CN102106002A - 照明用光源 - Google Patents

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高桥健治
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

提供一种在抑制光的取出效率下降的同时、散热特性良好的照明用光源。包括：安装基板；安装在安装基板上的LED(25)；和含有对从LED(25)射出的光的波长进行变换的荧光体粒子的硅树脂成形体(26)。安装基板由包含透光性或高反射性陶瓷粒子的陶瓷层(24)覆盖金属基板(23)而构成。

Description

照明用光源
技术领域
本发明涉及一种使用了LDE等发光元件的照明用光源，尤其是涉及一种改善从发光元件射出的光的取出效率的技术。
背景技术
近年来，从对地球环境的关心出发，提出了将LED等发光元件应用于照明用光源的技术。作为用于照明的白色光源，当前假定了如下LED模块，即：在安装基板上安装蓝色LED，以含有黄色荧光体的硅树脂覆盖该蓝色LED。作为安装LED的安装基板，一般采用树脂基板或陶瓷基板。另外，即使是树脂基板和陶瓷基板之一，为了将从LED射出的光尽可能取出到外部，也最好使用基板表面的光反射率高的基板。
特许文献1：特开2003-277479号公报
然而，树脂基板虽然适于照相机的闪光灯光源等短时间发光用途，但不适于照明用光源等长时间发光用途。作为其理由，举出树脂基板的散热特性差，流过LED的电流受限导致难以长时间高亮度发光、以及因LED发热等影响，基板表面变黄，基板表面的光反射率下降。
另外，陶瓷基板虽然没有LED发热等影响导致的光反射率下降的问题，但是，具有因对机械冲击弱导致处理时需要加以注意的缺点。另外，尽管陶瓷基板的散热特性比树脂基板的散热特性高，但很难说对于象照明用光源那样长时间且高亮度发光的用途是足够的。并且，与树脂基板相比，成本约需5倍。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有良好的散热特性、并能够维持良好的光取出效率的照明用光源。
本发明的照明用光源具有：安装基板；安装在所述安装基板上的发光元件；和变换从所述发光元件射出的光的波长的波长变换部件，所述安装基板由包含透光性陶瓷粒子或高反射陶瓷粒子的陶瓷层覆盖金属基板而构成。
发明效果
根据上述结构，由于以金属基板为基体材料，故能够得到良好的散热特性。并且，在金属基板上覆盖了包含透光性陶瓷粒子或高反射陶瓷粒子的陶瓷层，该陶瓷层用作光的反射层。因此，不会因发光元件的发热等影响而使基板表面变黄、光反射率下降，能够维持良好的光取出效率。并且，通过在金属基板上覆盖陶瓷层，由此，能够确保绝缘性，并且成本与陶瓷基板相比也降低至约1/5。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的照明用光源的结构的图。
图2是表示本发明实施方式的LED模块的结构的截面图。
图3是对本发明实施方式的安装基板的一部分进行放大后示意性地示出的截面图。
图4是表示不同反射材料材质(氧化铝)的光谱反射率的曲线。
图5是表示不同反射材料材质(白抗蚀剂)的光谱反射率的曲线。
图6是表示不同反射材料材质(BT基板)的光谱反射率的曲线。
图7是表示不同反射材料材质(Al表面无粗糙)的光谱反射率的曲线。
图8是表示不同反射材料材质(Al表面有粗糙)的光谱反射率的曲线。
图9是表示不同反射材料材质(Ag电镀，Cu-Ni-Ag)的光谱反射率的曲线。
图10是表示不同反射材料材质(Ag电镀，Cu- Ag)的光谱反射率的曲线。
图11是表示不同反射材料材质(Au电镀)的光谱反射率的曲线。
图12是表示不同反射材料材质初期时及热恶化后的光谱反射率的曲线。
图13是表示本发明第1变形例的LED模块的结构的截面图。
图14是表示本发明第2变形例的LED模块的结构的截面图。
图15是表示本发明第3变形例的LED模块的结构的截面图。
图16是表示本发明第4变形例的LED模块的结构的图，(a)是A-A截面图，(b)是从背面看LED模块的图。
具体实施方式
参照附图详细说明实施本发明的最佳方式。
<结构>
图1是表示本发明实施方式的照明用光源的结构图。在本实施方式中，以代替具有E型灯头的灯泡的照明用光源为例进行说明。
照明用光源1具有：突出设置了E型灯头15的壳体11；容纳在壳体11内的电源电路12；固定在壳体11上的散热片16；配置在散热片16的上表面的安装基板21；安装在安装基板21上表面的发光部22；固定在散热片16上并覆盖安装基板21的上方的球状物17。电源电路12在印刷布线板13上安装了各种电子部件14，具有将通过E型灯头15供给的商用电供给发光部22的功能。电源电路12及发光部22例如通过导入到散热片16中的贯通孔的布线而进行电连接。散热片16例如是对铝进行氧化铝膜处理而成的部件，并与安装基板21面接触。安装基板21及发光部22构成了LED模块。
