JP6251991B2 - Semiconductor light source for vehicle lamp, vehicle lamp - Google Patents
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Description
この発明は、車両用灯具の半導体型光源に関するものである。また、この発明は、半導体型光源と配光制御部材とを備える車両用灯具に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor-type light source for a vehicular lamp. The present invention also relates to a vehicular lamp including a semiconductor light source and a light distribution control member.
この種の半導体型光源は、従来からある(たとえば、特許文献1、特許文献2、特許文献3)。従来の半導体型光源は、セラミック基板にLEDチップを実装してなるものである。LEDチップに電流を供給することにより、LEDチップが発光する。そして、その光を車両用灯具を介して照明用の光や信号用の光や装飾用の光などとして利用するものである。ここで、LEDチップに電流が供給されて、LEDチップが発光すると、LEDチップにおいて熱が発生する。
Conventionally, this type of semiconductor light source is used (for example, Patent Document 1,
かかる車両用灯具においては、LEDチップの発光効率を向上させるために、LEDチップにおいて発生する熱を外部に効率良く放射させることが重要である。 In such a vehicular lamp, in order to improve the light emission efficiency of the LED chip, it is important to efficiently radiate the heat generated in the LED chip to the outside.
この発明が解決しようとする課題は、LEDチップにおいて発生する熱を外部に効率良く放射させることが重要である、という点にある。 The problem to be solved by the present invention is that it is important to efficiently radiate the heat generated in the LED chip to the outside.
この発明(請求項1にかかる発明)は、半導体発光素子と、半導体発光素子が実装されているパッケージ部材と、半導体発光素子に電流を供給する給電部材と、パッケージ部材および給電部材が装備されている放熱部材と、パッケージ部材と放熱部材との間に介在されていて、半導体発光素子において発生する熱を、パッケージ部材から放熱部材に、拡散させながら伝達させる熱拡散伝達部材と、を備え、熱拡散伝達部材は、内部に空間が形成され、空間に冷媒が密封されている、ことを特徴とする。 The present invention (the invention according to claim 1) is equipped with a semiconductor light emitting device, a package member on which the semiconductor light emitting device is mounted, a power supply member that supplies current to the semiconductor light emitting device, a package member, and a power supply member. a heat radiation member are, have been interposed between the package member and the heat radiating member, the heat generated in the semiconductor light-emitting device, the heat radiation member from the package member, and a thermal diffusion transfer member to transmit while diffusing, heat diffusion transmission member, the space is formed inside, the refrigerant that has been sealed in the space, characterized in that.
この発明(請求項2にかかる発明)は、パッケージ部材と熱拡散伝達部材と放熱部材とが、横方向もしくはほぼ横方向に、あるいは、パッケージ部材が重力方向の下向きとなるように、配置されている、ことを特徴とする。 In the present invention (the invention according to claim 2), the package member, the heat diffusion transfer member, and the heat radiating member are arranged in the lateral direction or substantially lateral direction, or the package member is directed downward in the gravity direction. It is characterized by that.
この発明(請求項3にかかる発明)は、半導体発光素子が、光の放射方向に積層された複数の発光層から構成されている、ことを特徴とする。 This invention (the invention according to claim 3) is characterized in that the semiconductor light emitting element is composed of a plurality of light emitting layers laminated in the light emitting direction.
この発明(請求項4にかかる発明)は、パッケージ部材が、半導体発光素子から放射される光の波長を異なる波長に変換する蛍光部材から構成されている、ことを特徴とする。 This invention (the invention according to claim 4) is characterized in that the package member is composed of a fluorescent member that converts the wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting element into a different wavelength.
この発明(請求項5にかかる発明)は、前記の請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用灯具の半導体型光源と、半導体型光源からの光を配光制御する配光制御部材と、を備える、ことを特徴とする。 The present invention (the invention according to claim 5) is a semiconductor-type light source for a vehicle lamp according to any one of claims 1 to 4, and a light distribution control for controlling light distribution from the semiconductor-type light source. And a member.
この発明の車両用灯具の半導体型光源、および、この発明の車両用灯具は、パッケージ部材と放熱部材との間の熱拡散伝達部材により、半導体発光素子において発生する熱を、パッケージ部材から放熱部材に、拡散させながら伝達させることができる。すなわち、半導体発光素子において発生する熱が、パッケージ部材から熱拡散伝達部材を介して放熱部材に効率良く伝達され、かつ、放熱部材から外部に効率良く放射される。このために、半導体発光素子において発生する熱を外部に効率良く放射させることができる。これにより、半導体発光素子の発光効率を向上させることができる。すなわち、強い光が得られる。 The semiconductor-type light source of the vehicle lamp according to the present invention and the vehicle lamp according to the present invention are configured such that heat generated in the semiconductor light emitting element is transferred from the package member to the heat dissipation member by the heat diffusion transmission member between the package member and the heat dissipation member. Can be transmitted while being diffused. That is, the heat generated in the semiconductor light emitting element is efficiently transmitted from the package member to the heat dissipation member via the heat diffusion transmission member, and is efficiently radiated from the heat dissipation member to the outside. For this reason, the heat generated in the semiconductor light emitting device can be efficiently radiated to the outside. Thereby, the luminous efficiency of the semiconductor light emitting device can be improved. That is, strong light is obtained.
以下、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の実施形態(実施例)、および、この発明にかかる車両用灯具の実施形態(実施例)の1例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。この明細書において、前、後、上、下、左、右とは、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源およびこの発明にかかる車両用灯具を車両に装備した際の前、後、上、下、左、右である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment (Example) of a semiconductor-type light source for a vehicle lamp according to the present invention and an example of an embodiment (Example) of a vehicle lamp according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In this specification, front, rear, upper, lower, left, and right are the front, rear, and upper when a vehicle is equipped with the semiconductor-type light source of the vehicle lamp according to the present invention and the vehicle lamp according to the present invention. , Down, left, right.
(実施形態の構成の説明)
以下、この実施形態における車両用灯具の半導体型光源およびこの実施形態における車両用灯具の構成について説明する。図1〜図3において、符号1は、この実施形態における車両用灯具の半導体型光源である。図1において、符号100は、この実施形態における車両用灯具である。
(Description of Configuration of Embodiment)
Hereinafter, the semiconductor light source of the vehicle lamp in this embodiment and the configuration of the vehicle lamp in this embodiment will be described. 1-3, the code | symbol 1 is a semiconductor type light source of the vehicle lamp in this embodiment. In FIG. 1,
(車両用灯具100の説明)
前記車両用灯具100は、たとえば、自動車用前照灯のヘッドランプである。前記車両用灯具100は、車両の前部の左右両側にそれぞれ搭載されている。前記車両用灯具100は、ランプハウジング(図示せず)と、ランプレンズ(図示せず)と、前記半導体型光源1と、配光制御部材2と、を備える。
(Description of vehicle lamp 100)
The
前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズ(たとえば、素通しのアウターレンズなど)は、灯室(図示せず)を画成する。前記半導体型光源1および前記配光制御部材2は、ランプユニットを構成する。前記ランプユニット1、2は、前記灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構(図示せず)および左右方向用光軸調整機構(図示せず)を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。
The lamp housing and the lamp lens (for example, a transparent outer lens) define a lamp chamber (not shown). The semiconductor light source 1 and the light
(配光制御部材2の説明)
前記配光制御部材2は、前記半導体型光源1からの光(図1中の実線矢印を参照)を配光制御するものであって、リフレクタ20と、光学レンズ21と、から構成されている。前記リフレクタ20には、反射面22が設けられている。前記反射面22は、前記半導体型光源1からの光を前記光学レンズ21側に反射させる。前記光学レンズ21は、前記反射面22からの反射光を所定の配光パターンとして車両の前方に照射する。所定の配光パターンは、この例では、ロービーム配光パターン(すれ違い配光パターン)、もしくは、ハイビーム配光パターン(走行配光パターン)である。
(Description of the light distribution control member 2)
The light
(半導体型光源1の説明)
前記半導体型光源1は、半導体発光素子としてのLEDチップ3と、前記LEDチップ3が実装されているパッケージ部材4と、前記LEDチップ3に電流を供給する給電部材5と、前記パッケージ部材4および前記給電部材5が装備されている放熱部材(ヒートシンク部材)6と、前記パッケージ部材4と前記放熱部材6との間に介在されている熱拡散伝達部材7と、を備えるものである。
(Description of the semiconductor-type light source 1)
The semiconductor light source 1 includes an
前記半導体型光源1は、前記リフレクタ20に対して上側に配置されている。また、前記半導体型光源1は、前記リフレクタ20と共に、前記光学レンズ21に対して後側に配置されている。
The semiconductor light source 1 is disposed on the upper side with respect to the
(LEDチップ3の説明)
前記LEDチップ3は、この例では、青色の光を放射するものである。前記LEDチップ3は、図4に示すように、フリップチップ実装タイプ(フェースダウンタイプ)のLEDチップである。前記LEDチップ3は、第1電極としてのP電極30(金等の金属からなる)と、電流拡散層(P型GaN層)33と、第1半導体層としてのP型半導体層(P型InGaN層、もしくは、P型GaN層)34と、第1発光層(MQW、すなわち、多重量子井戸構造で微妙に組成の異なるInGaN積層部)351と、中間層(InGaN層、もしくは、GaN層)39と、第2発光層(MQW、すなわち、多重量子井戸構造で微妙に組成の異なるInGaN積層部)352と、第2半導体層としてのN型半導体層(N型GaN層)36と、第2電極としてのN電極37(金等の金属からなる)と、補強用の透明支持層(Al2O3、サファイヤなどの透明なサファイヤ基板)38と、から構成されている。なお、前記電流拡散層33と前記P型半導体層34とは、兼用される場合がある。
(Description of LED chip 3)
In this example, the
前記P型半導体層34の一面(下面)には、前記第1発光層351が形成されている。前記P型半導体層34の他面(前記第1発光層351と反対側の面、上面)には、前記電流拡散層33を介して前記P電極30が形成されている。前記第1発光層351の一面(前記P型半導体層34と反対側の面、下面)には、前記中間層39が形成されている。前記中間層39の一面(前記第1発光層351と反対側の面、下面)には、前記第2発光層352が形成されている。前記第2発光層352の一面(前記中間層39と反対側の面、下面)には、前記N型半導体層36が形成されている。前記N型半導体層36の一面(前記第2発光層352と反対側の面、下面)には、前記透明支持層38が形成されている。
The first
前記N型半導体層36および前記透明支持層38の一部は、前記P電極30および前記電流拡散層33および前記P型半導体層34および前記第1発光層351および前記中間層39および前記第2発光層352の積層方向に対して交差(直交もしくはほぼ直交)する方向に突出している。すなわち、前記電流拡散層33および前記P型半導体層34および前記第1発光層351および前記中間層39および前記第2発光層352の一部を除去して、前記N型半導体層36の前記突出部を露出させるものである。前記N型半導体層36の前記突出部の露出面(前記透明支持層38と反対側であって前記第2発光層352側の面)には、前記N電極37が形成されている。なお、前記第2発光層352と前記N型半導体層36との接合面と、前記N型半導体層36の前記突出部の露出面との間には、段差がある。
The N-
フリップチップ実装タイプの前記LEDチップ3は、発光面が前記P電極30と反対側に位置するものである。このために、前記LEDチップ3の前記P電極30の前記電流拡散層33側の層には、銀(Ag)などの反射率が高い層を形成すると良い。
The
(パッケージ部材4の説明)
前記パッケージ部材4は、基板40と、枠体42と、蛍光部材43と、配線パターン44、45と、から構成されている。前記パッケージ部材4には、前記LEDチップ3が実装されている。
(Description of the package member 4)
The package member 4 includes a
前記基板40は、たとえば、セラミックス(AlN)製の板からなる。前記基板40の一面(下面)には、前記配線パターン44、45がたとえば金などで形成(実装)されている。前記基板40の前記配線パターン44には、前記LEDチップ3の発光層側の前記P電極30が、金属接合材としての金属バンプ(金等の金属バンプ)80を介して接合されている。かつ、前記基板40の前記配線パターン45には、前記LEDチップ3の前記N電極37が、金属接合材としての金属バンプ(金等の金属バンプ)81を介して接合されている。
The
前記基板40の一面には、前記枠体42が接着されている。前記枠体42は、前記LEDチップ3を包囲する。前記枠体42は、高反射部材(たとえば、酸化チタンなどの高反射材料が含有されている樹脂、セラミック、これらの組み合わせ)から構成されている。前記枠体42の内周面は、垂直面をなしている。なお、前記枠体42の内周面を傾斜させて、前記LEDチップ3からの光を前記枠体42の開放側(前記基板40により閉塞されている側と反対側)に反射させる反射面としても良い。
The
前記枠体42中には、前記蛍光部材43が充填されている。前記LEDチップ3は、前記蛍光部材43により封止されている。前記蛍光部材43は、この例では、液状シリコーン樹脂に黄色発光蛍光体粒子が含有されているものであって、前記枠体42中に塗布して硬化させてなるものである。前記蛍光部材43は、前記LEDチップ3からの青色光に励起されてたとえば黄色光を発するものであり、LEDチップ3からの青色光と混じり白色光となる。すなわち、前記蛍光部材43は、前記LEDチップ3から放射される光の波長を異なる波長に変換するものである。なお、他の組み合わせも多く考えられる。たとえば、紫外光を発するLEDチップと、赤・青・緑に発光する蛍光体(3種)と、を組み合わせても良い。
The
(給電部材5の説明)
前記給電部材5は、前記パッケージ部材4を前記放熱部材6に保持させ、かつ、前記LEDチップ3に電流を供給するものである。前記給電部材5は、前記配線パターン(パターン配線部、金等の金属からなる)50、51と、端子(ターミナル)52、53と、外部リード線54、55と、ホルダー56と、押え板57と、スクリュー58と、から構成されている。
(Description of power supply member 5)
The
前記端子52、53は、導電性部材から構成されている。前記端子52、53と前記外部リード線54、55とは、電気的に接続されている。前記外部リード線54、55は、コネクタなど(図示せず)を介して、図示されていない電源(バッテリー)に電気的に接続されている。
The
前記ホルダー56は、絶縁性部材から構成されている。前記ホルダー56の厚さは、前記基板40の厚さとほぼ同等の厚さをなす。前記ホルダー56の上面視(下面視)の大きさは、前記基板40の上面視(下面視)の大きさより大きい。前記ホルダー56の中央部には、前記基板40を囲む開口部が設けられている。
The
前記押え板57は、バネ板から構成されている。前記押え板57は、前記ホルダー56の前記開口部の両長辺に2個ずつ設けられている。前記押え板57の一端は、前記ホルダー56の前記開口部の内壁に埋設されている。前記押え板57の他端は、前記ホルダー56の前記開口部の内壁から前記開口部中に突出している。
The
(放熱部材6の説明)
前記放熱部材6は、たとえば、樹脂や金属製ダイカスト(アルミダイカスト)などの熱伝導率が高い材料からなる。前記放熱部材6は、固定板部60と、前記固定板部60の一面(上面)から一体に設けられている複数のフィン部61と、から構成されている。
(Description of heat dissipation member 6)
The
前記固定板部60の他面(下面)には、前記パッケージ部材4および前記給電部材5が、前記熱拡散伝達部材7を介して装備されている。すなわち、前記固定板部60に前記熱拡散伝達部材7を載置させる。前記熱拡散伝達部材7に前記パッケージ部材4および前記給電部材5を、前記パッケージ部材4が前記ホルダー56の前記開口部中に配置させた状態で、載置させる。前記基板40に前記押え板57を当接させる。前記端子52、53を前記基板40および前記ホルダー56に載置させる。
The package member 4 and the
スクリュー62、63を前記端子52、53、前記ホルダー56、前記熱拡散伝達部材7を介して前記固定板部60にねじ込む。これにより、前記端子52、53、前記ホルダー56、前記熱拡散伝達部材7は、前記固定板部60に固定される。前記基板40は、前記端子52、53および前記押え板57により、前記熱拡散伝達部材7に押圧される。この結果、前記パッケージ部材4および前記給電部材5は、前記熱拡散伝達部材7を介して、前記放熱部材6に装備される。
(熱拡散伝達部材7の説明)
前記熱拡散伝達部材7は、図5、図6に示すように、上板70と、下板71と、メッシュ板72と、冷媒73と、から構成されている。なお、図3において、前記熱拡散伝達部材7の一部(中間部分)は、断面で図示されていない。また、図6において、前記冷媒73は、点にて図示されている。
(Description of heat diffusion transfer member 7)
As shown in FIGS. 5 and 6, the heat
前記上板70および前記下板71および前記メッシュ板72は、熱伝導率が高い部材(たとえば、銅板)から構成されている。前記上板70および前記下板71の内面には、多数個の凹部(ディンプル)74が設けられている。前記メッシュ板72には、多数個の透孔(パンチング孔)75が設けられている。
The
前記上板70と前記下板71との間に、1枚もしくは複数枚の前記メッシュ板72を挟み込んだ状態で、前記上板70と前記下板71と前記メッシュ板72とは、相互に固定されている。前記上板70および前記下板71の前記凹部74と、前記メッシュ板72の透孔75とにより形成された空間中には、前記冷媒73が密封(密閉充填)されている。前記冷媒73は、たとえば、水を使用する。前記冷媒73は、前記空間中の空気を抜いた後に、前記空間中に注入され、非常に気化し易い状態にある。
The
前記熱拡散伝達部材7は、前記パッケージ部材4と前記放熱部材6との間に介在されている。前記熱拡散伝達部材7は、前記LEDチップ3において発生する熱を、前記パッケージ部材4から前記放熱部材6に、拡散させながら伝達させるものである。
The heat
前記上板70の上面と前記固定板部60の下面との間、および、前記下板71の下面と前記基板40の上面と間には、熱伝導材(放熱グリース)8がそれぞれ介在されている。
Between the upper surface of the
(実施形態の作用の説明)
この実施形態における車両用灯具の半導体型光源1およびこの実施形態における車両用灯具100(以下、「この実施形態における半導体型光源1および車両用灯具100」と称する)は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
(Description of the operation of the embodiment)
The semiconductor-type light source 1 of the vehicle lamp in this embodiment and the
LEDチップ3に電流を印加する。すると、電流は、一方(P電極側、陽極側、+側)の外部リード線54→一方(P電極側、陽極側、+側)の端子52→一方(P電極側、陽極側、+側)の配線パターン44→P電極30→電流拡散層33→P型半導体層34→第1発光層351→中間層39→第2発光層352→N型半導体層36→N電極37→他方(N電極側、陰極側、−側)の配線パターン45→他方(N電極側、陰極側、−側)の端子53→他方(N電極側、陰極側、−側)の外部リード線55に流れる。
A current is applied to the
ここで、図4において、第1発光層351および第2発光層352は、それぞれ、一方(上側)がP型で、他方(下側)がN型である。このために、中間層39がないと、第1発光層351の他方(下側)のN型と第2発光層352の一方(上側)のP型とが接触することになり、N型からP型へは電流が流れない(逆バイアスになる)。このために、中間層39は、N型からP型に緩やかに変化する多層構造、あるいは、少なくとも一部にP型でもなくN型でもない金属薄層やITO(インジウム、スズの酸化物)などの透明導電層を有する構造をなすものである。
Here, in FIG. 4, one (upper side) of the first
この電流がLEDチップ3の第1発光層351および第2発光層352に流れる際に、第1発光層351および第2発光層352が青色に発光する。この第1発光層351および第2発光層352において青色に発光した光の大部分は、図4中の白抜きの矢印に示すように、直接透明なサファイヤ基板38から外部に放射され、あるいは、P電極30で反射されて透明なサファイヤ基板38から外部に放射される。なお、LEDチップ3の透明なサファイヤ基板38以外の箇所(基板40に実装されている面以外の面)からも光が外部に放射される。
When this current flows through the first light-emitting
LEDチップ3の第1発光層351および第2発光層352において発光した光は、LEDチップ3から外部に放射される。外部に放射された光すなわち青色光は、パッケージ部材4の枠体42中に充填されている蛍光部材43により、励起される黄色光と合わさって白色光となる。この白色光(以下、「光」と称する)は、パッケージ部材4の蛍光部材43から直接外部に放射され、あるいは、パッケージ部材4の枠体42で反射されて蛍光部材43から外部に放射される。
The light emitted from the first
図1中の実線矢印に示すように、LEDチップ3からの光であって、パッケージ部材4の蛍光部材43から放射された光(白色光)は、半導体型光源1からリフレクタ20側に照射される。その照射された光は、リフレクタ20の反射面22で光学レンズ21側に反射される。その反射光は、光学レンズ21を透過して、所定の配光パターン、ロービーム配光パターン、もしくは、ハイビーム配光パターンとして、車両の前方に照射される。
As indicated by solid line arrows in FIG. 1, light (white light) emitted from the
そして、LEDチップ3が発光すると、LEDチップ3(特に、第1発光層351および第2発光層352)において熱が発生する。この熱は、LEDチップ3のP電極30、N電極37から金属バンプ80、81、配線パターン44、45を介してパッケージ部材4の基板40に伝達される。基板40に伝達された熱は、熱伝導材8を介して熱拡散伝達部材7に伝達される。熱拡散伝達部材7に伝達された熱は、熱拡散伝達部材7において拡散されて、熱伝導材8を介して放熱部材6の固定板部60に伝達される。固定板部60に伝達された熱は、放熱部材6のフィン部61に伝達されてこのフィン部61から外部に放射される。なお、固定板部60に伝達された熱の一部は、この固定板部60から直接外部に放射される。
When the
ここで、熱拡散伝達部材7における熱拡散伝達について説明する。LEDチップ3において発生する熱は、基板40から熱伝導材8を介して熱拡散伝達部材7の下板71に拡散して伝達される。すると、下板71に接する冷媒73は、下板71から気化熱を奪って下板71を冷却して気化する。気化した冷媒73は、凹部74および透孔75を通して左右上方に移動する。その気化した冷媒73は、放熱部材6により冷やされている上板70近傍において、冷やされて熱を上板70に渡して水に戻る。水に戻った冷媒73は、重力により凹部74および透孔75を通して下方に移動する。その水に戻った冷媒73は、再度、蒸発、凝縮を繰り返して、効率良く、LEDチップ3において発生する熱を、大面積に広げながら放熱部材6に伝達する。
Here, heat diffusion transmission in the heat
(実施形態の効果の説明)
この実施形態における半導体型光源1および車両用灯具100は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
(Explanation of effect of embodiment)
The semiconductor-type light source 1 and the
この実施形態における半導体型光源1および車両用灯具100は、パッケージ部材4の基板40と放熱部材6の固定板部60との間の熱拡散伝達部材7により、LEDチップ3において発生する熱を、パッケージ部材4から放熱部材6に、拡散させながら伝達させることができる。すなわち、面積が小さいLEDチップ3において発生する熱が、パッケージ部材4から面積の広い熱拡散伝達部材7を介して放熱部材6に効率良く伝達され、かつ、放熱部材6から外部に効率良く放射される。このために、LEDチップ3において発生する熱を外部に効率良く放射させることができる。これにより、LEDチップ3の発光効率を向上させることができる。すなわち、強い光が得られる。
In the semiconductor light source 1 and the
この実施形態における半導体型光源1および車両用灯具100は、パッケージ部材4と熱拡散伝達部材7と放熱部材6とが、パッケージ部材4が重力方向の下向きとなるように、配置されている。この結果、熱拡散伝達部材7がパッケージ部材4よりも上方に位置し、かつ、放熱部材6が熱拡散伝達部材7よりも上方に位置する。これにより、パッケージ部材4に実装されているLEDチップ3において発生する熱を、上方に、パッケージ部材4から熱拡散伝達部材7を介して放熱部材6に、さらに効率良く拡散させて伝達することができる。
In the semiconductor light source 1 and the
この実施形態における半導体型光源1および車両用灯具100は、LEDチップ3が光の放射方向に積層された2つの発光層すなわち第1発光層351、第2発光層352から構成されているために、LEDチップ3における発熱量が多くなる。しかしながら、この実施形態における半導体型光源1および車両用灯具100は、熱拡散伝達部材7を使用するので、2つの発光層すなわち第1発光層351、第2発光層352において発生する熱を、パッケージ部材4から熱拡散伝達部材7を介して放熱部材6に、効率良く拡散させて伝達することができる。この結果、この実施形態における半導体型光源1および車両用灯具100は、複数の発光層から構成されているLEDチップ3に対して、有効であり最適である。
The semiconductor-type light source 1 and the
この実施形態における半導体型光源1および車両用灯具100は、LEDチップ3が光の放射方向に積層された2つの発光層すなわち第1発光層351、第2発光層352から構成されている。このために、LEDチップ3の発光面積を広げずに、LEDチップ3の光を強くすることができる(輝度を高くすることができる)。これにより、車両用灯具100、たとえば、自動車用前照灯のヘッドランプに最適である。すなわち、LEDチップ3の発光面積が広いと、配光制御部材2の配光設計が難しく、かつ、配光制御部材2により高精度に配光制御することが難しい。また、LEDチップ3の輝度が低いと、高輝度の配光パターン、たとえば、ハイビーム配光パターンを得ることが困難である。ところが、この実施形態における半導体型光源1および車両用灯具100は、LEDチップ3の発光面積が小さくかつ輝度が大であるから、車両用灯具100、たとえば、ハイビーム配光パターンを照射する自動車用前照灯のヘッドランプに最適である。
The semiconductor-type light source 1 and the
この実施形態における半導体型光源1および車両用灯具100は、パッケージ部材4が、LEDチップ3から放射される光の波長を異なる波長に変換、すなわち、青色の光を黄色光に変える蛍光部材43から構成されている。この結果、車両用灯具100、たとえば、自動車用前照灯のヘッドランプに最適である。
In the semiconductor-type light source 1 and the
(実施形態以外の例の説明)
なお、実施形態においては、パッケージ部材4と熱拡散伝達部材7と放熱部材6とを下から上に配置するものである。ところが、この発明においては、パッケージ部材4と熱拡散伝達部材7と放熱部材6とを横方向もしくはほぼ横方向に配置しても良い。この場合、放熱効果は、下から上に配置するものとほぼ同等である。また、この発明においては、パッケージ部材4と熱拡散伝達部材7と放熱部材6とを上から下に配置しても良い。
(Description of example other than embodiment)
In the embodiment, the package member 4, the heat
また、この実施形態においては、LEDチップ3が光の放射方向に積層された2つの発光層すなわち第1発光層351、第2発光層352から構成されているものである。ところが、この発明においては、発光層を1層、もしくは、3層以上設けても良い。
In this embodiment, the
さらに、この実施形態においては、ロービーム配光パターンあるいはハイビーム配光パターンを照射するものである。ところが、この発明においては、ロービーム配光パターンあるいはハイビーム配光パターン以外の配光パターン、たとえば、ロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとを切り替えるバイファンクションの配光パターン、フォグランプ配光パターン、ストップランプ配光パターン、テールランプ配光パターンなどのその他の配光パターンであっても良い。 Furthermore, in this embodiment, a low beam light distribution pattern or a high beam light distribution pattern is irradiated. However, in the present invention, a light distribution pattern other than a low beam light distribution pattern or a high beam light distribution pattern, for example, a bi-function light distribution pattern for switching between a low beam light distribution pattern and a high beam light distribution pattern, a fog lamp light distribution pattern, and a stop lamp Other light distribution patterns such as a light distribution pattern and a tail lamp light distribution pattern may be used.
