JP2007067204A - Light-emitting diode device - Google Patents

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Inventor
Masami Iwamoto
Masahiro Izumi
Kiyoko Kawashima
Akiko Nakanishi
Akiko Saito
Tomohiro Sanpei
Nobuhiro Tamura
友広 三瓶
晶子 中西
正己 岩本
淨子 川島
明子 斉藤
昌裕 泉
暢宏 田村
Original Assignee
Toshiba Lighting & Technology Corp
東芝ライテック株式会社
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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting diode device in which generation of color irregularity is suppressed.
SOLUTION: The light-emitting diode device is provided with a light-emitting diode chip emitting a blue light, and a phosphor sheet having a phosphor layer emitting a light based on the blue light and a light diffusion layer formed on at least one surface of the phosphor layer.
COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は青色光を発光する発光ダイオードチップを具備する発光ダイオード装置に関する。 The present invention relates to a light emitting diode device comprising a light emitting diode chip that emits blue light.

発光ダイオード装置は、液晶ディスプレイ、携帯電話、情報端末等のバックライト、屋内外広告等、多方面への展開が飛躍的に進んでいる。 Light emitting diode device, a liquid crystal display, a mobile phone, a backlight of such information terminals, indoor and outdoor advertisements, the deployment of the various fields is proceeding dramatically. さらに、発光ダイオード装置は長寿命で信頼性が高く、また低消費電力、耐衝撃性、高純度表示色、軽薄短小化の実現等の特徴を有することから、産業用のみならず一般照明用途への適用も試みられている。 Further, the light emitting diode device is reliable, long life, also low power consumption, impact resistance, high purity display color has the feature of realization etc. miniaturization, the general lighting applications not industrial only also of application it has been tried. このような発光ダイオード装置を種々の用途に適用する場合、白色光を得ることが重要となる。 When applying such a light-emitting diode device in a variety of applications, to obtain a white light is important.

発光ダイオード装置で白色光を実現する代表的な方式としては、(1)赤、緑および青の各色に発光する3つの発光ダイオードチップを使用する方式、(2)青色光を発光する発光ダイオードチップと黄色ないし橙色光を発光する蛍光体とを組み合わせる方式、(3)紫外線を発光する発光ダイオードチップと赤色、緑色および青色の三色混合蛍光体とを組み合わせる方式の3つが挙げられる。 Typical method for realizing white light emitting diode device, (1) red, a method of using three light emitting diode chips that emit different colors of green and blue light-emitting diode chip for emitting (2) blue light a method of combining a phosphor which emits yellow to orange light, (3) light-emitting diode chip and red that emits ultraviolet, are three methods of combining the green and blue three-color mixed phosphor and the like. これらのうち、一般的には輝度特性の観点から、(2)の青色光を発光する発光ダイオードチップと黄色ないし橙色光を発光する蛍光体とを組み合わせる方式が広く実用化されている。 Of these, in general from the viewpoint of luminance characteristics are scheme widely commercialized combining the phosphor emitting light-emitting diode chip and a yellow or orange light that emits blue light (2).

上記した(2)および(3)の方式を適用した発光ダイオード装置の構造としては、発光ダイオードチップを装備したカップ型のフレーム内に、所望の色を発光する蛍光体を混合した透明樹脂を流し込み、これを固化させて蛍光体を含有する蛍光体層を形成する構造が一般的である(例えば、特許文献1参照。)。 The structure of the above (2) and (3) light-emitting diode device using the method, the light emitting diode chip equipped with cup-shaped in the frame, pouring a transparent resin mixed with phosphor emitting a desired color , structure forming a solidifying this phosphor layer containing a phosphor is generally (e.g., see Patent Document 1.). また、このようなものの代わりに、所望の色を発光する蛍光体を混合した透明樹脂をトランスファー成形法等で蛍光体シートとしたものを発光ダイオードチップの発光面側に配置したものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。 Further, instead of such, is known that arranged that the phosphor sheet the desired transparent resin mixed with phosphor emitting color in a transfer molding method or the like on the light emitting surface side of the light-emitting diode chips are (for example, refer to Patent Document 2.).

そして、このような白色発光する発光ダイオード装置は、例えば基板上に複数配置することにより白色発光ダイオードモジュールとし、液晶ディスプレイ、携帯電話、情報端末等のバックライト、各種表示器、照明装置等に好適に用いられている(例えば、特許文献3参照。)。 The light emitting diode device of such a white light emission, a white light emitting diode module by arranging a plurality, for example, on the substrate, a liquid crystal display, mobile phone, data terminal such as a backlight of various display, suitable to the illumination device or the like have been used (for example, see Patent Document 3.).
特開2001−148516号公報 JP 2001-148516 JP 特開2003−46133号公報(例えば、段落番号[0019]、図1参照。) JP 2003-46133 JP (e.g., paragraph [0019], see Figure 1.) 特開平10−190065号公報(例えば、図3参照。) JP 10-190065 discloses (for example, see FIG. 3.)

上記したように、発光ダイオード装置の構造としては、例えば発光ダイオードチップを装備したカップ型のフレーム内に所望の色を発光する蛍光体を混合した透明樹脂を流し込み固化させて蛍光体層を形成する構造のものと、所望の色を発光する蛍光体を混合した透明樹脂をトランスファー成形法等により成形することによって得た蛍光体シートを発光ダイオードチップの発光面側に配置する構造のものとが知られている。 As described above, as the structure of the light emitting diode device, for example, a light-emitting diode chips desired solidified pouring transparent resin mixed with phosphor emitting color in the frame equipped with cup-type to form a phosphor layer and a structure, those with the knowledge of the structure of disposing the phosphor sheet obtained by molding a transparent resin mixed with phosphor emitting a desired color by a transfer molding method or the like on the light emitting surface side of the light-emitting diode chips It is.