图2是表示本发明实施方式的LED模块结构的截面图。
安装基板21由金属基板23及陶瓷层24构成。发光部22由作为发光元件的LED25及作为波长变换部件的硅树脂成形体26构成。LED25是射出蓝色光(峰值波长为460nm±10nm左右)的所谓的蓝色LED。硅树脂成形体26含有吸收蓝色光、放出黄色光的黄色荧光体。LED25配置在陶瓷层24的上表面，由接合件31固定。另外，也可以使LED25和陶瓷层24直接接触，也可以使导热性膏等介于其间后相接触。在陶瓷层24的上表面上，除LED25之外，还配设有布线图案32，LED25上表面的焊盘（pad）33和布线图案32由引线34电连接。
图3是对本发明实施方式的安装基板的一部分进行放大后示意性地示出的截面图。
金属基板23例如由铝或铜等金属材料、或以金属材料为主要成分的复合材料构成，基板的厚度为0.1mm以上5.0mm以下。
陶瓷层24由透光性或高反射的陶瓷粒子27的集合体构成，层厚为10μm以上200μm以下。另外，陶瓷粒子的粒径为0.5μm以上50μm以下。作为透光性或高反射的陶瓷材料，例如举出氧化铝(氧化铝：Al2O3)、氧化硅(SiO2，SiO)、氧化锡(SnO，SnO2)、氧化钽(Ta2O5)、氧化钇(Y2O3)等氧化物。可以仅使用其中的一种，也可以混合2种以上使用。陶瓷粒子27的单体具有透光性，陶瓷粒子27的集合体则由于粒子产生的光散射而具有良好的光反射特性。陶瓷层24由于是陶瓷粒子27的集合体，所以具有良好的反射特性。从LED25射出的光中的朝向安装基板21的光被陶瓷层24反射，基本不到达金属基板23。
另外，金属基板23及陶瓷层24之间不介入粘接剂等物质，通过晶粒彼此的原子间力而结合。这种结构可通过在金属基板上喷镀透光性的陶瓷粒子从而在金属基板表面形成陶瓷喷镀保护膜的方法、或在金属基板上压接了陶瓷薄板的状态下，实施未达到金属基板的熔融温度的热处理的方法等来加以实现。
在上述安装基板21中，因以导热率高的金属基板23为基体材料，所以与现有的树脂基板或陶瓷基板相比，具有良好的散热特性。例如，金属基板的导热率为236W/m·K(铝)或390 W/m·K(铜)，而现有的树脂基板及陶瓷基板的导热率分别为0.5W/m·K(BT基板：双马来酰亚胺三嗪树脂（bismaleimide triazine）)、33W/m·K(氧化铝)。
另外，在上述安装基板21中，由于金属基板23及陶瓷层24通过晶粒彼此的原子间力而结合，所以与粘接剂等物质介于其间的情况相比，能够降低在金属基板23和陶瓷层24的界面的热阻。并且，在安装基板21中，由于使导热率较低的陶瓷层24的厚度比导热率较高的金属基板23的厚度薄，所以可尽可能地降低安装基板21的热阻。
并且，在上述安装基板21中，以陶瓷层24作为光反射层，所以不会因LED25发热等的影响而变黄从而导致光反射率下降，能够维持良好的光取出效率。另外，最好是安装基板21在波长域460nm±10nm下的光谱反射率为70%以上。安装基板21的光谱反射率可通过适当调整陶瓷层24的厚度、陶瓷粒子27的材质或粒径等来实现。下面，验证安装基板的光反射率。
<验证>
图4～图11是表示不同反射材料材质的光谱反射率的曲线。并且，图12是表示不同反射材料材质初期时及热恶化后的光谱反射率的曲线。
图4～图11的反射材料材质分别依次是氧化铝、白抗蚀剂(大洋墨水制造株式会社制，PSR-4000LEW1)、BT树脂(三菱可燃气化学株式会社制，CCL-L820WDI)、铝(A5O52，表面无粗糙)、铝(A5O52，表面有粗糙)、Ag电镀(Cu-Ni-Ag)、Ag电镀(Cu -Ag)、 Au电镀(Al-Au)。这些反射材料材质中氧化铝相当于本发明的实施例，此外的反射材料材质相当于比较例。另外，在图4～图11的各图中绘制了多个数据。这些是多个采样的测定结果。
参照图12的表格，作为本发明实施例的氧化铝的光谱反射率(波长460nm)在初期时高达约83%，且即使热恶化后也维持约83%。之所以评价波长460nm下的光谱反射率，是因为LED的射出光的峰值波长在460nm附近。另外，作为比较例的BT树脂的光谱反射率在初期时在上述反射材料材质中最高约为87%，但热恶化后下降至约78%或约58%。并且，白抗蚀剂的光谱反射率初期时也约为77%，但热恶化后下降至约60%。作为比较例的Ag电镀(Cu-Ni-Ag)的光谱反射率初期时约为80%，但热恶化后下降至约58%、约56%或约50%。另外，图12的表格中，180℃/1h等的表述表示施加于样品的温度(℃)和时间(hour)。
从图4、图5及图6的曲线可知，氧化铝、白抗蚀剂及BT树脂在可见光的波长域中都具有80%以上的高光谱反射率。可是，从图12的表格可知，氧化铝的光谱反射率不因热而恶化，而白抗蚀剂及BT树脂的光谱反射率会因热而恶化。这是源于作为陶瓷的一种的氧化铝对热难以变质，而作为树脂的一种的白抗蚀剂及BT树脂对热易变质。
