JPH10268129A - 赤外反射膜、管球および照明器具 - Google Patents

赤外反射膜、管球および照明器具

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JPH10268129A
JPH10268129A JP7012397A JP7012397A JPH10268129A JP H10268129 A JPH10268129 A JP H10268129A JP 7012397 A JP7012397 A JP 7012397A JP 7012397 A JP7012397 A JP 7012397A JP H10268129 A JPH10268129 A JP H10268129A
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JP
Japan
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film
light
infrared
metal oxide
metal
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JP7012397A
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Akira Kawakatsu
晃 川勝
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、入射角度による光学特性の変化を抑
制することのできる赤外反射膜、管球および照明器具を
提供することを目的とする。 【解決手段】請求項1記載の発明は、光拡散性金属酸化
物被膜1aと;アルミニウム(Al)、銀(Ag)、ロ
ジウム(Rh)、ニッケル(Ni)および金(Au)の
少なくとも1種を主体とする金属薄膜1bおよびチタン
(Ti)、アルミニウム(Al)、タンタル(Ta)、
亜鉛(Zn)、セリウム(Ce)、ジルコニウム(Z
r)およびニオブ(Nb)の少なくとも1種を主体とす
る金属酸化物被膜1cで構成されるとともに、光拡散性
金属酸化物被膜の表面に形成される金属被膜体1dと;
具備していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外反射膜、赤外
反射膜を利用した管球および照明器具に関する。
【0002】
【従来の技術】ハロゲン電球等の管球では、放射される
赤外線を赤外反射膜で低減して管球や照明器具等の高効
率・高機能化を図っている。この種の赤外反射膜として
は、例えば次の3種類がある。
【0003】(1)TiO2-SiO2膜等の誘電体多
層膜。
【0004】(2)In2O3-Sn,SnO2(:S
b)等の導電膜。
【0005】(3)Ag等の金属とTiO2等の誘電体
膜を組み合せた複合膜。
【0006】(1)のものは、一般にハロゲン電球外面
の赤外反射膜、ダイクロイックミラー各種フィルター等
に利用されている。光学的には、可視光域で高透過率で
あり、赤外域を高効率で反射するが、その反射域が狭
い。また、耐熱性が高い反面、膜層数が多く必要とな
り、コストが嵩むうえに製造工程が多くなる。
【0007】(2)のものは、赤外反射域が1μm付近
からで、電球等からの赤外放射の最も強い0.8〜1μ
m付近をあまりカットしない。このため、赤外カット率
が低く、耐熱性も上記(1)のものよりは低いが、1層
ですみ簡便である。したがって、NH外管やシールドビ
ームランプの前面ガラス等に使用されている。
【0008】(3)のものは、可視透過率・赤外反射率
共に比較的良好であり、3層前後で十分な効果が得られ
る。しかし、耐熱性が約200〜300゜C以下と低
く、一般の窓ガラスや自動車ウインドガラス等にしか利
用されていない。
【0009】したがって、上記(3)のものが耐熱性以
外で有利であり、特開昭53−146482号公報に記
載されているように、TiO2−Ag−TiO2、Zn
S−Ag−ZnS等が利用されている。しかし、これに
は前述のように耐熱性、耐候性および膜強度等で問題が
あり、その改善策として、特願昭62−270350号
公報に記載されているように、TiO2に代えてZn
O、AlN、Si3NL等が利用され、あるいはAg等
に代えてTiNの窒化物等の金属化合物の利用が提案さ
れている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このような赤外反射膜
のうち(1)および(3)のものが実用に多く供されて
いる。これらの反射膜では、TiO2等の誘電体膜を利
用しているので、光の入射角度により光学特性のずれが
発生する。したがって、特に、管球等に使用する場合に
は、膜特性が相対的に低下する問題がある。また、膜を
形成する基体の面積が大きい場合や曲面である場合に
は、通常の蒸着、ディップ等のコーティング方法では、
均一な膜形成が困難となりかねない。
【0011】本発明は、入射角度による光学特性の変化
を抑制することのできる赤外反射膜、管球および照明器
