(57)【要約】  本発明に係る半導体発光回路は、１対の入力端子間に直列に接続された半導体発光ダイオードを含む。ショックレー・ダイオードおよび／またはサイリスタのような４層半導体デバイスが備わっていて、それぞれ１つずつが、半導体発光ダイオードの１つずつに接続されている。該４層半導体デバイスは、発光ダイオードの１つが故障したときにも発光ダイオード列が発光を続けられるようにする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光回路であって、
１対の入力端子間に直列に接続された複数の半導体発光ダイオードと、
それぞれの１つが、前記複数の半導体発光ダイオードのそれぞれの１つに接続されている複数の４層半導体デバイスと
を備えることを特徴とする回路。
【請求項２】
前記複数の４層半導体デバイスが、複数の２端子および／または３端子４層半導体デバイスを含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記複数の４層半導体デバイスは、複数のショックレー・ダイオードおよび／または複数のサイリスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記複数の４層半導体デバイスが、前記複数の半導体発光ダイオードのそれぞれの１つに並列に、即ち、前記半導体発光ダイオードのそれぞれの陽極が、前記４層半導体デバイスのそれぞれの陽極に結合されるように接続されていることを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記複数の半導体発光ダイオードは、１つのダイオード順方向電圧を有し、前記複数の４層半導体デバイスは、前記ダイオード順方向電圧にほぼ等しい１つのピーク順方向電圧を有することを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項６】
前記複数の半導体発光ダイオードと前記複数の４層半導体デバイスは、同じ半導体材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項７】
前記複数の半導体発光ダイオードと前記複数の４層半導体デバイスは、共通の半導体基板上に集積されることを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項８】
前記１対の入力端子に接続された定電流源をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項９】
前記１対の入力端子に接続されて、前記入力端子の両端の電圧変化に応答して、前記複数の半導体発光ダイオードに供給する電流を増加させるような電源をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項１０】
半導体発光回路であって、
１つのダイオード順方向電圧を有し、１対の入力端子間に直列に接続された複数の半導体発光ダイオードと、
該ダイオード順方向電圧にほぼ等しい１つの分路デバイス順方向電圧を有し、それぞれの１つが前記複数の半導体発光ダイオードのそれぞれの１つに接続されている複数の半導体分路デバイスと
を備えることを特徴とする回路。
【請求項１１】
前記複数の半導体分路デバイスは、複数の２端子および／または３端子４層半導体デバイスを含むことを特徴とする請求項１０に記載の回路。
【請求項１２】
前記複数の半導体分路デバイスは、複数のショックレー・ダイオードおよび／または複数のサイリスタを含むことを特徴とする請求項１０に記載の回路。
【請求項１３】
前記複数の半導体分路デバイスは、前記複数の半導体発光ダイオードのそれぞれ１つに並列に、即ち、それぞれの半導体発光ダイオードの陽極がそれぞれの半導体分路デバイスの陽極に結合されるように接続していることを特徴とする請求項１０に記載の回路。
【請求項１４】
前記複数の半導体発光ダイオードと前記複数の半導体分路デバイスは、同じ半導体材料を含むことを特徴とする請求項１０に記載の回路。
【請求項１５】
前記複数の半導体発光ダイオードと前記複数の半導体分路デバイスは、共通の半導体基板上に集積されることを特徴とする請求項１０に記載の回路。
【請求項１６】
前記１対の入力端子に接続された定電流源をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の回路。
【請求項１７】
前記１対の入力端子に接続されて、前記入力端子の両端の電圧変化に応答して、前記複数の半導体発光ダイオードに供給する電流を増加させるような電源をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の回路。
