JP6196090B2 - 車両用灯具及び発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用灯具及び発光装置に関し、特に自動車などの車両に用いられる車両用灯具と、当該車両用灯具に用いられる発光装置に関する。
特許文献1には、最上層に絶縁層を有する回路基板と、絶縁層の上面に設けられた配線層と、配線層と電気的に接続された複数の発光素子とを備える発光装置が開示されている。
特開2009−081196号公報
本発明者は、発光素子を有する複数の発光モジュールが共通の基板に搭載された発光装置について鋭意研究を重ねた結果、従来の発光装置では複数の発光モジュールそれぞれの放熱性にばらつきが生じやすいことを見いだした。特に、複数の発光モジュールを狭ピッチで配列した場合、放熱性のばらつきが増大する傾向にあった。放熱性のばらつきは、各発光モジュールの光度にばらつきが生じる原因となり得る。また、この発光装置を車両用灯具に用いた場合、各発光モジュールの光度のばらつきは、車両用灯具が形成する配光パターンにおける照度ムラの原因となり得る。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の発光モジュールにおける放熱性の均等化を図るための技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具である。当該車両用灯具は、発光装置を備える車両用灯具である。発光装置は、複数の発光モジュールと、複数の発光モジュールが並んで実装される実装基板と、を備える。実装基板は、絶縁層の表面に延在する導電層と、当該導電層を互いに絶縁された第1導電領域、第2導電領域及び第3導電領域の少なくとも3つに区画する絶縁ラインとを有する。複数の発光モジュールはそれぞれ、第1電極及び第2電極を有する発光部と、当該発光部が搭載され、実装基板のいずれかの導電領域と第1電極とを電気的に接続するための第1導電部と、第1電極が接続される導電領域を除くいずれかの導電領域と第2電極とを電気的に接続するための第2導電部と、を有する。第1導電領域、第2導電領域及び第3導電領域は、少なくとも第1導電領域と第2導電領域とが隣接し、第2導電領域と第3導電領域とが隣接するように配置される。複数の発光モジュールは、実装基板と平行な面上での第1導電部と第2導電部の配列方向について、隣接する2つの発光モジュールの組み合わせのうち少なくとも1つの組み合わせにおいて、それぞれの配列方向が交わるように、又はそれぞれの配列方向が互いに平行で且つ第1導電部と第2導電部の並び順が逆となるように実装基板に実装され、当該隣接する2つの発光モジュールのうち、一方の発光モジュールの第2電極が第1導電領域に、一方の発光モジュールの第1電極と他方の発光モジュールの第2電極とが第2導電領域に、他方の発光モジュールの第1電極が第3導電領域に、それぞれ電気的に接続される。この態様によれば、複数の発光モジュールにおける放熱性の均等化を図ることができる。
上記態様において、発光部は、第1電極及び第2電極を有する半導体発光素子と、当該半導体発光素子における光が出射される面側に配置され、半導体発光素子の光を波長変換して出射する波長変換層とを有する。波長変換層は、その周縁部に切り欠き部を有する。発光モジュールは、切り欠き部に接する波長変換層の縁部が、車両用灯具が形成する配光パターンのカットライン以外の縁部を形成するように姿勢が定められてもよい。これにより、配光パターンの形成精度を高めることができる。また、上記いずれかの態様において、発光モジュールの配列における最外側の発光モジュールの切り欠き部は、隣接する発光モジュール側に位置してもよい。これにより、配光パターンの形成精度をより高めることができる。
また、本発明の他の態様は発光装置である。当該発光装置は、複数の発光モジュールと、複数の発光モジュールが並んで実装される実装基板と、を備える。実装基板は、絶縁層の表面に延在する導電層と、当該導電層を互いに絶縁された第1導電領域、第2導電領域及び第3導電領域の少なくとも3つに区画する絶縁ラインとを有する。複数の発光モジュールはそれぞれ、第1電極及び第2電極を有する発光部と、当該発光部が搭載され、実装基板のいずれかの導電領域と第1電極とを電気的に接続するための第1導電部と、第1電極が接続される導電領域を除くいずれかの導電領域と第2電極とを電気的に接続するための第2導電部と、を有する。第1導電領域、第2導電領域及び第3導電領域は、少なくとも第1導電領域と第2導電領域とが隣接し、第2導電領域と第3導電領域とが隣接するように配置される。複数の発光モジュールは、実装基板と平行な面上での第1導電部と第2導電部の配列方向について、隣接する2つの発光モジュールの組み合わせのうち少なくとも1つの組み合わせにおいて、それぞれの配列方向が交わるように、又はそれぞれの配列方向が互いに平行で且つ第1導電部と第2導電部の並び順が逆となるように実装基板に実装され、当該隣接する2つの発光モジュールのうち、一方の発光モジュールの第2電極が第1導電領域に、一方の発光モジュールの第1電極と他方の発光モジュールの第2電極とが第2導電領域に、他方の発光モジュールの第1電極が第3導電領域に、それぞれ電気的に接続され。この態様によっても、複数の発光モジュールにおける放熱性の均等化を図ることができる。
本発明によれば、複数の発光モジュールにおける放熱性の均等化を図るための技術を提供することができる。
実施の形態に係る車両用灯具の概略構造を示す水平断面図である。 実施の形態に係る発光装置の概略構造を示す正面図である。 図3(A)は、発光モジュールの概略構造を示す正面図である。図3(B)は、図3(A)におけるA−A線に沿った断面図である。 実施の形態に係る発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。 従来の発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。 図6(A)は、実施形態1に係る車両用灯具が形成する配光パターンと複数の発光モジュールが形成する光像との関係の一例を示す模式図である。図6(B)は、実施形態1に係る車両用灯具が形成する配光パターンと複数の発光モジュールが形成する光像との関係の他の例を示す模式図である。 変形例1に係る発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。 変形例2に係る発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。 変形例3に係る発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。 変形例4に係る発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
