JP6449685B2 - 透光性アルミナ磁器、およびｌｅｄ照明 - Google Patents

Description

本発明は、透光性アルミナ磁器、およびＬＥＤ照明に関する。

アルミナ材料は、耐熱性、熱伝導性に優れており、例えば照明のカバーなど放熱性が必要な部材として樹脂やガラスにアルミナフィラーを分散させたものや、透光性アルミナ磁器などが用いられている（例えば、特許文献１、２を参照）。

青色ＬＥＤの実用化により、青色ＬＥＤに黄色蛍光体を組み合わせた白色ＬＥＤをディスプレイや照明の光源として使用することが可能となり、このようなＬＥＤ光源は省エネ対策としても急速に普及している。

ＬＥＤ光源から放射される光には、人間の目に悪影響を及ぼし易い波長３８０〜５００ｎｍのブルーライトと呼ばれる光が多く含まれている。ブルーライトは、可視光のなかではエネルギーが大きいため、目の奥で光の散乱が起きやすく、まぶしさを感じたり、チラツキを感じたりする原因になる。

ブルーライトを低減するには、樹脂やガラスに、ブルーライト吸収能を有する色素化合物（有機化合物）やＳｅ、Ａｇ、ＣｅＯ_２、ＴｉＯ_２，Ｆｅ_２Ｏ_３などの着色成分を添加する方法が知られている。

特開２０１２−１１９３１３号公報 特開平８−２９３２０４号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された透光性アルミナは、可視光と同様にブルーライトも透過するものであった。

本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、ブルーライトの透過を抑制する透光性アルミナ磁器およびＬＥＤ照明を提供することを目的とする。

本発明の透光性アルミナ磁器は、アルミナ結晶粒子と粒界とを有し、気孔率が０．５％以下であって、Ａｌ_２Ｏ_３を９９．７質量％以上、ＣｒおよびＮｉをそれぞれ酸化物換算（Ｃｒ_２Ｏ_３、ＮｉＯ）で０．１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下含有するとともに、波長３８０〜５００ｎｍの厚さ２ｍｍあたりの分光透過率の平均値をＴ１、波長５００〜７８０ｎｍの厚さ２ｍｍあたりの分光透過率の平均値をＴ２としたとき、該Ｔ２が２５％以上、かつ前記Ｔ１が前記Ｔ２の６５％以下であることを特徴とする。

本発明のＬＥＤ照明は、１個以上のＬＥＤ発光素子および該発光素子が搭載される回路基板を備える光源と、該光源の少なくとも一部を覆う透光性カバーと、を備え、該透光性カバーは、上述の透光性アルミナ磁器で構成されることを特徴とする。

本発明によれば、ブルーライトの透過を抑制する透光性アルミナ磁器およびＬＥＤ照明を提供できる。

ＬＥＤ照明の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。 ＬＥＤ照明の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。

本発明のアルミナ材料の一実施形態を説明する。本実施形態のアルミナ材料は、Ａｌ_２Ｏ_３を９９．７質量％以上、ＣｒおよびＮｉをそれぞれ酸化物換算（Ｃｒ_２Ｏ_３、ＮｉＯ）で０．１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下含有しており、波長３８０〜５００ｎｍの分光吸収率の平均値Ａ１が２５％以上である。本実施形態のアルミナ材料では、定かではないが、材料中に含まれるＣｒはＣｒ^２＋とＣｒ^３＋が共存した状態であると考えられ、ＮｉはＮｉ^１＋とＮｉ^２＋が共存した状態であると考えられる。その結果、本実施形態のアルミナ材料は、上述のようなブルーライトの吸収能を有すると考えられる。

本実施形態では、ＣｒおよびＮｉをそれぞれ酸化物換算（Ｃｒ_２Ｏ_３、ＮｉＯ）で０．１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下含んでいる。Ｃｒを含むアルミナ（コランダム）は、赤色を呈し、Ｎｉを含むアルミナ（コランダム）は、黄〜緑色を呈することが知られているが、この含有量では通常発色（着色）はせず、白色（無色）となる。本実施形態では、定かではないが、Ｃｒ^２＋とＣｒ^３＋、およびＮｉ^１＋とＮｉ^２＋がアルミナ中に共存することにより、ブルーライトがＣｒ、Ｎｉの両方で吸収され、他の可視光への影響は互いに相殺されると考えられる。

