色對比度增強的光源的制作方法
【專利說明】色對比度増強的光源
[0001] 本申請是申請日為2008年10月7日，申請?zhí)枮?00880112605. 2,發(fā)明名稱為"色 對比度增強的光源"的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 相關(guān)申請的交叉引用
[0003] 本申請為部分繼續(xù)實用專利申請，依照35U. S. C 120要求2007年10月17日提交 的名為"ENHANCED COLOR CONTRAST LIGHT SOURCE(色對比度增強的光源）"的在先提交共 同待審申請11/873463的優(yōu)先權(quán)，所述申請通過全文引用結(jié)合到本文中。 發(fā)明領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明涉及一種燈，在一些實施方案中，涉及一種具有增強的色對比度的熒光燈。
[0005] 發(fā)明背景
[0006] 熒光照明為平常的白熾燈照明提供了一種節(jié)能替代方案。但熒光照明的采用在某 些應(yīng)用例如照射零售商店的物品中受阻。熒光照明下物體色的品質(zhì)是該光源的價值的一個 重要方面。熒光照明可產(chǎn)生光譜紅區(qū)中光弱而黃區(qū)中光量過強的可見光。已觀察到這種照 明將產(chǎn)生冷的或無生氣的光和通常使被照物品失色的光。
[0007] 眾所周知，白熾燈將產(chǎn)生大量在可見光譜的黃區(qū)中的光，例如熒光燈所產(chǎn)生的。一 種解決方案是用含稀土元素釹的玻璃封套濾出一部分黃光。一種使用摻釹玻璃的白熾燈泡 是GE生產(chǎn)的REVEAL?燈泡。這些燈泡抑制黃區(qū)中的光而因此比常規(guī)白熾燈泡具有更高 的紅-綠色對比度。結(jié)果，消費者發(fā)現(xiàn)白熾燈泡REVEAL?產(chǎn)生的色對比度增強的光很 吸引人。因此希望開發(fā)出具有類似于經(jīng)釹玻璃過濾的白熾光源可取得的增強色對比度的光 源。對于非白熾燈，到目前為止，這尚未實現(xiàn)。
[0008] 用釹玻璃過濾也傾向于減少白熾燈所產(chǎn)生的光的量。由于白熾燈的亮度足夠，故 該缺點可接受。但在其它光源如熒光照明中光輸出的減少就不那么可接受了。需要產(chǎn)生增 強的色對比度而不通過過濾方法如使用釹玻璃使光輸出蒙受損失的非白熾燈光源。
[0009] 發(fā)明概述
[0010] 在本發(fā)明的實施方案的一個方面中，提供了一種具有改進的色品質(zhì)指數(shù)的燈，所 述燈包含磷光體層，所述磷光體層具有磷光體組合物，所述磷光體組合物包含至少第一磷 光體和第二磷光體。第一磷光體可選自氧化釔：Eu(Y 203:Eu) (YEO) ;3. 5Mg0*0. 5MgF2*Ge02: Mn4+(MfG);釓鋅鎂五硼酸鹽：Ce，Mn (Gd (Zn，Mg) B501Q:Ce，Mn) (CBM);鍶紅（Sr，Mg) 3 (PO4)2: Sn和釔釩酸鹽（Y(V，P)04:Eu)或其組合。第二磷光體可選自（Ba，Sr，Ca) MgAlltlO17: Eu2+Mn2+(BAMn);鈰鑭磷酸鹽（LaP0 4:Ce，Tb) (LAP) ;ZnSi04:Mn ;(Ce，Tb)MgAl n019(CAT)和 (Ce，Tb) (Mg，Mn) Al11O19;或其組合。
[0011] 在本發(fā)明的實施方案的另一方面中，提供了一種具有改進的色品質(zhì)指數(shù)的燈，所 述燈包含磷光體層，所述磷光體層包含磷光體組合物。所述組合物包含至少第一磷光體和 第二磷光體，第一磷光體的發(fā)射譜帶在約590nm到約670nm之間具有最大發(fā)射峰，其中第一 磷光體以約10到約90%重量的量存在。第二磷光體的發(fā)射譜帶在約500nm到約570nm之 間具有最大發(fā)射峰，其中第二磷光體以約5到約50%重量的量存在。所述燈的Qj：t高于約 60,相關(guān)色溫介于約2000到約3500開爾文之間。
