JP3037346B2 - 面状放射器 - Google Patents

面状放射器

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JP3037346B2 JP1271921A JP27192189A JP3037346B2 JP 3037346 B2 JP3037346 B2 JP 3037346B2 JP 1271921 A JP1271921 A JP 1271921A JP 27192189 A JP27192189 A JP 27192189A JP 3037346 B2 JP3037346 B2 JP 3037346B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、面状に分布された発光半導体が導体路構造
体により相互に接続されており、個々の発光半導体はケ
ーシング体により取囲まれている面状放射器に関する。
面状放射器、例えば自動車照明灯では通常、白熱ランプ
が反射体と共に使用される。しかし白熱ランプは限られ
た寿命しか有しておらず、その他電球の寸法に制約され
て比較的大きな構造上の奥行きが必要である。
これに対し発光ダイオードは比較的に長い寿命を有
し、従って信頼性のある動作をするという利点を有す
る。さらに発光ダイオードは比較的良好な電気光学的効
率を有し、従って所要エネルギーが僅かである。またそ
の偏平構造から比較的小さな奥行きが可能である。従っ
て発光ダイオードは有利には次の箇所に使用される。す
なわち、個々のランプの交換が煩しく高価である箇所、
また放射器の信頼性、安全性および長時間安定性に高い
要求が課せられる箇所に使用される。
高効率を有し、偏平な構造の放射器を製造するため
に、既に次のことが提案されている。すなわち、それぞ
れケーシング体により取囲まれた発光半導体を、平面状
に分布させて平坦なガラス板に取付けるのである。
例えば自動車領域での多くの適用例では、放射器は湾
曲形状を有する。しかし発光半導体の取付けられたガラ
ス板は湾曲形状に、例えば曲げによってもたらすことが
できない。従ってガラス板は既に製造時に湾曲形状を有
していなければならない。しかし湾曲表面上の半導体の
取付けには大きな困難が伴う。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は上記欠点を回避し、半導体の簡単な取
付けが可能であり、それでいて所要の湾曲形状をとるこ
とのできる放射器を提供することである。
課題を解決するための手段 この課題は本発明により、導体路構造体が個々のケー
シング体の間で、放射器を任意の湾曲形状にもたし得る
ように可動に構成して解決される。
本発明の別の有利な実施構成が従属請求項に記載され
ている。
半導体はそれぞれの必要、例えば所要の光度または放
射器の曲率に相応する数で、導体路構造体上に有利には
均一に分布して配置されている。要求される光線出力が
高い場合でも、半導体はせいぜい半導体の運動性が制限
されない程度に密に相互に隣接する。
実施例 本発明による放射器の製造過程およびその実施例を以
下図面に基づき説明する。
まず、導体路構造体の製造方法およびプレーナ型導体
路構造体上の発光半導体の組付けを第１図に基づき説明
する。薄板または金属板から金属ストリップが打ち抜か
れる。その際所定の形態付与により、伸長した導体路部
材2b並びに補助結合部12を備えることができる。金属ス
トリップ2a,2bは例えばニッケル付着層により、および
対向する銀層により特別に被層されており、導体路とし
て半導体１の接触接続および合成接続に用いる。補助結
合部12は導体路構造体２の機械的安定化に用いる。導体
路構造体２から補助結合部12に至る結合部材12aは有利
には半導体3,5の領域外で、すなわち導体路構造体の可
動部材2bに、最適光線利用率を保証するため被着されて
いる。
半導体１は例えば250μｍ×250μｍの広がりを有して
おり、有利には自動実装技術により、プレーナ型導体路
構造体の部材2aに接着されるかまたはろう付けされ、ボ
ンドワイヤ７により次のストリップ位置、すなわち次の
導体路部材と接続される。例えば、導体路構造体上の半
導体１が被着されるべき箇所には導電性の接着剤が滴下
される。この滴内に半導体は浸潰され、接着剤は例えば
150℃の温度で硬化する。
第２図に基づき、反射体が中実形態として構成されて
いる実施例を説明する。
その上に取付固定され、接触接続された半導体１を有
する導体路構造体２は次のように有利にはパラボラ形状
の鋳型に乗せられる。すなわち、半導体１がパラボラの
焦点内にあり、導体路構造体の可動部材2bが鋳型の切欠
部間にあるよう乗せられる。鋳型は有利にはプラスチッ
ク材料からなり、プラスチック射出成形技法により所望
の形状に製造することができる。反射体6aを製造するた
めに、鋳型にプラスチック鋳込み材料、例えばシリコン
樹脂、エポキシ樹脂または硫化ポリフェニーレンを流し
込む。それにより、各半導体１はパラボラ形プラスチッ
クケーシング体３の焦点内に存在する。
鋳込み材料が例えば150℃で硬化し、鋳型を取除くこ
とで除去成形した後、プラスチック体３の外表面３を、
反射体6aを形成するために高反射性物質、例えばアルミ
ニウムまたは銀で被層することができる。その際電気引
出し線2aが短絡しないように注意しなければならない。
反射体6aのパラボラ形状によって、全反射光線９が平
