Led燈用的透光性外殼部件的制作方法

Led燈用的透光性外殼部件的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種LED燈用的透光性外殼部件，在LED燈的主體部的一端安裝有E型的燈頭，在主體部的另一端安裝有射出白色光的LED模塊及覆蓋該LED模塊的球殼。球殼包括透光性基材，在透光性基材的內部分散有光散射材及釹玻璃粒子。
【專利說明】LED燈用的透光性外殼部件

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED燈用的透光性外殼部件，特別涉及透光性外殼部件的材質。

【背景技術】
[0002]近年來，逐漸利用燈泡型、直管型或圓環型的LED燈。LED燈大多以眩光的防止、從水分或灰塵的保護等各種目的而具備乳白色的透光性外殼部件。例如，在燈泡型的LED燈中，將LED模塊覆蓋的半球狀的球殼相當于該透光性外殼部件，在直管型或圓環形的LED燈中，收容LED模塊的管狀部件相當于該透光性外殼部件。這種透光性外殼部件由成形為半球狀或管狀等特定形狀的透光性基材、以及分散在該透光性基材內的光散射材構成。LED模塊的射出光一邊被光散射材散射，一邊穿過透光性外殼部件而向外部射出。
[0003]可是，在照明領域中，有時要求被照射光的物體的顏色看起來自然、即顯色性高。因此，以往以來提出了各種提高LED燈的顯色性的技術。例如，在專利文獻I中，提出了使釹玻璃粒子作為光吸收材分散到LED模塊內、通過使釹玻璃粒子吸收特定波長域的光吸收來提高顯色性的技術。另外，顯色性的評價方法由JISZ8726規定。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特許第4809508號
[0007]實用新型概要
[0008]實用新型要解決的問題
[0009]一般而言，較高的顯色性的必要性根據LED燈的利用環境而不同。例如，在店鋪中希望LED燈的顯色性較高，以使商品的顏色看起來自然。另一方面，在辦公室中，只要能夠確保明亮度，LED燈的顯色性多數情況下不怎么被重視。因此，對于使用者而言方便性較高的是，即使明亮度或形狀相同，也準備高顯色性的LED燈和通常的顯色性的LED燈這兩種。因而可以考慮LED燈的制造者制造或購買高顯色性的LED模塊和通常的顯色性的LED模塊這兩種，使用它們分別制造并銷售高顯色性的LED燈和通常的顯色性的LED燈。
[0010]但是，LED模塊在構成LED燈的零件中是較昂貴的零件，所以想要盡可能避免在庫存中有兩種LED模塊。
實用新型內容
[0011]所以，本實用新型的目的是提供一種即使使用通常的顯色性的LED模塊也能夠得到高顯色性的LED燈的LED燈用的透光性外殼部件。
[0012]用于解決問題的手段
[0013]有關本實用新型的LED燈用的透光性外殼部件，包括光散射材和含有釹離子的釹玻璃粒子。
[0014]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，還包括成形為LED燈用的特定形狀的透光性基材，在上述透光性基材內分散有上述釹玻璃粒子及光散射材。
[0015]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述透光性基材中的釹玻璃粒子的含有率是0.3wt %?50wt %。
[0016]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述釹玻璃粒子中的釹的含有率通過氧化物換算是2wt%? 32wt%。
[0017]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述釹玻璃粒子的平均粒徑是10 μ m ~ 200 μ m。
[0018]上述透光性外殼部件，其特征在于，包括含有釹離子的釹玻璃粒子，上述釹玻璃粒子的粒徑是0.1 μ m以上且小于10 μ m。
[0019]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，還包括成形為LED燈用的特定形狀的透光性基材，在上述透光性基材內分散有上述釹玻璃粒子。
[0020]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述透光性基材中的釹玻璃粒子的含有率是0.3wt %?20wt %。
[0021]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述釹玻璃粒子中的釹的含有率通過氧化物換算是2wt%? 32wt%。
[0022]有關本實用新型的另一個LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，在內部具有空間，包括:第I層，含有包含釹離子的釹玻璃粒子；以及第2層，位于比上述第I層更靠內側，含有光散射材。
[0023]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述第I層還包括成形為在內部具有空間的形狀的透光性基材；上述釹粒子分散在上述透光性基材內；上述第2層附著在上述透光性基材的內周面。
[0024]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述透光性基材中的釹玻璃粒子的含有率是0.3wt %?50wt %。
[0025]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述釹玻璃粒子中的釹的含有率通過氧化物換算是2wt%? 32wt%。
[0026]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述第2層還包括成形為在內部具有空間的形狀的透光性基材；上述光散射材分散在上述透光性基材內；上述第I層附著在上述透光性基材的外周面。
