用于小型荧光灯的磷光体混合物及含该混合物的灯

摘要

公开了一种用于小型荧光灯的磷光体混合物，其中该磷光体混合物包括：LaPO

说明书

背景技术

在住宅照明应用中，小型荧光灯(CFL)正越来越多地被人所接受。这对于世界范围的能源消耗来说非常重要，因为与传统的白炽灯相比CFL的能效更高。特别是，灯发出的光是以总光通量或灯流明来定义的。通常用流明/瓦(LPW)来量化相对于灯的输入功率所产生的光。CFL通常工作在50-90LPW的范围，相比之下传统的白炽灯工作在15-30LPW的范围。因此，CFL灯以二分之一或三分之一的功率消耗就能产生相等的光输出。

尽管在节能方面具有所述显著优势，CFL要更多地被人所采纳仍存在阻碍。阻碍之一在于相当高百分比的人对CFL发光的质量仍不满意。光的质量的一个尺度是显色指数(CRI)，其是表示光源真实还原物体颜色能力的尺度。CFL灯的CRI一般大于80，对于其它人造光源如HID和线性荧光灯来说是较高的。但是尽管有高的CRI，CFL灯的颜色质量一般不足或不可接受。因此，发现一种能让CFL灯更被人接受的更“讨人喜欢的”灯是有利的。

发明概述

本发明的一个目的在于消除现有技术的所述缺陷。

本发明的另一目的在于提供用于小型荧光灯的磷光体混合物。

本发明的又一目的在于提供能发出更讨大多数人类观测者喜欢的光的小型荧光灯。

根据本发明的一个目的，提供了一种磷光体混合物，其包括：LaPO₄:Ce³⁺，Tb³⁺磷光体、Y₂O₃:Eu³⁺磷光体、Sr₆BP₅O₂₀:Eu²⁺磷光体、Mg₄GeO_5.5F:Mn⁴⁺磷光体和任选地BaMgAl₁₁O₁₇:Eu²⁺磷光体，其中所述混合物包含5-20重量％的Sr₆BP₅O₂₀:Eu²⁺磷光体和5-30重量％的Mg₄GeO_5.5F:Mn⁴⁺磷光体。优选地，所述磷光体混合物还包含40-70重量％的Y₂O₃:Eu³⁺磷光体，20-50重量％的LaPO₄:Ce³⁺，Tb³⁺磷光体和0-10重量％的BaMgAl₁₁O₁₇:Eu²⁺磷光体。

在另一实施方案中，所述磷光体混合物包括20-30重量％的LaPO₄:Ce³⁺，Tb³⁺磷光体、40-70重量％的Y₂O₃:Eu³⁺磷光体、1-5重量％的Sr₆BP₅O₂₀:Eu²⁺磷光体、10-30重量％的Mg₄GeO_5.5F:Mn⁴⁺磷光体和0-2重量％的BaMgAl₁₁O₁₇:Eu²⁺磷光体。

在另一实施方案中，所述磷光体混合物包括约27重量％的LaPO₄:Ce³⁺，Tb³⁺磷光体、约54重量％的Y₂O₃:Eu³⁺磷光体、约5重量％的Sr₆BP₅O₂₀:Eu²⁺磷光体、约15重量％的Mg₄GeO_5.5F:Mn⁴⁺磷光体和低于约0.1重量％的BaMgAl₁₁O₁₇:Eu²⁺磷光体。

附图简述

图1是用LaPO₄:Ce³⁺，Tb³⁺(LAP)磷光体制成的CFL灯的频谱功率分布图。

图2是用Y₂O₃:Eu³⁺磷光体(YOE)制成的CFL灯的频谱功率分布图。

图3是用BaMgAl₁₁O₁₇:Eu²⁺磷光体(BAM)制成的CFL灯的频谱功率分布图。

图4是用Sr₆BP₅O₂₀:Eu²⁺磷光体制成的CFL灯的频谱功率分布图。

图5是用Mg₄GeO_5.5F:Mn⁴⁺磷光体制成的CFL灯的频谱功率分布图。

图6是标准CFL灯和本发明的强化的CFL灯的x，y颜色坐标图。

图7是小型荧光灯的图例。

发明详述

为了更好地理解本发明及其另外的和进一步的目的、优点和能力，请结合附图参考以下公开内容和附加的权利要求书。

为了确定某种可用于CFL灯的磷光体混合物能否产生更“讨人喜欢的”质量的光，进行了消费者调查。为了开展所述调查，使用从发深蓝到深红光的单一磷光体类型制造了各种CFL灯。所述含单一磷光体类型的测试用灯如表1所述，它们的频谱功率分布如图1-5所示。

表1

  磷光体  发光颜色  频谱功率分布  LaPO₄:Ce³⁺，Tb³⁺(LAP)  黄-绿  图1  Y₂O₃:Eu³⁺(YOE)  橙-红  图2  BaMgAl₁₁O₁₇:Eu²⁺(BAM)  深蓝  图3  Sr₆BP₅O₂₀:Eu²⁺(SBP)  蓝-绿  图4  Mg₄GeO_5.5F:Mn⁴⁺(MFG)  极深红  图5

使用调光镇流器，将来自这些灯的光以不同比例与来自原2700K白色CFL灯的光混合。随后在所述混合光照下观测一些有色的材料。所述有色的材料是从淡色到饱和色。对于第一组观测者，可以选出能引起所述观测者“讨人喜欢的”和“较喜欢的”反应的两种磷光体类型。所述有色的材料在所述混合光源下通常显得更加“鲜艳”。

使用此调查样本的结果，用按照在使用调制光源的初始筛选中推导出的比例混合的单一磷光体类型制造26W的CFL灯，以产生接近标准的2700K相关色温(CCT)的白光。尽管选择了2700K作为此混合物的目标色温，但对于其它色温例如3000K、3500K、4100K和5000K来说应当也预期能产生类似效果。上述增强的CFL磷光体混合物的组成在表2中给出。

表2-增强的CFL混合物

  磷光体  重量百分比  LaPO₄:Ce³⁺，Tb³⁺(LAP)  26.8％  Y₂O₃:Eu³⁺(YOE)  54.0％  BaMgAl₁₁O₁₇:Eu²⁺(BAM)  ＜0.1％  Sr₆BP₅O₂₀:Eu²⁺(SBP)  4.7％

  磷光体  重量百分比  Mg₄GeO_5.5F:Mn⁴⁺(MFG)  14.5％

在表3和图6中比较所述增强的CFL灯与标准CFL灯的色度。

表3

 灯  流明  x-色度  y-色度  CRI  相关色温 增强的CFL  1184  0.465  0.408  87  2606标准CFL16570.4650.412822648

使用这些灯来照射两个分离的相同视景，所述视景由下列构成：(1)身着颜色丰富衣服的人体模特，(2)身着暗色衣服的人体模特，(3)木制家具，(4)带框的图片，(5)水果和蔬菜，(6)切花，以及(7)中和色调的墙壁和窗缘饰。这些布景的目的是表示家庭中存在的典型物品。

在所述测试中，包括了白炽灯照明来表示常见的调查对照。调查步骤是询问一组35位代表了不同年龄、性别和种族的观测者，请他们在上述两个视景的光照改变时选出更偏爱的布景外观。不同调查的条件在表4中给出。

表4

 调查1 两个视景(A)和(B)都用白炽灯照明 调查2 视景(A)用白炽灯照明，视景(B)用增强的CFL照明 调查3 视景(A)用白炽灯照明，视景(B)用增强的CFL照明 调查4 视景(A)用标准CFL照明，视景(B)用白炽灯照明 调查5 视景(A)用标准CFL照明，视景(B)用增强的CFL照明(重复调查2) 调查6 视景(A)用标准CFL照明，视景(B)用增强的CFL照明观测者接近照明区域并评价他们的肤色

观测者的选择代表了年龄和性别的无偏样本(表5)。观测者都没有色觉缺陷。调查结果在表6中给出。

表5

  男  女  总  小于40岁  7  9  16  大于40岁  9  10  19  总  16  19  35

表6

调查1为对照调查，两个室中使用了相同的灯。响应变量的分配如表7所示。

表7

  偏爱视景(A)  偏爱视景(B)  无偏爱  -1  1  0

如果没有偏爱，调查的平均值将会为0。如果偏爱布景A，平均值将为正。然后进行Student′s T检验以得到平均值为0的概率，表8中的P(0)。如其所示，调查2、5和6远不为0。在这些情形下，平均值都是正的，这表明偏爱增强的CFL灯。

表8

还进行了配对T检验来确定与对照试验即调查1的平均差。所述调查与对照调查不同的概率如下表9中的P(0)所示。调查2和5远不为0。在这些情形下，平均差都是正的，这表明偏爱增强的CFL灯。

表9

图7显示了一个小型荧光灯。所述灯具有螺旋形管状外壳2，所述管状外壳2具有位于其内表面上的含本发明的磷光体混合物的磷光体涂层。为产生低压汞气体放电，外壳2还包含少量的汞和一对电极。外壳2安装在用于操作灯的独立镇流器5上，并具有常见的螺丝灯座7。

尽管上面显示和描述了目前所认为的本发明的优选实施方案，但对于所属领域技术人员来说，在不偏离如所附权利要求书限定的本发明的范围的基础上显然可以做出许多变化和改进。