JPS6332973A - 発光ダイオ−ドランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光の指向性、配光性を任意に調整することので
きる発光ダイオードランプに関するものであり、特に自
動車のストップランプとして好適な発光ダイオードラン
プに関するものである。

〔従来技術・発明が解決しようとする問題点〕従来、自
動車のストップランプなどの発光源としては、たとえば
フィラメントを使用したものがあるが、フィラメントを
使用したストップランプば消費電力が２〜ＩＯＡと比較
的多く、そのため発熱が著しいので断線しやすく、しか
もストップランプ自体が大きくかつ重くなる。このよう
な問題点を解決するために、本発明者らは発光ダイオー
ド（自動車のバッテリー電圧は、通常、１２．８■であ
るため一定の輝度の発光に必要な印加電圧が１．８Ｖの
ＬＥＤ）を多数個用いて基板上に縦横に整列して取付け
たものをフィラメントの代わりに発光源として用いるこ
とを想起した。この場合、ＬＥＤがフィラメントよりも
低電圧・低電流で発光するため、フィラメントを使用し
たランプと同程度の光量を得るには、消費電力がＬＡ程
度以下と非常に少なく、断線するようなことがないので
、半永久的に使用することができ、加えてストップラン
プ自体も軽くかつ小さくなるという利点が考えられる。

ところで、特に自動車のストップランプなどでは、鮮明
な赤色光を外部に発散して視覚に対して注意を強力に働
きかけ、確実に視認できるようにする必要があり、その
ため自動車のストップランプは日本工業規格（Ｊ　Ｉ　
Ｓ）の自動車用ランプ類（Ｄ　５５００）の光度規準お
よびアメリカ自動車技術者協会（ＳＡＥのＦＭＶＳＳｌ
ｏＢ）の光度規準を満足するものでなければならない。

かかる観点から本発明者らは、先に発光の放射角度の半
値角が２．５〜６度である可視発光ダイオードを提案し
ている（昭和６１年７月９日差出の特許願（２）：発明
の名称「可視発光ダイオードランプ」）。当該発光ダイ
オードを自動車のストップランプ用として使用する場合
には、当該発光ダイオードの発光輝度が５００〜２００
０　ｍｃｄのものを、面積が３０−の基板に形成した導
電パターン上に、４０〜２００個取付ける。

ところが、このような構成としたストップランプにおい
ては、光の指向性が良すぎるため、逆に配光特性にやや
劣るきらいがあり、たとえば、第８図ＡおよびＢに示し
たＪＩＳのＤ５５００又はＳＡＥのＦＭＶＳＳ１０８に
基づくストップランプの光度試験についての図において
、◎、・で示した部分、特に・で示した部分の光度が不
足しがちである。従って、これらの箇所の光度を高める
必要がある。

また、逆に光の指向性をより高め、特定の箇所、に光を
集中したい場合もある。

従って、本発明の目的は、ランプの用途に応じて、光の
指向性と配光特性のバランスのとれた発光ダイオードラ
ンプを提供することであり、特に自動車のストップラン
プとしてＪＩＳおよびＳＡＥの光度規準を十分に満足す
る発光ダイオードランプを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的は、基板上に形成した導電パターン上に、直接
的または間接的に発光ダイオードを配してなる発光ダイ
オードランプであって、発光ダイオード取付表面の任意
の箇所が傾斜していることを特徴とする発光ダイオード
ランプによって達成される。

本発明において、発光ダイオード取付表面の任意の箇所
を傾斜させる態様としては、たとえば基板の発光ダイオ
ード取付表面の任意の箇所を傾斜面とすること（態様１
）、傾斜を意図する発光ダイオードを、上面と下面とが
互いに非平行面である傾斜付加用スペーサーを介して、
基板上に形成せしめること（態様２）等が例示される。

態様１においては、基板の発光ダイオード取付面を任意
の箇所において傾斜させるものであるが、たとえば光の
指向性をより高めたい場合には基板の端部を発光ダイオ
ード取付面方向に傾斜させ、逆に配光特性を高めて光照
射面における光の強弱をより少なくするためには、基板
の端部を当該面とは逆方向に傾斜させる。

当該基板の材質は絶縁材料であれば特に制限はなく、た
とえばガラス、合成樹脂（エポキシ、ガラスエポキシ、
ポリメチルメタアクリレート等）などが挙げられる。

Ｂ様２では、たとえば第９図に示した如き、上面と下面
が互いに非平行面である傾斜付加用スペーサーを表面水
平の基板上に取付け、当該スペーサーの表面に発光ダイ
オードを取付ける。当該スペーサー用の材料としては、
絶縁性のものが好適に使用され、たとえば基板と同様の
材料が例示される。また、当該スペーサーはその任意の
箇所に空洞部が設けられており、スペーサーに取付けら
れた発光ダイオードは、この空洞部に通したリード線を
介して基板上の導電パターンと接続される。

本発明に使用される発光ダイオードには特に制限はない
が、たとえば自動車のストップランプ用に使用する場合
など、比較的高光度が要求される場合には、第７図に示
す如く発光の放射角度の半値角θが２．５〜６度、好ま
しくは５度である発光ダイオードランプを使用すること
が望ましい。ここに、上記放射角度を達成するための手
段としては通常はレンズを使用すればよい、特に、この
発光ダイオードは、その発光輝度が５００〜２０００１
Ｉｌｃｄであり、面積が３０ｃｊの基板に形成した導電
パターン上に４０〜２００個取付たちのが好ましい。

さらに発光ダイオードランプに使用する発光ダイオード
自体の構造および材料には制限はなく、その構造として
は、シングルへテロまたはダブルへテロ接合を有するも
のなどがある０発光ダイオード用材料は、自動車のスト
ップランプに使用する場合には発光色が赤色であること
が好ましく、赤色発光材料としては、ＧａＰ　％　Ｇａ
ＡｓＰ　ｓ　ＧａＡｌＡｓなどが例示される。

本発明の発光ダイオードランプは、前述した如く特に自
動車のストップランプに適用するものであるが、ここで
いうストップランプは、自動車のリャバンパの上方の位
置に取付けられている通常のストップランプのみではな
く、たとえば車室の内部において後部窓ガラスを通して
自動車の後方から良く見える位置に取付けるストップラ
ンプをも包含するものであり、このストップランプは通
常のストップランプよりも高い位置に取付けるというこ
とからハイマウント・ストップランプと呼称されており
、本発明の発光ダイオードランプは特にこのハイマウン
ト・ストップランプに最適なものである。

〔実施例〕

以下、本発明の発光ダイオードランプを実施例に基づい
て説明する。

第１図Ａ、Ｂに示した一実施例の発光ダイオードランプ
は、銅などからなる導電パターンを形成した基板１と、
この基板ｌの導電パターン上に縦横に整列して基盤目状
に取付けた複数の発光ダイオード２とよりなる。而して
、本実施例においては基板１の長手方向の両端骨が発光
ダイオード取付面に対して反対方向に傾斜していること
が特徴である。

傾斜角度θ、は、意図する配光性によって適宜選択すれ
ばよいが、自動車のハイマウント・ストップランプ用と
しては、θ、−５度が好ましい。

このような構造の発光ダイオードランプを自動車のスト
ップランプに用いる場合には、横ｎ×縦ｍが１５ＣＩＩ
ＸＺ値の３０−の面積を有する基板ｌを用いることが好
ましい、これは、前記ＪＩＳ及びＳＡＥの光度規準によ
りストップランプ用の基板の面積が３０ｃｌＩに決定さ
れているためであり、第１図に示した基板は細長い長方
形状であるが、面積が３０ＣＩＩであるならば、円形、
正方形、その他種々の形状を採用でき、面積が３０−の
基板上に発光ダイオード２を均一間隔に整列して取付け
ればよいわけである０発光ダイオード２の発光輝度は５
００〜５０００ｍｃｄ　、特にコストを考慮した場合に
は２０００＋＊ｃｄ程度であり、発光ダイオードの取付
数は４０〜２００個、特に１００個程度である。これに
よってＪＩＳ及びＳＡＥの自動車ストップランプの光度
規準を達成することができる。たとえば、第１図の例で
は、１０５個の発光ダイオード２をより密にするために
、１列置きにずらして取付けられるように形成した導電
パターンに応じて、横ｎ列×縦ｍ行を２１１列置行とし
て取付けている。

多数の発光ダイオード２により構成されたストップラン
プを実際に自動車のハイマウント・ストップランプに使
用する場合には、第５図に示すように、ストップランプ
に赤色拡散透光性カバー４を取付け、第６図に示す如く
ハイマウント・ストップランプのケーシング５に組み込
んで、自動車の車室内において後部窓ガラスを通して自
動車の後方から良く見える位置に取付ける。この場合、
赤色拡散カバー４から発散される光が赤色であれば、発
光ダイオードの発光色や拡散カバーの色には特に制限は
なく、た、とえば、赤色発光ダイオード及び赤色の拡散
カバーを使用してもよいが、赤色発光ダイオードを用い
た場合は必ずしも赤色の拡散カバーを使用する必要はな
く、たとえば無色透明の拡散カバーであっても構わない
。

第２図ＡおよびＢに示した実施例においては、基板１の
中方向の両端部が、また第３図Ａ、Ｂ及びＣに示した実
施例においては、基板１の４端部がいずれも実施例１と
同方向に傾斜しているものである。

これら第１図Ａ、Ｂ〜第３図Ａ、Ｂ及びＣの例において
は、配光性が良くなり、端部においても比較的高光度が
得られる。

第４図に示した実施例においては、基板１は長手方向に
おいて、発光ダイオード２の取付面と同方向に傾斜して
いるものであり、フラットな基板を使用する場合に較べ
て、より指光性の高いものである。

第１０図に示した実施例は、第９図に示したスペーサー
６　（ハイマウント・ストップランプ用には、通常水平
面に対して５度傾斜しているものが使用される。）を基
板の両端部のみに取付け、その上に発光ダイオード２を
取付けたものであり、当該スペーサー６は第９図に示し
たように、そのほぼ中央部に貫通孔７が設けられており
、発光ダイオード２は当該貫通孔７を通じてリード線（
図示せず）にて基板上の導電パターンと連絡されている
。なお、基板ｌの中央部はスペーサー６を介さず、直接
発光ダイオード２が取付けられている。

もっとも、中央部は上面と下面が互いに平行面であるス
ペーサーを介してもよい。

〔実験例〕 実験例１ 第１図Ａ、Ｂに示した発光ダイオードランプ、即ち横ｎ
ｘ縦ｍが１５ｃｍＸ２ｃｍの３０−の面積を存し、その
両端部が図の如く傾斜している（傾斜角変は第１図Ｂ中
θ１で示した部分が５度）基板１上の導電パターン上に
、横ｎ列×縦ｍ行が２１×５個（合計１０５個）の発光
ダイオード（発光輝度２０００ｍｃｄ　）を、両端の傾
斜部及び中央部にｔ１５ｉｎ列２１個の発光ダイオード
の内それぞれ７個ずつを取付けた発光ダイオードランプ
について、下記の条件下でその配光を調べた。

（１）試験条件 ・動作電圧　　　１２．８　Ｖ ・周囲温度　　　２５℃ ・相対湿度　　　８０％ ・−ａｒＩＩｉｎｇ　ｕｐ　　　点灯後１時間で測定・
測定距離　　　３ｍ（中心部） ・測定は発光面と平行な面にて測定 （２）試験結果 ・電流値：０．５１２Ａ ・配光　：第１１図、第１１図中Ｏ中の数字が実験結果
であり、（）中の数字は 自動車のストップランプにおいて特 に望ましいとされる配光である。

〔作用・効果〕

以上説明したように、本発明の発光ダイオードランプは
、その基板の任意の箇所に傾斜を設けたので、傾斜を設
けた箇所に取付けられた発光ダイオードの配光特性がフ
ラットな基板を用いた場合とは異なったものとすること
ができるという作用を有する。

従って、本発明の発光ダイオードランプを使用すること
によって、任意の箇所の光度を任意に変えることができ
る。光の指向性と配光性のバランスを、ランプの用途に
応じて調整できる。たとえば、自動車のストップランプ
のＪＩＳおよびＳＡＥの光度規準をより完全に満足する
ものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明の発光ダイオードランプの一実施例の
平面図、第１図Ｂはその正面図、第２図Ａは本発明の発
光ダイオードランプの他の実施例の一部破断平面図、第
２図Ｂはその側面図、第３図Ａは本発明の発光ダイオー
ドランプの更に他の実施例の一部破断平面図、第３図Ｂ
はその正面図、第３図Ｃはその側面図、第４図は別の実
施例の正面図、第５図は本発明の発光ダイオードランプ
に赤色透光性カバーを取り付けた時の縦断面図、第６図
は第５図に示したものを自動車のハイマウント・ストッ
プランプのケージングに組み込んだ時の斜視図、第７図
は発光ダイオードの一例の概略図、第８図Ａはストップ
ランプの指向性を示す図、第８図Ｂはストップランプの
配光パターンを示す図、第９図はスペーサーの斜視図、
第１０図は第９図に示したスペーサーを取り付けた本発
明の発光ダイオードランプの正面図、第１１図は配光性
試験の結果を示す図である。 ｌ：基板　　　　　　２：発光ダイオード３：レンズ　
　　　　４：赤色透光性カバー５：ケーシング　　　６
：スペーサ− ７二貫通孔　　　　　Ｖ：垂直 Ｈ：水平 第６図 「２ 第３図Ａ 第３図Ｂ 第５図 第８図Ａ 第８図Ｂ１σ５°■５°１０゜ 第Ｍ 第１０図 第１１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成した導電パターン上に、直接的また
   は間接的に発光ダイオードを配してなる発光ダイオード
   ランプであって、発光ダイオード取付表面の任意の箇所
   が傾斜していることを特徴とする発光ダイオードランプ
   。
2. （２）基板の発光ダイオード取付表面の任意の箇所が傾
   斜していることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の発光ダイオードランプ。
3. （３）基板の端部の任意の箇所が傾斜していることを特
   徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の発光ダイオー
   ドランプ。
4. （４）基板の発光ダイオードの取付面に対して反対方向
   に傾斜していることを特徴とする特許請求の範囲第（３
   ）項記載の発光ダイオードランプ。
5. （５）傾斜取付けを意図する発光ダイオードを、上面と
   下面が互いに非平行面である傾斜付加用スペーサーを介
   して基板上に形成してなることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の発光ダイオードランプ。