DE102005002774A1

DE102005002774A1 - Lichtemissionsmodul und Leuchte

Info

Publication number: DE102005002774A1
Application number: DE200510002774
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Takeda; Hisayoshi Daichou; Tsukasa Tokida; Hiroyuki Ishida
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2025-01-21
Also published as: US7282748B2; FR2865343A1; FR2865343B1; JP2005209795A; US20050156178A1; DE102005002774B4

Abstract

Ein Lichtemissionsmodul weist einen hohen Lichtaussendewirkungsgrad auf. Das Lichtemissionsmodul, welches Licht aussendet, weist ein Halbleiter-Lichtemissionselement auf, das Licht aussendet, und ein Lichtübertragungsteil, das so vorgesehen ist, dass es das Halbleiter-Lichtemissionselement mit Materialien zum Übertragen des Lichts abdeckt, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement ausgesandt wird, und ein Gitter mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts bildet, um eine Reflexion des Lichts auf seiner äußeren Oberfläche zu verringern, damit das Licht, das von einer Grenzfläche aus einfällt, die dem Halbleiter-Lichtemissionselement gegenüberliegt, zu seiner Außenseite zu schicken, mit Gitterabständen, die kürzer sind als die Wellenlänge des Lichts, das von dem Lichtübertragungsteil übertragen wird.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-013124, eingereicht am 21. Januar 2004, deren Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtemissionsmodul und eine Leuchte.

Ein Lichtemissionsmodul, beispielsweise eine lichtemittierende Diode, verwendet ein Halbleiter-Lichtemissionselement, welches Licht aussendet. Seit kurzem ist eine Anordnung bekannt, welche den Lichtaussendewirkungsgrad verbessern kann, durch Bereitstellung mehrerer konvexer Abschnitte auf der Oberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements, wie dies beispielsweise in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 2003-86835 beschrieben ist (Seiten 1–6, 1–13). Die mehreren konvexen Abschnitte sind in Form eines Gitters mit kürzeren Periodenabständen als der Lichtquelle angeordnet. Weiterhin sind die mehreren konvexen Abschnitte so hergestellt, dass die Oberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements geätzt wird. Für diese Ätzung wird ein Resistmuster, das den mehreren konvexen Abschnitten entspricht, als Ätzmaske verwendet.

Um ein Resistmuster herzustellen, das kürzere Periodenabstände als die Lichtwellenlänge aufweist, ist es erforderlich, das Muster auf einen Resistfilm zu schreiben, beispielsweise durch ein Elektronenstrahl-Lithographieverfahren. Bei einem Belichtungsvorgang, der mit dem Elektronenstrahl-Lithographieverfahren durchgeführt wird, ist es jedoch in einigen Fällen schwierig, eine große Anzahl an Mustern gleichzeitig zu schreiben. Daher trat in einigen Fällen ein erheblicher Kostenaufwand auf, wenn es erwünscht war, ein Halbleiter-Lichtemissionselement herzustellen, welches einen hohen Lichtaussendewirkungsgrad aufweist.

Daher besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Lichtemissionsmoduls und einer Leuchte, welche die voranstehend geschilderten Probleme lösen können. Die voranstehenden und weitere Ziele können durch derartige Kombinationen erreicht werden, die in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben sind. In den abhängigen Patentansprüchen sind weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird ein Lichtemissionsmodul zur Verfügung gestellt, welches Licht aussendet. Das Lichtemissionsmodul weist auf: ein Halbleiter-Lichtemissionselement, welches Licht aussendet, und ein Lichtübertragungsteil, das dazu vorgesehen ist, das Halbleiter-Lichtemissionselement mit Materialien zum Übertragen des Lichts abzudecken, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement ausgesandt wird, und ein Gitter mit Gitterabständen unterhalb der Wellenlänge bildet, um die Reflexion des Lichts an seiner Ausgabeoberfläche zu verringern, damit das Licht, das von einer Grenzfläche, die dem Halbleiter-Lichtemissionselement gegenüberliegt, einfällt, zu seiner Außenseite in Gitterperiodenabständen auszusenden, die kürzer sind als die Wellenlänge des Lichts, das von dem Lichtübertragungsteil durchgelassen wird.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann das Lichtübertragungsteil aus Harz bestehen.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann das Lichtübertragungsteil ein Dichtungsteil zum Abdichten des Halbleiter-Lichtemissionselements sein.

Das Lichtemissionsmodul kann darüber hinaus ein Dichtungsteil aufweisen, welches das Halbleiter-Lichtemissionselement mit Materialien abdichtet, die zum Übertragen des von dem Halbleiter-Lichtemissionselement ausgesandten Lichtes dienen, wobei das Lichtübertragungsteil eine Linse sein kann, die so auf dem Dichtungsteil vorgesehen ist, dass sie dem Halbleiter-Lichtemissionselement gegenüberliegt, wobei das Dichtungsteil dazwischen angeordnet ist.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann die Linse getrennt von dem Dichtungsteil ausgebildet sein, und kann zumindest das Gitter mit Gitterabständen unterhalb der Wellenlänge der Linse durch Spritzgießen hergestellt sein.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann das Gitter mit Gitterabständen unterhalb der Wellenlänge durch Gesenkformen der abgehenden Oberfläche des Lichtübertragungsteils ausgebildet sein.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann das Gitter mit Gitterabständen unterhalb der Wellenlänge mehrere konvexe Abschnitte aufweisen, die in einer Richtung senkrecht zur abgehenden Oberfläche vorspringen, können die mehreren konvexen Abstände in Gitterabständen angeordnet sein, die kürzer sind als die halbe Wellenlänge des Lichts, das durch das Lichtübertragungsteil durchgelassen werden soll, und kann die Höhe der konvexen Abschnitte größer sein als die Hälfte der Wellenlänge des Lichts, das über das Lichtübertragungsteil übertragen werden soll.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann das Halbleiter-Lichtemissionselement Ultraviolettstrahlung aussenden, kann das Lichtemissionsmodul darüber hinaus eine Leuchtstoffschicht zur Erzeugung von rotem Licht, grünem Licht und blauem Licht entsprechend den Ultraviolettstrahlen aufweisen, die von dem Halbleiter-Lichtemissionselement ausgesandt werden, kann das Lichtübertragungsteil rotes Licht, grünes Licht, und blaues Licht durchlassen, die von der Leuchtstoffschicht erzeugt werden, um das Licht von der abgehenden Oberfläche zu einem Luftmedium zu schicken, können die mehreren konvexen Abschnitte in Gitterabständen angeordnet sein, die kürzer sind als die Hälfte der Wellenlänge des blauen Lichts, das von dem Lichtübertragungsteil durchgelassen wird, und kann die Höhe der konvexen Abschnitte größer sein als die Hälfte der Wellenlänge des roten Lichts, das zu dem Luftmedium übertragen wird.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann das Halbleiter-Lichtemissionselement blaues Licht aussenden, kann das Lichtemissionsmodul darüber hinaus eine Leuchtstoffschicht aufweisen, um gelbes Licht entsprechend dem blauen Licht zu erzeugen, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement ausgesandt wird, kann das Lichtübertragungsteil blaues Licht und gelbes Licht durchlassen, die von dem Halbleiter- Lichtemissionselement und der Leuchtstoffschicht erzeugt werden, um das Licht von der abgehenden Oberfläche an ein Luftmedium zu schicken, können die mehreren konvexen Abschnitte in Gitterabständen angeordnet sein, die kürzer sind als die Hälfte der Wellenlänge des blauen Lichts, das von dem Lichtübertragungsteil durchgelassen wird, und kann die Höhe der konvexen Abschnitte größer sein als die Hälfte der Wellenlänge des gelben Lichts, das an das Luftmedium übertragen wird.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann das Halbleiter-Lichtemissionselement Licht von einer Lichtaussendeoberfläche aussenden, die der abgehenden Oberfläche gegenüberliegt, und kann die abgehende Oberfläche des Lichtübertragungsteils parallel zur Lichtaussendeoberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements angeordnet sein.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann der Brechungsindex des Lichtübertragungsteils größer sein als jener der Außenseite des Lichtübertragungsteils an der abgehenden Oberfläche, und kleiner als jener an der Außenseite des Lichtübertragungsteils an der Grenzfläche, welche dem Halbleiter-Lichtemissionselement gegenüberliegt, und kann der Brechungsindexunterschied zwischen der Innenseite und der Außenseite des Lichtübertragungsteils an der abgehenden Oberfläche größer sein als jener zwischen der Innenseite und der Außenseite des Lichtübertragungsteils an der Grenzfläche, welche dem Halbleiter-Lichtemissionselement gegenüberliegt.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann der Brechungsindex des Lichtübertragungsteils größer sein als jener entweder der Außenseite des Lichtübertragungsteils an der abgehenden Oberfläche oder der Außenseite des Lichtübertragungsteils an der Grenzfläche, welche dem Halbleiter-Lichtemissionselement gegenüberliegt.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann das Halbleiter-Lichtemissionselement Licht von einer Lichtaussendeoberfläche aussenden, die der abgehenden Oberfläche gegenüberliegt, und von einer Endoberfläche, die senkrecht zur Lichtaussendeoberfläche angeordnet ist, kann das Lichtübertragungsteil so ausgebildet sein, dass es die Lichtaussendeoberfläche und die Endoberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements abdeckt, und kann das Lichtübertragungsteil Licht reflektieren, das von der Endoberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements zur abgehenden Oberfläche des Lichtübertragungsteils ausgesandt wird, unter Verwendung einer Seitenoberfläche, die der Endoberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements gegenüberliegt.

