JP2008205138A - Electronic optical device mounted body, and electronic optical apparatus incorporating it therein - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子光学素子の実装体およびその実装体を組み込んだ電子光学機器に関する。 The present invention relates to a mounting body of an electro-optical element and an electro-optical device incorporating the mounting body.
印刷基板に発光ダイオード素子を固定し導通手段によっての導通後、この発光ダイオード素子を封止樹脂により封止してレンズ部を形成するものは、特許文献1、特許文献2のように多く知られている。
特許文献1は、基板4と、この基板4上に形成された印刷回路4aと、基板4に固着され且つ上記印刷回路4aに電気的に接続された発光ダイオード素子5と、上記印刷回路4aと発光ダイオード素子5を電気的に接続するボンディングワイヤ6と、基板4の少なくとも印刷回路4aと発光ダイオード素子5およびボンディングワイヤ6を封止する樹脂部3とを具備し、樹脂部3のうち発光ダイオード素子5からの光が通過する部位がレンズ部8に成形されているものである。この樹脂部3は、発光ダイオード素子5が固定されボンディングワイヤ6が接続された基板4を射出成形型に配置してから樹脂を射出成形することにより得られる。
There are many known methods, such as
特許文献2は、樹脂からなるベース10のチップ実装用凹部11に発光ダイオードのベアチップ13を固定し、Auワイヤ14でベアチップ13と配線パターン12とを接続したのち、上記チップ実装用凹部11にその容積より多い封止樹脂用樹脂を注入して凸レンズ状の封止樹脂15を形成するものである。
In
特許文献1において、上記樹脂部3の形成は、発光ダイオード素子5が固定されボンディングワイヤ6が接続されたいわば組み立てられた状態の基板4を射出成形型に配置してから樹脂を射出成形することにより得られ。
この場合、発光ダイオード素子5が基板に固定されボンディングワイヤ6が接続されたいわば組立状態ブロックが射出成形型にセットされることから、そのセット作業の際に、上記発光ダイオード素子5やボンディングワイヤ6が射出成形型に当たる危険性を有する。このため、上記発光ダイオード素子5やボンディングワイヤ6に損傷を与え、また接続部に外力が掛かり接続具合を損ねかねない。加えて、上記射出成形時に、接続状態のボンディングワイヤ6に液状樹脂が高圧下で作用する場合には、ボンディングワイヤ6が変形し他の導電部にショートしたり、発光ダイオード素子5の電極や印刷回路4aとの接続部に負荷がかかって接続不良を生じさせかねない。
In
In this case, since the light
特許文献2の発光ダイオードのベアチップ13の実装構造は、上記封止樹脂用樹脂を注入して凸レンズ状の封止樹脂15を形成しているため、注入される封止樹脂用樹脂の注入量が安定しないことから凸レンズ状の封止樹脂15の大きさが変化し、また注入量や注入条件または硬化条件によっては凸レンズの形状が変化し、凸レンズとしての光学特性が不安定で量産でのレンズ品質がバラツキやすい。
Since the mounting structure of the bare chip 13 of the light emitting diode of
上記課題に鑑みて、本発明は、電子光学素子と、電子光学素子の電極と前記回路基板の導電部とを導通する導電部材とに対して、封止部材が有害な外力を及ぼすことを防止し、良好な電気接続を行う電子光学素子の実装体をもたらすことを目的とする。
さらに、本発明は、封止部材の光透過部の外形形状を所定形状に形成し、電子光学素子の光学作用を良好に安定的に行わせる電子光学素子の実装体をもたらすことを目的とする。
In view of the above problems, the present invention prevents the sealing member from exerting harmful external force on the electro-optical element and the conductive member that conducts the electrode of the electro-optical element and the conductive portion of the circuit board. It is an object of the present invention to provide a mounting body of an electro-optic element that performs good electrical connection.
Another object of the present invention is to provide an electro-optical element mounting body in which the outer shape of the light transmitting portion of the sealing member is formed in a predetermined shape, and the optical action of the electro-optical element is satisfactorily performed stably. .
本発明実施態様1の電子光学素子の実装体は、電子光学素子と、前記電子光学素子の電極と導通する回路基板と、前記電子光学素子を覆い前記回路基板に接合される封止部材とを備え、前記封止部材は、そのほぼ中央に前記回路基板側が開口して前記光学素子が収納される凹部を備えた透明材からなる光透過部と、前記光透過部の外端側に形成されて前記回路基板に接合される外端接合部と、前記凹部と外端接合部の内面側に配置されて前記電子光学素子の電極と前記回路基板の導電部とを導通する導電部材と、を備え、前記封止部材の前記凹部内に前記電子光学素子が挿入された状態で前記外端接合部が前記回路基板に接合されて、前記導通部材が前記電子光学素子の電極および前記回路基板の導電部とが導通接続していることを特徴とする。
A mounting body of an electro-optical element according to
上記本発明実施態様1の構成によれば、上記封止部材の内面に形成された導電部材に電子光学素子の電極を導通させ、上記封止部材の外端接合部を回路基板に接合することにより、電子光学素子を保持するとともに電子光学素子の電極と回路基板導電部とを電気的に接続でき、封止部材により電子光学素子およびその導電部材を封止することができるものである。
よって、特許文献1のように封止樹脂の射出成形時の際に封止樹脂が電子光学素子の電極と回路基板導電部とに有害が外力をおよぼすことがない。したがって、それらへの損傷や電気的接続部に接続不良をもたらすことない。
According to the configuration of the first embodiment of the present invention, the electrode of the electro-optic element is conducted to the conductive member formed on the inner surface of the sealing member, and the outer end joint portion of the sealing member is bonded to the circuit board. Thus, while holding the electro-optical element, the electrode of the electro-optical element and the circuit board conductive portion can be electrically connected, and the electro-optical element and the conductive member can be sealed by the sealing member.
