高演色LED照明技術(shù)發(fā)展趨勢

LED照明產(chǎn)品的演色性，在照明質(zhì)量的前提下成為LED光源產(chǎn)品規(guī)劃與技術(shù)突破項(xiàng)目。從太陽光、白熾燈、水銀燈、白光LED的波長表現(xiàn)對(duì)照可知，日常光源非「能夠亮」就好，還需考慮光源亮度、照物的色彩還原，理想的人造光源必須以太陽光日照感覺為依規(guī)。以藍(lán)光LED混合YAG熒光粉的白色LED，存有綠光能隙(Green Gap)對(duì)綠色演色性較差及缺乏紅色反應(yīng)問題，因此在CRI色坐標(biāo)上呈現(xiàn)R9=0檢測結(jié)果。演色性直接影響照物在燈光下原始顏色的還原能力，在博物館、表演廳、百貨公司、藝?yán)鹊葘?duì)色彩要求高的場所，演色性為光源要求的重要項(xiàng)目。LED若成為取代各類型光源及白熾燈、高耗能光源，需具備高演色性。

一. 照明產(chǎn)品為何需對(duì)于演色性具備要求?

LED照明產(chǎn)品的演色性在日趨要求照明質(zhì)量的前提下，成為LED光源發(fā)展的下一個(gè)產(chǎn)品規(guī)劃與技術(shù)突破的重要項(xiàng)目。Energy Star在2011年5月所頒布的LED球泡型產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，明定LED照明產(chǎn)品的演色指數(shù)(CRI)最低不能低于80，且對(duì)紅色顯色性必須大于零，這表示演色指數(shù)占照明光源質(zhì)量相當(dāng)重要的一環(huán)。

(一) 各類型光源波長與演色性分析

圖一及表一說明目前常用之各類型光源的演色表現(xiàn)與波長對(duì)應(yīng)關(guān)系，圖一比較了太陽光、白熾燈、水銀燈、白光LED的波長表現(xiàn)，對(duì)照太陽光線后可清楚得知為何使用于日常生活中的光源并非「能夠亮」就好，還需要考慮光源亮度、照物的色彩還原等特性，其主因在于理想的人造光源須以太陽光日照感覺為依規(guī)。

圖一的黃色線條為太陽的波長及釋放能量，對(duì)照目前各類型光源，只有白熾燈(鎢絲燈)最符合太陽光源的波長分布狀況，由于白熾燈與鹵素?zé)舻陌l(fā)光方式一致，因此無論是白熾燈或鹵素?zé)?，其演色性都幾近太陽光的CRI=100。而其他種類的光源皆有演色性不佳的問題，如水銀燈的波長集中于530～570nm，因此其演色性平均小于30;而傳統(tǒng)以藍(lán)光LED混合YAG熒光粉制造的白色LED，原始波長集中于420～480nm，而綠色波段的480～520nm因缺乏，因此產(chǎn)生綠光能隙(Green Gap)問題對(duì)綠色演色性較差，且缺乏波長680nm以上的紅色光，因此在CRI色坐標(biāo)上呈現(xiàn)R9=0的檢測結(jié)果。

演色性直接影響照物在燈光下原始顏色的還原能力，因此演色性決定光源的適用場所，尤其是在博物館、表演廳、百貨公司、藝?yán)鹊葘?duì)色彩要求較高的場所，演色性成為光源要求的重要項(xiàng)目。因此LED為了成為全面性取代各類型光源及白熾燈、高耗能光源(如：鹵素?zé)?的取代品，在光源特性上除了須滿足熒光燈管特性外，還須符合白熾燈光源特性。本篇報(bào)告將從如何提高各LED光源演色性進(jìn)行各類型技術(shù)分析。

(二) 波長與演色性關(guān)系說明

之所以白熾燈與鹵素?zé)粼谘萆陨暇哂薪?00的表現(xiàn)，其中最主要的原因在于此兩種光源的發(fā)光方式及波長和太陽光線一樣，從可見光的低波段380nm，一直到高波段780nm具連續(xù)不間段性。此種不間段波長的光源表現(xiàn)，讓可見光波段中的各種顏色完全表現(xiàn)。

日常生活中常見的白色光線，由三原色-紅光、綠光與藍(lán)光組成，如圖二CIE色坐標(biāo)所示，人類肉眼所視白光，其實(shí)在色坐標(biāo)分布中僅為極狹窄區(qū)域，同時(shí)交會(huì)于紅色、藍(lán)色與綠色之中，且人類目視的所有色彩及色階均是由這3種顏色構(gòu)成。由此可知道為何LED光源白光技術(shù)，或者是早期映像管時(shí)代的電視光源技術(shù)、投影機(jī)光源，在發(fā)光體設(shè)計(jì)上，皆采紅光、綠光與藍(lán)光組成方式，調(diào)配影像的變化及還原色彩原真實(shí)顏色。