(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形透明性基板に対向する側に第１電極および第２電極を備え、前記矩形透明性基板の対向する二辺が水平方向になるように載置されるフリップチップ型発光素子であって、
前記矩形透明性基板上に形成された下地半導体層と、
前記下地半導体層上に島状に形成された複数の第１電極と、
前記第１電極の各々を囲み各々に離間して前記下地半導体層上に形成された発光層を含む発光半導体層と、
前記発光半導体層上に形成された第２電極と、を有し、
前記第１電極は、前記矩形透明性基板の一辺と平行な２つの電極列を有するよう配置され、
前記電極列に垂直でかつ前記矩形透明性基板の対向する二辺に平行な水平線のうち、前記二辺にそれぞれ近接する２つの前記第１電極に最大電極幅で交差する水平線を２つの基準水平線とした場合、前記２つの電極列において、前記２つの基準水平線の間の水平線のいずれの上においても、前記第１電極の２つが隣接するように存在するよう配置され、
前記２つの電極列において、前記第１電極は、前記２つの基準水平線の間の前記水平線上の前記隣接する２つの前記第１電極の電極幅の合計が、前記２つの基準水平線の最大電極幅の合計の３５％以上６５％以下となるように形成されている、
ことを特徴とするフリップチップ型発光素子。
【請求項２】
前記第１電極の各々は、円形であることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ型発光素子。
【請求項３】
前記第１電極がｎ電極であり且つ前記第２電極がｐ電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフリップチップ型発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の前記フリップチップ型発光素子を複数備え、前記複数の前記フリップチップ型発光素子は、前記フリップチップ型発光素子の各々における前記矩形透明性基板の前記電極列に垂直な一辺が一直線上に一致するように配列されていることを特徴とする発光素子モジュール。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の前記フリップチップ型発光素子を複数備え、
前記複数のフリップチップ型発光素子は、前記フリップチップ型発光素子の各々に備えられた前記第１電極の電極列が相互に平行となるように配列されていることを特徴とする発光素子モジュール。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の発光素子モジュールと、
前記発光素子モジュールを前向きに且つ前記発光素子モジュールの長手方向が前方から見て水平に固定されるベース部と、
前記ベース部上の前記発光素子モジュールから前方に延びた光軸上に配設され、前記前記発光素子モジュールから発した光を前方に投影する投影レンズと、を備えることを特徴とする車両用灯具。
【請求項７】
請求項４又は請求項５に記載の発光素子モジュールと、
前記発光素子モジュールの光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するよう構成された投影光学系とを備え、
前記投影光学系は、前記電極列に対応する像部分と、前記配光パターンにおけるカットオフラインの水平ラインとが垂直となるよう構成されている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、発光素子に関し、特に、車両用灯具に用いられるフリップチップ型発光素子、発光素子モジュールおよび車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子（ＬＥＤ素子）として、サファイアなどの光透過性の成長基板上にＩＩＩ族窒化物系化合物半導体などの半導体結晶を成長させたものが知られている。このようなＬＥＤ素子の実装において、成長基板が光透過性を有することを利用して成長基板側から光を取り出せるフリップチップ実装が知られている（特許文献１、参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のＬＥＤ素子では、たとえば、図１および図２に示すように、サファイア基板上に積層されている第１コンタクト層上には、正方形のマトリクス状に位置する９つの円形のｎ電極が露出するように形成されるとともに、さらに、各円形のｎ電極が発光半導体層に囲まれるように、矩形の発光部が形成される。かかるＬＥＤ素子では、第１コンタクト層上に、クラッド層に挟まれた発光層を含む発光半導体層、第２コンタクト層およびｐ電極が順に積層されている。かかるＬＥＤ素子をｐ電極およびｎ電極が露出する側でそれぞれに電気接続されるバンプ（図示せず）によるフリップチップ実装を行った場合には、電流供給による素子の発光に伴い発生する発光半導体層の内部の発熱をバンプを介して効率良く放熱できる。かかるＬＥＤ素子では、ｐ電極に対応する発光層からの光はサファイア基板側からｎ電極を囲むように放射される（図２の矢印、参照）。
【０００４】
さらに、フリップチップ型ＬＥＤ素子には、カソード電極とアノード電極をそれぞれ櫛形状として互いの歯部分を交互に配置して全体発光面形状を矩形としたもの（特許文献２、参照）や、ｐ電極を幅広の歯部分とした櫛形状として細いｎ電極をｐ電極の幅広の歯部分間に配置して全体発光面形状を矩形としたもの（特許文献３、参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４３７０９号公報
【特許文献２】特開２００７−２５８２７６号公報
【特許文献２】特開２００７−３００１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤ素子を光源（ＬＥＤモジュール）として利用する車両用灯具が開発されており、特に車両用前照灯では、一般的に車両用ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤ素子にランバーシアン輝度分布の指向性があるために、通常、複数の矩形ＬＥＤ素子を同一方向に向け一列に配置した長方形発光面とするものが用いられる。車両用前照灯の凸レンズや反射面を組み合わせたヘッドランプ光学系では、その光学系の後方焦点近傍に長方形発光面ＬＥＤモジュールを配置して用いられている。
