JP5177929B2 - 光吸収媒体を具えたランプ - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、内部に光源を配置した光透過性のランプ容器を具えたランプに関するものであり、
このランプが、可視範囲においてスペクトル遷移を示す光吸収媒体を具えて、
前記ランプ容器の少なくとも一部に干渉フィルムを設けてある。
【０００２】
（従来技術）
こうしたランプは、例えば動作中に、指示器（車両信号ランプとも称される）のアンバー色（黄褐色）光源として、あるいはブレーキライトの赤色光源として、黄色光を放出する（ハロゲン）ヘッドランプのような自動車用途に用いられている。こうしたランプは、一般照明用にも用いられている。前記のランプはさらに、交通及び方向標識、輪郭照明、交通信号機、投射照明、及び光ファイバ照明に用いられている。こうしたランプの代替例は、光吸収コーティングと干渉フィルムとの適切な組合わせによって色温度が増加するランプを含む。
【０００３】
冒頭段落に記述した種類のランプは、ドイツ国特許DE-U 86 00 642より既知である。既知のランプでは、青色光を反射する干渉フィルムを、（ハロゲン）ヘッドランプのランプ容器上に設けて、このランプが動作中に黄色光を放出する。これに加えて、前記干渉フィルムが反射した青色光を吸収する光吸収媒体を、ランプ容器の外面上の、ランプ容器と前記干渉フィルムとの間に設けている。
既知のランプの欠点は、ランプの発光の無彩色性が不十分であるということである。
【０００４】
（発明の開示）
本発明の目的は、上記の欠点を除去した、冒頭段落に記述したランプを提供することにある。
【０００５】
このことを達成するために、冒頭段落に記述した種類のランプは、
前記干渉フィルムの反射率Ｒの変化が、４００ｎｍ≦λ≦６９０ｎｍの波長範囲において１０％未満であることを特徴とする。
可視領域の少なくともほぼ全体にわたって、少なくともほぼ平坦な反射スペクトルを有する干渉フィルムをランプに設ける。このことを達成するために、本発明によるランプは、４００ｎｍ≦λ≦６９０ｎｍの波長範囲における前記干渉フィルムの反射率Ｒの変化を１０％未満にする。
所定の変動範囲内では、可視スペクトルの関連範囲において、反射スペクトルに無視できるようなピークあるいはディップ（窪み）が現われない。前記干渉フィルムによる反射が可視領域を通して一様であるので、反射は、可視領域の関連部分における波長には、少なくともほとんど依存しない。本発明による干渉フィルムは、可視領域におけるすべての色を同様に反射して、ランプに無彩色の外観をもたらす。
【０００６】
また、前記光吸収媒体が透過させる光のスペクトル（分光）透過率Ｔが、λ≦７５ｎｍの幅を有する波長範囲において、Ｔ≦０．１５からＴ≧０．７５まで変化する。
ランプ容器に干渉フィルムを設けたランプにおいて、このような比較的急峻なスペクトル特性を有する光吸収媒体を付加する。既知のランプではＦｅ₂Ｏ₃のような光吸収媒体を用いており、そのスペクトル特性は一般に、比較的大きな波長範囲にわたって変化する。結果として、干渉フィルムと光吸収媒体との組合わせのスペクトル透過率が、可視領域の比較的大きな範囲にわたって変化しがちになり、これは一般に不所望な色効果を伴う。既知のランプは動作中には黄色光を放出するが、オフ状態では外観が青色である。
【０００７】
本発明による、比較的急峻なスペクトル特性を有する光吸収媒体を付加することによって、可視領域内でのスペクトルの変化が比較的小さい波長範囲に限定されて、このことは、ランプの発光の無彩色性を得るために好ましい。本発明によるランプは、動作中には所望色の光を放出する。本発明によるランプは、オフ状態では外観が無彩色である。
【０００８】
上述した波長範囲では、前記光吸収媒体が透過させる光の発光スペクトルが、Ｔ≦0.10からＴ≧0.80まで変化することが好ましい。λ≦50nmの幅を有する波長範囲において、前記光吸収媒体が透過させる光のスペクトル透過率Ｔに変化が存在することが好ましい。前記光吸収媒体におけるスペクトル遷移がより急峻になるにつれて、ランプの発光の無彩色性がより良好になる。30nm〜40nmの波長範囲において、前記光吸収媒体における放出スペクトルに変化が生じることが特に好ましい。
【００１１】
既知のランプにおいて、光吸収媒体と干渉フィルムとの組合わせを付加して、この干渉フィルムは、いわゆるステップフィルタを具えている。本明細書において「ステップフィルタ」とは、比較的狭い波長範囲（≦20nm）において、反射スペクトルが比較的尖鋭なスペクトル遷移（Ｒ≒100％〜Ｒ≦10％）を示すことを意味する。このステップフィルタのスペクトル遷移の位置決めは、プロセスの変化に非常に敏感である。小さい変化が直ちにスペクトル遷移の移動をもたらし、その結果、既知のランプがもはや法規的要求に適合しなくなる。既知のランプではさらに、関連するスペクトル範囲において比較的高い反射率を有する干渉フィルムを付加することが必要であり、このため比較的多数の光学層を積層させることが必要になる。これらの高い反射率は、比較的薄い光吸収媒体の比較的小さい効果を十分に増強するために必要である。これに加えて、既知のランプの干渉フィルムにおける光学層は、前記ステップフィルタの高い反射率値を実現するために、少なくともほぼ無吸収性でなければならない。既知のランプでは、前記ステップフィルタのスペクトル遷移は、約530nm〜約540nmの波長範囲内に存在する。
