(57)【要約】【課題】  素子保護層の光劣化を抑え、かつ、素子保護層の屈折率を上げることにより、発光素子が発生した光を効率良く取り出す発光装置およびそれを用いた発光効率の高い車両用灯具を提供する。【解決手段】  透明バインダー（Ａ）、粒子（Ｂ）からなる素子保護層で発光素子をコーティングした発光装置であって、前記透明バインダー（Ａ）が１種類以上のセラミックスをを含み、かつ前記粒子（Ｂ）が発光素子の発する光の波長よりも小さな粒子径を有することを特徴とし、好ましくは前記素子保護層の屈折率が１．４以上であること、粒子（Ｂ）の粒子径が１００ｎｍ以下であること、素子保護層に蛍光体を含むことを特徴とし、該発光装置は、発光効率の高い車両用灯具を構成することができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明バインダー（Ａ）、粒子（Ｂ）からなる素子保護層で発光素子をコーティングした発光装置であって、前記透明バインダー（Ａ）が１種類以上のセラミックスを含み、かつ前記粒子（Ｂ）が発光素子の発する光の波長よりも小さな粒子径を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記透明バインダー（Ａ）が１種類以上の金属アルコキシドもしくはポリシラザン由来のセラミックスであることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記素子保護層の屈折率が１．４以上であることを特徴とする請求項１または２記載の発光装置。
【請求項４】
前記粒子（Ｂ）の粒子径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記素子保護層に蛍光体を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光素子が４２０ｎｍ以下の近紫外光又は短波長可視光線を発光することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光素子がフリップチップ方式で基板に搭載されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
前記請求項１〜７記載の発光装置を具備したことを特徴とする車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置および車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光装置の省エネルギー化、環境負荷（水銀フリー）の低減の観点から半導体発光素子と蛍光体とを利用して、白色光を発生する発光装置が注目されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
このような発光素子は日々の改良により発光効率が向上して明るくなってきたため素子保護層の透明バインダーが樹脂などの有機物だと光劣化する。劣化によって樹脂が着色して光を吸収し、発光素子の発生した光を十分取り出せない場合が生じている。
白色光を発光させるために発光素子に近紫外領域の光を発光させて蛍光体で白色光に変換する方式も提案されており、こちらのタイプの方が対象物を照らした時の見え方すなわち演色性がよく照明装置として好適である（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３４７９５
【特許文献２】特開２００２−１８５０４８
【非特許文献１】Ｏ  ｐｌｕｓ  Ｅ、２００４年３月号、２７１ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような発光装置において、可視光に比較して紫外線は透明バインダーに用いている樹脂の光劣化を激しくする問題が顕在化してきた。
一方、発光装置において素子保護層の屈折率が低いと、半導体発光素子が発生した光が素子保護層に入射する場合に、半導体発光素子と素子保護層との境界面で、半導体発光素子で発生した光が全反射する場合がある。これにより、半導体発光素子が発生した光の一部が素子保護層内の蛍光体に照射されない場合があった。そのため、半導体発光素子が発生する光を効率良く発光装置の外部へ照射することができない場合があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、上記の課題を解決することであり、前記素子保護層の光劣化を抑え、かつ、素子保護層の屈折率を上げることにより、発光素子が発生した光を効率良く取り出す発光装置およびそれを用いた発光効率の高い車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討した結果、透明バインダーに金属アルコキシドもしくはポリシラザン由来のセラミックスと粒子径１００ｎｍ以下の粒子を添加して素子保護層の屈折率を１．４以上とすることで上記課題を解決し、目的の発光装置および車両用灯具を得られることを見いだし、本発明に到達した。