【０００７】
車両用前照灯では高輝度が求められているので、前照灯用ＬＥＤモジュールでは、大電流の供給が可能で発光効率の高いＬＥＤ素子が必要である。よって、ＬＥＤモジュールにおいては、複数のバンプによる大電流の供給が可能で、光放射の妨げとなるワイヤリングが不要で、素子の間隔を詰められる、上記のようなフリップチップ型のＬＥＤ素子をＬＥＤモジュールに用いることが好適である。
【０００８】
一方、車両前部の左右両側にそれぞれ配置されている車両用前照灯すなわちへッドランプの分野においては、対向車両同士のすれ違い時の前照灯による対向車運転手に眩惑を与えることなく自車運転手の前方視認性を確保する輝度分布の横長配光パターン所謂すれ違い用配光パターン（図３、参照）を照射することが求められている。このすれ違い用配光パターン（以下、単に配光パターンともいう）におけるカットオフラインは、その自車線側カットオフラインが対向車線側カットオフラインに対してエルボー点から斜め一段上がりであるいは斜め上方の自車線側へ延びる。このようにして、配光パターンのカットオフラインの下方近傍に輝度分布を形成するようにすれば、自車の車両前方路面を幅広く照射することが可能となる。
【０００９】
かかる配光パターンを可能とするへッドランプではＬＥＤモジュールの高輝度化とともに輝度分布の均一性がさらに求められる。よって、ＬＥＤモジュールにおいて、上記のフリップチップ型ＬＥＤ素子の複数を高密度に配置することが考えられるが、各素子の発光バラツキにより製造歩留まりを上げることが難しい。各ＬＥＤ素子の大面積化も考えられるが、フリップチップ型ＬＥＤ素子では、図２に示すように、ｐ電極に対応する発光層からの光はサファイア基板側からｎ電極（カソード電極）を囲むように放射されるので、個々のＬＥＤ素子の発光輝度分布の均一性が問題となる。つまり、発光半導体層の存在しないｎ電極の配置された領域と、それ以外の領域との輝度明暗に起因する輝度分布の不均一性が問題となる。ここで、ヘッドランプの配光パターンは、一般的に、その光学系により、ＬＥＤモジュールの輝度分布において横縞が生じるよりも縦縞が生じるほうが配光パターンの照度ムラへの影響が少ない（ＬＥＤモジュールにおいて生じる輝度ムラが、横縞と比較して縦縞である方が、ヘッドランプ用の光学系により緩和されて、ヘッドランプの配光パターンの照度ムラが小さくなる）。そのため、ＬＥＤモジュールでは横縞が生じないような輝度分布を形成することが好ましいとされている。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両用前照灯などの光源として適した輝度分布の均一性に優れたＬＥＤモジュール、特に、配光パターンに横縞が生じないような輝度分布を形成する複数のＬＥＤ素子を直線状に配列してなるＬＥＤモジュールおよび車両用灯具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の発光素子は、矩形透明性基板に対向する側に第１電極および第２電極を備え、前記矩形透明性基板の対向する二辺が水平方向になるように載置されるフリップチップ型発光素子であって、
前記矩形透明性基板上に形成された下地半導体層と、
前記下地半導体層上に島状に形成された複数の第１電極と、
前記第１電極の各々を囲み各々に離間して前記下地半導体層上に形成された発光層を含む発光半導体層と、
前記発光半導体層上に形成された第２電極と、を有し、
前記第１電極は、前記矩形透明性基板の一辺と平行な２つの電極列を有するよう配置され、
前記電極列に垂直でかつ前記矩形透明性基板の対向する二辺に平行な水平線のうち、前記二辺にそれぞれ近接する２つの前記第１電極に最大電極幅で交差する水平線を２つの基準水平線とした場合、前記２つの電極列において、前記２つの基準水平線の間の水平線のいずれの上においても、前記第１電極の２つが隣接するように存在するよう配置され、
前記２つの電極列において、前記第１電極は、前記２つの基準水平線の間の前記水平線上の前記隣接する２つの前記第１電極の電極幅の合計が、前記２つの基準水平線の最大電極幅の合計の３５％以上６５％以下となるように形成されている、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、前記矩形透明性基板の一辺が一直線上に一致するようにフリップチップ型ＬＥＤ素子が配列され前記一直線の伸長方向を長手方向とするＬＥＤモジュールとした場合に、前記第１電極の前記水平線上の最大電極幅の合計の３５％乃至６５％の範囲から外れるものに比べて、所望の光取り出し面からの光輝度の均一性の向上を図れ、発光効率を高めることが可能となる。また、本発明によれば、所望の光取り出し面からの光輝度の均一性の更なる向上を図れ、発光効率を高めることが可能となる。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明のＬＥＤモジュールは、上記発明のフリップチップ型ＬＥＤ素子の複数を備え、前記複数の前記フリップチップ型発光素子は、前記フリップチップ型発光素子の各々における前記矩形透明性基板の前記電極列に垂直な一辺が一直線上に一致するように配列されていることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の車両用灯具は、上記発明のＬＥＤモジュールと、前記ＬＥＤモジュールを前向きに且つ前記ＬＥＤモジュールの長手方向が前方から見て水平に固定されるベース部と、前記ベース部上の前記ＬＥＤモジュールから前方に延びた光軸上に配設され、前記前記ＬＥＤモジュールから発した光を前方に投影する投影レンズと、を備えることを特徴とする。本発明の車両用灯具は、上記発明のＬＥＤモジュールと、前記発光素子モジュールの光源像を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するよう構成された投影光学系とを備え、前記投影光学系は、前記電極列に対応する像部分と、前記配光パターンにおけるカットオフラインの水平ラインとが垂直となるよう構成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の車両用灯具によれば、前記矩形透明性基板の一辺が一直線上に一致するようにフリップチップ型ＬＥＤ素子が配列され前記一直線の伸長方向を長手方向とするＬＥＤモジュールを用いた車両用灯具とした場合に、前記第１電極の前記水平線上の最大電極幅の合計の３５％乃至６５％の範囲から外れるものを用いた車両用灯具に比べて、配光パターンにおける光輝度の均一性の向上が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、一列に配置した複数ＬＥＤ素子から発する光束を相互に重ね合わせて均一化することが難しい車両用ＬＥＤモジュールにおいて、輝度の均一性に優れた光を照射させることが可能となる。これにより、ＬＥＤモジュールを用いて一様な輝度分布をカットオフラインに配光することが可能な車両用灯具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来のフリップチップ型ＬＥＤ素子を示す発光面裏側からみた概略平面図である。
