JP2012048862A - Lamp assembly for vehicle - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lamp assembly for vehicle that utilizes a light source including an LED element without cutting part of light therefrom and capable of forming a luminance distribution where the light with a maximum peak portion can be arranged substantially at the cutoff line.SOLUTION: In the lamp assembly for vehicle equipped with a light source including an LED element and a wavelength conversion layer, the LED element is a face-up type one equipped with a rectangular substrate, an n-type semiconductor layer laminated on one surface of the substrate, an n-electrode formed at a narrow-width region including one of the longer sides of a surface of the n-type semiconductor layer and extended in a long-side direction, a plurality of active layers laminated on the surface of the n-type semiconductor layer and extending in a longer side direction of the substrate, and partitioned by at least one groove reaching the n-type semiconductor layers, a p-type semiconductor layer laminated on a surface of each of the plurality of active layers, a transparent electrode formed on a surface of each of the p-type semiconductor layers, and a p-electrode, extended in the same direction as the n-electrode, formed at a narrow-width region including the longer side further away from the n-electrode of each of the surface of the transparent electrodes.

Description

本発明は車両用灯具に係り、特に、明瞭なカットオフラインを形成することが可能な車両用灯具に関する。   The present invention relates to a vehicular lamp, and more particularly to a vehicular lamp that can form a clear cut-off line.

従来、車両用灯具の分野においては、LED素子表面に厚みが均一な波長変換層を積層した半導体発光装置が用いられている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。図23、図24は、LED素子Cp表面に波長変換層Lyを略均一な厚みで積層した半導体発光装置の例である。特許文献1等に記載の半導体発光装置においては、波長変換層の厚みが均一であるため、チップ中心部を最大として周囲に行くほどなだらかに低下する輝度分布となる(図5参照)。これは、面発光のランバーシアン配光と同じ原理であり、面内輝度分布が一様であれば、中心部に最大値を示すCOS関数に従う現象と説明できる。   Conventionally, in the field of vehicular lamps, semiconductor light emitting devices in which a wavelength conversion layer having a uniform thickness is laminated on the surface of an LED element are used (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). FIG. 23 and FIG. 24 are examples of a semiconductor light emitting device in which a wavelength conversion layer Ly is stacked with a substantially uniform thickness on the surface of an LED element Cp. In the semiconductor light emitting device described in Patent Document 1 and the like, the thickness of the wavelength conversion layer is uniform, so that the luminance distribution gradually decreases as it goes to the periphery with the chip center at the maximum (see FIG. 5). This is the same principle as the surface emission Lambertian light distribution. If the in-plane luminance distribution is uniform, this can be explained as a phenomenon according to the COS function indicating the maximum value at the center.

特開2005−322923号公報JP 2005-322923 A 特開2008−507850号公報JP 2008-507850 A

しかしながら、車両用前照灯の分野においては、明瞭なカットオフラインを形成するため、輝度分布の最大部をカットオフラインに配光することが求められており、この要求に応えるため、シェード等を用いて図7に示すように輝度分布の半分程度をカットしなければならず、光利用効率が低下する、という問題がある。   However, in the field of vehicle headlamps, in order to form a clear cut-off line, it is required to distribute the maximum luminance distribution to the cut-off line. To meet this requirement, shades are used. Therefore, as shown in FIG. 7, about half of the luminance distribution must be cut, and there is a problem that the light utilization efficiency is lowered.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来のようにLED素子からの光の一部をカットすることなく、輝度分布の最大部をカットオフラインに配光することが可能な光源を用いた車両用灯具を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to distribute the maximum part of the luminance distribution to the cut-off line without cutting part of the light from the LED element as in the prior art. An object of the present invention is to provide a vehicular lamp using a simple light source.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、LED素子と波長変換層とを含み、前記LED素子からの光のうち前記波長変換層を透過した光と前記LED素子からの光で励起されて発光した前記波長変換層からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源と、前記光源の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系と、を備えた車両用灯具において、前記LED素子は、矩形の基板と、前記基板の片面に積層されたn型半導体層と、前記n型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びるn電極と、前記n型半導体層表面に積層されるとともに、前記基板の長辺方向に延び前記n型半導体層に達する少なくとも一つの溝部により区画された複数の活性層と、前記複数の活性層表面それぞれに積層されたp型半導体層と、前記p型半導体層表面それぞれに形成された透明電極と、前記透明電極表面それぞれの、前記n電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記n電極と同一方向に延びるp電極と、を備えたフェイスアップ型のLED素子であり、前記投影光学系は、前記p電極のうち上のp電極に対応する像部分が上方に位置するように前記光源の複数の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、前記光源の複数の光源像それぞれの前記p電極のうち上のp電極に対応する像部分により形成されるカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes an LED element and a wavelength conversion layer, and includes light transmitted from the LED element and light transmitted from the LED element and light from the LED element. A light source configured to emit white light including light from the wavelength conversion layer that has been excited and emitted, and a light source image of the light source projected to the front of the vehicle, thereby facing a virtual front end of the vehicle. And a projection optical system configured to form a light distribution pattern for a headlamp on a vertical screen. The LED element includes a rectangular substrate and n stacked on one side of the substrate. Laminated on the surface of the n-type semiconductor layer, an n-electrode extending in the long-side direction formed in a narrow region including one long side of the surface of the n-type semiconductor layer, and the surface of the substrate N extending in the long side direction A plurality of active layers partitioned by at least one groove reaching the semiconductor layer; a p-type semiconductor layer stacked on each of the plurality of active layer surfaces; and a transparent electrode formed on each of the p-type semiconductor layer surfaces; Each of the transparent electrode surfaces is a face-up type LED element comprising a p-electrode formed in a narrow region including a long side far from the n-electrode and extending in the same direction as the n-electrode, The projection optical system projects a plurality of light source images of the light source toward the front of the vehicle so that an image portion corresponding to the upper p electrode of the p electrodes is positioned above, and is a virtual vertical facing the front end of the vehicle. A light distribution pattern for headlamps including a cut-off line formed by an image portion corresponding to the upper p electrode among the p electrodes of each of the plurality of light source images of the light source is formed on the screen. Characterized in that it is.

請求項1に記載の発明によれば、特定の電極構造を採用したLED素子が並列配置されるため、光源の発光面のうち、縦断面においては上のp電極側にピークを持ち(上のp電極側が急峻に立ち上がり)、上のp電極からn電極に向かうにつれ徐々に減少する輝度分布が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源を構成することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, since the LED elements adopting the specific electrode structure are arranged in parallel, the light emitting surface of the light source has a peak on the upper p-electrode side in the longitudinal section (upper For the formation of a light distribution pattern for headlamps, a luminance distribution that gradually decreases from the upper p electrode to the n electrode is formed and a constant luminance distribution is formed in the cross section. A light source with a suitable luminance distribution can be configured.

また、請求項1に記載の発明によれば、投影光学系の作用により、光源の複数の光源像それぞれの上のp電極側(輝度がピークの部分)に対応する複数の像部分を、水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン(水平カットオフライン及び斜めカットオフライン)付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンを形成することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, a plurality of image portions corresponding to the p-electrode side (the portion where the luminance is peak) on each of the plurality of light source images of the light source are horizontally converted by the action of the projection optical system. It becomes possible to arrange densely in a direction and an oblique direction (for example, 15 degrees with respect to the horizontal). As a result, the light distribution pattern for the passing beam with excellent gradation visibility in the distance with the gradation shape in which the area near the cut-off line (horizontal cut-off line and oblique cut-off line) is brightest and the illuminance decreases from the cut-off line to the lower side. It becomes possible to form.

また、請求項1に記載の発明によれば、LED素子は上のp電極側にピークを持つ(p電極側が急峻に立ち上がる)輝度分布となるため、従来のようにLED素子からの光の一部をカットする(図7参照)ことなく、LED素子の発光形状をそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、従来のようにLED素子からの光の一部をカットすることなく、上のp電極側(輝度がピークの部分)を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対し15°)に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、請求項1に記載の発明によれば、光利用効率が向上する。   According to the first aspect of the present invention, the LED element has a luminance distribution having a peak on the upper p electrode side (the p electrode side rises sharply). Without cutting the portion (see FIG. 7), it is possible to form the light distribution pattern for the passing beam by using the light emission shape of the LED element as it is. That is, the upper p-electrode side (the part where the luminance is peak) is densely arranged in the horizontal direction and the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal) without cutting off part of the light from the LED element as in the past. Thus, the luminance gradation portion can be matched with the light distribution. For this reason, according to the first aspect of the present invention, the light utilization efficiency is improved.

また、請求項1に記載の発明によれば、上の素子部(活性層、p型半導体層、及び、透明電極からなる素子部)及び下の素子部へ供給する電流(電流量又は電流密度)を個別に調整することで、LED素子(光源)の縦断面における輝度分布(ピークの位置、ピークの幅等)を目的の輝度分布に調整することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, the current (current amount or current density) supplied to the upper element part (element part composed of the active layer, the p-type semiconductor layer, and the transparent electrode) and the lower element part. ) Individually, the luminance distribution (peak position, peak width, etc.) in the longitudinal section of the LED element (light source) can be adjusted to the target luminance distribution.

請求項2に記載の発明は、LED素子と前記LED素子の発光面を覆うように配置された波長変換層とを含み、前記LED素子からの光のうち前記波長変換層を透過した光と前記LED素子からの光で励起されて発光した前記波長変換層からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源と、前記光源の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系と、を備えた車両用灯具において、前記LED素子は、矩形の基板と、前記基板の片面に積層されるとともに、前記基板の長辺方向に延び前記基板に達する少なくとも一つの溝部により区画された複数のn型半導体層と、前記複数のn型半導体層表面それぞれの、一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びるn電極と、前記複数のn型半導体層表面それぞれに積層された活性層と、前記活性層表面それぞれに積層されたp型半導体層と、前記p型半導体層表面それぞれに形成された透明電極と、前記透明電極表面それぞれの、前記n電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記n電極と同一方向に延びるp電極と、を備えたフェイスアップ型のLED素子であり、前記投影光学系は、前記p電極のうち上のp電極に対応する像部分が上方に位置するように前記光源の複数の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、前記光源の複数の光源像それぞれの前記p電極のうち上のp電極に対応する像部分により形成されるカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする。   Invention of Claim 2 contains the light which permeate | transmitted the said wavelength conversion layer among the light from the said LED element including the LED element and the wavelength conversion layer arrange | positioned so that the light emission surface of the said LED element may be covered, and the said A light source configured to emit white light including light from the wavelength conversion layer that is excited by light from the LED element and emits light, and a light source image of the light source is projected to the front of the vehicle, thereby A projection optical system configured to form a light distribution pattern for a headlamp on a virtual vertical screen directly facing the unit, wherein the LED element includes a rectangular substrate, One long side of each of the plurality of n-type semiconductor layers stacked on one side and extending in the long-side direction of the substrate and defined by at least one groove reaching the substrate, and the surfaces of the plurality of n-type semiconductor layers An n-electrode extending in the long side direction formed in the narrow width region, an active layer stacked on each of the plurality of n-type semiconductor layer surfaces, a p-type semiconductor layer stacked on each of the active layer surfaces, A transparent electrode formed on each surface of the p-type semiconductor layer, and a p-electrode extending in the same direction as the n-electrode formed in a narrow region including a long side far from the n-electrode on each surface of the transparent electrode The projection optical system is configured to project a plurality of light source images of the light source so that an image portion corresponding to the upper p electrode among the p electrodes is positioned above. A head including a cut-off line that is projected forward and formed by an image portion corresponding to the upper p-electrode among the p-electrodes of each of the plurality of light source images of the light source on a virtual vertical screen that faces the front end of the vehicle. lamp Characterized in that it is configured to form a light distribution pattern.

請求項2に記載の発明によれば、特定の電極構造を採用したLED素子が並列配置されるため、光源の発光面のうち、縦断面においては上のp電極側にピークを持ち(上のp電極側が急峻に立ち上がり)、上のp電極から下のn電極に向かうにつれ徐々に減少する輝度分布が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源を構成することが可能となる。   According to the invention described in claim 2, since the LED elements adopting the specific electrode structure are arranged in parallel, the light emitting surface of the light source has a peak on the upper p-electrode side in the longitudinal section (upper The p-electrode side rises sharply), a luminance distribution that gradually decreases from the upper p-electrode toward the lower n-electrode is formed, and a constant luminance distribution is formed in the cross section. A light source having a luminance distribution suitable for formation can be configured.

また、請求項2に記載の発明によれば、投影光学系の作用により、光源の複数の光源像それぞれの上のp電極側(輝度がピークの部分)に対応する複数の像部分を、水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン(水平カットオフライン及び斜めカットオフライン)付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンを形成することが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, due to the action of the projection optical system, the plurality of image portions corresponding to the p-electrode side (the portion where the luminance is peak) on each of the plurality of light source images of the light source are horizontally It becomes possible to arrange densely in a direction and an oblique direction (for example, 15 degrees with respect to the horizontal). As a result, the light distribution pattern for the passing beam with excellent gradation visibility in the distance with the gradation shape in which the area near the cut-off line (horizontal cut-off line and oblique cut-off line) is brightest and the illuminance decreases from the cut-off line to the lower side. It becomes possible to form.

また、請求項2に記載の発明によれば、LED素子は上のp電極側にピークを持つ(p電極側が急峻に立ち上がる)輝度分布となるため、従来のようにLED素子からの光の一部をカットする(図7参照)ことなく、LED素子の発光形状をそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、従来のようにLED素子からの光の一部をカットすることなく、上のp電極側(輝度がピークの部分)を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対し15°)に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、請求項2に記載の発明によれば、光利用効率が向上する。   According to the second aspect of the present invention, the LED element has a luminance distribution having a peak on the upper p-electrode side (the p-electrode side rises sharply). Without cutting the portion (see FIG. 7), it is possible to form the light distribution pattern for the passing beam by using the light emission shape of the LED element as it is. That is, the upper p-electrode side (the part where the luminance is peak) is densely arranged in the horizontal direction and the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal) without cutting off part of the light from the LED element as in the past. Thus, the luminance gradation portion can be matched with the light distribution. For this reason, according to the invention described in claim 2, the light utilization efficiency is improved.

また、請求項2に記載の発明によれば、上の素子部(n型半導体層、n電極、活性層、p型半導体層、透明電極、及び、p電極)及び下の素子部へ供給する電流(電流量又は電流密度)を個別に調整することで、LED素子(光源)の縦断面における輝度分布(ピークの位置、ピークの幅等)を目的の輝度分布に調整することが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, the upper element part (n-type semiconductor layer, n-electrode, active layer, p-type semiconductor layer, transparent electrode, and p-electrode) and the lower element part are supplied. By individually adjusting the current (current amount or current density), it becomes possible to adjust the luminance distribution (peak position, peak width, etc.) in the longitudinal section of the LED element (light source) to the target luminance distribution. .

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記区画された活性層のうち上の活性層、前記上の活性層表面に積層された上のp型半導体層、前記上のp型半導体層表面に形成された上の透明電極、前記上の透明電極表面のうち前記n電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記n電極と同一方向に延びる上のp電極は、上の素子部を構成しており、前記区画された活性層のうち下の活性層、前記下の活性層表面に積層された下のp型半導体層、前記下のp型半導体層表面に形成された下の透明電極、及び、前記下の透明電極表面のうち前記n電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記n電極と同一方向に延びる下のp電極は、下の素子部を構成しており、さらに、前記上の素子部及び前記下の素子部に対し電流を供給する回路を備えており、前記回路は、前記上の素子部に対し前記下の素子部より電流密度が大きくなるように電流を供給することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the upper active layer among the partitioned active layers, the upper p-type semiconductor layer stacked on the surface of the upper active layer, the upper The upper transparent electrode formed on the surface of the p-type semiconductor layer and extending in the same direction as the n electrode formed in a narrow region including the long side farther from the n electrode of the upper transparent electrode surface The upper p electrode constitutes the upper element portion, and the lower active layer among the partitioned active layers, the lower p-type semiconductor layer stacked on the surface of the lower active layer, and the lower p-type The lower transparent electrode formed on the surface of the type semiconductor layer, and extending in the same direction as the n electrode formed in the narrow area including the long side far from the n electrode in the lower transparent electrode surface The lower p-electrode constitutes the lower element part, and further, the upper element part and the lower element To includes a circuit for supplying a current, the circuit is characterized by supplying the current to a current density than the element portion under the relative element portion on the increase.

請求項3に記載の発明によれば、上の素子部に対し下の素子部より電流密度が大きくなるように電流を供給することにより、光源の発光面のうち、縦断面においては上のp電極側にピークを持ち(上のp電極側が急峻に立ち上がり)、上のp電極からn電極に向かうにつれ徐々に減少する輝度分布が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源を構成することが可能となる。   According to the third aspect of the present invention, by supplying current to the upper element portion so that the current density is larger than that of the lower element portion, the upper p in the vertical section of the light emitting surface of the light source. A luminance distribution having a peak on the electrode side (the upper p-electrode side rises steeply) and gradually decreasing from the upper p-electrode toward the n-electrode is formed, and a constant luminance distribution is formed in the cross section. It is possible to configure a light source having a luminance distribution suitable for forming a headlamp light distribution pattern.

