專利名稱：提高低色溫冷白光led矩陣光源顯色指數(shù)及色溫的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于LED半導體固體照明技術領域，涉及一種提高低色溫冷白光LED矩陣 光源顯色指數(shù)及色溫的方法。
背景技術：
眾所周知，低色溫(5000K-10000K)冷白光大功率LED具有更高的發(fā)光效率，目前， 商用IW的LED已做到1301m/W的光效，IW中白光LED，色溫為3700K-5000K，光效只做到 1001m/ff以下，而彡80的所謂高顯色指數(shù)暖白光LWD，色溫CCT 2600K-3700K, Iff光效只 能做到801m/W左右。更高的光效意味著更節(jié)能，同時制作成的LED燈具發(fā)熱量更小，可靠 性更高，有效壽命更長。雖然低色溫冷白光LED具有極高的光效，但顯色指數(shù)(CRI)很低，70，而暖白 光雖然有不錯的顯色指數(shù)，Ra彡80，但這要損失20%以上光電轉化效率。照明領域的所有 場合中，顯色性已經(jīng)越來越得到重視，特別是室內環(huán)境，對顯色性要求更高。美國能源之星 對用于室內照明的LED燈的顯色指數(shù)規(guī)定Ra ^ 75，在國內的照明設計標準中，也規(guī)定有辦 公室和賓館飯店中的顯色指數(shù)應在80以上的要求。高光效和高顯色性是LED光源關鍵，LED矩陣光源整燈的高光效(》1001m/ff)和 高顯色指數(shù)(Ra ^ 80)且符合照明環(huán)境或照明作業(yè)對象的白光LED光源才是最好的光源。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種提高低色溫冷白光LED矩陣光源顯色指數(shù)及色溫的方 法，既發(fā)揮低色溫冷白LED的高光效，又提高矩陣整體顯色指數(shù)，保證Ra ^ 85，同時調整其 色溫。本發(fā)明所采用的技術方案是，一種提高低色溫冷白光LED矩陣光源顯色指數(shù)及色 溫的方法，在冷白光LED矩陣光源中搭配紅光LED進行補償，所搭配的紅光LED為總LED數(shù) 量的 0% -15%。本發(fā)明的提高低色溫冷白光LED矩陣光源顯色指數(shù)及色溫的方法，其特征還在 于所述的使用紅光LED補償時，同時輔助搭配占總LED數(shù)量的0% -5%的綠光LED。本發(fā)明的有益效果是，運用紅光LED進行主要補償，或者再輔以綠光LED補償，提 高低色溫冷白光LED矩陣光源顯色指數(shù)及色溫的方法。使LED矩陣光源應用中，既發(fā)揮低 色溫冷白LED的高光效，又提高矩陣整體顯色指數(shù)，使Ra ^ 85，同時調整其色溫，既節(jié)能低 碳減排，又獲得較佳的環(huán)境照明顯色效果，提高環(huán)境照舒適度。


圖1是白熾燈、熒光燈、日光光譜圖；圖2是典型冷白光LED發(fā)光光譜圖；圖3是本發(fā)明實施例1的紅光LED補償?shù)腎OOW矩陣光源；
圖4是實施例1紅光LED補償后的100W LED光源光譜圖；圖5是本發(fā)明實施例2的紅光和綠光LED補償?shù)?0W矩陣光源。圖中，1.白光 LED，2.紅光 LED，3.綠光 LED。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。光源對物體的顯色能力稱為其顯色性，顯色性用顯色指數(shù)(CRI)來表征。我國國 家標準“光源顯色性評價方法GB/T5702-2003”以及CIE等國際標準都規(guī)定了光源顯色指數(shù) 類似的評價方法，為了檢驗物體在待測光源下所顯現(xiàn)的顏色與在參照光源下所顯現(xiàn)的顏色 相符的程度，采用“一般顯色性指數(shù)Ra”作為定量評價指針。顯色性指數(shù)最高為100。顯色 性指數(shù)的高低，就表示物體在該光源下“變色”和“失真”的程度。