DE2341647C3

DE2341647C3 - Process for the production of a heat filter, in particular for light sources with a strong short-wave infrared component

Info

Publication number: DE2341647C3
Application number: DE19732341647
Authority: DE
Inventors: Rüdiger 5100 Aachen; Köstlin Heiner Dipl.-Phys. Dr. 5103 Brand Jost
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Filing date: 1973-08-17
Publication date: 1976-12-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmefilters für Lichtquellen mit starkem kurzwelligem Infrarotanteil, bei dem mit Zinn dotiertes Indiumoxyd (IniCh) auf einen lichtdurchlässigen Träger aufgebracht und der Träger während oder nach der Beschichtung auf eine Temperatur zwischen 300⁰C und der Erweichungstemperatur des Trägers in einer Atmosphäre mit geringem Sauerstoffgehalt erhitzt wird.The invention relates to a method for producing a heat filter for light sources with a strong short-wave infrared component, in which tin-doped indium oxide (IniCh) is applied to a translucent carrier and the carrier is heated to a temperature between 300 ^° C. and the softening temperature during or after coating of the support is heated in a low oxygen atmosphere.

Ein derartiges Filter kann man als Plasmakantenfilter bezeichnen, da es im Gegensatz zu unem Interferenzoder einem Absorptionskantenfilter von der Eigenschaft Gebrauch macht, daß freie Elektronen in einem Festkörper Plasmaschwingungen ausführen können. Bei dem angegebenen Material In2Cb, das zur Erzielung freier Elektronen mit Zinn dotiert ist, bedeutet dies, daß es sich gegenüber elektromagnetischer Strahlung, wie sichtbarem Licht und Infrarot-Strahlung, dessen Wellenlänge größer als die sogenannte Plasmawellenlänge Ap des Materials ist, wie ein Metall verhält, bei kleineren Wellenlängen aber wie ein Dielektrikum, d. h„ in dem einen Spektralbereich also stark reflektiert und undurchlässig ist, in dem anderen aber weitgehend transparent ist. Die normale Bandabsorption des Materials setzt erst im nahen UV ein.Such a filter can be referred to as a plasma edge filter because, in contrast to une interference or an absorption edge filter makes use of the property that free electrons in a Solid bodies can perform plasma oscillations. In the case of the specified material In2Cb, which is used to achieve free electrons is doped with tin, this means that it is opposed to electromagnetic radiation, such as visible light and infrared radiation, the wavelength of which is greater than the so-called plasma wavelength Ap of the material is how a metal behaves in the case of smaller ones Wavelengths like a dielectric, i.e. h "so strongly reflected in one spectral range and is impermeable, but is largely transparent in the other. The normal band absorption of the Materials only sets in in the near UV.

Die spektrale Lage d'eser als Plasmakante bezeichneten mehr oder weniger abrupten Änderung der optischen Eigenschaften des Materials ist durch die Dichte der freien Elektronen bestimmt, und zwar ergibt sich hierfür bei Ιη2θ3 die BeziehungThe spectral location d'eser referred to as the plasma edge more or less abrupt change in the optical properties of the material is due to the The density of the free electrons is determined, namely the relation for Ιη2θ3 results

Darin sind Xp die Plasmawellenlänge, gemessen in μπι, und Ne die Dichte der freien Elektronen, gemessen in 10²⁰ZCm³. Im folgenden wird die Dichte der freien Elektronen als Ladungsträgerdichte bezeichnetHere, Xp is the plasma wavelength, measured in μπι, and Ne is the density of the free electrons, measured in 10 ²⁰ ZCm ³ . In the following, the density of the free electrons is referred to as the charge carrier density

