(57)【要約】  蓄光性材料組成物は、ストロンチウムアルミナ酸化物系の蓄光性材料と、有機分散媒を含む。ＬＥＤ光源用エンベロープ部材は、ＬＥＤ光源を直接又は間接的に被覆ないしは覆うＬＥＤ光源用のエンベロープ部材である。上記の蓄光性材料組成物を含む。ＬＥＤ光源用残光性照明装置は、上記のＬＥＤ光源用エンベロープ部材と、一定の時間間隔で電源との接続（ＯＮ）・遮断（ＯＦＦ）を繰り返す、インターバルタイマー機能を有する電源コントローラと、を備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストロンチウムアルミナ酸化物系の蓄光性材料と、有機分散媒を含むことを特徴とする蓄光性材料組成物。
【請求項２】
更に、光拡散材、蛍光材、着色材、撥水剤、柔軟性調整剤、粘度調整剤及び分散助剤から成る群より選ばれた少なくとも１種の機能性添加剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の蓄光性材料組成物。
【請求項３】
上記ストロンチウムアルミナ酸化物系の蓄光性材料が、賦活剤としてユウロピウム（Ｅｕ）とジスプロシウム（Ｄｙ）を含有するＳｒＡｌ２Ｏ４及び／又はＥｕとＤｙを含有するＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５であることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄光性材料組成物。
【請求項４】
上記有機溶媒がシリコーンエラストマーであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の蓄光性材料組成物。
【請求項５】
ＬＥＤ光源を直接又は間接的に被覆ないしは覆うＬＥＤ光源用のエンベロープ部材であって、
請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の蓄光性材料組成物を含むことを特徴とするＬＥＤ光源用エンベロープ部材。
【請求項６】
上記蓄光性材料組成物の有機分散媒がシリコーンエラストマーであり、且つ上記ＬＥＤ光源が砲弾型ＬＥＤレンズを有し、
この砲弾型ＬＥＤレンズの外表面を被覆するレンズキャップとして機能する、ことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ光源用エンベロープ部材。
【請求項７】
シート形状を有し、上記蓄光性材料組成物を、含むか又はその表面の少なくとも一部に被覆して成ることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ光源用エンベロープ部材。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１つの項に記載のＬＥＤ光源用エンベロープ部材と、
交流の商用電源を整流化、低電圧変換し、一定の時間間隔でＬＥＤに給電するために出力側の接続（ＯＮ）・遮断（ＯＦＦ）を繰り返す、か又は上記電源と現在使用中の電源アダプタ（定電圧の電流発生器）の入力側に一定の時間間隔で接続（ＯＮ）・遮断（ＯＦＦ）を繰り返す、インターバルタイマー機能を有する電源コントローラと、を備えることを特徴とするＬＥＤ光源用残光性照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄光性材料組成物、これを用いたＬＥＤ光源用エンベロープ部材及び残光性照明装置に係り、更に詳細には、電飾（イルミネーション）、照明、表示等用のＬＥＤ光源に対して優れた蓄光性を発揮し、キャップやシートなどに加工容易な蓄光性材料組成物、電力供給の停止後でも良好な残光性を実現し、省エネにも資するＬＥＤ光源用エンベロープ部材及び残光性照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クリスマス電飾などには小型電球やムギ球が使用されていたが、近年では安価に入手可能なＬＥＤ（発光ダイオード）に様変わりした。集客力のあるショッピングモールやデパート、ホテルなどでは、大商戦につなげるべく絢爛豪華で多種多様なイルミネーションイベントが開催されている。一般家庭においても、電飾器材を家電量販店やインターネットで購入し、屋内・屋外を問わず最新のＬＥＤ装飾を楽しむ人々が増えている。【０００３】
かかるＬＥＤ電飾は従来の電球型電飾と比較して大幅な節電になるので、「エコ」の側面が盛んにアピールされるが、実際はそうではない。電飾は電気・電子製品としての照明器具であり、電気機器仕様の「省エネ性能」が宿命的に要求される。つまり、所期の省エネを実現するには、ＬＥＤを採用する幅広い製品群、照明機器、ＬＥＤライトパネル、液晶ＴＶ、ＰＣモニタ、ゲーム機及び携帯電話などのバックライト等の節電対応が不可欠となるのである。【０００４】
例えば、ＬＥＤ電飾の場合、通常の照明器具と異なり点滅モードが設定されている。その明滅パターンは数秒程度の短い時間で反復され、常時点灯モードと比較すると数分の１に節電されている。
しかし、最近ではより高出力、高輝度のＬＥＤが上市されて電飾用途に応用されている。あるいは、ひとつの装飾物の電飾に対して実に多量のＬＥＤが利用されており、かえって消費電力量が増大する傾向が強いのである。そのためＬＥＤ電飾に対しては、使用時の電力使用量削減の課題がある。【０００５】
また、特許文献１には、クリスマス用電飾の電源に関して省エネルギー方法が開示されている。
日中はソーラーパネルからの起電力を畜電しておき、夜間にその低電圧直流電池からの電力により電飾を点灯させ、その電圧が基準値以下となった場合に、商用電力からの低電圧直流電源に切換え、電圧出力を供給するというものである。しかし、それは個人が楽しむ程度の比較的小型の電飾に、太陽電池を利用するものであって、電飾用ＬＥＤ電球自体を節電するという課題への解決方法にはならないのである。【０００６】
特許文献２には、蓄光酸化物とエチレングリコール系化合物又は酸化亜鉛混合化合物を含む蓄光体で表示パターンを形成し、周囲光が基準値以下に暗くなった場合、ソーラー蓄電池からの充電電圧をＬＥＤアレイに供給し、間歇的なパルス駆動方式で照射されるＬＥＤ発光表示装置が開示されている。
ＬＥＤ光の十分な照射により蓄光体の塗布部分については、暗がりで容易に視覚的に認知できるため、常時ＬＥＤ点灯する必要がなくなるので、ある程度の節電が実現できるのである。しかし、この場合でもソーラー蓄電池の大容量化が至難であるため、適用製品は非常時の避難誘導灯などの小型発光表示装置などに限定されるという問題がある。【０００７】
更に、特許文献３には、代表的な黄色発光蛍光物質であるＹＡＧ蛍光体（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ＋３）等を含有するシリコーン樹脂からなる透光性被覆材のレンズキャップを青色ＬＥＤ光源に装着する光源が開示されている。
ＬＥＤの青色光と被覆材からの黄色蛍光色との混色で、補色関係を成立させて白色光を放射するものである。このような疑似的な白色ＬＥＤは、たとえば砲弾型ＬＥＤの構造において、ＬＥＤチップのごく近傍に黄色蛍光体を配置しなくても同様の白色スペクトルが得られるというものである。
ＬＥＤ内部に黄色発光蛍光体を配置する光源と比較して、透光性被覆材としての黄色蛍光体のレンズカバー、つまりシリコーン製のゴムキャップで被覆する場合において、むしろ様々な白色光に変換できるので、発光デバイスとしての色の安定度が高まり、調色技術、色調管理において優位に立つものである。しかし、このような蛍光体を含有する透光性被覆材は、ＬＥＤ光源を節電する課題とは関係が弱いのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−６０４４３号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６４２３号公報
