(57)【要約】【課題】  耐久性、耐熱性に優れ、紫外線および青色の光吸収特性を容易に制御することが可能なカット膜を備えた光カットフィルタおよびこのフィルタを備えた管球ならびに照明器具を提供することを目的とする。【解決手段】  光カットフィルタＦは、透光性の基体１と；酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、銀（Ａｇ）微粒子を分散して前記基体表面に形成され、主として可視光線を透過するとともに短波長側吸収ピークの透過率が波長４５０〜５００ｎｍの範囲内で５０％となるカット膜２と；を具備しているので、光吸収特性を制御することが容易となり、かつ耐久性を高くすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、銀（Ａｇ）微粒子を分散して形成され、可視光線の短波長側をカットし、この短波長側の吸収ピークの透過率が波長４５０〜５００ｎｍの範囲内で５０％となることを特徴とする光カットフィルタ。
【請求項２】
前記銀（Ａｇ）微粒子の添加量が２〜２５質量％であり、膜厚が０．３〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１記載の光カットフィルタ。
【請求項３】
インジウム（Ｉｎ）、ビスマス（Ｂｉ）または鉄（Ｆｅ）がドープ剤として５〜２５質量％添加されていることを特徴とする請求項１または２記載の光カットフィルタ。
【請求項４】
亜鉛（Ｚｎ）系溶液に前記銀（Ａｇ）微粒子を混合した溶液を塗布し、熱処理することにより被膜形成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の光カットフィルタ。
【請求項５】
前記銀（Ａｇ）微粒子は、粒径が２０ｎｍ以下であって、その形状が略球状、略柱状または回転楕円体形状であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の光カットフィルタ。
【請求項６】
発光手段を内包する透光性バルブと；
このバルブを前記基材として形成された請求項１ないし５いずれか一記載の光カットフィルタと；
を具備していることを特徴とする管球。
【請求項７】
器具本体と；
この器具本体に配設された光源と；
この光源を覆うように前記器具本体に配設された透光性カバーと；
このカバーを前記基材として形成された請求項１ないし５いずれか一記載の光カットフィルタと；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも紫外線および青色光の一部をカットするカットフィルタを備えた光カットフィルタ、管球および照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線および青色光の一部をカットする紫外線カットフィルタを設け、黄色ないし橙色（オレンジ色）の光を放射するようにした照明用光源および照明器具が知られている。これら光源および照明器具は、紫外線および青色光を必要としない低誘虫用またはクリーンルーム用照明に主として利用されるものである。
【０００３】
従来の低誘虫用ランプとして、外管バルブの外表面に黄色の着色顔料を分散させたフッ素樹脂からなる着色被膜を形成した高圧放電ランプが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、低誘虫用ランプまたは紫外線の放射を抑制したランプとして、酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる紫外線吸収作用を有する被膜をバルブ外表面に形成した紫外線カット膜付ランプが知られている（例えば特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開平１１−３０７０５４号公報
【特許文献２】特開２００１−１４３６５７号公報
【特許文献３】特開２００１−１２６６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
低誘虫用またはクリーンルーム用等の特殊照明は、その用途によってカットしたい波長が異なることが多いので、紫外線カットフィルタはその用途毎に光吸収特性を制御する必要がある。しかし、着色顔料を分散させた着色被膜では、顔料により遮断（カット）可能な光の波長が決まるため、光吸収特性を制御しにくく、また、耐久性、耐熱性等もあまり高くない。
【０００６】
また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる紫外線吸収作用を有するカット膜は、耐久性、耐熱性に優れているが、基本的には３８０ｎｍ以下の吸収しかないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、耐久性、耐熱性に優れ、紫外線および青色光の一部を確実にカットすることが可能な光カットフィルタおよびこのフィルタを備えた管球ならびに照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の光カットフィルタは、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、銀（Ａｇ）微粒子を分散して形成され、可視光線の短波長側をカットし、この短波長側の吸収ピークの透過率が波長４５０〜５００ｎｍの範囲内で５０％となることを特徴とする。
