[发明专利]具有高彩色再现性的高光输出荧光灯

说明书

本申请是申请号为200410095012.3、申请日为2004年11月19日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有高彩色再现性的高光输出荧光灯。

背景技术

光源的彩色再现能力用彩色再现指数CRI衡量。CRI测量人造光(其中人造光由待测量的光源发出)下测试颜色的外观与对具有与待测光源相同色温的黑体源发出的光进行观察时相同测试颜色的外观之间的区别。测量彩色再现指数的方法参见“Method of Measuring andSpecifying Colour Rendering Properties of Light Sources，第二版”，International Commissionon Illumination，PublicationCIE No.13.2(TC-3.2)1974，本文结合并参考该文的内容。获得待测光源反射的光和光源在值、色度和色调上的差值并求和，然后对和取平方根，乘以常数，然后用100减去。对14个不同颜色标准进行该计算。所述标准的每一个的彩色再现指数为Ri，其中i＝1，...，14。总的彩色再现指数Ra定义为前8个指数R1-R8的平均值。常数的选择应使标准暖白荧光管的Ra近似为50。为了进行更好的说明，Ra值100对应于“完美的”光源，即在该光源下，色彩样品与用“标准”光源照射时显示的完全一样，所述“标准”光源例如白炽灯(黑体)或自然日光，其被认为是最“自然“的光条件。

从上述可知，当评价灯的彩色再现性时，应考虑另一因素，即相关色温(CCT)。光源的相关色温(CCT)值定义为黑体辐射体的温度，所述黑体辐射体看上去与所讨论的光源具有相同的颜色。测量单位为Kelvin(K)，其确定光源的冷或热外观。色温越低，外观就越暖或更黄。色温越高，外观就越冷或更蓝。对于白炽灯来说，通常色温为2800K，对于卤素灯为3000K，冷白灯为4200K，金属卤化物灯和日光色荧光灯为5000K。通常用CCT值为3200K的荧光灯模拟白炽光源，而CCT值近似为5500K的灯用于提供与自然日光相同或类似的照明。

摄影技术人员采用类似的灯量度。其称为“摄影色温”，其考虑了不同胶卷的敏感性曲线。摄影色温的值可能与CCT值完全不同，这是由于测量方法的不同导致的。因此，如果将灯用于摄影或电影拍摄，更恰当的是，用摄影色温而不是CCT来表征灯。通过专门的色温仪测量摄影色温，其中，例如日本Minolta公司销售的仪器可以作为实际标准。

在某些应用中良好的彩色再现性是非常重要的。上述应用包括商业单元的照明，其中要求产品具有真实的色彩感觉，例如服装店、鲜食店。另一个重要应用是摄影室和电影棚，其通常需要非常强的照明。另外，电影棚中的传统光源产生热，从而需要对房间进行额外的降温。因此，后面的应用所需要的光源不仅要具有良好的彩色再现性，而且具有能量效率。

人们已经进行了各种尝试用于制造具有改进彩色再现性能的荧光光源。通常通过掺入不同类型的荧光物质以寻求提高或改善彩色再现性能。例如，美国专利No.5028839和No.5539276中公开了主要用于水族缸的荧光灯，其具有荧光层，该层由不同的荧光物质构成，所述荧光物质具有不同的发射峰和半宽值。

美国专利No.6525460公开了灯管形式的荧光灯，其具有较高的彩色再现性。这种已知的灯包括含有荧光物质的层，其由不同荧光物质构成。该灯的Ra值大于96，CCT位于2700K和6600K之间。尤其是，该灯对于以下颜色具有非常高的R值，包括饱和红、饱和黄、肉色以及菜绿。然而，为了得到这些参数，美国专利No.6525460公开的灯的荧光层还包括滤光物质，其在400-450nm范围内有效。该滤光物质对灯的效率具有不良影响，同时给该灯的制作工艺增加了困难，这是由于必须控制额外组分的比例。

近年来，荧光灯市场趋向于更小的形状因数，要求小型荧光灯应达到同样或更好的照明性能，而这通常只能通过采用相对较大的灯管才能达到。然而，如果在更小的放电容器中产生相同的光输出，这不可避免地增加了壁负荷，也就是，落在单位面积荧光物质上的能量。例如，如果用直径约为15mm的小型荧光灯代替直径为38mm的传统灯管，例如用于2G11插座的灯，则壁负荷将是原来的近四倍。这意味着，由于氧化或其它过程，荧光物质的某些组分将会变质。从而可以观察到灯的发光参数总体下降。例如，在美国专利No.6525460所公开的灯的荧光混合物中采用的荧光物质(Sr，Mg，Ca)3(PO4)2:Sn2+随着光输出增强，其发生明显降解。对于放电管的弯曲部，这些效应更加显著。