JP5597495B2 - Ｌｅｄ電球用の蛍光体層付きグローブ、その製造方法およびｌｅｄ電球 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、ＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブ、その製造方法およびＬＥＤ電球に関する。
蛍光体粉末は、たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光装置に用いられる。発光装置は、たとえば、基板上に配置され所定の色の光を出射する半導体発光素子と、この半導体発光素子から出射される紫外光、青色光等の光により励起されて可視光を発する蛍光体粉末を透明樹脂硬化物中に含む蛍光体層（発光部）とを備える。
この蛍光体層は、半導体発光素子を透明樹脂を介して直接被覆するように形成されたり、半導体発光素子から離間した状態で半導体発光素子を覆うグローブの内面を被覆するように形成されたりする。以下、後者の蛍光体層がグローブの内表面を被覆するように形成される発光装置を「リモートフォスファー型ＬＥＤ発光装置」という。また、グローブの内表面が蛍光体層で被覆されるグローブを「蛍光体層付きグローブ」という。蛍光体層は、半導体発光素子から出射される光により励起されて可視光を発する。
発光装置の半導体発光素子としては、たとえば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＰ等が用いられる。また、蛍光体粉末の蛍光体としては、たとえば、半導体発光素子からの出射光により励起されてそれぞれ青色光、緑色光、黄色光、赤色光の光を出射する青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体等が用いられる。
発光装置は、半導体発光素子と、蛍光体層中の蛍光体粉末とを適宜組み合わせて用いることにより、半導体発光素子から放射された光と蛍光体粉末から放射された光との作用で、可視光領域の光や白色光を発光させることが可能になる。
上記発光装置のうち、リモートフォスファー型ＬＥＤ発光装置は、電球全体の輝度を均一化しやすく、これにより電球のぎらつきや局所的なまぶしさ、いわゆるグレアを低減することができるため好ましい。
しかし、リモートフォスファー型ＬＥＤ発光装置の蛍光体層付きグローブでは、加工過程での蛍光体層の付着度合いの不良や経時変化により蛍光体層がグローブの内表面から剥離することがある。リモートフォスファー型ＬＥＤ発光装置において蛍光体層がグローブの内表面から剥離すると、発光強度が低下したり、半導体発光素子から出射された紫外光が発光装置外に放出されたりする等の問題が生じる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、蛍光体層がグローブの内表面から剥離しにくいＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブ、その製造方法およびＬＥＤ電球を提供することを目的とする。
実施形態のＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブ、その製造方法およびＬＥＤ電球は、グローブの内表面を凹凸形状に形成することにより、蛍光体層がグローブの内表面から剥離しにくくなることを見出して完成されたものである。
実施形態の蛍光体層付きグローブは、上記問題点を解決するものであり、基板上に配置された半導体発光素子を覆うグローブと、このグローブの内表面を被覆する蛍光体層とを有するＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブであって、前記グローブの内表面は算術平均傾斜Δａが０．２５°以上の凹凸形状に形成され、前記蛍光体層は、前記グローブの内表面の凹凸形状に密着して被覆していることを特徴とする。
また、実施形態の蛍光体層付きグローブの製造方法は、上記問題点を解決するものであり、グローブの内表面に算術平均傾斜Δａが０．２５°以上の凹凸を形成する凹凸形成工程と、前記グローブの内表面に、透明樹脂中に蛍光体を分散させた蛍光体スラリーを塗布する塗布工程と、前記塗布された蛍光体スラリーを硬化させる硬化工程とを有することを特徴とする。
