬＥＤは、赤色ＬＥＤを有するとしてよい。第２のＬＥＤ列は、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、近青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、または、これらの組み合わせを有するとしてよい。第３のＬＥＤ列は、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、近青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、または、これらの組み合わせを有するとしてよい。
【００３４】
一実施形態によると、少なくとも１つの第１のＬＥＤはそれぞれ、少なくとも１つのインピーダンス供給部のうち対応する１つに並列で結合されているとしてよい。照明装置はさらに、複数の第２のＬＥＤ列を備えるとしてよい。複数の第２のＬＥＤ列はそれぞれ、少なくとも１つの第１のＬＥＤのうち対応する１つおよびドライバに直列で結合されているとしてよい。複数の第２のＬＥＤ列のそれぞれに含まれるＬＥＤはそれぞれ、第１の波長より小さい波長の光を放出するとしてよい。
【００３５】
本発明が提供する特徴および恩恵を理解し易くするべく、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明では実施例を記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係るＬＥＤデバイスを示すブロック図である。
【００３７】
【図２Ａ】本発明の別の実施形態に係るＬＥＤデバイスを示すブロック図である。
【００３８】
【図２Ｂ】発光効率、ＬＥＤデバイスの相対輝度および周囲温度の関係を示す図である。
【図２Ｃ】発光効率、ＬＥＤデバイスの相対輝度および周囲温度の関係を示す図である。
【００３９】
【図３Ａ】本発明のさらに別の実施形態に係るＬＥＤデバイスを示すブロック図である。
【００４０】
【図３Ｂ】本発明のさらに別の実施形態に係るＬＥＤデバイスを示すブロック図である。
【００４１】
【図４】本発明の実施形態に係る照明装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１は、本発明の実施形態に係るＬＥＤデバイス１００を示す図である。ＬＥＤデバイス１００は、ドライバ１１０、１以上の赤色ＬＥＤから構成される赤色ＬＥＤ列１２０、および、インピーダンス供給部１３０を備える。ドライバ１１０は、駆動電流ＩＤを供給する。ドライバ１１０は、安定した電流である駆動電流ＩＤを供給するべく、電圧制御された電流源または独立した電流源を利用する電流生成器を有するとしてよい。安定した駆動電流を供給可能な電流生成デバイスは公知であるので、説明を簡略化するべく、ドライバ１１０の詳細な説明は省略する。
【００４３】
赤色ＬＥＤ列１２０では、Ｎ個のＬＥＤ１２１が直列に結合されている。Ｎは正の整数である。図１は、一の実施例を示しており、Ｎは１である。赤色ＬＥＤ列１２０が含むＬＥＤの数が２以上の場合、Ｎ個のＬＥＤは同一方向で（例えば、ドライバ１１０に対して正のバイアスがかかるように）直列に結合される。
【００４４】
インピーダンス供給部１３０は、赤色ＬＥＤ列１２０と並列に結合される。インピーダンス供給部１３０は、シャントインピーダンスＲＤを供給する。シャントインピーダンスＲＤの値は、インピーダンス供給部１３０の周囲の周囲温度に応じて決まる。つまり、電流に関するキルヒホフの法則によると、ドライバ１１０が供給する駆動電流ＩＤは、第１の部分駆動電流ＩＤ１および第２の部分駆動電流ＩＤ２に分割される。第１の部分駆動電流ＩＤ１および第２の部分駆動電流ＩＤ２はそれぞれ、赤色ＬＥＤ列１２０およびインピーダンス供給部１３０を流れる。駆動電流ＩＤの値は、第１の部分駆動電流ＩＤ１の値および第２の部分駆動電流ＩＤ２の値の合計に等しい。具体的に説明すると、赤色ＬＥＤ列１２０における電圧降下は、インピーダンス供給部１３０における電圧降下に等しい。
【００４５】
