(57)【要約】【課題】３端子半導体発光装置の漏れ電流を容易に測定する。【解決手段】３端子半導体発光装置を構成して三原色光を発生する半導体発光素子(6,7,8)中の第１の半導体発光素子(6)は、支持用接続端子(1)と一方の接続端子(2)との間に電気的に接続され、第２の半導体発光素子(7)は、一方の接続端子(2)と他方の接続端子(3)との間に電気的に接続され、第３の半導体発光素子(8)は、他方の接続端子(3)と支持用接続端子(1)との間に接続される。３個の半導体発光素子(6,7,8)は、デルタ接続され、支持用接続端子(1)、一方の接続端子(2)及び他方の接続端子(3)の１つに印加される順方向電圧に対応して半導体発光素子(6,7,8)の１つ又は２つがオンするので、各半導体発光素子(6,7,8)の漏れ電流を容易に測定することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持面と該支持面の周囲に形成された反射面とを備えた支持用接続端子と、該支持用接続端子の隣に配置された一方の接続端子及び他方の接続端子と、前記支持用接続端子の支持面に固着され且つ三原色光を発生する３個の半導体発光素子とを備えた３端子半導体発光装置において、
前記半導体発光素子中の第１の半導体発光素子は、前記支持用接続端子と前記一方の接続端子との間に電気的に接続され、
前記半導体発光素子中の第２の半導体発光素子は、前記一方の接続端子と他方の接続端子との間に電気的に接続され、
前記半導体発光素子中の第３の半導体発光素子は、前記他方の接続端子と前記支持用接続端子との間に接続され、
前記３個の半導体発光素子の一つの半導体発光素子のアノードは、隣合う一方の半導体発光素子のカソードに接続され、前記一つの半導体発光素子のカソードは、隣合う他方の半導体発光素子のアノードに接続され、印加される順方向電圧に対応して、前記半導体発光素子の１つ又は２つがオンすることを特徴とする３端子半導体発光装置。
【請求項２】
前記第１の半導体発光素子は、前記支持用接続端子に電気的に接続された第１の導電型の半導体基板と、該第１の導電型の半導体基板に隣接して形成され且つ前記一方の接続端子に電気的に接続された第２の導電型領域とを有し、
前記第２の半導体発光素子は、前記一方の接続端子に電気的に接続された発光機能層の第１の導電型領域と、該第１の導電型領域に隣接して形成され且つ前記他方の接続端子に電気的に接続された発光機能層の第２の導電型領域とを備え、
前記第３の半導体発光素子は、前記他方の接続端子に電気的に接続された発光機能層の第１の導電型領域と、該第１の導電型領域に隣接して形成され且つ前記支持用接続端子に電気的に接続された発光機能層の第２の導電型領域とを備えた請求項１に記載の３端子半導体発光装置。
【請求項３】
前記第１の半導体発光素子の第１の導電型の半導体基板は、導電性接着剤を介して前記支持面に電気的に接続され、前記第２の導電型領域は、前記第１の導電型の半導体基板の上部に隣接して形成され且つ第１のリード細線を介して前記一方の接続端子に電気的に接続され、
前記第２の半導体発光素子の第１の導電型領域は、絶縁基板及び接着剤を介して前記支持面に接着され、前記第１の導電型領域は、第２のリード細線を介して前記一方の接続端子に電気的に接続され、前記第２の導電型領域は前記第１の導電型領域の上部に隣接して形成され且つ第３のリード細線を介して他方の接続端子に接続された請求項２に記載の３端子半導体発光装置。
【請求項４】
前記第３の半導体発光素子の第１の導電型領域は、絶縁基板及び接着剤を介して前記支持面に接着され、前記第１の導電型領域は、第４のリード細線を介して前記他方の接続端子に接続され、前記第２の導電型領域は、前記第１の導電型領域の上部に隣接して形成され且つ第５のリード細線を介して前記支持面に接続される請求項３に記載の３端子半導体発光装置。
【請求項５】
前記第３の半導体発光素子は、導電性接着剤により前記支持用接続端子に固着され且つ前記支持用接続端子に電気的に接続された導電性又は低抵抗性の導電基板を備え、
前記第３の半導体発光素子の第２の導電型領域は、前記導電基板上に固着され、
