專利名稱：發(fā)光模塊、發(fā)光模塊的制造方法及燈具單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光模塊及其制造方法、以及具有發(fā)光模塊的燈具單元。
背景技術(shù)：
近年來正在進(jìn)行如下的技術(shù)開發(fā)以高壽命化、功耗降低等為目的，使用含有 LED (Light Emitting Diode 發(fā)光二極管)等發(fā)光元件的發(fā)光模塊來作為向車輛前方照射光的燈具單元等用于照射強(qiáng)光的光源。但是，為了以這樣的用途來使用，需要發(fā)光模塊具有高亮度、高光度。因此，例如已提出有如下的照明裝置(例如參照專利文獻(xiàn)1)，為了提高白色光的提取效率，該照明裝置包括主要發(fā)出藍(lán)色光的發(fā)光元件、受藍(lán)色光激發(fā)而主要發(fā)出黃色光的黃色系熒光體以及使來自發(fā)光元件的藍(lán)色光透射并反射波長在來自黃色系熒光體的黃色光以上的光的藍(lán)色透射黃色系反射裝置。另外，例如為了增大轉(zhuǎn)換效率，還提出有具有配置在發(fā)光層所射出的光的路徑內(nèi)的陶瓷層的構(gòu)造體(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
專利文獻(xiàn)1 (日本)特開2007-59864號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 (日本)特開2006-5367號(hào)公報(bào) LED的用途在近年來越發(fā)變得廣泛，對(duì)于適應(yīng)含有LED的發(fā)光模塊的生產(chǎn)數(shù)量的增加的要求非常強(qiáng)烈。因此，含有LED的發(fā)光模塊的制造工藝的簡化就成為該技術(shù)領(lǐng)域中的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述課題而開發(fā)的，其目的在于有效地利用發(fā)光元件所發(fā)出的光，并謀求含有該發(fā)光元件的發(fā)光模塊的制造工藝的簡化。
為了解決上述課題，本發(fā)明的一個(gè)方案的發(fā)光模塊包括發(fā)光元件，其主要發(fā)出某范圍的波長的光；光波長轉(zhuǎn)換部件，其將發(fā)光元件發(fā)出的光的波長轉(zhuǎn)換后射出；以及光學(xué)濾光片，其使發(fā)光元件發(fā)出的主要波長的光透射，并使由光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的主要波長的光反射。光波長轉(zhuǎn)換部件被形成為板狀，光學(xué)濾光片被設(shè)置在光波長轉(zhuǎn)換部件的表面上。
通過該方案，能夠以將表面上設(shè)有光學(xué)濾光片的板狀的光波長轉(zhuǎn)換部件配置在發(fā)光元件周圍這樣的簡易工序來制造發(fā)光模塊。因此，與例如在發(fā)光元件的上方依次層疊光學(xué)濾光片和光波長轉(zhuǎn)換部件的情況相比，能夠使發(fā)光模塊的制造工藝簡化。
也可以設(shè)計(jì)發(fā)光元件，使得其主要發(fā)出紫外線區(qū)域的波長的光。根據(jù)該方案，通過使用將紫外線區(qū)域的波長的光轉(zhuǎn)換為可見光區(qū)域的波長的光的光波長轉(zhuǎn)換部件，能夠抑制發(fā)光元件的光的顏色對(duì)出射光的顏色的影響。因此，能夠進(jìn)一步擴(kuò)展發(fā)光模塊所能射出的光的顏色的范圍。
也可以是，光學(xué)濾光片被設(shè)置于光波長轉(zhuǎn)換部件的表面中要入射光的入射面、和位于入射面的邊緣部與要出射光的出射面的邊緣部之間的側(cè)面。也可以是，光波長轉(zhuǎn)換部件被配置成使發(fā)光元件所發(fā)出的光透射過光學(xué)濾光片后入射到入射面。根據(jù)該方案，能夠抑制來自側(cè)面的光的漏出。因此，能夠更有效率地利用發(fā)光元件發(fā)出的光，能夠進(jìn)一步提高發(fā)光模塊射出的光的亮度。
本發(fā)明的另一方案是一種發(fā)光模塊的制造方法。該方法是具有發(fā)光元件的發(fā)光模塊的制造方法，其包括在轉(zhuǎn)換所入射的光的波長后使之射出的板狀的光波長轉(zhuǎn)換部件的至少一個(gè)面上設(shè)置光學(xué)濾光片的步驟，該光學(xué)濾光片使發(fā)光元件發(fā)出的主要波長的光透射，并使由光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的主要波長的光反射；以及配置發(fā)光元件和光波長轉(zhuǎn)換部件，使得發(fā)光元件所發(fā)出的光透射過光學(xué)濾光片后入射到光波長轉(zhuǎn)換部件中的步驟。
根據(jù)該方案，通過預(yù)先在板狀的光波長轉(zhuǎn)換部件上設(shè)置光學(xué)濾光片，能夠以在發(fā)光元件周圍設(shè)置該光波長轉(zhuǎn)換部件這樣的簡易工序來制造發(fā)光模塊。因此，與例如在發(fā)光元件的上方依次層疊光學(xué)濾光片和光波長轉(zhuǎn)換部件的情況相比，能夠使發(fā)光模塊的制造工藝簡化。
也可以是，在設(shè)置光學(xué)濾光片的步驟中，將光學(xué)濾光片設(shè)置在光波長轉(zhuǎn)換部件的表面中要入射光的入射面、和位于入射面的邊緣部與要出射光的出射面的邊緣部之間的側(cè)面。也可以是，在配置發(fā)光元件和光波長轉(zhuǎn)換部件的步驟中，配置發(fā)光元件和光波長轉(zhuǎn)換部件使得發(fā)光元件所發(fā)出的光透射過光學(xué)濾光片后入射到光波長轉(zhuǎn)換部件的入射面。
根據(jù)該方案，能夠預(yù)先在光波長轉(zhuǎn)換部件的入射面和側(cè)面設(shè)置光學(xué)濾光片。因此， 與例如在入射面設(shè)置光學(xué)濾光片、在側(cè)面設(shè)置與光學(xué)濾光片不同的反射層等的情況相比， 能夠簡易地制造發(fā)光模塊。
本發(fā)明的另一方案是一種燈具單元。該燈具單元包括發(fā)光模塊和光學(xué)部件，上述發(fā)光模塊包括發(fā)光元件，其主要發(fā)出某范圍的波長的光；光波長轉(zhuǎn)換部件，其將發(fā)光元件發(fā)出的光的波長轉(zhuǎn)換后射出；以及光學(xué)濾光片，其使發(fā)光元件發(fā)出的主要波長的光透射，并使由光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的主要波長的光反射；光學(xué)部件使從發(fā)光模塊射出的光匯聚， 光波長轉(zhuǎn)換部件被形成為板狀，光學(xué)濾光片被設(shè)置在光波長轉(zhuǎn)換部件的表面上。