図1は、実施の形態に係る車両用灯具の概略構造を示す水平断面図である。本実施形態に係る車両用灯具1は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置である。一対の前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、図1には車両用灯具1として車両右側の前照灯ユニットの構造を示す。
車両用灯具1は、車両前方側に開口部を有するランプボディ12と、ランプボディ12の開口部を覆うように取り付けられた透光カバー14とを備える。ランプボディ12と透光カバー14とにより形成される灯室内には、灯具ユニット20が収容される。灯具ユニット20は、図示しない支持部材によってランプボディ12に取り付けられる。また、灯室内にはエクステンション部材16が収容される。エクステンション部材16は、灯具ユニット20の存在領域に開口部を有し、ランプボディ12の前面開口部と灯具ユニット20との間の領域を前方に対して覆うように配置され、ランプボディ12又は透光カバー14に固定される。
灯具ユニット20は、プロジェクタ型の灯具ユニットであり、光源としての発光装置100と、支持プレート22と、投影レンズ24と、ホルダ26と、リフレクタ28と、放熱板30と、を有する。支持プレート22は、発光装置100を支持するための略板状部材であり、主表面が灯具前後方向を向くように配置される。支持プレート22の灯具前方側の主表面に、発光装置100が搭載される。また、支持プレート22の灯具前方側の主表面には、リフレクタ28が固定される。リフレクタ28は、発光装置100の上側に位置する上方反射鏡と、発光装置100の下側に位置する下方反射鏡とを有する(図1では、下方反射鏡が図示されている)。上方反射鏡及び下方反射鏡は、例えば略放物柱状の反射鏡であり、上方反射鏡及び下方反射鏡の反射面は放物柱面の一部を用いて形成される。
発光装置100は、複数の発光モジュールと、これらの発光モジュールが実装される実装基板とを有する。発光装置100の構造については、後に詳細に説明する。発光装置100は、発光モジュールが投影レンズ24の後側焦点Fよりも後方側に位置し、且つ発光モジュールの発光面が灯具前方を向くようにして、支持プレート22の灯具前方側の主表面に固定される。発光装置100は、その中心が灯具ユニット20の光軸Ax上に位置する。支持プレート22の灯具後方側の主表面には、放熱板30が固定される。放熱板30は、発光装置100から発せされる熱を拡散させるための部材である。
投影レンズ24は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズであって、光軸Ax上に配置される。投影レンズ24は、その後側焦点Fを含む後側焦点面上の像を、灯具前方に配置された鉛直仮想スクリーン上に反転像として投影するように構成される。ホルダ26は、支持プレート22及び投影レンズ24を保持する略筒状部材である。ホルダ26は、灯具後方側の端部が支持プレート22の灯具前方側の主表面に固定される。また、ホルダ26は前端側に環状溝部を有し、この環状溝部に投影レンズ24の周縁部が嵌め込まれることで、投影レンズ24がホルダ26に保持される。ホルダ26は、図示しない支持部材を介して、ランプボディ12に取り付けられる。
発光装置100から出射される光は、リフレクタ28により投影レンズ24に向けて反射され、投影レンズ24に入射する。また、発光装置100から出射される光の一部は、リフレクタ28で反射されずに直接投影レンズ24に入射する。投影レンズ24は、発光装置100からの直接光と、リフレクタ28での反射光とを灯具前方に投影する。
続いて、実施の形態に係る発光装置100の構造について詳細に説明する。図2は、実施の形態に係る発光装置の概略構造を示す正面図である。図3(A)は、発光モジュールの概略構造を示す正面図である。図3(B)は、図3(A)におけるA−A線に沿った断面図である。図3(A)では、発光モジュールの内部構造を破線で示し、ボンディングワイヤの図示を省略している。また、図3(A)及び図3(B)では、スルーホールの図示を省略している。
図2に示すように、本実施の形態に係る発光装置100は、複数の発光モジュール120と、複数の発光モジュール120が並んで実装される実装基板160と、を備える。本実施の形態では、一例として3つの発光モジュール120a,120b,120cが実装基板160にこの順に並んで実装される。発光モジュール120a〜120cは、狭ピッチで、具体的には例えば10mm以下、さらには5mm以下の間隔をあけて配置される。以下の説明で発光モジュール120a、発光モジュール120b及び発光モジュール120cを区別する必要がない場合は、これらを発光モジュール120と表記する。以下、発光モジュール120と実装基板160のそれぞれについて詳細に説明する。
図3(A)及び図3(B)に示すように、複数の発光モジュール120はそれぞれ、発光部130と、第1導電部150と、第2導電部152とを有する。
発光部130は、第1電極132及び第2電極134を有する半導体発光素子136と、当該半導体発光素子136における光が出射される面(以下では適宜、光出射面136aと称する)側に配置され、半導体発光素子136の光を波長変換して出射する波長変換層138とを有する。半導体発光素子136は、光出射面136a側に第2電極134を有し、光出射面136aと対向する面側に第1電極132を有する、縦型チップタイプの素子である。
波長変換層138は、その周縁部であって、半導体発光素子136と波長変換層138の積層方向で第2電極134と重なる位置に切り欠き部138aを有する。したがって、波長変換層138の光出射面は、多角形(本実施の形態では四角形)の1つの角が切り欠かれた形状を有する。本実施の形態では、半導体発光素子136の表面に波長変換層138が直に積層され、波長変換層138の切り欠き部138aにより第2電極134が露出する。