また、アルミナ材料中にＡｌ_２Ｏ_３を９９．７質量％以上含むことにより、高純度アルミナが本来持っている優れた熱特性、耐候性、耐湿性を維持したまま、上述のようなブルーライトの吸収能を付与することができる。

本実施形態のアルミナ材料は、更に、波長３８０〜５００ｎｍの分光吸収率の最小値が１０％以上であることが好ましい。波長３８０〜５００ｎｍの分光吸収率の最小値を１０％以上とすることにより、ブルーライトの透過をより抑制することができる。波長３８０〜５００ｎｍの分光吸収率の最小値を１０％以上とするには、ＣｒとＮｉの含有量の比率を、ＮｉＯに対するＣｒ_２Ｏ_３の比率（Ｃｒ_２Ｏ_３／ＮｉＯ）にして０．５〜３．０とすればよい。

本実施形態におけるアルミナ材料の形状は、Ｃｒ^２＋とＣｒ^３＋が共存するとともにＮｉ^１＋とＮｉ^２＋が共存し、上述のようなブルーライト吸収能を備えていれば、粒子状（粉末状）および膜状のいずれであってもよい。なお、膜状の場合は、多結晶膜や多結晶体であることが好ましい。

粒子状、膜状のいずれも場合も、Ｃｒはアルミナ結晶粒子の内部に固溶していることが好ましい。Ｎｉは、その一部がアルミナ結晶粒子に固溶したり、不定比の酸化ニッケルや
ニッケルスピネルとして存在していてもよい。

粒子状のアルミナ材料は、溶剤に分散させてコーティング材などに用いたり、ガラスや樹脂中に分散させてブルーライト吸収機能を付与したガラスや樹脂フィルムとして用いることもできる。このようなコーティングや樹脂フィルムは、眼鏡用レンズのコーティングやディスプレイのカバーフィルムなどに適用できる。また、本実施形態のアルミナ材料を分散させたガラスや樹脂自体をレンズやカバーガラスとして用いてもよい。粒子状のアルミナ材料の平均粒径は、分散性、塗布性の面から０．０１〜１０μｍとすることが好ましい。

ＬＥＤ光源には、波長３８０〜５００ｎｍの範囲のブルーライトが多く含まれており、本実施形態のアルミナ材料を、例えば図１、２に示すようなＬＥＤ照明において、ＬＥＤ光源を覆うカバーに適用することで、ブルーライトを吸収してブルーライトによる人体への悪影響を低減することができる。

図１に示すＬＥＤ照明は、複数のＬＥＤ発光素子２が回路基板３に搭載されたＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源を覆う透光性カバー１を備えている。ＬＥＤ光源が設置されたベース４には、電源コード５がつながっている。なお、ＬＥＤ発光素子２への給電は、電源コード５に限らず電池であってもよい。

図２に示すＬＥＤ照明は、さらに給電部６を備え、ベース４が受電部を兼ねたワイヤレス給電式である。電源コード５は給電部６につながっており、受電部であるベース４は、受電した電力を、支柱７内に設けられた配線を介してＬＥＤ発光素子２に給電している。透光性カバー１は支柱７上に設置されている。

これらのＬＥＤ照明の透光性カバー１として、たとえば樹脂に本実施形態のアルミナ材料を分散したものを用いる。このようなＬＥＤ照明では、透光性カバー１中のアルミナ材料がＬＥＤ光源から放出されるブルーライトを吸収し、その透過を抑制することで、ブルーライトによる人体への悪影響を低減できる。透光性カバー１は、全体に本実施形態のアルミナ材料を含むものであってもよいし、一部のみに本実施形態のアルミナ材料を用いたものであってもよい。

本実施形態のアルミナ材料は、実質的にＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｏを構成元素としてなることが望ましい。これにより最低限の構成元素により、ブルーライトの吸収能を有するアルミナ材料を得ることができる。ここで実質的にＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｏを構成元素としてなるとは、原料にＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｏ以外は積極的に添加しないという意味であるが、不可避不純物としてＳｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｎａ、Ｆｅ、Ｍｎ、ＣｕおよびＣを酸化物換算した合計量で、全量中０．２質量％以下含有することがある。

なお、これらの不純物として挙げた元素の含有量を、上述の分光吸収率を損なわない程度に制御した着色アルミナ材料としてもよい。ブルーライトの吸収能を備えるとともに、着色されたアルミナ材料は、特にＬＥＤ光源の装飾材料として好適に用いることができる。

アルミナ材料の構成元素や不純物の種類および含有量は、たとえば高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光などの元素分析により確認すればよい。アルミナ材料に含まれるＣｒおよびＮｉの原子価は、上述のように３８０〜７８０ｎｍの波長の範囲で分光透過率を測定することにより判断できる。また、Ｘ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ）を確認することにより判断することもできる。

このようなアルミナ材料は、例えば、以下のようにして作製できる。原料粉末として、
例えば、平均粒径０．１〜０．８μｍの高純度Ａｌ_２Ｏ_３粉末、Ｃｒ_２Ｏ_３粉末、ＮｉＯ粉末（いずれも純度９９．８質量％以上）を所定の割合で秤量し、高純度アルミナボールを用いて湿式混合を行う。

得られた混合物を乾燥・造粒し、真空中にて第１の熱処理を１６００℃以上で２〜７時間行う。第１の熱処理における真空度は例えば１×１０^−１〜１×１０^−３Ｐaとすれば
よい。その後、さらに大気中にて第２の熱処理を１６００〜１６８０℃で２〜５時間行う。このような熱処理を行うことで、第１の熱処理によりＣｒ^２＋に還元されたＣｒの一部が、第２の熱処理により再度Ｃｒ^３＋に酸化され、Ｃｒ^２＋とＣｒ^３＋が共存した状態になると考えられる。また、第１の熱処理によりＮｉ^１＋に還元されたＮｉの一部が、第２の熱処理により再度Ｎｉ^２＋に酸化され、Ｎｉ^１＋とＮｉ^２＋が共存した状態となると考えられる。なお、Ｃｒ_２Ｏ_３はコランダム構造をとることからアルミナ結晶粒子中に固溶していると考えられる。

このようにして得られたアルミナ粉末は、波長３８０〜５００ｎｍの分光吸収率が向上してブルーライトの吸収能を有するものとなり、波長３８０〜５００ｎｍの分光吸収率の平均値Ａ１が２５％以上となる。なお、得られたアルミナ粉末をさらに粉砕して粒度調整を行ってもよい。また、後述する透光性アルミナ磁器を粉砕して粒子状（粉末状）のアルミナ材料としてもよい。

膜状のアルミナ材料は、例えば原料としてアルミニウムアルコキシドに所定量のＣｒおよびＮｉを導入し、ゾルゲル法により作製することができる。ゾルゲル法で作製する場合、第１および第２の熱処理の温度は上述のような原料粉末を用いた場合より低くてもよく、使用する原料に応じて適宜調整すればよい。

本発明の透光性アルミナ磁器の一実施形態を説明する。本実施形態の透光性アルミナ磁器は、アルミナ結晶粒子と粒界とを有し、気孔率が０．５％以下であって、Ａｌ_２Ｏ_３を９９．７質量％以上、ＣｒおよびＮｉをそれぞれ酸化物換算（Ｃｒ_２Ｏ_３、ＮｉＯ）で０．１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下含有している。そして、波長３８０〜５００ｎｍの分光透過率の平均値をＴ１、波長５００〜７８０ｎｍの分光透過率の平均値をＴ２としたとき、Ｔ２が２５％以上かつＴ１のＴ２に対する比（Ｔ１／Ｔ２）が０．６５以下である。

本実施形態では、気孔率が０．５％以下であることから、気孔とアルミナ磁器を構成するアルミナ結晶粒子との屈折率の差に起因する光の散乱の影響（反射）が低減され、可視光領域の分光透過率Ｔ２が２５％以上となり、適度に可視光を透過する透光性を有するものとなる。

また、磁器中に含まれるＣｒは、Ｃｒ^２＋とＣｒ^３＋が共存した状態であると考えられ、ＮｉはＮｉ^１＋とＮｉ^２＋が共存した状態であると考えられる。その結果、本実施形態の透光性アルミナ磁器は、上述のようにＴ１のＴ２に対する比（Ｔ１／Ｔ２）が０．６５以下となり、ブルーライトの透過を抑制することができると考えられる。Ｔ１／Ｔ２は、さらに０．５５以下であることが好ましい。

このような分光透過率の挙動を示す本実施形態の透光性アルミナ磁器は、アイボリーの色調を呈する。なお、アイボリーの色調とは、ＲＧＢカラーモデルにおける（２５５，２５５，１７０）〜（２５５，２５５，２１０）の範囲とする。

本実施形態では、ＣｒおよびＮｉをそれぞれ酸化物換算（Ｃｒ_２Ｏ_３、ＮｉＯ）で０．１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下含有している。Ｃｒを含むアルミナ（コランダム）は、赤色を呈し、Ｎｉを含むアルミナ（コランダム）は、黄〜緑色を呈することが知られているが
、この含有量では通常発色（着色）はせず、白色（無色）となる。本実施形態では、定かではないが、Ｃｒ^２＋とＣｒ^３＋、およびＮｉ^１＋とＮｉ^２＋がアルミナ中に共存することにより、ブルーライトがＣｒ、Ｎｉの両方で吸収され、他の可視光への影響は互いに相殺されると考えられる。このように、本実施形態の透光性アルミナ磁器では、含有するＣｒとＮｉによりブルーライトが吸収され、ブルーライトの透過が抑制される。

また、本実施形態の透光性アルミナ磁器では、Ａｌ_２Ｏ_３を９９．７質量％以上含むことにより、高純度アルミナが本来持っている優れた熱特性、耐候性、耐湿性を維持したまま、上述のようなブルーライトの透過抑制能を付与することができる。

本実施形態の透光性アルミナ磁器は、更に、波長３８０〜５００ｎｍの分光透過率の最大値が３０％以下であることが好ましい。波長３８０〜５００ｎｍの分光透過率の最大値を３０％以下とすることにより、より確実にブルーライトの透過を抑制することができる。

なお、波長３８０〜５００ｎｍの分光透過率の最大値を３０％以下とするには、ＣｒとＮｉの含有量の比率を、ＮｉＯに対するＣｒ_２Ｏ_３の比率（Ｃｒ_２Ｏ_３／ＮｉＯ）にして０．５〜３．０とすればよい。

磁器中に存在する気孔の平均気孔径は、３μｍ以下であることが好ましい。また、気孔による光散乱の影響をさらに抑制するため、さらに平均気孔径が２μｍ以下であることが好ましく、気孔率は０．４％以下であることが好ましい。

本実施形態の透光性アルミナ磁器を構成するアルミナ結晶粒子の平均粒子径は、１０μｍ以下であることが好ましい。アルミナ結晶粒子の平均粒子径が１０μｍを超えると、磁器の機械的強度が低下する。高い機械的強度を維持するという点から、アルミナ結晶粒子の平均粒子径は、１〜５μｍとすることがより好ましい。

気孔率、平均気孔径、およびアルミナ結晶粒子の平均粒子径は、たとえば磁器の断面を鏡面研磨し、必要に応じサーマルエッチングやケミカルエッチングを施した後、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により磁器の断面写真を撮影し、画像解析により算出すればよい。

また、本実施形態においては、透光性アルミナ磁器中にＭｇをＭｇＯ換算で３００ｐｐｍ以上含むことが好ましい。Ｍｇはアルミナ磁器を焼成する際に焼結助剤として機能するとともに、アルミナ結晶粒子の粒成長抑制効果を有しており、ＭｇをＭｇＯ換算で３００ｐｐｍ以上含むことにより、気孔率が小さく緻密で、アルミナ結晶粒子の平均粒子径が小さい透光性アルミナ磁器とすることができる。なお、ＭｇがＭｇＯ換算で３００ｐｐｍより少ない場合には、焼結性が低下して気孔径や気孔率が増大したり、磁器の機械的強度が低下しやすくなる傾向がある。ＭｇＯの含有量は、６００ｐｐｍ以下であることが好ましい。

ＬＥＤ光源には、波長３８０〜５００ｎｍの範囲のブルーライトが多く含まれており、本実施形態の透光性アルミナ磁器を、例えば図１、２に示すようなＬＥＤ照明において、ＬＥＤ光源を覆う透光性カバー１に適用することで、ブルーライトを吸収してブルーライトによる人体への悪影響を低減することができる。透光性カバー１は、全体が本実施形態の透光性アルミナ磁器からなるものであってもよいし、一部のみに本実施形態の透光性アルミナ磁器用いたものであってもよい。透光性カバー１に用いられる透光性アルミナ磁器の厚さは、可視光の透過性、ブルーライトの透過抑制、および耐久性の点から、１．０〜６．０ｍｍとすることが好ましい。