【０００８】
即ち、本発明の構成は、以下の通りである。
（１）透明バインダー（Ａ）、粒子（Ｂ）からなる素子保護層で発光素子をコーティングした発光装置であって、前記透明バインダー（Ａ）が１種類以上のセラミックスを含み、かつ前記粒子（Ｂ）が発光素子の発する光の波長よりも小さな粒子径を有することを特徴とする発光装置。
（２）前記透明バインダー（Ａ）が１種類以上の金属アルコキシドもしくはポリシラザン由来のセラミックスであることを特徴とする前記（１）記載の発光装置。
（３）前記素子保護層の屈折率が１．４以上であることを特徴とする前記（１）または（２）記載の発光装置。
（４）前記粒子（Ｂ）の粒子径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の発光装置。
【０００９】
（５）前記素子保護層に蛍光体を含むことを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の発光装置。
（６）前記発光素子が４２０ｎｍ以下の近紫外光又は短波長可視光線を発光することを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の発光装置。
（７）前記発光素子がフリップチップ方式で基板に搭載されていることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の発光装置。
（８）前記（１）〜（７）記載の発光装置を具備したことを特徴とする車両用灯具。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発光装置は、前記素子保護層の光劣化を抑え、かつ、素子保護層の屈折率を上げることによって発光素子が発生した光を効率良く取り出すことができ、この発光装置を用いることにより発光効率の高い車両用灯具を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
まず、概要について記述する。図１および図２は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具１０の構成の一例を示す。図１は、車両用灯具１０の斜視図である。図２は、中段の光源ユニット２０を横断する水平面による車両用灯具１０の水平断面図である。本実施形態は、車両用灯具１０が有する半導体発光素子が発生する光を効率よく外部へ取り出すことにより、発光効率の高い車両用灯具１０を提供することを目的とする。車両用灯具１０は、例えば自動車等に用いられるヘッドランプであり、車両の前方へ光を照射する。車両用灯具１０は、複数の光源ユニット２０、カバー１２、ランプボディ１４、回路ユニット１６、複数の放熱部材２４、エクステンションリフレクタ２８、およびケーブル２２、２６を備える。
【００１３】
複数の光源ユニット２０のそれぞれは、ＬＥＤモジュール１００およびレンズ２０４を有する。ＬＥＤモジュール１００は、本発明における発光装置の一例であり、ケーブル２２を介して回路ユニット１６から受け取る電力に応じて、白色光を発生する。レンズ２０４は、本発明における光学部材の一例であり、ＬＥＤモジュール１００が発生する光を車両用灯具１０の外部へ照射する。これにより、光源ユニット２０は、ＬＥＤモジュール１００が発生する光に基づき、車両の配光パターンの一部を形成する光を、車両の前方へ照射する。光源ユニット２０は、例えば、光源ユニット２０の光軸の方向を調整するためのエイミング機構によって傾動可能に、ランプボディ１４に支持される。光源ユニット２０は、車両用灯具１０を車体に取り付けた場合の光軸の方向が、例えば０．３〜０．６°程度、下向きになるように、ランプボディ１４に支持されてよい。
【００１４】
なお、複数の光源ユニット２０は、同一又は同様の配光特性を有してもよく、それぞれ異なる配光特性を有してもよい。また、他の例において、一の光源ユニット２０が、複数のＬＥＤモジュール１００を有してもよい。光源ユニット２０は、発光装置として、ＬＥＤモジュール１００に代えて、例えば半導体レーザを有してもよい。
【００１５】
カバー１２およびランプボディ１４は、車両用灯具１０の灯室を形成し、この灯室内に複数の光源ユニット２０を収容する。カバー１２およびランプボディ１４は、光源ユニット２０を密閉および防水することが好ましい。カバー１２は、ＬＥＤモジュール１００が発生する光を透過する素材により、例えば素通し状に形成され、複数の光源ユニット２０の前方を覆うように、車両の前面に設けられる。ランプボディ１４は、複数の光源ユニット２０を挟んでカバー１２と対向して、複数の光源ユニット２０を後方から覆うように設けられる。ランプボディ１４は、車両のボディと一体に形成されてもよい。
