(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として紫外光を発する発光素子と、
前記発光素子が発する光を波長変換して第１の波長範囲の光を出射する第１の光波長変換セラミックと、
前記第１の光波長変換セラミックを通過した、前記発光素子が発する光を波長変換して、前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲の光を出射する第２の光波長変換セラミックと、を備え、
前記第１の光波長変換セラミックは、前記発光素子の上方に配置された、予め板状に形成されている部材であり、
前記第２の光波長変換セラミックは、前記第１の光波長変換セラミックに積層された部材であり、
前記第１の光波長変換セラミックと前記第２の光波長変換セラミックとの接合部に凹凸が設けられており、
前記第２の光波長変換セラミックは、前記第１の光波長変換セラミックの上面を覆う板状部と、該板状部に連なり前記第１の光波長変換セラミックの側面を覆う側面被覆部と、を有し、該板状部と該側面被覆部とが予め一体で形成されている、
ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記第１の光波長変換セラミックまたは前記第２の光波長変換セラミックは、変換波長域の光の全光線透過率が４０％以上の透明に設けられることを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記第１の光波長変換セラミックは、波長変換した光の平均波長が、前記第２の光波長変換セラミックが波長変換した光の平均波長より長いことを特徴とする請求項１または２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
各々が板状に形成され、入射した光を各々が波長変換して互いに異なる波長範囲の光を出射する複数の光波長変換セラミックであって、各々の少なくとも一面に凹凸が設けられた一対の光波長変換セラミックを含む前記複数の光波長変換セラミックを、前記一対の光波長変換セラミックの各々の凹凸が設けられた面が互いに接合されるよう積層させる工程と、
発光素子が発する光が前記複数の光波長変換セラミックの各々を順次通過するよう、積層された前記複数の光波長変換セラミックを配置する工程と、
を備えることを特徴とする発光モジュールの製造方法。
【請求項５】
主として紫外光を発する発光素子と、前記発光素子が発する光を波長変換して第１の波長範囲の光を出射する第１の光波長変換セラミックと、前記第１の光波長変換セラミックを通過した、前記発光素子が発する光を波長変換して、前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲の光を出射する第２の光波長変換セラミックと、を有する発光モジュールと、
前記発光モジュールから出射された光を集光する光学部材と、
を備え、
前記第１の光波長変換セラミックは、前記発光素子の上方に配置された板状の部材であり、
前記第２の光波長変換セラミックは、前記第１の光波長変換セラミックに積層される板状の部材であり、
前記第１の光波長変換セラミックと前記第２の光波長変換セラミックとの接合部に凹凸が設けられており、
前記第２の光波長変換セラミックは、前記第１の光波長変換セラミックの上面を覆う板状部と、該板状部に連なり前記第１の光波長変換セラミックの側面を覆う側面被覆部と、を有し、該板状部と該側面被覆部とが予め一体で形成されている、
ことを特徴とする灯具ユニット。
【請求項６】
発光素子と、
前記発光素子が発する光を波長変換して第１の波長範囲の光を出射する第１の光波長変換セラミックと、
前記第１の光波長変換セラミックを通過した、前記発光素子が発する光を波長変換して、前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲の光を出射する第２の光波長変換セラミックと、を備え、
前記第１の光波長変換セラミックは、前記発光素子の上方に配置された、予め板状に形成されている部材であり、
前記第２の光波長変換セラミックは、前記第１の光波長変換セラミックに積層された、予め板状に形成されている部材である、
ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項７】
前記第１の光波長変換セラミックは、波長変換した光の平均波長が、前記第２の光波長変換セラミックが波長変換した光の平均波長より長いことを特徴とする請求項６に記載の発光モジュール。
【請求項８】
前記第２の光波長変換セラミックは、前記第１の光波長変換セラミックにおける光の出射部分の略全域を覆うよう設けられることを特徴とする請求項６または７に記載の発光モジュール。
【請求項９】
前記第１の光波長変換セラミックと前記第２の光波長変換セラミックとの接合部に凹凸が設けられることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項１０】
