JP7521384B2 - Vehicle lighting fixtures - Google Patents
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Description
本開示は、車両用灯具に関する。 This disclosure relates to vehicle lighting.
車両用灯具は、照射する光で配光パターンを形成するものがある。その配光パターンでは、水平ラインと傾斜ラインとを繋いだカットオフラインが形成される。車両用灯具では、配光パターンを形成するための様々な構成が知られており、その1つとしてLED発光素子で配光パターンを形成するものが知られている(例えば、特許文献1等参照)。 Some vehicle lamps form a light distribution pattern with the light they emit. In this light distribution pattern, a cutoff line is formed that connects a horizontal line and an inclined line. Various configurations for forming a light distribution pattern are known for vehicle lamps, one of which is a light distribution pattern formed by an LED light emitting element (see, for example, Patent Document 1, etc.).
この車両用灯具では、LED発光素子が、n電極を設けたn型半導体層と、その上にp電極を設けたp型半導体層と、を備え、発光面側から見て第1の直線とそこと鈍角を為す第2の直線とを含む外形の第1の電極と、それとは別の第2の電極と、をn電極またはp電極に設けている。これにより、その従来の車両用灯具では、LED発光素子でカットオフラインを有する配光パターンを形成できるものとされている。 In this vehicle lamp, the LED light-emitting element comprises an n-type semiconductor layer with an n-electrode and a p-type semiconductor layer with a p-electrode on top of that, and the first electrode has an outer shape including a first straight line and a second straight line that forms an obtuse angle with the first electrode when viewed from the light-emitting surface side, and a second electrode separate from the first electrode is provided on the n-electrode or p-electrode. As a result, it is said that the conventional vehicle lamp can form a light distribution pattern with a cutoff line with the LED light-emitting element.
ところで、配光パターンでは、視認性の確保や対向車等の眩惑防止や法規等を鑑みて、水平ラインと傾斜ラインとの繋ぎ目の近傍を最も明るくしつつカットオフラインを明確とすることが求められる。しかしながら、上記の車両用灯具は、LED発光素子で形成した配光パターンにおいて、求められる明るさの分布を確保しつつカットオフラインを明確とすることが困難である。 In light distribution patterns, in order to ensure visibility, prevent dazzling oncoming vehicles, and comply with regulations, it is necessary to make the area near the junction between the horizontal line and the inclined line the brightest while also making the cutoff line clear. However, with the above-mentioned vehicle lamps, it is difficult to ensure the required brightness distribution and make the cutoff line clear in the light distribution pattern formed by the LED light-emitting elements.
本開示は、上記の事情に鑑みて為されたもので、LED発光素子により、求められる明るさの分布を確保しつつカットオフラインを明確とした配光パターンを形成できる車両用灯具を提供することを目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a vehicle lamp that can form a light distribution pattern with a clear cut-off line while ensuring the required brightness distribution using LED light-emitting elements.
本開示の車両用灯具は、n型半導体層とp型半導体層とが積層された発光素子と、前記発光素子から放射された光を投影して配光パターンを形成する投影レンズと、を備え、前記発光素子は、積層方向の一方に設けられたn電極およびp電極と、前記積層方向の他方において前記積層方向に直交して設けられた発光面と、前記n電極と前記n型半導体層とを接続する複数のnドットと、前記p電極と前記p型半導体層とを接続する複数のpドットと、を有し、前記nドットは、前記発光面に沿う方向において、前記配光パターンにおける水平方向に対応する第1方向で前記発光面を横切りつつ前記第1方向に直交する第2方向で前記発光面における一辺側に偏った位置に設定されたn分布領域内で整列されていることを特徴とする。 The vehicle lamp of the present disclosure includes a light emitting element in which an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are stacked, and a projection lens that projects light emitted from the light emitting element to form a light distribution pattern. The light emitting element has an n-electrode and a p-electrode provided on one side of the stacking direction, a light emitting surface provided on the other side of the stacking direction perpendicular to the stacking direction, a plurality of n-dots connecting the n-electrode and the n-type semiconductor layer, and a plurality of p-dots connecting the p-electrode and the p-type semiconductor layer, and the n-dots are aligned within an n-distribution region set at a position biased toward one side of the light emitting surface in a second direction perpendicular to the first direction while crossing the light emitting surface in a first direction corresponding to the horizontal direction in the light distribution pattern in a direction along the light emitting surface.
本開示の車両用灯具によれば、LED発光素子により、求められる明るさの分布を確保しつつカットオフラインを明確とした配光パターンを形成できる。 The vehicle lamp disclosed herein uses LED light-emitting elements to create a light distribution pattern with a clear cutoff line while ensuring the desired brightness distribution.
以下に、本開示に係る車両用灯具の一例としての車両用灯具10の各実施例について図面を参照しつつ説明する。なお、図5および図6は、それぞれの構成の把握を容易とするために、模式的で簡易な断面で示しており、必ずしも実際の様子とは一致するものではない。また、図12から図15は、対を為す発光素子を有するLEDパッケージを形成する様子の理解を容易とするために、模式的で簡易な図面で示しており、必ずしも実際の様子とは一致するものではない。 Below, each embodiment of the vehicle lamp 10 as an example of a vehicle lamp according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. Note that Figs. 5 and 6 are shown in schematic and simple cross-sections to facilitate understanding of the respective configurations, and do not necessarily correspond to the actual state. Also, Figs. 12 to 15 are shown in schematic and simple drawings to facilitate understanding of the formation of an LED package having paired light-emitting elements, and do not necessarily correspond to the actual state.
本開示に係る車両用灯具の一実施形態に係る実施例1の車両用灯具10を、図1から図9を用いて説明する。車両用灯具10は、自動車等の車両に用いられる灯具として用いられて走行時の配光パターンを形成するものであり、例えば、ヘッドランプやフォグランプ等に用いられる。実施例1の車両用灯具10は、車両の前部の左右両側で、ランプハウジングの開放された前端がアウターレンズで覆われて形成される灯室に、上下方向用光軸調整機構や幅方向用光軸調整機構を介して設けられる。以下の説明では、車両用灯具10において、光を照射する方向となる投影レンズ12の光軸Laが伸びる方向を光軸方向(図面ではZとする)とし、光軸方向を水平面に沿う状態とした際の鉛直方向を上下方向(図面ではYとする)とし、光軸方向および上下方向に直交する方向(水平方向)を幅方向(図面ではXとする)とする。 A vehicle lamp 10 according to a first embodiment of the vehicle lamp of the present disclosure will be described with reference to Figs. 1 to 9. The vehicle lamp 10 is used as a lamp for use in vehicles such as automobiles to form a light distribution pattern during driving, and is used, for example, as a headlamp or fog lamp. The vehicle lamp 10 according to the first embodiment is provided in a lamp chamber formed by covering the open front end of the lamp housing with an outer lens on both the left and right sides of the front of the vehicle, via a vertical optical axis adjustment mechanism and a widthwise optical axis adjustment mechanism. In the following description, in the vehicle lamp 10, the direction in which the optical axis La of the projection lens 12, which is the direction in which light is irradiated, extends is the optical axis direction (referred to as Z in the drawings), the vertical direction when the optical axis direction is in a state along a horizontal plane is the vertical direction (referred to as Y in the drawings), and the direction perpendicular to the optical axis direction and the vertical direction (horizontal direction) is the width direction (referred to as X in the drawings).
車両用灯具10は、光源部11と投影レンズ12と放熱部材13とが組み付けられており、ダイレクトプロジェクションタイプの路面投影ユニットを構成する。車両用灯具10は、光源部11と投影レンズ12とが組み付けられた状態で、適宜筐体に収容されて灯室に設けられる。 The vehicle lamp 10 is assembled with a light source unit 11, a projection lens 12, and a heat dissipation member 13, and constitutes a direct projection type road surface projection unit. The vehicle lamp 10, with the light source unit 11 and the projection lens 12 assembled, is housed in an appropriate housing and installed in a lamp chamber.
光源部11は、図2に示すように、2つのLEDパッケージ21と点灯回路22とが基板23に実装されている。LEDパッケージ21は、配光パターンを形成するための青色の光を出射するものであり、それぞれがLED(Light Emitting Diode)の発光素子を用いて構成されている。このLEDパッケージ21は、車両用灯具10において、すれ違い用配光パターンLPや走行用配光パターンHP(図3参照)の配光パターンの外形を形成するものとされている。このLEDパッケージ21の構成については後述する。 As shown in FIG. 2, the light source unit 11 has two LED packages 21 and a lighting circuit 22 mounted on a substrate 23. The LED packages 21 emit blue light to form a light distribution pattern, and each is constructed using a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode). The LED packages 21 form the outer shape of the light distribution pattern of the passing light distribution pattern LP and the driving light distribution pattern HP (see FIG. 3) in the vehicle lamp 10. The configuration of the LED packages 21 will be described later.
