JP2022074655A - Vehicular illuminating device, and vehicular lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、車両用照明装置、および車両用灯具に関する。 Embodiments of the present invention relate to a vehicle lighting device and a vehicle lighting device.
省エネルギー化や長寿命化などの観点から、フィラメントを備えた車両用照明装置に代えて発光ダイオードを備えた車両用照明装置の普及が進んでいる。
例えば、車両用照明装置は、ソケットと、ソケットの一方の端部側に設けられた発光モジュールとを備えている。発光モジュールは、例えば、配線パターンを有する基板と、基板の上に設けられ、配線パターンと電気的に接続された発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)と、を有している。
From the viewpoint of energy saving and long life, vehicle lighting devices equipped with light emitting diodes are becoming widespread in place of vehicle lighting devices equipped with filaments.
For example, a vehicle lighting device includes a socket and a light emitting module provided on one end side of the socket. The light emitting module has, for example, a substrate having a wiring pattern and a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode) provided on the substrate and electrically connected to the wiring pattern.
また、近年においては、発光モジュールの小型化、ひいては車両用照明装置の小型化が望まれている。そのため、チップ状の発光ダイオードと、チップ状の発光ダイオードを囲む枠部と、枠部の内側に設けられ、チップ状の発光ダイオードを覆う封止部と、を有する発光モジュールが提案されている。 Further, in recent years, it has been desired to reduce the size of the light emitting module and, by extension, the size of the vehicle lighting device. Therefore, a light emitting module having a chip-shaped light emitting diode, a frame portion surrounding the chip-shaped light emitting diode, and a sealing portion provided inside the frame portion and covering the chip-shaped light emitting diode has been proposed.
ここで、発光ダイオードの点灯と消灯により、封止部に熱変形(温度変化による膨張と収縮)が生じる。そして、高光量とするために複数の発光ダイオードを用いる場合には、封止部のサイズ・体積が大きくなり、熱変形の影響がより大きくなる。また、車両用照明装置の場合には、雰囲気の温度変化が大きいことがさらに加わり、熱変形の影響はさらに大きくなる。
封止部の熱変形が大きくなると、発光ダイオードに作用する外力が大きくなるので、発光ダイオードが基板から剥離するおそれがある。また、発光ダイオードの温度が高くなり過ぎると、発光ダイオードの機能が低下したり、発光ダイオードの寿命が短くなったりするおそれがある。
そこで、発光モジュールの信頼性を向上させることができる技術の開発が望まれていた。
Here, when the light emitting diode is turned on and off, thermal deformation (expansion and contraction due to a temperature change) occurs in the sealed portion. When a plurality of light emitting diodes are used in order to increase the amount of light, the size and volume of the sealing portion become large, and the influence of thermal deformation becomes larger. Further, in the case of a vehicle lighting device, a large change in temperature of the atmosphere is added, and the influence of thermal deformation is further increased.
When the thermal deformation of the sealing portion becomes large, the external force acting on the light emitting diode becomes large, so that the light emitting diode may be peeled off from the substrate. Further, if the temperature of the light emitting diode becomes too high, the function of the light emitting diode may be deteriorated or the life of the light emitting diode may be shortened.
Therefore, it has been desired to develop a technique capable of improving the reliability of the light emitting module.
本発明が解決しようとする課題は、発光モジュールの信頼性を向上させることができる車両用照明装置、および車両用灯具を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a vehicle lighting device and a vehicle lighting device capable of improving the reliability of the light emitting module.
実施形態に係る車両用照明装置は、ソケットと;前記ソケットの一方の端部側に設けられた基板と;前記基板の上に設けられた少なくとも1つの発光素子と;前記発光素子と前記基板との間に設けられ、第1の樹脂と第1の添加物とを含む第1の接合部と;前記発光素子と前記基板との間に設けられ、第2の樹脂と第2の添加物とを含む第2の接合部と;を具備している。前記第1の接合部の熱伝導率は、前記第2の接合部の熱伝導率よりも高い。 The vehicle lighting device according to the embodiment includes a socket; a substrate provided on one end side of the socket; at least one light emitting element provided on the substrate; the light emitting element and the substrate. A first joint provided between the first resin and the first additive; a second resin and a second additive provided between the light emitting element and the substrate. It comprises a second joint comprising; The thermal conductivity of the first joint is higher than the thermal conductivity of the second joint.
本発明の実施形態によれば、発光モジュールの信頼性を向上させることができる車両用照明装置、および車両用灯具を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a vehicle lighting device and a vehicle lighting device that can improve the reliability of the light emitting module.
