JP2009152321A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に発光素子が搭載される発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device in which a light emitting element is mounted on a substrate.
従来から、液晶表示装置のバックライト光源として、発光素子を基板に直接搭載するチップオンボード(COB)の発光装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。特許文献1及び2に記載の発光装置では、基板に複数の傾斜面を形成し、各傾斜面に異なる波長の光を発するLEDチップを搭載している。これにより、装置近傍であっても、各LEDチップから発せられた光が十分に混合されるようになっている。
しかしながら、特許文献1及び2に記載の発光装置では、基板の傾斜面にLEDチップを搭載するので、基板を支持するテーブルを搭載面が水平となるよう傾斜させる必要があり、発光装置の製造装置が大型となる。
However, in the light emitting devices described in
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板における発光素子の搭載面を傾斜させることなく、装置近傍で各発光素子から発せられた光が十分に混合された混合光を得ることのできる発光装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to sufficiently mix the light emitted from each light emitting element in the vicinity of the apparatus without inclining the mounting surface of the light emitting element on the substrate. Another object of the present invention is to provide a light emitting device capable of obtaining the mixed light.
前記目的を達成するため、本発明では、主基板と、前記主基板に立設され、第1方向へ延び、前記主基板の搭載面上の空間を第2方向について複数に仕切る複数の第1仕切基板と、前記主基板に立設され、前記第2方向へ延び、前記主基板の搭載面上の空間を前記第1方向について複数に仕切る複数の第2仕切基板と、前記主基板に搭載され、前記複数の第1仕切基板及び前記複数の第2仕切基板により前記第1方向及び前記第2方向に仕切られた複数の搭載空間にそれぞれ配置される複数の第1発光素子と、前記第1仕切基板に搭載され、前記複数の搭載空間にそれぞれ配置される複数の第2発光素子と、を備える発光装置が提供される。 In order to achieve the above object, in the present invention, a main board and a plurality of first boards standing on the main board, extending in a first direction, and partitioning a space on the mounting surface of the main board into a plurality in the second direction. A partition board, a plurality of second partition boards that are erected on the main board, extend in the second direction, and divide the space on the mounting surface of the main board into a plurality of parts in the first direction, and are mounted on the main board A plurality of first light emitting elements respectively disposed in a plurality of mounting spaces partitioned in the first direction and the second direction by the plurality of first partition boards and the plurality of second partition boards; There is provided a light emitting device including a plurality of second light emitting elements mounted on a single partition substrate and disposed in the plurality of mounting spaces, respectively.
また、上記発光装置において、前記複数の搭載空間にそれぞれ配置される複数の第3発光素子を備えることが好ましい。 The light emitting device preferably includes a plurality of third light emitting elements respectively disposed in the plurality of mounting spaces.
また、上記発光装置において、前記第2発光素子は、前記第1仕切基板の一面に搭載され、前記第3発光素子は、前記第1仕切基板の他面に搭載される構成とすることができる。 In the light emitting device, the second light emitting element may be mounted on one surface of the first partition substrate, and the third light emitting element may be mounted on the other surface of the first partition substrate. .
また、上記発光装置において、前記第3発光素子は、前記第2仕切基板に搭載される構成とすることができる。 Moreover, the said light-emitting device WHEREIN: A said 3rd light emitting element can be set as the structure mounted in a said 2nd partition board | substrate.
また、上記発光装置において、前記第1仕切基板及び前記第2仕切基板は、互いに直交することが好ましい。 In the light emitting device, it is preferable that the first partition substrate and the second partition substrate are orthogonal to each other.
また、上記発光装置において、前記主基板、前記第1仕切基板及び前記第2仕切基板は、ベース部材が同じであることが好ましい。 In the light emitting device, it is preferable that the main substrate, the first partition substrate, and the second partition substrate have the same base member.
