(57)【要約】【課題】  発光ダイオードチップの発光半導体素子を正確に制御することができる発光半導体パッケージ素子を提供する。【解決手段】  主に少なくとも発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップを一体に基板上にパッケージし、駆動集積回路チップは電流駆動集積回路チップで、定電流出力機能を備えて、異なる発光ダイオードチップの発光特性により、電流駆動集積回路チップの出力ポートの電流出力量を設定して、発光ダイオードチップの発光輝度を正確に制御する発光半導体パッケージ素子。【選択図】  図２
2005064445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光半導体素子は、少なくとも二つの端点、少なくとも一つの発光ダイオードチップ、駆動集積回路チップ、基板および光を屈折するカプセル化材料とから形成され、
そのうち、前記の少なくとも一つの発光ダイオードチップは、二つの電極接点を有し、該発光ダイオードチップの電極接点の一つは導電する連線手段により発光半導体素子の第１の端点に接続し、
前記駆動集積回路チップは、前記発光半導体素子のもう第２の端点に接続された接点を有し、少なくとも１個の電流出力ポート接点を形成し、
前記基板は、発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップを載置し、光が屈折できるカプセル化材料が発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップをパッケージして保護されており、
前記発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップは導電する連線手段により接続され、
前記発光半導体素子の少なくとも二つの端点に、電圧あるいは電流を印加することにより、電圧あるいは電流を駆動集積回路チップの電流出力ポートの接点に電通して、発光ダイオードチップを制御駆動させて、発光ダイオードチップを発光させ、
前記発光半導体素子は、発光半導体素子の少なくとも二つの端点が回路基板上に取り付けられることを特徴とする多端点半導体素子。
【請求項２】
前記発光ダイオードを流れる電流は、前記駆動集積回路チップを流れるように構成し、前記駆動集積回路チップは電流駆動集積回路チップであることを特徴とする請求項１記載の発光する多端点半導体素子。
【請求項３】
前記電流駆動集積回路チップの電流出力量は定電流手段であり、前記電流出力は前記発光ダイオードチップの順方向電圧の変動の影響を受けずに、正確に前記発光ダイオードの輝度を制御することができることを特徴とする請求項２記載の発光する多端点半導体素子。
【請求項４】
発光半導体素子は、少なくとも三つの端点、少なくとも一つの発光ダイオードチップ、駆動集積回路チップ、基板および光を屈折するカプセル化材料とから形成され、
そのうち、前記の少なくとも一つの発光ダイオードチップは、二つの電極接点を有し、該発光ダイオードチップの電極接点の一つは導電する連線手段により発光半導体素子の第１の端点に接続し、
前記駆動集積回路チップは、前記発光半導体素子の第２の端点に接続される接点を有し、そのうち一の接点の電流或いは電圧出力ポート接点を形成して、駆動集積回路チップの出力ポートの電流或いは電圧を制御することができ、
前記基板は、前記発光ダイオードチップおよび前記駆動集積回路チップを載置し、光が屈折できるカプセル化材料が発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップをパッケージして保護され、前記発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップは導電する連線手段により接続され、
前記発光ダイオードチップの電極接点の一つを、前記駆動集積回路チップに対応する出力ポート接点に接続し、前記発光ダイオードの電流を調整して、前記発光ダイオードチップのもう一つの電極接点を、導電する連線手段により前記発光半導体素子の端点の一つに接続し、
前記駆動集積回路チップの接点の一つを前記発光半導体素子の第１の端点へ接続し、該駆動集積回路チップの制御接点を前記発光半導体素子の第３の端点に接続し、
電圧あるいは電流を前記発光半導体素子の第２の端点に印加し、第３の端点の電流あるいは電圧の制御を受けるようにし、前記電圧或いは電流が前記駆動集積回路チップの出力ポートの接点により前記発光ダイオードチップを制御して、前記発光ダイオードチップを発光させて、