Therefore, when the sealing resin is injection-molded as in
また上記封止部材は、予め独立して形成しておくことが出来る。例えば成形型に合成樹脂を注入しての射出成形することができ、液状無機ガラスを型に注入することによって形成することができる。このように上記封止部材は、その材質はどのようであってもよく、光学的特性や機械的特性およびコストなとの観点で最適なものを選定できる汎用性を有する。
加えて、上記封止部材は、電子光学素子の発光部または受光部に対応した箇所が透明材からなる光透過部に形成されているが、上記封止部材が独立して独自に形成できるので、この光透過部の外形形状または内面形状およびその厚さは、任意に設定できかつバラツキなく安定して形成できる。このため、上記光透過部による光学特性が安定し、電子光学素子の発光特性または受光特性が極めて安定し、電子光学素子の実装体の光学特性の品質を向上することが出来る。特に光透過部をレンズとして用いる場合には、上記外形形状または内面形状およびその厚さは任意に設定できかつ安定するので上記効果は倍増するものである。
The sealing member can be formed independently in advance. For example, it can be injection-molded by injecting a synthetic resin into a mold, and can be formed by injecting liquid inorganic glass into the mold. As described above, the sealing member may have any material, and has the versatility that an optimum member can be selected from the viewpoints of optical characteristics, mechanical characteristics, and cost.
In addition, although the sealing member is formed in a light transmission part made of a transparent material at a position corresponding to the light emitting part or the light receiving part of the electro-optical element, the sealing member can be independently formed independently. The outer shape or inner surface shape of the light transmitting portion and the thickness thereof can be arbitrarily set and can be stably formed without variation. For this reason, the optical characteristic by the said light transmissive part is stabilized, the light emission characteristic or light-receiving characteristic of an electro-optical element is very stable, and the quality of the optical characteristic of the mounting body of an electro-optical element can be improved. In particular, when the light transmitting portion is used as a lens, the outer shape or the inner surface shape and the thickness thereof can be arbitrarily set and are stabilized, so that the effect is doubled.
なお、上記電子光学素子は、発光ダイオード等の発光素子や、受光素子が適用される。
また上記封止部材は、合成樹脂でも、無機ガラスでもよい。合成樹脂では、エポキシ樹脂、シリコン樹脂が好ましい。
上記凹部と外端接合部の内側面に形成されて電子光学素子の電極と前記回路基板の導電部とを導通する導電部材は、導電性薄膜でも、導電ワイヤでもよい。
前記導通部材が前記電子光学素子の電極および前記回路基板の導電部とを導通接続する箇所は、導電性接着材にて導電接合されることが好ましい。
前記封止部材の前記凹部内に前記電子光学素子が挿入された状態で前記外端接合部が前記回路基板に接合されるのは、接着材で接合されることが好ましい。但し、その接合は、機械的な固定手段、たとえば小ねじでのねじ結合であっても良い。
Note that a light-emitting element such as a light-emitting diode or a light-receiving element is applied to the electro-optical element.
The sealing member may be a synthetic resin or inorganic glass. Of the synthetic resins, epoxy resins and silicon resins are preferred.
The conductive member formed on the inner surface of the concave portion and the outer end joint portion and conducting the electrode of the electro-optic element and the conductive portion of the circuit board may be a conductive thin film or a conductive wire.
It is preferable that the portion where the conductive member conducts and connects the electrode of the electro-optical element and the conductive portion of the circuit board is conductively bonded with a conductive adhesive.
It is preferable that the outer end joint portion is joined to the circuit board in a state where the electro-optic element is inserted into the concave portion of the sealing member with an adhesive. However, the joining may be a mechanical fixing means, for example, screw connection with a small screw.
本発明実施態様2の電子光学素子の実装体は、実施態様1に記載された電子光学素子の実装体において、前記導電部材は、透明導電膜であることを特徴とする。
A mounting body for an electro-optical element according to
上記構成によれば、前記導電部材は、透明導電膜であるので、電子光学素子の光学特性や光学作用を妨げない。
すなわち、電子光学素子の電極が電子光学素子の表面(外面側)に配置されている場合は、上記電極と接合する導電部材が前記封止部材の前記凹部内に形成されることになるが、その導電部材が透明であることから電子光学素子から出光または受光する光を妨げることがない。
上記透明導電膜は、例えばITO(Indium Tin Oxide)、SnO2、ZnOであるが、その他のものでも良い。
According to the said structure, since the said electrically-conductive member is a transparent conductive film, it does not prevent the optical characteristic and optical action of an electro-optical element.
That is, when the electrode of the electro-optical element is disposed on the surface (outer surface side) of the electro-optical element, a conductive member that is bonded to the electrode is formed in the recess of the sealing member. Since the conductive member is transparent, it does not hinder light emitted from or received by the electron optical element.
The transparent conductive film is, for example, ITO (Indium Tin Oxide), SnO 2 , or ZnO, but may be other.
本発明実施態様3の電子光学素子の実装体は、実施態様1から実施態様2のいずれかに記載された電子光学素子の実装体において、前記電子光学素子の電極と前記凹部内の前記導通部材とは、透明な導電接着材で接合されていることを特徴とする。
The mounting body of the electro-optical element according to
上記構成によれば、電子光学素子の電極が電子光学素子の表面(外面側)に配置されていることが多く、この電極を前記導通部材に接合する接着材が透明なため、上記のように光学特性や性能を妨げることがない。
また、前記電子光学素子が前記凹部内で接合される場合、電子光学素子の表面(上面)における発光領域または受光領域が、前記封止部材の内面と隙間がないように前述の透明接着材や透明導電接着材で埋め尽くされるようにすると、間に空気の介在がなく、したがって空気との境界面での屈折率の変化が生じることがないので電子光学素子の光学特性が安定する。
加えて、前記電子光学素子は前記凹部内に接合固定されるので、接合固定されない場合のような外乱が加わった際の電子光学素子への損傷が防止される。
According to the above configuration, the electrode of the electro-optical element is often disposed on the surface (outer surface side) of the electro-optical element, and the adhesive that joins the electrode to the conducting member is transparent. Does not interfere with optical properties and performance.
