(57)【要約】ランプバルブにおける部分層を製造する方法であって、その方法においては、機能的な層が、薄膜技術で提供され、その方法は、少なくとも、ランプの動作状態で機能的な層を有さないことになるランプバルブの領域に一時的な層を提供するステップ、その後ランプバルブの全表面に機能的な層を提供するステップ、及び一時的な層を、そこに存在する機能的な層と一緒に取り外すステップを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能的な層が薄膜技術で提供される、ランプバルブに部分的な被覆層を製造する方法であって、当該方法は、
前記ランプの動作状態に機能的な層を有さないことになる前記ランプバルブの領域に一時的な層を提供するステップ、
前記ランプバルブの全表面に前記機能的な層を提供するステップ、及び
前記一時的な層を取り外すステップ
を少なくとも含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ランプの動作状態に機能的な層を有さないことになる前記ランプバルブの領域に一時的な層を提供するステップは、前記一時的な層が、それの塗布の後で及び／又は間に、それの輪郭の鮮鋭度、確度、層の厚さ、場所、及び／又は形状の永続性に関して、与えられた値に適合させられることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記輪郭の調整的な適合、特に前記輪郭の鮮鋭度は、機械的な手段、特にスクレーパーの手段、熱的な効果、及び／又はエネルギーの供給、特にレーザーの手段によって達成されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記一時的な層の提供は、特に、浸漬、噴霧、印刷、又は小出しの技術によって行われることを特徴する請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ランプの動作状態に機能的な層を有さないことになる前記ランプバルブの領域内における、それの輪郭から離れて、及び／又は前記一時的な層において、ランプバルブに手段が存在し、
前記手段は、前記一時的な層のその後の取り外しを少なくとも援助することを特徴する請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記一時的な層を取り外すステップは、機械的な手段、特に超音波の手段、熱的な手段、化学的な手段、特に溶剤、及び／又はエネルギー供給、特にレーザーを使用することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記一時的な層に、半導体技術からの既知の材料、特に感光性の有無に関わらず半導体技術から知られる標準的なラッカーを使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法によって製造される部分的な被覆物を備えたランプバルブ。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法によって製造される部分的な被覆物を備えたランプバルブを含むランプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプバルブに部分的な被覆層を製造する方法に関し、その方法においては、機能的な層が、薄膜技術で提供される。
【０００２】
本発明の意味における機能的な層は、その主要な機能が、ランプの定義されたパラメータの変化を達成することである、層である。
【背景技術】
【０００３】
ランプバルブの外面には、電光技術における多種多様な用途のための、例えば、白熱電球用の又は放電ランプ用の、機能的な層が提供される。このような機能的な層の例は、自動車のランプにおけるＵＶ吸収層及びハロゲンランプにおけるＵＲ反射層である。上で述べた用途の特徴は、被覆物が、ランプバルブの全表面積を覆わなければならない又は覆うことができることであり、それは、これらの層の製造の効率に肯定的に影響を及ぼす。
【０００４】
他の用途においては、ランプバルブの表面の被覆された領域が、全表面積を覆わない、すなわち、そのように呼ばれる部分層が、必要であるとすれば、機能的な層の主たる特性のみを達成することができる。部分的な被覆物を伴ったこのような用途の例は、熱放射特性が、例えば、ランプの動作状態でランプバルブの定義された領域における温度の増加を達成するために、ある一定の領域で部分的に変更されられるものである、ランプに見出される。通常の偏差が、層の機能性の顕著な減損を引き起こさないので、増加した要求が、輪郭及び確度の鮮鋭度、層の厚さ、及び／又は位置に関しては、被覆物の質に課されないことは、しばしば、これらの用途の特徴である。
【０００５】
他の用途は、層の所望の機能性を達成するために、製造技術において観察されるより狭い許容範囲を要求する。このような用途の例は、ランプバルブの部分的な反射の部分によって形成され、それらの部分は、より高い効率（光の出力）が得られるように、与えられた部分的な角度内で白熱コイル又は放電アークによって放出された光を方向付けるためのものである。
【０００６】
このように、光学的な投射システムにおける効率（光の放出）の上昇を、放電空間の外面の部分の反射によって達成することができることは、特許文献１から知られている。この解決手段においては、特にある層として形成される、後方反射器は、少なくとも一つの開口を有するべきであり、その開口は、通常、後方反射器と反対の定義された位置にあり、その開口は、高圧ガス放電ランプの主要な反射器の方向における所望の光の放出を可能にする。このような開口又はこのような部分的な被覆物の製造は、特に産業上の大規模製造工程において、複雑な技術である。
【０００７】
しかしながら、ランプバルブの光透過部分における被覆物を伴った用途においてもまた、例えば、任意の被覆物無しのランプの端又は電気接点のような、ランプバルブの表面のさらなる部分を実現することは、望ましいこともある。例えば、物理蒸着、スパッタリング、又は化学蒸着のような薄膜の方法を使用するとすれば、それらの方法は、通常の様式で被覆物の源の反対に配置される表面を被覆するが、その方法は、また必然的に、電気接点又はランプの端を被覆することになる。これらの表面の被覆を予防するためのものであるスクリーン又は生産物の入れ物の形態で自由に保たれる表面積に対する覆いの使用とでさえも、機能的な層の正確な鮮鋭な層の輪郭を達成することができない。特に被覆の工程の間に、被覆物の材料の拡散又は反射のために、狭い製造の許容範囲を大規模製造においてしばしば維持することができない。所望の機能性が、約束されるものであるとすれば、しばしば追加の消費及び資源の要求をもたらす、追加の工程のステップが必要である。
【０００８】
機能的な層の輪郭と併せて使用される表現“正確な”は、現実に被覆される領域が、所望のものに対応する程度を表示する。“鮮鋭な”は、輪郭の領域における層の厚さの勾配の所望のものへの対応を表示する。小さいテーパーの効果のみがあるとすれば、輪郭は、高い鮮鋭度を有する、すなわち、その層の厚さが、輪郭で直接に隣り合う層の領域の層の厚さとそれ自体を区別しない。
【０００９】
層の構造化に対して相対的に良好であるが、まだ技術的により困難な解決手段は、スクリーンの使用であり、それらスクリーンは、被覆の間に被覆される表面に非常に近くに配位される。これらのスクリーンは、小さい固有の方向性をもう効果を伴った被覆方法、例えばスパッタリングに適切である。このような予め製作されたスクリーンの使用は、層の確度及び鮮鋭度に課される高い要求を伴った用途に対して以下の特定の不都合を有する。スクリーンをそれぞれの生産物に個々に適合させなければならない。その方法は、洗浄又は交換が必要であるように、スクリーンもまた被覆されることを暗示する。スクリーンは、被覆デバイスの装入及び非装入に対する取り扱いをより困難にする。そして、鮮鋭な輪郭を得るために必要なμｍの範囲における鮮鋭な縁を備えたスクリーンは、産業上の大規模製造における損傷に対して非常に敏感である。
【特許文献１】独国特許出願公開１０１５１２６７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
よって、本発明の目的は、産業上の大規模製造工程において有効な様式で高い輪郭の鮮鋭度及び確度を備えたランプバルブに部分的な被覆物を製造することを可能にする冒頭の段落で述べた種類の方法を提供すること、並びに、ランプバルブにこのような部分的な被覆物を提供するである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、本方法が、ランプの動作状態において機能的な層を有さないことになるランプバルブの領域に一時的な層を提供するステップ、その後、ランプバルブの全表面に機能的な層を提供するステップ、及び一時的な層を取り外すステップを少なくとも含むことで達成される。
【００１２】
本発明によれば、薄い一時的な層は、ランプの動作状態において機能的な層を有さないことになるランプバルブの領域に提供される。この層の輪郭は、機能的な層の所望の輪郭のものに匹敵する輪郭の鮮鋭度及び確度を有し、よって、機能的な層の提供の間に、ランプバルブに対して十分に横たわるスクリーンとして作用する。
【００１３】
薄膜技術における全ての既知の標準的な方法を、それらが、時間が限定されて三次元の本体における要求される輪郭の鮮鋭度及び確度の層を提供することが可能である限り、一時的な層を提供するために使用してもよい。
【００１４】
一時的な層及びこの層のために選ばれる材料を提供するために使用される方法、並びに一時的な層を取り除く方法は、特に、技術的に単純な除去のみならず要求された輪郭の鮮鋭度及び確度を保護するように、本発明によって相互に適応させられるものである。この層の要求される援助の機能又は機械的な安定性が、特にランプバルブの基礎をなす表面によって、実現されるので、一時的な層を、別個の構成部品として通常構築される、従来のスクリーンと比較して比較的薄く寸法をとってもよい。鮮鋭な輪郭は、それによって可能にされ、テーパー効果の結果は、実質的に回避される。
【００１５】
一時的な層を取り除くために全ての既知の方法、特に一時的な層の輪郭に不利なものとして形成されるような機能的な層における輪郭に対する損傷を引き起こすことなく、特に薄膜技術に関係した及び三次元の本体から一時的な層を取り外すことに適切な方法を、使用してもよい。
【００１６】
それぞれの除去の機構の選択は、問題になっている用途に適合させられるものである。例えば、その除去は、技術的に単純な場合には、清浄浴における一時的な層の溶解によって行われることもあり、その間に一時的な層に存在する機能的な層又は少なくともそれの部分もまた溶解させる。必要ならば、溶解は、機械的な力、エネルギーの供給、又は温度の効果の行使によって、既知の様式で援助される又は誘発させられる。
【００１７】
本発明に本質的な三つの工程のステップの他に、請求する方法は、先の工程のステップの前又は後に行われることもあるさらなる工程のステップを含んでもよい。このような追加の工程のステップは、例えば、ランプバルブの及び／又は一時的な層の表面の別個の予備的な処理である。使用される材料に依存して、処理は、その後の工程のステップ用の層を調製するために必要であることもある。例えば、温度の処理は、層をそれの幾何学的外形に固定して、又はそれを硬化させて、損傷に対するそれの耐性を高めるために必要であることもある。一時的な層を脱気して、その後の真空の工程を可能にする又は加速させることが、さらに有用であることもある。
【００１８】
従属請求項は、本発明の都合が良いさらなる実施形態に関する。
【００１９】
本発明による方法の都合がよい実施形態を、一時的な層を、ランプの動作状態において機能的な層を有さないことになるランプバルブの領域に提供するステップが、一時的な層の輪郭が、それの適用の後及び／又は間に、それの鮮鋭度及び確度、層の厚さ、場所、及び／又は形状の永続性に関して、与えられた値に適合させられることをさらに含むという請求項２によって達成することができる。この適合は、通常、一時的な層の現実の状態を測定すること、それを所望の状態と比較すること、及び与えられた許容範囲を考慮して、補正用の適切な尺度の提供によって達成される。これは、一時的な層を提供する選ばれた方法が、上で述べた要求されたパラメータをまだ達成してきてない場合に特に好適である。そして、特に一時的な層から過剰な材料を取り除くことは、通常、必要である。例えば、これは、まだ液体の状態で、すなわち、混合した溶剤の蒸発の前に又は硬化の後に、可能である。
【００２０】
過剰な材料の機械的な取り外しのために適切なスクレーパーを使用することは、さらに好適である。その除去は、代わりに又は追加で、熱的な効果及び／又はエネルギーの供給によって、特にレーザーによって、行なわれることもある。
【００２１】
請求項４の実施形態は、一時的な層の提供が、特に浸漬、噴霧、印刷、又は小出しの技術によって行われることで好ましい。
【００２２】
本発明によって一時的な層が提供されるランプバルブを、一時的な層の液化した材料の中に浸漬させると共に、その後再度引き出す、浸漬塗装は、技術的に単純であり、効率的な方法である。その方法は、ランプの端及び電気接点を被覆することに特に適切である。
【００２３】
それ自体知られている噴霧方法もまた、特にランプバルブの幾何学的配置が、これを可能にするとすれば、すなわち、例えばアンダーカットの部分が無いとすれば、産業上の大規模製造によく適したものである。
【００２４】
先行技術から知られた印刷技術もまた、ある一定の用途に好適であり、特別な注意が、一時的な層のための適切な材料の正確な選択に与えられる。
【００２５】
請求項５によれば、ランプの動作状態において機能的な層を有さないことになるランプバルブの領域内で、及びそれの輪郭から離れて又は一時的な層において、ランプバルブに手段が存在することは、好適であり、その手段は、一時的な層のその後の取り外しを少なくとも援助する。取り外しの工程を援助する手段の使用は、特にそれぞれの用途に対して選ばれた取り外しの機構に適合されるものである。例えば、化学的な取り外しの工程を開始すると共に加速させる触媒又は分解促進剤として役立つ、前記表面積に少量で化学的手段を提供してもよい。
