JP4605789B2 - 発光モジュール及び車輌用灯具 - Google Patents

Description

本発明は発光モジュール及び車輌用灯具に関する。詳しくは、一対の面状電極部の一方向における各端面が半導体発光素子の一方向における端面から一方向へ突出しないようにしてグレア光の発生の防止を図る技術分野に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体発光素子を光源として用いた発光モジュールがあり（例えば、特許文献１参照）、このような発光モジュールは、例えば、光源から出射された光を投光レンズによって照明光として照射する車輌用灯具に備えられている。

このような発光モジュールにあっては、基板上に配置された半導体発光素子と該半導体発光素子に導電パターンを介して接続された正負一対の面状電極部とを有し、面状電極部と導電パターンを介して半導体発光素子に電源が供給されて該半導体発光素子からの発光が行われる。

特開２００５−３２６６１号公報

ところが、上記のような発光モジュールにあっては、半導体発光素子から出射された光が面状電極部で反射され、この反射された光が投光レンズを介して照射されてしまう。

面状電極部で反射され投光レンズを介して照射された光は、例えば、照射光の照射パターンにおけるカットラインより上方に投影されてグレア光となってしまうという問題がある。

そこで、本発明発光モジュール及び車輌用灯具は、グレア光の発生の防止を図ることを課題とする。

本発明発光モジュールは、上記した課題を解決するために、略矩形状に形成された基板と、該基板に形成された所定の導電パターンと、半導体発光素子を有し上記基板上に配置され導電パターンに接続された発光部と、上記基板上に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部とを設け、基板の厚み方向に直交し該基板の各側縁が延びる２方向をそれぞれ第１の方向及び第２の方向としたときに、第１の方向において上記一対の面状電極部を離隔して位置させ、上記半導体発光素子の中央を基板の中央に対して第２の方向における一方向にシフトして位置させ、一対の面状電極部の上記一方向における各端面が半導体発光素子の上記一方向における端面から上記一方向へ突出しないようにしたものである。

本発明車輌用灯具は、上記した課題を解決するために、発光モジュールに、略矩形状に形成された基板と、該基板に形成された所定の導電パターンと、半導体発光素子を有し上記基板上に配置され導電パターンに接続された発光部と、上記基板上に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部とを設け、基板の厚み方向に直交し該基板の各側縁が延びる２方向をそれぞれ第１の方向及び第２の方向としたときに、上記第１の方向において上記一対の面状電極部を離隔して位置させ、上記半導体発光素子の中央を基板の中央に対して第２の方向における一方向にシフトして位置させ、半導体発光素子の上記一方向における端縁から発せられた光によって照射光の照射パターンにおけるカットラインの少なくとも一部が形成されるように構成し、一対の面状電極部の上記一方向における各端面が半導体発光素子の上記一方向における端面から上記一方向へ突出しないようにしたものである。

従って、本発明発光モジュール及び車輌用灯具にあっては、一対の面状電極部が半導体発光素子の一方向における端面から一方向へ突出した位置に存在しない。

本発明発光モジュールは、車輌用灯具に用いられる発光モジュールであって、略矩形状に形成された基板と、該基板に形成された所定の導電パターンと、半導体発光素子を有し上記基板上に配置され導電パターンに接続された発光部と、上記基板上に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部とを備え、基板の厚み方向に直交し該基板の各側縁が延びる２方向をそれぞれ第１の方向及び第２の方向としたときに、第１の方向において上記一対の面状電極部が離隔して位置され、上記半導体発光素子の中央が基板の中央に対して第２の方向における一方向にシフトして位置され、一対の面状電極部の上記一方向における各端面が半導体発光素子の上記一方向における端面から上記一方向へ突出しないようにしたことを特徴とする。

従って、面状電極部で反射された光が配光パターンとして投影されない位置に投影されず、グレア光の発生を防止することができる。

請求項２に記載した発明にあっては、上記発光部及び基板をそれぞれ長方形状に形成し、発光部と基板の長手方向が略一致するように発光部を基板に配置したので、配光パターンの設計を行い易い。

請求項３に記載した発明にあっては、上記一対の面状電極部をそれぞれ基板の外周部に形成したので、面状電極部と半導体発光素子が離隔して位置され、短絡の発生を防止することができる。

請求項４に記載した発明にあっては、樹脂材料によって形成されたベース面部と該ベース面部から上記基板側に突出された給電端子を有する給電用アタッチメントを設け、給電端子と面状電極部を溶接によって接続したので、基板と給電用アタッチメントを固定するための専用の固定部材を必要とせず、部品点数の削減を図ることができる。

