特開 2023-161470 車両用発光素子、車両用発光素子パッケージ、車両用光源ユニット、車両用灯具ユニット、車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023161470

(43)【公開日】2023-11-07

(54)【発明の名称】車両用発光素子、車両用発光素子パッケージ、車両用光源ユニット、車両用灯具ユニット、車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/14 20100101AFI20231030BHJP

   H01L 33/48 20100101ALI20231030BHJP

   F21S 41/143 20180101ALI20231030BHJP

   F21S 41/255 20180101ALI20231030BHJP

   F21S 45/47 20180101ALI20231030BHJP

   F21V 23/00 20150101ALI20231030BHJP

   F21V 23/06 20060101ALI20231030BHJP

   F21V 29/70 20150101ALI20231030BHJP

   F21V 29/508 20150101ALI20231030BHJP

   F21V 9/32 20180101ALI20231030BHJP

   F21W 102/155 20180101ALN20231030BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20231030BHJP

【ＦＩ】

H01L33/14

H01L33/48

F21S41/143

F21S41/255

F21S45/47

F21V23/00 150

F21V23/06

F21V29/70

F21V29/508

F21V9/32

F21W102:155

F21Y115:10 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022071892

(22)【出願日】2022-04-25

(71)【出願人】

【識別番号】000000136

【氏名又は名称】市光工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000121

【氏名又は名称】ＩＡＴ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】武沢 初男

(72)【発明者】

【氏名】藤下 俊一

(72)【発明者】

【氏名】小谷野 秀丸

【テーマコード（参考）】

3K014

5F142

5F241

【Ｆターム（参考）】

3K014AA01

3K014HA03

5F142AA12

5F142BA02

5F142BA32

5F142CA11

5F142CD02

5F142CD47

5F142CG03

5F142DA14

5F142DB30

5F241AA14

5F241CA05

5F241CA40

5F241CA58

5F241CA65

5F241CA74

5F241CA93

5F241CB15

5F241CB36

5F241FF11

(57)【要約】

【課題】輝度分布を高精度に形成することができる車両用発光素子、車両用発光素子パッケージ、車両用光源ユニット、車両用灯具ユニット、車両用灯具を提供することにある。
【解決手段】車両用発光素子１００は、電流制御層として、電気伝導率が半導体層１４０～１４５の電気伝導率より低い低キャリア濃度層１６０を使用し、この低キャリア濃度層１６０を発光層１４０に対して部分的に形成して、低キャリア濃度層１６０の分布に基づいて、発光面１３０に高輝度領域１３０Ａと低輝度領域１３０Ｂの輝度分布を形成する。このように、車両用発光素子１００は、発光層１４０における電流を制御して発光面１３０に輝度分布を形成するものであるから、特許文献１の半導体発光装置及びそれを用いた車両用灯具と比較して、輝度分布を高精度に形成することができる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板に積層されている積層部と、
前記積層部において発生した光が出射して発光する発光面と、
を備え、
前記積層部は、
発光層を含む複数の半導体層と、
前記半導体層に電力を供給する電極層と、
電気伝導率が前記半導体層の電気伝導率と異なる電流制御層と、
を有し、
前記電流制御層は、前記発光層に対して部分的に形成されている、
ことを特徴とする車両用発光素子。

【請求項2】

前記電流制御層は、電気伝導率が前記半導体層の電気伝導率よりも低い低キャリア濃度層から形成されていて、
前記低キャリア濃度層の結晶の材料は、前記低キャリア濃度層の前後に成膜される前記半導体層の結晶の材料と同一である、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用発光素子。

【請求項3】

前記電流制御層は、絶縁性電流狭窄層から形成されていて、
前記絶縁性電流狭窄層は、前記発光層に重ねて成膜されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用発光素子。

【請求項4】

前記電流制御層には、開口部が網目状に設けられていて、
前記発光面における輝度分布は、前記電流制御層における前記開口部の開口分布に基づいて形成されている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用発光素子。

【請求項5】

前記積層部には、前記発光層において発生した光を前記発光面側に反射させる反射層が、設けられている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用発光素子。

【請求項6】

前記電流制御層には、開口部が網目状に設けられていて、
前記発光面における輝度分布は、前記電流制御層における前記開口部の開口分布に基づいて形成されていて、
前記積層部には、前記発光層において発生した光を前記発光面側に反射させる反射層が、設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用発光素子。

【請求項7】

請求項１、２、３、６のいずれか１項に記載の車両用発光素子と、
前記車両用発光素子のうち、前記車両用発光素子の発光面に対して反対側の面が固定されているパッケージ基板と、
前記車両用発光素子のうち、少なくとも前記発光面に接着または固着されている蛍光体と、
前記車両用発光素子のうち、前記パッケージ基板および前記蛍光体が覆われていない露出面を封止する封止部材と、
前記パッケージ基板に設けられていて、前記車両用発光素子の電極層が接続されている電極と、
を備え、
前記電極に電力を供給することにより、前記車両用発光素子において発生した光が前記発光面から前記蛍光体を透過して前記蛍光体の光出射面から出射し、
前記光出射面には、輝度分布が、前記発光面に形成された輝度分布に基づいて形成されている、
ことを特徴とする車両用発光素子パッケージ。

【請求項8】

前記車両用発光素子を保護する保護素子を備える、
ことを特徴とする請求項７に記載の車両用発光素子パッケージ。

【請求項9】

請求項７に記載の車両用発光素子パッケージと、
前記車両用発光素子パッケージのパッケージ基板が実装されている点灯回路基板と、
前記点灯回路基板に実装されていて、前記車両用発光素子パッケージへの電力供給を制御する点灯回路と、
前記点灯回路基板に実装されていて、前記車両用発光素子パッケージおよび前記点灯回路に電力を供給する電力供給路と、
を備え、
前記電力供給路を介して、前記車両用発光素子パッケージおよび前記点灯回路に電力を供給することにより、前記車両用発光素子パッケージの蛍光体の光出射面から光が前記光出射面に形成された輝度分布に基づいて出射する、
ことを特徴とする車両用光源ユニット。

【請求項10】

請求項９に記載の車両用光源ユニットと、
前記車両用光源ユニットの電力供給路を電力供給源に接続するコネクタ部材と、
前記車両用光源ユニットの点灯回路基板が取り付けられている放熱部材と、
前記車両用光源ユニットから出射した光を、車両用配光パターンとして、出射させる光学部材と、
を備え、
前記車両用配光パターンは、前記車両用光源ユニットの車両用発光素子パッケージの蛍光体の光出射面に形成された輝度分布に基づいて形成されている、
ことを特徴とする車両用灯具ユニット。

【請求項11】

車両に装備される車両用灯具であって、
請求項１０に記載の車両用灯具ユニットと、
灯室を形成する灯室形成部材と、
を備え、
前記車両用灯具ユニットは、前記灯室内に配置されている、
ことを特徴とする車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、車両用発光素子、車両用発光素子パッケージ、車両用光源ユニット、車両用灯具ユニット、車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

発光面に輝度分布が形成されている車両用発光素子としては、たとえば、下記の特許文献１に示すものがある。以下、特許文献１について説明する。

【0003】

特許文献１の半導体発光装置及びそれを用いた車両用灯具は、半導体発光素子と、その発光面に積層され、波長変換層を含む１ないし複数の光取り出し層を備え、光取り出し層が、発光面に平行な一つの方向について、その一端から他端に向かって変化する光学特性を有し、半導体発光装置の輝度分布が一端側で最大であって他端側で最小である分布をなしている。

【0004】

特許文献１の半導体発光装置及びそれを用いた車両用灯具は、波長変換材料の密度分布、波長変換材料の平均粒径、波長変換材料の種類又はその組み合わせ、波長変換層に積層された透明層の表面粗さなどにより、半導体発光装置の輝度分布を形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－４９０２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

発光面に輝度分布が形成されている車両用発光素子、あるいは、輝度分布が形成されている半導体発光装置及びそれを用いた車両用灯具においては、輝度分布を高精度に形成することが重要である。

