JP4536171B2 - LED display device - Google Patents

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    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3025Electromagnetic shielding

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はLEDチップをパッケージの内部に配置させた発光装置に係わり、特に、静電気による損傷、EMI(electromagnetic interference)及び光照射による損傷が少なく極めて信頼性の高い発光装置に関する。
【0002】
【従来技術】
今日、光の三原色に相当するRGB(赤色、緑色、青色)の光が1000mcd以上にも及ぶ超高輝度に発光可能なLEDがそれぞれ開発された。このようなLEDを用いた発光装置は半導体素子であるため小型、軽量で信頼性が高く、かつ低消費電力である。そのため、バックライト、プリンタヘッドやLEDディスプレイなど種々の分野にパッケージ内部にLEDを配置させた発光装置が利用され始めている。
【0003】
図5にLEDを用いた発光装置500を利用した例としてLEDディスプレイ510の模式的斜視図を示す。LEDディスプレイ510は複数の発光装置500をドットマトリックス状などに配置させ各発光装置の点灯を制御することにより種々の情報を表示することができる。LEDディスプレイ510を複数接続させることにより所望の大きさの画像データなどを表示させることができる。具体的には、各種コンピュータ、VTRやDVDなど種々の情報源から表示データを転送し表示データを各々の駆動データとして演算処理する。演算処理されたデータに基づいて駆動回路を構成するドライバをスイッチングさせる。各発光装置を所望時間点灯させることにより、所望の画像データなどを表示することができる。これら駆動回路は、発光装置500が配置された発光装置配置用基板501に形成させても良いし、スペースなどの都合から発光装置配置用基板501の発光観測面に対して裏面側に駆動回路を配置した駆動基板502を構成させても良い。発光装置配置用基板501と駆動基板502とはピン505を用いて電気的に接続させている。
【0004】
LEDディスプレイ510は野外だけでなく屋内にも配置される。特にディスプレイの大きさや設置場所に応じて最近では比較的高い位置だけでなく人の触れる位置にまで配置されることがある。発光装置500は黒色に着色した液晶ポリマーなどからなるパッケージの凹部内に外部電極と電気的に接続させたLEDチップを配置させる。また、パッケージの凹部を透光性エポキシ樹脂などで被覆して保護している。これにより発光装置の表面に人などが当たったとしても内部に配置されたLEDチップなどが機械的に破壊されないように構成させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、LEDディスプレイ510に触れることにより、発光装置配置用基板501上に配置された発光装置500が絶縁層で被覆されていたとしても内部の発光素子が破壊される場合がある。したがって、上記構成の発光装置においては十分ではなく更なる改良が求められている。
【0006】
本発明者らは種々の実験の結果、発光装置の破壊は発光装置に触れることにより人体等に帯電した高電圧が一気に放電されること及び発光装置に設けられた表面のシールド層により発光素子に損傷を与えることなく電流をパスさせることができることを見出し、本発明を成すに至った。
【0007】
即ち、LEDディスプレイは発光装置の配置数などによって種々の大きさとすることができる。人の直前に配置させ手に触れる場所に配置することもできる。特に、設置スペースが制限された屋内用とすることもできる。この場合、冬季など乾燥した雰囲気中などでは静電気が生じやすい。したがって、屋内用などLEDディスプレイに触れる或いは、近づくだけで人体等からLEDディスプレイに放電する場合がある。チップタイプ型LEDなどの発光装置は、発光装置の表面から発光装置配置用基板との間隔が短く(発光装置の厚みが薄く)、発光装置が配置される基板の導電性パターンとの接続箇所に放電が集中することも考えられる。導電性パターンへの放電は配置されているLEDチップに局所的に電流が流れることによりLEDチップが静電破壊されると考えられる。特に、窒化物半導体を用いたLEDチップは静電破壊されやすい傾向にある。また、発光層を単一量子井戸構造や多重量井戸構造など量子効果が生ずるといわれる膜厚とすると、さらに破壊されやすい傾向にある。
【0008】
また、LEDディスプレイにおいては、1秒間に60フレーム近くの画像が走査される。また、マルチカラーやフルカラー表示の場合、色の三原色に対応するRGBの発光装置を駆動させなければならない。そのため、大型のディスプレイにおいては数万から数十万の各LEDチップをスイッチングして駆動させる。そのため、発光装置の数を増やし大型化するに伴って導波周波数が高くなる。LEDチップの駆動に伴って駆動回路を構成する集積回路や配線などから高周波が放射される場合がある。
【0009】
高周波はLEDディスプレイにとって不要であり、発光装置の誤作動だけでなく、LEDディスプレイから放出され他の機器に進入することにより誤作動等を生じさせることが考えられる。屋内などより密閉した空間において電子機器の多数が配置される環境以下においては電磁波による不具合としてEMI対策が極めて重要になってくる。本発明のシールド層はこのような不要な電磁波を低減させることもできる。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のLED表示装置は、LEDと、そのLEDを凹部内に配置させるセラミックパッケージと、を備えており、上記セラミックパッケージが、上記LEDに接続される電極と、上記セラミックパッケージの開口部側の表面上に設けられ光吸収層を兼ねるシールド層と、そのシールド層と電気的に接続されたGND電極と、を有する複数の発光装置と、それらの発光装置が半田付けにより配置された基板と、その基板の裏面側に上記発光装置を駆動させる駆動回路が配置された駆動基板と、を備えており、上記基板および上記駆動基板は、多層基板であると共に上記シールド層と電気的に接続されたGND層を有することを特徴とする。本発明により、比較的簡単な構成で静電気による損傷やEMI対策、さらにはリペア時の損傷を防止しうることができる。
【0011】
また、発光装置は、シールド層兼光吸収層を有する。これにより外来光を受けてもコントラスト比の高い発光装置とすることもできる。
【0012】
発光装置は、シールド層はパッケージに対して熱伝導性の高いが金属或いは合金であると共上記パッケージの主材料が硝子エポキシ樹脂であるシールド層が金属であると共にパッケージが硝子エポキシ樹脂であることが好ましい。これにより、光照射によって半田付け等する場合における硝子エポキシ樹脂の剥離などに起因する発光装置の損傷を低減させることができる。特に光吸収層が設けられた表面側は特に温度上昇が著しくなるため本発明の効果が顕著に現れることとなる。
【0013】
発光装置はGND電極に接続されるシールド層はLEDと電気的に接続される外部電極と電気的に独立している。これにより、信頼性のより高い発光装置とすることができる。
【0014】
発光装置はLEDが窒化物半導体からなる。特に静電気などに対して弱い窒化物半導体を利用した場合においても、信頼性のより高い発光装置とすることができる。
【0015】
