特許 5952028 光拡散カバー及び拡散光源

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5952028

(24)【登録日】2016年6月17日

(45)【発行日】2016年7月13日

(54)【発明の名称】光拡散カバー及び拡散光源

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/02 20060101AFI20160630BHJP

   F21V 3/04 20060101ALI20160630BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20160630BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/02 B

   F21V3/04 110

   F21V3/04 300

   F21S2/00 231

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-38166(P2012-38166)

(22)【出願日】2012年2月24日

(65)【公開番号】特開2013-174676(P2013-174676A)

(43)【公開日】2013年9月5日

【審査請求日】2015年2月2日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】390014546

【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099461

【弁理士】

【氏名又は名称】溝井 章司

(72)【発明者】

【氏名】細川 靖仁

(72)【発明者】

【氏名】梅田 三郎

(72)【発明者】

【氏名】戸塚 祥富

(72)【発明者】

【氏名】石塚 昌広

【審査官】 吉川 陽吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−３４７６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０４９２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０３６３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９９８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１２７８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１１０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５７２３９３７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３２４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５０３６２４４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３８６８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／０２

Ｆ２１Ｖ １／００−１５／０４

Ｈ０１Ｊ ６１／３０−６１／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラスと、
前記ガラスの片方の面に形成された金属酸化物Ｘの保護膜と、
前記保護膜のガラスがある面と反対の面に形成され、ガラスの溶解温度よりも低い温度で溶解する低融点ガラスと金属酸化物Ｙとからなる光拡散膜と
を備え、
前記保護膜は、平均粒子径が０．０５〜０．３μｍである金属酸化物Ｘからなり、
前記保護膜の厚さは、０．５〜３．０μｍであり、
前記光拡散膜は、
平均粒子径が０．０５〜２０．０μｍであり、光拡散剤として用いられる金属酸化物Ｙと、
前記ガラスの融点よりも低い融点を有し、前記金属酸化物Ｙの粒子を膜として形成するために用いられた低融点ガラスと
からなり、
前記光拡散膜に対し金属酸化物Ｙが３０〜６０％の体積比で存在し、
前記光拡散膜の厚さは、５．０〜２０．０μｍである
ことを特徴とする光拡散カバー。

【請求項2】

前記光拡散膜の体積比において、
金属酸化物Ｙの含有率が５０％±１０％、
低融点ガラスの含有率が５０％±１０％
であることを特徴とする請求項１記載の光拡散カバー。

【請求項3】

前記金属酸化物Ｘの粒子径が０．１μｍ±１０％、
前記保護膜の膜厚が１．０μｍ±１０％
であることを特徴とする請求項１又は２記載の光拡散カバー。

【請求項4】

前記金属酸化物Ｙの粒子径が１．０μｍ±１０％、
前記光拡散膜の膜厚が１０．０μｍ±１０％
であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の光拡散カバー。

【請求項5】

前記金属酸化物Ｘと前記金属酸化物Ｙとはそれぞれ、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の光拡散カバー。

【請求項6】

前記低融点ガラスは、硼硅酸ビスマス塩系ガラス、硼酸ビスマス亜鉛系ガラス、アルミノリン酸塩系ガラス、リン酸亜鉛系ガラス、ホウ珪酸塩系ガラスのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の光拡散カバー。

【請求項7】

前記請求項１〜６いずれかに記載の光拡散カバーと、
発光ダイオード（ＬＥＤ）を搭載した発光部とを備え、
光拡散膜と発光部とを接着剤で接着したことを特徴とする拡散光源。

【請求項8】

前記金属酸化物Ｙは、結晶性シリカであり、接着剤は、シリコーン系接着剤であることを特徴とする請求項７記載の拡散光源。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、例えば、直管形ＬＥＤランプに用いられる光拡散カバーに関する。また、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた直管形ＬＥＤランプ等の拡散光源に関する。

【背景技術】

【0002】

直管形ＬＥＤランプの光拡散カバーにおいて、ランプ管の内部に光拡散膜を設けて光を拡散している。
また、ＬＥＤ本体とランプ管を接合するため、接着剤塗布部分には光拡散膜を形成しない部分（アパーチャー）を作成し、光拡散膜による接着力低下を避けている。

【0003】

また、樹脂などの有機材料の膜は、厚さによる光の吸収への影響が、金属酸化物などの無機材料だけで形成された膜に比べ大きい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−０４９２８０号公報

【特許文献2】特開２００９−２５９５２９号公報

【特許文献3】特開２００１−２８３７７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ランプ管の内部に光拡散膜を設けると、光拡散膜により光束が減少する。