【0007】

この発明が解決しようとする課題は、輝度分布を高精度に形成することができる車両用発光素子、車両用発光素子パッケージ、車両用光源ユニット、車両用灯具ユニット、車両用灯具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明の車両用発光素子は、基板と、基板に積層されている積層部と、積層部において発生した光が出射して発光する発光面と、を備え、積層部が、発光層を含む複数の半導体層と、半導体層に電力を供給する電極層と、電気伝導率が半導体層の電気伝導率と異なる電流制御層と、を有し、電流制御層が、発光層に対して部分的に形成されている、ことを特徴とする。

【0009】

この発明の車両用発光素子において、電流制御層は、電気伝導率が前記半導体層の電気伝導率よりも低い低キャリア濃度層から形成されていて、低キャリア濃度層の結晶の材料は、低キャリア濃度層の前後に成膜される前記半導体層の結晶の材料と同一である、ことが好ましい。

【0010】

この発明の車両用発光素子において、電流制御層は、絶縁性電流狭窄層から形成されていて、絶縁性電流狭窄層は、発光層に重ねて成膜されている、ことが好ましい。

【0011】

この発明の車両用発光素子において、電流制御層には、開口部が網目状に設けられていて、発光面における輝度分布は、電流制御層における開口部の開口分布に基づいて形成されている、ことが好ましい。

【0012】

この発明の車両用発光素子において、積層部には、発光層において発生した光を発光面側に反射させる反射層が、設けられている、ことが好ましい。

【0013】

この発明の車両用発光素子において、電流制御層には、開口部が網目状に設けられていて、発光面における輝度分布は、電流制御層における開口部の開口分布に基づいて形成されていて、積層部には、発光層において発生した光を発光面側に反射させる反射層が、設けられている、ことが好ましい。

【0014】

この発明の車両用発光素子パッケージは、この発明の車両用発光素子と、車両用発光素子のうち、車両用発光素子の発光面に対して反対側の面が固定されているパッケージ基板と、 車両用発光素子のうち、少なくとも発光面に接着または固着されている蛍光体と、車両用発光素子のうち、パッケージ基板および蛍光体が覆われていない露出面を封止する封止部材と、パッケージ基板に設けられていて、車両用発光素子の電極層が接続されている電極と、を備え、電極に電力を供給することにより、車両用発光素子において発生した光が発光面から蛍光体を透過して蛍光体の光出射面から出射し、光出射面には、輝度分布が、発光面に形成された輝度分布に基づいて形成されている、ことを特徴とする。

【0015】

この発明の車両用発光素子パッケージにおいて、車両用発光素子を保護する保護素子を備える、ことが好ましい。

【0016】

この発明の車両用光源ユニットは、この発明の車両用発光素子パッケージと、車両用発光素子パッケージのパッケージ基板が実装されている点灯回路基板と、点灯回路基板に実装されていて、車両用発光素子パッケージへの電力供給を制御する点灯回路と、点灯回路基板に実装されていて、車両用発光素子パッケージおよび点灯回路に電力を供給する電力供給路と、を備え、電力供給路を介して、車両用発光素子パッケージおよび点灯回路に電力を供給することにより、車両用発光素子パッケージの蛍光体の光出射面から光が光出射面に形成された輝度分布に基づいて出射する、ことを特徴とする。

【0017】

この発明の車両用灯具ユニットは、この発明の車両用光源ユニットと、車両用光源ユニットの電力供給路を電力供給源に接続するコネクタ部材と、車両用光源ユニットの点灯回路基板が取り付けられている放熱部材と、車両用光源ユニットから出射した光を、車両用配光パターンとして、出射させる光学部材と、を備え、車両用配光パターンが、車両用光源ユニットの車両用発光素子パッケージの蛍光体の光出射面に形成された輝度分布に基づいて形成されている、ことを特徴とする。

【0018】

この発明の車両用灯具は、車両に装備される車両用灯具であって、この発明の車両用灯具ユニットと、灯室を形成する灯室形成部材と、を備え、車両用灯具ユニットが、灯室内に配置されている、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

この発明の車両用発光素子、車両用発光素子パッケージ、車両用光源ユニット、車両用灯具ユニット、車両用灯具は、輝度分布を高精度に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、この発明にかかる車両用発光素子の実施形態を示す断面図（図３（Ａ）におけるＩ－Ｉ線断面図）である。

【図2】図２は、車両用発光素子の製造工程を示す説明図（図１に対応する断面図）である。（Ａ）は、電流制御層としての低キャリア濃度層を成膜した状態を示す説明図である。（Ｂ）は、低キャリア濃度層の一部分を除去した状態を示す説明図である。

【図3】図３は、車両用発光素子を示す説明図である。（Ａ）は、低キャリア濃度層の分布を示す説明図（図１におけるＩＩＩ矢視図）である。（Ｂ）は、発光層における電流分布を示す説明図であって、縦軸が発光層における電流（物理量）であり、横軸が発光層の（Ａ）におけるＩ－Ｉ線上の位置である。（Ｃ）は、発光面における輝度分布を示す説明図であって、縦軸が発光面における輝度（物理量）であり、横軸が発光面の（Ａ）におけるＩ－Ｉ線上の位置である。（Ｄ）は、発光面における輝度分布を示す説明図（図３（Ａ）に対応する説明図）である。

【図4】図４は、車両用発光素子の変形例を示す断面図（図１に対応する断面図、図６におけるＩＶ－ＩＶ線断面図、図７（Ａ）におけるＩＶ－ＩＶ線断面図）である。

【図5】図５は、変形例の車両用発光素子の製造工程を示す説明図（図４に対応する断面図）である。（Ａ）は、電流制御層としての絶縁性電流狭窄層の成膜工程を示す説明図である。（Ｂ）は、絶縁性電流狭窄層に網目状の開口部を設ける工程であって、絶縁性電流狭窄層の一部分の除去工程を示す説明図である。

【図6】図６は、変形例の車両用発光素子の製造工程において、絶縁性電流狭窄層の一部分を除去して絶縁性電流狭窄層に網目状の開口部を設けた状態を示す斜視図（図５（Ｂ）におけるＶＩ矢視図）である。

【図7】図７は、変形例の車両用発光素子を示す説明図である。（Ａ）は、絶縁層の開口部の開口分布を示す説明図（図４におけるＶＩＩ矢視図）である。（Ｂ）は、発光層における電流分布を示す説明図であって、縦軸が発光層における電流（物理量）であり、横軸が発光層の（Ａ）におけるＩＶ－ＩＶ線上の位置である。（Ｃ）は、発光面における輝度分布を示す説明図であって、縦軸が発光面における輝度（物理量）であり、横軸が発光面の（Ａ）におけるＩＶ－ＩＶ線上の位置である。（Ｄ）は、発光面における輝度分布を示す説明図（図７（Ａ）に対応する説明図）である。

【図8】図８は、この発明にかかる車両用発光素子パッケージの実施形態を示す説明図である。（Ａ）は、蛍光体の光出射面を示す説明図である。（Ｂ）は、蛍光体の光出射面における輝度分布（上辺中央部分が最高輝度領域である輝度分布）を示す説明図である。

【図9】図９は、車両用発光素子パッケージを示す断面図（図８（Ａ）におけるＩＸ－ＩＸ線断面図）である。

【図10】図１０は、車両用発光素子パッケージの電流制御層としての絶縁性電流狭窄層を示す説明図（図６に対応する説明図）である。

【図11】図１１は、車両用発光素子パッケージの輝度分布の変形例を示す説明図である。（Ａ）は、右辺中央部分が最高輝度領域である輝度分布を示す説明図（図８（Ｂ）に対応する説明図）である。（Ｂ）は、左辺中央部分が最高輝度領域である輝度分布を示す説明図（図８（Ｂ）に対応する説明図）である。

【図12】図１２は、この発明にかかる車両用発光素子、車両用発光素子パッケージ、車両用光源ユニット、車両用灯具ユニット、車両用灯具の使用状態を示す車両の正面図（車両の前方から車両を見た図）である。

【図13】図１３は、この発明にかかる車両用光源ユニットの実施形態を示す斜視図であって、かつ、この発明にかかる車両用灯具ユニットの実施形態を示す主要構成部品の分解斜視図である。

【図14】図１４（Ａ）は、車両用灯具ユニットを示す正面図（図１３におけるＸＩＶ矢視図）である。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）の車両用灯具から照射されたロービーム配光パターンを示す説明図である。