从上述测定结果可知，通过在安装基板的反射材料材质中采用陶瓷，由此能够在初期时得到高的光取出效率，进而即便热恶化后也能够较高地维持光取出效率。
以上，基于实施方式，就本发明的照明用光源进行了说明，但本发明不限于上述实施方式。例如，考虑如下的变形例。
(1)在实施方式中，在安装基板上表面形成了布线图案，但也可以通过极力减少布线图案来提高光取出效率。例如，在图13所示的LED模块中，直接由引线34对相邻的LED25彼此之间进行连接。由此能够减少覆盖陶瓷层24的布线图案的面积，并能够提高光取出效率。
(2)在实施方式中，作为发光元件，举出了LED，但发光晶体管、有机EL、无机EL等也能够适用。
(3)在实施方式中，作为波长变换材料，举出了荧光体，但只要是半导体、金属络合物、有机染料、颜料等包含吸收某个波长的光并发出与所吸收的光不同波长的光的物质的材料，都能够适用。
(4)在实施方式中，作为波长变换部件，举出了含有荧光体粒子的硅树脂成形体，但烧结荧光体粒子而得到的陶瓷成形体也能够适用。
(5)在实施方式中，利用蓝色LED和黄色荧光体的组合得到白色光，但也可以采用紫外线LED和发出三原色的光的各荧光体的组合。
(6)在实施方式中，举出了代替灯泡的照明用光源，但本发明不限于此，对一般的照明光源也可适用。但是，由于代替灯泡的照明用光源限制散热片的尺寸，故与一般的照明用光源相比需要进一步提高散热特性。因此，将本发明应用于代替灯泡用的照明用光源更有效。
(7)在实施方式中虽未特别提及，但在陶瓷层为多孔质时，也可以对陶瓷层实施封孔处理。
(8)不仅是金属基板的单面，也可以在双面覆盖陶瓷层。另外，也可以使陶瓷层覆盖包含金属基板的两面及侧面的整个面。
(9)通常，由于金属与陶瓷热膨胀系数不同，所以一旦安装基板的温度因LED点亮而上升，则在安装基板上往往会产生翘曲。这是因为，金属基板的温度上升时，金属基板的表面侧因固定在陶瓷层上而难以膨胀，金属基板的背面侧因是自由的而容易发生膨胀。安装基板的翘曲与同散热片的热接触发生恶化有关，所以最好是采用即便温度上升也难以产生翘曲的构造。
在图14示出的安装基板中，具有将金属基板23的表面划分成多个区域，对每个划分设置了陶瓷层24的构造。由此，可减轻金属基板的表面侧对陶瓷层的固定，金属基板的表面侧也某种程度地发生热膨胀。因此，可抑制在安装基板中产生翘曲。另外，划分的尺寸可以是分别划分LED的尺寸，也可以是以多个单位划分LED的尺寸。另外，该构造例如可通过在金属基板23的整个表面上形成陶瓷层，在该陶瓷层上以规定间隔形成沟41来实现。沟41可通过蚀刻等化学处理或研磨等机械处理来形成。
在图15示出的安装基板中，在金属基板23的背面也以规定间隔设置了沟42。在该构造中，金属基板23背面侧的膨胀被沟42某种程度地吸收。因此，可减轻金属基板23表面侧和背面侧的膨胀差，其结果，能够抑制在安装基板上产生翘曲。另外，在图15示出的安装基板中，沟41、42的内部具有曲率(即沟41、42的截面为U字形)。由此，即使反复发生热膨胀和热收缩，也能够抑制在金属基板23上产生以沟41、42为起点的裂纹。并且，将沟42与沟41的对置位置错开后配置。由此，即便以沟41、42为起点产生了裂纹，也能够降低从金属基板23的表面侧延伸的裂纹和从背面侧延伸的裂纹相连的概率。其结果，能够降低安装基板因裂纹而发生破损的概率。
在图16示出的安装基板中，在金属基板23的背面形成了井字形的梁构造43。这也与图15的沟42一样，由于金属基板23背面侧的膨胀被凹部某种程度吸收，所以能够抑制在安装基板上产生弯曲。并且，如图16所示，由于LED被安装在对应于梁的位置，所以从LED至散热片的热路径最短。因此，即便采用了梁构造，也能够抑制散热特性的恶化。并且，该构造例如可通过由蚀刻等化学处理在金属基板23的背面以规定间隔形成凹部来实现。
工业适用性
本发明可广泛利用于一般照明。
符号说明
1 照明用光源
11 壳体
12 电源电路
13 印刷布线板
14 电子部件
15 E型灯头
16 散热片
17 球状物
21 安装基板
22 发光部
23 金属基板
24 陶瓷层
25 LED
26 硅树脂成形体
27 陶瓷粒子
31 接合件
32 布线图案
33 焊盘
34 引线
41、42 沟
43 梁构造。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种照明用光源，其特征在于，具有：
安装基板；
安装在所述安装基板上的发光元件；和
变换从所述发光元件射出的光的波长的波长变换部件，
所述安装基板由包含透光性陶瓷粒子或高反射陶瓷粒子的陶瓷层覆盖金属基板而构成；
所述金属基板和所述陶瓷层之间不通过粘接剂结合，而借助于晶粒之间的原子间力结合。
2.根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述陶瓷层的厚度比所述金属基板的厚度薄，所述陶瓷层的厚度为10μm以上200μm以下，所述金属基板的厚度为0.1mm以上5.0mm以下。
