(57)【要約】  本発明の発光素子は、複数の発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂと、これらの発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを駆動する駆動用ＩＣ３を一体化した発光素子１であって、前記駆動用ＩＣ３は、前記複数の発光ダイオード２毎の電流値もしくは前記発光ダイオード間の電流比率を一定に制御する回路を内蔵したことを特徴とする。本発明によれば、複数の発光ダイオードの発光強度の調整を簡素化することができ、また、調整のための外付け回路が不要で、組立作業性が良い構造を提供することができ、さらに、複数の発光色を混色して所望の発光色を得ようとする場合に、その混色のための調整を容易にできるとともに、白色発光させる場合の演色性を高めるのに適した構造を提供することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオードと、これらの発光ダイオードを駆動する駆動用ＩＣを一体化した発光素子であって、前記駆動用ＩＣは、前記複数の発光ダイオード毎の電流値もしくは前記発光ダイオード間の電流比率を一定に制御する回路を内蔵したことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記複数の発光ダイオードは、それらの光の混色によって白色発光が可能な発光色を備えることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
前記複数の発光ダイオードは、赤、緑、青色の３原色の発光色を含むことを特徴とする請求項２記載の発光素子。
【請求項４】
前記複数の発光ダイオードは、補色の関係を有する発光色を含むことを特徴とする請求項２記載の発光素子。
【請求項５】
前記複数の発光ダイオードは、異なる発光色を含むことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項６】
前記複数の発光ダイオードは、同じ発光色を含むことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項７】
前記複数の発光ダイオードは、少なくとも２個の発光ダイオードが直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】
前記少なくとも２個の直列接続される発光ダイオードは、赤色、橙、黄の発光ダイオードの内から選択された同色、または異色のものであること特徴とする請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記駆動用ＩＣは、複数のトランジスタをそれぞれの発光ダイオード毎に直列に接続していることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記駆動用ＩＣのトランジスタは、電界効果型トランジスタあるいはバイポーラ型トランジスタを使用したことを特徴とする請求項９記載の発光素子。
【請求項１１】
前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子は共通接続されていること特徴とする請求項１０に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子は電流値、または、電流比率を調整した後の各発光ダイオードの内、最もＶＦ電圧が高い発光ダイオードの配線に共通接続されていること特徴とする請求項１１に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記発光素子は、外部と接続する端子として前記２つの外部端子のみを備える２端子型の素子であることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項１４】
前記駆動用ＩＣは、前記２つの外部端子間に加わる電圧が変動しても前記複数の発光ダイオード毎の電流値を一定に制御する回路を内蔵したことを特徴とする請求項１３記載の発光素子。
【請求項１５】
前記駆動用ＩＣは、外部端子を備えていることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項１６】
前記外部端子は、前記複数の発光ダイオードの電流値あるいは電流比率を変更するための制御端子であることを特徴とする請求項１５記載の発光素子。
【請求項１７】
前記外部端子は、前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子に接続され、それぞれの発光ダイオードに流れる電流を外部より制御可能としたことを特徴とする請求項１６記載の発光素子。
【請求項１８】
前記外部端子は、前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子に共通に接続され、それぞれの発光ダイオードに流れる電流を外部より同一タイミングにて制御可能としたことを特徴とする請求項１７記載の発光素子。
【請求項１９】
前記外部端子は、前記駆動用ＩＣのトランジスタの駆動とは関係無く、それぞれの発光ダイオードを個別に制御可能に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載の発光素子。
【請求項２０】
前記駆動用ＩＣは、基準となる電流を供給する電流供給回路と、前記電流供給回路から電流供給を受けて前記発光ダイオード毎に設定された電流を供給するドライバー回路とを備え、前記外部端子は、前記ドライバー回路の動作を外部から制御可能に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載の発光素子。
【請求項２１】
前記駆動用ＩＣは、前記複数の発光ダイオード毎の電流値もしくは前記発光ダイオード毎の電流比率を微調整する機能を備えることを特徴とする請求項１６記載の発光素子。
【請求項２２】
前記駆動用ＩＣは、補正用のデータを記憶する不揮発性のメモリと、前記メモリに記憶したデータと前記外部端子から与えられるデータに基づいて前記ドライバー回路の動作を制御する制御回路を備えることを特徴とする請求項２１に記載の発光素子。
【請求項２３】
前記駆動用ＩＣは、前記複数の発光ダイオード毎の電流値を前記メモリに記憶したデータに基づいて微調整することを特徴とする請求項２２に記載の発光素子。
【請求項２４】
前記微調整は、前記駆動用ＩＣの表面に設けた切断領域をレーザトリミングすることによって行われる、もしくは、前記駆動用ＩＣ内に設けた切断領域をザッピングすることによって行われることを特徴とする請求項２１に記載の発光素子。
【請求項２５】
前記微調整は、前記駆動用ＩＣの表面に設けた１個以上のワイヤボンド端子に対して、ワイヤボンドの有無を選択することによって行われることを特徴とする請求項２１に記載の発光素子。
【請求項２６】
前記複数の発光ダイオードと前記駆動用ＩＣは回路基板上に載置されていることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項２７】
前記複数の発光ダイオードは、前記駆動用ＩＣの上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項２８】
前記複数の発光ダイオードと前記駆動用ＩＣは、同じ樹脂によって覆われていることを特徴とする請求項１〜２７のいずれかに記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードとその駆動用のＩＣを一体に備える発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードとその発光色の補色の光を発する蛍光体との組み合わせによって、疑似的に白色を発光可能な発光素子が特許文献１に開示されている。一般的に、発光ダイオードとして青色発光するもの、蛍光体として黄色発光するものを組み合わせて擬似的に白色発光するものが多用されているが、特定の色成分、この例では青と黄色の混色による場合、赤色成分が少ないことによって演色性に欠けるという問題がある。【０００３】
また、白色発光させる別の方式として、ＲＧＢ３原色の発光ダイオードの混色を用いる例もある。しかしながら、３原色の混色によって白色発光する場合は各色の発光度合いを調整するための電流調整が面倒になる。【０００４】
白色発光以外にも、同色のあるいは異なる色の複数の発光ダイオードを用いて所望の色や発光強度分布を得る場合に、それぞれの発光ダイオードの発光強度を調整するための電流調整が面倒になる。外付けの回路によって調整することもできるが、個々の素子毎に外付けの回路を設けると回路構成が複雑化する。
【特許文献１】特開２００１−２１７４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、複数の発光ダイオードの発光強度の調整を簡素化することができる構成を提供することを課題の１つとする。【０００６】
また、調整のための外付け回路が不要で、組立作業性が良い構造を提供することを課題の1つとする。また、複数の発光色を混色して所望の発光色を得ようとする場合に、その混色のための調整を容易にする構造を提供することを課題の１つとする。【０００７】
また、白色発光させる場合の演色性を高めるに適した構造を提供することを課題の１つとする。また、複数の色を混色して発光する場合に於いても、従来の２端子型の発光素子とコンパチブルな形状を提供することを課題の１つとする。【０００８】
また、赤、緑、青の３原色による白色発光では赤と緑の発光スペクトル間に不連続な領域が有り、白色としては不完全であるが、これを赤から青まで連続的な白色発光を容易に得られる様にすることを課題の１つとするものである。【０００９】
また、赤、青、緑の３原色の制御を行う為には、少なくとも４端子の外部端子が必要であったが、これを３端子などの少ない外部端子により制御可能とし、少ない外部端子にて複雑な色制御を可能とさせることを課題の１つとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発光素子は、請求項１に記載のように、複数の発光ダイオードと、これらの発光ダイオードを駆動する駆動用ＩＣを一体化した発光素子であって、前記駆動用ＩＣは、前記複数の発光ダイオード毎の電流値もしくは前記発光ダイオード間の電流比率を一定に制御する回路を内蔵したことを特徴とする。駆動用ＩＣが複数の発光ダイオード毎の電流値もしくは前記発光ダイオード間の電流比率を一定に制御する回路を内蔵しているので、複数の発光ダイオード間において最適な電流比率を予め調整することができる。その結果、複数の発光ダイオードの光が合成された光を均一な状態に保つことができる。【００１１】
本発明の発光素子は、請求項２に記載のように、前記複数の発光ダイオードは、それらの光の混色によって白色発光が可能な発光色を備えることを特徴とする。複数の発光ダイオードは、それらの光の混色によって白色発光が可能な発光色を備えることにより、各種の照明や光源に適した素子を提供することができる。【００１２】
本発明の発光素子は、請求項３に記載のように、前記複数の発光ダイオードは、赤、緑、青色の３原色の発光色を含むことを特徴とする。複数の発光ダイオードは、赤、緑、青色の３原色の発光色を含むので、演色性に優れた白色光源を提供することができる。３原色の発光色に別の発光色を加えれば、演色性をさらに高めることができる。【００１３】
本発明の発光素子は、請求項４に記載のように、前記複数の発光ダイオードは、補色の関係を有する発光色を含むことを特徴とする。複数の発光ダイオードは、補色の関係を有する発光色を含むので、２つの発光ダイオードを用いた白色光源を提供することができ、部品点数の削減を図ることができる。【００１４】
