CN219696478U - 全光谱led器件及led设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全光谱LED器件及LED设备，通过设置峰值波长在415nm至470nm内的至少三个LED芯片单元，各LED芯片单元电连接，各LED芯片单元包括的LED芯片数量相同，且设置这至少三个LED芯片单元的峰值波长各不相同，实现平衡蓝光能量的分布；再通过这至少三个LED芯片单元与荧光胶中荧光粉之间的光谱耦合，能降低全光谱LED器件在光谱中的蓝光峰值，改善全光谱LED器件光谱的连续性，提升全光谱LED器件与自然光的相似度，使之更大限度的趋近于自然光，得到更好的色彩效果。

Description

全光谱LED器件及LED设备

技术领域

本实用新型涉及LED(l ight-emitt i ng d iode，发光二极管)领域，尤其涉及一种全光谱LED器件及LED设备。

背景技术

国际上规定了15种标准色样用于计算光源显色指数R1至R15，标准光源的15种显色指数R1至R15均为100，通常将R1至R8的平均值定义为一般显色指数(Ra)，但其他显色指数R9至R15对于评价相对应色彩的还原性同样非常重要。行业中将光源的一般显色指数Ra大于95，且R1至R15均大于90的光源称为全光谱光源。目前的全光谱LED光源一味追求显指Ra及R9参数，而忽视光谱的连续性和与自然光光谱的相似度。导致现有的全光谱LED光源存在光谱的连续性较差，蓝光峰值较高，与自然光的相似度差。

实用新型内容

鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种全光谱LED器件及LED设备，旨在解决现有全光谱LED器件存在光谱的连续性较差，蓝光峰值较高，与自然光的相似度差的问题。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种全光谱LED器件，包括峰值波长为415nm至470nm的LED芯片以及混合有荧光粉的荧光胶；所述LED芯片包括至少三个峰值波长在所述415nm至470nm内的LED芯片单元，各所述LED芯片单元包括的LED芯片数量相同，各所述LED芯片单元电连接且各所述LED芯片单元的峰值波长范围不同；所述荧光胶将各所述LED芯片单元覆盖。

在本申请的一些实施例中，所述LED芯片包括峰值波长为430nm至440nm的第一LED芯片单元，峰值波长为445nm至455nm的第二LED芯片单元，峰值波长为455nm至465nm的第三LED芯片单元。

在本申请的一些实施例中，所述第二LED芯片单元和所述第三LED芯片单元的半波宽为10nm至20nm，所述第一LED芯片单元的半波宽为15nm至25nm。

在本申请的一些实施例中，所述第三LED芯片单元中的LED芯片的尺寸，小于所述第一LED芯片单元和所述第二LED芯片单元中的LED芯片的尺寸。

在本申请的一些实施例中，所述第三LED芯片单元位于所述第一LED芯片单元和所述第二LED芯片单元之间，所述第一LED芯片单元、所述第三LED芯片单元、所述第二LED芯片单元依次设置。

在本申请的一些实施例中，所述LED芯片包括峰值波长为415nm至425nm的第四LED芯片单元，峰值波长为430nm至440nm的第五LED芯片单元，峰值波长为445nm至455nm的第六LED芯片单元，峰值波长为460nm至470nm的第七LED芯片单元。

在本申请的一些实施例中，所述第五LED芯片单元、所述第六LED芯片单元和所述第七LED芯片单元的半波宽为10nm至20nm，所述第四LED芯片单元的半波宽为15nm至25nm。

在本申请的一些实施例中，各所述LED芯片单元均为一颗LED芯片；或，各LED芯片单元均包括至少两颗LED芯片。

在本申请的一些实施例中，各所述LED芯片呈行和/或列排列，或呈交错排布，或呈旋转对称排布，或呈品字型排布。

在本申请的一些实施例中，所述全光谱LED器件还包括基板，各所述LED芯片单元设于所述基板的正面上，所述荧光胶设于所述基板上将各所述LED芯片单元覆盖。

在本申请的一些实施例中，所述全光谱LED器件还包括基座，所述基座设有容纳腔，各所述LED芯片单元设于所述容纳腔的底部，所述荧光胶的至少一部分设于所述容纳腔内将各所述LED芯片单元覆盖。

基于同样的发明构思，本申请还提供了一种LED设备，包括设备主体，以及至少一个如上所述的全光谱LED器件，所述全光谱LED器件设于所述设备主体上。

有益效果

本申请提供了一种全光谱LED器件及LED设备，通过设置峰值波长在415nm至470nm内的至少三个LED芯片单元，各LED芯片单元电连接，各LED芯片单元包括的LED芯片数量相同，且设置这至少三个LED芯片单元的峰值波长各不相同，实现平衡蓝光能量的分布；再通过这至少三个LED芯片单元与荧光胶中荧光粉之间的光谱耦合，能降低全光谱LED器件在光谱中的蓝光峰值，改善全光谱LED器件光谱的连续性，提升全光谱LED器件与自然光的相似度，使之更大限度的趋近于自然光，得到更好的色彩效果。