本実施形態の透光性アルミナ磁器は、実質的にＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｏを構成元素としてなることが望ましい。これにより最低限の構成元素により、ブルーライトの透過を抑制する透光性アルミナ磁器を得ることができる。ここで実質的にＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｏを構成元素としてなるとは、原料にＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｏ以外は積極的に添加しないという意味であるが、不可避不純物としてＳｉ、Ｃａ、Ｎａ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃを酸化物換算した合計量で、全量中０．２質量％以下含有することがある。

なお、これらの不純物として挙げた元素の含有量を、上述の分光透過率を損なわない程度に制御して、着色された透光性アルミナ磁器としてもよい。適度な可視光の透過性とブルーライトの透過抑制能を備えるとともに、着色された透光性アルミナ磁器は、特にＬＥＤ照明の装飾用として好適に用いることができる。

透光性アルミナ磁器の構成元素や不純物の種類および含有量は、たとえば高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光などの元素分析により確認すればよい。透光性アルミナ磁器に含まれるＣｒおよびＮｉの原子価は、上述のように３８０〜７８０ｎｍの波長の範囲で分光透過率を測定することにより判断できる。また、Ｘ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ）を確認することにより判断することもできる。

このような透光性アルミナ磁器は、以下のようにして作製すればよい。原料粉末として、例えば、原料粒径０．１〜０．８μｍのＡｌ_２Ｏ_３粉末、Ｃｒ_２Ｏ_３粉末、ＮｉＯ粉末、および必要に応じＭｇＯ粉末（いずれも純度が９９．８％以上）を所定の割合で秤量し、高純度アルミナボールを用いて湿式混合を行う。

得られたスラリーに適量のバインダを加えて所望の形状に成形する。成形方法はシート成形、金型プレス成形等、所望の形状に応じて周知の成形方法を適用すればよい。成形した成形体を大気雰囲気中で６００〜１０００℃で０．５〜２時間の仮焼成を行う。

その後、真空中にて第１の焼成を１６００〜１８００℃で２〜７時間行う。第１の熱処理における真空度は例えば１×１０^−１〜１×１０^−３Ｐaとすればよい。この第１の焼
成（真空焼成）により、アルミナ磁器の気孔率が０．５％以下まで緻密化する。その後、さらに大気中にて第２の焼成を１６００〜１６８０℃で２〜５時間行う。このような２段階焼成を行うことで、第１の焼成によりＣｒ^２＋に還元されたＣｒの一部が、第２の焼成により再度Ｃｒ^３＋に酸化され、Ｃｒ^２＋とＣｒ^３＋が共存した状態になると考えられる。また、第１の焼成によりＮｉ^１＋に還元されたＮｉの一部が、第２の焼成により再度Ｎｉ^２＋に酸化され、Ｎｉ^１＋とＮｉ^２＋が共存した状態となると考えられる。なお、Ｃｒ_２Ｏ_３はコランダム構造をとることからアルミナ結晶粒子中に固溶していると考えられる。

このようにして、Ｔ２が２５％以上で適度な可視光の透過性を備えるとともに、Ｔ１のＴ２に対する比（Ｔ１／Ｔ２）が０．６５以下でブルーライトの透過抑制能を有する透光性アルミナ磁器が得られる。

なお、第１の焼成（真空焼成）後に得られるアルミナ磁器は、気孔率０．５％以下に緻密化しているものの、酸素欠陥が多数存在することから白色を呈し、可視光の分光反射率が高く、分光吸収率および分光透過率の低いものである。次いで第２の焼成（大気焼成）を行うことにより、酸素欠陥が減少して可視光の分光反射率が低下し、波長５００〜７８０ｎｍの範囲の分光透過率が向上する。

同時に、第１の焼成によりＣｒ^２＋に還元されたＣｒの一部およびＮｉ^１＋に還元され
たＮｉの一部が、第２の焼成により再度Ｃｒ^３＋およびＮｉ^２＋に酸化され、Ｃｒ^２＋とＣｒ^３＋およびＮｉ^１＋とＮｉ^２＋が共存した状態となり、ブルーライトの吸収能が発現してその透過が抑制され、波長３８０〜５００の分光透過率が低下する。このように第１、第２の焼成を経たアルミナ磁器は、アイボリーの色調を呈し、可視光の透過率を適度に有するとともに、ブルーライトの透過抑制能を有する透光性アルミナ磁器となる。

なお、大気焼成のみの場合や、大気焼成後に真空焼成した場合は、気孔が多く存在し、３８０〜７８０ｎｍの可視光の波長域全体で分光透過率が低下するため、本実施形態のような透光性アルミナ磁器は得られない。

Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｇの金属元素を含有する原料粉末としては、酸化物以外にも炭酸塩、酢酸塩等の無機化合物等、焼成により酸化物として形成されるものであれば、いずれの粉末を用いても良い。また、焼成により酸化物となる金属アルコキシドや金属錯体等の有機化合物を原料としてもよい。

また、第１の焼成（真空焼成）を行った後、さらに緻密化させるため、たとえば圧力１００〜２００ＭＰａ、温度１３００〜１６５０℃の条件で熱間等方圧加圧プレス（ＨＩＰ）を行い、その後第２の焼成（大気焼成）を行っても良い。

以上のようにして得られる透光性アルミナ磁器は、上述のような可視光の透光性とブルーライトの透過抑制能を有すると同時に、抗折強度（ＪＩＳ Ｒ １６０１−２００８、３点曲げ強さ）が３８０ＭＰａ以上、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、という機械的、熱的に優れた特性を有するものとすることが可能となる。すなわち、抗折強度が高いことから耐久性の高いものとなり、熱伝導率が高いことから、熱を効率良く放出することができ、耐熱性に優れたものとなる。

以下、本発明のアルミナ材料および透光性アルミナ磁器について、実施例に基き詳細に説明する。

（粉末アルミナ材料）
平均粒径が０．５μｍ、Ｃｒを酸化物（Ｃｒ_２Ｏ_３）換算で１０ｐｐｍ、Ｎｉを酸化物（ＮｉＯ）換算で１０ｐｐｍ含有する白色のアルミナ原料粉末（Ａｌ_２Ｏ_３純度９９．９９％）を準備した。この粉末に、第１の熱処理として１×１０^−２Ｐａの真空中において１６００℃で２時間、第２の熱処理として大気中において１５８０℃で２時間の熱処理を施した。得られたアルミナ粉末を解砕し、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光により元素分析を行った結果、アルミナ粉末中のＣｒ、Ｎｉの含有量は熱処理前と同様、いずれも酸化物換算で１０ｐｐｍであった。

得られたアルミナ粉末の分光吸収率は、以下のようにして求めた。得られたアルミナ粉末のみを用いて２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの大きさにプレス成形したものを評価用サンプルとした。紫外可視近赤外分光光度計（日本分光製 Ｖ−６７０）を用いて、波長範囲２００〜２０００ｎｍの拡散反射測定を行い、その結果から分光吸収率を求めた。アルミナ粉末の波長３８０〜５００ｎｍにおける分光吸収率の平均値（Ａ１）は２５％、最小値は１０％であった。

（透光性アルミナ磁器）
Ｃｒ、Ｎｉを含み、平均粒径が０．５μｍ、Ａｌ_２Ｏ_３純度９９．８〜９９．９９質量％のアルミナ原料粉末を準備した。これらのアルミナ原料粉末１００質量％に対し、ＭｇＯ粉末（純度９９．９％）をそれぞれ所定量添加し、高純度アルミナボールを使用したミ
ルで２４時間の一次混合を行った。その後、バインダを追加投入して１時間の二次混合を行った。得られた混合粉末を、乾燥・造粒した後、１ｔｏｎ／ｃｍ^２の圧力で金型成形により成形体を作製した。

作製した成形体を脱バインダ処理した後、表１に記載した雰囲気、温度にて焼成し、種々のアルミナ磁器を作製した。

得られたアルミナ磁器について誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光により元素分析を行い、アルミナ磁器中のＣｒ、ＮｉおよびＭｇの含有量を、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＮｉＯおよびＭｇＯ換算値として算出した。結果を表１に示す。なお、得られたアルミナ磁器のＡｌ_２Ｏ_３含有量は、いずれも９９．７質量％以上であった。

分光透過率の評価は、以下のようにして行った。得られたアルミナ磁器を２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ２ｍｍの大きさに加工し、２０ｍｍ×２０ｍｍの面を両面とも鏡面研磨し、評価用サンプルとした。分光透過率、分光反射率の測定は、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光製 Ｖ−６７０）を用いて、波長範囲が２００〜２０００ｎｍ、照射径が４ｍｍ×８ｍｍの条件で全透過率を測定した。波長３８０〜５００ｎｍにおける分光透過率の平均値（Ｔ１）および最大値、および５００〜７８０ｎｍにおける分光透過率の平均値（Ｔ２）を表２に示す。