[0027]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述LED燈用的透光性外殼部件還包括成形為在內部具有空間的形狀的透光性基材；上述第I層附著在上述透光性基材的外周面；上述第2層附著在上述透光性基材的內周面。
[0028]上述LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述釹玻璃粒子的平均粒徑是10 μ m ~ 200 μ m。
[0029]實用新型效果
[0030]根據上述結構，用于提高顯色性的釹玻璃粒子包含在透光性外殼部件中。因而，如果在LED燈中使用該透光性外殼部件，則即使使用通常的顯色性的LED模塊，也能夠得到高顯色性的LED燈。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是表示使用有關本實用新型的實施方式的透光性外殼部件的LED燈的結構的部分切口側視圖。
[0032]圖2是示意地表示在透光性基材的內部分散有光散射材及釹玻璃粒子、在釹玻璃粒子中釹以離子的狀態存在的狀況的圖。
[0033]圖3是表示比較例SI?S4及實施例S5?S7的分光光譜的測定結果的圖。
[0034]圖4是表示設比較例SI的發光強度為100時的比較例S2?S4及實施例S5?S7的發光強度的比例的圖。
[0035]圖5是表示用于評價LED燈的發光效率及顯色性的各種指標的測定結果的圖。
[0036]圖6是表示用于評價顯色性的各種指標與光通量比的關系的圖，(a)是表示平均顯色評價數Ra的圖、(b)是表示特殊顯色評價數R9的圖、(c)是表示特殊顯色評價數R15的圖、(d)是表示色域面積比Ga4的圖。
[0037]圖7是表示作為圖6的曲線圖的基礎的數據的圖。
[0038]圖8是表示釹玻璃粒子的吸收系數的測定結果、釹玻璃板的吸收系數的測定結果、以及這些吸收系數之比的計算結果的圖。
[0039]圖9是表示比較例Sll?S14及實施例S15?S17的分光光譜的測定結果的圖。
[0040]圖10是表示用于評價LED燈的發光效率及顯色性的各種指標的測定結果的圖。
[0041]圖11是用于說明透光性外殼部件的構造的變形例的圖，(a)是剖視圖，(b)?(j)是圖中的A部的示意圖。
[0042]圖12是用于說明透光性外殼部件的結構材料的變形例的圖，(a)是剖視圖，(b)是圖中的A部的示意圖。
[0043]圖13是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的圖，(a)是部分切口立體圖，(b)是部分切口側視圖。
[0044]圖14是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的圖，(a)是立體圖，(b)是部分切口側視圖。
[0045]圖15是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的圖，(a)是立體圖，(b)是部分切口側視圖。
[0046]圖16是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的部分切口側視圖。
[0047]圖17是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的部分切口立體圖。
[0048]圖18是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的部分切口側視圖。
[0049]附圖標記說明
[0050]I LED 燈
[0051]2主體部
[0052]3 燈頭 fu
[0053]5 LED 模塊
[0054]6 球殼
[0055]6a 球殼
[0056]6b 球殼
[0057]6c導光部件
[0058]6d 球殼
[0059]6e管狀部件
[0060]6f前面罩
[0061]7電路單元
[0062]8蓋
[0063]9分束器
[0064]11電路基板
[0065]12藍色 LED
[0066]13封固部件
[0067]14綠色或黃色熒光體粒子
[0068]15紅色熒光體粒子
[0069]16釹玻璃粒子
[0070]21透光性基材
[0071]22光散射材
[0072]23釹玻璃粒子
[0073]24粘合劑
[0074]30支承部件
[0075]31碗狀部件
[0076]32環狀部件
[0077]33支承部件
[0078]34多面體部件
[0079]35燈頭部件
[0080]36框體

【具體實施方式】
[0081]參照附圖詳細地說明用于實施本實用新型的方式。
[0082]<1> 結構
[0083]圖1是表示使用有關本實用新型的實施方式的透光性外殼部件的LED燈的結構的部分切口側視圖。
[0084]LED燈I是代替白熾燈的所謂燈泡型燈。在主體部2的一端上安裝有E型的燈頭3，在主體部2的另一端4安裝有射出白色光的LED模塊5及覆蓋該LED模塊5的球殼6。在燈泡型LED燈中，球殼6相當于透光性外殼部件。
[0085]〈I 一 1>LED 模塊
[0086]在LED模塊5中，在電路基板11安裝有藍色LED12，藍色LED12被透光性的封固部件13封固。
[0087]在封固部件13的內部，分散有由藍色LED的射出光激勵的至少I種熒光體粒子。熒光體粒子的種類根據LED燈要實現的光色區分(燈泡色、暖白色、白色、晝白色、晝光色)而被適當選擇。在本實施方式中，作為分散到封固部件13的內部中的熒光體，選擇綠色或黃色熒光體粒子14及紅色熒光體粒子15。但是，并不限定于此，也可以僅選擇綠色或黃色熒光體粒子14、或者僅選擇紅色熒光體粒子15。熒光體粒子的粒徑是約30 μ m。熒光體粒子的粒徑是將分散在水中的溶液用激光衍射式粒度分布測定裝置測定而得到的值。由于是激光衍射式粒度分布，所以作為存在比率的基準而使用體積基準(體積分布)中的中值粒徑(d50)的大小。此外，使用島津制作所制的激光衍射式粒度分布測定裝置"SALD — 2000A"進行測定。在本說明書中，假設粒子的粒徑是通過上述測定方法得到的數值。
