JP4325207B2 - Surface emitting device - Google Patents

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JP4325207B2
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正和 小谷
達也 柳本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin surface light emitting device usable as a light source for a back light of a liquid crystal display. <P>SOLUTION: This surface light emitting device 1 is provided with a LED chip 11 and a light guide plate 12 having a light extracting face 12a and an end face 12b. A part of the LED chip 11 is embedded in the end face of the light guide plate 12, and the other part of the LED chip 11 is exposed from the end face 12b of the light guide plate 12. The LED chip 11 is disposed so that its face exposed from the end face 12b of the light guide plate 12 is disposed on a mounting substrate 17. The mounting substrate 17 is disposed on at least a part of the inner wall face of a casing 13. The surface light emitting device 1 is formed by filling a light guide plate forming material to form the light guide plate 12 in the casing 13 disposed on at least a part of the inner wall face of the mounting substrate 17 on which the LED chip 11 is disposed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&amp;NCIPI

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は液晶ディスプレイのバックライトなどの光源として利用可能な面発光装に関し、特に、厚みを小さくできる薄型の面発光装に関する。 The present invention relates to a surface emitting equipment available as a light source such as a backlight of a liquid crystal display, particularly to a surface emitting equipment thin that can reduce the thickness.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
近年、液晶ディスプレイのバックライトなどの光源として、点光源である発光素子としてのLEDチップをリードフレームに配置しモールド樹脂によって封止した発光ダイオードからの光を面状に発光させる面発光装置が用いられている。 Recently, as a light source such as a backlight of a liquid crystal display, the surface light-emitting device for emitting light to the surface of the LED chip from place to a lead frame light emitting diode sealed with mold resin as a light emitting element is a point light source used It is. この面発光装置は、対向する主面を有する導光板の一端面から1又は2以上の発光ダイオードからの光を入射してその導光板の一方の主面全体から光を出射させるように構成される。 The surface emitting device is composed of the entire one main surface of the light guide plate receiving light from the opposing one or more light emitting diodes from one end surface of the light guide plate having a main surface so as to emit light that.
【0003】 [0003]
このような面発光装置の一例として、模式的断面を図5に示す。 As an example of such a surface-emitting device, showing a schematic cross-section in FIG. 発光ダイオードからの光を導光板である板状透光性部材504に導入するために発光ダイオード502を板状透光性部材504の端面と光学的に接続させる。 Emitting diode light emitting diode 502 to the end face optically connected to the plate-like light-transmissive member 504 to be introduced into the plate-like light-transmissive member 504 is a light guide plate from. また、発光ダイオードが接続される端面及び光取り出し面を除いて、導光体及び実装基板503上に配置された発光ダイオードごと、アルミニウムや白色顔料が添加された樹脂からなる反射板となる筐体505で覆い面発光装置を構成する。 Further, except for the end surface and the light extraction surface emitting diode is connected, each light emitting diode disposed on the light guide and the mounting substrate 503, a reflection plate made of aluminum or resin white pigment is added enclosure 505 constituting the covering surface emitting device. 特に、青色LEDチップと、青色LEDチップから放出された青色光を吸収して、黄色に変換する蛍光体などとを組み合わせて白色系などの混色光が発光可能な発光ダイオードを光源として利用することにより、種々の発光色が発光可能な面発光装置として利用することができる。 In particular, a blue LED chip, absorbs blue light emitted from the blue LED chip, the mixed light, such as a combination of a fluorescent substance that converts to yellow white system utilizes light emission can be light emitting diodes as a light source Accordingly, it is possible that various emission colors are used as light emitting available surface emitting device. このような面発光装置は携帯電話の液晶バックライトなどとしてに急速に普及している。 Such a surface light-emitting device is widely used with a as a liquid crystal backlight of the mobile phone. さらに、市場においては液晶ディスプレイの薄型化が望まれており、そのため面発光装置の薄型化が要求されている。 Further, in the market it has been desired thickness of the liquid crystal display, thinner Therefore the surface light-emitting device is required. また、導光板に発光ダイオード全体を埋没させ、埋没光源付近の側端面から電源接続端子が引き出されている面発光装置が知られている(特許文献1)。 Furthermore, to bury the entire light-emitting diode to the light guide plate, a surface light-emitting device to which a power supply connection terminal are led out from the side end face in the vicinity of buried source is known (Patent Document 1).
【0004】 [0004]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開平5−127158号公報【0005】 JP-A-5-127158 [0005]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、上述のような発光ダイオードを面発光装置に用いた場合、面発光装置を発光ダイオードよりも薄くすることが困難であるという問題があった。 However, when using light emitting diodes as described above to the surface-emitting device, there is a problem that it is difficult to be thinner than the light emitting diodes surface-emitting device. そこで本発明は、液晶ディスプレイのバックライトなどの光源として用いることができる薄型の面発光装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a thin surface-emitting device can be used as a light source such as a backlight of a liquid crystal display.
