JP3716788B2 - 白熱電球 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は点灯時に赤紫〜青紫の色調を呈する白熱電球に関する。
【０００２】
【従来の技術】
青紫色の野菜や赤色の肉類は、照射光に黄色系統の色が混ざると鮮やかさが無くなり、新鮮な感じを受けなくなる。従来、白熱電球で黄色の成分を減ずるために電球のバルブにネオジウム（Ｎｄ）をドープしたガラスからなる電球が用いられていた。
【０００３】
しかし、Ｎｄは波長５８０ｎｍの決まった吸収ピークをもつため、被照射物に適合した照射光を与えることができなかった。例えば、肉類の照射なら波長５６０〜５８０ｎｍの黄緑〜黄色の光成分を減じた光が望ましく、また、青緑色の野菜なら波長５７０〜６００ｎｍの黄〜オレンジ色の光成分を減じた方が望ましい。このように吸収ピークを変えた食品用の白熱電球の品揃えが望まれていた。
【０００４】
一方、自動車用の白熱電球の分野では、従来から吸収膜コートの高色温度ランプが広く使われている。これは、外観が青色で照射光が青白い光のものであるが、近年、ユーザーの嗜好の多様化、差別化から、他の色合いの外観色と照射光が強く求められていた。
【０００５】
光の波長ごとに並べた色は長波長側（暖色系）から短波長側（寒色系）に移行するにつれ、赤→オレンジ→黄→緑→青→紫となり、従来の青より短波長側の紫色が高級感を与えるものとして特に強く望まれていた。
【０００６】
特開平８−２７３６３５号には、酸化チタン、酸化シリコンの交互積層のＮｄ色透過多層干渉膜を被覆した白熱電球について示されているが、従来から可視光特定成分の多層干渉膜による反射カットによる方法は、ランプフィラメントからの斜め入射による効果から照射光に色ムラが生じる問題があり、この公開公報に記載の技術は、この問題を解決しようとするものであるが、完全でなく、実用化には程遠いのが現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は野菜や肉などの食品用の白熱電球や、自動車用の白熱電球において市場ニーズに適応した赤紫〜青紫の外観色を呈し、吸収波長ピークを適切に選定できる白熱電球を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ガラス製の発光管内にフィラメントが配置され、該発光管の外面に、屈折率がｎ＝１．６５〜２．１０の母材に粒径１乃至１００ｎｍの金（Ａｕ）が均一にドープされた、可視域の５５５ｎｍ〜６００ｎｍの間に吸収ピークを持つ赤紫色〜青紫色の薄膜をコートしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、母材に対して金（Ａｕ）が１〜４０ｍｏｌ％ドープしたものであることを特徴とする請求項１に記載の白熱電球とするものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、母材に対して金（Ａｕ）が５〜２０ｍｏｌ％ドープしたものであることを特徴とする請求項１に記載の白熱電球とするものである。
【００１１】
本明細書中で母材といっているのは、薄膜を構成する主要材料のことである。
【００１２】
【作用】
薄膜の吸収ピーク波長はＡｕをドープする母材の屈折率により変化する。母材の屈折率が大きくなるに従い、吸収ピークは長波長側へシフトし、吸収薄膜の色調（外観色）も変わってくる。母材がＳｉＯ_２（屈折率ｎ＝１．４５）では桃色であるが、母材がＴｉＯ_２（屈折率ｎ＝２．４５）では吸収薄膜の色調は青色となる。本発明の範囲ｎ＝１．６５〜２．１０の範囲では吸収薄膜の色調は赤紫色から青紫色にかけて変化する。
【００１３】
光の吸収強さはＡｕのドープ量によって決まる。Ａｕのドープは母材に対して１〜４０ｍｏｌ％が可能であり、吸収の強さおよび分散性を考えると、その範囲の中でも５〜２０ｍｏｌ％のドープが好ましい。
【００１４】
Ａｕのドープ量が４０ｍｏｌ％を超えると母材に対して分散せず偏在化するようになる。
【００１５】
Ａｕの粒径を１〜１００ｎｍと規定した理由は、粒径が１ｎｍ未満の場合、吸収波長が短波長側にシフトして高色温度化の効果がなくなり、粒径が１００ｎｍを超える場合、光が金（Ａｕ）の微粒子により散乱され、膜の透明性が損なわれるという問題が発生するからである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の白熱電球（以下 ランプと称す）１０の説明用断面図である。ランプ１０は発光管１が透光性の硬質ガラスあるいは石英ガラスよりなり、その一端には封止部１１が形成され、他端には排気管残部１２が形成されている。
【００１７】
