JP2007294547A - Semiconductor light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光装置に関し、より特定的には複数の発振波長の光を混合して白色光を作り出し、液晶のバックライトや照明装置に使用される半導体発光装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor light-emitting device, and more particularly to a semiconductor light-emitting device that is used in a liquid crystal backlight or lighting device by mixing light of a plurality of oscillation wavelengths to produce white light.
発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を用いた白色光源は、例えば、液晶表示装置のバックライト、照明装置、画像読取装置などへの適用が可能である。このため、発光ダイオードを用いて高品質な白色光源を作り出す研究開発が進められている。 A white light source using a light emitting diode (LED) can be applied to, for example, a backlight of a liquid crystal display device, an illumination device, an image reading device, and the like. For this reason, research and development for producing a high-quality white light source using a light-emitting diode is underway.
発光ダイオードにより白色光源を作る方法は、蛍光材を用いる方法と、複数の発振波長を用いる方法とに大別される。蛍光材を用いる方法では、紫外から青色の発光ダイオードの放射光を黄色、緑色および赤色等に変換する蛍光材を使用して白色を作り出す。複数の発振波長を用いる方法では、2種類または3種類以上の異なる発振波長を有する複数の発光ダイオードを点灯させて白色を作り出す。 A method of producing a white light source by using a light emitting diode is roughly classified into a method using a fluorescent material and a method using a plurality of oscillation wavelengths. In the method using a fluorescent material, white is produced using a fluorescent material that converts the emitted light of an ultraviolet to blue light emitting diode into yellow, green, red, and the like. In the method using a plurality of oscillation wavelengths, white is produced by lighting a plurality of light emitting diodes having two or three or more different oscillation wavelengths.
しかしながら、どちらの方法においても、所望の色度および発光強度を得ることは実際には困難である。 However, in either method, it is actually difficult to obtain a desired chromaticity and emission intensity.
前者の蛍光材を用いる方法では、紫外から青色の発光ダイオードの輝度にバラツキがあるのに加えて、蛍光材の塗布バラツキによって色度が大きく異なってくる。さらに、蛍光材を用いた白色光源がいったん製品化されると、色度の調整は事実上不可能である。 In the former method using a fluorescent material, in addition to variations in the luminance of light emitting diodes from ultraviolet to blue, the chromaticity varies greatly depending on the application variation of the fluorescent material. Furthermore, once a white light source using a fluorescent material is commercialized, it is virtually impossible to adjust the chromaticity.
後者の複数の発振波長を用いる方法については、従来、様々な技術が公知となっている。たとえば、特開2001−144332号公報(特許文献1)には、駆動電流値により発光色が変化するLED素子において、LED素子を駆動するためのパルス電流の電流値が発光波長に対応して設定されるか、または、パルス電流のデューティが発光強度に対応して設定されることによって、光強度を変化させても発光色が変化しないLED駆動方法およびLED装置ならびにLEDランプ、LEDランプ駆動方法と表示装置とが開示されている。 For the latter method using a plurality of oscillation wavelengths, various techniques are conventionally known. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-144332 (Patent Document 1), in an LED element whose emission color changes depending on a drive current value, a current value of a pulse current for driving the LED element is set corresponding to the emission wavelength. LED driving method and LED device, LED lamp, and LED lamp driving method in which the light emission color does not change even if the light intensity is changed by setting the duty of the pulse current corresponding to the light emission intensity A display device is disclosed.
特開2004−86081号公報(特許文献2)には、複数個の発光ダイオードの発光時間を記憶する時間メモリ回路と、時間メモリ回路の記憶情報に基づいて発光ダイオードの発光時間を可変する制御部とを含み、複数個の発光素子が発光して得られる光の白色バランスを時間メモリ回路の記憶情報を書き換えることによって調整するカラー表示装置について開示されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2004-86081 (Patent Document 2) discloses a time memory circuit that stores light emission times of a plurality of light emitting diodes, and a control unit that varies the light emission times of the light emitting diodes based on information stored in the time memory circuits. A color display device that adjusts the white balance of light obtained by light emission from a plurality of light emitting elements by rewriting information stored in a time memory circuit.
このように、従来の技術では、発光素子ごとに流れる電流量すなわち発光強度を変化させて所望の色度を作り出し、駆動電圧のパルス幅またはデューティ比を変化させて発光強度を調整している。 As described above, in the conventional technique, a desired chromaticity is created by changing the amount of current flowing for each light emitting element, that is, the emission intensity, and the emission intensity is adjusted by changing the pulse width or duty ratio of the drive voltage.
なお、発光強度を調整することなく色度の調整だけを行なうことについては、各発振波長の発光ダイオードの点灯時間の割合を変えることによっても可能である。 Note that it is possible to adjust only the chromaticity without adjusting the light emission intensity by changing the ratio of the lighting time of the light emitting diode of each oscillation wavelength.
駆動回路の一部を半導体発光装置内に搭載することについても、従来、次のような様々な技術が公知となっている。 For mounting a part of the drive circuit in the semiconductor light emitting device, various techniques as described below have been conventionally known.
