CN104992895B - 色对比度增强的光源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有改进的色品质指数的灯。所述灯具有透光封套和磷光体层，所述磷光体层包含第一磷光体和第二磷光体，其中所述第一磷光体的发射谱带在590nm到670nm之间具有最大发射峰，所述第二磷光体的发射谱带在520nm到570nm之间具有最大发射峰。在所述灯通电时，所述磷光体层产生的光对色品质指数的十五个色样具有选定参数内的Δ色度值。所述Δ色度值在CIE LAB色空间中测定。

Description

色对比度增强的光源
本申请是申请日为2008年10月7日，申请号为200880112605.2， 发明名称为“色对比度增强的光源”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请为部分继续实用专利申请，依照35U.S.C 120要求2007 年10月17日提交的名为“ENHANCED COLOR CONTRAST LIGHT SOURCE(色对比度增强的光源)”的在先提交共同待审申请11/873463 的优先权，所述申请通过全文引用结合到本文中。
发明领域
本发明涉及一种灯，在一些实施方案中，涉及一种具有增强的色 对比度的荧光灯。
发明背景
荧光照明为平常的白炽灯照明提供了一种节能替代方案。但荧光 照明的采用在某些应用例如照射零售商店的物品中受阻。荧光照明下 物体色的品质是该光源的价值的一个重要方面。荧光照明可产生光谱 红区中光弱而黄区中光量过强的可见光。已观察到这种照明将产生冷 的或无生气的光和通常使被照物品失色的光。
众所周知，白炽灯将产生大量在可见光谱的黄区中的光，例如荧 光灯所产生的。一种解决方案是用含稀土元素钕的玻璃封套滤出一部 分黄光。一种使用掺钕玻璃的白炽灯泡是GE生产的灯泡。 这些灯泡抑制黄区中的光而因此比常规白炽灯泡具有更高的红-绿色 对比度。结果，消费者发现白炽灯泡产生的色对比度增强 的光很吸引人。因此希望开发出具有类似于经钕玻璃过滤的白炽光源 可取得的增强色对比度的光源。对于非白炽灯，到目前为止，这尚未 实现。
用钕玻璃过滤也倾向于减少白炽灯所产生的光的量。由于白炽灯 的亮度足够，故该缺点可接受。但在其它光源如荧光照明中光输出的 减少就不那么可接受了。需要产生增强的色对比度而不通过过滤方法 如使用钕玻璃使光输出蒙受损失的非白炽灯光源。
发明概述
在本发明的实施方案的一个方面中，提供了一种具有改进的色品 质指数的灯，所述灯包含磷光体层，所述磷光体层具有磷光体组合物， 所述磷光体组合物包含至少第一磷光体和第二磷光体。第一磷光体可 选自氧化钇：Eu(Y2O3：Eu)(YEO)；3.5MgO*0.5MgF2*GeO2：Mn4+(MfG)； 钆锌镁五硼酸盐：Ce，Mn(Gd(Zn，Mg)B5O10：Ce，Mn)(CBM)；锶红(Sr， Mg)3(PO4)2：Sn和钇钒酸盐(Y(V，P)O4：Eu)或其组合。第二磷光体可选自 (Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+Mn2+(BAMn)；铈镧磷酸盐(LaPO4：Ce，Tb) (LAP)；ZnSiO4：Mn；(Ce，Tb)MgAl11O19(CAT)和 (Ce，Tb)(Mg，Mn)Al11O19；或其组合。
在本发明的实施方案的另一方面中，提供了一种具有改进的色品 质指数的灯，所述灯包含磷光体层，所述磷光体层包含磷光体组合物。 所述组合物包含至少第一磷光体和第二磷光体，第一磷光体的发射谱 带在约590nm到约670nm之间具有最大发射峰，其中第一磷光体以 约10到约90％重量的量存在。第二磷光体的发射谱带在约500nm到 约570nm之间具有最大发射峰，其中第二磷光体以约5到约50％重量 的量存在。所述灯的Qa值高于约60，相关色温介于约2000到约3500 开尔文之间。
在本发明的实施方案的再一方面中，提供了一种通电时相关色温 介于约2000开尔文到约3500开尔文之间并具有改进的色品质指数的 灯。所述灯包含至少一个在通电时发射光的发光元件，条件是所述灯 不包含白炽光发射元件。在通电时，所述灯产生全部光发射的Δ色度 值为如下的光：CQS的至少两个色样在参数-2到7(对于VS1)、-3到7(对于VS2)和-7到7(对于VS3)内；CQS的至少一个色样在参数-2 到8(对于VS4)和-2到14(对于VS5)内；CQS的至少两个色样在参数 1到25(对于VS6)、4到25(对于VS7)和-1到15(对于VS8)内；CQS 的至少两个色样在参数-2到7(对于VS9)、-4到6(对于VS10)和-2到 8(对于VS11)内；CQS的至少一个色样在参数-1到8(对于VS12)和-1 到13(对于VS13)内；CQS的至少一个色样在参数-7到13(对于VS14) 和-9到12(对于VS15)内。Δ色度值在CIE LAB空间中测定。
通过下面的详细描述，本发明的其它特征和优势将得到更好的理 解。
附图简述
图1概略地并部分以截面地示出了根据本发明的实施方案的灯。
图2示出了根据本发明的实施方案的紧凑型荧光灯。
图3为具有提供部分可见光谱的LED器件的紧凑型荧光灯的理论 估算发射光谱。
图4为实施例1的CCT为约2750K的多磷光体灯的发射光谱。
图5为实施例2的CCT为约2750K的多磷光体灯的发射光谱。
图6为实施例5的CCT为约2750K的多磷光体灯的发射光谱。
发明详述
本文中用到的术语“灯”或“光源”基本可互换，用来指任何可通过 至少一个发光元件产生可见和/或紫外光的源，所述发光元件在通电时 发射光，选自磷光体、蒸气放电、高强度放电及其组合。术语“全部光 发射”指自具有一个或多个如上所定义的发光元件的灯发出的组合光。 如果灯(例如)仅含一个发光元件(如白光发射元件)，这样的光发射包括在术语全部光发射的定义中。如果灯含多于一个发光元件，则来自所 有元件的光的组合也将为可构成全部光发射的实例。全部光发射也可 指自具有一个或多个如上所定义的发光元件的灯发出的组合光，并还 包括来自其它类型的元件(如LED和/或OLED)的光。本发明的优选实 施方案是所述灯不包含白炽光发射元件。术语“白炽光发射元件”是本 领域技术人员普遍理解的，指因热而发出光和/或热辐射的那些元件。 其包括具有因电流通过灯丝引起的加热而发光的灯丝的那些众所周 知的发光元件。根据本发明的实施方案，术语“灯”包括但不限于荧光 灯、放电灯及其组合等。
在本发明的实施方案的一个方面中，提供了一种具有改进的色品 质指数的灯，所述灯包含磷光体层，所述磷光体层具有磷光体组合物， 所述磷光体组合物包含第一磷光体和第二磷光体。第一磷光体可选自 氧化钇：Eu(Y2O3：Eu)(YEO)；3.5MgO*0.5MgF2*GeO2：Mn4+(MfG)；钆 锌镁五硼酸盐：Ce，Mn(Gd(Zn，Mg)B5O10：Ce，Mn)(CBM)；锶红(Sr， Mg)3(PO4)2：Sn和钇钒酸盐(Y(V，P)O4：Eu)或其组合等。第二磷光体可选 自(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+(BAMn)；铈镧磷酸盐(LaPO4：Ce，Tb) (LAP)；ZnSiO4：Mn；(Ce，Tb)MgAl11O19(CAT)和 (Ce，Tb)(Mg，Mn)Al11O19；或其组合等。按该实施方案，发光元件为磷 光体。
注意在上面的磷光体中，冒号后的元素代表激活剂。本文中描述 的任何颜色的各种磷光体可在括号中具有不同的元素并由逗号隔开， 例如在磷光体(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+中。如本领域技术人员应 理解的，符号(A，B，C)表示(AxByXz)，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且 x+y+z＝1。例如，(Sr，Ba，Ca)表示(Srx，Bay，Caz)，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且x+y+z＝1。通常但非总是，x、y和z均非零。符号(A，B)表 示(AxBy)，其中0≤x≤1，0≤y≤1且x+y＝1。通常但非总是，x和y均非 零。
通常，这类第一磷光体的发射谱带可在约590到约670nm之间具 有最大发射峰，这类第二磷光体的发射谱带可在约500到约570nm之 间具有最大发射峰。也可使用发射谱带在约430到约490nm之间具有 最大发射峰的其它磷光体。
根据某些实施方案，可采用第三磷光体，所述第三磷光体选自(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+；(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu；Sr4Al14O25:Eu；Y3Al5O12:Ce；Ca10(PO4)6FCl:Sb,Mn；及其组合等。在许多情况下，根据实施方案的灯具有第一磷光体和第二磷光体，所述第一磷光体包含Y2O3:Eu，所述第二磷光体包含(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+。这样的灯的相关色温可在约2000到约3500开尔文之间，色品质指数Qa值(下面将详尽描述)为约60或以上。
在一个实施方案中，组合物还包含第三磷光体，所述第三磷光体选自Y2O3:Eu；3.5MgO*0.5MgF2*GeO2:Mn4+；Gd(Zn,Mg)B5O10:Ce,Mn；(Sr,Mg)3(PO4)2:Sn；Y(V,P)O4:Eu；(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+；LaPO4:Ce,Tb；ZnSiO4:Mn；(Ce,Tb)MgAl11O19；(Ce,Tb)(Mg,Mn)Al11O19；(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+；(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu；Sr4Al14O25:Eu；Y3Al5O12:Ce；Ca10(PO4)6FCl:Sb,Mn；及其组合。
本文中所述的某些灯可由具有携带磷光体层的内表面的透光玻 璃封套和密封在所述封套内的维持放电的填充气体构成。封套和磷光 体层之间可布置阻隔层；这类阻隔层通常包含氧化铝颗粒。在许多情 况下，维持放电的填充气体含汞等。
本发明的灯的一种构造方式可参考图1描述，图1中示出了低压 汞蒸气放电灯10，其许多类型是本领域普遍熟知的。灯10具有透光 的、可具有圆形横截面的可能为线性圆柱形的玻璃管或封套12。可提 供具有反射阻隔涂层或层14的内表面的封套12，以提供改进的光柔 和性及亮度随使用时间的保持。可提供具有磷光体层16的阻隔层14 的内表面。通常，这类阻隔层14位于封套12和磷光体层16之间。 根据本发明的实施方案，灯10可为荧光灯，例如T12、T10或T8灯， 这样的灯是本领域普遍熟知的，公称长度48英寸或4英尺，圆柱形管，公称外径至少1英寸或外径1英寸或约1英寸。灯10的标称长 度也可为1.5、2、3、5、6或8英尺。或者，灯10可为非线性的，例 如为圆形或者曲线形状的，或标称外径小于一英寸，例如标称外径分 别为约0.625(5/8)英寸、0.5(1/2)英寸和0.375(3/8)英寸的T5、T4或 T3灯。在该替代方案情况下，灯10的标称长度也可为1.5、2、3、4、 5、6或8英尺，或其可为具有折叠或缠绕拓扑结构以便灯的总体长度 远比玻璃管的未折叠长度短的紧凑型荧光灯(CFL)(如图2中所示)。
在另一实施方案中，所述灯可为与LED(图中未明确示出)组合的 荧光灯或CFL灯。例如，LED产生的光与磷光体产生的光的组合可 用来产生具有增强的色对比度的可见光。在这种情况下，LED可安装 在荧光灯或CFL灯的底座中，以对灯的玻璃封套上涂覆的磷光体组合 物所产生的光增加或补充可见光谱选定波长区域如一部分红区中的 光。例如，安装在荧光灯或CFL灯的底座中的LED可产生红区中的 光，因此可选择磷光体组合物以排除或最小化红色磷光体的使用。这 样的灯可含例如磷光体如YEO、LAP、BAM和BAMn的共混物，以及产生峰值发射在615-645nm、通常625-635nm或约630-635nm范围 内的可见光的LED。共混物中各磷光体的重量百分数可通常为约64％ 重量YEO、14％重量LAP、1％重量BAM和21％重量BAMn。应理 解，磷光体共混物的磷光体各自的重量百分数可随选择的制造商或供 应商及所用的具体批次而异。例如，上面的磷光体重量百分数可变化 约±5％重量。LED优选发射在可见光谱的红区中。例如OSRAM Opto Semiconductors供应的在约625nm处发射的Golden Thinfilm/ThinLED(LR W5SM型)可用作CFL灯底座中的LED。 虽然未构造含上述磷光体共混物与LED的灯，但计算和估计了这样的 灯的发射光谱以评估其改进的色对比度。图3示出了9-瓦紧凑型荧光 灯的计算发射光谱，该灯具有约64％重量YEO、14％重量LAP、1％ 重量BAM和21％重量BAMn的磷光体共混物与一个发射峰在约 635nm处的LR W5SM型OSRAM GoldenLED。
在本公开的再一实施方案中，所述灯可为蒸气放电或高强度放电 (HID)灯。这类HID灯可包括例如汞蒸气灯、金属卤化物灯、低压钠 灯或高压钠灯。HID灯通过在通常位于管如熔结石英管或熔结氧化铝 管内的两个电极间生成电弧而产生光。如本领域普遍熟知的，所述管 充满气体和金属。当灯被激励时，所述金属产生光。
在本公开的又一实施方案中，所述灯可为蒸气放电或HID灯，但 还补充以来自灯内一个或多个LED和/或OLED(有机场致发光器件) 的光。
根据本公开的方面，荧光灯10可通常如图1中构造。灯10由两 端安装的底座20全密封，电极或电极结构18(以提供电弧放电)分别 安装在底座20上。密封的玻璃封套内提供维持放电的填充物22，所 述填充物包含或为低压的惰性气体或惰性气体混合物，在低蒸气压灯 运行方式中通常与少量汞组合。
填充物中的惰性气体包含至少一种稀有气体，如但不限于氩、氪、 氙和氖或其组合。在本领域熟知的常规填充温度如25℃下，填充物 22(包括汞蒸气和惰性气体)的总压可在0.4-4托(更窄地，1-3；甚至更 窄地，1.6-2.8托)范围内。
大体涂层结构通常如美国专利5,602,444中所教导。此涂层结构 是本领域熟知的。如’444专利中所公开的，阻隔层14包含γ-和α-氧 化铝颗粒的共混物，优选5-80或10-65或20-40％重量的γ氧化铝和 20-95或35-90或60-80％重量的α氧化铝。磷光体层16涂覆在阻隔层 14的内表面上，涂布量优选为1-5或2-4mg/cm2或其它常规涂布量。
磷光体层16可通常包含具有至少两种磷光体的混合物的磷光体 组合物。磷光体层16中可使用包含其它数量的磷光体的磷光体共混 物，例如三种或更多种磷光体的共混物。
如上面已提到的，本发明的实施方案的另一方面提供了一种具有 改进的色品质指数的灯，所述灯包含磷光体层，所述磷光体层包含磷 光体组合物。所述组合物包含至少第一磷光体和第二磷光体，第一磷 光体的发射谱带在约590nm到约670nm之间具有最大发射峰，其中 第一磷光体以约10到约90％重量的量存在。第二磷光体的发射谱带 在约500nm到约570nm之间具有最大发射峰，其中第二磷光体以约5 到约50％重量的量存在。所述灯的Qa值高于约60，相关色温介于约 2000到约3500开尔文之间。
在此实施方案中，所述第一和第二磷光体可选自与前述相同的第 一和第二磷光体列表。同样，如果存在，第三磷光体可选自与前述相 同的第三磷光体列表。使第一磷光体为Y2O3：Eu、第二磷光体为 (Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+可能是有利的。在某些情况下，该灯可 还包含发射谱带在约430到490nm之间具有最大发射峰的磷光体。最 后，该灯可按上述任何含磷光体的灯构造。
如上面已提到的，本发明的实施方案的另一广义方面提供了一种 通电时相关色温介于约2000开尔文到约3500开尔文之间并具有改进 的色品质指数的灯。所述灯包含至少一个在通电时发射光的发光元 件，条件是所述灯不包含白炽光发射元件。在通电时，所述灯产生全 部光发射的Δ色度值为如下的光：CQS的至少两个色样在参数-2到7 (对于VS1)、-3到7(对于VS2)和-7到7(对于VS3)内；CQS的至少一 个色样在参数-2到8(对于VS4)和-2到14(对于VS5)内；CQS的至少 两个色样在参数1到25(对于VS6)、4到25(对于VS7)和-1到15(对 于VS8)内；CQS的至少两个色样在参数-2到7(对于VS9)、-4到6(对 于VS10)和-2到8(对于VS11)内；CQS的至少一个色样在参数-1到8 (对于VS12)和-1到13(对于VS13)内；CQS的至少一个色样在参数-7 到13(对于VS14)和-9到12(对于VS15)内。Δ色度值在CIE LAB空间中测定。
产生具有上面提到的VS值的光可再现所希望的灯泡 的光谱特征，而不需过滤或因过滤方法而减少光输出。来自上述灯的 光常具有减弱的黄区和增强的红-绿色对比度，可用于照射物体以便使 物体看起来对消费者有吸引力。
通过说明的方式，灯自身(与被这种灯照射的物体相对)的色外观 由其色度坐标或色坐标描述，色度坐标或色坐标(是本领域技术人员熟 知的)可由其频谱功率分布按标准方法计算。这在CIE“Method of masuring and specifying color renderingproperties of light sources(第二 版)”，Publ.CIE No.13.2(TC-3，2)，Bureau Centralde la CIE，Paris，1974 中规定(CIE为国际照明委员会)。CIE标准色度图为具有x和y坐标的 二维图形。该标准图含黑体辐射体在各种温度下的色点。x，y-图上黑 体色度的轨迹被称为普朗克(Planckian)轨迹。由此轨迹上的点所代表 的任何发射源可由色温指定，单位为开尔文。接近但不在该普朗克轨 迹上的点可由相关色温(CCT)表征，因为可从这样的点画一条与普朗 克轨迹在此色温下相交的线使得所有的点在一般人眼看来具有几乎 相同的颜色。因此，总的来说，灯可至少部分地以色坐标和CCT来表 征。
在本公开的实施方案中，只要配置为与本发明的Δ色度值一致， 则上面描述的任何类型的灯均具有增强或改进的色对比度。灯中发光 元件的混合提供可用于照射物体以便物体看起来吸引人的光。本公开 的实施方案的灯可含一个发光元件或可含发光元件的混合，并在任一 情况下均产生具有增强的色对比度的光。
特别地，光的色对比度表征为使其具有落在色品质指数(CQS)(该 指数将在下面进一步描述)中采用的各色样的某些参数内的Δ色度值 (这将在下面描述)。本文中用到的术语“色度”值在CIE LAB空间中测 定。色度值可通过常规技术例如在CIE LAB色空间中计算。例如， CIE 1976a，b色度值按C*ab＝[(a*)2+(b*)2]1/2计算，这是本领域技术人员 熟知的并可在本领域的标准手册如“北美照明工程协会照明手册” (ISBN-10：0-87995-150-8)中找到。
CQS是美国国家标准与技术研究所(NIST)提出的，其使用十五个 孟塞尔色样来评估被光源照射的物体的色品，例如与更为熟知的显色 指数(CRI)所做的类似。现在，较旧的CRI系统采用十四个标准色样(表 示为R1-R14或总的表示为Ri)来评估显色性。通常，在给出根据CRI 的显色性得分时，其为“一般显色指数”(术语为Ra)，该指数为仅前八 个样的Ri值的平均，所有这八个样的色饱和度均为低到中等。但测定 物体色的CRI系统具有缺点：例如，色空间的红区不均匀且用来计算 Ra的八个色样不是高度饱和的。饱和色的显色性可能非常差，即使是 当Ra值很高时。换句话说，人们可按非常高的Ra值来优化灯的光谱， 而实际显色性要差得多；因为八个色样被简单平均来获得Ra值，故 灯的得分可能高，但其对一种或两种色的显色性非常差。这个问题起 因于用来计算Ra的高色饱和度的样太少。
CQS克服了CRI系统的这些缺点，因此在根据本公开的实施方案 中用作评估物体色品的系统。CQS系统使用引入了总共十五个色样的 色外观的总体Qa值，这十五个色样均具有较高的色饱和度并在色空间 中基本均匀地分布。Qa值总体对应于十五个色样中的每一个其各自的 CQS值的平均。Qa值的计算在W.Davis和Y.Ohno，“Toward an improvedcolor tendering metric”，Proc.SPIE Fifth International Conference on SolidState Lighting，5941，2005中有更详尽的描述，其全 部内容通过引用结合到本文中。
如NIST所规定的，CQS采用标准的一套十五个饱和孟塞尔色样 (有时称为色“卡”)，这些色样具有表1中给出的色调值和色度。
表1
CQS的VS 色调值 色度
VS1 7.5 P 4 10
VS2 10 PB 4 10
VS3 5 PB 4 12
VS4 7.5 B 5 10
VS5 10 BG 6 8
VS6 2.5 BG 6 10
VS7 2.5 G 6 12
VS8 7.5 GY 7 10
VS9 2.5 GY 8 10
VS10 5 Y 8.5 12
VS11 10 YR 7 12
VS12 5 YR 7 12
VS13 10 R 6 12
VS14 5 R 4 14
VS15 7.5 RP 4 12
这些值(色调值/色度)分别对应CQS的十五个孟塞尔色样，其标记 为VS1到VS15，包括VS1和VS15(即VS1-VS15)。换句话说，VS1 对应于第一个标准孟塞尔色样，VS2对应于第二个孟塞尔色样，依此 类推。色调标记的描述如下：“P”为紫色，“PB”为紫蓝色，“B”为蓝色，“BG”为蓝绿色，“G”为绿色，“GY”为绿黄色，“Y”为黄色，“YR”为黄 红色，“R”为红色，“RP”为红紫色。
CQS通常以如下方式使用。灯(或其它光源)产生光，对给定相关 色温(CCT)和给定色点(或色度坐标)下的各色卡具有色度值。然后将这 些色度值与用参考光源对各色卡产生的色度值的参考集合加以比较。 参考光源为与所研究的光源具有相同色温和相同色点(色度坐标)的普 朗克黑体辐射。被所研究的灯或光源照射的各色卡的Δ色度值为灯或 光源的色度值与参考光源色度值间的算术差。
根据实施方案，本发明的灯发射的光具有理想的Δ色度值。Δ色 度值可用于辨识色知觉和评估本文中所述灯或光源的增强的色对比 度。Δ色度值可用来选择、制造和/或评估根据本公开的实施方案的灯。
在本公开的较宽的实施方案中，任何前述灯可配置为具有如表2 中所示的理想Δ色度值，CCT为约2000K到约3500K。注意CCT的 其它可能的值包括约2000K到约3000(或3250K)，并可能为约2500 到约3000K。
表2
在本公开的较窄的实施方案中，任何上述灯可配置为具有如表3 中所示的理想Δ色度值，CCT为约2000K到约3500K。
表3
对于具有上述VS值的实施方案，灯可含发光元件如存在于磷光 体层中的磷光体或两种或更多种磷光体的共混物。在采用两种或更多 种磷光体的情况下，所述第一和第二磷光体可选自与前述相同的第一 和第二磷光体列表。这类第一磷光体的发射谱带可在约590nm到约 670nm之间(例如600-630nm或605-620nm)具有最大发射峰，这类所 述第二磷光体的发射谱带可在约500nm到约570nm之间(例如520-560nm或535-555nm)具有最大发射峰。
同样，如果存在，第三磷光体可选自与前述相同的第三磷光体列 表。使第一磷光体为Y2O3：Eu、第二磷光体为 (Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+可能是有利的。在某些情况下，该灯可 还包含发射谱带在约430到490nm之间具有最大发射峰的磷光体。最 后，该灯可按上述任何含磷光体的灯构造。
优选第一磷光体的重量百分数为约10到约90％重量，优选 20-80％重量，优选25-75％重量。优选第二磷光体的重量百分数为约5 到约50％重量，优选10-40％重量，优选15-30％重量。本文中用到的 重量百分数基于的是磷光体组合物的总重量。应理解，磷光体共混物 将指定波长下的辐射例如峰值为约250-500nm的辐射(如UV源所发射 的)转化为不同波长的可见光。图4、5和6中示出了本发明的灯10的 示例性发射光谱。
磷光体层的磷光体组合物中使用的各磷光体材料的量随所需的 色谱和/或色温而异。磷光体材料的相对量可由其光谱权重描述。也就 是说，光谱权重为各磷光体材料贡献于总发射光谱的量。本领域技术 人员应理解，本文中所述的磷光体组合物中可使用具有类似发射光谱 的其它磷光体化合物。组成磷光体层16的各磷光体的重量百分数可 随所需光输出的特征而异。
为便于进一步理解本发明，提供了如下实施例。这些实施例以示 意而非限制的方式给出。
实施例1
按其它方面常规的程序构造T8荧光灯，但磷光体层包含氧化 钇：Eu(Y2O3：Eu)(YEO)、(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+(BAM)和 (Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+(BAMn)。所述磷光体的重量百分数(基 于磷光体的总重量)分别为74.6％重量、0.9％重量和24.5％重量。该灯 在玻璃封套和磷光体层间包含阻隔层。图4示出了该实施例的灯的发 射光谱。
通电时，该灯产生对CQS系统的十五个色样中的各个具有如下Δ 色度值的光(Δ色度值/CQS色样)：-1.1/VS 1；3.7/VS 2；-4.5/VS 3； 4.2/VS 4；10.6/VS 5；18.6/VS 6；22/VS 7；7.6/VS 8；-1/VS 9； 2.5/VS 10；1.4/VS 11；4.7/VS 12；8.1/VS 13；-2.2/VS 14和-5.6/ VS 15。该灯产生的色度坐标(x，y)为0.446和0.391，每瓦工作流明(L/w) 值为约76，Qa值为66，CCT为约2750。
在CIE LAB空间中测得所产生的光对十五个色样中的各个的色 度值为如下：32.38/VS 1；39.27/VS 2；44.68/VS 3；54.76/VS 4； 55.17/VS 5；62.88/VS 6；68.89/VS7；54.18/VS 8；59.96/VS 9； 79.03/VS 10；77.85/VS 11；78.27/VS 12；75.71/VS 13；66.36/VS 14和43.44/VS 15。在CIE LAB空间中测得参考光源对十五个色样中 的各个的色度值为如下：33.45/VS 1；35.53/VS 2；49.21/VS 3；50.54 /VS 4；44.53/VS 5；44.23/VS6；46.86/VS 7；46.59/VS 8；60.98 /VS 9；76.53/VS 10；76.41/VS 11；73.59/VS 12；67.58/VS 13； 68.51/VS 14和49.07/VS 15。上面给出的Δ色度值代表参考光源色 度值和对试验灯测得的色度值间的差异。对于下面的实施例，Δ色度 值以与该实施例中相同的方式计算。
实施例2
按其它方面常规的程序构造T8荧光灯，但磷光体层包含 3.5MgO*0.5MgF2*GeO2；Mn4+(MfG)、氧化钇：Eu(Y2O3：Eu)(YEO)、 (Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+(BAM)、(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+ (BAMn)和铈镧磷酸盐(LaPO4：Ce，Tb)(LAP)。所述磷光体的重量百分数分别为19.44％重量、52.24％重量、1.43％重量、12.37％重量和14.52％ 重量。该灯在玻璃封套和磷光体层间包含阻隔层。图5示出了该实施 例的灯的发射光谱。
通电时，该灯产生对CQS系统的十五个色样中的各个具有如下Δ 色度值的光(Δ色度值/CQS色样)：2.8/VS 1；4.2/VS 2；-4.2/VS 3； -1.3/VS 4；3.1/VS 5；9.1/VS 6；13.8/VS 7；8/VS 8；4.3/VS 9； 4.6/VS 10；0.6/VS 11；2.5/VS 12；5.7/VS 13；2/VS 14和-0.1/VS 15。该灯产生的色度坐标(x，y)为0.444和0.396，每瓦工作流明(L/w) 值为约66，Qa值为79，CCT为约2840。
实施例3
按其它方面常规的程序构造T8荧光灯，但磷光体层包含 3.5MgO*0.5MgF2*GeO2；Mn4+(MfG)、氧化钇：Eu(Y2O3：Eu)(YEO)、 (Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+(BAM)和(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+ (BAMn)。所述磷光体的重量百分数分别为23.88％重量、57.44％重量、1.13％重量和17.56％重量。该灯在玻璃封套和磷光体层间包含阻隔层。
通电时，该灯产生对CQS系统的十五个色样中的各个具有如下Δ 色度值的光(Δ色度值/CQS色样)：2/VS 1；5.3/VS 2；-3.2/VS 3； 64/VS 4；13.1/VS 5；21.9/VS 6；27/VS7；11.9/VS 8；3/VS 9； 10/VS 10；7.8/VS 11；9.4/VS 12；11.7/VS 13；5.6/VS 14和0.2/VS 15。该灯产生的色度坐标(x，y)为0.47和0.385，每瓦工作流明(L/w) 值为约65，Qa值为65，CCT为约2430。
实施例4
按其它方面常规的程序构造T8荧光灯，但磷光体层包含 3.5MgO*0.5MgF2*GeO2；Mn4+(MfG)、氧化钇：Eu(Y2O3：Eu)(YEO)、 (Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+(BAM)和(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+ (BAMn)。所述磷光体的重量百分数分别为26.29％重量、54.41％重量、0.89％重量和18.41％重量。该灯在玻璃封套和磷光体层间包含阻隔层。
通电时，该灯产生对CQS系统的十五个色样中的各个具有如下Δ 色度值的光(Δ色度值/CQS色样)：4.4/VS 1；3/VS 2；-4.5/VS 3； 7.7/VS 4；16/VS 5；24.9/VS 6；29.1/VS7；10.2/VS 8；-2.7/VS 9；1.4/VS 10；2.2/VS 11；6.6/VS 12；11.6/VS 13；10.2/VS 14 和6.4/VS 15。该灯产生的色度坐标(x，y)为0.455和0.397，每瓦工作 流明(L/w)值为约58，Qa值为63，CCT为约2780。
实施例5
按其它方面常规的程序构造T8荧光灯，但磷光体层包含 3.5MgO*0.5MgF2*GeO2；Mn4+(MfG)、氧化钇：Eu(Y2O3：Eu)(YEO)、钆 锌镁五硼酸盐：Ce，Mn(Gd(Zn，Mg)B5O10：Ce，Mn)(CBM)和 (Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+(BAMn)。所述磷光体的重量百分数分 别为14％重量、26％重量、40.5％重量和19.5％重量。该灯在玻璃封套 和磷光体层间包含阻隔层。图6示出了该实施例的灯的发射光谱。
通电时，该灯产生对CQS系统的十五个色样中的各个具有如下Δ 色度值的光(Δ色度值/CQS色样)：4.6/VS 1；3.5/VS 2；-5.7/VS 3； 4.1/VS 4；11.7/VS 5；20.1/VS 6；24.2/VS 7；8.8/VS 8；-18/VS 9；0.4/VS 10；-0.1/VS 11；4.2/VS 12；9/VS 13；7.5/VS 14和4.7 /VS 15。该灯产生的色度坐标(x，y)为0.448和0.397，每瓦工作流明(L/w) 值为约52，Qa值为64，CCT为约2760。
实施例6
按其它方面常规的程序构造T3螺旋形紧凑型荧光灯，但磷光体 层包含氧化钇：Eu(Y2O3：Eu)(YEO)和(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17：Eu2+，Mn2+ (BAMn)。所述磷光体的重量百分数(基于磷光体的总重量)分别为 78.8％重量和21.2％重量。通电时，该灯产生对CQS系统的十五个色 样中的各个具有如下Δ色度值的光(Δ色度值/CQS色样)：0.3/VS1； 5.0/VS2；-6.4/VS3；-0.5/VS4；4.9/VS5；12.4/VS6；16.8/VS7；7.2/VS8； 1.5/VS9；3.4/VS10；0.1/VS11；2.5/VS12；5.5/VS13；-5.3/VS14和 -7.8/VS15。该灯产生的色度坐标(x，y)为0.4572和0.4012，每瓦工作流 明(L/w)值为约65，Qa值为69，CCT为约2660。
本文中用到的近似语可用来修饰任何可改变而不导致与其有关 的基本功能的改变的数量表示。因此，由术语如“约”和“基本”所修饰 的值有时可不限于指定的精确的值。结合量使用的修饰语“约”包括所 提及的值在内并具有上下文所指定的含义(例如包括伴随特定量的测 定的误差度)。“任选的”或“任选地”指随后所述的事件或情况可或可不 发生或随后指出的材料可或可不存在，且该描述包括其中所述事件或 情况发生或其中所述材料存在的情形以及其中所述事件或情况不发 生或其中所述材料不存在的情形。单数形式“一个”、“一种”和“该”包 括复数指代，上下文中另有指出除外。本文中公开的所有范围均包括 所提及的端点且可独立地组合。在前面的描述中，当给出优选的范围 如5到25(或5-25)时，这指优选至少5且分别和独立地优选不超过 25。
虽然结合仅有限量的实施方案对本发明进行了详细描述，但应易 于理解，本发明不限于如此公开的实施方案。相反，可修饰本发明以 引入任何数量的前面未述及的变化、变更、替代或等价布置而不偏离 本发明的精神和范围。此外，虽然描述了本发明的各种实施方案，但 应理解，本发明的方面可仅包括所述实施方案中的一些。因此，本发 明不应视为受前述说明书的限制而是仅受附随的权利要求书的范围 的限制。

Claims (28)

1.一种具有改进的色品质指数的灯，所述灯包含：
磷光体层，所述磷光体层包含磷光体组合物，所述组合物包含至少第一磷光体和第二磷光体，所述第一磷光体选自Y2O3:Eu；3.5MgO*0.5MgF2*GeO2:Mn4+；Gd(Zn,Mg)B5O10:Ce,Mn；(Sr,Mg)3(PO4)2:Sn；Y(V,P)O4:Eu；及其组合，所述第二磷光体为(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+；
其中所述第一磷光体以25到90%重量的量存在，所述第二磷光体以10到30%重量的量存在；
其中在所述灯通电时所述灯的相关色温为2000到3500开尔文之间，色品质指数Qa值为60或更高。
2.根据权利要求1所述的灯，所述第一磷光体的发射谱带在590到670nm之间具有最大发射峰。
3.根据权利要求1所述的灯，所述第二磷光体的发射谱带在500到570nm之间具有最大发射峰。
4.根据权利要求1所述的灯，所述组合物还包含发射谱带在430到490nm之间具有最大发射峰的磷光体。
5.根据权利要求1所述的灯，所述磷光体组合物还包含第三磷光体，所述第三磷光体选自(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+；(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu；Sr4Al14O25:Eu；Y3Al5O12:Ce；Ca10(PO4)6FCl:Sb,Mn；及其组合。
6.根据权利要求1所述的灯，其中所述第一磷光体为Y2O3:Eu。
7.根据权利要求1所述的灯，所述灯还包含具有内表面的透光玻璃封套、密封在所述封套内的维持放电的填充气体和布置在所述封套和所述磷光体层之间的阻隔层，其中所述阻隔层包含氧化铝颗粒。
8.根据权利要求7所述的灯，其中所述维持放电的填充气体含汞。
9.一种具有改进的色品质指数的灯，所述灯包含
磷光体层，所述磷光体层包含磷光体组合物，所述组合物包含至少第一磷光体和第二磷光体；
所述第一磷光体的发射谱带在590nm到670nm之间具有最大发射峰，其中所述第一磷光体以25到90%重量的量存在；
所述第二磷光体的发射谱带在500nm到570nm之间具有最大发射峰，其中所述第二磷光体以10到30%重量的量存在；和
所述灯的Qa值高于60，相关色温为2000到3500开尔文之间。
10.根据权利要求9所述的灯，所述第一磷光体选自Y2O3:Eu；3.5MgO*0.5MgF2*GeO2:Mn4 +；Gd(Zn,Mg)B5O10:Ce,Mn；(Sr,Mg)3(PO4)2:Sn；Y(V,P)O4:Eu；及其组合。
11.根据权利要求9所述的灯，所述第二磷光体为(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+。
12.根据权利要求9所述的灯，其中所述第一磷光体为Y2O3:Eu，所述第二磷光体为(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+。
13.根据权利要求9所述的灯，所述组合物还包含发射谱带在430到490nm之间具有最大发射峰的磷光体。
14.根据权利要求9所述的灯，所述组合物还包含第三磷光体，所述第三磷光体选自Y2O3:Eu；3.5MgO*0.5MgF2*GeO2:Mn4+；Gd(Zn,Mg)B5O10:Ce,Mn；(Sr,Mg)3(PO4)2:Sn；Y(V,P)O4:Eu；(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+；LaPO4:Ce,Tb；ZnSiO4:Mn；(Ce,Tb)MgAl11O19；(Ce,Tb)(Mg,Mn)Al11O19；(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+；(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu；Sr4Al14O25:Eu；Y3Al5O12:Ce；Ca10(PO4)6FCl:Sb,Mn；及其组合。
15.根据权利要求9所述的灯，所述灯还包含具有内表面的透光玻璃封套、密封在所述封套内的维持放电的填充气体和布置在所述封套和所述磷光体层之间的阻隔层，其中所述阻隔层包含氧化铝颗粒。
16.一种通电时相关色温介于2000开尔文到3500开尔文之间并具有改进的色品质指数的灯，所述灯包含：
至少一个在通电时发射光的发光元件；和
其中在所述灯通电时所述灯产生全部光发射的Δ色度值为如下的光：
CQS的至少两个色样在如下参数内：
VS1：-2到7；
VS2：-3到7；
VS3：-7到7；
CQS的至少一个色样在如下参数内：
VS4：-2到8；
VS5：-2到14；
CQS的至少两个色样在如下参数内：
VS6：1到25；
VS7：4到25；
VS8：-1到15；
CQS的至少两个色样在如下参数内：
VS9：-2到7；
VS10：-4到6；
VS11：-2到8；
CQS的至少一个色样在如下参数内：
VS12：-1到8；
VS13：-1到13；和
CQS的至少一个色样在如下参数内：
VS14：-7到13；
VS15：-9到12；
其中所述Δ色度值在CIE LAB空间中测定；
条件是所述灯不包含白炽光发射元件。
17.根据权利要求16所述的灯，其中至少一个所述发光元件为磷光体、蒸气放电或高强度放电中的一种。
18.根据权利要求16所述的灯，其中所述灯为荧光灯或蒸气放电灯，所述灯补充有OLED和LED中的一个或多个。
19.根据权利要求16所述的灯，其中所述灯为HID灯，所述灯补充有OLED和LED中的一个或多个。
20.根据权利要求16所述的灯，其中所述灯为荧光灯，所述灯包含透光封套、密封在所述封套内的填充气体，其中所述发光元件中的至少一个为磷光体。
21.根据权利要求16所述的灯，其中所述灯为CFL灯，所述灯包含透光封套、密封在所述封套内的填充气体，其中所述发光元件中的至少一个为磷光体。
22.根据权利要求20或21所述的灯，所述灯包含磷光体层，所述磷光体层包含磷光体组合物，所述组合物包含至少两种不同的磷光体。
23.根据权利要求22所述的灯，所述磷光体组合物包含至少第一磷光体和第二磷光体，其中所述第一磷光体选自Y2O3:Eu；3.5MgO*0.5MgF2*GeO2:Mn4+；Gd(Zn,Mg)B5O10:Ce,Mn；(Sr,Mg)3(PO4)2:Sn；Y(V,P)O4:Eu；及其组合，所述第二磷光体为(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+,Mn2+。
24.根据权利要求23所述的灯，所述磷光体组合物还包含第三磷光体，所述第三磷光体选自(Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+；(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu；Sr4Al14O25:Eu；Y3Al5O12:Ce；Ca10(PO4)6FCl:Sb,Mn，及其组合。
25.根据权利要求23所述的灯，所述第一磷光体的发射谱带在590nm到670nm之间具有最大发射峰，和
所述第二磷光体的发射谱带在500nm到570nm之间具有最大发射峰。
26.根据权利要求23所述的灯，其中所述第一磷光体以10到90%重量的量存在，所述第二磷光体以5到50%重量的量存在。
27.根据权利要求16所述的灯，其中在所述灯通电时所述灯的色品质指数Qa值为60或更高。
28.根据权利要求16所述的灯，
其中所述发光元件中的至少一个为磷光体，和
其中在所述灯通电时所述灯产生全部光发射的Δ色度值为如下的光：
CQS的至少两个色样在如下参数内：
VS1：0到6；
VS2：-1到6；
VS3：-5到5；
CQS的至少一个色样在如下参数内：
VS4：0到5；
VS5：0到10；
CQS的至少两个色样在如下参数内：
VS6：3到20；
VS7：6到20；
VS8：2到10；
CQS的至少两个色样在如下参数内：
VS9：0到5；
VS10：0到5；
VS11：0到5；
CQS的至少一个色样在如下参数内：
VS12：0到6；
VS13：0到10；和
CQS的至少一个色样在如下参数内：
VS14：-6到10；
VS15：-8到10。
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