CN103486554A - 光源单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光源单元。本发明的课题在于，提供能防止因弯曲加工柔性电路基板时的弯曲力引起电路基板及发光元件损伤的光源单元。本发明的光源单元设有沿规定的弯曲线(B)进行弯曲加工的柔性电路基板(22),柔性电路基板(22)的导电膜由绝缘分割线(224)分割为多个配线图案部(225),在配线图案部(225)至少搭载一个发光元件(23)。当划分为搭载发光元件(23)的搭载区域(22a)和进行弯曲加工的弯曲区域(22b)时,绝缘分割线(224)在弯曲区域(22b)具有朝与弯曲线(B)大致正交方向延伸的部分,在搭载区域(22a)具有朝比在弯曲区域(22b)的正交角度小的角度方向延伸的部分。

Description

光源单元

技术区域

本发明涉及装备在汽车等车辆的作为灯光源使用的光源单元,特别涉及在柔性电路基板搭载发光元件、且弯曲加工该柔性电路基板构成的光源单元。

背景技术

在将半导体发光元件用于光源的灯、尤其使用多个发光元件的灯中,将多个发光元件搭载在一个电路基板,作为光源单元,构成光源。当将设有这种光源单元的灯作为汽车用灯构成场合,灯的发光面,即灯的前面透镜或前罩与汽车的车体形状一致,作为倾斜面或曲面形成,因此,多个发光元件的位置也需要与该前面透镜或前罩形状对应,配置在各不相同的位置。因此,将搭载多个发光元件的电路基板形成阶梯状或其它三维形状,在各阶梯部分别搭载发光元件构成。在专利文献1中,将多个发光元件搭载在柔性印制电路基板,且在板厚方向弯曲形成,使得该柔性印制电路基板成为阶梯状。又,在专利文献2中,在板厚方向弯曲搭载多个LED的柔性基板,形成为弯曲面状。

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2006-128214号公报

【专利文献2】日本特开2004-103993号公报

但是,在将多个发光元件搭载在电路基板、且与这些发光元件各个对应电气连接进行供电的光源单元中,需要将构成电路基板的导电膜作为与多个发光元件对应的多个配线图案部构成。尤其,如专利文献1或2那样，在沿电路基板的长方向搭载多个发光元件的光源单元中,需要将导电膜沿电路基板的长方向分割形成配线图案部。因此,用于分割多个配线图案部的分割线朝着与电路基板的长方向成直角的方向,当将这样的光源单元的电路基板如上所述弯曲成阶梯状或弯曲形状时,因弯曲产生的弯曲应力几乎按原状态施加到配线图案部,担心在配线图案部因弯曲应力产生断裂。尤其,沿宽度方向存在配线图案部的分割线,当在弯曲电路基板处,存在这样的配线图案部时,弯曲应力集中在该分割线部位,电路基板易在该部位断裂。

又，在这样将多个配线图案部沿电路基板的长方向分割的电路基板中,搭载的发光元件的成对电极分别朝着沿该长方向的方向,且各电极跨越分割线分别与邻接的配线图案部电气连接。因此,若因弯曲产生的弯曲应力通过配线图案部传递到分割线部位,即发光元件的搭载部位,则该弯曲应力施加到发光元件的两电极,两电极和配线图案部的连接处受到损害,进而发光元件自身受到损害,担心它们受到损伤。

再有,如专利文献1、2那样，在一个电路基板搭载多个发光元件构成的光源单元中,当各发光元件发光时,因所产生的热,光源电源的温度易上升,因该温度上升,发光元件自身温度上升,产生所谓热失控,担心发光特性劣化。因此,在光源单元设置用于散热的散热器,但是,因该散热器成为光源单元或灯大型化的主要原因。

发明内容

本发明的目的在于,提供能防止因柔性电路基板的弯曲引起电路基板自身及发光元件损伤的光源单元。

又,本发明的另一目的在于,提供提高电路基板的散热效果的光源单元。

为了实现上述目的，本发明的光源单元设有柔性电路基板,导电膜由绝缘分割线分割为多个配线图案部,在该配线图案部至少搭载一个发光元件,同时,沿着规定的弯曲线对所述柔性电路基板进行弯曲加工,其特征在于:

将所述柔性电路基板划分为搭载所述发光元件的搭载区域和所述进行弯曲加工的弯曲区域,所述绝缘分割线在所述弯曲区域的弯曲线附近具有朝与所述弯曲加工的弯曲线大致正交方向延伸的部分,在所述搭载区域具有朝比在所述弯曲区域的正交角度小的角度方向延伸的部分。

在本发明中,构成为在柔性电路基板的搭载区域中,发光元件的成对电极朝着沿弯曲线的方向,分别与邻接的配线图案部连接。较好的是,导电膜为35μm以上的膜厚,形成在涉及搭载区域以及弯曲区域的整个面的区域。又,较好的是,在柔性电路基板的弯曲区域,在与弯曲线相当的位置形成切口或孔。

在本发明中,上述“35μm以上”包括35μm,其它亦如此。

下面说明本发明的效果:

根据本发明，在弯曲区域的弯曲线附近绝缘分割线朝与弯曲线大致正交方向延伸,因此,即使沿弯曲线弯曲加工柔性电路基板时产生的弯曲应力施加在导电膜,也能防止该弯曲应力集中在绝缘分割线的局部,能防止柔性电路基板在该绝缘分割线破损。又,在搭载区域绝缘分割线以小角度延伸,因此,能通过配线图案部构成所需要的电气电路,且绝缘分割线朝沿弯曲线方向延伸,柔性电路基板的弯曲应力不会集中在发光元件的搭载部位,能防止对发光元件及其搭载部位受到损伤。

又,根据本发明，发光元件的成对电极朝着沿弯曲线的方向,发光元件与配线图案部连接,因此,能防止因弯曲应力对发光元件及其搭载结构受到损伤。通过构成为将导电膜设为35μm以上的膜厚,且形成在涉及搭载区域以及弯曲区域的整个面的区域,提高柔性电路基板的机械强度,防止绝缘分割线中的柔性电路基板的损伤,同时,能提高发光元件产生的热的散热效果。在与柔性电路基板的弯曲线相当的位置形成切口或孔,因此,能减小弯曲加工柔性电路基板时的弯曲应力,也能减少影响绝缘分割线的弯曲应力。

附图说明

图1是将本发明适用于RCL的实施形态的横截面图。

图2是光源单元的局部分解立体图。

图3是柔性电路基板的展开图。

图4是柔性电路基板的局部截面图。

图5是柔性电路基板的局部放大平面图。

图6是用于说明因弯曲力对LED影响的平面图以及a-a线、b-b线的截面图。

图7是表示适合弯曲加工的不同例的柔性电路基板的局部平面图。

图8是本发明的另一实施形态的纵截面图。

符号说明如下:

1－灯壳体

2－光源单元

11－灯体

12－前面配光镜

21－框架

22－柔性电路基板,22a－搭载区域,22b－弯曲区域

23－LED(发光元件)

24－内透镜(光学部件),24A－反射镜

25－发光电路

26－切口

27－小孔

28－槽

222－导电膜

224－绝缘分离线

225－配线图案(wiring pattern)部

231－电极

A－分界线

B,B1－弯曲线

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明实施形态，在以下实施形态中，虽然对构成要素，种类，组合，形状，相对配置等作了各种限定，但是，这些仅仅是例举，本发明并不局限于此。

图1是将本发明适用于作为尾灯及制动灯使用的RCL(后组合灯)的实施形态的水平方向的截面图。该灯是配设在汽车的左后部的左RCL的例子,由前面区域开口的呈容器状的灯体11,以及安装在该灯体11的前面开口的前面透镜12构成灯壳体1,在该灯壳体1内装有将内透镜一体化的光源单元2(将在后文详细说明)。上述灯体11配设在没有图示的汽车的车体的左后部。又,上述前面透镜12与该车体后部的弯曲形状对应,从后部到侧部设为弯曲形状,同时,在内面形成呈所需形状的透镜阶梯(lens step)12a,起着作为外透镜的功能。

