JPH0258735B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は白熱電球に係り、特に白熱電球の透光
性ガラスバルブに透光性赤外線反射被膜を有する
白熱電球の改良に関する。 〔発明の技術的背景〕 透光性ガラスバルブ内のたとえば中心軸上にタ
ングステンコイルフイラメントを有する光源構体
を具備する白熱電球において、上記透光性ガラス
バルブに赤外線を反射する被膜を設け、白熱電球
のタングステンコイルフイラメントから放射され
る光を効率よく放射させ、現状の省エネルギー時
代に適合した光源が市販されており、このような
光源は赤外線の放射がほとんどないから被照射物
の赤外線照射による劣化や高温化を抑制できると
いう効果もある。このような白熱電球の透光性ガ
ラスバルブはその表面に下記のような処理をした
ものが知られている。（）たとえばふつ化マグ
ネシウムや酸化けい素などの低屈折率の物質の薄
膜を真空蒸着法により透光性ガラスバルブの表面
に被着させ、さらにその上に、たとえば硫化亜鉛
や酸化チタンなどの高屈折率の物質の薄膜を真空
蒸着法により被着させ、上記低屈折率物質の薄膜
と高屈折率物質の薄膜との対からなる層を複数層
被着させて赤外線を反射させるようにしたもの、
（）たとえば銀の薄膜のように広範囲の波長域
で高い反射率を有する金属薄膜、または上記薄膜
を酸化チタンなどの高屈折率の物質の薄膜で狭合
した薄膜を真空蒸着法またはスパツタ法により透
光性ガラスバルブの表面に被着させ赤外線を反射
させるようにしたもの、（）たとえば酸化第２
すず、アンチモン−酸化第２すず、酸化インジウ
ム、酸化インジウム−酸化第２すずなどの化学量
論組成からのずれによるｎ型半導体をなす酸化物
薄膜を真空蒸着法、スパツタ法、ケミカル・ペー
パー・デポジツト法、スプレー法などにより透光
性ガラスバルブの表面に被着させ、自由電子濃度
に依存して赤外線を反射させるもの、（）上記
（）と（）とを組み合わせたものなどがある。 〔背景技術の問題点〕 上記発明の技術的背景で述べたように赤外線を
反射する被膜の各層の薄膜は膜厚が100nm程度の
薄膜であるので、疵がついたり劣化したりして赤
外線反射能が低下したり、剥離が発生しやすく、
特にｎ型半導体の酸化物被膜が外側に存在すると
上記の問題点が発生しやすかつた。 〔発明の目的〕 本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされ
たもので、効率よい赤外線反射能を維持し、被膜
の性能の劣化が少なく均一な膜厚の被膜を有する
白熱電球を提供することを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明は透光性ガラスバルブの表面に低屈折率
の金属酸化物薄膜と高屈折率の金属酸化物薄膜と
の対からなる層を複数層被着されてなる金属酸化
物被膜が被着され、上記層の中間にｎ型半導体被
膜が介在されていることを特徴とする白熱電球で
ある。 〔発明の実施例〕 第１図は本発明白熱電球の一実施例の一部切欠
正面図、第２図は上記白熱電球の切欠部の拡大断
面図である。 透光性ガラスバルブ１は、たとえばその中心軸
上に図示しないタングステンコイルフイラメント
を有する光源構体を具備している。 上記透光性ガラスバルブ１の端部にはベース２
がベースセメントによつて接着されており、ベー
ス２のシエル３とアイレツト４とに上記光源構体
から導出されたリード線が接着されシエル３とア
イレツト４とはアイレツトガラス５によつて絶縁
されて端子を形成している。透光性ガラスバルブ
１はその外面に高屈折率の酸化チタンの金属酸化
物薄膜６と低屈折率の酸化けい素の金属酸化物薄
膜７との対からなる層が３層被着されてなる金属
酸化物薄膜８が被着されており、その上に酸化イ
ンジウム−すず（In₂O₃−Sn）のｎ型半導体被膜
９が被着され、さらに上記ｎ型半導体被膜９の上
に酸化チタンの金属酸化物薄膜６と酸化けい素の
金属酸化物薄膜７との対からなる層が３層被着さ
れてなる金属酸化物被膜１０が被着されて被膜１
１が形成されており、高屈折率の酸化チタンの金
属物薄膜６と低屈折率の酸化けい素の金属酸化物
薄膜７の対からなる層の中間にｎ型半導体被膜９
が介在されている。 つぎに本発明者らの行なつた実験の結果につい
て述べる。 本発明者らは有機チタン化合物を約６重量％含
有する粘度１センチポアズの溶液中に外径が53mm
の第１図の１で示した形状の透光性ガラスバルブ
の外面を浸漬し毎分204mmの速度で引き上げ、引
き続き乾燥したのち、100℃、30分の予備焼成を
行ない、ついで450℃で30分分解焼成を行なつて
肉厚が約1100Åの酸化チタンの金属酸化物薄膜を
形成した。つぎに有機けい素化合物を約６重量％
含有する粘度１センチポアズの溶液中に上記処理
を行なつた透光性ガラスバルブの外面を浸漬し毎
分283mmの速度で引き上げ、引き続き乾燥したの
ち100℃、30分の予備焼成、450℃30分の分解焼成
を行ない、肉厚約1100Åの酸化けい素の金属酸化
物薄膜を形成した。同様の手法を繰返し行なつ
て、酸化チタンの金属酸化物薄膜と酸化けい素の
金属酸化物薄膜とからなる金属酸化物被膜を３層
被着した。つぎに有機インジウム化合物を約５重
量％含有する粘度1.25センチポアズの溶液に有機
すず化合物を約５重量％含有する粘度１センチポ
アズの溶液を有機インジウム化合物溶液の10重量
％添加した溶液中に上記処理を行なつた透光性ガ
