(57)【要約】【課題】色調に温かみと落ち着きがあって穏やかな白色の、蛍光灯照明器具に装着可能なのＬＥＤ照明灯を提供する。【解決手段】多数のＬＥＤを実装する長尺状基板と、これを覆う長尺状のｂ値が１〜８のポリカーボネート樹脂成形体からなる照明カバーと、両端部に蛍光灯照明器具のソケットに装着するための口金とを有してなる、既存の蛍光灯照明器具に装着可能なＬＥＤ照明灯による。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色ＬＥＤと蛍光体からなる白色ＬＥＤを実装する長尺状基板と、これを覆う長尺状の照明カバーと、両端部に蛍光灯照明器具のソケットに装着するための口金とを有してなる、既存の蛍光灯照明器具に装着可能な白色ＬＥＤ照明灯であって、
前記照明カバーが、ｂ値が１〜８であるポリカーボネート樹脂成形体からなることを特徴とする蛍光灯互換性の白色ＬＥＤ照明灯。
【請求項２】
蛍光体が黄色を発光する蛍光体であることを特徴とする請求項１に記載の蛍光灯互換性の白色ＬＥＤ照明灯。
【請求項３】
前記照明カバーの形状が、筒状であることを特徴とする請求項１に記載の蛍光灯互換性のＬＥＤ照明灯。
【請求項４】
前記照明カバーが、前記長尺状基板と一体となって略円柱状体を形成することを特徴とする請求項１に記載の蛍光灯互換性のＬＥＤ照明灯。
【請求項５】
ポリカーボネート樹脂が、さらに光拡散剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の蛍光灯互換性のＬＥＤ照明灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光灯互換性の白色ＬＥＤ照明灯に関し、さらに詳しくは、既存の蛍光灯照明器具にそのまま装着・使用可能な照明灯であって、色相に温かみと落ち着きがあって、穏やかな白色のＬＥＤ照明灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（ＬＥＤ、Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が、白熱電灯や蛍光灯に対し、長寿命で低消費電力かつ低環境負荷であることから、ＬＥＤを光源とする照明装置が数多く提案されてきた（特許文献１参照）。当初、ＬＥＤは赤色や緑色の光しか出せず、電子機器等での表示用途にしか実用化されていなかったが、近年、白色ＬＥＤが実用化されたことにより、一般の照明用途も含め、ますます盛んに開発が行われるようになった。
【０００３】
現行の蛍光灯の最大の欠点は、寿命末期にちらつきを起こし、又は不点灯となって、交換が必要となることである。一方、ＬＥＤ照明は、現在のところ高価ながら、長寿命であり、例えば一日１０時間の使用なら１０年以上も取り換え不要である。したがって、高所等の、交換にコストがかかる場合での使用には特に有利であって、例えば道路、トンネル、鉄道、ホール等の公共施設での使用が拡大している。また、最近の省エネ・エコロジ−重視の観点から、家庭内の一般照明にも次第に普及していくものと考えられている。
【０００４】
現在の白色ＬＥＤの最も一般的な方法は蛍光体を併用する方法であり、発光部分のチップに青色発光ダイオードを用い、青色の光があたると黄色に発光する蛍光体を使用したもので、蛍光体から発光した５７０ｎｍ前後の黄色は、青色の補色光なので、そこに青色ＬＥＤからの４７０ｎｍ前後の青色光が混ざることにより、白色の発光を得ることができる。
【０００５】
この際の蛍光体としては、例えば、ＩｎＧａＮ等が用いられるが、ＬＥＤの発する青色光とＩｎＧａＮの黄色光が、真の補色関係にある青色光と黄色光を混ぜているわけではないので、ややその光は青白くなってしまうという欠点がある。この改良として、例えば、ＺｎＳｅ蛍光体を加えて黄色光に変換して白色光を得る等の方法も行われているが、ＺｎＳｅは変換効率が低く、真の白色光源は実現できていない。さらには、赤・緑・青色ＬＥＤの組合わせにより、より太陽光に近い色合いが得られる白色ＬＥＤを得るべく研究開発も行われてはいるが、現時点において実用的なレベルでの真の白色光源は実現できておらず、したがって、通常の白色照明用の光源として使用されている白色ＬＥＤからの光は、独特の青白く、冷たい白色光となっている。
【０００６】
このためＬＥＤ照明は、家庭用照明器具や一般店舗用照明器具、車両内部用照明器具で要求されるような、温かみのある、落ち着きのある、穏やかな、いわゆる電球色を得ることが困難であるという欠点を有していた。
