DD289850A5

DD289850A5 - Gefaerbte elektrische lampe

Info

Publication number: DD289850A5
Application number: DD89334842A
Authority: DD
Inventors: Goderfridus H C Heijnen; Cornelis A M Mulder; Der Stelt Ernest O W Van
Original assignee: N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,Nl
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1991-05-08
Also published as: ES2050218T3; HU896194D0; EP0371553A1; KR900008609A; EP0371553B1; HU202015B; HUT52639A; JPH02257565A; DD289172A5; DE68912906T2; US5017825A; DE68912906D1

Abstract

Die gefaerbte elektrische Lampe hat einen Lampenkolben, der ein gefaerbtes Licht durchlassendes Interferenzfilter aus abwechselnden SiO2-Schichten und aus Schichten mit verhaeltnismaeszig hohem Brechungsindex traegt. Im Filter besitzen Schichten mit hohem Brechungsindex eine kleinere optische Dicke als 14 Lambda0, SiO2-Schichten eine groeszere optische Dicke als 14 Lambda0. Auf dem Filter kann sich eine SiO2-Schicht mit einer Dicke von 500 bis 900 nm befinden. Das von der Lampe ausgesandte Licht hat eine hoehere Farbsaettigung und das Filter zeigt eine bessere Haftung am Lampenkolben, als im Fall einer Lampe mit einem herkoemmlichen Filter mit einer gleichen Gesamtdicke von Schichten mit hohem Brechungsindex. Fig. 1{Lampe, elektrisch, gefaerbt; Lampenkolben; Interferenzfilter; Schichten; SiO2; Brechungsindex, hoch; Farbsaettigung; Haftung}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine gefärbte elektrische Lampe mit einem vakuumdicht geschlossenen Glas-Lampenkolben, einem elektrischen Element im Lampenkolben, einem gefärbtes Licht durchlassenden Interferenzfilter aus abwechselnden Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex auf dem Lampenkolben, wobei die Schichten mit niedrigem Brechungsindex im wesentlichen aus SiO₂ bestehen und die abwechselnden Schichten eine optische Dicke η x d besitzen, die ein Biuchteil der Wellenlänge Lambda₀ der Strahlung mit Höchstreflexion Ist. Dabei ist η der Brechungsindex einer Schicht und d ihre geometrische Dicke.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Eine derartige Lampe Ist aus DE-GM 8600642 bekannt.

Da die in einem Interferenzfilter benutzten Werkstoffe häufig stark unterschiedliche Eigenschaften haben und ein Werkstoff oder beide Werkstoffe auch in dieser Hinsicht sich stark vom Lampenkolbenmaterial unterscheiden, können in einem Interferenzfilter mechanische Spannungen auftreten. Diese Spannungen können eine unzulängliche Haftung des Filters am Substrat verursachen und sogar das Abblättern des Filters herbeiführen, wobei sich auch vom Substrat Schuppen lösen können. Um einer unzulänglichen Haftung eines Interferenzfilters entgegenzuwirken, muß die Anzahl der Schichten eines derartigen Filters beschränkt werden. Eine geringe Anzahl von Schichten ergibt jedoch ein weniger selektives Filter als eine große Anzahl von Schichten. Dies kommt beispielsweise in der Farbsättigung des vom Filter durchgelassenon I ichts zum Ausdruck.

Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, die Mängel bezüglich der Haftfähigkeit und der Farbsättigung zu überwinden. Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lampe eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei der das Filter eine gute Haftung

am Lampenkolben aufweist und im Betrieb dennoch Licht mit verhältnismäßig hoher Farbsättigung aussendet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Schichten mit hohem Brechungsindex eine optische Dicke n_h χ d_h

haben, die kleiner als ¹A Lambdao, und Schichten mit niedrigem Brechungsindex eine optische Dicke ni x Cl₁ haben, die größer ist als ¹A Lambdao, und der Lampenkolben uus Glas mit olnom SIOj-Gehalt von wenigstens 95 Masseantellen in % besten«.

Ein Lampenkolben aus Glas mit einem SlOi-Gehalt von wenigstens 95 Masseanteilen in % hat ein Ausdehnungskoeffizienten,

der sehr niedrig Ist und dem der SiOj-Schlchten Im Interferenzfilter weltgehend entspricht.