半導体発光素子136と波長変換層138との組み合わせとしては、例えば以下のものを挙げることができる。すなわち、半導体発光素子136は、青色光を放射する発光素子で構成され、波長変換層138は、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体を含む部材で構成される。例えば波長変換層138は、黄色発光蛍光体を含み且つ透光性を有する樹脂によって形成される。なお、波長変換層138は、蛍光材料を含む透明セラミック素地を焼結して得られる、いわゆる蛍光セラミックや、蛍光材料を含むガラス等であってもよい。この組み合わせでは、半導体発光素子136の光出射面136aから出射された青色光が波長変換層138内に入射すると、一部の青色光が波長変換層138により黄色光に波長変換されて出射される。また、残りの青色光は、波長変換層138により波長変換されることなく出射される。そして、波長変換層138で生成された黄色光と波長変換層138を通過した青色光とが混色されて白色光となる。
また、半導体発光素子136は、紫外光を照射する発光素子で構成され、波長変換層138は、紫外光を青色光に波長変換する青色発光蛍光体と、紫外光を黄色光に波長変換する黄色発光蛍光体とを含む部材で構成されてもよい。この組み合わせでは、半導体発光素子136から出射された紫外光は、波長変換層138により青色光及び黄色光に波長変換され、加法混色されて白色光となる。あるいは生成された青色光及び黄色光は、波長変換層138から出射され、加法混色されて白色光となる。
第1導電部150は、実装基板160のいずれかの導電領域(詳細は後述する)と第1電極132とを電気的に接続するための導電性部材である。第1導電部150は略矩形状であり、第1導電部150のいずれかの面に発光部130が搭載される。発光部130が搭載された状態で、発光部130の第1電極132が第1導電部150に電気的に接続される。発光部130は、例えばはんだや導電性接着剤等により、第1導電部150に表面実装される。第1導電部150は、発光部130が搭載される面と対向する面が、実装基板160の導電領域に電気的に接続される。
第2導電部152は、第1電極132が接続される導電領域を除く実装基板160のいずれかの導電領域と第2電極134とを電気的に接続するための導電性部材である。第2導電部152は略矩形状であり、第2導電部152のいずれかの面に第2電極134が電気的に接続される。第2電極134は、ボンディングワイヤ140を介して第2導電部152の表面に接続される。第2導電部152は、ボンディングワイヤ140が接続される面と対向する面が、実装基板160の導電領域に電気的に接続される。
発光部130、第1導電部150、第2導電部152及びボンディングワイヤ140は、封止部142内に封止される。また、波長変換層138の光出射面と、第1導電部150及び第2導電部152の一部は、封止部142の表面に露出する。これにより、波長変換層138から外部への光の出射と、第1導電部150及び第2導電部152と実装基板160の導電層164との電気的接続とが許容される。
このように発光モジュール120は、発光部130が第1導電部150に搭載された構造を有する。そのため、発光部130で発生する熱は、主に第1導電部150を介して、第1導電部150が接続される実装基板160の導電領域に伝達される。すなわち、発光モジュール120において、第1導電部150を介する放熱量は、第2導電部152を介する放熱量に比べて大きい。
図3(A)及び図3(B)に示すように、実装基板160は、絶縁層162と、導電層164と、絶縁ライン166(絶縁部)とを有する。絶縁層162は、例えばガラスエポキシ基板等の樹脂基板で構成され、導電層164よりも熱伝導性が低い層である。導電層164は、絶縁層162の構成材料よりも熱伝導性が高い金属等で構成され、絶縁層162の表面に延在する。絶縁ライン166は、導電層164を互いに電気的に絶縁された複数の導電領域に区画する。本実施の形態では、導電層164の一部が切り欠かれて、絶縁ライン166が形成される。すなわち、導電層164の切り欠き部が絶縁ライン166を構成し、絶縁ライン166において絶縁層162の表面が露出する。また、実装基板160は、発光モジュール120の搭載領域の周囲に、複数のスルーホール168を有する。
図2に示すように、絶縁ライン166によって、導電層164は導電領域164a(請求項における「第1導電領域」)、導電領域164b(請求項における「第2導電領域」)及び導電領域164c(請求項における「第3導電領域」)の少なくとも3つの導電領域に区画される。導電領域164a、導電領域164b及び導電領域164cは、発光モジュール120の近傍領域において、少なくとも導電領域164aと導電領域164bとが隣接し、導電領域164bと導電領域164cとが隣接するように配置される。ここで、発光モジュール120の近傍領域とは、実装基板160における発光モジュール120の搭載領域を含む領域である。
本実施の形態では、導電層164は、絶縁ライン166によって導電領域164a、導電領域164b、導電領域164c及び導電領域164dに区画される。また、発光モジュール120の近傍領域において、導電領域164aは絶縁ライン166を挟んで導電領域164b及び導電領域164cと隣接し、導電領域164bは絶縁ライン166を挟んで導電領域164a及び導電領域164cと隣接し、導電領域164cは絶縁ライン166を挟んで導電領域164a、導電領域164b及び導電領域164dと隣接し、導電領域164dは絶縁ライン166を挟んで導電領域164cと隣接する。
続いて、実施の形態に係る発光装置100における複数の発光モジュール120の搭載姿勢と、各発光モジュール120の放熱性とについて説明する。図4は、実施の形態に係る発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。図4では、封止部142を破線で示し、発光モジュール120の内部を透視した状態を図示している。また、半導体発光素子136及びスルーホール168の図示を省略している。