また、第１の部分駆動電流ＩＤ１の値と第２の部分駆動電流ＩＤ２の値との比は、インピーダンス供給部１３０が提供するシャントインピーダンスＲＤの値と赤色ＬＥＤ列１２０の内部インピーダンスの値との比に比例して決まる。少なくとも１つの実施形態では、インピーダンス供給部１３０が供給するシャントインピーダンスＲＤの値は、周囲温度の変化に対して正の比例関係で変化することに留意されたい。例えば、周囲温度が上昇すると、シャントインピーダンスＲＤも比例して増加する。
【００４６】
要約すると、インピーダンス供給部１３０が供給するシャントインピーダンスＲＤの値が赤色ＬＥＤ列１２０の内部インピーダンスの値よりも大きい場合、第１の部分駆動電流ＩＤ１の値は、第２の部分駆動電流ＩＤ２の値よりも大きい。逆に、インピーダンス供給部１３０が供給するシャントインピーダンスＲＤの値が赤色ＬＥＤ列１２０の内部インピーダンスの値よりも小さい場合、第１の部分駆動電流ＩＤ１の値は、第２の部分駆動電流ＩＤ２の値よりも小さい。インピーダンス供給部１３０が供給するシャントインピーダンスＲＤの値が赤色ＬＥＤ列１２０の内部インピーダンスの値と等しい場合、駆動電流ＩＤは、第１の部分駆動電流ＩＤ１の値および第２の部分駆動電流ＩＤ２の値の間で等分に分割される。
【００４７】
上記の説明によると、ＬＥＤデバイス１００が長期間にわたって動作すると、周囲温度が経時的に上昇することに応じて、インピーダンス供給部１３０が供給するシャントインピーダンスＲＤの値が上昇することが明らかである。シャントインピーダンスＲＤの値が大きくなると、赤色ＬＥＤ列１２０を流れる第１の部分駆動電流ＩＤ１の値も大きくなる。周囲温度の上昇に起因する第１の部分駆動電流ＩＤ１の増加は、赤色ＬＥＤ列１２０の輝度の低下または減衰を補償する効果を持つ。このような補償効果がない場合には、周囲温度の上昇によって赤色ＬＥＤ列１２０の輝度が低下または減衰してしまう。
【００４８】
また、インピーダンス供給部１３０が供給するシャントインピーダンスＲＤの値は、赤色ＬＥＤ列１２０の輝度減衰の温度依存性、および、赤色ＬＥＤ列１２０の輝度と駆動電流ＩＤとの関係に基づいて選択される。
【００４９】
少なくとも１つの実施形態によると、インピーダンス供給部１３０は、正温度係数のサーミスタを含むとしてよい。赤色ＬＥＤ列１２０のＬＥＤ１２１が赤色ＬＥＤチップを含む場合、インピーダンス供給部１３０は、チップ製造プロセス中に製造される正温度係数の半導体部材、例えば、正温度係数のトランジスタまたはダイオードであってよい。
【００５０】
図２Ａは、本発明の別の実施形態に係るＬＥＤデバイス２００を示す図である。ＬＥＤデバイス２００は、ドライバ２１０、１以上の赤色ＬＥＤから構成される赤色ＬＥＤ列２２０、および、複数のインピーダンス供給部２３１−２３Ｍを備える。上述の例と比べると、ＬＥＤデバイス２００は、複数のＭ個のインピーダンス供給部２３１−２３Ｍを備えており、Ｍは正の整数である。インピーダンス供給部２３１−２３Ｍはそれぞれ、赤色ＬＥＤ列２２０に並列に結合されている。また、複数のインピーダンス供給部２３１−２３Ｍは、複数のシャントインピーダンスを供給し、各シャントインピーダンスの値は、周囲温度の変化に応じて正比例関係で変化する。図示した例では、赤色ＬＥＤ列２２０では、３つのＬＥＤが直列に結合されている。ドライバ２１０は、駆動電流ＩＤを供給し、駆動電流ＩＤは、複数の部分駆動電流ＩＤ１、ＩＤ２１、・・・、ＩＤ２Ｍに分割される。部分駆動電流ＩＤ１、ＩＤ２１、・・・、ＩＤ２Ｍの値は、複数のインピーダンス供給部２３１−２３Ｍのシャントインピーダンスの値、および、赤色ＬＥＤ列２２０の内部インピーダンスの値に応じて決まる。具体的に説明すると、部分駆動電流ＩＤ１は、赤色ＬＥＤ列２２０を流れて、赤色ＬＥＤ列２２０から発光させる。また、赤色ＬＥＤ列２２０における電圧降下は、複数のインピーダンス供給部２３１−２３Ｍのそれぞれにおける電圧降下と等しい。
【００５１】