これらのうち、蛍光体シートを利用するものは蛍光体シートを発光ダイオードチップの発光面側に接着等により固定するだけでよいため、製造工程を簡略化することができ、製造コストの低減が可能となる。 Of these, those utilizing phosphor sheet it is only necessary to fix by adhesion or the like phosphor sheet to the light-emitting surface of the LED chip, it is possible to simplify the manufacturing process, the manufacturing cost can be reduced to become.

また、蛍光体を含有する透明樹脂を流し込み固化させる構造の発光ダイオード装置については、蛍光体を含有する透明樹脂を流し込む必要からその粘度を小さくしなければならず、硬化させる間に蛍光体が沈下してしまうことがあるが、蛍光体シートを利用するものについては例えば蛍光体シートをトランスファー成形法等により成形するためこのような問題が発生しにくく、蛍光体の含有量や濃度を均一にすることができる。 As for the light-emitting diode device structure to solidify pouring a transparent resin containing a fluorescent material, it is necessary to reduce its viscosity the necessity of pouring a transparent resin containing a phosphor, phosphor subsidence during curing Although there can result in such a problem hardly occurs because the one that utilizes a phosphor sheet that is molded by transfer molding or the like phosphor sheet for example, to equalize the amount or concentration of the fluorescent be able to.

しかしながら、このような蛍光体シートを利用した発光ダイオード装置についても、発光ダイオードチップの配光特性によっては発光観測面において色むらを生じることがある。 However, a light-emitting diode device using such a phosphor sheet may, depending the light distribution characteristic of the light emitting diode chip may be formed color unevenness in light emission observing surface. 特に上記(2)に示したような青色光を発光する発光ダイオードチップと黄色ないし橙色光を発光する蛍光体とを組み合わせる方式の発光ダイオード装置については、色むらが生じやすい。 Especially for light emitting diode device of the type combining a phosphor emitting a light emitting diode chip and a yellow or orange light that emits blue light as shown in the above (2), the color unevenness is likely to occur. 具体的には、発光観測面側から見て発光ダイオードチップが配置された中心部が青色っぽく、その周辺にリング状に黄や緑や赤っぽく見られる部分が発生することがある。 Specifically, the light emitting diode chip Ppoku blue central portion disposed as viewed from the light emission observing surface side, yellow or green or reddish seen partially in a ring around the may occur. 人間の色調感覚は白色において特に敏感であり、僅かな色調の違いでもその違いは容易にわかるため、このような色むらの発生は極力抑制することが好ましい。 Human color sensation is particularly sensitive in the white, the CPU recognizes the easier the difference in a slight difference in color tone, it is preferable that the occurrence of such color unevenness suppressed as much as possible.

本発明は上記したような課題を解決するためになされたものであって、蛍光体シートを利用した発光ダイオード装置において、色むらの発生が抑制された発光ダイオード装置を提供することを目的としている。 The present invention was made to solve the problems as described above, the light-emitting diode device using the phosphor sheet, and its object is to provide a light-emitting diode device color unevenness is suppressed .

請求項1に係る発明は、青色光を発光する発光ダイオードチップと;前記青色光により発光する蛍光体層および前記蛍光体層の少なくとも一方の面上に形成された光拡散層を有する蛍光体シートと;を具備することを特徴とする発光ダイオード装置である。 Invention, the light emitting diode chip and emitting blue light according to claim 1; phosphor sheet having a light diffusion layer formed on at least one surface of the phosphor layer and the phosphor layer which emits light by the blue light When; it is a light emitting diode device characterized by comprising a.

請求項2に係る発明は、前記光拡散層の面積が前記発光ダイオードチップの配光特性に合わせて調整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装置である。 The invention according to claim 2 is a light emitting diode device according to claim 1, wherein the area of ​​the light diffusing layer is characterized in that it is adjusted to the light distribution characteristic of the light emitting diode chip.

請求項3に係る発明は、前記蛍光体シートが一体成形されたものであることを特徴とする請求項1または2記載の発光ダイオード装置である。 The invention according to claim 3 is a light-emitting diode device according to claim 1, wherein said phosphor sheet is formed by integral molding.

請求項4に係る発明は、前記光拡散層がアルミナ、チタニアおよびシリカのいずれか一種を含むものであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項記載の発光ダイオード装置である。 The invention according to claim 4 is a light emitting diode device of any one of claims 1 to 3, wherein the light diffusion layer contains alumina, any kind of titania and silica.

なお、本発明における用語の定義および技術的意味は、特に指定しない限り以下の通りである。 The definition and technical meaning of the terms in the present invention are as follows unless otherwise specified. 蛍光体層は、青色光を発光する発光ダイオードチップ(以下、単に発光ダイオードチップと呼ぶ。)から発せられた青色光により励起されて可視光を発光する蛍光体粒子を有するものであり、この蛍光体粒子から発光される可視光と発光ダイオードチップから放射される光との混色によって白色光を得るものである。 The phosphor layer is one having a phosphor particles emitting light-emitting diode chips (hereinafter, simply emitting diode referred to as a chip.) Is excited by blue light emitted from the visible light to emit blue light, the fluorescent by mixing the light emitted from the visible light and the light emitting diode chip is emitted from the body particles is to obtain a white light. 蛍光体粒子の種類は、所望とする白色光や、発光ダイオードチップから放射される青色光に応じて適宜選択されるものである。 Type of phosphor particles, white light or to desired are those selected appropriately in accordance with the blue light emitted from the light emitting diode chip.

