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JP2008016362A - 発光モジュール及び車輌用灯具 - Google Patents

発光モジュール及び車輌用灯具 Download PDF

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JP2008016362A JP2006187469A JP2006187469A JP2008016362A JP 2008016362 A JP2008016362 A JP 2008016362A JP 2006187469 A JP2006187469 A JP 2006187469A JP 2006187469 A JP2006187469 A JP 2006187469A JP 2008016362 A JP2008016362 A JP 2008016362A
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主 時田
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和憲 渡邉
Masato Ono
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Koito Manufacturing Co Ltd
Nichia Chemical Industries Ltd
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Abstract


【課題】 ショートの発生の防止を図る。
【解決手段】 略矩形状に形成されると共に外周面のうちの１つの側面が放熱体１６の位置決め面２０ａ、２０ａに突き当てられる突き当て面２ｃとして形成され厚み方向における一方の面が半導体発光素子が配置される素子配置面２ａとして形成されたセラミック基板２と、該セラミック基板に形成された所定の導電パターン５、５と、半導体発光素子３を有する発光部３Ａと、セラミック基板に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部６、６とを設け、該一対の面状電極部の少なくとも一部をセラミック基板の素子配置面に露出された露出領域６ａ、６ａとし、該露出領域が素子配置面の外周部のうち突き当て面に連続する部分以外の部分に位置するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は発光モジュール及び車輌用灯具に関する。詳しくは、一対の面状電極部の露出領域をセラミック基板の所定の位置に形成してショートの発生の防止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発光モジュールがあり、このような発光モジュールは、例えば、光源から出射された光を投光レンズによって照明光として照射する車輌用灯具に備えられている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された発光モジュールにあっては、放熱基板の外周面のうちの１つの側面が、熱伝導性の高い金属材料によって形成された放熱体（特許文献１にあっては光源台座５０ａ）の所定の面に突き当てられて該放熱体に固定される。
放熱基板には放熱体に対する突き当て方向に直交する方向における両端部の全体に、それぞれ半導体発光素子への給電用の面状電極部（特許文献１にあっては接点４６、４６）が形成されている。
特開２００６−６６１０８号公報
ところが、特許文献１に記載された発光モジュールにあっては、放熱基板の放熱体に対する突き当て方向に直交する方向における両端部の全体に面状電極部が形成されているため、放熱体の所定の面に突き当てられて該放熱体に固定された状態において、面状電極部の各一端が放熱体に接触するおそれがあり、ショートを引き起こす可能性がある。
特に、面状電極部の上記各一端や放熱体の上記所定の面に水分や異物等が付着していた場合には、これらが各一端と所定の面とを接続する介在物となり得るため、ショートの発生の可能性が高くなってしまう。
そこで、本発明発光モジュール及び車輌用灯具は、ショートの発生の防止を図ることを課題とする。
本発明発光モジュールは、上記した課題を解決するために、略矩形状に形成されると共に外周面のうちの１つの側面が放熱体の位置決め面に突き当てられる突き当て面として形成され厚み方向における一方の面が素子配置面として形成され厚み方向における他方の面が放熱体に面接触されて放熱を行う放熱面として形成されたセラミック基板と、該セラミック基板に形成された所定の導電パターンと、半導体発光素子を有し上記セラミック基板の素子配置面に配置され導電パターンに接続された発光部と、上記セラミック基板に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部とを設け、該一対の面状電極部は少なくとも一部がセラミック基板の素子配置面に露出された露出領域とされ、一対の面状電極部の露出領域が素子配置面の外周部のうち突き当て面に連続する部分以外の部分に位置するようにしたものである。