【図２】図１の線ＡＡにおけるフリップチップ型ＬＥＤ素子の概略断面図である。
【図３】車両用前照灯のすれ違い用配光パターンを示すイメージ概略線図である。
【図４】配光パターンイメージ例とともに本発明による実施形態のダイレクトプロジェクション型光学系のヘッドランプの要部を説明するための概略斜視図である。
【図５】同ダイレクトプロジェクション型光学系のヘッドランプのＬＥＤモジュールの要部を説明するための概略斜視図である。
【図６】本発明による実施形態のＬＥＤモジュールを説明するための概略断面図である。
【図７】本発明による実施形態のフリップチップ型ＬＥＤ素子を説明するための概略断面図である。
【図８】同フリップチップ型ＬＥＤ素子を示す発光面裏側からみた概略平面図である。
【図９】従来のＬＥＤモジュールの（ａ）正面図、（ｂ）同ＬＥＤモジュール発光時の輝度分布を示す線図、（ｃ）同ＬＥＤモジュールの反転投影像を示す線図、および（ｄ）同ＬＥＤモジュールの反転投影像の照度分布を示す線図である。
【図１０】複数の実験例におけるフリップチップ型ＬＥＤ素子のｎ電極構成を比較説明するための発光面側からみたＬＥＤ素子の概略平面図である。
【図１１】同フリップチップ型ＬＥＤ素子の（ａ）ｎ電極の第１の実験例を説明するための発光面側からみた概略部分平面図、および（ｂ）基板の水平線の位置に対する２つのｎ電極の電極幅の合計値の変化を示すグラフである。
【図１２】同フリップチップ型ＬＥＤ素子の（ａ）ｎ電極の第２の実験例を説明するための発光面側からみた概略部分平面図、および（ｂ）基板の水平線の位置に対する２つのｎ電極の電極幅の合計値の変化を示すグラフである。
【図１３】同フリップチップ型ＬＥＤ素子の（ａ）ｎ電極の第３の実験例を説明するための発光面側からみた概略部分平面図、および（ｂ）基板の水平線の位置に対する２つのｎ電極の電極幅の合計値の変化を示すグラフである。
【図１４】同フリップチップ型ＬＥＤ素子の（ａ）ｎ電極の第４の実験例を説明するための発光面側からみた概略部分平面図、および（ｂ）基板の水平線の位置に対する２つのｎ電極の電極幅の合計値の変化を示すグラフである。
【図１５】同実験例を説明するためのＬＥＤモジュールの正面図と同ＬＥＤモジュールの反転投影像Ｉの観察結果を示す線図である。
【図１６】比較例のフリップチップ型ＬＥＤ素子の（ａ）ｎ電極を説明するための発光面側からみた概略部分平面図、および（ｂ）基板の水平線の位置に対する２つのｎ電極の電極幅の合計値の変化を示すグラフである。
【図１７】本発明による実施形態の変形例のフリップチップ型ＬＥＤ素子の（ａ）ｎ電極を説明するための発光面側からみた概略部分平面図、および（ｂ）基板の水平線の位置に対する２つのｎ電極の電極幅の合計値の変化を示すグラフである。
【図１８】本発明による他の実施形態の変形例のフリップチップ型ＬＥＤ素子の発光面側からみた概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付図を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態では、一例として、青色ＬＥＤ素子と、青色発光を励起光とし黄橙色の蛍光を発光する波長変換層とを組み合わせ、青色光と黄橙色とを混色して白色を得る白色ＬＥＤモジュールについて説明するが、本発明では発光色が白色に限定されるものではなく、波長変換材料についても任意に組み合わせることができる。また、車両用前照灯以外の照明装置に本発明を適用することができる。
【００１９】
車両用前照灯では、大別して、ＬＥＤモジュールと凸レンズと反射面を組み合わせたプロジェクタ型光学系のヘッドランプ、凸レンズを用いず車両用ＬＥＤモジュールと反射面を組み合わせたリフレクタ型光学系のヘッドランプ、並びに反射面を必ずしも要せず車両用ＬＥＤモジュールと凸レンズを組み合わせたダイレクトプロジェクション型光学系のヘッドランプが知られている。反射面としては、焦点がＬＥＤモジュール近傍に設定された回転放物面系の連続反射面や同回転放物面を複数の小反射領域に区画されたいわゆるマルチリフレクタなどがある。反射面を組み合わせて配光しているプロジェクタ型光学系ヘッドランプおよびリフレクタ型光学系ヘッドランプでは、光源のＬＥＤモジュールの投影像が光軸に対して回転されて斜めに投影される部分もあり、上記した配光パターンに明暗の横縞が現れることは少ない。
【００２０】
よって、以下の実施形態では反射面によるＬＥＤモジュールの投影像の回転がないダイレクトプロジェクション型光学系ヘッドランプについて説明するが、本発明は、かかるダイレクトプロジェクション型ヘッドランプに限定されるものではなく、光学系にかかわらず本発明を適用することができる。
【００２１】
［ダイレクトプロジェクション型光学系ヘッドランプ］
一般的に車両用ヘッドランプの配光パターンは、図３に示すように上下方向に光を集光し、左右方向に光を拡散するようなパターンを要する。この拡散角度は上下方向で１０度乃至１５度程度、左右方向では±３０度乃至±６０度程度であり、上下に対して左右方向は約４倍乃至１２倍程度広く拡散する。
【００２２】
更に、水平線付近には照度の明暗境界（前記カットオフ）が必要となり、このカットオフライン近傍に光を集中させることによって、より多くの光が遠方まで照射され、より広範囲を明るく照らすことができる。
【００２３】
このようなヘッドランプの所望する配光パターンを実現するために、図４に示すようにダイレクトプロジェクション型ヘッドランプなどの投影光学系１０では、拡散角度を上下、左右で変化させ、上下では光をカットオフ付近に集光し、左右では広く拡散させるように光を屈折させる扁平した投影レンズ３０を用いる。
