JP2008282932A - Light emitting element, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子及びその製造方法に関する。具体的にいうと、本発明は、液晶ディスプレイ用バックライトや照明装置などの面照明装置に用いられる発光素子とその製造方法に関する。また、その発光素子を配線用基板に実装した発光素子モジュールに関する。 The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same. Specifically, the present invention relates to a light-emitting element used in a surface illumination device such as a backlight for a liquid crystal display or an illumination device, and a method for manufacturing the same. The present invention also relates to a light emitting element module in which the light emitting element is mounted on a wiring board.
従来の液晶ディスプレイ用バックライトとしては、冷陰極管(CCFL)等の蛍光管が一般的に用いられている。しかし、蛍光管を用いた液晶ディスプレイでは、色再現性が低いという問題があり、また蛍光管に使用されている水銀により地球環境を汚染する恐れがある。 As a conventional liquid crystal display backlight, a fluorescent tube such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) is generally used. However, a liquid crystal display using a fluorescent tube has a problem that color reproducibility is low, and there is a possibility that the global environment is contaminated by mercury used in the fluorescent tube.
そのため、光の3原色である赤色、緑色、青色の3種類の発光色を持つ発光ダイオード(LED)を使用したバックライトが近年開発されてきている。このようなバックライトでは、発光ダイオードの出射効率が冷陰極管に比べると悪いので、照明に必要とされる明るさを満足するためには高出力の発光ダイオードを必要とする。しかし、発光ダイオードを用いたバックライトでは、発光ダイオードが高出力になるほど大きな熱が発生し、発生する熱が大きくなるほど温度が上昇して発光ダイオードの明るさが劣化するという問題がある。 For this reason, backlights using light emitting diodes (LEDs) having three types of light emission colors of red, green, and blue, which are the three primary colors of light, have been developed in recent years. In such a backlight, the emission efficiency of the light emitting diode is worse than that of the cold cathode tube, so a high output light emitting diode is required to satisfy the brightness required for illumination. However, in a backlight using a light emitting diode, there is a problem that as the light output of the light emitting diode becomes higher, a larger amount of heat is generated, and as the generated heat increases, the temperature rises and the brightness of the light emitting diode deteriorates.
このような課題を解決するため、特許文献1(特開2000−150967号公報)、特許文献2(特開2002−252373号公報)、特許文献3(特開2006−222454号公報)には、ヒートシンクを用いた発光素子が提案されている。 In order to solve such problems, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-150967), Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-252373), and Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-222454) include: A light emitting element using a heat sink has been proposed.
(特許文献1の発明の説明)
図1(a)、図1(b)、図1(c)はそれぞれ、特許文献1に開示された発光素子11Aの平面図、断面図及び下面図である。この発光素子11Aでは、耐熱性樹脂(黒系)によってカップ状をしたパッケージ12が成形され、その内面に蒸着やメッキ等によって金属層24を形成している。パッケージ12には、その内部底面から裏面にかけて貫通させるようにしてヒートシンク13が装着されている。ヒートシンク13の上面には、LEDチップ14が実装されている。LEDチップ14は、パッケージ12にインサートされた一対のリード端子15にワイヤボンディングされ、パッケージ12内に充填された透明樹脂からなる封止部16によって封止されている。さらに、封止部16の上にはレンズ17が密着するようにして装着されている。
(Description of the invention of Patent Document 1)
FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 1C are a plan view, a cross-sectional view, and a bottom view of a
この発光素子11Aでは、ヒートシンク13の下面を放熱性の良好な部材に接触させた状態で実装すれば、LEDチップ14で発生した熱はヒートシンク13を通して放熱性の良好な部材へ流れ、さらに放熱性の良好な部分から空中へ放熱される。よって、チップサイズの大きなLEDチップ14を用い、大電流を流すことによって高出力で発光させる一方、発光素子11Aの熱を放熱させることにより、発光素子11Aを大きな輝度で発光させる。
In this
(特許文献2の発明の説明)
図2(a)、図2(b)、図2(c)はそれぞれ、特許文献2に開示された発光素子11Bの平面図、断面図及び下面図である。この発光素子11Bでは、LEDチップ14は、リードフレームの一部によって作製した円形のカップ状部18の上面に実装され、カップ状部18の両側に配置された一対のリード端子15にワイヤボンディングされている。LEDチップ14、カップ状部18及びリード端子15の基端部は、透光性樹脂からなるパッケージ19内に封止され、パッケージ19の上面をレンズ形状に成形してレンズ20を設けている。カップ状部18の裏面は、パッケージ19の裏面に若干突出するようにして露出している。また、発光素子11Bでは、カップ状部18をパッケージ19内に封止する際に、カップ状部18を成形金型の内部で保持するための延出部21がカップ状部18と一体に形成されている。この延出部21は、カップ状部18から見て、リード端子15と直交する方向に位置してる。
(Description of the invention of Patent Document 2)
2A, 2B, and 2C are a plan view, a cross-sectional view, and a bottom view of the light-emitting
(特許文献3の発明の説明)
図3(a)、図3(b)、図3(c)はそれぞれ、特許文献3に開示された発光素子11Cの平面図、断面図及び下面図である。この発光素子11Cでは、リードフレームの一部によって作製した長方形プレート22の中央部に円形のカップ状部18を形成している。LEDチップ14は、カップ状部18の上面に実装され、カップ状部18の両側に配置された一対のリード端子15にワイヤボンディングされている。長方形プレート22とリード端子15は、互いに直交するように配置されており、一方のリード端子15は長方形プレート22と一体に形成されている。また、長方形プレート22とリード端子15はパッケージ23と一体成形されている。パッケージ23の内面には、白色塗料によって反射層25が設けられている。LEDチップ14はパッケージ23内に成形された透明樹脂からなる封止部16内に封止されており、封止部16の表面にはレンズ20が形成されている。カップ状部18の裏面は、パッケージ19の裏面に若干突出するようにして露出している。
(Description of the invention of Patent Document 3)
3A, FIG. 3B, and FIG. 3C are a plan view, a cross-sectional view, and a bottom view of the
この発光素子11B、11Cでも、カップ状部18の下面を放熱性の良好な部材に接触させた状態で実装すれば、LEDチップ14で発生した熱はカップ状部18を通して放熱性の良好な部材へ流れ、さらに放熱性の良好な部分から空中へ放熱される。よって、チップサイズの大きなLEDチップ14を用い、大電流を流すことによって高出力で発光させる一方、発光素子11B、11Cの熱を放熱させることにより、発光素子11B、11Cを大きな輝度で発光させている。
Also in the
(特許文献1の発明の課題)
特許文献1の発光素子11Aでは、リードフレームを用いて製造する場合には、図4に示すような製造工程となる。図4では、リードフレーム26に複数対のリード端子15を設け、各リード端子15間にパッケージ12やヒートシンク13を設けた状態を裏面側から見ている。発光素子11Aでは、ヒートシンク13による放熱性を良好にしようとするとヒートシンク13の下面の面積を大きくしなければならず、それに伴ってパッケージ12の外形寸法も大きくなる。さらに、この発光素子11Aでは、リードフレーム26やヒートシンク13をパッケージ12と一体成形した後、ヒートシンク13にLEDチップ14を実装したりワイヤボンディングしたりする工程ではパッケージ12やヒートシンク13を固定しなければならない。そのため、パッケージ12どうしの間には、パッケージ12やヒートシンク13を固定するための治具を位置させる所定の広さのスペース27が必要になる。よって、発光素子11Aでは、このスペース27とパッケージ12の大型化のため、パッケージ12どうしの距離(リード端子15どうしの距離)Pが長くなり、一定の長さのリードフレームで製作することのできる発光素子の数が少なくなり、発光素子の製造効率が悪くなって量産性が低下するという問題があった。
(Problem of the invention of Patent Document 1)
In the
また、特許文献1の発光素子11Aでは、パッケージ12に装着したヒートシンク13によって発光素子11Aで発生した熱を逃がすようにしているが、単なる円柱形や角柱形のヒートシンク13では接触面積が小さく、放熱性が悪くなる。そのため、ヒートシンク13から放熱性の良好な部材へ逃がす熱の流量を大きくして放熱性を良好にするためには、ヒートシンク13の下面を広くして接触面積を大きくしなければならない。また、パッケージ12にインサート成形されたヒートシンク13が単なる円柱形や角柱形であると、ヒートシンク13がパッケージ12から抜け易くなる。そのため、ヒートシンク13がパッケージ12から抜けないようにするためには、ヒートシンク13の形状を凹凸のある特殊な形状にする必要がある。さらに、ヒートシンク13による放熱性を良好にするためには、ヒートシンク13の材料として銅やアルミニウムといった熱伝導性の良好な金属を用いる必要があり、これらの金属材料を特殊な形状に加工しなければならない。その結果、特許文献1のような発光素子11Aでは、ヒートシンクの量産化が難しく、ヒートシンクのコストも高価になっていた。
Further, in the
また、特許文献1に記載されている発光素子11Aでは、パッケージ12を耐熱性樹脂によって形成し、LEDチップ14から斜め方向へ出射した光を前方へ反射させるため、パッケージ12の内面に金属層24を形成している。そのため、蒸着やメッキ等によってパッケージ12に金属層24を設けるためのコストが掛かり、発光素子11Aがコスト高となっていた。
Further, in the
(特許文献2の発明の課題)
特許文献2の発光素子11Bでは、リードフレームを用いて製造する場合には、図5に示すような製造工程となる。図5はリード端子15やカップ状部18、延出部21を設けたリードフレーム26を示す。発光素子11Bでは、リード端子15と延出部21は、その長手方向が互いに直交するに配置されているので、カップ状部18どうしの間に延出部21が位置することになり、しかも、延出部21の長手方向がカップ状部18の配列方向と平行となる。そして、この段階での延出部21は、最終形状の延出部21の長さの2倍以上である。そのため、リードフレーム26におけるカップ状部18の間の距離Pが長くなり、所定長さのリードフレーム26に作製することのできる発光素子11Bの個数が少なくなる。
(Problem of the invention of Patent Document 2)
In the
また、発光素子11Bでは、放熱性を良好にするためには、カップ状部18の面積を大きくする必要があり、さらにカップ状部18のカップ形状をプレス加工によって形成するためには、カップ状部18の外周にカップ状部18を掴んで押さえておくための平坦部分(フランジ)が必要となる。こうして、カップ状部18が大きくなると、それに伴ってリードフレーム26におけるカップ状部18の間の距離Pがますます長くなり、一定の長さのリードフレームで製作することのできる発光素子の数が少なくなり、発光素子の製造効率が悪くなって量産性が低下するという問題があった。
Further, in the
また、特許文献2の発光素子11Bでは、発光素子11Aのように別部品のヒートシンクを用いることなく、リード端子と同時にリードフレームから打ち抜いたカップ状部18にLEDチップ14を実装しているので、特許文献1の発光素子11Aより低コストとなり、量産性も向上する。しかし、特許文献2の発光素子11Bでは、パッケージ19全体が透光性樹脂によって形成されているので、LEDチップ14から出射した光がパッケージ19内で迷光となってパッケージ19の側面から外へ漏れ易く、前方への光出射効率が悪くなる。さらに、LEDチップ14から横方向に出射した光をカップ状部18で反射させて前方へ向かわせるためにLEDチップ14の実装部分(カップ状部18)をプレス加工によりカップ状に成形しているが、このプレス加工には加工精度が必要で加工が難しかしく、コストも高くつく。
Further, in the
(特許文献3の発明の課題)
特許文献3の発光素子11Cでは、リードフレームを用いて製造する場合には、図6に示すような製造工程となる。図6はリード端子15やカップ状部18、長方形プレート22を設けたリードフレーム26を示す。発光素子11Cでは、リード端子15と長方形プレート22は、その長手方向が互いに直交するように配置されているので、カップ状部18どうしの間に長方形プレート22が位置することになり、しかも、長方形プレート22の長手方向がカップ状部18の配列方向と平行になる。そして、この段階での長方形プレート22は、カップ状部18間では最終形状の長方形プレート22の長さの2倍以上である。そのため、リードフレーム26におけるカップ状部18の間の距離Pが長くなり、所定長さのリードフレーム26に作製することのできる発光素子11Cの個数が少なくなる。
(Problem of the invention of Patent Document 3)
In the
また、発光素子11Cでは、放熱性を良好にするためには、カップ状部18の面積を大きくする必要がある。さらに、カップ状部18のカップ形状をプレス加工によって形成するためには、カップ状部18の外周にカップ状部18を掴んで押さえておくための平坦部分が必要になるので、それだけ長方形プレート22の寸法も大きくなる。こうして、カップ状部18や長方形プレート22が大きくなると、それに伴ってリードフレーム26におけるカップ状部18の間の距離Pがますます長くなり、一定の長さのリードフレームで製作することのできる発光素子の数が少なくなり、発光素子の製造効率が悪くなって量産性が低下するという問題があった。
Further, in the
また、特許文献3の発光素子11Cでも、発光素子11Aのように別部品のヒートシンクを用いることなく、リード端子と同時にリードフレームから打ち抜いた長方形プレート22にLEDチップ14を実装しているので、特許文献1の発光素子11Aより低コストとなり、量産性も向上する。しかし、特許文献3の発光素子11Cでは、LEDチップ14から横方向や斜め方向へ出射した光を反射させて光の利用効率を向上させるため、LEDチップ14の実装部分(カップ状部18)をカップ状にプレス加工したり、遮光性樹脂からなるパッケージ23の内面に白色塗料による反射層25を形成したりしなければならないので、コストが高くついていた。しかも、カップ状部18をカップ状にプレス加工するためには、加工精度が必要で加工が難しかった。
Also in the
(複数の発光素子を含ませる場合の課題)
特許文献1−3の各発光素子11A、11B、11Cでは、チップサイズの大きなLEDチップ14を用い、大電流を流すことによって高出力で発光させる一方、LEDチップ14で発生した熱を放熱させることにより、発光素子11A、11B、11Cを大きな輝度で発光させている。
(Problems when including multiple light-emitting elements)
In each of the
しかし、このようなサイズの大きなLEDチップは使用用途が限定され、LEDチップの流通量が少なく、歩留まりも低いためにコスト高となり、一般的に流通しているサイズのチップに比べて高価である。また、LEDチップは電流が増加すると発光効率が低下するため発光効率が悪くなり、消費電力が高くなる。よって、上記のような発光素子では、この点でもコスト的に非常に不利であり、効率も悪い。 However, the use of such large LED chips is limited, the amount of LED chips distributed is small, the yield is low, and the cost is high, and it is expensive compared to the generally distributed size chips. . In addition, the LED chip decreases in luminous efficiency when the current increases, so that the luminous efficiency deteriorates and the power consumption increases. Therefore, the light emitting element as described above is very disadvantageous in terms of cost and poor in efficiency.
