DE102005013785B4

DE102005013785B4 - Lichtquellenmodul und Fahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE102005013785B4
Application number: DE102005013785.7A
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Tsutsumi; Hisayoshi Daicho; Hitoshi Takeda; Hidekazu Hayama; Hirokazu Yamaguchi
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2014-03-06
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: DE102005013785A1; FR2868239A1; JP2005310756A; DE102005013785A8; US7391046B2; FR2868239B1; CN100356598C; US20050253130A1; KR100713790B1; CN1674315A; KR20060044761A

Abstract

Lichtquellenmodul (100) zur Erzeugung von Licht, wobei vorgesehen sind: ein Halbleiterlichtemitterelement (102), das so betreibbar ist, dass es Licht erzeugt; ein Nanoteilchen (602), dessen Durchmesser kleiner ist als die Hälfte der Wellenlänge des von dem Lichtquellenmodul (100) erzeugten Lichtes; eine fluoreszierende Substanz (604) zur Erzeugung sichtbaren Lichtes entsprechend dem Licht, das von dem Halbleiterlichtemitterelement (102) erzeugt wird; und ein schichtförmiges Bindemittel (606), welches eine Lichtaussendeoberfläche des Halbleiterlichtemitterelementes (102) abdeckt, und das Nanoteilchen (602) und die fluoreszierende Substanz (604) festhält, wobei der Brechungsindex des Nanoteilchens (602) größer ist als der Brechungsindex des Bindemittels (606), wobei der Brechungsindex des Bindemittels (606) kleiner oder gleich 1,5 ist, und der Brechungsindex des Halbleiterlichtemitterelements (102) etwa 1,7 bis 2,5 beträgt, und wobei das Halbleiterlichtemitterelement Ultraviolettlicht erzeugt, die fluoreszierende Substanz sichtbares Licht entsprechend dem ultravioletten Licht erzeugt, das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugt wird, und das Bindemittel aus Fluorkohlenstoffharz oder Silikonharz besteht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtquellenmodul und einen Fahrzeugscheinwerfer.
Es ist bereits ein Lichtquellenmodul bekannt, das ein Halbleiterlichtemitterelement und eine fluoreszierende Substanz zur Erzeugung von weißem Licht einsetzt (vgl. beispielsweise Ohm MOOK optische Baureihen Nr. 1 „Optical Devices” Ohmsha, Ltd., November 25, 2001). Die fluoreszierende Substanz erzeugt sichtbares Licht entsprechende dem von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugten Licht. Die fluoreszierende Substanz ist in einem lichtdurchlässigen Bindemittel festgehalten. So ist beispielsweise die fluoreszierende Substanz schichtförmig auf einer Lichtaussendeoberfläche des Halbleiterlichtemitterelementes vorgesehen.
Wenn der Brechungsindex des Bindemittels bei dieser Art von Lichtquellenmodul niedrig ist, besteht die Möglichkeit, dass das von dem Halbleiteremitterelement erzeugte Licht eine Totalreflexion auf einer Grenzfläche zwischen dem Halbleiterlichtemitterelement und dem Bindemittel erfährt, wenn das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugte Licht auf das Bindemittel einfällt. Daher besteht die Möglichkeit, dass ein Teil des Lichtes, das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugt wird, nicht auf die fluoreszierende Substanz in dem Bindemittel einfällt. Aus diesem Grund kann es unmöglich werden, effizient das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugte Licht nach außerhalb des Lichtquellenmoduls abzustrahlen.
Die US 5 777 433 A betrifft ein Lichtquellenmodul mit einem Halbleiterlichtemitterelement und einem Kapselmaterial mit einem großen Brechungsindex und einem Material mit Nanopartikeln, das einen geringeren Brechungsindex aufweist. Aus der US 6 614 179 B1 geht eine LED mit einem fluoriszierenden Material hervor. Eine ähnliche Lehre enthält die WO 01/50 540 A1 , wobei die LED hier in einen Kunststoff mit einem Konversionsstoff eingebettet ist.
US 6 773 787 B2 , DE 101 53 259 A1 und EP 1 331 518 A2 betreffen weitere Lichtquellenmodule mit verschiedenen, speziellen Harzen.
Daher besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Lichtquellenmoduls und eines Fahrzeugscheinwerfers zur Lösung des voranstehend geschilderten Problems.
Um das voranstehende Ziel zu erreichen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Lichtquellenmodul zur Erzeugung von Licht zur Verfügung gestellt, bei welchem vorgesehen sind:
ein Halbleiterlichtemitterelement, das so betreibbar ist, dass es Licht erzeugt;
ein Nanoteilchen, dessen Durchmesser kleiner ist als die Hälfte der Wellenlänge des von dem Lichtquellenmodul erzeugten Lichtes;
eine fluoreszierende Substanz zur Erzeugung sichtbaren Lichtes entsprechend dem von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugten Lichtes; und
ein schichtförmiges Bindemittel, welches eine Lichtaussendeoberfläche des Halbleiterlichtemitterelementes abdeckt, und das Nanoteilchen und die fluoreszierende Substanz festhält,
wobei der Brechungsindex des Nanoteilchens größer ist als der Brechungsindex des Bindemittels,
der Brechungsindex des Bindemittels gleich 1,5 oder kleiner ist,
das Halbleiterlichtemitterelement Ultraviolettlicht erzeugt, wobei
die fluoreszierende Substanz sichtbares Licht entsprechend dem Ultraviolettlicht erzeugt, das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugt wird, und
das Bindemittel aus Fluorkohlenstoffharz oder aus Silikonharz besteht.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung besteht das Bindemittel aus Silsesquioxanharz; und
eine Seitenkette des Silsesquioxanharzes ist ein einzelner Substituent oder mehrere Substituenten, wobei der Substituent zumindest einer mehrerer nicht-aromatischer Substituenten ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung enthält das Bindemittel einen Monomerbestandteil einer Silikonverbindung, repräsentiert durch die chemische Formel: R_(4-n)-SiX_n,
wobei R ein Substituent ist, der ein H-Atom oder eins der Atome F, B, N, Al, P, Si, Ge oder Ti enthält, oder eine organische Gruppe mit 1-50 Kohlenstoffatomen, X eine hydrolytische Gruppe ist, und n eine positive ganze Zahl von 0 bis 4 ist; und wobei der Anteil des Monomerbestandteils, welcher der Silikonverbindung entspricht, die durch die chemische Formel bei n = 3 und 4 repräsentiert wird, 20 Gew.-% oder mehr beträgt.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass der Durchmesser des Nanoteilchens 100 nm oder weniger beträgt.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass die Energie der verbotenen Bandbreite des Nanoteilchens 3,54 eV oder mehr beträgt.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass das Lichtquellenmodul weiterhin ein Dichtungsteil aufweist, welches die Nanoteilchen festhält, und so ausgebildet ist, dass es das Bindemittel und das Halbleiterlichtemitterelement gegenüber einem sichtbares Licht durchlassenden Material abdeckt, um hierdurch das Bindemittel und das Halbleiterlichtemitterelement abzudecken.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein vorderer Fahrzeugscheinwerfer für Fahrzeuge zur Verfügung gestellt, bei welchem vorgesehen sind:
ein Lichtquellenmodul für Erzeugung von Licht, wobei das Lichtquellenmodul aufweist:
ein Halbleiterlichtemitterelement;
ein Nanoteilchen, dessen Durchmesser kleiner ist als die Hälfte der Wellenlänge des von dem Lichtquellenmodul erzeugten Lichtes;
eine fluoreszierende Substanz zur Erzeugung von sichtbaren Licht entsprechend dem von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugten Licht; und
ein schichtförmiges Bindemittel, welches eine Lichtaussendeoberfläche des Halbleiterlichtemitterelementes abdeckt, und das Nanoteilchen und die fluoreszierende Substanz festhält, und
ein Optikbauteil zur Abstrahlung des von dem Lichtquellenmodul erzeugten Lichtes nach außerhalb des Fahrzeugscheinwerfers,
