JP2017152629A - Light-emitting device and illuminating apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、発光装置、及びその発光装置を用いた照明装置に関する。 The present disclosure relates to a light emitting device and an illumination device using the light emitting device.
例えば特許文献1には、発光ダイオードの点灯時と非点灯時のコントラスト比を高めるために、明色のパッケージ成型体の発光観測面である上面を暗色に着色することが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes that the upper surface, which is a light emission observation surface of a light-colored package molded body, is colored in a dark color in order to increase the contrast ratio between when the light emitting diode is lit and when it is not lit.
ところで、例えば導光板の一端面に入光させ板面から発光させるエッジライト方式のバックライト装置において、上記従来の発光ダイオードを光源として適用すると、暗色のインキが導光板の一端面に接触する場合がある。その場合、暗色のインキが導光板との摩擦によって剥がれ落ち、バックライト装置の品位若しくは性能を低下させる虞がある。 By the way, when the conventional light emitting diode is applied as a light source in an edge light type backlight device that enters one end surface of a light guide plate and emits light from the plate surface, for example, when dark ink comes into contact with one end surface of the light guide plate There is. In this case, dark ink may be peeled off due to friction with the light guide plate, which may deteriorate the quality or performance of the backlight device.
そこで、本発明の一実施の形態は、素子収容器の発光側面上に設けられる光吸収膜の脱落を抑制した、側面発光型の発光装置及びそれを用いた照明装置を提供することを目的とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a side-emitting light-emitting device and a lighting device using the same, in which the light absorption film provided on the light-emitting side surface of the element container is prevented from falling off. To do.
本発明の一実施の形態の発光装置は、一側面を有する光反射性の樹脂成形体と、前記樹脂成形体に保持された一対のリード電極と、を備え、前記一対のリード電極を底に含む凹部が前記一側面に形成された素子収容器と、前記凹部内に収容され前記一対のリード電極と電気的に接続された発光素子と、前記一側面上に設けられた光吸収性の第1膜と、前記一側面上の前記第1膜上に設けられた光透過性の第2膜と、を備える、側面発光型の発光装置である。 A light-emitting device according to an embodiment of the present invention includes: a light-reflective resin molded body having one side surface; and a pair of lead electrodes held by the resin molded body, with the pair of lead electrodes at the bottom. An element container in which a concave portion is formed on the one side surface; a light emitting element that is accommodated in the concave portion and is electrically connected to the pair of lead electrodes; and a light-absorbing first provided on the one side surface. 1. A side-emitting light-emitting device including one film and a light-transmitting second film provided on the first film on the one side surface.
本発明の一実施の形態の照明装置は、上記本発明の一実施の形態の発光装置と、前記発光装置の前記一側面に対向する一端面を有する導光板と、備える、照明装置である。 An illuminating device according to an embodiment of the present invention is an illuminating device including the light emitting device according to an embodiment of the present invention and a light guide plate having one end surface facing the one side surface of the light emitting device.
本発明の一実施の形態の発光装置によれば、光吸収膜の脱落を抑制することができる。したがって、本発光装置を光源に用いた照明装置は、品位又は性能を高く維持しやすい。 According to the light emitting device of the embodiment of the present invention, it is possible to suppress the light absorption film from dropping off. Therefore, a lighting device using the light emitting device as a light source can easily maintain high quality or performance.
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する発光装置及び照明装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、図面が示す部材の大きさや位置関係などは、説明を明確にするため、誇張していることがある。 Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings as appropriate. However, the light emitting device and the lighting device described below are for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following unless otherwise specified. In addition, the size and positional relationship of the members illustrated in the drawings may be exaggerated for clarity of explanation.
なお、以下、可視波長域は波長が380nm以上780nm以下の範囲とし、青色域は波長が420nm以上480nm以下の範囲、緑色乃至黄色域は波長が500nm以上590nm以下の範囲、赤色域は波長が610nm以上750nm以下の範囲とする。 Hereinafter, the visible wavelength range is a wavelength range of 380 nm to 780 nm, the blue range is a wavelength range of 420 nm to 480 nm, the green to yellow range is a wavelength range of 500 nm to 590 nm, and the red range is a wavelength of 610 nm. The range is 750 nm or less.