【0006】

そこで、光の拡散性を保ちつつ光の透過性を増加させる光拡散膜を有する光拡散カバーを提供したい。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明に係る光拡散カバーは、
ガラスと、
前記ガラスの片方の面に形成された金属酸化物Ｘの保護膜と、
前記保護膜のガラスがある面と反対の面に形成され、ガラスの溶解温度よりも低い温度で溶解する低融点ガラスと金属酸化物Ｙとからなる光拡散膜と
を備え、
前記保護膜は、平均粒子径が０．０５〜０．３μｍである金属酸化物Ｘからなり、
前記保護膜の厚さは、０．５〜３．０μｍであり、
前記光拡散膜は、
平均粒子径が０．０５〜２０．０μｍであり、光拡散剤として用いられる金属酸化物Ｙと、
前記ガラスの融点よりも低い融点を有し、前記金属酸化物Ｙの粒子を膜として形成するために用いられた低融点ガラスと
からなり、
前記光拡散膜に対し金属酸化物Ｙが３０〜６０％の体積比で存在し、
前記光拡散膜の厚さは、５．０〜２０．０μｍであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

この発明では、光拡散膜の光の拡散性を保ちつつ光の透過性を増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１の拡散光源５０を示す図。

【図2】実施の形態１の拡散光源５０のＡＡ断面図。

【図3】実施の形態１の光拡散カバー４０のガラス管５６の一部切り欠き図。

【図4】実施の形態１の図３のＡ部の拡大図。

【図5】実施の形態１の光拡散を示す図。

【図6】比較例１〜３のデータ図。

【図7】比較例４〜７のデータ図。

【図8】比較例４〜７のグラフ図。

【図9】実施の形態１の実施例１〜５のデータ図。

【図10】実施の形態１の実施例６〜９のデータ図。

【図11】実施の形態１の実施例１０，１１，１２と好適値とのデータ図。

【図12】実施の形態２のアパーチャー９１のある比較例の図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の拡散光源５０を示す図である。拡散光源５０は、例えば、発光ダイオードランプである。
拡散光源５０は、筒状のガラス管５６を有している。ガラス管５６は、透明な又は透光性のある直管形ガラス管である。ガラス管５６のガラスは、摂氏９００度以下の温度では溶けない高融点ガラスが望ましい。

【0011】

発光部６０は、発光ダイオードＬＥＤ５１（ＬＥＤ５１）と基板５２とヒートシンク５４を有している。
発光部６０は、ガラス管５６に収納されて発光方向に光を発光する。発光部６０は、ガラス管５６の長手方向に渡って延在している。

【0012】

ＬＥＤ５１は、光源の一例であり、ＬＥＤ（発光ダイオード）単体又はＬＥＤモジュールからなる。ＬＥＤ５１は、ＬＥＤチップともいう。
基板５２は、複数のＬＥＤ５１を均等に配置配列している。

【0013】

ヒートシンク５４は、アルミニウム製などの金属製であり、基板５２を取り付ける台座となりかつ放熱部材となる。

【0014】

ガラス管５６の両端に一対の口金５５がある。
各口金５５は、一対の給電端子５８を備えている。給電端子５８の本数や形は、図に限らず他の本数でも他の形状でもよい。

【0015】

１対の口金５５は、ガラス管５６の両端を覆うとともに、発光部６０のヒートシンク５４の両端とガラス管５６の両端に固定されている。

【0016】

拡散光源５０は、長期使用の観点で、使用中に安全を損なうランプ内へのホコリの侵入ができない構造を備えている。すなわち、ガラス管５６と口金５５とは接着されており、発光部６０は、密封されている。

【0017】

拡散光源５０は、ガラス製外郭を有し外形が従来通りの市販されている直管形蛍光ランプと同じ形状である。また、拡散光源５０は、機能を損なわずには恒久的に分解できない直管形ＬＥＤランプシステムである。

【0018】

図２は、図１の拡散光源５０のＡＡ端面図である。
ガラス管５６の内周面全体に、保護膜７０が形成されている。保護膜７０は、保護層と呼ばれることもある。
さらに、保護膜７０の内周面全体に、光拡散膜８０が形成されている。光拡散膜８０は、光拡散層と呼ばれることもある。
ヒートシンク５４の下面（裏面）の一部分に接着剤９０が塗布されて、光拡散膜８０に接着されている。
長手方向と直交する平面によるヒートシンク５４の断面形状は、Ｄ字状形状あるいは半月形状をしている。ヒートシンク５４は、平板部６２と弧状部６３とからなる一体成型された一つの部品である。ヒートシンク５４の断面中央には、中空部６４がある。中空部６４の円弧部分の下方に弧状部６３があり、中空部６４の上方の弦部分に平板部６２がある。

【0019】

図３は、ガラス管５６の一部を切り欠いた斜視図である。
光拡散カバー４０は、ガラス管５６と保護膜７０と光拡散膜８０とからなる。
ガラス管５６には、保護膜７０と光拡散膜８０とが、ガラス管５６の長手方向全部に渡り、かつ、ガラス管５６の内周全周に渡り、積膜されている。

【0020】

図４は、図３のＡ部の拡大図であり、ガラス管５６と保護膜７０と光拡散膜８０との模式図である。

【0021】

ガラス管５６の内面には、ガラス内面傷５７が存在する。このガラス内面傷５７は、ガラス管５６の外観に筋や線をとなって視覚的に現れ、膜肌の美観を損なう原因となる。

【0022】

保護膜７０は、金属酸化物Ｘから構成されている。
金属酸化物Ｘは、例えば、平均粒子径が０．０５〜０．３μｍ（５０〜３００ｎｍ）の微粒子シリカである。
以下、「粒子径」のことを単に「粒径」ともいう。
保護膜７０の厚さは、例えば、０．５〜５．０μｍである。
以下、「膜の厚さ」を「膜厚」ともいう。

【0023】

保護膜７０は、例えば、水または水とポリエチレンオキサイドとの混合液などの液に微粒シリカ等の金属酸化物Ｘを分散させて懸濁液を作製し、懸濁液をガラス管５６内に流し込んでガラス管５６内面に懸濁液を塗布し、温風エアーで懸濁液を乾燥させて形成される。

【0024】

光拡散膜８０は、金属酸化物Ｙと低融点ガラス８３とを有している。低融点ガラス８３は、ガラス管５６のガラスの融点よりも低い温度の融点を有し、例えば、摂氏５００度〜８００度で溶解するガラスである。低融点ガラス８３は、透明な又は透光性のあるガラスである。
光拡散膜８０における金属酸化物Ｙの含有率が、例えば、光拡散膜８０における金属酸化物Ｙの含有率が、体積比で３０％以上５０％以下である。あるいは、光拡散膜８０における低融点ガラス８３の含有率が、体積比で７０％以上５０％以下である。
光拡散膜８０が金属酸化物Ｙと低融点ガラス８３とのみからなる場合、光拡散膜８０は、体積比で、金属酸化物Ｙの含有率が３０％以上５０％以下であり、かつ、低融点ガラス８３の含有率が７０％以上５０％以下である。
光拡散膜８０における金属酸化物Ｙの含有率が、体積比で３０％以上６０％以下であり、光拡散膜８０における低融点ガラス８３の含有率が、体積比で７０％以上４０％以下であってもよい。
金属酸化物Ｙは、例えば、平均粒子径が０．０５〜２０μｍ（５０〜２００００ｎｍ）のシリカである。
光拡散膜８０の厚さは、例えば、５．０〜２０．０μｍである。

【0025】

光拡散膜８０は、樹脂溶液に低融点ガラス８３の粒子とシリカ等の金属酸化物Ｙの粒子を分散させて膜液を作製し、膜液をガラス管５６内の保護膜７０の表面に流し込んで膜液を塗布し、摂氏５００度〜８００度で熱して、樹脂を飛ばし、低融点ガラス８３を溶解させて作成する。シリカ等の金属酸化物Ｙの粒子は、溶解した低融点ガラス８３の内部に残り、放熱により低融点ガラス８３が固化することにより光拡散膜８０が形成される。

【0026】

光拡散膜８０の中に拡散材としての金属酸化物Ｙの含有率が多くなると、膜が脆くなり、はがれやすくなり、また、拡散が強くなりすぎて光が弱くなる。光拡散膜８０の中に低融点ガラス８３が多くなると、拡散効果が少なくなる。最適なところが存在するはずである。

【0027】

保護膜７０は、以下の機能を有する。
１．ガラス内面傷５７への金属酸化物Ｘの充填
保護膜７０は、ガラス管５６の内周にあるガラス内面傷５７に入り込み、ガラス内面傷５７を外部なら見えないようにする。このためガラス管５６の美的外観が向上する。
ガラス内面傷５７があると光屈折率が変わる問題、もしくは、ガラス表面の細かい傷により、液の流れが不規則となることにより塗りムラとなる問題があった。金属酸化物Ｘがガラス内面傷５７に充填されることにより、外観からガラス内面傷５７による膜肌の荒れをなくすことができ、美観が向上する。
２．ガラス管５６の溶融防止
低融点ガラス８３にホウ素が含まれている。低融点ガラス８３が摂氏５００度〜８００度で溶融する場合に、このホウ素がガラス管５６を摂氏５００度〜８００度の温度でも溶融しやすくする。ガラス管５６の内面に保護膜７０が存在することで、低融点ガラス８３のホウ素のガラス管５６への影響を減少させることができ、低融点ガラス８３の溶融時にガラス管５６の溶融を防止することができる。
３．光の拡散
保護膜７０の金属酸化物Ｘにより、光を拡散する。

【0028】

光拡散膜８０は、以下の機能を有する。
１．光拡散膜８０の低融点ガラス８３は、光拡散膜８０の強度を保つために用いられる。金属酸化物Ｙのみの光拡散膜は、剥離しやすい。
２．光拡散膜８０の低融点ガラス８３は、ガラス管内部に金属酸化物Ｙの粒子を膜として形成するために用いられる。
３．光拡散膜８０の金属酸化物Ｙは、光を拡散分散させるための光拡散剤として用いられる。

【0029】

図５に示すように、光拡散膜８０に入射した光は、低融点ガラス８３内を通過し、金属酸化物Ｙの表面で多方向に反射する。こうして光は光拡散膜８０内で拡散される。

【0030】

光拡散膜８０から保護膜７０に入射した光は、保護膜７０の厚さが薄いため、保護膜７０の金属酸化物Ｘによってある程度拡散され、ガラス管５６に至り、ガラス管５６から出射される。

【0031】

本実施の形態の光拡散カバー４０は、光拡散膜８０に入射する光束を１００％とすると、ガラス管５６から出射される光束は、好適な場合に、９８％以上となる。
保護膜７０がない従来の一般的な樹脂による光拡散膜の場合、光拡散膜８０に入射する光束を１００％とすると、ガラス管５６から出射される光束は８５％であるから、本実施の形態の光拡散カバー４０は、光束比を１３％以上向上させている。

【0032】

以下、金属酸化物Ｘがシリカ、金属酸化物Ｙがシリカである場合について、図６以降に示す具体的データを用いて説明する。図６以降において、表中の太枠内が望ましい値である。

【0033】

各図の列の意味は以下のとおりである。
まず、光拡散カバー４０の仕様となる項目は以下のとおりである。
「光拡散膜８０体積比」：光拡散膜８０の金属酸化物Ｙと低融点ガラス８３と樹脂との体積比。
「Ａ」：金属酸化物Ｙをシリカとした場合。
「Ｂ」：低融点ガラス８３をホウ珪酸塩系低融点ガラスとした場合。
「Ｃ」：低融点ガラス８３の代わりに、樹脂を用いた場合。
「Ｘ保護膜７０シリカ粒径」：保護膜７０の金属酸化物Ｘがシリカの場合のシリカ平均粒径
「保護膜７０シリカ膜厚」：保護膜７０の厚さ。
「Ｙ光拡散膜８０シリカ粒径」：光拡散膜８０の金属酸化物Ｙがシリカの場合のシリカ平均粒径
「光拡散膜８０シリカ膜厚」：光拡散膜８０の厚さ

【0034】

上記仕様に対する結果の項目は以下のとおりである。
「光束比」：光の透過率。９６％以上、望ましくは、９８％以上を目安にする。
「拡散性」：光の拡散の度合い。
「膜強度」：ＪＩＳ規定のひっかき試験による光拡散膜８０の接着強度。
「ガラス強度」：ガラスの衝撃に対する耐性。

【0035】

評価結果の記号の意味は以下のとおりである。
二重丸：優良。
一重丸：良好。
三角：普通。
バツ：不良。
なお、以下の記載で、「Ａ〜Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下を意味する。
以下、「良好」と「優良」の状態を、良好状態と呼ぶ。

【0036】

図６は、比較例１〜３のデータ図である。
比較例１は、光拡散膜８０の体積比で金属酸化物Ｙの含有率が７０％であり、樹脂の含有率が３０％で、保護膜７０がない場合であるが、光束比に難点がある。
比較例２は、光拡散膜８０が金属酸化物Ｙ（シリカ）のみであり、保護膜７０がない場合であるが、拡散性と膜強度に難点がある。
比較例３は、光拡散膜８０が低融点ガラス８３のみであり、保護膜７０がない場合であるが、拡散性とガラス強度に難点がある。

【0037】

図７は、比較例４〜７のデータ図である。
図８は、比較例４〜７のシリカ体積比に対する膜厚と光束との関係グラフである。
比較例４〜７では、光拡散膜８０の金属酸化物Ｙ（シリカ）の体積比を変化させ、かつ、光拡散膜８０の厚さを変化させた。
金属酸化物Ｙ（シリカ）が７０％の場合は、膜強度が低下した。また、図８に示すように、金属酸化物Ｙ（シリカ）が７０％の場合は、光束比が低下している。
その結果、金属酸化物Ｙ（シリカ）は７０％未満がよいことになる。望ましくは、６０％以下がよく、できれば５０％±１０％程度、あるいは、５０％がよい。

【0038】

図９は、実施例１〜５のデータ図である。
実施例１〜５では、比較例５に対して保護膜７０を形成し、保護膜７０の厚さを変化させ、かつ、光拡散膜８０の厚さを変化させた。
実施例１〜５に示すように、保護膜７０の厚さが０．５〜５．０μｍの場合、かつ、光拡散膜８０の厚さが５〜２０μｍの場合、比較例５と比べて、ガラス強度が改善された。保護膜７０により、ガラス強度が高くなることが分かる。
しかし、保護膜７０の厚さが５．０μｍの場合、膜強度が低下した。したがって、実施例１〜５の条件では、保護膜７０の厚さが５．０μｍ未満が望ましく、４．０μｍ以下がよく、望ましくは３．０μｍ以下がよい。
また、光拡散膜８０の厚さが厚くなるほど、光束比が低下するが、拡散性が改善された。

【0039】

図１０は、実施例６〜９のデータ図である。
実施例６〜９では、比較例６に対して保護膜７０を形成し、保護膜７０の厚さを変化させ、かつ、光拡散膜８０の厚さを変化させた。
実施例６〜９に示すように、保護膜７０の厚さが０．５〜５．０μｍの場合、かつ、光拡散膜８０の厚さが５〜２０μｍの場合、比較例６と比べて、ガラス強度が同等以上に改善された。保護膜７０の厚さが１０．０μｍの場合、膜強度が低下した。
また、光拡散膜８０の厚さが厚くなるほど、光束比が低下するが、拡散性が改善された。

【0040】

図１１は、実施例１０、実施例１１と、実施例１２と、好適値とのデータ図である。

【0041】

実施例１０では、実施例８の金属酸化物Ｙの含有率が５０％であり低融点ガラス８３の含有率が５０％の場合に、金属酸化物Ｙの粒径を変化させた。
実施例１０に示すように、金属酸化物Ｙの粒径が０．０５〜２０μｍの場合、光束比がやや落ちるが良好状態を満足する。金属酸化物Ｙの粒径が０．０５〜１μｍの場合、光束比が９７．５％以上になりかつ拡散性が優良になるので、望ましい。
金属酸化物Ｙの粒径が、３０μｍになると光束比、拡散性、膜強度が低下する。

【0042】

実施例１１では、実施例１０の金属酸化物Ｙの粒径が１５μｍの場合、金属酸化物Ｘの粒径を変化させた。
実施例１１に示すように、金属酸化物Ｘの粒径が０．０５〜０．３μｍの場合、光束比がやや落ちるが光束比９６％以上でありかつ良好状態を満足する。金属酸化物Ｘの粒径が０．０５〜１μｍの場合、光束比が９７．０％になるので、望ましい。
金属酸化物Ｘの粒径が、０．５μｍになると膜強度が低下する。

【0043】

実施例１２は、実施例１〜１１の結果及びその他の試験から求めた「最適値」の組み合わせである。「最適値」として、以下の値の組み合わせがよい。あるいは、以下の値の±１０％（望ましくは±５％、さらに望ましくは±２％）の範囲がよい。
「光拡散膜８０体積比」：金属酸化物Ｙの含有率が５０％±１０％、低融点ガラス８３の含有率が５０％±１０％
「Ｘ保護膜７０シリカ粒径」：０．１μｍ±１０％
「保護膜７０シリカ膜厚」：１．０μｍ±１０％
「Ｙ光拡散膜８０シリカ粒径」：１．０μｍ±１０％
「光拡散膜８０シリカ膜厚」：１０．０μｍ±１０％
金属酸化物Ｙの含有率が５０％＋１０％の場合、低融点ガラス８３の含有率が５０％−１０％になる。金属酸化物Ｙの含有率が５０％−１０％の場合、低融点ガラス８３の含有率が５０％＋１０％になる。すなわち、光拡散膜８０は、金属酸化物Ｙと低融点ガラス８３のみからなり、金属酸化物Ｙの含有率＋低融点ガラス８３の含有率＝１００％となる。
このとき、光束比が９８％になり、拡散性とガラス強度が良好になり、膜強度が優良になる。

【0044】

また、実施例１〜１１の結果及びその他の試験からは、図１１の最下行の「好適値」のとおり、以下の値の組み合わせがよい。
「光拡散膜８０体積比」：金属酸化物Ｙの含有率が３０％〜５０％、低融点ガラス８３の含有率が７０％〜５０％
「Ｘ保護膜７０シリカ粒径」：０．０５〜０．３μｍ
「保護膜７０シリカ膜厚」：０．５〜５．０μｍ
「Ｙ光拡散膜８０シリカ粒径」：０．０５〜２０μｍ
「光拡散膜８０シリカ膜厚」：５．０〜２０．０μｍ

