JP2017092023A - 広配光タイプ直管ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】広配光タイプ直管ＬＥＤランプを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、広配光タイプ直管ＬＥＤランプを提供する。広配光タイプ直管ＬＥＤランプは、管球を包括し、管球内にＬＥＤ光源がある。実施例においてＬＥＤ光源は、少なくとも１個の広配光タイプＬＥＤライトバーを有する。管球の内管壁とＬＥＤ光源の間に散漫な光透過性セラミック粒子材料を充填する。散漫な光透過性セラミック粒子材料は、ＬＥＤ光源の不規則表面を被覆・接触し、熱抵抗を低下し、熱伝導性を向上できる。散漫な光透過性セラミック粒子材料間の光に対する乱屈折作用が光を柔らかくし、グレアを減らし、並びに青色光が外部に漏れ出ることを避けるプラス効果を有する。
【選択図】 図２ｂ

Description

本発明は、直管ＬＥＤランプに関し、特に、広配光タイプ直管ＬＥＤランプに関する。直管ランプの内管壁とＬＥＤ光源の間に散漫な光透過性セラミック粒子を充填することで、熱抵抗を低下し、光を柔らかくすると共に青色光が外部に漏れ出ることを避けることができる。

ＬＥＤフィラメントと通称する広配光タイプＬＥＤライトバーで製造したフィラメント型ＬＥＤ電球は、徐々に市場の注目を浴びているが、ここ数年終始市場を開拓できないでいて、その主な原因はフィラメント型ＬＥＤ電球の放熱問題をやはり克服する必要があり、価格と性能が市場の期待にとうてい及んでいないためである。まず放熱問題を解決するため、現在市場上のフィラメント型ＬＥＤ電球商品の多くはガラス球殻内にヘリウムガスを封入して放熱する。一般的な空気の熱伝導率と比べても、ヘリウムガスの充填は６倍余りの熱伝導能力を向上することができる。ただしフィラメント型ＬＥＤ電球は、火炎加工時の高温や、製造工程非常に低い歩留まりに耐えたとしても、実際のヘリウムガスの熱伝導率もわずか０．１５９Ｗ／ｍ．Ｋのみであり、そのため現在市場のフィラメント型ＬＥＤ電球商品はＬＥＤの駆動電流を半減することで、ガラス球殻内にヘリウムガスを充てんするという放熱能力不足の問題に対応している。

一般的に透明な樹脂系接着剤の硬化後の熱伝導率が約０．３Ｗ／ｍ．Ｋで、広配光タイプＬＥＤライトバーに透明な樹脂系接着剤を注入・充填して発光ダイオードライトバー動作時の発熱表面積を拡大できるが、透明な樹脂系接着剤の黄変は商品の寿命に影響を及ぼす。且つ樹脂系接着剤の化学非相溶性の悪影響が最も明らかなのは、青色光、藍色光及びその派生する白色光ＬＥＤで、設計者は、化学物質の間の影響を最大限で減少することを十分考慮し、特にＬＥＤに直接注入・充填する樹脂系接着剤である。やむを得ない状況において使用しなければならない時、相溶性に優れ、耐候性が高い樹脂系接着剤を選択する以外に、高い材料費でもたらされる製造コストの圧力も考慮しなければならない。

広配光タイプＬＥＤライトバー自体の放熱能力を強化するため、組み合わせる透明基板をガラスから価格が高く、熱伝導性も良好で、サファイアと通称する単結晶酸化アルミニウムのセラミック基板に変更し、且つサファイアセラミック基板の熱伝導性が良好という利点を目立つため、透明基板の全周に塗布していた蛍光体層もサファイアセラミック基板の上下両側に塗布することに変更し、サファイアセラミック基板左右の両側を外部に露出することで放熱能力を高めているが、青色光ＬＥＤに蛍光体層を加えた白色光照明器にとって、基板の左右両側の青色光が外部に漏れ出る問題が派生した。これ以外に、サファイアセラミックの機械強度は、ガラスより極めて良好であるが、材料費が高いため、サファイアセラミック基板の厚さを故意に減らし、よってサファイアセラミック基板の広配光タイプＬＥＤライトバーが特別脆弱で容易に折れる。また、環境要因の水分、硫化物等の酸化腐食に抵抗するため、サファイアセラミック基板を組み合わせた広配光タイプＬＥＤライトバーは、実際上の応用に適合するため、管球内に取り付けらなければならない。よって如何にして管球の管壁とＬＥＤ光源の間に熱抵抗を低下し、光を柔らかくにするか、並びに青色光が外部に漏れ出ることをいかにして避けるかが、克服して解決しなければならない課題となる。

