JP2010182803A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光素子を保護することができ、かつ回路設計を簡略化することができる発光装置を提供する。
【解決手段】リード線２の一端は、ワイヤ５によりＬＥＤチップ３の電極３１（ＬＥＤチップ３のカソード）に接続してある。また、ＬＥＤチップ３の電極３２（ＬＥＤチップ３のカソード）は、ワイヤ５により半導体素子４の電極４１（ツェナーダイオードのアノード）に接続してある。また、ＬＥＤチップ３の電極３３（ＬＥＤチップ３のアノード）は、ワイヤ５により半導体素子４の電極４２（ツェナーダイオードのカソード及び抵抗素子の一端）に接続してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子を保護する保護素子を備えるとともに、回路設計を容易にすることができる発光装置に関する。
従来、光源として用いられてきた蛍光灯又は白熱灯などに比べて、省電力かつ長寿命であるという理由で、ＬＥＤチップ（発光素子）を備えた発光ダイオード（発光装置）が光源として注目を浴びており、照光スイッチ、バックライト光源、イルミネーション光源、アミューズメント機器の装飾など、広い分野で使用されるようになった。
このような発光ダイオードとして、例えば、所定の波長光で励起されて発光する蛍光体を含み、良好な発光効率及び発光光度を有する発光ダイオード（発光装置）が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００４−１６１７８９号公報
従来の発光ダイオードに用いられているＬＥＤチップは、例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）系又は窒化ガリウム（ＧａＮ）系等の化合物半導体層が積層された構造を有している。このような化合物半導体は、逆方向の耐電圧が比較的低く、静電気等により過電圧がＬＥＤチップの逆方向に印加された場合には、半導体層が破壊されるおそれがあった。また、特に、ＧａＮ系の化合物半導体の場合では、順方向の耐電圧も低い場合があり、静電気等による過電圧がＬＥＤチップの順方向に印加されたときでも、半導体層が破壊されることもある。このため、静電気等が発生して過電圧がＬＥＤチップに印加された場合でもＬＥＤチップを保護することができる発光装置が望まれていた。
また、一方で、発光ダイオードを多数用いた機器が製品化されつつあり、このような機器では、各発光ダイオードの発光光度を所要の値にすべく予め回路設計を行う必要がある。すなわち、従来の発光ダイオードでは、所要の光度を得るために必要な順方向電圧及び順方向電流が仕様等に規定されており、回路設計者は、各発光ダイオードに必要な順方向電流を流すために電源電圧の決定や順方向電流を設定するための抵抗値の計算を行う必要があった。このため、このような回路設計の労力を低減することが望まれていた。特に多数の発光ダイオードを用いる機器にあっては、一層強く望まれていた。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、発光素子を保護することができ、かつ回路設計を簡略化することができる発光装置を提供することを目的とする。
第１発明に係る発光装置は、発光素子と、該発光素子に並列に接続され、該発光素子に印加される電圧から該発光素子を保護する保護素子と、前記発光素子と保護素子との並列回路に直列に接続された抵抗素子と、前記発光素子、保護素子及び抵抗素子を封止する封止部材とを備えることを特徴とする。
第２発明に係る発光装置は、第１発明において、前記保護素子は、前記発光素子に逆並列に接続されたツェナーダイオードであることを特徴とする。
第３発明に係る発光装置は、第１発明において、前記保護素子は、相互に逆極性にして直列に接続された２つのツェナーダイオードであることを特徴とする。
第４発明に係る発光装置は、第２発明又は第３発明において、前記保護素子及び抵抗素子を構成する半導体素子を備え、前記封止部材は、前記発光素子及び半導体素子を封止してあることを特徴とする。
