パルスレーザーラマン散乱法によるLED発光部のリモート温度計測

• 研究課題/領域番号: 26420237
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山形 幸彦 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (70239862)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: LED / ジャンクション温度 / パルスレーザー / ラマン散乱 / GaN / 蛍光樹脂 / 温度分布 / 同時計測 / 照明用白色LED / 1次元分布

研究成果の概要

パルスレーザーラマン散乱を用いた発光中のLEDのジャンクション温度の非接触・リモート計測法の確立を目指して研究を行った．シート状レーザー光，及び開発した微弱ラマン光の高感度，高波長分解受光システムを用いて，青色LEDモジュールの複数チップからのGaNラマンスペクトル（GaN-E2H）を同時取得した．スペクトルフィッティングにより波長決定精度を向上し，発光中のLEDにおいて複数チップのジャンクション温度の同時計測に初めて成功した．また，白色LED用の蛍光樹脂がラマン散乱計測に与える影響を調査し，それを回避することで白色LEDからのラマンスペクトル検出に初めて成功した．

研究成果

• [雑誌論文] パルスレーザーラマン法を用いた動作中の青色ＬＥＤジャンクション温度計測システムの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堀内 誠, 堤 晋一, 山形幸彦, 富田健太郎, 真鍋由雄
  • 雑誌名: 九州大学大学院総合理工学府報告 巻: 38 ページ: 1-7
  • NAID: 120006328973
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of simultaneous measurement system of junction temperatures in a LED module using pulsed-laser Raman scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Horiuchi, S. Tsutsumi, K. Tomita, Y. Manabe, Y. Yamagata
  • 雑誌名: Proceedings of the 15th International Symposium on the Science and Technology of Lighting (May 22nd‐27th, 2016, Kyoto University, Kyoto, Japan) 巻: CP39 ページ: 1-2
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of phosphor on junction-temperature measurement of white-LED using pulsed-laser Raman scattering (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Tsutsumi, M. Horiuchi, K. Tomita, Y. Manabe, Y. Yamagata
  • 雑誌名: Proceedings of the 15th International Symposium on the Science and Technology of Lighting (May 22nd‐27th, 2016, Kyoto University, Kyoto, Japan) 巻: CP40 ページ: 1-2
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of junction temperature estimation system for light-emitting LED using pulsed-laser Raman scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: Makoto Horiuchi, Yukihiko Yamagata, Shin-ichi Tsutsumi, Kentaro Tomita, Yoshio Manabe
  • 雑誌名: Journal of Solid State Lighting Vol. 2, No. 1 (2015) 2:7 (7 pages) 巻: 2 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1186/s40539-015-0026-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of temperature measurement system for LED junction using pulsed-laser Raman scattering (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukihiko Yamagata, Makoto Horiuchi , Kentaro Tomita , Yoshio Manabe
  • 雑誌名: Proceedings of the 14th International Symposium on Science and Technology of Lighting (Spazio Como, Como Lake, Italy, Jun. 22-27, 2014) 巻: 1 ページ: 245-248
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Pulsed-laser Raman scattering for simultaneous estimation of junction temperatures in a LED module (2017)
  • 著者名/発表者名: Makoto Horiuchi, Yukihiko Yamagata, Kentaro Tomita, Yoshio Manabe
  • 学会等名: BIT’s 6th Annual World Congress of Advanced Materials-2017
  • 発表場所: Xi’an, China
  • 年月日: 2017-06-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pulsed-laser Raman scattering for measurement of junction temperature of white-LED (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamagata
  • 学会等名: the 5th International Conference and Exhibition on Lasers, Optics and Photonics
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] パルスレーザーラマン法による照明用白色LEDのジャンクション温度計測システムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山形幸彦，堤 晋一,富田健太郎，堀内 誠，真鍋由雄
  • 学会等名: 平成28年度(第69回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 宮崎大学
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] パルスレーザーラマン法による照明用白色LEDのジャンクション温度計測システムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堤 晋一, 山形幸彦, 堀内 誠, 真鍋由雄
  • 学会等名: 平成28年度(第49回)照明学会全国大会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2016-08-31
• [学会発表] パルスレーザーラマン法を用いたLEDジャンクション温度の同時計測システムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀内 誠, 真鍋由雄, 堤 晋一, 山形幸彦, 富田健太郎
  • 学会等名: 第31回光源物性とその応用研究会,
  • 発表場所: 北とぴあ（東京都北区王子）
• [学会発表] パルスレーザーラマン法によるLEDモジュール内のジャンクション温度分布計測システムの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堤 晋一, 山形幸彦，富田健太郎，堀内 誠，真鍋由雄
  • 学会等名: 平成27年度(第68回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] パルスレーザーラマン法によるLEDモジュール内のジャンクション温度分布計測システムの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堤 晋一, 山形幸彦，富田健太郎，堀内 誠，真鍋由雄
  • 学会等名: 平成27年度(第48回)照明学会全国大会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 2015-08-27
• [学会発表] Development of simultaneous measurement system of junction temperatures in a LED module using pulsed-laser Raman scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Horiuchi, S. Tsutsumi, K. Tomita, Y. Manabe, Y. Yamagata
  • 学会等名: 15th International Symposium on the Science and Technology of Lighting
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2015-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] Influence of phosphor on junction-temperature measurement of white-LED using pulsed-laser Raman scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Tsutsumi, M. Horiuchi, K. Tomita, Y. Manabe, Y. Yamagata
  • 学会等名: 15th International Symposium on the Science and Technology of Lighting
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2015-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] パルスレーザーラマン法による発光中LEDのジャンクション部の温度計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山形幸彦，堀内 誠，富田健太郎，真鍋 由雄
  • 学会等名: 平成26年度(第67回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-19
• [学会発表] パルスレーザーラマン法を用いたLED接合部の温度計測システムの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山形幸彦，富田健太郎，堀内 誠，真鍋 由雄
  • 学会等名: 平成26年度(第47回)照明学会全国大会
  • 発表場所: 埼玉大学
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [備考] 九州大学・研究者情報・研究活動（山形幸彦）
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002232/research.html
• [備考] 電離反応工学研究室（内野研究室）ホームページ
  • URL: http://www.asem.kyushu-u.ac.jp/ep/ep01/jp/index.html