また、本発明において開発した素子保護層１０６をカバー１２、光源ユニット２０、ＬＥＤモジュール１００、レンズ２０４の表面にコーティングして光学フィルター等の機能膜として用いることも可能である。
【００１６】
回路ユニット１６は、ＬＥＤモジュール１００を点灯させる点灯回路等が形成されたモジュールである。回路ユニット１６は、ケーブル２２を介して光源ユニット２０と電気的に接続される。また、回路ユニット１６は、ケーブル２６を介して、車両用灯具１０の外部と電気的に接続される。
【００１７】
複数の放熱部材２４は、光源ユニット２０の少なくとも一部と接触して設けられたヒートシンクである。放熱部材２４は、例えば金属等の、空気よりも高い熱伝導率を有する素材により形成される。放熱部材２４は、例えばエイミング機構の支点に対して光源ユニット２０を動かす範囲で、光源ユニット２０に伴って可動であり、ランプボディ１４に対し、光源ユニット２０の光軸調整を行うのに十分な間隔を空けて設けられる。複数の放熱部材２４は、一の金属部材により、一体に形成されてよい。この場合、複数の放熱部材２４の全体から、効率よく放熱することができる。
【００１８】
エクステンションリフレクタ２８は、例えば薄い金属板等により、複数の光源ユニット２０の下部から、カバー１２へ渡って形成された反射鏡である。エクステンションリフレクタ２８は、ランプボディ１４の内面の少なくとも一部を覆うように形成されることにより、ランプボディ１４の内面の形状を隠し、車両用灯具１０の見栄えを向上させる。
【００１９】
また、エクステンションリフレクタ２８の少なくとも一部は、光源ユニット２０および／又は放熱部材２４と接触する。この場合、エクステンションリフレクタ２８は、ＬＥＤモジュール１００が発生する熱をカバー１２に伝導する熱伝導部材の機能を有する。これにより、エクステンションリフレクタ２８は、ＬＥＤモジュール１００を放熱する。また、エクステンションリフレクタ２８の一部は、カバー１２又はランプボディ１４に固定される。エクステンションリフレクタ２８は、複数の光源ユニット２０の上方、下方、および側方を覆う枠状に形成されてもよい。
【００２０】
本例によれば、光源としてＬＥＤモジュール１００を用いることにより、光源ユニット２０を小型化することができる。また、これにより、例えば光源ユニット２０の配置の自由度が向上するため、デザイン性の高い車両用灯具１０を提供することができる。
【００２１】
図３および図４は、ＬＥＤモジュール１００の構成の一例を示す。図３は、ＬＥＤモジュール１００のＣＣ断面図であり  図４は、ＬＥＤモジュール１００の上面図である。ＬＥＤモジュール１００は、基板１１２、複数の電極１０４、キャビティ１０９、保持部１１８、封止部材１０８、発光素子１０２、および素子保護層１０６を有する。
【００２２】
基板１１２は、板状体であり、発光素子１０２を上面に搭載して固定する。また、基板１１２は、電極１０４と発光素子１０２とを電気的に接続する配線を含み、複数の電極１０４から受け取る電力を、発光素子１０２に供給する。複数の電極１０４は、ＬＥＤモジュール１００の外部から受け取る電力を、基板１１２を介して、発光素子１０２に供給する。キャビティ１０９は、基板１１２の上に、発光素子１０２を囲むように形成された空洞であり、内部に素子保護層１０６を保持する。
【００２３】
保持部１１８は、複数の電極１０４、基板１１２、キャビティ１０９、および封止部材１０８を保持する。また、保持部１１８の少なくとも一部は、例えば金属等の、空気よりも熱伝導率の高い素材で形成され、発光素子１０２が発生する熱を、ＬＥＤモジュール１００の外部へ伝達する。
【００２４】
発光素子１０２は、本発明における半導体発光素子の一例であり、電極１０４および基板１１２を介してＬＥＤモジュール１００の外部から受け取る電力に応じて、紫外光を発生する。他の例において、発光素子１０２は、紫外光に代えて、例えば青色光を発生してもよい。
【００２５】
素子保護層１０６は、キャビティ１０９内に充填されることにより、発光素子１０２の表面を覆うように設けられており、発光素子１０２が発生する紫外光に応じて、例えば白色光、赤色光、緑色光、黄色光、橙色光、および青色光の可視光領域の光を発生する。尚、発光素子１０２が青色光を発生する場合、素子保護層１０６は、発光素子１０２が発生する青色光に応じて、青色の補色である黄色の光を発生してよい。この場合、発光素子１０２および素子保護層１０６が発生する青色光および黄色光に基づき、ＬＥＤモジュール１００は、白色光を発生する。
