JP2022080784A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ発光素子により、求められる明るさの分布を確保しつつカットオフラインを明確とした配光パターンを形成できる車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具１０は、ｎ型半導体層４４とｐ型半導体層４２とが積層された発光素子３２と、そこの光を投影する投影レンズ１２と、を備える。発光素子３２は、ｎ電極４５とｐ電極４６と複数のｎドット４９と複数のｐドット４８と発光面４７とを有する。ｎドット４９は、発光面４７に沿う方向において、配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）における水平方向に対応する第１方向で発光面４７を横切りつつ第１方向に直交する第２方向で発光面４７における一辺（３２ｄ）側に偏った位置に設定されたｎ分布領域５３内で整列されている。【選択図】図２

Description

本開示は、車両用灯具に関する。

車両用灯具は、照射する光で配光パターンを形成するものがある。その配光パターンでは、水平ラインと傾斜ラインとを繋いだカットオフラインが形成される。車両用灯具では、配光パターンを形成するための様々な構成が知られており、その１つとしてＬＥＤ発光素子で配光パターンを形成するものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

この車両用灯具では、ＬＥＤ発光素子が、ｎ電極を設けたｎ型半導体層と、その上にｐ電極を設けたｐ型半導体層と、を備え、発光面側から見て第１の直線とそこと鈍角を為す第２の直線とを含む外形の第１の電極と、それとは別の第２の電極と、をｎ電極またはｐ電極に設けている。これにより、その従来の車両用灯具では、ＬＥＤ発光素子でカットオフラインを有する配光パターンを形成できるものとされている。

特開２００５－１５９１７８号公報

ところで、配光パターンでは、視認性の確保や対向車等の眩惑防止や法規等を鑑みて、水平ラインと傾斜ラインとの繋ぎ目の近傍を最も明るくしつつカットオフラインを明確とすることが求められる。しかしながら、上記の車両用灯具は、ＬＥＤ発光素子で形成した配光パターンにおいて、求められる明るさの分布を確保しつつカットオフラインを明確とすることが困難である。

本開示は、上記の事情に鑑みて為されたもので、ＬＥＤ発光素子により、求められる明るさの分布を確保しつつカットオフラインを明確とした配光パターンを形成できる車両用灯具を提供することを目的とする。

本開示の車両用灯具は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とが積層された発光素子と、前記発光素子から放射された光を投影して配光パターンを形成する投影レンズと、を備え、前記発光素子は、積層方向の一方に設けられたｎ電極およびｐ電極と、前記積層方向の他方において前記積層方向に直交して設けられた発光面と、前記ｎ電極と前記ｎ型半導体層とを接続する複数のｎドットと、前記ｐ電極と前記ｐ型半導体層とを接続する複数のｐドットと、を有し、前記ｎドットは、前記発光面に沿う方向において、前記配光パターンにおける水平方向に対応する第１方向で前記発光面を横切りつつ前記第１方向に直交する第２方向で前記発光面における一辺側に偏った位置に設定されたｎ分布領域内で整列されていることを特徴とする。

本開示の車両用灯具によれば、ＬＥＤ発光素子により、求められる明るさの分布を確保しつつカットオフラインを明確とした配光パターンを形成できる。

本開示に係る実施例１の車両用灯具の構成を分解して示す説明図である。 車両用灯具の光源部を拡大して示す説明図である。 車両用灯具が形成する配光パターンを示す説明図である。 光源部におけるＬＥＤパッケージを光軸方向の前側から見た様子を模式的に示す説明図である。 ＬＥＤパッケージの構成を模式的な断面で示す説明図であり、図４のＩ－Ｉ線に沿って得られた断面に相当する。 ＬＥＤパッケージにおける発光素子の構成を示す説明図であり、図４のII－II線に沿って得られた断面に相当する。 一般的な構成とされた発光素子を光軸方向の前側から見た様子を示す説明図である。 ｎ分布領域が設定された発光素子を光軸方向の前側から見た様子を示す説明図である。 ｎ分布領域が設定されるとともにｐドットの密度を変化させた発光素子を光軸方向の前側から見た様子を示す説明図である。 実施例２の車両用灯具の構成を分解して示す説明図である。 実施例２の光源部を拡大して示す説明図である。 実施例２の対を為す発光素子を有するＬＥＤパッケージを形成する様子を示す説明図であり、そのうちの基礎形成工程により基礎となる発光素子を形成した様子を示す。 実施例２の対を為す発光素子を有するＬＥＤパッケージを形成する様子を示す説明図であり、そのうちのエッチング工程により対を為す発光素子を形成した様子を示す。 実施例２の対を為す発光素子を有するＬＥＤパッケージを形成する様子を示す説明図であり、そのうちの実装工程により対を為す放熱基板上に一対の発光素子を実装した様子を示す。 実施例２の対を為す発光素子を有するＬＥＤパッケージを形成する様子を示す説明図であり、そのうちの蛍光体設置工程および封止工程により一対の発光素子に蛍光体を設けて封止した様子を示す。

以下に、本開示に係る車両用灯具の一例としての車両用灯具１０の各実施例について図面を参照しつつ説明する。なお、図５および図６は、それぞれの構成の把握を容易とするために、模式的で簡易な断面で示しており、必ずしも実際の様子とは一致するものではない。また、図１２から図１５は、対を為す発光素子を有するＬＥＤパッケージを形成する様子の理解を容易とするために、模式的で簡易な図面で示しており、必ずしも実際の様子とは一致するものではない。