【0045】

以下、光束比が９７％以上になり、拡散性と膜強度とガラス強度と良好状態になる仕様を実施例１〜１１に沿って説明する。

【0046】

実施例１〜９の結果からは、以下の値の組み合わせがよい。
「光拡散膜８０体積比」：金属酸化物Ｙの含有率が３０％〜５０％、低融点ガラス８３の含有率が７０％〜５０％
「Ｘ保護膜７０シリカ粒径」：０．０５μｍ
「保護膜７０シリカ膜厚」：０．５〜５．０μｍ
「Ｙ光拡散膜８０シリカ粒径」：０．１μｍ
「光拡散膜８０シリカ膜厚」：５．０〜２０．０μｍ
上記仕様の中で、光束比を重視するならば、「光拡散膜８０シリカ膜厚」を５．０μｍにするのがよい。
上記仕様の中で、拡散性を重視するならば、「光拡散膜８０シリカ膜厚」を２０．０μｍにするのがよい。
上記仕様の中で、光束比と拡散性の両方を重視するならば、「光拡散膜８０シリカ膜厚」を１０．０μｍにするのがよい。

【0047】

実施例１０の結果からは、以下の値の組み合わせがよい。
「光拡散膜８０体積比」：金属酸化物Ｙの含有率が５０％、低融点ガラス８３の含有率が５０％
「Ｘ保護膜７０シリカ粒径」：０．０５μｍ
「保護膜７０シリカ膜厚」：５．０μｍ
「Ｙ光拡散膜８０シリカ粒径」：０．０５〜２０．０μｍ
「光拡散膜８０シリカ膜厚」：２０．０μｍ
上記仕様の中で、光束比と拡散性を重視するならば、「Ｙ光拡散膜８０シリカ粒径」を０．０５〜１．０μｍにするのがよい。

【0048】

実施例１１の結果からは、以下の値の組み合わせがよい。
「光拡散膜８０体積比」：金属酸化物Ｙの含有率が５０％、低融点ガラス８３の含有率が５０％
「Ｘ保護膜７０シリカ粒径」：０．０５〜３．０μｍ
「保護膜７０シリカ膜厚」：５．０μｍ
「Ｙ光拡散膜８０シリカ粒径」：１５．０μｍ
「光拡散膜８０シリカ膜厚」：２０．０μｍ
上記仕様の中で、光束比を重視するならば、「Ｘ保護膜７０シリカ粒径」を０．０５〜０．１μｍにするのがよい。

【0049】

以上のように、この実施の形態の光拡散カバー４０は、直管形ＬＥＤランプの光拡散カバーに用いるのが好適である。
この実施の形態の光拡散カバー４０は、素材をガラス管５６とし、ガラス管５６の内側表面に金属酸化物Ｘからなる０．５〜５．０μｍの厚さの保護膜７０を形成した後に、５．０μｍ〜２０．０μｍの厚さの光拡散膜８０を内側に形成する。
光拡散膜８０に低融点ガラス８３を使用するため、樹脂を使用する場合に比べて光拡散膜８０による光束透過を向上させることができる。

【0050】

この実施の形態の光拡散カバー４０の光拡散膜８０は、低融点ガラス８３と平均粒径が０．０５μｍ〜２０．０μｍである金属酸化物Ｙの粒子を用いており、光拡散膜８０中の金属酸化物Ｙの含有率が３０％から５０％である。この光拡散膜８０をガラス管５６内の保護膜７０の内側に５．０〜２０．０μｍの厚さで形成する。

【0051】

また、ガラス管５６と光拡散膜８０の間に、平均粒径が０．０５μｍ〜０．３μｍである金属酸化物Ｘの粒子からなる保護膜７０を形成する。

【0052】

この実施の形態の光拡散カバー４０の光拡散膜８０によれば、厚さを薄くでき、光の拡散性はそのままでＬＥＤのデバイスが見えにくくなる。加えて光拡散膜８０が薄いので光の吸収が少なく、直進または拡散されてランプの外にでる光の割合は膜が厚い場合より多い。

【0053】

以上のように、この実施の形態のＬＥＤランプの光拡散カバー４０は、ガラス管５６の内面に金属酸化物Ｘの保護膜７０が形成され、前記保護膜７０の上面に光拡散膜８０が形成された光拡散カバーである。
光拡散膜８０は、金属酸化物Ｙとガラス管５６の溶解温度よりも低い温度で溶解する低融点ガラス８３とからなる。

【0054】

この実施の形態のＬＥＤランプの光拡散カバー４０は、低融点ガラス８３を用いることにより、樹脂で発生する経年劣化による着色を回避することができるとともに、光束の低下を抑制することができる。
また、低融点ガラス８３は、樹脂と比較し、光透過率もよいことから、長時間経過後においても着色が少なく、高い拡散性機能を備えつつ、明るい光拡散カバーを装着したＬＥＤランプを実現することができる。

【0055】

前記保護膜７０は、平均粒子径が５０〜３００ｎｍである金属酸化物Ｘからなり、前記保護膜７０の厚さは０．５〜５．０μｍである。

【0056】

このような、保護膜７０を形成することにより、金属酸化物Ｙと低融点ガラス８３とで形成した光拡散膜８０のみの場合（例えば比較例４〜６）のようにガラス強度の低下により割れることがない。
また、金属酸化物Ｘの粒径、保護膜７０の厚さをコントロールすることにより、保護膜７０による、光拡散膜８０とガラス管５６への被着強度や膜強度が弱くならないＬＥＤランプを実現できる。