このような不都合を解消するためには、単一のパッケージ内に一般的なチップサイズのLEDチップ14を複数個納めることが考えられる。しかし、発光素子11A、11B、11Cのような構造では、図4−図6に示したように、リードフレームを用いて発光素子を製作する場合には、LEDチップ14どうしの距離を短くすることができないので、LEDチップの密度を高くすることができず、高い輝度を得ることができない。
In order to eliminate such inconvenience, it can be considered that a plurality of
こうして発光素子内におけるLEDチップの密度を高くできないと、その発光素子を用いてバックライトを作製したとき、異なる発光色の色が混色されにくく、充分に混色させるためには前方の拡散シートとの間に厚い空間が必要となり、バックライトの厚みが大きくなる。 If the density of the LED chips in the light emitting element cannot be increased in this way, when a backlight is produced using the light emitting element, the colors of different light emission colors are difficult to be mixed. A thick space is required between them, and the thickness of the backlight increases.
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その第1の目的とするところは、発光チップを実装した放熱パッドの裏面を露出させた発光素子及びその製造方法において、発光素子の歩留まりや製造効率をより良好にすることにある。また、本発明の第2の目的とするところは、各放熱パッドに実装された複数の発光素子を備えた発光素子及びその製造方法において、発光素子の実装密度を大きくすることにより、発光素子の輝度を向上させることにある。 The present invention has been made in view of such technical problems, and a first object of the present invention is to provide a light emitting device in which a back surface of a heat dissipation pad on which a light emitting chip is mounted is exposed, and a method for manufacturing the same. It is to improve the yield and manufacturing efficiency of the light emitting elements. The second object of the present invention is to provide a light emitting device including a plurality of light emitting devices mounted on each heat dissipating pad and a method for manufacturing the same, by increasing the mounting density of the light emitting devices. It is to improve the brightness.
本発明に係る発光素子は、光を出射する発光チップと、
前記発光チップが実装される放熱パッドと、前記放熱パッドに繋がる屈曲部と、前記屈曲部に繋がり前記放熱パッドと平行な延出部を有する放熱用部材と、前記延出部と平行な基端部を有し、前記発光チップの一対の電極と接続される一対のリード端子と、前記放熱用部材と前記リード端子を固定し、かつ、前記発光チップを露出させる第1の開口部と、前記放熱パッドの前記発光チップが実装される面と反対側の面の少なくとも一部を露出させる第2の開口部とを有するように成形された高反射性樹脂からなるパッケージと、前記第1の開口部において前記発光チップを封止する透明な封止樹脂とを備えた発光素子であって、前記放熱用部材の前記延出部と前記リード端子の基端部とが同一平面内に位置し、前記放熱パッドに垂直な方向から見たとき、前記放熱用部材の長手方向と、前記リード端子の長手方向とが互いに平行となるように配置され、前記パッケージの前記第1の開口部が、前記放熱パッドから離れるほど広くなるようなテーパー状に形成されていることを特徴としている。
A light emitting device according to the present invention includes a light emitting chip that emits light;
A heat dissipating pad on which the light emitting chip is mounted, a bent portion connected to the heat dissipating pad, a heat dissipating member connected to the bent portion and parallel to the heat dissipating pad, and a base end parallel to the extending portion A pair of lead terminals connected to a pair of electrodes of the light emitting chip, a first opening for fixing the heat dissipation member and the lead terminal and exposing the light emitting chip, A package made of a highly reflective resin formed to have a second opening that exposes at least a part of the surface opposite to the surface on which the light emitting chip is mounted of the heat dissipation pad; and the first opening A light-emitting element including a transparent sealing resin that seals the light-emitting chip in the portion, wherein the extension portion of the heat dissipation member and the base end portion of the lead terminal are located in the same plane, Is it perpendicular to the heat dissipation pad? When viewed, the longitudinal direction of the heat radiating member and the longitudinal direction of the lead terminal are arranged so as to be parallel to each other so that the first opening of the package becomes wider as the distance from the radiating pad increases. It is characterized by being formed into a tapered shape.
本発明の発光素子は、放熱パッドに実装した発光チップをパッケージと封止樹脂によって封止し、発光チップが実装される面と反対側の面の少なくとも一部をパッケージの裏面に露出させたものであり、放熱パッドを放熱性の良好な部材に取り付けることにより放熱パッドを通して発光チップの熱を放熱させることができ、発光チップの温度上昇による発光効率の低下を小さくできる。 The light emitting device of the present invention is obtained by sealing a light emitting chip mounted on a heat dissipation pad with a package and a sealing resin, and exposing at least a part of the surface opposite to the surface on which the light emitting chip is mounted on the back surface of the package. Thus, by attaching the heat dissipating pad to a member having good heat dissipation, the heat of the light emitting chip can be dissipated through the heat dissipating pad, and the decrease in light emission efficiency due to the temperature rise of the light emitting chip can be reduced.
また、本発明の発光素子では、放熱パッドの両端にそれぞれ屈曲部を介して延出部を設け、該延出部とリード端子の基端部とが同一平面内に位置するようにしているので、放熱パッドを備えた放熱用部材とリード端子とをリードフレームを用いて一度に得ることができ、放熱パッドのコストを安価にできると共に発光素子の量産性が向上する。また、製造工程においては、放熱パッドとリード端子とがリードフレームとして一体化されているので、パッケージへの封止工程も容易になる。 Further, in the light emitting device of the present invention, the extending portions are provided at both ends of the heat dissipation pad via the bent portions, respectively, and the extending portions and the base end portions of the lead terminals are located in the same plane. The heat radiating member having the heat radiating pad and the lead terminal can be obtained at a time using the lead frame, so that the cost of the heat radiating pad can be reduced and the mass productivity of the light emitting element is improved. Further, in the manufacturing process, since the heat dissipation pad and the lead terminal are integrated as a lead frame, the sealing process to the package is facilitated.
さらに、本発明の発光素子にあっては、放熱パッドに垂直な方向から見たとき、放熱用部材の長手方向とリード端子の長手方向とが互いに平行となるように配置されているので、リードフレームに形成されている状態で隣接する放熱パッド間の距離を短くすることができる。その結果、一定の長さのリードフレームから得ることのできる放熱パッド及びリード端子の数が大きくなり、発光素子の歩留まりが高くなって製造効率が向上する。 Furthermore, in the light emitting device of the present invention, the longitudinal direction of the heat radiating member and the longitudinal direction of the lead terminal are arranged in parallel to each other when viewed from the direction perpendicular to the heat radiating pad. The distance between adjacent heat dissipating pads can be shortened while being formed in the frame. As a result, the number of heat dissipating pads and lead terminals that can be obtained from the lead frame having a certain length is increased, the yield of the light emitting elements is increased, and the manufacturing efficiency is improved.
さらに、本発明の発光素子にあっては、高反射性樹脂からなるパッケージと透明な封止樹脂を用い、発光チップを露出させたパッケージの第1の開口部を前記放熱パッドから離れるほど広くなるようなテーパー状に形成しているので、発光チップから斜め方向や横方向に出射した光を高反射性樹脂からなるパッケージのテーパー状をした第1の開口部で反射させて前方へ向かわせることができる。よって、光を反射させるためにパッケージに金属層などを設ける必要がない。また、光を前方へ向かわせるために放熱パッドをカップ状に成形する必要もなくなる。よって、パッケージや放熱パッドの構造を簡略にすることができ、発光素子の製造効率が良好となり、コストも安価にできる。 Furthermore, in the light emitting device of the present invention, a package made of a highly reflective resin and a transparent sealing resin are used, and the first opening of the package exposing the light emitting chip becomes wider as the distance from the heat radiating pad increases. Since it is formed in such a taper shape, the light emitted obliquely or laterally from the light emitting chip is reflected by the taper-shaped first opening portion of the package made of a highly reflective resin and directed forward. Can do. Therefore, it is not necessary to provide a metal layer or the like on the package in order to reflect light. Further, it is not necessary to mold the heat dissipating pad into a cup shape in order to direct light forward. Therefore, the structure of the package and the heat dissipation pad can be simplified, the manufacturing efficiency of the light emitting element can be improved, and the cost can be reduced.
本発明に係る発光素子のある実施態様は、前記放熱用部材が前記リード端子と同じ材料によって形成されていることを特徴としている。かかる実施態様にあっては、同じ素材からリード端子と放熱用部材を作製することができ、放熱パッドの作製及び組込みを簡単にして部品コストと組立てコストを安価にすることができる。 An embodiment of the light emitting device according to the present invention is characterized in that the heat radiating member is formed of the same material as the lead terminal. In such an embodiment, the lead terminal and the heat radiating member can be produced from the same material, and the production and assembly of the heat radiating pad can be simplified, and the component cost and assembly cost can be reduced.
本発明に係る発光素子の別な実施態様は、前記発光素子が、発光色の異なる複数個の発光チップを有することを特徴としている。かかる実施態様によれば、発光素子の明るさを大きくできるばかりでなく、安価な発光チップを用いて輝度の高い発光素子を製作することができる。また、液晶ディスプレイ等のバックライトに用いる場合、冷陰極管を用いたバックライトに比較して発色性に優れている。 Another embodiment of the light emitting device according to the present invention is characterized in that the light emitting device has a plurality of light emitting chips having different emission colors. According to such an embodiment, not only the brightness of the light emitting element can be increased, but also a light emitting element with high luminance can be manufactured using an inexpensive light emitting chip. In addition, when used for a backlight of a liquid crystal display or the like, the color developability is superior to a backlight using a cold cathode tube.
本発明に係る発光素子のさらに別な実施態様は、前記放熱用部材と前記リード端子をそれぞれ複数有し、前記放熱用部材と前記リード端子が、前記リード端子の長手方向と直交する方向に沿って配列したことを特徴としている。かかる実施態様によれば、リードフレームに放熱パッドを複数形成するとき、放熱パッド間の距離を短くすることができるので、単一のパッケージに複数個の発光チップを実装するとき、発光チップの実装間隔を短くできる。よって、単一のパッケージに同じ個数の発光チップを内蔵する場合であれば、発光素子のサイズを小さくでき、同じサイズのパッケージであればより多くの発光チップを内蔵させて輝度を高くすることができる。 Still another embodiment of the light emitting device according to the present invention includes a plurality of the heat radiating member and the lead terminal, and the heat radiating member and the lead terminal extend along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the lead terminal. It is characterized by having arranged. According to such an embodiment, when a plurality of heat dissipation pads are formed on the lead frame, the distance between the heat dissipation pads can be shortened. Therefore, when mounting a plurality of light emitting chips on a single package, mounting the light emitting chips The interval can be shortened. Therefore, if the same number of light emitting chips are incorporated in a single package, the size of the light emitting element can be reduced, and if the package is the same size, more light emitting chips can be incorporated to increase the luminance. it can.
本発明に係る発光素子のさらに別な実施態様は、複数の前記放熱用部材と前記リード端子を備えた前記実施態様においてさらに、前記放熱パッドのそれぞれの表面には、発光色の異なる一組の発光チップのうちいずれかの発光チップが実装され、前記封止樹脂の連続した領域の内部に、前記放熱パッドのうちの異なる放熱パッドに実装された複数個の発光チップを含むことを特徴としている。かかる実施態様によれば、発光色の異なる複数の発光チップを有しているので、液晶ディスプレイ等のバックライトに用いる場合、冷陰極管を用いたバックライトに比較して発色性に優れている。しかも、封止樹脂の連続した部分の内部に発光色の異なる発光チップが少なくとも1つずつ含まれるようにしているので、発光チップから出射された光は封止樹脂の表面やパッケージで反射されることによって導光されて広がり、発光色の異なる発光チップから出射した各発光色の光が混色される。よって、本発明によれば、封止樹脂から出射される光の混色性を高めることができ、発光素子の薄型化を図ることができる。 Still another embodiment of the light-emitting element according to the present invention is the above-described embodiment including a plurality of the heat-dissipating members and the lead terminals, and each of the surfaces of the heat-dissipating pad has a set of different emission colors. One of the light emitting chips is mounted, and a plurality of light emitting chips mounted on different heat dissipating pads among the heat dissipating pads are included in a continuous region of the sealing resin. . According to such an embodiment, since it has a plurality of light emitting chips having different emission colors, when used in a backlight of a liquid crystal display or the like, it has excellent color developability compared to a backlight using a cold cathode tube. . In addition, since at least one light emitting chip having a different emission color is included inside the continuous portion of the sealing resin, the light emitted from the light emitting chip is reflected by the surface of the sealing resin or the package. Accordingly, light of each emission color emitted from light emitting chips having different emission colors is mixed. Therefore, according to the present invention, the color mixing property of the light emitted from the sealing resin can be improved, and the light emitting element can be thinned.
