使微生物失活的多光發射器制造技術

本文公開了使微生物失活的多光發射器裝置。該裝置包括至少兩個光發射器和至少一種光轉換材料，該至少一種光轉換材料被設置成對來自光發射器的光的至少一部分進行轉換。從光發射器發射的任何未轉換光和從至少一種光轉換材料發射的轉換光混合，以形成組合光，該組合光是白色的。在一個方面，光發射器包括至少一個藍光發射器和至少一個紫光發射器。在另一方面，光發射器包括一個藍光發射器和一個在約黃光至紅外光范圍內的發射器。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】使微生物失活的多光發射器相關申請的交叉引用本申請要求2018年3月29日提交的題為“MULTIPLELIGHTEMITTERFORINACTIVATINGMICROORGANISMS”的美國專利申請No.15/940,127的權益和優先權。該美國專利申請的全部內容通過引用明確地并入本文。
本公開涉及一種能夠發射可以被認為是白色或白色調的光的多光發射器裝置，并且更具體地，涉及一種能夠發射可以被認為是白色或白色調的光同時導致微生物的失活的多光發射器裝置。
技術介紹
在大多數室內已占用環境中，發光裝置是提供區域照明的、在區域中完成的任務的以及區域的占用者和對象的基本要求。廣泛用于室內的照明技術從白熾燈和鹵素燈泡變化至熒光和發光二極管(LED)燈泡和裝置，還有許多其它技術。迄今為止的這些照明技術的主要目的是提供可以被人類觀察為被認為是“白”光的光，所述光可以以使人類感到愉快的方式有效照亮對象的不同顏色、紋理以及特征。雖然許多技術在商業上用于照明中，但LED照明正在不斷發展為以有效成本點提供高效高質量白光照明的技術。用于一般照明的一些常見LED使用半導體結(semiconductorjunction)，該半導體結被激勵為發射藍光并且與諸如鈰摻雜的釔鋁石榴石(YAG:Ce)的磷光體材料(phosphormaterial)組合，以將該藍光的一部分轉換成其它波長(諸如，黃光波長)的光。在被適當平衡時，從半導體結和磷光體材料發射的組合光被認為是白色或白色調的。由于許多原因(包括(與發射另一種顏色的光的發光半導體相比的)高效率、相對低成本以及對整個光譜的藍光貢獻所帶來的相對理想的顏色優勢)，當前使用的是發射藍光的半導體。一些另選LED技術使用發射UV、近UV或紫光而不是藍光的半導體結。磷光體材料被組合，以將藍光、紫光或UV光的一部分轉換成其它波長的光，并且適當平衡兩個分量，以提供白光或白色調的光。由于通常較低的效率和較低的性價比，因此不頻繁使用紫光LED，但是根據一些標準(如顯色指數(CRI))，商業上已證明紫光LED能夠提供足夠視覺質量的光。利用這兩種LED技術，在實現所發射的輻射的期望的顏色特性(CRI、相關色溫(CCT)、色域等)與實現所發射的輻射的相對高的發光效能之間取得了平衡。換句話說，與人眼的光譜敏感性相關地選擇從照明裝置發射的組合光的光譜，以實現高效率，同時使期望的顏色特性的犧牲最小化。已經在考慮以不同方式利用所發射的光的附加性能因素的情況下創建了另選光源。已經展示了用于園藝、健康、保暖和消毒的照明器材和裝置。除了針對輻射的發光效能來進行調節之外，還對這些照明器材和裝置進行調節，以提供某些輻射區域的增大的輸出，以實現附加性能因素。這些照明器材和裝置通過使用光的各種另選功能(諸如光化學、光生物學、輻射能量等)來提供雙重或多重功能的照明。通常，針對與添加的功能的吸收或激活光譜匹配的特定區域，嘗試優化輻射能量輸出。例如，嘗試優化用于園藝的照明器材和裝置，以發射與葉綠素的吸收或激活光譜以及其它基于植物的光激活機制匹配的光。嘗試優化用于輔助晝夜節律的照明器材和裝置，以發射與褪黑素的吸收或激活光譜匹配的光。在發射用于多個功能的光的這些照明器材和裝置中，可以平衡光發射，以實現可接受水平的各功能。多個功能中的一個功能可以是一般照明(例如，在人類占用的空間中使用多功能照明器材和裝置時)，在這種情況下，實現所發射的光的相對高的發光效能不僅要與實現所發射的光的期望顏色特性平衡，而且與將一個或更多個其它功能實現到可接受或期望的水平平衡。發射用于多個功能的光的裝置的另一功能可以是消毒(微生物的失活)，在這種情況下，期望使用紫色消毒光(例如，380nm至420nm)。如上所述，利用LED產生白光的當前方法經常頻繁地使用發射藍光(例如，440nm至495nm)的半導體管芯作為基礎發射器，然后在至少一部分藍光通過波長轉換層之后，藍光被轉換成白光光譜。直接將紫光添加到該現有白光光譜不會產生用于室內照明的在視覺上吸引人或可接受的白光，而是會產生具有不期望的紫色調的光。需要恰當的顏色平衡來產生包括紫色消毒光的期望的白光。
