特許 6560213 車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6560213

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 43/14 20180101AFI20190805BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20190805BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20190805BHJP

   F21V 13/02 20060101ALI20190805BHJP

   F21V 3/00 20150101ALI20190805BHJP

   H01L 33/50 20100101ALI20190805BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20190805BHJP

   F21Y 103/10 20160101ALN20190805BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20190805BHJP

【ＦＩ】

   F21S43/14

   F21S2/00 100

   F21V19/00 150

   F21V19/00 170

   F21V19/00 450

   F21V13/02 400

   F21V3/00 510

   F21V3/00 320

   H01L33/50

   G02B5/20

   F21Y103:10

   F21Y115:10 300

   F21Y115:10 500

【請求項の数】11

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-532986(P2016-532986)

(86)(22)【出願日】2015年7月10日

(86)【国際出願番号】JP2015069952

(87)【国際公開番号】WO2016006698

(87)【国際公開日】20160114

【審査請求日】2018年5月21日

(31)【優先権主張番号】特願2014-142558(P2014-142558)

(32)【優先日】2014年7月10日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(72)【発明者】

【氏名】大長 久芳

(72)【発明者】

【氏名】八木 寿雄

(72)【発明者】

【氏名】杉森 正吾

(72)【発明者】

【氏名】四ノ宮 裕

【審査官】 竹中 辰利

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０３２０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４３９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９９２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８２８３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ４３／１４

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ３／００

Ｆ２１Ｖ １３／０２

Ｆ２１Ｖ １９／００

Ｇ０２Ｂ ５／２０

Ｈ０１Ｌ ３３／５０

Ｆ２１Ｙ １０３／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の発光素子と、
前記複数の発光素子を搭載する基板と、
前記複数の発光素子の発光面と対向するように配置され、前記複数の発光素子が並ぶ方向に曲面を有する透光性のカバーと、
前記複数の発光素子と前記カバーとの間に、前記複数の発光素子の発光面から離間して前記カバーの曲面に沿ってアーチ状に配置されている光波長変換部材と、を備え、
前記基板は、複数のグループに分けられた前記複数の発光素子を１個または複数の発光素子からなるグループ毎に点消灯できるように形成された回路を有することを特徴とする車両用灯具。

【請求項2】

複数の発光素子と、
前記複数の発光素子を搭載する基板と、
前記複数の発光素子の発光面と対向するように配置され、前記複数の発光素子が並ぶ方向に曲面を有する透光性のカバーと、
前記複数の発光素子と前記カバーとの間に、前記複数の発光素子の発光面から離間して配置されている複数のライン状の光波長変換部材と、を備え、
前記基板は、複数のグループに分けられた前記複数の発光素子を１個または複数の発光素子からなるグループ毎に点消灯できるように形成された回路を有し、
前記複数のライン状の光波長変換部材は、互いに向きを変えて前記カバーの曲面に沿うように配置されていることを特徴とする車両用灯具。

【請求項3】

前記光波長変換部材は、前記複数の発光素子と対向する側に設けられた保持部材と、前記保持部材で保持された蛍光体含有樹脂層と、を有する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。

【請求項4】

前記光波長変換部材は、前記複数の発光素子と対向する側に溝が設けられている保持部材と、前記保持部材の溝に充填されている蛍光体含有樹脂層と、を有する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。

【請求項5】

前記発光素子から出射する素子光のうち、前記蛍光体含有樹脂層に向かわない素子光がそのまま外部へ透過しないようにする遮光部または光波長変換部を更に備えることを特徴とする請求項３または４に記載の車両用灯具。

【請求項6】

前記基板は、それぞれ複数の発光素子を搭載する第１基板と、第２基板と、を有し、
前記第１基板は、搭載されている前記複数の発光素子の発光面が車両の前方または後方を向くように配置されており、
前記第２基板は、前記第１基板に搭載されている前記複数の発光素子の発光面よりも車両の側方を向くように配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用灯具。

【請求項7】

前記第１基板に搭載されている複数の発光素子の実装密度は、前記第２基板に搭載されている発光素子の実装密度よりも高いことを特徴とする請求項６に記載の車両用灯具。

【請求項8】

前記第１基板に搭載されている発光素子は、車幅方向に延びる列が上下に複数配置されていることを特徴とする請求項６または７に記載の車両用灯具。

【請求項9】

前記基板は、車幅方向に階段状に延びる複数の搭載部を有し、
前記複数の搭載部は、車両の前方また後方を向くように形成されており、該複数の搭載部のそれぞれに前記発光素子が搭載されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車両用灯具。

【請求項10】

前記発光素子は、３８０〜４７０ｎｍの範囲にピーク波長を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車両用灯具。

【請求項11】

前記光波長変換部材は、５８５〜６１０ｎｍの範囲にドミナント波長を有する蛍光体を含有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の発光素子を備えた灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の半導体発光素子をフレキシブル印刷回路基板に搭載し、それぞれの半導体発光素子の発光面を蛍光体含有樹脂で覆った発光モジュールが考案されている（特許文献１参照）。このような発光モジュールは、例えば、ターンシグナルランプ等のようなライン状の光源として用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−３３９３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述の発光モジュールにおいて、指向性の強い光を出射する半導体発光素子を用いると、素子間に暗部が生じる場合がある。そのため、発光モジュールにおける半導体発光素子や蛍光体含有樹脂の構成や配置をより最適化する必要がある。