各LEDパッケージ21は、互いに等しい構成とされており、幅方向で基板23の中心位置とされるとともに、上下方向で中心位置に対して対称な位置関係とされている。LEDパッケージ21は、上側に設けられたものがすれ違い用配光パターンLP(図3参照)を形成するものであり、個別に示す際にはLEDパッケージ21Lと記載する。また、LEDパッケージ21は、下側に設けられたものが走行用配光パターンHP(図3参照)を形成するものであり、個別に示す際にはLEDパッケージ21Hと記載する。 Each LED package 21 is of the same configuration, is located at the center of the substrate 23 in the width direction, and is symmetrically positioned in the vertical direction with respect to the center position. The LED package 21 provided on the upper side forms the light distribution pattern LP for passing vehicles (see FIG. 3), and is referred to as LED package 21L when shown individually. The LED package 21 provided on the lower side forms the light distribution pattern HP for driving (see FIG. 3), and is referred to as LED package 21H when shown individually.
点灯回路22は、各LEDパッケージ21に電力を適宜供給するとともに制御信号を送ることで、各LEDパッケージ21を適宜点灯させる。点灯回路22は、幅方向で基板23の中心位置から偏る位置に設けられており、各LEDパッケージ21が上記した位置に配置されることを妨げない位置とされている。 The lighting circuit 22 appropriately lights up each LED package 21 by supplying power to each LED package 21 and sending control signals to each LED package 21. The lighting circuit 22 is provided at a position offset from the center position of the substrate 23 in the width direction, and is positioned so as not to prevent each LED package 21 from being disposed in the above-mentioned position.
基板23は、各LEDパッケージ21と点灯回路22とを電気的に接続するとともに、車両に搭載された電力供給源からの電力の各LEDパッケージ21や点灯回路22への供給を可能とするもので、実施例1ではガラスエポキシ基板とされている。基板23には、各LEDパッケージ21や点灯回路22を上記の電力供給源に接続するための電路23aが個別に対応して設けられている。その各電路23aは、基板23の一辺まで伸びており、その端部にコネクタ部材24が設けられる。コネクタ部材24は、基板23における各電路23aが配置された一辺に固定されており、各電路23aに対応するコネクタピン24aが設けられている。コネクタ部材24は、各コネクタピン24aが車両に設けられたコネクタ本体に差し込まれることにより、電力供給源と各LEDパッケージ21および点灯回路22とを接続する。 The substrate 23 electrically connects each LED package 21 and the lighting circuit 22, and enables the supply of power from a power supply source mounted on the vehicle to each LED package 21 and the lighting circuit 22. In the first embodiment, the substrate 23 is a glass epoxy substrate. The substrate 23 is provided with electrical paths 23a for connecting each LED package 21 and the lighting circuit 22 to the power supply source. Each electrical path 23a extends to one side of the substrate 23, and a connector member 24 is provided at the end of each electrical path 23a. The connector member 24 is fixed to the side of the substrate 23 on which each electrical path 23a is arranged, and is provided with connector pins 24a corresponding to each electrical path 23a. The connector member 24 connects the power supply source to each LED package 21 and the lighting circuit 22 by inserting each connector pin 24a into a connector body provided on the vehicle.
投影レンズ12は、図1に示すように、両LEDパッケージ21から放射された光を光軸方向の前側に投影する。実施例1の投影レンズ12は、光軸方向から見て四角形状の凸レンズとされており、光軸Laを中心として上下方向の上側の上側レンズ部12aと下側の下側レンズ部12bとを有する。なお、この四角形状とは、4つの角部(球面等に面取りされたものも含む)を有するものであれば、矩形状でもよく各辺が湾曲していてもよい。上側レンズ部12aは、上側に設けられたLEDパッケージ21Lに対応するもので、LEDパッケージ21Lから出射された光を前側に投影することですれ違い用配光パターンLP(図3参照)を形成する。下側レンズ部12bは、下側に設けられたLEDパッケージ21Hに対応するもので、LEDパッケージ21Hから出射された光を前側に投影することで走行用配光パターンHP(図3参照)を形成する。 As shown in FIG. 1, the projection lens 12 projects the light emitted from both LED packages 21 forward in the optical axis direction. The projection lens 12 in the first embodiment is a rectangular convex lens when viewed from the optical axis direction, and has an upper lens portion 12a on the upper side and a lower lens portion 12b on the lower side in the vertical direction centered on the optical axis La. Note that this rectangular shape may be rectangular or have curved sides as long as it has four corners (including those chamfered into a spherical surface, etc.). The upper lens portion 12a corresponds to the LED package 21L provided on the upper side, and forms a passing light distribution pattern LP (see FIG. 3) by projecting the light emitted from the LED package 21L forward. The lower lens portion 12b corresponds to the LED package 21H provided on the lower side, and forms a driving light distribution pattern HP (see FIG. 3) by projecting the light emitted from the LED package 21H forward.
ここで、LEDパッケージ21HおよびLEDパッケージ21Lは、互いに等しい構成とされて同一の基板23に実装されている。これに対して、すれ違い用配光パターンLPは、走行用配光パターンHPよりも大きくされている(図3参照)。このため、上側レンズ部12aは、下側レンズ部12bと比較して、対応するLEDパッケージ21Lからの光をより大きく拡大して投影するものとされている。そして、上側レンズ部12aと下側レンズ部12bとは、出射面や入射面の形状を適宜設定して個別に光学的に設定されることにより、上記のようにすれ違い用配光パターンLPや走行用配光パターンHPを形成するものとされている。 Here, LED package 21H and LED package 21L are identically configured and mounted on the same substrate 23. In contrast, the passing light distribution pattern LP is larger than the driving light distribution pattern HP (see FIG. 3). For this reason, the upper lens portion 12a projects the light from the corresponding LED package 21L with a larger magnification than the lower lens portion 12b. The upper lens portion 12a and the lower lens portion 12b are individually optically set by appropriately setting the shapes of the exit surface and the entrance surface, thereby forming the passing light distribution pattern LP and the driving light distribution pattern HP as described above.
放熱部材13は、光源部11で発生する熱を放射する(逃がす)ヒートシンク部材であり、熱伝導率の高い金属材料で形成され、実施例1では金属製ダイカストのうちのアルミダイカストにより形成されている。放熱部材13は、ベース部13aとフィン部13bとを有する。ベース部13aは、光軸方向に直交する板状とされており、光軸方向の前側に光源部11が設置され、その反対側(光軸方向の後側)からフィン部13bが突出されている。フィン部13bは、板状とされており、それぞれが所定の間隔を開けて並んで(並列して)いる。 The heat dissipation member 13 is a heat sink member that radiates (dissipates) heat generated by the light source unit 11, and is made of a metal material with high thermal conductivity. In the first embodiment, it is made of aluminum die casting, which is a type of metal die casting. The heat dissipation member 13 has a base portion 13a and a fin portion 13b. The base portion 13a is plate-shaped perpendicular to the optical axis direction, with the light source unit 11 installed on the front side in the optical axis direction, and the fin portion 13b protruding from the opposite side (rear side in the optical axis direction). The fin portions 13b are plate-shaped and are lined up (parallel) at a predetermined interval.
この車両用灯具10は、光源部11が放熱部材13のベース部13aに取り付けられ、その光源部11から前後方向の前側で所定の間隔を置いて投影レンズ12が設けられる。この投影レンズ12は、図示を略す支持部材に支持されることにより、光源部11や放熱部材13との位置関係が保たれている。 In this vehicle lamp 10, the light source unit 11 is attached to the base portion 13a of the heat dissipation member 13, and the projection lens 12 is provided at a predetermined distance in front of the light source unit 11 in the front-rear direction. The projection lens 12 is supported by a support member (not shown) so that the positional relationship with the light source unit 11 and the heat dissipation member 13 is maintained.
車両用灯具10は、電力供給源からの電力を光源部11のLEDパッケージ21や点灯回路22に供給することで、各LEDパッケージ21を適宜点灯および消灯する。車両用灯具10は、光源部11において、LEDパッケージ21Lが点灯されると、そこからの光を投影レンズ12の上側レンズ部12aの光学的な設定に応じて投影することで、図3に示すように、光軸方向に直交するスクリーン上においてすれ違い用配光パターンLPを形成する。そのすれ違い用配光パターンLPは、上縁に2つの水平カットオフラインを傾斜カットオフラインで繋ぎ合わせたカットオフラインCLが形成されている。 The vehicle lamp 10 supplies power from a power supply source to the LED packages 21 and the lighting circuit 22 of the light source unit 11, thereby turning on and off each LED package 21 as appropriate. When the LED package 21L is turned on in the light source unit 11, the vehicle lamp 10 projects the light from the LED package 21L according to the optical settings of the upper lens portion 12a of the projection lens 12, thereby forming a passing light distribution pattern LP on a screen perpendicular to the optical axis direction, as shown in FIG. 3. The passing light distribution pattern LP has a cutoff line CL formed at the upper edge by connecting two horizontal cutoff lines with an inclined cutoff line.