また、請求項3に記載の発明によれば、投影光学系の作用により、光源の複数の光源像それぞれの上のp電極側(輝度がピークの部分)に対応する複数の像部分を、水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン(水平カットオフライン及び斜めカットオフライン)付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンを形成することが可能となる。   According to the third aspect of the present invention, the plurality of image portions corresponding to the p-electrode side (the portion where the luminance is peak) on each of the plurality of light source images of the light source are horizontally converted by the action of the projection optical system. It becomes possible to arrange densely in a direction and an oblique direction (for example, 15 degrees with respect to the horizontal). As a result, the light distribution pattern for the passing beam with excellent gradation visibility in the distance with the gradation shape in which the area near the cut-off line (horizontal cut-off line and oblique cut-off line) is brightest and the illuminance decreases from the cut-off line to the lower side. It becomes possible to form.

また、請求項3に記載の発明によれば、LED素子は上のp電極側にピークを持つ(p電極側が急峻に立ち上がる)輝度分布となるため、従来のようにLED素子からの光の一部をカットする(図7参照)ことなく、LED素子の発光形状をそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、従来のようにLED素子からの光の一部をカットすることなく、上のp電極側(輝度がピークの部分)を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対し15°)に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、請求項3に記載の発明によれば、光利用効率が向上する。   Further, according to the invention described in claim 3, since the LED element has a luminance distribution having a peak on the upper p-electrode side (the p-electrode side rises steeply), the light from the LED element as in the conventional case is reduced. Without cutting the portion (see FIG. 7), it is possible to form the light distribution pattern for the passing beam by using the light emission shape of the LED element as it is. That is, the upper p-electrode side (the part where the luminance is peak) is densely arranged in the horizontal direction and the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal) without cutting off part of the light from the LED element as in the past. Thus, the luminance gradation portion can be matched with the light distribution. For this reason, according to the invention described in claim 3, the light utilization efficiency is improved.

また、請求項3に記載の発明によれば、上の素子部(活性層、p型半導体層、及び、透明電極からなる素子部)及び下の素子部へ供給する電流(電流量又は電流密度)を個別に調整することで、LED素子(光源)の縦断面における輝度分布(ピークの位置、ピークの幅等)を目的の輝度分布に調整することが可能となる。   According to the invention described in claim 3, the current (current amount or current density) supplied to the upper element part (element part composed of the active layer, the p-type semiconductor layer, and the transparent electrode) and the lower element part. ) Individually, the luminance distribution (peak position, peak width, etc.) in the longitudinal section of the LED element (light source) can be adjusted to the target luminance distribution.

請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記区画されたn型半導体層のうち上のn型半導体層、前記上のn型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びる上のn電極、前記上のn型半導体層表面に積層された上の活性層、前記上の活性層表面に積層された上のp型半導体層、前記上のp型半導体層表面に形成された上の透明電極、及び、前記上の透明電極表面のうち前記上のn電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記上のn電極と同一方向に延びる上のp電極は、上の素子部を構成しており、前記区画されたn型半導体層のうち下のn型半導体層、前記下のn型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びる下のn電極、前記下のn型半導体層表面に積層された下の活性層、前記下の活性層表面に積層された下のp型半導体層、前記下のp型半導体層表面に形成された下の透明電極、及び、前記下の透明電極表面のうち前記下のn電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記下のn電極と同一方向に延びる下のp電極は、下の素子部を構成しており、さらに、前記上の素子部及び前記下の素子部に対し電流を供給する回路を備えており、前記回路は、前記上の素子部に対し前記下の素子部より電流密度が大きくなるように電流を供給することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, an upper n-type semiconductor layer among the partitioned n-type semiconductor layers and one of the long sides of the upper n-type semiconductor layer surfaces are arranged. An upper n-electrode formed in a narrow-width region extending in the long side direction, an upper active layer stacked on the surface of the upper n-type semiconductor layer, and an upper p-type semiconductor stacked on the surface of the upper active layer A layer, an upper transparent electrode formed on the surface of the upper p-type semiconductor layer, and a narrow region including a long side farther from the upper n electrode of the upper transparent electrode surface, The upper p-electrode extending in the same direction as the upper n-electrode constitutes the upper element part, and the lower n-type semiconductor layer and the lower n-type semiconductor layer among the partitioned n-type semiconductor layers A lower n electrode formed in a narrow region including one long side of the surface and extending in the long side direction, the lower n-type semiconductor A lower active layer stacked on the surface of the layer, a lower p-type semiconductor layer stacked on the surface of the lower active layer, a lower transparent electrode formed on the surface of the lower p-type semiconductor layer, and the lower A lower p-electrode formed in a narrow region including a long side far from the lower n-electrode on the surface of the transparent electrode and extending in the same direction as the lower n-electrode constitutes a lower element portion. And a circuit for supplying current to the upper element part and the lower element part, and the circuit has a higher current density than the lower element part to the upper element part. An electric current is supplied to the battery.

請求項4に記載の発明によれば、上の素子部に対し下の素子部より電流密度が大きくなるように電流を供給することにより、光源の発光面のうち、縦断面においては上のp電極側にピークを持ち(上のp電極側が急峻に立ち上がり)、上のp電極からn電極に向かうにつれ徐々に減少する輝度分布が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源を構成することが可能となる。   According to the fourth aspect of the present invention, by supplying current to the upper element portion so that the current density is larger than that of the lower element portion, the upper p in the vertical section of the light emitting surface of the light source. A luminance distribution having a peak on the electrode side (the upper p-electrode side rises steeply) and gradually decreasing from the upper p-electrode toward the n-electrode is formed, and a constant luminance distribution is formed in the cross section. It is possible to configure a light source having a luminance distribution suitable for forming a headlamp light distribution pattern.

また、請求項4に記載の発明によれば、投影光学系の作用により、光源の複数の光源像それぞれの上のp電極側(輝度がピークの部分)に対応する複数の像部分を、水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン(水平カットオフライン及び斜めカットオフライン)付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンを形成することが可能となる。   According to the fourth aspect of the invention, due to the action of the projection optical system, a plurality of image portions corresponding to the p-electrode side (the portion where the luminance is peak) on each of the plurality of light source images of the light source are horizontally It becomes possible to arrange densely in a direction and an oblique direction (for example, 15 degrees with respect to the horizontal). As a result, the light distribution pattern for the passing beam with excellent gradation visibility in the distance with the gradation shape in which the area near the cut-off line (horizontal cut-off line and oblique cut-off line) is brightest and the illuminance decreases from the cut-off line to the lower side. It becomes possible to form.

また、請求項4に記載の発明によれば、LED素子は上のp電極側にピークを持つ(p電極側が急峻に立ち上がる)輝度分布となるため、従来のようにLED素子からの光の一部をカットする(図7参照)ことなく、LED素子の発光形状をそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、従来のようにLED素子からの光の一部をカットすることなく、上のp電極側(輝度がピークの部分)を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対し15°)に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、請求項4に記載の発明によれば、光利用効率が向上する。   According to the invention of claim 4, since the LED element has a luminance distribution having a peak on the upper p-electrode side (the p-electrode side rises steeply), one of the light from the LED element as in the conventional case. Without cutting the portion (see FIG. 7), it is possible to form the light distribution pattern for the passing beam by using the light emission shape of the LED element as it is. That is, the upper p-electrode side (the part where the luminance is peak) is densely arranged in the horizontal direction and the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal) without cutting off part of the light from the LED element as in the past. Thus, the luminance gradation portion can be matched with the light distribution. For this reason, according to the invention of claim 4, the light utilization efficiency is improved.

また、請求項4に記載の発明によれば、上の素子部(活性層、p型半導体層、及び、透明電極からなる素子部)及び下の素子部へ供給する電流(電流量又は電流密度)を個別に調整することで、LED素子(光源)の縦断面における輝度分布(ピークの位置、ピークの幅等)を目的の輝度分布に調整することが可能となる。   According to the invention of claim 4, the current (current amount or current density) supplied to the upper element part (element part composed of the active layer, p-type semiconductor layer, and transparent electrode) and the lower element part. ) Individually, the luminance distribution (peak position, peak width, etc.) in the longitudinal section of the LED element (light source) can be adjusted to the target luminance distribution.

本発明によれば、従来のようにLED素子からの光の一部をカットすることなく、輝度分布の最大部をカットオフラインに配光することが可能な光源を用いた車両用灯具を提供することが可能となる。   According to the present invention, there is provided a vehicular lamp using a light source capable of distributing the maximum part of the luminance distribution to the cut-off line without cutting part of the light from the LED element as in the prior art. It becomes possible.

(a)本発明の一実施形態である車両用灯具10の外観図、(b)縦断面図である。(A) It is an external view of the vehicle lamp 10 which is one Embodiment of this invention, (b) It is a longitudinal cross-sectional view. 光源20の簡略化した断面図である。2 is a simplified cross-sectional view of a light source 20. FIG. (a)LED素子21の正面図(上面図)、(b)LED素子21の断面図(側面図)、(c)図3(a)中A−A断面におけるLED素子21(発光面)の輝度分布の例である。(A) Front view (top view) of the LED element 21, (b) Cross-sectional view (side view) of the LED element 21, (c) LED element 21 (light emitting surface) in the AA cross section in FIG. It is an example of luminance distribution. 電流密度が15A/cm、35A/cmとなるように電流を供給した場合の輝度分布(縦断面)の例である。Is an example of a luminance distribution when the current density was supplied current so that the 15A / cm 2, 35A / cm 2 ( longitudinal section). 従来の電極構造のLED素子(発光面)の輝度分布の例である。It is an example of the luminance distribution of the LED element (light emission surface) of the conventional electrode structure. ヘッドランプ用配光パターンの例である。It is an example of the light distribution pattern for headlamps. 従来の電極構造のLED素子においては当該LED素子からの光の一部をカットしていたことを説明するための図である。It is a figure for demonstrating that a part of light from the said LED element was cut in the LED element of the conventional electrode structure. LED素子21の変形例の正面図(上面図)である。FIG. 11 is a front view (top view) of a modified example of the LED element 21. ヘッドランプ用配光パターンの例である。It is an example of the light distribution pattern for headlamps. (a)本発明の一実施形態である車両用灯具10(変形例1−1)の外観図、(b)縦断面図である。(A) It is an external view of the vehicle lamp 10 (modification 1-1) which is one Embodiment of this invention, (b) It is a longitudinal cross-sectional view. (a)本発明の一実施形態である車両用灯具10(変形例1−2)の外観図、(b)縦断面図である。(A) It is an external view of the vehicle lamp 10 (modification 1-2) which is one Embodiment of this invention, (b) It is a longitudinal cross-sectional view. 本発明の一実施形態である車両用灯具10(変形例1−3)の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the vehicle lamp 10 (modification 1-3) which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である車両用灯具10(変形例1−4)の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the vehicle lamp 10 (modification 1-4) which is one Embodiment of this invention. (a)LED素子21(変形例2−1)の正面図(上面図)、(b)LED素子21(変形例2−1)の断面図(側面図)、(c)図14(a)中B−B断面におけるLED素子21(変形例2−1)の輝度分布の例である。(A) Front view (top view) of LED element 21 (Modification 2-1), (b) Cross-sectional view (side view) of LED element 21 (Modification 2-1), (c) FIG. 14 (a) It is an example of the luminance distribution of the LED element 21 (modification 2-1) in the middle BB cross section. (a)LED素子21(変形例2−2)の正面図(上面図)、(b)LED素子21(変形例2−2)の断面図(側面図)、(c)図15(a)中C−C断面におけるLED素子21(変形例2−2)の輝度分布の例である。(A) Front view (top view) of LED element 21 (Modification 2-2), (b) Cross-sectional view (side view) of LED element 21 (Modification 2-2), (c) FIG. 15 (a) It is an example of the luminance distribution of the LED element 21 (modification 2-2) in the middle CC section. (a)LED素子21(変形例2−3)の正面図(上面図)、(b)LED素子21(変形例2−3)の断面図(側面図)、(c)図16(a)中D−D断面におけるLED素子21(変形例2−3)の輝度分布の例である。(A) Front view (top view) of LED element 21 (Modification 2-3), (b) Cross-sectional view (side view) of LED element 21 (Modification 2-3), (c) FIG. It is an example of the luminance distribution of the LED element 21 (modification 2-3) in a middle DD section. (a)LED素子21(変形例2−4)の正面図(上面図)、(b)LED素子21(変形例2−4)の断面図(側面図)、(c)図17(a)中E−E断面におけるLED素子21(変形例2−4)の輝度分布の例である。(A) Front view (top view) of LED element 21 (Modification 2-4), (b) Cross-sectional view (side view) of LED element 21 (Modification 2-4), (c) FIG. 17 (a) It is an example of the luminance distribution of the LED element 21 (modification 2-4) in the middle EE cross section. (a)定電流回路の例、(b)他の定電流回路の例である。(A) An example of a constant current circuit, (b) An example of another constant current circuit. LED素子21におけるワイヤーW等の断線、短絡を検出した場合の処理例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process example at the time of detecting disconnection and short circuits, such as the wire W in the LED element. (a)LED素子21(変形例2−5)の正面図(上面図)、(b)LED素子21(変形例2−5)の断面図(側面図)、(c)図25(a)中F−F断面におけるLED素子21(変形例2−5)の輝度分布の例である。(A) Front view (top view) of LED element 21 (Modification 2-5), (b) Cross-sectional view (side view) of LED element 21 (Modification 2-5), (c) FIG. 25 (a) It is an example of the luminance distribution of the LED element 21 (modification 2-5) in the middle FF cross section. LED素子の輝度分布に縞が発生する場合、横縞よりも縦縞の方が許容されることを説明するための図である。It is a figure for demonstrating that the vertical stripe is permitted rather than the horizontal stripe when the stripe is generated in the luminance distribution of the LED element. 従来の半導体発光装置の側面図である。It is a side view of the conventional semiconductor light-emitting device. 従来の半導体発光装置の側面図である。It is a side view of the conventional semiconductor light-emitting device.

以下、本発明の一実施形態である車両用灯具について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a vehicular lamp that is an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態の車両用灯具10は、例えば、車両用ヘッドランプであり、車両前部の左右両側にそれぞれ配置されている。   The vehicular lamp 10 of this embodiment is, for example, a vehicular headlamp, and is disposed on each of the left and right sides of the front portion of the vehicle.

図1(a)は本発明の一実施形態である車両用灯具10の外観図、図1(b)は縦断面図である。図2は、光源20の簡略化した断面図である。   Fig.1 (a) is an external view of the vehicle lamp 10 which is one Embodiment of this invention, FIG.1 (b) is a longitudinal cross-sectional view. FIG. 2 is a simplified cross-sectional view of the light source 20.

図1(a)、図1(b)、図2に示すように、車両用灯具10は、LED素子21とLED素子21の発光面を覆うように配置された波長変換層22(蛍光体とも称される)とを含み、LED素子21からの光のうち波長変換層22を透過した光とLED素子21からの光で励起されて発光した波長変換層22からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源20、光源20の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系30等を備えている。   As shown in FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 2, the vehicular lamp 10 includes an LED element 21 and a wavelength conversion layer 22 (both phosphor) disposed so as to cover the light emitting surface of the LED element 21. White light including light transmitted through the wavelength conversion layer 22 among light from the LED element 21 and light from the wavelength conversion layer 22 emitted by being excited by the light from the LED element 21. The light source 20 configured to emit light, and the light source image of the light source 20 are projected in front of the vehicle to form a headlamp light distribution pattern on a virtual vertical screen facing the front end of the vehicle. A projection optical system 30 and the like are provided.

[LED素子21の構造]
まず、LED素子21の構造について説明する。図3(a)はLED素子21の正面図(上面図)、図3(b)はLED素子21の断面図(側面図)、図3(c)は図3(a)中A−A断面におけるLED素子21(発光面)の輝度分布の例である。
[Structure of LED element 21]
First, the structure of the LED element 21 will be described. 3 (a) is a front view (top view) of the LED element 21, FIG. 3 (b) is a cross-sectional view (side view) of the LED element 21, and FIG. 3 (c) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3 (a). It is an example of the luminance distribution of the LED element 21 (light emitting surface).