具を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
光拡散性金属酸化物被膜と;アルミニウム(Al)、銀
(Ag)、ロジウム(Rh)、ニッケル(Ni)および
金(Au)の少なくとも1種を主体とする金属薄膜およ
びチタン(Ti)、アルミニウム(Al)、タンタル
(Ta)、亜鉛(Zn)、セリウム(Ce)、ジルコニ
ウム(Zr)およびニオブ(Nb)の少なくとも1種を
主体とする金属酸化物被膜で構成されるとともに、光拡
散性金属酸化物被膜の表面に形成される金属被膜体と;
を具備していることを特徴とする。
【0013】本発明によると、光拡散性金属酸化物被膜
に入射した光は、金属被膜体を通過するときに赤外放射
を反射し、可視光を透過する。そして金属酸化物被膜
は、光拡散性を有し、どの角度から入射された光も拡散
され、拡散された光は金属被膜体に対して入射角が平均
化されるので、入射角度による光学特性のずれが抑制さ
れる。
【0014】請求項2記載の発明は、請求項1記載の赤
外反射膜において、光拡散性金属酸化物被膜は、酸化チ
タン、酸化アルミニウム、酸化シリコンおよび酸化ジル
コンの少なくとも一種からなることを特徴とする。
【0015】請求項3記載の発明は、発光手段と;発光
手段を包囲する透光性気密容器と;透光性気密容器の内
面および外面の少なくとも一方に形成された請求項1ま
たは2記載の赤外反射膜と;を具備していることを特徴
とする。
【0016】請求項4記載の発明は、器具本体と;器具
本体に配設される請求項3記載の管球と;を具備してい
ることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施の形態
を示す赤外反射膜を図1に基づいて説明する。
【0018】図1は本発明の第一の実施の形態を示す赤
外反射膜の要部縦断面図である。図において、赤外反射
膜1は、ガラス2上に形成されている。ガラス2は、例
えば管球であるハロゲン電球等の白熱電球、蛍光ランプ
等の低圧放電ランプおよびHIDランプ等の高圧放電ラ
ンプのガラスバルブまたはバルブを収容するガラス製外
管、あるいはガラス製や金属製の反射基体である。
【0019】そして、赤外反射膜1は、光拡散性金属酸
化物被膜1a例えば約5μmのほぼ球状粒子を呈する酸
化シリコン(SiO2)被膜および金属薄膜1b例えば
銀(Ag)の両面を金属酸化物被膜1c例えば酸化チタ
ン(TiO2)被膜でサンドして構成される金属被膜体
1dとを具備している。Agは無電解メッキにより、T
iO2はチタンアルコキシドを溶解した所定の有機溶液
に浸積・撹拌後乾燥し形成した。
【0020】なお、金属薄膜1bは、アルミニウム(A
l)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)、ニッケル(N
i)および金(Au)の少なくとも1種を主体とし、そ
の膜厚は、150ないし280オングストロームであ
る。金属酸化物被膜1cは、チタン(Ti)、アルミニ
ウム(Al)、タンタル(Ta)、亜鉛(Zn)、セリ
ウム(Ce)、ジルコニウム(Zr)およびニオブ(N
b)の少なくとも1種を主体とし、その膜厚は、280
ないし380オングストロームである。
【0021】また、光拡散性金属酸化物被膜1aは、酸
化チタン、酸化アルミニウム、酸化シリコンおよび酸化
ジルコンの少なくとも一種からなっている。
【0022】図2は、本実施の形態の赤外反射膜と従来
の赤外反射膜の光学特性の比較を示すグラフである。こ
れによると、本実施の形態の赤外反射膜は、可視域で高
透過率でかつ赤外域で高反射率の膜が得られている。ま
た、球状粒子自体に赤外反射機能がありそれを堆積して
いるので入射角度による光学特性の変化は少なく全体と
しての特性の相対的低下を防止した高性能の赤外反射膜
が得られる。
【0023】上記実施の形態では、TiO2−Ag−T
iO2からなる赤外反射膜を形成したが、それ以外の材
料・膜構成でも好く、また、SiO2粒子などの紫外か
ら赤外まで透明な粒子でなく、ZnO、TiO2等の紫
外線吸収性の粒子、ITO,NESAAZO等の赤外反
射性あるいは導電性の粒子、CoO・Al2O3,Zn
O・Al2O3,CdS,Fe2O3・SiO2.Ti
O,Cなどの可視から赤外の一部またはすべてを吸収す
る着色粒子を利用することにより、それらの粒子の有す
る特性を合わせ持つ赤外反射膜の形成が可能である。
【0024】図3は、本発明の第二の実施の形態を示す
管球であるダイクロイックミラー付ハロゲン電球の縦断
面図である。図において、ダイクロイックミラー付きハ
ロゲン電球3は、例えば椀状のダイクロイックミラー3
a内にハロゲン電球4を配設する。その封止端部4a
は、ダイクロイックミラー3aの支持筒3a1内に挿入
されてセメント等の接着剤により固定されている。
【0025】ダイクロイックミラー3aは、その椀状の
ガラス製または金属製の反射基体の内面に、赤外透過可
視光反射膜3a2を形成し、可視光を反射する一方、赤
外線を透過させて外部へ放熱させるようになっている。