行光線となり、それにより最大可能光度が得られる。
導体路構造体を安定化するための補助結合部12はもは
や不要となり、第１図の点線に沿った切り離しにより再
び除去される。引続き全放射器は土台に対し、所望の例
えば湾曲形状にプレスされる。ケーシング体３の間に存
在する可動導体路部材2bによって、放射器が任意の形状
をとり得ることが保証される。
その際土台は同時に安定化した背壁として用いる。放
射器はこの土台上に例えば接着により固定される。鋳型
が例えば安定性の理由から、または反射面に対する保護
として必要な場合、を鋳込み材料の硬化後も鋳型取除か
ない。勿論、鋳型は既に所望の放射器形状を有していな
ければならない。鋳型の内側は高反射性に構成される。
そのために鋳型を、鋳込み材料の投入前に高反射性材料
によって被層することができる。
半導体裏側の接触接続面８は可能な限り高反射性に構
成する。それにより導体路構造体方向に放射させる光線
の大部分が反射される。この光線が、反射体方向に直接
放射されそこで反射される光線９に加わり、従って全放
射率に寄与する。それにより高い集光効率が得られる。
第３図による別の実施例では、成形体４によって反射
体6bを中空形態に構成することができる。
半導体１の導体路構造体上での取付けおよび接触接続
は、第１図に基づき説明したものとまったく同じように
行う。
発光半導体１からの光線出力結合を改善するために、
半導体に、例えば屈折率1.5の人工樹脂を滴下する。そ
れにより半導体１はケーシング５に埋め込まれる。半導
体１を有する導体路構造体は補助結合部の除去の後、成
形体４に乗せられる。成形体は既に放射器の所望形状を
有していなければならず、ケーシング背壁として用いる
ことができる。導体路構造体２は鋳込みなしで成形体４
と、例えば導体路の所望箇所での接着により結合され
る。成形体の内側は高反射性になっており、例えば導体
路構造体との結合の前に、高反射性材料を被層すること
ができる。この場合も、専ら反射体6bにより反射された
光線のみが出力される。
第４図に示された別の実施例では、反射器はまず第２
図に従い中実形態として構成され、引続き別のプラスチ
ック体3aが例えば光学的接着剤により導体路構造体の上
側に被着される。このプラスチック体3aは別個の鋳型ま
たは射出成形により製造することができる。この付加的
プラスチック体3aは截頂形状を有し、導体路構造体の上
側に次のように接着される。すなわち、導体路構造体２
の下方および上方のケーシング体3,3aが共にパラボラ状
プロフィルを形成するように接着される。プラスチック
体3aの外表面は反射体11を形成するために、高反射性材
料によって被層される。この実施例では、導体路構造体
に向かって反射される光線10の大部分が反射体11によ
り、また反射体6aにて反射される光線が平行光線とな
り、その結果光度および光利用率が上昇する。導体路上
側の反射体11のプラスチック体3aは有利には、導体路構
造体下側の反射体6aのプラスチック体３と同じ材料から
なる。
第１図の半導体の接触接続および配線は放射器の仕様
に従って行われる。半導体１は使用可能な面上のすべて
に被着することができ、動作電圧を高めるために直列接
続および／または所要の光度を得るために並列接続され
る。その際この共通接続は導体路構造体２の所定のレイ
アウトに従い任意に変形される。
有利には半導体１は、所定の要請に対して最大の光度
が得られるように導体路構造体２上に配置される。その
ために例えばケーシング体3,5を次のように密に隣接さ
せることができる。すなわち、一方で導体路構造体上で
使用可能な場所を最適利用し、他方でその際に導体路構
造体の可動性を非常に制限するのである。
放射器の形状、使用する発光ダイオードの数、その配
線回路、並びに放射光線の波長は特別な要請に従って正
確に定めることができ、その際放射光線のスペクトル領
域を何ら支障なく赤外線領域へ、例えばGaAsダイオード
を実装することにより偏移することができる。
使用する発光ダイオードは典型的には2Vの流通電圧と
50mAの許容電流強度を有し、その結果例えば12Vの動作
電圧に対して、約５〜６個のダイオードを直列接続しな
ければならない。
個々の発光ダイオードの光束は典型的には１〜41m、
光度は約１〜3cdであり、車両制動灯に対しては例えば
光度は40cd1〜100cdの間になければならない。例えば赤
色光を放射する放射器を得るためには、GaAlAs異種構造
ダイオードを使用することができる。このダイオードの
最大放射効率は660nmの所にある。本発明による放射器
は多種多様に使用することができる。例えば、車両前照
灯、信号灯または車輻灯としての使用が考え得る。
発明の効果 本発明により、半導体の簡単な取付けが可能であり、
所要の湾曲形状をとることのできる放射器が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は半導体を有する導体路構造体の平面図、第２図
は反射体を中実体として構成した面状放射器の断面図、
第３図は反射体を中空体として構成した面状放射器の断
面図、第４図は導体路構造体の下部と上部に中実体とし
て構成した反射体を配置した面状放射器の断面図であ
る。 １……発光半導体、２……導体路構造体、3,5……ケー
シング体、４……成形体、６……反射体