【００２６】
封止部材１０８は、発光素子１０２および素子保護層１０６を封止するものである。封止部材１０８は、素子保護層１０６を挟んで発光素子１０２と対向するように、可視光を透過する素材により形成される。これにより、封止部材１０８は、素子保護層１０６が発生する光を透過して、ＬＥＤモジュール１００の外部に出射する。本例によれば、ＬＥＤモジュール１００は、発生する光を外部に適切に照射することができる。
【００２７】
なお、他の例において、ＬＥＤモジュール１００は、複数の発光素子１０２を有してもよい。この場合、素子保護層１０６は、例えば複数の発光素子１０２に対して共通に、これらを覆うように設けられる。また、封止部材１０８は、複数の発光素子１０２および素子保護層１０６を封止する。
【００２８】
図５は、発光素子１０２および素子保護層１０６の詳細な構成の一例を、基板１１２およびキャビティ１０９と共に示す。尚、各部の大きさの比は、説明の便宜上、実際とは異なる比を用いて図示する。本例において、発光素子１０２は、半導体層４０８、サファイア基板４１０、および複数の電極４１２ａ、bを有し、サファイア基板４１０と基板１１２とが半導体層４０８を挟んで対向するように、基板１１２上に、例えばフリップチップ実装される。電極４１２ａ、bは、例えば半田バンプであり、半導体層４０８と基板１１２とを電気的に接続する。
【００２９】
サファイア基板４１０は、半導体層４０８が発生する光を、封止部材１０８に向かって透過する。そして、サファイア基板４１０は、透過した光を、封止部材１０８と対向する対向面１１０から、素子保護層１０６に照射する。対向面１１０は、例えば１ｍｍ角程度の４角形状の平面である。
【００３０】
半導体層４０８は、サファイア基板４１０における、対向面１１０の裏面１１４上に結晶成長させることにより形成され、サファイア基板４１０に向かって光を発生する。本例において、半導体層４０８は、Ｎ型ＧａＮ層４０２、ＩｎＧａＮ層４０４、およびＰ型ＧａＮ層４０６を有する。Ｎ型ＧａＮ層４０２、ＩｎＧａＮ層４０４、およびＰ型ＧａＮ層４０６は、サファイア基板４１０の裏面１１４上に、順次積層して形成される。半導体層４０８は、これらの層の間に、さらに別の層を有してもよい。
【００３１】
本例において、半導体層４０８は、電極４１２ａ、b、および基板１１２を介して受け取る電力に応じて、例えば波長が３６０〜４２０ｎｍ程度の紫外線又は短波長可視光線を、サファイア基板４１０へ向かって発生する。これにより、発光素子１０２は、紫外光を、サフアイア基板４１０の対向面１１０を発光面として、素子保護層１０６に向かって発生する。他の例において、半導体層４０８は、サファイア基板４１０に向かって、青色光を発生してもよい。
【００３２】
素子保護層１０６は、粒子６０２、蛍光体６０４、および透明バインダー６０６を有する。本例において、素子保護層１０６は、それぞれ異なる色の光を発生する１種類又は複数種類の蛍光体６０４を有する。透明バインダー６０６は、発光素子１０２の発光面である対向面１１０を覆うように、例えばセラミックス、シリコーン樹脂またはフッ素樹脂、エポキシ樹脂等により形成され、少なくとも１種類以上のセラミックスを含むことは必須である。また、バインダ６０６は、内部に粒子６０２および蛍光体６０４を含む。これにより、透明バインダー６０６は、発光素子１０２の発光面を覆う層状に形成され、粒子６０２および蛍光体６０４を保持する。なお、透明バインダー６０６内の粒子６０２および蛍光体６０４は、均一な密度で分散されていてもよい。また、素子保護層１０６は、単一種類の蛍光体６０４を有してもよい。例えば、発光素子１０２が青色光を発生する場合、素子保護層１０６は、青色光に応じて黄色光を発生する蛍光体６０４を有してよい。
【００３３】
蛍光体６０４は、例えば５０μｍ程度の粒子径を有しており、発光素子１０２が発生する紫外光に応じて可視光領域の光を発生する。それぞれの種類の蛍光体６０４は、発光素子１０２からの紫外光に応じて、例えば白色光、赤色光、緑色光、黄色光、橙色光、または青色光を発生する。
【００３４】
図６は、封止部材１０８について更に詳しく説明する図である。封止部材１０８は、素子保護層１０６および発光素子１０２を覆うように形成されることにより、素子保護層１０６および発光素子１０２を封止している。また、本例において、封止部材１０８は、素子保護層１０６を挟んでサファイア基板４１０と対向して設けられている。本例において、サファイア基板４１０は、約１．７程度の屈折率を有する。本例において、封止部材１０８は、例えばガラス、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂により形成されており、約１．４〜１．５程度の屈折率を有する。シリコーン樹脂とは、例えば、ジメチルシリコンやフェニルシリコン樹脂であってもよい。エポキシ樹脂とは、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ（透明エポキシ）、ビフェニルエポキシ、脂環式エポキシ等であってよい。
