(57)【要約】【課題】ＬＥＤの光出射面の面積に対してＬＥＤの実装間隔を極力小さくすると共に、ＬＥＤの出射光により所望する配光特性を効率よく得ることができる車両灯具用ＬＥＤモジュールを実現することにある。【解決手段】ＬＥＤ素子２が実装された複数のサブ基板１０が搭載されたベース基板３０の上方に夫々のＬＥＤ素子２からの出射光の照射領域を制御するセパレータ５０を備え、細長帯状のＬＥＤ素子２の上部電極６、サブ基板１０に形成された配線パターン１１ｃ及びサブ基板１０間の間隙１４からなる非出光領域の直上位置にセパレータ５０の非通光部であるリブ５２が位置し、セパレータ５０の開口部５１の直下位置にＬＥＤ素子２の光出射面７が位置する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子が実装された少なくとも１つのサブ基板が搭載されたベース基板の上方に、夫々のＬＥＤ素子からの出射光の照射領域を制御するセパレータを備えてなる車両灯具用ＬＥＤモジュールであって、
前記セパレータは、前記ＬＥＤ素子の夫々の光出射面の直上位置に該光出射面とほぼ同一形状寸法の窓孔を有すると共に、隣接する前記窓孔間に前記ベース基板と反対側に突出するリブを有することを特徴とする車両灯具用ＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記サブマウント基板には前記ＬＥＤ素子を実装するダイボンディングパッドが形成されており、前記ＬＥＤ素子及び前記ダイボンディングパッドは共に長方形の形状を有し、前記ＬＥＤ素子が長手方向を同一方向として前記サブ基板に実装されると共に、前記複数のサブ基板が該サブ基板の短手方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両灯具用ＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記セパレータのリブの下方には、少なくとも前記ＬＥＤ素子の上部電極及び隣接する前記サブ基板間の間隙が位置していることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の車両灯具用ＬＥＤモジュール。
【請求項４】
前記セパレータのリブは、前記窓孔の開口端部から立ち上がって前記ベース基板と反対側に向かって外側に傾斜する内側面を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両灯具用ＬＥＤモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両灯具用ＬＥＤモジュールに関するものであり、詳しくは、複数のＬＥＤ素子を基板実装してなる車両灯具用ＬＥＤモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のＬＥＤモジュールとしては、例えば、特許文献１に「車両用灯具のセパレータ固定構造」の名称で開示されたものがある。
【０００３】
開示された車両用灯具のセパレータ固定構造は、配光可変型前照灯（Adaptive Driving Beam：ADB）を構成するものである。ＡＤＢ技術は、画像認識カメラシステム等の検知手段によって車両前方の先行車・対向車の存在・位置を検知し、前方車両の運転者に眩惑を与えないように眩惑光となる部分を部分的に遮断するシステムである。
【０００４】
開示された具体的な構造は図７に示すように、複数のＬＥＤ（発光素子）８０が適宜な間隔で実装されてなる基板８１の前面に、ＬＥＤ８０との間に微小隙間を設けてセパレータ８２が配置され、基板８１とセパレータ８２がホルダ８３によってヒートシンク８４に保持されることにより光源ユニットが構成されている。
【０００５】
セパレータ８２には、ＬＥＤ８０に対向する側の面の該ＬＥＤ８０に対応する位置毎に、ＬＥＤ８０から出射された光の入射口となる開口部８５が形成されており、夫々の開口部８５には、四方前方に、ＬＥＤ８０から出射して開口部８５を通過した光を前方に向けて反射する反射面８６が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２２９１３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記構成からなるセパレータ固定構造においては、夫々の開口部８５からの光束（光量）を増やすためにはＬＥＤ８０の発光光量を増やす必要があるが、それには、例えば、ＬＥＤ８０の発光面積を増やして対応することが考えられる。
【０００８】
その場合、ＬＥＤ８０の発光面積、換言するとＬＥＤ８０の光出射面の面積が増加するにつれて夫々のＬＥＤ８０からの出射光による照射エリアが拡大して光束が分散され、その結果、所望の配光特性が得られなくなるおそれがある。
【０００９】