さらにまた、この実施形態においては、リフレクタ20と光学レンズ21とから構成されている配光制御部材2を使用するものである。ところが、この発明においては、配光制御部材として、リフレクタ20と光学レンズ21とから構成されている配光制御部材2以外の配光制御部材、たとえば、レンズ直射タイプの配光制御部材、プロジェクタタイプの配光制御部材、リフレクタタイプの配光制御部材などを使用するものであっても良い。
Furthermore, in this embodiment, the light
さらにまた、この実施形態においては、半導体発光素子として、LEDチップ3を使用するものである。ところが、この発明においては、半導体発光素子として、LEDチップ3以外の発光素子たとえばレーザーダイオード(LD)を使用しても良い。
Furthermore, in this embodiment, the
さらにまた、この実施形態においては、熱拡散伝達部材7としては、上板70と、下板71と、メッシュ板72と、冷媒73と、から構成されているものを使用するものである。ところが、この発明においては、熱拡散伝達部材として前記の構造のもの以外のものを使用しても良い。たとえば、熱伝導率が桁違いに高いグラファイト板(超高熱伝導グラファイト板)を積層したものを使用しても良い。使用例としては、グラファイト板の面がパッケージ部材(発光素子)と放熱部材とを結ぶ線と平行もしくはほぼ平行となるに、グラファイト板の積層部材をパッケージ部材と放熱部材との間に挟み込んで使用する。このとき、グラファイト板の積層部材の面がパッケージ部材(発光素子)の面よりも十分に大きくすることにより、放熱効率をさらに向上させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the heat
1 半導体型光源
2 配光制御部材
20 リフレクタ
21 光学レンズ
22 反射面
3 LEDチップ
30 P電極
33 電流拡散層
34 P型半導体層
351 第1発光層
352 第2発光層
36 N型半導体層
37 N電極
38 透明支持層
39 中間層
4 パッケージ部材
40 基板
42 枠体
43 蛍光部材
44、45 配線パターン
5 給電部材
52、53 端子
54、55 外部リード線
56 ホルダー
57 押え板
6 放熱部材
60 固定板部
61 フィン部
62、63 スクリュー
7 熱拡散伝達部材
70 上板
71 下板
72 メッシュ板
73 冷媒
74 凹部
75 透孔
8 熱伝導材
80、81 金属バンプ
100 車両用灯具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor type
Claims (5)
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子が実装されているパッケージ部材と、
前記半導体発光素子に電流を供給する給電部材と、
前記パッケージ部材および前記給電部材が装備されている放熱部材と、
前記パッケージ部材と前記放熱部材との間に介在されていて、前記半導体発光素子において発生する熱を、前記パッケージ部材から前記放熱部材に、拡散させながら伝達させる熱拡散伝達部材と、
を備え、
前記熱拡散伝達部材は、内部に空間が形成され、前記空間に冷媒が密封されていることを特徴とする車両用灯具の半導体型光源。 In a semiconductor-type light source for a vehicle lamp,
A semiconductor light emitting device;
A package member on which the semiconductor light emitting element is mounted;
A power supply member for supplying a current to the semiconductor light emitting element;
A heat radiating member equipped with the package member and the power feeding member;
A heat diffusion transmission member that is interposed between the package member and the heat dissipation member and transmits heat generated in the semiconductor light emitting element from the package member to the heat dissipation member while diffusing;
Equipped with a,
A semiconductor-type light source for a vehicular lamp, wherein the heat diffusion transfer member has a space formed therein, and a refrigerant is sealed in the space .
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具の半導体型光源。 The package member, the heat diffusion transfer member, and the heat dissipation member are arranged in a lateral direction or a substantially lateral direction, or such that the package member is directed downward in the direction of gravity.
The semiconductor-type light source of the vehicular lamp according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用灯具の半導体型光源。 The semiconductor light emitting element is composed of a plurality of light emitting layers stacked in a light emitting direction.
The semiconductor-type light source of the vehicular lamp according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用灯具の半導体型光源。 The package member is composed of a fluorescent member that converts the wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting element into a different wavelength.
The semiconductor light source of the vehicular lamp according to any one of claims 1 to 3.
前記半導体型光源からの光を配光制御する配光制御部材と、
を備える、ことを特徴とする車両用灯具。 The semiconductor type light source of the vehicular lamp according to any one of claims 1 to 4,
A light distribution control member for controlling light distribution from the semiconductor-type light source;
A vehicular lamp characterized by comprising:
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