本発明によれば、主基板及び第1仕切基板における第1発光素子及び第2発光素子の搭載面を傾斜させることなく、装置近傍で第1発光素子及び第2発光素子から発せられた光が十分に混合された混合光を得ることができる。 According to the present invention, the light emitted from the first light emitting element and the second light emitting element in the vicinity of the apparatus without tilting the mounting surfaces of the first light emitting element and the second light emitting element on the main substrate and the first partition substrate. A well-mixed mixed light can be obtained.
図1から図5は本発明の一実施形態を示すもので、図1は発光装置の概略外観斜視図である。 1 to 5 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic external perspective view of a light emitting device.
図1に示すように、発光装置1は、複数の青色LEDチップ11(図1中不図示)が搭載される主基板2と、主基板2に立設される複数の第1仕切基板3と、主基板2に立設される複数の第2仕切基板4と、を備えている。各第1仕切基板3及び各第2仕切基板4は、主基板2の搭載面からの高さが同じよう形成される。第1仕切基板3には複数の緑色LEDチップ12及び複数の赤色LEDチップ13(図1中不図示)が搭載され、各第1仕切基板3と各第2仕切基板4とに仕切られた主基板2上の複数の搭載空間Sに、第1発光素子としての青色LEDチップ11、第2発光素子としての緑色LEDチップ12及び第3発光素子としての赤色LEDチップ13がそれぞれ1つずつ配置される。各搭載空間Sには、青色LEDチップ11、緑色LEDチップ12及び赤色LEDチップ13を封止する透明な封止材14が充填されている。
As shown in FIG. 1, the
図2は、発光装置の分解斜視図である。
図2に示すように、主基板2の搭載面には、各第1仕切基板3と係合する係合部としての複数の縦溝21と、各第1仕切基板4と係合する係合部としての横溝22とが一体的に形成されている。各縦溝21及び各横溝22は全体として格子状に形成され、各縦溝21及び各横溝22により包囲された領域に、各青色LEDチップ11がそれぞれ搭載される。すなわち、各青色LEDチップ11は、縦方向及び横方向に並んで主基板2に搭載されている。本実施形態においては、青色LEDチップ11は、縦方向に4つ、横方向に4つ、それぞれ並べられている。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the light emitting device.
As shown in FIG. 2, on the mounting surface of the
各第1仕切基板3は、縦方向へ延び、各縦溝21に受容された状態で主基板2の搭載面上の空間を横方向について複数の空間に仕切る。各第1仕切基板3は、それぞれ平板状に形成され、各第2仕切基板4と係合する係合部としての複数の切欠31を有している。各切欠31は、各第1仕切基板3の上端から下方へ延びるよう形成され、各第2仕切基板4を受容する。
Each
各第2仕切基板4は、横方向へ延び、各横溝22に受容された状態で主基板2の搭載面上の空間を縦方向について複数の空間に仕切る。各第2仕切基板4は、それぞれ平板状に形成され、各第1仕切基板3と係合する係合部としての複数の切欠41を有している。各切欠41は、各第2仕切基板4の下端から上方へ延びるよう形成され、各第1仕切基板3を受容する。
Each second partition substrate 4 extends in the horizontal direction and partitions the space on the mounting surface of the
各第1仕切基板3及び各第2仕切基板4は、主基板2に対して着脱自在であり、封止材14が充填されていない状態であれば、各縦溝21及び各横溝22との係脱を支障なく行うことができる。本実施形態においては、各第1仕切基板3及び各第2仕切基板4に対して上下方向に力を加えることにより、各第1仕切基板3及び各第2仕切基板4を主基板2に対して着脱させることができる。各第1仕切基板3の下部には、主基板2の層間配線層と電気的に接続される端子が形成されており、各第1仕切基板3が主基板2と係合すると主基板2の層間配線層を通じて各第1仕切基板3に搭載された各緑色LEDチップ12及び各赤色LEDチップ13に電力を供給可能な状態となる。
Each
図3は、発光装置の上面図である。
図3に示すように、横方向外側の各第1仕切基板3は緑色LEDチップ12と赤色LEDチップ13の一方が搭載される片面実装となっている。また、横方向中央側の各第1仕切基板3は、一面に緑色LEDチップ12が搭載され、他面に赤色LEDチップ13が搭載される両面実装となっている。本実施形態においては、各第2仕切基板4にはLEDチップは搭載されていない。
FIG. 3 is a top view of the light emitting device.
