JP7523232B2 - Thermal radiation light source - Google Patents
Thermal radiation light source Download PDFInfo
- Publication number
- JP7523232B2 JP7523232B2 JP2020049246A JP2020049246A JP7523232B2 JP 7523232 B2 JP7523232 B2 JP 7523232B2 JP 2020049246 A JP2020049246 A JP 2020049246A JP 2020049246 A JP2020049246 A JP 2020049246A JP 7523232 B2 JP7523232 B2 JP 7523232B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- platinum
- transparent oxide
- radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims description 270
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 454
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 225
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 177
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 47
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 37
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 15
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 13
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 13
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 9
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 409
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 15
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 15
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 9
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910000953 kanthal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Description
本発明は、熱輻射層と、当該熱輻射層を加熱する基板とが積層された熱輻射光源に関する。 The present invention relates to a thermal radiation light source in which a thermal radiation layer and a substrate that heats the thermal radiation layer are stacked.
かかる熱輻射光源は、熱輻射層を基板にて高温状態に加熱することにより、被加熱物を加熱する輻射光を熱輻射層から放射させるものである。
かかる熱輻射光源として、石英ガラス等の透光性気密部材にて形成される封止管の内部に、基板及び熱輻射層を封止状態で配設し、封止管の内部を真空状態にする、あるいは、封止管の内部に窒素ガス等の不活性ガスを封入したものがある(例えば、特許文献1参照。)。
Such a thermal radiation light source heats the thermal radiation layer to a high temperature state by means of a substrate, thereby causing the thermal radiation layer to radiate radiant light for heating an object to be heated.
As such a thermal radiation light source, there is one in which a substrate and a thermal radiation layer are arranged in a sealed state inside a sealed tube formed of a light-transmitting airtight material such as quartz glass, and the inside of the sealed tube is made into a vacuum state, or an inert gas such as nitrogen gas is sealed inside the sealed tube (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1においては、基板が、電流を流すことにより発熱するタングステン等の高融点金属にて構成され、熱輻射層が、タンタル、モリブテン等の金属層にて形成され、基板や熱輻射層を封止状態で封止管の内部に配設することにより、基板や熱輻射層の酸化による劣化が防止されている。
In
従来の熱輻射光源は、基板や熱輻射層を封止管の内部に封止状態で配設するものであるから、全体構造が複雑で高価となるため、基板及び熱輻射層を大気中に露出させた状態で設置できる熱輻射光源が要望されている。 Conventional thermal radiation light sources have a substrate and a thermal radiation layer sealed inside a sealed tube, which makes the overall structure complicated and expensive. Therefore, there is a demand for a thermal radiation light source that can be installed with the substrate and thermal radiation layer exposed to the atmosphere.
また、被加熱物を赤外線にて加熱する等の目的で、4μmよりも大きく8μm以下の狭帯域の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側を除いた狭帯域の波長)において大きな輻射率(放射率)を有し、8μmよりも大きな波長(つまり、遠赤外光)の輻射率(放射率)が小さい熱輻射光源が要望されている。 In addition, for purposes such as heating objects with infrared rays, there is a demand for thermal radiation light sources that have a high emissivity (radiation rate) in a narrow band of wavelengths greater than 4 μm and less than 8 μm (i.e., a narrow band of wavelengths excluding the short wavelength side of mid-infrared light) and a low emissivity (radiation rate) for wavelengths greater than 8 μm (i.e., far-infrared light).
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、基板及び熱輻射層を大気中に露出させた状態で設置でき、しかも、4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長において大きな輻射率を有し且つ8μmよりも大きな波長の輻射率が小さい熱輻射光源を提供する点にある。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a thermal radiation light source that can be installed with the substrate and thermal radiation layer exposed to the atmosphere, and that has a high emissivity in the wavelength range greater than 4 μm and less than 8 μm, and a low emissivity for wavelengths greater than 8 μm.
本発明の熱輻射光源は、熱輻射層と、当該熱輻射層を加熱する基板とが積層されたものであって、その特徴構成は、
前記熱輻射層が、透明酸化物にて形成される共鳴用透明酸化物層を前記熱輻射層と前記基板との積層方向に沿って並ぶ一対の白金層の間に位置させるMIM積層部を備える輻射制御部、及び、透明酸化物にて形成される放射用透明酸化物層の順に前記基板に近い側に位置させる形態で、前記輻射制御部及び前記放射用透明酸化物層を積層した状態に構成され、
前記共鳴用透明酸化物層の厚さが、4μmよりも大きく8μm以下の領域を共鳴波長域とする、1200nm以上で、1500nm以下の厚さであり、
前記共鳴用透明酸化物層に用いられる透明酸化物が、酸化アルミニウム、五酸化タンタル、二酸化ケイ素、五酸化ニオブ、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ハフニウムの何れかである点にある。
The thermal radiation light source of the present invention is a laminate of a thermal radiation layer and a substrate for heating the thermal radiation layer, and its characteristic configuration is as follows:
the thermal radiation layer is configured in a state in which the radiation control section and the radiation transparent oxide layer are laminated in the order of a radiation control section having an MIM laminate section in which a resonance transparent oxide layer formed of a transparent oxide is positioned between a pair of platinum layers arranged along the lamination direction of the thermal radiation layer and the substrate, and a radiation transparent oxide layer formed of a transparent oxide is positioned closer to the substrate,
The thickness of the resonance transparent oxide layer is 1200 nm or more and 1500 nm or less, with a resonance wavelength range being greater than 4 μm and less than 8 μm,
The transparent oxide used in the resonance transparent oxide layer is any one of aluminum oxide, tantalum pentoxide, silicon dioxide, niobium pentoxide, magnesium oxide, titanium oxide, and hafnium oxide .
すなわち、熱輻射層が、MIM積層部を備える輻射制御部及び放射用透明酸化物層の順に輻射制御部を基板に近い側に位置させる形態で、輻射制御部及び放射用透明酸化物層を積層した状態に構成されるものであるから、熱輻射層が基板にて高温状態に加熱されると、MIM積層部を備える輻射制御部が輻射光を放射して、当該輻射光が放射用透明酸化物層から放射されることになる。 In other words, the thermal radiation layer is configured by laminating the radiation control section and the transparent oxide layer for radiation in the order of the radiation control section having the MIM laminate section and the transparent oxide layer for radiation, with the radiation control section being positioned closer to the substrate. Therefore, when the thermal radiation layer is heated to a high temperature state by the substrate, the radiation control section having the MIM laminate section emits radiant light, and the radiant light is emitted from the transparent oxide layer for radiation.
熱輻射層を加熱するために高温状態になる基板が輻射光を発することになるが、輻射制御部のMIM積層部における基板に隣接する白金層が、基板の輻射光を遮蔽して、基板の輻射光が輻射制御部の内部に透過することを抑制するから、基板の輻射光が輻射制御部から放射される輻射光に影響を与えることが抑制される。
また、白金より屈折率が小さくかつ空気よりも屈折率が大きな放射用透明酸化物層が、輻射制御部における放射用透明酸化物層の存在側に位置する白金層に隣接して位置するから、放射用透明酸化物層の存在側に位置する白金層の反射率が低減されて、輻射制御部から放射される輻射光を外部に良好に放出させることができる。
The substrate, which becomes hot in order to heat the thermal radiation layer, emits radiant light, but the platinum layer adjacent to the substrate in the MIM stack of the radiation control section blocks the radiant light from the substrate and prevents the radiant light from the substrate from penetrating into the inside of the radiation control section, thereby preventing the radiant light from the substrate from affecting the radiant light emitted from the radiation control section.
In addition, since the radiation transparent oxide layer, which has a refractive index smaller than platinum and larger than air, is located adjacent to the platinum layer located on the side of the radiation transparent oxide layer in the radiation control section, the reflectance of the platinum layer located on the side of the radiation transparent oxide layer is reduced, allowing the radiated light emitted from the radiation control section to be efficiently released to the outside.
そして、輻射制御部が備えるMIM積層部は、熱輻射層と基板との積層方向に沿って並ぶ一対の白金層の間に共鳴用透明酸化物層を位置させるものであり、且つ、共鳴用透明酸化物層の厚さが、4μmより大きく8μm以下の領域を共鳴波長域とする、1200nm以上1500nm以下の厚さであり、さらに、共鳴用透明酸化物層に用いられる透明酸化物が、酸化アルミニウム、五酸化タンタル、二酸化ケイ素、五酸化ニオブ、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ハフニウムの何れかであるから、高温状態に加熱される白金層から放射される輻射光のうちの、4μmよりも大きく8μm以下の共鳴波長域の波長において大きな輻射率(放射率)を有し、8μmよりも大きな波長(つまり、遠赤外光)において小さな輻射率(放射率)を有するものとなり、その結果、増幅された4μmよりも大きく8μm以下の共鳴波長域の波長の輻射光が、放射用透明酸化物層から外部に放出されることになる。 The MIM stack portion of the radiation control portion positions a resonance transparent oxide layer between a pair of platinum layers arranged along the stacking direction of the thermal radiation layer and the substrate, and the thickness of the resonance transparent oxide layer is 1200 nm or more and 1500 nm or less , with a resonant wavelength range of more than 4 μm and less than 8 μm. Furthermore, the transparent oxide used for the resonance transparent oxide layer is any one of aluminum oxide, tantalum pentoxide, silicon dioxide, niobium pentoxide, magnesium oxide, titanium oxide, and hafnium oxide. Therefore, of the radiated light emitted from the platinum layer heated to a high temperature state, the transparent oxide layer has a large emissivity (radiation rate) at wavelengths in the resonance wavelength range of more than 4 μm and less than 8 μm, and has a small emissivity (radiation rate) at wavelengths greater than 8 μm (i.e., far-infrared light). As a result, the amplified radiated light having a wavelength in the resonance wavelength range of more than 4 μm and less than 8 μm is emitted to the outside from the radiation transparent oxide layer.
説明を加えると、MIMは、metal insulator metalを意味するものであって、MIM積層部は、白金層が放射する輻射光のうちの、4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長の輻射光を、熱輻射層と基板との積層方向に沿って並ぶ白金層の間(共鳴用透明酸化物層内)で繰り返し反射させることにより、4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長の輻射光を増幅させることになり、この増幅された4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長の輻射光が、放射用透明酸化物層から外部に放出されることになる。 To explain further, MIM stands for metal insulator metal, and the MIM stacking section amplifies the radiant light with a wavelength in the range of greater than 4 μm and less than 8 μm by repeatedly reflecting the radiant light emitted by the platinum layer, with wavelengths in the range of greater than 4 μm and less than 8 μm, between the platinum layers lined up in the stacking direction of the thermal radiation layer and the substrate (within the transparent oxide layer for resonance), and this amplified radiant light with a wavelength in the range of greater than 4 μm and less than 8 μm is emitted to the outside from the transparent oxide layer for radiation.