根據(jù)該方案，能夠使用被簡化了制造工藝的發(fā)光模塊來制造燈具單元。因此，能夠有助于燈具單元整體的低成本化。
本發(fā)明的另一方案為發(fā)光模塊。該發(fā)光模塊包括發(fā)光元件，其主要發(fā)出某范圍的波長的光；透明的光波長轉(zhuǎn)換部件，其將發(fā)光元件發(fā)出的光的波長轉(zhuǎn)換后射出；以及光學(xué)濾光片，其使發(fā)光元件發(fā)出的主要波長的光透射，并使由光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的主要波長的光反射。
根據(jù)該方案，由于光波長轉(zhuǎn)換部件是透明的，因此能夠抑制光在其內(nèi)部通過時(shí)的光度的減少。因此，能夠有效利用發(fā)光元件發(fā)出的光。
也可以是，光波長轉(zhuǎn)換部件的轉(zhuǎn)換波長區(qū)域的光的全光線透射率為40%以上。
本發(fā)明人專心研究開發(fā)后發(fā)現(xiàn)，若是光波長轉(zhuǎn)換部件的轉(zhuǎn)換波長區(qū)域的光的全光線透射率為40%以上的透明狀態(tài)，則既能實(shí)現(xiàn)光波長轉(zhuǎn)換部件對(duì)光的波長的適當(dāng)轉(zhuǎn)換，又能抑制在光波長轉(zhuǎn)換部件中通過的光的光度的減少。因此根據(jù)該方案，能夠在抑制光度減少的同時(shí)，對(duì)通過光波長轉(zhuǎn)換部件的光的波長合適地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
也可以是，光學(xué)濾光片針對(duì)發(fā)光元件發(fā)出的光的波長范圍與由光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的光的波長范圍相重合的預(yù)定的重復(fù)波長范圍的光，透射率高于反射率。
發(fā)明人專心研究開發(fā)后發(fā)現(xiàn)，通過在這樣的重復(fù)波長區(qū)域中使透射率高于反射率，能夠既實(shí)現(xiàn)光波長轉(zhuǎn)換部件對(duì)光的波長的合適轉(zhuǎn)換，又確保光的利用效率。因此，根據(jù)該方案，能夠在抑制光的轉(zhuǎn)換效率的降低的同時(shí)，對(duì)通過光波長轉(zhuǎn)換部件的光的波長進(jìn)行合適地轉(zhuǎn)換。
也可以是，還具有設(shè)置在光波長轉(zhuǎn)換部件的至少單面?zhèn)鹊墓饴洳考?。或者也可以是，光波長轉(zhuǎn)換部件被形成為至少單面使光漫射。
根據(jù)該方案，能夠使從光波長轉(zhuǎn)換部件射出的光發(fā)生漫射，能夠抑制發(fā)光模塊發(fā)出的光的不均。
在該方案中，也可以是，光學(xué)濾光片被設(shè)置在光波長轉(zhuǎn)換部件的表面中要入射光的入射面、和位于入射面的邊緣部與要出射光的出射面的邊緣部之間的側(cè)面。也可以是，光波長轉(zhuǎn)換部件被配置成使發(fā)光元件所發(fā)出的光透射過光學(xué)濾光片后入射到入射面。
本發(fā)明的另一方案是一種燈具單元。該燈具單元包括發(fā)光模塊和光學(xué)部件，上述發(fā)光模塊包括發(fā)光元件，其主要發(fā)出某范圍的波長的光；透明的光波長轉(zhuǎn)換部件，其將發(fā)光元件發(fā)出的光的波長轉(zhuǎn)換后射出；以及光學(xué)濾光片，其使發(fā)光元件發(fā)出的主要波長的光透射，并使由光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的主要波長的光反射；上述光學(xué)部件匯聚從發(fā)光模塊射出的光。
通過使光波長轉(zhuǎn)換部件透明，能夠抑制光通過其內(nèi)部時(shí)光度的減少。這樣的光波長轉(zhuǎn)換部件的透明化能夠通過使例如熒光材料等光波長轉(zhuǎn)換材料陶瓷化來實(shí)現(xiàn)。因此根據(jù)該方案，能夠有效地利用發(fā)光元件發(fā)出的光。與上述同樣，也可以是，光波長轉(zhuǎn)換部件的轉(zhuǎn)換波長區(qū)域的光的全光線透射率為40%以上。
根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地利用發(fā)光元件發(fā)出的光，并且謀求具有該發(fā)光元件的發(fā)光模塊的制造工藝的簡化。


圖1是表示第一實(shí)施方式的車輛用前照燈的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2是表示第一實(shí)施方式的發(fā)光模塊基板的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3(a)是表示第一實(shí)施方式的光學(xué)濾光片的光的透射和反射的性質(zhì)的圖，(b)是表示用于透射過第一實(shí)施方式的光學(xué)濾光片的最大入射角度的圖。
圖4(a)是表示制造中的發(fā)光模塊的圖，(b)是表示制造好的發(fā)光模塊的圖。
圖5是表示第二實(shí)施方式的發(fā)光模塊的結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是表示第三實(shí)施方式的發(fā)光模塊的結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是表示第四實(shí)施方式的發(fā)光模塊的結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是表示第五實(shí)施方式的發(fā)光模塊的結(jié)構(gòu)的圖。
圖9是表示第六實(shí)施方式的發(fā)光模塊的剖面圖。
附圖標(biāo)記說明 10車輛用前照燈 38發(fā)光模塊基板 40發(fā)光模塊 42散熱片 44 基板 46透明罩 48半導(dǎo)體發(fā)光元件 50光學(xué)濾光片 52光波長轉(zhuǎn)換陶瓷 54陶瓷單元 60發(fā)光模塊 62光漫射片 70發(fā)光模塊 72基板 74光學(xué)濾光片模塊 80發(fā)光模塊 82光學(xué)濾光片 84光波長轉(zhuǎn)換陶瓷 86陶瓷單元 90發(fā)光模塊 92紫外線發(fā)光元件 94光學(xué)濾光片 96光波長轉(zhuǎn)換陶瓷。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式(以下稱為實(shí)施方式)。