電流制限用の抵抗が発光素子と直列に接続されている場合の従来例は、特開平5−347434号公報(特許文献3)に記載されている。特開平11−251646号公報(特許文献4)においては、駆動のためのトランジスタ素子が発光素子を搭載するサブマウントに形成されていることが記載されている。また、特開2001−230448号公報(特許文献5)では、サブマウントにLED素子保護のためのダイオード素子が形成されている。また、特開2005−20038号公報(特許文献6)においては、ツェナーダイオードをLED素子の保護のために逆並列に電気接続することが記載されている。 A conventional example in which a current limiting resistor is connected in series with a light emitting element is described in JP-A-5-347434 (Patent Document 3). Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-251646 (Patent Document 4) describes that a transistor element for driving is formed on a submount on which a light emitting element is mounted. In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-230448 (Patent Document 5), a diode element for protecting an LED element is formed on a submount. Japanese Patent Laying-Open No. 2005-20038 (Patent Document 6) describes that a Zener diode is electrically connected in antiparallel to protect an LED element.
図10は、特許文献6に開示された、駆動回路の一部をLED素子が搭載されたパッケージ内に内蔵する従来の半導体発光装置を示す。図11は、この半導体発光装置の回路構成を示す。
FIG. 10 shows a conventional semiconductor light emitting device disclosed in
図11に示すように、この半導体発光装置において、発光素子D101およびツェナーダイオードZDは、パッケージ101の上面に設けられた開口101aから露出し、かつ近接して配置されている。発光素子D101は、リードフレーム102上に配置されており、ボンディングワイヤ104を介してリードフレーム103に接続されている。一方、ツェナーダイオードZDは、両端がリードフレーム102,103上に固定されている。また、図10に示すように、ツェナーダイオードZDは、発光素子D101と並列に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 11, in this semiconductor light emitting device, the light emitting element D101 and the Zener diode ZD are exposed from the opening 101a provided on the upper surface of the
特開平7−221405号公報(特許文献7)においては、半導体レーザ素子の保護のためにセラミックコンデンサの上にサブマウントを介して半導体レーザ素子が搭載されていることが記載されている。特開2003−273404号公報(特許文献8)では、LEDパッケージの外に出たリード端子を分割して、LEDと直列になるように電流制限用素子を挿入し、それらにホルダを被せて内臓することが記載されている。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-212405 (Patent Document 7) describes that a semiconductor laser element is mounted on a ceramic capacitor via a submount in order to protect the semiconductor laser element. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-273404 (Patent Document 8), a lead terminal that goes out of an LED package is divided, a current limiting element is inserted so as to be in series with the LED, and a holder is put on the built-in device. It is described to do.
このように、従来技術では、静電気やサージ電流からの発光素子の保護のためにダイオードやコンデンサを発光素子と並列に電気的に接続して一つのパッケージ内に収めたり、電流制限用の抵抗を発光素子に直列に挿入して一つのパッケージ内に収めたりしている。
白色光源を複数個並べて、液晶のバックライトや照明光源とする場合に、個々の白色光源の間にわずかな色度の違いであっても、人間の目には比較によって色の違いが大きく感じられるため、違和感を生じてしまう。そのため、白色光源の色度を可能な限り揃える必要がある。 When multiple white light sources are arranged to form a liquid crystal backlight or illumination light source, even if there is a slight difference in chromaticity between the individual white light sources, the difference in color appears to the human eye by comparison. Therefore, a sense of incongruity occurs. Therefore, it is necessary to align the chromaticity of the white light source as much as possible.
従来技術による複数の発振波長で白色光源を作り出す方法では、各発光素子に流れる電流を素子毎に調整して白色を作る。しかし、ユーザ側で色度の揃った白色光源を得るためには、個別に色度を測定して個別に電流を設定した回路を用意する必要がある。実際には、電流値を制御する抵抗値を個別に変えて対応をしている。そのため、白色光源を測定あるいはランク分けしたものを購入し、回路基板上で可変の抵抗器を調整するか、ランク分けに応じた回路定数の基板にアッセンブリを行う。従って、測定と調整作業が煩雑になったり、ランク分けでは精度良く色度を合わすことができない。 In the conventional method of creating a white light source with a plurality of oscillation wavelengths, white is produced by adjusting the current flowing through each light emitting element for each element. However, in order to obtain a white light source with uniform chromaticity on the user side, it is necessary to prepare a circuit that individually measures the chromaticity and sets the current individually. Actually, the resistance value for controlling the current value is individually changed to cope with it. Therefore, a white light source that is measured or ranked is purchased, and a variable resistor is adjusted on the circuit board, or an assembly is made on a circuit board having a circuit constant according to the rank. Therefore, the measurement and adjustment work becomes complicated, and the chromaticity cannot be accurately adjusted by ranking.
上記のような理由で、抵抗などの駆動回路の一部を半導体発光装置のパッケージの中に内蔵したとしても、精度良く色度を合わすことができない。 For the above reasons, even if a part of a driving circuit such as a resistor is incorporated in the package of the semiconductor light emitting device, the chromaticity cannot be adjusted with high accuracy.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、電流制御用の抵抗をパッケージに内蔵しても、白色光源として色度を精度良く合わせることができる半導体発光装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a semiconductor light-emitting device that can accurately match chromaticity as a white light source even if a resistance for current control is incorporated in a package. It is an object.
本発明の基本の半導体発光装置は、一つのパッケージ内に複数の発光素子が配置されている半導体発光装置において、それぞれの発光素子に流れる電流を制御するために抵抗値を発光素子の光度に対応させた抵抗がパッケージに内蔵されていることを特徴としている。 The basic semiconductor light emitting device of the present invention is a semiconductor light emitting device in which a plurality of light emitting elements are arranged in one package, and the resistance value corresponds to the luminous intensity of the light emitting element in order to control the current flowing through each light emitting element. The feature is that the resistor is embedded in the package.
