(57)【要約】      （修正有）【課題】白色ＬＥＤ素子を利用した直管型ＬＥＤ照明の光源の演色性を改善し、照度が減少しない照明カバーを提供する。【解決手段】照明カバーをポリカーボネート樹脂（屈折率１．５８）に限定して、当該樹脂よりも低屈折率である有機透明コーテイング剤（有機透明樹脂＋希釈溶剤）に金属錯塩染料を微量分散させて、内面及び外面をコーテイング（デイップ・乾燥）する。【選択図】図３
2018133321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂からなる照明カバーを通して出射光が発せられる相関色温度が４０００〜４５００Ｋである白色発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）を有する直管型照明装置であって、当該照明カバーは金属錯塩染料を含む有機コーテイング塗膜をその両面有し、出射光の平均演色評価数：Ｒａが９５以上で特殊演色評価数：（Ｒ９〜Ｒ１５）が８０〜１００の範囲にある直管型ＬＥＤ照明用高演色カバー。
【請求項２】
有機透明樹脂と金属錯塩染料を希釈溶媒に分散させたコーテイング液をポリカーボネート樹脂からなる外殻カバーの両面にコーテイング（デイップ、乾燥）して有機透明樹脂被膜を形成する方法において当該有機透明樹脂の樹脂固形分量に対して金属錯塩染料が重量比で０．１％〜０．２％の範囲で添加して着色する請求項１記載の直管型ＬＥＤ照明用高演色カバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は発光ダイオード（以下ＬＥＤと言う）照明用に使用される照明用カバーの光学性能の改良、更に詳しくは、ポリカーボネート樹脂からなる照明カバーを通して出射光が発せられる白色ＬＥＤ素子を有する照明装置であって、平均演色評価数：Ｒａ、特殊演色評価数：Ｒ９〜Ｒ１５を高めることが可能なＬＥＤ照明用高演色カバーに関する。
白色ＬＥＤ素子は青色発光ダイオード光源と蛍光部に黄色蛍光体を含む発光体である。
【背景技術】
【０００２】ＬＥＤ照明は低消費電力と長寿命の性能から多様な照明空間で使用され、低消費電力化と長寿命が完全に定着している。更に、多様な空間のなかで、快適な生活環境、安全で効率的な業務作業環境を求める照明の役割が益々大きくなっている。
しかし、照明光源としては、物を照らす際の演色性が問題となる場合があり、近年ＬＥＤ素子について演色性の改善、最適化技術が数多く提案されている。【０００３】しかしながら、ＬＥＤ素子から出射された光が透過、拡散されるＬＥＤ照明カバーについてはＬＥＤ素子ほど演色性の改善技術の提案が少ないのが現状である。
この背景はＬＥＤ照明用カバーとして使用されているポリカーボネート樹脂またはポリメチルメタアクリレート樹脂等のプラスチックカバーに高演色加工を施すと、明るさ（照度）が落ちるという技術課題がある。
言い換えると、高演色と明るさ（照度：Ｌｕｘ）はトレードオフの関係にあり、高演色を確保し、照度を高めることは白色ＬＥＤ照明光源を使用したカバー材料では限界があった。【０００４】ＬＥＤ照明は大きく電球型と直管型（蛍光管型）、その他に分けられる。
いずれの方式であってもプラスチックの拡散カバーが用いられているが、光学性能、安全耐久性、価格の点でポリカーボネート樹脂が最も多く使用されている。【０００５】高演色性が必要とされる照明用途は非常に広範囲であり、印刷、塗装、デザインルームは言うに及ばず、精密加工、精密検査の工程等に必要な照明である。
現行は主として３波長型蛍光管が使用されており、蛍光管をそのまま代替可能な直管型ＬＥＤ照明のニーズが高く、直管型ＬＥＤ照明カバーの演色性は極めて重要である。
昨今、消費電力、寿命に優れたＬＥＤ照明への代替ニーズが急増しており、その中で安価な白色ＬＥＤ素子を使用した高演色な直管型ＬＥＤ照明の要求は益々強くなっている。
【従来技術】
【０００６】照明カバーを着色することによって演色性を改善する方法は特許文献１に記載されている。
蛍光ランプの照明カバーが照明を柔らかくすることにより演色性を高める事ができると記載されている。（「００４０」）