そこで、本発明は、熱抵抗を低下し、青色光が外部に漏れ出ることを避けることのできる広配光タイプ直管ＬＥＤランプを提供することを目的とする。

よく見られる透光媒質の熱伝導率は、熱空気が約０．０３１６Ｗ／ｍ．Ｋ、ヘリウムガスが約０．１８Ｗ／ｍ．Ｋ、プラスチックが約０．２５Ｗ／ｍ．Ｋ、エポキシ樹脂が約０．３Ｗ／ｍ．Ｋ、シリコーンが約０．５Ｗ／ｍ．Ｋ等とする。その他のよく見られるセラミック媒質の熱伝導率は、一般ガラスが約１．１Ｗ／ｍ．Ｋ、石英ガラスが約１．５Ｗ／ｍ．Ｋ、単結晶酸化アルミニウムが４６Ｗ／ｍ．Ｋ、多結晶酸化アルミニウムが２８Ｗ／ｍ．Ｋ、酸化ジルコニウムが１．８Ｗ／ｍ．Ｋ、炭化ケイ素が１２６Ｗ／ｍ．Ｋ、窒化ケイ素が２７Ｗ／ｍ．Ｋ、炭化ホウ素が４０Ｗ／ｍ．Ｋ、窒化ホウ素が３０Ｗ／ｍ．Ｋ、窒化アルミニウムが１６０Ｗ／ｍ．Ｋ等とする。

セラミックとは、金属酸化物又は非金属の酸化物、炭化物或いは窒化物を広く指すものとし、例えば酸化カリウム、酸化ナトリウム、酸化ケイ素等である。ガラスは、酸化カリウム、酸化ナトリウム、酸化ケイ素等の混合物であるため、セラミック材料の一種類に属する。セラミック材料は、耐高温で、高い熱伝導性を持ち、ＬＥＤに対し化学非相溶性の悪影響がなく、特に、光が透過できるセラミック材料は、ＬＥＤ透光・熱伝導の応用に有利である。

乾燥かつ散漫な粒子材料は、粒子間の摩擦力は小さく、流動性にも良好で、適切な振動において、管球の内管壁と発光ダイオード光源の間の間隙を密に充てんし、その過程中に乾燥で散漫な粒子材料は砂時計の砂のように発光ダイオード光源を埋め立て、これは実施例内の脆弱な広配光タイプＬＥＤライトバーにとっても非常に重要なことである。１つ目は粒子の流動充填過程が広配光タイプＬＥＤライトバーに対し、機械的表面摩擦或いは圧迫損傷を起きない。２つ目は広配光タイプＬＥＤライトバー動作時の熱膨張冷収縮も粒子材料の被覆制限を受けて内部応力による疲労損傷も起きない。

管球の内管壁とＬＥＤ光源の間に充てんされ、散漫な光透過性セラミック粒子材料は、その空隙率の大きさと熱伝導能力は反比例の関係となり、空隙率の大きさと光透過性セラミック粒子の大きさは比例の関係となり、光透過性セラミック粒子の大きさと光透過率が比例の関係となるため、粒子が小さく、空隙率が小さく、熱伝導能力が大きいが、光透過率が小さい。そのため粒子の大きさは、体積等価粒径が０．０５ミリメートルより大きくなるのを選定し、なぜなら０．０５ミリメートル以下の粒子の透光性は悪いからである。また空隙率が大きいと熱伝導能力が悪いため、管球の内管壁と発光ダイオード光源の間に充てんする散漫な光透過性セラミック粒子材料は、その空隙率に対する要求は５０％を下回らなければならない。

空隙率の大きさと熱伝導能力が反比例の関係となり、空隙率の大きさと光透過性セラミック粒子の大きさが比例の関係となり、且つ光透過性セラミック粒子の大きさと光透過率が比例の関係となる。よって、好ましい実施例内において、透光且つ熱伝導を満たす粒の子大きさの配置を開示する。

一実施例において、大きさが異なるビー玉から言うと、サイズの個別振動充填する空隙率は、各々次の通りとする。
０．０５ｍｍ直径は、０．３空隙率、
０．１ｍｍ直径は、０．３３空隙率、
０．６ｍｍ直径は、０．３８空隙率、
２．０ｍｍ直径は、０．４空隙率。
サイズを混合して振動充填する空隙率は、各々次の通りとする。
重量比２２．７％の０．０５ｍｍ直径＋重量比７７．３％の０．６ｍｍ直径が、０．２１空隙率
重量比１７．８％の０．１ｍｍ直径＋重量比８２．２％の０．６ｍｍ直径が、０．２４空隙率。
重量比１１．６％の０．６ｍｍ直径＋重量比８８．４％の２．０ｍｍ直径が０．３２空隙率。
上述を見ても分かる通り、サイズの混合充填は、個別に大きい或いは小さいものを充填する空隙率より小さく、且つまたも大部分の大きな粒子の光透過率を有する。

粒子の外観形状は、粒子間の摩擦力に影響を及ぼし、摩擦力が小さいと流動性が高くなる。粒子間の摩擦力の大きさとその安息角は比例の関係となり、粒子の外観形状の安息角は、各々の球状粒子が２３°〜２８°となり、規則形状粒子が３０°、不規則形状粒子が３５°、極めて不規則な形状粒子が４０°となる。上記から分かるように、一実施例において同じ体積等価粒径下で選択した球状粒子が比較的小さい空隙率を有する。散漫な光透過性セラミック粒子材料で発光ダイオードライトバーの不規則表面を被覆・接触し、粒子材料の粒子と隣接粒子とが接触し、空隙率が小さいため熱抵抗を低下し、熱伝導性を向上できる。

このほかに、実施例において、サファイアセラミック基板を組み合わせ、蛍光体層をガラス布基板上下両側に塗布し、基板の左右両側に露出する広配光タイプＬＥＤライトバーは、散漫な光透過性セラミック粒子材料間の入射光に対する屈折、散乱作用、ＬＥＤの発光時蛍光体層とより一層均一な混光作用により、射出光の演色指数を増すと共に色温度を下げることができ、同時に光を柔らかくし、グレアを減らし、並びに青色光が外部に漏れ出ることを避けることができる。