つまり、4μmよりも大きく8μm以下の共鳴波長域の波長の輻射光が、熱輻射層と基板との積層方向に沿って並ぶ白金層の間で繰り返し反射しながら増幅され、4μmよりも大きく8μm以下の共鳴波長域の波長の輻射光の一部が、放射用透明酸化物層の存在側に透過して、放射用透明酸化物層から外部に放出されることになるのであり、その結果、増幅された4μmよりも大きく8μm以下の共鳴波長域の波長の輻射光が放射用透明酸化物層から外部に放出されることになる。 In other words, the radiated light with a wavelength in the resonant wavelength range of greater than 4 μm and less than 8 μm is amplified as it is repeatedly reflected between the platinum layers arranged along the stacking direction of the thermal radiation layer and the substrate, and a portion of the radiated light with a wavelength in the resonant wavelength range of greater than 4 μm and less than 8 μm passes through to the side where the transparent oxide layer for radiation is present and is emitted to the outside from the transparent oxide layer for radiation. As a result, the amplified radiated light with a wavelength in the resonant wavelength range of greater than 4 μm and less than 8 μm is emitted to the outside from the transparent oxide layer for radiation.
これに対して、白金層から放射される輻射光のうちの4μm以下の波長や8μmよりも大きな波長の輻射光は、共鳴作用により増幅されることが少ない状態で、放射用透明酸化物層から外部に放出されることになる。
その結果、放射用透明酸化物層から外部に放出される輻射光が、4μmよりも大きく8μm以下の共鳴波長域の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側を除いた狭帯域の波長)において大きな輻射率(放射率)を有し、8μmよりも大きな波長(つまり、遠赤外光の波長)において小さな輻射率(放射率)を有するものとなる。
In contrast, the radiated light emitted from the platinum layer with a wavelength of 4 μm or less or greater than 8 μm is emitted to the outside from the radiating transparent oxide layer with little amplification due to the resonance effect.
As a result, the radiated light emitted to the outside from the radiating transparent oxide layer has a large emissivity (radiation rate) at wavelengths in the resonant wavelength range greater than 4 μm and less than 8 μm (i.e., a narrow band of wavelengths excluding the short wavelength side of mid-infrared light), and has a small emissivity (radiation rate) at wavelengths greater than 8 μm (i.e., wavelengths of far-infrared light).
尚、MIM積層部に備えさせる複数の白金層のうちの基板に隣接する白金層は、基板の輻射光を遮蔽する必要があり、他の白金層は、輻射光の一部を透過させる必要があるから、基板に隣接する白金層が、他の白金層よりも厚く形成されることになる。 Of the multiple platinum layers provided in the MIM laminate, the platinum layer adjacent to the substrate needs to block the radiant light from the substrate, while the other platinum layers need to transmit part of the radiant light, so the platinum layer adjacent to the substrate is formed thicker than the other platinum layers.
このように、熱輻射層は、4μmよりも大きく8μm以下の共鳴波長域の波長の輻射光を増幅させながら放射用透明酸化物層から外部に放出させることになり、加えて、空気中に設置しても、輻射制御部及び基板が酸化により劣化することが抑制されることにより、光学特性を長時間維持できるものとなる。 In this way, the thermal radiation layer amplifies the radiated light with a wavelength in the resonant wavelength range of greater than 4 μm and equal to or less than 8 μm and emits it to the outside from the radiating transparent oxide layer. In addition, even when installed in air, the radiation control unit and the substrate are prevented from deteriorating due to oxidation, so that the optical characteristics can be maintained for a long time.
つまり、MIM積層部の白金層は、白金にて形成されるものであり、白金は、標準酸化ギブスエネルギーがあらゆる温度域で正に大きく、空気中では酸化しないものであるから、空気中に設置しても、酸化により劣化することがない。
また、放射用透明酸化物層及び共鳴用透明酸化物層が、空気中の酸素が基板に向けて透過することを抑制するため、基板が酸化される材料にて形成される場合であっても、長時間に亘って、基板が酸化により劣化することが抑制されることになる。
従って、熱輻射層は、空気中に設置しても、光学特性を長時間維持できるのとなる。
In other words, the platinum layer of the MIM laminate is formed from platinum, which has a positively large standard Gibbs energy of oxidation over all temperature ranges and does not oxidize in air, so it will not deteriorate due to oxidation even if placed in air.
In addition, since the emission transparent oxide layer and the resonance transparent oxide layer prevent oxygen in the air from passing through to the substrate, deterioration of the substrate due to oxidation is prevented over a long period of time, even if the substrate is made of a material that is susceptible to oxidation.
Therefore, the thermal radiation layer can maintain its optical properties for a long period of time even when placed in air.
ちなみに、基板に隣接する白金層を形成する白金は、高温に加熱されると、基板上を流動して凝集する虞があるが、共鳴用透明酸化物層が、白金の動きを抑制する作用を発揮することになり、また、共鳴用透明酸化物層に対して放射用透明酸化物層の存在側に隣接する白金層を形成する白金は、高温に加熱されると、共鳴用透明酸化物層上を流動して凝集する虞があるが、放射用透明酸化物層が、白金の動きを抑制する作用を発揮することになるから、白金の凝集を抑制できるため、この点からも、熱輻射層は、光学特性を長時間維持できるのとなる。 When heated to high temperatures, the platinum that forms the platinum layer adjacent to the substrate may flow over the substrate and aggregate, but the transparent oxide layer for resonance has the effect of suppressing the movement of the platinum. Also, when heated to high temperatures, the platinum that forms the platinum layer adjacent to the side of the transparent oxide layer for emission from the transparent oxide layer for resonance may flow over the transparent oxide layer for resonance and aggregate, but the transparent oxide layer for emission has the effect of suppressing the movement of the platinum, suppressing the aggregation of platinum. From this point of view, too, the thermal radiation layer can maintain its optical properties for a long time.
要するに、本発明の特徴構成によれば、基板及び熱輻射層を大気中に露出させた状態で設置でき、しかも、4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長において大きな輻射率を有し且つ8μmよりも大きな波長の輻射率が小さい熱輻射光源を提供できる。 In short, the characteristic configuration of the present invention provides a thermal radiation light source that can be installed with the substrate and thermal radiation layer exposed to the atmosphere, and has a high emissivity in the wavelength range of greater than 4 μm and less than or equal to 8 μm, and a low emissivity for wavelengths greater than 8 μm.
本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成は、前記基板と前記輻射制御部における前記基板に隣接する前記白金層との間に、基板用密着層が積層されている点にある。 A further characteristic feature of the thermal radiation light source of the present invention is that a substrate adhesion layer is laminated between the substrate and the platinum layer adjacent to the substrate in the radiation control section.
すなわち、基板と輻射制御部における基板に隣接する白金層との間に、基板用密着層が積層されているから、輻射制御部が基板にて加熱された際に、輻射制御部が基板から剥がれることを抑制することができる。 In other words, because the substrate adhesion layer is laminated between the substrate and the platinum layer adjacent to the substrate in the radiation control section, it is possible to prevent the radiation control section from peeling off from the substrate when the radiation control section is heated by the substrate.
つまり、基板の熱膨張率と複数の薄い膜を積層した輻射制御部の熱膨張率とが異なるため、輻射制御部が基板にて加熱された際に、輻射制御部が基板から剥がれる虞があるが、基板と輻射制御部における基板に隣接する白金層とが、基板用密着層にて密着性を高められることにより、輻射制御部が基板から剥がれることを抑制できる。 In other words, because the thermal expansion coefficient of the substrate differs from that of the radiation control section, which is made up of multiple thin films stacked together, there is a risk that the radiation control section will peel off from the substrate when it is heated by the substrate. However, the adhesion between the substrate and the platinum layer adjacent to the substrate in the radiation control section can be increased by the substrate adhesion layer, preventing the radiation control section from peeling off from the substrate.
要するに、本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成によれば、輻射制御部が基板から剥がれることを抑制できる。 In short, a further characteristic configuration of the thermal radiation light source of the present invention makes it possible to prevent the radiation control section from peeling off from the substrate.
本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成は、前記MIM積層部における前記白金層と前記共鳴用透明酸化物層との間、及び、前記放射用透明酸化物層と前記輻射制御部における前記放射用透明酸化物層に隣接する前記白金層との間の夫々に、白金用密着層が積層されている点にある。 A further characteristic feature of the thermal radiation light source of the present invention is that a platinum adhesion layer is laminated between the platinum layer and the resonance transparent oxide layer in the MIM laminate, and between the emission transparent oxide layer and the platinum layer adjacent to the emission transparent oxide layer in the radiation control section.
すなわち、白金用密着層が、MIM積層部における白金層と共鳴用透明酸化物層との間、及び、放射用透明酸化物層と輻射制御部における放射用透明酸化物層に隣接する白金層との間に設けられているから、輻射制御部が基板にて高温状態に加熱された際に、MIM積層部における白金層が流動して凝集することを抑制でき、また、熱膨張率の差によって、白金層と共鳴用透明酸化物層とが剥がれることや、放射用透明酸化物層と白金層とが剥がれることを抑制できる。 In other words, because the platinum adhesion layer is provided between the platinum layer and the transparent oxide layer for resonance in the MIM laminate, and between the transparent oxide layer for radiation and the platinum layer adjacent to the transparent oxide layer for radiation in the radiation control section, it is possible to prevent the platinum layer in the MIM laminate from flowing and agglomerating when the radiation control section is heated to a high temperature state on the substrate, and also to prevent the platinum layer and the transparent oxide layer for resonance from peeling off, or the transparent oxide layer for radiation from the platinum layer, due to differences in thermal expansion coefficients.
つまり、白金と透明酸化物との密着性が低いため、輻射制御部が基板にて高温状態に加熱された際に、共鳴用透明酸化物層に隣接する白金層や放射用透明酸化物層に隣接する白金層が流動して凝集する虞があるが、白金用密着層が積層されることにより、共鳴用透明酸化物層に隣接する白金層の共鳴用透明酸化物層に対する密着性や、放射用透明酸化物層に隣接する白金層の放射用透明酸化物層に対する密着性が高められることにより、輻射制御部が基板にて高温状態に加熱された際に、MIM積層部における白金層が流動して凝集することを抑制でき、また、白金層と共鳴用透明酸化物層とが剥がれることや、放射用透明酸化物層と白金層とが剥がれることを抑制できるのである。 In other words, because the adhesion between platinum and the transparent oxide is low, there is a risk that the platinum layer adjacent to the resonance transparent oxide layer and the platinum layer adjacent to the emission transparent oxide layer will flow and aggregate when the radiation control section is heated to a high temperature on the substrate. However, by laminating the platinum adhesion layer, the adhesion of the platinum layer adjacent to the resonance transparent oxide layer to the resonance transparent oxide layer and the adhesion of the platinum layer adjacent to the emission transparent oxide layer to the emission transparent oxide layer are increased, so that when the radiation control section is heated to a high temperature on the substrate, it is possible to suppress the platinum layer in the MIM laminate from flowing and aggregating, and it is also possible to suppress peeling between the platinum layer and the resonance transparent oxide layer, and peeling between the emission transparent oxide layer and the platinum layer.
要するに、本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成によれば、輻射制御部が基板にて高温状態に加熱された際に、MIM積層部における白金層が流動して凝集することを抑制できる。 In short, according to a further characteristic configuration of the thermal radiation light source of the present invention, when the radiation control section is heated to a high temperature state on the substrate, it is possible to suppress the platinum layer in the MIM laminate from flowing and agglomerating.