【0026】そして、ハロゲン電球4のガラスバルブ4
bの内、外面の一方と、ダイクロイックミラー3aの前
面に配設された前面ガラス3bの内、外面の一方とに、
赤外反射膜3b1が形成されている。なお、この赤外反
射膜3b1は、第一の実施の形態の赤外反射膜1と同様
のものである。
【0027】したがって、フィラメント4cで発生した
光がガラスバルブ4bを透過して、その外面の赤外反射
膜4b1に入射されると、その入射光のうちの可視光が
透過してガラスバルブ4b外へ出射する一方、赤外線は
赤外反射膜4b1により反射されて再びフィラメント4
cに放射され、これを加熱する。これによりハロゲン電
球4のランプ効率が向上される。また、赤外反射膜4b
1は、球状粒子自体に赤外反射機能がありそれを堆積し
ているので入射角度による光学特性の変化は少なく全体
としての特性の相対的低下を防止した高性能のハロゲン
電球を得ることができる。
【0028】さらに、このバルブ4bの赤外反射膜4b
1を透過した若干の赤外線は、前面ガラス3bの赤外反
射膜3b1により再び反射されてフィラメント4cへ戻
されて、これを加熱させるので、さらにランプ効率を向
上させることができる。なお、上記2つの赤外反射膜4
b1,3b1はその一方を省略してもよい。
【0029】図4は、本発明の第三の実施の形態を示す
照明器具であるダウンライトの一部断面側面図である。
図において、照明器具である例えばダウンライト5は、
建屋の天井5a等に照明器具本体5bが埋め込まれて固
定され、照明器具本体5bのソケット5c内に電球6の
口金がねじ込まれて固定されている。
【0030】そして、電球6の有効発光部の内面または
外面と、前面ガラス5dの内面または外面の両方、また
は一方には赤外反射膜6a、5d1が被着されている。
【0031】したがって、赤外反射膜6a、5d1は、
球状粒子自体に赤外反射機能がありそれを堆積している
ので入射角度による光学特性の変化は少なく全体として
の特性の相対的低下を防止した高性能の照明器具を得る
ことができる。
【0032】
【発明の効果】請求項1および2記載の発明では、光拡
散性金属酸化物被膜と、金属薄膜および金属酸化物被膜
で構成されるとともに、光拡散性金属酸化物被膜の表面
に形成される金属被膜体とを具備しているので、まず、
光拡散性金属酸化物被膜に入射した光は、金属被膜体を
通過するときに赤外放射を反射し、可視光を透過する。
そして金属酸化物被膜は、光拡散性を有し、どの角度か
ら入射された光も拡散され、拡散された光は金属被膜体
に対して入射角が平均化されるので、入射角度による光
学特性のずれを抑制することができる。
【0033】請求項3記載の発明では、請求項1記載の
発明と同様の効果を有する管球を提供することができ
る。
【0034】請求項4記載の発明では、請求項1記載の
発明と同様の効果を有する照明器具を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態を示す赤外反射膜の
要部縦断面図。
【図2】本実施の形態の赤外反射膜と従来の赤外反射膜
の光学特性の比較を示すグラフ。
【図3】本発明の第二の実施の形態を示す管球であるダ
イクロイックミラー付ハロゲン電球の縦断面図。
【図4】本発明の第三の実施の形態を示す照明器具であ
るダウンライトの一部断面側面図。
【符号の説明】
1 …赤外反射膜 1a…光拡散性金属酸化物被膜 1b…金属薄膜 1c…金属酸化物被膜 1d…金属被膜体 2 …ガラス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光拡散性金属酸化物被膜と;アルミニウム
    (Al)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)、ニッケル
    (Ni)および金(Au)の少なくとも1種を主体とす
    る金属薄膜およびチタン(Ti)、アルミニウム(A
    l)、タンタル(Ta)、亜鉛(Zn)、セリウム(C
    e)、ジルコニウム(Zr)およびニオブ(Nb)の少
    なくとも1種を主体とする金属酸化物被膜で構成される
    とともに、光拡散性金属酸化物被膜の表面に形成される
    金属被膜体と;を具備していることを特徴とする赤外反
    射膜。
  2. 【請求項2】光拡散性金属酸化物被膜は、酸化チタン、
    酸化アルミニウム、酸化シリコンおよび酸化ジルコンの
    少なくとも一種からなることを特徴とする請求項1記載
    の赤外反射膜。
  3. 【請求項3】発光手段と;発光手段を包囲する透光性気
    密容器と;透光性気密容器の内面および外面の少なくと
    も一方に形成された請求項1または2記載の赤外反射膜
    と;を具備していることを特徴とする管球。
  4. 【請求項4】器具本体と;器具本体に配設される請求項
    3記載の管球と;を具備していることを特徴とする照明
    器具。
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