また、車両用灯具10は、光源部11において、LEDパッケージ21Hが点灯されると、そこからの光を投影レンズ12の下側レンズ部12bの光学的な設定に応じて投影することで、スクリーン上において走行用配光パターンHPを形成する。この走行用配光パターンHPは、光軸方向を中心としてすれ違い用配光パターンLPが180度回転された形状とされており、すれ違い用配光パターンLPよりも小さな寸法とされている。このため、すれ違い用配光パターンLPは、下縁にカットオフラインCLが形成されている。走行用配光パターンHPとすれ違い用配光パターンLPとは、LEDパッケージ21HとLEDパッケージ21Lとが光軸方向を中心として180度回転されて配置されていることと、上側レンズ部12aおよび下側レンズ部12bの光学的な設定と、により、上記のように形成される。 When the LED package 21H is turned on in the light source unit 11, the vehicle lamp 10 projects the light from the LED package 21H according to the optical settings of the lower lens unit 12b of the projection lens 12 to form a driving light distribution pattern HP on the screen. This driving light distribution pattern HP is a shape in which the passing light distribution pattern LP is rotated 180 degrees around the optical axis direction, and has smaller dimensions than the passing light distribution pattern LP. For this reason, the passing light distribution pattern LP has a cutoff line CL formed at its lower edge. The driving light distribution pattern HP and the passing light distribution pattern LP are formed as described above by the arrangement of the LED package 21H and the LED package 21L rotated 180 degrees around the optical axis direction and the optical settings of the upper lens unit 12a and the lower lens unit 12b.
この車両用灯具10は、LEDパッケージ21Lを点灯させることで、カットオフラインCLを有するすれ違い用配光パターンLPを形成でき、すれ違い時の配光(所謂ロービーム)とすることができる。また、車両用灯具10は、LEDパッケージ21Lに加えてLEDパッケージ21Hを点灯することで、すれ違い用配光パターンLPの上方に重ねて走行用配光パターンHPを形成でき、走行時の配光(所謂ハイビーム)とすることができる。 By lighting the LED package 21L, the vehicle lamp 10 can form a passing light distribution pattern LP having a cutoff line CL, and can provide light distribution when passing (so-called low beam). Furthermore, by lighting the LED package 21H in addition to the LED package 21L, the vehicle lamp 10 can form a driving light distribution pattern HP superimposed above the passing light distribution pattern LP, and can provide light distribution when driving (so-called high beam).
次に、両LEDパッケージ21の構成について説明する。両LEDパッケージ21は、互いに等しい構成とされているので、以下では単にLEDパッケージ21と記載する。LEDパッケージ21は、図4、図5に示すように、放熱基板31上に発光素子32と蛍光体33とが設けられて構成されている。放熱基板31は、上面31aに発光素子32が実装されるもので、光軸方向の前側から見て、矩形状とされている(図4参照)。放熱基板31では、複数(図5では2つ)のLED電極34が設けられている。各LED電極34は、発光素子32のn電極45およびp電極46(図6参照)に対応して設けられ、上面31aから反対側の下面31bに貫通しつつ下面31bに沿って設けられている。各LED電極34は、LEDパッケージ21が基板23に実装された際、発光素子32のn電極45およびp電極46と、基板23上の対応する電路23a(図2等参照)と、を電気的に接続させる。 Next, the configuration of both LED packages 21 will be described. Both LED packages 21 have the same configuration, so hereinafter, they will be simply referred to as LED packages 21. As shown in Figures 4 and 5, the LED package 21 is configured by providing a light-emitting element 32 and a phosphor 33 on a heat dissipation substrate 31. The heat dissipation substrate 31 has the light-emitting element 32 mounted on its upper surface 31a, and is rectangular when viewed from the front side in the optical axis direction (see Figure 4). The heat dissipation substrate 31 is provided with a plurality of LED electrodes 34 (two in Figure 5). Each LED electrode 34 is provided corresponding to the n-electrode 45 and p-electrode 46 (see Figure 6) of the light-emitting element 32, and is provided along the lower surface 31b while penetrating from the upper surface 31a to the lower surface 31b on the opposite side. When the LED package 21 is mounted on the substrate 23, each LED electrode 34 electrically connects the n-electrode 45 and p-electrode 46 of the light-emitting element 32 to the corresponding electric circuit 23a (see Figure 2, etc.) on the substrate 23.
蛍光体33は、発光素子32から出射された青色の光により励起されることで黄色い光を発光する蛍光体であり、その青色の光と黄色い光とを合わせることで、白色の光とする。実施例1の蛍光体33は、板状の部材とされ、光を透過させる接着剤35により発光素子32上に取り付けられている。なお、蛍光体33は、発光素子32の上に塗布されて形成されていてもよく、実施例1の構成に限定されない。 The phosphor 33 is a phosphor that emits yellow light when excited by the blue light emitted from the light-emitting element 32, and the blue light and the yellow light are combined to produce white light. The phosphor 33 in Example 1 is a plate-shaped member, and is attached to the light-emitting element 32 with adhesive 35 that transmits light. Note that the phosphor 33 may be formed by coating on the light-emitting element 32, and is not limited to the configuration of Example 1.
LEDパッケージ21では、封止部材36が設けられている。封止部材36は、光を通さない材料が用いられており、実施例1では白色の樹脂材料が用いられている。封止部材36は、放熱基板31上に設けられた発光素子32および蛍光体33を取り囲みつつ蛍光体33の上面を露出させて設けられ、放熱基板31および蛍光体33と協働して発光素子32を封止している。このため、封止部材36は、発光素子32から出射された光を、蛍光体33(その上面)から出射させつつ、その他の箇所からは漏れないものとしている。 The LED package 21 is provided with a sealing member 36. The sealing member 36 is made of a material that does not transmit light, and in Example 1, a white resin material is used. The sealing member 36 is provided so as to surround the light-emitting element 32 and phosphor 33 provided on the heat dissipation substrate 31 while exposing the upper surface of the phosphor 33, and seals the light-emitting element 32 in cooperation with the heat dissipation substrate 31 and the phosphor 33. Therefore, the sealing member 36 allows the light emitted from the light-emitting element 32 to exit from the phosphor 33 (its upper surface) while preventing it from leaking from other locations.
発光素子32は、図4に示すように、光軸方向の前側から見て、上下方向に伸びる2辺と、上下方向の上側で幅方向に伸びる1辺と、の3辺が矩形状の放熱基板31の3辺に沿うものとされている。そして、発光素子32は、上下方向の下側で幅方向に伸びる残りの1辺が部分的に切り欠かれて第1水平辺部32aと傾斜辺部32bとが設けられており、残りの箇所が第2水平辺部32cとされている。第1水平辺部32aと第2水平辺部32cとは、幅方向と平行とされ、傾斜辺部32bは、第1水平辺部32aおよび第2水平辺部32cすなわち幅方向に対して鈍角とされている。これら第1水平辺部32aおよび第2水平辺部32cに対する傾斜辺部32bの角度は、各配光パターン(LP、HP)のカットオフラインCLにおける2つの水平カットオフラインに対する傾斜カットオフラインとの角度と等しくされている。すなわち、発光素子32では、第1水平辺部32a、傾斜辺部32bおよび第2水平辺部32cが、カットオフラインCLに対応するカットオフライン辺部32dとされている。この第1水平辺部32aおよび傾斜辺部32bは、発光素子32すなわち後述するように積層された不動能層41とp型半導体層42と発光層43とn型半導体層44とを、例えばドライエッチング等のエッチングで部分的に除去することにより形成できる。 As shown in FIG. 4, the light-emitting element 32 has three sides, two sides extending in the vertical direction and one side extending in the width direction at the upper side in the vertical direction, which are aligned with the three sides of the rectangular heat dissipation substrate 31 when viewed from the front side in the optical axis direction. The remaining side of the light-emitting element 32 extending in the width direction at the lower side in the vertical direction is partially cut out to provide a first horizontal side portion 32a and an inclined side portion 32b, and the remaining portion is the second horizontal side portion 32c. The first horizontal side portion 32a and the second horizontal side portion 32c are parallel to the width direction, and the inclined side portion 32b is at an obtuse angle with respect to the first horizontal side portion 32a and the second horizontal side portion 32c, i.e., the width direction. The angle of the inclined side portion 32b with respect to the first horizontal side portion 32a and the second horizontal side portion 32c is set to be equal to the angle of the inclined cutoff line with respect to the two horizontal cutoff lines in the cutoff line CL of each light distribution pattern (LP, HP). That is, in the light-emitting element 32, the first horizontal side portion 32a, the inclined side portion 32b, and the second horizontal side portion 32c are the cutoff line side portion 32d corresponding to the cutoff line CL. The first horizontal side portion 32a and the inclined side portion 32b can be formed by partially removing the light-emitting element 32, i.e., the passive layer 41, the p-type semiconductor layer 42, the light-emitting layer 43, and the n-type semiconductor layer 44, which are stacked as described below, by etching such as dry etching.
