JPS62105357A - 管球 - Google Patents

管球

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JPS62105357A
JPS62105357A JP24299685A JP24299685A JPS62105357A JP S62105357 A JPS62105357 A JP S62105357A JP 24299685 A JP24299685 A JP 24299685A JP 24299685 A JP24299685 A JP 24299685A JP S62105357 A JPS62105357 A JP S62105357A
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optical interference
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葉山 訓幸
力 渡辺
弓削 洋二
晃 川勝
斉藤 徳良
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Toshiba Corp
Nippon Soda Co Ltd
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Nippon Soda Co Ltd
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    • H01K1/28Envelopes; Vessels
    • H01K1/32Envelopes; Vessels provided with coatings on the walls; Vessels or coatings thereon characterised by the material thereof
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B5/281Interference filters designed for the infrared light
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明はバルブ面に形成した光干渉膜を利用して所望の
波長域の光を選択的に放射または反射するようにした管
球に関し、特にハロゲン電球など点灯温度の高い管球に
適する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、管形バルブの中心にフィラメン1−を配設し、か
つバルブ面に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この反射膜で反射
してフィラメントに帰還させ、これによってフィラメン
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。
このような可視光透過赤外反射膜は酸化チタン(TiO
2)などからなる高屈折率層とシリカ(S10□)など
からなる低屈折率層とを5〜7層交互重層I、またもの
で、層の厚さを規制することにより光のモ渉を利用して
、所望の波長域の光を選択的に透過または反射させるも
のである。そこで、このような膜を光干渉膜と総称する
しかして、従来このような電球におい゛C1長期使用中
、光干渉膜にひび割才tや剥雛が発生することがあり、
特に点灯温度の高いハロゲン電球や点滅をひん繁に繰り
返して使用する白熱電球、あるいは光干渉膜の層数を特
に多くして赤外線遮断率を高くした電球においてこのよ
うな現象が起ることがあった。
これに対し、たとえば、特開昭57−124301号公
報に見られるように、シリカ(Sint)からなる低屈
折率層と酸化アルミニウム(AQ20))、酸化ジルコ
ン(ZrO□)、および酸化チタン(TiO□)のうち
少なくとも1種からなる高屈折率層とを交互重層してな
る光干渉膜において、シリカに錫およびジルコン(いず
れも元素名)の少なくとも1種を含有させたことにより
、この光干渉膜の安定性を向上し、ひび割れや剥離を防
止したものが知られている。
しかしながら、この光干渉膜をハロゲン電球のように石
英ガラスやぼうけい酸ガラスなどの硬質ガラスでバルブ
を構成した管球に適用するとびん繁な点滅点灯や長期点
灯によってやはり光干渉膜にひび割れや剥離が発生する
ことがあり、このような管球に適用するには不充分であ
る。
そこで、さらに調査研究した結果、有機けい素化合物が
熱分解してシリカ層が生成する場合の体積収縮率はガラ
ス質添加剤の種類や添加量によって異るがかなり大きな
ものになること、および高屈折率層と低屈折率層との熱
膨張率に大差があること、さらに酸化チタンとシリカと
が固溶体を形成せず、層間での結合が不充分であること
に着目し、この熱膨張差の緩和および層間の結合を強化
するための優れた添加剤を探求した結果本発明を完成し
たものである。
〔発明の目的〕
本発明はバルブに設けた光干渉膜が点滅点灯や長期点灯
によってもひび割れや剥離をするおそれのない管球を提
供することを目的とする6〔発明の概要〕 本発明は発光部材を封装したバルブ面に光干渉膜を形成
したものにおいて、光干渉膜を構成する高屈折率層およ
び低屈折率層にそれぞれ適当な添加剤を含有させたこと
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を強化を計り、この結
果として光子°渉膜のひび割れや剥離を防止したもので
ある。
〔発明の実施例〕
まず、本発明の光干渉膜を設けた管球の一例を第1図に
示す。図中、(1)は石英ガラス、アルミノシリケート
ガラスなどからなる耐熱性管形バルブ、(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たとえ
ば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、(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)に埋設した
モリブデン導入箔、(5)。
(5)はこれら導入箔(4)、(4)に接続してバルブ