Bei dem Lichtemissionsmodul kann das Halbleiter-Lichtemissionselement Licht von einer Lichtaussendeoberfläche aussenden, die der abgehenden Oberfläche gegenüberliegt, einer hinteren Oberfläche der Lichtaussendeoberfläche, und/oder einer Endoberfläche senkrecht zur Lichtaussendeoberfläche, und kann das Lichtemissionsmodul weiterhin einen reflektierenden Abschnitt aufweisen, um Licht zu reflektieren, das von der hinteren Oberfläche und der Endoberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements zur abgehenden Oberfläche des Lichtübertragungsteils ausgesandt wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Leuchte zur Verfügung gestellt, welche Licht aussendet. Die Leuchte weist auf: ein Lichtemissionsmodul, das Licht aussenden kann; und ein Optikbauteil, welches Licht abstrahlen kann, das von dem Lichtemissionsmodul ausgesandt wird, zur Außenseite der Leuchte, wobei das Lichtemissionsmodul aufweist: ein Halbleiter-Lichtemissionselement, welches Licht aussendet; und ein Lichtübertragungsteil, das dazu vorgesehen ist, das Halbleiter-Lichtemissionselement mit Materialien zum Übertragen des Lichts abzudecken, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement ausgesandt wird, und welches ein Gitter mit Gitterabständen kleiner als der Wellenlänge aufweist, um eine Reflexion des Lichts an seiner abgehenden Oberfläche zu verringern, zum Aussenden des Lichts, das von einer Grenzfläche ausgeht, die dem Halbleiter-Lichtemissionselement zugewandt ist, zu seiner Außenseite in Gitterperioden, die kürzer sind als die Wellenlänge des Lichts, das von dem Lichtübertragungsteil durchgelassen wird, wobei das Optikbauteil ein optisches Zentrum auf dem Halbleiter-Lichtemissionselement aufweist.

Bei der Leuchte kann die Leuchte eine solche Leuchte sein, die als Scheinwerfer eines Fahrzeugs eingesetzt wird, kann das Halbleiter-Lichtemissionselement Licht von einer Lichtaussendeoberfläche aussenden, die der abgehenden Oberfläche des Lichtübertragungsteils zugewandt ist, kann die abgehende Oberfläche des Lichtübertragungsteils parallel zur Lichtaussendeoberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements verlaufen, und kann das Optikbauteil zumindest einen Teil einer Abschneidelinie bilden, welche Grenzen zwischen einer hellen und einer dunklen Seite eines Lichtverteilungsmusters des Scheinwerfers festlegt, durch Projizieren der Form der Lichtaussendeoberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements.

Die voranstehende Zusammenfassung der Erfindung gibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung wider. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der voranstehend geschilderten Merkmale sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1 eine Perspektivansicht des Aufbaus einer Fahrzeugleuchte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Horizontalschnittansicht der Fahrzeugleuchte;
3 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C eines LED-Moduls;
4 eine Aufsicht auf das LED-Modul;
5 eine Darstellung zur beispielhafte Erläuterung der Funktion eines Gitters mit Gitterabständen unterhalb der Wellenlänge;
6 ein Flussdiagramm eines Beispiels für ein Verfahren zur Herstellung des LED-Moduls;
7 eine Vertikalschnittansicht entlang der Linie A-A einer Lichtquelleneinheit;
8 eine Vertikalschnittansicht entlang der Linie B-B der Lichtquelleneinheit;
9 eine Darstellung eines Beispiels für ein Lichtverteilungsmuster;
10 eine Ansicht eines weiteren Beispiels für den Aufbau des LED-Moduls;
11 eine Ansicht eines weiteren Beispiels für den Aufbau des LED-Moduls;
12 eine Ansicht eines weiteren Beispiels für den Aufbau des LED-Moduls;
13 eine Ansicht eines weiteren Beispiels für den Aufbau des LED-Moduls,
14 eine Ansicht eines weiteren Beispiels für den Aufbau des LED-Moduls; und
15 ein Flussdiagramm mit einer Darstellung eines Beispiels für ein Verfahren zur Herstellung des LED-Moduls.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, wobei dies jedoch nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränken soll, sondern diese verdeutlichen soll. Sämtliche Merkmale und deren Kombinationen, die anhand der Ausführungsformen beschrieben werden, sind nicht unbedingt unverzichtbar für die Erfindung.
Die 1 und 2 zeigen Beispiele für den Aufbau einer Fahrzeugleuchte 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine Perspektivansicht der Fahrzeugleuchte 10. 2 ist eine Horizontalschnittansicht der Fahrzeugleuchte 10 in einer Horizontalebene, welche eine Lichtquelleneinheit 20 in einer mittleren Stufe kreuzt. Das Ziel des vorliegenden Beispiels besteht darin, ein kostengünstiges LED-Modul 100 zur Verfügung zu stellen, das dazu ausgebildet ist, mit hoher Genauigkeit ein Lichtverteilungsmuster auszubilden. Die Fahrzeugleuchte 10 ist beispielsweise ein Scheinwerfer, der für ein Fahrzeug wie beispielsweise ein Kraftfahrzeug eingesetzt wird, und Licht in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs abstrahlt. Die Fahrzeugleuchte 10 weist mehrere Lichtquelleneinheiten 20 auf, eine Abdeckung 12, einen Leuchtenkörper 14, eine Schaltungseinheit 16, mehrere Wärmeabstrahlteile 24, einen Verlängerungsreflektor 28, sowie Kabel 22 und 26.
Jede der Lichtquelleneinheiten 20 weist ein LED-Modul 100 auf, und strahlt ein vorbestimmtes Lichtverteilungsmuster in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs ab, entsprechend dem von dem LED-Modul 100 ausgesandten Lichts. Die Lichtquelleneinheiten 20 werden durch den Leuchtenkörper 14 gehaltert, beispielsweise so, dass sie durch einen Ausrichtungsmechanismus verkippt werden können, um die Richtung der optischen Achse der Lichtquelleneinheiten 20 einzustellen. Die Lichtquelleneinheiten 20 können so durch den Leuchtenkörper 14 gehaltert sein, dass die Richtung der optischen Achse, wenn die Fahrzeugleuchte 10 an einer Fahrzeugkarosserie angebracht ist, nach unten gerichtet ist, beispielsweise um 0,3 bis 0,6°.
Weiterhin können die mehreren Lichtquelleneinheiten 20 gleiche oder ähnliche Lichtverteilungseigenschaften aufweisen, oder aber Lichtverteilungseigenschaften, die sich voneinander unterscheiden. Darüber hinaus kann bei einem anderen Beispiel eine Lichtquelleneinheit 20 die mehreren LED-Module 100 aufweisen. Als Beispiel kann die Lichtquelleneinheit 20 auch einen Halbleiterlaser anstelle eines LED-Moduls 100 aufweisen.
Die Abdeckung 12 und der Leuchtenkörper 14 bilden einen Beleuchtungsraum der Fahrzeugleuchte 10 aus, und der Beleuchtungsraum nimmt die mehreren Lichtquelleneinheiten 20 in sich auf. Die Abdeckung 12 und der Leuchtenkörper 14 können die Lichtquelleneinheiten 20 wasserdicht abdichten. Die Abdeckung 12 besteht aus Materialien zum Durchlassen des Lichts, das von den LED-Modulen 100 ausgesandt wird, beispielsweise in Form eines lichtdurchlässigen Glases, und ist an der Vorderseite eines Fahrzeugs so vorgesehen, dass sie die Vorderseite der mehreren Lichtquelleneinheiten 20 abdeckt. Der Leuchtenkörper 14 ist gegenüberliegend der Abdeckung 12 angeordnet, damit die mehreren Lichtquelleneinheiten 20 dazwischen angeordnet sind, so dass die mehreren Lichtquelleneinheiten 20 von hinten aus abgedeckt sind. Der Leuchtenkörper 14 kann einstückig oder vereinigt mit einer Fahrzeugkarosserie ausgebildet sein.
Die Schaltungseinheit 16 ist ein Modul, bei welchem ein Lichtstromkreis vorgesehen ist, beispielsweise eine Schaltung, die dazu dient, die LED-Module 100 leuchten zu lassen. Die Schaltungseinheit 16 ist über das Kabel 22 elektrisch mit den Lichtquelleneinheiten 20 verbunden. Weiterhin ist die Schaltungseinheit 16 über das Kabel 26 elektrisch mit der Außenseite der Fahrzeugleuchte 10 verbunden.
Jedes der Wärmeabführungsteile 24 ist ein Kühlkörper, der in Berührung mit zumindest einem Teil der Lichtquelleneinheit 20 steht. Die Wärmeableitungsteile 24 bestehen aus Materialien wie beispielsweise Metall, die ein höheres Wärmeleitvermögen als Luft aufweisen. Die Wärmeableitungsteile 24 können sich mit den Lichtquelleneinheiten 20 im Bereich der Bewegung der Lichtquelleneinheiten 20 beispielsweise in Bezug auf einen Halterungspunkt eines Ausrichtungsmechanismus bewegen. Darüber hinaus sind die Wärmeableitungsteile 24 in solchen Abständen vorgesehen, die dazu ausreichend sind, eine Einstellung der optischen Achsen der Lichtquelleneinheiten 20 in Bezug auf den Leuchtenkörper 14 durchzuführen. Die mehreren Wärmeableitungsteile 24 können einstückig durch ein Metallteil gebildet sein. In diesem Fall kann die Wärmeableitung wirksam von den gesamten, mehreren Wärmeableitungsteilen 24 durchgeführt werden.
Der Verlängerungsreflektor 28 ist ein reflektierender Spiegel, der beispielsweise aus einer dünnen Metallplatte besteht, und sich vom unteren Teil der mehreren Lichtquelleneinheiten 10 bis zur Abdeckung 12 hin erstreckt. Der Verlängerungsreflektor 28 ist so ausgebildet, dass er zumindest ein Teil der Innenseite des Leuchtenkörpers 14 abdeckt. Daher verbirgt der Verlängerungsreflektor 28 das Innere des Leuchtenkörpers 14, wodurch das Erscheinungsbild der Fahrzeugleuchte 10 verbessert wird.