さらに、実施形態のＬＥＤ電球は、上記問題点を解決するものであり、基板と、この基板上に配置され、光を出射する半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆うグローブと、このグローブの内表面を被覆し前記半導体発光素子からの出射光により励起されて可視光を発する蛍光体層とを有する蛍光体層付きグローブとを備えたＬＥＤ電球であって、前記蛍光体層付きグローブは、前記ＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブであることを特徴とする。
図面を参照して実施形態のＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブ、その製造方法およびＬＥＤ電球について説明する。
（第１の実施形態）
［ＬＥＤ電球］
図１は、実施形態のＬＥＤ電球の部分断面図である。図１に第１の実施形態として示されるＬＥＤ電球１は、円錐台形状の基体部５０と、基体部５０の小径円形状の一方端に絶縁部材６０を介して設けられた口金７０と、基体部５０の大径円形状の他方端に設けられた基板２０と、この基板２０上に配置され、光を出射する半導体発光素子３０と、半導体発光素子３０を半導体発光素子３０から離間して覆う略半球状のグローブ１１とこのグローブ１１の内表面１２を被覆する蛍光体層１６とを有する略半球状の蛍光体層付きグローブ１０と、を備える。蛍光体層１６は、半導体発光素子３０からの出射光により励起されて可視光を発するようになっている。基体部５０内には図示しない点灯回路が設けられる。
［ＬＥＤ電球］
図１は、実施形態のＬＥＤ電球の部分断面図である。図１に第１の実施形態として示されるＬＥＤ電球１は、円錐台形状の基体部５０と、基体部５０の小径円形状の一方端に絶縁部材６０を介して設けられた口金７０と、基体部５０の大径円形状の他方端に設けられた基板２０と、この基板２０上に配置され、光を出射する半導体発光素子３０と、半導体発光素子３０を半導体発光素子３０から離間して覆う略半球状のグローブ１１とこのグローブ１１の内表面１２を被覆する蛍光体層１６とを有する略半球状の蛍光体層付きグローブ１０と、を備える。蛍光体層１６は、半導体発光素子３０からの出射光により励起されて可視光を発するようになっている。基体部５０内には図示しない点灯回路が設けられる。
また、半導体発光素子３０と蛍光体層付きグローブ１０の蛍光体層１６との間には空間２５が設けられ、半導体発光素子３０と蛍光体層１６とは離間して配置されている。空間２５は特に密閉された空間でなく、常圧の空気で満たされている。
＜蛍光体層付きグローブ＞
図１に示されるように、蛍光体層付きグローブ１０は、基板２０上に配置された半導体発光素子３０を覆う略半球状のグローブ１１と、このグローブ１１の内表面を被覆する蛍光体層１６とを有する。
図１に示されるように、蛍光体層付きグローブ１０は、基板２０上に配置された半導体発光素子３０を覆う略半球状のグローブ１１と、このグローブ１１の内表面を被覆する蛍光体層１６とを有する。
図２は、図１に示された実施形態の蛍光体層付きグローブ１０の断面図である。図３は、図１に示された実施形態の蛍光体層付きグローブ１０を構成するグローブの断面図である。
図２および図３に示すように、蛍光体層付きグローブ１０は、略半球状のグローブ１１と、グローブ１１の内表面１２を被覆する蛍光体層１６とからなる。グローブ１１の内表面１２は凹凸形状に形成されており、蛍光体層１６は、グローブ１１の内表面１２の凹凸形状に密着して被覆している。
なお、グローブ１１の外表面１３の表面形状は特に限定されない。図１に第１の実施形態として示されるＬＥＤ電球１では、グローブ１１の外表面１３は平滑になっている。
グローブ１１の内表面１２の凹凸形状は、算術平均傾斜Δａが０．２５°以上、好ましくは０．３２°以上、さらに好ましくは０．３２°〜０．３６°である。グローブ１１の内表面１２の凹凸形状の算術平均傾斜Δａが０．２５°以上であると、グローブ１１の内表面１２と蛍光体層１６との密着性がよいため好ましい。
算術平均傾斜Δａについて説明する。図４は、算術平均傾斜Δａを説明する図である。
たとえば、触針式の表面形状測定装置を用い、物体の表面に、表面の垂直方向から触針を当てつつ触針を水平方向に移動させると、図４に示すような物体の表面形状の測定曲線８０が得られる。そして、測定曲線８０に対し、図４に示す一般式（１）を適用すると、算術平均傾斜Δａが算出される。ここで、一般式（１）中、ΔＸは所定区間の水平方向の距離、ΔＹｉはΔＸに対する高さ方向の距離である。なお、触針式の表面形状測定装置に代えて、非接触式の表面形状測定装置を用いても算術平均傾斜Δａを算出することができる。