【0005】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光面の明るさの濃淡が少ない灯具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の灯具は、ライン状に配列された複数の発光素子と、複数の発光素子を搭載する基板と、複数の発光素子の発光面から離間して配置されているライン状の光波長変換部材と、を備える。基板は、複数のグループに分けられた複数の発光素子を１個または複数の発光素子からなるグループ毎に点消灯できるように形成された回路を有する。

【0007】

この態様によると、発光素子の発光面から離間した位置に光波長変換部材が配置されている。そのため、発光素子から出射した素子光は、ある程度広がって光波長変換部材へ入射する。その結果、光波長変換部材の発光面の明るさ（輝度）の濃淡を抑制できる。

【0008】

光波長変換部材は、複数の発光素子と対向する側に溝が設けられている保持部材と、保持部材の溝に充填されている蛍光体含有樹脂層と、を有してもよい。また、光波長変換部材は、複数の発光素子と対向する側に設けられた保持部材と、保持部材で保持された蛍光体含有樹脂層と、を有してもよい。また、保持部材に光波長変換部材を接着等で貼り合わせた構成でもよい。加えて、光波長変換部材は、複数の発光素子の直上にも実装することができる。これにより、発光素子の発光面から離間して光波長変換部材を配置することが容易となる。

【0009】

発光素子から出射する素子光のうち、蛍光体含有樹脂層に向かわない素子光がそのまま外部へ透過しないようにする遮光部や反射部、または光波長変換部を更に備えてもよい。

【0010】

基板は、それぞれ複数の発光素子を搭載する第１基板と、第２基板と、を有してもよい。第１基板は、搭載されている複数の発光素子の発光面が車両の前方または後方を向くように配置されており、第２基板は、第１基板に搭載されている複数の発光素子の発光面よりも車両の側方を向くように配置されていてもよい。これにより、車両の前方正面または後方正面から灯具を見た際の輝度を向上できる。

【0011】

第１基板に搭載されている複数の発光素子の実装密度は、第２基板に搭載されている発光素子の実装密度よりも高い。これにより、車両の前方正面または後方正面から灯具を見た際の輝度を向上できる。

【0012】

第１基板に搭載されている発光素子は、車幅方向に延びる列が上下に複数配置されていてもよい。車両の前方正面または後方正面から灯具を見た際の輝度を向上できる。

【0013】

基板は、車幅方向に階段状に延びる複数の搭載部を有してもよい。複数の搭載部は、車両の前方また後方を向くように形成されており、該複数の搭載部のそれぞれに発光素子が搭載されていてもよい。これにより、車両の前方正面または後方正面から灯具を見た際の輝度を向上できる。

【0014】

発光素子は、３８０〜４７０ｎｍの範囲にピーク波長を有してもよい。

【0015】

光波長変換部材は、５８５〜６１０ｎｍの範囲にドミナント波長を有する蛍光体を含有してもよい。

【0016】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、発光面の明るさの濃淡が少ない灯具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１の実施の形態に係る半導体発光素子を備えた発光モジュールを説明するための図である。

【図2】第１の実施の形態に係る灯具の概略構成を示す模式図である。

【図3】図２のＡ方向から見た模式図である。

【図4】第１の実施の形態に係る灯具の発光スペクトルの一例を示す図である。

【図5】ターンシグナルランプに要求される色度を満たす範囲と、本実施の形態に係る灯具が発する光の色度とを示す図である。

【図6】比較例に係る灯具の概略構成を示す模式図である。

【図7】第１の実施の形態に係る灯具と比較例に係る灯具の中心ライン（長手方向）の輝度分布を模式的に示した図である。

【図8】第２の実施の形態に係る灯具の概略構成を示す断面図である。

【図9】第３の実施の形態に係る灯具を車両正面から見た模式図である。

【図10】第４の実施の形態に係る灯具の概略構成を示す断面図である。

【図11】図１１（ａ）は、蛍光体を含有するカバーの断面図、図１１（ｂ）は、カバー表面に蛍光層を設けた状態を示す断面図である。

【図12】透光性部材であるレンズ（カバー）等の曲面を有する部材と、ライン状のＬＥＤモジュールとを組み合わせた灯具の概略断面図である。

【図13】複数の発光モジュールとカバーとの距離を略均一化した灯具の概略断面図である。

【図14】図１４（ａ）〜図１４（ｄ）は、第５の実施の形態に係る発光モジュールの形態を模式的に示した図である。

【図15】第６の実施の形態に係る灯具の要部を示す模式図である。

【図16】図１６（ａ）〜図１６（ｃ）は、第６の実施の形態に係る発光モジュールに適用できる基板の一例について説明するための断面図である。

【図17】第７の実施の形態に係る灯具の概略断面図である。

【図18】第８の実施の形態に係る灯具の概略断面図である。

【図19】第８の実施の形態の変形例に係る灯具の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。以下の各実施の形態では、灯具として車両用のターンシグナルランプに好適な一例について説明するが、もちろん車両以外の他の用途に用いることもできる。