請求項1に係る発明によれば、蛍光体シートが青色光により発光する蛍光体層の少なくとも一方の面上に光拡散層が形成されたものであるため、例えば発光ダイオードチップから発せられた青色光をこの光拡散層で拡散させて蛍光体層全体に広く入射させることができ、また、例えば発光ダイオードチップから発せられて蛍光体層を通過し出射する青色光とこの蛍光体層の蛍光体粒子により発せられて出射する可視光とをこの光拡散層で拡散させて広く出射させることができ、発光ダイオード装置における色むらの発生を抑制することができる。 According to the invention of claim 1, since the phosphor sheet is of a light diffusion layer formed on at least one surface of the phosphor layer which emits light by the blue light, for example, emitted from the light emitting diode chip blue by diffusing light in this light diffusing layer can be broadly incident across the phosphor layer, for example, the blue light emitting diode is emitted from the chip through the phosphor layer emitted and the phosphor layer phosphor the visible light emitted is emitted by the particles is diffused by the light diffusion layer can be emitted widely, the occurrence of color unevenness in the light-emitting diode device can be suppressed.

請求項2に係る発明によれば、発光ダイオードチップの配光特性に合わせて光拡散層の面積が調整されているため、発光ダイオード装置の色むらの発生を抑制した上で、発光輝度の低下も最小限度に抑制することができる。 According to the invention of claim 2, since the area of ​​the light diffusion layer in accordance with the light distribution characteristic of the light emitting diode chip is adjusted, after suppressing the occurrence of color unevenness of the light emitting diode device, decrease in emission luminance it can also be suppressed to a minimum.

請求項3に係る発明によれば、蛍光体層と光拡散層とを有する蛍光体シートが一体成形されたものであるため、発光ダイオード装置の製造性を向上させることができる。 According to the invention of claim 3, since the phosphor sheet having a phosphor layer and the light diffusion layer is formed by integral molding, it is possible to improve the productivity of the light emitting diode device.

請求項4に係る発明によれば、光拡散層がアルミナ、チタニアおよびシリカのいずれか一種を含むものであるため、発光ダイオードチップから発せられて蛍光体層へ入射する青色光、あるいは、蛍光体層から出射する可視光および青色光をこの光拡散層により十分に拡散させることができ、発光ダイオード装置における色むらの発生をより一層抑制することができる。 According to the invention of claim 4, since the light diffusion layer contains alumina, any kind of titania and silica, the blue light is incident is emitted from the light emitting diode chip to the phosphor layer, or the phosphor layer the emitted visible light and blue light can be sufficiently diffused by the light diffusion layer, it is possible to further suppress the occurrence of color unevenness in the light-emitting diode device.

以下、本発明について添付図面に基づいて説明する。 It will be described below with reference to the accompanying drawings the present invention. なお、複数の添付図面中、同一または相当部分には同一の符号を付している。 Incidentally, in the plurality of the accompanying drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

図1は本発明の発光ダイオード装置1の第1の実施形態を示す断面図である。 Figure 1 is a sectional view showing a first embodiment of a light emitting diode device 1 of the present invention. 本発明の発光ダイオード装置1は、基板2上に電気絶縁層3を介して回路パターン4が配設されている。 Light emitting diode device 1 of the present invention, the circuit pattern 4 through an electrical insulating layer 3 is disposed on the substrate 2. 基板2は放熱性と剛性とを有するアルミニウム(Al)やニッケル(Ni)、ガラスエポキシ等の平板からなるものである。 The substrate 2 of aluminum having a heat dissipation property and rigidity (Al), nickel (Ni), is made of a flat plate of glass epoxy or the like.

回路パターン4はCuとNiの合金やAu等により、陰極側と陽極側の回路パターン(配線パターン)4a、4bに形成されており、この回路パターン4上に青色光を発光する発光ダイオードチップ5が搭載されている。 The circuit pattern 4 Cu and Ni alloy or Au or the like, the cathode side and the anode side of the circuit pattern (wiring pattern) 4a, are formed in 4b, the light emitting diode chip 5 that emits blue light on the circuit pattern 4 There are mounted. これらの発光ダイオードチップ5は青色光を発光するものであり、例えば窒化ガリウム(GaN)系半導体等からなるものである。 These light-emitting diode chips 5 is intended to emit blue light, for example, is made of gallium nitride (GaN) based semiconductor, and the like.

発光ダイオードチップ5は、その底面電極が回路パターン4a、4bの一方の表面上に載置され電気的に接続される一方、その上面電極が回路パターン4a、4bの他方の表面上にボンディングワイヤ6により電気的に接続されている。 Light-emitting diode chip 5, bonding wires 6 that the bottom electrode circuit patterns 4a, while being one placed on the surface of the electrical connection of 4b, the upper surface electrode circuit patterns 4a, on the other surface of 4b It is electrically connected by.

そして、基板2上の発光ダイオードチップ5の周囲には、所要の間隔を置いてこれを取り囲むように凹部形成部材7が形成されている。 Then, around the light-emitting diode chips 5 on the substrate 2, the recess forming member 7 so as to surround it at a predetermined interval is formed. 凹部形成部材7は、基板2の表面から遠ざかるにつれて同心円状に漸次拡開する円錐台状の凹部8を有するものである。 Recess forming member 7, and has a truncated cone-shaped recess 8 which gradually expanding concentrically with increasing distance from the surface of the substrate 2. このような凹部形成部材7は、例えばPBT(ポリブチレンテレフタラート)、PPA(ポリフタルアミド)、PC(ポリカーボネート)等の合成樹脂からなるものである。 Such recess forming member 7, for example, PBT (polybutylene terephthalate), PPA (polyphthalamide), is made of a synthetic resin such as PC (polycarbonate).