本発明に係る発光素子のさらに別な実施態様は、前記パッケージが、前記リード端子の長手方向と直交する方向に沿って前記第1の開口部分の両側に形成された封止樹脂用壁部を有し、前記封止樹脂用壁部の間に前記封止樹脂が充填されたことを特徴とする、請求項5に記載の発光素子。かかる実施態様によれば、成形金型を用いることなく、未硬化時の封止樹脂の表面張力を利用して簡単に封止樹脂表面をレンズ状などに成形することができる。その結果、発光素子のコストを安価にできる。 In another embodiment of the light emitting device according to the present invention, the package has sealing resin wall portions formed on both sides of the first opening portion along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the lead terminal. The light emitting device according to claim 5, wherein the sealing resin is filled between the sealing resin wall portions. According to such an embodiment, the surface of the sealing resin can be easily molded into a lens shape or the like by using the surface tension of the sealing resin when it is uncured without using a molding die. As a result, the cost of the light emitting element can be reduced.
さらに、この実施態様においては、各封止樹脂内に発光色の異なる前記発光チップが少なくとも1つずつ含まれるように複数の連続した領域に分けて前記封止樹脂を形成してもよい。全ての発光チップを一続きの封止樹脂によって封止すると、封止樹脂の長さが長くなるため、その封止樹脂の上面が中央部で垂れ下がる恐れがある。これに対し、封止樹脂を複数の連続した領域に分けて形成すれば、封止樹脂が複数に分かれているために封止樹脂の長さを短くでき、封止樹脂の上面、特にその中央部が垂れ下がりにくくなる。よって、封止樹脂の表面形状(封止樹脂の表面は、例えばレンズ形状に形成される。)を安定させることができ、封止樹脂による配光特性を安定させることができる。 Furthermore, in this embodiment, the sealing resin may be divided into a plurality of continuous regions so that each sealing resin includes at least one light emitting chip having a different emission color. When all the light emitting chips are sealed with a series of sealing resins, the length of the sealing resin becomes long, so that the upper surface of the sealing resin may hang down at the center. On the other hand, if the sealing resin is formed by dividing it into a plurality of continuous regions, the length of the sealing resin can be shortened because the sealing resin is divided into a plurality of areas. The part is less likely to sag. Therefore, the surface shape of the sealing resin (the surface of the sealing resin is formed in a lens shape, for example) can be stabilized, and the light distribution characteristics by the sealing resin can be stabilized.
本発明に係る発光素子のさらに別な実施態様は、複数の前記放熱用部材と前記リード端子を備えた前記実施態様においてさらに、前記放熱パッドの面積を不均一にしたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、例えば発光素子の中央部と端部、あるいは実装されている発光チップの特性などに応じて放熱パッドの放熱効率を調整することができる。 Still another embodiment of the light emitting device according to the present invention is characterized in that, in the above embodiment including a plurality of the heat radiating members and the lead terminals, the area of the heat radiating pad is further made non-uniform. According to this embodiment, the heat dissipation efficiency of the heat dissipation pad can be adjusted according to, for example, the center and end portions of the light emitting element or the characteristics of the mounted light emitting chip.
本発明に係る発光素子のさらに別な実施態様は、複数の前記放熱用部材と前記リード端子を備えた前記実施態様においてさらに、前記放熱パッドのそれぞれの表面に、発光色の異なる一組の発光チップのうちいずれかの発光チップが実装され、前記パッケージに、前記封止樹脂との間に空気層を介して、長手方向と短手方向とを有する光学機能プレートが配設され、前記光学機能プレートは背面より入射した発光色の異なる光を導光させることによって混色させる機能と光学機能プレートを透過する光の指向特性を光学機能プレートの短手方向で広げる機能とを有することを特徴としている。かかる実施態様によれば、光学機能プレート内で発光色の異なる光が導光することによって混色するので、発光素子の混色性をより良好にすることができる。しかも、光学機能プレートを用いて発光素子の長手方向(発光チップの並んでいる方向)と直交する短手方向に光を広げることができるので、発光素子によって広い面積を均一に照らすことが可能になる。 Still another embodiment of the light-emitting element according to the present invention is the above-described embodiment including a plurality of the heat-dissipating members and the lead terminals, and a set of light-emitting elements having different light-emitting colors on each surface of the heat-dissipating pad. One of the chips is mounted, and an optical function plate having a longitudinal direction and a lateral direction is disposed in the package with an air layer between the sealing resin and the optical function. The plate has a function of mixing colors by guiding light of different emission colors incident from the back surface and a function of expanding the directivity characteristics of light transmitted through the optical function plate in the short direction of the optical function plate. . According to such an embodiment, since light having different emission colors is guided in the optical function plate, the colors are mixed, so that the color mixing property of the light emitting element can be improved. Moreover, since the light can be spread in the short direction perpendicular to the longitudinal direction of the light emitting elements (the direction in which the light emitting chips are arranged) using the optical function plate, it is possible to uniformly illuminate a wide area by the light emitting elements. Become.
本発明に係る発光素子のさらに別な実施態様は、前記光学機能プレートを備えた前記実施態様において、前記光学機能プレートが、その長手方向に沿って両端部に突出したリブを有し、前記パッケージは前記リブと嵌合する窪みを有することを特徴としている。かかる実施態様によれば、長手方向に沿ってリブを設けることで、長手方向に沿って光学機能プレートに反りが発生することを防止できる。また、光学機能プレートのリブとパッケージの窪みを嵌合させることにより、光学機能プレートとパッケージの位置決めを行うことができる。 Still another embodiment of the light emitting device according to the present invention is the above-described embodiment having the optical function plate, wherein the optical function plate has ribs protruding at both end portions along its longitudinal direction, and the package Is characterized by having a recess for fitting with the rib. According to this embodiment, by providing the rib along the longitudinal direction, it is possible to prevent the optical function plate from warping along the longitudinal direction. Further, the optical function plate and the package can be positioned by fitting the rib of the optical function plate and the recess of the package.
本発明に係る発光素子のさらに別な実施態様は、前記光学機能プレートを備えた前記実施態様において、前記光学機能プレートが、その長手方向の両端部に突出部を有し、前記パッケージは、その長手方向の両端部に固定用孔を有し、前記突出部を前記固定用孔に挿入することによって前記光学機能プレートを前記パッケージに固定したことを特徴としている。かかる実施態様によれば、光学機能プレートに設けた爪をパッケージの固定用孔に挿入することで、光学機能プレートをパッケージに確実に固定することができ、光学機能プレートの脱落を防止することができる。 Still another embodiment of the light-emitting element according to the present invention is the above-described embodiment including the optical function plate, wherein the optical function plate has protrusions at both ends in the longitudinal direction, and the package includes: A fixing hole is provided at both ends in the longitudinal direction, and the optical function plate is fixed to the package by inserting the protruding portion into the fixing hole. According to this embodiment, by inserting the claw provided on the optical function plate into the fixing hole of the package, the optical function plate can be securely fixed to the package, and the optical function plate can be prevented from falling off. it can.
本発明に係る発光素子のさらに別な実施態様は、前記光学機能プレートを備えた前記実施態様において、前記パッケージは複数の熱かしめ用突起を有し、前記光学機能プレートは熱かしめ用孔を有し、前記熱かしめ用孔に挿入した前記熱かしめ用突起を押し潰して前記光学機能プレートを前記パッケージに固定したことを特徴としている。かかる実施態様によれば、光学機能プレートをパッケージに熱かしめすることで、光学機能プレートをパッケージに確実に固定することができ、光学機能プレートの脱落と位置ずれを防止することができる。 In another embodiment of the light emitting device according to the present invention, in the above embodiment having the optical function plate, the package has a plurality of heat caulking projections, and the optical function plate has a heat caulking hole. The heat-caulking protrusion inserted into the heat-caulking hole is crushed to fix the optical function plate to the package. According to such an embodiment, the optical functional plate can be securely fixed to the package by heat caulking the optical functional plate to the package, and the optical functional plate can be prevented from falling off and being displaced.
本発明に係る発光素子モジュールは、配線用基板の上に本発明に係る発光素子を配置し、前記発光素子の前記リード端子を前記配線用基板に設けたスルーホールに挿通させ、前記配線用基板の裏面で前記リード端子を前記配線用基板にハンダ付けしたことを特徴としている。 In the light emitting element module according to the present invention, the light emitting element according to the present invention is disposed on a wiring substrate, the lead terminal of the light emitting element is inserted into a through hole provided in the wiring substrate, and the wiring substrate is disposed. The lead terminals are soldered to the wiring board on the back surface of the wiring board.
本発明の発光素子モジュールは、本発明に係る発光素子の奏する作用効果に加え、次のような作用効果を有する。本発明の発光素子モジュールにあっては、発光素子のリード端子を配線用基板に設けられたスルーホールに挿通させ、配線用基板の裏面でリード端子を配線用基板にハンダ付けしているので、リード端子は配線基板の裏面側からフローハンダを行うことができ、発光素子の実装作業を簡単にでき、コストを安価にすることができる。さらに、発光素子のリード端子が配線用基板のスルーホールに挿通されているので、フローハンダの工程においても発光素子が配線用基板に対してずれることがなく、発光素子と配線用基板とが安定する。 The light emitting element module of the present invention has the following functions and effects in addition to the functions and effects exhibited by the light emitting element according to the present invention. In the light emitting element module of the present invention, the lead terminal of the light emitting element is inserted into the through hole provided in the wiring board, and the lead terminal is soldered to the wiring board on the back surface of the wiring board. The lead terminal can be subjected to flow soldering from the back side of the wiring board, the light emitting element can be easily mounted, and the cost can be reduced. Further, since the lead terminal of the light emitting element is inserted into the through hole of the wiring board, the light emitting element is not displaced from the wiring board even in the flow soldering process, and the light emitting element and the wiring board are stable. To do.
本発明に係る発光素子モジュールのある実施態様は、前記発光素子の前記放熱パッド裏面を前記配線用基板の裏面から露出させたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、配線用基板から露出した発光素子の放熱パッド裏面を直接に、あるいは間接的に放熱性の良好な部材に取り付けることができるので、放熱パッドから放熱性の良好な部材へ効率よく熱を逃がすことができる。 An embodiment of the light emitting element module according to the present invention is characterized in that the back surface of the heat dissipation pad of the light emitting element is exposed from the back surface of the wiring board. According to such an embodiment, the back surface of the heat dissipation pad of the light emitting element exposed from the wiring board can be directly or indirectly attached to a member having good heat dissipation, so that the heat dissipation pad is changed to a member having good heat dissipation. Heat can be released efficiently.
本発明に係る発光素子の製造方法は、放熱パッドの両側に位置する延出部と放熱パッドとの中間で屈曲し、かつ前記放熱パッドと前記延出部とを平行にして放熱用部材が形成され、前記放熱パッドに垂直な方向から見たときに、前記放熱用部材の長手方向とリード端子の長手方向が互いに平行となり、かつ、前記放熱用部材の前記延出部と前記リード端子が前記放熱パッドと平行な一平面内に位置するようにして、リードフレームに前記放熱用部材と前記リード端子を作製する工程と、前記放熱パッドの表面及び裏面のそれぞれの少なくとも一部が露出するようにして前記リードフレームと一体にパッケージを成形する工程と、前記放熱パッドの表面に発光チップを実装する工程と、前記放熱パッドの上に実装された発光チップと前記リード端子をボンディングワイヤにより結線する工程と、前記発光チップを透明な封止樹脂によって封止する工程とからなることを特徴としている。 In the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention, a heat radiating member is formed by bending between an extended portion located on both sides of a heat radiating pad and the heat radiating pad, and paralleling the heat radiating pad and the extending portion. When viewed from a direction perpendicular to the heat dissipating pad, the longitudinal direction of the heat dissipating member and the longitudinal direction of the lead terminal are parallel to each other, and the extending portion of the heat dissipating member and the lead terminal are The step of producing the heat-dissipating member and the lead terminal on a lead frame so as to be located in a plane parallel to the heat-dissipating pad, and at least a part of each of the front and back surfaces of the heat-dissipating pad are exposed. Forming a package integrally with the lead frame, mounting a light emitting chip on the surface of the heat dissipation pad, a light emitting chip mounted on the heat dissipation pad, and the lead A step of connecting the bonding wires children, is characterized by comprising the step of sealing the light emitting chip with a transparent sealing resin.