【0006】 [0006]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る面発光装置は、光取り出し面および端面を有する導光板と、前記端面に一部が埋設され他の部分が前記端面から露出されてなるLEDチップとを備え、前記導光板は、前記光取り出し面を有し、透光性拡散材が含有された第一導光板と、前記端面を有し、前記LEDチップから放出された光を変換する蛍光体が含有された第二導光板とで構成されており、前記第一導光板と第二導光板とが界面で接触されており、前記導光板の厚さが、該導光板の厚さ方向におけるLEDチップの幅に対して2倍以下であり、前記導光板がアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂のいずれかで成形されてなることを特徴とする。 To achieve the above object, a surface light-emitting device according to claim 1 of the present invention, a light guide plate having a light extraction surface and an end, the other part partially embedded in the end face is exposed from the end face and a LED chip made of, the light guide plate has the light extraction surface, a first light guide plate translucent diffusing material is contained, has the end surface, the light emitted from the LED chip is composed of a second light guide plate phosphor that converts is contained, the a first light guide plate and the second light guide plate are in contact at the interface, the thickness of the light guide plate, the light guide plate is twice or less the width of the LED chips in the thickness direction, the light guide plate is characterized by being obtained is molded by either acrylic resins, polycarbonate resins, amorphous polyolefin resins, polystyrene resins. この構成により、発光素子を導光板の端面に取り付けられている実装基板に対して確実に位置決めすることができる。 This configuration can be reliably positioned with respect to the mounting substrate is mounted a light emitting element on the end face of the light guide plate. したがって、発光素子の位置決め不良に起因する輝度低下等を防止することができる。 Therefore, it is possible to prevent a reduction in luminance or the like due to the positioning of the light emitting element failure. さらに、発光素子が複数配置されている場合、各発光素子間の位置決めを確実に行うことができ、面発光装置の輝度ムラを防止することができる。 Further, when the light emitting element is plural arranged, can be reliably positioned between the light-emitting elements, it is possible to prevent the uneven brightness of the surface light-emitting device.
【0007】 [0007]
さらに、本発明の請求項2に係る面発光装置は、請求項1の特徴に加えて、前記面発光装置はさらに、前記導光板が内部に配置された筐体と、前記LEDチップの発光面側に配置された光源カバーとを有し、前記第二導光板は、前記筐体と前記光源カバーで形成される空間内に配置されていることを特徴とする。 Further, the surface emitting device according to claim 2 of the present invention, in addition to the features of claim 1, wherein the surface-emitting device further includes a housing in which the light guide plate disposed therein, the light emitting surface of the LED chip and a light source cover disposed on a side, the second light guide plate is characterized in that it is arranged in the space formed said housing and in the light source cover. この構成によって、実装基板を筐体および導光板に対して確実に位置決めすることができる。 This configuration makes it possible to reliably position the mounting substrate against the housing and the light guide plate. したがって、発光素子の位置決め不良に起因する輝度低下および面発光装置の輝度ムラをより確実に防止することができる。 Therefore, luminance unevenness reduction in brightness and surface light-emitting device due to positioning of the light emitting element defects can be more reliably prevented.
【0008】 [0008]
さらにまた、本発明の請求項3に係る面発光装置は、請求項1 又は2の特徴に加えて、前記導光板の背面及び前記筐体の底面は、光拡散パターンが形成されていることを特徴とする。 Furthermore, the surface emitting device according to claim 3 of the present invention, in addition to the features of claim 1 or 2, the bottom of the back and the housing of the light guide plate, the light diffusion pattern is formed and features.
【0009】 [0009]
また、上記目的を達成するために、本発明の請求項4に係る面発光装は、 請求項1から3のいずれか一の特徴に加えて、前記第一導光板と第二導光板とが、背面に光拡散部を有していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a surface emitting equipment according to claim 4 of the present invention, in addition to any one of the features of claims 1 to 3, wherein the first light guide plate and the second light guide plate There, characterized in that a light diffusing portion on the back.
【0010】 [0010]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための面発光装を例示するものであって、本発明は面発光装を以下のものに特定しない。 However, the embodiments shown below are intended to illustrate the surface emission equipment for embodying the technical idea of the present invention, the present invention does not specify the surface emission equipment in the following.
【0011】 [0011]
また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。 Further, this specification the members shown in the claims, is in no way intended to identify the members of the embodiment. なお、各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。 The sizes and the arrangement relationships of the members shown in the drawings may be exaggerated for clarity. さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。 In addition the following description, the same names and reference numerals and the same or equivalent members as appropriate and a detailed description thereof will be omitted. さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。 In each constituting component of the present invention may be a mode in which serves a plurality of elements in one of the members constituting the plurality of elements with the same member, a plurality of members of the functionality of one member in the opposite It can also be realized by sharing.
【0012】 [0012]
面発光装置は、その用途や目的に応じて使用する導光板の形状を選択することができ、例えば、パソコン等の液晶のバックライトに用いる場合は略矩形の平板状の導光板が用いられ、また、自動車のパネルメーターのバックライト等に用いる場合はそのデザインに応じた形状の導光板が用いられる。 Surface emitting device, the depending on the application or purpose can be selected the shape of the light guide plate used, for example, a substantially rectangular plate-shaped light guide plate is used in the case of using the liquid crystal backlight such as a personal computer, Further, the light guide plate having a shape corresponding to the design is used in the case of using a backlight or the like of an automobile panel meter.
