CN1947267A - 发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种正确检测发光元件的温度并防止发光元件的损坏或老化的发光装置。本发明的发光装置包括：发光元件，具有电信号端子，并由从外部施加给该电信号端子的电信号驱动而发光；发光元件驱动用半导体芯片，具有由半导体形成的发光元件驱动用电路和温度检测元件，所述发光元件驱动用电路输出电信号并将其施加给电信号端子，所述温度检测元件检测周围温度。在该发光装置中，将发光元件安装在发光元件驱动用半导体芯片面上，并基于温度检测元件检测出的温度来驱动发光元件。

Description

发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及照明装置
技术领域
本发明涉及发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及照明装置。
背景技术
近年来，在便携式电话或数码相机等电子设备中，驱动可见光发光二极管(可见光LED)等发光元件的发光装置以及使用多个所述发光装置的照明装置的利用机会在逐渐增多。随着电子设备的高集成化，市场需求安装面积小的发光装置。
在日本专利文献特开2003-8075号公报(专利文献1)中公开了在保护元件上安装发光元件并将其作为一个发光模块来削减发光装置的安装面积的技术。参照图12和图13来说明专利文献1中记载的现有例子的发光装置。
图12是现有例的发光装置的结构平面图。图13是图12的虚线A-A’的剖面图。在图12和图13中相同的构成要素使用相同的标号。在现有例的发光装置中，在基板1202上形成了基板配线1203(包括VCC配线以及GND配线)，并在基板配线1203上安装了发光模块1201、电源电路104以及驱动IC 1204。作为发光模块1201、电源电路104以及驱动IC1204的构成要素的各个元件通过基板配线1203而分别电连接。
电源电路104具有：输入电容器143，连接在VCC配线和GND配线之间；线圈141，经由VCC配线而与输入电容器143连接；肖特基二极管142，通过基板配线1203而与线圈141连接；输出电容器144，其一端经由基板配线1203而与肖特基二极管142及电压反馈端子125连接，另一端与GND配线连接。
在发光模块1201中，引线框架114被安装在基板1202的上方。齐纳二极管1213固定在引线框架114上。齐纳二极管1213的上面除了焊盘孔113外均被绝缘膜131所覆盖。
在除了齐纳二极管1213两端附近的部分以外的焊盘孔113上设有凸起115，在凸起115上安装有发光元件111。发光元件111是可见光发光二极管(LED)。齐纳二极管1213保护发光元件111使其免受静电破坏以及高压破坏。
在图12和图13中，在两个齐纳二极管1213上分别安装了发光元件111。在现有例的发光装置中，将发光元件111安装到齐纳二极管1213上构成一体化的模块，从而与分别安装齐纳二极管1213和发光元件111的情形相比，减小了安装面积。
两条键合线116的各一端分别连接在位于靠近齐纳二极管1213两端的部分的焊盘孔113上。一条键合线116的另一端与正极侧端子1253相连，另一条键合线116的另一端与负极侧端子1254相连。
在驱动IC 1204中，引线框架114安装在基板1202的上方。驱动器IC芯片1212被固定在引线框架114上。驱动器IC芯片1212的上面除了焊盘孔113之外的部分均被绝缘膜131所覆盖。
六条键合线116的各一端分别连接在六个焊盘孔上，每条键合线116的另一端分别与外部连接端子(控制端子123、电压反馈端子125、开关端子124、电流反馈端子126、VCC端子121、GND端子122)连接。这样通过多条键合线116，驱动器IC芯片1212与外部连接端子电连接。
VCC端子121与VCC配线连接。GND端子122与GND配线连接。控制端子123是输入用于进行驱动IC 1204的ON/OFF切换的信号的端子。
开关端子124通过基板配线1203而与肖特基二极管142的正极端子及线圈141连接。电压反馈端子125通过基板配线1203而与肖特基二极管142的负极端子、发光模块1201的正极侧端子1253、以及输出电容器144连接。电流反馈端子126通过基板配线1203而与发光模块1201的负极侧端子1254连接。
专利文献1：日本专利文献特开2003-8075号公报。
发明内容
由于期望发光元件具有高亮度，因而发光元件的功耗有逐年增加的趋势。由于发光元件的光电转换效率为30％左右，因此，发光元件功耗的70％以上都变成热而消耗掉，从而使发光元件的温度上升。特别是，当在动作保证温度范围以上的高温条件下连续使用发光元件时，容易导致元件的损坏或老化。为了在发光元件的动作保证温度范围内使用发光元件，需要使用检测发光元件的温度的温度检测元件来控制发光元件的动作。
