DE102011085363A1

DE102011085363A1 - Licht aussendende Vorrichtung

Info

Publication number: DE102011085363A1
Application number: DE102011085363A
Authority: DE
Inventors: Takakazu Yano; Kota Ishii; Akio Yoshimura; Sadato Imai
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-05-03
Also published as: CN102569609B; US9357593B2; JP2012099605A; JP5545866B2; CN102569609A; US20120104957A1

Abstract

Eine Licht aussendende Vorrichtung (10) beinhaltet ein Substrat (2), das Elektroden beinhaltet, eine erste Gruppe (3), die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen beinhaltet, welche auf dem Substrat angeordnet sind und elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind, eine zweite Gruppe (4), die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen beinhaltet, welche auf dem Substrat angeordnet sind und elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind, eine fluoreszierende Schicht (3), die angeordnet ist, um Licht von der ersten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen zu empfangen, und eine phosphoreszierende Schicht (4), die angeordnet ist, um Licht von der zweiten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen zu empfangen.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-245264 , eingereicht am 1. November 2010, und beansprucht deren Priorität, wobei deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme vollinhaltlich in das vorliegende Dokument aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Licht aussendende Vorrichtung, die Licht aussendende Halbleiterelemente beinhaltet, wie beispielsweise Licht aussendende Diodenelemente (nachfolgend als LED-Elemente bezeichnet) oder dergleichen, und insbesondere eine Licht aussendende Vorrichtung, in welcher ein Licht aussendendes Halbleiterelement alternierend betrieben wird.
Beschreibung der verwandten Technik
In den letzten Jahren wurde ein LED-Element weitverbreitet für eine Hintergrundbeleuchtung einer Farbanzeigeeinrichtung, einer Beleuchtung oder dergleichen verwendet, da das LED-Element ein Licht aussendendes Halbleiterelement ist, eine lange Betriebslebensdauer hat und miniaturisiert ist, und hervorragende Ansteuercharakteristik und große Lichtaussendeeffizienz hat, und fähig ist, eine helle Abstrahlfarbe auszusenden.
Insbesondere wird in letzter Zeit verbreitet eine Licht aussendende Vorrichtung vom Wechselstrombetriebstyp verwendet, bei der eine Wechselstromquelle für ein Aussenden von farbigem Licht verwendet wird, und zwar durch eine Kombination von LED-Elementen und einem fluoreszierenden Harz, und die Anzahl der in Reihenschaltung angeschlossenen LED-Elemente wird in Abhängigkeit von einem Spannungspegel (oder Strompegel) der Wechselstromquelle verändert, die zeitlich veränderlich ist, d. h. der Spannungspegel der Wechselstromquelle wird umgeschaltet, und die LED-Elemente werden erleuchtet.
Jedoch werden, da der Spannungspegel der Wechselstromquelle in der mit Wechselstrom betriebenen Licht aussendenden Vorrichtung sich abhängig von einer Zeit ändert, einen Schwellenwert aufweisende LED-Elemente nicht erleuchtet, während sich die Wechselstromquelle auf einem niedrigen Spannungspegel befindet, und das Aussenden von Licht der LED-Elemente beginnt, nachdem ein Spannungspegel der Wechselstromquelle einen vorbestimmten Pegel erreicht. Demzufolge tritt ein Phänomen, bei dem das Aussenden von Licht der LED-Elemente nicht durchgeführt wird, in einem Umschaltgebiet der Wechselstromquelle auf. Dies führt zu einem Flackern von Licht in der Licht aussendenden Vorrichtung.
Als Verfahren, um das Flackern zu beseitigen, wurde eine Struktur vorgeschlagen, bei der ein phosphoreszierendes Material einem die LED-Elemente bedeckenden fluoreszierenden Harz zugesetzt wird, ein Auftreten des Flackerns wird verhindert, und zwar dadurch, dass ein nicht-lichtaussendender Abschnitt der LED-Elemente abgedeckt wird, unter Nutzung eines Nachleuchtens eines Phosphoreszenz-Elementes, das durch das Aussenden von Licht der LED-Elemente angeregt wird (siehe beispielsweise japanische Patentanmeldungspublikation Nr. 2010-103522 ).
Eine herkömmliche Licht aussendende Vorrichtung, wie offenbart in der japanischen Patentanmeldungspublikation Nr. 2010-103522 , wird nachfolgend mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben.
In 9 beinhaltet die Licht aussendende Vorrichtung 100 ein Substrat 102, eine erste LED-Elementgruppe 103 und eine zweite LED-Elementgruppe 104, die auf dem Substrat 102 montiert sind, ein erstes Verzögerungs-Phosphorelement 105, das die erste LED-Elementgruppe 103 bedeckt, und ein zweites Verzögerungs-Phosphorelement 106, das die zweite LED-Elementgruppe 104 bedeckt. Dabei wird das Verzögerungs-Phosphorelement als ein Gemisch aus einem fluoreszierenden Material und einem phosphoreszierenden Material betrachtet. Die Licht aussendende Vorrichtung 100 beinhaltet weiter eine Reflexionsschale 109, in der ein transparentes Harz 107 zum Schutz formgegossen ist.
Wie in 10 dargestellt, ist die erste LED-Elementgruppe 103 durch eine Mehrzahl von LED-Elementen 103a bis 103i ausgebildet, und die zweite LED-Elementgruppe 104 ist durch eine Mehrzahl von LED-Elementen 104a bis 104i ausgebildet. Die Mehrzahl von LED-Elementen 103a bis 103i sind in Reihenschaltung angeschlossen, und die Mehrzahl von LED-Elementen 104a bis 104i sind in Reihenschaltung angeschlossen. Die Mehrzahl von LED-Elementen 103a bis 103i und die Mehrzahl von LED-Elementen 104a bis 104i sind an Elektroden 102a und 102b angeschlossen, die auf dem Substrat 102 vorgesehen sind und an eine Wechselstromquelle elektrisch angeschlossen sind, wodurch die Mehrzahl von LED-Elementen 103a bis 103i und die Mehrzahl von LED-Elementen 104a bis 104i erleuchtet werden.
Es ist möglich, eine Vielfalt von Lichtaussendefarben zu erzeugen, und zwar durch Auswählen einer Art der ersten LED-Elementgruppe 103 und der zweiten LED-Elementgruppe 104, und von Arten des ersten Verzögerungs-Phosphorelementes 105 und des zweiten Verzögerungs-Phosphorelementes 106, und zu verhindern, dass ein Flackern von Licht auftritt, das von den LED-Elementen ausgesendet wird, was ein Problem eines Wechselstrombetriebs ist, und zwar durch Nachleuchten des ersten Verzögerungs-Phosphorelementes 105 und des zweiten Verzögerungs-Phosphorelementes 106.
Bei der Licht aussendenden Vorrichtung, die in der japanischen Patentanmeldungspublikation Nr. 2010-103522 offenbart ist, sind eine Mehrzahl von Licht aussendenden Halbleiterelementen, die auf dem Substrat montiert sind, in mindestens zwei Gruppen unterteilt und werden mittels einer Wechselstromquelle betrieben. In der Licht aussendenden Vorrichtung wird ein Nachleuchten erzeugt, und zwar dadurch, dass die erste LED-Elementgruppe 103 und die zweite LED-Elementgruppe 104 durch das erste Verzögerungs-Phosphorelement 105 bzw. das zweite Verzögerungs-Phosphorelement 106 bedeckt sind, und es ist möglich, zu verhindern, dass das Flackern der LED-Elemente auftritt, das durch die Wechselstromansteuerung bedingt ist.
