JPH02139848A

JPH02139848A - ハロゲン電球の製造方法

Info

Publication number: JPH02139848A
Application number: JP29277088A
Authority: JP
Inventors: Shinji Suzuki; 伸二鈴木
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1990-05-29
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JP2790468B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は自動車等に用いられるハロゲン電球の製造方法
に関するものである。

従来の技術近年、自動車のエレクトロニクス化が盛んに行われるよ
うになってきたのに伴い、その電力消費量が増加してき
ている。しかしながら、バッテリーの容量には限界があ
るため、各部品の省電力が急務となっている。そこで、
ヘッドライト等の光源として、より効率の高いハロゲン
電球が使われるようになってきた。

自動車用の光源としては種々のものがあるが、その中に
霧の日や薄暮の時に用いる黄色の光を出す光源がある。

従来、この光源として、ハロゲン電球を用いる場合には
、第７図に示すように、黄色の光だけを透過する色ガラ
ス３をガラスバルブ１に被せている。第７図中、４はフ
ィラメント、５は反射鏡、６は内部リード線、７は遮光
膜、８は口金、９は色ガラス取付用フックを示す。

この黄色光の色に関しては国際規格（ＩＥＳ）および日
本工業規格（ＪＩＳ）のＤ５５００１９８４に規定され
ている。すなわち、光を分光測定し、Ｘ７２表色系によ
り色度座標を計算し、（Ｚ８７２４−１９８３）、その
値がＩＥＣでは第５図に示す領域１．Ｊ　Ｉｓでは同じ
（領域■またはＨに入らなければならない。

発明が解決しようとする課題白色光を黄色にするためには、青色の光（波長４００〜
５００ｎｍ）を遮断すればよいが、色ガラスは他の光も
一部吸収するため、ハロゲン電球の光束がかなり減少し
てしまう。色ガラスを被せない場合に比べると光束が８
０〜８５％減少する。

ハロゲン電球のガラスバルブの温度は非常に高＜６００
〜７００℃にもなる。一方、色ガラスの耐熱温度は３０
０℃程度しかないために、ノ１０ゲン電球から色ガラス
をかなり離さなければならず、その結果ランプ容積がき
わめて大きくなってしまう。また、この色ガラスが自動
車の振動に耐えられるように、特別の固定構造が必要に
なって（る（第７図参照）。

色ガラスは黄色の光だけを透過する特性を持つようにす
るために、種々の物質を混ぜているが、その中にカドミ
ウムがある。しかし、カドミウムは非常に有毒な物質で
あるため、製造工程および使用済みランプの廃棄の際に
公害上の問題がある。

本発明は黄色の光を出すコンパクトなハロゲン電球を容
易に製造でき、かつコストも安いハロゲン電球の製造方
法を提供するものである。

課題を解決するための手段本発明のハロゲン電球の製造方法は、内部にフィラメン
トを設けたガラスバルブを、チタン化合物を含む第１の
溶液に浸積した後、前記ガラスバルブを前記第１の溶液
中から一定速度で引き上げ乾燥・焼成して前記ガラスバ
ルブの外面上に二酸化チタン膜を形成し、しかる後前記
ガラスバルブをシリコン化合物を含む第２の溶液に浸積
した後、前記ガラスバルブを前記第２の溶液中から一定
速度で引き上げ乾燥・焼成して前記二酸化チタン膜上に
二酸化シリコン膜を形成する工程を繰り返すことにより
、前記二酸化チタン膜と前記二酸化シリコン膜とを交互
に積層したイエローフィルタを前記ガラスバルブの外面
上に形成するに際し、次の（１）〜（３）の条件を満足
する。

（１）　　層数が７〜１３の範囲内の奇数層である。

（２）　　奇数番目の膜が二酸化チタン膜からなり、か
つ偶数番目の膜が二酸化シリコン膜からなる。

■　１層目と最終層の光学膜厚が１／２Ｘ　（９５〜１
１３）（ｎｍ）で、かつ他の層の光学膜厚が９５〜１１
３（ｎｍ）である。

作用金属化合物を焼成して熱分、解すると、金属酸化物の膜
が析出し、この工程を繰り返すことにより複数層の金属
酸化物の層がガラスバルブ上に形成される。

このような方法で屈折率の違う膜を交互に積層すると、
各境界面で光が反射され、さらに互いの光が干渉し合い
特定の波長をもつ光の反射率が増し、その領域の光だけ
が減少する。その結果、ハロゲン電球の光が着色するこ
とになる。