Durch Dünnermachen von Schichten mit hohem Brechungsindex Im Filter weiter als Ά Lambdao und durch Verdicken der Schichten mit niedrigem Brechungsindex besitzt ein Filter mit einer gewählten Anzahl von Schichten, beispielsweise

11 Schichten, eine geringere Gesamtdicke an dem vom Substrat In seinen Eigenschaften abweichenden Material mit hohom

Brechungsindex, als ein Filter mit der gleichen Schichtanzahl von ¹A Lambdao. Durch die Verwendung dieser verhältnismäßig

dünnen Schichten mit hohem Brechungsindex kann die Anzahl der Schichten größer sein, ohne daß die Anzahl der Schichtdicken größer Ist als bei Verwendung von Schichten mit ¹A LambuVDIcke.

Die optischen Schichtdicken Im Interferenzfilter können bis zu einigen zehn Prozent, wie z. B. bis zu 40%, von der ¹A Lambdao

entsprechenden optischen Dicke abweichen.

Ee wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, wenn auf dem Interferenzfilter eine SlOi-Schicht von 500 bis 900 nm Dicke vorhanden Ist. Das Filter hat dabei eine sehr gute Haftung am Substrat und das von der Lampe ausgesandte Licht hat eine sehr hohe Farbsättigung. Geeignete Werkstoffe mit hohem Brechungsindex sind zum Beispiel Si₁N₄, TiOj, ZrO₁. Als Glas für den Lampenkolben kann beispielsweise Quarzglas benutzt werden, oder zum Beispiel Vycor, ein Glas mit

98 Massee teilen in % SiO₂. Das elektrische Element im Lampenkolben kann ein Elektrodenpaar oder ein Glühkörper sein. Der

LampenkolDen kann eine halogenhaltige Gasfüllung enthalten. Die erfindungsgemäße Lampe kann mit einem gelblichtdurchlässigen Filter beispielsweise in Autoscheinwerfern verwendet

werden. ,

Ausfuhrungsbelsplele

Ein Ausführungebeispiel der erfindungsgemäßen Lampe wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Lampe Fig.2: die Länge der Farbpunkte.

In der Zeichnung hat die Lampe einen Quarzglaslampenkolben 1.1m Lampenkolben befinden sich zwei zwischen Stromzuführungsleitern 4,5,6 angeordnete Glühkörper 2 und 3, wobei ein Glühkörper 2 im Betrieb mit einem Schirm 7 zusammenarbeitet und bei Montage der Lampe in einem Scheinwerfer ein Abblendlichtbündel und der andere Glühkörper 3 ein Fernlichtbündel gibt. Die Stromzuführungsleiter sind mit einer jeweiligen Kontaktzunge 8,9 des Lampensockels 10 verbunden, von der In der Zeichnung zwei sichtbar sind. Der Quarzglaskolben 1 besitzt an seinem freien Ende eine undurchlässige Beschichtung 11. Mit einer gestrichelten Linie ist ein gelblichtdurchlässiges Filter 12 auf der Außenfläche des Quarzglaskolbens 1 angegeben. Das Filter 12 ist ein Interferenzfilter aus abwechselnden Schichten mit niedrigem und hohem Brechungsindex, z. B. SiO₂ und SI₃N₄.

Das Interferenzfilter besitzt den in der Tabelle wiedergegebenen Aufbau. Zum Vergleich sind auch herkömmliche Filter angegeben. Die Wellenlänge der Strahlung mit maximaler Reflexion Lambda₀ betrug 470 nm.

Tabelle

Schichtnr.	Erfindung 1 (U 1)	Herkömmt. 1	(CD	Herkömml.2(C2)	79,4	Si₃N₄ (nm)	SiO₂ (nm)
0	Substrat	Substrat		Subtstrat		37,9
	Si₁N₄ (nm)	SiO₂ (nm)	Si₃N₄ (nm) SiO₂ (nm)	79,4		79,4
1	21,7		37,9		57,8
2		145		79,4		79,4
3	43,4		57,8		57,8
4		145		79,4		79,4
5	43,4		67,8		57,8
β		145		79,4		79,4
7	43,4		67,8		67,8
8		145				79,4
9	43,4		57,8		67,8
10		145				79,4
11	43,4		37,9		37,9
12		145		397
13	43,4
14		145			346,8	476,4
15	21,7
Gesamtdicke	303,8	1015	307

