JPH0380205A - 多層光干渉膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は多層光干渉膜において、少ない暦数でも必要な
特性が得られるようにし、かつ耐久性を向上したもので
ある。

（従来の技術） たとえば、反射鏡付ハロゲン電球には、ガラス反射鏡の
反射面に可視光反射赤外線透過膜を形威し、ハロゲン電
球から放射された光のうち可視光をできるだけ多く反射
して前方に放射し、赤外線を透過して後方に放射させ、
これによって赤外線の少ない可視光いわゆる冷光を投射
するものが多用されている。

また、ハロゲン電球には１円筒形ガラスパルプの外面に
可視光透過赤外線反射膜を形威し、フィラメントから放
射された光のうち可視光を外界に放射し、赤外線をでき
るだけ多く反射してフィラメントに帰還させてこれを加
熱し、これによって赤外線の少ない可視光すなわち冷光
を放射し、かつ発光効率を高くしたランプが多用されて
いる。

しかして、上述の可視光反射赤外線透過膜と可視光透過
赤外線反射膜とはいずれもガラスなどの基体面に硫化亜
鉛（ＺｎＳ）などからなる高屈折率層とぶフ化マグネシ
ウム（ＭｇＦ＊　）などからなる低屈折率層とを１１〜
１９層交互積層して形成されたもので、上記高屈折率層
と低屈折率層との各層の厚さを適当にすることによって
光の干渉を利用して所望の波長域の光を反射し、所望の
波長域の光を透過するもので、屈折率の比が大きいほど
高い反射率と広い反射帯域を有するものである。そこで
、上述の可視光反射赤外線透過膜と可視光透過赤外線反
射膜とを総称して多層光干渉膜と称する。

このような多層光干渉膜をａｍするために用いられる物
質の組合わせとその屈折率の比とを第１表に示した。

第１表 ここで、Ｈ物質・・・高屈折率物質 り物質・・・低屈折率物質 Ｎｌ　　・・・高屈折率物質の屈折率 ＮＬ　・・・低屈折率物質の屈折率 この第１表から、広い反射帯域を得るにはＺｎＳ−Ｍｇ
Ｆ、交互積層を採用するのが有利である。

（発明が解決しようとする課題） 上述の２ｎＳ−ＭｇＦ、交互積層は屈折率比が高いが耐
熱性、耐候性に問題があり、これに比較してＴｉＯ。

−５ｉｏ、交互積層は耐熱、耐候性に優れる。この状態
を次の第２表に示す。

すなわち、ＺｎＳ−ＭｇＦｓ層はハロゲンランプバルブ
やランプに近接した反射鏡に適用すると高温により短期
間で剥離し、かつ表層部のＺｎＳが酸化されて白濁する
１通常、ハロゲン電球を点灯した場合、反射鏡の熱負荷
が３５０℃のとき３０時間、３００℃のとき１００時間
で使用不能になる。また、　ＺｎＳは吸湿性があるため
温度５０℃、湿度９０％の雰囲気に５０時間放置すると
膜が剥離し、耐候性に問題がある。

これに対し、　ＴｉＯ３−５ｉｏｚ交互積層は耐熱性お
よび耐候性に優れているが、この構成でＺｎＳ−ＭｇＦ
、交互積層と同程度の光学特性を得ようとすれば、膜の
積層数を５０％多くする必要があり、高価になるので、
経済的な面から実用性に問題がある。

そこで１本発明の課題は少ない層数でも必要な光学特性
が得られ、かつ耐熱性および耐候性の優れた多層光干渉
膜を提供することである。

［発明の効果］ （課題を解決するための手段） 本発明の多層光干渉膜は基体面に酸化チタンからなる高
屈折率層とぶフ化バリウムからなる低屈折率層とを交互
積層して構成したことにより、少ない暦数で必要な光学
特性が得られ、かつ耐熱性と耐候性とを向上させたもの
である。

（作　用） ぶつ化バリウム（ＢａＦ、）は化学的に安定で耐熱性と
耐候性とにすぐれかつ屈折率が小さい、そして酸化チタ
ン層とふっ化バリウム層とは屈折率比が大きいので少な
い暦数で必要な光学特性が得られ、また両者の積層の適
合性が良いので剥離し難く、耐熱性、耐候性に優れた膜
が得られる。

（実施例） 以下１本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明を適用してなる反射鏡付ハロゲン電球の
一例を示し２図中（１）はガラス反射ｆｉ、　（２）は
この反射鏡（圭）の内面に形成した多層光干渉膜の一例
である可視光反射赤外線透過膜、（３〉は上記反射鏡（
上）に装着されたハロゲン電球、（４）はこのハロゲン
電球（３）を反射鏡（１）に固着した耐熱性接着剤であ
る。

上記反射１１！（１）は内面が回転放物面をなす反射部
（１１）の背後に筒状の口金部（１２）を一体に連設し
たもので１反射部（１１）の内面に可視光反射赤外線透
過膜（２）が形成しである。

上記可視光反射赤外線透過膜（２）は第２図に模型的に
拡大して示すように、基体をなす反射部（１１）内面に
ガラス側から酸化チタン（Ｔｉｅ、　）からなる高屈折
率層（２Ｈ）（右下リハッチング）とふう化バリウム（
ＢａＦ、）からなる低屈折率層（２ｔ、）（右上リハッ
チング）とを合計１７層交互積層してなる。そして、こ
れらの両層（２８）　、　（２Ｌ）の光学膜厚は１／４
λで。

第１層から９層までは、λ１〜．＝６０Ｏｎ鵬、第１０
層から１７層まではλ１゜〜１７＝４５０ｎｍとなって
いる。すなわち、λ＝　６００ｎｍの高屈折率層（２Ｈ
）とλ＝６０Ｏｎ＋ｍの低屈折率層（２Ｌ）とを交互に
４回合計８層被着し。

これに高屈折率層（２Ｈ）を１層積重ねて計９層とし、
さらにλ＝４５０ｎｍの低屈折率層（２Ｌ）と高屈折率
層（２Ｈ）とを交互に４回計８層を被着したものである
。

上記ハロゲン電球（３）は筒形（Ｔ形）ガラスバルブ（
３１）の基部を圧潰して封止部（３２）に形威し、フィ
ラメント（３３）を封装してなるもので、封止部（３２
）を反射鏡（圭）の口金部（１２）内に収容してフィラ
メント（３３）が反射部（１１）の焦点に位置するよう
に調整し、口金部（１２）内に接着剤（４）を充填して
封止部（３２）を接着固定しである。

上記可視光反射赤外線透過膜（２）を形成するには、酸
化チタン層は酸素およびアルゴンを導入した８×１０−
３〜Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒの低真空雰囲気内で反射
鏡温度１００〜３００℃で蒸着母材を電子ビームで衝撃
し、ぶつ化バリウム層はアルゴンを導入した上記圧力の
低真空雰囲気内で反射鏡温度１００〜３００℃で蒸着母
材を抵抗加熱して蒸着する。

この反射鏡付ハロゲン電球を点灯すると、フィラメント
（３３）から放射された光のうち、可視光は可視光反射
赤外線透過膜（２）で反射して前方に放射され、赤外線
は可視光反射赤外線透過膜（２）を透過し、さらに反射
部（１１）のガラスを透過して後方に放射される。した
がって、この反射鏡付ハロゲン電球は赤外線の少ない可
視光いわゆる冷光を投射できる。

しかして、上述の可視光反射赤外線透過膜（２）すなわ
ち多層光干渉膜を構成する両物質の光学特性を次に示す
。

酸化チタン（Ｔｉｅ、　）層の屈折率Ｎｌ：２．３０ふ
う化バリウム（ＢａＦ、　）層の屈折率ＮＬ＝１．３０
両層の屈折率比ＮＨ／ＮＬ＝１．７７ したがって、従来のＺｎＳ−ＭｇＦ＊交互積層よりも積
層する暦数が少なくても同程度の光学特性が得られ、か
つ反射帯域の広帯域化を計ることができる。