本開示に係る車両用灯具の一実施形態に係る実施例１の車両用灯具１０を、図１から図９を用いて説明する。車両用灯具１０は、自動車等の車両に用いられる灯具として用いられて走行時の配光パターンを形成するものであり、例えば、ヘッドランプやフォグランプ等に用いられる。実施例１の車両用灯具１０は、車両の前部の左右両側で、ランプハウジングの開放された前端がアウターレンズで覆われて形成される灯室に、上下方向用光軸調整機構や幅方向用光軸調整機構を介して設けられる。以下の説明では、車両用灯具１０において、光を照射する方向となる投影レンズ１２の光軸Ｌａが伸びる方向を光軸方向（図面ではＺとする）とし、光軸方向を水平面に沿う状態とした際の鉛直方向を上下方向（図面ではＹとする）とし、光軸方向および上下方向に直交する方向（水平方向）を幅方向（図面ではＸとする）とする。

車両用灯具１０は、光源部１１と投影レンズ１２と放熱部材１３とが組み付けられており、ダイレクトプロジェクションタイプの路面投影ユニットを構成する。車両用灯具１０は、光源部１１と投影レンズ１２とが組み付けられた状態で、適宜筐体に収容されて灯室に設けられる。

光源部１１は、図２に示すように、２つのＬＥＤパッケージ２１と点灯回路２２とが基板２３に実装されている。ＬＥＤパッケージ２１は、配光パターンを形成するための青色の光を出射するものであり、それぞれがＬＥＤ（Light Emitting Diode）の発光素子を用いて構成されている。このＬＥＤパッケージ２１は、車両用灯具１０において、すれ違い用配光パターンＬＰや走行用配光パターンＨＰ（図３参照）の配光パターンの外形を形成するものとされている。このＬＥＤパッケージ２１の構成については後述する。

各ＬＥＤパッケージ２１は、互いに等しい構成とされており、幅方向で基板２３の中心位置とされるとともに、上下方向で中心位置に対して対称な位置関係とされている。ＬＥＤパッケージ２１は、上側に設けられたものがすれ違い用配光パターンＬＰ（図３参照）を形成するものであり、個別に示す際にはＬＥＤパッケージ２１Ｌと記載する。また、ＬＥＤパッケージ２１は、下側に設けられたものが走行用配光パターンＨＰ（図３参照）を形成するものであり、個別に示す際にはＬＥＤパッケージ２１Ｈと記載する。

点灯回路２２は、各ＬＥＤパッケージ２１に電力を適宜供給するとともに制御信号を送ることで、各ＬＥＤパッケージ２１を適宜点灯させる。点灯回路２２は、幅方向で基板２３の中心位置から偏る位置に設けられており、各ＬＥＤパッケージ２１が上記した位置に配置されることを妨げない位置とされている。

基板２３は、各ＬＥＤパッケージ２１と点灯回路２２とを電気的に接続するとともに、車両に搭載された電力供給源からの電力の各ＬＥＤパッケージ２１や点灯回路２２への供給を可能とするもので、実施例１ではガラスエポキシ基板とされている。基板２３には、各ＬＥＤパッケージ２１や点灯回路２２を上記の電力供給源に接続するための電路２３ａが個別に対応して設けられている。その各電路２３ａは、基板２３の一辺まで伸びており、その端部にコネクタ部材２４が設けられる。コネクタ部材２４は、基板２３における各電路２３ａが配置された一辺に固定されており、各電路２３ａに対応するコネクタピン２４ａが設けられている。コネクタ部材２４は、各コネクタピン２４ａが車両に設けられたコネクタ本体に差し込まれることにより、電力供給源と各ＬＥＤパッケージ２１および点灯回路２２とを接続する。

投影レンズ１２は、図１に示すように、両ＬＥＤパッケージ２１から放射された光を光軸方向の前側に投影する。実施例１の投影レンズ１２は、光軸方向から見て四角形状の凸レンズとされており、光軸Ｌａを中心として上下方向の上側の上側レンズ部１２ａと下側の下側レンズ部１２ｂとを有する。なお、この四角形状とは、４つの角部（球面等に面取りされたものも含む）を有するものであれば、矩形状でもよく各辺が湾曲していてもよい。上側レンズ部１２ａは、上側に設けられたＬＥＤパッケージ２１Ｌに対応するもので、ＬＥＤパッケージ２１Lから出射された光を前側に投影することですれ違い用配光パターンＬＰ（図３参照）を形成する。下側レンズ部１２ｂは、下側に設けられたＬＥＤパッケージ２１Ｈに対応するもので、ＬＥＤパッケージ２１Ｈから出射された光を前側に投影することで走行用配光パターンＨＰ（図３参照）を形成する。

ここで、ＬＥＤパッケージ２１ＨおよびＬＥＤパッケージ２１Ｌは、互いに等しい構成とされて同一の基板２３に実装されている。これに対して、すれ違い用配光パターンＬＰは、走行用配光パターンＨＰよりも大きくされている（図３参照）。このため、上側レンズ部１２ａは、下側レンズ部１２ｂと比較して、対応するＬＥＤパッケージ２１Ｌからの光をより大きく拡大して投影するものとされている。そして、上側レンズ部１２ａと下側レンズ部１２ｂとは、出射面や入射面の形状を適宜設定して個別に光学的に設定されることにより、上記のようにすれ違い用配光パターンＬＰや走行用配光パターンＨＰを形成するものとされている。