発光素子32は、図6に示すように、不動能層41とp型半導体層42と発光層(活性層)43とn型半導体層44とn電極45とp電極46とを備える。発光素子32では、不動能層41とp型半導体層42と発光層43とn型半導体層44とが前後方向に積層されている。このため、実施例1の発光素子32では、前後方向が積層方向となる。そして、実施例1の発光素子32では、p型半導体層42とn型半導体層44との間に電流が流れると発光層43から青色の光が発せられ、その光が積層方向で最も上側(前後方向の前側)に位置されたn型半導体層44の上面から出射される。このため、発光素子32では、n型半導体層44の上面が発光面47となる。 6, the light-emitting element 32 includes a passive layer 41, a p-type semiconductor layer 42, a light-emitting layer (active layer) 43, an n-type semiconductor layer 44, an n-electrode 45, and a p-electrode 46. In the light-emitting element 32, the passive layer 41, the p-type semiconductor layer 42, the light-emitting layer 43, and the n-type semiconductor layer 44 are stacked in the front-rear direction. Therefore, in the light-emitting element 32 of Example 1, the front-rear direction is the stacking direction. In the light-emitting element 32 of Example 1, when a current flows between the p-type semiconductor layer 42 and the n-type semiconductor layer 44, blue light is emitted from the light-emitting layer 43, and the light is emitted from the upper surface of the n-type semiconductor layer 44 located at the uppermost side in the stacking direction (the front side in the front-rear direction). Therefore, in the light-emitting element 32, the upper surface of the n-type semiconductor layer 44 becomes the light-emitting surface 47.
不動能層41は、エレクトロマイグレーション(Electromigration)を防ぐ効果と、絶縁効果と、を有する。そのエレクトロマイグレーションは、電気伝導体に流れる電子の金属原子との衝突により金属原子が輸送されることで、イオンが徐々に移動することにより材料の形状に欠損が生じさせる現象である。p型半導体層42と発光層43とn型半導体層44とは、少なくとも一層(例えば、発光層43)を窒化物半導体層で構成している。ここで、p型半導体層42と発光層43とn型半導体層44とは、全ての層が窒化物半導体層からなることが好ましいが、窒化物以外の半導体層を含んでいてもよい。 The passive layer 41 has an effect of preventing electromigration and an insulating effect. Electromigration is a phenomenon in which metal atoms are transported by collisions between electrons flowing in an electric conductor and the metal atoms, causing ions to move gradually, resulting in defects in the shape of the material. At least one layer (e.g., the light emitting layer 43) of the p-type semiconductor layer 42, the light emitting layer 43, and the n-type semiconductor layer 44 is made of a nitride semiconductor layer. Here, it is preferable that all layers of the p-type semiconductor layer 42, the light emitting layer 43, and the n-type semiconductor layer 44 are made of nitride semiconductor layers, but they may also include semiconductor layers other than nitride layers.
p型半導体層42には、p電極46から不動能層41を通して設けられたpドット48が接続されている。p電極46は、不動能層41内に伸びるとともに不動能層41の下側に露出されて設けられている。pドット48は、p電極46と電気的に接続されており、複数設けられている(図4参照)。各pドット48は、図4に示すように、p型半導体層42すなわち発光面47(発光素子32)に設けられた一辺側p分布領域51と反対側p分布領域52とに配置されている。一辺側p分布領域51は、発光面47に沿う方向(前後方向の前側から正面視した状態)において、上下方向で後述するn分布領域53の下側すなわちカットオフライン辺部32d側に設定されている。反対側p分布領域52は、発光面47に沿う方向において、上下方向で一辺側p分布領域51とは反対側となるn分布領域53の上側に設定されている。この一辺側p分布領域51と反対側p分布領域52とは、n分布領域53を上下方向で挟む位置関係とされるとともに、幅方向で発光面47(p型半導体層42(発光素子32))を横切るように設定されている。各pドット48は、反対側p分布領域52よりも一辺側p分布領域51の方が密度が高くされつつ、それぞれの全域に亘って設けられている。 The p-type semiconductor layer 42 is connected to p-dots 48 provided from the p-electrode 46 through the passive layer 41. The p-electrode 46 extends into the passive layer 41 and is provided exposed on the lower side of the passive layer 41. The p-dots 48 are electrically connected to the p-electrode 46 and provided in multiple numbers (see FIG. 4). As shown in FIG. 4, each p-dot 48 is arranged in a one-side p-distribution region 51 and an opposite side p-distribution region 52 provided on the p-type semiconductor layer 42, i.e., the light-emitting surface 47 (light-emitting element 32). The one-side p-distribution region 51 is set in the direction along the light-emitting surface 47 (when viewed from the front in the front-to-back direction) below the n-distribution region 53 described later, i.e., on the cutoff line side 32d side in the vertical direction. The opposite side p-distribution region 52 is set on the upper side of the n-distribution region 53, which is opposite to the one-side p-distribution region 51 in the vertical direction, in the direction along the light-emitting surface 47. The one side p distribution region 51 and the opposite side p distribution region 52 are positioned so that they sandwich the n distribution region 53 in the vertical direction, and are set to cross the light emitting surface 47 (p-type semiconductor layer 42 (light emitting element 32)) in the width direction. The p dots 48 are arranged over the entire area of each, with the one side p distribution region 51 having a higher density than the opposite side p distribution region 52.
n型半導体層44には、図4、図5に示すように、n電極45から不動能層41、p型半導体層42および発光層43を通して設けられたnドット49が接続されている。n電極45は、p電極46とは異なる位置で不動能層41内に伸びるとともに不動能層41の下側に露出されて設けられている。nドット49は、n電極45と電気的に接続されており、複数設けられている(図4参照)。各nドット49は、n型半導体層44すなわち発光面47(発光素子32)に設けられたn分布領域53内で整列されている。 As shown in Figures 4 and 5, n-dots 49 are connected to the n-type semiconductor layer 44, which are provided from the n-electrode 45 through the passive layer 41, the p-type semiconductor layer 42, and the light-emitting layer 43. The n-electrode 45 extends into the passive layer 41 at a position different from the p-electrode 46 and is exposed on the underside of the passive layer 41. The n-dots 49 are electrically connected to the n-electrode 45 and are provided in multiple numbers (see Figure 4). Each n-dot 49 is aligned within an n-distribution region 53 provided in the n-type semiconductor layer 44, i.e., the light-emitting surface 47 (light-emitting element 32).
そのn分布領域53は、カットオフライン辺部32dに沿って折り曲げられつつn型半導体層44すなわち発光面47(発光素子32)を幅方向に横切って設定されている。すなわち、n分布領域53は、第1水平辺部32aに沿う第1水平ライン部53aと、傾斜辺部32bに沿う傾斜ライン部53bと、第2水平辺部32cに沿う第2水平ライン部53cと、を有する。このn分布領域53は、発光面47に沿う方向において、上下方向でカットオフライン辺部32d側に偏った位置、すなわち上下方向で上側の辺までの間隔よりもカットオフライン辺部32dまでの間隔を小さくする位置に設定されている。そして、実施例1のnドット49は、n分布領域53に沿って1列で整列されている。なお、nドット49は、n分布領域53内で幅方向にn型半導体層44(発光素子32)を幅方向に横切って整列されていれば、複数の列とされていてもよく、実施例1の構成に限定されない。 The n-distribution region 53 is bent along the cutoff line side 32d and set across the n-type semiconductor layer 44, i.e., the light-emitting surface 47 (light-emitting element 32) in the width direction. That is, the n-distribution region 53 has a first horizontal line portion 53a along the first horizontal side portion 32a, an inclined line portion 53b along the inclined side portion 32b, and a second horizontal line portion 53c along the second horizontal side portion 32c. The n-distribution region 53 is set at a position biased toward the cutoff line side portion 32d in the vertical direction in the direction along the light-emitting surface 47, that is, at a position where the distance to the cutoff line side portion 32d is smaller than the distance to the upper side in the vertical direction. The n-dots 49 in Example 1 are aligned in one row along the n-distribution region 53. Note that the n-dots 49 may be arranged in multiple rows as long as they are aligned across the n-type semiconductor layer 44 (light-emitting element 32) in the width direction within the n-distribution region 53, and are not limited to the configuration of Example 1.
これらのことから、実施例1の発光素子32では、発光面47に沿う方向において、幅方向がn分布領域53(nドット49)が発光面47を横切る第1方向となり、上下方向が第1方向に直交する第2方向となる。 For these reasons, in the light-emitting element 32 of Example 1, in the direction along the light-emitting surface 47, the width direction is the first direction in which the n distribution region 53 (n dots 49) crosses the light-emitting surface 47, and the up-down direction is the second direction perpendicular to the first direction.