本発明の発光素子は、請求項５に記載のように、前記複数の発光ダイオードは、異なる発光色を含むことを特徴とする。複数の発光ダイオードは、異なる発光色を含むので、白色以外にも混色によって所望の色を提供する際に、その色特性を一定の状態に保つことができる。【００１５】
本発明の発光素子は、請求項６記載のように、前記複数の発光ダイオードは、同じ発光色を含むことを特徴とする。複数の発光ダイオードは、同じ発光色を含むので、同一色の発光ダイオードの中で光量分布に変化を持たせる場合などに、その光量分布に応じた電流分布の設定と保持が可能となる。【００１６】
本発明の発光素子は、請求項７、請求項８記載のように、複数の発光ダイオードにおいて、少なくとも２個の発光ダイオードが直列に接続され、２個の直列接続される発光ダイオードは、赤色、橙、黄の発光ダイオードの内から選択された同色、または異色のものであることを特徴とする。ＶＦが小さな発光ダイオード、スペクトルの谷間を埋める発光ダイオードなど特定の発光ダイオードを直列に接続することによって発光効率を高めることができ、また、スペクトルの連続性を高めることができる。【００１７】
本発明の発光素子は、請求項９記載のように、前記駆動用ＩＣは、複数のトランジスタをそれぞれの発光ダイオード毎に直列に接続していることを特徴とする。トランジスタの設計によって発光ダイオードに流れる電流値を発光ダイオード毎に個別に設定することができる。【００１８】
本発明の発光素子は、請求項１０記載のように、前記駆動用ＩＣのトランジスタは、電界効果型トランジスタあるいはバイポーラ型トランジスタを使用したことを特徴とする。駆動用ＩＣとして汎用性のある素子構造を提供することができる。【００１９】
本発明の発光素子は、請求項１１記載のように、前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子は共通接続されていること特徴とする。共通接続することによって各トランジスタの動作タイミングを揃えることができる。さらに出力電流値あるいは電流比率の調整が行いやすくなる。【００２０】
本発明の発光素子は、請求項１２記載のように、前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子は電流値、または、電流比率を調整した後の各発光ダイオードの内、最もＶＦ電圧が高い発光ダイオードの配線に共通接続されていること特徴とする。最もＶＦ電圧が高い発光ダイオードの配線に共通接続することによって、立ち上がり特性の悪い発光ダイオードを先に動作させることができ、動作タイミングを揃えることができる。【００２１】
本発明の発光素子は、請求項１３記載のように、前記発光素子は、外部と接続する端子として前記２つの外部端子のみを備える２端子型の素子であることを特徴とする。２つの外部端子のみを備える２端子型の素子であるので、従来の２端子型の素子とコンパチブルな構造を提供することができる。【００２２】
本発明の発光素子は、請求項１４記載のように、前記駆動用ＩＣは、前記２つの外部端子間に加わる電圧が例えば規定値の±１０％（５Ｖ系で有れば、５±０．５Ｖの範囲）変動しても前記複数の発光ダイオード毎の電流値を一定に制御する回路を内蔵したことを特徴とする。上記構成によって、一対の外部端子間に加わる電圧が変動しても複数の発光ダイオード毎の電流値を一定に制御することができ、複数の発光ダイオードの発光状態を安定に保つことができる。その結果、複数の発光ダイオードの光の混色状態を一定なものに保つことができる。【００２３】
本発明の発光素子は、請求項１５記載のように、前記駆動用ＩＣは、外部端子を備えていることを特徴とする。駆動用ＩＣに外部端子を設けたことで、部品点数の削減と素子の小型化を図ることができる。【００２４】
本発明の発光素子は、請求項１６記載のように、前記外部端子は、前記複数の発光ダイオードの電流値あるいは電流比率を変更するための制御端子であることを特徴とする。制御端子を別途設けたことによって、一定の混色状態を保つモードと、外部端子の信号によって混色状態を任意に変更するモードの使い分けが可能となり、汎用性を高めることができる。【００２５】
本発明の発光素子は、請求項１７記載のように、前記外部端子は、前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子に接続され、それぞれの発光ダイオードに流れる電流を外部より制御可能としたことを特徴とする。外部端子によって発光ダイオードに流れる電流を制御可能としたので、使用形態の幅を広げることができる。【００２６】
本発明の発光素子は、請求項１８記載のように、前記外部端子は、前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子に共通に接続され、それぞれの発光ダイオードに流れる電流を外部より同一タイミングにて制御可能としたことを特徴とする。同一タイミングにて制御可能としたので、端子数の削減を図ることができる。【００２７】
本発明の発光素子は、請求項１９記載のように、前記外部端子は、前記駆動用ＩＣのトランジスタの駆動とは関係無く、それぞれの発光ダイオードを個別に制御可能に接続されていることを特徴とする。外部端子によって発光ダイオードに流れる電流を制御可能としたので、使用形態の幅を広げることができる。【００２８】
本発明の発光素子は、請求項２０記載のように、前記駆動用ＩＣは、基準となる電流を供給する電流供給回路と、前記電流供給回路から電流供給を受けて前記発光ダイオード毎に設定された電流を供給するドライバー回路とを備え、前記外部端子は、前記ドライバー回路の動作を外部から制御可能に接続されていることを特徴とする。ドライバー回路を備えることによって、電流供給回路から供給される基準電流に基づいて、種々の電流値を設定することが容易になる。【００２９】
本発明の発光素子は、請求項２１記載のように、前記駆動用ＩＣは、前記複数の発光ダイオード毎の電流値もしくは前記発光ダイオード毎の電流比率を微調整する機能を備えることを特徴とする。電流比率を微調整する機能を備えることによって、発光ダイオードあるいは駆動用ＩＣの初期特性のバラツキなどに起因する出力の変動を微調整することによって抑制することができる。【００３０】
本発明の発光素子は、請求項２２記載のように、前記駆動用ＩＣは、補正用のデータを記憶する不揮発性のメモリと、前記メモリに記憶したデータと前記外部端子から与えられるデータに基づいて前記ドライバー回路の動作を制御する制御回路を備えることを特徴とする。不揮発性メモリに補正用のデータを記憶させておくことにより、特性のバラツキを電気的に補正することが可能となる。特性にバラツキが発生する都度、繰り返して補正を行うことができる。【００３１】
本発明の発光素子は、請求項２３記載のように、前記駆動用ＩＣは、前記複数の発光ダイオード毎の電流値を前記メモリに記憶したデータに基づいて微調整することを特徴とする。発光ダイオード毎の電流値をメモリに記憶したデータに基づいて微調整するので、発光ダイオードの光出力をより高精度に制御することができる。【００３２】
本発明の発光素子は、請求項２４記載のように、前記微調整は、前記駆動用ＩＣの表面に設けた切断領域をレーザトリミングすることによって行われる、もしくは、前記駆動用ＩＣ内に設けた切断領域をザッピングすることによって行われることを特徴とする。レーザトリミングあるいはザッピング処理によって微調整することによって、微調整の作業性を高めることができる。【００３３】
本発明の発光素子は、請求項２５記載のように、前記微調整は、前記駆動用ＩＣの表面に設けた１個以上のワイヤボンド端子に対して、ワイヤボンドの有無を選択することによって行われることを特徴とする。ワイヤボンドの有無によって行うので微調整の作業性を高めることができる。【００３４】
本発明の発光素子は、請求項２６記載のように、前記複数の発光ダイオードと前記駆動用ＩＣは回路基板上に載置されていることを特徴とする。複数の発光ダイオードと駆動用ＩＣを回路基板上に載置するので、汎用性のある回路基板を利用した素子構造を採用して生産作業性を高めることができる。【００３５】
本発明の発光素子は、請求項２７記載のように、前記複数の発光ダイオードは、前記駆動用ＩＣの上に配置されていることを特徴とする。複数の発光ダイオードを駆動用ＩＣの上に配置するので、事前に複数の発光ダイオードと駆動用ＩＣを組み立てることが可能となり組立作業性を高めることができる。また、素子の面積を狭くすることができ、素子サイズの小型化を図ることができる。【００３６】
本発明の発光素子は、請求項２８記載のように、前記複数の発光ダイオードと前記駆動用ＩＣは、同じ樹脂によって覆われていることを特徴とする。樹脂によって覆うことによって、両者の保護を図ることができると共に、複数の発光ダイオードの光取り出し効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、複数の発光ダイオードの各種調整作業を簡素化することができる構成を提供することができる。また、組立作業性が良い素子構造を提供することができる。また、白色発光させる場合の演色性を高めることができる。また、複数の色を混色する場合においても、従来の２端子型の発光素子とコンパチな形状を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図1は第１の実施形態の発光素子のモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。
【図２】図２は図１のII−IIに沿った断面図である。
【図３】図３Ａは第１の実施形態の発光素子の回路図、図３Ｂは等価回路図である。
【図４】図４は第１の実施形態の発光素子の詳細な回路図である。
【図５】図５は第１の実施形態の発光素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は第２の実施形態の発光素子のモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。
【図７】図７は図６のVII−VIIに沿った断面図である。
【図８】図８は第３の実施形態の発光素子のモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。
【図９】図９は図８のIX−IXに沿った断面図である。
【図１０】図１０は第４の実施形態の発光素子のモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。
【図１１】図１１は図１０のXI−XIに沿った断面図である。
【図１２】図１２は第５の実施形態の発光素子の斜視図である。
【図１３】図１３は図１２のXIII−XIIIに沿った断面図である。
【図１４】図１４は図１３に示す発光ダイオードと駆動用ＩＣの配置を示す斜視図である。
【図１５】図１５は第６の実施形態に係わる発光素子のモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。
【図１６】図１６は図１５のXVI−XVIに沿った断面図である。
【図１７】図１７は第７の実施形態の発光素子詳細な回路図である。
【図１８】図１８は第８の実施形態の発光素子の詳細な回路図である。
【図１９】図１９Ａは第９の実施形態に係わる発光素子の回路図、図１９Ｂは等価回路図である。
【図２０】図２０は第９の実施形態に係わる発光素子の詳細な回路図である。
【図２１】図２１は第１０の実施形態に係わる発光素子の回路図である。
【図２２】図２２は第１１の実施形態に係わる発光素子回路図である。
【図２３】図２３Ａは第１２の実施形態に係わる発光素子の概略的な回路図、図２３Ｂは第１２の実施形態に係わる発光素子の詳細な回路図である。
【図２４】図２４は第１２の実施形態に係わる発光素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図２５】図２５は第１２の実施形態に係わる発光素子のモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。
