JP2009267279A - 発光装置、表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表面に発光素子が取り付けられた板状基板の側面を配線基板に立てて取り付ける際に、配線基板に対する板状基板の位置ずれを抑制する。
【解決手段】表面に青色LED52Bが取り付けられる板状基板51と、板状基板51の配線基板取り付け面51aと接触して板状基板51を立設させる配線基板とを含み、板状基板51は、裏面において配線基板取り付け面51a側に延設され、配線基板にはんだ付けされることによって青色LED52Bに対する給電経路を構成する青用裏面正電極65bと、裏面において配線基板取り付け面51a側に延設され、配線基板にはんだ付けされることによって青色LED52Bに対する給電経路および青色LED52Bで発生した熱の放熱経路を構成する青用裏面負電極66bとを備え、配線基板取り付け面51a側における青用裏面正電極65bおよび青用裏面負電極66bの幅Wを同一にする。
【選択図】図5
【解決手段】表面に青色LED52Bが取り付けられる板状基板51と、板状基板51の配線基板取り付け面51aと接触して板状基板51を立設させる配線基板とを含み、板状基板51は、裏面において配線基板取り付け面51a側に延設され、配線基板にはんだ付けされることによって青色LED52Bに対する給電経路を構成する青用裏面正電極65bと、裏面において配線基板取り付け面51a側に延設され、配線基板にはんだ付けされることによって青色LED52Bに対する給電経路および青色LED52Bで発生した熱の放熱経路を構成する青用裏面負電極66bとを備え、配線基板取り付け面51a側における青用裏面正電極65bおよび青用裏面負電極66bの幅Wを同一にする。
【選択図】図5
Description
本発明は、発光装置および画像を表示する表示装置に関する。
近年、例えば発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等の発光素子を光源として用いた発光装置が種々実用化されてきている。この種の発光装置として、電極等の導体パターンが印刷された板状基板の表面に発光素子を実装するとともに、この板状基板の側面を配線基板に対して立てて取り付け、板状基板に設けられた電極と配線基板に設けられた電極とをはんだ付けすることによって配線基板に板状基板を固定し、配線基板の面に沿う方向すなわち側方に向けて発光素子を配置させるようにした技術が存在する(特許文献1、2参照。)。
ところで、発光装置から照射される光を所望とする方向に向かわせるためには、配線基板に対し板状基板を取り付ける際の位置決めを正確に行うことが好ましい。
しかしながら、配線基板に対し板状基板をはんだ付けによって固定した場合には、配線基板上での板状基板の取り付け位置が、本来所望としていた位置から配線基板の面方向にずれたり、あるいは、配線基板から浮いてしまったりすることがあった。
しかしながら、配線基板に対し板状基板をはんだ付けによって固定した場合には、配線基板上での板状基板の取り付け位置が、本来所望としていた位置から配線基板の面方向にずれたり、あるいは、配線基板から浮いてしまったりすることがあった。
本発明は、表面に発光素子が取り付けられた板状基板の側面を配線基板に立てて取り付ける際に、配線基板に対する板状基板の位置ずれを抑制することを目的とする。
かかる目的のもと、本発明は、表面に発光素子が取り付けられる板状基板と、板状基板の一側面と接触して板状基板を立設させ、板状基板と電気的に接続した状態で発光素子を側方に向けて配置させる配線基板とを含む発光装置であって、板状基板は、表面とは反対側の裏面において一側面側に延設され、一側面側にて配線基板にはんだ付けされることによって発光素子に対する給電経路を構成する第1導体パターンと、裏面において一側面側に延設されるとともに第1導体パターンとは電気的に分離して形成され、一側面側にて配線基板にはんだ付けされることによって発光素子に対する給電経路および発光素子で発生した熱の放熱経路を構成する第2導体パターンとを備え、一側面側における第1導体パターンの幅と第2導体パターンの幅とが同一に設定されることを特徴としている。
このような発光装置において、板状基板の表面および裏面を貫通して形成され、第1導体パターンと発光素子とを電気的に接続する第1貫通導体と、板状基板の表面および裏面を貫通して形成され、第2導体パターンと発光素子とを電気的に接続する第2貫通導体と、板状基板の表面および裏面を貫通して形成され、第2導体パターンと発光素子とを熱的に接続する第3貫通導体とをさらに備えることを特徴とすることができる。この場合に、板状基板は一側面の反対側に他の側面を有し、第2導体パターンは、一側面側から他の側面側に延びる第1導体部と、第1導体部の一側面側から遠い側の端部から側方に延びる第2導体部とを備え、第3貫通導体は、第2導体パターンにおける第2導体部と接続されることを特徴とすることができる。また、板状基板は、配線基板に複数並べて取り付けられることを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明は、画像表示を行う表示パネルと、表示パネルの背面に設けられ表示パネルの背面側から光を照射するバックライト装置とを含む表示装置であって、バックライト装置は、入射した光を表示パネルに向けて出射する出射部材と、出射部材の側方から出射部材に光を照射する光源とを有し、光源は、各々の表面に発光素子が取り付けられる複数の板状基板と、複数の板状基板を構成する各々の板状基板の一側面と接触して複数の板状基板を立てて並設させ、複数の板状基板と電気的に接続した状態で発光素子を出射部材の側方に対向配置させる配線基板とを含み、板状基板は、表面とは反対側の裏面において一側面側に延設され、当該一側面側にて配線基板にはんだ付けされることによって発光素子に対する給電経路を構成する第1導体パターンと、裏面において一側面側に延設されるとともに第1導体パターンとは電気的に分離して形成され、当該一側面側にて配線基板にはんだ付けされることによって発光素子に対する給電経路および発光素子で発生した熱の放熱経路を構成する第2導体パターンとを備え、一側面側における第1導体パターンの幅と第2導体パターンの幅とが同一に設定されることを特徴としている。
このような表示装置において、板状基板の裏面に露出する第2導体パターンの面積が、板状基板の裏面に露出する第1導体パターンの面積よりも大きく設定されることを特徴とすることができる。
本発明によれば、表面に発光素子が取り付けられた板状基板の側面を配線基板に立てて取り付ける際に、配線基板に対する板状基板の位置ずれを抑制することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は本実施の形態が適用される液晶表示装置の全体構成を示す図である。
この液晶表示装置は、液晶表示モジュール20と、この液晶表示モジュール20の背面側(図1では下側)に設けられるバックライト装置10とを備えている。なお、この液晶表示装置は、実際には立てて使用されることになるが、図1には、液晶表示装置を使用する際の縦方向Vと横方向Hとを矢印で示している。
図1は本実施の形態が適用される液晶表示装置の全体構成を示す図である。
この液晶表示装置は、液晶表示モジュール20と、この液晶表示モジュール20の背面側(図1では下側)に設けられるバックライト装置10とを備えている。なお、この液晶表示装置は、実際には立てて使用されることになるが、図1には、液晶表示装置を使用する際の縦方向Vと横方向Hとを矢印で示している。
これらのうち、バックライト装置10は、液晶表示モジュール20に向けて光を照射する光源装置11と、可視光に対し光透過性を有する光学フィルムの積層体からなり、面全体を均一な明るさとするために光を散乱・拡散させる拡散板(板またはフィルム)12と、前方への集光効果を持たせた回折格子フィルムであるプリズムシート13、14とを備えている。また、バックライト装置10には、必要に応じて、輝度を向上させるための拡散・反射型の輝度向上フィルム15が備えられる。
一方、液晶表示モジュール20は、2枚のガラス基板により液晶が挟まれて構成される表示パネルとしての液晶パネル21と、この液晶パネル21の各々のガラス基板に積層され、光波の振動を所定の方向に制限するための偏光板22、23とを備えている。更に、この液晶表示モジュール20には、図示しない駆動用LSIなどの周辺部材も装着される。
液晶パネル21は、図示しない各種構成要素を含んで構成されている。例えば、2枚のガラス基板に、図示しない表示電極、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)などのアクティブ素子、液晶、スペーサ、シール剤、配向膜、共通電極、保護膜、カラーフィルタ等が設けられている。
なお、バックライト装置10の構成単位は任意に選択される。例えば、光源装置11だけの単位にて「バックライト装置」と呼び、拡散板12、プリズムシート13、14、輝度向上フィルム15などを含まない流通形態もあり得る。
なお、バックライト装置10の構成単位は任意に選択される。例えば、光源装置11だけの単位にて「バックライト装置」と呼び、拡散板12、プリズムシート13、14、輝度向上フィルム15などを含まない流通形態もあり得る。
図2は、光源装置11の構成を説明するための図であり、光源装置11を図1の上側から見た上面図を示している。本実施の形態では、液晶表示モジュール20の背面に光源装置11を配置するバックライト構造を採用している。また、本実施の形態に係るバックライト装置10は、後述するように所謂導光板(ライトガイド)を備えていない。
光源装置11は、図中手前側に向かって開口するバックライトフレーム31と、バックライトフレーム31に収容され、図中手前側に向けて光を出射する発光装置32と、図示しない外部の電源から発光装置32に電力を供給する給電ケーブル33とを備えている。
バックライトフレーム31は、例えばアルミニウムやマグネシウム、鉄、またはそれらを含む金属合金などで形成された筐体構造を有している。このような筐体構造として、バックライトフレーム31は、液晶表示モジュール20の大きさに対応して設けられる背面部と、この背面部の四隅を囲う側面部を備えている。そして、その筐体構造の側面部内側には、例えば白色のポリエステルフィルムなどが貼られ、リフレクタとしても機能するようになっている。
発光装置32は、それぞれが横方向Hに沿って延び、且つ、縦方向Vに複数(本実施の形態では5つ)配列に配置された発光モジュール40a〜40eを有している。ここで、図1に示す液晶表示装置を立てた場合において、発光モジュール40aは最も鉛直方向下部(Bottom側)に、また、発光モジュール40eは最も鉛直方向上部(Top側)に、それぞれ位置するようになっている。また、発光モジュール40a〜40eは、後述するように、それぞれがBottom側からTop側に向けて光を出射し、且つ、出射した光を図中手前側に向けて反射するように構成されている。
給電ケーブル33は、折り処理が可能なフレキシブルフラットケーブルにて構成されており、バックライトフレーム31の内側であって図中右側の部位に設けられている。そして、給電ケーブル33の一端側は光源装置11の外部から受電を行うためのコネクタ(図示せず)に、他端側は発光モジュール40a〜40eに設けられたコネクタ43に、それぞれ接続されている。
給電ケーブル33は、折り処理が可能なフレキシブルフラットケーブルにて構成されており、バックライトフレーム31の内側であって図中右側の部位に設けられている。そして、給電ケーブル33の一端側は光源装置11の外部から受電を行うためのコネクタ(図示せず)に、他端側は発光モジュール40a〜40eに設けられたコネクタ43に、それぞれ接続されている。
続いて、図2〜図4を参照しつつ、発光モジュール40a〜40eの構成を、発光モジュール40aを例にあげて説明する。
図3は発光モジュール40aの斜視図を、図4(a)は発光モジュール40aを図2と同じ方向から見た上面図を、図4(b)は図4(a)に示す発光モジュール40aのIVB−IVB断面図を、それぞれ示している。
図3は発光モジュール40aの斜視図を、図4(a)は発光モジュール40aを図2と同じ方向から見た上面図を、図4(b)は図4(a)に示す発光モジュール40aのIVB−IVB断面図を、それぞれ示している。
発光モジュール40aは、横方向Hに沿って並べられた複数の発光ダイオード(以下の説明ではLEDと呼ぶ:図示せず)を有し、縦方向VすなわちBottom側からTop側に向けて光を発する光源の一例としての発光部41と、発光部41が取り付けられて発光部41を支持するとともに発光部41の複数のLEDに給電を行う電気経路を具備する配線基板42とを備える。ここで、配線基板42は、横方向Hに沿って延びる本体部および本体部の一端部側(図3では手前側)において縦方向Vに延びる突出部を備えたL字状の形状を有している。そして、発光部41は、配線基板42のBottom側に取り付けられている。ただし、本実施の形態では、発光部41の取り付け位置よりもBottom側まで配線基板42がわずかに突出している。そして、発光モジュール40aは、配線基板42の突出部の横方向Hの端部側に取り付けられ、配線基板42に設けられた電気経路と給電ケーブル33とを接続する2つのコネクタ43をさらに備える。
また、発光モジュール40aは、配線基板42における発光部41の取り付け面側に固定され、発光部41から出射された光を拡散板12(図1参照)に向けて反射する反射板44と、配線基板42との間で発光部41を挟むように発光部41に固定して取り付けられ、発光部41から直接拡散板12(図1参照)へと向かう光を遮光する遮光板45とをさらに備える。
出射部材の一例としての反射板44は、矩形状の第1反射部44aと、この第1反射部44aの一方の長辺側から傾斜して延設される矩形状の第2反射部44bとを備えている。ここで、第1反射部44aは、配線基板42の発光部41の取り付け面側において、発光部41よりもTop側であってその長辺が横方向Hに沿うように配置される。これにより、発光モジュール40aでは、配線基板42と第1反射部44aとが対向し、両者が接着にて固定されている。また、第2反射部44bは、第1反射部44aのTop側から発光部41の光の経路を遮る側に傾斜して配置される。これにより、図4(b)に示すように、破線で示すバックライトフレーム31に発光モジュール40aを取り付けた際に、バックライトフレーム31と反射板44の第2反射部44bとの間に、Top側が開口する楔状の空間Sが形成される。なお、バックライトフレーム31は、発光モジュール40aを取り付けた際に配線基板42が埋め込まれる溝を備えている。
また、遮光板45は、矩形状の形状を有しており、反射板44の第1反射部44aと平行に取り付けられている。そして、遮光板45の発光部41と対向する側の面には、白色の反射層が形成されている。
また、遮光板45は、矩形状の形状を有しており、反射板44の第1反射部44aと平行に取り付けられている。そして、遮光板45の発光部41と対向する側の面には、白色の反射層が形成されている。
そして、発光部41は、横方向Hに沿って一列に並べられた42個の発光ユニット50を有している。そして、各発光ユニット50は、それぞれ、横方向Hに沿って一列に並べられた4個のLEDを備えている。なお、図2および図4(a)において、発光部41(発光ユニット50)は、遮光板45の裏側に隠れている。
では次に、発光ユニット50の構成について説明する。
図5(a)は発光ユニット50をTop側から見た正面図を、図5(c)は発光ユニット50をBottom側から見た背面図を、図5(d)は発光ユニット50の側面図を、それぞれ示している。また、図5(b)は、発光ユニット50を構成する板状基板51をTop側から見た正面図を示している。
図5(a)は発光ユニット50をTop側から見た正面図を、図5(c)は発光ユニット50をBottom側から見た背面図を、図5(d)は発光ユニット50の側面図を、それぞれ示している。また、図5(b)は、発光ユニット50を構成する板状基板51をTop側から見た正面図を示している。
発光ユニット50は、矩形状の板状基板51と、板状基板51のTop側の面(以下の説明では表面と呼ぶ)に並べて取り付けられる4個のLED52とを備える。また、発光ユニット50は、板状基板51の表面に形成される白色のレジスト膜53と、板状基板51の表面に設けられた4個のLED52のそれぞれを覆う4個の砲弾型のレンズ54とをさらに備える。そして、発光素子の一例としての4個のLED52は、図5(a)において左から、赤色光を発する赤色LED52R、緑色光を発する第1緑色LED52Ga、青色光を発する青色LED52Bおよび緑色光を発する第2緑色LED52Gbとなっている。このような配置を行うことで、複数の発光ユニット50を一列に並べて発光部41を構成した際に、赤、緑、青、緑、赤、緑、青、緑、赤、…、の順でLED52が配列されることになる。すなわち、一つおきに配列される緑の間に、赤、青が交互に配置される。
板状基板51の表面には、図5(b)において左から順に、赤用表面正電極61a、赤用ダイパッド71、赤用表面負電極62a、第1緑用表面正電極63a、第1緑用ダイパッド72、第1緑用表面負電極64a、青用表面正電極65a、青用ダイパッド73、青用表面負電極66a、第2緑用表面正電極67a、第2緑用ダイパッド74、第2緑用表面負電極68aが設けられている。そして、図5(a)に示すように、赤用ダイパッド71には赤色LED52Rが、第1緑用ダイパッド72には第1緑色LED52Gaが、青用ダイパッド73には青色LED52Bが、第2緑用ダイパッド74には第2緑色LED52Gbが、それぞれ取り付けられる。また、赤色LED52Rは赤用表面正電極61aおよび赤用表面負電極62aと、第1緑色LED52Gaは第1緑用表面正電極63aおよび第1緑用表面負電極64aと、青色LED52Bは青用表面正電極65aおよび青用表面負電極66aと、第2緑色LED52Gbは第2緑用表面正電極67aおよび第2緑用表面負電極68aと、それぞれ金属ワイヤ(図示せず)を介して電気的に接続される。
一方、板状基板51のBottom側の面(以下の説明では裏面と呼ぶ)には、図5(c)において右から順に、赤用裏面正電極61b、赤用裏面負電極62b、第1緑用裏面正電極63b、第1緑用裏面負電極64b、青用裏面正電極65b、青用裏面負電極66b、第2緑用裏面正電極67b、第2緑用裏面負電極68bが設けられている。なお、本実施の形態に係る発光ユニット50では、板状基板51の裏面側にレジスト膜の形成を行っておらず、その結果、各電極の全面が外部に露出した状態となっている。そして、これら赤用裏面正電極61b、赤用裏面負電極62b、第1緑用裏面正電極63b、第1緑用裏面負電極64b、青用裏面正電極65b、青用裏面負電極66b、第2緑用裏面正電極67b、第2緑用裏面負電極68bの横方向Hに対応する幅Wは、全て一定となっている。また、本実施の形態では、第1緑用裏面負電極64bの面積が第1緑用裏面正電極63bの面積よりも広く設定され、青用裏面負電極66bの面積が青用裏面正電極65bの面積よりも広く設定され、第2緑用裏面負電極68bの面積が第2緑用裏面正電極67bの面積よりも広く設定される。
これらのうち、赤用表面正電極61aおよび赤用裏面正電極61bは金属スルーホール61cを介して、赤用表面負電極62aおよび赤用裏面負電極62bは金属スルーホール62cを介して、それぞれ電気的に接続されている。また、第1緑用表面正電極63aおよび第1緑用裏面正電極63bは金属スルーホール63cを介して、第1緑用表面負電極64aおよび第1緑用裏面負電極64bは金属スルーホール64cを介して、それぞれ電気的に接続されている。さらに、青用表面正電極65aおよび青用裏面正電極65bは金属スルーホール65cを介して、青用表面負電極66aおよび青用裏面負電極66bは金属スルーホール66cを介して、それぞれ電気的に接続されている。さらにまた、第2緑用表面正電極67aおよび第2緑用裏面正電極67bは金属スルーホール67cを介して、第2緑用表面負電極68aおよび第2緑用裏面負電極68bは金属スルーホール68cを介して、それぞれ電気的に接続されている。
ここで、本実施の形態では、第1緑用裏面負電極64b、青用裏面負電極66b、第2緑用裏面負電極68bがそれぞれL字状の形状を有しており、それぞれの突出部が第1緑用ダイパッド72、青用ダイパッド73、第2緑用ダイパッド74の真裏の位置まで延びている。ここで、例えば第2緑用裏面負電極68bは、図中上下方向に延びる第1導体部681と第1導体部681の図中上部側端部から図中右方向に延びる第2導体部682とを有しており、この構成は、第1緑用裏面負電極64b、青用裏面負電極66bにおいても同様である。そして、第1緑用ダイパッド72および第1緑用裏面負電極64bは金属スルーホール72aを介して、また、青用ダイパッド73および青用裏面負電極66bは金属スルーホール73aを介して、さらに、第2緑用ダイパッド74および第2緑用裏面負電極68bは金属スルーホール74aを介して、それぞれ電気的且つ熱的に接続されている。なお、これらの金属スルーホールについては、穴内に金属が充填されていてもよいし、穴壁にめっきが施されていてもよい。
本実施の形態では、第1緑用裏面正電極63b、青用裏面正電極65bおよび第2緑用裏面正電極67bが、対応する色のLED52への給電経路を構成する第1導体パターンとして機能している。また、本実施の形態では、第1緑用裏面負電極64b、青用裏面負電極66bおよび第2緑用裏面負電極68bが、対応する色のLED52への給電経路および対応する色のLED52からの放熱経路を構成する第2導体パターンとして機能している。さらに、金属スルーホール63c、65cおよび67cが第1貫通導体として、金属スルーホール64c、66cおよび68cが第2貫通導体として、金属スルーホール72a、73aおよび74aが第3貫通導体として、それぞれ機能している。
また、板状基板51は、上述した表面および裏面の他に4つの側面を有しているが、これらのうち、板状基板51の長辺側の一側面は、発光モジュール40a〜40eを構成する際に、配線基板42(図4(b)参照)と接触する一側面すなわち配線基板取り付け面51aとなる。一方、配線基板取り付け面51aの反対側の他の側面は、発光モジュール40a〜40eを構成する際に、遮光板45(図4(b)参照)と接触する遮光板取り付け面51bとなる。本実施の形態では、板状基板51における各金属スルーホールの形成部位に近い側が遮光板取り付け面51bとなり、各金属スルーホールの形成部位から遠い側が配線基板取り付け面51aとなる。
次に、配線基板42について説明を行う。ここで、図6(a)は配線基板42の発光部41(発光ユニット50)の取り付け面(以下の説明では表面と呼ぶ)を示す正面図、図6(b)は配線基板42の反射板44の取り付け面(以下の説明では裏面と呼ぶ)を示す背面図である。
配線基板42は、絶縁体からなる基部と、基部上に導電体にて構成された電気経路と、基部および電気経路を覆うように設けられたレジスト層とを備えている。なお、この配線基板42は所謂FPC(Flexible Printed Circuits)で構成されている。
配線基板42の表面には、Bottom側であって横方向Hに沿って形成された給電電極群80と、配線基板42のL字状の突出部側に形成された2つのコネクタ用電極89と、給電電極群80よりもTop側であって横方向Hに沿って形成された表面放熱パッド91とが設けられている。これら給電電極群80、コネクタ用電極89および表面放熱パッド91は、配線基板42の表面側に設けられた導電体(金属層)がレジスト層で覆われないことによって露出している。
ここで、給電電極群80は、図6(a)に拡大して示すように、赤用正電極81、赤用負電極82、第1緑用正電極83、第1緑用負電極84、青用正電極85、青用負電極86、第2緑用正電極87および第2緑用負電極88の8電極を1組とし、これを横方向Hに沿って42組配置することで構成されている。また、2つのコネクタ用電極89は、図3等に示す2つのコネクタ43の取り付けに使用される。さらに、表面放熱パッド91は、図3等に示す発光モジュール40aを構成した際に、熱伝導性を有する接着剤を介して反射板44に接触するようになっている。
一方、配線基板42の裏面には、Top側であって横方向Hに沿って形成された裏面放熱パッド92が設けられている。この裏面放熱パッド92も、配線基板42の裏面側に設けられた金属層がレジスト層で覆われないことによって露出している。そして、これら表面放熱パッド91および裏面放熱パッド92は、配線基板42に設けられたスルーホールやバンプ等の金属導体によって接続されている。ただし、これら表面放熱パッド91および裏面放熱パッド92は、上述した給電電極群80を構成する各電極およびコネクタ用電極89とは電気的に接続されていない。
ここで、裏面放熱パッド92は、図6(a)に破線で示すように、給電電極群80の直下の位置まで形成される。したがって、給電電極群80に発光モジュール40aを取り付けた際には、発光モジュール40aの直下に裏面放熱パッド92が位置することになる。そして、裏面放熱パッド92は、図3等に示す発光モジュール40aを構成し、図4(b)に示すバックライトフレーム31に取り付けを行った際に、熱伝導性を有する接着剤を介してバックライトフレーム31の背面部と接触するようになっている。
ここで、裏面放熱パッド92は、図6(a)に破線で示すように、給電電極群80の直下の位置まで形成される。したがって、給電電極群80に発光モジュール40aを取り付けた際には、発光モジュール40aの直下に裏面放熱パッド92が位置することになる。そして、裏面放熱パッド92は、図3等に示す発光モジュール40aを構成し、図4(b)に示すバックライトフレーム31に取り付けを行った際に、熱伝導性を有する接着剤を介してバックライトフレーム31の背面部と接触するようになっている。
ここで、図7は、発光モジュール40a〜40eを構成する際の、配線基板42に対する発光ユニット50の取り付けを説明するための図である。
図7に示すように、板状基板51を備えた発光ユニット50は、配線基板42の表面に対し、配線基板取り付け面51aを対向させた状態で立てて取り付けられる。このとき、発光ユニット50の板状基板51の裏面に設けられた赤用裏面正電極61bおよび赤用裏面負電極62bの配線基板取り付け面51a側は、配線基板42に設けられた赤用正電極81、赤用負電極82にはんだ100によってそれぞれはんだ付けされる。また、板状基板51に設けられた第1緑用裏面正電極63bおよび第1緑用裏面負電極64bの配線基板取り付け面51a側は、配線基板42に設けられた第1緑用正電極83、第1緑用負電極84にはんだ100によってそれぞれはんだ付けされる。さらに、板状基板51に設けられた青用裏面正電極65bおよび青用裏面負電極66bの配線基板取り付け面51a側は、配線基板42に設けられた青用正電極85、青用負電極86にはんだ100によってそれぞれはんだ付けされる。さらにまた、板状基板51に設けられた第2緑用裏面正電極67bおよび第2緑用裏面負電極68bの配線基板取り付け面51a側は、配線基板42に設けられた第2緑用正電極87、第2緑用負電極88にはんだ100によってそれぞれはんだ付けされる。
図7に示すように、板状基板51を備えた発光ユニット50は、配線基板42の表面に対し、配線基板取り付け面51aを対向させた状態で立てて取り付けられる。このとき、発光ユニット50の板状基板51の裏面に設けられた赤用裏面正電極61bおよび赤用裏面負電極62bの配線基板取り付け面51a側は、配線基板42に設けられた赤用正電極81、赤用負電極82にはんだ100によってそれぞれはんだ付けされる。また、板状基板51に設けられた第1緑用裏面正電極63bおよび第1緑用裏面負電極64bの配線基板取り付け面51a側は、配線基板42に設けられた第1緑用正電極83、第1緑用負電極84にはんだ100によってそれぞれはんだ付けされる。さらに、板状基板51に設けられた青用裏面正電極65bおよび青用裏面負電極66bの配線基板取り付け面51a側は、配線基板42に設けられた青用正電極85、青用負電極86にはんだ100によってそれぞれはんだ付けされる。さらにまた、板状基板51に設けられた第2緑用裏面正電極67bおよび第2緑用裏面負電極68bの配線基板取り付け面51a側は、配線基板42に設けられた第2緑用正電極87、第2緑用負電極88にはんだ100によってそれぞれはんだ付けされる。
これにより、配線基板42に対して各発光ユニット50が位置決めされ、固定される。このとき、図5(c)を用いて説明したように、発光ユニット50の板状基板51の裏面に設けられた各電極(赤用裏面正電極61b、赤用裏面負電極62b、第1緑用裏面正電極63b、第1緑用裏面負電極64b、青用裏面正電極65b、青用裏面負電極66b、第2緑用裏面正電極67b、第2緑用裏面負電極68b)の、配線基板42の取り付け面側の幅Wは同一となっている。したがって、はんだ100を介して発光ユニット50に加えられる力は横方向Hにおいて均等なものとなり、配線基板42に対する発光ユニット50の位置ずれが抑制される。
続いて、反射板44について説明を行う。ここで、図8(a)は反射板44を図2の上部側から見た上面図を、図8(b)は反射板44の側面図を、それぞれ示している。
反射板44は、例えばプラスティック等の樹脂を母材として、その表面すなわち発光部41と対向する側の面に銀蒸着フィルム等による正反射(鏡面反射)加工が施された部材であり、例えば(株)麗光製のルイルミラーを用いることができる。なお、反射板44として折り曲げ加工が施された金属製のミラーを用いることもできる。
反射板44は、例えばプラスティック等の樹脂を母材として、その表面すなわち発光部41と対向する側の面に銀蒸着フィルム等による正反射(鏡面反射)加工が施された部材であり、例えば(株)麗光製のルイルミラーを用いることができる。なお、反射板44として折り曲げ加工が施された金属製のミラーを用いることもできる。
また、第1反射部44aの表面側において、第1反射部44aのBottom側すなわち発光部41と最も近い側には、横方向Hに沿って吸収部材101が設けられる。本実施の形態では、吸収部材101が黒色インクの印刷で構成されているが、例えばモノトーンの紙を貼り付けるようにしてもよい。また、第1反射部44aの吸収部材101よりもTop側には、発光部41から入射してくる光を拡散反射(乱反射)させる円状のドット102が複数形成されている。
一方、第2反射部44bの表面側すなわち傾斜面において、第2反射部44bのBottom側には、発光部41から入射してくる光を拡散反射(乱反射)させる円状のドット103が複数形成されている。ここで、ドット102およびドット103は、反射板44に白色インクを印刷することによって形成される。なお、ドット103は、第2反射部44bのドット103の形成位置よりもTop側には形成されない。
また、この反射板44では、第1反射部44aの面の延長線と第2反射部44bとのなす角度θが約15°となるように設定されている。この角度θは、10°以上20°以下とすることが好ましい。
では次に、図1〜図8を参照して、本実施の形態に係るバックライト装置10の発光動作について説明する。
図示しない電源により、給電ケーブル33を介して発光装置32を構成する発光モジュール40a〜40eに電圧がかけられる。すると、例えば発光モジュール40aでは、発光部41を構成する各発光ユニット50に設けられた赤色LED52R、第1緑色LED52Ga、青色LED52B、第2緑色LED52Gbに、それぞれ電流が流れる。その結果、各発光ユニット50の赤色LED52R、第1緑色LED52Ga、青色LED52B、第2緑色LED52Gbから、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の光がTop側に向けて出射される。そして、各発光ユニット50からTop側に向けて出射されたRGBの光は、バックライトフレーム31内を進むうちに混色され、白色光となる。そして、混色された白色光は反射板44によって反射され、拡散板12側へと向かう。なお、他の発光モジュール40b〜40eにおいても、同様の手順によって出射、混色された白色光が拡散板12側へと向かう。そして、拡散板12に入射した白色光は、拡散板12でさらに混色および輝度の均一化がなされた後、プリズムシート13、14および輝度向上フィルム15を透過し、液晶表示モジュール20に向けて出射される。
図示しない電源により、給電ケーブル33を介して発光装置32を構成する発光モジュール40a〜40eに電圧がかけられる。すると、例えば発光モジュール40aでは、発光部41を構成する各発光ユニット50に設けられた赤色LED52R、第1緑色LED52Ga、青色LED52B、第2緑色LED52Gbに、それぞれ電流が流れる。その結果、各発光ユニット50の赤色LED52R、第1緑色LED52Ga、青色LED52B、第2緑色LED52Gbから、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の光がTop側に向けて出射される。そして、各発光ユニット50からTop側に向けて出射されたRGBの光は、バックライトフレーム31内を進むうちに混色され、白色光となる。そして、混色された白色光は反射板44によって反射され、拡散板12側へと向かう。なお、他の発光モジュール40b〜40eにおいても、同様の手順によって出射、混色された白色光が拡散板12側へと向かう。そして、拡散板12に入射した白色光は、拡散板12でさらに混色および輝度の均一化がなされた後、プリズムシート13、14および輝度向上フィルム15を透過し、液晶表示モジュール20に向けて出射される。
拡散光の性質上、発光モジュール40a〜40eにおいて、発光部41(各発光ユニット50)に近い側すなわちBottom側の領域では光の強度が高くなり、発光部41から遠い側すなわちTop側の領域では光の強度が低くなる。これに対し、本実施の形態では、反射板44のうち、発光部41に近い側には発光部41の光軸方向と反射面がほぼ平行な第1反射部44aを位置させ、拡散板12に向かう反射光量を小さくするようにし、発光部41から遠い側には発光部41の光軸方向に対して傾斜する第2反射部44bを位置させ、拡散板12に向かう反射光量を大きくするようにしている。また、第1反射部44aに設けられたドット102および第2反射部44bに設けられたドット103の面積の関係を適宜設定することにより、各発光モジュール40a〜40eから出射される光の光量分布を均一化している。
また、このような発光動作に伴い、各発光ユニット50に設けられた赤色LED52R、第1緑色LED52Ga、青色LED52B、第2緑色LED52Gbでは熱が発生する。
このとき、例えば第1緑色LED52Gaで発生した熱は、板状基板51から配線基板42の絶縁層を介して表面放熱パッド91あるいは裏面放熱パッド92へと流れ、さらにバックライトフレーム31あるいは反射板44へと流れる。また、第1緑色LED52Gaで発生した熱は、第1緑用ダイパッド72から金属スルーホール72aを介して第1緑用裏面負電極64bへと流れる。ここで、第1緑用裏面負電極64bは、図5(c)に示したように、発光ユニット50(板状基板51)の裏面側に露出している。このため、第1緑色LED52Gaで発生し、第1緑用ダイパッド72および金属スルーホール72aを介して第1緑用裏面負電極64bに流れ込んだ熱の一部は、この第1緑用裏面負電極64bから直接、大気中に放出されることになる。図から明らかなように、第1緑用裏面負電極64bはL字状の形状を有していることから、例えば第1緑用裏面正電極63bのようにI字状の形状を有している場合と比較して、放熱に利用できる面積が増加するため、その放熱効率が向上する。
そして、青色LED52Bおよび第2緑色LED52Gbにおいても、同様の手順で放熱が行われる。このとき、青用裏面負電極66bおよび第2緑用裏面負電極68bも、第1緑用裏面負電極64bと同じ形状を有しているため、同じ理由で放熱効率が向上する。
そして、青色LED52Bおよび第2緑色LED52Gbにおいても、同様の手順で放熱が行われる。このとき、青用裏面負電極66bおよび第2緑用裏面負電極68bも、第1緑用裏面負電極64bと同じ形状を有しているため、同じ理由で放熱効率が向上する。
ただし、赤色LED52Rで発生した熱は、板状基板51の表面側から裏面側に熱を逃がす放熱経路が存在しないため、板状基板51から配線基板42の絶縁層を介して表面放熱パッド91あるいは裏面放熱パッド92へと流れ、さらにバックライトフレーム31あるいは反射板44へと流れることになる。ここで、本実施の形態では、配線基板42において裏面放熱パッド92が給電電極群80の直下に形成されているため、給電電極群80にはんだ付けされた発光ユニット50の板状基板51から流れ込みやすくなっている。なお、本実施の形態において、赤用ダイパッド71と赤用裏面負電極62bとを接続していないのは、赤色LED52Rを構成する基板(赤用ダイパッド71と接触する部位)が耐圧性能の低い半導体のGaAsで構成されているためである。一方、第1緑色LED52Ga、青色LED52B、第2緑色LED52Gbでは、耐圧性能の高い絶縁体のサファイア基板が用いられる。
本実施の形態では、例えば第1緑色LED52Gaを第1緑用ダイパッド72に取り付けることで、第1緑色LED52Gaで発生した熱を、第1緑用ダイパッド72および金属スルーホール72aを介して第1緑用裏面負電極64bに流すように構成している。ここで、例えば第1緑用ダイパッド72と第1緑用裏面正電極63bとを金属スルーホール72aを介して接続した場合、第1緑用ダイパッド72の電位が高くなることによって第1緑色LED52Gaに電気的な不具合が生じるおそれがあるが、本実施の形態では、第1緑用ダイパッド72と負極である第1緑用裏面負電極64bとを金属スルーホール72aを介して接続しているので、この種の不具合の発生を回避することができる。
さらに、本実施の形態では、発光ユニット50を構成する板状基板51において、第1緑用表面負電極64aと第1緑用ダイパッド72と第1緑用裏面負電極64bとを接続し、また、青用表面負電極66aと青用ダイパッド73と青用裏面負電極66bとを接続し、さらに、第2緑用表面負電極68aと第2緑用ダイパッド74と第2緑用裏面負電極68bとを接続している。このため、板状基板51の表面側では各ダイパッドを含めた電極の数が合計12個となるのに対し、板状基板51の裏面側では8個となっている。これにより、板状基板51の裏面側では、12個の電極を配置した場合と比較して、電極同士の間隔を広く取ることが可能となっている。これにより、配線基板42に発光ユニット50を取り付ける際に、隣接する電極間にはんだが跨って付けられることにより短絡が生ずる、所謂はんだブリッジの発生を回避することができる。
なお、本実施の形態では、RGBの3色のLED52を用いて白色光を生成するように構成していたが、これに限られるものではない。例えば全てのLED52を青色発光ダイオードで構成し、レンズ54に青色光を黄色光に変換する蛍光体を添加しておくことにより、白色光を生成するようにしてもよい。また、レンズ54に青色光を緑色光および赤色光に変換する蛍光体を添加するようにしてもよい。さらに、例えば全てのLED52を紫外発光ダイオードで構成し、レンズ54に紫外光を青色光、緑色光および赤色光に変換する蛍光体を添加する構成を採用してもよい。
また、本実施の形態では、発光ユニット50を構成する各LED52に個別にレンズ54を形成するようにしていたが、これに限られるものではなく、例えば発光ユニット50を構成する各LED52に一括してレンズ54を形成するようにしてもかまわない。
10…バックライト装置、11…光源装置、20…液晶表示モジュール、31…バックライトフレーム、32…発光装置、40a〜40e…発光モジュール、41…発光部、42…配線基板、43…コネクタ、44…反射板、44a…第1反射部、44b…第2反射部、45…遮光板、50…発光ユニット、51…板状基板、52R…赤色LED、52Ga…第1緑色LED、52Gb…第2緑色LED、52B…青色LED、54…レンズ、80…給電電極群、100…はんだ、V…縦方向、H…横方向、W…電極の幅
Claims (6)
- 表面に発光素子が取り付けられる板状基板と、
前記板状基板の一側面と接触して当該板状基板を立設させ、当該板状基板と電気的に接続した状態で前記発光素子を側方に向けて配置させる配線基板とを含む発光装置であって、
前記板状基板は、
前記表面とは反対側の裏面において前記一側面側に延設され、当該一側面側にて前記配線基板にはんだ付けされることによって前記発光素子に対する給電経路を構成する第1導体パターンと、
前記裏面において前記一側面側に延設されるとともに前記第1導体パターンとは電気的に分離して形成され、当該一側面側にて前記配線基板にはんだ付けされることによって前記発光素子に対する給電経路および当該発光素子で発生した熱の放熱経路を構成する第2導体パターンとを備え、
前記一側面側における前記第1導体パターンの幅と前記第2導体パターンの幅とが同一に設定されることを特徴とする発光装置。 - 前記板状基板の前記表面および前記裏面を貫通して形成され、前記第1導体パターンと前記発光素子とを電気的に接続する第1貫通導体と、
前記板状基板の前記表面および前記裏面を貫通して形成され、前記第2導体パターンと前記発光素子とを電気的に接続する第2貫通導体と、
前記板状基板の前記表面および前記裏面を貫通して形成され、前記第2導体パターンと前記発光素子とを熱的に接続する第3貫通導体と
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の発光装置。 - 前記板状基板は前記一側面の反対側に他の側面を有し、
前記第2導体パターンは、前記一側面側から前記他の側面側に延びる第1導体部と、当該第1導体部の当該一側面側から遠い側の端部から側方に延びる第2導体部とを備え、
前記第3貫通導体は、前記第2導体パターンにおける前記第2導体部と接続されることを特徴とする請求項2記載の発光装置。 - 前記板状基板は、前記配線基板に複数並べて取り付けられることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
- 画像表示を行う表示パネルと、当該表示パネルの背面に設けられ当該表示パネルの背面側から光を照射するバックライト装置とを含む表示装置であって、
前記バックライト装置は、入射した光を前記表示パネルに向けて出射する出射部材と、当該出射部材の側方から当該出射部材に光を照射する光源とを有し、
前記光源は、
各々の表面に発光素子が取り付けられる複数の板状基板と、
前記複数の板状基板を構成する各々の前記板状基板の一側面と接触して当該複数の板状基板を立てて並設させ、当該複数の板状基板と電気的に接続した状態で前記発光素子を前記出射部材の側方に対向配置させる配線基板とを含み、
前記板状基板は、
前記表面とは反対側の裏面において前記一側面側に延設され、当該一側面側にて前記配線基板にはんだ付けされることによって前記発光素子に対する給電経路を構成する第1導体パターンと、
前記裏面において前記一側面側に延設されるとともに前記第1導体パターンとは電気的に分離して形成され、当該一側面側にて前記配線基板にはんだ付けされることによって前記発光素子に対する給電経路および当該発光素子で発生した熱の放熱経路を構成する第2導体パターンとを備え、
前記一側面側における前記第1導体パターンの幅と前記第2導体パターンの幅とが同一に設定されることを特徴とする表示装置。 - 前記板状基板の前記裏面に露出する前記第2導体パターンの面積が、当該板状基板の当該裏面に露出する前記第1導体パターンの面積よりも大きく設定されることを特徴とする請求項5記載の表示装置。
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A02 | Decision of refusal |
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