JP2022091835A - Ledアレイモジュール - Google Patents
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Abstract
Description
emission)である。従来のLED構造が上部からしか発光しないのに対して、5面エミッタは側面からも発光する。
array)を想像して、非常に高密度の高光束エミッタアレイ(high-flux
emitter array)を達成することができる。
‐ 孤立して使用される場合、複数のLEDとは異なる総光束および平均色点を持つアレイ。
‐ アレイにわたって、光束および色は変化する。アレイにわたる色の変動は、それが不均一なスポット照明をもたらすことがあるので、望ましくない。
temperature)は、異なるLED構造のビニング(binning)に基づいて選択することができる。これは、例えば、異なる相関色温度および/または光束を持つLED構造が組み合わされることを意味し、相関色温度および/または光束の差は、LED構造の製造プロセスにおける変動によって引き起こされる。あるいは、異なる半導体層(例えば活性層の組成)および/または異なる光変換構造を持つLED構造が、LEDアレイモジュールの予め定められた色および特に相関色温度および/または光束の分布を可能にすることができるように、組み合わされ得る。
少なくとも第2の発光ダイオード構造との光クロストークが存在するように、複数の発光ダイオード構造の少なくとも第1の発光ダイオード構造による第1の相関色温度の光を放射するステップ、
少なくとも前記第1の発光ダイオード構造との光クロストークが存在するように、複数の発光ダイオード構造の少なくとも第2の発光ダイオード構造による、第1の相関色温度とは異なる第2の相関色温度の光を放射するステップであって、第1の相関色温度および第2の相関色温度は、発光ダイオード構造間の光クロストークを少なくとも部分的に補償するよう構成され、その結果、発光ダイオードアレイモジュールの光軸に垂直な基準面における予め定められた相関色温度分布の均一性が増大する、第2の相関色温度の光を放射するステップ。
(付記1) 複数の発光ダイオード構造を有する発光ダイオードアレイモジュールであって、前記発光ダイオード構造は、前記発光ダイオードアレイモジュールの動作中に、前記発光ダイオード構造間に光クロストークが存在するように配置され、前記複数の発光ダイオード構造のうちの少なくとも第1の発光ダイオード構造は、第1の色によって特徴付けられ、前記複数の発光ダイオード構造のうちの少なくとも第2の発光ダイオード構造は、前記第1の色とは異なる第2の色によって特徴付けられ、前記第1の色、前記第2の色および前記発光ダイオード構造間の前記光クロストークは、前記発光ダイオードアレイモジュールの光軸に垂直な基準面において予め定められた光分布を提供するように構成され、前記第1の色は第1の相関色温度であり、前記第2の色は第2の相関色温度であり、前記予め定められた光分布は、予め定められた相関色温度分布であり、前記第1の相関色温度および前記第2の相関色温度は、予め定められた色点温度分布の均一性が増大するように、前記発光ダイオード構造間の前記光クロストークを少なくとも部分的に補償するように構成される、
発光ダイオードアレイモジュール。
(付記2) 前記複数の発光ダイオード構造のうちの少なくとも前記第1の発光ダイオード構造は、第1の光束によって特徴付けられ、前記複数の発光ダイオード構造のうちの少なくとも第3の発光ダイオード構造は、第3の光束によって特徴付けられ、前記第1の光束、前記第3の光束、および前記発光ダイオード構造間の前記光クロストークは、前記基準面において前記予め定められた光分布を提供するように構成される、
付記1に記載の発光ダイオードアレイモジュール。
(付記3) 前記発光ダイオード構造は、一次光および二次光を放射するように構成され、前記一次光は、第1の波長範囲の第1の中心波長によって特徴付けられ、前記二次光は、第2の波長範囲の第2の中心波長によって特徴付けられ、前記第2の波長範囲は、前記第1の波長範囲よりも長い波長範囲にあり、少なくとも前記第1の相関色温度および少なくとも前記第2の相関色温度は、発光ダイオード構造が、前記発光ダイオード構造を取り囲む1つまたは複数の発光ダイオード構造から前記一次光を受光する確率に基づいて決定される、
付記1又は2に記載の発光ダイオードアレイモジュール。
(付記4) 前記確率は、前記発光ダイオード構造を取り囲む発光ダイオード構造の数に基づいて決定される、
付記3に記載の発光ダイオードアレイモジュール。