第５発明に係る発光装置は、第４発明において、外部接続のための正負の各電極端子と、前記発光素子及び半導体素子に設けられた複数の電極とを備え、一方の電極端子は、ワイヤにより前記発光素子の一の電極に接続してあり、他方の電極端子は、前記半導体素子の一の電極に接続してあり、さらに、前記半導体素子及び前記発光素子の他の電極をワイヤで接続してあることを特徴とする。
第６発明に係る発光装置は、発光素子と、該発光素子に並列に接続され、該発光素子に印加される電圧から該発光素子を保護する保護素子と、前記発光素子と保護素子との並列回路に直列に接続されたダイオードと、前記発光素子、保護素子及びダイオードを封止する封止部材とを備えることを特徴とする。
第１発明にあっては、発光装置は、発光素子（例えば、ＬＥＤチップ）に並列に接続され、発光素子に印加される電圧（例えば、逆方向電圧又は順方向電圧）から発光素子を保護する保護素子（例えば、ＬＥＤチップに逆並列に接続されたツェナーダイオード、あるいは、相互に逆極性にして直列に接続された２つのツェナーダイオードなど）と、発光素子と保護素子との並列回路に直列に接続された抵抗素子とを備え、封止部材（例えば、透光性の合成樹脂など）で発光素子、保護素子及び抵抗素子を封止する。すなわち、保護素子は、発光素子に印加される過電圧から発光素子を保護することができる。特に、保護素子が発光装置に内蔵されるので、多数の発光装置を使用する機器などにおいて、すべての発光装置の静電耐圧を確実に保証することができる。また、発光素子に対して直列に接続された抵抗素子の抵抗値を予め設定しておくことにより、単に所定の電圧を印加するだけの電圧駆動により、所要の光度を得るのに必要な順方向電流を発光素子に流すことができるので、電圧規格のみで仕様を決定することができ、電源電圧の決定や抵抗値の算出などの回路設計の労力を低減することができ、発光装置を用いる機器の回路設計を容易にすることができる。
第２発明にあっては、保護素子は、発光素子に逆並列に接続されたツェナーダイオードである。これにより、外部から発光素子に逆方向の過電圧が印加された場合でも、かかる過電圧をツェナーダイオードで吸収することができ、発光素子を保護することができる。また、発光装置の外部に逆方向の過電圧に対する保護回路を設ける必要がない。
第３発明にあっては、保護素子は、相互に逆極性にして直列に接続された２つのツェナーダイオードである。発光素子を複数備える情報表示装置等にあっては、発光素子をマトリクス状に配置したマトリクス回路を有し、各発光素子にツェナーダイオード（シングルツェナーダイオード）を並列に接続した場合に、発光素子に逆方向の過電圧が印加されたときに、マトリクス回路をダイナミックに駆動すると（すなわち、マトリクス状の発光素子の一部をオンし、残りをオフするような場合）、残留電圧によりツェナーダイオードに微小電流が流れ、発光素子が誤点灯することがある。相互に逆極性にして直列に接続された２つのツェナーダイオード（ダブルツェナーダイオード）にすることにより、かかる場合でも発光素子の誤点灯を防止することができる。
第４発明にあっては、発光装置は、保護素子及び抵抗素子を構成する半導体素子を備える。半導体素子は、例えば、ｎ基板上にｎ層及びｐ層の順に形成してツェナーダイオードと抵抗とが直列接続されたもの、あるいは、ｎ基板上にｎ層、ｐ層及びｎ層の順に形成して相互に逆極性にして直列に接続された２つのツェナーダイオードと抵抗とが直列接続されたものである。そして、発光素子及び半導体素子を封止部材で封止してある。これにより、発光素子と保護素子及び抵抗素子を含む半導体素子とを１つのパッケージに簡単に実装することができる。
