JP2011222434A - 発光モジュールおよび光波長変換部材 - Google Patents

Abstract

【課題】高い光の取り出し効率を実現する。
【解決手段】発光モジュール基板において、光波長変換部材は、半導体発光素子４８が発する光を入射面から入射し、波長変換して出射面５２ａから出射する。光波長変換部材は、側面５２ｂ部の平均粗さＲａ２が、出射面５２ａよりも低く且つ０．３マイクロメートル以下となっている。さらに光波長変換部材は、側面５２ｂの平均粗さＲａ２が、半導体発光素子４８が発する光の中心波長の４分の１以下となっている。光波長変換部材は、出射面５２ａの平均粗さＲａ１が、半導体発光素子４８が発する光の中心波長の４分の１より大きくなっている。光波長変換部材は、ショアＤ硬度が６０以上となっている。
【選択図】図４

Description

本発明は、発光モジュールおよび光波長変換部材に関する。

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の白色光による発光を実現させるだけでなく、発光モジュールに高輝度や高光束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、発光素子からの青色光を透過させ、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）。

また、出射面に突部を敷きつめたときに、光の波長、突部の高さ、および反射率には所定の関係があることが知られている。図６（ａ）は、高さｈが同一の四角錐状の突部が等間隔で敷きつめられた透光部材の一例を示す図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す透光部材に所定の中心波長をもつ光を照射したときの突部の高さｈと反射率Ｒとの関係を示す図である。図６（ｂ）は、一例として５５０ｎｍの中心波長をもつ光を照射したときの場合を示している（例えば、非特許文献１参照）。このように透光部材に突部が設けられている場合、突部の高さｈが光の波長の約２分の１より大きくなると、反射率Ｒはほぼゼロ％となる、すなわちほぼすべての光を透過することが分かる。逆に、突部の高さｈが光の波長の約２分の１より小さくなった場合、ｈが小さくなるほど反射率Ｒが大きくなることが分かる。

特開２００７−５９８６４号公報 特開２００６−５３６７号公報

奥野 丈晴、「サブ波長構造による高性能反射防止膜"ＳＷＣ"」、光技術コンタクト、日本、社団法人日本オプトメカトロニクス協会、２００９年２月２０日、ｐ．８３−８８

例えば上述した灯具ユニットに用いる場合のように発光素子の発した光の波長を変換しつつ高い照度や光度を実現することが求められる場合、発光素子からの光の取り出し効率を向上させることが大きな課題となる。しかし、例えば蛍光体の出射面への光の入射角度が全反射臨界角よりも大きくなった場合、光は出射されず蛍光体の内部に反射され、光の取り出し効率の低下に繋がることになる。一方、このような光の取り出し効率の向上において、上述の非特許文献に記載されるように、突部の高さと反射率の関係を考慮することによって、より高い光の取り出し効率を実現できる可能性がある。例えば、車両用灯具では発光モジュールの光出射方向が一方向で、且つ高輝度の発光モジュールが求められる。主たる光出射方向以外の光は歩行者や対向車に対してグレアとなるので極力減らすことが求められる。

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、高い光の取り出し効率を実現することにある。

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、発光素子と、発光素子が発する光を入射面から入射し、波長変換して出射面から出射する光波長変換部材と、を備える。光波長変換部材は、入射面および出射面の双方を除く外面の少なくとも一部の平均粗さＲａが、出射面よりも低く且つ０．３マイクロメートル以下となっている。

発明者による研究開発の結果、光波長変換部材の平均粗さＲａが０．３マイクロメートル以下となったときに、光の反射率を高めることができることが判明した。したがってこの態様によれば、入射面および出射面の双方を除く外面から出射する光を抑制し、光波長変換部材の内部へ再び反射させることができる。このため、出射面から出射する光を増加させることができ、高い光の取り出し効率を実現することができる。

本発明の別の態様もまた、発光モジュールである。この発光モジュールは、発光素子と、発光素子が発する光を入射面から入射し、波長変換して出射面から出射する光波長変換部材と、を備える。光波長変換部材は、入射面および出射面の双方を除く外面の少なくとも一部の平均粗さＲａが、出射面よりも低く且つ光波長変換部材による波長変換後の光の中心波長の４分の１以下となっている。

