JP5035995B2 - 光源モジュール及び車輌用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は光源モジュール及び車輌用灯具に関する。詳しくは、半導体発光素子の一端部に設けられた電極パッドに接続体を接続して輝度の向上等を図る技術分野に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体発光素子を光源として用いた光源モジュールがあり、このような光源モジュールは、光源から出射された光を照明光として照射する車輌用灯具に備えられている。
半導体発光素子の一方の面には、回路基板に形成された回路パターンに接続される電極パッドが設けられている。
従来の車輌用灯具における光源モジュールには、半導体発光素子の一方の面に設けられた電極パッドが、１本のワイヤーによって回路パターンに接続されているものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３２６６１号公報
ところで、車輌用灯具にあっては、例えば、前照灯等においては走行時の安全性や走行性、標識灯等にあっては外部からの視認性等の向上を図る観点から、光源から出射される光の十分な光束量を確保して輝度の向上を図る必要がある。
このような輝度の向上は、上記した光源モジュールにおいては、光源の駆動時における発熱による温度上昇を抑制するために放熱性の向上を図り、光源に供給する電力を増加させること（大電力の供給）により達成される。
放熱性の向上及び大電力の供給は、光源として半導体発光素子を用いた場合には、ハロゲンランプや放電ランプに比して、半導体発光素子から出射される光量が小さいため、特に、半導体発光素子を有する光源モジュールにおいて必要性が高い。
ところが、特許文献１に記載された光源モジュールにあっては、半導体発光素子の一方の面に設けられた電極パッドが１本のワイヤーによって回路基板の回路パターンに接続されているため、十分な放熱性を確保することができないと共に半導体発光素子に供給される電力も少なく、出射される光の十分な光束量の確保による輝度の向上を図ることができないと言う問題がある。
そこで、本発明光源モジュール及び車輌用灯具は、出射される光の十分な光束量の確保による輝度の向上を図ることを課題とする。
光源モジュールは、上記した課題を解決するために、第１の部分と第２の部分を有する回路パターンが形成された回路基板と、矩形状に形成された第１の面と該第１の面の反対側に位置する第２の面とを有し該第２の面が前記回路パターンの第２の部分に接続された半導体発光素子と、前記半導体発光素子の第１の面に設けられ接続部を有する電極パッドと、前記電極パッドの接続部と前記回路パターンの第１の部分とを接続する接続体とを備え、前記半導体発光素子の第１の面における一端部を含む一部に前記電極パッドを設け、前記電極パッドの接続部を前記電極パッドの長手方向に連続又は離隔する位置に設けたものである。
車輌用灯具は、上記した課題を解決するために、前記光源モジュールが、第１の部分と第２の部分を有する回路パターンが形成された回路基板と、矩形状に形成された第１の面と該第１の面の反対側に位置する第２の面とを有し該第２の面が前記回路パターンの第２の部分に接続された半導体発光素子と、前記半導体発光素子の第１の面に設けられ接続部を有する電極パッドと、前記電極パッドの接続部と前記回路パターンの第１の部分とを接続する接続体とを備え、前記半導体発光素子の第１の面における一端部を含む一部に前記電極パッドを設け、前記電極パッドの接続部を前記電極パッドの長手方向に連続又は離隔する位置に設けたものである。
従って、光源モジュール及び車輌用灯具にあっては、電極パッド対する接続体の接続面積が大きくなる。
本発明光源モジュールは、第１の部分と第２の部分を有する回路パターンが形成された回路基板と、矩形状に形成された第１の面と該第１の面の反対側に位置する第２の面とを有し該第２の面が前記回路パターンの第２の部分に接続された半導体発光素子と、前記半導体発光素子の第１の面に設けられ接続部を有する電極パッドと、前記電極パッドの接続部と前記回路パターンの第１の部分とを接続する接続体とを備え、前記半導体発光素子の第１の面における一端部を含む一部に前記電極パッドを設け、前記電極パッドの接続部を前記電極パッドの長手方向に連続又は離隔する位置に設けたことを特徴とする。