図２Ｂおよび図２Ｃはそれぞれ、発光効率、ＬＥＤデバイスの相対輝度、および、周囲温度の関係を示す図である。図２Ｂに示すように、曲線２１０は、従来のＬＥＤデバイスの発光効率と周囲温度との関係を示す。従来のＬＥＤデバイスは、１以上の赤色ＬＥＤから構成される赤色ＬＥＤ列として直列に結合された２個のＬＥＤを備え、インピーダンス供給部は備えていない。曲線２２０は、本明細書で提案するＬＥＤデバイスの発光効率と周囲温度との関係を示す。本明細書で提案するＬＥＤデバイスは、１以上の赤色ＬＥＤから構成される赤色ＬＥＤ列として直列に結合された２個のＬＥＤを備え、また、赤色ＬＥＤ列と並列に結合されている１以上のインピーダンス供給部を備える。具体的に説明すると、曲線２１０で示す従来のＬＥＤデバイスの赤色ＬＥＤ列は、周囲温度が摂氏５０度を超えると輝度が大幅に減衰してしまう。これとは対照的に、曲線２２０で示す本明細書で提案するＬＥＤデバイスの赤色ＬＥＤ列は、周囲温度が摂氏６０度を超えるまで、輝度に目立つ減衰は見られない。
【００５２】
図２Ｃに示すように、曲線２３０は、従来のＬＥＤデバイスの発光の相対輝度と周囲温度との関係を示す。従来のＬＥＤデバイスは、１以上の赤色ＬＥＤから構成される赤色ＬＥＤ列として直列に結合された２個のＬＥＤを備え、インピーダンス供給部は備えていない。曲線２４０は、本明細書で提案するＬＥＤデバイスの発光の相対輝度と周囲温度との関係を示す。本明細書で提案するＬＥＤデバイスは、２個の赤色ＬＥＤが直列に結合されており、２つのインピーダンス供給部が、２つの赤色ＬＥＤと並列に結合されていると共に、且つ、互いに並列に結合されている。曲線２５０は、本明細書で提案する別のＬＥＤデバイスの発光の相対輝度と周囲温度との関係を示す。このＬＥＤデバイスは、３つの赤色ＬＥＤが直列に結合されており、３つのインピーダンス供給部が、互いに並列に結合されているとともに、３つの赤色ＬＥＤと並列に結合されている。具体的に説明すると、周囲温度が摂氏１００度の場合、曲線２３０で示す赤色ＬＥＤ列での輝度減衰は４４％であり、曲線２４０で示す２つの赤色ＬＥＤでの輝度減衰は２８％であり、曲線２５０で示す３つの赤色ＬＥＤでの輝度減衰は１２％に過ぎない。
【００５３】
図３Ａは、本発明のさらに別の実施形態に係るＬＥＤデバイス２００を示す図である。図２Ａに示した例に比べると、図３ＡのＬＥＤデバイス２００は、ＬＥＤ列２６０をさらに備える。ＬＥＤ列２６０および赤色ＬＥＤ列２２０は、ドライバ２１０に直列で結合されており、駆動電流ＩＤを受け取って光を放出する。ＬＥＤ列２６０は、１以上の赤色以外の色のＬＥＤを含む。図示した例では、ＬＥＤ列２６０は、直列で結合されている複数の赤色以外の色のＬＥＤ２６１−２６３を含む。ＬＥＤ２６１の電流入力端子は、赤色ＬＥＤ列２２０の電流出力端子に結合されている。ＬＥＤ２６１の電流入力端子はさらに、複数のインピーダンス供給部２３１−２３Ｍのそれぞれの電流出力端子に結合されている。ＬＥＤ列２６０を追加することで、ＬＥＤデバイス２００が放出する光の色を変化させ得る。
【００５４】
図３Ｂは、本発明のさらに別の実施形態に係るＬＥＤデバイス３００を示す図である。図３Ａに図示した例と比べると、ＬＥＤデバイス３００は、赤色以外の色のＬＥＤ列を２つ備える。つまり、赤色以外の色のＬＥＤ列２６０と、赤色以外の色のＬＥＤ列２８０を備える。赤色以外の色のＬＥＤ列２８０は、ドライバ２１０と、赤色ＬＥＤ列２２０との間に直列に結合されているとしてよい。さまざまな実施形態によると、赤色以外の色のＬＥＤ列２６０および２８０は、回路内のさまざまな箇所に配置するとしてよいが、ドライバ２１０および赤色ＬＥＤ列２２０に直列に結合される。また、赤色以外の色のＬＥＤ列の数は、２つのＬＥＤ列２６０および２８０に限定されない。
【００５５】
言うまでも無く、赤色以外の色のＬＥＤ列２６０および２８０のそれぞれのＬＥＤ列が含むＬＥＤの数は、３個に限定されない。さまざまな実施形態によると、本明細書で提案する方法は、赤色以外の色のＬＥＤを少なくとも１つ含む赤色以外の色のＬＥＤ列２６０および２８０のそれぞれを用いて実現し得る。また、輝度減衰（発光低下、光減衰、光低下、光減少または光劣化）は一般的に、赤色以外の色のＬＥＤよりも赤色ＬＥＤでより深刻である。
【００５６】
一実施形態によると、赤色以外の色のＬＥＤ列２６０および２８０の一方または両方は、１以上の青色ＬＥＤを含むとしてよい。一実施形態によると、赤色以外の色のＬＥＤ列２６０および２８０は、例えば、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、橙色ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、近青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤまたはこれらの組み合わせ等の赤色以外の色のうち、赤色以外の色のＬＥＤを１以上含むとしてよい。
