JP2001345484A - 発光ダイオードチップ及び発光ダイオードランプ - Google Patents

発光ダイオードチップ及び発光ダイオードランプ

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JP2001345484A
JP2001345484A JP2000164982A JP2000164982A JP2001345484A JP 2001345484 A JP2001345484 A JP 2001345484A JP 2000164982 A JP2000164982 A JP 2000164982A JP 2000164982 A JP2000164982 A JP 2000164982A JP 2001345484 A JP2001345484 A JP 2001345484A
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emitting diode
light emitting
light
diode chip
diode lamp
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JP2000164982A
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Shigekazu Tokuji
重和 徳寺
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Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Original Assignee
Seiwa Electric Mfg Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な処理で外部光の反射に起因するコント
ラストの低下を防止することができるようにする。 【構成】 発光ダイオードチップ100Aと、この発光
ダイオードチップ100Aがボンディングされるカップ
部230Aを有するリードフレーム200Aと、発光ダ
イオードチップ100Aをモールドする樹脂部300A
とを有しており、前記カップ部230Aは全面に反射防
止処理が施されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードチ
ップと、発光ダイオードランプとに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の発光ダイオードランプK
は、図9に示すように、発光ダイオードチップ100K
と、この発光ダイオードチップ100Kがボンディング
されるカップ部230Kを有するリードフレーム200
Kと、発光ダイオードチップ100Kをモールドする樹
脂部300Kとを有している。
【0003】前記リードフレーム200Kは、先端に略
すり鉢状のカップ部230Kが形成されたダイボンディ
ング用リード210Kと、このダイボンディング用リー
ド210Kに隣接するワイヤボンディング用リード22
0Kとを有している。発光ダイオードチップ100K
は、カップ部230Kの底部231Kにダイボンディン
グされるとともに、図示しないボンディングワイヤでワ
イヤボンディング用リード220Kと電気的に接続され
る。前記ダイボンデンィグは、銀ペースト等の不透明導
電性接着剤170K又は透明接着剤で行われる。
【0004】カップ部230Kは、発光ダイオードチッ
プ100Kから発せられる光L2を効率よく外部に反射
させるためのものであり、反射効率を向上させるために
鏡面仕上げになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の発光ダイオードランプには以下のような問題
点がある。すなわち、図6(A)に示すように、太陽光
等の外部からの光(以下、外部光L1とする)がカップ
部230Kに入射すると、カップ部230Kは外部光L
1を反射する(反射光L3)ので、発光ダイオードチッ
プ100Kが発光していても、視認する観察者からは強
い外部光L1に発光ダイオードチップ100Kからの光
L2が紛れ込んでしまい、コントラストの低下により発
光ダイオードチップ100Kが発光しているのか発光し
ていないのかが分かりにくいことがある。
【0006】かかる問題を解消するために、発光ダイオ
ードランプ自身に遮光膜を形成することもある。また、
複数個の発光ダイオードランプをマトリクス状に配列し
て構成される発光ダイオード表示装置では、発光ダイオ
ードランプの各行ごとに庇を設け、外部光がカップ部に
入射しないように構成したものもある。
【0007】しかし、発光ダイオードランプ自身に遮光
膜を形成する方法では、発光ダイオードランプの製造後
に遮光膜を形成するため、全体が大きくなるので、複数
個の発光ダイオードランプをマトリクス状に配列する発
光ダイオード表示装置では、発光ダイオードランプの密
度が低くなる。また、遮光膜の配向特性等のばらつきの
ため製品安定性に欠ける問題がある。さらに、発光ダイ
オードランプを1つずつ加工しなけれはならないので、
生産性が劣る。その上、遮光膜の効率を向上させるため
には、1つの遮光膜に遮光及び反射処理をしなければな
らず、印刷、塗装等での実現が複雑かつ困難である。ま
た、遮光膜の接合強度や剥がれの問題等もある。
【0008】一方、庇を設ける場合、設けられる庇はそ
の発光ダイオード表示装置の設置場所に応じたものにし
なければならないという問題がある。
【0009】また、図10に示すように、発光ダイオー
ドチップ100Kのダイボンディングに銀ペースト17
0Kを使用すると、発光ダイオードチップ100Kの上
面110K側以外に発せられた光L3は銀ペースト17
0Kによって減衰されるため、発光効率がよくない。銀
ペースト170Kの代わりに透明接着剤でダイボンディ
ングを行うと、減衰の問題は生じないが、透明接着剤に
は導電性がないので、上面に一対の電極が形成されてい
るタイプの発光ダイオードチップ100にしか用いられ
ないという問題がある。さらに、透明接着剤を用いるも
のは、銀ペーストを用いるものより高価になるという問
題もある。
【0010】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
であって、簡単な処理で外部光の反射に起因するコント
ラストの低下を防止することができる発光ダイオードラ
ンプと、安価でありながら発光効率の向上を図ることが
できる発光ダイオードチップとを提供することを目的と
している。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る発光ダイオ
ードチップは、発光部以外に反射膜が形成されている。
【0012】本発明に係る発光ダイオードランプは、発
光ダイオードチップと、この発光ダイオードチップがボ
ンディングされるカップ部を有するリードフレームとを
具備しており、前記カップ部は全面に反射防止処理が施
されている。
【0013】また、本発明に係る他の発光ダイオードラ
ンプは、発光ダイオードチップと、この発光ダイオード
チップがボンディングされるカップ部を有するリードフ
レームとを備えており、前記カップ部には、反射防止処
理が施してある部分と施していない部分とがある。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施の形態
に係る発光ダイオードランプの図面であって、同図
(A)は概略的断面図、同図(B)はカップ部の概略的
拡大正面図、図2は本発明の第2の実施の形態に係る発
光ダイオードランプの図面であって、同図(A)は概略
的断面図、同図(B)はカップ部の概略的拡大正面図、
図3は本発明の第3の実施の形態に係る発光ダイオード
ランプの図面であって、同図(A)は概略的断面図、同
図(B)はカップ部の概略的拡大正面図、図4は本発明
の第4の実施の形態に係る発光ダイオードランプの図面
であって、同図(A)は概略的断面図、同図(B)はカ
ップ部の概略的拡大正面図、図5は本発明の第5の実施
の形態に係る発光ダイオードランプのカップ部の概略的
拡大断面図、図6は本発明の実施の形態に係る発光ダイ
オードランプに用いられる発光ダイオードチップの概略
的断面図、図7は本発明の実施の形態に係る発光ダイオ
ードランプに用いられる発光ダイオードチップの製造工
程を示す概略的断面図、図8は本発明の実施の形態に係
る発光ダイオードランプに用いられる他の発光ダイオー
ドチップの概略的断面図である。
【0015】本発明の第1の実施の形態に係る発光ダイ
オードランプAは、図1に示すように、発光ダイオード
チップ100Aと、この発光ダイオードチップ100A
がボンディングされるカップ部230Aを有するリード
フレーム200Aと、発光ダイオードチップ100Aを
モールドする樹脂部300Aとを有しており、前記カッ
プ部230Aは全面に反射防止処理が施されている。
【0016】前記発光ダイオードチップ100Aは、裏
面側と表面側とに電極が形成されている。この電極間に
電流を供給することで発光ダイオードチップ100Aが
発光する。
【0017】この発光ダイオードチップ100Aは、図
6に示すように、発光部である上面110A以外の面、
すなわち側面120A及び底面130Aに反射膜140
Aが形成されている。この反射膜140Aは、反射率の
高い金属である銀の薄膜をスパッタ法により形成したも
のである。
【0018】前記反射膜140Aの形成の手順を図7を
参照しつつ説明する。まず、通常の手順により発光ダイ
オードチップ100Aを形成したのち、ウエハ状のダイ
シング前の発光ダイオードチップ100Aに対して発光
部である上面110A側からシート500を張り付け
る。なお、この時、上面110Aには絶縁膜層160A
が形成されているので、上面110Aはシート500に
接触しないようになっている。この状態で個々の発光ダ
イオードチップ100Aに分割する。そして、シート5
00を外側に向かって伸展させ、個々の発光ダイオード
チップ100Aの間に100μm程度のギャップGを形
成する。
【0019】かかる状態の発光ダイオードチップ100
Aをスパッタ装置に入れ、銀の反射膜140Aを発光ダ
イオードチップ100Aの側面120A及び底面130
Aに形成する。この形成の際、スパッタ装置の圧力を
0.7Ph程度にしておくと、平均自由工程も短いた
め、発光ダイオードチップ100Aの側面120Aにも
反射膜140Aを十分形成することができる。
【0020】前記リードフレーム200Aは、先端に略
すり鉢状のカップ部230Aが形成されたダイボンディ
ング用リード210Aと、このダイボンディング用リー
ド210Aに隣接するワイヤボンディング用リード22
0Aとを有している。前記カップ部230Aは、発光ダ
イオードチップ100Aがダイボンディングされる平坦
な底部231Aと、この底部231Aから拡径するテー
パ部232Aとからなり、全体として略すり鉢状に形成
されている。このカップ部230Aは、先端がカップ部
230Aに対応した凸部を有するダイスで形成される。
【0021】前記カップ部230Aの全面、すなわち底
部231A及びテーパ部232Aには、黒色導電性物質
400(図A(B)では斜線で示している)、例えばカ
ーボンが塗布されている。この黒色導電性物質400の
塗布こそが前記反射防止処理である。従って、黒色導電
性物質400が塗布された部分に入射した光は外部には
反射することなく吸収されることになる。
【0022】このように構成されたカップ部230Aの
底部231Aに、銀ペースト等の導電性接着剤170A
で発光ダイオードチップ100Aをダイボンディングす
る。これで発光ダイオードチップ100Aの裏面に形成
された電極がダイボンディング用リード210Aと電気
的に接続されたことになる。
【0023】また、発光ダイオードチップ100Aの表
面に形成された電極を金線等のボンディングワイヤ(図
示省略)でワイヤボンディング用リード220Aと接続
する。
【0024】このように発光ダイオードチップ100A
がボンディングされリードフレーム200の先端、すな
わちカップ部230Aを砲弾状の凹部が形成された金型
に入れ、エポキシ系樹脂等の透光性樹脂でモールドす
る。そして、硬化炉で120℃雰囲気で1時間の仮硬化
を行い、硬化した時点で金型から取り外し、135℃雰
囲気で4時間程度本硬化する。これで発光ダイオードラ
ンプAが完成する。なお、この硬化条件は一例である。
【0025】このように、カップ部230Aの全面に反
射防止処理が施された発光ダイオードランプAでは、図
1(A)に示すように、外部光L1がカップ部230A
に入射しても外部に反射されることなく吸収されるの
で、外部光L1がカップ部230Aに入射していたとし
ても、発光ダイオードチップAが発光した状態と、発光
していない状態とのコントラスト差が大きく、発光ダイ
オードチップAからの光L2を確実に視認することがで
きる。
【0026】しかも、発光ダイオードチップ100Aか
らの光L2には、図6に示すように、発光部である上面
110Aではなく、他の面である側面120Aや底面1
30A側に照射され反射膜140Aで反射されたものも
含まれるため、この発光ダイオードランプAは、従来の
ように反射膜140Aを形成せず銀ペースト170K等
の導電性接着剤で直接ダイボンディングされたものより
も発光効率が向上している。
【0027】次に、本発明の第2の実施の形態に係る発
光ダイオードランプBについて説明する。この第2の実
施の形態に係る発光ダイオードランプBは、図2(B)
に示すように、カップ部230Bの底部231Bには反
射防止処理が施されず、テーパ部232Bには反射防止
処理が施されている。なお、この反射防止処理は、黒色
導電性物質400の塗布による。
【0028】このように、底部231Bは、発光ダイオ
ードチップ100Bがダイボンディングされる部分であ
るので、ダイボンディングされる発光ダイオードチップ
100Bによって隠れてしまうため、特に反射防止処理
をしなくても外部光L1の反射は発生しにくいと考えら
れるためである。特に、このように底部231Bに反射
防止処理を施されない場合としては、発光ダイオードチ
ップ100Bが底部231Bに対して大きい場合や、複
数の発光ダイオードチップ100Bがボンディングされ
る場合等がある。
【0029】この発光ダイオードランプBも、発光ダイ
オードチップ100Bの発光部である上面以外の面の側
面や底面に反射膜を形成しているので、従来のものより
発光効率が向上している点は、上述した発光ダイオード
ランプAの場合と同様である。
【0030】本発明の第3の実施の形態に係る発光ダイ
オードランプCは、図3に示すように、カップ部230
Cのテーパ部232Cの半分と底部231Cとに反射防
止処理が施されている。
【0031】例えば、複数個の発光ダイオードランプC
をマトリクス状に配列して構成される発光ダイオード表
示装置では、通常の視線より高い位置に設置されるた
め、表示面を若干下向きにすることが多い。この場合、
外部光L1として最も強烈な太陽光は、カップ部230
Cのテーパ部232Cの下半分と底部231Cとに入射
する。従って、外部光L1が入射する部分にのみ反射防
止処理を施すことで、入射する外部光L2を外部に反射
させることなく吸収してしまうのである。
【0032】なお、前記発光ダイオード装置でも表示面
を若干下向きにすることなく表示面を垂直にすることも
ある。この場合でも、視線は斜め上方向に向かうので、
カップ部230Cのテーパ部232Cの半分と底部23
1Cとに反射防止処理を施すことは有効である。
【0033】この発光ダイオードランプCも、発光ダイ
オードチップ100Cの発光部である上面以外の面の側
面や底面に反射膜を形成しているので、従来のものより
発光効率が向上している点は、上述した発光ダイオード
ランプAの場合と同様である。
【0034】また、本発明の第4の実施の形態に係る発
光ダイオードランプDは、図4に示すように、カップ部
230Dのテーパ部232Dの半分にのみ反射防止処理
が施されている。
【0035】この発光ダイオードランプDも上述した発
光ダイオードランプCと同様に複数個の発光ダイオード
ランプDをマトリクス状に配列して構成される発光ダイ
オード表示装置に適している。また、底部231Dは、
発光ダイオードチップ100Dがダイボンディングされ
る部分であるので、ダイボンディングされる発光ダイオ
ードチップ100Dによって隠れてしまうため、特に反
射防止処理をしなくても外部光L1の反射は発生しにく
いと考えられるためである。特に、このように底部23
1Dに反射防止処理を施されない場合としては、発光ダ
イオードチップ100Dが底部231Dに対して大きい
場合や、複数の発光ダイオードチップ100Dがボンデ
ィングされる場合等がある。
【0036】この発光ダイオードランプDも、発光ダイ
オードチップ100Dの発光部である上面以外の面の側
面や底面に反射膜を形成しているので、従来のものより
発光効率が向上している点は、上述した発光ダイオード
ランプAの場合と同様である。
【0037】なお、上述した第1〜第4の実施の形態に
係る発光ダイオードランプA〜Dでは、黒色導電性物質
400としてカーボンを塗布することで反射防止処理を
行っていたが、ITO膜をカップ部230A〜230D
の各部に蒸着することで反射防止処理としてもよい。I
TO膜は加熱すると透明化するが、加熱しなければ黒色
になるので反射防止処理としてITO膜の蒸着も有効で
ある。なお、ITO膜をスパッタリングで形成すると、
加熱しなくとも透明であるので、スパッタリングはこの
発光ダイオードランプには適さない。
【0038】また、上述した第1〜第4の実施の形態に
係る発光ダイオードランプA〜Dでは、黒色導電性物質
400を塗布することで反射防止処理を行っていたが、
反射防止処理を施す部分のみ細かな凹凸を形成してお
き、入射した外部光L1を乱反射させることで反射防止
処理とすることも可能である。
【0039】この場合には、カップ部230A〜230
Dを形成するダイスに細かな凹凸を形成しておけば、こ
の凹凸に応じた凹凸がカップ部230A〜230Dに形
成されるので、特に反射防止処理のための前記黒色導電
性膜400等を形成する工程が不要になるという効果が
ある。
【0040】さらに、上述した第4の実施の形態に係る
発光ダイオードランプDの変形例として、図5に示す発
光ダイオードランプEがある。この変形例である発光ダ
イオードランプEは、第4の実施の形態に係る発光ダイ
オードランプDにおいて反射防止処理を施した部分、す
なわちカップ部230Dのテーパ部232Dの半分に相
当する部分を形成しないのである。ただし、テーパ部2
32Eは上側には形成されている。このようにすると、
下側のテーパ部232Eが形成されていない部分に入射
した外部光L1はそのまま樹脂部を透過するため、観察
者の目に届かないのである。
【0041】このように、テーパ部を形成しない或いは
テーパ部を変形することによる反射防止処理も、上述し
たダイスの形状によって簡単に実現することができるの
で、反射防止処理のための黒色導電性膜400等を形成
する工程が不要になるという効果がある。
【0042】この発光ダイオードランプEも、発光ダイ
オードチップ100Eの発光部である上面以外の面の側
面や底面に反射膜を形成しているので、従来のものより
発光効率が向上している点は、上述した発光ダイオード
ランプAの場合と同様である。
【0043】上述した実施の形態では、発光ダイオード
チップ100Aの反射膜140Aを銀で構成したが、反
射率の高い金属であるアルミニウムの薄膜をスパッタ法
により形成したものであってもよい。また、銀やアルミ
ニウムからなる反射膜140Aは、スパッタ法ではな
く、蒸着法で形成してもよい。
【0044】ところで、図8に示すように、発光ダイオ
ードチップ100Fの側面120F及び底面130Fの
前記反射膜140Fの内側に蛍光材を含んだ蛍光膜15
0Fを形成すると、発光部である上面110Fから直接
出る光L2と、蛍光膜150Fを透過して反射膜140
Fで反射されて上面110Fからでる光L4との混色に
より、蛍光膜150Fがない発光ダイオードチップ10
0A等とは違った色の光を発することができる。例え
ば、青色光を発する青色発光ダイオードチップであれ
ば、蛍光膜150FにYAG蛍光材やセレン化亜鉛蛍光
材等の黄色の蛍光を発する蛍光材を含ませておけば、白
色発光ダイオードチップとすることができる。
【0045】
【発明の効果】本発明に係る発光ダイオードチップは、
発光部以外に反射膜が形成されているので発光部以外に
向かって発せられた光も反射膜によって発光部に向かっ
て反射されるので、発光効率の向上を図ることができ
る。
【0046】また、前記反射膜の内側に蛍光材を含んだ
蛍光膜が形成されていると、発光部から直接出た光と蛍
光膜を介して反射膜で反射されて発光部からでた光との
混色によって多種多様な色の光を発光させることが可能
となる。
【0047】一方、本発明に係る発光ダイオードランプ
は、発光ダイオードチップと、この発光ダイオードチッ
プがボンディングされるカップ部を有するリードフレー
ムとを備えており、前記カップ部は全面に反射防止処理
が施されている。
【0048】このため、この発光ダイオードランプによ
ると、太陽光等の外部光がカップ部に入射しても外側に
向かって反射しないので、発光ダイオードチップが発光
している場合に発光ダイオードチップからの光を容易に
視認することができるようになる。
【0049】また、本発明に係る他の発光ダイオードラ
ンプは、発光ダイオードチップと、この発光ダイオード
チップがボンディングされるカップ部を有するリードフ
レームとを備えており、前記カップ部には、反射防止処
理が施してある部分と施していない部分とがある。
【0050】このようにすれば、反射防止処理は特に外
部光が入射する部分にのみ施せばよいことになる。すな
わち、前記反射防止処理は、外部からの光が入射する部
分に施されている発光ダイオードランプとすれば効率的
である。
【0051】なお、前記反射防止処理は、黒色導電性物
質の塗布により行われのが簡単である。また、前記反射
防止処理は、カップ部に凹凸を形成することにより行わ
れるようにしてもよい。この場合は、カップ部の形成と
反射防止処理とを同時に行うことができるできるので、
黒色導電性物質の塗布より簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る発光ダイオー
ドランプの図面であって、同図(A)は概略的断面図、
同図(B)はカップ部の概略的拡大正面図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る発光ダイオー
ドランプの図面であって、同図(A)は概略的断面図、
同図(B)はカップ部の概略的拡大正面図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態に係る発光ダイオー
ドランプの図面であって、同図(A)は概略的断面図、
同図(B)はカップ部の概略的拡大正面図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態に係る発光ダイオー
ドランプの図面であって、同図(A)は概略的断面図、
同図(B)はカップ部の概略的拡大正面図である。
【図5】本発明の第5の実施の形態に係る発光ダイオー
ドランプのカップ部の概略的拡大断面図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードラン
プに用いられる発光ダイオードチップの概略的断面図で
ある。
【図7】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードラン
プに用いられる発光ダイオードチップの製造工程を示す
概略的断面図である。
【図8】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードラン
プに用いられる他の発光ダイオードチップの概略的断面
図である。
【図9】従来のこの種の発光ダイオードランプの図面で
あって、同図(A)は概略的断面図、同図(B)はカッ
プ部の概略的拡大正面図である。
【図10】従来のこの種の発光ダイオードランプに用い
られる発光ダイオードチップの問題点を示す概略的断面
図である。
【符号の説明】
A 発光ダイオードランプ 100A 発光ダイオードチップ 200A リードフレーム 230A カップ部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光部以外に反射膜が形成されたことを
    特徴とする発光ダイオードチップ。
  2. 【請求項2】 前記反射膜の内側に蛍光材を含んだ蛍光
    膜が形成されていることを特徴とする請求項1記載の発
    光ダイオードチップ。
  3. 【請求項3】 発光ダイオードチップと、この発光ダイ
    オードチップがボンディングされるカップ部を有するリ
    ードフレームとを具備しており、前記カップ部は全面に
    反射防止処理が施されていることを特徴とする発光ダイ
    オードランプ。
  4. 【請求項4】 発光ダイオードチップと、この発光ダイ
    オードチップがボンディングされるカップ部を有するリ
    ードフレームとを具備しており、前記カップ部には、反
    射防止処理が施してある部分と施していない部分とがあ
    ることを特徴とする発光ダイオードランプ。
  5. 【請求項5】 前記反射防止処理は、外部からの光が入
    射する部分に施されていることを特徴とする請求項4記
    載の発光ダイオードランプ。
  6. 【請求項6】 前記反射防止処理は、黒色導電性物質の
    塗布により行われることを特徴とする請求項3、4又は
    5のいずれか1つに記載の発光ダイオードランプ。
  7. 【請求項7】 前記反射防止処理は、カップ部に凹凸を
    形成することにより行われることを特徴とする請求項
    3、4又は5のいずれか1つに記載の発光ダイオードラ
    ンプ。
  8. 【請求項8】 前記発光ダイオードチップは、請求項1
    又は2のいずれか1つに記載のものであることを特徴と
    する請求項3、4、5、6又は7のいずれか1つに記載
    の発光ダイオードランプ。
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