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る照明装置150の概略平面図である。図2Aは、実施の形態1に係る発光装置100の概略正面図(概略前面図)である。図2Bは、図2AのA−A断面における概略断面図である。図2Cは、図2AのB−B断面における概略断面図である。図2Dは、図2Aに示す発光装置100の実装側主面の概略平面図である。図2Eは、図2Aに示す発光装置100の実装側主面とは反対側の主面の概略平面図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic plan view of
図中、発光装置100における、幅方向をX方向、厚さ方向をY方向、奥行き(前後)方向をZ方向として示す。より詳細には、右方向をX+方向、左方向をX−方向、上方向をY+方向、下方向をY−方向、前方向をZ+方向、後ろ方向をZ−方向としている。このX、Y、Z方向(軸)は其々、他の2方向(軸)と垂直な方向(軸)である。Y−方向が当該発光装置100の実装方向である。Z+方向が当該発光装置100の主発光方向である。
In the figure, in the
図1に示すように、実施の形態1の照明装置150は、発光装置100と、導光板110と、を備えている。また、照明装置150は、回路基板120を更に備えている。導光板110は、一端面110aを有している。この照明装置150において、発光装置100は、複数あるが、1つであってもよい。複数の発光装置100は、回路基板120上に導光板の一端面110aに沿って並置されている。複数の発光装置100は其々、回路基板120のランド部に導電性の接合部材を介して接合されており、回路基板120の回路配線を通した給電により発光可能である。また、回路基板120の回路配線は、複数の発光装置100を其々個別に駆動することが可能なように形成されている。
As shown in FIG. 1, the
図2A〜2Eに示すように、実施の形態1の発光装置100は、側面発光型(「サイドビュー型」とも呼ばれる)の発光装置である。発光装置100は、素子収容器10と、発光素子40,42と、第1膜50と、第2膜60と、を備えている。また、発光装置100は、封止部材70を更に備えている。素子収容器10は、樹脂成形体20と、一対のリード電極30,32を備えている。樹脂成形体20は、光反射性である。樹脂成形体20は、一側面20aを有している。一対のリード電極30,32は、樹脂成形体20に保持されている。樹脂成形体の一側面20a(正面若しくは前面とも呼ぶ)には、一対のリード電極30,32を底に含む凹部10rが形成されている。発光素子40,42は、素子収容器の凹部10r内に収容されている。発光素子40,42は、一対のリード電極30,32と電気的に接続されている。封止部材70は、素子収容器の凹部10rに充填されている。第1膜50は、樹脂成形体の一側面20a上に設けられている。第1膜50は、光吸収性である。第2膜60は、一側面20a上の第1膜50上に設けられている。第2膜60は、光透過性である。なお、一対のリード電極30,32は、樹脂成形体の下面20bから外側に延出して後方に且つ下面20bに沿うように折れ曲がっている。また更に、左のリード電極30は樹脂成形体の左側面20dに沿うように、右のリード電極32は樹脂成形体の右側面20eに沿うように、其々折れ曲がっている。
2A to 2E, the light-
そして、図1に示すように、照明装置150において、各発光装置100は、樹脂成形体の一側面20aを導光板の一端面110aに対向させて配置されている。より詳細には、照明装置150において、各発光装置100の第2膜60は、導光板の一端面110aに接触している。なお、発光装置100が、第2膜60が導光板の一端面110aから離間するように、配置されていたとしても、衝撃若しくは熱膨張などによって、第2膜60が導光板の一端面110aに一時的に接触することがある。
As shown in FIG. 1, in the
このような構成を有する発光装置100は、一側面20a上の第1膜50上に第2膜60が設けられているため、導光板の一端面110aには第1膜50より第2膜60が優先的に接触しやすくなっており、発光装置100と導光板の一端面110aの接触による第1膜50の脱落を抑制することができる。また、第2膜60は、光透過性であるため、導光板の一端面110aとの接触によって脱落したとしても、光吸収性の第1膜50に比べて照明装置の品位又は性能への影響が小さい。したがって、本発光装置100を光源に用いた照明装置150は、品位又は性能を高く維持しやすい。また、第2膜60は、光透過性であるため、第1膜50の光学的機能を活かしやすい。
In the
なお、第1膜50は樹脂成形体の一側面20aに接していることが好ましいが、第1膜50と樹脂成形体の一側面20aとの間に別の部材が介在していてもよい。第1膜50は、少なくとも樹脂成形体の一側面20a上の凹部10r以外の領域上にあればよいが、樹脂成形体の一側面20a上から一側面20aの隣接面上に延在していてもよい。なお、第1膜50は、発光装置100の発光効率の観点においては凹部10r内に形成されていないことが好ましいが、成膜精度上、凹部10rの内壁面上に形成されることがある。第1膜50による樹脂成形体の一側面20aの被覆範囲は、適宜選択できるが、樹脂成形体の一側面20aの凹部10r以外の領域の75%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、全てであることがよりいっそう好ましい。第2膜60は第1膜50に接していることが好ましいが、第2膜60と第1膜50との間に別の光透過性の部材が介在していてもよい。第2膜60による第1膜50の被覆範囲は、適宜選択できるが、第1膜50の表面積の25%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、75%以上であることがよりいっそう好ましい。また、第1膜50及び第2膜60は、単層膜が好ましいが、多層膜であってもよい。
The
以下、発光装置100の好ましい形態について詳述する。
Hereinafter, the preferable form of the light-emitting
図2C,2Eに示すように、第2膜60は、樹脂成形体の一側面20a上から下面20b及び上面20c上に延在している。このように、第2膜60が樹脂成形体20の一側面20a上から一側面20aの隣接面(凹部10rの内壁面以外)上に延在していることが好ましい。これにより、第2膜60を樹脂成形体20上に保持しやすくなり、ひいては第1膜50の脱落を抑制しやすい。このとき、特に、第2膜60がその樹脂成形体の一側面20aの隣接面に接していることが好ましい。これにより、第2膜60を樹脂成形体20上により強固に保持しやすくなり、ひいては第1膜50の脱落をよりいっそう抑制しやすい。また、発光装置100において、第2膜60が延在し得る樹脂成形体の一側面20aの隣接面としては、下面20b、上面20c、左側面20d、右側面20eなどが挙げられる。このうち、第2膜60は、一側面20a上から、下面20b若しくは上面20c上に延在していることが好ましく、上面20c上に延在していることがより好ましい。樹脂成形体の下面20b及び上面20cは薄型の素子収容器10において第1膜50及び第2膜60を一側面20a上から延伸させやすい面であり、特に上面20c上にある第2膜60は発光装置100の回路基板120への実装に影響を及ぼしにくいからである。また、上面20c上にある第2膜60は、発光装置100の実装の際のコレットなどの接触による第1膜50の脱落を抑制することもできる。一側面20aの隣接面上における第2膜60の延伸範囲は、適宜選択できるが、例えば、一側面20aを基準として、樹脂成形体20の奥行き最大寸法の1%以上30%以下が好ましく、3%以上25%以下がより好ましい。