この凹部形成部材7の凹部8内には、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の透明樹脂を硬化させてなる透明層9が形成されている。 This recess forming member 7 recess 8 of the transparent layer 9 formed by curing the transparent resin such as silicone resin or epoxy resin is formed. さらに、この透明層9上には蛍光体シート10が配置されている。 Furthermore, the phosphor sheet 10 is disposed on the transparent layer 9. 蛍光体シート10は、光拡散層11と蛍光体層12とからなるものであり、図1に示す例では発光ダイオードチップ5側に光拡散層11が配設されており、その反対側が蛍光体層12となっている。 Phosphor sheet 10 is made of a light diffusion layer 11 and the phosphor layer 12. In the example shown in FIG. 1 are the light diffusion layer 11 is disposed on the light emitting diode chip 5 side, opposite the phosphor thereof and it has a layer 12. なお、本発明では凹部形成部材7の凹部8内に必ずしもシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の透明樹脂からなる透明層9を設ける必要はなく、凹部形成部材7の凹部8の開口部上に蛍光体シート10を直接配置するものとしてもよい。 It is not always necessary to provide a transparent layer 9 made of a transparent resin such as silicone resin or epoxy resin in the recess 8 of the recess forming member 7 in the present invention, the phosphor sheet on the opening of the recess 8 of the recess forming member 7 10 may be used as those which directly disposed.

蛍光体層12は、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の透明樹脂に蛍光体粒子が含有されたものである。 Phosphor layer 12 are those which phosphor particles are contained in a transparent resin such as, for example, silicone resin or epoxy resin. 蛍光体粒子は、発光ダイオードチップ5(青色光を発光する発光ダイオードチップ)から発せられた青色光により励起されて可視光を発光し、この蛍光体粒子から発光される可視光と発光ダイオードチップ5から放射される光との混色によって白色光が得られるものであればよく、黄色ないし橙色発光蛍光体粒子が主として用いられる。 Phosphor particles, the light-emitting diode chips 5 is excited by blue light emitted from the (light-emitting diode chip that emits blue light) to emit visible light, visible light and the light-emitting diode chip 5 to be emitted from the phosphor particles as long as white light is obtained by mixing the light emitted from yellow to orange-emitting phosphor particles are mainly used. また、演色性等の向上を図るために、黄色ないし橙色発光蛍光体粒子と共に赤色蛍光発光体粒子を併用してもよい。 Further, in order to improve the color rendering properties, etc., may be used together red fluorescent phosphor particles with yellow to orange-emitting phosphor particles.

黄色ないし橙色発光蛍光体粒子としては、例えばRE (Al,Ga) 12 :Ce蛍光体(REはY、GdおよびLaから選ばれる少なくとも1種を示す。)等のYAG蛍光体粒子、AE SiO :Eu蛍光体(AEはSr、Ba、Ca等のアルカリ土類元素である。)等の珪酸塩蛍光体粒子が用いられる。 The yellow to orange light emitting phosphor particles, e.g., RE 3 (Al, Ga) 5 O 12: Ce phosphor (. RE represents at least one selected from Y, Gd and La) YAG phosphor particles such as, AE 2 SiO 4: Eu phosphor (. AE is Sr, Ba, an alkaline earth element such as Ca) silicate phosphor particles or the like is used.

また、光拡散層11は、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の透明樹脂に光拡散粒子が含有されたものである。 Further, the light diffusion layer 11 is a light diffusing particles are contained in a transparent resin such as, for example, silicone resin or epoxy resin. 図1に示す例では、光拡散粒子は発光ダイオードチップ5から発せられた青色光を有効に拡散できるものであればよく、このようなものとしては例えばアルミナ、チタニアあるいはシリカからなるものが好適なものとして挙げられる。 In the example shown in FIG. 1, the light diffusing particles may be those effectively diffuse the blue light emitted from the light emitting diode chip 5, such as those for example alumina, it is made of titania or silica suitable and the like as objects. これらアルミナ、チタニア、シリカ等からなる光拡散粒子は光拡散層11に1種のみが含有されていてもよいし、2種以上が含有されていてもよい。 These alumina, titania, light-diffusing particles of silica or the like to only one in the light diffusion layer 11 may be contained, or two or more of these may be contained. また、光拡散粒子は、発光ダイオードチップ5から発せられた青色光を有効に拡散できるものであれば、蛍光体シート11に含まれる蛍光体粒子と同様な蛍光体粒子であってもよい。 Also, the light diffusing particles, as long as it can effectively diffuse the blue light emitted from the light emitting diode chips 5 may be a fluorescent particle similar to the phosphor particles contained in the phosphor sheet 11.

このような発光ダイオード装置1においては、印加された電気エネルギーが発光ダイオードチップ5で青色光に変換される。 In such a light emitting diode device 1, it applied electrical energy is converted into blue light emitting diode chip 5. そして、この発光ダイオードチップ5から発せられた青色光はまず蛍光体シート10の光拡散層11に入射し、それに含まれる光拡散粒子によって一部が光拡散層11と平行な方向に拡散され、凹部8の周辺部へと拡散されてから蛍光体層12に入射する。 Then, the blue light emitted from the light emitting diode chip 5 is first incident on the light diffusion layer 11 of the phosphor sheet 10, a portion is diffused in a direction parallel to the light diffusion layer 11 by the light diffusing particles contained therein, incident from being diffused into the periphery of the recess 8 the phosphor layer 12. この入射した青色光の一部が蛍光体粒子により可視光に変換され、他の透過した青色光との混色により、凹部8の周辺部においても白色光が得られる。 The part of the incident blue light is converted into visible light by the phosphor particles, the mixture of the other of the transmitted blue light, white light can be obtained at the periphery of the recess 8.

このように本発明の発光ダイオード装置1においては、発光ダイオードチップ5から発せられた青色光の一部が光拡散層11によって凹部8の周辺部へと拡散されてから蛍光体層12に入射されるため、蛍光体層12に入射する青色光を比較的均一にすることができ、発光ダイオードチップ5の配光特性が狭い場合であっても色むらの発生を有効に抑制することができる。 In the light emitting diode device 1 according to the present invention in this way, part of the blue light emitted from the light emitting diode chips 5 is incident from being diffused into the periphery of the recess 8 by the light diffusion layer 11 to the phosphor layer 12 because, it is possible to relatively uniform blue light entering the phosphor layer 12, the light distribution characteristic of the LED chip 5 can be effectively suppress the occurrence of color unevenness even when narrow.