前記発光半導体素子は、前記発光半導体素子の三つの端点が回路基板に取り付けられることを特徴とする発光する多端点半導体素子。
【請求項５】
前記発光ダイオードを流れる電流は前記駆動集積回路チップを流れるように構成し、前記駆動集積回路チップは電流駆動集積回路チップであることを特徴とする請求項４記載の発光する多端点半導体素子。
【請求項６】
前記電流駆動集積回路チップの電流出力量は定電流手段であり、前記電流出力は前記発光ダイオードチップの順方向電圧の変動の影響を受けずに正確に前記発光ダイオードの輝度を制御することができることを特徴とする請求項５記載の発光する多端点半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオード（ＬＥＤ）に関し、特に様々なＬＥＤ順方向電圧（Vf）の変化に影響されない定電流発生発光半導体素子の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオードはそれ自体の順方向電圧（Vf）の差異により制限を受けるため、同時に生産された同じ色の発光ダイオードの場合、各発光ダイオード間の輝度は制御するのが難しかった。
種々の器機への応用上、発光ダイオードの輝度を互いに一致させるため、業界では各発光ダイオードへ抵抗を外付けする方式を普遍的に採用しており、種々の器機への応用上、もし抵抗により発光ダイオードの輝度を一致させたい場合、ユーザは異なる発光ダイオードの順方向電圧値に対して、それぞれ抵抗の抵抗値を調整しなければならなかった（例えば、特許文献１）
また、もし発光ダイオードの輝度の大きさを調整したい場合、ユーザは再び異なる発光ダイオードに対して、抵抗の抵抗値をそれぞれもう一度調整しなければならなず、そのため、抵抗により各発光ダイオードの輝度を調整する方法は、時間と労力を多く浪費した。
【０００３】
【特許文献１】特公平７−１１１４２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、本発明は駆動集積回路チップと少なくとも一つの発光ダイオードを基板上にパッケージし、駆動集積回路チップは電流駆動集積回路チップであり、定電流を発光ダイオードへ提供すことが求められ、当該電流駆動集積回路チップが出力する定電流は発光ダイオードの順方向電圧の影響を受けず、そのため、当該電流駆動集積回路チップの所定の電流出力値は、異なる順方向電圧の発光ダイオードの輝度を一致させることができるとともに、所定の電流出力値を変えて、輝度の大きさを制御することもできる発光半導体素子が求められていた。
本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、その主な目的は、正確に発光ダイオードの発光輝度を制御することができて、量産に適した駆動集積回路チップ内蔵の発光半導体素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決するため、請求項１の発明は、発光半導体素子は、少なくとも二つの端点、少なくとも一つの発光ダイオードチップ、駆動集積回路チップ、基板および光を屈折するカプセル化材料とから形成され、そのうち、前記の少なくとも一つの発光ダイオードチップは、二つの電極接点を有し、該発光ダイオードチップの電極接点の一つは導電する連線手段により発光半導体素子の第１の端点に接続し、前記駆動集積回路チップは、前記発光半導体素子のもう第２の端点に接続された接点を有し、少なくとも１個の電流出力ポート接点を形成し、
前記基板は、発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップを載置し、光が屈折できるカプセル化材料が発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップをパッケージして保護されており、前記発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップは導電する連線手段により接続され、前記発光半導体素子の少なくとも二つの端点に、電圧あるいは電流を印加することにより、電圧あるいは電流を駆動集積回路チップの電流出力ポートの接点に電通して、発光ダイオードチップを制御駆動させて、発光ダイオードチップを発光させ、前記発光半導体素子は、発光半導体素子の少なくとも二つの端点が公知の表面取り付け手段により回路基板上に取り付けられることを特徴とする多端点半導体素子である。
