JP2010141273A - 発光モジュール、発光モジュールの製造方法、および灯具ユニット - Google Patents

発光モジュール、発光モジュールの製造方法、および灯具ユニット Download PDF

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Abstract

【課題】出射面側に電極が設けられた発光素子を採用した場合においても、簡略な工程で製造可能な発光モジュールを提供する。
【解決手段】発光モジュール４０において、半導体発光素子４８は、発光のための電流が供給される電極５４が発光面上に設けられる。光波長変換部材５２は板状に形成されると共に発光面上に取り付けられ、半導体発光素子４８が発する光を波長変換して出射する。光波長変換部材５２は、発光面上に取り付けられたときに電極５４の少なくとも一部が外部空間に向かって半導体発光素子４８の発光面と垂直に連通するよう、切り欠き部５２ａが形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光モジュールおよびその製造方法、発光モジュールを備える灯具ユニットに関する。
近年、高寿命化や消費電力低減などを目的として、車両前方に光を照射する灯具ユニットなど強い光を照射するための光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子を有する発光モジュールを用いる技術の開発が進められている。しかし、このような用途で用いるためには発光モジュールに高輝度や高光度が求められることになる。このため、例えば白色光の取り出し効率を向上させるべく、主として青色光を発光する発光素子と、青色光により励起されて主として黄色光を発光する黄色系蛍光体と、発光素子から青色光を透過させ、黄色系蛍光体からの黄色光以上の波長の光を反射する青色透過黄色系反射手段と、を備える照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、例えば変換効率を増大させるべく、発光層によって放出された光の経路内に配置されたセラミック層を備える構造体が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７−５９８６４号公報 特開２００６−５３６７号公報
ＬＥＤなどの発光素子は、出射面側に電極が設けられ、この電極にＡｕワイヤなどがボンディングされる場合がある。このような場合、ボンディングされたワイヤを引き回すために、電極の少なくとも一部と外部空間とが連通している必要がある。一方、ＬＥＤの用途は近年において益々広がりを見せており、ＬＥＤを含む発光モジュールの生産数増加に適切に対応することが強く求められている。このため、ＬＥＤを含む発光モジュールの製造工程の簡略化は、当該技術分野における重要な課題となっている。
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、出射面側に電極が設けられた発光素子を採用した場合においても、簡略な工程で製造可能な発光モジュールを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の発光モジュールは、発光のための電流が供給される導電部が発光面上に設けられた発光素子と、発光面上に取り付けられ、発光素子が発する光を波長変換して出射する板状の光波長変換部材と、を備える。光波長変換部材は、発光面上に取り付けられたときに導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう形成される。
この態様によれば、板状の光波長変換部材を予めこのように形成しておくことで、光波長変換部材を半導体発光素子の上方に配置したときにも導通部を適切に外部空間に連通させることができ、導通部に接合された導電性ワイヤなどを外部空間に容易に引き回すことができる。このため、出射面側に電極が設けられた発光素子を採用した場合においても、例えば半導体発光素子の出射面側に粉状の光波長変換部材を積層するような場合に比べて簡略な工程で発光モジュールを製造することができる。
光波長変換部材は、発光面上に取り付けられたときに導電部の少なくとも一部が外部空間に発光面と垂直に連通するよう形成されてもよい。この態様によっても、導通部を適切に外部空間に連通させることができ、導通部に接合された導電性ワイヤなどを外部空間に容易に引き回すことができる。
光波長変換部材は、発光面上に取り付けられたときに導電部の少なくとも一部が外部空間に発光面と平行に連通するよう形成される。この態様によっても、導通部を適切に外部空間に連通させることができ、導通部に接合された導電性ワイヤなどを外部空間に容易に引き回すことができる。なお、光波長変換部材は、入射面のコーナー部または縁部の一部が、出射面まで貫通しないよう切り欠かれた切り欠き部が設けられてもよい。