Darüber hinaus steht zumindest ein Teil des Verlängerungsreflektors 28 in Berührung mit der Lichtquelleneinheit 20 und/oder dem Wärmeableitungsteil 24. In diesem Fall dient der Verlängerungsreflektor 28 als Wärmeleitungsteil, welches von den LED-Modulen 100 erzeugte Wärme an die Abdeckung 12 weiterleitet. Auf diese Weise führt der Verlängerungsreflektor 28 Wärme der LED-Module 100 ab. Weiterhin ist ein Teil des Verlängerungsreflektors 28 an der Abdeckung 12 oder dem Leuchtenkörper 14 befestigt. Der Verlängerungsreflektor 28 kann die Form eines Rahmens aufweisen, bei welchem der Verlängerungsreflektor 28 das obere Teil, das untere Teil, und das Teil in Querrichtung der mehreren Lichtquelleneinheiten 20 abdeckt.
Beim vorliegenden Beispiel wird ermöglicht, die Lichtquelleneinheiten 20 unter Verwendung des LED-Moduls 100 als Lichtquelle zu verkleinern. Auf diese Weise wird das Ausmaß der Freiheit der Anordnung beispielsweise der Lichtquelleneinheiten 20 verbessert. Daher wird ermöglicht, eine Fahrzeugleuchte 10 mit verschiedenen Designs zur Verfügung zu stellen.
Die 3 und 4 zeigen ein Beispiel für den Aufbau des LED-Moduls 100. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C des LED-Moduls 100. 4 ist eine Aufsicht auf das LED-Modul 100. Das LED-Modul 100 ist ein Beispiel für ein Lichtemissionsmodul zum Aussenden von Licht, und weist ein Substrat 112 auf, mehrere Elektroden 104, einen Hohlraum 109, einen Halteabschnitt 118, ein Dichtungsteil 108, ein Lichtemissionsdiodenelement 102, und eine Leuchtstoffschicht 106.
Das Substrat 112 ist ein plattenförmiger Körper, bei dem das Lichtemissionsdiodenelement zur Befestigung auf seine obere Oberfläche aufgesetzt ist. Weiterhin weist das Substrat 112 eine elektrische Verdrahtung zur elektrischen Verbindung des Lichtemissionsdiodenelement 102 mit den Elektroden 104 auf, um elektrische Energie, die von den mehreren Elektroden 104 empfangen wird, dem Lichtemissionsdiodenelement 102 zuzuführen. Die mehreren Elektroden 104 liefern elektrische Energie, die von außerhalb des LED-Moduls 100 empfangen wird, an das Lichtemissionsdiodenelement 102 über das Substrat 112. Der Hohlraum 109 ist ein leerer Raum, der so ausgebildet ist, dass er das Lichtemissionsdiodenelement 102 auf dem Substrat 112 umgibt, und in ihm ist die Leuchtstoffschicht 106 gehaltert.
Der Halteabschnitt 118 haltert die mehreren Elektroden 104, das Substrat 112, den Hohlraum 109, und das Dichtungsteil 108. Weiterhin besteht zumindest ein Teil des Halteabschnitts 118 aus Materialien wie Metall mit einem höheren Wärmeleitvermögen als Luft, und überträgt daher Wärme, die von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 erzeugt wird, nach außerhalb des LED-Moduls 100, beispielsweise über das Substrat 112.
Das Lichtemissionsdiodenelement 102 ist ein Beispiel für ein Halbleiter-Lichtemissionselement zum Aussenden von Licht, und sendet Ultraviolettstrahlung in Abhängigkeit von der elektrischen Energie aus, die von außerhalb des LED-Moduls 100 über die Elektrode 104 und das Substrat 112 empfangen wird. Beim vorliegenden Beispiel sendet das Lichtemissionsdiodenelement 102 Licht unter Verwendung von im wesentlichen der gesamten Lichtaussendeoberfläche 116 aus, welche eine Oberfläche ist, die dem Dichtungsteil 108 gegenüberliegt, als Aussendebereich. Beim vorliegenden Beispiel ist die Lichtaussendeoberfläche 116 ein Rechteck, mit vier geraden Seiten.
Weiterhin weist das Lichtemissionsdiodenelement 102 beispielsweise ein Saphirsubstrat und eine auf dem Saphirsubstrat vorgesehene Halbleiterschicht auf. In diesem Fall hat das Saphiersubstrat einen Brechungsindex von etwa 1,8 (beispielsweise 1,75 bis 1,85). Weiterhin besteht die Halbleiterschicht aus beispielsweise InGaN, und weist einen Brechungsindex von beispielsweise etwa 2,2 bis 2,5 auf. Die Halbleiterschicht kann einen Brechungsindex von beispielsweise etwa 2 bis 4 aufweisen.
Beim vorliegenden Beispiel ist das Lichtemissionsdiodenelement 102 durch Flip-Chip-Montage auf dem Substrat 112 angebracht, so dass das Saphiersubstrat so angeordnet ist, dass es dem Dichtungsteil 108 gegenüberliegt, und sendet Licht durch Nutzung der Oberfläche des Saphiersubstrats als Lichtaussendeoberfläche 116 aus. In diesem Fall beträgt der Brechungsindex des Lichtemissionsdiodenelements 102 in der Lichtaussendeoberfläche 116 etwa 1,8 (1,75 bis 1,85). Bei einem anderen Beispiel kann das Lichtemissionsdiodenelement 102 so angebracht sein, dass die Oberfläche der Halbleiterschicht so angeordnet ist, dass sie dem Dichtungsteil 108 gegenüberliegt. In diesem Fall sendet das Lichtemissionsdiodenelement 102 Licht unter Verwendung der Oberfläche der Halbleiterschicht als Lichtaussendeoberfläche 116 aus. Weiterhin ist in diesem Fall der Brechungsindex des Lichtemissionsdiodenelements 102 in der Lichtaussendeoberfläche 116 beispielsweise etwa gleich 2,2 bis 2,5.
Weiterhin kann das Lichtemissionsdiodenelement 102 beispielsweise blaues Licht anstelle von Ultraviolettstrahlung aussenden. Bei einem anderen Beispiel kann das LED-Modul 100 beispielsweise ein Laserdiodenelement als Halbleiter-Lichtemissionselement aufweisen.
Die Leuchtstoffschicht 106 ist so vorgesehen, dass sie die Oberfläche des Lichtemissionsdiodenelements 102 abdeckt, und ist in den Hohlraum 109 eingefüllt, und sendet rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht aus, entsprechend der Ultraviolettstrahlung, die von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandt wird. Auf diese Weise sendet die Leuchtstoffschicht 106 weißes Licht entsprechend der Ultraviolettstrahlung aus. Darüber hinaus sendet hierdurch das LED-Modul 100 weißes Licht aus.
Hierbei weist die Leuchtstoffschicht 106 beispielsweise ein Bindemittel und Leuchtstoffteilen auf. Das Bindemittel ist ein laminierter Körper, der aus Harz besteht, das sehr widerstandsfähig gegenüber Ultraviolettstrahlung ist, beispielsweise Silikon/Fluor/Imidharz, Silikonharz, oder Epoxyharz, und hält in sich die Leuchtstoffteilchen fest. Weiterhin sind die Leuchtstoffteilchen fluoreszierende Teilchen, die Licht entsprechend dem einfallenden Licht aussenden. Beim vorliegenden Beispiel weist die Leuchtstoffschicht 106 mehrere Arten von Leuchtstoffteilchen auf. Jede Art der Leuchtstoffteilchen sendet entweder rotes Licht, grünes Licht, oder blaues Licht entsprechend der Ultraviolettstrahlung aus.
Weiterhin kann, wenn das Lichtemissionsdiodenelement 102 blaues Licht aussendet, die Leuchtstoffschicht 106 gelbes Licht aussenden, also die Komplementärfarbe von Blau, entsprechend dem blauen Licht, das von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandt wird. In diesem Fall sendet das LED-Modul 100 weißes Licht auf Grundlage des blauen Lichts und des gelben Lichts aus, die von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 und der Leuchtstoffschicht 106 ausgesandt werden. Die Leuchtstoffschicht 106 kann innerhalb des Dichtungsteils 108 vorgesehen sein.
Das Dichtungsteil 108 ist ein Beispiel für ein Lichtübertragungsteil. Das Dichtungsteil 108 ist ein Formteil zum Abdichten des Lichtemissionsdiodenelements 102, und ist so vorgesehen, dass es das Lichtemissionsdiodenelement 102 mit Harz abdeckt, welches Licht durchlässt, das von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandt wird. Beim vorliegenden Beispiel besteht das Dichtungsteil 108 aus Materialien, welche weißes Licht durchlassen, und dichtet das Lichtemissionsdiodenelement 102 und die Leuchtstoffschicht 106 ab. In diesem Fall ist das Dichtungsteil 108 so angeordnet, dass es so dem Lichtemissionsdiodenelement 102 gegenüberliegt, dass sich die Leuchtstoffschicht 106 dazwischen befindet. Weiterhin stellt dieses weiße Licht ein Beispiel für Licht dar, das von dem LED-Modul 100 ausgesandt wird. Das Dichtungsteil 108 kann beispielsweise aus Silikon/Fluor/Imidharz bestehen, aus Silikonharz, oder aus Epoxyharz.
Weiterhin weist beim vorliegenden Beispiel das Dichtungsteil 108 eine äußere Oberfläche 120 auf, und steht in Berührung mit Luft an der äußeren Oberfläche 120. Die äußere Oberfläche 120 verläuft parallel zu der Lichtaussendeoberfläche 116 des Lichtemissionsdiodenelements 102, und schickt Licht, das von einer Grenzfläche 114 einfällt, welche dem Lichtemissionsdiodenelement 102 gegenüberliegt, nach außen. Auf diese Weise überträgt das Dichtungsteil 108 rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht, die von der Leuchtstoffschicht 106 erzeugt werden, damit Licht von der äußeren Oberfläche 120 zu einem Luftmedium ausgesandt wird. Wenn das Lichtemissionsdiodenelement 102 blaues Licht aussendet, und die Leuchtstoffschicht 106 gelbes Licht, lässt das Dichtungsteil 108 blaues Licht und gelbes Licht durch, die von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 bzw. der Leuchtstoffschicht 106 ausgesandt werden, damit Licht von der äußeren Oberfläche 120 an ein Luftmedium ausgesandt wird.