【図２６】図２６Ａは第１３の実施形態に係わる発光素子の概略的な回路図、図２６Ｂは第１３の実施形態係わる発光素子の詳細な回路図である。
【図２７】図２７は第１３の実施形態に係わる発光素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図２８】図２８は第１３の実施形態に係わる発光素子のモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。
【図２９】図２９Ａは第１４の実施形態に係わる発光素子の概略的な回路図、図２９Ｂは第１４の実施形態に係わる発光素子の詳細な回路図である。
【図３０】図３０は第１４の実施形態に係わる発光素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図３１】図３１は第１４の実施形態に係わる発光素子のモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。
【図３２】図３２Ａは第１５の実施形態に係わる発光素子の概略的な回路図、図３２Ｂは第１５の実施形態に係わる発光素子の詳細な回路図である。
【図３３】図３３は第１５の実施形態に係わる発光素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図３４】図３４は第１５の実施形態に係わる発光素子のモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。
【図３５】図３５Ａは第１６の実施形態に係わる発光素子の概略的な回路図、図３５Ｂは第１６の実施形態に係わる発光素子の詳細な回路図である。
【図３６】図３６は第１６の実施形態に係わる発光素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図３７】図３７Ａは第１７の実施形態に係わる発光素子の概略回路図、図３７Ｂは第１７の実施形態に係わる発光素子の詳細な回路図である。
【図３８】図３８は第１８の実施形態に係わる発光素子の詳細な回路図である。
【図３９】図３９は第１８の実施形態に係わる発光素子の変形例の詳細な回路図である。
【図４０】図４０は第１８の実施形態に係わる発光素子の別の変形例の詳細な回路図である。
【図４１】図４１は第１８の実施形態に係わる発光素子のさらに別の変形例の詳細な回路図である。
【図４２】図４２は第１８の実施形態に係わる発光素子のさらに別の変形例の詳細な回路図である。
【図４３】図４３は第１８の実施形態に係わる発光素子のさらに別の変形例の詳細な回路図である。
【図４４】図４４は第１８の実施形態に係わる発光素子のさらに別の変形例の詳細な回路図である。
【図４５】図４５Ａは図３７Ｂに対応した第１９の実施形態の発光素子１αの回路図であり、図４５Ｂは赤の発光ダイオード２Ｒに関係する部分の詳細を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  発光素子
２  発光ダイオード
３  駆動用ＩＣ
４  回路基板
５  外部端子
６  外部端子
７  モールド樹脂
８  フレーム
９  樹脂
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。【００４１】
初めに、第1の実施形態に係わる発光素子１Ａについて図1〜図５を参照して説明する。図1は発光素子１Ａのモールド樹脂を透視した状態の斜視図、図２は図１のII−IIに沿った断面図、図３Ａは発光素子１Ａの回路図、図３Ｂは等価回路図、図４は発光素子１Ａの詳細な回路図、図５は発光素子１Ａの動作を示すタイミングチャートである。【００４２】
発光素子１Ａは、チップ状態の複数の発光ダイオード２と、これらの発光ダイオード２を駆動する駆動用ＩＣ３を回路基板４上に一体化して構成される。発光ダイオード２は、ウエハから分割された状態のベアチップで構成され、白色発光を行うために、３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光色を持つ３つの発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂによって構成される。【００４３】
駆動用ＩＣ３は、前記各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに対応した出力端子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを表面に備え、前記複数の発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ毎の電流値もしくは前記発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ間の電流比率を一定に制御するための駆動回路を内蔵している。この駆動回路によって、各出力端子の出力電流が調整され、前記各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの発光強度が各々予め設定した範囲内に維持される。駆動用ＩＣ３は、３つの発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの発光色が混色されることによって、白色が得られるように、各出力の電流値あるいは、電流の比率が予め設定されている。【００４４】
発光素子１Ａは２端子型の発光素子で、２つの外部端子５、６を回路基板４に備えている。アノードとして機能する一方の外部端子５の上に駆動用ＩＣ３を導電材料あるいは絶縁材料を用いて固定配置し、カソードとして機能する他方の外部端子６の上に各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを導電材料を用いて固定配置している。【００４５】
発光ダイオード２と駆動用ＩＣ３は、各々が長方形の４つの隅に位置するように回路基板４上に配置固定している。駆動用ＩＣ３は、表面に電源端子３Ｄ、３Ｓや出力端子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ等の端子を配置し、これらの端子と前記外部端子５、６間や発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ間を金線などのワイヤーを用いて電気的に接続している。【００４６】
駆動用ＩＣ３は、表面側から全ての端子を取り出すので、裏面を絶縁材料を用いて外部端子５上あるいは回路基板４の絶縁基材上に固定することができるが、駆動用ＩＣ３の裏面をＮ型の半導体基板によって構成する場合は、導電材料を用いて外部端子５に固定することもできる。発光ダイオード２は、裏面にカソード電極を備えているので導電材料で外部端子６に固定しているが、発光ダイオード２が表面にアノードとカソードの両方の電極を備える場合は、これらの両方の電極にワイヤーによる配線を施す必要がある。【００４７】
回路基板４は、ガラスエポキシ、ポリイミドなどの絶縁材料をベースとして、その表裏面に導電パターンがプリント配線等によって形成されたプリントタイプの基板で構成している。外部端子５、６は、この導電パターンによって構成される。【００４８】
複数の発光素子に個々に対応した複数のパターンを備える大面積の回路基板上に、発光ダイオード２と駆動用ＩＣ３を固定し、配線を施した後に、光透過性の樹脂７によってこれらを覆う。そして、ダイシングソー等の分割手段を用いてそれらを個々に分割することによって、複数の発光素子１Ａを製造することができる。【００４９】
発光素子１Ａは、図３Ａに示すように、駆動用ＩＣ３とそれに接続した発光ダイオード２からなる発光回路を２つの外部端子５、６間に接続した回路構成をとる。そして、外部端子５、６を図示しない回路の対応する端子に接続して用いられる。外部端子５、６間に一定の電圧あるいは一定の電流が与えられると、駆動用ＩＣ３が動作し、各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ毎に予め設定された電流値、あるいは２：２：１という比率のような予め設定された比率の電流が与えられる。この電流によって、各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが赤、緑、青の色を発光する。これらの光は、その発光経路中において混色され、白色光となる。したがって、この発光素子１Ａの等価回路は、図３Ｂに示すようになり、外部端子５、６間に１つの白色発光ダイオードを備えるものと同等になる。【００５０】
駆動用ＩＣ３は、図４に示すように、各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに予め設定した一定比率の電流を与えるための複数のトランジスタＴｒによって構成される。このトランジスタＴｒは、例えばＭＯＳ型のＦＥＴによって構成することができる。この例では、Ｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴをソース（Ｓ）・ドレイン（Ｄ）端子間を接続した状態とし、逆バイアスが加わる接続状態で用いている。各トランジスタＴｒのドレイン側を各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂのアノード側に接続することによってトランジスタＴｒと発光ダイオード２を直列接続し、これらの直列回路を外部端子５、６間に並列に接続した構成となっている。各トランジスタＴｒのゲート（Ｇ）端子は、発光ダイオード２とトランジスタＴｒの接続部分に接続している。【００５１】
発光素子１Ａは、外部端子５、６を図示しない回路の対応する端子に接続して用いられる。図５に示すように、外部端子５、６間に一定の電圧Ｖddあるいは一定の電流が与えられると、駆動用ＩＣ３が動作し、各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ毎に予め設定された電流比率、例えば、２：２：１という比率のような予め設定された比率の電流Ｉ（Ｒ）、Ｉ（Ｇ）、Ｉ（Ｂ）が各発光ダイオードに与えられる。この電流比率は、例えばトランジスタＴｒの面積比によって予め設定することができる。図３に示す回路に於いて、外部端子５、６間に加わる電圧が変動すると、各発光ダイオードに流れる電流も変動するが、その電流比率は同じであるので、混色の状態は殆ど変動しない。【００５２】
この電流Ｉ（Ｒ）、Ｉ（Ｇ）、Ｉ（Ｂ）によって、各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが赤、緑、青の色を発光する。これらの光は、その発光経路中において混色され、白色光（Ｗ）となる。したがって、この発光素子１Ａの等価回路は、図３Ｂに示すようになり、外部端子５、６間に１つの白色発光ダイオードを備えるものと同等になる。【００５３】
このように、発光素子１は２つの外部端子５、６しか備えていないにも係わらず、赤、緑、青の３色の混色によって白色発光することができ、従来の１チップ型の発光素子とコンパチブルな構造でありながらも白色発光を行うことができる。【００５４】
次に、第２の実施形態に係わる発光素子１Ｂについて、図６〜図７を参照して説明する。なお、図６は発光素子１Ｂのモールド樹脂を透視した状態の斜視図、図７は図６のVII−VIIに沿った断面図である。また、以下においては第1の実施形態の発光素子１Ａと同一の構成部分には同一の参照符号を付与して説明する。【００５５】