上述光源单元2如图2分解立体图所示那样,由框架21,柔性电路基板22,光学元件(在此为内透镜24)构成。所述框架21与上述前面透镜12对应形成为阶梯形状,所述柔性电路基板22配设在该框架21的前面,搭载作为光源的多个发光元件,在此为LED(发光二极管)23,所述光学元件用于使得从各LED23射出的光以所需配光照射。上述框架21、柔性电路基板22、以及内透镜24在组装到上述灯壳体1内前,预先装配为一体,能作为一个光源单元组装到该灯壳体1内。

上述框架21系对沿一方向长的金属板在长方向弯曲加工,形成具有四个台阶部21a的阶梯形状,在此,平台21b设在长方向两端的下部,在该平台21b固定支承在上述灯体11。该阶梯形状是与上述前面透镜12的弯曲对应、相对该前面透镜12的内面能保持大致均等间隔那样的形状。上述框架21优选用热传导性高的铝等金属形成,根据后述理由也可以用树脂形成。

上述柔性电路基板22也沿着上述框架21形成一方向长的形状,在沿着其长方向的多处,沿着朝宽度方向的弯曲线,弯曲加工成阶梯状,通过没有图示的螺钉,固定在上述框架21的前面。并且,在与上述框架21的台阶部21a对应的四处,搭载各一个LED23,即全部四个LED23。在此,在上述柔性电路基板22中,如后所述,划分为与上述框架21的台阶部21a对应、搭载上述LED23的区域,以及与上述框架21的阶梯形状对应、将柔性电路基板22弯曲为大致直角的区域,将前者区域设为搭载区域22a,后者区域设为弯曲区域22b。

上述内透镜24由透明树脂等将分别与上述四个各LED23对应的多个单位透镜241一体形成连接成阶梯状的形状。各单位透镜241由中央透镜部241a和周边透镜部241b构成,所述中央透镜部241a使得从各LED23射出的光之中,光轴及其附近的光折射,作为与光轴平行或与其接近角度的光束射出,所述周边透镜部241b对于相对LED23的光轴以比较大的角度射出的光进行导光,且通过内面反射,以与光轴平行或多少扩散状态向光轴周围区域射出。该内透镜24固定在上述框架21,使其覆盖上述柔性电路基板22的前面侧。

图3是将柔性电路基板22弯曲加工成阶梯状前状态的展开图,柔性电路基板22由用双点划线表示的多条分界线A划分为沿长方向排列的搭载区域22a以及弯曲区域22b,上述四个LED23分别搭载在搭载区域22a的大致中央位置。并且,该柔性电路基板22在沿弯曲区域22b内的分界线A的内侧设定的弯曲线B,沿着板厚方向弯曲加工成阶梯状。因此,当使得弯曲加工成阶梯状的柔性电路基板22支承在上述框架21的前面侧时,搭载在搭载区域22a的各LED23成为配置在上述框架21的台阶部21a的大致中央。

又,该柔性电路基板22如图4厚度方向的截面图所示,包括由具有可挠性的绝缘膜构成的基体层221,在该基体层221的表面设有由铜薄膜构成的导电膜222。又,导电膜222的表面包覆选择地除去搭载上述LED23部分、由绝缘材料构成的保护膜223。在此,上述导电膜222形成为比一般印制电路基板的导电膜厚度厚的膜厚尺寸大的35μm以上膜厚的导电膜,尤其在本实施形态中,形成为与其相比极厚的175～200μm的厚度。上述LED23的设在下面的成对电极231,在此,阳极和阴极分别相对上述导电膜222,以通过焊锡等连接的状态搭载。

上述导电膜222如图3所示,形成涉及到柔性电路基板22的几乎整个面,构成为由多条绝缘分割线224互相分割绝缘的多个配线图案部225。即,该绝缘分割线224是通过选择浸蚀等除去导电膜222成为线状部分,通过该绝缘分割线224,互相绝缘分离,在此成为五个配线图案部225。并且,绝缘分离为五个的配线图案部225在柔性电路基板22的弯曲区域22b中,沿着宽度方向并列配置三个配线图案部225,在搭载区域22a中,沿着宽度方向并列配置三个或四个配线图案部225。

