JP2928784B2 - 多層膜反射鏡 - Google Patents
多層膜反射鏡Info
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- JP2928784B2 JP2928784B2 JP5142423A JP14242393A JP2928784B2 JP 2928784 B2 JP2928784 B2 JP 2928784B2 JP 5142423 A JP5142423 A JP 5142423A JP 14242393 A JP14242393 A JP 14242393A JP 2928784 B2 JP2928784 B2 JP 2928784B2
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- Japan
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- multilayer film
- film
- zns
- heat resistance
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、投光照明などに使用さ
れる多層膜反射鏡に係り、特に、耐久性を向上させた多
層膜反射鏡に関する。
れる多層膜反射鏡に係り、特に、耐久性を向上させた多
層膜反射鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ハロゲン電球用反射鏡におけるガ
ラス基板の内面側に薄膜として被膜される多層膜は、均
一性が得られやすい硫化亜鉛（ＺｎＳ）で高屈折率膜を
形成するとともに弗化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）あるい
は二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）で低屈折率膜を形成し、これ
らを交互に積層した交互層が反射鏡の多層膜として採用
され、ハロゲン電球の中央に光源として装着されている
ハロゲンランプからの可視光を反射鏡で反射させ、かつ
熱線については反射鏡を透過させている。
ラス基板の内面側に薄膜として被膜される多層膜は、均
一性が得られやすい硫化亜鉛（ＺｎＳ）で高屈折率膜を
形成するとともに弗化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）あるい
は二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）で低屈折率膜を形成し、これ
らを交互に積層した交互層が反射鏡の多層膜として採用
され、ハロゲン電球の中央に光源として装着されている
ハロゲンランプからの可視光を反射鏡で反射させ、かつ
熱線については反射鏡を透過させている。
【０００３】ところで、ＺｎＳ−ＭｇＦ2 系の多層膜は
耐湿性には優れているが耐熱性に劣るため、比較的熱負
荷が低く、長寿命である光源、例えば低出力・長寿命型
ハロゲンランプに適用されている。また、ＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ2 系の多層膜は耐熱性には優れているが耐湿性に劣る
ため、熱負荷が高く、短寿命である光源、例えば高出力
・短寿命型ハロゲンランプに適用されている。
耐湿性には優れているが耐熱性に劣るため、比較的熱負
荷が低く、長寿命である光源、例えば低出力・長寿命型
ハロゲンランプに適用されている。また、ＺｎＳ−Ｓｉ
Ｏ2 系の多層膜は耐熱性には優れているが耐湿性に劣る
ため、熱負荷が高く、短寿命である光源、例えば高出力
・短寿命型ハロゲンランプに適用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た多層膜反射鏡は、その多層膜が耐熱性あるいは耐湿性
のいずれかの特性において欠点を有しているため、光源
の性能に応じて適当するものを選択して使用しなければ
ならないという問題を有しており、また、近年は光源の
高出力化・長寿命化が進むにつれて、耐熱性と耐湿性の
両方の特性に優れた多層膜が要望されるようになってい
る。
た多層膜反射鏡は、その多層膜が耐熱性あるいは耐湿性
のいずれかの特性において欠点を有しているため、光源
の性能に応じて適当するものを選択して使用しなければ
ならないという問題を有しており、また、近年は光源の