前記第１の光波長変換セラミックおよび前記第２の光波長変換セラミックのうち少なくともいずれか一方の側面に反射層が設けられていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光モジュール、発光モジュールの製造方法、および発光モジュールを備える灯具ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高寿命化や消費電力低減などを目的として、車両前方に光を照射する灯具ユニットなど強い光を照射するための光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子を有する発光モジュールを用いる技術の開発が進められている。しかし、このような用途で用いるためには発光モジュールの白色光による発光を実現させるだけでなく、発光モジュールに高輝度や高光度が求められることになる。このため、例えば白色光の取り出し効率を向上させるべく、主として青色光を発光する発光素子と、青色光により励起されて主として黄色光を発光する黄色系蛍光体と、発光素子から青色光を透過させ、黄色系蛍光体からの黄色光以上の波長の光を反射する青色透過黄色系反射手段と、を備える照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、例えば変換効率を増大させるべく、発光層によって放出された光の経路内に配置されたセラミック層を備える構造体が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５９８６４号公報
【特許文献２】特開２００６−５３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば上述の特許文献１に記載されるように粒子状の蛍光体を用いた光波長変換層を設けた発光モジュールでは、発光素子から出射した光が光波長変換層内を伝播する過程において粒子状の蛍光体の表面で光が散乱する。このような光の散乱は光波長変換層の発熱などに繋がり、その結果、光波長変換層から出射する光の光度が低下するおそれがある。【０００５】
一方、広範な用途や市場の要望などを満たすべく、変換波長を適切に設定して所望の色の出射光を得ることが可能な光波長変換層の開発が現在求められている。このような光波長変換層を設ける手法として、複数種類の蛍光体を用いた光波長変換層を設ける技術が考えられる。しかしながら、光波長変換特性の異なる複数種類の蛍光体は融点や焼結反応温度などが互いに異なることがある。このため例えば上述の特許文献２に記載される発光モジュールのように蛍光体を焼結させてセラミックを形成する場合、所望の色の出射光を得るために複数種類の蛍光体を一つの光波長変換層に含ませようとしても、各々の特性の違いにより適切に焼結することが困難となる可能性がある。【０００６】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、光度の低下を抑制しつつ出射光の色を適切に設定可能な発光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の発光モジュールは、発光素子と、発光素子が発する光を各々が波長変換して互いに異なる波長範囲の光を出射する複数の光波長変換セラミックと、を備える。複数の光波長変換セラミックは、各々が積層前に板状に形成されていると共に発光素子が発する光が各々を順次通過するよう積層される。複数の光波長変換セラミックのうち互いに接合される少なくとも一対の光波長変換セラミックは、接合部に凹凸が設けられる。
【０００８】
この態様によれば、例えば焼結などにより共に板状とすることが困難な複数の光波長変換材料の各々を用いて個別の光波長変換セラミックを形成することができる。さらにこうして形成された複数の複数の板状の光波長変換セラミックを積層させることにより、出射光の色を適切に設定することができる。なお、光波長変換セラミックは、変換波長域の光の全光線透過率が４０％以上の透明に設けられてもよい。
【０００９】
またこの態様によれば、接合部の凹凸によって光の取り出し効率を向上させることができる。このため、出射光の色を適切に設定しつつ出射光の光度の低下を抑制した発光モジュールを提供することができる。【００１０】
複数の光波長変換セラミックは、波長変換した光の平均波長が長い光波長変換セラミックから順に発光素子が発する光が通過するよう積層されてもよい。
【００１１】
光波長変換セラミックは、より長い波長の光にしか波長変換することができないことが知られている。この態様によれば、複数の光波長変換セラミックのいずれかにおいて波長変換された光が、次の光波長変換セラミックにおいて再び波長変換されることを回避することができる。このため、発光モジュールからの出射光の色を容易且つ適切に設定することが可能となる。
【００１２】
複数の光波長変換セラミックのうち発光素子が発する光が２番目以降に通過する少なくとも１つの光波長変換セラミックは、発光素子が発する光が１つ前の順に通過する光波長変換セラミックにおける光の出射部分の略全域を覆うよう設けられてもよい。
【００１３】