また、ＬＥＤ８０の光出射面の面積の増加に伴ってＬＥＤ８０の実装間隔（ピッチ）が広がり、その結果、光源ユニットの大きさが必要以上に大きくなってランプユニット（ハイビーム用ランプユニット）の大きさも大きくなり、ヘッドランプ全体の大型化の要因となる可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、ＬＥＤの光出射面の面積に対してＬＥＤの実装間隔を極力小さくすると共に、ＬＥＤの出射光により所望する配光特性を効率よく得ることができる光源ユニット（光源モジュール）を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、ＬＥＤ素子が実装された少なくとも１つのサブ基板が搭載されたベース基板の上方に、夫々のＬＥＤ素子からの出射光の照射領域を制御するセパレータを備えてなる車両灯具用ＬＥＤモジュールであって、  前記セパレータは、前記ＬＥＤ素子の夫々の光出射面の直上位置に該光出射面とほぼ同一形状寸法の窓孔を有すると共に、隣接する前記窓孔間に前記ベース基板と反対側に突出するリブを有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記サブマウント基板には前記ＬＥＤ素子を実装するダイボンディングパッドが形成されており、前記ＬＥＤ素子及び前記ダイボンディングパッドは共に長方形の形状を有し、前記ＬＥＤ素子が長手方向を同一方向として前記サブ基板に実装されると共に、前記複数のサブ基板が該サブ基板の短手方向に配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２のいずれかにおいて、前記セパレータのリブの下方には、少なくとも前記ＬＥＤ素子の上部電極及び隣接する前記サブ基板間の間隙が位置していることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記セパレータのリブは、前記窓孔の開口端部から立ち上がって前記ベース基板と反対側に向かって外側に傾斜する内側面を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＬＥＤ素子が実装された複数のサブ基板が搭載されたベース基板の上方に、夫々のＬＥＤ素子からの出射光の照射領域を制御するセパレータを備えてなる車両灯具用ＬＥＤモジュールにおいて、少なくともＬＥＤ素子の上部電極及び隣接するサブ基板間の間隙の直上にセパレータのリブが位置し、ＬＥＤ素子の光出射面の直上にセパレータの窓孔が位置している。
【００１６】
その結果、ＬＥＤ素子が実装された複数のサブ基板が搭載されたベース基板とセパレータとにおいて、互いに光路形成に係る領域と光路形成に係らない領域が効率的に配置されることにより、隣接するサブ基板の夫々に実装されたＬＥＤ素子の光出射面同士の配置間隔が短縮化されて配置ピッチも短縮され、それにより車両灯具用モジュールの小型化が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係るＬＥＤ素子の平面図である。
【図２】ＬＥＤ素子を実装したサブ基板の平面図である。
【図３】サブ基板を搭載したベース基板の平面図である。
【図４】ベース基板の上方にセパレータを配設した状態の平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図４のＢ部拡大説明図である。
【図７】従来例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図６を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００１９】
図１はＬＥＤ素子の平面図、図２はＬＥＤ素子を実装したサブ基板の平面図、図３はサブ基板を搭載したベース基板の平面図、図４はベース基板の上方にセパレータを配設した状態の平面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図、図６は図４のＢ部拡大説明図である。
【００２０】
本発明のＬＥＤモジュール１は、発光源のＬＥＤ（ＬＥＤ素子）２、ＬＥＤ素子２が実装されたサブ基板１０、複数のサブ基板１０が搭載されたベース基板３０及び夫々のＬＥＤ素子２からの出射光の照射領域を制御するセパレータ５０を備えている。
【００２１】
ＬＥＤ素子２は、互いに対向する、基板実装側の面（以下、「下面」と呼称する）３と下面３と反対側の面（以下、「上面」と呼称する）５が長方形の形状を呈すると共に、下面３には一対の素子電極の一方の電極（以下、「下部電極」と呼称する）４が形成され、上面５には一対の素子電極の他方の電極（以下、「上部電極」と呼称する）６と光出射面７が形成されている。
【００２２】
下部電極４は下面３の全体に形成され、上部電極６は上面５の一方の長手方向に沿う縁部領域に細長い帯状に形成され、それ以外の広範囲の領域に光出射面７が形成されている。
【００２３】
