JP2021106137A - 線状光源の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】薄型の線状光源を提供する。【解決手段】第1方向に配列される複数の凹部を備える第1面と、前記第1面と反対側に位置する曲面状の第2面であって、前記第1方向と直交する断面において曲線であり、かつ、前記第1方向に平行な断面において直線である第2面と、を備える基体を準備する工程と、上面と、前記上面と反対側の下面に電極を備える光源を準備する工程と、前記上面を凹部側に向けて、前記凹部に前記光源を配置する工程と、前記光源の電極が露出するように、前記光源及び前記第1面を覆う第1反射部材を配置する工程と、前記第2面上に、第2反射部材を配置する工程と、前記基体を前記第1方向に沿って切断し、前記第1面及び前記第2面と連続し、前記基体の第3面を形成する工程と、を備える線状光源の製造方法。【選択図】図1D

Description

本開示は、線状光源の製造方法に関する。
液晶表示装置のバックライトとして、導光板と、導光板の側面から光を入射させる複数の発光装置を用いたエッジ型の面状光源が知られている。また、発光装置に複数の発光素子を備えた発光装置や線状光源が知られている。
特開2019−036713号公報
薄型の線状光源を提供することを目的とする。
本開示にかかる線状光源の製造方法は、以下の構成を備える。
第1方向に配列される複数の凹部を備える第1面と、前記第1面と反対側に位置する曲面状の第2面であって、前記第1方向と直交する断面において曲線であり、かつ、前記第1方向に平行な断面において直線である第2面と、を備える基体を準備する工程と、
上面と、前記上面と反対側の下面に電極を備える光源を準備する工程と、
前記上面を凹部側に向けて、前記凹部に前記光源を配置する工程と、
前記光源の電極が露出するように、前記光源及び前記第1面を覆う第1反射部材を配置する工程と、
前記第2面上に、第2反射部材を配置する工程と、
前記基体を前記第1方向に沿って切断し、前記第1面及び前記第2面と連続し、前記基体の第3面を形成する工程と、
を備える線状光源の製造方法。
これにより、薄型の線状光源を提供することができる。
実施形態にかかる線状光源の一例を示す模式斜視図である。 実施形態にかかる線状光源の一例を示す模式正面図である。 図1AのIC−IC線における模式断面図である。 図1AのID−ID線における断面図を含む模式斜視図である。 実施形態にかかる線状光源の一例を示す模式下面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式斜視図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式平面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式平面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式平面図である。 図2BのIIE−IIE線における模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造工程の一例を示す模式断面図である。 実施形態にかかる線状光源の製造方法で用いられる光学部材の一例を示す模式斜視図である。 実施形態にかかる線状光源を用いた面状光源の模式平面図である。 図8AのVIIIB−VIIIB線における模式断面図である。
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。また、本開示において「直交」とは、特に他の言及がない限り、2つの直線、辺、面等が90度から±5度程度の範囲にある場合を含む。また、長さ、大きさ等が「同じ」とは、特に他の言及がない限り、それぞれの値が±10%程度の範囲にある場合を含む。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための線状光源を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
実施形態に係る線状光源は、エッジ型の面状光源の光源として使用可能な細長い線状の光源である。線状光源は、面状光源に組み込まれた際に、導光板の側面から光を入射させることができる。1つの面状光源には、1又は複数の線状光源を組み込むことができる。
線状光源は、第1方向に延伸する長尺状である。線状光源は、例えば、直方体である。線状光源は、第1方向(X方向)に延伸する4つの面を備える。詳細には、線状光源は、光出射面を含む正面と、正面の反対側の背面と、導電部材を含み実装面となる下面と、下面の反対側の上面と、を備える。これら4つの面は、第1方向における長さが同じである。また、線状光源は、第1方向と直交する2つの側面を備える。
線状光源の大きさは、例えば、X方向の長さは2mm〜500mm、Y方向の長さは0.5mm〜5mm、Z方向の長さは0.1mm〜2mmとすることができる。
線状光源は、基体、光源、接合部材、第1反射部材、第2反射部材、を少なくとも備える。さらに、外部に露出され光源の電極と電気的に接続される導電部材を備える。
基体は第1方向に延伸する第1面、第2面、及び、第3面を備える。第1面は、第1方向に配列される複数の凹部と備える。第1面の凹部以外は平面部である。第2面は曲面である。詳細には、第2面は、基体は第1方向と直交する断面において曲線であり、かつ、第1方向に平行な断面において直線である。第3面は平面状であり、線状光源の光出射面となる。