たとえば、触針式の表面形状測定装置を用い、物体の表面に、表面の垂直方向から触針を当てつつ触針を水平方向に移動させると、図４に示すような物体の表面形状の測定曲線８０が得られる。そして、測定曲線８０に対し、図４に示す一般式（１）を適用すると、算術平均傾斜Δａが算出される。ここで、一般式（１）中、ΔＸは所定区間の水平方向の距離、ΔＹｉはΔＸに対する高さ方向の距離である。なお、触針式の表面形状測定装置に代えて、非接触式の表面形状測定装置を用いても算術平均傾斜Δａを算出することができる。
算術平均傾斜Δａは、大きい値であると物体の表面の微小な傾斜が急峻であることを示し、小さい値であると物体の表面の微小な傾斜がなだらかであることを示す。
このため、グローブ１１の内表面１２の算術平均傾斜Δａが０．２５°以上であるとは、グローブ１１の内表面１２の微小な凹凸形状が平均して急峻であることを示す。グローブ１１の内表面１２の微小な凹凸形状が急峻であると、内表面１２の凹凸形状のアンカー効果により、グローブ１１の内表面１２と蛍光体層１６との密着性がよくなるものと推測される。
グローブ１１の材質としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ガラス等が挙げられる。これらのうち、グローブ１１の材質が、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂等の透明樹脂からなると、グローブ１１が割れたりする危険性が実質的になく安全性が高いため好ましい。
しかし、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂は、蛍光体層１６を構成する透明樹脂硬化物として一般的に用いられるシリコーン樹脂硬化物に対して密着性が低い。これに対し、実施形態のＬＥＤ電球１では、グローブ１１の内表面１２を凹凸形状に形成することにより、グローブ１１の内表面１２と蛍光体層１６との間の密着性を高くしている。
蛍光体層１６は、透明樹脂硬化物中に蛍光体が分散したものである。透明樹脂としては、たとえば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が用いられる。シリコーン樹脂は、エポキシ樹脂よりもＵＶ耐性が高いため好ましい。このため、蛍光体層１６は、シリコーン樹脂硬化物中に蛍光体が分散していると好ましい。また、シリコーン樹脂のうちでは、ジメチルシリコーン樹脂が、ＵＶ耐性が高いためさらに好ましい。
蛍光体層１６に用いられる蛍光体としては、特に限定されない。蛍光体としては、たとえば、赤色蛍光体、青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、紫色蛍光体、橙色蛍光体等を用いることができる。蛍光体としては、通常、粉末状のものが用いられる。
蛍光体粉末の粒径は、特に限定されない。蛍光体粉末は、たとえば、平均粒径が、好ましくは１μｍ以上１００μｍ以下である。ここで、平均粒径とは、コールターカウンター法による測定値であり、体積累積分布の中央値Ｄ５０を意味する。
蛍光体層１６は、蛍光体１００質量部に対して透明樹脂硬化物２０〜１０００質量部の割合で構成されていることが好ましい。蛍光体に対する透明樹脂硬化物の割合がこの範囲内にあると、蛍光体層１６の発光強度が高い。
蛍光体層１６の膜厚は、通常、８０μｍ以上８００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以上６００μｍ以下である。蛍光体層１６の膜厚が８０μｍ以上８００μｍ以下であると、半導体発光素子から出射される紫外光〜青色光等の光の漏出量が少ない状態で実用的な明るさを確保することができる。蛍光体層１６の膜厚を１５０μｍ以上６００μｍ以下とすると、蛍光体層１６からの発光をより明るくすることができる。
なお、図１に示す第１の実施形態においては、蛍光体層付きグローブ１０は略半球状の例を示したが、本発明において蛍光体層付きグローブの形状は特に限定されない。蛍光体層付きグローブの形状は、略半球状以外の形状、たとえば、球状、円柱状等の種々の形状とすることができる。