【特許文献３】特開２００８−２５２１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のような従来技術にあっては、ＬＥＤ光源に対する節電が未だ十分とはいえず、また、使用する蓄光性材料としても、個々の用途に適した物性を有しているとはいいきれないという課題があった。【００１０】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤ光源に対して蓄光性を発揮するとともに加工性に優れ、省エネにも資する蓄光性材料組成物、これを用いたＬＥＤ光源用エンベロープ部材及びＬＥＤ光源用残光性照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、所定の蓄光性材料と有機分散媒などを併用し、また所定の電源コントローラを用いることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１２】
即ち、本発明の蓄光性材料組成物は、ストロンチウムアルミナ酸化物系の蓄光性材料と、有機分散媒を含むことを特徴とする。【００１３】
また、本発明の蓄光性材料組成物の好適形態は、更に、光拡散材、蛍光材、着色材、分散助剤、溶剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤及び撥水剤から成る群より選ばれた少なくとも１種の機能性添加剤を含むことを特徴とする。【００１４】
更に、本発明の蓄光性材料組成物の他の好適形態は、上記ストロンチウムアルミナ酸化物系の蓄光性材料が、賦活剤としてユウロピウム（Ｅｕ）とジスプロシウム（Ｄｙ）を含有するＳｒＡｌ２Ｏ４及び／又はＥｕとＤｙを含有するＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５であることを特徴とする。【００１５】
更にまた、本発明の蓄光性材料組成物の更に他の好適形態は、上記有機分散媒がシリコーンエラストマーであることを特徴とする。【００１６】
一方、本発明のＬＥＤ光源用エンベロープ部材は、ＬＥＤ光源を直接又は間接的に被覆ないしは覆うＬＥＤ光源用のエンベロープ部材であって、
請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の蓄光性材料組成物を含むことを特徴とする。【００１７】
また、本発明のＬＥＤ光源用エンベロープ部材の好適形態は、上記蓄光性材料組成物の有機分散媒がシリコーンエラストマーであり、且つ上記ＬＥＤ光源が砲弾型ＬＥＤレンズを有し、
この砲弾型ＬＥＤレンズの外表面を被覆するレンズキャップとして機能する、ことを特徴とする。【００１８】
更に、本発明のＬＥＤ光源用エンベロープ部材の他の好適形態は、シート形状を有し、上記蓄光性材料組成物を、含むか又はその表面の少なくとも一部に被覆して成ることを特徴とする。【００１９】
また、本発明のＬＥＤ光源用残光性照明装置は、上述の如きＬＥＤ光源用エンベロープ部材と、
交流の商用電源を整流化、低電圧変換し、一定の時間間隔でＬＥＤに給電するために出力側の接続（ＯＮ）・遮断（ＯＦＦ）を繰り返す、か又は上記電源と現在使用中の電源アダプタ（定電圧の電流発生器）の入力側に一定の時間間隔で接続（ＯＮ）・遮断（ＯＦＦ）を繰り返す、インターバルタイマー機能を有する電源コントローラと、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、所定の蓄光性材料と有機分散媒などを併用し、また所定の電源コントローラを用いることとしたため、ＬＥＤ光源に対して蓄光性を発揮するとともに加工性に優れ、省エネにも資する蓄光性材料組成物、これを用いたＬＥＤ光源用エンベロープ部材及び残光性照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態である残光性を有するＬＥＤ光源を示す概略の断面図であり、図１（ａ）が全体構造図、図１（ｂ）が内部構造拡大図である。
【図２】本発明の第２実施形態である表示機用光源を示す概略の斜視図である。
【図３】本発明の第３実施形態である広告照明機を示す概略の外観図であり、図３（ａ）が斜視図であり、図３（ｂ）は断面図である。
【図４】ＬＥＤ光源の駆動制御を示す概略のタイムチャート図であり、第１実施形態の電源コントローラに適用したＬＥＤ点灯制御手段のタイムチャートである。
【図５】ＬＥＤ光源の駆動制御を示す概略のタイムチャート図であり、第２実施形態の表示機用光源及び第３実施形態の広告照明機用の電源コントローラに適用したＬＥＤ点灯制御手段のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の蓄光性材料組成物について説明する。
上述のように、本発明の蓄光性材料組成物は、ストロンチウムアルミナ酸化物系の蓄光性材料と、有機分散媒を含む。
ここで、ストロンチウムアルミナ酸化物系の蓄光性材料としては、市販されている従来公知のものを用いることができるが、具体的には、賦活剤としてユウロピウム（Ｅｕ）とジスプロシウム（Ｄｙ）を含有するＳｒＡｌ２Ｏ４や、ＥｕとＤｙを含有するＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５を挙げることができる。これらの蓄光性材料は、１種単独で又は組み合わせて用いることができる。
【００２３】
蓄光性材料の粒径は、使用目的や後述の有機分散媒の種類などに応じて適宜変更することができるが、代表的には、いわゆる微粉グレートのもので平均粒径が１〜１０μｍのものを好ましく用いることができる。
平均粒径が１０μｍを超えると、４４μｍ以上の粗大粒子の質量割合が３％となり、シリコーンエラストマーに分散させた成形体において、使用時に応力集中により破断することがある。平均粒径が５μｍを超えると、１０μｍ以上の粒子の質量割合が１％以上となり、インキ分散媒（ビヒクル）に混合して例えば１０μｍの厚みに印刷した表面はマット状となり、光沢と平滑性が保てないことがある。
市販品で購入できる最も微細なグレードは平均粒径が約３μｍであるが、その粉体をアルコール溶液中に懸濁させ、ある程度の粗粒を沈降させてから、液体に浮遊する部分を濾過し、乾燥させて平均粒径１．３μｍの超微細の蓄光性材料を抽出できる。これをインキ分散媒（ビヒクル）に混合して５μｍの厚みに印刷した場合、所望の光沢と平滑性が得られ、蓄光特性も変化することなく良好な性能が得られる。
一般的には、超微細の蓄光性材料を使用する場合、歩留が低下したり、粉砕工程に時間が掛かったりして高価な材料となってしまう。
【００２４】
また、有機分散媒としては、上記のストロンチウムアルミナ酸化物系蓄光性材料を分散できる限り特に限定されるものではないが、各種の有機溶媒、樹脂、エラストマー及びインキ分散媒（ビヒクル）を挙げることができる。
樹脂系の分散媒としてはシリコーンエラストマー、シリコーンゲル、シリコーンゴム、シリコーンレジン、さらにポリウレタン系熱可塑性エラストマーなどが代表例であり、ビヒクルとしては、スクリーン印刷等に使用する溶剤乾燥型のビヒクルや紫外線硬化型のインキに使用するメジウム（例えばポリウレタンアクリレート系の光重合性オリゴマー、モノマー、光重合開始剤からなる）などを好適に用いることができる。シリコーンエラストマーは、後述するレンズキャップを作製する場合に特に好適であり、ビヒクルはアクリルやポリカーボネート等の樹脂板に印刷する場合に好適である。
この他、使用目的に応じて、エポキシ系やスチロール樹脂系などの接着剤（酢酸ブチル・アセトン等の有機溶媒を含む）、さらに各種オイルやグリースなどを使用することができる。
【００２５】
なお、蓄光性材料として上述のＳｒＡｌ２Ｏ４とＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５を混合使用し、有機分散媒としてシリコーンエラストマーを用いる場合、ＬＥＤ用レンズキャップを成型する肉厚０．３５ｍｍを前提にすると、その配合量は合計量として３〜３０質量％（それぞれＳｒＡｌ２Ｏ４を０〜３０質量％、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５を０〜３０質量％）、残部をシリコーンエラストマーとすることが好ましい。
合計量が３質量％未満では十分な残光特性を発揮できないことがある。
ここでの残光特性とは、標準となる砲弾型ＬＥＤにキャップを装着し、６０秒間点灯し、消灯１２０秒後に光源の鉛直方向での残光輝度を光度測定し、０．２ｍｃｄ以下になることを意味する。これは自社基準として０．２ｍｃｄ以上の光度を規格に定めているためである。
また、合計量が３０質量％を超えると、厚み０．３５ｍｍとなる平板試料の光線透過率（５００ｎｍ波長）が２０％以下となる。これはキャップを使用した場合、ＬＥＤ点灯時の光量が大幅な損失を起こすことがあることを意味する。さらに、レンズキャップを白色ＬＥＤに装着した場合、キャップは蓄光性材料に特徴的な黄緑色の色調を帯びるため、ＬＥＤの発光色は白色の色度座標範囲から大きく逸脱してしまうことがある。
一方、ＳｒＡｌ２Ｏ４とＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５については、いずれか一方を単独使用できるが、混合使用により残光色の発光波長が広がることで、色の優しさやまろやかさを演出できるのである。
なお、ストロンチウムアルミナ酸化物系蓄光性材料を３０質量％とすると、その容積比１０．９％であり、本来のシリコーンエラストマーの機械物性を維持できるものである。
【００２６】
本発明の蓄光性材料組成物は、上記の蓄光性材料と有機分散媒を必須成分とするが、これ以外にも機能性添加剤を含有することができる。
ここで、機能性添加剤としては、光拡散剤、蛍光剤、着色剤、分散助剤、溶剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、撥水剤など、及びこれらの任意の組み合わせを挙げることができる。
【００２７】
具体的には、光拡散剤としては、無機系のガラス・石英微粒子、酸化チタン、炭酸カルシウム、アルミナ、タルク、有機系のスチレン系・シリコーン系又はアクリル系の架橋微粒子、フッ素系微粒子等、蛍光剤としては、アクリル樹脂系蛍光顔料、例えば、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー４５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー４４等の蛍光染料をアクリル樹脂系の合成樹脂中に混合させたものなどがある。具体的には、日本蛍光化学製のＮＫＷ２１００、３６００シリーズの商品群、ＮＰＫ８３００シリーズの商品群から適宜選択することができ、さらに代表的な黄色発光蛍光物質であるＹＡＧ蛍光体（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋）、ケイ酸塩蛍光体（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２ＳｉＯ４、又は窒化物蛍光体のＣａ（Ｓｉ、Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋等がある。
着色剤としては、白色顔料として、石英、亜鉛華、酸化チタン、タルク、アルミナホワイト、炭酸バリウム、青色顔料として、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、コバルトブルー、緑色顔料として、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、黄色顔料として、ニッケルチタンイエロー、ハンザイエロー１０Ｇ、キノリンイエローレーキなどがある。
分散助剤としては、顔料と同一又は類似の骨格を有する改質剤が有効であり、特に顔料のスルホン酸誘導体、スルホンアミド誘導体、アルキルアミノ誘導体、アルキル誘導体等が有効であり、溶剤としては、高沸点有機溶剤であるグリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ソルビトール等がある。
また、粘度調整剤としては、増粘剤としての水溶性高分子のカルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等があり、ｐＨ調整剤・安定剤としては、炭酸カリウム／ナトリウム、過炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム／カリウム、テトラヒドロパラオキサジン等がある。
この他、フッ素系及びシリコーン系の撥水剤や、熱安定剤、難燃剤、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防腐・防黴剤、防錆剤、脱泡・消泡剤などの無機・有機系薬剤を適宜添加することができる。
さらに、有機分散媒に、光学的機能を有するフィラー、具体的には再帰反射性を有する球形状微粒子のガラスビーズ、反射材として昨日する微粒金属粉末（アルミニウム）等を混合させることができる。
【００２８】
次に、本発明のＬＥＤ光源用エンベロープ部材について説明する。
本発明のエンベロープ部材は、上述した蓄光性材料組成物を用いて作製されたものであり、原則として当該蓄光性材料組成物を含む。但し、この蓄光性材料組成物で印刷インキなどを作製した場合には、いわゆる溶剤は揮発して存在しなくなることがある。
【００２９】
また、このエンベロープ部材は、ＬＥＤに対して使用するのに適しており、当該ＬＥＤ光源を直接又は間接的に被覆ないしは覆う。
ここで、ＬＥＤ光源を直接に被覆するとは、典型的には、ＬＥＤ光源のレンズ表面の全部又は一部を被覆することを意味している。
一方、ＬＥＤ光源を間接的に覆うとは、典型的には、フードやシート形状に成型したエンベロープ部材をＬＥＤ光源から離隔し、当該ＬＥＤ光源から放射される光の全部又は一部を遮るように配置することを意味する。
【００３０】
なお、本発明のエンベロープ部材は、代表的には、砲弾型ＬＥＤ光源のレンズ表面を被覆するレンズキャップとして使用することができるし、ＬＥＤ光源から離隔配置したフード又はシートとして使用することができる。
これらのレンズキャップやシートにおいて、蓄光性材料組成物はその全体にほぼ均一に含まれていてもよいが、一部に濃厚に含まれていてもよく、更には、それらの表面に印刷されていてもよい。
【００３１】
本発明のエンベロープ部材は、上述のようにしてＬＥＤ光源に対して配置され、ＬＥＤ光源から放射された光を透過、拡散、反射しながら蓄光し、ＬＥＤ光源がＯＦＦされた場合でも十分な輝度を保持して残光性を発揮する。
よって、ＬＥＤ光源のＯＦＦ時において、省エネルギーを実現するものである。
【００３２】
次に、本発明のＬＥＤ光源用残光性照明装置について説明する。
本発明のＬＥＤ光源用残光性照明装置は、上述した蓄光性材料組成物を含むＬＥＤ光源用エンベロープ部材と、所定の電源コントローラを備えるものである。
そして、この電源コントローラは、交流の商用電源を整流化、低電圧変換し、一定の時間間隔でＬＥＤに給電するために出力側の接続（ＯＮ）・遮断（ＯＦＦ）を繰り返す、インターバルタイマー機能を有する。また、この電源コントローラが、現在使用中の電源アダプタ（低電圧の電流発生器）の入力側に一定の時間間隔で接続（ＯＮ）・遮断（ＯＦＦ）を繰り返す、インターバルタイマー機能を有していてもよい。
【００３３】
具体的には、本発明のＬＥＤ光源用残光性照明装置を電飾用に点灯制御する場合、従来の電源アダプタを使用して複数の発光パターンを反復させるが、そのアダプタの入力側に新規に電源コントローラを設け、その電気回路に一定の時間間隔で１００Ｖ／２４０Ｖなどの商用電源との接続（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）を繰り返し、結果としてＤＣ１２／２４Ｖなどの低電圧直流電源となるＬＥＤへの電源供給を、接続（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）を繰り返すインターバルタイマー機能として付与すればよい。
【００３４】
また、かかる電源コントローラにおいては、単一時間設定のみでなく、複数のインターバル時間を設定できる機能を有し、さらに周囲光の明るさを感知する照度センサ、熱源を探知する焦電型赤外線人感センサを用い、ＬＥＤが点灯・消灯する趣向的な効果と、節電の効果をともに満足させるようＬＥＤの駆動モードを制御することも可能である。