【0020】

車両用のターンシグナルランプは、車両が曲がる方向が周囲から認識されやすいように横長ランプ形状で発光させるものが考案されている。また、車両が曲がる方向へランプの点灯部が移動するように発光させるシーケンシャル制御についても種々検討が行われている。このような点灯状態は、複数の光源（主にＬＥＤ等の半導体発光素子）を間隔を空けてライン状に並べたランプにおいて、複数の光源を車両が曲がる方向に連続的に遅延発光させることで実現される。

【0021】

しかしながら、このようなランプは、複数の光源が塔載されている部分のみが発光し、光源同士の間の領域は発光しないため、極端に言えば点線又は破線状のライン発光になる。そのため、発光部の切れ目や明暗が目立たない連続ライン発光を実現するためには更なる改良の余地があった。そこで、各実施の形態では、この点を考慮した新たな構成について説明する。

【0022】

［第１の実施の形態］
（発光モジュール）
図１は、第１の実施の形態に係る半導体発光素子を備えた発光モジュールを説明するための図である。図１に示す発光モジュール１０は、アルミナ基板１２と、半導体発光素子１４と、半導体発光素子１４を封止する樹脂層１６と、を備える。アルミナ基板１２は、２ｍｍ×２ｍｍの正方形の上面の中央にφ０．８ｍｍ、深さ０．１ｍｍの凹部１２ａが形成されている。凹部１２ａには、Ｔｉ系のバッファー層を介し、銅めっきで給電パターンが形成されている。

【0023】

また、アルミナ基板１２には、貫通ビア１２ｂが形成されており、貫通ビア１２ｂの内部には銅１８が充填されている。銅１８は、アルミナ基板１２の裏面側の電極パターンと導通している。そして、アルミナ基板１２の電極パターンの一部とアルミ基板２２とを半田２０で接続することで、発光モジュール１０がアルミ基板２２に実装される。なお、アルミ基板２２の代わりにフレキシブルプリント基板、ガラス含有エポキシ樹脂基板、セラミックス基板等を用いてもよい。

【0024】

（半導体発光素子）
半導体発光素子１４は、発光層としてＩｎＧａＮ系の材料を用いた０．５ｍｍ□のフリップチップ型の素子であり、３８０〜４７０ｎｍに範囲にピーク波長を有している。半導体発光素子１４は、アルミナ基板１２の凹部１２ａに、ＦＣ（フリップチップ）実装される。また、ダイボンド剤としての透明シリコーンでダイボンドされた後、金ワイヤー等でワイヤーボンディングする方法を用いてもよい。

【0025】

（樹脂層）
樹脂層１６は、透明又は半透明なジメチルシリコーン樹脂（平均粒径１５０ｎｍのシリカチクソ剤を０．５体積％含有してもよい。）に蛍光体が０．５％体積％分散されたものであり、所定の硬化条件（１５０℃×１ｈｒ）により硬化し、半導体発光素子１４を封止する。なお、樹脂層１６は、含有する蛍光体の濃度が０．１〜３０体積％であることが好ましい。蛍光体の濃度が０．１体積％未満だと、蛍光体を含有する樹脂層１６の厚みを大きくする必要があり、結果的に発光部が大きくなりすぎる。そのため、車両用灯具として搭載する場合に制約がある。一方、蛍光体の濃度が３０体積％より高いと、蛍光体を含有する樹脂層１６の厚みが小さくなるため、半導体発光素子１４の直上付近しか発光せず、連続したライン状の発光が困難となる。

【0026】

（蛍光体）
蛍光体は、例えば、一般式Ｍｅ_ｘ，Ｓｉ_{１２−（ｍ＋ｎ）}Ａｌ_{（ｍ＋ｎ）}Ｏ_ｎＮ_１６−ｎ：Ｅｕ^２＋_ｙ（ＭｅはＣａを主とする２価のアルカリ土類金属イオンであり、ｘ，ｙ，ｍ及びｎは、それぞれ正の数であって、０．６≦ｘ≦１．２、１．２≦ｍ≦２．４、０．１≦ｎ≦２．４、０．０００１≦ｙ≦０．１を満たす）で表されている蛍光体である。

【0027】

また、蛍光体は、一般式Ｃａ_{３−ａ−ｂ}Ｍ_ａＳｉＯ_４Ｃｌ_２（ＭはＳｒあるいはＭｇであり、ＭがＳｒの場合、０≦ａ≦０．１５、ＭがＭｇの場合０≦ａ≦０．１０、及び、０＜ｂ≦０．１０を満たす）で表される蛍光体であってもよい。

【0028】

これら蛍光体のドミナント波長は、５８５〜６１０ｎｍの範囲にある。また、蛍光体の粒子平均サイズは、１〜４０μｍであるとよい。蛍光体の粒子平均サイズが１μｍより小さいと、量子効率が低下する。また、蛍光体の粒子平均サイズが４０μｍより大きいと、透明樹脂に分散したときに沈降し易くなり、半導体発光素子の直上と素子間との輝度均一性が低下する。本実施の形態に係る蛍光体は、組成がＣａ_{０．８１０}Ｓｉ_{９．３４５}Ａｌ_{２．６５５}Ｏ_{０．８７５}Ｎ_{１５．１２５}：Ｅｕ_{０．０８０}、平均粒径が１８μｍ、ドミナント波長が５９４ｎｍである。