附图说明

图1-1为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件结构示意图一；

图1-2为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件结构示意图二；

图1-3为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件结构示意图三；

图1-4为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件结构示意图四；

图2-1为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件结构示意图五；

图2-2为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件结构示意图六；

图2-3为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件结构示意图七；

图2-4为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件结构示意图八；

图3-1为本实用新型实施例提供的常规Ra90光源的光谱示意图；

图3-2为本实用新型实施例提供的现有主流光源的光谱示意图；

图4-1为本实用新型实施例提供的LED芯片组合后的光谱示意图；

图4-2为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件在5000K色温下的光谱示意图；

图4-3为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件的Rf-Rg示意图；

图4-4为本实用新型实施例提供的Rf色调示意图；

图4-5为本实用新型实施例提供的现有全光谱LED器件的色彩矢量示意图；

图4-6为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件的色彩矢量示意图；

图4-7为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件的光谱对比示意图；

图4-8为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件在1700K色温下的光谱示意图；

图4-9为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件在2700K色温下的光谱示意图；

图4-10为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件在3000K色温下的光谱示意图；

图4-11为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件在4000K色温下的光谱示意图；

图4-12为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件在5700K色温下的光谱示意图；

图4-13为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件在6500K色温下的光谱示意图；

图4-14为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件在1300K色温下的光谱示意图；

图5为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件结构示意图九；

图6-1为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件结构示意图十；

图6-2为本实用新型实施例提供的全光谱LED器件结构示意图十一。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

本实施例提供的全光谱LED器件具有光谱连续性好，蓝光峰值低，与自然光的相似度高等优点，其采用的LED芯片包括至少三个LED芯片单元，且这至少三个LED芯片单元的峰值波长为415nm至470nm。本实施例中的这至少三个LED芯片单元电连接，具体的电连接方式可为串联、并联或串并联结合；并根据平衡蓝光能量分布的原理设置这至少三个LED芯片单元的峰值波长在415nm至470nm内各不相同，从而实现平衡蓝光能量的分布。应当理解的是，在本实施例中，各组LED芯片单元的峰值波长范围可设置为无重叠，从而保证出光效果。当然，在另一些示例中，也可设置至少一部分LED芯片单元的峰值波长范围可有重叠，只要能基本解决本实施例所要解决的上述技术问题即可。本实施例的一些示例中，各组LED芯片单元各自包括的LED芯片数量可相同，从而保证各组LED芯片单元出光的一致性，进而提升全光谱LED器件的整体出光效果。

本实施例中的全光谱LED器件还包括将各LED芯片单元覆盖的荧光胶(也可称之为封装胶)；荧光胶包括胶水以及混合于胶水内的荧光粉，本实施例中的荧光粉应当理解的是，本实施例中的荧光粉可为任意能通过与以上LED芯片单元搭配，以降低LED器件在光谱中的蓝光峰值，改善LED器件光谱的连续性，提升LED器件与自然光的相似度，使之更大限度的趋近于自然光的荧光粉组合。例如，一种示例中，荧光粉可包括但不限于青粉、绿粉、黄粉及红粉；另一些示例中，荧光粉可由青粉、绿粉、黄粉及红粉组成，此时所需的荧光粉种类少且成本低，混合比例简单。在本实施例中，具体可设置所选用的青粉在蓝光激发下发射峰值波长为490nm～510nm，绿粉在蓝光激发下发射峰值波长为520nm～540nm，黄粉在蓝光激发下发射峰值波长为570nm～590nm，红粉在蓝光激发下发射峰值波长为650nm～660nm。当然，应当理解的是，在一些应用示例中，也可将青粉、绿粉、黄粉及红粉中的至少之一等同替换为对应的QD(Quantum dot，量子点)。当然，在本实施例中的其他示例中，荧光粉包括青粉、绿粉、黄粉及红粉外，还可包括蓝绿光粉、黄绿粉、粉红粉、深红粉中的至少之一。或将荧光粉包括的青粉、绿粉、黄粉及红粉中的至少之一替换为其他具有对应性能的荧光粉，在此不再一一赘述。

本实施例中通过以上至少三个LED芯片单元与荧光胶中荧光粉之间的光谱耦合，二者的搭配能降低全光谱LED器件在光谱中的蓝光峰值，改善全光谱LED器件光谱的连续性，提升全光谱LED器件与自然光的相似度，使之更大限度的趋近于自然光，得到更好的色彩效果。