【００３５】
以下、本発明の蓄光性材料組成物、ＬＥＤ光源用エンベロープ部材及びＬＥＤ光源用残光性照明装置について、図面を参照しながら具体的実施形態を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれらの具体的実施形態に限定されるものではない。
【００３６】
（第１実施形態）
まず、本発明のＬＥＤ光源用エンベロープ部材の一例である残光性レンズキャップを備えた第１の実施形態たる電飾用ＬＥＤ光源（照明装置）について詳細に説明する。
図１は、このＬＥＤ光源１１の概略の断面図である。図１（ａ）はＬＥＤ光源１１の全体構造図であり、図１（ｂ）はＬＥＤチップが載置された砲弾型ＬＥＤの内部構造拡大図である。
一般に、この種の砲弾型ＬＥＤ光源１１がクリスマスなどの電飾用ＬＥＤとして用いられる。砲弾型ＬＥＤでは直径３ｍｍや５ｍｍのものが多く、以下の３つの実施形態ではいずれも日亜化学工業製のΦ５ｍｍのＬＥＤを採用した。
【００３７】
ＬＥＤ光源１１は、発光素子のＬＥＤチップ１がカソードのカップ部２に載置され、透明樹脂でモールドされたレンズ１２の外表面に、本発明のＬＥＤ用エンベロープ部材の一例である残光性を有するレンズキャップ１３を装着した構造になっており、破線で示すリード部先端が黒色コードやスケルトンコード７で被覆されている。
なお、図１は第１実施形態で用いた青色ＬＥＤ光源を図示しているが、カップ部２にＹＡＧ等の黄色発光蛍光体を含む封止樹脂で充填された構造が白色ＬＥＤとなり、第２及び第３の実施形態で採用されている。
【００３８】
次に、上記レンズキャップの製造方法について詳細に説明する。
蓄光性材料として２種類のストロンチウムアルミナ酸化物の微粒粉末を使用する。つまり、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ（発光色は黄緑色、中心波長＝５２０ｎｍ）を３．０質量％、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙ（発光色は青色、中心波長＝４９０ｎｍ）を６．０質量％となるように秤量し、残部となる市販の２液ＬＥＤ用シリコーンエラストマーに配合し、均質な調合物となるよう混合する。次いで、得られた樹脂材料液を真空脱泡機に設置し、十分なガス抜きを行う。
【００３９】
２種類の蓄光性酸化物を混合する理由は、蓄光色が品位ある緑青色となるように配合し、さらにＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙは耐水性が悪いため、その含有割合を抑えるためである。これにより、通常の使用環境条件において、１０年程度の経時変化として輝度劣化を１０％以下に制限できるのである。
また、蓄光特性の観点からは、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，ＤｙとＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙをそれぞれ別箇に使用してもよい。つまり、蓄光色が黄緑色と青色となる２種類のレンズキャップを作製することも可能である。
【００４０】
蓄光性材料としては微粉グレードのものを使用するのが望ましい。使用可能な平均粒径の範囲は１〜１０μｍであり、平均粒径を２〜５μｍに調整することが好適である。
１０μｍ以下に制限する理由は、平均粒径が１０μｍを超えると、４４μｍ以上の粗大粒子の質量割合が３％となり、その最大粒子径は１００μｍにまで及ぶからである。
平均粒径が大きくなるとＬＥＤ点灯時の散乱光の割合が増大し、ＬＥＤ素子からの光取出し効率が極端に低下するため、粗大粒子の混入割合を制限することが肝要となる。粗大粒子の混入は、ＬＥＤ光の指向特性が高角側に広がることを意味し、ＬＥＤ下端部のリードフレーム側への散乱光の比率が高まることにつながるので、可能な限り制限することが重要である。
【００４１】
また、砲弾型ＬＥＤにレンズキャップを被覆して使用する際、粗大粒子の界面部に応力集中してキャップ端部から破断するなどの品質問題が発生することがあるので、回避すべきである。最大粒子径を１００ｕｍ以下、必要に応じて４４ｕｍ以下とすることが望ましい。
このことを実現するには、高温で焼成された蓄光性材料をボールミル等で粉砕する後工程で、３２５番手（目開き４４ｕｍ）のＳＵＳ製スクリーンで篩分すればよい。
【００４２】
レンズキャップ１３は、上述のシリコーン樹脂の調合物を金型に充填してコンプレッション成形して作製する。加熱プレス時の硬化条件は、１５０℃で１時間程度の熱処理が目安である。成形したレンズキャップの形状は、内径４．８ｍｍ、高さ７．５ｍｍ、肉厚０．３５ｍｍであり、１バッチで５００個のゴムを作製することができる。
さらに同じ調合物を使って、２００ｍｍ四方の平板金型を用い、同様のコンプレッション成形法で、厚み０．３５ｍｍのシリコーンシートを成形した。さらにそこから抜き加工によりΦ１１．０ｍｍの円板を取り出す。この円板状シートは、第２の実施形態に適用するためのものである。
【００４３】
ここで、シリコーンエラストマーに配合する蓄光性材料の最適含有量について説明する。
蓄光性材料の含有量を増やせば、ＬＥＤへの電力供給を停止した後の残光性、すなわち蛍光の輝度として蓄光強度が増大するが、その一方で、ストロンチウムアルミナ酸化物の薄黄緑色を呈するのである。この場合、ＬＥＤの点灯色が、本来の発光色である青色や白色の色度座標範囲から大きく逸脱してしまうことがある。
従来の電飾の色に馴染んでいる観客にとっては、その色度変化がはなはだ奇異に感じるのである。反対に、蓄光性材料の含有量を減らせば、ＬＥＤが消灯した後の残光輝度が低下し、所望の機能が満足できないことがある。
【００４４】
ここで重要となる因子は、所定肉厚でのゴム成形品の光線透過率である。レンズキャップの被覆によって大きく、ＬＥＤの光度が大きく低下するので、許容し得る範囲で蓄光材料の最大含有濃度を決定しなければならない。おおよそ同肉厚の平板状ゴム試料に対して、５２０ｎｍ波長での透過率が５０％以上であることが望ましい。
本発明では、使用するＬＥＤの仕様・規格（発光スペクトル、光度、色度座標、指向特性など）とレンズキャップ肉厚に対して、予め実験等により最適な濃度が検討される。
第１の実施形態においては、９質量％が最適含有量となる。なお、蓄光性材料の容積比は約２．７％と少ないため、ゴムの機械物性についてはほとんど影響せず、使用上特に問題は起こらない。
【００４５】
レンズキャップの作製においては、蓄光性材料のみを含有させるのでなく、機能性添加剤、例えば、蛍光材料や着色顔料、さらに光拡散剤（酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛などの無機白色顔料）などを適宜混合することができる。
これにより、ＬＥＤ点灯時にレンズキャップから放散される光が所望の色調に変換され、かつ指向特性の調整が可能となる。つまり、このことは、レンズキャップでＬＥＤ発色の色変換を実現するという技術が、そのまま適用できることを意味する。
【００４６】
例えば、白色ＬＥＤは、ＩｎＧａＮ系青色ＬＥＤと黄色蛍光体を組合せて、ＬＥＤからの青色光と蛍光体からの黄色光との混色により補色関係を成り立たせて白色光を得るが、このように、ＧａＮ系青色ＬＥＤに対して、酸化物蛍光体のＹＡＧ：Ｃｅ、ケイ酸塩蛍光体（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）２ＳｉＯ４、又は窒化物蛍光体としてのα−サイアロン結晶構造を持つＣａ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋などの黄色発光蛍光体を配合することで、レンズキャップを作製してもよい。
このレンズキャップをＬＥＤに装着すると、白色ＬＥＤ光源となる。本発明においても、その黄色発光蛍光体を含有するレンズキャップの製造方法において、約１０質量％程度の蓄光性材料を含有させれば、残光性を有する白色ＬＥＤ用のレンズキャップを作製できることは明らかである。
【００４７】
最後に、効果的な残光性を有するＬＥＤ光源について説明する。