【０００７】
また、現行の蛍光灯照明器具にそのまま装着できるＬＥＤ照明灯について、幾つかの提案がなされている（特許文献２〜３参照）。蛍光灯照明器具に装着できる蛍光灯互換性のＬＥＤ照明灯は、既設の蛍光灯照明器具をそのまま活用できることから、置き換えによるＬＥＤ照明灯の普及が大いに期待されている。蛍光灯は、水銀蒸気とアルゴンが封入され、ワット数に応じて規格化された長さの長尺ガラス管の両端に口金を設けて構成されているので、これと互換性を有する蛍光灯型ＬＥＤ照明灯においては、両端の口金の間に、ＬＥＤを実装したプリント基板を内部に配置し、その外側には、長尺ガラス管に対応する照明カバーが長手方向に配置される。
【０００８】
この照明カバーは、ＬＥＤ実装基板を保護する目的のほか、ＬＥＤが点光源でかつ高輝度が故に引き起こす、光源からの直射投光による眩しさを防止する機能と、光拡散性を付与することによりＬＥＤ光源から出射される光を効率良く拡散し、照明器具としての機能性を向上させるためのものである。
さらに、蛍光灯型ＬＥＤ照明装置において、照明カバーは、ＬＥＤ実装基板を固定化する役割と、強度保持用の構造部材としての役割も担っている。
【０００９】
これらの目的から、照明カバーの材料としては、ガラスに代えて、成型加工性や製品の形状の自由度が得られやすい点より熱可塑性樹脂が広く用いられ、機械物性や熱特性、光学特性のバランスに優れるポリカーボネート樹脂を用いることが望ましい。
しかし、単にポリカーボネート樹脂を蛍光灯型白色ＬＥＤ灯の照明用カバーとして用いても、白色ＬＥＤ光独特の青白く、冷たい色相が改善されるわけではない。白色ＬＥＤの改良に依拠することなく、この色相を改良した蛍光灯互換性の白色ＬＥＤ照明灯が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開昭６１−１２１４６１号公報
【特許文献２】実開平０６−５４１０３号公報
【特許文献３】特開２００７−２５７９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、既存の蛍光灯照明器具にそのまま装着可能で、白色ＬＥＤ光独特の青白く、冷たい色相を改良した蛍光灯互換性の白色ＬＥＤ照明灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の光学的性質を有するポリカーボネート樹脂からなる照明カバーが、色相に温かみと落ち着きがあって、穏やかな白色の蛍光灯互換性の白色ＬＥＤ照明灯を得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、青色ＬＥＤと蛍光体からなる白色ＬＥＤを実装する長尺状基板と、これを覆う長尺状の照明カバーと、両端部に蛍光灯照明器具のソケットに装着するための口金とを有してなる、既存の蛍光灯照明器具に装着可能な白色ＬＥＤ照明灯であって、前記照明カバーが、ｂ値が１〜８であるポリカーボネート樹脂成形体からなることを特徴とする蛍光灯互換性の白色ＬＥＤ照明灯が提供される。
【００１４】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、蛍光体が黄色を発光する蛍光体であることを特徴とする蛍光灯互換性の白色ＬＥＤ照明灯が提供される。
【００１５】
また、本発明の第３の発明によれば、第１の発明において、照明カバーの形状が、筒状であることを特徴とする蛍光灯互換性のＬＥＤ照明灯が提供される。
【００１６】
また、本発明の第４の発明によれば、第１の発明において、照明カバーが、前記長尺状基板と一体となって円柱状体を形成することを特徴とする蛍光灯互換性のＬＥＤ照明灯が提供される。
【００１７】
さらに、本発明の第５の発明によれば、第１の発明において、ポリカーボネート樹脂が、さらに光拡散剤を含有することを特徴とする蛍光灯互換性のＬＥＤ照明灯が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明者の白色ＬＥＤ照明灯によれば、既存の蛍光灯照明器具にそのまま装着・使用可能であって、色相に温かみと落ち着きがあって、穏やかな白色の蛍光灯互換性の白色ＬＥＤ照明灯を提供することができ、一般家庭や落ち着いた雰囲気を要する店舗、宿泊施設、集合施設、車両等で要求される独特の落ち着いた色合いを演出できるＬＥＤ照明器具に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の一形態に係わるＬＥＤ照明灯の構成図である。
