用于節能燈的高折射率材料的制作方法

專利名稱：用于節能燈的高折射率材料的制作方法
技術領域：
一般來說，本發明涉及具有高折射率層的光學多層涂層。具體來說，本文中的一些實施例涉及具有包含至少三種金屬的氧化物的高折射率層的光學多層涂層。
背景技術：
光干涉涂層有時又稱作薄膜光學涂層或濾光器，它們包括不同折射率的兩種或更多材料的交替層。這類涂層或膜是已知的，并且已經用于選擇性地反射或透射來自電磁輻射譜的各種部分的光輻射，諸如紫外線、可見光和紅外線輻射。例如，這類光干涉涂層在燈工業中用于涂敷反射鏡和燈外殼。其中光干涉涂層有用的一種應用是通過在透射光源發出的電磁譜的可見光的同時，把燈絲或電弧所發出的紅外能量向燈絲或電弧反射，來提高燈的照明效率或功效。這減少了需要提供給光源以保持其工作溫度的電能的量。
光干涉涂層一般包括兩種不同類型的交替的層，一個具有低折射率，而另一個具有高折射率。通過這兩種具有不同折射率的材料，能夠設計能夠被沉積到燈外殼的外表面上的光干涉涂層。在一些情況下，涂層或濾光器透射從光源所發出的可見光譜區(一般從大約380至大約780nm波長)中的光，同時它反射紅外光(一般從大約780至大約2500nm)。 所返回的紅外光在燈工作期間加熱光源，并且因此，帶涂層的燈的流明輸出顯著大于無涂層的燈的流明輸出。
許多已知的高折射率材料在用作光干涉涂層的成分時，在燈工作溫度下無法保存其光學和機械完整性。問題常常表現為可見光透射的損耗、IR輻射的反射(在希望有這種反射之處)的降級、和/或過度破裂或剝離形式的涂層失效。但是，為了取得高能量效率， 不能容許光學和機械完整性中的這些變化程度的降級。
因此，仍然需要在諸如例如高達大約400°C或者一直到大約1000°C的高溫下具有增強的光學和機械完整性的光干涉多層涂層。

發明內容
本發明的一個實施例針對一種包括多個交替的第一層和第二層的光干涉多層涂層。第一層具有相對較低的折射率，而與第一層相比，第二層具有相對較高的折射率。第二層包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物=NbTaX氧化物，其中X從由Hf、Al和Ir 組成的組中選取；NbTiY氧化物，其中Y從由Ta、Hf、Al和rLx組成的組中選取；以及TiAlZ 氧化物，其中Z從由Ta、Hf和rLx組成的組中選取。
本發明的另一個實施例針對一種燈，它包括具有表面的透光外殼以及光源，其中外殼至少部分包圍光源。透光外殼的表面的至少一部分設有包括多個交替的第一層和第二層的光干涉多層涂層，第一層具有相對較低的折射率，而與第一層相比，第二層具有相對較高的折射率。第二層包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物=NbTaX氧化物，其中 X從由Hf、Al和ττ組成的組中選取；NbTiY氧化物，其中Y從由Ta、Hf、Al和&組成的組中選取；以及TiAlZ氧化物，其中Z從由Ta、Hf和^ 組成的組中選取。
通過以下詳細描述，將會更好地理解本發明的其它特征和優點。


現在參照附圖更詳細地描述本發明的實施例。
圖1是根據本發明的實施例的示范燈的示意描繪。
圖2是描繪根據本發明的實施例、在包括Nb、Ti和Al的多層涂層的退火之后的光學性能的圖表。
圖3是示出在包括Nb和Ta的二成分多層涂層的退火之后的光學性能的圖表。
圖4是示出根據本發明的實施例、在包括Ti、Al和Ta的單層涂層的退火之后的光學性能的圖表。
圖5是示出根據本發明的實施例、在包括Ti、Al和Hf的另一個單層涂層的退火之后的光學性能的圖表。
圖6是示出根據本發明的實施例、在包括Nb、Ti和Al的另一個單層涂層的退火之后的光學性能的圖表。