ゴムキャップ中の蓄光性材料は、ＬＥＤが放射する光エネルギーを吸収して電子状態が励起されるが、その励起光の波長域は３００〜４００ｎｍの範囲にとどまる。つまり、本発明を適用した残光性を有するＬＥＤ光源が効果的となるのは、青色ＬＥＤや白色ＬＥＤの場合である。
蓄光性材料は、ＬＥＤの近紫外光や青色光を利用するので、逆の見地からは、４００ｎｍより長波長域の、例えば、赤色、緑色、黄色などの色調を呈するＬＥＤに本発明のレンズキャップを装着しても、残光輝度はあまり高くならないのである。
近い将来、ＣａＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ，Ｄｙなどのケイ酸塩系の蓄光酸化物が開発され、高輝度での長波長側発光が実現できれば、そのような蓄光性材料の応用性は一層高まると期待される。
【００４８】
第１の実施形態である電飾用ＬＥＤ光源１１は、図示しない電源コントーラを備えているが、その点灯制御手段と、実際の点滅駆動運転における節電効果等については、まとめて後述する。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明のＬＥＤ光源用エンベロープ部材の他の例である残光性シートを備えた第２の実施形態たる表示機用ＬＥＤ光源（照明装置）について詳細に説明する。
図２に示すＬＥＤ表示機２１を製作する。まず、金属アルミニウム板材（長さ３６５、幅１００、厚１０ｍｍ）に対して英文字の会社名をドット表示するため多数の穴あけ加工を施す。Φ６ｍｍの全貫通穴の表示側の開口部がΦ１０ｍｍとなるよう４５°の面取り加工をし、さらに表面から深さ０．４ｍｍ分についてΦ１１．２ｍｍの座繰り加工を行った。
さらにそのアルミ板にブラックアルマイト処理を施した。全面が黒色の艶消し光沢となるように表示機の筐体２２を２個作製した。
【００５０】
ひとつの表示機筐体２２に対して、第１の実施形態で作製したΦ１１．０ｍｍ、厚み０．３５ｍｍの円板状シートを、ＬＥＤ装着用貫通穴２３の座繰り部に接着剤で固定した。
そして、日亜化学工業製のＮＳＰＷ５００ＧＳ−Ｋ１の砲弾型白色ＬＥＤを図示しないＰＰ製のプラスチック部品に嵌め込んで、全穴部に装着した。これにより、ＬＥＤレンズの先端部は、表示機表面から約３ｍｍ下方にインサートされた位置関係となる。
【００５１】
もうひとつの表示機筐体２２に対して、ＰＭＭＡ（メタクリル透明性樹脂）のシート（長さ３６５、幅１００、厚１．０ｍｍ）２４を合わせ、同様に粘着性接着剤で四辺の端部を固定することで、残光性を有するＬＥＤ光源を作製した。
このＰＭＭＡシートは乳半板と呼ばれ、片面ノングレアの拡散板のグレードである。全光線透過率が５８％、光線反射率が４１％、光拡散係数が０．８０であり、ディスプレイとしてのギラつき、外光反射、映り込みを低減し、防眩性と光拡散性を持つセルキャスト板である。
【００５２】
そのノングレア面に対して、蓄光性材料を含むシルク印刷を行った。銘板用インキとして、セイコーアドバンス社製のアクリル・ＰＣ系の溶剤乾燥タイプのインキであるＣＡＶメイバンを使用し、蓄光性材料については本発明の第１の実施形態（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙの質量に対してＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙを２倍の質量とする）と同じものを用いた。粘度調整のために適宜希釈溶剤を使用したので、調合した蓄光性材料とインキ分散媒（ビヒクル）との質量割合はほぼ１：１である。
【００５３】
シルク印刷したＰＭＭＡの半光沢面は、若干薄黄緑色の色調を呈しているが、白色ＬＥＤを点灯させるとその色度座標が大きく変化することはなかった。また、蓄光性材料として用いたストロンチウムアルミナ酸化物は微粒粉末であるため、印刷上の障害にならず、印刷面の光沢、表面粗さなども外観品質を損なうことのない良好な品質であった。ＰＭＭＡに対する印刷前後の重量変化から、印刷層の厚みは平均で１２μｍ相当であることがわかった。
【００５４】
なお、本発明の実施形態として、その蓄光板の基板材質は、特にＰＭＭＡに限定されるものではない。透光性材料であるＰＣ、ＰＥＴなどの樹脂シートでもよく、その厚みについても１００ｕｍ程度に薄い場合でも、シルク印刷後の乾燥工程で起こる内側へのカールが表示機に貼り合せる上で克服できれば、使用上の問題はない。一方、厚くなる場合には、蓄光板の重量が増えること、材料費用があがることを除けば、特に不都合はない。
【００５５】
第２の実施形態である表示機用ＬＥＤ光源は、図示しない電源コントローラを備えているが、その点灯制御手段と、実際には間歇型となる点灯運転における節電効果等については、まとめて後述する。
【００５６】
残光性を有する表示機用ＬＥＤ光源の評価結果は次のようであった。
蓄光性材料を含有するΦ１１の円板ゴムシートを全穴部に装着する方法と、蓄光性材料を印刷したＰＭＭＡ板を表示機筐体表面に張合せる方法ともに、十分な残光特性を示している。両者の蓄光特性に大きな差異は認められず、輝度測定では、ＬＥＤを６０秒間点灯し、消灯後６０秒後と１２０秒後の輝度は、前者の場合、０．４８ｃｄ／ｍ２と０．３０ｃｄ／ｍ２であり、後者の場合、０．４１ｃｄ／ｍ２と、０．２６ｃｄ／ｍ２であり、ともに十分な残光特性を示していた。表示機の十分な蓄光機能を訴求できるばかりか、観客はその装飾性を認めるとともに重厚感のある印象を受けるのである。
【００５７】
また、上述の実施形態では、会社名を表示するＬＥＤ光源部に残光性の円板ゴムシートを使用したが、その設計自由度について説明する。
例えば、穴あけ加工を縦列ｍ個、横列ｎ個で等間隔に施して、その全数にＬＥＤを固定し、英文字の会社名の部位についてのみ残光性のゴムシートを装着し、他の部位には蓄光性材料を含有しないゴムシートを装着してもよい。
また、不透明又は透明なＰＭＭＡシートに蓄光性材料を含む英文字の会社名をシルク印刷し、その残光性シートを表示機の筐体表面に固定してもよい。
これにより、ＬＥＤ点灯時に照明機器としての最大照度を示し、消灯時に蓄光性を有する会社名が表示されることになる。透明なＰＭＭＡシートの場合、最も照度が高くなり、均質な輝度を有する本来の機能を少しも損なうことなく、残光性を付与する表示機が実現できるのである。
【００５８】
（第３実施形態）
次に、本発明のＬＥＤ光源用エンベロープ部材の更に他の例である蓄光性反射板を備えた第３の実施形態たる広告照明機について詳細に説明する。
図３に示すように、残光性を有するＬＥＤ光源としての広告照明機３１を製作する。Ａ２版横（縦４２０ｍｍ、横５９４ｍｍ）の印刷物を掲示するアルミニウム板材（５ｍｍ厚で、全表面は梨地処理）を用意し、その板材の表示側に、蓄光性反射板３２を貼り合せることになる。
【００５９】
蓄光性反射板３２の基材としては、光反射シートである東レ製のルミラーＥ６ＳＲを選択した。それはＬＣＤバックライト反射板などで一般的な高反射率タイプの白色ＰＥＴシート（厚１８８ｕｍ）である。
その粘着剤付きのＥ６ＳＲをアルミニウム板材に貼り付け、その後、第２の実施形態で説明したＰＭＭＡ基材に対する蓄光性材料のシルク印刷を同様に行った。蓄光性材料をビヒクル（希釈溶剤を含む透明インキ））に分散してシルク印刷したのである。印刷物の重量変化から、印刷層の厚みは約１０μｍである。
【００６０】
ここで、蓄光性反射板の基材としては、各種の樹脂材料シートが使用できる。例えば、ＰＥＴ以外に、ＰＰ、ＰＰＳ、ＰＭＭＡ、ＰＶＣ及びＰＥＮなどの材料を挙げることができる。あるいは、それらの合成紙・フィルム以外に、一般的な写真用紙や不織布などを使用できる。また、いずれの場合でもシート材料の厚さを制限する要因はない。
【００６１】
ＬＥＤ消灯後、ＬＥＤから放射エネルギーを受けた蓄光性反射板３２は、その前面に配置されるＡ２版のデザインメディア３３のバックライトとして機能する。
その印刷物はある程度の光透過性が必要なので、薄手のフォトプリント用光沢紙、さらにはサイン・ディスプレイ用のインクジェットプリンタ用ロール紙のバックライトフィルム表打ち（例：厚み１５５ｕｍのＴＰＥＴフィルム、マット仕上げ）が好適となる。
