JP6372257B2 - 車両用発光モジュール、車両用照明装置、および車両用灯具 - Google Patents
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Description
発光モジュールには、基板、発光素子、および制御素子などが設けられている。
そして、発光素子および制御素子は、基板に設けられた配線パターンに電気的に接続されている。
ここで、電気抵抗を低減させるために、配線パターンは銀を主成分とする材料から形成されている。そのため、高湿条件下における通電によりマイグレーションが発生する場合がある。
配線パターンの露出部分を樹脂などからなる被覆部で覆うようにすれば、マイグレーションの発生を抑制することができる。
ところが、配線パターンの露出部分を覆うだけのために、樹脂などの塗布工程を別途設けるようにすれば製造コストが増加するおそれがある。
そのため、マイグレーションの発生の抑制と、製造コストの低減を図ることができる技術の開発がのぞまれていた。
この発光モジュールによれば、マイグレーションの発生の抑制と、製造コストの低減を図ることができる。
この発光モジュールによれば、信頼性の向上と、製造コストの低減を図ることができる。
この発光モジュールによれば、信頼性の向上と、製造コストの低減を図ることができる。
この発光モジュールによれば、マイグレーションの発生の抑制と、製造コストの低減を図ることができる。
この発光モジュールによれば、信頼性の向上と、製造コストの低減を図ることができる。
この発光モジュールによれば、信頼性の向上と、製造コストの低減を図ることができる。
この照明装置によれば、マイグレーションの発生の抑制と、製造コストの低減を図ることができる。
車両用の照明装置は、例えば、環境温度が85℃、湿度が85%という高温高湿の環境でも使用される場合がある。
そのため、マイグレーションが生じやすくなる。
また、車両用の照明装置に用いられる基板2は、小型化の要求から、基体21の小型化、ひいては、配線パターン24の微細化が進む傾向にある。そのため、マイグレーションが生じると短絡などが発生しやすくなる。
以上の様に、車両用の照明装置の場合には、マイグレーションの発生を抑制することが重要となる。
また、車両用の照明装置の近傍には、硫黄を含む部品(例えば、ゴムからなるパッキンなど)が設けられる場合がある。
硫黄を含む部品が近傍にあると、配線パターンの材料と硫黄とが反応して、導通が阻害されたり、断線が生じたりするおそれがある。
ただし、本実施の形態に係る発光モジュール20および照明装置1は、車両用とするのが好適ではあるが、例えば、室内用などの他の照明装置にも適用が可能である。
図1は、本実施の形態に係る照明装置1の模式斜視図である。
図2は、本実施の形態に係る照明装置1の模式斜視分解図である。
図3は、発光モジュール20の模式平面図である。
図1および図2に示すように、照明装置1には、本体部10、発光モジュール20、給電部30、およびソケット40が設けられている。
フィン13は、フランジ部12の面から突出して複数設けられている。複数のフィン13は、板状を呈し、放熱フィンとして機能する。
そのため、熱を外部に放出することを考慮して、本体部10を熱伝導率の高い材料から形成することができる。例えば、本体部10は、アルミニウム、アルミニウム合金、高熱伝導性樹脂などから形成することができる。高熱伝導性樹脂は、例えば、PETやナイロン等の樹脂に、熱伝導率の高い炭素や酸化アルミニウム等の繊維や粒子を混合させたものである。
この場合、フィン13などの熱を外部に放出する部分を熱伝導率の高い材料から形成し、その他の部分を樹脂などから形成することもできる。
また、本体部10には、照明装置1を車両用灯具に装着する際に用いられる図示しない取り付け部が設けられていても良い。
また、基板2には、基体21および配線パターン24が設けられている。
基体21は、板状を呈し、表面に配線パターン24が設けられている。
基体21は、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックスから形成されている。