本発明の発光素子の製造方法によれば、放熱パッドに実装した発光チップをパッケージと封止樹脂によって封止し、放熱パッドの裏面の少なくとも一部をパッケージの裏面に露出させることができる。よって、この製造方法により製造された発光素子によれば、放熱パッドを放熱性の良好な部材に取り付けることにより放熱パッドを通して発光チップの熱を放熱させることができ、発光チップの温度上昇による発光効率の低下を小さくできる。 According to the method for manufacturing a light emitting element of the present invention, the light emitting chip mounted on the heat dissipation pad can be sealed with the package and the sealing resin, and at least a part of the back surface of the heat dissipation pad can be exposed to the back surface of the package. Therefore, according to the light emitting device manufactured by this manufacturing method, the heat of the light emitting chip can be dissipated through the heat radiating pad by attaching the heat radiating pad to the member having good heat dissipation, and the light emission efficiency due to the temperature rise of the light emitting chip. Can be reduced.
また、本発明の発光素子の製造方法では、放熱パッドの両端にそれぞれ屈曲した部分を介して延出部を設け、該延出部のうち放熱パッドと平行な面内に位置する部分と、リード端子のうち放熱パッドと平行な面内に位置する部分とが、放熱パッドと平行な一平面内に位置するようにしているので、放熱パッドを備えた放熱用部材とリード端子とをリードフレームを用いて一度に得ることができる。よって、リードフレームの不要部分を利用して放熱パッドを作製することができ、発光素子のコストを安価にすることができる。また、リード端子や放熱パッドにパッケージを成形する工程においても放熱パッドとリード端子をリードフレームとして一体のままで取り扱うことができ、発光素子の製造効率を向上させることができる。 Further, in the method for manufacturing a light emitting element of the present invention, an extending portion is provided through bent portions at both ends of the heat dissipating pad, a portion of the extending portion located in a plane parallel to the heat dissipating pad, and a lead Since the portion of the terminal located in the plane parallel to the heat dissipation pad is located in a plane parallel to the heat dissipation pad, the heat dissipation member provided with the heat dissipation pad and the lead terminal are connected to the lead frame. Can be obtained at once using. Therefore, a heat radiating pad can be manufactured using an unnecessary portion of the lead frame, and the cost of the light emitting element can be reduced. Further, in the process of forming the package on the lead terminal or the heat radiating pad, the heat radiating pad and the lead terminal can be handled as a single lead frame, and the manufacturing efficiency of the light emitting element can be improved.
さらに、本発明の発光素子の製造方法にあっては、放熱パッドに垂直な方向から見たとき、放熱用部材の長手方向とリード端子の長手方向とが互いに平行となるように配置されているので、リードフレームに形成された放熱パッド間の距離を短くすることができる。その結果、一定の長さのリードフレームから得ることのできる放熱パッド及びリード端子の数が大きくなり、発光素子の歩留まりが高くなって製造効率が向上する。 Furthermore, in the method for manufacturing a light-emitting element of the present invention, the longitudinal direction of the heat-dissipating member and the longitudinal direction of the lead terminal are arranged in parallel to each other when viewed from the direction perpendicular to the heat-dissipating pad. Therefore, the distance between the heat radiation pads formed on the lead frame can be shortened. As a result, the number of heat dissipating pads and lead terminals that can be obtained from the lead frame having a certain length is increased, the yield of the light emitting elements is increased, and the manufacturing efficiency is improved.
本発明に係る発光素子の製造方法のある実施態様は、前記リードフレームが前記放熱用部材と前記リード端子をそれぞれ複数本ずつ有し、前記放熱用部材と前記リード端子が前記リード端子の長手方向と直交する方向に沿って配列され、複数本の前記放熱用部材と複数本の前記リード端子が、単一のパッケージに一体成形されることを特徴としている。本発明の発光素子の製造方法によれば、リードフレームに放熱パッドを複数形成するとき、放熱パッド間の距離を短くすることができるので、単体のパッケージ及び封止樹脂の内部に複数の発光チップを実装するとき、発光チップの間隔を小さくできる。よって、同じ個数の発光チップを内蔵する場合であれば、発光素子のサイズを小さくでき、同じサイズの発光素子であればより多くの発光チップを内蔵させて輝度を高くすることができる。 In one embodiment of the method for manufacturing a light emitting element according to the present invention, the lead frame has a plurality of the heat radiating member and the lead terminal, respectively, and the heat radiating member and the lead terminal are in the longitudinal direction of the lead terminal. A plurality of the heat radiating members and a plurality of the lead terminals are integrally formed in a single package. According to the light emitting device manufacturing method of the present invention, when a plurality of heat dissipating pads are formed on the lead frame, the distance between the heat dissipating pads can be shortened, so that a plurality of light emitting chips are provided inside a single package and sealing resin. When mounting, the interval between the light emitting chips can be reduced. Therefore, if the same number of light emitting chips are incorporated, the size of the light emitting element can be reduced, and if the light emitting elements have the same size, more light emitting chips can be incorporated to increase the luminance.
本発明に係るバックライトは、本発明に係る発光素子を複数個備えたバックライトであって、前記発光素子は光出射方向から見て長手方向と短手方向とを有し、前記発光素子はその長手方向に沿って複数個配列され、さらに長手方向に沿って複数個配列された発光素子を間隔をあけて短手方向に配置され、前記発光素子の前面よりも背面側において、少なくとも前記発光素子の配置されていない領域に反射板を設け、前記発光素子の前方に拡散シートを配置したことを特徴としている。かかるバックライトによれば、明るくて薄型、軽量かつ大面積のバックライトを作製することが可能になる。 A backlight according to the present invention is a backlight including a plurality of light emitting elements according to the present invention, and the light emitting elements have a longitudinal direction and a short direction when viewed from a light emitting direction, and the light emitting elements are A plurality of light emitting elements arranged along the longitudinal direction and further arranged along the longitudinal direction are arranged in a short direction at intervals, and at least the light emitting element is arranged on the back side of the light emitting element. A reflection plate is provided in a region where no element is arranged, and a diffusion sheet is arranged in front of the light emitting element. According to such a backlight, it is possible to produce a bright, thin, lightweight and large-area backlight.
なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。 The means for solving the above-described problems in the present invention has a feature in which the above-described constituent elements are appropriately combined, and the present invention enables many variations by combining such constituent elements. .
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(基本的な実施形態)
図7は、本発明の一実施形態による発光素子モジュール31を示す概略平面図である。図8は、発光素子モジュール31を図7のX−X線で断裁した断面図である。
(Basic embodiment)
FIG. 7 is a schematic plan view showing a light emitting
図7に示すように、この発光素子モジュール31は、配線用基板32(汎用基板)に設けたスリット状の開口又は隙間に沿って複数個の発光素子33を一列に並べたものである。図8に示すように、発光素子33の両側面には略逆L形に屈曲した複数本のリード端子34が露出しており、各リード端子34の先端部は配線用基板32にあいたスルーホールに挿通され(図49、図50参照)、配線用基板32の裏面に設けられた配線パターン(図示せず)にハンダ58で接合されている。よって、複数個の発光素子33は配線用基板32によって一体化されている。リード端子34は、配線用基板32の裏面でハンダ付けされているので、リード端子34のハンダ付け工程はフローハンダにより行うことができ、製造コストが安価になる。
As shown in FIG. 7, the light-emitting
図9は上記発光素子33を示す平面図であり、図10は図9のY−Y線断面図である。ただし、図9では発光素子33から導光プレート45(光学機能プレート)と封止樹脂37を除いた状態で表している。図9、図10さらに図8により発光素子33の構造を説明する。
9 is a plan view showing the light-emitting
図9及び図10に示すように、発光素子33においては、赤色発光の光源35R、緑色発光の光源35G、青色発光の光源35Bが複数組一列に配列されている。各光源35R、35G、35Bは、赤色LEDチップ36R、緑色LEDチップ36G、青色LEDチップ36B(発光チップ)を透明な封止樹脂37によって封止したものである。発光素子33内には、金属製のリード端子34と金属製の放熱パッド38とが交互に配列されている。各光源35R、35G、35Bは、各光源のLEDチップ36R、36G、36Bを順次放熱パッド38の表面に実装した後、それぞれ隣接するリード端子34にボンディングワイヤ39で結線し、LEDチップ36R、36G、36B全体を一括して連続的に封止樹脂37で封止することによって構成している。
As shown in FIGS. 9 and 10, in the
図8に示すように、長方形状をした放熱パッド38の両端には、屈曲部54を介して保持用リード部53(延出部)が延出している。この屈曲部54及び保持用リード部53は、放熱パッド38よりも幅が狭くなっている。なお、放熱パッド38、屈曲部54及び保持用リード部53が一体に形成されたものを、以下においては放熱用部材と呼ぶことがある。保持用リード部53はリード端子34の基端部34a(リード端子34の、放熱パッド38と平行な面内に位置する部分)と同一平面内に位置し、放熱パッド38は保持用リード部53及びリード端子34の基端部34aよりも、発光チップ実装面と反対側の面(裏面)の方向にずれて位置している。
As shown in FIG. 8, holding lead portions 53 (extending portions) extend through
また、リード端子34と放熱用部材は、リード端子34の長手方向と放熱用部材の長手方向とが平行となるように配置され、リード端子34及び放熱用部材の長手方向と直交する方向に沿って交互に配置されている。
In addition, the
発光素子33のパッケージ43は光反射率の高い白色樹脂によって成形されており、各リード端子34や放熱パッド38と一体にインサート成形されている。パッケージ43は、リード端子34と保持用リード部53を側面から露出させ、放熱パッド38の裏面の少なくとも一部を裏面側に露出させている。また、パッケージ43の内部においては、LEDチップ36R、36G、36Bの実装位置に対応して開口部41(第1の開口部)を有しており、当該開口部41から放熱パッド38の表面の一部と各LEDチップ36R、36G、36Bが露出する。この開口部41の内周面には表面側で広くなるようにしてテーパー面44が形成されており、各LEDチップ36R、36G、36Bは白色樹脂によるテーパー面44で囲まれている。また、パッケージ43の内部においては、開口部41間などにおいてリード端子34の基端が露出しており、この露出箇所にワイヤボンディングを行えるようになっている。