本発明車輌用灯具は、ランプハウジング内に配置された発光モジュールの半導体発光素子から出射された光が投光レンズによって照明光として照射される車輌用灯具であって、上記発光モジュールは、略矩形状に形成された基板と、該基板に形成された所定の導電パターンと、半導体発光素子を有し上記基板上に配置され導電パターンに接続された発光部と、上記基板上に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部とを備え、基板の厚み方向に直交し該基板の各側縁が延びる２方向をそれぞれ第１の方向及び第２の方向としたときに、上記第１の方向において上記一対の面状電極部が離隔して位置され、上記半導体発光素子の中央が基板の中央に対して第２の方向における一方向にシフトして位置され、半導体発光素子の上記一方向における端縁から発せられた光によって照射光の照射パターンにおけるカットラインの少なくとも一部が形成されるように構成され、一対の面状電極部の上記一方向における各端面が半導体発光素子の上記一方向における端面から上記一方向へ突出しないようにしたことを特徴とする。

従って、面状電極部で反射された光が配光パターンとして投影されない位置に投影されず、グレア光の発生を防止することができる。

以下に、本発明発光モジュール及び車輌用灯具を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。

発光モジュール１は、基板２とＬＥＤ（発光ダイオード）チップ等の半導体発光素子３とカバー４とを備え、給電用アタッチメント５に接続されている（図１参照）。

基板２は矩形状、例えば、横長の長方形状に形成され、基板２としては、例えば、窒化アルミニウム基板、アルミナ基板、ムライト基板、ガラスセラミック基板等の種々の基板が用いられている。基板２上には一対の導電パターン２ａ、２ａが形成されている（図２参照）。

基板２の導電パターン２ａ、２ａの各外側に位置する端部には、それぞれ面状電極部６、６が接合されている。基板２の厚み方向に直交し各側縁が延びる２方向をそれぞれ第１の方向（長手方向）及び第２の方向（短手方向）とすると（図２参照）、面状電極部６、６は、例えば、それぞれ第１の方向における基板２の両端部で、かつ、第２の方向における基板２の一方の端部に位置されている。

面状電極部６、６は給電用アタッチメント５の後述する給電端子と溶接によって固定されるため、溶接に適した金属材料によって形成された金属パッドが用いられている。また、面状電極部６、６は基板２に接合されるため、基板２に近い線膨張係数を有する材料によって形成されている。従って、面状電極部６、６としては、例えば、鉄とニッケルの合金や鉄とニッケルとコバルトの合金等によって形成されている。

尚、面状電極部６、６は、その腐食を防止するために、例えば、ニッケルや錫等によって表面処理が行われていてもよい。

面状電極部６、６はそれぞれ導電パターン２ａ、２ａに所定の接合材によって接合されている。接合材としては、給電用アタッチメント５の給電端子との溶接の信頼性を向上させるため、耐熱性に富む材料が用いられている。従って、接合材としては、例えば、銀−銅、銀−銅−チタン、銀−銅−錫、銀−銅−インジウム等の銀ロウや金−錫等の半田が用いられている。

半導体発光素子３としては、例えば、蛍光体を均一の膜状に塗布した発光ダイオードが用いられている。半導体発光素子３は、導電パターン２ａ、２ａに跨った状態又は導電パターン２ａ、２ａに跨ったサブマウントを介して基板２上に配置されている。尚、半導体発光素子３はサブマウント上に配置されていない場合には単体で発光部３Ａとして機能し、サブマウント上に配置されている場合にはサブマウントとともに発光部３Ａとして機能する。

発光部３Ａは、例えば、横長の長方形状に形成され、長手方向が基板２の長手方向に一致するように配置されている（図２参照）。

半導体発光素子３は、その中央３ａが基板２の中央２ｂに対して第２の方向における一方向Ｙ１（図２参照）にシフトして位置されている。

半導体発光素子３のＹ１方向における端面３ｂは、面状電極部６、６のＹ１方向における各端面６ａ、６ａと第２の方向において同じ位置又はそれよりＹ１側に位置されている（図２参照）。従って、面状電極部６、６は半導体発光素子３よりＹ１側に突出されていない。