光波長変換部材は、発光面上に取り付けられたときに導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう開口部または切り欠きが設けられてもよい。この切り欠き部は、光波長変換部材のコーナー部に設けられてもよく、光波長変換部材の縁部の一部が凹むように設けられてもよい。この態様によれば、導電部と外部空間とを簡易に連通させることができる。
本発明の別の態様は、発光モジュールの製造方法である。この方法は、発光のための電流が供給される導電部が発光面上に設けられた発光素子の発光面上に取り付けられたときに導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう、発光素子が発する光の波長を変換する光波長変換部材を形成する工程と、導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう、光波長変換部材を発光面上に取り付ける工程と、を備える。
この態様によれば、光波長変換部材を発光面上に取り付ける工程の前に、光波長変換部材を形成するこのような工程を置くことで、光波長変換部材を半導体発光素子の上方に配置したときにも導通部を簡易に外部空間に連通させることができる。このため、例えば半導体発光素子の出射面側に粉状の光波長変換部材を積層するような場合に比べて、発光モジュールの製造工程を簡略化することができる。
光波長変換部材を形成する工程は、発光素子が発する光の波長を変換する光波長変換材料によって光波長変換部材より面積の大きい板状に形成されると共に開口部が形成された資材を設ける工程と、切断面が開口部を含むよう資材を切断することにより、発光素子の発光面上に取り付けられたときに開口部の一部を形成していた部分によって導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう光波長変換部材を形成する工程と、を含んでもよい。
この態様によれば、このような資材を切断することで、発光面上に取り付けられたときに導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう光波長変換部材に切り欠きを設けることができる。このため、光波長変換部材を一つ一つ加工する場合に比べ、光波長変換部材の製造工程を簡略化することができる。
本発明のさらに別の態様は、灯具ユニットである。この灯具ユニットは、発光のための電流が供給される導電部が発光面上に設けられた発光素子と、発光面上に取り付けられ、発光素子が発する光を波長変換して出射する板状の光波長変換部材と、を有する発光モジュールと、発光モジュールから出射された光を集光する光学部材と、を備える。光波長変換部材は、発光面上に取り付けられたときに導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう形成される。
この態様によれば、簡易な製造工程によって製造された発光モジュールを利用して灯具ユニットを製造することができる。このため、低コストの灯具ユニットを提供することが可能となる。
本発明によれば、出射面側に電極が設けられた発光素子を採用した場合においても、簡略な工程で製造可能な発光モジュールを提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る車両用前照灯１０の構成を示す断面図である。車両用前照灯１０は、灯具ボディ１２、前面カバー１４、および灯具ユニット１６を有する。以下、図１において左側を灯具前方、右側を灯具後方として説明する。また、灯具前方にみて右側を灯具右側、左側を灯具左側という。図１は、灯具ユニット１６の光軸を含む鉛直平面によって切断された車両用前照灯１０を灯具左側から見た断面を示している。なお、車両用前照灯１０が車両に装着される場合、車両には互いに左右対称に形成された車両用前照灯１０が車両左前方および右前方のそれぞれに設けられる。図１は、左右いずれかの車両用前照灯１０の構成を示している。
灯具ボディ１２は開口を有する箱状に形成される。前面カバー１４は透光性を有する樹脂またはガラスによって椀状に形成される。前面カバー１４は、縁部が灯具ボディ１２の開口部に取り付けられる。こうして、灯具ボディ１２と前面カバー１４とによって覆われる領域に灯室が形成される。
灯室内には、灯具ユニット１６が配置される。灯具ユニット１６は、エイミングスクリュー１８によって灯具ボディ１２に固定される。下方のエイミングスクリュー１８はレベリングアクチュエータ２０が作動することにより回転するよう構成されている。このため、レベリングアクチュエータ２０を作動させることで、灯具ユニット１６の光軸を上下方向に移動することが可能となっている。
灯具ユニット１６は、投影レンズ３０、支持部材３２、リフレクタ３４、ブラケット３６、発光モジュール基板３８、および放熱フィン４２を有する。投影レンズ３０は、灯具前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後方焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方に投影する。支持部材３２は、投影レンズ３０を支持する。発光モジュール基板３８には発光モジュール４０が設けられている。リフレクタ３４は、発光モジュール４０からの光を反射して、投影レンズ３０の後方焦点面に光源像を形成する。このようにリフレクタ３４および投影レンズ３０は、発光モジュール４０が発した光を灯具前方に向けて集光する光学部材として機能する。放熱フィン４２は、ブラケット３６の後方側の面に取り付けられ、主に発光モジュール４０が発した熱を放熱する。