As shown in FIG. 3, each
図4は、図3の一部A−A断面図である。
図4に示すように、主基板2は、ガラスエポキシ樹脂を基材とする多層構造のFR−4基板である。主基板2は、ガラスエポキシ樹脂からなるベース部材としての第1層23、第2層24及び第3層25と、第3層25上に形成されるソルダーレジスト層26とを有している。第1層23、第2層24、第3層25及びソルダーレジスト層26は、下方から上方へ向かってこの順で形成されている。本実施形態においては、ソルダーレジスト層26は、例えばエポキシ樹脂からなり、最外層に位置し、酸化チタン、炭酸カルシウム、ワラストナイト、硫酸バリウム等の白色フィラーを含有させることで白色に着色されている。縦溝21及び横溝22は、第3層25及びソルダーレジスト層26を貫通するよう形成されている。
4 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG.
As shown in FIG. 4, the
また、主基板2は、第1層23及び第2層24の間に形成される層間配線パターン27と、第3層25上に形成される電極配線パターン28と、層間配線パターン27及び電極配線パターン28とを接続するビア配線パターン29と、を有している。各配線パターン27,28,29は、例えば表面が金により被覆された銅等の金属からなる。電極配線パターン28は、主基板2の搭載面に露出しており、青色LEDチップ11の電極とワイヤ51により電気的に接続される。また、層間配線パターン27は、縦方向に隣接する青色LEDチップ11が電気的に直列に接続されるよう形成されている。
The
青色LEDチップ11は、例えばGaN系の発光層を有し、青色に発光する。青色LEDチップ11は、例えばエポキシ系のダイボンドペーストにより主基板2に接着される。青色LEDチップ11は、搭載空間Sの上面視中央に配置されており、その光軸が搭載空間Sの上面視中央における上下方向となっている。
The
また、第2仕切基板4は、ガラスエポキシ樹脂からなるベース部材としてのガラスエポキシ層42と、ガラスエポキシ層42の一面及び他面に形成されるソルダーレジスト層43とを有している。本実施形態においては、各ソルダーレジスト層43は、例えばエポキシ樹脂からなり、酸化チタン、炭酸カルシウム、ワラストナイト、硫酸バリウム等の白色フィラーを含有させることで白色に着色されている。
The second partition substrate 4 includes a
図5は、図3の一部B−B断面図である。
図5に示すように、第1仕切基板3は、ガラスエポキシ樹脂からなるベース部材としてのガラスエポキシ層32と、ガラスエポキシ層32の一面及び他面に形成されるソルダーレジスト層33とを有している。本実施形態においては、ソルダーレジスト層33は、例えばエポキシ樹脂からなり、酸化チタン、炭酸カルシウム、ワラストナイト、硫酸バリウム等の白色フィラーを含有させることで白色に着色されている。また、第1仕切基板3は、ガラスエポキシ層32の一面上に形成される第1配線パターン34と、ガラスエポキシ層32の他面上に形成される第2配線パターン35とを有している。各配線パターン34,35は、例えば表面が金により被覆された銅等の金属からなる。各配線パターン34,35は、第1仕切基板3の一面及び他面に露出しており、緑色LEDチップ12の電極と配線パターン34とはワイヤ52により、赤色LEDチップ13の電極と配線パターン35とはワイヤ53により電気的に接続される。各配線パターン34,35は、横方向に隣接する緑色LEDチップ12及び赤色LEDチップ13が電気的に直列に接続されるよう形成されている。
5 is a cross-sectional view taken along a line BB in FIG.
As shown in FIG. 5, the
緑色LEDチップ12は、例えばGaN系の発光層を有し、緑色に発光する。また、赤色LEDチップ13は、例えばGaAs系の発光層を有し、赤色に発光する。緑色LEDチップ12及び赤色LEDチップ13は、例えばエポキシ系のダイボンドペーストにより第1仕切基板3に接着される。緑色LEDチップ12及び赤色LEDチップ13は、搭載空間Sの正面視中央に配置されており、それぞれ光軸が搭載空間Sの正面視中央における横方向となっている。これにより、青色LEDチップ11、緑色LEDチップ12及び赤色LEDチップ13の光軸が搭載空間Sの所定位置にて交わるようになっている。
The
封止材14は、シリコーン等の樹脂からなり、青色LEDチップ11、緑色LEDチップ12及び赤色LEDチップ13を封止する。封止材14は、各第1仕切基板3及び各第2仕切基板4が主基板2に組み付けられた状態で、各搭載空間Sに充填される。封止材14の上面は、各第1仕切基板3及び各第2仕切基板4と面一に形成される。
The sealing
以上のように構成された発光装置1では、主基板2、第1仕切基板3の各LEDチップ11,12の搭載面が平坦であるので、主基板2及び第1仕切基板3を水平すれば、各LEDチップ11,12を簡単容易に搭載することができる。従って、各LEDチップ11,12の搭載面が傾斜しているもののように、製造時に各基板を支持するテーブルを傾斜させる必要はなく、発光装置1の製造装置が大型となることはない。
In the
また、本実施形態の発光装置1では、各LEDチップ11,12,13が発光すると、搭載空間S内で青色光、緑色光及び赤色光が混合するので、装置近傍で各LEDチップ11,12,13から発せられた光が十分に混合された混合光を得ることができる。本実施形態においては、各LEDチップ11,12,13の光軸が搭載空間S内で交わっていることから、搭載空間S内で青色光、緑色光及び赤色光が効率よく混合し、封止材14の上面から色ムラが抑制された白色光が放射される。これにより、従来のように、青色光、緑色光及び赤色光を十分に混合させるために、白色光の被照射体を装置と距離をおいて配置する必要はない。従って、例えば発光装置1と白色光が照射される被照射体を有する表示装置等において、発光装置1と被照射体との距離を小さくすることができ、表示装置を従来よりも薄型とすることができる。
Further, in the
また、緑色LEDチップ12及び赤色LEDチップ13を第1仕切基板3に搭載した後、主基板2に取り付けるようにしたので、第1仕切基板3における緑色LEDチップ12及び赤色LEDチップ13の点灯検査と、主基板2における青色LEDチップ11の点灯検査とを別個に行うことができ、発光装置1の歩留まりが飛躍的に向上する。また、各第1仕切基板3は主基板2に対して着脱自在であるので、各第1仕切基板3を主基板2に取り付けた状態で通電状態等を検査した際に、不具合が生じた第1仕切基板3を取り外して良品に交換することができ、これによっても発光装置1の歩留まりが向上する。複数の発光素子が基板に直接搭載される表面実装型の発光装置では、発光素子を基板に搭載した後に不具合を発見しても、交換、修理等が極めて困難であるという課題を有しているが、本実施形態の発光装置1は、緑色LEDチップ12及び赤色LEDチップ13を主基板2と別の基板に搭載することによりこの課題を解決したものである。
In addition, since the
また、本実施形態の発光装置1では、主基板2、第1仕切基板3及び第2仕切基板4がそれぞれガラスエポキシ基板であるので、これらの熱膨張係数はほぼ等しく、各LEDチップ11,12,13の発光時に生じる熱により、主基板2、第1仕切基板3及び第2仕切基板4に過大な応力が生じることはない。
In the
尚、前記実施形態においては、搭載空間Sが縦方向に4つ、横方向に4つ並べられたものを示したが、搭載空間Sの縦方向及び横方向の個数を適宜に変更可能なことはいうまでもない。また、図6に示すように、前記実施形態の発光装置1を縦方向及び横方向に複数並べて大型の発光装置101を構成することもできる。
In the above-described embodiment, four mounting spaces S are arranged in the vertical direction and four in the horizontal direction. However, the number of the mounting spaces S in the vertical direction and the horizontal direction can be appropriately changed. Needless to say. In addition, as shown in FIG. 6, a large light-emitting device 101 can be configured by arranging a plurality of light-emitting