In addition, when the electro-optical element is bonded in the recess, the above-described transparent adhesive or the light-receiving area on the surface (upper surface) of the electro-optical element is not spaced from the inner surface of the sealing member. When filled with the transparent conductive adhesive, there is no intervening air, and therefore no change in the refractive index at the interface with the air occurs, so that the optical characteristics of the electro-optic element are stabilized.
In addition, since the electro-optical element is bonded and fixed in the concave portion, damage to the electro-optical element when a disturbance such as when the bonding is not fixed is applied.
本発明実施態様4の電子光学素子の実装体は、実施態様1から実施態様3のいずれかに記載された電子光学素子の実装体において、前記電子光学素子と前記回路基板との間には弾性部材が配置され、前記電子光学素子が前記回路基板から離れる方向の弾性力を受けていることを特徴とする。
A mounting body of an electro-optical element according to
上記構成によれば、前記電子光学素子と前記回路基板との間には弾性部材が配置され、前記電子光学素子が前記回路基板から離れる方向の弾性力を受けていることから、外乱が加わっても上記弾性部材がそれを吸収することになり、前記電子光学素子自身や導通箇所に損傷が生じることを防止する。
さらに、電子光学素子の電極が上記弾性部材により前記凹部内の前記導通部材に常に弾圧されていることになるので、両者の接続が常に良好に確保されることになる。
According to the above configuration, since an elastic member is disposed between the electro-optical element and the circuit board, and the electro-optical element receives an elastic force in a direction away from the circuit board, a disturbance is applied. Also, the elastic member absorbs it and prevents damage to the electro-optical element itself and the conducting part.
Furthermore, since the electrode of the electro-optical element is always elastically pressed against the conducting member in the recess by the elastic member, a good connection between them is always ensured.
本発明実施態様5の電子光学素子の実装体は、実施態様1から実施態様4のいずれかに記載された電子光学素子の実装体において、前記封止部材の外端接合部は、非透明材から構成され、前記光透過部とは一体化されていることを特徴とする。
A mounting body for an electro-optical element according to
上記構成によれば、前記封止部材の外端接合部は、非透明材から構成されているので、前記電子光学素子から出光するまたは受光する光が封止部材の周囲に漏れることが防止され、前記光透過部に光が集中することになる。よって、高効率の光学特性が確保されることが出来る。 According to the above configuration, since the outer end joint portion of the sealing member is made of a non-transparent material, light emitted from or received by the electro-optical element is prevented from leaking around the sealing member. The light is concentrated on the light transmission part. Therefore, highly efficient optical characteristics can be ensured.
本発明実施態様6の電子光学素子の実装体は、実施態様1から実施態様5のいずれかに記載された電子光学素子の実装体において、前記外端接合部は、金属を含んだ部分を有し、前記光透過部と一体化されていることを特徴とする。
The mounting body of an electro-optical element according to
上記構成によれば、前記外端接合部は、金属を含んだ部分を有しており、この金属は非透明なため、前述のように、前記電子光学素子から出光するまたは受光する光が封止部材の周囲に漏れることが防止され、前記光透過部に光が集中することになって、高効率の光学特性が確保されるものである。
しかも金属から構成されることによって、機械的強度が向上するので、前記外端接合部は薄く形成でき、小型のモジュールを得ることが出来る。
According to the above configuration, the outer end joint has a portion including a metal, and the metal is non-transparent. Therefore, as described above, the light emitted from or received by the electron optical element is sealed. Leakage to the periphery of the stop member is prevented, and light is concentrated on the light transmission part, so that highly efficient optical characteristics are ensured.
Moreover, since the mechanical strength is improved by being made of metal, the outer end joint can be formed thin, and a small module can be obtained.
本発明実施態様7の電子光学素子の実装体は、実施態様1から実施態様6のいずれかに記載された電子光学素子の実装体において、前記回路基板には、前記電子光学素子と封止部材との組み合わせが複数個形成されており、前記外端接合部は、隣接する外端接合部と一体化されていることを特徴とする。
A mounting body for an electro-optical element according to
上記構成によれば、前記外端接合部は、隣接する外端接合部と一体化されているので、前記回路基板に、前記電子光学素子と封止部材との組み合わせが複数個形成されている場合において、前記外端接合部同士がつながったものとして形成でき、電子光学素子の実装体全体において前記封止部材、特に外端接合部の数を少なくすることができる。場合によっては、モジュール全体の前記封止部材や外端接合部は一部品で済ますことも可能となる。
上記隣接する外端接合部が一体化するとは、前記光透過部も一体化してもよく、または上記隣接する外端接合部が一体化するだけで前記光透過部は各々別体に構成してもよい。
According to the above configuration, since the outer end joint is integrated with the adjacent outer end joint, a plurality of combinations of the electro-optic element and the sealing member are formed on the circuit board. In this case, the outer end joint portions can be formed as connected to each other, and the number of the sealing members, particularly the outer end joint portions, can be reduced in the entire mounting body of the electro-optical element. In some cases, the sealing member and the outer end joint of the entire module may be a single component.
When the adjacent outer end joints are integrated, the light transmission part may be integrated, or the light transmission parts may be configured separately by simply integrating the adjacent outer end joints. Also good.
本発明実施態様8の電子光学素子の実装体は、実施態様1から実施態様7のいずれかに記載された電子光学素子の実装体において、前記光透過部は、レンズであることを特徴とする。
An electro-optical element mounting body according to
上記構成によれば、前記光透過部は、レンズであるので、電子光学素子の発光または受光の光学作用がより効果的になる。
なお、上記レンズは、凸レンズが好ましい。
この凸レンズは、前記光透過部の外面が凸状に形成され、内面が凹状に形成されていることが好ましいが、それに限定されることはなく、たとえば、内面がフラット状であってもよく、緩やかな凹状であってもよく、目的に応じて適宜選定すればよい。
According to the above configuration, since the light transmission part is a lens, the optical action of light emission or light reception of the electro-optical element becomes more effective.
