CN103688374B - 发光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光模块，其目的在于形成配光图案中的清晰的明暗截止线。该发光模块具备：具有射出光的出射面（13a）的半导体发光元件（13）；搭载有半导体发光元件的电路基板（14）；覆盖半导体发光元件的出射面，对从半导体发光元件射出的至少一部分光的波长进行转换的荧光体层（15）；和设置在电路基板之上，从周围包围半导体发光元件和荧光体层的遮光壁（16），荧光体层通过具有透光性的接合用树脂（23）与半导体发光元件和遮光壁接合，遮光壁的前端部从荧光体层突出，具有透光性的透明树脂（24）以至少覆盖遮光壁的前端部（21）的露出面（20a）的方式涂敷。

Description

发光模块

技术领域

本发明涉及一种发光模块。具体涉及将透明树脂涂敷于从四周包围半导体发光元件和荧光体层的遮光壁的前端部，以形成配光图案中的清晰的明暗截止线的技术领域。

背景技术

已知有一种将发光二级管（LED：Light Emitting Diode）等半导体发光元件用作光源的发光模块，这种发光模块设置在例如将半导体发光元件所射出的光用作照明光进行照射的车辆用灯具中。在车辆用灯具的情况下，利用作为照明光进行照射的光形成规定的配光图案。

这种发光模块具有：射出光的多个半导体发光元件；搭载有半导体发光元件的电路基板；对从半导体发光元件射出的光的波长进行转换的荧光体层；和从四周包围半导体发光元件和荧光体层的遮光壁（例如参照专利文献1）。

在专利文献1所记载的发光模块中，利用从四周包围半导体发光元件和荧光体层的遮光壁，防止从各半导体发光元件射出的光射入相邻的半导体发光元件一侧。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2011-40495号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在如上所述的发光模块中，为了防止从各半导体发光元件射出的光射入相邻的半导体发光元件一侧，需要荧光体层的外表面不超出遮光壁的前端。但是，在发光模块的制造工序中，有可能出现因加工精度导致各遮光壁的高度、各半导体发光元件的厚度和接合剂的厚度产生偏差的情形。因此，为了避免荧光体层的外表面从遮光壁的前端突出，在具有考虑到上述偏差的加工余量的状态下，将遮光壁的前端部设计为从荧光体层的外表面突出。

在上述发光模块中，从半导体发光元件及荧光体层射出的光的一部分在遮光壁发生反射作为照明光照射，光的一部分作为直接照明光照射。此时，从荧光体层突出的遮光壁的前端部所照射的光的光量与前端部以外的部分相比，减少了没有从荧光体层作为直接照明光照射的光的光量。由遮光壁的前端部反射的光的一部分成为形成配光图案的明暗截止线的光。

在专利文献1记载的发光模块中，如上所述，由于被遮光壁的前端部反射后所照射的光量比照射到遮光壁的前端部以外的部分的光量少，因此存在配光图案的明暗截止线变得不清晰，不能形成所期望的配光图案的问题。

因此，本发明的目的在于克服上述问题，以形成配光图案中的清晰的明暗截止线。

用于解决课题的手段

（1）为了解决上述课题，本发明的发光模块，其特征在于，具备：具有射出光的出射面的半导体发光元件；搭载上述半导体发光元件的电路基板；覆盖上述半导体发光元件的上述出射面，对从上述半导体发光元件射出的至少一部分光的波长进行转换的荧光体层；和设置在上述电路基板之上，从周围包围上述半导体发光元件和上述荧光体层的遮光壁，上述荧光体层通过具有透光性的接合用树脂与上述半导体发光元件和上述遮光壁接合，上述遮光壁的前端部从上述荧光体层突出，具有透光性的透明树脂以至少覆盖上述遮光壁的前端部的露出面的方式涂敷。

（2）在上述（1）中所述的发明中，上述半导体发光元件以按照规定间隔排列多个的方式搭载，上述荧光体层与上述半导体发光元件配置数量相同，且上述荧光体层分别覆盖多个上述半导体发光元件的各出射面，上述遮光壁分别从周围包围上述多个半导体发光元件和多个上述荧光体层。

（3）在上述（1）或（2）中所述的发明中，上述透明树脂以将由从上述荧光体层突出的上述遮光壁的前端部形成的开口部整体封闭的方式涂敷。

（4）在上述（1）～（3）中任一项所述的发明中，上述透明树脂采用与上述接合用树脂相同的材料。

发明的效果

根据上述（1）的发明，从半导体发光元件射出的光的一部分被透明树脂内部反射，被透明树脂内部反射的光由遮光壁的露出面反射，在遮光壁的前端部的光的照射量增加，由此降低了遮光壁的前端部的光的照射量与前端部以外的部分的光的照射量之差，从而能够形成配光图案的清晰的明暗截止线。

根据上述（2）的发明，能够使得从多个半导体发光元件射出时的配光图案的发光强度均匀，并且能够形成清晰的明暗截止线。

根据上述（3）的发明，由于被透明树脂内部反射后再由遮光壁的露出面反射的光增加，因此使遮光壁的前端部的光的照射量与前端部以外的部分的光的照射量变得均匀，能够在配光图案中形成更清晰的明暗截止线。

根据上述（4）的发明，由于在涂敷接合用树脂的工序中能够同时涂敷透明树脂，因此能够容易地制造发光模块，并且能够实现发光模块的制造时间的缩短。

附图说明

图1是车辆用前照灯的纵剖面示意图，与图2～图4一起表示本发明的实施方式。

图2是发光模块的放大剖视图。

图3是从半导体发光元件射出的光的光路的示意图。

图4是开口部的一部分涂敷有透明树脂的发光模块例的放大剖视图。

符号说明

8 发光模块

13 半导体发光元件

13a 出射面

14 电路基板

15 荧光体层

16 遮光壁

20a 露出面

21 前端部

22 开口部

23 接合用树脂

24 透明树脂

具体实施方式

下面，参照附图对用于实施本发明的发光模块的实施方式进行说明。

以下所示的实施方式是将本发明的发光模块应用于设置在车辆用前照灯中的发光模块的实施方式。需要说明的是，本发明的发光模块的应用范围不限于设置在车辆用前照灯中的发光模块，本发明还能够广泛适用于设于车辆用前照灯以外的各种车辆用灯具中的发光模块。

车辆用前照灯1安装配置在车体的前端部中的左右两端。

如图1所示，车辆用前照灯1具有：前方开口的呈凹状的灯壳2和封闭灯壳2的开口面的灯罩3，由灯壳2和灯罩3构成灯具外框4。灯具外框4的内部空间形成为灯室5。

在灯室5中配置有灯组件6。灯组件6具有支架7、发光模块8、反射镜9、透镜座10和投影透镜11。

支架7由例如导热性较高的金属材料制成，其前表面形成为安装面7a。在支架7的后表面设置有向后方突出的散热片7b、7b……（图1中仅示出1个）。

设置于支架7的散热片7b、7b……的后表面安装有风扇12。通过散热片7b、7b……和风扇12，释放发光模块8工作时所产生的热量。

如图2所示，发光模块8包括：射出光的半导体发光元件13、13……；搭载有半导体发光元件13、13……的电路基板14；分别对从半导体发光元件13、13……射出的光的至少一部分的波长进行转换的荧光体层15、15……；和设置在电路基板14之上的遮光壁16、16……。

半导体发光元件13、13……的前表面作为射出光的出射面13a、13a……，其后表面成为搭载于电路基板14的表面。半导体发光元件13、13……以规定间隔沿着左右方向排列。作为半导体发光元件13、13……，使用例如发出蓝色波长的光的发光二级管（LED：LightEmitting Diode）。

电路基板14安装在支架7的安装面7a的中央部（参照图1）。

半导体发光元件13、13……分别藉助连接端子17、17……与形成于电路基板14的未图示的电路图案连接。通过从未图示的电源电路分别供给的驱动电压，能够使半导体发光元件13、13……独立发光。

荧光体层15、15……由例如陶瓷、玻璃等材料制成，配置成覆盖半导体发光元件13、13……的出射面13a、13a……。荧光体层15呈随着向前方延伸其外形增大的四棱台状，其外表面包括前表面15a、后表面15b、和以随着向前方延伸而向外侧位移的方式倾斜的四个侧面15c、15c……。后表面15b的大小与半导体发光元件13的出射面13a的大致相同，前表面15a大于后表面15b。作为荧光体层15、15……，可采用例如具有由蓝色波长的光激励而发出黄色波长的光的黄色荧光体的部件。

在发光模块8中，从半导体发光元件13、13……射出的蓝色光和从荧光体层15、15……发出的黄色光混合后发出白色光。

遮光壁16、16……分别从电路基板14之上向前方突出，设置为分别从上下左右包围半导体发光元件13、13……和荧光体层15、15……。遮光壁16、16……呈例如沿着左右方向或上下方向延伸的五棱柱状。

遮光壁16由与电路基板14的前表面连续且朝向上下方向或左右方向的直立部18；和随着从直立部18的前端向前方延伸，两表面（外表面）倾斜成相互接近的状态的倾斜部19构成。倾斜部19的外表面形成为倾斜面20、20，前端部（前端部）21的前端成为顶部21a。倾斜面20、20以分别沿着荧光体层15、15的侧面15c、15c的角度倾斜。

需要说明的是，如图2所示，遮光壁16、16……的未包围半导体发光元件13、13……和荧光体层15、15……的外周面也可以在不具备倾斜面的状态下分别朝向上下左右。

半导体发光元件13被4个遮光壁16、16……的直立部18、18……从周围包围，荧光体层15被4个遮光壁16、16……的倾斜部19、19……从周围包围。荧光体层15的4个侧面15c、15c……呈与从周围将其包围的4个倾斜面20、20……分别对置的状态。倾斜部19、19……的前端部21、21……位于比荧光体层15的前表面15a更靠前方的位置。倾斜面20、20……中的前端部21、21……的外表面成为露出面20a、20a……，倾斜面20、20……中的前端部21、21……以外的面成为包围面20b、20b……。因此，荧光体层15由4个包围面20b、20b……从周围包围。

在发光模块8中的分别由4个前端部21、21……逐个包围的部分形成为位于荧光体层15、15……的前侧的开口部22、22……。

荧光体层15的后表面15b通过接合用树脂23与半导体发光元件13的出射面13a接合，4个侧面15c、15c……通过接合用树脂23分别与遮光壁16、16……的4个包围面20b、20b……接合。接合用树脂23的厚度很薄，且其在荧光体层15与半导体发光元件13之间的厚度以及荧光体层15与遮光壁16、16……之间的厚度大致均匀。因此，荧光体层15的侧面15c、15c……与遮光壁16、16……的包围面20b、20b……位于接近的位置。

接合用树脂23具有透光性，作为接合用树脂23，使用例如有机硅系材料。

透明树脂24以覆盖荧光体层15的前表面15a和4个遮光壁16、16……的露出面20a、20a……的方式涂敷。即，透明树脂24以封闭整个开口部22的方式涂敷。透明树脂24大致均匀地涂敷，前表面24a位于与由4个前端部21、21……的顶部21a、21a……形成的平面同一平面内。

透明树脂24具有透光性，作为透明树脂24，使用例如与接合用树脂23相同的材料。

需要说明的是，上述说明中以透明树脂24与接合用树脂23为相同材料为例进行了说明，但透明树脂与接合用树脂也可以采用不同的材料，只要都是具有透光性的树脂即可。例如透明树脂也可以采用与荧光体层15相同的材料。此时，由于遮光壁16、16……的前端部21、21……的顶部21a、21a……如上所述，位于与透明树脂的前表面同一平面内，因此，在前端部21、21……中，存在着由与荧光体层15相同的材料形成的透明树脂作为直接照明光照射的光。

反射镜9包括配置在发光模块8的上侧的上侧反射镜25和配置在发光模块8的下侧的下侧反射镜26（参照图1）。上侧反射镜25和下侧反射镜26分别具有位于发光模块8一侧且稍向下方俯低的面和稍向上方仰起的面，其中的各表面分别形成为反射面25a、26a。反射镜9具有将从发光模块8射出的光向投影透镜11反射的功能。

透镜座10安装于支架7的安装面7a，形成为大致沿前后方向贯通的环状，以覆盖发光模块8的方式设置。

投影透镜11安装于透镜座10的前端部，由透镜座10把持在发光模块8的前方。投影透镜11具有将从发光模块8射出的光向前方投影的功能。

灯组件6由光轴调节机构27支承于灯壳2，并能够自由俯仰。光轴调节机构27具有对光螺钉（aiming screw）28、28和水平致动器（leveling actuator）29。

对光螺钉28、28（图1中仅示出1个）分置左右，分别将支架7的上端部和灯壳2的上端部之间连接。通过使对光螺钉28、28旋转，使灯组件6大致沿着上下方向或大致沿着左右方向倾摆，对灯组件6进行对光调节。

水平致动器29将支架7的下端部和灯壳2的下端部之间连接。通过水平致动器29的驱动力使灯组件6大致向上下方向倾摆，进行灯组件6的水平调节。

在如上所述构成的车辆用前照灯1中，从电源电路分别向发光模块8的半导体发光元件13、13……施加驱动电压，光从被施加了驱动电压的规定的半导体发光元件13、13……的出射面13a、13a……射出。

当光从半导体发光元件13、13……射出时，则光的一部分透过接合用树脂23、23……、荧光体层15、15……和透明树脂24、24……向前方射出。

此外，当光从半导体发光元件13、13……射出时，光的另一部分在透过接合用树脂23之后，在荧光体层15的前表面15a或透明树脂24的前表面24a发生内部反射。在前表面15a或前表面24a发生了内部反射的光的一部分由遮光壁16、16……的包围面20b、20b……的整个表面反射后向前方射出。

此外，如图3所示，在前表面24a发生了内部反射的光的一部分在透明树脂24中传播，并由遮光壁16、16……的露出面20a、20a……的整个表面反射后向前方射出（光路L）。由露出面20a、20a……反射后向前方射出的光的一部分成为形成配光图案的明暗截止线的光。

从发光模块8射出的光由反射镜9反射投向或者不经反射镜9投向投影透镜11，并且由投影透镜11向前方照射，以形成所期望的配光图案。

在发光模块8中，如上所述，在荧光体层15的前侧涂敷有透明树脂24，由透明树脂24的前表面24a发生内部反射。

因此，从半导体发光元件13、13……射出并被透明树脂24的前表面24a内部反射的光，由遮光壁16、16……的露出面20a、20a……反射，使得由遮光壁16、16……的前端部21、21……照射的光的光量增加，使前端部21、21……的光的照射量与前端部21、21……以外的部分的光的照射量大致均匀。由此能够形成明暗截止线清晰的配光图案。

此外，在上述说明中，以由遮光壁16、16……的前端部21、21……形成的开口部22被整个封闭的方式涂敷透明树脂24为例进行了说明，但只要能够使得被内表面反射的光呈朝向露出面20a、20a……的整个表面的状态，则也可以开口部22的一部分被封闭的方式涂敷透明树脂24。

例如也可以仅在开口部22的外周部涂敷透明树脂24以覆盖露出面20a、20a……（参照图4）。在这样仅在开口部22的外周部涂敷透明树脂24的情况下，与以封闭整个开口部22的方式涂敷透明树脂24的情况同样，也会在透明树脂24的外表面24b产生内部反射，因此光的一部分由露出面20a、20a……的整个表面反射后向前方射出。因此，遮光壁16、16……的前端部21、21……的光的照射量增加，减少了前端部21、21……的光的照射量与前端部21、21……以外的部分的光的照射量之差。