【0029】

（灯具）
図２は、第１の実施の形態に係る灯具の概略構成を示す模式図である。図３は、図２のＡ方向から見た模式図である。図２に示すアルミ基板２２は、長さ２００ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの板状の部材であり、前述の発光モジュール１０がライン状に複数（５個〜５０個程度）実装されている。隣接する半導体発光素子１４の間隔は、１〜２０ｍｍ程度であればよく、本実施の形態で８ｍｍ（５〜１０ｍｍ）程度である。また、アルミ基板２２の実装面側には、反射層２４が形成されている。反射層２４は、例えば、可視光反射率８８％の白色レジストが塗布されている。

【0030】

第１の実施の形態に係る灯具１００は、ライン状に配列された複数の半導体発光素子１４と、複数の半導体発光素子１４を搭載するアルミ基板２２と、複数の半導体発光素子１４の発光面１４ａから離間して配置されているライン状の光波長変換部材２６と、を備える。アルミ基板２２は、複数のグループに分けられた複数の半導体発光素子１４を１個または複数の半導体発光素子１４からなるグループ毎に点消灯できるように形成された回路を有する。なお、回路は、半導体発光素子１４を個別に点消灯できるように形成されていてもよい。

【0031】

（光波長変換部材）
光波長変換部材２６は、複数の半導体発光素子１４と対向する側にＵ字の溝が設けられている保持部材２８と、保持部材２８の溝に充填されている蛍光体含有樹脂層３０と、を有している。加えて、光波長変換部材２６は、複数の半導体発光素子１４の直上にも実装することができる。保持部材２８は、アクリル樹脂からなる、幅６ｍｍ、深さ６ｍｍ、長さ２００ｍｍのシリンドリカル状の成形品である。アクリル樹脂は、クリアーなもの、又は、グレーやブラウンでスモーク状に着色したものでもよい。保持部材２８は、透明な樹脂（ポリカーボネート、ポリエステル、シクロポリオレフィン、ポリスチレン等）を使用することもできる。

【0032】

（蛍光体含有樹脂層）
蛍光体含有樹脂層３０は以下の手順で形成される。はじめに、上述の蛍光体を透明シリコーン樹脂中に１体積％の割合で分散するように、真空自公転かくはん機で分散脱泡し、蛍光体ペーストを作製する。次に、この蛍光体ペーストを、保持部材２８のＵ字溝の中に深さが３ｍｍになるまで注入し、８０℃で１時間加熱することで硬化し、蛍光体含有樹脂層３０が形成される。これにより、Ｕ字の保持部材２８の開口部近傍に空間が形成された光波長変換部材２６が作製される。そして、保持部材２８のＵ字の開口部近傍に形成された溝２８ａにより、アルミ基板２２の端部を挟み込むことで、光波長変換部材２６とアルミ基板２２とが互いに固定される。なお、固定の際に溝２８ａに接着剤を塗布しておいてもよい。

【0033】

このように、灯具１００は、半導体発光素子１４の発光面１４ａから離間した位置に光波長変換部材２６（蛍光体含有樹脂層３０）が配置されている。そのため、発光素子から出射した素子光は、ある程度広がって蛍光体含有樹脂層３０へ入射する。その結果、光波長変換部材の発光面の明るさ（輝度）の濃淡を抑制できる。

【0034】

また、光波長変換部材２６は、保持部材２８を介してアルミ基板２２と位置決めされるため、半導体発光素子１４の発光面１４ａから離間して光波長変換部材２６（蛍光体含有樹脂層３０）を配置することが容易となる。

【0035】

また、第１の実施の形態に係る灯具１００および発光モジュール１０においては、蛍光体含有樹脂層３０と半導体発光素子１４の発光面１４ａとが離間している。そのため、半導体発光素子１４から出射する素子光のうち、蛍光体含有樹脂層３０に向かわない素子光（図３に示す点線の矢印）がそのまま外部へ透過することが考えられる。特に、半導体発光素子１４の素子光が、蛍光体の励起光としては作用するが、灯具の発光色の形成には余り寄与しない紫外線又は短波長可視光であった場合、蛍光体で波長変換されずに外部へそのまま出射させないようにすることが望ましい。

【0036】

そこで、第１の実施の形態に係る灯具１００は、半導体発光素子１４から出射する素子光のうち、蛍光体含有樹脂層３０に向かわない素子光がそのまま外部へ透過しないようにする樹脂層１６を備えている。発光面１４ａを覆う樹脂層１６は、前述のように蛍光体を含有しており、紫外線や短波長可視光を含む素子光を確実に波長変換することができる。蛍光体を含有した樹脂層１６は、半導体発光素子１４の側面のみを囲むように実装してもよい。なお、樹脂層１６の代わりに、素子光がそのまま外部へ透過しないように遮光部や反射層を設けてもよい。