第２の実施形態に係わる発光素子１Ｂが第１の実施形態の発光素子１Ａと大きく相違する点は、回路基板４として、プリントタイプの基板に代えてリードフレームを利用したタイプの基板を用いた点であり、他の構成は基本的に同じである。基板４は、鉄系あるいは銅系の素材にメッキを施した金属製のリードフレーム８と樹脂９を一体形成して構成している。リードフレーム８は、部品配置領域として機能するインナー部分と外部端子として機能するアウター部分を備える一対のフレームで構成され、それらがインサート成形等の手法を用いて樹脂９と一体化される。フレーム８のアウター部分は、リードフレームから切り離された後に、必要に応じて樹脂の裏側に折り曲げられ、外部端子５、６として機能する。発光ダイオード２や駆動用ＩＣ３を配置すべきインナーの表面は樹脂９に覆われることなく露出している。回路基板４を構成する樹脂９は、発光ダイオード２の光を反射する反射枠も兼ねている。反射枠として機能するように、樹脂９として反射性に優れる白色系の樹脂を用いることが好ましい。また、回路基板４の周囲に光を上向きに反射するための反射壁１０を設けることも反射枠の機能を高める上で好ましい。この反射壁１０で囲まれるくぼみ内に、発光ダイオード２と駆動用ＩＣ３をモールドするための樹脂７を配置して発光素子１Ｂが形成される。回路構成は、図３Ａに示す構成と同じである。【００５６】
次に、第３の実施形態に係わる発光素子１Ｃについて、図８〜図９を参照して説明する。図８は発光素子１Ｃのモールド樹脂を透視した状態の斜視図、図９は図８のIX−IXに沿った断面図である。【００５７】
第３の実施形態に係わる発光素子１Ｃが第１の実施形態の発光素子１Ａと大きく相違する点は、回路基板４の上に配置していた発光ダイオード２を駆動用ＩＣ３の上に配置した点であり、他の構成は基本的に同じである。駆動用ＩＣ３は、回路基板４の上に絶縁材料あるいは導電材料を用いて固定され、ワイヤーを用いて外部端子５、６と電気的な接続が成される。この例では、回路基板４の絶縁基材の上に駆動用ＩＣ３を固定している。駆動用ＩＣ３の表面に形成されたカソード用の端子の上に発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂのカソード側が導電材料を用いて固定され、駆動用ＩＣ３の表面に形成された出力端子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに発光ダイオードのアノード側がワイヤーを用いて接続されている。【００５８】
駆動用ＩＣ３は、先の実施形態と同様に、一対の電源端子３Ｄ、３Ｓから一定の電圧あるいは一定の電流供給を受けて動作し、各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに予め設定された電流を与える。この電流供給によって各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂがそれぞれに所定色の発光を行い、それが混合されて所望の色、この例では白色の発光が得られる。【００５９】
この例に於いても、先の実施形態と同様に、発光素子１Ｃは２つの外部端子５、６しか備えていないにも係わらず、赤、緑、青の３色の混色によって白色発光することができ、従来の１チップ型の発光素子とコンパチブルな構造でありながらも白色発光を行うことができる。駆動用ＩＣ３は、殆どの場合シリコンで構成されるので、ガラスエポキシなどに比べて熱伝導性が良く放熱性を高めることができる。また発光ダイオード２を構成する半導体材料との熱膨張率の差を小さくできるので、熱膨張率差に起因するストレスや歪みの発生を抑制して信頼性を高めることもできる。【００６０】
駆動用ＩＣ３の上に発光ダイオード２を配置する構成は、第１の実施形態以外にも適用することができ、例えば、第２の実施形態を含めた他の実施形態にも適用することができる。【００６１】
次に、第４の実施形態に係わる発光素子１Ｄについて、図１０〜図１１を参照して説明する。なお、図１０は第４の実施形態の発光素子１のモールド樹脂７を透視した状態の斜視図、図１１は図１０のXI−XIに沿った断面図である。【００６２】
第４の実施形態に係わる発光素子１Ｄが第３の実施形態の発光素子１Ｃと大きく相違する点は、駆動用ＩＣ３の上に配置した複数の発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを一列に配置した点であり、他の構成は基本的に同じである。複数の発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを一列に配置することによって、幅が狭いスリムな発光素子１を提供することができる。【００６３】
次に、第５の実施形態に係わる発光素子１Ｅについて、図１２〜図１４を参照して説明する。なお、図１２は第５の発光素子１Ｅの斜視図、図１３は図１２のXIII−XIIIに沿った断面図、図１４は図１３に示す発光ダイオードと駆動用ＩＣの配置を示す斜視図である。【００６４】
第１〜４の実施形態の発光ダイオードは、発光素子１Ａ〜１Ｄがそれを取り付ける基板に垂直な方向に光を取り出すトップビュー構造であったのに対して、この第５の実施形態は、発光素子１Ｅがそれを取り付ける基板に平行な方向に光を取り出すサイドビュー構造である点で基本構成が相違する。この実施形態の回路基板４は、先の第２の実施形態に係わるリードフレームタイプの発光素子１と同様な構造で、リードフレーム８を樹脂９にインサート成形手法などを用いて一体化して形成している。発光ダイオード２と駆動用ＩＣ３の配置は、第４の実施形態と同様で、駆動用ＩＣ３の上に発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを一列に配置した形態としている。発光ダイオード２と駆動用ＩＣ３の配置は、第４の実施形態以外にも、第１〜第３の実施形態やその他の実施形態と同様の配置を採用することができる。【００６５】
次に、第６の実施形態に係わる発光素子１Ｆについて、図１５〜図１６を参照して説明する。図１５は第６実施形態に係わる発光素子１Ｆのモールド樹脂７を透視した状態の斜視図、図１６は図１５のXVI−XVIに沿った断面図である。【００６６】
第６の実施形態に係わる発光素子１Ｆが第３、第４の実施形態の発光素子１Ｃ、１Ｄと大きく相違する点は、回路基板４に設けていた外部端子５、６を駆動用ＩＣ３に設けることにより、回路基板４を省略した点である。すなわち、駆動用ＩＣ３の一対の側面に、一対の外部端子５、６を形成したことを特徴としている。外部端子５、６は、駆動用ＩＣ３の側面のみならず、表面と裏面にも形成されている。駆動用ＩＣ３の内部回路の内、前記外部端子５、６と電気的な絶縁を必要とする領域には、外部端子５、６と絶縁するための絶縁膜を介在している。外部端子５、６の一方をカソード電極とし、その上に各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂのカソード電極を導電材料で接続している。発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂのアノード電極は、ワイヤーを介して駆動用ＩＣの出力端子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに接続されている。発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの列は、外部端子５、６の配列と直交するように配置している。出力端子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの列は、外部端子５、６の間に配置している。このような配置とすることによって、発光素子１の平面形状を正方形に近づけることができる。駆動用ＩＣ３の表面に前記発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂとその配線を覆うようにして光透過性の樹脂７をモールドしている。このように駆動用ＩＣ３に直接外部端子５、６を形成した構成とすれば、発光素子１Ｆの小型化を図ることができる。【００６７】
次に、第７の実施形態に係わる発光素子１Ｇについて、図１７を参照して説明する。第７の実施形態に係わる発光素子１Ｇは、第１の実施形態の発光素子１Ａと基本構成は同じであるので、相違部分を中心に説明する。第７の実施形態に係わる発光素子１Ｇが第１の実施形態の発光素子１Ａと相違するのは駆動用ＩＣ３の内部構成であり、各トランジスタＴｒのゲート端子の接続形態に相違がある。先の実施形態では、各トランジスタＴｒのゲート端子を各自のドレイン端子に接続していたが、この実施形態では、各トランジスタＴｒのゲート端子を相互に接続した上で、その接続点を予め設定した発光ダイオード２とトランジスタＴｒの直列回路に接続している。共通接続したゲート端子の接続先は、発光ダイオードのＶＦ（フォワード電圧）に基づいて選択される。白色を得るために、発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにそれぞれ、４０ｍＡ、４０ｍＡ、２０ｍＡの電流を与える場合、各ダイオードのＶＦは、１．９５Ｖ、４．３Ｖ、３．８Ｖになる。緑の発光ダイオード２ＧのＶＦが最も高くなるが、ＶＦが高くなると電流の立ち上がりが遅くなり、発光タイミングが不揃いになる。そこで、共通接続したゲート端子を、ＶＦが最も高くなる発光ダイオード２の直列回路に接続することによって、その回路の電流立ち上がりを早めるようにしている。その結果、各発光ダイオード２の発光タイミングが揃い易くなる。また、同時にゲート端子を共通の電位に接続することによって、発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの各々に流れる電流値あるいは電流比率をより精度良く制御することができる。【００６８】
次に、第８の実施形態に係わる発光素子１Ｈについて、図１８を参照して説明する。第８の実施形態に係わる発光素子１Ｈは、第１の実施形態に係わる発光素子１Ａと基本構成は同じであるので、相違部分を中心に説明する。第８の実施形態に係わる発光素子１Ｈが第１の実施形態に係わる発光素子１Ａと相違するのは、ある発光ダイオードに他の発光ダイオードを直列接続した点である。この例では、赤の発光ダイオード２Ｒにオレンジの発光ダイオード２Ｏを直列に接続している。【００６９】
白色を得るために、発光ダイオード２Ｒ、２Ｏ、２Ｇ、２Ｂ、にそれぞれ、１０ｍＡの電流を与える場合、各発光ダイオードのＶＦは、１．８５Ｖ、１．８５Ｖ、３．４Ｖ、３．４Ｖになる。発光ダイオード２Ｒ、２Ｏを直列に接続することによって両者のＶＦの合計が３．７Ｖになり、他の発光ダイオードの３．４Ｖとの差を少なくすることができる。このように、ＲＧＢの３つの発光ダイオードの内、ＶＦが最も低い発光ダイオードに直列に他の発光ダイオードを接続してＶＦを同等の値に調整することによって、各トランジスタへの負荷電圧をほぼ同等とすることができる。さらに、赤の発光ダイオードのみの場合にトランジスタ内部で無駄に消費されていた電力を、発光ダイオード２Ｏによって有効に利用することができるので、発光効率を高めることができる。直列に接続するダイオードは、オレンジ以外にも赤や黄色などの他の発光ダイオードを選択することもできる。【００７０】
一般に、ＲＧＢの発光ダイオードのスペクトル分布特性は、緑の発光ダイオードのピーク波長が、青と赤の発光ダイオードのピーク波長の中間点よりも青の発光ダイオード側に大きく偏った特性となり、緑と赤の発光ダイオードの間に波長の不連続な領域が存在する。しかしながら、上記の様に、赤と緑の発光ダイオードの中間にピーク波長を持つオレンジ色の発光ダイオードを追加することによって、波長の不連続な領域を埋めることができ、演色性を高めることができる。追加する発光ダイオードは、赤と緑の発光ダイオードの発光ピーク波長の間にピーク波長を持つものであれば、オレンジ以外に黄色の発光ダイオードなど他の発光ダイオードを採用することができる。この第８の実施形態に係わる発光素子１Ｈの動作は、第1の実施形態に係わる発光素子１Ａと同じであり、図５に示すタイミングチャートに従ったものとなる。【００７１】