【００２４】
ここでは、詳しく言及しないが、歩行者側を照射するための斜め１５度や、４５度のカットオフも同様の原理で説明でき、１５度傾いた方向、４５度傾いた方向において投影レンズの一部分の拡散角度を変化させ実現している。
【００２５】
また、同様の理由により投影されるＬＥＤ光源の発光形状自体においても、上下方向に短く、左右方向に長いことが望ましく、上下方向と左右方向の比率は１：２乃至１：６が適しており、投影レンズの扁平率を抑え好適に光を制御することが可能となる。
【００２６】
図４に投影レンズ３０によって光軸Ａｘと垂直な仮想平面（線Ｖ−線Ｈ平面）に投影されるＬＥＤ光源（ＬＥＤモジュール２０）の投影像を示す。図５は投影光学系１０のＬＥＤモジュール２０（ＬＥＤ光源）の概略斜視図である。図５に示すように、ＬＥＤモジュール２０は、例えば、矩形発光面をなす４つ一直線に並べられた矩形ＬＥＤ素子２１と、これらが装填されるセラミック製の長方形ケース２０ｃａを備える。図４および図５に示すように、ダイレクトプロジェクション型ヘッドランプ１０は支持ベース部１１を備え、支持ベース部１１の前側には接着剤その他の固定部材など固定手段（図示せず）によってＬＥＤモジュール２０が接合され、ＬＥＤモジュール２０は前向きに且つＬＥＤモジュール２０の長手方向が前方から見て略水平に固定される。支持ベース部１１の後側には放熱フィン（図示せず）などの放熱手段が設けられる。
【００２７】
図４および図５に示すように、ＬＥＤ光源の矩形発光面の下端２０ａを投影レンズ３０の光軸Ａｘと略一致させることにより、投影レンズで透過、反転投影され、矩形発光面の下端は上記仮想平面上においてカットオフ側に投影される。
【００２８】
ここで、図４は、ＬＥＤ光源の投影像は投影レンズのある一点を通過して上記仮想平面上に投影されたものを表しており、更に説明すると、投影レンズ３０の点Ｌ０を通過した光線が形成する投影像が像Ｉ０、点Ｌ１を通過した光線が形成する投影像が像Ｉ１、点Ｌ２を通過した光線が形成する投影像が像Ｉ２、というように投影レンズの透過位置によって形成される投影像を表している。
【００２９】
要するに、ヘッドランプの配光パターンは、上記のように投影レンズのある点により屈折し投影される光源の投影像を好適に重ね合せる事により形成しているといえる。
【００３０】
上記の上下方向の拡散角度が小さいということは、投影される上記光源像が上下で多く重なり合っているということになり、実際、カットオフ近傍においては非常に多くの光源像を一致させている。
【００３１】
同様に左右方向の拡散角度が小さいということは、投影される光源像が左右方向で広く分布し、重なり合っていないということになる。
【００３２】
この上記光源像が多く重なり合う部分、または光源像が一致する部分において光源の輝度分布のムラの影響が配光パターンの照度分布に顕著に現れる。
【００３３】
なお、投影光学系１０において、図示しないが、光源からの光の一部を遮光してカットオフパターンを形成するためシェードを任意の位置に配置することができる。
【００３４】
［ＬＥＤモジュール］
図６に示すように、ＬＥＤモジュール２０の長方形ケース２０ｃａの前面凹部の底には配線パターン２０ｐｐが設けられ、配線パターン２０ｐｐ上にバンプＢを介してＬＥＤ素子２１のｐ電極およびｎ電極が電気的に接続されている。さらにＬＥＤモジュール２０はＬＥＤ素子２１の発光面を覆うように配置された波長変換層２２（蛍光体層）を備え、ＬＥＤ素子２１からの光のうち波長変換層２２を透過した光とＬＥＤ素子２１からの光で励起されて発光した波長変換層２２からの光とを前方に発光するように構成されている。
【００３５】
たとえば、ＬＥＤモジュール２０は、ＬＥＤ素子２１からの青色光のうち波長変換層２２を透過した青色光成分とＬＥＤ素子２１からの青色光で励起されて発光した波長変換層２２からの黄色光成分とを含む白色光（擬似白色光）を発光する。波長変換層２２としては、たとえば、ＬＥＤ素子２１からの青色光で励起されて黄色光を発光する蛍光体（たとえば、ＹＡＧ系蛍光体粒子などの蛍光体粒子が分散された樹脂層）を用いることが可能である。
【００３６】
［ＬＥＤ素子］
図７に示すように、ＬＥＤ素子２１は、矩形の基板２１ａの片面に形成されたｎ型半導体層２１ｂと、ｎ型半導体層２１ｂ表面上に島状に形成されたｎ電極２１ｃと、ｎ電極２１ｃを囲むようにｎ型半導体層２１ｂ表面上に形成された活性層２１ｄと、活性層２ｌｄ表面に形成されたｐ型半導体層２１ｅと、ｐ型半導体層２１ｅ表面に形成された透明電極２１ｆと、透明電極２１ｆ表面に形成された反射性の金属からなるｐ電極２１ｇと、を備えている。ＬＥＤ素子２１では、上記の基板２１ａの片面に形成された構成要素をすべて覆い保護する保護膜２１ｈが形成されている。ただし、保護膜２１ｈにはｎ型半導体層２１ｂとｐ電極２１ｇを露出させそれぞれのバンプＢを接合するための開孔が形成されている。
【００３７】
基板２１ａは、たとえば、青色光に対し透過性を有するサファイア基板などの単結晶基板である。ｎ型半導体層２１ｂは、たとえば、ｎ−ＧａＮ層などの窒化物半導体層である。活性層２１ｄは、たとえば、ＩｎＧａＮ層などの発光層である。ｐ型半導体層２１ｅは、たとえば、ｐ−ＧａＮ層などの窒化物半導体層である。透明電極２１ｆは、ＡｕＮｉやＩＴＯなどの薄膜で低抵抗の透明電極である。透明電極２１ｆは、ｎ型半導体層２１ｂと比べ抵抗率の高いｐ型半導体層２１ｅの電流拡散を補うために用いられる。ｐ電極２１ｇは、たとえば、青色光に対し高反射率の電極である。ｐ電極２１ｇは、島状に形成された複数のｎ電極２１ｃの各々を離間して囲むように略全領域に形成されている。ｎ電極２１ｃについては、後述する。本実施形態のＬＥＤ素子２１によれば、ｐ電極２１ｇの反射作用により、フェイスアップ型のＬＥＤ素子に比べ、出力増が可能となる。また、本実施形態のＬＥＤ素子２１においては、放熱効果の高いｐ電極２１ｇをｎ電極より大きい面積で用いることが可能となるため、フェイスアップ型のＬＥＤ素子に比べ、大電流を供給することに起因するＬＥＤ素子２１の発熱による影響（発光輝度の低下など）を防止または緩和することが可能となる。
【００３８】
次に、ＬＥＤ素子２１の製造方法について説明する。
【００３９】