(第一實(shí)施方式) 圖1是表示第一實(shí)施方式的車輛用前照燈10的結(jié)構(gòu)的剖面圖。車輛用前照燈10 具有燈具主體12、前面罩14以及燈具單元16。以下，將圖1中的左側(cè)作為燈具前方、將圖 1中的右側(cè)作為燈具后方來進(jìn)行說明。另外，將向燈具前方觀察時(shí)的右側(cè)稱為燈具右側(cè)、將左側(cè)稱為燈具左側(cè)。圖1示出從燈具左側(cè)觀察被包含燈具單元16的光軸的鉛垂平面所截出的車輛用前照燈10時(shí)的剖面。當(dāng)車輛用前照燈10安裝在車輛上時(shí)，在車輛上左右相互對(duì)稱地形成的車輛用前照燈10分別設(shè)于車輛左前方和右前方。圖1示出左右中一方的車輛用前照燈10的結(jié)構(gòu)。
燈具主體12形成為具有開口的箱狀。前面罩14利用具有透光性的樹脂或玻璃形成為碗狀。前面罩14的邊緣部被安裝于燈具主體12的開口部。這樣，在由燈具主體12和前面罩14所覆蓋的區(qū)域內(nèi)形成燈室。
燈室內(nèi)配置有燈具單元16。燈具單元16由前照燈校光螺釘(aimingscrew) 18 固定在燈具主體12上。下方的前照燈校光螺釘18被構(gòu)成為隨著調(diào)平促動(dòng)器(leveling actuator) 20的工作而旋轉(zhuǎn)。因此，能夠通過使調(diào)平促動(dòng)器20工作來使燈具單元16的光軸在上下方向移動(dòng)。
燈具單元16具有投影透鏡30、支承部件32、反射鏡34、托架36、發(fā)光模塊基板38 及散熱片42。投影透鏡30由燈具前方側(cè)表面為凸面、后方側(cè)表面為平面的平凸非球面透鏡構(gòu)成，該投影透鏡30使形成于其后方焦點(diǎn)面上的光源像反轉(zhuǎn)而向燈具前方投影。支承部件32支承投影透鏡30。發(fā)光模塊基板38上設(shè)有發(fā)光模塊40。反射鏡34反射來自發(fā)光模塊 40的光，在投影透鏡30的后方焦點(diǎn)面上形成光源像。這樣一來，反射鏡34和投影透鏡30 作為將發(fā)光模塊40發(fā)出的光向燈具前方聚光的光學(xué)部件而發(fā)揮作用。散熱片42安裝在托架36的后方側(cè)的面上，主要釋放發(fā)光模塊40所發(fā)出的熱。
支承部件32上形成有遮光器32a。車輛用前照燈10被作為近光(low-beam)用光源來使用，遮光器3 遮擋從發(fā)光模塊40發(fā)出并被反射鏡34反射來的光的一部分，從而在車輛前方形成近光用對(duì)光圖案中的明暗截止線。由于近光用對(duì)光圖案是公知的，故在此省略說明。
圖2是表示第一實(shí)施方式的發(fā)光模塊基板38的結(jié)構(gòu)的圖。發(fā)光模塊基板38具有發(fā)光模塊40、基板44和透明罩46。基板44是印刷布線基板，在其上表面上安裝有發(fā)光模塊40。發(fā)光模塊40被無色的透明罩46覆蓋。
發(fā)光模塊40被設(shè)置成半導(dǎo)體發(fā)光元件48、光學(xué)濾光片50以及光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52 相層疊的結(jié)構(gòu)。具體而言，半導(dǎo)體發(fā)光元件48直接安裝在基板44上，在其上依次層疊光學(xué)濾光片50、光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52。
半導(dǎo)體發(fā)光元件48由LED元件構(gòu)成。在第一實(shí)施方式中，作為半導(dǎo)體發(fā)光元件 48，采用了以主要發(fā)出藍(lán)色波長的光的藍(lán)色LED。具體而言，半導(dǎo)體發(fā)光元件48由InGaN類 LED元件構(gòu)成，該InGaN類LED元件是通過在藍(lán)寶石襯底上使InGaN類半導(dǎo)體層晶體生長而形成的。半導(dǎo)體發(fā)光元件48被形成為例如Imm見方的芯片，并且被設(shè)置成發(fā)出的藍(lán)色光的中心波長為470nm。當(dāng)然，半導(dǎo)體發(fā)光元件48的結(jié)構(gòu)、發(fā)出的光的波長并不限于上述情況。
圖3(a)是表示第一實(shí)施方式的光學(xué)濾光片50的光的透射和反射的性質(zhì)的圖。光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52是所謂發(fā)光陶瓷或被稱為熒光陶瓷的部件，能夠通過燒結(jié)用YAG (Yttrium Alminium Garnet)粉末而制成的陶瓷坯料而得到，該YAG是由藍(lán)色光激發(fā)的熒光體。這樣的光波長轉(zhuǎn)換陶瓷的制造方法是公知的，故省略其詳細(xì)的說明。
這樣得到的光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件48主要發(fā)出的藍(lán)色光Lb的波長進(jìn)行轉(zhuǎn)換而射出黃色光Ly。因此，從發(fā)光模塊40射出直接透射過光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的藍(lán)色光Lb與由光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52轉(zhuǎn)換了波長的黃色光Ly的合成光。這樣，能夠從發(fā)光模塊40發(fā)出白色光。
另外，光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52采用透明材料。在第一實(shí)施方式中，所謂“透明”表示的含義是轉(zhuǎn)換波長區(qū)域的光的全光線透射率為40%以上。本發(fā)明人專心研究開發(fā)后，發(fā)現(xiàn)若是轉(zhuǎn)換波長區(qū)域的光的全光線透射率為40%以上的透明狀態(tài)，則光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52能夠合適地轉(zhuǎn)換光的波長，并且還能夠合適地抑制通過光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的光的光度的減少。 進(jìn)而，還發(fā)現(xiàn)在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的全光線透射率為50%以上、更優(yōu)選為60%以上時(shí)，抑制光的波長轉(zhuǎn)換與光度的減少會(huì)得到更好的結(jié)果。因此，通過使光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52成為這樣的透明狀態(tài)，能夠更有高效地轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體發(fā)光元件48發(fā)出的光。