The
図10に示すように、パッケージ43の窪み55内には、透明な封止樹脂37が注入されており、ほぼシリンドリカルレンズ状に成形されている。この際に、LEDチップ36R、36G、36Bを一つ一つ独立させて封止樹脂37で封止することも可能であるが、LEDチップ36R、36G、36Bを個々に封止樹脂37で封止すると、図11に示すように、LEDチップ(例えば36R)から出射した光の一部が封止樹脂37の上面で反射された後、さらにテーパー面44で反射されて元のLEDチップに入射し再吸収される。その結果、光の取出し効率が低下することになる。
As shown in FIG. 10, a
そのため、この実施形態では、パッケージ43内の全長にわたってボンディングワイヤ39の高さよりも上まで封止樹脂37を連続的に注入してあり、長手方向に連続したシリンドリカルレンズ状の封止樹脂37内にすべてのLEDチップ36R、36G、36Bとボンディングワイヤ39を完全に封止している。その結果、LEDチップ36R、36G、36Bから出射した光は封止樹脂37内を導光するが、各LEDチップ36R、36G、36Bは開口部41内に納まっているので、LEDチップ36R、36G、36Bから出射された光が他のLEDチップ36R、36G、36Bに入射して吸収されにくく、他のLEDチップ36R、36G、36Bに吸収されることによる発光効率の低下を防ぐことができる。個々に封止した場合と比べて、特に広角方向の光が再吸収されにくくなって光の取出し効率が良好となり、個別に封止した場合に比べて約20%程度効率が向上する。
For this reason, in this embodiment, the sealing
さらに、パッケージ43の上面(開口)には、発光素子33の前面に対向させるようにして、各光源35R、35G、35Bを覆うようにして導光プレート45が配置される。導光プレート45は、ポリカーボネイト樹脂やポリメチルメタクリレート等の屈折率の高い透明樹脂によって長尺の矩形状に成形されたものであり、パッケージ43の両端部に設けられた位置決め用の段部46によって支持される。
Further, a
ここで、封止樹脂37の表面と導光プレート45とは密着せず、中間に空気層αが設けられている。この実施形態では、LEDチップ36R、36G、36B全体を連続的に封止樹脂37で封止し、しかも封止樹脂37と導光プレート45との間に空気層αを設けているので、図10に示すように、例えば赤色LEDチップ36Rから出射された赤色光Lrの一部は封止樹脂37の表面で全反射したり、パッケージ43で反射したりすることによって青色LEDチップ36Bの真上に達し、また緑色LEDチップ36Gから出射された緑色光Lgの一部は封止樹脂37の表面で全反射したり、パッケージ43で反射したりすることによって青色LEDチップ36Bの真上に達し、また青色LEDチップ36Bから出射された青色光Lbの一部は封止樹脂37を通り抜けてその真上に達する。その結果、導光プレート45には赤色光Lr、緑色光Lg、青色光Lbが混色されて導光プレート45内に入射する。
Here, the surface of the sealing
これに対し、導光プレート45と封止樹脂37の間に空気層αが存在しないと、封止樹脂37の表面で全反射が起きないので、導光プレート45の各LEDチップ36R、36G、36Bの各々の真上位置にしか出射光が入射せず、各色の光が混色されず色むらの原因となる。また、LEDチップ36R、36G、36Bが個別に封止樹脂37で封止されていると、各LEDチップ36R、36G、36Bの近傍でしか封止樹脂37による全反射が生じないので、各色の光が長手方向に広がって封止樹脂37内で混色することがない。
On the other hand, if there is no air layer α between the
よって、LEDチップ36R、36G、36B全体を連続的に封止樹脂37で封止し、さらに封止樹脂37と導光プレート45との間に空気層αを設けてあれば、封止樹脂37が導光プレート45と密着している場合や、LEDチップ36R、36G、36Bを封止樹脂37で個々に封止している場合に比べて、混色性が良好となる。
Therefore, if the
図12(a)は導光プレート45の長手方向に平行な断面を示す概略断面図、図12(b)は短手方向に平行な断面を示す概略断面図である。導光プレート45の表面全体には、図12(a)、図12(b)に示すように、微細な円錐状の凹部47が密に配列されており、導光プレート45の裏面全体には、図12(b)に示すように、微細な断面三角形状のプリズム状をした凸部48が密に形成されている。円錐状の凹部47は、規則的に配列されていてもよく、ランダムに配置されていてもよい。断面三角形状の凸部48は、導光プレート45の短手方向に並んでおり、導光プレート45の長手方向に均一な断面を有している。
12A is a schematic cross-sectional view showing a cross section parallel to the longitudinal direction of the
図13及び図14は導光プレート45の作用説明図であって、図13は長手方向に平行な断面における光の挙動を表し、図14は短手方向に平行な断面における光の挙動を表している。図14では赤色光源35Rから出射された赤色光Lrのみを表しているが、緑色光源35Gから出射された緑色光Lgや青色光源35Bから出射された青色光Lbについてもその挙動は赤色光Lrの場合と同様である。
FIGS. 13 and 14 are diagrams for explaining the operation of the
まず、長手方向に平行な断面における光の挙動を説明する。図13に示すように、各光源35R、35G、35Bから出射された赤色光Lr、緑色光Lg、青色光Lbは導光プレート45の裏面から導光プレート45内に入射し、導光プレート45の表面と裏面との間で全反射を繰り返しながら導光プレート45内を導光すると共に、円錐状の凹部47に入射した光の一部は円錐状の凹部47で屈折して外部へ出射される。
First, the behavior of light in a cross section parallel to the longitudinal direction will be described. As shown in FIG. 13, the red light Lr, the green light Lg, and the blue light Lb emitted from the
このように別々の場所から出射された赤色光源35Rの赤色光Lr、緑色光源35Gの緑色光Lg、青色光源35Bの青色光Lbは、導光プレート45内を導光して導光プレート45のほぼ全体に広がると共に、互いに均一に混色されて導光プレート45の表面から出射される。例えば、図13では、青色光源35Bの直上付近でも導光プレート45内を導光してきた赤色光Lrや緑色光Lgも出射されており、これらの光が混色している。そして、均一に混色されて導光プレート45から出射された白色光は、発光素子33の前方に配置された拡散シート50との間の空間49でさらに混色されて拡散シート50を照射し、拡散シート50を均一に白色発光させる。
In this way, the red light Lr of the
このため隣接する光源35R、35G、35Bどうしをある程度(例えば数mm程度)離して配置することができるので、光源35R、35G、35Bから出射した光が隣接する光源35R、35G、35Bに入射しにくくなり、出射光の吸収や損失を低減させて光出射効率を向上させることができる。
For this reason, the adjacent
つぎに、導光プレート45の短手方向と平行な断面における光の挙動を説明する。図14に示すように、短手方向から見た場合には、各光源35R、35G、35Bから出射された光は、導光プレート45の裏面に形成されている凸部48を透過することによって屈折し、さらに円錐状の凹部47を透過して導光プレート45の外に出射する際にも屈折し、導光プレート45を透過した光の指向特性は光源35R、35G、35Bから出射された光の指向特性よりも広くなる。しかも、導光プレート45から出射される光は、上記のように導光プレート45の内部で充分に混色されて白色光となっている。そのため、短手方向に平行な断面においても、光は十分に混色されて白色光となり、しかも断面三角形状の凸部48及び円錐状の凹部47の光学的作用によって白色光は発光素子33の幅方向に広げられる。
Next, the behavior of light in a cross section parallel to the short direction of the
よって、ここで説明したような導光プレート45を用いれば、発光素子33のサイズに比較して非常に大きな面積を均一な輝度で色むらなく白色発光させることが可能になる。
Therefore, when the
また、高反射性の白色樹脂からなるパッケージ43の開口部41はテーパー状に形成されているので、LEDチップ36R、36G、36Bから横方向や斜め方向に出射された光をテーパー面44で反射させて前方へ向けることができ、放熱パッド38の形状をカップ状にする必要がなくなり、放熱パッド38の形状を単純にして放熱パッド38の加工を容易にできる。
Further, since the
なお、ここで説明した導光プレートは一例であって、導光プレートの構造や機能は上記のものに限定されるものでなく、発光素子の用途に応じて所望の配光特性の得られるものを用いることができる。例えば、多数の微細なレンズを形成したレンズアレイや、多数の微細な四角錐状などのプリズムを形成したプリズムアレイなどであってもよい。 The light guide plate described here is an example, and the structure and function of the light guide plate are not limited to those described above, and a desired light distribution characteristic can be obtained according to the use of the light emitting element. Can be used. For example, a lens array in which a large number of fine lenses are formed, a prism array in which a large number of fine prismatic prisms or the like are formed may be used.
次に、上記発光素子33の製造方法を図15−図20により説明する。図15は発光素子33の製造に使用するリードフレーム51の形状を示す平面図であり、図16(a)は図15のZ−Z線断面図、図16(b)は図15のV−V線断面図である。このリードフレーム51は薄板金属材料(フープ材)を打ち抜きプレス加工することによって作製されたものであり、フレーム部52の内側に交互に一対のリード端子34と放熱用部材(放熱パッド38、屈曲部54、保持用リード部53)が配列されている。各リード端子34は先端部がフレーム部52につながってフレーム部52に保持されており、各放熱パッド38は保持用リード部53によってフレーム部52に保持されている。図16(a)及び図16(b)に示すように、各放熱パッド38の両端に設けられた屈曲部54は階段状に屈曲していて、長方形平板状をした放熱パッド38はフレーム部52、リード端子34及び保持用リード部53を含む平面よりも背面側へ引っ込んでいる。屈曲部54は放熱パッド38よりも幅が狭くなっており、折り曲げ加工を精度良く行える。また、リード端子34にはリード端子34と交差するように固定バー67が設けられており、屈曲部54にも屈曲部54と交差するように固定バー67が設けられている。
Next, a method for manufacturing the
発光素子33の製造工程においては、フープ材が供給され、フープ材を打ち抜き加工したりエッチングしたりすることによって図15のようなリードフレーム51が作製される。フープ材はCuやアルミニウム、鉄等の薄板に銀などのメッキ加工を施したものである。ここでプレス加工によれば、リードフレーム51の加工コストを安価にすることができ、また放熱パッド38やリード端子34の形状やピッチなども自由に設計することができる。
In the manufacturing process of the
次工程においては、リードフレーム51の表裏両面を成形金型で挟み、図17に示すように高反射性の白色樹脂を用いてリードフレーム51に一体にパッケージ43を成形する。パッケージ43は、各リード端子34の基端部34aと放熱パッド38や屈曲部54を一体化させるように成形されており、各リード端子34の基端部34aはパッケージ43の表面側に露出しており、各放熱パッド38の裏面全体は図18に示すようにパッケージ43の裏面側においてパッケージ43の開口部(第2の開口部)から露出している。各放熱パッド38の表面はパッケージ43により覆われているが、そのうちLEDチップ36R、36G、36Bを実装する領域はパッケージ43に設けられた開口部41から露出する。さらに、パッケージ43内の、これら開口部41を含む領域には、パッケージ43の長手方向に延びた窪み55が形成されている。
In the next step, the front and back surfaces of the
このとき、リード端子34や屈曲部54の固定バー67はパッケージ43内に埋め込まれてアンカーとなり、発光素子33のリード端子34や保持用リード部53がパッケージ43に対してずれ動いたり、抜けたりしないように固定する。
At this time, the
次工程においては、図19に示すように、各放熱パッド38の表面の露出部分に上面発光型の各LEDチップ36R、36G、36Bをダイボンド実装する。ついで、各LEDチップ36R、36G、36Bの正負の各電極と、隣接するリード端子34とをボンディングワイヤ39によって結線し、電気的に接続する。
In the next step, as shown in FIG. 19, each of the top-emitting
ついで、パッケージ43の窪み55に透明な封止樹脂37を注入して各LEDチップ36R、36G、36Bを一度に封止し、一列に配列した光源35R、35G、35Bを形成する。また、各リード端子34の先端部を略逆L形に曲げ加工し、パッケージ43に導光プレート45を取り付ける。
Next, a
次に、図19に1点鎖線で示した箇所でリード端子34と保持用リード53をカットして、図20(導光プレート45は図示しない。)に示すように、リード端子34と保持用リード部53をフレーム部52から切り離すことにより、図9及び図10に示したような発光素子33を製作する。
Next, the
なお、ここでは1個の発光素子を製造する方法について説明したが、発光素子複数個分のリード端子や放熱パッドを設けたリードフレームを用いれば、一枚のリードフレームによって複数個の発光素子を一度に作製することも可能である。 Although a method for manufacturing one light emitting element has been described here, a plurality of light emitting elements can be formed by one lead frame by using a lead frame provided with lead terminals and heat radiation pads for a plurality of light emitting elements. It is also possible to produce it at once.
図21は上記のような発光素子モジュール31の実装形態の一例を示す平面図、図22は図21のW−W線断面図である。発光素子モジュール31は、パッケージ43の裏面に露出している放熱パッド38の裏面を熱伝導性シート56によってバックライト筐体や放熱部分等の放熱性の良好な部分57に接着され、放熱性の良好な部分57に取り付けられる。この熱伝導性シート56は、熱伝導性の良好な素材によって形成されており、その両面は粘着性又は接着性を有している。
FIG. 21 is a plan view showing an example of a mounting form of the light emitting
しかして、リード端子34から各LEDチップ36R、36G、36Bに電流を流して各LEDチップ36R、36G、36Bを発光させると、LEDチップ36R、36G、36Bで発熱が起きるが、この熱は放熱パッド38及び熱伝導性シート56を通じて放熱性の良好な部分57へ逃がされ、LEDチップ36R、36G、36Bの熱が放熱される。よって、LEDチップ36R、36G、36Bの温度上昇が緩和され、LEDチップ36R、36G、36Bの発光効率が向上する。さらに、この発光素子モジュール31では、LEDチップ36R、36G、36Bへ電流供給経路と主要な放熱経路とが別々に構成されているので、LEDチップ36R、36G、36Bの温度上昇を抑制することができる。
Thus, when a current is passed from the
本発明にかかる発光素子33ないし発光素子モジュール31は上記のような構造を有しているので、以下に説明するような作用効果を有する。この発光素子33にあっては、発光色の異なる赤、緑、青の複数のLEDチップ36R、36G、36Bを用いているので、液晶ディスプレイ等のバックライトに用いる場合、冷陰極管を用いたバックライトに比較して発色性に優れる。さらに、この発光素子33では、LEDチップ36R、36G、36Bを実装された放熱パッド38が発光素子33の裏面に露出しているので、この放熱パッド38を放熱性の良好な部材に直接的または間接的に取り付けることにより放熱パッド38を通してLEDチップ36R、36G、36Bの熱を放熱させることができ、LEDチップ36R、36G、36Bの温度上昇による発光効率の低下を小さくでき、発光素子33の発光効率を良好にできる。
Since the light-emitting
従来のような大きなサイズのLEDチップ(1mm角程度のサイズのLEDチップ)を用いた発光素子では、1チップ当たり250mA前後の電流を流した場合には、LEDチップの発光効率は30−40%程度低下し、1つのLEDチップ当たりの消費電力は1W前後となる。このとき、LEDチップの温度は本発明の発光素子に比べて約6倍上昇し、熱により明るさが20%程度低下した。また、同じ明るさを得る場合で比較すると、本発明の発光素子では発光効率が従来例の約1.9倍程度に向上し、消費電力が従来例と比較して約50%低下した。さらに、本発明の発光素子では、内部に複数個のLEDチップを納めているのに対し、同等の明るさを得るためには、従来例では複数個の光源が必要となり、例えば従来例で大きなサイズのLEDチップが3個の場合で比較すると、本発明では従来例のチップの総面積を40%減少させることができた。また、ウェハからの取数や流通数による単価などを考慮すると、本発明の発光素子33によれば、チップコストを50%以上削減することができた。なお、ここで従来例との比較に用いた本発明の発光素子33は、チップサイズが1辺350μm前後のLEDチップを合計で15個納めたものを用い、1チップ当たり30mA前後の電流を流した。
In a conventional light emitting device using a large size LED chip (an LED chip having a size of about 1 mm square), when a current of about 250 mA is applied per chip, the light emission efficiency of the LED chip is 30-40%. The power consumption per LED chip is about 1 W. At this time, the temperature of the LED chip rose about 6 times compared to the light emitting device of the present invention, and the brightness decreased by about 20% due to heat. Further, in the case of obtaining the same brightness, the light emitting element of the present invention has improved the light emission efficiency to about 1.9 times that of the conventional example, and the power consumption is reduced by about 50% compared to the conventional example. Furthermore, in the light emitting device of the present invention, a plurality of LED chips are housed inside, but in order to obtain the same brightness, a plurality of light sources are required in the conventional example. Compared with the case of three LED chips of size, the present invention was able to reduce the total area of the chips of the conventional example by 40%. In consideration of the number of wafers taken and the unit price depending on the number of circulation, according to the
また、この発光素子33によれば、放熱パッド38を単純な形状、すなわち平板状にでき、しかも、リード端子34を得るためのリードフレーム51の不要部分を利用して放熱パッド38を形成することができるので、放熱パッド38の量産性や加工性もよく、放熱パッド38ひいては発光素子モジュール31のコストを安価にすることができる。また、放熱パッド38を平板状にすることができるので、放熱パッド38を任意の形状やサイズにすることが可能になる。製造工程においては、放熱パッド38をリードフレーム51としてリード端子34と一体に取り扱うことができるので、発光素子33のコストをより安価にすることができる。
Further, according to the
また、この発光素子33によれば、放熱用部材の長手方向とリード端子34の長手方向とが平行となっているので、図15に示したように、放熱パッド38と放熱パッド38の間には屈曲部54や保持用リード部53が入り込まず、放熱パッド38と放熱パッド38との間には最低限、リード端子34の幅程度の隙間があればよい。よって、特許文献1−3の発光素子に比べて放熱パッド38間の距離を短くでき、LEDチップの数が同じであれば発光素子のサイズを小さくすることができ、また発光素子のサイズが同じであれば内蔵させるLEDチップの数を多くして発光素子の輝度を高くすることができる。
Further, according to the
また、容易に広い面積の放熱パッド38を得ることができるので、放熱効率を大きくすることができる。特に、放熱パッド38の面積を大きくして放熱効率を高くしたい場合には、図23に示すように放熱パッド38の幅を変えずに放熱パッド38の長さを長くすれば、放熱パッド38の間隔を変えることなく放熱パッド38の面積を大きくすることができる。よって、発光素子33のサイズを大きくすることなく放熱パッド38の面積を大きくして放熱効率を向上させることができる。
Further, since the
また、図24(a)及び図24(b)に示すように、屈曲部54は、放熱パッド38から少し離れた箇所で屈曲させ、放熱パッド38の裏面全体と屈曲部54の一部をパッケージ43の裏面に露出させるようにしてもよい。屈曲部54を放熱パッド38と接する根元で曲げていてもよいが、屈曲部54を根元から離れた位置で曲げるようにすれば、屈曲部54の曲げ加工精度がよくなる。
Also, as shown in FIGS. 24A and 24B, the
なお、パッケージ43の成形時には、リード端子34の基端部34aの表面側はワイヤボンディングできるようにパッケージ43から露出させられ、そのためリード端子34の基端部34aの表面側は成形金型又はその支持ピンによって押さえられており、リード端子34の基端部34aの裏面側も支持ピンによって押さえられる。すなわち、パッケージ43の成形時にはリード端子34の基端部34aは表裏を支持ピンなどで挟まれて位置決めされる。孔59は、パッケージ43を成形する際に、リード端子34の基端部34aを保持していたピンの跡である。一方、パッケージ43の成形時には、リードフレーム一体でインサート成形するので、成形金型の内部における水平方向の位置決めは不要である。
When the
放熱パッド38の裏面全体を露出させる場合には、図25(a)に示すように、放熱パッド38の裏面とパッケージ43の裏面とが面一となるようにしてもよく、図25(b)に示すように、放熱パッド38の裏面がパッケージ43の裏面よりも突出するようにしてもよい。放熱パッド38の裏面とパッケージ43の裏面とを面一にする場合には、放熱パッド38の全体がパッケージ43内に埋まるので、放熱パッド38の板厚が薄い場合でも放熱パッド38がパッケージ43から剥がれにくくなる。その一方、放熱性の良好な部分の表面形状によっては放熱パッド38を密着させにくくなる恐れがある。また、放熱パッド38の裏面がパッケージ43の裏面から突出していれば、放熱性の良好な部分57に密着させ易くなるが、放熱パッド38の板厚が薄い場合には図25(c)に示すように放熱パッド38がパッケージ43の裏面から浮いて剥がれる恐れがある。
When the entire back surface of the
従って、放熱パッド38の板厚が薄い場合には、放熱パッド38の裏面がパッケージ43の裏面と面一となるようにしておくことが望ましい。また、放熱パッド38の板厚がある程度大きい場合には、図25(b)に示すように、放熱パッド38の厚みのうち充分な厚み部分がパッケージ43内に埋まり込むようにして放熱パッド38の一部をパッケージ43の裏面から突出させることが望ましい。
Therefore, when the thickness of the
また、発光素子モジュール31は、配線用基板32間の隙間やスリット状の開口から発光素子33の放熱パッド38が露出して見えているので、放熱パッド38と放熱性の良好な部分57の間に配線用基板32を挟み込まず、放熱パッド38を熱伝導性シート56等を介して放熱性の良好な部分57に直接に取り付けることでき、放熱部分の構造が簡略になり、部品点数も少なくなって発光素子モジュール31の放熱のためのコストを安価に抑えることができる。また、配線用基板32としても金属ベース基板のような高価な基板を用いること無く、汎用基板を用いることができる。
Further, the light emitting
さらに、上記のような発光素子モジュール31では、配線用基板32の下面でリード端子34を配線用基板32にハンダ付けしているので、フローハンダを用いることができ、発光素子モジュール31の製造コストを安価にできる。しかも、複数のLEDチップ36R、36G、36Bを内蔵している結果、複数組のリード端子34を有するので、しかも、リード端子34を配線用基板32に挿通させるようにしているので、発光素子33を配線用基板32に実装する際に発光素子33を安定させることができ、発光素子モジュール31の製造工程が安定する。さらに、フローハンダを用いることにより、パッケージ43として耐熱性が高いが、高価で反射率の低い樹脂材料を用いる必要が無くなる。
Further, in the light emitting
また、発光素子33内に複数個のLEDチップ36R、36G、36Bを納めることにより、普通のサイズのLEDチップ36R、36G、36Bを用いて発光素子33の輝度を大きくできるので、発光素子自体のコストも安価になる。
In addition, by placing a plurality of
図26は上記のような発光素子モジュール31を用いたバックライト61を説明する概略平面図、図27はその断面図である。このバックライト61にあっては、複数個の発光素子モジュール31を比較的大きな間隔をあけて平行に配列し、発光素子モジュール31間の隙間と端の発光素子モジュール31の外側に反射板62を配置している。また、発光素子モジュール31及び反射板62の前方には拡散シート63を配置している。図示しないが、この拡散シート63の前方には、さらにプリズムシートや偏光シート(ある偏光方向の直線偏光を透過し、それと直交する偏光方向の直線偏光を反射するもの)などが置かれる場合もある。
26 is a schematic plan view for explaining a
本発明の発光素子モジュール31によれば、上述のように、十分に混色された白色光を幅方向に広く広げて出射させることができるので、幅方向で発光素子モジュール31どうしの間に広い間隔をあけて配列していても、発光素子モジュール31どうしの間の発光素子モジュール31のない領域においても十分に均一な強度で発光させることができる。よって、図26及び図27に示したようなバックライト61によれば、少ない数の光源35R、35G、35Bもしくは発光素子モジュール31によって広い面積を均一に効率よく発光させることができ、高効率で大面積のバックライトを製作することができる。また、発光素子モジュール31と拡散シート63との間に混色のために厚い空間を設ける必要がないので、バックライト61を薄型化することができる。
According to the light emitting
(LEDチップの配線方法)
つぎに、発光素子33におけるLEDチップ36R、36G、36Bとリード端子34との配線方法について説明する。図28は、配線方法の一形態を示す図である。この実施形態では、各LEDチップ36R、36G、36Bは+電極71と−電極72(アース電極)の配置方向を揃えて実装してあり、各LEDチップ36R、36G、36Bの+電極71をその近傍のリード端子34にボンディングワイヤ39で結線し、また、−電極72をその近傍のリード端子34にボンディングワイヤ39で結線している。このような形態によれば、各光源35R、35G、35Bのリード端子34の極性が揃うので、各光源35R、35G、35Bのリード端子34の極性を判別し易く、後工程において各光源35R、35G、35Bを配線用基板などに個別に配線したり、また光源35R、35G、35Bどうしを並列に配線したりする作業が行い易くなる。
(LED chip wiring method)
Next, a method for wiring the
図29は、LEDチップ36R、36G、36Bとリード端子34の異なる配線方法を示す図である。この実施形態では、一列に並んだLEDチップ36R、36G、36Bは、その+電極71と−電極72の配置方向が交互に逆向きとなるように実装されており、各LEDチップ36R、36G、36Bの+電極71をその近傍のリード端子34にボンディングワイヤ39で結線し、また、−電極72をその近傍のリード端子34にボンディングワイヤ39で結線している。このような形態によれば、各光源35R、35G、35Bのリード端子34の極性が交互に入れ替わっているので、各光源35R、35G、35Bを基板配線によって直列に接続する場合、その配線が容易になる。
FIG. 29 is a diagram illustrating different wiring methods for the
図30は、LEDチップ36R、36G、36Bとリード端子34のさらに異なる配線方法を示す図であって、隣接するLEDチップ36R、36G、36Bの電極の一部を共通のリード端子34に接続したものである。例えば、図30の実施形態では、一列に並んだLEDチップ36R、36G、36Bは、その+電極71と−電極72の配置方向が交互に逆向きとなるように実装されており、隣接するLEDチップ36R、36G、36Bの+電極71と−電極72がその中間の共通のリード端子34に接続されており、各LEDチップ36R、36G、36Bが直列に接続されている。このような形態によれば、発光素子33の内部配線によって各光源35R、35G、35Bを直列に接続することができる。
FIG. 30 is a diagram showing a further different wiring method for the
図31は、LEDチップ36R、36G、36Bとリード端子34のさらに異なる配線方法を示す図である。図31に示す向かって左端のLEDチップ36Rは表面と裏面とに電極を有するものであり、表面の+電極71をボンディングワイヤ39によって一方のリード端子34に結線し、放熱パッド38と他方のリード端子34をボンディングワイヤ39によって結線してあり、裏面の−電極72は放熱パッド38及びボンディングワイヤ39を介して他方のリード端子34に接続されている。
FIG. 31 is a diagram showing a further different wiring method for the
図32は、LEDチップ36R、36G、36Bとリード端子34のさらに異なる配線方法を示す図である。この実施態様では、1つの放熱パッド38の上に赤色、緑色及び青色のLEDチップ36R、36G、36Bを幅方向に並べて実装し、周囲に配置された各リード端子34に各LEDチップ36R、36G、36Bの電極をボンディングワイヤ39で結線している。
FIG. 32 is a diagram showing a further different wiring method for the
発光素子33の明るさが足りない場合には、発光素子33のパッケージ43を長くしてLEDチップの実装数を増やしたり、サイズの大きいLEDチップを用いて大きな電流を流してもよいが、図32のように一つの放熱パッド38に赤色、緑色及び青色のLEDチップ36R、36G、36Bを実装したり、一つの放熱パッド38に複数個の同一LEDチップ36R、36G、36Bを実装したりしてもよい。そうすることにより、安価なLEDチップを用いて効率のよい発光素子33を製作することができ、かつ発光素子33のサイズが大きくなるのを避けることができる。
When the brightness of the
(放熱パッドの形状等)
図15に示した放熱パッド38等と異なる形状の放熱パッド周りの構造を図33−図38により説明する。
(Heat dissipation pad shape, etc.)
