JP2002341134A - 赤外反射膜、およびそれを用いた電球 - Google Patents

赤外反射膜、およびそれを用いた電球

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JP2002341134A
JP2002341134A JP2001147393A JP2001147393A JP2002341134A JP 2002341134 A JP2002341134 A JP 2002341134A JP 2001147393 A JP2001147393 A JP 2001147393A JP 2001147393 A JP2001147393 A JP 2001147393A JP 2002341134 A JP2002341134 A JP 2002341134A
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thin film
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layer made
film layer
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JP2001147393A
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Yuji Komata
雄二 小俣
Hisataka Hashimoto
尚隆 橋本
Shinya Kawagoe
進也 川越
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない積層数で優れた反射効率が得られる低
コストで高効率な電球を提供する。 【解決手段】 バルブ3の表面に赤外反射膜8が形成さ
れている電球であって、光学膜厚が光学フィルターの不
透過帯の中心波長λ0の4分の1の長さにあたる高屈折
率材料からなる薄膜層をH、光学膜厚が中心波長λ0
4分の1の長さにあたる低屈折率材料からなる薄膜層を
L、光学膜厚が中心波長λ0の2分の1の長さにあたる
高屈折率材料からなる薄膜層をHH、光学膜厚が中心波
長λ0の長さにあたる高屈折率材料からなる薄膜層をH
HHHで表した場合、赤外反射膜8は、高屈折率材料か
らなる薄膜層と低屈折率材料からなる薄膜層とがバルブ
3の表面からH、L、HH、L、HHHH、(L・H)
4(ただし、(L・H)4はLとHとの2層積層を4回繰
り返した8層構造であることを示す)の順で積層されて
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は赤外反射膜、および
それを用いた電球に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電球、例えばハロゲン電球には、
省エネルギー化のため、内部にフィラメントコイルが設
けられたバルブの表面に、明るさに寄与する可視光を透
過させ、明るさに寄与しない赤外線(熱線)を反射する
赤外反射膜が形成されているものがある。
【0003】つまり、フィラメントコイルから放射され
る赤外線を赤外反射膜によって反射させてフィラメント
コイルに戻し、フィラメントコイルを放射加熱させるこ
とにより、フィラメントコイルを加熱するために外部電
源からフィラメントコイルに供給されている電流を低減
し、消費電力を抑えるというものである。
【0004】従来、赤外反射膜として、優れた反射効率
を得るためには例えば積層数が50程度の多層積層構造
にする必要があった。(Proceeding of
Lighting source Symposium
−6(1992) P.173〜190)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
赤外反射膜では、優れた反射効率を得るために積層数を
増やす一方、それだけ多くのプロセスが必要となるの
で、つまり積層膜の全形成時間が長く、また各層の成膜
の切り替え工程数も多くなるので、生産性が低く、生産
コストが高くなるという問題がある。
【0006】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、少ない積層数で優れた反射効率を得
ることができる低コストな赤外反射膜を提供することを
目的とする。
【0007】また、本発明は、少ない積層数で優れた反