圖7是示出在包括Nb和Ta的二成分單層涂層的退火之后的光學性能的圖表。
具體實施例方式如上所述，本發明的一個實施例針對一種包括多個交替的第一層和第二層的光干涉多層涂層，第一層具有相對較低的折射率，而與第一層相比，第二層具有相對較高的折射率，其中第二層包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物=NbTaX氧化物，其中X從由Hf、Al和ττ組成的組中選取；NbTiY氧化物，其中Y從由Ta、Hf、Al和rLr組成的組中選取；以及TiAlZ氧化物，其中Z從由Ta、Hf和&組成的組中選取。換句話說，第二層包括從 NbTaHf氧化物、NbTaAl氧化物、NbTaZr氧化物、NbTiTa氧化物、NbTiHf氧化物、NbTiAl氧化物、NbTWr氧化物、TiAlTa氧化物、TiAlHf氧化物和TiAUr氧化物等等中所選取的至少一種混合金屬氧化物。根據本發明的實施例的涂層能夠用于其中希望有或者通常使用光干涉涂層的各種各樣應用中的任一個。這些包括例如照明應用(例如燈)、光波導、反射鏡、裝飾材料、保密印刷等等。在一些實施例中，涂層用于選擇性地反射電磁譜的一部分，同時透射電磁譜的另一部分。例如，涂層能夠用作“冷鏡”或“熱鏡”。“冷鏡”是一種濾光器，它反射可見光，同時允許較長波長的紅外能量通過濾光器。“熱鏡”是一種濾光器，它反射紅外線輻射，同時允許較短波長的可見光通過濾光器。本文中的熱鏡的一個非限制性應用是將紅外熱量返回到燈的燈絲，以便提高燈效率。
根據本發明的實施例的多層材料包括具有相對較高折射率的層，其中，這些高折射率層包括至少一種混合金屬氧化物。本文所使用的術語“混合金屬氧化物”可按照作為金屬氧化物的混合物、金屬氧化物的固溶體、金屬氧化物的化學計量或非化學計量化合物或者以上各項的組合來定義。通常，根據本發明的實施例所使用的混合金屬氧化物包括氧化物中的至少三種不同類型的金屬原子。例如，并且僅作為舉例，"NbTiHf氧化物”意在指下列項中的任一項或多項⑴包括氧化鈮、氧化鈦和氧化鉿的混合物；O)Nb205、Ti&和HfO2的固溶體；(3)化合物NbaTibHfeOd,其中a、b和c為正實數，以及d = 2. 5a+2b+2c (當Nb為五價時)或者d= 1. 5a+2b+2c (當Nb為三價時)；(4)缺氧的非化學計量化合物NbaTibHf。0d_s，其中a、b、c、d如上所述，以及δ小于大約0. 2 ； (5)氧過剩的非化學計量化合物NbaTibHf。0d+s， 其中a、b、c、d和δ如上所述；或者以上項的組合；等等。例如，"NbTiHf氧化物”可包括 (例如混合物中的)相應氧化物的離散分子；或者可以是Nb/Ti/Hf基體的氧化物。對于根據本發明的實施例使用的包括氧化物中的至少三種不同類型的金屬原子的其它混合金屬氧化物，存在相同的可能性。一般來說，光干涉多層涂層的第二(即高折射率)層可包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物滿足原子比0 < X/(Nb+Ta+X) < 1的NbTaX氧化物；滿足原子比0
<Y/ (Nb+Ti+Y) < 1 的 NbTiY 氧化物；以及滿足原子比 0 < Z/(Ti+Al+Z) < 1 的 TiAlZ 氧化物；其中X、Y和Z如上所述。
