JPS6333879A - 発光ダイオ−ド構造物 - Google Patents

発光ダイオ−ド構造物

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JPS6333879A
JPS6333879A JP61177435A JP17743586A JPS6333879A JP S6333879 A JPS6333879 A JP S6333879A JP 61177435 A JP61177435 A JP 61177435A JP 17743586 A JP17743586 A JP 17743586A JP S6333879 A JPS6333879 A JP S6333879A
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emitting diode
light emitting
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diode structure
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JP61177435A
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Shogo Tanno
丹野 昌吾
Hideki Nakagawa
秀樹 中川
Shoji Usuda
臼田 昭司
Hiroaki Murata
博昭 村田
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
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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、種々の照明燈などに使用する発光ダイオード
構造物に関し、詳細には自動車の照明燈(ヘッドランプ
、フォグランプなど)、信号環及び13a燈(テールラ
ンプ、ストップランプ、ターンシグナルランプ、パーキ
ングランプなど)のうち、特に自動車用のストップラン
プの発光源として最適な発光ダイオード構造物に関する
ものである。
〔従来の技術・発明が解決しようとする問題点〕従来、
この種の特に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ランプは消費電力が2〜IOA
と比較的多く、そのため発熱が著しいので断線し易く、
しかも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、市販されている発光ダイオード
を複数個用いて基板上に縦横に整列して取付けた発光ダ
イオード構造物をフィラメントの代わりに発光源として
用いたものがある。これをランプの発光源として用いた
場合は、発光ダイオードがフィラメントよりも低電圧・
低7rL流で発光するため、消費電力がIA程度以下と
非常に少なく、断線するようなことはないので、半永久
的に使用することができ、加えてランプ自体も軽くかつ
小さくなる。
−しかしながら従来のこの種発光ダイオード構造物は、
その発光が散乱して前方に効率良く光を取り出すことが
できないので発光光度が余り高くなく、そのため通常の
表示燈などに用いる場合には支障はないが、自動車のス
トップランプ用などとしては不適であった。その理由は
、自動車用ストップランプでは十分な明るさの光(通常
は赤色光)を外部に発散して視覚に対して1音を強力に
働き掛け、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に使用するには日本工業
規格(J[S)の自動車用ランプ類(D 5500)の
光度規準またはアメリカ自動車技術協会(SAE)の光
度基準を満足するものでなければならないが、従来の発
光ダイオード構造物はその規準に達するものではない。
またさらに、従来のこの種発光ダイオード構造物は、多
数の発光ダイオードを個々に基板に取付けて結線したも
のであるために生産能率が悪く、ために高コストの問題
もあった。
本発明の目的は、安価に生産可能であり、しかも種々の
ランプの発光源として最適な発光ダイオード構造物を提
供することにあり、特にJISまたはSAEの所定の光
度規準を満たし、自動車のストップランプとして十分に
使用可能な発光ダイオード構造物を提供することにある
本発明の発光ダイオード構造物は、前述した如く特に自
動車のストップランプの発光源に通したものであるが、
ここでいうストップランフ動車のり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ば通
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いる
c問題点を解決するための手段〕 前記目的は、電極パターンを形成した基板と、この基板
の電極パターン上に取り付けた多数の発光ダイオードと
、各発光ダイオードの光を前方に集束放射するための集
光プレートとからなり、この集光プレートは各発光ダイ