また、基体21は、単層であってもよいし、多層であってもよい。
配線パターン24は、基体21の両方の面に設けることもできるが、製造コストを低減させるためには、基体21の一方の面に設けるようにすることが好ましい。
配線パターン24には、入力端子24aが設けられている。
入力端子24aは、複数設けられている。入力端子24aには、給電部30の給電端子31が電気的に接続されている。そのため、発光素子22は、配線パターン24を介して、給電部30と電気的に接続されている。
配線パターン24は、例えば、スクリーン印刷法を用いて形成することができる。
発光素子22は、配線パターン24に設けられる側とは反対側の面(上面)に図示しない電極を有したものとすることができる。なお、図示しない電極は、配線パターン24に設けられる側の面(下面)と、配線パターン24に設けられる側とは反対側の面(上面)とに設けられていてもよいし、どちらかの面のみに設けられていてもよい。
発光素子22の光の出射面である上面は、照明装置1の正面側に向けられており、主に、照明装置1の正面側に向けて光を出射する。
発光素子22の数、大きさ、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく、照明装置1の大きさや用途などに応じて適宜変更することができる。
制御素子23は、発光素子22に流れる電流を制御する。
発光素子22の順方向電圧特性には、ばらつきがあるので、アノード端子と、グランド端子と、の間の印加電圧を一定にすると、発光素子22の明るさ(光束、輝度、光度、照度)にばらつきが生じる。そのため、発光素子22の明るさが所定の範囲内に収まるように、制御素子23により、発光素子22に流れる電流の値が所定の範囲内となるようにしている。
制御素子23は、例えば、抵抗器とすることができる。制御素子23は、例えば、表面実装型の抵抗器、リード線を有する抵抗器(酸化金属皮膜抵抗器)、スクリーン印刷法などを用いて形成された膜状の抵抗器などとすることができる。
なお、図3に例示をした制御素子23は、膜状の抵抗器である。
例えば、複数の制御素子23が膜状の抵抗器の場合には、複数の制御素子23毎に一部を除去して図示しない除去部をそれぞれに形成する。そして、除去部の大きさなどにより、複数の制御素子23毎に抵抗値を変化させる。この場合、制御素子23の一部を除去すれば、抵抗値は増加することになる。制御素子23の一部の除去は、例えば、制御素子23にレーザ光を照射することで行うことができる。
制御素子23の数、大きさ、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく、発光素子22の数や仕様などに応じて適宜変更することができる。
配線25は、例えば、金を主成分とする線とすることができる。ただし、配線25の材料は、金を主成分とするものに限定されるわけではなく、例えば、銅を主成分とするものや、アルミニウムを主成分とするものなどであってもよい。
包囲壁部材26は、例えば、PBT(polybutylene terephthalate)やPC(polycarbonate)などの樹脂や、セラミックスなどから形成することができる。
なお、酸化チタンの粒子に限定されるわけではなく、発光素子22から出射した光に対する反射率が高い材料からなる粒子を混合させるようにすればよい。
また、包囲壁部材26は、例えば、白色の樹脂から形成することもできる。
また、発光素子22から照明装置1の正面側に向けて出射された光の一部であって封止部27の上面(封止部27と外気との界面)で全反射した光は、包囲壁部材26の中央部26a側の側壁面26bで反射して、再び照明装置1の正面側に向けて出射される。
封止部27は、透光性を有する材料から形成されている。
封止部27は、例えば、包囲壁部材26の中央部26aに、透光性を有する樹脂を充填することで形成することができる。樹脂の充填は、例えば、ディスペンサなどの液体定量吐出装置を用いて行うことができる。
例えば、発光素子22が青色発光ダイオード、蛍光体がYAG系蛍光体である場合には、発光素子22から出射した青色の光によりYAG系蛍光体が励起され、YAG系蛍光体から黄色の蛍光が放射される。そして、青色の光と黄色の光が混ざり合うことで、白色の光が照明装置1から出射される。なお、蛍光体の種類や発光素子22の種類は例示をしたものに限定されるわけではなく、照明装置1の用途などに応じて所望の発光色が得られるように適宜変更することができる。
接合部28は、膜状を呈し、包囲壁部材26と、基体21と、の間に設けられている。 接合部28は、例えば、樹脂(接着剤)を硬化させることで形成されたものとすることができる。
この場合、封止部27および接合部28の材料を同じ樹脂とすれば、同じ硬化工程において同時に硬化を行うことが可能となる。
すなわち、樹脂の種類が異なれば、硬化の条件が異なり、硬化工程を分ける必要が生じる場合がある。これに対して、同じ樹脂とすれば、硬化の条件が同じとなるため、同じ硬化工程において同時に硬化を行うことが可能となる。
そのため、封止部27および接合部28を同じ樹脂を用いて形成すれば、製造コストの低減を図ることができる。
例えば、封止部27および接合部28は、シリコーン樹脂を用いて形成することができる。
制御素子29は、逆方向電圧が発光素子22に印加されないようにするため、および、逆方向からのパルスノイズが発光素子22に印加されないようにするために設けられている。
制御素子29は、例えば、ダイオードとすることができる。制御素子29は、例えば、表面実装型のダイオードや、リード線を有するダイオードなどとすることができる。
図3に例示をした制御素子29は、表面実装型のダイオードである。
制御素子52は、発光ダイオードの断線の検出や、誤点灯防止などのために設けられている。制御素子52は、プルダウン抵抗である。
制御素子52は、スクリーン印刷法などを用いて形成された膜状の抵抗器とすることができる。
制御素子52は、例えば、酸化ルテニウムを用いて形成された膜状の抵抗器とすることができる。
被覆部51は、ガラス材料を用いて形成されている。
ガラス材料を用いるようにすれば、マイグレーションの発生の抑制などに対する信頼性を向上させることができる。
ところが、スクリーン印刷により制御素子を形成したり、制御素子を半田付けしたり、発光素子を実装したりする領域には被覆部51を設けることができない。
また、ガラス材料は高価である。
そのため、被覆部51は、配線パターン24の一部を覆うように設けられている。
また、被覆部51は、制御素子29および給電端子31が半田付けされる領域は覆っていない。
また、被覆部51は、発光素子22および配線25が設けられる領域(実装領域)は覆っていない。
この場合、包囲壁部材26の内側は、封止部27により覆われている。
そのため、発光素子22および配線25が設けられる領域が被覆部51により覆われていなくても、包囲壁部材26の内側にある配線パターン24は封止部27により覆われている。
また、配線パターン24が、例えば、銅を主成分とする材料から形成される場合は、高温条件下や硫黄成分が多い雰囲気下で使用されると、酸化や硫黄との反応が早くなる場合がある。
そのため、本実施の形態においては、被覆部53により、配線パターン24の露出部分を覆うようにしている。
すなわち、被覆部53は、包囲壁部材26の外側において、被覆部51から露出する配線パターン24を覆っている。
被覆部53は、例えば、樹脂を用いて形成することができる。
ただし、水分や硫黄などが、制御素子23、制御素子52、および半田部33に接触しないようにすることが好ましい。
そのため、被覆部54は、制御素子23、制御素子52、および半田部33を覆っている。
なお、被覆部53と被覆部54が近接している場合には、被覆部53と被覆部54が一体化されていてもよい。
被覆部54は、例えば、樹脂を用いて形成することができる。
この場合、被覆部53および被覆部54の材料を同じ樹脂とすれば、同じ硬化工程において同時に硬化を行うことが可能となる。
すなわち、樹脂の種類が異なれば、硬化の条件が異なり、硬化工程を分ける必要が生じる場合がある。これに対して、同じ樹脂とすれば、硬化の条件が同じとなるため、同じ硬化工程において同時に硬化を行うことが可能となる。
そのため、被覆部53および被覆部54は、同じ樹脂を用いて形成することが好ましい。
