JPH051598U - 自動車用ルームライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長寿命で明るく消費電力が少なくて済み、尚
且つ外形形状を薄くできる自動車用ルームライトを提供
すること。 【構成】 自動車用ルームライト１００における光源は
光の三原色である赤色・緑色・青色をそれぞれ発光する
３つの発光ダイオード４０ａ，４０ｂ，４０ｃを単位と
して隣接させ組み合わせて構成される。そして、樹脂カ
バー３１は上記光源の発光面側を覆うように設けられ
る。これにより、自動車用ルームライト１００は発光ダ
イオードにて白色光が得られる。即ち、光源を発光ダイ
オードにて構成できることにより、従来のタングステン
バルブに比べて長寿命で消費電力が少なくて明るい自動
車用ルームライト１００が形成できる。又、上述の構成
により、自動車用ルームライト１００の外形形状は薄く
できるのでデザイン上の自由度が拡大することになる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車の室内を照明するためのルームライトに関する。

【０００２】

【従来技術】

従来、自動車用ルームライトは、通常、車室内の中央に取り付けられている。 そして、ルームライトは車室内全体を均一に照明するような配光特性が望ましい 。又、上記ルームライトは薄くて出っ張りを少なくするために外形形状が小さい ５〜10Ｗのタングステンバルブが使用されている。しかし、最近では車室内装備 の高級化で蛍光灯を使用するものが多くなってきた。又、広い車室内を有する自 動車では必要な照度を得るために８〜30Ｗのものが使用される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記ルームライトに使用されるタングステンバルブは寿命が短く切れ易いとい う問題があった。又、タングステンバルブは明るさに対する消費電力が大きいた め数時間点灯したままにして放置するとバッテリ電源が上がってしまうという問 題があった。更に、タングステンバルブは外形形状が大きいので薄いルームライ トを構成することが難しく、デザイン上の自由度も小さいという問題があった。

【０００４】 本考案は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的とする ところは、長寿命で明るく消費電力が少なくて済み、尚且つ、その外形形状を薄 くできる自動車用ルームライトを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための考案の構成は、自動車の室内に取り付けられ、車室 内を照明するようにしたルームライトにおいて、光の三原色である赤色・緑色・ 青色をそれぞれ発光する３つの半導体発光素子を単位として隣接させ組み合わせ た光源と、該光源の発光面側を覆うように設けられた透明樹脂部材とから成るこ とを特徴とする。

【０００６】

【作用及び効果】

本考案の自動車用ルームライトにおける光源は光の三原色である赤色・緑色・ 青色をそれぞれ発光する３つの半導体発光素子である発光ダイオードを単位とし て隣接させ組み合わせて構成される。そして、透明樹脂部材は上記光源の発光面 側を覆うように設けられる。 これにより、本考案の自動車用ルームライトは発光ダイオードにて白色光が得 られる。即ち、光源を発光ダイオードにて構成できることにより、従来のタング ステンバルブに比べて長寿命で消費電力が同じ明るさを得るのに約 1／10〜 1／ 20と低減され、バッテリ電源の上がりを減少できる自動車用ルームライトが形成 できる。又、発光ダイオードから成る光源とその発光面側を覆う透明樹脂部材と の構成により、本考案の自動車用ルームライトの外形形状は薄くできるのでデザ イン上の自由度が拡大することになる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案を具体的な実施例に基づいて説明する。 図１は本考案に係る自動車用ルームライトの構成を示した縦断面図である。 自動車用ルームライト１００は、例えば、車室内のほぼ中央上に配設され、そ の光源は、光の三原色である赤色・緑色・青色をそれぞれ発光する３つの発光ダ イオード４０ａ，４０ｂ，４０ｃを単位として隣接させ組み合わせて基台３５に 配設されている。上記基台３５はＡＢＳ樹脂やポリプロピレン樹脂等にて形成さ れている。 又、透明樹脂部材である樹脂カバー３１は無色透明又は着色透明のアクリル樹 脂やポリカーボネイト樹脂にて形成され、発光ダイオード４０ａ，４０ｂ，４０ ｃの発光面側から側面側までを覆って基台３５の周辺部に取り付けられている。 そして、発光ダイオード４０ａ，４０ｂ，４０ｃの各光軸が樹脂カバー３１面で ほぼ交差するように配設される。 更に、上記樹脂カバー３１の樹脂材料内には、例えば、二酸化チタンなどの白 色分散材３２が含有されており、内部からの発光ダイオード４０ａ，４０ｂ，４ ０ｃによる白色発光が分散される。又、樹脂カバー３１の周辺部にはスイッチ３ ６が配設され、スイッチ３６により発光ダイオード４０ａ，４０ｂ，４０ｃへの 図示しない電源供給回路がオン・オフされる。