若在上述柔性电路基板22的四个搭载区域22a中,分别搭载LED23,则这些LED23由五个配线图案部225串联电气连接。又,上述五个配线图案部225之中,两端的配线图案部225的一端侧的配线图案部225作为电源图案部,沿着柔性电路基板22的宽度方向一侧延伸直到另一端部,与设在该另一端部的发光电路25连接。用于构成使得LED23发光的电路的电路部件251搭载在发光电路25,成为与没有图示的汽车点灯控制装置或电池连接。又,另一端侧的配线图案部225b构成作为接地图案部,与上述发光电路25连接。该发光电路25在弯曲线B1向着灯后方弯曲加工。又,在上述各配线图案部225适当处开有圆形孔226,通过插入穿通该孔的没有图示的螺钉,实行向上述框架21的支承。在各孔226的周围,圆形地除去导电膜222,使得各配线图案部225与框架21不会电气短路。但是,关于配设在接地图案部225b的孔226,也可以构成为通过插入穿通的螺钉使得接地图案部225b与框架21电气连接。

图5是放大柔性电路基板22局部的平面图,上述绝缘分割线224在弯曲区域22b朝着柔性电路基板22的长方向,在搭载区域22a朝着相对柔性电路基板22的长方向倾斜的方向。若详细说明,绝缘分割线224在弯曲区域22b中,相对上述弯曲线B以直角或大致接近直角的角度θb相交的方向延伸。另一方面,在搭载区域22a中,绝缘分割线224相对上述弯曲线B以比直角小的角度θa的方向延伸。换言之,在搭载区域22a中,与弯曲区域22b相比,相对弯曲线B以小角度的方向延伸。在本实施形态中,朝着45°～60°左右的角度延伸。

再有,在该搭载区域22a中,分割搭载LED23的二个配线图案部225的绝缘分割线224在长方向的局部,即搭载上述LED23处,向着柔性电路基板22的长方向,换言之,与上述弯曲线B正交的方向,在该处,如上所述,除去上述保护膜223,露出两配线图案部225的表面。LED23在该露出区域中,阳极和阴极两电极231在朝着柔性电路基板22的宽度方向的状态下,通过焊锡等搭载在两配线图案部225。

这样,在柔性电路基板22的搭载区域22a和弯曲区域22b的各自区域,通过特别规定分割上述配线图案部225的绝缘分割线224的方向,多个配线图案部225,在此,如图3所示,分割为五个的配线图案部225一边沿着柔性电路基板22的长方向分割,一边以沿着柔性电路基板22的宽度方向互相叠合状态分割。换言之,柔性电路基板22在搭载区域22a中,沿着宽度方向配置邻接的配线图案部225,能搭载LED23,但是,作为柔性电路基板22整体,全部配线图案部225不管在长方向任意处,绝缘分割线224不会朝着宽度方向,即弯曲线B的方向。

根据该构成,当将柔性电路基板22支承在框架21构成光源单元2时,柔性电路基板22在弯曲区域22b中沿着与长方向正交的弯曲线B,在板厚方向弯曲加工成阶梯状。这时,如图6(a1)的平面图和图6(a2)的a-a线截面图所示,在柔性电路基板22产生的弯曲应力F相对导电膜222作为长方向的弯曲力施加,但是,该弯曲力F不会集中在柔性电路基板22的长方向的局部。即,如图3所示,五个配线图案部225因绝缘分割线224相对弯曲线B为正交或与正交接近的角度,即使在柔性电路基板22的长方向的任意处,没有绝缘分割线224沿着宽度方向横切处,导电膜222设为朝长方向延伸的图案形状,因此,即使弯曲力F施加到导电膜222不存在的、机械强度弱的绝缘分割线224,弯曲力F也不会集中在长方向的局部,柔性电路基板22不会在绝缘分割线224产生断裂。