上記基板の裏面側に上記発光装置を駆動させる駆動回路が配置された駆動基板を備えており、上記基板および上記駆動基板は、多層基板であると共に上記シールド層と電気的に接続されたGND層を有する。これにより、人などが触れる発光装置においてもLEDチップの破壊等がない発光装置とすることができる。また、外部からの電磁波による画像の乱れや内部駆動回路からの電磁波を外部に放出することがない発光装置とすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一例を図3及び図4に示す。基板上に図3の如きRGBがそれぞれ発光可能なLEDチップ305を内部に有する発光装置300を配置させた。半田408により基板401上の導電パターンの電極と、発光装置300の各電極とを電気的に接続させると共に固定させる。基板上には発光装置が16×16のドットマトリックス状に配置させてある。次に、発光装置300が形成された発光装置配置用基板401の裏面側に、この基板と各発光装置を駆動させる駆動ドライバとしてCPUなどを配置させた駆動基板402とをピン405を用いて図4の如き電気的に接続させてある。
【0017】
発光装置300のパッケージ303は、アルミナを主原料とするセラミック焼成前のグリーンシートを利用してある。グリーンシートを多層に積層させると共に焼成後に発光装置300内の導電性パターンとして働く金属層をタングステン含有の樹脂を所望のパターンに印刷させることにより形成させる。LEDチップが配置されるパッケージ303の開口部は、予め穴のあいたグリーンシートをタングステンで導電性パターンが形成されたグリーンシート上に積層させることにより形成させる。
【0018】
本発明ではグリーンシートの最表面側に、後でシールド層301として働く酸化ルテニウムを樹脂と共に塗布する。グリーンシートを焼成するとセラミックは白色となるが、酸化ルテニウムは暗色系となる。また、表面に印刷させた酸化ルテニウムはグリーンシートの状態で裏面側と貫通孔308を利用して電気的に接続させてある。裏面側では、LEDチップと電気的に接続させ固定させるための電極の他に、表面の酸化ルテニウムと接続された電極302が設けられている。
【0019】
こうして積層したグリーンシートを炉により焼成させると、内部に開口部を有し開口部底面から裏面に電気的に接続された種々の電極302、306が形成されることとなる。焼成により形成されたセラミックパッケージ303の開口部周辺に設けられた表面層は、シールド層兼光吸収層301として働き発光装置のコントラスト比を向上させることができる。
【0020】
また、酸化ルテニウムが形成されたシールド層はLEDチップを駆動させる電極とは独立に裏面側において電極302、306が形成されている。このため、シールド層301の表面側から静電気など大電圧が掛かったとしてもLEDチップとは独立した電極を介して接地線(ground)に電流が放出されることとなる。特に、発光装置の最表面側にシールド層301があることから優先的に電流が流れ内部に配置されたLEDチップを損傷することが極めて少なくなる。
【0021】
開口部内部に、B(青色系)が発光可能なLEDチップ305としてサファイア基板上に低温で成膜させたGaNのバッファ層、n型GaNであるコンタクト層兼クラッド層、GaN層とInGaN層の多重量子井戸構造とされる活性層、p型AlGaNであるクラッド層、p型GaNであるコンタクト層を積層した構成としてある。各コンタクト層を露出させ電極を形成させた後、ダイボンド機器を用いて形成されたLEDチップをエポキシ樹脂であるマウント部材によりパッケージの開口部内に配置させる。マウント部材を硬化後、LEDチップの各電極と、開口部内に露出したパッケージ表面上の電極とを金線を用いてワイヤボンディングさせる。この後、パッケージの開口部内にエポキシ樹脂を透光性モールド部材304として充填しLED及びワイヤを外力、塵芥や水分などから保護する。
【0022】
セラミックパッケージ303の裏面側に設けられた外部電極306に電流を供給することによりLEDチップ305を発光させることができる。また、シールド層301とパッケージ303の貫通孔308を通して裏面側に設けられたGND電極302は、LEDチップ305と電気的に接続される外部電極306とは別に電気的に独立して接地線に専用に接続される。以下、本発明の各構成について詳述する。
【0023】
(シールド層101、301)
シールド層101はパッケージ103の発光観測面側表面に設けられるものであり、外部からの静電気など不要な電流をLEDチップ105に損傷を与えることなく放出させることができるものである。或いは、LEDチップ105を発光/非発光を制御させることなどに伴う駆動回路からの電磁波を吸収することもできる。さらに、パッケージ表面に照射された光により生ずる熱を効率よく外部に放出することが好適にできるものである。したがって、電気伝導性、熱伝導性の高いことものが好ましい。シールド層101の材料としては、パッケージ103の主部材によって種々のものを選択することができるが、具体的には銅、金、銀などの各種金属膜、パラジウム、タングステンなどの高融点金属やこれらの金属酸化物、各種金属リードなどを好適に利用することができる。
【0024】
(光吸収層107)
光吸収層107はシールド層101上に好適に用いられるものである。シールド層101は電気的伝導性の良いものが用いられるため、種々の金属などが利用することができる。この場合、金属光沢を持ったものは外来光を反射するため発光装置のコントラスト比が低下する傾向にある。そのため、暗色系の塗料などを少なくとも発光装置100の非発光部であるパッケージ103の表面側に光吸収層107として形成させる。光吸収層107により発光装置100の発光/非発光時におけるコントラスト比を向上させることができる。光吸収層107が絶縁性である場合は、外部からの静電気などを効率よく通電することができない。電流はLEDチップなどが駆動用の電極を介して流れ、破壊されやすくなる。そのため光吸収層107自体も導電性が高いことが好ましい。光吸収層107として具体的には、酸化銀や酸化鉄などの金属酸化物、カーボンや黒や紺色など暗色系の着色染料を含有させた各種導電性ペーストなどが好適に挙げられる。光吸収層107の導電性がよい場合はシールド層101と光吸収層107を兼用することもできる。
【0025】
(GND電極102、302)
GND電極102は、パッケージ103裏面や側面に設けられ接地線などと接続されるものである。GND電極103はパッケージ103の表面側に設けられたシールド層107とスルーホール108などを介して電気的に接続され静電気など外部からの電流、電磁波さらには発光装置を駆動させる駆動回路等からの電磁波を外部に放射するのを防ぐことができる。また、外部の光照射に伴う熱をパッケージ103表面に留めることなくシールド層107からGND電極102を介して外部放出させることもできる。
【0026】
GND電極102はLEDチップ105を駆動させるための外部電極106と共通に用いることもできるし、電気的に独立して利用することもできる。外部からの静電気等をLEDチップ105に損傷を与えることなく流すためには外部電極106と電気的に独立して配置させることが好ましい。GND電極102とシールド層101とはパッケージ103に設けた孔に導電性部材を形成させたスルーホール108やパッケージ外部に設けた配線を利用して導通を取ることができる。GND電極102の具体的材料としては、硝子エポキシを用いたパッケージの孔に設けられた銅箔やセラミックを用いたパッケージに形成されるタングステンなどが好適に挙げられる。
【0027】
(パッケージ103)
本発明に用いられるパッケージ103は、内部に発光素子としてLEDチップ105が配置されるものであり外部環境の外力等からLEDチップ105などを保護するためのものである。パッケージ13内には種々のLEDチップ105を配置させることができ、LEDチップの数も所望に応じて複数配置させることができる。パッケージ103は凹部が形成されており、凹部底面にはLEDチップの各電極と電気的に接続可能な配線が露出してある。また、パッケージ103に露出したこの配線はパッケージ103の裏面側の電極と電気的に接続されており外部電極として機能する。LEDチップ105の損傷を少なくするためにパッケージ103開口部内に透光性樹脂106を封入することもできる。このようなパッケージ103は外力に強く耐光性が高いものとしてアクリル樹脂や液晶ポリマーを用いたもの、硝子エポキシ樹脂を用いたもの、セラミック材料を利用したものなど種々のものを好適に利用することができる。