3.根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
从所述发光元件射出的光的波长区域中的所述安装基板的光谱反射率为70%以上。
4.根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述陶瓷层是透光性陶瓷粒子或高反射陶瓷粒子的喷镀保护膜、或者陶瓷薄板。
5.根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述陶瓷层覆盖在所述金属基板的两面或整个面。
6.根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述照明用光源还具有：
与所述安装基板面接触的散热片部件；和
壳体，突出设置灯头，容纳将经该灯头供给的电供给所述发光元件的电源电路，并固定所述散热片部件。
7.根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
将所述金属基板的表面划分成多个区域，对每个划分设置了所述陶瓷层。
8.根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
在所述金属基板的未被所述陶瓷层覆盖的面上，以规定间隔设置了沟或凹部。
9.根据权利要求3所述的照明用光源，其特征在于，
所述安装基板在波长425nm以上800nm以下的光谱反射率在初期为80%以上。
10.根据权利要求3所述的照明用光源，其特征在于，
所述安装基板在从所述发光元件射出的光的波长区域中的光谱反射率，即便在180℃的温度下保持1个小时的热恶化试验、以及在215℃的温度下保持1个小时的热恶化试验之一中，均与初期值无变化。
11.根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述金属基板的表面由沟划分成多个区域，对每个划分设置了陶瓷层。
12.根据权利要求11所述的照明用光源，其特征在于，
在所述金属基板的背面以规定间隔设置了沟。
13.根据权利要求12所述的照明用光源，其特征在于，
设置在所述金属基板背面的沟位于如下位置，即：从与设置在所述金属基板表面的沟相对置的位置错开的位置。
14.根据权利要求11或12所述的照明用光源，其特征在于，
所述沟的截面为U字形。
15.根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
在所述金属基板的背面设置了井字形的梁构造。
16.根据权利要求15所述的照明用光源，其特征在于，
所述发光元件配置在所述陶瓷层上的对应于所述金属基板背面的梁的位置上。
17.根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述发光元件的侧面形状是倒圆锥状。

Claims (9)

1. 一种照明用光源，其特征在于，具有：
安装基板；
安装在所述安装基板上的发光元件；和
变换从所述发光元件射出的光的波长的波长变换部件，
所述安装基板由包含透光性陶瓷粒子或高反射陶瓷粒子的陶瓷层覆盖金属基板而构成。
2. 根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述陶瓷层的厚度比所述金属基板的厚度薄。
3. 根据权利要求2所述的照明用光源，其特征在于，
所述陶瓷层的厚度为10μm以上200μm以下。
4. 根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
从所述发光元件射出的光的波长区域中的所述安装基板的光谱反射率为70%以上。
5. 根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述陶瓷层是透光性陶瓷粒子或高反射陶瓷粒子的喷镀保护膜、或者陶瓷薄板。
6. 根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述陶瓷层覆盖在所述金属基板的两面或整个面。
7. 根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述照明用光源还具有：
与所述安装基板面接触的散热片部件；和
壳体，突出设置灯头，容纳将经该灯头供给的电供给所述发光元件的电源电路，并固定所述散热片部件。
8. 根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
将所述金属基板的表面划分成多个区域，对每个划分设置了所述陶瓷层。
9. 根据权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
