JP6778525B2

JP6778525B2 - 有機ｅｌパネルの輝度設定方法

Info

Publication number: JP6778525B2
Application number: JP2016136006A
Authority: JP
Inventors: 治彦伊代田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2020-11-04
Anticipated expiration: 2036-07-08
Also published as: JP2018006293A

Description

本発明は、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を使用した車両用灯具に関する。

従来より、車両用灯具を薄く小型化するために、光源に有機ＥＬパネルを使用すること提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１５−１７０８０６号公報

有機ＥＬパネルを用いた車両用灯具においても、当然ながら車両用灯具に求められる法規を満たす必要がある。しかしながら、有機ＥＬパネルは均一発光光源のためレンズやリフレクタによる配光制御が難しく、有機ＥＬパネルの輝度を制御して法規を満たす必要がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、有機ＥＬパネルを用いた車両用灯具において、車両用灯具に求められる法規に適合するために必要な輝度が分かる技術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車両用灯具は、平面の有機ＥＬパネルを備える車両用灯具であって、有機ＥＬパネルの面積をＳとし、有機ＥＬパネルの灯具正面方向に対する傾斜角をθとし、車両用灯具に求められる法規を満たす光度をＬｓとしたときに、有機ＥＬパネルの輝度Ｂが以下の式：
Ｂ≧Ｌｓ／（Ｓ×ｃｏｓθ）
を満たす。

本発明の別の態様もまた、車両用灯具である。この車両用灯具は、曲面の有機ＥＬパネルを備える車両用灯具であって、有機ＥＬパネルの面積をＳとし、有機ＥＬパネルを第１部分〜第ｎ部分にｎ分割したときに各部分の灯具正面方向に対する傾斜角をθ_１〜θ_ｎとし、車両用灯具に求められる法規を満たす光度をＬｓとしたときに、有機ＥＬパネルの輝度Ｂが以下の式：
Ｂ≧Ｌｓ×ｎ／（Ｓ×（ｃｏｓθ_１＋ｃｏｓθ_２＋・・・＋ｃｏｓθ_ｎ））
を満たす。

本発明のさらに別の態様は、平面の有機ＥＬパネルを備える車両用灯具において、有機ＥＬパネルの輝度を設定する方法である。この方法は、有機ＥＬパネルの面積をＳとし、有機ＥＬパネルの灯具正面方向に対する傾斜角をθとし、車両用灯具に求められる法規を満たす光度をＬｓとしたときに、有機ＥＬパネルの輝度Ｂを以下の式：
Ｂ≧Ｌｓ／（Ｓ×ｃｏｓθ）
により設定する。

本発明のさらに別の態様は、曲面の有機ＥＬパネルを備える車両用灯具において、有機ＥＬパネルの輝度を設定する方法である。この方法は、有機ＥＬパネルの面積をＳとし、有機ＥＬパネルを第１部分〜第ｎ部分にｎ分割したときに各部分の灯具正面方向に対する傾斜角をθ_１〜θ_ｎとし、車両用灯具に求められる法規を満たす光度をＬｓとしたときに、有機ＥＬパネルの輝度Ｂを以下の式：
Ｂ≧Ｌｓ×ｎ／（Ｓ×（ｃｏｓθ_１＋ｃｏｓθ_２＋・・・＋ｃｏｓθ_ｎ））
により設定する。

本発明によれば、有機ＥＬパネルを用いた車両用灯具において、車両用灯具に求められる法規に適合するために必要な輝度が分かる。

本発明の実施形態に係る車両用灯具を説明するための概略断面図である。車両用灯具の配光曲線の一例を示す図である。有機ＥＬパネルが灯具正面方向に対して傾けて配置された場合の光度の求め方を説明するための図である。車両用灯具の実施例に係る配光曲線を示す図である。車両用灯具の別の実施例に係る配光曲線を示す図である。有機ＥＬパネルが曲面の場合の光度の求め方を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る車両用灯具について詳細に説明する。なお、本明細書において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」等の方向を表す用語が用いられる場合、それらは車両用灯具が車両に装着されたときの姿勢における方向を意味する。また、各図面は各部材の位置関係を説明することを目的としているため、必ずしも実際の各部材の寸法関係を表すものではない。また、各実施形態の説明において、同一または対応する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１０を説明するための概略断面図である。図１に例示した車両用灯具１０は、テールランプ、ストップランプ、デイタイムランニングランプ、クリアランスランプなどの標識灯に用いられてよい。

図１に示すように、車両用灯具１０は、ランプボディ１２と、ランプボディ１２の前面開口部を覆う透明なカバー１４と、ランプボディ１２およびカバー１４により形成された灯室１６内に配置された有機ＥＬパネル２０とを備える。有機ＥＬパネル２０は、支持部材（図示せず）によりランプボディ１２に固定される。