【0028】
(LED105、305)
LED105、305は半導体発光素子として種々のものを利用することができる。具体的には、RGB(赤色、緑色、青色)が単色性発光可能なLEDだけでなく、Y(黄色)が発光可能なLED等も挙げられる。また、LED105から放出された発光波長を種々の蛍光物質を利用することにより色変換させて発光させるLEDを利用することもできる。このような、LEDとして具体的には発光層にInN、GaN、AlN、GaP、InGaN、AlInN、AlGaN、InAlGaN、GaAlAs、GaAsPやAlInGaPなど種々の材料を用いたものが挙げられる。また、発光層はMOCVD法、MBE法及びCVD法など種々のものを用いたものが挙げられる。LEDの構造もMIS接合、PIN接合、pn接合を用いたホモ構造、ヘテロ構造やダブルへテロ構造など種々選択することができる。また、単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。
【0029】
(外部電極106、306)
外部電極106はパッケージ103内部に配置させたLEDチップ105と接続させると共に不示図の外部電源と接続させるために設けられる。したがって、パッケージ103裏面側や側面側などに形成することができるものであるから、パッケージ103を構成する主部材との密着性が高く導電性がよいことが望まれる。外部電極106を構成する材料は、パッケージの主部材によって種々のものを選択することができるが、硝子エポキシ樹脂をパッケージの主部材に利用した場合は銅箔、セラミックをパッケージの主部材に利用した場合は、タングステンなどの高融点金属、液晶ポリマーなどの耐熱性樹脂をパッケージの主部材に利用した場合は銀メッキなど施した鉄などの金属リードなどを好適に利用することができる。
【0030】
(発光装置配置用基板401)
発光装置配置用基板401は本発明の発光装置300を配置させる基板である。LEDユニットなどとして利用させる場合はドットマトリックス状など所望の数及び配置とさせることができるものである。本発明においては、発光装置300がLEDチップの駆動用とは別に独立したGND電極を持つ場合がある。この場合、発光装置配置用基板401自体にもLEDチップに電力を供給させる導電性パターンとは別に接地線と接続される接地専用の導電性パターンを形成させていることが望ましい。このような接地線用の導線性パターンは大電流が流れても損傷しがたいようにGND層404として形成させることが望ましい。
【0031】
(駆動基板402)
駆動基板402は発光装置300を所望に点灯等させるために好適に用いられるものである。駆動基板402はCPUや各種メモリーを利用して外部からの入力されたデータ等により各発光装置の各LEDチップをどのくらい点灯させるかによって所望の画像データを表示させることができる。具体的には、外部からの影像データを演算したのち演算結果によりドライバを駆動させる。ドライバをスイッチングさせることによりLEDチップに供給する電流を制御する。流れる電流の時間や電流量を種々制御することによりそれぞれのLEDチップを発光させることができる。各LEDチップが光の3原色であるRGB(赤色、緑色、青色)である場合、それぞれの混色発光を利用することによりフルカラー表示することができる。LEDディスプレイにおいては発光装置がドットマトリックス状に配置させた発光装置用基板の裏面側にほぼ同一の大きさで形成させることができる。これを複数接続させることにより所望の大きさのディスプレイを比較的簡単に構成することができる。発光装置配置用基板と同様、駆動回路にもGND層406を形成させていることが好ましい。
【0032】
(GND層404、406)
GND層404、406は駆動基板402や発光装置配置用基板401の内部に好適に形成することができるものである。多層積層基板の内部に形成された導電性パターンを利用することにより例えば16×16個の各発光装置のシールド層と、GND層404において一か所で接続させることができる。多層積層基板中のGND層404はスルーホールを利用することにより各発光装置300のシールド層と比較的簡単に接続させることができる。以下、本発明の実施例について詳述する。
【0033】
【実施例】
(実施例1)
硝子エポキシ樹脂基板を利用して発光装置のパッケージを形成させた。パッケージは両面に銅箔が所望のパターンに形成された硝子エポキシ樹脂を2層張り合わせて形成させてある。発光観測面側となる表面側の硝子エポキシ樹脂はLEDチップを配置させる開口部をドットマトリクス状に16×16箇所開けてある。また、開口部周辺の硝子エポキシ樹脂の最表面には、開口部を除いて後に各発光装置の大きさとなる矩形状全面に渡って厚さ20μmの銅箔が形成されている。この銅箔がシールド層として働く。銅箔上にはコントラスト比を向上させるために光吸収層として暗色の酸化鉄をエポキシ樹脂中に含有させたものを厚さ約30μの薄膜状に塗布させてある。
【0034】
LEDチップが搭載される硝子エポキシ樹脂は各開口部単位で開口部表面から裏面側に設けられた外部電極(銅箔のパターン)までを接続させてある。具体的には硝子エポキシ樹脂を利用したパッケージを貫通した孔の表面に銅箔とその上に形成された金メッキからなるスルーホールを介して電気的に接続させてある。同様に、裏面側には外部電極の他にシールド層とスルーホールを介して電気的に接続させたGND電極を銅箔を利用して形成させてある。なお、LEDチップが後に配置される開口部ごとに矩形状に分離し各発光装置とすべく硝子エポキシ樹脂の両面側から切り込みを入れてある。
【0035】
InGaNを発光層とする厚さ3nmの単一量子井戸構造とされるLEDチップを利用した。Inの組成を変えて青色(主発光波長470nm)と緑色(主発光波長555nm)のLEDチップを形成させてある。他方、赤色のLEDチップとしてAlGaInPを発光層に用いたものを利用してある。結晶性の良いInGaNを形成させるために窒化物半導体を利用したLEDチップは、サファイア基板上に形成させているためサファイア上の窒化物半導体に一対の電極を形成させてある。
【0036】
パッケージ開口部にダイボンド機器を利用してAgペーストを利用して各LEDチップを開口部底面に配置させた。Agペーストを硬化させることによりLEDチップを固定させた。赤色のLEDチップはLEDチップを構成する基板自体が導電性を持つため、パッケージ開口部底面の銅箔パターン上に配置すると共にLEDチップの一方の電極を電気的に接続させることができる。他方、窒化物半導体を用いたLEDチップは、サファイアが絶縁性であるためAgペーストで固定させただけでは導通を取ることができない。そのため、LEDチップの各電極と開口部に露出した銅箔パターン上に金線を用いてワイヤボンディングさせた。これによって、各LEDチップとパッケージの外部電極とを電気的に接続させることができる。各LEDチップが発光できることを確認した後、開口部内にエポキシ樹脂を塗布、硬化させLEDチップなどを保護するモールドを形成させた。硝子エポキシ樹脂を開口部ごとに予め設けられた切り込みに沿って外力を掛けることにより個々の発光装置を形成させる。
【0037】
形成された発光装置をドットマトリックス状に発光装置搭載用基板に半田を用いて配置させる。発光装置がドットマトリックス状に配置可能に予め形成された銅箔パターンを形成させた硝子エポキシ基板を利用した。搭載用基板上には発光装置の各外部電極及びGND電極と接続される銅箔面以外を予めレジストで被覆させてある。搭載用基板上に各発光装置を配置させ、上から型を利用して固定させた後フロー半田装置に通すことによって導通及び固定を行った。搭載用基板も多層基板となっており、搭載用基板中にGND電極とのみ接続されるGND層が設けられている。GND層を介して各発光装置のシールド層と全て接続されている。
【0038】
また、各発光装置を駆動させるドライバを搭載させた駆動基板を発光装置搭載用基板とほぼ同じ大きさとさせ接続ピンを利用して発光装置搭載用基板と駆動基板とを接続及び固定を行った。接続ピンの一つを各発光装置のシールド層と接続され搭載用基板のGND層を介して駆動基板のGND層に接続させる。駆動基板のGND層は、各LEDチップとは電気的に独立してアースと接続されている。これにより、発光装置の表面側に静電気を持った人などが接触してもLEDチップを破壊することなく発光装置を駆動させることができる。また、裏面側に配置された駆動基板からの電磁波を発光装置の表面に設けられたシールド層が吸収する。或いは外部からの電磁波を駆動回路に悪影響を生じさせることなく吸収させることでEMIの影響が極めて少ないLEDディスプレイとすることができる。
【0039】
(実施例2)
さらに、ドットマトリックス状に配置された発光装置の一つを光ビームにより照射し半田を溶融させることにより取り出した。発光装置が部分的に取り出された基板の電極上に半田ペーストを塗布した後、新たな発光装置を配置させ光ビームを照射した。照射に伴い半田が溶融し基板上に発光装置を配置させることができる。
【0040】
(比較例1)
シールド層が設けられていない以外は実施例2とほぼ同様にして発光装置を部分的に入れ替えてリペアさせた。リペアされた発光装置の硝子エポキシ樹脂からなるパッケージ及び酸化銀で被覆したエポキシ樹脂からなるレジスト膜が光ビーム照射時の熱により変形し部分的に剥離を生じていた。このため、表面レジスト損傷によるコントラスト比低下だけでなくLEDチップが不灯になるものもある。
【0041】
【発明の効果】
本発明は発光装置の表面上に電気伝導性のあるシールド層を設けることにより屋内など人が直接触れることができるような発光装置においても静電気等によるLEDの損傷を回避することができると共に外部から電磁波或いは内部駆動回路からの電磁波による各種電子機器の誤作動などを防止しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の発光装置の模式的平面図を示す。
【図2】 図2は図1におけるAA断面を示す。
【図3】 図3は本発明の別の発光装置の模式的平面図を示す。
【図4】 図4は本発明の発光装置を利用したLEDディスプレイの部分断面図を示す。
【図5】 図5はLEDディスプレイの一部を構成する模式的斜視図を示す。
【符号の説明】
100、300・・・発光装置
101、301・・・シールド層
102、302・・・GND電極
103、303・・・パッケージ
104、304・・・モールド部材
105、305・・・LED
106、306・・・外部電極
107・・・光吸収層
108・・・スルーホール
401・・・発光装置搭載用基板
402・・・駆動基板
403・・・GND電極とGND層を接続させる導電性パターン
404・・・発光装置搭載用基板のGND層
405・・・ピン
406・・・駆動基板用のGND層
407・・・駆動基板に搭載されたCPU
408・・・半田
500・・・発光装置
501・・・発光装置配置用基板
502・・・駆動基板
505・・・ピン
510・・・LEDディスプレイ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light-emitting device in which an LED chip is disposed inside a package, and more particularly to a light-emitting device that is extremely reliable with little damage due to static electricity, EMI (electromagnetic interference), and light irradiation.
[0002]
[Prior art]
Today, LEDs capable of emitting ultra-bright light with RGB (red, green, blue) light corresponding to the three primary colors of light reaching over 1000 mcd have been developed. Since a light emitting device using such an LED is a semiconductor element, it is small, light, highly reliable, and has low power consumption. For this reason, light emitting devices in which LEDs are arranged inside packages have been used in various fields such as backlights, printer heads, and LED displays.
[0003]
FIG. 5 shows a schematic perspective view of an LED display 510 as an example using a light emitting device 500 using LEDs. The LED display 510 can display various information by arranging a plurality of light emitting devices 500 in a dot matrix shape and controlling lighting of each light emitting device. By connecting a plurality of LED displays 510, image data of a desired size can be displayed. Specifically, display data is transferred from various information sources such as various computers, VTRs, DVDs, etc., and the display data is calculated as drive data. Based on the calculated data, the driver constituting the drive circuit is switched. By turning on each light emitting device for a desired time, desired image data or the like can be displayed. These drive circuits may be formed on the light emitting device arrangement substrate 501 on which the light emitting device 500 is arranged, or for reasons of space or the like, the drive circuit is provided on the back side with respect to the light emission observation surface of the light emission device arrangement substrate 501. The arranged driving substrate 502 may be configured. The light emitting device arrangement substrate 501 and the drive substrate 502 are electrically connected using pins 505.
[0004]
The LED display 510 is arranged not only outdoors but also indoors. In particular, depending on the size of the display and the installation location, it may be arranged not only at a relatively high position but also at a position touched by a person. In the light emitting device 500, an LED chip electrically connected to an external electrode is disposed in a concave portion of a package made of a liquid crystal polymer colored black. Further, the concave portion of the package is covered with a translucent epoxy resin to protect it. As a result, even if a person or the like hits the surface of the light emitting device, the LED chip disposed inside is not mechanically destroyed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, by touching the LED display 510, even if the light emitting device 500 arranged on the light emitting device arrangement substrate 501 is covered with an insulating layer, the internal light emitting element may be destroyed. Therefore, the light emitting device having the above configuration is not sufficient and further improvement is demanded.
[0006]
As a result of various experiments, the inventors of the present invention have found that a high voltage charged on a human body or the like is discharged all at once by touching the light emitting device, and the surface shielding layer provided on the light emitting device causes the light emitting element to break down the light emitting device. It has been found that current can be passed without causing damage, and the present invention has been achieved.
[0007]
That is, the LED display can have various sizes depending on the number of light emitting devices arranged. It can also be placed in front of a person and touched by a hand. In particular, it can be used indoors where installation space is limited. In this case, static electricity tends to occur in a dry atmosphere such as winter. Therefore, there is a case where a human body or the like discharges to the LED display just by touching or approaching the LED display such as indoor use. A light emitting device such as a chip type LED has a short distance from the surface of the light emitting device to the substrate for arranging the light emitting device (the thickness of the light emitting device is thin), and is connected to the conductive pattern of the substrate on which the light emitting device is arranged. It is also conceivable that the discharge is concentrated. It is considered that the discharge to the conductive pattern causes the LED chip to be electrostatically broken by a current flowing locally through the LED chip. In particular, LED chips using nitride semiconductors tend to be easily electrostatically broken. Further, when the light emitting layer has a film thickness that is said to produce a quantum effect such as a single quantum well structure or a multi-quantum well structure, it tends to be more easily destroyed.
[0008]
Further, in the LED display, an image of nearly 60 frames is scanned per second. In the case of multi-color or full-color display, it is necessary to drive RGB light emitting devices corresponding to the three primary colors. Therefore, in a large display, each tens of thousands to hundreds of thousands of LED chips are switched and driven. Therefore, the waveguide frequency increases as the number of light emitting devices is increased and the size is increased. A high frequency may be radiated | emitted from the integrated circuit, wiring, etc. which comprise a drive circuit with the drive of a LED chip.
[0009]
The high frequency is unnecessary for the LED display, and it is considered that not only the malfunction of the light emitting device but also the malfunction is caused by being emitted from the LED display and entering another device. In an environment where many electronic devices are arranged in a sealed space such as indoors, EMI countermeasures are extremely important as a problem due to electromagnetic waves. The shield layer of the present invention can also reduce such unnecessary electromagnetic waves.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The LED display device of the present invention includes an LED and a ceramic package in which the LED is disposed in a recess. The ceramic package includes an electrode connected to the LED and an opening side of the ceramic package. A plurality of light emitting devices having a shield layer provided on the surface and serving also as a light absorption layer, and a GND electrode electrically connected to the shield layer, and a substrate on which the light emitting devices are disposed by soldering; And a driving board on which a driving circuit for driving the light emitting device is disposed on the back side of the board, and the board and the driving board are a multilayer board and are electrically connected to the shield layer. It has a GND layer. According to the present invention, damage due to static electricity, EMI countermeasures, and damage during repair can be prevented with a relatively simple configuration.
[0011]
Further, the light emitting device has a shield layer and a light absorption layer. Thus, even when external light is received, a light-emitting device with a high contrast ratio can be obtained.
[0012]
In the light emitting device, the shield layer has high thermal conductivity with respect to the package, but if it is a metal or alloy, the main material of the package is a glass epoxy resin, and the shield layer is a metal and the package is a glass epoxy resin. Is preferred. Thereby, damage to the light emitting device due to peeling of the glass epoxy resin or the like in the case of soldering or the like by light irradiation can be reduced. In particular, the effect of the present invention appears remarkably because the temperature rise is particularly remarkable on the surface side where the light absorption layer is provided.
[0013]
In the light emitting device, the shield layer connected to the GND electrode is electrically independent of the external electrode electrically connected to the LED. Thereby, a light-emitting device with higher reliability can be obtained.
[0014]
In the light emitting device, the LED is made of a nitride semiconductor. In particular, even when a nitride semiconductor that is weak against static electricity is used, a light-emitting device with higher reliability can be obtained.
[0015]
A driving substrate having a driving circuit for driving the light emitting device disposed on the back side of the substrate is provided, and the substrate and the driving substrate are a multilayer substrate and a GND layer electrically connected to the shield layer Have Thereby, even in a light emitting device touched by a person or the like, a light emitting device in which the LED chip is not broken can be obtained. In addition, a light-emitting device that does not emit image disturbance due to electromagnetic waves from the outside or electromagnetic waves from the internal drive circuit can be provided.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of the present invention is shown in FIGS. A light emitting device 300 having an LED chip 305 capable of emitting RGB light as shown in FIG. 3 is arranged on the substrate. The electrodes of the conductive pattern on the substrate 401 and the respective electrodes of the light emitting device 300 are electrically connected and fixed by the solder 408. On the substrate, light emitting devices are arranged in a 16 × 16 dot matrix. Next, on the back side of the light emitting device arrangement substrate 401 on which the light emitting device 300 is formed, this substrate and a driving substrate 402 in which a CPU or the like is arranged as a driving driver for driving each light emitting device are illustrated using pins 405. 4 is electrically connected.
[0017]
The package 303 of the light-emitting device 300 uses a green sheet before firing with a ceramic that is mainly made of alumina. A green sheet is laminated in multiple layers, and a metal layer serving as a conductive pattern in the light emitting device 300 after firing is formed by printing a tungsten-containing resin in a desired pattern. The opening of the package 303 in which the LED chip is disposed is formed by laminating a green sheet having a hole in advance on a green sheet on which a conductive pattern is formed with tungsten.
[0018]
In the present invention, ruthenium oxide that later functions as the shield layer 301 is applied to the outermost surface side of the green sheet together with the resin. When the green sheet is fired, the ceramic turns white, but the ruthenium oxide becomes dark. Further, the ruthenium oxide printed on the front surface is electrically connected to the back surface side through the through-hole 308 in the state of a green sheet. On the back side, an electrode 302 connected to ruthenium oxide on the front surface is provided in addition to an electrode for being electrically connected and fixed to the LED chip.
[0019]
When the green sheets thus laminated are fired in a furnace, various electrodes 302 and 306 having an opening inside and electrically connected from the bottom of the opening to the back surface are formed. The surface layer provided around the opening of the ceramic package 303 formed by firing functions as a shield layer / light absorption layer 301 and can improve the contrast ratio of the light emitting device.
[0020]
In addition, the shield layer on which ruthenium oxide is formed has electrodes 302 and 306 formed on the back surface side independently of the electrode for driving the LED chip. For this reason, even if a large voltage such as static electricity is applied from the surface side of the shield layer 301, a current is discharged to the ground line (ground) through an electrode independent of the LED chip. In particular, since the shield layer 301 is provided on the outermost surface side of the light emitting device, current flows preferentially and damage to the LED chip disposed inside is extremely reduced.
[0021]
Inside the opening, a GaN buffer layer formed on the sapphire substrate at a low temperature as an LED chip 305 capable of emitting B (blue), a contact layer / clad layer made of n-type GaN, a GaN layer and an InGaN layer The active layer having a multiple quantum well structure, a clad layer made of p-type AlGaN, and a contact layer made of p-type GaN are stacked. After each contact layer is exposed and an electrode is formed, an LED chip formed using a die-bonding device is placed in the opening of the package by a mounting member made of epoxy resin. After the mount member is cured, each electrode of the LED chip and the electrode on the surface of the package exposed in the opening are wire-bonded using a gold wire. Thereafter, an epoxy resin is filled in the opening of the package as a translucent mold member 304 to protect the LED and the wire from external force, dust, moisture, and the like.
[0022]
The LED chip 305 can emit light by supplying current to the external electrode 306 provided on the back side of the ceramic package 303. In addition, the GND electrode 302 provided on the back side through the shield layer 301 and the through hole 308 of the package 303 is dedicated to the ground line independently of the external electrode 306 that is electrically connected to the LED chip 305. Connected to. Hereafter, each structure of this invention is explained in full detail.
[0023]
(Shield layer 101, 301)
The shield layer 101 is provided on the light emission observation surface side surface of the package 103, and can discharge unnecessary current such as static electricity from the outside without damaging the LED chip 105. Alternatively, it is also possible to absorb electromagnetic waves from the drive circuit that is caused by controlling the light emission / non-light emission of the LED chip 105. Furthermore, the heat generated by the light irradiated on the package surface can be efficiently released to the outside. Therefore, the thing with high electrical conductivity and heat conductivity is preferable. Various materials can be selected as the material of the shield layer 101 depending on the main member of the package 103. Specifically, various metal films such as copper, gold and silver, refractory metals such as palladium and tungsten, and these These metal oxides and various metal leads can be suitably used.
[0024]
(Light absorption layer 107)
The light absorption layer 107 is preferably used on the shield layer 101. Since the shield layer 101 has good electrical conductivity, various metals can be used. In this case, those having a metallic luster tend to reduce the contrast ratio of the light emitting device because they reflect external light. Therefore, a dark paint or the like is formed as the light absorption layer 107 at least on the surface side of the package 103 which is a non-light emitting portion of the light emitting device 100. The light absorption layer 107 can improve the contrast ratio of the light emitting device 100 during light emission / non-light emission. When the light absorption layer 107 is insulative, it is not possible to efficiently supply external static electricity or the like. The current flows easily through the electrode for driving the LED chip or the like, and is easily destroyed. Therefore, the light absorption layer 107 itself preferably has high conductivity. Specific examples of the light absorbing layer 107 include metal oxides such as silver oxide and iron oxide, and various conductive pastes containing dark colored coloring dyes such as carbon, black, and amber. When the conductivity of the light absorption layer 107 is good, the shield layer 101 and the light absorption layer 107 can be used together.
[0025]
(GND electrodes 102 and 302)
The GND electrode 102 is provided on the back surface or side surface of the package 103 and connected to a ground line or the like. The GND electrode 103 is electrically connected to a shield layer 107 provided on the surface side of the package 103 through a through hole 108 and the like, and is supplied with an external current such as static electricity, an electromagnetic wave, and an electromagnetic wave from a driving circuit that drives the light emitting device. Can be prevented from radiating to the outside. Further, heat accompanying external light irradiation can be externally released from the shield layer 107 via the GND electrode 102 without being retained on the surface of the package 103.
[0026]
The GND electrode 102 can be used in common with the external electrode 106 for driving the LED chip 105, or can be used electrically independently. In order to flow external static electricity or the like without damaging the LED chip 105, it is preferable to dispose the LED chip 105 electrically independently from the external electrode 106. The GND electrode 102 and the shield layer 101 can be electrically connected by using a through hole 108 in which a conductive member is formed in a hole provided in the package 103 or a wiring provided outside the package. As a specific material of the GND electrode 102, a copper foil provided in a hole of a package using glass epoxy, tungsten formed in a package using ceramic, or the like can be preferably cited.
[0027]
(Package 103)
The package 103 used in the present invention has an LED chip 105 disposed therein as a light emitting element, and is intended to protect the LED chip 105 and the like from external forces in the external environment. Various LED chips 105 can be arranged in the package 13, and a plurality of LED chips can be arranged as desired. A recess is formed in the package 103, and wiring that can be electrically connected to each electrode of the LED chip is exposed at the bottom of the recess. The wiring exposed in the package 103 is electrically connected to the electrode on the back surface side of the package 103 and functions as an external electrode. In order to reduce the damage of the LED chip 105, the translucent resin 106 can be sealed in the opening of the package 103. For such a package 103, various packages such as those using an acrylic resin or a liquid crystal polymer, a glass epoxy resin, a ceramic material, etc. can be suitably used as being strong against external force and having high light resistance. it can.
[0028]
(LED105, 305)
Various LEDs 105 and 305 can be used as semiconductor light emitting elements. Specifically, not only LEDs capable of emitting monochromatic light in RGB (red, green, blue), but also LEDs capable of emitting Y (yellow) can be used. Moreover, it is also possible to use an LED that emits light by changing the color of the emission wavelength emitted from the LED 105 by using various fluorescent substances. Specific examples of such LEDs include those in which various materials such as InN, GaN, AlN, GaP, InGaN, AlInN, AlGaN, InAlGaN, GaAlAs, GaAsP, and AlInGaP are used for the light emitting layer. Examples of the light emitting layer include those using various types such as MOCVD, MBE, and CVD. The structure of the LED can be variously selected from a MIS junction, a PIN junction, a homostructure using a pn junction, a heterostructure, and a double heterostructure. Moreover, it can also be set as a single quantum well structure or a multiple quantum well structure.
[0029]
(External electrodes 106, 306)
The external electrode 106 is provided to connect to the LED chip 105 arranged inside the package 103 and to connect to an external power source (not shown). Therefore, since it can be formed on the back surface side or the side surface side of the package 103, it is desired that the adhesive property with the main member constituting the package 103 is high and the conductivity is good. Various materials can be selected for the material constituting the external electrode 106 depending on the main member of the package. However, when glass epoxy resin is used as the main member of the package, copper foil and ceramic are used as the main member of the package. In this case, when a refractory metal such as tungsten or a heat resistant resin such as liquid crystal polymer is used as a main member of the package, a metal lead such as iron plated with silver or the like can be preferably used.
[0030]
(Light Emitting Device Arrangement Substrate 401)
The light emitting device arrangement substrate 401 is a substrate on which the light emitting device 300 of the present invention is arranged. When it is used as an LED unit or the like, a desired number and arrangement such as a dot matrix can be used. In the present invention, the light emitting device 300 may have an independent GND electrode separately from that for driving the LED chip. In this case, it is desirable to form a conductive pattern exclusively for grounding, which is connected to the ground line, separately from the conductive pattern for supplying power to the LED chip on the light emitting device arrangement substrate 401 itself. Such a conductive pattern for the grounding wire is desirably formed as the GND layer 404 so as not to be damaged even when a large current flows.
[0031]
(Drive board 402)
The drive substrate 402 is suitably used for lighting the light emitting device 300 as desired. The driving substrate 402 can display desired image data depending on how much each LED chip of each light emitting device is lit by data input from the outside using a CPU or various memories. Specifically, after calculating image data from the outside, the driver is driven according to the calculation result. The current supplied to the LED chip is controlled by switching the driver. Each LED chip can be made to emit light by variously controlling the time and amount of current flowing. When each LED chip is RGB (red, green, blue) which is the three primary colors of light, full color display can be performed by utilizing the respective mixed color emission. In the LED display, the light emitting device can be formed in substantially the same size on the back side of the light emitting device substrate arranged in a dot matrix. By connecting a plurality of these, a display having a desired size can be configured relatively easily. Like the light emitting device arrangement substrate, it is preferable that a GND layer 406 be formed in the driver circuit.
[0032]
(GND layers 404 and 406)
The GND layers 404 and 406 can be suitably formed inside the drive substrate 402 and the light emitting device arrangement substrate 401. By using the conductive pattern formed inside the multilayer laminated substrate, for example, the shield layer of each of 16 × 16 light emitting devices can be connected at one place in the GND layer 404. The GND layer 404 in the multilayer laminated substrate can be relatively easily connected to the shield layer of each light emitting device 300 by using a through hole. Examples of the present invention will be described in detail below.
[0033]
【Example】
Example 1
A light emitting device package was formed using a glass epoxy resin substrate. The package is formed by laminating two layers of glass epoxy resin having copper foil formed in a desired pattern on both sides. The glass epoxy resin on the surface side, which is the light emission observation surface side, has 16 × 16 openings in a dot matrix in which LED chips are arranged. On the outermost surface of the glass epoxy resin around the opening, a copper foil having a thickness of 20 μm is formed over the entire rectangular shape that later becomes the size of each light emitting device except for the opening. This copper foil serves as a shield layer. On the copper foil, in order to improve the contrast ratio, a light absorption layer containing dark iron oxide in an epoxy resin is applied in a thin film having a thickness of about 30 μm.
[0034]
The glass epoxy resin on which the LED chip is mounted is connected to the external electrode (copper foil pattern) provided on the back surface side from the front surface of the opening in units of each opening. Specifically, it is electrically connected to the surface of a hole penetrating a package using a glass epoxy resin through a through hole made of copper foil and gold plating formed thereon. Similarly, on the back surface side, in addition to the external electrode, a GND electrode electrically connected to the shield layer through a through hole is formed using a copper foil. In addition, it cut | disconnected from the double-sided side of the glass epoxy resin so that it might isolate | separate into a rectangular shape for every opening part by which an LED chip is arrange | positioned later, and to become each light-emitting device.
[0035]
An LED chip having a single quantum well structure with a thickness of 3 nm using InGaN as a light emitting layer was used. LED chips of blue (main emission wavelength 470 nm) and green (main emission wavelength 555 nm) are formed by changing the composition of In. On the other hand, a red LED chip using AlGaInP as a light emitting layer is used. Since an LED chip using a nitride semiconductor to form InGaN having good crystallinity is formed on a sapphire substrate, a pair of electrodes are formed on the nitride semiconductor on sapphire.
[0036]
Each LED chip was placed on the bottom of the opening using Ag paste using a die-bonding device in the package opening. The LED chip was fixed by curing the Ag paste. Since the substrate of the red LED chip itself is conductive, the red LED chip can be disposed on the copper foil pattern on the bottom surface of the package opening, and one electrode of the LED chip can be electrically connected. On the other hand, an LED chip using a nitride semiconductor cannot take electrical continuity only by being fixed with Ag paste because sapphire is insulative. Therefore, wire bonding was performed using a gold wire on each electrode of the LED chip and the copper foil pattern exposed in the opening. Thereby, each LED chip and the external electrode of the package can be electrically connected. After confirming that each LED chip can emit light, an epoxy resin was applied and cured in the opening to form a mold for protecting the LED chip and the like. An individual light emitting device is formed by applying an external force to the glass epoxy resin along a notch provided in advance for each opening.
[0037]
The formed light emitting device is arranged in a dot matrix on a light emitting device mounting substrate using solder. A glass epoxy substrate on which a copper foil pattern formed in advance so that the light emitting device can be arranged in a dot matrix form was used. On the mounting substrate, other than the copper foil surface connected to each external electrode and the GND electrode of the light emitting device is coated in advance with a resist. Each light emitting device was arranged on the mounting substrate, fixed from above using a mold, and then passed through a flow soldering device to conduct and fix. The mounting substrate is also a multilayer substrate, and a GND layer connected only to the GND electrode is provided in the mounting substrate. All are connected to the shield layer of each light-emitting device through the GND layer.
[0038]
In addition, the drive substrate on which the driver for driving each light emitting device was mounted was made approximately the same size as the light emitting device mounting substrate, and the light emitting device mounting substrate and the drive substrate were connected and fixed using connection pins. One of the connection pins is connected to the shield layer of each light emitting device, and is connected to the GND layer of the driving substrate via the GND layer of the mounting substrate. The GND layer of the driving substrate is electrically connected to the ground independently of each LED chip. Thereby, even if a person with static electricity contacts the surface side of the light emitting device, the light emitting device can be driven without destroying the LED chip. Further, the shield layer provided on the surface of the light emitting device absorbs electromagnetic waves from the drive substrate disposed on the back side. Alternatively, by absorbing external electromagnetic waves without causing adverse effects on the drive circuit, an LED display with very little influence of EMI can be obtained.
[0039]
(Example 2)
Further, one of the light emitting devices arranged in a dot matrix shape was taken out by irradiating with a light beam and melting the solder. After applying the solder paste onto the electrode of the substrate from which the light emitting device was partially taken out, a new light emitting device was placed and irradiated with a light beam. With the irradiation, the solder melts and the light emitting device can be placed on the substrate.
[0040]
(Comparative Example 1)
The light emitting device was partially replaced and repaired in substantially the same manner as in Example 2 except that the shield layer was not provided. The repaired light-emitting device package made of glass epoxy resin and the resist film made of epoxy resin coated with silver oxide were deformed by heat at the time of light beam irradiation, and partially peeled off. For this reason, not only the contrast ratio is lowered due to damage to the surface resist, but also the LED chip becomes unlit.
[0041]
【The invention's effect】
The present invention can avoid damage to an LED due to static electricity or the like even in a light-emitting device that can be directly touched by a person such as indoors by providing an electrically conductive shield layer on the surface of the light-emitting device. It is possible to prevent malfunctions of various electronic devices due to electromagnetic waves or electromagnetic waves from an internal drive circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a light emitting device of the present invention.
FIG. 2 shows an AA cross section in FIG.
FIG. 3 is a schematic plan view of another light emitting device of the present invention.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of an LED display using the light emitting device of the present invention.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a part of the LED display.
[Explanation of symbols]
100, 300... Light emitting device
101, 301 ... Shield layer
102, 302 ... GND electrode
103, 303 ... Package
104, 304 ... Mold member
105,305 ... LED
106,306 ... external electrode
107: Light absorption layer
108 ... Through hole
401... Light emitting device mounting substrate
402 ... Drive substrate
403... Conductive pattern for connecting GND electrode and GND layer
404 ... GND layer of substrate for mounting light emitting device
405 ... pin
406... GND layer for driving substrate
407 ... CPU mounted on the drive board
408 ... Solder
500... Light emitting device
501... Light emitting device arrangement substrate
502 ... Drive substrate
505 ... pin
510 ... LED display

Claims (1)

LEDと、そのLEDを凹部内に配置させるパッケージと、を備えており、前記パッケージが、前記LEDに接続される電極と、前記パッケージの開口部側の表面上に設けられ光吸収層を兼ねるシールド層と、そのシールド層と電気的に接続されたGND電極と、を有する発光装置と、
前記発光装置を配置する基板と、
その基板の裏面側に、前記発光装置を駆動させる駆動回路が配置された駆動基板と、を備えており、
前記基板および前記駆動基板は、多層基板であると共に前記シールド層と電気的に接続されたGND層を有することを特徴とするLED表示装置。
An LED and a package for disposing the LED in a recess, and the package is an electrode connected to the LED and a shield that serves as a light absorption layer provided on the surface of the opening side of the package A light emitting device having a layer and a GND electrode electrically connected to the shield layer;
A substrate on which the light emitting device is disposed;
A driving substrate on which a driving circuit for driving the light emitting device is disposed on the back side of the substrate;
The LED display device, wherein the substrate and the driving substrate are a multilayer substrate and have a GND layer electrically connected to the shield layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4066620B2 (en) 2000-07-21 2008-03-26 日亜化学工業株式会社 LIGHT EMITTING ELEMENT, DISPLAY DEVICE HAVING LIGHT EMITTING ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY DEVICE
JP4627942B2 (en) * 2001-05-25 2011-02-09 イビデン株式会社 IC chip mounting substrate manufacturing method
JP3987485B2 (en) 2003-12-25 2007-10-10 セイコーエプソン株式会社 Light source device and projector
JP2005191446A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Sanyo Electric Co Ltd Package for light-emitting element and light-emitting device having the same
JP2005243795A (en) * 2004-02-25 2005-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical semiconductor device
JP2006339362A (en) * 2005-06-01 2006-12-14 Ngk Spark Plug Co Ltd Wiring board for mounting light emitting element
CN100440649C (en) * 2005-06-09 2008-12-03 精工爱普生株式会社 Laser light source device, display device, scanning type display device and projector
DE102005059524A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Housing for an electromagnetic radiation-emitting optoelectronic component, component and method for producing a housing or a component
KR101271671B1 (en) * 2005-11-16 2013-06-04 엘지디스플레이 주식회사 Backlight unit and liquid crystal display device having the same
KR100730771B1 (en) * 2006-10-11 2007-06-21 주식회사 쎄라텍 Package for light emission device
DE102009016876B4 (en) * 2009-04-08 2019-09-05 Osram Gmbh Lighting unit for vehicle headlights and vehicle headlights
JP5572013B2 (en) 2010-06-16 2014-08-13 スタンレー電気株式会社 Light emitting device and manufacturing method thereof
US8455907B2 (en) 2010-06-16 2013-06-04 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting device having an optical plate including a meniscus control structure and method of manufacturing
JP2012033823A (en) 2010-08-02 2012-02-16 Stanley Electric Co Ltd Light emitting device and method for manufacturing the same
TWI408793B (en) * 2010-09-08 2013-09-11 Au Optronics Corp Light emitting diode module
JP5622494B2 (en) 2010-09-09 2014-11-12 スタンレー電気株式会社 Light emitting device and manufacturing method thereof
US8581287B2 (en) 2011-01-24 2013-11-12 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting device having a reflective material, wavelength converting layer and optical plate with rough and plane surface regions, and method of manufacturing
JP2012191042A (en) * 2011-03-11 2012-10-04 Stanley Electric Co Ltd Light-emitting device
JP6097084B2 (en) 2013-01-24 2017-03-15 スタンレー電気株式会社 Semiconductor light emitting device
JP6728764B2 (en) * 2016-02-26 2020-07-22 日亜化学工業株式会社 Light emitting device and lighting device using the same
TW201817280A (en) 2016-07-06 2018-05-01 亮銳公司 Printed circuit board for integrated LED driver
EP3482604B1 (en) * 2016-07-06 2021-01-06 Lumileds LLC Printed circuit board for integrated led driver
KR101848075B1 (en) * 2017-08-17 2018-04-11 (주)셀리턴 Led module for increasing effective wavelengths output
DE102018111791A1 (en) * 2018-05-16 2019-11-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component

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