ラスバルブの外面を浸漬し、毎分280mmの速度で
引き上げ、150℃、30分の予備焼成、500℃、１時
間の分解焼成を行ない、さらに５×10^-6torrの真
空中で450℃１時間の熱処理を行ない、肉厚1500
Åの酸化インジウム−すず（In₂O₃−Sn）のｎ型
半導体被膜を形成した。 つづいて、さきに述べた手法によつて上記透光
性ガラスバルブの外面の上記酸化インジウム−す
ず（In₂O₃−Sn）のｎ型半導体被膜の上に、さら
に前記酸化チタンの金属酸化物薄膜と酸化けい素
の金属酸化物薄膜とからなる金属酸化物被膜を３
層被着した。 上記の処理を施した透光性ガラスバルブを使用
して、その中心軸上に100V60Wのタングステン
コイルフイラメントが位置するように光源構体を
封止して通常の方法により白熱電球を製造し、初
特性ならびに点灯中の働程ならびに放射される熱
線について試験した。その結果、上記本発明に使
用される被膜を被着しない通常の透光性ガラスバ
ルブを使用した同定格の白熱電球に比較して、初
特性で光効率が15.2％向上し、放射計により測定
した熱線が22％減少し、しかも、働程中の上記被
膜の劣化による光特性の低下、ならびに被膜の剥
離は認められなかつた。 上記本発明白熱電球に使用される透光性ガラス
バルブを構成する平面ガラスの表面に上記被膜を
被着したものの分光透過率を測定した結果を第３
図に示してある。第３図は横軸に波長（nm）を
とり、縦軸に透過率（％）をとつた分光透過率曲
線図で、透光性ガラスバルブを構成する平面ガラ
スの表面に上記被膜を被着しないものの各波長の
透過率を100として、これに対する各波長の被膜
を有するものの比透過率を％で示してある。 第３図から明らかなように810nm以上の赤外域
において比透過率は約50％以下に低下している。 なお、可視域の分光透過率は被膜を有するもの
の方が被膜を有しないものよりもやや低下するお
それがあるが、前記したように光効率が向上する
のは、赤外域の分光エネルギーが、透光性ガラス
バルブ外に放射されることが抑制されるので、そ
の一部の効果によつてタングステンコイルフイラ
メントの温度が10％前後上昇し、そのため入力が
減少し、光効率の向上がもたらされたのである。 そうして、ｎ型半導体被膜を金属酸化物被膜の
中間位置に設けることにより、熱による劣化や外
力などによる機械的損傷が防止できる事を確認し
た。なお、実施例ではｎ型半導体被膜を金属酸化
物被膜の中央部に設けた例で説明したが、ｎ型半
導体被膜は複数層の金属酸化物被膜の上記層の中
間に介在されていればよく、したがつてｎ型半導
体被膜の内側と外側との高屈折率と低屈折率との
金属酸化物薄膜の対からなる層の数は、等しくな
くても十分な効果があり、さらに上記内側または
外側において金属酸化物薄膜の対からなる層は単
層であつてもよく、また、金属酸化物薄膜の対の
層数は白熱電球の要求機能により増減してもよ
い。 また低屈折率薄膜と高屈折率薄膜との被着の順
序は実施例に限るものではない。 さらに、実施例では透光性ガラスバルブの外表
面に金属酸化物被膜およびｎ型半導体被膜を被着
した例により説明したが被膜は透光性ガラスバル
ブの内表面に被着してもよい。さらにまた、タン
グステンコイルフイラメントは透光性ガラスバル
ブの中心軸上になくても本発明の効果は変らな
い。 なお、本発明に使用される金属酸化物薄膜はジ
ルコニウム、チタン、セリウム、ネオジム、アン
チモン、プラセオジム、マグネシウム、けい素、
アルミニウムなどの酸化物を使用し、高屈折率金
属酸化物と低屈折率金属酸化物とを組合せて対に
することにより、またｎ型半導体被膜としては、
亜鉛、すず、インジウム、チタンなどの少なくと
も１種を主体とする半導体被膜によつて実施例と
同様の効果が得られるのである。 〔発明の効果〕 本発明は以上詳述したように、透光性ガラスバ
ルブの表面に低屈折率の金属酸化物被膜と高屈折
率の金属酸化物被膜との対からなる層を複数層被
着されてなる金属酸化物被膜が被着され、上記層
の中間にｎ型半導体被膜が介在されていることを
特徴とする白熱電球であるから、たとえば透光性
ガラスバルブに赤外線を反射する被膜を設けた白
熱電球などにおいて、ｎ型半導体被膜を損傷する
ことがなく、熱によつてｎ型半導体被膜の赤外線
反射能を低下させることが少なく、光を効率よく
放射する格別の白熱電球を提供することができる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明白熱電球の一実施例の一部切欠
正面図、第２図は上記白熱電球の切欠部の拡大断
面図、第３図は上記白熱電球の透光性ガラスバル
ブを構成する平面ガラスの表面に形成された赤外
線反射被膜の分光透過率曲線図である。 １…透光性ガラスバルブ、６…高屈折率の金属
酸化物薄膜、７…低屈折率の金属酸化物薄膜、９
…ｎ型半導体被膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 透光性ガラスバルブと、上記透光性ガラスバ
   ルブ内に設けられたタングステンコイルフイラメ
   ントを有する光源構体とを具備するものにおい
   て、上記透光性ガラスバルブはその表面に低屈折
   率の金属酸化物薄膜と高屈折率の金属酸化物薄膜
   との対からなる層を複数層被着されてなる金属酸
   化物被膜が被着され、上記層の中間にｎ型半導体
   被膜が介在されていることを特徴とする白熱電
   球。