包括混合金屬氧化物中的至少三種不同類型的金屬原子的根據本發明的實施例的光干涉涂層的使用可具有某些優點。這類涂層在用于燈上時，可有利地為這類燈提供提高的能量效率。這種提高可表現為增大的LPW(流明/瓦)的值。此外，這類涂層即使在暴露于高溫下之后也可呈現高的結構和光學完整性。此外，涂敷有根據本發明的實施例的光干涉膜的燈可呈現改進的一致性和性能穩定性，并且具有改進的外觀(平滑和清晰涂層表面)。不受理論限制，元素“Χ”、“Υ”和“Ζ”的包含可充當高折射率層的穩定劑，使得混合金屬氧化物在高溫下的晶化或晶粒生長實質上不會發生。這種晶化或晶粒生長以前已知是金屬氧化物材料中的有害光散射的一個原因。金屬氧化物材料中的光散射在高的光透射率是所希望有的性質的情況下能夠導致光的透射的損耗。
在一些實施例中，光干涉多層涂層的第二(即高折射率)層可包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物滿足原子比0 < X/(Nb+Ta+X) < 0. 30的NbTaX氧化物；滿足原子比0 < Y/(Nb+Ti+Y) < 0. 30的NbTiY氧化物；以及滿足原子比0 < Z/(Ti+Al+Z)
<0. 30的TiAlZ氧化物；其中X、Y和Z如上所述。在另一個實施例中，光干涉多層涂層的第二(即高折射率)層可包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物滿足原子比5
<X/ (Nb+Ta+X) < 0. 25 的 NbiTaX 氧化物；滿足原子比 5 < Y/ (Nb+Ti+Y) < 0. 25 的 NbTiY 氧化物；以及滿足原子比5 < Z/(Ti+Al+Z) < 0. 25的TiAlZ氧化物。其它金屬原子可存在于這些混合金屬氧化物中的每一個中，但是為了測量原子比，僅使用所述金屬的原子的量。 在某些實施例中，當使用波長為550nm的可見光來測量時，光干涉多層涂層的高折射率層具有從大約1. 7 (或者高于大約1. 7)至大約2. 8的折射率。
典型情況是，根據本發明的實施例的第一(即，低折射率)層由具有相對較低折射率、例如在550nm從大約1. 35至大約1. 7的折射率的材料組成。這類低折射率材料可包括各種各樣的陶瓷和/或耐熱材料，諸如金屬或非金屬氧化物或者氮化物。但是，采用硅氧化物(例如硅石或石英)作為組成第一層的低折射率材料有時是方便的。雖然不一定必要， 但是典型情況是第一層和第二層是交替并且相鄰的。
根據本發明的實施例，光干涉多層涂層可具有在寬范圍內變化的總幾何厚度。它可高達大約25微米，或者可低至大約0. 001微米。非限制性地，例如，總幾何厚度可以在從大約1至大約15微米的范圍之內。更狹義來說，光干涉多層涂層還可具有從大約10至大約15微米的總幾何厚度。單獨的高和低折射率層通常可具有從大約20nm至大約500nm的厚度，或者有時從大約IOnm至大約200nm。
根據本發明的實施例，光干涉多層涂層可包括兩層以上的任何任意總數的層(高和低折射率)。層的總數不是特別關鍵的。更具體來說，層的總數可以在從4至250(包括 4和250在內)的任何整數的范圍內，并且更狹義來說，從大約30至大約150層。
根據某些實施例，光干涉多層充當“熱鏡”，即，它透射從光源發出的可見光譜區中 (一般從大約380至大約780nm波長)的光，同時它反射紅外光(一般從大約780至大約 2500nm)。在這類實施例中，光干涉多層涂層可在可見光中具有大于60% (更優選地大于大約80%)的平均透射率，并且在電磁譜的紅外區中具有至少大約30% (并且更通常地大于大約70% )的平均反射率。
通過將本文所公開的高折射率材料用于光干涉涂層的高折射率層，能夠得到一種能夠抗頻繁溫度變化、特別是包括增加到800°C或更高的變化的材料。這種抗高溫性的一個表現是，根據本發明的實施例的涂層常常不會遭受過度剝離或破裂。例如，光干涉多層涂層通常能夠在室溫與高于或等于大約800°C之間重復循環，而沒有第二(高折射率)層或者第一層或者這兩種層的明顯機械降級。