上述の非特許文献に記載されるように、光波長変換部材の外面に突部が存在する場合、突部の高さｈを光の波長の約２分の１より小さくすることにより、すなわち、平均粗さＲａを光の波長の４分の１より小さくすることにより、反射率Ｒを高めることができる。この態様によれば、この特性を利用して、入射面および出射面の双方を除く外面から出射する光を抑制し、光波長変換部材の内部へ再び反射させることができる。このため、出射面から出射する光を増加させることができ、高い光の取り出し効率を実現することができる。また、この発光モジュールを車両用前照灯に用いた場合、出射面を除く外面からの光を抑制することにより、車両前方にいる者に与えるグレアを抑制することができる。

光波長変換部材は、ショアＤ硬度が６０以上であってもよい。この態様によれば、加工時ｎ平均粗さＲａを容易に調整することができる。

本発明のさらに別の態様は、光波長変換部材である。この光波長変換部材は、光が入射する入射面と、波長変換した光を出射する出射面と、を備える。入射面および出射面の双方を除く外面の少なくとも一部の平均粗さＲａが、出射面よりも低く且つ０．３マイクロメートル以下となっている。

この態様によれば、この光波長変換部材を用いて発光素子などの光源が発する光の波長を変換するときに、光波長変換部材の出射面から出射する光を増加させることができる。このため、高い光の取り出し効率を実現することができる。さらに光の出射方向を揃えることができるため、例えばこの光波長変換部材を有する発光モジュールを車両用前照灯に用いた場合、出射面を除く外面からの光を抑制することにより、車両前方にいる者に与えるグレアを抑制することができる。

本発明によれば、高い光の取り出し効率を実現することができる。

本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。 本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。 本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。 出射面と側面の表面の状態を模式的に示す図である。 出射面の平均粗さＲａと側面の平均粗さＲａの組み合わせがそれぞれ異なる本実施形態に係る光波長変換部材の実施例１−３と、これに対する比較例１−４の実験結果を示す図である。 （ａ）は、高さｈが同一の四角錐状の突部が等間隔で敷きつめられた透光部材の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す透光部材に所定の中心波長をもつ光を照射したときの突部の高さｈと反射率Ｒとの関係を示す図である。

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。

図１は、本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、本実施形態に係る発光モジュール基板３８の構成を示す図である。発光モジュール基板３８は、発光モジュール４０、基板４４、および透明カバー４６を有する。基板４４はプリント配線基板であり、上面に発光モジュール４０が取り付けられている。発光モジュール４０は、無色の透明カバー４６によって覆われている。発光モジュール４０は、半導体発光素子４８が基板４４上に直接取り付けられ、その半導体発光素子４８の上に光波長変換部材５２が配置されている。

図３は、本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。本実施形態では、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。

本実施形態に係る半導体発光素子４８は、縦型チップタイプのものが採用されている。この縦型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が縦型チップタイプのものに限られないことは勿論であり、例えばフェイスアップタイプのものであってもよい。

この電極には、Ａｕワイヤがボンディングされる。なお、電極にＡｕワイヤをボンディングするための切り欠きが光波長変換部材５２に設けられていてもよい。このＡｕワイヤを通じて、発光に必要な電流が電極に供給される。なお、Ａｕワイヤに代えて、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。なお、光波長変換部材５２はセラミックに限られず、例えば蛍光材料を含むガラス、または蛍光材料を含み且つ透光性を有する樹脂によって形成されてもよい。

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、中心波長（ピーク波長）が５３０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の黄色光を出射する。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。本実施形態において「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は有機系バインダーレスの無機物で構成され、有機系バインダーなどの有機物を含有する場合に比べて耐久性の向上が図られている。このため、例えば発光モジュール４０に１Ｗ（ワット）以上の電力を投入することが可能となっており、発光モジュール４０が発する光の輝度、光度、および光束を高めることが可能となっている。

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が発する主とな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。

光波長変換部材５２は、半導体発光素子４８が発する光を入射面５２ｃから入射し、波長変換して出射面５２ａから出射する。しかし、側面５２ｂから出射する光が多くなると、出射面５２ａから出射する光の量が減り、光の取り出し効率を高めることが難しくなる。このため発明者は、側面５２ｂの平均粗さＲａに着目するに至った。以下、図４に関連して詳細に説明する。

図４は、出射面５２ａと側面５２ｂの表面の状態を模式的に示す図である。以下、出射面５２ａの凹凸を複数の第１突部５２ｄの集まりとして考え、側面５２ｂの凹凸を複数の第２突部５２ｅの集まりと考える。第１突部５２ｄの平均高さを第１高さｈ１とし、第２突部５２ｅの平均高さを第２高さｈ２とする。なお、図４における第１突部５２ｄおよび第１突部５２ｄの形状は、出射面５２ａおよび側面５２ｂの各々の平均粗さＲａを説明するための例示にすぎず、第１突部５２ｄおよび第１突部５２ｄの形状がこれに限られないことは勿論である。

光波長変換部材５２は、入射面５２ｃおよび出射面５２ａの双方を除く外面である側面５２ｂの平均粗さＲａ２が、出射面５２ａの平均粗さＲａ１よりも低くなっている。さらに、光波長変換部材５２は、側面５２ｂの平均粗さＲａ２が、光波長変換部材５２による波長変換後の光の中心波長の４分の１以下となっている。本実施形態における光波長変換部材５２による波長変換後の光の中心波長は６００ｎｍとなっているため、光波長変換部材５２は、側面５２ｂの平均粗さＲａ２がこの４分の１である１５０ｎｍ以下となっている。

なお、光波長変換部材５２は、側面５２ｂの平均粗さＲａ２が、半導体発光素子４８が発する光の中心波長の４分の１以下となっていてもよい。本実施形態における半導体発光素子４８が発する光の中心波長は４７０ｎｍとなっているため、光波長変換部材５２は、側面５２ｂの平均粗さＲａ２がこの４分の１である１１７．５ｎｍ以下となっていてもよい。

図６（ａ）のように突部を敷きつめたときの平均粗さＲａは、ｈ／２となる。したがって上述のように、第２突部５２ｅの第２高さｈ２を光の波長の約２分の１より小さくすることにより、すなわち、平均粗さＲａを光の波長の４分の１より小さくすることにより、反射率Ｒを高めることができる。このようにこの特性を利用して上記のような平均粗さＲａとなるよう側面５２ｂを形成することで、側面５２ｂから出射する光を抑制し光波長変換部材５２の内部へ再び反射させることができる。これによっても出射面５２ａから出射する光の取り出し効率を高めることができる。なお、側面５２ｂの一部の平均粗さＲａが、半導体発光素子４８が発する光の中心波長の４分の１以下となっていてもよい。

また、光波長変換部材５２は、側面５２ｂの平均粗さＲａ２が、光波長変換部材５２による波長変換後の光の中心波長の８分の１以下となっていてもよい。本実施形態における光波長変換部材５２による波長変換後の光の中心波長は６００ｎｍとなっているため、光波長変換部材５２は、側面５２ｂの平均粗さＲａ２がこの８分の１である７５ｎｍ以下となっていてもよい。

さらに光波長変換部材５２は、側面５２ｂの平均粗さＲａ２が、半導体発光素子４８が発する光の中心波長の８分の１以下となっていてもよい。本実施形態における半導体発光素子４８が発する光の中心波長は４７０ｎｍとなっているため、光波長変換部材５２は、側面５２ｂの平均粗さＲａ２がこの８分の１である５８．８ｎｍ以下となっていてもよい。

図６（ｂ）に示すように、突部の高さｈを光の波長の約４分の１より小さくしたとき、すなわち、平均粗さＲａを光の波長の８分の１より小さくしたときに、反射率Ｒを急激に高めることができることが分かる。このためこのような平均粗さＲａになるよう側面５２ｂを形成することにより、側面５２ｂの反射率をさらに高めることができ、出射面５２ａからの光の取り出し効率をさらに高めることができる。

なお、光波長変換部材５２は、側面５２ｂの平均粗さＲａ２が０．３μｍ以下となっていてもよい。発明者による研究開発の結果、光波長変換部材５２の外面の平均粗さＲａが０．３μｍ以下となることにより、その外面による反射率を高めることができることが判明した。したがって、側面５２ｂの平均粗さＲａ２をこのように低い値とすることにより、側面５２ｂから出射する光を抑制し、光波長変換部材５２の内部により多くの光を反射することができる。このため、出射面５２ａから出射する光の取り出し効率を高めることができる。なお、側面５２ｂの一部の平均粗さＲａが０．３μｍ以下であってもよい。このような平均粗さＲａは、ブラスト、研磨、研削、レーザ加工、割断、エッチングなどの既存の記述を用いて調整することができる。

光波長変換部材５２は、ショアＤ硬度が６０以上となるよう設けられている。このような硬度を光波長変換部材５２に持たせることにより、出射面５２ａの平均粗さＲａ１および側面５２ｂの平均粗さＲａ２が上記のようになるよう、より容易に光波長変換部材５２を加工または成形することができる。

光波長変換部材５２は、出射面５２ａの平均粗さＲａ１が、光波長変換部材５２による波長変換後の光の中心波長の４分の１より大きくなっている。上述のように、第１高さｈ１を光の波長の約２分の１より大きくすることにより、すなわち、平均粗さＲａを光の波長の４分の１より大きくすることにより、出射面５２ａの反射率を低減させ、光の透過を促進できる。したがってこの特性を利用して上記のような平均粗さＲａとなるよう出射面５２ａを形成することで、出射面５２ａにおける光の反射を抑制することができ、高い光の取り出し効率を実現することができる。

なお、出射面５２ａの一部の平均粗さＲａ１が、光波長変換部材５２による波長変換後の光の中心波長の４分の１より大きくなっていてもよい。また、出射面５２ａは、平均粗さＲａが０．３μｍより大きくなるよう形成されていてもよい。また、光波長変換部材５２は、出射面５２ａの平均粗さＲａ１が、半導体発光素子４８が発する光の中心波長の４分の１より大きくなっていてもよい。

具体的には、光波長変換部材５２は、実際に複数の第１突部５２ｄが形成されるよう出射面５２ａが設けられている。このように第１突部５２ｄを設けることにより、半導体発光素子４８から入射した光が出射面５２ａから出射されずに再び半導体発光素子４８に向けて反射されることによって光の取り出し効率が低下することを回避することができる。

複数の第１突部５２ｄの各々は、四角錐状に形成される。なお、第１突部５２ｄがこのような形状に限られないことは勿論であり、例えば円錐状や他の錐体状に形成されていてもよい。また、第１突部５２ｄは、半球型に形成されてもよく、外部に向かうほど先が細くなる他の形状に形成されてもよい。

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パターンが発光面４８ａ上に形成されている。このため、複数の第１突部５２ｄは、電極パターンにおけるパターンの繰り返し間隔よりも短い配置間隔Ｘ１で設けられている。このように配置間隔Ｘ１を電極パターンにおけるパターンの繰り返し間隔よりも短くすることによって、電極パターンによって生じる輝度ムラを抑制することができる。なお、半導体発光素子４８の電極パターンが設けられるのが発光面４８ａ上に限られないことは勿論である。

また、本実施形態では、配置間隔Ｘ１は１μｍ以上３００μｍ以下とされている。発明者による鋭意なる研究開発の結果、第１突部５２ｄをこのように配置することによって、光の取り出し効率を高めると共に輝度ムラを抑制することができることが確認されている。なお、配置間隔Ｘ１を１μｍ以上１００μｍ以下とすることにより、光の取り出し効率および輝度ムラ抑制において、より良好な結果となることが確認されている。また、配置間隔Ｘ１は１μｍ未満であってもよい。また、本実施形態では、第１突部５２ｄの幅が配置間隔Ｘ１と同様にされている。このため第１突部５２ｄの幅は１μｍ以上３００μｍ以下とされている。なお、第１突部５２ｄの幅は配置間隔Ｘ１より小さくされていてもよい。

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４８ａより縁部の長さが２倍以上大きく形成され且つ一方の面に複数の第１突部５２ｄが形成された光波長変換部材５２の資材を用意する。次にその資材を、ダイシングなどによって半導体発光素子４８の発光面４８ａと同様の大きさにカットして光波長変換部材５２を作成する。

このとき、側面５２ｂの平均粗さＲａ２が光波長変換部材５２による波長変換後の光の波長の４分の１以下となるよう、または平均粗さＲａが０．３μｍ以下となるよう、表面研磨可能な表面粗さをもつダイシングブレードが用いられてもよい。これにより、ダイシング後の研磨工程を省略することができる。なお、ダイシング工程後に側面５２ｂを研磨する工程が設けられてもよい。こうして作成された光波長変換部材５２の入射面５２ｃを半導体発光素子４８の発光面４８ａに接着などによって固着させる。

また、半導体発光素子４８の発光面４８ａと光波長変換部材５２の入射面５２ｃとの間に間隔が設けられてもよい。これにより、半導体発光素子４８の発光面４８ａに設けられた電極にボンディングされたＡｕワイヤなどを引き回し易くすることができる。この間隔は、半導体発光素子４８の発光面４８ａ全域に亘って設けられていてもよく、半導体発光素子４８の発光面４８ａ上に設けられた電極の少なくとも一部を露出させるよう設けられてもよい。

図５は、出射面５２ａの平均粗さＲａと側面５２ｂの平均粗さＲａの組み合わせがそれぞれ異なる本実施形態に係る光波長変換部材５２の実施例１−３と、これに対する比較例１−４の実験結果を示す図である。実施例１−３では、半導体発光素子４８には中心波高波長４７０ｎｍの青色発光ダイオードを用い、図３に示した構造の半導体モジュールを組み立てた。搭載する光波長変換部材５２には、焼結したＹＡＧ板を用いた。

ＹＡＧ板の出射面５２ａは、実施例１−３では粒子系１６５μｍのダイヤモンド粉を用いて研磨することにより図５に示す平均粗さＲａとした。比較例１−４では、粒子径０．１μｍのダイヤモンド粉を用いて鏡面研磨した。研磨後のＹＡＧ板の厚みは２００μｍで統一した。

こうして用意したＹＡＧ板をそれぞれ以下の方法で半導体発光素子４８の大きさに切断して発光モジュールに搭載した。比較例１では、ガラス切り（ダイヤモンドペン）で傷を付けた後に割断した。実施例１および比較例２では、番手が＃６００のダイシングブレードでハーフカットした後、割断した。実施例２および比較例３では、番手が＃６００のダイシングブレードで切断した。実施例３および比較例４では、番手が＃１５００のダイシングブレードで切断した。

評価には、分光放射輝度計を用いて分光放射輝度（分光放射束）を測定した。得られた分光放射輝度から波長１ｎｍ毎に、以下の式（１）
ε＝ｎ・ｈ・（ｃ／λ）・・式（１）
ｎ：フォトン数（光子数）
ε：分光放射束［Ｗ／ｓｒ／ｍ^３］
λ：波長［ｍ］
ｃ：光速（２．９９８×１０^８［ｍ／ｓ］）
ｈ：プランク定数（６．６２６×１０^−３４［Ｊ・ｓ］）
に従ってフォトン数ｎを計算し、可視光領域（３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）の総フォトン数を求めた。図５では、比較例１で求めたＹＡＧ板の出射面５２ａのフォトン数を１として、相対的なフォトン数比を「出射面フォトン比」および「側面フォトン比」の欄に示した。また、出射面フォトン比／側面フォトン比を「出射面／側面フォトン比」として「出射面／側面」の欄に示した。

発光モジュールとして有効な光は出射面５２ａからの光であり、側面５２ｂの光はグレアとなる。このため側面５２ｂの光を低減することが好ましく、出射面５２ａからの光が半分以上、すなわち出射面／側面フォトン比が０．５以上は必須である。

図５から明らかなように、出射面５２ａの平均粗さＲａを側面５２ｂの平均粗さＲａより大きくした実施例１−３では、比較例１−４と比べて出射面５２ａからの光の取り出し、すなわち出射面フォトン数が高いだけでなく、出射面／側面フォトン比が０．５を超えている。さらに、実施例１−３では、側面５２ｂの平均粗さＲａを小さくするにしたがって、出射面５２ａからの光の取り出し、すなわち出射面フォトン比を高めることに成功したことが明らかになった。

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、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。

１０ 車両用前照灯、 ４０ 発光モジュール、 ４８ 半導体発光素子、 ４８ａ 発光面、 ５２ 光波長変換部材、 ５２ａ 出射面、 ５２ｂ 側面、 ５２ｃ 入射面、 ５２ｄ 第１突部、 ５２ｅ 第２突部。

Claims (4)

1. 発光素子と、
   前記発光素子が発する光を入射面から入射し、波長変換して出射面から出射する光波長変換部材と、
   を備え、
   前記光波長変換部材は、前記入射面および前記出射面の双方を除く外面の少なくとも一部の平均粗さＲａが、前記出射面よりも低く且つ０．３マイクロメートル以下であることを特徴とする発光モジュール。
2. 発光素子と、
   前記発光素子が発する光を入射面から入射し、波長変換して出射面から出射する光波長変換部材と、
   を備え、
   前記光波長変換部材は、前記入射面および前記出射面の双方を除く外面の少なくとも一部の平均粗さＲａが、前記出射面よりも低く且つ前記光波長変換部材による波長変換後の光の中心波長の４分の１以下であることを特徴とする発光モジュール。
3. 前記光波長変換部材は、ショアＤ硬度が６０以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光モジュール。
4. 光が入射する入射面と、波長変換した光を出射する出射面と、を備え、
   前記入射面および前記出射面の双方を除く外面の少なくとも一部の平均粗さＲａが、前記出射面よりも低く且つ０．３マイクロメートル以下であることを特徴とする光波長変換部材。

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