【００１２】
なお、可視領域は一般に、380nm≦λ≦780nmの波長範囲から成る。人間の視感度、及び可視範囲の端部で視感度曲線が急速に減少するということを考慮に入れれば、実際には、本発明によるランプにおける反射スペクトルが、400nm≦λ≦690nmの波長範囲において、少なくともほぼ平坦であれば十分である。ランプの好適例では、380nm≦λ≦780nmの波長範囲における前記干渉フィルムの反射率Ｒの変化を10％未満にする。前記干渉フィルムの反射率における5〜10％の変化が容易に達成可能であることが、実験により示されている。
【００１３】
本発明によるランプの好適例は、前記干渉フィルムの反射率が、0.50≦Ｒ≦0.90の範囲内に存在することを特徴とする。この好適例では、前記干渉フィルムが金属色または銀色の外観を有する。その結果として、本発明によるランプは、自動車用途の指示器ランプとして非常に好適に用いることができる。こうした指示器ランプが放出する光の、当業者に周知の1931 C.I.E.色度図における色点は、法規によって規定されている。ランプ容器の外面に付加する光吸収媒体と干渉フィルムとの組合わせは、ランプの外観を変化させることを可能にする。このことは特に、オフ状態のランプの外観と、動作中にランプが放出する光の色とを区別することを可能にする。その目的は特に、例えば、いわゆるアンバー色ランプまたは赤色ランプのように動作中に特定色を発生して、オフ状態ではランプが少なくともほぼ無彩色の外観を有するようなランプを提供することにある。
【００１４】
車両においては、美観上の理由で、無彩色の外観を有する指示器ランプまたはブレーキライトを提供することが望ましい。ランプを動作させた際のみにランプが所望の色を示して、これにより、ランプが放出する光の色点が法規に適合する。さらに車両においては、アンバー色の指示器ランプを、別個の反射器の代わりにヘッドランプと同じ反射器内に収容する傾向がある。これに加えて、いわゆる「クリアカバー」を設けた発光体を車両に用いることが目的であり、即ち車外に位置する観測者が、これらの発光体内の指示器ランプまたはブレーキランプを直接見ることができる。外観が無彩色であることとは別に、安全上の理由で、このような指示器ランプは、ランプに（偶然に）入射する光の反射光に少なくともほとんど色が付かないことが重要である。例えば、太陽光あるいは対向交通から発生する光が、指示器ランプを具えた車両のヘッドランプに入射した場合には、このヘッドランプの反射による外観が少なくともほぼ無色であるか、あるいはこのランプが反射により少なくともほぼ無色の発光をすべきである。さもなければ、これにより他の道路利用者を混乱させて、不安全及び／または不所望な状況が発生し得る。
【００１５】
本発明によるランプの反射におけるスペクトル特性は、透過におけるスペクトル特性とは異なる。透過においては、ランプが放出する光が、色点に関して法規に適合し、反射においては、このランプが無彩色であり、ランプの外観は例えば銀色である。本発明は特に、車両の指示器ランプまたはブレーキライトに適している。
【００１６】
急峻なスペクトル遷移を有する光吸収媒体と、ランプに無彩色の外観を与える干渉フィルムとの組合わせを具えたランプを用いて、相乗効果が達成される。これに加えて、干渉フィルムが存在することにより、この干渉フィルムが、前記光吸収媒体用の酸素障壁として作用するという点で、前記光吸収媒体の安定性が増加する。さらに、外部紫外光の影響下で、この干渉フィルムが前記光吸収媒体の色の損失に対抗することができ、このことは例えば、適切な材料の選択によって、適切に選択したバンドギャップ（例えばTiO₂）によって、あるいはこの干渉フィルムもＵＶ光を反射することの結果として行われる。ランプの容器上の、光吸収媒体と干渉フィルムとの組合わせの粘性が満足なものであり、動作寿命中に全く、あるいはほとんど変化しないということが、実験によって示されている。本発明によるランプの動作寿命期間中には、ランプに加えたコーティングには、目に見える剥離は検出されない。
【００１７】
急峻なスペクトル遷移を有する光吸収媒体と、ランプに無彩色の外観を与える干渉フィルムとの組合わせを具えたランプを応用することのさらなる利点は、光吸収層のスペクトル特性が、光吸収層におけるスペクトル遷移の位置の変化に対してより鈍感であるということにある。このことは、光吸収層のスペクトル特性が、光吸収媒体の厚さ及び／または濃度の変化に対してより鈍感であることを暗に意味する。