光源は凹部に配置される。第1反射部材は基体の第1面の平面部を被覆する。第1反射部材は光源も被覆する。第2反射部材は基体の第2面を被覆する。第1反射部材と第2反射部材は接している。第1反射部材と第2反射部材は、基体の第3面を被覆していない。
導電部材に通電することで光源が発光する。光源からの光は基体の第1面の凹部の底面及び/又は側面から基体の内部に入射される。基体の内部に入射された光は、第1面の平面部又は第2面で反射された後、第3面から外部に放出される。
このような線状光源の製造方法について、以下、説明する。
<実施形態1>
図1A〜図1Eは、実施形態1に係る線状光源の製造方法で得られる線状光源の一例を示す図である。線状光源10は、基体20と、光源30と、第1反射部材50と、第2反射部材60と、を備える。光源30は接合部材40を介して基体20と接合されている。
このような線状光源10の製造方法について、以下、説明する。
図2A〜図4Iに本実施形態の線状光源の製造方法の一例を示す。
(基体を準備する工程)
まず、基体20を準備する。図2Aは、基体20の一例であり、4つの線状光源を一括して形成可能な大きさのものを例示している。図1Aに示す線状光源10の光出射面13となる基体20の第3面23は、この時点ではまだ形成されていない。
基体20は、第1面21と、第1面21の反対側に位置する第2面22と、を備える。
第1面21は、平面視形状が四角形である。第1面21の形状は、これに限らない。第1面21は、第1方向に配列される複数の凹部211を備える。図2Bに示す例では、第1方向に4つの凹部211が配置されている例を示している。また、第1方向に配置された4つの凹部211を備える列が、4列配置されている。第1方向における凹部211の数や凹部211の間隔等は、これに限らず、目的や用途等に応じて適宜選択することができる。
凹部211は開口部の形状が四角形である。凹部211の四角形の一辺が第1方向に平行となるように配置されている。凹部211の底面の形状は四角形である。このような形状とすることで、光源を配置する工程において、所定の位置への光源の配置を容易にすることができる。また、凹部211の側面は傾斜していることが好ましい。凹部211の側面を傾斜させることで、光源を配置する工程において、光源の位置ズレを抑制することができる。凹部211の底面の中心と開口部の中心とは一致している。これにより、光源の光を効率よく発光面側へ出射することができる。
凹部211の側面は例えば、45度〜90度傾斜させることができる。これにより、光源を配置する工程において、光源の位置ズレを抑制することができる。また、凹部211の側面は、断面視において直線であってもよく、あるいは凹状又は凸状の曲線状であってもよい。特に、断面視において、凹部211の側面を直線状とすることが好ましい。これにより、光源からの光取り出しを安定化させることができる。凹部211の深さは、例えば、光源の高さの50%〜100%とすることができる。
凹部211の開口部の形状と底面の形状とは同じでもよく、異なっていてもよい。凹部211の底面の大きさは、光源が載置可能な大きさである。凹部211の底面の面積は、例えば、光源の面積の103%〜300%の大きさとすることができる。
基体の変形例を図2Cに示す。基体20Aでは、凹部211Aの開口部の形状は四角形である。凹部211の四角形の一辺が第1方向から45度回転するように配置されている。このような配置とすることで、光源からの光が、凹部211の各辺から効率よく基体内部に出射され易くなる。つまり、後述の工程によって形成される出射面において、光源と光源の間に向けて光が出射され易くなる。光源と光源の間は、暗部となり易い部分であり、このような部分に向けて光が出射されることで、発光面内において輝度ムラを低減することができる。
基体の別の変形例を図2Dに示す。基体20Bでは、凹部211Bの開口部の形状及び底面の形状は半円形である。半円の直線部分が第1方向に平行となるように配置されている。図2D中のC−C線は、後の工程で切断されて光出射面となる線であり、このC−C線を挟んで直線部分が対向するように凹部211Bが配置される。凹部211Bをこのような形状とすることで、光源からの光の取り出しを安定化することができる。
ただし、凹部211の開口部の形状や底面の形状はこれに限らず、円形、楕円形、六角形、八角形等とすることができる。
凹部211の周辺の平面部212は、平坦な面である。平面部212は、微細な凹凸が形成されていても構わない。
また、基体20の第1面21には、光源が配置される凹部211のほかに、後述の第1反射部材を配置するための溝部や窪みを備えていてもよい。
基体20の第2面22は、曲面状である。詳細には、第2面22は、第1方向と直交する断面において曲線である。ここでは、半円又は半楕円等の弧状の曲線である例を示している。また、第2面22は、第1方向に平行な断面が直線である。換言すると、第2面22は、半円柱、半楕円柱等の側面の一部である曲面状であるともいえる。
図2Aに示す例では、基体20は、第1方向と直交する断面において曲線となる第2面22を、2つ備えている。ただし、これに限らず、1又は3以上の複数の第2面22を備えていてもよい。
1つの第2面22の反対側の第1面21には、第1方向と直交する断面においてそれぞれ2つの凹部211が配置されている。各凹部211は、第1方向と直交する断面において、第2面22の中央から離れた位置と対向する第1面21に配置されている。これは、後述の工程において、第2面22の中心において第1方向に平行な方向に切断するためである。
