專利名稱：無(wú)碘化鉈的陶瓷金屬鹵化物燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及能夠以小于全額定功率操作從而展現(xiàn)優(yōu)良流明維持率和高發(fā)光效能而沒(méi)有遭受不可取色移的放電燈。它與劑量中沒(méi)有碘化鉈的陶瓷金屬商化物燈結(jié)合得到特別應(yīng)用，并且將特別參考該陶瓷金屬鹵化物燈來(lái)描述。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度放電(HID)燈是可以從相對(duì)小的源產(chǎn)生大量光的高效燈。這些燈在許多應(yīng)用中廣泛地使用，僅舉幾例來(lái)說(shuō)，包括零售展示照明、公路和道路照明、例如體育場(chǎng)等大型場(chǎng)所的照明、工業(yè)和商業(yè)建筑以及商店的泛光燈照明以及投光燈。術(shù)語(yǔ)“HID燈”用于表示不同種類的燈。這些包括汞蒸氣燈、金屬鹵化物燈和鈉燈。特別地，金屬鹵化物燈在要求以相對(duì)低的成本達(dá)到高亮度水平的區(qū)域廣泛地使用。HID燈不同于其他燈，因?yàn)樗鼈兊倪\(yùn)行環(huán)境要求在高溫和高壓下長(zhǎng)時(shí)段地操作。并且，由于它們的使用和成本，理想的是這些HID燈具有相對(duì)長(zhǎng)的使用壽命并且產(chǎn)生一致亮度水平和光的顏色。盡管原則上HID燈可以用交流 (AC)電源或直流(DC)電源操作，實(shí)際上這些燈通常通過(guò)AC電源驅(qū)動(dòng)。放電燈通過(guò)用在兩個(gè)電極之間傳遞的電弧電離蒸氣填充物材料(例如稀有氣體、 金屬鹵化物和汞的混合物等)來(lái)產(chǎn)生光。這些電極和填充物材料密封在半透明或透明的放電容器內(nèi)，該放電容器維持被通電的填充物材料的壓力并且允許發(fā)射的光通過(guò)它。這些填充物材料(也稱為燈“劑量”)響應(yīng)于由電弧激發(fā)來(lái)發(fā)射期望的光譜能量分布。例如，鹵化物提供光譜能量分布，這些光譜能量分布提供例如色溫、顯色性和發(fā)光效能的光性質(zhì)的廣泛選擇。考慮到社會(huì)上圍繞采用更高效和經(jīng)濟(jì)的方式使用能量的當(dāng)前認(rèn)識(shí)，在照明行業(yè)中對(duì)降低能耗、最好不犧牲燈性能的方式存在越來(lái)越多的興趣。一個(gè)技術(shù)方案將是以降低的功率水平操作燈。在商業(yè)照明目的的能耗中潛在的節(jié)省以及降低作為社會(huì)的我們的能量資源的消耗的機(jī)會(huì)是可觀的。然而，在以低于它的全額定功率操作陶瓷金屬鹵化物(CMH)燈照明中存在至少一個(gè)缺點(diǎn)。當(dāng)操作燈的功率水平降低時(shí)，發(fā)射的光的顏色從白偏移到綠，這與燈的相關(guān)色溫 (CCT)增加差不多1000° K或更多相關(guān)。CMH燈顏色主要由電弧管中處于蒸氣相的鹵化物劑量組成決定。例如，典型的CMH燈包含NaI, Til、CaI2以及例如Dyl3、HoI3、TmI3> CeI3或 LaI3等一些稀土碘化物。當(dāng)CMH燈調(diào)暗時(shí)，電弧中的鹵化物蒸氣壓將隨電弧管溫度的降低而下降。另外，TlI蒸氣壓比稀土鹵化物的蒸氣壓下降較慢。由于TlI發(fā)射綠光，并且保持在比剩下的碘化物相對(duì)較高的蒸氣壓，那么燈在調(diào)暗的狀況下經(jīng)歷從白到綠的色移。光顏色中的這樣的偏移對(duì)商業(yè)使用具有相當(dāng)大的影響。例如，零售和展示場(chǎng)所(其常常由于CMH 燈的長(zhǎng)壽命和聚焦的光發(fā)射而采用CMH燈)可明顯苦于沒(méi)有使正展示的物品以它們最佳的優(yōu)勢(shì)、即在白光下呈現(xiàn)的照明。對(duì)于照明有助于顧客所經(jīng)歷的氣氛或環(huán)境的公共場(chǎng)所同樣如此。借助當(dāng)前技術(shù)，燈化學(xué)提供關(guān)于大多數(shù)性能指標(biāo)非常有益的性質(zhì)。然而，當(dāng)燈以降低的功率操作以降低能耗時(shí)，可能改變這些性能指標(biāo)，并且具體地可負(fù)面影響發(fā)射的光的顏色。