Derartige Filter können immer dann mit Vorteil eingesetzt werden, wenn entweder eine Wärmestrahlung unterdrückt oder die Wärmestrahlung auf den Strahler zurückreflektiert werden soll, um dadurch z. B. seinen Wirkungsgrad zu erhöhen.
Ein Wärmefilter dieser Art für Natriumdampfentladungslampen ist aus der DT-PS 12 60 627 bekannt Dieses Filter wurde hergestellt indem eine Lösung von Indiumchlorid in Essigsäure-n-Butylester, der zur Erzielung der Dotierung Zinn-(IV)-Chlorid zugesetzt wurde, in einer Düse zerstäubt und das zerstäubte Gemisch kalt gegen eine heiße Glasplatte geblasen wurde, wobei die Temperatur der Glasplatte zwischen 400⁰C und der Erweichungstemperatur des Glases gewählt wurde. Die Schichten wurden mit maximal 5,5 Atomprozent Zinn, bezogen auf die Menge des Indiums, dotiert wobei sich in diesen Schichten Ladungsträgendichten bis etwa 6,5 · 10²⁰ZCm³ ergaben. In der genannten Patentschrift ist angegeben, daß zur Erzielung eines hohen Reflexionsvermögens im Ultraroten die Ladungsträgerdichte möglichst 10^M/cm³ überschreiten soll. Es geht aus der Patentschrift aber auch hervor, daß mit zunehmendem Zinngehalt die Ladungsträgerdichte zunächst zwar zunimmt, jedoch schon bei einer Dotierung von etwa 2,3 Atomprozent Zinn, bezogen auf die Menge des Indiums, eine Sättigung auftritt und sich für die Leitfähigkeit einSuch filters can always be used with advantage when either a thermal radiation is suppressed or the thermal radiation is to be reflected back onto the radiator in order to thereby e.g. B. to increase its efficiency.
A heat filter of this type for sodium vapor discharge lamps is known from DT-PS 12 60 627. This filter was produced by placing a solution of indium chloride in n-butyl acetate, which was added with tin (IV) chloride to achieve the doping, in a nozzle atomized and the atomized mixture was blown cold against a hot glass plate, the temperature of the glass plate between 400 ⁰ C and the softening temperature of the glass was selected. The layers were doped with a maximum of 5.5 atomic percent tin, based on the amount of indium, resulting in charge carrier densities of ^{up to about 6.5 · 10 20} ^{ZCm 3} in these layers. In the cited patent it is stated that, in order to achieve a high reflectivity in the ultra-red, the charge carrier density should, if possible, exceed ^{10 M} / cm ^3. However, the patent also shows that the charge carrier density initially increases with increasing tin content, but saturation occurs even with a doping of about 2.3 atomic percent tin, based on the amount of indium, and this is beneficial for conductivity

Maximum ergibt, so daß Dotierungen in diesem Konzentrationsbereich für ein hohes Ultrarotreflexionsvermögen optimal erscheinen.Maximum results, so that doping in this concentration range for a high ultraredreflectivity appear optimal.

Aus der DT-OS 19 55 434 ist das eingangs beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Wärmefilters bekannt. Hier ist gezeigt, daß Tempern der bekannten Schichten in Sauerstoff zu einem Verlust an freien Elektronen führt und es daher zweckmäßig ist, die beschichteten Glasträger während oder nach dem Entspannen des Glases auf eine Temperatur zwischen 300⁰C und der Erweichungstemperatur des Glasträgers in einer Gasatmosphäre, die 10~² bis ΙΟ-⁴ Volumprozent Sauerstoff enthält, zu erhitzen. Hierdurch wird allerdings lediglich die ursprünglich erreichte Ladungsträgerdichte in der Schicht aufrechterhalten. Die so hergestellten bekannten Wärmefilter besitzen jeweils eine Plasmawellenlänge von über 1,6 μπι.From DT-OS 19 55 434 the method described at the beginning for producing a heat filter is known. It is shown here that tempering the known layers in oxygen leads to a loss of free electrons and it is therefore expedient to place the coated glass carrier at a temperature between 300 ^° C. and the softening temperature of the glass carrier in a gas atmosphere during or after the relaxation of the glass, which contains 10 ~ ² to ΙΟ- ⁴ percent by volume oxygen. However, this merely maintains the charge carrier density originally achieved in the layer. The known heat filters produced in this way each have a plasma wavelength of over 1.6 μm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmefilter zu schaffen, das für sichtbare StrahlungThe invention is based on the object of creating a heat filter that is suitable for visible radiation