wobei der Brechungsindex des Nanoteilchens größer ist als der Brechungsindex des Bindemittels.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass das Fluorkohlenstoffharz ausgewählt ist aus der Gruppe, welche umfasst:
Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen oder Hexafluorpropylen-Kopolymer (FEP), Tetrafluorethylen oder Perfluoroalkylvinyläther-Kopolymer (PFA), Polychlorotrifluoroethylen (PCTFE), Polyvinylfluoridethylen- oder Tetrafluoroethylen-Kopolymer (ECTFE), Vinylidenfluorid (VDF), Hexafluoropropylen (HFP), Pentafluoropropylen (PFP) und Perfluoromethylvinyläther (PFMVE).
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass das Silsesquioxanharz ausgewählt ist aus zumindest entweder [RSiO_3/2]n oder [RSi(OH)O_2/2]m[RSiO_3/2]n, wobei R ein Substituent mit Ausnahme eines aromatischen Substituenten ist.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass der Substituent ausgewählt ist aus zumindest entweder einer Alkylgruppe, einer Aminogruppe, einer Carboxylgruppe, und Halogen.
Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass die Silikonverbindung ausgewählt ist aus zumindest entweder: Tetramethoxysilan Si(OCH₃)₄, Tetraethoxysilan Si(OC₂H₅)₄, Trimethoxysilan HSi(OCH₃)₃, Triethoxysilan HSi(OC₂H₅)₃, Methyltrichlorosilan CH₃SiCl₃, Ethyltrichlorosilan C₂H₅SiCl₃, (CH₂Cl)SiCl₃, C₆H₅SiCl₃, SiCl₄, HSiCl₃, CF₃C₂H₄SiCl₃, Vinyltriethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropyltrimethoxisilan, 2-(3,4-Epoxycyclohexyl)Ethyltrimethoxysilan, N-2(Aminoethyl)-3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan und 3-Chloropropyltrimethoxysilan.
Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem achten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass das Dichtungsteil aus Epoxyharz besteht, das ausgewählt ist aus zumindest entweder Bisphenol-A-Harz (transparentes Epoxyharz), Biphenyl-Epoxyharz und alizyklischem Epoxyharz.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass das Nanoteilchen zumindest eine der folgenden Substanzen ist: Aluminiumoxid, Antimontrioxid, Berylliumoxid, Hafniumdioxid, Lanthanoxid, Magnesiumoxid, Scandiumoxid, Siliziumdioxid, Siliziumtrioxid, Tantalpentaoxid, Titandioxid, Thoriumoxid, Yttriumoxid, Zirkoniumdioxid, Bismuthtrifluorid, Ceriumfluorid, Lanthanfluorid, Bleifluorid, Neodymfluorid, Natriumfluorid, Calciumfluorid, Chiolyt, Cryolit, Lithiumfluorid, Magnesiumfluorid, Bleichlorid und Bleitellurid.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass das fluoreszierende Substanz Licht mit der Komplementärfarbe zu jenem Licht erzeugt, das von dem Lichtquellenmodul erzeugt wird.
Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass der Brechungsindex des Nanoteilchens größer ist als der Brechungsindex des Dichtungsteils.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1 eine Perspektivansicht eines vorderen Fahrzeugscheinwerfers 10;
2 eine Horizontalschnittansicht des Fahrzeugscheinwerfers 10;
3 eine Schnittansicht des LED-Moduls 100 entlang der Linie C-C in 4;
4 eine Aufsicht auf das LED-Modul 100;
5 eine Ansicht eines Beispiels für Einzelheiten des Aufbaus eines Lichtemitterdiodenelementes 102 und eines Fluoreszentenabschnittes 106;
6 eine Ansicht zur Erläuterung weiterer Einzelheiten eines Dichtungsteils 108;
7 eine Ansicht auf ein weiteres Beispiel für die Ausbildung des fluoreszierenden Abschnittes 106 und des Dichtungsteils 108; und
8 eine Ansicht eines weiteren Beispiels für die Ausbildung des fluoreszierenden Abschnittes 106.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Die 1 und 2 zeigen ein Beispiel für den Aufbau eines vorderen Fahrzeugscheinwerfers 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine Perspektivansicht des Fahrzeugscheinwerfers 10. 2 ist eine Horizontalschnittansicht des Fahrzeugscheinwerfers 10 auf Grundlage einer horizontalen Ebene, welche Lichtquelleneinheiten 20 in einer mittleren Stufe kreuzt. Ein Ziel der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, einen Fahrzeugscheinwerfer 10 mit hohem Lichtaussendewirkungsgrad auf solche Weise zur Verfügung zu stellen, dass Licht, das von in dem Fahrzeugscheinwerfer 10 enthaltenen Halbleiterlichtemitterelementen erzeugt wird, wirksam nach außen hin abgegeben wird. Der vordere Fahrzeugscheinwerfer 10 ist beispielsweise ein Scheinwerfer, der in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen eingesetzt wird. Der Fahrzeugscheinwerfer 10 strahlt Licht in Vorwärtsrichtung eines Fahrzeugs ab. Der Fahrzeugscheinwerfer 10 weist Lichtquelleneinheiten 20 auf, eine Abdeckung 12, einen Leuchtenkörper 14, eine Schaltungseinheit 16, Wärmeabstrahlteile 24, einen verlängerten Reflektor 28, und Kabel 22 und 26.
Jeder der Lichtquelleneinheiten 20 weist ein LED-Modul 100 und eine Linse 204 auf. Das LED-Modul 100 ist ein Beispiel für das Lichtquellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung. Das LED-Modul 100 erzeugt weißes Licht in Abhängigkeit der elektrischen Energie, die von der Schaltungseinheit 16 über das Kabel 22 empfangen wird. Die Linse 204 ist ein Beispiel für das Optikbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Linse 204 strahlt das Licht, das von dem LED-Modul 100 erzeugt wird, nach außerhalb des Fahrzeugscheinwerfers 10 ab. Daher strahlen die Lichtquelleneinheiten 20 Licht, das einen Teil eines Fahrzeuglichtstärkenverteilungsmusters bildet, in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs auf Grundlage des von den LED-Modulen 100 erzeugten Lichtes ab. Es wird beispielsweise jede Lichtquelleneinheit 20 durch den Leuchtenkörper 14 so gehaltert, dass die Lichtquelleneinheit 20 durch einen Ausrichtungsmechanismus verkippt werden kann, um die Richtung der optischen Achse der Lichtquelleneinheit 20 einzustellen. Jede Lichtquelleneinheit 20 kann durch den Leuchtenkörper 14 so gehaltert werden, dass die Richtung der optischen Achse um einen Winkel von beispielsweise von 0,3° bis 0,6° nach unten gerichtet ist, wenn der Fahrzeugscheinwerfer 10 an einer Fahrzeugkarosserie angebracht ist.
Die Lichtquelleneinheiten 20 können gleiche oder ähnliche Lichtstärkenverteilungseigenschaften haben, oder aber unterschiedliche. Als weiteres Beispiel kann eine Lichtquelleneinheit 20 mehrere LED-Module 100 aufweisen. Als das Lichtquellenmodul, das in der Lichtquelleneinheit 20 verwendet wird, kann ein Halbleiterlaser anstelle des LED-Moduls 100 verwendet werden.
Die Abdeckung 12 und der Leuchtenkörper 14 bilden eine Leuchtenkammer des Fahrzeugscheinwerfers 10. Die Lichtquelleneinheiten 20 sind in der Leuchtenkammer aufgenommen. Es ist vorzuziehen, dass die Abdeckung 12 und der Leuchtenkörper 14 die Lichtquelleneinheiten 20 luftdicht und wasserdicht halten. So besteht beispielsweise die Abdeckung 12 aus einem Material, welches das von den LED-Modulen 100 erzeugte Licht durchlassen kann, so dass Licht vollständig durch die Abdeckung 12 hindurchgehen kann. Die Abdeckung 12 ist an der Vorderseite des Fahrzeugs so vorgesehen, dass die Lichtquelleneinheiten 20 durch die Abdeckung 12 von der Vorderseite der Lichtquelleneinheiten 20 aus abgedeckt sind. Der Leuchtenkörper 14 ist entgegengesetzt zur Abdeckung 12 in bezug auf die Lichtquelleneinheiten 20 so vorgesehen, dass die Lichtquelleneinheiten 20 durch den Leuchtenkörper 14 von der Rückseite der Lichtquelleneinheiten 20 aus abgedeckt werden. Der Leuchtenkörper 14 kann so ausgebildet sein, dass er vereinigt mit der Fahrzeugkarosserie ausgebildet ist.
Die Schaltungseinheit 16 ist ein Modul, in welcher Schalterschaltungen oder dergleichen zum Einschalten der LED-Module vorgesehen sind. Die Schaltungseinheit 16 ist über das Kabel 22 elektrisch an die Lichtquelleneinheiten 20 angeschlossen. Weiterhin ist die Schaltungseinheit 16 elektrisch über das Kabel 26 an die Außenseite des Fahrzeugscheinwerfers 10 angeschlossen.