增強的抗溫度性的另一個表現是，根據本發明的實施例的涂層在可見區常常不會遭受過度光散射。不受任何理論限制，人們認為，當高折射率層遇到高溫時，層經過向更晶體結構(或者具有更大晶粒度的結構)的變換，它們兩者在可見區、特別是大約370至 500nm波長均能夠增強光散射并且因而減小通過層的光透射。如前面所述，元素“X”、“Y”和 “Ζ”的包含可提供如下技術效果(優點)充當高折射率層的穩定劑，使得混合金屬氧化物在高溫下的晶化或晶粒生長實質上不會發生。例如，根據本發明的實施例的光干涉多層涂層在經過在大約800°C退火大約4天之后在電磁譜的可見區中通常呈現小于大約10% (更狹義地小于大約5 % )的透射損耗。在一些實施例中，甚至在800 °C退火超過4天之后，透射損耗在可見譜中也小于大約5%。在又一些實施例中，甚至在高于800°C、諸如例如在850、 900、950和1000°C退火之后，透射損耗也小于大約5-10%。實際上，多層涂層的光學性能有時能夠維持長達它可應用于其上的燈的整個使用期限，例如大約3000小時。
根據本發明的實施例的多層涂層可通過用于沉積涂層材料的已知的任何適當沉積技術來沉積。示范技術可包括但不限于化學汽相沉積(例如低壓CVD，LPCVD)和等離子體輔助化學汽相沉積；以及物理汽相沉積方法，諸如熱蒸發、電子束蒸發、離子鍍、浸涂、離子束沉積、濺射、噴涂或激光消融等等。
在LPCVD用于沉積多層涂層的情況下，它通常可采用如美國專利No. 5143445中提出的過程，通過引用將其有關教導結合于此。但是，通過LPCVD產生的燈上的光干涉涂層的厚度極限可能僅為大約4微米。如果希望有更厚的層，則濺射技術還能夠用于涂敷燈。典型濺射裝置包括容納至少一個靶和基片的室。將氣體、如氬引入室中，它變為正離子化的。 正氬離子撞擊靶，使沉積材料被去除并冷凝成基片上的薄膜。一些適當的濺射裝置包括美國專利No. 6494997中所示的射頻(RF)磁控管濺射裝置，通過引用將其有關教導結合于此。 濺射技術和設備是本領域中眾所周知的。例如，磁控管濺射室及相關設備可從各種來源得到。
當采用濺射時，可使用夾持用于形成高折射率層的混合金屬氧化物的金屬的合金和/或混合物的單個靶。備選地，能夠使用各夾持一種或多種金屬的多個靶。此外，還能夠使用包含金屬氧化物或其它化合物的一個或多個靶。一般來說，這類濺射操作通常在氧/ 氬氣氛中執行。在涂層的預計用途是充當光源或燈的帶通濾波器的情況下，被涂敷的基片通常可包括燈的透光外殼。
根據本發明的實施例，還提供包括本公開的光干涉多層涂層的燈或多個燈。這類燈一般包括具有表面的透光外殼以及光源，其中外殼至少部分包圍光源。透光外殼的表面的至少一部分設有光干涉多層涂層。正如一般已知的，這類透光外殼可由透光到可觀程度并且能夠耐受相對較熱溫度(例如大約80(TC或者甚至更高溫度)的任何材料來組成；例如，它可由石英、陶瓷或玻璃等等組成。光源可以是白熾源(例如通過燈絲的電阻加熱來提供光的源)；和/或它可以是電弧放電源，例如高強度放電(HID)源。
通常，在采用燈絲的情況下，它由一般采取盤繞形式的耐熱金屬、如鎢等等組成， 這是眾所周知的。要激勵燈，通常提供至少一個電氣元件，它設置在外殼中并且連接到貫穿外殼的電流供應導體(或電導線)。通常，外殼包圍填充氣體、特別是可電離的填充氣體，它們可包括至少一種稀有氣體(例如氪或氙)和/或可汽化的鹵素物質，例如烷基鹵化物化合物(例如溴化甲烷)。還預期其它填充成分，諸如金屬鹵化物、水銀及其組合。
現在參照圖1，這里所示的是根據本發明的實施例的示范燈的示意描繪。不是意在限制，并且也不是比例圖。在這個說明性實施例中，燈10包括氣密玻璃透光石英外殼11，其外表面涂敷有多層光干涉涂層12。外殼11包圍盤繞的鎢燈絲13，它能夠由內電導線14、 14’來激勵。內電導線14、14’焊接到箔15、15’，并且外電導線16、16’焊接到箔的相對端。 在外殼11的內部17中設置了包括鹵素或鹵素化合物的可電離填充物。
