[发明专利]薄膜制造方法和装置、带薄膜的旋转椭圆体及应用它的电灯

说明书

本发明涉及白炽灯或卤素灯等光源中使用的红外反射膜的制造方法及通过应用该红外反射膜实现的高效率电灯光源。

为了谋求白炽灯和卤素灯用电的高效率化，提出了一种方法，在电灯泡的表面形成红外反射膜，从电灯泡灯丝部发出的光中，有选择地基本上只让可见光通过电灯泡。(例如，照明工程师协会期刊1980年7月号第197～203页)

若按照该方法，能够尽可能使占辐射能量的7～8成的所谓红外反射光在灯泡内反射，而且，使反射光集中在灯丝线圈部并加热灯丝线圈部。利用这样的灯丝线圈部的再加热，若在从电灯泡灯丝部发出的光中按相同的亮度(全光束值)进行比较，可使用电效率提高20～30％，达到实用水准。

作为这样的红外反射膜，可以使用由高折射率和低折射率的透明电介质薄膜形成的多层薄膜结构的干涉性多层膜。若使用这样的干涉性多层膜，能够使从灯泡来的红外线作为热线散出去的比例减小，而且，能够有选择地只让可见光透过，所以，能够有效地实现红外光的反射。

此外，为了尽可能均匀地对象电灯泡那样的立体形状(大多数是旋转椭圆体形状)形成红外反射膜，应用CVD法、各种蒸镀法或溅射法等。

但是，在上述那样的干涉性多层膜中，对折射率和膜厚进行精确地成膜是很重要的，而在通用的平板衬底上进行薄膜形成的各种蒸镀法或溅射法中，虽然薄膜作成的控制制度是优秀的，但是要想在象电灯泡那样具有旋转椭圆体立体形状的被镀体上以均匀的膜厚形成薄膜则相当困难。

即，若是立体形状，从被镀体到蒸镀源或溅射靶的距离一般不是恒定的，进而还存在这样的问题，因为在从蒸镀源或溅射靶的配置一侧看去的里侧的被镀体(电灯泡)的表面也有必要成膜，所以，不仅会产生明显的薄膜的膜厚分布不均匀，不能发挥多层构造膜本来的功能，而且还会降低红外线反射的效率。

进而还存在这样的问题，对于本来应该透过的可见光波长，因该不均匀的膜厚分布的发生而使薄膜的反射变得明显，从而发生电光源的着色和颜色不均匀的现象。

另一方面，CVD法是利用基本上从全方位而不是从某一特定方向飞来的作为成膜源的分子来形成薄膜的，虽然容易得到比较均匀膜厚分布，但还有许多问题，如膜厚的绝对值难以准确地控制，不能避免被镀体的加热，每当对积层的不同薄膜进行成膜时必需要有不同的气体原料和成膜条件。

本发明是为解决上述问题提出的，其目的在于提供一种薄膜制造方法、薄膜形成装置和应用它形成了薄膜的旋转椭圆体和电灯泡，所说的薄膜制造方法即使使用象各种蒸镀法和溅射法的成膜方法那样只从特定方向飞来成膜粒子的成膜方法，也能够在包括旋转椭圆体形状的被镀体衬底上形成均匀膜厚的薄膜。

为了达到上述目的，本发明的薄膜制造方法是利用从衬底侧看去从位于特定方向的成膜源飞来的成膜粒子在包括旋转椭圆体形状的上述衬底上形成薄膜的薄膜形成方法，其特征在于，以上述旋转椭圆体形状的旋转轴为中心，一边进行使上述衬底以一定的角速度旋转的自旋运动，同时，以上述旋转轴上的上述旋转椭圆体形状的2焦点间的中心附近为中心，使上述旋转轴以一定周期在同一面内旋转振动，进行使上述旋转椭圆体旋转振动的摇摆运动，从而在上述衬底上形成薄膜。这里，所谓旋转轴是指成为旋转椭圆体的旋转运动中心的轴。

若按照上述薄膜的制造方法，通过联合使用自旋运动和摇摆运动，即使是包括旋转椭圆体形状的衬底，也能够在衬底的外周方向和自旋运动的旋转轴方向上形成均匀的薄膜。

在上述薄膜的制造方法中，上述摇摆运动最好使上述旋转轴的上述中点的上侧部分靠近上述成膜源，使上述中点的下侧部分远离上述成膜源。若按照上述薄膜的制造方法，可以更可靠地使旋转轴方向上的薄膜均匀。

此外，上述成膜源最好是平板，上述摇摆运动最好是使上述旋转轴在垂直上述平板面的面内，以一定周期旋转振动。若按照上述薄膜的制造方法，可以更可靠地使旋转轴方向上的薄膜均匀。

此外，最好使上述摇摆运动的旋转振动的旋转角速度连续变化。若按照上述薄膜的制造方法，可以设定摇摆运动的旋转速度，使其适合衬底表面和成膜源表面之间的距离分布。

此外，对于上述摇摆运动的旋转振动，最好通过在上述旋转振动的范围内设定多个停留位置和在上述各停留位置的停留时间使上述旋转振动断续变化。若按照上述薄膜的制造方法，可以用简易的方法实现摇摆运动。

此外，上述薄膜的形成最好使用溅射法或蒸镀法。

此外，上述薄膜最好是从红外反射膜和扩散膜中选出的至少一种膜。

此外，包括上述旋转椭圆体形状的衬底最好是电灯泡。