従って、電極パッドに対する接続体との接続面積が大きく、放熱性の向上を図ることができると共に半導体発光素子に大電力を供給することができ、半導体発光素子から出射される光の十分な光束量の確保による輝度の向上を図ることができる。
請求項２に記載した発明にあっては、前記接続体として金属材料によって形成された接続シートを用い、前記接続シートの一端部を前記電極パッドの接続部に接続したので、接続体と電極パッドの十分な接続面積を確保することができ、輝度の向上を図ることができる。
請求項３に記載した発明にあっては、前記電極パッドの長手方向に延びる一方の側縁を、前記半導体発光素子から出射される光によって生成される配光パターンのカットラインを形成するカットライン形成部としたので、配光パターンを生成するためのシェード等の遮光部材を必要とせず、部品点数の削減による製造コストの低減を図ることができる。
請求項４に記載した発明にあっては、前記電極パッドのカットライン形成部を前記長手方向において二つに分割してそれぞれ第１のライン形成部と第２のライン形成部とし、前記第１のライン形成部と前記第２のライン形成部を前記電極パッドの長手方向に直交する方向において異なる位置に形成したので、電極パッドの第１のライン形成部と第２のライン形成部によって所望の配光パターンを形成することができる。
本発明車輌用灯具は、灯具空間に配置された光源モジュールと該光源モジュールから出射された光に対して所定の機能を発揮する光学部材とを備えた車輌用灯具であって、前記光源モジュールは、第１の部分と第２の部分を有する回路パターンが形成された回路基板と、矩形状に形成された第１の面と該第１の面の反対側に位置する第２の面とを有し該第２の面が前記回路パターンの第２の部分に接続された半導体発光素子と、前記半導体発光素子の第１の面に設けられ接続部を有する電極パッドと、前記電極パッドの接続部と前記回路パターンの第１の部分とを接続する接続体とを備え、前記半導体発光素子の第１の面における一端部を含む一部に前記電極パッドを設け、前記電極パッドの接続部を前記電極パッドの長手方向に連続又は離隔する位置に設けたことを特徴とする。
従って、電極パッドに対する接続体との接続面積が大きく、放熱性の向上を図ることができると共に半導体発光素子に大電力を供給することができ、半導体発光素子から出射される光の十分な光束量の確保による輝度の向上を図ることができる。
以下に、本発明光源モジュール及び車輌用灯具を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。
車輌用灯具１は、例えば、車輌用前照灯であり、図１に示すように、前方に開口した容器状に形成されたランプハウジング２と該ランプハウジング２の開口を覆うカバー３とによって画成された灯具空間４に、所要の各部が配置されて成る。
灯具空間４にはブラケット５が光軸調整機構６を介して配置されている。ブラケット５は上下に延びるベース部５ａと該ベース部５ａから前方へ突出された取付突部５ｂとを有している。
光軸調整機構６は、例えば、エイミング調整機構であり、上下に離隔してそれぞれランプハウジング２に回転自在に支持されたエイミングスクリュー７、７と図示しないピボット支持部とを有している。エイミングスクリュー７、７は、螺軸部７ａ、７ａがそれぞれブラケット５のベース部５ａにおける上下両端部に螺合されている。ピボット支持部は、例えば、下側に位置するエイミングスクリュー７の側方に位置され、ブラケット５のベース部５ａとランプハウジング２とを連結している。ブラケット５はピボット支持部によってランプハウジング２に対して傾動可能とされている。
エイミングスクリュー７を回転させると、エイミング調整が行われ、ピボット支持部を支点としてブラケット５がランプハウジング２に対して上下又は左右に傾動され、後述する光源から出射される光の照射方向が変更される。
ブラケット５には、ベース部５ａの前面に光源モジュール８が配置され、取付突部５ｂの上面における前端部に図示しないレンズホルダーに保持された投影レンズ９が配置されている。光源モジュール８と投影レンズ９は第１のランプユニット１０の構成要素とされ、投影レンズ９は光源モジュール８から出射された光を投影して前方へ照射する光学部材として機能する。
第１のランプユニット１０において、光源モジュール８から光が出射されると、出射された光は投影レンズ９に入射され、該投影レンズ９によって投影されて前方へ照射される。