【図２】本発明の実施の他の形態に係わるＬＥＤ照明灯の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の照明灯は、青色ＬＥＤと蛍光体からなる白色ＬＥＤを実装する長尺状基板と、これを覆う長尺状の照明カバーと、両端部に蛍光灯照明器具のソケットに装着するための口金とを有してなる、既存の蛍光灯照明器具に装着可能な白色ＬＥＤ照明灯であって、
前記照明カバーが、ｂ値が１〜８であるポリカーボネート樹脂成形体からなることを特徴とする。
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明に係る蛍光灯互換性の白色ＬＥＤ照明灯の実施の形態を詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明の実施の一形態に係わる白色ＬＥＤ照明灯の構成図であり、図２は、本発明の他の実施形態に係わる白色ＬＥＤ照明灯の構成図である。
図１及び図２において、１はＬＥＤを実装した長尺状基板、２は白色ＬＥＤ、３は口金、４は端子、５は照明カバーである。
【００２３】
本発明の白色ＬＥＤ照明灯は、既存の蛍光灯と同様にワット数に応じて規格化された長さ寸法で作られ、端部には端子４と口金３を有し、既存蛍光灯照明器具のソケットにそのまま装着可能となっており、端子４にて蛍光灯照明器具より電力を受ける。
【００２４】
長尺状基板１には、白色ＬＥＤ２が多数配置され、端子４からの電流が流れ点灯するように回路形成されている。長尺状基板１の長さは、両端の口金３間の全体に亘るものでもよいが、その一部であってもよい。白色ＬＥＤ２は長尺状基板にその多数個が配置されるが、白色ＬＥＤの輝度や照明灯の所望ワット数に応じて適切な個数が決定される。
【００２５】
ＬＥＤ２を実装した基板１は、照明カバー５で覆われる。照明カバー５は、図１のように円筒状とし、照明カバー５の内部に基板１を収容して、外観を現行の直管型蛍光管と同じにするのが、一つの好ましい実施形態である。また、照明カバー５の断面形状は、円に限らず、一部を切り欠いた円形状、あるいは多角形状であってもよい。
【００２６】
本発明のＬＥＤ照明灯の他の実施形態として、図２のように、基板１を、例えば半割円筒状にして、ＬＥＤ照明灯の本体の一部を構成する形とし、この上に照明カバー５を装着させる形でもよい。この場合、照明カバー５の断面形状は、基板の形状に合わせて、例えば半円状として、基板１と照明カバー５が一体化して略円柱状とすることも好ましく、また、断面をＶ字状、Ｕ字状、コの字状等の樋状等にして、基板１と一体化してもよい。また全体の形状は、円柱、円筒状に限らず、多角形状等の異形品としてもよい。
また、基板１には、外側に向かって放熱用のための冷却フィン等を設けてもよく、この場合照明カバーの断面の一部を切り欠いて、切り欠き部から冷却フィン等を外方に露出させる等の形態も採用できる。
【００２７】
本発明において照明カバー５の材料として、ｂ値が１〜８であるポリカーボネート樹脂を用いる。
ｂ値とは、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に規定される色相を示す尺度のうち、黄身を示す尺度であり、数値が高いほど黄味が強くなり、マイナスに数値が高くなるほど青色が強くなることを意味する。
ｂ値の具体的な測定は、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠し、２ｍｍ厚さの試験片で色差計（日本電色工業製、ＳＥ−２０００）を用いて、標準の光Ｃ／２でカラーａ、ｂ値を反射法（測定孔１０φ）にて測定した。
【００２８】
ｂ値が１に達しないと、白色ＬＥＤの改良効果が不十分であり、８を超えると黄色が強くなりすぎ、好ましくない。より好ましいｂ値は、２．６〜７．５、特には３〜７である。
【００２９】
ポリカーボネート樹脂は、ＣＤ、ＤＶＤ、各種窓材、ＯＡディスプレーパネル、レンズ等の光学用途に多用されるエンジニアリングプラスチックであるから、基本的には、通常、無色・透明なものである。したがって、本発明に使用するポリカーボネート樹脂は特殊品である。このようなポリカーボネート樹脂は、通常のポリカーボネート樹脂に黄色染顔料や、トリアジン化合物やベンゾトアリアジン化合物等の黄色の補色である青色の低波長領域のみを吸収するような光吸収剤を添加することで得ることもできるが、ポリカーボネート樹脂を製造する際に、通常とは逆に不純物濃度や副反応生成物の含有量を低く制限することなしに製造したポリカーボネート樹脂が好ましい。さらに、成形加工時の水分量や酸素量、熱履歴をコントロールすることで所定のｂ値を示すものを得る手法も有効である。このような、いわば正規品でないポリカーボネート樹脂の中から、所定のｂ値を示すものを選択して使用することが好ましい。