已經(jīng)做出嘗試來(lái)通過(guò)改變化學(xué)劑量降低當(dāng)以小于它的額定功率的100%操作燈時(shí)發(fā)生的不可取的色移，但常常這些嘗試導(dǎo)致燈遭受降低的效能和總的流明損失。這些參數(shù)與燈發(fā)射的光的顏色直接相關(guān)，并且因此直接影響使用燈的消費(fèi)者的滿意度。然而，即使當(dāng)劑量化學(xué)中的變化已經(jīng)是最小時(shí)，旨在通過(guò)改變燈劑量解決發(fā)射顏色問(wèn)題的努力導(dǎo)致關(guān)于其他性能和光度量參數(shù)的損失并且有時(shí)導(dǎo)致相當(dāng)大的損失。因此，在一些實(shí)例中已經(jīng)以損失其他重要的燈參數(shù)為代價(jià)這樣做出改進(jìn)燈顏色的努力。例如，USPN6，501，220,USPN 6，717，364 和 USPN 7，012，375 公開在燈劑量中包括 Dyl3、TmI3、或HoI3，這些已知中斷了 CMH燈中的鎢鹵循環(huán)。因此，這些燈具有差的流明維持率。另外，上文的專利中的一些包含MgI2,其可證明關(guān)于調(diào)暗特性是有利的，但也引起燈效能和流明維持率的降低。到目前為止，缺乏可以提供優(yōu)秀的調(diào)暗特性并且同時(shí)提供良好的流明維持率和效能的CMH燈。前面的缺點(diǎn)已經(jīng)成為CMH燈在調(diào)暗、節(jié)能狀況下廣泛使用的限制因素。因此，存在一種需要，其能夠滿足采用更加能量高效的方式而與設(shè)置無(wú)關(guān)來(lái)操作照明的需要，并且同時(shí)能夠這樣做而沒(méi)有遭受發(fā)射的光的察覺(jué)到的白色損失，特別沒(méi)有引起朝發(fā)射的光的更綠色調(diào)的偏移，沒(méi)有降低流明維持率并且沒(méi)有減損燈效能。期望的是能夠按消費(fèi)者的選擇以降低的額定功率(多達(dá)差不多50%以下的功率)操作同時(shí)維持燈的白光發(fā)射、良好的流明維持率和效能的燈。意外地，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)前面理想的參數(shù)中的全部，同時(shí)沒(méi)有引起或僅引起燈的其他性能和光度量參數(shù)中的可忽略不計(jì)的損失。這通過(guò)采用沒(méi)有碘化鉈的燈劑量連同其他鹵化物組成的優(yōu)化來(lái)完成。結(jié)果是燈展現(xiàn)關(guān)于流明、效能和光色的優(yōu)良性能。

發(fā)明內(nèi)容
在示范性實(shí)施例中，燈包括放電容器，其具有密封在其中的可電離填充物，該填充物至少包括惰性氣體、汞和其中沒(méi)有鉈存在的鹵化物成分，該鹵化物成分包括堿金屬鹵化物、堿土金屬鹵化物和稀土鹵化物。例如，沒(méi)有任何鹵化鉈的該鹵化物成分可包括鹵化鈉、 鹵化鈣或鹵化鍶二者至少其中之一，以及鹵化鈰或鹵化鑭二者至少其中之一，并且可進(jìn)一步可選擇地包括商化銫或商化銦。在本發(fā)明的再另一個(gè)實(shí)施例中，提供形成燈的方法。該方法包括提供具有密封在其中的電離填充物的放電容器，該填充物包括惰性氣體、汞、堿金屬鹵化物、堿土金屬鹵化物和包括La或Ce中的至少一個(gè)的稀土鹵化物。例如，鹵化物成分可包括鹵化鈉、鹵化鈣或鹵化鍶二者至少其中之一，以及從由鑭和鈰構(gòu)成的組中選擇的稀土鹵化物中的至少一個(gè)， 并且可選擇地包括鹵化銫或鹵化銦。該方法進(jìn)一步包括在該放電容器內(nèi)安置電極以響應(yīng)于施加于電極的電壓使填充物通電。將意識(shí)到本發(fā)明不限于任何特別的制造方法或加工。由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燈實(shí)現(xiàn)的主要益處是當(dāng)燈以小于燈的全額定功率(典型地以全額定功率的大約50%的降低)操作時(shí)發(fā)射的光的增強(qiáng)顏色，且沒(méi)有可察覺(jué)的色移，這主要是由于從燈劑量中排除碘化鉈。由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燈實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)益處是超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)CMH燈的在操作 3000小時(shí)后15%或更大的增強(qiáng)的流明維持率。