上記の構成では、上記の抵抗がパッケージに内蔵されているので、発光素子に流れる電流が、発光素子の光度に対応した抵抗の抵抗値によって制御される。これにより、色度が精度良く合わせられるので、白色光源の色度を揃えることができる。 In the above configuration, since the resistor is built in the package, the current flowing through the light emitting element is controlled by the resistance value of the resistor corresponding to the luminous intensity of the light emitting element. As a result, the chromaticity can be adjusted with high accuracy, so that the chromaticity of the white light source can be made uniform.
前記半導体発光装置において、抵抗は発光素子に並列に電気的に接続されていることが好ましい。これにより、発光素子で発生した熱が細い金線や熱伝導の悪い樹脂だけでなく抵抗(たとえば熱伝導の良いチップ抵抗のセラミック部)を伝わる。それゆえ、発光素子が搭載されているリード端子と反対側のリード端子にも抵抗を介して熱が伝わりやすくなるためにリード端子からの放熱効率の高いパッケージ2を得ることができる。
In the semiconductor light emitting device, the resistor is preferably electrically connected in parallel to the light emitting element. Thereby, the heat generated in the light emitting element is transmitted not only through the thin gold wire and the resin having poor heat conduction but also through the resistance (for example, a ceramic portion of a chip resistor having good heat conduction). Therefore, heat can be easily transferred to the lead terminal opposite to the lead terminal on which the light emitting element is mounted through the resistor, so that the
あるいは、前記半導体発光装置において、抵抗は発光素子に直列に電気的に接続されていることが好ましい。これにより、抵抗に流れる電流がそのまま発光素子に流れるため、抵抗と発光素子とが並列接続される構成に比べて、発光素子に流す電流を少なくすることができる。それゆえ、装置全体としての消費電力が小さくなる。 Or in the said semiconductor light-emitting device, it is preferable that resistance is electrically connected to the light emitting element in series. Thereby, since the current flowing through the resistor flows through the light emitting element as it is, the current flowing through the light emitting element can be reduced as compared with the configuration in which the resistor and the light emitting element are connected in parallel. Therefore, the power consumption of the entire apparatus is reduced.
前記のいずれかの半導体発光装置において、発光素子からの光を所定の方向に反射させるために発光素子を囲むようにして設けられる反射板を有し、抵抗が反射板の外側に配置されていることが好ましい。反射板の内側に抵抗が配置されると、発光素子からの光が反射板に達するまでに抵抗によって遮られることにより、反射板で反射されなくなる。これに対し、抵抗が反射板の外側に配置されることにより、発光素子からの光が反射板に達するまでに抵抗によって遮られることがなく、反射板に達する。従って、発光素子の出射光を有効に利用することができる。 In any one of the semiconductor light-emitting devices described above, the semiconductor light-emitting device has a reflector provided so as to surround the light-emitting element in order to reflect light from the light-emitting element in a predetermined direction, and the resistor is disposed outside the reflector. preferable. When the resistor is disposed inside the reflecting plate, the light from the light emitting element is blocked by the resistor before reaching the reflecting plate, so that it is not reflected by the reflecting plate. On the other hand, by arranging the resistor outside the reflector, the light from the light emitting element is not blocked by the resistor until it reaches the reflector, and reaches the reflector. Therefore, the light emitted from the light emitting element can be used effectively.
この半導体発光装置又は基本の半導体発光装置において、抵抗は発光素子が搭載されているリードフレームの発光素子と同じ上面側に搭載されていることが好ましい。これにより、発光素子の光度測定、及び抵抗の抵抗値の調整(たとえば後述のレーザトリミング)のための作業を半導体発光装置の同じ側からすることができる。また、半導体発光装置の外観検査も一方側からできるので容易になる。 In this semiconductor light emitting device or the basic semiconductor light emitting device, the resistor is preferably mounted on the same upper surface side as the light emitting element of the lead frame on which the light emitting element is mounted. Thereby, the operations for measuring the luminous intensity of the light emitting element and adjusting the resistance value of the resistor (for example, laser trimming described later) can be performed from the same side of the semiconductor light emitting device. Further, since the appearance inspection of the semiconductor light emitting device can be performed from one side, it becomes easy.
あるいは、上記の半導体発光装置又は基本の半導体発光装置において、抵抗は発光素子が搭載されているリードフレームの発光素子とは反対の下面側に搭載されていることが好ましい。これにより、発光素子の光を出射させるためにパッケージに形成される開口部の位置に関係なく抵抗を配置することができる。それゆえ、開口部のサイズでパッケージの大きさが決まるので、パッケージを極力小さくして、半導体発光装置の小型化を図ることができる。 Alternatively, in the above semiconductor light emitting device or basic semiconductor light emitting device, the resistor is preferably mounted on the lower surface side opposite to the light emitting element of the lead frame on which the light emitting element is mounted. Thereby, the resistor can be arranged regardless of the position of the opening formed in the package in order to emit the light of the light emitting element. Therefore, since the size of the package is determined by the size of the opening, it is possible to reduce the size of the semiconductor light emitting device by minimizing the package.