但是，在现有发光装置的结构中，由于不能在发光模块1201内安装温度检测元件，因此，多将温度检测元件省去不安装(因此，在图12和图13中省略了温度检测元件的图示)。另外，当在现有发光装置的结构中安装温度检测元件时，温度检测元件被安装在驱动IC 1204上。即，由于将温度检测元件安装在以往发光模块1201的外部，所以不能正确检测发光元件111的温度。因此，现有的发光装置难以根据发光元件的温度来进行动作控制。现有例的发光装置中存在随着发光元件的发热导致的温度上升，而可能引起发光元件老化或损坏的问题。
本发明是为解决上述问题而作出的，其目的在于，提供一种发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及使用其的照明装置，在该发光元件驱动用半导体芯片中，通过将温度检测元件设置在比以往更靠近发光元件的位置来正确检测发光元件。
本发明的目的在于，提供一种发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及使用其的照明装置，在该发光元件驱动用半导体芯片中，当发光元件的温度超过上限时，通过停止驱动IC的动作来停止发光元件的发热，从而防止发光元件的损坏或老化。
本发明的目的在于，提供一种发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及使用其的照明装置，所述发光元件驱动用半导体芯片正确检测发光元件的温度，并根据温度来调节红、绿、蓝三原色的白平衡。
本发明的目的在于，提供一种安装面积小的发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及使用其的照明装置。
为了解决上述问题，本发明具有下述的结构。
根据本发明一个观点的发光装置包括：发光元件，具有电信号端子，并由从外部施加给所述电信号端子的电信号驱动而发光；以及发光元件驱动用半导体芯片，包括由半导体形成的发光元件驱动用电路和温度检测元件，所述发光元件驱动用电路输出所述电信号并将其施加给所述电信号端子，所述温度检测元件检测周围温度，该发光装置将所述发光元件安装在所述发光元件驱动用半导体芯片面上，并基于所述温度检测元件检测出的温度来驱动所述发光元件。
根据本发明，通过将发光元件安装在发光元件驱动用半导体芯片(驱动器IC芯片)上，并在驱动器IC芯片中内置温度检测元件，能够实现在极为接近的位置正确检测发光元件的温度、且安装面积小的发光装置。根据本发明，能够实现例如在高温时通过停止驱动IC动作来停止发光元件的发热，从而防止发光元件的损坏或者老化的发光装置。
在根据本发明另一观点的上述发光装置中，所述温度检测元件的至少一部分配置在发光元件配置区域内，所述发光元件配置区域是将包含所述发光元件的最小区域投影到所述发光元件驱动用半导体芯片上的区域。
根据本发明，能够实现正确检测发光元件的温度的发光装置。
在根据本发明又一观点的上述发光装置中，所述发光元件驱动用电路形成在所述发光元件驱动用半导体芯片内的除所述发光元件配置区域之外的区域中。
如果将发光元件驱动用电路(驱动器电路部)配置在发光元件配置区域内，则发光元件的发热和驱动器电路部的发热会局部集中，从而该部位的温度有升高的可能性。通过将驱动器电路部形成在驱动器IC芯片内除发光元件配置区域之外的区域中，能够在驱动器IC芯片上分散产生的热，从而能够抑制局部温度的峰值。根据本发明，能够实现防止发光元件和驱动器电路部因温度上升而老化或误动作的发光装置。
在根据本发明再一观点的上述发光装置中，所述发光元件是以不同波长发光的多个可见光发光元件，所述发光元件驱动用半导体芯片基于所述温度检测元件检测出的温度来个别驱动所述发光元件，以便维持所述多个发光元件的白平衡。
发光元件具有对应其类型的固有的温度特性。例如在温度上升时，红色发光二极管的亮度下降比蓝色发光二极管和绿色发光二极管的大。在具有以红、绿、蓝三原色分别发光的多个可见光发光元件的彩色显示用发光装置中，在整个使用温度范围内维持白平衡是重要的。
以往，因为难以正确检测出发光元件的温度，所以难以根据温度来调节以红、绿、蓝三原色分别发光的多个可见光发光元件的亮度。另外，当以红、绿、蓝三原色分别发光的多个可见光发光元件的安装位置相分离时，需要为每个发光元件安装温度检测元件，从而成本变高。
根据该发明，由于能够正确检测发光元件的温度，因此能够实现根据温度来调节RGB的白平衡的价格低廉的发光装置。
根据本发明一个观点的照明装置具有多个上述的发光装置。
根据本发明，能够实现具有上述效果的照明装置。
根据本发明一个观点的发光元件驱动用半导体芯片安装发光元件，该发光元件具有电信号端子，并由从外部发送给所述电信号端子的电信号驱动而发光，并且该半导体芯片包括发光元件驱动用电路和温度检测元件，所述发光元件驱动用电路输出所述电信号并将其施加给所述电信号端子，所述温度检测元件检测周围温度，该半导体芯片基于所述温度检测元件检测出的温度来驱动所述发光元件。