尚、半導体発光素子３のＹ１側の端縁３ｃから出射された光によって、後述するように、照射光の照射パターンにおけるカットラインの少なくとも一部が形成される。

カバー４は外面が略半球状に形成され、基板２の上面に半導体発光素子３を覆うようにして接合されている（図１参照）。カバー４が基板２に接合されることにより、半導体発光素子３がカバー４内における中空の密閉領域に配置される。

給電用アタッチメント５は、導通部分を除き樹脂材料によって各部が一体に形成され、上下方向を向く略平板状のベース面部７と該ベース面部７の一端部から下方へ突出された突出部８とを有している。

ベース面部７には略矩形状を為す配置孔７ａが形成されている。

突出部８には給電部９、９が設けられている。給電部９、９は、例えば、外部電源に接続されるコネクター端子である。

給電用アタッチメント５には給電端子１０、１０が設けられている。給電端子１０、１０は、例えば、平板状に形成され、一端部が給電用アタッチメント５の内周面から配置孔７ａにおいて互いに近付く方向へ突出され、他端部がそれぞれ給電部９、９に接続されている。給電端子１０、１０は給電部９、９とともに、ベース面部７及び突出部８と、例えば、インサート成形によって一体に形成されている。

給電端子１０、１０は、給電部９、９と同一の材料によって一体に形成されている。給電端子１０、１０は面状電極部６、６に、例えば、レーザー溶接によって固定される。従って、給電端子１０、１０はレーザー光の吸収率が高い材料、例えば、リン青銅、黄銅又は鉄等の材料によって形成されている。

基板２の面状電極部６、６に給電用アタッチメント５の給電端子１０、１０が溶接、例えば、レーザー溶接や抵抗溶接によって固定される（図２参照）。特に、面状電極部６、６と給電端子１０、１０の固定をレーザー溶接によって行うことにより、両者の固定を短時間で行うことができ、製造コストの低減を図ることができる。

尚、面状電極部６、６は、上記したように、基板２の第２の方向における端部に形成されているため、図３に示すように、給電端子１０、１０をともに第２の方向から面状電極部６、６に固定することも可能である。このように面状電極部６、６を基板２の端部に形成することにより、設計の自由度の向上を図ることができる。

面状電極部６、６に給電端子１０、１０が固定されることにより、半導体発光素子３が導電パターン２ａ、２ａ、面状電極部６、６、給電端子１０、１０を介して給電部９、９に電気的に接続される。

上記のように構成された発光モジュール１が接続された給電用アタッチメント５は放熱体１１に取り付けられる（図１及び図４参照）。

放熱体１１は熱伝導性の高い金属材料等によって各部が一体に形成されて成り、図１に示すように、ベース部１２と該ベース部１２から後方へ突出された放熱フィン１３、１３、・・・とベース部１２から下方へ突出された取付突部１４とから成る。

ベース部１２には前方及び上方に開口された配置凹部１２ａが形成されている。配置凹部１２ａを形成する前方を向く面及び右方を向く面は、それぞれ位置決め面１２ｂ、１２ｃとして形成されている。

ベース部１２の後端部には左右に離隔して挿通孔１２ｄ、１２ｄが形成されている。ベース部１２の前面には取付用挿入孔１２ｅが形成され、該取付用挿入孔１２ｅの内部には、上方に開口された係合穴１２ｆが形成されている。ベース部１２の前面には前方へ突出された位置決め突部１５、１５が左右に離隔して設けられている。

放熱フィン１３、１３、・・・は左右に等間隔に離隔して設けられている。

取付突部１４には前方へ突出された位置決め突部１５が設けられている。取付突部１４には前後に貫通されたネジ挿通孔１４ａが形成されている。

給電用アタッチメント５は放熱体１１にクリップ１６によって固定される。

クリップ１６はバネ性を有する板状の金属材料によって各部が一体に形成されて成る（図１参照）。クリップ１６は、前後方向を向く連結部１７と、該連結部１７の上縁からそれぞれ後方へ突出された押さえ突部１８、１８と、連結部１７の下縁から後方へ突出された挿入突部１９とから成る。

押さえ突部１８、１８は連結部１７の左右両端部からそれぞれ後方へ突出され、突出方向における中間部にそれぞれ下方へ突出された係合突条１８ａ、１８ａを有している。係合突条１８ａ、１８ａは左右に延びるように形成されている。

挿入突部１９には切り起こし状の係合突片１９ａが形成され、該係合突片１９ａは前斜め下方へ突出するように切り起こされている。

給電用アタッチメント５は放熱体１１の配置凹部１２ａに配置され、後面及び左側面がそれぞれ位置決め面１２ｂ、１２ｃに押し付けられて放熱体１１に対する位置決めが行われる。