_$o (Licht) weitestgehend transparent ist, Infrarotstrahlung aber sperrt und zwar schon ab Wellenlängen, die möglichst nahe der langwelligen Grenze des sichtbaren Spektralbereiches (etwa 0,7 μπι) liegen. Zum Beispiel soll der starke Wärmestrahlungsanteil von Glühlampen im nahen IR mit einem derartigen Filter vom Bestrahlungsobjekt zurückgehalten werden. Das Filter soll weiterhin im ferneren IR Wärmestrahlung stark reflektieren, so daß mit diesem Filter z. B. eine bessere Wärmeisolation von Natrium-Niederdruckentladungs- _$ o (light) is largely transparent, but blocks infrared radiation from wavelengths as close as possible to the long-wave limit of the visible spectral range (about 0.7 μm). For example, the strong proportion of thermal radiation from incandescent lamps in the near IR should be retained by the irradiated object with such a filter. The filter should continue to strongly reflect thermal radiation in the more distant IR, so that with this filter z. B. better thermal insulation of low-pressure sodium discharge

(,o lampen erzielt werden kann.(, o lamps can be obtained.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Erzielung eines Wärmefilters mit einer Plasmawellenlänge unterhalb 1,2 μηι bzw. einer Schicht mit einerThis object is achieved in a method of the type mentioned at the beginning according to the invention in that to achieve a heat filter with a plasma wavelength below 1.2 μm or a layer with a

_6j Ladungsträgerdichte von 1 bis 3 · 10²¹ pro cm³ das Indiumoxyd mit mehr als 7 Atomprozent Zinn, vorzugsweise mit 8 bis 20 Atomprozent Zinn, bezogen auf die Menge des Indiums, dotiert wird und die Erhitzung des _6j charge carrier density of 1 to 3 · 10 ²¹ per cm ^{3 of} the indium oxide with more than 7 atomic percent tin, preferably 8 to 20 atomic percent tin, based on the amount of indium, and the heating of the

beschichteten Trägers, vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 380 und 500⁰C, in einer Atmosphäre erfolgt, deren Sauerstoffpartialdruck zwischen 10~⁷ atm und dem Sauerstoffpartialdruck von In2U3 bei der betreffenden Temperatur liegtcoated carrier, preferably at a temperature between 380 and 500 ⁰ C, takes place in an atmosphere whose oxygen partial pressure is between 10 ~ ⁷ atm and the oxygen partial pressure of In2U3 at the relevant temperature

Ein so erzeugtes Filter, dessen lichtdurchlässiger Träger vorzugsweise aus Glas besteht, kommt mit seiner Plasmawellenlänge unterhalb 1,2 μΐη der langwelligen Grenze des sichtbaren Spektralbereiches recht nahe. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, in der Indiumoxyd-Schicht eine extrem hohe Dichte an freien Elektronen zu erzeugen, da sich, wie bereits ausgeführt, die Plasmawellenlänge des Filters mit zunehmender Ladungsträgerdichte zu kleineren Wellenlängen verschiebt. Gleichzeitig steigt das Reflexionsvermögen R im langwelligen IR-Bereich mit zunehmender Ladungsträgerdichte bei gleichbleibender Elektronenbeweglichkeit an, da der Reflexionsverlust \-R ungefähr proportional mit der Plasmawellenlänge abnimmt.A filter produced in this way, the transparent carrier of which is preferably made of glass, comes very close to the long-wave limit of the visible spectral range with its plasma wavelength below 1.2 μm. To achieve this, it is necessary to generate an extremely high density of free electrons in the indium oxide layer, since, as already stated, the plasma wavelength of the filter shifts to smaller wavelengths with increasing charge carrier density. At the same time, the reflectivity R in the long-wave IR range increases with increasing charge carrier density with constant electron mobility, since the reflection loss \ -R decreases approximately proportionally with the plasma wavelength.