(付記5) 前記確率は、前記発光ダイオード構造を取り囲む発光ダイオード構造と前記発光ダイオード構造との間の距離に基づいて決定される、
付記3又は4に記載の発光ダイオードアレイモジュール。
(付記6) 前記確率は、前記発光ダイオード構造に対する前記発光ダイオード構造を取り囲む発光ダイオード構造の相対位置に基づいて決定される、
付記3、4又は5に記載の発光ダイオードアレイモジュール。
(付記7) 前記発光ダイオード構造によって取り囲まれる発光ダイオード構造の相関色温度は、前記の取り囲む発光ダイオード構造から前記一次光を受光する確率が高いほど高い、
付記3、4、5又は6に記載の発光ダイオードアレイモジュール。
(付記8) 前記予め定められた相関色温度分布は、前記光軸から定められた距離内で平坦である、
付記2乃至7のいずれか1項に記載の発光ダイオードアレイモジュール。
(付記9) 前記発光ダイオードアレイモジュールは、規則的なパターンに配置された多数の発光ダイオード構造を有し、前記発光ダイオード構造の前記規則的なパターンは、中央領域および境界領域を有し、前記境界領域に含まれる前記発光ダイオード構造の相関色温度は、前記中央領域に含まれる前記発光ダイオード構造によって提供される相関色温度分布に従って、前記光クロストークを少なくとも部分的に補償するように構成される、
付記1又は2に記載の発光ダイオードアレイモジュール。
(付記10) 少なくとも1つの付記1乃至9のいずれか1項に記載の発光ダイオードアレイモジュールを有する照明装置であって、前記の少なくとも1つの発光ダイオードアレイモジュールによって放射される光を分配するように構成された少なくとも1つの光学装置を有する、
照明装置。
(付記11) 複数の発光ダイオード構造を有する発光ダイオードアレイモジュールを用いて均一な色点分布で光を放射する方法であって:
少なくとも第2の発光ダイオード構造との光クロストークが存在するように、前記複数の発光ダイオード構造のうちの少なくとも第1の発光ダイオード構造により、第1の相関色温度の光を放射するステップと、
少なくとも前記第1の発光ダイオード構造との光クロストークが存在するように、前記複数の発光ダイオード構造のうちの少なくとも第2の発光ダイオード構造により、前記第1の相関色温度とは異なる第2の相関色温度の光を放射するステップであって、前記第1の相関色温度および前記第2の相関色温度は、前記発光ダイオードアレイモジュールの光軸に垂直な基準面における予め定められた相関色温度分布の均一性が増大するように、前記発光ダイオード構造間の前記光クロストークを少なくとも部分的に補償するよう構成される、第2の相関色温度の光を放射するステップ、
を含む、
方法。
3 n層
4 活性層
5 nコンタクト
7 p層
9 pコンタクト
10 発光ダイオード構造
10a 第1の相関色温度を持つLED構造
10b 第2の相関色温度を持つLED構造
10c 第3の相関色温度を持つLED構造
10d 第4の相関色温度を持つLED構造
11 一次光
12 二次光
13 混合光
15 境界領域の発光ダイオード構造
16 中央領域の発光ダイオード構造
17 第1のサブアレイのLED構造
18 第2のサブアレイのLED構造
20 サブマウント
21 サブマウントチップ
23 電気接点パッド
30 発光ダイオード(LED)アレイモジュール
40 基準面
50 光軸
61 基準面内の光軸までの距離
62 基準面内の相関色温度
65 基準面内の相関色温度分布
Claims (11)
- 装置であって、
発光ダイオード(LED)のアレイを有し、
前記アレイの各LEDは、第1の波長を有する一次光を生成するように構成され、前記アレイの各LEDは、蛍光体であって、前記蛍光体に当たる前記一次光の少なくとも一部を吸収し、前記吸収に応じて、前記第1の波長より長い波長を有する二次光を放射するように構成される蛍光体を含み、
前記アレイの各LEDは、前記一次光と前記二次光の組み合わせである放射光を放射するように構成され、
前記放射光は、前記二次光に対する前記一次光の強度の比に依存する相関色温度を有し、
前記LEDのアレイは、少なくとも前記LEDのいくつかのLEDが前記アレイからの前記放射光の一部をクロストーク光として隣接するLEDに向けるように構成され、
前記アレイ内の前記LEDは、中央のLEDのグループと、前記中央のLEDのグループを囲む境界のLEDのグループとの間に分散され、
前記中央のLEDのグループは、基準面に第1の混合光を放射するように構成され、前記第1の混合光は、前記中央のLEDのグループによって生成された一次光の混合であり、前記第1の混合光は、第1の強度を有し、