高出力化・長寿命化が進むにつれて、耐熱性と耐湿性の
両方の特性に優れた多層膜が要望されるようになってい
る。
【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、耐熱性と耐湿性がともに優れた特性を有し、高出力
・長寿命型光源に適用可能な多層膜反射鏡を提供するこ
とを目的とする。
で、耐熱性と耐湿性がともに優れた特性を有し、高出力
・長寿命型光源に適用可能な多層膜反射鏡を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、湾曲面を有する反射基板上に、高屈折率
膜として硫化亜鉛の薄膜と低屈折率膜として弗化ストロ
ンチウムの薄膜を交互に積層し、その後、交互積層した
前記薄膜を４００℃〜５２０℃の温度で３０分〜９０分
間焼成して硬化させたことを特徴とする。
成するために、湾曲面を有する反射基板上に、高屈折率
膜として硫化亜鉛の薄膜と低屈折率膜として弗化ストロ
ンチウムの薄膜を交互に積層し、その後、交互積層した
前記薄膜を４００℃〜５２０℃の温度で３０分〜９０分
間焼成して硬化させたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明は上記のように構成したので、多層膜反
射鏡は耐熱性と耐湿性の両方の特性において優れた特性
を有し、高出力・長寿命型の光源に十分適用できる。
射鏡は耐熱性と耐湿性の両方の特性において優れた特性
を有し、高出力・長寿命型の光源に十分適用できる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【０００９】図１において、1 はガラス基板、例えばハ
ロゲン電球用反射体のガラス基板であり、一面を回転放
物面からなる凹面2 で形成されている。この凹面2 の中
央には光源としてハロゲンランプ3 が装着されており、
さらに凹面2 上には高耐久性薄膜としての多層膜4 が被
膜され反射鏡5 が形成される。反射鏡5 に被膜されてい
る多層膜4 によりハロゲンランプ3 から出射される可視
光が反射され、熱線が反射鏡5 を透過する多層膜4 は、
硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなる高屈折率膜（Ｈ）と弗化ス
トロンチウム（ＳｒＦ2 ）からなる低屈折率膜（Ｌ）と
を２１層交互に積層したＺｎＳ−ＳｒＦ2 系多層膜であ
る。すなわち、λ1 ＝６００ｎｍの設計波長で、光学膜
厚１／４λのＨ1 とＬ1 を交互に６層ずつ合計１２層積
層し、次にこの上にλ2 ＝４５０ｎｍの設計波長で、光
学膜厚１／４λのＨ2 とＬ2 を交互に４層ずつ合計８層
積層し、さらにＨ2 を１層付加し合計２１層積層した多
層膜4 である。この多層膜4 は真空蒸着法により、 (1) 真空度 １×１０-4〜５×１０-4Torr (2) 基板温度 １５０〜２５０℃ (3) 蒸発源 エレクトロビーム（電子銃） の蒸着条件で成膜した。
ロゲン電球用反射体のガラス基板であり、一面を回転放
物面からなる凹面2 で形成されている。この凹面2 の中
央には光源としてハロゲンランプ3 が装着されており、
さらに凹面2 上には高耐久性薄膜としての多層膜4 が被
膜され反射鏡5 が形成される。反射鏡5 に被膜されてい
る多層膜4 によりハロゲンランプ3 から出射される可視
光が反射され、熱線が反射鏡5 を透過する多層膜4 は、
硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなる高屈折率膜（Ｈ）と弗化ス
トロンチウム（ＳｒＦ2 ）からなる低屈折率膜（Ｌ）と
を２１層交互に積層したＺｎＳ−ＳｒＦ2 系多層膜であ
る。すなわち、λ1 ＝６００ｎｍの設計波長で、光学膜
厚１／４λのＨ1 とＬ1 を交互に６層ずつ合計１２層積
層し、次にこの上にλ2 ＝４５０ｎｍの設計波長で、光
学膜厚１／４λのＨ2 とＬ2 を交互に４層ずつ合計８層
積層し、さらにＨ2 を１層付加し合計２１層積層した多
層膜4 である。この多層膜4 は真空蒸着法により、 (1) 真空度 １×１０-4〜５×１０-4Torr (2) 基板温度 １５０〜２５０℃ (3) 蒸発源 エレクトロビーム（電子銃） の蒸着条件で成膜した。
【００１０】続いて、多層膜4 の蒸着完了後、多層膜4
が蒸着された反射鏡5 を電気炉中で４００℃から５２０
℃までの温度範囲で２０℃毎の温度で酸化雰囲気でそれ