前記の基本の半導体発光装置において、抵抗は搭載後に抵抗値が変更可能な可変抵抗であることが好ましい。このような可変抵抗としてはレーザトリミング抵抗が利用される。これにより、抵抗をパッケージに搭載した状態で抵抗値を発光素子の光度に対応させることができる。 In the basic semiconductor light emitting device, the resistor is preferably a variable resistor whose resistance value can be changed after mounting. A laser trimming resistor is used as such a variable resistor. Thereby, the resistance value can be made to correspond to the luminous intensity of the light emitting element in a state where the resistor is mounted on the package.
上記の半導体発光装置又は基本の半導体発光装置において、発光素子及び抵抗を搭載後に発光素子を発光させて光度を測定することにより、抵抗の抵抗値が所定値に変更されていることが好ましい。この構成では、半導体発光装置の製造過程において各発光素子の光度を測定し、白色になるように電流を調整する抵抗の抵抗値を個別に設定される。これは、すなわち、上記の半導体発光装置においては、複数の発光素子の発振波長を組み合わせによって白色が得られるように、可変抵抗の抵抗値をレーザ等によるトリミングで変更することである。 In the semiconductor light emitting device or the basic semiconductor light emitting device, it is preferable that the resistance value of the resistor is changed to a predetermined value by measuring the luminous intensity by causing the light emitting element to emit light after mounting the light emitting element and the resistor. In this configuration, the light intensity of each light emitting element is measured in the manufacturing process of the semiconductor light emitting device, and the resistance value of the resistor that adjusts the current to be white is set individually. That is, in the semiconductor light emitting device described above, the resistance value of the variable resistor is changed by trimming with a laser or the like so that white is obtained by combining the oscillation wavelengths of the plurality of light emitting elements.
上記の抵抗の抵抗値が抵抗の搭載後に変更可能な半導体発光装置において、抵抗の抵抗値を外部より変更するための孔がパッケージに設けられていることが好ましい。これにより、抵抗をパッケージに内蔵していても、搭載後の抵抗の抵抗値を容易に変更することができる。従って、発光素子の電流の制御をより容易にすることができる。 In the semiconductor light emitting device in which the resistance value of the resistor can be changed after the resistor is mounted, a hole for changing the resistance value of the resistor from the outside is preferably provided in the package. Thereby, even if the resistor is incorporated in the package, the resistance value of the resistor after mounting can be easily changed. Therefore, it is possible to more easily control the current of the light emitting element.
前記の基本の半導体発光装置において、発光素子の発振波長を赤、緑、青色を含むことが好ましい。これにより、基本色の発光素子を用いて高演色の白色光源を得ることができる。 In the basic semiconductor light emitting device, it is preferable that the oscillation wavelengths of the light emitting elements include red, green, and blue. Thus, a high color rendering white light source can be obtained using the light emitting element of the basic color.
上記の半導体発光装置又は基本の半導体発光装置において、それぞれの発光素子の光の混合によって所望の白色となるように発光素子に流れる電流値を抵抗によって制御することが好ましい。これにより、製造時に検査する光度を用いて白色となるように個別の発光素子の光度(電流値)を抵抗の抵抗値を変化させるなどして合わせる。それゆえ、製品の完成後に改めて測定を行って回路定数を決めるという作業をなくすことができる。すなわち、ユーザにとっては一つの駆動回路を用意するだけで、どの半導体発光装置でも色度の揃った白色を得ることができる。 In the above semiconductor light-emitting device or basic semiconductor light-emitting device, it is preferable to control the value of the current flowing through the light-emitting element by resistance so that a desired white color is obtained by mixing the light of each light-emitting element. Thus, the luminous intensity (current value) of the individual light-emitting elements is adjusted by changing the resistance value of the resistor so that it becomes white using the luminous intensity to be inspected at the time of manufacture. Therefore, it is possible to eliminate the work of determining the circuit constant by performing another measurement after the product is completed. That is, for a user, white having uniform chromaticity can be obtained with only one drive circuit.
一つのパッケージにおける複数の発光素子に流れる電流を制御するために抵抗値を発光素子の光度に対応させた抵抗がパッケージに内蔵されている。これにより、色度が精度良く合わせられる。また、従来、駆動回路に使用していたような抵抗を駆動回路の一部として発光装置のパッケージに内蔵するので、駆動回路全体としては小型化が可能になる。従って、発光素子の電流を調整するために、複雑な回路や手順を用いることなく、色度の揃った白色光源を簡素な構成で容易に得ることができる。 In order to control currents flowing through a plurality of light emitting elements in one package, a resistor having a resistance value corresponding to the luminous intensity of the light emitting element is incorporated in the package. Thereby, the chromaticity is adjusted with high accuracy. In addition, since a resistor that has been conventionally used in the drive circuit is incorporated in the package of the light emitting device as a part of the drive circuit, the entire drive circuit can be reduced in size. Therefore, a white light source with uniform chromaticity can be easily obtained with a simple configuration without using a complicated circuit or procedure for adjusting the current of the light emitting element.