【００１８】
本発明によるランプの好適例は、ランプ容器の壁面が光吸収媒体を具えていることを特徴とする。この光吸収媒体は、例えば石英ガラスまたは硬質ガラスのようなガラス製、あるいは半透明のセラミック材料製のランプ容器の壁面内に容易に含有させることができる。この好適例では、干渉フィルムを、ランプ容器の光源から離れた側壁面に直接付加することが好ましい。前記光吸収媒体を、ランプ容器の壁面と前記干渉フィルムとの中に設けて、この干渉フィルムが反射する光が前記光吸収媒体を２回通過して、これにより吸収プロセスの有効性がさらに改善される。これに加えて、ランプ容器の両側の干渉フィルム間で反射される光が、反射毎に前記光吸収媒体を２回通過する。
【００１９】
ほんはつめいによるランプの代替例は、前記光吸収媒体が、ランプ容器と前記干渉フィルムとの間に位置する光吸収層を具えていることを特徴とする。前記光吸収媒体を、ランプ容器の外面と前記干渉フィルムとの間に配置しているので、前記干渉フィルムが反射する光が前記光吸収媒体を２回通過して、これにより吸収プロセスの有効性がさらに改善される。これに加えて、ランプ容器の両側の干渉フィルム間で反射される光が、反射毎に前記光吸収媒体を２回通過する。
【００２０】
前記光吸収層の厚さｔ_absが、5nm≦ｔ_abs≦5000nmの範囲にあることが好ましい。前記光吸収層の厚さが5nmよりも小さい場合には、吸収がほとんど生じず、意図する色温度の移動が十分に達成されない。この層の厚さが5μmを超える場合には、光が過剰に吸収されて、逆にランプのルーメン出力（照度）に悪影響する。1.5μm≦ｔ_abs≦2μmの厚さを有する光吸収層が非常に適している。光吸収コーティング中の顔料（ピグメント）の濃度によっても、所望の層の厚さにすることを促進することができる。
【００２１】
ランプの好適例は、前記光吸収コーティングが、有機的に改質したシランをゾル−ゲルプロセスにより化学変化させることによって得ることができる網目を具えて、
前記有機的に改質したシランを、構造式R^ISi(OR^II)₃の化合物が形成する群から選択して、
ここにR^Iはアルキル群またはアリール群から構成され、
R^IIはアルキル群から構成される
ことを特徴とする。
【００２２】
前記光吸収層を、開始材料としての有機的に改質したシランを具えた網目から作製することによって、光学的に透明であり、かつ不拡散の光吸収コーティングが得られて、これは400℃までの温度に耐えることができる。前記網目の製造において有機的に改質したシランを用いることによって、R^I群の一部、即ちアルキル群またはアリール群が、最終グループとして網目内に残る。その結果、網目がSi原子当り４つの網目結合を具えず、Si原子当り４つ未満の網目結合を具える。このようにして、例えばSi原子当り平均約３つの網目結合を具えた網目が得られる。この網目が部分的に前記アルキル群またはアリール群から構成されるということにもかかわらず、通常のシリカ網目の密度に少なくともほぼ等しい密度の網目が得られる。通常のシリカ網目とは異なり、部分的に前記アルキル群またはアリール群から構成される網目は、より大きな弾性及び可撓（フレキシブル）性を有する。結果として、比較的厚い光吸収コーティングを製造することが可能になる。
【００２３】
前記R^I群が、CH₃またはC₆H₅を含むことが好ましい。これらの物質は比較的良好な安定性を有する。メチル群またはフェニル群を具えた網目は、より熱いコーティング層を得ることを可能にする。網目内にメチル群またはフェニル群を含むコーティングが、少なくとも350℃の温度に対して安定であることがさらに、実験により示されている。これらの群が網目内に最終群を形成して、前記高温で網目の一部を残す。前記光吸収コーティング上のこうした比較的高い温度負荷においては、前記光吸収コーティング上、ランプの動作寿命期間中には、知覚されるような網目の劣化が生じない。
【００２４】
前記R^II群が、CH₃またはC₂H₅を含むことが好ましい。メタノール及びエタノールは加水分解によって形成され、これらの物質は、前記顔料の分散に調和し、かつ比較的気化しやすいので、メチル群またはエチル群が特に好適である。一般に、メトキシ群（-OCH₃）はエトキシ群（-OC₂H₅）よりも急速に反応し、エトキシ群はプロポキシ群（-OC₃H₇）よりも急速に反応する。加水分解プロセスを円滑にするために、長過ぎないR^II群を利用することが有利である。
【００２５】
特に、本発明による網目の製造用の適切な開始材料は、R^I＝R^II＝CH3のメチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）、R^I＝CH₃、R^II＝C₂H₅のメチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）、R^I＝C₆H₅、R^II＝CH₃のフェニルトリメトキシシラン（ＰＴＭＳ）及びR^I＝C₆H₅、R^II＝C₂H₅のフェニルトリエトキシシラン（ＰＴＥＳ）である。こうした開始材料自体は既知であり、商業的に入手可能である。