ぞれ１時間の焼成処理を施して多層膜4 を硬化したもの
について、耐熱性および耐湿性の評価を行なった。ま
た、ＺｎＳ−ＭｇＦ2 系多層膜とＺｎＳ−ＳｉＯ2 系多
層膜についても同様に成膜し、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 系多層
膜は酸化雰囲気、また、ＺｎＳ−ＭｇＦ2 系多層膜は酸
化されやすいため還元雰囲気でそれぞれ焼成処理を施
し、同様の評価を行なった。その評価結果を表１に示
す。
が蒸着された反射鏡5 を電気炉中で４００℃から５２０
℃までの温度範囲で２０℃毎の温度で酸化雰囲気でそれ
ぞれ１時間の焼成処理を施して多層膜4 を硬化したもの
について、耐熱性および耐湿性の評価を行なった。ま
た、ＺｎＳ−ＭｇＦ2 系多層膜とＺｎＳ−ＳｉＯ2 系多
層膜についても同様に成膜し、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 系多層
膜は酸化雰囲気、また、ＺｎＳ−ＭｇＦ2 系多層膜は酸
化されやすいため還元雰囲気でそれぞれ焼成処理を施
し、同様の評価を行なった。その評価結果を表１に示
す。
【００１１】
【表１】 表１に示す評価は以下に示す評価方法により行なった。
すなわち、 耐熱性…温度４４０℃の電気炉中に放置し、膜の剥離発
生時間を調査する。 耐湿性…温度５０℃、湿度９０％の雰囲気中に放置し、
膜の剥離発生時間を調査する。 であり、これらの評価については膜の剥離発生時間で表
１に示している。
すなわち、 耐熱性…温度４４０℃の電気炉中に放置し、膜の剥離発
生時間を調査する。 耐湿性…温度５０℃、湿度９０％の雰囲気中に放置し、
膜の剥離発生時間を調査する。 であり、これらの評価については膜の剥離発生時間で表
１に示している。
【００１２】表１から明らかなように、ＺｎＳ−ＳｒＦ
2 系多層膜4 はＺｎＳ−ＭｇＦ2 系多層膜に比べて耐熱
性において優れ、また、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 系多層膜に比
べて耐湿性において優れており、それぞれの多層膜が有
している弱点を補い、耐熱性と耐湿性の両方の特性にお
いて優れていることが判明した。
2 系多層膜4 はＺｎＳ−ＭｇＦ2 系多層膜に比べて耐熱
性において優れ、また、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 系多層膜に比
べて耐湿性において優れており、それぞれの多層膜が有
している弱点を補い、耐熱性と耐湿性の両方の特性にお
いて優れていることが判明した。
【００１３】さらに、ＺｎＳ−ＳｒＦ2 系多層膜4 につ
いて、耐熱性と耐湿性試験において最低１００時間の耐
久性が得られるものを実用上問題のない良品と設定し、
この耐久性が得られる最適な焼成処理の温度と時間を確
立するために、焼成処理の温度範囲を拡げるとともにそ
れぞれの焼成温度に対して焼成時間を３０分、６０分お
よび９０分と変化させ、その耐熱性と耐湿性について同
様の評価方法によって詳細な評価を行なった。その評価
結果を表２に示す。
いて、耐熱性と耐湿性試験において最低１００時間の耐
久性が得られるものを実用上問題のない良品と設定し、
この耐久性が得られる最適な焼成処理の温度と時間を確
立するために、焼成処理の温度範囲を拡げるとともにそ
れぞれの焼成温度に対して焼成時間を３０分、６０分お
よび９０分と変化させ、その耐熱性と耐湿性について同
様の評価方法によって詳細な評価を行なった。その評価
結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】 表２において、５５０℃で焼成処理したものは、耐熱性
と耐湿性は優れてはいるが、膜クラックの発生が認めら
れたので、実用上問題ありと判定した。
と耐湿性は優れてはいるが、膜クラックの発生が認めら
れたので、実用上問題ありと判定した。
【００１５】したがって、表２から明らかなように、温
度４００℃時間３０分および６０分の焼成処理において
設定基準を若干下回ってはいるが、試験の誤差範囲と認
められるので、最適焼成処理条件として焼成温度４００
℃〜５２０℃が確立されることが判明した。
度４００℃時間３０分および６０分の焼成処理において
設定基準を若干下回ってはいるが、試験の誤差範囲と認
められるので、最適焼成処理条件として焼成温度４００