【請求項１８】
半導体発光回路であって、
ダイオード陽極とダイオード陰極とを有する半導体発光ダイオードと、
分路デバイス陽極と分路デバイス陰極とを有し、前記半導体発光ダイオードに並列に、即ち、発光ダイオードの陽極が分路デバイスの陽極に、発光ダイオードの陰極が分路デバイスの陰極に結合するように接続された半導体分路デバイスと、
ダイオード陽極／分路デバイス陽極とダイオード陰極／分路デバイス陰極との間に接続された直流（ＤＣ）電源と
を備えたことを特徴とする回路。
【請求項１９】
前記半導体分路デバイスが、２端子および／または３端子４層半導体デバイスを含むことを特徴とする請求項１８に記載の回路。
【請求項２０】
前記半導体分路デバイスが、ショックレー・ダイオードおよび／またはサイリスタを含むことを特徴とする請求項１８に記載の回路。
【請求項２１】
前記半導体発光ダイオードが、ダイオード順方向電圧を有し、前記半導体分路デバイスが、前記ダイオード順方向電圧にほぼ等しいピーク順方向電圧を有することを特徴とする請求項１８に記載の回路。
【請求項２２】
前記半導体発光ダイオードと前記半導体分路デバイスは、同じ半導体材料を含むことを特徴とする請求項１８に記載の回路。
【請求項２３】
前記半導体発光ダイオードと前記半導体分路デバイスは、共通の半導体基板上に集積されることを特徴とする請求項１８に記載の回路。
【請求項２４】
前記ＤＣ電源が、定電流直流電源であることを特徴とする請求項１８に記載の回路。
【請求項２５】
前記ＤＣ電源が、前記半導体発光ダイオードの両端の電圧変化に応答して、前記半導体発光ダイオードを流れる電流を増加させることを特徴とする請求項１８に記載の回路。
【請求項２６】
半導体発光ダイオードと、
該半導体発光ダイオードの両端に接続される４層半導体デバイスと
を備えたことを特徴とする半導体発光回路。
【請求項２７】
前記４層半導体デバイスが、２端子および／または３端子４層半導体デバイスを含むことを特徴とする請求項２６に記載の半導体発光回路。
【請求項２８】
前記４層半導体デバイスが、ショックレー・ダイオードおよび／またはサイリスタを含むことを特徴とする請求項２６に記載の半導体発光回路。
【請求項２９】
前記４層半導体デバイスが、前記半導体発光ダイオードに並列に、即ち、前記半導体発光ダイオードの陽極が、前記４層半導体デバイスの陽極に結合されるように接続されることを特徴とする請求項２６に記載の半導体発光回路。
【請求項３０】
前記半導体発光ダイオードが、ダイオード順方向電圧を有し、前記４層半導体デバイスが前記ダイオード順方向電圧にほぼ等しいピーク順方向電圧を有することを特徴とする請求項２６に記載の半導体発光回路。
【請求項３１】
前記半導体発光ダイオードと前記４層半導体デバイスは、同じ半導体材料を含むことを特徴とする請求項２６に記載の半導体発光回路。
【請求項３２】
前記半導体発光ダイオードと前記４層半導体デバイスは、共通の半導体基板上に集積されることを特徴とする請求項２６に記載の半導体発光回路。
【請求項３３】
前記半導体発光ダイオードの両端に接続される定電流源をさらに備えることを特徴とする請求項２６に記載の半導体発光回路。
【請求項３４】
前記半導体発光ダイオードの両端に接続され、前記半導体発光ダイオードの両端の電圧変化に応答して、前記半導体発光ダイオードを流れる電流を増加させる電源をさらに備えることを特徴とする請求項２６に記載の半導体発光回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、半導体回路に関し、より具体的には、半導体発光回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光回路は、１つ以上の半導体発光ダイオード(ＬＥＤ)を含んでいる。当業者には良く知られているように、発光ダイオードは、励起されたときに発光するように構成された複数の半導体層を含んでいる。