本発明の発光ダイオード装置1においては、図1に示すように、凹部形成部材7の凹部8の開口部全面を覆うように光拡散層11が形成されていてもよいが、発光ダイオード装置1の発光輝度を高くする観点から、発光ダイオードチップ5の配光特性に合わせて例えば図2に示すように光拡散層11の面積(s)を調整することが好ましい。 In the light emitting diode device 1 of the present invention, as shown in FIG. 1, the light diffusion layer 11 may be formed so as to cover the opening entirely the recess 8 of the recess forming member 7, the light emitting diode device 1 from the viewpoint of increasing the light emission luminance, it is preferable to adjust the area (s) of the light diffusion layer 11 as shown in FIG. 2 for example combined light distribution characteristics of the light-emitting diode chips 5. 発光ダイオードチップ5の配光特性に合わせて光拡散層11の面積(s)を調整することで、発光ダイオード装置1の色むらを抑制した上で、発光輝度を高くすることができる。 In accordance with the light distribution characteristic of the light-emitting diode chips 5 by adjusting the area of ​​the light diffusion layer 11 (s), after having suppressed color unevenness of the light emitting diode device 1, it is possible to increase the emission luminance. なお、光拡散層11の面積(s)を調整する場合、光拡散層11は凹部8の開口部の中心部(c)を中心とする円板状のものとし、その半径(r)を調整することにより面積(s)を調整することが好ましい。 In the case of adjusting the area of ​​the light diffusion layer 11 (s), the light diffusion layer 11 is assumed disc shape around the center of the opening of the recess 8 (c), adjusting the radius (r) it is preferable to adjust the area (s) by.

具体的には、発光ダイオードチップ5の配光特性が狭い場合には、光拡散層11の面積(s)を広くすることが好ましい。 Specifically, when the light distribution characteristics of the light-emitting diode chips 5 is narrow, it is preferable to increase the area of ​​the light diffusion layer 11 (s). 発光ダイオードチップ5から放出される青色光の配光特性が狭い場合に光拡散層11の面積(s)を広くすることで、発光ダイオードチップ5から放出される青色光をこの光拡散層11によって凹部8の周辺部へと拡散させてから蛍光体層12に入射させることができ、発光ダイオード装置1における色むらの発生を抑制することができる。 Emitting diodes by the light distribution characteristics of the blue light emitted from the tip 5 is wider area of ​​the light diffusing layer 11 (s) is when a narrow, blue light emitted from the light emitting diode chip 5 by the light diffusing layer 11 is diffused into the periphery of the recess 8 can be made incident on the phosphor layer 12 from the occurrence of color unevenness in the light-emitting diode device 1 can be suppressed.

一方、発光ダイオードチップ5の配光特性が広い場合には、光拡散層11の面積(s)を狭くすることが好ましい。 On the other hand, when the light distribution characteristics of the light-emitting diode chips 5 is wide, it is preferable to narrow the area of ​​the light diffusion layer 11 (s). 発光ダイオードチップ5の配光特性が広い場合には、発光ダイオード装置1における色むらの発生が少なく、必ずしも光拡散層11の面積(s)を広げて発光ダイオードチップ5から放出される青色光を凹部8の周辺部へと拡散させる必要がない。 When the light distribution characteristics of the light-emitting diode chips 5 is wide, less color unevenness in the light-emitting diode device 1, a blue light emitted from the light emitting diode chip 5 necessarily spread area of ​​the light diffusion layer 11 (s) it is not necessary to diffuse into the periphery of the recess 8. また、このような場合に、光拡散層11の面積(s)を広げると、この光拡散層11により発光ダイオードチップ5から放出される青色光が不必要に拡散され、かえって発光ダイオード装置1の発光輝度を低下させるため好ましくない。 Further, in such a case, when expanding the area of ​​the light diffusion layer 11 (s), the blue light is diffused unnecessarily, rather the light emitting diode device 1 emitted from the light emitting diode chip 5 by the light diffusion layer 11 undesirably reducing the emission luminance.

また、光拡散層11は、発光ダイオードチップ5から発せられた青色光の一部を適切に拡散させることができ、かつ、発光ダイオードチップ5から発せられた他の青色光を適切に透過させることができるよう、光拡散粒子の含有量を調整することが好ましい。 Further, the light diffusion layer 11, the light emitting diode portion of the blue light emitted from the chip 5 to be able to properly spread and be properly transmitted through the other blue light emitted from the light emitting diode chips 5 to allow, it is preferable to adjust the content of the light diffusing particles. このような光拡散層11における光拡散粒子の含有量としては、光拡散層11を構成する光拡散粒子および透明樹脂等の合計量100重量%中、光拡散粒子を3重量%以上、5重量%以下とすることが好ましい。 As the content of the light diffusing particles in the light diffusion layer 11, the total amount of 100 wt%, such as light-diffusing particles and the transparent resin constituting the light diffusing layer 11, the light-diffusing particles 3 wt% or more, 5 wt % is preferably not greater than.

さらに、光拡散層11は、発光ダイオードチップ5から発せられた青色光の一部を適切に拡散させることができ、かつ、発光ダイオードチップ5から発せられた他の青色光を適切に透過させることができるよう、厚さを調整することが好ましい。 Further, the light diffusion layer 11, the light emitting diode portion of the blue light emitted from the chip 5 to be able to properly spread and be properly transmitted through the other blue light emitted from the light emitting diode chips 5 to allow, it is preferable to adjust the thickness.

図3は本発明の発光ダイオード装置1の第2の実施形態を示したものである。 Figure 3 shows a second embodiment of a light emitting diode device 1 of the present invention. 図2に示す発光ダイオード装置1は、蛍光体シート10を光拡散層11と蛍光体層12とからなるものとした点では第1の実施形態と同様であるが、その配置を逆にし、蛍光体層12を発光ダイオードチップ5側とした点で異なるものである。 Light emitting diode device 1 shown in FIG. 2, although in that shall become the phosphor sheet 10 from the light diffusion layer 11 and the phosphor layer 12. is similar to the first embodiment, and the arrangement to the contrary, the fluorescent the body layer 12 in which the difference is that the light emitting diode chip 5 side.

このような発光ダイオード装置1においては、発光ダイオードチップ5から発せられた青色光はまず蛍光体シート10の蛍光体層12に入射し、一部が蛍光体粒子により可視光に変換されて光拡散層11に入射し、その他の青色光は透過して光拡散層11に入射する。 In such a light emitting diode device 1, the blue light emitted from the light emitting diode chip 5 is first incident on the phosphor layer 12 of the phosphor sheet 10, a part thereof is converted by the phosphor particles in the visible light diffusing incident on the layer 11, other blue light is transmitted through incident on the light diffusing layer 11. そして、光拡散層11に入射したこれらの光は、その一部が光拡散層11中の光拡散粒子によって凹部8の周辺部へと拡散される。 Then, these light incident on the light diffusion layer 11 is partially diffused into the periphery of the recess 8 by the light diffusing particles in the light diffusion layer 11. このように、蛍光体層12から出射する蛍光体粒子による可視光および透過光が光拡散層11によって凹部8の周辺部にも拡散されることで、発光ダイオード装置1の色むらの発生が抑制される。 In this manner, the visible light and transmitted light by the phosphor particles emitted from the phosphor layer 12 is diffused to the peripheral portion of the recess 8 by the light diffusion layer 11, the occurrence of color unevenness of the light emitting diode device 1 is suppressed It is.

このような場合においても、第1の実施形態と同様、発光ダイオード装置1の色むらの抑制および発光輝度の向上の観点から、発光ダイオードチップ5の配光特性に合わせて光拡散層11の面積(s)が調整されていることが好ましい。 In such a case, the area of ​​the first similar to the embodiment, the light emitting diode device from the viewpoint of suppression and improvement of emission luminance of the color unevenness of 1, the light emitting diode in accordance with the light distribution characteristics of the chip 5 the light diffusing layer 11 (s) it is preferred to have been adjusted. また、光拡散層11における光拡散粒子の含有量や、光拡散層11の厚さについても第1の実施形態と同様に調整することが好ましい。 The content of the light diffusing particles in the light diffusion layer 11 and is preferably adjusted even in the same manner as in the first embodiment the thickness of the light diffusing layer 11.

図4は本発明の発光ダイオード装置1の第3の実施形態を示したものである。 Figure 4 shows a third embodiment of a light emitting diode device 1 of the present invention. 図4に示す発光ダイオード装置1は、蛍光体層12の両面にそれぞれ光拡散層11a、11bを設けた蛍光体シート10を用いた点で第1の実施形態および第2の実施形態と異なるものである。 Light emitting diode device 1 shown in FIG. 4, which differs from the first embodiment and the second embodiment in that using the phosphor sheet 10, respectively light diffusion layer 11a on both sides of the phosphor layer 12, and 11b provided it is.

図4に示す発光ダイオード装置1における発光ダイオードチップ5側の光拡散層11aおよびその反対側の光拡散層11bの役割は、それぞれ図1に示される第1の実施形態の発光ダイオード装置1における光拡散層11、図3に示される第2の実施形態の発光ダイオード装置1における光拡散層11と同様である。 The role of the light-emitting diode chip 5 side of the light diffusion layer 11a and the light diffusion layer 11b on the opposite side of the light emitting diode device 1 shown in FIG. 4, the light in the light-emitting diode device 1 of the first embodiment shown in FIGS 1 diffusion layer 11 is the same as that of the optical diffusion layer 11 in the light-emitting diode device 1 of the second embodiment shown in FIG. 図4に示す発光ダイオード装置1では、蛍光体シート10の蛍光体層12の両面にそれぞれ光拡散層11a、11bを設けることで、色むらの発生をより一層抑制することができる。 In the light emitting diode device 1 shown in FIG. 4, on both sides of the phosphor layer 12 of the phosphor sheet 10 by providing the light diffusion layers 11a, a 11b, it is possible to further suppress the occurrence of color unevenness.

図4に示す発光ダイオード装置1における光拡散層11a、11bについても、色むらの抑制および発光輝度の向上の観点から、発光ダイオードチップ5の配光特性に合わせて光拡散層11a、11bの面積(s)が調整されていることが好ましい。 Light diffusion layer 11a in the light-emitting diode device 1 shown in FIG. 4, for the 11b, from the viewpoint of suppression and improvement of emission luminance of the color unevenness, the light-emitting diode light distribution characteristic in accordance with the light diffusion layer 11a of the chip 5, the area of ​​the 11b (s) it is preferred to have been adjusted. なお、光拡散層11a、11bの面積(s)は必ずしも同一でなくてもよい。 The light diffusion layers 11a, area 11b (s) may not be necessarily the same. また、図4に示す発光ダイオード装置1のように光拡散層を2層とする場合には、それぞれの光拡散層11a、11bについて光の拡散および透過が適切に行われるととともに、発光ダイオード装置1全体として色むらが抑制され、発光輝度に優れたものとする必要があることから、このような条件を満たすように厚さ等を調整することが好ましい。 Further, in the case of a two-layer light diffusing layer as the light emitting diode device 1 shown in FIG. 4, each of the light diffusion layers 11a, along with the diffusion and transmission of light is appropriately performed on 11b, the light emitting diode device color unevenness can be suppressed as a whole 1, it is necessary to be excellent in luminous intensity, it is preferable to adjust the thickness and the like so as to satisfy such conditions.

