JPH01175162A - ランプのフイラメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、真空又はガス封入ランプ用のフィラメントに
関する。

〔従来の技術〕

第５図はランプの一般的な構成を示しており、その内部
を真空状態もしくは適宜ガスを封入したガラス製のパル
プ１内に突出した導入線２．２間には、コイル状のフィ
ラメント３の両端が接続され、該フィラメント３は必要
に応じその中間部をアンカー４で支持されている。

そして、上記フィラメント３は、通常タングステン細線
をコイル状に形成したものが用いられ、フィラメント３
の表面は何等コーティングのないものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、無コーテイングのフィラメント３の明るさ（
光量）−寿命特性は第６図示のようになる。

同図において、明るさ・電流については定格値を１００
としており寿命については定格の寿命を１×としてその
倍数で表わされている。

第６図から明らかなように、寿命を長くすると光量の低
下を招き、反対に光量を大きくするとタングステンの蒸
発スピードが増して断線に至る時間が短くなって、寿命
が劣化する。従って、光量を落とさず長寿命化を計れな
いという問題があった。

従って、本発明の解決すべき技術的課題は上記従来欠点
の解消にあり、その目的とするところは、光量を落とさ
ず長寿命化を計れるフィラメントを提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、タングステン材からなるフィラメント
に、タングステンの蒸発を抑える保護薄膜をスパッタリ
ング法で被着することによって達成される。

〔作用〕

スパッタリングによって、タングステン材よりなるフィ
ラメントには、炭化物、ホウ化物、窒化物が適宜膜厚で
被着される。被着された保護薄膜は、フィラメントの表
面に緻密で密着力の良い被膜を形成し、タングステンの
蒸発を抑止する。

〔実施例〕

以下本発明を、本発明の実施例に係る第１図〜第４図を
参照しつつ説明する。

第１図及び第２図に示すよう°に、本発明に係るフィラ
メント５は、タングステン細線をコイル状に形成してな
るフィラメント基材６の表面に、スパッタリングによっ
て保護薄膜７が被着されたものとなっている。

上記保護薄膜７の材料としては、ＴａＣ，ＨｆＣ，Ｎｂ
Ｃ，Ｔａｘ　Ｃ，ＴｉＣ＋　　ＺｒＣ等の炭化物、Ｈｆ
　Ｂ　２１　Ｈｆ　Ｂ　、Ｔ　ａ　Ｂ　２１　　Ｚ　ｒ
　Ｂ　２等のホウ化物、或いは、ＨｆＮ、ＴａＮ等の窒
化物を用いることが出来、その膜厚は材料に応じて適宜
設定される。例えば、保護薄膜７がＴａＣの場合は、膜
厚は１〜５μｍに設定される。

保護薄膜７は、フィラメント基材（タングステン）　６
の蒸発劣化を抑え、フィラメント５の寿命を延ばす。ま
た、タングステンの蒸発を抑えることから、前記バルブ
１内の黒化を減少させる。

（実験例−１） タングステン材よりなるフィラメント基材６を用意し、
まずグロー放電（Ａｒガス）による逆スパツタを１００
Ｗ、５分間行なって表面処理を行なった。次に、マグネ
トロン高周波二極スパッタリング装置を用い、Ａｒガス
・４〜６ＸＩＱ−”ｔｏｒｒの雰囲気中で、出力４００
Ｗ、４０分間のスパッタリングによって、約３μｍ厚の
ＴａＣよりなる保護薄膜７を形成した。なお、上記ユバ
ツタ工程中、フィラメント基材６は自・公転させられて
いて均一な膜形成が計られた。この後、５００〜６００
℃でベーキングを行ない、保護薄膜の密着力の強化を計
った。

このように作製されたフィラメント５と、コーティング
のない従来品（タングステン）フィラメント３とを用い
、Ｌ　Ｘ　１０−’ｔｏｒｒの真空中において８Ａ、８
Ｖの印加条件で、両者の経時重量変化測定・対比した。

この結果を示したのが第３図で、同図から明らかなよう
に、従来品に比して蒸発度合が相当に減じられ、１２時
間経過後においては、実験例によるフィラメント５は従
来品よりも半分以下の重量減少に留まることが確認され
た。

（実験例−２） 実験例−１と同様の手法で、膜厚３μｍのＴａＣよりな
る保護薄膜７をもつフィラメント５を作製し、このフィ
ラメント５とコーティングのない従来品のフィラメント
３とを、同一長さのものを直列に接続・固着したものを
用意した。この２つのフィラメント５．３を直列に接続
したものを用い、Ｉ　Ｘ　１０−’ｔｏｒｒの真空中に
おいて８Ａ、８Ｖの印加条件で断線寿命試験を行なった
。この結果を示したのが、第４図の表図で、同図から明
らかなように８つのサンプル総てにおいて、従来品のフ
ィラメント３側において断線が生じた。なお、この従来
品の平均寿命時間は２７．４時間であった。

そして、残った本発明によるフィラメント５側のみで、
更に同一条件で断線寿命試験を行なったところ、従来品
よりも平均１１時間（４０％）、寿命が延びることが確
認された。

（実験例−３） 実験例−１と同様の手法で、出力２００Ｗ。

１２０分間のスパックによって膜厚３μｍのＴａＣより
なる保護薄膜７をもつフィラメント５を作製した。この
フィラメント５と従来品フィラメント３とを、Ｉ　Ｘ　
１０−’ｔｏｒｒの真空中で、０１５Ａ。

１８Ｖの印加条件で寿命試験を行なった。この結果、従
来品の平均寿命が２２０時間であるのに対し、このフィ
ラメント５は平均寿命が４０３時間となって、従来品よ
りも１８２％寿命が延びることが確認された。この実験
３のものは実験１，２のものと比較し、更に緻密で良質
な薄膜が形成された。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、スパッタリングによる
緻密で密着力の良い保護薄膜がタングステンの蒸発を減
じるように機能するので、光量を減じることなく長寿命
化が計れるランプのフィラメントが提供し得る。また、
長寿命を従前と同程度のものとして期待するのなら、光
量のアップが計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例に係り、第１図はフィ
ラメントの拡大図、第２図はフィラメントの要部拡大断
面図、第３図は実験例−１によるフィラメントの通電経
時重量変化を示すグラフ図、第４図は実験例−２による
断線試験の結果を示す説明図、第５図はランプの一般的
な構成を示す説明図、第６図は従来のフィラメントの明
るさと寿命との関係を示すグラフ図である。 １・・・・・・バルブ、２・・・・・・導入線、３・・
・・・・フィラメント（従来品）、４・・・・・・アン
カー、５・・・・・・フィラメント、６・・・・・・フ
ィラメント基材、７・・・・・・保護薄膜。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 ｔｔＥ（％ン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タングステン材からなるフィラメントに、タングステン
   の蒸発を抑える保護薄膜をスパッタリング法によつて被
   着したことを特徴とするランプのフィラメント。