[0088]以下，具體地說明各構成要素。
[0089](I)藍色 LED
[0090]藍色LED12在440nm?460nm的波長域中具有主要的發光峰值。作為這樣的LED，例如可以舉出氮化鎵系的LED。
[0091](2)綠色或黃色熒光體粒子
[0092]綠色或黃色熒光體粒子14被藍色LED12的射出光激勵并射出綠色或黃色光。綠色熒光體粒子在500nm?540nm的波長域中具有主要的發光峰值，黃色熒光體粒子在545nm?595nm的波長域中具有主要的發光峰值。一般而言，熒光體的特性的偏差較大，存在即使組成式中被分類為黃色熒光體，在發光峰值中也被分類為綠色熒光體那樣的情況、或相反的情況。在本說明書中，考慮到也有不能將兩者明確地分類的情況，表述為“綠色或黃色熒光體”。
[0093]作為綠色熒光體，例如可以舉以下的材料。Y3Al5O12-Ce 3+，Tb3Al5O12-Ce 3+，BaY2SiAl4O12-Ce 3+，Ca3Sc2Si3O12-Ce 3+，(Ba，Sr) 2Si04:Eu 2+，CaSc2O4-Ce 3+，Ba3Si6O12N2-Eu 2+，β — SiAlON:Eu2+，SrGa2S4:Eu 2+。
[0094]作為黃色熒光體，例如可以舉出以下的材料。(Y，Gd)3Al5012:Ce 3+, Y3Al5012:Ce 3+，Pr3+，(Tb，Gd)3Al5012:Ce 3+，(Sr，Ba) 2Si04:Eu 2+，(Sr，Ca) 2Si04:Eu 2+，CaSi2O2N2-Eu 2+，Ca — α -SiAlON:Eu2+，Y2Si4N6C:Ce3+，CaGa2S4:Eu 2+。
[0095](3)紅色熒光體粒子
[0096]紅色熒光體粒子15被藍色LED12及綠色或黃色熒光體粒子14的射出光的至少一方的射出光激勵，射出紅色光。紅色熒光體粒子15在600nm?650nm的波長域中具有主要的發光峰值。
[0097]作為紅色熒光體，例如可以舉出以下的材料。Ca — α — SiAlON:Eu2+，CaAlSiN3:Eu2+，(Sr, Ca)AlSiN3:Eu2+，Sr2Si5NgiEu 2+, Sr2 (Si，Al) 5 (N，0)8:Eu2+，CaS:Eu2+，La2O2S:Eu3+。
[0098]〈I 一 2> 球殼
[0099]球殼6包括成形為半球狀或碗狀等的特定形狀的透光性基材21、分散在透光性基材21內的光散射材22、以及分散在透光性基材21內的含有釹尚子的釹玻璃粒子23。
[0100](I)光散射材
[0101]光散射材22是由無機材料或有機材料構成的球狀或非球狀的粒子。作為無機材料，例如可以舉出氧化鈣、硫酸鋇、氧化鈦、二氧化硅、氧化鋁、二氧化硅氧化鋁、鋯氧、氧化鋅、氧化鋇、氧化鍶、氧化鋯等。作為有機材料，可以舉出丙烯酸類樹脂、苯乙烯類樹脂、苯乙烯丙烯酸類樹脂、三聚氰胺一福爾馬林類樹脂、聚氨酯類樹脂、聚酯類樹脂、硅類樹脂、氟類樹脂及這些樹脂的共聚體的樹脂。另外，為了有效地利用幾何光學的散射及Mie散射，粒子的平均粒徑優選為0.1 μ m?20 μ m，特別優選為I μ m?15 μ m。在透光性粒子的平均粒徑是0.1 μπι?20 μm的情況下，能夠充分得到基于透光性粒子的光散射性，能夠得到希望的光學特性。特別是，如果透光性粒子的平均粒徑在I μπι?15 μπι的范圍內，則能夠得到更充分的光散射性。
[0102]此外，透光性粒子的形狀沒有特別限定，可以是大致球形狀、立方體狀、紡錘狀、針狀、棒狀等的任何一種。此外，粒子并不限定于實心的，也可以是中空或多孔質的。
[0103]另外，在本實施方式中，由于光散射材22分散在透光性基材21內，所以需要在光散射材22的材料和透光性基材21的材料中折射率不同。在光散射材22附著在透光性基材21的外周面或內周面的情況下，不需要在光散射材22的材料和透光性基材21的材料中使折射率不同。
[0104]光散射材22的含有率優選的是相對于透光性基材22的材料(例如樹脂)為0.1?20wt%，更優選的是0.5?15wt%。如果含有率是0.1wt %以上，則能夠充分地得到光的擴散效果，如果是20wt%以下，則能夠良好地維持加工性及成形品的外觀。
[0105]此外，光散射材22的折射率與透光性基材21的折射率之差優選的是0.01?0.15。通過使折射率之差為0.01以上，能夠充分地得到光的擴散效果，通過設為0.15以下，能夠抑制全光線透射率的下降。
[0106]此外，對于光散射材22，也可以用硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑等的偶聯劑、有機脂肪酸及/或有機脂肪酸的金屬鹽、界面活性劑、磷氧化合物等進行表面處理，特別優選的是用有機脂肪酸及/或有機脂肪酸的金屬鹽進行表面處理。
[0107](2)釹玻璃粒子
[0108]釹玻璃粒子23存在于被照射LED模塊5的射出光的位置，所以能夠吸收該射出光中的特定波長域的光。從球殼6射出LED模塊5的射出光(藍色LED12、綠色或黃色熒光體粒子14及紅色熒光體粒子15的混合光)中的、沒有被釹玻璃粒子23吸收而殘留的光。釹玻璃粒子23是將釹玻璃板粉碎而做成粒子狀來得到的，其粒徑是10 μ m?200 μ m。