在所述金属基板未被所述陶瓷层覆盖的面上，以规定间隔设置了沟或凹部。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102287672A (zh) * 2011-09-09 2011-12-21 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led光源模组
CN102287662A (zh) * 2011-09-09 2011-12-21 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led光源单杯模块
CN102287658A (zh) * 2011-09-09 2011-12-21 福建省万邦光电科技有限公司 带镂空散热器的镀陶瓷层基板led球泡灯
CN102287661A (zh) * 2011-09-09 2011-12-21 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led筒灯
CN102306647A (zh) * 2011-09-09 2012-01-04 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led光源多杯模块
CN102322578A (zh) * 2011-09-09 2012-01-18 福建省万邦光电科技有限公司 带塑料外壳的镀陶瓷层基板led球泡灯
CN102322590A (zh) * 2011-09-09 2012-01-18 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led灯条
CN102322579A (zh) * 2011-09-09 2012-01-18 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led球泡灯
CN104412399A (zh) * 2012-07-09 2015-03-11 陶瓷技术有限责任公司 用于led应用的反射光的衬底

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110069500A1 (en) * 2009-09-21 2011-03-24 Meyer Iv George Anthony Heat Dissipation Module For Bulb Type LED Lamp
JP4763864B1 (ja) * 2010-03-26 2011-08-31 パナソニック株式会社 固体発光素子を光源とするランプ
WO2011118132A1 (ja) * 2010-03-26 2011-09-29 パナソニック株式会社 固体発光素子を光源とするランプ
CN102208392A (zh) * 2010-03-29 2011-10-05 段维新 一种高反射及高导热式电气组件及其制造方法
US20120057371A1 (en) * 2010-04-30 2012-03-08 Makoto Kai Lamp and lighting apparatus
EP2804227B1 (en) * 2010-05-13 2015-10-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. LED lamp
JP2012089357A (ja) * 2010-10-20 2012-05-10 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Ｌｅｄ照明基板用積層体及びそれを用いたｌｅｄ照明
EP2636938A1 (en) * 2010-11-04 2013-09-11 Panasonic Corporation Light emitting device, bulb-type lamp, and illuminating device
US8652860B2 (en) 2011-01-09 2014-02-18 Bridgelux, Inc. Packaging photon building blocks having only top side connections in a molded interconnect structure
US9461023B2 (en) 2011-10-28 2016-10-04 Bridgelux, Inc. Jetting a highly reflective layer onto an LED assembly
CN102679187B (zh) * 2011-03-07 2016-06-01 秦彪 用于照明的led光模组和led芯片
JP2013012549A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Sharp Corp 発光デバイス、発光デバイス装置及び発光デバイス装置の製造方法