[0012] 在本發(fā)明的實施方案的再一方面中，提供了一種通電時相關(guān)色溫介于約2000開 爾文到約3500開爾文之間并具有改進的色品質(zhì)指數(shù)的燈。所述燈包含至少一個在通電時 發(fā)射光的發(fā)光元件，條件是所述燈不包含白熾光發(fā)射元件。在通電時，所述燈產(chǎn)生全部光 發(fā)射的A色度值為如下的光：CQS的至少兩個色樣在參數(shù)-2到7 (對于VS1)、-3到7 (對 于VS2)和-7到7 (對于VS3)內(nèi)；CQS的至少一個色樣在參數(shù)-2到8 (對于VS4)和-2到 14 (對于VS5)內(nèi)；CQS的至少兩個色樣在參數(shù)1到25 (對于VS6)、4到25 (對于VS7)和-1 到15 (對于VS8)內(nèi)；CQS的至少兩個色樣在參數(shù)-2到7 (對于VS9)、-4到6 (對于VS10) 和-2到8 (對于VSll)內(nèi)；CQS的至少一個色樣在參數(shù)-1到8 (對于VS12)和-1到13 (對 于VS13)內(nèi)；CQS的至少一個色樣在參數(shù)-7到13 (對于VS14)和-9到12 (對于VS15)內(nèi)。 A色度值在CIE LAB空間中測定。
[0013] 通過下面的詳細描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)勢將得到更好的理解。
[0014] 附圖簡述
[0015] 圖1概略地并部分以截面地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的燈。
[0016] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的緊湊型熒光燈。
[0017] 圖3為具有提供部分可見光譜的LED器件的緊湊型熒光燈的理論估算發(fā)射光譜。
[0018] 圖4為實施例1的CCT為約2750K的多磷光體燈的發(fā)射光譜。
[0019] 圖5為實施例2的CCT為約2750K的多磷光體燈的發(fā)射光譜。
[0020] 圖6為實施例5的CCT為約2750K的多磷光體燈的發(fā)射光譜。
[0021] 發(fā)明詳述
[0022] 本文中用到的術(shù)語"燈"或"光源"基本可互換，用來指任何可通過至少一個發(fā)光元 件產(chǎn)生可見和/或紫外光的源，所述發(fā)光元件在通電時發(fā)射光，選自磷光體、蒸氣放電、高 強度放電及其組合。術(shù)語"全部光發(fā)射"指自具有一個或多個如上所定義的發(fā)光元件的燈 發(fā)出的組合光。如果燈（例如）僅含一個發(fā)光元件（如白光發(fā)射元件），這樣的光發(fā)射包括 在術(shù)語全部光發(fā)射的定義中。如果燈含多于一個發(fā)光元件，則來自所有元件的光的組合也 將為可構(gòu)成全部光發(fā)射的實例。全部光發(fā)射也可指自具有一個或多個如上所定義的發(fā)光元 件的燈發(fā)出的組合光，并還包括來自其它類型的元件（如LED和/或OLED)的光。本發(fā)明 的優(yōu)選實施方案是所述燈不包含白熾光發(fā)射元件。術(shù)語"白熾光發(fā)射元件"是本領(lǐng)域技術(shù) 人員普遍理解的，指因熱而發(fā)出光和/或熱輻射的那些元件。其包括具有因電流通過燈絲 引起的加熱而發(fā)光的燈絲的那些眾所周知的發(fā)光元件。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，術(shù)語"燈" 包括但不限于熒光燈、放電燈及其組合等。
[0023] 在本發(fā)明的實施方案的一個方面中，提供了一種具有改進的色品質(zhì)指數(shù)的燈，所 述燈包含磷光體層，所述磷光體層具有磷光體組合物，所述磷光體組合物包含第一磷光 體和第二磷光體。第一磷光體可選自氧化釔：Eu(Y 203:Eu) (YEO) ;3. 5Mg0*0. 5MgF2*Ge02: Mn4+(MfG);釓鋅鎂五硼酸鹽：Ce，Mn (Gd (Zn，Mg) B501Q:Ce，Mn) (CBM);鍶紅（Sr，Mg) 3 (PO4)2: Sn和釔釩酸鹽（Y(V，P)04:Eu)或其組合等。第二磷光體可選自（Ba，Sr，Ca)MgAl 1Q017:Eu2+， Mn2+(BAMn);鈰鑭磷酸鹽（LaP0 4:Ce，Tb) (LAP) ;ZnSi04:Mn ;(Ce，Tb)MgAl n019(CAT)和（Ce， Tb) (Mg，Mn) Al11O19;或其組合等。按該實施方案，發(fā)光元件為磷光體。