第1方向と直交する断面において、1つの第2面22の反対側に配置される凹部211は、第2面22の中心までの距離よりも、第2面22の端までの距離の方が、遠い位置に配置することができる。つまり、基体20を切断後、光出射面となる第3面に近い位置に光源を配置することができる。これにより、光源からの光を効率よく外部に出射させることができる。
あるいは、第1方向と直交する断面において、1つの第2面22の反対側に配置される凹部211は、第2面22の中心までの距離よりも、第2面22の端までの距離の方が、近い位置に配置することができる。つまり、基体20を切断後、光出射面となる第3面に遠い位置に光源を配置することができる。これにより、基体20内において光を広げることができ、光出射面となる第3面の広い範囲から均一な光を外部に出射させることができる。
第1方向と直交する断面において、第2面22を複数備える場合、それぞれの第2面22は、隣接する第2面22と接していてもよく、あるいは、離隔していてもよい。図2Aに示す例では、2つの第2面22は離隔している。2つの第2面22の間には連結部24が配置されている。この連結部24は、後の工程で除去される。連結部24を備えることで、基体を切断する際の位置ずれを生じにくくすることができ、安定して切断することができる。また、連結部24を切断することで、断面視において第2面22の端部までを曲線とすることができる。
尚、連結部24の反対側に位置する第1面21は、第2面22の反対側に位置する第1面21と同一面であってもよく、凹部又は凸部を備えるなど、高さの異なる部分であってもよい。連結部24は、図2Aに示すように、第1方向において基体20と同じ長さとすることができる。つまり、2つの第2面22を1つの連結部24で一体とすることができる。また、連結部24は、第1方向において基体20の長さよりも短い長さであってもよい。その場合、連結部24は、1つでもよく、複数であってもよい。
基体20の材料としては、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ、シリコーン等の熱硬化性樹脂等の樹脂材料やガラスなどの光学的に透明な材料を用いることができる。特に、熱可塑性の樹脂材料は、射出成型によって効率よく製造することができるため、好ましい。なかでも、透明性が高く、安価なポリカーボネートが好ましい。また、ポリエチレンテレフタレート等の安価な材料を用いることで、発光モジュールのコストを低減することができる。
(光源を準備する工程)
図3A〜図3Nに、実施形態にかかる発光モジュールに用いることが可能な光源30を例示する。各光源30は、上面31と、上面31の反対側であって電極332を備える下面32と、を備える。
図3Aに示す光源30Aは、発光素子33と、その上に配置される光調整部材37と、を備える発光装置である。光源30Aの下面32は、発光素子33の下面である。また、光源30Aの上面31は、光調整部材37の上面である。光源30Aの側面は、発光素子33と光調整部材37を含む。
発光素子33は、発光ダイオードなど、公知の半導体発光素子を利用することができる。用いる発光素子33の半導体積層体331の組成、発光波長、大きさ、個数などは、目的に応じて適宜選択することができる。発光素子33は、紫外光〜可視光の任意の波長の光を出射する発光素子を選択することができる。例えば、紫外、青色、緑色の光を出射する発光素子としては、半導体積層体331として、窒化物系半導体(InAlGa1−x−yN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を用いた発光素子を用いることができる。また、赤色の光を出射する発光素子としては、GaAs,GaP、InP等を挙げることができる。半導体積層体331の材料およびその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。発光素子33の半導体積層体331の形状は、平面視において正方形、長方形等の四角形や、三角形、六角形等の多角形とすることができる。発光素子の平面視における大きさは、例えば、一辺の長さが、50μm〜1000μmとすることができる。また、発光素子33の高さは、例えば、5μm〜300μmとすることができる。発光素子33の電極332としては、例えば、Cu、Au、Ni等を用いることができる。電極332の厚みは、例えば、0.5μm〜100μmとすることができる。
図3B〜図3Gに示す光源30B〜30Gは、発光素子33の半導体積層体331の側面が、透光性部材35で被覆されている発光装置である。透光性部材35は、発光素子33の側方において、透光性部材35が光源の側面の一部を構成する。このような構造の光源とすることで、発光素子33の側方から出射される光を、光源の側方に向けて出射し易くすることができる。そして、このような構造の光源の透光性部材35の少なくとも一部を、凹部211内に配置することで、凹部211の内側面から基体20内に光を入射させることができる。
