JP4138186B2 - 電球用アンバーコーティング膜 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンバー色光透過フィルタとして自動車用電球及び灯具、あるいは装飾用電球などに使用される電球用アンバーコーティング膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４はアンバー色の光のみを透過させる従来のアンバーコーティングフィルタの構成を示す断面図である。同図の（ａ）に示す従来例１は、基板１上にオレンジ色（アンバー色）の顔料Ｐを成膜した単層膜のフィルタであり、（ｂ）に示す従来例２は、基板１上に高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌを交互に積層した多層膜のフィルタである。
【０００３】
上記の膜は、ディップ式、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などで成膜され、また多層膜の高屈折率層ＨはＴｉＯ₂ ，Ｔａ₂ Ｏ₅ などが用いられ、低屈折率層ＬはＳｉＯ₂ ，ＭｇＦ₂ などが用いられ、それらが交互に４０層程度積層される。
【０００４】
表１に従来例２の膜構成を示す。基板１側から１番目として外側の３５番目までの各層Ｈ，Ｌの材料、屈折率及び光学膜厚（ｎｍ）を示す。
【０００５】
【表１】

【０００６】
図１５は従来例２の多層膜の透過率特性を示す図である。図示のように、波長５８０ｎｍから透過率（％）が立ち上がり、黄色と赤色の光が混ざったアンバー色の光として出ていく。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来のアンバーコーティング膜にあっては、次のような問題点があった。
【０００８】
単層膜のものは、顔料によるものなので、透過率が低く、また耐熱性が劣っており、例えば管球の点灯温度によって特性劣化が生じる。
【０００９】
多層膜のものは、積層数が多いために、成膜時間が長くなり、コスト高となるとともに、積層膜総数が多い結果としてクラックが発生し易く、また材料費からもコスト高となる。
【００１０】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、透過率が高く積層数を減らすことができ、コスト低減を図ることができるとともに、耐熱性にも優れ、光学特性の劣化を生じることのない電球用アンバーコーティング膜を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電球用アンバーコーティング膜は、次のように構成したものである。
【００１２】
（１）電球表面にコーティングした光学特性の異なる複数の層を有したアンバーコーティング膜であって、最外層をＴａ_２Ｏ_５からなる金属酸化膜層とし、かつ、可視光域に吸収性のあるＳｉ、ａ−Ｓｉ、ｐｏｌｙ−Ｓｉのいずれかによって形成された可視光吸収層と、前記金属酸化膜層より低屈折率の前記ＳｉＯ_２層を交互に積層し、前記金属酸化膜層、前記可視光吸収層及びＳｉＯ _２ 層の合計が９層であることを特徴とする電球用アンバーコーティング膜。
【００１３】
（２）前記内側の第１層をＴａ _２ Ｏ _５ からなる金属酸化膜層としたことを特徴とする前記（１）記載の電球用アンバーコーティング膜。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を実験結果に基づき、図面を用いて説明する。
【００２２】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の構成を示す断面図である。同図中、１はガラス基板で、これはハロゲンランプのバルブやＡｌ₂ Ｏ₃ などの材質であっても良い。２はこの基板１上に前述の成膜法により成膜された多層膜で、光学特性の異なる複数の層からなり、少なくとも一層は可視光域に吸収性のある可視光吸収層Ａｂｓとなっている。本実施例では、可視光吸収層Ａｂｓと低屈折率層Ｌが交互に積層されている。
【００２３】
表２に実施例１の多層膜２の構成を示す。可視光吸収層ＡｂｓにＳｉを使用しているが、他にａ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉｘＯｙ（ｘ，ｙは正数）を用いても良く、可視光域に吸収性があればＦｅ₂ Ｏ₃ ，Ｃｒ₂ Ｏ₃ なども使用可能である。
【００２４】
【表２】

【００２５】
図２は実施例１の透過率特性を示す図である。アンバー色の光を透過する波長５８０ｎｍからアンバー色光を透過し始め、５０％以上の透過率が得られている。また、可視光吸収層Ａｂｓとして、Ｓｉに酸素を添加したＳｉｘＯｙを用いると、吸収が減ってアンバー色の透過率が高くなる。
【００２６】
（実施例２）
図３は本発明の実施例２の構成を示す断面図である。本実施例の多層膜３は、実施例１の多層膜で最外層を金属酸化膜層Ｍとしたものである。金属酸化膜層ＭとしてはＴａ₂ Ｏ₅ を用いているが、他にＴｉＯ₂ ，ＺｒＯ₂ ，ＺｎＯ，Ｎｂ₂ Ｏ₅ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＣｅＯ₂ ，Ｌａ₂ Ｏ₃ ，ＳｉＯ₂ ，ＭｇＦ₂ 等で形成することができる。表３に実施例２の多層膜３の構成を示す。
【００２７】
【表３】

【００２８】
ハロゲンランプは通電すると３００〜６００℃の高温になり、この温度でＳｉは酸化されるため、上述の実施例１では高温のハロゲンランプのようなサンプルには使用できない。そこで本実施例では、Ｓｉの酸化を防ぐために金属酸化膜層Ｍを最外層に用いている。これにより、劣化のないアンバーコーティングランプやアンバーコーティングフィルタが実現できる。
【００２９】
図４は実施例２の透過率特性を示す図である。本実施例ではさらにＳｉ層を１層減らしているため、吸収が減り、アンバー光の透過率も向上する。
【００３０】
（実施例３）
図５は本発明の実施例３の構成を示す断面図である。本実施例の多層膜４は、実施例２の多層膜で内側（バルブ表面側）の第１層のＳｉ層も金属酸化膜層Ｍとしたものである。表４に実施例３の多層膜４の構成を示す。
【００３１】
【表４】