本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成は、前記基板用密着層及び前記白金用密着層が、チタンにて形成される点にある。 A further characteristic feature of the thermal radiation light source of the present invention is that the substrate adhesion layer and the platinum adhesion layer are made of titanium.
すなわち、チタンは、基板に隣接する白金層の基板に対する密着性、共鳴用透明酸化物層に隣接する白金層の共鳴用透明酸化物層に対する密着性、及び、放射用透明酸化物層に隣接する白金層の放射用透明酸化物層に対する密着性を良好に高めることができ、しかも、融点が1668℃と高いものであるから、輻射制御部が基板にて高温状態に加熱された際に、MIM積層部における白金層が流動して凝集することを適切に抑制できる。 In other words, titanium can effectively increase the adhesion of the platinum layer adjacent to the substrate to the substrate, the adhesion of the platinum layer adjacent to the transparent oxide layer for resonance to the transparent oxide layer for resonance, and the adhesion of the platinum layer adjacent to the transparent oxide layer for radiation to the transparent oxide layer for radiation, and furthermore, because it has a high melting point of 1668°C, it can appropriately suppress the platinum layer in the MIM laminate from flowing and agglomerating when the radiation control unit is heated to a high temperature state on the substrate.
ちなみに、基板用密着層及び白金用密着層を形成するチタンは、熱輻射光源の大気中での使用によって、徐々に酸化されて酸化チタンに変化することがある。換言すれば、大気中で熱輻射光源が使用されると、基板用密着層及び白金用密着層が、酸化チタンにて形成されていると見做すことができる。
但し、基板用密着層及び白金用密着層を形成するチタンは、全てが酸化チタンに変化するのではなく、白金層に密着する箇所のチタンは、酸化されることなく、白金層に密着するチタンの状態(金属状態)を継続することになる。
Incidentally, titanium forming the adhesive layer for the substrate and the adhesive layer for platinum may be gradually oxidized and changed to titanium oxide when the thermal radiation source is used in the atmosphere. In other words, when the thermal radiation source is used in the atmosphere, the adhesive layer for the substrate and the adhesive layer for platinum can be considered to be formed of titanium oxide.
However, not all of the titanium forming the substrate adhesion layer and the platinum adhesion layer is converted to titanium oxide; the titanium in the areas that adhere to the platinum layer will not be oxidized and will maintain its state (metallic state) of titanium adhering to the platinum layer.
尚、チタンにて形成される基板用密着層及び白金用密着層は、光透過性を備えるように薄膜状態に形成されることになり、そして、そのように薄膜状態に形成されたチタンが酸化チタンに変化することになるが、酸化チタンは、透明性を備えるものであるから、チタンが酸化チタンに変化しても、熱輻射層の性能に悪影響を与えることはない。 The substrate adhesion layer and platinum adhesion layer, which are made of titanium, are formed in a thin film state to have optical transparency, and the titanium formed in this thin film state changes to titanium oxide. However, since titanium oxide has transparency, the change of titanium to titanium oxide does not adversely affect the performance of the thermal radiation layer.
要するに、本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成によれば、輻射制御部が基板にて高温状態に加熱された際に、MIM積層部における白金層が流動して凝集することを適切に抑制できる。 In short, according to a further characteristic configuration of the thermal radiation light source of the present invention, when the radiation control section is heated to a high temperature state on the substrate, the platinum layer in the MIM laminate section can be appropriately prevented from flowing and agglomerating.
本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成は、前記透明酸化物が、酸化アルミニウムである点にある。 A further characteristic feature of the thermal radiation light source of the present invention is that the transparent oxide is aluminum oxide.
すなわち、酸化アルミニウムは酸素拡散係数が小さいものであるから、放射用透明酸化物層及び共鳴用透明酸化物層を形成する透明酸化物として、酸化アルミニウムを用いることにより、大気中の酸素が透過することを適切に抑制して、基板が酸化される材料にて形成される場合であっても、基板における輻射制御部が積層される側の面が酸化により劣化することを適切に回避できる。 In other words, since aluminum oxide has a small oxygen diffusion coefficient, by using aluminum oxide as the transparent oxide that forms the emission transparent oxide layer and the resonance transparent oxide layer, the transmission of oxygen in the atmosphere is appropriately suppressed, and even if the substrate is made of a material that can be oxidized, the surface of the substrate on which the radiation control unit is laminated can be appropriately prevented from deteriorating due to oxidation.
要するに、本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成によれば、基板における輻射制御部が積層される側の面が酸化により劣化することを適切に回避できる。 In short, this further characteristic configuration of the thermal radiation light source of the present invention makes it possible to appropriately prevent the surface of the substrate on which the radiation control unit is stacked from deteriorating due to oxidation.
本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成は、前記基板が、通電により自己発熱する形態に構成されている点にある。 A further characteristic feature of the thermal radiation light source of the present invention is that the substrate is configured to self-heat when electricity is applied.
すなわち、基板が、通電により自己発熱する形態に構成されているから、基板に対して通電することにより、基板を自己発熱させて、輻射制御部を加熱することができるものであるから、基板を加熱するための特別な外部加熱部を設ける必要がないため、全体構成の簡素化を図ることができる。 In other words, the substrate is configured to self-heat when electricity is passed through it, so that when electricity is passed through the substrate, the substrate can be made to self-heat, thereby heating the radiation control section. This eliminates the need to provide a special external heating section for heating the substrate, simplifying the overall configuration.
ちなみに、通電により自己発熱する材料としては、カンタル、ニクロム等の金属材料を挙げることができ、これらの材料にて基板を構成することができる。 Incidentally, examples of materials that generate heat when electricity is passed through them include metal materials such as Kanthal and nichrome, and the substrate can be made of these materials.
要するに、本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成によれば、全体構成の簡素化を図ることができる。 In short, the further characteristic configuration of the thermal radiation light source of the present invention allows for the simplification of the overall configuration.
本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成は、前記基板が、外部加熱部にて加熱する形態に構成されている点にある。 A further characteristic feature of the thermal radiation light source of the present invention is that the substrate is configured to be heated by an external heating unit.
すなわち、基板を外部加熱部にて加熱するものであるから、例えば、石英(二酸化ケイ素)やサファイア等の種々の材料を用いて基板を構成することができる。
つまり、基板を石英(二酸化ケイ素)やサファイア等の酸化しない材料を用いて構成して、基板の酸化劣化を適切に抑制することができる。
That is, since the substrate is heated by an external heating unit, the substrate can be made of various materials such as quartz (silicon dioxide) and sapphire.
That is, by forming the substrate using a material that does not oxidize, such as quartz (silicon dioxide) or sapphire, it is possible to appropriately suppress deterioration of the substrate due to oxidation.
要するに、本発明の熱輻射光源の更なる特徴構成によれば、基板の酸化劣化を適切に抑制することができる。 In short, this further characteristic configuration of the thermal radiation light source of the present invention makes it possible to appropriately suppress oxidative deterioration of the substrate.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔熱輻射光源の基本構成〕
図1は熱輻射光源Qの基本構成を示すものであって、熱輻射光源Qは、熱輻射層Nと、当該熱輻射層Nを加熱する基板Kとが積層された形態に構成されている。
熱輻射層Nが、輻射制御部Na、及び、透明酸化物にて形成される放射用透明酸化物層Nbの順に基板Kに近い側に位置させる形態で、輻射制御部Na及び放射用透明酸化物層Nbを積層した状態に構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Basic configuration of thermal radiation light source]
FIG. 1 shows the basic structure of a thermal radiation source Q. The thermal radiation source Q is configured in such a manner that a thermal radiation layer N and a substrate K for heating the thermal radiation layer N are laminated together.
The thermal radiation layer N is configured in a stacked state in which the radiation control portion Na and the radiation transparent oxide layer Nb formed of a transparent oxide are positioned in that order closer to the substrate K.
輻射制御部Naが、透明酸化物にて形成される共鳴用透明酸化物層Rを、熱輻射層Nと基板Kとの積層方向に沿って並ぶ一対の白金層Pの間に位置させるMIM積層部Mを備える形態に構成されている。
共鳴用透明酸化物層Rの厚さが、4μmよりも大きく8μm以下の領域を共鳴波長域とする、1200nm以上で1500nm以下の厚さに設定されている。
The radiation control section Na is configured to have an MIM stack section M that positions a resonance transparent oxide layer R formed of a transparent oxide between a pair of platinum layers P arranged along the stacking direction of the thermal radiation layer N and the substrate K.
The thickness of the resonance transparent oxide layer R is set to 1200 nm or more and 1500 nm or less, with the resonance wavelength range being greater than 4 μm and equal to or less than 8 μm.
図1に示す熱輻射光源Qの基本構成においては、輻射制御部Naが、1つのMIM積層部Mを備えている。
つまり、熱輻射光源Qの基本構成においては、MIM積層部Mを構成する白金層P、共鳴用透明酸化物層R、及び、白金層P、並びに、放射用透明酸化物層Nbが、この記載順に、基板Kの上部に順次積層されている。
尚、以下の記載において、MIM積層部Mにおける基板Kに隣接する白金層Pを、第1白金層P1と呼称し、MIM積層部Mにおける放射用透明酸化物層Nbに隣接する白金層Pを、第2白金層P2と呼称する。
In the basic configuration of the thermal radiation source Q shown in FIG.
In other words, in the basic configuration of the thermal radiation source Q, the platinum layer P, the resonance transparent oxide layer R, and the platinum layer P, which constitute the MIM stack M, and the emission transparent oxide layer Nb are stacked sequentially on top of the substrate K in the order listed.
In the following description, the platinum layer P adjacent to the substrate K in the MIM stack M is referred to as the first platinum layer P1, and the platinum layer P adjacent to the emitting transparent oxide layer Nb in the MIM stack M is referred to as the second platinum layer P2.
そして、熱輻射層Nを基板Kにて高温状態(例えば、300℃)に加熱することにより、熱輻射光源Qが熱輻射層Nから輻射光Hを放射するように構成されている。
具体的には、輻射光Hとして、4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側を除いた狭帯域の波長)において大きな輻射率(放射率:例えば、5μmにおける輻射率が0.8)を有し、8μmよりも大きな波長(つまり、遠赤外光の波長)において小さな輻射率(放射率:例えば、10μmにおける輻射率が0.3)を有する輻射光Hを放射するように構成されている。
The thermal radiation layer N is heated to a high temperature (for example, 300° C.) by the substrate K, so that the thermal radiation source Q emits radiant light H from the thermal radiation layer N.
Specifically, the device is configured to emit radiant light H having a large emissivity (emissivity: for example, emissivity at 5 μm is 0.8) at wavelengths in the range greater than 4 μm and equal to or less than 8 μm (i.e., a narrow band of wavelengths excluding the short wavelength side of mid-infrared light) and a small emissivity (emissivity: for example, emissivity at 10 μm is 0.3) at wavelengths greater than 8 μm (i.e., wavelengths of far-infrared light).
また、共鳴用透明酸化物層Rの厚さが、4μmよりも大きく8μm以下の領域を共鳴波長域とする、1200nm以上1500nm以下の厚さに設定されているから、輻射光Hとして、4μm以下の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側の波長)において小さな輻射率(放射率)を有する輻射光Hを放射することになる。 In addition, the thickness of the resonance transparent oxide layer R is set to 1200 nm or more and 1500 nm or less, which has a resonance wavelength range of more than 4 μm and not more than 8 μm, so that the radiated light H has a small emissivity (radiation rate) at wavelengths of 4 μm or less (i.e., the short wavelength side of mid-infrared light).