各層の光学膜厚および層数を制御することにより、ハロ
ゲン電球の色度座標がＪＩＳの規格を満足するようにで
きる。

実施例第１図は本発明の方法により得られた自動車用ヘッドラ
イトに用いられるハロゲン電球を示している。第１図に
おいて、石英製のガラスバルブ１内には、その中心軸上
に内部リード線６で支持された２つのフィラメント４が
設けられている。上側のフィラメント４には対向車側に
光があたらないようにするために、反射鏡５が設けられ
ている。ガラスバルブ１の頂部にはまぶしさを防ぐため
に、遮光膜７が塗布されている。そして、ガラスバルブ
１の外面上には、後述する方法で青色光だけを遮断し黄
色光を透過する複数層からなるイエローフィルタ２が形
成されている。このイエローフィルタは、二酸化チタン
（以下ＴｉＯｘという）膜と二酸化シリコン（以下５ｉ
０２という）膜とを交互に積層したものからなり、ガラ
スバルブ１内へのハロゲンガス封入が済んだガラスバル
ブ１に塗布する。塗布後、ガラスバルブ１上に遮光膜７
を形成し、さらに口金８を取り付けて完成する。

かかるイエローフィルタは多層干渉膜の一種で、２種類
の材料を交互に積み重ねたものである。両者の屈折率の
差が大きいほど反射率が大きくなり、少ない暦数で同様
の効果が得られる。また、ハロゲン電球に用いる場合に
はバルブ温度が高いため、耐熱性が要求される。これら
のことを考慮すると、ＴｉＯ２と５ｉ０２　との組み合
わせが最も適している。

多層干渉膜の作成方法には２種類あり、一つは暦数を偶
数層とし、最終層の光学膜厚だけを他の層の半分にする
方法である。この場合、ピークの長波長側の透過率が悪
（なり、短波長側の透過率がよくなるため、赤外線反射
膜などには向いているが、本発明にかかるイエローフィ
ルタの場合には適していない。その理由は長波長側に可
視領域があるため、光束が低下することになるからであ
る（第６図破線）。

これに対し、暦数を奇数層とし、１層目と最終層の光学
膜厚を他の層の半分にする方法の場合、第１の方法とは
逆にピークの長波長側の透過率がよくなるため、本発明
では、この方法を用いて、イエローフィルタとしている
（第６図実ｎ＞。

第５図の色度図はイエローフィルタの暦数と光学膜厚を
変化させたときのハロゲン電球の光の色度座標である。

同図中の５〜１５の奇数層は暦数である。また、９０〜
１１５は各層の光学膜厚で単位はｎｍである。ただし、
１層目と最終層の光学膜厚はこの半分である。層数は増
やせば増やすほど反射率が増し、ハロゲン電球の色は濃
くなり、その結果、色度図上ではより外側に移動する。

５層では反射率が低く、Ｊ　Ｉｓ規格を満足することは
できない。１５層の場合、光学膜厚によってはＪＩＳ規
格を満足することはできるが、範囲が狭＜、シかも作る
のに手間がかかり、コストアップとなる。したがって、
暦数は７〜１３層で、かつ奇数層とするのがよい。

また、光学膜厚は第５図かられかるように、ＪＩＳ規格
を満足するには９５〜１１３ｎｍにする必要がある。

次に、イエローフィルタ２の形成方法について、第２図
を用いて説明する。

まず、テトラブチルチタネート（Ｔｉ（ＯＣＪｓ）４］
をエタノールに溶かした溶液１０にガラスバルブ１を浸
積した後、一定速度で引き上げる。これを温度２００℃
で乾燥した後、温度５５０℃で１０分間焼成する。この
結果、テトラブチルチタネートが熱分解されＴ　ｉ　Ｏ
２膜がガラスバルブ１上に形成される。

冷却後、エチルシリケー）［５ｉ（ＯＣ２Ｈｓ）４］を
エタノールに溶かし、さらに分解を促進するための希塩
酸を加えた溶液に上記のガラスバルブを浸積した後、一
定の速度で引き上げる。その後、同様にこれを温度２０
０℃で乾燥し、さらに温度５５０℃で１０分間焼成する
と、Ｔｉ（ｈ膜の上にＳｉＯ２膜が形成される。

なお、第２図中、１１は封着部、１２は外部リード線を
示す。

以上の工程を繰り返して９層からなるイエローフィルタ
をガラスバルブ１上に形成する。

より、光学膜厚を３・５・７層目の光学膜厚の半分にな
るようにしている。

このような膜をガラスバルブ上に形成する方法としては
、一般には蒸着が用いられるが、電球のガラスバルブ上
に塗布する場合には、真空中で回転しながら蒸着する必
要があり、装置が複雑で高価なものになる。また、Ｔｉ
Ｏ２や５ｉ０２のように融点の高い物質を蒸着するもの
は難しく、膜厚が不均一になりやすい。