The structure around the heat dissipating pad having a shape different from that of the
放熱パッド38は、図33に示すように、略円形や略楕円形、略六角形などにしてもよい。このような形状にすれば、放熱用の接触面である放熱パッド38の面積を広くすることができ、放熱性が向上する。
As shown in FIG. 33, the
また、図34に示すように、放熱パッド38の両端に延出した屈曲部54をそれぞれ複数本(図では2本)にし、屈曲部54どうしを結合バー73でつないでもよい。このようにすれば、屈曲部54を曲げ加工するときの機械的強度が増し、またリードフレーム51の搬送時などに屈曲部54が変形するのを防ぐことができる。
Further, as shown in FIG. 34, a plurality of bent portions 54 (two in the drawing) extending to both ends of the
また、リード端子34は放熱パッド38の横に配置するのでなく、図35に示すように、放熱パッド38の屈曲部54及び保持用リード部53と並ぶようにして放熱パッド38の縦方向に配置してもよい。このようにすれば、放熱パッド38どうしの間隔を狭くすることができるので、放熱パッド38に実装されているLEDチップ36R、36G、36Bどうしの間隔を狭くすることができ、発光素子33の混色性をより一層高めることができる。
Further, the
さらに、図36に示すように、実装するチップの種類(発光色)や場所によって放熱パッド38の面積や板厚を変化させてもよい。かかる形態によれば、放熱パッド38ごとに放熱性が変わり、熱的な影響を調整することができる。例えば、LEDチップ36R、LEDチップ36G、LEDチップ36Bの順で熱的影響を受け易いとすれば、LEDチップ36Rを実装する放熱パッド38の面積を大きくし、LEDチップ36Bを実装する放熱パッド38の面積を小さくすればよい。また、パッケージ43内の中央部と端部とを比較すると、中央部の方が熱が集まり易いので、パッケージ43内の中央部で放熱パッド38の面積を大きくし、端部で放熱パッド38の面積を小さくしてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 36, the area and thickness of the
また、図37に示すLEDチップ36Rのように、裏面が−電極72(アース電極)となったLEDチップを用い、LEDチップの−電極側を放熱パッド38の上にボンディングし、放熱パッド38とアース側のリード端子34とをボンディングワイヤ39で結線すると、放熱パッド38に電位が生じてしまう。
37, an LED chip whose back surface is a negative electrode 72 (ground electrode) is used, and the negative electrode side of the LED chip is bonded onto the
このような場合には、発光素子33は裏面の放熱パッド38をバックライト筐体や放熱部等の放熱性の良好な部分57に貼り付けるので、放熱性の良好な部分57の表面には絶縁処理を施しておくことが望ましい。あるいは、放熱パッド38を貼り付けるための熱伝導性シート23としては絶縁性のものを用いるのが望ましい。あるいは、リードフレーム51の裏面全面に絶縁性処理を施しておいてもよい。
In such a case, the
また、図38に示すように、放熱パッド38とLEDチップ36R等との間にサブ基板74を介在させ、LEDチップの−電極と放熱パッド38とを絶縁してもよい。サブ基板74は、絶縁基板の表面に蒸着などによる電極膜を形成したものであり、サブ基板74の裏面を放熱パッド38の上に接着し、サブ基板74の表面(電極膜)にLEDチップ36R等の裏面電極を接合させておき、サブ基板74の表面とリード端子34とをボンディングワイヤ39によって結線している。ただし、絶縁処理は基本的に放熱性が悪くなる方向に働くので、サブ基板74の材料や厚みを選定する際には、絶縁性と放熱性の両方を考慮する必要がある。
As shown in FIG. 38, a sub-substrate 74 may be interposed between the
(パッケージの構造)
次に、上記発光素子33と異なるパッケージ構造を説明する。図39は図8に表したパッケージ構造とは異なるパッケージ構造を示す断面図である。この実施形態では、パッケージ43内面の両側壁にも導光プレート45を保持するための位置決め用の段部46を設けている。さらに、段部46の下方においてパッケージ43の内周壁面全周には、未硬化の封止樹脂37を表面張力で盛り上がらせ、その後に硬化させて封止樹脂37の表面を所望の配光となるようなレンズ形状にするための角部75(封止樹脂用壁)を設けている。
(Package structure)
Next, a package structure different from the
図40はパッケージ構造のさらに異なる実施形態を示す断面図である。この実施形態では、パッケージ43内の下部に断面三角形状のエッジ部76(封止樹脂用壁)を設けてあり、未硬化の封止樹脂37を表面張力で盛り上がらせて封止樹脂37の表面を所望の配光となるようなレンズ形状にするための働きをより高めている。
FIG. 40 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the package structure. In this embodiment, an edge portion 76 (sealing resin wall) having a triangular cross section is provided in the lower portion of the
図41(a)はパッケージ構造のさらに異なる実施形態を示す断面図であり、図41(b)は長手方向から見たパッケージ端面を表す図である。この実施形態では、パッケージ43の内部底面に、一組の光源35R、35G及び35B毎に仕切るための仕切り壁78を設けてあり、パッケージ43内に注入された封止樹脂37は各仕切り壁78で仕切られている。よって、この発光素子33は封止樹脂37が複数箇所に分割され、各封止樹脂37内に一組の光源35R、35G、35Bが封止されている。こうすることで、パッケージ43の中央部で封止樹脂37の表面が垂れ、全反射する面(封止樹脂37の表面)がパッケージ43の中央部で低くなるのを緩和でき、安定した封止樹脂37の形状(レンズ形状)を形成できる。しかも、連続した封止樹脂37内には一組のLEDチップ36R、36G、36Bが封止されているので、混色性が損なわれる恐れがない。
FIG. 41A is a cross-sectional view showing a further different embodiment of the package structure, and FIG. 41B is a view showing the package end surface viewed from the longitudinal direction. In this embodiment, a
さらに、図41の実施形態では、パッケージ43に導光プレート45を保持するための段部46を設けると共に、導光プレート45の端に設けた爪64(突出部)を挿入して導光プレート45を固定するための固定用孔79が開口されている。なお、導光プレート45にその長手方向に沿って反りなどが発生する恐れがある場合には、導光プレート45の両側面にも爪を設け、パッケージ43の両側面に導光プレート45の爪を固定するための固定用孔を設けてもよい。
Furthermore, in the embodiment of FIG. 41, a
さらに、図42及び図43の実施形態では熱かしめによって導光プレート45を固定している。図42はこの実施形態におけるパッケージ構造を示す断面図である。また、図43はその分解図及び導光プレート45の一部を示す平面図である。この実施形態においては、図43に示すように、パッケージ43の外周部上面に複数本の熱かしめ用突起65を突設してあり、導光プレート45の対向する位置に熱かしめ用孔66が設けられている。しかして、発光素子33を組み立てる際には、パッケージ43内に各光源35R、35G、35Bを実装し終わった後、熱かしめ用孔66に熱かしめ用突起65を挿通させてパッケージ43の上に導光プレート45を置き、ついで熱かしめ用突起65に熱を加えて押し潰す。よって、図42に示すように、導光プレート45はパッケージ43の上に熱かしめ用突起65によって固定される。この方法によれば、導光プレート45が不測にパッケージ43から外れる恐れがない。
42 and 43, the
図44はパッケージ構造のさらに異なる実施形態を示す断面図である。また、図45はその導光プレート45の下面とパッケージ43の上面を表した図である。図46は当該パッケージ構造の断面を示す図である。また図46においては、パッケージ構造の楕円で囲んだ部分を拡大して表している。この実施形態では、導光プレート45の下面の長手方向に平行な両側縁に沿ってリブ68を突出させ、パッケージ43上面の長手方向に平行な両側縁にリブ68と嵌合する窪み69を設けている。従って、リブ68を窪み69内に嵌合させるようにしてパッケージ43の上面に導光プレート45を取り付けるだけで簡単に導光プレート45の位置決めと固定を行うことができる。なお、リブ68は窪み69内に圧入するようにしてもよく、またリブ68と窪み69を接着剤で接着するようにしてもよい。あるいは、リブ68に設けた爪をパッケージ43に引っ掛けるようにしてもよい。
FIG. 44 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the package structure. FIG. 45 shows the lower surface of the
導光プレート45の厚み(リブ68を除いた厚み)は、1−2mm程度と薄いが、リブ68を設けることによって長手方向に沿って反りが発生しにくくなる。また、パッケージ43はリード端子34や保持用リード部53の設けられている面を境界にして表裏で樹脂量が異なるが、表側に窪み69を設けて樹脂量を減らすことにより樹脂量のアンバランスを小さくしてパッケージ43の反りを抑制することができる。
Although the thickness of the light guide plate 45 (thickness excluding the ribs 68) is as thin as about 1-2 mm, the provision of the
(実装構造)
図47は放熱性の良好な部分57への実装構造を示す断面図である。図22のように熱伝導性シート56によって発光素子モジュール31を放熱性の良好な部分57に取り付けるにあたっては、熱伝導性シート56を放熱パッド38の裏面だけに設けて発光素子モジュール31を部分的に放熱性の良好な部分57に貼り付けてもよい。しかし、図47に示すように発光素子33の裏面の全長にわたって熱伝導性シート56を貼り付け、熱伝導性シート56によって発光素子33の裏面を長手方向全長にわたって連続的に放熱性の良好な部分57に貼り付けることが望ましい。熱伝導性シート56を発光素子33の全長に貼り付けることにより、LEDチップ間の温度分布が均等になり、発光素子33の輝度を向上させると共に発光色の色ばらつきを小さくして発光色を一様にできるからである。
(Mounting structure)
FIG. 47 is a cross-sectional view showing a mounting structure on the
また、熱伝導性シート56の代わりに、発光素子33の裏面と放熱性の良好な部分57との間に熱伝導性の高いヒートパイプやグラファイトシートなどを挟みこんでもよい。
Instead of the heat
また、配線用基板32のハンダ(58)部分を避けて放熱性の良好な部分を発光素子33の裏面に接着させるには、筐体とは別個に放熱性の良好な部分を設けてもよいが、図48に示すように、筐体80を凸形状に加工して凸形状の部分81に発光素子33を取り付けるようにしてもよい。
In addition, in order to avoid the solder (58) portion of the
図49は発光素子33の配線用基板32への実装構造を説明する図である。この実施形態では、2枚の別個の配線用基板32に設けたスルーホール82にリード端子34を通して実装している。両配線用基板32どうしの配線は、コネクタなどを用いて接続すればよい。あるいは、複数の発光素子33を同一の基板32に実装できるようにして、発光素子どうしの接続を基板32上の配線パターンで行ってもよい。
FIG. 49 is a view for explaining the mounting structure of the
また、図50は発光素子33の配線用基板32への別な実装構造を説明する図である。この実施形態では、1枚の配線用基板32に窓83を開口してあり、窓83の縁に設けたスルーホール82にリード端子34を通して実装している。この実施形態では、各リード端子34間の接続を配線用基板32の配線パターンで行ってもよい。
FIG. 50 is a view for explaining another mounting structure of the
なお、図示しないが、上記以外にも種々の設計方法を考慮することができる。例えば、発光素子モジュール31の均一性を向上させるためには、封止樹脂37のレンズ作用による配光を考慮したり、パッケージ43の中央部と端部とでの光量差を考慮したり、LEDチップ36R、36G、36Bどうしの間隔をばらつかせたりしてもよい。
Although not shown, various design methods other than the above can be considered. For example, in order to improve the uniformity of the light emitting
また、発光素子モジュール31の混色性を向上させるためには、封止樹脂37に拡散材を混ぜたものを使用してもよい。さらに、発光素子モジュール31の明るさを向上させ、消費電力を低くするためには、発光効率の高い擬似白色(青色LEDチップと蛍光体とを併用したもの)を使用してもよい。特に、発光素子モジュール31の色ばらつきを緩和するためには、紫外線LEDチップと赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体などを使用してもよい。また、発光素子モジュール31の色再現性を広い色範囲にわたって良好にするためには、赤色LEDチップ、緑色LEDチップ及び青色LEDチップに中間波長(中間色)のLEDチップを追加してもよい。
Further, in order to improve the color mixing property of the light emitting
また、図51は発光素子33の配線用基板32へのさらに別な実装構造を説明する図である。この実施形態では、リード端子34を折り曲げず平らにしたままで配線用基板32の上面にハンダ58で接合している。この場合には、リフローハンダによってリード端子34を配線用基板32に接合させる。ここで用いた配線用基板32は、図49に示したような2枚の配線用基板32でもよく、図50に示したような窓83を有する配線用基板32でもよい。このような構造によれば、リード端子34の先端が下方へ飛び出たりせず、また配線用基板32も高い位置に配置されるので、リード端子34や配線用基板32が放熱性の良好な部分57に接触しにくくなり、放熱パッド38を熱伝導性シート56を介して放熱性の良好な部分57に取り付け易くなる。さらに、この実施形態では、リード端子34を折り曲げる工程が必要ないので、発光素子33の製造が容易になり、製造コストも下がる。さらに、リード端子34を折り曲げる工程が必要ないので、比較的幅の狭いリードフレーム51を用いることができ、コストが安価になる。
FIG. 51 is a view for explaining still another mounting structure of the
また、図51ではリード端子34を配線用基板32の上面にハンダ58で接合しているが、図52に示すように、配線用基板32の下面にハンダ58で接合してもよい。この場合には、配線用基板32と放熱性の良好な部分57とがより一層干渉しにくくなる。
51, the
また、リード端子34は、図53に示すように、先端部が基端部よりも高くなった逆ガルウィング形となるよう先端部を上方へ屈曲させてもよい。この場合には、リード端子34を曲げ加工する必要があるが、配線用基板32と放熱性の良好な部分57とがより一層干渉しにくくなる。
Further, as shown in FIG. 53, the
また、図54は発光素子33の配線用基板32へのさらに別な実装構造を説明する図である。この実施形態では、リード端子34をガルウィング形に折り曲げ、放熱パッド38の下面とリード端子34の先端部を配線用金属ベース基板84の上面にハンダ58で接合している。この場合も、リフローハンダによってリード端子34と放熱パッド38を配線用金属ベース基板84に接合させる。そして、配線用金属ベース基板84の下面を熱伝導性シート56によって放熱性の良好な部分57に貼り付けている。
FIG. 54 is a view for explaining still another mounting structure of the
この実施形態では、放熱パッド38と放熱性の良好な部分57の間に配線用金属ベース基板84が介在しているが、配線用金属ベース基板84は熱伝導性がよいので、放熱性を損ねない。しかも、基板形状を簡略にすることができるので、表面の平らな放熱性の良好な部分57に発光素子モジュール31を取り付ける場合には、コストを安価にすることができる。
In this embodiment, the wiring
(単一放熱パッドの発光素子)
これまでは、LEDチップを実装された放熱パッド38を複数備えた発光素子33について説明したが、本発明はLEDチップを実装された単一の放熱パッド38を備えた発光素子であってもよい。
(Light emitting element with single heat dissipation pad)
So far, the
図55は、単一の放熱パッド38を備えたシングルタイプの発光素子91を示す概略平面図であって、封止樹脂37及びカバープレート92を除いた状態である。また、図56は当該発光素子91の断面である。
FIG. 55 is a schematic plan view showing a single-type
図55及び図56に示すように、発光素子91は、金属製のリード端子34と金属製の放熱パッド38を備えている。発光素子91は、光源35を放熱パッド38の上に備えており、光源35はLEDチップ36(発光チップ)を透明な封止樹脂37によって封止したものである。光源35は、LEDチップ36を放熱パッド38の表面に実装した後、リード端子34にボンディングワイヤ39で結線し、LEDチップ36を封止樹脂37で封止することによって構成されている。
As shown in FIGS. 55 and 56, the
長方形状をした放熱パッド38の両端には、屈曲部54を介して保持用リード部53(延出部)が延出している。この屈曲部54及び保持用リード部53は、放熱パッド38よりも幅が狭くなっている。なお、放熱パッド38、屈曲部54及び保持用リード部53が一体に形成されたものを、以下においては放熱用部材と呼ぶことがある。保持用リード部53はリード端子34の基端部34a(リード端子34の、放熱パッド38と平行な面内に位置する部分)と同一平面内に位置し、放熱パッド38は保持用リード部53及びリード端子34の基端部34aよりも後方に位置している。
Holding lead portions 53 (extending portions) extend through
また、リード端子34と放熱用部材は、リード端子34の長手方向と放熱用部材の長手方向とが平行となるように配置され、リード端子34及び放熱用部材の長手方向と直交する方向に並んでいる。
The