【００６２】
ＬＥＤが点灯し、デザインメディア３３及び蓄光性反射板３２が照明される。そのためのＬＥＤユニット３４が、アルミ製の照明バーの凹部に嵌合される構造となっている。ＬＥＤユニット３４には、砲弾型ＬＥＤのアレイを１０ｍｍピッチで５０個を一列に配置している。
白色ＬＥＤは、その指向特性の最適化が重要であり、ここでは日亜化学工業製のＮＳＰＷ５１０ＤＳを採用した。反射板の全面が、できるだけ均一な照明を受け、輝度が一様になるようにユニットへのＬＥＤ取付け位置と角度を最適設計している。
【００６３】
第３の実施形態である広告照明機は、図示しない電源コントローラを備えているが、そのＬＥＤ光源の点灯制御手段と、実際の間歇式の点灯運転における節電効果等については、まとめて後述する。
【００６４】
残光性を有する広告照明機用ＬＥＤ光源の評価結果は次のようであった。
十分な残光特性を示し、広告表示機は蓄光機能を訴求するばかりか、観客は単なる掲示板と見るのでなく、格調高いディスプレイの装飾性を感じるものである。絵柄のないデザインメディア３３の中央部で、残光輝度の測定をした。その結果、ＬＥＤを６０秒間点灯し、消灯後６０秒後の輝度は０．３２ｃｄ／ｍ２、１２０秒後の輝度は０．２４ｃｄ／ｍ２となり、良好な残光特性を示している。
【００６５】
また、実施形態３のＬＥＤ広告照明機については、既存の照明機器への応用が可能である。本発明の適用範囲外であるものの、ＬＥＤユニットの代わりに、反射板付きの直管蛍光灯や白熱電球等を用いても、まったく同様の蓄光効果が得られるのである。
この種の照明機においては、屋内・屋外の一般照明器具や非常灯、避難誘導灯、その他の看板、標識などにも幅広く適用できる。この他、蛍光灯を消灯するなどの節電対策が採られる自動販売機の照明、さらに各種交通機関の路線図、案内表示、時刻表などに適用できることは明らかである。
具体的に、次の応用事例がある。田舎のバス停には照明が無いことがあり、ご高齢の乗客はその時刻表が読めないことがある。本実施形態のＬＥＤ広告照明機を適用すれば、太陽電池又は乾電池からの微弱電力を用い、一定時間間隔で又は人感センサの信号を受けてＬＥＤを点灯させるだけで、その照明を受けた蓄光表示ができるので、夜間などでも時刻表が読めるようになる。
【００６６】
次に本発明の第１、第２及び第３の実施形態に適用した、残光性を有するＬＥＤ光源の駆動方法について、詳細に説明する。
ＬＥＤ光源の駆動制御を示す概略のタイムチャートの図４は、第１実施形態の電飾用ＬＥＤ光源の電源コントローラに適用したものであり、図５は、第２実施形態の表示機用ＬＥＤ光源、及び第３実施形態の広告照明機用ＬＥＤ光源の電源コントローラに適用した点灯制御手段のタイムチャートである。両方とも動作方式として、ワンショット型の制御方法を採用している。
【００６７】
実施形態１の電飾用ＬＥＤ光源について、その駆動モードに関する制御方法を説明する。
ＤＣ１２Ｖの電源アダプタ１台で、白色と青色のＬＥＤ２００個を点滅駆動させ、それを５組作製している。５台の新規電源コントローラを使用し、各電源アダプタに電力を供給して全電飾を点滅駆動させた。
【００６８】
用いた電源アダプタは普及型であり、ＬＥＤの発光駆動として８種類の発光パターンを持つ一般的なものである。その入力はＡＣ１００Ｖの商用電源であり、トランスと整流器により出力をＤＣ１２Ｖの低電圧直流電源に変換させている。
今回、新規に製作した電源コントローラは、一次側がプラグにより商用電源の１００Ｖ入力を受け、デジタルタイマー機能によりＯＮ時間：Ｔ１とＯＦＦ時間：Ｔ２秒をデジスイッチ（０．０秒から９９．９秒）等で設定できるようにしている。ＯＦＦ時間の設定により、出力側の電源アダプタでは、ＬＥＤへの電力供給が同時に停止するので、その時間帯のＬＥＤ光源は、レンズキャップの蓄光機能により、ＬＥＤ光源がほのかに残光を有するような電飾が可能となる。
なお、５組の電飾は、電源コントローラのＴ１、Ｔ２の設定時間を少しずつ変化させるので、観客はいろいろな残光のバリエーションを楽しめるのである。
【００６９】
ここで、普及型の電源アダプタの８種類の点滅パターンを次に示す。
そのパターンを一度設定して運転すると、一次側の商用電源がＯＦＦになっても記憶されており、電源回復後に同パターンでリスタートが掛かるのである。
１．コンビネーション：３〜８の点滅パターンの繰り返し
２．ＳＴＥＡＤＹ  ＯＮ：全ＬＥＤが常時点灯
３．ＩＮ  ＷＡＶＥＳ：波（ウェーブ）のように変速しながらの点滅
４．ＤＯＵＢＬＥ  ＣＨＡＳＩＮＧ：回路ごとに変速しながらの点滅
５．ＣＨＡＳＩＮＧ／ＦＬＡＳＨ：回路ごとのフラッシュ点滅
６．ＣＨＡＳＩＮＧ／ＷＡＶＩＮＧ：回路ごとにゆっくりした調光点滅
７．ＳＬＷＯ  ＧＬＯ：１回路調光点灯・２回路調光点灯・全滅を変速しながらの繰り返し
８．ＳＬＯＷ  ＦＡＤＥ：全ＬＥＤがゆっくりした調光点滅
【００７０】
電源コントローラは、図示しない人感センサを搭載している。同センサのひとつは、熱源を探知する焦電型赤外線センサであり、数メートルから数センチの範囲で出力閾値を設定できる。この場合、コントローラから約２〜３ｍの範囲に人が立てば出力信号がＯＮになるように回路設計してある。
【００７１】
インターバルタイマー設定は、Ｔ１を５秒、Ｔ２を１０秒にすることを目安にした。５台のコントローラは、それぞれＴ１時間が、４秒、４．５秒、５．０秒、５．５秒、６．０秒に設定し、Ｔ２時間はＴ１時間の２倍に設定する。つまり、電飾に供給される電力はこれまでの約１／３に低減されることになる。
さらに、点灯制御手段として、人感センサの信号がＯＮの場合、その時間範囲においてはＴ１からＴ２時間に移行するのをストップし、人感センサの信号がＯＦＦに変わってから１５秒後にＴ２時間に移行するように設定した。つまり、電飾の周囲に鑑賞する人がいる限り、電飾はＯＮ状態を維持されることを意味する。
【００７２】
この節電モードを設定する５セットの電飾を一週間稼働して消費電力のモニター結果を解析する。その結果、総節電効果は、従来と比較して約半分量が達成できる。なお、その評価結果は、電飾の使用時間帯における商用電源の接続時間の割合とほぼ同じである。
ここで、多種多様なイルミネーションを実現するために、残光性レンズキャップの使用上の自由度について説明する。
上記の実施形態では、省エネ性能を優先するために、ＬＥＤ光源２００個の全数にレンズキャップを装着したが、ＬＥＤ光源に対してある割合に制限することも可能である。例えば、赤色、黄色、ゴールド、緑色などのＬＥＤを混載する電飾に対して、白色と青色のＬＥＤの一部に残光性レンズキャップを装着してもよく、ＬＥＤの輝度を最大限に生かしつつ照明の装飾性を高めることができるのである。
【００７３】
第２の実施形態における表示機、及び第３の実施形態における広告照明機の駆動モードに関する制御方法を説明する。
インターバルタイマー機能を有するＤＣ１２Ｖの電源コントローラを新規に製作する。この場合、一組のＯＮ時間：Ｔ１とＯＦＦ時間：Ｔ２秒だけでなく、さらに２組のタイマーを設置しているのである。それらはＯＮ時間：Ｔ３とＯＦＦ時間：Ｔ４秒と、ＯＮ時間：Ｔ５とＯＦＦ時間：Ｔ６秒である。
加えて周囲光の明るさを感知する照度センサと焦電型赤外線人感センサを組み合わせ、ＬＥＤに対する電源供給の接続（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）を繰り返すインターバルタイマー機能を回路設計に組み込んで、残光性を有するＬＥＤ光源を運転稼働させることができる。
【００７４】
ここで、ＬＥＤに対する電流出力を定格電流（Ｉｍａｘ）の３段階（１００、６７、５０％）で制御し、ＯＮ・ＯＦＦ動作においても単位時間の電圧変化を直線的に制御できる回路設計を実現している。△Ｉ１２＝１秒とは、ＬＥＤ点灯・消灯のＯＮ→ＯＦＦとＯＦＦ→ＯＮ時に、１秒間を掛けて直線的に電流変化させることを意味する。
図４（ｂ）のＬＥＤ点灯制御手段のタイムチャート示すように、ＬＥＤの通電パラメータを以下のように設定した。
【００７５】
夜１・・・照度センサＯＮ＋人感センサＯＮの場合
Ｉ１＝Ｉｍａｘ×１００％、△Ｉ１２＝１秒、Ｔ１＝５．０秒、Ｔ２＝１０．０秒のインターバル駆動