つまり、熱輻射層Nが基板Kにて高温状態(例えば、300℃)に加熱されると、輻射制御部Naが備えるMIM積層部Mにおける白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)が、輻射光を放射することになる。
そして、MIM積層部Mが備える共鳴用透明酸化物層Rの厚さが、4μmよりも大きく8μm以下の領域を共鳴波長域とする、1200nm以上1500nm以下の厚さに設定されるから、MIM積層部Mの白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)の輻射光のうちの、4μmよりも大きく8μm以下の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側を除いた狭帯域の波長)が共鳴作用により増幅される。
In other words, when the thermal radiation layer N is heated to a high temperature (e.g., 300°C) on the substrate K, the platinum layer P (the first platinum layer P1 and the second platinum layer P2) in the MIM stack M of the radiation control unit Na emits radiant light.
Furthermore, since the thickness of the resonance transparent oxide layer R provided in the MIM stack M is set to a thickness of 1,200 nm or more and 1,500 nm or less, with the resonance wavelength range being greater than 4 μm and less than 8 μm, the wavelengths of the radiated light from the platinum layer P (first platinum layer P1 and second platinum layer P2) of the MIM stack M that are greater than 4 μm and less than 8 μm (i.e., a narrow band of wavelengths excluding the short wavelength side of mid-infrared light) are amplified by the resonance action.
従って、輻射制御部Naが、4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側を除いた狭帯域の波長)において大きな輻射率(放射率)を有し、8μmよりも大きな波長(つまり、遠赤外光の波長)及び4μm以下の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側の波長)において、小さな輻射率(放射率)を有するものとなる。
その結果、4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長が増幅された輻射光Hが、放射用透明酸化物層Nbから外部に放出されることになる。
Therefore, the radiation control portion Na has a large emissivity (radiation rate) at wavelengths in the range greater than 4 μm and equal to or less than 8 μm (i.e., a narrow band of wavelengths excluding the short wavelength side of mid-infrared light), and has a small emissivity (radiation rate) at wavelengths greater than 8 μm (i.e., wavelengths of far-infrared light) and wavelengths equal to or less than 4 μm (i.e., wavelengths on the short wavelength side of mid-infrared light).
As a result, radiant light H with an amplified wavelength in the range of greater than 4 μm and equal to or less than 8 μm is emitted to the outside from the radiating transparent oxide layer Nb.
説明を加えると、MIMは、metal insulator metalを意味するものであって、MIM積層部Mは、白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)の輻射光のうちの、波長が4μmよりも大きく8μm以下の領域の輻射光を、熱輻射層Nと基板Kとの積層方向に沿って並ぶ一対の白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)の間で繰り返し反射させることにより、波長が4μmよりも大きく8μm以下の領域の輻射光を増幅させ、この増幅された輻射光Hを、放射用透明酸化物層Nbから外部に放出されることになる。 To explain further, MIM stands for metal insulator metal, and the MIM stack M amplifies the radiant light in the wavelength range of greater than 4 μm and less than 8 μm by repeatedly reflecting the radiant light from the platinum layer P (first platinum layer P1 and second platinum layer P2) between a pair of platinum layers P (first platinum layer P1 and second platinum layer P2) aligned along the stacking direction of the thermal radiation layer N and the substrate K, and this amplified radiant light H is emitted to the outside from the radiation transparent oxide layer Nb.
つまり、波長が4μmよりも大きく8μm以下の領域の輻射光が、熱輻射層Nと基板Kとの積層方向に沿って並ぶ白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)の間で繰り返し反射しながら増幅され、波長が4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長の輻射光の一部が、放射用透明酸化物層Nbの存在側に透過して、放射用透明酸化物層Nbから外部に放出されることになるのであり、その結果、4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長が増幅された輻射光Hが放射用透明酸化物層Nbから外部に放出されることになる。 In other words, the radiated light in the wavelength range of greater than 4 μm and equal to or less than 8 μm is repeatedly reflected and amplified between the platinum layers P (first platinum layer P1 and second platinum layer P2) arranged along the stacking direction of the thermal radiation layer N and the substrate K, and a portion of the radiated light in the wavelength range of greater than 4 μm and equal to or less than 8 μm passes through to the side where the radiation transparent oxide layer Nb is present and is emitted to the outside from the radiation transparent oxide layer Nb. As a result, the radiated light H in which the wavelength range of greater than 4 μm and equal to or less than 8 μm has been amplified is emitted to the outside from the radiation transparent oxide layer Nb.
これに対して、白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)が放射する輻射光のうちの8μmよりも大きな波長及び4μm以下の波長の輻射光は、共鳴作用により増幅されることが少ない状態で、放射用透明酸化物層Nbから外部に放出されることになる。
その結果、熱輻射光源Qから放射される輻射光H(放射用透明酸化物層Nbから外部に放出される輻射光)が、4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側を除いた狭帯域の波長)において大きな輻射率(放射率)を有し、8μmよりも大きな波長(つまり、遠赤外光の波長)及び4μm以下の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側の波長)において、小さな輻射率(放射率)を有するものとなる。
In contrast, the radiated light emitted by the platinum layer P (the first platinum layer P1 and the second platinum layer P2) having a wavelength greater than 8 μm and a wavelength of 4 μm or less is emitted to the outside from the radiating transparent oxide layer Nb with little amplification due to the resonance effect.
As a result, the radiant light H emitted from the thermal radiation source Q (radiant light emitted to the outside from the radiation transparent oxide layer Nb) has a large emissivity (emissivity) in the wavelength range of more than 4 μm and not more than 8 μm (i.e., a narrow band of wavelengths excluding the short wavelength side of mid-infrared light), and has a small emissivity (emissivity) in the wavelength range of more than 8 μm (i.e., the wavelength of far-infrared light) and wavelength of not more than 4 μm (i.e., the short wavelength side of mid-infrared light).
ところで、熱輻射層Nを加熱するために高温状態になる基板Kからは、輻射光が放射されるが、その輻射光の輻射制御部Naへの透過が、第1白金層P1にて遮蔽されることになる。換言すれば、第1白金層P1の厚さは、基板Kからの輻射光を遮蔽できる厚さである。 By the way, radiant light is emitted from the substrate K, which becomes in a high temperature state in order to heat the thermal radiation layer N, but the first platinum layer P1 blocks the transmission of the radiant light to the radiation control portion Na. In other words, the thickness of the first platinum layer P1 is a thickness that can block the radiant light from the substrate K.
また、放射用透明酸化物層Nbが白金より屈折率が大きくかつ空気よりも屈折率が小さなものであるから、放射用透明酸化物層Nbの存在側に位置する白金層P(第2白金層P2)の反射率が低減されることになり、輻射制御部Naから放射される輻射光を外部に良好に放出させることができる。 In addition, since the radiation transparent oxide layer Nb has a refractive index greater than that of platinum and less than that of air, the reflectance of the platinum layer P (second platinum layer P2) located on the side where the radiation transparent oxide layer Nb exists is reduced, and the radiant light emitted from the radiation control portion Na can be efficiently released to the outside.
尚、MIM積層部Mに備えさせる白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)のうちの基板Kに隣接する白金層P(第1白金層P1)は、基板Kの輻射光を遮蔽する必要があり、他の白金層P(第2白金層P2)は、輻射光の一部を透過させる必要があるから、基板Kに隣接する白金層P(第1白金層P1)が、他の白金層P(第2白金層P2)よりも厚く形成されることになるため、白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)のうちの基板Kに隣接する白金層P(第1白金層P1)の輻射強度が、他の白金層P(第2白金層P2)よりも大きくなる。 In addition, of the platinum layers P (first platinum layer P1 and second platinum layer P2) provided in the MIM laminate M, the platinum layer P (first platinum layer P1) adjacent to the substrate K needs to block the radiant light of the substrate K, and the other platinum layer P (second platinum layer P2) needs to transmit a part of the radiant light. Therefore, the platinum layer P (first platinum layer P1) adjacent to the substrate K is formed thicker than the other platinum layer P (second platinum layer P2). Therefore, the radiation intensity of the platinum layer P (first platinum layer P1) adjacent to the substrate K among the platinum layers P (first platinum layer P1 and second platinum layer P2) is greater than that of the other platinum layer P (second platinum layer P2).
〔基本構成の構造例の説明〕
次に、熱輻射光源Qの基本構成における構造例を説明する。以下に説明する構造例は、放射用透明酸化物層Nb及び共鳴用透明酸化物層Rを形成する透明酸化物がアルミナ(酸化アルミニウム、Al2O3)である。尚、基板Kは任意のものを使用できるが、基板Kの詳細は後述する。
[Explanation of structural example of basic configuration]
Next, a structural example of the basic configuration of the thermal radiation source Q will be described. In the structural example described below, the transparent oxide forming the emission transparent oxide layer Nb and the resonance transparent oxide layer R is alumina (aluminum oxide, Al 2 O 3 ). Any substrate K can be used, and the details of the substrate K will be described later.
以下に説明する構造例は、図2の表に示すように、構造1から構造4の4例である。ちなみに、図2の表においては、基板Kを層No1、第1白金層P1を層No2、共鳴用透明酸化物層Rを層No3、第2白金層P2を層No4、放射用透明酸化物層Nbを層No5と記載する。
尚、構造2及び構造3は、本発明の熱輻射光源Qに相当するが、構造1及び構造4は、参考として記載する熱輻射光源Qである。
そして、構造1から構造4における熱輻射層Nを、300℃に加熱したときの輻射強度(W/sr/m2/nm)を図3に示す。尚、図3には、300℃の黒体の輻射強度を併せて記載する。
The structural examples described below are four examples,
It should be noted that the
3 shows the radiation intensity (W/sr/m 2 /nm) when the thermal radiation layer N in
構造2及び構造3の熱輻射光源Qは、層No3の厚さが1200nm及び1500nmであり、図3に示すように、4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側を除いた狭帯域の波長)において大きな輻射率(放射率)を有し、8μmよりも大きな波長(つまり、遠赤外光の波長)及び4μm以下の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側の波長)において、小さな輻射率(放射率)を有するものとなる。
The thermal radiation light sources Q of
構造1及び構造4の熱輻射光源Qは、層No3の厚さが1000nmであり、図3に示すように、4μm以下の領域の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側の波長)において大きな輻射率(放射率)を有するものとなる。
The thermal radiation light source Q of
また、熱輻射光源Qの基本構成における別の構造例として、構造5及び構造6を説明する。以下に説明する別の構造例は、放射用透明酸化物層Nb及び共鳴用透明酸化物層Rを形成する透明酸化物がアルミナ(酸化アルミニウム、Al2O3)である。尚、基板Kは任意のものを使用できるが、基板Kの詳細は後述する。
以下に別構造例を説明するが、別構造例は、図5の表に示すように、基板Kを層No1、第1白金層P1を層No2、共鳴用透明酸化物層Rを層No3、第2白金層P2を層No4、放射用透明酸化物層Nbを層No5と記載する。
そして、別構造例としての構造5及び構造6における熱輻射層Nを、300℃に加熱したときの輻射強度(W/sr/m2/nm)を図6に示す。尚、図6には、300℃の黒体の輻射強度を併せて記載する。
Another structural example will be described below. In this structural example, as shown in the table of FIG. 5, the substrate K is layer No. 1, the first platinum layer P1 is layer No. 2, the resonance transparent oxide layer R is layer No. 3, the second platinum layer P2 is layer No. 4, and the emission transparent oxide layer Nb is layer No. 5.