Während man bei dem bekannten Verfahren nach der DT-OS 19 55434 die Nachtemperuig an Schichten durchführt, die exakt den als optimal gekennzeichneten Schichten der DT-PS 12 60 627 gleichkommen, wird bei dem Verfahren nach der Erfindung die Nachtemperung erstens bei wesentlich geringerem Sauerstoffpartialdruck als beim bekannten Verfahren durchgeführt und zweitens an Schichten, die eine wesentlich höhere Zinn-Dotierung besitzen als die nach obiger PS. Hierdurch wird erreicht, daß der während de-Schichtherstellung insbesondere bei hohen Zinn-Dotierungen leicht erfolgende und fast unvermeidbare Einbau von überschüssigem, als Elektronenfänger wirkendem Sauerstoff nachträglich rückgängig gemacht wird. Damit tritt nun die wirklich der Zinn-Dotierung entsprechende Ladungsträgerdichte in Erscheinung. In dem Zinnkonzentrationsbereich, in dem in obiger Patentschrift ein Sättigungsverhalten der Ladungsträgerdichte beobachtet wird, nimmt bei den Schichten gemäß der Erfindung die Ladungsträgerdichte noch stetig mit der Zinnkonzentration zu.While in the known method according to DT-OS 19 55434 the Nachemperuig on layers that exactly match the layers of DT-PS 12 60 627 marked as optimal, is at the method according to the invention, the post-heating firstly at a significantly lower oxygen partial pressure than with the known method and, secondly, on layers that are much higher Tin doping than that of the above PS. This ensures that the during de-layer production Easy and almost unavoidable installation, especially with high tin doping is subsequently reversed by excess oxygen, which acts as an electron scavenger. The charge carrier density that really corresponds to the tin doping now appears. In the tin concentration range in which in the above patent a saturation behavior of the charge carrier density is observed, the charge carrier density still increases in the layers according to the invention steadily increasing with the tin concentration.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung erfolgt die nachträgliche Erhitzung des beschichteten Trägers insbesondere in einer reduzierenden Atmosphäre, die zwischen 1 und 100 Torr, vorzugsweise zwischen 5 und 50 Torr CO und/oder H2 enthält.In the method according to the invention, the coated carrier is subsequently heated especially in a reducing atmosphere between 1 and 100 Torr, preferably between 5 and Contains 50 torr of CO and / or H2.

Besonders vorteilhaft läßt sich ein nach der Erfindung hergestelltes Wärmefilter anwenden, wenn der Träger Teil eines Kolbens einer elektrischen Glühlampe ist. Hierbei kommt die Schicht zweckmäßig auf der Kolbeninnenwand zu Hegen. Der als Wärmefilter ausgebildete Kolbenteil kann insbesondere die Abschlußscheibe einer Sealed-beam-Reflektorlampe sein.A heat filter produced according to the invention can be used particularly advantageously when the carrier Is part of a bulb of an electric light bulb. Here, the layer expediently comes on the Inner piston wall to Hegen. The piston part designed as a heat filter can in particular be the cover plate a sealed-beam reflector lamp.

Zur Herstellung eines optischen Kantenfilters nach der Erfindung darf nur eine dünne dotierte Indiumoxyd-Schicht auf dem transparenten Glasträger aufgebracht werden, da die Schicht bei zu großer Dicke, insbesondere bei hohen Elektronendichten, schwarz erscheint; sichtbares Licht würde also absorbiert werden. Zu dünn darf die Schicht allerdings auch nicht sein, da sonst die Filterkante zu wenig ausgeprägt und die Schicht auch bei langen Wellen noch durchlässig ist. Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Schichtdicke so gewählt wird, daß die spektrale Transmission gerade bei derjenigen Wellenlänge etwa 0,5 wird, die der Plasmawellenlänge Ap des Schichtmaterials entspricht. Bei dem beschriebenen Material bedeutet dies, die Dicke ungefähr zu 0,23 μπι zu wählen, wenn Xp = 1 μπι ist. Ist λ_Ρ größer als 1 μΐη, so erhält man vergleichbare Verhältnisse, wenn man die Schicht um p.p/\ μπι dicker herstellt Die günstigsten Schichtdicken betragen etwa 0,2 bis 0,4 um. Der optimale Wert der Schichtdicke muß der jeweiligen Aufgabe, z. B. Augenempfindlichkeit Lampenspektrum, angepaßt werden; im Fall eines IR-Sperrfilters für eine Glühlampe wird die Schicht etwas dicker (0,3 bis 0,45 um) gewählt, da die IR-Strahlung möglichst weitgehend unterdrückt werden solL Die damit verbundene geringe Transparenzeinbuße von etwa 10% im Sichtbaren ist praktisch zu vernachlässigen.To produce an optical edge filter according to the invention, only a thin doped indium oxide layer may be applied to the transparent glass substrate, since the layer appears black if it is too thick, especially if the electron densities are high; so visible light would be absorbed. However, the layer must not be too thin, as otherwise the filter edge is not sufficiently pronounced and the layer is still permeable even with long waves. Good results are achieved if the layer thickness is chosen so that the spectral transmission is approximately 0.5 at that wavelength which corresponds to the plasma wavelength Ap of the layer material. In the case of the material described, this means that the thickness should be approximately 0.23 μm when Xp = 1 μm. If λ _{Ρ is} greater than 1 μΐη, then comparable conditions are obtained if the layer is made pp / \ μπι thicker. The most favorable layer thicknesses are approximately 0.2 to 0.4 μm. The optimal value of the layer thickness must be suitable for the task at hand, e.g. B. Eye sensitivity lamp spectrum, can be adjusted; In the case of an IR cut filter for an incandescent lamp, the layer is chosen to be somewhat thicker (0.3 to 0.45 μm), since the IR radiation should be suppressed as far as possible to neglect.