【0037】

図４は、第１の実施の形態に係る灯具の発光スペクトルの一例を示す図である。図４に示すように、灯具１００の光波長変換部材２６は、５８５〜６１０ｎｍの範囲にドミナント波長を有する蛍光体を含有していることがわかる。図５は、ターンシグナルランプに要求される色度を満たす範囲と、本実施の形態に係る灯具が発する光の色度とを示す図である。また、灯具１００は、色度座標（ｃｘ、ｃｙ）上で、（ｙ≧０．３９、y≧０．７９−０．６７ｘ、ｙ≦ｘ−０．１２）で囲まれる範囲の色で発光する。図４、図５に示すように、本実施の形態に係る灯具１００は、ターンシグナルランプに適した色の光を発していることがわかる。具体的な結果については、表１に示す。

【0038】

【表1】

【0039】

［比較例］
図６は、比較例に係る灯具の概略構成を示す模式図である。図６に示す灯具２００は、色度（ｃｘ、ｃｙ＝０．５７０，０．４２０）のアンバー色発光の市販の表面実装タイプのＬＥＤパッケージ２０２を、アルミ基板２２の上に８ｍｍ間隔で半田により実装したものである。なお、灯具１００と比較するために、アルミ基板２２の搭載面側には反射層２４が形成されている。

【0040】

図７は、第１の実施の形態に係る灯具１００と比較例に係る灯具２００の中心ライン（長手方向）の輝度分布を模式的に示した図である。ここで、表１に示す輝度均斉度Ｓとは、発光面の長手方向全体の平均輝度をＬ１、灯具の長手方向の最高輝度をＬ２とすると、以下の式で表せる。
Ｓ＝（Ｌ１／Ｌ２）×１００
つまり、Ｓが１００に近いほど発光面での輝度のばらつきが少なく、均一発光していることになる。

【0041】

表１や図７に示すように、第１の実施の形態に係る灯具１００は、比較例に係る灯具２００に対して、輝度均斉度Ｓが非常に大きく、発光面の明るさの濃淡が少なくなっている。また、灯具１００は、比較例に係る灯具２００に対して発光効率も高い。このように、第１の実施の形態に係る灯具１００は、長手方向の輝度にムラが少なく連続ライン発光に見える。一方、比較例に係る灯具２００は、ＬＥＤパッケージ２０２直上と、ＬＥＤパッケージ２０２間の輝度差が大きく、不連続の点光源にしかみえない。

【0042】

灯具１００は、一端の半導体発光素子に電流を印加させてから、０．１〜３秒の遅延時間を取りながら、隣接する半導体発光素子に順次電流印加する。その結果、灯具１００は、グラデーション状に発光部が広がるライン光源として機能できる。

【0043】

以下では、上述の第１の実施の形態を含む他の態様について詳述する。

【0044】

灯具１００の長手方向の長さは５０〜８００ｍｍが好ましい。また、灯具１００は、必ずしも直線である必要はなく、Ｒ１５以下の湾曲部を有してもよく、また曲線や曲面を有していてもよい。

【0045】

また、反射層２４は、アルミ基板２２の表面をアルミや銀等の金属鏡面反射処理したものであってもよい。

【0046】

また、実装される半導体発光素子１４は、フリップチップタイプ以外に、フェイスアップ、垂直チップといったタイプであってもよい。また、半導体発光素子１４の発光が鉛直方向だけではなく側方へも広がるように、アルミナ基板１２の凹部はなるべく浅い方がよく、深さ０．５ｍｍ以下が好ましい。

【0047】

また、樹脂層１６や蛍光体含有樹脂層３０には、形状を維持、蛍光体の沈降防止、半導体発光素子の光拡散のためにチクソ性を付与することができる。チクソ剤は、粒径が１０ｎｍ〜１μｍのシリカ、酸化チタン、酸化タンタル、ジルコニア、合成雲母等を用いることができる。

【0048】

また、灯具１００が点灯した際に十分な放熱性能を得るために、放熱部材であるヒートシンクを取り付けてもよい。取付け方法は、灯具の基板に、ヒートシンクをネジやカシメ等で直接取り付けてもよいし、柔軟で熱伝導率が高い接合部材を介して取り付けてもよい。接合部材としては、例えば、熱伝導性接着剤、グラファイトシート、チッ化ボロンシート、カーボンナノチューブ含有シート等が挙げられる。

【0049】

なお、上述の第１の実施の形態では、一つの半導体発光素子１４を有する発光モジュール１０を複数備えたものを灯具１００として説明したが、複数の半導体発光素子１４とライン状の光波長変換部材２６を備えたものを発光モジュールとして捉えてもよい。同様の構成を灯具と称するか発光モジュールと称するかは本願発明の本質ではなく、説明の便宜のために適宜使い分けることとする。

【0050】

具体的には、複数の半導体発光素子１４とライン状の光波長変換部材２６を備えたものを発光モジュールとし、この発光モジュールと光学部材（例えば、レンズやカバー、リフレクタ等）とを組み合わせたものを灯具と捉えてもよい。また、灯具は、複数の発光モジュールを備えてもよい。以下、他の実施の形態について説明する。

