[发明专利]具有光学干涉薄膜的电灯

说明书

本发明涉及一种电灯，它包括以气密方式包围内灯管的外壳，并包括光学干涉薄膜。

更具体而言这种电灯是包括放置在内灯管中的白炽灯光源的卤素灯，该内灯管密封在外壳中。此外，该电灯还可以是放电灯，工作时，电弧放电用作光源。例如这种电灯用在汽车应用中，例如用作工作时发射黄光的(卤素或放电)照明灯、用作指示灯(也称为“汽车信号灯”)中的琥珀色光源或用作刹车灯中的红色光源。所述电灯还用在交通和指示标志、回转照明、交通灯、投影照明和光导纤维照明中。这种电灯的备选实施例包括这样的灯，其中通过合适的光学干涉薄膜，色温被改变和/或在灯管中包含红外辐射。首段中提及的这类电灯还可用于普通照明目的，例如车间照明，家用照明、塑形照明、局部照明、剧院照明、光导纤维应用、以及投影系统。

光学干涉薄膜反射源自电磁波谱的不同部分的辐射和/或允许源自电磁波谱的不同部分的辐射经过，例如源自电磁波谱的不同部分的辐射是紫外、可见和/或红外光。这种光学干涉薄膜一般以电灯(灯管)和/或反射器上的涂层提供。

光学干涉薄膜一般用于红外反射(节省能量)、彩色校正、UV阻隔、日光型镀膜、部分涂层、后视镜涂层等。此外，干涉滤波器一般布置在灯管的外表面上。因为大多数灯的工作条件导致外壳的温度很高(一般范围为400摄氏度到大约1000摄氏度)，这种干涉涂层的热稳定性要好。因此，这种干涉滤波器一般包括作为低折射率材料的氧化硅(SiO₂)和呈现较高折射率的金属氧化物的叠层。使用的已知金属氧化物是：氧化钛(TiO₂)、氧化铌(Nb₂O₅)、氧化钽(Ta₂O₅)、氧化锆(ZrO₂)及它们的混合物。材料的确切选择取决于衬底的热负荷。

可以以常规方式提供光学干涉薄膜，例如，通过气相淀积(PVD：物理气相淀积)或(反应)溅射或浸渍敷层或喷镀工艺、或LP-CVD(低压化学气相淀积)、PE-CVD(等离子增强CVD)或PI-CVD(等离子脉冲化学气相淀积)。

包含光学干涉薄膜的电灯从US-A 4 017 758获知。已知的电灯包括硬质玻璃外灯壳，它以气密的方式包围着透光的石英玻璃内灯管。白炽灯光源放置在内灯管中。光学干涉薄膜传输可见光和反射红外辐射，并由光学干涉薄膜和布置在外灯壳的内表面上的高掺杂金属氧化物薄膜组成。

已知电灯的一个缺点是发生光学干涉薄膜的退化；特别是光学干涉薄膜布置在外灯壳中的内灯管上时。

本发明的目的是提供一种电灯，其中可以消除所述缺点。为此目的，根据本发明在首段中提及的这类电灯包括：

-外灯壳，以气密的方式包围着透光的内灯管，

-放置在内灯管中的光源，

-光学干涉薄膜，提供在外灯壳的内表面的至少一部分上或内灯管的外表面的至少一部分上，

-光学干涉薄膜包括多个交替的高、低折射率层，

-高折射率层材料基本包含氧化锆。

在本发明的说明书和权利要求书中，名称“气密”用来指没有氧气(意欲)被添加到外壳中的密闭空间的条件。实际在所有的应用中，已知电灯的光学干涉薄膜直接与空气接触或至少与空气间接接触。如果光学干涉薄膜布置在气密电灯(例如，密封的PAR反射器)中，已知添加(微弱的)氧化气体到其中布置有光学干涉薄膜的气密电灯中，以减小光学干涉薄膜的退化。而且，这种氧化导致填充气体中部分氧压的降低，使得氧化对光学干涉薄膜退化的影响最小化。

令人惊讶的是，在电灯的工作条件下，基于氧化锆的光学干涉薄膜在使用寿命期间保持稳定，其中电灯具有以气密方式包围透光内灯管的外灯壳。已知当电灯工作时光学干涉薄膜倾向于退化。特别是，在室温到至少1000摄氏度之间的热循环期间或之后，已知的光学干涉薄膜的光学和机械稳定性表现显著的退化。甚至已知的和广泛使用的氧化钽(Ta₂O₅)在应用到具有以气密方式包围透光内灯管的外灯壳的电灯中的光学干涉薄膜中时也表现出退化。

不指望得到任何特殊理论支持，本发明人相信在电灯的工作期间，从烧热的外壳中释放氢：在高温热稳定的其他层材料，包括氧化钽(Ta₂O₅)，它们与氢反应并退化，但氧化锆(ZrO₂)保持稳定。此外，从玻璃壁释放的氢将被添加在气体氛围中的氧所氧化。一旦密闭空间中的氧被消耗，氢将开始腐蚀包括氧化钽的光学干涉薄膜，但氧化锆例外。