放熱部材１３は、光源部１１で発生する熱を放射する（逃がす）ヒートシンク部材であり、熱伝導率の高い金属材料で形成され、実施例１では金属製ダイカストのうちのアルミダイカストにより形成されている。放熱部材１３は、ベース部１３ａとフィン部１３ｂとを有する。ベース部１３ａは、光軸方向に直交する板状とされており、光軸方向の前側に光源部１１が設置され、その反対側（光軸方向の後側）からフィン部１３ｂが突出されている。フィン部１３ｂは、板状とされており、それぞれが所定の間隔を開けて並んで（並列して）いる。

この車両用灯具１０は、光源部１１が放熱部材１３のベース部１３ａに取り付けられ、その光源部１１から前後方向の前側で所定の間隔を置いて投影レンズ１２が設けられる。この投影レンズ１２は、図示を略す支持部材に支持されることにより、光源部１１や放熱部材１３との位置関係が保たれている。

車両用灯具１０は、電力供給源からの電力を光源部１１のＬＥＤパッケージ２１や点灯回路２２に供給することで、各ＬＥＤパッケージ２１を適宜点灯および消灯する。車両用灯具１０は、光源部１１において、ＬＥＤパッケージ２１Ｌが点灯されると、そこからの光を投影レンズ１２の上側レンズ部１２ａの光学的な設定に応じて投影することで、図３に示すように、光軸方向に直交するスクリーン上においてすれ違い用配光パターンＬＰを形成する。そのすれ違い用配光パターンＬＰは、上縁に２つの水平カットオフラインを傾斜カットオフラインで繋ぎ合わせたカットオフラインＣＬが形成されている。

また、車両用灯具１０は、光源部１１において、ＬＥＤパッケージ２１Ｈが点灯されると、そこからの光を投影レンズ１２の下側レンズ部１２ｂの光学的な設定に応じて投影することで、スクリーン上において走行用配光パターンＨＰを形成する。この走行用配光パターンＨＰは、光軸方向を中心としてすれ違い用配光パターンＬＰが１８０度回転された形状とされており、すれ違い用配光パターンＬＰよりも小さな寸法とされている。このため、すれ違い用配光パターンＬＰは、下縁にカットオフラインＣＬが形成されている。走行用配光パターンＨＰとすれ違い用配光パターンＬＰとは、ＬＥＤパッケージ２１ＨとＬＥＤパッケージ２１Ｌとが光軸方向を中心として１８０度回転されて配置されていることと、上側レンズ部１２ａおよび下側レンズ部１２ｂの光学的な設定と、により、上記のように形成される。

この車両用灯具１０は、ＬＥＤパッケージ２１Ｌを点灯させることで、カットオフラインＣＬを有するすれ違い用配光パターンＬＰを形成でき、すれ違い時の配光（所謂ロービーム）とすることができる。また、車両用灯具１０は、ＬＥＤパッケージ２１Ｌに加えてＬＥＤパッケージ２１Ｈを点灯することで、すれ違い用配光パターンＬＰの上方に重ねて走行用配光パターンＨＰを形成でき、走行時の配光（所謂ハイビーム）とすることができる。

次に、両ＬＥＤパッケージ２１の構成について説明する。両ＬＥＤパッケージ２１は、互いに等しい構成とされているので、以下では単にＬＥＤパッケージ２１と記載する。ＬＥＤパッケージ２１は、図４、図５に示すように、放熱基板３１上に発光素子３２と蛍光体３３とが設けられて構成されている。放熱基板３１は、上面３１ａに発光素子３２が実装されるもので、光軸方向の前側から見て、矩形状とされている（図４参照）。放熱基板３１では、複数（図５では２つ）のＬＥＤ電極３４が設けられている。各ＬＥＤ電極３４は、発光素子３２のｎ電極４５およびｐ電極４６（図６参照）に対応して設けられ、上面３１ａから反対側の下面３１ｂに貫通しつつ下面３１ｂに沿って設けられている。各ＬＥＤ電極３４は、ＬＥＤパッケージ２１が基板２３に実装された際、発光素子３２のｎ電極４５およびｐ電極４６と、基板２３上の対応する電路２３ａ（図２等参照）と、を電気的に接続させる。

蛍光体３３は、発光素子３２から出射された青色の光により励起されることで黄色い光を発光する蛍光体であり、その青色の光と黄色い光とを合わせることで、白色の光とする。実施例１の蛍光体３３は、板状の部材とされ、光を透過させる接着剤３５により発光素子３２上に取り付けられている。なお、蛍光体３３は、発光素子３２の上に塗布されて形成されていてもよく、実施例１の構成に限定されない。

ＬＥＤパッケージ２１では、封止部材３６が設けられている。封止部材３６は、光を通さない材料が用いられており、実施例１では白色の樹脂材料が用いられている。封止部材３６は、放熱基板３１上に設けられた発光素子３２および蛍光体３３を取り囲みつつ蛍光体３３の上面を露出させて設けられ、放熱基板３１および蛍光体３３と協働して発光素子３２を封止している。このため、封止部材３６は、発光素子３２から出射された光を、蛍光体３３（その上面）から出射させつつ、その他の箇所からは漏れないものとしている。