［蛍光体層付きグローブの製造方法］
ＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブの製造方法は、凹凸形成工程と、塗布工程と、硬化工程とを有する。
ＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブの製造方法は、凹凸形成工程と、塗布工程と、硬化工程とを有する。
＜凹凸形成工程＞
凹凸形成工程は、グローブの内表面に凹凸を形成する工程である。グローブの内表面に凹凸を形成する方法としては、たとえば、サンドペーパーやリューターでグローブの内表面をこする方法、またはグローブの内表面にショットブラスト加工を行う方法等が挙げられる。ここでリューターとは、ペン型グラインダーである。
サンドペーパーとしては、砥粒が粗めのものである番手が＃１００〜＃１８０のものが好ましい。
凹凸形成工程は、グローブの内表面に凹凸を形成する工程である。グローブの内表面に凹凸を形成する方法としては、たとえば、サンドペーパーやリューターでグローブの内表面をこする方法、またはグローブの内表面にショットブラスト加工を行う方法等が挙げられる。ここでリューターとは、ペン型グラインダーである。
サンドペーパーとしては、砥粒が粗めのものである番手が＃１００〜＃１８０のものが好ましい。
凹凸形成工程は、グローブの内表面の算術平均傾斜Δａが、通常０．２５°以上、好ましくは０．３２°以上、さらに好ましくは０．３２°〜０．３６°になるようにする。グローブの内表面の凹凸形状の算術平均傾斜Δａが０．２５°以上であると、グローブの内表面と蛍光体層との密着性がよいため好ましい。
＜塗布工程＞
塗布工程は、グローブの内表面に、透明樹脂中に蛍光体を分散させた蛍光体スラリーを塗布する工程である。
蛍光体スラリーは、透明樹脂中に蛍光体を分散させたものである。
塗布工程は、グローブの内表面に、透明樹脂中に蛍光体を分散させた蛍光体スラリーを塗布する工程である。
蛍光体スラリーは、透明樹脂中に蛍光体を分散させたものである。
透明樹脂としては、たとえば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が用いられる。シリコーン樹脂は、エポキシ樹脂よりもＵＶ耐性が高いため好ましい。また、シリコーン樹脂のうちでは、ジメチルシリコーン樹脂が、ＵＶ耐性が高いためさらに好ましい。
蛍光体としては、特に限定されない。蛍光体としては、たとえば、赤色蛍光体、青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、紫色蛍光体、橙色蛍光体等を用いることができる。蛍光体としては、通常、粉末状のものが用いられる。
蛍光体粉末の粒径は、特に限定されない。蛍光体粉末は、たとえば、平均粒径が、好ましくは１μｍ以上１００μｍ以下である。ここで、平均粒径とは、コールターカウンター法による測定値であり、体積累積分布の中央値Ｄ５０を意味する。
蛍光体スラリーは、蛍光体１００質量部に対して透明樹脂２０〜１０００質量部の割合で構成されていることが好ましい。蛍光体に対する透明樹脂の割合がこの範囲内にあると、グローブの内表面に形成される蛍光体層が発光強度の高いものになりやすい。
蛍光体スラリーの塗布は、得られる蛍光体層の膜厚が、通常、８０μｍ以上８００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以上６００μｍ以下になる塗布量とすることが好ましい。
蛍光体スラリーをグローブの内表面に塗布する方法としては、たとえば、スプレーで蛍光体スラリーをグローブの内表面に噴霧するスプレー噴霧方法、蛍光体スラリーが満たされた槽中にグローブを浸漬してグローブの内表面に蛍光体スラリーに塗布するディッピング方法、高速回転させたグローブの内表面に蛍光体スラリーを投下し遠心力で蛍光体スラリーの薄膜を形成するスピンコート方法等が挙げられる。なお、ディッピング方法でグローブの内表面のみに蛍光体スラリーを塗布するには、グローブの外表面に予めレジストコートしておき、蛍光体スラリーの塗布後、レジストを剥離する方法が挙げられる。
＜硬化工程＞
硬化工程は、前記塗布された蛍光体スラリーを硬化させる工程である。
蛍光体スラリーは、たとえば、１００℃〜１６０℃に加熱することにより硬化させることができる。蛍光体スラリーの加熱方法としては、たとえば、ニクロム線等を用いた抵抗加熱法、赤外線ランプを用いた方法等が挙げられる。
