JPH03165452A - 管球 - Google Patents

管球

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JPH03165452A
JPH03165452A JP1305545A JP30554589A JPH03165452A JP H03165452 A JPH03165452 A JP H03165452A JP 1305545 A JP1305545 A JP 1305545A JP 30554589 A JP30554589 A JP 30554589A JP H03165452 A JPH03165452 A JP H03165452A
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晃 川勝
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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】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） 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
球に係り、とくに耐熱性及び光学特性を高めな光干渉膜
を形成した管球に関する。
（従来の技術） 近年、ガラスバルブの中心にフィラメントを配設し、か
つバルブ面に光干渉膜である可視光透過赤外線反射膜を
設け、フィラメントが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。
このような光干渉膜は酸化チタン（ＴｉＯ２）等からな
る高屈折率層とシリカ（ＳｉＯ２＞等からなる低屈折率
層とを５〜７層以上交互に重層した構造である。
従来上記電球において、長期使用中、光干渉膜にひび割
れや剥離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頻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放射量
を低くした電球においてこのような現象が起こることが
あった。
ここで、上記問題を解決するために、たとえば、特開昭
６２−１０５３５７号公報に開示される通り、上記光干
渉膜として酸化チタン（Ｔ　ｉ　Ｏ□）、酸化タンタル
（Ｔａ、Ｏ□）、及び酸化ジルコニウム（Ｚｒ０２＞の
少なくとも一種を主成分とし。
これにリン（Ｐ）、はう素（Ｂ）、ひ素（Ａｓ）、アン
チモン（Ｓｂ）、ｇ（Ｓｎ）、亜ｇ　（Ｚ　ｎ　）、鉛
（Ｐｂ）、カリウム〈Ｋ）、二・ノケル（Ｎｉ）および
コバルト（ＣＯ）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（ＳｉＯ２）を主成分としこ
れにリン（Ｐ）およびほう素（Ｂ）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層以上
交互に重層してなるもの力（ある。
これにより、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の強化を図り、こ
の結果として光干渉膜のひび割れや剥離を防止したもの
である。
（発明が解決しようとする課題） 上記リン（Ｐ）、はう素（Ｂ）、ひ素（Ａｓ＞、アンチ
モン（Ｓｂ）、１（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）
、カリウム（１（＞、二・フケル（Ｎｉ）およびコバル
ト（Ｃｏ）について、上記出題の実施例ではリン（Ｐ）
を採用し、３重量％程、酸化チタン（ＴｉＯ２）又は酸
化ジルコニウム（ＺｒＯ３）に含有させ、強度上昇を図
っている。
しかしながら、上記各物質毎にその含有量に応じ、強度
は確保されるが、反面光干渉膜の光学特性である例えば
耐熱性低下による光束等の低下の危惧が出てきた。
本願発明は上記事情の鑑みなされたもので、光学膜とし
ての耐熱性を維持しつつ光学特性である例えば光束等の
改善を図ることができる管球を提供すること目的として
いる。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本願においては、発光部材
を封装したガラスバルブの内外面の少なくとも一方に高
屈折率層及び低屈折率層を交互に積層してなる光干渉膜
が形成された管球におし１て、上記高屈折率層にはシリ
コン（Ｓｉ）、ｆｉ（Ｓｎ＞アンチモン（Ｓｂ）、タン
タル（Ｔ　ａ　）の少なくとも１種の物質が含有されて
いることを特徴とする。
（作用） シリコン（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、
タンタル（Ｔ　ａ　）の高屈折率層の主成分に対する割
合を適度に設定し、高温加熱時にＴｉＯ２のルチル型へ
の相変換及び結晶粒の成長が抑制されるため、透過率の
低下が抑制され光学特性や耐熱性の良い光干渉膜が得ら
れる。
（実施例） 本発明の一実施例に第１図乃至第２図を参照して説明す
る０図において（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ガラスノ〈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）、（
Ｓ）問に装架されてバルブ（１）の中心線に沿って配設
された発光部材であるフィラメント、（７）はバルブ（
１）端部に装着された口金である。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。
ここで、上記光干渉膜（２）の高屈折率層（２１）は主
成分が例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）であり、低屈折率
層（２２）は、その主成分は例えばシリカ（ＳｉＯ２）
である。
本実施例において、上記高屈折率層を形成するには、図
示しない反応容器に、チタンアルコキシドとＳｂ、Ｓｎ
、ＳＬ、およびＴａよりなる群から選ばれた少なくとも
１種の添加金属のアルコキシトを仕込み、エタノールを
加えて均一に混合した後、室温下に攪拌しながらアシル
化剤またはキレート化剤を添加し、加温して環流下に１
時間保持して反応を行った。得られた反応液に、ガラス
質形成剤およびエタノールを添加し、複合酸化物に換算