さらに、光源30B〜30Fは、発光素子33の上面も透光性部材35で被覆されている。光源30F、30Jの透光性部材35は、第1透光性部材351と、その上に配置される第2透光性部材352の2層構造を含む。また、光源30Kの透光性部材35は、第2透光性部材352の上と、その上に積層される第1透光性部材351の2層構造を含む。第1透光性部材351と第2透光性部材352は、例えば、第1透光性部材351が波長変換物質を含み、第2透光性部材352が実質的に波長変換物質を含まない層とすることができる。また、それぞれ異なる波長変換物質、又は、同じ波長変換物質を含む層であってもよい。透光性部材35は3層以上の構造であってもよい。さらに、半導体積層体331の側面を覆う透光性部材35と上面を覆う透光性部材35は、一体でもよく、別体でもよい。別体の場合は、それぞれ同じ部材の透光性部材35でもよく、波長変換物質の種類や濃度等が異なる透光性部材35を用いてもよい。
光源30B及び30Cは、発光素子33の半導体積層体331の下面と電極23が透光性部材35から露出されている。このような場合、発光素子33の電極332の厚みは薄くすることが好ましい。電極332の厚みは、例えば、0.5μm〜100μm程度とすることができる。このような構造とすることで、光源の厚みを小さくすることができる。そのため、発光モジュールを薄型にすることができる。
図3H〜図3Nに示す光源30H〜30Nは、発光素子33の側方に、光反射性の被覆部材36が配置されている発光装置である。このような構造の光源とすることで、発光素子33から下方に向かう光を反射させることができる。つまり、発光素子33からの光のロスを低減し、発光素子33からの光の取出し効率を向上させることができる。
被覆部材36は、発光素子33の半導体積層体331側面を直接又は間接的に被覆している。光源30H〜30Mでは、被覆部材36は、発光素子33の半導体積層体331の側面を被覆する透光性接着部材34を介して発光素子33の半導体積層体331の側面を被覆している。ただし、これに限らず、光源30Nのように、被覆部材36が発光素子33の半導体積層体331の側面と接していてもよい。
光源30Lでは、被覆部材36は透光性部材35の側面を被覆している。このような構造とすることで、任意の方向への光制御が可能となる。また、光源30Mでは、被覆部材36は透光性部材35のうち、下層側の第1透光性部材351の側面を被覆し、上層側の第2透光性部材352の側面を被覆していない。このような構造とすることで、任意の方向への光制御が可能となる。
光源30H〜30Mは、透光性部材35と発光素子33とは、透光性接着部材34で接着されている。透光性接着部材34は、発光素子33の半導体積層体331の側面を被覆している。透光性接着部材34は、発光素子33と透光性部材35の間にあってもよい。また、透光性接着部材34は、光源30Nに示すように省略してもよい。透光性接着部材34としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂等を用いることができる。
光源30Nは、複数の発光素子33を備える。ここでは、2列2行に配列した4つの発光素子33を備える例を示す。発光素子33の数は、これに限らない。発光素子33の発光波長は、同じでもよく、異なっていてもよい。例えば、図6Gの上図において上側の列には、左から赤色発光素子、緑色発光素子を並べ、下側の列には、左から青色発光素子、赤色発光素子を並べることができる。このように光の三原色である3色の発光素子を備える場合は、これらの上に配置される透光性部材35には波長変換物質を備えなくてもよい。
光源30D〜30Nは、発光素子33の半導体積層体331の下面と電極23の側面とを被覆する光反射性の被覆部材36を含む。つまり、光源の下面32は、被覆部材36と、発光素子33の電極23とで構成される。これにより、発光素子33からの光が配線基板等によって吸収されることを抑制することができる。
光源30E、30F、30G、30I、30J、30K、30M、30Nは、発光素子33の上方に、光調整部材37を備える。光源30Gは、発光素子33の上面と光調整部材37とが接している。これらの各光源の上面31は、光調整部材37で構成される。光調整部材37は、光反射性の部材を含む。光調整部材37を備えることで、光源から上方に出射される光の量を調整することができる。これにより、線状光源10の光出射面13となる基体20の第3面23側から効率よく光を取り出すことができる。
発光素子33の半導体積層体331の底面及び電極332の側面を、被覆部材36又は透光性部材35で被覆される光源は、電極332を覆うめっき層やスパッタ膜などの金属膜を含んでもよい。金属膜の材料は、例えば、Ag、Ni、Au、Ru、Ti,Pt等を、単一の層で、あるいは積層させて用いることができる。積層構造としては、例えば、Ag/Cu、Ni/Au、Ni/Ru/Au、Ti/Pt/Au、Cu/Ni/Auの順に積層させた積層構造とすることができる。金属膜は、一対の電極332の側面を被覆する被覆部材36や透光性部材35の一部と、電極332とを連続して覆うように配置されていてもよい。
(透光性部材)
透光性部材35は、少なくとも発光素子33からの光を透過させる透光性であり、発光素子33から出射される光の60%以上を透過し、好ましくは90%以上を透過する。透光性部材35の材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透光性の熱硬化性の樹脂材料等を用いることができる。
透光性部材35は、上記の樹脂材料中に、波長変換物質として粒子状の蛍光体を含んでもよい。波長変換物質は、発光素子33から出射される光の波長を、異なる波長の光に変換する蛍光体等の波長変換物質を含む。透光性部材35は、波長変換物質を含む層が単層又は複数層含むことができる。また、波長変換物質を含む層と、実質的に波長変換物質を含まない層との積層構造を含むことができる。