夜２・・・照度センサＯＮ＋人感センサＯＦＦの場合
Ｉ２＝Ｉｍａｘ×６７％、△Ｉ３４＝１秒、Ｔ３＝５．０秒、Ｔ４＝２５．０秒のインターバル駆動
昼・・・照度センサＯＦＦの場合
Ｉ３＝Ｉｍａｘ、△Ｉ５６＝１秒、Ｔ５＝５．０秒、Ｔ６＝９９．９秒のインターバル駆動
【００７６】
なお、上記設定において、常時稼働の点灯条件と比較して、それぞれ電力使用量が約１／３、１／９、１／４２に削減できることがわかる。総合的には約７０〜８０％の節電達成が見込まれる。
【００７７】
なお、この点灯制御手段を本発明の実施形態１の電飾用ＬＥＤ光源にも適用できることが明らかである。その場合、Ｉ１、Ｉ２は定格電流のＩ１＝Ｉｍａｘであることを意味する。
なお、Ｔｉ＝９９．９秒、Ｔｉ＋１＝０．０秒に設定する場合に常時ＯＮ状態になり、反対にＴｉ＝０．０秒、Ｔｉ＋１＝９９９．９秒に設定する場合に常時ＯＦＦ状態になることを意味する。
【００７８】
これまでの説明にあるように、第１実施形態１の電飾用、第２実施形態の表示機用、及び第３実施形態の広告照明機用のＬＥＤ光源の駆動モードに関して、ＬＥＤ光源は良好な蓄光機能を有することから、消灯後の数十秒においても十分な輝度を保持でき、あるいはその残光状態を観客が親しんで鑑賞することにより、ＬＥＤ光源としての大幅な節電が実現されるのである。
【００７９】
上記の実施形態による利益を十分に享受するには、一定の時間間隔で点灯と消灯を繰り返すことが望ましく、そのためのＬＥＤ点灯制御手段として、１００Ｖ／２４０Ｖなどの商用電源の接続（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）を繰り返し、結果としてＤＣ１２／２４Ｖなどの低電圧直流電源となるＬＥＤへの電源供給を、接続（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）を繰り返すインターバルタイマー機能が付与されることが極めて望ましい。
なお、そのインターバルタイマー機能は、電源コントローラの電気回路の仕様に負荷するようにした方がよい。
【００８０】
以上に説明したように、上記実施形態の残光性を有するＬＥＤ光源や照明装置は、蓄光性に優れたストロンチウムアルミナ酸化物の微粒粉末を、シリコーンエラストマー樹脂中に配合して、レンズキャップやシートを作製し、ＬＥＤの外表面をカバーするなどして残光性を有するＬＥＤ光源の構造とすることができる。
そのＬＥＤの点灯・消灯を制御する電源コントローラの電気回路に、一定の時間間隔でＤＣ１２／２４Ｖなどの低電圧直流電源となるＬＥＤへの電源供給を、接続（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）を繰り返すインターバルタイマー機能として付与することで、ＯＦＦ時間の間、ＬＥＤ光源のレンズキャップ部分が残光性を有する、つまり、その蓄光特性により十分な輝度を保持できるため、ＯＦＦ時間の占める割合において消費電力削減の効果がある。
【００８１】
残光性を有する電飾用ＬＥＤ光源に、レンズキャップを被覆できるのは、砲弾型ＬＥＤである。しかし、本実施形態は砲弾型に限定されるものでなく、チップＬＥＤやＬＥＤパッケージと呼ばれる表面実装型（ＳＭＤ）においても、同様の効果が得られることが明らかで、別の実施形態が適用され得る。
例えば、ＳＭＤの場合、ＬＥＤチップに対して黄色蛍光体を含有するシリコーン樹脂で封止するが、本実施形態の蓄光性材料組成物をそのポッティング材料中に所定量添加したり、ＬＥＤチップ上に載置されるシリコーンエラストマー製の蛍光体シート上に、接着又は固定するシリコーンレンズの樹脂材料中に添加することができるのである。
【００８２】
一般的なシート材料として、蓄光性のあるシリコーン樹脂製シートなどを作製し、例えばＬＥＤアレイで構成される電光掲示板等の表示機において、ＬＥＤ光が照射される前方部位にそのシートを配置し、消灯後に受光したシート材料部分が残光性を有する、つまり、蓄光特性により十分な輝度を保持できるため、再度ＬＥＤに電源を供給して点灯するまで、そのＯＦＦ時間の占める割合において消費電力削減の効果がある。
この場合、本実施形態の蓄光性材料組成物を含有するシート材料の成形加工方法に限定するのでなく、市販シート材料に蓄光性材料を含むインキを印刷しても同様の効果が得られる。
【００８３】
また、広告・表示などに使用するＬＥＤ照明分野では、ＬＥＤの光照射を受ける反射面に対して、蓄光性材料を含有するインキを印刷して蓄光特性を付与することで、ＬＥＤ消灯後に、受光した印刷部分が残光性を有する、つまり、蓄光特性により十分な輝度を保持できるため、再度ＬＥＤに電源を供給して点灯するまで、その電源供給を停止するＯＦＦ時間の占める割合において消費電力削減の効果がある。
【実施例】
【００８４】
以下、本発明を若干の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。【００８５】
（実施例１）
本発明の蓄光性材料組成物を電飾用ＬＥＤ光源について適用した例を示す。
電飾用のＬＥＤは砲弾型で、日亜化学工業製の青色ＬＥＤ：ＮＳＰＢ５１０ＡＳ（順電流ＩＦ＝２０ｍＡ、順電圧ＶＦ＝３．２Ｖ）を採用した。その標準の光度は４．７ｃｄが規格値であり、レンズ形状は外形がΦ５、高さ７．３ｍｍでエポキシ樹脂製である。
蓄光性材料として２種類のストロンチウムアルミナ酸化物（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙを３．０質量％と、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙを６．０質量％）の微粒粉末を合計で９質量％使用した。この混合物を東レ・ダウコーニング製のＬＥＤ用シリコーンエラストマーの樹脂中に均質に混合し、本例の蓄光性材料組成物を得た。
得られた蓄光性材料組成物を用い、ゴム製レンズキャップを作製してＬＥＤのレンズ外表面を被覆した。このレンズキャップは上記の第１実施形態に使用した。【００８６】
（実施例２）
蓄光性材料を表示機用ＬＥＤ光源について適用した例を示す。
表示機用のＬＥＤは砲弾型で、日亜化学工業製の白色ＬＥＤ：ＮＳＰＷ５００ＧＳ−Ｋ１（順電流ＩＦ＝２０ｍＡ、順電圧ＶＦ＝３．１Ｖ）を採用した。その標準の光度は３３ｃｄが規格値であり、レンズ形状は外形がΦ５、高さ８．０ｍｍでエポキシ樹脂製（一部蛍光体入り）である。
蓄光性材料として２種類のストロンチウムアルミナ酸化物（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙを３．０質量％と、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙを６．０質量％）の微粒粉末を合計で９質量％使用した。この混合物を東レ・ダウコーニング製のＬＥＤ用シリコーンエラストマーの樹脂中に均質に混合し、本例の蓄光性材料組成物を得た。【００８７】
得られた蓄光性材料組成物を用い、厚み０．３５ｍｍ  で２００ｍｍ四方のゴム製シートを作製した後、抜き加工によりΦ１１．０ｍｍの円板を取り出し、表示機筐体の表面側の全貫通穴部に、接着剤でその円板状蓄光性シートを固定した。
一方、シリコーンエラストマー樹脂に代わり、１ｍｍ厚のＰＭＭＡ（メタクリル）透明性樹脂シートを準備し、その表面に蓄光性材料をメジウムに分散して約１２ｕｍの厚みでシルク印刷した。その蓄光板を表示機の表面に貼り合せた。なお、メジウムに分散する蓄光性材料は、２種類のストロンチウムアルミナ酸化物（ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙを１６．０質量％と、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙを３４．０質量％）の微粒粉末をほぼ５０質量％含有している。
上記の第２実施形態で説明したように、蓄光性材料を含有するシリコーンシート、蓄光性材料をビヒクルに分散して印刷したＰＭＭＡ透明性樹脂板は、ＬＥＤ点灯時においては、透過材、拡散材として機能するが、消灯後は自発光して表示機の蓄光光源となる。【００８８】
（実施例３）