【００３５】
以下、本発明の発光装置および車両用灯具について詳細に説明する。
本発明は透明バインダー６０６（Ａ）、粒子６０２（Ｂ）からなる素子保護層で発光素子をコーティングした発光装置であって、前記透明バインダー６０６（Ａ）が１種類以上のセラミックスを含み、かつ、前記粒子６０２（Ｂ）が発光素子の発する光の波長よりも小さな粒子径を有すことを特徴とする発光装置および車両用灯具を提供するものである。
【００３６】
本発明における透明バインダー６０６（Ａ）は可視光線、および／または紫外線に対して透明なセラミックス等の無機物及び無機有機ハイブリット材が挙げられ、有機成分としてエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シクロオレフィン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機化合物が挙げられる。
【００３７】
ここで、車両用灯具１０の発光素子１０２は、例えば５０１ｍ／Ｗ以上の効率で発光する場合がある。この場合、発光素子１０２が発生する紫外光の照度は、例えば太陽光の１〜２万倍となる場合がある。そのため、透明バインダー６０６の素材の紫外光に対する耐光性が低いとすれば、透明バインダー６０６は、例えば黄変やクラック等を生じる場合がある。この場合、光束の低下や発光色の変化等が生じる場合がある。これを回避するために鋭意検討した結果、紫外光に対する耐光性の高い素材として、金属アルコキシドもしくはポリシラザンを原料とするセラミックスが好適であることを見出した。
【００３８】
セラミックスは非金属無機材料なら種類は問わず、中でも透明なものとして例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、マグネシア（ＭｇＯ）、ベリリア（ＢｅＯ）、酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）、カルシア（ＣａＯ）、ハフニア（ＨｆＯ2）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、トリア（ＴｈＯ2）、酸化ディスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）、酸化ホロニウム（Ｈｏ2Ｏ3）、酸化エルビウム（Ｅｒ2Ｏ3）、酸化ツリウム（Ｔｍ2Ｏ3）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、ＬｉＡｌ5Ｏ8、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＳｉＯ2、ＰＺＴ（ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ3）とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）の固溶体、ＰＬＺＴ（Ｐｂ1-x，Ｌａx）（Ｚｒy，Ｔｉ1-y）1-x/4Ｏ3、（Ｐｂ，Ｂｉ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｂａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｓｍ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｓｒ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｌａ，Ｎｂ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｈｆ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｍｇ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｐｂ，Ｂａ）（Ｌａ，Ｎｂ）Ｏ3、（Ｓｒ，Ｃａ）（Ｌｉ，Ｎｂ，Ｔｉ）Ｏ3、（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ2Ｏ6、（Ｐｂ，Ｂａ，Ｌａ）Ｎｂ2Ｏ6、Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ3、ＮａＮｂＯ3−ＢａＴｉＯ3、β−サイアロン（（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8）、Ｎｂ2Ｏ5等挙げられる。
【００３９】
これらセラミックスは製法によらず例えば粉体を成形して温度、圧力、時間をかけて焼結させる。真空中でスパッタリングや化学蒸着法（ＣＶＤ）を用いて製膜する。
あるいは、金属アルコキシドを原料としたゾルゲル法、ポリシラザンから製造する方法などが挙げられる。
これら金属アルコキシド、ポリシラザンを原料として用いる方法は、発光素子にコーティングする際に３００℃以下で反応、硬化させることが出来るので、発光素子を動作不良させることなくコーティングでき好ましい。
ここで、ゾルゲル法に用いられる原料は各種あり、下記一般式（１）で表せる。
【００４０】
Ｒ1nＭ（ＯＲ2）m  ・・・  （１）
【００４１】
（式中、Ｒ1、Ｒ2は水素又は有機基を示し、同じであっても異なる置換基であっても構わない、Ｍは下記に示した元素を示し、ｎは０もしくは整数を示し、ｍは自然数を示す。）
【００４２】
金属アルコキシドを溶剤中で水と触媒を添加することによってゾルゲル反応を起こし、セラミックスを生成する。
一般式（１）中のＭに使用できる元素にはＬｉ、Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ、Ｃｓ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｈｇ，Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ、Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕが挙げられる。
【００４３】
これらの金属アルコキシドは例えばＡｌ（ＯＣ3Ｈ7）3，Ｂａ（ＯＣ3Ｈ7）2，Ｌａ（ＯＣ3Ｈ7）3，Ｐｂ（ＯＣ5Ｈ11）2，Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4，Ｂ（ＯＣＨ3）3，Ｓｎ（ＯＣ3Ｈ7）4，Ｓｒ（ＯＣ3Ｈ7）2，Ｔｉ（ＯＣ3Ｈ7）4，Ｔｉ（Ｃ5Ｈ11）4，Ｚｒ（ＯＣ3Ｈ7）4，Ｚｒ（ＯＣ5Ｈ11）4がある。
【００４４】
ポリシラザンは（ＳｉＨ2ＮＨ）nで表される無機化合物で大気中の水分と反応してＳｉＯ2を生成する。ジクロロシランとピリジンとの錯体アンモニアを導入して合成される。ポリシラザンをキシレンなど適当な溶媒で希釈して液状のメタロキサンゾルが得られる。これらのメタロキサンゾルは、１７０℃前後で加熱硬化でき、丈夫なメタロキサンゲルを形成できる。また、耐候性に優れ、高温環境下及び短波長光照射下でも黄変・着色を起こさない。
これらセラミックスに樹脂や添加物を必要に応じて添加することは可能である。
【００４５】
透明バインダー６０６（Ａ）、粒子６０２（Ｂ）からなる素子保護層１０６において粒子６０２（Ｂ）は発光素子の発する波長よりも小さな粒子径を有することが必須である。発光素子１０２が発生する光の波長より小さいと、粒子６０２は、それぞれの蛍光体６０４に発光素子１０２が発生した光を遮らず、透過させる。発光素子１０２が発生した光は効率よく蛍光体６０４に照射され、波長変換されてＬＥＤモジュール１００の外部へ可視光を照射させることができる。
効率よく可視光を外部へ取り出すために粒子６０２の粒子径は、１００ｎｍ以下が好ましくさらには８０ｎｍ以下がさらに好ましい。
【００４６】
このような粒子６０２は、無機化合物によって形成されることが好ましく、中でも、酸化物や、フッ素化合物、硫化物等が特に好ましい。より具体的に、例えば、酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、酸化べリリウム、二酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化スカンジウム、二酸化シリコン、三酸化シリコン、五酸化タンタル、二酸化チタン、酸化トリウム、酸化イットリウム、または二酸化ジルコニウム、酸化ニオブ等の金属酸化物、三フッ化ビスマス、フッ化セリウム、フッ化ランタン、フッ化鉛、フッ化ネオジウム、フッ化カルシウム、チオライト、クライオライト、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、またはフッ化ナトリウム等のフッ素化合物、塩化鉛、若しくはテルル化鉛等が好ましい。
【００４７】
なお、粒子６０２は、例えば粗大粒子をボールミルやビーズミル等を用いて粉砕することによって作製するブレークダウンの方法や、プラズマ気相法、ゾルゲル法、ＣＶＤ（化学蒸着法）等のように粒子を原料から化学反応または物理反応によって製造するビルドアップの方法等によって製造されてもよい。
【００４８】
また、例えば有機樹脂の中でも耐光性に優れたシリコーン樹脂によって素子保護層１０６及び封止部材１０８を形成した場合、屈折率は、約１．４程度になる。
これより低い場合発光素子１０２の屈折率は約１．７程度であるので発生した光が素子保護層１０６に入射する場合、界面での反射が多くなり、光の取り出し効率が落ちる。
素子保護層１０６の屈折率が１．４以上であると、発光素子１０２が発生した光を素子保護層１０６に効率良く入射させることができると共に、素子保護層１０６内の蛍光体６０４が発生した光を封止部材１０８へ効率良く入射させることができる。
【００４９】
図７は、素子保護層１０６および封止部材１０８の構成の他の例を、基板１１２、およびキャビティ１０９と共に示す。尚、図７において、図５と同じ符号を付した構成は、図５における構成と同一又は同様の機能を有するため説明を省略する。本例において、封止部材１０８は、粒子６０２（Ｂ）を保持する。これにより、封止部材１０８の屈折率は、封止部材１０８の素材の屈折率よりも高くなる。そのため、素子保護層１０６が発生した光を封止部材１０８に効率良く入射させることができる。
【００５０】
図８は、素子保護層１０６の構成の他の例を、基板１１２、およびキャビティ１０９と共に示す。尚、図８において、図５と同じ符号を付した構成は、図５における構成と同一又は同様の機能を有するため説明を省略する。素子保護層１０６は、発光素子１０２を覆うように形成されることにより、発光素子１０２を封止している。これにより、本例において、素子保護層１０６は、図５において説明した封止部材１０８の機能を兼ねている。素子保護層１０６は、バインダー６０６（Ａ）に粒子６０２（Ｂ）が添加されているので、本例においても、素子保護層１０６の屈折率を、発光素子１０２のサファイア基板４１０の屈折率に近づけることができる。そのため、発光素子が発生した光を素子保護層１０６に効率良く入射させることができると共に、素子保護層１０６内の蛍光体６０４が発生した光をＬＥＤモジュール１００の外部へ効率良く照射させることができる。
【００５１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【実施例】
【００５２】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例の説明に入る前に評価方法を示す。
【００５３】
各実施例、比較例共に厚さ１ｍｍの石英硝子上にスピンコート法で膜厚０．５μｍに製膜し、その屈折率、光線透過率および耐光性を下記の試験方法により測定し評価した。
（１）屈折率の測定
実施例、比較例の薄膜を多波長アッベ屈折計（ＤＲ−Ｍ２  アタゴ製）をもちいて温度２５℃、測定波長５８９ｎｍの屈折率を測定した。
屈折率は発光素子１０２のサファイア基板４１０の屈折率１．７に近いほど発光素子１０２から発せられる光が素子保護層１０６内に取り込まれ、発光効率が上がる。
比較例２，３が耐光性が優れる素子保護層１０６として用いられているシリコーン樹脂である。この樹脂の屈折率１．４より小さくなると光取り出し効率が落ちることから不良と判定した。
【００５４】
（２）光線透過率
紫外・可視光分光光度計（ＵＶ−３６５  島津製作所製）を用いて、最初に石英硝子のみでベースラインを測定し、その後サンプル側に実施例もしくは比較例で作製した薄膜を挿入して波長を４００ｎｍに固定して光線透過率を測定した。
素子保護層１０６内の光吸収が少なく、光線透過率は高い方が明るい発光装置となる。
【００５５】
（３）耐光性
実施例もしくは比較例で作製した薄膜を２５℃の恒温槽内で照度５，０００ｍＷ／ｃｍ2（＠３６５ｎｍ）の紫外線を照射して薄膜を光劣化させた。分光光度計で光劣化初期の光線透過率（＠４００ｎｍ）と比較し、９０％を切った時間を寿命と判断した。
樹脂の場合、容易に紫外線で光劣化して着色するために光線透過率が低下して、耐光性の寿命が短くなる。通常の使用用途では１万時間以上確保できれば商品として成り立つ。
【００５６】
〔実施例１〕
テトラエトキシシラン  １．０ｇ、イソプロピルアルコール  ７．０ｇ、一次粒子径５０ｎｍのアルミナ粒子０．２５ｇの混合液に０．１Ｎ−ＨＣｌ  ０．１８ｇを添加して攪拌した。攪拌した混合分散溶液を石英基板上に製膜した。製膜した基板を１５０℃のオーブンで硬化、焼成して評価用サンプルを作製した。評価結果を表１に示す。
【００５７】
〔実施例２〕
パーヒドロポリシラザン１．０ｇに一次粒子径５０ｎｍのアルミナ粒子０．２５ｇを加えて混合、分散して石英基板上に製膜した。製膜した基板を１５０℃のオーブンで、硬化、焼成させたのち９０℃８０％ＲＨ３時間の処理を行い、評価用サンプルを作製した。評価結果を表１に示す。