第５発明にあっては、発光装置は、外部接続のための正負の各電極端子と、発光素子及び半導体素子に設けられた複数の電極とを備えている。なお、電極端子は、回路基板の孔に挿通するリード端子でもよく、回路基板の表面に実装するための電極でもよい。そして、一方の電極端子は、ワイヤにより発光素子の一の電極に接続してあり、他方の電極端子は、半導体素子の一の電極に接続してあり、さらに、半導体素子及び発光素子の他の電極をワイヤで接続してある。なお、他方の電極端子は、半導体素子の一の電極に直接接続してもよく、ワイヤを介して接続してもよい。これにより、発光素子と、保護素子及び抵抗素子を含む半導体素子とを１つのパッケージに簡単に実装することができる。
第６発明にあっては、発光装置は、発光素子（例えば、ＬＥＤチップ）に並列に接続され、発光素子に印加される電圧（例えば、逆方向電圧又は順方向電圧）から発光素子を保護する保護素子（例えば、ＬＥＤチップに逆並列に接続されたツェナーダイオード、あるいは、相互に逆極性にして直列に接続された２つのツェナーダイオードなど）と、発光素子と保護素子との並列回路に直列に接続されたダイオードとを備え、封止部材（例えば、透光性の合成樹脂など）で発光素子、保護素子及びダイオードを封止する。すなわち、保護素子は、発光素子に印加される過電圧から発光素子を保護することができる。特に、保護素子が発光装置に内蔵されるので、多数の発光装置を使用する機器などにおいて、すべての発光装置の静電耐圧を確実に保証することができる。また、発光素子に対して直列に接続されたダイオードを備えることにより、静電気等による過電圧に対する耐圧を増加させることができ、静電気が発生しやすい環境にも使用することができる発光装置を実現することができる。
第１発明によれば、発光素子に印加される過電圧から発光素子を保護することができる。また、電源電圧の決定や抵抗値の算出などの回路設計の労力を低減することができ、発光装置を用いる機器の回路設計を容易にすることができる。
第２発明によれば、外部から発光素子に逆方向の過電圧が印加された場合でも、かかる過電圧をツェナーダイオードで吸収することができ、発光素子を保護することができる。また、発光装置の外部に逆方向の過電圧に対する保護回路を設ける必要がない。
第３発明によれば、残留電圧により発光素子の誤点灯を防止することができる。
第４発明及び第５発明によれば、発光素子と保護素子及び抵抗素子を含む半導体素子とを１つのパッケージに簡単に実装することができる。
第６発明によれば、過電圧に対する耐圧を増加させることができる。
本発明に係る発光装置の実施の形態１である発光ダイオードの構成例を示す正面図である。 実施の形態１の半導体素子の構成例を示す断面図である。 発光ダイオードの内部配置例を示す平面図である。 実施の形態１の発光ダイオードの回路図である。 発光ダイオードの電圧仕様の一例を示す説明図である。 発光ダイオードを並列接続した例を示す説明図である。 実施の形態２の発光ダイオードの回路図である。 実施の形態２の半導体素子の構成例を示す断面図である。 実施の形態３の発光ダイオードの回路図である。 実施の形態３の半導体素子の構成例を示す断面図である。 実施の形態４の発光ダイオードの構成例を示す正面図である。
実施の形態１
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る発光装置の実施の形態１である発光ダイオード１００の構成例を示す正面図であり、図２は実施の形態１の半導体素子４の構成例を示す断面図であり、図３は発光ダイオード１００の内部配置例を示す平面図であり、図４は実施の形態１の発光ダイオード１００の回路図である。図１に示すように、本発明に係る発光装置としての発光ダイオード１００は、発光素子としてのＬＥＤチップ３、保護素子としてのツェナーダイオードＤ１及び抵抗素子Ｒ１で構成された半導体素子４、正負の電極端子としての正極のリード線１及び負極のリード線２、封止部材６などを備え、いわゆる砲弾型のＬＥＤランプである。なお、封止部材６は、例えば、エポキシ樹脂等の透光性の合成樹脂である。
リード線１の一端側には、凹部１１を設けてあり、凹部１１には、ＬＥＤチップ３がダイボンディングにより装着されている。また、リード線１の一端側には、平坦部１２を設けてあり、平坦部１２には、電極４３を介して半導体素子４を接続してある。
