JPH0773042B2 - 管 球 - Google Patents
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- JPH0773042B2 JPH0773042B2 JP1305545A JP30554589A JPH0773042B2 JP H0773042 B2 JPH0773042 B2 JP H0773042B2 JP 1305545 A JP1305545 A JP 1305545A JP 30554589 A JP30554589 A JP 30554589A JP H0773042 B2 JPH0773042 B2 JP H0773042B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K1/00—Details
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- H01K1/32—Envelopes; Vessels provided with coatings on the walls; Vessels or coatings thereon characterised by the material thereof
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、バルブ表面に耐熱性および光学特性を向上さ
せた光干渉膜を有する管球に関する。
せた光干渉膜を有する管球に関する。
（従来の技術） ガラスバルブの表面に光干渉膜である可視光透過赤外線
反射膜を設け、フィラメントから放射された光のうち赤
外線を反射し、フィラメントに帰還させてフィラメント
を加熱して発光効率を高めるとともに放射光中の赤外線
を減らしたハロゲン電球が知られている。
反射膜を設け、フィラメントから放射された光のうち赤
外線を反射し、フィラメントに帰還させてフィラメント
を加熱して発光効率を高めるとともに放射光中の赤外線
を減らしたハロゲン電球が知られている。
上記光干渉膜は、酸化チタン（TiO2）等からなる高屈折
率層と、シリカ（SiO2）等からなる低屈折率層とを５〜
７層以上交互に積層した構造である。
率層と、シリカ（SiO2）等からなる低屈折率層とを５〜
７層以上交互に積層した構造である。
特に、点灯温度の高いハロゲン電球、点滅を頻繁に繰り
返して使用する白熱電球または光干渉膜の層数を特に多
くして赤外線放射量を低くした電球では、長期使用中に
上記光干渉膜にひび割れや剥離が発生することがあっ
た。
返して使用する白熱電球または光干渉膜の層数を特に多
くして赤外線放射量を低くした電球では、長期使用中に
上記光干渉膜にひび割れや剥離が発生することがあっ
た。
ここで、上記問題を解決するために、例えば、特開昭62
−105357号公報（以下、「従来例」という。）に開示さ
れているように、光干渉膜として、酸化チタン（Ti
O2）、酸化タンタル（Ta2O5）および酸化ジルコニウム
（ZrO2）の少なくとも一種を主成分とし、これにリン
（Ｐ）、ほう素（Ｂ）、ひ素（As）、アンチモン（S
b）、錫（Sn）、亜鉛（Zn）、鉛（Pb）、カリウム
（Ｋ）、ニッケル（Ni）およびコバルト（Co）の少なく
とも１種を含有させてなる高屈折率層と、シリカ（Si
O2）を主成分とし、これにリン（Ｐ）およびほう素
（Ｂ）の少なくとも１種を含有させてなる低屈折率層と
を９〜12層以上交互に積層したものがある。
−105357号公報（以下、「従来例」という。）に開示さ
れているように、光干渉膜として、酸化チタン（Ti
O2）、酸化タンタル（Ta2O5）および酸化ジルコニウム
（ZrO2）の少なくとも一種を主成分とし、これにリン
（Ｐ）、ほう素（Ｂ）、ひ素（As）、アンチモン（S
b）、錫（Sn）、亜鉛（Zn）、鉛（Pb）、カリウム
（Ｋ）、ニッケル（Ni）およびコバルト（Co）の少なく
とも１種を含有させてなる高屈折率層と、シリカ（Si
O2）を主成分とし、これにリン（Ｐ）およびほう素
（Ｂ）の少なくとも１種を含有させてなる低屈折率層と
を９〜12層以上交互に積層したものがある。
これにより、光干渉膜を構成する各層間の熱膨張差に起
因する歪みの緩和および層間の結合力の強化を図り、こ
の結果、光干渉膜のひび割れや剥離を防止したものであ
る。
因する歪みの緩和および層間の結合力の強化を図り、こ
の結果、光干渉膜のひび割れや剥離を防止したものであ
る。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記各物質毎にその含有量に応じ、強度
は確保されるがその反面、光干渉膜の光学特性である例
えば耐熱性低下による光束等の低下の危惧が出てきた。
は確保されるがその反面、光干渉膜の光学特性である例
えば耐熱性低下による光束等の低下の危惧が出てきた。
本発明は、光干渉膜としての耐熱性を維持しつつ光学特
性である例えば光束等の改善を図ることができる管球を
提供すること目的としている。
性である例えば光束等の改善を図ることができる管球を