關(guān)于透射率，例如可以通過島津制作所制作的分光光度計(jì)Solid Spec3700這樣的具有受光器的積分球的分光透射計(jì)來測(cè)量得出。在第一實(shí)施方式中，將光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52 設(shè)置在積分球的開口部，向光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52照射分光后的測(cè)量光，用受光器測(cè)量透射過分光球的透射光。
另外，光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52由無粘接劑的無機(jī)物構(gòu)成，與含有粘接劑等有機(jī)物的情況相比，能夠謀求耐久性的提高。因此，能夠?qū)Πl(fā)光模塊40投入例如IW(瓦)以上的功率， 能夠提高發(fā)光模塊40發(fā)出的光的亮度和光度。
作為半導(dǎo)體發(fā)光元件48，也可以采用主要發(fā)出藍(lán)色以外的波長的光的元件。在這種情況下，作為光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52，采用對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件48發(fā)出的主要的光的波長進(jìn)行轉(zhuǎn)換的部件。光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52可以轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體發(fā)光元件48發(fā)出的光的波長，使得在這種情況下也通過與半導(dǎo)體發(fā)光元件48主要發(fā)出的波長的光組合而變?yōu)榘咨蚪咏咨念伾牟ㄩL的光。
光學(xué)濾光片50使半導(dǎo)體發(fā)光元件48所主要發(fā)出的藍(lán)色光Lb透過。另外，光學(xué)濾光片50反射藍(lán)色光Lb的波長被光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52轉(zhuǎn)換而主要發(fā)出的黃色光Ly。通過將該光學(xué)濾光片50配置在半導(dǎo)體發(fā)光元件48與光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52之間，首先能夠使半導(dǎo)體發(fā)光元件48發(fā)出的光的大部分出射到光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52。另外，能夠反射由于在被光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52轉(zhuǎn)換波長時(shí)光發(fā)生漫射而想要向半導(dǎo)體發(fā)光元件48行進(jìn)的黃色波長的光。因此，能夠高效地利用半導(dǎo)體發(fā)光元件48所發(fā)出的光，能夠抑制發(fā)光模塊40所發(fā)出的光的光度及亮度的減少。
在第一實(shí)施方式中，“透射”的含義是透射后的光度在透射前的光度的50%以上。 另外，“反射”的含義是反射后的光度在反射前的光度的50%以上。
光學(xué)濾光片50被設(shè)計(jì)成針對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件48發(fā)出的光的波長范圍與由光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52轉(zhuǎn)換后的光的波長范圍相重疊的預(yù)定的重復(fù)波長范圍的光，透射率要高于反射率。本發(fā)明人專心研究開發(fā)后發(fā)現(xiàn)，通過在這樣的重復(fù)波長區(qū)域中使透射率高于反射率， 能夠既通過光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52合適地轉(zhuǎn)換光的波長，又高效地利用半導(dǎo)體發(fā)光元件48所發(fā)出的光。因此，通過這樣設(shè)計(jì)能夠既抑制光的轉(zhuǎn)換效率的下降，又合適地轉(zhuǎn)換通過光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的光的波長。
圖3(b)是表示用于透射過第一實(shí)施方式的光學(xué)濾光片50的最大入射角度的圖。 光學(xué)濾光片50被設(shè)計(jì)成可透射的最大入射角θ大于等于45度且小于90度。優(yōu)選的是光學(xué)濾光片50被設(shè)計(jì)成可透射的最大入射角θ為大于等于50度且小于90度，更優(yōu)選的是大于等于陽度且小于90度。本發(fā)明人專心研究開發(fā)后發(fā)現(xiàn)，通過將可透過光學(xué)濾光片50 的最大入射角θ設(shè)定為這樣的值，能夠有效地抑制進(jìn)入到光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的光的光度的減少。因此，能夠通過設(shè)計(jì)光學(xué)濾光片50來避免半導(dǎo)體發(fā)光元件48發(fā)出的光的利用效率的下降。
圖4(a)和(b)是表示第一實(shí)施方式的發(fā)光模塊40的制造工藝的圖，圖4(a)是表示制造中的發(fā)光模塊40的圖。