前記境界のLEDのグループは、前記基準面に第2の混合光を放射するように構成され、前記第2の混合光は、前記境界のLEDのグループによって生成された一次光の混合であり、前記第2の混合光は、前記第1の強度と異なる第2の強度を有し、
前記LEDのアレイは、前記基準面に第3の混合光を放射するように構成され、前記第3の混合光は、前記アレイ内の全てのLEDによって生成された一次光の混合であり、前記第3の混合光は、実質的に所定の相関色温度を有する、
装置。 - 前記LEDのアレイの第1のLEDについて、前記第1のLEDで受光されるクロストーク光の強度は、クロストーク光を前記第1のLEDに向ける前記アレイ内の前記LEDの数によって部分的に決定される、
請求項1に記載の装置。 - 前記LEDのアレイの第1のLEDについて、前記第1のLEDで受光されるクロストーク光の強度は、クロストーク光を前記第1のLEDに向ける前記アレイ内の前記LEDの数に比例する、
請求項1に記載の装置。 - 前記第2の強度は、前記第1の強度より大きい、
請求項1に記載の装置。 - 前記LEDのアレイは、二次元アレイであり、
前記中央のLEDのグループの各LEDは、前記LEDのアレイ内の隣接するLEDによって完全に囲まれ、
前記境界のLEDのグループの各LEDは、前記LEDのアレイ内の隣接するLEDによって部分的にのみ囲まれる、
請求項1に記載の装置。 - 前記LEDのアレイは、二次元直線状アレイであり、
前記中央のLEDのグループ内の各LEDは、前記LEDのアレイ内の4つの直接隣接するLED及び4つの斜めに隣接するLEDによって囲まれ、
前記境界のLEDのグループ内の各LEDは、前記LEDのアレイ内の4つの直接隣接するLEDより少ない又は4つの斜めに隣接するLEDより少ないLEDによって囲まれる、
請求項1に記載の装置。 - 前記LEDのアレイは、前記基準面に略平行である第1の面内に延びる二次元アレイであり、
前記アレイ内の各LEDは、前記第1の面に略平行に向けられた第1の放射面から及び前記第1の放射面に実質的に直角に向けられた少なくとも1つの第2の放射面から光を放射するように構成され、
前記アレイ内の前記LEDは、LEDの前記少なくとも1つの第2の放射面が、前記アレイ内の少なくとも別のLEDの第2の放射面からの光を受けるよう位置決めされるように、配置される、
請求項1に記載の装置。 - 前記アレイの第1のLEDの第2の放射面から放射される光は、前記アレイの第2のLEDの蛍光体と相互作用するように構成される、
請求項7に記載の装置。 - 前記アレイの第1のLEDの第2の放射面から放射される光は、前記アレイの第2のLEDによって吸収されるように構成される、
請求項7に記載の装置。 - 装置であって、
発光ダイオード(LED)の二次元直線状アレイであって、光を放射し、放射された前記光の一部をクロストーク光として前記アレイ内の隣接するLEDに向けるように構成される、LEDの二次元直線状アレイを有し、
前記アレイ内の前記LEDは、中央のLEDのグループと境界のLEDのグループとの間に分散され、
前記中央のLEDのグループ内の各LEDは、前記LEDのアレイの4つの直接隣接するLED及び4つの斜めに隣接するLEDによって囲まれ、
前記境界のLEDのグループ内の各LEDは、前記LEDのアレイ内の4つの直接隣接するLEDより少ない又は4つの斜めに隣接するLEDより少ないLEDによって囲まれ、
前記LEDのアレイは、全てのLEDによって生成された一次光を含む前記アレイの全てのLEDから混合光を放射し、前記混合光を基準面に分配するように構成され、
前記混合光は、実質的に所定の相関色温度を有し、
前記実質的に所定の相関色温度は、前記境界のLEDのグループからの一次光強度及び前記中央のLEDのグループからの一次光強度に依存し、
前記境界のLEDのグループからの前記一次光強度は、前記中央のLEDのグループからの前記一次光強度より大きい、
装置。 - 前記LEDのアレイは、前記基準面に略平行である第1の面内に延びる二次元アレイであり、
前記アレイ内の各LEDは、前記第1の面に略平行に向けられた第1の放射面から及び前記第1の放射面に実質的に直角に向けられた少なくとも1つの第2の放射面から光を放射するように構成され、
前記LEDは、前記アレイ内のLEDの前記少なくとも1つの第2の放射面が、前記アレイ内の別のLEDの第2の放射面からの光を受けるよう位置決めされるように、配置される、
請求項10に記載の装置。
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