蛍光体としては、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えばY(Al,Ga)12:Ce)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えばLu(Al,Ga)12:Ce)、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えばTb(Al,Ga)12:Ce)系蛍光体、シリケート系蛍光体(例えば(Ba,Sr)SiO:Eu)、クロロシリケート系蛍光体(例えばCaMg(SiOCl:Eu)が挙げられる。さらに、窒化物系蛍光体として、βサイアロン系蛍光体(例えばSi6−zAl8−z:Eu(0<z<4.2))、αサイアロン系蛍光体(例えばMz(Si,Al)12(O,N)16(但し、0<z≦2であり、MはLi、Mg、Ca、Y、及びLaとCeを除くランタニド元素)、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム(CASN又はSCASN)系蛍光体(例えば(Sr,Ca)AlSiN:Eu)などが挙げられる。一般式(I)MaMbAl:Euで表される蛍光体(ただし、上記一般式(I))中、Maは、Ca、Sr及びBaからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、Mbは、Li、Na及びKからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、x、y及びzはそれぞれ、0.5≦x≦1.5、0.5≦y≦1.2、及び3.5≦z≦4.5を満たす)、が挙げられる。さらに、SGS系蛍光体(例えばSrGa:Eu)が挙げられる。このほか、マンガン賦活フッ化物系蛍光体(一般式(II)A[M1−aMn]で表される蛍光体(但し、上記一般式(II)中、Aは、K、Li、Na、Rb、Cs及びNH4からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、Mは、第4族元素及び第14族元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、aは0<a<0.2を満たす))が挙げられる。このマンガン賦活フッ化物系蛍光体の代表例としては、マンガン賦活フッ化珪酸カリウムの蛍光体(例えばKSF(KSiF:Mn))がある。
1つの透光性部材に、1種類又は複数種類の蛍光体を含むことができる。複数種類の蛍光体は、混合させて用いてもよく、あるいは積層させて用いてもよい。例えば、青色系の光を出射する発光素子33を用い、蛍光体として緑色系の発光をするβサイアロン蛍光体と赤色系の発光をするKSF蛍光体等のフッ化物系蛍光体とを含むことができる。このような2種類の蛍光体を用いることで、発光モジュールの色再現範囲を広げることができる。また、蛍光体は量子ドットであってもよい。
蛍光体は、透光性部材35の内部においてどのように配置されていてもよい。例えば、蛍光体は、波長変換部材の内部において略均一に分布していてもよく、一部に偏在してもよい。
透光性部材35は、光拡散物質を含んでいてもよい。光拡散物質としては、例えばSiO、TiO、Al、ZnO等の微粒子が挙げられる。
(被覆部材)
被覆部材36は、光反射性の部材である。被覆部材36は、発光素子33から出射される光に対する反射率が、例えば、60%以上とすることができ、70%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。被覆部材36の材料は、白色の顔料等を含有させた樹脂材料であることが好ましい。特に、酸化チタンを含有させたシリコーン樹脂が好ましい。
(光調整部材)
光調整部材37は、光反射性の部材である。光調整部材37は、発光素子33から出射される光の強度や、基体20の厚みや大きさ等に応じて、所望の配光とするために、反射率や透過率を適宜選択することができる。例えば、発光素子33からの光に対する反射率が、例えば、70%以上とすることができ、80%以上とすることができる。光調整部材37材料は、白色の顔料等を含有させた樹脂材料であることが好ましい。顔料は、白色以外であってもよい。特に、酸化チタンを含有させたシリコーン樹脂が好ましい。光調整部材37の厚みは、例えば、30μm〜200μmとすることができ、より好ましくは50μm〜100μmとすることができる。または、誘電体膜(DBR膜)等を用いてもよい。
(凹部に光源を配置する工程)
次に、基体20の凹部211内に光源30を配置する。まず、凹部211内に接合部材40を配置する。例えば、図4Aに示すように、ディスペンスノズル80を用いて、液状の接合部材40を各凹部211内に供給する。接合部材40の量は、例えば、凹部211の上面と同じ高さとなるようにすることができる。あるいは、凹部211の上面よりも低い位置であってもよい。
なお、光源30の上面が、タック性の高い部材である場合には、凹部内に接合部材を配置する工程は省略することもできる。あるいは、光源30側にあらかじめ接合部材を備える場合も、凹部211内に接合部材40を配置する工程は省略することができる。
接合部材40の材料としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透光性の熱硬化性の樹脂材料等を用いることができる。
