使微生物失活的多光发射器制造技术

本文公开了使微生物失活的多光发射器装置。该装置包括至少两个光发射器和至少一种光转换材料，该至少一种光转换材料被设置成对来自光发射器的光的至少一部分进行转换。从光发射器发射的任何未转换光和从至少一种光转换材料发射的转换光混合，以形成组合光，该组合光是白色的。在一个方面，光发射器包括至少一个蓝光发射器和至少一个紫光发射器。在另一方面，光发射器包括一个蓝光发射器和一个在约黄光至红外光范围内的发射器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使微生物失活的多光发射器相关申请的交叉引用本申请要求2018年3月29日提交的题为“MULTIPLELIGHTEMITTERFORINACTIVATINGMICROORGANISMS”的美国专利申请No.15/940,127的权益和优先权。该美国专利申请的全部内容通过引用明确地并入本文。
本公开涉及一种能够发射可以被认为是白色或白色调的光的多光发射器装置，并且更具体地，涉及一种能够发射可以被认为是白色或白色调的光同时导致微生物的失活的多光发射器装置。
技术介绍
在大多数室内已占用环境中，发光装置是提供区域照明的、在区域中完成的任务的以及区域的占用者和对象的基本要求。广泛用于室内的照明技术从白炽灯和卤素灯泡变化至荧光和发光二极管(LED)灯泡和装置，还有许多其它技术。迄今为止的这些照明技术的主要目的是提供可以被人类观察为被认为是“白”光的光，所述光可以以使人类感到愉快的方式有效照亮对象的不同颜色、纹理以及特征。虽然许多技术在商业上用于照明中，但LED照明正在不断发展为以有效成本点提供高效高质量白光照明的技术。用于一般照明的一些常见LED使用半导体结(semiconductorjunction)，该半导体结被激励为发射蓝光并且与诸如铈掺杂的钇铝石榴石(YAG:Ce)的磷光体材料(phosphormaterial)组合，以将该蓝光的一部分转换成其它波长(诸如，黄光波长)的光。在被适当平衡时，从半导体结和磷光体材料发射的组合光被认为是白色或白色调的。由于许多原因(包括(与发射另一种颜色的光的发光半导体相比的)高效率、相对低成本以及对整个光谱的蓝光贡献所带来的相对理想的颜色优势)，当前使用的是发射蓝光的半导体。一些另选LED技术使用发射UV、近UV或紫光而不是蓝光的半导体结。磷光体材料被组合，以将蓝光、紫光或UV光的一部分转换成其它波长的光，并且适当平衡两个分量，以提供白光或白色调的光。由于通常较低的效率和较低的性价比，因此不频繁使用紫光LED，但是根据一些标准(如显色指数(CRI))，商业上已证明紫光LED能够提供足够视觉质量的光。利用这两种LED技术，在实现所发射的辐射的期望的颜色特性(CRI、相关色温(CCT)、色域等)与实现所发射的辐射的相对高的发光效能之间取得了平衡。换句话说，与人眼的光谱敏感性相关地选择从照明装置发射的组合光的光谱，以实现高效率，同时使期望的颜色特性的牺牲最小化。已经在考虑以不同方式利用所发射的光的附加性能因素的情况下创建了另选光源。已经展示了用于园艺、健康、保暖和消毒的照明器材和装置。除了针对辐射的发光效能来进行调节之外，还对这些照明器材和装置进行调节，以提供某些辐射区域的增大的输出，以实现附加性能因素。这些照明器材和装置通过使用光的各种另选功能(诸如光化学、光生物学、辐射能量等)来提供双重或多重功能的照明。通常，针对与添加的功能的吸收或激活光谱匹配的特定区域，尝试优化辐射能量输出。例如，尝试优化用于园艺的照明器材和装置，以发射与叶绿素的吸收或激活光谱以及其它基于植物的光激活机制匹配的光。尝试优化用于辅助昼夜节律的照明器材和装置，以发射与褪黑素的吸收或激活光谱匹配的光。在发射用于多个功能的光的这些照明器材和装置中，可以平衡光发射，以实现可接受水平的各功能。多个功能中的一个功能可以是一般照明(例如，在人类占用的空间中使用多功能照明器材和装置时)，在这种情况下，实现所发射的光的相对高的发光效能不仅要与实现所发射的光的期望颜色特性平衡，而且与将一个或更多个其它功能实现到可接受或期望的水平平衡。发射用于多个功能的光的装置的另一功能可以是消毒(微生物的失活)，在这种情况下，期望使用紫色消毒光(例如，380nm至420nm)。如上所述，利用LED产生白光的当前方法经常频繁地使用发射蓝光(例如，440nm至495nm)的半导体管芯作为基础发射器，然后在至少一部分蓝光通过波长转换层之后，蓝光被转换成白光光谱。直接将紫光添加到该现有白光光谱不会产生用于室内照明的在视觉上吸引人或可接受的白光，而是会产生具有不期望的紫色调的光。需要恰当的颜色平衡来产生包括紫色消毒光的期望的白光。
技术实现思路
本文提供的本公开的实施方式可以包括一种使微生物失活的发光装置，该发光装置包括至少两个光发射器，其中，至少两个光发射器中的至少一个光发射器被构造成发射波长在380nm至420nm的范围内的光，至少两个光发射器中的至少一个光发射器被构造成发射波长在440nm至495nm的范围内的光，至少两个光发射器中的一个或更多个光发射器包括光转换材料，光转换材料被设置成位于从给定光发射器发射的光的直接路径中，期望被构造成发射波长在380nm至420nm的范围内的光的至少一个光发射器不包括光转换材料，各种光转换材料被设置成将从给定光发射器发射的光的波长转换成与该波长不同的波长，并且来自任何光发射器而不通过光转换材料的光与从各种光转换材料发射的光组合，以形成白光。本文提供的本公开的实施方式可以包括一种使微生物失活的发光装置，该发光装置包括至少两个光发射器，其中，至少两个光发射器中的至少一个光发射器被构造成发射波长在380nm至420nm的范围内的光，至少两个光发射器中的至少一个光发射器被构造成发射波长在440nm至495nm的范围内的光，至少两个光发射器中的各个光发射器包括光转换材料，光转换材料被设置成位于从给定光发射器发射的光的直接路径中，各种光转换材料被设置成将从给定光发射器发射的光的波长转换成与该波长不同的波长，并且来自任何光发射器而不通过光转换材料的光与从各种光转换材料发射的光组合，以形成白光。本文提供的本公开的实施方式可以包括一种使微生物失活的发光装置，该发光装置包括：至少两个光发射器，其中：至少一个第一光发射器被构造成发射波长在560纳米(nm)至1400纳米(nm)的范围内的光，至少一个第一光发射器包括位于从该至少一个第一光发射器发射的光的直接路径中的上转换纳米颗粒层并且被设置成将所发射的光的波长转换成在380nm-420nm的范围内的波长，并且至少一个第二光发射器被构造成发射波长在440nm至495nm的范围内的光，至少一个第二光发射器包括被设置成位于从该至少一个第二光发射器发射的光的直接路径中的至少一种光转换材料，各种光转换材料被设置成将从至少一个第二光发射器发射的光的波长转换成与该波长不同的波长，其中，来自至少一个第一光发射器和至少一个第二光发射器的光被组合，以形成白光。附图说明根据结合描绘了本专利技术各方面的附图对本专利技术各方面的以下详细描述，将更容易理解本公开的这些特征和其它特征。图1例示了具有蓝光发射器和紫光发射器的组合的发光装置，其中，至少一个紫光发射器保持不被光转换材料覆盖。图2例示了具有蓝光发射器和紫光发射器的组合的另一发光装置，其中，至少一个紫光发射器保持不被光转换材料覆盖，并且上面设置有光转换材料的所有发射器是蓝光发射器。图3例示了具有蓝光发射器和紫光发射器的组合的另一发光装置，其中，至少一个紫光发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使微生物失活的发光装置，所述发光装置包括：/n至少两个光发射器，其中：/n所述至少两个光发射器中的至少一个光发射器被构造成发射第一光，所述第一光的波长在380纳米(nm)至420nm的范围内；/n所述至少两个光发射器中的至少一个光发射器被构造成发射第二光，所述第二光的波长在440nm至495nm的范围内；/n光转换材料，所述光转换材料被设置成位于所述第二光的直接路径中，并且被构造成将所述第二光的波长转换成与所述第二光的波长不同的波长；并且/n其中，所述第一光与所述第二光组合，以形成白光。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180329 US 15/940,1271.一种使微生物失活的发光装置，所述发光装置包括：
至少两个光发射器，其中：
所述至少两个光发射器中的至少一个光发射器被构造成发射第一光，所述第一光的波长在380纳米(nm)至420nm的范围内；
所述至少两个光发射器中的至少一个光发射器被构造成发射第二光，所述第二光的波长在440nm至495nm的范围内；
光转换材料，所述光转换材料被设置成位于所述第二光的直接路径中，并且被构造成将所述第二光的波长转换成与所述第二光的波长不同的波长；并且
其中，所述第一光与所述第二光组合，以形成白光。


2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述光转换材料包括磷光体、光学增白剂、量子点、磷光材料、荧光团、荧光染料以及导电聚合物中的一种或更多种。


3.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述白光的相关色温(CCT)值在1000开尔文(K)至8000K的范围内。


4.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述白光的显色指数(CRI)值在55至100的范围内。


5.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述白光具有大于10％的、在380nm至420nm波长的范围内测量的光谱能量的比例。


6.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述白光具有小于50％的、在380nm至420nm波长的范围内测量的光谱能量的比例。


7.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述白光具有不小于6％的、在440nm至495nm波长的范围内测量的光谱能量的比例。


8.根据权利要求1所述的发光装置，其中，在由所述发光装置发射的所述白光照射时，微生物失活。


9.根据权利要求1所述的发光装置，其中，各个光发射器包括发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、半导体管芯以及激光器中的一种或更多种。


10.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述至少两个光发射器中的被构造成发射波长在440nm至495nm的范围内的光的至少一个光发射器包括被设置成位于由所述至少一个光发射器发射的光的所述直接路径中的光转换材料，从所述光转换材料出射的光产生出射光，所述出射光是灰白色的并且在国际照明委员会(CIE)1931色度图上限定，所述出射光的坐标在如下限定的边界线之上：
y＝-2.57862x2+2.58744x-0.209201。


11.根据权利要求10所述的发光装置，其中，所述灰白色光与从不包括所述光转换材料的至少一个光发射器发射的并且在380nm至420nm的范围内的光组合，380nm至420nm的光在CIE1931色度图上限定，380nm至420nm的光的坐标在如下限定的边界线之下：
y＝-2.57862x2+2.58744x-0.209201。


12.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述白光是在国际照明委员会(CIE)1931色度图上限定的，所述白光的坐标在由美国国家标准协会(ANSI)C78.377-2017限定的四边形内。


13.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述第一光包括至少20毫瓦(mW)的辐射能量。


14.一种使微生物失活的方法，所述方法包括以下步骤：
经由第一光发射器发射第一光，所述第一光的第一波长在380纳米(nm)至420nm的范围内；
经由第二光发射器发射第二光，所述第二光的第二波长在440nm至495nm的范围内；
经由被设置成位于所述第二光发射器的直接路径中的光转换材料，将所述第二光的第一部分转换成包括与所述第一波长不同的第三波长的第三光；以及
基于所述第一光、所述第二光和所述第三光，形成白光。


15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述光转换材料包括磷光体、光学增白剂、量子点、磷光材料、荧光团、荧光染料以及导电聚合物中的一种或更多种。


16.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步骤包括形成相关色温(CCT)值在1000开尔文(K)至8000K的范围内的白光。


17.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步骤包括形成显色指数(CRI)值在55至100的范围内的白光。


18.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步骤包括形成具有大于10％的、在380nm至420nm波长的范围内测量的光谱能量的比例的白光。


19.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步骤包括形成具有小于50％的、在380nm至420nm波长的范围内测量的光谱能量的比例的白光。


20.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步骤包括形成具有至少6％的、在440nm至495nm波长的范围内测量的光谱能量的比例的白光。


21.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
基于经由所述白光的照射来开始微生物的失活。


22.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一光发射器或所述第二光发射器中的一个或更多个包括发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、半导体管芯或激光器。


23.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
基于所述第二光和所述第三光，形成根据国际照明委员会(CIE)1931色度图限定的灰白色光，所述灰白色光的坐标在如下限定的边界线之上：
y＝-2.57862x2+2.58744x-0.209201。


24.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一光是根据国际照明委员会(CIE)1931色度图限定的，所述第一光的坐标在如下限定的边界线之下：
y＝-2.57862x2+2.58744x-0.209201。


25.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步骤包括形成在国际照明委员会(CIE)1931色度图上限定的白光，所述白光的坐标在由美国国家标准协会(ANSI)C78.377-2017限定的四边形内。


26.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一光包括至少20毫瓦(mW)的辐射能量。


27.一种使微生物失活的发光装置，所述发光装置包括：
至少两...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·巴伦，C·温斯洛，N·琼斯，
申请(专利权)人：维塔尔维奥公司，
类型：发明
国别省市：美国;US