サブ基板１０は、熱伝導性が良好な、例えば、ＡｌＮ基板が用いられ、長方形の形状を呈しており、ダイボンディングパッド１３、一対のワイヤボンディングパッド１１ａ、１１ｂ及び一対のベース基板接続用電極１２ａ、１２ｂが形成されている
【００２４】
そして、ＬＥＤ素子２が、該ＬＥＤ素子２の長手方向をサブ基板１０の長手方向と同一方向に向けて、サブ基板１０の長手方向に沿う縁部の一方の縁部側に実装（ダイボンディング）されている。これにより、ＬＥＤ素子２の下部電極４とサブ基板１０のダイボンディングパッド１３とが電気的に接続されている。
【００２５】
また、サブ基板１０の長手方向に沿う縁部の他方の縁部側には、ＬＥＤ素子２の上部電極６の両端延長線上に一対のワイヤボンディングパッド１１ａ、１１ｂが配置されると共に、互いのボンディングパッド１１ａ、１１ｂ同士が、サブ基板１０の長手方向に沿う他方の縁部に沿って配線された配線パターン１１ｃによって接続されている。
【００２６】
ワイヤボンディングパッド１１ａ、１１ｂ及びダイボンディングパッド１３は夫々、サブ基板１０の短手方向に沿う縁部の一方の縁部に並設された一対のベース基板接続用電極１２ａ、１２ｂに接続されている。そのうち、ダイボンディングパッドは長方形の形状を呈しており、はんだなどの接合材料のはみ出す程度の余分なスペースは考慮されているが、ＬＥＤ素子の外形とほぼ同一形状寸法を有している。
【００２７】
そして、ＬＥＤ素子２の上部電極６の両端部の夫々がボンディングワイヤ８を介して各ワイヤボンディングパッド１１ａ、１１ｂに接続されて、ＬＥＤ素子２の上部電極６と各ワイヤボンディングパッド１１ａ、１１ｂとが電気的に接続されている。この場合、夫々のボンディングワイヤ８は、ＬＥＤ素子２の長手方向とほぼ平行に上部電極６から各ワイヤボンディングパッド１１ａ、１１ｂに接続されているが、ＬＥＤ素子２の光出射面７には被らず、つまり、ボンディングワイヤ８は後付けで配置するリブ５２の中に納まるように接続されていれば、ＬＥＤ素子２の光出射面７から出射する光を遮ることはない。
【００２８】
これにより、ＬＥＤ素子２の上部電極６及び下部電極４の夫々は、サブ基板１０の各ベース基板接続用電極１２ａ、１２ｂに電気的に接続されている。
【００２９】
ベース基板３０は熱伝導性が良好な、例えば、Ａｌ基板あるいはＣｕ基板が用いられ、搭載する夫々のサブ基板１０の一対のベース基板接続用電極１２ａ、１２ｂに接続される一対のサブ基板接続用電極３１ａ、３１ｂが形成され、夫々のサブ基板接続用電極３１ａ、３１ｂはベース基板３０上を配線されて外部接続用電極３２ａ、３２ｂに接続されている。
【００３０】
そして、ベース基板３０上には、所定（一定）の間隔で複数のサブ基板１０が短手方向に直線状に搭載され、各サブ基板１０のベース基板接続用電極１２ａ、１２ｂとベース基板３０の各サブ基板接続用電極３１ａ、３１ｂとがボンディングワイヤ８を介して電気的に接続されている。
【００３１】
これにより、ＬＥＤ素子２の上部電極６及び下部電極４が、ベース基板３０の外部接続用電極３２ａ、３２ｂに電気的に接続されている。
【００３２】
そして、ベース基板３０の上方には、該ベース基板３０に搭載された複数のサブ基板１０（図３参照）の配置間隔と同一間隔の開口部（窓孔）５１、及び開口部５１と開口部５１との間に設けられて、ベース基板３０と反対側に突出するリブ５２とを有するセパレータ５０が配設されている。
【００３３】
各開口部５１は図５に示すように、ＬＥＤ素子２の光出射面７とほぼ同一形状寸法を有しており、夫々のＬＥＤ素子２の光出射面７の直上に位置している。また各リブ５２は、隣接するＬＥＤ素子２の光出射面７間に位置する、サブ基板１０の配線パターン１１ｃが形成された領域及びＬＥＤ素子２の上部電極６の領域の直上に位置しており、内側面５２ａは光反射性を有すると共に開口端部５１ａから上方に向かって外側に開く傾斜面を有している。
【００３４】
そして、夫々のＬＥＤ素子２の点灯時（発光時）に該ＬＥＤ素子２の光出射面７から出射した光のうち、光出射面７の直上方向及びその近傍方向に出射した光束密度の高い直接光は、直上に位置する開口部５１を通って直接ＬＥＤ素子２の前方に向けて照射される。
【００３５】
一方、ＬＥＤ素子２の光出射面７から出射した光のうち、直上方向から離れる方向に出射した光束密度の比較的低い光は、直上に位置する開口部５１を通って開口端部５１から立ち上がる、リブ５２の内側面５２ａに至り、該内側面５２ａで反射されて反射光が斜め前方に向けて出射される。
【００３６】
これにより、夫々のＬＥＤ素子２から出射した直接光とＬＥＤ素子２から出射してリブ５２の内側面５２ａで反射された反射光との合成光によって、各ＬＥＤ素子２毎の配光パターンが形成される。
【００３７】
したがって、ベース基板３０に搭載された複数のサブ基板１０の夫々に実装されたＬＥＤ素子２のなかから適宜なＬＥＤ素子２を選択して組み合わせて点灯することにより、所望の配光パターン（例えば、走行用配光パターンあるいはすれ違い用配光パターン）を形成することができる。また、配光パターンを変更する場合（例えば、走行用配光パターンからすれ違い用配光パターン、あるいはすれ違い用配光パターンから走行用配光パターン）、ＬＥＤ素子２の点灯の組み合わせを変えることにより容易に実現することができる。
【００３８】
なお、ＬＥＤ素子２からの出射した直接光とＬＥＤ素子２から出射してリブ５２の内側面５２ａで反射された反射光との合成光が形成する配光パターンは、リブ５２の高さ及び内側面５２ａの傾斜角度の夫々を変えることにより容易に設定することができる。
【００３９】
つまり、上記構成の車両灯具用ＬＥＤモジュールは、ＡＤＢによる配光制御を容易に実現するものである。
【００４０】
以上説明したように、本発明の車両灯具用ＬＥＤモジュール（図６参照）は、発光源となるＬＥＤ素子２を、該ＬＥＤ素子２の上部電極６を上面５の一方の長手方向に沿う縁部領域に細長い帯状に形成した構成とし、このＬＥＤ素子２をサブ基板１０に実装するに際して、ＬＥＤ素子２を該ＬＥＤ素子２の上部電極６がサブ基板１０の長手方向に沿う他方の縁部に沿って配線された配線パターン１１ｃの配置領域に近接するように配置した。
【００４１】
これにより、ＬＥＤ素子２が実装された複数のサブ基板１０をベース基板３０に搭載した際に、隣接するサブ基板１０の夫々に実装されたＬＥＤ素子２の光出射面７同士の間に光の出射に関わらない、隣接するサブ基板１０間の間隙１４、サブ基板１０の配線パターン１１ｃの配置領域及びＬＥＤ素子２の上部電極６が１つの領域（非出光領域）に集約されて位置している。
【００４２】
そして、複数のサブ基板１０が搭載されたベース基板３０の上方に、各ＬＥＤ素子２からの出射光の配光制御を行うセパレータ５０を配設した際に、セパレータ５０の隣接する開口部５１間に位置する、非通光部であるリブ５２の直下位置に上記非出光領域が位置し、セパレータ５０の開口部５１の直下位置にＬＥＤ素子２の光出射面７が位置する。
【００４３】
そのため、上記非通光部と上記非出光領域とが互いに上下に重なる位置に位置すると共に、光出射に係るＬＥＤ素子２の光出射面７と光通過（通光）に係るセパレータ５０の開口部５１とが互いに上下に重なる位置に位置している。
【００４４】
その結果、光路形成に係る領域と光路形成に係らない領域の夫々が効率的に配置されることにより、隣接するサブ基板１０の夫々に実装されたＬＥＤ素子２の光出射面７同士の配置間隔が短縮化されて配置ピッチも短縮され、それにより車両灯具用モジュールの小型化が実現する。
【００４５】
なお、上記実施形態においては、セパレータ５０のリブ５２の内側面５２ａは光反射性を有するものとして説明したが、必ずしも光反射性を有するとは限らず、光反射性を有しない場合も考えられる。
【００４６】
その場合、夫々のＬＥＤ素子２の出射光により形成される配光パターンは、ほぼＬＥＤ素子２の直接光によるものである。そのため、得られる配光パターンは、セパレータ５０のリブ５２の内側面５２ａによる反射光がほとんど介在しないために所望する配光パターンがより正確に実現される。
【００４７】
ところで、上述の実施形態の応用例として、サブマウントは、全ＬＥＤ素子が１つのサブマウントに実装できる形態もあれば、数個のＬＥＤ素子を１つのサブマウントに実装してそのサブマウントを複数個並べて全ＬＥＤ素子をベース基板上に配置する形態もある。いずれの形態であっても、ＬＥＤ素子及びサブマウント上のダイボンディングパッドは共に長方形の形状を有しておれば、セパレータのリブをＬＥＤ素子の上部電極及び隣接する前記サブ基板間の間隙に配置することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…  ＬＥＤモジュール
２…  ＬＥＤ（ＬＥＤ素子）
３…  下面
４…  下部電極
５…  上面
６…  上部電極
７…  光出射面
８…  ボンディングワイヤ
１０…  サブ基板
１１…  ワイヤボンディングパッド
１１ａ…  ワイヤボンディングパッド
１１ｂ…  ワイヤボンディングパッド
１１ｃ…  配線パターン
１２…  ベース基板接続用電極
１２ａ…  ベース基板接続用電極
１２ｂ…  ベース基板接続用電極
１３…  ダイボンディングパッド
１４…  サブ基板間の間隙
３０…  ベース基板
３１…  サブ基板接続用電極
３１ａ…  サブ基板接続用電極
３１ｂ…  サブ基板接続用電極
３２…  外部接続用電極
３２ａ…  外部接続用電極
３２ｂ…  外部接続用電極
５０…  セパレータ
５１…  開口部（窓孔）
５１ａ…  開口端部
５２…  リブ
５２ａ…  内側面
【図１】
2017135153.tif 000003
【図２】
2017135153.tif 000004
【図３】
2017135153.tif 000005
【図４】
2017135153.tif 000006
【図５】
2017135153.tif 000007
【図６】
2017135153.tif 000008
【図７】
2017135153.tif 000009