6 shows the radiation intensity (W/sr/ m2 /nm) when the thermal radiation layer N in the
構造5及び構造6の熱輻射光源Qは、層No3の厚さが1200nm及び1500nmであり、図6に示すように、4μmよりも大きく8μm以下の領域の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側を除いた狭帯域の波長)において大きな輻射率(放射率)を有し、8μmよりも大きな波長(つまり、遠赤外光の波長)及び4μm以下の波長(つまり、中赤外光のうちの短波長側の波長)において、小さな輻射率(放射率)を有するものとなる。
The thermal radiation light sources Q of
先に説明した構造例の構造2においては、第2白金層P2の厚さが10nmであるのに対して、先に説明した構造例の構造3並びに別の構造例の構造5、構造6は、第2白金層P2の厚さが5nmである。
In the previously described
第1白金層P1は、基板Kの輻射光を遮蔽して、基板Kの輻射光が輻射制御部Naの内部に透過することを抑制するものであるから、その厚さの好適範囲は、例えば、10nm以上が好ましく、特に、50nmが一層好ましい。
また、第2白金層P2は、輻射光の反射と透過とを制御するものであるから、その厚さの好適範囲は、例えば、1.5nm以上で、18nm以下が好ましく、特に、5nm以上で、10nm以下が一層好ましい。
The first platinum layer P1 blocks the radiant light from the substrate K and prevents the radiant light from the substrate K from penetrating into the inside of the radiation control portion Na, and therefore the preferred range of its thickness is, for example, 10 nm or more, and in particular, 50 nm is even more preferred.
Moreover, since the second platinum layer P2 controls the reflection and transmission of radiant light, the preferred range of the thickness is, for example, 1.5 nm or more and 18 nm or less, and particularly preferably 5 nm or more and 10 nm or less.
放射用透明酸化物層Nbは、反射防止と耐久性の向上のために存在するものであるから、その厚さの好適範囲は、例えば、100nm以上で、800nm以下が好ましく、特に、300nm以上で、800nm以下が一層好ましい。 The radiation transparent oxide layer Nb exists to prevent reflection and improve durability, so the preferred range of its thickness is, for example, 100 nm or more and 800 nm or less, and even more preferably 300 nm or more and 800 nm or less.
第2白金層P2の厚さが10nm以下となる薄い場合には、白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)が放射する輻射光に対する反射率が低くなるため、放射用透明酸化物層Nbが不要であると考えられるが、耐久性の面からは、放射用透明酸化物層Nbが必要である。
つまり、第2白金層P2を形成する白金は、高温に加熱されると、共鳴用透明酸化物層R上を流動して凝集する虞があるが、放射用透明酸化物層Nbが、白金の動きを抑制する作用を発揮することになるから、白金の凝集を抑制できる。
そして、白金の凝集を抑制するには、放射用透明酸化物層Nbの厚さを100nm以上にするのが好ましい。
When the thickness of the second platinum layer P2 is as thin as 10 nm or less, the reflectance of the radiant light emitted by the platinum layer P (the first platinum layer P1 and the second platinum layer P2) becomes low, so it is considered that the radiation transparent oxide layer Nb is not necessary. However, from the standpoint of durability, the radiation transparent oxide layer Nb is necessary.
In other words, when the platinum that forms the second platinum layer P2 is heated to high temperatures, there is a risk that it will flow and agglomerate on the resonance transparent oxide layer R, but the emission transparent oxide layer Nb acts to suppress the movement of platinum, thereby suppressing the aggregation of platinum.
In order to suppress the aggregation of platinum, it is preferable that the thickness of the radiation transparent oxide layer Nb is set to 100 nm or more.
但し、放射用透明酸化物層Nbは、厚さが厚くなるに伴って、8μmよりも大きな波長(つまり、遠赤外光の波長)の輻射強度が大きくなるから、放射用透明酸化物層Nbの厚さを800nm以下にするのが好ましい。 However, since the radiation intensity of wavelengths greater than 8 μm (i.e., wavelengths of far-infrared light) increases as the thickness of the radiation transparent oxide layer Nb increases, it is preferable to set the thickness of the radiation transparent oxide layer Nb to 800 nm or less.
〔透明酸化物の種別について〕
上記した構造例においては、放射用透明酸化物層Nb及び共鳴用透明酸化物層Rを形成する透明酸化物として、アルミナ(酸化アルミニウム、Al2O3)を例示した。
透明酸化物としては、アルミナに代えて、五酸化タンタル(Ta2O5)、二酸化ケイ素(SiO2)、五酸化ニオブ(NbO5)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化チタン(TiO2)、酸化ハフニウム(HfO2)を好適に使用できる。
尚、アルミナ(Al2O3)及び酸化チタン(TiO2)は酸素拡散係数が小さいものであるから、放射用透明酸化物層Nb及び共鳴用透明酸化物層Rを形成する透明酸化物として特に好ましい。
[Types of transparent oxides]
In the above-mentioned structural example, alumina (aluminum oxide, Al 2 O 3 ) is exemplified as the transparent oxide forming the emission transparent oxide layer Nb and the resonance transparent oxide layer R.
As the transparent oxide, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), silicon dioxide (SiO 2 ), niobium pentoxide (NbO 5 ), magnesium oxide (MgO), titanium oxide (TiO 2 ), and hafnium oxide (HfO 2 ) can be suitably used in place of alumina.
Incidentally, alumina (Al 2 O 3 ) and titanium oxide (TiO 2 ) are particularly preferable as the transparent oxide for forming the emission transparent oxide layer Nb and the resonance transparent oxide layer R, since they have a small oxygen diffusion coefficient.
図4には、放射用透明酸化物層Nbの厚さを500nm、第2白金層P2の厚さを10nm、共鳴用透明酸化物層Rの厚さを1200nm、第1白金層の厚さを100nmとし、任意の基板Kを用いた構造において、放射用透明酸化物層Nb及び共鳴用透明酸化物層Rを形成する透明酸化物を、上記した種々の材料に変更した状態において、熱輻射層Nを、300℃に加熱したときの輻射強度(W/sr/m2/nm)を示す。尚、図4には、300℃の黒体の輻射強度を併せて記載する。
ちなみに、図4に示す構造例は、上記した構造2に類似する構造であり、構造2においては、第1白金層P1の厚さが50nmであるのに対して、図4に示す構造例は、第1白金層P1の厚さが100nmである。
4 shows the radiation intensity (W/sr/m2/nm) when the thermal radiation layer N is heated to 300°C in a structure in which the radiation transparent oxide layer Nb is 500 nm thick, the second platinum layer P2 is 10 nm thick, the resonance transparent oxide layer R is 1200 nm thick, the first platinum layer is 100 nm thick, and an arbitrary substrate K is used, and the transparent oxides forming the radiation transparent oxide layer Nb and the resonance transparent oxide layer R are changed to the various materials described above. Note that FIG. 4 also shows the radiation intensity of a black body at 300°C.
Incidentally, the structural example shown in FIG. 4 is a structure similar to the above-mentioned
図4に示すように、透明酸化物を種々の材料に変更すると、共鳴用透明酸化物層Rの厚さが同じ厚さ(1200nm)であっても、共鳴するピーク波長が、二酸化ケイ素(SiO2)、アルミナ(酸化アルミニウム、Al2O3)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ハフニウム(HfO2)、五酸化ニオブ(NbO5)、五酸化タンタル(Ta2O5)の順に、長波長側に移行することになる。
尚、五酸化タンタル(Ta2O5)及び酸化チタン(TiO2)の共鳴するピーク波長は略同じである。
As shown in Figure 4, when the transparent oxide is changed to various materials, even if the thickness of the resonance transparent oxide layer R is the same (1,200 nm), the resonating peak wavelength shifts to the longer wavelength side in the following order: silicon dioxide ( SiO2 ), alumina (aluminum oxide, Al2O3 ), magnesium oxide (MgO), hafnium oxide ( HfO2 ), niobium pentoxide ( NbO5 ), and tantalum pentoxide ( Ta2O5 ).
Tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) and titanium oxide (TiO 2 ) have substantially the same resonant peak wavelength.
ちなみに、二酸化ケイ素(SiO2)のピーク波長は、4.1μmであり、アルミナ(酸化アルミニウム、Al2O3)のピーク波長は、4.5μmであり、酸化マグネシウム(MgO)のピーク波長は、4.7μmであり、酸化ハフニウム(HfO2)のピーク波長は5.4μmであり、五酸化ニオブ(NbO5)のピーク波長は、5.8μmであり、酸化チタン(TiO2)のピーク波長は、6.1μmであり、五酸化タンタル(Ta2O5)のピーク波長は、6.1μmである。 Incidentally, the peak wavelength of silicon dioxide (SiO 2 ) is 4.1 μm, the peak wavelength of alumina (aluminum oxide, Al 2 O 3 ) is 4.5 μm, the peak wavelength of magnesium oxide (MgO) is 4.7 μm, the peak wavelength of hafnium oxide (HfO 2 ) is 5.4 μm, the peak wavelength of niobium pentoxide (NbO 5 ) is 5.8 μm, the peak wavelength of titanium oxide (TiO 2 ) is 6.1 μm, and the peak wavelength of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) is 6.1 μm.
図7には、放射用透明酸化物層Nbの厚さを100nm、第2白金層P2の厚さを5nm、共鳴用透明酸化物層Rの厚さを1200nm、第1白金層の厚さを100nmとし、任意の基板Kを用いた構造において、放射用透明酸化物層Nb及び共鳴用透明酸化物層Rを形成する透明酸化物を、上記した種々の材料に変更した状態において、熱輻射層Nを、300℃に加熱したときの輻射強度(W/sr/m2/nm)を示す。尚、図7には、300℃の黒体の輻射強度を併せて記載する。
ちなみに、図7に示す構造例は、上記した構造5に相当する構造である。
7 shows the radiation intensity (W/sr/m2/nm) when the thermal radiation layer N is heated to 300°C in a structure in which the radiation transparent oxide layer Nb is 100 nm thick, the second platinum layer P2 is 5 nm thick, the resonance transparent oxide layer R is 1200 nm thick, the first platinum layer is 100 nm thick, and an arbitrary substrate K is used, and the transparent oxides forming the radiation transparent oxide layer Nb and the resonance transparent oxide layer R are changed to the various materials described above. Note that FIG. 7 also shows the radiation intensity of a black body at 300°C.