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由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燈實(shí)現(xiàn)的再另一個(gè)益處是超出90LPW的增強(qiáng)效能。根據(jù)本發(fā)明的燈的其他特征和益處將通過(guò)閱讀和理解下列詳細(xì)說(shuō)明變得更明顯。


圖1是示出如與可比較的常規(guī)的燈的色點(diǎn)中的偏移相比、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燈的6MPCD內(nèi)的色點(diǎn)中的偏移的曲線圖。圖2是根據(jù)示范性實(shí)施例的HID燈的剖視圖。圖3是示出與可比較的常規(guī)的燈相比、作為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燈的標(biāo)稱燈功率的百分比的函數(shù)的燈CCT(以開氏度(° K)為單位)的曲線圖。圖4是示出與可比較的常規(guī)的燈相比、作為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燈的燈壽命 (以千小時(shí)為單位)的函數(shù)的％流明維持率的曲線圖。
具體實(shí)施例方式本公開涉及能夠以小于全額定功率操作而不遭受不可取的色移、流明維持率損失或燈效能損失的放電燈。它與包括不含鹵化鉈而包含鹵化鑭或鹵化鈰中的至少一個(gè)的劑量的陶瓷金屬鹵化物燈結(jié)合得到特別應(yīng)用，其中當(dāng)燈以小于它的標(biāo)稱燈功率操作時(shí)燈大致上展現(xiàn)出沒(méi)有色移、良好的流明維持率和良好的效能。在示范性實(shí)施例中，燈包括放電容器， 其具有密封在其中的可電離填充物，該填充物至少包括惰性氣體、游離汞和其中不包括鉈的鹵化物成分，該鹵化物成分包括堿金屬鹵化物、堿土金屬鹵化物和包括鑭和/或鈰中的至少一個(gè)的稀土鹵化物。例如，沒(méi)有任何鹵化鉈的鹵化物成分可包括鹵化鈉、鹵化鈣或鹵化鍶二者至少一個(gè)和鹵化鈰或鹵化鑭二者至少一個(gè)，并且可進(jìn)一步可選擇地包括鹵化銫或鹵化銦。在一個(gè)實(shí)施例中，提供有根據(jù)前述的放電燈，其展現(xiàn)至少大約90并且優(yōu)選地高達(dá) 97的流明每瓦(LPW)，并且在操作3000小時(shí)后進(jìn)一步展現(xiàn)大于大約90%、即大約93%的流明維持率。當(dāng)以降低的功率水平(低至額定燈功率的大約50%)操作時(shí)燈CCT偏移小于+/-200K。如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“額定功率”、“標(biāo)稱燈功率和“燈額定功率”或其任何形式 (其可在本文中可交換地使用)指根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定燈操作的最佳瓦數(shù)。在這方面，例如， 白熾燈可作為100W、70W或50W燈銷售，瓦數(shù)(W)指示燈的全額定功率。同樣地，HID燈通常可作為 150W、100W、70W、50W、39W 和 20W 燈銷售。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供有陶瓷金屬鹵化物燈，其當(dāng)以小于它的標(biāo)稱燈功率的 80%并且甚至以小于它的標(biāo)稱燈功率的大約50% (即，它的標(biāo)稱燈功率的43%)操作時(shí)展現(xiàn)大致上與如果以它的標(biāo)稱燈功率的100%操作的燈的CCT相同，或在其大約+/-100° K 內(nèi)的CCT。