【００３２】
図６は実施例３の透過率特性を示す図である。内側のＳｉ層も金属酸化膜層Ｍに替えたことにより、実施例２よりもアンバー光の透過率はさらに良くなっている。
【００３３】
（実施例４）
図７は本発明の実施例４の構成を示す断面図である。本実施例の多層膜５は、最外層をＳｉＯ₂ 、ＭｇＦ₂ 等の低屈折率層Ｌとし、この低屈折率層Ｌと可視光吸収層Ａｂｓを交互に積層させている。また、内側（バルブ側）の第１層も低屈折率層Ｌとしているが、これは省略しても透過率特性に影響しない。但し、これらの低屈折率層Ｌの光学膜厚はλ／２としている。表５に実施例４の多層膜５の構成を示す。
【００３４】
【表５】

【００３５】
図８は実施例４の透過率特性を示す図である。透過率特性は多少劣るが、高価な金属酸化膜を用いていないので、その分コスト低減が図れる。
【００３６】
（実施例５）
ハロゲンランプの光量相対強度は、図９の発光スペクトル図に示すように、黄色光よりも赤色光の方が強くなる。そこで、本発明の実施例５では、最外層を赤色光カット用の低屈折率層Ｌとしている。図１０は実施例５の構成を示す断面図である。また、表６に実施例５の多層膜６の構成を示す。内側（バルブ側）の第１層も赤色光カット用の低屈折率層Ｌとしているが、この層は省略しても良い。
【００３７】
【表６】

【００３８】
図１１は実施例５の透過率特性を示す図である。最外層及び内側の第１層を低屈折率層（ｎｄ＝λ／４）Ｌとすることで、波長６３０mm以上の赤色光がカットされ、アンバー色を強く出すことができる。
【００３９】
（実施例６）
図１２は本発明の実施例６の構成を示す断面図である。本実施例は純水なアンバー色を出すためにＤＨＷ（ダブルハーフウェイブ）型を応用して作製したものであり、表７に多層膜７の構成を示す。
【００４０】
【表７】

【００４１】
図１３は実施例６の透過率特性を示す図である。光量は若干減るが、Ｓｉ層の吸収によって４００ｎｍ以降の光がカットされ、６００ｎｍ付近のアンバー光のみ透過されているのがわかる。
【００４２】
以上、本発明の実施例について説明したが、各実施例とも可視光吸収層Ａｂｓを含む多層膜２〜７とすることで、透過率が高くなり、層数も９層前後と減らすことができ、コスト低減を図ることができる。
【００４３】
従来では、顔料を使用した単層膜は透過率が低く、透明金属酸化膜を用いた多層膜は３５層〜４０層と層数が多くなってコスト高となっていたが、上記のように本発明の実施例ではそれを解決している。
【００４４】
また、従来の顔料品と比較すると、本発明の多層膜は耐熱性に優れており、点灯時の温度で光学特性の劣化を生じることはない。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、透過率が高く、積層数を減らすことができ、コスト低減を図ることができるとともに、耐熱性にも優れ、光学特性の劣化も生じることはないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の構成を示す断面図
【図２】 実施例１の透過率特性を示す図
【図３】 本発明の実施例２の構成を示す断面図
【図４】 実施例２の透過率特性を示す図
【図５】 本発明の実施例３の構成を示す断面図
【図６】 実施例３の透過率特性を示す図
【図７】 本発明の実施例４の構成を示す断面図
【図８】 実施例４の透過率特性を示す図
【図９】 裸ランプの発光スペクトルを示す特性図
【図１０】 本発明の実施例５の構成を示す断面図
【図１１】 実施例５の透過率特性を示す図
【図１２】 本発明の実施例６の構成を示す断面図
【図１３】 実施例６の透過率特性を示す図
【図１４】 従来例の構成を示す断面図
【図１５】 従来例２の透過率特性を示す図
【符号の説明】
１ 基板
２ 多層膜
３ 多層膜
４ 多層膜
５ 多層膜
６ 多層膜
７ 多層膜
Ａｂｓ 可視光吸収層
Ｌ 低屈折率層
Ｍ 金属酸化膜層

Claims (2)

1. 電球表面にコーティングした光学特性の異なる複数の層を有したアンバーコーティング膜であって、最外層をＴａ_２Ｏ_５からなる金属酸化膜層とし、かつ、可視光域に吸収性のあるＳｉ、ａ−Ｓｉ、ｐｏｌｙ−Ｓｉのいずれかによって形成された可視光吸収層と、前記金属酸化膜層より低屈折率のＳｉＯ_２層を交互に積層し、前記金属酸化膜層、前記可視光吸収層及び前記ＳｉＯ _２ 層の合計が９層であることを特徴とする電球用アンバーコーティング膜。
2. 前記内側の第１層をＴａ_２Ｏ_５からなる金属酸化膜層としたことを特徴とする請求項１記載の電球用アンバーコーティング膜。

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