JP5784939B2 - 発光素子、発光素子モジュールおよび車両用灯具 - Google Patents
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Description
前記矩形透明性基板上に形成された下地半導体層と、
前記下地半導体層上に島状に形成された複数の第1電極と、
前記第1電極の各々を囲み各々に離間して前記下地半導体層上に形成された発光層を含む発光半導体層と、
前記発光半導体層上に形成された第2電極と、を有し、
前記第1電極は、前記矩形透明性基板の一辺と平行な2つの電極列を有するよう配置され、
前記電極列に垂直でかつ前記矩形透明性基板の対向する二辺に平行な水平線のうち、前記二辺にそれぞれ近接する2つの前記第1電極に最大電極幅で交差する水平線を2つの基準水平線とした場合、前記2つの電極列において、前記2つの基準水平線の間の水平線のいずれの上においても、前記第1電極の2つが隣接するように存在するよう配置され、
前記2つの電極列において、前記第1電極は、前記2つの基準水平線の間の前記水平線上の前記隣接する2つの前記第1電極の電極幅の合計が、前記2つの基準水平線の最大電極幅の合計の35%以上65%以下となるように形成されている、ことを特徴とする。
一般的に車両用ヘッドランプの配光パターンは、図3に示すように上下方向に光を集光し、左右方向に光を拡散するようなパターンを要する。この拡散角度は上下方向で10度乃至15度程度、左右方向では±30度乃至±60度程度であり、上下に対して左右方向は約4倍乃至12倍程度広く拡散する。
図6に示すように、LEDモジュール20の長方形ケース20caの前面凹部の底には配線パターン20ppが設けられ、配線パターン20pp上にバンプBを介してLED素子21のp電極およびn電極が電気的に接続されている。さらにLEDモジュール20は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(蛍光体層)を備え、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からの光とを前方に発光するように構成されている。
図7に示すように、LED素子21は、矩形の基板21aの片面に形成されたn型半導体層21bと、n型半導体層21b表面上に島状に形成されたn電極21cと、n電極21cを囲むようにn型半導体層21b表面上に形成された活性層21dと、活性層2ld表面に形成されたp型半導体層21eと、p型半導体層21e表面に形成された透明電極21fと、透明電極21f表面に形成された反射性の金属からなるp電極21gと、を備えている。LED素子21では、上記の基板21aの片面に形成された構成要素をすべて覆い保護する保護膜21hが形成されている。ただし、保護膜21hにはn型半導体層21bとp電極21gを露出させそれぞれのバンプBを接合するための開孔が形成されている。
本実施形態では、図8に示すようにフリップチップ型LED素子における矩形の基板の片面側に同じ大きさの複数のn電極21cx,21cyおよびこれらn電極の各々を囲むp電極21gが形成されている。複数のn電極21は、複数の列をなし、各列に複数が直線的に等間隔で配列されている(図8においては、3個のn電極21cxからなるn電極列R1と、3個のn電極21cyからなるn電極列R2の2列が配列されている)。
0 ≦ x ≦ X ≦ Z/2
0 ≦ y ≦ Y ≦ Z/2
上記式中、xはn電極21cxの水平線PL上の電極幅を、yはn電極21cyの水平線PL上の電極幅を、Xはn電極21cxの水平線PL上の最大電極幅を、Yはn電極21cyの水平線PL上の最大電極幅を、Zは、矩形基板21aのn電極列と垂直な辺(水平線PLに平行な辺)の長さを、それぞれ示す。
上記の実施例においては、2つの電極列の各々に3つの電極が配置されたLED素子を例に説明したが、本変形例のLED素子において、2つの電極列の各々に1つの電極を配置することもできる。
図17の実験結果により、矩形LED素子の一辺に平行な何れの水平線PL上においても水平線PL上にn電極の伸長部213が重なるようn電極を配置する。同時に、当該水平線PL上にn電極が重なる程度を、水平線PL上にて隣接する2つの電極の幅の合計が、上記式の0.7×(X+Y)/2≦(x+y)≦1.3×(X+Y)/2の範囲以内、すなわち当該各電極の最大幅の合計の35%以上65%以下、56μm〜104μm(n電極の最大幅80μm)、となるようにすることで、本変形例においても、目視による場合も配光パターンでの明暗ムラがほぼ確認できなくなる。
さらに、図18(a)及び(b)に示すように、LED素子において、n電極の列の各々のうち矩形透明性基板21の二辺(21ux、21uy)にそれぞれ最も近接する左右のn電極21cx,21cyに拡大部214を設けることができる。
20 LEDモジュール
30 投影レンズ
21 LED素子
22 波長変換層
51 入射面
52 出射面
I 反転投影像
H 線
V 線
B バンプ
Claims (7)
- 矩形透明性基板に対向する側に第1電極および第2電極を備え、前記矩形透明性基板の対向する二辺が水平方向になるように載置されるフリップチップ型発光素子であって、
前記矩形透明性基板上に形成された下地半導体層と、
前記下地半導体層上に島状に形成された複数の第1電極と、
前記第1電極の各々を囲み各々に離間して前記下地半導体層上に形成された発光層を含む発光半導体層と、
前記発光半導体層上に形成された第2電極と、を有し、
前記第1電極は、前記矩形透明性基板の一辺と平行な2つの電極列を有するよう配置され、
前記電極列に垂直でかつ前記矩形透明性基板の対向する二辺に平行な水平線のうち、前記二辺にそれぞれ近接する2つの前記第1電極に最大電極幅で交差する水平線を2つの基準水平線とした場合、前記2つの電極列において、前記2つの基準水平線の間の水平線のいずれの上においても、前記第1電極の2つが隣接するように存在するよう配置され、
前記2つの電極列において、前記第1電極は、前記2つの基準水平線の間の前記水平線上の前記隣接する2つの前記第1電極の電極幅の合計が、前記2つの基準水平線の最大電極幅の合計の35%以上65%以下となるように形成されている、
ことを特徴とするフリップチップ型発光素子。 - 前記第1電極の各々は、円形であることを特徴とする請求項1に記載のフリップチップ型発光素子。
- 前記第1電極がn電極であり且つ前記第2電極がp電極であることを特徴とする請求項1又は2に記載のフリップチップ型発光素子。
- 請求項1乃至3のいずれか1に記載の前記フリップチップ型発光素子を複数備え、前記複数の前記フリップチップ型発光素子は、前記フリップチップ型発光素子の各々における前記矩形透明性基板の前記電極列に垂直な一辺が一直線上に一致するように配列されていることを特徴とする発光素子モジュール。
- 請求項1乃至3のいずれか1に記載の前記フリップチップ型発光素子を複数備え、
前記複数のフリップチップ型発光素子は、前記フリップチップ型発光素子の各々に備えられた前記第1電極の電極列が相互に平行となるように配列されていることを特徴とする発光素子モジュール。 - 請求項4又は請求項5に記載の発光素子モジュールと、
前記発光素子モジュールを前向きに且つ前記発光素子モジュールの長手方向が前方から見て水平に固定されるベース部と、
前記ベース部上の前記発光素子モジュールから前方に延びた光軸上に配設され、前記前記発光素子モジュールから発した光を前方に投影する投影レンズと、を備えることを特徴とする車両用灯具。 - 請求項4又は請求項5に記載の発光素子モジュールと、
前記発光素子モジュール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構成された投影光学系とを備え、
前記投影光学系は、前記電極列に対応する像部分と、前記配光パターンにおけるカットオフラインの水平ラインとが垂直となるよう構成されていることを特徴とする車両用灯具。
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