Es wird zwar in der japanischen Patentanmeldungspublikation Nr. 2010-103522 ein Verhindern eines Auftretens des Flackerns und eine Vielfalt von Lichtaussendefarben offenbart, jedoch gibt es keine Offenbarung betreffend eine Berücksichtigung in Bezug auf eine Anpassung einer Chromatizität basierend auf einer Anordnung, einem Ansteuerverfahren etc. eines Phosphorelementes und eines phosphoreszierenden Körpers, der Licht aussendet, sogar nachdem ein Aufnehmen von Licht gestoppt ist.
INHALT DER ERFINDUNG
Ein Ziel der Erfindung wurde in Anbetracht der zuvor beschriebenen Probleme vorgeschlagen.
Eine Licht aussendende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet: ein Substrat, das mit Elektroden versehen ist, eine erste Gruppe, die eine Mehrzahl von blauen LED-Elementen beinhaltet, welche elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind, eine zweite Gruppe, die eine Mehrzahl von blauen LED-Elementen beinhaltet, welche elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind, welche an die Elektroden elektrisch angeschlossen sind, eine fluoreszierende Schicht, die angeordnet ist, um Licht von der ersten Gruppe von blauen LED-Elementen zu empfangen, und eine phosphoreszierende Schicht, die angeordnet ist, um Licht von der zweiten Gruppe von blauen LED-Elementen zu empfangen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann eine dritte Gruppe von blauen LED-Elementen vorgesehen sein. Eine fluoreszierende Schicht sollte angeordnet sein, um Licht von der ersten Gruppe von blauen LED-Elementen zu empfangen, die konfiguriert sind, um zuallererst von der Gruppe von blauen LED-Elementen erleuchtet zu werden, und eine phosphoreszierende Schicht sollte vorgesehen sein, um Licht mindestens einer von der zweiten Gruppe und/oder der dritten Gruppe oder mehr Gruppen zu empfangen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht, die eine Licht aussendende Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist eine Querschnittansicht eines Hauptteils der in 1 dargestellten Licht aussendenden Vorrichtung.
3 ist eine Blockansicht, die eine Ansteuerschaltung der in 1 dargestellten Licht aussendenden Vorrichtung zeigt.
4A–4C sind Ansichten von Wellenformen, die Ansteuerwellenformen der in 1 gezeigten Licht aussendenden Vorrichtung zeigen.
5A–5C sind Ansichten von Wellenformen, die Ansteuerwellenformen einer Licht aussendenden Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigen.
6A–6C sind Ansichten von Wellenformen, die Ansteuerwellenformen einer Licht aussendenden Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigen.
7 ist eine Ansicht von Wellenformen, die Ansteuerwellenformen einer Licht aussendenden Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
8 ist eine Systemblockansicht, die eine Ansteuerschaltung einer Licht aussendenden Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
9 ist eine Schnittansicht, die eine herkömmliche Licht aussendende Vorrichtung zeigt.
10 ist eine Draufsicht der in 9 gezeigten Licht aussendenden Vorrichtung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend detailliert mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert.
<Erste Ausführungsform>
1 und 2 zeigen eine Struktur einer ersten Ausführungsform einer Licht aussendenden Vorrichtung gemäß der Erfindung. Wie in 1 und 2 dargestellt, beinhaltet die Licht aussendende Vorrichtung 10 ein Substrat 2, das mit Elektroden 2A, 2B und 2C versehen ist, eine erste Gruppe 3, die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen (nachfolgend als erste Gruppe von blauen LED-Elementen bezeichnet) beinhaltet, die elektrisch an die Elektroden 2A und 2C des Substrates 2 angeschlossen sind, und eine zweite Gruppe 4, die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen (nachfolgend als zweite Gruppe von blauen LED-Elementen bezeichnet) beinhaltet, die elektrisch an die Elektroden 2B und 2C des Substrates 2 angeschlossen sind. Selbstverständlich kann, zusätzlich zur ersten Gruppe 3 und zur zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen, eine dritte Gruppe von blauen LED-Elementen oder mehr Gruppen von blauen LED-Elementen vorgesehen sein. Sogar in derartigen Fallen sollte eine fluoreszierende Schicht angeordnet sein, um Licht von der ersten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen zu empfangen, die konfiguriert sind, um zuallererst von allen Gruppen erleuchtet zu werden, und eine phosphoreszierende Schicht sollte angeordnet sein, um Licht von mindestens einer von der zweiten Gruppe, der dritten Gruppe oder mehr Gruppen zu empfangen, bedingt durch Eigenschaften von fluoreszierendem Material, phosphoreszierendem Material und einer Wechselspannungsversorgung, wie nachstehend erläutert. Selbstverständlich sind, falls eine dritte Gruppe oder mehr Gruppen von blauen LED-Elementen vorgesehen sind, mehr Elektroden als die in 1 und 2 dargestellten Elektroden auf dem Substrat vorgesehen, um eine Spannung an die blauen LED-Elemente von allen Gruppen anzulegen. Bei der ersten Ausführungsform sind beispielsweise die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen Seite an Seite auf der Oberfläche des Substrates 2 angeordnet. Die blauen LED-Elemente können auf einer Metallplatte angeordnet sein, um in den LED-Elementen erzeugte Wärme abzuführen, oder die erste Gruppe von blauen LED-Elementen kann auf einem Substrat angeordnet sein und die zweite Gruppe von blauen LED-Elementen kann auf einem weiteren Substrat angeordnet sein.
Eine fluoreszierende Schicht 5 ist angeordnet, um Licht von der erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen zu empfangen, und eine phosphoreszierende Schicht 6 ist angeordnet, um Licht von der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen zu empfangen. Bei der ersten Ausführungsform kann die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen durch eine fluoreszierende Schicht 5 direkt bedeckt sein, und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen kann durch eine phosphoreszierende Schicht 6 direkt bedeckt sein (siehe 2). Auch kann die fluoreszierende Schicht 5 oberhalb der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen angeordnet sein, und die phosphoreszierende Schicht 6 kann oberhalb der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen angeordnet sein.
Als ein Beispiel ist die fluoreszierende Schicht 5 aus einem Material hergestellt, das YAG-Material beinhaltet, welches gelbes Licht aussendet, und die phosphoreszierende Schicht 6 besteht aus einem Material, das ein Phosphoreszenz-Element beinhaltet, welches grünes Licht aussendet. Die phosphoreszierende Schicht kann durch eine Schicht gebildet sein, die ein erstes Phosphoreszenz-Element beinhaltet, das grünes Licht aussendet, und ein zweites Phosphoreszenz-Element beinhaltet, das rotes Licht aussendet.
Die fluoreszierende Schicht 5 kann aus einem Nitridmaterial bestehen, das ein Oxid ist, um rotes Licht auszusenden, und die phosphoreszierende Schicht beinhaltet ein Phosphoreszenz-Element, das grünes Licht aussendet.