Incidentally, the structural example shown in FIG. 7 corresponds to the above-mentioned
図7に示すように、透明酸化物を種々の材料に変更すると、共鳴用透明酸化物層Rの厚さが同じ厚さ(1200nm)であっても、共鳴するピーク波長が、二酸化ケイ素(SiO2)、アルミナ(酸化アルミニウム、Al2O3)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ハフニウム(HfO2)、五酸化ニオブ(NbO5)、酸化チタン(TiO2)、酸化チタン(TiO2)、五酸化タンタル(Ta2O5)の順に、長波長側に移行することになる。 As shown in Figure 7, when the transparent oxide is changed to various materials, even if the thickness of the resonance transparent oxide layer R is the same (1,200 nm), the resonating peak wavelength shifts to the longer wavelength side in the following order: silicon dioxide ( SiO2 ), alumina (aluminum oxide, Al2O3 ), magnesium oxide (MgO), hafnium oxide ( HfO2 ), niobium pentoxide ( NbO5 ), titanium oxide ( TiO2 ), titanium oxide ( TiO2 ), and tantalum pentoxide ( Ta2O5 ).
ちなみに、二酸化ケイ素(SiO2)のピーク波長は、4.4μmであり、アルミナ(酸化アルミニウム、Al2O3)のピーク波長は、4.8μmであり、酸化マグネシウム(MgO)のピーク波長は、5.1μmであり、酸化ハフニウム(HfO2)のピーク波長は、5.8μmであり、五酸化ニオブ(NbO5)のピーク波長は、6.2μmであり、酸化チタン(TiO2)のピーク波長は、6.4μmであり、五酸化タンタル(Ta2O5)のピーク波長は、6.5μmである。 Incidentally, the peak wavelength of silicon dioxide ( SiO2 ) is 4.4 μm, the peak wavelength of alumina ( aluminum oxide, Al2O3 ) is 4.8 μm, the peak wavelength of magnesium oxide (MgO) is 5.1 μm, the peak wavelength of hafnium oxide ( HfO2 ) is 5.8 μm, the peak wavelength of niobium pentoxide ( NbO5 ) is 6.2 μm, the peak wavelength of titanium oxide ( TiO2 ) is 6.4 μm, and the peak wavelength of tantalum pentoxide ( Ta2O5 ) is 6.5 μm.
〔熱輻射光源の具体構成〕
熱輻射光源Qの具体構成は、図8に示すように、基板Kと輻射制御部Naにおける基板Kに隣接する白金層P(第1白金層P1)との間に、基板用密着層S1が積層され、また、MIM積層部Mにおける白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)と共鳴用透明酸化物層Rとの間、及び、放射用透明酸化物層Nbと輻射制御部Naにおける放射用透明酸化物層Nbに隣接する白金層P(第2白金層P2)との間の夫々に、白金用密着層S2が積層されている構成である。
[Specific configuration of thermal radiation light source]
As shown in FIG. 8, the specific configuration of the thermal radiation source Q is such that a substrate adhesion layer S1 is laminated between the substrate K and the platinum layer P (first platinum layer P1) adjacent to the substrate K in the radiation control section Na, and platinum adhesion layers S2 are laminated respectively between the platinum layer P (first platinum layer P1 and second platinum layer P2) in the MIM laminate section M and the resonance transparent oxide layer R, and between the emission transparent oxide layer Nb and the platinum layer P (second platinum layer P2) adjacent to the emission transparent oxide layer Nb in the radiation control section Na.
すなわち、基板Kと輻射制御部Naにおける基板Kに隣接する白金層P(第1白金層P1)との間に、基板用密着層S1が積層されているから、輻射制御部Naが基板Kにて加熱された際に、輻射制御部Naが基板Kから剥がれることが抑制される。 In other words, since the substrate adhesion layer S1 is laminated between the substrate K and the platinum layer P (first platinum layer P1) in the radiation control portion Na that is adjacent to the substrate K, peeling of the radiation control portion Na from the substrate K is suppressed when the radiation control portion Na is heated by the substrate K.
つまり、基板Kの熱膨張率と複数の薄い膜を積層した輻射制御部Naの熱膨張率とは大きく異なるため、輻射制御部Naが基板Kにて加熱された際に、輻射制御部Naが基板Kから剥がれる虞があるが、基板Kと輻射制御部Naにおける基板Kに隣接する白金層P(第1白金層P1)とが、基板用密着層S1にて密着性を高められていることにより、輻射制御部Naが基板Kから剥がれることが抑制される。 In other words, since the thermal expansion coefficient of the substrate K is significantly different from that of the radiation control portion Na, which is made up of multiple thin films stacked together, there is a risk that the radiation control portion Na will peel off from the substrate K when it is heated by the substrate K. However, the adhesion between the substrate K and the platinum layer P (first platinum layer P1) in the radiation control portion Na adjacent to the substrate K is increased by the substrate adhesion layer S1, which prevents the radiation control portion Na from peeling off from the substrate K.
また、白金用密着層S2が、MIM積層部Mにおける白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)と共鳴用透明酸化物層Rとの間、及び、放射用透明酸化物層Nbと輻射制御部Naにおける放射用透明酸化物層Nbに隣接する白金層P(第2白金層P2)との間に設けられているから、輻射制御部Naが基板Kにて高温状態に加熱された際に、MIM積層部Mにおける白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)が流動して凝集することが抑制され、白金層Pと共鳴用透明酸化物層Rとが剥離することや、白金層Pと放射用透明酸化物層Nbとが剥離することが抑制される。 In addition, the platinum adhesion layer S2 is provided between the platinum layer P (first platinum layer P1 and second platinum layer P2) and the resonance transparent oxide layer R in the MIM laminate M, and between the emission transparent oxide layer Nb and the platinum layer P (second platinum layer P2) adjacent to the emission transparent oxide layer Nb in the radiation control unit Na. Therefore, when the radiation control unit Na is heated to a high temperature state on the substrate K, the platinum layer P (first platinum layer P1 and second platinum layer P2) in the MIM laminate M is prevented from flowing and coagulating, and the platinum layer P and the resonance transparent oxide layer R are prevented from peeling off, and the platinum layer P and the emission transparent oxide layer Nb are prevented from peeling off.
つまり、白金と透明酸化物との密着性が低いため、輻射制御部Naが基板Kにて高温状態に加熱された際に、共鳴用透明酸化物層Rに隣接する白金層Pや放射用透明酸化物層Nbに隣接する白金層Pが流動して凝集する虞があるが、白金用密着層S2が積層されることにより、共鳴用透明酸化物層Rに隣接する白金層Pの共鳴用透明酸化物層Rに対する密着性や、放射用透明酸化物層Nbに隣接する白金層Pの放射用透明酸化物層Nbに対する密着性が高められることにより、輻射制御部Naが基板Kにて高温状態に加熱された際に、MIM積層部Mにおける白金層Pが流動して凝集することが抑制される。 In other words, because the adhesion between platinum and the transparent oxide is low, there is a risk that the platinum layer P adjacent to the resonance transparent oxide layer R and the platinum layer P adjacent to the emission transparent oxide layer Nb will flow and aggregate when the radiation control unit Na is heated to a high temperature on the substrate K. However, by laminating the platinum adhesion layer S2, the adhesion of the platinum layer P adjacent to the resonance transparent oxide layer R to the resonance transparent oxide layer R and the adhesion of the platinum layer P adjacent to the emission transparent oxide layer Nb to the emission transparent oxide layer Nb are increased, so that the platinum layer P in the MIM laminate M is prevented from flowing and agglomerating when the radiation control unit Na is heated to a high temperature on the substrate K.
基板用密着層S1及び白金用密着層S2を形成する材料としては、チタン(Ti)やクロム(Cr)が、融点及び密着性の観点から優れている。特に、チタン(Ti)が望ましい。以下、基板用密着層S1及び白金用密着層S2がチタン(Ti)にて形成されているものとして説明する。 Titanium (Ti) and chromium (Cr) are excellent materials for forming the substrate adhesion layer S1 and platinum adhesion layer S2 in terms of melting point and adhesion. Titanium (Ti) is particularly desirable. In the following description, the substrate adhesion layer S1 and platinum adhesion layer S2 will be described as being formed from titanium (Ti).
すなわち、チタン(Ti)は、基板Kに隣接する白金層P(第1白金層P1)の基板Kに対する密着性や、共鳴用透明酸化物層Rに隣接する白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)の共鳴用透明酸化物層Rに対する密着性や、放射用透明酸化物層Nbに隣接する白金層P(第2白金層P2)の放射用透明酸化物層Nbに対する密着性を良好に高めることができ、しかも、融点が1668℃と高いものであるから、輻射制御部Naが基板Kにて高温状態に加熱された際に、MIM積層部Mにおける白金層P(第1白金層P1及び第2白金層P2)が流動して凝集することを適切に抑制できる。 That is, titanium (Ti) can effectively increase the adhesion of the platinum layer P (first platinum layer P1) adjacent to the substrate K to the substrate K, the adhesion of the platinum layer P (first platinum layer P1 and second platinum layer P2) adjacent to the resonance transparent oxide layer R to the resonance transparent oxide layer R, and the adhesion of the platinum layer P (second platinum layer P2) adjacent to the radiation transparent oxide layer Nb to the radiation transparent oxide layer Nb, and further, since it has a high melting point of 1668°C, it can appropriately suppress the platinum layer P (first platinum layer P1 and second platinum layer P2) in the MIM laminate M from flowing and agglomerating when the radiation control unit Na is heated to a high temperature state on the substrate K.
〔基板用密着層の厚さ〕
基板用密着層S1は高温状態になると、4μmよりも大きな波長(つまり、遠赤外光)の輻射光を放射することになるが、基板用密着層S1から放射される輻射光が、第1白金層P1によって遮蔽されるから、この点に関しては、基板用密着層S1の厚さ(膜厚)は厚くても問題ない。
但し、基板用密着層S1が厚すぎると、輻射制御部Naが基板Kにて高温状態に加熱された際に、チタン(Ti)が熱で動き回り、第1白金層P1の共鳴用透明酸化物層Rの存在側の表面に出てくる現象を発生する虞がある。このような現象が生じると、輻射制御部Naの熱輻射制御構造が崩れるので熱輻射の制御が難しくなる。
[Thickness of adhesive layer for substrate]
When the substrate adhesion layer S1 becomes hot, it emits radiant light with a wavelength greater than 4 μm (i.e., far-infrared light). However, since the radiant light emitted from the substrate adhesion layer S1 is blocked by the first platinum layer P1, in this regard, it does not matter if the thickness (film thickness) of the substrate adhesion layer S1 is large.
However, if the substrate adhesion layer S1 is too thick, when the radiation control part Na is heated to a high temperature state on the substrate K, titanium (Ti) may move around due to heat and appear on the surface of the first platinum layer P1 on the side where the resonance transparent oxide layer R is present. If such a phenomenon occurs, the thermal radiation control structure of the radiation control part Na will collapse, making it difficult to control the thermal radiation.
また、基板用密着層S1が薄すぎると、複数の薄膜を備える輻射制御部Naの熱膨張率と基板Kの熱膨張率の違いに対応できなくなり、輻射制御部Naが基板Kにて高温状態に加熱された際に、輻射制御部Naが基板Kから剥がれる虞がある。
このような観点に鑑みると、基板用密着層S1の膜厚(チタンの膜厚)は、2nm以上15nm以下が望ましい。
Furthermore, if the substrate adhesion layer S1 is too thin, it will not be able to accommodate the difference in thermal expansion coefficient between the radiation control portion Na having multiple thin films and the substrate K, and there is a risk that the radiation control portion Na will peel off from the substrate K when the radiation control portion Na is heated to a high temperature state on the substrate K.