【０００９】
「短波長側吸収ピークの透過率」は、フィルタが形成される基体の透過率を考慮しないフィルタだけの透過率であって、可視光線の短波長側の領域である波長４５０〜５００ｎｍの範囲内の所定の波長を基本的にシャープにカットしている透過率であって、短波長側から紫外線に近づくに従って透過率が比較的急峻に減少するように変化しているときの透過率を意味する。
【００１０】
請求項２は、請求項１記載の光カットフィルタにおいて、前記銀（Ａｇ）微粒子の添加量が２〜２５質量％であり、膜厚が０．３〜５．０μｍであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３は、請求項１または２記載の光カットフィルタにおいて、インジウム（Ｉｎ）、ビスマス（Ｂｉ）または鉄（Ｆｅ）がドープ剤として５〜２５質量％添加されていることを特徴とする。
【００１２】
酸化亜鉛（ＺｎＯ）にドープ剤としてインジウム（Ｉｎ）、ビスマス（Ｂｉ）または鉄（Ｆｅ）を添加すると光カット機能が向上し、かつ導電性が付与されることにより、赤外線カット作用を付与することができる。導電性が付与されると赤外線カット作用が生起するのは、導電性の付与により自由電子による赤外線吸収作用が生じることによる。
【００１３】
請求項４は、請求項１ないし３いずれか一記載の光カットフィルタにおいて、亜鉛（Ｚｎ）系溶液に前記銀（Ａｇ）微粒子を混合した溶液を塗布し、熱処理することにより被膜形成されていることを特徴とする。
【００１４】
亜鉛（Ｚｎ）系溶液は、有機亜鉛化合物を意味し、ディップ、印刷等で被膜を形成することが可能なものである。この亜鉛（Ｚｎ）系溶液を基体に塗布して乾燥させた後、熱処理を加えて形成することができる。なお、フッ素含有溶液を使用したいわゆる液相析出法、亜鉛（Ｚｎ）系化合物溶液の無電解析出法等でもカット膜を形成することが可能である。
【００１５】
請求項５は、請求項１ないし４いずれか一記載の光カットフィルタにおいて、前記銀（Ａｇ）微粒子は、粒径が２０ｎｍ以下であって、その形状が略球状、略柱状または回転楕円体形状であることを特徴とする。
【００１６】
粒径がナノオーダーの銀（Ａｇ）微粒子の光吸収ピークは、本来４２０ｎｍ付近にあるが、粒子形状が略球状または異方性を有することにより光吸収のピーク波長をより長波長側（可視光側）にシフトさせることができる。したがって、銀（Ａｇ）微粒子の形状を特定することによって光吸収特性の制御がより容易となる。
【００１７】
請求項６の管球は、発光手段を内包する透光性バルブと；このバルブを前記基材として形成された請求項１ないし５いずれか一記載の光カットフィルタと；を具備していることを特徴とする。
【００１８】
管球とは、白熱電球、ハロゲン電球またはＨＩＤランプや蛍光ランプなどの放電ランプを意味する。発光手段とは、白熱電球およびハロゲン電球の場合にはフィラメントを指し、放電ランプの場合には放電空間（蛍光体層を含む）を指す。
【００１９】
請求項７の照明器具は、器具本体と；この器具本体に配設された光源と；この光源を覆うように前記器具本体に配設された透光性カバーと；このカバーを前記基材として形成された請求項１ないし５いずれか一記載の光カットフィルタと；を具備していることを特徴とする。
【００２０】
照明器具は、天井直付け器具、ダウンライトや透光器等を含み、カバーには板状のカバーの他、グローブを含むものである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、青色の光の吸収波長を制御することが容易な銀（Ａｇ）微粒子を紫外線の吸収が容易で耐久性に優れた酸化亜鉛（ＺｎＯ）に分散させて光カットフィルタを基体外面に形成したので、短波長側吸収ピークの透過率が波長４５０〜５００ｎｍの範囲内で５０％となるように光吸収特性を制御することが容易となり、かつ耐久性の高い光カットフィルタを提供することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、銀（Ａｇ）微粒子の添加量を２〜２５質量％の範囲内で、光カットフィルタの膜厚を０．３〜５．０μｍの範囲内でそれぞれ調整することにより、透過率５０％の吸収ピーク波長を４５０〜５００ｎｍの範囲内で容易に制御することが可能となる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）にインジウム（Ｉｎ）、ビスマス（Ｂｉ）または鉄（Ｆｅ）をドープ剤として５〜２５質量％添加したので、紫外線吸収特性が向上して波長約１．３μｍ以上の熱線も吸収するように作用し、紫外線、青色光および熱線をカットするフィルタとして機能する。
【００２４】
請求項４の発明によれば、銀（Ａｇ）微粒子を亜鉛（Ｚｎ）系溶液に混合して熱処理により被膜を形成したので、比較的容易に紫外線および青色光の一部をカットするフィルタを形成することができる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、粒径２０ｎｍ以下の銀（Ａｇ）微粒子の形状を略球状、略柱状または回転楕円体形状にすることによって、光吸収のピーク波長を長波長側（可視光側）にシフトさせることが容易に行うことができ、光吸収特性の制御がより容易となる。
【００２６】
請求項６または７の発明によれば、請求項１ないし５の光カットフィルタの作用効果を備えた管球または照明器具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施形態における光カットフィルタの概略断面図である。
【００２９】
光カットフィルタは、建造物や車両用の窓ガラスなどのフィルタ形成に適用できる。図１では光学用の光カットフィルタＦを実施例として説明する。
【００３０】
１はパイレックス（登録商標）ガラスからなる透光性基体としての透明な基板である。この基板１の一方の面（両面でもよい）には酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とし、これに平均粒径が約７ｎｍの銀（Ａｇ）微粒子を約１５質量％添加して形成したたとえば約０．８μｍの膜厚で形成されたカット膜２が設けられた光カットフィルタＦを構成している。
【００３１】
図２は、図１の光カットフィルタの透過率分光分布を示すグラフである。このグラフで示す透過率は、基板の透過率を除いた値で示しているため、実質的にカット膜の透過率分光分布を示している。図２の線ａは上記実施形態の光カット膜２の分光透過率を、線ｂは銀微粒子を添加する以外は上記実施形態と同様の構成で形成された酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とする比較例１の光カット膜の分光透過率を、線ｃは上記実施形態の銀微粒子に代えてインジウム（Ｉｎ）を同質量添加した比較例２の光カット膜の分光透過率をそれぞれ示している。このグラフは、基板１の透過率を除いた値で示しているため、実質的にカット膜のみの透過率分光分布を示している。
【００３２】
図２で示す透過率分光分布からも理解できるように、カット膜２は比較例１および２に比べて紫外線および波長４００〜４５０ｎｍの青色光を有効に遮断（カット）する機能を有しており、短波長側吸収ピークの透過率が５０％となる波長は４６０ｎｍ付近である。これは、銀（Ａｇ）微粒子の添加量とカット膜２の膜厚を制御し所望の光吸収特性としたためである。これにより光カットフィルタＦは紫外線−青色光を吸収して、その透過光は黄色となる。
【００３３】
コーティングは、たとえばコーティング溶液としてＺｎアセチルアセトナート（Ｚｎ（ＣＨ3ＣＯＣＨＣＯＣＨ3）2）等の亜鉛錯体、カルボン酸塩をエタノール等有機溶剤に５質量％程度溶解し、安定化材、その他所定の添加剤を添加したものを使用してコーティング溶液を調製する。さらにこの溶液に平均粒径が約７ｎｍの銀（Ａｇ）微粒子を約１５質量％分散させて添加する。こうして調整された容液を基板１の表面に塗付後、５００℃で１５分間焼成し、これを複数回繰り返すことにより所望の膜厚のカット膜２，２を得ることができる。
【００３４】
図３は、本発明の第２の実施形態である管球を示す概略正面図である。Ｌ２は管球としてのＨＩＤランプであり、このＨＩＤランプＬ２には発光管４０を保護する外管バルブ１１が設けられている。外管バルブ１１には発光管４０と導通する給電手段としてのＥ形口金３が取付けられている。
【００３５】
この外管バルブ１１の外表面には、第１の実施形態のカット膜２が形成されており、外管バルブ１１と基体とする光カットフィルタＦが構成されている。この光カットフィルタＦにより、ＨＩＤランプＬ２の発光管４０から放射される光のうち紫外線および青色光が吸収され、ＨＩＤランプＬ２の放射光は黄色となる。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施形態の光カットフィルタについて説明する。本実施形態の光カットフィルタは、第１の実施形態のカット膜のコーティング溶液に硝酸インジウム（Ｉｎ（Ｎｏ3）3）等のＩｎ錯体をドープ剤として加えた点に特徴を有する。例えば、Ｚｎアセチルアセトナート（Ｚｎ（ＣＨ3ＣＯＣＨＣＯＣＨ3）2）とこのＺｎアセチルアセトナートに対してインジウム量をＩｎ2Ｏ3に換算して約５モル％とした硝酸インジウム（Ｉｎ（Ｎｏ3）3）をドープしたものをエタノール液に溶解して混合液をつくり、さらに平均粒径が約７ｎｍの銀（Ａｇ）微粒子を約１５質量％分散させて添加し、この混合液中に透明基板を浸漬して引上げるかまたは混合液を透明基板の片面（両表面でもよい）に塗布して、乾燥させた後約６００℃の窒素雰囲気中で１０分間焼成することによって行われる。その他の製膜条件や、膜の構成は第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００３７】
なお、上記ドープ剤をインジウム（Ｉｎ）に代えてビスマス（Ｂｉ）または鉄（Ｆｅ）にした場合にも同様の効果が認められた。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態における光カットフィルタの概略断面図。
【図２】図１の光カットフィルタの透過率分光分布を示すグラフ。
【図３】本発明の第２の実施形態である管球を示す概略正面図。
【符号の説明】
【００３９】
１…基体としての基板、２…光カット膜、Ｆ・・・光カットフィルタ、Ｌ２…管球としてのＨＩＤランプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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