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−292801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−285304（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−4501（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−205480（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−66916（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−92504（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−63902（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F21S 1/00 F21Q 1/00

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】面状に分布された発光半導体（１）が導体
    路構造体（２）により相互に接続されており、個々の発
    光半導体（１）はケーシング体（3,5）により取囲まれ
    ている面状放射器において、 導体路構造体（2b）は個々のケーシング体（3,5）の間
    で、放射器が任意の湾曲形状にもたらされ得るように可
    動に構成されていることを特徴とする面状放射器。
  2. 【請求項２】ケーシング体（3,5）は反射体（6a,6b）に
    より部分的に取囲まれている請求項１記載の面状放射
    器。
  3. 【請求項３】反射体（6a,6b）は放物線状に成形されて
    おり、半導体（１）がそれぞれ反射体（6a,6b）の焦点
    領域にあるように導体路構造体（２）と半導体（１）と
    が配置構成されている請求項１または２記載の面状放射
    器。
  4. 【請求項４】各半導体（１）はプラスチックケーシング
    体（３）に埋め込まれており、該プラスチックケーシン
    グ体（３）の外表面は反射体（6a）として構成されてい
    る請求項１から３までのいずれか１項記載の面状放射
    器。
  5. 【請求項５】プラスチックケーシング体（３）は鋳込成
    形部により部分的に取囲まれており、該鋳込成形部の内
    側は反射体を形成する請求項１から３までのいずれか１
    項記載の面状放射器。
  6. 【請求項６】半導体（１）は成形体（４）により部分的
    に取囲まれており、該成形体の内側は反射体（6b）を形
    成し、プラスチックケーシング体（５）と成形体（４）
    との間に空気が存在する請求項１から３までのいずれか
    １項記載の面状放射器。
  7. 【請求項７】導体路構造体の上側に付加的に反射体（1
    1）が取付けられており、該反射体は截頂パラボラ状に
    構成されており、反射体（6a,6b）と共に導体路構造体
    の下側にてパラボラ形状を有する請求項１から６までの
    いずれか１項記載の面状放射器。
  8. 【請求項８】前記付加的反射体（11）は導体路構造体の
    上側にプラスチック体（3a）として構成されており、そ
    の外表面は高反射性である請求項７記載の面状放射器。
  9. 【請求項９】半導体（１）は導体路構造体（２）により
    並列におよび／または直列に接続されている請求項１か
    ら８までのいずれか１項記載の面状放射器。
  10. 【請求項１０】自動車照明灯、信号灯または車輻灯に対
    する請求項１から９までのいずれか１項記載の面状放射
    器。
  11. 【請求項１１】自らを支持し、補助結合部（12）によっ
    て安定化された導体路構造体（２）上に半導体（１）を
    接触接続する請求項１から９までのいずれか１項記載の
    面状放射器の製造方法。
  12. 【請求項１２】半導体（１）を鋳型を用い、ケーシング
    体（３）を形成するために鋳込み、 鋳型を除去した後、ケーシング体（３）の外表面を高反
    射性材料で被覆し、 引続き補助結合部（12）を切離して取除き、 導体路構造体（2b）の曲げによってケーシング体の間
    で、該導体路構造体に所望かつ所定の湾曲部を施す請求
    項11記載の製造方法。
  13. 【請求項１３】所望かつ所定の湾曲部を有する鋳型の内
    面に高反射性物質を被覆し、 半導体（１）を鋳型の内で鋳込み、 補助結合部（12）を切離して取除く請求項11記載の製造
    方法。
  14. 【請求項１４】半導体（１）にプラスチック物質を滴下
    し、 所望かつ所定の湾曲部を有する形成体（４）の内面を高
    反射性物質で被覆し、 半導体（１）と共に導体路構造体（２）を成形体（４）
    に載置し、 補助結合部（12）を切離した後、成形体（４）と接着す
    る請求項11記載の製造方法。
  15. 【請求項１５】上側に付加的ケーシング体（3a）を取付
    け、該ケーシング体の外表面に金属被覆を施す請求項11
    または12記載の製造方法。
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