図２に示すように、半導体素子４は、ｎ基板４４上に不純物濃度の高いｎ層（カソード層）４５を形成してあり、ｎ層４５上にｐ層（アノード領域）４６を形成してある。また、ｐ層４６の表面に電極４１を設けてあり、ｎ層４５の表面に電極４２を設けてあり、ｎ基板４４の表面に電極４３を設けてある。
このような構成により、半導体素子４は、ｐ層４６及びｎ層４５より電極４１、４２間に構成されるツェナーダイオードＤ１と、ｎ層４５及びｎ基板４４を介して電極４２、４３間に構成される抵抗素子Ｒ１とが直列接続された構造となる。なお、ｎ基板４４に含まれる不純物濃度、ｎ基板４４の厚みや寸法等を適宜変更することにより、抵抗素子Ｒ１の抵抗値を予め所望の値に設定することができる。すなわち、抵抗素子Ｒ１の抵抗値が異なる半導体素子４を予め複数種類用意しておくことができる。
また、図１及び図３に示すように、リード線２の一端は、ワイヤ５によりＬＥＤチップ３の電極３１（ＬＥＤチップ３のカソード）に接続してある。また、ＬＥＤチップ３の電極３２（ＬＥＤチップ３のカソード）は、ワイヤ５により半導体素子４の電極４１（ツェナーダイオードＤ１のアノード）に接続してある。また、ＬＥＤチップ３の電極３３（ＬＥＤチップ３のアノード）は、ワイヤ５により半導体素子４の電極４２（ツェナーダイオードＤ１のカソード及び抵抗素子Ｒ１の一端）に接続してある。これにより、ＬＥＤチップ３と半導体素子４とを１つのパッケージに簡単に実装することができる。
また、図４に示すように、発光ダイオード１００は、ＬＥＤに逆並列にツェナーダイオードＤ１が接続され、ＬＥＤとツェナーダイオードＤ１との並列回路に抵抗素子Ｒ１が接続された構成となる。なお、ＬＥＤのカソード側に抵抗素子Ｒ１を接続する構成でもよい。
そして、ツェナーダイオードＤ１は、外部からＬＥＤチップ３に逆方向の過電圧が印加された場合でも、かかる過電圧を吸収することができ、ＬＥＤチップ３に印加される逆方向の過電圧からＬＥＤチップ３を保護することができる。特に、ツェナーダイオードＤ１が発光ダイオード１００に内蔵されるので、静電耐圧を確実に保証することができる。また、発光ダイオード１００の外部に逆方向の過電圧に対する保護回路を設ける必要がない。なお、ＬＥＤチップ３に対して直列に接続された抵抗素子Ｒ１によっても、過電流を制限することができ、ＬＥＤチップ３の保護効果を増加させることができる。
また、発光ダイオード１００は、所要の光度を得るのに必要な順方向電流が流れるように、所定の電圧に対する抵抗素子Ｒ１の抵抗値を予め設定しておくことができ、この場合には、発光ダイオード１００に所定の電圧を単に印加するだけで、必要な順方向電流をＬＥＤチップ３に流すことができる。すなわち、本発明の発光ダイオード１００は、単に予め定められた電圧を印加するという電圧駆動により所要の光度を得ることができるので、従来必要であった電源電圧の決定や抵抗値の算出などの回路設計の労力を低減することができ、発光ダイオード１００を用いる機器の回路設計を容易にすることができる。
図５は発光ダイオード１００の電圧仕様の一例を示す説明図である。ここで、電圧仕様とは、発光ダイオード１００に印加する電圧による規格が仕様として定められ、順方向電圧及び順方向電流による規格ではないことをいう。そして、定められた電圧を印加すれば所要の光度が得られるものである。図５（ａ）は本実施例である電圧仕様に基づいた電圧駆動の例を示し、規格としては、印加電圧及び光度が定められている。例えば、５Ｖの電圧が発光ダイオード１００に印加された場合に、所要の１８ｍｃｄの光度が得られる。
これに対して、図５（ｂ）は比較例（従来例）であって、電流設計の仕様例を示す。図５（ｂ）に示すように、規格としては、光度、順方向電圧、順方向電流が定められている。例えば、所要の１８ｍｃｄの光度を得るためには、発光ダイオードの順方向電圧を３Ｖのときに、順方向電流を５ｍＡ流すように回路設計を行う必要がある。すなわち、電源電圧から順方向電圧を差し引いた電圧差で順方向電流が流れるように外部抵抗の抵抗値を計算する必要があり、発光ダイオードを多数装備する機器の回路設計に多大な労力を要するものであった。
しかし、本発明によれば、電圧規格のみで仕様が決定され、電源電圧の決定や抵抗値の算出などの回路設計の労力を低減することができ、特に多数の発光ダイオード１００を用いる機器の回路設計を容易にすることができる。
また、発光ダイオードは、複数並列に接続して機器に設けられる場合が多い。図６は発光ダイオードを並列接続した例を示す説明図である。図６（ａ）は本発明の発光ダイオード１００を並列に接続した実施例を示し、図６（ｂ）は従来の発光ダイオード３００を並列に接続した比較例を示す。なお、図６（ｂ）に示すように、発光ダイオード３００には、逆並列にツェナーダイオード４００を接続してあり、発光ダイオード３００に流れる電流を設定するための外付け抵抗Ｒを接続してある。
図６（ａ）では、発光ダイオード１００に抵抗素子Ｒ１が内蔵されているため、各ＬＥＤの順方向電圧にバラツキが生じた場合でも、抵抗素子Ｒ１により順方向電圧の違いを吸収することができ、各ＬＥＤに流れる電流を略等しくすることができ、ＬＥＤ毎の光度のバラツキを抑制することができる。
これに対し、図６（ｂ）では、各発光ダイオード３００の順方向電圧にバラツキが生じた場合、順方向電圧の違いを吸収することができず、各発光ダイオード３００に流れる電流が異なり、発光ダイオード３００毎の光度のバラツキが生じることとなる。
上述の実施の形態１において、半導体素子４は、電極４３を直接リード線１に接続する構成であったが、これに限定されるものではなく、電極４３とリード線１とをワイヤで接続してもよい。また、上述の実施の形態１では、ツェナーダイオードＤ１と抵抗素子Ｒ１とを１つの半導体素子４として構成しているが、これらを個別にリード線１の一端側に設けて、配線を施すこともできる。また、ＬＥＤチップ３は、リード線１に代えて、リード線２の一端側に設けることもできる。
上述の実施の形態１において、ＬＥＤチップ３はガリウムヒ素（ＧａＡｓ）系又は窒化ガリウム（ＧａＮ）系等の化合物半導体層が積層された構造を有している。また、ＬＥＤチップ３を備える発光ダイオード１００は、白色、紫外、青色、緑色、赤色など種々の波長の光を発することができる。
実施の形態２
図７は実施の形態２の発光ダイオード１００の回路図であり、図８は実施の形態２の半導体素子４の構成例を示す断面図である。実施の形態１との違いは、保護素子として、相互に逆極性にして直列に接続された２つのツェナーダイオードＤ２である。発光素子を複数備える情報表示装置等にあっては、ＬＥＤ（ＬＥＤチップ３）をマトリクス状に配置したマトリクス回路を有し、各ＬＥＤチップ３にツェナーダイオード（シングルツェナーダイオード）を並列に接続した場合に、ＬＥＤチップ３に逆方向の過電圧が印加されたときに、マトリクス回路をダイナミックに駆動すると（すなわち、マトリクス状のＬＥＤチップ３の一部をオンし、残りをオフするような場合）、残留電圧によりツェナーダイオードに微小電流が流れ、ＬＥＤチップ３が誤点灯することがある。相互に逆極性にして直列に接続された２つのツェナーダイオードＤ２（ダブルツェナーダイオード）にすることにより、かかる場合でもＬＥＤチップ３の誤点灯を防止することができる。
図８に示すように、半導体素子４は、ｎ基板４４上に不純物濃度の高いｎ層（カソード層）４５を形成してあり、ｎ層４５上にｐ層（アノード領域）４６を形成してある。そして、ｐ層４６上に不純物濃度の高いｎ層（カソード層）４７を形成してある。また、ｎ層４７の表面に電極４１を設けてあり、ｎ層４５の表面に電極４２を設けてあり、ｎ基板４４の表面に電極４３を設けてある。
このような構成により、半導体素子４は、ｎ層４７、ｐ層４６及びｎ層４５より電極４１、４２間に構成される相互に逆極性にして直列に接続された２つのツェナーダイオードＤ２と、ｎ層４５及びｎ基板４４を介して電極４２、４３間に構成される抵抗素子Ｒ１とが直列接続された構造となる。なお、ｎ基板４４に含まれる不純物濃度、ｎ基板４４の厚みや寸法等を適宜変更することにより、抵抗素子Ｒ１の抵抗値を予め所望の値に設定することができるのは実施の形態１と同様である。すなわち、抵抗素子Ｒ１の抵抗値が異なる半導体素子４を予め複数種類用意しておくことができる。
実施の形態３
図９は実施の形態３の発光ダイオード１００の回路図であり、図１０は実施の形態３の半導体素子４の構成例を示す断面図である。実施の形態１との違いは、抵抗Ｒ１に代えて、整流用のダイオードＤ３を用いる点である。なお、図９の例では、整流用のダイオードＤ３をＬＥＤのアノード側に接続しているが、ＬＥＤとダイオードＤ３とが同じ順方向に直列接続されているのであれば、ＬＥＤのカソード側に接続する構成でもよい。
図１０に示すように、半導体素子４は、ｐ層４８上に不純物濃度の高いｎ層（カソード層）４５を形成してあり、ｎ層４５上にｐ層（アノード領域）４６を形成してある。また、ｐ層４６の表面に電極４１を設けてあり、ｎ層４５の表面に電極４２を設けてあり、ｐ層４８の表面に電極４３を設けてある。
このような構成により、半導体素子４は、ｐ層４６及びｎ層４５より電極４１、４２間に構成されるツェナーダイオードＤ１と、ｎ層４５及びｐ層４８を介して電極４２、４３間に構成される整流用のダイオードＤ３とが直列接続された構造となる。
すなわち、実施の形態３においては、発光装置は、発光素子と、該発光素子に並列に接続され、該発光素子に印加される電圧から該発光素子を保護する保護素子と、前記発光素子と保護素子との並列回路に直列に接続されたダイオードと、前記発光素子、保護素子及びダイオードを封止する封止部材とを備える構成となる。
上述のような構成（整流用のダイオードを用いること）により、高耐圧の発光ダイオード１００を実現することができる。例えば、実施の形態１の発光ダイオード１００の耐圧は、２ｋｖ（ＨＢＭ）程度であるのに対し、実施の形態３の場合には、４ｋｖ（ＨＢＭ）程度にすることができる。これにより、本実施の形態３の場合には、静電気が発生しやすい環境にも使用することができるＬＥＤランプ、照明装置や情報表示装置を実現することができる。
具体的には、パチンコ機器において、パチンコ玉を集める場所では、パチンコ玉同士が衝突することで静電気が常時発生するが、そのような場所でも発光ダイオード１００を使用することができる。また、車などのスイッチ照光に使用されるＬＥＤは、人間が手で触れる部分であるため、冬などの空気が乾燥している時期には、人体に帯電している静電気によりＬＥＤが破損する可能性があるが、本実施の形態３の発光ダイオード１００は、そのような用途にも最適である。そして、従来の電気回路では、静電気対策としては、いわゆる外付けのダイオードを用いて静電気による過電圧を保護するものがあるが、本実施の形態では、発光ダイオード１００（ＬＥＤランプ単体）の中に静電気からＬＥＤチップ３を保護する素子が組み込まれているので、省スペースやコスト低減を実現することができる。
実施の形態４
本発明は、ＬＥＤランプだけでなく、表面実装型の発光ダイオードにも適用することができる。図１１は実施の形態４の発光ダイオード２００の構成例を示す正面図である。発光装置としての発光ダイオード２００は、表面実装型の発光ダイオードである。ガラスエポキシ樹脂等の基板２０の両端には、外部回路に接続するための電極端子としての外部電極２１、２２を設けてある。外部電極２２の中央部には、基板２０の中央側に張り出させてチップ搭載部２２ａを設け、チップ搭載部２２ａにＬＥＤチップ３を実装してある。
また、外部電極２１上には、電極４３を介して半導体素子４を接続してある。外部電極２２は、ワイヤ５によりＬＥＤチップ３の電極３１（ＬＥＤチップ３のカソード）に接続してある。また、ＬＥＤチップ３の電極３２（ＬＥＤチップ３のカソード）は、ワイヤ５により半導体素子４の電極４１（ツェナーダイオードＤ１のアノード）に接続してある。また、ＬＥＤチップ３の電極３３（ＬＥＤチップ３のアノード）は、ワイヤ５により半導体素子４の電極４２（ツェナーダイオードＤ１のカソード及び抵抗素子Ｒ１の一端）に接続してある。これにより、ＬＥＤチップ３と半導体素子４とを１つのパッケージに簡単に実装することができる。なお、実施の形態３においても、ツェナーダイオードＤ１に代えて、相互に逆極性にして直列に接続された２つのツェナーダイオードＤ２を用いることもできる。