Die Anzahl von blauen LED-Elementen, die in einer jeweiligen von den ersten, zweiten oder mehr Gruppen angeordnet sind, ist nicht auf das eingeschränkt, was in den Ausführungsformen und Figuren gezeigt ist. Dabei sei angemerkt, dass ”blaues Licht aussendende Dioden” Licht aussendende Dioden beinhalten kann, die Licht aussenden, das einen Bereich von Blau bis Grün im Spektrum beinhaltet. Bei der ersten Ausführungsform sind die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen beispielsweise Seite an Seite auf der Oberfläche des Substrates 2 angeordnet. Die auf dem Substrat vorgesehenen Elektroden können eine erste Elektrode 2A, eine zweite Elektrode 2C und eine dritte Elektrode 2B sein. Die Mehrzahl von blauen LED-Elementen der ersten Gruppe 3 können an die erste Elektrode 2A und die zweite Elektrode 2C elektrisch angeschlossen sein, und die Mehrzahl von blauen LED-Elementen der zweiten Gruppe 4 kann an die zweite Elektrode 2C und die dritte Elektrode 2B elektrisch angeschlossen sein. Die erste Elektrode 2A ist elektrisch in Kontakt mit einem ersten Elektrodenmuster 2a, und die dritte Elektrode 2B ist elektrisch in Kontakt mit einem dritten Elektrodenmuster 2b, und das erste Elektrodenmuster 2a und das dritte Elektrodenmuster 2b erstrecken sich separat entlang der einen Seite des Substrates 2. Die zweite Elektrode 2C ist elektrisch in Kontakt mit einem zweiten Elektrodenmuster 2c, das sich entlang einer anderen Seite erstreckt, die gegenüberliegend zu der einen Seite des Substrates ist. Die erste Elektrode 2A, die zweite Elektrode 2C und die dritte Elektrode 2B können benachbart zu jeweiligen Ecken des Substrates positioniert sein. Die Elektrodenmuster sind nicht auf die zuvor erwähnten Muster eingeschränkt, und wenn mehr Gruppen von blauen LED-Elementen vorgesehen sind, können mehr Elektrodenmuster vorgesehen sein und/oder die Gestalt der Elektrodenmuster kann verändert sein.
Die erste Gruppe von blauen LED-Elementen 3 und die zweite Gruppe von blauen LED-Elementen 4 sind elektrisch in Reihenschaltung mittels Elektrodenmustern 2a, 2b und 2c an die erste Elektrode 2A, die zweite Elektrode 2C und die dritte Elektrode 2B angeschlossen, die auf dem Substrat 2 vorgesehen sind.
Eine Steuerschaltung 16 steuert, um eine Spannung an die Mehrzahl von blauen LED-Elementen einer jeden der Gruppen anzulegen. Eine Wechselspannung wird mittels einer Wechselspannungsquelle 12 zugeführt und durch einen Gleichrichter 13 gleichgerichtet, um eine Spannung den Gruppen von blauen LED-Elementen zuzuführen. Die Wechselspannungssteuerschaltung 16 steuert, um eine Spannung an die erste Gruppe von blauen LED-Elementen anzulegen, während eine Wechselspannungsversorgung von einer Wechselstromquelle 12 niedrig ist, und steuert, um eine Spannung an die blauen LED-Elementen der ersten Gruppe und die blauen LED-Elemente der zweiten Gruppe anzulegen, während die Wechselspannungsversorgung von der Wechselstromquelle um die Wechsel-spannungsversorgungsspitze herum hoch ist. Demgemäß wird eine Spannung konstant der ersten Gruppe von blauen LED-Elementen zugeführt.
Als Nächstes wird ein Schaltungssystem und ein Ansteuerverfahren eines Spannungspegel-Schaltverfahrens der Licht aussendenden Vorrichtung 10, wie in 3 dargestellt, erläutert.
In 3 sind die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen elektrisch in Reihenschaltung bezüglich der ersten Elektrode 2A, der zweiten Elektrode 2C und der dritten Elektrode 2B angeschlossen, wie in 1 dargestellt, und die erste Elektrode 2A, die zweite Elektrode 2B und die dritte Elektrode 2C sind als Eingangsanschlüsse für die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen ausgebildet. Eine Stromquelle 11, um eine Spannung der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen zuzuführen, beinhaltet eine Wechselstromquelle 12 und einen Gleichrichter 13, um eine Wechselspannung der Wechselstromquelle 12 gleichzurichten.
Der Gleichrichter 13 beinhaltet Anschlüsse 13a, 13b und ist an die Wechselstromquelle 12 angeschlossen, um eine Wechselspannung von der Wechselstromquelle 12 gleichzurichten.
Ein Pulswellensignal (nachfolgend als Wechselspannung bezeichnet), das konfiguriert ist, um ein Vollwellengleichrichten durchzuführen, wie später noch erläutert wird, wird an die Anschlüsse 13a und 13b ausgegeben. Bei der ersten Ausführungsform wird eine Stromquelle, die eine Wechselspannung von 120 V und 60 Hz aufweist, als Beispiel der Wechselstromquelle 12 verwendet.
Eine Spannungspegel-Erfassungsschaltung oder Erfassungsschaltung 15, die zwischen dem Gleichrichter 13 und Gruppen von blauen LED-Elementen angeschlossen ist und einen Wechselspannungspegel (hohe Spannung HV, niedrige Spannung LV) erfasst, und eine Umschalt-Schaltung 16, die zwei Umschalt-Schalter 16a und 16b beinhaltet, sind weiter vorgesehen. Die Umschalt-Schaltung 16 steuert die zwei Umschalt-Schalter 16a und 16b mittels eines Erfassungssignals der Erfassungsschaltung 15 und ist konfiguriert, um die zweite Elektrode 2B und die dritte Elektrode 2C der Licht aussendenden Vorrichtung 10 mit dem einen Anschluss 13b des Gleichrichters 13 schaltbar zu verbinden. Ein weiterer Anschluss 13a des Gleichrichters 13 ist mittels eines Strombegrenzungselementes 17 (beispielsweise eines Widerstandselementes) an die erste Elektrode 2A der Licht aussendenden Vorrichtung 10 angeschlossen.
Die Licht aussendende Vorrichtung 10 beinhaltet eine Steuerschaltung 50 (siehe 3). Die Steuerschaltung 50 steuert die Erfassungsschaltung 15, die Umschaltschaltung 16, und das Aussenden von Licht der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen.
Bei der zuvor erwähnten Struktur steuert die Steuerschaltung 50 die Erfassungsschaltung 15, die Umschalt-Schaltung 16, die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen, die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen etc., wie folgt. Spezieller ist die Steuerschaltung 50 zwischen der Stromquelle 11 und den ersten und zweiten Gruppen 3 und 4 der blauen LED-Elemente angeordnet, um einen zeitlichen Ablauf zu steuern, um die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen, die durch die fluoreszierende Schicht 5 bedeckt sind, und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen anzusteuern, die durch die phosphoreszierende Schicht 6 bedeckt sind. Die Steuerschaltung 50 ist konfiguriert, um die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen konstant anzusteuern.
Während die Erfassungsschaltung 15 einen niedrigen Spannungspegel LV erfasst, verbleibt die Umschalt-Schaltung 16 in einem Zustand, bei dem der Umschalt-Schalter 16a AN ist, und der Umschalt-Schalter 16b ist AUS. Während die Erfassungsschaltung 15 einen hohen Spannungspegel HV erfasst, wird die Umschalt-Schaltung 16 in einen Zustand umgeschaltet, bei dem der Umschalt-Schalter 16a AUS ist, und der Umschalt-Schalter 16b ist AN.