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００１／００３２９８５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／０１３９９８７号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１０２０９３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体発光回路の発光出力を増大させるためには、回路に多数のＬＥＤを備えることが望ましい。多数のＬＥＤは、並列に接続することができる。一方、１つのＬＥＤに電流が集中する現象を低減し、または防止するためには、電圧の揃ったＬＥＤを備えることが望ましい。しかし残念ながら、電圧の揃ったＬＥＤは、半導体発光回路の価格を増大させることになる。その他の半導体発光回路では、複数のＬＥＤが直列配置に接続される。しかし残念ながら、直列配置の中の１つのＬＥＤが故障してオープン回路（open circuit）になると、このオープン回路のために直列配置の全てが発光を停止してしまう。
【０００５】
静電気放電（ＥＳＤ）から保護する手段を備えるために、ＬＥＤ両端に１つ以上のツェナーダイオード（Zener diode）の分路を設けることが知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例示的実施例による半導体発光回路は、１対の入力端子間に直列に接続された複数の半導体発光ダイオードと、１つずつが複数の半導体発光ダイオードの１つずつにそれぞれ接続された複数の４層半導体デバイスとを含んでいる。当業者には良く知られているように、４層半導体デバイスは少なくとも３つのｐｎ接合を備えるｐｎｐｎ構造或いはｎｐｎｐ構造を含み、この構造は小信号で導通するまで、２端子間の電流を効率よくブロックする。４層半導体デバイスは、ショックレー・ダイオードのような２端子の４層半導体デバイス、または半導体制御整流器（ＳＣＲ）またはサイリスタのような３端子以上の４層半導体デバイスを含む。各４層半導体デバイスは、それぞれのＬＥＤに並列に接続され、各ＬＥＤの陽極が各４層半導体デバイスの陽極に接続されている。いくつかの実施例では、単一の半導体ＬＥＤと、並列に接続された１つ以上の４層半導体デバイスとが備わっている。
【０００７】
いくつかの実施例では、４層半導体デバイスは、ＬＥＤの順方向電圧とほぼ等しいピーク順方向電圧を持っている。ある実施例では、ＬＥＤと４層半導体デバイスは、例えばシリコン、炭化珪素および／または窒化ガリウムのような、同一の半導体材料を備えている。いくつかの実施例では、それぞれのＬＥＤと４層半導体デバイスは、共通の半導体基板上に集積されている。更に、いくつかの実施例では、定電流源（constant current source）が入力端子対に接続されている。別の実施例では、電源（power source）が入力端子対に接続されていて、入力端子の電圧の変化に応答して、ＬＥＤに供給する電流を増加するように働く。
【０００８】
さらに他の実施例では、半導体発光回路は、入力端子対間に直列に接続されていて、あるダイオード順方向電圧を持つ複数のＬＥＤと、前記のダイオード順方向電圧にほぼ等しい分路デバイス順方向電圧を持つ複数の半導体分路デバイスとを含んでいる。それぞれの分路デバイス（shunt device）は、それぞれのＬＥＤの両端に接続される。半導体分路デバイスは、前述したような４層半導体デバイスでもよく、前述したように接続および／または集積されていてもよく、更に、前述したように定電流源または電源を用いていてもよい。
【０００９】
本発明の更に別の実施例による半導体発光回路は、ダイオード陽極とダイオード陰極とを有するＬＥＤと、分路デバイス陽極と分路デバイス陰極とを有する半導体分路デバイスを含むものである。半導体分路デバイスは発光せず、ＬＥＤの陽極が分路デバイスの陽極に、ＬＥＤの陰極が分路デバイスの陰極に繋がれるように、ＬＥＤに並列に接続されている。直流（ＤＣ）電源が、ダイオード陽極／分路デバイス陽極とダイオード陰極／分路デバイス陰極との間に接続される。４層半導体デバイス、接続、集積化、定電流源および／または電源も、前述したように備えられていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の例示的な実施例が示されている添付の図面を参照して、本発明をより完全に説明する。本発明は多くの異なる形態で実現されるので、本明細書に開示する実施例だけに限定されるものと理解してはならない。これらの実施例は、当業者に本発明の技術内容を全て伝達するように提供されるものである。
【００１１】
ある要素が他の要素に「結合している（coupled）」「接続している（connected）」または「応答している（responsive）」と記されているときは、それが他の要素に直接的に結合したり、接続したり、或いは応答している場合もあれば、中間に介在する要素が存在する場合もある、と理解するべきである。反対に、ある要素が他の要素に「直接結合している（directly coupled）」「直接接続している（directly connected）」または「直接的に応答している（directly responsive）」と記されているときは、中間に介在する要素は存在しない。全体を通して、同様の数字は同様の要素を指す。「および／または」という用語は、関連してリストアップされた事柄のいずれか及び全ての組み合わせを含むものであり、「／」が用いられる。
