led荧光粉

LED荧光粉是制造白色LED的必须材料。

首先，我们要了解白色LED的发光原理。白色LED芯片是不存在的。我们见到的白色LED 一般是蓝光芯片激发黄色荧光粉发出白色光的。好比：蓝色涂料和黄色涂料混在一起就变成了白色。

其次，不同波长的LED蓝光芯片需要配合不同波长的黄色荧光粉能够最大化的发出白光。

所以说，LED荧光粉是制造白色LED必须的东西（白色LED也有另外几种发光方式，但是市面上白色LED95%都是蓝光芯片激发黄色荧光粉的原理）。

黑体(热力学)

任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body)，以此作为热辐射研究的标准物体。

所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射)。显然自然界不存在真正的黑体，但许多地物是较好的黑体近似( 在某些波段上)。黑体辐射情况只与其温度有关,与组成材料无关.

基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff)，在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关。按照基尔霍夫辐射定律，在一定温度下，黑体必然是辐射本领最大的物体，可叫作完全辐射体。用公式表达如下：

Er =α*Eo

Er——物体在单位面积和单位时间内发射出来的辐射能；

α——该物体对辐射能的吸收系数；

Eo——等价于黑体在相同温度下发射的能量，它是常数。

普朗克辐射定律(Planck)则给出了黑体辐射的具体谱分布，在一定温度下，单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为

B(λ，T)=2hc2 /λ5 ·1/exp(hc/λRT)-1

B(λ，T)—黑体的光谱辐射亮度(W，m-2 ，Sr-1 ，μm-1 )

λ—辐射波长(μm)

T—黑体绝对温度(K、T=t+273k)

C—光速(2.998×108 m·s-1 )

h—普朗克常数，6.626×10-34 J·S

K—波尔兹曼常数(Bolfzmann)，1.380×10-23 J·K-1 基本物理常数

由图2.2可以看出：

①在一定温度下，黑体的谱辐射亮度存在一个极值，这个极值的位置与温度有关，这就是维恩位移定律(Wien)

λm T=2.898×103 (μm·K)

λm —最大黑体谱辐射亮度处的波长(μm)

T—黑体的绝对温度(K)

根据维恩定律，我们可以估算，当T～6000K时，λm ～0.48μm(绿色)。这就是太阳辐射中大致的最大谱辐射亮度处。

当T～300K，λm～9.6μm，这就是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处。

②在任一波长处,高温黑体的谱辐射亮度绝对大于低温黑体的谱辐射亮度，不论这个波长是

否是光谱最大辐射亮度处。

如果把B(λ，T)对所有的波长积分，同时也对各个辐射方向积分，那么可得到斯特番—波耳兹曼定律(Stefan-Boltzmann)，绝对温度为T的黑体单位面积在单位时间内向空间各方向辐射出的总能量为B(T)

B(T)=δT4 (W·m-2 )

δ为Stefan-Boltzmann常数, 等于5.67×10-8 W·m-2 ·K-4

但现实世界不存在这种理想的黑体，那么用什么来刻画这种差异呢?对任一波长，定义发射率为该波长的一个微小波长间隔内，真实物体的辐射能量与同温下的黑体的辐射能量之比。显然发射率为介于0与1之间的正数，一般发射率依赖于物质特性、环境因素及观测条件。如果发射率与波长无关，那么可把物体叫作灰体(grey body)，否则叫选择性辐射体。

[编辑本段]黑体的模型(热力学)

黑体的吸收率α=1，这意味着黑体能够全部吸收各种波长的辐射能。尽管在自然界并不存在黑体，但用人工的方法可以制造出十分接近于黑体的模型。黑体模型的原理如下：取工程材料（它的吸收率必然小于黑体的吸收率）制造一个球壳形的空腔，使空腔壁面保持均匀的温度，并在空腔上开一个小孔。射入小孔的辐射在空腔内要经过多次的吸收和反射，而每经历一次吸收，辐射能就按照内壁吸收率的大小被减弱一次，最终能离开小孔的能量是微乎其微的，可以认为所投入的辐射完全在空腔内部被吸收。所以，就辐射特性而言，小孔具有黑体表面一样的性质。值得指出的是，小孔面积占空腔内壁总面积的比值越小，小孔就月接近黑体。若这个比值小于0.6%，当内壁吸收率为60%时，计算表明，小孔的吸收率可达99.6%。应用这种原理建立的黑体模型，在黑体辐射的实验研究以及为实际物体提供辐射的比较标准等方面都十分有用