次に、この車両用灯具10の作用について説明する。車両用灯具10は、電力供給源からの電力を光源部11のLEDパッケージ21や点灯回路22に供給して各LEDパッケージ21を点灯すると、上記したように投影レンズ12が各LEDパッケージ21を大きく拡大して投影することで各配光パターン(LP、HP)を形成する。その各配光パターンでは、各LEDパッケージ21がカットオフライン辺部32dにより切り欠かれた形状とされることにより、カットオフラインCLが形成される。そして、各配光パターンでは、カットオフラインCLの輪郭(内外での明暗差)が明確とされているとともに、カットオフラインCLの近傍が明るくされており、カットオフラインCLから離れた個所の明るさが相対的に抑えられている。このカットオフラインCLの明確さや明るさの分布は、主にLEDパッケージ21により形成されている。 Next, the operation of the vehicle lamp 10 will be described. When the vehicle lamp 10 supplies power from the power supply source to the LED packages 21 of the light source unit 11 and the lighting circuit 22 to light up each LED package 21, the projection lens 12 greatly enlarges and projects each LED package 21 as described above to form each light distribution pattern (LP, HP). In each light distribution pattern, the cutoff line CL is formed by making each LED package 21 into a shape cut out by the cutoff line side portion 32d. In each light distribution pattern, the outline of the cutoff line CL (the difference in brightness between the inside and outside) is clear, the vicinity of the cutoff line CL is bright, and the brightness of the area away from the cutoff line CL is relatively suppressed. The clarity of the cutoff line CL and the brightness distribution are mainly formed by the LED packages 21.
先ず、この説明のために、図7から図9に示す例示としての発光素子(E1からE3)を用いて説明する。各発光素子(E1からE3)は、基本的に発光素子32と同様の構成とされており、図4と同様に前後方向の前側から見た様子を示す。各発光素子(E1からE3)は、各pドット48および各nドット49の配置と、カットオフライン辺部32dが設けられていないことと、正面視した形状と、が発光素子32とは異なるものとされている。 First, for the purpose of this explanation, the light-emitting elements (E1 to E3) shown in Figures 7 to 9 will be used as examples. Each light-emitting element (E1 to E3) is basically configured in the same way as the light-emitting element 32, and is shown as viewed from the front in the front-to-rear direction as in Figure 4. Each light-emitting element (E1 to E3) differs from the light-emitting element 32 in the arrangement of each p dot 48 and each n dot 49, the absence of a cutoff line side portion 32d, and the shape when viewed from the front.
図7の発光素子E1は、一般的な構成とされたもので、各pドット48および各nドット49が発光面47の全体に亘って満遍なく配置されている。このため、発光素子E1は、全体に均一な明るさ(配光分布)で発光面47を光らせることができる。換言すると、一般的な発光素子E1は、全体に均一な明るさとするために、各pドット48および各nドット49を均一な分布としている。 The light-emitting element E1 in FIG. 7 has a typical configuration, with each p dot 48 and each n dot 49 evenly arranged across the entire light-emitting surface 47. Therefore, the light-emitting element E1 can illuminate the light-emitting surface 47 with a uniform brightness (light distribution) across the entire surface. In other words, a typical light-emitting element E1 has each p dot 48 and each n dot 49 uniformly distributed to achieve a uniform brightness across the entire surface.
これに対して、図8の発光素子E2は、上下方向の中央において発光面47を幅方向に架け渡すn分布領域53Eを設定しており、そのn分布領域53E内に各nドット49を整列させている。また、図8の発光素子E2は、n分布領域53Eの上下方向の上側に上側p分布領域52Eを設定するとともに、n分布領域53Eの下側に下側p分布領域51Eを設定し、各p分布領域(51E、52E)の全体に亘って満遍なく各pドット48を配置している。出願人は、このようにnドット49を偏らせて配置すると、そのn分布領域53Eおよびその近傍を最も明るくできるとともに、それ以外の各p分布領域(51E、52E)の明るさを相対的に抑えられることを発見した。 In contrast, the light-emitting element E2 in FIG. 8 has an n-distribution region 53E that spans the width of the light-emitting surface 47 at the vertical center, and the n dots 49 are aligned within the n-distribution region 53E. The light-emitting element E2 in FIG. 8 also has an upper p-distribution region 52E above the n-distribution region 53E in the vertical direction, and a lower p-distribution region 51E below the n-distribution region 53E, with the p dots 48 evenly distributed throughout the entire p-distribution region (51E, 52E). The applicant has discovered that by distributing the n dots 49 in this manner, the n-distribution region 53E and its vicinity can be made the brightest, while the brightness of the other p-distribution regions (51E, 52E) can be relatively suppressed.
また、図9の発光素子E3は、n分布領域53E、上側p分布領域52E、下側p分布領域51Eの設定を発光素子E2と同様としつつ、上側p分布領域52Eよりも下側p分布領域51Eの各pドット48の密度を高くしている。出願人は、nドット49をn分布領域53E内に偏らせて配置した状態において各pドット48も偏らせて配置すると、n分布領域53Eおよびその近傍に加えて密度を高くした下側p分布領域51Eも同様に明るくでき、残りの上側p分布領域52Eの明るさを相対的に抑えられることを発見した。 In addition, the light-emitting element E3 in FIG. 9 has the same settings as the light-emitting element E2 for the n-distribution region 53E, upper p-distribution region 52E, and lower p-distribution region 51E, but the density of the p-dots 48 in the lower p-distribution region 51E is higher than that in the upper p-distribution region 52E. The applicant has discovered that if the p-dots 48 are also biasedly arranged in a state in which the n-dots 49 are biasedly arranged within the n-distribution region 53E, then the lower p-distribution region 51E, which has a higher density in addition to the n-distribution region 53E and its vicinity, can also be brightened in the same way, and the brightness of the remaining upper p-distribution region 52E can be relatively suppressed.
実施例1の発光素子32は、カットオフライン辺部32dにより切り欠かれた形状とされているので、各配光パターン(LP、HP)にカットオフラインCLが形成できる。また、発光素子32は、各nドット49を整列させるn分布領域53を設定するとともに、そのn分布領域53をカットオフライン辺部32d側に偏った位置に設けているので、発光面47におけるカットオフライン辺部32dの近傍を明るくできる。さらに、発光素子32は、n分布領域53をカットオフライン辺部32dに沿って折り曲げて設定しているので、発光面47における明るい領域をカットオフライン辺部32dの形状(輪郭)に沿ったものとすることができる。ついで、発光素子32では、一辺側p分布領域51における各pドット48の密度を、反対側p分布領域52における各pドット48の密度よりも高くしているので、発光面47におけるカットオフライン辺部32dの際まで明るくできるとともに、カットオフライン辺部32dから離れた個所の明るさを相対的に抑えることができる。 The light-emitting element 32 of the first embodiment is cut out by the cutoff line side 32d, so that the cutoff line CL can be formed in each light distribution pattern (LP, HP). In addition, the light-emitting element 32 sets an n-distribution region 53 in which each n-dot 49 is aligned, and the n-distribution region 53 is provided in a position biased toward the cutoff line side 32d, so that the vicinity of the cutoff line side 32d on the light-emitting surface 47 can be brightened. Furthermore, the light-emitting element 32 sets the n-distribution region 53 by bending it along the cutoff line side 32d, so that the bright region on the light-emitting surface 47 can be made to follow the shape (contour) of the cutoff line side 32d. Next, in the light-emitting element 32, the density of each p-dot 48 in the p-distribution region 51 on one side is higher than the density of each p-dot 48 in the p-distribution region 52 on the opposite side, so that the light-emitting surface 47 can be brightened up to the edge of the cutoff line side 32d, and the brightness of the area away from the cutoff line side 32d can be relatively suppressed.
これらのことから、発光素子32では、発光面47において、カットオフライン辺部32dの形状に沿って光らせることができるとともに、そのカットオフライン辺部32dの近傍を最も明るくしつつカットオフライン辺部32dから離れた個所の明るさを相対的に抑えることができる。そして、発光素子32では、発光面47におけるカットオフライン辺部32dの近傍を最も明るくしつつカットオフライン辺部32dの外側からは光を発しないので、その明暗差を大きくできる。 For these reasons, the light-emitting element 32 can emit light along the shape of the cutoff line side 32d on the light-emitting surface 47, and can make the area near the cutoff line side 32d the brightest while relatively reducing the brightness of areas away from the cutoff line side 32d. And, the light-emitting element 32 can make the area near the cutoff line side 32d on the light-emitting surface 47 the brightest while not emitting light from outside the cutoff line side 32d, thereby increasing the difference in brightness.