如图6(b1)的平面图和图6(b2)的b-b线截面图所示,当绝缘分割线224构成为朝着柔性电路基板22的宽度方向场合,施加到导电膜的弯曲力F施加到导电膜222不存在的、机械强度弱的部分,即,绝缘分割线224,但是,绝缘分割线224在柔性电路基板22的长方向的相同位置存在,因此,弯曲力F集中在该位置X,柔性电路基板22在该位置产生断裂。

又,在本实施形态中,即使在搭载区域22a中绝缘分割线224不会朝着宽度方向,且LED23的阳极和阴极的电极231以朝着宽度方向状态搭载,因此,柔性电路基板22的弯曲力F即使从弯曲区域22b传递到搭载区域22a,再传递到LED23位置,弯曲力F也不会集中在绝缘分割线224的局部或LED23的部位。再有,弯曲力F作用使得柔性电路基板22朝长方向变形,因此,LED23朝着与其正交的方向,弯曲力F不会朝着LED23的两电极231离开各配线图案部225的方向作用,保持两电极231的搭载状态,同时,防止损伤LED23。

再有,本实施形态的柔性电路基板22的配线图案部225用厚度尺寸35μm以上的厚的导电膜222构成,且该配线图案部225形成涉及柔性电路基板22的大致整个面,因此,当各LED23发光时产生的热有效地传热到各配线图案部225,从各配线图案部225直接散热。或者通过辐射相对支承的框架21传热,从该框架21向外部气体散热或传热到灯壳体1。由此,提高光源单元2的整体的散热效果,得到LED23的高的冷却效果,能提高LED23的热可靠性,且能提高光源单元2的热可靠性。因此,不需要用于散热的散热器,即使用树脂形成框架21场合,也能得到充分的散热效果。又,通过使得导电膜222厚,能确保弯曲加工柔性电路基板22时的该柔性电路基板22的形状独立性,因此,也能省略构成光源单元2时的作为机械保持主体的框架21。

在本发明的光源单元2中,在弯曲区域中,为了降低在柔性电路基板22产生的弯曲力,如图7(a)所示,在沿着弯曲线B的柔性电路基板22的宽度方向的两侧缘部形成切口26,可以利用该切口26形成弯曲。通过设置切口26,柔性电路基板22变得易弯曲,减小弯曲力,能降低在导电膜,即配线图案部225产生的弯曲力。或者也可以如图7(b)所示,在弯曲线B上以配列状态开口板厚方向贯通的小孔27,利用该小孔27形成弯曲。也可以沿着弯曲线B开口长孔(图示省略),代替该小孔27。或者不是在弯曲线B上设置切口26或小孔27,而是如图7(c)所示,在搭载区域22a开口板厚方向贯通的槽28,在长方向夹持LED23。即使弯曲力施加在柔性电路基板22,因该槽28部分变形吸收该弯曲力,能缓冲传递到LED23。

在本实施形态中,表示弯曲区域22b中的绝缘分割线224相对弯曲线B以正交状态即直角相交的例子,但是,也可以构成为并不限定为直角角度,而以接近直角的角度相交。又,绝缘分割线224优选涉及弯曲区域22b的全区域直线状延伸,但是,只要至少与弯曲线B相交部分为正交,其它部分也可以朝着稍有倾斜方向。另一方面,在搭载区域22a中,绝缘分割线224可以朝着比在弯曲区域22b中与弯曲线B正交的角度θb小的角度θa的方向延伸,但并不限定为本实施形态限定的角度。也存在用于弯曲加工柔性电路基板22的弯曲线B不朝着与该柔性电路基板22的长方向成直角方向的场合,即使在该场合,通过以弯曲线B为基准设计绝缘分割线224的方向,也能适用本发明。

