Application Note 11 フルカラーＬＥＤの白色発光について １．概要 日亜化学工業では、フルカラーＬＥＤをラインナップしています。 フルカラーＬＥＤは、赤（Ｒｅｄ） ・緑（Ｇｒｅｅｎ） ・青（Ｂｌｕｅ）の３素子を搭載しており、これらＲＧ Ｂの素子を同時に点灯させることによって様々な色を発光させることができます。 本書では、日亜化学工業製フルカラーＬＥＤを用いて白色を発光させる方法を説明します。 CIE 1931 Chromaticity Diagram ２．色再現性 0.9 NTSC 0.8 LED ダでのビデオ信号方式です。 三角で囲まれている部分が色再現域となります。 0.7 したがって、この領域が広いほど、豊かな色再現 が可能となります。 0.6 カラーテレビ y coordinate Light Emitting Diode 図１はカラーテレビの色再現とＬＥＤの色再現を 表したものです。ＮＴＳＣとは日本・米国・カナ 0.5 カラーテレビよりもＬＥＤによる表現の方がより ＮＴＳＣに近く、ビデオ信号の能力を十分に引き 0.4 出せるといえます。 0.3 0.2 ３．ホワイトバランス フルカラーＬＥＤで白色発光を得ようとするとき、 0.1 それぞれの色の発光量によって、赤っぽい白にな ったり青っぽい白になったりします。そこで、Ｒ 0 0 ＧＢ各色の発光具合を調節して白色に近づける必 要があります。これをホワイトバランスといいま 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 x coordinate 0.6 0.7 図１ カラーテレビ（ＮＴＳＣ方式）とＬＥＤの色再現域 す。ＲＧＢそれぞれの色度にもよりますが、 （ｘ＝０．３３、ｙ＝０．３３）付近の白を得る にはＲ：Ｇ：Ｂの光度比を、おおむね３：７：１にすればよいと言われています。 ４．フルカラーＬＥＤの白色発光 図２はＮＥＣＭ３２５Ｃの初期電気／光学特性を示したものです。 項目 記号 条件 Ｂｌｕｅ Ｇｒｅｅｎ Ｒｅｄ 単位 最小 標準 最大 最小 標準 最大 最小 標準 最大 順電圧 ＶＦ 逆電流 ＩＲ 光度 ＩＶ Ｂ，Ｇ ＩＦ＝１０［ｍＡ］ Ｒ ＩＦ＝２０［ｍＡ］ ＶＲ＝５［Ｖ］ Ｂ，Ｇ ＩＦ＝１０［ｍＡ］ Ｒ ＩＦ＝２０［ｍＡ］ 0.8 - 3.6 4.0 - 3.5 4.0 - 1.9 2.4 Ｖ - - 50 - - 50 - - 50 μＡ 52 72 144 215 300 600 92 125 260 ｍｃｄ 図２ ＮＥＣＭ３２５Ｃの初期電気／光学特性 仮にＲの光度を１２５ｍｃｄとすると、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：７：１にするためには、 Ｇ＝１２５×７／３＝２９１．６［ｍｃｄ］ Information in this document is tentative and subject to change without notice for improvement. 1/2 (STS-KSE4255) April 15, 2004 Application Note 22 Ｂ＝１２５×１／３＝４１．６［ｍｃｄ］ としなければなりません。 3.5 したがって、このＬＥＤを白色に発光させようとすると き、ＲＧＢの光度をそれぞれ、１２５ｍｃｄ、 Ｒｅｄが１２５ｍｃｄのときの電流値は図２の特性表よ り２０ｍＡです。 Ｇｌｅｅｎについて、３００ｍｃｄを１とすると 2.5 2.0 1.5 Blue 1.0 Gleen 0.5 ２９１ｍｃｄは、 ２９１÷３００＝０．９７［倍］ Red 0.0 よって３００ｍｃｄを１としたときの相対光度は ０．９７倍。これを図３のグラフで見ると、このときの 電流値はおよそ９．８ｍＡとなります。 同じようにＢｌｕｅの電流値を求めると、 0 10 20 30 Ｉｆ (mA) 40 50 60 図３ ＮＥＣＭ３２５Ｃの順電流-相対光度 特性 およそ４．８ｍＡとなります。 70 60 フルカラーＬＥＤを使用するにあたっては、トータルの 損失を許容損失内におさめなければなりません。 図４はＮＥＣＭ３２５Ｃの周囲温度と許容損失を示した ものです。 消費電力ＰＤ［ｍＷ］はＩＦ［ｍＡ］×ＶＦで求められま す。 許容損失 (ｍW) Light Emitting Diode 3.0 相対光度 (a.u.) ２９１ｍｃｄ、４１ｍｃｄにすればよいということがわ かります。 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 周囲温度 (℃) 80 100 図４ ＮＥＣＭ３２５Ｃの周囲温度−許容損失特性 よって、先ほどの例の場合では、 ＰＤ［ｍＷ］＝２０［ｍＡ］×１．９［Ｖ］＋９．８［ｍＡ］×３．５［Ｖ］＋４．８［ｍＡ］×３．６［Ｖ］ ＝８９．５８［ｍＷ］ となり、これを図４で確認すると、各温度で許容損失を超えていることがわかります。 したがって、このままでは使用することができず、各素子に流す電流値をもっと下げる必要があることがわか ります。 仮にＲの光度を６０ｍｃｄとして、Ｇ、Ｂの必要光度を計算すると、Ｇ＝１４０ｍｃｄ、Ｂ＝２０ｍｃｄです。 このときの各素子に流れる電流値は図３より、およそ、Ｒが１１ｍＡ、Ｇが３．５ｍＡ、Ｂが１．８ｍＡとな ります。 このときの許容損失は、 ＰＤ［ｍＷ］＝１１［ｍＡ］×１．９［Ｖ］＋３．５［ｍＡ］×３．５［Ｖ］＋１．８［ｍＡ］×３．６［Ｖ］ ＝３９．６３［ｍＷ］ となり、これを図４で確認すると、周囲温度６５℃くらいまでならば使用可能であることがわかります。 また、この計算は光度及び電圧をＴｙｐ．として考えたので、必要に応じてマージンをとり、各色の電流を若 干少なめに設定することをお奨めします。 Information in this document is tentative and subject to change without notice for improvement. 2/2 (STS-KSE4255) April 15, 2004