JPH0330264B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は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製造方法に関する。

〔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、現代の省エネルギー時
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を交互に複数層被着させ
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
タンなどと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
ンモチン−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〕

透光性ガラスバルブに赤外線を反射する被膜を
設けた白熱電球の透光性ガラスバルブの形状は、
Ｔ形と称される円筒形、Ｇ形と称される球形、ま
たはPS形と称される洋梨形などが用いられてお
り、その内径寸法も種々のものがある。したがつ
て、上記発明の技術背景で述べたような赤外線反
射被膜の形成方法は真空蒸着法やスパツタ法など
を使用しており、したがつて基本的にはバツチ方
式であり、そろに透光性ガラスバルブの形状、寸
法が種々なものがあるので均一な膜厚を有する低
屈折率と高屈折率の金属酸化物薄膜の対からなる
層の複数層の被膜を被着させることが難しく、こ
のような白熱電球を大量生産する場合に技術的に
も、また経済的にも大きな障碍となる問題があつ
た。

また、上記したような従来の方法で製造された
白熱電球の複数層の被膜は機能的に赤外線反射能
の低下する部分が発生するおそれがあり、また、
被膜が剥離しやすい問題点もあつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記した背景技術の問題点に鑑みてな
されたもので、赤外線を反射する被膜などを透光
性ガラスバルブの表面に設けた白熱電球におい
て、上記赤外線反射被膜の形成を大量生産するこ
とが技術的にも経済的にも比較的容易で、しかも
製造された白熱電球の赤外線遮断効果がよく、赤
外線反射被膜の剥離などの問題の発生が少なく、
上記被膜の劣化が少なく、均一な膜厚の被膜を有
する白熱電球の製造が可能な改良された白熱電球
の製造方法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し、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と
ｎ型半導体とからなる被膜を有しているものの製
造において、上記低屈折率の金属酸化物薄膜、高
屈折率の金属酸化物薄膜およびｎ型半導体被膜の
少なくとも１種を有機金属化合物の熱分解により
形成する工程を有することを特徴とする白熱電球
の製造方法である。

〔発明の実施例〕

本発明製造方法の一実施例について第１図およ
び第２図を参照して説明する。第１図は本発明製
造方法の一実施例によつて製造された白熱電球の
一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装着されシエル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６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が被着されて被膜１０が形成されている。

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センチポアズの有機チタン化合物溶
液と、有機けい素化合物を約６重量％含有する粘
度１センチポアズの有機けい素化合物溶液との２
種の有機金属化合物溶液を調製した。上記チタン
の金属酸化物は高屈折率でけい素の金属酸化物は
低屈折率を有している。つぎに上記有機チタン化
合物溶液中に外径が53mm、内径mmで全長が110mm
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280mmの速度で引き上げ乾燥
して、150℃、30分の予備焼成を行ない、ついで
500℃で１時間の分解焼成を行ない、透光性ガラ
スバルブの外面に肉厚が1100〓の高屈折率の酸化
チタンの金属酸化物薄膜を形成した。ついで、上
記有機けい素化合物溶液中に外面に上記酸化チタ
ンの金属酸化物薄膜を有する透光性ガラスバルブ
の外面を浸漬し、毎分280mmの速度で引き上げ乾
燥して、150℃30分の予備焼成を行ない、つづい
て500℃、１時間の分解焼成を行なつて、上記高
屈折率の酸化チタンの金属酸化物薄膜の上に肉厚
約1100〓の低屈折率の酸化けい素の金属酸化物薄
膜を形成、高屈折率と低屈折率との金属酸化物薄
膜の対からなる層を形成した。同様の手法を繰返
して金属酸化物薄膜である酸化チタン薄膜とその
上に被着された他種の金属酸化物薄膜である有機
けい素薄膜との対からなる層を６層被着させて透
光性ガラスバルブの外面に金属酸化物被膜を形成
させた。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センチポアズの有機金属化合
物溶液中に有機すず化合物をインジウムに対して
約10重量％含まれるように混合した有機金属化合
物溶液に上記外面に12層の金属酸化物被膜を有す
る透光性ガラスバルブの表面を浸漬し、毎分280
mmの速度で引き上げ乾燥して、150℃、30分の予
備焼成を行ない、ついで500℃、１時間の分解焼
成を行なつたのち、さらに５×10^-6torrの真空中
で450℃、１時間の焼成を行ない、肉厚1500〓の
酸化インジウム−すず（In₂O₃−Sn）のｎ型半導
体層の被膜を形成した。