次に、第９の実施形態に係わる発光素子１Ｊについて、図１９、図２０を参照して説明する。第９の実施形態に係わる発光素子１Ｊは、第１の実施形態に係わる発光素子１Ａと基本構成は同じであるので、相違部分を中心に説明する。第９の実施形態に係わる発光素子１Ｊが第１の実施形態に係わる発光素子１Ａと相違するのは駆動用ＩＣ３の内部構成、並びに発光ダイオードと駆動用ＩＣの接続形態である。先の実施形態では、発光ダイオードのアノード側に駆動用ＩＣを接続していたが、この実施形態では、発光ダイオードのカソード側に駆動用ＩＣを接続している。この接続形態の変更に伴って、駆動用ＩＣのトランジスタＴｒをＮチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成し、順バイアスが加わる接続状態で用いている。この第９の実施形態に係わる発光素子１Ｊの動作は、第1の実施形態に係わる発光素子１Ａと同じであり、図５に示すタイミングチャートに従ったものとなる。【００７２】
次に、第１０の実施形態に係わる発光素子１Ｋについて、図２１を参照して説明する。第１０の実施形態に係わる発光素子１Ｋは、第１の実施形態に係わる発光素子１Ａと基本構成は同じであるので、相違部分を中心に説明する。第１０の実施形態に係わる発光素子１Ｋが第１の実施形態に係わる発光素子１Ａと相違するのは、駆動用ＩＣ３として、図２１に示すように、各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに予め設定した一定の電流を与えるために、電流供給回路１０と複数のトランジスタＴｒによって構成されている点である。電流供給回路１０は、複数のトランジスタＴｒ毎に予め設定した一定の電流を供給する定電流回路で構成され、複数のトランジスタＴｒのゲートを制御するためのゲート制御回路も内蔵している。トランジスタＴｒは、例えばＭＯＳ型のＦＥＴによって構成することができる。この例では、Ｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴを用いている。各トランジスタＴｒのドレイン側を各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂのアノード側に接続することによってトランジスタＴｒと発光ダイオード２を直列接続した構成となっている。各トランジスタＴｒのゲート（Ｇ）端子は、共通接続して電流供給回路１０のゲート制御回路に接続している。電流供給回路１０のゲート制御回路は、電圧Ｖddが与えられると、トランジスタＴｒをオンさせる信号を出力する構成としている。【００７３】
第１０の実施形態に係わる発光素子１Ｋは、外部端子５、６を図示しない回路の対応する端子に接続して用いられる。外部端子５、６間に一定の電圧Ｖddが与えられると、駆動用ＩＣ３が動作し、各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ毎に予め設定された電流値、例えば、４０ｍＡ、４０ｍＡ、２０ｍＡというような予め設定された一定の電流Ｉ（Ｒ）、Ｉ（Ｇ）、Ｉ（Ｂ）が各発光ダイオード２に与えられる。この電流値は、電流供給回路１０と各トランジスタＴｒによって予め設定される。図２１に示す回路に於いて、外部端子５、６間に加わる電圧が多少変動、例えば規定値の±１０％程度、５Ｖ系の電源の場合は５±０．５Ｖ変動しても、電流供給回路１０から各々出力される電流値は一定に保たれるので、各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに流れる電流値と電流の比率も同じに保たれ、その結果、光の混色状態は殆ど変動しない。この第１０の実施形態に係わる発光素子１Ｋの動作は、第1の実施形態に係わる発光素子１Ａと同じであり、図５に示すタイミングチャートに従ったものとなる。【００７４】
次に、第１１の実施形態に係わる発光素子１Ｌについて、図２２を参照して説明する。第１１の実施形態に係わる発光素子１Ｌは、第１０の実施形態に係わる発光素子１Ｋと基本構成は同じであるので、相違部分を中心に説明する。第１１の実施形態に係わる発光素子１Ｌが第１０の実施形態に係わる発光素子１Ｋと相違するのは、ある発光ダイオードに他の発光ダイオードを直列接続した点である。この例では、第８の実施形態に係わる発光素子１Ｈの場合と同様に、赤の発光ダイオード２Ｒにオレンジの発光ダイオード２Ｏを直列に接続している。【００７５】
この第１１の実施形態に係わる発光素子１Ｌでは、第８の実施形態に係わる発光素子１Ｈの場合と同様に、ＲＧＢの３つの発光ダイオードの内、ＶＦが最も低い発光ダイオードに直列に他の発光ダイオードを接続してＶＦを同等の値に調整することによって、各トランジスタへの負荷電圧をほぼ同等とすることができる。さらに、赤の発光ダイオードのみの場合にトランジスタ内部で無駄に消費されていた電力を、発光ダイオード２Ｏによって有効に利用することができるので、発光効率を高めることができる。直列に接続するダイオードは、オレンジ以外にも赤や黄色などの他の発光ダイオードを選択することもできる。【００７６】
さらに、この第１１の実施形態に係わる発光素子１Ｌでは、赤と緑の発光ダイオードの中間にピーク波長を持つオレンジ色の発光ダイオードを追加することによって、波長の不連続な領域を埋めることができ、演色性を高めることができる。追加する発光ダイオードは、赤と緑の発光ダイオードの発光ピーク波長の間にピーク波長を持つものであれば、オレンジ以外に黄色の発光ダイオードなど他の発光ダイオードを採用することができる。この第１１の実施形態に係わる発光素子１Ｌの動作は、第1の実施形態に係わる発光素子１Ａと同じであり、図５に示すタイミングチャートに従ったものとなる。【００７７】
次に、第１２の実施形態に係わる発光素子１Ｍについて、図２３〜図２５を参照して説明する。先の実施形態の発光素子１Ａ〜１Ｌは、外部端子５、６のみを用いる２端子型の素子として利用するものであったが、この第１２の実施形態に係わる発光素子１Ｍは、白色発光のみならず、多色発光も行えるように構成した点に特徴を有している。図２３Ａは第１２の実施形態に係わる発光素子１Ｍの概略的な回路図、図２３Ｂは第１２の実施形態に係わる発光素子１Ｍの詳細な回路図、図２４は第１２の実施形態に係わる発光素子１Ｍの動作を示すタイミングチャートであり、また、図２５は第１２の実施形態に係わる発光素子１Ｍのモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。【００７８】
この第１２の実施形態に係わる発光素子１Ｍが第１の実施形態の発光素子１Ａと大きく相違する点は、駆動用ＩＣ３に各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの発光状態を外部から制御するための制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを設けた点である。これらの制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢは、各トランジスタを個別に制御することができるように、各トランジスタのゲート端子に接続されている。各トランジスタは、Ｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成し、ドレイン端子を発光ダイオードのアノード側に接続している。トランジスタのソース側は共通に接続されて外部端子５に接続されている。トランジスタを逆バイアス状態で用いるために、各制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢは、通常はハイ状態で、ロー状態になったときにトランジスタをアクティブとする様にアクティブローの端子として用いられる。図２３〜図２５には、アクティブローを示すようにＣＲ、ＣＧ、ＣＢの上にバーを付している。【００７９】
上記の構成によれば、図２４に示すように、外部端子間に一定の電圧Ｖｄｄを加えたのみの通常状態では、発光素子は発光動作をしない。制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢをいずれもロー状態とすると、全てのトランジスタがオン状態となり、全ての発光ダイオードに電流が流れる。各発光ダイオードの電流値を白色が得られるように駆動用ＩＣ（そのトランジスタ）を設計しておくことによって、白色（Ｗ）発光が得られる。制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢの１つのみを選択的にロー状態とすれば、１つの発光ダイオードのみが選択的に動作し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等の所定の色の発光が得られる。ロー状態とする制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢの組み合せを変更することによって、複数の色の混色による発光色が得られる。【００８０】
図２５は、そのような制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを備える構成とした発光素子１の一例を示している。この図２５に示した発光素子１Ｍが第１の実施形態の発光素子１Ａと大きく相違する点は、回路基板４の上に配置していた発光ダイオード２を駆動用ＩＣ３の上に配置するとともに、駆動用ＩＣ３の表面に形成されたカソード用の端子の上に発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂのカソード側が導電材料を用いて固定され、駆動用ＩＣ３の表面に形成された出力端子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに発光ダイオードのアノード側がワイヤーを用いて接続されている点である。【００８１】
この例においては、２つの外部端子５、６を所定の電源端子に接続し、制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを所定の制御回路に接続して用いることによって、赤、緑、青の３色の混色によって白色発光の動作と、マルチ（多色）カラーの発光動作を行うことができる。【００８２】
駆動用ＩＣ３は、通常シリコンで構成される。シリコンはガラスエポキシなどに比べて熱伝導性が良く放熱性を高めることができる。また発光ダイオード２を構成する半導体材料との熱膨張率の差を小さくできるので、駆動用ＩＣ３の上に発光ダイオードを配置することによって、通常熱膨張率差に起因するストレスや歪みの発生を抑制して信頼性を高めることもできる。【００８３】
次に、第１３の実施形態に係わる発光素子１Ｎについて、図２６〜２８を参照して説明する。第１２の実施形態の発光素子１Ｍは外部端子５、６に加えて各発光ダイオードに対応した制御端子を設ける例であったが、この第１３の実施形態に係わる発光素子１Ｎは、外部端子５、６に加えて各発光ダイオードに共通の制御端子ＣＲＧＢを設けた点に特徴を有している。なお、図２６Ａは第１３の実施形態に係わる発光素子１Ｎの概略的な回路図、図２６Ｂは第１３の実施形態に係わる発光素子１Ｎの詳細な回路図、図２７は第１３の実施形態に係わる発光素子１Ｎの動作を示すタイミングチャートであり、また、図２８は第１３の実施形態に係わる発光素子１Ｎのモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。【００８４】