【０００６】
請求項２の発明は、前記発光ダイオードを流れる電流は、前記駆動集積回路チップを流れるように構成し、前記駆動集積回路チップは電流駆動集積回路チップであることを特徴とする請求項１記載の発光する多端点半導体素子である。
請求項３の発明は、前記電流駆動集積回路チップの電流出力量は定電流手段であり、前記電流出力は前記発光ダイオードチップの順方向電圧の変動の影響を受けずに、正確に前記発光ダイオードの輝度を制御することができることを特徴とする請求項２記載の発光する発光する多端点半導体素子である。
【０００７】
請求項４の発明は、発光半導体素子は、少なくとも三つの端点、少なくとも一つの発光ダイオードチップ、駆動集積回路チップ、基板および光を屈折するカプセル化材料とから形成され、そのうち、前記の少なくとも一つの発光ダイオードチップは、二つの電極接点を有し、該発光ダイオードチップの電極接点の一つは導電する連線手段により発光半導体素子の第１の端点に接続し、前記駆動集積回路チップは、前記発光半導体素子の第２の端点に接続される接点を有し、そのうち一の接点の電流或いは電圧出力ポート接点を形成して、駆動集積回路チップの出力ポートの電流或いは電圧を制御することができ、前記基板は、前記発光ダイオードチップおよび前記駆動集積回路チップを載置し、光が屈折できるカプセル化材料が発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップをパッケージして保護され、前記発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップは導電する連線手段により接続され、前記発光ダイオードチップの電極接点の一つを、前記駆動集積回路チップに対応する出力ポート接点に接続し、前記発光ダイオードの電流を調整して、前記発光ダイオードチップのもう一つの電極接点を、導電する連線手段により前記発光半導体素子の端点の一つに接続し、前記駆動集積回路チップの接点の一つを前記発光半導体素子の第１の端点へ接続し、該駆動集積回路チップの制御接点を前記発光半導体素子の第３の端点に接続し、電圧あるいは電流を前記発光半導体素子の第２の端点に印加し、、第３の端点の電流あるいは電圧の制御を受けるようにし、前記電圧或いは電流が前記駆動集積回路チップの出力ポートの接点により前記発光ダイオードチップを制御して、前記発光ダイオードチップを発光させて、前記発光半導体素子は公知の表面取り付け手段或いはピン通孔手段により、前記発光半導体素子の三つの端点が回路基板に取り付けられることを特徴とする発光する多端点半導体素子である。
【０００８】
請求項５の発明は、前記発光ダイオードを流れる電流は前記駆動集積回路チップを流れるように構成し、前記駆動集積回路チップは電流駆動集積回路チップであることを特徴とする請求項４記載の発光する多端点半導体素子ある。
請求項６の発明は、前記電流駆動集積回路チップの電流出力量は定電流手段であり、前記電流出力は前記発光ダイオードチップの順方向電圧の変動の影響を受けずに正確に前記発光ダイオードの輝度を制御することができることを特徴とする請求項５記載の発光する多端点半導体素子である。
【０００９】
前記各発明の発光半導体素子は主に、少なくとも二つの端点、少なくとも一つの発光ダイオードチップ（dice）、駆動集積回路チップ、基板および光を屈折するカプセル化材料を含んでり、そのうち、少なくとも一つの発光ダイオードチップは二つの電極接点を有する。発光ダイオードチップの電極接点の一つは導電できる連線方式により発光半導体素子の端点の一つに接続し、駆動集積回路チップは発光半導体素子のもう一つの端点に接続された接点を有し、少なくとも１個の電流出力ポート接点を提供する。
基板は、発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップを載せることができる。光が屈折できるカプセル化材料は発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップをパッケージすることができ、発光ダイオードチップおよび駆動集積回路チップは導電できる連線方式により接続される。例えば、各発光ダイオードチップの電極接点の一つを駆動集積回路チップが対応する電流出力ポート接点へ接続し、電圧あるいは電流を発光半導体素子の少なくとも二つの端点に印加することにより、電圧あるいは電流を駆動集積回路チップの電流出力ポートの接点に通して、発光ダイオードチップを駆動させて、発光ダイオードチップを発光させる。