(1)内の両端部にそれぞれ導入された内導線、(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コイルフィラメン
トすなわち発光部材、(7)はバルブ(1)端部に装着
された口金である。そうして、バルブ(1)内にはアル
ゴンなどの不活性ガスとともに所要のハロゲンが封入し
である。
上記光干渉膜(2)は第2図に模型的に拡大して示すよ
うに、バルブ(1)の面に酸化チタン(T102 )、
酸化タンタル(Ta、O,)および酸化ジルコン(Zr
02)の少なくとも一種を主成分とし、これにりん(P
)、ほう素(B)、ひ素(As)、アンチモン(sb)
、*<sn)、亜鉛(Zn)、釦(pb)、カリウム(
K)、ニッケル(Ni)およびコバルト(Go)の少な
くとも1種を含有させてなる高屈折率層(21)とシリ
カ(Si02)を主成分としこれにりんおよびほう素の
少なくとも1種を含有させてなる低屈折率層(22)と
を9〜12層交互重層してなる。そうして、高屈折率層
(21)および低屈折率WJ(22)の厚さを適当にし
たことにより、光の干渉によって可視光の大部分を透過
し、赤外線の大部分を反射する性質を有する。
つぎに、この光干渉膜(2)の形成方法に一例を説明す
る。まず、チタン、タンタルあるいはジルコンの有機化
合物の1種または複数種をとり、これをアルコール系有
機溶剤に溶解する。つぎに、この溶液にりん、ほう素、
ひ素、アンチモン、錫。
亜鉛、釦、カリウム、ニッケルまたはコバルトなどの少
なくとも1種のアルコール可溶性化合物(必要量が溶け
る程度の可溶性があればよい。)を適量添加して塗布液
を用意する。そうして、管球バルブ(1)の外面にこの
塗布液を塗布し、乾燥後大気中で約500〜600℃で
約10分間焼成し、高屈折率層(21)を形成する。
つぎに、アルコキシシランのアルコール系溶液を反応さ
せて5jO2に換算した濃度が5.0重量%のアルコキ
シシラン縮合体密溶液に変成し、この変成した液にりん
およびほう素の少なくとも1種のアルコール可溶性化合
物を適量添加して塗布液に調製し、この液を高屈折率層
(21)表面に塗布し、乾燥後大気中で約500〜60
0℃で約10分間焼成して低屈折率層(22)を形成す
る。このようにして、高屈折率層(21)の形成と低屈
折率層(22)の形成とを所望回数交互に繰返せば所望
の光干渉膜(2)が得られる。
このようにして得られたハロゲン電球は発光部材(6)
から発した光のうち可視光は光干渉膜(2)を透過して
外部に放射され、赤外線は光干渉膜(2)で反射して発
光体(6)に帰還してこれを加熱して発光効率を向上さ
せる。したがって、このハロゲン電球は高効率でしかも
放射光中の赤外線少ない利点がある。
し2かして、ハロゲン電球は点灯中バルブ(1)が非常
な高温に熱せられるが、本実施例電球においては光干渉
膜(2)を構成する高屈折率層(21)および低屈折率
層(22)にそれぞ九上述したりん、ほう素など適当な
添加剤を含有させたので1両層(2]、)。
(22)間における熱膨張差に起因する歪みが緩和され
、さらに両層(21) 、 (22)に含まれる添加剤
相互の結合力も期待できるので、光干渉膜(2)を構成
する両層(21)、(22)の層数を10層以I−にし
でも光干渉膜(2)がひび割れや剥離することがなく、
長期点灯に耐えられる。
つぎに、第1図に記載したハロゲン電球につき、本発明
光干渉膜の一例を有するものおよびこれど近似した光干
渉膜を有する比較例とを作製し、反覆点滅して剥離状態
を調査した。この結果を第1表に示す。表中でりんを添
加した場合の添加量はP2O,換算で3重量%である。
(以下余白) 第1表 つぎに、上述と同様に本発明光干渉膜の他の例を有する
ものおよびこれと近似した光干渉膜を有する比較例とを
作製し、反覆点滅して剥離状態を調査した。この結果を
第2表に示す。表中でCoを添加した場合の添加量は2
重量%、Bを添加した場合の添加量はB2O3換算で3
重量%である。
第2表 これら第1表および第2表に示したとおり1本実施例の
ものはいずれも高屈折率層(21)および低屈折率層(
22)のそれぞれに添加剤を含有させたのでいずれか一
方の層のみ添加剤を含有する比較例と比較して、格段に
被着強度が向上し層数を多くしてもクラックや剥離がな
くなったことが判明した。このことは、本実施例電球の
光干渉膜(2)の隣接した両層折率層(21) 、 (
22)にそれぞれ含有された添加剤相互が結合している
ことを示唆する。
なお、前述の実施例は可視光透過赤外線反射膜を設けた
ハロゲン電球について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、たとえば信号灯のようにひん繁に反覆点滅する光干
渉膜形成普通電球にも、あるいは可視光反射赤外線透過
膜を有する反射形電球、あるいはメタルハライドランプ
の発光管や外管などにも適用して同様な効果がある。
〔発明の効果〕
本発明の管球は発光部材を封装したバルブ面に光干渉膜
を形成したものにおいて、光干渉膜を構成する高屈折率
層および低屈折率層のそれぞれに適当な添加剤を含有さ
せたので、各層間の熱膨張差に起因する歪みが緩和され
るとともに隣接した層間の結合力が強化され、この結果
として光干渉膜のひび割れや剥離が防止され、光干渉膜
の暦数を多くして光干渉を強化することができる6
【図面の簡単な説明】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 発光部材を封装したガラスバルブの内外両面のうち少な
    くとも一方の面に高屈折率層および低屈折率層を交互重
    層してなる光干渉膜を形成したものにおいて、上記高屈
    折率層は酸化チタン、酸化タンタルおよび酸化ジルコン
    の少なくとも1種を主成分としこれにりん、ほう素、ひ
    素、アンチモン、錫、亜鉛、鉛、カリウム、ニッケルお
    よびコバルトの少なくとも1種を含有させてなり、かつ
    上記低屈折率層はシリカを主成分としこれにりんおよび
    ほう素の少なくとも1種を含有させてなることを特徴と
    する管球。
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