在透明树脂24仅涂敷于开口部22的外周部的情况下，不仅能够削减透明树脂24的使用量，降低制造成本，而且能够确保前端部21、21……的光的照射量与前端部21、21……以外的部分的光的照射量之间的均匀性。

此外，在上述说明中，以发光模块8具有多个半导体发光元件13、13……和多个荧光体层15、15……为例进行了说明，但发光模块8也可以采用由多个遮光壁16、16……从周围包围1个半导体发光元件13和1个荧光体层15的结构。

如上所述，在发光模块8中，从半导体发光元件13射出并在透明树脂24的前表面24a或外表面24b发生了内部反射的光的一部分由遮光壁16、16……的露出面20a、20a……反射，向前方照射从而形成配光图案。

因此，由于遮光壁16、16……的前端部21、21……的光的照射量增加，因此能够降低前端部21、21……的光的照射量与前端部21、21……以外的部分的光的照射量之差，从而形成配光图案的清晰的明暗截止线。

此外，在发光模块8中，以分别从周围包围多个半导体发光元件13、13……和多个荧光体层15、15……的方式设置遮光壁16、16……。

因此，由于从各半导体发光元件13、13……射出并发生了内部反射的光由各遮光壁16、16……的各露出面20a、20a……反射，并降低了前端部21、21……的光的照射量与前端部21、21……以外的部分的光的照射量之差，因此能够使得光从多个半导体发光元件13、13……射出时的配光图案的发光强度均匀化，并能够形成清晰的明暗截止线。

而且，在发光模块8中，以由遮光壁16、16……的前端部21、21……形成的开口部22被整个封闭的方式涂敷透明树脂24。

因此，由于透明树脂24中的发生光的内部反射的区域较大，且被透明树脂24的前表面24a内部反射的光的一部分朝向露出面20a、20a……，因此由露出面20a、20a……反射的光增加，前端部21、21……的光的照射量与前端部21、21……以外的部分的光的照射量变得均匀，能够形成配光图案的更清晰的明暗截止线。

而且，在发光模块8中，透明树脂24采用与接合用树脂23相同的材料。

因此，能够在涂敷接合用树脂23的工序中同时涂敷透明树脂24，所以能够容易地制造发光模块8，并且能够实现发光模块8的制造时间的缩短。

上述实施方式中所说明的各部分的形状和结构，都只不过是实施本发明时进行具体化的一个示例，不能由此对本发明的技术范围进行限定性解释。

尽管是参照特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但是在不脱离本发明的精神和范围的前提下能追加各种变更或修正，这对于本领域技术人员而言是不言而喻的。

本申请基于2011年7月14日提出的申请号为2011-155434的日本专利申请，其内容作为参照引入于此。

Claims (3)

1.一种发光模块，其特征在于，具备：

具有射出光的出射面的半导体发光元件；

搭载有所述半导体发光元件的电路基板；

覆盖所述半导体发光元件的所述出射面，对从所述半导体发光元件射出的至少一部分光的波长进行转换的荧光体层；和

设置在所述电路基板之上，从周围包围所述半导体发光元件和所述荧光体层的遮光壁，

所述荧光体层通过具有透光性的接合用树脂与所述半导体发光元件和所述遮光壁接合，

所述遮光壁的前端部从所述荧光体层突出，

具有透光性的透明树脂以仅仅覆盖所述遮光壁的前端部的露出面的方式涂敷。

2.如权利要求1所述的发光模块，其特征在于，

所述半导体发光元件以按照规定间隔排列有多个的方式搭载，

所述荧光体层与所述半导体发光元件的配置数量相同，且所述荧光体层分别覆盖多个所述半导体发光元件的各出射面，

所述遮光壁分别从周围包围所述多个半导体发光元件和多个所述荧光体层。

3.如权利要求1或2所述的发光模块，其特征在于：

所述透明树脂采用与所述接合用树脂相同的材料。