[0024] 注意在上面的磷光體中，冒號后的元素代表激活劑。本文中描述的任何顏色的各 種磷光體可在括號中具有不同的元素并由逗號隔開，例如在磷光體（Ba，Sr，Ca)MgAl1(l0 17: Eu2+，Mn2+中。如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的，符號（A，B，C)表示（AxB yXz)，其中O彡x彡1， 0<y<l，0<z< 1，且 x+y+z=1。例如，（Sr，Ba，Ca)表示（Srx，Bay，Ca z)，其中 O< X <1， l，0<z< 1，且x+y+z = 1。通常但非總是，x、y和z均非零。符號（A，B)表示 (AxBy)，其中O彡X彡1，0彡y彡1且x+y = 1〇通常但非總是，X和y均非零。
[0025] 通常，這類第一磷光體的發(fā)射譜帶可在約590到約670nm之間具有最大發(fā)射峰，這 類第二磷光體的發(fā)射譜帶可在約500到約570nm之間具有最大發(fā)射峰。也可使用發(fā)射譜帶 在約430到約490nm之間具有最大發(fā)射峰的其它磷光體。
[0026] 根據(jù)某些實施方案，可采用第三磷光體，所述第三磷光體選自（Ba，Sr，Ca) MgAl 1(l017:Eu 2+;(Sr，Ba，Ca) 5 (PO4) 3C1 :Eu ;Sr4Al14025:Eu ;Y3Al5012:Ce ;Ca 10(P04)6FC1 :Sb，Mn ; 及其組合等。在許多情況下，根據(jù)實施方案的燈具有第一磷光體和第二磷光體，所述第一磷 光體包含Y20 3:Eu，所述第二磷光體包含（Ba，Sr，Ca)MgAl 1Q017:Eu2+，Mn2+。這樣的燈的相關(guān) 色溫可在約2000到約3500開爾文之間，色品質(zhì)指數(shù)(^值（下面將詳盡描述）為約60或 以上。
[0027] 本文中所述的某些燈可由具有攜帶磷光體層的內(nèi)表面的透光玻璃封套和密封在 所述封套內(nèi)的維持放電的填充氣體構(gòu)成。封套和磷光體層之間可布置阻隔層；這類阻隔層 通常包含氧化鋁顆粒。在許多情況下，維持放電的填充氣體含汞等。
[0028] 本發(fā)明的燈的一種構(gòu)造方式可參考圖1描述，圖1中示出了低壓汞蒸氣放電燈10， 其許多類型是本領(lǐng)域普遍熟知的。燈10具有透光的、可具有圓形橫截面的可能為線性圓柱 形的玻璃管或封套12?？商峁┚哂蟹瓷渥韪敉繉踊?qū)?4的內(nèi)表面的封套12,以提供改進 的光柔和性及亮度隨使用時間的保持?？商峁┚哂辛坠怏w層16的阻隔層14的內(nèi)表面。通 常，這類阻隔層14位于封套12和磷光體層16之間。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，燈10可為熒 光燈，例如T12、T10或T8燈，這樣的燈是本領(lǐng)域普遍熟知的，公稱長度48英寸或4英尺，圓 柱形管，公稱外徑至少1英寸或外徑1英寸或約1英寸。燈10的標(biāo)稱長度也可為1. 5、2、3、 5、6或8英尺?；蛘?，燈10可為非線性的，例如為圓形或者曲線形狀的，或標(biāo)稱外徑小于一 英寸，例如標(biāo)稱外徑分別為約0. 625 (5/8)英寸、0. 5 (1/2)英寸和0. 375 (3/8)英寸的T5、T4 或T3燈。在該替代方案情況下，燈10的標(biāo)稱長度也可為1. 5、2、3、4、5、6或8英尺，或其可 為具有折疊或纏繞拓撲結(jié)構(gòu)以便燈的總體長度遠比玻璃管的未折疊長度短的緊湊型熒光 燈（CFL)(如圖2中所示）。
[0029] 在另一實施方案中，所述燈可為與LED(圖中未明確示出）組合的熒光燈或CFL 燈。例如，LED產(chǎn)生的光與磷光體產(chǎn)生的光的組合可用來產(chǎn)生具有增強的色對比度的可見 光。在這種情況下，LED