电灯和干扰膜制造技术

用于电灯的光干扰膜，在４００至７６０ｎｍ可见光波长范围内的平均透射率为９０％，包括用有低折射率的材料构成的第１层（Ｌ）和有高折射率的材料构成的第２层（Ｈ）交替层叠构成３个光谱相邻的多层膜叠层膜。按本发明专利技术，在８００至２２００ｎｍ波长范围内干扰膜的平均反射率至少是７５％，在４００至７６０ｎｍ波长范围内的平均透射率至少是９０％。在８００至２５００ｎｍ波长范围内的干扰膜的平均反射率最好是８５％。图２所示干扰膜的设计波长λ（Ｓ↓［１］）＝２１００ｎｍ的第１叠层膜是用１１层有高折射率材料层和低折射率材料层交替层叠构成的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电灯，它包括内设光源的发光灯泡。其中，至少部分灯泡配置有允许可见光射线和反射红外线的干扰膜。其中，干扰膜包括有第1折射率的第1材料层与有第2折射率的第2材料层交替设置的多层膜。其中，第2折射率比第1折射率高。本专利技术还涉及用于电灯中的干扰膜。所述干扰膜反射和/或允许通过电磁频谱的不同部分产生的发射光。例如，紫外线，可见光和/或红外光。该干扰膜通常涂在电灯的灯泡上和/或反光镜上。按此方式，由于加了反射红外光的涂膜，可以提高电灯的效率。但是它允许肉眼看得见的发射光通过。电灯和/或反光镜的几何形状应使反射光能反射回到光源，光源包括灯丝或放电室。反射(热)辐射通常用来帮助保持光源的工作温度。由此改善电灯的能量平衡。本文第一段所述类型的电灯2由美国专利US-A5138219公开。已知的电灯中，氧化硅构成第1层材料，氧化钽构成第2层材料，氧化钽层的折射率高于氧化硅的折射率。电灯的缺点是，有助于电灯能量平衡的干扰膜反射的辐射热程度相对较小，所以效率相对较小。本专利技术的目的是，提供本文第一段所述类型的效率提高了的电灯。按本专利技术，本文第一段所述类型的灯的特征是，波长范围是400至760nm，干扰膜的透射率的平均值至少为90％，和在800至2200nm的波长范围内，干扰膜的反射率平均值至少为75％。干扰膜在可见光范围(400-760nm)范围内有高透射率。同时，在电磁光谱的红外线范围(800至2200nm)的较宽部分中有高反射率，因而，由干扰膜反射的辐射热量增大，结果，提高了电灯的效率。波长范围为400至760nm中的相应的透射率处，红外光范围内的现有电灯的反射率小于按本专利技术的电灯的反射率。此外，波长范围内得到的已知灯的干扰膜的低反射率比按本专利技术的灯中的干扰膜的反射率小很多。在800至1900nm波长范围内的现有电灯中的干扰膜的反射率平均值约为70％，而按本专利技术的电灯中的干扰膜的反射率平均值至少为75％。800至2500nm波长范围内的反射率平均值最好为85％，电磁光谱的红外线范围(800-2500nm)的较宽部分中有如此高反射率的干扰膜使干扰膜反射的辐射热量明显增大，因而使电灯效率明显提高。允许可见光辐射通过和反射红外光的常规干扰膜中，干扰膜是在有不同的折射率的两种材料上，用有各种设计波长的常规的多层膜层叠制成的。这种常规的多层层叠膜由3层顺序层叠的膜构成，即有第1折射率的第1材料层(L)，有第2折射率的第2材料层(H)，和有第1折射率的第3材料层(L)顺序层叠构成。这种常规的3层叠层膜用本行业公知的方式表示(LaHdLa)x]]>式中1≤a≤2， 1≤d≤2.5， 1≤x≤20。使用这种常规叠层的缺点是，在可见光范围内的透射窗的光谱宽度较小，不可能提高电磁光谱的红外光范围内的干扰膜的效率，因而使可见光范围内的透射窗的光谱宽度更窄，此外，在可见光范围内出现不希望出现的干扰峰。用三种材料膜层代替两种材料的膜层来构成干扰膜，其中第3种材料膜的折射率介于第1和第2种材料膜的折射率之间，用该方式使干扰膜本身在可见光范围内的透射窗的光谱宽度增大。第3材料膜通常叫作中间层(M)。尽管用3种材料膜制成的干扰膜本身是可实用的，但不容易找到适合于上述目的的3种材料，因此，可提供彼此无关的工业上用于电灯灯泡的干扰膜。允许可见光透过并反射红外光的US-A5138219公开的已知灯的干扰膜中，可用两种不同的材料层组合模拟第3层，即中间材料层(M)。这种情况下是3种材料的5层层叠结构(LaMbHdMbLa)]]>式中2≤a≤4，1≤d≤2.5，上述结构转换成两种材料的7层H-L叠层结构(LaHLb′HdLHb′La)]]>式中 2≤a≤4，5≤b’≤15，1≤d≤2.5；这种两种材料层的7层叠层结构的干扰膜的缺点是，有效的红外干扰被限制在约800至1900nm的波长范围内。如果还需要反射波长较长的(λ＞1900nm)的红外线，发现这种7层H-L的叠层结构应考虑所要求的设计波长，而不希望在可见光范围内有侧边作用，因为，这导致在可见光范围内的透射窗减小，以及在可见光范围的中心部分出现干扰峰。这种侧边作用对电灯的处理和重现光源发射的光的颜色重显造成负面影响。这些干扰峰是所谓的第5级干扰峰，它们能用包括两层中间材料层的多层叠层结构来抑制。这种叠层有以下结构。(LaM1b1M2b2HdM2b2M1b1La)]]>式中， 2≤a≤4； 2≤b1， b2≤4； 1≤d≤2.5；如果找到一种合适的中间材料层，则能明显改善上述的上层叠层结构，之后，主要集中于找寻适合于该5层叠层结构的，其折射率在有高折射率的膜层与有两层低折射率膜之间的两层适合的膜。本专利技术中，用另外两层材料层即H和L的适当组合模拟这些中间材料层M1和M2中的每一层材料层。电灯的优选实施例的特征是，干扰层包括至少一个由至少7层膜构成的叠层，7层叠层结构的设置方式是，有第1折射率的材料层(L)和有第2折射率的材料层(H)交替层叠，多层结构如下(LaHLbHLcHdLHcLHbLa)]]>式中2≤a≤4，5≤b≤50，5≤c≤50，1≤d≤3；用这种7层H-L的叠层结构，有效反射的红外线波长宽度范围明显地增大到800至2200nm，最好是800至2500nm，而不减小在可见光范围内的透射率。反射的红外光波长宽度的增大导致干扰膜反射的辐射热量增大，提高了电灯的效率。此外，用这种7层H-L叠层膜能使穿过有效波长范围的红外光反射效率明显提高。以两种材料层(H和L)为基础的干扰膜中，在红外光波长范围内的反射率增大到上述的平均值80％，但不扩展到远红外线范围(λ≥1900nm)内，通常导致在可见光范围(低于300nm)内的透射窗明显变窄。为了获得在可见光范围内的“正常”透射窗，而转变用于干扰膜的这种滤光镜的设计导致反射率下降。本专利技术的基础是认识到，保持在可见光范围(400-760nm)内的要求的“正常”透射窗，而且使红外光波长范围内的反射频带增大到800至2200nm，最好是800至2500nm。电灯的优选实施例的特征是，干扰膜至少包括一个至少由7层膜层叠构成的叠层膜，叠层膜的设置方式是，有第1折射率的第1材料层(L)和有第2折射率的第2材料层交替叠层，该叠层膜有以下结构(La′HLb′Hd′LHb′La′)]]>式中2≤a’≤4；5≤b’≤50，1≤d’≤3，有第1折射率的第1层(L)材料最好主要含氧化硅。有第2折射率的第2层(H)材料最好选自氧化钛，氧化铌，氧化锆，氧化铪和氧化钽。这些有高折射率的膜层可用两层交替构成，例如TiO2×ZrO2，TiO2×HfO2，TiO2×Nb2O5，Ta2O5×TiO2或Ta2O5×2TiO2。发现按本专利技术的没有干扰膜的电灯用Nb2O5作有高折射率的材料，用SiO2作有低折射率的材料，在灯的整个使用寿命中保持它的原始性能。用Nb2O5×Ta2O5混合膜的另一干扰膜中，如果电灯的工作温度较高时，它特别合适。实验表明，这种干扰膜的滤光镜设计几乎不需要采用。灯光源是白炽体，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
电灯，包括内装光源（２）的透射灯泡（１），其中，灯泡（１）的至少一部分设有允许可见光通过并反射红外光的干扰膜（５），其中，干扰膜（５）包括有第１折射率的第１材料层（Ｌ）和有第２折射率的第２材料层（Ｈ）交替层叠的多层膜（Ｌ，Ｈ）； 其中，第２折射率比第１折射率高，其特征是，在４００至７６０ｎｍ的波长范围内，干扰膜（５）的透射率平均值至少是９０％；和在８００至２２００ｎｍ的波长范围内，干扰膜（５）的反射率平均值至少是７５％。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：EJE科塔尔，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]