これにより、車両用灯具10は、カットオフライン辺部32dを設けた発光素子32(その発光面47)を投影して各配光パターン(LP、HP)を形成することで、それらにカットオフラインCLを形成できる。その各配光パターン(LP、HP)では、発光面47における明るさの分布が反映されるので、カットオフラインCLの近傍が最も明るくされ、カットオフラインCLから離れた個所の明るさが相対的に抑えられている。そして、各配光パターン(LP、HP)では、カットオフラインCLの内外での明暗差を確保することができ、カットオフラインCLを明確なものにできる。 As a result, the vehicle lamp 10 can form each light distribution pattern (LP, HP) by projecting the light emitting element 32 (its light emitting surface 47) provided with the cutoff line side portion 32d, and can form a cutoff line CL in each of them. In each of the light distribution patterns (LP, HP), the brightness distribution on the light emitting surface 47 is reflected, so that the vicinity of the cutoff line CL is made the brightest, and the brightness of the areas away from the cutoff line CL is relatively suppressed. In each light distribution pattern (LP, HP), the difference in brightness between inside and outside the cutoff line CL can be secured, and the cutoff line CL can be made clear.
実施例1の車両用灯具10は、以下の各作用効果を得ることができる。 The vehicle lamp 10 of the first embodiment can achieve the following effects:
車両用灯具10は、発光素子32が、n電極45とn型半導体層44とを接続する複数のnドット49と、p電極46とp型半導体層42とを接続する複数のpドット48と、積層方向(実施例1では前後方向)の他方において積層方向に直交して設けられた発光面47と、を有する。そして、nドット49は、発光面47に沿う方向において、第1方向で発光面47を横切りつつ第1方向に直交する第2方向で一辺(カットオフライン辺部32d)側に偏った位置に設定されたn分布領域53内で整列されている。このため、車両用灯具10は、発光面47において一辺(カットオフライン辺部32d)の近傍を明るくできるので、配光パターン(LP、HP)におけるカットオフラインCLの近傍が最も明るくしつつそこから離れた個所の明るさが相対的に抑えることができる。加えて、車両用灯具10は、各配光パターン(LP、HP)におけるカットオフラインCLの内外での明暗差を確保できるので、カットオフラインCLを明確なものにできる。これらのことから、車両用灯具10は、カットオフラインCLの近傍を最も明るくしつつカットオフラインCLを明確とした法規等に即した配光パターン(LP、HP)を形成でき、視認性を確保しつつ対向車等の眩惑を防止することができる。 In the vehicle lamp 10, the light-emitting element 32 has a plurality of n-dots 49 connecting the n-electrode 45 and the n-type semiconductor layer 44, a plurality of p-dots 48 connecting the p-electrode 46 and the p-type semiconductor layer 42, and a light-emitting surface 47 provided perpendicular to the stacking direction on the other side of the stacking direction (the front-rear direction in the first embodiment). The n-dots 49 are aligned in an n-distribution region 53 set in a position biased toward one side (cutoff line side portion 32d) in a second direction perpendicular to the first direction while crossing the light-emitting surface 47 in a first direction in a direction along the light-emitting surface 47. Therefore, the vehicle lamp 10 can brighten the vicinity of one side (cutoff line side portion 32d) on the light-emitting surface 47, so that the vicinity of the cutoff line CL in the light distribution pattern (LP, HP) can be brightest while the brightness of the area away from there can be relatively suppressed. In addition, the vehicle lamp 10 can ensure a clear cutoff line CL because it can ensure a difference in brightness inside and outside the cutoff line CL in each light distribution pattern (LP, HP). As a result, the vehicle lamp 10 can form a light distribution pattern (LP, HP) that is in accordance with regulations and that makes the cutoff line CL clear while making the area near the cutoff line CL the brightest, and can prevent dazzling oncoming vehicles and the like while ensuring visibility.
また、車両用灯具10は、n分布領域53が、第1方向に伸びる水平ライン部(第1水平ライン部53a、第2水平ライン部53c)と、第1方向に対して傾斜する傾斜ライン部53bと、を有する。このため、車両用灯具10は、最も明るい領域をカットオフラインCLの形状に沿うものにでき、カットオフラインCLをより明確とした配光パターン(LP、HP)を形成できる。 In addition, the vehicle lamp 10 has an n-distribution region 53 that has horizontal line portions (first horizontal line portion 53a, second horizontal line portion 53c) that extend in the first direction and inclined line portions 53b that are inclined with respect to the first direction. Therefore, the vehicle lamp 10 can make the brightest region follow the shape of the cutoff line CL, and can form a light distribution pattern (LP, HP) with a clearer cutoff line CL.
さらに、車両用灯具10は、発光面47に沿う方向において、n分布領域53を挟むように一辺側p分布領域51と反対側p分布領域52とを設定し、一辺側p分布領域51では反対側p分布領域52よりもpドット48の密度を高めている。このため、車両用灯具10は、より適切にカットオフラインCLの近傍を明るくでき、カットオフラインCLをより明確とした配光パターン(LP、HP)を形成できる。 Furthermore, the vehicle lamp 10 is configured such that a p-distribution region 51 on one side and a p-distribution region 52 on the other side are set on either side of the n-distribution region 53 in the direction along the light-emitting surface 47, and the density of p dots 48 is higher in the p-distribution region 51 on one side than in the p-distribution region 52 on the other side. As a result, the vehicle lamp 10 can more appropriately brighten the area near the cutoff line CL, and can form a light distribution pattern (LP, HP) with a clearer cutoff line CL.
発光素子32では、発光面47に沿う方向の一辺に、第1方向に伸びる水平辺部(第1水平辺部32a、第2水平辺部32c)と、第1方向に対して傾斜する傾斜辺部32bと、が設けられている。このため、車両用灯具10は、発光面47の水平辺部および傾斜辺部32bにより配光パターン(LP、HP)におけるカットオフラインCLを形成することができる。そして、車両用灯具10は、nドット49や各pドット48の上記した配置を合わせることで、カットオフラインCLの近傍を明るくしつつ、そこから離れた個所の明るさを相対的に抑えることができる。これにより、車両用灯具10は、発光面47において水平辺部および傾斜辺部32bの近傍を明るくできるとともに、そのカットオフラインCLの内外での明暗差を確保できる。よって、車両用灯具10は、水平ラインと傾斜ラインとの繋ぎ目の近傍を最も明るくしつつカットオフラインCLを明確とした法規等に即した配光パターン(LP、HP)を形成でき、視認性を確保しつつ対向車等の眩惑を防止できる。 In the light-emitting element 32, a horizontal side portion (first horizontal side portion 32a, second horizontal side portion 32c) extending in the first direction and an inclined side portion 32b inclined with respect to the first direction are provided on one side along the light-emitting surface 47. Therefore, the vehicle lamp 10 can form a cutoff line CL in the light distribution pattern (LP, HP) by the horizontal side portion and the inclined side portion 32b of the light-emitting surface 47. And, by matching the above-mentioned arrangement of the n dots 49 and each p dot 48, the vehicle lamp 10 can brighten the vicinity of the cutoff line CL while relatively suppressing the brightness of the area away from it. As a result, the vehicle lamp 10 can brighten the vicinity of the horizontal side portion and the inclined side portion 32b on the light-emitting surface 47, and can ensure the brightness difference inside and outside the cutoff line CL. Therefore, the vehicle lamp 10 can form a light distribution pattern (LP, HP) that is in accordance with regulations and that clearly defines the cutoff line CL while making the area near the junction between the horizontal line and the inclined line the brightest, thereby preventing dazzlement of oncoming vehicles and the like while ensuring visibility.
したがって、本開示に係る車両用灯具としての実施例1の車両用灯具10は、発光素子32により、求められる明るさの分布を確保しつつカットオフラインCLを明確とした配光パターン(LP、HP)を形成できる。 Therefore, the vehicle lamp 10 of Example 1, which is a vehicle lamp according to the present disclosure, can form a light distribution pattern (LP, HP) with a clear cutoff line CL while ensuring the required brightness distribution by using the light emitting element 32.
次に、本開示の一実施形態である実施例2の車両用灯具10Aについて、図10から図15を用いて説明する。車両用灯具10Aは、実施例1の車両用灯具10とは異なり単一のLEDパッケージ21Aを用いて、両配光パターン(LP、HP)を形成するものである。車両用灯具10Aは、基本的な概念および構成が実施例1の車両用灯具10と同様であるので、等しい構成の個所には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。 Next, a vehicle lamp 10A according to Example 2, which is an embodiment of the present disclosure, will be described with reference to Figures 10 to 15. Unlike the vehicle lamp 10 of Example 1, the vehicle lamp 10A uses a single LED package 21A to form both light distribution patterns (LP, HP). The basic concept and configuration of the vehicle lamp 10A are similar to those of the vehicle lamp 10 of Example 1, so parts with the same configuration are given the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.
実施例2の車両用灯具10Aは、光源部11Aにおいて、単一のLEDパッケージ21Aと点灯回路22とが基板23に実装されている。これに伴って、基板23では、配置および電路23aAの位置が光源部11とは異なるものとされている。 In the vehicle lamp 10A of the second embodiment, in the light source unit 11A, a single LED package 21A and a lighting circuit 22 are mounted on a substrate 23. Accordingly, the arrangement and the position of the electrical path 23aA on the substrate 23 are different from those of the light source unit 11.