Ein Gitter 132 mit kürzerer Gitterkonstante als jener des Lichts, dargestellt in einer vergrößerten Ansicht 152 und einer vergrößerten Ansicht 154, ist auf der äußeren Oberfläche 120 vorgesehen. Bei diesem Beispiel weist das Gitter 132 mit kürzerer Gitterkonstante als jener des Lichts mehrere konvexe Abschnitte 134 auf, welche in Richtung senkrecht zur äußeren Oberfläche 120 vorstehen. Weiterhin zeigt die vergrößerte Ansicht 152 das Gitter 132 mit kleinerer Gitterkonstante als jener des Lichts entlang der Linie A-A. Die vergrößerte Ansicht 154 zeigt das Gitter 132 mit kleinerer Gitterkonstante als jener des Lichts schräg von oben gesehen.
Das Gitter 132 mit kürzerer Wellenlänge als jener des Lichts ist auf der äußeren Oberfläche 120 so ausgebildet, dass der Gitterabstand oder die Gitterkonstante kürzer ist als die Wellenlänge des Lichts, das von dem Dichtungsteil 108 durchgelassen wird. In diesem Fall werden keine gebeugten Wellen erzeugt, so dass das Gitter 132 mit kürzerer Wellenlänge als jener des Lichts einem Medium mit einem mittleren, effektiven Brechungsindex zwischen dem Dichtungsteil 108 und einem Luftmedium in Bezug auf Licht entspricht, das von der Innenseite des Dichtungsteils 108 auf die äußere Oberfläche 120 einfällt.
Hierbei weist das Dichtungsteil 108 einen größeren Brechungsindex als die Luft auf, beispielsweise von etwa 1,3 bis 1,6, um den Lichtaussendewirkungsgrad von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 zu verbessern. In diesem Fall ist der Brechungsindex des Dichtungsteil 108 größer als jener an der Außenseite des Dichtungsteil 108 auf der äußeren Oberfläche 120. Wenn versucht wird, Licht von innerhalb des Dichtungsteils 108 zu einem Luftmedium zu schicken, beispielsweise ohne das Gitter 132 mit kürzerer Gitterkonstante als die Wellenlänge des Lichts, kann Totalreflexion an der äußeren Oberfläche 120 in einigen Fällen infolge einer diskontinuierlichen Änderung des Brechungsindex auftreten. In diesem Fall ist es unmöglich, Licht von dem Dichtungsteil 108 mit hohem Wirkungsgrad zu einem Luftmedium auszusenden. Da beim vorliegenden Beispiel jedoch das Gitter 132 mit kürzerer Gitterkonstante als der Wellenlänge des Lichts einen mittleren, effektiven Brechungsindex zwischen jenem des Dichtungsteils 108 und eines Luftmediums aufweist, wird Reflexion von Licht an der äußeren Oberfläche 120 verringert. Zu diesem Zweck ist es gemäß dem vorliegenden Beispiel möglich, wirksam Licht von dem Dichtungsteil 108 an ein Luftmedium zu schicken. Weiterhin wird auf diese Art und Weise ermöglicht, ein LED-Modul 100 mit hohem Lichtaussendewirkungsgrad zur Verfügung zu stellen.
Hierbei ist beim vorliegenden Beispiel die Grenzfläche 114 so angeordnet, dass sie so dem Lichtemissionsdiodenelement 102 gegenüberliegt, dass die Leuchtstoffschicht 106 dazwischen angeordnet ist. Daher steht das Dichtungsteil 108 in Berührung mit der Leuchtstoffschicht 106 an der Grenzfläche 114. In diesem Fall ist vorzugsweise der Brechungsindex der Leuchtstoffschicht 106 kleiner als jener des Lichtemissionsdiodenelements 102 an der Lichtaussendeoberfläche 116, und ist größer als jener des Dichtungsteils 108 an der Grenzfläche 114. Weiterhin ist der Brechungsindex der Leuchtstoffschicht 106 beispielsweise der Brechungsindex auf einer Grenzfläche der Leuchtstoffschicht 106. Da ein Brechungsindex an der Grenzfläche der Leuchtstoffschicht 106 weniger durch den Brechungsindex der darin enthaltenen Leuchtstoffteilchen beeinflusst wird, ist der Brechungsindex an der Grenzfläche der Leuchtstoffschicht 106 im wesentlichen gleich dem Brechungsindex des Bindemittels der Leuchtstoffschicht 106, und beträgt beispielsweise etwa 1,3 bis 1,6.
Weiterhin kann der Brechungsindex des Dichtungsteils 108 größer sein als jener von Luft, und kleiner als jener der Leuchtstoffschicht 106. In diesem Fall kann der Brechungsindex des Dichtungsteils 108 kleiner sein als jener des Bindemittels der Leuchtstoffschicht 106. Der Brechungsindex des Dichtungsteils 108 kann kleiner sein als jener an der Außenseite des Dichtungsteils 108 an der Grenzfläche 114.
Da beim vorliegenden Beispiel der Brechungsindex des optischen Weges von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 zu einem Luftmedium klein ist, da dazwischen die Leuchtstoffschicht 106 und das Dichtungsteil 108 angeordnet sind, so dass keine plötzliche Änderung des Brechungsindex auftritt. Aus diesem Grund wird bei dem vorliegenden Beispiel ermöglicht, Licht wirksam von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 auf die Leuchtstoffschicht 106 einfallen zu lassen, und auch wirksam von der Leuchtstoffschicht 106 auf das Dichtungsteil 108 einfallen zu lassen.
Weiterhin wird beim vorliegenden Beispiel ermöglicht, wirksam Licht von dem Dichtungsteil 108 an ein Luftmedium über die äußere Oberfläche 120 zu schicken, durch die Auswirkung des Gitters 132 mit kleinerer Gitterkonstante als der Wellenlänge des Lichts. Daher kann eine Brechungsindexdifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Dichtungsteils 108 an der äußeren Oberfläche 120 größer sein als zwischen der Innenseite und der Außenseite des Dichtungsteils 108 an der Grenzfläche 114, welche dem Lichtemissionsdiodenelement 102 gegenüberliegt. In diesem Fall kann Licht wirksam von der Grenzfläche 114 auf das Dichtungsteil 108 einfallen, und kann das einfallende Licht wirksam von der äußeren Oberfläche 120 an ein Luftmedium übertragen werden.
Weiterhin kann bei einem anderen Beispiel der Brechungsindex des Dichtungsteils 108 größer sein als jener entweder der Luft oder der Leuchtstoffschicht 106. In diesem Fall wird der Brechungsindex des Dichtungsteils 108 größer als jener entweder der Außenseite des Dichtungsteils 108 an der äußeren Oberfläche 120 oder jener an der Außenseite des Dichtungsteils 108 an der Grenzfläche 114. Auf diese Weise wird ermöglicht, das Auftreten einer Totalreflexion auf der Grenzfläche 114 zu verhindern, und wird ermöglicht, dass Licht wirksam von der Leuchtstoffschicht 106 auf das Dichtungsteil 108 einfällt. Daher kann in diesem Fall das Dichtungsteil 108 wirksam Licht von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 an ein Luftmedium übertragen.
Wenn das Gitter 132 mit kleinerer Gitterkonstante als der Wellenlänge des Lichts nicht verwendet wird, ist es möglich, Reflexion infolge der äußeren Oberfläche 120 dadurch zu verringern, dass die äußere Oberfläche 120 als Kugeloberfläche ausgebildet wird. Allerdings wirkt in diesem Fall das Dichtungsteil 108 als Konvexlinse. Daher sollte die optische Konstruktion der Lichtquelleneinheit 20 (vgl. 1) die Wirkungsweise der Konvexlinse berücksichtigen. In diesem Fall kann beispielsweise manchmal die optische Konstruktion kompliziert werden. Wenn versucht wird, die Konvexlinse mit hoher Genauigkeit herzustellen, damit ein Lichtverteilungsmuster mit hoher Genauigkeit erzeugt wird, können darüber hinaus die Kosten des LED-Moduls 100 in einigen Fällen wesentlich erhöht werden.
Beim vorliegenden Beispiel ist jedoch die äußere Oberfläche 120 in Form einer Ebene ausgebildet, die parallel zur Lichtaussendeoberfläche 116 des Lichtemissionsdiodenelements 102 verläuft. Daher wird bei dem vorliegenden Beispiel ermöglicht, einfach eine optische Konstruktion der Lichtquelleneinheit 20 zu erreichen, bei welcher die Linsenwirkung des Dichtungsteils 108 nicht berücksichtigt werden muss. Darüber hinaus kann eine ebene äußere Oberfläche 120 kostengünstig mit hoher Genauigkeit hergestellt werden.
Bei dem vorliegenden Beispiel kann daher ein LED-Modul 100 mit geringem Kostenaufwand zur Verfügung gestellt werden.
5 zeigt ein Beispiel zur Erläuterung der Wirkungsweise des Gitters 132 mit kürzerer Gitterkonstante als der Wellenlänge des Lichts. Bei diesem Beispiel ist der Brechungsindex des Dichtungsteils 108 mit n₁ bezeichnet. Weiterhin ist der Brechungsindex von Luft mit n₂ bezeichnet. Jeder der konvexen Abschnitte 134 des Gitters 132 mit kürzerer Gitterkonstante als der Wellenlänge des Lichts weist die Form einer vierseitigen Pyramide auf, und eine Querschnittsfläche, die sich allmählich in Richtung der Höhe (z-Achse) senkrecht zur äußeren Oberfläche 120 verringert.
Hierbei ändert sich der effektive Brechungsindex des Gitters 132 mit kleinerer Gitterkonstante als der Wellenlänge des Lichts entsprechend der Volumenbelegungsrate des Mediums des Dichtungsteils 108 und Luft. Aus diesem Grund ändert sich beim vorliegenden Beispiel der effektive Brechungsindex des Gitters 132 mit kleinerer Gitterkonstante als der Wellenlänge des Lichts allmählich vom Brechungsindex n₁ des Dichtungsteils 108 bis zum Brechungsindex n₂ von Luft, in Abhängigkeit von der Entfernung h von einer unteren Oberfläche des konvexen Abschnitts 134. Auf diese Weise kann die Differenz zwischen dem Brechungsindex an der Innenseite und dem Brechungsindex an der Außenseite des Dichtungsteils 108 an der äußeren Oberfläche 120 glatt angepasst werden. Daher kann beim vorliegenden Beispiel eine Reflexion durch die äußere Oberfläche 120 verringert werden.
Hierbei ist vorzuziehen, dass die mehreren konvexen Abschnitte 134 in Gitterabständen Δx, Δy angeordnet sind, die kürzer sind als die Hälfte der Wellenlänge des Lichts, das durch das Dichtungsteils 108 übertragen werden soll. So können beispielsweise die mehreren konvexen Abschnitte 134 in Gitterabständen Δx, Δy angeordnet sein, die kürzer sind als die halbe Wellenlänge des blauen Lichts in dem Dichtungsteils 108. Weiterhin ist es vorzuziehen, dass die Höhe h des konvexen Abschnitts 134 größer ist als die Hälfte der Wellenlänge des Lichts, das durch das Dichtungsteils 108 hindurchgehen soll. So kann beispielsweise die Höhe h des konvexen Abschnitts 134 größer sein als die Hälfte der Wellenlänge des roten Lichts in einem Luftmedium. In diesem Fall kann eine Reflexion durch die äußere Oberfläche 120 noch weiter verringert werden.
Wenn das Lichtemissionsdiodenelement 102 blaues Licht aussendet, und die Leuchtstoffschicht 106 gelbes Licht, können die mehreren konvexen Abschnitte 134 in Gitterabständen Δx, Δy angeordnet sein, die kürzer sind als die Hälfte der Wellenlänge des blauen Lichts in dem Dichtungsteils 108, und kann die Höhe h des konvexen Abschnitts 134 größer sein als die Hälfte der Wellenlänge von gelbem Licht in einem Luftmedium. Weiterhin kann bei einem anderen Beispiel der konvexe Abschnitt 134 eine Kegelform oder eine Pyramidenform mit zahlreichen Winkeln aufweisen. Es ist vorzuziehen, dass die konvexen Abschnitte 134 sich verjüngend ausgebildet sind, so dass sich die Querschnittsfläche allmählich in Richtung der Höhe verringert. Weiterhin ist vorzuziehen, dass das Verhältnis von Höhe zur Breite des konvexen Abschnitts 134 gleich Eins oder größer ist.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung des LED-Moduls 100 zeigt. Beim vorliegenden Beispiel wird das Gitter 132 mit kleinerer Gitterkonstante als der Wellenlänge des Lichts durch Gesenkformen der äußeren Oberfläche 120 des Dichtungsteils 108 hergestellt. Es ist vorzuziehen, dass es sich bei dem Gesenkformen um einen Nanoeindruck handelt, der eine Bearbeitungsgenauigkeit von kleiner oder gleich 100 nm aufweist.
Bei diesem Herstellungsverfahren wird zuerst eine Form für das Gesenkformen hergestellt (S102). Die Form wird beispielsweise so hergestellt, dass ein Siliziumsubstrat oder dergleichen mit einem Elektronenstrahl-Lithographieverfahren bearbeitet wird. Dann wird das Lichtemissionsdiodenelement 102 beispielsweise auf dem Substrat 112 angebracht, das in dem Halteabschnitt 108 gehaltert wird (S104), und wird die Leuchtstoffschicht 106 dadurch hergestellt, dass die Leuchtstoffteilchen und das Bindemittel in den Hohlraum 109 eingefüllt werden (S106).
Dann wird Harz für das Dichtungsteils 108 so eingefüllt, dass es das Lichtemissionsdiodenelement 102 und die Leuchtstoffschicht 106 abdeckt (S108), und dann wird eine Prägung in Bezug auf die äußere Oberfläche 120 unter Verwendung der Form durchgeführt, die im Schritt S102 hergestellt wurde (S110). In diesem Fall wird beispielsweise das Harz für das Dichtungsteils 108 durch Erwärmen erweicht, und wird dann der Prägungsvorgang durchgeführt. Dann wird bei dem Herstellungsverfahren gemäß diesem Beispiel die Form abgenommen (S112), womit das Flussdiagramm endet.
Da eine Ätzmaske für jedes Dichtungsteil 108 hergestellt werden sollte, wenn das Gitter 132 mit kürzerer Gitterkonstante als der Wellenlänge des Lichts als die Ätzmaske hergestellt wird, müssen zahlreiche Masken beispielsweise durch ein Elektronenstrahl-Lithographieverfahren hergestellt werden. Beim vorliegenden Beispiel ist es jedoch möglich, wiederholt ein Gesenkformen in Bezug auf zahlreiche Dichtungsteils 108 unter Verwendung einer Form durchzuführen. Daher wird bei diesem Beispiel ermöglicht, einfach das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten, die kleiner ist als die Wellenlänge des Lichts, auf dem Dichtungsteils 108 kostengünstig herzustellen. Auf diese Weise wird ermöglicht, ein LED-Modul 100 mit hohem Lichtaussendewirkungsgrad kostengünstig zur Verfügung zu stellen.
Weiterhin kann das Harz für das Dichtungsteil 108 beispielsweise ein bei Ultraviolettbestrahlung aushärtendes Harz sein. In diesem Fall kann der Prägevorgang im Schritt S110 durchgeführt werden, bevor das Harz durch Einstrahlen von Ultraviolettstrahlung ausgehärtet wird. Das Harz in dem Dichtungsteil 108 kann auch beispielsweise durch Ultraviolettstrahlung ausgehärtet werden, die von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandt wird, nachdem der Prägevorgang durchgeführt wurde.
Die 7 und 8 zeigen Beispiele für die Ausbildung der Lichtquelleneinheit 20. 7 ist eine Vertikalschnittansicht auf der Linie A-A der Lichtquelleneinheit 20. 8 ist eine Vertikalschnittansicht auf der Linie B-B der Lichtquelleneinheit 20. Die Lichtquelleneinheit 20 ist eine Lichtquelleneinheit des Typs mit Direktprojektion, welche Licht, die von dem LED-Modul 100 ausgesandt wird, in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs abstrahlt, und weist das LED-Modul 100 auf, ein Substrat 500, ein Befestigungsteil 202, eine Linse 204, eine Verlängerung 208, und ein Gehäuse 206.
Das LED-Modul 100 ist so auf dem Substrat 500 befestigt, dass eine Seite der Lichtaussendeoberfläche 116 des Lichtemissionsdiodenelements 102 und eine optische Achse der Linse 204 orthogonal zueinander sind. Weiterhin sendet das Lichtemissionsdiodenelement 102 Licht von der Lichtaussendeoberfläche 116 in Abhängigkeit von der elektrischen Energie aus, die von außerhalb der Lichtquelleneinheit 20 über das Kabel 22 und das Substrat 500 empfangen wird.
Das Substrat 500 verbindet elektrisch das LED-Modul 100 und das Kabel 22 durch eine gedruckte Schaltung, die auf seiner Oberfläche oder innerhalb vorgesehen ist. Beim vorliegenden Beispiel ist das Substrat 500 ein plattenförmiger Körper, auf den das LED-Modul 100 zur Befestigung aufgesetzt wird, und befestigt das LED-Modul 100 an einer vorbestimmten Bezugsposition. Zumindest ein Teil des Substrats 500 besteht aus Materialien wie beispielsweise Metall, die ein höheres Wärmeleitvermögen als Luft aufweisen. Weiterhin steht zumindest ein Teil des Substrats 500 in Berührung mit dem Befestigungsteil 202. Auf diese Weise überträgt das Substrat 500 von dem LED-Modul 100 erzeugte Wärme an das Befestigungsteil 202.
Das Befestigungsteil 202 ist ein plattenförmiger Körper, der eine nach außen weisende Oberfläche aufweist, beispielsweise zur Vorderseite des Fahrzeugs. Das Befestigungsteil 202 ist an einem Ort vorgesehen, der in einer bestimmten Bezugsposition zur Linse 204 steht. Weiterhin ist auf dem Befestigungsteil 202 das Substrat 500 so befestigt, dass es dem LED-Modul 100 gegenüberliegt, wobei das Substrat 500 dazwischen vorgesehen ist. Auf diese Weise befestigt das Befestigungsteil 202 das LED-Modul 100 so, dass es zur Vorderseite des Fahrzeugs hin weist, so dass das LED-Modul Licht in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs aussendet.
Weiterhin besteht das Befestigungsteil 202 aus Materialien wie beispielsweise Metall, die ein höheres Wärmeleitvermögen aufweisen als Luft. Darüber hinaus steht das Befestigungsteil 202 an seinem Ende in Berührung mit dem Gehäuse 206. Auf diese Weise überträgt das Befestigungsteil 202 von dem LED-Modul 100 erzeugte Wärme an das Gehäuse 206, um die Wärme in dem LED-Modul 100 abzuführen. Daher wird ermöglicht, zu verhindern, dass durch Wärmeeinwirkung die Lichtaussendemenge des LED-Moduls 100 absinkt.
Die Verlängerung 208 besteht beispielsweise aus einer dünnen Magnetplatte, die sich von der Nähe des LED-Moduls 100 zur Nähe eines Randes der Linse 204 erstreckt. Auf diese Weise deckt die Verlängerung 208 einen Spalt zwischen dem Inneren des Gehäuses 206 und dem LED-Modul 100 ab, um so das Erscheinungsbild der Fahrzeugleuchte 10 zu verbessern (siehe 1). Die Verlängerung 208 kann Licht reflektieren, das von dem LED-Modul 100 ausgesandt wird.
Das Gehäuse 206 ist ein Gehäuse, welches das LED-Modul 100 aufnimmt, das Substrat 500, das Befestigungsteil 202, und die Verlängerung 208. Weiterhin weist das Gehäuse 206 einen Öffnungsabschnitt in seiner vorderen Oberfläche auf, und haltert die Linse 204 in dem Öffnungsabschnitt. Das Gehäuse 206 kann darüber hinaus Wärme, die von dem LED-Modul 100 über das Substrat 500 und das Befestigungsteil 202 empfangen wird, an das Wärmeableitungsteil 24 übertragen (siehe 1), und/oder an den Verlängerungsreflektor 28 (siehe 1). Hierdurch wird ermöglicht, Wärme in dem LED-Modul 100 ordnungsgemäß abzuführen.
Die Linse 204 ist ein Beispiel für ein Optikbauteil, das bei der Fahrzeugleuchte 10 eingesetzt wird, und strahlt von dem LED-Modul 100 ausgesandtes Licht nach außerhalb der Fahrzeugleuchte 10 ab. Beim vorliegenden Beispiel bildet die Linse 204 zumindest einen Teil des Lichtverteilungsmusters aus, durch Projizieren der Form der Lichtaussendeoberfläche 116 des Lichtemissionsdiodenelements 102 zur Vorderseite des Fahrzeugs. Weiterhin weist die Linse 204 einen Brennpunkt F, der ein Beispiel für das optische Zentrum darstellt, auf einer Seite der Lichtaussendeoberfläche 116 auf. In diesem Fall bildet die Linse 204 zumindest einen Teil einer Abschneidelinie aus, welche eine Grenze zwischen einer hellen und einer dunklen Seite des Lichtverteilungsmusters festlegt, beispielsweise auf Grundlage der Form dieser geradlinigen Grenze. Bei diesem Beispiel wird ermöglicht, ordnungsgemäß ein Lichtverteilungsmuster zu erzeugen.
Beim vorliegenden Beispiel wird das Gitter 132 mit einer kleineren Gitterkonstante als der Wellenlänge des Lichts (siehe 3) auf der äußeren Oberfläche 120 des Dichtungsteils 108 vorgesehen (siehe 3). Wenn das Dichtungsteil 108, auf welchem das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten kleiner als der Wellenlänge des Lichts vorgesehen ist, nicht verwendet wird, verwendet die äußere Oberfläche 120 beispielsweise ein Dichtungsteil 108 mit Kugelform, so dass die Lichtaussendeoberfläche 116, gesehen von der Linse 204 aus, durch das linsenförmige Dichtungsteil 108 vergrößert wird. In diesem Falle können, da das Dichtungsteil 108, das näher an dem Lichtemissionsdiodenelement 102 liegt als die Linse 204, mit höherer Genauigkeit hergestellt werden sollte als beispielsweise die Linse 204, damit ein Lichtverteilungsmuster mit hoher Genauigkeit erzeugt wird, die Kosten zur Herstellung des LED-Moduls 100 in einigen Fällen ansteigen. Da eine Positionseinstellung des LED-Moduls 100 unter Berücksichtigung der Abmessungen des vergrößerten Bildes des Lichtemissionsdiodenelements 102 durchgeführt werden sollte, kann darüber hinaus in einigen Fällen die Positionseinstellung nicht mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Beim vorliegenden Beispiel allerdings kann das Dichtungsteil 108, welches die ebene, äußere Oberfläche 120 aufweist, durch Ausbildung des Gitters 132 mit kleinerer Gitterkonstanten als der Wellenlänge des Lichts verwendet werden. Aus diesem Grund kann beim vorliegenden Beispiel eine Fahrzeugleuchte 110 mit einem sehr exakt erzeugten Lichtverteilungsmuster kostengünstig zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin wird die Positionseinstellung des LED-Moduls 100 durchgeführt, während das Lichtemissionsdiodenelement 102 mit realen Abmessungen, also nicht vergrößert, beobachtet wird. Daher kann die Position des LED-Moduls 100 in Bezug auf die Linse 204 einfach mit hoher Genauigkeit eingestellt werden.
9 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für ein Lichtverteilungsmuster 300 zeigt, das von der Fahrzeugleuchte 10 erzeugt wird (siehe 1). Das Lichtverteilungsmuster 300 ist ein Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster, das auf einer gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt wird, die an einem Ort 25 m vor der Fahrzeugleuchte 10 angeordnet ist. Beim vorliegenden Beispiel erzeugt die Fahrzeugleuchte 10 das Lichtverteilungsmuster 300, das eine horizontale Abschneidelinie 302 aufweist, die eine Grenze zwischen einer hellen und einer dunklen Seite im wesentlichen in Horizontalrichtung festlegt, und eine schräge Abschneidelinie 304, die eine Grenze zwischen einer hellen und einer dunklen Seite in einer vorbestimmten Schrägrichtung festlegt, die einen Winkel von etwa 15° zur Horizontalrichtung aufweist.
Beim vorliegenden Beispiel weist die Fahrzeugleuchte 10 die mehreren Lichtquelleneinheiten 20 auf, die voneinander verschiedene Lichtverteilungseigenschaften aufweisen, und erzeugt das Lichtverteilungsmuster 300 auf Grundlage des Lichts, das von jeder der Lichtquelleneinheiten 20 ausgesandt wird. In diesem Fall erzeugt jede der Lichtquelleneinheiten 20 einen Anteil des Lichtverteilungsmusters 300. So erzeugt die in den 7 und 8 dargestellte Lichtquelleneinheit 20 einen bestimmten Bereich 306 des Lichtverteilungsmusters 300.
Nachstehend werden die Lichtverteilungseigenschaften der Lichtquelleneinheiten 20, die anhand der 7 und 8 erläutert wurden, mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Beim vorliegenden Beispiel projiziert die Linse 204 der Lichtquelleneinheit 20 die Form der Lichtaussendeoberfläche 116 des Lichtemissionsdiodenelements 102 in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs, um den Bereich 306 auszubilden, durch Abstrahlen von Licht, das von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandt wird, in Vorwärtsrichtung. Die Linse 204 kann die Form der Lichtaussendeoberfläche 116 vergrößern und in Horizontalrichtung projizieren.
Beim vorliegenden Beispiel weist die Linse 204 einen Brennpunkt F an einer Seite 310 der Lichtaussendeoberfläche 116 auf. Die Seite 310 ist eine untere Seite, die sich in Horizontalrichtung auf der Lichtaussendeoberfläche 116 erstreckt. Weiterhin kreuzt die Linse 204 optische Achse der Lichtquelleneinheit 20 zum Abstrahlen von Licht, das von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandt wird. Daher projiziert die Linse 204 die Form der Seite 310 der Lichtaussendeoberfläche 116 zu einem Ort an der Oberseite des Bereichs 306.
Weiterhin bildet die Linse 204 zumindest ein Teil der oberen Seite des Bereichs 306 an dem Ort, an welchem zumindest ein Teil der Niveauabschneidelinie 302 ausgebildet werden sollte. Auf diese Weise bildet die Lichtquelleneinheit 20 zumindest ein Teil der Niveauabschneidelinie 302 aus, auf Grundlage einer Grenze zwischen einer hellen und einer dunklen Seite, die durch den Bereich 306 ausgebildet wird. Daher kann bei diesem Beispiel das Lichtverteilungsmuster ordnungsgemäß ausgebildet werden.
10 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Ausbildung des LED-Moduls 100. In diesem Zusammenhang wird auf eine Beschreibung der Konstruktion gemäß 10 in Bezug auf jene Teile, welche die gleichen Bezugszeichen aufweisen, wie sie in den 3 und 4 angegeben sind, verzichtet, so dass nur eine Beschreibung derartiger Bestandteile erfolgt, die nachstehend genauer erläutert sind.
Beim vorliegenden Beispiel weist das LED-Modul 100 mehrere Dichtungsteile 108a und 108b auf. Das Dichtungsteil 108 liegt dem Lichtemissionsdiodenelement 102 derartig gegenüber, dass die Leuchtstoffschicht 106 dazwischen angeordnet ist, und ist auf der Leuchtstoffschicht 106 so angeordnet, dass es in Berührung mit der Leuchtstoffschicht 106 an deren Grenzfläche 114a steht. Es ist vorzuziehen, dass das Dichtungsteil 108a ein Fluid wie beispielsweise Silikongel ist. In diesem Fall, können die Belastungen, die durch die Dichtungsteile 108a und 108b auf das Lichtemissionsdiodenelement 102 und die Leuchtstoffschicht 106 ausgeübt werden, verringert werden.
Das Dichtungsteil 108b ist auf dem Dichtungsteil 108a so angeordnet, dass es der Leuchtstoffschicht 106 und dem Lichtemissionsdiodenelement 102 gegenüberliegt, so dass das Dichtungsteil 108a dazwischen angeordnet ist. Das Dichtungsteil 108b besteht aus festem Harz, und steht in Berührung mit dem Dichtungsteil 108a an seiner Grenzfläche 114b. Weiterhin weist das Dichtungsteil 108b die äußere Oberfläche 120 auf, auf welcher das Gitter 132 mit einer kleineren Gitterkonstanten als jener des Lichts vorgesehen ist, auf, und sendet Licht aus, das von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 und der Leuchtstoffschicht 106 über das Dichtungsteil 108a einfällt, nach außerhalb des LED-Moduls 100 über die äußere Oberfläche 120 aus. Beim vorliegenden Beispiel wird ermöglicht, wirksam Licht von den Dichtungsteilen 108a und 108b an ein Luftmedium auszusenden. Auf diese Weise wird ermöglicht, ein LED-Modul 100 mit hohem Lichtaussendewirkungsgrad bereit zu stellen.
Weiterhin kann das Dichtungsteil 108b einen Brechungsindex aufweisen, der höher ist als jener des Dichtungsteils 108a. In diesem Fall wird ermöglicht, dass Licht wirksam von dem Dichtungsteil 108a auf das Dichtungsteil 108b einfallen kann. Darüber hinaus kann das Dichtungsteil 108b ein Gitter mit einer Gitterkonstanten, die kleiner ist als die Wellenlänge des Lichts, beispielsweise auf der Grenzfläche 114b aufweisen.