【００１２】
また、様々な要素を記述するために「第１の」、「第２の」などが用いられるが、これらの要素は、これらの用語によって制限されるべきものではないと理解すべきである。これらの用語は、単に１つの要素を他の要素と区別するために用いられているだけである。したがって、本発明の教示から逸脱すること無しに、以下に記述する「第１の端子」は、「第２の端子」と記述することも出来る。
【００１３】
本明細書で用いられる用語は、特定の実施例を記述するためのものであり、本発明を限定しようとするものではない。本明細書で用いられるように、単数形「一つの（a, an）」「該（the）」は、文脈から明らかにそうでないと示されている場合を除いては、複数形も含む。本明細書にて用いられるときに、「備えている（comprise, comprising）」、「含む（include）」および／または「含んでいる（including）」という用語は、記述された特徴物、整数、工程、操作、要素、および／または部品の存在を規定しているが、１つ以上の他の特徴物、整数、工程、操作、要素、部品および／またはそれらの集合が存在すること、或いは付加されることを排除するものではないことは、更に理解するべきである。
【００１４】
別に規定されている場合を除いては、本明細書で用いられる（技術的および科学的用語を含む）全ての用語は、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する人によって共通に理解される意味と同一の意味を持つものである。更に、普通に用いられている辞書に定義されているような言葉は、関連する技術文書および本明細書の中の文脈においても、その意味と矛盾しない意味を有するものと解釈されるべきであり、本明細書で明確に定義していない限り、理想化された、或いは極度に形式的な意味に解釈されるべきではないものと理解されるべきである。
【００１５】
図１は、本発明の様々な実施例による半導体発光回路の回路図である。図１に示すように、半導体発光回路は、１対の入力端子１１０ａ，１１０ｂの間に直列に接続された複数のＬＥＤ１００を含んでいる。当業者には良く知られているように、ＬＥＤは陽極Ａと陰極Ｋとを含んでいて、１対の入力端子１１０ａ，１１０ｂの間で、前のＬＥＤ１００の陰極Ｋが次のＬＥＤ１００の陽極Ａに直列接続されるようになっている。適当な交流（ＡＣ）および／または直流（ＤＣ）電源によって励起されると、ＬＥＤは可視および／または（例えば、紫外および／または赤外のような）不可視の光１２０を発する。
【００１６】
図１をなお参照すると、複数の４層（即ち、３つ以上のｐｎ接合を持つ）半導体デバイス１３０が備わっていて、それらのそれぞれ１つずつが複数のＬＥＤ１００のそれぞれ１つずつに接続されている。図１には、ｐｎｐｎ４層半導体デバイス１３０が示されている。しかしながら、逆の極性のｎｐｎｐ４層半導体デバイスを備えてもよいことは理解できるであろう。他の実施例では、単一の発光ダイオード１００と単一の４層半導体デバイス１３０が備わっている。本発明の実施例には、発光ダイオード１００と４層半導体デバイス１３０の１対１ではない回路接続様式も考慮されているものと理解されたい。例えば、２つ以上の４端子半導体デバイス１３０が、単一の発光ダイオード１００に接続されていてもよいし、その逆であっても良い。
【００１７】
本発明の様々な実施例によれば、４層半導体デバイスの様々な実施例が提供される。例えば、２端子および／または３端子の４層半導体デバイスが提供される。このように、例えば図２では、４層半導体デバイスは複数のショックレー・ダイオード２３０を備えている。当業者には明らかなように、ショックレー・ダイオード２３０は陽極Ａと陰極Ｋとを含んでいる。陰極Ｋに対して陽極Ａを正にバイアスすると、デバイスは順方向バイアス状態になる。しかしながら、このデバイスの順方向バイアス状態は２つの異なる状態を考えることが出来る。即ち、高インピーダンス状態すなわち電流阻止状態と、低インピーダンス状態すなわち導通状態とである。このデバイスは、ピーク順方向電圧Ｖｐで電流阻止状態から導通状態へスイッチする。
【００１８】