能正確表現(xiàn)物質本來的顏色需使用顯色指數(shù)(CRI)高的光源，其數(shù)值接近100，顯 色性最好，這樣的光源具有比較完整、均勻、連續(xù)光譜，當光源光譜中很少或缺乏被照物體 的某些顏色光譜時，被照物體反射光顏色會產生明顯的色移，色差程度也越大，光源對該色 的顯色性越差，光源的顯色指數(shù)就低。70左右顯色指數(shù)的LED冷白光光源，不能滿足更高顯 色要求的場所。圖1為顯色性好，顯色指數(shù)大于85的三種光源光譜圖，其中日光和白熾燈光源顯 色指數(shù)接近100。觀察三者光譜，除熒光燈外，在可見光范圍內光譜連續(xù)且比較均勻，特別是 日光光譜，可見光波長400nm-700nm之間輻射能量幾乎連續(xù)均勻分布，因此無論照射在什 么顏色的物體上，物體反射光的光譜都具有足夠的強度來顯色。同這三者光譜相比，圖2為 不連續(xù)光譜，圖2所示的LED冷白光光譜是不連續(xù)光譜，在630nm-700nm處的紅光區(qū)域強度 很弱，在490nm附近的藍綠光區(qū)域也相對較弱，當這種光照射到紅顏色物體上時，只會顯示 暗紅色，不能如實反映出物體本身的顏色，顯色性較差，因此其顯色指數(shù)比較低。比對可知，冷白光LED光譜中只有設法補償自身所缺失的光譜段才能使整體光源 光譜均勻連續(xù)，提高顯色性，調整其色溫。因此，對于LED光源，只能從其它顏色LED (不 同分布光譜LED)考慮補償，這樣制作工藝及驅動設計才容易兼容，操作性也高。商用藍 色、綠色、黃色、紅橙色、紅色等彩色LED發(fā)光光譜，主波長分別是465nm-485nm的藍色LED 光譜、520nm-535nm的綠色LED光譜、585nm_595nm的黃色LED光譜，以及610nm_620nm和 620nm-630nm紅橙色LED光譜和紅色LED光譜。冷白光LED光譜中在620nm-700nm處的紅光區(qū)域強度很弱，需要補償紅色光譜，在 490nm附近的藍綠光區(qū)域也相對較弱，但光譜段較短，這對顯色性影響有限，且綠色LED光 譜主波長為535nm，在535nm時冷白光LED光譜相對輻射還比較強，所以整體首先需要考慮 對紅色630nm補償。 紅光LED光譜能量分布為620nm-630nm集中分布，集中能量的光譜寬度大約 IOnm,而冷白光LED光譜能量分布從430nm-600nm之間比較集中，平均相對強度0. 4， 那么補償時，假設630nm紅光從零補償?shù)?. 4相對強度，那么需要紅色LED能量大約為 IOnm+ (600nm-430nm) = 5. 5%，所以在補償?shù)臒艟週ED矩陣中，需要占總功率5%左右的紅 色LED，才能達到頻譜補償目的，從而提高整體LED矩陣的顯色指數(shù)。
附表，三基色白光，紅綠藍光功率比例與色溫CCT和顯色指數(shù)Ra關系
權利要求
1.一種提高低色溫冷白光LED矩陣光源顯色指數(shù)及色溫的方法，其特征在于在冷白 光LED矩陣光源中搭配紅光LED進行補償，所搭配的紅光LED為總LED數(shù)量的0% -15%。
2.根據(jù)權利要求1所述的提高低色溫冷白光LED矩陣光源顯色指數(shù)及色溫的方法，其 特征在于所述的使用紅光LED補償時，同時輔助搭配占總LED數(shù)量的的綠光LED。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高低色溫冷白光LED矩陣光源顯色指數(shù)及色溫的方法，在冷白光LED矩陣光源中搭配紅光LED進行補償，所搭配的紅光LED為總LED數(shù)量的0％-15％，或者再輔助搭配占總LED數(shù)量的0％-5％的綠光LED。本發(fā)明的方法，使LED矩陣光源應用中，既發(fā)揮低色溫冷白LED的高光效，又提高矩陣整體顯色指數(shù)，同時調整其色溫，既節(jié)能低碳減排，又獲得較佳的環(huán)境照明顯色效果，提高環(huán)境照舒適度。
文檔編號F21V23/00GK102095184SQ20111000366
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權日2011年1月10日
發(fā)明者劉義芳, 王清平, 賈彧婕, 邢先鋒 申請人:西安明泰半導體科技有限公司