第１３の実施形態に係わる発光素子１Ｎは、駆動用ＩＣ３に各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの発光状態を外部から制御するための１つの制御端子ＣＲＧＢを設けることによって、３端子構造となっている。この制御端子ＣＲＧＢは、各トランジスタを同時に制御することができるように、トランジスタの各ゲート端子に共通に接続されている。各トランジスタは、Ｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成し、ドレイン端子を発光ダイオードのアノード側に接続している。トランジスタのソース側は共通に接続されて外部端子５に接続されている。トランジスタを逆バイアス状態で用いるために、制御端子ＣＲＧＢは、通常はハイ状態で、ロー状態になったときにトランジスタをアクティブとする様にアクティブローの端子として用いられる。図２６〜２８には、アクティブローを示すようにＣＲＧＢの上にバーを付している。【００８５】
上記の構成によれば、図２７に示すように、外部端子間に一定の電圧Ｖｄｄを加えたのみの通常状態では、発光素子１Ｎは発光動作をしない。制御端子ＣＲＧＢをロー状態とすると、全てのトランジスタがオン状態となり、全ての発光ダイオード２に電流が流れる。各発光ダイオード２の電流値を白色が得られるように駆動用ＩＣ（そのトランジスタ）を設計しておくことによって、白色発光が得られる。【００８６】
図２８は、そのような制御端子ＣＲＧＢを備えた発光素子１Ｎの一例を示している。この発光素子１Ｎが第１の実施形態の発光素子１Ａと大きく相違する点は、回路基板４として、プリントタイプの基板に代えてリードフレームを利用したタイプの基板を用いた点である。【００８７】
基板４は、鉄系あるいは銅系の素材にメッキを施した金属製のリードフレーム８と樹脂９を一体形成して構成している。リードフレーム８は、部品配置領域として機能するインナー部分と外部端子として機能するアウター部分を備える複数のフレームで構成され、それらがインサート成形等の手法を用いて樹脂９と一体化される。フレーム８のアウター部分は、リードフレームから切り離された後に、必要に応じて樹脂の裏側に折り曲げられ、外部端子５、６、制御端子ＣＲＧＢとして機能する。発光ダイオード２や駆動用ＩＣ３を配置すべきインナーの表面は樹脂９に覆われることなく露出している。回路基板４を構成する樹脂９は、発光ダイオード２の光を反射する反射枠も兼ねている。反射枠として機能するように、樹脂９として反射性に優れる白色系の樹脂を用いることが好ましい。また、
回路基板４の周囲に光を上向きに反射するための反射壁１０を設けることも反射枠の機能を高める上で好ましい。この反射壁１０で囲まれるくぼみ内に、発光ダイオード２と駆動用ＩＣ３をモールドするための樹脂７を配置して発光素子１Ｎが形成される。【００８８】
次に、第１４の実施形態に係わる発光素子１Ｐについて、図２９〜図３１を参照して説明する。第１３の実施形態の発光素子１Ｎは発光素子１Ｎの駆動用ＩＣに制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを設ける例であったが、この第１４の実施形態に係わる発光素子１Ｐは、駆動用ＩＣと発光ダイオードの接続部分に外部から発光ダイオードを直接駆動するための制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを接続した点に特徴を有しているなお、図２９Ａは第１４の実施形態に係わる発光素子１Ｐの概略的な回路図、図２９Ｂは第１４の実施形態に係わる発光素子１Ｐの詳細な回路図、図３０は第１４の実施形態に係わる発光素子１Ｐの動作を示すタイミングチャートであり、また、図３１は第１４の実施形態に係わる発光素子１Ｐのモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。【００８９】
この第１４の実施形態に係わる発光素子１Ｐは、発光素子１Ｐに制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを設け、これを駆動用ＩＣ３と各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの接続部分に接続している。発光素子１Ｐを白色の発光素子として使う場合は、制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢをオープン状態で使用する。そして、外部端子に与える電圧Ｖｄｄをオン・オフすることによって、第１の実施形態の発光素子１Ａと同様の形態を取ることができる。【００９０】
一方、発光素子１Ｐをマルチカラーの発光素子として使う場合は、外部端子５をオープン状態で使用する。そして、制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢに与える電圧をハイとローに切り替える、あるいは供給する電流値を任意の値とすることによって発光ダイオードの発光色の組み合わせ状態や各発光ダイオードの発光輝度を切り替えて使用する。【００９１】
ここで、外部端子のみを用いて白色を発光する場合（発光色としてＷと記載）と、制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢと端子６のみを用いて白色発光する場合（発光色としてＲＧＢと記載）は、トランジスタを介して流れる電流値と制御端子を介して流れる電流値が必ずしも一致しないので、同じ白色でも若干色合いが相違することがある。【００９２】
図３１は、そのような制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを備えた発光素子１Ｐの一例を示している。この発光素子１Ｐは、第１３の実施形態との発光素子１Ｎと同様にリードフレームを利用したタイプの基板４を用いた点に特徴がある。【００９３】
次に、第１５の実施形態に係わる発光素子１Ｑについて、図３２〜３４を参照して説明する。先の第１０、第１１の実施形態の発光素子１Ｋ、１Ｌは、電流供給回路１０を有するとともに発光素子１Ｋ、１Ｌを外部端子５、６のみを用いる２端子型の素子として利用して白色光のみを発光するものであったが、この第１５の実施形態に係わる発光素子１Ｑは白色発光のみならず、多色発光も行えるように構成した点に特徴を有している。なお、図３２Ａは第１５の実施形態に係わる発光素子１Ｑの概略的な回路図、図３２Ｂは第１５の実施形態に係わる発光素子１Ｑの詳細な回路図、図３３は第１５の実施形態に係わる発光素子１Ｑの動作を示すタイミングチャートであり、また、図３４は第１５の実施形態に係わる発光素子１Ｑのモールド樹脂を透視した状態の斜視図である。【００９４】
この第１５の実施形態に係わる発光素子１Ｑが第１０の実施形態に係わる発光素子１Ｋと大きく相違する点は、駆動用ＩＣ３に各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの発光状態を外部から制御するための制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを設けた点である。これらの制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢは、各トランジスタを個別に制御することができるように、各トランジスタのゲート端子に接続されている。各トランジスタは、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成し、ソース端子を発光ダイオードのアノード側に接続している。トランジスタのドレイン端子は電流供給回路１０に接続されている。この電流供給回路１０は、第1０の実施形態の発光素子１Ｋで用いられているものと同様な構成であり、複数のトランジスタＴｒ毎に予め設定した一定の電流を供給する定電流回路で構成されている。【００９５】
トランジスタＴｒのゲート制御を制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢによって制御するこの例では、第1０の実施形態の発光素子１Ｋのように電流供給回路１０にゲートの制御回路を内蔵させる必要はない。制御回路を内蔵した電流供給回路１０を用いることもできる。その場合は、電流供給回路１０のゲート制御回路と各制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを接続しても良い。【００９６】
上記の構成によれば、図３３に示すように、外部端子間に一定の電圧Ｖｄｄを加えたのみの通常状態では、発光素子は発光動作をしない。制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢをいずれもハイ状態とすると、全てのトランジスタＴｒがオン状態となり、全ての発光ダイオード２に電流が流れる。各発光ダイオード２の電流値を白色が得られるような値とするように駆動用ＩＣ（その電流供給回路）を設計しておくことによって、白色（Ｗ）発光が得られる。制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢの１つのみを選択的にハイ状態とすれば、１つの発光ダイオードのみが選択的に動作し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等の所定の色の発光が得られる。ハイ状態とする制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢの組み合せを変更することによって、複数の色の混色による発光色が得られる。【００９７】
図３４は、そのような制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを備える構成とした発光素子１Ｑの一例を示している。この発光素子１Ｑが第１０の実施形態の発光素子１Ｋと大きく相違する点は、回路基板４の上に配置していた発光ダイオード２を駆動用ＩＣ３の上に配置した点である。駆動用ＩＣ３の表面に形成されたカソード用の端子の上に発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂのカソード側が導電材料を用いて固定され、駆動用ＩＣ３の表面に形成された出力端子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに発光ダイオードのアノード側がワイヤーを用いて接続されている。【００９８】
この例においては、２つの外部端子５、６を所定の電源端子に接続し、制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを所定の制御回路に接続して用いることによって、赤、緑、青の３色の混色による白色発光の動作と、マルチ（多色）カラーの発光動作を行うことができる。【００９９】
さらに、制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢは、共通に接続して１端子とし、白色発光動作時にオン・オフ制御のみに使用しても良い。【０１００】
駆動用ＩＣ３は、通常シリコンで構成される。シリコンはガラスエポキシなどに比べて熱伝導性が良く放熱性を高めることができる。また発光ダイオード２を構成する半導体材料との熱膨張率の差を小さくできるので、駆動用ＩＣ３の上に発光ダイオードを配置することによって、通常熱膨張率差に起因するストレスや歪みの発生を抑制して信頼性を高めることもできる。【０１０１】
次に、第１６の実施形態に係わる発光素子１Ｒについて、図３５〜図３６を参照して説明する。【０１０２】
この第１６の実施形態に係わる発光素子１Ｒは、前記の第１５の実施形態に係わる発光素子１Ｑは発光素子１Ｑの駆動用ＩＣに制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを設ける例であったが、駆動用ＩＣ３と発光ダイオード２の接続部分に外部から発光ダイオード２を直接駆動するための制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを接続した点に特徴を有している。なお、図３５Ａは第１６の実施形態に係わる発光素子１Ｒの概略的な回路図、図３５Ｂは第１６の実施形態に係わる発光素子１Ｒの詳細な回路図、図３６は第１６の実施形態に係わる発光素子１Ｒの動作を示すタイミングチャートである。【０１０３】