本発明の一実施形態について図1ないし図8に基づいて説明すると、以下の通りである。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8 as follows.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、本実施の形態に係る半導体発光装置1の構造を示す平面図である。図2は、図1のA−A線断面図である。図3は、半導体発光装置1の内部構造を示す平面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a plan view showing a structure of a semiconductor
なお、図3は、発光ダイオードD1〜D3及びチップ抵抗R1〜R3の配置位置が図1と異なる別の構造を示している。しかしながら、図3に示す構造は、リードフレーム3〜8上における発光ダイオードD1〜D3及びチップ抵抗R1〜R3の相互の配置関係について図1に示す構造と同じである。 3 shows another structure in which the light emitting diodes D1 to D3 and the chip resistors R1 to R3 are arranged differently from FIG. However, the structure shown in FIG. 3 is the same as the structure shown in FIG. 1 with respect to the mutual arrangement relationship of the light emitting diodes D1 to D3 and the chip resistors R1 to R3 on the lead frames 3 to 8.
図1及び図2に示すように、半導体発光装置1は、パッケージ2と、リードフレーム3〜8と、ボンディングワイヤ9と、発光ダイオードD1〜D3と、チップ抵抗R1〜R3とを備えている。
1 and 2, the semiconductor
リードフレーム3〜8は、それぞれの端部を外部に露出するようにパッケージ2内に装入されている。また、リードフレーム3〜5は、パッケージ2の一方の側端部に等間隔をおいて配置されている。一方、リードフレーム6〜8は、パッケージ2の他方の側端部に等間隔をおいて配置されている。
The lead frames 3 to 8 are inserted into the
パッケージ2は、樹脂によって形成されており、上面の中央部分に円孔の壁面として形成された反射板2aが設けられるとともに、反射板2aの周囲に長孔2b〜2dが設けられている。反射板2aは、発光ダイオードD1〜D3からの光を反射して所定方向に導くために、リードフレーム3〜8側からパッケージ2の上端面にかけて広くなるテーパー状に形成されている。これにより、発光ダイオードD1〜D3からの光は大きく発散せず、光量が低下することはない。
The
発光素子としての発光ダイオードD1〜D3は、発光部を上方に向けて反射板2aから露出するように配置されており、それぞれのカソード部でリードフレーム3,5,4の上端面に固定されている。また、発光ダイオードD1〜D3のアノード部は、それぞれリードフレーム6,8,7に金線などのボンディングワイヤ9を介して接続されている。これらの発光ダイオードD1〜D3は、それぞれ赤色、緑色及び青色の発振波長を持つ。
The light emitting diodes D1 to D3 as the light emitting elements are arranged so that the light emitting portions are exposed upward from the reflecting
なお、発光ダイオードD1〜D3のアノード及びカソードは、使用する発光ダイオードによっては極性が逆となる場合があるので、そのような発光ダイオードを用いれば、上記のアノード部とカソード部とが逆になる。 Note that the anodes and cathodes of the light emitting diodes D1 to D3 may have opposite polarities depending on the light emitting diodes to be used. Therefore, when such light emitting diodes are used, the anode part and the cathode part are reversed. .
チップ抵抗R1の両端部は、リードフレーム3,6の上端面に固定されている。チップ抵抗R2の両端部は、リードフレーム5,8の上端面に固定されている。チップ抵抗R3の両端部は、リードフレーム4,7の上端面に固定されている。チップ抵抗R1〜R3は、それぞれ長孔2b〜2dから露出するように配置されている。このように、チップ抵抗R1〜R3は、発光ダイオードD1〜D3を取り囲んでいる反射板2aの外側に配置されている。反射板2aの内側にチップ抵抗R1〜R3が配置されると、発光ダイオードD1〜D3からの一部の光が反射板2aに達するまでに抵抗R1〜R3によって遮られることにより、反射板2aで反射されなくなる。これに対し、チップ抵抗R1〜R3が反射板の外側に配置されることにより、発光ダイオードD1〜D3からの光が反射板2aに達するまでの光路上に障害物がないので、その光は全て反射板2aに達する。従って、発光ダイオードD1〜D3素子の出射光を有効に利用することができる。
Both end portions of the
可変抵抗としてのチップ抵抗R1〜R3は、抵抗値を固定の所定値に変更することができる抵抗であり、例えばトリマブルチップ抵抗器が用いられる。トリマブルチップ抵抗器は、特開平3−12958号公報に開示されているように、集光されたレーザ光を照射することにより抵抗膜が焼き切られて、トリミングパターンを作り変えることによって抵抗値が変わる。半導体発光装置1においては、チップ抵抗R1〜R3のそれぞれに、長孔2b〜2dを介してトリミングのためのレーザ光を照射する。
The chip resistors R1 to R3 as variable resistors are resistors that can change the resistance value to a fixed predetermined value, and for example, a trimmable chip resistor is used. As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-12958, the trimmable chip resistor has a resistance value obtained by changing the trimming pattern by burning the resistance film by irradiating the focused laser beam. Changes. In the semiconductor
図4は、半導体発光装置1における製造工程の一部を示している。
FIG. 4 shows a part of the manufacturing process in the semiconductor
図4に示すように、先ず、リードフレーム3〜8がパッケージ2に組み込まれた状態で、パッケージ2内に可変抵抗としてのチップ抵抗R1〜R3を搭載する(S1)。次いで、発光ダイオードD1〜D3をパッケージ2内に搭載して、ボンディングワイヤ9によってワイヤボンディングを行う(S2)。更に、発光ダイオードD1〜D3が露出する発光部としての円孔2aを透明の封止樹脂で覆い、この封止樹脂を硬化させる(S3)
次いで、それぞれの発光ダイオードD1〜D3に規定の電流(例えば、赤色の発光ダイオードD1に22mA,緑色の発光ダイオードD2に35mA,青色の発光ダイオードD3に13mA)を流す(S4)。このときの発光ダイオードD1〜D3のそれぞれの光度及び同時発光時の色度を測定して、色度座標(x,y)を求める(S5)。yの値に基づいて、青色の発光ダイオードD3に接続されるチップ抵抗R3の抵抗値を変更する(S6)。続いて、xの値に基づいて、赤色の発光ダイオードD1に接続されるチップ抵抗R1の抵抗値を変更する(S7)。
As shown in FIG. 4, first, chip resistors R1 to R3 as variable resistors are mounted in the
Next, a prescribed current (for example, 22 mA for the red light emitting diode D1, 35 mA for the green light emitting diode D2, and 13 mA for the blue light emitting diode D3) is passed through each of the light emitting diodes D1 to D3 (S4). The light intensity of each of the light emitting diodes D1 to D3 and the chromaticity at the time of simultaneous light emission are measured to obtain chromaticity coordinates (x, y) (S5). Based on the value of y, the resistance value of the chip resistor R3 connected to the blue light emitting diode D3 is changed (S6). Subsequently, the resistance value of the chip resistor R1 connected to the red light emitting diode D1 is changed based on the value of x (S7).