【００１０】
また、本発明の発光半導体素子は、従来公知の所謂表面取り付け技術（surface-mount technology）により、発光半導体素子の少なくとも二つの端点がこれに適する応用回路板上に取り付けられる。
したがって、本発明は駆動集積回路チップ中の電流出力ポートの電流出力量を設定することにより、正確に発光ダイオードチップの発光輝度を制御する。
本発明の駆動集積回路チップの電流出力量は好適には定電流方式により、これは発光ダイオードチップの順方向電圧の変動や差異の影響を受けない。
本発明の発光半導体素子はさらに第３の端点を含み、駆動集積回路チップに増設した制御接点と導電の連線方式により接続し、これにより、駆動集積回路チップの電流出力量は発光半導体素子の第３端点の電流あるいは電圧の制御を受けることができる。
本発明は設計者および生産者に少なくとも一つの発光ダイオードの流入電流を制御させることにより、正確に発光ダイオードの発光輝度を制御して、従来技術よりも優れた制御効果を生むことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は知能型定駆動集積回路チップを加えて、設計者および生産者が各ＬＥＤの流入電流を制御する方式により、正確に各ＬＥＤの発光輝度を制御して、大量生産を助ける。本発明は定駆動集積回路チップで発光ダイオードの輝度を制御する方式により、従来技術の問題点を克服することができるだけでなく、この定駆動集積回路チップは非常に小さいために、ピン通し孔クラス（DIP或いはSIP class）および表面取り付けクラス（SMD class）の小型パッケージ体内に置くこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施例を図面に沿って説明する。
図１および図２に示すのは、本実施例の発光半導体素子１０の側面図および斜視図である。発光半導体素子１０は、従来公知であるプリント基板に部品を面状に配置する表面取り付け技術（surface-mount technology）、或いは、部品の下端を回路の孔に挿入して支え、向きこ固定させるピン通し孔技術（through-hole technology）により、発光半導体素子１０の第１の端点１１および第２の端点１２を応用回路板上に取り付け、そのうち発光半導体素子１０はさらに、発光ダイオードチップ１５、光が屈折できるカプセル化材料１４、基板１８そして駆動集積回路チップ１９をから構成されている。  また、光が屈折できるカプセル化材料１４は発光ダイオードチップ１５や駆動集積回路チップ１９を保護する機能も有する。
【００１３】
図１および図２に示すように、本実施例の特徴は、発光ダイオードチップ１５および駆動集積回路チップ１９がカプセル化材料１４内へ一体（integrally）にパッケージされることにある。カプセル化材料１４は発光ダイオードチップ１５が発する光を所定方向に導くことができるが、通常それはパッケージ体から離れる方向である。基板１８には発光ダイオードチップ１５および駆動集積回路チップ１９を載せることができ、基板１８上には導電を連線して、例えばその一例は印刷回路板である。
【００１４】
図３および図４に示すのは、本実施例１および２の回路連線であり、発光ダイオードチップ１５は二つの電極接点(ａ)(以下、図３なし図６の基板内の小さな正方形部分は接点である。)を有し、そのうち一つの電極接点は導電できる連線方法により発光半導体素子の端点１１に接続することができ、導電できる連線方式は、印刷回路板上の回路線およびワイヤーボンディング（wire bonding）の方式でもよい。また、各発光ダイオードチップ１５のもう一つの電極接点を導電できる連線方式により、駆動集積回路チップ１９の電流出力ポートへ接続する。
【００１５】
駆動集積回路チップ１９の接点を発光半導体素子のもう一つの端点１２へ接続し、駆動集積回路チップ１９は定電流を出力することができ、発光ダイオードチップ１５の順方向電圧に変動や差異がある時、駆動集積回路チップ１９の電流出力量は不変に維持されるが、これはいわゆる定電流である。
そして、電流出力ポートにより、定電流を対応した発光ダイオードチップ１５へ出力し、それを発光させる。また、ユーザは発光ダイオードチップ１５の発光特性をもとに、駆動集積回路チップ１９の電流出力ポートの電流出力量を設定して発光ダイオードチップ１５の発光輝度を調整する。
【００１６】