硬化工程を終えると、グローブの内表面の蛍光体スラリーが硬化されて蛍光体層が形成され、蛍光体層付きグローブが得られる。
なお、硬化工程を終えた蛍光体層にはバリが発生していることがある。この場合は、不要な蛍光体層であるバリをカットする等により除去すればよい。
硬化工程は、前記塗布された蛍光体スラリーを硬化させる工程である。
蛍光体スラリーは、たとえば、１００℃〜１６０℃に加熱することにより硬化させることができる。蛍光体スラリーの加熱方法としては、たとえば、ニクロム線等を用いた抵抗加熱法、赤外線ランプを用いた方法等が挙げられる。
硬化工程を終えると、グローブの内表面の蛍光体スラリーが硬化されて蛍光体層が形成され、蛍光体層付きグローブが得られる。
なお、硬化工程を終えた蛍光体層にはバリが発生していることがある。この場合は、不要な蛍光体層であるバリをカットする等により除去すればよい。
以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。
［実施例１］
グローブを模し、表面を荒らしたクロスカット試験用樹脂板の表面に、蛍光体膜を形成した後、蛍光体膜に切り込みを入れ、蛍光体膜を引き剥がすクロスカット試験を行った。
グローブを模し、表面を荒らしたクロスカット試験用樹脂板の表面に、蛍光体膜を形成した後、蛍光体膜に切り込みを入れ、蛍光体膜を引き剥がすクロスカット試験を行った。
（蛍光体膜形成樹脂板の作製）
はじめに、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの表面が平滑なポリカーボネート板を作成した。このポリカーボネート板の表面の表面粗さを測定したところ、Ｒａが０．０９μｍ、Ｒｚが０．７２μｍ、Δａが０．０１°であった。
はじめに、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの表面が平滑なポリカーボネート板を作成した。このポリカーボネート板の表面の表面粗さを測定したところ、Ｒａが０．０９μｍ、Ｒｚが０．７２μｍ、Δａが０．０１°であった。
次に、ポリカーボネート板の表面をサンドペーパー＃１００を用いてこすり、表面に微小な凹凸形状を付与してクロスカット試験用樹脂板を作製した。クロスカット試験用樹脂板の表面の表面粗さＲａ、Ｒｚ、およびΔａを測定したところ、表１に示すとおりであった。
一方、平均粒径Ｄ５０が２５μｍの蛍光体１００質量部を、シリコーン樹脂５００質量部に分散させた蛍光体含有スラリーを作製した。
一方、平均粒径Ｄ５０が２５μｍの蛍光体１００質量部を、シリコーン樹脂５００質量部に分散させた蛍光体含有スラリーを作製した。
この蛍光体含有スラリーをクロスカット試験用樹脂板の表面に塗布した後、１００℃で５時間熱処理し蛍光体含有スラリーを硬化させて、表面に蛍光体膜が形成された蛍光体膜形成樹脂板を作製した。
（クロスカット試験）
次に、蛍光体膜形成樹脂板の表面の蛍光体膜の縦１０ｍｍ×横１０ｍｍの部分に、カッターを用いて、縦２ｍｍ間隔、横２ｍｍ間隔でそれぞれ直線状に切り込みを入れ、縦２ｍｍ×横２ｍｍの正方形のマス目を縦５個×横５個の計２５個形成して、クロスカット試験片を作製した。
クロスカット試験片の蛍光体膜面にテープを密着させて引き剥がし、クロスカット試験用樹脂板から剥離した蛍光体層のマスの個数を数えた。
測定結果を表１に示す。
次に、蛍光体膜形成樹脂板の表面の蛍光体膜の縦１０ｍｍ×横１０ｍｍの部分に、カッターを用いて、縦２ｍｍ間隔、横２ｍｍ間隔でそれぞれ直線状に切り込みを入れ、縦２ｍｍ×横２ｍｍの正方形のマス目を縦５個×横５個の計２５個形成して、クロスカット試験片を作製した。
クロスカット試験片の蛍光体膜面にテープを密着させて引き剥がし、クロスカット試験用樹脂板から剥離した蛍光体層のマスの個数を数えた。
測定結果を表１に示す。
［比較例１］
Ｒａが０．０９μｍ、Ｒｚが０．７２μｍ、Δａが０．０１°のポリカーボネート板をそのまま用い、ポリカーボネート板に蛍光体含有スラリーを直接に塗布した以外は、実施例１と同様にして、クロスカット試験片を作製してクロスカット試験を行った。
クロスカット試験用樹脂板の表面の表面粗さＲａ、Ｒｚ、およびΔａ、ならびにクロスカット試験の測定結果を表１に示す。
表１において、クロスカット試験用樹脂板の表面粗さの欄の数値は、ポリカーボネート板の表面粗さの数値である。