赤色の発光ダイオードD1の光量を増加させればxの値が大きくなり、青色の発光ダイオードD3の光量を増加させればyの値が大きくなるという関係がある。また、yの値を調整するとxの値が大きく変動する一方、xの値を調整してもyの値は大きく変動しない。このため、上記のように、チップ抵抗R3の抵抗値を変更してyの値を調整し、それに続いて、チップ抵抗R1の抵抗値を変更してxの値を調整する。 There is a relationship that if the light amount of the red light emitting diode D1 is increased, the value of x is increased, and if the light amount of the blue light emitting diode D3 is increased, the value of y is increased. Further, when the value of y is adjusted, the value of x varies greatly. On the other hand, even if the value of x is adjusted, the value of y does not vary greatly. For this reason, as described above, the value of y is adjusted by changing the resistance value of the chip resistor R3, and subsequently, the value of x is adjusted by changing the resistance value of the chip resistor R1.
上記の抵抗値の変更においては、発光ダイオードD1,D3に流れる電流を規定の電流から増加させていく。これは、次の理由による。トリマブルチップ抵抗器は、抵抗値を増加させる方向にしか調整できない。このため、チップ抵抗R1,R3がそれぞれ発光ダイオードD1,D3と並列に電気的に接続されている状態では、発光ダイオードD1,D3に流れる電流を増加させる方向にしか調整できない。従って、発光ダイオードD1,D3に流れる規定の電流は調整完了時の電流よりも小さくする必要がある。また、一般に緑色の発光ダイオードD2の光度が低いので、白色としての光度は緑色の光度に依存する。そのため、緑色の発光ダイオードD2には一定の電流を流して、赤色の発光ダイオードD1又は青色の発光ダイオードD3の光度で色度を調整することができる。その場合には、緑色の発光ダイオードD2の電流を制御する抵抗器は不要になる。 In changing the resistance value, the current flowing through the light emitting diodes D1 and D3 is increased from the specified current. This is due to the following reason. Trimmable chip resistors can only be adjusted in the direction of increasing resistance. For this reason, in a state where the chip resistors R1 and R3 are electrically connected in parallel with the light emitting diodes D1 and D3, respectively, the adjustment can be made only in the direction of increasing the current flowing through the light emitting diodes D1 and D3. Therefore, the specified current flowing through the light emitting diodes D1 and D3 needs to be smaller than the current at the completion of adjustment. In general, since the light intensity of the green light emitting diode D2 is low, the light intensity as white depends on the green light intensity. Therefore, a constant current can be passed through the green light emitting diode D2, and the chromaticity can be adjusted by the light intensity of the red light emitting diode D1 or the blue light emitting diode D3. In that case, the resistor for controlling the current of the green light emitting diode D2 is not necessary.
上記のようにして、チップ抵抗R1,R3の抵抗値を変えた後に、発光ダイオードD1〜D3の同時発光時の色度を測定して、色度座標(x,y)を判定する(S8)。 After changing the resistance values of the chip resistors R1 and R3 as described above, the chromaticity coordinates (x, y) are determined by measuring the chromaticity at the time of simultaneous light emission of the light emitting diodes D1 to D3 (S8). .