支持部材３２には、シェード３２ａが形成されている。車両用前照灯１０はロービーム用光源として用いられ、シェード３２ａは、発光モジュール４０から発せられリフレクタ３４にて反射した光の一部を遮ることで、車両前方においてロービーム用配光パターンにおけるカットオフラインを形成する。ロービーム用配光パターンは公知であることから説明を省略する。
図２は、第１の実施形態に係る発光モジュール基板３８の構成を示す図である。発光モジュール基板３８は、発光モジュール４０、基板４４、および透明カバー４６を有する。基板４４はプリント配線基板であり、上面に発光モジュール４０が取り付けられている。発光モジュール４０は、無色の透明カバー４６によって覆われている。
発光モジュール４０は、半導体発光素子４８、中間部材５０、および光波長変換部材５２が積層されるよう設けられている。具体的には、半導体発光素子４８が基板４４上に直接取り付けられ、この上に中間部材５０、光波長変換部材５２の順に積層されている。
図３は、第１の実施形態に係る発光モジュール４０の構成を示す斜視図である。半導体発光素子４８は、ＬＥＤ素子によって構成される。第１の実施形態では、半導体発光素子４８として、青色の波長の光を主として発する青色ＬＥＤが採用されている。具体的には、半導体発光素子４８は、ＩｎＧａＮ系半導体層を結晶成長させることにより形成されるＩｎＧａＮ系ＬＥＤ素子によって構成されている。半導体発光素子４８は、例えば１ｍｍ角のチップとして形成され、発する青色光の中心波長は４７０ｎｍとなるよう設けられている。なお、半導体発光素子４８の構成や発する光の波長が上述したものに限られないことは勿論である。
第１の実施形態に係る半導体発光素子４８は、垂直チップタイプのものが採用されている。この垂直チップタイプの半導体発光素子は、基板に取り付けられる側の面にｎ型電極が形成され、その上にｎ型半導体、ｐ型半導体、さらにｐ型電極が積層されて構成される。したがって、半導体発光素子４８の上面、すなわち発光面側には導電体のｐ型電極である電極５４が設けられている。このような半導体発光素子４８は公知であるため、これ以上の説明を省略する。なお、半導体発光素子４８が垂直チップタイプのものに限られないことは勿論である。
この電極５４には、Ａｕワイヤ５６がボンディングされる。このＡｕワイヤ５６を通じて、発光に必要な電流が電極５４に供給される。なお、Ａｕワイヤ５６に代えて、例えばアルミワイヤ、銅箔、またはアルミリボンワイヤなどが用いられてもよい。
光波長変換部材５２は、いわゆる発光セラミック、または蛍光セラミックと呼ばれるものであり、青色光によって励起される蛍光体であるＹＡＧ（Yttrium Alminum Garnet）粉末を用いて作成されたセラミック素地を焼結することにより得ることができる。このような光波長変換セラミックの製造方法は公知であることから詳細な説明は省略する。
こうして得られた光波長変換部材５２は、半導体発光素子４８が主として発する青色光の波長を変換して黄色光を出射する。このため、発光モジュール４０からは、光波長変換部材５２をそのまま透過した青色光と、光波長変換部材５２によって波長が変換された黄色光との合成光が出射する。こうして白色の光を発光モジュール４０から発することが可能となる。
また、光波長変換部材５２には、透明なものが採用されている。第１の実施形態において「透明」とは、変換波長域の光の全光線透過率が４０％以上のことを意味するものとする。発明者の鋭意なる研究開発の結果、変換波長域の光の全光線透過率が４０％以上の透明な状態であれば、光波長変換部材５２による光の波長を適切に変換できると共に、光波長変換部材５２を通過する光の光度の減少も適切に抑制できることが判明した。したがって、光波長変換部材５２をこのように透明な状態にすることによって、半導体発光素子４８が発する光をより効率的に変換することができる。
また、光波長変換部材５２はバインダーレスの無機物で構成され、バインダーなどの有機物を含有する場合に比べて耐久性の向上が図られている。このため、例えば発光モジュール４０に１Ｗ（ワット）以上の電力を投入することが可能となっており、発光モジュール４０が発する光の輝度および光度を高めることが可能となっている。
なお、半導体発光素子４８は青以外の波長の光を主として発するものが採用されてもよい。この場合も、光波長変換部材５２には、半導体発光素子４８が発する主とする光の波長を変換するものが採用される。なお、光波長変換部材５２は、この場合においても半導体発光素子４８が主として発する波長の光と組み合わせることにより白色または白色に近い色の波長の光となるよう、半導体発光素子４８が発する光の波長を変換してもよい。