この発光管１の内部には、その管軸方向と直交する方向に沿ってコイル状のフィラメント２が配置されている。このフィラメント２の両端には内部リード棒４ａ、４ｂがそれぞれ接続されている。内部リード棒４ａ、４ｂの先端はそれぞれ封止部１１に延びて、該封止部１１内において、互いに離間して埋設された一対の金属箔１３ａ、１３ｂに接続されている。また、金属箔１３ａ、１３ｂの各々には、封止部１１から外方に延びる外部リード棒５ａ、５ｂが接続されている。
【００１８】
その発光管１の表面に可視域の５５５ｎｍの間に吸収ピークを持つ外観色が赤紫色〜青紫色の薄膜３が形成されている。
【００１９】
本発明の薄膜のコートされたランプの製造方法の一例を説明する。
ＴｉＯ_２ディップ液（チタン酸テトライソプロピル）とＳｉＯ_２ディップ液（オルトケイ酸塩テトラエチル）を混合後、エタノールに溶解したＨ_２ＡｕＣｌ_４：４Ｈ_２Ｏ（テトラクロロ金酸四水和物）を混合し、薄膜用ディップコート液とした。
【００２０】
発光管１をディップ液の中に浸漬し、引き上げ速度５ｍｍ／ｓ（一定）で引き上げ６００℃に保った電気炉中で５分間焼成する工程を３回繰り返し、発光管１の外表面をコートした。形成された薄膜３の厚みは３５０ｎｍであった。Ａｕ粒子は透過型電子顕微鏡で観察することで確認することができる。
【００２１】
＜実験＞
上記の方法で薄膜を発光管１の外表面に形成したランプを５種類製作した。各々ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２のｍｏｌ比を変えることが母材としての屈折率を変えている。図２の表は製作した５種類のサンプルランプを示す。
【００２２】
なお母材としてのＴｉＯ_２とＳｉＯ_２の中間の屈折率を有する物質であるＡｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、ＺｒＯ_２等も使用できるが、上述のＴｉＯ_２とＳｉＯ_２の混合膜とすることにより、そのＴｉＯ_２とＳｉＯ_２の組成比を変えることで、任意の屈折率の膜を作ることができるので好適である。
【００２３】
母材の屈折率が１．４５のサンプル１は外観色が桃色となり、母材の屈折率が２．２０のサンプル５はランプの外観色が青色となった。
母材の屈折率が１．６５〜２．１０になるサンプルＮｏ．２〜Ｎｏ．４のランプは本発明の実施例であるランプであって、外観色は赤紫、紫、青紫となった。サンプルＮｏ．１およびサンプルＮｏ．５のランプは比較例である。
【００２４】
図３には、石英ガラス板の上にディップ液を塗布、焼成し、上述のサンプルＮｏ．２〜Ｎｏ．４と同じ薄膜を形成したサンプルＮｏ．２´〜Ｎｏ．４´を使用して、光の透過率について調べた。これらの膜は吸収ピークが５５５〜６００ｎｍに存在している。
【００２５】
そして、吸収ピークの大きさは、Ａｕ（金）の母材へのドープ量が多くなるにつれ、サンプルＮｏ．３´、サンプルＮｏ．２´、サンプルＮｏ．４´の順で徐々に大きくなった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、薄膜の屈折率を適宜変更することが可能になり、薄膜の吸収ピークを変化させ、かつＡｕ（金）の微粒子を薄膜の母材内に分散させる量を調整することで、吸収ピークの大きさを変えることが可能になり、野菜や肉などの食品用の白熱電球や、自動車用の白熱電球において市場ニーズに適応した赤紫〜青紫の外観色を呈し、吸収波長ピークを適切に選定できる白熱電球を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の白熱電球の説明用断面図である。
【図２】本発明の白熱電球の実施例と比較例である。
【図３】本発明の白熱電球にコートされる薄膜の光透過率の測定結果を示す。
【符号の説明】
１ 発光管
２ フィラメント
３ 薄膜
４ａ、４ｂ 内部リード棒
５ａ、５ｂ 外部リード棒
１０ 白熱電球（ランプ）
１１ 封止部
１２ 排気管残部
１３ａ、１３ｂ 金属箔

Claims (3)

1. ガラス製の発光管内にフィラメントが配置され、該発光管の外面に、屈折率がｎ＝１．６５〜２．１０である母材に粒径１〜１００ｎｍの金（Ａｕ）が均一にドープされた、可視域の５５５ｎｍ〜６００ｎｍの間に吸収ピークを持つ赤紫色〜青紫色の薄膜をコートしたことを特徴とする白熱電球。
2. 母材に対して金（Ａｕ）を１〜４０ｍｏｌ％ドープしたものであることを特徴とする請求項１に記載の白熱電球。
3. 母材に対して金（Ａｕ）を５〜２０ｍｏｌ％ドープしたものであることを特徴とする請求項１に記載の白熱電球。

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