ブラケット５には、取付突部５ｂの下面に光源モジュール８が配置され、取付突部５ｂの下面における後端部にリフレクター１１が取り付けられて配置されている。光源モジュール８とリフレクター１１は第２のランプユニット１２の構成要素とされ、リフレクター１１は光源モジュール８から出射された光を前方へ向けて反射する光学部材として機能する。
第２のランプユニット１２において、光源モジュール８から光が出射されると、出射された光はリフレクター１１で反射されて前方へ照射される。
光源モジュール８は、図２及び図３に示すように、回路基板１３と半導体発光素子１４と電極パッド１５と蛍光体層１７と接続体１７を有している。
回路基板１３には一方の面に回路パターン１８が形成され、該回路パターン１８は第１の部分１８ａと第２の部分１８ｂを有している。回路基板１３は、例えば、窒化アルミニウム等の熱伝導性の高い絶縁材料によって形成されている。第１の部分１８ａは、例えば、マイナス側電極として形成され、第２の部分１８ｂは、例えば、プラス側電極として形成されている。
半導体発光素子１４は、例えば、青色の光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、直方体状に形成されている。半導体発光素子１４の一方の面は矩形状の第１の面１４ａとして形成され、該第１の面１４ａの反対側を向く面が第２の面１４ｂとして形成されている。
半導体発光素子１４の第１の面１４ａには導電パターン１９が形成されている。導電パターン１９は直線状の第１部分１９ａと該第１部分１９ａに直交する直線状の第２部分１９ｂ、１９ｂ、・・・とによって構成され、該第２部分１９ｂ、１９ｂ、・・・の各一端部が第１部分１９ａにその長手方向において離隔して連続されている。第１部分１９ａは第１の面１４ａの一端部に形成され、第１部分１９ａ上には電極パッド１５が設けられる。
半導体発光素子１４は第２の面１４ｂが回路パターン１８の第２の部分１８ｂに面接触した状態で接続されている。
電極パッド１５は半導体発光素子１４の第１の面１４ａにおける一端部に設けられ、例えば、一方に長い矩形の板状に形成されている。電極パッド１５の長手方向に延びる一方の側縁は、半導体発光素子１４から出射される光によって生成される後述する配光パターンのカットラインを形成するカットライン形成部２０として形成されている。
電極パッド１５の表面は、少なくとも一部が接続体１６が接続される接続部２１として形成され、該接続部２１は、例えば、電極パッド１５の長手方向に延びる部分とされている。
接続体１６としては、例えば、導電性金属材料によって形成された接続シートが用いられている。接続体１６は、一端部１６ａが電極パッド１５の接続部２１に半田等によって接続され、他端部１６ｂが回路パターン１８の第１の部分１８ａに半田等によって接続されている。
蛍光体層１７は、例えば、黄色発光用の蛍光体層であり、半導体発光素子１４の第１の面１４ａにおける電極パッド１５が設けられていない部分の全体に設けられている。
以上のように構成された光源モジュール８において、図示しない電源回路から回路基板１３に形成された回路パターン１８に通電が行われると、半導体発光素子１４に電力が供給され、半導体発光素子１４から光が出射される。半導体発光素子１４から出射された光は青色の光であり、蛍光体層１７を透過されることにより白色の光として照射される。
尚、上記には、半導体発光素子１４から青色の光が出射され、出射された光が蛍光体層１７によって白色の光として照射される例を示したが、例えば、半導体発光素子１４として紫外光を出射するＬＥＤを用い、蛍光体層１７としてＲＧＢ（赤、緑、青）発光用の蛍光体層又はＢＹ（青、黄）発光用の蛍光体層を用いることにより、半導体発光素子１４から紫外光が出射され、出射された光が蛍光体層１７によって白色の光として照射されるようにすることも可能である。
上記には、接続体１６として接続シートが用いられた例を示したが、例えば、図４に示す光源モジュール８Ａのように、接続体１６として複数のワイヤー１６ａ、１６ａ、・・・が用いられていてもよい。
光源モジュール８Ａは、接続体１６として複数のワイヤー１６ａ、１６ａ、・・・が用いられ、該ワイヤー１６ａ、１６ａ、・・・の一端部が電極パッド１５に長手方向に離隔した状態で接続され、ワイヤー１６ａ、１６ａ、・・・の他端部が回路パターン１８の第１の部分１８ａに接続されている。従って、電極パッド１５の接続部２１は、ワイヤー１６ａ、１６ａ、・・・の一端部が接続される部分であり、電極パッド１５の長手方向に離隔した複数の部分２１ａ、２１ａ、・・・によって構成される。