上記高屈折率の金属酸化物薄膜と低屈折率の金
属酸化物薄膜との対からなる層を複数層被着され
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着して通常の方法
により白熱電球を製造した。上記本発明製造方法
により製造した白熱電球について初特性を測定し
たところ、従来の赤外線反射被膜を被着されてい
ない透光性ガラスバルブの白熱電球により約12％
の光効率の向上が認められ、放射された熱線を熱
電放射計で測定したところ上記従来の白熱電球よ
り熱線が21％低下していることが確認された。

第３図は本発明製造方法により製造された白熱
電球の透光性ガラスバルブを構成する平面ガラス
の表面に本発明製造方法による赤外線反射被膜を
被着したものの分光透過率を、横軸に波長をとり
縦軸に上記分光透過率をとつて示す分光透過率曲
線図で、透光性ガラスバルブを構成する平面ガラ
スの表面に上記赤外線反射被膜を被着していない
ものの各波長の透過率を100としたときに、上記
被膜を有する平面ガラスの各波長の比透過率を％
で示してある。

第３図から明らかなとおり、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、可視域における分光透過率は本発明製
造方法の被膜を有するものの方が有しないものよ
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、赤外線の分光エネルギ
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
されるのである。なお、高、低屈折率の金属酸化
物薄膜の対からなる層の層数は白熱電球の要求機
能によつて増減することが可能である。

本発明製造方法により製造される白熱電球の透
光性ガラスバルブの表面に被着される高、低屈折
率の金属酸化物薄膜ならびにｎ型半導体被膜は有
機金属化合物の熱分解によつて形成された実験例
を示したが、上記高、低屈折率の金属酸化物薄膜
およびｎ型半導体被膜の３種のうち少なくとも１
種が有機金属化合物の熱分解により形成されてい
れば本発明の効果は有効に発揮することができ、
しかも、薄膜および被膜の形成を比較的低温で行
なうことができ、透光性ガラスバルブが種々の形
状であつても真空蒸着法やスパツタ法などと異な
り、均一な薄膜を容易に形成できるのである。ま
た、低屈折率薄膜と高屈折率薄膜との被着の順序
は実施例に限られない。

また、実施例では透光性ガラスバルブの外表面
に金属酸化物薄膜およびｎ型半導体被膜を被着し
た例により説明したが上記薄膜および被膜は透光
性ガラスバルブの内表面に被着させてもよい。

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、上記透光性ガラスバルブ内に設けられたタ
ングスコイルフイラメントを有する光源構体とを
具備し、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、
金属酸化物薄膜とｎ型半導体被膜とからなる被膜
を有しているものの製造において、上記低屈折率
の金属酸化物薄膜、高屈折率の金属酸化物薄膜お
よびｎ型半導体被膜の少なくとも１種を有機金属
化合物の熱分解により形成する工程を有すること
を特徴とする白熱電球の製造方法であつて、赤外
線反射被膜などの被膜を透光性ガラスバルブの表
面に設けた白熱電球において、高屈折率金属酸化
物薄膜、低屈折率金属酸化物薄膜、ｎ型半導体被
膜の少なくとも１種を有機金属化合物の熱分解に
より形成させるから、均一な薄膜の形成が容易に
でき、したがつて大量生産が可能で、しかも製造
された白熱電球は赤外線の遮断が効率よく行なう
ことができ、赤外線反射被膜の剥離の発生も少な
い改良された白熱電球の製造方法を提供すること
ができるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明製造方法によつて製造された白
熱電球の一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し、上記透光性ガ
   ラスバルブはその表面に高屈折率の金属酸化物薄
   膜と低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とｎ型半
   導体被膜とからなる被膜を有しているものの製造
   において、上記高屈折率の金属酸化物薄膜、低屈
   折率の金属酸化物薄膜およびｎ型半導体被膜の少
   なくとも１種を有機金属化合物の熱分解により形
   成する工程を有することを特徴とする白熱電球の
   製造方法。