した濃度が４５重量％の複合酸化物薄膜形成用組成物塗
布溶液を調整した。
次に、上記塗布液を上記バルブ（１）に均一な厚さに塗
布する。
前記塗布液は、有機溶剤可溶性の無”機または有機のリ
ン化合物、ホウ素化合物などのガラス質形成剤を含有し
ていてもよい、これらのガラス質形成剤は、酸化物基準
で複合金属酸化物にｔａ算した合計に対して１０重量％
以下、好ましくは０．　１〜５．０重量％の範囲で添加
される。
すなわち、上記塗布液に上記バルブ（１）分浸漬し、こ
ののち一定速度で上記バルブ（１）を引上げ、大気中４
００°Ｃ〜９００°Ｃで１０分焼成することにより高屈
折率層である酸化チタンＪｌ（２１）を形成する。
ついで、有機ケイ素化合物、たとえばテトラメトキシシ
ラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシ
ラン、テトラブトキシシラン、ジェトキシジイソプロポ
キトトラン、ジクロルジメトキシシラン等のシランアル
コキシドおよび／またはそれらの加水分解縮合体を含有
する溶液を調整する。この溶液中に上記酸化チタンＪｌ
ｉ　（２１）が形成されたバルブ（１）を浸漬し、この
後一定速度で引上げ、大気中同様に熱処理し低屈折率層
であるシリカ改（２２）を形成する。この工程を複数回
、例えば１０回以上繰返し光干渉膜（２）を形成する。
次に本実施例の作用効果を説明する。
本発明の高屈折率層（２１）は、前記したように酸化チ
タン（ＴｉＯ２）を主成分とし、アンチモン（ｓｂ）、
錫（Ｓｎ）、シリコン（Ｓｉ）およびタンタル（Ｔａ）
よりなる群から選ばれた少なくとも１種の物質を含有し
ている。
−ｉに、チタン化合物を高温熱分解することにより、ア
モルファス型のＴｉＯ２、アナターゼ型および／または
ルチル型のＴｉｅ、結晶が生成される。アモルファス型
Ｔ　ｉ　Ｏ２およびアナターゼ型は、高可視光透過率を
示すがルチル型Ｔｉｅ２に比較して屈折率が低く、また
高温下に長時間加熱することにより高温安定型であるル
チル型Ｔｉ○２に相変換する。ルチル型Ｔ　ｉ　Ｏ２薄
膜は、アナターゼ型Ｔｉｅ２薄膜に比較して熱的に安定
であり、かつ高い屈折率を示すが薄膜中でアモルファス
相およびアナターゼ型結晶相から相変換すると、３膜の
可視光の透過率が低下する。
したがって、高屈折率かつ高可視光透過率の要求される
たとえば光干渉膜の高屈折率層においては、アナターゼ
型Ｔｉｅ２からルチル型Ｔｉｅ２Ｉ＼の相変換を抑ル１
１することによりその目的が達成される。
本発明においては、酸化チタン（Ｔ　ｉＯｘ　＞に前記
添加金属を含有させることにより、アモルファス型のＴ
　ｉ　Ｏ、およびアナターゼ型Ｔ　ｉ　Ｏ２の高温加熱
時におけるルチル型Ｔ　ｉ　Ｏ、への相変換および結晶
粒の成長が抑制される結果、可視光透過率の低下が抑制
され高耐熱性の高屈折率層が得られる。これらの効果は
、前記添加金属の含有率が高い程大きくなるが、過剰と
なると複合酸化物薄膜の屈折率が低下するので、それら
の含有率は、金属原子比として０１％≦Ｍ／Ｔｉ≦３０
％　Ｃ０００１≦Ｍ／Ｔｉ≦０３）（ここに、ＭはＳｉ
、５ｎｓｂおよびＴａからなる群から選ばれた少なくと
も一種の金属を表す）の範囲とすることが好ましい。
ここで、例えばアンチモン（ｓｂ）の濃度を変化させた
時のＴｉＯ□膜初期屈折率（’ｎ＞及び透過率（Ｔ）、
ランプの光束比及び点灯２０００時間後の光束変化を第
１表乃至第２表に示す。
なお、第１表ではＴ　ｉ　Ｏ、股を焼成温度６００°Ｃ
１焼成時間１０分で形成し、第２表ではＴｌＯ２膜を焼
成温度９００°Ｃ，焼成時間１０分で形成しなしのであ
る。
以下余白 第１表 第２表 ６００°Ｃと９００″Ｃでの焼成温度では、Ｐ、　Ｂを
添加したものは、添加しないものに比較し、Ｔ　ｉ　０
２１１！Ｊの屈折率（ｎ　＞が低くなるため、光束が低
くまた、高温点灯時の耐熱性も悪い、それに対してアン
チモン（Ｓｂ）は、初期屈折率が従来の無添加のらのよ
りも高く光束が高くかつ改が安定であり耐熱性も良くな
る効果を得な。
これにより焼成温度９００°Ｃまででの、同等の効果が
得られる。
なお、アンチモン（Ｓｂ）濃度は低いほど屈折率（ｎ　
）が高くなるが、あまり少なすぎるとアンチモン＜ｓｂ
＞添加の効果はなく、３０％乃至０．１％（対Ｔｉ）が
適当である。また、５ｉＳｎ、Ｔａについてもｓｂとほ
ぼ同様の効果が得られた。
［発明の効果］ 上記詳述した通り、本発明においては、発光部材を封装
したガラスバルブの内外面の少なくとも一方に高屈折率
層及び低屈折率層を交互に情理してなる光干渉膜が形成
された管球において、上記高屈折率層には、Ｓ　ｉ　、
Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔａの少なくとも１種の物質が含有されて
いるため、耐熱特性、光学特性等が上昇し、品質の良い
管球を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第２図は、本発明の一実施例を示し、第１図
は管球の全体図、第２図は光干渉膜の構成図である。 （１）・・バルブ、（２）・・・光干渉膜、（２１）・
・・高屈折率層、（２２）・・・低屈折率層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）発光部材を封装したガラスバルブの内外面の少な
    くとも一方に高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層し
    てなる光干渉膜が形成された管球において、上記高屈折
    率層にはシリコン（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（
    Ｓｂ）、タンタル（Ｔａ）の少なくとも１種の物質が含
    有されていることを特徴とする管球。
  2. （２）上記高屈折率層は酸化チタンであり、これに含有
    される物質は、チタン原子に対する割合で、０．１％乃
    至３０％であることを特徴とする請求項第１項記載の管
    球。
  3. （３）上記高屈折率層には、ガラス質形成成分であるリ
    ン化合物、ホウ素化合物のうち少なくとも一方が含有さ
    れていることを特徴とする請求項第１項乃至第２項記載
    の管球。
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