中間部材５０は、半導体発光素子４８が発した光が光波長変換部材５２に円滑に入射するよう、光波長変換部材５２よりも低い屈折率を有する材料によって形成される。中間部材５０は、例えば接着剤など、粘性または柔軟性のある材料が半導体発光素子４８の発光面と光波長変換部材５２の入射面との間に挟まれた後に固化することによって形成される。
光波長変換部材５２は、半導体発光素子４８の発光面の形状と同様の矩形の外形を有する板状に形成される。半導体発光素子４８は、発光のための電流が供給される電極５４が発光面上のコーナー部に設けられる。光波長変換部材５２には、入射面から出射面に貫通する矩形の切り欠き部５２ａがコーナー部に設けられる。これにより、光波長変換部材５２が半導体発光素子４８の発光面上に取り付けられたときに、電極５４の一部が外部空間に向かって半導体発光素子４８の発光面に垂直に連通し、Ａｕワイヤ５６の引き回しが容易となる。
発光モジュール４０を製造する場合、まず、半導体発光素子４８の発光面よりも大きな面積を有する光波長変換材料による資材をダイシングによって矩形に切断する。次に、コーナー部をレーザー加工などによって切断して切り欠き部５２ａを設け、光波長変換部材５２を形成する。なお、加工方法はレーザー加工に限定されないことは勿論であり、例えばウォーターカッター、成型によるプリフォーム形成、エッチング、ドリル加工、ワイヤソーなどの加工方法が採用されてもよい。
Ａｕワイヤ５６は、光波長変換部材５２が半導体発光素子４８の発光面上方に配置される前に電極５４にボンディングされる。このため、半導体発光素子４８の発光面上方に広いスペースを確保することができ、Ａｕワイヤ５６を容易にボンディングすることが可能となる。なお、光波長変換部材５２を半導体発光素子４８の発光面上方に取り付けた後にＡｕワイヤ５６を電極５４にボンディングしてもよい。
次に固化前の中間部材５０が入射面に塗布された状態で、光波長変換部材５２を半導体発光素子４８の発光面上に取り付ける。このとき、電極５４の上方に切り欠き部５２ａが位置して電極５４の一部が外部空間に連通するように光波長変換部材５２を配置する。こうして、中間部材５０を介して光波長変換部材５２が半導体発光素子４８の発光面に固定される。このように予め光波長変換部材５２に切り欠き部５２ａを設けることによって、例えば粉状の蛍光材料を半導体発光素子４８の発光面に積層する場合に比べ、簡易な工程で発光モジュールを製造することが可能となる。
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る発光モジュール８０の構成を示す斜視図である。なお、発光モジュール４０に代えて発光モジュール８０が設けられる以外は、車両用前照灯１０の構成は第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
発光モジュール８０は、半導体発光素子４８の発光面に、中間部材８２を介して光波長変換部材８４が取り付けられることによって構成される。中間部材８２の材質は上述の中間部材５０と同様であり、光波長変換部材８４の材質は上述の光波長変換部材５２と同様である。半導体発光素子４８の発光面側には、発光のための電流が供給される電極８６が設けられ、この電極８６にＡｕワイヤ８８がボンディングされる。第２の実施形態では、電極８６は、その外縁が半導体発光素子４８の発光面の外縁略中央と重なるよう設けられる。
光波長変換部材８４は、半導体発光素子４８の発光面の形状と同様の矩形の外形を有する板状に形成される。光波長変換部材８４もまた、発光面上に取り付けられたときに電極８６の一部が外部空間に向かって半導体発光素子４８の発光面と垂直に連通するよう形成される。具体的には、光波長変換部材８４には、縁部の一部が凹むように形成されることにより入射面から出射面に貫通する矩形の切り欠き部８４ａが縁部の途中に設けられる。この切り欠き部８４ａは、発光面上に取り付けられたときに電極８６の一部が外部空間に露出する位置に設けられる。このような切り欠き部８４ａが設けられることにより、電極８６にボンディングされるＡｕワイヤ８８の引き回しを容易にしている。
発光モジュール８０を製造する場合、まず、第１の実施形態と同様に、半導体発光素子４８の発光面よりも大きな面積を有する光波長変換材料による資材をダイシングによって矩形に切断する。次に、縁部の途中の部分をレーザー加工などによって切断して光波長変換部材８４に切り欠き部８４ａを設ける。
Ａｕワイヤ８８は、光波長変換部材８４が配置される前に電極８６にボンディングされる。次に固化前の中間部材８２が入射面に塗布された状態で、光波長変換部材８４を半導体発光素子４８の発光面上に取り付ける。このとき、電極８６の上方に切り欠き部８４ａが位置して電極８６の一部が外部空間に連通するように光波長変換部材８４を配置する。こうして、中間部材８２を介して光波長変換部材８４が半導体発光素子４８の発光面に固定される。このような態様によっても、簡易な工程で発光モジュールを製造することが可能となる。なお、光波長変換部材８４を半導体発光素子４８の発光面上方に取り付けた後にＡｕワイヤ８８を電極８６にボンディングしてもよい。
（第３の実施形態）