Demzufolge wird, während die Erfassungsschaltung 15 einen niedrigen Spannungspegel LV erfasst, eine Verbindung zwischen der ersten Elektrode 2A der Licht aussendenden Vorrichtung 10 und dem Anschluss 13a des Gleichrichters 13 mittels des Strombegrenzungselementes 17 hergestellt, und ein Strom, der in der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen fließt, erreicht von der zweiten Elektrode 2B den Anschluss 13b des Gleichrichters 13 über den Umschalt-Schalter 16a der Umschalt-Schaltung 16, die sich in einem AN-Zustand befindet. Das heißt, während die Umschalt-Schaltung 15 einen niedrigen Spannungspegel LV erfasst, ist die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen zwischen den Anschlüssen 13a und 13b des Gleichrichters 13 angeschlossen, wodurch die Licht aussendende Vorrichtung weißes Licht aussendet, und zwar durch Aussenden von blauem Licht der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und durch Anregung der fluoreszierenden Schicht 5, die beispielsweise aus YAG besteht.
Während des Zeitraums, bei dem die Wechselstrom-Ansteuerspannung zunimmt und die Erfassungsschaltung 15 einen hohen Pegel HV erfasst, ist, wenn die Umschalt-Schaltung 16 in einen Zustand umgeschaltet ist, bei dem der Umschalt-Schalter 16a AUS ist und der Umschalt-Schalter 16b AN ist, der Anschluss 13a des Gleichrichters 13 über das Strombegrenzerelement 17 an die erste Elektrode 2A des Licht aussendenden Vorrichtung 10 angeschlossen und ein Strom, der in der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen fließt, fließt von der zweiten Elektrode 2B in die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen, und fließt dann von der dritten Elektrode 2C in den Anschluss 13b des Gleichrichters 13 über den Umschalt-Schalter 16b, der sich in einem AN-Zustand befindet.
Spezieller sind, während die Erfassungsschaltung 15 einen hohen Spannungspegel HV erfasst, die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen in Reihenschaltung zwischen den Anschlüssen 13a und 13b des Gleichrichters 13 angeschlossen. Demzufolge wird, zusätzlich zu weißem Licht, das durch das Aussenden von blauem Licht von der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und die Anregung der fluoreszierenden YAG-Schicht bedingt ist, grünes Licht, das durch das Aussenden von Licht von der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen angeregt ist, von der phosphoreszierenden Schicht 6 ausgesendet. Als Ergebnis ist es möglich, Verbesserungen bei der Chromatizität des weißen Lichtes zu erzielen, da ein Nachleuchten von grünem Licht das Erscheinen eines Flackerns verringert, das durch Eigenschaften des Wechselspannungsflusses bedingt ist.
Als Nächstes wird ein Ansteuerverfahren der Licht aussendenden Vorrichtung 10 weiter detailliert mit Bezug auf Wellenformansichten erläutert, die in 4A bis 4C dargestellt sind.
Wie nachstehend erläutert, hängt ein Lichtaussendezeitraum der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen von der Anzahl von in Reihenschaltung angeschlossenen LED-Elemente in der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen ab, und ein Lichtaussendezeitraum der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen hängt von der Anzahl von in Reihenschaltung angeschlossenen LED-Elementen in der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen ab. In der Licht aussendenden Vorrichtung 10 der ersten Ausführungsform beinhaltet die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen dreißig (30) in Reihenschaltung angeschlossene Elemente, und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen beinhaltet zwanzig (20) in Reihenschaltung angeschlossene Elemente.
4A stellt einen Ansteuerstrom jeweils der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen dar, die durch eine Spannung angesteuert werden. In 4A zeigt eine vertikale Achse einen Strom und eine horizontale Achse zeigt eine Zeit. Wie bei einer Wechselspannungswellenform gezeigt, die durch eine gepunktete Linie dargestellt ist, fließt ein Strom in der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen. Mit anderen Worten wiederholt die Wechselspannungswellenform eine bergartige Pulswellenform, und bis der Erfassungspegel der Erfassungsschaltung 15, wie durch die vertikale Achse dargestellt, LV1 beträgt, fließt ein Strom lediglich in der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen. Demzufolge wird lediglich die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen erleuchtet.
Wenn der Erfassungspegel von LV1 auf HV1 umschaltet, fließt ein Strom in der Reihenschaltung zwischen der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen, wie in 3 dargestellt, und die phosphoreszierende Schicht 6, zusätzlich zum Erleuchten der fluoreszierenden Schicht 5, wird erleuchtet. Ein Zeitraum, bei dem ein Strom in der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen fließt, und dadurch diese erleuchtet werden, ist ein Lichtaussendezeitraum. Im Gegensatz dazu ist, da kein Strom in der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen fließt, während die Wechselspannung niedriger als eine Schwellenspannung der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen ist, dieser Zeitraum ein Nicht-Lichtaussendezeitraum, bei dem das Aussenden von Licht nicht durchgeführt wird. Der Nicht-Lichtaussendezeitraum der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen wird eine Quelle eines Flacker-Problems. Dabei wird bei der Erläuterung der Lichtaussende-Wellenformen eine Lichtaussende-Wellenform der fluoreszierenden Schicht 5 als KH bezeichnet, eine Lichtaussende-Wellenform der phosphoreszierenden Schicht 6 als RH bezeichnet, eine Nachleucht-Wellenform der phosphoreszierenden Schicht 6 als ZH, und eine für die Licht aussendende Vorrichtung 10 benötigte Gesamtwellenform, bei der die Lichtaussende-Wellenform KH, die Lichtaussende-Wellenform RH und die Nachleucht-Wellenform ZH addiert sind, als SH bezeichnet.
4B zeigt eine Lichtaussende-Wellenform KH der fluoreszierenden Schicht 5 durch die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen, einen Lichtaussendezustand der phosphoreszierenden Schicht 6 durch die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen, eine Lichtaussende-Wellenform RH (durch die durchgezogene Linie dargestellt) der phosphoreszierenden Schicht 6, während ein Ansteuerstrom in der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen fließt, und eine Nachleucht-Wellenform ZH (durch eine gepunktete Linie dargestellt) der phosphoreszierenden Schicht 6, während ein Ansteuerstrom aufhört, in der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen zu fließen.
Mit anderen Worten beginnt die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen ein Aussenden von Licht, wenn die Wechselspannung in ein Gebiet von HV1 eintritt, das eine Wechselspannungsversorgungsspitze beinhaltet, jedoch wird, wenn die Wechselspannung in ein Gebiet von LV1 zurückkehrt, das Aussenden von Licht von den blauen LED-Elementen der zweiten Gruppe 4 unterbrochen. Demgemäß ist ein Zeitraum, bei dem sich die Wechselspannung im Gebiet vom HV1 befindet, ein Lichtaussendezeitraum der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe von blauen LED-Elementen, und es wird auch eine Phosphoreszenz-Abstrahlung RH ausgegeben. Jedoch verbleibt, da die Phosphoreszenz-Abstrahlung RH ein Nachleuchten aufweist, sogar nachdem ein Strom aufgehört hat, in der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen zu fließen, ein Nachleucht-Abstrahlen für einen gewissen Zeitraum, d. h. einen Nachleucht-Zeitraum, nachdem der Strom aufgehört hat, in der zweiten Gruppe von blauen LED-Elementen zu fließen. Sogar wenn ein geringfügiger Nicht-Lichtaussendezeitraum in einem Zeitraum von der Beendigung des Nachleucht-Zeitraums zu einem Lichtaussendezeitraum der Phosphoreszenz-Abstrahlung RH durch die nächste Wechselspannung auftritt, ist es zur Verringerung der Hacker-Erscheinung von Nutzen. Ein Überlappungsabschnitt der Lichtaussende-Wellenform KH der fluoreszierenden Schicht 5 und eines Teils der Lichtaussende-Wellenform RH der phosphoreszierenden Schicht 6 und der Nachleucht-Wellenform ZH der phosphoreszierenden Schicht 6 ist ein Farbmisch-Zeitraum MC, und wenn der Zeitraum MC länger ist, kann eine Licht aussendende Vorrichtung von guter Chromatizität erzielt werden.
4C zeigt die Gesamtwellenform SH1 der Licht aussendenden Vorrichtung 10, und eine Wellenform, bei der die Lichtaussende-Wellenform KH der fluoreszierenden Schicht 5, wie in 4B dargestellt, die Lichtaussende-Wellenform RH der phosphoreszierenden Schicht 6, und die Nachleucht-Wellenform ZH der phosphoreszierenden Schicht 6 (die jeweils durch eine gepunktete Linie dargestellt ist) aufaddiert sind. Mit anderen Worten kann eine kontinuierlich Licht aussendende Vorrichtung mit einer geringeren Flacker-Erscheinung, die durch Eigenschaften der Wechselspannungs-Ansteuerung bedingt ist, dadurch aufgebaut werden, dass ein Nicht-Aussendezeitraum zwischen den Lichtaussendezeiträumen (Farbmischzeiträumen) des Lichtaussendezeitraums KH der fluoreszierenden Schicht 5 und der Lichtaussende-Wellenform RH der phosphoreszierenden Schicht 6 mit einem Nachleucht-Zeitraum mittels der Nachleucht-Wellenform ZH verdeckt wird.
Unterdessen ist es, wenn die Zeitdauer eines Aussendens von Licht durch die fluoreszierende Schicht 5 Tk ist und die Lichtaussendezeit (Gesamtzeit der Lichtaussende-Wellenform RH und der Nachleucht-Wellenform ZH) der Zeitdauer eines Aussendens von Licht durch die fluoreszierende Schicht 6 Tr beträgt, möglich, die Lichtaussendezeiten Tk und Tr in den Lichtaussendezeiträumen dadurch anzupassen, dass die Anzahl von angeschlossenen LED-Elementen der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen verändert wird, und durch diese Anpassung ist es möglich zu verhindern, dass ein Flackern des Lichtes auftritt, und einen Farbton von ausgesendetem Licht zu steuern. Wenn bei einer Licht aussendenden Vorrichtung ihre Helligkeit Priorität hat und eine dritte Gruppe, die eine Mehrzahl von blauen LED-Elementen beinhaltet, vorgesehen ist, ist es zu bevorzugen, dass eine weitere fluoreszierende Schicht angeordnet ist, um Licht von der dritten Gruppe von blauen LED-Elementen zu empfangen. Dies ist dadurch begründet, dass fluoreszente Abstrahlung allgemein heller als phosphoreszente Abstrahlung ist.
Wenn jedoch bei einer Licht aussendenden Vorrichtung die Priorität besteht, eine Flacker-Erscheinung zu verringern, ist es zu bevorzugen, dass eine weitere phosphoreszierende Schicht angeordnet ist, um Licht von der dritten Gruppe von blauen LED-Elementen zu empfangen. Dies ist dadurch begründet, dass eine phosphoreszente Abstrahlung von der zweiten Gruppe und der dritten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen erzielt werden kann, die in diesem Fall durch die phosphoreszierende Schicht bedeckt sind, und ein Nachleucht-Licht aus fluoreszenter Abstrahlung kann akkumuliert werden.
Wie zuvor erwähnt, kann die Steuerschaltung 50, abhängig vom Spannungspegel der Stromquelle 11, die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen zuallererst von den Gruppen von blauen LED-Elementen anzusteuern und dann die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen und/oder mehr Gruppen von blauen LED-Elementen anzusteuern. Außerdem kann die Steuerschaltung 50 die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und die zweite Gruppe 4 und/oder mehr Gruppen von blauen LED-Elementen steuern, um die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen konstant anzusteuern und die zweite Gruppe 4 und/oder mehr Gruppen von blauen LED-Elementen wie erforderlich anzusteuern.
<Zweite Ausführungsform>
Als Nächstes werden Ansteuerwellenformen einer Licht aussendenden Vorrichtung 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 5A bis 5C erläutert.
Eine Ansteuerwellenform der Licht aussendenden Vorrichtung 20, die in einer jeweiligen der 5A bis 5C gezeigt ist, entspricht der Ansteuerwellenform der Licht aussendenden Vorrichtung 10, die in einer jeweilige der 4A bis 4C gezeigt ist, eine ähnliche Wellenform ist mit einem identischen Bezugszeichen versehen, und eine doppelte Beschreibung entfällt. Das heißt, bei der Licht aussendenden Vorrichtung 10 weist die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen die dreißig LED-Elemente auf, die elektrisch in Reihenschaltung an die Elektroden angeschlossen sind, und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen weist die zwanzig LED-Elemente auf, die elektrisch in Reihenschaltung an die Elektroden angeschlossen sind. Im Gegensatz dazu weist bei der Licht aussendenden Vorrichtung 20 die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen zwanzig LED-Elemente auf, die elektrisch in Reihenschaltung an die Elektroden angeschlossen sind, und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen weist zwanzig LED-Elemente auf, die elektrisch in Reihenschaltung an die Elektroden angeschlossen sind, deren Anzahl die gleiche wie bei der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen ist.
Wie zuvor erwähnt, weist bei der Licht aussendenden Vorrichtung 20 die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen die zwanzig LED-Elemente, weniger als die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen der Licht aussendenden Vorrichtung 10 auf, und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen weist die gleichen zwanzig LED-Elemente wie die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen der Licht aussendenden Vorrichtung 10 auf. Demzufolge wird, wie in 5A dargestellt, eine Stromwellenform verändert, und ein Spannungserfassungspegel verringert sich von LV1 auf LV2, und HV2 verringert sich um eine verringerte Größe eines Spannungserfassungspegels. Mit anderen Worten werden, als Ergebnis einer Verringerung der Anzahl von blauen LED-Elementen der ersten Gruppe 3 in der Licht aussendenden Vorrichtung 20 im Vergleich zur Licht aussendenden Vorrichtung, die erfassten Pegel LV2 und HV2 durch die Erfassungsschaltung 15 in der Licht aussendenden Vorrichtung 20 verringert, so dass sie kleiner als die erfassten Pegel LV1 und LV2 der Licht aussendenden Vorrichtung 10 sind.
Demzufolge weist, wie in 5A dargestellt, eine Stromwellenform einen langen Lichtaussendezeitraum und einen kurzen Nicht-Lichtaussendezeitraum auf. Stattdessen wird aufgezeigt, dass die Stromwellenform allgemein eine niedrige Gestalt hat. Demzufolge weist, wie in 5B gezeigt, eine Lichtaussende-Wellenform KH der fluoreszierenden Schicht 5 einen langen Lichtaussendezeitraum Tk2 auf. Da ein Lichtaussendezeitraum Tr1 der fluoreszierenden Schicht 6, bei der eine Lichtaussende-Wellenform RH und eine Nachleucht-Wellenform ZH der phosphoreszierenden Schicht 6 hinzugefügt sind, sich nicht verändert, ist ein Farbmischungszeitraum länger als bei der Licht aussendenden Vorrichtung 10. Wie in 5C gezeigt, weist eine Gestalt einer Gesamtwellenform SH2 der Licht aussendenden Vorrichtung 20 einen Lichtstrom auf, der geringfügig besser, jedoch einen Farbmischungszeitraum, der länger, und eine Nachleucht-Kompensation, die besser als bei der Licht aussendenden Vorrichtung 10 ist. Demzufolge kann ein Flackern von Licht während des Lichtaussendezeitraums oder ein Auftreten von Nicht-Lichtaussendezeiträumen zwischen den Lichtaussendezeiträumen, die durch die Wechselstromansteuerung bedingt sind, verbessert werden, und als Ergebnis kann eine Lichtaussendecharakteristik erzielt werden, die gute Chromatizität aufweist.
<Dritte Ausführungsform>
Als Nächstes werden Ansteuer-Wellenformen einer Licht aussendenden Vorrichtung 30 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wie in 6A bis 6C dargestellt, erläutert.
Eine Ansteuer-Wellenform der Licht aussendenden Vorrichtung 30, die in einer jeweiligen der 6A bis 6C gezeigt ist, entspricht der Ansteuerwellenform der Licht aussendenden Vorrichtung 10, die in einer jeweiligen der 4A bis 4C gezeigt ist, ähnliche Wellenformen sind mit identischen Bezugszeichen versehen, und eine doppelte Beschreibung entfallt. Das heißt bei der Licht aussendenden Vorrichtung 30 weist die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen die dreißig LED-Elemente auf, welche die gleichen wie bei der Licht aussendenden Vorrichtung 10 sind, und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen weist die zehn LED-Elemente auf, was weniger als bei der Licht aussendenden Vorrichtung 10 sind.
Demgemäß erfolgt, wie in 6A dargestellt, eine Änderung einer Stromwellenform, und ein Spannungserfassungspegel LV1 ändert sich nicht, und ein Spannungserfassungspegel wird beträchtlich von HV1 (siehe 4A) auf HV3 verringert. Mit anderen Worten wird, als Ergebnis einer Verringerung der Anzahl von LED-Elementen der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen, ein Abschnitt HV von Erfassungspegeln LV1 und HV3 der Erfassungsschaltung 15 in der Licht aussendenden Vorrichtung 30 verringert, verglichen mit den Erfassungspegeln LV1 und HV1 bei der Licht aussendenden Vorrichtung 10. Demzufolge erfolgt, wie in 6B gezeigt, keine Änderung einer Lichtaussende-Wellenform KH der fluoreszierenden Schicht 5, und lediglich eine Lichtaussende-Wellenform RH der phosphoreszierenden Schicht 6 wird verändert.
Das heißt, als Ergebnis einer Verringerung der Anzahl von LED-Elementen der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen weist die Lichtaussende-Wellenform RH der phosphoreszierenden Schicht 6 einen Lichtaussendezeitraum Tr3 auf. Dieser Zeitraum ist beträchtlich kürzer als der Lichtaussendezeitraum Tr1 der Licht aussendenden Vorrichtung 10. Die Erfassungspegel der Erfassungsschaltung 15 in der Licht aussendenden Vorrichtung 30 sind LV1 und HV3, im Vergleich zu den Erfassungspegeln LV1 und HV1 in der Licht aussendenden Vorrichtung 10, und ein Lichtstrom wird insgesamt verringert.
Bei der Licht aussendenden Vorrichtung 30 wird, da die Lichtaussende-Wellenform RH und die Nachleucht-Wellenform ZH klein sind, wie in 6B dargestellt, ein Überlappungs-Farbmischzeitraum der Lichtaussende-Wellenform KH der fluoreszierenden Schicht 5, der Lichtaussende-Wellenform RH der phosphoreszierenden Schicht 6, und der Nachleucht-Wellenform ZH der phosphoreszierenden Schicht 6 sehr kurz, und weiter wird ein Nicht-Lichtaussendezeitraum der phosphoreszierenden Schicht lang. Wie in 6C dargestellt wird, da die Gesamtwellenform SH3 der Licht aussendenden Vorrichtung 30 eine kürzere Farbmischungszeitdauer hat, fluoreszentes Licht von der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen so ausgesendet, dass es stärker als eine Phosphoreszenz von der zweiten Gruppe 4 von LED-Elementen ist, und daher kann keine gute Chromatizität erzielt werden. Außerdem ist es, da ein Zwischenraum im Nachleucht-Zeitraum auftritt, schwierig zu verhindern, dass ein Flackern auftritt.
Wie zuvor erwähnt, ist es bei dieser Ausführungsform möglich, ein Auftreten des Flackerns zu verhindern, und zwar durch das Lichtaussenden oder Nachleuchten der phosphoreszierenden Schicht 6 und eine Änderung eines Lichtaussendezeitraums der fluoreszierenden Schicht 5 oder der phosphoreszierenden Schicht 6, durch Ändern der Anzahl der LED-Elemente der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen oder der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen. Außerdem ist es, da eine Größe des Lichtstroms verändert werden kann, durch Kombinieren einer Auswahl der Änderungen der Anzahl von LED-Elementen und der Größe des Lichtstroms, da der Nachleucht-Zeitraum der phosphoreszierenden Schicht 6 gesteuert werden kann, möglich, extensiv phosphoreszierende Schichten zu verwenden, die unterschiedliche Nachleucht-Zeitdauern haben. Beispielsweise kann, nach Berücksichtigung des Flackerns, eine helles Licht aussendende Vorrichtung, die einen großen Lichtstrom ähnlich zur Licht aussendenden Vorrichtung 10 hat, bereitgestellt werden und es kann gewählt werden, dass eine Licht aussendende Vorrichtung, die einen langen Farbmischzeitraum, d. h. eine bessere Chromatizität ähnlich der Licht aussendenden Vorrichtung 20 aufweist, erzielt wird.
<Vierte Ausführungsform>
Als Nächstes werden Ansteuer-Wellenformen einer Licht aussendenden Vorrichtung 40 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 7 erläutert.
Die Licht aussendende Vorrichtung 40, welche die Ansteuer-Wellenformen wie in 7 gezeigt aufweist, hat die gleiche Basisstruktur wie die in 1 gezeigte Licht aussendende Vorrichtung 10, unterscheidet sich jedoch von der Licht aussendenden Vorrichtung 10 darin, dass eine fluoreszierende Schicht RKH, die rotes Licht aussendet, anstelle der fluoreszierenden Schicht 5 verwendet wird, welche die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen bedeckt.
Demzufolge hat, wie in 7 gezeigt, eine Gesamtwellenform SH4 der Licht aussendenden Vorrichtung 40 eine konstante Helligkeit, die in einem Gebiet eines jeden Frequenzbandes erzielt wird, eine Lichtaussende-Charakteristik von relativ guter Chromatizität wird erzielt, und zwar durch einen Farbmischungseffekt einer Lichtaussendewelle (400 bis 450 nm) B·LED von blauen LED-Elementen, einer Lichtaussendewelle (500 bis 600 nm) GRH einer grün phosphoreszierenden Schicht, und einer Lichtaussendewelle (570 bis 750 nm) RKH, obschon ein Tal zwischen der Lichtaussendewelle (400 bis 450 nm) B·LED und der Lichtaussendewelle (500 bis 600 nm) GRH vorhanden ist.
Wie zuvor erwähnt, ist es bei dieser Ausführungsform möglich, eine Licht aussendende Vorrichtung bereitzustellen, die durch eine Wechselspannung angesteuert wird, und ohne Auftreten eines Flackerns, und zwar durch Verwenden der fluoreszierenden Schicht und der phosphoreszierenden Schicht, die durch die Beleuchtung der LED-Elemente angeregt werden. Außerdem sind die Mehrzahl von LED-Elementen in die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen unterteilt, und die fluoreszierende Schicht 5 und die phosphoreszierende Schicht 6 werden auf die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen bzw. die zweite Gruppe von blauen LED-Elementen aufgebracht. Beispielsweise ist es, wenn ein Material für eine fluoreszierende Schicht und ein Material für die phosphoreszierende Schicht in ein transparentes Harz eingemischt werden, und durch ein Mischen von zwei Arten von Partikeln eine ungleichmäßige Verteilung von Partikeln in dem transparenten Harz auftritt, schwierig, eine einheitliche Lichtaussende-Charakteristik zu erzielen. Im Gegensatz dazu ist es bei der zuvor erwähnten Struktur, dadurch dass die zwei Arten von Partikeln separat in das transparente Harz eingemischt werden, möglich, eine Bedeckungsschicht zu erzeugen, durch die eine einheitliche Lichtaussende-Charakteristik erzielt werden kann. Außerdem ist es, da eine genaue Steuerung eines Nachleucht-Zeitraums durch Verwenden einer vorbestimmten Anzahl von LED-Elementgruppen möglich ist, möglich, ein breites Sortiment von Materialien für eine phosphoreszierende Schicht zu verwenden.
<Fünfte Ausführungsform>
Als Nächstes wird ein Schaltungssystem und ein Ansteuerverfahren eines Strompegel-Schaltsystems einer Licht aussendenden Vorrichtung wie dargestellt in 8 erläutert. Das Schaltungssystem, wie in 8 dargestellt, weist im Wesentlichen die gleiche Struktur wie das in 3 dargestellte Schaltungssystem auf, und ähnliche Teile sind mit identischen Bezugszeichen versehen, und eine doppelte Beschreibung entfällt. Das Schaltungssystem wie dargestellt in 8 unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten Schaltungssystem in folgendem Punkt.
Im Schaltungssystem des in 3 dargestellten Strompegel-Umschaltsystems wird eine Steuerung der Umschalt-Schaltung 16, um eine umschaltende Verbindung der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen zu erzielen, basierend auf einer Spannungspegelerfassung der Erfassungsschaltung 15 durchgeführt. Im Gegensatz dazu wird beim Schaltungssystem des Strompegel-Umschaltsystems, wie in 8 dargestellt, die Steuerung der Umschalt-Schaltung 16 basierend auf einer Strompegelerfassung einer Erfassungsschaltung 15a durchgeführt, bei der es sich um eine Strompegel-Erfassungsschaltung handelt. Das heißt, die Erfassungsschaltung 15a führt eine Stromsteuerung durch, wie in 4A, 5A und 6A dargestellt, und zwar durch Erfassungssignale von Strompegeln LA und HA, wodurch eine jeweilige Licht aussendende Vorrichtung betrieben wird.
Die Licht aussendende Vorrichtung in jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen beinhaltet die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen, die auf dem Substrat montiert ist, und die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen, die auf dem Substrat montiert ist und elektrisch an die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen angeschlossen ist, und die erste Gruppe 3 ist durch die fluoreszierende Schicht 5 bedeckt und die zweite Gruppe 4 ist durch die phosphoreszierende Schicht 6 bedeckt. Demzufolge ist es möglich zu verhindern, dass ein Flackern bei einer weißes Licht aussendenden Struktur auftritt, die gebildet ist durch die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und die fluoreszierende Schicht 5 und durch eine Licht aussendende Struktur, die gebildet ist durch die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen und die phosphoreszierende Schicht 6, und eine Chromatizität der Lichtabstrahlung zu verbessern, dadurch, dass als Erstes die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen und dann die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen angesteuert wird, in Abhängigkeit von einem Spannungspegel der Wechselstromquelle. Zusätzlich ist es möglich, eine lange Betriebslebensdauer der Licht aussendenden Vorrichtung zu erzielen, und zwar dadurch, dass die fluoreszierende Schicht durch konstantes Ansteuern der ersten Gruppe 3 von blauen LED-Elementen erleuchtet wird und eine Ansteuerzeitdauer der zweiten Gruppe 4 von blauen LED-Elementen verkürzt wird, die eine relativ kurze Betriebslebensdauer hat, wodurch ein Beleuchtungszeitraum der phosphoreszierenden Schicht 6 verringert wird.
Dabei sind bei der ersten Gruppe von blauen LED-Elementen eine vorbestimmte Anzahl von ersten Licht aussendenden Elementen in Reihenschaltung angeschlossen, in der ersten Gruppe von blauen LED-Elementen sind eine vorbestimmte Anzahl von ersten Licht aussendenden Elementen in Reihenschaltung angeschlossen, und die Steuerschaltung 50 steuert einen Lichtaussendezeitraum der fluoreszierenden Schicht 5 basierend auf den ersten Licht aussendenden Elementen und steuert einen Lichtaussendezeitraum der phosphoreszierenden Schicht 6 basierend auf den zweiten Licht aussendenden Elementen. Mit dieser Struktur kann, da der Lichtaussendezeitraum der fluoreszierenden Schicht 5 und der Lichtaussendezeitraum der phosphoreszierenden Schicht 6 durch die Steuerschaltung 50 gesteuert wird, die Chromatizität der Lichtabstrahlung angepasst werden.
Die fluoreszierende Schicht 5, welche die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen bedeckt, kann ein fluoreszierendes YAG-Material des Gelb-Systems sein, das gelbes Licht aussendet, und die phosphoreszierende Schicht 6, welche die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen bedeckt, kann ein zum Grün-System gehörendes Phosphoreszenz-Element sein, das grünes Licht aussendet.
Die phosphoreszierende Schicht 6, welche die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen bedeckt, kann eine gemischte Schicht sein, die ein erstes Phosphoreszenz-Element, das grünes Licht aussendet, und ein zweites Phosphoreszenz-Element beinhaltet, das rotes Licht aussendet.
Die fluoreszierende Schicht 5, welche die erste Gruppe 3 von blauen LED-Elementen bedeckt, kann ein Nitrid-Material sein, das ein Oxid ist, um rotes Licht auszusenden, und die phosphoreszierende Schicht 6, welche die zweite Gruppe 4 von blauen LED-Elementen bedeckt, kann ein Phosphoreszenz-Element sein, das grünes Licht aussendet.
Wie zuvor erwähnt, ist es bei jeder Ausführungsform, dadurch dass die fluoreszierende Schicht und die phosphoreszierende Schicht auf die erste Gruppe von blauen LED-Elementen und die zweite Gruppe von blauen LED-Elementen separat aufgebracht wird, die Anzahl von LED-Elementen der ersten Gruppe von blauen LED-Elementen und der zweiten Gruppe von blauen LED-Elementen verändert wird, und der Lichtaussendezeitraum jeweils der fluoreszierenden Schicht und der phosphoreszierenden Schicht optional verändert wird, möglich, eine Licht aussendende Vorrichtung, die eine vielfältige Lichtaussende-Charakteristik wie erforderlich hat, bereitzustellen.
Zusätzlich kann bei jeder Ausführungsform, obschon die grüne phosphoreszierende Schicht als die phosphoreszierende Schicht, welche die zweite Gruppe von blauen LED-Elementen bedeckt, beispielhaft verwendet wird, wenn eine Gemischschicht aus einer phosphoreszierenden Schicht des Grün-Systems und einer phosphoreszierenden Schicht des Rot-Systems verwendet wird, eine weitere Verbesserung der Chromatizität erwartet werden. Bei den zuvor erwähnten Ausführungsformen können, obschon die LED-Elemente der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe in einem einzigen Gehäuse enthalten sind, die LED-Elemente einer jeweiligen von der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe in einem separaten Gehäuse enthalten sein.
Obschon bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen eingeschränkt ist, und verschiedene Änderungen und Modifikationen an den Ausführungsformen vorgenommen werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010-245264 [0001]
JP 2010-103522 [0006, 0007, 0011, 0012]

Claims

Licht aussendende Vorrichtung, aufweisend: ein Substrat, das Elektroden beinhaltet; eine erste Gruppe, die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen beinhaltet, die elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind; eine zweite Gruppe, die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen beinhaltet, die elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind; eine fluoreszierende Schicht, die angeordnet ist, um Licht von der ersten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen zu empfangen; und eine phosphoreszierende Schicht, die angeordnet ist, um Licht von der zweiten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen zu empfangen.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die fluoreszierende Schicht die Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen der ersten Gruppe unmittelbar bedeckt; die phosphoreszierende Schicht die Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen in der zweiten Gruppe unmittelbar bedeckt; die Elektroden des Substrates eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine dritte Elektrode beinhalten; die Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen der ersten Gruppe elektrisch an die erste Elektrode und die zweite Elektrode angeschlossen sind; die Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen der zweiten Gruppe elektrisch an die zweite Elektrode und die dritte Elektrode angeschlossen sind; die erste Elektrode elektrisch in Kontakt mit einem ersten Elektrodenmuster und die dritte Elektrode elektrisch in Kontakt mit einem dritten Elektrodenmuster ist, und das erste Elektrodenmuster und das dritte Elektrodenmuster sich separat entlang der einen Seite des Substrates erstrecken; und die zweite Elektrode elektrisch in Kontakt mit einem zweiten Elektrodenmuster ist, das sich entlang einer anderen Seite gegenüberliegend zu der einen Seite des Substrates erstreckt.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend: eine Steuerschaltung, die steuert, um eine Spannung an die Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen der ersten Gruppe anzulegen, während eine Wechselspannungsversorgung von einer Wechselstromquelle niedrig ist, und die steuert, um eine Spannung an die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der ersten Gruppe und die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der zweiten Gruppe anzulegen, während die Wechselspannungsversorgung von der Wechselspannungsquelle um die Wechselspannungsversorgungsspitze herum hoch ist.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 2, weiter aufweisend: eine Stromquelle, die einen Gleichrichter beinhaltet, und eine Wechselstromquelle, die elektrisch an den Gleichrichter angeschlossen ist, um eine Spannung an die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der ersten Gruppe und die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der zweiten Gruppe anzulegen; eine Steuerschaltung, die zwischen der Stromquelle und der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen angeordnet ist und die steuert, um eine Spannung an die erste Elektrode, durch die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der ersten Gruppe hindurch, an die zweite Elektrode anzulegen, während die Wechselspannungsversorgung von der Wechselstromquelle niedrig ist, und die Steuerschaltung steuert, um eine Spannung an die erste Elektrode, durch die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der ersten Gruppe hindurch, die zweite Elektrode, und die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der zweiten Gruppe an die dritte Elektrode anzulegen, während die Wechselspannungsversorgung von der Wechselstromquelle um die Wechselspannungsversorgungsspitze herum hoch ist.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend: eine Stromquelle; eine Steuerschaltung, die zwischen der Stromquelle und der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen angeordnet ist und die zeitliche Ablaufe steuert, um eine Spannung an die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der zweiten Gruppe anzulegen.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die zweite Schaltung konfiguriert ist, um in konstanter Weise eine Spannung an die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der ersten Gruppe anzulegen, während ein Wechselstrom von einer Wechselstromquelle zugeführt wird.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die fluoreszierende Schicht ein YAG-Material beinhaltet, das gelbes Licht aussendet; und die phosphoreszierende Schicht ein Phosphoreszenz-Element beinhaltet, das grünes Licht aussendet.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die phosphoreszierende Schicht eine gemischte Schicht ist, die ein erstes Phosphoreszenz-Element, das grünes Licht aussendet, und ein zweites Phosphoreszenz-Element beinhaltet, das rotes Licht aussendet.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die fluoreszierende Schicht ein Nitrid-Material beinhaltet, das ein Oxid ist, um rotes Licht auszusenden, und die phosphoreszierende Schicht ein Phosphoreszenz-Element beinhaltet, das grünes Licht aussendet.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend: eine dritte Gruppe, die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen beinhaltet, die elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind; eine weitere fluoreszierende Schicht, die angeordnet ist, um Licht von der dritten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen zu empfangen.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend: eine dritte Gruppe, die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen beinhaltet, die elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind; und eine weitere phosphoreszierende Schicht, die angeordnet ist, um Licht von der dritten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen zu empfangen.
Licht aussendende Vorrichtung, aufweisend: ein Substrat, das Elektroden beinhaltet; eine erste Gruppe, die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen beinhaltet, die elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind; eine zweite Gruppe, die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen beinhaltet, die elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind; eine fluoreszierende Schicht, die angeordnet ist, um Licht von der ersten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen zu empfangen; eine phosphoreszierende Schicht, die angeordnet ist, um Licht von der zweiten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen zu empfangen; und eine Steuerschaltung, die steuert, um eine Spannung an die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der ersten Gruppe anzulegen, während eine Wechselspannungsversorgung von einer Wechselstromquelle niedrig ist, und die steuert, um eine Spannung an die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der ersten Gruppe und die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der zweiten Gruppe anzulegen, während die Wechselspannungsversorgung von der Wechselspannungsquelle um die Wechselspannungsversorgungsspitze herum hoch ist.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend: eine dritte Gruppe, die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen beinhaltet, die elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind; eine weitere fluoreszierende Schicht, die angeordnet ist, um Licht von der dritten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen zu empfangen; und die Steuerschaltung, die steuert, um eine Spannung an die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der ersten Gruppe anzulegen, während die Wechselspannungsversorgung von einer Wechselstromquelle niedrig ist, und die steuert, um eine Spannung an die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der ersten Gruppe, die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der zweiten Gruppe, und die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der dritten Gruppe anzulegen, während die Wechselspannungsversorgung von der Wechselspannungsquelle um die Wechselspannungsversorgungsspitze herum hoch ist.
Licht aussendende Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend: eine dritte Gruppe, die eine Mehrzahl von blaues Licht aussendenden Diodenelementen beinhaltet, die elektrisch an die Elektroden angeschlossen sind; eine weitere phosphoreszierende Schicht, die angeordnet ist, um Licht von der dritten Gruppe von blaues Licht aussendenden Diodenelementen zu empfangen; und die Steuerschaltung, die steuert, um eine Spannung an die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der ersten Gruppe anzulegen, während die Wechselspannungsversorgung von einer Wechselstromquelle niedrig ist, und die steuert, um eine Spannung an die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der ersten Gruppe, die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der zweiten Gruppe, und die blaues Licht aussendenden Diodenelemente der dritten Gruppe anzulegen, während die Wechselspannungsversorgung von der Wechselspannungsquelle um die Wechselspannungsversorgungsspitze herum hoch ist.