このようにして、発光ダイオードD1〜D3を同時発光時に白色が発光するように、チップ抵抗R1,R3の抵抗値が変更(調整)されることによって、半導体発光装置1が完成する。
In this way, the semiconductor
図5は、半導体発光装置1の使用例を示している。
FIG. 5 shows a usage example of the semiconductor
図5に示すように、発光ダイオードD1およびチップ抵抗R1は並列に接続され、発光ダイオードD2およびチップ抵抗R2は並列に接続され、発光ダイオードD3およびチップ抵抗R3は並列に接続されている。発光ダイオードD1〜D3のカソードはGNDに接続され、アノードはそれぞれ半導体発光装置1の外部に設けられる抵抗R4〜R6を介して電源電圧Vccが印加される。抵抗R4〜R6は、電源電圧Vccを発光ダイオードD1〜D3の順方向電圧にまで降下させるために設けられている。
As shown in FIG. 5, the light emitting diode D1 and the chip resistor R1 are connected in parallel, the light emitting diode D2 and the chip resistor R2 are connected in parallel, and the light emitting diode D3 and the chip resistor R3 are connected in parallel. The cathodes of the light emitting diodes D1 to D3 are connected to the GND, and the power supply voltage Vcc is applied to the anodes via resistors R4 to R6 provided outside the semiconductor
このような構成においては、電源電圧Vccが発光ダイオードD1〜D3の順方向電圧に比べて十分高いと、それぞれの順方向電圧にばらつきがあっても、ほぼ一定の電流をそれぞれの発光ダイオードD1〜D3の端子に流すことができる。その端子に流れ込む電流の一部が白色になるように調整されたチップ抵抗R1,R3抵抗に流れ込む。そのため、半導体発光装置1が図4に示すような回路に接続されると、半導体発光装置1に合わせて外部の抵抗R4〜R6の値を変更することなく白色が得られることになる。
In such a configuration, when the power supply voltage Vcc is sufficiently higher than the forward voltages of the light emitting diodes D1 to D3, a substantially constant current is supplied to each of the light emitting diodes D1 to D1 even if the forward voltages vary. It can flow to the terminal of D3. Part of the current flowing into the terminal flows into the chip resistors R1 and R3 adjusted so as to be white. Therefore, when the semiconductor
また、上記の構成においては、チップ抵抗R1〜R3がそれぞれ発光ダイオードD1〜D3と並列に接続されている。これにより、発光ダイオードD1〜D3のそれぞれで発生した熱が細い金線(ボンディングワイヤ9)や熱伝導の悪い樹脂(パッケージ2)だけでなく、熱伝導の良いチップ抵抗R1〜R3のセラミック部を伝わる。この結果、発光ダイオードD1〜D3が搭載されているリードフレーム3,5,4と反対側のリードフレーム6,8,7にも熱が伝わりやすくなる。従って、リードフレーム3〜8からの放熱性の高いパッケージ2を得ることができる。
In the above configuration, the chip resistors R1 to R3 are connected in parallel with the light emitting diodes D1 to D3, respectively. Thereby, not only the thin gold wire (bonding wire 9) and the resin with poor heat conduction (package 2) generated by each of the light emitting diodes D1 to D3, but also the ceramic parts of the chip resistors R1 to R3 with good heat conduction are provided. It is transmitted. As a result, heat is easily transmitted to the lead frames 6, 8, and 7 on the opposite side of the lead frames 3, 5, and 4 on which the light emitting diodes D1 to D3 are mounted. Therefore, the
また、半導体発光装置1において、チップ抵抗R1〜R3は、発光ダイオードD1〜D3が搭載されているリードフレーム3〜8の上面側に搭載されている。これにより、発光ダイオードD1〜D3の光度測定、及びチップ抵抗R1〜R3の抵抗値の調整(前述のレーザトリミング)のための作業を半導体発光装置1の同じ側からすることができる。また、半導体発光装置1の外観検査も一方側からできるので容易になる。
Further, in the semiconductor
[実施の形態2]
図6乃至図8に基づいて本発明の他の実施の形態について説明する。尚、実施の形態1の半導体発光装置1における構成要素と同等の構成要素においては、同一の符号を付記する。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected in the component equivalent to the component in the semiconductor light-emitting
図6は、本実施の形態に係る半導体発光装置11の構造を示す平面図である。図7は、半導体発光装置11の断面図である。図8は、半導体発光装置11の下面図である。
FIG. 6 is a plan view showing the structure of the semiconductor
なお、図8は、発光ダイオードD1〜D3及びチップ抵抗R1〜R3の配置位置が図1と完全には一致していない別の構造を示している。しかしながら、図8に示す構造は、リードフレーム3〜8上における発光ダイオードD1〜D3及びチップ抵抗R1〜R3の相互の配置関係について図3に示す構造と同じである。 8 shows another structure in which the arrangement positions of the light emitting diodes D1 to D3 and the chip resistors R1 to R3 do not completely coincide with FIG. However, the structure shown in FIG. 8 is the same as the structure shown in FIG. 3 with respect to the mutual arrangement relationship of the light emitting diodes D1 to D3 and the chip resistors R1 to R3 on the lead frames 3 to 8.