複数の発光モジュール120は、実装基板160と平行な面上(実装基板160の延在方向)での第1導電部150と第2導電部152の配列方向Mについて、隣接する2つの発光モジュール120a(請求項における「一方の発光モジュール」)及び発光モジュール120b(請求項における「他方の発光モジュール」)の組み合わせにおいて、それぞれの配列方向Mが交わるように実装基板160に実装される。また、この隣接する2つの発光モジュール120a,120bのうち、発光モジュール120aの第2電極134(図3(B)参照)が導電領域164aに、発光モジュール120aの第1電極132(図3(B)参照)と発光モジュール120bの第2電極134とが導電領域164bに、発光モジュール120bの第1電極132が導電領域164cに、それぞれ電気的に接続される。
具体的には図4に示すように、隣接する発光モジュール120aと発光モジュール120bが、それぞれの配列方向Mが直交するようにして実装基板160に実装される。発光モジュール120aの配列方向Mは、複数の発光モジュール120の並ぶ方向に対して交わり(図4では直交し)、発光モジュール120bの配列方向Mは、複数の発光モジュール120の並ぶ方向に対して平行である。そして、発光モジュール120aの第2電極134が第2導電部152を介して導電領域164aに電気的に接続される。また、発光モジュール120aの第1電極132が第1導電部150を介して、発光モジュール120bの第2電極134が第2導電部152を介して、それぞれ導電領域164bに電気的に接続される。また、発光モジュール120bの第1電極132が第1導電部150を介して導電領域164cに電気的に接続される。
また、本実施の形態では、発光モジュール120bと発光モジュール120cの組み合わせについても、それぞれの配列方向Mが交わるようにして実装基板160に実装される。そして、発光モジュール120cの第2電極134が第2導電部152を介して導電領域164cに電気的に接続され、発光モジュール120cの第1電極132が第1導電部150を介して導電領域164dに電気的に接続される。これにより、各発光モジュール120が直列に接続される。なお、請求項における「1つの組み合わせ」(配列方向Mが互いに交わる2つの発光モジュールの組み合わせ)は、発光モジュール120bと発光モジュール120cの組み合わせとしてもよい。この場合、例えば発光モジュール120bが請求項における「一方の発光モジュール」に対応し、発光モジュール120cが請求項における「他方の発光モジュール」に対応する。また、導電領域164bが請求項における「第1導電領域」に、導電領域164cが請求項における「第2導電領域」に、導電領域164dが請求項における「第3導電領域」に、それぞれ対応する。
これに対し、従来の発光装置では、複数の発光モジュールは、それぞれの配列方向Mが互いに平行になるようにして実装基板に実装されていた。図5は、従来の発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。図5では、例として3つの発光モジュール520a,520b,520cが実装基板560に実装された構成を示す。以下の説明で発光モジュール520a、発光モジュール520b及び発光モジュール520cを区別する必要がない場合は、これらを発光モジュール520と表記する。
図5に示すように、従来の発光装置では、発光モジュール520a及び発光モジュール520bは、それぞれの配列方向Mが平行になるようにして実装基板160に実装されていた。発光モジュール520a及び発光モジュール520bの配列方向Mは、複数の発光モジュール520の並ぶ方向に対して平行であった。また、発光モジュール520aと発光モジュール520bとは、第1導電部550と第2導電部552の並び順が同じであった。そして、発光モジュール520aの第2電極が第2導電部552を介して導電領域564aに電気的に接続されていた。また、発光モジュール520aの第1電極が第1導電部550を介して、発光モジュール520bの第2電極が第2導電部552を介して、それぞれ導電領域564bに電気的に接続されていた。また、発光モジュール520bの第1電極が第1導電部550を介して導電領域564cに電気的に接続されていた。
また、発光モジュール520bと発光モジュール520cについても、それぞれの配列方向Mが平行になるようにして実装基板160に実装されていた。発光モジュール520b及び発光モジュール520cの配列方向Mは、複数の発光モジュール520の並ぶ方向に対して平行であった。また、発光モジュール520bと発光モジュール520cとは、第1導電部550と第2導電部552の並び順が同じであった。そして、発光モジュール520cの第2電極が第2導電部552を介して導電領域564cに電気的に接続され、発光モジュール520cの第1電極が第1導電部550を介して導電領域564dに電気的に接続されていた。
上述したように、発光モジュール120,520で発生する熱は、主に第1導電部550を介して実装基板160,560の導電領域に放熱される。このため、第1導電部150,550が接続される導電領域は、導電領域中での熱拡散を阻害する、例えば断面積の小さい領域(以下では適宜、この領域を「細幅領域」と称する)を、少なくとも発光モジュール120,150の近傍に有しないことが好ましい。
従来の発光装置において、各発光モジュールの第1導電部550が接続される導電領域は、導電領域564b、導電領域564c及び導電領域564dである。したがって、この3つの導電領域について、発光モジュール520の近傍に細幅領域が形成されないように、絶縁ライン566を配置することが望まれる。しかしながら、従来の発光装置では、発光モジュール520a〜520cがそれぞれの配列方向Mが平行になるようにして実装されていた。このため、導電領域564b、導電領域564c及び導電領域564dの全ての領域について熱拡散性を確保することが困難であった。