技術實現思路
本文提供的本公開的實施方式可以包括一種使微生物失活的發光裝置，該發光裝置包括至少兩個光發射器，其中，至少兩個光發射器中的至少一個光發射器被構造成發射波長在380nm至420nm的范圍內的光，至少兩個光發射器中的至少一個光發射器被構造成發射波長在440nm至495nm的范圍內的光，至少兩個光發射器中的一個或更多個光發射器包括光轉換材料，光轉換材料被設置成位于從給定光發射器發射的光的直接路徑中，期望被構造成發射波長在380nm至420nm的范圍內的光的至少一個光發射器不包括光轉換材料，各種光轉換材料被設置成將從給定光發射器發射的光的波長轉換成與該波長不同的波長，并且來自任何光發射器而不通過光轉換材料的光與從各種光轉換材料發射的光組合，以形成白光。本文提供的本公開的實施方式可以包括一種使微生物失活的發光裝置，該發光裝置包括至少兩個光發射器，其中，至少兩個光發射器中的至少一個光發射器被構造成發射波長在380nm至420nm的范圍內的光，至少兩個光發射器中的至少一個光發射器被構造成發射波長在440nm至495nm的范圍內的光，至少兩個光發射器中的各個光發射器包括光轉換材料，光轉換材料被設置成位于從給定光發射器發射的光的直接路徑中，各種光轉換材料被設置成將從給定光發射器發射的光的波長轉換成與該波長不同的波長，并且來自任何光發射器而不通過光轉換材料的光與從各種光轉換材料發射的光組合，以形成白光。本文提供的本公開的實施方式可以包括一種使微生物失活的發光裝置，該發光裝置包括：至少兩個光發射器，其中：至少一個第一光發射器被構造成發射波長在560納米(nm)至1400納米(nm)的范圍內的光，至少一個第一光發射器包括位于從該至少一個第一光發射器發射的光的直接路徑中的上轉換納米顆粒層并且被設置成將所發射的光的波長轉換成在380nm-420nm的范圍內的波長，并且至少一個第二光發射器被構造成發射波長在440nm至495nm的范圍內的光，至少一個第二光發射器包括被設置成位于從該至少一個第二光發射器發射的光的直接路徑中的至少一種光轉換材料，各種光轉換材料被設置成將從至少一個第二光發射器發射的光的波長轉換成與該波長不同的波長，其中，來自至少一個第一光發射器和至少一個第二光發射器的光被組合，以形成白光。附圖說明根據結合描繪了本專利技術各方面的附圖對本專利技術各方面的以下詳細描述，將更容易理解本公開的這些特征和其它特征。圖1例示了具有藍光發射器和紫光發射器的組合的發光裝置，其中，至少一個紫光發射器保持不被光轉換材料覆蓋。圖2例示了具有藍光發射器和紫光發射器的組合的另一發光裝置，其中，至少一個紫光發射器保持不被光轉換材料覆蓋，并且上面設置有光轉換材料的所有發射器是藍光發射器。圖3例示了具有藍光發射器和紫光發射器的組合的另一發光裝置，其中，至少一個紫光發本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種使微生物失活的發光裝置，所述發光裝置包括：/n至少兩個光發射器，其中：/n所述至少兩個光發射器中的至少一個光發射器被構造成發射第一光，所述第一光的波長在380納米(nm)至420nm的范圍內；/n所述至少兩個光發射器中的至少一個光發射器被構造成發射第二光，所述第二光的波長在440nm至495nm的范圍內；/n光轉換材料，所述光轉換材料被設置成位于所述第二光的直接路徑中，并且被構造成將所述第二光的波長轉換成與所述第二光的波長不同的波長；并且/n其中，所述第一光與所述第二光組合，以形成白光。/n

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】20180329 US 15/940,1271.一種使微生物失活的發光裝置，所述發光裝置包括：
至少兩個光發射器，其中：
所述至少兩個光發射器中的至少一個光發射器被構造成發射第一光，所述第一光的波長在380納米(nm)至420nm的范圍內；
所述至少兩個光發射器中的至少一個光發射器被構造成發射第二光，所述第二光的波長在440nm至495nm的范圍內；
光轉換材料，所述光轉換材料被設置成位于所述第二光的直接路徑中，并且被構造成將所述第二光的波長轉換成與所述第二光的波長不同的波長；并且
其中，所述第一光與所述第二光組合，以形成白光。


2.根據權利要求1所述的發光裝置，其中，所述光轉換材料包括磷光體、光學增白劑、量子點、磷光材料、熒光團、熒光染料以及導電聚合物中的一種或更多種。


3.根據權利要求1所述的發光裝置，其中，所述白光的相關色溫(CCT)值在1000開爾文(K)至8000K的范圍內。


4.根據權利要求1所述的發光裝置，其中，所述白光的顯色指數(CRI)值在55至100的范圍內。


5.根據權利要求1所述的發光裝置，其中，所述白光具有大于10％的、在380nm至420nm波長的范圍內測量的光譜能量的比例。


6.根據權利要求1所述的發光裝置，其中，所述白光具有小于50％的、在380nm至420nm波長的范圍內測量的光譜能量的比例。


7.根據權利要求1所述的發光裝置，其中，所述白光具有不小于6％的、在440nm至495nm波長的范圍內測量的光譜能量的比例。


8.根據權利要求1所述的發光裝置，其中，在由所述發光裝置發射的所述白光照射時，微生物失活。


9.根據權利要求1所述的發光裝置，其中，各個光發射器包括發光二極管(LED)、有機發光二極管(OLED)、半導體管芯以及激光器中的一種或更多種。


10.根據權利要求1所述的發光裝置，其中，所述至少兩個光發射器中的被構造成發射波長在440nm至495nm的范圍內的光的至少一個光發射器包括被設置成位于由所述至少一個光發射器發射的光的所述直接路徑中的光轉換材料，從所述光轉換材料出射的光產生出射光，所述出射光是灰白色的并且在國際照明委員會(CIE)1931色度圖上限定，所述出射光的坐標在如下限定的邊界線之上：
y＝-2.57862x2+2.58744x-0.209201。


11.根據權利要求10所述的發光裝置，其中，所述灰白色光與從不包括所述光轉換材料的至少一個光發射器發射的并且在380nm至420nm的范圍內的光組合，380nm至420nm的光在CIE1931色度圖上限定，380nm至420nm的光的坐標在如下限定的邊界線之下：
y＝-2.57862x2+2.58744x-0.209201。


12.根據權利要求1所述的發光裝置，其中，所述白光是在國際照明委員會(CIE)1931色度圖上限定的，所述白光的坐標在由美國國家標準協會(ANSI)C78.377-2017限定的四邊形內。


13.根據權利要求1所述的發光裝置，其中，所述第一光包括至少20毫瓦(mW)的輻射能量。


14.一種使微生物失活的方法，所述方法包括以下步驟：
經由第一光發射器發射第一光，所述第一光的第一波長在380納米(nm)至420nm的范圍內；
經由第二光發射器發射第二光，所述第二光的第二波長在440nm至495nm的范圍內；
經由被設置成位于所述第二光發射器的直接路徑中的光轉換材料，將所述第二光的第一部分轉換成包括與所述第一波長不同的第三波長的第三光；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.根據權利要求14所述的方法，其中，所述光轉換材料包括磷光體、光學增白劑、量子點、磷光材料、熒光團、熒光染料以及導電聚合物中的一種或更多種。


16.根據權利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步驟包括形成相關色溫(CCT)值在1000開爾文(K)至8000K的范圍內的白光。


17.根據權利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步驟包括形成顯色指數(CRI)值在55至100的范圍內的白光。


18.根據權利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步驟包括形成具有大于10％的、在380nm至420nm波長的范圍內測量的光譜能量的比例的白光。


19.根據權利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步驟包括形成具有小于50％的、在380nm至420nm波長的范圍內測量的光譜能量的比例的白光。


20.根據權利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步驟包括形成具有至少6％的、在440nm至495nm波長的范圍內測量的光譜能量的比例的白光。


21.根據權利要求14所述的方法，所述方法還包括以下步驟：
基于經由所述白光的照射來開始微生物的失活。


22.根據權利要求14所述的方法，其中，所述第一光發射器或所述第二光發射器中的一個或更多個包括發光二極管(LED)、有機發光二極管(OLED)、半導體管芯或激光器。


23.根據權利要求14所述的方法，所述方法還包括以下步驟：
基于所述第二光和所述第三光，形成根據國際照明委員會(CIE)1931色度圖限定的灰白色光，所述灰白色光的坐標在如下限定的邊界線之上：
y＝-2.57862x2+2.58744x-0.209201。


24.根據權利要求14所述的方法，其中，所述第一光是根據國際照明委員會(CIE)1931色度圖限定的，所述第一光的坐標在如下限定的邊界線之下：
y＝-2.57862x2+2.58744x-0.209201。


25.根據權利要求14所述的方法，其中，形成所述白光的步驟包括形成在國際照明委員會(CIE)1931色度圖上限定的白光，所述白光的坐標在由美國國家標準協會(ANSI)C78.377-2017限定的四邊形內。


26.根據權利要求14所述的方法，其中，所述第一光包括至少20毫瓦(mW)的輻射能量。


27.一種使微生物失活的發光裝置，所述發光裝置包括：
至少兩...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·巴倫，C·溫斯洛，N·瓊斯，
申請(專利權)人：維塔爾維奧公司，
類型：發明
國別省市：美國;US