粒子間の粘着性はその摩擦力に影響を及ぼし、粒子間が湿潤状態で、液体膜が存在する場合、粒子間の摩擦力が増え、充填流動性が低下し、流動性が低下すると圧縮成形又は高圧注入で充填しなければならず、これは、脆弱な広配光タイプＬＥＤライトバーにとって機械的表面摩擦及び圧迫損傷を起こす。且つ、これも散漫な光透過性セラミック粒子を管球の内管壁とＬＥＤ光源の間の空隙率に影響を及ぼし、粒子と隣接粒子の間が液体膜の存在により直接接触しないため、空隙率が大きくなり、熱抵抗が増加した。よって、散漫な光透過性セラミック粒子を管球の内管壁とＬＥＤ光源の間に充填する前、先に適切な油膜の洗浄、乾燥を行うことは必要なことである。

屈折率は光透過性セラミック粒子の屈折率と類似する液体、コロイドを粒子間に添加して粒子間の光透過率を増加できるが、好ましい形態は先に管球の内管壁と発光ダイオード光源の間に空隙率５０％未満、粒子と隣接粒子が接触する散漫な光透過性セラミック粒子材料を充填してから該屈折率に類似する液体、コロイドを滴下する。当然該液体、コロイドの化学非相溶性の悪影響及び黄変は、商品の寿命等に影響を及ぼし、トラブルが増えることになる。また、屈折率は光透過性セラミック粒子の屈折率と類似する液体、コロイドを粒子間に充填するため、光透過率がアップしたが、これにより散漫なセラミック粒子材料間の光に対する散乱、屈折作用を減少し、光を柔らかくし、グレアを減らし、並びに青色光が外部に漏れ出ることを避けることのできるプラス効果を与える。

前記で述べたことに鑑み、本発明は、広配光タイプ直管ＬＥＤランプを提供し、該広配光タイプ直管ＬＥＤランプが管球を包括し、該管球は両端又は一端が開口する。管球内はＬＥＤ光源を有し、ＬＥＤ光源が少なくとも２本の電気接続線を備え、２本の電気接続線が各々管球の両端開口部から引き出して該管球に接続し、或いは２本の電気接続線が一緒に管球の一端開口部から引き出して該管球に接続する。管球の両端開口部若しくは該管球の一端開口部がプラグで塞ぐ。

前記広配光タイプ直管ＬＥＤランプにおいて、ＬＥＤ光源は少なくとも１個の広配光タイプＬＥＤライトバーを備える。広配光タイプＬＥＤライトバーは、複数のＬＥＤチップを有し、複数のＬＥＤチップが青色光ＬＥＤチップと他の色のＬＥＤチップとを含む。

管球の内管壁とＬＥＤ光源（発光ダイオード光源）の間に散漫な光透過性セラミック粒子材料を充填する。散漫な光透過性セラミック粒子材料の粒子が隣接粒子と接触し、且つ散漫な光透過性セラミック粒子材料の空隙率が５０％を下回る。散漫な光透過性セラミック粒子材料は、主要セラミック粒子と隙間充填用セラミック粒子とセラミック粒子の破片とを含む。散漫な光透過性セラミック粒子材料の体積等価粒径は、各々主要セラミック粒子が０．１ｍｍを上回り、隙間充填用セラミック粒子が０．０５ｍｍを上回り、且つ０．１ｍｍを下回り、セラミック粒子の破片が０．０５ｍｍを下回る。散漫な光透過性セラミック粒子材料の体積占有率は、主要セラミック粒子が６０％を上回り、隙間充填用セラミック粒子が４０％未満、セラミック粒子の破片が２０％未満とする。

サイズの異なる主要セラミック粒子、隙間充填用セラミック粒子及びセラミック粒子の破片の充填過程において、分けて同時に割合によって連続投入でき、管球に充填する際、設けた羽根が回転して撹拌して混合する。散漫な光透過性セラミック粒子の充填過程中及び／或いは定量充填後、該管球を振動し、振動方法は線形振動及びねじれ振動を包括する。散漫な光透過性セラミック粒子材料の粒子と隣接粒子とが接触する。散漫な光透過性セラミック粒子材料の粒子と隣接粒子の接触とは、散漫な光透過性セラミック粒子材料が落下して管球の内管壁とＬＥＤ光源の間に堆積し、粒子と粒子間の坐標位置がランダムで分布配列し、密な堆積下で静止粒子支持構造を形成し、該粒子支持構造内の粒子が隣接粒子支持関係と接触することを意味する。

前記広配光タイプ直管ＬＥＤランプにおいて、管球が透明管球又はカラー管球とする。

前記広配光タイプ直管ＬＥＤランプにおいて、管球の材料がプラスチック材料又はガラス材料或いはセラミック材料とする。

前記広配光タイプ直管ＬＥＤランプにおいて、前記ガラス材料は、石英ガラス又はナトリウムガラス或いはカルシウムガラス若しくはカリウムガラス又は鉛ガラス或いはホウ素ガラス若しくは任意の組み合わせの２種以上混合されたガラス材料とし、又は前記ガラス材料が２種或いは多種の異なる金属酸化物若しくは非金属酸化物を混合したガラス材料とする。