你好

荧光粉的配置一般都是各家公司的机密性文件，具体配比不方便透露。

但是荧光粉的配比也是有规律，一般都是AB胶+YAG荧光粉+扩散剂（粉），粉的浓度决定了白光的颜色，浓度大颜色黄红，浓度小颜色兰白。荧光粉的种类也有很多，各种粉做对应的产品，比如有做高亮的，有做高显色的，有做漂亮光斑的，不过各种粉都有它的优弊端，有时候往往需要添加多种粉来达到您想要的效果，这时候就需要经验的积累了。

1. 改变树脂内YAG荧光体浓度之后，LED色区坐标的结果，由图可知只要色坐标是在LED 与YAG荧光体两色坐标形成的直线范围内，就可任意调整色调，依此可知YAG荧光体浓度较低时，蓝色穿透光的比率较多，整体就会呈蓝色基调白光；相对的如果YAG荧光体浓度较高时，黄色转换光的比率较多，整体呈黄色基调白光。

如上所述将部份蓝色LED当作互补色的方式，不需要高密度(与树脂的百分比)的荧光体涂布，因此可以有效降低荧光体的使用量。一般而言荧光体与树脂的百分比，虽然会随着YAG荧光体的转换效率，与碗杯的形状而改变，不过10～20wt%左右低配合比就能获得白光。此外由于蓝光LED放射的光强度，在中心轴与周围的分布并不相同，即使LED芯片周围的YAG荧光体的密度完全相同，仍然会造成轴上与周围的光线不均等问题，这也是今后必需克服的课题之一。

2. 白光LED的显色指数（CRI）与蓝光芯片，YAG荧光粉，相关色温等有关，其中最重要的是YAG粉，不同色温区的LED，用的粉及蓝光芯片不一样，目标色温越低的管子用的粉发射峰值要越长，芯片的峰值也要长，低于4000K色温，还要另外加入发红光的粉，以弥补红成分的不足，达到提高高显色指数的目的，在保持的芯片及粉不变的条件下，色温越

高CRI越高，另外，半峰宽值大的蓝光芯片也有利于提高显色指数。至于，制作工艺我认为对CRI影响不是很大。

我们在生产中总结出来，蓝光与Y AG的最佳匹配关系如下：

YAG发射峰值/nm 蓝光峰值波长/nm

530±5 450-455

540±5 455-460

550±5 460-465

555±5 465-470

这样做出的白光比较白，一般芯片厂家提供的都是主波长，峰值波长要用专门仪器测试，测出来的值一般都比主波长短5nm左右。

荧光粉与芯片波长决定了色座标中一条直线·确定了荧光粉与晶片波长.只要增加减少配比都可以调节色座标在此一条直线上位置·

迄今致力于制造及销售以萤光粉(无机萤光粉)为中心的精密化学品。在研制发光物质的过程中,于1993年发表了震惊世界的蓝色LED 以来,相继实现了紫外～黄色的氮化物LED及白色LED的商品化,大幅度扩大了LED的应用领域。YAG 荧光粉为日亚专利，转化效率最高。

补充LED知识如下：

LED采用荧光粉实现白光主要有三种方法，但它们并没有完全成熟，由此严重地影响白光LED在照明领域的应用。具体来说，

第一种方法是在蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的黄色荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光。该技术被日本Nichia公司垄断，而且这种方案的一个原理性的缺点就是该荧光体中Ce3+离子的发射光谱不具连续光谱特性，显色性较差，难以满足低色温照明的要求，同时发光效率还不够高，需要通过开发新型的高效荧光粉来改善。

第二种实现方法是蓝色LED芯片上涂覆绿色和红色荧光粉，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光，显色性较好。但是，这种方法所用荧光粉有效转换效率较低，尤其是红色荧光粉的效率需要较大幅度的提高。

第三种实现方法是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉，利用该芯片发射的长波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm-410nm)来激发荧光粉而实现白光发射，该方法显色性更好，但同样存在和第二种方法相似的问题，且目前转换效率较高的红色和绿色荧光粉多为硫化物体系，这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大，因此开发高效的、低光衰的白光LED用荧光粉已成为一项迫在眉睫的工作。

LED的显色性

发布时间：2012-02-21 9:10:47 发布人：

原则上，人造光线应与自然光线相同，使人的肉眼能正确辨别事物的颜色，当然，

这要根据照明的位置和目的而定。

光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做"显色指数"（Ra）。显色性是指

事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一标准光源下所显示的颜色关系。Ra值的确定，是

将DIN6169标准中定义的8种测试颜色在标准光源和被测试光源下做比较，色差越小则

表明被测光源颜色的显色性越好。

显色性是一个相对值，在太阳光下或白炽灯的照射下物体的显色性定为100，在其他光的照射下物体的显色性就0——100的范围中，目前LED灯具的显色性一般在60-80。

色温

编辑词条

色温是可见光在摄影、录象、出版等领域具有重要应用的特征。光源的色温是通过对比它的色彩和理论的热黑体辐射体来确定的。热黑体辐射体与光源的色彩相匹配时的开尔文温度就是那个光源的色温，它直接和普朗克黑体辐射定律相联系。

目录

基本介绍

详细介绍

1.原理

2.作用

3.摄影

4.显示屏

色温相关

1.色温定位

2.色温选择

3.色温效应

4.色温平衡

灯光谱图

展开

编辑本段基本介绍

色温是表示光源光谱质量最通用的指标。一般用Tc表示。

色温是按绝对黑体来定义的，光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。

低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相

编辑本段详细介绍

对说要多些，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。一些常用光源的色温为：标准烛光为1930K（开尔文温度单位）；钨丝灯为2760-2900K；荧光灯为3000K；闪光灯为3800K；中午阳光为5600K；电子闪光灯为6000K；蓝天为12000-18000K。

在讨论彩色摄影用光问题时，摄影家经常提到“色温”的概念。色温究竟是指什么?

我们知道，通常人眼所见到的光线，是由7种色光的光谱叠加所组成。但其中有些光线偏蓝，有些则偏红，色温就是专门用来量度和计算光线的颜色成分的

方法，是19世纪末由英国物理学家洛德·开尔文所创立的，他制定出了一整套色温计算法，而其具体确定的标准是基于以一黑体辐射器所发出来的波长。

色温（ColorTemperature）是高档显示器一个性能指标。我们知道，光源发光时会产生一组光谱，用一个纯黑体产生出同样的光谱时所需要达到的某一温度，这个温度就是该光源的色温。现在的15英寸以上数控显示器肯定带有色温调节功能，通过该功能（一般有9300K、6500K、5000K三个选择）可以使显示器的色彩能够满足高标准工作要求。高档产品中有些还支持色温线性调整功能。

光源的颜色常用色温这一概念来表示。光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。在黑体辐射中，随着温度不同，光的颜色各不相同，黑体呈现由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的渐变过程。某个光源所发射的光的颜色，看起来与黑体在某一个温度下所发射的光颜色相同时，黑体的这个温度称为该光源的色温。“黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成份则越多，而红色的成份则越少。例如，白炽灯的光色是暖白色，其色温表示为2700K，而日光色荧光灯的色温表示方法则是6000K。

某些放电光源，它发射光的颜色与黑体在各种温度下所发射的光颜色都不完全相同。所以在这种情况下用“相关色温”的概念。光源所发射的光的颜色与黑体在某一温度下发射的光的颜色最接近时，黑体的温度就称为该光源的相关色温。

光源色温不同，光色也不同，带来的感觉也不相同：

<3300K 温暖（带红的白色）稳重、温暖

3000－5000K 中间（白色）爽快

>5000K 清凉型（带蓝的白色）冷

色温与亮度：高色温光源照射下，如亮度不高则给人们有一种阴冷的气氛；低色温光源照射下，亮度过高会给人们有一种闷热感觉。光色的对比：在同一空间使用两种光色差很大的光源，其对比将会出现层次效果，光色对比大时，在获得亮度层次的同时，又可获得光色的层次。

原理

开尔文认为，假定某一纯黑物体，能够将落在其上的所有热量吸收，而没有损失，同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话，它产生辐射最大强度的波长随温度变化而变化。例如，当黑体受到的热力相当于500—550℃时，就会变成暗红色（某红色波长的辐射强度最大），达到1050一1150℃时，就变成黄色……因而，光源的颜色成分是与该黑体所受的温度相对应的。色温通常用开尔文温度(K)来表示，而不是用摄氏温度单位。打铁过程中，黑色的铁在炉温中逐渐变成红色，这便是黑体理论的最好例子。通常我们所用灯泡内的钨丝就相当于这个黑体。色温计算法就是根据以上原理，用K来对应表示物体在特定温度辐射时最大波长的颜色。

根据这一原理，任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”。颜色实际上是一种心理物理上的作用，所有颜色印象的产生，是由于时断时续的光谱在眼睛上的反应，所以色温只是用来表示颜色的视觉印象。

作用

在色温上的喜好是因人而定的，这跟我们日常看到景物景色有关，例如在接近赤道的人，日常看到的平均色温是在11000K(8000K(黄昏)～17000K(中午))，所以比较喜欢高色温(看起来比较真实)，相反的，在纬度较高的地区(平均色温约6000K)的人就比较喜欢低色温的(5600K或6500K)，也就是说如果您用一台高色温的电视去表现北极的风景，看起来就感觉偏青；相反的若您用低色温的电视去看亚热带的风情，您会感觉有点偏红，

色温是人眼对发光体或白色反光体的感觉，这是物理学。生理学与心理学的综合复杂因素的一种感觉，也是因人而异的。色温在电视(发光体)或摄影(反光体)上是可以用人为的方式来改变的，例如在摄影上我们用3200K的白炽热灯(3200K)，但我们在镜头上加上红色滤光镜滤通过一点红光线使照片看起来色温低一点；相同的道理，我们也可以在电视上减少一点红色(但减太多多少也会影响到正常红色的表现)让画面看起来色温高一点。

摄影

彩色胶片的设计，一般是根据能够真实地记录出某一特定色温的光源照明来进行的，分为5500K日光型、3400K强灯光型和3200K钨丝灯型多种。因而，摄影家必须懂得采用与光源色温相同的彩色胶卷，才会得到准确的颜色再现。如果光源的色温与胶卷的色温互相不平衡，就要靠滤光镜来提升或降低光源的色温，

使与胶卷的色温相匹配，才会有准确的色彩再现。

通常，两种类型的滤光镜用于平衡色温。一种是带红色的81系列滤光镜，另一种是带微蓝色的82系列滤光镜。前者在光线太蓝时(也就是在色温太高时)使用：而后者是用来对付红光，以提高色温的。82系列滤光镜使用的机会不如81系列的多。事实上，很多摄影家的经验是，尽量增加色温，而不是降低色温。用一枚淡黄滤光镜拍摄最平常的日落现象，会产生极其壮观的效果。

美国一位摄影家的经验是，用微红滤光镜可在色温高达8000K时降低色温，而用蓝滤光镜可使日光型胶卷适用于低达4400K的色温条件。平时，靠使用这些滤光镜几乎可以在白天的任何时候进行拍摄，并取得自然的色调。但是，在例外的情况下，当色温超出这一范围之外时，就需要用色彩转换滤光镜，如琥珀色的85B滤光镜，可使高达19000K的色温适合于日光型胶卷。相反，使用灯光型胶卷配以82系列的滤光镜，可使色温下降到2800K。

倘若需要用日光型胶片在用钨丝灯照明的

条件下拍摄时，还可以用80滤光镜。如果当时不用TTL曝光表测光的话，须增加2级光圈，以弥补光线的损失。而当用灯光型胶片在日光条件下拍摄时，就需用85B滤光镜，需要增加2/3级光圈。