前記第３の半導体発光素子の第１の導電型領域は、前記第２の導電型領域上に形成され且つ第４のリード細線を介して前記他方の接続端子に接続された請求項３に記載の３端子半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体発光装置、特に三原色光を発生する３個の半導体発光素子の漏れ電流を容易に測定できる３端子半導体発光装置に属する。
【０００２】
【従来の技術】
赤色(R)発光、緑色(G)発光及び青色(B)発光の３色半導体発光素子を使用するフルカラー点灯装置が開発されつつあり、現在の主流は、例えば各発光色ＬＥＤを３個併置してフルカラーの発光色を形成する構造である。例えば、下記特許文献１に示されるように、組立作業性に優れ、構成の小型化及び独立発光制御を達成できる複数の発光ダイオードを備えた半導体発光装置は公知である。この半導体発光装置は、逆方向に並列接続された１対の発光ダイオードを含む３つ以上の発光ダイオードと、全ての発光ダイオードの一方の電極が共通接続される共通端子と、１対の発光ダイオードの他方の電極が共通接続される第１の端子と、逆方向に並列接続されていない発光ダイオードの他方の電極が接続される第２の端子とから構成される。２つの発光ダイオードを互いに逆方向となるように並列接続し、一方の並列接続点を他の発光ダイオードが接続されない共通の端子に接続するので、各発光ダイオードの独立発光制御性を損なわずに、端子の削減を図り、構成の小型化及び組立作業性の向上を図ることができる。
【０００３】
下記特許文献２は、３本足のリードフレームを用いてフルカラー表示が可能で且つ自動挿入が可能で、径を小さくできるフルカラーＬＥＤランプを示す。このフルカラーＬＥＤランプは、１本のコモンリード及び２本の個別リードを有する３本足のリードフレームと、コモンリードにダイボンディングされる２つの青色ＬＥＤチップと、１つの赤色ＬＥＤチップと、１つの緑色ＬＥＤチップとを備えている。赤色ＬＥＤチップは１つの青色ＬＥＤチップと双方向に接続され、緑色ＬＥＤチップはもう１つの青色ＬＥＤチップと双方向に接続され、一方の青色ＬＥＤチップのカソード電極に赤色ＬＥＤチップ又は緑色ＬＥＤチップのアノード電極が接続される。各リードに適宜な信号を付与することにより、フルカラーを実現し、３本足のリードフレームを使用するので、小型に構成でき、従来の自動送入機による挿入が可能になると共に、ドットも小型化できる。
【０００４】
下記特許文献３は、ＬＥＤカラーテレビの発光表示用に使用されるフルカラー発光素子を示す。このフルカラー発光素子は、それぞれ赤色、緑色及び青色を発光し、デルタ接続された第１、第２及び第３ＬＥＤチップを有し、第１、第２及び第３ＬＥＤチップにそれぞれ３相交流の第１、第２及び第３相の電圧を印加し、且つ電圧を各相毎に変化させて所望の色を発光させることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−３６５３８２号（図１、第３頁）
【特許文献２】
特開平５−２５１７４９号（図１及び図３、第２頁及び第３頁）
【特許文献３】
実開平３−２７０５８号（図１〜図４、第６頁〜第８頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フルカラーを実現する発光ダイオードチップを単一の支持面上に配置し且つ放熱性を考慮して金属フレームを使用するランプタイプの発光ダイオード装置の開発が望まれる。この場合、実装基板面積を小さくし、高集積度で小型化、実装容易性及び低コスト化を考慮しなければならない。また、現有のパッケージ及びフレームを使用でき、新規な構造設計を要しないことが望ましい。
【０００７】
前記特許文献１は、図８に示すように、単一の支持用接続端子(20)の上面に４個の発光ダイオードチップ(21〜24)を接着し、２個一対の発光ダイオードチップ(21,22)及び(23,24)をそれぞれ一方の接続端子(25)と他方の接続端子(26)とに接続している。このため、配線接続は、図９に示すように、一対の発光ダイオードチップ(21,22)及び(23,24)では逆並列接続となり、各発光ダイオードに逆方向に電圧を印加して漏れ電流を検査するとき、一方が順方向に導通するため、漏れ電流の検出が困難となる。前記特許文献２も同様に漏れ電流を検査することが困難である。
【０００８】