【００５８】
〔実施例３〕
パーヒドロポリシラザンに一次粒子径５０ｎｍのアルミナ粒子分散ジブチルエーテル溶液を添加して、固形分中のアルミナの比率を８０重量％になるよう調整して石英基板上に製膜した。膜の熱処理条件は実施例２と同じにした。評価結果を表１に示す。
【００５９】
〔比較例１〕
ＬＥＤ用エポキシ樹脂系封止材（商品名  日東電工製  ＮＴ−８４０５）１．０ｇに一次粒子径５０ｎｍのアルミナ粒子０．２５ｇを加えてアセトンで希釈して１ｍｍ厚石英基板上に製膜した。製膜した基板を１５０℃２時間加熱硬化した。評価結果を表２に示す。
【００６０】
〔比較例２〕
シリコーン系封止材（商品名  ＫＥ１０５１  信越化学工業製）１．０ｇに一次粒子径５０ｎｍのアルミナ粒子０．２５ｇを加えてキシレンで希釈して１ｍｍ厚石英基板上に製膜した。製膜した基板を２５℃２４時間で硬化した。評価結果を表２に示す。
【００６１】
〔比較例３〕
シリコーン系封止材（商品名  ＫＥ１０５１  信越化学工業製）１．０ｇをキシレンで希釈して１ｍｍ厚石英基板上に製膜した。製膜した基板を２５℃２４時間で硬化した。評価結果を表２に示す。
【００６２】
〔比較例４〕
テトラエトキシシラン  １．０ｇ、イソプロピルアルコール  ７．０ｇの溶液に０．１Ｎ−ＨＣｌ  ０．１８ｇを添加して攪拌した。攪拌した混合溶液を石英基板上にスピンコーターを用いて製膜した。製膜した基板を１５０℃のオーブンで硬化、焼成して評価用サンプルを作製した。評価結果を表２に示す。
【００６３】
〔比較例５〕
パーヒドロポリシラザンに一次粒子径５００ｎｍのアルミナ粒子分散ジブチルエーテル溶液を添加して、固形分中のアルミナの比率を８０重量％になるよう調整して石英基板上に製膜した。膜の熱処理条件は実施例２と同じにした。評価結果を表２に示す。
【００６４】
〔比較例６〕
アルミナ粒子を添加しない以外は、実施例３および比較例５と同様に石英基板上に製膜した。評価結果を表２に示す。
【００６５】
【表１】
2006319238.tif 000003
【００６６】
【表２】
2006319238.tif 000004
【００６７】
表１及び２から明らかなように実施例１，２と比較例１〜３の比較によって金属アルコキシドの１種であるテトラエトキシシランもしくはパーヒドロポリシラザン由来のセラミックをバインダーに用いた素子保護層の耐光性は優れることが容易にわかる。
粒子を添加していない比較例３の場合屈折率が１．４に達してしまい、光取り出し効率が低下する。比較例３が現状の耐光性の良い素子保護層１０６でこの屈折率１．４に達した場合、光取り出し効率が悪化するので好ましくない。
また、添加する粒子の粒子径が発光素子の発する光の波長より大きい比較例５の場合、光が散乱して光線透過率が大きく低下することがわかる。
【００６８】
上記説明から明らかなように、本実施形態によれば、発光素子保護層の光劣化を抑えて、発光素子１０２が発生した光を効率良く取り出すことにより、発光効率の高い車両用灯具１０を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】車両用灯具１０の斜視図である。
【図２】車両用灯具１０の水平断面図である。
【図３】ＬＥＤモジュール１００のＣＣ断面図である。
【図４】ＬＥＤモジュール１００の上面図である。
【図５】発光素子１０２および素子保護層１０６の詳細な構成の一例を示す図である。
【図６】封止部材１０８について更に詳しく説明する図である。
【図７】素子保護層１０６および封止部材１０８の構成の他の例を示す図である。
【図８】素子保護層１０６の構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０・・・車両用灯具、１２・・・カバー、１４・・・ランプボディ、１６・・・回路ユニット、２０・・・光源ユニット、２２、２６・・・ケーブル、２４・・・放熱部材、２８・・・エクステンションリフレクタ、１００・・・ＬＥＤモジュール、１０２・・・発光素子、１０４、４１２・・・電極、１０６・・・素子保護層、１０８・・・封止部材、１０９・・・キヤビテイ、１１０・・・対向面、１１２・・・基板、１１８・・・保持部、２０４・・・レンズ、４０２・・・Ｎ型ＧａＮ層、４０４・・・ＩｎＧａＮ層、４０６・・・Ｐ型ＧａＮ層、４０８・・・半導体層、４１０・・・サファイア基板、６０２・・・粒子、６０４・・・蛍光体、６０６・・・  透明バインダー
【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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