図３に示す実施例１の第１の特徴は、発光ダイオードチップ１５の陰極接点にあり、それは印刷回路板上の回路線及びワイヤーボンディング方式により共同点に接続され、その共同点は発光半導体素子１０の端点１１に接続される。本実施例は発光ダイオードを複数個まで増やすことができ、その陰極を共同点に接続して共同陰極回路を形成する。
【００１７】
実施例１の第２の特徴は、駆動集積回路チップ１９の一個の電流出力ポートを、発光ダイオードチップ１５の陽極接点へ接続して、出力電流により対応した発光ダイオードを発光させることにある。
【００１８】
実施例１の第３の特徴は、駆動集積回路チップ１９の接点を、印刷回路基板上の回路線及びワイヤーボンディング方法により、発光半導体素子１０のもう一つの端点１２へ接続することにある。
【００１９】
図４に示すように、実施例２の発光ダイオードチップ１５の陰極接点は、印刷回路板上の回路線及びワイヤーボンディング方式により共同点へ接続され、その共同点をさらに発光半導体素子１０の端点１１へ接続する。本実施例は発光ダイオードを複数個にまで増やすこともでき、その陽極は共同点に接続されて共同陽極電気回路を形成する。
【００２０】
図５は、本実施例３の回路連線を示すものであり、本実施例と実施例１が異なる所は、発光半導体素子に第３の端点１３が増設されて、印刷回路板上の回路線及びワイヤーボンディング方式により、駆動集積回路チップ１９に増設したもう一つの接点へ接続する点である。これにより、ユーザは発光半導体素子の第３の端点１３の電流あるいは電圧を制御することにより、駆動集積回路チップ１９の電流出力量を制御して、発光ダイオード１５の輝度をさらに制御することができる。
【００２１】
図６は、本実施例４の回路連線を示すものであり、本実施例と実施例２が異なる所は、発光半導体素子に第３の端点１３が増設されて、印刷回路板上の回路線及びワイヤーボンディング方式により、駆動集積回路チップ１９に増設したもう一つの接点へ接続する点である。これにより、ユーザは発光半導体素子の第３端点１３の電流あるいは電圧を制御し、駆動集積回路チップ１９の電流出力量を制御して、発光ダイオードの輝度をさらに制御する。
【００２２】
図７は前述した実施例３の回路機能を示したものであり、定電圧回路(Regulator)を有する駆動集積回路チップ１９の電流出力ポートを発光ダイオードチップ１５の陽極へ接続する。そして駆動集積回路チップ１９の電流駆動回路により発光ダイオードチップ１５を駆動する。
【００２３】
図８は前述の実施例４の回路機能を示したもので、定電圧回路(Regulator)を有する駆動集積回路チップ１９の電流出力ポートを発光ダイオードチップ１５の陰極へ接続する。そして駆動集積回路チップ１９の電流駆動回路により発光ダイオードチップ１５を駆動する。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、当該定電流発光半導体素子を利用して普及した応用産品、例えば、液晶表示スクリーンのバックライト或いは可変色式装飾ライト及び可変色式照明ライトなどに利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の発光半導体素子の側面図である。
【図２】本発明の発光半導体素子の斜視図である。
【図３】本実施例１による回路連線を示す回路図である。
【図４】本実施例２による回路連線を示す回路図である。
【図５】本実施例３による回路連線を示す回路図である。
【図６】本実施例４による回路連線を示す回路図である。
【図７】本実施例３による回路機能を示す回路図である。
【図８】本実施例４による回路機能を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  発光半導体素子
１１  発光半導体素子の第１の端点
１２  発光半導体素子の第２の端点
１３  発光半導体素子の第３の端点
１４  カプセル化材料
１５  発光ダイオードチップ
１８  基板  
１９  駆動集積回路チップ
ａ    接点
【図１】
2005064445.tif 000003
【図２】
2005064445.tif 000004
【図３】
2005064445.tif 000005
【図４】
2005064445.tif 000006
【図５】
2005064445.tif 000007
【図６】
2005064445.tif 000008
【図７】
2005064445.tif 000009
【図８】
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