LED素子21は、エピタキシャル成長面側から青色光を取り出すフェイスアップ型(FU型とも称される)のLED素子であり、正面視で略矩形の発光面を備えている(図3(a)参照)。一般的なLED素子(発光面)が縦300μm×横500μm程度のサイズであるのに対し、本実施形態のLED素子21(発光面)は縦H=500〜1200μm、横W=4〜5mm程度の大サイズである(図3(a)参照)。   The LED element 21 is a face-up type (also referred to as FU type) LED element that extracts blue light from the epitaxial growth surface side, and includes a substantially rectangular light emitting surface in front view (see FIG. 3A). . While a general LED element (light emitting surface) has a size of about 300 μm in length × 500 μm in width, the LED element 21 (light emitting surface) in this embodiment has a length of H = 500 to 1200 μm and a width of about W = 4 to 5 mm. (See FIG. 3A).

図3(b)に示すように、LED素子21は、矩形の基板21a、基板21aの片面に積層されたn型半導体層21b、n型半導体層21b表面のうち一方の長辺を含む細幅領域21b1に形成された長辺方向に延びるn電極21c、n型半導体層21b表面のうちn電極21cから遠い方の長辺とn電極21cとの間に積層された活性層21d、活性層21d表面のうち一方の長辺と他方の長辺との間に積層されたp型半導体層21e、p型半導体層21e表面のうち一方の長辺と他方の長辺との間に形成された透明電極21f、透明電極21f表面のうちn電極21cから遠い方の長辺を含む細幅領域21f1に形成された、n電極21cと同一方向に延びるp電極21g等を備えている。   As shown in FIG. 3B, the LED element 21 has a rectangular substrate 21a, an n-type semiconductor layer 21b laminated on one surface of the substrate 21a, and a narrow width including one long side of the surface of the n-type semiconductor layer 21b. An active layer 21d and an active layer 21d stacked between a long side far from the n-electrode 21c and the n-electrode 21c on the surface of the n-electrode 21c and the n-type semiconductor layer 21b formed in the region 21b1 and extending in the long-side direction. A p-type semiconductor layer 21e laminated between one long side and the other long side of the surface, and a transparent formed between one long side and the other long side of the surface of the p-type semiconductor layer 21e The electrode 21f and the transparent electrode 21f include a p-electrode 21g formed in a narrow region 21f1 including the long side far from the n-electrode 21c and extending in the same direction as the n-electrode 21c.

基板21aは、例えば、サファイア基板等の単結晶基板である。n型半導体層21bは、例えば、n-GaN層等の窒化物半導体層である。n電極21cは、例えば、給電用のワイヤーが接続されるパッド21c1を含む電極である。パッド21c1の数は、給電量に応じて増減することが可能である。活性層21dは、例えば、InGan層等の発光層である。p型半導体層21eは、例えば、p-GaN層等の窒化物半導体層である。透明電極21fは、AuNiやITO等の薄膜で低抵抗の透明電極である。透明電極21fは、p型半導体層21e表面のうち一方の長辺から他方の長辺にかけての略全領域に積層されている(図3(a)参照)。透明電極21fは、n型半導体層21bと比べ抵抗率の高いp型半導体層21eの電流拡散を補うために用いられる。p電極21gは、例えば、給電用のワイヤーが接続されるパッド21g1を含む電極である。パッド21g1の数は、給電量に応じて増減することが可能である。   The substrate 21a is a single crystal substrate such as a sapphire substrate, for example. The n-type semiconductor layer 21b is a nitride semiconductor layer such as an n-GaN layer, for example. The n-electrode 21c is an electrode including a pad 21c1 to which a power feeding wire is connected, for example. The number of pads 21c1 can be increased or decreased according to the amount of power supply. The active layer 21d is a light emitting layer such as an InGan layer, for example. The p-type semiconductor layer 21e is, for example, a nitride semiconductor layer such as a p-GaN layer. The transparent electrode 21f is a thin electrode such as AuNi or ITO, which is a low-resistance transparent electrode. The transparent electrode 21f is laminated on substantially the entire region from one long side to the other long side of the surface of the p-type semiconductor layer 21e (see FIG. 3A). The transparent electrode 21f is used to supplement the current diffusion of the p-type semiconductor layer 21e having a higher resistivity than the n-type semiconductor layer 21b. The p electrode 21g is an electrode including, for example, a pad 21g1 to which a power feeding wire is connected. The number of pads 21g1 can be increased or decreased according to the amount of power supply.

ヘッドランプの用途では、LED素子21には、DC−DCコンバータ等により制御された定電流(順電流:1〜5A、電流密度:35A/cm以上〜70A/cm)を供給するための回路(例えば定電流回路。図示せず)が接続されている。この回路は、例えば、LED素子21に対し、下記の電流分布が形成される程度の電流密度の電流を供給する。この回路からの電流が、p電極21g、透明電極21f、p型半導体層21e、活性層21d、n型半導体層21bを通ってn電極21cへ流れると、活性層21dは青色光を発光する。当該青色光は図3(b)中透明電極21fから上方向へ出射する。 In the use of the headlamp, the LED element 21 is supplied with a constant current (forward current: 1 to 5 A, current density: 35 A / cm 2 or more to 70 A / cm 2 ) controlled by a DC-DC converter or the like. A circuit (for example, a constant current circuit, not shown) is connected. For example, this circuit supplies the LED element 21 with a current having a current density such that the following current distribution is formed. When the current from this circuit flows to the n-electrode 21c through the p-electrode 21g, the transparent electrode 21f, the p-type semiconductor layer 21e, the active layer 21d, and the n-type semiconductor layer 21b, the active layer 21d emits blue light. The blue light is emitted upward from the transparent electrode 21f in FIG.

p電極21gへ供給された電流は、p電極21gが電流拡散しやすい金属製であるため、p電極21gにおいては均一に拡散するが、透明電極21f(縦断面)においては当該透明電極21fの抵抗率との関係で均一には拡散せず、p電極21g側に集中し(p電極21g側にピークを持ち)、p電極21gからn電極21cに向かうにつれ徐々に減少する電流分布(図3(c)と略同一の分布)を形成する。一方、p電極21gへ供給された電流は、透明電極21f(横断面)においては、n電極21cとp電極21gとが互いに平行に配置されているため(図3(a)参照)、一定の電流分布を形成する。   The current supplied to the p-electrode 21g is made of a metal that is easily diffused by the p-electrode 21g. Therefore, the current is uniformly diffused in the p-electrode 21g, but in the transparent electrode 21f (longitudinal section), the resistance of the transparent electrode 21f. The current distribution does not diffuse uniformly in relation to the rate, concentrates on the p electrode 21g side (has a peak on the p electrode 21g side), and gradually decreases from the p electrode 21g toward the n electrode 21c (FIG. 3 ( c)). On the other hand, the current supplied to the p-electrode 21g is constant because the n-electrode 21c and the p-electrode 21g are arranged in parallel with each other in the transparent electrode 21f (transverse section) (see FIG. 3A). A current distribution is formed.

このように分布した電流により活性層21dが発光することで、LED素子21(の発光面)には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、LED素子21の発光面(縦断面)においては、p電極21g側にピークを持ち、p電極21gからn電極21cに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布(図3(c)参照)が形成され、LED素子21の発光面(横断面)においては、一定の輝度分布が形成される。   The active layer 21d emits light due to the current distributed in this manner, whereby the LED element 21 (its light emitting surface) has the same luminance distribution as the current distribution, that is, the light emitting surface (longitudinal section) of the LED element 21. , A luminance distribution (see FIG. 3C) having a peak on the p-electrode 21g side and gradually decreasing from the p-electrode 21g toward the n-electrode 21c is formed on the light-emitting surface (transverse section) of the LED element 21. A constant luminance distribution is formed.

例えば、縦Hが500μmのLED素子21に対し、電流密度が15A/cm、35A/cmとなるように電流を供給した場合には、図4に示すような輝度分布(縦断面)が形成される。 For example, the vertical H Whereas LED elements 21 of the 500 [mu] m, in case of supplying the current to the current density is 15A / cm 2, 35A / cm 2 , the luminance distribution as shown in FIG. 4 (vertical surface) It is formed.

なお、透明電極21fの厚み、各電極21c、21f、21gの面積、両電極21c、21gの間隔等を調整することで、LED素子21(光源20)の縦断面における輝度分布(ピークの位置、ピークの幅等)を目的の輝度分布に調整することが可能である。   In addition, by adjusting the thickness of the transparent electrode 21f, the area of each electrode 21c, 21f, 21g, the distance between the electrodes 21c, 21g, etc., the luminance distribution (peak position, It is possible to adjust the peak width etc. to the target luminance distribution.

[LED素子21の製造方法]
次に、LED素子21の製造方法(実施例)について説明する。
サファイア基板21aを準備し、MOCVDにより半導体層(n型半導体層21b、活性層21d、p型半導体層21e等)を成長(エピタキシャル成長)させる。
[Method for Manufacturing LED Element 21]
Next, the manufacturing method (Example) of the LED element 21 is demonstrated.
A sapphire substrate 21a is prepared, and semiconductor layers (n-type semiconductor layer 21b, active layer 21d, p-type semiconductor layer 21e, etc.) are grown (epitaxially grown) by MOCVD.

半導体層の成長を順に説明する。サファイア基板21aをMOCVD装置に投入後、水素雰囲気中で1000℃のサーマルクリーニングを10分間行う。TMG(トリメチルガリウム)およびNHを供給してGaN層からなるバッファ層(図示せず)を形成する。続いて、TMG、NHおよびドーパントガスとしてSiHを供給し、n型GaN層からなるn型半導体層21bを形成する。続いて、n型半導体層21bの上に活性層21dを形成する。本実施例では、活性層21dには、InGaN/GaNからなる多重量子井戸構造を適用した。すなわち、InGaN/GaNを1周期として5周期成長を行う。具体的には、TMG、TMI(トリメチルインジウム)、NHを供給しInGaN井戸層を形成し、続いてTMG、NHを供給してGaN障壁層を形成する。かかる処理を5周期分繰り返すことにより活性層21dが形成される。次に、TMG、TMA(トリメチルアルミニウム)、NHおよびドーパントとしてCPMg(bis-cyclopentadienyl Mg)を供給し、p型AlGaNクラッド層(図示せず)を形成する。続いて、TMG、NHおよびドーパントとしてCPMgを供給しp型GaN層からなるp型半導体層21eを形成する。 The growth of the semiconductor layer will be described in order. After putting the sapphire substrate 21a into the MOCVD apparatus, thermal cleaning at 1000 ° C. is performed for 10 minutes in a hydrogen atmosphere. A buffer layer (not shown) made of a GaN layer is formed by supplying TMG (trimethylgallium) and NH 3 . Subsequently, TMG, NH 3 and SiH 4 as a dopant gas are supplied to form an n-type semiconductor layer 21b made of an n-type GaN layer. Subsequently, an active layer 21d is formed on the n-type semiconductor layer 21b. In this example, a multiple quantum well structure made of InGaN / GaN was applied to the active layer 21d. That is, five cycles of growth are performed with InGaN / GaN as one cycle. Specifically, TMG, TMI (trimethylindium), and NH 3 are supplied to form an InGaN well layer, and then TMG and NH 3 are supplied to form a GaN barrier layer. The active layer 21d is formed by repeating this process for five cycles. Next, TMG, TMA (trimethylaluminum), NH 3 and CP 2 Mg (bis-cyclopentadienyl Mg) as a dopant are supplied to form a p-type AlGaN cladding layer (not shown). Subsequently, TMG, NH 3 and CP 2 Mg as a dopant are supplied to form a p-type semiconductor layer 21e made of a p-type GaN layer.

次に、n型半導体層21b(n型GaN層)の一部が表出するように、ウエハ上方からドライエッチングを施す。ドライエッチングの際は、フォトリソグラフィにてレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして、反応性イオンエッチング(RIE)によりレジストパターンで覆われていない部分をエッチングする。その後、レジストパターンをリムーバで除去する。n型半導体層21b(n型GaN層)が露出した部分21b1を覆うようなレジストパターンを新たにフォトリソグラフィで形成した後、蒸着および合金炉を用いて、p型半導体層21eを覆うようにITOからなる透明電極21fを形成する。その後、レジストパターンをリムーバで除去する。   Next, dry etching is performed from above the wafer so that a part of the n-type semiconductor layer 21b (n-type GaN layer) is exposed. At the time of dry etching, a resist pattern is formed by photolithography, and a portion not covered with the resist pattern is etched by reactive ion etching (RIE) using the resist pattern as a mask. Thereafter, the resist pattern is removed with a remover. After a resist pattern is newly formed by photolithography so as to cover the portion 21b1 where the n-type semiconductor layer 21b (n-type GaN layer) is exposed, ITO is used to cover the p-type semiconductor layer 21e using vapor deposition and an alloy furnace. A transparent electrode 21f made of is formed. Thereafter, the resist pattern is removed with a remover.

透明電極21fの一部表面と、n型半導体層21b(n型GaN層)の露出面21b1にそれぞれTiAuからなるp電極21gおよびTiAlからなるn電極21cを形成する。電極21g、21c形成の際は、それぞれが形成される部分以外にはマスクをフォトリソグラフィ等で形成しておき、電極21g、21c形成後は、マスクをリムーバで除去する。   A p-electrode 21g made of TiAu and an n-electrode 21c made of TiAl are formed on a partial surface of the transparent electrode 21f and an exposed surface 21b1 of the n-type semiconductor layer 21b (n-type GaN layer). When the electrodes 21g and 21c are formed, a mask is formed by photolithography except for the portions where the electrodes 21g and 21c are formed, and after the electrodes 21g and 21c are formed, the mask is removed by a remover.

以上により、LED素子21が製造される。   Thus, the LED element 21 is manufactured.

[波長変換層22]
波長変換層22は、LED素子21の発光面を覆うように配置されている。図2は、セラミック基板やシリコン基板等の実装基板Cに実装されたLED素子21、LED素子21の発光面を覆うように配置された波長変換層22の例である。なお、LED素子21と実装基板C上のパターン電極とはワイヤーWにより電気的に接続されている。
[Wavelength conversion layer 22]
The wavelength conversion layer 22 is disposed so as to cover the light emitting surface of the LED element 21. FIG. 2 is an example of the LED element 21 mounted on the mounting substrate C such as a ceramic substrate or a silicon substrate, and the wavelength conversion layer 22 disposed so as to cover the light emitting surface of the LED element 21. The LED element 21 and the pattern electrode on the mounting substrate C are electrically connected by a wire W.

これにより、LED素子21からの青色光のうち波長変換層22を透過した青色光成分とLED素子21からの青色光で励起されて発光した波長変換層22からの黄色光成分とを含む白色光(擬似白色光)を発光する光源20(白色光源)を構成することが可能となる。波長変換層22としては、例えば、LED素子21からの青色光で励起されて黄色光を発光する蛍光体(例えば、YAG系蛍光体粒子等の蛍光体粒子が分散された樹脂層)を用いることが可能である。   Thereby, white light including the blue light component transmitted through the wavelength conversion layer 22 in the blue light from the LED element 21 and the yellow light component emitted from the wavelength conversion layer 22 excited and emitted by the blue light from the LED element 21. The light source 20 (white light source) that emits (pseudo white light) can be configured. As the wavelength conversion layer 22, for example, a phosphor that emits yellow light when excited by blue light from the LED element 21 (for example, a resin layer in which phosphor particles such as YAG phosphor particles are dispersed) is used. Is possible.

LED素子21(の発光面)には上記のような輝度分布(図3(c)参照)が形成されるため、光源20(の発光面)には、上記輝度分布と同様の輝度分布、すなわち、光源20の発光面(縦断面)においては、p電極21g側にピークを持ち、p電極21gからn電極21cに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布(図3(c)参照)が形成され、光源20(の発光面)(横断面)においては、一定の輝度分布が形成される。   Since the luminance distribution as described above (see FIG. 3C) is formed on the LED element 21 (its light emitting surface), the light source 20 (its light emitting surface) has a luminance distribution similar to the above luminance distribution, that is, On the light emitting surface (longitudinal section) of the light source 20, a luminance distribution (see FIG. 3C) having a peak on the p-electrode 21g side and gradually decreasing from the p-electrode 21g toward the n-electrode 21c is formed. A constant luminance distribution is formed on the light source 20 (the light emitting surface thereof) (cross section).

図3(c)は、LED素子21(発光面)の縦断面における輝度分布の例である。従来の電極構造のLED素子においては、チップ中心部を最大として周囲に行くほどなだらかに低下する輝度分布となるのに対し(図5参照)、LED素子21においては、p電極21g側にピークを持つ(p電極21g側が急峻に立ち上がる)輝度分布となることが分かる(図3(c)参照)。   FIG.3 (c) is an example of the luminance distribution in the longitudinal cross-section of the LED element 21 (light emitting surface). In the LED element having the conventional electrode structure, the luminance distribution gradually decreases as the distance from the center of the chip reaches the maximum (see FIG. 5), whereas the LED element 21 has a peak on the p-electrode 21g side. It can be seen that it has a luminance distribution (the p-electrode 21g side rises sharply) (see FIG. 3C).