【図15】図１５は、車両用灯具ユニットの変形例１を示す正面図（図１４（Ａ）に対応する正面図）である。

【図16】図１６（Ａ）は、車両用灯具ユニットの変形例２を示す正面図（図１４（Ａ）、図１５に対応する正面図）である。図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の車両用灯具から照射されたハイビーム配光パターンを示す説明図である。

【図17】図１７は、車両用灯具ユニットの変形例３を示す正面図（図１４（Ａ）、図１５、図１６（Ａ）に対応する正面図）である。（Ａ）は、右側の車両用灯具ユニットを示す正面図である。（Ｂ）は、左側の車両用灯具ユニットを示す正面図である。

【図18】図１８は、図１７の車両用灯具ユニットから照射された配光可変タイプのハイビーム配光パターンを示す説明図である。（Ａ）は、図１７（Ｂ）の左側の車両用灯具ユニットから照射された配光可変タイプのハイビーム配光パターンを示す説明図である。（Ｂ）は、図１７（Ａ）の右側の車両用灯具ユニットから照射された配光可変タイプのハイビーム配光パターンを示す説明図である。（Ｃ）は、図１７（Ｂ）の左側の車両用灯具ユニットから照射された配光可変タイプのハイビーム配光パターンのうち一部の部分配光パターンが消灯（減光）された状態を示す説明図である。（Ｂ）は、図１７（Ａ）の右側の車両用灯具ユニットから照射された配光可変タイプのハイビーム配光パターンのうち一部の部分配光パターンが消灯（減光）された状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、この発明にかかる車両用発光素子、車両用発光素子パッケージ、車両用光源ユニット、車両用灯具ユニット、車両用灯具の実施形態（実施例）、変形例を図面に基づいて説明する。この明細書、図面において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用発光素子、車両用発光素子パッケージ、車両用光源ユニット、車両用灯具ユニット、車両用灯具を車両に装備した際の前、後、上、下、左、右である。

【0022】

図面においては、概略図であるため、主要部品を図示し、主要部品以外の部品の図示を省略し、かつ、ハッチングの一部を省略する。図１４（Ｂ）、図１６（Ｂ）、図１８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）において、符号「ＶＵ－ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示し、符号「ＨＬ－ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。

【0023】

（車両用発光素子１００の構成の説明）
車両用発光素子１００は、図１から図３に示すように、車両用発光素子１００は、基板１１０と、積層部１２０と、光出射面としての発光面１３０と、を備える。

【0024】

基板１１０は、この例では、サファイア基板である。積層部１２０は、この例では、基板１１０の一面（図面において下面）に積層されている。発光面１３０は、この例では、基板１１０の他面（図面において上面）、すなわち、基板１１０の積層部１２０が積層されている面に対して反対側の面に設けられている。発光面１３０は、積層部１２０において発生した光が外部に出射することにより発光する面である。

【0025】

（積層部１２０の説明）
積層部１２０は、発光層１４０を含む複数の半導体層１４１～１４５（以下、「半導体層１４０～１４５」と称する）と、電極層１５０、１５１と、電流制御層としての低キャリア濃度層１６０と、反射層１７０と、を有する。積層部１２０は、一般的なＬＥＤの製造工程により、製造されている。

【0026】

すなわち、積層部１２０は、基板１１０に、バッファ層としての第１ｎ型半導体層（ｎ－ＧｎＮ層）１４１と、第２ｎ型半導体層（ｎ－ＡｌＧｎＮ層）１４２と、低キャリア濃度層１６０と、第３ｎ型半導体層（ｎ－ＩｎＧｎＮ層）１４３と、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の発光層（活性層、ＩｎＧｎＮ層）１４０と、第１ｐ型半導体層（ｐ－ＩｎＧｎＮ層）１４４と、反射層（Ａｇなどの光反射性金属層など）１７０と、第２ｐ型半導体層（ｐ－ＧｎＮ層）１４５とが、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いてエピタキシャル結晶成長工程により順次成膜されている。

【0027】

成膜された半導体層１４０～１４５および反射層１７０には、スルーホール１５２が、第２ｐ型半導体層１４５から第１ｎ型半導体層１４１の途中までの間に、開設されている。なお、スルーホール１５２は、この例では、複数本開設されているが、１本であっても良い。

【0028】

第２ｐ型半導体層１４５の右側大部分とスルーホール１５２中には、絶縁層（ＳｉＯ２など）１５３が形成されている。第２ｐ型半導体層１４５の残りの左側部分は、絶縁層１５３が形成されておらず、露出している。

【0029】

絶縁層１５３には、ｎ電極層１５０が形成されている。このｎ電極層１５０には、ｎロッド１５４が形成されている。このｎロッド１５４は、絶縁層１５３を介して、スルーホール１５２中に挿入されている。露出している第２ｐ型半導体層１４５には、ｐ電極層１５１が形成されている。電極層１５０、１５１は、半導体層１４０～１４５に電力を供給する。

【0030】

（低キャリア濃度層１６０の説明）
低キャリア濃度層１６０は、電気伝導率が半導体層１４０～１４５の電気伝導率と異なる。この例では、低キャリア濃度層１６０の電気伝導率は、半導体層１４０～１４５の電気伝導率よりも低い。低キャリア濃度層１６０は、発光層１４０に対して平行にかつ部分的、この例では、図において右側の約半分の部分に形成されている。低キャリア濃度層１６０の分布は、左側部分において低キャリア濃度層１６０が存在せず、右側部分において低キャリア濃度層１６０が存在している。低キャリア濃度層１６０は、低キャリア濃度層１６０の分布に基づいて、発光面１３０に、左側部分の高輝度領域１３０Ａと右側部分の低輝度領域１３０Ｂとの輝度分布を形成する。

【0031】

ここで、半導体層１４０～１４５の電気伝導率は、半導体層１４０～１４５におけるキャリア濃度に依存する。このため、半導体層１４０～１４５におけるキャリア濃度が低いと、半導体層１４０～１４５の電気伝導率が下がり、半導体層１４０～１４５の電気抵抗が増し、発光層１４０における電流が低減して、発光層１４０における輝度が低下する。逆に、キャリア濃度が高いと、電気伝導率が上がり、電気抵抗が低減し、発光層１４０における電流が増して、発光層１４０における輝度が上がる。

【0032】

そこで、図１、図３（Ｄ）に示すように、発光面１３０の右側部分に低輝度領域１３０Ｂを形成する場合、この場合においては、電気伝導率が半導体層１４０～１４５の電気伝導率より低い低キャリア濃度層１６０を、発光層１４０以外の半導体層１４１～１４５の右側部分に、形成する。すると、低キャリア濃度層１６０が形成されている右側部分における発光層１４０の電流が低減して、その右側部分における発光層１４０の輝度が低下する。この結果、発光面１３０の右側部分において、低輝度領域１３０Ｂが形成される。

【0033】

一方、図１、図３（Ｄ）に示すように、発光面１３０の左側部分に高輝度領域１３０Ａを形成する場合、この場合においては、
低キャリア濃度層１６０の左側部分をエッチングにより除去して、低キャリア濃度層１６０が存在しない部分を、半導体層１４１～１４５の左側部分に、形成する。すると、低キャリア濃度層１６０が形成されていない左側部分における発光層１４０の電流が増して、その左側部分における発光層１４０の輝度が上昇する。この結果、発光面１３０の左側部分において、高輝度領域１３０Ａが形成される。

【0034】

低キャリア濃度層１６０の結晶の材料は、低キャリア濃度層１６０の前後に成膜される半導体層、この例では、第２ｎ型半導体層１４２、第３ｎ型半導体層１４３半導体層の結晶の材料ＧｎＮ、ＡｌＧｎＮあるいはＩｎＧｎＮと同一である。低キャリア濃度層１６０におけるキャリア濃度は、微量添加物（Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐなど）の量で調整される。

【0035】

（反射層１７０の説明）
反射層１７０は、発光層１４０において発生した光を発光面１３０側に反射させる。反射層１７０は、この例では、第１ｐ型半導体層１４４と第２ｐ型半導体層１４５との間に成膜されている。しかしながら、反射層１７０の成膜位置は、特に、限定しない。

【0036】

（積層部１２０の製造工程の説明）
積層部１２０の製造工程は、以下の通りである。まず、基板１１０の一面に、第１ｎ型半導体層１４１、第２ｎ型半導体層１４２を、順次成膜する。