射効率を得ることができる低コストで高効率な電球を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の赤外反射膜は、
高屈折率材料からなる薄膜層と低屈折率材料からなる薄
膜層とが交互に積層されて形成された光学フィルターか
らなる赤外反射膜であって、光学膜厚が前記光学フィル
ターの不透過帯の中心波長λ0の4分の1の長さにあた
る前記高屈折率材料からなる薄膜層をH、光学膜厚が前
記中心波長λ0の4分の1の長さにあたる前記低屈折率
材料からなる薄膜層をL、光学膜厚が前記中心波長λ0
の2分の1の長さにあたる前記高屈折率材料からなる薄
膜層をHH、光学膜厚が前記中心波長λ0の長さにあた
る前記高屈折率材料からなる薄膜層をHHHHで表した
場合、前記高屈折率材料からなる薄膜層と前記低屈折率
材料からなる薄膜層とがH、L、HH、L、HHHH、
(L・H)4(ただし、(L・H)4はLとHとの2層積
層を4回繰り返した8層構造であることを示す)の順で
積層されて形成されている構成を有している。
【0009】これにより、優れた反射効率を得つつ、積
層数を少なくすることができるので、積層膜の全形成時
間を短くすることができるとともに、各層の成膜の切り
替え工程を少なくすることができ、よって生産性を向上
させることができるため、低コストな赤外反射膜を実現
することができる。
【0010】また、本発明の電球は、バルブの表面に、
高屈折率材料からなる薄膜層と低屈折率材料からなる薄
膜層とが交互に積層されて形成された光学フィルターか
らなる赤外反射膜を有する電球であって、光学膜厚が前
記光学フィルターの不透過帯の中心波長λ0の4分の1
の長さにあたる前記高屈折率材料からなる薄膜層をH、
光学膜厚が前記中心波長λ0の4分の1の長さにあたる
前記低屈折率材料からなる薄膜層をL、光学膜厚が前記
中心波長λ0の2分の1の長さにあたる前記高屈折率材
料からなる薄膜層をHH、光学膜厚が前記中心波長λ0
の長さにあたる前記高屈折率材料からなる薄膜層をHH
HHで表した場合、前記赤外反射膜は、前記高屈折率材
料からなる薄膜層と前記低屈折率材料からなる薄膜層と
が前記バルブの表面からH、L、HH、L、HHHH、
(L・H)4(ただし、(L・H)4はLとHとの2層積
層を4回繰り返した8層構造であることを示す)の順で
積層されて形成されている構成を有している。
【0011】これにより、優れた反射効率を得つつ、積
層数を少なくすることができるので、積層膜の全形成時
間を短くすることができるとともに、各層の成膜の切り
替え工程を少なくすることができ、よって生産性を向上
させることができるため、低コストでかつ高効率な電球
を実現することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態であるハロゲ
ン電球は、図1に示すように、回転楕円体からなる膨出
部1とこの膨出部1に連設した筒部2とを有するガラス
製のバルブ3と、このバルブ3の端部に封着されたガラ
ス製のステム4と、バルブ3の端部に取り付けられた口
金5とを備えている。
【0013】バルブ3内には、微量のハロゲンと所定量
の不活性ガスとがそれぞれ封入されている。
【0014】バルブ3の膨出部1の内部には、2本のリ
ード線6によって支持され、かつ両端部が回転楕円体の
焦点にそれぞれ一致するように配置されたフィラメント
コイル7が設けられている。
【0015】また、膨出部1の外面には、例えば酸化タ
ンタル(Ta25)等の高屈折率材料からなる薄膜層と
例えば酸化ケイ素(SiO2)等の低屈折率材料からな
る薄膜層とが交互に積層されて形成された光学フィルタ
ーからなる赤外反射膜8が形成されている。この赤外反
射膜8は、具体的に、光学膜厚が光学フィルターの不透
過帯の中心波長λ0の4分の1の長さにあたる高屈折率
材料からなる薄膜層をH、光学膜厚が中心波長λ0の4
分の1の長さにあたる低屈折率材料からなる薄膜層を
L、光学膜厚が中心波長λ0の2分の1の長さにあたる
高屈折率材料からなる薄膜層をHH、光学膜厚が中心波
長λ0の長さにあたる高屈折率材料からなる薄膜層をH
HHHとした場合、高屈折率材料からなる薄膜層と低屈
折率材料からなる薄膜層とがバルブの表面側からH、
L、HH、L、HHHH、(L・H) 4(ただし、(L
・H)4はLとHとの2層積層を4回繰り返した8層構
造であることを示す)の順で積層されて形成されてい
る。
【0016】なお、酸化タンタルの薄膜の屈折率は2.