また、前記実施形態においては、第1仕切基板3と第2仕切基板4とが直交するものを示したが、これらが直交するものに限定されず、第1仕切基板3と第2仕切基板4とは互いに異なる方向に延びるものであればよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、前記実施形態においては、第1仕切基板3に緑色LEDチップ12及び赤色LEDチップ13の両方が搭載されるものを示したが、例えば、図7に示すように、第1仕切基板3にこれらの一方を搭載し、第2仕切基板4にこれらの他方を搭載するようにしてもよい。図7の発光装置201は、第1仕切基板3に緑色LEDチップ12が片面実装されるとともに、第2仕切基板4に赤色LEDチップ13が片面実装されている。図8に示すように、この発光装置201は、緑色LEDチップ12を第1仕切基板3に搭載し、赤色LEDチップ13を第2仕切基板4に搭載した後、主基板2に取り付けるようにしたので、第1仕切基板3における緑色LEDチップ12の点灯検査と、第2仕切基板4における赤色LEDチップ13の点灯検査と、主基板2における青色LEDチップ11の点灯検査とを別個に行うことができる。
Moreover, in the said embodiment, although what showed both the
さらに、図9に示すように、第1仕切基板3に緑色LEDチップ12を両面実装し、第2仕切基板4に赤色LEDチップ13を両面実装するようにしてもよい。両面実装とする場合、図9の発光装置301のように、第1仕切基板3及び第2仕切基板4を搭載空間S1つおきに各LEDチップ12,13が配置される構成とし、隣接する第1仕切基板3及び第2仕切基板4の各LEDチップ12,13の搭載位置が互い違いとなるようにすることが好ましい。尚、外側に配置される第1仕切基板3及び第2仕切基板4は、前記実施形態と同様に片面実装となる。
Furthermore, as shown in FIG. 9, the
また、前記実施形態においては、青、緑、赤の各LEDチップ11,12,13を、各搭載空間Sに1つずつ配置したものを示したが、例えば図10に示すように、緑色LEDチップ12を2つずつ配置したものであってもよく、各搭載空間Sに配置されるLEDチップの発光波長及び個数は適宜に変更が可能である。図10の発光装置401は、第1仕切基板3が緑色LEDチップ12の両面実装であり、第2仕切基板4が赤色LEDチップ13の片面実装となっている。これにより、視感度の高い緑色領域の発光強度を高くすることができ、実用に際して極めて有利である。
In the above embodiment, the blue, green, and
また、前記実施形態においては、主基板2に形成された縦溝21及び横溝22に第1仕切基板3及び第2仕切基板4が受容されるものを示したが、溝を設けずに第1仕切基板3及び第2仕切基板4を主基板2に取り付けるようにしてもよい。例えば、図11に示すように、はんだ15のような導電性接着材を用いて第1仕切基板3及び第2仕切基板4を主基板2に固定するようにしてもよいし、図12に示すように、主基板2に第1仕切基板3及び第2仕切基板4を支持する支持部として基板対基板のコネクタ16を設けたりしてもよい。図11は変形例を示し図3のA−A断面図に相当する縦断面図である。図11の断面には図示されていないが、所定位置にて、はんだ15により主基板2の配線パターンと第1仕切基板3の配線パターンとが電気的に接続されるようになっている。図12は変形例を示し図3のB−B断面図に相当する縦断面図である。図12に示すように、コネクタ16は主基板2の配線パターン2aと第1仕切基板3の配線パターン3aとを電気的に接続する接続端子16aを有している。
Moreover, in the said embodiment, although what showed the 1st partition board |
また、前記実施形態においては、主基板2、第1仕切基板3及び第2仕切基板4として難燃性がFR−4のものを示したが、これらは、例えばFR−5であってもよい。さらに、主基板2、第1仕切基板3及び第2仕切基板4のベース材は任意であり、例えばセラミック、金属等をベース材とすることもできる。また、主基板2、第1仕切基板3及び第2仕切基板4を、互いに異なるベース材の基板とすることもできる。
Moreover, in the said embodiment, although the flame retardance of FR-4 was shown as the main board |
また、前記実施形態においては、白色光を発する発光装置1を示したが、各発光素子からの光を混合した光を得るものであれば、白色光に限定されるものではない。また、前記実施形態においては、搭載空間Sに3つの発光素子が配置されるものを示したが、2つ以上の発光素子が配置されるものであれば発光素子の数は3以外であってもよく、要は、主基板に第1発光素子が搭載され、第1仕切基板に第2発光素子が搭載されていればよい。また、発光素子としてLEDチップでなく例えばLDチップを用いてもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
Moreover, although the light-emitting
1 発光装置
2 主基板
2a 配線パターン
3 第1仕切基板
3a 配線パターン
4 第2仕切基板
11 青色LEDチップ
12 緑色LEDチップ
13 赤色LEDチップ