本発明で用いられている方法は簡単な装置で膜厚分布の
良い膜が得られ、しかも大量に塗布することが可能であ
る。

テトラブチルチタネートのかわりにテトラプロピルチタ
ネートを、またエチルシリケートのかわりメチルシリケ
ートを用いても同様の結果が得られる。

ガラスバルブはここでは石英ガラスを用いているが、硬
質ガラス例えばＧＥ　１８０．コーニング１７２４など
を用いても同様の効果を得ることができる。

実施例に用いられているイエローフィルタの分光透過率
曲線を第３図に実線で示す。なお、同図中、破線は従来
の色ガラスの分光透過率曲線である。光の干渉効果によ
り５００ｎｍ以下の波長をもつ光の透過率は小さくなる
。この結果、ハロゲン電球の短波長の光、すなわち青色
の光がカットされ黄色の光になる。しかし、長波長では
色ガラスに比べ透過率が高いため、これを用いると電球
の明るさが増加する。

第４図の実線は実施例のハロゲン電球の分光放射曲線を
示し、同じく破線は膜なしの通常の白色光のハロゲン電
球の分光放射曲線を示す。イエローフィルタの効果によ
り青色光が減少していることがわかる。

第５図に本発明実施例のハロゲン電球の色度座標を示す
（×印）。◎印は従来の色ガラスを付けたハロゲン電球
のものである。

発明の詳細な説明したように、本発明の方法によると、ＴｉＯ２膜
と５ｉＯｘｌｌｉはともに耐熱性があるので、青色光の
みを遮断するイエローフィルタをガラスバルブ外面上に
直接形成することができるため、ハロゲン電球をコンパ
クト化でき、また従来と異なり色ガラスを固定するため
の特別の構造を採る必要もな（なる。また、かかるイエ
ローフィルタの透過率が従来の色ガラスに比べて高いの
で、ハロゲン電球の光束が２０％も上昇する。その上、
使用材料がＴｉＯ２と５ｉ０２であるので、公害上のお
それも全くない。しかも、本発明の方法は簡単な装置で
ガラスバルブの外面上にイエローフィルタを容易に形成
することができ、コストも蒸着法に比して約１１５です
む。さらに、本発明の方法によれば、上記の種々のすぐ
れた効果を有しつつ、ＪＩＳ規格を満足するハロゲン電
球を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によって得られたハロゲン電球の
一例を示す一部切欠正面図、第２図は本発明の詳細な説
明するための図、第３図は分光透過率曲線図、第４図は
ハロゲン電球の分光放射曲線図、第５図はハロゲン電球
の色度座標を示す図、第６図は本発明にかかるイエロー
フィルタと従来の色ガラスの分光透過率曲線図、第７図
は従来の色ガラス付きハロゲン電球の一部切欠正面図で
ある。ｌ・・・・・・ガラスバルブ、２・・・・・・イエロー
フィルタ、４・・・・・・フィラメント、１０・・・・
・・金属化合物溶液。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名Ｉ−°力゛
ラスノ＼゛ルフ２−　イエローフィルタ４°°°フイラメント５−　反射鏡６−　内部リードを泉 ωＯ勿θ 長（ルｍ−）（外肌）第図、４５．５第図Ｌ長（ＬｒＬ＋　）

Claims

【特許請求の範囲】内部にフィラメントを設けたガラスバルブを、チタン化
合物を含む第１の溶液に浸積した後、前記ガラスバルブ
を前記第１の溶液中から一定速度で引き上げ乾燥・焼成
して前記ガラスバルブの外面上に二酸化チタン膜を形成
し、しかる後前記ガラスバルブをシリコン化合物を含む
第２の溶液に浸積した後、前記ガラスバルブを前記第２
の溶液中から一定速度で引き上げ乾燥・焼成して前記二
酸化チタン膜上に二酸化シリコン膜を形成する工程を繰
り返すことにより、前記二酸化チタン膜と前記二酸化シ
リコン膜とを交互に積層したイエローフィルタを前記ガ
ラスバルブの外面上に形成するに際し、次の（１）〜（
３）の条件を満足することを特徴とするハロゲン電球の
製造方法。（１）層数が７〜１３の範囲内の奇数層である。（２）奇数番目の膜が二酸化チタン膜からなり、かつ偶
数番目の膜が二酸化シリコン膜からなる。（３）１層目と最終層の光学膜厚が１／２×（９５〜１
１３）（ｎｍ）で、かつ他の層の光学膜厚が９５〜１１
３（ｎｍ）である。