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In each drawing, similar components are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
(車両用照明装置)
本実施の形態に係る車両用照明装置1は、例えば、自動車や鉄道車両などに設けることができる。自動車に設けられる車両用照明装置1としては、例えば、フロントコンビネーションライト(例えば、デイタイムランニングランプ(DRL:Daytime Running Lamp)、ポジションランプ、ターンシグナルランプなどが適宜組み合わされたもの)や、リアコンビネーションライト(例えば、ストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ、バックランプ、フォグランプなどが適宜組み合わされたもの)などに用いられるものを例示することができる。ただし、車両用照明装置1の用途は、これらに限定されるわけではない。
(Vehicle lighting equipment)
The
図1は、本実施の形態に係る車両用照明装置1を例示するための模式斜視図である。
図2は、図1における車両用照明装置1のA-A線断面図である。
図3は、発光モジュール20の模式平面図である。
図1および図2に示すように、車両用照明装置1には、例えば、ソケット10、発光モジュール20、給電部30、および伝熱部40を設けることができる。
FIG. 1 is a schematic perspective view for illustrating the
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the
FIG. 3 is a schematic plan view of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ソケット10は、例えば、装着部11、バヨネット12、フランジ13、放熱フィン14、およびコネクタホルダ15を有する。
装着部11は、フランジ13の、放熱フィン14が設けられる側とは反対側の面に設けられている。装着部11の外形形状は、柱状とすることができる。装着部11の外形形状は、例えば、円柱状である。装着部11は、フランジ13側とは反対側の端面に開口する凹部11aを有する。
The
The
バヨネット12は、装着部11の外側面に設けられている。バヨネット12は、車両用照明装置1の外側に向けて突出している。バヨネット12は、フランジ13と対峙している。バヨネット12は、複数設けられている。バヨネット12は、車両用照明装置1を車両用灯具100の筐体101に装着する際に用いることができる。バヨネット12は、ツイストロックに用いることができる。
The
フランジ13は、板状を呈している。フランジ13は、例えば、円板状を呈している。フランジ13の外側面は、バヨネット12の外側面よりも車両用照明装置1の外方に位置している。
The
放熱フィン14は、フランジ13の、装着部11側とは反対側に設けられている。放熱フィン14は、少なくとも1つ設けることができる。図1および図2に例示をしたソケット10には複数の放熱フィンが設けられている。複数の放熱フィン14は、所定の方向に並べて設けることができる。放熱フィン14は、例えば、板状を呈している。
The
コネクタホルダ15は、フランジ13の、装着部11側とは反対側に設けられている。コネクタホルダ15は、放熱フィン14と並べて設けることができる。コネクタホルダ15は、フランジ13の周縁近傍に設けることができる。コネクタホルダ15は、筒状を呈し、内部にシール部材105aを有するコネクタ105を挿入することができる。
The
ソケット10は、発光モジュール20、および給電部30を保持する機能と、発光モジュール20において発生した熱を外部に伝える機能を有する。そのため、ソケット10は、熱伝導率の高い材料から形成するのが好ましい。例えば、ソケット10は、アルミニウム合金などの金属から形成することができる。
The
また、近年においては、ソケット10は、発光モジュール20において発生した熱を効率よく放熱することができ、且つ、軽量であることが望まれている。そのため、ソケット10は、例えば、高熱伝導性樹脂から形成することが好ましい。高熱伝導性樹脂は、例えば、樹脂と。無機材料を用いたフィラーと、を含む。高熱伝導性樹脂は、例えば、PET(Polyethylene terephthalate)やナイロン等の樹脂に、炭素や酸化アルミニウムなどを用いたフィラーを混合させたものである。
Further, in recent years, it is desired that the
高熱伝導性樹脂を含み、装着部11、バヨネット12、フランジ13、放熱フィン14、およびコネクタホルダ15が一体に成形されたソケット10とすれば、発光モジュール20において発生した熱を効率よく放熱することができる。また、ソケット10の重量を軽くすることができる。この場合、装着部11、バヨネット12、フランジ13、放熱フィン14、およびコネクタホルダ15は、射出成形法などを用いて、一体成形することができる。また、インサート成形法などを用いて、ソケット10と給電部30を一体成形することもできる。
If the
給電部30は、例えば、複数の給電端子31および保持部32を有する。
複数の給電端子31は、棒状体とすることができる。複数の給電端子31は、所定の方向に並べて設けることができる。複数の給電端子31の一方の端部は、凹部11aの底面11a1から突出している。複数の給電端子31の一方の端部は、基板21に設けられた配線パターン21aと半田付けされる。複数の給電端子31の他方の端部は、コネクタホルダ15の孔の内部に露出している。コネクタホルダ15の孔の内部に露出する複数の給電端子31には、コネクタ105が嵌め合わされる。複数の給電端子31は、例えば、銅合金などの金属から形成される。なお、複数の給電端子31の形状、配置、材料、数などは例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
The