【0051】

［第２の実施の形態］
図８は、第２の実施の形態に係る灯具３００の概略構成を示す断面図である。図８に示す灯具３００は、ランプボディ３２と、エクステンション３４と、ランプボディ３２にネジ３６で固定された複数の発光モジュール３８，４０，４２と、透光性のインナーレンズとして機能するカバー４４と、カバー４４の内面に沿った弧状の光波長変換部材４６と、を備える。また、灯具３００は、ターンシグナルランプとして機能する。

【0052】

発光モジュール３８，４０，４２は、それぞれ複数の半導体発光素子１４を備えている。また、各発光モジュール３８，４０，４２の発光面から離間した位置に光波長変換部材４６が配置されている。光波長変換部材４６は、５８５〜６１０ｎｍの範囲にドミナント波長を有するアンバー色の蛍光体を含有している。これにより、半導体発光素子１４から出射した素子光は、ある程度広がって光波長変換部材４６へ入射する。その結果、光波長変換部材４６の発光面の明るさ（輝度）の濃淡を抑制できる。

【0053】

各発光モジュールが備える基板は、複数のグループに分けられた複数の発光素子を１個または複数の発光素子からなるグループ毎に点消灯できるように形成された回路を有する。そして、複数の半導体発光素子１４を車両が曲がる方向に連続的に遅延発光させることで、灯具３００は、グラデーション状に発光部が広がるターンシグナルとして機能する。

【0054】

しかしながら、光波長変換部材４６が発する光は、含有する蛍光体のランバーシアンな光が主であるため、指向性が低い拡散光となる。そのため、複数の半導体発光素子１４がアーチ状のカバー４４や光波長変換部材４６の形状に応じて放射状に配置されていると、灯具３００を見る方向による輝度の差は少なくなるものの、車両正面から見た場合の輝度が不足しがちである。

【0055】

そこで、灯具３００における発光モジュール３８は、５つの半導体発光素子１４（第１のグループの発光素子３８ａに相当）と、５つの半導体発光素子１４をライン状に搭載する基板３８ｂと、を有する。また、発光モジュール４０は、５つの半導体発光素子１４（他のグループの発光素子４０ａに相当）と、５つの半導体発光素子１４をライン状に搭載する基板４０ｂと、を有する。また、発光モジュール４２は、５つの半導体発光素子１４（第２のグループの発光素子４２ａに相当）と、５つの半導体発光素子１４をライン状に搭載する基板４２ｂと、を有する。なお、基板３８ｂ，４０ｂ，４２ｂは、途中が屈曲しながら一つの部品として互いに連なっていてもよく、他の部材を介して連結されていてもよく、また、別々であってもよい。

【0056】

灯具３００における基板３８ｂ，４０ｂ（第１基板に相当）は、複数の発光素子３８ａおよび複数の発光素子４０ａの発光面が車両の前方Ｆまたは後方Ｒを向くように配置されている。また、基板４２ｂは、複数の発光素子４２ａの発光面が、複数の発光素子３８ａおよび複数の発光素子４０ａの発光面よりも車両の側方Ｓを向くように配置されている。これにより、車両の前方正面または後方正面から灯具３００を見た際の輝度を向上できる。換言すると、灯具３００の車両前方正面（後方正面）方向への光度が向上する。このように、灯具３００は、所定の正面輝度を実現できる。

【0057】

［第３の実施の形態］
図９は、第３の実施の形態に係る灯具３１０を車両正面から見た模式図である。灯具３１０は、ランプボディ４８と、ロービーム用灯具ユニット５０と、ハイビーム用灯具ユニット５２と、ターンシグナルランプユニット５４と、カバー４４と、を備える。

【0058】

ターンシグナルランプユニット５４は、ライン状の光波長変換部材４６と、ライン状に配列された複数の半導体発光素子１４と、を備える。ターンシグナルランプユニット５４においては、第１基板５６に搭載されている複数の発光素子３８ａの実装密度は、第２基板５８に搭載されている複数の発光素子４２ａの実装密度よりも高い。また、複数の発光素子３８ａは、車幅方向Ｗに延びる列が上下に複数配置されるように第１基板５６の上に搭載されている。これにより、車両の前方正面または後方正面から灯具を見た際の輝度を更に向上できる。

【0059】

［第４の実施の形態］
図１０は、第４の実施の形態に係る灯具３２０の概略構成を示す断面図である。以下の説明では、前述の灯具３００と同様の構成については同じ符号を付して説明を適宜省略する。

【0060】

複数の半導体発光素子１４を搭載する基板６０は、車幅方向Ｗに階段状に延びる複数の搭載部６０ａを有している。複数の搭載部６０ａは、車両の前方Ｆまた後方Ｒを向くように形成されており、複数の搭載部６０ａのそれぞれに半導体発光素子１４が搭載されている。このように、基板６０を階段状にすることで、半導体発光素子１４の発光面と、カバー４４や光波長変換部材４６との距離をある程度一定にし易くなり、輝度均斉度が更に高まる。また、半導体発光素子１４の発光面が全て車両前方正面または後方正面に向くため、車両の前方正面または後方正面から灯具３２０を見た際の輝度を向上できる。