次に、図4Bに示すように、光源30を配置する。詳細には、光源30の上面を凹部211側(下側)に向けて、光源30を凹部211内に配置する。ここでは、接合部材40を用いる場合を例示しているため、光源30の上面は、接合部材40を介して凹部211の底面と対向して配置される。光源30は、下面(電極面)32を吸着ノズル90で吸着させて移送する。あるいは、複数の光源30を粘着シート等で保持しておき、一括して複数の光源30を配置してもよい。
接合部材40が硬化する前に、光源30を配置する。これにより、光源30の上面31が凹部211の底面に近い位置に配置されるように、接合部材40を押しのけて配置することができる。接合部材40は、光源30の側面をはい上がり、光源30の側面を被覆する。接合部材40の一部は、凹部211から平面部212の上に延伸してもよい。
(第1反射部材を配置する工程)
次に、第1反射部材60を配置する。まず、図4Cに示すように、光源30と、基体20の第1面21とを覆うように第1反射部材60を配置する。第1反射部材60は、基体20の連結部24も覆うように配置する。
第1反射部材60は、印刷、スプレー、圧縮成形等の方法で形成して配置することができる。尚、この段階では、光源30の下面(電極面)32は、第1反射部材60で覆われている。つまり、光源30の電極332は、外部に露出されていない。
次に、図4Dに示すように、第1反射部材60の一部を研削し、光源30の電極332を露出させる。研削の方法としては、砥石等の研削部材を用いて第1反射部材60を面状に研削する方法や、ブラストで第1反射部材60を削る方法を用いることができる。尚、第1反射部材60を形成する際に、電極332が埋まらないように形成する場合は、このような第1反射部材60を削る工程は省略することができる。
第1反射部材60は、発光素子33からの光を反射可能な部材が好ましい。例えば光反射性物質を含有する樹脂材料や、金属材料、誘電体膜等を用いることができる。
第1反射部材60の材料として樹脂材料を用いる場合は、例えば、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂材料を母材とすることが好ましい。樹脂材料中に含有させる光反射性物質としては、例えば、白色物質を用いることができる。具体的には、例えば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどが好適である。光反射性物質は、粒状、繊維状、薄板片状などが利用できる。
第1反射部材60の材料として金属材料を用いる場合は、例えば、Ag、Al、Cu、Ni、Au等が挙げられる。これらは単層構造でもよく、積層構造でもよく、また複合の材料でもよい。
第1反射部材60の材料として誘電体膜を用いる場合は、例えば、SiO、TiO、ZrO、Al、Nb、Ta等の積層膜が挙げられる。
第1反射部材60は、発光素子33からの光に対する反射率が70%以上であることが好ましく、更に、80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。
次に、図4Eに示すように、光源30の電極332と第1反射部材60上に導電部材70を形成する。ここでは、電極332と第1反射部材60の略全面を覆うように形成する例を示している。複数の光源30の電極332と連続するように導電部材70を形成することが好ましい。導電部材70の材料としては、Cu、Ni、Au、Ag等の金属材料を挙げることができる。これらは単層構造でもよく、積層構造でもよい。積層構造としては、例えば、第1反射部材60側からCu/Ni/Auの順に積層させた積層構造を挙げることができる。導電部材70の形成方法としては、スパッタ、めっき、印刷等が挙げられる。導電部材70の膜厚としては、0.03μm〜100μmが挙げられる。特に、スパッタで形成する場合は、0.03μm〜0.08μmとすることが好ましい。
次に、図4Fに示すように、導電部材70を部分的に除去する。導電部材70を除去する方法としては、レーザ光照射、エッチング、研削等が挙げられる。
また、導電部材70を形成する際に、第1反射部材60と光源30との全面に形成するのではなく、あらかじめ必要な個所のみに導電部材70を形成してもよい。例えば、マスク等を用いて、必要な個所のみに導電部材70を形成することができる。その場合は、導電部材70を除去する工程は省略することができる。
なお、導電部材70を形成する工程は、後述の第2反射部材を形成する工程の後に行ってもよい。
次に、図4Gに示すように、基体20の連結部24を除去する。連結部24を備えない基体20を用いる場合は、この工程は省略することができる。連結部24を除去する方法としては、レーザ光照射、切断歯等による切削等が挙げられる。連結部24を除去する際に、第1反射部材60の一部又は全部が除去されてもよい。尚、図示していないが、基体20は、それらを支持するためのフレーム等に連結されていてもよい。つまり、図4Gに示す端面図においては2つの基体20は完全に分離しているが、それ以外の部分、例えば、X方向の延長上に配置されるフレーム部によって、2つの基体20は連結されていてもよい。
(第2反射部材を配置する工程)
次に、図4Hに示すように、第2反射部材50を配置する。詳細には、基体20の第2面22の全面を被覆するように配置する。第2反射部材50の上面は、基体20の第1面21と平行になるように平らな面とすることができる。あるいは、第2反射部材50の上面は、第1反射部材60の下面と平行になるように平らな面とすることができる。