【0057】

前記光拡散膜８０は、平均粒子径が５０〜２０００ｎｍである金属酸化物Ｙと、低融点ガラス８３からなり、前記光拡散膜８０に対し金属酸化物Ｙが３０〜６０％の体積比で存在し、前記光拡散膜８０の厚さは５．０〜２０．０μｍである。
前記光拡散膜８０に対し、金属酸化物Ｙは、７０％未満がよく、例えば、６０％以下がよいし、５０％±１０％がなおよい。

【0058】

このように金属酸化物Ｙと低融点ガラス８３を組合せて形成した光拡散膜８０とすることで、光拡散効果を向上し、金属酸化物Ｙの粒径、金属酸化物Ｙの含有量、光拡散膜８０の膜厚を最適化することで、膜強度を保ちながら、薄くても光拡散効果の大きいＬＥＤランプを実現できる。

【0059】

金属酸化物Ｘと、金属酸化物Ｙは、それぞれ、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛のうち、少なくとも１つを含む。金属酸化物Ｘと金属酸化物Ｙとは同一の金属酸化物であることが望ましい。また、金属酸化物Ｘと金属酸化物Ｙとは、シリカであることが望ましい。その際、接着剤としてシリコーンを用いるのが望ましい。

【0060】

前記低融点ガラス８３は、硼硅酸ビスマス塩系ガラス、硼酸ビスマス亜鉛系ガラス、アルミノリン酸塩系ガラス、リン酸亜鉛系ガラス、ホウ珪酸塩系ガラスのうち、少なくとも１つを含む。前記低融点ガラス８３は、ホウ珪酸塩系低融点ガラスが望ましい。

【0061】

なお、上記各値は、各値の±１０％（望ましくは±５％、さらに望ましくは±２％）の範囲で変化しても、各値と同じ効果あるいは類似の効果を奏する。
また、保護膜７０と光拡散膜８０には、上記以外の物質が例えば１０％程度以内の範囲で混入していてもかまわない。

【0062】

実施の形態２．
以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
図３に示したように、この実施の形態２のガラス管５６の内面に形成されている光拡散膜８０は全周にある。
一方、図１２は、比較例であるが、ガラス管５６の内面に形成されている光拡散膜８０は、全周にない。アパーチャー９１には、光拡散膜８０が存在していない。比較例では、接着剤９０は、光拡散膜８０のアパーチャー９１に塗布され、ガラス管５６の内面とヒートシンク５４の外周面とを接着する。

【0063】

この実施の形態２の光拡散カバー４０は、接着剤９０をシリコーン、金属酸化物Ｘをシリカとし、金属酸化物Ｙを結晶性シリカとする。
このため、光拡散膜８０の上から接着剤９０を塗っても接着力が落ちることがなくなり、アパーチャー９１を作成することなく、光拡散膜８０を塗布することができる。
これにより、接着剤９０の塗布部分が目立たなくなり、接着剤塗布の幅に気を使わなくてよい分、生産性が向上する。
また、金属酸化物Ｘをシリカとし、金属酸化物Ｙを結晶性シリカとすることで、ＬＥＤ本体（ヒートシンク５４）からガラス管５６への熱伝導率を向上させることができる。

【0064】

以上のように、この実施の形態の光拡散カバー４０は、ガラス管５６と、ガラス管５６の内側全周に設けられ金属酸化物Ｙと低融点ガラス８３とを有し光を拡散する光拡散膜８０とを備えている。
そして、この実施の形態の拡散光源５０は、ガラス管５６とＬＥＤ本体（ヒートシンク５４）との接合に、シリコーン系の接着剤９０を用いる。

【0065】

なお、光拡散膜８０の仕様を、実施の形態１の光拡散膜８０の仕様と同じにしてもよい。
また、この実施の形態の接着剤９０による光拡散膜８０とヒートシンク５４との接着という点のみからみれば、保護膜７０はなくてもよく、実施の形態２の光拡散カバー４０は、接着剤９０をシリコーン、金属酸化物Ｙを結晶性シリカとすればよい。もちろん、保護膜７０があれば、保護膜７０の機能が発揮されるから、保護膜７０があればなおよい。

【0066】

実施の形態３．
以上の各実施の形態及び各実施例において、光拡散カバー４０の素材に筒状のガラス管を用いたが、本発明の適用形状は管状とは限らない。例えば、平面又は曲面のガラス板の少なくとも片側一方に光拡散膜を形成すれば、平面上の又は曲面状の拡散光源に応用することも可能である。