Bei diesen Filtern ist die erste und die letzte Schicht dünner, um das Filter an das Substrat bzw. an die Umgebung anzugleichen. Das erfindungsgemäße Filter besitzt Sl_aN₄-Schichten mit einer Gesamtdicke kleiner als die der herkömmlichen Filter. Nichtsdestoweniger ';ositzt das Filter vier bzw. zwei Schichten mehr. Die erfindungsgemäße Lampe wurde auch mit einer SIO₂-Schicht auf dem Filter mit Dicken von 560 bzw. 720 nm der Lampen U₂

bzw. U] angefertigt,

Die Stabilität des Filters auf dem Lampenkolben wurde nach einer Prüfung gemäß DIN 50017 beurteilt, bei der die Lampen

5 Zyklen von 8 Stunden bei 40⁰C und 100% relativer Feuchte, und 16 Stunden bei 25"C durchlaufen. Anschließend wurde durch

Anbringen von Klebeband auf dem Filter und danach durch Entfernen des Klebebandes die Haftung des Filters beurteilt. Die erfindungsgemäßen Lampen Ui, U₂ und Uj sowie die herkömmliche Lampe C₁ behielten ein ganz unbeschädigtes Filter. Bei

der herkömmlichen Lampe C₂ blätterte das Filter ab.

Von den erfindungsgemäßen Lampen (Uu U₂, Uj) und den herkömmmllchen Lampen (Ci, C₂) wurde die Lage des Farbpunktes

lEC-Farbdreleck bestimmt. Verglelchshalber wurde die herkömmliche Lampe C₁ auch mit einer SlOj-Schlcht von 660 bzw. 720 nm auf dem Filter (C₃ bzw. C₄) gemessen Die Farbpunkte sind In Fig. 2 wiedergegeben.

In Fig. 2 Ist mit der ausgezogenen Linie Li oin Teil der rechten Flanke des Il-C-Farbdrelocks dargestellt. Je näher ein Farbpunkt bei

dieser Linie liegt, um so größer Ist die Farbsättipung. Die gestrichelte LInIo L₁ verläuft parallel zu L). L₂ geht durch C₁, den

Farbpunkt der herkömmlichen Lampe C₁. Ls läuft parallel zu Li durch Ui, den Farbpunkt der erfindungsgemäßen Lampe U|. Der Farbpunkt U_t liegt näher bei Lt als der Farbpunkt C₁. Ui hat also eine höhere Farbsättlgung. Die Farbpunkte U₁ und U₃ der Lampen U₂ bzw. U₃ liegen noch näher bei Lt und haben also eine noch höhere Farbsättigung. Die graphische Darstellung zeig»,

daß die herkömmlichen Lampen C₃ und C₄ keinen Nutzen von der verhältnismäßig dicken SlOj-Schlcht haben. Ihre Farbpunkte

Hegen von L₍ weiter entfernt als C₁. Der Punkt, bei dem die Reflexionskurve des Filters 60% der Höchstreflexion betränt, lag für

alle Lampen bei 627,6nm.

Claims

1. Gefärbte elektrische Lampe mit einem vakuumdicht geschlossenen Glas-Lampenkolben, einem elektrischen Element im Lampenkolben, einem gefärbtes Licht durchlassenden Interferenzfilter aus abwechselnden Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex auf dem Lampenkolben, wobei die Schichten mit niedrigem Brechungsindex im wesentlichen aus SiO₂ bestehen und die abwechselnden Schichten eine optische Dicke η x d besitzen, die ein Bruchteil der Wellenlänge Lambdao der Strahlung mit Höchstreflexion ist, dadurch gekennzeichnet, daß Schichten mit hohem Brechungsindex eine optische Dicke n_h χ d_h haben, die kleiner ist als ¹A Lambda₀, und Schichten mit niedrigem Brechungsindex eine optische Dicke η, χ d| haben, die größer ist als ¹At Lambda₀, und der Lampenkolben aus Glas mit einem SiO₂-Gehalt von wenigstens 95 Masseanteilen in % besteht.

2. Gefärbte elektrische Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Interferenzfilter eine SiO₂-Schicht mit einer Dicke von 500 bis 900 nm vorhanden ist.