CN112567168A - 具有附加功能的led照明装置 - Google Patents

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Abstract

根据一实施例的照明装置包括：第一发光二极管，具有约300nm至约470nm范围内的峰值波长；第二发光二极管，发出具有约286nm至约304nm范围内的峰值波长的紫外线；以及波长转换器，用于转换从所述第一发光二极管发出的光的波长，在发出白色光的同时发出适合于生成维生素D的光及适合于生成细胞激活物质的光，所述白色光通过所述第一发光二极管和所述波长转换器来实现。

Description

具有附加功能的LED照明装置
技术领域
本发明涉及一种利用LED的照明装置，更详细地讲，涉及一种具有附加功能的LED照明装置。
背景技术
发光二极管作为无机光源，被多样地用于诸如显示器装置、车辆用灯具、一般照明的多种领域。尤其，发光二极管寿命长、功耗低，因此正快速地替代现有光源。
另外，太阳光在紫外线、可见光及红外线区域呈现较宽的波长光谱。人体已经适应太阳光而生存下来，据此，在太阳光的宽波长范围内利用宽波长范围的光。
与太阳光不同，一般的照明局限于可见光区域，并且无法提供除可见光以外的波长范围的光。其结果，生活在照明光源下的普通人不能吸收除可见光以外的对人体有益的波长的光。
发明内容
技术问题
本发明的实施例提供一种除了提供可见光的照明功能以外还具有附加功能的照明装置、发光二极管封装件及照明系统。
本发明的实施例提供一种如下的照明装置、发光二极管封装件及照明系统：提供与太阳光相似的可见光，同时具有高能量效率。
本发明的实施例提供一种利用简单结构的单元光源而具有附加功能的照明装置。
技术方案
根据本发明的一实施例的照明装置包括：至少一个发光单元，包含单个发光二极管和用于转换从所述发光二极管发出的光的波长的波长转换器，其中，所述发光单元在发出白色光的同时发出适合于生成维生素D的光、适合于将病原性微生物杀菌的光或适合于生成细胞激活物质的光。
根据本发明的又一实施例的照明装置包括第一发光单元、第二发光单元及第三发光单元中的至少两个发光单元的组合，其中，第一发光单元包括发出峰值波长在约286nm至约304nm范围内的光的第一发光二极管及第一波长转换器，并向外部发出由所述第一发光二极管生成的光的一部分，第二发光单元包括发出峰值波长在约400nm至420nm范围内的光的第二发光二极管及第二波长转换器，并向外部发出由所述第二发光二极管生成的光的一部分，第三发光单元包括发出峰值波长在约286nm至约470nm范围内的光的第三发光二极管及第三波长转换器，其中，所述第三波长转换器包括在约685nm-705nm、790nm-840nm或875nm-935nm范围内具有中心波长的波长转换物质。
根据本发明的又一实施例的照明装置包括：第一发光二极管，具有约300nm至约470nm范围内的峰值波长；第二发光二极管，发出具有约286nm至约304nm范围内的峰值波长的紫外线；以及波长转换器，用于转换从所述第一发光二极管发出的光的波长，在发出白色光的同时发出适合于生成维生素D的光及适合于生成细胞激活物质的光。
根据本发明的又一实施例的照明装置包括：第一发光二极管，具有约300nm至约470nm范围内的峰值波长；第二发光二极管，发出具有约286nm至约304nm范围内的峰值波长的紫外线；第三发光二极管，具有约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长；以及波长转换器，用于转换从所述第一发光二极管发出的光的波长，在通过所述第一发光二极管和所述波长转换器的组合来发出白色光的同时，向外部发出从所述第二发光二极管及第三发光二极管生成的光。
根据本发明的一实施例的发光二极管封装件包括：第一发光二极管，具有约300nm至约470nm范围内的峰值波长；第二发光二极管，发出具有约286nm至约304nm范围内的峰值波长的紫外线；以及波长转换器，用于转换从所述第一发光二极管发出的光的波长，在发出白色光的同时发出适合于生成维生素D的光及适合于生成细胞激活物质的光。
根据本发明的又一实施例的发光二极管封装件包括：第一发光二极管，具有约300nm至约470nm范围内的峰值波长；第二发光二极管，发出具有约286nm至约304nm范围内的峰值波长的紫外线；第三发光二极管，具有约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长；以及波长转换器，用于转换从所述第一发光二极管发出的光的波长，在通过所述第一发光二极管和所述波长转换器的组合来发出白色光的同时，向外部发出从所述第二发光二极管及第三发光二极管生成的光。
并且，本发明的又一实施例提供一种包括所述照明装置的照明系统。
附图说明
图1是用于说明根据本发明的一实施例的照明装置的示意性的平面图。
图2是沿图1的截取线A-A而截取的示意性的剖面图。
图3是用于示出根据波长的人体的维生素D生成效率的曲线图。
图4是示出根据蓝色光的波长的危害性的曲线图。
图5示出使用现有的蓝色发光二极管的白色光源的光谱。
图6是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的剖面图。
图7是用于说明根据本发明的又一实施例的发光单元的示意性的剖面图。
图8是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图。
图9是沿图8的截取线B-B而截取的示意性的剖面图。
图10是用于说明根据本发明的若干实施例的照明装置的代表性的光谱的曲线图。
图11是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图。
图12是沿图11的截取线C-C而截取的示意性的剖面图。
图13是用于示出根据波长的细胞功能激活效率的曲线图。
图14是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图。
图15是沿图14的截取线D-D而截取的示意性的剖面图。
图16是用于说明根据本发明的一实施例的照明装置的示意性的平面图。
图17是沿图16的截取线E-E而截取的示意性的剖面图。
图18是示出根据蓝色光的波长的危险度的曲线图。
图19示出使用普通的蓝色发光二极管的白色光源的光谱。
图20示出根据本发明的若干实施例的白色光源的光谱。
图21是用于示出根据波长的人体的维生素D生成效率的曲线图。
图22是用于示出根据波长的细胞功能激活效率的曲线图。
图23是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图。
图24是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图。
图25是沿图24的截取线F-F而截取的示意性的剖面图。
图26是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图。
图27是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图。
图28是用于说明根据本发明的又一实施例的发光单元的示意性的剖面图。
图29是用于说明根据本发明的又一实施例的发光单元的示意性的平面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。为了能够将本发明的思想充分传递给本发明所属技术领域的通常技术人员，作为示例提供以下介绍的实施例。因此，本发明并不局限于如下所述的实施例，其可以具体化为其他形态。并且，在附图中，可能为了便利而夸张示出构成要素的宽度、长度、厚度等。并且，在记载为一个构成要素位于另一构成要素的“上部”或“之上”的情况下，不仅包括各部分均“直接”位于另一部分的“上部”或“之上”的情形，还包括各个构成要素与另一构成要素之间夹设有又一构成要素的情形。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。
根据本发明的一实施例的照明装置包括：至少一个发光单元，包含单个发光二极管和用于转换从所述发光二极管发出的光的波长的波长转换器，其中，所述发光单元在发出白色光的同时发出适合于生成维生素D的光、适合于将病原性微生物杀菌的光或适合于生成细胞激活物质的光。
由于在利用单个发光二极管来实现白色光的同时能够发出合成维生素D所需的紫外线，因此可以提供一种不会使结构复杂且具有附加功能的照明装置。
所述发光二极管可以发出具有约286nm至约304nm范围内的峰值波长的紫外线。更具体而言，所述发光二极管可以发出具有约291nm至约301nm范围内的峰值波长的紫外线。通过发出该范围的紫外线，可以有效地合成维生素D。
在若干实施例中，所述波长转换器可以包括蓝色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体。可以利用所述荧光体来实现白色光。
在一实施例中，所述发光二极管可以发出具有约400nm至420nm范围内的峰值波长的可见光，所述波长转换器可以包括蓝色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体。通过使用发出相对短波长的可见光的发光二极管，可以实现与太阳光相似的可视区域的光谱。
另外，所述细胞激活物质可以是借由线粒体内的细胞色素C氧化酶(cytochrome coxidase)的活性而生成的一氧化氮(NO：nitric oxide)。NO对疼痛缓解及血液循环改善等产生影响，从而增进人体健康。
进一步，吸收于细胞内的线粒体的第二发光二极管的光使线粒体生成更多的ATP且增进代谢。
所述波长转换器可以发出约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的中心波长的光。细胞色素C氧化酶的能量吸收率在该波长范围内相对更高。尤其，细胞色素C氧化酶在790nm-840nm范围内呈现出最高的吸收率，并且在875nm-935nm范围内呈现出第二高的吸收率。因此，所述波长转换器可以至少在790nm-840nm范围内或875nm-935nm范围内具有中心波长。进一步，所述波长转换物质可以包括荧光体或量子点。量子点具有尤其窄的半宽，因此适合于生成细胞激活物质。
另外，从具有约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长的光的所述波长转换物质发出的光的辐射照度(irradiance)可以为570W/m2以下。
在又一实施例中，所述发光二极管可以发出约286nm至约304nm范围内的紫外线或400nm至420nm范围内的可见光。
另外，所述照明装置还可以包括安装有所述发光单元的电路基板。在所述电路基板上可以安装有多个发光单元，这些发光单元可以以串联、并联或反并联方式连接。
在若干实施例中，所述至少一个发光单元可以包括至少两个种类的彼此不同的发光单元，所述彼此不同的发光单元分别发出白色光，同时可以发出适合于生成维生素D的光、适合于将病原性微生物杀菌的光或适合于生成细胞激活物质的光中彼此不同的光。
在又一实施例中，所述至少一个发光单元可以包括至少三个种类的彼此不同的发光单元，所述彼此不同的发光单元分别可以在发出白色光的同时发出适合于生成维生素D的光、适合于将病原性微生物杀菌的光或适合于生成细胞激活物质的光。
根据本发明的又一实施例的照明装置包括第一发光单元、第二发光单元及第三发光单元中的至少两个发光单元的组合，其中，第一发光单元包括发出峰值波长在约286nm至约304nm范围内的光的第一发光二极管及第一波长转换器，向外部发出从所述第一发光二极管生成的光的一部分，第二发光单元包括发出峰值波长在约400nm至420nm范围内的光的第二发光二极管及第二波长转换器，向外部发出从所述第二发光二极管生成的光的一部分，第三发光单元包括发出峰值波长在约286nm至约470nm范围内的光的第三发光二极管及第三波长转换器，其中，所述第三波长转换器包括在约685nm-705nm、790nm-840nm或875nm-935nm范围内具有中心波长的波长转换物质。
在约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内具有中心波长的所述波长转换物质可以是量子点。量子点是窄半宽，可以发出高强度的转换光，因此适合于发出特定波长的光。
另外，所述第一波长转换器及所述第二波长转换器可以包括蓝色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体，所述第三波长转换器还可以包括绿色荧光体及红色荧光体。
所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元分别可以独立地驱动。
所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元分别可以发出白色光。
在特定实施例中，所述第三发光二极管可以发出峰值波长在约400nm至420nm范围内的光。
根据本发明的又一实施例的照明装置包括：第一发光二极管，具有约300nm至约470nm范围内的峰值波长；第二发光二极管，发出具有约286nm至约304nm范围内的峰值波长的紫外线；以及波长转换器，用于转换从所述第一发光二极管发出的光的波长，在发出白色光的同时发出适合于生成维生素D的光及适合于生成细胞激活物质的光。
由于在实现白色光的同时可以发出适合于生成维生素D的紫外线及适合于生成细胞激活物质的光，可以提供一种能够与太阳光相似地提供对人体有益的光的照明装置。尤其，由于根据本实施例的照明装置利用发光二极管发光，因此也可以发出太阳光所不足的紫外线区域的光，因此相比于太阳光可以发出更适合于维生素D的合成的光。
所述白色光可以通过所述第一发光二极管和所述波长转换器来实现。进一步，所述第一发光二极管具有约400nm至约420nm范围内的峰值波长。
另外，所述波长转换器可以包括蓝色荧光体，所述白色光具有基于所述第一发光二极管的峰值和基于所述蓝色荧光体的峰值，基于所述第一发光二极管的峰值和基于所述蓝色荧光体的峰值可以位于彼此不同的波长处。
在若干实施例中，所述照明装置可以包括彼此隔开的多个发光单元，各个发光单元包括所述第一发光二极管和覆盖所述第一发光二极管的所述波长转换器。
进一步，所述发光单元可以实现彼此相同或不同的色温的白色光。
在另一实施例中，可以通过所述发光单元的组合来实现白色光。
另外，在一实施例中，所述波长转换器可以包括蓝色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体。在另一实施例中，所述波长转换器可以不包括蓝色荧光体，而是包括绿色荧光体及红色荧光体，或者也可以包括橙色荧光体。
所述第二发光二极管发出适合于合成维生素D的光。尤其，所述第二发光二极管可以发出具有约291nm至约301nm范围内的峰值波长的紫外线。通过发出该范围的紫外线，可以有效地合成维生素D。
在一实施例中，所述第二发光二极管可以与所述波长转换器隔开。通过防止从第二发光二极管发出的光进入波长转换器，可以防止从第二发光二极管发出的光被波长转换。据此，可以防止根据从第二发光二极管发出的光的波长转换的光损失，进一步，可以容易地调节照明装置的色温。
另外，所述细胞激活物质可以是借由线粒体内的细胞色素C氧化酶的活性而生成的一氧化氮(NO：nitric oxide)。NO对疼痛缓解及血液循环改善等产生影响，增进人体健康。进一步，所述适合于生成细胞激活物质的光吸收于细胞内的线粒体，使线粒体生成更多的ATP并增进代谢。
在一实施例中，所述波长转换器可以包括：波长转换物质，将光的波长转换为约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长。
细胞色素C氧化酶的能量吸收率在该波长范围相对更高。尤其，细胞色素C氧化酶在790nm-840nm范围内呈现出最高的吸收率，在875nm-935nm范围内呈现出第二高的吸收率。因此，所述波长转换器可以至少在790nm-840nm范围内或875nm-935nm范围内具有中心波长。进一步，所述波长转换物质可以包括荧光体或量子点。量子点具有尤其窄的半宽，因此适合于生成细胞激活物质。
在另一实施例中，所述照明装置还可以包括第三发光二极管，所述第三发光二极管可以发出约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长的光。
从具有约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长的光的所述波长转换物质发出的光的辐射照度(irradiance)为570W/m2以下。
在一实施例中，从所述第一发光二极管生成的光可以向照明装置的外部发出而将病原性微生物杀菌。
在另一实施例中，所述照明装置还可以包括：第四发光二极管，发出适合于将病原性微生物杀菌的光，所述第四发光二极管与所述波长转换器隔开。
所述第四发光二极管可以具有约400nm至约420nm范围内的峰值波长，进一步，可以具有约400nm至约410nm的峰值波长，更进一步，可以具有约405nm的峰值波长。
另外，所述照明装置还可以包括安装有所述第一发光二极管至第三发光二极管的电路基板。
根据本发明的又一实施例的照明装置包括：第一发光二极管，具有约300nm至约470nm范围内的峰值波长；第二发光二极管，发出具有约286nm至约304nm范围内的峰值波长的紫外线；第三发光二极管，具有约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长；以及波长转换器，用于转换从所述第一发光二极管发出的光的波长，在通过所述第一发光二极管和所述波长转换器的组合而发出白色光的同时，向外部发出从所述第二发光二极管及第三发光二极管生成的光。
通过与第一发光二极管一起包括第二发光二极管及第三发光二极管，有助于人体的维生素D的合成及细胞激活物质的生成。
所述照明装置还可以包括与所述波长转换器隔开且具有约400nm至约420nm范围内的峰值波长的第四发光二极管。从所述第四发光二极管生成的光可以用于将病原性微生物杀菌。
根据本发明的又一实施例的发光二极管封装件包括：第一发光二极管，具有约300nm至约470nm范围内的峰值波长；第二发光二极管，发出具有约286nm至约304nm范围内的峰值波长的紫外线；以及波长转换器，用于转换从所述第一发光二极管发出的光的波长，并且在发出白色光的同时发出适合于生成维生素D的光及适合于生成细胞激活物质的光。
根据本发明的又一实施例的发光二极管封装件包括：第一发光二极管，具有约300nm至约470nm范围内的峰值波长；第二发光二极管，发出具有约286nm至约304nm范围内的峰值波长的紫外线；第三发光二极管，具有约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长；以及波长转换器，用于转换从所述第一发光二极管发出的光的波长，在通过所述第一发光二极管和所述波长转换器的组合来发出白色光的同时，向外部发出从所述第二发光二极管及第三发光二极管生成的光。
根据本发明的又一实施例的照明系统包括布置于室内空间的照明装置，所述照明装置是上述说明的照明装置中的一个。
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1是用于说明根据本发明的一实施例的照明装置的示意性的平面图，图2是沿图1的截取线A-A而截取的示意性的剖面图。
参照图1及图2，照明装置可以包括电路基板11、发光单元21及模制部31。
电路基板11可以具有用于向发光单元21供给电源的电路图案。电路基板11可以是印刷电路板，例如可以是金属PCB。安装有发光单元21的电路基板11可以作为发光模块布置于照明装置内。
发光单元21作为用于实现白色光的单位光源，在电路基板11上安装有至少一个。多个发光单元21可以以多样的方式彼此电连接，例如可以以串联、并联或串并联方式连接。
发光单元21包括发光二极管21a和波长转换层21b。在本实施例中，发光二极管21a可以发出UVB的紫外线，具体而言，可以发出在约286nm至约304nm范围内，更具体而言，在约291nm至约301nm范围内具有中心波长的光。当该范围内的紫外线照射到人体时，可以有效地合成维生素D。发光二极管21a是使用例如III族氮化物半导体形成的无机发光二极管，可以使用公知的发光二极管芯片，并且其结构也不受特别限制，例如可以是倒装芯片型、垂直型或水平型。
波长转换器21b转换从发光二极管21a发出的光的波长。波长转换器21b可以覆盖发光二极管21a。尤其，在发光二极管21a为多个的情况下，多个波长转换器21b可以分别覆盖发光二极管21a。然而，本发明并不局限于此，多个发光二极管21a也可以同时被一个波长转换器21b覆盖。例如，模制部31可以包括波长转换物质来覆盖发光二极管21a。
波长转换器21b包括转换从发光二极管21a产生的光的波长来实现白色光的波长转换物质。在一实施例中，波长转换器21b可以包括蓝色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体。在另一实施例中，波长转换器21b可以包括蓝色荧光体及橙色荧光体。在另一实施例中，波长转换器也可以包括量子点以代替荧光体，或者在包括荧光体的基础上进一步包括量子点。波长转换器21a可以具有例如荧光体或量子点分散在硅树脂或玻璃中的结构。
作为蓝色荧光体的例，可以列举BAM(Barium-Magnesium-Aluminate)系、卤磷酸盐(Halo-Phosphate)系或铝酸盐(Aluminate)系的荧光体，例如，可以包括BaMgAl10O17：Mn2+、BaMgAl12O19：Mn2+或(Sr，Ca，Ba)PO4Cl：Eu2+。蓝色荧光体例如可以在440nm-500nm范围内具有峰值波长。
作为绿色荧光体的例，可以列举LuAG(Lu3(Al，Gd)5O12：Ce3+)、YAG(Y3(Al，Gd)5O12：Ce3+)、Ga-LuAG((Lu，Ga)3(Al，Gd)5O12：Ce3+)、Ga-YAG((Ga，Y)3(Al，Gd)5O12：Ce3+)、LuYAG((Lu，Y)3(Al，Gd)5O12：Ce3+)、原硅酸盐(Ortho-Silicate：(Sr，Ba，Ca，Mg)2SiO4：Eu2+)、氮氧化合物(Oxynitride：(Ba，Sr，Ca)Si2O2N2：Eu2+)、β-SiAlON：Eu2+、Ca-α-SiAlON：Eu2+或Thio Gallate(SrGa2S4：Eu2+)。绿色荧光体可以在500nm至600nm范围内具有峰值波长。
作为红色荧光体的例，可以列举氮化物(Nitride)、硫化物(Sulfide)、氟化物(Fluoride)或氮氧化合物(Oxynitride)系的荧光体，具体而言，可以列举CASN(CaAlSiN3：Eu2+)、(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu2+、(Ca，Sr)S2：Eu2+或(Sr，Ca)2SiS4：Eu2+等。红色荧光体可以在600nm至700nm范围内具有峰值波长。
可以通过发光二极管21a和波长转换器21b的组合来实现白色光。发光二极管21a发出的紫外线大部分通过波长转换器21a而被波长转换，未被波长转换的一部分紫外线向外部发出。由于无法用肉眼观察到紫外线，因此可观察到向外部发出的光的中通过波长转换器21b而被波长转换为可见光的光。因此，从照明装置发出的可见光的光谱通过波长转换器21b内的波长转换物质的组合来确定。与现有的利用蓝色发光二极管的白色光不同，通过波长转换物质来实现的白色光可以防止因蓝色波长而引起的眼部疾病或皮肤疾病的发生。对此将参照图4及图5再次进行说明。
模制部31可以覆盖发光单元21。模制部31可以保护发光单元21免受外部环境的影响。模制部31例如可以利用诸如硅树脂等的透明树脂或透明玻璃形成。模制部31也可以根据需要而包括波长转换物质。
另外，在发光二极管21a生成并向外部发出的紫外线被用于合成维生素D。众所周知，皮肤细胞内的7-去氢胆固醇(7-dehydrocholesterol)通过中波紫外线(UVB)而反应并合成胆钙化醇(Cholecalciferol，维生素D3)。图3是用于示出根据波长的人体的维生素D生成效率的曲线图，已公开于CIE 174：2006。
参照图3，298nm的紫外线对维生素D的生成最有效，在约291至301nm范围内，相对于最高效率呈现出约90％以上的效率。并且，在约286至304nm的范围内，相对于最高效率呈现出约70％以上的效率，在281至306nm的范围内，相对于最高效率呈现出约50％以上的效率。当发光二极管21a的峰值波长为298nm时，对维生素D的生成最有效，当发光二极管21a的峰值波长在286至304nm范围内时，对维生素D的生成呈现出70％以上的相对良好的效率。
维生素D参与钙代谢，维生素D的缺乏对骨骼的生长造成很大的障碍。为了维持维生素D的适当水平，通常提出的维生素D的每日推荐量根据各个国家而存在差异，大致在400～800IU范围内，并且呈向上调整的趋势。作为一例，国际照明委员会(CIE)提出为了生成1000IU的维生素D而所需的UVB暴露量，以盛夏正午的太阳光为基准，相对于第二皮肤类型的整个身体，所需的UVB暴露量约为21J/m2至34J/m2。另外，美国政府工业卫生学家委员会(ACGIH：American Conference of Govermental Industrial Hygienists)提供的对于UVB的人体暴露安全范围的参考值如下：在290nm的情况下为47J/m2，在297nm的情况下约为65J/m2，在300nm的情况下为100J/m2。
因此，需要调节从照明装置照射的UVB的照射量，以使UVB的照射量在不超过安全范围的范围内用于合成维生素D。尤其，在UVB的紫外线区域中，同样地，日允许参考值也会随着波长的增加而增加，因此，发光二极管21a的峰值波长为298nm或更长的波长(例如，在298nm至301nm范围内)时可照射更多的紫外线，从而更适合于具有维生素D合成功能的照明装置。
另外，图4是示出根据蓝色光的波长的危害度的曲线图。
已知蓝色光引起眼部疾病或皮肤疾病，尤其，蓝色光在430nm至440nm之间呈现出最高的危害度。420nm至455nm的波长范围以最高危害度值为基准呈现出90％以上的危害度，413nm至465nm范围呈现出70％以上的危害度，411nm至476nm范围呈现出50％以上的危害度。
图5示出根据现有技术而使用蓝色发光二极管的白色光源的光谱。
参照图5，根据现有技术的白色光源将蓝色发光二极管与黄色荧光体或者绿色荧光体和红色荧光体一起使用来实现白色光。荧光体的种类和量根据色温而调节，并且色温越高，蓝色光的强度增加。
用于白色光源的现有的蓝色发光二极管通常在430nm至470nm范围内具有中心波长(峰值波长)。如图4所示，在该范围内的蓝色光具有相对高的危害度。尤其，从蓝色发光二极管发出的光与从荧光体发出的光混合而实现白色光。因此，随着白色光源的色温增加，蓝色光的强度也增加，从而增加诱发眼部疾病或皮肤疾病的危险性。
与此相反，图1及图2的实施例使用发出紫外线的发光二极管，因此从发光二极管21a发出的光不被使用于实现白色光。即，可视区域的光通过从波长转换器21b发出的光而实现。据此，从照明装置发出的光的可视区域的光谱可以与太阳光类似地在全部可视区域具有大致相似的强度，并且，如图5所示，特定波长的光(例如，蓝色区域的光)不需要具有异常高于其他区域的光的强度。因此，根据本实施例的照明装置可以降低对人体的危害度。
图6是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的剖面图。
参照图6，根据本实施例的照明装置与参照图1及图2说明的照明装置大致相似，区别在于还包括滤光器41。
滤光器41可以阻断从发光单元21向外部发出的不必要的紫外线。例如，滤光器41可以阻断约301nm至约400nm范围内的光，以防止该范围内的紫外线对人体造成有害影响。例如，上述范围内的光可以通过波长转换物质而发出。因此，滤光器41布置于波长转换器21b的外部。滤光器41也可以布置于模制部31内，如图所示，也可以布置于模制部31的外部。作为滤光器41，例如，可以使用带通滤波器。
另外，在上述的实施例中，对发光单元21包括发光二极管21a和覆盖发光二极管21a的波长转换器21b的情形进行了说明，但是也可以提供为封装件形态。图7是用于说明根据本发明的又一实施例的发光单元的示意性的剖面图。在此，图7示意性地示出现有的封装件形态的发光元件。
参照图7，发光单元21包括发光二极管21a及波长转换器21b。发光二极管21a可以安装于壳体20的空腔内，波长转换器21b在空腔内覆盖发光二极管21a。另外，发光二极管21a可以通过键合线而电连接于引线电极。
图7的封装件仅是一例，可以使用多样的种类的封装件。并且，波长转换器21b也可以以多样的形状覆盖发光二极管21a。另外，在发光单元21提供为封装件形态的情况下，也可以省略模制部31。
图8是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图，图9是沿图8的截取线B-B而截取的示意性的剖面图。
参照图8及图9，根据本实施例的照明装置与参照图1及图2说明的照明装置大致相似，区别在于发光单元23包括发出紫色系的短波长可见光的发光二极管23a，以代替紫外线发光二极管21a。
即，发光二极管23a在约400nm至420nm范围内具有峰值波长，该范围内的波长的光适合于对病原性微生物进行杀菌。尤其，发光二极管23a可以发出约400nm至410nm的峰值波长的光，进一步，可以发出约405nm的峰值波长的光。约405nm的波长被作为存在于细菌的细胞内的物质的卟啉(Porphyrin)吸收而生成活性氧，所生成的活性氧蓄积而破坏细胞壁，从而发生杀菌作用。如此，上述范围的可视区域的波长不诱发眼部疾病或皮肤疾病，且适合对病原性微生物进行杀菌。在本说明书中，杀菌(sterilization)表示以减少或妨碍病原性微生物的增殖的方式杀死或损伤病原性微生物。
波长转换器23b可以包括将发光二极管23a的光转换为蓝色光、绿色光及红色光的波长转换物质。在另一实施例中，所述波长转换器23b也可以包括将发光二极管23a的光转换为蓝色及橙色的光的蓝色波长转换物质及橙色波长转换物质。由于波长转换物质的种类与参照图1及图2说明的波长转换物质的种类相似，因此，为了避免重复，将省略其详细说明。
从发光二极管23a生成的光的一部分通过波长转换物质而转换为长波长可见光，一部分光在没有被波长转换的情况下向照明装置的外部发出。从发光二极管23a生成并向外部发出的光与通过波长转换物质而被波长转换的光混合并实现白色光，进而执行杀菌功能。
为了强化杀菌功能，从发光二极管23a生成并向外部发出的波长的光的辐射照度可以大于由波长转换物质而被波长转换的光的辐射照度。然而，本发明并不局限于此。例如，如参照图4所述，为了降低由蓝色区域的波长的光引起的危险，也可以使从发光二极管23a生成并向外部发出的光的辐射照度小于由波长转换物质而被波长转换的光的辐射照度。
图10示出通过发光二极管23a和波长转换器23a的组合来实现的多样的色温的白色光的光谱的示例。
参照图10，各个色温的白色光通过从发光二极管23a发出的光和从荧光体发出的光的组合来实现。并且，在所有色温下，从发光二极管23a发出的光的辐射照度可以小于从蓝色荧光体发出的光的辐射照度。随着色温增加，从发光二极管23a发出的光的辐射照度也会增加，但是从蓝色荧光体发出的蓝色光的辐射照度增加得更多。并且，从发光二极管23a发出的光的辐射照度可以小于从绿色荧光体发出的光的辐射照度，并且可以小于从红色荧光体发出的光的辐射照度。
据此，可以进一步防止因从发光二极管23a发出的光而诱发眼部疾病或皮肤疾病。然而，如上所述，由于400nm至420nm范围内的波长对人体的危害度相对较低，因此，可以进一步增加辐射照度。
根据本实施例，通过使用紫色系的发光二极管23a，可以提供不诱发眼部疾病或皮肤疾病且具有杀菌功能的照明装置。
图11是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图，图12是沿图11的截取线C-C而截取的示意性的剖面图。
参照图11及图12，根据本实施例的照明装置与参照图1及图2说明的照明装置大致相似，区别在于发光单元25包括发光二极管25a，并且波长转换器25b除了可见光区域的波长转换物质以外还包括近红外线区域的波长转换物质。
发光二极管25a可以是参照图1及图2说明的发出UVB的发光二极管21a，也可以是参照图8及图9说明的紫色系的发光二极管23a，也可以是发出其他紫外线光或蓝色光的发光二极管。
从发光二极管25a发出的光被波长转换器25b的波长转换物质吸收而被波长转换，经波长转换的光向照明装置的外部发出。进一步，从发光二极管25a生成的光的一部分可以向外部发出，因此，可以发挥出参照图1及图2说明的维生素D生成功能或参照图8及图9说明的杀菌功能。
另外，波长转换器25b包括吸收从发光二极管25a生成的光而发出波长更长的光的波长转换物质。波长转换器25b可以包括如上所述的蓝色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体，也可以包括蓝色荧光体和橙色荧光体，并且，在所述发光二极管25a为蓝色发光二极管的情况下，波长转换器25b可以包括绿色荧光体及红色荧光体，或者可以包括橙色荧光体。由于这些荧光体的种类与参照图1及图2说明的荧光体的种类相似，因此，为了避免重复，将省略其详细说明。
另外，波长转换器25b包括发出约605nm至935nm范围内的红色光或近红外线的波长转换物质。尤其，波长转换物质例如可以发出具有605nm至655nm、685nm至705nm、790nm至840nm或875nm至935nm范围内的中心波长的光。
波长在上述范围内的光在线粒体内生成细胞激活物质。具体而言，线粒体内的细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase)作为光受体，当吸收605nm-935nm范围内的光时增加活性，从而生成NO。NO对疼痛缓解及血液循环的改善等产生影响，从而增进人体健康。并且，细胞色素C氧化酶蛋白的活性有助于ATP的生成，并影响细胞损伤的治疗。
尤其，细胞色素C氧化酶在605nm-655nm、685nm-705nm、790nm-840nm或875nm-935nm范围内具有相对高的能量吸收率。尤其，如图13所示，细胞色素C氧化酶的能量吸收率在790nm-840nm的波长范围内最高，在约875nm-935nm的波长范围内第二高，在约605nm-655nm的波长范围内第三高。
通过采用发出细胞色素C氧化酶的能量吸收率相对高的波长的光的波长转换物质，能够提高健康增进效率。
所述波长转换物质可以是例如荧光体或量子点。尤其，通过使用量子点，可以发出具有窄半宽的光，从而更有效地生成细胞激活物质。
另外，发出605nm-655nm范围的光的波长转换物质与用于实现白色光的波长转换物质重叠，因此无需额外添加，为了不影响白色发光装置的色温，主要可以使用发出具有视觉灵敏度低的范围(即，约685nm-705nm、790nm-840nm或875nm-935nm)内的中心波长的光的波长转换物质。
另外，为了细胞激活，从照明装置发出的光的辐射照度可以是570W/m2以下，进一步，可以是100W/m2以下。570W/m2表示在光生物学安全标准(IEC 62471)中针对红外线范围的光的危险组1(risk group 1)的限值，100W/m2对应于豁免(exempt)。通过使其具有小于570W/m2的辐射照度，可以驱动为在相对较长的时间内由照明装置在不对人体造成伤害的同时起到生成细胞激活物质的作用。
根据本实施例，不仅是在室内生活空间，还可以在机场或医院等多人活动的空间内用于增进人体健康。
根据本实施例，可以提供一种采用一个种类的发光二极管25a并且能够与白色光一起发出生成细胞激活物质的光的照明装置。进一步，根据发光二极管25a的选择，可以提供一种附加了维生素D合成或杀菌功能的照明装置。
图14是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图，图15是沿图14的截取线D-D而截取的示意性的剖面图。
参照图14及图15，根据本实施例的照明装置与参照图1及图2说明的照明装置大致相似，区别在于发光单元21、23、25包括彼此不同的发光二极管21a、23a、25a。
发光单元21与参照图1及图2说明的发光单元21相同，发光单元23与参照图8及图9说明的发光单元23相同，并且发光单元25与参照图11及图12说明的发光单元25相同。
发光单元21、23、25可以以多样的方式整齐排列于电路基板11上。例如，发光单元21、23、25可以以相同种类的发光单元布置于相同列的方式整齐排列，也可以以相同种类的发光单元彼此隔开的方式布置。
并且，发光单元21、23、25可以以使相同种类的发光单元之间能够独立地驱动的方式电连接，据此，特定功能可以同时执行或在彼此不同的时间执行。
例如，在使发光单元21、23、25整体工作的情况下，可以一同执行维生素D的生成、杀菌及细胞激活功能。并且，在发光单元21、23、25单独工作的情况下，可以执行维生素D生成、杀菌及细胞激活功能中的一种功能。
根据本实施例，可以通过对照明装置进行编程来调节维生素D生成活跃的时间段、杀菌功能活跃的时间段及细胞激活功能活跃的时间段。例如，可以使维生素D的生成主要在接近中午的时间段执行。
另外，在本实施例中，对将三种发光单元21、23、25全部包括的照明装置进行了说明，但是本发明并不局限于此。例如，也可以提供包括三种发光单元21、23、25中的两个发光单元的组合的照明装置。
尽管上文中已经对多样的照明装置进行了说明，但是本发明并不局限于这些特定实施例。例如，如同参照图7说明的发光单元21，发光单元23、25也可以以封装件形态被提供。进一步，为了均匀地混合从发光单元21、23、25发出的光，也可以追加扩散板。
图16是用于说明根据本发明的一实施例的照明装置的示意性的平面图，图17是沿图16的截取线E-E而截取的示意性的剖面图。
参照图16及图17，照明装置可以包括电路基板111、第一发光二极管121、第二发光二极管123、第三发光二极管125及波长转换器131。
电路基板111可以具有用于向第一发光二极管121、第二发光二极管123及第三发光二极管125供应电源的电路图案。电路基板111可以是印刷电路板，例如金属PCB。搭载有第一发光二极管121、第二发光二极管123及第三发光二极管125的电路基板111可以作为发光模块而布置于照明装置内。
第一发光二极管121是用于实现白色光的光源，至少一个第一发光二极管121安装于电路基板111上。第一发光二极管121是利用例如III族氮化物半导体(例如，AlGaInN系半导体)形成的无机发光二极管，可以使用公知的发光二极管芯片，并且第一发光二极管121的结构不受特别限制，例如可以是倒装芯片型、垂直型或水平型。
多个第一发光二极管121可以以多样的方式彼此电连接，例如可以以串联、并联或串并联方式连接。多个第一发光二极管121可以根据照明装置而多样地排列。例如，为了平面照明装置，多个第一发光二极管121可以二维地布置；为了管状照明装置，多个第一发光二极管121可以排列为一列。
第一发光二极管121可以发出紫外线或可见光，例如，可以具有约300nm至约470nm范围内的峰值波长。尤其，第一发光二极管121可以具有约400nm至约420nm范围内的峰值波长。在第一发光二极管121发出紫外线的情况下，大部分的紫外线通过波长转换器131而被波长转换，据此，可以防止紫外线从第一发光二极管121向外部发出。进一步，在使用具有400nm至420nm范围内的峰值波长的第一发光二极管的情况下，可以事先消除由紫外线引起的安全问题。尤其，在使用具有约400nm至约420nm范围内的峰值波长的第一发光二极管的情况下，与紫外线相比，可以减少由波长转换引起的能量损失，并且可以防止由蓝色光引起的眼部疾病或皮肤疾病。对此将在下文中参照图18至图20再次说明。
波长转换器131转换从第一发光二极管121发出的光的波长。波长转换器131例如可以是含有荧光体或量子点的模制部。波长转换器131覆盖第一发光二极管121。在多个第一发光二极管121安装于电路基板111上的情况下，波长转换器131可以将多个第一发光二极管121全部覆盖。
波长转换器131包括用于与来自第一发光二极管123的光一起实现白色光的波长转换物质。在一实施例中，波长转换器131可以包括蓝色荧光体、绿色荧光体以及红色荧光体。在另一实施例中，在波长转换器131可以包括蓝色荧光体及橙色荧光体。在另一实施例中，在第一发光二极管121为蓝色发光二极管的情况下，波长转换器131可以不包括蓝色荧光体而包括绿色荧光体及红色荧光体，或者可以包括橙色荧光体。在另一实施例中，波长转换器也可以包括量子点以代替荧光体，或者在包括荧光体的基础上进一步包括量子点。
另外，作为蓝色荧光体的例，可以列举BAM(Barium-Magnesium-Aluminate)系、卤磷酸盐(Halo-Phosphate)系或铝酸盐(Aluminate)系的荧光体，例如，可以包括BaMgAl10O17：Mn2+、BaMgAl12O19：Mn2+或(Sr，Ca，Ba)PO4Cl：Eu2+。蓝色荧光体例如可以在440nm-500nm范围内具有峰值波长。
作为绿色荧光体的例，可以列举LuAG(Lu3(Al,Gd)5O12:Ce3+)、YAG(Y3(Al,Gd)5O12:Ce3+)、Ga-LuAG((Lu,Ga)3(Al,Gd)5O12:Ce3+)、Ga-YAG((Ga,Y)3(Al,Gd)5O12:Ce3+)、LuYAG((Lu,Y)3(Al,Gd)5O12:Ce3+)、原硅酸盐(Ortho-Silicate：(Sr，Ba，Ca，Mg)2SiO4：Eu2+)、氮氧化合物(Oxynitride：(Ba，Sr，Ca)Si2O2N2：Eu2+)、β-SiAlON：Eu2+、Ca-α-SiAlON：Eu2+或Thio Gallate(SrGa2S4：Eu2+)。绿色荧光体可以在500nm至600nm范围内具有峰值波长。
作为红色荧光体的例，可以列举氮化物(Nitride)、硫化物(Sulfide)、氟化物(Fluoride)或氮氧化合物(Oxynitride)系的荧光体，具体而言，可以列举CASN(CaAlSiN3：Eu2+)、(Ba，Sr，Ca)2Si5N8：Eu2+、(Ca，Sr)S2：Eu2+或(Sr，Ca)2SiS4：Eu2+等。红色荧光体可以在600nm至700nm范围内具有峰值波长。
通过第一发光二极管121和波长转换器131的组合，可以实现具有多样的色温的白色光。
另外，如上所述，已知蓝色光引起眼部疾病或皮肤疾病。图18是示出根据蓝色光的波长的危害度的曲线图。
参考图18，尤其，在430nm至440nm之间呈现出最高的危害度。420nm至455nm的波长范围以危害度最高的值为基准呈现出90％以上的危害度，413nm至465nm呈现出70％以上的危害度，411nm至476nm呈现出50％以上的危害度。另外，紫外线对人体有害，尤其，在270nm至280nm之间呈现出最高的危害度。
图19示出使用普通的蓝色发光二极管121的白色光源的光谱。
参照图19，通常，白色光源可以将蓝色发光二极管与黄色荧光体或者绿色荧光体和红色荧光体一起使用而实现白色光。根据色温调节荧光体的种类和荧光体的量，并且色温越高，蓝色光的强度增加。
用于白色光源的蓝色发光二极管通常在约430nm至约470nm范围内具有峰值波长。如图18所示，在该范围内的蓝色光具有相对高的危害度。因此，随着白色光源的色温增加，蓝色光的强度也增加，从而增加诱发眼部疾病或皮肤疾病的危险性。
另外，图20示出根据本发明的若干实施例的白色光源的光谱。尤其，图20示出通过紫色发光二极管121和波长转换器131的组合来实现的多样的色温的白色光的光谱的示例。
参照图20，各个色温的白色光通过从约400nm至约420nm范围内具有峰值波长的紫色发光二极管121发出的光和从荧光体发出的光的组合来实现。
在此，波长转换器131包括蓝色荧光体，进一步，包括绿色荧光体及红色荧光体。这些荧光体吸收从紫色发光二极管121发出的光以发出蓝色光、绿色光及红色光。
图20所示的多样的色温的白色光具有基于紫色发光二极管121的峰值和基于蓝色荧光体的峰值。这些峰值尤其在色温越高时越明显。基于紫色发光二极管121的峰值和基于蓝色荧光体的峰值位于彼此不同的波长处。尤其，由于蓝色荧光体将从紫色发光二极管121发出的光的波长转换为长波长，因此借由蓝色荧光体的峰值位于比借由紫色发光二极管121的峰值更长的波长处。
并且，在所有色温下，从发光二极管121发出的光的辐射照度可以小于从蓝色荧光体发出的光的辐射照度。随着色温增加，从发光二极管121发出的光的辐射照度也会增加，但是从蓝色荧光体发出的蓝色光的辐射照度增加得更多。并且，从发光二极管121发出的光的辐射照度可以小于从绿色荧光体发出的光的辐射照度，并且可以小于从红色荧光体发出的光的辐射照度。据此，可以进一步防止因从发光二极管121发出的光而诱发眼部疾病或皮肤疾病。然而，如上所述，由于约400nm至约420nm范围内的波长对人体的危害度相对较低，因此，可以进一步增加辐射照度。
进一步，从具有约400nm至约420nm范围内的峰值波长的发光二极管121发出的光可以具有杀菌功能。为此，所述发光二极管121尤其可以发出具有约400nm至约410nm的峰值波长的光，更进一步，可以发出具有约405nm的峰值波长的光。约400nm至约420nm范围内的短波长可视光线对眼部疾病或皮肤疾病的危害度相对较低，对病原性微生物的杀菌能力较大，因此可以适当地用于照明装置来执行杀菌功能。
再次参照图16及图17，第二发光二极管123可以发出UVB的紫外线，具体而言，可以发出在约286nm至约304nm范围内(更具体而言，在约291nm至约301nm范围内)具有峰值波长的光。当该范围内的紫外线照射到人体时，可以有效地合成维生素D。发光二极管123是使用例如III族氮化物半导体形成的无机发光二极管，可以使用公知的发光二极管芯片，并且其结构也不受特别限制，例如可以是倒装芯片型、垂直型或水平型。
第二发光二极管123可以与波长转换器131隔开并安装于电路基板111上，因此，可以防止从第二发光二极管123发出的光被波长转换器131吸收。据此，可以提高从第二发光二极管123发出的光的辐射照度。并且，通过将第二发光二极管123与波长转换器131隔开，能够防止从第二发光二极管123发出的光被波长转换，因此，能够防止由斯托克位移引起的能量损失。然而，本发明并非一定局限于此，第二发光二极管123也可以布置于波长转换器131内。
另外，在第二发光二极管123生成并向外部发出的紫外线被用于合成维生素D。众所周知，皮肤细胞内的7-去氢胆固醇(7-dehydrocholesterol)通过中波紫外线(UVB)而反应并合成胆钙化醇(Cholecalciferol，维生素D3)。图21是用于示出根据波长的人体的维生素D生成效率的曲线图，已公开于CIE 174：2006。
参照图21，298nm的紫外线对维生素D的生成最有效，在约291nm至301nm范围内，相对于最高效率呈现出约90％以上的效率。并且，在约286nm至约304nm的范围内，相对于最高效率呈现出约70％以上的效率，在约281nm至约306nm的范围内，相对于最高效率呈现出约50％以上的效率。当发光二极管123的峰值波长为298nm时，对维生素D的生成最有效，当发光二极管123的峰值波长在约286nm至约304nm范围内时，对维生素D的生成呈现出70％以上的相对良好的效率。
维生素D参与钙代谢，维生素D的缺乏对骨骼的生长造成很大的障碍。为了维持维生素D的适当水平，通常提出的维生素D的每日推荐量根据各个国家而存在差异，大致在400～800IU范围内，并且呈向上调整的趋势。作为一例，国际照明委员会(CIE)提出为了生成1000IU的维生素D而所需的UVB暴露量，以盛夏正午的太阳光为基准，相对于第二皮肤类型的整个身体，所需的UVB暴露量约为21J/m2至34J/m2。另外，美国政府工业卫生学家委员会(ACGIH：American Conference of Govermental Industrial Hygienists)提供的对于UVB的人体暴露安全范围的参考值如下：在290nm的情况下为47J/m2，在297nm的情况下约为65J/m2，在300nm的情况下为100J/m2。
因此，需要调节从照明装置照射的UVB的照射量，以使UVB的照射量在不超过安全范围的范围内用于合成维生素D。尤其，在UVB的紫外线区域中，同样地，日允许参考值也会随着波长的增加而增加，因此，第二发光二极管123的峰值波长为298nm或更长的波长(例如，在298nm至301nm范围内)时可照射更多的紫外线，从而更适合于具有维生素D合成功能的照明装置。
第二发光二极管123可以独立于第一发光二极管121而被驱动，因此，在第一发光二极管121工作的期间，可以根据需要而将其打开或关闭。
第三发光二极管125可以与波长转换器131隔开并安装于电路基板111上。从第三发光二极管125发出的光实质上可以不进入波长转换器131而向外部发出。据此，可以提高从第三发光二极管125发出的光的辐射照度。
第三发光二极管125可以串联或并联连接于第一发光二极管121，或者可以独立于第一发光二极管121而被驱动。
第三发光二极管125发出适合于细胞激活的光。第三发光二极管125可以发出具有例如约605nm至935nm范围内的峰值波长的光。第三发光二极管可以利用例如AlGaInP系或AlGaInAs系的半导体形成。
约605nm至约935nm范围内的红色光或近红外线在线粒体中生成细胞激活物质。具体而言，线粒体内的细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase)作为光受体，当吸收605nm-935nm范围内的光时增加活性，从而生成NO。NO对疼痛缓解及血液循环的改善等造成影响，从而增进人体健康。并且，细胞色素C氧化酶蛋白的活性有助于ATP的生成，并影响细胞损伤的治疗。
尤其，第三发光二极管125可以发出具有约605nm-655nm、约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长的光。细胞色素C氧化酶在该范围内具有相对高的能量吸收率。尤其，如图22所示，细胞色素C氧化酶的能量吸收率在790nm-840nm的波长范围内最高，在约875nm-935nm的波长范围内第二高，在约605nm-655nm的波长范围内第三高。
通过采用发出细胞色素C氧化酶的能量吸收率相对高的波长的光的第三发光二极管125，能够提高健康增进效率。
进一步，在使用多个第三发光二极管125的情况下，可以使用在上述波长范围中的特定波长范围内发出光的多个发光二极管，例如，发出具有高效率的790nm-840nm或875nm-935nm范围内的光的多个发光二极管，或者也可以以均匀地发出各个波长范围内的光的方式使用多样的发光二极管。
并且，发出605nm-655nm范围的光的发光二极管可能会对白色光的色温造成影响，因此，为了不影响白色发光装置的色温，可以主要使用发出具有视觉灵敏度较低的范围(即，约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm)内的峰值波长的光的第三发光二极管125。
在本实施例中，为了向照明装置附加细胞激活功能，从第三发光二极管125发出的光的辐射照度大于从实现白色光的第一发光二极管121及波长转换器131发出的光在相同波长下的辐射照度。据此，在本实施例中，细胞激活功能通过第三二极管123执行。
另外，第三发光二极管125的驱动时间可以与第一发光二极管121的驱动时间相同，但是并不局限于此。可以根据照明装置的安装位置来调节第三发光二极管125的驱动时间。尤其，考虑到对人体的危害性，可以调节第三发光二极管125的使用时间或辐射照度的大小。
例如，从照明装置发出的第三发光二极管125的辐射照度可以是570W/m2以下，进一步，可以是100W/m2以下。570W/m2表示在光生物学安全标准(IEC 62471)中针对红外线范围的光的危险组1(risk group 1)的限值，100W/m2对应于豁免(exempt)。通过使其具有小于570W/m2的辐射照度，可以将照明装置驱动为在相对较长的时间内在不对人体造成伤害的同时起到生成细胞激活物质的作用。
在一实施例中，照明装置可以包括比第三发光二极管125更多的第一发光二极管121，因此，可以发出适合于照明的强度的光。然而，本发明并不局限于此。
另外，在本实施例中，对第三发光二极管123发出用于执行细胞激活功能的光的情形进行了说明，但是也可以使用波长转换物质以代替第三发光二极管125。例如，可以使用发出红色区域或红外线区域的光的荧光体或量子点。尤其，由于量子点具有窄半宽，因此可以发出适合于细胞激活功能的波长的光。具有细胞激活功能的波长转换物质可以包含于波长转换器131内，从而将在第一发光二极管121生成的光波长转换，并且可以布置于与第一发光二极管121不同的另一发光二极管上。在此情况下，所述另一发光二极管可以发出波长比第一发光二极管121更长的光，据此，可以减少由波长转换引起的能量损失。
本实施例的照明装置包括细胞激活功能，因此不仅是在室内生活空间，还可以在机场或医院等多人活动的空间内用于增进人体健康。
图16及图17示出了多个第一发光二极管121、一个第二发光二极管123及一个第三发光二极管125，但是也可以是多个第二发光二极管123和多个第三发光二极管125布置于基板111上。
图23是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的剖面图。
参照图23，根据本实施例的照明装置与参照图16及图17说明的照明装置大致相似，区别在于还包括第四发光二极管127。为了避免重复，将省略对相同构成要素的说明，并且将对第四发光二极管127进行具体说明。
第四发光二极管127可以与波长转换器131隔开并安装于电路基板111上。从第三发光二极管127发出的光实质上可以不进入波长转换器131而向外部发出。据此，可以提高从第四发光二极管127发出的光的辐射照度。
第四发光二极管127可以串联或并联连接于第一发光二极管121，或者也可以独立于第一发光二极管121而被驱动。
另外，第四发光二极管127可以发出除白色光以外的适合对病原性微生物进行杀菌的光。第四发光二极管127可以发出具有约400nm至410nm的峰值波长的光，进一步，可以发出具有约405nm的峰值波长的光。约405nm的波长被作为存在于细菌的细胞内的物质的卟啉(Porphyrin)吸收而生成活性氧，所生成的活性氧蓄积而破坏细胞壁，从而发生杀菌作用。如此，上述范围的可视区域的波长不诱发眼部疾病或皮肤疾病，且适合将病原性微生物杀菌。在本说明书中，杀菌(sterilization)表示以减少或妨碍病原性微生物的增殖的方式杀死或损伤病原性微生物。
第四发光二极管127可以发出与第一发光二极管121的波长相同的波长的光，但并不局限于此，可以发出与第一发光二极管121的波长不同的波长的光。通过将第四发光二极管127与第一发光二极管121分开布置，可以有效地提供杀菌功能。
在本实施例中，为了向照明装置附加杀菌功能，从第四发光二极管127发出的光的辐射照度可以大于从白色光源发出的光在相同波长下的辐射照度。进一步，从第四发光二极管127发出的光的辐射照度的峰值波长可以大于从第一发光二极管121向照明装置的外部发出的光的辐射照度。据此，与第一发光二极管121相比，本实施例的照明装置通过第四发光二极管127而主要执行杀菌功能。
另外，第四发光二极管127的驱动时间可以与第一发光二极管121的驱动时间相同，但并不局限于此，可以根据照明装置的设置位置来调节第四发光二极管127的驱动时间。尤其，第四发光二极管的使用时间或辐射照度的大小可以考虑对人体的危害性而得到调节。
例如，从照明装置发出的第四发光二极管127的辐射照度可以是1W/m2以下，进一步，可以是0.1W/m2以下。1W/m2表示在光生物学安全标准(IEC 62471)中针对300nm至700nm范围内的蓝色光的危险组1(risk group 1)的限值，0.1W/m2对应于豁免(exempt)。通过使第四发光二极管127具有小于1W/m2的辐射照度，可以将其驱动为在相对较长的时间内在照明装置起到杀菌作用。
根据本实施例，不仅是在室内生活空间，还可以在机场或医院等多人活动的空间内对病原性微生物进行杀菌，从而可以防止由病原性微生物引起的人体感染。
图24是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图，图25是沿图24的截取线F-F而截取的示意性的剖面图。
参照图24及图25，根据本实施例的照明装置与参照图16及图17说明的照明装置大致相似，区别在于波长转换器231在第一发光二极管121上分别形成。即，在图16及图17中，波长转换器131覆盖所有多个第一发光二极管121，但是在本实施例中，各个第一发光二极管121分别独立地被波长转换器231覆盖。
第一发光二极管121、第二发光二极管123、第三发光二极管125和波长转换器231内的波长转换物质与上述内容相同，因此将省略其详细说明。
另外，由于第一发光二极管121分别被波长转换器231覆盖，因此第二发光二极管123及第三发光二极管125也可以布置于第一发光二极管121之间。另外，多个第二发光二极管123及多个第三发光二极管125可以均匀地分布于第一发光二极管121之间，据此，从第二发光二极管123及第三发光二极管125发出的光可以与白色光混合。另外，尽管未图示，为了从外部环境保护第二发光二极管123或第三发光二极管125，可以利用透明模制部将其覆盖。
在本实施例中，通过第一发光二极管121和波长转换器231而提供用于照明的光源单元221。各个光源单元221可以通过第一发光二极管121和波长转换器231的组合来实现白色光。在一实施例中，光源单元221可以全部实现相同色温的白色光。在另一实施例中，光源单元221可以实现彼此不同色温的白色光。例如，发光二极管121可以发出彼此不同的峰值波长的光，并且波长转换器231也可以包括彼此不同的波长转换物质。在又一实施例中，光源单元221可以实现其他颜色的光，而不是实现白色光，并且也可以通过这些光源单元221的组合而实现白色光。
图26是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图。
参照图26，根据本实施例的照明装置与参照图24及图25说明的照明装置大致相似，区别在于还包括第四发光二极管127。
由于第四发光二极管127与参照图23说明的发光二极管127相同，为了避免重复，将省略其详细说明。
图27是用于说明根据本发明的又一实施例的照明装置的示意性的平面图。
参照图27，根据本实施例的照明装置与参照图16及图17说明的照明装置大致相似，区别在于还包括滤光器41。
滤光器41可以阻断从发光单元21向外部发出的不必要的紫外线。例如，滤光器41可以阻断约301nm至约400nm范围内的光，以防止该范围内的紫外线对人体造成有害影响。例如，上述范围内的光可以通过第一发光二极管121或波长转换物质而发出。因此，滤光器41可以布置于波长转换器131的外部。作为滤光器41，例如，可以使用带通滤波器。
另外，可以代替滤光器41而布置扩散板，或者可以在滤光器41的基础上进一步布置扩散板。扩散板可以将通过第一发光二极管121及波长转换器131而生成的白色光和从第二发光二极管123及第三发光二极管125发出的光混合。
滤光器41或扩散板不局限于图27的实施例，可以应用于其他实施例。
另外，在上述实施例中，虽然示出并说明发光单元221包括发光二极管121和波长转换器231且发光二极管121直接安装于电路基板111的情形，但是发光单元221也可以以封装件形态被提供。对此，将参照图28进行说明。
图28是用于说明根据本发明的又一实施例的发光单元的示意性的剖面图。在此，图28示意性地示出封装件形态的发光元件。
参照图28，发光单元221包括发光二极管121及波长转换器231。发光二极管121可以安装于壳体120的空腔内，波长转换器231在空腔内覆盖发光二极管121。另外，发光二极管121可以通过键合线而电连接于引线电极。
图28的封装件是一例，可以使用多样的种类的封装件。并且，波长转换器231可以以多样的形状覆盖发光二极管121。
在本实施例中，对发光单元221以封装件形态提供的情形进行了说明，第二发光二极管123、第三发光二极管24及第四发光二极管127也可以以封装件形态提供并安装于电路基板111上。
图29是用于说明根据本发明的又一实施例的发光单元的示意性的剖面图。
参照图29，根据本实施例的发光单元的特征在于，第一发光二极管121、第二发光二极管123及第三发光二极管125全部安装于一个封装件内。即，在图28的实施例中，各个发光二极管封装件包括一个发光二极管，但是在本实施例中，发光二极管封装件包括第一发光二极管121、第二发光二极管123及第三发光二极管125。另外，波长转换器231可以覆盖第一发光二极管121，据此，发光单元221可以设置于封装件内。
另外，模制部230可以覆盖所述发光单元221、所述第二发光二极管123及第三发光二极管125。模制部230可以利用诸如硅树脂的透明树脂或透明玻璃形成。模制部230也可以根据需要而包括波长转换物质。
根据本实施例，在电路基板111上可以安装有包括第一发光二极管至第三发光二极管的发光二极管封装件。所述发光二极管封装件还可以包括上述的第四发光二极管127。
在电路基板111上可以安装有多个发光二极管封装件，并且这些发光二极管封装件也可以全部具有相同的结构，但并非一定局限于此。即，可以将相同地具有多个附加功能的发光二极管封装件布置于电路基板111上，或者也可以将具有彼此不同的附加功能的发光二极管封装件布置于电路基板111上，从而提供具有多个附加功能的照明装置。并且，可以由单个发光二极管封装件实现白色光，但是并不局限于此，也可以通过多个发光二极管封装件的组合来实现白色光。
尽管上文中已经对多样的照明装置进行了说明，但是本发明并不局限于这些特定实施例。
另外，所述照明装置不仅可以安装于室内生活空间，而且可以安装于多人使用的诸如医院或机场的室内空间。因此，也可以提供设置有所述照明装置的照明系统。该照明系统通常可以将照明设备操作为执行照明功能以及上述说明的附加功能。
以上，对本发明的多样的实施例进行了说明，但是本发明并不局限于这些实施例。并且，对一个实施例说明的事项或构成要素在不脱离本发明的技术思想的情况下也可以适用于其他实施例。

Claims (20)

1.一种照明装置，其特征在于，
包括第一发光单元、第二发光单元及第三发光单元中的至少两个发光单元的组合，
其中，第一发光单元包括发出峰值波长在约286nm至约304nm范围内的光的第一发光二极管及第一波长转换器，并向外部发出由所述第一发光二极管生成的光的一部分，
第二发光单元包括发出峰值波长在约400nm至420nm范围内的光的第二发光二极管及第二波长转换器，并向外部发出由所述第二发光二极管生成的光的一部分，
第三发光单元包括发出峰值波长在约286nm至约470nm范围内的光的第三发光二极管及第三波长转换器，
其中，所述第三波长转换器包括在约685nm-705nm、790nm-840nm或875nm-935nm范围内具有中心波长的波长转换物质。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
在约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内具有中心波长的所述波长转换物质是量子点。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述第一波长转换器及所述第二波长转换器包括蓝色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体，
所述第三波长转换器还包括绿色荧光体及红色荧光体。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元分别独立地被驱动。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元分别发出白色光。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述第三发光二极管发出峰值波长在约400nm至420nm范围内的光。
7.一种照明装置，其特征在于，包括：
第一发光二极管，具有约300nm至约470nm范围内的峰值波长；
第二发光二极管，发出具有约286nm至约304nm范围内的峰值波长的紫外线；以及
波长转换器，用于转换从所述第一发光二极管发出的光的波长，
在发出白色光的同时发出适合于生成维生素D的光及适合于生成细胞激活物质的光，
所述白色光通过所述第一发光二极管和所述波长转换器来实现。
8.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，
所述第一发光二极管具有约400nm至约420nm范围内的峰值波长。
9.根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，
所述波长转换器包括蓝色荧光体，
所述白色光具有基于所述第一发光二极管的峰值和基于所述蓝色荧光体的峰值，基于所述第一发光二极管的峰值和基于所述蓝色荧光体的峰值位于彼此不同的波长处。
10.根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，包括：
彼此隔开的多个发光单元，
各个发光单元包括所述第一发光二极管和覆盖所述第一发光二极管的所述波长转换器。
11.根据权利要求10所述的照明装置，其特征在于，
所述发光单元实现彼此相同或不同的色温的白色光。
12.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，
所述波长转换器包括蓝色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体。
13.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，
所述第二发光二极管发出具有约291nm至约301nm范围内的峰值波长的紫外线。
14.根据权利要求13所述的照明装置，其特征在于，
所述第二发光二极管与所述波长转换器隔开。
15.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，
所述细胞激活物质是借由线粒体内的细胞色素C氧化酶的活性而生成的一氧化氮(NO：nitric oxide)。
16.根据权利要求15所述的照明装置，其特征在于，
所述波长转换器包括：波长转换物质，将光的波长转换为具有约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长。
17.根据权利要求15所述的照明装置，其特征在于，还包括：
第三发光二极管，
所述第三发光二极管发出具有约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长的光。
18.根据权利要求17所述的照明装置，其特征在于，
从具有约685nm-705nm、约790nm-840nm或约875nm-935nm范围内的峰值波长的光的所述波长转换物质发出的光的辐射照度(irradiance)为570W/m2以下。
19.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，还包括：
第四发光二极管，发出适合于将病原性微生物杀菌的光，
所述第四发光二极管与所述波长转换器隔开。
20.根据权利要求19所述的照明装置，其特征在于，
所述第四发光二极管具有约400nm至约420nm范围内的峰值波长。
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