【００２６】
機械的な手段、特に超音波の手段、熱的な手段、化学的な手段、特に溶剤、及び／又は特にレーザーによる、エネルギーの供給を使用することは、より迅速な除去に対してさらに好適である。
【００２７】
一時的な層の材料には、半導体技術からの既知の材料、特に感光性の有無に関わらず半導体技術からの標準的な被覆物を使用することが、好適である。上で述べた材料及びそれらの混合物より他に、本発明の範囲内でさらなる材料を使用してもよいが、それらの材料は、例えば適切な実験によって、それらの有用性に関して試験されることもある。
【００２８】
本発明の目的は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法によって製造される部分的な被覆物を備えたランプバルブによって、さらに達成される。
【００２９】
本発明のさらなる詳細、特徴、及び利点は、好適な実施形態の結果として行われる記載から、明らかになると思われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
第一の実施形態は、おおよそ９ｍｍのバルブの直径を有するＵＨＰランプにおける部分的な被覆物に関し、そのランプの端のみ及び電気接点は、本発明による方法による処理の後に、被覆されてない。
【００３１】
第一に、ランプバルブの全表面積には、通常の洗浄工程における予備的な洗浄、例えば、低圧プラズマ洗浄又は界面活性剤での脱脂の方法が与えられる。上に述べたランプバルブの領域に一時的な層を、ランプの端及び電気接点が、おおよそ０．５μｍから１００μｍまで、好ましくはおおよそ５μｍから２０μｍまでの本質的に閉じた層を形成するように、通常の様式で湿らせられるように、提供するために、通常の浸漬方法を使用する。ノボラックからなる、一時的な層の硬化の後に、機能的な層は、ＰＶＤ（物理蒸着）工程において、ランプバルブの全表面積におおよそ０．１μｍから２００μｍまで、好ましくはおおよそ０．１μｍから１０μｍまでの層の厚さまで提供される。酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、又はＺｒＯ２のような光学材料からなるこの層の蒸着は、低い温度範囲（最大の３００℃まで）における工程の温度で実現される。機能的な層は、いわゆるクールライトミラーとして役立ち、いくつかの層の規則的な配置を含む干渉フィルターとして構築される。そして、一時的な層は、おおよそ３５℃の温度で清浄浴で溶解させられ、その目的に対して通常の有機溶剤は、洗浄のために使用される。溶解の工程を援助するために、ランプバルブは、おおよそ１２０分間、既知の様式で超音波にさらされる。
【００３２】
高圧ガス放電ランプ又はＨＩＤ（高強度放電）ランプに属する、ＵＨＰ（超高性能）ランプは、それらの光学特性のために、投射の目的に、とりわけ好ましく使用される。用語また、ＵＨＰランプ（Ｐｈｉｌｉｐｓ）は、本発明の範囲内の他の製造業者からのＵＨＰ型のランプに関係する。
【００３３】
また、第二の実施形態は、おおよそ９ｍｍのバルブの直径を備えたＵＨＰランプの部分的な被覆物に関し、機能的な層は、重ねて、いわゆるクールライトミラーとして役立ち、干渉フィルターよして形成される。
【００３４】
この反射部分は、どんな被覆もない、放電容器の外面の一部分、すなわち、光放出の窓の領域を残す部分的な被覆物である。
【００３５】
第一に、ランプバルブの全表面には、通常の標準的な洗浄の工程、例えば界面活性剤を使用する脱脂工程で予備的な洗浄が与えられる。上で述べたランプバルブの領域へ一時的な層を適用するために、通常の小出装置の技術を使用し、その工程は、ノズルによって行われる。ノズルが、ランプの子午面で適切に移動させられる一方で、一時的な層は、ランプがそれの縦軸のまわりを回転する走査スキームにおいてノズルによって蒸着させられる。被覆される表面を、螺旋運動でこのように旋回する。そして、機能的な層の蒸着は、ランプが、真空オーブン中におおよそ９０℃でおおよそ３０分間保管されて、一時的な層の機械的特性が安定化されると共に、そこに存在する溶剤が、放出されると共に排出されるように、用意される。機能的な層の蒸着及びその後の工程のステップは、例えば、第一の実施形態におけるものとして行われる。
【国際調査報告】
2005528754.tif 000002
2005528754.tif 000003
2005528754.tif 000004