As shown in FIGS. 2C and 2E, the
図2B,2Cに示すように、発光装置100において、第2膜60は、封止部材70が凹部10rから溢れて一側面20a上の第1膜50上へ膜状に延び広がった部分である。このように、第2膜60が封止部材70の一部であることは好ましい。これにより、第2膜60を樹脂成形体20上により強固に保持しやすくなり、ひいては第1膜50の脱落をよりいっそう抑制しやすい。また、第2膜60を封止部材70の一部で形成することで、第2膜60を簡便に形成することができる。
As shown in FIGS. 2B and 2C, in the
図2B,2Cに示すように、封止部材70は、発光素子40,42に励起される蛍光物質80を含有している。そして、蛍光物質80は、封止部材70中において、凹部10r開口側よりも凹部10rの底面側に多く存在している。樹脂成形体の一側面20aにおける戻り光の反射を抑制する第1膜50の技術的意義を考慮すると、第1膜50上に存在する発光物質は少ないほど好ましく、第1膜50上に発光物質が存在しないことが最も好ましい。したがって、封止部材70中の蛍光物質80が凹部10rの底面側に多く存在していることで、例えば第2膜60中など第1膜50上への蛍光物質80の配置が抑えられ、好ましい。このような蛍光物質80の配置は、例えば遠心分離法などによって蛍光物質80を強制的に凹部10rの底面側に沈降させることで実現することができる。
As shown in FIGS. 2B and 2C, the sealing
図3は、実施の形態1に係る発光装置100の一変形例を示す概略断面図である。図3に示すように、本変形例の発光装置において、第2膜62は、封止部材70とは別に設けられ、且つ一側面20a上の第1膜50上に設けられている。そして、封止部材70は、凹部10rから溢れて、第2膜62を被覆している。このように、第2膜62の少なくとも一部が封止部材70に被覆されていることは好ましい。これにより、第2膜62を樹脂成形体20上に保持しやすくなり、ひいては第1膜50の脱落を抑制しやすい。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the
以下、本発明の一実施の形態に係る発光装置及び照明装置における各構成要素について説明する。 Hereinafter, each component in the light-emitting device and illuminating device which concern on one embodiment of this invention is demonstrated.
(素子収容器10)
素子収容器10は、発光素子40,42を収容し、その発光素子40,42に外部から給電するための端子(電極)を有する容器である。素子収容器10は、少なくとも、樹脂成形体20と、リード電極30,32と、により構成される。素子収容器10は、例えば「パッケージ」などと呼ばれるものであってよい。本実施の形態の素子収容器10は、側面発光型の発光装置用である。
(Element container 10)
The
(樹脂成形体20)
樹脂成形体20は、素子収容器10における容器の母体をなす。樹脂成形体20は、素子収容器10の外形の一部を構成している。樹脂成形体20は、前方への光取り出し効率の観点から、発光素子40,42の発光ピーク波長における光反射率が、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがよりいっそう好ましい。さらに、樹脂成形体20は、白色であることが好ましい。樹脂成形体20は、硬化若しくは固化前には流動性を有する状態つまり液状(ゾル状又はスラリー状を含む)を経る。樹脂成形体20は、射出成形法、トランスファ成形法などにより成形することができる。
(Resin molding 20)
The resin molded
樹脂成形体20の母材は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、以下に示す樹脂は、その変性樹脂(ハイブリッド樹脂を含む)も含むものする。樹脂成形体の母材としては、射出成形法により成形しやすく、熱硬化性樹脂に比べて安価な観点において、熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂としては、脂肪族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂、芳香族ポリフタルアミド樹脂、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。なかでも、脂肪族ポリアミド樹脂、ポリシクロヘキサンテレフタレート、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレートのうちのいずれか1つが好ましい。また、熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂に比べ、耐熱性及び耐光性に優れ、長寿命で、信頼性が高い観点で好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂のうちのいずれか1つが好ましい。特に、不飽和ポリエステル樹脂及びその変性樹脂は、熱硬化性樹脂の優れた耐熱性及び耐光性を有しながら、射出成形法により成形可能であるため好ましい。具体的には、特開2013−153144号公報、特開2014−207304号公報、特開2014−123672号公報などに記載されている樹脂が挙げられる。樹脂成形体20は、光反射性、機械的強度、熱伸縮性などの観点から、母材中に、以下のような白色顔料と充填剤を含有することが好ましいが、これに限定されない。
As the base material of the resin molded
白色顔料は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。白色顔料は、これらのうちの1種を単独で、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、酸化チタンは、屈折率が比較的高く、光隠蔽性に優れるため、好ましい。白色顔料の形状は、適宜選択でき、不定形(破砕状)でもよいが、流動性の観点では球状が好ましい。白色顔料の粒径(以下「粒径」は例えば平均粒径D50で定義される)は、適宜選択できるが、0.01μm以上1μm以下であることが好ましく、0.1μm以上0.5μm以下であることがより好ましい。樹脂成形体20中の白色顔料の含有量は、適宜選択でき、樹脂成形体20の光反射性の観点では多いほうが良いが、流動性への影響も考慮して、20wt%以上70wt%以下であることが好ましく、30wt%以上60wt%以下であることがより好ましい。なお、「wt%」は、重量パーセントであり、全構成材料の総重量に対する各材料の重量の比率を表す。
White pigments include titanium oxide, zinc oxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium silicate, magnesium silicate, barium titanate, barium sulfate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, zirconium oxide, etc. Is mentioned. A white pigment can be used alone or in combination of two or more thereof. Among these, titanium oxide is preferable because it has a relatively high refractive index and is excellent in light shielding properties. The shape of the white pigment can be selected as appropriate and may be indefinite (crushed), but is preferably spherical from the viewpoint of fluidity. White pigment particle size (hereinafter "particle size" is defined by the mean particle diameter D 50 for example) it may be appropriately selected, preferably at 0.01μm than 1μm or less, 0.1 [mu] m or more 0.5μm or less It is more preferable that The content of the white pigment in the resin molded
充填剤は、酸化珪素、酸化アルミニウム、ガラス、チタン酸カリウム、珪酸カルシウム(ワラストナイト)、マイカ、タルクなどが挙げられる。充填剤は、これらのうちの1種を単独で、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。但し、充填剤は、上記白色顔料とは異なるものとする。特に、樹脂成形体20の熱膨張係数の低減剤としては、酸化珪素(粒径は好ましくは5μm以上100μm以下、より好ましくは5μm以上30μm以下)が好ましい。強化剤としては、ガラス、チタン酸カリウム、珪酸カルシウム(ワラストナイト)が好ましい。中でも、珪酸カルシウム(ワラストナイト)又はチタン酸カリウムは比較的径が小さく、薄型の樹脂成形体20に好適である。具体的には、強化剤の平均繊維径は、適宜選択できるが、例えば0.05μm以上100μm以下であり、0.1μm以上50μm以下が好ましく、1μm以上30μm以下がより好ましく、2μm以上15μm以下がよりいっそう好ましい。強化剤の平均繊維長は、適宜選択できるが、例えば0.1μm以上1mm以下であり、1μm以上200μm以下が好ましく、3μm以上100μm以下がより好ましく、5μm以上50μm以下がよりいっそう好ましい。強化剤の平均アスペクト比(平均繊維長/平均繊維径)は、適宜選択できるが、例えば2以上300以下であり、2以上100以下が好ましく、3以上50以下がより好ましく、5以上30以下がよりいっそう好ましい。充填剤の形状は、適宜選択でき、不定形(破砕状)でもよいが、強化剤としての機能の観点では繊維状(針状)若しくは板状(鱗片状)が好ましく、流動性の観点では球状が好ましい。樹脂成形体20中の充填剤の含有量は、樹脂成形体20の熱膨張係数、機械的強度などを考慮して適宜決めればよいが、10wt%以上80wt%以下が好ましく、30wt%以上60wt%以下がより好ましい(うち強化剤は5wt%以上30wt%以下が好ましく、5wt%以上20wt%以下がより好ましい)。
Examples of the filler include silicon oxide, aluminum oxide, glass, potassium titanate, calcium silicate (wollastonite), mica, and talc. The filler can be used alone or in combination of two or more thereof. However, the filler is different from the white pigment. In particular, as a reducing agent of the thermal expansion coefficient of the resin molded
(リード電極30,32)
一対のリード電極30,32は、素子収容器10における正負一対の端子(電極)を構成する。1つの素子収容器10におけるリード電極は、少なくとも一対あって、3つ以上あってもよい。1つの素子収容器10にある複数乃至全てのリード電極は、樹脂成形体20の異なる方向に面する複数の外面から其々延出してもよいが、樹脂成形体20の一方向に面する一外面(例えば下面20b)から延出していることが好ましい。リード電極30,32は、銅、アルミニウム、金、銀、タングステン、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、又はこれらの合金の平板に、プレス(打ち抜きを含む)、エッチング、圧延など各種の加工を施したものが母体となる。リード電極30,32は、これらの金属又は合金の積層体で構成されてもよいが、単層で構成されるのが簡便で良い。特に、銅を主成分とする銅合金(燐青銅、鉄入り銅など)が好ましい。また、その表面に、銀、アルミニウム、ロジウム又はこれらの合金などの光反射膜が設けられていてもよく、なかでも光反射性に優れる銀又は銀合金が好ましい。特に、硫黄系光沢剤を用いた銀又は銀合金の膜(例えばめっき膜)は、膜の表面が平滑で、極めて高い光反射性が得られる。なお、この光沢剤中の硫黄及び/又は硫黄化合物は、銀又は銀合金の結晶粒中及び/又は結晶粒界に散在することになる(硫黄の含有量としては例えば50ppm以上300ppm以下)。光反射膜の光沢度は、適宜選択できるが、1.5以上であることが好ましく、1.8以上であることがより好ましい。なお、この光沢度は、GAM(Graphic Arts Manufacturing)社製のdigital densitometer Model 144を用いて測定される値とする。リード電極30,32の厚さは、適宜選択できるが、例えば0.05mm以上1mm以下が挙げられ、0.07mm以上0.3mm以下が好ましく、0.1mm以上0.2mm以下がより好ましい。リード電極30,32は、例えばリードフレームの小片であってもよい。
(Lead
The pair of
(発光素子40,42)
発光素子40,42は、発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)素子などの半導体発光素子を用いることができる。発光素子40,42は、多くの場合に基板を有するが、少なくとも、種々の半導体で構成される素子構造と、正負(pn)一対の電極と、を有するものであればよい。特に、紫外〜可視域の発光が可能な窒化物半導体(InxAlyGa1−x−yN、0≦x、0≦y、x+y≦1)の発光素子が好ましい。発光素子40,42の発光ピーク波長は、発光効率、他の光源の光との混色関係、蛍光物質の励起効率などの観点から、青色域にあることが好ましく、445nm以上465nm以下の範囲がより好ましい。このほか、緑色〜赤色発光のガリウム砒素系、ガリウム燐系半導体の発光素子を含んでいてもよい。正負一対の電極が同一面側に設けられている発光素子40,42の場合、各電極をワイヤで一対のリード電極30,32と接続される(フェイスアップ実装)。また、各電極を導電性の接着部材で一対のリード電極30,32と接続されてもよい(フリップチップ実装(フェイスダウン実装))。正負一対の電極が互いに反対の面に各々設けられている対向電極構造の発光素子40,42の場合、下面電極が導電性の接着部材で一方のリード電極30に接着され、上面電極がワイヤで他方のリード電極32と接続される。1つの素子収容器10に実装される発光素子の個数は1つでも複数でもよい。複数の発光素子40,42は、ワイヤにより直列又は並列に接続することができる。また、1つの素子収容器10に、例えば青色、緑色、赤色発光の3つの発光素子、又は青色、緑色発光の2つの発光素子が実装されてもよい。
(
As the
(第1膜50)
第1膜50は、導光板110内を導光し発光装置100側へ戻ってきた光の樹脂成形体の一側面20aでの再反射を抑えることができる。このような第1膜50の機能は、複数の発光装置を備えながら、発光させる発光装置を選択的に切り替えることがある照明装置において、特に有効である。第1膜50は、樹脂成形体の一側面20aへの戻り光の吸収性の観点から、発光素子40,42の発光ピーク波長における光反射率が、50%未満であることが好ましく、25%以下であることがより好ましく、10%以下であることがよりいっそう好ましい。さらに、第1膜50は、黒色であることが好ましい。第1膜50は、例えば、樹脂の母材と、その母材中に含有される顔料と、により構成することができる。第1膜50の母材は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、及びこれらの変性樹脂のうちのいずれかであることが好ましい。顔料としては、黒色顔料が好ましく、具体的にはカーボンブラック、酸化鉄(マグネタイト)のほか、クロム、マンガン、亜鉛のうちの少なくとも1種と、鉄と、の複合酸化物、又はクロム、マンガン、亜鉛のうちの少なくとも1種と、銅と、の複合酸化物などが好ましい。第1膜50の厚さ(下限値)は、適宜選択できるが、光吸収性の観点から、0.003mm以上であることが好ましく、0.005mm以上であることがより好ましく、0.01mm以上であることがよりいっそう好ましい。第1膜50の厚さ(上限値)は、適宜選択できるが、脱落抑制並びに発光装置100の奥行き寸法の観点から、0.02mm以下であることが好ましく、0.015mm以下であることがより好ましく、0.012mm以下であることがよりいっそう好ましい。第1膜50は、例えばローラによる転写、インクジェット印刷、又はオフセット印刷などにより形成することができる。なお、第1膜50は、金型によって樹脂成形体20と一体的に成形することも可能である。
(First film 50)
The 1st film |
(第2膜60,62)
第2膜60,62の表面は、発光装置100の最外面、特に最前面を構成することが好ましい。第2膜60,62は、第1膜50の光学的機能を活かす観点並びに照明装置150の品位若しくは性能への影響の観点から、発光素子40,42の発光ピーク波長における光透過率が、60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることがよりいっそう好ましい。さらに、第2膜60,62は、透明であることが好ましく、無色透明であることがより好ましい。また、第2膜60,62(特にその母材)は、衝撃吸収などの観点から、第1膜50(特にその母材)より弾性率が低いことが好ましい。第2膜60,62は、例えば、樹脂の母材のみ、又は樹脂の母材と上記光透過性を維持可能な程度の含有量の充填剤、により構成することができる。第2膜60,62の母材及び充填剤は、後述の封止部材70と同じ材料を用いることができる。なかでも、第2膜60,62の母材は、シリコーン樹脂又はその変性樹脂であることが好ましい。また、封止部材70とは別に設けられる第2膜62の場合には、第2膜62の母材は、第1膜50の母材と同じ材料を用いることも好ましい。また、第2膜62は、第1膜50と同様の方法で形成することができる。なお、第2膜60,62は、発光物質を含有していないことが好ましい。第2膜60,62の厚さ(下限値)は、適宜選択できるが、第1膜50及び自身の脱落抑制の観点から、0.001mm以上であることが好ましく、0.002mm以上であることがより好ましく、0.003mm以上であることがよりいっそう好ましい。第2膜60,62の厚さ(上限値)は、適宜選択できるが、光透過性並びに発光装置100の奥行き寸法の観点から、0.01mm以下であることが好ましく、0.007mm以下であることがより好ましく、0.005mm以下であることがよりいっそう好ましい。
(
The surfaces of the
(封止部材70)
封止部材70は、発光素子40,42を封止して、埃や水分、外力などから保護する部材である。封止部材70は、電気的絶縁性を有し、発光素子40,42から出射される光に対して光透過性(好ましくは発光素子40,42の発光ピーク波長における光透過率が60%以上、より好ましくは70%以上、よりいっそう好ましくは80%以上)を有する部材であればよい。封止部材70は、母材中に、少なくとも蛍光物質を含有することが好ましいが、これに限定されない。また、封止部材70は、あることが好ましいが、必ずしも要るとは限らない。封止部材70は、例えば、流動性を有する状態の材料を、ディスペンサなどを用いて素子収容器の凹部10rに滴下(ポッティング)した後、硬化若しくは固化させることで形成することができる。また、封止部材70は、金型を用いて成形してもよい。
(Sealing member 70)
The sealing
封止部材70の母材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、TPX樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの変性樹脂が挙げられる。なかでも、シリコーン系樹脂(シリコーン樹脂及びその変性樹脂)は、低弾性率で、耐熱性及び耐光性に特に優れるため好ましい。フェニル基を含むシリコーン系樹脂(メチル・フェニルシリコーン系樹脂〜ジフェニルシリコーン系樹脂)は、シリコーン系樹脂のなかでも耐熱性及びガスバリア性が比較的高く、好ましい。フェニル基を含むシリコーン系樹脂中の珪素原子に結合した全有機基のうちフェニル基の含有率は、例えば5mol%以上80mol%以下であり、20mol%以上70mol%以下であることが好ましく、30mol%以上60mol%以下であることがより好ましい。
Examples of the base material of the sealing
(蛍光物質80)
蛍光物質80は、発光素子40,42から出射される一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは異なる波長の二次光を出射する。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光(例えば白色光)を出射する発光装置とすることができる。蛍光物質80は、以下に示す具体例のうちの1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。緑色光乃至黄色光を発する蛍光体の具体例としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えばY3(Al,Ga)5O12:Ce)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えばLu3(Al,Ga)5O12:Ce)、シリケート系蛍光体(例えば(Ba,Sr)2SiO4:Eu)、クロロシリケート系蛍光体(例えばCa8Mg(SiO4)4Cl2:Eu)、βサイアロン系蛍光体(例えばSi6−zAlzOzN8−z:Eu(0<Z<4.2))などが挙げられる。赤色光を発する蛍光体の具体例としては、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CASN又はSCASN)系蛍光体(例えば(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)、マンガンで賦活されたフッ化珪酸カリウム系蛍光体(例えばK2SiF6:Mn)がある。このほか、蛍光物質80は量子ドットを含んでもよい。量子ドットは、粒径1nm以上100nm以下程度の粒子であり、粒径によって発光波長を変えることができる。量子ドットは、例えば、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化鉛、セレン化鉛、又はテルル化カドミウム・水銀などが挙げられる。
(Fluorescent substance 80)
The
封止部材70の充填剤は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。封止部材70の充填剤は、これらのうちの1種を単独で、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせて用いることができる。特に、封止部材70の熱膨張係数の低減剤としては、酸化珪素が好ましい。封止部材70の充填剤の形状は、適宜選択できるが、不定形(破砕状)でもよいが、流動性の観点では球状が好ましい。封止部材70中の充填剤の含有量は、適宜選択できるが、封止部材70の熱膨張係数、流動性などを考慮して適宜決めればよいが、0.1wt%以上50wt%以下が好ましく、1wt%以上30wt%以下がより好ましい。また、封止部材70の充填剤として、ナノ粒子(粒径が1nm以上100nm以下の粒子)を用いることで、発光素子40,42の青色光など短波長の光の散乱(レイリー散乱を含む)を増大させ、蛍光物質80の使用量を低減することもできる。このナノ粒子の充填剤としては、例えば酸化珪素又は酸化ジルコニウムが好ましい。
Examples of the filler for the sealing
(ワイヤ)
ワイヤは、発光素子40,42の電極と、リード電極30,32と、を接続する導線である。具体的には、金、銅、銀、白金、アルミニウム、パラジウム又はこれらの合金の金属線(ここでいう「金属」は合金を含む)を用いることができる。特に、封止部材70からの応力による破断が生じにくく、熱抵抗などに優れる金線又は金合金線が好ましい。また、光反射性を高めるために、少なくとも表面が銀又は銀合金で構成されていてもよい。ワイヤの線径は、適宜選択できるが、5μm以上50μm以下が好ましく、10μm以上40μm以下がより好ましく、15μm以上30μm以下がよりいっそう好ましい。
(Wire)
The wires are conductive wires that connect the electrodes of the
(接着部材)
接着部材は、発光素子40,42をリード電極30,32に接着する部材である。絶縁性の接着部材は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、又はこれらの変性樹脂などを用いることができる。導電性の接着部材としては、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストや、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系の半田などを用いることができる。
(Adhesive member)
The adhesive member is a member that adheres the
(導光板110)
導光板110は、光透過性の板状部材である。導光板110は、一端面110aを光入射面とし板面の一方を光出射面とする。導光板の一端面110aにおける発光装置100と対向する部位は、平坦であることが好ましいが、凹凸が形成されていてもよい。導光板110は、厚みが全域で均一であってもよいし、発光装置100から遠ざかるほど厚みが小さくなっていたり、入光端部が主要部より徐々に厚くなっていたり、するなど、厚みが部分的に異なっていてもよい。導光板110の母材は、発光装置100から出射される光を透過可能(好ましくは透過率75%以上、より好ましくは透過率85%以上)な材料であればよい。具体的には、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、PMMA樹脂、ポリノルボルネン樹脂、ポリスチレン樹脂、又はガラスなどが挙げられる。
(Light guide plate 110)
The
(回路基板120)
回路基板120は、以下のような基体と回路配線により構成することができる。基体は、リジッド基板であれば、樹脂(繊維強化樹脂を含む)、セラミックス、ガラス、金属、紙などを用いて構成することができる。樹脂としては、エポキシ、ガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン(BT)、ポリイミドなどが挙げられる。セラミックスとしては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン、若しくはこれらの混合物などが挙げられる。金属としては、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、若しくはこれらの合金などが挙げられる。基体は、可撓性基板(フレキシブル基板)であれば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマーなどを用いて構成することができる。回路配線は、基体の少なくとも上面に形成され、基体の内部及び/若しくは側面及び/若しくは下面(裏面)にも形成されていてもよい。また、回路配線は、発光装置100が実装されるランド部、外部接続用の端子部、これらを接続する引き出し配線部などを有することが好ましい。回路配線は、銅、鉄、ニッケル、タングステン、クロム、アルミニウム、銀、金、チタン、パラジウム、ロジウム、又はこれらの合金で形成することができる。これらの金属又は合金の単層でも多層でもよい。特に、放熱性の観点においては銅又は銅合金が好ましい。また、回路配線の表層には、半田など接合部材の濡れ性及び/若しくは光反射性などの観点において、銀、金、又はこれらの合金などの層が設けられていてもよい。また、回路基板120は、適宜、ソルダーレジスト、カバーレイなどの保護膜を有していてもよい。
(Circuit board 120)
The
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。 Examples according to the present invention will be described in detail below. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.
<実施例1>
実施例1の発光装置は、図2A〜2Eに示す例の発光装置100の構造を有する側面発光型のLEDである。この発光装置(素子収容器)の大きさは、幅4.2mm、奥行き1.0mm、厚さ0.6mmである。
<Example 1>
The light emitting device of Example 1 is a side light emitting LED having the structure of the
素子収容器は、樹脂成形体が第1リード電極(負極)及び第2リード電極(正極)と一体に成形されて成っている。素子収容器は、前面に横3.6mm、縦0.43mm、深さ0.43mmの凹部を有している。樹脂成形体は、脂肪族ポリアミド樹脂の母材中に、30wt%の酸化チタンの白色顔料と、15wt%の繊維状の珪酸カルシウム(ワラストナイト)の充填剤を含有している。樹脂成形体は、射出成形法により成形されており、背面(後面)の略中心にゲート痕を有している。なお、ゲート痕とは、金型の樹脂注入口であるゲートで成形された突起である。第1リード電極及び第2リード電極は、銅合金の母体上に銀の反射膜がめっきで形成された厚さ0.125mmの金属小片である。凹部の側面は樹脂成形体の表面で構成され、凹部の底面は樹脂成形体の表面と、第1リード電極及び第2リード電極の表面で構成されている。この凹部の底面を構成する第1リード電極及び第2リード電極の部位は、第1素子実装部及び第2素子実装部である。また、第1リード電極及び第2リード電極は、樹脂成形体の外側にある部位として、第1外部接続端子部及び第2外部接続端子部を有している。第1外部接続端子部及び第2外部接続端子部は、樹脂成形体の下面から延出しその下面に沿うように折り曲げられ、更に左/右側面に沿うように折り曲げられている。この第1外部接続端子部及び第2外部接続端子部の最下部は、樹脂成形体の最下部より0.015mm下位にある。 The element container is formed by integrally molding a resin molded body with a first lead electrode (negative electrode) and a second lead electrode (positive electrode). The element container has a recess having a width of 3.6 mm, a height of 0.43 mm, and a depth of 0.43 mm on the front surface. The resin molded body contains 30 wt% of a white pigment of titanium oxide and 15 wt% of a filler of fibrous calcium silicate (wollastonite) in an aliphatic polyamide resin base material. The resin molded body is molded by an injection molding method, and has a gate mark at substantially the center of the back surface (rear surface). The gate mark is a protrusion formed by a gate which is a resin injection port of a mold. The first lead electrode and the second lead electrode are small pieces of metal having a thickness of 0.125 mm, in which a silver reflective film is formed by plating on a copper alloy base. The side surface of the concave portion is constituted by the surface of the resin molded body, and the bottom surface of the concave portion is constituted by the surface of the resin molded body and the surfaces of the first lead electrode and the second lead electrode. The portions of the first lead electrode and the second lead electrode constituting the bottom surface of the recess are the first element mounting portion and the second element mounting portion. Moreover, the 1st lead electrode and the 2nd lead electrode have a 1st external connection terminal part and a 2nd external connection terminal part as a site | part which exists in the outer side of a resin molding. The first external connection terminal portion and the second external connection terminal portion extend from the lower surface of the resin molded body, are bent along the lower surface, and are further bent along the left / right side surface. The lowermost portions of the first external connection terminal portion and the second external connection terminal portion are lower than the lowermost portion of the resin molded body by 0.015 mm.
また、樹脂成形体の前面の凹部周囲の略全領域上には、第1膜が接して設けられている。第1膜は、厚さ0.01mmの黒インキの膜である。第1膜は、フェノール樹脂の母材中に、カーボンブラックの黒色顔料を含有して成っている。第1膜は、ローラによる転写法により形成されている。第1膜上には、第2膜が接して設けられている。第2膜は、後述の封止部材が、凹部から溢れて第1膜の略全領域上に膜状に延び広がった後、硬化して成っている。第2膜の厚さは、0.005mmである。第2膜は、蛍光物質を含有していない。 In addition, the first film is provided in contact with substantially the entire region around the recess on the front surface of the resin molded body. The first film is a black ink film having a thickness of 0.01 mm. The first film is formed by containing a black pigment of carbon black in a phenol resin base material. The first film is formed by a transfer method using a roller. A second film is provided in contact with the first film. The second film is formed by curing after a sealing member described later overflows from the recess and extends in a film shape over substantially the entire area of the first film. The thickness of the second film is 0.005 mm. The second film does not contain a fluorescent material.
素子収容器の凹部内には、2つの発光素子が収容されている。この発光素子は、サファイア基板上に、窒化物半導体のn型層、活性層、p型層が順次積層された、青色(発光ピーク波長約455nm)発光可能な、縦0.24mm、横0.85mm、厚さ0.12mmの略直方体のLEDチップである。2つの発光素子は、第1素子実装部と第2素子実装部上に各々接着部材で接着されている。第1の発光素子のn電極と第1素子実装部、第1発光素子のp電極と第2発光素子のn電極、第2発光素子のp電極と第2素子実装部がワイヤにより各々接続されている。接着部材は、ジメチルシリコーン樹脂である。ワイヤは、線径25μmの銀−金合金線(銀約80%/金約20%)である。 Two light emitting elements are accommodated in the recess of the element container. This light emitting device has a nitride semiconductor n-type layer, an active layer, and a p-type layer sequentially laminated on a sapphire substrate, and can emit blue light (emission peak wavelength of about 455 nm). It is a substantially rectangular parallelepiped LED chip having a thickness of 85 mm and a thickness of 0.12 mm. The two light emitting elements are respectively bonded to the first element mounting portion and the second element mounting portion by an adhesive member. The n electrode of the first light emitting element and the first element mounting portion, the p electrode of the first light emitting element and the n electrode of the second light emitting element, and the p electrode of the second light emitting element and the second element mounting portion are connected by wires. ing. The adhesive member is dimethyl silicone resin. The wire is a silver-gold alloy wire (about 80% silver / about 20% gold) having a wire diameter of 25 μm.
素子収容器の凹部内には、封止部材が発光素子を被覆するように充填されている。封止部材は、メチル・フェニルシリコーン樹脂を母材とし、その母材中に緑色(発光ピーク波長約540nm)発光可能なβサイアロン系蛍光体と赤色(発光ピーク波長約630nm)発光可能なフッ化珪酸カリウム系蛍光体からなる蛍光物質と、0.4wt%の酸化珪素の充填剤と、を含有している。封止部材は、ディスペンサを用いて凹部に滴下(ポッティング)された後、加熱処理により硬化させることで形成される。封止部材の前面は、樹脂成形体の前面と略同一面(硬化収縮により若干の凹面)となっている。蛍光物質は、遠心分離法によって、封止部材中において、凹部の底面側に多く存在している。 A sealing member is filled in the recess of the element container so as to cover the light emitting element. The sealing member uses methyl phenyl silicone resin as a base material, and β sialon-based phosphor capable of emitting green (emission peak wavelength of about 540 nm) and fluoride (emission peak wavelength of about 630 nm) in the base material. It contains a fluorescent substance made of a potassium silicate-based phosphor and a filler of 0.4 wt% silicon oxide. The sealing member is formed by being dropped (potted) into the recess using a dispenser and then cured by heat treatment. The front surface of the sealing member is substantially the same surface as the front surface of the resin molded body (slightly concave due to curing shrinkage). A large amount of the fluorescent material is present on the bottom surface side of the recess in the sealing member by the centrifugal separation method.
以上のように構成された実施例1の発光装置は、実施の形態1の発光装置100と同様の効果を奏することができる。
The light emitting device of Example 1 configured as described above can achieve the same effects as the
本発明の一実施の形態に係る発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内などの各種表示装置、プロジェクタ装置、さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナなどにおける画像読取装置などに利用することができる。 A light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a backlight device for a liquid crystal display, various lighting devices, a large display, various display devices such as advertisements and destination guides, a projector device, a digital video camera, a facsimile, a copy It can be used for an image reading device in a machine, a scanner, or the like.
10…素子収容器(10r…凹部)
20…樹脂成形体(20a…一側面(正面)、20b…下面、20c…上面、20d…左側面、20e…右側面、20f…背面)
30、32…リード電極
40,42…発光素子
50…第1膜
60,62…第2膜
70…封止部材
80…蛍光物質
100…発光装置
110…導光板(110a…一端面)
120…回路基板
150…照明装置
10 ... Element container (10r ... Recess)
20 ... resin molding (20a ... one side (front), 20b ... bottom, 20c ... top, 20d ... left side, 20e ... right side, 20f ... back)
DESCRIPTION OF
120 ...
Claims (10)
前記凹部内に収容され前記一対のリード電極と電気的に接続された発光素子と、
前記一側面上に設けられた光吸収性の第1膜と、
前記一側面上の前記第1膜上に設けられた光透過性の第2膜と、を備える、側面発光型の発光装置。 An element housing including a light-reflective resin molded body having one side surface and a pair of lead electrodes held by the resin molded body, and a recess including the pair of lead electrodes at the bottom is formed on the one side surface And
A light emitting element housed in the recess and electrically connected to the pair of lead electrodes;
A light-absorbing first film provided on the one side surface;
And a light-transmitting second film provided on the first film on the one side surface.
前記第2膜が前記封止部材の一部である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。 Further comprising a sealing member filled in the recess,
The light emitting device according to claim 1, wherein the second film is a part of the sealing member.
前記第2膜の少なくとも一部が前記封止部材に被覆されている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光装置。 Further comprising a sealing member filled in the recess,
The light emitting device according to claim 1, wherein at least a part of the second film is covered with the sealing member.
前記蛍光物質が前記封止部材中において前記凹部の底面側に多く存在している請求項5又は6に記載の発光装置。 The sealing member contains a fluorescent substance that is excited by the light emitting element,
The light emitting device according to claim 5, wherein a large amount of the fluorescent material is present on the bottom surface side of the recess in the sealing member.
前記樹脂成形体が白色である、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の発光装置。 The first film is black;
The light emitting device according to any one of claims 1 to 7, wherein the resin molded body is white.
前記発光装置の前記一側面に対向する一端面を有する導光板と、備える照明装置。 A light emitting device according to any one of claims 1 to 8,
A light guide plate having an end surface facing the one side surface of the light emitting device, and an illumination device.
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