サファイア基板２１ａを準備し、ＭＯＣＶＤにより半導体層（ｎ型半導体層２１ｂ、活性層２１ｄ、ｐ型半導体層２１ｅなど）をエピタキシャル成長させる。
【００４０】
半導体層の成長では、サファイア基板２１ａをＭＯＣＶＤ装置に投入後、水素雰囲気中で１０００℃のサーマルクリーニングを１０分間行う。ＴＭＧ（トリメチルガリウム）およびＮＨ３を供給してＧａＮ層からなるバッファ層（図示せず）を形成する。
【００４１】
続いて、ＴＭＧ、ＮＨ３およびドーパントガスとしてＳｉＨ４を供給し、ｎ型ＧａＮ層からなるｎ型半導体層２１ｂを形成する。続いて、ｎ型半導体層２１ｂの上に活性層２１ｄを形成する。本実施例では、活性層２１ｄには、ＩｎＧａＮ／ＧａＮからなる多重量子井戸構造を適用した。すなわち、ＩｎＧａＮ／ＧａＮを１周期として５周期成長を行う。具体的には、ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＮＨ３を供給しＩｎＧａＮ井戸層を形成し、続いてＴＭＧ、ＮＨ３を供給してＧａＮ障壁層を形成する。かかる処理を５周期分繰り返すことにより活性層２１ｄが形成される。次に、ＴＭＧ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＮＨ３およびドーパントとしてＣｐ２Ｍｇ（ｂｉｓ−ｃｙｃｌｏＰｅｎｔａｄｉｅｎｙｌＭｇ）を供給し、ｐ型ＡＩＧａＮクラッド層（図示せず）を形成する。続いて、ＴＭＧ、ＮＨ３およびドーパントとしてＣｐ２Ｍｇを供給しｐ型ＧａＮ層からなるｐ型半導体層２１ｅを形成する。
【００４２】
次に、ｎ型半導体層２１ｂ（ｎ型ＧａＮ層）の一部が表出するように、ウエハ上方からドライエッチングを施す。ｎ型半導体層２１ｂ（ｎ型ＧａＮ層）が露出した部分を覆うようなレジストパターンを新たにフォトリソグラフィで形成した後、ｐ型半導体層２１ｅを覆うようにＩＴＯからなる透明電極２１ｆを形成する。続いて、電子ビーム蒸着法により、ｐ電極２１ｇが形成される。たとえば、ｐ電極２１ｇは、Ａｇ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる多層膜である。ｐ電極２１ｇは、抵抗加熱蒸着によって形成されも良い。その後、レジストパターンをリムーバで除去する。
【００４３】
次に、ｎ型半導体層２１ｂ（ｎ型ＧａＮ層）の露出面にＴｉＡｕからなるＴｉＡＩからなるｎ電極２１ｃを形成する。ｎ電極２１ｃの形成の際は、それぞれが形成される部分以外にはマスクをフォトリソグラフィなどで形成しておき、ｎ電極２１ｃの形成後は、マスクをリムーバで除去する。
【００４４】
ｐ電極２１ｇは、たとえば、図８に示すように、略円形の島状に形成された６個のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙの各々を離間して囲むようにｐ型半導体層２１ｅの略全領域に形成される。なお、島状のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙの形状は円形に限られず、楕円などの曲線形状であればよく、後述する水平線の垂直方向において互いに反対向きに凸となる曲線を含む形状が好ましい。
【００４５】
次に、各電極のためのバンプ用の開孔が形成される部分以外にはマスクをフォトリソグラフィなどで形成しておき、基板２１ａの片面に形成された構成要素をすべてＳｉＯ２、ＳｉＮなどの保護膜２１ｈで覆い保護する。
【００４６】
以上により、ＬＥＤ素子２１が製造される。なお、説明した上記ＬＥＤ素子２１はサファイア基板上に形成された素子であるが、これに限定されることはなく、シリコンカーバイド基板などに支持されたフリップチップＬＥＤ素子でも適用である。さらに、第１電極がｎ電極であり且つ第２電極がｐ電極であるとするとき、第２電極のｐ電極側に発光する活性層が配置された実施形態を上記では説明しているが、第１電極と第２電極を入れ替え、第１電極がｐ電極であり且つ第２電極がｎ電極として第２電極のｎ電極に発光する活性層が配置されたフリップチップＬＥＤ素子でも本発明は適用できる。いずれにしても広い面積の発光活性層側の電極を反射性の第２電極とし、島状に形成された複数の第１電極とすればよい。
【００４７】
以下、本実施形態のＬＥＤモジュールの製造工程を説明する。
【００４８】
あらかじめ表面にバンプに対応する電極配線パッドを形成してある配線パターン２０ｐｐを前面凹部の底に備えたセラミック製の長方形ケースを用意し、電極配線パッド上にバンプを供給する。バンプの供給されたケースに、特性の揃った４つの上記製造されたＬＥＤ素子２１を、所定の間隔で一列に、各ＬＥＤ素子２１の矩形透明性基板の一辺が一直線２１ａ（図５の下端２０ａ）上に一致するように配置する。このとき、ＬＥＤ素子２１のバンプ用開口が、バンプに対向するように配置される。図６に示すように、ＬＥＤ素子２１を、接合材（バンプＢ）を介して配線パターン２０ｐｐの実装部に、たとえば、超音波と荷重をかけたバンプ接合により実装する。
【００４９】
つぎに、波長変換層２２を形成する。たとえばシリコーン樹脂材料とＹＡＧ系蛍光体粒子を混合したもの（材料混合液）をディスペンサーなどで滴下する。塗布膜は、４つのＬＥＤ素子２１を一体に覆う１枚の長方形の膜として形成される。塗布膜の表面の凹凸は必ずレベリングされる。また、１枚の膜として塗布膜が形成されるため、各ＬＥＤ素子２１上部における蛍光体濃度が一定となる。塗布膜を、その形状を維持したまま硬化させて、波長変換層２２が形成される。
【００５０】
以上により、ＬＥＤモジュール２０が製造される。
【００５１】
［ＬＥＤ素子のｎ電極構成］
本実施形態では、図８に示すようにフリップチップ型ＬＥＤ素子における矩形の基板の片面側に同じ大きさの複数のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙおよびこれらｎ電極の各々を囲むｐ電極２１ｇが形成されている。複数のｎ電極２１は、複数の列をなし、各列に複数が直線的に等間隔で配列されている（図８においては、３個のｎ電極２１ｃｘからなるｎ電極列Ｒ１と、３個のｎ電極２１ｃｙからなるｎ電極列Ｒ２の２列が配列されている）。
【００５２】
複数のｎ電極は、矩形基板２１ａの上記ｎ電極列Ｒ１，Ｒ２と垂直な対向する二辺（２１ｕｘ、２１ｕｙ）に平行な水平線ＰＬのうち、ｎ電極と該ｎ電極の最大電極幅で交差して最も該二辺に近接する２つの基準水平線ＰＬｕｘ、ＰＬｕｙとの間における水平線ＰＬ上においては、いずれかのｎ電極が存在するよう配置されている。