根据本发明，通过将发光元件安装在发光元件驱动用半导体芯片(驱动器IC芯片)上，并在驱动器IC芯片中内置温度检测元件，能够实现在极为接近的位置正确检测发光元件的温度、且安装面积小的发光元件驱动用半导体芯片。根据本发明，能够实现例如在高温时通过停止驱动IC的动作来停止发光元件的发热，从而防止发光元件的损坏或者老化的发光元件驱动用半导体芯片。
在根据本发明另一观点的上述发光元件驱动用半导体芯片中，所述温度检测元件的至少一部分配置在发光元件配置区域内，所述发光元件配置区域是包含所述发光元件的最小区域投影到所述发光元件驱动用半导体芯片上的区域。
根据本发明，能够实现正确检测发光元件的温度的发光元件驱动用半导体芯片。
在根据本发明又一观点的上述发光元件驱动用半导体芯片中，所述发光元件驱动用电路形成在除所述发光元件配置区域之外的区域中。
如果将发光元件驱动用电路(驱动器电路部)配置在发光元件配置区域内，则发光元件的发热和驱动器电路部的发热局部集中，从而该部位的温度有升高的可能性。通过将驱动器电路部形成在驱动器IC芯片上的除发光元件配置区域之外的区域中，能够在驱动器IC芯片上分散产生的热，从而能够抑制局部温度的峰值。根据本发明，能够实现防止发光元件和驱动器电路部因温度上升而老化或误动作的发光元件驱动用半导体芯片。
在根据本发明再一观点的上述发光元件驱动用半导体芯片中，所述发光元件是以不同波长发光的多个可见光发光元件，发光元件驱动用半导体芯片基于所述温度检测元件检测出的温度来个别驱动所述发光元件，以便维持所述多个发光元件的白平衡。
根据该发明，由于能够正确检测发光元件的温度，因此能够实现根据温度来调节RGB的白平衡的价格低廉的发光元件驱动用半导体芯片。
虽然在权利要求书中特别记载了本发明的新特征，但结合附图并根据以下的详细说明，能够从构成和内容两方面来更好地理解和评价本发明的其它目的和特征。
应当将附图的一部分或全部理解为以图示为目的的示意性表示，而并不一定是真实地描绘出图中所示要素的实际的相对大小和位置。
发明效果
根据本发明，可获得能够实现正确检测发光元件的温度的发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及使用其的照明装置的有益效果。
根据本发明，可获得下述的有益效果，即：能够实现在发光元件的温度超过上限时，通过停止驱动IC的动作来停止发光元件的发热，从而防止发光元件的损坏或老化的发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及使用其的照明装置。
根据本发明，能够实现防止驱动器电路部因温度上升而老化或误动作的发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及使用其的照明装置。
根据本发明，可获得下述的有益效果，即：能够实现根据温度来调节红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的白平衡的发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及使用其的照明装置。
根据本发明，可获得能够实现安装面积小的发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及使用其的照明装置的有益效果。
附图说明
图1是示出本发明第一实施方式的发光装置的结构的平面图；
图2是在图1的虚线A-A’间剖切的剖面图；
图3是示出本发明第一实施方式的温度检测元件的位置的正面放大剖面图；
图4是示出本发明第一实施方式的温度检测元件的位置的平面图；
图5是本发明第一实施方式的发光装置的电路图；
图6是示出本发明第一实施方式的驱动器电路部的位置的正面图；
图7是示出本发明第一实施方式的驱动器电路部的位置的平面图；
图8是示出本发明第二实施方式的发光装置的结构的平面图；
图9是本发明第二实施方式的发光装置的电路图；
图10A～图10G是本发明第三实施方式的温度检测元件的电路图；
图11A和11B是本发明第四实施方式的温度检测元件的位置示意图；
图12是示出现有例的发光装置的结构的平面图；
图13是在图12的虚线A-A’间剖切的剖面图。
具体实施方式
以下参照附图记载了实施本发明的优选实施方式。
(第一实施方式)
参照图1～图7来说明本发明第一实施方式的发光装置。图1是本发明第一实施方式中的发光装置的平面图。图2是以图1中的虚线A-A’剖切的剖面图。在图1和图2中，对相同的构成要素标以相同的标号。在图1和图2中，对与现有例的图12和图13所示构成要素相同的构成要素标以相同的标号。
在本发明第一实施方式的发光装置中，在基板102上形成基板配线103(包括VCC配线和GND配线)，在基板配线103上安装电源电路104和发光模块101。发光模块101的各个元件和电源电路104的各个元件通过基板配线103而分别电连接。VCC配线与外部电源连接，GND配线与接地电位连接。
电源电路104具有：输入电容器143，连接在VCC配线和GND配线之间；线圈141，经由VCC配线而与输入电容器143连接；肖特基二极管142，通过基板配线103而与线圈141连接；输出电容器144，其一端经由基板配线103与肖特基二极管142连接，另一端与GND配线连接。