因此，由于CCT保持大致上相同的事實(shí)，燈發(fā)射沒(méi)有經(jīng)歷任何明顯的色移，即由燈發(fā)射的光被察覺(jué)為白光。除前述之外，根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的燈展現(xiàn)優(yōu)秀的流明輸出和效能。證實(shí)這些特性的CMH燈包括一種劑量，其不包括碘化鉈，但其包括鹵化鈉、鈣或鍶的鹵化物，以及鹵化鈰或鹵化鑭二者至少一個(gè)。如此，下列公開提供具有提高的效能和比其他當(dāng)前可用的可比較的燈更好的顏色表現(xiàn)的燈(甚至當(dāng)這樣的燈以小于它的標(biāo)稱燈功率操作時(shí))。如在各種方面中描述的，燈能夠同時(shí)滿足光度量目標(biāo)而不損害目標(biāo)可靠性或流明維持率。在根據(jù)本文的燈設(shè)計(jì)中可取的光度量性質(zhì)包括流明、CRI、CCT和Dccy。術(shù)語(yǔ)“流明”在本文中指從源(在該實(shí)例中是CMH燈)發(fā)射的可見(jiàn)光的總量。燈的效能或發(fā)光效能是光通量(以流明為單位)與功率(通常以瓦為單位測(cè)量)的比率。一般， 在測(cè)量源的輸出中或在測(cè)量源從給定量的電力多優(yōu)地提供可見(jiàn)光中，以流明每瓦LPW為單位測(cè)量發(fā)射。換句話說(shuō)，流明效能表示由裝置發(fā)射的總光通量(流明)和由該裝置消耗的輸入功率的總量(瓦)之間的比率。輸入能量中的一些采用熱或除了可見(jiàn)光輻射之外的形式損失。相關(guān)色溫(CCT)限定為當(dāng)黑體輻射體的色度(顏色)最接近地匹配光源的色度時(shí)，以開氏度⑷表達(dá)的黑體輻射體的絕對(duì)溫度。CCT可從Commission Internationale de Γ Eclairage (國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)) 1960顏色空間中的色度坐標(biāo)(u，v)的位置中估計(jì)。 從這個(gè)角度來(lái)看，CCT等級(jí)是光源是多“暖”或多“冷”的指示。數(shù)字越高，燈越冷。數(shù)字越低，燈越暖。示范性燈可提供例如大約2700K和大約4500K、大約3300K和大約3200K之間的相關(guān)色溫(CCT)，例如3000K。例如，具有包括NaI、CaI2、TlI和LaI3連同惰性氣體和游離汞的常規(guī)填充物組成的CMH燈可以在它的70W的標(biāo)稱燈功率以大約3000° K的CCT操作。 然而，當(dāng)以降低的燈功率操作時(shí)，該相同燈經(jīng)歷CCT的增加，使得當(dāng)在它的標(biāo)稱燈功率的大約50%操作時(shí)，CCT是大約4400° K。CCT的近似1400° K的該上升對(duì)應(yīng)于從白朝綠的色移。然而，如果類似地測(cè)試根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的燈，其在它的劑量組成中沒(méi)有碘化鉈，并且其包括NaI、CaI2或SrI2以及LaI3和/或CeI3 二者至少一個(gè)，該燈在它的標(biāo)稱燈功率的100%展現(xiàn)3000° K的CCT并且在它的標(biāo)稱燈功率的50%展現(xiàn)僅僅大約3100° K 的CCT。CCT中的該大約100° K的微增(從3000° K至3100° K)不引起足夠大而被大多數(shù)消費(fèi)者察覺(jué)到的色移。因此，根據(jù)本發(fā)明的燈提供以降低功率發(fā)射的光的提高的顏色質(zhì)量，使該燈成為能量高效照明的選擇。前面僅僅是示范性的并且僅僅提供來(lái)證實(shí)本主題的燈劑量如何致使提高的顏色質(zhì)量。如此，應(yīng)該意識(shí)到本發(fā)明沒(méi)有以任何方式限于上文描述的具體實(shí)施例，并且在本文中預(yù)想到其各種修改(包括填充物和溫度)。Dccy是Y軸上的色點(diǎn)的色度(CCY)與標(biāo)準(zhǔn)黑體曲線的色度的差異。關(guān)于圖1，黑體曲線或軌跡示出為實(shí)黑弧線。在該弧線下面并且定位在X軸(CCY)上的大約0.42和0.45 之間，示出通常稱為MacAdam橢圓。術(shù)語(yǔ)“MacAdam橢圓”指在常規(guī)色度圖上的區(qū)域，其包含對(duì)于平常人眼無(wú)法與該橢圓中心的顏色區(qū)分的所有顏色。這些橢圓使用由色點(diǎn)的獨(dú)立觀察員做出的匹配開發(fā)。MacAdam觀察到由觀察員做出的全部匹配落入CIE 1931色度圖上的橢圓中。在該色度圖上的25個(gè)點(diǎn)做出測(cè)量，并且發(fā)現(xiàn)在該圖上的這些橢圓的大小和取向根據(jù)測(cè)試顏色大范圍地變化。使用這些MacAdam橢圓，已經(jīng)確定以100%標(biāo)稱燈功率開始、接著降低至80 %、70%、60%和50 %的不同的操作功率測(cè)量的單個(gè)燈的色點(diǎn)必須留在將察覺(jué)為未變化的發(fā)射的顏色的橢圓內(nèi)。一般，可以理解在超出6MPCD(最小可察覺(jué)色差)的色點(diǎn)中的差別指示發(fā)射的光的顏色中的偏移。圖1清楚地圖示如上文闡述的包括TlI的常規(guī)70W CMH燈不產(chǎn)生落入單個(gè)橢圓內(nèi)的色點(diǎn)。相比之下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的三個(gè)CMH燈(標(biāo)記A、B和C，每個(gè)具有根據(jù)表格示例1的不包括TlI的劑量)，每個(gè)以降低的功率產(chǎn)生的落入單個(gè)橢圓內(nèi)的色點(diǎn)，即，展現(xiàn)6或更少的MPCD，并且從而視為可接受的并且不表示發(fā)射的光的顏色中的可察覺(jué)偏移。再另一個(gè)通常使用的顏色指標(biāo)是顯色指數(shù)(CRI)，CRI是燈相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)個(gè)體顏色的能力的指示，并且從在相同色溫與該標(biāo)準(zhǔn)(典型地，黑體)相比的燈的光譜分布的比較來(lái)得到。存在十四個(gè)特殊的顯色指數(shù)(Ri，其中i = 1-14)，其限定當(dāng)用于照亮標(biāo)準(zhǔn)色瓦時(shí)光源的顯色性。一般的顯色指數(shù)(Ra)是按0-100的標(biāo)度表達(dá)的前八個(gè)特殊的顯色指數(shù) (其對(duì)應(yīng)于非飽和顏色)的平均數(shù)。除非另外指示，否則，顯色性在本文中按“Ra”表達(dá)。常規(guī)的70W CMH燈(其具有與根據(jù)本文的燈的填充物可比較的填充物，但其包括TlI)的顯色指數(shù)可在大約80-88的范圍中。如較早指出的，避免以降低的操作功率發(fā)射的光中色移的之前的嘗試已經(jīng)包括降低TlI的量。然而，這些嘗試產(chǎn)生展現(xiàn)遠(yuǎn)低于80的CRI的燈。相比之下，具有不含碘化鉈的劑量并且包括如本文闡述的鹵化物劑量成分的燈已經(jīng)示出展現(xiàn)高達(dá)86的CRI。要理解在行業(yè)中任何大于大約80的CRI被認(rèn)為是優(yōu)秀的。這些范圍和參數(shù)中的全部(S卩，大約3000° K的一致CCT、高達(dá)大約6的MP⑶和高達(dá)86的CRI)可同時(shí)由本燈設(shè)計(jì)來(lái)滿足。意外地，可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)而不負(fù)面影響燈效能和流明維持率。從而，例如，當(dāng)以小于80%和甚至低至大約40%的降低的標(biāo)稱燈功率操作時(shí)， 示范性燈可展現(xiàn)與提高的顏色質(zhì)量(即白光發(fā)射)相關(guān)的CCT、CRI和色點(diǎn)，并且還維持根據(jù)已知的、可取的標(biāo)準(zhǔn)的流明效能和燈壽命。在一個(gè)實(shí)施例中，提供包括放電容器和延伸進(jìn)入該放電容器的電極的燈。該燈進(jìn)一步包括密封在該容器內(nèi)的可電離填充物。該可電離填充物不包含碘化鉈。本文中已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，通過(guò)在劑量中不包括鹵化鉈，并且通過(guò)另外包括根據(jù)下列的鹵化物劑量成分，可以有利地實(shí)現(xiàn)與發(fā)射顏色有關(guān)的前面的參數(shù)。該有利的CMH燈的該可電離填充物包括惰性氣體、Hg和鹵化物成分，該鹵化物成分包括堿金屬鹵化物、至少一個(gè)堿土金屬鹵化物和至少一個(gè)從由鑭和鈰構(gòu)成的組選擇的稀土鹵化物。參照?qǐng)D2，示出示范性HID燈10的剖視圖。該燈包括放電容器或電弧管12，其限定內(nèi)腔14，并且可封閉在護(hù)罩36中。該放電容器壁16可用例如氧化鋁等陶瓷材料或例如石英玻璃等其他適合的透光材料形成?？呻婋x填充物18被密封在該內(nèi)腔14中?？捎面u形成的電極20、22安置在該放電容器的相對(duì)端，以便當(dāng)施加電流于這些電極時(shí)使填充物通電。該兩個(gè)電極20和22典型地通過(guò)基底38、經(jīng)由導(dǎo)線M、26(例如，從鎮(zhèn)流器，其沒(méi)有示出)饋送有交變電流。這些電極20、22的尖端28、30間隔距離d，該距離限定弧隙。當(dāng)向燈 10供電時(shí)(指示到燈的電流流動(dòng))，在該兩個(gè)電極之間形成電壓差。該電壓差引起橫跨這些電極的尖端28、30之間的間隙的電弧。該電弧導(dǎo)致這些電極尖端28、30之間的區(qū)域中的等離子體放電。產(chǎn)生可見(jiàn)光，并且該可見(jiàn)光通過(guò)壁16傳遞出腔14。如上文陳述的可電離填充物18包括惰性氣體、游離汞(Hg)和不包括鹵化鉈、具體地碘化鉈的鹵化物成分。該鹵化物成分包括稀土鹵化物，并且可進(jìn)一步包括堿金屬鹵化物和堿土金屬鹵化物中的一個(gè)或多個(gè)。在操作中，電極20、22在電極的尖端觀、30之間產(chǎn)生電弧，其將填充物電離以在放電空間中產(chǎn)生等離子體。產(chǎn)生的光的發(fā)射特性主要取決于填充物材料的組分、電極之間的電壓、腔的溫度分布、腔中的壓強(qiáng)和腔的幾何結(jié)構(gòu)。此外，當(dāng)燈以小于它的標(biāo)稱燈功率或額定功率操作時(shí)，這些參數(shù)結(jié)合來(lái)顯著影響從燈發(fā)射的光的顏色。通過(guò)從鹵化物劑量去除碘化鉈，積極地影響以低于標(biāo)稱燈功率的燈性能，從而產(chǎn)生能量節(jié)省而沒(méi)有性能的損失，并且在某些實(shí)例中產(chǎn)生提高的燈性能，這是可能的。在填充物的下列說(shuō)明中，成分的量指最初(即在燈的操作之前)密封在放電容器中的量(除非另外指出)。
緩沖氣體可是惰性氣體，例如氬、氙、氪或其的組合燈，并且可在填充物中以內(nèi)腔 14的從大約2-20微摩爾每立方厘米(ymol/cm3)存在。該緩沖氣體還可起在燈操作的早期期間用于發(fā)光的啟動(dòng)氣體的作用。在一個(gè)實(shí)施例中，適合于CMH燈，燈用Ar回填。在另一個(gè)實(shí)施例中，使用添加少量Kr85的Xe或Ar。該放射性Kr85提供協(xié)助啟動(dòng)燈的電離。盡管不排除更高的冷填充物壓強(qiáng)，冷填充物壓強(qiáng)可以是大約60-300ΤΟΠ·。在一個(gè)實(shí)施例中，使用至少大約MOTon 的冷填充物壓強(qiáng)。太高的壓強(qiáng)可損害燈啟動(dòng)。太低的壓強(qiáng)可以導(dǎo)致燈的壽命期間增加的流明折損。在上文有時(shí)稱為“游離Hg”的汞劑量可以電弧管體積的從大約2至35mg/cm3存在。 調(diào)節(jié)汞重量來(lái)提供用于從選擇的鎮(zhèn)流器抽取功率的期望的電弧管操作電壓。如已經(jīng)陳述的，根據(jù)本文的燈的鹵化物劑量不包括鹵化鉈，即不包括鉈作為鹵化物劑量的成分。如上文指出的，已知不包括鹵化鉈作為劑量材料的部分。然而，不包括鹵化鉈的那些燈經(jīng)歷燈效能的降低，致使使用鹵化鉈是可取的。然而，現(xiàn)在意外地認(rèn)識(shí)到可通過(guò)小心地選擇剩下的劑量組分來(lái)從劑量去除鹵化鉈而不具有對(duì)光度量燈性質(zhì)的有害影響。如此，現(xiàn)在確定具有下列劑量成分的CMH燈當(dāng)以小于標(biāo)稱操作功率操作時(shí)展現(xiàn)無(wú)不可取的色移、無(wú)流明維持率中的降低和良好的發(fā)光效能。該劑量包括NaI2、CaI2或SrI2,以及CeI3或 LaI3,并且不包括鹵化鉈。該劑量可可選地包括鹵化Cs和/或鹵化^1。包括前面的劑量組成的CMH燈已經(jīng)示出展現(xiàn)良好的效能、優(yōu)秀的流明維持率和期望的調(diào)暗性而沒(méi)有可察覺(jué)的色移。鹵化物成分中的鹵化物每個(gè)可以從氯化物、溴化物、碘化物和其的組合中選擇。在一個(gè)實(shí)施例中，鹵化物都是碘化物。因?yàn)樵谔畛湮镏芯哂械饣锍煞直染哂辛硗庀嗨频穆然锘蜾寤锍煞蛛娀」芎?或電極的腐蝕更低，碘化物趨于提供更長(zhǎng)的燈壽命。鹵化物化合物將通常按化學(xué)計(jì)量關(guān)系存在。鹵化物成分的稀土鹵化物可包括至少鑭(La)和鈰(Ce)的鹵化物，并且可進(jìn)一步包括鐠(ft·)、銪(Eu)、釹(Nd)、釤(Sm)和其的組合的鹵化物。填充物的稀土鹵化物可以具有通式RE&，其中RE從La和Ce，并且可選地從Pr、Nd、Eu和Sm選擇，并且X從Cl、Br和 I以及其的組合選擇，并且可以如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員已知的任何適合的濃度在填充物中存在。來(lái)自該組的示范性稀土鹵化物是鹵化鑭和鹵化鈰。填充物一般將包含這些鹵化物中的至少一個(gè)，并且可以填充物中的全部鹵化物的至少的摩爾濃度存在。在一個(gè)實(shí)施例中， 僅包括來(lái)自稀土鹵化物的該有限組的稀土鹵化物。特別地，填充物沒(méi)有下列稀土元素的鹵化物鏑、鈥和銩。盡管已知使用指出的稀土鹵化物，我們理解當(dāng)燈以標(biāo)稱或小于標(biāo)稱燈功率操作時(shí)，這些稀土鹵化物的使用可導(dǎo)致降低的流明維持率。然而，如果本劑量中不存在 T1I，該劣勢(shì)由當(dāng)前燈劑量克服。堿金屬鹵化物在存在的情況下可從鋰(Li)、鈉(Na)、鉀⑷和銫(Cs)鹵化物以及其的組合選擇。在一個(gè)特定實(shí)施例中，堿金屬鹵化物包括鹵化鈉。填充物的堿金屬鹵化物可以具有通式AX，其中A從Li、Na、K和Cs選擇，并且X如上文限定的和其的組合，并且可以如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員已知的適合的濃度在填充物中存在。在一個(gè)實(shí)施例中，堿金屬鹵化物包括鹵化鈉和鹵化銫。堿土金屬鹵化物在存在的情況下可從鈣(Ca)、鋇(Ba)和鍶(Sr)鹵化物以及其的組合選擇。填充物的堿土金屬鹵化物可以具有通式MX2，其中M從Ca、Ba和Sr選擇，并且X如上文限定的和其的組合。在一個(gè)特定實(shí)施例中，堿土金屬鹵化物包括鹵化鈣。在另一個(gè)實(shí)施例中，堿土金屬鹵化物包括鹵化鍶。堿土金屬鹵化物可以如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員已知的任何適合的濃度在填充物中存在。然而，堿土金屬鹵化物成分不包括Mg)(2。我們理解當(dāng)燈以標(biāo)稱或小于標(biāo)稱燈功率操作時(shí)，MgX2的使用可導(dǎo)致降低的流明維持率或可抑制最初的燈流明效能。在一個(gè)實(shí)施例中，填充物包括68_72mol%的堿金屬鹵化物，10-25mol%的堿土金屬鹵化物，以及2-6mol %的稀土鹵化物，其中鹵化物成分選擇為與前面的公開一致。在另一個(gè)實(shí)施例中，填充物包括68_72mol%的堿金屬鹵化物，10_25mol%的堿土金屬鹵化物，2-6mol%的稀土鹵化物，以及至少1. Omo 1 %的鹵化銫，其中鹵化物成分選擇為與前面的公開一致。在再另一個(gè)實(shí)施例中，填充物包括68_72mol%的堿金屬鹵化物，10_25mol%的堿土金屬鹵化物，2-6mol%的稀土鹵化物，以及至少1. Omo 1 %的鹵化銦，其中鹵化物成分選擇為與前面的公開一致?？稍诒緹粼O(shè)計(jì)中同時(shí)滿足不僅劑量成分而且顏色參數(shù)的前面的范圍中的全部。意外地，可實(shí)現(xiàn)此而不負(fù)面影響燈可靠性或流明維持率。從而，例如，示范性燈可展現(xiàn)與提高的顏色質(zhì)量(即白光發(fā)射)相關(guān)的CCT、CRI和色點(diǎn)，并且還維持根據(jù)已知的、可取的標(biāo)準(zhǔn)的或比該標(biāo)準(zhǔn)更好的流明輸出和燈壽命。下列表格1列舉示范性鹵化物燈劑量，其實(shí)現(xiàn)本文列舉的性能參數(shù)中的全部，即降低的能量使用而沒(méi)有遠(yuǎn)離白色的色移、良好的流明維持率和優(yōu)秀的效能。還有比較例劑量組成。表格 權(quán)利要求
1.一種燈(10)，其包括 放電容器(12)；操作上與所述放電容器關(guān)聯(lián)的電極O0、22)；以及密封在所述容器內(nèi)的可電離填充物(18)，其中所述填充物不含鉈的鹵化物，但包括(a)惰性氣體，(b)汞，以及(c)另外的鹵化物成分，其包括 (i)堿金屬鹵化物，( )堿土金屬鹵化物，以及(iii)從鑭和鈰構(gòu)成的組，以及可選地鐠、釹和釤及其組合選擇的稀土鹵化物中的至少一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的燈(10)，其中所述鹵化物成分進(jìn)一步包括鹵化銦或鹵化銫中的一個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的燈(10)，其中所述燈發(fā)射白光。
4.如權(quán)利要求1所述的燈(10)，其中所述鹵化物成分是碘化物。
5.如權(quán)利要求1所述的燈(10)，其中所述填充物(18)包括 68-72mol%的鹵化鈉；10-25mol %的鹵化鈣或鹵化鍶；以及 2-6mol %的鹵化鈰或鹵化鑭中的至少一個(gè)。
6.如權(quán)利要求1所述的燈(10)，其中所述填充物(18)包括 68-72mol%的鹵化鈉； 10-25mol %的鹵化鈣或鹵化鍶；2-6m0l%的鹵化鈰或鹵化鑭中的至少一個(gè)；以及1-3%的鹵化銫。
7.如權(quán)利要求1所述的燈(10)，其中所述燈當(dāng)以50%的標(biāo)稱燈功率操作時(shí)展現(xiàn)的CCT 在所述燈當(dāng)以100%標(biāo)稱燈功率操作時(shí)的CCT的+/-250° K內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的燈(10)，其中所述燈在以標(biāo)稱燈功率操作3000小時(shí)后展現(xiàn)至少大約85%的流明維持率。
9.一種形成燈(10)的方法，其包括 提供放電容器(12)；將電離填充物(18)密封在所述容器內(nèi)，其中所述填充物不含鉈的鹵化物，但包括(a)惰性氣體，(b)汞，以及(c)另外的鹵化物成分，其包括 (i)堿金屬鹵化物，( )堿土金屬鹵化物，以及(iii)從鑭和鈰構(gòu)成的組，以及可選地鐠、釹和釤及其組合中選擇的稀土鹵化物中的至少一個(gè)；以及可選地鹵化銦或鹵化銫中的一個(gè)；以及在所述放電容器內(nèi)安置電極O0、22)以響應(yīng)于施加于所述電極的電壓使所述填充物通電，其中所述燈當(dāng)以小于它的標(biāo)稱燈功率的50%操作時(shí)展現(xiàn)小于6的MPCD。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中當(dāng)燈以小于它的標(biāo)稱燈功率的50%操作時(shí)所述燈 CCT增加不超過(guò)250° K。
全文摘要
本發(fā)明涉及無(wú)碘化鉈的陶瓷金屬鹵化物燈。本公開涉及能夠以小于全額定功率操作而沒(méi)有遭受不可取的色移、流明維持率的損失或燈效能的損失的放電燈(10)。它與劑量中沒(méi)有碘化鉈的陶瓷金屬鹵化物燈結(jié)合得到特別應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01J61/12GK102403185SQ20111028354
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者L·鄧 申請(qǐng)人:通用電氣公司