本公开提供一种全光谱白色发光装置，其包括：光致发光材料，其用于产生具有从490nm到680nm的峰发射波长的光；及宽带固态激发源，其用于产生具有从420nm到480nm的主波长的宽带激发光。所述装置产生具有光谱的白光，所述光谱的强度在从645nm到695nm的波长下从其在所述光谱的橙色到红色波长区中的最大值减小到所述最大值的约50％，且在从约430nm到约520nm的波长范围内，所述白光与黑体曲线或CIE标准发光体D的光的强度的最大百分比强度偏差小于60％。60％。60％。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】全光谱白色发光装置
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2019年7月9日申请的第62/872,277号美国临时专利申请案及2019年7月19日申请的第16/517,524号美国实用专利申请案的优先权，所述申请案的全文由此以引用的方式并入。
[0003]本专利技术的实施例涉及包括光致发光波长转换材料的全固态光谱白色发光装置。更特定来说，但非排他地，实施例涉及用于产生接近类似于自然日光、具有从蓝光到红光的光谱的全光谱白光的全光谱白色发光装置。
技术介绍
[0004]白色发光LED(“白光LED”)包含一或多种光致发光材料(通常是无机磷光体材料)，所述光致发光材料吸收由所述LED(固态激发源)发射的蓝光的一部分且重新发射不同颜色(波长)的可见光。由所述LED产生、未被所述磷光体材料吸收的蓝光的所述部分与由所述磷光体发射的光的组合提供在眼睛看来颜色是白色的光。由于它们的长操作寿命预期(>50,000小时)及高效能(每瓦100流明及更高)，白光LED已迅速取代常规荧光灯、紧凑型荧光灯及白炽灯。
[0005]存在用于量化由白色照明源产生的光的特性及质量的各种指标。固态照明行业内的两个最常用指标是相关色温(CCT)及国际照明委员会(CIE)一般显色指数(CRI)Ra。
[0006]照明源的CCT是以开尔文(K)为单位进行测量且是辐射对应于由照明源产生的光的颜色的颜色的光的普朗克(黑体)辐射器的色温。
[0007]一般CRI Ra特性化照明源呈现物体的真实颜色的忠实程度且基于对八个颜色测试样本(R1到R8)的光源照明与由参考源提供的照明的比较的适当程度的量度。一般来说，所述值越高，那么指示其与黑色辐射器及自然日光的接近度。一般CRI Ra可取负值且具有100的最大值。由于颜色样本R1到R8全部是柔和的颜色(低饱和度颜色“浅灰红色”到“红紫色”)，一般CRI Ra给出产生接近类似于日光的全光谱的白炽光源的光输出的细微差异的有用量度。然而，针对光谱由峰组成的白光LED，一般CRI Ra证明是不足的，因为其是在有限颜色范围内的颜色呈现的平均量度且未给出有关特定颜色或高度饱和色的照明源性能的信息。因此，当特性化全光谱固态白色发光装置时，CRI颜色样本R9到R12(饱和色“饱和红色”、“饱和黄色”、“饱和绿色”、“饱和蓝色”)及R13到R15(“浅肤色”、“叶绿色”、“中等肤色”)应被认为给出全光谱光的有意义特性化。
[0008]良好的照明设计是固有地以人类为中心的，因为照明可能影响人类睡眠周期、昼夜节律、警觉性及其它非视觉反应。LED(固态)照明对人类健康的安全性一直是最近审查的主题。人们越来越担心人造光破坏人类生理及心理的正常调节，例如激素合成、睡眠
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觉醒周期及警觉性水平。特定来说，最近的证据指示，高色温(5000K)及高照度光(例如举例来说由LED产生的光)抑制睡前褪黑激素分泌并且降低主观警觉性。也已报道，蓝光比其它颜色
更倾向于通过破坏生物体的生物过程来影响所述生物体，所述生物过程依赖于白天及黑夜的自然周期(昼夜节律)。据信，在深夜及夜间暴露于蓝光可能对健康有害。
[0009]已提出用于预测褪黑激素抑制效果的各种指标。用于测量昼夜节律刺激的两个更常见指标是(i)昼夜节律作用因子(CAF)及(ii)黑视素反应(MR)。CAF及MR是辐射昼夜节律光视效能(CER)与辐射光视效能(LER)的比且各自提供大脑对光的灵敏度的量度；即，人类对光的非视觉灵敏度的量度。CAF基于测量在暴露于特定波长的光之前及之后的人类褪黑激素水平以建立昼夜节律作用光谱(CAS)或昼夜节律灵敏度光谱c(λ)的研究。CAF(表示为a
cv
)是辐射昼夜节律效能与光视效能的比。MR基于哺乳动物ipRGC(固有光敏性视网膜神经节细胞)中发现的黑视素光色素的吸收光谱以建立黑视素反应(灵敏度)光谱m(λ)。MR是辐射昼夜节律效能与光视效能的比。最近，已提出加权到ipRGC的光谱响应的新指标等效黑视素勒克斯(EML)。
[0010]LED照明的进一步潜在问题是光照性视网膜炎，即对视网膜的光化学损伤的可能性，其可能由过度暴露于紫到蓝光造成。这被称为蓝光危害(BLH)且与CAF及MR类似之处在于其具有对应蓝色灵敏度光谱b(λ)。BLH的风险有时与LED相关联，即使发射白光的LED不含有比在相同色温下的其它类型的源明显更多的蓝光。即，针对高CCT(≥5000K)白光LED，BLH是潜在的眼睛健康问题，因为由所述LED产生的蓝色峰在光谱的CAF及MR波长区内是极高的。根据目前的国际标准，发射白光且用于一般照明应用中的光源不被认为对健康的成人的视网膜有害。即，必须视情况考虑特种灯或有色光源的光学安全性，且在易感人群(例如患有某些类型的眼病的婴儿或成人)周围使用的光源需要额外评估。
[0011]目前，在LED照明行业中，全光谱LED装置寻求产生，例如由白炽灯及黑体辐射展现的具有等于100的一般CRI Ra的白光。然而，发现与产生具有约80的CRI Ra(CRI80)的光的白光LED相比，此类LED牺牲效能达15％到30％。
[0012]本专利技术致力于至少部分地克服已知固态白色发光装置的缺点且提供具有至少接近或超过目前CRI80装置的效能的效能的以人类为中心的全光谱白色发光装置。
技术实现思路
[0013]本专利技术涉及用于产生尽可能接近类似于自然日光、具有从蓝色波长到红色波长的光谱含量的全光谱白光的全光谱白色发光装置。
[0014]特定来说，尽管非排他地，但本专利技术的至少一些实施例涉及用于产生接近类似于光谱的蓝色到青色波长区中的自然光的白光的白色发光装置。根据本专利技术的实施例，此类白色发光装置产生接近类似于蓝色到青色波长区(430nm到520nm)中的自然光的全光谱白光，其中通过昼夜节律作用因子(CAF)及黑视素反应(MR)测量的人类非视觉感知受到最大影响。据信，具有此光谱特性的白光有益于人类福祉，因为波长光谱的这个部分影响褪黑激素分泌，其可能影响昼夜节律周期。根据本专利技术的全光谱白色发光装置利用宽带固态激发源，例如蓝光LED，所述宽带固态激发源产生具有从约420nm到约480nm的主波长(即，在可见光谱的蓝色波长区中)的宽带激发光。在本专利说明书中，“宽带”用以表示具有至少25nm的FWHM(半高全宽)的光。例如，FWHM可为至少30nm或至少50nm且可具有从约25nm到约70nm的FWHM；任选地可具有在从约30nm到约70nm的范围内的FWHM。宽带还可用以表示由在从约420nm到约480nm的波长范围内的至少两个不同波长蓝光发射的组合组成的蓝光。宽带蓝色
激发光的使用使发光装置能够产生接近类似于光谱的蓝色到青色波长区(430nm到520nm)中的自然光的全光谱光。
[0015]本专利技术的实施例进一步涉及产生具有在对应于光谱的红色波长区的波长下、已经优化(降低)以提高效能的光强度的白光的全光谱白色发光装置。在实施例中，所述装置包括橙色本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种全光谱白色发光装置，其包括：光致发光材料，其用于产生具有从约490nm到约680nm的峰发射波长的光；及宽带固态激发源，其用于产生具有从约420nm到约480nm的主波长的宽带激发光，其中所述装置产生具有光谱的白光，所述光谱的强度在从约645nm到约695nm的波长下从其在所述光谱的橙色到红色波长区中的最大值减小到所述最大值的约50％，且其中在从约430nm到约520nm的波长范围内，所述白光与黑体曲线或CIE标准发光体D的光的强度的最大百分比强度偏差小于60％。2.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述最大百分比强度偏差小于50％、40％、30％、20％及10％中的至少一者。3.根据权利要求1或权利要求2所述的发光装置，其中所述宽带固态激发源产生具有至少25nm的FWHM的宽带激发光。4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的发光装置，其中所述白光具有在所述黑体曲线或CIE标准发光体D的昼夜节律作用因子的5％以内的所述昼夜节律作用因子。5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的发光装置，其中所述白光具有一定光谱，且具有至少80的CRIRa，所述光谱的强度在从约645nm到约665nm的波长下从其在所述光谱的所述橙色到红色波长区中的最大值减小到所述最大值的约50％。6.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的发光装置，其中所述白光具有一定光谱，且具有至少90的CRIRa，所述光谱的强度在从约665nm到约690nm的波长下从其在所述光谱的所述橙色到红色波长区中的最大值减小到所述最大值的约50％。7.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的发光装置，其中所述白光具有一定光谱，且具有至少95的CRIRa，所述光谱的强度在从约680nm到约695nm的波长下从其在所述光谱的所述橙色到红色波长区中的最大值减小到所述最大值的约50％。8.根据任一前述权利要求所述的发光装置，其中所述光致发光材料包括产生具有从约620nm到约655nm的峰发射波长的光的光致发光材料中的至少一者或组合。9.根据任一前述权利要求所述的发光装置，其中所述白...
【专利技术属性】
技术研发人员：李依群，袁湘龙，赵俊刚，
申请(专利权)人：英特曼帝克司公司，
类型：发明
国别省市：
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