尚、光源モジュール８、８Ａの数は一つに限られることはなく、例えば、図５に示すように、二つが隣接して配置された状態で用いられていてもよく、配置される数は任意である。尚、図５には、接続体１６として接続シートが用いられた例を示しているが、接続体１６は複数のワイヤー１６ａ、１６ａ、・・・によって構成されていてもよい。
光源モジュールを複数配置した場合には、複数の半導体発光素子を異なる回路基板にそれぞれ接続する必要はなく、図５に示すように、一つの回路基板１３に複数の半導体発光素子を接続することが可能である。
以下に、光源モジュール８、８Ａの変形例について説明する。尚、以下に示す変形例は、接続体として接続シートが用いられた例を示す。
第１の変形例に係る光源モジュール８Ｂは、図６に示すように、電極パッド１５Ｂがカットライン形成部２０Ｂを有し、該カットライン形成部２０Ｂが電極パッド１５Ｂの長手方向に分割して形成されている。カットライン形成部２０Ｂは第１のライン形成部２０ａと第２のライン形成部２０ｂとこれらの間に位置する段差部２０ｃとから成る。
第１のライン形成部２０ａと第２のライン形成部２０ｂは、電極パッド１５Ｂの長手方向に直交する方向において異なる位置に形成されている。
光源モジュール８Ｂのように、電極パッド１５Ｂに第１のライン形成部２０ａと第２のライン形成部２０ｂを形成することにより、図７に示すように、配光パターン１００のカットライン１０１、１０２が電極パッド１５Ｂの第１のライン形成部２０ａと第２のライン形成部２０ｂによってそれぞれ生成され、所望の配光パターン１００を形成することができる。
第２の変形例に係る光源モジュール８Ｃは、図８に示すように、二つの半導体発光素子１４、１４が隣接して配置され、電極パッド１５Ｃ、１５Ｃのカットライン形成部２０Ｃ、２０Ｃの位置が電極パッド１５Ｃ、１５Ｃの長手方向に直交する方向において異なるようにされている。即ち、一方の電極パッド１５Ｃのカットライン形成部２０Ｃの位置は半導体発光素子１４の一端部寄りに位置され、他方の電極パッド１５Ｃのカットライン形成部２０Ｃの位置は半導体発光素子１４の中央付近に位置されている。各電極パッド１５Ｃ、１５Ｃのカットライン形成部２０Ｃ、２０Ｃは、一方が第１のライン形成部２０ｄとして形成され、他方が第２のライン形成部２０ｅとして形成されている。
光源モジュール８Ｃのように、電極パッド１５Ｃ、１５Ｃのカットライン形成部２０Ｃ、２０Ｃを異なる位置に形成することにより、光源モジュール８Ｂと同様に、配光パターン１００のカットライン１０１、１０２が各電極パッド１５Ｃ、１５Ｃの第１のライン形成部２０ｄと第２のライン形成部２０ｅによってそれぞれ生成され、所望の配光パターン１００を形成することができる。
尚、図１に示す第１のランプユニット１０を構成する光源モジュールとして、例えば、光源モジュール８Ｂ又は光源モジュール８Ｃを用い、第２のランプユニット１２を構成する光源モジュールとして、例えば、光源モジュール８又は光源モジュール８Ａを用いることにより、図９に示すように、光源モジュール８Ｂ又は光源モジュール８Ｃによって配光パターン１００を生成することができ、光源モジュール８又は光源モジュール８Ａによって略矩形状の配光パターン２００を生成することができる。従って、光源モジュール８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃを適宜に組み合わせて用いることにより、所望の配光パターンを形成することが可能である。
以上に記載した通り、車輌用灯具１にあっては、半導体発光素子１４の少なくとも一端部に電極パッド１５（１５Ｂ、１５Ｃ）を設け、該電極パッド１５（１５Ｂ、１５Ｃ）の接続部２１を電極パッド１５（１５Ｂ、１５Ｃ）の長手方向に連続又は離隔する位置に設ているため、接続体１６との接続面積が大きく、放熱性の向上を図ることができると共に半導体発光素子１４に大電力を供給することができ、半導体発光素子１４から出射される光の十分な光束量の確保による輝度の向上を図ることができる。
また、接続体１６として金属材料によって形成された接続シートを用いることにより、接続体１６と電極パッド１５の十分な接続面積を確保することができ、輝度の向上を図ることができる。
さらに、電極パッド１５にカットライン形成部２０（２０Ｂ、２０Ｃ）を形成して配光パターン１００、２００のカットラインを形成するようにしているため、配光パターン１００、２００を生成するためのシェード等の遮光部材を必要とせず、部品点数の削減による製造コストの低減を図ることができる。