更に、図３に示すように、ＳＣＲとも呼ばれるサイリスタ３３０のような３端子の４層半導体デバイスを用いてもよい。当業者には明らかなように、サイリスタ３３０は、前述したショックレー・ダイオード２３０と似ているが、第３のリード（ゲート電極）が含まれている点が異なる。サイリスタが順方向、電流阻止状態にバイアスされているときに、ゲート電極へ微小な電流を供給すると導通状態へスイッチングさせることが出来る。したがって、図３のサイリスタ３３０は、対応するＬＥＤ１００が故障するまでは非導通であるが、故障すると、そのときに導通になる。ここで用いられている「３端子の４層半導体デバイス」は、例えば多ゲート・サイリスタのような、３つより多い端子数を持つ４層以上の半導体デバイスも含むことが、同業者には理解されるであろう。図１〜３の実施例は、４層半導体デバイス、ショックレー・ダイオードおよび／またはサイリスタを様々なグループおよび小グループに組み合わせることが出来るということも理解されるであろう。
【００１９】
更に図１〜３を参照すると、いくつかの実施例では、複数の４層半導体デバイス１３０，２３０および／または３３０が、複数のＬＥＤ１００のそれぞれ１つに並列に接続されている。たとえば、１つのＬＥＤの陽極１００Ａが４層半導体デバイス１３０，２３０および／または３３０のそれぞれの陽極１３０Ａ，２３０Ａおよび／または３３０Ａに接続されている。他の実施例では、複数のＬＥＤ１００は１つのダイオード順方向電圧を有していて、複数の４層半導体デバイス１３０，２３０およびまたは３３０は、このダイオード順方向電圧とほぼ等しいピーク順方向電圧Ｖｐを有している。更に他の実施例では、複数の半導体発光ダイオード１００と複数の４層半導体デバイス１３０，２３０および／または３３０とが、同じ半導体材料を含んで構成されている。例えば、ＬＥＤ１００と４層半導体デバイス１３０，２３０および／または３３０とは、シリコン半導体技術、炭化珪素半導体技術，窒化ガリウム半導体技術または、炭化珪素或いはシリコン上に窒化ガリウムを形成する技術のような技術の組み合わせを用いて作製される。いくつかの実施例では、少なくとも１つのＬＥＤ１００と少なくとも１つの４層半導体デバイス１３０，２３０および／または３３０とが、共通の半導体基板上に集積される。しかしながら、他の実施例では、同じ半導体材料の異なった基板が用いられる。同じ半導体材料を用いることによって、ダイオード順方向電圧と４層半導体デバイスのピーク順方向電圧とをほぼ等しくすることが出来る。他の実施例では、異なる半導体材料が用いられ、所望の場合に順方向電圧をほぼ等しくする目的で、他の技術が用いられる。ここで用いられているような「ほぼ等しい」とは、約１０％以内を意味する。
【００２０】
再び図１を参照して、いくつかの実施例では、定電流源１５０が、１対の入力端子１１０ａ，１１０ｂに接続される。定電流源１５０は、ＡＣおよび／またはＤＣ電源に接続するように構成された従来の定電流駆動回路によって実現されてもよい。他の実施例では、図２に示すように、電源２５０が、１対の入力端子１１０ａ，１１０ｂに接続されて、入力端子１１０ａ，１１０ｂの両端の電圧の変化に応答して、半導体発光ダイオード１００に供給される電流を増加させるように構成される。電源２５０は、ＡＣおよび／またはＤＣ電源に接続するように構成された従来のパワー駆動回路と制御器（controller）によって実現される。電源１５０，２５０のどちらも、図１〜３のいずれの実施例にも用いることが出来ることは、当業者なら理解できることであろう。
【００２１】
図４は、本発明の他の実施例による半導体発光回路の回路図である。図４においては，複数の非発光性半導体分路デバイス（ＳＳＤ）４３０が備わっていて、そのそれぞれ１つがＬＥＤ１００のそれぞれ１つに接続されている。図４に示すように、これらの実施例では、半導体分路デバイス４３０及びＬＥＤ１００の順方向電圧ＶFが、ほぼ等しくなっている。ここで用いられている「ほぼ等しい」は、約１０％以内ということを意味する。半導体分路デバイス４３０は、ショックレー・ダイオード２３０あるいはサイリスタ３３０のような４層半導体デバイス１３０、ダイオードのような２層半導体デバイス、および／またはトランジスタのような３層半導体デバイスを含む。２，３またはそれ以上の端子数を持つデバイスも用いることが出来る。図４にも示したように、それぞれのＳＳＤ４３０は、それぞれのＬＥＤ１００に並列に接続されて、図４に＋と−記号で示すように、両方のデバイスの順方向電圧ＶFが反並列ではなく並列に接続されている。
【００２２】