提供すること目的としている。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の管球は、発光部材と、この発光部材を封装した
バルブと、このバルブの内外面の少なくとも一方に金属
酸化物からなる高屈折率層および低屈折率層を交互に積
層されてなる光干渉膜と、上記高屈折率層の金属酸化物
の金属原子の重量に対して、0.1％ないし30％の範囲で
高屈折率層に含有されたシリコン（Si），錫（Sn），ア
ンチモン（Sb），タンタル（Ta）の少なくとも１種の物
質とを具備している。
バルブと、このバルブの内外面の少なくとも一方に金属
酸化物からなる高屈折率層および低屈折率層を交互に積
層されてなる光干渉膜と、上記高屈折率層の金属酸化物
の金属原子の重量に対して、0.1％ないし30％の範囲で
高屈折率層に含有されたシリコン（Si），錫（Sn），ア
ンチモン（Sb），タンタル（Ta）の少なくとも１種の物
質とを具備している。
また、本発明の管球は、高屈折率層には、ガラス質形成
成分であるリン化合物，ホウ素化合物のうち少なくとも
一方が含有されている。
成分であるリン化合物，ホウ素化合物のうち少なくとも
一方が含有されている。
（作用） シリコン、錫、アンチモン、タンタルの少なくとも１種
の物質は、高屈折率層の金属酸化物の金属原子の重量に
対して、0.1％ないし30％の範囲で含有されているの
で、高温加熱時に金属酸化物のルチル型等への相変換お
よび結晶粒の成長が抑制されて可視透過率の低下が抑制
され、光学特性や耐熱性のよい光干渉膜となる。
の物質は、高屈折率層の金属酸化物の金属原子の重量に
対して、0.1％ないし30％の範囲で含有されているの
で、高温加熱時に金属酸化物のルチル型等への相変換お
よび結晶粒の成長が抑制されて可視透過率の低下が抑制
され、光学特性や耐熱性のよい光干渉膜となる。
（実施例） 本発明の一実施例を示す管球であるハロゲン電球を第１
図ないし第２図を参照して説明する。
図ないし第２図を参照して説明する。
図において、１は石英ガラス、アルミノシリケートガラ
ス等からなるガラスバルブであり、２はこのバルブ１の
内外両面のうち少なくとも一方の面である外面に形成さ
れ可視光を透過し赤外線を反射する光干渉膜である。
ス等からなるガラスバルブであり、２はこのバルブ１の
内外両面のうち少なくとも一方の面である外面に形成さ
れ可視光を透過し赤外線を反射する光干渉膜である。
また、３はバルブ１の端部を圧潰封止してなる封止部、
4,4はこの封止部３に埋設されたモリブデン導入箔、5,5
は導入箔4,4に接続してバルブ１内の両端部に導入され
た内導線、６はこれら内導線5,5間に装架されてバルブ
１の中心線に沿って配設された発光部材であるフイラメ
ント、７はバルブ１端部に装着された口金である。
4,4はこの封止部３に埋設されたモリブデン導入箔、5,5
は導入箔4,4に接続してバルブ１内の両端部に導入され
た内導線、６はこれら内導線5,5間に装架されてバルブ
１の中心線に沿って配設された発光部材であるフイラメ
ント、７はバルブ１端部に装着された口金である。
そして、バルブ１内にはアルゴン等の不活性ガスととも
に所要のハロゲンが封入され、管球であるハロゲン電球
を構成している。
に所要のハロゲンが封入され、管球であるハロゲン電球
を構成している。
ここで、光干渉膜２の高屈折率層21は主成分が例えば酸
化チタン（TiO2）であり、低屈折率層22は主成分は例え
ばシリカ（SiO2）である。
化チタン（TiO2）であり、低屈折率層22は主成分は例え
ばシリカ（SiO2）である。
本実施例において、高屈折率層を形成するには、図示し
ない反応容器にチタンアルコキシドとシリコン、錫、ア
ンチモンおよびタンタルよりなる群から選ばれた少なく
とも１種の添加金属のアルコキシドを仕込み、エタノー
ルを加えて均一に混合した後、室温下に攪拌しながらア
シル化剤またはキレート化剤を添加し、加温して環流下
に１時間保持して反応を行なう。
ない反応容器にチタンアルコキシドとシリコン、錫、ア
ンチモンおよびタンタルよりなる群から選ばれた少なく
とも１種の添加金属のアルコキシドを仕込み、エタノー
ルを加えて均一に混合した後、室温下に攪拌しながらア
シル化剤またはキレート化剤を添加し、加温して環流下
に１時間保持して反応を行なう。
得られた反応液に、ガラス質形成剤およびエタノールを
添加して複合酸化物に換算した濃度が4.5重量％の複合
酸化物薄膜形成用組成物塗布溶液を調整し、この塗布液
を上記バルブ１に均一な厚さに塗布する。
添加して複合酸化物に換算した濃度が4.5重量％の複合
酸化物薄膜形成用組成物塗布溶液を調整し、この塗布液
を上記バルブ１に均一な厚さに塗布する。
塗布液は、有機溶剤可溶性の無機または有機のリン化合
物、ホウ素化合物等のガラス質形成剤を含有していても
よい。これらのガラス質形成剤は、酸化物基準で複合金
属酸化物に換算した合計に対して10重量％以下、好まし
くは0.1〜5.0重量％の範囲で添加される。
物、ホウ素化合物等のガラス質形成剤を含有していても
よい。これらのガラス質形成剤は、酸化物基準で複合金
属酸化物に換算した合計に対して10重量％以下、好まし
くは0.1〜5.0重量％の範囲で添加される。