℃〜５２０℃が確立されることが判明した。
【００１６】次に、ＺｎＳ−ＳｒＦ2 系多層膜4 の焼成
処理時の雰囲気、すなわち酸化雰囲気と還元雰囲気にお
ける焼成処理について、上記評価と同様にＺｎＳ−Ｓｒ
Ｆ2系多層膜4 の耐熱性と耐湿性の評価を行った。
処理時の雰囲気、すなわち酸化雰囲気と還元雰囲気にお
ける焼成処理について、上記評価と同様にＺｎＳ−Ｓｒ
Ｆ2系多層膜4 の耐熱性と耐湿性の評価を行った。
【００１７】評価の結果は、酸化雰囲気焼成と還元雰囲
気焼成の耐久性の差は殆どないことが判明した。つま
り、ＺｎＳ−ＳｒＦ2 系多層膜4 はどちらの雰囲気の焼
成においても安定し、ＺｎＳ−ＭｇＦ2 系多層膜やＺｎ
Ｓ−ＳｉＯ2 系多層膜の結晶系より安定しているといえ
る。
気焼成の耐久性の差は殆どないことが判明した。つま
り、ＺｎＳ−ＳｒＦ2 系多層膜4 はどちらの雰囲気の焼
成においても安定し、ＺｎＳ−ＭｇＦ2 系多層膜やＺｎ
Ｓ−ＳｉＯ2 系多層膜の結晶系より安定しているといえ
る。
【００１８】ところで、弗化物は一般的に焼成すること
によって酸化してしまう。例えば、ＭｇＦ2 はＭｇＯに
酸化されてしまうために、還元雰囲気中で焼成する必要
がある。しかしながら、ＳｒＦ2 は結晶系が安定してい
るので、１０００℃以下では酸化されにくいという化学
的特性を有しているために、還元雰囲気に限らず酸化雰
囲気でも焼成することが可能であることが上記評価結果
から確認された。また、ＺｎＳ（屈折率２．３）は酸化
雰囲気中の焼成では酸化物ＺｎＳＯ4 （屈折率１．６）
を生成するとされているが、その酸化は光学的特性に影
響を与えない程度であることが見出されており、一方、
薄膜間の付着が強化されることも見出されている。
によって酸化してしまう。例えば、ＭｇＦ2 はＭｇＯに
酸化されてしまうために、還元雰囲気中で焼成する必要
がある。しかしながら、ＳｒＦ2 は結晶系が安定してい
るので、１０００℃以下では酸化されにくいという化学
的特性を有しているために、還元雰囲気に限らず酸化雰
囲気でも焼成することが可能であることが上記評価結果
から確認された。また、ＺｎＳ（屈折率２．３）は酸化
雰囲気中の焼成では酸化物ＺｎＳＯ4 （屈折率１．６）
を生成するとされているが、その酸化は光学的特性に影
響を与えない程度であることが見出されており、一方、
薄膜間の付着が強化されることも見出されている。
【００１９】このように、ＺｎＳ−ＳｒＦ2 系多層膜4
は酸化雰囲気中の焼成に対しても安定していることが判
明した。
は酸化雰囲気中の焼成に対しても安定していることが判
明した。
【００２０】また、ＺｎＳは、多層膜の設計上、他の高
屈折率材料と比較して極めて回り込みが良好であるとい
う特性を有しており、そのため湾曲面を有するガラス基
板1であっても均一な厚さの多層膜4 が得られる。その
上、エレクトロン蒸着においては安定した屈折率のＺｎ
ＳとＳｒＦ2 が得られ、安定した光学的特性を有するＺ
ｎＳ−ＳｒＦ2 系多層膜4 が成膜される。
屈折率材料と比較して極めて回り込みが良好であるとい
う特性を有しており、そのため湾曲面を有するガラス基
板1であっても均一な厚さの多層膜4 が得られる。その
上、エレクトロン蒸着においては安定した屈折率のＺｎ
ＳとＳｒＦ2 が得られ、安定した光学的特性を有するＺ
ｎＳ−ＳｒＦ2 系多層膜4 が成膜される。
【００２１】なお、上記実施例では、ＺｎＳ−ＳｒＦ2
系多層膜4 をハロゲン電球用反射鏡5 に適用したが、こ
れに限ることはなく、バンドパスフィルター、コールド
ミラー、カラーフィルターなどの光学的多層膜にも適用
できることは勿論である。
系多層膜4 をハロゲン電球用反射鏡5 に適用したが、こ
れに限ることはなく、バンドパスフィルター、コールド
ミラー、カラーフィルターなどの光学的多層膜にも適用
できることは勿論である。
【００２２】また、多層膜4 の被膜を真空蒸着法により
成膜したが、これに限定されることはなく、スパッタリ
ング法やイオンプレーティング法など他の方法でもよ
く、同様の作用効果が得られる。
成膜したが、これに限定されることはなく、スパッタリ
ング法やイオンプレーティング法など他の方法でもよ
く、同様の作用効果が得られる。
【００２３】また、本発明は上記実施例に限定されるこ
となく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々
変形可能なことは勿論である。