[0109]釹玻璃粒子23具體在580nm?600nm的波長域中具有主要的吸收峰值。該波長域處于比氧化釹(Nd2O3)粒子的吸收峰值所在的605nm附近更靠短波長側。在釹玻璃和氧化釹(Nd2O3)中吸收峰值的波長域不同可以考慮是因為，在釹玻璃中釹以離子(Nd3+)的狀態存在，相對于此，在氧化釹中釹原子和氧原子形成共價鍵，所以釹不以離子的狀態存在，由于這樣的差異，引起吸收的能級間的間隔不同。在圖2中示意地表示在透光性基材21的內部中分散有光散射材22及釹玻璃粒子23、在釹玻璃粒子中釹以尚子的狀態存在的狀況。
[0110]釹玻璃可以通過將二氧化硅(S12)、堿金屬氧化物、堿土類金屬氧化物、氧化釹(Nd2O3)、氧化硼(B2O3)以適當的重量比混合、并使其熔融來制作。作為堿金屬氧化物，可以使用Na20、Li20、K20等，作為堿土類金屬氧化物可以使用CaO、SrO、BaO、MgO等。
[0111]透光性基材21中的釹玻璃粒子23的含有率優選的是0.3wt%? 50wt%，更優選的是1.25wt%?40wt%。通過實驗可以明確，如果在這些范圍則能夠在抑制發光效率的下降，并且提高顯色性。此外，如果釹玻璃粒子的重量比變大則相應地透光性基材的材料的重量比變小，透光性基材的材料中的釹玻璃粒子彼此的粘接性下降。如果透光性基材中的釹玻璃粒子16的含有率是50wt%以下，則也不太會有那樣的問題。另外，如果考慮釹玻璃粒子的比重是約2、透光性基材的材料的比重是約1，則即使釹玻璃粒子是50wt%，在體積上也是30體積％。因此，能夠確保充分的粘接性。
[0112]此外，釹玻璃粒子中的釹的含有率特別優選的是，通過氧化物換算是2wt%?32wt %。如果比2wt %少，則每一個釹玻璃粒子的光吸收量變小，所以透光性基材中的釹玻璃粒子變多，在透光性基材的表面上產生裂紋。此外，如果比32被％多，則在釹玻璃中會出現釹粒子的塊兒。順便說一下，在釹的含有率為32被％的情況下，能夠以二氧化硅58wt%、Na205wt %、B2035wt % 進行玻璃化。
[0113](3)透光性基材
[0114]透光性基材21由能夠成形為半球狀或碗狀等的特定形狀的材料構成。具體而言，可以舉出(偏)丙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、氯乙烯樹脂、硅等的樹脂材料、玻璃材料或低熔點玻璃材料。球殼例如相對于(A)透光性基材的樹脂材料80wt%?99.9wt%,(B)光散射材的材料0.1wt%?20wt%，含有(C)亞磷酸鹽化合物及/或磷酸鹽化合物0.001wt%?1界1:%及(D)苯酸類防氧化劑0.001wt%? lwt%。此外，在使用娃的情況下，只要使光散射材22及釹玻璃粒子23分散在硅材料中、流入到金屬模中而使其硬化就可以。此外，在使用低熔點玻璃材料的情況下，可以通過溶膠一凝膠法制作。即，對于含有正硅酸乙酯Si (OC2H5)4、水、乙醇各20CC、80CC、80C的溶液，放入30g直徑20 μ m的釹玻璃粒子并混合而制作混合液，在該混合液中將0.0lmol/dm3的鹽酸液(也可以是硝酸、醋酸)添加幾cc。并且，使該有釹玻璃粒子的混合液凝膠化。在凝膠化后裝入到模中，在100°C下干燥2小時。在干燥后，在800°C下燒制I小時，制作含有釹玻璃粒子的玻璃。另外，也可以使用正硅酸乙酯以外的醇鹽類的二氧化硅。這樣，如果使用低熔點玻璃，則能夠不使釹玻璃粒子熔融，而使其維持著粒子狀的外觀形狀的狀態下含在玻璃中。另外，各溶液的量只要在實際的制造工序中適當調整就可以。
[0115]根據上述結構，在球殼中含有用于提高顯色性的釹玻璃粒子。因而，如果在LED燈中使用該球殼，則即使使用通常的顯色性的LED模塊，也能夠得到高顯色性的LED燈。
[0116]此外，在實際的制品中，有時使光吸收材的光吸收量按制品的每個種類而不同(例如，在燈泡色和晝白色中不同)。在這樣的情況下，在上述結構中，僅使透光性基材中的釹玻璃粒子的含有率不同即可，所以與按制品的每個種類來準備膜厚不同的釹玻璃板的情況相比，能夠省略制造上的材料管理的工夫。
[0117]〈2> 驗證
[0118]
【發明者】們通過實驗，評價了作為光吸收材而使用釹玻璃粒子的情況(實施例)、使用氧化釹粒子的情況(比較例)、采用釹玻璃板的情況(比較例)的發光效率及顯色性。實驗以由JISZ9112規定的光色區分中相當于“燈泡色”的LED模塊和相當于“晝白色”的LED模塊進行。
[0119]〈2 — 1> 燈泡色
[0120]首先，使用圖3?圖5，說明用于比較釹玻璃粒子與氧化釹粒子的實驗及其結果，接著，使用圖6?圖8，說明用于比較釹玻璃粒子與釹玻璃板的實驗及其結果。
[0121](I)釹玻璃粒子與氧化釹粒子的比較
[0122]圖3是比較例SI?S4及實施例S5?S7的分光波譜的測定結果，圖4是設比較例SI的發光強度為100時的比較例S2?S4及實施例S5?S7的發光強度的比例。
[0123]比較例SI相當于使用在透光性基材的內部不含有釹玻璃粒子等的光吸收材的透光性外殼部件時的LED燈(圖中，表述為“無摻雜”)。比較例SI由于不含有光吸收材，所以可以作為評價在含有光吸收材的情況下發光效率及顯色性變化多少時的基準來利用。
[0124]比較例S2、S3、S4相當于使用在透光性基材的內部分散有氧化釹(Nd2O3)粒子的透光性外殼部件時的LED燈，透光性基材中的氧化釹粒子的含有率分別是0.5wt%U.0wt3.0wt%。這里的含有率，是設透光性基材及氧化釹粒子的總量為100時的氧化釹粒子的比例。
[0125]實施例S5、S6、S7相當于使用在透光性基材的內部分散有釹玻璃粒子的透光性外殼部件時的LED燈，透光性基材中的釹玻璃粒子的含有率分別是5.0wt %、7.0wt %、10.0wt%。這里的含有率是設透光性基材及釹玻璃粒子的總量為100時的釹玻璃粒子的比例。
[0126]LED燈的相關色溫都被設定在2600K附近，這在由JISZ9112規定的光色區分中相當于“燈泡色”。
[0127]在LED模塊的熒光體粒子中，使用綠色或黃色熒光體粒子及紅色熒光體粒子兩者。它們的粒徑都是30 μπι左右。
[0128]釹玻璃粒子是通過將釹玻璃的材料在1200 °C下熔融而成形為玻璃板、對該玻璃板一邊使氮氣以1cc/分的流量流過，一邊實施1000°C、2小時的退火，并將該玻璃板粉碎而得到的。測定釹玻璃粒子的粒徑，是180 μ m左右。
[0129]釹玻璃的材料中，二氧化硅(S12)是65.6wt%，堿金屬氧化物(Na20，Li20、K20)是15.9wt%，堿土類金屬氧化物(CaO、SrO、BaO、MgO)是 10.6wt%，氧化釹(Nd2O3)是 7.9wt%,在堿金屬氧化物中，Na20、Li20、K2O分別是同量，在堿土類金屬氧化物中，CaO、SrO、BaO、MgO分別是同量。
[0130]作為透光性基材而使用硅樹脂。
[0131]觀察圖3可知，在比較例S2?S4及實施例S5?S7中，通過光吸收材的效果，特定的波長域的光被吸收。此外可知，透光性基材中的光吸收材的含有率越高，光的吸收率越尚O
[0132]觀察圖4可知，在實施例S5?S7中，在580nm附近具有吸收峰值(參照Al)，相對于此，在比較例S2?S4中，在600nm附近具有吸收峰值(參照A2)。即，實施例S5?S7的吸收峰值的波長域處于比比較例S2?S4的吸收峰值的波長域更靠短波長側。這樣，通過使吸收峰值向短波長側移位，在黃色的波長域中也能夠吸收更純粹的黃色的光。在以熒光體和LED為光源的LED燈中，如果光源中的黃色的波長域的光過強，則鮮艷的紅色及日本人的膚色看起來發黃度增加，顯色性有變差的傾向。在實施例S5?S7中，與比較例S2?S4相比，能夠吸收更純粹的黃色的光，所以可以認為特別能夠提高鮮艷的紅色及日本人的肌色的顯色性，進而能夠提高LED燈的顯色性。
[0133]圖5是用于評價LED燈的發光效率及顯色性的各種指標的測定結果。作為各種指標，有光通量、光通量比、平均顯色評價數Ra、色域面積比Ga、醒目指數M、特殊顯色評價數R9、Rl5、色域面積比Ga4。
[0134]光通量比是將比較例S2?S4及實施例S5?S7的光通量用比較例SI的光通量標準化而得到的值。光通量比越高，意味著由光吸收材引起的發光效率的下降越少。
[0135]平均顯色評價數Ra由JISZ8726規定，基于編號I?8的8個試驗色(中彩度的試驗色)來計算，是用于評價中彩色是否看起來自然的指標。
[0136]色域面積比Ga是在JISZ8726的參考欄中作為“基于顯色評價數以外的顯色性的評價方法”記載的。具體而言，是通過對編號I?8的8個試驗色求出基于基準光的色度坐標及基于試樣光源的色度坐標，求出將它們描繪到UiY平面上分別得到的8邊形的面積，將基于試樣光源的8邊形的面積除以基于基準光的8邊形的面積而求出比值，并將該比乘以100倍而得到的值。
[0137]當色域面積比Ga小于100時，彩度處于減小的方向，所以顏色有看起來較淡的傾向，當大于100時，彩度處于增加的方向，所以顏色有看起來鮮艷的傾向。一般的物體色大體上看起來彩度越增加越感到漂亮，所以作為評價顏色看起來是否理想的指標而使用色域面積比Ga是有效的。
[0138]醒目指數M是評價顏色的醒目感的指標。將由試樣光源照明的色彩對象物的醒目感的程度，利用作為表色類而由納谷等的非線性顏色感知模型的亮度(B)、顏色飽和度(Mr — g，My — b)(例如，納谷等，“色彩研宄和應用”(Color Research and Applicat1n)，20,3(1995))表現的4色試驗色的色域面積的大小表示。基于該4色試驗色的色域面積，將醒目指數M用下式表示。
[0139]M= [G(S, 1000(lx))/G (D65,1000 (Ix)) ] 16X 100
[0140]這里，G (S，100(Ix))表示試驗光源及照度100(Ix)下的4色試驗色的色域面積，G (D65, 100(Ix))表示基準光D65及照度1000 (Ix)下的4色試驗色的色域面積。該醒目指數M越高，能夠使鮮花及樹葉的綠等的色彩對象物醒目。
[0141]特殊顯色評價數R9是基于由JISZ8726規定的編號9的試驗色(鮮艷的紅色)計算的。此外，特殊顯色評價數R15是基于由JISZ8726規定的編號15的試驗色(日本人的膚色)計算的。
[0142]色域面積比Ga4是基于編號9?12的4個試驗色(高彩度的試驗色)計算出的色域面積比。即，按照與使用編號I?8的試驗色的Ga同樣的計算方法，通過代替編號I?8的試驗色而使用編號9?12而得到。編號I?8的試驗色是為了評價自然物的微妙的顏色的觀感的差異而選定的，是中彩度的試驗色。相對于此，編號9?12的試驗色是為了評價本來鮮艷的顏色的觀感而選定的，是高彩度的試驗色。因此，通過使用Ga4，能夠正確地評價想要使得看起來鮮艷的物體是否看起來鮮艷。
[0143]觀察圖5，在比較例和實施例中光通量比近似的是比較例S2和實施例S7的組。光通量比近似，意味著由光吸收材引起的發光效率的下降程度近似。
[0144]在比較例S2中，平均顯色評價數Ra是81.6，色域面積比Ga是99.6，醒目指數M是119.0，特殊顯色評價數R9是54.3，特殊顯色評價數R15是85.0，色域面積比Ga4是102.1。
[0145]在實施例S7中，平均顯色評價數Ra是87.5，色域面積比Ga是103.5，醒目指數M是124.0，特殊顯色評價數R9是51.6，特殊顯色評價數R15是91.3，色域面積比Ga4是103.10
[0146]由此可知，在平均顯色評價數Ra、色域面積比Ga、醒目指數M、特殊顯色評價數R15、色域面積比Ga4這5種指標中，實施例S7比比較例S2好。另外，在特殊顯色評價數R9中，實施例S7比比較例S2差，認為這是因為雖然光通量比近似但并不完全相同。如果將實施例S7的釹玻璃粒子的含有率再稍稍增加而使得在實施例S7和比較例S2中光通量比相同，則認為在特殊顯色評價數R9中實施例S7的數值也為與比較例S2的數值相同程度或其以上。