【００２６】
ランプの好適例は、前記光吸収媒体が、アンバー色または赤色の透過性を有する。動作中にアンバー色光を放出するランプは、車両における指示器ランプとして特に好適に用いることができる。動作中に赤色光を放出するランプは、車両におけるブレーキライトとして特に好適に用いることができる。
【００２７】
本発明によれば、選択的に光を吸収する層の選定は、前記光吸収媒体のスペクトル透過率の変化の急峻性が満足すべき要求によって限定される。選択的に光を吸収する層の選定は、こうした光吸収層が満足すべき熱的要求によってさらに限定される。この熱的要求は、動作寿命期間中の前記光吸収層の耐久性、及びランプ容器の温度変化に対する耐性を含む。
【００２８】
前記光吸収媒体が、アンバー色の光透過性を有することが好ましい。特に好適な光吸収媒体は発色性フタルイエローであり、その化学式はC₂₂H₆C₁₈N₄O₂であり、そのC.I.（色指数）は56280である。この有機染料は、「C.I.-110黄色顔料」、「C.I.顔料イエロー137」、あるいは「Bis[4,5,6,7-テトラクロロ-3-オキソイソインドリン-1-イリジン]-1,4-フェニレンジアミン」とも称される。アンバー色の透過性を有する光吸収媒体の代案は黄色アントラキノンであり、その化学式はC₃₇H₂₁N₅O₄であり、そのC.I.（色指数）は60645である。この有機染料は、「フィレスタイエロー2648A」または「フィレスタイエローRN」とも称され、その化学式は1,1'-[(6-フェニル-1,2,3-トリアゼン-2,4ジイル)ジイミド]bis-である。
【００２９】
代案の好適例では、前記光吸収媒体が赤色の透過性を有して、例えば「発色性フタルレッドA2B」を具えて、そのC.I.は65300である。この有機染料は、「ピグメント レッド177」、「ジアントラキノニルレッド」、あるいは「[1,1'-バイアントラセン」-9,9',10,10'-テトロン,4,4'-ジアミノ-(TSCA,DSL)とも称される。
【００３０】
本発明によるランプの好適例は、前記干渉フィルムが、比較的高屈折率を有する材料の第１層と、比較的低屈折率を有する材料の第２層とを交互に具えていることを特徴とする。２つの材料を使用することは、干渉フィルムを設けることを簡単にする。代案の好適例では、少なくとも、前記第１層の屈折率と前記第２層の屈折率の間の屈折率を有する第３層を付加する。
【００３１】
本発明のランプの好適例は、前記干渉フィルムの前記第２層を主にシリコン酸化物で構成し、前記干渉フィルムの前記第１層を主に、シリコン酸化物の屈折率に比べて高い屈折率を有する材料で構成したことを特徴とする。このシリコン酸化物の層は、種々の堆積技法を用いて比較的容易に設けることができる。
【００３２】
前記干渉フィルムの前記第１層が、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、ジルコニウム酸化物、ニオビウム酸化物、ハフニウム酸化物、チッ化シリコン、及びこれらの材料の組合わせが形成する群から選択した材料を具えていることが好ましい。前記干渉フィルムの前記第１層の材料が主に、ニオビウム酸化物またはチッ化シリコンから構成されることが好ましい。
【００３３】
前記干渉フィルムがNd2O5/SiO2型フィルム、Ta2O5/SiO2型フィルム、あるいはこれらの混合物であることが好ましく、そして少なくとも５層、最大で約17層から構成されることが好ましい。層が比較的少数であることの結果として、こうした干渉フィルムの製造コストが比較的低くなる。
【００３４】
ランプの光源は、例えばハロゲンを含むガス中の白熱体とするか、あるいは、例えばメタルハライドを有する不活性ガス、またはバッファガスとしての水銀ガスのようなイオン化可能なガス中の電極対とすることができる。この光源を、最内部の気密外被で包囲することができる。あるいはまた、最外部の外被でランプ容器を包囲することも可能である。
【００３５】
前記干渉フィルム及び前記光吸収層は、例えば気相成長法（ＰＶＤ：物理気相成長法）によって、あるいは（dc）（反応性）スパッタリングによって、あるいはディップコーティングまたはスプレー（塗布）プロセスによって、あるいはＬＰ−ＣＶＤ（低圧化学気相成長法）、ＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）、またはＰＩ−ＣＶＤ（プラズマインパルス化学気相成長法）によって、通常の方法で設けることができる。ランプ容器の外壁上の前記光吸収層は、スプレーによって付加することが好ましい。前記光吸収媒体がランプ容器の壁面の一部を形成する場合には、この媒体は一般に、ランプ容器の製造工程中に壁面内に設ける。
【００３６】