From this viewpoint, the thickness of the substrate adhesion layer S1 (the thickness of titanium) is preferably 2 nm or more and 15 nm or less.
〔白金用密着層の厚さ〕
白金用密着層S2の厚さ(膜厚)は、光学性および耐久性のふたつの観点で設定する必要がある。
すなわち、白金用密着層S2の厚さ(膜厚)が厚過ぎると光学的によくない。つまり、白金用密着層S2は高温状態になると、大きな波長(つまり、遠赤外光)の輻射光を放射することになるから、白金用密着層S2の厚さ(膜厚)が厚過ぎると、白金用密着層S2からの輻射光の強度が大きくなって、輻射制御部Naからの輻射光が、8μmよりも大きな波長(つまり、遠赤外光)において、小さな輻射率(放射率)となることに対して悪影響を与える。
[Thickness of platinum adhesion layer]
The thickness (film thickness) of the platinum adhesion layer S2 needs to be set from the two standpoints of optical properties and durability.
That is, if the thickness (film thickness) of the platinum adhesion layer S2 is too thick, it is not optically good. That is, when the platinum adhesion layer S2 is in a high temperature state, it emits radiant light of a large wavelength (i.e., far-infrared light), so if the thickness (film thickness) of the platinum adhesion layer S2 is too thick, the intensity of the radiant light from the platinum adhesion layer S2 increases, which adversely affects the radiant light from the radiation control portion Na to have a small emissivity (emissivity) at a wavelength (i.e., far-infrared light) greater than 8 μm.
また、白金用密着層S2の厚さ(膜厚)が厚過ぎると、輻射光を遮蔽するものとなるから、白金用密着層S2の厚さ(膜厚)が厚過ぎるのは避ける必要がある。
但し、白金用密着層S2は、基板Kと薄膜とを密着させるのではなく、薄膜同士を密着させるものであるから、基板用密着層S1よりも薄くても密着効果が出る。
このような観点を鑑みると、白金用密着層S2の厚さ(膜厚)は、0.1nm以上10nm以下が望ましい。
Furthermore, if the thickness (film thickness) of the platinum adhesion layer S2 is too thick, it will block radiant light, so it is necessary to avoid the thickness (film thickness) of the platinum adhesion layer S2 being too thick.
However, since the platinum adhesion layer S2 does not adhere to the substrate K and the thin film but adheres thin films to each other, an adhesion effect is obtained even if it is thinner than the substrate adhesion layer S1.
In view of this, it is desirable for the thickness (film thickness) of the platinum adhesion layer S2 to be 0.1 nm or more and 10 nm or less.
〔チタンの酸化について〕
基板用密着層S1及び白金用密着層S2を形成するチタン(Ti)は、大気中での熱輻射光源Qの使用によって、徐々に酸化されて酸化チタン(TiO2)に変化する可能性が高い。換言すれば、大気中で熱輻射光源Qが使用された状態においては、基板用密着層S1及び白金用密着層S2が、酸化チタン(TiO2)にて形成されていると見做すことができる。
[On the oxidation of titanium]
There is a high possibility that titanium (Ti) forming the substrate adhesion layer S1 and the platinum adhesion layer S2 will be gradually oxidized and changed to titanium oxide (TiO 2 ) by using the thermal radiation source Q in the atmosphere. In other words, when the thermal radiation source Q is used in the atmosphere, the substrate adhesion layer S1 and the platinum adhesion layer S2 can be regarded as being formed of titanium oxide (TiO 2 ).
但し、図9に示すように、白金用密着層S2を形成するチタンは、全てが酸化チタンに変化するのではなく、白金層P(第2白金層P2)に密着する箇所のチタンは、酸化されることなく、白金層P(第2白金層P2)に密着するチタンの状態(金属状態)を継続することになる。
図示は省略するが、基板用密着層S1を形成するチタンも、全てが酸化チタンに変化するのではなく、白金層P(第1白金層P1)に密着する箇所のチタンは、酸化されることなく、白金層P(第1白金層P1)に密着するチタンの状態(金属状態)を継続することになる。
However, as shown in FIG. 9, not all of the titanium forming the platinum adhesion layer S2 is converted to titanium oxide, but the titanium in the portion in contact with the platinum layer P (second platinum layer P2) remains in the state of titanium in contact with the platinum layer P (second platinum layer P2) (metallic state) without being oxidized.
Although not shown in the figure, not all of the titanium forming the substrate adhesion layer S1 is converted to titanium oxide; the titanium in the area in contact with the platinum layer P (first platinum layer P1) is not oxidized and maintains the state of titanium in contact with the platinum layer P (first platinum layer P1) (metallic state).
つまり、基板用密着層S1及び白金用密着層S2を形成するチタンは、全てが酸化チタンに変化するのではなく、白金層Pに密着する箇所のチタンは、酸化されることなく、白金層Pに密着するチタンの状態を継続することになり、基板用密着層S1及び白金用密着層S2としての機能を継続することになる。 In other words, the titanium forming the substrate adhesion layer S1 and the platinum adhesion layer S2 does not all change to titanium oxide, but the titanium in the area that adheres to the platinum layer P does not oxidize and continues to be in the form of titanium that adheres to the platinum layer P, and continues to function as the substrate adhesion layer S1 and the platinum adhesion layer S2.
説明を加えると、白金(Pt)は、標準酸化ギブスエネルギー変化が、+200k/mol/O2であることから、酸素と反応しない(化学反応は、ギブスエネルギー変化がマイナスになる方向に進む。ギブスエネルギー変化が正であるということは、反応しないということである。)。このことは、酸化物を白金(Pt)の密着層とすることは、結合エネルギーの関係で難しいことを意味する。このことから、チタンが酸化によって酸化チタンに変化すると、白金(Pt)の密着層として働かなくなる心配があるが、実際には、チタンが酸化しても、白金(Pt)との界面のチタンは白金との結合手を維持しているため、基板用密着層S1及び白金用密着層S2としての機能を継続することになる。 To explain further, platinum (Pt) does not react with oxygen because its standard oxidation Gibbs energy change is +200 k/mol/ O2 (chemical reactions proceed in the direction of a negative Gibbs energy change. A positive Gibbs energy change means that there is no reaction). This means that it is difficult to use an oxide as an adhesive layer for platinum (Pt) due to the bond energy relationship. For this reason, there is a concern that when titanium is oxidized to titanium oxide, it will no longer function as an adhesive layer for platinum (Pt). However, in reality, even if titanium is oxidized, the titanium at the interface with platinum (Pt) maintains its bond with platinum, so it continues to function as the substrate adhesive layer S1 and the platinum adhesive layer S2.
ちなみに、チタンにて形成される基板用密着層S1及び白金用密着層S2は、光透過性を備えるように薄膜状態に形成されることになり、そして、薄膜状態に形成されたチタンが酸化チタンに変化することになるが、酸化チタンは、透明性を備えるものであるから、チタンが酸化チタンに変化しても、熱輻射層Nの性能に悪影響を与えることはない。
尚、基板用密着層S1及び白金用密着層S2を形成する材料が酸化することを考慮すると、クロム(Cr)は酸化すると黒色になるので、酸化すると黒色になるクロムは、輻射制御の観点で密着層としては不適であり、酸化すると透明となる酸化チタン(TiO2)を形成するチタン(Ti)は輻射制御の観点で優れている。
Incidentally, the substrate adhesion layer S1 and platinum adhesion layer S2, which are made of titanium, are formed in a thin film state so as to have optical transparency, and the titanium formed in a thin film state is changed into titanium oxide. However, since titanium oxide has transparency, the change of titanium into titanium oxide does not adversely affect the performance of the thermal radiation layer N.
In addition, taking into consideration the oxidation of the materials forming the substrate adhesion layer S1 and the platinum adhesion layer S2, chromium (Cr) turns black when oxidized, and therefore chromium, which turns black when oxidized, is unsuitable as an adhesion layer from the standpoint of radiation control, whereas titanium (Ti), which forms titanium oxide (TiO 2 ), which turns transparent when oxidized, is superior from the standpoint of radiation control.
ところで、白金用密着層S2のチタン(Ti)が経時的に酸化するのであれば、白金用密着層S2が厚くても、いずれは図9の厚さ(膜厚)が薄い場合の熱輻射に近づくと考えられる。しかし、厚さ(膜厚)が厚い場合、輻射制御部Naが基板Kにて高温状態に加熱された際に、チタン(Ti)が熱で動き回り、第2白金層P2の表面に出てくる現象を発生する虞がある。このような現象が生じると、輻射制御部Naの熱輻射制御構造が崩れるので熱輻射の制御が難しくなる。特に、第2白金層P2の白金は薄いため、チタン(Ti)の動きが熱輻射制御構造の崩れに大きく影響を与える。
従って、白金用密着層S2の厚さ(膜厚)はサブnm程度(1nm以下程度)にするのが望ましい。
Incidentally, if titanium (Ti) of the platinum adhesion layer S2 oxidizes over time, even if the platinum adhesion layer S2 is thick, it is considered that the thermal radiation will eventually approach that of the case where the thickness (film thickness) of FIG. 9 is thin. However, if the thickness (film thickness) is thick, when the radiation control portion Na is heated to a high temperature state on the substrate K, there is a risk that the titanium (Ti) will move around due to heat and come out onto the surface of the second platinum layer P2. If such a phenomenon occurs, the thermal radiation control structure of the radiation control portion Na will collapse, making it difficult to control the thermal radiation. In particular, since the platinum of the second platinum layer P2 is thin, the movement of titanium (Ti) will have a large effect on the collapse of the thermal radiation control structure.
Therefore, it is desirable to set the thickness (film thickness) of the platinum adhesion layer S2 to about sub-nm (about 1 nm or less).
〔基板について〕
高温状態になる基板Kの熱輻射光が、第1白金層P1にて遮蔽されて、輻射制御部Naへ透過しない点に鑑みると、基板Kの材料(母材)としては、石英(SiO2)、サファイア、ステンレス鋼(SUS)、カンタル、ニクロム、アルミニウム、シリコン等、様々な材料を用いることができる。
[About the board]
Considering that the thermal radiation light from the substrate K, which becomes in a high temperature state, is blocked by the first platinum layer P1 and does not transmit to the radiation control portion Na, various materials can be used as the material (base material) of the substrate K, such as quartz (SiO 2 ), sapphire, stainless steel (SUS), Kanthal, nichrome, aluminum, silicon, etc.
酸化物系の材料の基板Kを用いる場合は特に問題ないが、金属系の材料の基板Kを用いる場合は、大気中で加熱して使用する場合には、基板Kの酸化劣化が問題となってくるが、共鳴用透明酸化物層R及び放射用透明酸化物層Nbが存在することによって、基板Kにおける熱輻射層Nの存在側の表面の酸化劣化が防止されることになる。
尚、基板Kにおける熱輻射層Nの存在側の表面は、乱反射しない程度の鏡面に形成されることになる。
When using a substrate K made of an oxide-based material, there is no particular problem. However, when using a substrate K made of a metal-based material, oxidation deterioration of the substrate K becomes a problem when it is heated in the atmosphere for use. However, the presence of the resonance transparent oxide layer R and the radiation transparent oxide layer Nb prevents oxidation deterioration of the surface of the substrate K on the side where the thermal radiation layer N is present.