The lens is preferably a convex lens.
In this convex lens, the outer surface of the light transmission part is preferably formed in a convex shape, and the inner surface is preferably formed in a concave shape, but is not limited thereto, for example, the inner surface may be flat, It may be a gentle concave shape, and may be appropriately selected according to the purpose.
本発明実施態様9電子光学機器は、実施態様1から実施態様8のうちいずれかに記載された電子光学素子の実装体を組み込んだことを特徴とする。
上記構成によれば、電子光学素子の実装体を組み込んで電子光学機器を構成するので、上記電子光学機器は上述した光学的作用効果を有する。電子光学素子は、発光素子でも受光素子でも両者に適用できる。
上記電子光学素子が発光素子である場合には、上記電子光学機器は、例えば電子照明装置や、電子光学表示装置に適用されると好ましい。
電子照明装置としては、携帯電話、時計などの液晶表示装置のバックライトに用いられ、電子光学表示装置としては、電子表示装置として用いられる。例えば、本発明の電子光学素子を赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子の各々を用いて一画素を形成して、カラー表示する自発光表示装置を構成することが出来る。
上記電子光学素子が受光素子である場合には、各種電子光学センサーに用いられ、その受光部として適用されるものである。
According to the above configuration, since the electro-optical device is configured by incorporating the mounting body of the electro-optical element, the electro-optical device has the optical effects described above. The electro-optic element can be applied to both a light emitting element and a light receiving element.
When the electro-optical element is a light emitting element, the electro-optical device is preferably applied to, for example, an electronic lighting device or an electro-optical display device.
The electronic lighting device is used as a backlight of a liquid crystal display device such as a mobile phone or a watch, and the electro-optical display device is used as an electronic display device. For example, a self-luminous display device that performs color display can be configured by forming one pixel using the electro-optical element of the present invention using each of a red light emitting element, a green light emitting element, and a blue light emitting element.
When the electro-optical element is a light receiving element, it is used for various electro-optical sensors and is applied as a light receiving portion thereof.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
図1は、本発明の第1実施形態である電子発光素子としてのLED(ライトエミッターダイオード)の実装体1の主要部断面図、図2は、図1において前記LEDの実装前における関係部品の断面配置図である。
上記LED実装体1において、2は回路基板で、ガラスエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の絶縁材からなり、その表面に配線用の導通パターン2aが形成されている。この導通パターン2aは、回路基板2に実装された他の電子素子(図示せず)との導通箇所まで形成されているものである。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the main part of a mounting
In the
3は、電子発光素子としてのLEDチップである。このLEDチップ3の上面には電極3aが形成され、上記他の電子素子からの発光信号に基づいてLEDチップ3の上面から出光するものである。
なお、電子発光素子ならばLEDチップ以外のものであっても良い。
In addition, other than LED chips may be used as long as they are electroluminescent elements.
4は、封止部材で、透明材からなり、例えばエポキシ樹脂、シリコン樹脂等の合成樹脂(有機樹脂)、無機ガラスなどが用いられる。上記透明材とは、無色透明のほか、黒色や灰色などのスモーク状や有色などの半透明であってもよいが、光を透過するものを指す。
この封止部材4は、鍔付き半球状の外観形状を有しており、ほぼ中央に形成されその内側凹壁内に前記LEDチップ3を収納し回路基板2側に開口する凹部4aと、この凹部4aを覆うように構成された光透過部4b、前記光透過部4bの外周囲(外端)側に形成されて前記回路基板2に接合している外端接合部4cを有している。
上記光透過部4bは外面形状が半球状に形成されており、前記LEDチップ3から放出される光を所定位置に集光しまたは放射拡散するレンズとして構成されている。この光透過部4bは、上記透明であることが求められているものであり、この光透過部4b以外の外端接合部4cは透明に構成されてもよいし不透明に構成されてもよい。
上記外端接合部4cは、上記鍔状の円形状に形成され、後述のようにその下面が回路基板2の表面と接合することにより、前記LEDチップ3を封止し、外界に対し空気や湿気を遮断するものである。
This sealing
The
The outer
封止部材4は、代表的には、合成樹脂ならば成形型にて樹脂成形し、無機ガラスならばガラス成形型にてガラス成形して得られるものである。
上記のように成形型によって封止部材4が形成されることから、その外面形状とその寸法および内面形状とその寸法は高精度に仕上げられるので、上記レンズ効果を効果的に発揮することが出来る。
The sealing
Since the sealing
上記凹部4aの内面と上記外端接合部4cの下面には、導通部材5が配設されており、この導通部材5は前記LEDチップ3の電極3aと回路基板2の前記導電パターン2aとを導通接続するように構成されている。
すなわち、前記導通部材5は、前記凹部4aにおける前記LEDチップ3の電極3aに対応した上面4aaに、また前記凹部4aの側面4abに、さらに上記外端接合部4cの下面4caに形成されている。なお、前記LEDチップ3の電極3aは複数個所が形成されているので、上記導通部材5も対応して複数個が互いに接続しないように配置形成され、対応して複数個所に形成された導電パターン2aに接続するものである。
前記導通部材5は、前記LEDチップ3の上述の光学作用を妨げないようにITO(Indium Tin Oxide)のように透明導電膜で構成されている。上記ITOを形成するには、蒸着、スパッタリングなどによる。
なお、前記透明導電膜は、ITO以外であってもよく、例えばSnO2、ZnOであってもよい。前記導通部材5は透明であるならば膜に限定されるものではなく、薄板状であってもよい。
A conducting
That is, the conducting