本实施例中的LED芯片从尺寸上区分可均为M i n i LED芯片，M i cro LED芯片或普通的大尺寸LED芯片，也可一部分为M i n i LED芯片，M i cro LED芯片和普通的大尺寸LED芯片中的一种，另一部分为剩余两种中的至少之一；根据LED芯片的电极分布区分，本实施例中的LED芯片可均为正装LED芯片，倒装LED芯片或垂直LED芯片，也可一部分为正装LED芯片，倒装LED芯片和垂直LED芯片中的一种，另一部分为剩余两种中的至少之一；具体可根据应用需求灵活设置，通用性好。

对于LED芯片，其峰值波长是和LED芯片的I n组分的含量直接相关，I n组分可以通过在LED芯片的外延层的量子阱GaN/I nGaN生长时对I n通入的量和生长温度进行控制，从而实现In组分的控制。例如I n含量越多LED芯片的峰值波长越长；温度越高I n挥发越多，I n含量变少，LED芯片的峰值波长越短。相应的，不同峰值波长的LED芯片的结构也不同；也即本实施例中各LED芯片单元包括的LED芯片结构存在不同。因此本实施例中可通过控制LED芯片的I n组分实现对LED芯片的峰值波长的设定。

由于LED芯片对荧光粉的激发效率随波长的增大而减小，且不同荧光粉有固定的激发效率曲线，因此本实施例中通过设计LED芯片的光谱能量与波长的搭配，实现低蓝光、光谱连续性及与自然光相似度高的全光谱LED器件。为了便于理解，本实施例下面以几种具体的LED芯片单元搭配示例进行说明。

一种示例中，全光谱LED器件的LED芯片包括电连接的第一LED芯片单元、第二LED芯片单元和第三LED芯片单元，以及将这三个LED芯片单元覆盖的荧光胶。第一LED芯片单元、第二LED芯片单元和第三LED芯片单元的峰值波长在415nm至470nm内依次递增。根据平衡蓝光能量分布的原理，本示例中可具体设置第一LED芯片单元、第二LED芯片单元和第三LED芯片单元的峰值波长在430nm至465nm内依次递增。例如可设置第一LED芯片单元的峰值波长为430nm至440nm，第二LED芯片单元的峰值波长为445nm至455nm，第三LED芯片单元的峰值波长为455nm至465nm。本示例中，可设置荧光粉包括青粉、绿粉、黄粉和红粉，例如可具体设置青粉在蓝光激发下发射峰值波长为490nm至510nm，绿粉在蓝光激发下发射峰值波长为520nm至540nm，黄粉在蓝光激发下发射峰值波长为570nm至590nm，红粉在蓝光激发下发射峰值波长为650nm至660nm。

为了进一步提升本示例中的全光谱LED器件的光谱连续性，在本示例的一些应用场景中，可进一步设置第一LED芯片单元的光辐射通量为第二LED芯片单元的光辐射通量的80％至120％，第三LED芯片单元的光辐射通量为第二LED芯片单元12的光辐射通量的60％至100％。本示例中的光辐射通量又称辐射功率，指单位时间内通过某一截面的辐射能，是以辐射形式发射、传播或接收的功率，其绝对值单位为mW。也即在本示例中，设第二LED芯片单元的光辐射通量为100％的基础上，第一LED芯片单元的光辐射通量则为80％至120％，第三LED芯片单元的光辐射通量则为60％至100％。因此在本示例中，第三LED芯片单元中的LED芯片的尺寸可小于第一LED芯片单元和第二LED芯片单元中LED芯片的尺寸，在本示例中，优选设置且第三LED芯片单元位于第一LED芯片单元和第二LED芯片单元之间，且第一LED芯片单元、第三LED芯片单元、第二LED芯片单元依次电连接。这种大小尺寸LED芯片的搭配一方面更利于LED芯片的灵活布局，另一方面还可降低成本。

在本示例中，为了进一步提升全光谱LED器件的光谱连续性，还可设置第二LED芯片单元和第三LED芯片单元的半波宽为10nm至20nm，第一LED芯片单元的半波宽为15nm至25nm。本示例中的半波宽为能量跃迁时能带跃迁的幅度表征，能够跃迁的能带越多，半波宽越大。对应就是LED芯片生长速率越慢，半波宽越小；LED芯片生长速率越快，半波宽越大，因此可以通过控制LED芯片的生长速率来灵活的设置LED芯片对应的半波宽。通过本示例中以上三个LED芯片单元的波段及半波宽的搭配，可以得到蓝光光谱部分按所需辐射通量比例分布的全光谱LED器件。

相应的，在本示例中，为了更进一步提升全光谱LED器件的光谱连续性，还可设置荧光粉的青粉在蓝光激发下的半波宽为30nm至40nm，绿粉在蓝光激发下的半波宽为95nm至115nm，黄粉在蓝光激发下的半波宽为40nm至70nm，红粉在蓝光激发下的半波宽为80nm至100nm。