在第一實(shí)施方式中，光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52被形成為板狀，光學(xué)濾光片50被設(shè)置在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的一個(gè)表面上。在第一實(shí)施方式中，光學(xué)濾光片50由分色鏡(dichroic) 構(gòu)成，該分色鏡是通過在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的一個(gè)表面上交替地層疊蒸鍍折射率不同的材料而被多層膜化的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，光學(xué)濾光片50不限于上述情況，例如也可以采用長波通濾光片(long pass filter)或者短波通濾光片(short pass filter)或者帶通濾光片 (band pass filter)。
這樣，在板狀的光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的一個(gè)面上設(shè)置光學(xué)濾光片50，做成陶瓷單元 M。這樣做成的陶瓷單元M也為板狀，因此與例如使用粉體的波長轉(zhuǎn)換材料的情況相比，制造發(fā)光模塊40時(shí)的處理變得容易。
接下來，將陶瓷單元M配置在半導(dǎo)體發(fā)光元件48的上方，使得光學(xué)濾光片50與作為半導(dǎo)體發(fā)光元件48的發(fā)光面的上表面相抵接。陶瓷單元M可以通過粘接而固定于半導(dǎo)體發(fā)光元件48的上表面，也可以通過其他安裝方法固定。另外，也可以在半導(dǎo)體發(fā)光元件48的上表面與光學(xué)濾光片50的下表面之間設(shè)置空間。這樣配置半導(dǎo)體發(fā)光元件48和光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52，使得半導(dǎo)體發(fā)光元件48所發(fā)出的光透射過光學(xué)濾光片50后入射到光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52中。
圖4(b)是表示制造好的發(fā)光模塊40的圖。通過像這樣在板狀的光波長轉(zhuǎn)換陶瓷 52的一個(gè)面上預(yù)先設(shè)置光學(xué)濾光片50而做成陶瓷單元54，能夠以簡單的工藝制造發(fā)光模塊40。因此，與例如在半導(dǎo)體發(fā)光元件48的上方層疊光學(xué)濾光片，再層疊作為粉狀熒光體的光波長轉(zhuǎn)換材料時(shí)相比，能夠簡易地制造發(fā)光模塊40。
(第二實(shí)施方式) 圖5是表示第二實(shí)施方式的發(fā)光模塊60的結(jié)構(gòu)的圖。除了取代發(fā)光模塊40而設(shè)置發(fā)光模塊60以外，車輛用前照燈10的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。以下，對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的部分標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記并省略說明。
發(fā)光模塊60在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的上面還設(shè)有光漫射片62。除了設(shè)有光漫射片 62以外，發(fā)光模塊60的結(jié)構(gòu)與發(fā)光模塊40的結(jié)構(gòu)相同。由于使光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52透明， 半導(dǎo)體發(fā)光元件48發(fā)出的光的不均容易直接傳到外部，因此發(fā)光模塊40發(fā)出的光中產(chǎn)生不均的可能性變高。通過像這樣設(shè)置光漫射片62，能夠抑制發(fā)光模塊40發(fā)出的光的不均。
在制造發(fā)光模塊60時(shí)，首先在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的一個(gè)面上預(yù)設(shè)光學(xué)濾光片50， 并且在另一個(gè)面上預(yù)設(shè)光漫射片62而做成陶瓷單元64。接著，將陶瓷單元64配置在半導(dǎo)體發(fā)光元件48的上方，使得光學(xué)濾光片50與作為半導(dǎo)體發(fā)光元件48的發(fā)光面的上表面相抵接。通過這樣預(yù)先做成板狀的陶瓷單元64，制造發(fā)光模塊70時(shí)的處理變得容易。也可以在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的兩個(gè)面上設(shè)置光漫射片62。
也可以是，取代光漫射片62而在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的另一個(gè)面上實(shí)施表面處理以使光漫射。例如可以以使光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52的另一個(gè)面或兩個(gè)面上產(chǎn)生微小的凹凸的方式來適度地使表面粗糙，實(shí)施這樣的表面處理。由此，即使不另設(shè)作為單獨(dú)部件的光漫射片62，也能夠抑制發(fā)光模塊40發(fā)出的光的不均。
(第三實(shí)施方式) 圖6是表示第三實(shí)施方式的發(fā)光模塊70的結(jié)構(gòu)的圖。除了取代發(fā)光模塊40而設(shè)置發(fā)光模塊70以外，車輛用前照燈10的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。以下，對(duì)于與上述實(shí)施方式相同的部分標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記并省略說明。
發(fā)光模塊70在光學(xué)濾光片50與半導(dǎo)體發(fā)光元件48之間設(shè)有由石英形成的透明或具有透光性的基板72。光學(xué)濾光片50首先被蒸鍍?cè)谠摶?2上而形成光學(xué)濾光片模塊 74。光學(xué)濾光片模塊74被安裝在半導(dǎo)體發(fā)光元件48上，使得基板72與半導(dǎo)體發(fā)光元件48 相接觸，進(jìn)而在其上層疊光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52。
也可以將光學(xué)濾光片50蒸鍍于半導(dǎo)體發(fā)光元件48的上表面。另外，光學(xué)濾光片 50能夠比光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52容易地蒸鍍?cè)谶@樣的基板72上。這樣，通過預(yù)先形成蒸鍍了光學(xué)濾光片50的板狀的光學(xué)濾光片模塊74，能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)濾光片50的蒸鍍?nèi)菀谆桶l(fā)光模塊70的制造簡易化這兩者。