The conducting
The transparent conductive film may be other than ITO, for example, SnO 2 or ZnO. The
6は、前記LEDチップ3の電極3aと前記導通部材5(前記凹部4aの上面4aaに形成された部分)とを導電接触状態にして接合する透明接着材である。この透明接着材6は、合成樹脂の接着材が好ましく、例えばアクリル系接着材、2液硬化型ウレタン樹脂系接着材などがよい。
透明接着材6は、前記LEDチップ3の電極3aと前記導通部材5とが圧接状態下で両者を接合するものである。この接合は、前記LEDチップ3の電極3aと前記導通部材5とが上記圧接された状態で前記透明接着材6が液状体において加熱または光照射し、液状の透明接着材6が硬化するので、前記LEDチップ3の電極3aと前記導通部材5とが導通したまま固定されるものである。この場合の透明接着材6は非導電性接着材である。
なお、前記LEDチップ3の電極3aまたは/および前記導通部材5に、Au、Cu、In、半田等により金属バンプを形成しておき、上記電極3aと導通部材5を上記金属バンプを介して融合して上記電極3aと前記導通部材5とを導通させ、かつ上記非導電性接着材からなる透明接着材6を硬化することにより前記LEDチップ3の電極3aと前記導通部材5とを導通した状態で固定するようにしてもよい。
The
A metal bump is formed on the
なお、透明接着材6は、前記LEDチップ3の電極3aと前記導通部材5との間に配置し両者を導電接合する透明導電接着材であってもよい。この透明導電接着材は、例えばアクリル系接着材、2液硬化型ウレタン樹脂系接着材などの透明接着材の中にインジウムスズ酸化物、カドミウムスズ酸化物、亜鉛スズ酸化物等の導電性材料を分散したものである。なお、透明接着材の中に非透明の導電粒子を分散して構成してもよいが、その場合は透明性が多少損なわれるので、透明度および接着力の低下と導電性の確保の観点から導電粒子の材質や添加割合あるいは粒子の大きさ等を適宜選定する必要がある。
特に、前記LEDチップ3の発光面(上面)と凹部4aの上面4aaとの間に空気が介在しないように上記透明接着材6が充填した状態で硬化接着していると、LEDチップ3の発光面から放射する光や外部から入射する光が、空気層が存在している場合のように屈曲したり散乱することがないので、光透過部4bから外部への放射または外部からの入射が高効率で行われ、より好ましい。
なお、上述の空気が介在しないように上記透明接着材6が充填した状態で硬化接着する観点からは、上記透明接着材6による前記LEDチップ3の電極3aと前記導通部材5との圧接・接合する作業は、真空環境下で行うことが好ましい。
The
In particular, the
From the viewpoint of curing and bonding in a state where the
7は、上記外端接合部4cと回路基板2の表面とを接合封止する封止接合材である。
このため、封止接合材7の平面配置は、凹部4a、LEDチップ3を取り囲むように円形、角形に形成されて、断面位置では外端接合部4cの下面4caと回路基板2の上面との間に形成されているものである。
まず、上記外端接合部4cの下面4caに形成された前記導電部材5と回路基板2の上面に形成された前述の導電パターン2aとを導通させる必要がある。
このため、封止接合材7は、異方性導電接着材を使用して、上記導電部材5と導電パターン2aとを導通させるとともに、上記外端接合部4cの下面4caと回路基板2の上面とを接合して封止する。この場合、封止接合材7は、上記凹部4aの全周を取り囲んで上記外端接合部4cの下面4caと回路基板2の上面とを接合するため、上記封止が実現されるものである。
上記異方性導電接着材は、接着材の中に導電粒子を適宜割合で混入したもので、厚み方向に圧力がかかると厚み方向で各々の粒子が接触して導通するが、平面方向では各粒子が離れて配置されていることから非導通状態となるものである。したがって、上記の場合、封止接合材7は、上記導電部材5と導電パターン2aとを厚み方向で導通させ、平面方向では非導通とすることから隣接する導電部材5および導電パターン2aとは互いにショートすることはない。
For this reason, the planar arrangement of the sealing
First, it is necessary to electrically connect the
For this reason, the sealing
The anisotropic conductive adhesive is a mixture of conductive particles in an appropriate proportion in the adhesive. When pressure is applied in the thickness direction, each particle contacts and conducts in the thickness direction. Since the particles are arranged away from each other, they are in a non-conductive state. Therefore, in the above case, the sealing
なお、封止接合材7は、上記のように導電部材5と導電パターン2aとを導通させる機能を備えていなくてもよく、単に上記外端接合部4cと回路基板2とを接合封止するだけを行うものでもよい。
その場合、封止接合材7は、上記外端接合部4cの外周端付近に配置されており、上記外端接合部4cと回路基板2の表面とを接合封止するだけに用いられる。この際、上記導電部材5と導電パターン2aとの導通は、上記導電部材5と導電パターン2aとを直接接触させるか、導電部材5と導電パターン2aの少なくともどちらかに例えば半田、金膜、銀膜など導電性金属膜を被覆しておいてから加熱融合し両者を接合するか、または前述のように上記導電部材5と導電パターン2aとの間に前述した異方性導電接着材を介在して両者のみを導電接合するなどの方法を採用することが必要となる。その際は、上記導電部材5と導電パターン2aとの導通接合部の外側にあたる上記外端接合部4cの外周端付近において全周に前述した封止接合材7が配置されるものである。
なお、上記封止接合材7は、前記透明接着材6のように、上述した導通部材5と上記導電パターン2aとを接合する透明接着材であってもよく、あるいは上述導通部材5と上記導電パターン2aとを導電接合する透明導電接着材であってもよい。
The sealing
In that case, the sealing
The sealing
なお、前記LEDチップ3の底面3bと回路基板2の表面との間に弾性シート8(弾性部材)を配置するようにしてもよい。
上記弾性シート8は、ゴムシート、合成樹脂シート等でも金属板ばねであってもよい。
この弾性シート8は、LEDチップ3を凹部4aの上面4aaに弾性押圧するものであり、LEDチップ3の電極3aと凹部4aの上面4aaに配設された導電部材5との接触を常に確実にして導通不良を防止する効果を有する。さらに、封止接合材7により上記外端接合部4cと回路基板2とが接合封止された際に、前記凹部4aの深さ寸法、LEDチップ3の高さ寸法などのバラツキによって、LEDチップ3の底面3bが回路基板2の表面と隙間が生じ、しかも外乱が加わって電極3aと導電部材5との接合が損なわれたり、あるいは封止接合材7による上記外周封止によりLEDチップ3の底面3bが回路基板2の表面に強圧されて損傷をもたらすことを防止することができる。
An elastic sheet 8 (elastic member) may be disposed between the
The
The
図2は、図1の前記LEDの実装前における関係部品の断面配置図である。
図2において、外観形状がレンズ状に形成された光透過部4bと、凹部4aと、外端接合部4cと、凹部4a内と外端接合部4cに形成された導通部材5とが形成された封止部材4に、LEDチップ3が図2の下側(回路基板2側)から、A方向に挿入される。この際、LEDチップ3の電極3aには、上記の透明接着材6が液状の状態で付着されている。
ここで上記LEDチップ3の電極3aを前記上面4aaに配置された導通部材5に押圧し、その押圧状態で加熱または光照射することにより、前述の透明接着材5が硬化する。したがって、上記LEDチップ3の電極3aと導通部材5両者が導通状態のまま接合することになる。
FIG. 2 is a cross-sectional layout view of related parts before mounting the LED of FIG.