上記した最良の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
図２乃至図９と共に本発明の最良の形態を示すものであり、本図は車輌用灯具の概略断面図である。 光源モジュールの拡大分解斜視図である。 光源モジュールの拡大斜視図である。 接続体としてワイヤーが用いられた光源モジュールを示す拡大斜視図である。 二つの光源モジュールが隣接して位置された例を示す拡大斜視図である。 第１の変形例に係る光源モジュールを示す拡大斜視図である。 第１の変形例に係る光源モジュール又は第２の変形例に係る光源モジュールによって生成される配光パターンを示す概念図である。 第２の変形例に係る光源モジュールを示す拡大斜視図である。 複数の光源モジュールの組み合わせによって生成される配光パターンを示す概念図である。
符号の説明
１…車輌用灯具、４…灯具空間、８…光源モジュール、１３…回路基板、１４…半導体発光素子、１４ａ…第１の面、１４ｂ…第２の面、１５…電極パッド、１６…接続体、１８…回路パターン、１８ａ…第１の部分、１８ｂ…第２の部分、２０…カットライン形成部、２１…接続部、８Ａ…光源モジュール、８Ｂ…光源モジュール、１５Ｂ…電極パッド、２０Ｂ…カットライン形成部、２０ａ…第１のライン形成部、２０ｂ…第２のライン形成部、８Ｃ…光源モジュール、１５Ｃ…電極パッド、２０Ｃ…カットライン形成部、２０ｄ…第１のライン形成部、２０ｅ…第２のライン形成部、１００…配光パターン、１０１…カットライン、１０２…カットライン、２００…配光パターン

Claims (5)

  1. 第１の部分と第２の部分を有する回路パターンが形成された回路基板と、
    矩形状に形成された第１の面と該第１の面の反対側に位置する第２の面とを有し該第２の面が前記回路パターンの第２の部分に接続された半導体発光素子と、
    前記半導体発光素子の第１の面に設けられ接続部を有する電極パッドと、
    前記電極パッドの接続部と前記回路パターンの第１の部分とを接続する接続体とを備え、
    前記半導体発光素子の第１の面における一端部を含む一部に前記電極パッドを設け、
    前記電極パッドの接続部を前記電極パッドの長手方向に連続又は離隔する位置に設けた
    ことを特徴とする光源モジュール。
  2. 前記接続体として金属材料によって形成された接続シートを用い、
    前記接続シートの一端部を前記電極パッドの接続部に接続した
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  3. 前記電極パッドの長手方向に延びる一方の側縁を、前記半導体発光素子から出射される光によって生成される配光パターンのカットラインを形成するカットライン形成部とした
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源モジュール。
  4. 前記電極パッドのカットライン形成部を前記長手方向において二つに分割してそれぞれ第１のライン形成部と第２のライン形成部とし、
    前記第１のライン形成部と前記第２のライン形成部を前記電極パッドの長手方向に直交する方向において異なる位置に形成した
    ことを特徴とする請求項３に記載の光源モジュール。
  5. 灯具空間に配置された光源モジュールと該光源モジュールから出射された光に対して所定の機能を発揮する光学部材とを備えた車輌用灯具であって、
    前記光源モジュールは、
    第１の部分と第２の部分を有する回路パターンが形成された回路基板と、
    矩形状に形成された第１の面と該第１の面の反対側に位置する第２の面とを有し該第２の面が前記回路パターンの第２の部分に接続された半導体発光素子と、
    前記半導体発光素子の第１の面に設けられ接続部を有する電極パッドと、
    前記電極パッドの接続部と前記回路パターンの第１の部分とを接続する接続体とを備え、
    前記半導体発光素子の第１の面における一端部を含む一部に前記電極パッドを設け、
    前記電極パッドの接続部を前記電極パッドの長手方向に連続又は離隔する位置に設けた
    ことを特徴とする車輌用灯具。
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