本発明車輌用灯具は、上記した課題を解決するために、位置決め面を有し所定の金属材料によって形成された放熱体と、略矩形状に形成されると共に外周面のうちの１つの側面が放熱体の位置決め面に突き当てられる突き当て面として形成され厚み方向における一方の面が素子配置面として形成され厚み方向における他方の面が放熱体に面接触されて放熱を行う放熱面として形成されたセラミック基板と、該セラミック基板に形成された所定の導電パターンと、半導体発光素子を有し上記セラミック基板の素子配置面に配置され導電パターンに接続された発光部と、上記セラミック基板に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部と、上記セラミック基板を保持し一対の面状電極部及び導電パターンを介して半導体発光素子への給電を行う給電用アタッチメントと、半導体発光素子から出射された光を照明光として照射する光学部材とを設け、上記一対の面状電極部は少なくとも一部がセラミック基板の素子配置面に露出された露出領域とされ、一対の面状電極部の露出領域が素子配置面の外周部のうち突き当て面に連続する部分以外の部分に位置するようにしたものである。
従って、本発明発光モジュール及び車輌用灯具にあっては、一対の面状電極部の露出領域が素子配置面の外周部のうち突き当て面に連続する部分に存在しない。
本発明発光モジュールは、車輌用灯具に用いられ放熱体に形成された位置決め面に突き当てられ位置決めされた状態で放熱体に固定される発光モジュールであって、略矩形状に形成されると共に外周面のうちの１つの側面が放熱体の位置決め面に突き当てられる突き当て面として形成され厚み方向における一方の面が素子配置面として形成され厚み方向における他方の面が放熱体に面接触されて放熱を行う放熱面として形成されたセラミック基板と、該セラミック基板に形成された所定の導電パターンと、半導体発光素子を有し上記セラミック基板の素子配置面に配置され導電パターンに接続された発光部と、上記セラミック基板に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部とを備え、該一対の面状電極部は少なくとも一部がセラミック基板の素子配置面に露出された露出領域とされ、一対の面状電極部の露出領域が素子配置面の外周部のうち突き当て面に連続する部分以外の部分に位置するようにしたことを特徴とする。
従って、放熱体に対して位置決めされて固定された状態において、面状電極部が放熱体に接触せず、ショートの発生を防止することができる。
請求項２に記載した発明にあっては、上記一対の面状電極部をそれぞれ半導体発光素子を挟んで反対側に位置する外周部に形成したので、給電用アタッチメントの給電端子の形成位置に関して設計が容易となり、設計の容易化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、上記一対の面状電極部の一部を絶縁層で覆いセラミック基板の素子配置面に露出されない非露出領域を形成したので、露出領域と非露出領域を容易に形成することができる。
本発明車輌用灯具は、ランプハウジング内に配置された発光モジュールの半導体発光素子から出射された光が投光レンズによって照明光として照射される車輌用灯具であって、位置決め面を有し所定の金属材料によって形成された放熱体と、略矩形状に形成されると共に外周面のうちの１つの側面が放熱体の位置決め面に突き当てられる突き当て面として形成され厚み方向における一方の面が素子配置面として形成され厚み方向における他方の面が放熱体に面接触されて放熱を行う放熱面として形成されたセラミック基板と、該セラミック基板に形成された所定の導電パターンと、半導体発光素子を有し上記セラミック基板の素子配置面に配置され導電パターンに接続された発光部と、上記セラミック基板に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部と、上記セラミック基板を保持し一対の面状電極部及び導電パターンを介して半導体発光素子への給電を行う給電用アタッチメントと、半導体発光素子から出射された光を照明光として照射する光学部材とを備え、上記一対の面状電極部は少なくとも一部がセラミック基板の素子配置面に露出された露出領域とされ、一対の面状電極部の露出領域が素子配置面の外周部のうち突き当て面に連続する部分以外の部分に位置するようにしたことを特徴とする。
従って、放熱体に対して位置決めされて固定された状態において、面状電極部が放熱体に接触せず、ショートの発生を防止することができる。