発光素子３２は、図４に示すように、光軸方向の前側から見て、上下方向に伸びる２辺と、上下方向の上側で幅方向に伸びる１辺と、の３辺が矩形状の放熱基板３１の３辺に沿うものとされている。そして、発光素子３２は、上下方向の下側で幅方向に伸びる残りの１辺が部分的に切り欠かれて第１水平辺部３２ａと傾斜辺部３２ｂとが設けられており、残りの箇所が第２水平辺部３２ｃとされている。第１水平辺部３２ａと第２水平辺部３２ｃとは、幅方向と平行とされ、傾斜辺部３２ｂは、第１水平辺部３２ａおよび第２水平辺部３２ｃすなわち幅方向に対して鈍角とされている。これら第１水平辺部３２ａおよび第２水平辺部３２ｃに対する傾斜辺部３２ｂの角度は、各配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）のカットオフラインＣＬにおける２つの水平カットオフラインに対する傾斜カットオフラインとの角度と等しくされている。すなわち、発光素子３２では、第１水平辺部３２ａ、傾斜辺部３２ｂおよび第２水平辺部３２ｃが、カットオフラインＣＬに対応するカットオフライン辺部３２ｄとされている。この第１水平辺部３２ａおよび傾斜辺部３２ｂは、発光素子３２すなわち後述するように積層された不動能層４１とｐ型半導体層４２と発光層４３とｎ型半導体層４４とを、例えばドライエッチング等のエッチングで部分的に除去することにより形成できる。

発光素子３２は、図６に示すように、不動能層４１とｐ型半導体層４２と発光層（活性層）４３とｎ型半導体層４４とｎ電極４５とｐ電極４６とを備える。発光素子３２では、不動能層４１とｐ型半導体層４２と発光層４３とｎ型半導体層４４とが前後方向に積層されている。このため、実施例１の発光素子３２では、前後方向が積層方向となる。そして、実施例１の発光素子３２では、ｐ型半導体層４２とｎ型半導体層４４との間に電流が流れると発光層４３から青色の光が発せられ、その光が積層方向で最も上側（前後方向の前側）に位置されたｎ型半導体層４４の上面から出射される。このため、発光素子３２では、ｎ型半導体層４４の上面が発光面４７となる。

不動能層４１は、エレクトロマイグレーション（Electromigration）を防ぐ効果と、絶縁効果と、を有する。そのエレクトロマイグレーションは、電気伝導体に流れる電子の金属原子との衝突により金属原子が輸送されることで、イオンが徐々に移動することにより材料の形状に欠損が生じさせる現象である。ｐ型半導体層４２と発光層４３とｎ型半導体層４４とは、少なくとも一層（例えば、発光層４３）を窒化物半導体層で構成している。ここで、ｐ型半導体層４２と発光層４３とｎ型半導体層４４とは、全ての層が窒化物半導体層からなることが好ましいが、窒化物以外の半導体層を含んでいてもよい。

ｐ型半導体層４２には、ｐ電極４６から不動能層４１を通して設けられたｐドット４８が接続されている。ｐ電極４６は、不動能層４１内に伸びるとともに不動能層４１の下側に露出されて設けられている。ｐドット４８は、ｐ電極４６と電気的に接続されており、複数設けられている（図４参照）。各ｐドット４８は、図４に示すように、ｐ型半導体層４２すなわち発光面４７（発光素子３２）に設けられた一辺側ｐ分布領域５１と反対側ｐ分布領域５２とに配置されている。一辺側ｐ分布領域５１は、発光面４７に沿う方向（前後方向の前側から正面視した状態）において、上下方向で後述するｎ分布領域５３の下側すなわちカットオフライン辺部３２ｄ側に設定されている。反対側ｐ分布領域５２は、発光面４７に沿う方向において、上下方向で一辺側ｐ分布領域５１とは反対側となるｎ分布領域５３の上側に設定されている。この一辺側ｐ分布領域５１と反対側ｐ分布領域５２とは、ｎ分布領域５３を上下方向で挟む位置関係とされるとともに、幅方向で発光面４７（ｐ型半導体層４２（発光素子３２））を横切るように設定されている。各ｐドット４８は、反対側ｐ分布領域５２よりも一辺側ｐ分布領域５１の方が密度が高くされつつ、それぞれの全域に亘って設けられている。

ｎ型半導体層４４には、図４、図５に示すように、ｎ電極４５から不動能層４１、ｐ型半導体層４２および発光層４３を通して設けられたｎドット４９が接続されている。ｎ電極４５は、ｐ電極４６とは異なる位置で不動能層４１内に伸びるとともに不動能層４１の下側に露出されて設けられている。ｎドット４９は、ｎ電極４５と電気的に接続されており、複数設けられている（図４参照）。各ｎドット４９は、ｎ型半導体層４４すなわち発光面４７（発光素子３２）に設けられたｎ分布領域５３内で整列されている。