对发光模块101的构成要素进行说明。发光模块101具有通过基板配线103而与电源电路104连接的外部连接端子(VCC端子121、GND端子122、控制端子123、开关端子124、电压反馈端子125)。
VCC端子121与VCC配线连接。GND端子122与GND配线连接。控制端子123通常与微型计算机等控制电路的输出连接，输入用于切换发光装置的ON/OFF的信号。
开关端子124通过基板配线103而与肖特基二极管142的正极端子以及线圈141连接。电压反馈端子125通过基板配线103而与肖特基二极管142的负极端子以及输出电容器144连接。
本发明第一实施方式的发光装置不具有电流反馈端子126。现有例的发光装置的电流反馈端子126与现有的发光模块1201连接，但在第一实施方式中，由于在发光模块101内连接发光元件111和驱动器IC芯片112，因此不需要电流反馈端子126。
在本发明第一实施方式的发光模块101中，引线框架114安装在基板102的上方，并在引线框架114上固定有驱动器IC芯片(发光元件驱动用半导体芯片)112。驱动器IC芯片112的上面除了焊盘孔113之外均被绝缘膜131所覆盖。焊盘孔113是在驱动器IC芯片112上没有绝缘膜131的部分。焊盘孔113是为了设置凸起115和连接键合线116而设置的。
除了两端附近的焊盘孔113，在其它焊盘孔113中设有凸起115，发光元件111a、111b按照在凸起115上。键合线116连接在两端附近部分的五个焊盘孔113上。驱动器IC芯片112通过键合线116而将内部电路和外部连接端子(VCC端子121、GND端子122、控制端子123、开关端子124、电压反馈端子125)电连接。
本发明的发光装置与现有例的发光装置的区别特点是，驱动器IC芯片112内置在发光模块101内，发光元件111a、111b安装在驱动器IC芯片112上。因此，本发明的基板102的大小小于现有例的基板1202。在本发明的发光装置中，由于将发光元件111a、111b安装在驱动器IC芯片112上，因而能够减小发光装置的安装面积。
发光元件111a、111b(如图5所示，将二者合并表示为发光元件111)分别由单个芯片构成。在本发明的第一实施方式中，在驱动IC112上安装多个发光元件。在图1～图7中安装了两个发光元件111a、111b。
发光元件111a、111b是可见光发光二极管(LED)。发光元件的发光颜色可使用所期望的颜色。在第一实施方式中，发光元件111a、111b是蓝色发光二极管，它们通过表面涂敷了白色荧光物质的透射型聚光透镜(凸透镜)119而向外部发射白色光。在本发明中，多个发光元件也可以以各自不同的波长来发光。配置在发光元件111上部的凸透镜119会聚发光元件111的光，增强光的定向性，从而提高与基板102垂直的方向的亮度。
可透光的树脂模117覆盖包括发光元件111、驱动器IC芯片112、引线框架114、凸透镜119在内的全体，并对它们进行固定和保护。可透光的树脂模117起到会聚发光元件111的光，调节亮度和光的定向性的作用。可透光的树脂模117的上半部分为抛物线形状，并形成通过对光进行高效的全反射来聚光，从而提高与基板102垂直的方向的亮度的反射面。
在第一实施方式中，可透光的树脂模117和凸透镜119由同一材料一体形成。多个发光元件111a、111b配置在一个半球形的透射型聚光透镜119和一个反射面117的焦点附近，所述透射型聚光透镜119在表面上涂敷了白色荧光物质，并与反射面117一体形成在发光装置上。
图3是驱动器IC芯片内部的简要的正面放大剖面图。图2的驱动器IC芯片112是在图3的P型硅基板132上覆盖绝缘膜131而形成的。在P型硅基板132内的上部形成N型井312，并在该N型井312的内部形成P型扩散电阻311。P型扩散电阻311是利用了电阻的正温度特性的温度检测元件。
P型扩散电阻311的上面被绝缘膜131所覆盖。在第一实施方式中，绝缘膜131是氧化膜(SiO2)。另外，绝缘膜131的材料不限于氧化膜(SiO2)，也可以是氮化膜(SiN)，高分子化合物(聚酰亚胺等)、树脂(环氧树脂等)等等。
图4是驱动器IC芯片的简要平面图。图3和图4示出了内置于驱动器IC芯片112内的P型扩散电阻(温度检测元件)311的位置。P型扩散电阻(温度检测元件)311配置在发光元件配置区域300内。这里，“发光元件配置区域”是指“将包含所有发光元件的最小矩形区域投影到驱动器IC芯片上的区域”。
发光元件配置区域300内的温度与发光元件111的温度最为接近。通过将温度检测元件311置于发光元件配置区域300内，能够进行正确的温度检测。
图5是本发明第一实施方式的发光装置的电路图。在图5中，对于与图1～图4相同的构成要素标以相同的标号。如图5所示，本发明第一实施方式的发光装置由电源电路104和发光模块101构成，所述电源电路104对外部电源140输出的电压进行升压。所述发光模块101经由外部连接端子(VCC端子121、开关端子124、电压反馈端子125)与电源电路104连接。