In FIG. 2, a
Here, the
しかるのち、表面の導電パターン2a上に封止接合材7が塗布配置された回路基板2に、上記のLEDチップ3が凹部4a内に挿入され接合された封止部材4を図2の下側に向けB方向に移動し、上記外端接合部4cに形成された導通部材5と回路基板2の表面に形成された導電パターン2aとが接触するように位置合わせしてから両者を押圧する。この押圧状態で加熱または光照射して上記封止接合材7を硬化し両者を固定封止するものである。この際、上記封止接合材7が異方性導電接着材であるので、上記外端接合部4cに形成された導通部材5と回路基板2の表面に形成された導電パターン2aとが導通接続することになる。
上記封止接合材7が非導通機能の単なる封止材であるならば、前述のように上記外端接合部4cに形成された導通部材5と回路基板2の表面に形成された導電パターン2aとを、例えば半田、金膜、銀膜など導電性金属膜をどちらかに被覆しておいてから加熱融合して両者を導通接合し、その導通接合部の外周に上記封止接合材7を配置して加熱・加圧し、または加圧しながら光照射して接合するようにする。
After that, the sealing
If the sealing
〔第2実施形態〕
図3は、本発明の第2実施形態である電子発光素子としてのLED(ライトエミッターダイオード)の実装体1の主要部断面図である。
第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、前記凹部4aの周囲の封止部材4の中に補強部材9を配置したことにある。
上記補強部材9は、封止部材4の材料よりは、機械的強度が高いものであるならば、どのような材質でもよく、好ましくは金属を用いる。この金属は、板状が好ましいが棒状、角状であっても良い。
上記補強部材9は、図3の図示のように、前記凹部4aを取り囲みその先端がLEDチップ3の上面4aa付近まで突出形成されている立ち上がり部9aとその下(回路基板2側に配置されている)の底部9bとを有して形成されている。
なお、上記立ち上がり部9aだけでもよく、あるいは上記底部9bだけでもよく、上記立ち上がり部9aだけでも上記底部9bだけでも封止部材4を補強する効果を有する。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of a mounting
The second embodiment is different from the first embodiment in that a reinforcing
The reinforcing
As shown in FIG. 3, the reinforcing
Note that only the rising
上記底部9bは、隣接のLED実装体1の上記底部9bと一体化されている。
多数のLED実装体1を回路基板2に形成するにあたり、上記補強部材9を共用使用することになる。その場合、一つの回路基板2に構成される全てのLED実装体1の補強部材9を一つで構成し共用することができる。また、特定数のLED実装体1において一つの補強部材9を共用使用し、他の特定数のLED実装体1において他の補強部材9を共用使用し、同じ回路基板2に多数個のLED実装体1を構成する際に複数個補強部材9を用いることもできる。
The bottom 9b is integrated with the bottom 9b of the adjacent
In forming a large number of
上記補強部材9は、封止部材4を成形する成形型に挿入保持してから封止部材4を成形するいわばインサート成形で封止部材4の中に埋設することが好ましい。しかし、上記補強部材9が封止部材4に取り付けられる構造は、上記に限定されるものではなく、例えば、外端接合部4cに上記補強部材9が封止接合材7により接合されて一体化されるものでもよい。
The reinforcing
上記補強部材9は、上記のようにLEDチップ3の上面4aa付近まで突出形成されている立ち上がり部9aが不透明であるので、LEDチップ3が光を放射する際にその光が周囲に分散することを防止するので、放射したい方向や場所に向けて光を効果的に放出することが出来る。受光する対象以外の外光を前記立ち上がり部9aが遮蔽することができるので、受光対象の外光だけを確実に受光することができるものである。
In the reinforcing
なお、同じ回路基板2に多数個のLED実装体1を構成する際に、各々のLED実装体1における封止接合材7は、凹部4aすなわちLEDチップ3を取り囲むようにそれらの全周囲に配置形成されるようにすることが好ましい。ただし、複数個のLED実装体1を群れと捉え、その郡れを取り囲むように郡れの外端全周に前記封止接合材7を配置形成してもよく、その場合は、前記封止接合材7が大きな円形に形成されることになる。したがってその大きな封止接合材7の円形の中に複数のLED実装体1が配置されるようになり、大きな封止接合材7の円形において中央側に配置されるLED実装体1においてはその凹部4aの外周には封止接合材7が配置されないが、前述した大きな円形の封止接合材7が当該凹部4aにおける封止接合材7となるものである。
When a large number of
〔変形例1〕
本発明の各実施形態において、一つのLED実装体1を構成しても良いが、多数のLED実装体1を回路基板2に配置形成してもよく、そのする場合それらの平面配置は、次の様にしてもよい。
すなわち、各々のLED実装体1を縦横に配置してもよいし、一つのLED実装体1の周囲に各々のLED実装体1を六角形となるように配置構成してもよい。
あるいは、各々の封止部材4の断面外形形状が半円状で平面形状が円形に形成される他、図1や図3の紙面に垂直方向に伸びて蒲鉾状に形成されるようにしても良い。上記蒲鉾状の封止部材4の中に、各々の凹部4aやLEDチップ3および導電部材5が配置されて前述のようにLED実装体1の複数個が図1や図3の紙面に垂直方向に多数形成されているものである。
その際、上記蒲鉾状のLED実装体1の列は、図1の様に一列であってもよく、図3のように複数列構成されていても良い。
その場合、封止接合材7は、各々のLED実装体1毎の全周に形成されていてもよいし、蒲鉾の全周や、縦横等の全LED実装体郡の全周にのみ形成されていてもよい。
[Modification 1]
In each embodiment of the present invention, one
That is, each
Alternatively, the cross-sectional outer shape of each sealing
In that case, the row | line | column of the said bowl-shaped
In that case, the sealing
〔変形例2〕
本発明の各実施形態において、電子光学素子がLEDチップ3として説明したが、それ以外の電子発光素子であってもよく、また電子受光素子であってもよい。
[Modification 2]
In each embodiment of the present invention, the electro-optical element has been described as the
〔変形例3〕
本発明の電子光学素子の実装体は、回路基板に前記電子光学素子を動作させる電子回路を実装して、電子光学素子の実装体とその電子回路を組み込んだ電子光学素子実装モジュールを構成してもよい。
[Modification 3]
An electro-optical element mounting body according to the present invention includes an electro-optical element mounting body and an electro-optical element mounting module incorporating the electronic circuit by mounting an electronic circuit for operating the electro-optical element on a circuit board. Also good.