そのｎ分布領域５３は、カットオフライン辺部３２ｄに沿って折り曲げられつつｎ型半導体層４４すなわち発光面４７（発光素子３２）を幅方向に横切って設定されている。すなわち、ｎ分布領域５３は、第１水平辺部３２ａに沿う第１水平ライン部５３ａと、傾斜辺部３２ｂに沿う傾斜ライン部５３ｂと、第２水平辺部３２ｃに沿う第２水平ライン部５３ｃと、を有する。このｎ分布領域５３は、発光面４７に沿う方向において、上下方向でカットオフライン辺部３２ｄ側に偏った位置、すなわち上下方向で上側の辺までの間隔よりもカットオフライン辺部３２ｄまでの間隔を小さくする位置に設定されている。そして、実施例１のｎドット４９は、ｎ分布領域５３に沿って１列で整列されている。なお、ｎドット４９は、ｎ分布領域５３内で幅方向にｎ型半導体層４４（発光素子３２）を幅方向に横切って整列されていれば、複数の列とされていてもよく、実施例１の構成に限定されない。

これらのことから、実施例１の発光素子３２では、発光面４７に沿う方向において、幅方向がｎ分布領域５３（ｎドット４９）が発光面４７を横切る第１方向となり、上下方向が第１方向に直交する第２方向となる。

次に、この車両用灯具１０の作用について説明する。車両用灯具１０は、電力供給源からの電力を光源部１１のＬＥＤパッケージ２１や点灯回路２２に供給して各ＬＥＤパッケージ２１を点灯すると、上記したように投影レンズ１２が各ＬＥＤパッケージ２１を大きく拡大して投影することで各配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）を形成する。その各配光パターンでは、各ＬＥＤパッケージ２１がカットオフライン辺部３２ｄにより切り欠かれた形状とされることにより、カットオフラインＣＬが形成される。そして、各配光パターンでは、カットオフラインＣＬの輪郭（内外での明暗差）が明確とされているとともに、カットオフラインＣＬの近傍が明るくされており、カットオフラインＣＬから離れた個所の明るさが相対的に抑えられている。このカットオフラインＣＬの明確さや明るさの分布は、主にＬＥＤパッケージ２１により形成されている。

先ず、この説明のために、図７から図９に示す例示としての発光素子（Ｅ１からＥ３）を用いて説明する。各発光素子（Ｅ１からＥ３）は、基本的に発光素子３２と同様の構成とされており、図４と同様に前後方向の前側から見た様子を示す。各発光素子（Ｅ１からＥ３）は、各ｐドット４８および各ｎドット４９の配置と、カットオフライン辺部３２ｄが設けられていないことと、正面視した形状と、が発光素子３２とは異なるものとされている。

図７の発光素子Ｅ１は、一般的な構成とされたもので、各ｐドット４８および各ｎドット４９が発光面４７の全体に亘って満遍なく配置されている。このため、発光素子Ｅ１は、全体に均一な明るさ（配光分布）で発光面４７を光らせることができる。換言すると、一般的な発光素子Ｅ１は、全体に均一な明るさとするために、各ｐドット４８および各ｎドット４９を均一な分布としている。

これに対して、図８の発光素子Ｅ２は、上下方向の中央において発光面４７を幅方向に架け渡すｎ分布領域５３Ｅを設定しており、そのｎ分布領域５３Ｅ内に各ｎドット４９を整列させている。また、図８の発光素子Ｅ２は、ｎ分布領域５３Ｅの上下方向の上側に上側ｐ分布領域５２Ｅを設定するとともに、ｎ分布領域５３Ｅの下側に下側ｐ分布領域５１Ｅを設定し、各ｐ分布領域（５１Ｅ、５２Ｅ）の全体に亘って満遍なく各ｐドット４８を配置している。出願人は、このようにｎドット４９を偏らせて配置すると、そのｎ分布領域５３Ｅおよびその近傍を最も明るくできるとともに、それ以外の各ｐ分布領域（５１Ｅ、５２Ｅ）の明るさを相対的に抑えられることを発見した。

また、図９の発光素子Ｅ３は、ｎ分布領域５３Ｅ、上側ｐ分布領域５２Ｅ、下側ｐ分布領域５１Ｅの設定を発光素子Ｅ２と同様としつつ、上側ｐ分布領域５２Ｅよりも下側ｐ分布領域５１Ｅの各ｐドット４８の密度を高くしている。出願人は、ｎドット４９をｎ分布領域５３Ｅ内に偏らせて配置した状態において各ｐドット４８も偏らせて配置すると、ｎ分布領域５３Ｅおよびその近傍に加えて密度を高くした下側ｐ分布領域５１Ｅも同様に明るくでき、残りの上側ｐ分布領域５２Ｅの明るさを相対的に抑えられることを発見した。

実施例１の発光素子３２は、カットオフライン辺部３２ｄにより切り欠かれた形状とされているので、各配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）にカットオフラインＣＬが形成できる。また、発光素子３２は、各ｎドット４９を整列させるｎ分布領域５３を設定するとともに、そのｎ分布領域５３をカットオフライン辺部３２ｄ側に偏った位置に設けているので、発光面４７におけるカットオフライン辺部３２ｄの近傍を明るくできる。さらに、発光素子３２は、ｎ分布領域５３をカットオフライン辺部３２ｄに沿って折り曲げて設定しているので、発光面４７における明るい領域をカットオフライン辺部３２ｄの形状（輪郭）に沿ったものとすることができる。ついで、発光素子３２では、一辺側ｐ分布領域５１における各ｐドット４８の密度を、反対側ｐ分布領域５２における各ｐドット４８の密度よりも高くしているので、発光面４７におけるカットオフライン辺部３２ｄの際まで明るくできるとともに、カットオフライン辺部３２ｄから離れた個所の明るさを相対的に抑えることができる。

