[发明专利]陶瓷金属卤化物日光灯

说明书

技术领域

本发明大体而言涉及高强度放电(HID)灯且更特定而言涉及一种具有高色温的陶瓷金属卤化物灯。

背景技术

诸如城市美化的某些室外照明应用优选使用具有高色温的灯。有些灯饰生产商制作具有约5000K高色温的石英金属卤化物HID灯以符合市场需求。

这些石英金属卤化物灯被称作“日光”或“自然日光”灯，因为它们的流明输出的发射光谱比具有较低色温的灯更接近自然日光。然而，在灯与灯间，这些石英金属卤化物灯具有大的初始颜色分布，并且具有随着它们寿命的大色移。此外，随着它们的寿命，它们的流明输出、效能和流明保持性(lumen maintenance)并不理想。

在市场上需要一种在灯与灯间有小颜色变化和随着寿命的小色移以及满意的流明输出、效能和流明保持性的高色温灯。

EP0382516公开了一种具有椭圆体形状的石英电弧管的石英金属卤化物灯，其中，适量稀有气体、汞和金属卤化物的混合物被密封于电弧管中。该金属卤化物包括稀土金属卤化物，例如，镝的碘化物(DyI₃)、钬的碘化物(HoI₃)和铥的碘化物(TmI₃)，且还包括铯的碘化物(CsI)和铊的碘化物(TlI)。此外，还存在卤化锡，例如SnI₂。除了卤化锡之外的每种卤化物的重量比如下：DyI₃:HoI₃:TmI₃:CsI:TlI＝20:21:22:17:20。除卤化锡之外的金属卤化物的总量为2.0mg/cc。卤化锡(SnI₂)的量为0.5mg/cc。因此，金属卤化物的混合物的每种成分的总量以重量百分比表达为：DyI₃＝16；HoI₃＝16.8；TmI₃＝17.6；CsI＝13.6；TlI＝16；以及SnI₂＝20。

灯的初始特征为：光通量13500lm/W；灯效能90lm/w；相关色温(CCT)5000k；平均显色指数(CRI)85；在连续操作1000小时之后流明保持性(保持率)为85％。

这些日光灯的流明保持性显著改善，但仍远低于所希望的流明保持性，例如在操作1000小时或甚至2000小时之后流明保持性为90％。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种金属卤化物灯，其具有高的色温、高的效能和高的流明保持性以及改进的颜色稳定性。本发明的灯具有陶瓷放电管，该陶瓷放电管填充有诸如氙的起始气体(startinggas)、汞和金属卤化物(例如，碘化物)的混合物，金属卤化物的混合物包括碘化钠、碘化铊、相对大量(即，大约55％至86％)的第一稀土卤化物组分，第一稀土卤化物组分为碘化铥或者碘化钆中的任一种或这两种稀土碘化物的混合物。

金属卤化物的混合物还可包含碘化钙和第二稀土卤化物组分，第二稀土卤化物组分为碘化镝或碘化钬中的任一种或这两种稀土碘化物的混合物。

根据本发明的一实施例，陶瓷金属卤化物灯具有封闭气密放电空间的陶瓷放电管，延伸到放电空间内的一对放电电极，能维持放电空间中电弧放电的填充物，该填充物包括汞、诸如氙的起始气体和金属碘化物的混合物，金属碘化物的混合物以重量百分比(重量％)计包括：大约5-35％的碘化钠、大约1-6％的碘化铊、大约55-86％的碘化铥和/或碘化钆、大约0-15％的碘化钙，和大约1-31％的碘化镝和/或碘化钬。这种灯的光输出特征为具有相对高的色温(约5000k或更高)，使得其适用作日光灯。

在优选实施例中，在放电管的填充物中的金属碘化物包括(以重量百分比计)：5至20％的碘化钠；1至5％的碘化铊；5至15％的碘化钙；0至31％的碘化镝和/或碘化钬；和60至86％的碘化铥。

当放电管的填充物中的金属碘化物包括(以重量百分比计)：6％的碘化钠；7％碘化钙；1％的碘化铊；82％的碘化铥；2％的碘化镝和2％的碘化钬时，所得到的灯的特征为：相关色温(CCT)为5000k，效能为85lm/W至90lm/W，显色指数(CRI)为85至90，平均可感知色差(MPCD)小于10，且在2,000小时的流明保持性为91％。高效能和高保持性部分地是由于与石英玻璃放电管相比，陶瓷放电管对于化学填充物的更高化学耐受性和更高的工作温度(高于大约200℃)，这使得更高性能的金属卤化物混合物成为可行。