Ｒａが０．０９μｍ、Ｒｚが０．７２μｍ、Δａが０．０１°のポリカーボネート板をそのまま用い、ポリカーボネート板に蛍光体含有スラリーを直接に塗布した以外は、実施例１と同様にして、クロスカット試験片を作製してクロスカット試験を行った。
クロスカット試験用樹脂板の表面の表面粗さＲａ、Ｒｚ、およびΔａ、ならびにクロスカット試験の測定結果を表１に示す。
表１において、クロスカット試験用樹脂板の表面粗さの欄の数値は、ポリカーボネート板の表面粗さの数値である。
［比較例２および３］
Ｒａが０．０９μｍ、Ｒｚが０．７２μｍ、Δａが０．０１°のポリカーボネート板に代えて、ポリカーボネート板作成時のシボ加工により、ポリカーボネート板の表面にシボを形成した以外は実施例１と同様にして、クロスカット試験用樹脂板を作製し、さらにクロスカット試験片を作製してクロスカット試験を行った。
なお、シボ加工はＡ、Ｂの２種類行った。
シボ加工Ａを施したポリカーボネート板は、表面粗さがＲａ７．２０μｍ、Ｒｚ３５．５０μｍ、Δａ０．２０°であった。この実験例を比較例２とした。
また、シボ加工Ｂを施したポリカーボネート板は、表面粗さがＲａ１．２８μｍ、Ｒｚ７．３７μｍ、Δａ０．０５°であった。この実験例を比較例３とした。
クロスカット試験用樹脂板の表面の表面粗さＲａ、Ｒｚ、およびΔａ、ならびにクロスカット試験の測定結果を表１に示す。
表１において、クロスカット試験用樹脂板の表面粗さの欄の数値は、シボ加工を行ったポリカーボネート板の表面粗さの数値である。
Ｒａが０．０９μｍ、Ｒｚが０．７２μｍ、Δａが０．０１°のポリカーボネート板に代えて、ポリカーボネート板作成時のシボ加工により、ポリカーボネート板の表面にシボを形成した以外は実施例１と同様にして、クロスカット試験用樹脂板を作製し、さらにクロスカット試験片を作製してクロスカット試験を行った。
なお、シボ加工はＡ、Ｂの２種類行った。
シボ加工Ａを施したポリカーボネート板は、表面粗さがＲａ７．２０μｍ、Ｒｚ３５．５０μｍ、Δａ０．２０°であった。この実験例を比較例２とした。
また、シボ加工Ｂを施したポリカーボネート板は、表面粗さがＲａ１．２８μｍ、Ｒｚ７．３７μｍ、Δａ０．０５°であった。この実験例を比較例３とした。
クロスカット試験用樹脂板の表面の表面粗さＲａ、Ｒｚ、およびΔａ、ならびにクロスカット試験の測定結果を表１に示す。
表１において、クロスカット試験用樹脂板の表面粗さの欄の数値は、シボ加工を行ったポリカーボネート板の表面粗さの数値である。
［実施例２および３、比較例４〜７］
サンドペーパー＃１００に代えて、表１に示す番手のサンドペーパーを用いた以外は、実施例１と同様にして、クロスカット試験用樹脂板を作製し、さらにクロスカット試験片を作製してクロスカット試験を行った。
クロスカット試験用樹脂板の表面の表面粗さＲａ、Ｒｚ、およびΔａ、ならびにクロスカット試験の測定結果を表１に示す。
サンドペーパー＃１００に代えて、表１に示す番手のサンドペーパーを用いた以外は、実施例１と同様にして、クロスカット試験用樹脂板を作製し、さらにクロスカット試験片を作製してクロスカット試験を行った。
クロスカット試験用樹脂板の表面の表面粗さＲａ、Ｒｚ、およびΔａ、ならびにクロスカット試験の測定結果を表１に示す。
［実施例４］
ポリカーボネート板に代えて、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの表面が平滑なアクリル樹脂板を用い、このアクリル樹脂板の表面をサンドペーパー＃１２０でこすってクロスカット試験用樹脂板を作製した以外は、実施例１と同様にして、クロスカット試験片を作製してクロスカット試験を行った。
ポリカーボネート板に代えて、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの表面が平滑なアクリル樹脂板を用い、このアクリル樹脂板の表面をサンドペーパー＃１２０でこすってクロスカット試験用樹脂板を作製した以外は、実施例１と同様にして、クロスカット試験片を作製してクロスカット試験を行った。
なお、サンドペーパー＃１２０でこする前のアクリル樹脂板の表面の表面粗さを測定したところ、Ｒａが０．０１μｍ、Ｒｚが０．０５μｍ、Δａが０．００°であった。
クロスカット試験用樹脂板の表面の表面粗さＲａ、Ｒｚ、およびΔａ、ならびにクロスカット試験の測定結果を表１に示す。