この態様によれば、複数の光波長変換セラミックのうち上流側にある光波長変換セラミックを通過した光が、その下流側に配置された光波長変換セラミックを通過することなく外部に出射されることを回避することができる。このため、発光素子が発した光を複数の光波長変換セラミックによって適切に波長変換することができる。
【００１４】
本発明の別の態様は、発光モジュールの製造方法である。この方法は、各々が板状に形成され、入射した光を各々が波長変換して互いに異なる波長範囲の光を出射する複数の光波長変換セラミックであって、各々の少なくとも一面に凹凸が設けられた一対の光波長変換セラミックを含む複数の光波長変換セラミックを、一対の光波長変換セラミックの各々の凹凸が設けられた面が互いに接合されるよう積層させる工程と、発光素子が発する光が複数の光波長変換セラミックの各々を順次通過するよう、積層された複数の光波長変換セラミックを配置する工程と、を備える。
【００１５】
この態様によれば、複数の光波長変換セラミックを予め積層させることによって、発光素子に複数の光波長変換セラミックを簡易に積層させることができる。このため、出射光の色を適切に設定した発光モジュールを簡易に製造することが可能となる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、灯具ユニットである。この灯具ユニットは、発光素子と、発光素子が発する光を各々が波長変換して互いに異なる波長範囲の光を出射する複数の光波長変換セラミックと、を有する発光モジュールと、発光モジュールから出射された光を集光する光学部材と、を備える。光波長変換セラミックは、各々が積層前に板状に形成されていると共に発光素子が発する光が順次通過するよう積層される。複数の光波長変換セラミックのうち互いに接合される少なくとも一対の光波長変換セラミックは、接合部に凹凸が設けられる。
【００１７】
この態様によれば、出射光の色を適切に設定した発光モジュールを用いて灯具ユニットを設けることができる。このため、用途や市場の要望に応じた色の光を発する灯具ユニットを提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光度の低下を抑制しつつ出射光の色を適切に設定可能な発光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る車両用前照灯の構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る発光モジュール基板の構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る発光モジュールの側面図である。
【図４】半導体発光素子、第１光波長変換部材、および第２光波長変換部材の各々の発光スペクトルを示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る発光モジュールの側面図である。
【図６】第３の実施形態に係る発光モジュールの側面図である。
【図７】第４の実施形態に係る発光モジュールの側面図である。
【図８】半導体発光素子、第１光波長変換部材、第２光波長変換部材、および第３光波長変換部材の各々の発光スペクトルを示す図である。
【図９】第５の実施形態に係る発光モジュールの側面図である。
【図１０】第６の実施形態に係る発光モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る車両用前照灯１０の構成を示す断面図である。車両用前照灯１０は、灯具ボディ１２、前面カバー１４、および灯具ユニット１６を有する。以下、図１において左側を灯具前方、右側を灯具後方として説明する。また、灯具前方にみて右側を灯具右側、左側を灯具左側という。図１は、灯具ユニット１６の光軸を含む鉛直平面によって切断された車両用前照灯１０を灯具左側から見た断面を示している。なお、車両用前照灯１０が車両に装着される場合、車両には互いに左右対称に形成された車両用前照灯１０が車両左前方および右前方のそれぞれに設けられる。図１は、左右いずれかの車両用前照灯１０の構成を示している。
【００２２】
灯具ボディ１２は開口を有する箱状に形成される。前面カバー１４は透光性を有する樹脂またはガラスによって椀状に形成される。前面カバー１４は、縁部が灯具ボディ１２の開口部に取り付けられる。こうして、灯具ボディ１２と前面カバー１４とによって覆われる領域に灯室が形成される。
【００２３】
灯室内には、灯具ユニット１６が配置される。灯具ユニット１６は、エイミングスクリュー１８によって灯具ボディ１２に固定される。下方のエイミングスクリュー１８はレベリングアクチュエータ２０が作動することにより回転するよう構成されている。このため、レベリングアクチュエータ２０を作動させることで、灯具ユニット１６の光軸を上下方向に移動することが可能となっている。
【００２４】