前記広配光タイプ直管ＬＥＤランプにおいて、前記セラミック材料は、単結晶酸化アルミニウム又は多結晶酸化アルミニウムとする。

前記広配光タイプ直管ＬＥＤランプにおいて、光透過性セラミック粒子材料は透明な粒子或いは着色粒子とする。着色粒子の色は、赤色又は橙色或いは黄色若しくは緑色又は青色或いは紫色若しくはそれら色のいずれかの２種又は多種を混合した色とする。

前記広配光タイプ直管ＬＥＤランプにおいて、光透過性セラミック粒子材料の粒子の外観形状は、規則形状粒子或いは不規則形状粒子とする。

前記広配光タイプ直管ＬＥＤランプにおいて、光透過性セラミック粒子材料は、単結晶酸化アルミニウム又は多結晶酸化アルミニウムのセラミック粒子とする。

前記広配光タイプ直管ＬＥＤランプにおいて、光透過性セラミック粒子材料は、ガラス粒子とする。ガラス粒子は、石英ガラス粒子又はナトリウムガラス粒子或いはカルシウムガラス粒子若しくはカリウムガラス粒子又は鉛ガラス粒子或いはホウ素ガラス粒子若しくは任意の組み合わせの２種以上混合されたガラス粒子とし、又は前記ガラス粒子が多種の異なる金属酸化物或いは非金属酸化物を混合したガラス粒子とする。

従来技術に比べると、本発明は、次の利点を有する。つまり本発明で提供する広配光タイプ直管ＬＥＤランプにおいて、管球の内管壁とＬＥＤ光源の間に散漫な光透過性セラミック粒子材料を充填し、散漫な光透過性セラミック粒子材料はＬＥＤ光源の不規則表面を被覆・接触し、熱抵抗を低下し、熱伝導性を向上でき、且つ散漫な光透過性セラミック粒子材料間の光に対する散乱、屈折作用が光を柔らかくし、グレアを減らし、並びに青色光が外部に漏れ出ることを避けるプラス効果を有する。

本発明の実施例１及び実施例２に係るＬＥＤ光源の構造を示す模式図であり；つまり蛍光体層を有する広配光タイプＬＥＤライトバーである。 本発明実の施例１及び実施例２に係るＬＥＤ光源の断面図であり；つまり蛍光体層を有する広配光タイプＬＥＤライトバーである。 本発明の実施例１の構造を示す模式図である。 本発明の実施例１の断面図である。 本発明の実施例１の断面図の一部分拡大図である。 本発明の実施例２の構造を示す模式図である。 本発明の実施例２の断面図である。 本発明の実施例２の断面図の一部分拡大図である。 本発明の実施例３及び実施例４に係るＬＥＤ光源の構造を示す模式図であり；つまり蛍光体層を有しない広配光タイプＬＥＤライトバーである。 本発明の実施例３及び実施例４に係るＬＥＤ光源の断面図であり；つまり蛍光体層を有しない広配光タイプＬＥＤライトバーである。 本発明の実施例３の構造を示す模式図である。 本発明の実施例３の断面図である。 本発明の実施例３の断面図の一部分拡大図である。 本発明の実施例４の構造を示す模式図である。 本発明の実施例４の断面図である。 本発明の実施例４の断面図の一部分拡大図である。 本発明の実施例５に係るＬＥＤ光源の構造を示す模式図であり；つまり基板を拡幅し、ダイボンド面に蛍光体層がない広配光タイプＬＥＤライトバーである。 本発明の実施例５に係るＬＥＤ光源の断面図であり；つまり基板を拡幅し、ダイボンド面に蛍光体層がない広配光タイプＬＥＤライトバーである。 本発明の実施例５の構造を示す模式図である。 本発明の実施例５の断面図である。 本発明の実施例５の断面図の一部分拡大図である。 光透過性セラミック粒子材料の光に対する乱屈折作用を示す模式図である。

本発明の技術方案、目的及び効果について更に明確に理解してもらうため、添付図面を組み合わせて本発明の具体的実施形態を説明する。

図１ａ及び図１ｂは、本発明の実施例１及び実施例２に係るＬＥＤ光源の構造を示す模式図及び断面図であり；つまり蛍光体層を有する広配光タイプＬＥＤライトバーである。蛍光体層を有する広配光タイプＬＥＤライトバー２０；複数のＬＥＤチップ１０は、サファイアセラミック基板１２上下の一側にダイボンド、ワイヤボンディン１１し、青色光ＬＥＤチップと（青色光が除外）他の色のＬＥＤチップとを含む。蛍光体層１４はサファイアセラミック基板１２上下両側に塗布され、サファイアセラミック基板１２の左右両側が外部に露出されることで放熱能力を高め、青色光ＬＥＤに蛍光体層を加えた白色光照明器にとって、基板の左右両側の青色光が外部に漏れ出る１６問題が派生した。
≪実施例１≫