示例 這些示例是說明性的，而不應當被理解為對要求保護的發明的范圍的任何類型的限制。
與涂層的高折射率材料中僅具有兩種或更少金屬的多層光干涉涂層相比，本發明的實施例通常提供令人吃驚和意外的優點。這類令人吃驚和意外的優點的示例在本文中公開，但是它們不是要被理解為限制本發明。
示例 1 示范多層材料(36層)作為涂層沉積在基片上。它有大約4微米的總幾何厚度， 并且由交替的高折射率層和低折射率層構成。低折射率層由硅石組成，而高折射率層是濺射沉積的NbTiAl氧化物。高折射率材料通過濺射靶中夾持的質量比為45 45 10的金屬Nb、Ti和Al的組合來沉積。用公式表示，所沉積NbTiAl氧化物材料被估計為標稱上由基于金屬原子的總數量的大約20. 6原子％ Al組成，即，NbTiAl氧化物材料滿足原子比Al/ (Nb+Ti+Al)=大約0.206。這種材料然后在800°C的溫度退火4天，并且將其透射譜與沉積完成時的涂層進行比較。已經發現，經退火的涂層在可見區中具有極少光散射。這通過在450-500nm之間的區域中不超過大約5%的透射損耗、對于大約700nm的頂波長幾乎為 0%以及對于其它可見和頂波長不超過大約2. 5%來證明。參見圖2。此外，該涂層不會遭受剝離。
示例 2 相比之下，由兩種成分氧化物所組成的高折射率材料不會類似地呈現有益等級的低光散射和高機械穩定性。例如，由交替高折射率層和低折射率層構成的多層材料(120 層)作為涂層沉積到基片上，其中低折射率層由硅石組成，而高折射率層包含濺射沉積的 NbTa氧化物。該涂層則在800°C只退火1天。將經退火的涂層的透光與沉積完成時的涂層進行比較。經退火的涂層在可見波長范圍中的透射的損耗是明顯的，并且與以上測試的三成分材料相比明顯更差，如圖3所示。在大約400-700nm的波長范圍中，該損耗處于作為球面損耗所測量的7-50%范圍之內，而處于作為鏡面損耗所測量的17-80%范圍之內。圖3 示出在鏡面模式所測量的散射損耗。
示例 3 本發明的另一個實施例涉及包括TiAlTa氧化物的三成分高折射率層。這種材料的單層通過濺射來沉積，然后在800°C退火總共4天。4天退火之后其透射的損耗在可見區和頂區中不超過大約1. 5%。參見圖4。
示例 4 類似地，包含TiAlHf氧化物的三成分高折射率單層通過濺射來沉積，然后在 800°C退火總共4天。即使在經過4天退火之后，它因光散射引起的透射的損耗也不超過大約0. 5%，如圖5所示。
示例 5 在這個示例中，包含NbTiAl氧化物的單層作為基片上的涂層來沉積，然后在 800°C退火1天，并且然后退火總共4天。光透射的最大損耗(散射損耗)不超過大約1.2%。 參見圖6。
示例 6 與上述單層三成分高折射率層對比，還進行單層二成分研究。高折射率NbTa氧化物的單層通過濺射在基片上沉積，然后在800°C退火1天。其光散射損耗在1天退火之后在可見區高達大約11%，如圖7所示。
上述光干涉膜在用作燈上的涂層時，可有利地為這種燈、如鹵素燈提供提高的能量效率。這種提高可表現為增加的LPW(流明/瓦)的值。當表達為百分比時，LPW的增加稱作“增益”。與無涂層的燈相比，燈在根據本發明的實施例涂敷有光干涉膜時，可呈現從大約20%至大約150%、更優選地大于大約33%以及甚至更優選地從大約100%至大約150% 的增益。這類比較通常對激勵到相同熱燈絲溫度、例如在通常工作的溫度的相同燈來執行。 此外，上述光干涉膜甚至在暴露于高達大約800°C或者甚至更高的溫度之后也呈現高的結構和光學完整性。