02、酸化ケイ素の薄膜の屈折率は1.46である。
【0017】また、高屈折率材料として酸化タンタルの
他に酸化ニオブ(Nb25)や酸化チタン(TiO2
等を、また低屈折率材料として酸化ケイ素の他に窒化ケ
イ素(SiN)等をそれぞれ用いることができる。
【0018】光学フィルターの不透過帯の中心波長λ0
は、一般的な電球から放射される赤外波長域の分光分布
が波長約1μmを最大強度とする山なりの連続分布を示
すため、1.04μm〜1.10μmに規定することが
好ましい。
【0019】また、このような電球に用いる赤外反射膜
の成膜方法としては、RFスパッタリング法を用いるこ
とが好ましい。この方法によれば、低温度、例えば室温
付近で成膜することができるので、バルブ3の材料とし
てソーダガラス等の低融点ガラスを用いることができ
る。
【0020】ここで、赤外反射膜8の具体的構成の一例
を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】次に、表1に示す構成の赤外反射膜8の反
射分光特性(反射分光強度)を調べたところ、図2に示
すとおりの結果が得られた。
【0023】なお、図2では380nm〜1100nm
の範囲での測定結果を示している。
【0024】図2から明らかなように、表1に示す構成
の赤外反射膜8は、380nm〜780nmの可視光波
長域の光を透過し、780nm以上の赤外波長域の光を
よく反射していることがわかる。したがって、少ない積
層数で優れた反射効率を得ることができることが確認さ
れた。
【0025】次に、本発明の実施の形態にかかるハロゲ
ン電球において、バルブ3の表面に、表1に示す構成の
赤外反射膜8が形成されているハロゲン電球(以下、
「本発明品」という)と、バルブ3の表面に、赤外反射
膜が形成されていない点を除いて本発明品と同じ構成を
有するハロゲン電球(以下、「比較品」という)との消
費電力および効率(全光束 (lm)/消費電力
(W))を測定したところ、本発明品の消費電力は比較
品の消費電力に比して17%〜18%削減することがで
き、よって本発明品の効率は比較品の効率に比して20
%向上させることができることがわかった。
【0026】なお、測定したハロゲン電球の定格電力は
90Wである。
【0027】以上のように、高屈折率材料からなる薄膜
層と低屈折率材料からなる薄膜層とが交互に積層されて
形成された光学フィルターからなる赤外反射膜8であっ
て、光学膜厚が光学フィルターの不透過帯の中心波長λ
0の4分の1の長さにあたる高屈折率材料からなる薄膜
層をH、光学膜厚が中心波長λ0の4分の1の長さにあ
たる低屈折率材料からなる薄膜層をL、光学膜厚が中心
波長λ0の2分の1の長さにあたる高屈折率材料からな
る薄膜層をHH、光学膜厚が中心波長λ0の長さにあた
る高屈折率材料からなる薄膜層をHHHHで表した場
合、高屈折率材料からなる薄膜層と低屈折率材料からな
る薄膜層とがH、L、HH、L、HHHH、(L・H)
4の順で積層されて形成されていることにより、優れた
反射効率を得つつ、積層数を少なくすることができるの
で、積層膜の全形成時間を短くすることができるととも
に、各層の成膜の切り替え工程を少なくすることがで
き、よって生産性を向上させることができるため、低コ
ストな赤外反射膜8を実現することができる。
【0028】また、バルブ3の表面に、高屈折率材料か
らなる薄膜層と低屈折率材料からなる薄膜層とが交互に
積層されて形成された光学フィルターからなる赤外反射
膜8を有する電球であって、光学膜厚が光学フィルター
の不透過帯の中心波長λ0の4分の1の長さにあたる高
屈折率材料からなる薄膜層をH、光学膜厚が中心波長λ
0の4分の1の長さにあたる低屈折率材料からなる薄膜
層をL、光学膜厚が中心波長λ0の2分の1の長さにあ
たる高屈折率材料からなる薄膜層をHH、光学膜厚が中
心波長λ0の長さにあたる高屈折率材料からなる薄膜層
をHHHHで表した場合、赤外反射膜8は、高屈折率材
料からなる薄膜層と低屈折率材料からなる薄膜層とがバ
ルブの表面からH、L、HH、L、HHHH、(L・
H)4の順で積層されて形成されていることにより、優
れた反射効率を得つつ、積層数を少なくすることができ
るので、積層膜の全形成時間を短くすることができると
ともに、各層の成膜の切り替え工程を少なくすることが
でき、よって生産性を向上させることができるため、低
コストでかつ高効率な電球を実現することができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、少ない積
層数で優れた反射効率を得ることができる低コストな赤
外反射膜を提供することができるものである。