図５（ａ）は、第３の実施形態に係る発光モジュール１００の構成を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、発光モジュール１００を図５（ａ）に示す断面Ｓ１で切断したときの断面図である。なお、発光モジュール４０に代えて発光モジュール１００が設けられる以外は、車両用前照灯１０の構成は第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
発光モジュール１００は、半導体発光素子４８の発光面に、中間部材１０２を介して光波長変換部材１０４が取り付けられることによって構成される。中間部材１０２の材質は上述の中間部材５０と同様であり、光波長変換部材１０４の材質は上述の光波長変換部材５２と同様である。半導体発光素子４８の発光面側には、発光のための電流が供給される電極１０８が設けられ、この電極１０８にＡｕワイヤ１０６がボンディングされる。第２の実施形態では、電極１０８は、その外縁が半導体発光素子４８の外縁と重ならないよう、半導体発光素子４８の外縁から僅かに中央寄りに設けられる。
光波長変換部材１０４は、半導体発光素子４８の発光面の形状と同様の矩形の外形を有する板状に形成される。光波長変換部材１０４もまた、発光面上に取り付けられたときに電極１０８の一部が外部空間に向かって半導体発光素子４８の発光面と垂直に連通するよう形成される。具体的には、光波長変換部材１０４には、入射面から出射面に貫通する円形の開口部１０４ａが設けられる。この開口部１０４ａは、光波長変換部材１０４が半導体発光素子４８の発光面上に取り付けられたときに電極１０８の一部が外部空間に連通する位置に設けられる。また、開口部１０４ａは、光波長変換部材１０４の入射面から出射面に近づくにしたがって徐々に径が大きくなるように形成される。このような開口部１０４ａが設けられることにより、電極１０８にボンディングされるＡｕワイヤ１０６の引き回しを容易にしている。
発光モジュール１００を製造する場合、まず、第１の実施形態と同様に、半導体発光素子４８の発光面よりも大きな面積を有する光波長変換材料による資材をダイシングによって矩形に切断する。次に、レーザー加工などによって開口部１０４ａを設け、光波長変換部材１０４を形成する。
Ａｕワイヤ１０６は、光波長変換部材１０４が配置される前に電極１０８にボンディングされる。次に固化前の中間部材１０２が入射面に塗布された状態で、光波長変換部材１０４を半導体発光素子４８の発光面上に取り付ける。このとき、まずすでにボンディングされた電極１０８を開口部１０４ａに通してから、電極１０８の上方に開口部１０４ａが位置して電極１０８の一部が外部空間に連通するように光波長変換部材１０４を配置する。こうして、中間部材１０２を介して光波長変換部材１０４が半導体発光素子４８の発光面に固定される。このような態様によっても、簡易な工程で発光モジュールを製造することが可能となる。なお、光波長変換部材１０４を半導体発光素子４８の発光面上方に取り付けた後にＡｕワイヤ１０６を電極１０８にボンディングしてもよい。
（第４の実施形態）
I


図６（ａ）は、第４の実施形態に係る発光モジュール１２０の構成を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、発光モジュール１２０を図６（ａ）に示す断面Ｓ２で切断したときの断面図である。なお、発光モジュール４０に代えて発光モジュール１２０が設けられる以外は、車両用前照灯１０の構成は第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
発光モジュール１２０は、半導体発光素子４８の発光面に、中間部材１２２を介して光波長変換部材１２４が取り付けられることによって構成される。中間部材１２２の材質は上述の中間部材５０と同様であり、光波長変換部材１２４の材質は上述の光波長変換部材５２と同様である。半導体発光素子４８の発光面側には、発光のための電流が供給される電極１２８が設けられる。第２の実施形態では、電極１２８は、その外縁が半導体発光素子４８の外縁と重ならないよう、半導体発光素子４８の外縁から僅かに中央寄りに設けられる。
光波長変換部材１２４は、半導体発光素子４８の発光面の形状と同様の矩形の外形を有する板状に形成される。光波長変換部材１２４には、入射面から出射面に貫通する円形の開口部１２４ａが設けられる。この開口部１２４ａは、光波長変換部材１２４が半導体発光素子４８の発光面上に取り付けられたときに電極１２８の一部が外部空間に連通する位置に設けられる。
しかし、第４の実施形態では、この開口部１２４ａには、導電性部材１３０が充填される。導電性部材１３０には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、またははんだ、鉛（Ｐｂ）フリーはんだなどが採用される。このように導電性部材１３０を開口部１２４ａに充填することにより、光波長変換部材１２４の出射面側でＡｕワイヤ１２６を導電性部材１３０にボンディングすることが可能となる。このため、Ａｕワイヤ１２６のボンディングを容易にすることができる。
なお、このように光波長変換部材１２４の出射面側でＡｕワイヤ１２６をボンディングすることができるため、開口部１２４ａの径を比較的小さくすることができる。このため、光波長変換部材１２４の出射面の面積の減少を抑制することができ、Ａｕワイヤ１２６をボンディングすることによる発光モジュール１２０の光度の減少を抑制することができる。
発光モジュール１２０を製造する場合、まず、第１の実施形態と同様に、半導体発光素子４８の発光面よりも大きな面積を有する光波長変換材料による資材をダイシングによって矩形に切断する。次に、レーザー加工などによって開口部１２４ａを設け、光波長変換部材１２４を形成する。
次に固化前の中間部材１２２が入射面に塗布された状態で、光波長変換部材１２４を半導体発光素子４８の発光面上に取り付ける。中間部材１２２を介して光波長変換部材１２４が半導体発光素子４８の発光面に固定される。このとき、電極１２８の上方に開口部１２４ａが位置して電極１２８の一部が外部空間に連通するように光波長変換部材１２４を配置する。
次に、開口部１２４ａに導電性部材１３０を充填し、電極１２８と導電性部材１３０とを導通させる。この後、Ａｕワイヤ１２６を導電性部材１３０の上面にボンディングする。このような態様によっても、簡易な工程で発光モジュールを製造することが可能となる。
（第５の実施形態）
I


図７（ａ）は、第５の実施形態に係る発光モジュール１４０の構成を示す斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す視点Ｐから発光モジュール１４０を見た図である。なお、発光モジュール４０に代えて発光モジュール１４０が設けられる以外は、車両用前照灯１０の構成は第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
発光モジュール１４０は、半導体発光素子４８の発光面に、中間部材１４２を介して光波長変換部材１４４が取り付けられることによって構成される。中間部材１４２の材質は上述の中間部材５０と同様であり、光波長変換部材１４４の材質は上述の光波長変換部材５２と同様である。半導体発光素子４８の発光面側には、発光のための電流が供給される電極１４８が設けられ、この電極１４８にＡｕワイヤ１４６がボンディングされる。第５の実施形態では、電極１４８は、半導体発光素子４８の発光面のコーナー部に設けられる。
光波長変換部材１４４は、半導体発光素子４８の発光面の形状と同様の矩形の外形を有する板状に形成される。第５の実施形態に係る光波長変換部材１４４には、入射面のコーナー部が出射面まで貫通しないよう切り欠かれた切り欠き部１４４ａが設けられる。これにより、光波長変換部材１４４が発光面上に取り付けられたときに、電極１４８の一部が外部空間に半導体発光素子４８の発光面と平行に連通する。これにより、Ａｕワイヤ１４６の引き回しが容易となる。
発光モジュール１４０を製造する場合、まず、第１の実施形態と同様に、半導体発光素子４８の発光面よりも大きな面積を有する光波長変換材料による資材をダイシングによって矩形に切断する。次に、切断されて設けられた部材のコーナー部をレーザー加工などによって加工して光波長変換部材１４４に切り欠き部１４４ａを設ける。
Ａｕワイヤ１４６は、光波長変換部材１４４が配置される前に電極１４８にボンディングされる。次に固化前の中間部材１４２が入射面に塗布された状態で、光波長変換部材１４４を半導体発光素子４８の発光面上に取り付ける。このとき、電極１４８の上方に切り欠き部１４４ａが位置して電極１４８の一部が外部空間に連通するように光波長変換部材１４４を配置する。こうして、中間部材１４２を介して光波長変換部材１４４が半導体発光素子４８の発光面に固定される。このような態様によっても、簡易な工程で発光モジュールを製造することが可能となる。なお、光波長変換部材１４４を半導体発光素子４８の発光面上方に取り付けた後にＡｕワイヤ１４６を電極１４８にボンディングしてもよい。
（第６の実施形態）
I



図８は、第６の実施形態に係る発光モジュール１６０の構成を示す斜視図である。なお、発光モジュール４０に代えて発光モジュール１６０が設けられる以外は、車両用前照灯１０の構成は第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
発光モジュール１６０は、半導体発光素子４８の発光面に、中間部材１６２を介して光波長変換部材１６４が取り付けられることによって構成される。中間部材１６２の材質は上述の中間部材５０と同様であり、光波長変換部材１６４の材質は上述の光波長変換部材５２と同様である。半導体発光素子４８の発光面側には、発光のための電流が供給される電極１６６が設けられ、この電極１６６にＡｕワイヤ１６８がボンディングされる。第６の実施形態では、電極１６６は、半導体発光素子４８の発光面のコーナー部に設けられる。
光波長変換部材１６４は、半導体発光素子４８の発光面の形状と同様の矩形の外形を有する板状に形成される。この光波長変換部材１６４には、入射面から出射面に貫通する円弧状の切り欠き部１６４ａがコーナー部に設けられる。これにより、光波長変換部材１６４が半導体発光素子４８の発光面上に取り付けられたときに、電極１６６の一部が外部空間に向かって半導体発光素子４８の発光面に垂直に連通し、Ａｕワイヤ１６８の引き回しが容易となる。
図９は、光波長変換部材１６４を製造するための資材１８０のダイシング加工前の状態を示す図である。以下、図９に関連して光波長変換部材１６４を製造するときの資材の加工について説明する。
発光モジュール１６０を製造する場合、まず、半導体発光素子４８が発する光の波長を変換する光波長変換材料によって、光波長変換部材１６４より面積の大きい矩形の板状に形成された資材１８０を設ける。この資材１８０には、複数の円形の貫通孔である開口部１８０ａが形成される。複数の開口部１８０ａの各々は、資材１８０の縁部に沿う方向に平行に等間隔で並設される。具体的には、開口部１８０ａは、光波長変換部材１６４の縁部の長さの２倍の間隔で設けられる。また、開口部１８０ａの各々は、光波長変換部材１６４の切り欠き部１６４ａと同一の径となるよう形成される。複数の開口部１８０ａの各々は、板状の資材１８０にレーザー加工やプレス加工などの機械加工を施して設けられてもよい。また、資材１８０は型によって成形されてもよく、この成型時に開口部１８０ａが同時に成形されてもよい。
次に、切断面が開口部１８０ａの各々の中心を含むよう、ダイシングライン１８０ｂおよびダイシングライン１８０ｃによって資材１８０を切断する。これにより、光波長変換部材１６４を設けることができる。このように資材１８０に複数の開口部１８０ａを設けておくことで、資材１８０をダイシングによって細かい部材に切断した後に切り欠き部１６４ａを設ける加工を一つ一つの部材に施す場合に比べ、光波長変換部材１６４の製造工程を簡略化することができる。なお、開口部１８０ａは円形の貫通孔に限られないことは勿論であり、たとえば矩形の開口部でもよく、また、貫通していない有底孔でもよい。
さらに、切断面が開口部を含まないよう資材１８０を切断してもよい。この場合、開口部１８０ａは、光波長変換部材１６４の縁部の長さの間隔で設けられる。これにより、例えば上述した第３の実施形態における開口部１０４ａや第４の実施形態における開口部１２４ａを簡易に設けることが可能となる。
図８に戻る。Ａｕワイヤ１６８は、光波長変換部材１６４が配置される前に電極１６６にボンディングされる。次に固化前の中間部材１６２が入射面に塗布された状態で、光波長変換部材１６４を半導体発光素子４８の発光面上に取り付ける。このとき、電極１６６の上方に切り欠き部１６４ａが位置して電極１６６の一部が外部空間に連通するように光波長変換部材１６４を配置する。こうして、中間部材１６２を介して光波長変換部材１６４が半導体発光素子４８の発光面に固定される。このような態様によっても、簡易な工程で発光モジュールを製造することが可能となる。なお、光波長変換部材１６４を半導体発光素子４８の発光面上方に取り付けた後にＡｕワイヤ１６８を電極１６６にボンディングしてもよい。
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そのような例をあげる。
ある変形例では、半導体発光素子４８には、いわゆるフェイスアップタイプの半導体発光素子が採用される。このフェイスアップタイプの半導体発光素子では、基板４４に取り付けられる側の面にサファイヤ基板が設けられ、その上にｎ型半導体が積層される。このｎ型半導体の上面の一部にｎ型電極が積層され、ｎ型半導体の上面の他の部分にｐ型半導体、さらにｐ型電極が形成される。この場合、半導体発光素子の出射面側には、ｐ型電極およびｎ型電極の少なくとも２つの電極が設けられる。このようなフェイスアップタイプの半導体発光素子も公知であるため説明を省略する。
このようなフェイスアップタイプの半導体発光素子が採用された場合、半導体発光素子４８の発光面側には複数個の電極が設けられる。この場合、上述の各実施形態における光波長変換部材には、半導体発光素子４８の発光面上に取り付けられたときに複数の電極各々の少なくとも一部が外部空間に連通するよう、複数の開口部または切り欠きが設けられる。これにより、複数の電極が半導体発光素子の発光面側に設けられた場合においても、各々の電極にボンディングされる複数のワイヤの各々の引き回しを容易にすることができる。
ある別の変形例では、上述の各実施形態における半導体発光素子の発光面と光波長変換部材の入射面との間に光学フィルタが設けられる。光学フィルタは、半導体発光素子が主として発する青色光を透過し、また、光波長変換部材によって青色光の波長が変換され主として発せられる黄色光を反射する。このように光学フィルタを設けることによって、半導体発光素子が発した光を効率よく利用することができ、発光モジュール４０が発する光の光度や輝度の低下を抑制することが可能となる。
この場合、光学フィルタは、光波長変換部材と同様に半導体発光素子の発光面の形状と同様の矩形の外形を有すると共に、半導体発光素子の発光面上に取り付けられたときに電極の少なくとも一部が外部空間に連通するよう開口部または切り欠きが設けられる。これにより、このような光学フィルタを設けた場合においても、電極にボンディングされる導電性ワイヤなどの引き回しを容易にすることができる。