Die Wärmeabstrahlteile 24 sind Kühlkörper, die jeweils in Berührung mit zumindest einem Teil einer zugehörigen Lichtquelleneinheit 20 stehen. Jedes Wärmeabstrahlteil 24 besteht aus einem Material wie beispielsweise einem Metallmaterial, dessen Wärmeleitfähigkeit höher ist als jene von Luft. Es ist beispielsweise jedes Wärmeabstrahlteil 24 so vorgesehen, dass sich das Wärmeabstrahlteil 24 entsprechend der Bewegung der Lichtquelleneinheit 20 im Bewegungsbereich der Lichtquelleneinheit 20 relativ zu einem Drehpunkt des Ausrichtungsmechanismus bewegen kann, und das Wärmeabstrahlteil 24 in ausreichender Entfernung von dem Leuchtenkörper 14 angeordnet ist, um die optische Achse der Lichtquelleneinheit 20 einzustellen. Die Wärmeabstrahlteile 24 können aus einem Metallmaterial bestehen, so dass sie miteinander vereinigt sind. In diesem Fall kann Wärme wirksam von sämtlichen Wärmeabstrahlteilen 24 abgestrahlt werden.
Der verlängerte Reflektor 28 ist beispielsweise ein reflektierender Spiegel, der aus einer dünnen Metallplatte besteht, und so ausgebildet ist, dass er sich von unteren Abschnitten der Lichtquelleneinheiten 20 zur Abdeckung 12 hin erstreckt. Wenn der verlängerte Reflektor 28 so ausgebildet ist, dass zumindest ein Teil der inneren Oberfläche des Leuchtenkörpers 14 durch den verlängerten Reflektor 28 abgedeckt wird, kann die Form der inneren Oberfläche des Leuchtenkörpers 14 verborgen werden, damit das äußere Erscheinungsbild des Fahrzeugscheinwerfers 10 verbessert wird.
Zumindest ein Teil des verlängerten oder länglichen Reflektors 28 steht in Berührung mit den Lichtquelleneinheiten 20 und/oder den Wärmeabstrahlteilen 24. In diesem Fall dient der verlängerte Reflektor 28 als Wärmeleitungsteil zur Übertragung von Wärme, die von den LED-Modulen 100 erzeugt wird, an die Abdeckung 12. Daher strahlt der verlängerte Reflektor 28 Wärme von den LED-Modulen 100 ab. Ein Teil des verlängerten Reflektors 28 ist an der Abdeckung 12 oder dem Leuchtenkörper 14 befestigt. Der verlängerte Reflektor 28 kann als Rahmen ausgebildet sein, um die Lichtquelleneinheiten 20 von oben, von unten und seitlich abzudecken.
Wenn bei diesem Beispiel das LED-Modul 100 als Lichtquelle verwendet wird, können die Abmessungen der Lichtquelleneinheit 20 verringert werden. Weiterhin kann beispielsweise der Fahrzeugscheinwerfer 10 mit ansprechendem Design zur Verfügung gestellt werden, da die Freiheitsgrade in bezug auf die Anordnung der Lichtquelleneinheiten 20 vergrößert sind.
Die 3 und 4 zeigen ein Beispiel für die Ausbildung des LED-Moduls 100. 3 ist eine Schnittansicht des LED-Moduls 100 entlang der Linie C-C in 4. 4 ist eine Aufsicht auf das LED-Modul 100. Das LED-Modul 100 weist ein Substrat 112 auf, Elektroden 104, einen Hohlraum 109, einen Halteabschnitt 118, ein Dichtungsteil 109, ein Lichtemitterdiodenelement 102, und einen fluoreszierenden Abschnitt 106, der einem schichtförmigen Bindemittelabschnitt entspricht, der aus einem Bindemittelbestandteil besteht, in welchem die Nanoteilchen und die fluoreszierende Substanz festgehalten sind.
Das Substrat 112 weist einen plattenförmigen Körper auf. Das Lichtemitterdiodenelement 102 ist auf einer oberen Oberfläche des Substrates 112 angeordnet und befestigt. Das Substrat 112 weist eine Verdrahtung für den elektrischen Anschluss des Lichtemitterdiodenelementes 112 an die Elektroden 104 auf, so dass elektrische Energie, die von den Elektroden 104 empfangen wird, dem Lichtemitterdiodenelement 102 zugeführt wird. Die Elektroden 104 liefern von außerhalb des LED-Moduls 100 zugeführte elektrische Energie an das Lichtemitterdiodenelement 102 über das Substrat 112. Der Hohlraum 109 ist so ausgebildet, dass er das Lichtemitterelement 102 auf dem Substrat 112 umgibt. Der fluoreszierende Abschnitt 106 wird in dem Hohlraum 109 gehaltert.
Der Halteabschnitt 118 haltert die Elektroden 104, das Substrat 112, den Hohlraum 109 und das Dichtungsteil 108. Zumindest ein Teil des Halteabschnittes 118 besteht aus einem Material wie beispielsweise einem Metallmaterial, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft aufweist, so dass von dem Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugte Wärme nach außerhalb des LED-Moduls 100 übertragen wird.
Das Lichtemitterdiodenelement 102 ist ein Beispiel für das Halbleiter-Lichtemitterelement gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugt Ultraviolettlicht entsprechend der elektrischen Energie, die von außerhalb des LED-Moduls 100 über die Elektroden 104 und das Substrat 112 empfangen wird. Als weiteres Beispiel kann das Lichtemitterdiodenelement 102 blaues Licht anstelle von Ultraviolettlicht erzeugen.
Der fluoreszierende Abschnitt 106 ist dazu vorgesehen, eine Oberfläche des Lichtemitterdiodenelementes 102 abzudecken, wenn der Hohlraum 109 mit dem fluoreszierenden Abschnitt 106 gefüllt ist. Der fluoreszierende Abschnitt 106 erzeugt sichtbares Licht, beispielsweise weißes Licht, rotes Licht, grünes Licht, gelbes Licht, orangefarbenes Licht oder blaues Licht, entsprechend dem Ultraviolettlicht, das von dem Lichtemitterdiodenelemente 102 erzeugt wird. Hierbei kann, wenn das Lichtemitterdiodenelement 102 blaues Licht erzeugt, der fluoreszierende Abschnitt 106 gelbes Licht erzeugen, also in der Komplementärfarbe zu blau, entsprechend dem blauen Licht, das von dem Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugt wird. In diesem Fall erzeugt das LED-Modul 100 weißes Licht auf Grundlage des von dem Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugten blauen Lichtes und des von dem fluoreszierenden Abschnitt 106 erzeugten gelben Lichtes.
Das Dichtungsteil 108 ist ein Formteil zum Abdichten des Lichtemitterdiodenelementes 102 und des fluoreszierenden Abschnittes 106. Das Dichtungsteil 108 besteht aus einem Material, welches sichtbares Licht durchlassen kann, und ist entgegengesetzt zum Lichtemitterdiodenelement 102 in bezug auf den fluoreszierenden Abschnitt 106 angeordnet. Von dem fluoreszierenden Abschnitt 106 erzeugtes Licht geht daher durch das Dichtungsteil 108 hindurch, und verlässt das LED-Modul 100. Bei diesem Beispiel kann das LED-Modul 100 erzeugtes Licht in geeigneter Weise nach außen hin abstrahlen.
Als weiteres Beispiel kann das LED-Modul 100 mehrere Lichtemitterdiodenelemente 102 aufweisen. In diesem Fall ist beispielsweise der fluoreszierende Abschnitt 106 zusammen mit den Lichtemitterdiodenelementen 102 so angeordnet, dass die Lichtemitterdiodenelemente 102 umgeben werden. Das Dichtungsteil 108 dichtet die Lichtemitterdiodenelemente 102 und den fluoreszierenden Abschnitt 106 ab.
5 zeigt ein Beispiel für Einzelheiten der Ausbildung des Lichtemitterdiodenelementes 102 und des fluoreszierenden Abschnittes 106 in Verbindung mit dem Substrat 112 und dem Hohlraum 109. Hierbei sind die jeweiligen Abschnitte nicht maßstabsgerecht dargestellt, um die Beschreibung zu erleichtern. Beim vorliegenden Beispiel weist das Lichtemitterdiodenelement 102 eine Halbleiterschicht 408 auf, ein Saphirsubstrat 410, und Elektroden 412a und 412b. Das Lichtemitterdiodenelement 102 ist beispielsweise als ein Flip-Chip auf dem Substrat 112 so angebracht, dass das Saphirsubstrat 410 und das Substrat 412 entgegengesetzt zueinander in bezug auf die Halbleiterschicht 408 angeordnet sind. Die Elektroden 412a und 412b sind beispielsweise Lötstellen für den elektrischen Anschluss der Halbleiterschicht 408 am Substrat 112.
Von der Halbleiterschicht 408 erzeugtes Licht wird über das Saphirsubstrat 410 zum Dichtungsteil 108 übertragen. Das Saphirsubstrat 410 strahlt das durchgelassene Licht von einer entgegengesetzten Oberfläche 110 ab, welche dem Dichtungsteil 108 zugewandt ist, zum fluoreszierenden Abschnitt 106. Die entgegengesetzte Oberfläche 110 ist beispielsweise eine ebene Oberfläche, die quadratisch mit einer Seitenlänge von 1 mm ist.