【0067】

例えば、光拡散カバー４０のガラス（ガラス板）の形状は、筒状に限らず、平板状、箱状、球状、ボール状、釣鐘状、ドーム状、円錐状、角錐状、柱状、蒲鉾状、山状、ドーナツ状、リング状、環状、帯状、放射状、あるいは、これらの組み合わせ等の形状でもかまわない。
ここで、単に、ガラス（ガラス板）という場合は、低融点ガラス８３とは異なるガラスであり、前述した各実施の形態及び各実施例において説明したガラス管５６と同じように、低融点ガラス８３の融点以上の融点を有しているガラス（ガラス板）のことをいう。
なお、拡散光源５０も、筒状に限らず、平板状、箱状、球状、ボール状、釣鐘状、ドーム状、円錐状、角錐状、柱状、蒲鉾状、山状、ドーナツ状、リング状、環状、帯状、放射状、あるいは、これらの組み合わせ等の形状でもかまわない。
また、さらに、光源はＬＥＤでなくてもよく、光を発するものであればよい。
また、市販されている照明ランプ等の既存の光源（既製品ランプ）を、前述した各実施の形態で述べた光拡散カバー４０で覆うことにより、拡散光源５０を製造してもよい。

【0068】

以上のように、この実施の形態の光拡散カバー４０は、
ガラスと、
前記ガラスの片方の面に形成された金属酸化物Ｘの保護膜７０と、
前記保護膜７０のガラスがある面と反対の面に形成され、金属酸化物Ｙとガラスの溶解温度よりも低い温度で溶解する低融点ガラス８３とからなる光拡散膜８０と
を備えている点が特徴である。

【0069】

なお、上記各実施の形態で示した各値は、各値の±１０％（望ましくは±５％、さらに望ましくは±２％）の範囲で変化しても、各値と同じ効果あるいは類似の効果を奏する。
また、保護膜７０と光拡散膜８０には、上記以外の物質が例えば１０％程度又は５％程度以内の範囲で混入していてもかまわない。

【0070】

以上のように、実施の形態１〜３の光拡散カバーは、
ガラスと、
前記ガラスの片方の面に形成された金属酸化物Ｘの保護膜と、
前記保護膜のガラスがある面と反対の面に形成され、ガラスの溶解温度よりも低い温度で溶解する低融点ガラスと金属酸化物Ｙとからなる光拡散膜と
を備えたことを特徴とする。

【0071】

前記保護膜は、平均粒子径が０．０５〜０．３μｍである金属酸化物Ｘからなり、
前記保護膜の厚さは、０．５〜５．０μｍであることを特徴とする。

【0072】

前記光拡散膜は、
平均粒子径が０．０５〜２０．０μｍである金属酸化物Ｙと、
前記ガラスの融点よりも低い融点の低融点ガラスと
からなり、
前記光拡散膜に対し金属酸化物Ｙが３０〜６０％の体積比で存在し、
前記光拡散膜の厚さは、５．０〜２０．０μｍであることを特徴とする。

【0073】

前記光拡散膜の体積比において、
金属酸化物Ｙの含有率が５０％±１０％、
低融点ガラスの含有率が５０％±１０％であることを特徴とする。

【0074】

前記金属酸化物Ｘの粒子径が０．１μｍ±１０％、
前記保護膜の膜厚が１．０μｍ±１０％
であることを特徴とする。

【0075】

前記金属酸化物Ｙの粒子径が１．０μｍ±１０％、
前記光拡散膜の膜厚が１０．０μｍ±１０％
であることを特徴とする。

【0076】

前記金属酸化物Ｘと前記金属酸化物Ｙとはそれぞれ、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする。

【0077】

前記低融点ガラスは、硼硅酸ビスマス塩系ガラス、硼酸ビスマス亜鉛系ガラス、アルミノリン酸塩系ガラス、リン酸亜鉛系ガラス、ホウ珪酸塩系ガラスのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする。

【0078】

実施の形態１〜３の拡散光源は、
前記光拡散カバーと、
発光ダイオード（ＬＥＤ）を搭載した発光部とを備え、
光拡散膜と発光部とを接着剤で接着したことを特徴とする。

【0079】

前記金属酸化物Ｙは、結晶性シリカであり、接着剤は、シリコーン系接着剤であることを特徴とする。

【符号の説明】

【0080】

４０ 光拡散カバー、５０ 拡散光源、５１ ＬＥＤ、５２ 基板、５４ ヒートシンク、５５ 口金、５６ ガラス管、５７ ガラス内面傷、５８ 給電端子、６０ 発光部、６２ 平板部、６３ 弧状部、６４ 中空部、７０ 保護膜、８０ 光拡散膜、８３ 低融点ガラス、９０ 接着剤、９１ アパーチャー、Ｘ 金属酸化物、Ｙ 金属酸化物。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】