Die Herstellung der Wärmefilter nach der Erfindung erfolgt vorzugsweise mit Hufe des in der DT-PS 12 60 627 beschriebenen Heißsprühverfahrens, wobei eine Lösung von InCb in Butylazetat, der zur Erzielung der Dotierung SnCU zugesetzt wurde, als feines Aerosol auf einen etwa 500°C heißen Glasträger gesprüht wird, wo sich mit dem Sauerstoff der Luft die Oxydschicht bildet Zur Erzielung der gewünschten hohen Ladungsträgerdichte muß gegenüber dem bekannten Verfahren wesentlich mehr Zinn dotiert werden. Die Schicht zeigt dann aber nach der Herstellung je nach Sprühbedingung stark schwankende, nur mäßige Elektronendichten. Daher muß die Schicht anschließend in einer reduzierenden Atmosphäre getempert werden. Erst nach dieser Behandlung besitzt die Schicht die extrem hohe Ladungsträgerdichte von 1 bis 3 · 10²VCm³ und weist eine Plasmawellenlänge von unter 1,2 μπι auf.The production of the heat filter according to the invention is preferably carried out using the hot spray process described in DT-PS 12 60 627, a solution of InCb in butyl acetate, which was added to achieve the doping SnCU, as a fine aerosol at about 500 ° C Glass carrier is sprayed, where the oxide layer forms with the oxygen in the air. To achieve the desired high charge carrier density, significantly more tin must be doped compared to the known method. However, after production, the layer then shows strongly fluctuating, only moderate electron densities, depending on the spraying conditions. Therefore, the layer must then be tempered in a reducing atmosphere. Only after this treatment does the layer have the extremely high charge carrier density of 1 to 3 · 10 ² VCm ³ and has a plasma wavelength of less than 1.2 μm.

Die Reduktion läßt sich partiell schon durch Tempern im Vakuum bei einem Druck von weniger als etwa 10~² Torr beobachten, optimale Werte werden aber erreicht, wenn bei einigen Torr (1 bis 100, vorzugsweise 5 bis 50) CO oder auch H2 getempert wird. Mit diesen stark reduzierenden Gasen kann allerdings der O2-Partialdruck über die Probe leicht so stark gesenkt werden, daß die Schicht zu weit reduziert wird, sich braun färbt und schließlich ganz zersetzt Das kann durch Puffern mit CO2 bzw. H2O-Dampf vermieden werden, da beispielsweise bei 1 :1 Gasmischungen in beiden Fällen im in Frage kommenden Temperaturbereich der 02-Partialdruck von Ιη2θ3 noch um mehr als eine Größenordnung unter dem der Gasmischung liegt.The reduction can be partially already by annealing in a vacuum at a pressure of less than about 10 ^-2 Torr observed, optimal values are however obtained when at several Torr (1 to 100, preferably 5 to 50) is annealed CO or H2. With these strongly reducing gases, however, the O2 partial pressure over the sample can easily be reduced so much that the layer is reduced too far, turns brown and finally completely decomposes. This can be avoided by buffering with CO2 or H2O vapor, since For example, in the case of 1: 1 gas mixtures, in both cases in the temperature range in question the O2 partial pressure of Ιη2θ3 is more than an order of magnitude below that of the gas mixture.

In der Praxis kann man aber mit den reinen Gasen arbeiten und bricht den Prozeß ab, wenn die optimale Reduktion, also maximale Dichte an freien Elektronen, aber noch keine zusätzliche Einfärbung erreicht ist. Der für die Reduktion interessante Temperaturbereich liegt über 300⁰C, darunter reagiert die Schicht zu träge. Bei 450⁰C erfolgt die Reduktion in einigen Minuten. Die Dauer wird bestimmt durch die Geschwindigkeit, mit der sich im Gas das Gleichgewicht einstellt zwischen der reduzierenden Gasmenge und der von der Schicht abgegebenen O2-Menge.In practice, however, you can work with the pure gases and stop the process when the optimum reduction, i.e. maximum density of free electrons, but no additional coloring has been achieved. The temperature range of interest for the reduction is above 300 ^° C., below which the layer reacts too slowly. At 450 ^° C., the reduction takes place in a few minutes. The duration is determined by the speed at which equilibrium is established in the gas between the reducing gas quantity and the O2 quantity given off by the layer.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näherThe invention will now be described in more detail with reference to two exemplary embodiments shown in the drawing

erläutert.explained.

In der Figur sind die Transmissions- und Reflexionsspektren zweier gleich dicker (0,3 μίτι) ImO3: Sn-Schichten auf Hartglas wiedergegeben.In the figure are the transmission and reflection spectra two equally thick (0.3 μίτι) ImO3: Sn layers reproduced on tempered glass.

Die Probe 1 wurde auf bekannte Weise, wie in der DT-PS 12 60 627 beschrieben, hergestellt. Die Indiumoxyd-Schicht war mit 3 Atomprozent Zinn, bezogen auf die Menge des Indiums, dotiert. Ihre Ladungsträgerdichte betrug 5,4 · lO^/cm³. Das Wärmefilter nach der Probe 1 weist eine Plasmawellenlänge von 1,7 μιτι auf. Die Probe 2 wurde auf folgende Weise hergestellt:Sample 1 was produced in a known manner, as described in DT-PS 12 60 627. The indium oxide layer was doped with 3 atomic percent tin, based on the amount of indium. Their charge carrier density was 5.4 * 10 ^ / cm ³ . The heat filter according to sample 1 has a plasma wavelength of 1.7 μm. Sample 2 was made in the following way:

1) Einer Lösung von 100 g InCb in 1 1 Essigsäure-n-Butylester wurden 4 cm³ SnCU zugesetzt. Die Lösung wurde in einer Zerstäuberdüse mit Sauerstoff zerstäubt ^{1) 4 cm 3 of} SnCU were added to a solution of 100 g of InCb in 1 1 of n-butyl acetate. The solution was atomized with oxygen in an atomizing nozzle

und das gebildete Aerosol auf einen ebenen Glasträger geleitet Der Glasträger lag auf einer Ofenplatte und war etwa 500⁰C heiß.and the aerosol formed on a planar glass slide passed the glass substrate was located on a stove plate and was about 500 ⁰ C hot.

Der Aerosolstrahl wurde so lange darüber hin- und hergeführt, bis die Schicht die durch die Interferenzfarbe erkennbare gewünschte Dicke von z. B. 0,3 μπι hatte. Die eingebaute Dotierung betrug 7,1 Atomprozent Sn/In. Anschließend wurde der beschichtete Träger in einem Rezipienten auf 450⁰C erhitzt, dabei wurde zunächst auf besser als 10~⁴ Torr abgepumpt und anschließend mit 15 Torr CO geflutet. Nach 30 Minuten wurde wieder abgepumpt und abgekühlt.The aerosol jet was moved back and forth over it until the layer had the desired thickness of z. B. 0.3 μπι had. The built-in doping was 7.1 atomic percent Sn / In. Then, the coated support was heated in a receptacle to 450 ⁰ C, it was first evacuated to better than 10 ~ ⁴ Torr, and then flooded with 15 Torr CO. After 30 minutes, the mixture was pumped off again and cooled down.

Das so hergestellte Wärmefilter weist eine Indiumoxyd-Schicht mit einer Ladungsträgerdichte von 1,3 · W/cm³ auf. Die Plasmawellenlänge dieses Wärmefilters liegt bei 1,1 μίτι.The heat filter produced in this way has an indium oxide layer with a charge carrier density of 1.3 · W / cm ³ . The plasma wavelength of this heat filter is 1.1 μίτι.