すなわち、導電領域564c及び導電領域564dにおける熱拡散性が確保されるように、導電領域564bと導電領域564cとを区切る絶縁ライン566bと、導電領域564cと導電領域564dとを区切る絶縁ライン566cとを配置すると、導電領域564aと導電領域564bとを区切る絶縁ライン566aと絶縁ライン566bとが接近する領域、すなわち細幅領域Nが導電領域564bに形成されてしまっていた。図5に示す絶縁ライン566a〜566cのレイアウトでは、発光モジュール520の近傍から実装基板560の周縁部に向かって幅が拡がる導電領域564bと、発光モジュール520の近傍で導電領域564b内に浮島状に配置される導電領域564aとが形成される。導電領域564aは、発光モジュール520aで発生する熱の導電領域564bの周縁部に向けた拡散を阻害するように延在する。
導電領域564bにおける熱拡散性を確保するためには、絶縁ライン566bを絶縁ライン566aから離間させることが好ましいが、絶縁ライン566bを絶縁ライン566aから離間させると、導電領域564c及び/又は導電領域564dにおける熱拡散性を確保することが困難であった。よって、従来の発光装置では、発光モジュール520a〜520cの間に放熱性のばらつきが生じていた。
これに対し本実施の形態に係る発光装置100では、図4に示すように、発光モジュール120aと発光モジュール120bとが、それぞれの配列方向Mが交わるように実装基板160に実装される。これにより、発光モジュール120の近傍領域において、導電領域164aが導電領域564b内に浮島状に形成されることを回避することができる。このため、導電領域164c及び導電領域164dにおける熱拡散性を確保しながら、導電領域164bに細幅領域Nが形成されることを回避することができる。すなわち、各発光モジュール120の第1導電部550が接続される導電領域164b〜164dの熱拡散性を確保することができる。これにより、発光モジュール120a〜120cの放熱性を均等化することができる。
なお、配列方向Mが交わるように配置される2つの発光モジュール120の組み合わせは、複数の発光モジュール120の配列における最外側の発光モジュール120と、これに隣接する発光モジュール120との組み合わせとしてもよい。また、この最外側の発光モジュール120は、その第2導電部152が単独でいずれかの導電領域に接続される(すなわち、他の発光モジュール120の第1導電部150が同じ導電領域に接続されない)発光モジュール120としてもよい。さらに、複数の発光モジュール120は、3つ以上としてもよい。
続いて、車両用灯具1が形成する配光パターンと、発光モジュール120の搭載姿勢とについて説明する。図6(A)は、実施の形態に係る車両用灯具が形成する配光パターンと波長変換層の光出射面との関係の一例を示す模式図である。図6(B)は、実施の形態に係る車両用灯具が形成する配光パターンと波長変換層の光出射面との関係の他の例を示す模式図である。図6(A)及び図6(B)では、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方25mの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成された配光パターンを示している。図6(A)では、リフレクタ28及び/又は投影レンズ24により、各発光モジュール120が形成する光像Lが部分的に重ね合わされて灯具前方に投影された状態を示している。図6(B)では、光像Lが重ね合わされずに灯具前方に投影された状態を示している。
発光モジュール120は、切り欠き部138aに接する波長変換層138の縁部138b(図4参照)が、車両用灯具1が形成する配光パターンPのカットラインCL以外の縁部を形成するように姿勢が定められる。車両用灯具1は例えば、配光パターンの上端部に水平ラインHに沿った直線状のカットラインCL(カットオフライン)を有する配光パターンPを形成する。また、各発光モジュール120の波長変換層138は、略四角形状であってその1つの角部が切り欠かれた(すなわち切り欠き部138aを含む)形状の光出射面を有する。そして、各発光モジュール120は、切り欠き部138aが灯具上方側に位置するように姿勢が定められる。
波長変換層138から出射される光は、投影レンズ24によって上下左右が反転されて灯具前方に投影される。このため、灯具前方には、波長変換層138の光出射面形状を上下左右に反転させた形状の光像Lが形成される。よって、光像Lは、切り欠き部138aに対応する切り欠き部Laを鉛直方向下側に有する。また、3つの波長変換層138の光出射面により形成される3つの光像Lを一組として、リフレクタ28及び/又は投影レンズ24によって複数組が灯具前方に配列されることで、配光パターンPが形成される。このように複数の光像Lを一組としているため、各発光モジュール120の間隔を狭めたいという要求がある。本実施の形態では、各発光モジュール120の間隔を約5mmとしている。
切り欠き部138aが灯具上方側に位置するように発光モジュール120の姿勢を定めることで、波長変換層138の縁部(略四角形の四辺)のうち、切り欠き部138aと接する縁部138b(切り欠き部138aと接する辺)によって、カットラインCL以外の配光パターンPの縁部を形成することができる。言い換えれば、波長変換層138の切り欠き部138aに対応する光像Lの切り欠き部LaがカットラインCL以外の配光パターンPの縁部と重なる。これにより、切り欠き部138aに起因する凹凸がカットラインCLに形成されてしまうことを防ぐことができる。カットラインCLは、切り欠き部138aと接する縁部138bを除く波長変換層138の縁部、すなわち切り欠き部138aと接しない光出射面の辺、例えば縁部138bと対向する辺によって形成される。
以上説明したように、本実施の形態に係る発光装置100において、実装基板160の導電層164は、絶縁ライン166によって少なくとも導電領域164a〜164cに区画される。また、複数の発光モジュール120はそれぞれ、発光部130と、発光部130が搭載され第1電極132が接続される第1導電部150と、第2電極134が接続される第2導電部152とを有する。そして、複数の発光モジュール120は、隣接する2つの発光モジュール120の組み合わせ、例えば発光モジュール120aと発光モジュール120bの組み合わせにおいて、配列方向Mが交わるように実装基板160に実装される。また、隣接する2つの発光モジュール120a,120bのうち、発光モジュール120aの第2電極134が導電領域164aに、発光モジュール120aの第1電極132と発光モジュール120bの第2電極134とが導電領域164bに、発光モジュール120bの第1電極132が導電領域164cに、それぞれ電気的に接続される。これにより、各発光モジュール120の第1電極132が接続される導電領域における熱拡散性を均等にすることができるため、各発光モジュール120の放熱性を均等にすることができる。その結果、各発光モジュール120の光度のばらつきを小さくすることができる。