以下に、本発明発光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。
発光モジュール１は、セラミック基板２とＬＥＤ（発光ダイオード）チップ等の半導体発光素子３とカバー４とを備えている（図１参照）。
セラミック基板２は矩形状、例えば、横長の長方形状に形成され、セラミック基板２としては、例えば、窒化アルミニウムセラミック基板、アルミナセラミック基板、ムライトセラミック基板、ガラスセラミック基板等の種々の基板が用いられている。
セラミック基板２は、厚み方向に直交し各側縁が延びる２方向をそれぞれ第１の方向（長手方向）及び第２の方向（短手方向）とすると（図２参照）、厚み方向における一方の面（上面）が半導体発光素子３が配置される素子配置面２ａとして形成され、厚み方向における他方の面（下面）が放熱面２ｂとして形成され、外周面のうち第２の方向における一方の面（後面）が後述する放熱体に突き当てられる突き当て面２ｃとして形成されている。
セラミック基板２には、第２の方向に延びる一対の導電パターン５、５が形成されている（図２参照）。
セラミック基板２の第１の方向における両端部には、それぞれ面状電極部６、６が導電パターン５、５に連続して形成されている。面状電極部６、６は、それぞれセラミック基板２の素子配置面２ａに露出された露出領域６ａ、６ａと露出されていない非露出領域６ｂ、６ｂ、・・・とから成る。
露出領域６ａ、６ａは、セラミック基板２の第２の方向における両端部以外の部分に位置され、セラミック基板２の第２の方向における両端部に非露出領域６ｂ、６ｂ、・・・が位置されている。非露出領域６ｂ、６ｂ、・・・は、例えば、面状電極部６、６の一部を絶縁層７で覆うことにより形成されている。
尚、面状電極部６、６の第２の方向におけるＹ１（図２参照）側の端面は、例えば、絶縁層によって覆われて突き当て面２ｃに露出されていない。また、面状電極部６、６の第１の方向における両端面も、例えば、絶縁層によって覆われている。
半導体発光素子３としては、例えば、蛍光体を均一の膜状に塗布した発光ダイオードが用いられている。半導体発光素子３は、導電パターン５、５に跨った状態又は導電パターン５、５に跨ったサブマウントを介してセラミック基板２の素子配置面２ａに配置されている。尚、半導体発光素子３はサブマウント上に配置されていない場合には単体で発光部３Ａとして機能し、サブマウント上に配置されている場合にはサブマウントとともに発光部３Ａとして機能する。
尚、上記した発光部３Ａは、一つのみの半導体発光素子３を有していてもよく、また、複数の半導体発光素子３、３、・・・・、例えば、正方形状に形成された半導体発光素子３、３、・・・が一列に並んで配置され、全体として長方形状に形成されたものであってもよい。
発光部３Ａは、例えば、横長の長方形状に形成され、長手方向がセラミック基板２の長手方向に一致するように配置されている（図２参照）。
カバー４は外面が略半球状に形成され、セラミック基板２の素子配置面２ａに半導体発光素子３を覆うようにして接合されている（図１及び図２参照）。カバー４がセラミック基板２に接合されることにより、発光部３Ａがカバー４内における中空の密閉領域に配置される。
発光モジュール１は給電用アタッチメント８に接続されて固定される（図３参照）。給電用アタッチメント８は、導通部分を除き樹脂材料によって各部が一体に形成され、上下方向を向く略平板状に形成されたベース面部９と該ベース面部９の一端部から下方へ突出された突出部１０とを有している。
ベース面部９には略矩形状を為す配置孔９ａが形成されている。
突出部１０には給電部１１、１１が設けられている。給電部１１、１１は、例えば、外部電源に接続されるコネクター端子である。
給電用アタッチメント８には給電端子１２、１２が設けられている。給電端子１２、１２は給電部１１、１１と同一の材料によって一体に形成され、一端部が給電用アタッチメント８の内周面から配置孔９ａにおいて互いに近付く方向へ突出され、他端部がそれぞれ給電部１１、１１に接続されている。給電端子１２、１２の一端部は複数の板バネによって構成された接続部１２ａ、１２ａとして設けられている。
発光モジュール１はホルダー１３によって給電用アタッチメント８に固定される。ホルダー１３は左右に延びる基部１４と該基部１４の左右両端部から後方へ突出された側部１５、１５とを有し、該側部１５、１５には互いに近付く方向へ突出された受け突部１５ａ、１５ａが設けられている。
発光モジュール１は給電用アタッチメント８の配置孔９ａに下方から挿入され、面状電極部６、６にそれぞれ給電端子１２、１２の接続部１２ａ、１２ａが上方から押し付けられて接続される。この状態でホルダー１３が給電用アタッチメント８に対して前方からスライドされ、ホルダー１３は基部１４及び側部１５、１５がベース面部９の下面に接した状態で結合される（図４参照）。ホルダー１３の受け突部１５ａ、１５ａによってセラミック基板２の放熱面２ｂの一部が下方から受けられ、発光モジュール１が給電用アタッチメント８に固定される。