【0061】

次に、図８乃至図１０に記載の各灯具において、カバー４４を正面から見た際の輝度均斉度を更に向上する構成について説明する。図１１（ａ）は、蛍光体を含有するカバーの断面図、図１１（ｂ）は、カバー表面に蛍光層を設けた状態を示す断面図である。

【0062】

図１１（ａ）に示すカバー４４は、カバーの樹脂材料に蛍光体を練り込んで分散させたものを成形したものである。図１１（ｂ）に示すカバー４４は、その入射面４４ａ側に、光波長変換層６２が設けられている。光波長変換層６２は、光波長変換部材４６と同様の蛍光体を含有した材料をカバー４４の表面に塗布して作成することができる。あるいは、シート状の光波長変換層６２を予め作成しておき、それをカバー４４の入射面４４ａに貼り付けてもよい。あるいは、カバー４４と光波長変換層６２とを一体成形で製造してもよい。なお、光波長変換層６２をカバー４４の出射面４４ｂ側に設けてもよい。

【0063】

［第５の実施の形態］
近年の車両用灯具は、意匠性の観点から曲面を多用したアウターカバー（レンズ）が多く考案されている。図１２は、透光性部材であるレンズ（カバー）等の曲面を有する部材と、ライン状のＬＥＤモジュールとを組み合わせた灯具の概略断面図である。

【0064】

図１２に示す灯具３３０は、曲面を有するカバー６４と、図２に示す基板が平坦な灯具１００と同様の構成の発光モジュール６６と、を備える。この場合、発光モジュール６６とカバー６４との距離Ｌは一定ではない。そのため、カバー６４と発光モジュール６６との距離Ｌが大きい（Ｌ＝Ｌ１）場合には、対応するカバー６４の出射面６４ａは暗くなる（低輝度）となる。一方、カバー６４と発光モジュール６６との距離Ｌが小さい（Ｌ＝Ｌ２＜Ｌ１）場合には、対応するカバー６４の出射面６４ｂは明るくなる（高輝度）となる。そのため、発光面の明るさに濃淡が発生してしまう。

【0065】

図１３は、複数の発光モジュールとカバーとの距離を略均一化した灯具の概略断面図である。上述の灯具３３０の課題を改善するために、図１３に示す灯具３４０は、基板が平坦な図２に示す灯具１００と同様の構成であるが、長さが短い発光モジュール６８を複数備えている。複数の発光モジュール６８は、互いに向きを変えて、カバー６４の内面形状に沿うように配置されている。これにより、各発光モジュール６８とカバー６４との距離Ｌをほぼ一定（Ｌ１≒Ｌ２≒Ｌ３）にできる。その結果、カバー６４の発光面の明るさの濃淡は低減される。

【0066】

しかしながら、灯具３４０においては、隣接する発光モジュール６８間に光波長変換部材２６がない領域Ｒ１が生じるため、カバー６４の発光面の一部に筋状の暗部が発生し、カバー６４の発光面の明るさ（輝度）の均一性が低下する。加えて、各発光モジュール６８に対して給電や制御のための配線を接続する必要があり、製造工程の増加によるコスト上昇の一因となる。

【0067】

そこで、発光モジュール間の領域Ｒ１に対する筋状の暗部の低減を改善する構成について考案した。図１４（ａ）〜図１４（ｄ）は、第５の実施の形態に係る発光モジュールの形態を模式的に示した図である。なお、各図の発光モジュールの基本構成は、図２に示す灯具１００とほぼ同様であるが、光波長変換部材の形状がそれぞれ異なっている。

【0068】

図１４（ａ）に示す発光モジュール７０は、ライン状の光波長変換部材７２の一端から長手方向に突出した凸部７２ａを有する。また、光波長変換部材７２の他端には、隣接する発光モジュール７０の凸部７２ａが嵌るような形状の凹部７２ｂが形成されている。これにより、隣接する発光モジュール７０の境界領域Ｒ２においても、光波長変換部材７２が存在するため、並んで配置された複数の発光モジュールの発光面の明るさの均一性が増す。

【0069】

図１４（ｂ）に示す発光モジュール７４は、ライン状の光波長変換部材７６の一端が階段状の突起７６ａを有する。また、光波長変換部材７６の他端には、隣接する光波長変換部材７６の突起７６ａが合わさるような段差部７６ｂが形成されている。これにより、隣接する発光モジュール７４の境界領域においても、光波長変換部材７６が存在するため、並んで配置された複数の発光モジュールの発光面の明るさの均一性が増す。

【0070】

図１４（ｃ）に示す発光モジュール７８は、ライン状の光波長変換部材８０の両端が側方から見て斜辺８０ａ，８０ｂとなっている。また、図１４（ｄ）に示す発光モジュール８２は、ライン状の光波長変換部材８４の一端に形成された半円柱状の凸部８４ａを有する。また、光波長変換部材８４の他端には、隣接する発光モジュール８２の凸部８４ａが嵌るような半円柱状の凹溝８４ｂが形成されている。このように、光波長変換部材の両端部の形状を工夫することで、光波長変換部材の一部を重ね合わせることができる。そのため、これら発光モジュール７８や発光モジュール８２の境界領域においても、光波長変換部材が存在するため、並んで配置された複数の発光モジュールの発光面の明るさの均一性が増す。

【0071】

［第６の実施の形態］
図１５は、第６の実施の形態に係る灯具の要部を示す模式図である。灯具３５０は、図１３に示す灯具３４０と類似の構造であるが、複数の発光モジュール８６は一つの基板８８を共有している。そのため、曲面形状のカバーに対応して、複数の発光モジュール８６の向きを変えてカバーの内面形状に沿うように配置しようとすると、基板を折り曲げる必要がある。しかしながら、基板が硬い材料の場合、基板を折り曲げることは困難である。

【0072】

そこで、灯具３５０の各発光モジュール８６が共有する基板８８において、隣接する光波長変換部材９０の間の領域において、上面または下面の少なくとも一方に切り込み８８ａを形成する。これにより、基板８８が比較的硬い材料の場合であっても、基板８８を折り曲げやすくできる。

【0073】

一方で、基板に切り込みを形成すると、表層にある配線が切断される可能性がある。図１６（ａ）〜図１６（ｃ）は、第６の実施の形態に係る発光モジュールに適用できる基板の一例について説明するための断面図である。

【0074】

図１６（ａ）に示す基板９２は、両面および層間にパターン配線９２ｂ，９２ｃ，９２ｄが形成されている。そのため、切り込み９２ａが両面にある場合であっても、少なくとも層間のパターン配線９２ｃにより、隣接する発光モジュール間の導通が可能となる。

【0075】

また、図１６（ｂ）に示す基板９４は、両面にのみパターン配線９４ｂ，９４ｃが形成されている。そのため、切り込み９４ａは、基板９４の一方の主面にのみ形成し、他方の主面には形成しない。これにより、少なくとも他方の主面にあるパターン配線９４ｃにより、隣接する発光モジュール間の導通が可能となる。

【0076】

また、図１６（ｃ）に示す基板９６は、片面にのみパターン配線９６ｂが形成されている。そのため、切り込み９６ａを形成すると、パターン配線９６ｂが途中で切断されることになる。したがって、このような場合は、切り込み９６ａをまたぐようにコード９８をパターン配線９６ｂに接続する。

【0077】

［第７の実施の形態］
図１７は、第７の実施の形態に係る灯具３６０の概略断面図である。灯具３６０は、図１７の紙面に垂直な方向に並んで配置されている複数の半導体発光素子１４と、複数の半導体発光素子１４を搭載したアルミ基板２２と、複数の半導体発光素子１４を封止する半円柱状の透光部材１０２と、透光部材１０２の表面から離間し、透光部材１０２を覆うように配置された半円筒状の光波長変換部材１０４と、を備える。

【0078】

透光部材１０２は、半導体発光素子１４から出射した光が表面１０２ａから出射する際に屈折するようなレンズ形状である。また、光波長変換部材１０４は、入射した素子光が屈折して集光されるような形状であってもよい。これにより、灯具３６０の正面方向（半導体発光素子１４の上方）の光度を向上できる。

【0079】

［第８の実施の形態］
図１８は、第８の実施の形態に係る灯具３７０の概略断面図である。灯具３７０は、図１８の紙面に垂直な方向に並んで配置されている複数の半導体発光素子１４と、複数の半導体発光素子１４を搭載した基板を兼ねたリフレクタ１０６と、複数の半導体発光素子１４を封止する半円柱状の透光部材１０２と、透光部材１０２の表面から離間し、リフレクタ１０６の開口部を閉塞するように配置された板状の光波長変換部材１０８と、を備える。

【0080】

透光部材１０２は、半導体発光素子１４から出射した光が表面１０２ａから出射する際に屈折するようなレンズ形状であってもよい。また、リフレクタ１０６は、断面が凹状であり、内面が反射部として処理された部材である。リフレクタ１０６は、透光部材１０２から側方に向かって出射した光を反射して、灯具正面方向へ反射（集光）するように反射面が形成されている。これにより、灯具３７０の正面方向（半導体発光素子１４の上方）の光度を向上できる。

【0081】

図１９は、第８の実施の形態の変形例に係る灯具３８０の概略断面図である。灯具３８０は、灯具３７０の板状の光波長変換部材１０８の代わりに、アウターレンズ１１０の半導体発光素子１４側の凹凸面１１０ａ（散乱面）に光波長変換層１１２を形成してある。光波長変換層１１２は、蛍光体を含有した樹脂を凹凸面１１０ａに塗布したり、蛍光体を含有した樹脂シートをアウターレンズ１１０と一体に成形したりしてもよい。

【0082】

以上、本発明を各実施の形態や実施例をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【符号の説明】

【0083】

１０ 発光モジュール、 １２ アルミナ基板、 １２ａ 凹部、 １２ｂ 貫通ビア、 １４ 半導体発光素子、 １４ａ 発光面、 １６ 樹脂層、 ２２ アルミ基板、
２４ 反射層、 ２６ 光波長変換部材、 ２８ 保持部材、 ３０ 蛍光体含有樹脂層、 １００ 灯具。

【産業上の利用可能性】

【0084】

本発明は、複数の発光素子を備えた灯具に利用できる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】