【0037】

つぎに、第２ｎ型半導体層１４２に低キャリア濃度層１６０を全面に亘って成膜する（図２（Ａ）を参照）。つづいて、残したい右側部分（図２（Ｂ）中の実線で示されている部分）の低キャリア濃度層１６０以外の左側部分（図２（Ｂ）中の破線で示されている部分）の低キャリア濃度層１６０を、一般的なエッチングにより、除去する（図２（Ｂ）を参照）。この除去工程においては、低キャリア濃度層１６０に対応する部分には、マスクにより、除去から逃れる。マスクパターンは、図３（Ａ）示すパターンをなす。

【0038】

それから、第２ｎ型半導体層１４２の左側部分および残した右側部分の低キャリア濃度層１６０に、第３ｎ型半導体層１４３、発光層１４０、第１ｐ型半導体層１４４、反射層１７０、第２ｐ型半導体層１４５を、順次成膜する。

【0039】

さらに、半導体層１４０～１４５、低キャリア濃度層１６０および反射層１７０に、スルーホール１５２を、開設する。このスルーホール１５２中および第２ｐ型半導体層１４５の右側大部分に、絶縁層１５３を成膜する。

【0040】

そして、スルーホール１５２中の絶縁層１５３にｎ電極層１５０を形成すると共に、絶縁層１５３にｎ電極層１５０を成膜する。さらに、露出している第２ｐ型半導体層１４５にｐ電極層１５１を成膜する。これにより、積層部１２０が製造される。

【0041】

（車両用発光素子１００の作用の説明）
この実施形態にかかる車両用発光素子１００は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

【0042】

電極層１５０、１５１を介して半導体層１４０～１４５に電力を供給する。すると、電流は、ｎ電極層１５０のｎロッド１５４から、第１ｎ型半導体層１４１、第２ｎ型半導体層１４２に流れる。電流は、第２ｎ型半導体層１４２から、左側部分において第３ｎ型半導体層１４３に直接に流れ、または、右側部分において低キャリア濃度層１６０を介して第３ｎ型半導体層１４３に流れる。電流は、第３ｎ型半導体層１４３から、発光層１４０、第１ｐ型半導体層１４４、反射層１７０、第２ｐ型半導体層１４５を経てｐ電極層１５１に流れる。

【0043】

これにより、発光層１４０において光が発生する。発光層１４０の一面（上面）において発生した光は、第３ｎ型半導体層１４３から、直接第２ｎ型半導体層１４２を透過して、低キャリア濃度層１６０を介して第２ｎ型半導体層１４２透過して、かつ、第１ｎ型半導体層１４１および基板１１０を透過して、発光面１３０から出射する。

【0044】

一方、発光層１４０の他面（下面）において発生した光は、第１ｐ型半導体層１４４を透過して反射層１７０で発光面１３０側に反射して、再び、第１ｐ型半導体層１４４を透過して、発光層１４０から、前記の発光層１４０の一面からの光路と同様に進んで、発光面１３０から出射する。これにより、発光面１３０は、発光する。

【0045】

この時、発光面１３０の左側部分は、低キャリア濃度層１６０が無いので、高輝度領域１３０Ａが形成される。一方、発光面１３０の右側部分は、低キャリア濃度層１６０が存在するので、低輝度領域１３０Ｂが形成される。このように、発光面１３０において、高輝度領域１３０Ａと低輝度領域１３０Ｂとの輝度分布が形成される。

【0046】

（車両用発光素子１００の効果の説明）
この実施形態にかかる車両用発光素子１００は、図１、図３（Ｄ）に示すように、電流制御層として、電気伝導率が半導体層１４０～１４５の電気伝導率より低い低キャリア濃度層１６０を使用し、この低キャリア濃度層１６０を発光層１４０に対して部分的に形成して、低キャリア濃度層１６０の分布に基づいて、発光面１３０に高輝度領域１３０Ａと低輝度領域１３０Ｂの輝度分布を形成する。

【0047】

このように、この実施形態にかかる車両用発光素子１００は、発光層１４０における電流を制御して発光面１３０に輝度分布を形成する。この結果、この実施形態にかかる車両用発光素子１００は、波長変換材料の密度分布、波長変換材料の平均粒径、波長変換材料の種類又はその組み合わせ、波長変換層に積層された透明層の表面粗さなどにより、半導体発光装置の輝度分布を形成する特許文献１の半導体発光装置及びそれを用いた車両用灯具と比較して、輝度分布を高精度に形成することができる。

【0048】

この実施形態にかかる車両用発光素子１００は、低キャリア濃度層１６０の結晶の材料として、低キャリア濃度層１６０の前後に成膜される第２ｎ型半導体層１４２、第３ｎ型半導体層１４３半導体層の結晶の材料ＧｎＮ、ＡｌＧｎＮあるいはＩｎＧｎＮと同一の材料を使用する。

【0049】

この結果、この実施形態にかかる車両用発光素子１００は、低キャリア濃度層１６０を発光層１４０の成膜前に製膜しても、発光層１４０の成膜の際に、低キャリア濃度層１６０が存在していても、発光層１４０において結晶欠陥や歪の発生を抑制することができる。これにより、この実施形態にかかる車両用発光素子１００は、低キャリア濃度層１６０を発光層１４０の成膜前または成膜後に製膜することができ、製造工程の自由度が増して、製造コストを安価にすることができる。

【0050】

この実施形態にかかる車両用発光素子１００は、積層部１２０に反射層１７０を設けたので、反射層１７０で発光層１４０において発生した光を発光面１３０側に反射させることができ、発光面１３０において、高い発光効率を得ることができる。

【0051】

（車両用発光素子１００の実施形態以外の例の説明）
なお、前記の実施形態においては、低キャリア濃度層１６０に添加する添加物の量によりキャリア濃度を調整する。すなわち、低キャリア濃度層１６０における電気伝導率を調整する。ここで、キャリア濃度が一定の低キャリア濃度層１６０の場合は、低キャリア濃度層１６０の厚さが薄くなるほど電気伝導率が大きくなる。すなわち、電気伝導率は、低キャリア濃度層１６０の厚さに依存しているので、低キャリア濃度層１６０の厚さを調整することにより、電気伝導率を調整することができる。また、低キャリア濃度層１６０に添加する添加物の量と低キャリア濃度層１６０の厚さを調整して、電気伝導率を調整しても良い。

【0052】

また、前記の実施形態においては、発光面１３０における輝度分布は、高輝度領域１３０Ａと低輝度領域１３０Ｂの２段階である。しかしながら、低キャリア濃度層１６０の添加物の量または低キャリア濃度層１６０の厚さの少なくともいずれか一方の調整により、３段階以上の輝度分布を得ることができる。しかも、後記の車両用発光素子１００Ａの変形例のように、開口部の開口率の調整により、複数段の輝度分布を得ることができる。

【0053】

また、前記の実施形態においては、発光面１３０における輝度分布の高輝度領域１３０Ａと低輝度領域１３０Ｂの境が直線である。しかしながら、境を曲線、曲線と直線との組み合わせであっても良い。

【0054】

（変形例の車両用発光素子１００Ａの構成の説明）
以下、変形例の車両用発光素子１００Ａの構成ついて、図４から図７を参照して、説明する。図中、図１から図３と同符号は、同一のものを示す。

【0055】

前記の実施形態にかかる車両用発光素子１００は、電流制御層として、低キャリア濃度層１６０を使用したものである。この変形例にかかる車両用発光素子１００Ａは、電流制御層として、この例では、絶縁層（ＳｉＯ２など）からなる絶縁性電流狭窄層１８０を使用するものである。絶縁性電流狭窄層１８０は、絶縁層（ＳｉＯ２など）以外の物であっても良い。たとえば、無添加Ｓｉ層、あるいは、絶縁層に低濃度の金属元素を添加した高抵抗層（電気伝導率が低い層）であっても良い。

【0056】

絶縁性電流狭窄層１８０は、半導体層１４０～１４５における電流の流れを狭めるものである。絶縁性電流狭窄層１８０は、反射層１７０と第２ｐ型半導体層１４５との間に成膜されている。すなわち、絶縁性電流狭窄層１８０は、絶縁層（ＳｉＯ２など）を使用する場合、発光層１４０の成膜後に成膜されている。すなわち、絶縁性電流狭窄層１８０は、発光層１４０に重ねて成膜されている。