面状電極部６、６に給電端子１２、１２が接続されることにより、半導体発光素子３が導電パターン５、５、面状電極部６、６、給電端子１２、１２を介して給電部１１、１１に電気的に接続される。
上記のように構成された発光モジュール１が接続された給電用アタッチメント８は放熱体１６に固定される（図１及び図５参照）。
放熱体１６は熱伝導性の高い金属材料によって各部が一体に形成されて成り、図１に示すように、ベース部１７と該ベース部１７から後方へ突出された放熱フィン１８、１８、・・・とベース部１７から下方へ突出された取付突部１９とから成る。放熱フィン１８、１８、・・・は左右に等間隔に離隔して設けられている。
ベース部１７の上面には位置決め部２０が設けられている。位置決め部２０は前方を向く第１の位置決め面２０ａ、２０ａと左右方向で向き合った第２の位置決め面２０ｂ、２０ｂとを有している。
ベース部１７の後端部には左右に離隔して前後に貫通された挿通孔１７ａ、１７ａが形成されている。ベース部１７の前面には取付用挿入孔１７ｂが形成され、該取付用挿入孔１７ｂの内部には、上方に開口された係合穴１７ｃが形成されている。
給電用アタッチメント８は放熱体１６にクリップ２１によって固定される。
クリップ２１はバネ性を有する板状の金属材料によって各部が一体に形成されて成る（図１参照）。クリップ２１は、前後方向を向く連結部２２と、該連結部２２の上縁からそれぞれ後方へ突出された押さえ突部２３、２３と、連結部２２の下縁から後方へ突出された挿入突部２４とから成る。
押さえ突部２３、２３は連結部２２の左右両端部からそれぞれ後方へ突出され、突出方向における中間部にそれぞれ下方へ突出された係合突条２３ａ、２３ａを有している。係合突条２３ａ、２３ａは左右に延びるように形成されている。
挿入突部２４には切り起こし状の係合突片２４ａが形成され、該係合突片２４ａは前斜め下方へ突出するように切り起こされている。
発光モジュール１が固定された給電用アタッチメント８は放熱体１６のベース部１７上に配置される。給電用アタッチメント８がベース部１７上に配置されるときには、セラミック基板２の突き当て面２ｃが位置決め部２０の第１の位置決め面２０ａ、２０ａに前方から突き当てられて発光モジュール１の放熱体１６に対する前後方向における位置決めが行われる（図６及び図７参照）。このときセラミック基板２の左右両側面の各後端部は、それぞれ位置決め部２０の第２の位置決め面２０ｂ、２０ｂに当接又は近接されて放熱体１６に対する左右方向における位置決めが行われる。
発光モジュール１が放熱体１６に位置決めされた状態においては、セラミック基板２の放熱面２ｂが放熱体１６と面接触される。
このように位置決めが行われた状態において、放熱体１６の挿通孔１７ａ、１７ａにクリップ２１の押さえ突部２３、２３がそれぞれ前方から挿入されると共に放熱体１６の取付用挿入孔１７ｂにクリップ２１の挿入突部２４が前方から挿入される。
給電用アタッチメント８は、クリップ２１の係合突条２３ａ、２３ａによって押さえられ、クリップ２１の係合突片２４ａが放熱体１６の係合穴１７ｃの前側開口縁に係合することにより、クリップ２１によって放熱体１６に固定される（図５参照）。
給電用アタッチメント８が放熱体１６に固定された状態において、外部電源に接続された図示しない電源コードのコネクターが給電用アタッチメント８の給電部１１、１１に接続される。
以上のように発光モジュール１が接続された給電用アタッチメント８が放熱体１６にクリップ２１によって固定された状態において、放熱体１６には光学部品２５が取り付けられる（図５参照）。光学部品２５はリフレクター２６及び投光レンズ２７を有している。放熱体１６に光学部品２５が取り付けられ、これらの両者が図示しないランプハウジング内に配置されることにより車輌用灯具２８が構成される。
以上に記載した通り、発光モジュール１にあっては、一対の面状電極部６、６の露出領域６ａ、６ａがセラミック基板２の素子配置面２ａの外周部のうち突き当て面２ｃに連続する部分以外の部分に位置するようにしているため、金属材料によって形成された放熱体１６に対して位置決めされて固定された状態において、面状電極部６、６が放熱体１６に接触せず、ショートの発生を防止することができる。
また、発光モジュール１にあっては、一対の面状電極部６、６をそれぞれセラミック基板２における半導体発光素子３を挟んで反対側に位置する外周部に形成しているため、給電用アタッチメント８の給電端子１２、１２の形成位置に関して設計が容易となり、設計の容易化を図ることができる。
さらに、発光モジュール１にあっては、一対の面状電極部６、６の一部を絶縁層７で覆ってセラミック基板２の素子配置面２ａに露出されない非露出領域６ｂ、６ｂ、・・・を形成しているので、露出領域６ａ、６ａと非露出領域６ｂ、６ｂ、・・・を容易に形成することができる。