そして、LEDパッケージ21Aでは、単一の放熱基板31上に、一対の発光素子32Aが実装されており、それぞれに蛍光体33Aが設けられている。両発光素子32Aは、実施例1の発光素子32と同様の構成とされている。このため、両発光素子32Aは、一辺にカットオフライン辺部32dが設けられており、互いのカットオフライン辺部32dを対向させて上下方向で並べられている。そして、両発光素子32Aは、互いのカットオフライン辺部32dの間隔dが100μm以下とされている。 In the LED package 21A, a pair of light-emitting elements 32A are mounted on a single heat dissipation substrate 31, and each is provided with a phosphor 33A. Both light-emitting elements 32A have the same configuration as the light-emitting element 32 of Example 1. Therefore, both light-emitting elements 32A are provided with a cutoff line side portion 32d on one side, and are arranged in the vertical direction with the cutoff line side portions 32d facing each other. The distance d between the cutoff line side portions 32d of both light-emitting elements 32A is set to 100 μm or less.
次に、このLEDパッケージ21Aの形成方法について説明する。先ず、図12に示すように、基礎となる発光素子32Bを形成する基礎素子形成工程を行う。基礎素子形成工程では、透明基板61上に、下から順にn型半導体層44と発光層43とp型半導体層42と不動能層41(図6参照)と積層するとともに、実施例1と同様にn電極45、p電極46、各pドット48、各nドット49(図6参照)を設けて、発光素子32Bを形成する。このとき、n電極45、p電極46、各pドット48および各nドット49の位置は、次のエッチング工程によりエッチングした後の2つの発光素子32Aに合わせたものとしている(図11等参照)。 Next, a method for forming this LED package 21A will be described. First, as shown in FIG. 12, a basic element forming process is performed to form the basic light emitting element 32B. In the basic element forming process, the n-type semiconductor layer 44, the light emitting layer 43, the p-type semiconductor layer 42, and the passive layer 41 (see FIG. 6) are laminated on the transparent substrate 61 in order from the bottom, and the n-electrode 45, the p-electrode 46, the p-dots 48, and the n-dots 49 (see FIG. 6) are provided in the same manner as in Example 1 to form the light emitting element 32B. At this time, the positions of the n-electrode 45, the p-electrode 46, the p-dots 48, and the n-dots 49 are aligned with the two light emitting elements 32A after etching in the next etching process (see FIG. 11, etc.).
次に、図13に示すように、発光素子32B(図12参照)をエッチングするエッチング工程を行う。エッチング工程では、透明基板61上の発光素子32Bの中央をエッチングして中央部分Cを除去する。実施例2のエッチング工程では、ドライエッチングにより中央部分Cを除去することで、発光素子32Bを透明基板61上で2分割して2つの発光素子32Aを形成する。各発光素子32Aでは、エッチング工程により中央部分Cが除去されることで、互いのカットオフライン辺部32dすなわち幅方向と平行とされた第1水平辺部32aと第2水平辺部32cとが傾斜辺部32bで繋がれた状態(図11等参照)が形成される。 Next, as shown in FIG. 13, an etching process is performed to etch the light-emitting element 32B (see FIG. 12). In the etching process, the center of the light-emitting element 32B on the transparent substrate 61 is etched to remove the center portion C. In the etching process of Example 2, the center portion C is removed by dry etching, and the light-emitting element 32B is divided into two on the transparent substrate 61 to form two light-emitting elements 32A. In each light-emitting element 32A, the center portion C is removed by the etching process, and the cutoff line side portions 32d of each other, i.e., the first horizontal side portion 32a and the second horizontal side portion 32c parallel to the width direction are connected by the inclined side portion 32b (see FIG. 11, etc.), are formed.
次に、図14に示すように、両発光素子32Aを放熱基板31に実装する実装工程を行う。実装工程では、放熱基板31上において、両発光素子32A側が下側にするように透明基板61を反転し、各発光素子32Aのn電極45およびp電極46を、放熱基板31に設けられたLED電極34に合わせた状態で載せる。そして、実装工程では、両発光素子32Aから透明基板61を取り除き、n電極45およびp電極46を対応するLED電極34に電気的に接続する。 Next, as shown in FIG. 14, a mounting process is performed in which both light-emitting elements 32A are mounted on the heat dissipation substrate 31. In the mounting process, the transparent substrate 61 is inverted on the heat dissipation substrate 31 so that both light-emitting elements 32A are facing downward, and the n-electrode 45 and p-electrode 46 of each light-emitting element 32A are placed in alignment with the LED electrodes 34 provided on the heat dissipation substrate 31. In the mounting process, the transparent substrate 61 is removed from both light-emitting elements 32A, and the n-electrode 45 and p-electrode 46 are electrically connected to the corresponding LED electrodes 34.
次に、図15に示すように、各発光素子32Aに蛍光体33Aを設ける蛍光体設置工程と、両発光素子32Aを封止部材36で封止する封止工程と、を行う。蛍光体設置工程では、各発光素子32Aの発光面47Aに合わせた蛍光体33Aを設置するものであり、実施例2では各発光素子32A(その発光面47A)に蛍光体33Aをプリントする。そして、封止工程では、放熱基板31上において、両発光素子32Aおよび蛍光体33Aを取り囲みつつ蛍光体33Aの上面を露出させるように、封止部材36Aを設ける。これにより、2つの発光素子32Aが単一の放熱基板31上に設けられたLEDパッケージ21Aを形成できる。 Next, as shown in FIG. 15, a phosphor installation process is performed in which phosphor 33A is provided on each light-emitting element 32A, and a sealing process is performed in which both light-emitting elements 32A are sealed with a sealing member 36. In the phosphor installation process, phosphor 33A is installed to match the light-emitting surface 47A of each light-emitting element 32A, and in Example 2, phosphor 33A is printed on each light-emitting element 32A (its light-emitting surface 47A). Then, in the sealing process, a sealing member 36A is provided on the heat dissipation substrate 31 so as to surround both light-emitting elements 32A and phosphor 33A while exposing the upper surface of phosphor 33A. This makes it possible to form an LED package 21A in which two light-emitting elements 32A are provided on a single heat dissipation substrate 31.
LEDパッケージ21Aは、上記のように形成されることで、互いのカットオフライン辺部32dの間隔dを100μm以下として2つの発光素子32Aを精度よく配置することができる。ここで、2つの発光素子を個別に形成し、その2つの発光素子を単一の放熱基板上に設けることでも、同様の構成とすることが考えられる。しかしながら、互いのカットオフライン辺部32dの間隔が100μm以下としつつ、適切な位置で2つの発光素子を単一の放熱基板上に設置することは極めて困難である。そして、車両用灯具10Aでは、上記のように形成されたLEDパッケージ21Aを用いることにより、両発光素子32Aを極めて狭い間隔で精度よく配置したものであることから、投影レンズ12との位置関係を適切なものとしつつ小型化することができる。これにより、車両用灯具10Aは、小型化を可能としつつ、走行用配光パターンHPとすれ違い用配光パターンLPとを精度よく形成できる。 The LED package 21A is formed as described above, so that the distance d between the cutoff line side portions 32d is 100 μm or less, and the two light-emitting elements 32A can be precisely arranged. Here, it is conceivable to form the two light-emitting elements separately and provide the two light-emitting elements on a single heat dissipation substrate to achieve a similar configuration. However, it is extremely difficult to install the two light-emitting elements on a single heat dissipation substrate at an appropriate position while keeping the distance between the cutoff line side portions 32d at 100 μm or less. In the vehicle lamp 10A, the LED package 21A formed as described above is used, and the two light-emitting elements 32A are precisely arranged at an extremely narrow interval, so that the vehicle lamp 10A can be miniaturized while maintaining an appropriate positional relationship with the projection lens 12. As a result, the vehicle lamp 10A can be miniaturized while precisely forming the driving light distribution pattern HP and the passing light distribution pattern LP.
実施例2の車両用灯具10Aは、以下の各作用効果を得ることができる。この車両用灯具10Aは、基本的に実施例1の車両用灯具10と同様の構成であるので、実施例1と同様の効果を得られる。 The vehicle lamp 10A of the second embodiment can achieve the following effects. This vehicle lamp 10A is basically configured in the same way as the vehicle lamp 10 of the first embodiment, and therefore can achieve the same effects as those of the first embodiment.
それに加えて、車両用灯具10Aは、発光素子32を、基板(放熱基板31)上で、水平辺部(第1水平辺部32a、第2水平辺部32c)と傾斜辺部32bとが設けられた一辺(カットオフライン辺部32d)側を第2方向で対向させて対を為して設け、その間隔を100μm以下としている。このため、車両用灯具10Aは、小型化を可能としつつ、走行用配光パターンHPとすれ違い用配光パターンLPとを精度よく形成できる。 In addition, the vehicle lamp 10A has the light emitting elements 32 arranged in pairs on the substrate (heat dissipation substrate 31) with the horizontal side (first horizontal side 32a, second horizontal side 32c) and the inclined side 32b on one side (cutoff line side 32d) facing each other in the second direction, with the spacing between them being 100 μm or less. Therefore, the vehicle lamp 10A can be made compact while accurately forming the driving light distribution pattern HP and the passing light distribution pattern LP.