The plurality of
前述したように、ソケット10は熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。ところが、熱伝導率の高い材料は導電性を有している場合がある。例えば、アルミニウム合金などの金属や、炭素からなるフィラーを含む高熱伝導性樹脂などは、導電性を有している。そのため、保持部32は、複数の給電端子31と、導電性を有するソケット10との間を絶縁するために設けられている。また、保持部32は、複数の給電端子31を保持する機能をも有する。なお、ソケット10が絶縁性を有する高熱伝導性樹脂(例えば、酸化アルミニウムからなるフィラーを含む高熱伝導性樹脂など)から形成される場合には、保持部32を省くことができる。この場合、ソケット10が複数の給電端子31を保持する。保持部32は、絶縁性を有する樹脂から形成することができる。保持部32は、例えば、ソケット10に設けられた孔10aに圧入したり、孔10aの内壁に接着したりすることができる。
As described above, the
伝熱部40は、例えば、ソケット10と、発光モジュール20(基板21)との間に設けられる。伝熱部40は、例えば、板状を呈している。伝熱部40は、例えば、凹部11aの底面11a1に接着することができる。この場合、接着剤は、熱伝導率の高い接着剤とすることが好ましい。接着剤は、例えば、無機材料を用いたフィラーが混合された接着剤とすることができる。無機材料は、熱伝導率の高い材料(例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス)とすることが好ましい。接着剤の熱伝導率は、例えば、0.5W/(m・K)以上、10W/(m・K)以下とすることができる。
The
また、伝熱部40は、熱伝導グリス(放熱グリス)からなる層を介して、凹部11aの底面11a1に取り付けることもできる。熱伝導グリスの種類には特に限定はないが、例えば、変性シリコーンに、熱伝導率の高い材料(例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス)を用いたフィラーが混合されたものとすることができる。熱伝導グリスの熱伝導率は、例えば、1W/(m・K)以上、5W/(m・K)以下とすることができる。
Further, the
また、伝熱部40は、インサート成形法により、凹部11aの底面11a1に埋め込むこともできる。また、伝熱部40は、凹部11aの底面11a1に開口する凹部の内部に、熱伝導率の高い接着剤を用いて接着したり、熱伝導グリスからなる層を介して取り付けたりすることもできる。
Further, the
伝熱部40は、発光モジュール20において発生した熱が、ソケット10に伝わりやすくするために設けられる。そのため、伝熱部40は、熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。伝熱部40は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの金属から形成することができる。
なお、ソケット10が金属から形成されたり、発光モジュール20において発生する熱が少ない場合などには、伝熱部40を省くこともできる。
The
If the
図1および図3に示すように、発光モジュール20は、例えば、基板21、発光素子22、枠部23、封止部24、素子25、第1の接合部26、および第2の接合部27を有する。
基板21は、ソケット10の一方の端部側に設けられている。基板21は、例えば、伝熱部40の上に接着することができる。この場合、接着剤は、熱伝導率の高い接着剤とすることが好ましい。接着剤は、例えば、前述した、伝熱部40と凹部11aの底面11a1とを接着する接着剤と同じとすることができる。
As shown in FIGS. 1 and 3, for example, the
The
基板21は、板状を呈している。基板21の平面形状は、例えば、四角形である。基板21は、例えば、セラミックス(例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなど)などの無機材料、紙フェノールやガラスエポキシなどの有機材料などから形成することができる。また、基板21は、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものであってもよい。発光素子22の発熱量が多い場合には、放熱の観点から熱伝導率の高い材料を用いて基板21を形成することが好ましい。熱伝導率の高い材料としては、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス、高熱伝導性樹脂、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものなどを例示することができる。基板21は、単層構造を有するものであってもよいし、多層構造を有するものであってもよい。
The
また、基板21の表面には、配線パターン21aが設けられている。配線パターン21aは、例えば、銀を主成分とする材料や、銅を主成分とする材料などから形成することができる。
Further, a
また、配線パターン21aや、後述する膜状の抵抗器などを覆う被覆部を設けることもできる。被覆部は、例えば、ガラス材料を含むことができる。
Further, it is also possible to provide a covering portion that covers the
発光素子22は、基板21の上に設けられている。発光素子22は、基板21の、伝熱部40側とは反対側に設けられている。発光素子22は、配線パターン21aと電気的に接続される。発光素子22は、少なくとも1つ設けることができる。複数の発光素子22を設ける場合には、複数の発光素子22を互いに直列接続することができる。
発光素子22は、例えば、発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオードなどとすることができる。
The
The