【００３０】
ポリカーボネート樹脂の分子量としては、粘度平均分子量（Ｍｖ）で１４，０００〜３０，０００であるのが好ましい。粘度平均分子量が低すぎると機械的強度が低下する傾向があり、逆に高すぎても成形時の流動性が低下しやすい。より好ましい粘度平均分子量は、１５，０００〜２９，０００であり、特には１６，０００〜２８，０００である。
【００３１】
本発明のポリカーボネート樹脂には、眩しさ低減のために光拡散剤を配合することが好ましい。
光拡散剤は、微粒子状の無機又は有機粒子であり、例えばガラス微粒子、ポリスチレン樹脂、（メタ）アクリル樹脂、シリコーン樹脂等の有機微粒子があげられ、有機微粒子が好ましく、光拡散効果の点から微粒子は球状であるものが好ましい。
微粒子状の光拡散剤の好ましい平均粒径は０．１〜５０μｍであり、より好ましくは０．５〜１０μｍであり、特には１〜６μｍのものである。
【００３２】
このような有機微粒子としては、ポリカーボネート樹脂の成形温度まで加熱してもポリカーボネート樹脂中に溶融しない、架橋した有機微粒子が好ましく、具体的には架橋した、（メタ）アクリル樹脂、シリコーン樹脂の有機微粒子である。具体例として、部分架橋したポリメタクリル酸メチルのポリマー微粒子、架橋シリコン樹脂粒子、シリコーンゴムをシリコーンレジンで被覆したシリコーンゴムパウダー等が挙げられる。
【００３３】
光拡散剤の好ましい含有量は、ポリカーボネート樹脂１００質量部に対して、０．５〜１０質量部であり、１〜６重量部がより好ましい。光拡散剤の配合割合が０．５重量部より少ないと、光拡散性が不足し高輝度のＬＥＤ光源が透けて見えやすく、眩しさ低減効果が不十分となり、光拡散剤の配合量が多すぎると必要な照明輝度が得られなくなる。
【００３４】
上記ポリカーボネート樹脂材料から長尺状の照明カバーの成形体を製造する方法は、特に限定されず、一般に長尺物の成形に採用されている成形法を任意に採用できる。その例を挙げると、押出成形法、異形押出成形法、射出成形法、二色成形法、発泡成形、インサート成形、熱成形法、プレス成形法などが挙げられ、押出成形あるいは異形押出成形が特に好ましい。
【００３５】
押出成形による場合には、上記したポリカーボネート樹脂材料を、押出成形機で加熱、溶融、混練して、押出機出口に設けられた押出用のダイを通して押出し、サイジングプレート、サイジングダイ、水槽などを備えたサイジング及び冷却ゾーンで最終断面形状に整形しながら冷却固化させ、目的とする形状の照明カバーを得ることができる。
【００３６】
照明カバー５として、好ましくは光拡散剤を含有する、上記したｂ値のポリカーボネート樹脂材料を用いた成形体を使用し、図１に示すように、この内部に白色ＬＥＤ２を実装した基板１を収容するか、又は図２にあるように、基板１をＬＥＤ照明灯の本体の一部を構成する形とし、この上に照明カバー５を装着させる。
【００３７】
照明カバー５は、白色ＬＥＤ２からの、独特の青白い冷たい白色光を色相に温かみと落ち着きがあって、穏やかな白色に調光する。また、前述したとおり、基板１を保護し、白色ＬＥＤ２からの直射光による眩しさを防止し、光拡散性を付与することによりＬＥＤ光源から出射される光を効率良く拡散し、さらに、強度保持用の構造部材としての役割も担っている。
なお、本実施形態においては、照明灯が直管状のものを例に説明したが、サークルライン型の蛍光灯に互換性の白色ＬＥＤ照明灯においても、同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の白色ＬＥＤ照明灯は、既存の蛍光灯照明器具に装着して使用可能であって、その光は色相に温かみと落ち着きがあって、穏やかな白色であるので、ＬＥＤ照明の長寿命・低消費電力の白色照明灯として、広く利用することができ、産業上の利用性は非常に高い。
【図１】
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【図２】
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