在电源电路104中，输入电容器143的一端与外部电源140连接。输入电容器143的另一端与接地电位连接。线圈141与输入电源140以及肖特基二极管142的正极端子连接。肖特基二极管142的负极端子与输出电容器144的一端连接。输出电容器的另一端与接地电位连接。
发光模块101具有：发光元件111b和发光元件111a，经由电压反馈端子125而接受输出电容器144的输出电压；温度检测电路501；驱动器电路部(发光元件驱动用电路)502，与发光元件111a和温度检测电路501连接。温度检测电路501和驱动器电路部502是形成在图1和图2的驱动器IC芯片112内的电路。
温度检测电路501具有：恒流源512；温度检测元件311，连接在恒流源512和接地电位之间；电压比较器513，在其倒相输入端子输入恒流源512和温度检测元件311的连接点；基准电压514，连接在电压比较器513的非倒相输入端子和接地电位之间。电压比较器513的输出被输入到AND电路524中。
温度检测元件311是图3所示的P型扩散电阻。P型扩散电阻具有温度升高时电阻值增大的特性，因此，温度检测元件311的端子电压随温度的上升而升高。当温度检测元件311的端子电压比基准电压514高时，电压比较器513的输出变成Low。
驱动器电路部502具有：将温度检测电路501和控制端子123连接在其输入端子上的AND电路524、连接在发光元件111a的负极和GND端子122之间的电流检测电阻523、与电流检测电阻523和AND电路524的输出端子连接的电压检测电路522、以及与AND电路524的输出端子和电压检测电路522连接的驱动电路521。
AND电路524输入温度检测电路501的输出信号和输入到控制端子123上的控制信号，当二者均为High时，输出High信号，从而驱动驱动电路521和电压检测电路522。发光元件111连续发光。当温度检测电路501的输出信号和从控制端子123输入的控制信号中的任一个为Low时，AND电路524使驱动电路521和电压检测电路522停止动作，从而使整个驱动器IC芯片112停止。发光元件111的发光也停止。也可以通过向控制端子123输入脉冲电压来重复发光元件111的闪烁动作。
电压检测电路522具有：将发光元件111a和电流检测电阻523的连接点输入倒相输入端子上的误差放大器542、连接在误差放大器542的非倒相输入端子和接地电位之间的比较电压541、将误差放大器542的输出端子连接在其非倒相输入端子上的PWM比较器544、以及与PWM比较器544的倒相输入端子连接的锯齿波振荡器543。
在电压检测电路522中，误差放大器542、振荡器543以及PWM比较器544进行负反馈的动作，以使电流检测电阻523的端子间电压与输入到误差放大器542的非倒相输入端子上的比较电压541相等。电压检测电路522将流经电流检测电阻523的电流控制为恒定，使流经发光元件111的电流恒定，从而将发光亮度保持为恒定。
电压检测电路522的PWM比较器544的输出端子与驱动电路521的AND电路531的一个输入端子连接。AND电路531的另一输入端子与AND电路524的输出端子连接。AND电路531的输出端子经由放大器而与N沟道MOS晶体管532的栅极连接。
N沟道MOS晶体管532的漏极与线圈141和肖特基二极管142的连接点连接，N沟道MOS晶体管532的源极与接地电位连接。驱动电路521基于AND电路531的输出来控制N沟道MOS晶体管532的开关动作。通过该开关动作，从外部电源140向包括线圈141在内的电路供应的输入电压被升压，从而向输出电容器144输出高于输入电压的电压。
输出电容器144的电压通过电压反馈端子125而施加在作为串联连接的发光元件111a和111b的电信号端子的正极-负极之间，从而发光元件111a和111b发光。流经发光元件111a和111b的电流通过与发光元件111a的负极串联连接的电流检测电阻523而被检测为电压。
对在如上构成的本发明发光装置中向发光元件111a和111b供应恒定电流的动作进行说明。当流经发光元件111a和发光元件111b的电流增加时，电流检测电阻523的端子电压升高。当电流检测电阻523的端子电压高于比较电压541，并且电流检测电阻523的端子电压和比较电541的电压差变大时，电压检测电路522的误差放大器542的输出信号变低。
将误差放大器542的输出信号输入非倒相输入端子中，并将振荡器543的输出信号输入倒相输入端子输入中的PWM比较器544的输出信号随着误差放大器542的输出信号的降低，其低电平(Low)期间延长，高电平(Hight)期间缩短。在PWM比较器544的输出信号为高电平的期间，N沟道MOS晶体管532导通。由于导通时间变短，因此，从外部电源140输入的电流在线圈141中积累的量变少。