上記には、面状電極部６、６をセラミック基板２の第１の方向における両端部の全体に形成した例を示したが、例えば、図８に示すように、面状電極部６、６を第２の方向におけるＹ１側の端部に形成せず、面状電極部６、６の全体を露出領域６ａ、６ａとして形成することも可能である。この場合には、絶縁層７が不要となり、製造コストの低減を図ることができる。
また、面状電極部６、６の露出領域６ａ、６ａはセラミック基板２の第２の方向におけるＹ１側の端部に形成されていなければよく、図９に斜線で示した部分に一対の面状電極部６、６の露出領域６ａ、６ａを形成すればよい。
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、本図は各部を示す分解斜視図である。 発光モジュールを示す拡大斜視図である。 発光モジュールと給電用アタッチメントとホルダーを示す分解斜視図である。 ホルダーによって発光モジュールを給電用アタッチメントに固定した状態を示す斜視図である。 一部を分解して示す車輌用灯具の斜視図である。 発光モジュールが放熱体に位置決めされた状態を示す斜視図である。 発光モジュールが放熱体に位置決めされた状態を一部を断面にして示す概略拡大側面図である。 面状電極部が異なる位置に形成された発光モジュールを示す拡大平面図である。 面状電極部の露出領域の形成可能位置を示す拡大平面図である。
符号の説明
１…発光モジュール、２…セラミック基板、２ａ…素子配置面、２ｂ…放熱面、２ｃ…突き当て面、３…半導体発光素子、３Ａ…発光部、５…導電パターン、６…面状電極部、６ａ…露出領域、６ｂ…非露出領域、７…絶縁層、８…給電用アタッチメント、１２…給電端子、１６…放熱体、２０ａ…第１の位置決め面、２５…光学部品、２７…投光レンズ、２８…車輌用灯具

Claims (4)

  1. 車輌用灯具に用いられ放熱体に形成された位置決め面に突き当てられ位置決めされた状態で放熱体に固定される発光モジュールであって、
    略矩形状に形成されると共に外周面のうちの１つの側面が放熱体の位置決め面に突き当てられる突き当て面として形成され厚み方向における一方の面が素子配置面として形成され厚み方向における他方の面が放熱体に面接触されて放熱を行う放熱面として形成されたセラミック基板と、
    該セラミック基板に形成された所定の導電パターンと、
    半導体発光素子を有し上記セラミック基板の素子配置面に配置され導電パターンに接続された発光部と、
    上記セラミック基板に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部とを備え、
    該一対の面状電極部は少なくとも一部がセラミック基板の素子配置面に露出された露出領域とされ、
    一対の面状電極部の露出領域が素子配置面の外周部のうち突き当て面に連続する部分以外の部分に位置するようにした
    ことを特徴とする発光モジュール。
  2. 上記一対の面状電極部をそれぞれ半導体発光素子を挟んで反対側に位置する外周部に形成した
    ことを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
  3. 上記一対の面状電極部の一部を絶縁層で覆いセラミック基板の素子配置面に露出されない非露出領域を形成した
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光モジュール。
  4. ランプハウジング内に配置された発光モジュールの半導体発光素子から出射された光が投光レンズによって照明光として照射される車輌用灯具であって、
    位置決め面を有し所定の金属材料によって形成された放熱体と、
    略矩形状に形成されると共に外周面のうちの１つの側面が放熱体の位置決め面に突き当てられる突き当て面として形成され厚み方向における一方の面が素子配置面として形成され厚み方向における他方の面が放熱体に面接触されて放熱を行う放熱面として形成されたセラミック基板と、
    該セラミック基板に形成された所定の導電パターンと、
    半導体発光素子を有し上記セラミック基板の素子配置面に配置され導電パターンに接続された発光部と、
    上記セラミック基板に形成され導電パターンを介して半導体発光素子に接続された正負一対の面状電極部と、
    上記セラミック基板を保持し一対の面状電極部及び導電パターンを介して半導体発光素子への給電を行う給電用アタッチメントと、
    半導体発光素子から出射された光を照明光として照射する光学部材とを備え、
    上記一対の面状電極部は少なくとも一部がセラミック基板の素子配置面に露出された露出領域とされ、
    一対の面状電極部の露出領域が素子配置面の外周部のうち突き当て面に連続する部分以外の部分に位置するようにした
    ことを特徴とする車輌用灯具。
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