【０００７】さらに面発光部（導光板）が透明及び半透明の高分子樹脂で形成され、当該高分子樹脂に色彩が付されることによって照明器具の演色性を高めることが出来ると記載されている。（「００４５」）
【０００８】しかしながら、当該導光板を使った場合の演色性評価数の測定による照明点灯時の演色性改善効果についての記載がない。
さらに照度の言及および測定結果が記載されていない。
【０００９】直管型ＬＥＤ照明カバーの演色性改善については特許文献２に記載されている。
光透過拡散フィルターをカバーとして用い、石英ガラス微粒子と光拡散材および赤色等の染料を当該フィルターに均一分散させ、演色性改善剤として蛍光体を付着すると記載されている。
【００１０】石英ガラス微粒子の外表面にＬＥＤ白色系の光が照射されると、該光が石英ガラス微粒子の表面反射及び透過すると共に該微粒子表面の蛍光体が励起発光することで赤色系の演色性ができ、また赤色系染料等の着色剤で見かけ上の赤色系の電球色光が得られ、さらに緑色系の着色剤と合わせることで、高価な三波長系のＬＥＤを用いることがなく、演色性が改善できると記載されている。（「００１７」）
【００１１】さらに演色性改善材の各種染料には直接染料または顔料を用いてもよくと記載され、ＬＥＤ照明カバーに使用された場合の長期間の光耐久性（耐光堅牢度）に関する染料の種類の選択についての言及がされていない。
（「００３５」）
【００１２】演色評価数（Ｒ１〜Ｒ１５）、平均演色評価数（Ｒａ）が記載されている特許文献は数件存在している。
しかし、これらはＬＥＤ素子が複数の波長系であるか、または蛍光部が複数の蛍光体を有する照明装置ものであり、照明カバーについて演色性を高める記載は見当たらない。
【００１３】特許文献３には青色発光、青緑発光、橙色発光、赤色発光のＬＥＤ照明光源であって相関色温度の範囲と各色ピーク発光強度の順位と波長の範囲について、高演色性が発揮できる適正範囲を見出している。
４波長ＬＥＤ素子による演色評価数測定値は相対色温度３０００Ｋの場合でＲａ＝９４，Ｒ９〜Ｒ１５＝７０〜９８であり、相対色温度５０００Ｋの場合でＲａ＝９６，Ｒ９〜Ｒ１５＝８０〜９８である。
【００１４】特許文献３にはＲａを高める観点から、青色発光、青緑発光、橙色発光、赤色発光の各ＬＥＤ照明光源のピーク波長の好適範囲を記載しており、当該範囲は相関色温度が５０００Ｋ未満の場合と５０００Ｋ以上の場合でも変化が無いと記載している。
照明装置は６０個のＬＥＤ素子を四角面に並べた、ビームライト型であり、蛍光灯代替の直管型については記載がない。
【００１５】特許文献４には２種のピーク波長の異なる青色ＬＥＤ素子と複数の蛍光体からなる砲弾型ＬＥＤ照明装置が記載されている。  出射光が白色（色座標ｘ＝０．３７２、ｙ＝０．３７８）であって演色評価数の測定値はＲａ＝９６，Ｒ９〜Ｒ１５＝８０〜９８であったと記載されている。（「００５６」）
色座標の測定値から、色温度はおよそ４０００Ｋに相当している。
【００１６】屋内照明に広く利用されている白色蛍光灯は相関色温度３５００Ｋ（温白色）、４２００Ｋ（白色）５０００Ｋ（昼白色）の３段階に分類されており、白色ＬＥＤ照明についても相関色温度４２００Ｋが白色の分類が適用できる。
【００１７】従って、従来技術は相関色温度４０００Ｋ〜４５００Ｋ近辺の白色ＬＥＤ照明が高演色であるとされる演色評価数の範囲がＲａが９５以上、Ｒ９〜Ｒ１５が８０〜９８の範囲である。
しかし当該高演色評価数は照明カバーに関わる演色性改善技術で達成されたものではなく、ＬＥＤ素子が複数であるか、または複数の蛍光体を有する照明装置ものである。
【００１８】特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）については７演色中６演色が９５以上の評価数で良好な数値であるが、１演色の評価数値が８０近辺となっている。
【先行特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特許第５３３９４０５号公報
【特許文献２】特許第４３７９７５０号公報
【特許文献３】特許第３９４０７５０号公報