図２ａは、本発明の実施例１の構造を示す模式図である。図２ｂは、本発明の実施例１の断面図である。図２ｃ内のアルファベット大文字Ａは断面図内の一部分拡大図を示し、一端が開口した管球２２は開口部を塞ぐプラグ２６を備え、一端が開口した管球２２内にＬＥＤ光源１８があり、ＬＥＤ光源１８は少なくとも２本の電気接続線２４を備え、一緒に管球の一端開口部から引き出して管球に接続する。一端が開口した管球２２は、プラスチック、ガラス、セラミック材料の管球を包括する。一端が開口した管球２２は、透明管球又はカラー管球（つまり着色管球）を含む。実施例１におけるＬＥＤ光源１８は、２本の直列に接続し、蛍光体層を有する広配光タイプＬＥＤライトバー２０で構成する。管球の内管壁２３とＬＥＤ光源１８の間に散漫な光透過性セラミック粒子材料を充填する。散漫な光透過性セラミック粒子材料の粒子と隣接粒子とが接触３０する。散漫な光透過性セラミック粒子材料の粒子と隣接粒子の接触３０とは、散漫な光透過性セラミック粒子材料が落下して管球の内管壁２３とＬＥＤ光源１８の間に堆積し、粒子と粒子間の坐標位置がランダムで分布配列し、密な堆積下で静止粒子支持構造を形成し、該粒子支持構造内の粒子が隣接粒子支持関係と接触することを意味する。且つ光透過性セラミック粒子材料の空隙率が５０％未満を要求し、なぜなら光透過性セラミック粒子材料の空隙率が５０％を上回ると、熱抵抗の低下、熱伝導性の向上に不利になるからである。散漫な光透過性セラミック粒子材料は、主要セラミック粒子２８と隙間充填用セラミック粒子３２とセラミック粒子の破片３３とを含む。散漫な光透過性セラミック粒子材料の体積等価粒径は、各々主要セラミック粒子２８が０．１ｍｍを上回り、隙間充填用セラミック粒子３２が０．０５ｍｍを上回り、且つ０．１ｍｍを下回り、セラミック粒子の破片３３が０．０５ｍｍを下回る。散漫な光透過性セラミック粒子材料の体積占有率は、主要セラミック粒子２８が６０％を上回り、隙間充填用セラミック粒子３２が４０％未満、セラミック粒子の破片３３が２０％未満とする。サイズの異なる主要セラミック粒子２８、隙間充填用セラミック粒子３２及びセラミック粒子の破片３３の充填過程において、分けて同時に割合によって連続投入でき、一端が開口した管球２２に充填する際、設けた羽根が回転して撹拌して混合する。散漫な光透過性セラミック粒子の充填過程中及び／或いは定量充填後、該一端が開口した管球２２を振動し、振動方法は線形振動及びねじれ振動を包括する。散漫な光透過性セラミック粒子材料の粒子と隣接粒子の接触３０は、主要セラミック粒子２８、隙間充填用セラミック粒子３２及びセラミック粒子の破片３３、サイズの同一又は異なる粒子と隣接粒子の接触を包括する。

主要セラミック粒子２８は、熱抵抗を低下し、熱伝導性を向上でき、且つ主要セラミック粒子間の光に対する散乱、屈折作用が光を柔らかくし、青色光が外部に漏れ出ることを避けることができるため、プラス効果を有する。

隙間充填用セラミック粒子３２は、空隙率の減少を補助し、熱抵抗の低下、熱伝導性の向上にアシストするが、隙間充填用セラミック粒子３２を添加すると、散漫な光透過性セラミック粒子材料の光透過率を低下することになる。

セラミック粒子の破片３３は、主要セラミック粒子２８、隙間充填用セラミック粒子３２等の粒子表面上に付着する粉塵粒子及び運送、充填過程中の振動衝撃等に起因して主要セラミック粒子２８、隙間充填用セラミック粒子３２を割れてセラミック粒子の破片３３となる。セラミック粒子の破片３３は、少なければ少ないほどよく、微細粒子間の光に対する散乱、屈折作用が大きすぎるため、光透過に不利になる。

光透過性セラミック粒子材料は、透明粒子、着色粒子を包括する。

光透過性セラミック粒子材料の粒子の外観形状は、規則な光透過性セラミック粒子と不規則な光透過性セラミック粒子とを含む。規則な光透過性セラミック粒子は、球状、玉状、対称立方体型等の光透過性セラミック粒子とし、不規則な光透過性セラミック粒子がシート状、プレート状、非対称立方体型等の光透過性セラミック粒子とする。

一実施例において、光透過性セラミック粒子材料は、単結晶酸化アルミニウム又は多結晶酸化アルミニウムのセラミック粒子とする。

一実施例において、光透過性セラミック粒子材料は、ガラス粒子とする。ガラス粒子は、石英ガラス粒子又はナトリウムガラス粒子或いはカルシウムガラス粒子若しくはカリウムガラス粒子又は鉛ガラス粒子或いはホウ素ガラス粒子若しくは任意の組み合わせの２種以上混合されたガラス粒子とし、又は２種以上の異なる金属酸化物或いは非金属酸化物を混合したガラス粒子とする。
≪実施例２≫