前記特許文献３は、図１０に示すように、３個の発光ダイオードチップ(31,32,33)を個別に接続端子(34,35,36)に接着して、図１１に示すデルタ接続を形成している。しかしながら、個々の発光ダイオードチップ(31,32,33)を異なる接続端子(34,35,36)に接着するため、発光ダイオードチップ(31,32,33)の離間距離が大きくなり、製品自体のサイズも大型化する欠点がある。
そこで、本発明は、漏れ電流を容易に測定できる３端子半導体発光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による３端子半導体発光装置は、支持面(4)と支持面(4)の周囲に形成された反射面(5)とを備えた支持用接続端子(1)と、支持用接続端子(1)の隣に配置された一方の接続端子(2)及び他方の接続端子(3)と、支持用接続端子(1)の支持面(4)に固着され且つ三原色光を発生する３個の半導体発光素子(6,7,8)とを備えているので、各半導体発光素子(6,7,8)を所望のデューティ比で点灯することにより、フルカラーで且つ所望の色調で３端子半導体発光装置を点灯させることができる。また、半導体発光素子(6,7,8)中の第１の半導体発光素子(6)は、支持用接続端子(1)と一方の接続端子(2)との間に電気的に接続され、半導体発光素子(6,7,8)中の第２の半導体発光素子(7)は、一方の接続端子(2)と他方の接続端子(3)との間に電気的に接続され、半導体発光素子(6,7,8)中の第３の半導体発光素子(8)は、他方の接続端子(3)と支持用接続端子(1)との間に接続される。３個の半導体発光素子(6,7,8)の一つの半導体発光素子(6,7,8)のアノードは、隣合う一方の半導体発光素子(6,7,8)のカソードに接続され、一つの半導体発光素子(6,7,8)のカソードは、隣合う他方の半導体発光素子(6,7,8)のアノードに接続されるので、３個の半導体発光素子(6,7,8)は、デルタ接続され、印加される順方向電圧に対応して半導体発光素子(6,7,8)の１つ又は２つがオンするので、各半導体発光素子(6,7,8)の漏れ電流を容易に測定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による３端子半導体発光装置の実施の形態を図１〜図７について説明する。
図１及び図２に示すように、本発明による３端子半導体発光装置は、支持面(4)と支持面(4)の周囲に形成された反射面(5)とを備えた支持用接続端子(1)と、支持用接続端子(1)の隣に配置された一方の接続端子(2)及び他方の接続端子(3)と、支持用接続端子(1)の支持面(4)に固着され且つ三原色光を発生する３個の半導体発光素子(6,7,8)とを備えている。半導体発光素子(6,7,8)中の赤色発光を行う第１の半導体発光素子(6)は、支持用接続端子(1)の支持面(4)に半田等の導電性の接着剤(15)により電気的に接続された底面電極（図示せず）を有する第１の導電型（ｎ型）の半導体基板(6a)と、半導体基板(6a)の上面に形成された第２の導電型（ｐ型）領域(6b)とを有する。第２の導電型領域(6b)に設けられた上面電極（図示せず）は、第１のリード細線(10)を介して一方の接続端子(2)に電気的に接続されるので、第１の半導体発光素子(6)は、支持用接続端子(1)と一方の接続端子(2)との間に電気的に接続される。
【００１１】
半導体発光素子(6,7,8)中の緑色発光及び青色発光の一方を行う第２の半導体発光素子(7)は、半田等の接着剤(16)を介して支持用接続端子(1)の支持面(4)に固着された絶縁基板(7c)と、絶縁基板(7c)の上面に形成された発光機能層の第１の導電型（ｎ型）領域(7a)と、第１の導電型領域(7a)の上面に形成された発光機能層の第２の導電型（ｐ型）領域(7b)とを備えている。第１の導電型領域(7a)の上面は、第２のリード細線(11)を介して一方の接続端子(2)に電気的に接続され、第２の導電型領域(7b)は、第３のリード細線(12)を介して他方の接続端子(3)に電気的に接続されるので、第２の半導体発光素子(7)は、一方の接続端子(2)と他方の接続端子(3)との間に電気的に接続される。第２の半導体発光素子(7)の底面は絶縁基板(7c)により支持用接続端子(1)に対し電気的に絶縁される。
【００１２】