【特許文献４】特許第４９８９９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】本発明は相関色温度が４０００〜４５００Ｋである直管型白色発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）を有する照明装置であって、当該照明カバーの高演色化技術の発明に関する。演色評価数の範囲はＲａが９５以上、Ｒ９〜Ｒ１５が８０〜９８の範囲である。
しかしながら、プラスチックカバーに高演色加工を施すと、明るさ（照度）が落ちるという技術課題がある。本発明は明るさ（照度）を犠牲にする事なく、高演色性を付与して本技術課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】本発明は上記課解決するために鋭意題を検討した結果、照明カバーをポリカーボネート樹脂（屈折率１．５８）に限定して、当該樹脂よりも低屈折率である有機透明コーテイング剤（有機透明樹脂＋希釈溶剤）に金属錯塩染料を微量分散させて、コーテイング（デイップ・乾燥）することによって上記課題を解決できることに至った。【００２２】プラスチックに溶媒として有機溶剤を使用してコーテイングが出来る低屈折率剤としては、屈折率が１．５未満の有機透明樹脂が提案されている。
シリカなどの無機粒子、スチレン、アクリル樹脂等の低屈折率の有機微粒子が低屈折率反射防止材料として提案されており、ポリカーボネート樹脂に易接着なバインダーを配合することで有機透明コーテイング剤として選択できる。【００２３】ポリカーボネート樹脂は光拡散剤、紫外線吸収剤が練り込まれたタイプが好ましく、溶融押出し成型が可能であるグレードが好ましい。
さらに色目が白色で拡散光透過率が６０％以上、長期耐熱性（ＵＬ−７４６Ｂ）ＲＩＴ（ＲＴＩ＝Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｉｎｄｅｘ）が１２５℃以上であるものが好ましい。【００２４】屈折率１．５８のポリカーボネート樹脂に対して有機透明コーテイング膜は低屈折率であることが必要であるが、屈折率が１．４〜１．５の範囲が好ましい。
積層膜とポリカーボネート樹脂の界面での反射を抑えるためには屈折率差が大きいほど効果的であることは公知であるが、あまり大きいと可視光領域波長に対して反射率のバラツキが大きくなるので、有機透明コーテイング膜の屈折率は１．４５〜１．５の範囲がさらに好ましい。【００２５】有機透明コーテイング膜の膜厚は、密着性、明るさ（照度）に影響を与えない範囲で１００ｎｍ〜１０００ｎｍ（ナノメートル）が好ましいが、精密な膜厚コントロール及び有機溶剤コスト減等を勘案すると、さらに好ましくは１５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲が望ましい。【００２６】本発明は当該コーテイングによって照明カバーの照度の増加の効果を付与して、均一にコーテイング液に分散ができて、沈殿し難く、耐光堅牢度に優れる染料として金属錯塩染料を見出した。
金属錯塩染料は光堅牢度に優れ、昇華、ブリーデイングが無く、色目の種類多く、有機透明コーテイング剤への分散性が良好である。
コーテイング希釈溶剤への溶解度が低いものを選び、有機透明コーテイング剤に分散させ、ポリカーボネート樹脂カバーにコーテイング（デイップ・乾燥）させる。【００２７】当該金属錯塩染料の選択は１個の金属原子に染料２分子が結合した１：２型金属錯塩染料が好ましい。
希釈溶剤中に有機透明樹脂と金属錯塩染料が均一分散させると色目が若干変化する。
当該染料の有機透明樹脂に対する添加量は重量比で０．２％未満とすることが好ましい。
この水準より大きいと明るさ（照度）が下がり、演色評価数値も下がる。
但し、０．１％未満では演色性評価数値の改善効果が発現し難く、０．２％以上では照度の低下を招く。
従って、樹脂固形分量に対して金属錯塩染料が重量比で０．１％〜０．２％の範囲で添加して着色することで高演色ＬＥＤ照明カバーが得られる。【００２８】白色ＬＥＤ照明装置は拡散カバーから出射される光の波長のピークは白色ＬＥ素子が発する青色発光成分の強度が強く残っているので、当該染料の色は青色の補色である黄色、橙色であることが望ましい。