図５は、本発明の更に他の実施例による半導体発光回路の回路図である。本実施例において、半導体分路デバイス５３０は、分路デバイス陽極５３０Ａと分路デバイス陰極５３０Ｋとを有していて、半導体ＬＥＤ１００に並列に、すなわちＬＥＤ陽極１００Ａが分路デバイス陽極５３０Ａに、ＬＥＤ陰極１００Ｋが分路デバイス陰極５３０Ｋにつながるように接続されている。直流（ＤＣ）電源５５０は、図示されるように、ダイオード陽極／分路デバイス陽極とダイオード陰極／分路デバイス陰極との間に接続されている。また、前述したように、１対１以外の接続様式を用いてもよい。図４と５の実施例は、互いに組み合わせて用いてもよいし、図１〜３の実施例と様々に組み合わせたり小グループを作ったりして用いることもできるということも理解されるであろう。
【００２３】
本発明の様々な実施例について、さらに以下に説明する。本発明の実施例は、ＬＥＤが直列配置に結線されているときに、１つのＬＥＤと並列に「分路するためのデバイス」を配置するものである。このようにすると、１つのＬＥＤが故障しても（オープン回路になっても）、残りのダイオードが発光し続けることが出来る。ＬＥＤが欠損したことを検出し、残りのＬＥＤの駆動電流を変化させて明るさを保つために、電源２５０および／または他の制御回路が含まれる。分路するためのデバイスは、ショックレー・ダイオード（図２）あるいはサイリスタ（図３）のような、２，３，４またはそれ以上の端子数を持つ４層半導体デバイス（図１〜３）を含んで構成される。
【００２４】
より具体的には、多くのＬＥＤの応用形態では、１つのＬＥＤがオープン回路になると予想される故障モードを回避するために、並列結線構造が用いられる。しかしながら、並列結線のときに、電流集中および／または不均一輝度を低減し、或いは防止するためには、ＬＥＤの電圧を揃えることが望ましい。これは、望ましくない経費の増大を招くことになる。更に、効率の良い電流駆動装置を得るには、高い電圧の直列配置を用いることが望ましい。このように、前述した理由やその他の理由によって、高効率のＬＥＤベースの発光システムにおいては、ＬＥＤの直列接続によって供給される高電圧直列配置を用いることが望ましい。
【００２５】
図１〜３の４層半導体分路デバイスでは、１つ以上のＬＥＤが故障してもＬＥＤの直列配置に大きな電圧を加える必要はない。例えば、（典型的にはＬＥＤの順方向電圧よりも大きい）５Ｖ或いは７Ｖの降伏電圧を持つツェナーダイオードは、従来はＥＳＤ保護のために反並列配置にて用いられる。そこで、ＬＥＤが故障すると、「ツェナー降伏電圧」から「オープン回路になってしまったＬＥＤの順方向電圧」を引き算した電圧に等しい電圧が、ＬＥＤの直列配置に加えられる。これに反して、本発明のいくつかの実施例では、図１〜３の４層半導体デバイスが、故障したＬＥＤの元来の順方向電圧にほぼ等しい導通時順方向電圧を備えている。したがって、ＬＥＤ直列配置の順方向電圧を大きく低下させることはなく、所望の動作レベルで駆動装置を操作することによって、駆動回路の高い効率が維持される。
【００２６】
図１に示すようないくつかの実施例において、定電流源で駆動することによって、ＬＥＤの明るさに大きな影響を与える順方向電圧変化が低減され、予防される。他の実施例では、図２に示すように、順方向電圧の変化が検出され、ＬＥＤ直列配置を流れる電流を増加させ、光強度を元の値に戻すために用いられる。この電流の増大は、電流源の出力電流をアナログ様式で増加させることによって、或いはパルス幅変調システムにおけるオン時間を増加させることによって、および／またはその他の通常の方法によって、実現することが出来る。この技術は、例えば、全発光出力の一様性が望まれるような、交通信号或いはバックライト照明において用いることができ、いくつかの強い光源からの光を混合するための混合光学技術を用いる場合には、特に望ましいものである。
【００２７】
更に他の実施例では、例えば図４に示すように、半導体分路デバイスがそれぞれのＬＥＤ両端に備えられ、半導体分路デバイスはＬＥＤに、それらの順方向電圧が同じ向きになるように、（反並列ではなく）並列に接続される。これらの実施例は、従来のショットキーダイオードと対比すべきである。従来、ショットキーダイオードは通常、反並列に接続され、その順方向電圧はＬＥＤとは逆向きであり、逆方向降伏電圧がＬＥＤと同じ向きである。更に、図５の実施例では、ＤＣ電源が用いられるとき、半導体分路デバイスはそれぞれのＬＥＤと並列に、すなわち、陽極同士が結合され、陰極同士が結合されるように接続される。これも従来のショットキーダイオードによるＥＳＤ保護と対比すべきものである。従来はＤＣ電源を用いるとき、ショットキーダイオードがダイオードと反並列に接続されている。
【００２８】