発光素子91のパッケージ43は光反射率の高い白色樹脂によって成形されており、各リード端子34や放熱パッド38と一体にインサート成形されている。パッケージ43は、リード端子34と保持用リード部53を側面から露出させ、放熱パッド38の裏面を裏面で露出させている。また、パッケージ43の内部においては、LEDチップ36の実装位置に対応させて開口部41を有しており、当該開口部41から放熱パッド38の表面の一部とLEDチップ36が露出する。この開口部41の内周面には表面側で広くなるようにしてテーパー面44が形成されており、LEDチップ36は白色樹脂によるテーパー面44で囲まれている。また、パッケージ43の内部においては、リード端子34の基端が露出しており、この露出箇所にワイヤボンディングを行えるようになっている。
The
図56に示すように、パッケージ43内には、透明な封止樹脂37が注入されており、凸レンズ状に成形されている。封止樹脂37は、ボンディングワイヤ39の高さよりも上まで注入されており、LEDチップ36とボンディングワイヤ39を完全に封止している。なお、一つの放熱パッド38の上に複数個のLEDチップ36を実装してもよい。
As shown in FIG. 56, a
発光素子91の前面には、光源35を覆うようにしてカバープレート92が配置される。カバープレート92は、ポリカーボネイト樹脂やポリメチルメタクリレート等の屈折率の高い透明樹脂によって矩形状に成形されたものである。カバープレート92は、前記導光プレート45と同様な構造(図12参照)を有するものであってもよいが、透明又は光拡散性を有する単なる樹脂板であってもよい。前記導光プレート45と同様な構造を有するカバープレート92を用いれば、発光素子91から出射される光の視野角を広げて広い範囲を照らすことができる。
A
また、高反射性の白色樹脂からなるパッケージ43の開口部41はテーパー状に形成されているので、LEDチップ36から横方向や斜め方向に出射された光をテーパー面44で反射させて前方へ向けることができ、放熱パッド38の形状をカップ状にする必要がなくなり、放熱パッド38の形状を単純にして放熱パッド38の加工を容易にできる。
Further, since the
上記発光素子91は、前記発光素子33と同様な製造方法(図15−図20参照)により製造することができる。ただし、パッケージ43を成形する際には、図57に示すようにする。すなわち、複数個の放熱パッド38及び複数組のリード端子34に対して単一のパッケージ43を成形するのでなく、1つの放熱パッド38及び1組のリード端子34に対して単一のパッケージ43を成形し、リードフレーム26に複数個のパッケージ43を成形するようにする。
The
このような発光素子91によれば、LEDチップ36を実装された放熱パッド38が発光素子91の裏面に露出しているので、この放熱パッド38を放熱性の良好な部材に直接的または間接的に取り付けることにより放熱パッド38を通してLEDチップ36の熱を放熱させることができ、LEDチップ36の温度上昇による発光効率の低下を小さくでき、発光素子91の発光効率を良好にできる。
According to such a
また、この発光素子91によれば、放熱パッド38を単純な形状、すなわち平板状にでき、しかも、リード端子34を得るためのリードフレーム51の不要部分を利用して放熱パッド38を形成することができるので、放熱パッド38の量産性や加工性もよく、放熱パッド38ひいては発光素子91のコストを安価にすることができる。また、放熱パッド38を平板状にすることができるので、放熱パッド38を任意の形状やサイズにすることが可能になる。製造工程においては、放熱パッド38をリードフレーム51としてリード端子34と一体に取り扱うことができるので、発光素子91のコストをより安価にすることができる。
Further, according to the
また、この発光素子91によれば、放熱用部材の長手方向とリード端子34の長手方向とが平行となっているので、図57に示したように、放熱パッド38と放熱パッド38の間には屈曲部54や保持用リード部53が入り込まず、放熱パッド38と放熱パッド38との間の距離を短くすることができる。よって、一定の長さのリードフレーム26に数多くの発光素子91を作製することができ、発光素子91の歩留まりの向上と製造コストの抑制を図ることができる。
Further, according to the
また、容易に広い面積の放熱パッド38を得ることができるので、放熱効率を大きくすることができる。特に、放熱パッド38の面積を大きくして放熱効率を高くしたい場合には、放熱パッド38の幅を変えずに放熱パッド38の長さを長くすれば、放熱パッド38の間隔を変えることなく放熱パッド38の面積を大きくすることができる。よって、発光素子91のサイズを大きくすることなく放熱パッド38の面積を大きくして放熱効率を向上させることができる。
Further, since the
図58は、発光素子91において、放熱パッド38を挟むようにしてリード端子34を2組設けたものである。LEDチップ36に電気的に接続するものは、このうちの2本のリード端子34だけでよいが、リード端子34を4本設けることにより、発光素子91を配線用基板に実装するときの安定性を向上させることができる。
FIG. 58 shows a
なお、発光素子33について説明した各実施形態や変形例は、特に実施を妨げる状況が存在しない限り、発光素子91にも応用することができる。
In addition, each embodiment and modification which demonstrated the
31 発光素子モジュール
32 配線用基板
33 発光素子
34 リード端子
35、35R、35G、35B 光源
36、36R、36G、36B LEDチップ
37 封止樹脂
38 放熱パッド
39 ボンディングワイヤ
41 開口部
43 パッケージ
44 テーパー面
45 導光プレート
46 段部
51 リードフレーム
52 フレーム部
53 保持用リード部
54 屈曲部
55 窪み
56 熱伝導性シート
57 放熱性の良好な部分
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記発光チップが実装される放熱パッドと、前記放熱パッドに繋がる屈曲部と、前記屈曲部に繋がり前記放熱パッドと平行な延出部を有する放熱用部材と、
前記延出部と平行な基端部を有し、前記発光チップの一対の電極と接続される一対のリード端子と、
前記放熱用部材と前記リード端子を固定し、かつ、前記発光チップを露出させる第1の開口部と、前記放熱パッドの前記発光チップが実装される面と反対側の面の少なくとも一部を露出させる第2の開口部とを有するように成形された高反射性樹脂からなるパッケージと、
前記第1の開口部において前記発光チップを封止する透明な封止樹脂と、
を備えた発光素子であって、
前記放熱用部材の前記延出部と前記リード端子の基端部とが同一平面内に位置し、
前記放熱パッドに垂直な方向から見たとき、前記放熱用部材の長手方向と、前記リード端子の長手方向とが互いに平行となるように配置され、
前記パッケージの前記第1の開口部が、前記放熱パッドから離れるほど広くなるようなテーパー状に形成されていることを特徴とする発光素子。 A light emitting chip that emits light;
A heat dissipating pad on which the light emitting chip is mounted; a bent portion connected to the heat dissipating pad; a heat dissipating member connected to the bent portion and having an extending portion parallel to the heat dissipating pad;
A pair of lead terminals having a base end parallel to the extension and connected to a pair of electrodes of the light emitting chip;
A first opening for fixing the heat radiating member and the lead terminal and exposing the light emitting chip, and at least a part of a surface of the heat radiating pad opposite to the surface on which the light emitting chip is mounted are exposed. A package made of a highly reflective resin shaped to have a second opening to be
A transparent sealing resin for sealing the light emitting chip in the first opening;
A light emitting device comprising:
The extension part of the heat radiating member and the base end part of the lead terminal are located in the same plane,
When viewed from a direction perpendicular to the heat dissipation pad, the longitudinal direction of the heat dissipation member and the longitudinal direction of the lead terminal are arranged in parallel to each other,
The light emitting element, wherein the first opening of the package is formed in a tapered shape so as to become wider as the distance from the heat dissipation pad increases.
前記放熱用部材と前記リード端子は、前記リード端子の長手方向と直交する方向に沿って配列したことを特徴とする、請求項1に記載の発光素子。 Each of the heat dissipation member and the lead terminal has a plurality,
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the heat radiating member and the lead terminal are arranged along a direction orthogonal to a longitudinal direction of the lead terminal.
前記封止樹脂の連続した領域の内部に、前記放熱パッドのうちの異なる放熱パッドに実装された複数個の発光チップを含むことを特徴とする、請求項4に記載の発光素子。 On each surface of the heat dissipating pad, any light emitting chip of a set of light emitting chips with different emission colors is mounted,
The light emitting device according to claim 4, further comprising a plurality of light emitting chips mounted on different heat dissipating pads among the heat dissipating pads in a continuous region of the sealing resin.
前記封止樹脂用壁部の間に前記封止樹脂が充填されたことを特徴とする、請求項5に記載の発光素子。 The package has sealing resin wall portions formed on both sides of the first opening along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the lead terminal,
The light emitting device according to claim 5, wherein the sealing resin is filled between the sealing resin wall portions.
前記パッケージに、前記封止樹脂との間に空気層を介して、長手方向と短手方向とを有する光学機能プレートが配設され、
前記光学機能プレートは背面より入射した発光色の異なる光を導光させることによって混色させる機能と光学機能プレートを透過する光の指向特性を光学機能プレートの短手方向で広げる機能とを有することを特徴とする、請求項4に記載の発光素子。 On each surface of the heat dissipating pad, any light emitting chip of a set of light emitting chips with different emission colors is mounted,
An optical function plate having a longitudinal direction and a lateral direction is disposed in the package via an air layer between the sealing resin,
The optical function plate has a function of mixing colors by guiding light of different emission colors incident from the back surface and a function of expanding the directivity characteristics of light transmitted through the optical function plate in the short direction of the optical function plate. The light emitting device according to claim 4, wherein the light emitting device is characterized.
前記放熱パッドの表面及び裏面のそれぞれの少なくとも一部が露出するようにして前記リードフレームと一体にパッケージを成形する工程と、
前記放熱パッドの表面に発光チップを実装する工程と、
前記放熱パッドの上に実装された発光チップと前記リード端子をボンディングワイヤにより結線する工程と、
前記発光チップを透明な封止樹脂によって封止する工程と、
からなることを特徴とする発光素子の製造方法。 A heat radiating member is formed with the heat radiating pad bent in the middle between the heat radiating pad and the heat radiating pad, and parallel to the heat radiating pad and the heat radiating pad, and viewed from a direction perpendicular to the heat radiating pad. The longitudinal direction of the heat dissipating member and the longitudinal direction of the lead terminal are parallel to each other, and the extending portion of the heat dissipating member and the lead terminal are located in a plane parallel to the heat dissipating pad. Thus, producing the heat dissipation member and the lead terminal in the lead frame,
Forming a package integrally with the lead frame such that at least a part of each of the front and back surfaces of the heat dissipating pad is exposed;
Mounting a light emitting chip on the surface of the heat dissipation pad;
Connecting the light emitting chip mounted on the heat dissipation pad and the lead terminal with a bonding wire;
Sealing the light emitting chip with a transparent sealing resin;
A method for manufacturing a light emitting device comprising:
複数本の前記放熱用部材と複数本の前記リード端子が、単一のパッケージに一体成形されることを特徴とする、請求項15に記載の発光素子の製造方法。 The lead frame has a plurality of each of the heat dissipation member and the lead terminal, and the heat dissipation member and the lead terminal are arranged along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the lead terminal,
The method of manufacturing a light emitting element according to claim 15, wherein the plurality of heat radiating members and the plurality of lead terminals are integrally formed in a single package.
前記発光素子は光出射方向から見て長手方向と短手方向とを有し、
前記発光素子はその長手方向に沿って複数個配列され、さらに長手方向に沿って複数個配列された発光素子を間隔をあけて短手方向に配置され、
前記発光素子の前面よりも背面側において、少なくとも前記発光素子の配置されていない領域に反射板を設け、
前記発光素子の前方に拡散シートを配置した
ことを特徴とするバックライト。 A backlight comprising a plurality of the light emitting elements according to claim 1,
The light emitting element has a longitudinal direction and a short direction when viewed from the light emitting direction,
A plurality of the light emitting elements are arranged along the longitudinal direction, and further, a plurality of light emitting elements arranged along the longitudinal direction are arranged in the short direction at intervals,
On the back side of the front surface of the light emitting element, a reflector is provided at least in a region where the light emitting element is not disposed,
A backlight characterized in that a diffusion sheet is disposed in front of the light emitting element.
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