本発明ではレモン色系の黄色〜オレンジ系の黄色が適当であることを見出した。【００２９】本発明の対象は直管型ＬＥＤ照明用カバーとしているが、平板状のベースライト用ＬＥＤ照明カバーにつても効果的であり、さらにＬＥＤ照明モジュールの配置は直下型方式、或いはエッジライト方式の何れにも有効である。
【発明の効果】
【００３０】本発明の直管型ＬＥＤ照明用カバーは単純な構造で優れた白色ＬＥＤ出射光の高演色化が可能である。
つまり、本発明の効果としては本技術手段によって、白色ＬＥＤ光の照明カバーからの出射光の演色性を向上して、さらに明るさ（照度）を数％向上することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３１】以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。本発明はこれにより何ら限定を受けるものではない。
図１に示す様に、光拡散性ポリカーボネート樹脂（帝人（株）製  ＭＬ−６１０５ＺＨＰ  ＭＶＲ＝２．５ｃｍ３／１０ｍｉｎ．）を溶融押出法にて外径２６ｍｍφ寸法の金型で肉厚１ｍｍの筒型カバー１を連続的に押出し、長さ１ｍの直管カバー５本を作成し、番号１から番号５と明記した。
番号１はコーテイング無しのブランク白色カバーとした。（番号１）
【００３２】コルコート（株）会社社製  商品名ＰＣ３０１（屈折率１．４７の有機コーテイング剤）をイソプロピルアルコール：ノルマルブタノール＝１：１の中に希釈して、固形分割合を３．８％とした。本塗液を満たしたバスに直管カバーを内外両面に浸漬塗布した。１２０℃ｘ１分で乾燥して直管カバーの内外面に有機樹脂透明被膜を積層した。（番号２）
製品カバーの色目はブランクカバーと同じ白色であった。
【００３３】ポリカーボネート樹脂カバー１への白色ＬＥＤモジュール３の挿入はアルミニウム架台４（＃６０６３  純アル分：９９．３５％）をスライド爪２に挿入して、架台平面部に白色ＬＥＤモジュールテープを糊で固定した。ＬＥＤモジュールテープは基板幅９ｍｍ、ＳＭＤ型３５２８ＬＥＤ：ホワイト色１２０チップ／メートル  １２ボルト，消費電力９．６ワット市販品を使用した。
【００３４】外部環境の光を無視できる暗室で、白色ＬＥＤを点灯して、直管カバーから垂直距離２０ｃｍの位置で照度計を置いて照度（Ｌｘ）を１０点測定し平均値を求めた。
さらに同位置で演色性測定器によって演色性評価数Ｒ（ｉ）、ｉ＝１〜１５を測定した。
平均演色評価数Ｒａ＝（ΣＲ（ｉ）ｉ＝１〜８）／８  で求めた。
【００３５】表１に白色ブランクカバーとブランクカバーに有機透明コーテイングを実施したカバーについて白色ＬＥＤを点灯した時の相関色温度、演色評価数、照度を記載した。
【００３６】結果はブランク白色カバー（番号１）とコーテイングカバー（番号２）では相関色温度、演色性の評価数は差がなく、番号２の照度が約５％上昇した。
さらに金属錯塩染料の色目、添加量を変えた結果を実施例１、実施例２、比較例１に記載する。
【実施例１】
【００３７】固形分割合を３．８％としたコーテイング液に保土谷化学工業社製金属錯塩染料アイゼンスピロンＹｅｌｌｏｗ  ＧＲＬＨ  Ｓｐｅｃｉａｌを固形分重量比で０．１％添加して撹拌分散させて、当該塗液を満たしたバスに直管カバーの内外両面をデイップ（浸漬）塗布した。
１２０℃ｘ１分で乾燥して直管カバーの内外面に透明被膜を積層した。（番号３）
製品カバーの色目は淡黄色であった。【００３８】結果は番号２と比較して照度は殆ど変わらず演色性評価数はＲａ＝９８、  Ｒ９〜Ｒ１５＝８２〜１００であった。
染料を黄色系の補色を使うことで、白色ＬＥＤ直管照明の照度の低下が無く、演色性が向上した。表１にて白色ＬＥＤを点灯した時の相関色温度、演色評価数、照度を記載した。
【実施例２】
【００３９】固形分割合を３．８％としたコーテイング液に保土谷化学工業社製金属錯塩染料アイゼンスピロンＹｅｌｌｏｗ  ３ＲＨ  Ｓｐｅｃｉａｌを固形分重量比で０．１６％添加して撹拌分散させて、当該塗液を満たしたバスに直管カバーの内外両面をデイップ（浸漬）塗布した。