第１の実施形態に係る車両用前照灯の構成を示す断面図である。 第１の実施形態に係る発光モジュール基板の構成を示す図である。 第１の実施形態に係る発光モジュールの構成を示す斜視図である。 第２の実施形態に係る発光モジュールの構成を示す斜視図である。 （ａ）は、第３の実施形態に係る発光モジュールの構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、発光モジュールを（ａ）に示す断面Ｓ１で切断したときの断面図である。 （ａ）は、第４の実施形態に係る発光モジュールの構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、発光モジュールを（ａ）に示す断面Ｓ２で切断したときの断面図である。 （ａ）は、第５の実施形態に係る発光モジュールの構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す視点Ｐから発光モジュールを見た図である。 第６の実施形態に係る発光モジュールの構成を示す斜視図である。 光波長変換部材を製造するための資材のダイシング加工前の状態を示す図である。
符号の説明
１０ 車両用前照灯、 １２ 灯具ボディ、 １６ 灯具ユニット、 ３０ 投影レンズ、 ３４ リフレクタ、 ３８ 発光モジュール基板、 ４０ 発光モジュール、 ４４ 基板、 ４８ 半導体発光素子、 ５０ 中間部材、 ５２ 光波長変換部材、 ５２ａ 切り欠き部、 ５４ 電極、 ５６ Ａｕワイヤ。

Claims (7)

  1. 発光のための電流が供給される導電部が発光面上に設けられた発光素子と、
    前記発光面上に取り付けられ、前記発光素子が発する光を波長変換して出射する板状の光波長変換部材と、
    を備え、
    前記光波長変換部材は、前記発光面上に取り付けられたときに前記導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう形成されることを特徴とする発光モジュール。
  2. 前記光波長変換部材は、前記発光面上に取り付けられたときに前記導電部の少なくとも一部が外部空間に前記発光面と垂直に連通するよう形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
  3. 前記光波長変換部材は、前記発光面上に取り付けられたときに前記導電部の少なくとも一部が外部空間に前記発光面と平行に連通するよう形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
  4. 前記光波長変換部材は、前記発光面上に取り付けられたときに前記導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう開口部または切り欠きが設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発光モジュール。
  5. 発光のための電流が供給される導電部が発光面上に設けられた発光素子の前記発光面上に取り付けられたときに前記導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう、前記発光素子が発する光の波長を変換する光波長変換部材を形成する工程と、
    前記導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう、前記光波長変換部材を前記発光面上に取り付ける工程と、
    を備えることを特徴とする発光モジュールの製造方法。
  6. 前記光波長変換部材を形成する工程は、
    前記発光素子が発する光の波長を変換する光波長変換材料によって前記光波長変換部材より面積の大きい板状に形成されると共に開口部が形成された資材を設ける工程と、
    切断面が前記開口部を含むよう前記資材を切断することにより、発光素子の発光面上に取り付けられたときに前記開口部の一部を形成していた部分によって前記導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう前記光波長変換部材を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする請求項５に記載の発光モジュールの製造方法。
  7. 発光のための電流が供給される導電部が発光面上に設けられた発光素子と、前記発光面上に取り付けられ、前記発光素子が発する光を波長変換して出射する板状の光波長変換部材と、を有する発光モジュールと、
    前記発光モジュールから出射された光を集光する光学部材と、
    を備え、
    前記光波長変換部材は、前記発光面上に取り付けられたときに前記導電部の少なくとも一部が外部空間に連通するよう形成されることを特徴とする灯具ユニット。
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