本発明の発光ダイオード装置1は、例えば以下のようにして製造されるものである。 Light emitting diode device 1 of the present invention are those, for example, it is produced as follows. すなわち、まず図5に示すように、基板2上に電気絶縁層3を介して回路パターン4が配設され、この回路パターン4の一方の電極に発光ダイオードチップ5が搭載され下部電極で電気的に接続されるとともに、上部電極がボンディングワイヤ6により回路パターン4の他方の電極に電気的に接続され、さらにこの発光ダイオードチップ5の周囲を取り囲むようにして凹部形成部材7が設けられ、この凹部形成部材7の凹部8内に透明層9が形成されたものを製造する。 That is, first, as shown in FIG. 5, the circuit pattern 4 through an electrical insulating layer 3 is disposed on the substrate 2, electrically the lower electrode is a light emitting diode chip 5 to the one electrode of the circuit pattern 4 is mounted is connected to, the upper electrode is electrically connected to the other electrode of the circuit pattern 4 by bonding wires 6, further the recess forming member 7 so as to surround the periphery of the light emitting diode chip 5 is provided, the recess transparent layer 9 in the recess 8 of the forming member 7 is manufactured those formed. なお、図5に示すものは、図1〜図4に示す第1の実施形態〜第3の実施形態の発光ダイオード装置1において蛍光体シート10を設けていない状態のものを示したものである。 Incidentally, as shown in FIG. 5 illustrates those states that do not provide a phosphor sheet 10 in the light emitting diode device 1 of the first embodiment to the third embodiment shown in FIGS. 1 to 4 .

また、別途、蛍光体シート10を製造する。 In addition, separately, to produce a phosphor sheet 10. 蛍光体シート10が光拡散層11と蛍光体層12とからなるものの場合、例えば光拡散粒子と透明樹脂との混合物をトランスファー成型法等により成形することにより光拡散層11を得るとともに、別に蛍光体粒子と透明樹脂との混合物をトランスファー成型法等により成形することにより蛍光体層12を得、両者を貼り合わせることにより製造することができる。 If despite phosphor sheet 10 is made of a light diffusing layer 11 and the phosphor layer 12., with obtaining a light diffusing layer 11 by molding for example, a mixture of the light diffusing particles and the transparent resin by a transfer molding method or the like, separately from fluorescent a mixture of the body particles and a transparent resin to obtain a phosphor layer 12 by molding by a transfer molding method or the like, can be produced by bonding the two.

また、例えば蛍光体粒子と透明樹脂との混合物をトランスファー成型法等により成形することにより蛍光体層12を得た後、光拡散粒子と透明樹脂とを混合したペースト状の混合物を蛍光体層12に塗布、硬化させることにより光拡散層11を形成し蛍光体シート10としてもよい。 Further, for example, phosphor after obtaining a phosphor layer 12 by the mixture of particles and the transparent resin is molded by transfer molding method or the like, pasty mixture phosphor layer of a mixture of light diffusing particles and the transparent resin 12 the coating may be a phosphor sheet 10 to form a light diffusion layer 11 by curing.

さらに、例えば蛍光体粒子および光拡散粒子を低粘度の透明樹脂に分散させた後、光拡散粒子が沈降して高密度化することを利用し、この光拡散粒子が高密度化した部分を光拡散層11とし、他の部分を蛍光体層12とすることにより一体成形した蛍光体シート10としてもよい。 Furthermore, for example, after dispersing the phosphor particles and the light diffusing particles in a transparent resin having a low viscosity, light-diffusing particles are utilized to densify settled, light a portion where the light-diffusing particles are densified a diffusion layer 11 may be phosphor sheet 10 which is integrally molded by the other part and the phosphor layer 12.

また、蛍光体シート10が2層の光拡散層11a、11bと蛍光体層12とからなる場合は、上記したような製造方法を適宜選択して組み合わせて行うことにより製造することができる。 Also, if formed of the phosphor sheet 10 is two layers of the light diffusion layers 11a, 11b and the phosphor layer 12. can be prepared by proceeding in combination by appropriately selecting the production method as described above.

そして、このようにして製造された蛍光体シート10はその光拡散層11あるいは蛍光体層12を、図5に示されるものの透明層9あるいは凹部8の開口部周辺の凹部形成部材7に接着することにより、本発明の発光ダイオード装置1を製造することができる。 Then, bonding the manner phosphor sheet 10 is the light diffusion layer 11 or the phosphor layer 12 that is manufactured, the recess forming member 7 near the opening of the transparent layer 9 or the recess 8 of that shown in Figure 5 it is thus possible to manufacture a light emitting diode device 1 of the present invention. 蛍光体シート10の接着は、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等を用いて行うことができる。 Adhesion of the phosphor sheet 10 can be performed by using, for example, silicone resin or epoxy resin.

このような本発明の発光ダイオード装置1は、平面状に複数個を形成して発光ダイオードモジュールとしてもよい。 Light emitting diode device 1 of the present invention may be a light emitting diode modules to form a plurality in a planar shape. 図6は本発明の発光ダイオード装置1を利用した発光ダイオードモジュール20の一例を示した一部断面図である。 6 is a partial cross-sectional view showing an example of a light emitting diode module 20 that uses a light emitting diode device 1 of the present invention.

この発光ダイオードモジュール20では、複数の発光ダイオード装置1の各基板2が一体に連成されてなる一体基板となっている。 In the light emitting diode module 20, the substrate 2 of the plurality of light emitting diode devices 1 are integrated substrate formed by continuously formed integrally. 基板2上には、電気絶縁層3を介して回路パターン4が配設されている。 On the substrate 2, the circuit pattern 4 is provided via an electrically insulating layer 3. 回路パターン4は各発光ダイオード装置3毎に、CuとNiの合金やAu等により、陰極側と陽極側の回路パターン(配線パターン)4a、4bに形成されており、この回路パターン4上に各発光ダイオード装置1毎に青色光を発光する発光ダイオードチップ5が搭載されている。 Circuit patterns 4 each light emitting diode device 3, an alloy and Au, Cu and Ni, the cathode side and the anode side of the circuit pattern (wiring pattern) 4a, are formed in 4b, each on the circuit pattern 4 light emitting diode chip 5 that emits blue light for each light emitting diode device 1 is mounted.