これらのことから、発光素子３２では、発光面４７において、カットオフライン辺部３２ｄの形状に沿って光らせることができるとともに、そのカットオフライン辺部３２ｄの近傍を最も明るくしつつカットオフライン辺部３２ｄから離れた個所の明るさを相対的に抑えることができる。そして、発光素子３２では、発光面４７におけるカットオフライン辺部３２ｄの近傍を最も明るくしつつカットオフライン辺部３２ｄの外側からは光を発しないので、その明暗差を大きくできる。

これにより、車両用灯具１０は、カットオフライン辺部３２ｄを設けた発光素子３２（その発光面４７）を投影して各配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）を形成することで、それらにカットオフラインＣＬを形成できる。その各配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）では、発光面４７における明るさの分布が反映されるので、カットオフラインＣＬの近傍が最も明るくされ、カットオフラインＣＬから離れた個所の明るさが相対的に抑えられている。そして、各配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）では、カットオフラインＣＬの内外での明暗差を確保することができ、カットオフラインＣＬを明確なものにできる。

実施例１の車両用灯具１０は、以下の各作用効果を得ることができる。

車両用灯具１０は、発光素子３２が、ｎ電極４５とｎ型半導体層４４とを接続する複数のｎドット４９と、ｐ電極４６とｐ型半導体層４２とを接続する複数のｐドット４８と、積層方向（実施例１では前後方向）の他方において積層方向に直交して設けられた発光面４７と、を有する。そして、ｎドット４９は、発光面４７に沿う方向において、第１方向で発光面４７を横切りつつ第１方向に直交する第２方向で一辺（カットオフライン辺部３２ｄ）側に偏った位置に設定されたｎ分布領域５３内で整列されている。このため、車両用灯具１０は、発光面４７において一辺（カットオフライン辺部３２ｄ）の近傍を明るくできるので、配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）におけるカットオフラインＣＬの近傍が最も明るくしつつそこから離れた個所の明るさが相対的に抑えることができる。加えて、車両用灯具１０は、各配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）におけるカットオフラインＣＬの内外での明暗差を確保できるので、カットオフラインＣＬを明確なものにできる。これらのことから、車両用灯具１０は、カットオフラインＣＬの近傍を最も明るくしつつカットオフラインＣＬを明確とした法規等に即した配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）を形成でき、視認性を確保しつつ対向車等の眩惑を防止することができる。

また、車両用灯具１０は、ｎ分布領域５３が、第１方向に伸びる水平ライン部（第１水平ライン部５３ａ、第２水平ライン部５３ｃ）と、第１方向に対して傾斜する傾斜ライン部５３ｂと、を有する。このため、車両用灯具１０は、最も明るい領域をカットオフラインＣＬの形状に沿うものにでき、カットオフラインＣＬをより明確とした配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）を形成できる。

さらに、車両用灯具１０は、発光面４７に沿う方向において、ｎ分布領域５３を挟むように一辺側ｐ分布領域５１と反対側ｐ分布領域５２とを設定し、一辺側ｐ分布領域５１では反対側ｐ分布領域５２よりもｐドット４８の密度を高めている。このため、車両用灯具１０は、より適切にカットオフラインＣＬの近傍を明るくでき、カットオフラインＣＬをより明確とした配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）を形成できる。

発光素子３２では、発光面４７に沿う方向の一辺に、第１方向に伸びる水平辺部（第１水平辺部３２ａ、第２水平辺部３２ｃ）と、第１方向に対して傾斜する傾斜辺部３２ｂと、が設けられている。このため、車両用灯具１０は、発光面４７の水平辺部および傾斜辺部３２ｂにより配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）におけるカットオフラインＣＬを形成することができる。そして、車両用灯具１０は、ｎドット４９や各ｐドット４８の上記した配置を合わせることで、カットオフラインＣＬの近傍を明るくしつつ、そこから離れた個所の明るさを相対的に抑えることができる。これにより、車両用灯具１０は、発光面４７において水平辺部および傾斜辺部３２ｂの近傍を明るくできるとともに、そのカットオフラインＣＬの内外での明暗差を確保できる。よって、車両用灯具１０は、水平ラインと傾斜ラインとの繋ぎ目の近傍を最も明るくしつつカットオフラインＣＬを明確とした法規等に即した配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）を形成でき、視認性を確保しつつ対向車等の眩惑を防止できる。

したがって、本開示に係る車両用灯具としての実施例１の車両用灯具１０は、発光素子３２により、求められる明るさの分布を確保しつつカットオフラインＣＬを明確とした配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）を形成できる。

次に、本開示の一実施形態である実施例２の車両用灯具１０Ａについて、図１０から図１５を用いて説明する。車両用灯具１０Ａは、実施例１の車両用灯具１０とは異なり単一のＬＥＤパッケージ２１Ａを用いて、両配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）を形成するものである。車両用灯具１０Ａは、基本的な概念および構成が実施例１の車両用灯具１０と同様であるので、等しい構成の個所には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施例２の車両用灯具１０Ａは、光源部１１Ａにおいて、単一のＬＥＤパッケージ２１Ａと点灯回路２２とが基板２３に実装されている。これに伴って、基板２３では、配置および電路２３ａＡの位置が光源部１１とは異なるものとされている。

