金屬鹵化物燈和照明裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種金屬鹵化物燈，其具有陶瓷發(fā)光管，并且其額定功率為35～100W，且色溫為2800～3700K；在該發(fā)光管內(nèi)包含作為發(fā)光物質(zhì)的鹵素添加物，所述鹵素添加物包含：(1)鈰(Ce)、(2)鈉(Na)、(3)鈣(Ca)、(4)鉈(Tl)和(5)稀土金屬，所述稀土金屬包含鏑(Dy)、銩(Tm)和鈥(Ho)中的至少一種，并且所述鹵素添加物為碘化物；關(guān)于(1)～(4)的鹵素添加物的各組成比，碘化鈰為1.5摩爾％以上且3.0摩爾％以下，碘化鈉為45摩爾％以上且90摩爾％以下，碘化鈣為5摩爾％以上且15摩爾％以下，并且碘化鉈為2摩爾％以上且7摩爾％以下。
【專利說(shuō)明】金屬鹵化物燈和照明裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及金屬鹵化物燈和照明裝置，特別地涉及具有陶瓷發(fā)光管的具有低色溫的金屬鹵化物燈以及使用所述金屬鹵化物燈的照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬鹵化物燈在商業(yè)設(shè)施如商店照明中不但用于基礎(chǔ)照明如筒燈，還用于直接照射商品的局部照明。在局部照明時(shí)，與基礎(chǔ)照明時(shí)相比，需要較高的光學(xué)特性。特別地，所需要的特性為Ra(平均演色性指數(shù))為90以上，R9(特殊演色性指數(shù))為50以上，色溫為2800~3700K,且Duv (光源色(色調(diào)))為_(kāi)5至O。
[0003]而且，從節(jié)能的觀點(diǎn)來(lái)看，對(duì)于局部照明以及基礎(chǔ)照明，都需要提高效率。例如，盡管商用可獲得的燈的效率，對(duì)于額定功率35W為901m / W，對(duì)于70W為951m / W，且對(duì)于100W為IOOlm / W，但是要求效率對(duì)于額定功率35W提高至951m / W，對(duì)于70W提高至IOOlm / W，且對(duì)于 100W 提高至 IlOlm / W。
[0004]通常，在陶瓷金屬鹵化物燈中，在高演色性和高效率之間均在折衷關(guān)系，因此難以同時(shí)提聞 者。
[0005]專利文獻(xiàn)I公開(kāi)了一種具有低色溫(2800~3700K)類型的陶瓷金屬鹵化物燈。專利文獻(xiàn)I公開(kāi)了密封在燈中的發(fā)光物質(zhì)(鹵素碘化物)含有組成比為0.5~4摩爾％的鈰或鐠(例如，2摩爾％的鋪)，組成比為35~45摩爾％的鈉(例如,35摩爾％ ),組成比為40~60摩爾％的鈣(例如，54摩爾％)，2摩爾％的鉈，以及組成比為2~10摩爾％的稀土金屬，所述稀土金屬包括鏑、銩或欽(例如，7摩爾％的包含上述三種材料的稀土金屬)。據(jù)公開(kāi)，上述設(shè)計(jì)導(dǎo)致，效率為941m / W，Ra為90以上，R9為40以上，Duv值的下限為-10，且這種規(guī)格可用于額定功率為20~300W的燈。特別地，通常已知的是，為了提高R9而增加鈣的組成比，且上述組成是基于該知識(shí)的。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007— 53004號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]盡管上述文獻(xiàn)公開(kāi)了額定功率為150W的實(shí)施例，但是當(dāng)將上述規(guī)格應(yīng)用于額定功率為100W以下的燈時(shí)，不能獲得相同的效果和優(yōu)點(diǎn)(特別地，不能實(shí)現(xiàn)40以上的R9)。認(rèn)為這是因?yàn)?，與150W等級(jí)的燈中相比，在100W等級(jí)以下的燈中的發(fā)光管端部由毛細(xì)管作用造成的熱損失的比例更大。
[0010]因此，本發(fā)明的目的是提供一種金屬鹵化物燈，其具有Ra為90以上且R9為50以上的演色特性，2800~3700K的色溫，以及Duv的下限為_(kāi)5且上限為0的光源色(色調(diào))特性，并且符合上述提高效率的要求。
[0011]本發(fā)明的第一方面是一種金屬鹵化物燈，其具有陶瓷發(fā)光管，并且其額定功率為35?100W，且色溫為2800?3700K ;在該發(fā)光管內(nèi)包含作為發(fā)光物質(zhì)的鹵素添加物，所述鹵素添加物包含:⑴鈰(Ce)、⑵鈉(Na)、(3)鈣(Ca)、⑷鉈(Tl)和(5)稀土金屬，所述稀土金屬包含鏑(Dy)、銩(Tm)和欽(Ho)中的至少一種，并且所述齒素添加物為碘化物；關(guān)于⑴?⑷的鹵素添加物的各組成比，碘化鈰為1.5摩爾％以上且3.0摩爾％以下，碘化鈉為45摩爾％以上且90摩爾％以下，碘化鈣為5摩爾％以上且15摩爾％以下，并且碘化鉈為2摩爾％以上且7摩爾％以下。
[0012]此外，碘化鈰可以為1.9摩爾％以上且2.3摩爾％以下，碘化鈉可以為76摩爾％以上且79摩爾％以下，碘化鈣可以為11摩爾％以上且13.5摩爾％以下，并且碘化鉈可以為3摩爾％以上且3.7摩爾％以下。
[0013]本發(fā)明的第二方面是包含上述第一方面的金屬鹵化物燈以及安裝有所述金屬鹵化物燈的反射器的照明裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是用于本發(fā)明的金屬鹵化物燈的發(fā)光管的圖。
[0015]圖2是應(yīng)用本發(fā)明的金屬鹵化物燈的圖。
[0016]圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明的碘化鈰的量的確定的圖。
[0017]圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明的碘化鈰的量的確定的圖。
[0018]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的碘化鈉的量的確定的圖。
[0019]圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明的碘化鈣的量的確定的圖。
[0020]圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明的碘化鈣的量的確定的圖。
[0021]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的碘化鉈的量的確定的圖。
[0022]圖7是本發(fā)明的照明裝置的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1示出了用于本發(fā)明的金屬鹵化物燈內(nèi)的發(fā)光管10。如圖所示，陶瓷發(fā)光管10 (氧化鋁管)具有一體形成的主管部11和細(xì)管部12。S卩，隨著主管部11和細(xì)管部12的連續(xù)形成，在兩者的邊界處未發(fā)生厚度的不連續(xù)。在主管部11內(nèi)相互相對(duì)地設(shè)置一對(duì)電極(未示出)，且這些電極各自通過(guò)細(xì)管部12內(nèi)的電導(dǎo)體與引線13連接。這種一體形成類型的發(fā)光管，與圓筒型(組裝型)發(fā)光管(參考專利文獻(xiàn)I中的圖3)相比，在主管部11的端部的熱損失小得多，這有助于提高效率。特別地，這種傾向在與主管部相比端部的比例更大的低瓦特類型中更加明顯。
[0024]圖2示出了應(yīng)用本發(fā)明的金屬鹵化物燈20(下文稱為“燈20”)。在燈20中，發(fā)光管10通過(guò)電導(dǎo)體棒22a和22b與基底21連接，并且包含在內(nèi)管23內(nèi)，且內(nèi)管23包括在外管24中。內(nèi)管23和外管24固定在基底21上，且基底21設(shè)置有殼部25。應(yīng)注意，盡管未示出，但是導(dǎo)體棒22a和22b中的一個(gè)與基底21的前端電連接，而另一個(gè)與殼部25的側(cè)部電連接。
[0025]發(fā)光物質(zhì)和IS氣包含在發(fā)光管10的主管部11內(nèi)部。發(fā)光物質(zhì)包含萊和齒素化合物，并且鹵素化合物包含:(I)鈰(Ce)、⑵鈉(Na)、⑶鈣(Ca)、⑷鉈(Tl)和(5)稀土金屬(下文中稱為“其它成分”)，所述稀土金屬包括鏑(Dy)、銩(Tm)和欽(Ho)中的至少一種，并且上述鹵素添加物全部為碘化物。本發(fā)明在上述中特別地將碘化鈰(CeI3)、碘化鈉(NaI)、碘化鈣(CaI2)以及碘化鉈(TlI)的含量(組成比)優(yōu)化。
[0026]下文中將描述上述四種成分的組成比的確定。
[0027]碘化鈰(CeI3)、碘化鈉(NaI)、碘化鈣(CaI2)以及碘化鉈(TlI)的參考組成比分別為約2摩爾％，約76摩爾％，約14摩爾％和約4摩爾％，然后將各成分增加或減少以測(cè)量其對(duì)各特性的影響。應(yīng)注意，上述摩爾％的剩余量(約4% )對(duì)應(yīng)其它成分的碘化物的組成比。
[0028]發(fā)光管為70W類型，且發(fā)光管的內(nèi)部容積為0.4cc。
[0029]單位溶劑的添加物的量為16.3mg / cc,因此添加物的總量為6.5mg。應(yīng)注意，汞的含量為6mg。
[0030]各測(cè)量值為從點(diǎn)燈開(kāi)始后經(jīng)過(guò)100小時(shí)時(shí)的值。
[0031]<碘化鈰(CeI3)的量的確定>
[0032]碘化鈰的量影響發(fā)光效率和綠色的光源色(Duv)。圖3A示出了發(fā)光效率對(duì)碘化鈰的量的圖。較大量的碘化鈰使得可提高發(fā)光效率。在此，為了實(shí)現(xiàn)1001m / W以上的發(fā)光效率，需要碘化鈰的量為1.5摩爾％以上。
[0033]圖3B示出了 Duv對(duì)碘化鈰的量的圖。相對(duì)于碘化鈰的量，Duv以單調(diào)的方式增加。在此，需要碘化鈰的量為1.0?3.0摩爾％，使得Duv為-5?0。
[0034]因此，可以將碘化鈰的量確定為1.5?3.0摩爾％。
[0035]<碘化鈉(NaI)的量的確定>
[0036]碘化鈉的量影響色溫(Tc)。圖4示出了色溫對(duì)碘化鈉的量的圖。相對(duì)于碘化鈉的量，色溫以單調(diào)的方式減少。在此，可以將碘化鈉的量確定為45?90摩爾％，使得色溫為2800 ?3700K。
[0037]<碘化鈣(CaI2)的量的確定>
[0038]碘化鈣的量影響發(fā)光效率和紅色特性(R9)。圖5A示出了發(fā)光效率對(duì)碘化鈣的量的圖。較大量的碘化鈣導(dǎo)致較低的發(fā)光效率。在此，為了實(shí)現(xiàn)1001m / W以上的發(fā)光效率，需要碘化鈣的量為15摩爾％以下。
[0039]圖5B示出了 R9的值對(duì)碘化鈣的量的圖。圖中顯示了向上凸的曲線，在此，為了實(shí)現(xiàn)50以上的R9，需要碘化鈣的量為5摩爾％以上。
[0040]<碘化鉈(TlI)的量的確定>
[0041]碘化鉈的量影響粉色的光源色(Duv)。
[0042]圖6示出了 Duv對(duì)碘化銘的量的圖。相對(duì)于碘化銘的量，Duv的值以單調(diào)的方式增加。在此，可以將碘化鉈的量確定為2.0?7.0摩爾％，使得Duv為-5?O。
[0043]如上所述，將各組成比確定如下:
[0044]碘化鈰:1.5摩爾％以上且3.0摩爾％以下；
[0045]碘化鈉:45摩爾％以上且90摩爾％以下；
[0046]碘化鈣:5摩爾％以上且15摩爾％以下；
[0047]碘化鉈:2摩爾％以上且7摩爾％以下。
[0048]這里需要注意的是，與專利文獻(xiàn)I中的規(guī)格相比，碘化鈣的量小得多且碘化鈉的量較大。特別地，發(fā)光管10以一體型形成，使得即使當(dāng)?shù)饣}的量減少時(shí)，也能夠獲得期望的發(fā)光效率。因此應(yīng)理解，在維持發(fā)光效率的情況下，通過(guò)減少氧化鈣的量而實(shí)現(xiàn)R9的提高。這使得可以同時(shí)獲得高效率和高演色性，從而獲得發(fā)光效率和發(fā)光特性如演色性的平衡及其絕對(duì)值的明顯提高。
[0049]下面將描述基于上述討論的實(shí)施例。表1示出了根據(jù)上述制造的燈(70W、35W和150W類型)。作為表1中所述之外的其他要素，發(fā)光管的壁面負(fù)荷為20~40W / cm2，并且包含20kPA(150Torr)的氬氣。此外，上述四種成分的摩爾％的剩余量對(duì)應(yīng)其它成分的碘化物的組成比。應(yīng)注意，各特性的測(cè)量值是在點(diǎn)燈開(kāi)始后經(jīng)過(guò)100小時(shí)時(shí)獲得的值。
[0050]表1
【權(quán)利要求】
1.一種金屬鹵化物燈，其具有陶瓷發(fā)光管，并且其額定功率為35?100W、色溫為2800 ?3700K， 在該發(fā)光管內(nèi)包含作為發(fā)光物質(zhì)的齒素添加物， 所述鹵素添加物包含⑴鈰(Ce)、⑵鈉(Na)、⑶鈣(Ca)、⑷鉈(Tl)和(5)稀土金屬，所述稀土金屬包含鏑(Dy)、銩(Tm)和欽(Ho)中的至少一種，并且所述鹵素添加物為碘化物， 關(guān)于所述(I)至(4)的鹵素添加物的各組成比， 所述碘化鈰為1.5摩爾％以上且3.0摩爾％以下， 所述碘化鈉為45摩爾％以上且90摩爾％以下， 所述碘化鈣為5摩爾％以上且15摩爾％以下，并且 所述碘化鉈為2摩爾％以上且7摩爾％以下。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬鹵化物燈，其中， 所述碘化鈰為1.9摩爾％以上且2.3摩爾％以下， 所述碘化鈉為76摩爾％以上且79摩爾％以下， 所述碘化鈣為11摩爾％以上且13.5摩爾％以下，并且 所述碘化鉈為3摩爾％以上且3.7摩爾％以下。
3.一種照明裝置，包含如權(quán)利要求1所述的金屬鹵化物燈以及安裝有所述金屬鹵化物燈的反射器。
【文檔編號(hào)】H01J61/20GK103748656SQ201180071533
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月26日
【發(fā)明者】笹井泰, 松本加奈江 申請(qǐng)人:巖崎電氣株式會(huì)社