【0057】

図５（Ｂ）、図６に示すように、絶縁性電流狭窄層１８０には、開口部１８１が網目状に設けられている。以下、開口部１８１が設けられている絶縁性電流狭窄層１８０の製造について説明する。

【0058】

発光層１４０の成膜後であって、反射層１７０の成膜後に、反射層１７０に絶縁性電流狭窄層１８０を全面に亘って成膜する（図５（Ａ）を参照）。つづいて、絶縁性電流狭窄層１８０のうち、開口部１８１に対応する部分を、一般的なエッチングにより、除去する。この除去工程においては、開口部１８１以外の部分には、マスクにより、除去から逃れる。マスクパターンは、図５（Ｂ）、図６に示すパターンをなす。この結果、絶縁性電流狭窄層１８０には、開口部１８１が網目状に設けられる（図５（Ｂ）、図６を参照）。

【0059】

図４に示すように、開口部１８１中には、第２ｐ型半導体層１４５が充填されている。このため、開口部１８１に対応する反射層１７０と第２ｐ型半導体層１４５との間においては、電流が流れる。一方、開口部１８１が設けられていない絶縁性電流狭窄層１８０に対応する反射層１７０と第２ｐ型半導体層１４５との間においては、電流が流れない。

【0060】

これにより、絶縁性電流狭窄層１８０における開口部１８１の開口率が大きいと、半導体層１４０～１４５における電気伝導率が高く、逆に、絶縁性電流狭窄層１８０における開口部１８１の開口率が小さいと、半導体層１４０～１４５における電気伝導率が低い。すなわち、半導体層１４０～１４５における電気伝導率は、絶縁性電流狭窄層１８０における開口部１８１の開口率に依存する。この結果、発光面１３０における輝度分布１３０Ｃ～１３０Ｆは、絶縁性電流狭窄層１８０における開口部１８１の開口分布に基づいて形成されている。

【0061】

ここで、絶縁性電流狭窄層１８０における開口部１８１の開口率の１例について説明する。この例における開口率は、最高輝度領域である１００％の部分（図５（Ｂ）中の破線で示されている左側約半分の部分）１８２と、７５％の部分１８３と、５０％の部分１８４と、２５％の部分１８５と、を有する。１００％の部分１８２、７５％の部分１８３、５０％の部分１８４、２５％の部分１８５は、この例は、左側から右側に順に形成されている。なお、開口率が１００％の部分１８２には、絶縁性電流狭窄層１８０は存在しない。

【0062】

開口率は、開口部１８１の横寸法ａ、縦寸法ｂ、あるいは、開口部１８１の間隔の横寸法ｃ、縦寸法ｄの少なくともいずれか一方に基づいて、調整されている。

【0063】

（変形例の車両用発光素子１００Ａの作用の説明）
この変形例の車両用発光素子１００Ａは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

【0064】

電極層１５０、１５１を介して半導体層１４０～１４５に電力を供給する。すると、電流は、ｎ電極層１５０のｎロッド１５４から、第１ｎ型半導体層１４１、第２ｎ型半導体層１４２、第３ｎ型半導体層１４３、発光層１４０、第１ｐ型半導体層１４４、反射層１７０に流れる。電流は、反射層１７０から直接第２ｐ型半導体層１４５に、また、反射層１７０から開口部１８１中の第２ｐ型半導体層１４５に、流れ、第２ｐ型半導体層１４５を経てｐ電極層１５１に流れる。

【0065】

これにより、発光層１４０において光が発生する。この発光層１４０における発光により、発光面１３０が、輝度分布１３０Ｃ～１３０Ｆで発光する。発光面１３０における輝度分布開口率が１００％の部分１８２に対応する部分の輝度を１００％は、絶縁性電流狭窄層１８０における開口部１８１の開口率に基づいて形成されている。

【0066】

すなわち、開口率が１００％の部分１８２に対応する部分１３０Ｃの輝度を１００％とすると、開口率が７５％の部分１８３に対応する部分１３０Ｄの輝度が７５％であり、開口率が５０％の部分１８４に対応する部分１３０Ｅの輝度が５０％であり、開口率が２５％の部分１８５に対応する部分１３０Ｆの輝度が２５％である。

【0067】

（変形例の車両用発光素子１００Ａの効果の説明）
この変形例の車両用発光素子１００Ａは、以上のごとき構成、作用からなるものであるから、前記の車両用発光素子１００とほぼ同様の効果を達成することができる。

【0068】

この変形例の車両用発光素子１００Ａは、発光層１４０の成膜後に、反射層１７０に絶縁性電流狭窄層１８０を成膜するものであるから、絶縁性電流狭窄層１８０として、絶縁層（ＳｉＯ２など）を使用しても、発光層１４０において結晶欠陥や歪の発生を抑制することができる。これにより、この変形例の車両用発光素子１００Ａは、発光層１４０における発光効率を前記の車両用発光素子１００における発光効率とほぼ同様に得ることができる。

【0069】

この変形例の車両用発光素子１００Ａは、絶縁性電流狭窄層１８０に開口部１８１を網目状に設けて、この開口部１８１の開口分布に基づいて、発光面１３０における輝度分布１３０Ｃ～１３０Ｆを形成するものである。この結果、この変形例の車両用発光素子１００Ａは、開口部１８１の開口分布を調整することにより、発光面１３０における輝度分布を任意に調整することができる。

【0070】

特に、この変形例の車両用発光素子１００Ａは、ｎロッド１５４の分布（ｎロッド１５４の表面積分布）の調整により、半導体層１４０～１４５における電流分布を調整して発光面１３０における輝度分布を調整する技術と比較して、スルーホール１５２を必要最低限少なくすることができる。この結果、この変形例の車両用発光素子１００Ａは、微細加工のスルーホール１５２の本数、スルーホール１５２中の絶縁層１５３の本数を低減することができ、その分、製造コストを安価にすることができる。しかも、この変形例の車両用発光素子１００Ａは、スルーホール１５２の本数を少なくすることにより、スルーホール１５２による半導体層１４０～１４５における電流の低減を抑制することができ、その分、高い発光効率を維持することができる。

【0071】

（車両用発光素子１００、１００Ａの使用例の説明）
車両用発光素子１００、１００Ａは、図８から図１１に示すように、車両用発光素子パッケージ２００、２００Ａ、２００Ｂに使用される。

【0072】

（車両用発光素子パッケージ２００の構成の説明）
車両用発光素子パッケージ２００は、前記の変形例の車両用発光素子１００Ａと、パッケージ基板２０１と、蛍光体２０２と、封止部材２０３と、電極２０４、２０５と、保護素子２０６と、を備える。

【0073】

この車両用発光素子パッケージ２００に使用される車両用発光素子１００Ａは、図１０に示すように、絶縁性電流狭窄層１８０に開口部１８１を設けたものである。開口部１８１は、この例では、半円形、円弧形をなしている。この例における開口率は、上辺の中央部分の１００％の部分と、その１００％の部分の周囲の部分の８０％の部分と、その８０％の部分の周囲の部分の６０％の部分と、その６０％の部分の周囲の部分の４０％の部分と、その４０％の部分の周囲の部分の２０％の部分と、を有する。開口率は、前記の変形例の車両用発光素子１００Ａと同様に、開口部１８１の横寸法ａ、縦寸法ｂ、あるいは、開口部１８１の間隔の横寸法ｃ、縦寸法ｄの少なくともいずれか一方に基づいて、調整されている。車両用発光素子１００Ａの発光面１３０（図９において左側の面）には、輝度分布が、絶縁性電流狭窄層１８０に開口部１８１の開口分布に対応して形成される。

【0074】

車両用発光素子１００Ａのうち、車両用発光素子１００Ａの発光面１３０（図９において左側の面）に対して反対側の面（図９において右側の面）が、パッケージ基板２０１の一面（図９において左側の面）に、接合材２０７を介して固定されている。