クロスカット試験用樹脂板の表面の表面粗さＲａ、Ｒｚ、およびΔａ、ならびにクロスカット試験の測定結果を表１に示す。
［比較例８］
Ｒａが０．０１μｍ、Ｒｚが０．０５μｍ、Δａが０．００°のアクリル樹脂板をそのまま用い、アクリル樹脂板に蛍光体含有スラリーを直接に塗布した以外は、実施例４と同様にして、クロスカット試験片を作製してクロスカット試験を行った。
クロスカット試験用樹脂板の表面の表面粗さＲａ、Ｒｚ、およびΔａ、ならびにクロスカット試験の測定結果を表１に示す。
表１において、クロスカット試験用樹脂板の表面粗さの欄の数値は、アクリル樹脂板の表面粗さの数値である。
Ｒａが０．０１μｍ、Ｒｚが０．０５μｍ、Δａが０．００°のアクリル樹脂板をそのまま用い、アクリル樹脂板に蛍光体含有スラリーを直接に塗布した以外は、実施例４と同様にして、クロスカット試験片を作製してクロスカット試験を行った。
クロスカット試験用樹脂板の表面の表面粗さＲａ、Ｒｚ、およびΔａ、ならびにクロスカット試験の測定結果を表１に示す。
表１において、クロスカット試験用樹脂板の表面粗さの欄の数値は、アクリル樹脂板の表面粗さの数値である。
（実施例１〜４、比較例１〜８の結果についての評価）
表１に示す結果より、算術平均傾斜Δａ ０．２５°以上のサンプルではクロスカット試験で剥離しないことが分かった。
表１に示す結果より、算術平均傾斜Δａ ０．２５°以上のサンプルではクロスカット試験で剥離しないことが分かった。
［実施例５］
半球状でポリカーボネート製のグローブを用い、内表面をサンドペーパーで荒らした後、グローブの内表面に蛍光体膜を作製した。その後、グローブからの蛍光体膜の自然剥離時間を評価した。
図５に、グローブへの蛍光体膜形成プロセスを示す。
半球状でポリカーボネート製のグローブを用い、内表面をサンドペーパーで荒らした後、グローブの内表面に蛍光体膜を作製した。その後、グローブからの蛍光体膜の自然剥離時間を評価した。
図５に、グローブへの蛍光体膜形成プロセスを示す。
はじめに、ブロー成型により半球状でポリカーボネート製のグローブを作成した。このグローブの内表面の表面粗さを測定したところ、Δａが０．２５°未満であった。具体的には、Ｒａが０．０９μｍ、Ｒｚが０．７２μｍ、Δａが０．０１°であった。
次に、グローブの内表面をサンドペーパー＃１００を用いてこすり、表面に微小な凹凸形状を付与した。このグローブの内表面の表面粗さを測定したところ、Δａが０．２５°以上であった。具体的には、Ｒａが４．１９μｍ、Ｒｚが２６．２４μｍ、Δａが０．３６°であった。
一方、平均粒径Ｄ５０が２５μｍの蛍光体１００質量部を、シリコーン樹脂５００質量部に分散させた蛍光体含有スラリーを作製した。
一方、平均粒径Ｄ５０が２５μｍの蛍光体１００質量部を、シリコーン樹脂５００質量部に分散させた蛍光体含有スラリーを作製した。
この蛍光体含有スラリーをグローブの内表面にスプレーで塗布した後、ニクロム線を用いた抵抗加熱により１００℃で５時間熱処理し蛍光体含有スラリーを硬化させて、グローブの内表面に蛍光体膜を形成した。さらに、蛍光体膜のバリ取りのため、蛍光体膜付きグローブから不要な蛍光体膜をカットして蛍光体膜付きグローブを作製した。
この蛍光体膜付きグローブを、ＬＥＤモジュールが設置された基体部に取り付けた。
この蛍光体膜付きグローブを、ＬＥＤモジュールが設置された基体部に取り付けた。
基体部に取り付けた蛍光体膜付きグローブにつき、蛍光体膜の剥離具合を、蛍光体膜付きグローブの作製当日（０日後）、作製１日後、および作製１ヶ月後に目視観察した。
蛍光体膜付きグローブは、作製１ヶ月後でも、蛍光体膜の剥離は観察されなかった。
観察結果を表２に示す。
蛍光体膜付きグローブは、作製１ヶ月後でも、蛍光体膜の剥離は観察されなかった。
観察結果を表２に示す。
［比較例９］
グローブの内表面をサンドペーパー＃１００を用いてこすらず、平滑なグローブの内表面に蛍光体含有スラリーをグローブの内表面にスプレーで塗布した以外は実施例１と同様にして、蛍光体膜付きグローブを作製し、蛍光体膜の剥離具合を目視観察した。
蛍光体膜付きグローブの蛍光体膜の剥離は、作製１日後に観察された。
観察結果を表２に示す。
グローブの内表面をサンドペーパー＃１００を用いてこすらず、平滑なグローブの内表面に蛍光体含有スラリーをグローブの内表面にスプレーで塗布した以外は実施例１と同様にして、蛍光体膜付きグローブを作製し、蛍光体膜の剥離具合を目視観察した。