【0030】また、本発明は、少ない積層数で優れた反
射効率を得ることができる低コストで高効率な電球を提
供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態であるハロゲン電球の正面
【図2】本発明の実施の形態であるハロゲン電球に用い
られている赤外反射膜の反射分光特性を示す図
【符号の説明】
1 膨出部 2 筒部 3 バルブ 4 ステム 5 口金 6 リード線 7 フィラメントコイル 8 赤外反射膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川越 進也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2H048 FA01 FA05 FA09 FA12 FA24 GA01 GA04 GA18 GA36 GA61

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高屈折率材料からなる薄膜層と低屈折率
    材料からなる薄膜層とが交互に積層されて形成された光
    学フィルターからなる赤外反射膜であって、光学膜厚が
    前記光学フィルターの不透過帯の中心波長λ0の4分の
    1の長さにあたる前記高屈折率材料からなる薄膜層を
    H、光学膜厚が前記中心波長λ0の4分の1の長さにあ
    たる前記低屈折率材料からなる薄膜層をL、光学膜厚が
    前記中心波長λ0の2分の1の長さにあたる前記高屈折
    率材料からなる薄膜層をHH、光学膜厚が前記中心波長
    λ0の長さにあたる前記高屈折率材料からなる薄膜層を
    HHHHで表した場合、前記高屈折率材料からなる薄膜
    層と前記低屈折率材料からなる薄膜層とがH、L、H
    H、L、HHHH、(L・H)4(ただし、(L・H)4
    はLとHとの2層積層を4回繰り返した8層構造である
    ことを示す)の順で積層されて形成されていることを特
    徴とする赤外反射膜。
  2. 【請求項2】 前記中心波長λ0は1.04μm〜1.
    10μmであることを特徴とする請求項2記載の赤外反
    射膜。
  3. 【請求項3】 バルブの表面に、高屈折率材料からなる
    薄膜層と低屈折率材料からなる薄膜層とが交互に積層さ
    れて形成された光学フィルターからなる赤外反射膜を有
    する電球であって、光学膜厚が前記光学フィルターの不
    透過帯の中心波長λ0の4分の1の長さにあたる前記高
    屈折率材料からなる薄膜層をH、光学膜厚が前記中心波
    長λ0の4分の1の長さにあたる前記低屈折率材料から
    なる薄膜層をL、光学膜厚が前記中心波長λ0の2分の
    1の長さにあたる前記高屈折率材料からなる薄膜層をH
    H、光学膜厚が前記中心波長λ0の長さにあたる前記高
    屈折率材料からなる薄膜層をHHHHで表した場合、前
    記赤外反射膜は、前記高屈折率材料からなる薄膜層と前
    記低屈折率材料からなる薄膜層とが前記バルブの表面か
    らH、L、HH、L、HHHH、(L・H)4(ただ
    し、(L・H)4はLとHとの2層積層を4回繰り返し
    た8層構造であることを示す)の順で積層されて形成さ
    れていることを特徴とする電球。
  4. 【請求項4】 前記中心波長λ0は1.04μm〜1.
    10μmであることを特徴とする請求項3記載の電球。
  5. 【請求項5】 前記赤外反射膜はRFスパッタリング法
    によって積層され形成されていることを特徴とする請求
    項3または請求項4記載の電球。
JP2001147393A 2001-05-17 2001-05-17 赤外反射膜、およびそれを用いた電球 Pending JP2002341134A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102354644A (zh) * 2011-10-18 2012-02-15 王兆进 一种在红外灯管或灯泡外进行双色涂层的方法
CN102425762A (zh) * 2011-10-18 2012-04-25 王兆进 一种带有双色涂层的红外灯管或灯泡

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CN102354644A (zh) * 2011-10-18 2012-02-15 王兆进 一种在红外灯管或灯泡外进行双色涂层的方法
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