在本示例中，通过上述蓝光芯片组和荧光胶的组合，能得到有效合成色温范围极宽的光源。为了便于理解，下面以几种示例的全光谱LED器件进行说明。

一种示例的全光谱LED器件包括基座，基座设有容纳腔(也可称之为碗杯或反射腔)，各LED芯片单元设于容纳腔的底部，荧光胶的至少一部分设于容纳腔内将各LED芯片单元覆盖。例如一种应用示例的全光谱LED器件参见图1-1所示，全光谱LED器件包括基座2，基座2包括容纳腔21，各LED芯片均设于容纳腔21内，荧光胶3的至少一部分填充于容纳腔21内。参见图1-1所示，本应用示例中的LED芯片包括第一LED芯片单元11、第三LED芯片单元13和第二LED芯片单元12且依次串联(当然也可设置为并联或串并联结合)；第三LED芯片单元13设于第一LED芯片单元11和第二LED芯片单元12之间。在本应用示例中，第一LED芯片单元11、第三LED芯片单元13和第二LED芯片单元12可均仅包括一颗LED芯片。但应当理解的是，根据实际需求，可以设置第一LED芯片单元11、第三LED芯片单元13和第二LED芯片单元12中均包括两颗以上的LED芯片，且各LED芯片单元包括的LED芯片可串联或并联。本应用示例中，对于基座2的结构以及容纳腔21的具体形状、尺寸不做限制。本应用示例所示的全光谱LED器件为贴片式全光谱LED器件。该全光谱LED器件的色温为1700K、2700K或3000K时，荧光胶的荧光粉与胶水的质量比可设置为1:1至2:1，全光谱LED器件的色温为4000K时，荧光粉与胶水的质量比可设置为1:2至1:1，全光谱LED器件的色温为5000K、5700K或6500K时，荧光粉与胶水的质量比可设置为1:3至1:1，全光谱LED器件的色温为13000K时，荧光粉与胶水的质量比可设置为1:5至1:2，参见以下表1所示；在以上各色温下，荧光粉的青粉、绿粉、黄粉和红粉的一种应用示例的比例参见但不限于以下表1所示。

表1

图1-1所示的全光谱LED器件，各LED芯片单元的LED芯片呈行或列排列；当然也可设置为呈矩阵(即行和列)排布。这种排列方式规整简单，易于制作。在另一应用示例中，参见图1-2所示，各LED芯片单元可并联(当然也可设置为串联或串并联结合)，且各LED芯片单元的LED芯片也可设置为呈交错排布，这种交错排布的方式使得第一LED芯片单元11、第三LED芯片单元13和第二LED芯片单元12在空间上均有错位，从而更利于三个LED芯片单元的混光，进一步提升LED器件的整体出光效果。又一应用示例中，参见图1-3所示，各LED芯片单元的LED芯片也可设置为呈品字型排布，这种品字型的方式使得第一LED芯片单元11、第三LED芯片单元13和第二LED芯片单元12在空间上也均有错位，从而更利于混光。另一应用示例中，参见图1-4所示，各LED芯片单元的LED芯片也可设置为旋转对称排布，此处的旋转对称排布是指各LED芯片以圆心为中心对称设置，使得第一LED芯片单元11、第三LED芯片单元13和第二LED芯片单元12在空间上也均有错位，从而更利于混光。由此可见，本实施例中的各LED芯片单元的LED芯片之间在空间上可采用错位设置方式，以提使得各LED芯片之间在错位空间内可以直接混光。且具体排布方式并不限于图1-1至图1-4所示的方式。

另一种示例的全光谱LED器件包括基板，各LED芯片单元设于基板的一面(正面或背面)上，荧光胶设于基板上将各LED芯片单元覆盖。例如一种应用示例的全光谱LED器件参见图2-1所示，全光谱LED器件包括基板4，各LED芯片均设于基板4上，荧光胶3设于基板4上将各LED芯片覆盖在内。本应用示例中的LED芯片包括第一LED芯片单元11、第三LED芯片单元13和第二LED芯片单元12且并联(当然也可设置为串联或串并联结合)；第三LED芯片单元13设于第一LED芯片单元11和第二LED芯片单元12之间。在本应用示例中，第一LED芯片单元11、第三LED芯片单元13和第二LED芯片单元12可均仅包括一颗LED芯片。但应当理解的是，根据实际需求，可以设置第一LED芯片单元11、第三LED芯片单元13和第二LED芯片单元12中均包括两颗以上的LED芯片，且各LED芯片单元包括的LED芯片可串联或并联。本应用示例中，对于基座4的形状、尺寸、结构以及是刚性板还是柔性版不做限制。本应用示例所示的全光谱LED器件为COB Ch ip On Board，板上芯片封装技术)LED器件。该全光谱LED器件的色温为1700K、2700K或3000K时，荧光粉与胶水的质量比为1:2至1:1，全光谱LED器件的色温为4000K时，荧光粉与胶水的质量比为1:3至1:1，全光谱LED器件的色温为5000K、5700K或6500K时，荧光粉与胶水的质量比为1:4至1:1，全光谱LED器件的色温为13000K时，荧光粉与胶水的质量比为1:5至1:2。在以上各色温下，荧光粉的青粉、绿粉、黄粉和红粉一种示例的比例参见但不限于以下表2所示。