蛍光体膜付きグローブの蛍光体膜の剥離は、作製１日後に観察された。
観察結果を表２に示す。
（実施例５、比較例９の結果についての評価）
表２に示す結果より、グローブの内表面をサンドペーパー＃１００を用いてこすって荒らした場合は作製１ヶ月後でも蛍光体膜が剥離しないが、グローブの内表面をサンドペーパー＃１００を用いてこすって荒らさない場合は作製１日後に蛍光体膜が剥離することが分かった。これは、蛍光体膜に含まれるシリコーン樹脂が経時的に収縮するため、グローブとの応力差により剥離したためであると考えられる。
表２に示す結果より、グローブの内表面をサンドペーパー＃１００を用いてこすって荒らした場合は作製１ヶ月後でも蛍光体膜が剥離しないが、グローブの内表面をサンドペーパー＃１００を用いてこすって荒らさない場合は作製１日後に蛍光体膜が剥離することが分かった。これは、蛍光体膜に含まれるシリコーン樹脂が経時的に収縮するため、グローブとの応力差により剥離したためであると考えられる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以上説明した実施例によれば、蛍光体層がグローブの内表面から剥離しにくいＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブ、その製造方法およびＬＥＤ電球が得られる。
１ ＬＥＤ電球
１０ 蛍光体層付きグローブ
１１ グローブ
１２ グローブの内表面
１３ グローブの外表面
１６ 蛍光体層
２０ 基板
２５ 半導体発光素子と蛍光体層との間の空間
３０ 半導体発光素子
４０ 透明樹脂層
５０ 基体部
６０ 絶縁部材
７０ 口金
８０ 物体の表面形状の測定曲線
１０ 蛍光体層付きグローブ
１１ グローブ
１２ グローブの内表面
１３ グローブの外表面
１６ 蛍光体層
２０ 基板
２５ 半導体発光素子と蛍光体層との間の空間
３０ 半導体発光素子
４０ 透明樹脂層
５０ 基体部
６０ 絶縁部材
７０ 口金
８０ 物体の表面形状の測定曲線
Claims (6)
- 基板上に配置された半導体発光素子を覆うグローブと、
このグローブの内表面を被覆する蛍光体層とを有するＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブであって、
前記グローブの内表面は算術平均傾斜Δａが０．２５°以上の凹凸形状に形成され、
前記蛍光体層は、前記グローブの内表面の凹凸形状に密着して被覆していることを特徴とするＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブ。 - 前記グローブは、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブ。
- 前記蛍光体層は、シリコーン樹脂硬化物中に蛍光体が分散していることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブ。
- 前記半導体発光素子と前記蛍光体層との間に空間が設けられ、前記半導体発光素子と前記蛍光体層とは離間して配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブ。
- グローブの内表面に算術平均傾斜Δａが０．２５°以上の凹凸を形成する凹凸形成工程と、
前記グローブの内表面に、透明樹脂中に蛍光体を分散させた蛍光体スラリーを塗布する塗布工程と、
前記塗布された蛍光体スラリーを硬化させる硬化工程とを有することを特徴とするＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブの製造方法。 - 基板と、
この基板上に配置され、光を出射する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を覆うグローブと、このグローブの内表面を被覆し前記半導体発光素子からの出射光により励起されて可視光を発する蛍光体層とを有する蛍光体層付きグローブとを備えたＬＥＤ電球であって、
前記蛍光体層付きグローブは、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤ電球用の蛍光体層付きグローブであることを特徴とするＬＥＤ電球。
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