本発明によるランプの、吸収媒体と干渉フィルムとの組合わせは、ランプの動作寿命を通して、その初期特性をほぼ保つことが判明している。
【００３７】
（発明を実施するための最良の形態）
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
各図面は図式的なものであり、一定寸法比で描いたものではない。明確さのために、一部の寸法は大きく誇張してある。各図面においては、同一参照番号が同一構成要素を示す。
【００３８】
図１Ａは本発明によるランプの実施例の断面図である。このランプは例えばガラスのような光透過性のランプ容器１を有し、この容器は気密に封印されて、電気素子２、この図では（螺旋形の）タングステン白熱体を収容し、この電気素子は、ランプ容器から外部に出ている電流導体３に接続されている。図に示すランプは、PY21W（12ボルト、21ワット）とも称し、約１バール（10⁵Pa）の充填圧を有する、例えばAr/N₂の混合気体のような不活性ガスを充填してある。
【００３９】
図１Ａに示すランプの実施例では、前記光吸収媒体を、光吸収コーティング６の形で、ランプ容器１の外側（ランプ容器の壁面）に設け、干渉フィルム５をこの光吸収コーティング上に設けている（図１Ｂも参照）。この場合には、光吸収コーティング６は、例えば、発色性フタルイエローと称される（ＭＴＭＳマトリクス中の）顔料層を、例えば厚さ2μmの層の形で具えている。こうした光吸収媒体を設けたランプは、動作中にアンバー色の光を放出して、その可視領域でのスペクトル透過率は、約500nm≦λ≦560nmの波長範囲（波長範囲の幅が約60nm）において、Ｔ≦0.1からＴ≧0.9までの遷移を示す。こうしたランプは、例えば車両の指示器のような指示器ランプとして用いることができ、これらの動作寿命は少なくともほぼ1200時間である。コーティングの代替例では、光吸収コーティング６が、層の厚さが例えば2μmの発色性レッドA2B層を具えている。こうした発色性レッドA2B層を設けたランプは、動作中に赤色光を放出する。こうしたランプは車両におけるブレーキライトとして用いられ、その動作寿命は少なくともほぼ1200時間である。
【００４０】
図１Ａに示すランプの代替実施例では、ランプ容器の壁面が前記光吸収媒体で構成される。
【００４１】
図１Ａでは、干渉フィルム５を、ランプ容器１（「基板」）の壁面に付加した光吸収媒体に付加しており、この干渉フィルムは、例えばチタニウム酸化物（TiO₂の平均屈折率は約2.4〜2.8）、ニオビウム酸化物（Nb₂O₅の平均屈折率は約2.34）、タンタル酸化物（Ta₂O₅の平均屈折率は約2.18）、またはジルコニウム酸化物（ZrO₂の平均屈折率は約2.16）のような、比較的高い屈折率（図１Ｃも参照）を有する材料の第１層と、主にシリコン酸化物（平均屈折率約1.46）の第２層とを交互に具えている。TiO₂/SiO₂、Nb₂O₅/SiO₂、あるいはTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムは、少数の層のみで構成されることが好ましい。前記干渉フィルムを、少なくとも５層、最大でも約17層で構成することが好ましいことが、実験によって示されている。例えば、およそＲ＝50％の所望の平均屈折率を有する干渉フィルムは、当業者に既知の(HL)³の表記に従って積層した約６つの光学層を必要とし、およそＲ＝90％の所望の屈折率を有する例えばNb₂O₅/SiO₂干渉フィルムは、(HL)⁷Hの表記に従って積層した約15層を必要とする。層が比較的少数のであることの結果として、こうした干渉フィルムの製造コストが比較的低くなる。
【００４２】
図１Ｂは、本発明による白熱ランプの代替実施例の側面図である。このランプは、光源１２としての白熱体を収容する石英ガラスランプ容器１１を具えている。この光源に電流導体１３が接続されて、ランプ容器１１から外部に出ている。ランプ容器１１には、例えば臭化ハロゲンのようなハロゲンを含むガスを充填する。ランプ容器１１の少なくとも一部を、光吸収コーティングの形態の光吸収媒体１６で覆って、この光吸収コーティングは、この例では、層の厚さが約2μmの、（ＭＴＭＳマトリクスを含む）発色性フタルイエローまたは発色性レッドA2Bによって形成する。
【００４３】
図１Ｂに示す例では、干渉フィルム１５を光吸収媒体１６に付加して、干渉フィルム１５は、主にタンタル酸化物の第１層と、主にタンタル酸化物から構成される材料の第２層とを交互に具えている。Ta₂O₅/SiO₂干渉フィルムは、少数層のみから構成されることが好ましい。14層のTa₂O₅/SiO₂から構成される干渉フィルムが、80％の平均屈折率を得るために十分であることが、実験によって示されている。
【００４４】
図１Ｂのランプ容器１１を外側バルブ（管球）１４内に設置して、この外側バルブをランプキャップ１７によって支持して、このランプキャップに電流導体１３を電気的に接続する。図に示すランプは、少なくともほぼ2500時間の動作寿命を有する60Wの幹線（電灯線）電圧用ランプである。