また、本実施の形態に係る車両用灯具1は、光源として上述した発光装置100を備える。発光装置100は各発光モジュール120の光度のばらつきが小さいため、発光装置100を光源として用いることで、照度ムラの少ない配光パターンを形成することができる。さらに、発光モジュール120は、波長変換層138の切り欠き部138aに接する縁部138bが、配光パターンPのカットラインCL以外の縁部を形成するように姿勢が定められる。これにより、切り欠き部138aに起因する凹凸がカットラインCLに形成されることを回避できるため、配光パターンPの形成精度を高めることができる。また、配光設計要件を満たしながら、各発光モジュール120の放熱性を均等に向上させることができる。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態と以下の変形との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
(変形例1)
図7は、変形例1に係る発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。図7では、封止部142を破線で示し、発光モジュール120の内部を透視した状態を図示している。また、半導体発光素子136及びスルーホール168の図示を省略している。変形例1に係る発光装置100は、複数の発光モジュール120の配列における最外側の発光モジュール120の切り欠き部138aが、隣接する発光モジュール120側に位置する点が実施の形態と異なる。
具体的には図7に示すように、複数の発光モジュール120の配列における一方の最外側の発光モジュール120aは、切り欠き部138aが発光モジュール120b側に位置する。また、他方の最外側の発光モジュール120cもまた、切り欠き部138aが発光モジュール120b側に位置する。発光モジュール120cは、その配列方向Mが隣接する発光モジュール120bの配列方向Mと平行になるようにして実装基板160に実装される。
このように、複数の発光モジュール120の配列における最外側に位置する発光モジュール120の切り欠き部138aを、隣接する発光モジュール120側、すなわち発光モジュール120の並びの内側に配置することで、切り欠き部138aに起因する凹凸が配光パターンP(図6(A)及び図6(B)参照)の周縁部に形成されることをより抑制することができる。これにより、例えば鉛直方向に延びるカットラインを有する配光パターンについても精度よく形成することができる。また、発光モジュール120aと発光モジュール120bとは、実施の形態と同様にそれぞれの配列方向Mが交わるように搭載される。また、各発光モジュール120の切り欠き部138aは、灯具上方側に配置される。このため、本変形例の発光装置100によっても、実施の形態と同様の効果を奏することができる。
(変形例2)
図8は、変形例2に係る発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。図8では、封止部142を破線で示し、発光モジュール120の内部を透視した状態を図示している。また、半導体発光素子136及びスルーホール168の図示を省略している。変形例2に係る発光装置100は、発光モジュール120aと発光モジュール120bの配列方向Mが平行になるように配置され、発光モジュール120bと発光モジュール120cの配列方向Mが交わるように配置された点が実施の形態と異なる。発光モジュール120a及び発光モジュール120bの配列方向Mは、複数の発光モジュール120の並ぶ方向に対して交わる方向である。また、発光モジュール120aと発光モジュール120bとは、第1導電部150と第2導電部152の並び順が逆である。すなわち、発光モジュール120aでは、上方に第2導電部152、下方に第1導電部150が配置されているのに対し、発光モジュール120bでは上方に第1導電部150、下方に第2導電部152が配置される。本変形例に係る構成によっても、各発光モジュール120の放熱性を均等にすることができる。
(変形例3)
図9は、変形例3に係る発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。図9では、封止部142を破線で示し、発光モジュール120の内部を透視した状態を図示している。また、半導体発光素子136及びスルーホール168の図示を省略している。変形例3に係る発光装置100は、発光モジュール120の数が4個である点が実施の形態と異なる。
具体的には図9に示すように、本変形例に係る発光装置100は、発光モジュール120a、発光モジュール120b、発光モジュール120c及び発光モジュール120dを備える。また、実装基板160は、絶縁ライン166によって導電領域164a、導電領域164b、導電領域164c、導電領域164d及び導電領域164eに区画される。発光モジュール120の近傍領域において、導電領域164aは導電領域164b及び導電領域164cと隣接し、導電領域164bは導電領域164a及び導電領域164cと隣接し、導電領域164cは導電領域164a、導電領域164b及び導電領域164dと隣接し、導電領域164dは導電領域164c及び導電領域164eと隣接し、導電領域164eは導電領域164dと隣接する。