在上述实施形态中,作为本发明涉及的光学部件,使得多个单位透镜一体化的内透镜24支承在框架21构成光源单元,但是,也可以使用其它光学元件代替内透镜。图8是其一例的纵截面图,与图1等价部分标以相同符号。在此,柔性电路基板22朝着灯的前后方向形成阶梯状,同时,在各台阶部搭载LED23。并且,该柔性电路基板22配设在同样形成阶梯状的框架21上,同时,在其上配设反射镜24A,作为光学部件。反射镜24A与上述各LED23对应配置,包括由抛物面等曲面构成的曲面反射部242,以及朝着水平方向的平面反射部243,构成为使得从LED23射出的光在上述曲面反射部242、平面反射部243向着前面透镜12反射。柔性电路基板22构成与上述实施形态相同,能防止柔性电路基板22及LED23的损伤,且提高散热性。

在上述实施形态中,表示在一块柔性电路基板搭载四个或三个LED的例子,但是,只要是设有搭载至少一个LED、经弯曲加工的柔性电路基板的光源单元,都能适用本发明。又,在上述实施形态中,在弯曲区域中,表示通过二条绝缘分割线配设三个配线图案部的例子,但是,并不限定为上述数量,例如,也可以构成为在弯曲区域中,通过一条绝缘分割线配设二个配线图案部。或者也可以通过至少三条绝缘分割线配设至少四个配线图案部。

在上述实施形态中,表示将本发明适用于RCL的光源单元的例子,但是,只要是将LED等发光元件作为光源的灯的光源单元,不用说,也可以构成作为DRL(白天行驶灯)或TSL(转弯信号灯)等其它的灯的光源单元2。

下面说明产业上的可利用性:

本发明是对搭载发光元件的柔性电路基板在板厚方向进行弯曲加工,构成光源单元,可以采用作为灯的光源。

在上述用于实施发明的实施形态中所示的各部分的形状及结构都不过是实施本发明时进行的具体化一例,并不因上述实施形态限定解释本发明的技术范围。

Claims (9)

1.一种光源单元,设有柔性电路基板,导电膜由绝缘分割线分割为多个配线图案部,在该配线图案部至少搭载一个发光元件,同时,沿着规定的弯曲线对所述柔性电路基板进行弯曲加工,其特征在于:

将所述柔性电路基板划分为搭载所述发光元件的搭载区域和所述进行弯曲加工的弯曲区域,所述绝缘分割线在所述弯曲区域的弯曲线附近具有朝与所述弯曲加工的弯曲线大致正交方向延伸的部分,在所述搭载区域具有朝比在所述弯曲区域的正交角度小的角度方向延伸的部分。

2.根据权利要求1中记载的光源单元，其特征在于:

在上述搭载区域中,上述发光元件的成对电极朝着沿上述弯曲线的方向,分别与邻接的配线图案部连接。

3.根据权利要求1或2中记载的光源单元，其特征在于:

上述导电膜为35μm以上的膜厚,形成在涉及上述搭载区域以及上述弯曲区域的整个面的区域。

4.根据权利要求1或2中记载的光源单元，其特征在于:

在上述弯曲区域,在与弯曲线相当的位置形成切口或孔。

5.根据权利要求3中记载的光源单元，其特征在于:

在上述弯曲区域,在与弯曲线相当的位置形成切口或孔。

6.根据权利要求1或2中记载的光源单元，其特征在于:

上述柔性电路基板弯曲形成在多个台阶部分别搭载发光元件的阶梯状,与上述发光元件对应配设的光学部件一起,支承在形成为阶梯状的框架上。

7.根据权利要求3中记载的光源单元，其特征在于:

上述柔性电路基板弯曲形成在多个台阶部分别搭载发光元件的阶梯状,与上述发光元件对应配设的光学部件一起,支承在形成为阶梯状的框架上。

8.根据权利要求4中记载的光源单元，其特征在于:

上述柔性电路基板弯曲形成在多个台阶部分别搭载发光元件的阶梯状,与上述发光元件对应配设的光学部件一起,支承在形成为阶梯状的框架上。

9.根据权利要求5中记载的光源单元，其特征在于:

上述柔性电路基板弯曲形成在多个台阶部分别搭载发光元件的阶梯状,与上述发光元件对应配设的光学部件一起,支承在形成为阶梯状的框架上。

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