蓄光性材料を広告照明用ＬＥＤ光源について適用した例を示す。
実施例１及び２と同様の操作を繰り返し、本例の蓄光性材料組成物を得た。得られた蓄光性材料組成物を第３実施形態に適用した。
広告照明用のＬＥＤは砲弾型で、日亜化学工業製の白色ＬＥＤ：ＮＳＰＷ５１０ＤＳ（順電流ＩＦ＝２０ｍＡ、順電圧ＶＦ＝３．２Ｖ）を採用した。その標準の光度は６．１ｃｄが規格値であり、レンズ形状は外形がΦ５、高さ７．３ｍｍでエポキシ樹脂製（一部蛍光体入り）である。
光反射シートとして東レ製のルミラー（粘着剤付きの）Ｅ６ＳＲを選択し、アルミニウム板材の表示側に貼り合せ、上記蓄光性材料組成物をビヒクル（希釈剤を含む透明インキ）に分散し、乳半板のＰＭＭＡ基材に約１０μｍの厚さにシルク印刷し、その印刷面を表示側にして、光反射シートに重ねて取り付ける。その蓄光性反射板の前面に、インクジェットプリンタで印刷されたバックライトフィルムをデザインメディアとして設置した。
蓄光性材料を含有する蓄光反射板は、ＬＥＤ点灯時においては、反射材として機能するが、消灯後は自発光してバックライトフィルムの蓄光光源となる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明について、電飾、表示機、広告照明用のＬＥＤ光源（照明装置）を実施形態として説明したが、実際には、蓄光性材料を活用して残光性を有するその他のＬＥＤ光源に幅広く適用される。広告・宣伝、看板・標識等の商品分野以外に、非常時の避難誘導灯や安全灯などの表示機器、さらに道路工事や各種交通標識等にも利用される。
電力は有限のエネルギーであり、これから先の時代においても、極力、使用時の電力削減が強く求められる。蓄光材料は、自然エネルギー（太陽光）を最大限に利用する「潜在的な照明手段」になるであろうし、従来のＬＥＤと組み合わせる照明のエネルギーを有効に活用する手段になりえる。先人が、『蛍雪』として重んじた“照明”を、改めて考え直す時代に直面している。
【符号の説明】
【００９０】
１    ＬＥＤチップ
２    カップ部
３    Ａｇペースト
４    Ａｕ線
５    カソードリードフレーム
６    アノードリードフレーム
７    黒色コード被覆部
１１    ＬＥＤ光源
１２    レンズ
１３    蓄光性レンズキャップ
２１    ＬＥＤ表示機
２２    表示機の筐体
２３    ＬＥＤ装着用貫通穴
２４    蓄光シート
２５    配線
３１    広告照明機
３２    蓄光性反射板
３３    デザインメディア
３４    ＬＥＤ照明ユニット
３５    配線
【図１】
2013099565.tif 000002
【図２】
2013099565.tif 000003
【図３】
2013099565.tif 000004
【図４】
2013099565.tif 000005
【図５】
2013099565.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月25日(2014.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
賦活剤としてユウロピウム（Ｅｕ）とジスプロシウム（Ｄｙ）を含有するＳｒＡｌ２Ｏ４及び／又はＥｕとＤｙを含有するＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５から成るストロンチウムアルミナ酸化物系の蓄光性材料と、有機分散媒を含み、
上記蓄光性材料の平均粒径が１〜１０μｍであることを特徴とする蓄光性材料組成物。
【請求項２】
上記有機分散媒がシリコーンエラストマーであることを特徴とする請求項１に記載の蓄光性材料組成物。
【請求項３】
ＬＥＤ光源を直接又は間接的に被覆ないしは覆うＬＥＤ光源用のエンベロープ部材であって、
請求項１に記載の蓄光性材料組成物を含むことを特徴とするＬＥＤ光源用エンベロープ部材。
【請求項４】
上記蓄光性材料組成物の有機分散媒がシリコーンエラストマーであり、上記蓄光性材料の平均粒径が２〜５μｍであり、且つ上記ＬＥＤ光源が砲弾型ＬＥＤレンズを有し、
この砲弾型ＬＥＤレンズの外表面を被覆するレンズキャップとして機能する、ことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ光源用エンベロープ部材。
【請求項５】
シート形状を有し、上記蓄光性材料組成物を、含むか又はその表面の少なくとも一部に被覆して成ることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ光源用エンベロープ部材。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１つの項に記載のＬＥＤ光源用エンベロープ部材と、
交流の商用電源を整流化、低電圧変換し、一定の時間間隔でＬＥＤに給電するために出力側の接続（ＯＮ）・遮断（ＯＦＦ）を繰り返す、か又は上記電源と現在使用中の電源アダプタ（定電圧の電流発生器）の入力側に一定の時間間隔で接続（ＯＮ）・遮断（ＯＦＦ）を繰り返す、インターバルタイマー機能を有する電源コントローラと、を備えることを特徴とするＬＥＤ光源用残光性照明装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
即ち、本発明の蓄光性材料組成物は、賦活剤としてユウロピウム（Ｅｕ）とジスプロシウム（Ｄｙ）を含有するＳｒＡｌ２Ｏ４及び／又はＥｕとＤｙを含有するＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５から成るストロンチウムアルミナ酸化物系の蓄光性材料と、有機分散媒を含み、
上記蓄光性材料の平均粒径が１〜１０μｍであることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明の蓄光性材料組成物の他の好適形態は、上記有機分散媒がシリコーンエラストマーであることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
一方、本発明のＬＥＤ光源用エンベロープ部材は、ＬＥＤ光源を直接又は間接的に被覆ないしは覆うＬＥＤ光源用のエンベロープ部材であって、
上記の蓄光性材料組成物を含むことを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明のＬＥＤ光源用エンベロープ部材の好適形態は、上記蓄光性材料組成物の有機分散媒がシリコーンエラストマーであり、上記蓄光性材料の平均粒径が２〜５μｍであり、且つ上記ＬＥＤ光源が砲弾型ＬＥＤレンズを有し、
この砲弾型ＬＥＤレンズの外表面を被覆するレンズキャップとして機能する、ことを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
蓄光性材料の粒径は、使用目的や後述の有機分散媒の種類などに応じて適宜変更することができるが、代表的には、いわゆる微粉グレートのもので平均粒径が１〜１０μｍのものを用いる。
平均粒径が１０μｍを超えると、４４μｍ以上の粗大粒子の質量割合が３％となり、シリコーンエラストマーに分散させた成形体において、使用時に応力集中により破断することがある。平均粒径が５μｍを超えると、１０μｍ以上の粒子の質量割合が１％以上となり、インキ分散媒（ビヒクル）に混合して例えば１０μｍの厚みに印刷した表面はマット状となり、光沢と平滑性が保てないことがある。
市販品で購入できる最も微細なグレードは平均粒径が約３μｍであるが、その粉体をアルコール溶液中に懸濁させ、ある程度の粗粒を沈降させてから、液体に浮遊する部分を濾過し、乾燥させて平均粒径１．３μｍの超微細の蓄光性材料を抽出できる。これをインキ分散媒（ビヒクル）に混合して５μｍの厚みに印刷した場合、所望の光沢と平滑性が得られ、蓄光特性も変化することなく良好な性能が得られる。
一般的には、超微細の蓄光性材料を使用する場合、歩留が低下したり、粉砕工程に時間が掛かったりして高価な材料となってしまう。
【国際調査報告】
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