隣接する発光モジュール120aと発光モジュール120bは、それぞれの配列方向Mが直交するようにして実装基板160に実装される。そして、発光モジュール120aの第2電極134が第2導電部152を介して導電領域164aに接続される。また、発光モジュール120aの第1電極132が第1導電部150を介して、発光モジュール120bの第2電極134が第2導電部152を介して、それぞれ導電領域164bに接続される。また、発光モジュール120bの第1電極132が第1導電部150を介して、発光モジュール120cの第2電極134が第2導電部152を介して、それぞれ導電領域164cに接続される。また、発光モジュール120cの第1電極132が第1導電部150を介して、発光モジュール120dの第2電極134が第2導電部152を介して、それぞれ導電領域164dに接続される。さらに、発光モジュール120dの第1電極132が第1導電部150を介して導電領域164eに接続される。発光モジュール120aの配列方向Mは、複数の発光モジュール120の並ぶ方向に対して交わり、発光モジュール120b〜120dの配列方向Mは、複数の発光モジュール120の並ぶ方向に対して平行である。また、各発光モジュール120の切り欠き部138aは、灯具上方側に配置される。
このため、本変形例の発光装置100によっても、実施の形態と同様の効果を奏することができる。さらに、発光モジュールの配列における最外側に位置する発光モジュール120a,120dの切り欠き部138aは、隣接する発光モジュール120b,120c側に配置される。このため、変形例1と同様の効果を奏することができる。
(変形例4)
図10は、変形例4に係る発光装置における発光モジュールを含む領域の拡大図である。図10では、封止部142を破線で示し、発光モジュール120の内部を透視した状態を図示している。また、半導体発光素子136及びスルーホール168の図示を省略している。変形例4に係る発光装置100は、発光モジュール120の数が5個である点が実施の形態と異なる。
具体的には図10に示すように、本変形例に係る発光装置100は、発光モジュール120a、発光モジュール120b、発光モジュール120c、発光モジュール120d及び発光モジュール120eを備える。また、実装基板160は、絶縁ライン166によって導電領域164a、導電領域164b、導電領域164c、導電領域164d、導電領域164e及び導電領域164fに区画される。発光モジュール120の近傍領域において、導電領域164aは導電領域164b及び導電領域164cと隣接し、導電領域164bは導電領域164a及び導電領域164cと隣接し、導電領域164cは導電領域164a、導電領域164b及び導電領域164dと隣接し、導電領域164dは導電領域164c及び導電領域164eと隣接し、導電領域164eは導電領域164d及び導電領域164fと隣接し、導電領域164fは導電領域164eと隣接する。
隣接する発光モジュール120aと発光モジュール120bは、それぞれの配列方向Mが直交するようにして実装基板160に実装される。そして、発光モジュール120aの第2電極134が第2導電部152を介して導電領域164aに接続される。また、発光モジュール120aの第1電極132が第1導電部150を介して、発光モジュール120bの第2電極134が第2導電部152を介して、それぞれ導電領域164bに接続される。また、発光モジュール120bの第1電極132が第1導電部150を介して、発光モジュール120cの第2電極134が第2導電部152を介して、それぞれ導電領域164cに接続される。また、発光モジュール120cの第1電極132が第1導電部150を介して、発光モジュール120dの第2電極134が第2導電部152を介して、それぞれ導電領域164dに接続される。さらに、発光モジュール120dの第1電極132が第1導電部150を介して、発光モジュール120eの第2電極134が第2導電部152を介して、それぞれ導電領域164eに接続される。また、発光モジュール120eの第1電極132が第1導電部150を介して導電領域164fに接続される。発光モジュール120aの配列方向Mは、複数の発光モジュール120の並ぶ方向に対して交わり、発光モジュール120b〜120eの配列方向Mは、複数の発光モジュール120の並ぶ方向に対して平行である。また、各発光モジュール120の切り欠き部138aは、灯具上方側に配置される。
このため、本変形例の発光装置100によっても、実施の形態と同様の効果を奏することができる。さらに、発光モジュールの配列における最外側に位置する発光モジュール120a,120eの切り欠き部138aは、隣接する発光モジュール120b,120c側に配置される。このため、変形例1と同様の効果を奏することができる。
(その他)
実施の形態において、発光モジュール120aをその配列方向Mが発光モジュール120の並ぶ方向に対して平行となるように配置し、発光モジュール120bをその配列方向Mが発光モジュール120の並ぶ方向に対して交わるように配置してもよい。
灯具ユニット20の構造は、実施の形態で説明したものに限定されない。例えば、灯具ユニット20は、リフレクタ28を備えなくてもよい。この場合、投影レンズ24の表面形状の調整等によって光像Lを配列することができる。また、灯具ユニット20は、従来周知の反射型の灯具構造であってもよい。上述した実施の形態では、発光部130は白色光を出射するが、特にこれに限定されず、発光部130はアンバー色や赤色の光を出射してもよい。例えば、発光装置100は、アンバー色光を出射する発光部130を備え、コーナリングランプ等に搭載されてもよい。また、発光部130は、波長変換層138を備えない構成であってもよい。また、実施の形態において、紫外光を照射する半導体発光素子136と青色及び黄色蛍光体との組み合わせが例示されているが、この組み合わせにおいて、半導体発光素子136が出射する光の波長範囲は、紫外光から近紫外光の範囲であってもよい。また、蛍光体は、青色と黄色の組み合わせに限定されず、補色関係を満たす複数色の組み合わせとしてもよい。例えば、青色、緑色及び赤色の組み合わせとしてもよい。
1 車両用灯具、 100 発光装置、 120,120a,120b,120c,120d,120e 発光モジュール、 130 発光部、 132 第1電極、 134 第2電極、 136 半導体発光素子、 138 波長変換層、 138a 切り欠き部、 138b 縁部、 150 第1導電部、 152 第2導電部、 160 実装基板、 162 絶縁層、 164 導電層、 164a,164b,164c,164d,164e,164f 導電領域、 166 絶縁ライン、 CL カットライン、 M 配列方向、 P 配光パターン。

Claims (3)

  1. 発光装置を備える車両用灯具であって、
    前記発光装置は、複数の発光モジュールと、前記複数の発光モジュールが並んで実装される実装基板と、を備え、
