特開 2022-45647 車両用照明装置、および車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022045647

(43)【公開日】2022-03-22

(54)【発明の名称】車両用照明装置、および車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 43/27 20180101AFI20220314BHJP

   F21S 43/14 20180101ALI20220314BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20220314BHJP

   F21V 17/00 20060101ALI20220314BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20220314BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20220314BHJP

   H01L 33/56 20100101ALI20220314BHJP

   F21W 103/10 20180101ALN20220314BHJP

   F21W 103/20 20180101ALN20220314BHJP

   F21W 103/35 20180101ALN20220314BHJP

   F21W 103/40 20180101ALN20220314BHJP

   F21W 103/45 20180101ALN20220314BHJP

   F21W 103/55 20180101ALN20220314BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20220314BHJP

【ＦＩ】

F21S43/27

F21S43/14

F21V5/00 200

F21V17/00 200

F21V19/00 150

F21V19/00 170

F21V19/00 600

H01L33/00 L

H01L33/56

F21W103:10

F21W103:20

F21W103:35

F21W103:40

F21W103:45

F21W103:55

F21Y115:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020151345

(22)【出願日】2020-09-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100157901

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 達哲

(74)【代理人】

【識別番号】100176751

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 耕平

(72)【発明者】

【氏名】森 啓

【テーマコード（参考）】

3K011

3K013

5F142

【Ｆターム（参考）】

3K011CA02

3K011CA10

3K011JA01

3K013BA01

5F142AA02

5F142AA63

5F142AA75

5F142BA32

5F142CA03

5F142CA11

5F142CB15

5F142CD02

5F142CD13

5F142CD17

5F142CD18

5F142CD43

5F142CE03

5F142CE16

5F142CF02

5F142CF23

5F142CF26

5F142CG04

5F142CG05

5F142CG15

5F142CG26

5F142CG32

5F142DA12

5F142DB12

5F142DB24

5F142DB42

5F142DB44

5F142FA18

5F142GA29

(57)【要約】      （修正有）

【課題】封止部の熱変形の影響を抑制することができ、且つ、光の取り出し効率を向上させることができる車両用照明装置及び車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両用照明装置１は、ソケット１０と、ソケット１０の一方の端部側に設けられた基板２１と、基板２１の上に設けられた少なくとも１つの発光素子２２と、基板２１の上に設けられ、枠状を呈し、発光素子２２を囲む枠部２５と、枠部２５の内側に設けられた封止部２６と、封止部２６の上に設けられた光学要素２７と、を具備している。封止部２６は、基板２１と、光学要素２７との間に設けられた第１の部分２６ａと、第１の部分２６ａと、光学要素２７と、の間に設けられた第２の部分２６ｂと、を有している。第２の部分２６ｂの屈折率と線膨張係数は、第１の部分２６ａの屈折率と線膨張係数とは異なる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ソケットと；
前記ソケットの一方の端部側に設けられた基板と；
前記基板の上に設けられた少なくとも１つの発光素子と；
前記基板の上に設けられ、枠状を呈し、前記発光素子を囲む枠部と；
前記枠部の内側に設けられた封止部と；
前記封止部の上に設けられた光学要素と；
を具備し、
前記封止部は、
前記基板と、前記光学要素との間に設けられた第１の部分と；
前記第１の部分と、前記光学要素と、の間に設けられた第２の部分と；
を有し、
前記第２の部分の屈折率と線膨張係数は、前記第１の部分の屈折率と線膨張係数とは異なる車両用照明装置。

【請求項2】

前記第２の部分の屈折率は、前記第１の部分の屈折率よりも低く、
前記第１の部分の線膨張係数は、前記第２の部分の線膨張係数よりも小さい請求項１記載の車両用照明装置。

【請求項3】

前記発光素子の上部電極と、前記基板の配線パターンと、を電気的に接続する配線をさらに備え、
前記第１の部分の上面と、前記基板の表面との間の距離をＨ１とし、前記配線の頂部と、前記基板の表面との間の距離をＨ２とした場合に、以下の式を満足する請求項１または２に記載の車両用照明装置。
Ｈ１≧Ｈ２

【請求項4】

前記発光素子は、フリップチップ型の発光素子であり、
前記第１の部分の上面と、前記基板の表面との間の距離をＨ１ａとし、前記発光素子の光の出射面と、前記基板の表面との間の距離をＨ２ａとした場合に、以下の式を満足する請求項１または２に記載の車両用照明装置。
Ｈ２ａ≧Ｈ１ａ

【請求項5】

前記封止部は、前記第１の部分と、前記第２の部分と、の間に設けられた第３の部分をさらに有し、
前記第３の部分の屈折率は、前記第１の部分の屈折率よりも低く、前記第２の部分の屈折率よりも高い請求項１～４のいずれか１つに記載の車両用照明装置。