【0013】 [0013]
[実施の形態1] [Embodiment 1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る面発光装置1を側面から見た断面概略図である。 Figure 1 is a cross-sectional schematic view of the surface light-emitting device 1 according to the first embodiment of the present invention from the side. 面発光装置1は、発光素子としてのLEDチップ11と、光取り出し面12aおよび端面12bを有する導光板12と、を備える。 The surface-emitting device 1 includes a LED chip 11 as a light emitting element, a light guide plate 12 having a light extraction surface 12a and the end surface 12b, and. LEDチップ11の一部が導光板12の端面12bに埋設されるとともに、LEDチップ11の他の部分が導光板12の端面12bから露出されている。 With a portion of the LED chip 11 is embedded in the end face 12b of the light guide plate 12, other parts of the LED chip 11 is exposed from the end face 12b of the light guide plate 12. 図1の例では、図面上、LEDチップ11は、右側端部の面が導光板12の右側端面と同一平面を形成するように露出されており、その右側端部の面を除いて全体が導光板12に封止されるように埋設されている。 In the example of FIG. 1, on the drawing, LED chip 11 is exposed as the surface of the right end portion to form a right end surface flush with the light guide plate 12, the whole with the exception of the surface of the right end It is embedded in a sealed manner to the light guide plate 12. LEDチップ11は、導光板12の端面から露出された面が、実装基板17上に配置される。 LED chip 11 is exposed surfaces from the end face of the light guide plate 12 is disposed on the mounting substrate 17. 実装基板17は、筐体13の内壁面の少なくとも一部に配置されている。 The mounting substrate 17 is disposed on at least a portion of the inner wall surface of the casing 13. 図1の例では、実装基板17と筐体13と別体で形成する例を示したが、実装基板17と筐体13とを一体で構成してもよい。 In the example of FIG. 1, an example of forming the mounting board 17 and the housing 13 as separate bodies, and a mounting board 17 and the housing 13 may be formed integrally. この場合、筐体13の内壁面の少なくとも一部に配線パターンが形成される。 In this case, the wiring pattern is formed on at least a part of the inner wall surface of the casing 13. さらに、導光板12上には、導光板12からの光を均一にする拡散シート14、その光を観察される方向に向かわせる第一プリズムシート15および第二プリズムシート16が順に載置される。 Furthermore, on the light guide plate 12, the diffusion sheet 14 to uniform the light from the light guide plate 12, a first prism sheet 15 and second prism sheet 16 directs in the direction to be observed that light are sequentially placed .
【0014】 [0014]
(LEDチップ11) (LED chip 11)
本発明において用いることができる、窒化物系化合物半導体(一般式In i Ga j Al k N、但し、0≦i、0≦j、0≦k、i+j+k=1)としては、InGaNや各種不純物がドープされたGaNをはじめ、種々のものがある。 Can be used in the present invention, a nitride-based compound semiconductor (formula In i Ga j Al k N, where, 0 ≦ i, 0 ≦ j , 0 ≦ k, i + j + k = 1) as, it InGaN and various impurities including doped GaN, there are various things. このLEDチップ11は、MOCVD法等により基板上にInGaNやGaN等の半導体を発光層として成長させることにより形成する。 The LED chip 11 is formed by growing a semiconductor such as InGaN and GaN as light emitting layer on a substrate by MOCVD or the like. 半導体の構造としては、MIS接合、PI接合やPN接合などを有すホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルヘテロ構造のものが挙げられる。 The structure of the semiconductor, MIS junction, homo structure having a like PI junction or PN junction include those hetero structure or double hetero structure. この窒化物半導体層は、その材料や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。 The nitride semiconductor layer can be variously selecting the emission wavelength by the material and the degree of the mixed crystal. また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜で形成した単一量子井戸構造や多量子井戸構造とすることもできる。 The semiconductor active layer may be a single quantum well structure or multiple quantum well structure formed of a thin film quantum effect. 本発明において、LEDチップ11としては、紫外〜青色発光可能な半導体発光層を有し、後述するセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体および/または窒化物系蛍光体を効率よく励起できるLEDチップを用いることが好ましい。 In the present invention, LED as a chip 11 has a ultraviolet to blue emission can be semiconductor light emitting layer, efficiently described later yttrium aluminum garnet is cerium-activated phosphor and / or a nitride-based phosphor it is preferable to use an excitation can LED chips.
【0015】 [0015]
また、LEDチップ11は、サファイア基板等の絶縁基板上に半導体層を形成し同一面側にp電極およびn電極を形成した電極構造としてもよく、GaN基板等の導電性あるいは半導電性基板上に半導体層を形成し半導体層を挟んでp電極およびn電極を対向して形成した対向電極構造としてもよい。 Furthermore, LED chip 11 may be an electrode structure formed of the p-electrode and n-electrode of the semiconductor layer formed on the same side on an insulating substrate such as a sapphire substrate, a conductive or semi-conductive substrate such as GaN substrate or as a counter electrode structure formed to face the p electrode and n electrode across the semiconductor layer forming the semiconductor layer.
【0016】 [0016]
(導光板12) (Light guide plate 12)
本発明において導光板12に用いられる材料としては、光透過性、成形性に優れたものを用いることが好ましく、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂等が挙げられる。 As a material used for the light guide plate 12 in the present invention, optical transparency, it is preferable to use a material having excellent moldability, acrylic resins, polycarbonate resins, amorphous polyolefin resins, polystyrene resins. 導光板12は、略矩形の平板状、自動車のパネルメーターのパネル形状、メーター針の指針など種々の形状に形成することができる。 The light guide plate 12 may be formed substantially rectangular flat plate, the panel shape of the automotive panel meter, into various shapes such as guidelines meter needle. また、導光板12は、たとえば、拡散材としてベンゾグアナミン系樹脂、PET等からなる平均粒径3〜20μmの透光性微粒子を含有する。 Further, the light guide plate 12, for example, contains a translucent fine particles having an average particle size of 3~20μm consisting benzoguanamine resin, PET, etc. as the diffusion material.