然而，目前市场上通用的滤光镜代号十分混乱，不易识别，并不是所有的制造厂商都用标准的代号和设计。因此，在众多的滤光镜中，选出一个合适的滤光镜是不容易的。为了把滤光镜分类的混乱状况系统化，使选择滤光镜的工作简化，加拿大摄影家施瓦茨介绍了国际上流行的标定光源色温的新方法。

显示屏

电视或者显示屏的色温是如何界定的呢?因为在中国的景色一年四季平均色温约在8000K～9500K之间，所以电视台在节目的制作都以观众的色温为9300K 去摄影的。但是欧美因为平时的色温和我们有差异，以一年四季的平均色温约6000K为制作的参考的，所以我们在看那些外来的片子时，就会发现5600K～6500K最适合观看。当然这种差异使我们也会因此觉得猛的看到欧美的电脑或者电视的屏幕时感觉色温偏红，偏暖，有些不大适应。

编辑本段色温相关

色温定位

如何准确地进行色温定位？这就需要使用

到“色温计”啦。一般情况下，正午10点至下午2点，晴朗无云的天空，在没有太阳直射光的情况下，标准日光大约在5200~5500K。新闻摄影灯的色温在3200K；一般钨丝灯、照相馆拍摄黑白照片使用的钨丝灯以及一般的普通灯泡光的色温大约在 2800K；由于色温偏低，所以在这种情况下拍摄的照片扩印出来以后会感到色彩偏黄色。而一般日光灯的色温在7200~8500K左右，所以在日光灯

下拍摄的相片会偏青色。这都是因为拍摄环境的色温与拍摄机器设定的色温不对造成的。一般在扩印机上可以进行调整。但如果拍摄现场有日光灯也有钨丝灯的情况，我们成为混合光源，这种片子很难进行调整。

综上所述，拍摄期间对色温的考量、设定以及调整就显得非常重要。无论你是使用传统相机还是数码相机以及摄像机。都必须重视色温！

色温选择

色温是人眼对发光体或白色反光体的感觉，这是物理学。生理学与心理学的综合复杂因素的一种感觉，也是因人而异的。色温在电视(发光体)或摄影(反光体)上是可以用人为的方式来改变的，例如在摄影上我们用3200K的白炽热灯(3200K)，但我们在镜头上加上红色滤光镜滤通过一点红光线使照片看起来色温低一点；相同的道理，我们也可以在电视上减少一点红色(但减太多多少也会影

响到正常红色的表现)让画面看起来色温高一点。

在色温上的喜好是因人而定的，这跟我们日常看到景物景色有关，例如在接近赤道的人，日常看到的平均色温是在11000K(8000K(黄昏)～17000K(中午))，所以比较喜欢高色温(看起来比较真实)，相反的，在纬度较高的地区(平均色温约6000K)的人就比较喜欢低色温的(5600K或6500K)，也就是说如果您用一台高色温的电视去表现北极的风景，看起来就感觉偏青；相反的若您用低色温的电视去看亚热带的风情，您会感觉有点偏红。

电视或者显示屏的色温是如何界定的呢?因为在中国的景色一年四季平均色温约在8000K～9500K之间，所以电视台在节目的制作都以观众的色温为9300K 去摄影的。但是欧美因为平时的色温和我们有差异，以一年四季的平均色温约6000K为制作的参考的，所以我们再看那些外来的片子时，就会发现5600K～6500K最适合观看。当然这种差异使我们也会因此觉得猛的看到欧美的电脑或者电视的屏幕时感觉色温偏红，偏暖，有些不大适应。就是色温黑眼睛的人看9300K 是白色的，但是蓝眼睛的人看了就是偏蓝6500K蓝眼睛的人看了是白色咱们中国人看了就是偏黄。