また、酸化チタンとぶフ化バリウムとの積層の適合性が
従来の積層に比較して極めて良好であり。

熱負荷に対して剥離しにくく、高温高湿の環境にも耐え
られる。したがって、この反射鏡付ハロゲン電球は高出
力に耐え、長寿命で耐候性も良い。

つぎに、上述の反射鏡（圭）の可視光反射赤外線透過膜
（２）の耐熱性と耐候性とを試験した。この結果を第３
表に示す、ここで、耐熱性はランプ点灯時の反射部（１
１）の温度である３００℃と３５０℃とにおいて、剥離
開始までの時間で示し、耐候性は温度５０℃、湿度９０
％の雰囲気中において剥離開始までの時間で示した。

この第３表を第２表と比較して、実施例のものが耐熱性
と耐候性に優れ、長寿命で苛酷な使用条件にも耐えられ
ることが明らかである。

つぎに、他の実施例を第３図に示す、このものは管形石
英バルブ（５）の中心線に沿ってフィラメント（６）を
封装し、バルブ（５）の外面に可視光透過赤外線反射膜
（７）を形成し、バルブ（５）内にアルゴンとともに所
要のハロゲンを封入してなるハロゲン電球である。

上記可視光透過赤外線反射膜（７）は第２図に示した可
視光反射赤外線透過膜（２）と同様、酸化チタン（Ｔ１
０□）からなる高屈折率層（２Ｈ）（右下リハッチング
）とふっ化バリウム（ＢａＦ、　）からなる低屈折率層
（２Ｌ）（右上リハッチング）とをたとえば合計１５層
交互積層したもので、各層（２Ｈ）　、　（２ｔ、）の
厚さを変えたことにより、可視光を透過し赤外線を反射
する特性を付与したものである。

このハロゲン電球を点灯するとフィラメント（６）から
放射された光のうち可視光は可視光透過赤外線反射膜（
７）を透過して外界に放射され、赤外線は可視光透過赤
外線反射膜（７）で反射してフィラメント（６）に帰還
し、これを加熱して発光効率を向上する。したがってこ
のハロゲン電球は冷光を放射ししかも高効率である。し
かも、可視光透過赤外線反射膜（７）は前述と同様に比
較的少ない層数で所要の光学特性が得られ、しかも耐熱
性と耐候性とに優れ、長寿命で苛酷な使用条件に耐えら
れる。

なお、本発明の多層光干渉膜は上述の適用例に限らず、
たとえば色フィルタ膜、紫外線遮断膜など多用な用途が
ある。また、多層光干渉膜の形成方法は上述の例のほか
、イオンプレーテング法、イオンアシスト法、ＣＶＤ法
など他の形成方法でもよい、そして、酸化チタン層およ
びぶつ化バリウム層の少なくとも一方にガラス質強化剤
、散光性微粒子などを含有させることは自由である。さ
らに、基体は前述のガラス反射鏡やバルブに限らず、た
とえばフィルタ基板など用途に適したものならよく、ま
たその形状や材質は問うところでなく、多層光干渉膜形
成ができればよい。

［発明の効果］ このように本発明の多層光干渉膜は基体面に酸化チタン
からなる高屈折率層とぶつ化バリウムからなる低屈折率
層とを交互積層して構成したので、各成分が化学的に安
定で１組合わせにおける適合性が良く、屈折率比が大き
いので、少ない暦数でも必要な光学特性が得られ、耐熱
性と耐候性とに優れ、長寿命で苛酷な使用条件に耐えら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多層光干渉膜の一実施例を示す反射鏡
付ハロゲン電球の断面図、第２図は同じく要部の模型的
拡大断面図、第３図は他の実施例を示すハロゲン電球の
断面図である。 （上）・・・反射ｌｌＩＣ基体の一例）（２）・・・可
視光反射赤外線透過膜（光干渉膜の一例）（３）・・・
ハロゲン電球　（３３）・・・フィラメント（５）・・
・バルブ（基体の他の例） （６）・・・フィラメント （７）・・・可視光透過赤外線反射膜（光干渉膜の他の
例）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基体面に酸化チタンからなる高屈折率層とふっ化バリウ
   ムからなる低屈折率層とを交互積層してなることを特徴
   とする多層光干渉膜。