【0017】 [0017]
(筐体13) (Housing 13)
本発明において用いられる筐体としては、少なくともLEDチップ11を配置した実装基板17および導光板12を保持可能なものである。 The housing used in the present invention are those capable of retaining the mounting substrate 17 and the light guide plate 12 is arranged at least LED chips 11. 筐体13は樹脂や金属など種々のものが好適に挙げられる。 Housing 13 include suitably various ones such as a resin or a metal. 特に、LEDチップ11の光反射や放熱などを考慮してニッケル、鉄、銅などの金属、ステンレスなどの各種合金がより好適に用いられる。 In particular, nickel in consideration of light reflection and heat dissipation of the LED chip 11, iron, a metal such as copper, various alloys such as stainless steel are more suitably used. さらに、筐体13の内壁面にはAg蒸着されていることが好ましい。 Further, it is preferable that the Ag deposition on the inner wall surface of the housing 13. 筐体13の大きさや形状は、導光板12、LEDチップ11やスペースに合わせて種々選択できる。 The size and shape of the housing 13, various possible selected according to the light guide plate 12, LED chips 11 and spaces. また、筐体13の底面に凹凸を形成し、導光板12の背面に光拡散部を形成することにより、輝度ムラのない均一な発光面が得られる。 Furthermore, irregularities are formed on the bottom surface of the housing 13, by forming the light diffusing portion in the rear surface of the light guide plate 12, uniform light-emitting surface without uneven brightness can be obtained. このような光拡散部としての凹凸は、LEDチップ11近傍において、輝度の高いところはその間隔が疎として、輝度の低いところはその間隔が密となるような拡散パターン(たとえば凸部)を形成させることが好ましい。 Such unevenness of the light diffusing section is formed in the LED chip 11 near the sparse high places has its spacing brightness, diffusion patterns such as where low brightness that interval becomes dense (e.g. protrusions) so it is preferable to be. このような拡散パターンを形成すれば、LEDチップ近傍における輝度ムラをさらに改善することが可能となる。 By forming such a diffusion pattern, it is possible to further improve the brightness unevenness in the LED chips vicinity.
【0018】 [0018]
(実装基板17) (Mounting board 17)
本発明において用いられる実装基板17は、導電パターンが表面に形成された絶縁基板を用いることができる。 Mounting board 17 used in the present invention, the conductive pattern can be used an insulating substrate formed on the surface. 実装基板17上には、1又は2以上のLEDチップ11が配置され、LEDチップ11の電極と導電パターンとが直接あるいはワイヤ等を介して電気的に接続される。 On the mounting substrate 17, one or more LED chips 11 are arranged, the electrode and the conductive pattern of the LED chip 11 are electrically connected directly or via a wire or the like. さらに、この導電パターンは接続端子(図示せず)と電気的に接続されており、この接続端子を介して外部からLEDチップ11に電力が供給される。 Further, the conductive patterns are electrically connected to the connection terminal (not shown), power is supplied to the LED chip 11 from the outside through the connection terminal. 接続端子は、筐体13の開口方向(図1上方)から延出させてもよく、あるいは筐体13の内壁面の一部に開口部を設けて実装基板17の背面(図1右側の面)から露出させてもよい。 Connection terminals, rear (Fig. 1 right face of the opening direction (FIG. 1 above) may also be extended from or inner wall surface of the mounted part an opening substrate 17 of the housing 13, the housing 13 ) may be exposed from.
【0019】 [0019]
LEDチップ11が同一面側にp電極およびn電極を形成した同一面側電極構造である場合は、電極を直接導電パターンにボンディングする、いわゆるフリップチップボンディングとしてもよく、またLEDチップ11の基板側を実装基板17に固定しワイヤを介して導電パターンにボンディングする、いわゆるワイヤボンディングとしてもよい。 If the LED chip 11 is the same side electrode structure forming the p electrode and n electrode on the same side is bonded directly to the conductive pattern of the electrode may be a so-called flip-chip bonding, and the substrate side of the LED chip 11 the through a fixed wire on the mounting substrate 17 are bonded to the conductive pattern may be a so-called wire bonding. フリップチップボンディングとしたとき、LEDチップの電極や発光層において生じる熱を効率的に実装基板17側に放熱することができ、またワイヤボンディングが不要であるため高密度にLEDチップ11を配置することが可能となる。 When the flip-chip bonding, it the heat generated in the electrode or the light emitting layer of the LED chip can be efficiently radiated to the mounting board 17 side, placing the LED chip 11 at a high density for wire bonding is not required it is possible. 一方、ワイヤボンディングとしたとき、LEDチップ11の電極間のショートが生じにくいため量産性を高くすることができる。 Meanwhile, when a wire bonding, a short circuit between the electrodes of the LED chip 11 can be increased productivity for hard to occur. 特に、実装基板17の導電パターンへのワイヤのボンディングの位置をLEDチップ11間に配置することによって、面発光装置の厚みが大きくなることを防止することができる。 In particular, it can be prevented by placing the position of the wire bonding to the conductive pattern of the mounting board 17 between the LED chip 11, that thickness of the surface light-emitting device is increased. LEDチップ11がp電極およびn電極を対向して形成した対向電極構造である場合も同様に実装基板17の導電パターンへのワイヤのボンディングの位置をLEDチップ11間に配置することが好ましい。 It is preferable that the LED chip 11 places the position of the wire bonding to the conductive pattern of p electrodes and n counter electrode likewise the mounting substrate 17 be a the electrode is formed opposite the between LED chip 11.