半導体発光素子(6,7,8)中の緑色発光及び青色発光の他方を行う第３の半導体発光素子(8)は、支持用接続端子(1)の支持面(4)に接着剤(17)により固着された絶縁基板(8c)と、絶縁基板(8c)の上面に形成された発光機能層の第１の導電型（ｎ型）領域(8a)と、第１の導電型領域(8a)の上面に形成された発光機能層の第２の導電型（ｐ型）領域(8b)とを備えている。第１の導電型領域(8a)の上面は、第４のリード細線(13)を介して他方の接続端子(3)に電気的に接続され、第２の導電型領域(8b)は、第５のリード細線(14)を介して支持用接続端子(1)の支持面(4)に電気的に接続されるので、第３の半導体発光素子(8)は、他方の接続端子(3)と支持用接続端子(1)との間に接続される。第３の半導体発光素子(8)の底面は、絶縁基板(8c)により支持用接続端子(1)に対し、電気的に絶縁される。
【００１３】
例えば、図３及び図４に示すように、第３の半導体発光素子(8)の第１の導電型領域(8a)と第２の導電型領域(8b)とを交換して、図１に示す実施の形態を変更することができる。図３に示すように、第３の半導体発光素子(8)は、導電性接着剤(17)により支持用接続端子(1)に固着され且つ支持用接続端子(1)に電気的に接続された導電性又は低抵抗性の導電基板(8d)を備えている。第３の半導体発光素子(8)の第２の導電型領域(8b)は、導電基板(8d)上に固着され、第２の導電型領域(8b)上に形成された第１の導電型領域(8a)は、第４のリード細線(13)を介して他方の接続端子(3)に接続される。図１及び図３から明らかなように、本発明の実施の形態では、３個の半導体発光素子(6,7,8)の一つの半導体発光素子(6,7,8)のアノードは、隣合う一方の半導体発光素子(6,7,8)のカソードに接続され、一つの半導体発光素子(6,7,8)のカソードは、隣合う他方の半導体発光素子のアノードに接続され、３個の半導体発光素子(6,7,8)は、三つ巴状態に接続される。
【００１４】
本発明による実施の形態では、三原色光を発生する３個の個別の半導体発光素子である３個の半導体発光素子(6,7,8)を備えているので、各半導体発光素子(6,7,8)を所望のデューティ比で点灯することにより、フルカラーで且つ所望の色調で３端子半導体発光装置を点灯させることができる。３個の半導体発光素子(6,7,8)は、個別にオンされ、厳密には同時に点灯しないが、高周波駆動信号により点滅するので、視覚上、連続点灯状態に観察することができる。
【００１５】
本実施の形態では、３個の半導体発光素子(6,7,8)を直線状に配列せずに、図５に示すように、支持面(4)上で仮想三角形の頂点に３個の半導体発光素子(6,7,8)をそれぞれ配置して、混色性を向上することができる。
【００１６】
更に、本実施の形態では、第１の半導体発光素子(6)、第２の半導体発光素子(7)及び第３の半導体発光素子(8)がアーム部内に接続されるデルタ接続が形成されるため、各半導体発光素子(6,7,8)の漏れ電流を容易に測定することができる。例えば、図６に示すように、支持用接続端子(1)は、第１の半導体発光素子(6)のカソードと、第３の半導体発光素子(8)のアノードとの間に接続され、一方の接続端子(2)は、第１の半導体発光素子(6)のアノードと、第２の半導体発光素子(7)のカソードとの間に接続され、他方の接続端子(3)は、第２の半導体発光素子(7)のアノードと、第３の半導体発光素子(8)のカソードとの間に接続される。例えば、緑色光を発生する第３の半導体発光素子(8)の漏れ電流を検出する場合、一方の接続端子(2)とグランドとの間に定電流源（トランス）(50)が接続され、支持用接続端子(1)とグランドとの間に電流計(51)が接続され、他方の接続端子(3)とグランドとの間に直流電源(52)が接続される。この状態で、第２の半導体発光素子(7)に電流を流して、その印加電圧を降下させて、第１の半導体発光素子(6)に電流が流れないように制御して、第３の半導体発光素子(8)に逆電圧を印加し、電流計(51)に流れる電流を第３の半導体発光素子(8)の漏れ電流として測定する。
【００１７】