[0147]根據以上可知，作為光吸收材而使用釹玻璃粒子，與使用氧化釹粒子相比，能夠抑制發光效率的下降、并且提高顯色性。
[0148]另外，如果設透光性基材中的釹玻璃粒子的含有率為R1，釹玻璃粒子中的釹的含有率(氧化物換算)為R2，透光性基材中的釹的含有率(氧化物換算)為R3，則R3=Rl X R2 X 100。在上述實驗中，Rl 為 5.0wt % ?10.0wt %, R2 為 ?.9wt%，所以 R3 為0.4wt%?0.8wt% ο在原理上，如果透光性基材中的釹的含有率相同，貝U認為能夠得到相同的效果。因而，如果透光性基材中的釹的含有率通過氧化物換算是0.4?0.8wt%，則能夠得到在抑制發光效率的下降、并且提高顯色性的效果。
[0149]此外，在上述實驗中，R2是7.9wt%，但如上述那樣，R2在2wt%? 32wt%的范圍內能夠任意地變更。如果根據R2是2wt%? 32wt%、R3是0.4wt%? 0.8wt%進行逆運算，則透光性基材中的釹玻璃粒子的含有率Rl在1.25wt%? 40wt%的范圍內能夠變更。
[0150]此外，在上述實驗中，R3是0.4wt%? 0.8wt%，但如果考慮制造誤差，則可以說大致是0.lwt%? lwt%。如果據此進行逆運算，則可以說透光性基材中的釹玻璃粒子的含有率Rl在0.3wt%? 50wt%的范圍內能夠變更。
[0151](2)釹玻璃粒子與釹玻璃板的比較
[0152]圖6是表示用于評價顯色性的各種指標與光通量比的關聯的圖，(a)表示平均顯色評價數Ra，(b)表示特殊顯色評價數R9，(c)表示特殊顯色評價數R15，(d)表示色域面積比Ga4。圖7表示作為圖6的曲線圖的基礎的數據。另外，在圖7中，Tc是相關色溫，duv
是偏差。
[0153]觀察圖6可知，在平均顯色評價數Ra、特殊顯色評價數R9、R15、色域面積比Ga4中，將釹玻璃粒子的數據連結的線都位于比將釹玻璃板的數據連結的線更靠光通量較高偵U。這意味著釹玻璃粒子與釹玻璃板相比，即使是相同的發光效率，顯色性也較高。
[0154]進而可知，在平均顯色評價數Ra、特殊顯色評價數R9、色域面積比Ga4中，將釹玻璃粒子的數據連結的線的斜率大于將釹玻璃板的數據連結的線的斜率。這意味著釹玻璃粒子與釹玻璃板相比，僅使發光效率稍稍下降就能夠大幅提高顯色性。
[0155]根據以上可知，作為光吸收材而使用釹玻璃粒子，與使用釹玻璃板相比，能夠抑制發光效率的下降、并且提高顯色性。
[0156]另外，在釹玻璃粒子和釹玻璃板中，材質是相同的，僅僅是外觀形狀不同。這樣僅通過使外觀形狀不同而得到上述效果，是本
【發明者】們實際進行實驗才明確的。
[0157]在圖8中表示釹玻璃粒子的吸收系數的測定結果、釹玻璃板的吸收系數的測定結果及它們的吸收系數比的計算結果。吸收系數比是釹玻璃板的吸收系數除以釹玻璃粒子的吸收系數而得到的值。
[0158]如果著眼于吸收系數，則釹玻璃粒子的吸收峰值的波長域處于比釹玻璃板的吸收峰值的波長域更靠短波長側。這樣，通過吸收峰值向短波長側移位，能夠吸收純粹的黃色的波長域的光。因此，認為能夠提高LED燈的顯色性。
[0159]此外，如果著眼于吸收系數比，則在存在吸收峰值的波長域(參照A3)中吸收系數比是I?2左右，相對于此，在比其靠短波長側(參照A4)及長波長側(參照A5)處，吸收系數比是2?4左右。即，可以說釹玻璃粒子與釹玻璃板相比，存在吸收峰值的波長域以外的波長域中的吸收率相對小。因而，釹玻璃粒子與釹玻璃板相比，存在吸收峰值的波長域以外的波長域中的無用的光吸收較少，能夠抑制發光效率的下降。
[0160]這樣，即使是相同材質的釹玻璃，在粒子狀和板狀中吸收的效果也不同可以考慮是由光學路徑的差異引起的。在板狀的情況下，來自熒光體粒子的射出光經由空氣(折射率η = I)入射到釹玻璃板(折射率η = 1.7)，所以折射率差較大，向玻璃板的入射光率容易變低。另一方面，在粒子狀的情況下，來自熒光體粒子的射出光經由透光性基材(如果是樹脂則折射率η = 1.4)入射到釹玻璃粒子(折射率η = 1.7)，所以認為向釹玻璃粒子的入射光率較高。
[0161]另外，在透光性基材中煉入釹玻璃粒子，這與板狀相比制造也較容易。
[0162]〈2 — 2> 晝白色
[0163]在實驗中使用的LED燈的結構除了相關色溫被設定在5200Κ附近、以及作為熒光體粒子僅使用綠色或黃色熒光體粒子以外，與燈泡色的情況是同樣的。
[0164]圖9是比較例Sll?S14及實施例S15?S17的分光光譜的測定結果。圖10是用于評價LED模塊的發光效率及顯色性的各種指標的測定結果。
[0165]觀察圖9，在比較例和實施例中光通量比近似的是比較例S12和實施例S17的組。
[0166]在比較例S12中，平均顯色評價數Ra是76.2，色域面積比Ga是92.5，醒目指數M是95.9，特殊顯色評價數R9是39.7，特殊顯色評價數R15是79.5，色域面積比Ga4是97.3。
[0167]在實施例S17中，平均顯色評價數Ra是86.5，色域面積比Ga是98.6，醒目指數M是102.6，特殊顯色評價數R9是57.0，特殊顯色評價數R15是91.4，色域面積比Ga4是101.3o
[0168]據此可知，在平均顯色評價數Ra、色域面積比Ga、醒目指數M、特殊顯色評價數R9、R15、色域面積比Ga4的全部的指標中，實施例S17比比較例S12好。
[0169]根據以上可知，作為光吸收材而使用釹玻璃粒子，與使用氧化釹粒子相比，能夠抑制發光效率的下降、并且提高顯色性。
[0170]〈3>變形例
[0171]以上，基于實施方式說明了本實用新型，但本實用新型并不限定于上述實施方式。例如可以考慮以下這樣的變形例。
[0172](I)光散射材和釹玻璃粒子的存在部位
[0173]在實施方式中，說明了光散射材及釹玻璃粒子這兩者分散在透光性基材的內部中的例子，但本實用新型并不限定于此。例如，也可以是以下的例子。