【0020】 [0020]
また、筐体13の内壁面の少なくとも一部に導電パターンを形成することによって、実装基板17と筐体13を一体に構成してもよい。 Further, by forming a conductive pattern on at least a part of the inner wall surface of the casing 13, the mounting board 17 and the housing 13 may be integrated. 筐体13が樹脂等の絶縁性部材から形成されている場合、たとえば、内壁面の少なくとも一部に導電パターンを直接形成することができる。 If the housing 13 is formed of an insulating member such as resin, for example, it is possible to form a conductive pattern on at least a portion of the inner wall surface directly. 筐体13が金属等の導電性部材から形成されている場合、たとえば、内壁面の少なくとも一部に打ち抜き加工を施してその打ち抜き部に絶縁性部材を介して筐体13の他の導電部材と電気的に絶縁された導電部材を埋め込んで導電パターンを形成することもできる。 If the housing 13 is formed of a conductive member such as metal, for example, by subjecting at least a portion to punching of the inner wall surface and other conductive members of the housing 13 via an insulating member on the punching unit it is also possible to form a conductive pattern embedded electrically insulated conductive member.
【0021】 [0021]
(蛍光体) (Phosphor)
本発明においては、蛍光体を、導光板12、拡散シート14等に含有させることができる。 In the present invention, it is possible to a phosphor, the light guide plate 12, is contained in the diffusion sheet 14 or the like. また、蛍光体を透光性樹脂に含ませた蛍光体シートを、導光板12と拡散シート14との間、あるいは拡散シート14と第一プリズムシート15との間などに配置する構成とすることもできる。 Further, making the phosphor sheet moistened with phosphor translucent resin, between the light guide plate 12 and the diffusion sheet 14, or the construction of arranging the like between the diffusion sheet 14 and the first prism sheet 15 It can also be. 本発明の面発光装置に用いる蛍光体の例としては、可視光や紫外線で励起されて発光するフォトルミネッセンス蛍光体がある。 Examples of phosphor used in the surface emitting device of the present invention, there is photoluminescence phosphor which emits light when excited by visible light or ultraviolet light. 具体的なフォトルミネッセンス蛍光体例としては、青色系が発光可能な窒化物半導体LEDチップからの光との補色により白色系が発光可能な蛍光体としてセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(YAG系蛍光体)や窒化物系蛍光体が挙げられるが、Mg 5 Li 6 Sb 613 :Mnや、Mg 2 TiO 4 :Mn等の蛍光体やこれら蛍光体を複数混合した蛍光体をも利用することができる。 Specific photoluminescent phosphor example, blue is white yttrium-aluminum-garnet fluorescent is cerium-activated as a light emitting fluorescent material by complementary with the light from the light emitting possible nitride semiconductor LED chip body (YAG phosphor) and has a nitride-based phosphor can be cited, Mg 5 Li 6 Sb 6 O 13: Mn and, Mg 2 TiO 4: phosphor or phosphor these phosphors were more mixed such Mn it can be used also.
【0022】 [0022]
ここで、より好適な蛍光体としてセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体について以下に示す。 Here, shown below more preferred phosphors activated with cerium as the yttrium-aluminum-garnet fluorescent material. 本発明において、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は特に広義に解釈するものとしイットリウムの一部あるいは全体をLu、Sc、La、Gd及びSmからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素に置換し、あるいは、アルミニウムの一部あるいは全体を、GaとInの何れか又は両方で置換する蛍光作用を発する蛍光体を含む意味に使用する。 In the present invention, at least selected portions or all of the activated yttrium-aluminum-garnet fluorescent material with cerium shall particularly be interpreted broadly yttrium Lu, Sc, La, from the group consisting of Gd and Sm 1 replaced with one element, or a part or all of the aluminum used in the meaning including a phosphor which emits fluorescence effect of replacing either or both of Ga and in.
【0023】 [0023]
更に詳しくは、一般式(Y z Gd 1-z3 Al 512 :Ce(但し、0<z≦1)で示されるフォトルミネッセンス蛍光体や一般式(Re 1-a Sm a3 Re' 512 :Ce(但し、0≦a<1、Reは、Y、Gd、La、Scから選択される少なくとも一種、Re'は、Al、Ga、Inから選択される少なくとも一種である。)で示されるフォトルミネッセンス蛍光体である。 More specifically, the general formula (Y z Gd 1-z) 3 Al 5 O 12: Ce ( where, 0 <z ≦ 1) photoluminescence phosphor and the general formula represented by (Re 1-a Sm a) 3 Re '5 O 12: Ce (where, 0 ≦ a <1, Re is at least one selected Y, Gd, La, from Sc, Re' is at least one selected Al, Ga, from in. ) is a photoluminescence phosphor indicated by.