また、車両用灯具10Aは、対を為す発光素子32Aが、基板上で封止部材36により封止されて単一のパッケージとされている。このため、車両用灯具10Aは、発光素子32Aの取り扱いを容易なものにでき、小型化を可能としつつ、走行用配光パターンHPとすれ違い用配光パターンLPとを精度よく形成できる。 In addition, the vehicle lamp 10A has a pair of light-emitting elements 32A sealed on the substrate by a sealing member 36 to form a single package. This makes it easy to handle the light-emitting elements 32A in the vehicle lamp 10A, and allows for compactness while accurately forming the driving light distribution pattern HP and the passing light distribution pattern LP.
したがって、本開示に係る車両用灯具としての実施例2の車両用灯具10Aは、発光素子32Aにより、求められる明るさの分布を確保しつつカットオフラインCLを明確とした配光パターン(LP、HP)を形成できる。 Therefore, the vehicle lamp 10A of Example 2, which is a vehicle lamp according to the present disclosure, can form a light distribution pattern (LP, HP) with a clear cutoff line CL while ensuring the required brightness distribution by using the light emitting element 32A.
以上、本開示の車両用灯具を各実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については各実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 The vehicle lamp of this disclosure has been described above based on each embodiment, but the specific configuration is not limited to each embodiment, and design changes and additions are permitted as long as they do not deviate from the gist of the invention according to each claim in the scope of the claims.
なお、各実施例では、発光素子32、32Aを上記のように構成していたが、各実施例の構成に限定されない。例えば、発光層を有していないpn接合構造であってもよく、n型半導体層とp型半導体層が逆の順序で積層されていてもよく、n型半導体層とp型半導体層とはそれぞれ複数の層が積層されていてもよい。 In each embodiment, the light-emitting element 32, 32A is configured as described above, but the configuration is not limited to the configuration of each embodiment. For example, it may have a pn junction structure without a light-emitting layer, the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer may be stacked in the reverse order, and the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer may each be stacked with multiple layers.
また、各実施例では、n分布領域53が、第1水平辺部32aに沿う第1水平ライン部53aと、傾斜辺部32bに沿う傾斜ライン部53bと、第2水平辺部32cに沿う第2水平ライン部53cと、を有している。しかしながら、n分布領域53は、上下方向(第2方向)でカットオフライン辺部32d側に偏った位置とされていればよく、好適にはカットオフライン辺部32dに沿って折り曲げられたものであればよく、各実施例の構成に限定されない。ここで、カットオフライン辺部32dに沿って折り曲げられるとは、幅方向の全域に亘ってカットオフライン辺部32dに近接していれば、必ずしも形状やそれぞれの長さや角度が一致していなくてもよい。 In each embodiment, the n-distribution region 53 has a first horizontal line portion 53a along the first horizontal side portion 32a, an inclined line portion 53b along the inclined side portion 32b, and a second horizontal line portion 53c along the second horizontal side portion 32c. However, the n-distribution region 53 only needs to be positioned toward the cutoff line side portion 32d in the vertical direction (second direction), and preferably bent along the cutoff line side portion 32d, and is not limited to the configuration of each embodiment. Here, being bent along the cutoff line side portion 32d means that the shape, length, and angle do not necessarily have to be the same as long as it is close to the cutoff line side portion 32d over the entire width direction.
さらに、各実施例では、発光素子32、32Aにおいて、第1水平辺部32aと第2水平辺部32cとを傾斜辺部32bで繋いだカットオフライン辺部32dを設けている。しかしながら、発光素子では、複数のnドット49が整列されたn分布領域53が第1方向に発光面47を横切りつつ第2方向で一辺側に偏った位置に設定されていれば、カットオフライン辺部32dが設けられていなくてもよく、各実施例の構成に限定されない。ここで、発光素子は、例えば、矩形状としつつ各実施例のように折り曲げられつつ発光面47を幅方向に横切ってn分布領域53を設けることが考えられる。この場合、発光素子では、発光面47における一辺側p分布領域51よりも外側の箇所からも光が出射され得る。このため、発光素子では、このような構成とされる場合、発光面47における一辺側p分布領域51よりも外側の箇所を、例えば封止部材36のように光を通さない材料で覆うことで、当該箇所から光が出射されることを防止できる。 Furthermore, in each embodiment, the light-emitting element 32, 32A has a cutoff line edge 32d in which the first horizontal edge 32a and the second horizontal edge 32c are connected by the inclined edge 32b. However, in the light-emitting element, as long as the n distribution region 53 in which the multiple n dots 49 are aligned is set at a position biased toward one side in the second direction while crossing the light-emitting surface 47 in the first direction, the cutoff line edge 32d may not be provided, and is not limited to the configuration of each embodiment. Here, it is considered that the light-emitting element is, for example, rectangular and is folded as in each embodiment, while the n distribution region 53 is provided across the light-emitting surface 47 in the width direction. In this case, in the light-emitting element, light may be emitted from a location outside the one-side p distribution region 51 on the light-emitting surface 47. For this reason, in the light-emitting element, when the light-emitting element is configured in this way, the location outside the one-side p distribution region 51 on the light-emitting surface 47 can be covered with a material that does not transmit light, such as the sealing member 36, to prevent light from being emitted from that location.
10、10A 車両用灯具 12 投影レンズ 31 (基板の一例としての)放熱基板 32、32A 発光素子 32a (水平辺部の一例としての)第1水平辺部 32b 傾斜辺部 32c (水平辺部の一例としての)第2水平辺部 36 封止部材 42 p型半導体層 44 n型半導体層 45 n電極 46 p電極 47 発光面 48 pドット 49 nドット 51 一辺側p分布領域 52 反対側p分布領域 53 n分布領域 53a (水平ライン部の一例としての)第1水平ライン部 53b 傾斜ライン部 53c (水平ライン部の一例としての)第2水平ライン部 LP (配光パターンの一例としての)すれ違い用配光パターン HP (配光パターンの一例としての)走行用配光パターン
10, 10A Vehicle lamp 12 Projection lens 31 Heat dissipation substrate (as an example of a substrate) 32, 32A Light emitting element 32a First horizontal side portion (as an example of a horizontal side portion) 32b Inclined side portion 32c Second horizontal side portion (as an example of a horizontal side portion) 36 Sealing member 42 P-type semiconductor layer 44 N-type semiconductor layer 45 N-electrode 46 P-electrode 47 Light emitting surface 48 P dot 49 N dot 51 One side p distribution region 52 Opposite side p distribution region 53 N distribution region 53a First horizontal line portion (as an example of a horizontal line portion) 53b Inclined line portion 53c Second horizontal line portion (as an example of a horizontal line portion) LP Light distribution pattern for passing (as an example of a light distribution pattern) HP Light distribution pattern for driving (as an example of a light distribution pattern)
Claims (6)
前記発光素子から放射された光を投影して配光パターンを形成する投影レンズと、を備え、
前記発光素子は、積層方向の一方に設けられたn電極およびp電極と、前記積層方向の他方において前記積層方向に直交して設けられた発光面と、前記n電極と前記n型半導体層とを接続する複数のnドットと、前記p電極と前記p型半導体層とを接続する複数のpドットと、を有し、
前記nドットは、前記発光面に沿う方向において、前記配光パターンにおける水平方向に対応する第1方向で前記発光面を横切りつつ前記第1方向に直交する第2方向で前記発光面における一辺側に偏った位置に設定されたn分布領域内で整列されていることを特徴とする車両用灯具。 a light emitting element in which an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are stacked;
a projection lens that projects the light emitted from the light emitting element to form a light distribution pattern,
the light-emitting element has an n-electrode and a p-electrode provided on one side of a stacking direction, a light-emitting surface provided on the other side of the stacking direction perpendicular to the stacking direction, a plurality of n-dots connecting the n-electrode and the n-type semiconductor layer, and a plurality of p-dots connecting the p-electrode and the p-type semiconductor layer,
The n dots are aligned within an n distribution region that is set in a direction along the light-emitting surface, crossing the light-emitting surface in a first direction corresponding to the horizontal direction in the light distribution pattern, and biased toward one side of the light-emitting surface in a second direction perpendicular to the first direction.
前記一辺側p分布領域では、前記反対側p分布領域よりも前記pドットの密度が高められていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用灯具。 the p dots are arranged in a one-side p distribution region provided on the one side of the n distribution region and an opposite side p distribution region provided on an opposite side of the n distribution region from the one-side p distribution region, in a direction along the light emitting surface;
3. The vehicular lamp according to claim 1, wherein a density of the p dots in the one side p distribution region is higher than that in the opposite side p distribution region.
6. The vehicle lamp according to claim 5, wherein the pair of light emitting elements are sealed on the substrate by a sealing member to form a single package.
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