有機ＥＬパネル２０は、透明な基板２２上に、陽極２４、有機物層２６および陰極２８を積層し、さらにそれらを封止部材２９で封止することにより構成されている。陽極２４としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の透明電極が用いられる。陰極２８としては、アルミニウム等の金属電極が用いられる。陽極２４および陰極２８を用いて有機物層２６に電圧を印加すると、陽極２４から正孔が、陰極２８からは電子が注入され、有機物層２６でそれらが結合する際に生じるエネルギーで蛍光性有機化合物が励起され、発光する。有機物層２６で発光した光のうち陽極２４に向かう光は、陽極２４および基板２２を通過して灯具前方に出射される（光線Ｌ１で示す）。一方、有機物層２６で発光した光のうち陰極２８に向かう光は、陰極２８で反射した後、有機物層２６、陽極２４および基板２２を通過して灯具前方に出射される（光線Ｌ２で示す）。なお、有機物層２６は、リン光性有機化合物を含むものであってもよい。

図２は、車両用灯具の配光曲線の一例を示す。図２には、車両用灯具の配光曲線３０と、車両用灯具が満たすべき光度要件３２とが図示されている。車両用灯具の配光曲線３０は、図２に示すように光度要件３２を上回る必要がある。有機ＥＬパネルは、均一発光光源であるため、ランバーシアン配光となる。ランバーシアン配光の場合、図２に示すように角度範囲の全域にわたり光度の変化が小さいため、０度方向の光度が光度要件３２の中心最大光度を上回っていれば、角度範囲の全域にわたって光度要件３２を満たすことができる。

図３は、有機ＥＬパネル２０が灯具正面方向（０度方向）に対してθ度傾けて配置された場合の光度の求め方を説明するための図である。ここでは、平面の有機ＥＬパネル２０について説明する。有機ＥＬパネルはランバーシアン配光であるため、発光面に対して垂直な方向（面直方向）の輝度をＢ（ｃｄ／ｍ^２）としたとき、θ度傾いた方向の輝度はｃｏｓθ倍となる。すなわち、灯具正面方向（０度方向）の輝度はＢ×ｃｏｓθ（ｃｄ／ｍ^２）である。従って、有機ＥＬパネル２０の発光面積をＳ（ｍ^２）とすると、灯具正面方向（０度方向）に対してθ度傾けて配置された有機ＥＬパネル２０の光度Ｌｒは、以下の（１）式で表すことができる。
Ｌｒ＝Ｂ×Ｓ×ｃｏｓθ ・・・（１）

車両用灯具に求められる法規を満たす光度をＬｓとすると、Ｌｓ≦Ｌｒとすれば法規に適合することになる。すなわち、以下の（２）式が成り立つ。
Ｌｓ≦Ｂ×Ｓ×ｃｏｓθ ・・・（２）
（２）式を有機ＥＬパネル２０の輝度Ｂについての式に変形すると、以下の（３）式が得られる。
Ｂ≧Ｌｓ／（Ｓ×ｃｏｓθ）・・・（３）
なお、光度Ｌｓは、余裕を持たせるため、車両用灯具が満たすべき光度要件よりも大きい値に設定することが望ましい。

上記の（３）式から、車両用灯具に求められる法規に適合するために、有機ＥＬパネル２０をどれくらいの光度で発光させればよいか分かる。例えば、Ｌｓ＝１０ｃｄ、面積Ｓ＝１００ｃｍ^２、傾斜角θ＝０°のとき、（３）式から有機ＥＬパネル２０の輝度Ｂを１０００ｃｄ／ｍ^２以上に設定すればよいことが分かる。また、例えば、Ｌｓ＝１０ｃｄ、面積Ｓ＝２００ｃｍ^２、傾斜角θ＝６０°のとき、（３）式から有機ＥＬパネル２０の輝度Ｂを１０００ｃｄ／ｍ^２以上に設定すればよいことが分かる。

図４は、車両用灯具の実施例に係る配光曲線を示す。図４に示す光度要件３２は、テールランプの光度要件である。図４に示すように、光度要件３２における中心最大光度は４．０ｃｄである。ここでは、余裕を持たせるため、車両用灯具に求められる法規を満たす光度Ｌｓを、中心最大光度４．０ｃｄよりも大きい５．０ｃｄとする。有機ＥＬパネル２０の傾斜角θ＝０°、発光面積Ｓ＝５０ｃｍ^２とすると、（３）式から有機ＥＬパネル２０の輝度Ｂを１０００ｃｄ／ｍ^２以上に設定すればよいことが分かる。ランバーシアン配光のため、灯具正面方向（０度方向）の光度が中心最大光度を上回っていれば、角度範囲の全域にわたって光度要件３２を満たすことができる。

図５は、車両用灯具の別の実施例に係る配光曲線を示す。図４に示す光度要件３２もテールランプの光度要件である。本実施例では、有機ＥＬパネル２０を灯具正面方向（０度方向）に対して４５°傾斜させている。発光面積Ｓは、図４に示す実施例と同様に５０ｃｍ^２である。この場合、車両用灯具に求められる法規を満たす光度Ｌｓ＝５ｃｄを満たすためには、（３）式から、Ｂ≧５ｃｄ／（５０ｃｍ^２×ｃｏｓ４５°）＝１４１４ｃｄとなるので、有機ＥＬパネル２０の輝度Ｂを１４１４ｃｄ／ｍ^２以上に設定すればよいことが分かる。