【0024】 [0024]
また、YAG系蛍光体に加えて、あるいは単独で窒化物系蛍光体を用いることもできる。 In addition to the YAG fluorescent material, or alone it may be a nitride-based phosphor. 本発明において用いられる窒化物系蛍光体は、Nを含み、かつBe、Mg、Ca、Sr、Ba、及びZnから選択された少なくとも一種の元素と、C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、及びHfから選択された少なくとも一種の元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一種の元素で付活された蛍光体が挙げられる。 Nitride phosphor used in the present invention include N, and Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and at least the one element selected from Zn, C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr and and at least one element selected from Hf, activated phosphor can be cited by at least one element selected from rare earth elements. ここで用いられる窒化物系蛍光体は、LEDチップ11によって発光された可視光、紫外線、あるいはYAG系蛍光体からの発光を吸収することによって励起され発光する。 Here nitride phosphor used is visible light emitted by the LED chip 11 is excited by absorbing ultraviolet light, or the light emission from the YAG phosphor emits light. このような窒化物系蛍光体は、たとえば、Mnが添加されたSr−Ca−Si−N:Eu、Ca−Si−N:Eu、Sr−Si−N:Eu、Sr−Ca−Si−O−N:Eu、Ca−Si−O−N:Eu、Sr−Si−O−N:Eu系シリコンナイトライドがある。 Such nitride-based phosphor, for example, Mn is added Sr-Ca-Si-N: Eu, Ca-Si-N: Eu, Sr-Si-N: Eu, Sr-Ca-Si-O -N: Eu, Ca-Si-O-N: Eu, Sr-Si-O-N: there is Eu-based silicon nitride. この蛍光体の基本構成元素は、一般式L X Si Y(2/3X+4/3Y) :Eu若しくはL X Si YZ(2/3X+4/3Y-2/3Z) :Eu(Lは、Sr、Ca、SrとCaのいずれか)で表される。 The basic constituent elements of the phosphor is represented by the general formula L X Si Y N (2 / 3X + 4 / 3Y): Eu or L X Si Y O Z N ( 2 / 3X + 4 / 3Y-2 / 3Z): Eu (L is, Sr, Ca, or Sr, and Ca) represented by. 一般式中、X及びYは、X=2、Y=5又は、X=1、Y=7であることが好ましい。 In the formula, X and Y, X = 2, Y = 5 or is preferably X = 1, Y = 7. 具体的には、基本構成元素は、Mnが添加された(Sr X Ca 1-X2 Si 58 :Eu、Sr 2 Si 58 :Eu、Ca 2 Si 58 :Eu、Sr X Ca 1-X Si 710 :Eu、SrSi 710 :Eu、CaSi 710 :Euで表される蛍光体を使用することが好ましい。 Specifically, the basic constituent elements, Mn is added (Sr X Ca 1-X) 2 Si 5 N 8: Eu, Sr 2 Si 5 N 8: Eu, Ca 2 Si 5 N 8: Eu, Sr X Ca 1-X Si 7 N 10: Eu, SrSi 7 N 10: Eu, CaSi 7 N 10: it is preferable to use a phosphor represented by Eu. これら蛍光体の組成中には、Mg、Sr、Ca、Ba、Zn、B、Al、Cu、Mn、Cr及びNiからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が含有されていてもよい。 These are in the composition of the phosphor, Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, at least one or more may be contained is selected from the group consisting of Cr and Ni. SrとCaは、所望により配合比を変えることができる。 Sr and Ca can be varied if desired blending ratio.
【0025】 [0025]
このような窒化物系蛍光体は、LEDチップ11によって発光された青色光の一部を吸収して黄から赤色領域の光を発光する。 Such nitride-based phosphor emits light in the red region from yellow absorbs a part of blue light emitted by the LED chip 11. 窒化物系蛍光体をYAG系蛍光体と共に用いることによって、LEDチップ11により発光された青色光と、YAG系蛍光体による黄色光と、窒化物系蛍光体による赤色光とが混色され、暖色系の白色に発光する面発光装置が得られる。 By using the nitride phosphor together with the YAG-based phosphor, and a blue light emitted by the LED chip 11, and the yellow light by the YAG-based phosphor, and red light by the nitride-based phosphor are mixed, warm white emission to the surface emitting device can be obtained.
【0026】 [0026]
[実施の形態2] [Embodiment 2]
図2は、本発明の実施の形態2に係る面発光装置2を側面から見た断面概略図である。 Figure 2 is a cross-sectional schematic view of the surface light-emitting device 2 according to the second embodiment of the present invention from the side. 図面中同一符号が付された部材は実施の形態1における部材と同じであり、説明を省略する。 Members same reference is attached in the drawings are the same as member in the first embodiment, the description thereof is omitted. 実施の形態2においては、LEDチップ11の発光面側(図2上方)に光源カバー18が配置されている点が実施の形態1と異なる。 In the second embodiment, different from the light source cover 18 on the light emitting surface side (FIG. 2 above) of the LED chip 11 is disposed in the first embodiment. このように光源カバー18を発光素子としてのLEDチップ11の発光面側に配置することにより、LEDチップ11からの発光が直接観察者に観測されることがなくなるため、LEDチップ11近傍が特に明るく観察されることが防止される。 By thus placing the light source cover 18 on the emission surface side of the LED chip 11 as a light emitting element, since the light emission from the LED chip 11 is observed directly observer is eliminated, the LED chip 11 near particularly bright be observed is prevented. したがって、より均質な面発光が得られる。 Accordingly, more uniform surface emission can be obtained.
【0027】 [0027]
光源カバー18は、筐体13と同様、樹脂や金属など種々のものが好適に挙げられる。 Light source cover 18, similar to the housing 13, any of various resin or metals. 特に、LEDチップ11の光反射や放熱などを考慮してニッケル、鉄、銅などの金属、ステンレスなどの各種合金がより好適に用いられる。 In particular, nickel in consideration of light reflection and heat dissipation of the LED chip 11, iron, a metal such as copper, various alloys such as stainless steel are more suitably used. さらに、光源カバー18の内面(図2中、下面)にはAg蒸着されていることが好ましい。 Furthermore, (in FIG. 2, the lower surface) the inner surface of the light source cover 18 which is preferably Ag deposited on. さらにまた、光源カバー18の内面に凹凸を形成し、光拡散部とすることによって、より均質な面発光が得られる。 Furthermore, irregularities are formed on the inner surface of the light source cover 18 by the light diffusion section, a more homogeneous surface light emission is obtained. この光源カバー18は筐体13と一体に形成することができる。 The light source cover 18 may be formed integrally with the housing 13.