    前記実装基板は、絶縁層の表面に延在する導電層と、当該導電層を互いに絶縁された第1導電領域、第2導電領域及び第3導電領域の少なくとも3つに区画する絶縁ラインとを有し、
    前記複数の発光モジュールはそれぞれ、第1電極及び第2電極を有する発光部と、当該発光部が搭載され、前記実装基板のいずれかの導電領域と前記第1電極とを電気的に接続するための第1導電部と、前記第1電極が接続される導電領域を除くいずれかの導電領域と前記第2電極とを電気的に接続するための第2導電部と、を有し、
    前記第1導電領域、前記第2導電領域及び前記第3導電領域は、少なくとも前記第1導電領域と前記第2導電領域とが隣接し、前記第2導電領域と前記第3導電領域とが隣接するように配置され、
    前記複数の発光モジュールは、前記実装基板と平行な面上での前記第1導電部と前記第2導電部の配列方向について、隣接する2つの発光モジュールの組み合わせのうち少なくとも1つの組み合わせにおいて、それぞれの前記配列方向が交わるように、又はそれぞれの前記配列方向が互いに平行で且つ前記第1導電部と前記第2導電部の並び順が逆となるように前記実装基板に実装され、当該隣接する2つの発光モジュールのうち、一方の発光モジュールの前記第2電極が前記第1導電領域に、前記一方の発光モジュールの前記第1電極と他方の発光モジュールの前記第2電極とが前記第2導電領域に、前記他方の発光モジュールの前記第1電極が前記第3導電領域に、それぞれ電気的に接続され、
    前記発光部は、前記第1電極及び前記第2電極を有する半導体発光素子と、当該半導体発光素子における光が出射される面側に配置され、前記半導体発光素子の光を波長変換して出射する波長変換層とを有し、
    前記波長変換層は、その周縁部に切り欠き部を有し、
    前記発光モジュールは、前記切り欠き部に接する波長変換層の縁部が、車両用灯具が形成する配光パターンのカットライン以外の縁部を形成するように姿勢が定められることを特徴とする車両用灯具。
  2. 発光装置を備える車両用灯具であって、
    前記発光装置は、複数の発光モジュールと、前記複数の発光モジュールが並んで実装される実装基板と、を備え、
    前記実装基板は、絶縁層の表面に延在する導電層と、当該導電層を互いに絶縁された第1導電領域、第2導電領域及び第3導電領域の少なくとも3つに区画する絶縁ラインとを有し、
    前記複数の発光モジュールはそれぞれ、第1電極及び第2電極を有する発光部と、当該発光部が搭載され、前記実装基板のいずれかの導電領域と前記第1電極とを電気的に接続するための第1導電部と、前記第1電極が接続される導電領域を除くいずれかの導電領域と前記第2電極とを電気的に接続するための第2導電部と、を有し、
    前記第1導電領域、前記第2導電領域及び前記第3導電領域は、少なくとも前記第1導電領域と前記第2導電領域とが隣接し、前記第2導電領域と前記第3導電領域とが隣接するように配置され、
    前記複数の発光モジュールは、前記実装基板と平行な面上での前記第1導電部と前記第2導電部の配列方向について、隣接する2つの発光モジュールの組み合わせのうち少なくとも1つの組み合わせにおいて、それぞれの前記配列方向が交わるように、又はそれぞれの前記配列方向が互いに平行で且つ前記第1導電部と前記第2導電部の並び順が逆となるように前記実装基板に実装され、当該隣接する2つの発光モジュールのうち、一方の発光モジュールの前記第2電極が前記第1導電領域に、前記一方の発光モジュールの前記第1電極と他方の発光モジュールの前記第2電極とが前記第2導電領域に、前記他方の発光モジュールの前記第1電極が前記第3導電領域に、それぞれ電気的に接続され、
    前記発光部は、前記第1電極及び前記第2電極を有する半導体発光素子と、当該半導体発光素子における光が出射される面側に配置され、前記半導体発光素子の光を波長変換して出射する波長変換層とを有し、
    前記波長変換層は、その周縁部に切り欠き部を有し、
    発光モジュールの配列における最外側の前記発光モジュールの前記切り欠き部は、隣接する発光モジュール側に位置することを特徴とする車両用灯具。
  3. 複数の発光モジュールと、
    前記複数の発光モジュールが並んで実装される実装基板と、を備え、
    前記実装基板は、絶縁層の表面に延在する導電層と、当該導電層を互いに絶縁された第1導電領域、第2導電領域及び第3導電領域の少なくとも3つに区画する絶縁ラインとを有し、
    前記複数の発光モジュールはそれぞれ、第1電極及び第2電極を有する発光部と、当該発光部が搭載され、前記実装基板のいずれかの導電領域と前記第1電極とを電気的に接続するための第1導電部と、前記第1電極が接続される導電領域を除くいずれかの導電領域と前記第2電極とを電気的に接続するための第2導電部と、を有し、
    前記第1導電領域、前記第2導電領域及び前記第3導電領域は、少なくとも前記第1導電領域と前記第2導電領域とが隣接し、前記第2導電領域と前記第3導電領域とが隣接するように配置され、
    前記複数の発光モジュールは、前記実装基板と平行な面上での前記第1導電部と前記第2導電部の配列方向について、隣接する2つの発光モジュールの組み合わせのうち少なくとも1つの組み合わせにおいて、それぞれの前記配列方向が交わるように、又はそれぞれの前記配列方向が互いに平行で且つ前記第1導電部と前記第2導電部の並び順が逆となるように前記実装基板に実装され、当該隣接する2つの発光モジュールのうち、一方の発光モジュールの前記第2電極が前記第1導電領域に、前記一方の発光モジュールの前記第1電極と他方の発光モジュールの前記第2電極とが前記第2導電領域に、前記他方の発光モジュールの前記第1電極が前記第3導電領域に、それぞれ電気的に接続され、
    前記発光部は、前記第1電極及び前記第2電極を有する半導体発光素子と、当該半導体発光素子における光が出射される面側に配置され、前記半導体発光素子の光を波長変換して出射する波長変換層とを有し、
    前記波長変換層は、その周縁部に切り欠き部を有し、
    発光モジュールの配列における最外側の前記発光モジュールの前記切り欠き部は、隣接する発光モジュール側に位置することを特徴とする発光装置。
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