【請求項6】

前記第１の部分は、エポキシ樹脂を含み、
前記第２の部分は、シリコン樹脂を含む請求項１～５のいずれか１つに記載の車両用照明装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１つに記載の車両用照明装置と；
前記車両用照明装置が取り付けられる筐体と；
を具備した車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、車両用照明装置、および車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

省エネルギー化や長寿命化などの観点から、フィラメントを備えた車両用照明装置に代えて発光ダイオードを備えた車両用照明装置の普及が進んでいる。
例えば、車両用照明装置には、ソケットと、ソケットの一方の端部側に設けられた発光モジュールとが設けられている。発光モジュールは、例えば、基板と、基板の上に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）と、発光ダイオードを囲む枠部と、枠部の内側に設けられ、発光ダイオードを覆う封止部と、封止部の上に設けられたレンズと、を有している。

【0003】

発光ダイオードから出射した光は、封止部とレンズを介して、発光モジュールの外部に照射される。そのため、封止部とレンズは、透光性を有する材料から形成される。
この場合、発光ダイオードから出射した光には紫外線が含まれているので、封止部とレンズは、透光性を有し、且つ、紫外線に対する耐性が高い材料から形成することが好ましい。そのため、レンズはガラスやシリコーン樹脂から形成され、封止部はシリコーン樹脂から形成される場合がある。

【0004】

ここで、発光ダイオードの点灯と消灯に伴い、封止部には熱変形（温度変化による膨張と収縮）が生じる。シリコーン樹脂の線膨張係数は、比較的大きいので、封止部に発生する熱変形が大きくなり易い。高光量とするために複数の発光ダイオードを用いる場合には、複数の発光ダイオードを覆う封止部のサイズ・体積が大きくなり、熱変形の影響はより大きくなる。また、車両用照明装置の場合には、雰囲気温度の変化が大きい（例えば、－４０℃と+８５℃の範囲）ので、熱変形の影響はさらに大きくなる。発光ダイオードを覆う封止部の熱変形が大きくなると、発光ダイオードの電極と基板の配線パターンとを電気的に接続するワイヤーが外れたり、断線したりし易くなる。

【0005】

また、エポキシ樹脂を用いて封止部を形成する技術も提案されている。エポキシ樹脂は、シリコーン樹脂よりも線膨張係数の小さいので、熱変形の影響を小さくすることができる。ところが、エポキシ樹脂は、シリコーン樹脂よりも紫外線に対する耐性が低い。また、エポキシ樹脂を用いて封止部を形成すると、ガラスやシリコーン樹脂から形成されたレンズの屈折率と、エポキシ樹脂から形成された封止部の屈折率との差が大きくなって、レンズと封止部との界面で反射が生じ易くなる。レンズと封止部との界面で反射が生じ易くなると、光の取り出し効率が低下する。
そこで、封止部の熱変形の影響を抑制することができ、且つ、光の取り出し効率を向上させることができる技術の開発が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３－２５９３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、封止部の熱変形の影響を抑制することができ、且つ、光の取り出し効率を向上させることができる車両用照明装置、および車両用灯具を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態に係る車両用照明装置は、ソケットと；前記ソケットの一方の端部側に設けられた基板と；前記基板の上に設けられた少なくとも１つの発光素子と；前記基板の上に設けられ、枠状を呈し、前記発光素子を囲む枠部と；前記枠部の内側に設けられた封止部と；前記封止部の上に設けられた光学要素と；を具備している。前記封止部は、前記基板と、前記光学要素との間に設けられた第１の部分と；前記第１の部分と、前記光学要素と、の間に設けられた第２の部分と；を有している。前記第２の部分の屈折率と線膨張係数は、前記第１の部分の屈折率と線膨張係数とは異なる。

【発明の効果】

【0009】

本発明の実施形態によれば、封止部の熱変形の影響を抑制することができ、且つ、光の取り出し効率を向上させることができる車両用照明装置、および車両用灯具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施の形態に係る車両用照明装置を例示するための模式斜視図である。

【図2】図１における車両用照明装置のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】（ａ）、（ｂ）は、封止部を例示するための模式断面図である。

【図4】（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る封止部を例示するための模式断面図である。

【図5】車両用灯具を例示するための模式部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0012】

（車両用照明装置）
本実施の形態に係る車両用照明装置１は、例えば、自動車や鉄道車両などに設けることができる。自動車に設けられる車両用照明装置１としては、例えば、フロントコンビネーションライト（例えば、デイライトランニングランプ（ＤＲＬ；Daylight Running Lamp）、ポジションランプ、ターンシグナルランプなどが適宜組み合わされたもの）や、リアコンビネーションライト（例えば、ストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ、バックランプ、フォグランプなどが適宜組み合わされたもの）などに用いるものを例示することができる。ただし、車両用照明装置１の用途は、これらに限定されるわけではない。