この第１６の実施形態に係わる発光素子１Ｒは、発光素子１Ｒに制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを設け、これを駆動用ＩＣ３と各発光ダイオード２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの接続部分に接続している。発光素子１を白色の発光素子として使う場合は、制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢをオープン状態で使用する。そして、図３６に示すように、外部端子に与える電圧Ｖｄｄをオン・オフすることによって、第１５の実施形態の発光素子１Ｑと同様の形態を取ることができる。【０１０４】
一方、発光素子１Ｒをマルチカラーの発光素子として使う場合は、外部端子５をオープン状態で使用する。そして、制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢに与える電圧をハイとローに切り替える、あるいは供給する電流値を任意の値とすることによって発光ダイオードの発光色の組み合わせ状態や各発光ダイオードの発光輝度を切り替えて使用する。【０１０５】
ここで、外部端子５、６のみを用いて白色を発光する場合（発光色としてＷと記載）と、制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢと端子６のみを用いて白色発光する場合（発光色としてＲＧＢと記載）は、トランジスタＴｒを介して流れる電流値と制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを介して流れる電流値が必ずしも一致しないので、同じ白色でも若干色合いが相違することがある。【０１０６】
なお、第１６の実施形態に係わる発光素子１Ｒのモールド樹脂を透視した状態の斜視図は、図３１に示した第１４の実施形態に係わる発光素子１Ｐと同様となる。【０１０７】
次に、第１７の実施形態に係わる発光素子１Ｓについて図３７Ａ、図３７Ｂを参照して説明する。なお、図３７Ａは１７の実施形態に係わる発光素子１Ｓの概略回路図、図３７Ｂは第１７の実施形態に係わる発光素子１Ｓの詳細な回路図である。この第１７の実施形態に係わる発光素子１Ｓは第１５の実施形態の発光素子１Ｑと基本構成は同じであるので、相違部分を中心に説明する。この第１７の実施形態に係わる発光素子１Ｓが第１５の実施形態の発光素子１Ｑと相違するのは駆動用ＩＣ３の内部構成であり、電流供給回路１０と、ドライバー１１と、ドライバー１１の開閉を制御する外部端子の信号制御用インバーターを有している点である。【０１０８】
このドライバー１１は、電流供給回路１０から供給される一定の電流に基づいて、各発光ダイオード毎に予め設定された一定の電流値を供給する複数の定電流回路で構成される。接続する発光ダイオードの数が３個（３出力）のこの例では、３個の定電流回路を内蔵しているが、出力数に応じて内蔵する定電流回路の数を増減することができる。【０１０９】
ドライバー１１には、制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢから、２つのインバータを通って制御信号が与えられる。制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢに与えられる信号によって、発光ダイオードの点灯状態が制御される。この第１７の実施形態に係わる発光素子１Ｓの動作は、第１５の実施形態の発光素子１Ｑの動作（図３３）と同様である。【０１１０】
次に、第１８の実施形態に係わる発光素子１Ｔについて図３８を参照して説明する。なお、図３８は第１８の実施形態に係わる発光素子１Ｔの詳細な回路図である。この第１８の実施形態に係わる発光素子１Ｔは第１の実施形態に係わる発光素子１Ａと基本構成は同じであるので、相違部分を中心に説明する。この第１８の実施形態に係わる発光素子１Ｔが第１の実施形態に係わる発光素子１Ａと相違するのは駆動用ＩＣ３の内部構成であり、各発光ダイオードに与える電流値を微調整することができるように微調整回路を付加している点である。【０１１１】
この微調整回路は、基本となる各トランジスタＴｒに並列に電流補正用のトランジスタＴｒａを接続して構成している。この例では、補正用のトランジスタＴｒａを２個用いているが、１個でも良いし、３個以上でも良い。補正用トランジスタＴｒａを複数用いる場合、各補正用のトランジスタＴｒａの構成を同じにしても良いし、異ならせても良い。【０１１２】
補正用のトランジスタＴｒａは、基本のトランジスタＴｒに比べて電流容量が小さなものを用いるのが好ましいが、補正用のトランジスタＴｒａと基本のトランジスタＴｒの構成を同じとして電流容量を同じにしても良い。【０１１３】
補正用のトランジスタＴｒａの個数は、同じに設定しているが、接続する発光ダイオードの特性に応じて変更しても良い。【０１１４】
基本トランジスタＴｒは、発光ダイオードの電流比率を設定するために発光ダイオード毎に構成（面積等）が相違するが、基本トランジスタＴｒの構成を全て同じにしても良い。基本トランジスタＴｒと補正用のトランジスタＴｒａを１組とする構成も、発光ダイオードに係わらず全て同じ構成としても良い。【０１１５】
補正用のトランジスタＴｒａは、その一部に電流経路を切断することに利用する切断領域Ａjを備えている。この切断領域Ａjは、レーザトリミング処理、ザッピング（熱溶断）処理等を施すことによって切断することができる。レーザトリミング処理を行うためには、切断領域Ａjを駆動用ＩＣ３の表面に設けることが好ましい。【０１１６】
上記のようなレーザトリミング処理、ザッピング処理等を施すことによって補正用のトランジスタＴｒａに流れる電流を遮断し、発光ダイオード２に流れる電流量を調整することができる。【０１１７】
第１８の実施形態で用いた微調整回路は、前述の各実施形態に適用することができる。図３９の発光素子１Ｕは、図１７に示す第７の実施形態の発光素子１Ｇに適用した例を示し、図４０の発光素子１Ｖは図２３に示す第１２実施形態の発光素子１Ｍに適用した例を示し、図４１の発光素子１Ｗは図２６に示す第１３の実施形態の発光素子１Ｎに適用した例を示している。【０１１８】
さらに、図４２の発光素子１Ｘは、図２１に示す第１０の実施形態の発光素子１Ｋに適用した例を示し、図４３の発光素子１Ｙは図３２に示す第１５の実施形態の発光素子１Ｑに適用した例を示し、さらに、図４４の発光素子１Ｚは図３５に示す第１６の実施形態の発光素子１Ｒに適用した例を示している。【０１１９】
上記の微調整に係わる実施形態は、通常はつながっているトランジスタＴｒａの回路を切断領域Ａｊにて切断することによって電流値を絞り込む場合を例示したが、その逆に開放領域を接続して電流値を増加させるような形態とすることもできる。例えば、切断領域Ａｊを予め開放状態としておき、その部分を導電材料（半田やワイヤ線等）を用いて電気的に接続する形態としても良い。【０１２０】
また、上記実施形態は、トランジスタＴｒとしてＭＯＳ型のトランジスタを用いたが、バイポーラ型のトランジスタを用いることもできる。この場合は、ゲートをベースに、ソースをエミッタに、ドレインをコレクタに置き換えれば良い。【０１２１】
バイポーラ型のトランジスタを用いる場合、微調整回路をトランジスタの増幅度を設定する領域に設けても良い。例えば、ベース電流をレーザトリミング処理やザッピング処理を施すことによって変更しても良い。【０１２２】
次に、出力電流を微調整するための回路を内蔵した第１９の実施形態の発光素子１αについて図４５を参照して説明する。この第１９の実施形態の発光素子１αの基本構成は、図３７に示す第１７の実施形態の発光素子１Ｓと同じであるが、ドライバー１１とそれを制御する制御回路１２の構成に若干の相違があるとともに、補正用のメモリ１３を追加した点に特徴がある。【０１２３】
図４５Ａは図３７Ｂに対応した第１９の実施形態の発光素子１αの回路図であり、図４５Ｂは１つの発光ダイオード、この例では赤の発光ダイオード２Ｒに関係する部分の詳細を示す回路図である。【０１２４】
図４５Ｂに示したように、ドライバー１１は基本となるドライバーＡに加えて、補正用のドライバーＢ、Ｃ、Ｄを備えている。ドライバーＡ〜Ｄは、電流供給回路１０から一定の電流供給を受け、予め設定した電流値を出力する定電流回路で構成される。例えば、基本となるドライバーＡは１０ｍＡ、補正用のドライバーＢは５ｍＡ、補正用のドライバーＣは３ｍＡ、補正用のドライバーＤは２ｍＡというように、値の異なる複数種類の電流値を出力するように設定される。各ドライバーＡ〜Ｄの制御は制御回路１２によって行われる。制御回路１２は、制御端子ＣＲのデータと、補正メモリに記憶した３ビットのデータに基づいて各ドライバーＡ〜Ｄの制御を行う。基本ドライバーＡは、制御端子ＣＲがハイ状態のとき２つのインバータを介して与えられる信号によって動作し、１０ｍＡの出力を行う。補正用のドライバーＢ〜Ｄは、制御端子ＣＲがハイ状態のとき、メモリに記憶したデータとアンド回路によってアンド処理が成された後の信号によって動作し、５、３、２ｍＡの出力を行う。各ドライバーＡ〜Ｄの出力が合算されて発光ダイオード２Ｒに与えられる。したがって、メモリ１３に記憶する補正用のデータの値を種々設定することによって、発光ダイオードに与える電流値を変更することができる。この例では、１０ｍＡ〜２０ｍＡの範囲で電流値を可変することができる。補正用のドライバーの数は、種々変更することができ、その変更に合せて制御回路やメモリの構成も変更することができる。【０１２５】
赤以外の緑や青の発光ダイオード２Ｇ、２Ｂに対する回路も図４５Ｂに示す回路と同様である。【０１２６】
補正メモリ１３は、各発光ダイオードに対応してそれぞれ３ビットの補正データを記憶する不揮発性のメモリによって構成される。３ビット構成の補正用のデータは、制御端子ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを通じて事前に書き込むことができる。【０１２７】
この第１９の実施形態の発光素子１αの動作は、図３３に示した第１５の実施形態の発光素子１Ｑと同様である。【０１２８】
上記の実施形態は、赤、緑、青色の発光ダイオードを各々１つずつ用いた例を示したが、各色の発光ダイオードは、１つに限らず複数個用いることもできる。【０１２９】
また、白色発光するために、３原色の発光ダイオードに加えて、３原色以外の発光色、例えば、青緑、橙、黄色などの発光ダイオードを加えて、４色以上の構成とすることもできる。図５に示すように、最もＶＦが低い発光ダイオードに直列に追加すべき発光ダイオードを接続することによって、演色性高めると同時に、トランジスタによって消費される無駄な電力を低減し、発光効率を高めることができる。【０１３０】
また、白色発光するために、赤、緑、青色の３原色以外の発光色の組み合わせを用いることができる。例えば、青色と黄色の組み合わせや、青緑色と橙色の組み合わせなど、補色の関係にある複数の発光ダイオードの組み合わせを用いることもできる。そうすることによって、発光ダイオードの数を削減することが可能となる。【０１３１】
上記の実施形態は、白色あるいは白色に近い疑似白色以外にも適用することができる。【０１３２】
上記の実施形態は、異なる色、例えば、赤と緑の発光ダイオードを組み合わせて橙色を発光する発光素子において、その発光色を調整する場合など、各発光ダイオードの発光状態を電流の比率などによって予め調整しておくことが望まれる２端子型、あるいは３端子以上の発光素子においても適用することができる。【０１３３】
また、上記の実施形態は、同じ色の複数の発光ダイオードを備える発光素子において、複数のダイオードのいくつかの発光状態を明るく、その他の発光状態を暗くして指向性などの発光特性を変更する場合など、各発光ダイオードの発光状態を電流の比率などによって予め調整しておくことが望まれる２端子型あるいは３端子以上の発光素子においても適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
