[发明专利]具有高CRI和LPW的荧光灯

说明书

背景技术

本发明涉及磷光体组合物，特别涉及周在荧光灯中的磷光体。更特别地，本发明涉及通过提供在荧光灯中使用的四种稀土磷光体的优化混合物(blend)来同时提高荧光灯的CRI和LPW。

荧光灯一般具有封闭密封的放电空间的透明玻璃外壳，该放电空间包含惰性气体和汞蒸气。当受到电极提供的电流时，汞电离以产生具有185nm和254nm的主UV波长的辐射。该紫外辐射反过来激发外壳内表面上的磷光体以产生通过玻璃发射的可见光。

通常，用于照明的荧光灯采用吸收245nm汞-共振波的磷光体，且该磷光体被活化以将汞蒸气的紫外发光转换成可见光。通常，已经使用发射白光的卤代磷酸钙磷光体，例如Ca₁₀(PO₄)₆(F，Cl)₂:Sb，Mn，以将UV光转换成白光。为了提高荧光灯的显色性能和发光输出，已采用三带型荧光灯以实施白光照明，该三带型荧光灯采用发射红光、绿光和蓝光的磷光体的混合物。举例来说，磷光体可包括以适当比例混合的下述混合物：用于发射蓝光的磷光体的铕活化的钡镁铝酸盐磷光体BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺、用于发射绿光的磷光体的铈铽共活化的镧磷酸盐磷光体LaPO₄:Ce³⁺，Tb³⁺，以及用于发射红光的磷光体的铕活化的氧化钇磷光体(Y₂O₃:Eu³⁺)。这种磷光体混合物的组合光谱输出产生了白光。

光源的表观或感知颜色按照色温描述，色温是发射的辐射与所考虑的辐射的色度大约相同的黑体的温度。色温为3000开氏度(K)的光源的红光组分重量百分数比色温为4100K的光源更大。通过改变磷光体的比率和组成，可改变采用磷光体混合物的灯的色温。

色彩品质进一步按照显色性描述，更特别地按照显色指数(CRI或Ra)描述，显色指数是被某光源照明的物体的心理-物理颜色与特定条件的参考光源的那些颜色相符合的程度的度量。通过比较测试光源和“完美”光源的显色性来计算CRI，对相关色温低于5000K的光源，“完美”光源是黑体辐射器，对相关色温高于5000k的光源“完美”光源是日光的一个相(phase)。

灯的色彩外观可进一步通过其色度坐标来描述，色度坐标可由根据标准方法的光谱能量分布来计算。参见CIE，Method of measuring and specifying color renderingproperties of light sources(测量和指定光源显色性的方法)(第二版)，CIE出版号13.2(TC-3，2)，Bureau Central de la CIE，巴黎，1974年。该CIE标准色度图包括在各种温度下的黑体辐射器的色点。x，y-图上的黑体色度的轨迹称为普朗克轨迹。该轨迹上的点所表示的任何发光光源可通过色温指定。邻近但不在该普朗克轨迹上的点具有相关色温(CCT)，因为可从这些点画线，在该色温下与普朗克轨迹相交，使得在给出的线上的所有点对于一般人眼来说具有近乎相同的颜色。

关于发光的另一参数是光源的发光效率，它是以每瓦流明(LPW或lm/W)描述的总灯功率输入所发出的总发光通量的商数。

光谱混合研究表明白光光源的LPW和CRI取决于单色磷光体的光谱分布。期望的是，这些磷光体在延长的灯工作期间保持稳定，使得在维持稳定的灯的CIE色坐标的同时，磷光体在一段时期内保持化学稳定。人眼并非对所有的可见光波长具有相同的敏感度。更确切地说，具有相同强度但波长不同的光被感知为具有不同的发光度。三磷光体混合物的使用已经改进了显色性或LPW，但通常并不能同时对两者进行改进。

上文提及的三磷光体系统可能能够获得高LPW，但通常CRI低于87。相反，CRI达到87的其他磷光体系统呈现出不足的LPW。目前使用的系统不能同时获得期望的高LPW和高CRI，特别是高于87的CRI。

因此，需要一种磷光体混合物，其提供至少为87或者更高的CRI。另外，期望的是实现这种高CRI，同时提供至少为80或更高的期望的LPW来满足消费者偏好并提供附加的消费者选择。使用依据本申请的四种稀土磷光体混合物在同时提高CRI和LPW的同时还提高了使用它的各种光源的效率。

发明概述