(57)【要約】  点灯時、非点灯時に伴い異なった発色を有し、且つ非点灯時に於いては、金属光沢感を得る事が出来る自動車用電球自動車用電球、自動車用電球の製造方法並びに自動車用電球製造装置を提供する。点灯時、非点灯時に伴い異なった発色を有し、且つ非点灯時に於いては、金属光沢感を得る事が出来る自動車用電球を提供する点灯時、非点灯時に伴い異なった発色を有し、且つ非点灯時に於いては、金属光沢感を得る事が出来る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色ガラス上にイオン照射しながら成膜されたケイ素からなる第一層と、前記第一層上にイオン照射しながら成膜された酸化ケイ素からなる第二層とを備えた自動車用電球。
【請求項２】
イオン照射がアルゴンイオンガスであることを特徴とする請求項１記載の自動車用電球。
【請求項３】
第一層として着色ガラス上にイオン照射しながらケイ素を成膜する第一の工程と、
第二層として前記第一層上にイオン照射しながら酸化ケイ素を成膜する第二の工程を備えた自動車用電球の製造方法。
【請求項４】
イオン照射がアルゴンイオンガスであることを特徴とする請求項３記載の自動車用電球の製造方法。
【請求項５】
蒸発源とイオン源と電球保持具と膜厚計とから構成され、
第一層として着色ガラス上にイオン照射しながらケイ素を成膜し、
第二層として前記第一層上にイオン照射しながら酸化ケイ素を成膜する自動車用電球の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る自動車用電球、自動車用電球の製造方法並びに自動車用電球製造装置であって、特に点灯時、非点灯時に伴い異なった発色を有し、且つ非点灯時に於いては、金属光沢感を得る事が出来る自動車用電球、自動車用電球の製造方法並びに自動車用電球製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車の停止、左折、右折等に用いられる標識灯は、レンズが着色され透明なガラスの電球を用いたものと、レンズは透明で電球に着色ガラスを用いたもの又は透明ガラスに着色コーティングを施した電球を用いたものがある。【０００３】
近年の自動車の意匠性や高級感の向上に伴い、後者の構造を用いた標識灯が多く採用されており、特にレンズが透明になると灯具内部の構造が見え、見栄えの一層の向上が期待されている。図２に示すように電球２６は、光源を内蔵するガラス球２８とで電球を他のソケットに固定する際に導電性を有する口金３０とから構成される。【０００４】
特許文献１は、色ガラス上の多層膜で高屈折率材料に酸化チタン、酸化二オブ、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、また低屈折率材料に酸化ケイ素、フッ化マグネシウムを指定されている。点灯時は色ガラスと同色を有し、非点灯時は赤色以外の波長域を反射するよう構成されている。【０００５】
特許文献２は、ランプ(無色ガラス)の壁面に黄色や赤色の光吸収材料(ゾルゲル+色材塗布)と多層膜を有する。点灯/非点灯の色(波長)範囲、ゾルゲル材料、色材料、多層膜材料、などを詳細に指定されている。光吸収にゾルゲル法を加える事により点灯/非点灯の法的性能を満たすよう構成されている。【０００６】
特許文献３は、多層膜の構成で得られる赤色(Yxy色度と分光の波長で指定)を有し、多層膜材料を高屈折率の酸化チタン、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、チッ化ケイ素と低屈折率の酸化ケイ素を指定し、総数１０層とそれぞれの膜厚範囲も指定されている。【０００７】
特許文献４は、ランプ(無色ガラス)の壁面に黄色や赤色光吸収材料(金属化合物) と多層膜を有する。点灯/非点灯の色(波長)範囲、多層膜材料、など詳細に指定される。光吸収媒体は５７０〜６２０ｎｍの波長を吸収する酸化鉄、Ｐ−酸化鉄、酸化鉄亜鉛、コバルトアルミニウム、酸化ネオジウム、バナジン酸塩ビスマス、プラセオジム珪酸塩ジルコニウム及びこれらの混合物で膜厚が50〜1000nmを指定される。【０００８】
特許文献５は、ランプ(無色ガラス)の壁面に黄色や赤色光吸収材料(色材塗装) と多層膜を有する。点灯/非点灯の色(波長)範囲、多層膜材料(酸化チタン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ニオビウム、酸化ハフニウム、チッ化ケイ素及び酸化ケイ素など)を詳細に指定している。【０００９】