JP2013012559A (ja) * 2011-06-29 2013-01-17 Nichia Chem Ind Ltd 発光素子の製造方法
JP5874233B2 (ja) * 2011-08-05 2016-03-02 日亜化学工業株式会社 発光素子及び発光装置
WO2013027847A1 (ja) * 2011-08-25 2013-02-28 富士フイルム株式会社 Ｌｅｄ発光素子用反射基板およびｌｅｄパッケージ
CN103766009B (zh) * 2011-08-29 2017-08-11 飞利浦照明控股有限公司 柔性照明组件、灯具和制造柔性层的方法
CN102315208A (zh) * 2011-09-09 2012-01-11 福建省万邦光电科技有限公司 带有镶嵌陶瓷板的led光源封装结构
WO2013074747A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Reliabulb, Llc Retention mechanism for led light bulb internal heatsink
JP2013145833A (ja) * 2012-01-16 2013-07-25 Fujifilm Corp Ｌｅｄ発光素子用反射基板およびｌｅｄパッケージ
WO2013111214A1 (ja) * 2012-01-25 2013-08-01 パナソニック株式会社 ランプ
KR101456921B1 (ko) * 2012-06-01 2014-11-03 주식회사티티엘 세라믹 ｐｃｂ를 이용한 ｌｅｄ 광원모듈 및 그 제조방법
WO2014104035A1 (ja) * 2012-12-27 2014-07-03 富士フイルム株式会社 反射基板
CN103968332B (zh) * 2013-01-25 2015-10-07 深圳市光峰光电技术有限公司 一种波长转换装置、发光装置及投影系统
JP6210818B2 (ja) * 2013-09-30 2017-10-11 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
US10276765B2 (en) * 2013-12-27 2019-04-30 Sharp Kabushiki Kaisha Substrate for light emitting devices, light emitting device, and method for producing substrate for light emitting devices
JP6215360B2 (ja) * 2014-01-10 2017-10-18 シャープ株式会社 発光装置用基板、発光装置および発光装置用基板の製造方法
CN103872216B (zh) * 2014-03-14 2016-06-15 苏州晶品光电科技有限公司 大功率led光源模块
KR101683624B1 (ko) * 2015-11-12 2016-12-21 (주)프리모 차량용 led 램프
TWI571595B (zh) * 2015-11-16 2017-02-21 江昆淵 全周光ｌｅｄ燈管
JP7240196B2 (ja) * 2019-02-19 2023-03-15 日本特殊陶業株式会社 半導体モジュール用部品およびその製造方法ならびに半導体モジュール
EP4324306A1 (en) * 2021-04-16 2024-02-21 Lumileds LLC Light-emitting diode (led) device with indentations

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2920102B2 (ja) * 1995-12-21 1999-07-19 株式会社三社電機製作所 電力用半導体モジュール
US5857767A (en) * 1996-09-23 1999-01-12 Relume Corporation Thermal management system for L.E.D. arrays
JP2003277479A (ja) 2002-03-22 2003-10-02 Sanyu Rec Co Ltd Ｌｅｄベアチップ搭載用基板の製造方法及び樹脂組成物
US20030193055A1 (en) * 2002-04-10 2003-10-16 Martter Robert H. Lighting device and method
JP2006270002A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Nippon Rika Kogyosho:Kk 発光ダイオード実装用金属基板及び発光装置
JP4389840B2 (ja) * 2005-05-26 2009-12-24 パナソニック電工株式会社 半導体素子実装用回路基板の製造方法