Die Halbleiterschicht 408 wird durch Kristallwachstum auf einer rückwärtigen Oberfläche 110 des Saphirsubstrates 410 entgegengesetzt zur Gegenoberfläche 110 hergestellt. Die Halbleiterschicht 408 erzeugt Licht zum Saphirsubstrat 410 hin. Bei diesem Beispiel weist die Halbleiterschicht 408 eine n-GaN-Schicht 402 auf, eine InGaN-Schicht 404, und eine p-GaN-Schicht 406. Die n-GaN-Schicht 402, die InGaN-Schicht 404, und die p-GaN-Schicht 406 werden aufeinanderfolgend auf die rückwärtige Oberfläche 410 des Saphirsubstrates 410 auflaminiert. Die Halbleiterschicht 408 kann zwischen diesen Schichten weitere Schichten aufweisen.
Beim vorliegenden Beispiel erzeugt die Halbleiterschicht 408 beispielsweise Ultraviolettlicht, mit einer Wellenlänge von 360 nm bis 380 nm, zum Saphirsubstrat 410 hin, entsprechend der elektrischen Energie, die über die Elektroden 412a und 412b und das Substrat 112 empfangen wird. Das Lichtemitterdiodenelement 102 verwendet daher die Gegenoberfläche 110 des Saphirsubstrates 410 als Lichtaussendeoberfläche zur Erzeugung von Ultraviolettlicht zum fluoreszierenden Abschnitt 106 hin. Als weiteres Beispiel kann die Halbleiterschicht 408 blaues Licht zum Saphirsubstrat 410 hin erzeugen.
Der fluoreszierende Abschnitt 106 weist Nanoteilchen 602 auf, fluoreszierende Substanzen 604 und ein Bindemittel 606. Beim vorliegenden Beispiel weist der fluoreszierende Abschnitt 106 Arten fluoreszierender Substanzen 604 zum Erzeugen von weißem Licht mit jeweils unterschiedlichen Farben auf. Das Bindemittel 606 besteht beispielsweise aus einem Silikonharz oder einem Fluorkohlenstoffharz, so dass die Gegenoberfläche 110 als Lichtaussendeoberfläche des Lichtemitterdiodenelementes 102 mit dem Bindemittel 606 bedeckt ist. Das Bindemittel 606 weist die Nanoteilchen 602 und die fluoreszierenden Substanzen 605 im Inneren auf. Daher ist das Bindemittel 606 schichtförmig ausgebildet, so dass es die Lichtaussendeoberfläche des Lichtemitterdiodenelementes 102 abdeckt, und die Nanoteilchen 602 und die fluoreszierenden Substanzen 604 festhält. Die Nanoteilchen 602 und die fluoreszierenden Substanzen 604 können hierbei so in dem Bindemittel 606 verteilt sein, dass sie eine gleichmäßige Dichte aufweisen. Alternativ kann der fluoreszierende Abschnitt 106 nur eine einzige Art einer fluoreszierenden Substanz 604 aufweisen. Wenn beispielsweise das Lichtemitterdiodenelement 102 blaues Licht erzeugt, kann der fluoreszierende Abschnitt 106 eine fluoreszierende Substanz 604 zur Erzeugung von gelbem Licht entsprechend dem blauen Licht aufweisen.
Jedes der Teilchen der fluoreszierenden Substanzen 604 weist einen Durchmesser von beispielsweise 50 μm auf. Die fluoreszierenden Substanzen 604 erzeugen sichtbares Licht entsprechend dem Ultraviolettlicht, das von dem Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugt wird. Die Arten fluoreszierender Substanzen 604 erzeugen beispielsweise weißes Licht, rotes Licht, grünes Licht, gelbes Licht, orangefarbenes Licht und blaues Licht jeweils entsprechend dem Ultraviolettlicht, das von dem Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugt wird.
6 zeigt weitere Einzelheiten des Dichtungsteils 108. Das Dichtungsteil 108 ist so ausgebildet, dass es den fluoreszierenden Abschnitt 106 und das Lichtemitterdiodenelement 102 abdeckt, um hierdurch den fluoreszierenden Abschnitt 106 und das Lichtemitterdiodenelement 102 abzudichten. Beim vorliegenden Beispiel ist das Dichtungsteil 108 entgegengesetzt zum Saphirsubstrat 410 in bezug auf den fluoreszierenden Abschnitt 106 angeordnet. Beim vorliegenden Beispiel weist das Saphirsubstrat 410 einen Brechungsindex von etwa 1,7 auf. Beim vorliegenden Beispiel besteht das Dichtungsteil aus einem Epoxyharz und hat einen Brechungsindex von etwa 1,5. Das Epoxyharz kann beispielsweise Bisphenol-A-Epoxyharz (lichtdurchlässiges Epoxyharz) sein, ein Biphenylepoxyharz, ein alizyklisches Epoxyharz, und dergleichen.
Die Lichtemitterdiodenelemente 102 in dem Fahrzeugscheinwerfer 10 können Licht beispielsweise mit einem Wirkungsgrad von 50 lm/W oder mehr aussenden. In diesem Fall kann die Beleuchtungsstärke des Ultraviolettlichtes, das von den Lichtemitterdiodenelementen 102 erzeugt wird, beispielsweise 10000–20000 mal so hoch sein wie von Sonnenlicht. Wenn das Material des Bindemittels 606 gegenüber Ultraviolettlicht wenig widerstandsfähig ist, so besteht die Möglichkeit, dass eine Gelbfärbung, eine Spaltbildung und dergleichen bei dem Bindemittel 606 auftritt. In diesem Fall können eine Verringerung des Lichtstroms, eine Änderung der ausgesandten Farbe und dergleichen auftreten. Als Ergebnis umfangreicher Versuche, um diesen Nachteil zu vermeiden, hat sich herausgestellt, dass ein Silikonharz oder Fluorkohlenstoffharz, welches einen einzelnen Substituenten oder mehrere Substituenten aufweist, ausgewählt aus Substituenten, welche keinen aromatischen Substituenten in ihren hochmolekularen Seitenketten aufweisen, als das Material vorgezogen wird, welches eine hohe Lichtbeständigkeit gegenüber Ultraviolettlicht aufweist, so dass ein Silsesquioxanharz besonders bevorzugt wird. Das Silsesquioxanharz weist vorzugsweise Siliziumverbindungen auf, die durch die folgende chemische Formel 1 angegeben sind, als Monomerbestandteile, und bevorzugter Monomerbestandteile, welche den Silikonverbindungen entsprechen, die durch die chemische Formel 1 mit n = 3 und 4 repräsentiert werden, mit 20 Gew.-% oder mehr. R_(4-n)-SiXn (chemische Formel 1)
Es wird darauf hingewiesen, dass R ein Substituent ist, der ein H-Atom oder ein Atom der Substanzen F, B, N, Al, P, Si, Ge oder Ti enthält, oder eine organische Gruppe, die 1-50 Kohlenstoffatome enthält, wobei X eine hydrolytische Gruppe ist, einschließlich eines Halogenatoms wie eines Cl-Atoms, usw., und einer Alkoxygruppe wie beispielsweise einer Methoxygruppe, einer Ethoxygruppe, usw., wobei n eine positive ganze Zahl von 0 bis 4 ist.
Bevorzugte Beispiele für den Substituenten mit Ausnahme eines aromatischen Subsituenten umfassen Wasserstoff, eine Alkylgruppe, eine Aminogruppe, eine Carboxylgruppe, und Halogen. Das Silikonharz kann ein hochmolekulares Harz sein, oder ein niedrigmolekulares Polymer.
Bevorzugte Beispiele für das Silikonharz umfassen Oragnosiloxan, Silikonöl, Silikonfett, Silikongummi, Fluorosilikon, Polysilan, Organohalosilan, und ein Silankupplungsmittel.
Es werden beispielsweise Verbindungen bevorzugt, die durch die folgende chemische Formel 2 repräsentiert werden.
Das bevorzugte Silsesquioxanharz wird repräsentiert durch [RSiO_3/2]n oder [RSi(OH)O_2/2]m[RSiO_3/2]n. Es wird darauf hingewiesen, dass R ein Substituent mit Ausnahme eines aromatischen Substituenten ist, und ein einzelner Substituent oder eine Kombination aus unterschiedlichen Arten von Substituenten sein kann.
Bei der Siliziumverbindung, die durch die chemische Formel 1: R_(4-n)-SiX_n repräsentiert wird, gibt es für X in der chemischen Formel 1 keine spezielle Einschränkung, falls es sich um eine hydrolytische Gruppe handelt. Beispiele für X umfassen eine Hydroxylgruppe, ein Halogen wie beispielsweise Chlor, eine Alkoxygruppe wie beispielsweise eine Methoxygruppe oder Ethoxygruppe, eine Acetoxygruppe, eine Oximgruppe, eine Amidgruppe, eine Propenoxygruppe, usw..
Spezielle Beispiele für die Siliziumverbindung umfassen: Tetramethoxysilan Si(OCH₃)₄, Tetraethoxysilan Si(OC₂H₅)₄, Trimethoxysilan HSi(OCH₃)₃, Triethoxysilan HSi(OC₂H₅)₃, Methyltrichlorosilan CH₃SiCl₃, Ethyltrichlorosilan C₂H₅SiCl₃, (CH₂Cl)SiCl₃, C₆H₅SiCl₃, SiCl₄, HSiCl₃, CF₃C₂H₄SiCl₃, Vinyltriethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropyltrimethoxisilan, 2-(3,4-Epoxycyclohexyl)Ethyltrimethoxysilan, N-2(Aminoethyl)-3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan und 3-Chloropropyltrimethoxysilan, und dergleichen.