【0028】 [0028]
[実施の形態3] [Embodiment 3]
図3は、本発明の実施の形態3に係る面発光装置3を側面から見た断面概略図である。 Figure 3 is a cross-sectional schematic view of the surface light-emitting device 3 according to the third embodiment of the present invention from the side. 図面中同一符号が付された部材は実施の形態1および実施形態2における部材と同じであり、説明を省略する。 Members same reference is attached in the drawings are the same as member in the first embodiment and the second embodiment, the description thereof is omitted. 実施の形態3においては、導光板が、光取り出し面121aを有する第一導光板121と、LEDチップ11の一部が埋設される端面122bを有する第二導光板122と、から構成される点が異なる。 In the third embodiment, the light guide plate, a first light guide plate 121 having a light extraction surface 121a, a second light guide plate 122 having an end face 122b of a portion of the LED chip 11 is buried, and from point It is different. 第一導光板121は、拡散材としてベンゾグアナミン系樹脂、PET等からなる平均粒径3〜20μmの透光性微粒子を含有する。 The first light guide plate 121 contains a light-transmitting particle having an average particle size of 3~20μm consisting benzoguanamine resin, PET, etc. as the diffusion material. 第二導光板122は、上述の蛍光体を少なくとも含有する。 Second light guide plate 122, contains at least a phosphor described above. 本実施の形態においては、LEDチップ11の一部が第二導光板122の端面122bに埋設されるとともに、LEDチップ11の他の部分が第二導光板122の端面122bから露出されている。 In the present embodiment, together with part of the LED chip 11 is embedded in the end face 122b of the second light guide plate 122, other parts of the LED chip 11 is exposed from the end surface 122b of the second light guide plate 122. 面発光装置は光源カバー18を備えることが好ましい。 Surface emitting device is preferably provided with a light source cover 18. また、第二導光板122は、筐体13と光源カバー18で形成される空間内に配置されることが好ましい。 The second light guide plate 122 is preferably disposed in the space formed by the housing 13 and the light source cover 18. 本実施の形態によれば、蛍光体による色変換を行う場合、色度ムラの少ない面発光装置を得ることができる。 According to this embodiment, when performing color conversion by the phosphor, it is possible to obtain a small surface-emitting device with chromaticity unevenness.
【0029】 [0029]
【実施例】 【Example】
図4に、上述した本発明の実施の形態1に係る面発光装置の製造方法を概略的に示す。 Figure 4 illustrates a method for manufacturing a surface-emitting device according to a first embodiment of the present invention described above schematically. 本実施例においては、Agを蒸着した厚さ0.15mmの金属から形成された4つの枠(内壁面)と底面からなる筐体13が用いられる。 In this embodiment, housing 13 consisting of four frames (the inner wall surface) and a bottom formed with a thickness of 0.15mm of metal deposited Ag is used. まず、この筐体13の4つの枠の1つに、5つのLEDチップを配置した実装基板17が配置される(図4a)。 First, one of the four frames of the housing 13, five of the mounting substrate 17 to the LED chip is arranged is positioned (Figure 4a). 次に、筐体13内に導光板12を形成する樹脂等の導光板形成材料を充填する。 Then, to fill the light guide plate forming material such as a resin for forming the light guide plate 12 in the housing 13. そして、導光板12上に、厚さ65μmの拡散シート、厚さ65μmの第一プリズムシート、および厚さ65μmの第二プリズムシートが順に載置される(図4b)。 Then, on the light guide plate 12, a diffusion sheet having a thickness of 65 .mu.m, a first prism sheet having a thickness of 65 .mu.m, and a second prism sheet having a thickness of 65 .mu.m are sequentially placed (Fig. 4b).
【0030】 [0030]
このようにして、本発明の面発光装置が得られる。 In this way, the surface emitting device of the present invention is obtained. 本発明に係る面発光装置は、LEDチップ11そのものを導光板12によって封止しているため、従来の面発光装置の厚さが0.8〜1.0mmであったのに対して、0.25〜0.35mmとすることができる。 Surface emitting device according to the present invention, since the seals the LED chip 11 itself by the light guide plate 12, while the thickness of the conventional surface emitting device was 0.8 to 1.0 mm, 0 it can be .25~0.35mm. 導光板12の厚さは、導光板12の厚さ方向におけるLEDチップ11の幅に対して3倍以下が好ましく、より好ましくは2倍以下である。 The thickness of the light guide plate 12 is preferably 3 times or less the width of the LED chip 11 in the thickness direction of the light guide plate 12, and more preferably not more than 2 times.
【0031】 [0031]
さらに、上述のように形成した後、光源カバー18を配置することもできる。 Further, after forming as described above, it may be disposed light source cover 18.
【0032】 [0032]
また、第一導光板121と第二導光板122とを備える面発光装置の製造方法においては、まず、筐体13の開口部の一部を光源カバー18で覆い、筐体13と光源カバー18で形成される空間内に第二導光板122を形成する樹脂等の導光板形成材料を充填する。 In the method for manufacturing a surface-emitting device comprising a first light guide plate 121 and the second light guide plate 122, first, covers part of the opening of the housing 13 in the light source cover 18, the housing 13 and the light source cover 18 the light guide plate forming material such as a resin for forming the second light guide plate 122 in a space in the form filling. その後、残りの筐体13内の空間に第一導光板121を形成する樹脂等の導光板形成材料を充填することにより製造することができる。 Thereafter, it can be prepared by filling the remainder of the light guide plate forming material such as a resin for forming the first light guide plate 121 in the space of the housing 13.