此外，涂敷有根據本發明的實施例的光干涉膜的燈可呈現改進的一致性和性能穩定性，并且具有改進的外觀(平滑和干凈的涂層表面)。
本文所使用的近似語言可適用于修改可改變的任何定量表示，而沒有引起它所涉及的基本功能的變化。因此，在一些情況下，通過諸如“大約”和“實質上”之類的一個或多個術語所修改的值可以并不局限于所指定的精確值。與量結合使用的修飾詞“大約”包含所述值，并且具有上下文所規定的含義(例如包括與特定量的測量關聯的誤差程度)。“可選”或“可選地”表示隨后所述事件或環境可能發生或者可能不發生，或者隨后所標識材料可能存在或者可能不存在，并且描述包括其中事件或環境發生或者其中材料存在的情況以及其中事件或環境沒有發生或者材料不存在的情況。單數形式“一”、“一個”和“該”包括復數對象，除非上下文另加明確規定。本文所公開的所有范圍包含所述端點并且是獨立可組合的。
雖然僅結合有限數量的實施例詳細描述了本發明，但是應當易于理解，本發明并不局限于這類公開的實施例。相反，本發明可修改為結合前面沒有描述的任何數量的變化、
變更、替換或等效方案，但它們與本發明的精神和范圍一致。另外，雖然已經描述本發明的各種實施例，但是要理解，本發明的方面可以僅包含所述實施例中的一些。因此，本發明不要看作受到以上描述的限制，而是僅由所附權利要求的范圍來限制。
作為新的要求其權益并且希望受到美國專利證書保護的內容如權利要求書中所述。
權利要求
1.一種光干涉多層涂層，包括多個交替的第一層和第二層，所述第一層具有相對較低的折射率，而與所述第一層相比，所述第二層具有相對較高的折射率，其中所述第二層包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物 NbTaX氧化物，其中X從由Hf、Al和rLx組成的組中選取； NbTiY氧化物，其中Y從由Ta、Hf、Al和rLx組成的組中選取；以及 TiAlZ氧化物，其中Z從由Ta、Hf和rLx組成的組中選取。
2.如權利要求1所述的光干涉多層涂層，其中，所述第二層包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物 滿足原子比0 < X/(Nb+Ta+X) < 1的NbTaX氧化物； 滿足原子比0 < Y/(Nb+Ti+Y) < 1的NbTiY氧化物；以及滿足原子比0 < Z/(Ti+Al+Z) < 1的TiAlZ氧化物。
3.如權利要求2所述的光干涉多層涂層，其中，所述第二層包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物 滿足原子比5 < X/ (Nb+Ta+X) < 0. 25的NbTaX氧化物； 滿足原子比5 < Y/ (Nb+Ti+Y) < 0. 25的NbTiY氧化物；以及滿足原子比5 < Z/ (Ti+Al+Z) < 0. 25的TiAlZ氧化物。
4.如權利要求1所述的光干涉多層涂層，其中，所述涂層能夠在室溫與高于或等于大約800°C之間重復循環，而所述第二層沒有明顯機械降級。
5.如權利要求1所述的光干涉多層涂層，其中，所述涂層在大約800°C退火大約4天之后，在電磁譜的可見區中呈現小于大約5%的透射損耗。
6.如權利要求1所述的光干涉多層涂層，其中，所述第二層在550nm具有從大約1.7至大約2. 8的折射率。
7.如權利要求1所述的光干涉多層涂層，其中，所述第一層在550nm具有從大約1.35 至大約1. 7的折射率。
8.如權利要求1所述的光干涉多層涂層，其中，所述涂層具有從大約0.001至大約25 微米的幾何厚度。
9.如權利要求8所述的光干涉多層涂層，其中，所述涂層具有從大約1至大約15微米的幾何厚度。