そして、上記塗布液にバルブ１を浸漬し、この後、一定
速度でバルブ１を引上げ、大気中400℃〜900℃で10分焼
成することにより高屈折率層である酸化チタン21を形成
する。
速度でバルブ１を引上げ、大気中400℃〜900℃で10分焼
成することにより高屈折率層である酸化チタン21を形成
する。
次に、有機ケイ素化合物、例えばテトラメトキシシラ
ン，テトラエトキシシラン，テトライソプロポキシシラ
ン，テトラブトキシシラン，ジエトキシジイソプロポト
キトトラン，ジクロルジメトキシシラン等のシランアル
コキシドおよび／またはそれらの加水分解縮合体を含有
する溶液を調整する。
ン，テトラエトキシシラン，テトライソプロポキシシラ
ン，テトラブトキシシラン，ジエトキシジイソプロポト
キトトラン，ジクロルジメトキシシラン等のシランアル
コキシドおよび／またはそれらの加水分解縮合体を含有
する溶液を調整する。
この溶液中に上記酸化チタン21が形成されたバルブ１を
浸漬し、この後、一定速度で引上げ、大気中、同様に熱
処理し低屈折率層であるシリカ22を形成する。この工程
を複数回、例えば10回以上繰り返し光干渉膜２を形成す
る。
浸漬し、この後、一定速度で引上げ、大気中、同様に熱
処理し低屈折率層であるシリカ22を形成する。この工程
を複数回、例えば10回以上繰り返し光干渉膜２を形成す
る。
次に本実施例のハロゲン電球の作用・効果について説明
する。
する。
本実施例の高屈折率層21は酸化チタンを主成分とし、こ
れにアンチモン，錫，シリコンおよびタンタルよりなる
群から選ばれた少なくとも１種の物質を含有している。
れにアンチモン，錫，シリコンおよびタンタルよりなる
群から選ばれた少なくとも１種の物質を含有している。
一般的に、チタン化合物を高温熱分解することよってア
モルフアス型、アナターゼ型および／またはルチル型の
酸化チタン結晶が形成される。そして、アモルフアス型
およびアナターゼ型では、高可視光透過率を示すがルチ
ル型に比較して屈折率が低く、また高温下に長時間加熱
することにより高温安定型であるルチル型に相変換す
る。
モルフアス型、アナターゼ型および／またはルチル型の
酸化チタン結晶が形成される。そして、アモルフアス型
およびアナターゼ型では、高可視光透過率を示すがルチ
ル型に比較して屈折率が低く、また高温下に長時間加熱
することにより高温安定型であるルチル型に相変換す
る。
さらに、ルチル型はアナターゼ型に比較して熱的に安定
であり、かつ高い屈折率を示すがアモルファス型および
アナターゼ型から相変換すると可視光の透過率が低下す
る。
であり、かつ高い屈折率を示すがアモルファス型および
アナターゼ型から相変換すると可視光の透過率が低下す
る。
したがって、高屈折率かつ高可視光透過率が要求される
光干渉膜の高屈折率層においては、アナターゼ型からル
チル型への相変換を抑制することによりその目的が達成
される。
光干渉膜の高屈折率層においては、アナターゼ型からル
チル型への相変換を抑制することによりその目的が達成
される。
本実施例では、酸化チタンに前記添加金属を含有させる
ことにより、アモルファス型およびアナターゼ型の高温
加熱時におけるルチル型への相変換および結晶粒の成長
が抑制される結果、可視光透過率の低下が抑制され、高
耐熱性の高屈折率層が得られる。
ことにより、アモルファス型およびアナターゼ型の高温
加熱時におけるルチル型への相変換および結晶粒の成長
が抑制される結果、可視光透過率の低下が抑制され、高
耐熱性の高屈折率層が得られる。
これらの効果は、添加金属の含有率が高い程大きくなる
が、過剰となると屈折率が低下するので、それらの含有
率は、金属原子の重量比として0.1％≦M/Ti≦30％（0.0
01≦M/Ti≦0.3）（ここに、Ｍはアンチモン，錫，シリ
コンおよびタンタルからなる群から選ばれた少なくとも
一種の金属を表す）の範囲とすることが好ましい。
が、過剰となると屈折率が低下するので、それらの含有
率は、金属原子の重量比として0.1％≦M/Ti≦30％（0.0
01≦M/Ti≦0.3）（ここに、Ｍはアンチモン，錫，シリ
コンおよびタンタルからなる群から選ばれた少なくとも
一種の金属を表す）の範囲とすることが好ましい。
ここで、例えばアンチモンの濃度を変化させた時の酸化
チタンの初期屈折率（ｎ）および可視光透過率（Ｔ）、
ランプの光束比および点灯2000時間後の光束変化を第１
表ないし第２表に示す。
チタンの初期屈折率（ｎ）および可視光透過率（Ｔ）、
ランプの光束比および点灯2000時間後の光束変化を第１
表ないし第２表に示す。
なお、第１表では酸化チタンを焼成温度600℃、焼成時
間10分で形成し、第２表では焼成温度900℃、焼成時間1
0分で形成したものである。
間10分で形成し、第２表では焼成温度900℃、焼成時間1
0分で形成したものである。
600℃と900℃での焼成温度では、リン，ほう素を添加し
たものは、添加しないものに比較し、酸化チタンの屈折
率（ｎ）が低くなるため、光束が低くまた、高温点灯時
の耐熱性も悪い。
たものは、添加しないものに比較し、酸化チタンの屈折
率（ｎ）が低くなるため、光束が低くまた、高温点灯時