そして、ＬＥＤパッケージ２１Ａでは、単一の放熱基板３１上に、一対の発光素子３２Ａが実装されており、それぞれに蛍光体３３Ａが設けられている。両発光素子３２Ａは、実施例１の発光素子３２と同様の構成とされている。このため、両発光素子３２Ａは、一辺にカットオフライン辺部３２ｄが設けられており、互いのカットオフライン辺部３２ｄを対向させて上下方向で並べられている。そして、両発光素子３２Ａは、互いのカットオフライン辺部３２ｄの間隔ｄが１００μｍ以下とされている。

次に、このＬＥＤパッケージ２１Ａの形成方法について説明する。先ず、図１２に示すように、基礎となる発光素子３２Ｂを形成する基礎素子形成工程を行う。基礎素子形成工程では、透明基板６１上に、下から順にｎ型半導体層４４と発光層４３とｐ型半導体層４２と不動能層４１（図６参照）と積層するとともに、実施例１と同様にｎ電極４５、ｐ電極４６、各ｐドット４８、各ｎドット４９（図６参照）を設けて、発光素子３２Ｂを形成する。このとき、ｎ電極４５、ｐ電極４６、各ｐドット４８および各ｎドット４９の位置は、次のエッチング工程によりエッチングした後の２つの発光素子３２Ａに合わせたものとしている（図１１等参照）。

次に、図１３に示すように、発光素子３２Ｂ（図１２参照）をエッチングするエッチング工程を行う。エッチング工程では、透明基板６１上の発光素子３２Ｂの中央をエッチングして中央部分Ｃを除去する。実施例２のエッチング工程では、ドライエッチングにより中央部分Ｃを除去することで、発光素子３２Ｂを透明基板６１上で２分割して２つの発光素子３２Ａを形成する。各発光素子３２Ａでは、エッチング工程により中央部分Ｃが除去されることで、互いのカットオフライン辺部３２ｄすなわち幅方向と平行とされた第１水平辺部３２ａと第２水平辺部３２ｃとが傾斜辺部３２ｂで繋がれた状態（図１１等参照）が形成される。

次に、図１４に示すように、両発光素子３２Ａを放熱基板３１に実装する実装工程を行う。実装工程では、放熱基板３１上において、両発光素子３２Ａ側が下側にするように透明基板６１を反転し、各発光素子３２Ａのｎ電極４５およびｐ電極４６を、放熱基板３１に設けられたＬＥＤ電極３４に合わせた状態で載せる。そして、実装工程では、両発光素子３２Ａから透明基板６１を取り除き、ｎ電極４５およびｐ電極４６を対応するＬＥＤ電極３４に電気的に接続する。

次に、図１５に示すように、各発光素子３２Ａに蛍光体３３Ａを設ける蛍光体設置工程と、両発光素子３２Ａを封止部材３６で封止する封止工程と、を行う。蛍光体設置工程では、各発光素子３２Ａの発光面４７Ａに合わせた蛍光体３３Ａを設置するものであり、実施例２では各発光素子３２Ａ（その発光面４７Ａ）に蛍光体３３Ａをプリントする。そして、封止工程では、放熱基板３１上において、両発光素子３２Ａおよび蛍光体３３Ａを取り囲みつつ蛍光体３３Ａの上面を露出させるように、封止部材３６Ａを設ける。これにより、２つの発光素子３２Ａが単一の放熱基板３１上に設けられたＬＥＤパッケージ２１Ａを形成できる。

ＬＥＤパッケージ２１Ａは、上記のように形成されることで、互いのカットオフライン辺部３２ｄの間隔ｄを１００μｍ以下として２つの発光素子３２Ａを精度よく配置することができる。ここで、２つの発光素子を個別に形成し、その２つの発光素子を単一の放熱基板上に設けることでも、同様の構成とすることが考えられる。しかしながら、互いのカットオフライン辺部３２ｄの間隔が１００μｍ以下としつつ、適切な位置で２つの発光素子を単一の放熱基板上に設置することは極めて困難である。そして、車両用灯具１０Ａでは、上記のように形成されたＬＥＤパッケージ２１Ａを用いることにより、両発光素子３２Ａを極めて狭い間隔で精度よく配置したものであることから、投影レンズ１２との位置関係を適切なものとしつつ小型化することができる。これにより、車両用灯具１０Ａは、小型化を可能としつつ、走行用配光パターンＨＰとすれ違い用配光パターンＬＰとを精度よく形成できる。

実施例２の車両用灯具１０Ａは、以下の各作用効果を得ることができる。この車両用灯具１０Ａは、基本的に実施例１の車両用灯具１０と同様の構成であるので、実施例１と同様の効果を得られる。

それに加えて、車両用灯具１０Ａは、発光素子３２を、基板（放熱基板３１）上で、水平辺部（第１水平辺部３２ａ、第２水平辺部３２ｃ）と傾斜辺部３２ｂとが設けられた一辺（カットオフライン辺部３２ｄ）側を第２方向で対向させて対を為して設け、その間隔を１００μｍ以下としている。このため、車両用灯具１０Ａは、小型化を可能としつつ、走行用配光パターンＨＰとすれ違い用配光パターンＬＰとを精度よく形成できる。

また、車両用灯具１０Ａは、対を為す発光素子３２Ａが、基板上で封止部材３６により封止されて単一のパッケージとされている。このため、車両用灯具１０Ａは、発光素子３２Ａの取り扱いを容易なものにでき、小型化を可能としつつ、走行用配光パターンＨＰとすれ違い用配光パターンＬＰとを精度よく形成できる。