另外，例如越增厚基板72，就越有可能在光從其中通過時(shí)從基板72的端部泄漏光。本發(fā)明人專心研究開發(fā)后確認(rèn)，通過使基板72的厚度在0. 5mm以下，能夠抑制這樣的從基板72端部的光泄露，能夠合適地抑制半導(dǎo)體發(fā)光元件48發(fā)出的光的利用效率的降低。 在第三實(shí)施方式中，在0. 5mm以下的厚度中選擇適當(dāng)?shù)暮穸龋员苊庖蛘翦児鈱W(xué)濾光片50 時(shí)的熱而出現(xiàn)翹曲。
(第四實(shí)施方式) 圖7是表示第四實(shí)施方式的發(fā)光模塊80的結(jié)構(gòu)的圖。除了取代發(fā)光模塊40而設(shè)置發(fā)光模塊80以外，車輛用前照燈10的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。以下，對(duì)于與上述實(shí)施方式相同的部分標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記并省略說明。
發(fā)光模塊80具有半導(dǎo)體發(fā)光元件48、光學(xué)濾光片82及光波長轉(zhuǎn)換陶瓷84。光學(xué)濾光片82和光波長轉(zhuǎn)換陶瓷84都以大致均勻的厚度形成為半球狀。光學(xué)濾光片82和光波長轉(zhuǎn)換陶瓷84各自的材質(zhì)等分別與光學(xué)濾光片50和光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52相同。
光學(xué)濾光片82被蒸鍍?cè)诠獠ㄩL轉(zhuǎn)換陶瓷84的內(nèi)表面，形成杯狀的陶瓷單元86。 陶瓷單元86的邊緣部結(jié)合于基板44，形成內(nèi)包半導(dǎo)體發(fā)光元件48的樣態(tài)。通過像這樣將光波長轉(zhuǎn)換陶瓷84和光學(xué)濾光片82形成為半球狀，能夠使半導(dǎo)體發(fā)光元件48向各個(gè)方向發(fā)出的光的利用效率提高。另外，陶瓷單元86的內(nèi)部也可以被填充密封部件。密封部件可以由例如硅等光透射性樹脂材料構(gòu)成。
(第五實(shí)施方式) 圖8是表示第五實(shí)施方式的發(fā)光模塊90的結(jié)構(gòu)的圖。除了取代發(fā)光模塊40而設(shè)置發(fā)光模塊90以外，車輛用前照燈10的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。以下，對(duì)于與上述實(shí)施方式相同的部分標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記并省略說明。
發(fā)光模塊90具有紫外線發(fā)光元件92、光學(xué)濾光片94及光波長轉(zhuǎn)換陶瓷96。紫外線發(fā)光元件92由發(fā)出紫外線的LED元件構(gòu)成。由于這樣的LED元件是公知的，故省略其詳細(xì)說明。
作為光波長轉(zhuǎn)換部件的光波長轉(zhuǎn)換陶瓷96受紫外線激發(fā)而發(fā)出可見光。受紫外線激發(fā)而發(fā)出可見光的光波長轉(zhuǎn)換部件是公知的，故省略關(guān)于光波長轉(zhuǎn)換陶瓷96的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。
光波長轉(zhuǎn)換陶瓷96受紫外線激發(fā)而發(fā)出可見光，但也可能存在未被光波長轉(zhuǎn)換陶瓷96轉(zhuǎn)換波長而通過光波長轉(zhuǎn)換陶瓷96的紫外線。因此，在發(fā)光模塊90內(nèi)設(shè)有光學(xué)濾光片94。光學(xué)濾光片94被設(shè)置在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷96的兩個(gè)面中的、與紫外線發(fā)光元件92 相對(duì)的面的相反面上。光學(xué)濾光片94使光波長轉(zhuǎn)換陶瓷96激發(fā)發(fā)出的可見光Lv透射到外部。另一方面，光學(xué)濾光片94將想要直接透射過光波長轉(zhuǎn)換陶瓷96的紫外光Lu反射， 抑制向外部的射出。由此，能夠抑制可能有害的紫外光Lu向外部的射出。
(第六實(shí)施方式) 圖9是第六實(shí)施方式的發(fā)光模塊120的剖面圖。除了取代發(fā)光模塊40而設(shè)置發(fā)光模塊120以外，車輛用前照燈10的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。以下，對(duì)于與上述實(shí)施方式相同的部分標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記并省略說明。
發(fā)光模塊120具有半導(dǎo)體發(fā)光元件48和陶瓷單元122。陶瓷單元122具有光學(xué)濾光片IM和作為光波長轉(zhuǎn)換部件的光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126。光波長轉(zhuǎn)換陶瓷1 利用與上述光波長轉(zhuǎn)換陶瓷52同樣的材料形成，并且外形被形成為矩形的板狀。光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126 的表面由要入射光的入射面U6a、要出射光的出射面126b以及位于入射面126a的邊緣部與出射面126b的邊緣部之間的側(cè)面126c構(gòu)成。
側(cè)面126c以隨著從入射面126a接近出射面126b而逐漸遠(yuǎn)離光波長轉(zhuǎn)換陶瓷1 的中央的方式傾斜。因此，側(cè)面126c相對(duì)于出射面126b以小于90°的角度傾斜，相對(duì)于入射面126a以大于90°的角度傾斜。
側(cè)面126c是在劃切(Dicing)光波長轉(zhuǎn)換陶瓷1 時(shí)傾斜地切削而形成的。當(dāng)然， 使側(cè)面126c傾斜地形成光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126的方法并不限于此。
光學(xué)濾光片IM還使半導(dǎo)體發(fā)光元件48所主要發(fā)出的藍(lán)色光透射。另外，光學(xué)濾光片124反射被光波長轉(zhuǎn)換陶瓷1 轉(zhuǎn)換藍(lán)色光的波長而主要發(fā)出的黃色光。
