WO2005104248A1 - 発光素子駆動用半導体チップ、発光装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

　実装面積の小さい発光装置を提供する。 　本発明の発光装置は、電気信号端子を備えてこの電気信号端子に外部から与えられる電気信号によって駆動され発光する発光素子と、電気信号を出力して電気信号端子に印加する発光素子駆動用回路を半導体を用いて形成した発光素子駆動用半導体チップと、を有し、発光素子を発光素子駆動用半導体チップの面上に装着すると共に、発光素子駆動用半導体チップの面上に複数個の発光素子を相互接続する導電経路を備える。

Description

明 細 書

発光素子駆動用半導体チップ、発光装置及び照明装置

技術分野

[0001] 本発明は、発光素子駆動用半導体チップ、発光装置及び照明装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器にお!ヽて、可視発光ダイオード (可 視光 LED)等の発光素子を駆動する発光装置、及びその発光装置を複数個用いた 照明装置が利用される機会が増えている。電子機器の高集積ィ匕に伴い、実装面積 の小さい発光装置が市場より要求されている。可視発光ダイオード等の発光素子は 静電破壊や耐圧破壊しやすいため、保護素子を必要とし、さらに発光素子を駆動す るドライバ ICを必要とするため、発光装置の実装面積が大きくなるという問題があった

[0003] 特開 2003— 8075号公報 (特許文献 1)に、保護素子の上に発光素子を実装し、 1 つの発光モジュールとすることで発光装置の実装面積を削減する技術が開示されて いる。図 12〜図 14を用いて、特許文献 1に記載された従来例の発光装置について 説明する。図 12は、従来例の発光装置の構成を示す平面図である。図 13は、図 12 の破線 A—A'の断面図である。図 14は、図 12及び図 13に示す従来例の発光装置 の回路図である。図 12〜14において、同じ構成要素については、同じ符号を用いて いる。

[0004] まず、図 12及び図 13について説明する。従来例の発光装置は、基板 1202上に基 板配線 1203 (VCC配線及び GND配線を含む。）を形成し、基板配線 1203上に発 光モジュール 1201と電源回路 104とドライバ IC1204とを実装している。発光モジュ ール 1201、電源回路 104、及びドライバ IC1204を構成している内部回路の各素子 は、基板配線 1203により、それぞれ電気的に接続されている。

[0005] 電源回路 104は、 VCC配線と GND配線との間に接続された入力コンデンサ 143と 、 VCC配線を介して入力コンデンサ 143に接続されたコイル 141と、基板配線 1203 によりコイル 141に接続されたショットキーダイオード 142と、一端を基板配線 1203を 介してショットキーダイオード 142と電圧帰還端子 125とに接続されて他端を GND配 線に接続された出力コンデンサ 144を有する。

[0006] 発光モジュール 1201の各構成要素について説明する。発光モジュール 1201に おいて、リードフレーム 114は、基板 1202の上方に実装されている。ツエナダイォー ド 1213は、リードフレーム 114上に固定される。ツエナダイオード 1213の上面は、ノ ッド孔 113を除 、て絶縁膜 131で覆われて 、る。

[0007] ツエナダイオード 1213上の両端に近い部分を除くパッド孔 113にはバンプ 115が 載せられ、バンプ 115の上に発光素子 111が実装されている。発光素子 111は、可 視発光ダイオード (LED)である。ツエナダイオード 1213は、発光素子 111を静電破 壊及び高耐圧破壊から保護して 、る。

[0008] 図 12及び図 13において 2個のツエナダイオード 1213の上に、それぞれ 1つずつ 発光素子 111が実装されている。従来例の発光装置は、発光素子 111をツエナダイ オード 1213上に実装して一体ィ匕したモジュールとすることで、ツエナダイオード 121 3と発光素子 111とを別々に実装する場合よりも、実装面積を小さくしている。

[0009] ツエナダイオード 1213上の両端に近い部分のパッド孔 113には、 2つのボンディン グワイヤ 116のそれぞれの一端が接続されている。一方のボンディングワイヤ 116の 他端は、アノード側端子 1253に接続され、もう一方のボンディングワイヤ 116の他端 は、力ソード側端子 1254に接続される。

[0010] 発光素子 111の上部に凸レンズ 119が配置されている。凸レンズ 119は、発光素 子 111の光を集光し、光の指向性を強くし、基板 1202に垂直な方向の輝度を高める

[0011] 光透過性榭脂モールド 117は、発光素子 111、ツエナダイオード 1213、リードフレ ーム 114、及び凸レンズ 119を含む全体を覆い、基板 1202と一体に構成されている 。光透過性榭脂モールド 117の上半分は、パラボラ形状であって、光を実効的に全 反射して集光する反射面を形成して！/ヽる。

[0012] ドライバ IC1204の各構成要素について説明する。ドライノく IC1204において、リー ドフレーム 114は、基板 1202の上方に実装される。ドライバ ICチップ 112は、リードフ レーム 114上に固定されている。ドライバ ICチップ 112の上面は、パッド孔 113を除 V、て絶縁膜 131に覆われて 、る。

[0013] 6つのパッド孔には 6つのボンディングワイヤ 116の一端がそれぞれ接続され、各ボ ンデイングワイヤ 116の他端はそれぞれ外部接続端子 (制御端子 123、電圧帰還端 子 125、スイッチング端子 124、電流帰還端子 126、 VCC端子 121、 GND端子 122 )に接続されている。このように複数のボンディングワイヤ 116を通して、ドライバ ICチ ップ 112は、外部接続端子に電気的に接続されて！ヽる。

[0014] VCC端子 121は、 VCC配線に接続されている。 GND端子 122は、 GND配線に 接続されている。制御端子 123は、ドライバ IC1204の ONZOFFの切替を行うため の信号を入力される端子である。制御端子 123に入力された入力電圧が Highの時 には、ドライバ ICチップ 112は動作して、発光素子 111が連続発光する。入力電圧が Lowの時には、ドライバ ICチップ 112は動作を停止し、発光素子 111の発光も停止 する。制御端子 123にパルス電圧を入力することで、発光素子 111の点滅の動作を 繰り返すことちでさる。

[0015] スイッチング端子 124は、基板配線 1203によりショットキーダイオード 142のァノー ド端子とコイル 141とに接続している。電圧帰還端子 125は、基板配線 1203によつ て、ショットキーダイオード 142の力ソード端子、発光モジュール 1201のアノード側端 子 1253、及び出力コンデンサ 144と接続している。電流帰還端子 126は、基板配線 1203によって、発光モジュール 1201の力ソード側端子 1254と接続して!/、る。

[0016] 図 14の従来例の発光装置の回路構成を説明する。図 14に示すように、従来例の 発光装置は、外部電源 140の出力する電圧を昇圧する電源回路 104と、外部接続 端子 (VCC端子 121、スイッチング端子 124、電圧帰還端子 125)を介して電源回路 104に接続されるドライバ IC1204と、アノード側端子 1253を介して電源回路 104に 接続され力ソード側端子 1254を介してドライバ IC1204に接続される発光モジユー ル 1201とを有する。

[0017] 図 14においてドライバ IC1204の枠内に示す回路は、ドライバ ICチップ 112に搭載 される内部回路である。ドライバ ICチップ 112は、電圧帰還端子 125と GND端子 12 2との間に接続された第 1の保護回路 501、 VCC端子 121と GND端子 122との間に 接続され、その中間接続点に電流帰還端子 126を接続された第 2の保護回路 1401 、電流帰還端子 126と接地電位との間に接続された電流検出抵抗 504、制御端子 1 23と電圧帰還端子 125と電流帰還端子 126に接続された電圧検出回路 503、及び 制御端子 123と電圧検出回路 503とスイッチング端子 124に接続された駆動回路 50 2を有する。

[0018] 第 1の保護回路 501は、電圧帰還端子 125へのサージ印加により、電圧検出回路 503が静電破壊されることを防ぐもので、ツエナダイオード、 MOSトランジスタ、又は ノイポーラトランジスタ等で構成される。図 14の第 1の保護回路 501は、ツエナダイォ ードである。

[0019] 第 2の保護回路 1401は、電流帰還端子 126へのサージ印加により、ドライバ ICチ ップ 112の内部回路が静電破壊されることを防ぐ。図 14において、第 2の保護回路 1 401は、 2個のダイオードの直列接続回路で構成している。

[0020] 駆動回路 502は、スイッチング端子 124を介してコイル 141とショットキーダイオード 142を駆動し、外部電源 140からの入力電圧を昇圧する。これ〖こより、出力コンデン サ 144には、入力電圧より高い電圧が出力電圧として印加される。出力コンデンサ 1 44の電圧は、発光モジュール 1201のアノード側端子 1253を通して、発光素子 111 のアノード側に印加される。

[0021] 発光モジュール 1201において、ツエナダイオード 1213と発光素子 111は 1対で並 列接続されている。ツエナダイオード 1213は、発光モジュール 1201の実装時等に アノード側端子 1253あるいは力ソード側端子 1254に印加されるサージ力も発光素 子 111を保護する。

[0022] 発光モジュール 1201の力ソード側端子 1254は、ドライバ ICチップ 112内部の電 流検出抵抗 504に接続された電流帰還端子 126に接続される。電圧検出回路 503 は、電流検出抵抗 504の端子電圧を一定に保つことにより、発光素子 111に流れる 電流を一定に保つ。電圧検出回路 503は、電圧帰還端子 125の電圧が規定値を超 えないように、出力電圧の検出及び制御を行う。

[0023] 従来例の駆動回路 502及び電圧検出回路 503は本発明と同じであるため、図 14 において内部の回路を省略又は簡略ィ匕して記載している。駆動回路 502及び電圧 検出回路 503の内部回路の詳細は、本発明の実施の形態 1で説明する。 特許文献 1：特開 2003 - 8075号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0024] 上記のように構成された従来例の発光装置は、発光素子 111を含む発光モジユー ル 1201と、ドライノく ICチップ 112を含むドライノく IC1204とが別々のリードフレームに 実装されているため、実装面積が大きくなるという問題があった。特に発光素子 111 が複数個使用される場合、ツエナダイオード 1213の占めるスペースが大きくなり、問 題となっていた。従来例の発光装置において、発光素子 111の静電破壊や耐圧破 壊を保護する保護素子 1213と、発光素子 111を駆動するドライバ IC112とは必要で あつたため、実装面積を小さくするために取り除くことはできない。

[0025] 本発明は、上記問題を解決するもので、実装面積の小さい発光装置を提供するこ とを目的とする。

本発明は、任意の数の発光素子と組み合わせて使用できる安価な発光素子駆動 用半導体チップを提供することを目的とする。

本発明は、安価な照明装置を提供することを目的とする。

本発明は、高輝度で小型の照明装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0026] 上記課題を解決するため、本発明は下記の構成を有する。

本発明の 1つの観点による発光装置は、電気信号端子を備え、前記電気信号端子 に外部から与えられる電気信号によって駆動され発光する発光素子と、前記電気信 号を出力して前記電気信号端子に印加する発光素子駆動用回路を半導体を用いて 形成した発光素子駆動用半導体チップと、を有し、前記発光素子を前記発光素子駆 動用半導体チップの面上に装着する。

[0027] この発明は、発光素子駆動用半導体チップ (ドライバ ICチップ)上に発光素子を実 装することで、実装面積の小さい発光装置を実現できる。

[0028] 本発明の他の観点による上記の発光装置において、前記発光素子駆動用半導体 チップは、前記発光素子又は前記発光素子駆動用回路を外部から印加される静電 気や高電圧 (以下、静電気や高電圧を「サージ電圧」と呼ぶ。）から保護する保護回 路と、前記保護回路を外部と電気的に接続するための保護端子と、を備え、前記保 護端子を前記発光素子の前記電気信号端子に接続する。

[0029] ドライバ ICチップの内部回路を保護するための保護回路を設ける工程で、発光素 子の保護回路をドライバ ICチップ上に設けることにより、又はドライバ ICチップの内部 回路の保護と発光素子の保護とを兼ねる保護回路を設けることによって、信頼性の 高い発光装置を安価に実現できる。この発明によれば、発光素子を外部から印加さ れるサージ電圧力も保護するためだけの従来のような第 1の保護回路をドライバ ICチ ップの外部に設けないため、従来と比較して安価で実装面積の小さい発光装置を実 現できる。

[0030] 本発明の別の観点による上記の発光装置において、前記保護回路は、前記発光 素子駆動用半導体チップの発光素子駆動用回路を形成する素子と同一の製法によ つて形成された、一若しくは複数個の素子を備える。

[0031] 例えば、保護回路は、 PN接合のダイオード、ノイポーラトランジスタ、 MOSトランジ スタの中の少なくとも 1つを用いて形成される。この発明は、安価で信頼性が高く実装 面積の小さ 1、発光装置を実現できる。

[0032] 本発明の更に別の観点による上記の発光装置において、前記発光素子駆動用半 導体チップの面上に、それぞれ別個のチップで構成された複数個の前記発光素子 が装着されており、前記発光素子駆動用半導体チップは、前記発光素子を相互に 接続する導電経路を設ける。

[0033] ドライバ ICチップ上に複数の発光素子の相互接続のみのための導電経路を設ける ことにより、安価で実装面積の小さい発光装置を実現できる。

導電経路は、極めて低い抵抗値の導電体であっても良ぐ所定の抵抗値又は所定 の電圧降下を生じる経路であっても良い。一般的には、導電経路は極めて低い抵抗 値の導電体で形成されることが好ましい場合が多い。導電経路は、ドライバ ICチップ の半導体基板自体に拡散層で形成されても良ぐ半導体基板の上に蒸着、接着、塗 布等の任意の方法で形成されても良い。導電経路の材質は任意である。例えば、ド ライバ ICチップ上に形成された拡散層、金属配線層、榭脂導電層等である。

[0034] 本発明の更に別の観点による上記の発光装置において、前記導電経路は、前記 発光素子駆動用半導体チップにお!/、て前記発光素子駆動用回路を形成する拡散 層又は金属配線層と同一処理方法によって形成された拡散層又は金属配線層によ つて形成される。

[0035] この発明により、安価で実装面積の小さい発光装置を実現できる。

[0036] 本発明の更に別の観点による上記の発光装置において、前記導電経路は、所定 の値を有する抵抗を備える。

[0037] この発明によれば、例えば導電経路の抵抗値の変化に基づ!/、て発光素子近傍の 温度を検出したり、導電経路の両端電圧に基づいて発光素子を流れる電流を検出し たり、複数の発光素子を並列に接続した回路においてそれぞれの発光素子に抵抗 値を有する導電経路を直列接続することにより各発光素子に流れる電流を均一化し たりできる。

[0038] 本発明の更に別の観点による上記の発光装置は、異なる波長で発光する複数個 の可視発光素子を備える。

[0039] この発明によれば、発光色が異なる複数の発光素子を非常に近接した位置に配置 できるので、例えば複数の発光素子を同時に点灯した場合、複数の発光素子は良く 混色し、どの角度から見ても色ムラが生じにくい。

[0040] 本発明の更に別の観点による上記の発光装置において、前記発光素子は、赤、緑 、青の 3原色でそれぞれ発光する複数の可視発光素子を含む。

[0041] この発明の発光装置は、カラー表示が出来る。発光装置単体がドライバ ICチップを 有する故に、周辺回路を削減でき、複数の発光装置を接続することは容易である。発 光装置の実装面積が小さぐ各発光装置の全体面積の中で発光面積が占める割合 が大きいので、複数の発光装置を密集して並べると、従来よりはるかに高輝度の発光 装置の表示装置 (照明装置)を実現できる。例えば屋外用画像表示装置として有用 である。

[0042] 本発明の更に別の観点による上記の発光装置において、複数個の前記発光素子 力 前記発光装置に一体で形成された一透過型集光レンズの焦点近傍に配置され ている。

[0043] 発光素子を集光用光学系の焦点に配置することにより、発光素子が発する光を所 定の方向に集中できる。発光素子を回路基板に取り付ける精度上の制約等により、 回路基板上に複数の発光素子を配置した従来の発光装置においては、各発光素子 をある程度の距離を置いて配置せざるを得な力つた。それ故に、複数の発光素子は 集光用光学系の焦点力 少し離れた所に取り付けられた。例えば、複数の発光素子 は、大きめのパラボラ型反射面の下にパラボラの焦点力 少しずつずれた位置に配 置され、ノ ボラの底で各発光素子の真上に個別の榭脂製の凸レンズが設けられて いた。それ故に、発光素子が発した光の一部が所定の方向に向かわず、一定以上 集光率を高められないという問題があった。この発明によれば、従来より高い集光率 、強い指向性を有する発光装置を実現できる。

[0044] 本発明の更に別の観点による上記の発光装置において、複数個の前記発光素子 は、前記発光装置に一体で形成された一反射面の焦点近傍に配置されて 、る。

[0045] 反射面は、典型的には、内面で光が全反射するように形成された透明の榭脂の反 射面である。この発明によれば、高い集光率、強い指向性を有する発光装置を実現 できる。

[0046] 本発明の 1つの観点による照明装置は、前記発光素子に所定の電流を印加する定 電流回路又は前記発光素子に所定の電圧を印加する定電圧回路を有する前記発 光素子駆動用半導体チップを備えた、上記の発光装置を複数個有する。

[0047] この発明により、発光装置の相互の配線を簡素化した安価な照明装置を実現でき る。発光装置を密集して配置することにより、従来より高輝度の及び Z又は小型の照 明装置を実現できる。照明装置は、例えば通常の照明装置、大型の表示パネル、映 像表示装置等を含む。

[0048] 本発明の 1つの観点による発光素子駆動用半導体チップは、電気信号端子を備え て、前記電気信号端子に与えられる電気信号によって駆動され発光する、複数個の 発光素子を装着する発光素子駆動用半導体チップであって、半導体を用いて形成 され、前記電気信号を出力して前記電気信号端子に印加する発光素子駆動用回路 と、前記複数個の発光素子の前記電気信号端子を相互に接続する導電経路と、を 備える。

[0049] この発明によれば、発光素子駆動用半導体チップ (ドライバ ICチップ)上に、複数の 発光素子の相互接続のみのための導電経路を設けることにより、安価で実装面積の 小さ!、発光素子駆動用半導体チップを実現できる。

[0050] 本発明の他の観点による上記の発光素子駆動用半導体チップにおいて、それぞ れ別個のチップで構成された個数 P (Pは 1以上の正整数)の前記発光素子と、前記 発光素子駆動用半導体回路の回路素子は、前記導電経路に設けられたバンプを経 由して相互に接続される。

[0051] この発明によれば、ワイヤボンディングが不要な安価で実装面積の小さ!/、発光素子 駆動用半導体チップを実現できる。

[0052] 本発明の別の観点による上記の発光素子駆動用半導体チップにおいて、前記導 電経路は、個数 Pの前記発光素子に代えて、前記発光素子とほぼ同一形状の個数 Q (Qは Pと異なる正整数)の発光素子を実装する導電経路形状を有する。

[0053] この発明により、 1種類の導電経路パターン (例えばアルミ配線パターン)で、発光 素子の搭載場所を変更することにより、異なる数の発光素子を有する複数の発光装 置を作ることが出来る。この発明によれば、導電経路パターンを形成するマスクが 1種 類で済む。又、 1種類のドライバ ICチップと、任意の発光素子とを組み合わせて、需 要に応じた発光装置を製造できるので、 LEDの材料としてのドライバ ICチップの在 庫を少なくできる。この発明によれば、工場の管理コストを削減できる。

[0054] 本発明の更に別の観点による上記の発光素子駆動用半導体チップは、前記発光 素子を駆動する電流又は電圧値を可変とするための外部接続端子を有する。

[0055] 例えばドライバ ICチップが 1個の発光素子を駆動する場合と、 4個の発光素子を駆 動する場合とでは、ドライバ ICチップの設定を変更する場合がある。この発明の発光 素子駆動用半導体チップは、外部接続端子から発光素子に流す電流又は発光素子 に印加する電圧を可変できるので、 1種類のドライバ ICチップを用いて、多種類の発 光装置を製造できる。

[0056] 発明の新規な特徴は添付の請求の範囲に特に記載したものであるが、構成及び内 容の双方に関して本発明は、他の目的や特徴と共に、図面と共同して理解されるとこ ろの以下の詳細な説明から、より良く理解され評価されるであろう。

[0057] 図面の一部又は全部は、図示を目的とした概要的表現により描かれており、必ずし もそこに示された要素の実際の相対的大きさや位置を忠実に描写しているとは限ら ないことは考慮願いたい。

発明の効果

[0058] 本発明によれば、実装面積の小さ 、発光装置を実現できると!、う有利な効果が得 られる。

本発明によれば、従来必要であったツエナダイオード等の保護素子をなくすことに より、安価で信頼性が高い発光装置を実現できるという有利な効果が得られる。 本発明によれば、発光モジュールの外部接続端子の静電破壊の耐圧を高くする発 光装置を実現できると ヽぅ有利な効果が得られる。

本発明の発光装置によれば、ドライバ ICチップ上に発光素子を搭載するため、従 来と比較して基板配線の寄生抵抗、浮遊容量が減る。そのため、電流値を安定させ る位相補償の設計が容易となり、発光の輝度が安定し発光のちらつきが無くなるとい う有利な効果が得られる。

本発明によれば、任意の数の発光素子と組み合わせて使用できる安価な発光素子 駆動用半導体チップを実現できるという有利な効果が得られる。

本発明によれば、安価な照明装置を実現できるという有利な効果が得られる。 本発明によれば、高輝度で小型の照明装置を実現できるという有利な効果が得ら れる。

図面の簡単な説明

[0059] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態 1の発光装置の構成を示す平面図である。

[図 2]図 2は、図 1の破線 A— A'間で切断した断面図である。

[図 3]図 3は、本発明の実施の形態 1のドライバ ICチップの部分拡大断面図である。

[図 4]図 4は、本発明の実施の形態 1の発光装置の発光素子とドライバ ICチップとの 間を接続するアルミ配線の形状を示す平面図である。

[図 5]図 5は、本発明の実施の形態 1の発光装置の回路図である。

[図 6]図 6は、本発明の実施の形態 2の発光装置の回路図である。

[図 7]図 7は、本発明の実施の形態 3の保護回路の回路図である。

[図 8]図 8は、本発明の実施の形態 4の保護回路の回路図である。 [図 9]図 9は、本発明の実施の形態 5の保護回路の回路図である。

[図 10]図 10は、本発明の実施の形態 6のドライバ ICチップの部分拡大断面図である

[図 11]図 11は、本発明の実施の形態 7のドライバ ICチップの部分拡大断面図である

[図 12]図 12は、従来例の発光装置の構成を示す平面図である。

[図 13]図 13は、図 12の破線 A— A'間で切断した断面図である。

[図 14]図 14は、従来例の発光装置の回路図である。

[図 15]図 15は、本発明の実施の形態 8の発光装置の発光素子とドライバ ICチップと の間を接続するアルミ配線の形状を示す平面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0060] 以下本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施の形態につい て、図面とともに記載する。

[0061] 《実施の形態 1》

図 1〜5を用いて、本発明の実施の形態 1の発光装置について説明する。図 1は、 本発明の実施の形態 1における発光装置の平面図である。図 2は、図 1中の破線 A —A'で切断した断面図である。図 3は、ドライバ ICチップ 112の部分拡大断面図で ある。図 4は、 LEDである発光素子 11 la、 11 lbとドライバ ICチップ 112との間を接 続するアルミ配線の形状を示す平面図である。図 5は、本発明の実施の形態 1の発 光装置の回路図である。図 1〜5において、同じ構成要素については同じ符号を用 いている。図 1〜5において、従来例の図 12〜14と同じ構成要素については同じ符 号を用いている。

[0062] 図 1及び図 2を用いて、本発明の実施の形態 1の発光装置について説明する。本 発明の実施の形態 1の発光装置は、基板 102上に基板配線 103 (VCC配線及び G ND配線を含む。）を形成し、基板配線 103上に電源回路 104と発光モジュール 101 とを実装する。発光モジュール 101の内部回路の各素子と電源回路 104の内部回路 の各素子は、基板配線 103により、それぞれ電気的に接続される。 VCC配線は外部 電源に接続され、 GND配線は接地電位に接続される。 [0063] 電源回路 104は、 VCC配線と GND配線との間に接続された入力コンデンサ 143と 、 VCC配線を介して入力コンデンサ 143に接続されたコイル 141と、基板配線 103 によりコイル 141に接続されたショットキーダイオード 142と、一端を基板配線 103を 介してショットキーダイオード 142に接続されて他端を GND配線に接続された出力コ ンデンサ 144を有する。

[0064] 発光モジュール 101は、基板配線 103により電源回路 104に接続される外部接続 端子 (VCC端子 121、 GND端子 122、制御端子 123、スイッチング端子 124、電圧 帰還端子 125)を有する。

[0065] VCC端子 121は、 VCC配線に接続されている。 GND端子 122は、 GND配線に 接続されている。制御端子 123は、通常、マイクロコンピュータ等の制御回路の出力 に接続され、発光素子 l l la、 11 lbの発光 Z停止を切り替える信号を入力される。

[0066] スイッチング端子 124は、基板配線 103により、ショットキーダイオード 142のァノー ド端子とコイル 141とに接続している。電圧帰還端子 125は、基板配線 103により、シ ヨットキーダイオード 142の力ソード端子と出力コンデンサ 144とに接続している。

[0067] 発光モジュール 101を構成する各素子について更に説明する。本発明の実施の形 態 1の発光モジュール 101において、リードフレーム 114が基板 102の上方に実装さ れ、リードフレーム 114上にドライバ ICチップ (発光素子駆動用半導体チップ） 112が 固定されている。ドライバ ICチップ 112の上面は、ノッド孔 113を除いて、絶縁膜 13 1で覆われている。パッド孔 113は、ドライバ ICチップ 112上において、絶縁膜 131が 存在しない部分である。両端に近い部分を除いて、パッド孔 113にバンプ 115が設け られ、発光素子 l l la、 11 lbはバンプ 115の上に実装される。

[0068] 本発明の発光装置が従来例の発光装置と異なる特徴点は、発光モジュール 101 内にドライバ ICチップ 112が内蔵されており、発光素子 l l la、 111bがドライバ ICチ ップ 112上に実装されていることである。そのため、本発明の基板 102のサイズは、 従来例の基板 1202よりも小さい。本発明の発光装置は、発光素子 l l la、 111bをド ライバ ICチップ 112上に実装するため、従来と比較して発光装置の実装面積を小さ くすることがでさる。

[0069] 発光素子 l l la、 11 lb (両者をまとめて発光素子 111と表示する。）は、それぞれ別 個のチップで構成される。本発明の実施の形態 1において、複数個の発光素子がド ライバ ICチップ 112上に実装される。図 1〜5においては、 2個の発光素子 l l la、 11 lbが実装されている。

[0070] 発光素子 11 la、 11 lbは、可視発光ダイオード (LED)である。発光素子の色は所 望のものを用いうる。実施の形態 1においては、発光素子 11 la、 111bは青色発光ダ ィオードであって、表面に白色の蛍光物質を塗布した透過型集光レンズ 119を通し て白色光を外部に放射する。本発明において、複数の発光素子がそれぞれ異なる 波長で発光しても良い。発光素子 111の上部に配置された凸レンズ 119は、発光素 子 111の光を集光し、光の指向性を強くし、基板 102に垂直な方向の輝度を高める。

[0071] 光透過性榭脂モールド 117は、発光素子 111、ドライバ ICチップ 112、リードフレー ム 114、及び凸レンズ 119を含む全体を覆い、固定し保護している。光透過性榭脂 モールド 117は、発光素子 111の光を集光し、輝度や光の指向性を調整する役割を 果たしている。光透過性榭脂モールド 117の上半分は、パラボラ形状であって、光を 実効的に全反射して集光し、基板 102に垂直な方向の輝度を高める反射面を形成 している。

[0072] 実施の形態 1において、光透過性榭脂モールド 117及び凸レンズ 119は、同一材 質で一体に形成されている。複数の発光素子 11 la、 11 lbが、発光装置に一体で形 成された 1個の表面に白色の蛍光物質を塗布した透過型集光レンズ 119及び 1個の 反射面 117の焦点近傍に配置される。

[0073] 図 3は、ドライバ ICチップ 112の上面の一部を拡大した図である。ドライバ ICチップ 112の基板である P型シリコン基板 132は、上面を絶縁膜 133aで覆われている。絶 縁膜 133aの上面は、導電経路であるアルミ配線 118a、 118b, 118cの箇所を除い て、絶縁膜 133bで覆われている。

[0074] 実施の形態 1において、絶縁膜 133a及び絶縁膜 133bは、酸化膜 (SiO )である。

2 なお、絶縁膜 133a、 133bの材質は、酸ィ匕膜 (SiO )に限定されず、窒化膜 (SiN)、

2

高分子化合物 (ポリイミド等)、榭脂 (エポキシ等)等であっても良 、。

[0075] 絶縁膜 133bと、ァノレミ酉己線 118a、 118b, 118cの上面は、ノッド孑し 113を除!/、て 絶縁膜 131で覆われている。パッド孔 113は、ボンディングワイヤ 116を接続するた めと、バンプ 115を載せるために設けられる。アルミ配線 118a、 118b, 118c上のパ ッド孔 113のある所定の位置に、バンプ 115が設けられる。

[0076] 発光素子 l l la、 11 lbは、バンプ 115の上に実装される。発光素子 l l la、 111b ί¾、 ノ ンプ 115を通じて、ド、ライノ IGチップ 112上のァノレミ酉己 118a、 118b, 118c に接続される。

[0077] 図 3の両端に近い部分に示すパッド孔 113には、図 1及び図 2に示すようにボンディ ングワイヤ 116が接続される。ドライバ ICチップ 112は、ボンディングワイヤ 116により 、内部回路と外部接続端子 (VCC端子 121、 GND端子 122、制御端子 123、スイツ チング端子 124、電圧帰還端子 125)とを電気的に接続される。

[0078] 図 4のアルミ配線の形状及び図 5の回路図に示すように、発光素子 11 lbのアノード

(電気信号端子）は、バンプ 115及びアルミ配線 118cを介してドライバ ICチップ 112 の内部回路素子及び電圧帰還端子 (保護端子） 125に接続される。発光素子 111b の力ソードは、バンプ 115及びアルミ配線 188bを介して発光素子 11 laのアノードに 接続される。発光素子 11 laの力ソードは、バンプ 115及びアルミ配線 118aを介して ドライバ ICチップ 112の内部回路素子 (電流帰還用の抵抗素子 504等）と接続される 。発光素子 l l la、 11 lbのアノード及び力ソードは、電気信号端子である。

[0079] アルミ配線 118bは、発光素子 11 lbの力ソードと発光素子 11 laのアノードとを接続 する役割のみを有し、ドライバ ICチップ 112上に形成された回路素子と接続されない

[0080] 本発明の実施の形態 1のアルミ配線 118a、 118b, 118cに代えて、金属配線層又 は拡散層等で形成された導電経路により、ドライバ ICチップ 112及び複数の発光素 子 l l la、 11 lbを相互に接続しても良い。金属配線層は、例えばアルミ、金又は銅で 形成される。

[0081] 図 5の実施の形態 1の発光装置の回路図を説明する。図 5に示すように、本発明の 実施の形態 1の発光装置は、外部電源 140の出力する電圧を昇圧する電源回路 10 4と、外部接続端子 (VCC端子 121、スイッチング端子 124、電圧帰還端子 125)を 介して電源回路 104に接続される発光モジュール 101とを有する。

[0082] 電源回路 104において、外部電源 140に入力コンデンサ 143の一端が接続されて いる。入力コンデンサ 143の他端は、接地電位に接続される。コイル 141は、入力電 源 140とショットキーダイオード 142のアノード端子とに接続される。ショットキーダイォ ード 142の力ソード端子は、出力コンデンサ 144の一端に接続される。出力コンデン サの他端は接地電位に接続されて 、る。

[0083] 図 5に示す発光モジュール 101の枠内に記載された第 1の保護回路 501、駆動回 路 502、電圧検出回路 503、及び電流検出抵抗 504は、ドライバ ICチップ 112に搭 載される発光素子駆動用回路である。ドライバ ICチップ 112は、入力コンデンサ 143 とコイル 141との間に接続されている VCC端子 121から電源を供給されて駆動する。

[0084] 電圧帰還端子 125は、ショットキーダイオード 142の力ソード端子と出力コンデンサ 144との間に接続されて、出力電圧を入力する。 GND端子 122は、接地電位に接 続される。

[0085] 電圧帰還端子 125と GND端子 122との間には、第 1の保護回路 501と、電圧検出 回路 503の第 1の分圧抵抗 521及び第 2の分圧抵抗 522とが並列に接続されている

[0086] 実施の形態 1において、第 1の保護回路 501はツエナダイオードである。第 1の保護 回路 501は、電圧帰還端子 125にサージ電圧が印加されることにより、電圧検出回 路 503が静電破壊されることを防止する。

[0087] 電圧帰還端子 125には、更に発光素子 11 lbのアノードが接続されている。発光素 子 11 lbの力ソードは、発光素子 11 laのアノードに接続されている。発光素子 11 la の力ソードは、電流検出抵抗 504を介して接地電位に接続されて 、る。

[0088] 発光素子 11 lbのアノード側は、電圧帰還端子 125を通して外部に電気的に露出 している。実装工程などにおいて、電圧帰還端子 125を通して発光素子 11 lbのァノ 一ドに印加されるサージ電圧は、第 1の保護回路 501により吸収される。これにより、 発光素子 11 la及び 11 lbは、静電破壊から防止される。

[0089] 第 1の保護回路 501は、本来ドライバ ICチップ 112の内部を保護するための回路で あるが、発光素子 11 lbと発光モジュール 101内で接続されているため、発光素子 1 11a及び 11 lbの保護回路としても機能する。よって本発明の発光装置は、従来例の 発光装置で必要であった図 14のツエナダイオード 1213を省略することができる。 [0090] 発光素子 11 laの力ソード側は、発光モジュール 101内部で電流検出抵抗 504に 接続されているため、外部力 のサージ電圧の印加を受けることがない。そのため、 本発明の発光装置は、従来例の発光装置で必要であった第 2の保護回路 1401 (図 14)も不要となる。これにり、本発明は従来の発光装置と比較して、ドライバ ICチップ 112の面積を削減できる。

[0091] 発光素子 11 laと電流検出抵抗 504との接続点は、誤差アンプ 526の反転入力端 子に接続されている。誤差アンプ 526の非反転入力端子には、第 1の基準電圧 525 の一端が接続されている。第 1の基準電圧 525の他端は接地電位に接続されている 。誤差アンプ 525の出力端子は、 PWMコンパレータ 528の非反転入力端子に接続 されるとともに、コンデンサ及び抵抗を介して誤差アンプ 525の非反転入力端子に接 続されている。

[0092] PWMコンパレータ 528の反転入力端子には、制御端子 123に一端を接続された 鋸波発振器 527の他端に接続されている。 PWMコンパレータ 528の出力端子は、 駆動回路 502内部のの AND回路 511の入力端子に接続されて 、る。

[0093] 上記のように電圧検出回路 503の内部の各素子を相互に接続することにより、電流 検出抵抗 504の端子間電圧が誤差アンプ 526の非反転入力端子に入力される第 1 の基準電圧 525と等しくなるように、負帰還の動作を行う。こうして、電流検出抵抗 50 4に流れる電流を一定にすることにより、発光素子 111に流れる電流を一定に制御し 、発光の明るさを一定に保つことができる。

[0094] 駆動回路 502内部の AND回路 511の入力端子には、更にコンパレータ 524の出 力端子が接続されている。コンパレータ 524の反転入力端子には、第 1の分圧回路 5 21と第 2の分圧回路 522の接続点が接続されている。コンパレータ 524の非反転入 力端子には、第 2の基準電圧 523の一端が接続されている。第 2の基準電圧 523の 他端は接地電位に接続されて 、る。

[0095] 上記のように接続された第 1の分圧抵抗 521、第 2の分圧抵抗 522、第 2の基準電 圧 523、及びコンパレータ 524は、出力コンデンサ 144の出力電圧（電圧帰還端子 1 25の電圧）が規定値を超えないように、出力電圧の検出及び制御を行うための保護 回路である。 [0096] 駆動回路 502において、 AND回路 511の出力端子は、アンプを介して Nチャネル MOSトランジスタ 512のゲートに接続されている。 Nチャネル MOSトランジスタ 512 のソースは接地電位に接続され、ドレインはスイッチング端子 124に接続されている。

[0097] 駆動回路 502は、 AND回路 511の出力により、 Nチャネル型 MOSトランジスタ 51 2のオンオフのスイッチング動作を制御する。このスイッチング動作により、外部電源 1 40の出力する入力電圧は昇圧され、出力コンデンサ 144には入力電圧より高い電 圧が印加される。

[0098] AND回路 511の入力端子には、制御端子 123が接続されている。制御端子 123 に入力される入力電圧が Highの時に、ドライバ ICチップ 112は動作し、駆動回路 50 2は発光素子 111を連続発光させる。入力電圧が Lowの時に、ドライバ ICチップ 112 は動作を停止し、駆動回路 502は発光素子 111の発光を停止させる。このように駆 動回路 502は、制御端子 123に入力される入力電圧に基づ 、て発光素子 111の O NZOFFの切替を行う。制御端子 123にパルス電圧を入力することで、発光素子 11 1の点滅の動作を繰り返すこともできる。

[0099] 上記のように構成された本発明の発光装置において、発光素子 11 la及び 11 lbに 定電流が供給される動作につ!、て説明する。発光素子 11 laと発光素子 11 lbに流 れる電流が増加すると、電流検出抵抗 504の端子電圧は高くなる。電流検出抵抗 50 4の端子電圧が第 1の基準電圧 525よりも高くなり、電流検出抵抗 504の端子電圧と 第 1の基準電圧 525との差が大きくなると、電圧検出回路 503の誤差アンプ 526の出 力信号は低くなる。

[0100] 誤差アンプ 526の出力信号を非反転入力端子に入力され、発振器 527の出力信 号を反転入力端子に入力される PWMコンパレータ 528の出力信号は、誤差アンプ 526の出力信号が低くなるにつれロー (Low)期間が長くなり、ハイ (High)期間が短 くなる。 PWMコンパレータ 528の出力信号がハイの間、 Nチャネル型 MOSトランジ スタ 512はオンになる。オン時間が短くなるため、外部電源 140から入力された電流 をコイル 141に蓄積する量が少なくなる。

[0101] コイル 141に蓄積される電流が少ないため、 PWMコンパレータ 528の出力信号が ローになり、 Nチャネル型 MOSトランジスタ 512がオフになったときに、出力コンデン サ 144及び電圧帰還端子 125に印加される電圧値は小さくなる。電圧帰還端子 125 力 発光素子 11 la及び発光素子 11 lbに流れる電流は少なくなる。すると、電流検 出抵抗 504の端子電圧が下がり、電流検出抵抗 504の端子電圧と第 1の基準電圧 5 25との差が小さくなる。

[0102] 発光素子 11 la及び 11 lbに流れる電流が少なくなつたときの動作については、上 記の動作と逆の動作を行う。上記のように、電圧検出回路 503は電流検出抵抗 504 の端子電圧が第 1の基準電圧 525と等しくなるように、駆動回路 502の Nチャネル型 MOSトランジスタ 512のスイッチング動作を制御する。こうして、発光素子 111に一定 電流が流れる。

[0103] 本発明の実施の形態 1の発光装置においては、発光モジュール 101に外部接続 端子としての電流帰還端子 126が設けられて 、な 、。従来例の発光装置にお!、ては 、電流帰還端子 126はドライバ IC 1204に設けられて、従来の発光モジュール 1201 の力ソード側端子 1254に接続していた。本発明の実施の形態 1においては、発光モ ジュール 101内に発光素子 111とドライバ ICチップ 112を搭載し、それぞれを接続す る故、従来のような電流帰還端子 126は不要である。

[0104] 本発明の実施の形態 1のドライバ ICチップ 112は、定電流回路であって、入力電圧 を昇圧し、発光素子 l l la、 11 lbに所定の電流を流すよう構成されていた。その構 成に代えて、ドライバ ICチップ 112は、定電圧回路であって、入力電圧を昇圧し、発 光素子 11 la、 11 lbに所定の電圧を印加するよう構成しても良 、。

[0105] また別構成として、ドライバ ICチップ 112は、入力電圧を一定電圧に昇圧する定電 圧回路と、並列に接続された複数の発光素子のそれぞれに所定の電流を流す定電 流回路とを有していても良い。ドライバ ICチップ 112は、入力電圧を降圧し、発光素 子 l l la、 11 lbに所定の電流を流す定電流回路、又は発光素子 11 la、 11 lbに所 定の電圧を印加する定電圧回路であっても良い。

[0106] 本発明の発光装置は、発光素子 111をドライバ ICチップ 112上に実装する構成で ある故、従来例の発光装置と比較して、大幅に実装面積を削減できることができる。

[0107] 本発明によれば、従来のツエナダイオード等によるディスクリート保護素子による保 護に比べて、ドライバ ICチップ 112内において多種類の保護回路構成が可能となる ため、発光モジュール 101の外部接続端子の静電破壊の耐圧を高くすることができ る。

[0108] 《実施の形態 2》

図 6を用いて、実施の形態 2の発光装置を説明する。図 6は、実施の形態 2の発光 装置を示す回路図である。図 6において、図 5と同一の素子には同一の符号を付して いる。実施の形態 6の発光装置が実施の形態 1の発光装置と異なる点は、発光素子 l l l (l l la、 l l lb、 l l lc、 11 Id)を 4つ直列接続していることである。それ以外の 構成は、実施の形態 1と同一である。それ故重複する説明を省略する。この実施の形 態 2においても要部の構成が同一である故、実施の形態 1と同一の効果を有する。

[0109] なお、発光素子 111の個数や接続は、実施の形態 1及び実施の形態 2に限定する ものではなぐ任意の所望の数の発光素子を接続することや、複数の発光素子と直 列抵抗とを並列接続する実施の態様も本発明に含まれる。もちろん、発光素子が 1 つであっても構わない。

[0110] また、実施の形態 1及び 2では、発光素子 111の上部に配置される凸レンズ 119は 一つであった力 発光素子の数に合わせて複数の凸レンズを配置することも可能で ある。例えば、発光素子 1つに対して凸レンズ 1つの組合せであっても良い。

[0111] 《実施の形態 3》

図 7を用いて、実施の形態 3の発光装置を説明する。実施の形態 3の発光装置は、 第 1の保護回路 501の構成のみが実施の形態 1 (図 5)と異なる。図 7は、実施の形態 3の発光装置の保護回路の構成を示す回路図である。実施の形態 3の第 1の保護回 路 501は、ツ ナダイオード 711とダイオード 712とを並列に接続した回路である。

[0112] ダイオード 712は、主に PN接合が用いられる。ツエナダイオード 711及びダイォー ド 712の力ソードが実施の形態 1の図 5の電圧帰還端子 125に接続される。ツエナダ ィオード 711及びダイオード 712のアノードは、図 5の GND端子 122に接続される。 なお、第 1の保護回路 501は、ダイオード 712のみであっても良い。

[0113] 実施の形態 3において、第 1の保護回路 501の構成以外は実施の形態 1と同一で ある。それ故重複する説明を省略する。この実施の形態 3においても要部の構成が 同一である故、実施の形態 1と同一の効果を有する。本実施の形態においても、実 施の形態 1及び 2と同様に、発光素子と凸レンズの数の組合せは任意である。

[0114] 《実施の形態 4》

図 8を用いて、実施の形態 4の発光装置を説明する。実施の形態 4の発光装置は、 第 1の保護回路 501の構成のみが実施の形態 1 (図 5)と異なる。図 8は、実施の形態 4の発光装置の保護回路の構成を示す回路図である。実施の形態 4の第 1の保護回 路 501は、 NPN型バイポーラトランジスタ 811のベース ェミッタ間に抵抗 812を接 続した構成である。

[0115] NPN型バイポーラトランジスタ 811のェミッタは、実施の形態 1の図 5の GND端子 1 22に接続される。 NPN型バイポーラトランジスタ 811のコレクタは、実施の形態 1の 図 5の電圧帰還端子 125に接続される。実施の形態 4の第 1の保護回路 501は、抵 抗 812の抵抗値を変化させることで耐圧を調整できる。ノイポーラトランジスタ 811を 用いた保護回路は一般的に、ダイオードを用いた保護回路よりも小さい面積で実現 できる。

[0116] 実施の形態 4において、第 1の保護回路 501以外の構成は実施の形態 1と同一で ある。それ故重複する説明を省略する。この実施の形態 4においても要部の構成が 同一である故、実施の形態 1と同一の効果を有する。本実施の形態においても、実 施の形態 1及び 2と同様に、発光素子と凸レンズの数の組合せは任意である。

[0117] 《実施の形態 5》

図 9を用いて、実施の形態 5の発光装置を説明する。実施の形態 5の発光装置は、 第 1の保護回路 501の構成のみが実施の形態 1 (図 5)と異なる。図 9は、実施の形態 5の発光装置の保護回路の構成を示す回路図である。実施の形態 5の第 1の保護回 路 501は、 Nチャネル型 MOSトランジスタ 911を用いる。

[0118] Nチャネル型 MOSトランジスタ 911のゲート、バックゲート、ソース端子を共通にし、 実施の形態 1の図 5の GND端子 122に接続された構成である。 Nチャネル型 MOSト ランジスタ 911のドレインが実施の形態 1の図 5の電圧帰還端子 125に接続される。 Nチャネル型 MOSトランジスタ 911を用いた保護回路 501は一般的に、ダイオードを 用いた保護回路よりも小さい面積で実現できる。

[0119] 実施の形態 5において、第 1の保護回路 501外の構成は実施の形態 1と同一である 。それ故重複する説明を省略する。この実施の形態 5においても要部の構成が同一 である故、実施の形態 1と同一の効果を有する。本実施の形態においても、実施の形 態 1及び 2と同様に、発光素子と凸レンズの数の組合せは任意である。

[0120] 《実施の形態 6》

図 10を用いて、実施の形態 6の発光装置を説明する。図 10は、実施の形態 6のド ライバ ICチップ 112の部分拡大断面図である。図 10において、実施の形態 1の図 3と 同一の構成要素には、同一の符号を付している。実施の形態 6の発光装置が実施の 形態 1の発光装置と異なる点は、発光素子 11 laと発光素子 11 lbの接続である。

[0121] 実施の形態 6の発光装置は、ドライバ ICチップ 112の基板である P型シリコン基板 1 32の上部に、 P型拡散抵抗 1002を配置し、 P型拡散抵抗 1002の周囲を N型ゥエル 1001で覆っている。 P型シリコン基板 132の上面は、アルミ配線 1018a、 1018a，と 絶縁膜 133aで覆われている。更にその上は、絶縁膜 133bとアルミ配線 118a、 101 8b、 1018b \ 118cで覆われている。

[0122] 絶縁膜 133bとァノレミ酉己線 118a、 1018b, 1018b \ 118cの上は、ノッド孑し 113を 除いて絶縁膜 131で覆われている。実施の形態 6の絶縁膜 131は、ポリイミドである。 ノッド孔 113の所定の位置には、バンプ 115が載せられ、その上に発光素子 11 la 及び 11 lbが実装される。発光素子 11 laは、バンプ 115、アルミ配線 1018b、アルミ 配線 1018a、 P型拡散抵抗 1002、アルミ配線 1018a，、アルミ配線 1018b，を介して 、発光素子 11 lbに、電気的に接続される。

[0123] 実施の形態 6の発光装置において、その他の構成は実施の形態 1と同一である。そ れ故重複する説明を省略する。この実施の形態 6においても要部の構成が同一であ る故、実施の形態 1の発光装置と同一の効果を有する。本実施の形態において、凸 レンズの数を発光素子 11 la及び 11 lbの数に合わせて 2つにしても良!、。

[0124] 《実施の形態 7》

図 11を用いて、実施の形態 7の発光装置を説明する。図 11は、ドライバ ICチップ 1 12の部分拡大断面図である。図 11において、実施の形態 1の図 3及び実施の形態 6 の図 10と同一の構成要素には、同一の符号を付している。実施の形態 3の発光装置 が実施の形態 1及び実施の形態 6と異なる点は、複数の発光素子 111の相互の接続 の仕方である。

[0125] 実施の形態 7の発光装置は、ドライバ ICチップ 112の P型シリコン基板 132の上部 に、 P型拡散抵抗 1002を配置し、 P型拡散抵抗 1002の周囲を N型ゥエル 1001で覆 つている。 P型シリコン基板 132の上面は、 4層の絶縁膜（下から 133a、 133b, 133c 、 133d)と、 4層のァノレミ酉己線（1118aと 1118a，、 1118bと 1118b，、 1118cと 1118 c '、 118aと 1118dと 1118d，）で覆われて!/ヽる。

[0126] 上層の絶縁膜 133dとアルミ配線 118a、 1118d、 1118d，の上には、更に絶縁膜 1 31がパッド孔 113を除いて形成されている。実施の形態 7の絶縁膜 131は、ポリイミド である。パッド孔 113の所定の位置にはバンプ 115が設けられ、その上に発光素子 1 l la、 11 lb力実装されて!/、る。発光素子 11 laと 11 lbは互!ヽに、ノンプ 115、 4層の アルミ配線（1118a、 1118a'、 1118b, 1118b \ 1118c, 1118c'、 1118d、 1118 d' )、 P型拡散抵抗 1002を介して、電気的に接続される。

[0127] 実施の形態 7の発光装置において、その他の構成は実施の形態 1と同一である。そ れ故重複する説明を省略する。この実施の形態 7においても要部の構成が同一であ る故、実施の形態 1の発光装置と同一の効果を有する。本実施の形態において、凸 レンズ 119の数を発光素子 111の数に合わせて複数個配置しても良 、。

[0128] 《実施の形態 8》

図 15を用いて、実施の形態 8の発光装置を説明する。図 15 (a)は、実施の形態 8 の導電経路であるアルミ配線の形状を示す平面図である。図 15 (b)から図 15 (d)は 、それぞれ 2個、 3個、 4個の発光素子をアルミ配線 1510上に搭載した図である。図 15 (a)から図 15 (d)のアルミ配線 1510は、すべて同じ形状である。実施の形態 8の 発光装置のアルミ配線 1510は、 2個から 4個の任意の数の発光素子を電気的に接 続可能な形状を有する。

[0129] 実施の形態 8の発光装置は、複数のアルミ配線 1510をドライバ ICチップ 112上に 実装している。図 15 (a)〜（d)において、アルミ配線 1510上の白丸 1511は、バンプ の位置を示している。発光素子 1501〜1509は、アルミ配線 1510の上に設けられた バンプを介して、アルミ配線 1510と電気的に接続される。実施の形態 8の発光装置 が実施の形態 1と異なる点は、アルミ配線 1510の形状のみである。図 15 (b)〜（c) において、各発光素子 1501〜1509が接続しているバンプ 1511とバンプ 1511の 間には、電流が流れる経路 1512を示している。

[0130] 本発明の実施の形態 8によれば、 1種類の導電経路パターン (例えばアルミ配線 15 10のパターン)を用いて、発光素子 1501〜1509の搭載場所を変更するだけで、異 なる数の発光素子を有する複数の発光装置を作ることが出来る。本発明の実施の形 態 8によれば、導電経路パターンを形成するマスクが 1種類で済む。また、 1種類のド ライバ ICチップと、任意の発光素子とを組み合わせて、需要に応じた発光装置を製 造できるので、 LEDの材料としてのドライバ ICチップの在庫を少なくできる。工場の 管理コストを削減できる。

[0131] 実施の形態 8の発光装置のドライバ ICチップ 112は、発光素子に流す電流又は発 光素子に印加する電圧を可変するための外部接続端子を有していても良い。

[0132] 実施の形態 8の発光装置において、導電経路であるアルミ配線の形状以外の構成 は実施の形態 1と同一である。それ故重複する説明を省略する。この実施の形態 8に おいても要部の構成が同一である故、実施の形態 1の発光装置と同一の効果を有す る。本実施の形態において、凸レンズの数を発光素子の数に合わせて複数個配置し ても良い。

[0133] 上記の実施の形態 1から実施の形態 8の発光装置は、異なる波長で発光する複数 の可視発光素子を有していても良い。上記の実施の形態 1から実施の形態 8の発光 装置は、赤、緑、青の 3原色でそれぞれ発光する複数の可視発光素子を有していて も良い。上記の実施の形態 1から実施の形態 8の発光装置を複数個並列に接続した 照明装置を作ることが出来る。

[0134] 発明をある程度の詳細さをもって好適な形態について説明したが、この好適形態の 現開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、各要素の組合せ や順序の変化は請求された発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るもの である。

産業上の利用可能性

[0135] 本発明は、発光素子駆動用半導体チップ、発光装置及び照明装置に有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 電気信号端子を備え、前記電気信号端子に外部カゝら与えられる電気信号によって 駆動され発光する発光素子と、

前記電気信号を出力して前記電気信号端子に印加する発光素子駆動用回路を半 導体を用いて形成した発光素子駆動用半導体チップと、

を有し、

前記発光素子を前記発光素子駆動用半導体チップの面上に装着したことを特徴と する発光装置。

[2] 前記発光素子駆動用半導体チップが、

前記発光素子又は前記発光素子駆動用回路を外部から印加される静電気ゃ高電 圧から保護する保護回路と、

前記保護回路を外部と電気的に接続するための保護端子と、

を備え、

前記保護端子を前記発光素子の前記電気信号端子に接続したことを特徴とする請 求項 1に記載の発光装置。

[3] 前記保護回路が、前記発光素子駆動用半導体チップの発光素子駆動用回路を形 成する素子と同一の製法によって形成された一若しくは複数個の素子を備えたことを 特徴とする請求項 2に記載の発光装置。

[4] 前記発光素子駆動用半導体チップの面上に、それぞれ別個のチップで構成された 複数個の前記発光素子が装着されており、

前記発光素子駆動用半導体チップが、前記発光素子を相互に接続する導電経路 を設けたことを特徴とする請求項 1に記載の発光装置。

[5] 前記発光素子駆動用半導体チップにおいて、前記導電経路が、前記発光素子駆 動用回路を形成する拡散層又は金属配線層と同一処理方法によって形成された拡 散層又は金属配線層によって形成されたことを特徴とする請求項 4に記載の発光装 置。

[6] 前記導電経路が、所定の値を有する抵抗を備えたことを特徴とする請求項 4に記載 の発光装置。

[7] 前記発光装置が、異なる波長で発光する複数個の可視発光素子を備えたことを特 徴とする請求項 1に記載の発光装置。

[8] 前記発光素子が、赤、緑、青の 3原色でそれぞれ発光する複数の可視発光素子を 含むことを特徴とする請求項 7に記載の発光装置。

[9] 複数個の前記発光素子が、前記発光装置に一体で形成された一透過型集光レン ズの焦点近傍に配置されていることを特徴とする請求項 7に記載の発光装置。

[10] 複数個の前記発光素子が、前記発光装置に一体で形成された一反射面の焦点近 傍に配置されていることを特徴とする請求項 7に記載の発光装置。

[11] 前記発光素子に所定の電流を印加する定電流回路又は前記発光素子に所定の 電圧を印加する定電圧回路を有する前記発光素子駆動用半導体チップを備えた、 請求項 1に記載の発光装置を複数個有することを特徴とする照明装置。

[12] 電気信号端子を備えて、前記電気信号端子に与えられる電気信号によって駆動さ れ発光する、複数個の発光素子を装着する発光素子駆動用半導体チップであって、 半導体を用いて形成され、前記電気信号を出力して前記電気信号端子に印加す る発光素子駆動用回路と、

前記複数個の発光素子の前記電気信号端子を相互に接続する導電経路と、 を備えたことを特徴とする発光素子駆動用半導体チップ。

[13] それぞれ別個のチップで構成された個数 P (Pは 1以上の正整数)の前記発光素子 と、前記発光素子駆動用半導体回路の回路素子は、前記導電経路に設けられたバ ンプを経由して相互に接続されることを特徴とする請求項 12に記載の発光素子駆動 用半導体チップ。

[14] 前記導電経路が、個数 Pの前記発光素子に代えて、前記発光素子とほぼ同一形状 の個数 Q (Qは Pと異なる正整数)の発光素子を実装する導電経路形状を有すること を特徴とする請求項 13に記載の発光素子駆動用半導体チップ。

[15] 前記発光素子駆動用半導体チップは、前記発光素子を駆動する電流又は電圧値 を可変とするための外部接続端子を有することを特徴とする請求項 12に記載の発光 素子駆動用半導体チップ。