添付の図面と上述の説明において、本発明の実施例を開示した。特有の用語を用いたが、それらは、一般的で記述的な意味で用いられていて、制限することを意図してはない。本発明の技術範囲は、特許請求の範囲に開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例による半導体発光回路の回路図である。
【図２】本発明の一実施例による半導体発光回路の回路図である。
【図３】本発明の一実施例による半導体発光回路の回路図である。
【図４】本発明の一実施例による半導体発光回路の回路図である。
【図５】本発明の一実施例による半導体発光回路の回路図である。
【図１】
2008535281.tif 000003
【図２】
2008535281.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年12月11日(2006.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光回路であって、
１対の入力端子間に直列に接続された複数の半導体発光ダイオードと、
それぞれの１つが、前記複数の半導体発光ダイオードのそれぞれの１つに接続されている複数の４層半導体デバイスとを備え、
前記複数の４層半導体デバイスが、前記複数の半導体発光ダイオードのそれぞれの１つに並列に、即ち、前記半導体発光ダイオードのそれぞれの陽極が、前記４層半導体デバイスのそれぞれの陽極に結合されるように接続されていることを特徴とする回路。
【請求項２】
前記複数の４層半導体デバイスが、複数の２端子および／または３端子４層半導体デバイスを含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記複数の４層半導体デバイスは、複数のショックレー・ダイオードおよび／または複数のサイリスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記複数の半導体発光ダイオードは、１つのダイオード順方向電圧を有し、前記複数の４層半導体デバイスは、前記ダイオード順方向電圧にほぼ等しい１つのピーク順方向電圧を有することを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記複数の半導体発光ダイオードと前記複数の４層半導体デバイスは、同じ半導体材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項６】
前記複数の半導体発光ダイオードと前記複数の４層半導体デバイスは、共通の半導体基板上に集積されることを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項７】
前記１対の入力端子に接続された定電流源をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項８】
前記１対の入力端子に接続されて、前記入力端子の両端の電圧変化に応答して、前記複数の半導体発光ダイオードに供給する電流を増加させるような電源をさらに備えてことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項９】
半導体発光回路であって、
１つのダイオード順方向電圧を有し、１対の入力端子間に直列に接続された複数の半導体発光ダイオードと、
該ダイオード順方向電圧にほぼ等しい１つの分路デバイス順方向電圧を有し、それぞれの１つが前記複数の半導体発光ダイオードのそれぞれの１つに接続されている複数の半導体分路デバイスとを備え、
前記複数の半導体分路デバイスは、前記複数の半導体発光ダイオードのそれぞれ１つに並列に、即ち、それぞれの半導体発光ダイオードの陽極がそれぞれの半導体分路デバイスの陽極に結合されるように接続していることを特徴とする回路。
【請求項１０】
前記複数の半導体分路デバイスは、複数の２端子および／または３端子４層半導体デバイスを含むことを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１１】
前記複数の半導体分路デバイスは、複数のショックレー・ダイオードおよび／または複数のサイリスタを含むことを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１２】
前記複数の半導体発光ダイオードと前記複数の半導体分路デバイスは、同じ半導体材料を含むことを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１３】
前記複数の半導体発光ダイオードと前記複数の半導体分路デバイスは、共通の半導体基板上に集積されることを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１４】
前記１対の入力端子に接続された定電流源をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１５】
前記１対の入力端子に接続されて、前記入力端子の両端の電圧変化に応答して、前記複数の半導体発光ダイオードに供給する電流を増加させるような電源をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１６】
半導体発光回路であって、
ダイオード陽極とダイオード陰極とを有する半導体発光ダイオードと、
分路デバイス陽極と分路デバイス陰極とを有し、前記半導体発光ダイオードに並列に、即ち、発光ダイオードの陽極が分路デバイスの陽極に、発光ダイオードの陰極が分路デバイスの陰極に結合するように接続された半導体分路デバイスと、
ダイオード陽極／分路デバイス陽極とダイオード陰極／分路デバイス陰極との間に接続された直流（ＤＣ）電源と
を備えたことを特徴とする回路。
【請求項１７】
前記半導体分路デバイスが、２端子および／または３端子４層半導体デバイスを含むことを特徴とする請求項１６に記載の回路。
【請求項１８】
前記半導体分路デバイスが、ショックレー・ダイオードおよび／またはサイリスタを含むことを特徴とする請求項１６に記載の回路。
【請求項１９】
前記半導体発光ダイオードが、ダイオード順方向電圧を有し、前記半導体分路デバイスが、前記ダイオード順方向電圧にほぼ等しいピーク順方向電圧を有することを特徴とする請求項１６に記載の回路。
【請求項２０】
前記半導体発光ダイオードと前記半導体分路デバイスは、同じ半導体材料を含むことを特徴とする請求項１６に記載の回路。
【請求項２１】
前記半導体発光ダイオードと前記半導体分路デバイスは、共通の半導体基板上に集積されることを特徴とする請求項１６に記載の回路。
【請求項２２】
前記ＤＣ電源が、定電流直流電源であることを特徴とする請求項１６に記載の回路。
【請求項２３】
前記ＤＣ電源が、前記半導体発光ダイオードの両端の電圧変化に応答して、前記半導体発光ダイオードを流れる電流を増加させることを特徴とする請求項１６に記載の回路。
【請求項２４】
半導体発光ダイオードと、
該半導体発光ダイオードの両端に接続される４層半導体デバイスとを備え、
前記４層半導体デバイスが、前記半導体発光ダイオードに並列に、即ち、前記半導体発光ダイオードの陽極が、前記４層半導体デバイスの陽極に結合されるように接続されることを特徴とする半導体発光回路。
【請求項２５】
前記４層半導体デバイスが、２端子および／または３端子４層半導体デバイスを含むことを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光回路。
【請求項２６】
前記４層半導体デバイスが、ショックレー・ダイオードおよび／またはサイリスタを含むことを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光回路。
【請求項２７】
前記半導体発光ダイオードが、ダイオード順方向電圧を有し、前記４層半導体デバイスが前記ダイオード順方向電圧にほぼ等しいピーク順方向電圧を有することを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光回路。
【請求項２８】
前記半導体発光ダイオードと前記４層半導体デバイスは、同じ半導体材料を含むことを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光回路。
【請求項２９】
前記半導体発光ダイオードと前記４層半導体デバイスは、共通の半導体基板上に集積されることを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光回路。
【請求項３０】
前記半導体発光ダイオードの両端に接続される定電流源をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光回路。
【請求項３１】
前記半導体発光ダイオードの両端に接続され、前記半導体発光ダイオードの両端の電圧変化に応答して、前記半導体発光ダイオードを流れる電流を増加させる電源をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の半導体発光回路。
【国際調査報告】
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