表2

图2-1所示的全光谱LED器件，各LED芯片单元的LED芯片呈行或列排列；当然本示例中也可设置各LED芯片单元的LED芯片之间在空间上可采用错位，以提使得各LED芯片之间在错位空间内可以直接混光。例如可采用图2-2中所示的交错设置方式，或采用图2-3中所示的品字型排布，或采用图2-4中所示的旋转对称方式排布，且具体排布方式并不限于图2-1至图2-4所示的方式。

上述各实施例所示的全光谱LED器件具有低蓝光、光谱连续性及与自然光相似度高等优点。为了便于理解，下面以图1-1所示的全光谱LED器件(以下称之为“新光源”)在5000K色温下的光性能，对比现有市场上的全光谱LED器以及常规的Ra90 LED器件进行示例说明。经测试，目前市面上的全光谱LED器件(以下称之为“主流光源”)的芯片组合后的光谱见图3-1所示，而常规的Ra90光源(以下称之为“常规Ra90”)的芯片组合后的光谱见图3-2所示，而图1-1中的LED芯片组合后的光谱见图4-1所示。其中图3-1至图4-1中，横坐标为波长，纵坐标为相对光谱强度值，此处的相对光谱强度是指以光谱强度的最高峰值为1为基准进行光谱归一化而生成的光谱示意图。在I ES(I l l umi nat i ng Engi neer i ngSociety of North Amer i ca，北美照明工程协会)TM-30-15标准下，三种光源测得的色调参数参见表3所示。其中下表3中的Rf为保真度，或称之为色域值，即各标准色在测试光源照射下与在参考光源照射下相比的相似程度，数字从0至100，数值越高色彩真实度越佳。Rf等于100为最大值，代表与自然光源下的颜色无色差，色彩效果逼真；Rf等于0为最小值，代表与自然光源下的颜色色差最大，色彩效果失真。Rg为饱和度，即各标准色在测试光源照射下与参考光源相比的饱和程度，指数100代表饱和度最佳。Rg等于100代表光源的饱和度和自然光相同，色彩饱和度适中；Rg大于100，代表光源过度饱和；Rg小于100，代表光源色彩饱和度不足。

表3

在TM-30-15标准下，本实施例中新光源在5000K色温下的评价情况参见图4-2至图4-7所示。其中图4-2所示为新光源的光谱功率分布图，其中横坐标为波长，纵坐标为SPD(Spectra l Power D i str i but ion，光谱功率分布)，其中的Reference source为参考自然光，该图是以被对比光谱(即图中的Reference source)的能量为1作为基准进行能量归一化后生成的被对比光谱和对比光谱(即图中的5000K新方案)的光谱图；本实施例中图4-7至图4-14也是采用相同的原理生成，后续不再赘述。图4-7为在图4-2的基础上加入现有主流光源和常规Ra90光源的光谱对比图。图4-3所示为新光源的Rf-Rg示意图，其中的黑圆点代表参考光源(也即自然光)，图4-4为新光源的Rf色调图。由图4-4可知，新光源在各标准色(图4-4中的横坐标所示)下对应的Rf均远大于90，且基本都处于95至100之间；结合图4-3中所示的Rf与Rg的对应关系可知，Rg的取值也基本都处于95至100之间，同时参见上述表3的测试结果，在Rf的为97.9时，Rg的取值可达到100。

由上述各图可明显看出，图1-1中的全光谱LED器件的光谱连续性以及与自然光的相似度明显得到了更大的改善，蓝光峰值极大下降，且Rf和Rg均得到了较大的提升。

图4-5为现有主流光源的色彩矢量图，A0圆圈代表参考光源(自然光)，由参考光源的16个颜色分类所组成，A1圆圈代表被测光源。黑色圆圈内的任何红线都表示被测光源的这些颜色与参考光源相比更暗淡，A0圈外的任何一条线都表示被测光源的这些颜色与参考光源相比过度饱和了。当A0、A1两个圆圈完美重叠时，表示被测光源和参考光源的这些颜色是相同的，两个光源之间的显色性没有区别。而图4-6为新光源中全光谱LED器件的色彩矢量图，A0、A1两个圆圈完美重叠，也即图1-1中的全光谱LED器件射出的光与参考光源(自然光)显色性基本没有区别；换而言之，全光谱LED器件射出的光可最大限度趋近自然光，从而使全光谱LED器件能达到更好的连续性效果，其与自然光的相似度大幅度提升，也达到了更好的护眼和色彩效果。

为了便于理解连续性的问题，此处引入ASD(Average Spectra lD ifference，光谱差异度)的概念，ASD表示被测光源与标准光源的光谱差异面积与标准光源光谱面积的比值，是衡量光谱连续性的一个指标，越小越好，最小值为0。ASD值的计算如以下公式(1)：

ASD＝∫^λ _λ ² ₁∣A(λ)-S(λ)∣/S(λ)dλ………………(1)；

其中A(λ)为目标光谱，S(λ)为自然光光谱。设λ1＝400nm，λ2＝700nm，根据上述公式(1)计算出来的ASD值见表5。可见本实施例中新光源的ASD值远小于Ra90光源和市场上主流光源。

表5

参数	主流光源	常规Ra90	新光源
				ASD	23.62％	28.01％	14.13％

图1-2至图2-4所示的全光谱LED器件也具有低蓝光、光谱连续性及与自然光相似度高等优点。经测试，图1-2至图2-4所示的全光谱LED器件和图1-1所示的全光谱LED器件在5000K色温下的光性能基本一致。在1700K、2700K、3000K、4000K、5700K、6500K和13000K下的光谱功率分布图分别参见图4-8至图4-14所示(具体参见图中新方案所示的曲线)。

根据平衡蓝光能量分布的原理，本示例中也可具体设置图1-1至图2-4中的第一LED芯片单元、第二LED芯片单元和第三LED芯片单元的峰值波长在415nm至470nm内依次递增。例如，可具体设置第一LED芯片单元的峰值波长为415nm至430nm，第二LED芯片单元的峰值波长为440nm至450nm，第三LED芯片单元的峰值波长为450nm至465nm，各组LED芯片单元的半波宽范围可适当调整或保持不变，荧光粉保持不变或做适当调整；或具体设置第一LED芯片单元的峰值波长为420nm至435nm，第二LED芯片单元的峰值波长为436nm至450nm，第三LED芯片单元的峰值波长为455nm至460nm，各组LED芯片单元的半波宽范围可适当调整或保持不变，荧光粉保持不变或做适当调整；或具体设置第一LED芯片单元的峰值波长为400nm至435nm，第二LED芯片单元的峰值波长为440nm至450nm，第三LED芯片单元的峰值波长为450nm至460nm；各组LED芯片单元的半波宽范围可适当调整或保持不变，荧光粉保持不变或做适当调整等。且经测试，以上调整后所得到的全光谱LED器件的出光效果与图1-1所示的全光谱LED器件类似，也即均能提升光谱连续性以及与自然光的相似度，且能降低蓝光峰值。

本实施例的另一示例中，全光谱LED器件的LED芯片单元包括电连接(可为串联、并联或串并联结合)的第四LED芯片单元、第五LED芯片单元、第六LED芯片单元和第七LED芯片单元，这四个LED芯片单元的峰值波长在415nm至470nm取不同的范围值，例如各LED芯片单元的峰值波长依次递增。根据平衡蓝光能量分布的原理，本示例中可设置第四LED芯片单元的峰值波长为415nm至425nm，第五LED芯片单元的峰值波长为430nm至440nm，第六LED芯片单元的峰值波长为445nm至455nm，第七LED芯片单元的峰值波长为460nm至470nm。本示例中，可设置荧光粉包括青粉、绿粉、黄粉和红粉。例如可设置青粉在蓝光激发下发射峰值波长为490nm至510nm，绿粉在蓝光激发下发射峰值波长为520nm至540nm，黄粉在蓝光激发下发射峰值波长为570nm至590nm，红粉在蓝光激发下发射峰值波长为650nm至660nm。

为了进一步提升本示例中的全光谱LED器件的光谱连续性，在本示例中，可进一步设置第四LED芯片单元和第六LED芯片单元的光辐射通量为第五LED芯片单元的光辐射通量的80％至120％，第七LED芯片单元的光辐射通量为第五LED芯片单元的光辐射通量的60％至100％。也即在本示例中，设第五LED芯片单元的光辐射通量为100％的基础上，第四LED芯片单元和第六LED芯片单元的光辐射通量则为80％至120％，第七LED芯片单元的光辐射通量则为60％至100％。四者组合后所得到的蓝光光谱图类似图4-1所示。因此在本示例中，第七LED芯片单元中LED芯片的尺寸可小于第四LED芯片单元、第五LED芯片单元和第六LED芯片单元中LED芯片的尺寸，这种大小尺寸LED芯片的搭配一方面更利于LED芯片的灵活布局，另一方面还可降低成本；且可设置第七LED芯片单元位于第四LED芯片单元和第五LED芯片单元之间，第四LED芯片单元、第七LED芯片单元、第五LED芯片单元和第六LED芯片单元串联、并联或串并联结合，以更利于各组LED芯片单元混光，保证出光效果。