〔参考例1〕
以下は、本発明に関連する参考例を説明する。
図4は、参考例1における電子光学素子の実装体を得る途上の封止部材製造装置の断面図である。
101はLED実装体であり、102は回路基板、103は回路基板102の表面に取り付けられているLEDチップ、104は封止部材、105はLEDチップ103の電極103aと回路基板102の導電パターン102aとを導通する導通部材としてのワイヤーである。
110は、封止部材104を成形するための封止部材成形型であり、その中央上部に注入口110aが構成されているものである。
[Reference Example 1]
The following describes a reference example related to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the sealing member manufacturing apparatus on the way to obtain the mounting body of the electro-optical element in Reference Example 1.
101 is an LED mounting body, 102 is a circuit board, 103 is an LED chip attached to the surface of the
回路基板102にLEDチップ103を接合取り付け、金線やアルミニューム線などのワイヤー105にてLEDチップ103の電極103aと回路基板102の導電パターン102aとを導通接続し、LEDチップ実装体111を得る。
しかるのち、LEDチップ実装体111を真空室に移動し、真空環境下にて回路基板102の表面に上記封止部材成形型110を被せ、注入口110aから液状の透明材料を注入し、加熱または光照射などにより硬化させて、封止部材104を得るようにする。しかるのち、上記封止部材成形型110を剥し、注入口110aに相当する箇所に残された注入部を切除することにより、前述のようなレンズを得るものである。
The LED chip 103 is bonded and attached to the
After that, the LED
上記のように、封止部材成形型110を真空下にて液状の透明材料を注入するので、空気の泡などの発生がなく緻密な封止部材104が得られ、LEDチップ実装体111の発光特性を良好とすることが出来る。
また、注入口110aが封止部材成形型110の中央上に配置されているので、液状の封止材を注入する際に、封止部材成形型110内に満遍なく注入され、緻密な封止部材104が得られる。
As described above, since the liquid transparent material is injected into the sealing
Further, since the injection port 110a is arranged on the center of the sealing member molding die 110, when injecting the liquid sealing material, it is uniformly injected into the sealing member molding die 110, and the dense sealing member 104 is obtained.
〔参考例2〕
図5は、参考例2における電子光学素子の実装体を得る途上の封止部材製造装置の断面図である。
参考例2が参考例1と異なる点は、封止部材成形型110に注入口110aと排出口110bとを別々に設けていることである。
注入口110aは、封止部材成形型110の外周側壁に形成されており、排出口110bは、図4の注入口110aと同様に封止部材成形型110の中央上部に形成されている。
[Reference Example 2]
FIG. 5 is a cross-sectional view of the sealing member manufacturing apparatus on the way to obtain the mounting body of the electro-optic element in Reference Example 2.
Reference Example 2 is different from Reference Example 1 in that the sealing
The injection port 110a is formed in the outer peripheral side wall of the sealing
そこで、注入口110aから前述のような液状の透明材料を注入し、排出口110bから排出するものである。そこで、この注入作業は、真空環境で行ってもよいが、封止部材成形型110の空気が注入された液状の透明材料により排出口110bから押し出されるようになるので大気圧下で行うことが出来る。
上記排出口110bの内径は、上記注入口110aの内径より小さく形成されていることが好ましい。それは、排出口110bから排出される液状の透明材料の量が少量となるので、液状の透明材料が封止部材成形型110の隅々まで行き渡ることになって緻密な 封止部材104が得られるようになる。
Therefore, the liquid transparent material as described above is injected from the injection port 110a and discharged from the discharge port 110b. Therefore, this injection operation may be performed in a vacuum environment, but is performed at atmospheric pressure because the air of the sealing
The inner diameter of the discharge port 110b is preferably smaller than the inner diameter of the injection port 110a. That is, since the amount of the liquid transparent material discharged from the discharge port 110b becomes small, the liquid transparent material spreads to every corner of the sealing member molding die 110, and the dense sealing member 104 is obtained. It becomes like this.
なお、注入口110aは、2箇所以上形成してもよく、たとえば図5において排出口110bを中心に図5の注入口110aの対象位置に設けるようにしてもよい。
また、注入口110aと排出口110bの配置位置を逆に形成してもよいものである。
Two or more injection ports 110a may be formed. For example, in FIG. 5, the discharge port 110b may be provided at the target position of the injection port 110a in FIG.
Further, the arrangement positions of the inlet 110a and the outlet 110b may be reversed.