10.如權利要求1所述的光干涉多層涂層，其中，所述涂層具有從4至250的總層數。
11.如權利要求1所述的光干涉多層涂層，其中，所述涂層在可見光中具有大于60%的平均透射率，并且在電磁譜的紅外區中具有至少大約30%的平均反射率。
12.一種光干涉多層涂層，包括多個交替的第一層和第二層，所述第一層具有相對較低的折射率，而與所述第一層相比，所述第二層具有相對較高的折射率，其中，所述第二層包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物滿足原子比0 < Al/(Nb+Ta+Al) < 1 的 NbTiAl 氧化物；滿足原子比 0 < Ta/ (Ti+Al+Ta) < 1 的 TiAlTa 氧化物；以及滿足原子比0 < H/f (Ti+Al+Hf) < 1的TiAlHf氧化物。
13.一種燈，包括具有表面的透光外殼；以及光源，所述外殼至少部分包圍所述光源；其中，所述透光外殼的所述表面的至少一部分設有包括多個交替的第一層和第二層的光干涉多層涂層，所述第一層具有相對較低的折射率，而與所述第一層相比，所述第二層具有相對較高的折射率，其中，所述第二層包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物NbTaX氧化物，其中X從由Hf、Al和ττ組成的組中選取；NbTiY氧化物，其中Y從由I~a、Hf、Al和&組成的組中選取；以及TiAlZ氧化物，其中Z從由Ta、Hf和rLx組成的組中選取。
14.如權利要求13所述的燈，其中，所述第二層包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物滿足原子比0 < X/(Nb+Ta+X) < 0. 30的NbTaX氧化物；滿足原子比0 < Y/ (Nb+Ti+Y) < 0. 30的NbTiY氧化物；以及滿足原子比0 < Z/ (Ti+Al+Z) < 0. 30的TiAlZ氧化物。
15.如權利要求13所述的燈，其中，所述涂層能夠在室溫與大約800°C之間重復循環， 而所述第一層和第二層沒有明顯機械降級。
16.如權利要求13所述的燈，其中，所述涂層在大約800°C退火大約4天之后，在電磁譜的可見區中呈現小于大約5%的透射損耗。
17.如權利要求13所述的燈，其中，所述光源包括燈絲，并且其中，所述燈在被激勵到熱燈絲溫度時，與被激勵到同樣熱燈絲溫度而無所述涂層的同樣燈相比，呈現從大約20% 至大約150%的LPW增益。
18.如權利要求13所述的燈，還包括至少一個電氣元件，所述電氣元件設置在所述外殼中并且連接到貫穿所述外殼的電流供應導體。
19.如權利要求13所述的燈，其中，所述光源包括燈絲或電弧中的一個或多個。
20.如權利要求13所述的燈，其中，所述外殼包圍著填充氣體，所述填充氣體包括含鹵素的氣體。
全文摘要
本文公開了包括多個交替的低折射率層和高折射率層的光干涉多層涂層，其中高折射率層包括從以下項中選取的至少一種混合金屬氧化物NbTaX氧化物，其中X從由Hf、Al和Zr組成的組中選取；NbTiY氧化物，其中Y從由Ta、Hf、Al和Zr組成的組中選取；以及TiAlZ氧化物，其中Z從由Ta、Hf和Zr組成的組中選取。本文還公開了包括透光外殼的燈，透光外殼的表面的至少一部分設有上述光干涉多層涂層。這類涂層在用于燈上時，可有利地為這類燈提供提高的能量效率。
文檔編號H01J61/40GK102187254SQ200980142323
公開日2011年9月14日 申請日期2009年9月14日 優先權日2008年10月23日
發明者趙志博, R·S·伊斯雷爾, 趙天吉, B·A·古德 申請人:通用電氣公司