Unter dem Gesichtspunkt der Lichtbeständigkeit ist es vorzuziehen, dass der Monomeranteil, welcher den Siliziumverbindungen entspricht, die durch die chemische Formel 1 bei n = 3 und 4 repräsentiert werden, 20 Gew.-% oder mehr in bezug auf die gesamte Bindemittelmenge beträgt.
Das Fluorkohlenstoffharz ist in seiner Art nicht beschränkt, falls es sich um einen Harz handelt, das ein Fluoratom enthält. Bevorzugte Beispiele für das Fluorkohlenstoffharz umfassen Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen oder Hexafluorpropylen-Kopolymer (FEP), Tetrafluorethylen oder Perfluoroalkylvinyläther-Kopolymer (PFA), Polychlorotrifluoroethylen (PCTFE), Polyvinylfluoridethylen- oder Tetrafluoroethylen-Kopolymer (ECTFE), Vinylidenfluorid (VDF), Hexafluoropropylen (HFP), Pentafluoropropylen (PFP) und Perfluoromethylvinyläther (PFMVE), und dergleichen.
Beim vorliegenden Beispiel können das Silikonharz, das Fluorkohlenstoffharz oder das Silsesquioxanharz, die keinen aromatischen Substituenten in ihrer hochmolekularen Seitenkette aufweisen, oder Material, welches die Siliziumverbindung enthält, die durch die chemische Formel 1 repräsentiert wird, als Monomerbestandteil, zur Ausbildung des Bindemittels 606 mit hoher Lichtbeständigkeit gegenüber Ultraviolettlicht verwendet werden. Weiterhin kann beispielsweise das Silikonharz durch ein einfaches Verfahren kostengünstig hergestellt werden, und weist eine gute Wärmestabilität auf. Bei diesem Beispiel wird daher ermöglicht, ein hochleistungsfähiges Bindemittel 606 kostengünstig herzustellen.
Wenn das Silikonharz, das Fluorkohlenstoffharz oder das Silsesquioxanharz, die keinen aromatischen Substituenten in ihrer hochmolekularen Seitenkette enthalten, oder das Material, welches die Siliziumverbindung, die durch die chemische Formel 1 repräsentiert wird, als Monomerbestandteil enthält, als das Material des Bindemittels 606 verwendet wird, ist der Brechungsindex des Bindemittels 606 nicht größer als 1,5. So liegt beispielsweise der Brechungsindex des Bindemittels 606 im Bereich von etwa 1,3 bis etwa 1,4, und ist niedriger als der Brechungsindex (1,7) des Lichtemitterdiodenelementes 102. Genauer gesagt ist bei den Teilen, welche das Lichtemitterdiodenelement 102 bilden, der Brechungsindex des Lichtemitterdiodenelementes 102 der Brechungsindex eines Teils, welches eine Grenzfläche zwischen dem fluoreszierenden Abschnitt 106 bildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht beispielsweise der Brechungsindex des Saphirsubstrates 410 dem Brechungsindex des Lichtemitterdiodenelementes 102. Nachstehend wird eine entsprechende Terminologie verwendet. In diesem Fall wird kritische Winkel an der Grenzfläche zwischen dem Bindemittel 606 und dem Lichtemitterdiodenelement 102 kleiner, so dass der Lichtstrom des Lichtes verringert wird, das auf das Bindemittel 606 von dem Lichtemitterdiodenelement 102 einfällt. Wenn beispielsweise der Brechungsindex des Bindemittels 606 gleich 1,4 ist, wird verglichen mit einem Fall, in welchem der Brechungsindex des Bindemittels 606 im wesentlichen gleich jenem von Epoxyharz ist, der kritische Winkel von 30° auf 26° verkleinert. Aus diesem Grund wird der Lichtstrom des Lichtes, das auf den fluoreszierenden Abschnitt 106 von dem Lichtemitterdiodenelement 102 einfällt, um etwa 10 bis 15% verringert. Daher wird der Lichtstrom, der auf die fluoreszierenden Substanzen 604 einfällt, verringert, so dass der Lichtstrom des von den LED-Modulen 100 erzeugten Lichtes verringert wird.
Infolge umfangreicher Untersuchungen zur Vermeidung dieses Nachteils hat sich herausgestellt, dass der Brechungsindex der Bindemittelzusammensetzung vergrößert werden kann, wenn mit dem Bindemittel 606 Nanoteilchen 602 gemischt werden, die jeweils einen Brechungsindex aufweisen, der größer ist als der Brechungsindex des Materials des Bindemittels 606, und die jeweils einen Durchmesser aufweisen, der beträchtlich kleiner ist als der Durchmesser jedes der Teilchen der fluoreszierenden Substanzen 604, beispielsweise Nanoteilchen 602 jeweils mit einem Durchmesser von nicht mehr als 100 nm. Daher wird der kritische Winkel des Lichtes, das auf den fluoreszierenden Abschnitt 106 von dem Lichtemitterdiodenelement 102 in der Grenzfläche zwischen dem Lichtemitterdiodenelement 102 und dem fluoreszierenden Abschnitt 106 einfällt, groß. Bei diesem Beispiel wird daher ermöglicht, die Reflexion von Ultraviolettlicht, das von dem Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugt wird, in der Grenzfläche zwischen dem Lichtemitterdiodenelement 102 und dem fluoreszierenden Abschnitt 106 zu verringern. Licht, das von dem Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugt wird, kann daher wirksam auf die fluoreszierenden Substanzen 604 in dem fluoreszierenden Abschnitt 106 einwirken.
Da der Durchmesser jedes Nanoteilchens 602 nicht größer ist als 100 nm, und kleiner als die Hälfte der Wellenlänge des von dem LED-Modul 100 erzeugten Lichtes, kann das sichtbare Licht, das von den fluoreszierenden Substanzen 604 erzeugt wird, ohne irgendwelche Sperrung durch die Nanoteilchen 602 hindurch gelangen. Daher kann das sichtbare Licht, das durch die fluoreszierenden Substanzen 604 erzeugt wird, wirksam nach außerhalb des LED-Moduls 100 abgestrahlt werden. Hierbei ist es vorzuziehen, dass der Durchmesser jedes der Nanoteilchen 602 nicht größer ist als 80 nm. In diesem Fall kann die Durchlässigkeit für sichtbares Licht so wesentlich verbessert werden, dass das sichtbare Licht, das von den fluoreszierenden Substanzen 604 erzeugt wird, wirksam nach außerhalb des LED-Moduls 100 abgestrahlt werden kann.
Weiterhin ist es vorzuziehen, dass der Brechungsindex der Bindemittelzusammensetzung, der durch Hinzufügen der Nanoteilchen 602 zum Bindemittel vergrößert wird, nicht größer ist als der Brechungsindex des Lichtemitterdiodenelementes 102, nicht kleiner als der Brechungsindex des Dichtungsteils 108.
Zum Brechungsindex im allgemeinen
Der Brechungsindex des Lichtemitterdiodenelementes 102, welches üblicherweise verwendet wird, beträgt etwa 1,7 bis 2,5, wogegen der Brechungsindex des Dichtungsteils 108, das aus einem Epoxyharz besteht, etwa gleich 1,5 ist. Es ist daher beispielsweise vorzuziehen, dass der Brechungsindex der Bindemittelzusammensetzung größer gleich 1,5 und kleiner gleich 1,7 ist, wenn der Brechungsindex des Lichtemitterdiodenelementes 102 etwa gleich 1,7 ist. Als weiteres Beispiel ist es vorzuziehen, dass der Brechungsindex der Bindemittelzusammensetzung größer gleich 1,5 und kleiner gleich 2,5 ist, wenn der Brechungsindex des Lichtemitterdiodenelementes 102 etwa gleich 2,7 ist. So kann beispielsweise der Brechungsindex der Bindemittelzusammensetzung größer gleich 2,5 sein, wenn der Brechungsindex des Lichtemitterdiodenelementes 102 etwas größer als 2,5 ist. In diesem Fall kann das von dem Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugte Licht effizient auf den fluoreszierenden Abschnitt 106 einfallen, und kann das von den fluoreszierenden Substanzen 604 in dem fluoreszierenden Abschnitt 106 erzeugte Licht effizient auf das Dichtungsteil 108 einfallen.
Es ist vorzuziehen, dass die Energie der verbotenen Bandbreite der Nanoteilchen 602 nicht kleiner ist als 3,54 eV. In diesem Fall absorbieren die Nanoteilchen 602 nicht sichtbares Licht einschließlich Ultraviolettlicht mit einer Wellenlänge von nicht kleiner als 350 nm. Daher können die Nanoteilchen 602 das von dem Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugte Licht effizient an die fluoreszierenden Substanzen 604 abstrahlen, und können effizient das von den fluoreszierenden Substanzen 604 erzeugte Licht übertragen, um effizient das Licht nach außerhalb des fluoreszierenden Abschnittes 106 abzustrahlen.