１２０℃ｘ１分で乾燥して直管カバーの内外面に透明被膜を積層した。（番号４）
製品カバーの色目は淡橙色であった。【００４０】結果は番号２と比較して照度は殆ど変わらず演色性評価数はＲａ＝９８、Ｒ９〜Ｒ１５＝８２〜１００であった。
染料を橙色系の補色を使うことで、白色ＬＥＤ直管照明の照度の低下が無く、演色性が向上した。
【比較例１】
【００４１】固形分割合を３．８％としたコーテイング液に保土谷化学工業社製金属錯塩染料アイゼンスピロンＢｌｕｅ  ２ＢＮＨを固形分重量比で０．２６％添加して撹拌分散させて、当該塗液を満たしたバスに直管カバーの内外両面をデイップ（浸漬）塗布した。１２０℃ｘ１分で乾燥して直管カバーの内外面に透明被膜を積層した。（番号５）
製品カバーの色目は淡青色であった。
【００４２】結果はブランクカバー（番号１）対比して照度が２％低下し、演色性評価数はＲａ＝９６、Ｒ９〜Ｒ１５＝７３〜９８であった。
白色ＬＥＤ素子のピーク波長の青色と同じ色目の青色染料系を使ったこと、また添加濃度の適正範囲を超え、白色ＬＥＤ直管照明の照度の低下を招き、演色性も低下した。
【００４３】
【表１】
2018133321.tif 000003
【００４４】本文及び実施例に記載の光学特性また測定方法について記載する
（１）照度
照度計  ＩＳＯ−ＴＥＣＨ社  ＩＬＭ１３３２Ａを使用した。
（２）屈折率
株式会社アタゴ製  アッベ屈折計ＮＡＲ−２Ｔ」測定波長：５５０ｎｍで測定した      。
（３）色温度、演色評価数
コニカミノルタ社  演色照度計  ＣＬ−７０Ｆで測定した。
（４）乾燥後の直管塗布厚みの測定
直管の中央部を半割りにして、（株）リガク「携帯型成分分析計ＸＬ３ｔシリコン      ドラフト検出器」にＳｉピーク強度をカウントして両面総厚みを測定する。
【産業上の利用可能性】
【００４５】直管型ＬＥＤ照明において多様化する光学特性ニーズに対応できるプラスチックカバーに関する。
【技術分野】ポリカーボネート樹脂からなる照明カバーを通して出射光が発せられる白色ＬＥＤ素子を有する照明装置であって、平均演色評価数：Ｒａ、特殊演色評価数（Ｒｉ）Ｒ９〜Ｒ１５を高めることが可能なＬＥＤ照明用高演色カバーに関する。
白色ＬＥＤ素子は青色発光ダイオード光源と蛍光部に黄色蛍光体を含む照明装置である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】筒形ポリカーボネート樹脂カバー断面図
【図２】ＬＥＤ照明モジュールを配置した断面図
【図３】ポリカーボネート樹脂カバーの内外面にコーテイングを実施した斜視図
【符号の説明】
【００４７】１．ポリカーボネート樹脂カバー
２．スライド爪部
３．ＬＥＤモジュール
４．アルミニウム架台
５．コーテイング実施内面
６．コーテイング実施外面
【図１】
2018133321.tif 000004
【図２】
2018133321.tif 000005
【図３】
2018133321.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月17日(2017.8.17)
【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】
屈折率１．５８のポリカーボネート樹脂からなる照明カバーを通して出射光が発せられる相関色温度が４０００〜４５００Ｋである白色発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）を有する直管型照明装置用カバーであって、屈折率が１．４〜１．５の範囲にある有機透明樹脂と金属錯塩染料を希釈溶媒に分散させたコーテイング液を当該ポリカーボネート樹脂外殻カバーの両面にコーテイング（デイップ、乾燥）して膜厚が１５０ｎｍ〜４００ｎｍ（ナノメートル）となる有機透明樹脂被膜を形成する方法において、当該有機透明樹脂の樹脂固形分量に対して金属錯塩染料が重量比で０．１％〜０．２％の範囲で添加着色して、出射光の平均演色評価数：Ｒａが９５以上で特殊演色評価数：（Ｒ９〜Ｒ１５）が８０〜１００の範囲にある直管型ＬＥＤ照明用高演色カバーの製造方法。