專利名稱：具有高色溫的陶瓷氣體放電金屬鹵化物燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體而言涉及陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈，且更具體而言涉及利用多晶氧化鋁(PCA)陶瓷氣體放電容器的這種燈，該多晶氧化鋁(PCA)陶瓷氣體放電容器包含電弧放電維持填充物，該電弧放電維持填充物包括金屬鹵化物鹽的混合物。
背景技術(shù)：
CDM燈通常采用由外玻璃封殼包圍的PCA陶瓷放電容器和密封到封殼的基部以提供氣密的封閉件。放電容器具有特定形狀以適應(yīng)高內(nèi)部壓力且提供最小的熱梯度。放電容器包含有惰性氣體、鹽混合物和汞的填充物，其能維持位于放電容器相對(duì)端部處的一對(duì)放電電極之間的電弧放電。放電電極經(jīng)由框架線連接到基部，框架線也支承放電容器。金屬鹵化物的特定組合和其在鹽混合物中的比例在很大程度上決定燈特征，諸如燈的流明輸出、相關(guān)色溫(CCT)和顯色指數(shù)(CRI)。W02005/088675公開了一種金屬鹵化物燈，其具有高效率和長(zhǎng)壽命，且CCT在 2500-4500K的范圍。燈具有化學(xué)填充物，該化學(xué)填充物為碘化鈉(Nal)、碘化鉈(T1I)、碘化鈣(CaI2)和選自下列碘化物中的碘化物Ac、Y、La、Ce、Pr、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和 Nd的碘化物。據(jù)說，所公開的在鹽混合物中的金屬碘化物的組合導(dǎo)致放電容器的低腐蝕，需要其達(dá)成長(zhǎng)的壽命。在W02005/088675中所述的燈的缺點(diǎn)在于，CCT通常被限制到低于4500K的值。更高的CCT是不可能的，因?yàn)樵邴}混合物中存在大量鹵化鈉(例如，70%的摩爾百分比)。美國(guó)專利7，268, 495也公開了一種陶瓷金屬鹵化物燈，其CCT在2500-4500K的范圍。燈具有NaI (至少5 mol %)、T1I、堿金屬鹵化物(其可為CaI2)和稀土鹵化物的化學(xué)填充物。燈必須具有Ba或Sr中的至少一種鹵化物，但也可包括CsI。據(jù)說美國(guó)專利7，268, 495中的燈具有高效率和良好的顯色，但如在 W02005/088675的情況下，CCT被限制到高至4500Κ的值。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一形式，一種CDM燈包括PCA放電容器，PCA放電容器包含有惰性氣體、汞和金屬鹵化物鹽混合物的填充物，其特征在于，該鹽混合物包括
至少大約62%摩爾百分比(優(yōu)選地大約62%至大約95%摩爾百分比)的碘化鈣 (CaI2)；
高至大約8%摩爾百分比(優(yōu)選地大約2%至大約6%摩爾百分比)的碘化鈰(CeI3)； 高至大約15%摩爾百分比(優(yōu)選地大約3%至大約15%摩爾百分比)的碘化銫(CsI)；
以及
高至大約15%摩爾百分比的選自下列組中的一個(gè)或多個(gè)成員，該組由以下鹵化物組成鋰(Li)、鈉(Na)、銦(In)、錳(Mn)、鉛(Pb)、鐠(Pr)、銪(Eu)、鎵(Ga)和鉈(Tl)的鹵化物，且鹵化鈉(Na)的量小于大約5%摩爾百分比，且鹵化鉈(Tl)的量小于大約5%摩爾百分比。所描述的金屬鹵化物鹽的組合與所成形的PCA放電容器的使用的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)高相關(guān)色溫(CCT)(高于4500K)、高發(fā)光效能(高于100Lm/W)、高顯色指數(shù)(CRI) (85或更高)和良好的色彩穩(wěn)定性，且具有低的最小可感知色差(MPCD)；此外，金屬鹵化物鹽混合物的特征在于低腐蝕性，其有助于確保本發(fā)明的CDM燈的良好的流明維持性和長(zhǎng)壽命。這種燈特別適用于園藝應(yīng)用，以及運(yùn)動(dòng)照明、水族館照明和其它特殊的照明應(yīng)用。


現(xiàn)將參考圖1來(lái)描述本發(fā)明的一實(shí)施例，其示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的中瓦特值陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈，該中瓦特值陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈具有金屬鹵化物鹽的化學(xué)填充物和高色溫。附圖為示意性的且并未按照比例繪制。
具體實(shí)施例方式更具體而言，圖1示出中瓦特值(315W)CDM燈23，其具有PCA放電容器12，PCA放電容器12包括中央扁長(zhǎng)球形部分1 和一對(duì)管形端部12b和12c，中央扁長(zhǎng)球形部分1 封閉放電空間20。PCA放電容器12的中部1 具有由沿著長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度L和沿著短軸的寬度W所限定的形狀和大小，PCA放電容器12的中部1 被設(shè)計(jì)成適應(yīng)高內(nèi)部壓力且提供最小熱梯度，這導(dǎo)致高流明輸出和長(zhǎng)壽命。一對(duì)放電電極13和14延伸穿過放電容器12的端部12b和12c到達(dá)放電空間20 內(nèi)且由端部15和16支承。外泡形封殼10包圍放電容器12和放電電極13和14且被密封到基部25以提供氣密封閉件。分別具有端子部21a和21b的電引線2 和22b延伸穿過基部25且分別經(jīng)由支承元件15和支承框架構(gòu)件16電連接到放電電極13和14。框架構(gòu)件16的延伸部19從封殼10的上端向內(nèi)延伸到突起11內(nèi)以提供額外支承。吸氣器17附連到框架構(gòu)件16。放電空間20被填充有惰性起動(dòng)氣體、汞和金屬鹵化物鹽混合物的化學(xué)填充物，該金屬鹵化物鹽混合物選自:CaI2 ；CeI3 ；CsI 和 Li、Na、In、Mn、Pb、Pr、Eu、Ga 禾口 Tl 的鹵化物·
CeI3在其發(fā)射光譜內(nèi)具有很大量的線，特別是在藍(lán)光區(qū)域中，其有助于良好的CRI和高 CCT0 CeI3的總摩爾量不應(yīng)超過8%，高于此量，可能會(huì)發(fā)生PCA壁的腐蝕，導(dǎo)致海綿狀結(jié)構(gòu)， 其傾向于從放電空間吸收鹽，從而縮短燈壽命。優(yōu)選地，CeI3保持在大約2%至大約6%摩爾百分比的范圍，低于此范圍，其對(duì)于發(fā)光的貢獻(xiàn)不足以實(shí)現(xiàn)高色溫和高發(fā)光效能，且高于此范圍，PCA腐蝕開始限制燈長(zhǎng)壽命的實(shí)現(xiàn)。在大約4%至6%摩爾百分比的范圍內(nèi)，增加CeI3具有增加發(fā)光效能以及燈電壓的效果，但具有隨之產(chǎn)生的色點(diǎn)沿著y軸遠(yuǎn)離黑體輻射曲線的移位。CsI具有穩(wěn)定電弧、防止電弧彎曲和隨之產(chǎn)生的PCA壁腐蝕的效果，以延長(zhǎng)壽命而不會(huì)不利地影響發(fā)射光譜。CsI的摩爾量不應(yīng)超過15%，高于此量，發(fā)光效能低于實(shí)際水平。 優(yōu)選地，CsI量保持在大約3%至大約15%摩爾百分比的范圍內(nèi)，低于此范圍，電弧穩(wěn)定性受損。如在美國(guó)專利6，031，332中所解釋的那樣，CaI2提供良好的發(fā)光性質(zhì)和高功率因素。CaI2還具有低PCA腐蝕速率，因此可用作溶劑來(lái)將鹽組合物的摩爾百分比完成為100% 摩爾百分比。因此，考慮到其它元素的最大摩爾量，CaI2的摩爾量應(yīng)高于62%，特別地從大約6 至95%，低于此量，其它組分的摩爾量超過其最大值，且高于此量，其它組分的摩爾量將低于其最小值。鹽組合物還可包含低摩爾量的金屬鹵化物，如Li、Na、In、Mn、Pb、ft·、Eu、( 或Tl 的金屬鹵化物，以微調(diào)CCT且相對(duì)于黑體輻射曲線來(lái)調(diào)整燈的色點(diǎn)。微調(diào)添加的摩爾量取決于選定鹵化物的蒸氣壓力，但應(yīng)不超過總鹽混合物的15%摩爾百分比，高于此量，PCA腐蝕速率使之不能實(shí)現(xiàn)燈的長(zhǎng)壽命。關(guān)于上述鹵化物的組，雖然NaI的存在對(duì)于實(shí)現(xiàn)高CCT的燈并非至關(guān)重要的，NaI 特別地可適用于微調(diào)CCT和對(duì)燈的色點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，但是在任何情況下應(yīng)保持低于總鹽混合物的大約5%摩爾百分比，高于此量，其影響阻止所需高色溫的實(shí)現(xiàn)。特別地，添加NaI使色點(diǎn)沿著χ軸移位，降低色溫。因此，NaI可用于抵消CeI3對(duì)色點(diǎn)的影響，如上文所述。另外，關(guān)于上述鹵化物的組，類似地，TlI的存在不是實(shí)現(xiàn)高CCT的燈所需要的。但是由于發(fā)射光譜特征為在大約535nm的眼敏感區(qū)域中具有強(qiáng)線(strong line)，因此TlI也用于CCT的微調(diào)和燈的色點(diǎn)調(diào)整，但在任何情況下應(yīng)保持低于總鹽混合物的大約5%摩爾百分比，高于此量，CCT開始向下移位。此外，對(duì)于所感興趣的商業(yè)應(yīng)用而言，MP⑶變得太高且光變得太綠。此外，Tl的化學(xué)活性可增加腐蝕性，危害壽命?；谏鲜隹紤]，大約2%至大約3%摩爾百分比的TlI的范圍是優(yōu)選的。但對(duì)于高于5000K的CCT而言，TlI水平應(yīng)保持在大約的摩爾百分比或更小。實(shí)例
根據(jù)附圖所示的形狀形成電弧管。該形狀具有扁長(zhǎng)球形狀，且短軸寬度W為大約18mm， 而長(zhǎng)軸長(zhǎng)度L為大約^mm。主體的壁厚為大約1mm。球的端部一體地形成到中空軸向延伸部?jī)?nèi)，鎢放電電極通過該中空軸向延伸部插入。在鎢電極之間的距離為14mm。一定劑量的 Hg以及鹽混合物本身添加到電弧管。電弧管由Ar填充，且添加少量的Kr85。填充壓力為75 托。也可使用其它惰性氣體，如Xe、Ne或這些氣體的混合來(lái)填充。放電電極緊密地密封于電弧管主體中的延伸部中。燈被制成具有額定功率315W。燈的電壓為大約100V，其由Hg的劑量來(lái)調(diào)整。在燈豎直操作100小時(shí)之后測(cè)量CCT、CRI和MPCD的值。系列燈的化學(xué)填充物與其參數(shù)一起在表1中給出
權(quán)利要求
1.一種陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈(23)，包括陶瓷放電容器(12)，其具有封閉放電空間00)的中部(12a)和一對(duì)端部(12b，12c)；一對(duì)放電電極(13，14)，其延伸穿過相應(yīng)端部(12b, 12c)到所述放電空間(14)內(nèi)；包圍所述放電容器(1 的外玻璃封殼(10)和基部(25)，所述外玻璃封殼(10)被密封到所述基部0 以形成所述放電容器(1 的氣密封閉件；其特征在于，所述放電空間OO)包含有填充物，所述填充物包括惰性氣體、汞和金屬鹵化物鹽混合物，其特征在于，所述鹽混合物包括至少大約62%摩爾百分比的碘化鈣(CaI2)；高至大約8%摩爾百分比的碘化鈰(CeI3)；高至大約15%摩爾百分比的碘化銫(CsI)；以及高至大約15%摩爾百分比的選自下列組中的一個(gè)或多個(gè)成員，該組由以下鹵化物組成鋰(Li)、鈉(Na)、銦(In)、錳(Mn)、鉛(Pb)、鐠(Pr)、銪(Eu)、鎵(Ga)和鉈(Tl)的鹵化物，且鹵化鈉(Na)的量小于大約5%的摩爾百分比，且鹵化鉈(Tl)的量小于大約5%的摩爾百分比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈，其特征在于，碘化鈣 (CaI2)以大約62%至大約95%摩爾百分比的范圍存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈(23)，其特征在于，碘化鈰(CeI3)以大約2%至大約6%摩爾百分比的范圍存在。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈(23)，其特征在于，所述碘化鈰O^sI)以大約3%至大約15%摩爾百分比的范圍存在。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈0；3)，其特征在于，所述碘化鉈(TlI)以大約2%至大約3%摩爾百分比的范圍存在。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈(23)，其特征在于，碘化鉈(TlI)以高至大約的摩爾百分比的量存在。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈(23)，其特征在于，所述放電容器(1 的中部(12a)的形狀被設(shè)計(jì)為適應(yīng)高內(nèi)部壓力且提供最小熱梯度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈0；3)，其特征在于，所述放電容器(12)的中部(12a)的形狀為扁長(zhǎng)球形。
全文摘要
一種具有高色溫(高于4500K)的陶瓷氣體放電金屬鹵化物(CDM)燈(23)，其具有扁長(zhǎng)球形PCA放電容器(12)，PCA放電容器(12)包含有惰性氣體、汞和金屬鹵化物鹽混合物的填充物，該金屬鹵化物鹽混合物為至少約62％摩爾百分比的碘化鈣(CaI2)；高至大約8％摩爾百分比的碘化鈰(CeI3)；高至大約15％摩爾百分比的碘化銫(CsI)；以及高至大約15％摩爾百分比的選自下列鹵化物中的其它鹵化物鋰(Li)、鈉(Na)、銦(In)、錳(Mn)、鉛(Pb)、鐠(Pr)、銪(Eu)、鎵(Ga)和鉈(Tl)的鹵化物，且鹵化鈉(Na)的量小于大約5％的摩爾百分比，且鹵化鉈(Tl)的量小于大約5％的摩爾百分比。這種燈特別適用于園藝應(yīng)用，以及運(yùn)動(dòng)照明、水族館照明和其它特殊的照明應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01J61/12GK102282643SQ201080004450
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者A.杜納夫斯基, J.帕爾默 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司