【００４５】
図１Ｃは、本発明による光吸収媒体と干渉フィルムとの組合わせの、非常に図式的な透視図である。光吸収媒体６'を基板１'（例えばランプ容器のガラス壁）上に設けて、この例では、光吸収媒体６'は厚さが1〜2μmの層であり、比較的小さい光吸収粒子３６（平均粒子サイズ100nm以下）から構成され、これらの粒子は光学的に透明なゾル−ゲルマトリクス３７中に含まれる。干渉フィルム５'をこの光吸収媒体６'に付加して、干渉フィルム５'は、比較的高い屈折率を有する第１層と、比較的低い屈折率を有する第２層とを交互に具えている。図１Ｃに、入射光の方向を「Ｌ」で、反射光の方向を「Ｒ」で、そして透過光の方向を「Ｔ」で図式的に示す。
【００４６】
例
有機的に改質したシランを開始材料として有する網目中に光吸収媒体を具えたコーティングを、例えば次のように製造する：
100nm以下の平均粒子サイズを有する顔料（例えば発色性イエロー）を、分散剤としての「ディスパービック（disperbyk）」１９０の存在下で、水／エタノールの混合物中に分散させる。光学的に清明な液体は、ジルコニウム酸化物粒子を用いたいわゆる「ウエットボールミリング（湿球粉砕）」によって得られる。
メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）、テトラエチルオルトケイ酸塩（ＴＥＯＳ）、水、エタノール、及び氷酢酸を混合することによって、加水分解混合物を調製することができる。
分散した顔料と加水分解混合物との混合物を用いて、光吸収層（例えば1.5〜2μm）をスプレーによってランプ容器に付加する。この層は250℃で5〜10分保存される。
表１及び表２に、アンバー色または赤色の顔料を含むコーティングの形態の光吸収媒体と、80％の平均反射率を有する11層のNb₂O₅/SiO₂干渉フィルムまたは70％の平均反射率を有する12層のTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムとの組合わせの、２つの具体例を示す。
【００４７】
【表１】

【００４８】
【表２】

【００４９】
図２に、本発明による光吸収媒体のスペクトル透過率、及び有機的に改質したシランを開始材料として含む網目中に発色性フタルイエローを具えた光吸収媒体を含むコーティングと70%の平均反射率を有するTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムとの組合わせのスペクトル透過率を波長λ(nm)の関数として示す（Ta₂O₅/SiO₂にもとづく干渉フィルムでこうした反射率を得るために、この干渉フィルムは約12の層を具えている）。図２Ａの曲線(a)は光吸収媒体のスペクトル透過率を示す。このスペクトルは、いわゆる積分球での光測定によって得られたものである。曲線(a)は、可視領域での波長λ_50%≒530nmの付近で、Ｔ≦0.1からＴ≧0.9までの遷移を示している。図２Ａの曲線(b)は、光吸収媒体と干渉フィルムとの組合わせのスペクトル透過率を示す。この図は、曲線(a)が曲線(b)よりもやや急峻であることを明らかに示している。吸収曲線がより長い波長に移動することは、この光吸収媒体を、（可視領域で約75％の平均反射率を有する）いわゆる「平らな」干渉フィルムで覆うことによってもたらされる。このことは、多重反射による吸収の増加によって生じる。ランプの色点が法規上の色範囲内に位置することを達成するために、比較的急峻な吸収曲線を有する顔料を利用する。
【００５０】
図２Ａの本発明の干渉フィルムを用いることによって、光吸収媒体と干渉フィルムとの組合わせについては、光吸収媒体のいわゆるカットオフ波長λ_50%がλ_50%≒530nmからλ_50%≒550nmに移動して、これにより、ランプが動作中に放出する光の色点が満足すべき法的規制に従うことができる。光吸収媒体と干渉フィルムとの組合わせの透過率Ｔは、（球の中心に位置する（点）光源にもとづく）次の関係式を満足する：
【数１】

ここに、
Ｒは干渉フィルムの反射率、
γは光吸収媒体の吸収係数(cm^-1)、
ｌは光吸収媒体を具えたコーティングの厚さ(cm)である。
【００５１】
図２Ｂに、C.I.E.1931色度図の一部分における、図２Ａの光吸収媒体を有するランプ、及び図２Ａの光吸収媒体とTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムとの組合わせを有するランプの色座標を示す。図２Ｂに(a)で表わす点は、光吸収媒体のみを具えたランプの色座標に相当し、(a+i)で表わす点は、光吸収媒体と干渉フィルムとの組合わせを設けたランプの色座標に相当する。
【００５２】