オードから基板に対して垂直またはそれに近い方向に放
射される光を集光する凸レンズ部および基板に対して斜
め方向に放射される光を反射・集光するパラボラ反射鏡
部とを有することを特徴とする発光ダイオード構造物に
より達成される。
〔作用〕
本発明の主要部は、電極パターンを形成した基板、発光
ダイオード、および集光プレートの3部品からなり、こ
れら各部品の生産、並びに3分品から本発明の組み立て
の全てにつき連続化が可能であるので、本発明の発光ダ
イオード構造物は、低コストでの大量生産が可能である
また、前記集光プレートは、各発光ダイオードから基板
に対して垂直またはそれに近い方向に放射される光を集
光する凸レンズ部および店仮に対して斜め方向に放射さ
れる光を反射・集光するパラボラ反射鏡部とを有するの
で、発光ダイオードからの発光光を従来の発光ダイオー
ド型ランプと比較して格段に効率よく集光してランプの
前方に放射することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の発光ダイオード構造物を実施例に基づい
て説明する。
第1図は、本発明実施例の製造方法の説明を兼ねた分解
断面図、第2図は集光プレートの1例の拡大部分断面図
、並びに第3図は本発明実施例の拡大部分断面図である
第1図〜第3図において、1は正電極11、負電極12
、電極間を直列及び/又は並列に結合する導電路および
スルーホール(導電路およびスルーホールは図示せず)
とからなる電極パターンを形成した基板であって、この
基板1の各負電極12上に発光ダイオード2の下面電極
が導電性接着剤を用いて接着されており、一方発光ダイ
オード2の上面電極と正電極11とがワイヤボンディン
グされている。発光ダイオード2の個数については、た
とえば3〜5個の発光ダイオードを直列に接続したもの
5〜20組を並列接続したものが例示される。基板1の
材料としては、たとえばガラス、セラミック、有機高分
子(エポキシ、ガラスエポキシなど)などが用いられる
発光ダイオード2としては、市販されているもので構わ
ず、その発光色にも別に特定はなく、たとえば自動車の
ストップランプに使用する場合は赤色、ターンングナル
ランプの場合は黄色、緑色の信号燈では緑色など、用途
に応して所望の発光色のものを選択すればよい。しかし
て1.J I S及びSAEの光度規準を満たすと言う
観点から、できるだけ発光輝度の高いものを使用するこ
とが好ましい。その−例として、特に本発明の発光ダイ
オード構造物を自動車のストップランプに使用する場合
にその構造物に用いる発光ダイオードとしては、特願昭
61−92895号明細gに記載されている発光ダイオ
ード、すなわち活性層のキャリア濃度が10 ” −1
0”/ctd、好ましくはIQIs〜10”/antで
、ダブルヘテロ構造を有するものを使用することが好ま
しい。前記明細書に記載の発光ダイオードは、通常の発
光ダイオードよりも低電圧で高い発光輝度が得られ、低
電圧により熱の発生量が少なくなると共に、チップにお
ける発光輝度の不良が少なく、1産が可能となりコスI
・を低くすることができ、本発明の発光ダイオード構造
物に最適である。
3は集光プレートであって、個々の発光ダイオード2毎
の対応位置にそれぞれ凸レンズ部31、パラボラ反射鏡
部32、発光ダイオード2を収容するための半球状の窪
み33および発光口34とを有している。集光プレート
3は、光透過性の良好な材料たとえばエポキシ樹脂、ア
クリル樹脂、ポリカーボネートなどからなり、パラボラ
反射鏡部33は集光プレート3の表面35に金、銀、ア
ルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、錫等の金属を蒸
着またはメツキすることにより形成することができる。
本発明を組み立てる際には、たとえば第1図に示す通り
、未硬化のエポキシ等の接着剤Aを互いに隣接するパラ
ボラ反射鏡32間の窪みおよび発光ダイオード2を収容
するための窪み33を満たし且つ窪み33の上面36を
も薄く覆う程度に施与し、ついでその上へ基板1を発光
ダイオードが存在する側を下にして軽く抑えて接着する
かくして組み立てられた本発明実施例の集光の原理を第
3図を基に説明すると、窪み33は前記した通り半球状
であり、また発光ダイオード2はQ、3mm角程度の微
細なものであるから、たとえ窪み33内を充填する材料
(たとえば前記接着剤A)と集光プレート3の構成材と
の間に屈折率に差があっても発光ダイオード2より放射
された光の全ては窪み33と集光プレート3との界面で
屈折することなく集光プレート3の構成材料内に入射す
る。かかる入射光のうち、基板1に対して垂直方向また
はそれに近い方向に進む光L1は凸レンズ部31の作用
により図示する通りに集束されて発光口34から前方に
放射される。一方基板1に対して斜め方向に進み、この
ため凸レンズ部31に入射しない光L2ば、光路を変え
ることなく集光プレート3の構成材料内を直進してパラ
ボラ反射鏡32に至り、図示する通りに反射・集束され
てやはり前方に放射される。したがって本発明の発光ダ
イオード構造物においては散乱光が生じ難り、それだけ
に発光ダイオード2からの発光光を効果的に放射させる
ことができる。
窪み33内を充填する材料(たとえば光透過の良好な接
着剤)と集光プレート3の構成材との間に屈折率に大き
な差がある場合は、前記した理由から窪み33は前記し
た通り可及的に半球状またはそれに近いことが好ましい
が、上記両者間の屈折率が同じがまたはあまり差がない
場合は、窪み33は半球状である必要はない。
第2図に集光プレート3の1例の拡大断面図を示すが、
この例においては集光プレート3の材料使用量を節約す
る目的で発光口34は前方へ行くにしたがって階段式に
開口径を大きくしである。
パラボラ反射鏡による発光の集束の度合は当該反射鏡の
高さによって異なり、これを高くすると集束の度合が高
まり、低くすれば光が一部発散される。したがって本発
明の用途に応じて種々の高さ及び形状を採用すればよい
。たとえば、ハイマウント・ストップランプ用として好
適には、反射鏡の高さが一般に2〜30龍、好ましくは
3〜201m、さらに好ましくは4〜15真曹であり、
パラボラ形状の焦点に発光ダイオード2を配置するとよ
い。
この発光ダイオード構造物を実際に自動車のハンマラン
ト・ストップランプに使用する場合には第4図に示すよ
うに、集光プレート3に赤色拡散カバー4を取付け、ま
たは当該カバーを用いることなく、第5図に示す如くハ
ンマラント・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から発敗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
とえば無色の拡散カバーであっても構わない。本発明の
発光ダイオード構造物は、面述したように従来の発光ダ
イオード構造物よりも一段と発光光度が向上したもので
あるため、これを自動車のストップランプに使用すれば
、鮮明な赤色光を外部に発敗して、視覚に対して注意を
強力に働き掛け、確実に視認擦ることができ、交通安全
上においても大変有用である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の発光ダイオード構造物は
、本発明の主要部部品の生産、並びにそれら部品から本
発明の組み立ての全てにつき連続化が可能であるので、
低コストでの大量生産が可能である。また、前記集光プ
レートにより各発光ダイオードから放射される光を効率
よく集光して前方に放射することができる。
したがって本発明の発光ダイオード構造物は、特に自動
車のストップランプのJIS及びSAEの光度規準満足
するものであり、ハイマウント・ストップランプに使用
すれば、より高い発光の光度により視認性の向上が計れ
るため、交通安全上有効なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明実施例の製造方法の説明を兼ねた分解
断面図、第2図は集光プレートの1例の拡大部分断面図
、並びに第3図は本発明実施例の拡大部分断面図である
。 第1図〜第3図において、1は正電極11、負電掻12
などからなる電極パターンを形成した基板、2は基板1
に取り付けられた発光ダイオード、3は個々の発光ダイ
オード2毎の対応位置にそれぞれ凸レンズ部31、パラ
ボラ反射鏡部32、発光ダイオード2を収容するための
半球状の窪み33および発光口34とを有している集光
プレートである。 第4図は第1図〜第3図に示した構造物を自動車のハイ
マウント・ストップランプに使用すべく赤色拡散カバー
を取付けた時の断面図、第5図は第4図に示したランプ
を自動車のハイマウント・ストップランプのケーシング
に組み込んだ時の斜視図である。 4は赤色拡散カバー、5はハンマラント・ストップラン
プのケーシングである。 特ill出M人 三菱電線工業株i(会社第11凹 冨21凹 手続補正書く自釦 昭和61年8月 5 日

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電極パターンを形成した基板と、この基板の電極
    パターン上に取り付けた多数の発光ダイオードと、各発
    光ダイオードの光を前方に集束放射するための集光プレ
    ートとからなり、この集光プレートは各発光ダイオード
    から基板に対して垂直またはそれに近い方向に放射され
    る光を集光する凸レンズ部および基板に対して斜め方向
    に放射される光を反射・集光するパラボラ反射鏡部とを
    有することを特徴とする発光ダイオード構造物。
  2. (2)前記発光ダイオードは、活性層のキャリア濃度が
    10^1^5〜10^1^9/cm^3で、ダブルヘテ
    ロ構造を有するものであ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構造物。
  3. (3)前記発光ダイオード構造物が自動車用ストップラ
    ンプであ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構造物。
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