【００５３】
また、ｎ電極は、水平線ＰＬ上における各電極幅（ｎ電極列Ｒ１のｎ電極２１ｃｘの電極幅ｘとｎ電極列Ｒ２のｎ電極２１ｃｙの電極幅ｙ）の合計が、各電極の最大電極幅の合計（Ｘ＋Ｙ）の二分の一の±３０％以内、つまり、各電極の最大電極幅の合計（Ｘ＋Ｙ）の３５％以上６５％以下となるように、形成、配置されている。
【００５４】
換言すると、複数のｎ電極は、水平線ＰＬ上においては、隣接するｎ電極列のｎ電極２１ｃｘ、２１ｃｙの少なくともいずれかが存在し、以下の式を満たすように形成される。
【００５５】
０．７×（Ｘ＋Ｙ）／２  ≦  （ｘ＋ｙ）  ≦  １．３×（Ｘ＋Ｙ）／２
０  ≦  ｘ  ≦  Ｘ  ≦  Ｚ／２
０  ≦  ｙ  ≦  Ｙ  ≦  Ｚ／２
上記式中、ｘはｎ電極２１ｃｘの水平線ＰＬ上の電極幅を、ｙはｎ電極２１ｃｙの水平線ＰＬ上の電極幅を、Ｘはｎ電極２１ｃｘの水平線ＰＬ上の最大電極幅を、Ｙはｎ電極２１ｃｙの水平線ＰＬ上の最大電極幅を、Ｚは、矩形基板２１ａのｎ電極列と垂直な辺（水平線ＰＬに平行な辺）の長さを、それぞれ示す。
【００５６】
ｎ電極を、上記の通り定める理由は、下記根拠による。（１）水平線ＰＬ上にｎ電極が存在しないと部分的に明るい領域が生じるムラ（以下、明るいムラと呼称する）の原因になる。（２）ある水平線ＰＬ上にｎ電極が複数存在し、その水平線ＰＬ上での重なり幅が大きく、他の水平線ＰＬ上での重なりがないか重なり幅が小さいと、重なり幅が大きい水平線上に部分的に暗い領域が生じるムラ（以下、暗いムラと呼称する）の原因になる。
【００５７】
この明るいムラと暗いムラの横縞現象は、ｎ電極の上面とｐ電極の上面とで発光層の有無により、ｎ電極の上で暗くなることに起因する（図２、参照）。実際、複数の従来のフリップチップ型ＬＥＤ素子を同一線上に配列したＬＥＤモジュールを用いてへッドランプを構成した場合では、配光パターン照射時に、一線上に並ぶ隣り合う素子のｎ電極（カソード電極）に対応する３本の暗い横縞が現れる問題がある。たとえば、図９（ａ）に示すように水平線上に配列された４つの従来の矩形ＬＥＤ素子２３（図１、参照）を備えたＬＥＤモジュール２０をダイレクトプロジェクション型光学系ヘッドランプ１０に用いた場合（図５、参照）、図９（ｂ）に示すように水平線の垂直方向にてｎ電極の上で暗くなる輝度分布が形成され、ＬＥＤ素子の発光面（上下方向縦断面）においては、周期的な輝度分布が形成される。図９（ａ）に示すように水平線ＰＬＡ上の複数のｎ電極が並び且つ水平線ＰＬＢ上のｎ電極が存在しないことによって、図９（ｃ）に示すように仮想スクリーン上に配光パターンにおけるＬＥＤモジュールの重なる反転投影像Ｉでは３本の暗い横縞（４本の明るい横縞）が、上下方向の照度分布（図９（ｄ））として現れる。
【００５８】
本発明による実施形態の車両用灯具は、図４に示す投影レンズ３０を含む投影光学系１０を備え、投影光学系１０は、ＬＥＤモジュール２０の光源像（ｎ電極列Ｒ１とｎ電極列Ｒ２を含む）を車両前方に投影することにより、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン上にカットオフラインを含むヘッドランプ用配光パターンを形成するよう構成されている。この投影光学系１０によるＬＥＤモジュール２０のｎ電極列Ｒ１およびｎ電極列Ｒ２に対応する反転投影像Ｉの像部分ＩＲ１およびＩＲ２は、配光パターンにおけるカットオフラインの水平ラインに垂直となる。
【００５９】
本発明による実施形態について、図７及び図８を用いて、電極列が２列配置された発光素子を例に説明したが、本発明において、電極列は、２列配置に限定されず、３列以上配置されてもよい。
【００６０】
この場合においては、隣接する２つの電極列が、電極列と垂直な対向する二辺に平行な水平線のうち、電極と該電極の最大電極幅で交差して最も該二辺に近接する２つの基準水平線との間における水平線ＰＬ上において、いずれかのｎ電極が存在するよう配置され、かつ、ｎ電極は、水平線ＰＬ上における各電極幅（ｎ電極２１ｃｘの電極幅ｘとｎ電極２１ｃｙの電極幅ｙ）の合計が、各電極の最大電極幅の合計（Ｘ＋Ｙ）の３５％以上６５％以下となるように、電極が配置される。
【００６１】
また、本発明による実施形態について、図７及び図８を用いて、１つの電極列上に複数の電極（３つの電極）が配置された発光素子を例に説明したが、本発明において、１つの電極列における電極の数は、任意に設けることができ、後述する変形例のように１つとすることもできる。
【実施例】
【００６２】
かかる従来のＬＥＤモジュールを用いてへッドランプを構成した場合における横縞現象の原因に鑑み、発明者は、一列に配置した複数ＬＥＤ素子からなるＬＥＤモジュールを組み込んだヘッドランプ光学系による配光パターンとそのＬＥＤ素子のｎ電極構成とに関して、実験と検討を重ねた結果、かかるｎ電極構成により、ＬＥＤモジュールの輝度分布の均一性を向上でき、配光パターンにおける照度分布にムラの少ない条件を見出し、本実施形態に至った。
【００６３】
すなわち、ｎ電極の形態を変化させたＬＥＤモジュールのヘッドランプをヘッドランプ光学系により配光させ、その配光パターンの照度ムラの有無を目視で評価した実験結果により、矩形ＬＥＤ素子の一片に平行な何れの水平線ＰＬ上においても水平線ＰＬ上にｎ電極が重なるよう（存在しているよう）ｎ電極を配置するとともに、当該水平線ＰＬ上にｎ電極が重なる程度を、水平線ＰＬ上にて隣接する２つの電極の幅の合計が、当該各電極の最大幅の合計の二分の一の±３０％以内、すなわち当該各電極の最大幅の合計の３５％以上６５％以下となるようにすることで、目視による明暗ムラがほぼ確認できなくなる効果が奏されることを知見した。
【００６４】
水平線ＰＬ上の２つの隣接する電極列のｎ電極の重なり程度に応じた横縞発生の程度について、実験した。
【００６５】
実験に供したＬＥＤ素子は上記説明したものであって、４８０μｍ×４８０μｍの正方形基板に対し、１列３個のｎ電極を２列配置した。各ｎ電極は、直径８０μｍの円形であり、第一列の電極の中心と第二列の電極の中心との水平距離は、１２０μｍである。ｎ電極は、水平線ＰＬに垂直な方向に、複数が一直線上に揃って、列状に配置されている。ここで図１０に示すようにＬＥＤ素子２１のｎ電極構成としては、２つのｎ電極の各々が共通の水平線ＰＬにて接する場合を第１の実験例Ｅｘ１とし、１つの水平線ＰＬに重なる２つのｎ電極の面積が順に増える場合をそれぞれ第２、第３および第４の実験例Ｅｘ２、Ｅｘ３およびＥｘ４とした。
【００６６】
図１１乃至図１４を用いて、第１、第２、第３および第４の実験例Ｅｘ１、Ｅｘ２、Ｅｘ３およびＥｘ４のＬＥＤ素子２１の水平線ＰＬ上に隣接するｎ電極列の２つのｎ電極が重なる程度について説明する。
【００６７】
図１１に示すように、第１の実験例Ｅｘ１のＬＥＤ素子２１においては、左のｎ電極２１ｃｘの中心を通る水平線の位置を０μｍ位置として、左のｎ電極２１ｃｘの半径４０μｍの位置で左右のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙが或る水平線ＰＬ上に接する。２つのｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙは水平線に垂直方向に８０μｍ（中心間隔）ずれている。そこで、これら２つのｎ電極の同一水平線上の電極幅（水平線がｎ電極と交差する長さ）の合計値（以下、電極幅合計値）を、水平線ＰＬを２．５μｍずつ、左のｎ電極２１ｃｘの中心を通る水平線の０μｍ位置から右のｎ電極２１ｃｙの中心を通る水平線の８０μｍの位置まで平行移動させ、プロットした。図１１から明らかなように、水平線の４０μｍの位置で水平線上にある左右のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙの電極幅合計値が最小０μｍとなる。
【００６８】
第１の実験例Ｅｘ１では、水平線上の電極幅の合計値は、０μｍ〜８０μｍ（各電極幅の最大幅の合計１６０μｍの０％〜５０％）であった。
【００６９】
図１２に示すように、第２の実験例Ｅｘ２のＬＥＤ素子２１においては、左のｎ電極２１ｃｘの中心を通る水平線の位置を０μｍ位置として、右のｎ電極２１ｃｙは水平線に垂直方向で７０μｍ（中心間隔）ずれている。そこで、これら２つのｎ電極の電極幅合計値を、水平線ＰＬを２．５μｍずつ、左のｎ電極２１ｃｘの中心を通る水平線の０μｍ位置から右のｎ電極２１ｃｙの中心を通る水平線の７０μｍの位置まで平行移動させ、プロットした。図１２から明らかなように、水平線の３５μｍの位置で電極幅合計値が最大となる。
【００７０】
第２の実験例Ｅｘ２では、水平線上の電極幅の合計値は、５２．９２μｍ〜８０μｍ（各電極幅の最大幅の合計１６０μｍの約３３％〜５０％）であった。
【００７１】
図１３に示すように、第３の実験例Ｅｘ３のＬＥＤ素子２１においては、左のｎ電極２１ｃｘの中心を通る水平線の位置を０μｍ位置として、右のｎ電極２１ｃｙは水平線に垂直方向で６５μｍ（中心間隔）ずれている。そこで、これら２つのｎ電極の電極幅合計値を、水平線ＰＬを２．５μｍずつ、左のｎ電極２１ｃｘの中心を通る水平線の０μｍ位置から右のｎ電極２１ｃｙの中心を通る水平線の６５μｍの位置まで平行移動させ、プロットした。図１３から明らかなように、水平線の３２．５μｍの位置で電極幅合計値が最大となる。
【００７２】
第３の実験例Ｅｘ３では、水平線上の電極幅の合計値は、６２．４５μｍ〜９３．２８μｍ（各電極幅の最大幅の合計１６０μｍの約３９％〜５８％）であった。
【００７３】
図１４に示すように、第４の実験例Ｅｘ４のＬＥＤ素子２１においては、左のｎ電極２１ｃｘの中心を通る水平線の位置を０μｍ位置として、右のｎ電極２１ｃｙは水平線に垂直方向で５５μｍ（中心間隔）ずれている。そこで、これら２つのｎ電極の電極幅合計値を、水平線ＰＬを２．５μｍずつ、左のｎ電極２１ｃｘの中心を通る水平線の０μｍ位置から右のｎ電極２１ｃｙの中心を通る水平線の５５μｍの位置まで平行移動させ、プロットした。図１４から明らかなように、水平線の２７．５μｍの位置で電極幅合計値が最大となる。
【００７４】
第４の実験例Ｅｘ４では、水平線上の電極幅の合計値は、７４．１６μｍ〜１１６．１８μｍ（各電極幅の最大幅の合計１６０μｍの約４６％〜７３％）であった。
【００７５】
第１、第２、第３および第４の実験例Ｅｘ１、Ｅｘ２、Ｅｘ３およびＥｘ４のＬＥＤ素子のそれぞれ４つを水平線ＰＬ方向に一直線に配置して上記説明したＬＥＤモジュールとして作成した。それら実験例Ｅｘ１、Ｅｘ２、Ｅｘ３およびＥｘ４のＬＥＤモジュールを上記説明したダイレクトプロジェクション型光学系ヘッドランプとしてそれぞれ作成した。実験例Ｅｘ１、Ｅｘ２、Ｅｘ３およびＥｘ４のダイレクトプロジェクション型光学系ヘッドランプで、配光パターンとしてＬＥＤモジュールの反転投影像Ｉを前方に投影し、当該反転投影像Ｉを観察した。
【００７６】
図１５に実験例Ｅｘ１、Ｅｘ２、Ｅｘ３およびＥｘ４のＬＥＤモジュールの反転投影像Ｉの観察結果を示す。
【００７７】
実験例Ｅｘ１においては、左右のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙが重ならない水平線に対応する水平線上に多少明るいラインが観察でき、ｎ電極の垂直方向ずれ８０μｍピッチに対応する横縞が発生した。
【００７８】
実験例Ｅｘ２においては、左右のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙが重なる水平線に対応する領域上では、実験例Ｅｘｌと比較して、ＬＥＤモジュールにおける部分的な明るいムラが緩和され、配光パターンにおける横縞が緩和されたが、配光パターンにおける横縞は目視確認された。
【００７９】
実験例Ｅｘ３においては、ＬＥＤモジュールにおける輝度ムラ、配光パターンにおける横縞は観察されなかった。
【００８０】
実験例Ｅｘ４においては、左右のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙが重なる水平線に対応する領域上に暗いラインが観察でき、ｎ電極の垂直方向ずれ５０μｍピッチに対応する横縞が発生した。
【００８１】
以上の第１、第２、第３および第４の実験結果により、矩形ＬＥＤ素子の一辺に平行な何れの水平線ＰＬ上においても水平線ＰＬ上にｎ電極が重なるよう（存在しているよう）ｎ電極を配置するとともに、当該水平線ＰＬ上にｎ電極が重なる程度を、水平線ＰＬ上にて隣接する２つの電極の幅の合計が、当該各電極の最大幅の合計の二分の一の±３０％以内、すなわち当該各電極の最大幅の合計の３５％以上６５％以下、本実験例においては、５６μｍ〜１０４μｍ（ｎ電極の最大幅８０μｍ）、となるようにすることで、目視による明暗ムラがほぼ確認できなくなった。尚、実験例Ｅｘ１とＥｘ４では明らかな横縞が現れる。
【００８２】
したがって、上記水平線ＰＬ上にｎ電極が重なる程度を考慮すると、各ｎ電極の形状も、ｎ電極の水平線ＰＬ上における各電極幅の合計が各電極の最大幅の合計の３５％以上６５％以下となるように、設定すべきである。たとえば、図１６に示す比較例のように、ＬＥＤ素子２１において２つの正方形のｎ電極（８０μｍ×８０μｍ）の左のｎ電極２１ｃｘの中心を通る水平線の位置を０μｍ位置として、右のｎ電極２１ｃｙは水平線に垂直方向で６５μｍ（中心間隔）ずらして構成した場合、これら２つのｎ電極の電極幅合計値を、水平線ＰＬを２．５μｍずつ、左のｎ電極２１ｃｘの中心を通る水平線の０μｍ位置から右のｎ電極２１ｃｙの中心を通る水平線の６５μｍの位置まで平行移動させ、プロットすると、明らかなように、水平線の３２．５μｍの位置を含む水平線ＰＬ上にｎ電極が重なる部分は電極幅合計値１６０μｍとなり、最大電極幅の合計１６０μｍであるから、最大電極幅の合計の３５％以上６５％以下に含まれない。この場合、上記実験例Ｅｘ４と同様に配光パターンに明らかな横縞が現れる。つまり、水平線ＰＬ上においてｎ電極が重なっていても、水平線ＰＬ上における各電極幅の合計が各電極の最大幅の合計の３５％以上６５％以下となるような、電極形状および電極配置でなければ、横縞を解消することはできない。
【００８３】
［変形例１］
上記の実施例においては、２つの電極列の各々に３つの電極が配置されたＬＥＤ素子を例に説明したが、本変形例のＬＥＤ素子において、２つの電極列の各々に１つの電極を配置することもできる。
【００８４】
図１７（ａ）に示すように、かかる本変形例のＬＥＤ素子２１のｎ電極としてｎ電極列Ｒ１のｎ電極２１ｃｘ及びｎ電極列Ｒ２のｎ電極２１ｃｙがそれぞれ１つ形成される。ｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙの各々は最大電極幅を有する電極本体２１２とこれから伸長する伸長部２１３とからなる。各伸長部２１３は、たとえば、直径８０μｍの円形の電極本体２１２の中心から２２０μｍの長さの矩形伸長部（幅４０μｍ）である。ｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙの各々の矩形伸長部２１３は水平線に直交する方向に互いに逆向きに平行に伸長しており、電極本体２１２の中心間距離は２４５μｍである。
【００８５】
ここで、図１７（ａ）に示すように、これら２つのｎ電極の同一水平線上の電極幅（水平線がｎ電極と交差する長さ）の電極幅合計値を、左のｎ電極２１ｃｘの中心を通る水平線の０μｍ位置から右のｎ電極２１ｃｙの中心を通る水平線の２４５μｍの位置まで水平線ＰＬを２．５μｍずつ、平行移動させプロットする。その結果を図１７（ｂ）に示す。図１７（ｂ）から明らかなように、水平線の２５μｍ〜２２０μｍの位置で電極幅合計値が最大となる。
【００８６】
本変形例では、水平線上の電極幅の合計値は、６２．４５μｍ〜８０μｍであった。
図１７の実験結果により、矩形ＬＥＤ素子の一辺に平行な何れの水平線ＰＬ上においても水平線ＰＬ上にｎ電極の伸長部２１３が重なるようｎ電極を配置する。同時に、当該水平線ＰＬ上にｎ電極が重なる程度を、水平線ＰＬ上にて隣接する２つの電極の幅の合計が、上記式の０．７×（Ｘ＋Ｙ）／２≦（ｘ＋ｙ）≦１．３×（Ｘ＋Ｙ）／２の範囲以内、すなわち当該各電極の最大幅の合計の３５％以上６５％以下、５６μｍ〜１０４μｍ（ｎ電極の最大幅８０μｍ）、となるようにすることで、本変形例においても、目視による場合も配光パターンでの明暗ムラがほぼ確認できなくなる。
【００８７】
［変形例２］
さらに、図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子において、ｎ電極の列の各々のうち矩形透明性基板２１の二辺（２１ｕｘ、２１ｕｙ）にそれぞれ最も近接する左右のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙに拡大部２１４を設けることができる。
【００８８】
拡大部２１４は左右のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙのそれぞれの最大電極幅と等しい幅を有し、ｐ電極２１ｇの縁部（第２基準水平線ＰＬｕｘ２、ＰＬｕｙ２）まで伸長している。すなわち、かかる拡大部２１４により、基準水平線ＰＬｕｘ、ＰＬｕｙより外側の２つの第２基準水平線ＰＬｕｘ２、ＰＬｕｙ２まで基準水平線間の範囲が拡大される。かかる第２基準水平線ＰＬｕｘ２、ＰＬｕｙ２の間の範囲内でも、いずれかの水平線ＰＬ２上にｎ電極が重なる程度は、水平線上にて隣接する２つの電極の幅の合計が、上記式の０．７×（Ｘ＋Ｙ）／２≦（ｘ＋ｙ）≦１．３×（Ｘ＋Ｙ）／２の範囲以内、すなわち当該各電極の最大幅の合計の３５％以上６５％以下とする条件を満たしている。よって、かかる変形例２においても、目視による場合も配光パターンでの明暗ムラがほぼ確認できなくなる。なお、図１８（ａ）に示すＬＥＤ素子は、左右のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙが矩形透明性基板２１ａの一辺に向かい拡大する拡大部２１４を有すること以外、図８に示す素子と同一である。図１８（ｂ）に示すＬＥＤ素子も、左右のｎ電極２１ｃｘ，２１ｃｙが矩形透明性基板２１ａの一辺に向かい拡大する拡大部２１４を有すること以外、図１７（ａ）に示す素子と同一である。
【００８９】
図１８（ａ）及び（ｂ）に示すＬＥＤ素子よれば、ＬＥＤモジュールの投影像における周縁部の輝度が下がるので、当該周縁部に関わる上記した配光パターンに明暗の横縞が現れることが更に少なくなる。
【符号の説明】
【００９０】
１０  ダイレクトプロジェクション型ヘッドランプ
２０  ＬＥＤモジュール
３０  投影レンズ
２１  ＬＥＤ素子
２２  波長変換層
５１  入射面
５２  出射面
Ｉ  反転投影像
Ｈ  線
Ｖ  線
Ｂ  バンプ
【図１】
0005784939.tif 000002
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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