発光素子22は、例えば、チップ状の発光素子とすることができる。チップ状の発光素子22は、例えば、上部電極型の発光素子、上下電極型(両面電極型)の発光素子、フリップチップ型(下部電極型)の発光素子などとすることができる。図1~図3に例示をした発光素子22は、上下電極型の発光素子である。上部電極型の発光素子の電極、または上下電極型の発光素子の上部電極は、配線21bにより配線パターン21aと電気的に接続することができる。この場合、配線21bは、例えば、ワイヤーボンディング法により接続することができる。なお、電極は、後述する図4に示すように線状電極であってもよいし、パッド電極であってもよい。フリップチップ型の発光素子22は、配線パターン21aに直接実装することができる。
なお、発光素子22の数、大きさ、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく、車両用照明装置1の大きさや用途などに応じて適宜変更することができる。
The
The number, size, arrangement, etc. of the
枠部23は、基板21の、伝熱部40側とは反対側に設けられている。枠部23は、枠状を呈し、接着層23aを介して、基板21の上に設けられている。枠部23は、発光素子22を囲んでいる。枠部23は、樹脂から形成することができる。樹脂は、例えば、PBT(polybutylene terephthalate)、PC(polycarbonate)、PET、ナイロン(Nylon)、PP(polypropylene)、PE(polyethylene)、PS(polystyrene)などの熱可塑性樹脂とすることができる。
The
枠部23は、封止部24の形成範囲を規定する機能と、リフレクタの機能とを有することができる。そのため、枠部23は、反射率を向上させるために、酸化チタンの粒子などを含んでいたり、白色の樹脂を含んでいたりすることができる。
The
なお、枠部23は、省くこともできる。枠部23が省かれる場合には、例えば、ドーム状の封止部24が基板21の上に形成される。ただし、枠部23が設けられていれば、封止部24の平面寸法が大きくなるのを抑制することができるので、発光モジュール20の小型化、ひいては車両用照明装置1の小型化を図ることができる。また、枠部23が設けられていれば、光の取り出し効率を向上させることができる。
The
封止部24は、枠部23の内側に設けることができる。封止部24は、枠部23により囲まれた領域を覆うように設けることができる。封止部24は、発光素子22を覆うように設けることができる。封止部24は、透光性を有する樹脂を含むことができる。封止部24は、例えば、枠部23の内側に樹脂を充填することで形成することができる。樹脂の充填は、例えば、ディスペンサなどを用いて行うことができる。充填する樹脂は、例えば、シリコーン樹脂などとすることができる。
The sealing
また、封止部24には、蛍光体を含めることができる。蛍光体は、例えば、YAG系蛍光体(イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体)などとすることができる。ただし、蛍光体の種類は、車両用照明装置1の用途などに応じて所定の発光色が得られるように適宜変更することができる。
Further, the sealing
また、封止部24の上には、必要に応じて光学要素を設けることもできる。光学要素は、例えば、凸レンズとすることができる。凸レンズである光学要素は、光を集光して、所定の配光特性が得られるようにする。なお、光学要素は、凸レンズに限定されるわけではなく、例えば、凹レンズなどであってもよい。
Further, an optical element may be provided on the sealing
素子25は、発光素子22を有する発光回路を構成するために用いられる受動素子または能動素子とすることができる。素子25は、例えば、枠部23の周辺に設けられ、配線パターン21aと電気的に接続される。素子25は、必要に応じて設けることができる。
The
素子25は、例えば、抵抗25a、制御素子25b、コンデンサ25c、およびプルダウン抵抗25dなどとすることができる。
ただし、素子25の種類は例示をしたものに限定されるわけではなく、発光素子22を有する発光回路の構成に応じて適宜変更することができる。例えば、素子25は、前述したものの他に、正特性サーミスタ、負特性サーミスタ、インダクタ、サージアブソーバ、バリスタ、FETやバイポーラトランジスタなどのトランジスタ、集積回路、演算素子などであってもよい。
The
However, the type of the
抵抗25aは、基板21の、伝熱部40側とは反対側に設けることができる。抵抗25aは、配線パターン21aと電気的に接続される。抵抗25aは、例えば、表面実装型の抵抗器、リード線を有する抵抗器(酸化金属皮膜抵抗器)、スクリーン印刷法などを用いて形成された膜状の抵抗器などとすることができる。なお、図1および図3に例示をした抵抗25aは、膜状の抵抗器である。
The
膜状の抵抗器の材料は、例えば、酸化ルテニウム(RuO2)である。膜状の抵抗器は、例えば、スクリーン印刷法および焼成法を用いて形成される。抵抗25aが膜状の抵抗器であれば、抵抗25aと基板21との接触面積を大きくすることができるので、放熱性を向上させることができる。また、複数の抵抗25aを一度に形成することができる。そのため、生産性を向上させることができる。また、複数の抵抗25aにおける抵抗値のばらつきを抑制することができる。
The material of the membranous resistor is, for example, ruthenium oxide (RuO 2 ). Membrane resistors are formed using, for example, screen printing and firing methods. If the
ここで、発光素子22の順方向電圧特性には、ばらつきがあるので、アノード端子とグランド端子との間の印加電圧を一定にすると、発光素子22から照射される光の明るさ(光束、輝度、光度、照度)にばらつきが生じる。そのため、発光素子22から照射される光の明るさが所定の範囲内に収まるように、発光素子22に直列接続された抵抗25aにより、発光素子22に流れる電流の値が所定の範囲内となるようにする。この場合、抵抗25aの抵抗値を変化させることで、発光素子22に流れる電流の値が所定の範囲内となるようにする。