[0174]圖11是用于說明透光性外殼部件的構造的變形例的圖，(a)是剖視圖，(b)?(j)是圖中的A部的示意圖。(b)是光散射材22及釹玻璃粒子23分散在透光性基材21的內部中的例子。(c)是光散射材22及釹玻璃粒子23附著在透光性基材21的外周面上的例子，(d)是它們附著在透光性基材21的內周面上的例子。另外，在光散射材22及釹玻璃粒子23的附著中使用粘合劑24。(e)是光散射材22附著在透光性基材21的外周面上、釹玻璃粒子23分散在透光性基材21的內部中的例子，(f)是光散射材22附著在透光性基材21的內周面上、釹玻璃粒子23分散在透光性基材21的內部中的例子。(g)是光散射材22分散在透光性基材21的內部中、釹玻璃粒子23附著在透光性基材21的外周面上的例子，(h)是光散射材22分散在透光性基材21的內部中、釹玻璃粒子23附著在透光性基材21的內周面上的例子。(i)是光散射材22附著在透光性基材21的外周面上、釹玻璃粒子23附著在透光性基材21的內周面上的例子，(j)是光散射材22附著在透光性基材21的內周面上、釹玻璃粒子23附著在透光性基材21的外周面上的例子。不論是上述哪個例子，光散射材22及釹玻璃粒子23都存在于LED模塊的被照射射出光的位置，所以能夠得到與實施方式同樣的效果。
[0175](2)兼作為光散射材的釹玻璃粒子
[0176]在實施方式中，使用光散射材及釹玻璃粒子這兩者，但本實用新型并不限定于此。例如，如以下所示，也可以通過使用兼作為光散射材的釹玻璃粒子，而不另外使用光散射材。
[0177]圖12是用于說明透光性外殼部件的結構材料的變形例的圖，(a)是剖視圖，(b)是圖中的A部的示意圖。在該例中，球殼包括透光性基材21和釹玻璃粒子23。釹玻璃粒子23的粒徑是0.1 μ m以上且小于10 μ mo如果釹玻璃粒子23的粒徑在該范圍內，則釹玻璃粒子23不僅作為光吸收材，還作為光散射材發揮功能。因此，不需要另外使用光散射材。釹玻璃粒子23的作為光吸收材的性能如在實施方式中說明那樣。
[0178]在使用釹玻璃粒子23作為光吸收材的情況下，優選釹玻璃粒子23的含有率相對于透光性基材22的材料為0.3?50wt% (參照實施方式)。另一方面，在使用釹玻璃粒子23作為光散射材的情況下，優選釹玻璃粒子23的含有率相對于透光性基材22的材料為0.1?20wt%，更優選為0.5?15wt% (參照實施方式)。如果含有率是0.1wt %以上，則能夠充分地得到光的擴散效果，如果是20wt%以下，則能夠良好地維持加工性及成形品的外觀。
[0179]在將釹玻璃粒子23兼用作光吸收材和光散射材的情況下，優選滿足雙方的條件。即，釹玻璃粒子23的含有率優選為0.3wt %?20wt %。
[0180]此外，釹玻璃粒子23的折射率與透光性基材21的折射率之差優選為0.01?0.15。通過使折射率之差為0.01以上，能夠充分地得到光的擴散效果，通過設為0.15以下，能夠抑制全光線透射率的下降。
[0181]此外，也可以對釹玻璃粒子，用硅烷偶聯劑、鈦酸酯聯劑等的偶聯劑、有機脂肪酸及/或有機脂肪酸的金屬鹽、界面活性劑、磷氧化合物等進行表面處理，特別優選的是用有機脂肪酸及/或有機脂肪酸的金屬鹽進行表面處理。
[0182](3)透光性外殼部件的形狀
[0183]在實施方式中，具體地表示了透光性外殼部件的形狀，但本實用新型并不限定于此。例如也可以是以下的形狀。另外，在以下的例子中，對于與實施方式同樣的結構賦予相同的附圖標記并省略說明。
[0184]圖13是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的圖，(a)是部分切口立體圖，(b)是部分切口側視圖。LED燈Ia是燈泡型的燈，特別是配光角較大的類型的燈泡型的燈。LED燈Ia具備一部分被切掉的球狀的球殼6a。該球殼6a相當于透光性外殼部件。進而，LED燈Ia具備環狀的LED模塊5a及環狀的分束器9。分束器9起到使LED模塊5a的射出光的一部分透射、使其余的一部分反射的作用。由此，能夠擴大LED燈Ia的配光角。另外，在LED模塊5a的中央的開口插入著電路單元7，進而，電路單元7被蓋8覆蓋。
[0185]圖14是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的圖，(a)是立體圖，(b)是部分切口側視圖。LED燈Ib是燈泡型的燈，特別是配光角較大的類型的燈泡型的燈。LED燈Ib具備與白熾燈的外殼(bulb，燈泡)類似的形狀的球殼6b。該球殼6b相當于透光性外殼部件。LED燈Ib具備支承LED模塊5b的支承部件30。LED模塊5b的電路基板具有透光性。因此，不僅向LED模塊5b的前方，還向后方射出光。由此，能夠擴大LED燈Ib的配光角。
[0186]圖15是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的圖，(a)是立體圖，(b)是部分切口側視圖。LED燈Ic是配光角較窄(適合于聚光燈用途)的類型的帶有反射鏡的鹵素燈泡型的燈。LED燈Ic具備碗狀部件31、設置在碗狀部件31的開口的環狀部件32、和設置在環狀部件32的中央的開口的導光部件6c。碗狀部件31及環狀部件32由金屬或樹脂構成。導光部件6c由透光性材料構成，形成為大致圓錐臺狀。在導光部件6c的下底面形成有凹部，在該凹部中嵌入著LED模塊5c。此外，導光部件6c的上底面穿過環狀部件32的中央的開口而露出到外部。并且，導光部件6c的側面形成為曲面狀，由此，導光部件6c作為將LED模塊5c的射出光收縮的透鏡發揮功能。這里，主體部2、燈頭3、碗狀部件31、環狀部件32及導光部件6c起到作為LED燈Ic的外殼部件的作用，其中，導光部件6c起到作為透光性外殼部件的作用。即，導光部件6c相當于透光性外殼部件。