当由于在线圈141中积累的电流少而PWM比较器544的输出信号变为低电平，从而N沟道MOS晶体管532截止时，施加在输出电容器144和电压反馈端子125上的电压值变小。从而，从电压反馈端子125流向发光元件111a以及发光元件111b的电流减少。于是，电流检测电阻523的端子电压下降，电流检测电阻523的端子电压和比较电压541的差变小。
当流经发光元件111a和111b的电流减少时进行与上述动作相反的动作。这样，驱动器电路部502控制N沟道MOS晶体管532的开关动作，以使电流检测电阻523的端子电压和比较电压541相等。由此，驱动器电路部502进行控制，使得从电压反馈端子125向串联连接的发光元件111a和发光元件111b流通恒定电流。
另外，向控制N沟道MOS晶体管532的AND电路531中输入AND电路524的输出信号，所述AND电路524输入温度检测电路501的输出信号和输入到控制端子123的控制信号。P型扩散电阻具有温度升高时3电阻值增大的特性，因此，温度检测元件311的端子电压随温度的上升而变高。在温度检测元件311的端子电压高于基准电压514的时刻，电压比较器513的输出变成Low。于是，AND电路524的输出信号以及AND电路531的输出信号变成Low，N沟道MOS晶体管532停止开关动作。
如上所述，当由于发光元件111的发热而发光元件111的温度上升并超过规定的上限值(基准电压514)时，通过使N沟道MOS晶体管532停止开关动作来停止发光元件111的发光。这样，由于本发明的发光装置进行阻止发光元件111的温度上升的动作，因此，能够避免发光元件111由于在高温下使用而导致老化或损坏。
图5所示的驱动器电路部502配置在图6和图7所示的位置。图6和图7示出了发光元件111和驱动器电路部502在驱动器IC芯片112上的位置关系。图7是驱动器IC芯片112的平面图，图6是以图7的虚线A-A’所示剖面来剖切的剖面图。图6和图7所示的驱动器电路部502的框线w表示配置驱动器电路部的区域，而并不表示驱动器电路部的构造。
驱动器电路部502配置在驱动器IC芯片112内的发光元件配置区域300之外的区域。如果将驱动器电路部502配置在发光元件配置区域300内，则发光元件111的发热和驱动器电路部502的发热局部集中，从而可能会导致区域内的温度升高。在本实施例中，通过将驱动器电路部502形成在驱动器IC芯片112上的发光元件配置区域300之外的区域，能够在驱动器IC芯片112上分散产生的热量，从而能够抑制局部温度的峰值。通过如图6和图7所示来配置驱动器电路部502，能够防止驱动器IC芯片112的误动作。
上述实施方式1的驱动器IC芯片112是恒流电路，其升高输入电压，使得在发光元件111a、111b中流通规定的电流。代替此结构，驱动器IC芯片也可以是恒压电路，其升高输入电压，从而向发光元件111a、111b施加规定的电压。另外作为其它的结构，驱动器IC芯片也可以具有将输入电压升至固定电压的恒压电路，和向并联连接的多个发光元件的每一个提供规定的电流的恒流电路。驱动器IC芯片也可以是降低输入电压，从而向发光元件111a、111b提供规定电流的恒流电路，或者向发光元件111a、111b施加规定电压的恒压电路。
在第一实施方式的图1～图7中，两个发光元件111串联连接，但串联连接的发光元件的个数不限于两个，串联多个的情形也包括在本发明中。另外，将多个发光元件和与发光元件串联的电阻并联连接的发光装置也包含在本发明中。当然，发光元件也可以是一个。
另外，在第一实施方式中，在发光元件111的上部配置了一个凸透镜119，但也可以根据发光元件个数来配置多个凸透镜。例如可以是一个发光元件与一个凸透镜的组合。
(第二实施方式)
参照图8和图9来说明本发明第二实施方式的发光装置。图8是本发明第二实施方式的发光装置的平面图。在图8中，对于与图1相同的构成要素标以相同的标号。第二实施方式的发光装置与第一实施方式的发光装置的不同之处在于，具有三个发光元件811，并且以第二实施方式的驱动器IC芯片812代替了第一实施方式的驱动器IC芯片112。第二实施方式的其它结构与第一实施方式相同。因此省略重复的说明。在第二实施方式的发光装置中，在驱动器IC芯片812上安装了红色发光元件811R、绿色发光元件811G、蓝色发光元件811B。
图9是本发明第二实施方式的发光装置的电路图。在第二实施方式的图9中，对于与第一实施方式的图5相同的电路元件标以相同的标号。本发明第二实施方式的发光装置具有电源电路104以及与电源电路104连接的发光模块101。电源电路104与第一实施方式相同。
在第二实施方式的发光模块101中，将温度检测电路和驱动电路安装在驱动器IC芯片812上。
温度检测电路具有：恒流源512；连接在恒流源512和接地电位之间的温度检测元件311；将非倒相输入端子连接在恒流源512和温度检测元件311的连接点上的用于发光颜色R、G、B的信号的差动放大器911、912、913；连接在各个差动放大器911、912、913的倒相输入端子与接地电位之间的基准电压源921、922、923；以及非倒相输入端子与各个差动放大器911、912、913的输出端子连接的差动放大器931、932、933。