本発明の電子光学素子の実装体としては、実装される電子光学素子が発光素子の場合と受光素子の場合の両者に適用できるものである。また本発明の電子光学素子の実装体を組み込んで電子光学機器を構成することもでき、上記電子光学機器は上述した作用効果を有する。
上記電子光学素子が発光素子である場合には、上記電子光学機器は、例えば電子照明装置や、電子光学表示装置に適用され。
電子照明装置としては、携帯電話、時計などの液晶表示装置のバックライトに用いられ、電子光学表示装置としては、電子表示装置として用いられる。例えば、本発明の電子光学素子を赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子の各々を用いて一画素を形成して、カラー表示する自発光表示装置を構成することが出来る。
上記電子光学素子が受光素子である場合には、各種電子光学センサーに用いられ、その受光部として適用されるものである。
The mounting body of the electro-optical element of the present invention can be applied to both cases where the mounted electro-optical element is a light emitting element and a light receiving element. Further, an electro-optical device can be configured by incorporating the mounting body of the electro-optical element of the present invention, and the electro-optical device has the above-described effects.
When the electro-optical element is a light-emitting element, the electro-optical device is applied to, for example, an electronic lighting device or an electro-optical display device.
The electronic lighting device is used as a backlight of a liquid crystal display device such as a mobile phone or a watch, and the electro-optical display device is used as an electronic display device. For example, a self-luminous display device that performs color display can be configured by forming one pixel using the electro-optical element of the present invention using each of a red light emitting element, a green light emitting element, and a blue light emitting element.
When the electro-optical element is a light receiving element, it is used for various electro-optical sensors and is applied as a light receiving portion thereof.
1、101:LED実装体、2、102:回路基板、2a、102a:導電パターン、3、103:LEDチップ、3a、103a:電極、3b:底面、4、104:封止部材、4a:凹部、4aa:凹部の上面、4ab:凹部の側面、4b:光透過部、4c:外端接合部、4ca:外端接合部の下面、5:導通部材、6:透明接着材、7:封止接合材、8:弾性シート、9:補強部材、9a:立ち上がり部、9b:底部、110:封止部材形成型、110a:注入口、110b:排出口、111:LEDチップ実装体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101: LED mounting body, 2,102: Circuit board, 2a, 102a:
Claims (9)
前記封止部材は、そのほぼ中央に前記回路基板側が開口して前記光学素子が収納される凹部を備えた透明材からなる光透過部と、前記光透過部の外端側に形成されて前記回路基板に接合される外端接合部と、前記凹部と外端接合部の内面側に配置されて前記電子光学素子の電極と前記回路基板の導電部とを導通する導電部材と、を備え、
前記封止部材の前記凹部内に前記電子光学素子が挿入された状態で前記外端接合部が前記回路基板に接合されて、前記導通部材が前記電子光学素子の電極および前記回路基板の導電部とが導通接続していることを特徴とする電子光学素子の実装体。 An electro-optical element; a circuit board that is electrically connected to an electrode of the electro-optical element; and a sealing member that covers the electro-optical element and is bonded to the circuit board.
The sealing member is formed on the outer end side of the light transmitting portion, the light transmitting portion made of a transparent material provided with a concave portion in which the circuit board side is opened at substantially the center and the optical element is accommodated. An outer end joint portion to be joined to the circuit board, and a conductive member that is disposed on the inner surface side of the concave portion and the outer end joint portion and conducts the electrode of the electro-optic element and the conductive portion of the circuit board,
The outer end joint portion is joined to the circuit board in a state where the electro-optic element is inserted into the recess of the sealing member, and the conductive member serves as an electrode of the electro-optic element and a conductive portion of the circuit board. A mounting body of an electro-optical element, wherein and are electrically connected.
前記導電部材は、透明導電膜であることを特徴とする電子光学素子の実装体。 In the mounting body of the electro-optical element according to claim 1,
The electro-optical element mounting body, wherein the conductive member is a transparent conductive film.
前記電子光学素子の電極と前記凹部内の前記導通部材とは、透明な導電接着材で接合されていることを特徴とする電子光学素子の実装体。 In the mounting body of the electro-optical element according to any one of claims 1 to 2,
The mounting body of the electro-optical element, wherein the electrode of the electro-optical element and the conducting member in the recess are joined by a transparent conductive adhesive.
前記電子光学素子と前記回路基板との間には弾性部材が配置され、前記電子光学素子が前記回路基板から離れる方向の弾性力を受けていることを特徴とする電子光学素子の実装体。 In the mounting body of the electro-optical element according to any one of claims 1 to 3,
An electro-optical element mounting body, wherein an elastic member is disposed between the electro-optical element and the circuit board, and the electro-optical element receives an elastic force in a direction away from the circuit board.
前記封止部材の外端接合部は、非透明材から構成され、前記光透過部とは一体化されていることを特徴とする電子光学素子の実装体。 In the mounting body of the electro-optical element according to any one of claims 1 to 4,
The outer end joint portion of the sealing member is made of a non-transparent material, and is integrated with the light transmission portion.
前記外端接合部は、金属を含んだ部分を有し、前記光透過部と一体化されていることを特徴とする電子光学素子の実装体。 In the mounting body of the electro-optical element according to any one of claims 1 to 5,
The outer end joint portion includes a metal-containing portion and is integrated with the light transmission portion.
前記回路基板には、前記電子光学素子と封止部材との組み合わせが複数個形成されており、前記外端接合部は、隣接する外端接合部と一体化されていることを特徴とする電子光学素子の実装体。 In the mounting body of the electro-optical element according to any one of claims 1 to 6,
The circuit board includes a plurality of combinations of the electro-optic element and the sealing member, and the outer end joint is integrated with an adjacent outer end joint. Optical element mounting body.
前記光透過部は、レンズであることを特徴とする電子光学素子の実装体。 In the mounting body of the electro-optical element according to any one of claims 1 to 7,
The electro-optical element mounting body, wherein the light transmitting portion is a lens.
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