【0033】 [0033]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明した通り、液晶ディスプレイのバックライトなどの光源として用いることができる薄型の面発光装置を提供することができる。 Above-described above, it is possible to provide a thin surface-emitting device can be used as a light source such as a backlight of a liquid crystal display. 本発明の面発光装置においては導光板によってLEDチップを直接モールドしているため、同じチップサイズであっても、LEDチップおよびLEDチップを封止するモールド樹脂からなる発光ダイオードを導光板に配置する面発光装置よりも薄型の面発光装置とすることができる。 Since the surface emitting device of the present invention that are directly molded LED chip by the light guide plate, even with the same chip size, arranging the light-emitting diode comprising a mold resin for sealing the LED chip and the LED chip to the light guide plate it can be a thin surface light-emitting device than the surface-emitting device.
【0034】 [0034]
また、本発明の面発光装置においては導光板によってLEDチップを直接モールドしているため、指向性の強い発光ダイオードを用いた面発光装置と比較して輝度ムラの少ない面発光装置が得られる。 Further, in the surface emitting device of the present invention because it has molded the LED chips directly by the light guide plate, a small area light emitting device uneven brightness can be obtained as compared with the surface light-emitting device using a strong light emitting diode directivity. さらに、本発明の面発光装置においては、発光素子の他の部分が導光板の端面から露出されているため、導光板に発光ダイオードが完全に埋没されている面発光装置と比較して放熱性が高い。 Further, the surface emitting device of the present invention, in addition to portions are exposed from the end face of the light guide plate, heat dissipation emitting diode to the light guide plate as compared with the area light emitting device being completely buried in the light-emitting element It is high.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の実施の形態1に係る面発光装置を側面から見た断面概略図である。 The surface emitting device according to the first embodiment of the present invention; FIG is a schematic sectional view seen from the side.
【図2】本発明の実施の形態2に係る面発光装置を側面から見た断面概略図である。 The surface emitting device according to a second embodiment of the present invention; FIG is a schematic sectional view seen from the side.
【図3】本発明の実施の形態3に係る面発光装置を側面から見た断面概略図である。 [3] The surface emitting device according to a third embodiment of the present invention is a cross-sectional schematic view as viewed from the side.
【図4】本発明に係る面発光装置の製造方法を示す概略図である。 It is a schematic diagram showing a method for manufacturing a surface-emitting device according to the present invention; FIG.
【図5】従来の面発光装置の一例を示す模式的断面である。 5 is a schematic cross section showing an example of a conventional surface emitting device.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1,2,3・・・面発光装置11・・・LEDチップ12・・・導光板13・・・筐体14・・・拡散シート15・・・第一プリズムシート16・・・第二プリズムシート17・・・実装基板18・・・光源カバー121・・・第一導光板122・・・第二導光板 1,2,3-emitting device 11 ... LED chip 12 ... light guide plate 13 ... housing 14 ... diffusing sheet 15 ... first prism sheet 16 ... second prism sheet 17 ... mounting board 18 ... light source cover 121 ... first light guide plate 122 ... second light guide plate

Claims (4)

  1. 光取り出し面および端面を有する導光板と、 A light guide plate having a light extraction surface and end,
    前記端面に一部が埋設され他の部分が前記端面から露出されてなるLEDチップと、 An LED chip other portions partially embedded in the end surface is exposed from the end face,
    を備え、 Equipped with a,
    前記導光板は、 The light guide plate,
    前記光取り出し面を有し、透光性拡散材が含有された第一導光板と、 Having the light extraction surface, a first light guide plate translucent diffusing material is contained,
    前記端面を有し、前記LEDチップから放出された光を変換する蛍光体が含有された第二導光板とで構成されており、 Having said end face, it is composed of a second light guide plate phosphor that converts the light emitted from the LED chip is contained,
    前記第一導光板と第二導光板とが界面で接触されており、 Wherein a first light guide plate and the second light guide plate are in contact at the interface,
    前記導光板の厚さが、該導光板の厚さ方向におけるLEDチップの幅に対して2倍以下であり、 The thickness of the light guide plate is not more than 2 times the width of the LED chips in the thickness direction of the light guide plate,
    前記導光板がアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶性ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂のいずれかで成形されてなることを特徴とする面発光装置。 The light guide plate acrylic resin, polycarbonate resin, amorphous polyolefin resin, a surface-emitting device characterized by comprising been molded by any of the polystyrene resin.
  2. 前記面発光装置はさらに、 The surface emitting device further
    前記導光板が内部に配置された筐体と、 A housing in which the light guide plate disposed therein,
    前記LEDチップの発光面側に配置された光源カバーと、 A light source cover disposed on the light emitting surface side of the LED chip,
    を有し、 Have,
    前記第二導光板は、前記筐体と前記光源カバーで形成される空間内に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の面発光装置。 The second light guide plate, a surface light-emitting device according to claim 1, characterized in that disposed in the space formed said housing and in the light source cover.
  3. 前記導光板の背面及び前記筐体の底面は、光拡散パターンが形成されていることを特徴とする請求項1 又は2に記載の面発光装置。 Bottom of the back and the housing of the light guide plate, a surface light-emitting device according to claim 1 or 2, characterized in that the light diffusion pattern is formed.
  4. 前記第一導光板と第二導光板とが、背面に光拡散部を有していることを特徴とする請求項1から3のいずれか一に記載の面発光装置。 Wherein a first light guide plate and the second light guide plate, a surface light-emitting device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a light diffusing portion on the back.
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