[0187]圖16是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的部分切口側視圖。LED燈Id是HID燈形的燈。LED燈Id具備與HID燈的外殼類似的形狀的球殼6d。該球殼6d相當于透光性外殼部件。LED燈Id具備多面體部件34、配設在多面體部件34的各面上的LED模塊5d、和支承多面體部件34的支承部件33。由于在多面體部件34的各面上配設有LED模塊5d，所以能夠得到與HID燈同樣的配光特性。
[0188]圖17是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的部分切口立體圖。LED燈Ie是直管型的燈。LED燈Ie具備透光性的管狀部件6e、收容在管狀部件6e的內部的LED模塊5e、和配設在管狀部件6e的兩端上的燈頭部件35。該管狀部件6e相當于透光性外殼部件。
[0189]圖18是用于說明透光性外殼部件的形狀的變形例的部分切口側視圖。LED燈If是吸頂燈(ceiling light)型的燈。LED燈If具備前面開口的框體36、收容在框體36的內部中的LED模塊5f、和配設在框體36的開口的前面罩6f。前面罩6f由透光性材料構成。這里，框體36及前面罩6f起到作為LED燈If的外殼部件的作用，其中，前面罩6f起到作為透光性外殼部件的作用。即，前面罩6f相當于透光性外殼部件。
[0190]工業實用性
[0191]本實用新型例如能夠在LED燈中使用。
【權利要求】
1.一種LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 包括光散射材和含有釹尚子的釹玻璃粒子。
2.如權利要求1所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 還包括成形為LED燈用的特定形狀的透光性基材，在上述透光性基材內分散有上述釹玻璃粒子及光散射材。
3.如權利要求2所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 上述透光性基材中的釹玻璃粒子的含有率是0.3wt%? 50wt%。
4.如權利要求3所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 上述釹玻璃粒子中的釹的含有率通過氧化物換算是2wt%? 32wt%。
5.如權利要求1所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 上述釹玻璃粒子的平均粒徑是10 μ m?200 μ mo
6.一種LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 包括含有釹離子的釹玻璃粒子，上述釹玻璃粒子的粒徑是0.1 μπι以上且小于10 μm。
7.如權利要求6所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 還包括成形為LED燈用的特定形狀的透光性基材，在上述透光性基材內分散有上述釹玻璃粒子。
8.如權利要求7所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 上述透光性基材中的釹玻璃粒子的含有率是0.3wt%? 20wt%。
9.如權利要求8所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 上述釹玻璃粒子中的釹的含有率通過氧化物換算是2wt%? 32wt%。
10.一種LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 在內部具有空間，并且包括: 第I層，含有包含釹離子的釹玻璃粒子；以及 第2層，位于比上述第I層更靠內側，含有光散射材。
11.如權利要求10所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 上述第I層還包括成形為在內部具有空間的形狀的透光性基材； 上述釹粒子分散在上述透光性基材內； 上述第2層附著在上述透光性基材的內周面。
12.如權利要求11所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 上述透光性基材中的釹玻璃粒子的含有率是0.3wt%? 50wt%。
13.如權利要求12所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 上述釹玻璃粒子中的釹的含有率通過氧化物換算是2wt%? 32wt%。
14.如權利要求10所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 上述第2層還包括成形為在內部具有空間的形狀的透光性基材； 上述光散射材分散在上述透光性基材內； 上述第I層附著在上述透光性基材的外周面。
15.如權利要求10所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于， 上述LED燈用的透光性外殼部件還包括成形為在內部具有空間的形狀的透光性基材； 上述第I層附著在上述透光性基材的外周面；上述第2層附著在上述透光性基材的內周面。
16.如權利要求10所述的LED燈用的透光性外殼部件，其特征在于，上述釹玻璃粒子的平均粒徑是10 μ m?200 μ mo
【文檔編號】F21V3/04GK204240272SQ201290001162
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2012年10月15日 優先權日:2012年2月8日
【發明者】甲斐誠, 真鍋由雄, 細田雄司 申請人:松下電器產業株式會社