の耐熱性も悪い。
これに対して、アンチモンは、初期屈折率が従来の無添
加のものよりも高く光束が高くかつ膜が安定であり耐熱
性も良くなる効果を得た。これにより焼成温度900℃ま
での同等の効果が得られる。
加のものよりも高く光束が高くかつ膜が安定であり耐熱
性も良くなる効果を得た。これにより焼成温度900℃ま
での同等の効果が得られる。
なお、アンチモン濃度は低いほど屈折率（ｎ）が高くな
るが、あまり少なすぎるとアンチモン添加の効果はな
く、0.1％ないし30％（対チタン）が適当である。
るが、あまり少なすぎるとアンチモン添加の効果はな
く、0.1％ないし30％（対チタン）が適当である。
また、アンチモン，錫，シリコンおよびタンタルについ
てもアンチモンとほぼ同等の効果が得られた。
てもアンチモンとほぼ同等の効果が得られた。
［発明の効果］ 本発明では、高屈折率層を形成する金属酸化物の金属原
子の重量に対して、0.1％ないし30％の範囲で含有され
たシリコン（Si），錫（Sn），アンチモン（Sb），タン
タル（Ta）の少なくとも１種の物質を具備しているの
で、耐熱特性および光学特性等が向上し、品質のよい管
球を得ることができる。
子の重量に対して、0.1％ないし30％の範囲で含有され
たシリコン（Si），錫（Sn），アンチモン（Sb），タン
タル（Ta）の少なくとも１種の物質を具備しているの
で、耐熱特性および光学特性等が向上し、品質のよい管
球を得ることができる。
第１図は、本発明の一実施例を示すハロゲン電球の一部
断面全体図。 第２図は、光干渉膜の構成図。 １……バルブ ２……光干渉膜 21……高屈折率層 22……低屈折率層
断面全体図。 第２図は、光干渉膜の構成図。 １……バルブ ２……光干渉膜 21……高屈折率層 22……低屈折率層
Claims (2)
- 【請求項１】発光部材と； この発光部材を封装したバルブと； このバルブの内外面の少なくとも一方に金属酸化物から
なる高屈折率層および低屈折率層を交互に積層されてな
る光干渉膜と； 上記高屈折率層の金属酸化物の金属原子の重量に対し
て、0.1％ないし30％の範囲で高屈折率層に含有された
シリコン（Si），錫（Sn），アンチモン（Sb），タンタ
ル（Ta）の少なくとも１種の物質と； を具備していることを特徴とする管球。 - 【請求項２】高屈折率層には、ガラス質形成成分である
リン化合物、ホウ素化合物のうち少なくとも一方が含有
されていることを特徴とする請求項第１項記載の管球。
Priority Applications (5)
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| JP1305545A JPH0773042B2 (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 管 球 |
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| DE602005004798T2 (de) * | 2004-09-06 | 2009-03-05 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Elektrische lampe und interferenzbeschichtung |
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| CN105759334A (zh) * | 2016-02-01 | 2016-07-13 | 张汉新 | 一种滤光膜及一种灯具滤光装置 |
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| US4949005A (en) * | 1988-11-14 | 1990-08-14 | General Electric Company | Tantala-silica interference filters and lamps using same |
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- 1989-11-24 JP JP1305545A patent/JPH0773042B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
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- 1990-11-15 US US07/613,054 patent/US5113109A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-22 GB GB9025384A patent/GB2238400B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-22 DE DE4037179A patent/DE4037179C2/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |