專利名稱：電燈和干涉膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括透光燈管的電燈，在該燈管中設(shè)置光源及使可見光輻射通過而反射紅外線輻射的干涉膜。該干涉膜包括多個(gè)作為高折射率材料的氧化鈦層和作為低折射率材料的氧化硅層。
本發(fā)明還涉及一種用在電燈內(nèi)的干涉膜。
背景技術(shù)：
包括具有不同折射率的兩種或多種材料的交替層的薄膜光學(xué)干涉涂層，也被稱為干涉濾光片，在現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知。用這種干涉膜或涂層選擇性反射和/或透射來自電磁光譜的不同部分中的光輻射，諸如紫外線、可見光和紅外線(IR)輻射。在照明行業(yè)中用這些干涉膜來涂覆反光鏡和燈泡。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些薄膜光學(xué)涂層在其中有用的一個(gè)應(yīng)用在于，在透射燈絲或電弧所發(fā)射的電磁光譜的可見光部分的同時(shí)，通過反射燈絲或燈絲后面的電弧或電弧所發(fā)射的紅外線(IR)輻射來提高白熾燈和弧光燈的發(fā)光效率或功效。這降低了需要提供給燈絲或電弧以保持其工作溫度的電能總量。在其它需要透射IR輻射的燈應(yīng)用中，這種濾光片可以反射燈絲或電弧所發(fā)射的光譜中諸如紫外線和可見光部分的較短波長部分，并主要透射紅外線部分以提供具有少量或沒有可見光輻射的熱輻射。
已經(jīng)利用諸如氧化鈦(二氧化鈦，TiO2，對于金紅石TiO2n＝2.7)、氧化鈮(五氧化二鈮，Nb2O5，n＝2.35)、氧化鋯(氧化鋯，n＝2.3)、氧化鉭(五氧化二鉭，Ta2O5，n＝2.2)和氧化硅(二氧化硅，SiO2，n＝2.3)，其中氧化硅是低折射率材料而氧化鈦、氧化鈮、氧化鋯、或氧化鉭是高折射率材料(在波長λ＝550nm處給出各個(gè)折射率的值)的難熔金屬氧化物的交替層制備了也被稱為光學(xué)涂層或光學(xué)(干涉)濾光片的光學(xué)干涉膜，其被用在將干涉膜暴露于超過500℃的高溫的應(yīng)用中。在鹵素?zé)魬?yīng)用中，將這些干涉膜涂覆在含有光源(燈絲或電弧)的石英燈管外表面上。外表面以及干涉膜可以達(dá)到800℃到900℃范圍內(nèi)的工作溫度。
通過使用蒸發(fā)或(反應(yīng))濺射技術(shù)以及通過化學(xué)氣相沉積(CVD)和低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)工藝來涂覆干涉膜或涂層。通常這些沉積技術(shù)產(chǎn)生趨向于破裂及嚴(yán)重限制濾光片設(shè)計(jì)的相對厚的層。
在較高溫度下高折射率層材料的相穩(wěn)定性、氧化態(tài)和與石英基底的熱膨脹錯(cuò)配是人們所關(guān)心的問題。由于熱錯(cuò)配，其中的變化會(huì)引起例如干涉膜的層離，或會(huì)導(dǎo)致干涉膜中光散射和/或光吸收的不期望的程度。通常在相對接近室溫的溫度(典型溫度低于250℃)下沉積高折射率材料并沉積為非晶或微晶層。通常，在電燈的使用期間(典型期間為幾千小時(shí))內(nèi)，大多數(shù)高折射率層在例如550℃以上的溫度下發(fā)生結(jié)晶化。結(jié)晶化包括會(huì)通過光散射干擾涂層的光學(xué)透明度的晶粒生長。另外，必須既要在(物理)層沉積工藝期間，又要在高溫下的燈工作期間注意不能讓高折射率層材料變得缺氧，因?yàn)檫@通常導(dǎo)致不期望的光吸收。
目前許多公司使用包括氧化鈦和氧化硅的光學(xué)多層干涉膜，尤其是在冷鏡反光器上和在工作溫度低于約650℃的小型低瓦數(shù)鹵素?zé)羯?。已知?00℃以上這些干涉膜趨于變得混濁(散射)。由于成本的原因，優(yōu)選使用基于氧化鈦和氧化硅的紅外線(IR)反射干涉膜，因?yàn)楦鱾€(gè)層材料的折射率的相對大的差異使得可以在濾光片設(shè)計(jì)中使用相對少的層以及使實(shí)現(xiàn)充分的IR反射的膜疊層的總厚度更薄，在干涉膜的沉積期間需要更少的時(shí)間。然而，雖然通常將在550nm處具有折射率n＝2.3的TiO2用于低溫鹵素?zé)?，但是由于上述的?dāng)將TiO2/SiO2干涉膜暴露于超過700℃的溫度時(shí)存在的散射、吸收和/或涂層破裂/層離的問題，直到現(xiàn)在還沒有將在高溫(例如鹵素)電燈上的高折射率TiO2/SiO2IR反射多層干涉膜商業(yè)化。在這個(gè)溫度范圍附近和這個(gè)溫度以上，發(fā)生從非晶向晶體和/或不同結(jié)晶相尤其是眾所周知的銳鈦礦型和金紅石型微晶之間的內(nèi)部相變，產(chǎn)生散射微晶并且導(dǎo)致體積變化。另外，這些轉(zhuǎn)變影響多層疊層所經(jīng)受的取決于溫度的機(jī)械應(yīng)力，這隨后會(huì)導(dǎo)致層破裂和/或?qū)与x。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有使可見光輻射通過而反射IR輻射的干涉膜的在開始段落中所描述的類型的電燈，該干涉膜包括作為高折射率材料的氧化鈦層和作為低折射率材料的氧化硅層，所述干涉膜在高溫下顯示出改進(jìn)的性能。根據(jù)本發(fā)明，通過包括下述方面的電燈實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的透光燈管，在其中設(shè)置光源，燈管的至少一部分設(shè)置有使可見光輻射通過而反射IR輻射的干涉膜，該干涉膜或者包括第一多個(gè)氧化硅和氧化鈦的交替層或者包括第二多個(gè)氧化硅、氧化鈦和氧化鉭的交替層，通過將相對薄的氧化硅隔層插入到氧化鈦層中使在第一多個(gè)交替層中的氧化鈦層的幾何厚度最多為75nm，氧化硅隔層的幾何厚度至少為1nm而最多為7.5nm，通過將相對薄的氧化鉭隔層插入到氧化鈦層中使在第二多個(gè)交替層中的氧化鈦層的幾何厚度最多為25nm，氧化鉭隔層的幾何厚度至少為1nm而最多為5nm。
通過將相對薄的氧化硅層或相對薄的氧化鉭層引入到氧化鈦層中，獲得了熱穩(wěn)定的高折射率氧化鈦層。按照這種方式制成納米疊層，其非常適于作為在相對高的溫度(700℃以上)下工作的光學(xué)干涉膜中的高折射率材料。具有包含有限厚度的作為高折射率材料的氧化鈦層的干涉膜且具有插入到氧化鈦層中的氧化硅或氧化鉭薄層的電燈在高溫下顯示出改進(jìn)的性能。
根據(jù)本發(fā)明，通過將相對薄的氧化硅層或相對薄的氧化鉭層引入到氧化鈦層中阻礙了氧化鈦層中金紅石型微晶的生長。另外，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在銳鈦礦和金紅石的適當(dāng)混合下凍結(jié)了由銳鈦礦向金紅石的相變。
在已知的包括氧化鈦的干涉膜中，在高溫下趨于生長相對大的晶粒。已知在干涉膜內(nèi)這些晶粒的尺寸受氧化鈦層的厚度的限制，并且當(dāng)在層平面中觀察時(shí)通常不超過氧化鈦層厚度的二或三倍。在已知的使用氧化鈦層作為高折射率材料的干涉膜中，觀察到80nm以上的晶粒尺寸，由于光散射引起了干涉膜的可見光減少。另外，在已知的具有氧化鈦?zhàn)鳛楦哒凵渎什牧系母缮婺ぶ?，在高?大約550℃以上)下銳鈦礦相向金紅石相轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致氧化鈦層的密度增加。在高溫(大約700℃以上)下在已知的氧化鈦層中金紅石晶體的過度生長擾亂干涉膜的規(guī)則結(jié)構(gòu)并引起不期望的光散射。
通過將氧化鈦層封裝在相對薄的氧化硅層之間或相對薄的氧化鉭層之間并限制單個(gè)氧化鈦層的厚度，獲得了具有極好的和期望的高溫性能的穩(wěn)定氧化鈦層。在具有第一多個(gè)交替層的干涉膜中，氧化鈦層具有最多75nm的幾何厚度，同時(shí)將具有1nm到大約7.5nm范圍內(nèi)的幾何厚度的氧化硅隔層插入到氧化鈦層中。在具有第二多個(gè)交替層的干涉膜中，氧化鈦層具有最多25nm的幾何厚度，同時(shí)將具有1nm到大約5nm范圍內(nèi)的幾何厚度的氧化鉭隔層插入到氧化鈦層中。
因?yàn)楦魧佑绊?降低)包括高折射率材料的納米疊層的有效折射率，所以隔層應(yīng)該優(yōu)選具有相對小的厚度。為此，根據(jù)本發(fā)明的電燈的優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，第一多個(gè)交替層中的氧化鈦層具有最多50nm的幾何厚度而氧化硅隔層具有從大約3nm到大約5nm范圍內(nèi)的幾何厚度。根據(jù)本發(fā)明的電燈的另一優(yōu)選實(shí)施例的特征在于第二多個(gè)交替層中的氧化鈦層具有最多15nm的幾何厚度而氧化鉭隔層具有小于或等于大約3nm的幾何厚度。如果氧化鈦層具有小于或等于大約15nm的幾何厚度，那么可以很大程度上防止層的表面粗糙。另外，氧化鈦晶粒不會(huì)再穿破隔層。
由于引入到氧化鈦層中的這些相對薄的隔層，納米疊層仍然具有非常高的“平均”折射率。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，當(dāng)在800℃保持70小時(shí)的時(shí)候這樣的干涉膜保持相同的光學(xué)性能和折射率。取決于之前所沉積的材料中的銳鈦礦籽晶的數(shù)量，這個(gè)折射率可以從n＝2.3變化到n＝2.7(在550nm波長處)。高折射率材料層中的隔層的存在阻礙了氧化鈦層中晶體的晶粒生長，這防止了光學(xué)散射。氧化硅或氧化鉭隔層擔(dān)當(dāng)氧化鈦層中的晶粒生長抑制物。
可以采取額外措施進(jìn)一步改進(jìn)較高溫度下干涉膜的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的電燈的優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，在燈管和幾何厚度至少50nm的干涉膜之間給燈管配置粘附層，例如大量摻雜硼的氧化硅和/或氧化磷。這個(gè)措施阻礙了干涉膜的(突然)破裂和/或其與燈管層離。根據(jù)本發(fā)明的電燈的另一優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，在面向遠(yuǎn)離燈管的一側(cè)上給干涉膜配置幾何厚度至少為50nm的氧化硅層。這種覆蓋層限制了干涉膜的退化。在干涉膜的空氣一側(cè)上的氧化硅“覆蓋”層為干涉膜提供了保護(hù)，尤其是在高溫下。
在第二多個(gè)交替層的情況中，將相對小的氧化鉭隔層引入到干涉膜的濾光片設(shè)計(jì)中。將氧化鉭作為隔層引入到氧化鈦層中的結(jié)果是干涉膜包括三層材料。除了擔(dān)當(dāng)隔層材料外，氧化鉭層也可以用來沉積折射率在氧化鈦的折射率和氧化硅的折射率之間的“全”層。按照這種方式，該“全”層可以擔(dān)當(dāng)折射率在氧化鈦的折射率和氧化硅的折射率之間的層材料。這種包括具有三種不同折射率的層的干涉膜有利于用于抑制干涉膜設(shè)計(jì)中的更高的階。對于使可見光輻射通過而反射紅外線輻射的干涉膜，為了在可見光范圍(從大約400nm到大約750nm)內(nèi)獲得足夠?qū)挼拇翱诙诳梢姽夥秶鷥?nèi)沒有干擾峰，需要波帶的更高階抑制。


本發(fā)明的這些和其它方面在下面描述的實(shí)施例中是顯而易見的并將參照實(shí)施例進(jìn)行闡述。
在附圖中圖1是配置了根據(jù)本發(fā)明的干涉膜的白熾電燈的截面圖；圖2示出了在表IA和IB中描述的IR反射光學(xué)干涉膜的計(jì)算反射率；圖3A示出了表IA和IIA中描述的IR反射光學(xué)干涉膜的計(jì)算反射率；圖3B示出了表IIB中描述的IR反射光學(xué)干涉膜的計(jì)算反射率；圖4是在800℃退火70小時(shí)后的TiO2/Ta2O5疊層的TEM照片；和圖5是如圖4所示的TiO2/Ta2O5疊層的高角度環(huán)狀暗場TEM照片。
附圖僅是概略的并且沒有按比例繪制。特別地，為了清楚，以特別夸大的形式示出了某些尺度。在附圖中盡可能用相同的附圖標(biāo)記表示相似的元件。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，電燈包括容納作為光源2的白熾體的石英玻璃燈管1。從燈管1中伸出到外部的電流導(dǎo)線3與光源2連接。燈管1內(nèi)充有含有鹵素的氣體，諸如溴化氫。燈管1的至少一部分涂覆有包括至少為氧化硅和氧化鈦的多個(gè)層的干涉膜5。干涉膜5使可見光輻射通過而反射紅外線(IR)輻射。在圖1的實(shí)施例中，將燈管1安裝在與電流導(dǎo)線3電連接的燈帽6所支撐的外部燈泡4中。圖1中所示的電燈是使用期至少2500小時(shí)的由60W電源線工作的電燈。
第一實(shí)施例建立成在石英上的多層SiO2/TiO2光學(xué)疊層設(shè)計(jì)的第一實(shí)施例的干涉膜(第一多個(gè)交替層)，目的是完全透射波長在400nm＜λ＜750nm范圍內(nèi)的全部可見光并同時(shí)盡可能多地反射在750nm＜λ＜2000nm間隔范圍內(nèi)的IR光。出發(fā)點(diǎn)是具有相對少層數(shù)的干涉膜具有與已知干涉膜相當(dāng)?shù)募t外光反射率。其結(jié)果是如表IA中所示的25層SiO2/TiO2光學(xué)干涉膜疊層。
表IA包括作為低折射率材料的SiO2和作為高折射率材料的TiO2的25層IR反射干涉膜的初始設(shè)計(jì)。

表IA的干涉膜具有1904nm的總疊層厚度。
在表IA的IR干涉膜的初始設(shè)計(jì)中，在干涉膜的末端和開始處已經(jīng)引入了兩個(gè)額外的層。第一層(參考符號(hào)1)是在面向遠(yuǎn)離燈管的一側(cè)上引入到干涉膜中的幾何厚度至少為50nm的SiO2層。給干涉膜具有至少50nm幾何厚度的氧化硅層。這樣的覆蓋層限制了干涉膜的退化。在干涉膜的空氣一側(cè)上的氧化硅“覆蓋”層為干涉膜提供了機(jī)械保護(hù)，尤其是在高溫下。在表IA的實(shí)例中，這個(gè)覆蓋SiO2層具有大于80nm的厚度。第二層(參考符號(hào)25)是在燈管與干涉膜之間的具有50nm幾何厚度的SiO2粘附層。這個(gè)SiO2粘附層阻礙干涉膜的(突然破裂)和/或干涉膜與燈管層離。該粘附層優(yōu)選包括從氧化硼和氧化磷中選擇的氧化物。摻雜了氧化硼和/或氧化磷的氧化硅層降低膜中的應(yīng)力是已知的。該摻雜降低了二氧化硅的粘度。粘附層的摻雜程度不需要超過幾個(gè)重量百分比，以便該層仍具有相當(dāng)高的二氧化硅含量，例如，重量百分?jǐn)?shù)為95％到98％。
作為從表IA的25層初始設(shè)計(jì)開始的后續(xù)步驟，將相對薄的氧化硅隔層引入到較厚的氧化鈦層中。為此，將在表IA的初始設(shè)計(jì)中厚度超過50nm的全部TiO2層至少分成兩個(gè)TiO2層，同時(shí)將相對薄的SiO2隔層引入到這兩個(gè)TiO2層之間。在表IA的實(shí)施例中，將參考符號(hào)為2、4、6、10、16和22的TiO2層分成兩個(gè)TiO2層，在其間具有4nm的SiO2隔層。使用本身已知的計(jì)算機(jī)優(yōu)化來細(xì)化所得到的包括39層TiO2/SiO2干涉膜的設(shè)計(jì)，得到如表IB中所示的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
表IB優(yōu)化的包括作為低折射率材料的SiO2和作為高折射率材料的TiO2的39層IR反射干涉膜。
將TiO2層的厚度限制在50nm內(nèi)同時(shí)將4nm的SiO2隔層引入到較厚的TiO2層中。


表IB的干涉膜的整體疊層厚度為1915nm，與表IA的干涉膜整體厚度基本相同。
如從表IB可以看出的那樣，已經(jīng)形成了TiO2/SiO2/TiO2納米疊層，在兩個(gè)厚度最多為50nm的TiO2層之間具有4nm的SiO2隔層(參看表IB中的層組2-3-4、6-7-8、10-11-12、18-19-20、26-27-28和34-35-39)。通過將相對薄的氧化硅層引入到氧化鈦層中獲得了熱穩(wěn)定的高折射率氧化鈦層。這些納米疊層非常適于作為在相對高的溫度(700℃以上)下工作的光學(xué)干涉膜中的高折射率材料。具有包括作為高折射率材料的有限厚度的氧化鈦層的干涉膜和在氧化鈦層中的氧化硅薄層的電燈在高溫下顯示出改進(jìn)的性能。按照這種方式，通過將相對薄的氧化硅層引入到氧化鈦層中阻礙了氧化鈦層中金紅石型微晶的生長。另外，在銳鈦礦和金紅石的適當(dāng)混合下凍結(jié)了由銳鈦礦向金紅石的相變。
圖2示出了表IA(25層；虛線表示“25”)和表IB(39層；實(shí)線表示“39”)中描述的IR反射光學(xué)干涉膜的作為波長λ(nm)的函數(shù)的計(jì)算反射率R(％)?？梢钥闯?9層TiO2/SiO2干涉膜(表IB)的整體性能基本與初始的25層TiO2/SiO2干涉膜(表IA)相同。
通過諸如反應(yīng)性濺射將燈管1的相關(guān)部分涂覆有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的表IB的干涉膜5(參見圖1)。根據(jù)本發(fā)明的干涉膜5在電燈的整個(gè)使用期內(nèi)保持完整且保持其初始性能。
第二實(shí)施例建立在SiO2基底上的多層SiO2/TiO2光學(xué)疊層設(shè)計(jì)的第二實(shí)施例的干涉膜(第二多個(gè)交替層)，目的是完全透射波長范圍在400nm＜λ＜750nm范圍內(nèi)的全部可見光并同時(shí)盡可能多地反射在750nm＜λ＜2000nm間隔范圍內(nèi)的IR光。出發(fā)點(diǎn)是與表IA中所描述的相同的干涉膜。
根據(jù)干涉膜的第二實(shí)施例，將氧化鉭薄層引入到厚的氧化鈦層中。這意味著可以第三種層材料是可用的。除了用氧化鉭作為隔層材料外，也可以用氧化鉭層來沉積折射率在氧化鈦的折射率和氧化硅的折射率之間的“全”層。按照這種方式，該“全”層可以擔(dān)當(dāng)折射率在氧化鈦的折射率和氧化硅的折射率之間的層材料。這種包括具有三種不同折射率的層的干涉膜有利于用來獲得具有與初始設(shè)計(jì)相當(dāng)?shù)姆瓷渎实暮唵蔚枚嗟臑V光片設(shè)計(jì)。另外，可以用具有中間折射率的層來抑制干涉膜設(shè)計(jì)中的更高階。
通過表IIA中的實(shí)施例示出了引入具有中間折射率的第三層材料的效果。
表IIA包括作為低折射率材料的SiO2和作為高折射率材料的TiO2及作為中間折射率材料的Ta2O5的19層IR反射干涉膜。

表IIA的干涉膜的整體疊層厚度為1893nm，與表IA的干涉膜的整體厚度基本相同。
雖然層數(shù)由25(表IA)減小到了19(表IIA)，但是包括折射率在SiO2和TiO2的折射率之間的Ta2O5層的濾光片設(shè)計(jì)的反射率與初始的25層設(shè)計(jì)(表IA)相近。
圖3A示出了表IA(25層；虛線表示“25”)和表IIA(19層；實(shí)線表示“19”)中描述的IR反射光學(xué)干涉膜的作為波長λ(nm)的函數(shù)的計(jì)算反射率R(％)。可以看出，19層TiO2/Ta2O5/SiO2干涉膜(表IIA)的整體性能基本與初始的25層TiO2/SiO2干涉膜(表IA)相同。
作為從19層TiO2/Ta2O5/SiO2干涉膜(表IIA)開始的后續(xù)步驟，將相對薄的氧化鉭隔層引入到較厚的氧化鈦層中。為此，將在表IIA的初始設(shè)計(jì)中的全部TiO2層分成至少兩個(gè)TiO2層，同時(shí)將相對薄的Ta2O5隔層引入到這兩個(gè)TiO2層之間。在表IIA的實(shí)例中，將參考符號(hào)為2、4、6、9、13和17的TiO2層分成兩個(gè)TiO2層的幾組，兩個(gè)TiO2層的最大厚度為15nm并且在其間具有2nm的Ta2O5隔層。通過使用本身已知的計(jì)算機(jī)優(yōu)化來細(xì)化所得到的設(shè)計(jì)，得到表IIB中所示的67層TiO2/Ta2O5/SiO2干涉設(shè)計(jì)。
表IIB優(yōu)化的包括作為低折射率材料的SiO2、作為高折射率材料的TiO2和作為中間折射率材料的Ta2O5的67層IR反射干涉膜。
將TiO2層的厚度限制在15nm內(nèi)同時(shí)將2nm的Ta2O5隔層引入到較厚的TiO2層中。



表IIB的干涉膜的整體疊層厚度為1902nm，與表IA和表IIA的干涉膜的整體厚度基本相同。
如從表IIB可以看出的那樣，已經(jīng)形成了在兩個(gè)具有厚度最多為15nm的TiO2層之間具有2nm的Ta2O5隔層的TiO2/Ta2O5/TiO2納米疊層(參看表IIB中的層組2-10、12-22、24-32、35-49、53-57和61-65)。通過將相對薄的氧化鉭層引入到氧化鈦層中獲得了熱穩(wěn)定的高折射率氧化鈦層。這些納米疊層非常適于作為在相對高的溫度(700℃以上)下工作的光學(xué)干涉膜中的高折射率材料。具有包括有限厚度的作為高折射率材料的氧化鈦層的干涉膜和在氧化鈦層中的氧化鉭薄層的電燈在高溫下顯示出改進(jìn)的性能。按照這種方式，通過將相對薄的氧化鉭層引入到氧化鈦層中阻礙了氧化鈦層中金紅石型微晶的生長。另外，在銳鈦礦和金紅石的適當(dāng)混合下凍結(jié)了由銳鈦礦向金紅石的相變。
圖3B示出了表IIB(67層；實(shí)線表示“67”)中描述的IR反射光學(xué)干涉膜的作為波長λ(nm)的函數(shù)的計(jì)算反射率R(％)。67層TiO2/Ta2O5/SiO2干涉膜(表IIB)的整體性能基本與圖3A中示出的初始25層TiO2/SiO2干涉膜(表IA)及19層TiO2/Ta2O5/SiO2干涉膜(表IIA)相同。
通過諸如反應(yīng)性濺射將燈管1的相光部分涂覆有依照本發(fā)明第二實(shí)施例的表IIB的干涉膜5(參見圖1)。根據(jù)本發(fā)明的干涉膜5在電燈的整個(gè)使用期內(nèi)保持完整且保持了其初始性能。
作為示例，圖4示出了在800℃退火70小時(shí)后的TiO2/Ta2O5層的疊層的透射電子顯微鏡(TEM)照片。照片左下角的標(biāo)尺表示50nm的長度。每個(gè)TiO2層的厚度約為10nm而Ta2O5隔層的厚度約為2nm。層平面中的TiO2/Ta2O5晶體的晶粒尺寸約為50nm。
圖5是圖4中所示的TiO2/Ta2O5疊層的高角度環(huán)狀暗場(HAADF)TEM照片。在這個(gè)照片中，TiO2區(qū)域邊界上的白線表示Ta2O5?？梢钥闯鯰a2O5邊界層將TiO2限制在保持初始成分的層的小的相對平的部分內(nèi)。沒有觀察到穿透Ta2O5邊界層的大的TiO2微晶。
需要指出的是，上述實(shí)施例僅是闡述而不是限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不偏離附屬權(quán)利要求的范圍的條件下設(shè)計(jì)多種替代實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不能認(rèn)為圓括號(hào)中的任何參考符號(hào)限制了權(quán)利要求。動(dòng)詞“包括”及其變化的使用不能排除除了權(quán)利要求中陳述的元件或步驟以外的元素或步驟存在。元件前的冠詞“一個(gè)”不能排除多個(gè)這種元件的存在?？梢酝ㄟ^包括幾個(gè)不同元件的硬件和通過適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在列舉幾個(gè)裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，可以通過硬件的一個(gè)及相同項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)這些裝置中的幾個(gè)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述某些措施的事實(shí)并不意味著不能使用這些措施的組合以產(chǎn)生良好的效果。
權(quán)利要求
1.一種電燈，包括在其中設(shè)置了光源(2)的透光燈管(1)，燈管(1)的至少一部分具有使可見光輻射通過而反射紅外線輻射的干涉膜(5)，干涉膜(5)包括第一多個(gè)氧化硅和氧化鈦的交替層或者包括第二多個(gè)氧化硅、氧化鈦和氧化鉭的交替層，通過將相對薄的氧化硅隔層插入到氧化鈦層中使第一多個(gè)交替層中的氧化鈦層的幾何厚度最多為75nm，氧化硅隔層的幾何厚度至少為1nm且最多為7.5nm，通過將相對薄的氧化鉭隔層插入到氧化鈦層中使第二多個(gè)交替層中的氧化鈦層的幾何厚度最多為25nm，氧化鉭隔層的幾何厚度至少為1nm且最多為5nm。
2.如權(quán)利要求1中所述的電燈，其中第一多個(gè)交替層中的氧化鈦層的幾何厚度最多為50nm，氧化硅隔層的幾何厚度至少為3nm且最多為5nm。
3.如權(quán)利要求1中所述的電燈，其中第二多個(gè)交替層中的氧化鈦層的幾何厚度最多為15nm，氧化鉭隔層的幾何厚度最多為3nm。
4.如權(quán)利要求1、2或3中所述的電燈，其中燈管(2)具有在燈管(2)和干涉膜(5)之間的粘附層，該粘附層的厚度至少為50nm。
5.如權(quán)利要求4中所述的電燈，其中該粘附層包括從氧化硼和氧化磷中選擇的氧化物。
6.如權(quán)利要求1、2或4中所述的電燈，其中該干涉膜(5)在面向遠(yuǎn)離燈管的一側(cè)上具有厚度至少為50nm的氧化硅層。
全文摘要
一種電燈，具有在其中設(shè)置了光源(2)的透光燈管(1)。燈管的至少一部分具有使可見光輻射通過而反射紅外線輻射的干涉膜(5)。該干涉膜或者具有第一多個(gè)SiO
文檔編號(hào)H01J61/35GK101015035SQ200580029894
公開日2007年8月8日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月6日
發(fā)明者M·范格魯特爾, H·范斯普朗, J·馬拉 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司