灯具ユニット１６は、投影レンズ３０、支持部材３２、リフレクタ３４、ブラケット３６、発光モジュール基板３８、および放熱フィン４２を有する。投影レンズ３０は、灯具前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後方焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方に投影する。支持部材３２は、投影レンズ３０を支持する。発光モジュール基板３８には発光モジュール４０が設けられている。リフレクタ３４は、発光モジュール４０からの光を反射して、投影レンズ３０の後方焦点面に光源像を形成する。このようにリフレクタ３４および投影レンズ３０は、発光モジュール４０が発した光を灯具前方に向けて集光する光学部材として機能する。放熱フィン４２は、ブラケット３６の後方側の面に取り付けられ、主に発光モジュール４０が発した熱を放熱する。
【００２５】
支持部材３２には、シェード３２ａが形成されている。車両用前照灯１０はロービーム用光源として用いられ、シェード３２ａは、発光モジュール４０から発せられリフレクタ３４にて反射した光の一部を遮ることで、車両前方においてロービーム用配光パターンにおけるカットオフラインを形成する。ロービーム用配光パターンは公知であることから説明を省略する。
【００２６】
図２は、第１の実施形態に係る発光モジュール基板３８の構成を示す図である。発光モジュール基板３８は、発光モジュール４０、基板４４、および透明カバー４６を有する。基板４４はプリント配線基板であり、上面に発光モジュール４０が取り付けられている。発光モジュール４０は、無色の透明カバー４６によって覆われている。発光モジュール４０は、半導体発光素子４８が基板４４上に直接取り付けられ、その半導体発光素子４８の上に、複数の光波長変換部材が積層された光波長変換ユニット５２が配置されている。
【００２７】
図３は、第１の実施形態に係る発光モジュール４０の側面図である。半導体発光素子４８は、ＬＥＤ素子によって構成される。第１の実施形態では、半導体発光素子４８として、青色の波長の光を主として発する青色ＬＥＤが採用されている。具体的には、半導体発光素子４８は、ＩｎＧａＮ系半導体層を結晶成長させることにより形成されるＩｎＧａＮ系ＬＥＤ素子によって構成されている。半導体発光素子４８は、例えば１ｍｍ角のチップとして形成され、発する青色光の中心波長は４７０ｎｍとなるよう設けられている。なお、半導体発光素子４８の構成や発する光の波長が上述したものに限られないことは勿論であり、半導体発光素子４８は青以外の波長の光を主として発するものが採用されてもよい。
【００２８】
半導体発光素子４８は、いわゆるフリップチップタイプのものが採用される。なお、半導体発光素子４８に他のタイプのものが採用されてもよいことは勿論であり、例えば半導体発光素子４８にいわゆる縦型チップタイプのものやいわゆるフェイスアップタイプのものが採用されてもよい。
【００２９】
光波長変換ユニット５２は、第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６を有する。なお、積層させる光波長変換部材の数は２つに限られないことは勿論であり、例えば３層以上の光波長変換部材によって光波長変換ユニット５２が構成されていてもよい。
【００３０】
第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６は、いわゆる発光セラミック、または蛍光セラミックと呼ばれるものであり、青色光によって励起される蛍光体であるＹＡＧ（Yttrium Alminum Garnet）粉末を用いて作成されたセラミック素地を焼結することにより得ることができる。このような光波長変換セラミックの製造方法は公知であることから詳細な説明は省略する。
【００３１】
また、第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６には、透明なものが採用されている。第１の実施形態において「透明」とは、変換波長域の光の全光線透過率が４０％以上のことを意味するものとする。発明者の鋭意なる研究開発の結果、変換波長域の光の全光線透過率が４０％以上の透明な状態であれば、第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６の各々において光の波長を適切に変換できると共に、各々を通過する光の光度の減少も適切に抑制できることが判明した。したがって、第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６をこのように透明な状態にすることによって、半導体発光素子４８が発する光をより効率的に変換することができる。
【００３２】
また、第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６の各々は有機系バインダーレスの無機物で構成され、有機系バインダーなどの有機物を含有する場合に比べて耐久性の向上が図られている。このため、例えば発光モジュール４０に１Ｗ（ワット）以上の電力を投入することが可能となっており、発光モジュール４０が発する光の輝度、光度、および光束を高めることが可能となっている。
【００３３】