アルミナ磁器の組織評価には、上記の評価用サンプルをサーマルエッチングしたものを用いた。サーマルエッチング後の鏡面部分の光学顕微鏡画像（倍率１００倍）を用いて、気孔の分布状態を画像解析装置（三谷商事製 Ｗｉｎ ＲＯＯＦ）により解析し、平均気孔径および気孔率を数値化した。アルミナ結晶粒子の平均粒子径は、倍率２００倍の光学顕微鏡画像を用いて同様に数値化した。アルミナ磁器の平均気孔径、気孔率、およびアルミナ結晶粒子の平均粒子径を表２に示す。

抗折強度は、アルミナ磁器を４ｍｍ×３ｍｍ×４０ｍｍの試験片に加工し、室温において３点曲げ強度の測定を行った（ＪＩＳ Ｒ １６０１−２００８に準拠）。熱伝導率は、アルミナ磁器を直径１０ｍｍ、厚さ２ｍｍの試験片に加工し、レーザーフラッシュ法（真空理工製 ＴＣ−７０００）により測定した（ＪＩＳ Ｒ １６１１−１９９７に準拠）。作製した試料はいずれも、抗折強度が３８０ＭＰａ以上、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であった。

以上の結果から、気孔率が０．５％以下で、Ａｌ_２Ｏ_３を９９．７質量％以上、ＣｒおよびＮｉをそれぞれ酸化物換算（Ｃｒ_２Ｏ_３、ＮｉＯ）で０．１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下含有する試料Ｎｏ．１〜４、７〜９は、波長５００〜７８０ｎｍの分光透過率の平均値（Ｔ２）が２５％以上、かつ３８０〜５００ｎｍの分光透過率の平均値（Ｔ１）のＴ２に対する比（Ｔ１／Ｔ２）が０．６５以下であり、ブルーライトの透過を効果的に抑制できることがわかる。

一方、気孔率が０．５％を超える試料Ｎｏ．５、６、１３〜１７は、Ｔ２が２５％よりも小さく可視光の透光性に劣るものであった。これは、多数の気孔により可視光が散乱さ
れるためと考えられる。また、真空中で第１の焼成のみ行い、大気中での第２の焼成を行わなかった試料Ｎｏ．１０〜１３では、Ｔ１とＴ２の分光透過率に差がなく、ブルーライトの透過抑制機能に劣るものとなった。ＣｒまたはＮｉのいずれかを含まない試料Ｎｏ．１８、１９も同様に、Ｔ１とＴ２の分光透過率に差がなく、ブルーライトの透過抑制機能に劣るものとなった。

１ 透光性カバー
２ ＬＥＤ発光素子
３ 回路基板
４ ベース
５ 電源コード
６ 給電部
７ 支柱

Claims (7)

1. アルミナ結晶粒子と粒界とを有し、気孔率が０．５％以下であって、
   Ａｌ_２Ｏ_３を９９．７質量％以上、ＣｒおよびＮｉをそれぞれ酸化物換算（Ｃｒ_２Ｏ_３、ＮｉＯ）で０．１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下含有するとともに、
   波長３８０〜５００ｎｍの厚さ２ｍｍあたりの分光透過率の平均値をＴ１、波長５００〜７８０ｎｍの厚さ２ｍｍあたりの分光透過率の平均値をＴ２としたとき、
   該Ｔ２が２５％以上、かつ前記Ｔ１が前記Ｔ２の６５％以下であることを特徴とする透光性アルミナ磁器。
2. 波長３８０〜５００ｎｍの厚さ２ｍｍあたりの分光透過率の最大値が、３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の透光性アルミナ磁器。
3. 平均気孔径が３μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の透光性アルミナ磁器。
4. 前記アルミナ結晶粒子の平均粒子径が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透光性アルミナ磁器。
5. Ｍｇを酸化物換算（ＭｇＯ）で３００ｐｐｍ以上含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の透光性アルミナ磁器。
6. １個以上のＬＥＤ発光素子および該発光素子が搭載される回路基板を備える光源と、
   該光源の少なくとも一部を覆う透光性カバーと、を備え、
   該透光性カバーは、請求項１〜５のいずれかに記載の透光性アルミナ磁器で構成されることを特徴とするＬＥＤ照明。
7. 前記透光性アルミナ磁器の平均厚さが、１．０〜６．０ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ照明。

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