光學(xué)濾光片IM被設(shè)置于光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126的入射面126a和側(cè)面126c。通過像這樣在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126的表面中除要出射光的出射面126b以外的表面上設(shè)置光學(xué)濾光片124，能夠抑制從出射面126b以外漏出光。因此，能夠提高從出射面126b射出的光的亮度。進(jìn)而，如上所述，側(cè)面126c相對(duì)于入射面126a傾斜。由此，能夠使在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126的內(nèi)部朝向側(cè)面126c的光反射向出射面126b。
在第六實(shí)施方式中，光學(xué)濾光片IM也是由分色鏡構(gòu)成，該分色鏡通過在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷1 的入射面126a和側(cè)面126c上交替地層疊蒸鍍折射率不同的材料而被多層膜化。光學(xué)濾光片124的可透射的最大入射角θ與上述的光學(xué)濾光片50相同。當(dāng)然光學(xué)濾光片IM不限于此。這樣，在板狀的光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126上設(shè)置光學(xué)濾光片IM而做成陶瓷單元122。
在制造發(fā)光模塊120時(shí)，首先，劃切光波長轉(zhuǎn)換陶瓷的基體材料以形成傾斜的側(cè)面U6c，這樣來設(shè)置光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126。接著，掩蔽光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126的出射面1 ， 在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126的入射面126a和側(cè)面126c上蒸鍍光學(xué)濾光片124。然后，除去掩蔽。如此做成陶瓷單元122。
接下來，使光學(xué)濾光片124中蒸鍍于光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126的入射面126a的部分與半導(dǎo)體發(fā)光元件48的發(fā)光面相抵接地將陶瓷單元122固定在半導(dǎo)體發(fā)光元件48上。由此， 光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126的入射面126a與半導(dǎo)體發(fā)光元件48的發(fā)光面相對(duì)。半導(dǎo)體發(fā)光元件 48的發(fā)光面與光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126的入射面126a為大致相同的矩形。陶瓷單元122被載置固定在半導(dǎo)體發(fā)光元件48上，使得半導(dǎo)體發(fā)光元件48的發(fā)光面的邊緣部與光波長轉(zhuǎn)換陶瓷126的入射面126a的邊緣部重合。陶瓷單元122通過粘接而固定于半導(dǎo)體發(fā)光元件 48的上表面。當(dāng)然這兩者的固定方法不限于粘接。另外，也可以在半導(dǎo)體發(fā)光元件48的上表面與光學(xué)濾光片1 之間設(shè)置空間。這樣，配置半導(dǎo)體發(fā)光元件48和光波長轉(zhuǎn)換陶瓷 126，使得半導(dǎo)體發(fā)光元件48所發(fā)出的光透射過光學(xué)濾光片IM而入射到光波長轉(zhuǎn)換陶瓷 126的入射面126a。
本發(fā)明不限于上述各實(shí)施方式，適當(dāng)組合各實(shí)施方式的各要素而成的方式作為本發(fā)明實(shí)施方式也是有效的。另外，也可以基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)將各種設(shè)計(jì)變更等的變形加到各實(shí)施方式中，增加了這種變形的實(shí)施方式也能包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
工業(yè)實(shí)用性 通過本發(fā)明，能夠有效利用發(fā)光元件發(fā)出的光，并且能夠謀求含有該發(fā)光元件的發(fā)光模塊的制造工藝的簡化。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光模塊，其特征在于，包括發(fā)光元件，其主要發(fā)出某范圍的波長的光，光波長轉(zhuǎn)換部件，其將上述發(fā)光元件發(fā)出的光的波長轉(zhuǎn)換后射出，以及光學(xué)濾光片，其使上述發(fā)光元件發(fā)出的主要波長的光透射，并使由上述光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的主要波長的光反射；其中，上述光波長轉(zhuǎn)換部件被形成為板狀； 上述光學(xué)濾光片被設(shè)置在上述光波長轉(zhuǎn)換部件的表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，上述發(fā)光元件被設(shè)計(jì)成主要發(fā)出紫外線區(qū)域的波長的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光模塊，其特征在于，上述光學(xué)濾光片被設(shè)置于上述光波長轉(zhuǎn)換部件的表面中要入射光的入射面、和位于上述入射面的邊緣部與要出射光的出射面的邊緣部之間的側(cè)面，上述光波長轉(zhuǎn)換部件被配置成使上述發(fā)光元件所發(fā)出的光透射過上述光學(xué)濾光片后入射到上述入射面。