このように位置決めが行われた状態において、放熱体１１の挿通孔１２ｄ、１２ｄにクリップ１６の押さえ突部１８、１８がそれぞれ前方から挿入されると共に放熱体１１の取付用挿入孔１２ｅにクリップ１６の挿入突部１９が前方から挿入される。

給電用アタッチメント５は、クリップ１６の係合突条１８ａ、１８ａによって押さえられ、クリップ１６の係合突片１９ａが放熱体１１の係合穴１２ｆの前側開口縁に係合することにより、クリップ１６によって放熱体１１に固定される（図４参照）。

給電用アタッチメント５が放熱体１１に固定された状態において、外部電源に接続された図示しない電源コードのコネクターが給電用アタッチメント５の給電部９、９に接続される。

以上のように発光モジュール１が接続された給電用アタッチメント５が放熱体１１にクリップ１６によって固定された状態において、放熱体１１はリフレクター２０及び図示しない投光レンズを有する光学部品に取り付けられる。放熱体１１が光学部品に取り付けられ、これらの両者がランプハウジング内に配置されることにより車輌用灯具２１が構成される（図５及び図６参照）。

尚、放熱体１１は位置決め突部１５、１５、１５が光学部品に突き当てられて位置決めされ、ネジ挿通孔１４ａを後方から挿通された図示しない締結ネジによって光学部品に取り付けられる。

放熱体１１が光学部品に取り付けられた状態において、例えば、基板２が左右方向を向く状態とされ、半導体発光素子３は端縁３ｃが下縁となる向きとされる（図５及び図６参照）。尚、図５及び図６は、リフレクター２０と基板２及び半導体発光素子３との位置関係を示す図であり、図５は車輌用灯具２１を正面から見た状態で示す概念図であり、図６は図５の矢印方向から見た状態で示す概念図である。

上記のように構成された車輌用灯具２１において、半導体発光素子３が発光されると、出射された光がリフレクター２０によって反射され、投光レンズを介して、例えば、前方へ向けて照射される。

図７は、車輌用灯具２１から照射されたときの配光パターンを示す図である。図５におけるＡ部で反射された光は配光パターンにおけるＡ′に投影され、図６におけるＰ１―Ｐ２（端縁３ｃ）から出射された光は配光パターンにおけるＰ１′―Ｐ２′に投影されてカットラインを形成する。

半導体発光素子３が発光されたときには、面状電極部６、６で光が反射され、この反射された光がリフレクター２０及び投光レンズを介して前方へ向けて照射される可能性があるが、上記したように、発光モジュール１にあっては、面状電極部６、６が半導体発光素子３よりＹ１側に突出されていないため、面状電極部６、６で反射された光が配光パターンより上方に投影されない。

また、図８及び図９に示すように、例えば、基板２が上下方向を向く状態で放熱体１１が光学部品に取り付けられて車輌用灯具２１Ａが構成されていてもよく、この場合には、例えば、半導体発光素子３は端縁３ｃが前縁となる向きとされる。尚、図８乃至図１０は、それぞれ図５乃至図７に対応した図であり、図８は車輌用灯具２１Ａを正面から見た状態で示す概念図であり、図９は図８の矢印方向から見た状態で示す概念図であり、図１０は配光パターンを示す図である。

このような構成とされた車輌用灯具２１Ａにおいても、上記したように、面状電極部６、６が半導体発光素子３よりＹ１側に突出されていないため、面状電極部６、６で反射された光が配光パターンより上方に投影されない。

以上に記載した通り、車輌用灯具２１にあっては、面状電極部６、６が半導体発光素子３よりＹ１側に突出されていないため、面状電極部６、６で反射された光が配光パターンより上方に投影されず、グレア光の発生を防止することができる。

また、車輌用灯具２１、２１Ａにあっては、発光部３Ａ及び基板２が長方形状に形成され、発光部３Ａと基板２の長手方向が一致するように発光部３Ａが基板２に配置されているため、配光パターンの設計を行い易い。

さらに、一対の面状電極部６、６をそれぞれ基板２の外周部に形成しているため、面状電極部６、６と半導体発光素子３が離隔して位置され、短絡の発生を防止することができる。

加えて、車輌用灯具２１、２１Ａにあっては、給電用アタッチメント５の給電端子１０、１０と面状電極部６、６を溶接によって接続しているため、基板２と給電用アタッチメント５を固定するための専用の固定部材を必要とせず、部品点数の削減を図ることができる。