Beide Proben sind im sichtbaren Spektralbereich weitgehend transparent und reflektieren im Infraroten stark. Im Gegensatz zu Probe 1 aber setzt bei Probe 2 nach der Erfindung der Wechsel von Transparenz auf Reflexion schon bei wesentlich kleineren Wellenlängen ein.Both samples are largely transparent in the visible spectral range and reflect in the infrared strong. In contrast to sample 1, however, sample 2 according to the invention changes in transparency Reflection even at much smaller wavelengths.

Ferner erreicht Probe 2 bei großen Wellenlängen auch ein deutlich höheres Reflexionsvermögen.Furthermore, sample 2 also achieves a significantly higher reflectivity at long wavelengths.

Es folgt nunmehr die Beschreibung weiterer Ausführungsbeispiele: The description of further exemplary embodiments now follows:

2) Es wurde ebenso wie bei Beispiel 1 vorgegangen, nur zur Reduktion H2 verwendet. Die Probe war von der nach Beispiel 1 nicht zu unterscheiden.2) The same procedure as in Example 1 was followed, only H2 being used for the reduction. The sample was from the according to example 1 indistinguishable.

3) Es wurde wie bei Beispiel 1 vorgegangen, doch die zugesetzte Menge SnCU auf 8 cm³ erhöht. Die Dichte an freien Elektronen war gegenüber Beispiel 1 nur noch wenig, nämlich auf 1,4 10²¹ /cm³ angewachsen.3) The procedure was as in Example 1, but the amount of SnCU added was increased to 8 cm ³ . The density of free electrons had increased only slightly compared to Example 1, namely to 1.4 10 ²¹ / cm ³ .

4) 20 cm³ einer Lösung wie in Beispiel 1 wurden mit einer Zerstäuberdüse durch ein Führungsrohr auf das Abschlußglas einer Reflektorlampe gesprüht Das Glas lag so, daß die Beschichtung auf der im eingebauten Zustand innen liegenden Seite erfolgte. Erhitzt wurde wieder auf 500⁰C, was durch einen dahinterliegenden Strahlungsofen erfolgte. Die Schicht wurde etwa 0,3 bis 0,4 μπι dick gewählt Nach der Beschichtung wurde das Abschlußglas an den übrigen Lampenteil angeglast. Der Lampenkolben wurde dann abgepumpt auf weniger als 10-⁵Torr, das Abschlußglas auf 450 bis 460°C erhitzt, wobei darauf geachtet wurde, den Reflektorteil der Lampe möglichst nicht heißer als etwa 15O⁰C werden zu lassen, und dann mit 15 Torr CO gespült. Nach 5 Min. wurde wieder abgepumpt und abgekühlt. Nach der endgültigen Fertigstellung hatte diese Lampe im Bereich des Fokus annähernd die gleiche Helligkeit (sichtbare Strahlung) wie eine Lampe ohne Schicht (85 bis 90%), die gesamte Wärmestrahlungsbelastung aber war für ein beleuchtetes Objekt auf 25% und weniger gesunken. Der Trennfaktor, das ist das Verhältnis von Gesamtstrahlung zu sichtbarer Strahlung bezogen auf eine unbeschichtete Lampe, lag unter 0,28.4) 20 cm ^{3 of} a solution as in example 1 were sprayed with an atomizer nozzle through a guide tube onto the cover glass of a reflector lamp. It was heated again to 500 ^° C., which was carried out by a radiation furnace located behind it. The layer was chosen to be about 0.3 to 0.4 μm thick. After the coating, the cover glass was glazed onto the rest of the lamp part. The lamp vessel was then pumped down to less than 10- ⁵ Torr, heating the cover glass at 450 to 460 ° C, being careful the reflector portion of the lamp as possible no hotter than about 15O ⁰ C to leave, and then with 15 Torr CO flushed. After 5 minutes, the mixture was pumped out again and cooled down. After the final completion, this lamp had almost the same brightness (visible radiation) in the area of the focus as a lamp without a layer (85 to 90%), but the total thermal radiation load for an illuminated object was reduced to 25% and less. The separation factor, which is the ratio of total radiation to visible radiation based on an uncoated lamp, was below 0.28.