図6は、ヘッドランプ用配光パターンの例である。図6中の真中水平ラインは明暗境界を示しており、上部の暗部が対向車側、下部の明部が路面および歩道側を表している。この照度(輝度)の最大部は図6に示すように、明暗境界部の直下に位置していることが好ましく、下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状が、遠方視認性および路面照度の最適配光となる。従来の電極構造のLED素子では、図7に示すように、輝度のピークがチップ中心にあるため、前記配光条件を満足させるためには半分の領域をカットして使用しなければならず、光を無駄にしていた。   FIG. 6 is an example of a light distribution pattern for headlamps. The middle horizontal line in FIG. 6 indicates a light / dark boundary, with the dark portion at the top representing the oncoming vehicle side and the light portion at the bottom representing the road surface and sidewalk side. As shown in FIG. 6, the maximum part of the illuminance (brightness) is preferably located immediately below the light / dark boundary part, and the gradation shape in which the illuminance decreases as it goes down has a far visibility and road surface. It becomes the optimal light distribution of illuminance. In the LED element of the conventional electrode structure, as shown in FIG. 7, the luminance peak is at the center of the chip. Therefore, in order to satisfy the light distribution condition, a half region must be cut and used. Was wasting light.

これに対し、本実施形態のLED素子21では、p電極21g側にピークを持つ(p電極21g側が急峻に立ち上がる)輝度分布となる(図3(c)参照)ため、従来のようにLED素子からの光の一部をカットすることなく、LED素子21の発光形状をそのまま利用してすれ違いビームに適した配光パターンPを形成することが可能となる。すなわち、従来のようにLED素子からの光の一部をカットすることなく、p電極21g側(輝度がピークの部分)を前記配光の照度最大部に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、光利用効率が向上する。   In contrast, the LED element 21 of the present embodiment has a luminance distribution having a peak on the p-electrode 21g side (the p-electrode 21g side rises sharply) (see FIG. 3C). It is possible to form the light distribution pattern P suitable for the passing beam by using the light emission shape of the LED element 21 as it is without cutting a part of the light from the light. That is, the p-electrode 21g side (the portion where the luminance is peak) is arranged in the maximum illuminance portion of the light distribution without cutting a part of the light from the LED element as in the conventional case, and the luminance gradation portion is also distributed. Can be matched. For this reason, light utilization efficiency improves.

以上説明したように、本実施形態のLED素子21によれば、電極構造を工夫することにより、矩形の発光面のうち、縦断面においてはp電極21g側にピークを持ち(p電極21g側が急峻に立ち上がり)、p電極21gからn電極21cに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布(図3(c)参照)が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源20を構成することが可能となる。   As described above, according to the LED element 21 of the present embodiment, the electrode structure is devised to have a peak on the p-electrode 21g side in the longitudinal section of the rectangular light-emitting surface (the p-electrode 21g side is steep). 3), a luminance distribution (see FIG. 3C) that gradually decreases from the p-electrode 21g toward the n-electrode 21c is formed, and a constant luminance distribution is formed in the cross section. The light source 20 having a luminance distribution suitable for pattern formation can be configured.

また、LED素子21は、横長の単一のLED素子であるため、従来のように複数のLED素子を一列に並べて横長にしたもの(図22参照)と比べ、より均一な発光面を形成することが可能となる。なお、図8に示すように、単一のLED素子21ではなく、複数のLED素子21を一列に並べて用いてもよい。   Further, since the LED element 21 is a horizontally long single LED element, a more uniform light emitting surface is formed as compared with a conventional case in which a plurality of LED elements are arranged in a row and are horizontally long (see FIG. 22). It becomes possible. As shown in FIG. 8, instead of a single LED element 21, a plurality of LED elements 21 may be arranged in a line.

また、波長変換層22は、横長の単一の波長変換層であるため、従来のように一列に並べた複数のLED素子を、それぞれに対応する複数の波長変換層で覆ったもの(図22参照)と比べ、蛍光体粒子の分布の偏りが生じにくくなり、色ムラ、輝度ムラを防止することが可能となる。   In addition, since the wavelength conversion layer 22 is a horizontally long single wavelength conversion layer, a plurality of LED elements arranged in a row as in the past are covered with a plurality of wavelength conversion layers corresponding to the LED elements (FIG. 22). Compared to the reference), the distribution of the phosphor particles is less likely to be biased, and color unevenness and brightness unevenness can be prevented.

[車両用灯具10]
次に、上記構成の光源20を用いて車両用灯具10を構成する例について図面を参照しながら説明する。
[Vehicle lamp 10]
Next, the example which comprises the vehicle lamp 10 using the light source 20 of the said structure is demonstrated, referring drawings.

図1(a)、図1(b)に示すように、車両用灯具10は、車両前方側に配置された光源20、車両後方側に配置された本発明の投影光学系としての反射面31等を備えている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, a vehicular lamp 10 includes a light source 20 disposed on the front side of the vehicle, and a reflecting surface 31 serving as a projection optical system of the present invention disposed on the rear side of the vehicle. Etc.

光源20は、p電極21g側(輝度がピークの部分)が車両前方側に位置し、n電極21c側が車両後方側(すなわち反射面31側)に位置し、かつ、当該光源20の照射方向(すなわち当該光源20の発光面)が下向きとなるように配置されている(図1(b)参照)。   The light source 20 has a p-electrode 21g side (a portion where the luminance is a peak) located on the front side of the vehicle, an n-electrode 21c side located on the rear side of the vehicle (that is, the reflective surface 31 side), and the irradiation direction of the light source 20 ( That is, the light emitting surface of the light source 20 is disposed so as to face downward (see FIG. 1B).

反射面31は、焦点が光源20近傍に設定された回転放物面系の反射面(例えば、複数の小反射領域に区画されたいわゆるマルチリフレクタ)であり、光源20からの光が入射するように、光源20の側方から前方にかけての範囲を覆うように(すなわち光源20の前方に)配置されている(図1(a)、図1(b)参照)。   The reflecting surface 31 is a rotating paraboloid reflecting surface whose focal point is set in the vicinity of the light source 20 (for example, a so-called multi-reflector partitioned into a plurality of small reflecting regions) so that light from the light source 20 is incident thereon. The light source 20 is disposed so as to cover a range from the side to the front of the light source 20 (that is, in front of the light source 20) (see FIGS. 1A and 1B).

反射面31は、図1(b)に示すように、p電極21g(輝度がピークの部分)に対応する像部分P1´が上方に位置するように光源20(の発光面)の複数の光源像P1(図1(b)中1つの光源像P1を例示)を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン(図示せず)上に、光源20の複数の光源像P1それぞれのp電極21g(輝度がピークの部分)に対応する像部分P1´を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することにより形成されるカットオフライン(水平カットオフラインCL1、斜めカットオフラインCL2。図9参照)を含むヘッドランプ用配光パターンPを形成するように構成されている。   As shown in FIG. 1B, the reflecting surface 31 includes a plurality of light sources of the light source 20 (the light emitting surface thereof) such that the image portion P1 ′ corresponding to the p-electrode 21g (the portion where the luminance is peak) is positioned above. A plurality of light source images P1 of the light source 20 are projected on a virtual vertical screen (not shown) that projects an image P1 (one light source image P1 in FIG. 1B is illustrated) in front of the vehicle and faces the front end of the vehicle. A cut-off line (horizontal cut-off line) formed by densely arranging image portions P1 ′ corresponding to the respective p electrodes 21g (portions where the luminance is a peak) in the horizontal direction and in an oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal). The head lamp light distribution pattern P including CL1 and oblique cut-off line CL2 (see FIG. 9) is formed.

本実施形態の車両用灯具10によれば、光源20は反射面31に対し上記位置関係に配置されているため(図1(a)、図1(b)参照)、光源20の複数の光源像P1それぞれのp電極21g(輝度がピークの部分)に対応する複数の像部分P1´を、水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン(水平カットオフラインCL1及び斜めカットオフラインCL2)付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンPを形成することが可能となる(図9参照)。   According to the vehicular lamp 10 of the present embodiment, since the light source 20 is disposed in the above positional relationship with respect to the reflecting surface 31 (see FIGS. 1A and 1B), a plurality of light sources of the light source 20 are used. A plurality of image portions P1 ′ corresponding to the p-electrodes 21g (the portion where the luminance is a peak) of each image P1 can be densely arranged in the horizontal direction and the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal). As a result, the light distribution near the cut-off line (the horizontal cut-off line CL1 and the oblique cut-off line CL2) is brightest, and the illuminance decreases as it goes downward from the cut-off line. The pattern P can be formed (see FIG. 9).

また、本実施形態の車両用灯具10によれば、LED素子21はp電極21g側にピークを持つ(p電極21g側が急峻に立ち上がる)輝度分布となる(図3(c)参照)ため、従来のようにLED素子からの光の一部をカットする(図7参照)ことなく、LED素子21の発光形状をそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンPを形成することが可能となる(図9参照)。すなわち、従来のようにLED素子からの光の一部をカットすることなく、p電極21g側(輝度がピークの部分)を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対し15°)に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、本実施形態の車両用灯具10によれば、光利用効率が向上する。   Further, according to the vehicular lamp 10 of the present embodiment, the LED element 21 has a luminance distribution having a peak on the p-electrode 21g side (the p-electrode 21g side rises sharply) (see FIG. 3C). In this way, it is possible to form the light distribution pattern P for the passing beam by using the light emission shape of the LED element 21 as it is without cutting a part of the light from the LED element (see FIG. 7) (see FIG. 7). 9). That is, the p-electrode 21g side (the portion where the luminance is peak) is densely arranged in the horizontal direction and in the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal) without cutting off part of the light from the LED element as in the past. Thus, the luminance gradation portion can be matched to the light distribution. For this reason, according to the vehicular lamp 10 of the present embodiment, the light utilization efficiency is improved.

[変形例1−1]
次に、車両用灯具10の変形例1−1について図面を参照しながら説明する。
[Modification 1-1]
Next, a modified example 1-1 of the vehicular lamp 10 will be described with reference to the drawings.

図10(a)は本発明の一実施形態である車両用灯具10(変形例1−1)の外観図、図10(b)は縦断面図である。   Fig.10 (a) is an external view of the vehicle lamp 10 (modification 1-1) which is one Embodiment of this invention, FIG.10 (b) is a longitudinal cross-sectional view.

図10(a)、図10(b)に示すように、本変形例の車両用灯具10は車両前方側に配置された光源20、車両後方側に配置された本発明の投影光学系としての反射面32等を備えている。   As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the vehicular lamp 10 of the present modification is a light source 20 disposed on the front side of the vehicle and a projection optical system of the present invention disposed on the rear side of the vehicle. A reflection surface 32 and the like are provided.

光源20は、n電極21c側が車両前方側に位置し、p電極21g側(輝度がピークの部分)が車両後方側(すなわち反射面31側)に位置し、かつ、当該光源20の照射方向(すなわち当該光源20の発光面)が上向きとなるように配置されている(図10(b)参照)。   The light source 20 has the n-electrode 21c side positioned on the front side of the vehicle, the p-electrode 21g side (the portion where the luminance is peak) positioned on the rear side of the vehicle (that is, the reflecting surface 31 side), and the irradiation direction of the light source 20 ( That is, the light emitting surface of the light source 20 is disposed so as to face upward (see FIG. 10B).

反射面32は、焦点が光源20近傍に設定された回転放物面系の反射面(例えば、複数の小反射領域に区画されたいわゆるマルチリフレクタ)であり、光源20からの光が入射するように、光源20の側方から前方にかけての範囲を覆うように(すなわち光源20の前方に)配置されている(図10(a)、図10(b)参照)。   The reflecting surface 32 is a rotating paraboloid reflecting surface (for example, a so-called multi-reflector partitioned into a plurality of small reflecting regions) whose focal point is set in the vicinity of the light source 20 so that light from the light source 20 is incident thereon. The light source 20 is disposed so as to cover a range from the side to the front of the light source 20 (that is, in front of the light source 20) (see FIGS. 10A and 10B).

反射面32は、図10(b)に示すように、p電極21g(輝度がピークの部分)に対応する像部分P1´が上方に位置するように光源20(の発光面)の複数の光源像P1(図10(b)中1つの光源像P1を例示)を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン(図示せず)上に、光源20の複数の光源像P1それぞれのp電極21g(輝度がピークの部分)に対応する像部分P1´を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することにより形成されるカットオフライン(水平カットオフラインCL1、斜めカットオフラインCL2。図9参照)を含むヘッドランプ用配光パターンPを形成するように構成されている。   As shown in FIG. 10B, the reflecting surface 32 is a plurality of light sources of the light source 20 (the light emitting surface thereof) such that the image portion P1 ′ corresponding to the p electrode 21g (the portion where the luminance is peak) is positioned above. A plurality of light source images P1 of the light source 20 are projected on a virtual vertical screen (not shown) facing the front end of the vehicle by projecting an image P1 (one light source image P1 in FIG. 10B is illustrated) in front of the vehicle. A cut-off line (horizontal cut-off line) formed by densely arranging image portions P1 ′ corresponding to the respective p electrodes 21g (portions where the luminance is a peak) in the horizontal direction and in an oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal). The head lamp light distribution pattern P including CL1 and oblique cut-off line CL2 (see FIG. 9) is formed.

本変形例の車両用灯具10によれば、光源20は反射面32に対し上記位置関係に配置されているため(図10(a)、図10(b)参照)、光源20の複数の光源像P1それぞれのp電極21g(輝度がピークの部分)に対応する複数の像部分P1´を、水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン(水平カットオフラインCL1及び斜めカットオフラインCL2)付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンPを形成することが可能となる(図9参照)。   According to the vehicular lamp 10 of the present modification, the light source 20 is arranged in the above positional relationship with respect to the reflecting surface 32 (see FIG. 10A and FIG. 10B), and therefore, a plurality of light sources of the light source 20 A plurality of image portions P1 ′ corresponding to the p-electrodes 21g (the portion where the luminance is a peak) of each image P1 can be densely arranged in the horizontal direction and the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal). As a result, the light distribution near the cut-off line (the horizontal cut-off line CL1 and the oblique cut-off line CL2) is brightest, and the illuminance decreases as it goes downward from the cut-off line. The pattern P can be formed (see FIG. 9).

また、本変形例の車両用灯具10によれば、LED素子21はp電極21g側にピークを持つ(p電極21g側が急峻に立ち上がる)輝度分布となる(図3(c)参照)ため、従来のようにLED素子からの光の一部をカットする(図7参照)ことなく、LED素子21の発光形状をそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンPを形成することが可能となる(図9参照)。すなわち、従来のようにLED素子からの光の一部をカットすることなく、p電極21g側(輝度がピークの部分)を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対し15°)に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、本変形例の車両用灯具10によれば、光利用効率が向上する。   Further, according to the vehicle lamp 10 of the present modification, the LED element 21 has a luminance distribution having a peak on the p-electrode 21g side (the p-electrode 21g side rises sharply) (see FIG. 3C). In this way, it is possible to form the light distribution pattern P for the passing beam by using the light emission shape of the LED element 21 as it is without cutting a part of the light from the LED element (see FIG. 7) (see FIG. 7). 9). That is, the p-electrode 21g side (the portion where the luminance is peak) is densely arranged in the horizontal direction and in the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal) without cutting off part of the light from the LED element as in the past. Thus, the luminance gradation portion can be matched to the light distribution. For this reason, according to the vehicular lamp 10 of the present modification, the light use efficiency is improved.

[変形例1−2]
次に、車両用灯具10の変形例1−2について図面を参照しながら説明する。
[Modification 1-2]
Next, a modified example 1-2 of the vehicular lamp 10 will be described with reference to the drawings.

図11(a)は本発明の一実施形態である車両用灯具10(変形例1−2)の外観図、図11(b)は縦断面図である。   FIG. 11A is an external view of a vehicular lamp 10 according to an embodiment of the present invention (Modification 1-2), and FIG. 11B is a longitudinal sectional view.

図11(a)、図11(b)に示すように、本変形例の車両用灯具10は、車両前方側に配置された光源20、車両後方側に配置された本発明の投影光学系としての反射面33等を備えている。   As shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the vehicular lamp 10 of the present modification is a light source 20 disposed on the front side of the vehicle and a projection optical system of the present invention disposed on the rear side of the vehicle. The reflecting surface 33 is provided.

光源20は、n電極21c側が鉛直上方に位置し、p電極21g側(輝度がピークの部分)が鉛直下方に位置し、かつ、当該光源20の照射方向(すなわち当該光源20の発光面)が略水平方向となるように配置されている(図11(b)参照)。   In the light source 20, the n-electrode 21c side is positioned vertically above, the p-electrode 21g side (the portion where the luminance is peak) is positioned vertically below, and the irradiation direction of the light source 20 (that is, the light emitting surface of the light source 20) is It arrange | positions so that it may become a substantially horizontal direction (refer FIG.11 (b)).