11 zeigt ein weiteres Beispiel für die Ausbildung des LED-Moduls 100. Auf eine Erläuterung des Aufbaus gemäß 11 mit denselben Bezugszeichen wie in den 3 und 4 wird verzichtet, mit Ausnahme der Bauteile, die nachstehend erläutert werden, da die Ausbildung der Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen dieselbe Aufgabe erfüllt. Beim vorliegenden Beispiel sendet das Lichtemissionsdiodenelement 102 darüber hinaus Licht von einer rückwärtigen Oberfläche der Lichtaussendeoberfläche 116 und Endoberflächen 128 senkrecht zur Lichtaussendeoberfläche 116 aus. Die Leuchtstoffschicht 106 ist als dünner Film auf dem Lichtemissionsdiodenelement 102 vorgesehen. Weiterhin weist das Dichtungsteil 108 die Form eines Kegelstumpfes auf, bei welchem die äußere Oberfläche 108 als untere Oberfläche dient. In diesem Fall nimmt in Bezug auf einen Querschnitt senkrecht zur Richtung von der äußeren Oberfläche 120 zum Lichtemissionsdiodenelement 102 der Querschnitt des Dichtungsteils 108 allmählich entlang dieser Richtung ab.
Weiterhin ist bei diesem Beispiel das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten, die kleiner ist als die Wellenlänge des Lichts, nicht auf Seitenoberflächen des Dichtungsteils 108 vorhanden. Hierbei findet an den Seitenoberflächen des Dichtungsteils 108 eine Totalreflexion zumindest eines Teils des Lichts statt, das von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandt wird. Auf diese Weise wird ein reflektierender Abschnitt 124 auf den Seitenoberflächen des Dichtungsteils 108 ausgebildet. Der reflektierende Abschnitt 124 reflektiert zumindest einen Teil des Lichts, das von den Endoberflächen 128 des Lichtemissionsdiodenelements 102 ausgesandt wird, zu der äußeren Oberfläche 120 des Dichtungsteils 108. Hierbei sendet die äußere Oberfläche 120, auf welcher das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten, die kleiner ist als die Wellenlänge des Lichts, vorgesehen ist, das von dem reflektierenden Abschnitt 124 reflektierte Licht nach außerhalb des LED-Moduls 100 mit hohem Wirkungsgrad. Beim vorliegenden Beispiel wird daher ermöglicht, effizient Licht zu nutzen, das von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandt wird, und zwar dadurch, dass das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts auf einem Teil der Oberfläche des Dichtungsteils 108 vorgesehen wird.
Weiterhin weist das LED-Modul 100 darüber hinaus einen reflektierenden Abschnitt 126 auf dem Substrat 112 auf. Der reflektierende Abschnitt 126 ist beispielsweise eine Metallschicht, die auf dem Substrat 112 vorgesehen ist. Der reflektierende Abschnitt 126 reflektiert Licht, das von der rückwärtigen Oberfläche des Lichtemissionsdiodenelements 102 ausgesandt wird, zu der äußeren Oberfläche 120 des Dichtungsteils 108. Auf diese Weise wird ermöglicht, von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandtes Licht wirksamer zu nutzen.
12 zeigt ein weiteres Beispiel für die Ausbildung des LED-Moduls 100. Hierbei wird auf eine Erläuterung der Bauteile der Anordnung von 12 verzichtet, die mit denselben Bezugszeichen wie in den 3 und 4 bezeichnet sind, mit Ausnahme der nachstehend angegebenen Einzelheiten, da mit gleiche Bezugszeichen bezeichnete Bauteile die gleiche Funktion haben. Beim vorliegenden Beispiel sendet das Lichtemissionsdiodenelement 102 zusätzlich Licht von den Endoberflächen 128 senkrecht zur Lichtaussendeoberfläche 116 aus. Weiterhin ist das Dichtungsteil 108 so ausgebildet, dass es die Lichtaussendeoberfläche 116 und die Endoberflächen 128 des Lichtemissionsdiodenelements 102 abdeckt. Im vorliegenden Fall deckt das Dichtungsteil 108 die Endoberflächen 128 unter Verwendung von Seitenoberflächen 122 ab, welche den Endoberflächen 128 gegenüberliegen.
Darüber hinaus ist das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts nicht auf den Seitenoberflächen 122 des Dichtungsteils 108 vorgesehen. Daher findet an den Seitenoberflächen 122 eine Totalreflexion zumindest eines Teils des Lichts statt, das von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandt wird. Auf diese Art und Weise reflektiert das Dichtungsteil 108 Licht, das von den Endoberflächen 128 des Lichtemissionsdiodenelements 102 ausgesandt wird, zu der äußeren Oberfläche 120 des Dichtungsteils 108, unter Verwendung der Seitenoberflächen 122. In diesem Fall sendet die äußere Oberfläche 120, auf welcher das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten, die kleiner ist als die Wellenlänge des Lichts, vorgesehen ist, das von den Seitenoberflächen 122 ausgesandte Licht nach außerhalb des LED-Moduls 100 mit hohem Wirkungsgrad. Daher wird bei diesem Beispiel ermöglicht, wirksam das Licht zu nutzen, das von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandt wird, und zwar durch Vorsehen des Gitters 132 mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts auf einem Teil der Oberfläche des Dichtungsteils 108.
13 zeigt ein weiteres Beispiel für die Ausbildung des LED-Moduls 100. Hierbei wird auf eine Erläuterung der mit den gleichen Bezugszeichen bezeichneten Bauteile wie in den 3 und 4 verzichtet, da mit gleichen Bezugszeichen bezeichnete Bauteile in 13 dieselbe Funktion aufweisen. Beim vorliegenden Beispiel weist das LED-Modul 100 mehrere Lichtemissionsdiodenelemente 102 auf. Die Leuchtstoffschicht 106 ist so vorgesehen, dass sie die mehreren Lichtemissionsdiodenelemente 102 abdeckt. Das Dichtungsteil 108 dichtet die mehreren Lichtemissionsdiodenelemente 102 ab, und die Leuchtstoffschicht 106. Im vorliegenden Fall verringert das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts die Reflexion von Licht, das von jedem der Lichtemissionsdiodenelemente 102 ausgesandt wird. Daher wird bei diesem Beispiel ermöglicht, wirksam Licht zu nutzen, das von den Lichtemissionsdiodenelementen 102 ausgesandt wird.
14 zeigt ein weiteres Beispiel für den Aufbau des LED-Moduls 100. Hierbei wird auf eine Erläuterung der mit denselben Bezugszeichen wie in den 3 und 4 bezeichneten Bauteile verzichtet, da mit gleiche Bezugszeichen wie in den Figuren bezeichnete Bauteile dieselbe Funktion haben. Beim vorliegenden Beispiel weist das LED-Modul 100 darüber hinaus eine Linse 136 auf. Die Linse 136 ist ein weiteres Beispiel für ein Lichtübertragungsteil, und ist auf dem Dichtungsteils 108 so vorgesehen, dass sie dem Lichtemissionsdiodenelement 102 so zugewandt ist, dass das Dichtungsteil 108 dazwischen angeordnet ist.
Die Linse 136 ist beispielsweise eine Linse mit ebener Form, und weist das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts auf der äußeren Oberfläche 120 parallel zur Lichtaussendeoberfläche 116 des Lichtemissionsdiodenelements 102 auf. Auf diese Weise schickt die Linse 136 Licht, das von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 über das Dichtungsteil 108 einfällt, von der äußeren Oberfläche 120 mit hohem Wirkungsgrad zu einem Luftmedium. Daher wird bei diesem Beispiel ermöglicht, wirksam Licht zu nutzen, das von den Lichtemissionsdiodenelementen 102 ausgesandt wird.
Weiterhin besteht die Linse 136 beispielsweise aus einem thermoplastischen Harz, und ist mittels Spritzgießen getrennt von dem Dichtungsteil 108 hergestellt. Auf diese Weise wird ermöglicht, das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts kostengünstig herzustellen, durch Ausbildung der Form dieses Gitters 132 mit Hilfe einer Metallform.
Hierbei kann die Linse 136 einen Brechungsindex von beispielsweise etwa 1,5 bis 1,6 aufweisen, der also größer ist als jener des Dichtungsteils 108. In diesem Fall kann Licht von dem Dichtungsteil 108 auf die Linse 136 mit hohem Wirkungsgrad einfallen. Daher wird ermöglicht, noch wirksamer das Licht zu nutzen, das von den Lichtemissionsdiodenelementen 102 ausgesandt wird.
Weiterhin kann die Linse 136 einen Brechungsindex aufweisen, der zwischen jenem des Dichtungsteils 108 und jenem der Luft liegt. Da der Brechungsindex jedes Elements allmählich kleiner wird, auf einem optischen Weg von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 bis zu einem Luftmedium, über das Dichtungsteil 108 und die Linse 136, tritt daher keine plötzliche Änderung des Brechungsindex auf. Daher wird ermöglicht, wirksam Licht zu übertragen, das von dem Lichtemissionsdiodenelement 102 ausgesandt wird, nämlich an ein Luftmedium.
Weiterhin kann bei einem anderen Beispiel die Leuchtstoffschicht 106 beispielsweise zwischen dem Dichtungsteil 108 und der Linse 136 vorgesehen sein. In diesem Fall wird die Linse 136 als ein zweites Dichtungsteil verwendet, und dichtet die Leuchtstoffschicht 106 ab.
15 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung des LED-Moduls 100, das unter Bezugnahme auf 14 erläutert wurde. Bei diesem Herstellungsverfahren wird zuerst die Linse 136 mit dem Gitter mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts durch Spritzgießen hergestellt (S202). Ähnlich wie beispielsweise bei den Schritten S104 und S106, die unter Bezugnahme auf 6 erläutert wurden, wird das Lichtemissionsdiodenelement 102 angebracht (S202), und wird die Leuchtstoffschicht 106 hergestellt (S206).
Dann wird die Linse 136 so angebracht, dass sie das Lichtemissionsdiodenelement 102 abdeckt (S208), und wird Harz für das Dichtungsteil 108 in einen Zwischenraum zwischen dem Lichtemissionsdiodenelement 102 und der Leuchtstoffschicht 106 und der Linse 136 eingefüllt (S210). Auf diese Weise wird das Dichtungsteil 108 ausgebildet. weiterhin kann im vorliegenden Fall das Harz für das Dichtungsteil 108 durch Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlung ausgehärtet werden, beispielsweise über der Linse 136. Bei diesem Beispiel wird ermöglicht, einfach und kostengünstig das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts auf der Linse 136 herzustellen. Daher wird ermöglicht, das LED-Modul 100 mit hohem Lichtaussendewirkungsgrad kostengünstig zur Verfügung zu stellen.