したがって、本開示に係る車両用灯具としての実施例２の車両用灯具１０Ａは、発光素子３２Ａにより、求められる明るさの分布を確保しつつカットオフラインＣＬを明確とした配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）を形成できる。

以上、本開示の車両用灯具を各実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については各実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

なお、各実施例では、発光素子３２、３２Ａを上記のように構成していたが、各実施例の構成に限定されない。例えば、発光層を有していないｐｎ接合構造であってもよく、ｎ型半導体層とｐ型半導体層が逆の順序で積層されていてもよく、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とはそれぞれ複数の層が積層されていてもよい。

また、各実施例では、ｎ分布領域５３が、第１水平辺部３２ａに沿う第１水平ライン部５３ａと、傾斜辺部３２ｂに沿う傾斜ライン部５３ｂと、第２水平辺部３２ｃに沿う第２水平ライン部５３ｃと、を有している。しかしながら、ｎ分布領域５３は、上下方向（第２方向）でカットオフライン辺部３２ｄ側に偏った位置とされていればよく、好適にはカットオフライン辺部３２ｄに沿って折り曲げられたものであればよく、各実施例の構成に限定されない。ここで、カットオフライン辺部３２ｄに沿って折り曲げられるとは、幅方向の全域に亘ってカットオフライン辺部３２ｄに近接していれば、必ずしも形状やそれぞれの長さや角度が一致していなくてもよい。

さらに、各実施例では、発光素子３２、３２Ａにおいて、第１水平辺部３２ａと第２水平辺部３２ｃとを傾斜辺部３２ｂで繋いだカットオフライン辺部３２ｄを設けている。しかしながら、発光素子では、複数のｎドット４９が整列されたｎ分布領域５３が第１方向に発光面４７を横切りつつ第２方向で一辺側に偏った位置に設定されていれば、カットオフライン辺部３２ｄが設けられていなくてもよく、各実施例の構成に限定されない。ここで、発光素子は、例えば、矩形状としつつ各実施例のように折り曲げられつつ発光面４７を幅方向に横切ってｎ分布領域５３を設けることが考えられる。この場合、発光素子では、発光面４７における一辺側ｐ分布領域５１よりも外側の箇所からも光が出射され得る。このため、発光素子では、このような構成とされる場合、発光面４７における一辺側ｐ分布領域５１よりも外側の箇所を、例えば封止部材３６のように光を通さない材料で覆うことで、当該箇所から光が出射されることを防止できる。

１０、１０Ａ 車両用灯具 １２ 投影レンズ ３１ （基板の一例としての）放熱基板 ３２、３２Ａ 発光素子 ３２ａ （水平辺部の一例としての）第１水平辺部 ３２ｂ 傾斜辺部 ３２ｃ （水平辺部の一例としての）第２水平辺部 ３６ 封止部材 ４２ ｐ型半導体層 ４４ ｎ型半導体層 ４５ ｎ電極 ４６ ｐ電極 ４７ 発光面 ４８ ｐドット ４９ ｎドット ５１ 一辺側ｐ分布領域 ５２ 反対側ｐ分布領域 ５３ ｎ分布領域 ５３ａ （水平ライン部の一例としての）第１水平ライン部 ５３ｂ 傾斜ライン部 ５３ｃ （水平ライン部の一例としての）第２水平ライン部 ＬＰ （配光パターンの一例としての）すれ違い用配光パターン ＨＰ （配光パターンの一例としての）走行用配光パターン

Claims (6)

1. ｎ型半導体層とｐ型半導体層とが積層された発光素子と、
   前記発光素子から放射された光を投影して配光パターンを形成する投影レンズと、を備え、
   前記発光素子は、積層方向の一方に設けられたｎ電極およびｐ電極と、前記積層方向の他方において前記積層方向に直交して設けられた発光面と、前記ｎ電極と前記ｎ型半導体層とを接続する複数のｎドットと、前記ｐ電極と前記ｐ型半導体層とを接続する複数のｐドットと、を有し、
   前記ｎドットは、前記発光面に沿う方向において、前記配光パターンにおける水平方向に対応する第１方向で前記発光面を横切りつつ前記第１方向に直交する第２方向で前記発光面における一辺側に偏った位置に設定されたｎ分布領域内で整列されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記ｎ分布領域は、前記第１方向に伸びる水平ライン部と、前記第１方向に対して傾斜する傾斜ライン部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記ｐドットは、前記発光面に沿う方向において、前記ｎ分布領域に対して前記一辺側に設けられた一辺側ｐ分布領域と、前記ｎ分布領域に対して前記一辺側ｐ分布領域とは反対側に設けられた反対側ｐ分布領域と、に配置され、
   前記一辺側ｐ分布領域では、前記反対側ｐ分布領域よりも前記ｐドットの密度が高められていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記発光素子では、前記一辺に、前記第１方向に伸びる水平辺部と、前記第１方向に対して傾斜する傾斜辺部と、が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両用灯具。
5. 前記発光素子は、基板上において前記一辺側が前記第２方向で対向されて対を為して設けられ、その間隔が１００μｍ以下とされていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の車両用灯具。
6. 対を為す前記発光素子は、前記基板上で封止部材により封止されて単一のパッケージとされていることを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具。
   

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