上記実施例から分かるように、有機ＥＬパネル２０の傾斜角度を０°とした場合が最も光の利用効率が高くなり、灯具正面に対して傾斜させるほど利用効率が低下する（すなわち、光度要件を満たすためにより高い輝度に設定する必要がある）。

上記の（１）式から分かるように、有機ＥＬパネル２０の光度Ｌｒは、輝度Ｂだけでなく、発光面積Ｓにも依存する。従って、発光面積Ｓを調整することにより、車両用灯具に求められる法規に適合させてもよい。すなわち、上記の（２）式を発光面積Ｓについての式に変形すると、以下の（４）式が得られる。
Ｓ≧Ｌｓ／（Ｂ×ｃｏｓθ）・・・（４）

上記の（４）式から、車両用灯具に求められる法規に適合するために、有機ＥＬパネル２０の発光面積Ｓをどれくらいの大きさに設定すればよいか分かる。例えば、Ｌｓ＝１０ｃｄ、有機ＥＬパネル２０の輝度Ｂ＝１０００ｃｄ／ｍ^２、傾斜角θ＝０°のとき、（４）式から有機ＥＬパネル２０の発光面積Ｓを１００ｃｍ^２以上に設定すればよいことが分かる。また、例えば、Ｌｓ＝１０ｃｄ、有機ＥＬパネル２０の輝度Ｂ＝１０００ｃｄ／ｍ^２、傾斜角θ＝６０°のとき、（４）式から有機ＥＬパネル２０の発光面積Ｓを２００ｃｍ^２以上に設定すればよいことが分かる。

図６は、有機ＥＬパネルが曲面の場合の光度の求め方を説明するための図である。図６に示すような曲面の有機ＥＬパネル６０を考える。この場合、図６に示すように、有機ＥＬパネル６０を第１部分６０＿１〜第ｎ部分６０＿ｎにｎ分割し、各部分の灯具正面方向に対する傾斜角をθ_１〜θ_ｎとする（ｎは２以上の整数）。傾斜角θ_１〜θ_ｎは、各部分の端部ａ，ｂを結んだ直線の法線と、灯具正面方向との間の角度である（第２部分６０＿２参照）。有機ＥＬパネル６０の全体の発光面積をＳ（ｍ^２）とすると、有機ＥＬパネル６０の光度Ｌｒは、以下の（５）式で表すことができる。
Ｌｒ＝Ｂ×Ｓ×（ｃｏｓθ_１＋ｃｏｓθ_２＋・・・＋ｃｏｓθ_ｎ）／ｎ・・・（５）

車両用灯具に求められる法規を満たす光度をＬｓとすると、Ｌｓ≦Ｌｒとすれば法規に適合することになる。すなわち、以下の（６）式が成り立つ。
Ｌｓ≦Ｂ×Ｓ×（ｃｏｓθ_１＋ｃｏｓθ_２＋・・・＋ｃｏｓθ_ｎ）／ｎ・・・（６）
（６）式を有機ＥＬパネル６０の輝度Ｂについての式に変形すると、以下の（７）式が得られる。
Ｂ≧Ｌｓ×ｎ／（Ｓ×（ｃｏｓθ_１＋ｃｏｓθ_２＋・・・＋ｃｏｓθ_ｎ））・・・（７）
上記の（７）式から、車両用灯具に求められる法規に適合するために、曲面の有機ＥＬパネル６０をどれくらいの光度で発光させればよいか分かる。

上記の（５）式から分かるように、有機ＥＬパネル６０の光度Ｌｒは、輝度Ｂだけでなく、発光面積Ｓにも依存する。従って、発光面積Ｓを調整することにより、車両用灯具に求められる法規に適合させてもよい。すなわち、上記の（６）式を発光面積Ｓについての式に変形すると、以下の（８）式が得られる。
Ｓ≧Ｌｓ×ｎ／（Ｂ×（ｃｏｓθ_１＋ｃｏｓθ_２＋・・・＋ｃｏｓθ_ｎ））・・・（８）
上記の（８）式から、車両用灯具に求められる法規に適合するために、有機ＥＬパネル２０の発光面積Ｓをどれくらいの大きさに設定すればよいか分かる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０車両用灯具、１２ランプボディ、１４カバー、１６灯室、２０、６０有機ＥＬパネル、２２基板、２４陽極、２６有機物層、２８陰極、２９封止部材。

Claims

曲面の有機ＥＬパネルを備える車両用灯具において、有機ＥＬパネルの輝度を設定する方法であって、
有機ＥＬパネルの面積をＳとし、有機ＥＬパネルを第１部分〜第ｎ部分にｎ分割したときに各部分の灯具正面方向に対する傾斜角をθ_１〜θ_ｎとし、車両用灯具に求められる法規を満たす光度をＬｓとしたときに、有機ＥＬパネルの輝度Ｂを以下の式：
Ｂ≧Ｌｓ×ｎ／（Ｓ×（ｃｏｓθ_１＋ｃｏｓθ_２＋・・・＋ｃｏｓθ_ｎ））
により設定することを特徴とする方法。