US7997760B2 (en) * 2005-06-07 2011-08-16 Fujikura Ltd. Enamel substrate for mounting light emitting elements, light emitting element module, illumination apparatus, display apparatus, and traffic signal
TWI311820B (en) * 2005-06-07 2009-07-01 Fujikura Ltd Substrate for mounting light-emitting element, light-emitting element module, iluumination apparatus, display apparatus, and traffic signal device
JP2007027433A (ja) 2005-07-15 2007-02-01 Mitsubishi Cable Ind Ltd 発光装置
JP2007059260A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置及び照明器具
KR101210090B1 (ko) * 2006-03-03 2012-12-07 엘지이노텍 주식회사 금속 코어 인쇄회로기판 및 이를 이용한 발광 다이오드패키징 방법
WO2007138677A1 (ja) * 2006-05-30 2007-12-06 Fujikura Ltd. 発光素子実装用ホーロー基板及び光源装置
EP2023406A4 (en) * 2006-05-30 2011-01-12 Fujikura Ltd ELECTROLUMINESCENT ELEMENT MOUNTING SUBSTRATE, LIGHT SOURCE, LIGHTING DEVICE, DISPLAY DEVICE, CIRCULATION LIGHT, AND METHOD FOR MANUFACTURING LIGHT EMITTING ELEMENT MOUNTING SUBSTRATE
US7766512B2 (en) * 2006-08-11 2010-08-03 Enertron, Inc. LED light in sealed fixture with heat transfer agent
JP4986282B2 (ja) 2007-01-10 2012-07-25 東芝ライテック株式会社 発光装置
JP5279225B2 (ja) * 2007-09-25 2013-09-04 三洋電機株式会社 発光モジュールおよびその製造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102287672A (zh) * 2011-09-09 2011-12-21 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led光源模组
CN102287662A (zh) * 2011-09-09 2011-12-21 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led光源单杯模块
CN102287658A (zh) * 2011-09-09 2011-12-21 福建省万邦光电科技有限公司 带镂空散热器的镀陶瓷层基板led球泡灯
CN102287661A (zh) * 2011-09-09 2011-12-21 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led筒灯
CN102306647A (zh) * 2011-09-09 2012-01-04 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led光源多杯模块
CN102322578A (zh) * 2011-09-09 2012-01-18 福建省万邦光电科技有限公司 带塑料外壳的镀陶瓷层基板led球泡灯
CN102322590A (zh) * 2011-09-09 2012-01-18 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led灯条
CN102322579A (zh) * 2011-09-09 2012-01-18 福建省万邦光电科技有限公司 镀陶瓷层基板led球泡灯
CN104412399A (zh) * 2012-07-09 2015-03-11 陶瓷技术有限责任公司 用于led应用的反射光的衬底

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