【0075】

車両用発光素子１００Ａのうち、車両用発光素子１００Ａの発光面１３０には、蛍光体２０２の一面（図９において右側の面）が、光透過性の接着剤２０８を介して接着されている。蛍光体２０２は、例えば、車両用発光素子１００Ａの発光面１３０から出射した青色光により励起されて黄色光を発するものであって、その青色光と黄色光とを合わせることで白色光とする。蛍光体２０２は、一面から入射した光を他面（図９において左側の面）の光出射面２０９から外部に出射する。なお、車両用発光素子１００Ａの発光面１３０と蛍光体２０２の一面とを、接着剤２０８による接着の手段の他に、両方の面を鏡面研磨して温度を上げて押し付けることにより、直接接合（物理的な力で接合）する固着の手段がある。

【0076】

パッケージ基板２０１の他面（図９において右側の面）には、電極２０４、２０５が設けられている。電極２０４、２０５は、車両用発光素子１００Ａのｎ電極層、ｐ電極層に電気的に接続されている。パッケージ基板２０１の一面には、車両用発光素子１００Ａを保護する保護素子２０６が、接合材２０７を介して固定されている。保護素子２０６は、この例では、ツェナーダイオードであって、車両用発光素子１００Ａに過大な電圧印加がかかるのを防止して、車両用発光素子１００Ａの素子破壊や性能劣化を防止する。

【0077】

車両用発光素子１００Ａのうち、パッケージ基板２０１および蛍光体２０２が覆われていない露出面は、封止部材２０３により封止されている。封止部材２０３は、この例では、白色の樹脂材料であり、光不透過性である。封止部材２０３は、車両用発光素子１００Ａの発光面１３０からの光（青色光）の漏洩を防ぐ。

【0078】

（車両用発光素子パッケージ２００の作用の説明）
電極２０４、２０５に電力を供給する。すると、車両用発光素子１００Ａにおいて発生した光が発光面１３０から蛍光体２０２を透過して蛍光体２０２の光出射面２０９から外部に出射する。この時、図８（Ｂ）に示すように、光出射面２０９には、輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅが、車両用発光素子１００Ａの発光面１３０に形成された輝度分布に基づいて形成されている。車両用発光素子１００Ａの発光面１３０に形成された輝度分布は、絶縁性電流狭窄層１８０の開口部１８１の開口分布に対応している

【0079】

この結果、蛍光体２０２の光出射面２０９における輝度分布は、上辺の中央部分２０９Ａと、その部分２０９Ａの周囲の部分２０９Ｂと、その部分２０９Ｂの周囲の部分２０９Ｃと、その部分２０９Ｃの周囲の部分２０９Ｄと、その部分２０９Ｄの周囲の部分２０９Ｅと、を有する。

【0080】

上辺の中央部分２０９Ａを最高輝度領域である１００％の部分とすると、その１００％の部分２０９Ａの周囲の部分２０９Ｂは、８０％の部分となり、その８０％の部分２０９Ｂの周囲の部分２０９Ｃは、６０％の部分となり、その６０％の部分２０９Ｃの周囲の部分２０９Ｄは、４０％の部分となり、その４０％の部分２０９Ｄの周囲の部分２０９Ｅは、２０％の部分となる。このように、蛍光体２０２の光出射面２０９には、輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅが、絶縁性電流狭窄層１８０の開口部１８１の開口分布を介して、車両用発光素子１００Ａの発光面１３０の輝度分布に対応して形成される。

【0081】

（変形例の車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂの説明）
図１１（Ａ）に示す車両用発光素子パッケージ２００Ａは、右辺中央部分が最高輝度領域である輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅを有する。図１１（Ｂ）に示す車両用発光素子パッケージ２００Ｂは、左辺中央部分が最高輝度領域である輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅを有する。

【0082】

（車両用発光素子パッケージ２００、２００Ａ、２００Ｂの効果の説明）
この実施形態にかかる車両用発光素子パッケージ２００、２００Ａ、２００Ｂは、この発明の車両用発光素子１００Ａを備えるものであるから、蛍光体２０２の光出射面２０９における輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅは、絶縁性電流狭窄層１８０の開口部１８１の開口分布を介して、車両用発光素子１００Ａの発光面１３０の輝度分布に対応して形成される。この結果、この実施形態にかかる車両用発光素子パッケージ２００、２００Ａ、２００Ｂは、輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅを高精度に形成することができる。

【0083】

この実施形態にかかる車両用発光素子パッケージ２００、２００Ａ、２００Ｂは、保護素子２０６を備えるものであるから、車両用発光素子１００Ａに過大な電圧印加がかかるのを防止して、車両用発光素子１００Ａの素子破壊や性能劣化を防止できる。

【0084】

（車両用発光素子パッケージ２００、２００Ａ、２００Ｂの実施形態以外の例の説明）
なお、前記の実施形態において、蛍光体２０２の光出射面２０９における輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅは、最高輝度領域を上辺の中央部分、右辺の中央部分、左辺の中央部分に、設け、また、境界線を半円形形状に形成したものである。しかしながら、この発明においては、最高輝度領域を上辺の中央部分、右辺の中央部分、左辺の中央部分以外の部分、例えば、中央部分に、設けても良いし、また、境界線を楕円形状、矩形形状その他の形状に形成しても良い。

【0085】

（車両用発光素子パッケージ２００、２００Ａ、２００Ｂの使用例の説明）
前記の車両用発光素子パッケージ２００、２００Ａ、２００Ｂは、図１２から図１８に示すように、車両用光源ユニット５００に使用され、また、車両用光源ユニット５００を介して車両用灯具ユニット４００、４００Ａ、４００Ｂ、４００ＣＬ、４００ＣＲに使用され、さらに、車両用灯具ユニット４００（４００Ａ、４００Ｂ、４００ＣＬ、４００ＣＲ）を介して車両用灯具３００Ｌ、３００Ｒに使用される。

【0086】

（車両用光源ユニット５００の構成の説明）
この実施形態にかかる車両用光源ユニット５００は、図１３に示すように、車両用発光素子パッケージ２００（２００Ａ、２００Ｂ）と、点灯回路基板５０１と、点灯回路５０２と、電力供給路５０３と、を備える。

【0087】

点灯回路基板５０１の実装面には、車両用発光素子パッケージ２００のパッケージ基板２０１、点灯回路５０２および電力供給路５０３が、それぞれ、実装されている。点灯回路５０２は、車両用発光素子パッケージ２００への電力供給を制御する。電力供給路５０３は、車両用発光素子パッケージ２００および点灯回路５０２に電力を供給する。

【0088】

（車両用灯具３００Ｌ、３００Ｒの構成の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具３００Ｌ、３００Ｒは、図１２に示すように、この例では、フロントコンビネーションランプであって、車両３００の前部の左右にそれぞれ装備されている。

【0089】

車両３００の左側に装備されている左側の車両用灯具３００Ｌ、車両３００の右側に装備されている右側の車両用灯具３００Ｒは、それぞれ、灯室３０３を形成するランプハウジング３０１およびランプレンズ３０２（素通しのアウターカバー）と、灯室３０３内に配置されている車両用灯具ユニット４００（４００Ａ、４００Ｂ、４００ＣＬ、４００ＣＲ）と、を備える。

【0090】

（車両用灯具ユニット４００の構成の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具ユニット４００は、ロービーム用の車両用灯具ユニット４００であって、図１３、図１４に示すように、車両用光源ユニット５００と、コネクタ部材４０１と、放熱部材４０２と、光学部材としてのレンズ４０３と、を備える。

【0091】

コネクタ部材４０１は、車両用光源ユニット５００の点灯回路基板５０１に着脱可能に取り付けることにより、車両用光源ユニット５００の電力供給路５０３を、車両３００に搭載の電力供給源（図示せず）に、電気的に接続する。

【0092】

放熱部材４０２は、円板形状の取付部と、フィン形状の放熱部と、を有する。放熱部材４０２の取付部の実装面には、車両用光源ユニット５００の点灯回路基板５０１が取り付けられている。この時、車両用灯具ユニット４００のレンズ光軸Ｚは、車両用光源ユニット５００の車両用発光素子パッケージ２００の最高輝度領域に位置する。

【0093】

レンズ４０３は、車両用光源ユニット５００から出射した光を、車両用配光パターンこの例としてはロービーム配光パターンＬＰとして、外部に出射させる。レンズ４０３は、図１４（Ａ）に示すように、この例では、正面視円形形状をなす。レンズ４０３は、円形形状の中央部分と円環形状の外周部分４０８とを有する。