となく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々
変形可能なことは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の多層膜反
射鏡によれば、高屈折率膜として硫化亜鉛の薄膜と低屈
折率膜として弗化ストロンチウムの薄膜を交互に積層し
たことにより、耐熱性と耐湿性の両方の特性において優
れた特性を有し、高出力・長寿命型の光源に十分適用で
きるという効果を奏する。
射鏡によれば、高屈折率膜として硫化亜鉛の薄膜と低屈
折率膜として弗化ストロンチウムの薄膜を交互に積層し
たことにより、耐熱性と耐湿性の両方の特性において優
れた特性を有し、高出力・長寿命型の光源に十分適用で
きるという効果を奏する。
【図１】本発明の多層膜反射鏡を適用したハロゲン電球
の一部切欠断面図である。
の一部切欠断面図である。
4 …多層膜 5 …反射鏡（多層膜反射鏡）
Claims (1)
- 【請求項１】 湾曲面を有する反射基板上に、高屈折率
膜として硫化亜鉛の薄膜と低屈折率膜として弗化ストロ
ンチウムの薄膜を交互に積層し、その後、交互積層した
前記薄膜を４００℃〜５２０℃の温度で３０分〜９０分
間焼成して硬化させたことを特徴とする多層膜反射鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5142423A JP2928784B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 多層膜反射鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5142423A JP2928784B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 多層膜反射鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076612A JPH076612A (ja) | 1995-01-10 |
| JP2928784B2 true JP2928784B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=15314988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5142423A Expired - Lifetime JP2928784B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 多層膜反射鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2928784B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2413042B1 (en) | 2009-03-26 | 2020-09-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Temperature regulator, fluid supply system, heating system, method of fixing temperature regulator, and fluid supply method |
| US9481426B2 (en) | 2013-11-08 | 2016-11-01 | Suzuki Motor Corporation | Swing arm |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0434501A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-05 | Toshiba Glass Co Ltd | 多層光干渉膜 |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP5142423A patent/JP2928784B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH076612A (ja) | 1995-01-10 |
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