そして、ＬＥＤチップ３及び半導体素子４は、例えば、封止部材としてのエポキシ樹脂等の透光性の合成樹脂で封止してある。なお、封止部材である合成樹脂に所要の蛍光体を含有させることもできる。
以上説明したように、本発明によれば、発光ダイオードにツェナーダイオードと抵抗素子を内蔵する構成としたので、ＬＥＤチップを静電気等による過電圧から保護することができ、かつ決められた電圧を印加するだけで仕様化された光度（所要の光度）を得ることができ、従来のような使用電圧と光度から電流値を算出して電流制限用の抵抗値を求めるといった回路設計の労力を低減することができる。特に、多数の発光ダイオードを使用する機器においては、回路設計が特段に容易となる。
また、ツェナーダイオードと抵抗素子とで構成される半導体素子とＬＥＤチップとを封止して１つのパッケージとして統合しているので、パッケージ化が容易であり、ＬＥＤチップを保護する保護回路や、電流制限用の抵抗を外付けする必要がなく、部品管理費や実装コストを低減することができるとともに、実装スペースも小さくすることができる。また、既存のＬＥＤチップの仕様等を変更することなく、半導体素子を追加するだけで保護機能の追加及び回路設計容易化を実現することができる。
また、内蔵の抵抗素子の抵抗値が異なる発光ダイオードを複数種類用意しておけば、機器で使用する電圧（例えば、５Ｖ、１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖなど）に合わせて、最適な発光ダイオードを選択することもでき、様々な用途に柔軟に対応した製品化を実現することができる。
１、２ リード線（電極端子）
３ ＬＥＤチップ（発光素子）
４ 半導体素子
５ ワイヤ
６、２６ 封止部材
２１、２２ 外部電極（電極端子）
３１、３２、３３、４１、４２、４３ 電極
Ｄ１、Ｄ２ ツェナーダイオード（保護素子）
Ｒ１ 抵抗素子

Claims (6)

  1. 発光素子と、
    該発光素子に並列に接続され、該発光素子に印加される電圧から該発光素子を保護する保護素子と、
    前記発光素子と保護素子との並列回路に直列に接続された抵抗素子と、
    前記発光素子、保護素子及び抵抗素子を封止する封止部材と
    を備えることを特徴とする発光装置。
  2. 前記保護素子は、
    前記発光素子に逆並列に接続されたツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記保護素子は、
    相互に逆極性にして直列に接続された２つのツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  4. 前記保護素子及び抵抗素子を構成する半導体素子を備え、
    前記封止部材は、
    前記発光素子及び半導体素子を封止してあることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の発光装置。
  5. 外部接続のための正負の各電極端子と、
    前記発光素子及び半導体素子に設けられた複数の電極と
    を備え、
    一方の電極端子は、ワイヤにより前記発光素子の一の電極に接続してあり、
    他方の電極端子は、前記半導体素子の一の電極に接続してあり、
    さらに、前記半導体素子及び前記発光素子の他の電極をワイヤで接続してあることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
  6. 発光素子と、
    該発光素子に並列に接続され、該発光素子に印加される電圧から該発光素子を保護する保護素子と、
    前記発光素子と保護素子との並列回路に直列に接続されたダイオードと、
    前記発光素子、保護素子及びダイオードを封止する封止部材と
    を備えることを特徴とする発光装置。
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