Es ist vorzuziehen, das die Nanoteilchen 602 aus einer anorganischen Verbindung bestehen. Insbesondere wird ein Metalloxid, eine Fluorverbindung, eine Sulfidverbindung und dergleichen vorgezogen. Spezielle Beispiele für das bevorzugte Material der Nanoteilchen 602 umfassen: Metalloxid wie beispielsweise Aluminiumoxid, Antimontrioxid, Berylliumoxid, Hafniumdioxid, Lanthanoxid, Magnesiumoxid, Scandiumoxid, Siliziumdioxid, Siliziumtrioxid, Tantalpentaoxid, Titandioxid, Thoriumoxid, Yttriumoxid und Zirkoniumdioxid, und dergleichen; Fluorverbindungen wie beispielsweise Bismuthtrifluorid, Ceriumfluorid, Lanthanfluorid, Bleifluorid, Neodymfluorid, Natriumfluorid, Calciumfluorid, Chiolyt, Cryolit, Lithiumfluorid und Magnesiumfluorid, und dergleichen; und Bleichlorid, Bleitellurid, und dergleichen.
Der Brechungsindex der Bindemittelzusammensetzung kann dadurch vergrößert werden, dass die Nanoteilchen 602 hinzugefügt werden, deren Brechungsindex höher ist als jener des Bindemittels selbst. Allerdings kann der Brechungsindex der Bindemittelzusammensetzungen nicht stärker vergrößert werden als der Brechungsindex der Nanoteilchen 602 beträgt. Um daher den Brechungsindex der Bindemittelzusammensetzung so zu vergrößern, dass er höher wird als jener des Dichtungsteils 108, ist es vorzuziehen, Nanoteilchen hinzuzufügen, deren Brechungsindex höher ist als jener des Dichtungsteils 108. So beträgt beispielsweise der Brechungsindex des Dichtungsteils 108 aus Epoxyharz etwa 1,5, und wenn der Brechungsindex des Dichtungsteils etwa 1,5 beträgt, ist es vorzuziehen, Nanoteilchen 602 hinzuzufügen, dessen Brechungsindex gleich 1,5 oder größer ist.
Die Nanoteilchen 602 können beispielsweise durch ein Zerkleinerungsverfahren hergestellt werden, bei welchem grobe Teilchen durch eine Kugelmühle, eine Perlmühle, oder dergleichen pulverisiert werden, oder durch ein Aufbauverfahren wie beispielsweise ein Plasmadampfphasenverfahren, ein Sol-Gel-Verfahren, oder ein Verfahren mit CVD (chemische Dampfablagerung), bei welchem Teilchen aus Rohmaterialien durch eine chemische oder eine physikalische Reaktion erzeugt werden.
7 zeigt ein weiteres Beispiel für die Ausbildung des fluoreszierenden Abschnittes 106 und des Dichtungsteils 108 zusammen mit dem Substrat 112 und dem Hohlraum 109. In 7 mit den gleichen Bezugszeichen wie in 5 bezeichnete Teile weisen gleiche oder ähnliche Funktionen wie die in 5 gezeigten Teile auf, und werden daher nicht unbedingt erneut beschrieben. Bei diesem Beispiel enthält das Dichtungsteil 108 die Nanoteilchen 602. Daher wird der Brechungsindex des Dichtungsteils 108 höher als der Brechungsindex des Materials des Dichtungsteils 108. Aus diesem Grund kann von dem fluoreszierenden Abschnitt 106 erzeugtes Licht zum effizienten Einfallen auf das Dichtungsteil 108 veranlasst werden.
8 zeigt ein weiteres Beispiel für die Ausbildung des fluoreszierenden Abschnittes 106 zusammen mit dem Substrat 112 und dem Hohlraum 109. In 8 mit gleichen Bezugszeichen wie in 5 bezeichnete Teile weisen gleiche oder entsprechende Funktionen auf, wie jene Teile in 5, so dass nicht unbedingte eine erneute Beschreibung erfolgt. Der fluoreszierende Abschnitt 106 ist so ausgebildet, dass er das Lichtemitterdiodenelement 102 abdeckt, um hierdurch das Lichtemitterdiodenelement 102 abzudichten. Daher dient bei diesem Beispiel der fluoreszierende Abschnitt 106 als das Dichtungsteil 108, das anhand von 5 beschrieben wurde. Weiterhin kann auch bei diesem Beispiel der Brechungsindex des fluoreszierenden Abschnittes 106 nahe an den Brechungsindex des Saphirsubstrates 410 des Lichtemitterdiodenelementes 102 angenähert werden, da die Nanoteilchen 602 dem Bindemittel 606 in dem fluoreszierenden Abschnitt 106 hinzugefügt sind. Licht, das von dem Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugt wird, kann daher effizient zum Einfallen auf den fluoreszierenden Abschnitt 106 veranlasst werden. Weiterhin kann Licht, das von den fluoreszierenden Substanzen 604 in dem fluoreszierenden Abschnitt 106 erzeugt wird, effizient nach außerhalb des LED-Moduls 100 abgestrahlt werden.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich geworden sein sollte, kann bei der vorliegenden Ausführungsform Licht, das von dem Lichtemitterdiodenelement 102 erzeugt wird, effizient abgeführt werden, um hierdurch einen Fahrzeugscheinwerfer 10 mit hohem Lichtaussendewirkungsgrad zur Verfügung zu stellen.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung auf Grundlage einiger ihrer Ausführungsformen beschrieben, jedoch ist der Umfang der Erfindung nicht auf den Umfang der Ausführungsform beschränkt. Fachleute wissen, dass bei den Ausführungsformen verschiedene Änderungen oder Modifikationen vorgenommen werden können. Es ist offensichtlicht, dass derartige geänderten oder modifizierten Ausführungsformen ebenfalls vom technischen Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst werden.
Beispiele in bezug auf die Nanoteilchen und das Bindemittel werden nachstehend beschrieben.
Es erfolgte eine Bewertung in jenem Fall, in welchem die Nanoteilchen und das Bindemittel bei einem Halbleiterlichtemitterelement zum Aussenden von blauem Licht bzw. einem Halbleiterlichtemitterelement zum Aussenden von Ultraviolettlicht eingesetzt wurden.
Der Brechungsindex der Bindemittelzusammensetzung nach Hinzufügen der Nanoteilchen zu 10 Vol.-% des Bindemittels wurde auf Grundlage des Anteils berechnet. Das Reflexionsvermögen der Bindemittelzusammensetzung wurde in dem Zustand berechnet, in welchem Licht auf die Bindemittelzusammensetzung senkrecht von dem Lichtemitterelement mit einem Brechungsindex von 1,77 einfiel.
Das von dem Lichtemitterelement ausgesandte Licht fällt auf das Bindemittel 606 ein, dann wird die Wellenlänge des Lichtes durch die fluoreszierende Substanz 604 umgewandelt, und wird außerhalb des LED-Moduls 100 weißes Licht erhalten. Damit das Licht von dem Lichtemitterelement außerhalb des Lichtemittermoduls erhalten wird, muss das Licht durch vier Grenzflächen hindurchgehen, beispielsweise zwischen dem Lichtemitterelement, dem Bindemittel, der fluoreszierenden Substanz, dem Dichtungsteil, und der Luft (außen). Ein Teil des Lichtes wird auf jeder Grenzfläche reflektiert, was den Wirkungsgrad in bezug auf das erhaltene weiße Licht beeinträchtigt. Es ist äußerst wesentlich, den Brechungsindex an der Grenzfläche zwischen dem Lichtemitterelement und dem Bindemittel herabzusetzen, durch welche das Licht zuerst hindurchgeht, um den Wirkungsgrad in bezug auf die Lichterzeugung zu erhöhen.
Der lineare Lichttransmissionsgrad wurde dadurch erhalten, dass der Lichttransmissionsgrad bei der Wellenlänge des Lichtes, das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugt wird, mit einem Spektraltransmissionsgradmessgerät gemessen wurde. Das Halbleiterlichtemitterelement zum Aussenden von blauem Licht wurde bei 460 nm gemessen, wogegen das Halbleiterlichtemitterelement zum Aussenden von Ultraviolettlicht bei 360 nm gemessen wurde.
Die Nanoteilchen und das Bindemittel wurden in einem Volumenanteil von 10:90 abgewogen, und dispergiert und gemischt, unter Hinzufügung eines Lösungsmittels. Die so erhaltene Dispersion wurde auf Silikatglas durch eine Schleuderbeschichtungsvorrichtung zur Ausbildung eines Films mit einer Dicke von 3 μm aufgebracht. Der Film wurde eine Stunde lang bei 150°C erwärmt, um eine Messprobe herzustellen.
Die Beispiele 1 und 2 und die Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurden unter der Annahme bewertet, dass die Probe bei einem Lichtemitterelement zum Aussenden von blauem Licht (460 nm) eingesetzt wurde.
[Beispiel 1]