4.一種具有發(fā)光元件的發(fā)光模塊的制造方法，其特征在于，包括在轉(zhuǎn)換所入射的光的波長后使之射出的板狀的光波長轉(zhuǎn)換部件的至少一個(gè)面上設(shè)置光學(xué)濾光片的步驟，該光學(xué)濾光片使上述發(fā)光元件發(fā)出的主要波長的光透射，并使由上述光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的主要波長的光反射，以及配置上述發(fā)光元件和上述光波長轉(zhuǎn)換部件，使得上述發(fā)光元件所發(fā)出的光透射過上述光學(xué)濾光片后入射到上述光波長轉(zhuǎn)換部件中的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光模塊的制造方法，其特征在于，在設(shè)置上述光學(xué)濾光片的步驟中，將上述光學(xué)濾光片設(shè)置于上述光波長轉(zhuǎn)換部件的表面中要入射光的入射面、和位于上述入射面的邊緣部與要出射光的出射面的邊緣部之間的側(cè)面；在配置上述發(fā)光元件和上述光波長轉(zhuǎn)換部件的步驟中，配置上述發(fā)光元件和上述光波長轉(zhuǎn)換部件使得上述發(fā)光元件所發(fā)出的光透射過上述光學(xué)濾光片后入射到上述光波長轉(zhuǎn)換部件的入射面。
6.一種燈具單元，其特征在于， 包括發(fā)光模塊和光學(xué)部件； 上述發(fā)光模塊包括發(fā)光元件，其主要發(fā)出某范圍的波長的光，光波長轉(zhuǎn)換部件，其將上述發(fā)光元件發(fā)出的光的波長轉(zhuǎn)換后射出，以及光學(xué)濾光片，其使上述發(fā)光元件發(fā)出的主要波長的光透射，并使由上述光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的主要波長的光反射；上述光學(xué)部件使從上述發(fā)光模塊射出的光匯聚； 上述光波長轉(zhuǎn)換部件被形成為板狀； 上述光學(xué)濾光片被設(shè)置在上述光波長轉(zhuǎn)換部件的表面上。
7.一種發(fā)光模塊，其特征在于，包括發(fā)光元件，其主要發(fā)出某范圍的波長的光，透明的光波長轉(zhuǎn)換部件，其將上述發(fā)光元件發(fā)出的光的波長轉(zhuǎn)換后射出，以及光學(xué)濾光片，其使上述發(fā)光元件發(fā)出的主要波長的光透射，并使由上述光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的主要波長的光反射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光模塊，其特征在于，上述光波長轉(zhuǎn)換部件的轉(zhuǎn)換波長區(qū)域的光的全光線透射率為40%以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光模塊，其特征在于，上述光學(xué)濾光片針對(duì)上述發(fā)光元件發(fā)出的光的波長范圍與由上述光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的光的波長范圍相重合的預(yù)定的重復(fù)波長范圍的光，透射率高于反射率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的發(fā)光模塊，其特征在于，還包括光漫射部件，其被設(shè)置在上述光波長轉(zhuǎn)換部件的至少單面?zhèn)取?br> 11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的發(fā)光模塊，其特征在于， 上述光波長轉(zhuǎn)換部件被形成為至少單面使光漫射。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中的任一項(xiàng)所述的發(fā)光模塊，其特征在于， 上述發(fā)光元件被設(shè)計(jì)為主要發(fā)出紫外線區(qū)域的波長的光。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12中的任一項(xiàng)所述的發(fā)光模塊，其特征在于，上述光學(xué)濾光片被設(shè)置于上述光波長轉(zhuǎn)換部件的表面中要入射光的入射面、和位于上述入射面的邊緣部與要出射光的出射面的邊緣部之間的側(cè)面；上述光波長轉(zhuǎn)換部件被配置成上述發(fā)光元件發(fā)出的光透射過上述光學(xué)濾光片后入射到上述入射面。
14.一種燈具單元，其特征在于， 包括發(fā)光模塊和光學(xué)部件， 上述發(fā)光模塊包括發(fā)光元件，其主要發(fā)出某范圍的波長的光，透明的光波長轉(zhuǎn)換部件，其將上述發(fā)光元件發(fā)出的光的波長轉(zhuǎn)換后射出，以及光學(xué)濾光片，其使上述發(fā)光元件發(fā)出的主要波長的光透射，并使由上述光波長轉(zhuǎn)換部件轉(zhuǎn)換后的主要波長的光反射；上述光學(xué)部件使從上述發(fā)光模塊射出的光匯聚。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的燈具單元，其特征在于，上述光波長轉(zhuǎn)換部件的轉(zhuǎn)換波長區(qū)域的光的全光線透射率為40%以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光模塊、發(fā)光模塊的制造方法及燈具單元。在發(fā)光模塊(40)中，光波長轉(zhuǎn)換陶瓷(52)將半導(dǎo)體發(fā)光元件(48)發(fā)出的光的波長轉(zhuǎn)換后射出。光學(xué)濾光片(50)使半導(dǎo)體發(fā)光元件(48)發(fā)出的主要的藍(lán)色光(Lb)透射，并使由光波長轉(zhuǎn)換陶瓷(52)轉(zhuǎn)換后的主要的黃色光(Ly)反射。光學(xué)濾光片(50)被設(shè)置在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷(52)的表面上。發(fā)光模塊(40)通過如下步驟制造在光波長轉(zhuǎn)換陶瓷(52)的至少一個(gè)面上設(shè)置光學(xué)濾光片(50)的步驟；以及配置半導(dǎo)體發(fā)光元件(48)和光波長轉(zhuǎn)換陶瓷(52)，使得半導(dǎo)體發(fā)光元件(48)所發(fā)出的光入射到光波長轉(zhuǎn)換陶瓷(52)的步驟。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102187478SQ20098014107
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者堤康章, 大長久芳, 小松隆明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小糸制作所