図３ａは、本発明の実施例２の構造を示す模式図である。図３ｂは、本発明の実施例２の断面図である。図３ｃのアルファベット大文字Ｂは断面図中の一部分拡大図を示す。実施例２及び実施例１のＬＥＤ光源が同じであり、実施例２と実施例１の相違点は管球タイプの違いである。実施例２の両端が開口した管球３８は、両端に開口部を塞ぐプラグ３６（つまり、管球は両端が開口した時、管球両端の開口部がいずれもプラグ３６で塞ぎ、又は管球は一端が開口した時、管球一端にある開口部をプラグ２６で塞ぐ）があり、両端が開口した管球３８内にＬＥＤ光源１８があり、ＬＥＤ光源１８は２本の直列に接続し、蛍光体層を有する広配光タイプＬＥＤライトバー２０で構成する。ＬＥＤ光源１８は、２本の電気接続線３４を備え、各々両端が開口した管球３８の両端開口部から引き出して該両端が開口した管球３８に接続する。管球の内管壁４０とＬＥＤ光源１８の間に散漫な光透過性セラミック粒子材料を充填し、散漫な光透過性セラミック粒子材料の粒子と隣接粒子とが接触４８し、光透過性セラミック粒子材料は主要セラミック粒子４２と隙間充填用セラミック粒子４４とセラミック粒子の破片４６とを含む。

図４ａ及び図４ｂは、本発明の実施例３及び実施例４に係るＬＥＤ光源の構造を示す模式図及び断面図であり；蛍光体層を有しない広配光タイプＬＥＤライトバー。蛍光体層を有しない広配光タイプＬＥＤライトバー５０；複数のＬＥＤチップ１０は、サファイアセラミック基板１２上下の一側にダイボンド、ワイヤボンディン１１し、青色光ＬＥＤチップと他の色のＬＥＤチップとを含む。サファイアセラミック基板１２は、蛍光体層を被覆せず、上下左右が外部に露出されることで放熱能力を高め、青色光ＬＥＤの白色光照明器に対して、管球内又は外管壁上にリモートフォスファー層を製作する。
≪実施例３≫

図５ａは、本発明の実施例３の構造を示す模式図である。図５ｂは、本発明の実施例３の断面図である。図５ｃのアルファベット大文字Ｃは断面図中の一部分拡大図を示す。実施例３と実施例１の相違点は、ＬＥＤ光源５２が２本の直列に接続し、蛍光体層を有しない広配光タイプＬＥＤライトバー５０で構成されることである。サファイアセラミック基板１２を蛍光体層で覆わないため、上下左右が外部に露出して散漫な光透過性セラミック粒子材料と接触し、放熱能力を高める。本実施例は、青色発光ダイオードの白色光照明器に対して、内管壁６０にリモートフォスファー層を製作する。一端が開口した管球５４は、開口部を塞ぐプラグ５６を備え、一端が開口した管球５４内にＬＥＤ光源５２があり、ＬＥＤ光源５２は少なくとも２本の電気接続線５８を備え、一緒に管球の一端開口部から引き出して管球に接続する。管球の内管壁６０とＬＥＤ光源５２の間に散漫な光透過性セラミック粒子材料を充填する。散漫な光透過性セラミック粒子材料の粒子と隣接粒子とが接触６８する。散漫な光透過性セラミック粒子材料は、主要セラミック粒子６２と隙間充填用セラミック粒子６４とセラミック粒子の破片６６とを含む。
≪実施例４≫

図６ａは、本発明の実施例４の構造を示す模式図である。図６ｂは、本発明の実施例４の断面図である。図６ｃのアルファベット大文字Ｄは断面図中の一部分拡大図を示す。実施例４及び実施例３のＬＥＤ光源が同じであり、実施例４と実施例３の相違点は管球タイプの違いである。本実施例の一端が開口した管球は、半円弧状のカバー７０、ソリッド半円棒７４で構成される。ＬＥＤ光源５２が２本の直列に接続し、蛍光体層を有しない広配光タイプＬＥＤライトバー５０で構成される。蛍光体層を有しない広配光タイプＬＥＤライトバー５０のサファイアセラミック基板１２は、ソリッド半円棒７４のダイボンド面８６上に密着し、半円弧状のカバー７０、ソリッド半円棒７４がガラス及び単結晶酸化アルミニウムセラミック、多結晶酸化アルミニウムセラミックで製造され、熱伝導に有利になる。本実施例において、該一端が開口した管球は開口部を塞ぐプラグ７６を備え、一端が開口した管球内にＬＥＤ光源５２があり、ＬＥＤ光源５２は少なくとも２本の電気接続線７７を備え、一緒に管球の一端開口部から引き出して管球に接続する。本実施例において、管球の内管壁と発光ダイオード光源の間に散漫な光透過性セラミック粒子材料を充填し、管球の内管壁が半円弧状のカバー７０の内壁７８及びソリッド半円棒７４のダイボンド面８６で構成され、ＬＥＤ光源５２との間に散漫な光透過性セラミック粒子材料を充填し、散漫な光透過性セラミック粒子材料の粒子と隣接粒子とが接触８５する。光透過性セラミック粒子材料は、主要セラミック粒子８０と隙間充填用セラミック粒子８２とセラミック粒子の破片８４とを含む。本実施例は、青色光ＬＥＤの白色光照明器に対して、半円弧状のカバー７０の外円弧壁７２及びソリッド半円棒７４の外円壁７５上にリモートフォスファー層を製作する。
≪実施例５≫