第１光波長変換部材５４は、半導体発光素子４８が主として発する青色光の波長を変換して赤色光を出射する。第２光波長変換部材５６は、青色光の波長を変換して緑色光を出射する。このように第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６は、半導体発光素子４８が発する光を各々が波長変換して互いに異なる波長範囲の光を出射する。このため、発光モジュール４０からは、光波長変換ユニット５２をそのまま透過した青色光と、第１光波長変換部材５４によって波長変換され出射された赤色光と、第２光波長変換部材５６によって波長変換され出射された緑色光との合成光である白色光が出射する。
【００３４】
このとき、第１光波長変換部材５４と第２光波長変換部材５６とを別々の蛍光体セラミックとして形成することにより、互いに性質の異なる蛍光体を別々に焼結させることができる。このため、第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６の各々を適切に板状セラミックとして形成させることができる。なお、第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６は、セラミック以外の他の板状部材として設けられてもよい。
【００３５】
図４は、半導体発光素子４８、第１光波長変換部材５４、および第２光波長変換部材５６の各々の発光スペクトルを示す図である。図４において、「赤色蛍光」は第１光波長変換部材５４の発光スペクトルを示し、「緑色蛍光」は第２光波長変換部材５６の発光スペクトルを示す。図４に示すように、半導体発光素子４８、第１光波長変換部材５４、および第２光波長変換部材５６の各々の発光スペクトルは一つの山状の形状を呈している。半導体発光素子４８の発光スペクトルの平均波長よりも第２光波長変換部材５６の発光スペクトルの平均波長の方が長くなっている。また、第２光波長変換部材５６の発光スペクトルの平均波長よりも第１光波長変換部材５４の発光スペクトルの平均波長の方が長くなっている。なお、平均波長の算出方法は公知であるため説明を省略する。
【００３６】
図３に戻る。第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６の各々は、波長変換した光の平均波長が長い方から順に半導体発光素子４８が発する光が通過するよう積層される。具体的には、緑色光より赤色光の方が波長が長いため、波長変換して赤色光を出射する第１光波長変換部材５４が半導体発光素子４８の発光面４８ａの上方に配置され、さらにその上方に第２光波長変換部材５６が配置される。光波長変換部材は、より長い波長の光にしか波長変換することができない。このように光の平均波長が長い方から順に複数の光波長変換部材を配置することで、一度波長変換された光が再び波長変換されることを回避することができる。これによって、発光モジュール４０の出射光の色の調整を容易にすることができる。
【００３７】
発光モジュール４０を製造する場合、まず、第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６を互いに接着剤などによって固着させて積層させ、光波長変換ユニット５２を設ける。次に、波長変換した光の波長がより長い第１光波長変換部材５４を半導体発光素子４８の発光面４８ａに接着剤などによって固着して光波長変換ユニット５２を半導体発光素子４８に取り付ける。これにより、半導体発光素子４８が発する光が第１光波長変換部材５４、第２光波長変換部材５６の順に順次通過するよう、光波長変換ユニット５２が半導体発光素子４８に取り付けられる。
【００３８】
なお、第１光波長変換部材５４と第２光波長変換部材５６の間の接合、または第１光波長変換部材５４と半導体発光素子４８との間の接合が接着に限られないことは勿論であり、例えばプラズマ接合でもよく、またカシメなどの機械的結合であってもよい。さらに、第１光波長変換部材５４と半導体発光素子４８との間に間隔が設けられてもよい。また、発光モジュール４０の上方への出射光の光度の低下を抑制するため、第１光波長変換部材５４および第２光波長変換部材５６の側面に、例えばアルミニウムや銀などが蒸着されるなどによって反射層が設けられてもよい。
【００３９】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る発光モジュール６０の側面図である。なお、発光モジュール４０に代えて発光モジュール６０が設けられる以外は、車両用前照灯１０の構成は第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
発光モジュール６０は、半導体発光素子４８および光波長変換ユニット６２を有する。光波長変換ユニット６２は、第１光波長変換部材６４および第２光波長変換部材６６を有する。第１光波長変換部材６４および第２光波長変換部材６６もまた蛍光セラミックであり、板状且つ透明に形成される点、および有機系バインダーレスの無機物で構成される点などは第１の実施形態に係る第１光波長変換部材５４や第２光波長変換部材５６と同様である。