Weiterhin kann im Schritt S210 das Harz für das Dichtungsteil 108 durch ein Loch eingefüllt werden, das vorher beispielsweise in der Linse 136 oder dem Halteabschnitt 118 hergestellt wird. Weiterhin kann, bei einem anderen Beispiel, die Linse 136 angebracht werden, nachdem das Harz für das Dichtungsteil 108 auf der Leuchtstoffschicht 106 bereit gestellt wurde. Weiterhin kann bei einem anderen Beispiel die Linse 136 mittels Spritzgießen hergestellt werden. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass zumindest das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts der Linse 136 mittels Spritzgießen hergestellt wird. In diesem Fall kann auch das Gitter 132 mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts einfach und kostengünstig hergestellt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen beschrieben wurde, wird darauf hingewiesen, dass Fachleute auf diesem Gebiet zahlreiche Änderungen und Ersetzungen vornehmen können, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen und sollen von den beigefügten Patentansprüchen umfasst sein.

Claims

Lichtemissionsmodul (100), welches Licht aussendet, und aufweist: ein Halbleiter-Lichtemissionselement (102), welches Licht aussendet; und ein Lichtübertragungsteil (108), das so vorgesehen ist, dass es das Halbleiter-Lichtemissionselement (102) mit Materialien zum Übertragen des Lichts abdeckt, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement (102) ausgesandt wird, und ein Gitter (132) mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts ausbildet, um Reflexion des Lichts auf seiner äußeren Oberfläche (120) zu verringern, damit das Licht, das von einer Grenzfläche (114) einfällt, die dem Halbleiter-Lichtemissionselement gegenüberliegt, zu seiner Außenseite ausgesandt wird, wobei Gitterabstände kürzer sind als die Wellenlänge des Lichts, das von dem Lichtübertragungsteil (108) übertragen wird.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtübertragungsteil (108) aus Harz besteht.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtübertragungsteil ein Dichtungsteil (108) zum Abdichten des Halbleiter-Lichtemissionselements (102) ist.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungsteil (108) vorgesehen ist, welches das Halbleiter-Lichtemissionselement (102) mit Materialien zum Übertragen des Lichts abdichtet, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement (102) ausgesandt wird, wobei das Lichtübertragungsteil eine Linse (204) ist, die so auf dem Dichtungsteil (108) vorgesehen ist, dass sie so dem Halbleiter-Lichtemissionselement (102) gegenüberliegt, dass das Dichtungsteil (108) dazwischen angeordnet ist.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (204) getrennt von dem Dichtungsteil (108) ausgebildet ist, und zumindest das Gitter (132) mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts der Linse (204) mittels Spritzgießen hergestellt ist.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (132) mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts mittels Gesenkformen der äußeren Oberfläche (120) des Lichtübertragungsteils hergestellt ist.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (132) mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts mehrere konvexe Abschnitte (134) aufweist, die in einer Richtung senkrecht zur äußeren Oberfläche (120) vorstehen, die mehreren konvexen Abschnitte (134) in Gitterabständen angeordnet sind, die kürzer sind als die Hälfte der Wellenlänge des Lichts, das über das Lichtübertragungsteil (108) übertragen werden soll, und die Höhe der konvexen Abschnitte (134) größer ist als die Hälfte der Wellenlänge des Lichts, das über das Lichtübertragungsteil (108) übertragen werden soll.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiter-Lichtemissionselement (102) Ultraviolettstrahlung aussendet, das Lichtemissionsmodul weiterhin eine Leuchtstoffschicht (106) zur Erzeugung von rotem Licht, grünem Licht und blauem Licht aufweist, entsprechend der Ultraviolettstrahlung, die von dem Halbleiter-Lichtemissionselement (102) ausgesandt wird, das Lichtübertragungsteil (108) rotes Licht, grünes Licht, und blaues Licht, die von der Leuchtstoffschicht erzeugt werden, überträgt, um das Licht von der äußeren Oberfläche (120) zu einem Luftmedium zu schicken, die mehreren konvexen Abschnitte (134) in Gitterabständen angeordnet sind, die kürzer sind als die Hälfte der Wellenlänge des blauen Lichts, das von dem Lichtübertragungsteil (108) übertragen wird, und die Höhe der konvexen Abschnitte (134) größer ist als die halbe Wellenlänge des roten Lichts, das an das Luftmedium übertragen wird.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiter-Lichtemissionselement (102) blaues Licht aussendet, das Lichtemissionsmodul weiterhin eine Leuchtstoffschicht (106) aufweist, um gelbes Licht entsprechend dem blauen Licht zu erzeugen, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement (102) ausgesandt wird, das Lichtübertragungsteil (108) blaues Licht und gelbes Licht überträgt, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement (102) bzw. der Leuchtstoffschicht erzeugt wird, um das Licht von der äußeren Oberfläche (120) zu einem Luftmedium zu schicken, die mehreren konvexen Abschnitte (134) in Gitterabständen angeordnet sind, die kürzer sind als die Hälfte der Wellenlänge des blauen Lichts, das durch das Lichtübertragungsteil (108) übertragen wird, und die Höhe der konvexen Abschnitte (134) größer ist als die Hälfte der Wellenlänge des gelben Lichts, das an das Luftmedium übertragen wird.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiter-Lichtemissionselement (102) Licht von einer Lichtaussendeoberfläche aussendet, die der äußeren Oberfläche (120) gegenüberliegt, und die äußere Oberfläche (120) des Lichtübertragungsteils (108) parallel zur Lichtaussendeoberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements (102) verläuft.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex des Lichtübertragungsteils (108) größer ist als jener der Außenseite des Lichtübertragungsteils an der äußeren Oberfläche (120), und kleiner als jener der Außenseite des Lichtübertragungsteils an der Grenzfläche (114), welche dem Halbleiter-Lichtemissionselement (102) gegenüberliegt, und die Brechungsindexdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Lichtübertragungsteils (108) an der äußeren Oberfläche größer ist als jene zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Lichtübertragungsteils (108) an der Grenzfläche (114), welche dem Halbleiter-Lichtemissionselement (102) gegenüberliegt.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex des Lichtübertragungsteils (108) größer ist als jener entweder der Außenseite des Lichtübertragungsteils an der äußeren Oberfläche (120) oder der Außenseite des Lichtübertragungsteils an der Grenzfläche (114), welche dem Halbleiter-Lichtemissionselement (102) gegenüberliegt.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiter-Lichtemissionselement (102) Licht von einer Lichtaussendeoberfläche aussendet, die der äußeren Oberfläche (120) gegenüberliegt, und von einer Endoberfläche, die senkrecht zur Lichtaussendeoberfläche verläuft, das Lichtübertragungsteil (108) so ausgebildet ist, dass es die Lichtaussendeoberfläche und die Endoberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements (102) abdeckt, und das Lichtübertragungsteil (108) Licht reflektiert, das von der Oberfläche durch das Halbleiter-Lichtemissionselement (102) zur äußeren Oberfläche (120) des Lichtübertragungsteils (108) ausgesandt wird, unter Nutzung einer Seitenoberfläche, welche der Endoberfläche des Halbleiter-Lichtemissionselements (102) gegenüberliegt.
Lichtemissionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiter-Lichtemissionselement (102) Licht von einer Lichtaussendeoberfläche (116) aussendet, die der äußeren Oberfläche (120) gegenüberliegt, von einer hinteren Oberfläche der Lichtaussendeoberfläche, und/oder einer Endoberfläche senkrecht zur Lichtaussendeoberfläche (116), und das Lichtemissionsmodul weiterhin einen reflektierenden Abschnitt (124) zum Reflektieren von Licht aufweist, das von der hinteren Oberfläche und der Endoberfläche (128) durch das Halbleiter-Lichtemissionselement (102) zu der äußeren Oberfläche (120) des Lichtübertragungsteils ausgesandt wird.
Leuchte (10), die Licht aussendet, und aufweist: ein Lichtemissionsmodul (100), welches so betreibbar ist, dass es Licht aussendet; und ein Optikbauteil (28), das so betreibbar ist, dass es Licht, das von dem Lichtemissionsmodul ausgesandt wird, nach außerhalb der Leuchte (10) abstrahlt, wobei das Lichtemissionsmodul (100) aufweist: ein Halbleiter-Lichtemissionselement (102), welches Licht aussendet; und ein Lichtübertragungsteil (108), das so vorgesehen ist, dass es das Halbleiter-Lichtemissionselement (102) mit Materialien zum Übertragen des Lichts abdeckt, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement ausgesandt wird, und ein Gitter (132) mit einer Gitterkonstanten unterhalb der Wellenlänge des Lichts bildet, um Reflexion des Lichts auf seiner äußeren Oberfläche (120) zu verringern, damit das Licht, das von einer Grenzfläche (114) einfällt, die dem Halbleiter-Lichtemissionselement gegenüberliegt, zu seiner Außenseite zu schicken, mit Gitterabständen, die kürzer sind als die Wellenlänge des Lichts, das von dem Lichtübertragungsteil (108) übertragen wird, und das Optikbauteil (108) ein optisches Zentrum auf dem Halbleiter-Lichtemissionselement aufweist.
Leuchte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte eine Leuchte (10) ist, die bei einem Scheinwerfer eines Fahrzeugs eingesetzt wird, das Halbleiter-Lichtemissionselement (102) Licht von einer Lichtaussendeoberfläche (116) aussendet, die der äußeren Oberfläche (120) des Lichtübertragungsteils (108) zugewandt ist, die äußere Oberfläche (120) des Lichtübertragungsteils (108) parallel zu der Lichtaussendeoberfläche (116) des Halbleiter-Lichtemissionselements (102) verläuft, und das Optikbauteil (204) zumindest einen Teil einer Abschneidelinie bildet, welche eine Grenze zwischen einer hellen und einer dunklen Seite eines Lichtverteilungsmusters des Scheinwerfers festlegt, durch Projizieren der Form der Lichtaussendeoberfläche (116) des Halbleiter-Lichtemissionselements.