白色、フルカラー、マルチカラー、モノカラーなどの発光素子に適用することができる。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年3月14日(2006.3.14)
【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】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】複数の発光ダイオードと、これらの発光ダイオードを駆動する駆動用ＩＣを一体化した発光素子であって、前記駆動用ＩＣは、複数のトランジスタをそれぞれの発光ダイオード毎に直列に接続した前記複数の発光ダイオード毎の電流値もしくは前記発光ダイオード間の電流比率を一定に制御する回路を内蔵したことを特徴とする発光素子。
【請求項２】前記複数の発光ダイオードは、それらの光の混色によって白色発光が可能な発光色を備えることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項３】前記複数の発光ダイオードは、赤、緑、青色の３原色の発光色を含むことを特徴とする請求項２記載の発光素子。
【請求項４】前記複数の発光ダイオードは、補色の関係を有する発光色を含むことを特徴とする請求項２記載の発光素子。
【請求項５】前記複数の発光ダイオードは、異なる発光色を含むことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項６】前記複数の発光ダイオードは、同じ発光色を含むことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項７】前記複数の発光ダイオードは、少なくとも２個の発光ダイオードが直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】前記少なくとも２個の直列接続される発光ダイオードは、赤色、橙、黄の発光ダイオードの内から選択された同色、または異色のものであること特徴とする請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】（削除）
【請求項１０】前記駆動用ＩＣのトランジスタは、電界効果型トランジスタあるいはバイポーラ型トランジスタを使用したことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項１１】前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子は共通接続されていること特徴とする請求項１０に記載の発光素子。
【請求項１２】前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子は電流値、または、電流比率を調整した後の各発光ダイオードの内、最もＶＦ電圧が高い発光ダイオード
の配線に共通接続されていること特徴とする請求項１１に記載の発光素子。
【請求項１３】前記発光素子は、外部と接続する端子として前記２つの外部端子のみを備える２端子型の素子であることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項１４】前記駆動用ＩＣは、前記２つの外部端子間に加わる電圧が変動しても前記複数の発光ダイオード毎の電流値を一定に制御する回路を内蔵したことを特徴とする請求項１３記載の発光素子。
【請求項１５】前記駆動用ＩＣは、外部端子を備えていることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項１６】前記外部端子は、前記複数の発光ダイオードの電流値あるいは電流比率を変更するための制御端子であることを特徴とする請求項１５記載の発光素子。
【請求項１７】前記外部端子は、前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子に接続され、それぞれの発光ダイオードに流れる電流を外部より制御可能としたことを特徴とする請求項１６記載の発光素子。
【請求項１８】前記外部端子は、前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子に共通に接続され、それぞれの発光ダイオードに流れる電流を外部より同一タイミングにて制御可能としたことを特徴とする請求項１７記載の発光素子。
【請求項１９】前記外部端子は、前記駆動用ＩＣのトランジスタの駆動とは関係無く、それぞれの発光ダイオードを個別に制御可能に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載の発光素子。
【請求項２０】前記駆動用ＩＣは、基凖となる電流を供給する電流供給回路と、前記電流供給回路から電流供給を受けて前記発光ダイオード毎に設定された電流を供給するドライバー回路とを備え、前記外部端子は、前記ドライバー回路の動作を外部から制御可能に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載の発光素子。
【請求項２１】前記駆動用ＩＣは、前記複数の発光ダイオード毎の電流値もしくは前記発光ダイオード毎の電流比率を微調整する機能を備えることを特徴とする請求項１６記載の発光素子。
【請求項２２】前記駆動用ＩＣは、補正用のデータを記憶する不揮発性のメモリと、前記メモリに記憶したデータと前記外部端子から与えられるデータに基づいて前記ドライバー回路の動作を制御する制御回路を備えることを特徴とする請求項２１に記載の発光素子。
【請求項２３】前記駆動用ＩＣは、前記複数の発光ダイオード毎の電流値を前記メモリに記憶したデータに基づいて微調整することを特徴とする請求項２２に記載の発光素子。
【請求項２４】前記微調整は、前記駆動用ＩＣの表面に設けた切断領域をレーザトリミングすることによって行われる、もしくは、前記駆動用ＩＣ内に設けた切断領域をザッピングすることによって行われることを特徴とする請求項２１に記載の発光素子。
【請求項２５】前記微調整は、前記駆動用ＩＣの表面に設けた１個以上のワイヤボンド端子に対して、ワイヤボンドの有無を選択することによって行われることを特徴とする請求項２１に記載の発光素子。
【請求項２６】前記複数の発光ダイオードと前記駆動用ＩＣは回路基板上に載置されていることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項２７】前記複数の発光ダイオードは、前記駆動用ＩＣの上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項２８】前記複数の発光ダイオードと前記駆動用ＩＣは、同じ樹脂によって覆われていることを特徴とする請求項１〜２７のいずれかに記載の発光素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
１つとする。また、複数の色を混色して発光する場合に於いても、従来の２端子型の発光素子とコンパチブルな形状を提供することを課題の１つとする。
［０００８］  また、赤、緑、青の３原色による白色発光では赤と緑の発光スペクトル間に不連続な領域が有り、白色としては不完全であるが、これを赤から青まで連続的な白色発光を容易に得られる様にすることを課題の１つとするものである。
［０００９］  また、赤、青、緑の３原色の制御を行う為には、少なくとも４端子の外部端子が必要であったが、これを３端子などの少ない外部端子により制御可能とし、少ない外部端子にて複雑な色制御を可能とさせることを課題の１つとするものである。
【課題を解決するための手段】
［００１０］  本発明の発光素子は、請求項１に記載のように、複数の発光ダイオードと、これらの発光ダイオードを駆動する駆動用ＩＣを一体化した発光素子であって、前記駆動用ＩＣは、複数のトランジスタをそれぞれの発光ダイオード毎に直列に接続した前記複数の発光ダイオード毎の電流値もしくは前記発光ダイオード間の電流比率を一定に制御する回路を内蔵したことを特徴とする。駆動用ＩＣが複数のトランジスタをそれぞれの発光ダイオード毎に直列に接続した前記複数の発光ダイオード毎の電流値もしくは前記発光ダイオード間の電流比率を一定に制御する回路を内蔵しているので、トランジスタの設計によって発光ダイオードに流れる電流値を発光ダイオード毎に個別に設定できるとともに、複数の発光ダイオード間において最適な電流比率を予め調整することができる。その結果、複数の発光ダイオードの光が合成された光を均一な状態に保つことができる。
［００１１］  本発明の発光素子は、請求項２に記載のように、前記複数の発光ダイオードは、それらの光の混色によって白色発光が可能な発光色を備えることを特徴とする。複数の発光ダイオードは、それらの光の混色によって白色発光が可能な発光色を備えることにより、各種の照明や光源に適した素子を提供することができる。
［００１２］  本発明の発光素子は、請求項３に記載のように、前記複数の発光ダイオードは、赤、緑、青色の３原色の発光色を含むことを特徴とする。複数の発光ダイオードは、赤、緑、青色の３原色の発光色を含むので、演色性に優れた白色光源を提供することができる。３原色の発光色に別の発光色を加えれば、演色性をさらに高めることができる。
［００１３］  本発明の発光素子は、請求項４に記載のように、前記複数の発光ダイオードは、補色
２
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
の関係を有する発光色を含むことを特徴とする。複数の発光ダイオードは、補色の関係を有する発光色を含むので、２つの発光ダイオードを用いた白色光源を提供することができ、部品点数の削減を図ることができる。
［００１４］  本発明の発光素子は、請求項５に記載のように、前記複数の発光ダイオードは、異なる発光色を含むことを特徴とする。複数の発光ダイオードは、異なる発光色を含むので、白色以外にも混色によって所望の色を提供する際に、その色特性を一定の状態に保つことができる。
［００１５］  本発明の発光素子は、請求項６記載のように、前記複数の発光ダイオードは、同じ発光色を含むことを特徴とする。複数の発光ダイオードは、同じ発光色を含むので、同一色の発光ダイオードの中で光量分布に変化を持たせる場合などに、その光量分布に応じた電流分布の設定と保持が可能となる。
［００１６］  本発明の発光素子は、請求項７、請求項８記載のように、複数の発光ダイオードにおいて、少なくとも２個の発光ダイオードが直列に接続され、２個の直列接続される発光ダイオードは、赤色、橙、黄の発光ダイオードの内から選択された同色、または異色のものであることを特徴とする。ＶＦが小さな発光ダイオード、スペクトルの谷間を埋める発光ダイオードなど特定の発光ダイオードを直列に接続することによって発光効率を高めることができ、また、スペクトルの連続性を高めることができる。
［００１７］
［００１８］  本発明の発光素子は、請求項１０記載のように、前記駆動用ＩＣのトランジスタは、電界効果型トランジスタあるいはバイポーラ型トランジスタを使用したことを特徴とする。駆動用ＩＣとして汎用性のある素子構造を提供することができる。
［００１９］  本発明の発光素子は、請求項１１記載のように、前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲート端子あるいはベース端子は共通接続されていること特徴とする。共通接続することによって各トランジスタの動作タイミングを揃えることができる。さらに出力電流値あるいは電流比率の調整が行いやすくなる。
［００２０］  本発明の発光素子は、請求項１２記載のように、前記駆動用ＩＣのトランジスタのゲ
３
【国際調査報告】
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