Nanoteilchen: Aluminiumoxid C
Teilchengröße 13 nm, Brechungsindex 1,77,
Energie der verbotenen Bandbreite 8,3 eV
Bindemittel: Vinylsilikonverbindung
(thermisch verbundene Substanz aus folgender Mischung)
Vinyl-terminales Diphenylsiloxan-Dimethylsiloxan-Kopolymer: 94,92 Gew.-%

Aushärtungskatalysator: SIP6831.2:	0,08 Gew.-%
Vernetzungsmittel: HMS-301:	5,00 Gew.-%
Brechungsindex 1,53

[Beispiel 2]

Nanoteilchen: Titanoxid P25
Teilchengröße 21 nm, Brechungsindex 2,50,
Energie der verbotenen Bandbreite 3,2 eV
Bindemittel: Vinylsilikonverbindung
(thermisch verbundene Substanz aus folgender Mischung)
Vinyl-terminales Diphenylsiloxan-Dimethylsiloxan-Kopolymer: 94,92 Gew.-%

[Vergleichsbeispiel 1]

Nanoteilchen: nicht vorhanden
Bindemittel: Vinylsilikonverbindung
(thermisch verbundene Substanz aus folgender Mischung)
Vinyl-terminales Diphenylsiloxan-Dimethylsiloxan-Kopolymer: 94,92 Gew.-%

[Vergleichsbeispiel 2]

Nanoteilchen: SilikatAEROSIL380
Teilchengröße 7 nm, Brechungsindex 1,45,
Energie der verbotenen Bandbreite 6,2 eV
Bindemittel: Vinylsilikonverbindung
(thermisch verbundene Substanz aus folgender Mischung)
Vinyl-terminales Diphenylsiloxan-Dimethylsiloxan-Kopolymer: 94,92 Gew.-%

[Vergleichsbeispiel 3]

Nanoteilchen: SilikatAEROSIL380
Teilchengröße 7 nm, Brechungsindex 1,45,
Energie der verbotenen Bandbreite 6,2 eV
Bindemittel: LED-Epoxydichtungsmaterial NT-8405 (hergestellt von NITTO DENKO CORPORATION)
Brechungsindex 1,53

Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften der Beispiele 1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3.
Wie aus Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 hervorgeht, ist Beispiel 1 nützlich, da der Brechungsindex zwischen der Bindemittelzusammensetzung und dem Lichtemitterdiodenelement durch Hinzufügen der Nanoteilchen niedriger wird, und der Transmissionsgrad für Licht, das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugt wird, auf 90% bleibt.
Wie aus den Beispielen 1 und 2 hervorgeht, wird dann, wenn der Brechungsindex der Nanoteilchen höher eingestellt ist als der Brechungsindex des Bindemittels, das Reflexionsvermögen verringert, so dass die Beispiele 1 und 2 nützlich sind.
Da jedoch bei den Vergleichsbeispielen 2 und 3 Nanoteilchen verwendet werden, deren Brechungsindex niedriger ist als jener des Bindemittels, wird im Vergleich zum Brechungsindex und Reflexionsindex der Bindemittelzusammensetzung zum Vergleichsbeispiel 1 der Brechungsindex niedriger, und der Reflexionsindex höher.
[Beispiel 3]

Nanoteilchen: Aluminiumoxid C
Teilchengröße 13 nm, Brechungsindex 1,77,
Energie der verbotenen Bandbreite 8,3 eV
Bindemittel: Dimethylsilikonverbindung (hergestellt von GELEST, INC.)
(thermisch verbundene Substanz aus folgender Mischung)

Vinyl-terminales Dimethylsiloxanpolymer:	94,92 Gew.-%
Aushärtungskatalysator: SIP6831.2:	0,08 Gew.-%
Vernetzungsmittel: HMS-301:	5,00 Gew.-%
Brechungsindex 1,40

[Beispiel 4]

Nanoteilchen: Aluminiumoxid C
Teilchengröße 13 nm, Brechungsindex 1,77,
Energie der verbotenen Bandbreite 8,3 eV
Bindemittel: Polymethylsilsesquioxan (hergestellt von GELEST, INC.)
Brechungsindex 1,42

[Beispiel 5]

Nanoteilchen: Aluminiumoxid C
Teilchengröße 13 nm, Brechungsindex 1,77,
Energie der verbotenen Bandbreite 8,3 eV
Bindemittel: Silikonverbindung (thermisch verbundene Substanz aus folgender Mischung)

Tetramethoxysilan:	84 Gew.-%
0,1 N-Salzsäure:	16 Gew.-%
Brechungsindex 1,41

[Beispiel 6]

Nanoteilchen: Aluminiumoxid C
Teilchengröße 130 nm, Brechungsindex 1,77,
Energie der verbotenen Bandbreite 8,3 eV
Bindemittel: Dimethylsilikonverbindung (thermisch verbundene Substanz aus folgender Mischung)

[Vergleichsbeispiel 4]

Nanoteilchen: Titanoxid P25
Teilchengröße 21 nm, Brechungsindex 2,50,
Energie der verbotenen Bandbreite 3,2 eV
Bindemittel: Dimethylsilikonverbindung (hergestellt von GELEST, INC.)
(thermisch verbundene Substanz aus folgender Mischung)

Dimethylsiloxanpolymer:	94,92 Gew.-%
Aushärtungskatalysator: SIP6831.2:	0,08 Gew.-%
Vernetzungsmittel: HMS-301:	5,00 Gew.-%
Brechungsindex 1,40

[Vergleichsbeispiel 5]

Nanoteilchen: Aluminiumoxid C
Teilchengröße 13 nm, Brechungsindex 1,77,
Energie der verbotenen Bandbreite 3,2 eV
Bindemittel: Phenylsilikonverbindung
(thermisch verbundene Substanz aus folgender Mischung)
Vinyl-terminales Diphenylsiloxandimethylsilixankopolymer: 94,92 Gew.-%

[Vergleichsbeispiel 6]

Nanoteilchen: Aluminiumoxid C
Teilchengröße 13 nm, Brechungsindex 1,77,
Energie der verbotenen Bandbreite 3,2 eV
Bindemittel: LED-Epoxydichtungsmaterial NT-8405 (hergestellt von NITTO DENKO CORPORATION)
Brechungsindex 1,53

Bei den Beispielen 3 bis 6 und den Vergleichsbeispielen 4 bis 6 wurde die Bewertung unter der Annahme vorgenommen, dass die Probe bei einem Halbleiterlichtemitterelement zum Aussenden von Ultraviolettlicht eingesetzt wurde. Ein Lichtbeständigkeitsversuch wurde unter der Vorhersage durchgeführt, dass eine Lichtbeeinträchtigung der Teile infolge des Ultraviolettlichtes beträchtlich sein würde. Tabelle 2 zeigt Eigenschaften der Beispiele 3 bis 6 und der Vergleichsbeispiele 4 bis 6.
Bei dem Lichtbeständigkeitsversuch wurde in dem Zustand, in welchem die Probe mit Ultraviolettlicht mit einer Wellenlänge von 360 nm und einer Beleuchtungsstärke von 10 W/cm² bestrahlt wurde, der lineare Lichttransmissionsgrad bei 360 nm gemessen, und wurde die Aufrechterhaltungszeit von weniger als 70%, verglichen mit der Anfangsstufe der Lichtbestrahlung, als die Lebensdauer angesehen.
Bei den Vergleichsbeispielen 5 und 6 ist dann, wenn die Probe bei einem Halbleiterlichtemitterelement zum Aussenden von blauem Licht eingesetzt wurde, das Reflexionsvermögen niedrig, was vorzuziehen ist. Beim Vergleichsbeispiel 5 wurde, wenn die Probe bei einem Halbleiterlichtemitterelement zum Aussenden von Ultraviolettlicht eingesetzt wurde, der lineare Lichttransmissionsgrad durch Absorption von Licht verringert, das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugt wird, da die Energie der verbotenen Bandbreite der Nanoteilchen so niedrig wie 3,54 eV war.
Beim Vergleichsbeispiel 6 war der Brechungsindex des Bindemittels gleich 1,53, und wurde das Reflexionsvermögen niedrig, jedoch zersetzte sich das Bindemittel durch Absorption von Ultraviolettlicht, da das Bindemittel einen aromatischen Substituenten enthielt. Dies führte dazu, dass die Lebensdauer beim Lichtbeständigkeitstest extrem verkürzt wurde.
Die Beispiele 3 bis 5 zeichneten sich zusätzlich zu den Beispielen 1 und 2 dadurch aus, dass die Energie der verbotenen Bandbreite nicht niedriger war als 3,54 eV und/oder der Brechungsindex des Bindemittels nicht höher als 1,5. Bei den Beispielen 3 bis 5 können langlebige Lichtemittermodule mit hohem Wirkungsgrad bereitgestellt werden.
Weiterhin werden beim Beispiel 6 Nanoteilchen mit größerem Durchmesser als jenem der Nanoteilchen beim Beispiel 3 verwendet. Es findet eine Aggregation der Nanoteilchen durch gegenseitige Adhäsion der Teilchen statt. Daher werden normalerweise die Teilchen dispergiert, beispielsweise durch einen Homogenisierapparat, eine Kugelmühle oder einen Überschall-Homogenisierapparat. Beim Beispiel 6 werden die Nanoteilchen in einem solchen Zustand eingesetzt, dass die Dispersion auf halbem Wege unterbrochen wird, und eine geringe Aggregation der Teilchen stattfindet. Der Teilchendurchmesser wird durch eine dynamische Lichtstreuteilchenverteilungsmessung gemessen, und der Medianwert des Durchmessers wird als Teilchendurchmesser angesehen. Offensichtlich ist Beispiel 6 besser als die Vergleichsbeispiele 5 bis 7 in bezug auf die Untersuchung der Lichtbeständigkeit. Da der Teilchendurchmesser beim Beispiel 6 größer ist als beim Beispiel 3, tritt eine Lichtstreuung auf, und wird der lineare Lichttransmissionsgrad kaum verringert.

Claims

Lichtquellenmodul (100) zur Erzeugung von Licht, wobei vorgesehen sind: ein Halbleiterlichtemitterelement (102), das so betreibbar ist, dass es Licht erzeugt; ein Nanoteilchen (602), dessen Durchmesser kleiner ist als die Hälfte der Wellenlänge des von dem Lichtquellenmodul (100) erzeugten Lichtes; eine fluoreszierende Substanz (604) zur Erzeugung sichtbaren Lichtes entsprechend dem Licht, das von dem Halbleiterlichtemitterelement (102) erzeugt wird; und ein schichtförmiges Bindemittel (606), welches eine Lichtaussendeoberfläche des Halbleiterlichtemitterelementes (102) abdeckt, und das Nanoteilchen (602) und die fluoreszierende Substanz (604) festhält, wobei der Brechungsindex des Nanoteilchens (602) größer ist als der Brechungsindex des Bindemittels (606), wobei der Brechungsindex des Bindemittels (606) kleiner oder gleich 1,5 ist, und der Brechungsindex des Halbleiterlichtemitterelements (102) etwa 1,7 bis 2,5 beträgt, und wobei das Halbleiterlichtemitterelement Ultraviolettlicht erzeugt, die fluoreszierende Substanz sichtbares Licht entsprechend dem ultravioletten Licht erzeugt, das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugt wird, und das Bindemittel aus Fluorkohlenstoffharz oder Silikonharz besteht.
Lichtquellenmodul (100) zur Erzeugung von Licht, wobei vorgesehen sind: ein Halbleiterlichtemitterelement (102), das so betreibbar ist, dass es Licht erzeugt; ein Nanoteilchen (602), dessen Durchmesser kleiner ist als die Hälfte der Wellenlänge des von dem Lichtquellenmodul (100) erzeugten Lichtes; eine fluoreszierende Substanz (604) zur Erzeugung sichtbaren Lichtes entsprechend dem Licht, das von dem Halbleiterlichtemitterelement (102) erzeugt wird; und ein schichtförmiges Bindemittel (606), welches eine Lichtaussendeoberfläche des Halbleiterlichtemitterelementes (102) abdeckt, und das Nanoteilchen (602) und die fluoreszierende Substanz (604) festhält, wobei der Brechungsindex des Nanoteilchens (602) größer ist als der Brechungsindex des Bindemittels (606), wobei der Brechungsindex des Bindemittels (606) kleiner oder gleich 1,5 ist, und der Brechungsindex des Halbleiterlichtemitterelements (102) etwa 1,7 bis 2,5 beträgt, und wobei das Halbleiterlichtemitterelement Ultraviolettlicht erzeugt, die fluoreszierende Substanz sichtbares Licht entsprechend dem Ultraviolettlicht erzeugt, das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugt wird, das Bindemittel aus Silsesquioxanharz besteht, und eine Seitenkette des Silsesquioxanharzes ein einzelner Substituent oder mehrere Substituenten ist, wobei der Substituent zumindest einer aus einer Gruppe nicht-aromatischer Substituenten ist.
Lichtquellenmodul (100) zur Erzeugung von Licht, wobei vorgesehen sind: ein Halbleiterlichtemitterelement (102), das so betreibbar ist, dass es Licht erzeugt; ein Nanoteilchen (602), dessen Durchmesser kleiner ist als die Hälfte der Wellenlänge des von dem Lichtquellenmodul (100) erzeugten Lichtes; eine fluoreszierende Substanz (604) zur Erzeugung sichtbaren Lichtes entsprechend dem Licht, das von dem Halbleiterlichtemitterelement (102) erzeugt wird; und ein schichtförmiges Bindemittel (606), welches eine Lichtaussendeoberfläche des Halbleiterlichtemitterelementes (102) abdeckt, und das Nanoteilchen (602) und die fluoreszierende Substanz (604) festhält, wobei der Brechungsindex des Nanoteilchens (602) größer ist als der Brechungsindex des Bindemittels (606), wobei der Brechungsindex des Bindemittels (606) kleiner oder gleich 1,5 ist, und der Brechungsindex des Halbleiterlichtemitterelements (102) etwa 1,7 bis 2,5 beträgt, und wobei das Halbleiterlichtemitterelement Ultraviolettlicht erzeugt, die fluoreszierende Substanz sichtbares Licht entsprechend dem Ultraviolettlicht erzeugt, das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugt wird, das Bindemittel einen Monomerbestandteil einer Silikonverbindung enthält, die durch die chemische Formel: R_(4-n)-SiX_n repräsentiert wird; wobei R ein Substituent ist, der ein H-Atom oder ein Atom aus der Gruppe F, B, N, Al, P, Si, Ge oder Ti enthält, oder eine organische Gruppe mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen, X eine hydrolytische Gruppe ist, und n eine positive ganze Zahl von 0 bis 4 ist; und der Anteil an Monomerbestandteil, welcher der Silikonverbindung entspricht, die durch die chemische Formel bei n = 3 bis 4 repräsentiert wird, 20 Gew.-% oder mehr beträgt.
Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Nanoteilchens (602) kleiner oder gleich 100 nm ist.
Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie der verbotenen Bandbreite des Nanoteilchens (602) größer oder gleich 3,54 eV ist.
Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch ein Dichtungsteil (108) aus einem für sichtbares Licht durchlässigen Material, wobei das Dichtungsteil (108) die Nanoteilchen (602) festhält, und das Bindemittel (606) und das Halbleiterlichtemitterelement (102) abdeckt, um so das Bindemittel und das Halbleiterlichtemitterelement abzudichten.
Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluorkohlenstoffharz als zumindest ein Mitglied der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen-Kopolymer (FEP), Tetrafluoroethylen, Perfluoroalkylvinyläther-Kopolymer (PFA), Polychlorotrifluoroethylen (PCTFE), Polyvinylfluoridethylen, Tetrafluoroethylen-Kopolymer (ECTFE), Vinylidenfluorid (VDF), Hexafluoropropylen (HFP), Pentafluoropropylen (PFP), Perfluoromethylvinyläther (PFMVE).
Lichtquellenmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Silsesquioxanharz ausgewählt ist aus zumindest entweder [RSiO_3/2]n oder [RSi(OH)O_2/2]m[RSiO_3/2]n, wobei R ein Substituent mit Ausnahme eines aromatischen Substituenten ist, und m und n positive ganze Zahlen sind.
Lichtquellenmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Substituent ausgewählt ist aus zumindest entweder einer Alkylgruppe, einer Aminogruppe, einer Carboxylgruppe, und Halogen.
Lichtquellenmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonverbindung ausgewählt ist als zumindest ein Mitglied folgender Gruppe: Tetramethoxysilan Si(OCH₃)₄, Tetraethoxysilan Si(OC₂H₅)₄, Trimethoxysilan HSi(OCH₃)₃, Triethoxysilan HSi(OC₂H₅)₃, Methyltrichlorosilan CH₃SiCl₃, Ethyltrichlorosilan C₂H₅SiCl₃, (CH₂Cl)SiCl₃, C₆H₅SiCl₃, SiCl₄, HSiCl₃, CF₃C₂H₄SiCl₃, Vinyltriethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropyltrimethoxisilan, 2-(3,4-Epoxycyclohexyl)Ethyltrimethoxysilan, N-2(Aminoethyl)-3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan und 3-Chloropropyltrimethoxysilan.
Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Nanoteilchen als zumindest ein Mitglied aus folgender Gruppe ausgewählt ist: Aluminiumoxid, Antimontrioxid, Berylliumoxid, Hafniumdioxid, Lanthanoxid, Magnesiumoxid, Scandiumoxid, Siliziumdioxid, Siliziumtrioxid, Tantalpentaoxid, Titandioxid, Thoriumoxid, Yttriumoxid, Zirkoniumdioxid, Bismuthtrifluorid, Ceriumfluorid, Lanthanfluorid, Bleifluorid, Neodymfluorid, Natriumfluorid, Calciumfluorid, Chiolyt, Cryolit, Lithiumfluorid, Magnesiumfluorid, Bleichlorid und Bleitellurid.
Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die fluoreszierende Substanz Licht mit einer komplementären Farbe zu jener des Lichtes erzeugt, das von dem Halbleiterlichtemitterelement erzeugt wird.
Lichtquellenmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex des Nanoteilchens (602) größer ist als der Brechungsindex des Dichtungsteils (108).
Vordere Leuchte (10) für Fahrzeuge, bei welcher ein Lichtquellenmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche vorgesehen ist.