反射面33は、焦点が光源20近傍に設定された回転放物面系の反射面(例えば、複数の小反射領域に区画されたいわゆるマルチリフレクタ)であり、光源20からの光が入射するように、光源20の前方に配置されている(図11(a)、図11(b)参照)。   The reflecting surface 33 is a rotating paraboloid reflecting surface whose focal point is set in the vicinity of the light source 20 (for example, a so-called multi-reflector partitioned into a plurality of small reflecting regions) so that light from the light source 20 is incident thereon. The light source 20 is disposed in front of the light source 20 (see FIGS. 11A and 11B).

反射面33は、図11(b)に示すように、p電極21g(輝度がピークの部分)に対応する像部分P1´が上方に位置するように光源20(の発光面)の複数の光源像P1(図11(b)中1つの光源像P1を例示)を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン(図示せず)上に、光源20の複数の光源像P1それぞれのp電極21g(輝度がピークの部分)に対応する像部分P1´を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することにより形成されるカットオフライン(水平カットオフラインCL1、斜めカットオフラインCL2。図9参照)を含むヘッドランプ用配光パターンPを形成するように構成されている。   As shown in FIG. 11B, the reflecting surface 33 is a plurality of light sources of the light source 20 (the light emitting surface thereof) such that the image portion P1 ′ corresponding to the p electrode 21g (the portion where the luminance is peak) is positioned above. A plurality of light source images P1 of the light source 20 are projected on a virtual vertical screen (not shown) facing the front end of the vehicle by projecting an image P1 (one light source image P1 in FIG. 11B is illustrated) in front of the vehicle. A cut-off line (horizontal cut-off line) formed by densely arranging image portions P1 ′ corresponding to the respective p electrodes 21g (portions where the luminance is a peak) in the horizontal direction and in an oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal). The head lamp light distribution pattern P including CL1 and oblique cut-off line CL2 (see FIG. 9) is formed.

本変形例の車両用灯具10によれば、光源20は反射面33に対し上記位置関係に配置されているため(図11(a)、図11(b)参照)、光源20の複数の光源像P1それぞれのp電極21g(輝度がピークの部分)に対応する複数の像部分P1´を、水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン(水平カットオフラインCL1及び斜めカットオフラインCL2)付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンPを形成することが可能となる(図9参照)。   According to the vehicular lamp 10 of the present modification, the light source 20 is arranged in the above positional relationship with respect to the reflecting surface 33 (see FIG. 11A and FIG. 11B), and therefore, a plurality of light sources of the light source 20 A plurality of image portions P1 ′ corresponding to the p-electrodes 21g (the portion where the luminance is a peak) of each image P1 can be densely arranged in the horizontal direction and the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal). As a result, the light distribution near the cut-off line (the horizontal cut-off line CL1 and the oblique cut-off line CL2) is brightest, and the illuminance decreases as it goes downward from the cut-off line. The pattern P can be formed (see FIG. 9).

また、本変形例の車両用灯具10によれば、LED素子21はp電極21g側にピークを持つ(p電極21g側が急峻に立ち上がる)輝度分布となる(図3(c)参照)ため、従来のようにLED素子からの光の一部をカットする(図7参照)ことなく、LED素子21の発光形状をそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンPを形成することが可能となる(図9参照)。すなわち、従来のようにLED素子からの光の一部をカットすることなく、p電極21g側(輝度がピークの部分)を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対し15°)に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、本変形例の車両用灯具10によれば、光利用効率が向上する。   Further, according to the vehicle lamp 10 of the present modification, the LED element 21 has a luminance distribution having a peak on the p-electrode 21g side (the p-electrode 21g side rises sharply) (see FIG. 3C). In this way, it is possible to form the light distribution pattern P for the passing beam by using the light emission shape of the LED element 21 as it is without cutting a part of the light from the LED element (see FIG. 7) (see FIG. 7). 9). That is, the p-electrode 21g side (the portion where the luminance is peak) is densely arranged in the horizontal direction and in the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal) without cutting off part of the light from the LED element as in the past. Thus, the luminance gradation portion can be matched to the light distribution. For this reason, according to the vehicular lamp 10 of the present modification, the light use efficiency is improved.

[変形例1−3]
次に、車両用灯具10の変形例1−3について図面を参照しながら説明する。
[Modification 1-3]
Next, a modified example 1-3 of the vehicular lamp 10 will be described with reference to the drawings.

図12は、本発明の一実施形態である車両用灯具10(変形例1−3)の縦断面図である。   FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a vehicular lamp 10 (modification 1-3) that is an embodiment of the present invention.

図12に示すように、本変形例の車両用灯具10は、車両前方側に配置された投影レンズ34a、車両後方側に配置された光源20、光源20からの光が入射するように、光源20の側方から前方にかけての範囲を覆うように(すなわち光源20の前方に)配置された反射面34b、投影レンズ34aと光源20との間に配置されたシェード34c等を備えている。投影レンズ34a、反射面34b、シェード34cが本発明の投影光学系を構成している。   As shown in FIG. 12, the vehicular lamp 10 of the present modification includes a projection lens 34a disposed on the front side of the vehicle, a light source 20 disposed on the rear side of the vehicle, and a light source so that light from the light source 20 is incident. 20 includes a reflecting surface 34b disposed so as to cover a range from the side 20 to the front (that is, in front of the light source 20), a shade 34c disposed between the projection lens 34a and the light source 20, and the like. The projection lens 34a, the reflecting surface 34b, and the shade 34c constitute the projection optical system of the present invention.

光源20は、p電極21g側(輝度がピークの部分)が車両前方側に位置し、n電極21c側が車両後方側(すなわち反射面31側)に位置し、かつ、当該光源20の照射方向(すなわち当該光源20の発光面)が上向きとなるように配置されている(図12(b)参照)。   The light source 20 has a p-electrode 21g side (a portion where the luminance is a peak) located on the front side of the vehicle, an n-electrode 21c side located on the rear side of the vehicle (that is, the reflective surface 31 side), and the irradiation direction of the light source 20 ( That is, the light emitting surface of the light source 20 is disposed so as to face upward (see FIG. 12B).

反射面34bは、第1焦点が光源20近傍に設定され、第2焦点がシェード34cの上端縁近傍に設定された回転楕円系の反射面であり、光源20からの光が入射するように、光源20の側方から前方にかけての範囲を覆うように(すなわち光源20の前方に)配置されている(図12参照)。   The reflecting surface 34b is a spheroid reflecting surface in which the first focal point is set in the vicinity of the light source 20 and the second focal point is set in the vicinity of the upper end edge of the shade 34c, so that the light from the light source 20 enters. It arrange | positions so that the range from the side of the light source 20 to the front may be covered (namely, in front of the light source 20) (refer FIG. 12).

反射面34bは、p電極21g(輝度がピークの部分)に対応する像部分P1´が上方に位置するように光源20(の発光面)の複数の光源像P1を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン(図示せず)上に、光源20の複数の光源像P1それぞれのp電極21g(輝度がピークの部分)に対応する像部分P1´を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することにより形成されるカットオフライン(水平カットオフラインCL1、斜めカットオフラインCL2。図9参照)を含むヘッドランプ用配光パターンPを形成するように構成されている。   The reflecting surface 34b projects a plurality of light source images P1 of the light source 20 (the light emitting surface thereof) to the front of the vehicle so that the image portion P1 ′ corresponding to the p-electrode 21g (the portion where the luminance is peak) is positioned above. An image portion P1 ′ corresponding to the p-electrode 21g (the portion where the luminance is peak) of each of the plurality of light source images P1 of the light source 20 is placed on a virtual vertical screen (not shown) facing the front end portion in the horizontal direction and the oblique direction. A light distribution pattern P for headlamps including a cut-off line (horizontal cut-off line CL1, oblique cut-off line CL2, see FIG. 9) formed by dense arrangement (for example, 15 ° with respect to the horizontal) is formed. It is configured.

シェード34cは、反射面34bからの反射光の一部を遮光してカットオフラインを形成するための遮光部材であり、上端縁を投影レンズ34aの焦点近傍に位置させた状態で投影レンズ34aと光源20との間に配置されている。   The shade 34c is a light shielding member for shielding a part of the reflected light from the reflective surface 34b to form a cut-off line, and the projection lens 34a and the light source with the upper end edge positioned near the focal point of the projection lens 34a. 20 is arranged.

本変形例の車両用灯具10によれば、光源20は上記位置関係に配置されているため(図12参照)、光源20の複数の光源像P1それぞれのp電極21g(輝度がピークの部分)に対応する複数の像部分P1´を、水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に密に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン(水平カットオフラインCL1及び斜めカットオフラインCL2)付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンPを形成することが可能となる(図9参照)。   According to the vehicular lamp 10 of the present modification, the light source 20 is disposed in the above positional relationship (see FIG. 12), and therefore the p-electrode 21g (a portion where the luminance is a peak) for each of the plurality of light source images P1 of the light source 20. A plurality of image portions P1 ′ corresponding to can be densely arranged in the horizontal direction and the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal). As a result, the light distribution near the cut-off line (the horizontal cut-off line CL1 and the oblique cut-off line CL2) is brightest, and the illuminance decreases as it goes downward from the cut-off line. The pattern P can be formed (see FIG. 9).

また、本変形例の車両用灯具10によれば、LED素子21はp電極21g側にピークを持つ(p電極21g側が急峻に立ち上がる)輝度分布となる(図3(c)参照)ため、従来のようにLED素子からの光の約半分をカットする(図7参照)ことなく、LED素子21の高輝度側端部からのごく一部の光をカットするだけで、LED素子21の発光形状をほぼそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンPを形成することが可能となる(図9参照)。すなわち、従来のようにLED素子からの光の約半分までをカットすることなく、p電極21g側(輝度がピークの部分)を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対し15°)に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、本変形例の車両用灯具10によれば、光利用効率が向上する。また、本変形例の車両用灯具10によれば、従来のLED素子を用いる場合と比較して、シェードの受けるエネルギーが少なくなり(すなわちシェードにはLED素子21の高輝度側端部からのごく一部の光しか当たらないため)、シェードが加熱される量を低減することが可能となる。   Further, according to the vehicle lamp 10 of the present modification, the LED element 21 has a luminance distribution having a peak on the p-electrode 21g side (the p-electrode 21g side rises sharply) (see FIG. 3C). The light emitting shape of the LED element 21 can be obtained by cutting only a small part of the light from the high-luminance side end of the LED element 21 without cutting about half of the light from the LED element as shown in FIG. It is possible to form the light distribution pattern P for the passing beam using almost as it is (see FIG. 9). That is, the p-electrode 21g side (the portion where the luminance is peak) is densely arranged horizontally and obliquely (for example, 15 ° with respect to the horizontal) without cutting up to about half of the light from the LED element as in the past. Thus, the luminance gradation portion can be matched with the light distribution. For this reason, according to the vehicular lamp 10 of the present modification, the light use efficiency is improved. In addition, according to the vehicle lamp 10 of the present modification, the energy received by the shade is reduced compared to the case where the conventional LED element is used (that is, the shade is very small from the high luminance side end of the LED element 21). Since only a part of the light hits), it is possible to reduce the amount by which the shade is heated.

[変形例1−4]
次に、車両用灯具10の変形例1−4について図面を参照しながら説明する。
[Modification 1-4]
Next, modified example 1-4 of the vehicular lamp 10 will be described with reference to the drawings.

図13は、本発明の一実施形態である車両用灯具10(変形例1−4)の縦断面図である。   FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a vehicular lamp 10 (modification 1-4) according to an embodiment of the present invention.

図13に示すように、本変形例の車両用灯具10は、車両前方側に配置された本発明の投影光学系としての投影レンズ35a、車両後方側に配置された光源20、投影レンズ35aと光源20との間に配置されたシェード35b等を備えている。投影レンズ35a、シェード35bが本発明の投影光学系を構成している。   As shown in FIG. 13, the vehicular lamp 10 according to the present modification includes a projection lens 35a as a projection optical system of the present invention disposed on the vehicle front side, a light source 20 disposed on the vehicle rear side, and a projection lens 35a. A shade 35b disposed between the light source 20 and the like is provided. The projection lens 35a and the shade 35b constitute the projection optical system of the present invention.

光源20は、n電極21c側が鉛直上方に位置し、p電極21g側(輝度がピークの部分)が鉛直下方に位置し、かつ、当該光源20の照射方向(すなわち当該光源20の発光面)が車両前方側を向くように配置されている(図13参照)。   In the light source 20, the n-electrode 21c side is positioned vertically above, the p-electrode 21g side (the portion where the luminance is peak) is positioned vertically below, and the irradiation direction of the light source 20 (that is, the light emitting surface of the light source 20) is It arrange | positions so that it may face the vehicle front side (refer FIG. 13).

シェード35bは、光源20からの光の一部を遮光してカットオフラインを形成するための遮光部材であり、上端縁を投影レンズ35aの焦点近傍に位置させた状態で投影レンズ35aと光源20との間に配置されている。   The shade 35b is a light shielding member for shielding a part of the light from the light source 20 to form a cut-off line, and the projection lens 35a, the light source 20 and the light source 20 with the upper edge positioned near the focal point of the projection lens 35a. It is arranged between.

本変形例の車両用灯具10によれば、光源20は上記位置関係に配置されているため(図13参照)、光源20の複数の光源像P1それぞれのp電極21g(輝度がピークの部分)に対応する複数の像部分P1´を、水平方向及び斜め方向(例えば水平に対して15°)に配置することが可能となる。これにより、カットオフライン(水平カットオフラインCL1及び斜めカットオフラインCL2)付近が最も明るく、当該カットオフラインから下側に行くに従って照度が低下していくグラデーション形状の遠方視認性に優れたすれ違いビーム用配光パターンPを形成することが可能となる(図9参照)。   According to the vehicular lamp 10 of the present modification, the light source 20 is arranged in the above positional relationship (see FIG. 13), and therefore the p-electrode 21g (a part where the luminance is a peak) of each of the plurality of light source images P1 of the light source 20 A plurality of image portions P1 ′ corresponding to can be arranged in the horizontal direction and the oblique direction (for example, 15 ° with respect to the horizontal). As a result, the light distribution near the cut-off line (the horizontal cut-off line CL1 and the oblique cut-off line CL2) is brightest, and the illuminance decreases as it goes downward from the cut-off line. The pattern P can be formed (see FIG. 9).

また、本変形例の車両用灯具10によれば、LED素子21はp電極21g側にピークを持つ(p電極21g側が急峻に立ち上がる)輝度分布となる(図3(c)参照)ため、従来のようにLED素子からの光の約半分をカットする(図7参照)ことなく、LED素子21の高輝度側端部からのごく一部の光をカットするだけで、LED素子21の発光形状をほぼそのまま利用してすれ違いビーム用配光パターンPを形成することが可能となる(図9参照)。すなわち、従来のようにLED素子からの光の約半分までをカットすることなく、p電極21g側(輝度がピークの部分)を水平方向及び斜め方向(例えば水平に対し15°)に密に配置して、輝度グラデーション部も配光に合致させることが可能となる。このため、本変形例の車両用灯具10によれば、光利用効率が向上する。また、本変形例の車両用灯具10によれば、従来のLED素子を用いる場合と比較して、シェードの受けるエネルギーが少なくなり(すなわちシェードにはLED素子21の高輝度側端部からのごく一部の光しか当たらないため)、シェードが加熱される量を低減することが可能となる。   Further, according to the vehicle lamp 10 of the present modification, the LED element 21 has a luminance distribution having a peak on the p-electrode 21g side (the p-electrode 21g side rises sharply) (see FIG. 3C). The light emitting shape of the LED element 21 can be obtained by cutting only a small part of the light from the high-luminance side end of the LED element 21 without cutting about half of the light from the LED element as shown in FIG. It is possible to form the light distribution pattern P for the passing beam using almost as it is (see FIG. 9). That is, the p-electrode 21g side (the portion where the luminance is peak) is densely arranged horizontally and obliquely (for example, 15 ° with respect to the horizontal) without cutting up to about half of the light from the LED element as in the past. Thus, the luminance gradation portion can be matched with the light distribution. For this reason, according to the vehicular lamp 10 of the present modification, the light use efficiency is improved. In addition, according to the vehicle lamp 10 of the present modification, the energy received by the shade is reduced compared to the case where the conventional LED element is used (that is, the shade is very small from the high luminance side end of the LED element 21). Since only a part of the light hits), it is possible to reduce the amount by which the shade is heated.

[変形例2−1]
次に、LED素子21の構造(変形例2−1)について図面を参照しながら説明する。図14(a)はLED素子21(変形例2−1)の正面図(上面図)、図14(b)はLED素子21(変形例2−1)の断面図(側面図)、図14(c)は図14(a)中B−B断面におけるLED素子21(変形例2−1)の輝度分布の例である。
[Modification 2-1]
Next, the structure (Modification 2-1) of the LED element 21 will be described with reference to the drawings. 14A is a front view (top view) of the LED element 21 (modification 2-1), FIG. 14B is a cross-sectional view (side view) of the LED element 21 (modification 2-1), and FIG. (C) is an example of the luminance distribution of the LED element 21 (modification 2-1) on the BB cross section in FIG.

上記実施形態及び各変形例では、透明電極21fは、p型半導体層21e表面のうち一方の長辺から他方の長辺にかけての略全領域に形成されている(図3(a)参照)ように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図14(a)、図14(b)に示すように、透明電極21fは、p型半導体層21e表面のうちn電極21cから遠い方の長辺から、当該長辺と他方の長辺との中間において長辺方向に延びる中間ラインLにかけての領域にのみ形成されていてもよい。   In the embodiment and each modification, the transparent electrode 21f is formed in substantially the entire region from one long side to the other long side of the surface of the p-type semiconductor layer 21e (see FIG. 3A). However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), the transparent electrode 21f is formed on the surface of the p-type semiconductor layer 21e from the long side far from the n-electrode 21c, and the long side and the other long side. May be formed only in a region extending to the intermediate line L extending in the long side direction.

本変形例によれば、p型半導体層21e表面のうち中間ラインLから、n電極21cから近い方の長辺にかけての領域には、透明電極21fが形成されておらず、p電極21gからの電流が拡散されにくくなるため、p電極21gへ供給された電流は、縦断面においてはp電極21g側に集中し(p電極21g側にピークを持ち)、p電極21gからn電極21cに向かうにつれ徐々に減少し、中間ラインL付近で急激に減少する電流分布(すなわち、図14(c)と略同一の分布)を形成する。   According to this modification, the transparent electrode 21f is not formed in the region extending from the intermediate line L to the long side closer to the n-electrode 21c on the surface of the p-type semiconductor layer 21e, and from the p-electrode 21g Since the current is less likely to be diffused, the current supplied to the p-electrode 21g is concentrated on the p-electrode 21g side (having a peak on the p-electrode 21g side) in the longitudinal section, and as it goes from the p-electrode 21g to the n-electrode 21c. A current distribution that gradually decreases and rapidly decreases in the vicinity of the intermediate line L (that is, a distribution substantially the same as that in FIG. 14C) is formed.

このように分布した電流により活性層21dが発光することで、LED素子21(の発光面)には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、LED素子21の発光面(縦断面)においては、p電極21g側にピークを持ち、p電極21gからn電極21cに向かうにつれ徐々に減少し、中間ラインL付近で急激に減少する輝度分布(図14(c)参照)が形成され、LED素子21の発光面(横断面)においては、一定の輝度分布が形成される。   The active layer 21d emits light due to the current distributed in this manner, whereby the LED element 21 (its light emitting surface) has the same luminance distribution as the current distribution, that is, the light emitting surface (longitudinal section) of the LED element 21. , A luminance distribution (see FIG. 14C) having a peak on the p-electrode 21g side, gradually decreasing toward the n-electrode 21c from the p-electrode 21g, and rapidly decreasing near the intermediate line L is formed. A constant luminance distribution is formed on the light emitting surface 21 (cross section).

したがって、本変形例のLED素子21の発光面を覆うように波長変換層22を配置することで、縦断面においてはp電極21g側にピークを持ち、p電極21gからn電極21cに向かうにつれ徐々に減少し、中間ラインL付近で急激に減少する輝度分布(図14(c)参照)が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源20を構成することが可能となる。   Therefore, by arranging the wavelength conversion layer 22 so as to cover the light emitting surface of the LED element 21 of the present modification, the vertical section has a peak on the p electrode 21g side, and gradually increases from the p electrode 21g toward the n electrode 21c. Suitable for formation of a light distribution pattern for headlamps in which a luminance distribution (see FIG. 14C) that decreases sharply in the vicinity of the intermediate line L is formed, and a constant luminance distribution is formed in the cross section. A light source 20 having a high luminance distribution can be configured.

また、本変形例のLED素子21を含む光源20は上記実施形態の光源20と同様、p電極21g側にピークを持つ(p電極21g側が急峻に立ち上がる)輝度分布であるため、本変形例のLED素子21を含む光源20を用いて、車両用灯具10(図1参照)、変形例1−1〜1−4の車両用灯具10(図10〜図13参照)を構成することが可能である。   Since the light source 20 including the LED element 21 of the present modification has a luminance distribution having a peak on the p-electrode 21g side (the p-electrode 21g side rises sharply) like the light source 20 of the above-described embodiment, By using the light source 20 including the LED element 21, it is possible to configure the vehicle lamp 10 (see FIG. 1) and the vehicle lamps 10 of the modified examples 1-1 to 1-4 (see FIGS. 10 to 13). is there.

また、本変形例によれば、透明電極21fの縦方向寸法H1(図14(a)参照)を調整することで、LED素子21(光源20)の縦断面における輝度分布(ピークの位置、ピークの幅等)を目的の輝度分布に調整することが可能となる。   Further, according to the present modification, the luminance distribution (peak position, peak) in the vertical cross section of the LED element 21 (light source 20) is adjusted by adjusting the vertical dimension H1 (see FIG. 14A) of the transparent electrode 21f. Can be adjusted to the target luminance distribution.

[変形例2−2]
次に、LED素子21の構造(変形例2−2)について図面を参照しながら説明する。図15(a)はLED素子21(変形例2−2)の正面図(上面図)、図15(b)はLED素子21(変形例2−2)の断面図(側面図)、図15(c)は図15(a)中C−C断面におけるLED素子21(変形例2−2)の輝度分布の例である。
[Modification 2-2]
Next, the structure (Modification 2-2) of the LED element 21 will be described with reference to the drawings. 15A is a front view (top view) of the LED element 21 (Modification 2-2), FIG. 15B is a cross-sectional view (side view) of the LED element 21 (Modification 2-2), and FIG. (C) is an example of the luminance distribution of the LED element 21 (modification 2-2) in the CC cross section in FIG.

上記実施形態及び各変形例では、p電極21gは、透明電極21f表面のうちn電極21cから遠い方の長辺を含む細幅領域21f1に形成されているように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図15(a)、図15(b)に示すように、p電極21gは、透明電極21fのうち一方の長辺と他方の長辺との中間に形成されていてもよい。   In the above embodiment and each modification, the p electrode 21g has been described as being formed in the narrow region 21f1 including the long side far from the n electrode 21c on the surface of the transparent electrode 21f. It is not limited to. For example, as shown in FIGS. 15A and 15B, the p-electrode 21g may be formed in the middle between one long side and the other long side of the transparent electrode 21f.

本変形例によれば、p電極21gへ供給された電流は、p電極21gが電流拡散しやすい金属製であるため、p電極21gにおいては均一に拡散するが、透明電極21f(縦断面)においては当該透明電極21fの抵抗率との関係で均一には拡散せず、p電極21gとn電極21cとの間に集中し(p電極21gとn電極21cとの間にピークを持ち)、p電極21gから縦方向に離れるにつれ徐々に減少する電流分布(図15(c)と略同一の分布)を形成する。一方、p電極21gへ供給された電流は、透明電極21f(横断面)においては、n電極21cとp電極21gとが互いに平行に配置されているため(図15(a)参照)、一定の電流分布を形成する。   According to this modification, the current supplied to the p-electrode 21g is made of a metal that is easily diffused by the p-electrode 21g, so that it diffuses uniformly in the p-electrode 21g, but in the transparent electrode 21f (longitudinal section). Does not diffuse uniformly due to the resistivity of the transparent electrode 21f, but concentrates between the p electrode 21g and the n electrode 21c (having a peak between the p electrode 21g and the n electrode 21c), and p A current distribution that gradually decreases as the distance from the electrode 21g in the vertical direction (substantially the same distribution as in FIG. 15C) is formed. On the other hand, the current supplied to the p-electrode 21g is constant because the n-electrode 21c and the p-electrode 21g are arranged in parallel with each other in the transparent electrode 21f (cross section) (see FIG. 15A). A current distribution is formed.

このように分布した電流により活性層21dが発光することで、LED素子21(の発光面)には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、LED素子21の発光面(縦断面)においては、p電極21gとn電極21cとの間にピークを持ち(p電極とn電極との間が急峻に立ち上がり)、p電極21gから縦方向に離れるにつれ徐々に減少する輝度分布(図15(c)参照)が形成され、LED素子21の発光面(横断面)においては、一定の輝度分布が形成される。   The active layer 21d emits light due to the current distributed in this manner, whereby the LED element 21 (its light emitting surface) has the same luminance distribution as the current distribution, that is, the light emitting surface (longitudinal section) of the LED element 21. , A luminance distribution having a peak between the p-electrode 21g and the n-electrode 21c (a steep rise between the p-electrode and the n-electrode) and gradually decreasing with increasing distance from the p-electrode 21g (FIG. 15C )) Is formed, and a constant luminance distribution is formed on the light emitting surface (transverse section) of the LED element 21.

したがって、本変形例のLED素子21の発光面を覆うように波長変換層22を配置することで、縦断面においてはp電極21gとn電極21cとの間にピークを持ち(p電極とn電極との間が急峻に立ち上がり)、p電極21gから縦方向に離れるにつれ徐々に減少する輝度分布(図15(c)参照)が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源20を構成することが可能となる。   Therefore, by arranging the wavelength conversion layer 22 so as to cover the light emitting surface of the LED element 21 of this modification, the vertical section has a peak between the p electrode 21g and the n electrode 21c (p electrode and n electrode). A brightness distribution (see FIG. 15C) that gradually decreases as the distance from the p-electrode 21g in the vertical direction is formed, and a constant brightness distribution is formed in the transverse section. It is possible to configure the light source 20 having a luminance distribution suitable for forming a lamp light distribution pattern.

また、本変形例のLED素子21を含む光源20は上記実施形態の光源20と同様、p電極21g側とn電極21cとの間にピークを持つ輝度分布であるため、本変形例のLED素子21を含む光源20を用いて、車両用灯具10(図1参照)、変形例1−1〜1−4の車両用灯具10(図10〜図13参照)を構成することが可能である。   Since the light source 20 including the LED element 21 of the present modification has a luminance distribution having a peak between the p-electrode 21g side and the n-electrode 21c, similarly to the light source 20 of the above embodiment, the LED element of the present modification It is possible to constitute the vehicular lamp 10 (see FIG. 1) and the vehicular lamp 10 (see FIGS. 10 to 13) of the modified examples 1-1 to 1-4 using the light source 20 including 21.

例えば、p電極21g側とn電極21cとの間(輝度がピークの部分)を車両前方側に位置させ、n電極から遠い方の長辺を車両後方側(すなわち反射面31側)に位置させ、かつ、照射方向(すなわち発光面)が下向きとなるように光源20を配置することで、図1に示すのと同様の車両用灯具10を構成することが可能となる。図10〜図13に示す車両用灯具10についても同様に構成することが可能となる。   For example, the portion between the p-electrode 21g side and the n-electrode 21c (the portion where the luminance is peak) is positioned on the front side of the vehicle, and the long side far from the n-electrode is positioned on the rear side of the vehicle (that is, the reflecting surface 31 side). In addition, by arranging the light source 20 so that the irradiation direction (that is, the light emitting surface) faces downward, the vehicle lamp 10 similar to that shown in FIG. 1 can be configured. The vehicular lamp 10 shown in FIGS. 10 to 13 can be similarly configured.

また、本変形例によれば、n電極21cとp電極21gとの間隔H3(図15(a)参照)を調整することで、LED素子21(光源20)の縦断面における輝度分布(ピークの位置、ピークの幅等)を目的の輝度分布に調整することが可能となる。   Further, according to this modification, the luminance distribution (peak peak) of the LED element 21 (light source 20) is adjusted by adjusting the distance H3 (see FIG. 15A) between the n electrode 21c and the p electrode 21g. Position, peak width, etc.) can be adjusted to the desired luminance distribution.

ここで、ヘッドランプ用配光パターンは、発光素子(LED素子)光源の上下方向の拡散よりも、左右方向への拡散が大きいため、発光素子(LED素子)の輝度分布において、横縞が生じるよりも、縦縞が生じるほうが配光ムラへの影響が少ない(図21参照)。なお、本願における横縞は、上方の端部から下方の端部へ輝度が低下する輝度分布ではなく、縦断面において山(ピーク)、谷、山(ピーク)・・・が連続する輝度分布(図21参照)のことを示す。   Here, since the light distribution pattern for headlamps has a larger diffusion in the left-right direction than in the vertical direction of the light-emitting element (LED element) light source, horizontal stripes are generated in the luminance distribution of the light-emitting element (LED element). However, the occurrence of vertical stripes has less influence on light distribution unevenness (see FIG. 21). In addition, the horizontal stripe in this application is not a luminance distribution in which the luminance decreases from the upper end to the lower end, but a luminance distribution in which peaks (peaks), valleys, peaks (peaks). 21).

そのため、各電極21c、21f、21gの面積、幅、厚み、両電極21c、21gの間隔等を調整し、横縞が生じないような輝度分布を形成することが好ましい。   Therefore, it is preferable to adjust the area, width and thickness of the electrodes 21c, 21f and 21g, the interval between the electrodes 21c and 21g, and the like to form a luminance distribution that does not cause horizontal stripes.

[変形例2−3]
次に、LED素子21の構造(変形例2−3)について図面を参照しながら説明する。図16(a)はLED素子21(変形例2−3)の正面図(上面図)、図16(b)はLED素子21(変形例2−3)の断面図(側面図)、図16(c)は図16(a)中D−D断面におけるLED素子21(変形例2−3)の輝度分布の例である。
[Modification 2-3]
Next, the structure (Modification 2-3) of the LED element 21 will be described with reference to the drawings. 16A is a front view (top view) of the LED element 21 (Modification 2-3), and FIG. 16B is a cross-sectional view (side view) of the LED element 21 (Modification 2-3). (C) is an example of the luminance distribution of the LED element 21 (modification 2-3) in the DD section in FIG.

図16(a)、図16(b)に示すように、p電極21gは当該p電極21gからn電極21cに向かって延びる複数の付加電極21g2を含んでおり、n電極21cは当該n電極21cからp電極21gに向かって延びる複数の付加電極21c2を含んでいてもよい。   As shown in FIGS. 16A and 16B, the p-electrode 21g includes a plurality of additional electrodes 21g2 extending from the p-electrode 21g toward the n-electrode 21c, and the n-electrode 21c is the n-electrode 21c. A plurality of additional electrodes 21c2 extending from p to 21g may be included.

本変形例によれば、p電極21gへ供給された電流は、p電極21g(及びその複数の付加電極21g2)が電流拡散しやすい金属製であるため、p電極21g(及びその複数の付加電極21g2)においては均一に拡散するが、透明電極21fにおいては当該透明電極21fの抵抗率との関係で均一には拡散せず、p電極21gの付加電極21g2の先端とn電極21cの付加電極21c2の先端との間に集中し(p電極21gの付加電極21g2の先端とn電極21cの付加電極21c2の先端との間にピークを持ち)、その先端から縦方向に離れるにつれ徐々に減少する電流分布(図16(c)と略同一の分布)を形成する。一方、p電極21gへ供給された電流は、透明電極21f(横断面)においては、n電極21cとp電極21gとが互いに平行に配置されているため(図16(a)参照)、略一定の電流分布を形成する。   According to the present modification, the current supplied to the p-electrode 21g is made of metal in which the p-electrode 21g (and the plurality of additional electrodes 21g2) easily diffuses current, and thus the p-electrode 21g (and the plurality of additional electrodes). 21g2) diffuses uniformly, but the transparent electrode 21f does not diffuse uniformly due to the resistivity of the transparent electrode 21f, and the tip of the additional electrode 21g2 of the p-electrode 21g and the additional electrode 21c2 of the n-electrode 21c Current (which has a peak between the tip of the additional electrode 21g2 of the p-electrode 21g and the tip of the additional electrode 21c2 of the n-electrode 21c) and gradually decreases as the distance from the tip increases. A distribution (substantially the same distribution as FIG. 16C) is formed. On the other hand, the current supplied to the p electrode 21g is substantially constant in the transparent electrode 21f (transverse section) because the n electrode 21c and the p electrode 21g are arranged in parallel to each other (see FIG. 16A). The current distribution is formed.

このように分布した電流により活性層21dが発光することで、LED素子21(の発光面)には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、LED素子21の発光面(縦断面)においては、p電極21gの付加電極21g2の先端とn電極21cの付加電極21c2の先端との間にピークを持ち(p電極21gの複数の付加電極21g1の先端とn電極21cの複数の付加電極21c1の先端との間が急峻に立ち上がり)、その先端から縦方向に離れるにつれ徐々に減少する輝度分布(図16(c)参照)が形成され、LED素子21の発光面(横断面)においては、略一定の輝度分布が形成される。   The active layer 21d emits light due to the current distributed in this manner, whereby the LED element 21 (its light emitting surface) has the same luminance distribution as the current distribution, that is, the light emitting surface (longitudinal section) of the LED element 21. And a peak between the tip of the additional electrode 21g2 of the p electrode 21g and the tip of the additional electrode 21c2 of the n electrode 21c (the tips of the plurality of additional electrodes 21g1 of the p electrode 21g and the plurality of additional electrodes 21c1 of the n electrode 21c). A brightness distribution (see FIG. 16C) that gradually decreases as the distance from the tip increases in a vertical direction is formed between the tip and the light emitting surface (transverse section) of the LED element 21. A constant luminance distribution is formed.

したがって、本変形例のLED素子21の発光面を覆うように波長変換層22を配置することで、縦断面においてはp電極21gの付加電極21g2の先端とn電極21cの付加電極21c2の先端との間にピークを持ち(p電極21gの複数の付加電極21g1の先端とn電極21cの複数の付加電極21c1の先端との間が急峻に立ち上がり)、その先端から縦方向に離れるにつれ徐々に減少する輝度分布(図16(c)参照)が形成され、横断面においては略一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源20を構成することが可能となる。   Therefore, by disposing the wavelength conversion layer 22 so as to cover the light emitting surface of the LED element 21 of this modification, in the longitudinal section, the tip of the additional electrode 21g2 of the p electrode 21g and the tip of the additional electrode 21c2 of the n electrode 21c (A steep rise between the tips of the plurality of additional electrodes 21g1 of the p electrode 21g and the tips of the plurality of additional electrodes 21c1 of the n electrode 21c), and gradually decreases from the tip in the longitudinal direction. A light source 20 having a luminance distribution suitable for forming a light distribution pattern for headlamps is formed, in which a luminance distribution (see FIG. 16C) is formed and a substantially constant luminance distribution is formed in a cross section. It becomes possible.

また、本変形例のLED素子21を含む光源20は上記実施形態の光源20と同様、p電極21gの付加電極21g2の先端とn電極21cの付加電極21c2の先端との間にピークを持つ輝度分布であるため、本変形例のLED素子21を含む光源20を用いて、車両用灯具10(図14参照)、変形例1−1〜1−4の車両用灯具10(図1、図10〜図13参照)を構成することが可能である。   In addition, the light source 20 including the LED element 21 of the present modified example has a luminance having a peak between the tip of the additional electrode 21g2 of the p-electrode 21g and the tip of the additional electrode 21c2 of the n-electrode 21c, like the light source 20 of the above-described embodiment. Because of the distribution, using the light source 20 including the LED element 21 of this modification, the vehicle lamp 10 (see FIG. 14) and the vehicle lamps 10 of the modifications 1-1 to 1-4 (FIGS. 1 and 10). To FIG. 13).

例えば、p電極21gの付加電極21g2の先端とn電極21cの付加電極21c2の先端との間(輝度がピークの部分)を車両前方側に位置させ、かつ、照射方向(すなわち発光面)が下向きとなるように光源20を配置することで、図1に示すのと同様の車両用灯具10を構成することが可能となる。図10〜図13に示す車両用灯具10についても同様に構成することが可能となる。   For example, the space between the tip of the additional electrode 21g2 of the p-electrode 21g and the tip of the additional electrode 21c2 of the n-electrode 21c (the portion where the luminance is peak) is positioned on the front side of the vehicle, and the irradiation direction (that is, the light emitting surface) is downward By arranging the light source 20 so as to be, it becomes possible to configure the vehicular lamp 10 similar to that shown in FIG. The vehicular lamp 10 shown in FIGS. 10 to 13 can be similarly configured.

また、本変形例によれば、p電極21gの付加電極21g2とn電極21cの付加電極21c2との縦方向の重なり量H2(図16(a)参照)を調整することで、LED素子21(光源20)の縦断面における輝度分布(ピークの位置、ピークの幅等)を目的の輝度分布に調整することが可能となる。   Moreover, according to this modification, the LED element 21 (by adjusting the vertical overlap amount H2 (see FIG. 16A) between the additional electrode 21g2 of the p-electrode 21g and the additional electrode 21c2 of the n-electrode 21c. The luminance distribution (peak position, peak width, etc.) in the longitudinal section of the light source 20) can be adjusted to the target luminance distribution.

[変形例2−4]
図17(a)はLED素子21(変形例2−4)の正面図(上面図)、図17(b)はLED素子21(変形例2−4)の断面図(側面図)、図17(c)は図17(a)中E−E断面におけるLED素子21(変形例2−4)の輝度分布の例である。
[Modification 2-4]
17A is a front view (top view) of the LED element 21 (Modification 2-4), and FIG. 17B is a cross-sectional view (side view) of the LED element 21 (Modification 2-4). (C) is an example of the luminance distribution of the LED element 21 (modification 2-4) in the EE cross section in FIG.

上記実施形態及び各変形例では、活性層21d、p型半導体層21e、及び、透明電極21fからなる1つの素子部21hを用いた例(図3等参照)について説明したが、本発明はこれに限定されない。   In the above-described embodiment and each modified example, the example (see FIG. 3 and the like) using one element portion 21h including the active layer 21d, the p-type semiconductor layer 21e, and the transparent electrode 21f has been described. It is not limited to.

例えば、図17(a)、図17(b)に示すように、複数(例えば2つ)の素子部21hを用いてもよい。例えば、n電極21cと同一方向に延び、p型半導体層21e表面からn型半導体層21bに達する少なくとも一つの溝部G1をドライエッチング等により形成することでp型半導体層21e等を上下に区画し、当該区画された上下のp型半導体層21e表面それぞれに透明電極21f、p電極21gを形成することで、並列に配置された複数の素子部21h(図17(a)、図17(b)参照)を形成することが可能である。   For example, as shown in FIGS. 17A and 17B, a plurality of (for example, two) element portions 21h may be used. For example, the p-type semiconductor layer 21e and the like are partitioned vertically by forming at least one groove G1 extending in the same direction as the n-electrode 21c and reaching the n-type semiconductor layer 21b from the surface of the p-type semiconductor layer 21e by dry etching or the like. A transparent electrode 21f and a p-electrode 21g are formed on the upper and lower p-type semiconductor layers 21e, respectively, to form a plurality of element portions 21h arranged in parallel (FIGS. 17A and 17B). Reference).

上の素子部21h(n電極21cから遠い方)及び下の素子部21h(n電極21cから近い方)にはそれぞれ、DC−DCコンバータ等により制御された定電流(順電流:1〜5A、電流密度:35〜70A/cm)を供給するための回路(例えば定電流回路)が接続されている。この回路は、例えば、上の素子部21hに対し下の素子部21hよりも電流密度が大きくなるように電流を供給する。この回路としては、例えば、図18(a)に示すものを用いることが可能である。 A constant current (forward current: 1 to 5 A) controlled by a DC-DC converter or the like is respectively applied to the upper element portion 21h (one farther from the n electrode 21c) and the lower element portion 21h (one closer to the n electrode 21c). A circuit for supplying a current density (35 to 70 A / cm 2 ) (for example, a constant current circuit) is connected. For example, this circuit supplies a current to the upper element portion 21h so that the current density is larger than that of the lower element portion 21h. As this circuit, for example, the circuit shown in FIG. 18A can be used.

本変形例によれば、上の素子部21hに対し下の素子部21hよりも大きな電流を供給することで、縦断面においては、上のp電極21g側にピークを持ち、上のp電極21gからn電極21cに向かうにつれ徐々に減少する電流分布(図17(c)と略同一の分布)を形成することが可能となる。つまり、上の素子部21iの電流密度は、下の素子部21iの電流密度より大きい。   According to this modification, by supplying a larger current to the upper element portion 21h than the lower element portion 21h, in the longitudinal section, the upper p electrode 21g has a peak on the upper p electrode 21g side. It is possible to form a current distribution (substantially the same distribution as FIG. 17C) that gradually decreases from 1 to the n-electrode 21c. That is, the current density of the upper element part 21i is larger than the current density of the lower element part 21i.

このように分布した電流により上下の活性層21dが発光することで、LED素子21(の発光面)には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、LED素子21の発光面(縦断面)においては、上のp電極21g側にピークを持ち、上のp電極21gからn電極21cに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布(図17(c)参照)が形成され、LED素子21の発光面(横断面)においては、一定の輝度分布が形成される。   The upper and lower active layers 21d emit light by the current distributed in this manner, whereby the LED element 21 (its light emitting surface) has the same luminance distribution as the current distribution, that is, the light emitting surface (longitudinal section) of the LED element 21. , A luminance distribution (see FIG. 17C) having a peak on the upper p-electrode 21g side and gradually decreasing from the upper p-electrode 21g toward the n-electrode 21c is formed. In (cross section), a constant luminance distribution is formed.

したがって、本変形例のLED素子21の発光面を覆うように波長変換層22を配置することで、縦断面においては上のp電極21g側にピークを持ち、上のp電極21g(n電極21cから遠い方)からn電極21cに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布(図17(c)参照)が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源20を構成することが可能となる。   Therefore, by disposing the wavelength conversion layer 22 so as to cover the light emitting surface of the LED element 21 of this modification, the vertical cross section has a peak on the upper p electrode 21g side, and the upper p electrode 21g (n electrode 21c). A light distribution pattern for headlamps is formed in which a luminance distribution (see FIG. 17 (c)) that gradually decreases from the side far from the n electrode 21c toward the n-electrode 21c is formed, and a constant luminance distribution is formed in the cross section. The light source 20 having a luminance distribution suitable for the above can be configured.

また、本変形例のLED素子21を含む光源20は上記実施形態の光源20と同様、上のp電極21g側にピークを持つ(上のp電極21g側が急峻に立ち上がる)輝度分布であるため、本変形例のLED素子21を含む光源20を用いて、車両用灯具10(図1参照)、変形例1−1〜1−4の車両用灯具10(図10〜図13参照)を構成することが可能である。   Further, the light source 20 including the LED element 21 of the present modification has a luminance distribution having a peak on the upper p electrode 21g side (the upper p electrode 21g side rises sharply), like the light source 20 of the above embodiment. Using the light source 20 including the LED element 21 of the present modification, the vehicle lamp 10 (see FIG. 1) and the vehicle lamp 10 of the modification 1-1 to 1-4 (see FIGS. 10 to 13) are configured. It is possible.

例えば、上のp電極21g側(輝度が高い方)のピークの部分を車両前方側に位置させ、n電極21cを車両後方側(すなわち反射面31側)に位置させ、かつ、照射方向(すなわち発光面)が下向きとなるように光源20を配置することで、図1に示すのと同様の車両用灯具10を構成することが可能となる。図10〜図13に示す車両用灯具10についても同様に構成することが可能となる。   For example, the peak portion on the upper p-electrode 21g side (higher brightness) is positioned on the front side of the vehicle, the n-electrode 21c is positioned on the rear side of the vehicle (that is, the reflecting surface 31 side), and the irradiation direction (that is, By disposing the light source 20 so that the light emitting surface faces downward, the vehicle lamp 10 similar to that shown in FIG. 1 can be configured. The vehicular lamp 10 shown in FIGS. 10 to 13 can be similarly configured.

また、本変形例によれば、上の素子部21h及び下の素子部21hへ供給する電流、電流密度を個別に調整することで、LED素子21(光源20)の縦断面における輝度分布(ピークの位置、ピークの幅等)を目的の輝度分布に調整することが可能となる。   Moreover, according to this modification, the luminance distribution (peak) in the longitudinal section of the LED element 21 (light source 20) is adjusted by individually adjusting the current and current density supplied to the upper element part 21h and the lower element part 21h. , The peak width, etc.) can be adjusted to the target luminance distribution.

この場合も、各電極21c、21f、21gの面積、幅、厚み、両電極21c、21gの間隔、溝部G1の位置、幅等を調整し、横縞が生じないような輝度分布を形成することが好ましい。   Also in this case, the luminance distribution in which horizontal stripes do not occur can be formed by adjusting the area, width and thickness of the electrodes 21c, 21f and 21g, the distance between the electrodes 21c and 21g, the position and width of the groove G1, and the like. preferable.

また、本変形例2−4によれば、変形例2−5と比べ、除去される活性層21dの量が少なくて済むため(図17(b)、図20(b)参照)、より明るいLED素子21(光源20)を構成することが可能となる。   Further, according to the present modified example 2-4, the amount of the active layer 21d to be removed is smaller than that of the modified example 2-5 (see FIGS. 17B and 20B), so that it is brighter. The LED element 21 (light source 20) can be configured.

本変形例においては、例えば、LED素子21に供給される電流量の変化を検出する回路(図示せず)等を設け、図19に示すように、LED素子21におけるワイヤーW等の断線、短絡を検出し(ステップS10、S12)、当該断線、短絡が検出された場合には(ステップS10:Yes、S12:Yes)、その旨の異常信号を車両側装置へ送出する(ステップS14)ことも可能である。この場合、車両側装置においては、当該異常信号に基づきその旨の表示等が行われる。   In this modification, for example, a circuit (not shown) for detecting a change in the amount of current supplied to the LED element 21 is provided, and as shown in FIG. Is detected (steps S10 and S12), and when the disconnection or short circuit is detected (step S10: Yes, S12: Yes), an abnormal signal to that effect may be sent to the vehicle side device (step S14). Is possible. In this case, in the vehicle side device, a display to that effect is performed based on the abnormality signal.

[変形例2−5]
図20(a)はLED素子21(変形例2−5)の正面図(上面図)、図20(b)はLED素子21(変形例2−5)の断面図(側面図)、図25(c)は図25(a)中F−F断面におけるLED素子21(変形例2−5)の輝度分布の例である。
[Modification 2-5]
20A is a front view (top view) of the LED element 21 (Modification 2-5), and FIG. 20B is a cross-sectional view (side view) of the LED element 21 (Modification 2-5). (C) is an example of the luminance distribution of the LED element 21 (Modification 2-5) in the FF section in FIG.

上記実施形態及び各変形例では、n型半導体層21b、n電極21c、活性層21d、p型半導体層21e、透明電極21f、及び、p電極21gからなる1つの素子部21iを用いた例(図3(a)等参照)について説明したが、本発明はこれに限定されない。   In the embodiment and each modification, an example in which one element portion 21i including the n-type semiconductor layer 21b, the n-electrode 21c, the active layer 21d, the p-type semiconductor layer 21e, the transparent electrode 21f, and the p-electrode 21g is used ( Although described with reference to FIG. 3A, the present invention is not limited to this.

例えば、図20(a)、図20(b)に示すように、複数(例えば2つ)の素子部21iを用いてもよい。例えば、n電極21cと同一方向に延び、p型半導体層21e表面から基板21aに達する少なくとも一つの溝部G2をドライエッチング等により形成することでp型半導体層21e等を上下に区画し、当該区画された上下のp型半導体層21e表面それぞれにn電極21c、透明電極21f、p電極21gを形成することで、並列に配置された複数の素子部21i(図20(a)、図20(b)参照)を形成することが可能である。または、単純に、複数のLED素子21を並列に配置することによっても、複数の素子部21iを形成することが可能である。   For example, as shown in FIGS. 20A and 20B, a plurality of (for example, two) element portions 21i may be used. For example, the p-type semiconductor layer 21e and the like are partitioned vertically by forming at least one groove portion G2 extending in the same direction as the n-electrode 21c and reaching the substrate 21a from the surface of the p-type semiconductor layer 21e by dry etching or the like. By forming the n-electrode 21c, the transparent electrode 21f, and the p-electrode 21g on each of the upper and lower p-type semiconductor layers 21e, a plurality of element portions 21i (FIGS. 20A and 20B) arranged in parallel are formed. )) Can be formed. Alternatively, the plurality of element portions 21 i can be formed simply by arranging the plurality of LED elements 21 in parallel.

上の素子部21i及び下の素子部21iにはそれぞれ、DC−DCコンバータ等により制御された定電流(順電流:1〜5A、電流密度:35〜70A/cm)を供給するための回路(例えば定電流回路)が接続されている。この回路は、例えば、上の素子部21iに対し下の素子部21iよりも電流密度が大きくなるように電流を供給する。この回路としては、例えば、図18(b)に示すものを用いることが可能である。 Circuits for supplying a constant current (forward current: 1 to 5 A, current density: 35 to 70 A / cm 2 ) controlled by a DC-DC converter or the like to the upper element portion 21 i and the lower element portion 21 i, respectively. (For example, a constant current circuit) is connected. For example, this circuit supplies current to the upper element portion 21i so that the current density is larger than that of the lower element portion 21i. As this circuit, for example, the circuit shown in FIG. 18B can be used.

本変形例によれば、上の素子部21i(LED素子の長辺に近いp電極21gを備える素子部)に対し下の素子部21iよりも大きな電流を供給することで、縦断面においては、上のp電極21g(p電極のうちLED素子の長辺に最も近接しているp電極21g)側にピークを持ち、上のp電極21gから下のn電極21cに向かうにつれ徐々に減少する電流分布(図20(c)と略同一の分布)を形成することが可能となる。つまり、上の素子部21iの電流密度は、下の素子部21iの電流密度より大きい。   According to this modification, by supplying a larger current than the lower element part 21i to the upper element part 21i (element part including the p-electrode 21g close to the long side of the LED element), Current having a peak on the upper p-electrode 21g (p-electrode 21g closest to the long side of the LED element among the p-electrodes) and gradually decreasing from the upper p-electrode 21g toward the lower n-electrode 21c A distribution (substantially the same distribution as FIG. 20C) can be formed. That is, the current density of the upper element part 21i is larger than the current density of the lower element part 21i.

このように分布した電流により上下の活性層21dが発光することで、LED素子21(の発光面)には、上記電流分布と同様の輝度分布、すなわち、LED素子21の発光面(縦断面)においては、上のp電極21g側にピークを持ち、上のp電極21gから下のn電極21cに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布(図20(c)参照)が形成され、LED素子21の発光面(横断面)においては、一定の輝度分布が形成される。   The upper and lower active layers 21d emit light by the current distributed in this manner, whereby the LED element 21 (its light emitting surface) has the same luminance distribution as the current distribution, that is, the light emitting surface (longitudinal section) of the LED element 21. , A luminance distribution (see FIG. 20C) having a peak on the upper p electrode 21g side and gradually decreasing from the upper p electrode 21g toward the lower n electrode 21c is formed. A constant luminance distribution is formed on the light emitting surface (cross section).

したがって、本変形例のLED素子21の発光面を覆うように波長変換層22を配置することで、縦断面においては上のp電極21g側にピークを持ち、上のp電極21gから下のn電極21cに向かうにつれ徐々に減少する輝度分布(図20(c)参照)が形成され、横断面においては一定の輝度分布が形成される、ヘッドランプ用配光パターンの形成に適した輝度分布の光源20を構成することが可能となる。   Therefore, by arranging the wavelength conversion layer 22 so as to cover the light emitting surface of the LED element 21 of the present modification, the vertical cross section has a peak on the upper p electrode 21g side, and the lower n electrode from the upper p electrode 21g. A luminance distribution that gradually decreases toward the electrode 21c (see FIG. 20C) is formed, and a constant luminance distribution is formed in the cross section. The luminance distribution suitable for forming a headlamp light distribution pattern is formed. The light source 20 can be configured.

また、本変形例のLED素子21を含む光源20は上記実施形態の光源20と同様、上のp電極21g側にピークを持つ(上のp電極21g側が急峻に立ち上がる)輝度分布であるため、本変形例のLED素子21を含む光源20を用いて、車両用灯具10(図1参照)、変形例1−1〜1−4の車両用灯具10(図10〜図13参照)を構成することが可能である。   Further, the light source 20 including the LED element 21 of the present modification has a luminance distribution having a peak on the upper p electrode 21g side (the upper p electrode 21g side rises sharply), like the light source 20 of the above embodiment. Using the light source 20 including the LED element 21 of the present modification, the vehicle lamp 10 (see FIG. 1) and the vehicle lamp 10 of the modification 1-1 to 1-4 (see FIGS. 10 to 13) are configured. It is possible.

例えば、上のp電極21g側(輝度がピークの部分)を車両前方側に位置させ、下のn電極を車両後方側(すなわち反射面31側)に位置させ、かつ、照射方向(すなわち発光面)が下向きとなるように光源20を配置することで、図1に示すのと同様の車両用灯具10を構成することが可能となる。図10〜図13に示す車両用灯具10についても同様に構成することが可能となる。   For example, the upper p electrode 21g side (the portion where the luminance is peak) is positioned on the front side of the vehicle, the lower n electrode is positioned on the rear side of the vehicle (that is, the reflecting surface 31 side), and the irradiation direction (that is, the light emitting surface) By disposing the light source 20 so as to face downward, a vehicle lamp 10 similar to that shown in FIG. 1 can be configured. The vehicular lamp 10 shown in FIGS. 10 to 13 can be similarly configured.

また、本変形例によれば、上の素子部21i及び下の素子部21iへ供給する電流、電流密度を個別に調整することで、LED素子21(光源20)の縦断面における輝度分布(ピークの位置、ピークの幅等)を目的の輝度分布に調整することが可能となる。   Moreover, according to this modification, the brightness distribution (peak) in the longitudinal section of the LED element 21 (light source 20) is adjusted by individually adjusting the current and current density supplied to the upper element part 21i and the lower element part 21i. , The peak width, etc.) can be adjusted to the target luminance distribution.

この場合も、各電極21c、21f、21gの面積、幅、厚み、両電極21c、21gの間隔、溝部G2の位置、幅等を調整し、横縞が生じないような輝度分布を形成することが好ましい。   Also in this case, the luminance distribution in which no horizontal stripes are generated can be formed by adjusting the area, width and thickness of the electrodes 21c, 21f and 21g, the distance between the electrodes 21c and 21g, the position and width of the groove G2, and the like. preferable.

本変形例においては、例えば、LED素子21に供給される電流量の変化を検出する回路(図示せず)等を設け、図19に示すように、LED素子21におけるワイヤーW等の断線、短絡を検出し(ステップS10、S12)、当該断線、短絡が検出された場合には(ステップS10:Yes、S12:Yes)、その旨の異常信号を車両側装置へ送出する(ステップS14)ことも可能である。この場合、車両側装置においては、当該異常信号に基づきその旨の表示等が行われる。   In this modification, for example, a circuit (not shown) for detecting a change in the amount of current supplied to the LED element 21 is provided, and as shown in FIG. Is detected (steps S10 and S12), and when the disconnection or short circuit is detected (step S10: Yes, S12: Yes), an abnormal signal to that effect may be sent to the vehicle side device (step S14). Is possible. In this case, in the vehicle side device, a display to that effect is performed based on the abnormality signal.

なお、上記実施形態及び各変形例では、LED素子21が青色光を発光するLED素子であり、波長変換層22がLED素子21からの青色光で励起されて黄色光を発光する波長変換層であるように説明したが本発明はこれに限定されない。LED素子21としては青色光以外の波長の光を発光するLED素子を用いることが可能であり、波長変換層22としては黄色以外の波長の光を発光する波長変換層を用いることが可能である。   In the embodiment and each modification, the LED element 21 is an LED element that emits blue light, and the wavelength conversion layer 22 is a wavelength conversion layer that emits yellow light when excited by the blue light from the LED element 21. As described above, the present invention is not limited to this. As the LED element 21, an LED element that emits light of a wavelength other than blue light can be used, and as the wavelength conversion layer 22, a wavelength conversion layer that emits light of a wavelength other than yellow can be used. .

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。   The above embodiment is merely an example in all respects. The present invention is not construed as being limited to these descriptions. The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.

10…車両用灯具、20…光源、21…LED素子、21a…基板(サファイア基板)、21b…n型半導体層、21b1…細幅領域、21c…n電極、21c1…パッド、21c2…付加電極、21d…活性層、21e…p型半導体層、21f…透明電極、21f…透明電極、21f1…細幅領域、21g…n電極、21g1…パッド、21g2…付加電極、21h…素子部、21i…素子部、22…波長変換層(蛍光体)、30…投影光学系   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle lamp, 20 ... Light source, 21 ... LED element, 21a ... Substrate (sapphire substrate), 21b ... N-type semiconductor layer, 21b1 ... Narrow region, 21c ... N electrode, 21c1 ... Pad, 21c2 ... Additional electrode, 21d ... active layer, 21e ... p-type semiconductor layer, 21f ... transparent electrode, 21f ... transparent electrode, 21f1 ... narrow region, 21g ... n electrode, 21g1 ... pad, 21g2 ... addition electrode, 21h ... element part, 21i ... element Part, 22 ... wavelength conversion layer (phosphor), 30 ... projection optical system

Claims (4)

LED素子と波長変換層とを含み、前記LED素子からの光のうち前記波長変換層を透過した光と前記LED素子からの光で励起されて発光した前記波長変換層からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源と、
前記光源の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系と、
を備えた車両用灯具において、
前記LED素子は、
矩形の基板と、
前記基板の片面に積層されたn型半導体層と、
前記n型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びるn電極と、
前記n型半導体層表面に積層されるとともに、前記基板の長辺方向に延び前記n型半導体層に達する少なくとも一つの溝部により区画された複数の活性層と、
前記複数の活性層表面それぞれに積層されたp型半導体層と、
前記p型半導体層表面それぞれに形成された透明電極と、
前記透明電極表面それぞれの、前記n電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記n電極と同一方向に延びるp電極と、
を備えたフェイスアップ型のLED素子であり、
前記投影光学系は、前記p電極のうち上のp電極に対応する像部分が上方に位置するように前記光源の複数の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、前記光源の複数の光源像それぞれの前記p電極のうち上のp電極に対応する像部分により形成されるカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
A white color including an LED element and a wavelength conversion layer, and including light from the LED element that has passed through the wavelength conversion layer and light from the wavelength conversion layer that is excited and emitted by the light from the LED element A light source configured to emit light;
A projection optical system configured to form a light distribution pattern for headlamps on a virtual vertical screen facing the front end of the vehicle by projecting a light source image of the light source to the front of the vehicle;
In the vehicular lamp provided with
The LED element is
A rectangular substrate;
An n-type semiconductor layer laminated on one side of the substrate;
An n-electrode extending in the long side direction formed in a narrow region including one long side of the n-type semiconductor layer surface;
A plurality of active layers stacked on the surface of the n-type semiconductor layer and defined by at least one groove extending in the long side direction of the substrate and reaching the n-type semiconductor layer;
A p-type semiconductor layer stacked on each of the plurality of active layer surfaces;
A transparent electrode formed on each surface of the p-type semiconductor layer;
A p-electrode extending in the same direction as the n-electrode, formed in a narrow region including a long side far from the n-electrode on each of the transparent electrode surfaces;
Is a face-up type LED element equipped with
The projection optical system projects a plurality of light source images of the light source toward the front of the vehicle so that an image portion corresponding to the upper p electrode of the p electrodes is positioned above, and is a virtual vertical facing the front end of the vehicle. A headlamp light distribution pattern including a cut-off line formed by an image portion corresponding to the upper p electrode among the p electrodes of each of the plurality of light source images of the light source is formed on the screen. A vehicular lamp characterized by the above.
LED素子と前記LED素子の発光面を覆うように配置された波長変換層とを含み、前記LED素子からの光のうち前記波長変換層を透過した光と前記LED素子からの光で励起されて発光した前記波長変換層からの光とを含む白色光を発光するように構成された光源と、
前記光源の光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成された投影光学系と、
を備えた車両用灯具において、
前記LED素子は、
矩形の基板と、
前記基板の片面に積層されるとともに、前記基板の長辺方向に延び前記基板に達する少なくとも一つの溝部により区画された複数のn型半導体層と、
前記複数のn型半導体層表面それぞれの、一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びるn電極と、
前記複数のn型半導体層表面それぞれに積層された活性層と、
前記活性層表面それぞれに積層されたp型半導体層と、
前記p型半導体層表面それぞれに形成された透明電極と、
前記透明電極表面それぞれの、前記n電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記n電極と同一方向に延びるp電極と、
を備えたフェイスアップ型のLED素子であり、
前記投影光学系は、前記p電極のうち上のp電極に対応する像部分が上方に位置するように前記光源の複数の光源像を車両前方に投影し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上に、前記光源の複数の光源像それぞれの前記p電極のうち上のp電極に対応する像部分により形成されるカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
An LED element and a wavelength conversion layer disposed so as to cover a light emitting surface of the LED element, and is excited by light transmitted through the wavelength conversion layer and light from the LED element among light from the LED element A light source configured to emit white light including emitted light from the wavelength conversion layer;
A projection optical system configured to form a light distribution pattern for headlamps on a virtual vertical screen facing the front end of the vehicle by projecting a light source image of the light source to the front of the vehicle;
In the vehicular lamp provided with
The LED element is
A rectangular substrate;
A plurality of n-type semiconductor layers that are stacked on one side of the substrate and that extend in the long side direction of the substrate and are partitioned by at least one groove that reaches the substrate;
An n-electrode extending in the long-side direction formed in a narrow region including one long side of each of the plurality of n-type semiconductor layer surfaces;
An active layer stacked on each of the surfaces of the plurality of n-type semiconductor layers;
A p-type semiconductor layer stacked on each of the active layer surfaces;
A transparent electrode formed on each surface of the p-type semiconductor layer;
A p-electrode extending in the same direction as the n-electrode, formed in a narrow region including a long side far from the n-electrode on each of the transparent electrode surfaces;
Is a face-up type LED element equipped with
The projection optical system projects a plurality of light source images of the light source toward the front of the vehicle so that an image portion corresponding to the upper p electrode of the p electrodes is positioned above, and is a virtual vertical facing the front end of the vehicle. A headlamp light distribution pattern including a cut-off line formed by an image portion corresponding to the upper p electrode among the p electrodes of each of the plurality of light source images of the light source is formed on the screen. A vehicular lamp characterized by the above.
前記区画された活性層のうち上の活性層、前記上の活性層表面に積層された上のp型半導体層、前記上のp型半導体層表面に形成された上の透明電極、前記上の透明電極表面のうち前記n電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記n電極と同一方向に延びる上のp電極は、上の素子部を構成しており、
前記区画された活性層のうち下の活性層、前記下の活性層表面に積層された下のp型半導体層、前記下のp型半導体層表面に形成された下の透明電極、及び、前記下の透明電極表面のうち前記n電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記n電極と同一方向に延びる下のp電極は、下の素子部を構成しており、
さらに、前記上の素子部及び前記下の素子部に対し電流を供給する回路を備えており、
前記回路は、前記上の素子部に対し前記下の素子部より電流密度が大きくなるように電流を供給することを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
The upper active layer among the partitioned active layers, the upper p-type semiconductor layer stacked on the surface of the upper active layer, the upper transparent electrode formed on the surface of the upper p-type semiconductor layer, the upper The upper p electrode formed in the narrow region including the long side far from the n electrode in the transparent electrode surface and extending in the same direction as the n electrode constitutes the upper element portion,
The lower active layer among the partitioned active layers, the lower p-type semiconductor layer stacked on the lower active layer surface, the lower transparent electrode formed on the lower p-type semiconductor layer surface, and The lower p electrode formed in the narrow region including the long side far from the n electrode in the lower transparent electrode surface and extending in the same direction as the n electrode constitutes the lower element part,
And a circuit for supplying current to the upper element part and the lower element part,
2. The vehicular lamp according to claim 1, wherein the circuit supplies a current to the upper element portion so that a current density is larger than that of the lower element portion.
前記区画されたn型半導体層のうち上のn型半導体層、前記上のn型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びる上のn電極、前記上のn型半導体層表面に積層された上の活性層、前記上の活性層表面に積層された上のp型半導体層、前記上のp型半導体層表面に形成された上の透明電極、及び、前記上の透明電極表面のうち前記上のn電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記上のn電極と同一方向に延びる上のp電極は、上の素子部を構成しており、
前記区画されたn型半導体層のうち下のn型半導体層、前記下のn型半導体層表面のうち一方の長辺を含む細幅領域に形成された長辺方向に延びる下のn電極、前記下のn型半導体層表面に積層された下の活性層、前記下の活性層表面に積層された下のp型半導体層、前記下のp型半導体層表面に形成された下の透明電極、及び、前記下の透明電極表面のうち前記下のn電極から遠い方の長辺を含む細幅領域に形成された、前記下のn電極と同一方向に延びる下のp電極は、下の素子部を構成しており、
さらに、前記上の素子部及び前記下の素子部に対し電流を供給する回路を備えており、
前記回路は、前記上の素子部に対し前記下の素子部より電流密度が大きくなるように電流を供給することを特徴とする請求項2に記載の車両用灯具。
An upper n-type semiconductor layer among the partitioned n-type semiconductor layers, an upper n-electrode extending in a long-side direction formed in a narrow region including one long side of the surface of the upper n-type semiconductor layer, An upper active layer laminated on the surface of the upper n-type semiconductor layer, an upper p-type semiconductor layer laminated on the surface of the upper active layer, and an upper transparent electrode formed on the surface of the upper p-type semiconductor layer And the upper p electrode formed in the narrow region including the long side far from the upper n electrode in the upper transparent electrode surface and extending in the same direction as the upper n electrode, It constitutes the element part,
A lower n-type semiconductor layer among the partitioned n-type semiconductor layers, a lower n-electrode extending in a long-side direction formed in a narrow region including one long side of the surface of the lower n-type semiconductor layer, Lower active layer stacked on the surface of the lower n-type semiconductor layer, lower p-type semiconductor layer stacked on the surface of the lower active layer, lower transparent electrode formed on the surface of the lower p-type semiconductor layer And a lower p-electrode formed in a narrow region including a long side far from the lower n-electrode in the lower transparent electrode surface and extending in the same direction as the lower n-electrode, It constitutes the element part,
And a circuit for supplying current to the upper element part and the lower element part,
The vehicular lamp according to claim 2, wherein the circuit supplies a current to the upper element portion so that a current density is larger than that of the lower element portion.
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