また、図7は、図6の半導体発光装置11のB−B線矢視断面図であるが、B−B線状にはチップ抵抗R2が存在しない。しかしながら、後述するように、チップ抵抗R1〜R3がパッケージ12の下面側に配置されていることを分かりやすくするため、図7では、便宜上チップ抵抗R2を図示している。
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB of the semiconductor
図6乃至図7に示すように、この半導体発光装置11において、パッケージ12は、樹脂によって形成されており、上面の中央部分に円孔の壁面として形成された反射板12aが設けられるとともに、下面に長孔12b〜12dが設けられている。
As shown in FIGS. 6 to 7, in this semiconductor
発光素子としての発光ダイオードD1〜D3は、発光部を上方に向けて反射板12aから露出するように配置されており、それぞれのカソード部でリードフレーム3〜5の上端面に固定されている。また、発光ダイオードD1〜D3のアノード部は、それぞれリードフレーム3,5,7にボンディングワイヤ9を介して接続されている。
The light emitting diodes D1 to D3 as light emitting elements are arranged so that the light emitting portions are exposed upward from the reflecting
また、この半導体発光装置11において、チップ抵抗R1〜R3の配置が前述の半導体発光装置1と異なっている。具体的には、チップ抵抗R1の両端部は、リードフレーム3,6の下端面に固定されている。チップ抵抗R2の両端部は、リードフレーム5,8の下端面に固定されている。チップ抵抗R3の両端部は、リードフレーム4,7の下端面に固定されている。チップ抵抗R1〜R3は、それぞれ長孔12b〜12dから露出するように配置されている。半導体発光装置11においては、チップ抵抗R1〜R3のそれぞれに、長孔12b〜12dを介してトリミングのためのレーザ光を照射する。
Further, in the semiconductor
このように、本実施形態では、チップ抵抗R1〜R3がリードフレーム3〜8において、発光ダイオードD1〜D3が配置される側と反対側に配置される。これにより、長孔12b〜12dを反射板12aの配置位置に関係なく設けることができる。それゆえ、反射板12aの位置に関わらず、チップ抵抗R1〜R3の搭載位置を決定することができる。従って、チップ抵抗R1〜R3の配置の自由度が大きくなるため、半導体発光装置11のより小型化が可能となる。
Thus, in this embodiment, chip resistance R1-R3 is arrange | positioned in the lead frames 3-8 on the opposite side to the side by which the light emitting diodes D1-D3 are arrange | positioned. Thereby, the
[実施の形態3]
図9に基づいて本発明の更に他の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態において、実施の形態1の半導体発光装置21における構成要素と同等の構成要素については、同一の符号を付記する。
[Embodiment 3]
Still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the same components as those in the semiconductor
図9は、本実施の形態に係る半導体発光装置21の構成を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor
図9に示すように、半導体発光装置21において、チップ抵抗R1〜R3は、発光ダイオードD1〜D3のそれぞれに直列に接続されている。
また、図5に示す前述の抵抗R4〜R6は、チップ抵抗R1〜R3のそれぞれに並列に接続されて抵抗対を形成している。
As shown in FIG. 9, in the semiconductor
Further, the aforementioned resistors R4 to R6 shown in FIG. 5 are connected in parallel to the chip resistors R1 to R3 to form a resistor pair.
上記の構成では、発光ダイオードD1〜D3は、それぞれ上記の抵抗対に直列に電気的に接続されている。これにより、各抵抗対に流れる電流がそのまま発光ダイオードD1〜D3に流れるため、チップ抵抗R1〜R3と発光ダイオードD1〜D3とが並列接続される半導体発光装置1のように電流がそれぞれに流れることがなく、発光ダイオードD1〜D3に流す電流を少なくすることができる。それゆえ、装置全体としての消費電力が小さくなる。
In said structure, the light emitting diodes D1-D3 are each electrically connected in series with said resistance pair. As a result, since the current flowing through each resistor pair flows directly to the light emitting diodes D1 to D3, the current flows to each of the semiconductor
また、それぞれの発光ダイオードD1〜D3にそれぞれ抵抗を2個並列接続し、そのうちの一つを可変なチップ抵抗R1〜R3としている。これにより、抵抗での消費電力が分散する。この結果、赤色の発光ダイオードD1及び青色の発光ダイオードD3のように順方向電圧が大きく異なる場合でも、抵抗R4や抵抗R6の抵抗値を適切に設定することにより、チップ抵抗R1〜R3の変更後の抵抗値の差を小さくすることができる。従って、チップ抵抗R1〜R3として用いる可変抵抗器を可変抵抗値範囲が同一の一種類に統一することができる。 In addition, two resistors are connected in parallel to each of the light emitting diodes D1 to D3, one of which is a variable chip resistor R1 to R3. As a result, the power consumption at the resistors is dispersed. As a result, even when the forward voltages are greatly different, such as the red light-emitting diode D1 and the blue light-emitting diode D3, by appropriately setting the resistance values of the resistors R4 and R6, the chip resistors R1 to R3 are changed. The difference in resistance value can be reduced. Therefore, the variable resistors used as the chip resistors R1 to R3 can be unified into one type having the same variable resistance value range.
なお、以上のように開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments disclosed above are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明の半導体発光装置は、電流制御用の抵抗をパッケージの中に内蔵しても、色度を精度良く合わせることができるので、液晶のバックライトや証明装置として違和感のない白色光源に好適に利用できる。 Since the semiconductor light-emitting device of the present invention can adjust the chromaticity accurately even if a resistance for current control is incorporated in the package, it is suitable for a white light source that does not feel strange as a liquid crystal backlight or a proof device. Available.
1,11,21 半導体発光装置
2,12 パッケージ
2a 反射板
2b〜2d 長孔
3〜8 リードフレーム
12b〜12d 長孔
D1〜D3 発光ダイオード(発光素子)
R1〜R3 チップ抵抗
R4〜R6 抵抗
DESCRIPTION OF
R1 to R3 Chip resistors R4 to R6 resistors
Claims (11)
それぞれの発光素子に流れる電流を制御するために抵抗値を発光素子の光度に対応させた抵抗がパッケージに内蔵されていることを特徴とする半導体発光装置。 In a semiconductor light emitting device in which a plurality of light emitting elements are arranged in one package,
A semiconductor light emitting device, wherein a resistance having a resistance value corresponding to the luminous intensity of the light emitting element is incorporated in the package in order to control a current flowing through each light emitting element.
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