そのため、封止部27、接合部28、被覆部53および被覆部54の材料を同じ樹脂とすれば、同じ硬化工程において同時に硬化を行うことが可能となる。
そのため、封止部27、接合部28、被覆部53および被覆部54は、同じ樹脂を用いて形成することが好ましい。
この場合、同じ樹脂を用いるものとすれば、接合部28、被覆部53および被覆部54は、同じ塗布工程において塗布を行うことが可能となる。
そのため、製造コストのさらなる低減を図ることができる。
複数の給電端子31は、収納部11およびフランジ部12の内部を伸びている。複数の給電端子31の一方の端部は、フランジ部12の面から突出し、配線パターン24の入力端子24aと電気的に接続されている。複数の給電端子31の他方の端部は、本体部10の、基体21が設けられる側とは反対の側から露出している。
また、給電部30は、図示しない基板や、コンデンサや抵抗などの素子を備えたものとすることもできる。なお、図示しない基板や素子は、例えば、収納部11またはフランジ部12の内部に設けることができる。
ソケット40には、図示しない電源などが電気的に接続されている。
そのため、ソケット40を給電端子31の端部に嵌め合わせることで、図示しない電源などと、発光素子22とが電気的に接続される。
ソケット40は、例えば、接着剤などを用いて本体部10側の要素に接合することができる。
Claims (11)
- 配線パターンが設けられた基板と;
前記配線パターンに電気的に接続された発光素子と;
樹脂を含む接合部を介して前記基板の上に設けられ、前記発光素子を囲む包囲壁部材と;
ガラス材料を含み、前記包囲壁部材の外側において、前記配線パターンの一部を覆うガラス被覆部と;
前記接合部に含まれる樹脂と同じ樹脂を含み、前記包囲壁部材の外側において、前記配線パターンの前記ガラス被覆部により覆われていない露出部分を覆う第1の被覆部と;
を具備した車両用発光モジュール。 - 前記接合部に含まれる樹脂と同じ樹脂を含み、前記包囲壁部材の内側に設けられ、前記発光素子を覆う封止部をさらに具備した請求項1記載の車両用発光モジュール。
- 前記包囲壁部材の外側において、前記配線パターンに半田付けされた素子と;
前記接合部に含まれる樹脂と同じ樹脂を含み、前記素子の半田付けされた部分を覆う第2の被覆部と;
をさらに具備した請求項1または2に記載の車両用発光モジュール。 - 配線パターンが設けられた基板と;
前記配線パターンに電気的に接続された発光素子と;
樹脂を含む接合部を介して前記基板の上に設けられ、前記発光素子を囲む包囲壁部材と;
ガラス材料を含み、前記包囲壁部材の外側において、前記配線パターンの一部を覆うガラス被覆部と;
前記包囲壁部材の外側において、前記配線パターンに電気的に接続された膜状の抵抗器と;
樹脂を含み、前記膜状の抵抗器を覆う第3の被覆部と;
前記第3の被覆部に含まれる樹脂と同じ樹脂を含み、前記包囲壁部材の外側において、前記配線パターンの前記ガラス被覆部により覆われていない露出部分を覆う第4の被覆部と;
を具備した車両用発光モジュール。 - 前記第3の被覆部に含まれる樹脂と同じ樹脂を含み、前記包囲壁部材の内側に設けられ、前記発光素子を覆う封止部をさらに具備した請求項4記載の車両用発光モジュール。
- 前記包囲壁部材の外側において、前記配線パターンに半田付けされた素子と、
前記第3の被覆部に含まれる樹脂と同じ樹脂を含み、前記素子の半田付けされた部分を覆う第5の被覆部と;
をさらに具備した請求項4または5に記載の車両用発光モジュール。 - 前記接合部に含まれる樹脂は、シリコーン樹脂である請求項1〜6のいずれか1つに記載の車両用発光モジュール。
- 請求項1〜7のいずれか1つに記載の車両用発光モジュールと;
前記車両用発光モジュールが設けられる本体部と;
を具備した車両用照明装置。 - 前記本体部は、高熱伝導樹脂を含む請求項8記載の車両用照明装置。
- 前記本体部は、フィンを有する請求項8または9に記載の車両用照明装置。
- 請求項8〜10のいずれか1つに記載の車両用照明装置を具備した車両用灯具。
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