図７は、第２の半導体発光素子(7)の光度を測定する光度測定回路を示す。図７では、定電流源(50)の一方の端子を支持用接続端子(1)と一方の接続端子(2)とに接続し、定電流源(50)の他方の端子及び他方の接続端子(3)を接地する。光度測定回路では、アノードとカソードとの間が短絡する第１の半導体発光素子(6)には電流が流れない。逆バイアス電圧が印加される第２の半導体発光素子(7)に電流は殆ど流れないが、定電流源(50)から供給される電流(IF)が流れる第３の半導体発光素子(8)の光度を図示しない照度計若しくは輝度計により測定し又は電圧モニター（電圧計）(53)により順方向電圧(VF)を測定することができる。
【００１８】
本発明では、下記の作用・効果が得られる。
［１］  三原色光を発生する３個の半導体発光素子(6,7,8)を備えるので、フルカラーの３端子半導体発光装置を実現できる。
［２］  ３個の半導体発光素子(6,7,8)を単一の支持用接続端子(1)に固着して、３端子半導体発光装置の小型化が可能である。
［３］  デルタ結線される各半導体発光素子(6,7,8)に逆バイアス電圧を印加して漏れ電流を容易に且つ精度良く測定できる。
［４］  複雑なワイヤ結線を必要とせず３個の半導体発光素子(6,7,8)を容易にデルタ結線できる。
［５］  支持面(4)の外周部に形成されるリフレクタ(5)により光取り出し効率を向上することができる。
［６］  既存のフレーム、パッケージを使用できるので、新規設計開発費用を低減できる。
【００１９】
本発明の前記実施の形態は変更が可能である。例えば、各半導体発光素子(6,7,8)に直列にそれぞれ抵抗を接続し、各抵抗の抵抗値を調整することにより、３原色光による混色光（例えば白色光）の色バランスを調整することができる。また、各半導体発光素子(6,7,8)のオンデューティを変更して駆動させ、例えば、赤色：緑色：青色のオン時間比率を所望の比率、例えば、各半導体発光素子(6,7,8)の発光出力に応じて各半導体発光素子(6,7,8)をオンすることができる。更に、第１の半導体発光素子(6)、第２の半導体発光素子(7)及び第３の半導体発光素子(8)をそれぞれ赤色発光、緑色発光及び青色発光を行う例を示したが、半導体発光素子間で互いに異なる発光色であれば、各半導体発光素子はどの発光色でもよい。前記の例では、デルタ接続により結線された３個の半導体発光素子(6,7,8)を個別にオン（点灯）するが、３個の半導体発光素子(6,7,8)の２個を同時にオンするように、支持用接続端子(1)、一方の接続端子(2)及び他方の接続端子(3)に電圧を印加することもできる。
【００２０】
【発明の効果】
前記のように、本発明による３端子半導体発光装置では、漏れ電流を容易に測定でき、製造工程を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による３端子半導体発光装置の実施の形態を示す断面図
【図２】図１の平面図
【図３】本発明による３端子半導体発光装置の他の実施の形態を示す断面図
【図４】図３の平面図
【図５】３つの半導体発光素子の他の配置形態を示す平面図
【図６】本発明による３端子半導体発光装置の漏れ電流を測定する測定回路
【図７】本発明による３端子半導体発光装置の光度を測定する測定回路
【図８】４個の発光ダイオードを使用する従来の半導体発光装置の断面図
【図９】図８の半導体発光装置の電気回路図
【図１０】従来の他の半導体発光装置の断面図
【図１１】図１０の半導体発光装置の電気回路図
【符号の説明】
(1)・・支持用接続端子、  (2)・・一方の接続端子、  (3)・・他方の接続端子、  (4)・・支持面、  (5)・・反射面、  (6)・・第１の半導体発光素子、  (6a)・・第１の導電型の半導体基板、  (6b)・・第２の導電型領域、  (7)・・第２の半導体発光素子、  (7a)・・第１の導電型領域、  (7b)・・第２の導電型領域、  (7c)・・絶縁基板、  (8)・・第３の半導体発光素子、  (8a)・・第１の導電型領域、  (8b)・・第２の導電型領域、  (8c)・・絶縁基板、  (8d)・・導電基板、  (10)・・第１のリード細線、  (11)・・第２のリード細線、  (12)・・第３のリード細線、  (13)・・第４のリード細線、  (14)・・第５のリード細線、  (15〜17)・・接着剤、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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