Here, since the forward voltage characteristics of the
抵抗25aが表面実装型の抵抗器やリード線を有する抵抗器などの場合には、発光素子22の順方向電圧特性に応じて適切な抵抗値を有する抵抗25aを選択する。抵抗25aが膜状の抵抗器の場合には、抵抗25aの一部を除去すれば、抵抗値を増加させることができる。例えば、膜状の抵抗器にレーザ光を照射すれば、膜状の抵抗器の一部を容易に除去することができる。なお、抵抗25aの数、大きさなどは、例示をしたものに限定されるわけではなく、発光素子22の数や仕様などに応じて適宜変更することができる。
When the
制御素子25bは、基板21の、伝熱部40側とは反対側に設けることができる。制御素子25bは、配線パターン21aと電気的に接続される。制御素子25bは、例えば、逆方向電圧が発光素子22に印加されないようにするため、および、逆方向からのパルスノイズが発光素子22に印加されないようにするために設けることができる。制御素子25bは、例えば、表面実装型のダイオードや、リード線を有するダイオードなどである。図1および図3に例示をした制御素子25bは、表面実装型のダイオードである。
The
コンデンサ25cは、基板21の、伝熱部40側とは反対側に設けることができる。コンデンサ25cは、配線パターン21aと電気的に接続される。コンデンサ25cは、例えば、ノイズ対策や電圧を平滑化するために設けることができる。コンデンサ25cは、例えば、チップ状のコンデンサ、表面実装型のコンデンサ、リード線を有するコンデンサなどである。図3に例示をしたコンデンサ25cは、表面実装型のコンデンサである。
The
プルダウン抵抗25dは、基板21の、伝熱部40側とは反対側に設けることができる。プルダウン抵抗25dは、配線パターン21aと電気的に接続される。プルダウン抵抗25dは、例えば、発光素子22に関する導通の検出や、誤点灯防止などのために設けることができる。プルダウン抵抗25dは、例えば、表面実装型の抵抗器、リード線を有する抵抗器、チップ状の抵抗器などである。図1および図3に例示をしたプルダウン抵抗25dは、表面実装型の抵抗器である。
The pull-
第1の接合部26および第2の接合部27は、発光素子22と基板21との間に設けられている。発光素子22は、第1の接合部26および第2の接合部27により基板21に接合されている。
ここで、前述したように、封止部24はシリコーン樹脂などから形成されるため、封止部24の線膨張係数は、基板21などの線膨張係数に比べて大きくなる。そのため、発光素子22の点灯と消灯に伴う温度変化により、封止部24には大きな熱変形(温度変化による膨張と収縮)が生じる。また、車両用照明装置1の場合には、雰囲気の温度変化が大きい(例えば、-40℃~85℃の範囲)ことがさらに加わり、熱変形がさらに大きくなる場合がある。また、封止部24に発生する熱変形は、枠部23により囲まれた領域(枠部23の内側)の中心から離れるほど大きくなる。そのため、高光量とするために複数の発光素子22を設けると、発生する熱が多くなるとともに、封止部24のサイズ・体積が大きくなって、熱変形がさらに大きくなるおそれがある。
The first
Here, as described above, since the sealing
前述したように、発光素子22は封止部24により覆われているため、封止部24に熱変形が生じると、発光素子22に外力が作用することになる。そのため、発光素子22と基板21との間の接合強度が弱いと、熱変形により発生した外力により、発光素子22が基板21から剥離するおそれがある。
As described above, since the
また、発光素子22において発生した熱により、発光素子22の温度が高くなり過ぎると、発光素子22の機能が低下したり、発光素子22の寿命が短くなったりするおそれがある。この場合、発光素子22において発生した熱は、発光素子22と基板21との間に設けられた接合部を介して基板21側に放熱される。そのため、接合部の熱伝導率を高くすれば、発光素子22の温度が高くなるのを抑制することができる。
Further, if the temperature of the
ここで、樹脂とフィラーなどの添加物とを含む接合部とすれば、接合部の接合強度と熱伝導率とを調整することができ、発光素子22と基板21との接合作業も容易となる。例えば、フィラーなどの熱伝導率の高い添加物を樹脂に含めれば、接合部の熱伝導率を高くすることができる。この場合、添加物の割合が多くなれば、接合部の熱伝導率が高くなる。ところが、接合部の接合強度は、主に、樹脂に依存するため、添加物の割合が多くなれば、接合強度は低くなる。
Here, if the joint portion contains a resin and an additive such as a filler, the joint strength and thermal conductivity of the joint portion can be adjusted, and the bonding work between the light emitting
すなわち、単に、樹脂とフィラーなどの添加物とを含む接合部とすれば、接合強度の向上と、熱伝導率の向上(放熱性の向上)とを両立させることが難しくなる。
そこで、本実施の形態に係る発光モジュール20には、第1の接合部26と第2の接合部27とが設けられている。
That is, if the joint portion simply contains a resin and an additive such as a filler, it becomes difficult to achieve both improvement in joint strength and improvement in thermal conductivity (improvement in heat dissipation).
Therefore, the
図4は、第1の接合部26および第2の接合部27を例示するための模式平面図である。
なお、図4は、枠部23の内側の模式拡大図である。
図5は、図4における第1の接合部26および第2の接合部27のB-B線断面図である。
図4および図5に示すように、1つの発光素子22は、第1の接合部26および第2の接合部27により基板21に接合されている。
FIG. 4 is a schematic plan view for illustrating the first
Note that FIG. 4 is a schematic enlarged view of the inside of the
FIG. 5 is a sectional view taken along line BB of the first
As shown in FIGS. 4 and 5, one
第1の接合部26は、例えば、第1の樹脂と、第1の添加物とを含んでいる。
第1の樹脂は、例えば、シリコーン樹脂やアクリル樹脂などとすることができる。ここで、発光素子22から照射される光には紫外線が含まれている。第1の樹脂がシリコーン樹脂やアクリル樹脂であれば、紫外線に対する耐性を向上させることができる。また、第1の樹脂がシリコーン樹脂やアクリル樹脂であれば、酸化などによる変色を抑制することができる。
The first joint 26 contains, for example, a first resin and a first additive.
The first resin can be, for example, a silicone resin, an acrylic resin, or the like. Here, the light emitted from the
第1の添加物は、酸化チタンや酸化アルミニウムなどの熱伝導率の高い無機材料を含むフィラーや粒子などとすることができる。第1の添加物が熱伝導率の高い無機材料を含んでいれば、第1の接合部26の熱伝導率を高くすることができるので、発光素子22において発生した熱を基板21側に伝えるのが容易となる。また、第1の添加物が酸化チタンであれば、発光素子22から照射された光に対する反射率を高くすることができる。そのため、発光素子22から照射された光の取り出し効率を向上させることができる。
The first additive can be a filler or particles containing an inorganic material having high thermal conductivity such as titanium oxide or aluminum oxide. If the first additive contains an inorganic material having a high thermal conductivity, the thermal conductivity of the first
ここで、第1の接合部26に含まれる第1の添加物の割合を多くすれば、熱伝導率を高くしたり、反射率を高したりすることができる。しかしながら、第1の接合部26の接合強度は、主に、第1の樹脂に依存するので、第1の添加物の割合を多くし過ぎると、前述した発光素子22の剥離が生じ易くなる。本発明者の得た知見によれば、第1の添加物の含有量を、50wt%以上、90wt%以下とすれば、熱伝導率を高めることができ、接合強度が低くなりすぎるのを抑制することができる。また、第1の添加物が酸化チタンの場合には、反射率の向上を図ることもできる。
例えば、第1の接合部26がシリコーン樹脂を含み、酸化チタンを含むフィラーの含有量を60wt%程度とすれば、熱伝導率を3W/m・k程度とすることができる。
Here, if the ratio of the first additive contained in the first
For example, if the first
第1の接合部26は、例えば、溶剤、第1の樹脂、および第1の添加物を含む材料を、ディスペンサなどを用いて基板21上に塗布し、これを硬化させることで形成することができる。
The first
第2の接合部27は、例えば、第2の樹脂と、第2の添加物とを含んでいる。
第2の樹脂は、例えば、エポキシ樹脂などとすることができる。エポキシ樹脂は、シリコーン樹脂に比べて線膨張係数が小さい。そのため、第2の接合部27の熱変形や熱応力を抑制することができる。また、第2の樹脂がエポキシ樹脂であれば、発光素子22と基板21との間の接合強度を高めることができる。
The second joint 27 contains, for example, a second resin and a second additive.
The second resin can be, for example, an epoxy resin or the like. Epoxy resin has a smaller coefficient of linear expansion than silicone resin. Therefore, it is possible to suppress thermal deformation and thermal stress of the second
第2の添加物は、銀などの金属を含むフィラーや粒子などとすることができる。第2の添加物が金属を含んでいれば、第2の接合部27の熱伝導率を高くすることができるので、発光素子22において発生した熱を基板21側に伝えるのが容易となる。また、第2の添加物が金属を含んでいれば導電性を有する第2の接合部27となるので、上下電極型の発光素子の下部電極や、フリップチップ型の発光素子の電極と、配線パターン21aとを電気的に接続することが可能となる。
The second additive can be a filler containing a metal such as silver, particles, or the like. If the second additive contains a metal, the thermal conductivity of the second
ここで、第2の接合部27に含まれる第2の添加物の割合を多くすれば、熱伝導率を高くしたり、導電性を高したりすることができる。しかしながら、第2の接合部27の接合強度は、主に、第2の樹脂に依存するので、第2の添加物の割合を多くし過ぎると、前述した発光素子22の剥離が生じ易くなる。本発明者の得た知見によれば、第2の添加物の割合を、50wt%以上、80wt%以下とすれば、熱伝導率を高めることができ、接合強度が低くなりすぎるのを抑制することができる。また、上下電極型の発光素子や、フリップチップ型の発光素子と、配線パターン21aとの間の電気抵抗が高くなるのを抑制することができる。
例えば、第2の接合部27がエポキシ樹脂を含み、銀を含むフィラーの含有量を60wt%程度とすれば、熱伝導率を2W/m・k程度とすることができる。
Here, if the ratio of the second additive contained in the second
For example, if the second
第2の接合部27は、例えば、溶剤、第2の樹脂、および第2の添加物を含む材料を、ディスペンサなどを用いて基板21上に塗布し、これを硬化させることで形成することができる。
以上に説明した様に、第1の接合部26の熱伝導率は、第2の接合部27の熱伝導率よりも高くなっている。
第2の接合部27の接合強度は、第1の接合部26の接合強度よりも高くなっている。
The second
As described above, the thermal conductivity of the first
The joint strength of the second
また、図5に示すように、第1の接合部26は、発光素子22の側面と接触する部分に第1のフィレット26aを有している。第2の接合部27は、発光素子22の側面と接触する部分に第2のフィレット27aを有している。第1のフィレット26aや第2のフィレット27aが設けられていれば、発光素子22と基板21との間の接合強度をさらに高めることができる。
Further, as shown in FIG. 5, the first
また、放熱性の向上を考慮すると、熱伝導率の高い第1の接合部26の面積を、第2の接合部27の面積よりも大きくすることが好ましい。
接合強度の向上を考慮すると、接合強度の高い第2の接合部27の面積を、第1の接合部26の面積よりも大きくすることが好ましい。
また、第1の接合部26に含まれる第1の樹脂の線膨張係数と、第2の接合部27に含まれる第2の樹脂の線膨張係数とが異なるため、第1の接合部26と第2の接合部27との間の少なくとも一部に隙間を設けることができる。この様にすれば、第1の接合部26と第2の接合部27との間に発生した熱応力により接合強度が低下するのを抑制することができる。
Further, in consideration of the improvement of heat dissipation, it is preferable that the area of the first
Considering the improvement of the joint strength, it is preferable that the area of the second
Further, since the linear expansion coefficient of the first resin contained in the first
図6は、他の実施形態に係る第1の接合部26および第2の接合部27を例示するための模式断面図である。
図6に示すように、第1の接合部26は、発光素子22の上面(光の出射面)を露出させるとともに、枠部23の内側を覆うように設けることができる。前述したように、第1の接合部26に含まれる第1の添加物が酸化チタンであれば、発光素子22から照射された光に対する反射率を高くすることができる。そのため、第1の接合部26が枠部23の内側を覆うように設けられていれば、光の取り出し効率を向上させることができる。また、第2の接合部27に含まれる第2の添加物は、酸化や硫化が生じ易い金属を含んでいるが、第1の接合部26が第2の接合部27を覆っていれば、第2の接合部27に含まれる第2の添加物に酸化や硫化が生じるのを抑制することができる。なお、第1の接合部26に含まれる第1の添加物は、酸化チタンや酸化アルミニウムなどの無機材料を含んでいるため、第1の接合部26が外気に露出していても、酸化や硫化が生じにくい。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for illustrating the first
As shown in FIG. 6, the first
図7は、他の実施形態に係る第1の接合部26および第2の接合部27を例示するための模式断面図である。
図4に例示をした第1の接合部26は枠部23の中心側に設けられ、第2の接合部27は枠部23の内壁側に設けられている。
例えば、発光素子22が複数設けられている場合には、第1の接合部26は、複数の発光素子に対して1つ設けることができる。第2の接合部27は、複数の発光素子22毎に設けることができる。
これに対して、図7に例示をした第1の接合部26は枠部23の内壁側に設けられ、第2の接合部27は枠部23の中心側に設けられている。
例えば、発光素子22が複数設けられている場合には、第1の接合部26は、複数の発光素子22に対して1つ設けることができる。第2の接合部27は、複数の発光素子22に対して1つ設けることができる。
図7に例示をした実施形態としても、図4に例示をした実施形態と同様の効果を享受することができる。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for illustrating the first
The first
For example, when a plurality of
On the other hand, the first
For example, when a plurality of
As the embodiment illustrated in FIG. 7, the same effect as that of the embodiment illustrated in FIG. 4 can be enjoyed.
(車両用灯具)
次に、車両用灯具100について例示する。
なお、以下においては、一例として、車両用灯具100が自動車に設けられるフロントコンビネーションライトである場合を説明する。ただし、車両用灯具100は、自動車に設けられるフロントコンビネーションライトに限定されるわけではない。車両用灯具100は、自動車や鉄道車両などに設けられる車両用灯具であればよい。
(Vehicle lamps)
Next, the
In the following, as an example, a case where the
図8は、車両用灯具100を例示するための模式部分断面図である。
図8に示すように、車両用灯具100には、例えば、車両用照明装置1、筐体101、カバー102、光学要素部103、シール部材104、およびコネクタ105が設けられている。
FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view for illustrating the
As shown in FIG. 8, the
筐体101には車両用照明装置1が取り付けられる。筐体101は、装着部11を保持する。筐体101は、一方の端部側が開口した箱状を呈している。筐体101は、例えば、光を透過しない樹脂などから形成することができる。筐体101の底面には、装着部11のバヨネット12が設けられた部分が挿入される取付孔101aが設けられている。取付孔101aの周縁には、装着部11に設けられたバヨネット12が挿入される凹部が設けられている。なお、筐体101に取付孔101aが直接設けられる場合を例示したが、取付孔101aを有する取付部材が筐体101に設けられていてもよい。
A
車両用照明装置1を車両用灯具100に取り付ける際には、装着部11のバヨネット12が設けられた部分を取付孔101aに挿入し、車両用照明装置1を回転させる。すると、取付孔101aの周縁に設けられた嵌合部にバヨネット12が保持される。この様な取り付け方法は、ツイストロックと呼ばれている。
When the
カバー102は、筐体101の開口を塞ぐように設けられている。カバー102は、透光性を有する樹脂などから形成することができる。カバー102は、レンズなどの機能を有することもできる。
The
光学要素部103には、車両用照明装置1から出射した光が入射する。光学要素部103は、車両用照明装置1から出射した光の反射、拡散、導光、集光、所定の配光パターンの形成などを行う。例えば、図8に例示をした光学要素部103はリフレクタである。この場合、光学要素部103は、車両用照明装置1から出射した光を反射して、所定の配光パターンが形成されるようにする。
The light emitted from the
シール部材104は、フランジ13と筐体101の間に設けられている。シール部材104は、環状を呈するものとすることができる。シール部材104は、ゴムやシリコーン樹脂などの弾性を有する材料から形成することができる。
The
コネクタ105は、コネクタホルダ15の内部に露出している複数の給電端子31の端部に嵌め合わされる。コネクタ105は、電源などと電気的に接続されている。また、コネクタ105には、環状を呈するシール部材105aが設けられている。コネクタ105がコネクタホルダ15の内部に挿入された際に、シール部材105aによりコネクタホルダ15の内部が、水密となるように密閉される。
The
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although some embodiments of the present invention have been exemplified above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof. In addition, each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.
1 車両用照明装置、10 ソケット、20 発光モジュール、21 基板、21a 配線パターン、22 発光素子、26 第1の接合部、26a 第1のフィレット、27 第2の接合部、27a 第2のフィレット、100 車両用灯具、101 筐体 1 vehicle lighting device, 10 sockets, 20 light emitting modules, 21 boards, 21a wiring patterns, 22 light emitting elements, 26 first joints, 26a first fillets, 27 second joints, 27a second fillets, 100 vehicle lighting, 101 housing
Claims (8)
前記ソケットの一方の端部側に設けられた基板と;
前記基板の上に設けられた少なくとも1つの発光素子と;
前記発光素子と前記基板との間に設けられ、第1の樹脂と第1の添加物とを含む第1の接合部と;
前記発光素子と前記基板との間に設けられ、第2の樹脂と第2の添加物とを含む第2の接合部と;
を具備し、
前記第1の接合部の熱伝導率は、前記第2の接合部の熱伝導率よりも高い車両用照明装置。 With socket;
With the board provided on one end side of the socket;
With at least one light emitting element provided on the substrate;
A first joint provided between the light emitting element and the substrate and containing the first resin and the first additive;
A second joint provided between the light emitting element and the substrate and containing the second resin and the second additive;
Equipped with
A vehicle lighting device in which the thermal conductivity of the first joint is higher than the thermal conductivity of the second joint.
前記第1の接合部は、前記複数の発光素子に対して1つ設けられ、
前記第2の接合部は、前記複数の発光素子毎に設けられている請求項1または2に記載の車両用照明装置。 A plurality of the light emitting elements are provided, and the light emitting element is provided.
The first joint portion is provided for each of the plurality of light emitting elements, and the first joint portion is provided.
The vehicle lighting device according to claim 1 or 2, wherein the second joint is provided for each of the plurality of light emitting elements.
前記第1の接合部は、前記複数の発光素子に対して1つ設けられ、
前記第2の接合部は、前記複数の発光素子に対して1つ設けられている請求項1または2に記載の車両用照明装置。 A plurality of the light emitting elements are provided, and the light emitting element is provided.
The first joint portion is provided for each of the plurality of light emitting elements, and the first joint portion is provided.
The vehicle lighting device according to claim 1 or 2, wherein the second joint is provided for each of the plurality of light emitting elements.
前記第2の添加物は、金属を含む請求項1~4のいずれか1つに記載の車両用照明装置。 The first additive comprises an inorganic material and contains
The vehicle lighting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the second additive contains a metal.
前記第2の接合部は、前記発光素子の側面と接触する部分に第2のフィレットを有する請求項1~5のいずれか1つに記載の車両用照明装置。 The first joint has a first fillet at a portion in contact with the side surface of the light emitting element.
The vehicle lighting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the second joint has a second fillet at a portion in contact with a side surface of the light emitting element.
前記車両用照明装置が取り付けられる筐体と;
を具備した車両用灯具。 With the vehicle lighting device according to any one of claims 1 to 7.
With the housing to which the vehicle lighting device is attached;
A lamp for vehicles equipped with.
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