尚、上記した発光部３Ａは、一つのみの半導体発光素子３を有していてもよく、また、図１１に示す発光部３Ｂのように、複数の半導体発光素子３、３、・・・・、例えば、正方形状に形成された半導体発光素子３、３、・・・が一列に並んで配置され、全体として長方形状に形成されたものであってもよい。

また、面状電極部６、６のＹ１方向における各端面６ａ、６ａは、上記したように、第２の方向において半導体発光素子３のＹ１方向における端面３ｂよりＹ１側に突出されていなければよく、図１１に示すように、面状電極部６、６の各端面６ａ、６ａが、半導体発光素子３のＹ１方向における端面３ｂとＹ２方向における端面３ｄとの間に位置されるようにすることが可能である。

上記した最良の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

図２乃至図１１と共に本発明の最良の形態を示すものであり、本図は発光モジュールと放熱体とクリップを示す分解斜視図である。 半導体発光素子と面状電極部の位置関係を示す拡大平面図である。 別の方向から給電端子が面状電極部に固定された状態を示す平面図である。 発光モジュールをクリップによって放熱体に固定した状態を示す斜視図である。 図６と共にリフレクターと基板及び半導体発光素子との位置関係を示す図であり、車輌用灯具を正面から見た状態で示す概念図である。 図５の矢印方向から見た状態で示す概念図である。 配光パターンを示す図である。 図９と共に別の車輌用灯具の構成におけるリフレクターと基板及び半導体発光素子との位置関係を示す図であり、車輌用灯具を正面から見た状態で示す概念図である。 図８の矢印方向から見た状態で示す概念図である。 別の車輌用灯具の構成における配光パターンを示す図である。 複数の半導体発光素子によって構成された発光部を有する発光モジュールを示す拡大平面図である。

符号の説明

１…発光モジュール、２…基板、２ａ…導電パターン、２ｂ…中央、３…半導体発光素子、３ａ…中央、５…給電用アタッチメント、６…面状電極部、３Ａ…発光部、７…ベース面部、１０…給電端子、２１…車輌用灯具、２１Ａ…車輌用灯具、３Ｂ…発光部

Claims (5)

1. 車輌用灯具に用いられる発光モジュールであって、
   略矩形状に形成された基板と、
   該基板に形成された所定の導電パターンと、
   半導体発光素子を有し上記基板上に配置され導電パターンに接続された発光部と、
   上記基板上に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部とを備え、
   基板の厚み方向に直交し該基板の各側縁が延びる２方向をそれぞれ第１の方向及び第２の方向としたときに、
   第１の方向において上記一対の面状電極部が離隔して位置され、
   上記半導体発光素子の中央が基板の中央に対して第２の方向における一方向にシフトして位置され、
   一対の面状電極部の上記一方向における各端面が半導体発光素子の上記一方向における端面から上記一方向へ突出しないようにした
   ことを特徴とする発光モジュール。
2. 上記発光部及び基板をそれぞれ長方形状に形成し、
   発光部と基板の長手方向が略一致するように発光部を基板に配置した
   ことを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
3. 上記一対の面状電極部をそれぞれ基板の外周部に形成した
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光モジュール。
4. 樹脂材料によって形成されたベース面部と該ベース面部から上記基板側に突出された給電端子を有する給電用アタッチメントを設け、
   給電端子と面状電極部を溶接によって接続した
   ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発光モジュール。
5. ランプハウジング内に配置された発光モジュールの半導体発光素子から出射された光が投光レンズによって照明光として照射される車輌用灯具であって、
   上記発光モジュールは、
   略矩形状に形成された基板と、
   該基板に形成された所定の導電パターンと、
   半導体発光素子を有し上記基板上に配置され導電パターンに接続された発光部と、
   上記基板上に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部とを備え、
   基板の厚み方向に直交し該基板の各側縁が延びる２方向をそれぞれ第１の方向及び第２の方向としたときに、
   上記第１の方向において上記一対の面状電極部が離隔して位置され、
   上記半導体発光素子の中央が基板の中央に対して第２の方向における一方向にシフトして位置され、
   半導体発光素子の上記一方向における端縁から発せられた光によって照射光の照射パターンにおけるカットラインの少なくとも一部が形成されるように構成され、
   一対の面状電極部の上記一方向における各端面が半導体発光素子の上記一方向における端面から上記一方向へ突出しないようにした
   ことを特徴とする車輌用灯具。

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