図７ａ及び図７ｂは、本発明の実施例５に係るＬＥＤ光源の構造を示す模式図及び断面図であり；つまり基板を拡幅し、ダイボンド面に蛍光体層がない広配光タイプＬＥＤライトバーである。基板を拡幅し、ダイボンド面に蛍光体層がない広配光タイプＬＥＤライトバー８８；複数のＬＥＤチップ１０は、セラミック基板９２のダイボンド面９４上にダイボンド、ワイヤボンディン１１し、ダイボンド面９４上に蛍光体層がない。複数のＬＥＤチップ１０は、青色光ＬＥＤチップと他の色のＬＥＤチップとを含む。セラミック基板９２は、ガラス及び単結晶酸化アルミニウムセラミック、多結晶酸化アルミニウムセラミックで製造され、熱伝導に有利である。

図８ａは、本発明の実施例５の構造を示す模式図である。図８ｂは、本発明の実施例５の断面図である。図８ｃのアルファベット大文字Ｅは断面図中の一部分拡大図を示す。実施例５及び実施例１の相違点は、ＬＥＤ光源及び管球タイプの違いである。本実施例のＬＥＤ光源は、基板を拡幅し、ダイボンド面に蛍光体層がない広配光タイプＬＥＤライトバー８８である。一端が開口した管球は、基板を拡幅し、ダイボンド面に蛍光体層がない広配光タイプＬＥＤライトバー８８及び半円溝カバー９８で構成される。本実施例において、該一端が開口した管球は開口部を塞ぐプラグ１１０を備え、一端が開口した管球内にＬＥＤ光源があり、基板を拡幅し、ダイボンド面に蛍光体層がない広配光タイプＬＥＤライトバー８８は少なくとも２本の電気接続線１１２を備え、一緒に管球の一端開口部から引き出して管球に接続する。本実施例において、管球の内管壁と発光ダイオード光源の間に散漫な光透過性セラミック粒子材料を充填し、管球の内管壁がダイボンド面に蛍光体層がない広配光タイプＬＥＤライトバー８８、セラミック基板９２のダイボンド面９４及び半円溝カバー９８の内溝壁９６で構成され、散漫な光透過性セラミック粒子材料の粒子と隣接粒子とが接触１０８する。光透過性セラミック粒子材料は、主要セラミック粒子１０２と隙間充填用セラミック粒子１０４とセラミック粒子の破片１０６とを含む。セラミック基板９２及び半円溝カバー９８は、ガラス及び単結晶酸化アルミニウムセラミック、多結晶酸化アルミニウムセラミックで製造され、熱伝導に有利である。青色ＬＥＤの白色光照明器に対して、半円溝カバー９８の外表面１００及びセラミック基板９２の基板外表面９０上にリモートフォスファー層を製作する。

図９は、光透過性セラミック粒子材料の光に対する乱屈折作用を示す模式図である。入射光１１４は、光透過性セラミック粒子材料に入り、一部が透過して乱屈折光１１６になり、一部が内部反射して乱反射光１１８になる。実施例１及び実施例２における蛍光体層を有する広配光タイプＬＥＤライトバー２０は、その蛍光体層１４がサファイアセラミック基板１２の上下両側に塗布され、サファイアセラミック基板１２の左右両側が外部に露出することで放熱能力を高め、基板の左右両側の青色光が外部に漏れ出る１６。該青色光が外部に漏れ出る１６ことは、入射光１１４のように光透過性セラミック粒子材料に入り、一部が透過して乱屈折光１１６にあって出射光の角度を変更して白色光と混合し、青色光が外部に漏れ出ることを避け、一部が内部反射して乱反射光１１８になって蛍光体層１４に入って混光し、出射光の演色指数をアップすると共に色温度を低下できる。実施例３、実施例４及び実施例５において、光透過性セラミック粒子材料の光に対する乱屈折作用は、光を柔らかくし、グレアを減らすことができる。入射光１１４のアルファベット大文字Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは、異なる位置の平行入射光が光透過性セラミック粒子に入ることを示す。乱屈折光１１６のアルファベット大文字Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′、Ｅ′、Ｆ′、Ｇ′、Ｈ′は、入射光１１４が光透過性セラミック粒子を透過した後、乱屈折光１１６の出射光角度を変更することを示す。乱反射光１１８のアルファベット小文字ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈは、入射光１１４が光透過性セラミック粒子に入った後、異なる出射光角度の乱反射光１１８として内部反射する。

発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態は、あくまでも本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではない。当業者が本発明の構想及び原則から逸脱することなく、様々な改良変更をなし得ることは、本発明の保護範囲に属するものであるのが勿論である。