【００５７】
図４は、本発明の実施形態に係る照明装置４００を示す図である。照明装置４００は、ドライバ４１０、複数の青色ＬＥＤ列４２１−４２３、複数の赤色ＬＥＤ列４３１−４３３、および、複数のインピーダンス供給部４４１−４４３を備える。ドライバ４１０は、青色ＬＥＤ列４２１−４２３のそれぞれに供給される複数の駆動電流ＩＤＡ１−ＩＤＡ３を生成する。具体的に説明すると、駆動電流ＩＤＡ１は、青色ＬＥＤ列４２１を流れた後、インピーダンス供給部４４１および赤色ＬＥＤ列４３１を流れるように分割される。駆動電流ＩＤＡ２は、青色ＬＥＤ列４２２を流れた後、インピーダンス供給部４４２および赤色ＬＥＤ列４３２を流れるように分割される。駆動電流ＩＤＡ３は、青色ＬＥＤ列４２３を流れた後、インピーダンス供給部４４３および赤色ＬＥＤ列４３３を流れるように分割される。赤色ＬＥＤ列４３１−４３３のそれぞれが発光する光の波長は、青色ＬＥＤ列４２１−４２３のそれぞれが発光する光の波長よりも大きい。一般的には、本発明に係る赤色以外の色のＬＥＤはそれぞれ、赤色ＬＥＤが発光する光の波長が赤色以外のＬＥＤが発光する光の波長よりも大きくなるように選択される。
【００５８】
ドライバ４１０は、駆動電流ＩＤＡ１をミラーリングするカレントミラーを利用して駆動電流ＩＤＡ２およびＩＤＡ３を供給するとしてよい。カレントミラーの回路は公知であるので、説明を簡略化するべく、詳細な説明はここでは省略する。
【００５９】
インピーダンス供給部４４１−４４３を用いた赤色ＬＥＤ列４３１−４３３の輝度減衰の補償に関しては、動作の一例および原理を上述したので、説明を簡略化するべく、詳細な説明はここでは省略する。
【００６０】
要約すると、本発明は、１以上のインピーダンス供給部を赤色ＬＥＤ列と並列に結合することによって、値が周囲温度に応じて決まるシャントインピーダンスを提供する。これに応じて、ドライバが供給し、赤色ＬＥＤ列を流れる駆動電流の部分駆動電流の値は、シャントインピーダンスの値の変化に応じて変化する。このため、赤色ＬＥＤ列を流れる部分駆動電流は、周囲温度に応じて調整される。これによって、周囲温度の上昇による輝度の減衰が効果的に補償される。この方法によれば、照明装置は、周囲温度が高い場合でも、マクアダム楕円７ステップの要件、最適にはマクアダム楕円４ステップの要件を満たす光を放出することが可能となる。赤色ＬＥＤ列を流れる部分駆動電流を変化させることを目的としてインピーダンス供給部が周囲温度を感知できるようにするべく、インピーダンス供給部と赤色ＬＥＤ列を構成するＬＥＤとの間の距離は、５センチメートル以下とする。この距離は、４センチメートル未満であるのが理想的であり、３センチメートル未満であるのが最適である。この構成によれば、インピーダンス供給部は、周囲温度を効果的に感知できるので、シャントインピーダンスの値は周囲温度の変化に比例して変化する。さまざまな実施形態によると、本明細書で説明するＬＥＤは、ＬＥＤチップ、ＬＥＤパッケージまたはこれらの組み合わせとして実現されているとしてよい。
【００６１】
本発明に係る照明装置は、白色光を生成するために黄色蛍光体を利用しつつ、任意の市販の照明モジュール、例えば、Ａ４０、Ａ６０、ＭＲ１６、ＰＡＲ３０、ＰＡＲ３８またはＧＵ１０と組み合わせて利用されるとしてよい。また、赤色蛍光体を追加して彩度を高めるとしてよい。また、本発明に係るＬＥＤデバイスは、室内照明装置、室外照明装置、バックライトモジュール、および、指示デバイスで利用するとしてよい。
【００６２】
本発明の具体的な実施形態を開示してきたが、当業者におかれては、本発明の意図および範囲から逸脱することなく形態および詳細な内容を上記およびその他の方法で変更し得るものと理解されたい。本発明の範囲は、請求項によって定義される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【外国語明細書】
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