図２Ｂには、色度図における２つの特定領域も示し、これらの領域には自動車のアンバー色指示器として用いるランプの色点が位置する。S1で表わす斜線領域は、アンバー色指示器に関する欧州のＥＣＥ規格に相当し、この規格は当業者に既知である。アンバー色のＥＣＥ範囲は、色座標（0.571,0.429）、（0.564,0.429）、（0.595,0.398）及び（0.602,0.398）によって規定されている。S2で表わす領域は、アンバー色指示器に関する米国のＳＡＥ規格に相当し、この規格は当業者に既知である。アンバー色のＳＡＥ範囲は、色座標（0.560,0.440）、（0.545,0.425）、（0.597,0.390）及び（0.610,0.390）によって規定されている。ランプに付加した光吸収媒体と干渉フィルムとの組合わせは、アンバー色の指示器として好適に用いることができ、当業者に既知のFakra試験に合格する。
【００５３】
車両における指示器ランプ（方向指示器）についてのさらなる仕様は、ランプのルーメン出力に関するものであり、これは動作中に、20％の最大拡がり（スプレッド）で280lmであるべきである。図２Ｂに(a)で表わす点は395lmのルーメン出力を有し、(a+i)で表わす点は289lmのルーメン出力を有する。
【００５４】
図３に、次式の設計による11層のTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムの、異なる光の入射角（φ＝0°、φ＝45°及びφ＝60°）における反射スペクトルの計算値を、波長λ(nm)の関数として示す。
ガラス｜(ＨＬ)⁵Ｈ｜空気
「ref」で示す水平線は、400nm≦λ≦690nmの波長における所望の平均反射率値（Ｒ≒70％）を示す。少なくとも30°までの光の入射角については、400nm≦λ≦690nmの波長範囲における干渉フィルムの反射率Ｒは、ΔＲ≦10％の関係を満足する。
【００５５】
図４に、C.I.E.1931色度図の一部分における、光吸収媒体と種々のTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムとの組合わせを設けたランプの、異なる平均反射率値（60≦Ｒ≦80％の範囲）における色座標を示す。約60％の平均反射率を有するTa₂O₅/SiO₂にもとづく干渉フィルムを得るためには約９層の積層で十分であり、約70％の平均反射率を有する干渉フィルムを得るためには約12層で十分であり、そして約80％の平均反射率を得るためには、約14層の積層が望ましい。光吸収媒体と干渉フィルムとの種々の組合わせのルーメン出力を、４つの色点に示す。
【００５６】
図４に、４つの色点のルーメン出力を示す。これらの４点は、平均反射率Ｒ≒0.7を有する干渉フィルムに対応する。これらの４点は、車両における指示器ランプ（方向指示器）についての仕様を満足し、このランプの動作中のルーメン出力は、20％の最大拡がりで280lmである。下向きの三角記号で示す点は、Ｒ＝0.8の平均反射率を有する干渉フィルムに対応する。図４中の他のすべての点は、平均反射率Ｒ＝0.6を有する干渉フィルムに対応する。
【００５７】
図４には、色度図における２つの特定領域も示し、これらは、自動車用のアンバー色指示器として用いるランプの色点が位置すべき領域である。図４では、S1で表わす斜線領域がアンバー色指示器についての欧州のＥＣＥ規格に相当し、S2で表わす領域がアンバー色指示器についての米国のＳＡＥ規格に相当し、両規格とも当業者に既知である。
【００５８】
図５に、C.I.E.1931色度図における、光吸収媒体と60％の平均反射率を有するTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムとの組合わせを設けたランプの色座標の時間依存性を示す（この例では、この干渉フィルムが９層の積層から構成される）。０時間における色点の開始点を矢印で示し、点間の接続線が、その後の色点の時間依存性を時間の関数として示す。この関係には、次のシーケンスを適用した：ランプが８時間発光して、その後に、４時間継続する休止期間が存在する。測定中には、ランプを極限条件、即ち飽和水蒸気中にさらした。測定時間の範囲は、600時間の動作寿命から成る。図４にS1で表わす斜線領域が、アンバー色指示器についての欧州のＥＣＥ規格に相当し、S2で表わす領域が、アンバー色指示器についての米国のＳＡＥ規格に相当し、両規格とも当業者に既知である。
【００５９】
なお当業者にとって、本発明の範囲内で多数の変形が可能であることは明らかである。
本発明の保護範囲は、本明細書に記載した例に限定されない。本発明は、各新規の特徴、及びこれらの特徴の組合わせにおいて具体化することができる。「具えている」という動詞及びその活用形は、請求項に記載の構成要素以外の存在を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明によるランプの実施例の断面図である。
【図１Ｂ】 本発明によるランプの代案実施例の側面図である。
【図１Ｃ】 本発明による光吸収媒体と干渉フィルムとの組合わせの透視図である。