１０ ＬＥＤチップ
１１ ワイヤボンディン
１２ サファイアセラミック基板
１４ 蛍光体層
１６ 青色光が外部に漏れ出
１８ ＬＥＤ光源
２０ 蛍光体層を有する広配光タイプＬＥＤライトバー
２２ 一端が開口した管球
２３ 内管壁
２４ 電気接続線
２６ プラグ
２８ 主要セラミック粒子
３０ 粒子と隣接粒子の接触
３２ 隙間充填用セラミック粒子
３３ セラミック粒子の破片
３４ 電気接続線
３６ プラグ
３８ 両端が開口した管球
４０ 内管壁
４２ 主要セラミック粒子
４４ 隙間充填用セラミック粒子
４６ セラミック粒子の破片
４８ 粒子と隣接粒子の接触
５０ 蛍光体層を有しない広配光タイプＬＥＤライトバー
５２ ＬＥＤ光源
５４ 一端が開口した管球
５６ プラグ
５８ 電気接続線
６０ 内管壁
６２ 主要セラミック粒子
６４ 隙間充填用セラミック粒子
６６ セラミック粒子の破片
６８ 粒子と隣接粒子の接触
７０ 半円弧状のカバー
７２ 外円弧壁
７４ ソリッド半円棒
７５ 外円壁
７６ プラグ
７７ 電気接続線
７８ 内壁
８０ 主要セラミック粒子
８２ 隙間充填用セラミック粒子
８４ セラミック粒子の破片
８５ 粒子と隣接粒子の接触
８６ ダイボンド面
８８ 基板を拡幅し、ダイボンド面に蛍光体層がない広配光タイプＬＥＤライトバー
９０ 基板外表面
９２ セラミック基板
９４ ダイボンド面
９６ 内溝壁
９８ 半円溝カバー
１００ 外表面
１０２ 主要セラミック粒子
１０４ 隙間充填用セラミック粒子
１０６ セラミック粒子の破片
１０８ 粒子と隣接粒子の接触
１１０ プラグ
１１２ 電気接続線
１１４ 入射光
１１６ 乱屈折光
１１８ 乱反射光

Claims (10)

1. 広配光タイプ直管ＬＥＤランプであって、前記広配光タイプ直管ＬＥＤランプが管球を包括し、前記管球は両端又は一端が開口し、前記管球内にＬＥＤ光源を有し、前記ＬＥＤ光源が少なくとも２本の電気接続線を備え、２本の前記電気接続線が各々前記管球の両端開口部から引き出して前記管球に接続し、或いは２本の前記電気接続線が一緒に前記管球の一端開口部から引き出して前記管球に接続し、前記管球の両端開口部若しくは前記管球の一端開口部がプラグで塞がれ、前記管球の内管壁と前記ＬＥＤ光源の間に散漫な光透過性セラミック粒子材料を充填する。前記散漫な光透過性セラミック粒子材料の粒子が隣接粒子と接触し、且つ前記散漫な光透過性セラミック粒子材料の空隙率が５０％を下回り、前記散漫な光透過性セラミック粒子材料は主要セラミック粒子と隙間充填用セラミック粒子とセラミック粒子の破片とを含み、前記散漫な光透過性セラミック粒子材料の体積等価粒径は各々前記主要セラミック粒子が０．１ｍｍを上回り、前記隙間充填用セラミック粒子が０．０５ｍｍを上回り、且つ０．１ｍｍを下回り、前記セラミック粒子の破片が０．０５ｍｍを下回り、前記散漫な光透過性セラミック粒子材料の体積占有率は前記主要セラミック粒子が６０％を上回り、前記隙間充填用セラミック粒子が４０％未満、前記セラミック粒子の破片が２０％未満とすることを特徴とする広配光タイプ直管ＬＥＤランプ。
2. 前記ＬＥＤ光源は、少なくとも１個の広配光タイプＬＥＤライトバーを備え、前記広配光タイプＬＥＤライトバーが複数のＬＥＤチップを有し、複数の前記ＬＥＤチップが青色光ＬＥＤチップと他の色のＬＥＤチップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の広配光タイプ直管ＬＥＤランプ。
3. 前記管球が、透明管球又はカラー管球とすることを特徴とする請求項１に記載の広配光タイプ直管ＬＥＤランプ。
4. 前記管球の材料が、プラスチック材料又はガラス材料或いはセラミック材料とすることを特徴とする請求項１に記載の広配光タイプ直管ＬＥＤランプ。
5. 前記管球の前記ガラス材料は、石英ガラス又はナトリウムガラス或いはカルシウムガラス若しくはカリウムガラス又は鉛ガラス或いはホウ素ガラス若しくは任意の組み合わせの２種以上混合されたガラス材料とし、又は前記ガラス材料が２種或いは多種の異なる金属酸化物若しくは非金属酸化物を混合したガラス材料とすることを特徴とする請求項４に記載の広配光タイプ直管ＬＥＤランプ。
6. 前記管球の前記セラミック材料は、単結晶酸化アルミニウム又は多結晶酸化アルミニウムとすることを特徴とする請求項４に記載の広配光タイプ直管ＬＥＤランプ。
7. 前記光透過性セラミック粒子材料は、透明な粒子或いは着色粒子とすることを特徴とする請求項１に記載の広配光タイプ直管ＬＥＤランプ。
8. 前記光透過性セラミック粒子材料の粒子の外観形状は、規則形状粒子或いは不規則形状粒子とすることを特徴とする請求項１に記載の広配光タイプ直管ＬＥＤランプ。
9. 前記光透過性セラミック粒子材料は、単結晶酸化アルミニウム又は多結晶酸化アルミニウムのセラミック粒子とすることを特徴とする請求項１に記載の広配光タイプ直管ＬＥＤランプ。
10. 前記光透過性セラミック粒子材料がガラス粒子とし、前記ガラス粒子は、石英ガラス粒子又はナトリウムガラス粒子或いはカルシウムガラス粒子若しくはカリウムガラス粒子又は鉛ガラス粒子或いはホウ素ガラス粒子若しくは任意の組み合わせの２種以上混合されたガラス粒子とし、又は前記ガラス粒子が２種又は多種の異なる金属酸化物或いは非金属酸化物を混合したガラス粒子とすることを特徴とする請求項１に記載の広配光タイプ直管ＬＥＤランプ。

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