【0013】

図１は、本実施の形態に係る車両用照明装置１を例示するための模式斜視図である。
図２は、図１における車両用照明装置１のＡ－Ａ線断面図である。
図１、図２に示すように、車両用照明装置１には、例えば、ソケット１０、発光モジュール２０、給電部３０、および伝熱部４０を設けることができる。

【0014】

ソケット１０は、例えば、装着部１１、バヨネット１２、フランジ１３、放熱フィン１４、およびコネクタホルダ１５を有する。
装着部１１は、フランジ１３の、放熱フィン１４が設けられる側とは反対側の面に設けられている。装着部１１の外形形状は、柱状とすることができる。装着部１１の外形形状は、例えば、円柱状である。装着部１１は、フランジ１３側とは反対側の端面に開口する凹部１１ａを有する。

【0015】

バヨネット１２は、装着部１１の外側面に設けられている。バヨネット１２は、車両用照明装置１の外側に向けて突出している。バヨネット１２は、フランジ１３と対峙している。バヨネット１２は、複数設けられている。バヨネット１２は、車両用照明装置１を車両用灯具１００の筐体１０１に装着する際に用いることができる。バヨネット１２は、ツイストロックに用いることができる。

【0016】

フランジ１３は、板状を呈している。フランジ１３は、例えば、円板状を呈している。フランジ１３の外側面は、バヨネット１２の外側面よりも車両用照明装置１の外方に位置している。

【0017】

放熱フィン１４は、フランジ１３の、装着部１１側とは反対側に設けられている。放熱フィン１４は、少なくとも１つ設けることができる。図１、図２に例示をしたソケット１０には複数の放熱フィンが設けられている。複数の放熱フィン１４は、所定の方向に並べて設けることができる。放熱フィン１４は、板状を呈したものとすることができる。

【0018】

コネクタホルダ１５は、フランジ１３の、装着部１１側とは反対側に設けることができる。コネクタホルダ１５は、放熱フィン１４と並べて設けることができる。コネクタホルダ１５は、フランジ１３の周縁近傍に設けることができる。コネクタホルダ１５は、筒状を呈し、内部にシール部材１０５ａを有するコネクタ１０５を挿入することができる。

【0019】

ソケット１０は、発光モジュール２０、および給電部３０を保持する機能と、発光モジュール２０において発生した熱を外部に伝える機能を有する。そのため、ソケット１０は、熱伝導率の高い材料から形成するのが好ましい。例えば、ソケット１０は、アルミニウム合金などの金属から形成することができる。

【0020】

また、近年においては、ソケット１０は、発光モジュール２０において発生した熱を効率よく放熱することができ、且つ、軽量であることが望まれている。そのため、ソケット１０は、高熱伝導性樹脂から形成することが好ましい。高熱伝導性樹脂は、例えば、樹脂と。無機材料を用いたフィラーと、を含む。高熱伝導性樹脂は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）やナイロン等の樹脂に、炭素や酸化アルミニウムなどを用いたフィラーを混合させたものとすることができる。

【0021】

高熱伝導性樹脂を含み、装着部１１、バヨネット１２、フランジ１３、放熱フィン１４、およびコネクタホルダ１５が一体に成形されたソケット１０とすれば、発光モジュール２０において発生した熱を効率よく放熱することができる。また、ソケット１０の重量を軽くすることができる。この場合、装着部１１、バヨネット１２、フランジ１３、放熱フィン１４、およびコネクタホルダ１５は、射出成形法などを用いて、一体成形することができる。また、インサート成形法などを用いて、ソケット１０と給電部３０を一体成形することもできる。

【0022】

給電部３０は、複数の給電端子３１および絶縁部３２を有する。
複数の給電端子３１は、棒状体とすることができる。複数の給電端子３１は、所定の方向に並べて設けることができる。複数の給電端子３１の一方の端部は、凹部１１ａの底面１１ａ１から突出している。複数の給電端子３１の一方の端部は、基板２１に設けられた配線パターン２１ａと半田付けされる。複数の給電端子３１の他方の端部は、コネクタホルダ１５の孔の内部に露出している。コネクタホルダ１５の孔の内部に露出する複数の給電端子３１には、コネクタ１０５が嵌め合わされる。複数の給電端子３１は、例えば、銅合金などの金属から形成することができる。なお、複数の給電端子３１の形状、配置、材料などは例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

【0023】

前述したように、ソケット１０は熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。ところが、熱伝導率の高い材料は導電性を有している場合がある。例えば、アルミニウム合金などの金属や、炭素からなるフィラーを含む高熱伝導性樹脂などは、導電性を有している。そのため、保持部３２は、複数の給電端子３１と、導電性を有するソケット１０との間を絶縁するために設けられている。また、保持部３２は、複数の給電端子３１を保持する機能をも有する。なお、ソケット１０が絶縁性を有する高熱伝導性樹脂（例えば、酸化アルミニウムからなるフィラーを含む高熱伝導性樹脂など）から形成される場合には、保持部３２を省くことができる。この場合、ソケット１０が複数の給電端子３１を保持する。保持部３２は、絶縁性を有する樹脂から形成することができる。保持部３２は、例えば、ソケット１０に設けられた孔１０ａに圧入したり、孔１０ａの内壁に接着したりすることができる。

【0024】

伝熱部４０は、例えば、基板２１と、凹部１１ａの底面１１ａ１との間に設けられている。伝熱部４０は、例えば、凹部１１ａの底面１１ａ１に接着することができる。伝熱部４０と凹部１１ａの底面１１ａ１とを接着する接着剤は、熱伝導率の高い接着剤とすることが好ましい。例えば、接着剤は、無機材料を用いたフィラーが混合された接着剤とすることができる。無機材料は、熱伝導率の高い材料（例えば、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）とすることが好ましい。接着剤の熱伝導率は、例えば、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることができる。

【0025】

また、伝熱部４０は、インサート成形法により、凹部１１ａの底面１１ａ１に埋め込むこともできる。また、伝熱部４０は、熱伝導グリス（放熱グリス）からなる層を介して、凹部１１ａの底面１１ａ１に取り付けることもできる。熱伝導グリスの種類には特に限定はないが、例えば、変性シリコーンに、熱伝導率の高い材料（例えば、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）を用いたフィラーが混合されたものとすることができる。熱伝導グリスの熱伝導率は、例えば、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることができる。

【0026】

伝熱部４０は、発光モジュール２０において発生した熱が、ソケット１０に伝わりやすくするために設けられる。そのため、伝熱部４０は、熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。伝熱部４０は、板状を呈し、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの金属から形成することができる。
なお、発光モジュール２０において発生する熱が少ない場合には、伝熱部４０を省くこともできる。

【0027】

発光モジュール２０は、基板２１、発光素子２２、抵抗２３、制御素子２４、枠部２５、封止部２６、および光学要素２７を有する。
基板２１は、ソケット１０の一方の端部側に設けられている。基板２１は、例えば、伝熱部４０の上に接着することができる。この場合、接着剤は、熱伝導率の高い接着剤とすることが好ましい。接着剤は、例えば、前述した、伝熱部４０と凹部１１ａの底面１１ａ１とを接着する接着剤と同じとすることができる。

【0028】

基板２１は、板状を呈している。基板２１は、例えば、セラミックス（例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなど）などの無機材料、紙フェノールやガラスエポキシなどの有機材料などから形成することができる。また、基板２１は、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものであってもよい。発光素子２２の発熱量が多い場合には、放熱の観点から熱伝導率の高い材料を用いて基板２１を形成することが好ましい。熱伝導率の高い材料としては、例えば、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、高熱伝導性樹脂、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものなどを例示することができる。基板２１は、単層構造を有するものであってもよいし、多層構造を有するものであってもよい。

【0029】

また、基板２１の表面には、配線パターン２１ａが設けられている。配線パターン２１ａは、例えば、銀を主成分とする材料や、銅を主成分とする材料などから形成することができる。

【0030】

発光素子２２は、基板２１の、凹部１１ａの底面１１ａ１側とは反対側に設けられている。発光素子２２は、基板２１の上に設けられている。発光素子２２は、基板２１の表面に設けられた配線パターン２１ａと電気的に接続されている。発光素子２２は、少なくとも１つ設けることができる。複数の発光素子２２を設ける場合には、複数の発光素子２２を互いに直列接続することができる。また、発光素子２２は、抵抗２３と直列接続されている。
発光素子２２は、例えば、発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオードなどとすることができる。

【0031】

発光素子２２は、チップ状の発光素子とすることができる。チップ状の発光素子２２は、ＣＯＢ（Chip On Board）により実装することができる。この様にすれば、狭い領域に多くの発光素子２２を設けることができる。そのため、発光モジュール２０の小型化、ひいては車両用照明装置１の小型化を図ることができる。チップ状の発光素子２２は、例えば、上部電極型の発光素子、上下電極型の発光素子、フリップチップ型の発光素子などとすることができる。図１、図２に例示をした発光素子２２は、上下電極型の発光素子である。上部電極型の発光素子の電極、または上下電極型の発光素子の上部電極は、配線２１ｂにより配線パターン２１ａと電気的に接続することができる。この場合、配線２１ｂは、例えば、ワイヤーボンディング法により接続することができる。フリップチップ型の発光素子２２は、配線パターン２１ａの上に直接実装することができる。

【0032】

抵抗２３は、基板２１の、凹部１１ａの底面１１ａ１側とは反対側に設けられている。抵抗２３は、基板２１の表面に設けられた配線パターン２１ａと電気的に接続されている。抵抗２３は、発光素子２２と直列接続することができる。抵抗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１に例示をした抵抗２３は、膜状の抵抗器である。

【0033】

膜状の抵抗器の材料は、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）とすることができる。膜状の抵抗器は、例えば、スクリーン印刷法および焼成法を用いて形成することができる。抵抗２３が膜状の抵抗器であれば、抵抗２３と基板２１との接触面積を大きくすることができるので、放熱性を向上させることができる。また、複数の抵抗２３を一度に形成することができる。そのため、生産性を向上させることができる。また、複数の抵抗２３における抵抗値のばらつきを抑制することができる。

【0034】

ここで、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から照射される光の明るさ（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から照射される光の明るさが所定の範囲内に収まるように、抵抗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する。この場合、抵抗２３の抵抗値を変化させることで、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する。

【0035】

抵抗２３が表面実装型の抵抗器やリード線を有する抵抗器などの場合には、発光素子２２の順方向電圧特性に応じて適切な抵抗値を有する抵抗２３を選択する。抵抗２３が膜状の抵抗器の場合には、抵抗２３の一部を除去すれば、抵抗値を増加させることができる。例えば、抵抗２３にレーザ光を照射すれば抵抗２３の一部を容易に除去することができる。抵抗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。

【0036】

また、抵抗２３に代えて、定電流回路を設けることもできる。定電流回路は、例えば、ミラー回路、定電流ダイオードを用いた定電流回路、トランジスタを用いたカレントリミッタ回路、定電流ＩＣなどとすることができる。定電流回路が設けられていれば、入力電圧が変動したとしても発光素子２２に流れる電流を略一定とすることができる。

【0037】

制御素子２４は、基板２１の、凹部１１ａの底面１１ａ１側とは反対側に設けられている。制御素子２４は、基板２１の表面に設けられた配線パターン２１ａと電気的に接続されている。制御素子２４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２４は、例えば、ダイオードとすることができる。制御素子２４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１に例示をした制御素子２４は、表面実装型のダイオードである。

【0038】

また、発光素子２２に関する導通の検出や、誤点灯防止などのために、プルダウン抵抗を設けることもできる。また、発光素子２２の温度上昇を抑制するために正特性サーミスタを設けることもできる。また、必要に応じて、コンデンサ、負特性サーミスタ、サージアブソーバ、バリスタ、ＦＥＴなどのトランジスタ、集積回路、演算素子などを適宜設けることもできる。
また、配線パターン２１ａや膜状の抵抗器などを覆う被覆部を設けることもできる。被覆部は、例えば、ガラス材料を含むものとすることができる。

【0039】

枠部２５は、基板２１の、凹部１１ａの底面１１ａ１側とは反対側に設けられている。枠部２５は、枠状を呈し、基板２１の上に接着されている。枠部２５は、発光素子２２を囲んでいる。枠部２５は、樹脂から形成することができる。樹脂は、例えば、ＰＢＴ（polybutylene terephthalate）、ＰＣ（polycarbonate）、ＰＥＴ、ナイロン（Nylon）、ＰＰ(polypropylene)、ＰＥ(polyethylene)、ＰＳ(polystyrene)などの熱可塑性樹脂とすることができる。

【0040】

枠部２５は、封止部２６の形成範囲を規定する機能と、リフレクタの機能とを有することができる。そのため、枠部２５は、反射率を向上させるために、酸化チタンの粒子などを含んでいたり、白色の樹脂を含んでいたりすることもできる。

【0041】

図３（ａ）、（ｂ）は、封止部２６を例示するための模式断面図である。
図３（ａ）は、発光素子２２が、上下電極型の発光素子の場合である。なお、発光素子２２が、上部電極型の発光素子の場合も同様とすることができる。
図３（ｂ）は、発光素子２２が、フリップチップ型の発光素子の場合である。

【0042】

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、封止部２６は、枠部２５の内側に設けられている。封止部２６は、例えば、第１の部分２６ａおよび第２の部分２６ｂを有する。第１の部分２６ａは、枠部２５の内側であって、基板２１と光学要素２７との間に設けられている。第２の部分２６ｂは、枠部２５の内側であって、第１の部分２６ａと光学要素２７との間に設けられている。

【0043】

また、封止部２６には、蛍光体を含めることもできる。蛍光体は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体）とすることができる。ただし、蛍光体の種類は、車両用照明装置１の用途などに応じて所定の発光色が得られるように適宜変更することができる。

【0044】

上下電極型の発光素子２２や、上部電極型の発光素子２２の場合には、発光素子２２の上部電極と、基板２１の配線パターン２１ａと、を電気的に接続する配線２１ｂが設けられている。そのため、図３（ａ）に示すように、第１の部分２６ａは、配線２１ｂを覆うように設けられている。この場合、第１の部分２６ａの上面２６ａ１と、基板２１の表面との間の距離をＨ１とし、発光素子２２の電極に接続された配線２１ｂの頂部と、基板２１の表面との間の距離をＨ２とすると、「Ｈ１≧Ｈ２」とすることができる。

【0045】

フリップチップ型の発光素子２２の場合には、配線２１ｂが設けられていないので、図３（ｂ）に示すように、第１の部分２６ａが、発光素子２２と基板２１の接続部分を覆うように設けられている。この場合、第１の部分２６ａの上面２６ａ１と、基板２１の表面との間の距離をＨ１ａとし、発光素子２２の光の出射面（上面）と基板２１の表面との間の距離をＨ２ａとすると、「Ｈ２ａ≧Ｈ１ａ」とすることができる。なお、図３（ｂ）は、「Ｈ２ａ＝Ｈ１ａ」の場合である。

【0046】

第１の部分２６ａの下面２６ａ２は、基板２１の表面と接触している。
第２の部分２６ｂの上面２６ｂ１は、光学要素２７と接触している。
第２の部分２６ｂの下面２６ｂ２は、第１の部分２６ａの上面２６ａ１と接触している。

【0047】

第１の部分２６ａ、および第２の部分２６ｂは、透光性を有する樹脂から形成することができる。例えば、枠部２５に囲まれた領域に第１の部分２６ａとなる樹脂を充填し、その上に、第２の部分２６ｂとなる樹脂を充填することができる。樹脂の充填は、例えば、ディスペンサなどを用いて行うことができる。
第２の部分２６ｂの屈折率と線膨張係数は、第１の部分２６ａの屈折率と線膨張係数とは異なる。

【0048】

ここで、発光素子２２の点灯と消灯に伴い、第１の部分２６ａおよび第２の部分２６ｂには熱変形（温度変化による膨張と収縮）が生じる。また、車両用照明装置の場合には、雰囲気温度の変化が大きい（例えば、－４０℃と+８５℃の範囲）ので、熱変形の影響はさらに大きくなる。この場合、第１の部分２６ａは、第２の部分２６ｂよりも熱源に近いので、熱変形がさらに生じ易くなる。

【0049】

図３（ａ）に示すように、発光素子２２と配線２１ｂは、第１の部分２６ａにより覆われている。図３（ｂ）に示すように、フリップチップ型の発光素子２２と基板２１の接合部分は、第１の部分２６ａにより覆われている。そのため、第１の部分２６ａの熱変形が大きいと、熱変形が生じた際に、発光素子２２と配線パターン２１ａの接合部分、配線２１ｂと配線パターン２１ａの接合部分、配線２１ｂと発光素子２２の接合部分、および、配線２１ｂ自体に加わる力が大きくなる。これらに加わる力が大きくなると、発光素子２２や配線２１ｂの接合部分が外れたり、配線２１ｂが断線したりするおそれがある。

【0050】

そのため、第１の部分２６ａの材料の線膨張係数は、第２の部分２６ｂの材料の線膨張係数よりも小さくすることが好ましい。線膨張係数が小さければ、熱変形を小さくすることができるので、発光素子２２や配線２１ｂの接合部分が外れたり、配線２１ｂが断線したりするのを抑制することができる。

【0051】

また、第２の部分２６ｂは、光学要素２７と接触している。そのため、第２の部分２６ｂの屈折率と、光学要素２７の屈折率との差が大きくなると、第２の部分２６ｂと光学要素２７との界面で反射が生じ易くなる。第２の部分２６ｂと光学要素２７との界面で反射が生じ易くなると、光の取り出し効率が低下する。

【0052】

そのため、第２の部分２６ｂの材料の屈折率は、光学要素２７の材料の屈折率と同じ、または、同程度となるようにすることが好ましい。屈折率が同じ、あるいは屈折率の差が小さければ、第２の部分２６ｂと光学要素２７との界面で反射が生じ難くなるので、光の取り出し効率を向上させることができる。
この場合、第２の部分２６ｂの屈折率は、第１の部分２６ａの屈折率よりも低くすることができる。

【0053】

例えば、第１の部分２６ａはエポキシ樹脂を含み、第２の部分２６ｂはシリコーン樹脂を含むことができる。
エポキシ樹脂の線膨張係数は、４．５×１０^－５／℃～６．５×１０^－５／℃である。シリコーン樹脂の線膨張係数は、８．０×１０^－５／℃～３０×１０^－５／℃である。

【0054】

そのため、エポキシ樹脂を含む第１の部分２６ａとすれば、シリコーン樹脂を含む第１の部分２６ａとするよりも、第１の部分２６ａに生ずる熱変形を小さくすることができる。そのため、発光素子２２や配線２１ｂの接合部分が外れたり、配線２１ｂが断線したりするのを抑制することができる。

【0055】

後述するように、光学要素２７は、シリコーン樹脂や、ガラスなどから形成される。
シリコーン樹脂の屈折率は、１．４程度である。
エポキシ樹脂の屈折率は、１．５５～１．６１程度である。
ガラスの屈折率は、１．４～１．５５程度である。
そのため、シリコーン樹脂を含む第２の部分２６ｂとすれば、エポキシ樹脂を含む第２の部分２６ｂとするよりも、第２の部分２６ｂと光学要素２７との界面で反射が生じ難くなるので、光の取り出し効率を向上させることができる。

【0056】

ここで、エポキシ樹脂を含む第１の部分２６ａと、シリコーン樹脂を含む第２の部分２６ｂとの界面において、屈折率の差に起因する反射が多くなると考えられるが、発光素子２２の光の出射面（上面）と、第１の部分２６ａと第２の部分２６ｂの界面と、の間の距離は小さい。そのため、発光素子２２の光の出射面から出射した光が拡がる前に、第１の部分２６ａと第２の部分２６ｂとの界面に入射する。すなわち、発光素子２２の光の出射面から出射した光が、第１の部分２６ａと第２の部分２６ｂとの界面に入射する際の角度（入射角）が小さくなる。そのため、屈折率の差に起因する反射を抑制することができる。

【0057】

また、エポキシ樹脂は、シリコーン樹脂よりも紫外線に対する耐性が低い。しかしながら、発光素子２２の光の出射面と、第１の部分２６ａと第２の部分２６ｂの界面と、の間の距離が小さいため、第１の部分２６ａの内部に照射される紫外線を少なくすることができる。そのため、発光素子２２から照射された紫外線により、第１の部分２６ａが変質するのを抑制することができる。
なお、前述した蛍光体は、第２の部分２６ｂに含ませてもよいし、第１の部分２６ａおよび第２の部分２６ｂに含ませてもよい。

【0058】

以上に説明した様に、本実施の形態に係る封止部２６とすれば、封止部２６の熱変形の影響を抑制することができ、且つ、光の取り出し効率を向上させることができる。

【0059】

図１、図３に示すように、光学要素２７は、封止部２６の上に設けることができる。光学要素２７は、封止部２６の第２の部分２６ｂおよび枠部２５の端面２５ａの少なくともいずれかに接着することができる。
光学要素２７は、透光性材料から形成することができる。光学要素２７は、例えば、シリコーン樹脂などの透光性樹脂や、石英ガラスなどのガラスから形成することができる。

【0060】

光学要素２７は、例えば、発光素子２２から出射した光の拡散、集光などを行う。図１、図３に例示をした光学要素２７は、凸レンズである。凸レンズである光学要素２７は、光を集光して、所定の配光特性が得られるようにする。なお、光学要素２７は、凸レンズに限定されるわけではなく、例えば、凹レンズなどであってもよい。

【0061】

図４（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る封止部１２６を例示するための模式断面図である。
図４（ａ）は、発光素子２２が、上下電極型の発光素子の場合である。なお、発光素子２２が、上部電極型の発光素子の場合も同様とすることができる。
図４（ｂ）は、発光素子２２が、フリップチップ型の発光素子の場合である。

【0062】

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、封止部２６は、例えば、第１の部分２６ａ、第２の部分２６ｂ、および第３の部分２６ｃを有する。第３の部分２６ｃは、第１の部分２６ａと第２の部分２６ｂの間に設けることができる。
第３の部分２６ｃは、透光性を有する樹脂から形成することができる。例えば、枠部２５に囲まれた領域に第１の部分２６ａとなる樹脂を充填し、その上に、第３の部分２６ｃとなる樹脂を充填し、その上に、第２の部分２６ｂとなる樹脂を充填することができる。樹脂の充填は、例えば、ディスペンサなどを用いて行うことができる。

【0063】

前述したように、隣接する部分の屈折率の差が大きくなるほど、界面における反射が生じ易くなる。そのため、第３の部分２６ｃを、第１の部分２６ａと第２の部分２６ｂの間に設け、第３の部分２６ｃの屈折率を、第１の部分２６ａの屈折率よりも低く、第２の部分２６ｂの屈折率よりも高くなるようにすることができる。

【0064】

例えば、第１の部分２６ａがエポキシ樹脂を含み、第２の部分２６ｂがシリコーン樹脂を含む場合には、第３の部分２６ｃは、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂を混合した樹脂を含むことができる。
この様にすれば、第１の部分２６ａと第３の部分２６ｃとの界面、および、第３の部分２６ｃと第２の部分２６ｂとの界面における反射を抑制することができるので、光の取り出し効率のさらなる向上を図ることができる。
なお、前述した蛍光体は、第２の部分２６ｂに含ませてもよいし、第２の部分２６ｂと第３の部分２６ｃに含ませてもよいし、第１の部分２６ａ、第３の部分２６ｃ、および第２の部分２６ｂに含ませてもよい。

【0065】

（車両用灯具）
次に、車両用灯具１００について例示する。
なお、以下においては、一例として、車両用灯具１００が自動車に設けられるフロントコンビネーションライトである場合を説明する。ただし、車両用灯具１００は、自動車に設けられるフロントコンビネーションライトに限定されるわけではない。車両用灯具１００は、自動車や鉄道車両などに設けられる車両用灯具であればよい。

【0066】

図５は、車両用灯具１００を例示するための模式部分断面図である。
図５に示すように、車両用灯具１００には、例えば、車両用照明装置１、筐体１０１、カバー１０２、光学要素部１０３、シール部材１０４、およびコネクタ１０５が設けられている。

【0067】

筐体１０１には車両用照明装置１が取り付けられる。筐体１０１は、装着部１１を保持する。筐体１０１は、一方の端部側が開口した箱状を呈している。筐体１０１は、例えば、光を透過しない樹脂などから形成することができる。筐体１０１の底面には、装着部１１のバヨネット１２が設けられた部分が挿入される取付孔１０１ａが設けられている。取付孔１０１ａの周縁には、装着部１１に設けられたバヨネット１２が挿入される凹部が設けられている。なお、筐体１０１に取付孔１０１ａが直接設けられる場合を例示したが、取付孔１０１ａを有する取付部材が筐体１０１に設けられていてもよい。

【0068】

車両用照明装置１を車両用灯具１００に取り付ける際には、装着部１１のバヨネット１２が設けられた部分を取付孔１０１ａに挿入し、車両用照明装置１を回転させる。すると、取付孔１０１ａの周縁に設けられた嵌合部にバヨネット１２が保持される。この様な取り付け方法は、ツイストロックと呼ばれている。

【0069】

カバー１０２は、筐体１０１の開口を塞ぐように設けられている。カバー１０２は、透光性を有する樹脂などから形成することができる。カバー１０２は、レンズなどの機能を有するものとすることもできる。

【0070】

光学要素部１０３には、車両用照明装置１から出射した光が入射する。光学要素部１０３は、車両用照明装置１から出射した光の反射、拡散、導光、集光、所定の配光パターンの形成などを行う。例えば、図５に例示をした光学要素部１０３はリフレクタである。この場合、光学要素部１０３は、車両用照明装置１から出射した光を反射して、所定の配光パターンが形成されるようにする。

【0071】

シール部材１０４は、フランジ１３と筐体１０１の間に設けられている。シール部材１０４は、環状を呈するものとすることができる。シール部材１０４は、ゴムやシリコーン樹脂などの弾性を有する材料から形成することができる。

【0072】

コネクタ１０５は、コネクタホルダ１５の内部に露出している給電端子３１ａ～３１ｃの端部に嵌め合わされる。コネクタ１０５は、電源などと電気的に接続されている。また、コネクタ１０５には、環状を呈するシール部材１０５ａが設けられている。コネクタ１０５がコネクタホルダ１５の内部に挿入された際に、シール部材１０５ａによりコネクタホルダ１５の内部が、水密となるように密閉される。

【0073】

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0074】

１ 車両用照明装置、１０ ソケット、１１ 装着部、２０ 発光モジュール、２１ 基板、２１ａ 配線パターン、２１ｂ 配線、２２ 発光素子、２５ 枠部、２６ 封止部、２６ａ 第１の部分、２６ａ１ 上面、２６ｂ 第２の部分、２６ｃ 第３の部分、２７ 光学要素、１００ 車両用灯具、１０１ 筐体、１２６ 封止部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】