各差动放大器911、912、913在倒相输入端子输入基准电压源921、922、923的电压，在非倒相输入端子输入由温度检测元件311检测的电压，并输出放大二者之差而得的电压值。
差动放大器931、932、933在倒相输入端子输入由电流检测电阻941、942、943检测的电压，在非倒相输入端子差动放大器911、912、913的输出电压，并输出放大二者之差而得的电压值。
红色发光元件811R、绿色发光元件811G、蓝色发光元件811B的正极分别与差动放大器931、932、933的输出端子连接。红色发光元件811R、绿色发光元件811G、蓝色发光元件811B的负极与差动放大器931、932、933的倒相输入端子连接。
各差动放大器911、912、913的增益根据RGB的基于温度的发光效率而各不相同。通常，当温度上升时，R、G、B的发光元件的亮度下降。特别是，红色的发光元件811R的发光效率在高温下会急剧下降。因此，后述的驱动电路被构成为在温度上升时使流经R、G、B的发光元件的电流根据各个元件的温度特性而变化的结构。
温度检测元件311是P型扩散电阻。当温度上升时，温度检测元件311的电阻增大。在发光装置中，如果温度检测元件311的端子电压升高，则供给发光元件811R、811G、811B的电压上升，从而提高了发光元件的亮度。由此来补偿发光效率在高温下的急剧下降，调节RGB的白平衡。
红色发光元件811R的差动放大器911将温度检测元件311的输出电压的变化量反馈到发光元件的电流中的增益大于其他的差动放大器912、913。
驱动器电路部具有：分别连接在红色发光元件811R、绿色发光元件811G、蓝色发光元件811B的负极与GND端子122之间的电流检测电阻941、942、943；与电压反馈端子125以及控制端子123连接的电压检测电路522；连接在电压检测电路522和开关端子124之间的驱动电路521。
电压检测电路522的误差放大器542的倒相输入端子与电压反馈端子125连接。电压检测电路522的其它结构和第一实施方式相同。电压检测电路522进行负反馈的动作，以使输出电容器144的输出电压与输入到误差放大器542的非倒相输入端子上的比较电压541相等。
驱动电路521的内部电路与第一实施方式相同，省略重复的说明。
代替第二实施方式的发光装置的结构，还可以使流经红色发光元件811R的电流保持恒定，并通过减少流经绿色和蓝色的发光元件811G、811B的电流，来在温度上升时维持白平衡。虽然温度上升时亮度下降，但由于维持白平衡，所以几乎不会给使用者带来不舒服感。
本实施方式的R、G、B的发光元件在温度上升时亮度下降。但不限于此，也可以通过改变相关电路来使用温度上升时亮度也上升的类型的发光元件。
在本实施方式中，也可以根据发光元件811R、811G、811B的数量来配置多个凸透镜。
(第三实施方式)
参照图10A～图10G来说明本发明第三实施方式的发光装置。图10A～图10G是示出温度检测元件内部电路的电路图。第三实施方式的发光装置与第一实施方式的不同之处仅在于温度检测元件。
图10A示出了第二实施方式的温度检测元件，图10B示出了图10A的温度特性，图10C、图10D、图10F示出了第三实施方式的温度检测元件，图10E示出了图10C、图10D的温度特性，图10G示出了图10F的温度特性。在图10、B图10E、图10G中，横轴表示温度，纵轴表示输出电压。
图10A和图10B分别参考性地示出了由P型扩散电阻311和恒流源512构成的第二实施方式的温度检测元件及其温度特性。该温度检测元件输出P型扩散电阻311的两端电压V0。电压V0依赖于温度，温度上升则电压值也上升。
图10C的温度检测元件包括负极接地的二极管1011和与二极管1011的正极连接的恒流源I0。该温度检测元件从二极管1011和恒流源I0的连接点输出正极-负极电压V1。如图10E所示，当温度上升时，电压V1下降。
图10D的温度检测元件包括恒流源I1、恒流源I2、以及双极晶体管1012，所述双极晶体管1012的基极与恒流源I1连接，集电极与恒流源I2连接，发射极与接地电位连接。该温度检测元件从恒流源I2和双极晶体管1012的连接点输出基极-发射极电压V2。如图10E所示，当温度上升时，电压V2下降。
图10F的温度检测元件包括：P型扩散电阻1013，其一端与接地电位连接；恒流源I1，与P型扩散电阻101的另一端连接；双极晶体管1014，其基极连接在P型扩散电阻101和恒流源I1的连接点上，发射极与接地电位连接；以及恒流源I2，与双极晶体管1014的集电极连接。该温度检测单元从恒流源I2和双极晶体管1014的连接点输出双极晶体管1014的集电极电压V3。双极晶体管1014的基极电压由恒流源I1和电阻1013的连结点的电压V0提供。如图10G所示，当温度上升时，电压V0上升，电压V3下降。
如图10C、图10D、图10F所示，第三实施方式的温度检测元件根据相对于温度参数是具有正特性还是具有负特性来构成反馈温度的结构。
除了反馈的极性和增益，第三实施方式中温度检测元件以外的结构与第一和第二实施方式相同。因此，省略重复说明。在该第三实施方式中，由于也具有相同的要部结构，因此也具有与第一和第二实施方式相同的效果。在本实施方式中，与第一实施方式相同，发光元件和凸透镜在数量上的组合也可以是任意的。
(第四实施方式)
参照图11A和图11B来说明本发明第四实施方式的发光装置。图11A和图11B是示出内置于本发明第四实施方式的驱动器IC芯片内部的温度检测元件的位置的平面图。第四实施方式的发光装置与第一实施方式的不同之处仅在于温度检测元件的位置。
图11A是示出配置了四个正方形发光元件111时的温度检测元件的配置区域的图。图11B是示出配置了三个圆形发光元件111时的温度检测元件的配置区域的图。
第一实施方式的温度检测元件311(图3和图4)整个配置在发光元件配置区域300内，而第四实施方式的温度检测元件(图11A和图11B)的配置区域1111以及1112只有一部分区域位于发光元件配置区域300内。如第四实施方式所示，只要温度检测元件的至少一部分配置在发光元件配置区域300内，就能够检测出发光元件的正确温度，从而能够防止发光元件的损坏或老化。
在图11A和图11B中，各发光元件在驱动器IC芯片上的投影区域和温度检测元件的配置区域1111、1112不重叠。在具有多个发光元件的发光装置中，如果将温度检测元件的配置区域1111、1112的一部分配置在特定的发光元件的正下方(发光元件在驱动器IC芯片上的投影区域)，则温度检测元件可能会过度受到该特定发光元件的发热影响。如图11A和图11B所示，通过使各个发光元件的正下方没有温度检测元件的配置区域1111、1112，温度检测元件能够正确检测所有发光元件的平均温度。
在第四实施方式的发光装置中，温度检测元件的配置以外的结构与第一～第三实施方式相同。因此，省略重复说明。在第四实施方式中，由于也具有相同的要部结构，因此也具有与第一～第三实施方式相同的效果。在本实施方式中，与第一实施方式相同，发光元件和凸透镜在数量上的组合也可以是任意的。
可通过将多个第一实施方式～第四实施方式的任意发光装置并联连接来制作照明装置。
虽然利用优选实施方式对发明进行了详细到一定程度的描述，但可以在具体的结构方面修改该优选实施方式的公开内容，可以在不脱离所要求的发明范围以及思想的前提下改变各要素的组合或顺序。
工业实用性
本发明可用于发光元件驱动用半导体芯片、发光装置以及照明装置。

Claims (9)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
发光元件，具有电信号端子，并由从外部施加给所述电信号端子的电信号驱动而发光；以及
发光元件驱动用半导体芯片，包括由半导体形成的发光元件驱动用电路和温度检测元件，所述发光元件驱动用电路输出所述电信号并将其施加给所述电信号端子，所述温度检测元件检测周围温度；
将所述发光元件安装在所述发光元件驱动用半导体芯片面上，并基于所述温度检测元件检测出的温度来驱动所述发光元件。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述温度检测元件的至少一部分配置在发光元件配置区域内，所述发光元件配置区域是将包含所述发光元件的最小区域投影到所述发光元件驱动用半导体芯片上的区域。
3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光元件驱动用电路形成在所述发光元件驱动用半导体芯片内的除所述发光元件配置区域之外的区域。
4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光元件是以不同波长发光的多个可见光发光元件，
所述发光元件驱动用半导体芯片基于所述温度检测元件检测出的温度来个别驱动所述发光元件，以便维持所述多个发光元件的白平衡。
5.一种照明装置，其特征在于，具有多个权利要求1所述的发光装置。
6.一种发光元件驱动用半导体芯片，安装发光元件，该发光元件具有电信号端子，并由从外部施加给所述电信号端子的电信号驱动而发光，该发光元件驱动用半导体芯片的特征在于，
包括发光元件驱动用电路和温度检测元件，所述发光元件驱动用电路输出所述电信号并将其施加给所述电信号端子，所述温度检测元件检测周围温度，
基于所述温度检测元件检测出的温度来驱动所述发光元件。
7.如权利要求6所述的发光元件驱动用半导体芯片，其特征在于，所述温度检测元件的至少一部分配置在发光元件配置区域内，所述发光元件配置区域是将包含所述发光元件的最小区域投影到所述发光元件驱动用半导体芯片上的区域。
8.如权利要求6所述的发光元件驱动用半导体芯片，其特征在于，所述发光元件驱动用电路形成在除所述发光元件配置区域之外的区域。
9.如权利要求6所述的发光元件驱动用半导体芯片，其特征在于，所述发光元件是以不同波长发光的多个可见光发光元件，
基于所述温度检测元件检测出的温度来个别驱动所述发光元件，以便维持所述多个发光元件的白平衡。
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