在本示例中，为了进一步提升全光谱LED器件的光谱连续性，还可设置第五LED芯片单元、第六LED芯片单元和第七LED芯片单元的半波宽为10nm至20nm，第四LED芯片单元的半波宽为15nm至25nm。通过本示例中以上四个LED芯片的波段及半波宽的搭配，可以得到蓝光光谱部分按所需辐射通量比例分布的全光谱LED器件。

相应的，在本示例中，为了更进一步提升全光谱LED器件的光谱连续性，还可设置荧光粉的青粉在蓝光激发下的半波宽为30nm至40nm，绿粉在蓝光激发下的半波宽为95nm至115nm，黄粉在蓝光激发下的半波宽为40nm至70nm，红粉在蓝光激发下的半波宽为80nm至100nm。

在本示例中，通过上述蓝光芯片组和荧光胶的组合，能得到有效合成色温范围极宽的光源。为了便于理解，下面也以几种应用示例的全光谱LED器件进行说明。

一种应用示例中的全光谱LED器件参见图5所示，全光谱LED器件包括基座2，基座2包括容纳腔21，第四LED芯片单元14、第五LED芯片单元15、第六LED芯片单元16以及第七LED芯片单元17均设于容纳腔21内且依次串联(也可替换为并联或串并联结合)，荧光胶3的至少一部分填充于容纳腔21内。在本应用示例中，第四LED芯片单元14、第五LED芯片单元15、第六LED芯片单元16以及第七LED芯片单元17也可均仅包括一颗LED芯片。但应当理解的是，根据实际需求，也可以设置第四LED芯片单元14、第五LED芯片单元15、第六LED芯片单元16以及第七LED芯片单元17中均包括两颗以上的LED芯片。本应用示例中，对于基座2的结构以及容纳腔21的具体形状、尺寸不做限制。且本示例中各LED芯片单元的LED芯片排布方式可参见但不限于上述示例的排布方式。本示例中该全光谱LED器件的色温可覆盖1700K至13000K，其荧光粉的组成可与上述各示例中的荧光粉相同或根据需求进行微调整，且经测试其光性能与上述各示例中的全光谱LED器件基本一致，在此也不再赘述。

另一种应用示例中的全光谱LED器件参见图6-1所示，其包括基板4，各LED芯片单元均设于基板4的同一面(例如设于基板4的正面或背面)上，荧光胶3设于基板4上将各LED芯片单元覆盖；参见图6-1所示，本应用示例中第四LED芯片单元14、第五LED芯片单元15、第六LED芯片单元16以及第七LED芯片单元17均设于基板4上且并联(也可替换为串联或串并联结合)。且第四LED芯片单元14、第五LED芯片单元15、第六LED芯片单元16以及第七LED芯片单元17可均仅包括一颗LED芯片，也可根据需求设置为包括两颗以上的LED芯片。本应用示例中所得到的图6-1所示的全光谱LED器件为COB全光谱LED器件；该全光谱LED器件的色温也可覆盖1700K至13000K，其荧光粉的组成可与上述各示例中的荧光粉相同或根据需求进行微调整，其光性能与上述各示例中的全光谱LED器件基本一致，在此不再赘述。图6-1中所示的全光谱LED器件的各LED单元的LED芯片呈列设置，当然也可根据需求将其调整为呈矩阵排布，例如参见图6-2所示。

在本实施例的其他应用示例中，根据平衡蓝光能量分布的原理，本示例中也可对设置图5至图6-2中的四个LED芯片单元的峰值波长的组合在415nm至470nm内进行适当的调整。例如，可设置第四LED芯片单元14的峰值波长为416nm至426nm，第五LED芯片单元15的峰值波长为431nm至441nm，第六LED芯片单元16的峰值波长为446nm至456nm，第七LED芯片单元17的峰值波长为461nm至470nm，各组LED芯片单元的半波宽范围可适当调整或保持不变，荧光粉保持不变或做适当调整；或具体设置第四LED芯片单元14的峰值波长为415nm至430nm，第五LED芯片单元15的峰值波长为431nm至445nm，第六LED芯片单元16的峰值波长为446nm至460nm，第七LED芯片单元17的峰值波长为461nm至470nm，各组LED芯片单元的半波宽范围可适当调整或保持不变，荧光粉保持不变或做适当调整；或具体设置第四LED芯片单元14的峰值波长为415nm至429nm，第五LED芯片单元15的峰值波长为430nm至444nm，第六LED芯片单元16的峰值波长为445nm至459nm，第七LED芯片单元17的峰值波长为460nm至468nm；各组LED芯片单元的半波宽范围可适当调整或保持不变，荧光粉保持不变或做适当调整等。且经测试，以上调整后所得到的全光谱LED器件的出光效果与图3-3所示的全光谱LED器件类似，也即均能提升光谱连续性以及与自然光的相似度，且能降低蓝光峰值。