【０００８】 図２は本考案に係る自動車用ルームライト１００を構成するのに適した光の三 原色の一つである青色発光の窒化ガリウム系化合物半導体を用いた発光ダイオー ド１０の層構造を示した縦断面図である。 発光ダイオード１０は、サファイヤ基板１を有しており、そのサファイヤ基板 １に 500ÅのＡlＮ のバッファ層２が形成されている。そのバッファ層２の下に は、順に、膜厚 2.2μm のＧaＮ から成る高キャリヤ濃度ｎ⁺ 層３と膜厚 1.5μ m のＧaＮ から成る低キャリヤ濃度ｎ層４が形成されており、更に、低キャリヤ 濃度ｎ層４の下に膜厚 0.1μm のＧaＮ から成るｉ層５が形成されている。そし て、ｉ層５に接続するアルミニウムで形成された電極７と高キャリヤ濃度ｎ⁺ 層 ３に接続するアルミニウムで形成された電極８とが形成されている。

【０００９】 次に、この構造の発光ダイオード１０の製造工程について、図３及び図４を参 照して説明する。 上記発光ダイオード１０は、有機金属化合物気相成長法( 以下、ＭＯＶＰＥと 記す）による気相成長により製造された。 用いられたガスは、ＮＨ₃ とキャリヤガスＨ₂ とトリメチルガリウム（Ｇa(Ｃ Ｈ₃)₃)（以下、ＴＭＧと記す）とトリメチルアルミニウム（Ａl(ＣＨ₃)₃)（以下 、ＴＭＡと記す）とシラン（ＳiＨ₄）とジエチル亜鉛（以下、ＤＥＺと記す）で ある。 先ず、有機洗浄及び熱処理により洗浄したａ面を主面とする単結晶のサファイ ヤ基板１をＭＯＶＰＥ装置の反応室に載置されたサセプタに装着する。 次に、常圧でＨ₂ を流速２ l／分で反応室に流しながら温度1100℃でサファイ ヤ基板１を気相エッチングした。 次に、温度を 400℃まで低下させて、Ｈ₂ を20 l／分、ＮＨ₃ を10 l／分、Ｔ ＭＡを 1.8×10^-5モル／分で供給して 500Åの厚さのＡlＮ から成るバッファ層 ２を形成した。 次に、サファイヤ基板１の温度を1150℃に保持し、Ｈ₂ を20 l／分、ＮＨ₃ を 10 l／分、ＴＭＧを 1.7×10^-4モル／分、Ｈ₂ で0.86ppm まで希釈したシラン（ ＳiＨ₄）を 200ml／分の割合で30分間供給し、膜厚 2.2μm 、キャリヤ濃度 1.5 ×10¹⁸／cm³ のＧaＮ から成る高キャリヤ濃度ｎ⁺ 層３を形成した。 続いて、サファイヤ基板１の温度を1150℃に保持し、Ｈ₂ を20 l／分、ＮＨ₃ を10 l／分、ＴＭＧを1.7 ×10^-4モル／分の割合で20分間供給し、膜厚 1.5μm 、キャリヤ濃度 1×10¹⁵／cm³ のＧaＮ から成る低キャリヤ濃度ｎ層４を形成し た。 次に、サファイヤ基板１を 900℃にして、Ｈ₂ を20 l／分、ＮＨ₃ を10 l／分 、ＴＭＧを 1.7×10^-4モル／分、ＤＥＺを 1.5×10^-4モル／分の割合で１分間供 給して、膜厚 0.1μm のＧaＮ から成るｉ層５を形成した。 このようにして、図３(a) に示すような多層構造が得られた。 次に、図３(b) に示すように、ｉ層５の上に、スパッタリングによりＳiＯ₂層 １１を2000Åの厚さに形成した。次に、そのＳiＯ₂層１１上にフォトレジスト１ ２を塗布して、フォトリソグラフィにより、そのフォトレジスト１２を高キャリ ヤ濃度ｎ⁺ 層３に対する電極形成部位のフォトレジストを除去したパターンに形 成した。 次に、図３(c) に示すように、フォトレジスト１２によって覆われていないＳ iＯ₂層１１をフッ酸系エッチング液で除去した。

【００１０】 次に、図４(d) に示すように、フォトレジスト１２及びＳiＯ₂層１１によって 覆われていない部位のｉ層５とその下の低キャリヤ濃度ｎ層４と高キャリヤ濃度 ｎ⁺ 層３の上面一部を、真空度0.04Torr、高周波電力0.44W／cm²、ＢＣl₃ガスを 10ml／分の割合で供給しドライエッチングした後、Ａr でドライエッチングした 。 次に、図４(e) に示すように、ｉ層５上に残っているＳiＯ₂層１１をフッ酸で 除去した。 次に、図４(f) に示すように、試料の上全面に、蒸着によりＡl 層１３を3000 Åの厚さに形成した。そして、そのＡl 層１３の上にフォトレジスト１４を塗布 して、フォトリソグラフィにより、そのフォトレジスト１４が高キャリヤ濃度ｎ ⁺ 層３及びｉ層５に対する電極部が残るように、所定形状にパターン形成した。 次に、フォトレジスト１４をマスクとして下層のＡl 層１３の露出部を硝酸系 エッチング液でエッチングし、フォトレジスト１４をアセトンで除去し、高キャ リヤ濃度ｎ⁺ 層３の電極８、ｉ層５の電極７を形成した。 このようにして、図２に示すＭＩＳ（Ｍetal Ｉnsulator Ｓemiconductor） 構造の窒化ガリウム系発光素子を製造することができる。

【００１１】 図５は、上述の青色発光の発光ダイオード１０とリードフレーム２０との接合 状態を示した部分縦断面図である。 このチップ状の発光ダイオード１０の電極７，８は、はんだバンプ１７，１８ を介してリードフレーム２０のリード部材２１，２２に接合される。 このチップ状の発光ダイオード１０をリードフレーム２０と接合した後、エポ キシ樹脂等の透明樹脂でレンズ部を形成し、図１に示すような、発光ダイオード ４０ｃが構成される。そして、この発光ダイオード４０ｃにおいては、リード部 材２１，２２に所定の電圧を印加することにより、ｉ層５の電極７の上部及びそ の近傍に位置している発光領域から青色発光が照射される。

【００１２】 図６は、本考案に係る自動車用ルームライトの他の実施例の構成を示した縦断 面図である。尚、上述の実施例と同様の構成のものについては、同じ符号を付し てその説明を省略する。 この自動車用ルームライト２００の樹脂カバー３１の内部には、発光ダイオー ド４０ａ，４０ｂ，４０ｃの各光軸がほぼ交差する面に凹レンズ３３が配設され ている。 このような自動車用ルームライト２００においては、発光ダイオード４０ａ， ４０ｂ，４０ｃからの光は、凹レンズ３３面で白色光となり、その光束は凹レン ズ３３で広げられることになる。

【００１３】 図７は、本考案に係る自動車用ルームライトの他の実施例の構成を示した縦断 面図である。 自動車用ルームライト３００の基台３５はプリント基板にて形成されている。 この基台３５のプリント配線上に３つのチップ状の青色発光の発光ダイオード１ ０（図２参照）、赤色発光の発光ダイオード１０′及び緑色発光の発光ダイオー ド１０″を単位として隣接させ組み合わせた光源が並べられている。これらチッ プ状の発光ダイオード１０の電極７，８などは、はんだバンプ（図略）を介して 直接、基台３５上に接合される。そして、発光ダイオード１０，１０′，１０″ が接合された光源の発光面側を覆うように基台３５上に透明樹脂部材であるウレ タン樹脂（硬質・軟質）やエポキシ樹脂などのポッティング樹脂３６でポッティ ングし封止される。 このような自動車用ルームライト３００では、構成がより簡単であり、その外 形形状を薄くできるのでデザイン上の自由度が拡大する。 又、発光ダイオード１０，１０′，１０″の発光強度を変化させることにより 任意の有色発光を得ることが可能であり自動車用可変色ルームライトを形成する ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の具体的な一実施例に係る自動車用ルー
ムライトの構成を示した縦断面図である。

【図２】同実施例に係る自動車用ルームライトに使用さ
れている青色発光の発光ダイオードを示した構成図であ
る。

【図３】同実施例に係る自動車用ルームライトに使用さ
れている青色発光の発光ダイオードの製造工程を示した
縦断面図である。

【図４】同実施例に係る自動車用ルームライトに使用さ
れている青色発光の発光ダイオードの製造工程を示した
図３に続く縦断面図である。

【図５】同実施例に係る自動車用ルームライトに使用さ
れている発光ダイオードとリードフレームとの接合状態
を示した部分縦断面図である。

【図６】本考案に係る自動車用ルームライトの第２の実
施例の構成を示した縦断面図である。

【図７】本考案に係る自動車用ルームライトの第３の実
施例の構成を示した縦断面図である。

【符号の説明】

１−サファイヤ基板 ２−バッファ層 ３−高キャ
リヤ濃度ｎ⁺層 ４−低キャリヤ濃度ｎ層 ５−ｉ層 ７，８−電極 １０−発光ダイオード（チップ状） ２０−リードフ
レーム ３１−樹脂カバー（透明樹脂部材） ３２−白色分散
材 ３５−基台 ３６−スイッチ ４０ａ−発光ダイオード（赤色） ４０ｂ−発光ダイオード（緑色） ４０ｃ−発光ダイ
オード（青色） １００−自動車用ルームライト

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 自動車の室内に取り付けられ、車室内を
   照明するようにしたルームライトにおいて、光の三原色
   である赤色・緑色・青色をそれぞれ発光する３つの半導
   体発光素子を単位として隣接させ組み合わせた光源と、
   前記光源の発光面側を覆うように設けられた透明樹脂部
   材とから成ることを特徴とする自動車用ルームライト。