14 封止材
15 はんだ
16 コネクタ
16a 接続端子
21 縦溝
22 横溝
23 第1層
24 第2層
25 第3層
26 ソルダーレジスト層
27 層間配線パターン
28 電極配線パターン
29 ビアパターン
31 切欠
32 ガラスエポキシ樹脂層
33 ソルダーレジスト層
34 第1配線パターン
35 第2配線パターン
41 切欠
42 ガラスエポキシ樹脂層
43 ソルダーレジスト層
51 ワイヤ
52 ワイヤ
53 ワイヤ
101 発光装置
201 発光装置
301 発光装置
401 発光装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記主基板に立設され、第1方向へ延び、前記主基板の搭載面上の空間を第2方向について複数に仕切る複数の第1仕切基板と、
前記主基板に立設され、前記第2方向へ延び、前記主基板の搭載面上の空間を前記第1方向について複数に仕切る複数の第2仕切基板と、
前記主基板に搭載され、前記複数の第1仕切基板及び前記複数の第2仕切基板により前記第1方向及び前記第2方向に仕切られた複数の搭載空間にそれぞれ配置される複数の第1発光素子と、
前記第1仕切基板に搭載され、前記複数の搭載空間にそれぞれ配置される複数の第2発光素子と、を備える発光装置。 A main board;
A plurality of first partition boards that are erected on the main board, extend in the first direction, and divide the space on the mounting surface of the main board into a plurality of parts in the second direction;
A plurality of second partition boards that are erected on the main board, extend in the second direction, and divide a space on a mounting surface of the main board into a plurality of parts in the first direction;
A plurality of first light emission mounted on the main substrate and disposed in a plurality of mounting spaces partitioned in the first direction and the second direction by the plurality of first partition substrates and the plurality of second partition substrates, respectively. Elements,
A plurality of second light emitting elements mounted on the first partition substrate and disposed in the plurality of mounting spaces, respectively.
前記第3発光素子は、前記第1仕切基板の他面に搭載される請求項2に記載の発光装置。 The second light emitting element is mounted on one surface of the first partition substrate,
The light emitting device according to claim 2, wherein the third light emitting element is mounted on the other surface of the first partition substrate.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN109599475B (en) * | 2019-01-28 | 2024-05-03 | 宁波升谱光电股份有限公司 | Dimming COB light source and manufacturing method thereof |
-
2007
- 2007-12-19 JP JP2007327891A patent/JP2009152321A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014225520A (en) * | 2013-05-15 | 2014-12-04 | 東芝ライテック株式会社 | Light-emitting module and light device |
US20190229099A1 (en) * | 2016-07-11 | 2019-07-25 | B1 Led Videoboard Ug | Assembly Having a Plurality of LEDs and Video Board |
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