【００４１】
第１光波長変換部材６４は、半導体発光素子４８が主として発する青色光の波長を変換して赤色光を出射する。第２光波長変換部材６６は、青色光の波長を変換して黄色光を出射する。このように第１光波長変換部材６４および第２光波長変換部材６６は、半導体発光素子４８が発する光を各々が波長変換して互いに異なる波長範囲の光を出射する。このため、発光モジュール６０からは、光波長変換ユニット６２をそのまま透過した青色光と、第１光波長変換部材６４によって波長変換され出射された赤色光と、第２光波長変換部材６６によって波長変換され出射された黄色光との合成光が出射する。
【００４２】
青色光と黄色光とを合成させることにより白色光を出射することが可能である。しかし、このような合成光に対して、さらに色が鮮やかに見えるよう赤色成分を出射光に含めることが求められる場合がある。発光モジュール６０によれば、第１光波長変換部材６４と第２光波長変換部材６６とを積層させることにより、白色光に赤色成分を加え色鮮やかに被照射物を照らし出す発光モジュールを設けることが可能となる。
【００４３】
また、第２の実施形態においても、一度波長変換された光が再び波長変換されることを回避すべく、第１光波長変換部材６４および第２光波長変換部材６６の各々は、波長変換した光の平均波長が長い方から順に半導体発光素子４８が発する光が通過するよう積層される。具体的には、黄色光より赤色光の方が波長が長いため、波長変換して赤色光を出射する第１光波長変換部材６４が半導体発光素子４８の発光面４８ａの上方に配置され、さらにその上方に第２光波長変換部材６６が配置される。
【００４４】
発光モジュール６０を製造する場合、まず、第１光波長変換部材６４および第２光波長変換部材６６を互いに接着剤などによって固着させて積層させ、光波長変換ユニット６２を設ける。次に、波長変換した光の波長がより長い第１光波長変換部材６４を半導体発光素子４８の発光面４８ａに接着剤などにより固着して光波長変換ユニット６２を半導体発光素子４８に取り付ける。これにより、半導体発光素子４８が発する光が第１光波長変換部材６４、第２光波長変換部材６６の順に順次通過するよう、光波長変換ユニット６２が半導体発光素子４８に取り付けられる。
【００４５】
なお、第１光波長変換部材６４と半導体発光素子４８との間に間隔が設けられてもよい点や、第１光波長変換部材６４および第２光波長変換部材６６の側面に反射層が設けられてもよい点は第１の実施形態と同様である。
【００４６】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る発光モジュール８０の側面図である。なお、発光モジュール４０に代えて発光モジュール８０が設けられる以外は、車両用前照灯１０の構成は第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
発光モジュール８０は、半導体発光素子８８および光波長変換ユニット８２を有する。半導体発光素子８８は、紫外光を出射する以外は第１の実施形態に係る半導体発光素子４８と同様に構成される。光波長変換ユニット８２は、第１光波長変換部材８４および第２光波長変換部材８６を有する。第１光波長変換部材８４および第２光波長変換部材８６もまた蛍光セラミックであり、板状且つ透明に形成される点、および有機系バインダーレスの無機物で構成される点などは第１の実施形態に係る第１光波長変換部材５４や第２光波長変換部材５６と同様である。
【００４８】
第１光波長変換部材８４は、半導体発光素子８８が主として発する紫外光の波長を変換して黄色光を出射する。第２光波長変換部材８６は、紫外光の波長を変換して青色光を出射する。このように第１光波長変換部材８４および第２光波長変換部材８６は、半導体発光素子８８が発する光を各々が波長変換して互いに異なる波長範囲の光を出射する。このため、発光モジュール８０からは、第１光波長変換部材８４によって波長変換され出射された黄色光と、第２光波長変換部材８６によって波長変換され出射された青色光との合成光である白色光が出射する。
【００４９】
また、第３の実施形態においても、一度波長変換された光が再び波長変換されることを回避すべく、第１光波長変換部材８４および第２光波長変換部材８６の各々は、波長変換した光の平均波長が長い方から順に半導体発光素子８８が発する光が通過するよう積層される。具体的には、青色光より黄色光の方が波長が長いため、波長変換して黄色光を出射する第１光波長変換部材８４が半導体発光素子８８の発光面８８ａの上方に配置され、さらにその上方に第２光波長変換部材８６が配置される。
【００５０】
発光モジュール８０を製造する場合、まず、第１光波長変換部材８４および第２光波長変換部材８６を互いに接着剤などによって固着させて積層させ、光波長変換ユニット８２を設ける。次に、波長変換した光の波長がより長い第１光波長変換部材８４を半導体発光素子８８の発光面８８ａに接着剤などにより固着して光波長変換ユニット８２を半導体発光素子８８に取り付ける。これにより、半導体発光素子８８が発する光が第１光波長変換部材８４、第２光波長変換部材８６の順に順次通過するよう、光波長変換ユニット８２が半導体発光素子８８に取り付けられる。
【００５１】
なお、第１光波長変換部材８４と半導体発光素子８８との間に間隔が設けられてもよい点や、第１光波長変換部材８４および第２光波長変換部材８６の側面に反射層が設けられてもよい点は第１の実施形態と同様である。
【００５２】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態に係る発光モジュール１００の側面図である。なお、発光モジュール４０に代えて発光モジュール１００が設けられる以外は、車両用前照灯１０の構成は第１の実施形態と同様である。以下、上述の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
発光モジュール１００は、光波長変換ユニット８２に代えて光波長変換ユニット１０２が設けられている以外は、第３の実施形態に係る発光モジュール８０と同様に構成される。光波長変換ユニット１０２は、第１光波長変換部材１０４、第２光波長変換部材１０６、および第３光波長変換部材１０８を有する。第１光波長変換部材１０４、第２光波長変換部材１０６、および第３光波長変換部材１０８もまた蛍光セラミックであり、板状且つ透明に形成される点、および有機系バインダーレスの無機物で構成される点などは第１の実施形態に係る第１光波長変換部材５４や第２光波長変換部材５６と同様である。
【００５４】
第１光波長変換部材１０４は、半導体発光素子８８が主として発する紫外光の波長を変換して赤色光を出射する。第２光波長変換部材１０６は、紫外光の波長を変換して緑色光を出射する。第３光波長変換部材１０８は、紫外光の波長を変換して青色光を出射する。このように第１光波長変換部材１０４、第２光波長変換部材１０６、および第３光波長変換部材１０８は、半導体発光素子８８が発する光を各々が波長変換して互いに異なる波長範囲の光を出射する。このため、発光モジュール１００からは、第１光波長変換部材１０４によって波長変換され出射された赤色光と、第２光波長変換部材１０６によって波長変換され出射された緑色光と、第３光波長変換部材１０８によって波長変換され出射された青色光との合成光である白色光が出射する。
【００５５】
図８は、半導体発光素子８８、第１光波長変換部材１０４、第２光波長変換部材１０６、および第３光波長変換部材１０８の各々の発光スペクトルを示す図である。図８において、「赤色蛍光」は第１光波長変換部材１０４の発光スペクトルを示し、「緑色蛍光」は第２光波長変換部材１０６の発光スペクトルを示し、「青色蛍光」は第３光波長変換部材１０８の発光スペクトルを示す。図８に示すように、半導体発光素子８８、第１光波長変換部材１０４、第２光波長変換部材１０６、および第３光波長変換部材１０８の各々の発光スペクトルは一つの山状の形状を呈している。半導体発光素子８８の発光スペクトルの平均波長よりも第３光波長変換部材１０８の発光スペクトルの平均波長の方が長くなっている。また、第３光波長変換部材１０８の発光スペクトルの平均波長よりも第２光波長変換部材１０６の発光スペクトルの平均波長の方が長くなっている。また、第２光波長変換部材１０６の発光スペクトルの平均波長よりも第１光波長変換部材１０４の発光スペクトルの平均波長の方が長くなっている。
【００５６】
図７に戻る。第４の実施形態においても、一度波長変換された光が再び波長変換されることを回避すべく、第１光波長変換部材１０４、第２光波長変換部材１０６、および第３光波長変換部材１０８の各々は、波長変換した光の平均波長が長い方から順に半導体発光素子８８が発する光が通過するよう積層される。青色光より緑色光の方が波長が長く、緑色光より赤色光の方が波長が長い。このため具体的には、波長変換して赤色光を出射する第１光波長変換部材１０４が半導体発光素子８８の発光面８８ａの上方に配置され、さらにその上方に第２光波長変換部材１０６が配置され、さらにその上方に第３光波長変換部材１０８が配置される。
【００５７】
発光モジュール１００を製造する場合、まず、第１光波長変換部材１０４と第２光波長変換部材１０６とを互いに接着剤などによって固着させ、さらに第２光波長変換部材１０６と第３光波長変換部材１０８とを互いに接着剤などによって固着させる。こうして第１光波長変換部材１０４〜第２光波長変換部材１０６が積層された光波長変換ユニット１０２を設ける。次に、波長変換した光の波長がより長い第１光波長変換部材１０４を半導体発光素子８８の発光面８８ａに接着剤などにより固着して光波長変換ユニット１０２を半導体発光素子８８に取り付ける。これにより、半導体発光素子８８からの光が第１光波長変換部材１０４、第２光波長変換部材１０６、第３光波長変換部材１０８の順に順次通過するよう、光波長変換ユニット１０２が半導体発光素子８８の発光面８８ａに取り付けられる。
【００５８】
なお、第１光波長変換部材１０４と半導体発光素子８８との間に間隔が設けられてもよい点や、第１光波長変換部材１０４、第２光波長変換部材１０６、および第３光波長変換部材１０８の側面に反射層が設けられてもよい点は第１の実施形態と同様である。
【００５９】
（第５の実施形態）
図９は、第５の実施形態に係る発光モジュール１４０の側面図である。なお、発光モジュール４０に代えて発光モジュール１４０が設けられる以外は、車両用前照灯１０の構成は第１の実施形態と同様である。以下、上述の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
発光モジュール１４０は、光波長変換ユニット８２に代えて光波長変換ユニット１４２が設けられている以外は、第３の実施形態に係る発光モジュール８０と同様に構成される。光波長変換ユニット１４２は、第１光波長変換部材１４４および第２光波長変換部材１４６を有する。第１光波長変換部材１４４の材質は上述の第１光波長変換部材８４と同様である。したがって第１光波長変換部材１４４は、半導体発光素子８８が主として発する紫外光の波長を変換して黄色光を出射する。第２光波長変換部材１４６の材質は上述の第２光波長変換部材８６と同様である。したがって第２光波長変換部材１４６は、紫外光の波長を変換して青色光を出射する。
【００６１】
第１光波長変換部材１４４および第２光波長変換部材１４６は、互いに接合されて光波長変換ユニット１４２が構成される。第１光波長変換部材１４４および第２光波長変換部材１４６の各々は、その接合部に凹凸が設けられる。具体的には、第１光波長変換部材１４４の出射面１４４ａ、および第２光波長変換部材１４６の入射面１４６ａにそれぞれ凹凸が設けられる。この出射面１４４ａと入射面１４６ａとが接着剤により固着され、凹凸のある接合部が形成される。このように接合部に凹凸を設けることによって、第１光波長変換部材１４４から第２光波長変換部材１４６に光が入射しやすくなり、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。なお、光波長変換部材が３層以上積層される場合、それらのうち互いに接合される少なくとも一対の光波長変換部材の接合部に凹凸が設けられてもよい。
【００６２】
（第６の実施形態）
図１０は、第６の実施形態に係る発光モジュール１６０の断面図である。なお、発光モジュール４０に代えて発光モジュール１６０が設けられる以外は、車両用前照灯１０の構成は第１の実施形態と同様である。以下、上述の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
発光モジュール１６０は、光波長変換ユニット８２に代えて光波長変換ユニット１６２が設けられている以外は、第３の実施形態に係る発光モジュール８０と同様に構成される。光波長変換ユニット１６２は、第１光波長変換部材１６４および第２光波長変換部材１６６を有する。第１光波長変換部材１６４の材質は上述の第１光波長変換部材８４と同様である。したがって第１光波長変換部材１６４は、半導体発光素子８８が主として発する紫外光の波長を変換して黄色光を出射する。第２光波長変換部材１６６の材質は上述の第２光波長変換部材８６と同様である。したがって第２光波長変換部材１６６は、紫外光の波長を変換して青色光を出射する。
【００６４】
第２光波長変換部材１６６は、半導体発光素子８８が発する光が１つ前の順に通過する第１光波長変換部材１６４における光の出射部分の略全域を覆うよう設けられる。具体的には、第２光波長変換部材１６６は第１光波長変換部材１６４よりも広く形成され、片面に凹部１６６ａが設けられる。凹部１６６ａは第１光波長変換部材１６４と外形および深さが同一となるよう形成される。この凹部１６６ａに第１光波長変換部材１６４が収容され、接着剤などによって相互に固着され、光波長変換ユニット１６２が設けられる。第１光波長変換部材１６４の露出面が半導体発光素子８８の発光面８８ａに接着剤により固着されて、光波長変換ユニット１６２が半導体発光素子８８に取り付けられる。こうして第１光波長変換部材１６４は、入射面以外のすべての外面が第２光波長変換部材１６６によって覆われる。
【００６５】
半導体発光素子８８は紫外光を発するため、その大部分が波長変換されることが望ましい。これにより、第１光波長変換部材１６４を通過した後、第２光波長変換部材１６６を通過せずに外部に出射される光を抑制することができる。
【００６６】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。
【符号の説明】
【００６７】
１０  車両用前照灯、  １６  灯具ユニット、  ３０  投影レンズ、  ３４  リフレクタ、  ４０  発光モジュール、  ４８  半導体発光素子、  ５２  光波長変換ユニット、  ５４  第１光波長変換部材、  ５６  第２光波長変換部材。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、発光モジュール、発光モジュールの製造方法、および発光モジュールを備える灯具ユニットに利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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