特許文献６は、ランプ(無色ガラス)の壁面に光吸収塗膜と多層膜を有する構成である。点灯/非点灯の色(波長)範囲、多層膜材料 (酸化チタン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ニオビウム、酸化ハフニウム、チッ化ケイ素及び酸化ケイ素など)を詳細に指定している。【００１０】
特許文献７は、ランプ球(無色ガラス)に多層膜の構成で黄色や赤色を示す構成で、球状の各部位の層厚さ、低高屈折率の層厚さについて条件式を提示している。多層膜の中に光吸収材料として酸化鉄(Fe2O3)を指定している。また実施例では、酸化鉄亜鉛、Ｐド−プ酸化鉄＋酸化鉄亜鉛、コバルトアルミニウム、酸化ネオジウムを加えている。【００１１】
特許文献８は、ランプ(無色ガラス)の壁面に吸収フィルターで紫、青、緑色を吸収し、多層膜で赤色、琥珀色を透過させる構成にする。染色や耐熱塗料、ゾルゲルの塗装による光吸収塗膜を指定している。また多層膜材料 (酸化チタン、酸化チタン、酸化ニオビウム、及び酸化ケイ素など)と膜厚を指定している。【００１２】
まとめた表1に示すように、従来の塗装方法としては、金属膜方法と多層膜方法が提案されてきた。
金属膜方法は、自動車電球の着色ガラスを基材としており、塗布工程はなく、蒸着は、スパッタリングによって蒸着する。膜の総数は１層です。主な膜材料は、クロムであり、光学特性（波長が５５０ｎｍ）として透過率は、１０〜１５％であり、反射率は３０〜４０％である。【００１３】
多層膜方法は、基材として無色ガラスを使う場合と、着色ガラスを使う場合とがある。着色ガラスの場合には塗布工程は無く、無色ガラスの場合は、塗布工程としては顔料、ゾル、ゲルを用いて行われる。蒸着は、多層蒸着がなされる。膜構成は、５〜１０層となる。主な膜材料は鉄、亜鉛、チタン、ジルコニウム、ケイ素などの酸化物が用いられる。光学特性（波長が５５０ｎｍ）として透過率は、１５〜２０％であり、反射率は６０〜７０％である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第4469932号
【特許文献２】特許第5177929号
【特許文献３】特許第5033137号
【特許文献４】特許第4653369号
【特許文献５】特許第4429019号
【特許文献６】特表2007-521621
【特許文献７】特許第4484275号
【特許文献８】特表2008-520068
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
着色ガラスは電球の点灯により特定の光を吸収して所望の光を発色し(アンバー色など)、標識灯の機能を満たすが、非点灯時であっても太陽光等の外部の入射光線によって点灯時と同様な発色が見られる為、視認性や安全性の改善が求められている。【００１６】
この為、点灯時のみ発色し非点灯時は標識灯のリフレクターにコーティグされているアルミと同様の金属光沢感が望ましく、これを実現する為、電球にアルミやスズ、クロムなど金属の蒸着が検討されてきたが、アルミやスズは点灯時の熱に弱い為に耐熱のあるクロムが採用されて来た。また耐熱性を有する金属酸化膜(酸化チタンや酸化タンタル等)を使った多層膜設計による増反射膜が採用されて来た。【００１７】
しかしながら、クロムは反射率が低い為外観を悪くし、更に金属吸収により電球の光束を低下させる問題がある。また多層膜は層数が多く、均一な膜厚が必要となる為、高価となる等の問題がある。すなわち、金属膜方法では、反射率が低く、処理能力も低いという課題を有している。他方、多層膜方法では、厚膜形成で蒸着時間が長いという課題を有し、また、蒸着時間の長さゆえに、書か価格が高くなるという課題を有している。【００１８】
そこで、本発明の目的は、上記の課題に基づいてなされたものであり、点灯時、非点灯時に伴い異なった発色を有し、且つ非点灯時に於いては、金属光沢感を得る事が出来る自動車用電球を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記の目的を達成するために本発明に係る自動車用電球は、着色ガラス上にイオン照射しながら成膜されたケイ素からなる第一層と、前記第一層上にイオン照射しながら成膜された酸化ケイ素からなる第二層とを備えた。【００２０】
イオン照射がアルゴンイオンガスであることを特徴とする。【００２１】
本発明に係る自動車用電球の製造方法は、第一層として着色ガラス上にイオン照射しながらケイ素を成膜する第一の工程と、第二層として前記第一層上にイオン照射しながら酸化ケイ素を成膜する第二の工程を備えた。【００２２】
イオン照射がアルゴンイオンガスであることを特徴とする。【００２３】
本発明に係る自動車用電球の製造装置は、蒸発源とイオン源と電球保持具と膜厚計とから構成されて、第一層として着色ガラス上にイオン照射しながらケイ素を成膜し、第二層として前記第一層上にイオン照射しながら酸化ケイ素を成膜する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る自動車用電球は、上記蒸着膜を構成した自動車用電球によると、点灯時、非点灯時で異なった発色を有し、且つ非点灯時に於いては金属光沢の発色を得る事が出来る。第一には、点灯時、非点灯時で異なった発色を有する。第二には、点灯時は着色ガラスのアンバー色を発色し、非点灯時は金属光沢を反射する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る実施例の自動車用電球の製造方法、製造装置を示す構成図である。
【図２】従来の自動車用電球を示す構成図である。
【図３】本発明に係る実施例の自動車用電球を示す構成図である。
【図４】本発明に係る実施例の自動車用電球に対するケイ素膜の分光透過率／分光反射率を示す。
【図５】本発明に係る比較例の自動車用電球に対するクロム膜の分光透過率／分光反射率を示す。
【図６】本発明に係る比較例の自動車用電球に対する多層膜の分光透過率／分光反射率を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図１乃至図６を用いて、本発明の実施例について説明する。
【００２７】
本発明に係る自動車用電球は、図３に示すように、所定の波長を透過する着色ガラスを用いた自動車用電球の外表面にイオンアシスト法による真空蒸着により、第1層にイオンを照射しながらケイ素膜３２を成膜し、更に第2層に同様のイオンを照射しながら透明の二酸化ケイ素膜３４を成膜して構成する。
【００２８】
このイオンアシスト法は、イオン銃でアルゴンガスイオンをケイ素に照射すると、その運動エネルギーで密着性や緻密性の高いケイ素膜３２となり反射率が高く、吸収率が低い金属光沢膜が得られる。また、第2層の二酸化ケイ素膜３４はケイ素膜３２の保護膜として酸化防止の効果を有する。イオンアシスト法によるケイ素膜３２、及び二酸化ケイ素膜３４は耐熱性や機械的強度が高く、自動車用電球の耐久性に効果を有する。
【００２９】
このように構成することにより、本発明に係る自動車用電球は点灯時は着色ガラスと同じ発色を有し、非点灯時は外部から入る光を反射して金属光沢を有するので、電球の点灯時と非点灯時で異なる発色を得る事が出来る。
【００３０】
続いて、本発明に係る自動車用電球の製造工程について図１を用いて説明する。本発明に係る自動車用電球のイオンアシスト蒸着工程で用いるイオンアシスト蒸着装置１は、図示しない真空ポンプと配管４を介して連結される真空槽２の中に設けられる。イオンアシスト蒸着装置１は、蒸発源８とイオン源１２と電球保持具２０と、膜厚計１６とから構成される。
【００３１】
蒸発源８は、加熱可能なるつぼ６の中に配置され、真空雰囲気中においてるつぼ６で加熱することで蒸発源８を蒸発させて電球に対して付着させる機能を有する。また、るつぼ６を加熱した状態で、蒸発源８の蒸着を停止させるためにシャッター１０が蒸発源８と電球２６の間に配置されている。蒸発源８によりどの程度蒸着させたかを測定する装置が膜厚計１６である。その膜厚を信号線１８で信号として発信することができる。真空槽２の外部で膜厚をモニターすることができる。
【００３２】
イオン源１２は、真空槽２内に所定の圧力のアルゴンガスを封入し、このアルゴンガスを高電圧で加速させて、アルゴンイオンとし、そのアルゴンイオンを電球２６に照射させる装置である。イオン源１２は、イオン源支持部１４で真空槽２内に固定される。
【００３３】
電球保持具２０は、電球２６に蒸発源８のガスが全体に渡って付着させるために、電球を回転させる装置である。回転軸は二つあり、第一軸２２は、真空槽２に対する鉛直方向の軸を中心に電球２６をその保持具ごと回転させる回転軸である。第二軸２４は、電球２６の中心軸を回動させる軸である。この二軸を回転させることで、電球２６に万遍なく蒸発源８を蒸着させることができる。
【００３４】
続いて、自動車用電球の製造工程は、溶剤洗浄工程、熱乾燥工程、真空洗浄工程、イオンアシスト蒸着工程とから構成される。
【００３５】
溶剤洗浄工程は、電球２６に蒸着する前に溶剤で洗浄する工程である。溶剤で洗浄可能な汚れを取り除く工程である。
【００３６】
熱乾燥工程は、溶剤洗浄工程で付着した水分などを完全に乾燥させる工程である。
【００３７】
真空洗浄工程は、基材のクリーニングを行うための工程であり、フィラメントとアノードを用いてグロー放電させる工程である。
【００３８】
イオンアシスト蒸着工程は、イオンアシスト蒸着装置１を用いてイオン源１２からアルゴンイオンガスを照射しながら、蒸発源８から電球２６にケイ素膜を形成する。
【００３９】
続いて、イオンアシスト蒸着装置１にとり、蒸発源８に二酸化ケイ素を用いて、蒸着させる工程である。
【００４０】
前記の通りの記載で、表１で示すように、基材は着色ガラスを用い、塗布工程は特に使用しておらず、蒸着はイオンアシスト蒸着方法を用いる。膜構成数は２であり、主な膜材料はケイ素と酸化ケイ素である。光学特性（波長が５５０ｎｍ）として透過率は、１０〜２０％であり、反射率は４５〜５０％である。
【００４１】
以上の構成に対して本発明の実施例について以下に説明する。
【００４２】
（実施例）
本発明の工程に従って、着色ガラスの自動車用電球につき、本発明に記載される装置によって、ケイ素膜を３０ｎｍ蒸着させた自動車用電球について、着色ガラスの透過率と、ケイ素膜の透過率と、ケイ素膜の反射率を図４に示す。本実施例において、波長５５０ｎｍ以上で２０％の反射率が得られ、それ以上の波長では透過率が高くなることが示されている。また、５５０ｎｍで５５％の反射率を得ている。その結果、点灯時、非点灯時に伴い異なった発色を有し、且つ非点灯時に於いては、金属光沢感を得る事が出来る
【００４３】
（比較例１）
比較例１として、着色ガラスの自動車用電球にクロム膜を４ｎｍ蒸着させた自動車用電球について、着色ガラスの透過率と、クロム膜の透過率と、クロム膜の反射率を図５に示す。
【００４４】
本比較例において、クロム膜は波長５５０ｎｍ以上で１５％の反射率を示しており、それ以上の波長では透過率が高くなるものの２７％以上には増加していないことが示されている。また、５５０ｎｍで７５％の反射率を得ている。
【００４５】
（比較例２）
比較例２として、特許文献１同様の多層膜構成として、着色ガラスの自動車用電球に多層膜を５層３００ｎｍ蒸着させた自動車用電球について、着色ガラスの透過率と、クロム膜の透過率と、クロム膜の反射率を図６に示す。蒸着層は、着色ガラスの上に第一層が酸化チタンを２８ｎｍ蒸着し、第一層の上の第二層が酸化ケイ素を９４ｎｍ蒸着し、第二層の上の第三層が酸化チタンを５６ｎｍ蒸着し、第三層の上の第四層が酸化ケイ素を９４ｎｍ蒸着し、第四層の上の第五層が酸化チタンを２８ｎｍ蒸着した。
【００４６】
本比較例２において、前記多層膜は波長５５０ｎｍ以上で１０％の反射率を示しており、それ以上の波長では透過率が高くなる。また、５５０ｎｍで７５％の反射率を得ている。
【００４７】
以上から、本願発明のケイ素膜であれば、波長５５０ｎｍで適切な透過率が得られるとともに、反射率については４００ｎｍから７５０ｎｍに渡って安定していることが明らかである。
【００４８】
【表１】
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【符号の説明】
【００４９】
１  イオンアシスト蒸着装置
２  真空槽
４  配管
６  るつぼ
８  蒸発源
１０  シャッター
１２  イオン源
１６  膜厚計
１８  信号線
２０  電球保持具
２２  第一軸
２４  第二軸
２６  電球
３２  ケイ素膜
３４  二酸化ケイ素膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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