Nach der Erfindung hergestellte Wärmefilter lassen sich z. B. wie folgt anwenden:According to the invention produced heat filters can be, for. B. apply as follows:

1. Bei einer Glühlampe, deren hauptsächliche Strahlung aus Wärmestrahlung, und zwar im Bereich um 1,5 μπι besteht, kann das Wärmefilter über ³A dieses Wärmestrahlungsanteils von einem beleuchteten Objekt zurückhalten. Die bekannten Filter nach DT-PS 12 60 627 bzw. DT-OS 19 55 434 dagegen vermögen die Wärmestrahlungsbelastung in diesem Fall nur um weniger als ¹A zu verringern.1. In the case of an incandescent lamp, the main radiation of which consists of thermal radiation, namely in the region of 1.5 μm, the thermal filter can hold back this thermal radiation component from an illuminated object ^{over 3 A.} The known filters according to DT-PS 12 60 627 or DT-OS 19 55 434, on the other hand, are only able to reduce ^{the thermal radiation load by less than 1 A in this case.}

1.1 Das Filter kann als separates optisches Bauelementverwendet werden, z. B. als ΙΠ2Ο3: Sn beschichtete Planscheibe im Strahlengang eines Projektors.1.1 The filter can be used as a separate optical component be e.g. B. as ΙΠ2Ο3: Sn coated Face plate in the beam path of a projector.

1.2 Das Filter kann, wie bereits erwähnt, in eine Lampe integriert sein, wie z. B. auf dem Abschlußglas einer Reflektorlampe.1.2 The filter can, as already mentioned, be integrated in a lamp, such as. B. on the cover glass a reflector lamp.

2. Das Filter reflektiert Wärmestrahlung ab etwa 1.5 μπι und kann damit für ein durchsichtiges Wärmeisolationssystem benutzt werden.2. The filter reflects thermal radiation from about 1.5 μm and can thus be used for a transparent thermal insulation system to be used.

2.1 Das Filter kann an Stelle der Verspiegelung in einem Derwargefäß verwendet werden, um ein durchsichtiges Dewargefäß zu erzielen.
3<s 2.2 Bei einer Natrium-Niederdruckentladungslampe kann mit diesem Filter die Wärmeisolation und damit der Wirkungsgrad verbessert werden. Bei 6 μιτι, dem Wärmestrahlungsmaximum des Entladungsgefäßes beträgt das Reflexionsvermögen R des Filters 91,5% gegenüber 89,5% bei einem Filter nach der erwähnten DT-PS 12 60 627. Der Wärmeverlust durch Strahlung (\-R) ist damit bei Verwendung des nach der Erfindung hergestellten Wärmefilters um wenigstens 20% geringer. 2.1 The filter can be used instead of the mirror in a derwar flask to achieve a transparent dewar flask.
3 <s 2.2 In the case of a sodium low-pressure discharge lamp, this filter can be used to improve the thermal insulation and thus the efficiency. At 6 μιτι, the thermal radiation maximum of the discharge vessel, the reflectivity R of the filter is 91.5% compared to 89.5% for a filter according to the aforementioned DT-PS 12 60 627. The heat loss through radiation (\ -R) is thus when using the according to the invention produced heat filter by at least 20% less.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Pax entitlements:

1. A method for producing a heat filter, in particular for light sources with a strong short-wave infrared component, in which tin-doped indium oxide (I112O3) is applied to a translucent carrier and the carrier is heated to a temperature between 300 ^° C. and the softening temperature of the carrier during or after the coating is heated in an atmosphere with a low oxygen content, characterized in that to achieve a heat filter with a plasma wavelength below 1.2 μίτι corresponding to a layer with a charge carrier density of 1 to 3 · 10 ²¹ per cm ^3, the indium oxide with more than 7 atomic percent tin, preferably doped with 8 to 20 atom percent tin, based on the amount of indium and, preferably atm, the heating of the coated substrate to a temperature of 380-500 ⁰ C, in an atmosphere takes place whose oxygen partial pressure between 10 ^-7 and partial pressure of oxygen of In2Ü3 at the relevant temperature

2. The method according to claim 1, characterized in that the subsequent heating of the coated carrier in a reducing atmosphere takes place between 1 and 100 Torr, preferably between 5 and 50 Torr CO and / or H2 contains.