第2反射部材50の材料としては、第1反射部材60の材料として挙げられた材料と同様のものを用いることができる。これらの材料の中から、第2反射部材50は、第1反射部材60と同じ材料を選択してもよく、異なる材料を用いてもよい。図4Hに示すように、第1方向と直交する断面において、第2反射部材50の上面を平らな面とする場合は、基体20の第2面22の上において第2反射部材50の厚みが異なる。そのため、第2反射部材50の材料として、樹脂材料を用いることが好ましい。
第2反射部材50として金属材料や誘電体膜を用いる場合は、基体20の第2面22の形状に追随して曲面状の第2反射部材が形成される。その場合は、さらに、第2反射部材を被覆するように樹脂材料等による保護部材を形成して、保護部材の上面を平らな面とすることができる。このような場合、保護部材としては、光反射性の樹脂材料、光透過性の樹脂材料、光吸収性の樹脂材料等を用いることができる。
次に、基体20を切断し、基体20の第3面23を形成する。詳細には、1つの基体20の中央であって、2つの凹部211を挟む位置において、第1方向に沿って基体20を切断する。同時に、基体20を上下で挟んでいる第1反射部材60と第2反射部材50も切断する。これにより、基体20の第3面23が形成されるとともに、線状光源の正面(光取り出し面)が形成される。
また、複数の基体20が1つの第2反射部材50で被覆されている場合、基体20の間の第2反射部材50を切断する。このとき、基体20の間に第1反射部材60がある場合は、第1反射部材60も同時に切断する。これにより、線状光源10の背面12が形成される。
以上のようにして、図1A等に示す線状光源10を得ることができる。
<実施形態2>
図5は、実施形態に係る線状光源の製造方法で得られる線状光源の一例を示す図である。実施形態1では光源が発光素子と発光素子を被覆する部材とを備えているのに対し、実施形態2では光源が発光素子のみである点において、実施形態1と異なる。つまり、線状光源10Aの光源30は、発光素子33と同一である。
さらに、実施形態2では、凹部211内に波長変換部材100を配置し、その波長変換部材100上に接合部材41を配置している点が異なる。つまり、光源30(33)の上面は、凹部211の底面と、波長変換部材100及び接合部材40を介して対向している。
図6A〜図6Dに、実施形態2に係る線状光源の製造方法について、主に実施形態1と異なる点について説明する。
(基体を準備する工程)
基体を準備する工程は、実施形態1と同様である。
(光源を準備する工程)
実施形態2において、光源30は発光素子33のみから構成される。発光素子としては、実施形態1の光源30A等に用いられる発光素子33と同様のものを用いることができる。
(凹部内に光源を配置する工程)
実施形態2では、凹部211内に、波長変換部材100を配置する。波長変換部材100は、透光性の母材と、蛍光体等の波長変換物質を含む。母材の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、これらを混合した樹脂、または、ガラスなどの透光性材料を用いることができる。波長変換物質としては、例えば、YAG蛍光体、βサイアロン蛍光体またはKSF系蛍光体等のフッ化物系蛍光体、CASN系蛍光体、SCASN系蛍光体等の窒化物系蛍光体などが挙げられる。また、波長変換物質は量子ドットであってもよい。波長変換物質は、1種又は2種以上を用いることができる。また、波長変換部材100は、波長変換物質をそれぞれ含有する複数の層が積層された構造であってもよい。さらに、波長変換部材100は、波長変換物質を含む層と、波長変換物質を含まない層とが積層された構造であってもよい。透光性部材35は、SiOやTiO等の微粒子を含有していてもよい。
波長変換部材100を配置する方法としては、例えば、図6Aに示すようなディスペンスノズル81を用いて液状の波長変換部材100を凹部211内に配置する方法が挙げられる。あるいは、基体20の第1面21上に、凹部211に相当する部分に開口を有するマスクを載置し、スキージを用いて印刷することで凹部211内に波長変換部材100を配置することができる。
波長変換部材100は、あらかじめ成形された硬化物を用いてもよい。例えば、シート状の成形された波長変換部材100を、凹部211内に配置可能な大きさに切断して小片化したものを用いることができる。あるいは、凹部211に配置可能な大きさであらかじめ成形した波長変換部材100を用いることができる。
図6Aに示す例では、波長変換部材100は凹部211の周辺の平面部212と同じ高さである。ただし、これに限らず、凹部211から平面部211上に延伸するように配置してもよい。
波長変換部材100を加熱等により硬化した後、波長変換部材100上に接合部材41を配置する。接合部材41は、実施形態1で用いた接合部材40と同じ材料を用いることができる。
接合部材41は、波長変換部材100の一部又は全部を覆うように配置することができる。接合部材41を配置する方法としては、図6Bに示すように、ディスペンスノズル82を用いて液状の接合部材41を波長変換部材100上に配置する方法が挙げられる。
次に、図6Cに示すように、光源33を配置する。詳細には、光源33の上面を凹部211側に向けて、波長変換部材100上の接合部材41上に光源33を配置する。光源33は、下面(電極面)を吸着ノズル91で吸着させて移送する。あるいは、複数の光源33を粘着シート等で保持しておき、一括して複数の光源33を配置してもよい。
接合部材41が硬化する前に、光源33を配置する。これにより、光源33の上面が波長変換部材100に近い位置に配置されるように、接合部材41を押しのけて配置することができる。接合部材41は、光源33の側面をはい上がり、光源33の側面を被覆する。接合部材41は、例えば、光源33の側面の5%以上を被覆することができる。ただし、接合部材31は、光源33の側面を被覆しないようにすることもできる。
(第1反射部材、導電部材、第2反射部材を配置する工程)
第1反射部材60を配置する工程は、実施形態1と同様に行うことができる。同様に、導電部材70を形成する工程、第2反射部材を配置する工程も、実施形態1と同様に行うことができる。最後に、図6Dに示すように、基体20の第2面22の中央で基体20、第1反射部材60、第2反射部材50を切断する。同様に、2つの基体20の間で、第1反射部材60及び第2反射部材50を切断する。これにより、線状光源10Aを得ることができる。
<実施形態3>
実施形態3では、実施形態1又は実施形態2における、基体を準備する工程に代えて、図7に示すような、基体20の第2面22側にあらかじめ第2反射部材50が配置された光学部材110を準備する工程を備える。光学部材110を準備する工程は、例えば、基体20を準備し、基体20の第2面22を覆う反射部材(第2反射部材50)を形成する工程を経て準備することができる。あるいは、あらかじめ基体20と反射部材(第2反射部材50)とを備える光学部材110を購入して準備してもよい。他の工程は、実施形態1又は実施形態2と同様に行うことができる。
図8Aは、実施形態1で得られた線状光源10を、導光板130の端面に配置した面状光源120の一例である。線状光源10は、TFT(Thin−Film Transistor)を有するTFT基板等の配線基板と接合することができる。
(導光板)
導光板は、発光素子からの光が入射され、面状の発光を行う透光性の部材である。導光板の材料としては、アクリル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル等の熱可塑性樹脂、エポキシ、シリコーン等の熱硬化性樹脂等の樹脂材料やガラスなどの光学的に透明な材料を用いることができる。特に、熱可塑性の樹脂材料は、射出成型によって効率よく製造することができるため、好ましい。なかでも、透明性が高く、安価なポリカーボネートが好ましい。
本開示に係る発光モジュールは、例えば、液晶ディスプレイ装置のバックライトとして利用することができる。
10、10A…線状光源
11…下面
12…背面
13…正面(光出射面)
14…上面
15…側面
20、20A、20B…基体
21、21A、21B…第1面(光入射面)
211、211A、211B…凹部
212…平面部
22…第2面(光反射面)
23…第3面(光出射面)
24…連結部
30(30A、30B、30C、30D、30E、30F、30G、30H、30I、30J、30K、30L、30M、30N)…光源
31…光源の上面
32…光源の下面(電極面)
33…発光素子(光源)
331…半導体積層体
332…電極
34…透光性接着部材
35…透光性部材
351…第1透光性部材
352…第2透光性部材
36…被覆部材
37…光調整部材
40、41…接合部材
50…第2反射部材
60…第1反射部材
70…導電部材
80、81、82…ディスペンスノズル
90、91…吸着ノズル
100…波長変換部材
110…光学部材
120…面状光源
130…導光板

Claims (5)

  1. 第1方向に配列される複数の凹部を備える第1面と、前記第1面と反対側に位置する曲面状の第2面であって、前記第1方向と直交する断面において曲線であり、かつ、前記第1方向に平行な断面において直線である第2面と、を備える基体を準備する工程と、
    上面と、前記上面と反対側の下面に電極を備える光源を準備する工程と、
    前記上面を凹部側に向けて、前記凹部に前記光源を配置する工程と、
    前記光源の電極が露出するように、前記光源及び前記第1面を覆う第1反射部材を配置する工程と、
    前記第2面上に、第2反射部材を配置する工程と、
    前記基体を前記第1方向に沿って切断し、前記第1面及び前記第2面と連続し、前記基体の第3面を形成する工程と、
    を備える線状光源の製造方法。
  2. 第1方向に配列される複数の凹部を備える第1面と、前記第1面と反対側に位置する曲面状の第2面であって、前記第1方向と直交する断面において曲線であり、かつ、前記第1方向に平行な断面において直線である第2面と、を備える基体と、前記第2面を覆う反射部材とを備える光学部材を準備する工程と、
    上面と、前記上面と反対側の下面に電極を備える光源を準備する工程と、
    前記上面を凹部側に向けて、前記凹部に前記光源を配置する工程と、
    前記光源の電極が露出するように、前記光源及び前記第1面を覆う第1反射部材を配置する工程と、
    前記基体を前記第1方向に沿って切断し、前記第1面及び前記第2面と連続し、前記基体の第3面を形成する工程と、
    を備える線状光源の製造方法。
  3. 前記第2面は複数であり、前記第2面の間に連結部を備える、請求項1又は請求項2に記載の線状光源の製造方法。
  4. 前記光源は、発光素子と透光性部材を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の線状光源の製造方法。
  5. 前記光源は、発光素子からなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の線状光源の製造方法。
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