各発光ダイオードチップ5は、その底面電極が回路パターン4a、4bの一方の表面上に載置され電気的に接続される一方、その上面電極が回路パターン4a、4bの他方の表面上にボンディングワイヤ6により電気的に接続されている。 Each light-emitting diode chip 5, the bottom electrode circuit patterns 4a, while placed on one surface of 4b are electrically connected, a bonding wire that the upper surface electrode circuit patterns 4a, on the other surface of 4b It is electrically connected by 6.

そして、基板2上には、各発光ダイオードチップ5の周囲に、それらから所要の間隔を置いて取り囲むように凹部形成部材7が一体に連成されている。 Then, on the substrate 2, the periphery of the light emitting diode chip 5, the recess-forming member 7 so as to surround from them at a predetermined interval is formed continuously integrally. 各凹部形成部材7には、基板2の表面から遠ざかるにつれて同心円状に漸次拡開する円錐台状の凹部8が形成されている。 Each recess forming member 7, truncated cone-shaped recess 8 which gradually expanding concentrically are formed with distance from the surface of the substrate 2. また、この各凹部8内には透明層9が形成されている。 Further, the transparent layer 9 is formed in the respective recesses 8.

さらにこの各透明層9上には、蛍光体シート10が接合されている。 Further, on the respective transparent layer 9, the phosphor sheet 10 is joined. 蛍光体シート10は、蛍光体層12が一体に連成されてなるものであり、その各発光ダイオードチップ5に対向する部分にはそれぞれ光拡散層11が形成されている。 Phosphor sheet 10, which the phosphor layer 12 is being formed continuously integrally light diffusion layer 11 are respectively formed in a portion facing the respective light emitting diode chips 5. そして、蛍光体シート10はその各光拡散層11がそれに対向する各透明層9と対応するように接合されている。 Then, it is joined to the phosphor sheet 10 that each of the light diffusion layer 11 corresponding to each transparent layer 9 opposite thereto.

以上、本発明の発光ダイオード装置を利用した発光ダイオードモジュールについて説明したが、本発明の発光ダイオード装置を利用した発光ダイオードモジュールは必ずしもこのようなものに限られず、例えば蛍光体シートの蛍光体層に形成される光拡散層は連続していてもよく、また例えば光拡散層は蛍光体層の両面に形成されていてもよい。 Having described light emitting diode module using a light emitting diode device of the present invention, the light emitting diode module using a light emitting diode device of the present invention is not necessarily limited to such, for example, the phosphor layer of the phosphor sheet light diffusion layer formed may be continuous, also for example, a light diffusing layer may be formed on both surfaces of the phosphor layer.

本発明の発光ダイオード装置の第1の実施形態を示した断面図。 Sectional view showing a first embodiment of a light emitting diode device of the present invention. 本発明の発光ダイオード装置の第1の実施形態の変形例を示した断面図。 Sectional view showing a modification of the first embodiment of the light emitting diode device of the present invention. 本発明の発光ダイオード装置の第2の実施形態を示した断面図。 Sectional view showing a second embodiment of a light emitting diode device of the present invention. 本発明の発光ダイオード装置の第3の実施形態を示した断面図。 Sectional view showing a third embodiment of a light emitting diode device of the present invention. 本発明の発光ダイオード装置の製造に用いられるものを示した断面図。 Sectional view showing a used in the manufacture of a light emitting diode device of the present invention. 本発明の発光ダイオード装置を用いた発光ダイオードモジュールの一例を示した一部断面図。 Partial cross-sectional view showing an example of a light emitting diode module using the light emitting diode device of the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…発光ダイオード装置、2…基板、3…電気絶縁層、4…回路パターン、5…発光ダイオードチップ、6…ボンディングワイヤ、7…凹部形成部材、8…凹部、9…透明層、10…蛍光体シート、11…光拡散層、12…蛍光体層、20…発光ダイオードモジュール 1 ... light emitting diode device, 2 ... substrate, 3 ... electrical insulating layer, 4 ... circuit pattern, 5 ... light-emitting diode chip, 6 ... bonding wire 7 ... recess forming member, 8 ... recess, 9 ... transparent layer, 10 ... fluorescent body sheet, 11 ... light diffusion layer, 12 ... phosphor layer, 20 ... LED module

Claims (4)

  1. 青色光を発光する発光ダイオードチップと; A light emitting diode chip that emits blue light;
    前記青色光により発光する蛍光体層および前記蛍光体層の少なくとも一方の面上に形成された光拡散層を有する蛍光体シートと; A phosphor sheet having a light diffusion layer formed on at least one surface of the phosphor layer and the phosphor layer which emits light by the blue light;
    を具備することを特徴とする発光ダイオード装置。 Light emitting diode device characterized by comprising a.
  2. 前記光拡散層は、前記発光ダイオードチップの配光特性に合わせて面積が調整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装置。 The light diffusion layer, the light emitting diode device according to claim 1, wherein the area in accordance with the light distribution characteristic of the light emitting diode chip is adjusted.
  3. 前記蛍光体シートは一体成形されたものであることを特徴とする請求項1または2記載の発光ダイオード装置。 The phosphor sheet is light-emitting diode device according to claim 1, wherein a is formed by integral molding.
  4. 前記光拡散層はアルミナ、チタニアおよびシリカのいずれか一種を含むものであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項記載の発光ダイオード装置。 The light diffusion layer is alumina, the light emitting diode device of any one of claims 1 to 3, characterized in that containing any one of titania and silica.
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