【図２Ａ】 本発明による光吸収媒体の透過スペクトル、及び本発明による光吸収媒体とTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムとの組合わせの透過スペクトルを、波長の関数として示す図である。
【図２Ｂ】 C.I.E. 1931色度図の一部分における、図２Ａの光吸収媒体を具えたランプの色座標、及び図２Ａの光吸収媒体とTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムとの組合わせを具えたランプの色座標を示す図である。
【図３】 本発明によるTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムの、異なる入射角の入射光における反射スペクトルの計算値を、波長の関数として示す図である。
【図４】 C.I.E. 1931色度図の一部分における、光吸収媒体と種々のTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムとの組合わせを設けたランプの色座標を示す図である。
【図５】 C.I.E. 1931色度図の一部分における、光吸収媒体とTa₂O₅/SiO₂干渉フィルムとの組合わせを設けたランプの色座標の時間依存性を示す図である。

Claims (14)

1. 内部に光源を配置した光透過性のランプ容器と、
   可視範囲においてスペクトル遷移を示す光吸収媒体とを具えたランプであって、
   前記ランプ容器の少なくとも一部に干渉フィルムを設けたランプにおいて、
   前記干渉フィルムの反射率Ｒの変化が、４００ｎｍ≦λ≦６９０ｎｍの波長範囲において１０％未満であり、
   前記干渉フィルムの反射率Ｒが、０．５０≦Ｒ≦０．９０の範囲に存在し、
   前記光吸収媒体を、前記ランプ容器と前記干渉フィルムとの間に位置する光吸収コーティングで構成したことを特徴とするランプ。
2. 前記光吸収媒体が透過させる光のスペクトル透過率Ｔが、波長λ≦７５ｎｍの幅を有する波長範囲において、Ｔ≦０．１５からＴ≧０．７５まで変化することを特徴とする請求項１に記載のランプ。
3. 前記ランプ容器の壁面が、前記光吸収媒体を具えていることを特徴とする請求項１または２に記載のランプ。
4. 前記光吸収層の厚さｔ_absが、５ｎｍ≦ｔ_abs≦５μｍの範囲に存在することを特徴とする請求項１に記載のランプ。
5. 前記光吸収コーティングが、有機的に改質したシランをゾル−ゲルプロセスにより化学変化させることによって得られる網目を具えて、
   前記有機的に改質したシランを、構造式Ｒ^IＳｉ（ＯＲ^II）₃の化合物が形成する群から選択して、
   ここに、Ｒ^Iがアルキル群またはアリール群から構成され、
   Ｒ^IIがアルキル群から構成される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のランプ。
6. 前記Ｒ^I群が、ＣＨ₃またはＣ₆Ｈ₅を含むことを特徴とする請求項５に記載のランプ。
7. 前記Ｒ^II群が、ＣＨ₃またはＣ₂Ｈ₅を含むことを特徴とする請求項５に記載のランプ。
8. 動作中には着色光を放出し、オフ状態では少なくともほぼ無彩色の外観を有することを特徴とする請求項１または２に記載のランプ。
9. 前記光吸収媒体が、アンバー色または赤色の透過性を具えていることを特徴とする請求項１または２に記載のランプ。
10. 前記アンバー色の透過性を有する光吸収媒体が発色性フタルイエローであり、その化学式がＣ₂₂Ｈ₆Ｃ₁₈Ｎ₄Ｏ₂であり、Ｃ．Ｉ．が５６２８０であるか、
    あるいは、前記アンバー色の透過性を有する光吸収媒体がイエローアントラキノンであり、その化学式がＣ₃₇Ｈ₂₁Ｎ₅Ｏ₄であり、Ｃ．Ｉ．が６０６４５であることを特徴とする請求項９に記載のランプ。
11. 前記赤色の透過性を有する光吸収媒体が発色性フタルレッドであり、その化学式がＣ₂₈Ｈ₁₆Ｎ₄Ｏ₂であり、Ｃ．Ｉ．が６５３００であることを特徴とする請求項９に記載のランプ。
12. 前記干渉フィルムが、比較的高い屈折率を有する材料の第１層と、比較的低い屈折率を有する第２層とを交互に具えていることを特徴とする請求項１または２に記載のランプ。
13. 前記干渉フィルムの前記第２層を主にシリコン酸化物で構成し、前記干渉フィルムの前記第１層を主に、シリコン酸化物の屈折率に比べて屈折率が高い材料で構成したことを特徴とする請求項１２に記載のランプ。
14. 前記干渉フィルムの前記第１層を、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、ジルコニウム酸化物、ニオビウム酸化物、ハフニウム酸化物、チッ化シリコン、及びこれらの材料の組合わせによって形成される群から選択した材料で構成したことを特徴とする請求項１３に記載のランプ。

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