The surface of the substrate K on the side where the heat radiation layer N is present is formed into a mirror surface to the extent that diffuse reflection is not caused.
基板Kは、通電により自己発熱する形態に構成されていてもよく、また、外部加熱部Uにて加熱する形態に構成されていてもよい。
つまり、基板Kが、カンタル、ニクロム等、通電すると発熱する材料にて構成される場合には、基板Kを通電により自己発熱する形態に構成できる。
基板Kが、石英(SiO2)、サファイア、ステンレス鋼(SUS)等で形成される場合には、図10~図13に示すように、外部加熱部Uにて加熱する形態に構成される。尚、基板Kを外部加熱部Uにて加熱する場合には、基板Kにおける外部加熱部Uに対向する面に光吸収体(熱吸収体)を設けてもよい。
The substrate K may be configured to generate heat by itself when electricity is applied, or may be configured to be heated by an external heating unit U.
That is, when the substrate K is made of a material that generates heat when electricity is passed through it, such as Kanthal or Nichrome, the substrate K can be configured to generate heat by itself when electricity is passed through it.
When the substrate K is made of quartz (SiO 2 ), sapphire, stainless steel (SUS), or the like, it is configured to be heated by an external heating unit U, as shown in Figures 10 to 13. When the substrate K is heated by the external heating unit U, a light absorber (heat absorber) may be provided on the surface of the substrate K facing the external heating unit U.
図10及び図11は、外部加熱部Uが、通電により発熱するヒーター線を備える板状の加熱電極Udとして構成される場合であり、熱輻射光源Qの基板Kが、加熱電極Udに密着状態に配設されている。
尚、図11は、加熱電極Udの片面側に熱輻射光源Qが配設される場合であり、図12は、加熱電極Udの両面側に熱輻射光源Qが配設される場合を例示する。
10 and 11 show the case where the external heating unit U is configured as a plate-shaped heating electrode Ud equipped with a heater wire that generates heat when electricity is passed through it, and the substrate K of the thermal radiation source Q is disposed in close contact with the heating electrode Ud.
11 illustrates a case where the thermal radiation light source Q is disposed on one side of the heating electrode Ud, and FIG. 12 illustrates a case where the thermal radiation light source Q is disposed on both sides of the heating electrode Ud.
図12は、外部加熱部Uが、波長が制御されていない熱輻射光Gを放射する熱輻射源Ugとして構成される場合であり、熱輻射光源Qの基板Kが、熱輻射源Ugに対向する状態に配設されている。
図13は、外部加熱部Uが、高温流体Tを供給する流体供給源Utとして構成される場合であり、熱輻射光源Qの基板Kが、流体供給源Utに対向する状態に配設されている。
Figure 12 shows a case where the external heating unit U is configured as a thermal radiation source Ug that emits thermal radiation light G whose wavelength is not controlled, and the substrate K of the thermal radiation light source Q is arranged facing the thermal radiation source Ug.
FIG. 13 shows a case where the external heating unit U is configured as a fluid supply source Ut that supplies a high-temperature fluid T, and a substrate K of the thermal radiation source Q is disposed so as to face the fluid supply source Ut.
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
(1)上記実施形態では、基板Kにおける熱輻射層Nが積層される側の面とは反対側の裏面が酸化しても、基板Kの厚さが厚ければ、熱輻射層Nに悪影響を与えることが無い点に鑑みて、基板Kにおける熱輻射層Nが積層される側の面とは反対側の裏面を、露出させる状態としたが、当該裏面に、酸化を抑制する酸化防止膜を積層するようにしてもよい。
[Another embodiment]
Other embodiments are listed below.
(1) In the above embodiment, even if the back surface of the substrate K opposite the surface on which the thermal radiation layer N is stacked is oxidized, the back surface of the substrate K opposite the surface on which the thermal radiation layer N is stacked is exposed in consideration of the fact that the thermal radiation layer N is not adversely affected if the substrate K is thick. However, an anti-oxidation film that suppresses oxidation may be stacked on the back surface.
(2)上記実施形態では、輻射制御部Naが、MIM積層部Mを1つ備える場合を例示したが、輻射制御部Naが、MIM積層部Mを2つ以上備える形態で実施してもよい。
尚、複数のMIM積層部Mが備えられるとは、熱輻射層Nと基板Kとの積層方向に沿って並ぶ白金層Pを3つ以上設け、それら白金層Pにおける隣接するもの同士の間に、共鳴用透明酸化物層Rを位置させる形態を意味するものである。
(2) In the above embodiment, the radiation control portion Na includes one MIM stack portion M. However, the radiation control portion Na may include two or more MIM stack portions M.
Incidentally, provision of multiple MIM stacked portions M means that three or more platinum layers P are arranged along the stacking direction of the thermal radiation layer N and the substrate K, and a resonance transparent oxide layer R is positioned between adjacent platinum layers P.
なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 The configurations disclosed in the above embodiment (including other embodiments, the same applies below) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments, so long as no contradiction arises. Furthermore, the embodiments disclosed in this specification are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments. They can be modified as appropriate within the scope of the purpose of the present invention.
K 基板
N 熱輻射層
Na 輻射制御部
Nb 放射用透明酸化物層
M MIM積層部
P 白金層
R 共鳴用透明酸化物層
S1 基板用密着層
S2 白金用密着層
K: Substrate N: Thermal radiation layer Na: Radiation control portion Nb: Radiation transparent oxide layer M: MIM laminate portion P: Platinum layer R: Resonance transparent oxide layer S1: Adhesion layer for substrate S2: Adhesion layer for platinum
Claims (7)
前記熱輻射層が、透明酸化物にて形成される共鳴用透明酸化物層を前記熱輻射層と前記基板との積層方向に沿って並ぶ一対の白金層の間に位置させるMIM積層部を備える輻射制御部、及び、透明酸化物にて形成される放射用透明酸化物層の順に前記基板に近い側に位置させる形態で、前記輻射制御部及び前記放射用透明酸化物層を積層した状態に構成され、
前記共鳴用透明酸化物層の厚さが、4μmよりも大きく8μm以下の領域を共鳴波長域とする、1200nm以上1500nm以下の厚さであり、
前記共鳴用透明酸化物層に用いられる透明酸化物が、酸化アルミニウム、五酸化タンタル、二酸化ケイ素、五酸化ニオブ、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ハフニウムの何れかである熱輻射光源。 A thermal radiation light source in which a thermal radiation layer and a substrate for heating the thermal radiation layer are laminated,
the thermal radiation layer is configured in a state in which the radiation control section and the radiation transparent oxide layer are laminated in the order of a radiation control section having an MIM laminate section in which a resonance transparent oxide layer formed of a transparent oxide is positioned between a pair of platinum layers arranged along the lamination direction of the thermal radiation layer and the substrate, and a radiation transparent oxide layer formed of a transparent oxide is positioned closer to the substrate,
The thickness of the resonance transparent oxide layer is 1200 nm or more and 1500 nm or less, with a resonance wavelength range of more than 4 μm and 8 μm or less,
A thermal radiation light source , wherein the transparent oxide used in the resonance transparent oxide layer is any one of aluminum oxide, tantalum pentoxide, silicon dioxide, niobium pentoxide, magnesium oxide, titanium oxide, and hafnium oxide .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020049246A JP7523232B2 (en) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | Thermal radiation light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020049246A JP7523232B2 (en) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | Thermal radiation light source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021150190A JP2021150190A (en) | 2021-09-27 |
| JP7523232B2 true JP7523232B2 (en) | 2024-07-26 |
Family
ID=77849294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020049246A Active JP7523232B2 (en) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | Thermal radiation light source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7523232B2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015138638A (en) | 2014-01-22 | 2015-07-30 | スタンレー電気株式会社 | infrared light source |
| JP2018136576A (en) | 2014-08-29 | 2018-08-30 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | Electromagnetic wave absorption and radiation material and method for producing the same, and infrared ray source |
| WO2018182013A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 国立大学法人横浜国立大学 | Heating-type light source |
| WO2019225726A1 (en) | 2018-05-25 | 2019-11-28 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | Laminated radiation light source |
| JP2020017433A (en) | 2018-07-26 | 2020-01-30 | 日本碍子株式会社 | Infrared radiation apparatus |
| WO2020022156A1 (en) | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 大阪瓦斯株式会社 | Radiant cooling device |
-
2020
- 2020-03-19 JP JP2020049246A patent/JP7523232B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015138638A (en) | 2014-01-22 | 2015-07-30 | スタンレー電気株式会社 | infrared light source |
| JP2018136576A (en) | 2014-08-29 | 2018-08-30 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | Electromagnetic wave absorption and radiation material and method for producing the same, and infrared ray source |
| WO2018182013A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 国立大学法人横浜国立大学 | Heating-type light source |
| WO2019225726A1 (en) | 2018-05-25 | 2019-11-28 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | Laminated radiation light source |
| WO2020022156A1 (en) | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 大阪瓦斯株式会社 | Radiant cooling device |
| JP2020017433A (en) | 2018-07-26 | 2020-01-30 | 日本碍子株式会社 | Infrared radiation apparatus |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Corey Shemelya, et al.,Stable high temperature metamaterial emitters for thermophotovoltaic applications,APPLIED PHYSICS LETTERS,米国,AIP Publishing,2014年05月21日 |
| Hideki T Miyazaki, et al.,Ultraviolet-nanoimprinted packaged metasurface thermal emitters for infrared CO2 sensing,Science and Technology of Advanced Materials,英国,2015年05月20日 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021150190A (en) | 2021-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6821098B2 (en) | Radiative cooling device | |
| US7920323B2 (en) | Thermally stable multilayer mirror for the EUV spectral region | |
| JP7154099B2 (en) | thermal radiation source | |
| TWI233718B (en) | Semiconductor laser device | |
| US8242527B2 (en) | Light emitting device and method of manufacturing the same | |
| US20200033056A1 (en) | Infrared radiation device | |
| US8436519B2 (en) | Incandescent lamp incorporating infrared-reflective coating system, and lighting fixture incorporating such a lamp | |
| CN114249292B (en) | A MEMS infrared light source and a manufacturing method thereof | |
| JP7523232B2 (en) | Thermal radiation light source | |
| JP7523234B2 (en) | Thermal radiation light source | |
| CN109075018B (en) | Thermal radiation source | |
| JP4852852B2 (en) | Heating unit | |
| JP2004140323A (en) | Semiconductor laser device and method of manufacturing the same | |
| JP7221020B2 (en) | sunlight selective absorber | |
| WO2019208252A1 (en) | Infrared radiation device | |
| JP2006259124A (en) | Cold mirror | |
| JP2005050604A (en) | Far-infrared radiator | |
| JP2008192927A (en) | Multilayer board | |
| JP2015222309A (en) | Heat-fixing device | |
| JP6279350B2 (en) | Visible light source | |
| JP2004335325A (en) | Far infrared radiator | |
| JP2022076133A (en) | heater | |
| JP6625902B2 (en) | Light-emitting body, filament, device using filament, and incandescent lamp | |
| JP2012009885A (en) | Lighting system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231128 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240129 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240213 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240327 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240618 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240716 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7523232 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |