CN112594565A - 发光装置及照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种发光装置及照明装置。根据一实施例的发光装置，包括：至少一个第一发光单元，包括第一发光二极管芯片和第一波长变换器；至少一个第二发光单元，包括第二发光二极管芯片和第二波长变换器；至少一个第三发光单元，包括第三发光二极管芯片和第三波长变换器，其中，所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元发出彼此不同色温的光，所述第一发光单元具有等于或小于与在希望实现的色温范围的最高色温对应的色坐标的x坐标的x坐标值，所述第二发光单元具有在希望实现的色温范围的x坐标范围内的值，所述第三发光单元具有等于或大于与在希望实现的色温范围的最低色温对应的色坐标的x坐标的x坐标值。

Description

发光装置及照明装置
本申请是申请日为2019年9月10日、申请号为201980002153.0的发明专利申请“发光装置及包括该发光装置的照明设备”的分案申请。
技术领域
本公开涉及发光装置，更详细地，涉及一种可以将发光二极管用作光源而使用在照明设备的发光装置。
背景技术
大部分生命体都适应了根据太阳光的变化而活动。人体也长时间适应了太阳光。据此，人体的日周期节律(Circadian Rhythm)根据太阳光的变化而变化。尤其是，在早晨，明亮的阳光下，人体会分泌皮质醇(Cortisol)激素。皮质醇激素使更多的血液供应到身体的各个器官，以应对诸如压力等外部刺激，并据此，使脉搏和呼吸增加，从而使人体从睡眠清醒并为外部活动做准备。白天在强烈的太阳光下进行身体活动，晚上则会分泌褪黑素激素而降低脉搏、体温、血压，从而使身体放松，并帮助身体入睡。
然而，在现代社会中，大部分人主要在家或者办公室等室内进行活动，而不是在太阳光下进行身体活动。一般来讲，即使在白天，停留在室内的时间比在太阳光下进行身体活动的时间更长。
然而，室内照明装置通常表现出恒定的光谱功率分布(spectral powerdistribution)，这种光谱功率分布与太阳光的光谱功率分布具有较大差异。例如，在使用蓝色、绿色以及红色发光二极管的发光装置的情形下，虽然可以通过蓝色、绿色和红色的组合而实现白色光，但无法如太阳光一样表现出覆盖可见区域的较宽波长的光谱功率分布，仅表现出在特定波长具有峰值的分布。
图1是示出与位于CIE色坐标上的普朗克轨迹(plankian locus)上的几个色温(Color Temperatures)对应的黑体辐射的光谱功率分布的曲线图，图2是示出以与几个相关色温(Corelated color temperatures)对应的现有的基于蓝色发光二极管芯片的白色光源的光谱功率分布的曲线图。
参照图1和图2，与现有的白色光源的光谱相似，在诸如太阳的黑体辐射的光谱中，色温越高，在蓝色波长区域的强度越高。然而，色温越高，白色光源的光谱与黑体辐射的光谱显示出明显的差异。例如，在6500K的温度下，黑体辐射的光谱显示出光的强度从蓝色区域到红色区域缓缓减小的倾向。与此相反，如图2所示，在基于蓝色发光二极管芯片的白色照明装置中，色温越高，蓝色波长区域的光相比其他可见区域变得相对更强。
适应于太阳光谱的人体的晶状体可能被异常强烈的蓝色波长区域的光损伤，从而可能导致视力下降。并且，由于视网膜细胞暴露在过量的蓝色区域的能量，可能会向大脑传递异常信号而异常地生成或者抑制诸如皮质醇和褪黑激素的激素，从而对身体的日周期节律(Circadian Rhythm)产生负面影响。
发明内容
技术问题
本公开提供一种能够防止或者缓解人体的晶状体或者视网膜被蓝色区域的异常光损伤的发光装置以及照明设备。
并且，本公开提供一种能够与太阳光的光谱功率分布变化相对应地变化光谱功率分布的发光装置和照明设备。
技术方案
根据本公开的一实施的一种发光装置，包括：至少一个第一发光单元，包括紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及第一波长变换器；至少一个第二发光单元，包括紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及第二波长变换器；以及至少一个第三发光单元，包括紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及第三波长变换器，其中，通过所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元的色坐标而被定义的三角形区域至少包括普朗克轨迹上的一部分区间，普朗克轨迹上的包括于所述三角形内的最高色温为5000K以上，最低色温为3000K以下。
根据本公开的一实施的一种发光装置，包括：至少一个第一发光单元，包括第一发光二极管芯片和第一波长变换器；至少一个第二发光单元，包括第二发光二极管芯片和第二波长变换器；至少一个第三发光单元，包括第三发光二极管芯片和第三波长变换器，其中，所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元发出彼此不同色温的光，所述第一发光单元具有等于或小于与在希望实现的色温范围的最高色温对应的色坐标的x坐标的x坐标值，所述第二发光单元具有在希望实现的色温范围的x坐标范围内的值，所述第三发光单元具有等于或大于与在希望实现的色温范围的最低色温对应的色坐标的x坐标的x坐标值。
根据本公开的照明装置，包括上述发光装置，其中，所述发光装置包括：至少一个第一发光单元，包括第一发光二极管芯片和第一波长变换器；至少一个第二发光单元，包括第二发光二极管芯片和第二波长变换器；至少一个第三发光单元，包括第三发光二极管芯片和第三波长变换器，其中，所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元发出彼此不同色温的光，所述第一发光单元具有等于或小于与在期望实现的色温范围的最高色温对应的色坐标的x坐标的x坐标值，所述第二发光单元具有在期望实现的色温范围的x坐标范围内的值，所述第三发光单元具有等于或大于与在期望实现的色温范围的最低色温对应的色坐标的x坐标的x坐标值。
根据本公开的又一实施例的照明设备包括在上方提及的发光装置。
附图说明
图1是示出与位于CIE色坐标上的普朗克轨迹(plankian locus)上的几个色温(Color Temperatures)对应的黑体辐射的光谱功率分布的曲线图。
图2是示出与几个相关色温(Corelated color temperatures)对应的现有的基于蓝色发光二极管芯片的白色光源的光谱功率分布的曲线图。
图3是用于说明本公开的一实施例的发光装置的概略的平面图。
图4是用于说明根据本公开的一实施例的发光单元的概略的剖面图。
图5是用于说明根据本公开的又一实施例的发光单元的概略的剖面图。
图6是示出根据本公开的一实施的多种发光单元的光谱功率分布的曲线图。
图7示出用于说明根据本公开的一实施例的发光装置的概略的色坐标。
图8是用于说明本公开的又一实施例的发光单元的概略的平面图。
图9示出用于说明图8的实施例的发光装置的概略的色坐标。
图10示出用于说明根据本公开的又一实施例的发光装置的概略的色坐标。
图11示出用于说明根据本公开的又一实施例的发光装置的概略的色坐标。
图12是用于说明根据本公开的又一实施例的发光装置的概略的平面图。
图13是用于说明根据本公开的又一实施例的发光装置的概略的平面图。
图14是用于说明根据本公开的又一实施例的发光装置的概略的平面图。
图15示出用于说明根据本公开的又一实施例的发光装置的概略的色坐标。
图16是用于说明根据本公开的一实施例的发光元件的光谱功率分布的曲线图。
图17至图28是将利用图16的发光元件而实现的多种光谱和在与此对应的相关色温下的黑体辐射(基准光源)的光谱进行对比而示出的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。以下介绍的实施例是为了向本领域技术人员充分传递本发明的思想而作为示例提供的。因此，本发明不限于以下说明的实施例而可以以其他形态具体化。并且，在附图中，为了方便夸张地描述构成要素的宽度、长度、厚度等。可以贯穿整个说明书，相同的附图标记表示相同的构成要素。
根据本公开的一实施例的发光装置包括：至少一个第一发光单元，包括紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及第一波长变换器；至少一个第二发光单元，包括紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及第二波长变换器；以及至少一个第三发光单元，包括紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及第三波长变换器，其中，通过所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元的色坐标而被定义的三角形区域至少包括普朗克轨迹上的一部分区间，普朗克轨迹上的包括于所述三角形内的最高色温为5000K以上，最低色温为3000K以下。
以下，只要没有特别提及，则普朗克轨迹和特定色坐标表示在由美国国家标准协会(ANSI：American National Standards Institute)所规定的CIE-1931坐标系的普朗克轨迹和色坐标。CIE-1931坐标系可以通过简单的数学式转换而变为1976坐标系。
根据本实施例，可以通过使用紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片而不使用蓝色发光二极管芯片，防止由于蓝色波长的光而损伤晶状体或者视网膜的情形。进一步，由于可以实现普朗克轨迹上的3000K至5000K范围的色温，因此可以提供能够与太阳光的光谱功率分布变化相对应地变化光谱功率分布的发光装置。
可以通过提高所述最高色温，降低最低色温，实现与太阳光的光谱更加相似的光。例如，所述最高色温可以为6000K以上，最低色温可以为2700K以下。进一步，所述最高色温可以为6500K以上。并且，所述最高色温可以为10000K以上，所述最低色温可以为1800K以下。
此外，所述第二发光单元的色坐标可以在CIE-1931坐标系上位于普朗克轨迹上方，所述第一发光单元的色坐标可以比第二发光单元和第三发光单元更接近5000K色温，所述第三发光单元的色坐标可以比第一发光单元和第二发光单元更接近3000K色温。
所述第一发光单元至所述第三发光单元可以构成为以调光(Diming)方式工作而连续实现包括于所述三角形内的普朗克轨迹上的色温。
在几个实施例中，所述发光装置可以包括多个第一发光单元、多个第二发光单元以及多个第三发光单元。可以通过采用多个发光单元而增加发光装置的光输出。
此外，所述发光装置还可以包括基础部，所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元可以规则地排列在所述基础部上。
在一实施例中，所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元可以排列为一列或者矩阵。
在另一实施例，所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元构成一个单位，并且一个单位内的第一发光单元至第三发光单元可以以构成三角形的方式排列。
进一步，所述第一发光单元至所述第三发光单元可以在与构成三角形的一个单位相邻的单位以构成倒三角形的方式排列。
并且，相邻的第一发光单元之间的距离、相邻的第二发光单元之间的距离以及相邻的第三发光单元之间的距离可以相同。
所述发光装置还可以包括包含紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及第四波长变换器的至少一个第四发光单元，所述第四发光单元的色坐标可以位于所述第三发光单元的色坐标附近。
进一步，所述第三发光单元的色坐标可以在CIE-1931坐标系上位于普朗克轨迹上方，所述第四发光单元的色坐标可以在CIE-1931坐标系上位于普朗克轨迹下方。
根据本公开的又一实施例的照明设备包括发光装置，所述发光装置包括：至少一个第一发光单元，包括紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及第一波长变换器；至少一个第二发光单元，包括紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及第二波长变换器；以及至少一个第三发光单元，包括紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及第三波长变换器，其中，通过所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元的色坐标而被定义的三角形区域至少包括普朗克轨迹上的一部分区间，普朗克轨迹上的包括于所述三角形内的最高色温为5000K以上，最低色温为3000K以下。
可以通过提高所述最高色温，降低所述最低色温，实现更接近太阳光的光。在特定实施例，所述最高色温可以为6500K以上，所述最低色温可以为2700K以下。
所述发光装置还可以包括基础部，所述第一发光单元至所述第三发光单元可以规则地排列在所述基础部上。
此外，所述第一发光单元至所述第三发光单元可以构成为以调光方式驱动。
所述发光装置还可以包括包含紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及第四波长变换器的至少一个第四发光单元，所述第四发光单元的色坐标可以位于所述第三发光单元的色坐标附近。
进一步，所述第三发光单元的色坐标可以在CIE-1931坐标系上位于普朗克轨迹上方，所述第四发光单元的色坐标可以在CIE-1931坐标系上位于普朗克轨迹下方。
以下参照附图说明本公开的多种实施例。
图3是用于说明根据本公开的一实施例的发光装置的概略的平面图，图4是用于说明根据本公开的一实施例的发光单元的概略的剖面图。
参照图3，发光装置100包括基础部110、第一发光单元122、第二发光单元124以及第三发光单元126。
基础部110可以包括诸如印刷电路板等用于向各发光单元122、124、126供应电力的电路布线。并且，在基础部110上也可以安装有集成电路元件等。
第一发光单元至第三发光单元122、124、126可以排列在基础部110上。在基础部110上可以排列有多个第一发光单元122、多个第二发光单元124以及多个第三发光单元126。并且，如图3所示，可以布置为第一发光单元至第三发光单元122、124、126作为一个单位而在一列内重复。
在本实施例，虽然对三种彼此不同的发光单元122、124、126排列在基础部110上的情形进行说明，但并不一定局限于三种发光单元，也可以排列有两种或者四种以上的发光单元。
第一发光单元至第三发光单元122、124、126可以具有相似的结构，只是所述第一发光单元至所述第三发光单元122、124、126分别发出大体与普朗克轨迹上的特定色温对应的光。首先，参照图4说明发光单元的结构。
参照图4，各个发光单元122、124、126包括发光二极管芯片23以及波长变换器25，可以包括壳体21和成型部27。
壳体21可以具有用于电连接的导线，并且可以具有腔。
发光二极管芯片23可以安装在壳体21的腔内，并且被电连接到导线。发光二极管芯片23一般可以是水平型发光二极管芯片，因此，可以通过接合线而电连接到导线。
发光二极管芯片23相比蓝色发光二极管芯片而发出波长更短的光。例如，发光二极管芯片23可以是紫色芯片或者紫外线芯片。尤其是，发光二极管芯片23可以发出具有300至440nm范围内，具体在380至440nm范围内，更具体在400至420nm范围内的峰值波长的光。
虽然第一发光单元至第三发光单元122、124、126可以均包括发出相同峰值波长的光的相同种类的发光二极管芯片23，但并不限于此，也可以包括发出在上述范围内的彼此不同的峰值波长的光的发光二极管芯片。只是，第一发光单元至第三发光单元122、124、126均相比蓝色发光二极管芯片而发出波长更短的光，因此，利用所述第一发光单元至所述第三发光单元122、124、126而发出的光在蓝色区域的光的强度相比现有的发光光源弱。
波长变换器25可以以覆盖发光二极管芯片23的方式布置在壳体21的腔内。波长变换器25可以将从发光二极管芯片23发出的光变换为具有比其更长波长的光。
波长变换器25可以包括一种以上的荧光体。利用发光二极管芯片23和波长变换器25可以提供发出所需色温的光的发光单元。
波长变换器25可以包括例如，蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体或者红色荧光体。作为蓝色荧光体的示例，可以有BAM类、卤基磷酸盐(Halo-Phosphate)类或者硅酸盐类荧光体，例如，可以包括BaMgAl10O17:Mn2+、BaMgAl12O19:Mn2+或者(Sr,Ca,Ba)PO4Cl:Eu2+。蓝色荧光体可以具有例如，在440至500nm范围内的峰值波长。
作为绿色或者黄色荧光体的示例，可以有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+)、正硅酸盐((Sr,Ba,Ca,Mg)2SiO4:Eu2+)、氮氧化物((Ba,Sr,Ca)Si2O2N2:Eu2+)或者硫代酸酯(SrGa2S4:Eu2+)。绿色或者黄色荧光体可以在500至660nm范围内具有峰值波长。
作为红色荧光体的示例，可以有氮化物(Nitride)、硫化物(Sulfide)、氟化物(Fluoride)或者氮氧化物(Oxynitride)类的荧光体，具体地，可以有CASN(CaAlSiN3:Eu2+)、(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu2+、(Ca,Sr)S2:Eu2+或者(Sr,Ca)2SiS4:Eu2+等。红色荧光体可以在600至700nm范围内具有峰值波长。
成型部27以覆盖波长变换器25的方式形成在壳体21的腔。成型部27由透光材料形成。尤其是，成型部27可以由甲基硅或者苯基硅形成，尤其，可以由苯基硅形成。苯基硅虽然容易由于紫外线而发生黄变，但相比甲基硅强度较高。尤其是，在本实施例中，由于从发光二极管芯片23发出的光通过波长变换器25变换为长波长的光，因此可以不担心发生黄变而使用苯基硅。
虽然在本实施例，示出成型部27形成为覆盖波长变换器25的情形，但成型部27和波长变换器25也可以一体地形成。即，波长变换器25可以与荧光体一起包括成型部，因此，可以省略覆盖波长变换器的成型部。
在本实施例，虽然说明了发光二极管芯片23为水平型，并且利用接合线电连接到导线的情形，但发光二极管芯片23不限于水平型，也可以是垂直型或者倒装(Flipchip)型的发光二极管芯片。并且，所述垂直型或者倒装型的发光二极管芯片可以被安装在壳体21的腔内而使用。进一步，倒装型的发光二极管芯片可以没有壳体21而直接被安装到基础部110上。图5示出包括倒装型的发光二极管芯片23a的发光单元。波长变换器25a可以覆盖发光二极管芯片23a的上面和侧面。在发光二极管芯片23a的下面形成有接合垫，因此形成有波长变换器25a的发光二极管芯片23a可以直接利用接合垫而安装在基础部110上。
此外，如前说明，第一发光单元至第三发光单元122、124、126分别发出与普朗克轨迹上的色温对应的光，对此，参照图6详细说明。图6是示出根据本公开的一实施的多种发光单元的光谱功率分布的曲线图。
参照图6，公开了2700K至6500K的相关色温的发光单元的光谱功率分布。各发光单元包括波长比蓝色发光二极管芯片短的发光二极管芯片和波长变换器，平均显色指数为95以上。发光二极管芯片可以具有例如，大约416nm的峰值波长，并且为了使各发光单元实现相关色温和95以上的平均显色指数，适当地选择荧光体。
如图6所示，随着色温从2700K增加到6500K，蓝色波长区域的强度增加。但是，由于蓝色波长区域的光是从蓝色荧光体发出的，因此并不在特定波长显示出异常高的强度。并且，从荧光体发出的光的强度高于从发光二极管芯片发出的光的强度。
因此，可以通过使用根据本实施例的发光单元，相比现有的使用蓝色发光二极管的发光单元而降低蓝色区域的强度。
并且，通过借助IES TM-30-15而算出的保真指数(fidelity index，Rf)能够明确确认基于现有技术的蓝色发光二极管的白色光源和使用根据本实施例的发光单元的光源的光谱差异。表1示出根据基于蓝色发光二极管芯片的光源的相关色温的平均显色指数(CRI)以及保真指数，表2示出根据基于本实施例的发光单元的相关色温的平均显色指数和保真指数。
[表1]
基于蓝色发光二极管芯片的光源和基于紫色发光二极管芯片的光源的CRI和保真指数
Figure BDA0002839135250000091
参照表1，即使现有的基于蓝色发光二极管芯片的光源满足CRI 95以上，保真指数示也会示出相对较低的值。尤其是，虽然在相关色温低的区域CRI和保真指数的差异不大，但在相关色温高的区域，CRI和保真指数的差异大。
与此相反，可以确认基于紫色发光二极管芯片的本实施例的发光单元的CRI和保真指数的差异不大。因此，利用基于紫色发光二极管芯片的光源，可以发出与太阳光的实际光谱更加相似的光。
此外，可以通过将本实施例的发光单元排列到一个发光装置内而用一个发光装置实现多种色温。
图7示出用于说明根据本公开的一实施例的发光装置的概略的色坐标。在此，如图3所说明，针对利用第一发光单元至第三发光单元122、124、126的发光装置进行说明。
第一发光单元至第三发光单元122、124、126的色温分别可以为6500K、4000K以及2700K。如参照图3所说明，这些发光单元122、124、126可以排列在基础部110上。
此外，为了实现对应于早晨或者晚上的太阳光的光，可以使2700K的发光单元126工作，为了实现对应于白天的太阳光的光，可以使6500K的发光单元122工作。并且，为了实现早上和白天之间或者早上和晚上之间程度的太阳光的光，可以使4000K的发光单元124工作。即，可以使第一发光单元至第三发光单元122、124、126中需要的发光单元根据所需的色温工作，从而按照日周期的太阳光的光谱变化而改变光源的色温。
在本实施例，虽然说明了第一发光单元至第三发光单元122、124、126的色温分别为6500K、4000K以及2700K的情形，但并不限于此，也可以具有其他色温。只是，这些发光单元122、124、126位于普朗克轨迹线上或者在其附近。
并且，如在先所说明，为了实现特定色温的光，可以使第一发光单元至第三发光单元122、124、126中的特定发光单元工作。据此，在第一发光单元122工作的期间，第二发光单元和第三发光单元124、126维持关闭状态，而在第二发光单元124工作期间，第一发光单元122和第三发光单元126维持关闭状态，在第三发光单元126工作期间，第一发光单元122和第二发光单元124维持关闭状态。然而，本公开不限于此。例如，为了实现6500K和4000K之间的相关色温，可以以调光方式驱动第一发光单元122和第二发光单元124，为了实现4000K和2700K之间的相关色温，可以以调光方式驱动第二发光单元124和第三发光单元126。据此，可以组合第一发光单元至第三发光单元122、124、126而实现与6500K和2700K之间的大部分相关色温对应的光。
图8是用于说明根据本公开的又一实施例的发光装置200的概略的平面图，图9示出用于说明根据图8的实施例的发光装置的概略的色坐标。
首先，参照图8，虽然根据本实施例的发光装置200与图3的发光装置100相似，但在彼此不同的两种发光单元222、224排列的方面有差异。即，第一发光单元222和第二发光单元224排列在基础部210上。第一发光单元222和第二发光单元224可以彼此交替而排列。
由于基础部210与在先说明的基础部110相同，因此省略详细说明。并且，由于第一发光单元222和第二发光单元224的结构与参照图4或者图5而说明的相似，因此省略详细说明。
参照图9，第一发光单元222可以具有例如6500K的色温，第二发光单元224可以具有例如2700K的色温。可以利用具有6500K和2700K的色温的发光单元222、224而实现与白天的太阳光的光谱对应的光以及与早上或者晚上的太阳光的光谱对应的光。
进一步，可以通过使6500K的第一发光单元222和2700K的第二发光单元224以调光方式工作，从而实现具有6500K和2700K之间的其他相关色温的光。例如，为了实现具有4000K的色温的光，可以使6500K的第一发光单元222和2700K的第二发光单元224混合而工作。
根据本实施例，由于可以减少发光单元的种类，因此可以更加简化发光装置的工作。
图10示出用于说明根据本公开的又一实施例的发光装置的概略的色坐标。根据本实施例的发光装置包括三种发光单元，即第一发光单元至第三发光单元322、324、326，这些发光单元可以如参照图3所说明地排列在基础部110上。
并且，如在先所说明，各发光单元322、324、326均包括紫外线芯片或者紫色芯片，并且包括用于对从发光二极管芯片发出的光进行波长变换的波长变换器。但是，本实施例的发光单元322、324、326的色坐标与参照图7说明的情形有差异，利用发光二极管芯片和波长变换器设定这种色坐标。以下具体说明本实施例的发光装置的特征性构成。
在本实施例中，第一发光单元322、第二发光单元324以及第三发光单元326布置为实现普朗克轨迹上的3000K至5000K的色温。与图7的实施例不同地，第一发光单元至第三发光单元322、324、326不需要显示出普朗克轨迹上的色坐标。
第一发光单元322相比第二发光单元324和第三发光单元326可以具有接近5000K色温的色坐标，第三发光单元326相比第一发单元322和第二发光单元324可以具有接近3000K色温的色坐标。在特定实施例中，第一发光单元322的色温可以为5000K，第三发光单元326的色温还可以为3000K。
此外，第二发光单元324可以具有在CIE-1931色坐标系上位于普朗克轨迹曲线上方的色坐标。尤其是，第二发光单元324的x坐标可以在普朗克轨迹上的5000K的色温和3000K的色温之间的x坐标范围内。
进一步，连接第一发光单元322的色坐标和第二发光单元324的色坐标的直线、连接第二发光单元324的色坐标和第三发光单元326的色坐标的直线以及连接第一发光单元322的色坐标和第三发光单元326的色坐标的直线中的任何一条都不穿过普朗克轨迹上的5000K和3000K之间的区域。即，三角形区域通过第一发光单元至第三发光单元322、324、326的色坐标而被定义，普朗克轨迹上的5000K色温和3000K色温之间的曲线部分被布置在所述三角形区域内。在特定实施例中，连接第一发光单元322的色坐标和第二发光单元324的色坐标的直线可以经过5000K的色温，连接第二发光单元324的色坐标和第三发光单元326的色坐标的直线可以经过3000K的色温。并且，连接第一发光单元322的色坐标和第三发光单元326的色坐标的直线可以经过5000K的色温或者3000K的色温。
根据本实施例，可以通过以调光方式驱动第一发光单元至第三发光单元322、324、326，而实现3000K至5000K的色温范围内的普朗克轨迹上的所有色温。并且，由于第一发光单元至第三发光单元322、324、326中的任何一个都不包括蓝色发光二极管芯片，因此可以防止在蓝色区域发出强度异常高的光。
此外，根据本实施例而实现的最大色温(CTmax)根据第一发光单元322和第二发光单元324的选择可以为5000K以上，最低色温(CTmin)根据第二发光单元324和第三发光单元326的选择可以为3000K以下。
色温3000K和5000K是为了对应一天的光的光谱变化的最低要求事项，在该范围可以相似地发出与太阳光的光谱变化对应的光。
为了实现与太阳光更加相似的光，还可以提高所述最高色温(CTmax)，也可以降低所述最低色温(CTmin)。例如，所述最高色温(CTmax)可以为6000K以上，6500K以上，进一步，可以为10000K以上。并且，所述最低色温(CTmin)可以为2700K以下，进一步，可以为1800K以下。
第一发光单元322具有等于或小于与在希望实现的色温范围内的最高色温(CTmax)对应的色坐标的x坐标的x坐标值，第二发光单元324具有在希望实现的色温范围的x坐标范围内的值，第三发光单元326具有等于或大于与在希望实现的色温范围的最低色温(CTmin)对应的色坐标的x坐标的x坐标值。
例如，图11示出能够实现1800K至10000K范围内的普朗克轨迹上的色温的一实施例的色坐标。第一发光单元322具有等于或小于10000K色温的x坐标的x坐标值，第二发光单元324具有1800K和10000K之间的x坐标值，第三发光单元326具有等于或大于1800K色温的x坐标的x坐标值。此外，第二发光单元324的y坐标被设定为使第二发光单元324的色坐标位于普朗克轨迹上方。并且，第一发光单元322和第三发光单元326的y坐标值被设定为包括在0至1之间，使得通过第一发光单元至第三发光单元322、324、326的色坐标而被定义的三角形区域包括色温在1800K至10000K之间的普朗克轨迹。
在图10和图11的实施例中，普朗克轨迹上的色温可以通过使第一发光单元至第三发光单元322、324、326以调光方式工作而实现。据此，可以实现最低色温(CTmin)至最高色温(CTmax)范围内的所有色温。通过使全部3种发光单元322、324、326工作而实现所述最高色温(CTmax)和最低色温(CTmin)以外的全部色温。所述最高色温(CTmax)可以通过第一发光单元322、第一发光单元322和第二发光单元324的组合、第一发光单元322和第三发光单元326的组合或者第一发光单元至第三发光单元322、324、326的组合而实现，而最低色温(CTmin)可以通过第三发光单元326、第二发光单元324和第三发光单元326的组合、第一发光单元322和第三发光单元326的组合或者第一发光单元至第三发光单元322、324、326的组合而实现。像这样，大部分的色温通过以调光方式使三种发光单元322、324、326全部工作而实现。参照图7说明的发光装置为了实现特定色温而使部分发光单元中止工作的状态待机。但是，在本实施例，所有发光单元可以被一起驱动，据此，可以减少照明设备所需的发光单元的数量。
此外，第一发光单元至第三发光单元322、324、326，虽然可以如参照图3而说明的在基础部上排列为在一个列内重复，但并不限于此，可以以多种方式排列。图12至图14示出以多种方式将第一发光单元至第三发光单元322、324、326排列在基础部310上的发光装置300、400、500。在此，由于基础部310与参照图3说明的基础部110相似，因此省略对其的详细说明。
首先，参照图12，第一发光单元至第三发光单元322、324、326可以排列为矩阵。例如，第一发光单元322可以布置在一个行，第二发光单元324布置在下一行，第三发光单元326布置在再下一行。并且，第一发光单元至第三发光单元322、324、326可以一起排列在相同的列内。
参照图13，第一发光单元322、第二发光单元324以及第三发光单元326作为一个单位而排列为三角形，并且可以以该单位相同地重复的方式排列。根据本实施例，可以提供一种相比图12的发光装置300能够发出更加均匀的光的发光装置400。
并且，参照图14，示出了将第一发光单元322、第二发光单元324以及第三发光单元326作为一个单位而排列为三角形，并且重复布置该单位的又一不同方式。即，与排列为三角形的一个单位相邻的单位具有倒三角形形状。尤其是，相同的发光单元之间的距离可以是预定的。例如，第一发光单元322之间的距离、第二发光单元324之间的距离以及第三发光单元326之间的距离可以彼此相同。据此，发光装置500相比发光装置400可以发出更加均匀的光。
图15示出用于说明根据本公开的又一实施例的发光装置的概略的色坐标。
参照图15，根据本实施例的发光装置包括第一发光单元至第四发光单元422、424、426、428。第一发光单元至第四发光单元422、424、426、428均包括紫外线发光二极管芯片或者紫色发光二极管芯片以及波长变换器。
此外，四边形区域通过第一发光单元至第四发光单元422、424、426、428的色坐标而被定义，所需的普朗克轨迹位于所述四边形区域内。据此，可以通过所述第一发光单元至第四发光单元422、424、426、428的组合而实现位于四边形内的普朗克轨迹上的所有色温。
尤其是，第一发光单元422具有10000K色温附近的色坐标，第二发光单元424可以具有位于CIE-1931坐标系上的普朗克轨迹上方的色坐标。此外，第三发光单元426以及第四发光单元428可以位于1800K色温的附近，第三发光单元426可以位于普朗克轨迹上方，第四发光单元428可以位于普朗克轨迹下方。
根据本实施例，可以提供能够实现1800K至10000K的色温的发光装置。但是，本公开并不限于此，第一发光单元至第四发光单元422、424、426、428也可以设定为能够实现3000K至5000K范围或者其以上的色温范围。
图16是用于说明根据本公开的一实施例的第一发光单元至第三发光单元的光谱功率分布的曲线图，图17至图28是将利用图16的发光元件而实现的多种光谱和在与此对应的相关色温的黑体辐射(基准光源)的光谱进行比较而示出的曲线图。
第一发光单元至第三发光单元均包括峰值波长为大约416nm的紫色发光二极管芯片。并且，第一发光单元包括蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体以及红色荧光体，色坐标(x,y)是(0.2638,0.2756)，相关色温为1379K，并且Duv为0.0043。第二发光单元包括蓝色荧光体、绿色荧光体和黄色荧光体、红色荧光体，色坐标(x,y)是(0.3860,0.4354)，相关色温为4222K，并且Duv为0.0236。第三发光单元包括蓝色荧光体、绿色荧光体和黄色荧光体以及红色荧光体，色坐标(x,y)是(0.5439,0.4055)，相关色温为1822K，并且Duv为0.000。
所述第一发光单元至所述第三发光单元可以通过以调光方式工作而实现1800K至10000K范围的多种色温。图17至图28示出了将在利用所述第一发光单元至所述第三发光单元而实现的多种色温下的光谱与基准光源进行比较。
参照图17至图28，可以确认在通过第一发光单元至第三发光单元而实现的多种色温下的光谱与在可见光区域通过黑体辐射的光谱大体匹配。尤其是，可以确认即使在高的色温，蓝色区域的光的强度也不比其他区域的光的强度异常地高。
此外，表2示出在利用第一发光单元至第三发光单元而实现的多种色温下的平均显色指数(CRI)以及保真指数(Rf)。
[表2]
根据一示例的发光装置的CRI和Rf
CCT CRI Rf
10000K 96.2 96.9
6500K 97.6 98.1
5700K 98.3 98.3
5000K 97.3 98.2
4500K 97.4 97.5
4000K 97.4 97.4
3500K 95.6 96.8
3000K 95.6 96.4
2700K 95.2 95.9
2500K 95.6 94.8
2200K 95.0 94.6
1800K 94.3 91.8
参照表2，通过组合第一发光单元至第三发光单元实现色温，不仅可以维持高的CRI值，还可以维持高的Rf值，因此，可以实现与太阳光相似的光。
并且，在利用全部第一至第三发光单元而实现给定范围内的色温的情形下，可以减少在相同功耗下实际使用的发光单元的数量。以下，对此具体说明。为了将多种实施例彼此对比，将各发光单元的驱动电压固定为3V，将功耗固定为27W。
首先，与图7的实施例相似地，在以开启/关闭的方式将与各个色温对应的三种发光单元122、124、126以27W的功耗驱动的情形下，各使用90个发光单元。例如，为了实现6500K的色温而90个第一发光单元122工作，为了实现4000K的色温而90个第二发光单元122工作，为了实现2700K的色温而90个第三发光单元126工作。并且，在一种发光单元122工作期间，其他发光单元(例如，124和126)维持待机状态。
因此，为了以27W功耗驱动，需要全部270个发光单元，其中仅90个发光单元工作。此外，在图7的实施例，将三种发光单元122、124、126以调光方式驱动的情形下，全部270个中的180个发光单元工作，90个发光单元维持待机状态。
此外，与图9的实施例相似地，在以调光方式以27W的功耗驱动两种发光单元222、224的情形下，可以各使用90个发光单元。因此，可以以全部180个发光单元实现所需的色温。只是，在图9的实施例难以实现例如6500K和2700K之间的普朗克轨迹上的色温，并且发出位于普朗克轨迹下方的色坐标的光。
此外，在使用全部的第一发光单元至第三发光单元322、324、326而以调光方式以27W驱动所需色温的情形下，可以使用例如各60个各发光单元。因此，可以利用全部180个发光单元而实现所需色温的光。
并且，在第一发光单元322或者第三发光单元326具有与期望实现的色温相同的色坐标的情形下，可以使用90个第一发光单元322或者第三发光单元326。在此情形下，由于可以仅使用60个第二发光单元324，因此相比图6的开启/关闭驱动方式，可以减少所需的发光单元的数量。
虽然以上说明了本发明的多种实施例，但本发明并不限于这些实施例，可以进行多种变形。并且，在不脱离发明思想的范围内，特定实施例中介绍的构成要素可以应用于其他实施例。

Claims (8)

1.一种发光装置，包括：
至少一个第一发光单元，包括第一发光二极管芯片和第一波长变换器；
至少一个第二发光单元，包括第二发光二极管芯片和第二波长变换器；
至少一个第三发光单元，包括第三发光二极管芯片和第三波长变换器，
其中，所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元发出彼此不同色温的光，
所述第一发光单元的色坐标具有等于或小于与在期望实现的色温范围的最高色温对应的色坐标的x坐标的x坐标值，
所述第二发光单元的色坐标具有在期望实现的色温范围的x坐标范围内的值，
所述第三发光单元的色坐标具有等于或大于与在期望实现的色温范围的最低色温对应的色坐标的x坐标的x坐标值。
2.如权利要求1所述的发光装置，其中，
所述第二发光单元的色坐标的y坐标使所述第二发光单元的色坐标位于普朗克轨迹上方。
3.如权利要求1所述的发光装置，其中，
所述第一发光单元以及所述第三发光单元的色坐标的y坐标值在0至1之间，使得通过所述第一发光单元至所述第三发光单元的色坐标而被定义的三角形区域包括色温在1800K至10000K之间的普朗克轨迹。
4.如权利要求1所述的发光装置，其中，
所述发光装置的最高色温通过所述第一发光单元、所述第一发光单元和所述第二发光单元的组合、所述第一发光单元和所述第三发光单元的组合或者所述第一发光单元至所述第三发光单元的组合而实现。
5.如权利要求1所述的发光装置，其中，
所述发光装置的最低色温通过所述第三发光单元、所述第二发光单元和所述第三发光单元的组合、所述第一发光单元和所述第三发光单元的组合或者所述第一发光单元至所述第三发光单元的组合而实现。
6.一种包括如权利要求1至5中的任一项所述的发光装置的照明装置。
7.如权利要求6所述的照明装置，其中，
所述第一发光单元至所述第三发光单元构成为以调光方式工作而连续实现普朗克轨迹上的包括于所述三角形内的色温。
8.如权利要求7所述的照明装置，其中，
所述照明装置为了实现特定色温而使第一发光单元至第三发光单元中的至少一个发光单元以中止工作的状态待机。
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