【0094】

レンズ４０３の中央部分の入射面には、斜めライン４０４と水平ライン４０５とが設けられている。斜めライン４０４は、ロービーム配光パターンＬＰの斜めカットオフラインＣＬ１を形成する。水平ライン４０５は、ロービーム配光パターンＬＰの水平カットオフラインＣＬ２を形成する。

【0095】

レンズ４０３の中央部分の入射面は、第１中央入射面４０６と第２中央入射面４０７とを有する。第１中央入射面４０６は、ロービーム配光パターンＬＰの斜めカットオフラインＣＬ１および水平カットオフラインＣＬ２を含む高輝度領域の中央部分の第１配光パターンＳＰを形成する。第２中央入射面４０７は、ロービーム配光パターンＬＰの斜めカットオフラインＣＬ１および水平カットオフラインＣＬ２を含まない中輝度領域の中央部分の第２配光パターン（図示せず）を形成する。第２配光パターンは、第１配光パターンＳＰよりも少し下方にずれて配光されている。

【0096】

レンズ４０３の外周部分４０８は、ロービーム配光パターンＬＰの低輝度領域の拡散部分の第３配光パターンＷＰを形成する。第１配光パターンＳＰと、第２配光パターンと、第３配光パターンＷＰとは、重畳されて、ロービーム配光パターンＬＰを形成する。

【0097】

（車両用灯具３００Ｌ、３００Ｒ、車両用灯具ユニット４００、車両用光源ユニット５００の作用の説明）
車両用灯具ユニット４００のコネクタ部材４０１から車両用光源ユニット５００の電力供給路５０３を介して車両用発光素子パッケージ２００および車両用灯具ユニット４００の点灯回路５０２に電力を供給する。すると、車両用発光素子パッケージ２００の蛍光体２０２の光出射面２０９から光が、光出射面２０９に形成された輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅに基づいて出射する。

【0098】

車両用発光素子パッケージ２００の蛍光体２０２の光出射面２０９すなわち車両用光源ユニット５００から出射した光は、車両用灯具ユニット４００のレンズ４０３を経て、ロービーム配光パターンＬＰとして外部に出射される。車両用灯具ユニット４００のレンズ４０３から外部に出射されたロービーム配光パターンＬＰは、車両用灯具３００Ｌ、３００Ｒのランプレンズ３０２を経て車両３００の前方に照射される。

【0099】

（車両用灯具３００Ｌ、３００Ｒ、車両用灯具ユニット４００、車両用光源ユニット５００の効果の説明）
車両用光源ユニット５００は、車両用発光素子パッケージ２００の蛍光体２０２の光出射面２０９から光を、光出射面２０９に形成された輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅに基づいて出射させるものであるから、光出射面２０９から出射される光の輝度分布を高精度に形成することができる。

【0100】

車両用灯具３００Ｌ、３００Ｒ、車両用灯具ユニット４００は、車両用光源ユニット５００から出射した光を、ロービーム配光パターンＬＰとして外部に出射させ、しかも、そのロービーム配光パターンＬＰを車両用光源ユニット５００の車両用発光素子パッケージ２００の蛍光体２０２の光出射面２０９に形成された輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅに基づいて形成する。この結果、車両用灯具３００Ｌ、３００Ｒ、車両用灯具ユニット４００は、ロービーム配光パターンＬＰの輝度分布を高精度に形成することができる。

【0101】

また、車両用灯具３００Ｌ、３００Ｒ、車両用灯具ユニット４００は、上辺中央部分が最高輝度領域である輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅを有する車両用発光素子パッケージ２００（図８（Ｂ）を参照）を使用するものであるから、配光パターンの上縁に斜めカットオフラインＣＬ１、水平カットオフラインＣＬ２を有するロービーム配光パターンＬＰを形成するのに適している。

【0102】

さらに、車両用灯具３００Ｌ、３００Ｒ、車両用灯具ユニット４００は、ロービーム配光パターンＬＰの配光制御を、車両用光源ユニット５００の車両用発光素子パッケージ２００の輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅに基づいて、行うことができるので、光学部材としてのレンズ４０３の配光設計を簡便にすることができ、その分、製造コストを安価にすることができる。

【0103】

（車両用灯具ユニットの変形例１の説明）
ロービーム配光パターンＬＰにおいては、斜めカットオフラインＣＬ１と水平カットオフラインＣＬ２との交点（エルボー点）における光度が６４００ｃｄ以上であると規定されている。前記の車両用灯具ユニット４００に使用されている車両用発光素子パッケージ２００では、エルボー点における光度が規定を満たすことができない場合がある。

【0104】

このような場合には、図１５に示すように、前記の車両用灯具ユニット４００に追加用の車両用灯具ユニット４００Ａを追加する。この追加用の車両用灯具ユニット４００Ａは、輝度分布が均一の車両用発光素子パッケージ２００Ｃを使用する。また、この追加用の車両用灯具ユニット４００Ａは、斜めライン４０４と水平ライン４０５とが設けられていないレンズ４０３Ａを使用するものである。なお、斜めライン４０４と水平ライン４０５とが設けられているレンズ４０３を使用しても良い。この追加用の車両用灯具ユニット４００Ａにより、ロービーム配光パターンＬＰ全体の光度を上げて、エルボー点における光度の規定を満たすことができる。

【0105】

（車両用灯具ユニットの変形例２の説明）
前記の車両用灯具ユニット４００、変形例１の車両用灯具ユニット４００Ａは、ロービーム配光パターンＬＰを照射する車両用灯具ユニットである。この変形例２の車両用灯具ユニット４００Ｂは、図１６に示すように、ハイビーム配光パターンＨＰを照射する車両用灯具ユニットである。

【0106】

変形例２の車両用灯具ユニット４００Ｂは、前記の車両用発光素子パッケージ２００を上下逆さにして使用する。すなわち、輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅの最高輝度領域が下辺中央部分に位置する。

【0107】

また、変形例２の車両用灯具ユニット４００Ｂは、レンズ４０３Ｂを使用する。すなわち、レンズ４０３Ｂの円形形状の中央部分は、ハイビーム配光パターンＨＰの全体の拡散部分（図１６（Ｂ）中の５個の楕円全部を含む部分）を形成する。レンズ４０３Ｂの円環形状の外周部分は、ハイビーム配光パターンＨＰの中央の高輝度領域部分（たとえば、図１６（Ｂ）中の５個の楕円のうち、中央の１個の部分）を形成する。

【0108】

これにより、この変形例２の車両用灯具ユニット４００Ｂは、図１６に示すように、車両用発光素子パッケージ２００の輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅに基づいている輝度分布のハイビーム配光パターンＨＰを照射する。図１６に示すハイビーム配光パターンＨＰの輝度分布は、楕円形状の５段階の輝度分布が描かれている。

【0109】

この変形例２の車両用灯具ユニット４００Ｂにおいて、楕円形状の輝度分布を有する車両用発光素子パッケージを使用することにより、光学部材としてのレンズ４０３Ｂの配光設計を簡便にすることができ、その分、製造コストを安価にすることができる。

【0110】

（車両用灯具ユニットの変形例３の説明）
この変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲは、図１７、図１８に示すように、配光可変タイプのハイビーム配光パターンＬＡＤＢＰ、ＲＡＤＢＰを照射する車両用灯具ユニットである。

【0111】

変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲは、前記の車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂを使用する。左側の車両用灯具ユニット４００ＣＬは、図１１（Ａ）に示す車両用発光素子パッケージ２００Ａを、車両３００の右側に、５個左右方向に配置し、かつ、図１１（Ｂ）に示す車両用発光素子パッケージ２００Ｂを、車両３００の左側に、４個左右方向に配置し、図１７（Ｂ）に示すように、合計９個の車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂを配置する。右側の車両用灯具ユニット４００ＣＬは、図１１（Ａ）に示す車両用発光素子パッケージ２００Ａを、車両３００の右側に、４個左右方向に配置し、かつ、図１１（Ｂ）に示す車両用発光素子パッケージ２００Ｂを、車両３００の左側に、５個左右方向に配置し、図１７（Ａ）に示すように、合計９個の車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂを配置する。

【0112】

変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲに使用されるレンズ４０３Ｃは、投影レンズである。レンズ４０３Ｃは、９個の車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂの光出射面２０９における輝度分布の像（図１７（Ａ）（Ｂ）を参照）を、拡大して、配光可変タイプのハイビーム配光パターンＬＡＤＢＰ、ＲＡＤＢＰ（図１８（Ａ）（Ｂ）を参照）として、車両３００の前方に照射する。