以上示例分别示意了三个LED芯片单元和四个LED芯片单元的组合方式，但应当理解的是，在本实施例中，还可根据需求采用五组或五组以上的光LED芯片组组合，且一组LED芯片单元可以仅包括一颗对应峰值波长和半波宽范围的LED芯片，也可根据需求设置为多颗LED芯片，在此不再一一赘述。在本实施例中，上述各示例中的青粉可采用但不限于氮氧化物BaSi2O2N2:Eu2+；绿粉可采用但不限于铝酸盐Lu3Al5O12:Ce3+；黄粉可采用但不限于硅酸盐Ba2S iO4:Eu2+或S iAlON:Eu2+等；以及红粉可采用但不限于氮化物Sr,CaAl SiN3:Eu2+；本实施例对青粉、绿粉、黄粉和红粉的具体材质不做限制。

本实施例还提供了一种LED设备，其包括设备主体，以及至少一个如上所示的全光谱LED器件，全光谱LED器件设于设备主体上。本实施例中的LED设备可为照明设备，例如可为可但不限于各种灯具，其设备主体可为灯座，至少一颗全光谱LED器件可设置于灯座上。该LED设备可用于但不限于家用照明、医用照明、教育照明、植物照明、装饰照明领域、交通照明领域等。当然，该LED设备还可作为手机、计算器、键盘等具有按键设备的按键背光或照明光源；或制作成摄像头的闪光灯或补光灯等。

本实施例中该LED设备也可为显示设备，设备主体可为但不限于显示屏主体，至少一颗全光谱LED器件可设置于显示屏主体上。具体的该LED设备可应用于背光显示屏作为背光光源，也可应用于直显显示屏作为直显光源。

上述应用仅仅是本实施例所示例的几种应用，并不限于上述示例的几种领域，在此不再一一赘述。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种全光谱LED器件，其特征在于，包括峰值波长为415nm至470nm的LED芯片以及混合有荧光粉的荧光胶；所述LED芯片包括至少三个峰值波长在所述415nm至470nm内的LED芯片单元，各所述LED芯片单元包括的LED芯片数量相同，各所述LED芯片单元电连接且各所述LED芯片单元的峰值波长范围不同；所述荧光胶将各所述LED芯片单元覆盖。

2.如权利要求1所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述LED芯片包括峰值波长为430nm至440nm的第一LED芯片单元，峰值波长为445nm至455nm的第二LED芯片单元，峰值波长为455nm至465nm的第三LED芯片单元。

3.如权利要求2所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述第二LED芯片单元和所述第三LED芯片单元的半波宽为10nm至20nm，所述第一LED芯片单元的半波宽为15nm至25nm。

4.如权利要求2所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述第三LED芯片单元中的LED芯片的尺寸，小于所述第一LED芯片单元和所述第二LED芯片单元中的LED芯片的尺寸。

5.如权利要求4所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述第三LED芯片单元位于所述第一LED芯片单元和所述第二LED芯片单元之间，所述第一LED芯片单元、第三LED芯片单元、所述第二LED芯片单元依次设置。

6.如权利要求1所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述LED芯片包括峰值波长为415nm至425nm的第四LED芯片单元，峰值波长为430nm至440nm的第五LED芯片单元，峰值波长为445nm至455nm的第六LED芯片单元，峰值波长为460nm至470nm的第七LED芯片单元。

7.如权利要求6所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述第五LED芯片单元、所述第六LED芯片单元和所述第七LED芯片单元的半波宽为10nm至20nm，所述第四LED芯片单元的半波宽为15nm至25nm。

8.如权利要求1-7任一项所述的全光谱LED器件，其特征在于，各所述LED芯片单元均为一颗LED芯片；或，各LED芯片单元均包括至少两颗LED芯片。

9.如权利要求8所述的全光谱LED器件，其特征在于，各所述LED芯片呈行和/或列排列，或呈交错排布，或呈旋转对称排布，或呈品字型排布。

10.如权利要求1-7任一项所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述全光谱LED器件还包括基板，各所述LED芯片单元设于所述基板的正面上，所述荧光胶设于所述基板上将各所述LED芯片单元覆盖。

11.如权利要求1-7任一项所述的全光谱LED器件，其特征在于，所述全光谱LED器件还包括基座，所述基座设有容纳腔，各所述LED芯片单元设于所述容纳腔的底部，所述荧光胶的至少一部分设于所述容纳腔内将各所述LED芯片单元覆盖。

12.一种LED设备，其特征在于，包括设备主体，以及至少一个如权利要求1-11任一项所述的全光谱LED器件，所述全光谱LED器件设于所述设备主体上。