【0113】

左側の車両用灯具ユニット４００ＣＬの右側の５個の車両用発光素子パッケージ２００Ａは、図１８（Ａ）の左側の配光可変タイプのハイビーム配光パターンＬＡＤＢＰのうち、左側（ＨＬ側）５個の部分配光パターン（分割配光パターン）を形成する。左側の車両用灯具ユニット４００ＣＬの左側の４個の車両用発光素子パッケージ２００Ｂは、図１８（Ａ）の左側の配光可変タイプのハイビーム配光パターンＬＡＤＢＰのうち、右側（ＨＲ側）４個の部分配光パターンを形成する。左側の車両用灯具ユニット４００ＣＬの９個の車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂは、図１８（Ａ）の左側の配光可変タイプのハイビーム配光パターンＬＡＤＢＰの９個の部分配光パターンを形成する。

【0114】

右側の車両用灯具ユニット４００ＣＲの左側の５個の車両用発光素子パッケージ２００Ｂは、図１８（Ｂ）の右側の配光可変タイプのハイビーム配光パターンＲＡＤＢＰのうち、右側（ＨＲ側）５個の部分配光パターンを形成する。右側の車両用灯具ユニット４００ＣＲの右側の４個の車両用発光素子パッケージ２００Ａは、図１８（Ｂ）の右側の配光可変タイプのハイビーム配光パターンＲＡＤＢＰのうち、左側（ＨＬ側）４個の部分配光パターンを形成する。右側の車両用灯具ユニット４００ＣＲの９個の車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂは、図１８（Ｂ）の右側の配光可変タイプのハイビーム配光パターンＲＡＤＢＰの９個の部分配光パターンを形成する。

【0115】

変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲは、いわゆる、ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）タイプのランプユニットである。変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲは、対向車や先行車などの前方車両が存在しない時には、図１８（Ａ）（Ｂ）に示すように、全体のハイビーム配光パターンＬＡＤＢＰ、ＲＡＤＢＰを照射する。

【0116】

一方、変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲは、前方車両が存在する時には、前方車両が存在する領域をその周囲の領域よりも暗くなるように制御する。たとえば、図１８（Ｃ）（Ｄ）に示すように、右側（ＨＲ側）から２個目の部分配光パターンと３個目の部分配光パターンとを、消灯（減光）する。これにより、前方車両に幻惑光を照射するのを抑制することができる。

【0117】

このように、変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲは、車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂの点灯消灯増光減光を制御装置で制御することにより、前方車両が存在する部分配光パターンを消灯または減光させて、全体のハイビーム配光パターンＬＡＤＢＰ、ＲＡＤＢＰを変化させる。

【0118】

制御装置は、図示されていないが、車両３００に装備されている。制御装置は、検出部と、検出制御部と、点灯消灯制御部と、を有する。検出部は、たとえば、撮像装置（カメラ）、ミリ波レーダなどから構成されている。検出制御部は、検出部からの検出信号に基づいて、対向車や先行車の位置や距離を演算し、演算信号をインターフェースを介して点灯消灯制御部に出力する。点灯消灯制御部は、検出制御部からの演算信号に基づいて、車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂの点灯消灯増光減光を制御する。

【0119】

ここで、前方車両が存在する領域をその周囲の領域よりも暗くする変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲにおいては、前方車両への幻惑光の照射抑制の観点から、暗い領域と明るい領域との境（図１８（Ｃ）（Ｄ）中のスクリーンの上下の垂直線ＶＵ－ＶＤと平行な線）を高精度に制御する必要がある。

【0120】

そこで、この変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲにおいては、右辺中央部分に輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅの最高輝度領域を有する車両用発光素子パッケージ２００Ａ、および、左右辺中央部分に輝度分布２０９Ａ～２０９Ｅの最高輝度領域を有する車両用発光素子パッケージ２００Ｂを、使用することにより、暗い領域と明るい領域との境を高精度に制御することができる。

【0121】

また、この変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲにおいては、車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂを、組み合わせて使用することにより、図１８に示すように、スクリーンの中央部分（上下の垂直線ＶＵ－ＶＤと左右の水平線ＨＬ－ＨＲとの交点の部分）を高輝度領域とすることができる。

【0122】

さらに、この変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲにおいては、左右の水平方向の寸法が上下の垂直方向の寸法よりも小さい車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂを、使用するので、複数個、この例では、９個の車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂを左右に水平方向に配置しても、９個の車両用発光素子パッケージ２００Ａ、２００Ｂを左右の水平方向の寸法を小さく抑えることができる。

【0123】

このように、この変形例３の車両用灯具ユニット４００ＣＬ、４００ＣＲは、配光可変タイプのハイビーム配光パターンＬＡＤＢＰ、ＲＡＤＢＰを照射する車両用灯具ユニットに適している。

【符号の説明】

【0124】

１００ 車両用発光素子
１００Ａ 変形例の車両用発光素子
１１０ 基板
１２０ 積層部
１３０ 発光面
１３０Ａ 高輝度領域
１３０Ｂ 低輝度領域
１３０Ｃ 輝度が１００％の部分
１３０Ｄ 輝度が７５％の部分
１３０Ｅ 輝度が５０％の部分
１３０Ｆ 輝度が２５％の部分
１４０ 発光層
１４１ 第１ｎ型半導体層
１４２ 第２ｎ型半導体層
１４３ 第３ｎ型半導体層
１４４ 第１ｐ型半導体層
１４５ 第２ｐ型半導体層
１５０ ｎ電極層
１５１ ｐ電極層
１５２ スルーホール
１５３ 絶縁層
１５４ ｎロッド
１６０ 低キャリア濃度層（電流制御層）
１７０ 反射層
１８０ 絶縁性電流狭窄層（電流制御層）
１８１ 開口部
１８２ 開口率が１００％の部分
１８３ 開口率が７５％の部分
１８４ 開口率が５０％の部分
１８５ 開口率が２５％の部分
２００ 車両用発光素子パッケージ
２００Ａ 車両用発光素子パッケージ
２００Ｂ 車両用発光素子パッケージ
２００Ｃ 車両用発光素子パッケージ
２０１ パッケージ基板
２０２ 蛍光体
２０３ 封止部材
２０４ 電極
２０５ 電極
２０６ 保護素子（ツェナーダイオード）
２０７ 接合材
２０８ 接着剤
２０９ 光出射面
２０９Ａ 輝度が１００％の部分
２０９Ｂ 輝度が８０％の部分
２０９Ｃ 輝度が６０％の部分
２０９Ｄ 輝度が４０％の部分
２０９Ｅ 輝度が２０％の部分
３００ 車両
３００Ｌ 左側の車両用灯具
３００Ｒ 右側の車両用灯具
３０１ ランプハウジング
３０２ ランプレンズ
３０３ 灯室
４００ 車両用灯具ユニット
４０１ コネクタ部材
４０２ 放熱部材
４０３ レンズ（光学部材）
４０４ 斜めライン
４０５ 水平ライン
４０６ 第１中央入射面
４０７ 第２中央入射面
４０８ 外周部分
４００Ａ 車両用灯具ユニット
４０３Ａ レンズ（光学部材）
４００Ｂ 車両用灯具ユニット
４０３Ｂ レンズ（光学部材）
４００ＣＬ 左側の車両用灯具ユニット
４００ＣＲ 右側の車両用灯具ユニット
４０３Ｃ レンズ（光学部材）
５００ 車両用光源ユニット
５０１ 点灯回路基板
５０２ 点灯回路
５０３ 電力供給路
ａ 開口部の横寸法
ｂ 開口部の縦寸法
ｃ 開口部の間隔の横寸法
ｄ 開口部の間隔の縦寸法
ＣＬ１ 斜めカットオフライン
ＣＬ２ 水平カットオフライン
ＬＰ ロービーム配光パターン
ＳＰ 第１配光パターン
ＷＰ 第３配光パターン
ＨＰ ハイビーム配光パターン
ＬＡＤＢＰ 左側の配光可変タイプのハイビーム配光パターン
ＲＡＤＢＰ 右側の配光可変タイプのハイビーム配光パターン
Ｚ レンズ光軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】