色温效应

色温是照明光学中用于定义光源颜色的一

个物理量。即把某个黑体加热到一个温度，其发射的光的颜色与某个光源所发射的光的颜色相同时，这个黑体加热的温度称之为该光源的颜色温度，简称色温。其单位用“K”表示。色温低的光偏黄，比如白炽灯、2800K左右，色温高的光偏蓝，比如紫光灯，9000K以上。一般认为，标准白色光色温为6500K，CRT所发出的白光约为5500K，所以稍微改变三基色的混合比例，即可模拟出增减色温的效果，利用色温的原理实现的摄影、摄像、显示等设备的变化的过程称为色温效应。

色温平衡

在影视镜头的拍摄中，常用两种以上光源

照明，一般情况下都要求其色温相一致。在外景或实景拍摄中，在以日光照明为主的情况下，常用如灯光作辅肋光，如果用低色温灯具（3200k）就要向日光（5600k ）的色温调整，其常用的方法是用升高色温的灯光纸或直接用高色温灯，也有时特意用两种色温的灯光分别照明同一景物，不进行平衡，以取得冷暖相间的照明效果。光源与彩色胶片、摄象机之间的色温协调关系。日光片只能在5600k 色温条件下拍摄；灯光片只能在3200k色温条件下拍摄。摄像在日光下拍摄加5600k滤色镜，在3200k灯光下拍摄加3200k 的滤色镜。

编辑本段灯光谱图

几种色温的荧光灯光谱图

由左至右分别为2700K，4000k，6500k三种荧光灯的光谱。色温越高，蓝光区域所占比重越大。

色温与显色性没有必然的关系。不管何种色温，显色指数都有高达100的，也有很低的。

光源显色性，与光谱分布有关。光谱分布，接近黑体光谱、或者太阳光谱，显色性就好，反之差。

1，色温简单来说表述的是白色光的颜色，一般都在1000-24000之间，单位是K。记C.C.T的叫相关色温，它色坐标不在黑体轨迹上。色坐标在黑体轨迹上，记C.T。

数值越小，颜色显黄红偏暖白，数值越大，颜色显蓝白偏冷白。暖白一般在2500-3500K之间，正白在5500-6500K之间，冷白在8500K以上。

生活中，地方大、人多的地方用色温高些的。中国人通常用6500K的，非洲人就喜欢9300K的。反之用色温低的，例如卧室，最好用2700K的，显得温情。

2，显色性书面的解释就是光源对物体本身颜色的还原能力(与同色温的日光相比)，数值100(包括100)以下，差的有负数。没有单位，Ra只是个记号，就象C.C.T，

显色性越高，光源还原物体本身颜色的能力就越强，日光的显色性为100，举例说明：去商场买衣服，在商场的灯光看看起来是黑色的，但是你穿在身上走到太阳底下才发现原来那件衣服衣服原来是蓝色的。

显色性当然是越高越好，白炽灯的显色性达99.5，节能灯的显色性在80-85。6500K的标准(仿6500K日光)灯显色性为100。

日常生活中，显色性在75以上就行，太低对眼睛不利。不过，对服装店等，对颜色讲究的，最好用显色性95以上的。有这种灯，就是价格贵些。

LED的显色性问题 ( 2011-9-14 )

一．问题来源

关于LED的显色性与测试方法的合理性问题的提出，应该是来源于测试LED的显色数比较低，而某些人看到LED的实际照明似乎可以接受，由此对现在显色指数的测量计算方法提出质疑。认为现有的显色指数计算不符合像LED这样的非连续光谱的光源。甚至有人说，LED实测的显色指数不高，可是实际照明看起来被照物品却很鲜艳，应该是显色指数高（这实际上是错误的观点，后面再谈）。

那么，显色指数和实际观察的关系到底如何？现有的显色指数还能反映LED的显色性吗？

二．基本概念概述

要阐述上面的问题，首先要搞明白基本理论和概念。没有基础的标准，比较就没有普遍的意义。

1．什么是光源的显色性？

光源的显色性，就是当光源照射物体时，物体所反映出的颜色与太阳光照射它是所反映出的颜色的符合程度。

2．物体的颜色和光的颜色

(1)光的颜色：是指电磁波作用与人眼时，人眼对某些波长范围的电磁波有可分辨、可见的反应。由

于人眼细胞的特殊性，人眼对光色的感受会与光谱分布、强度相关。这种特殊性会使得人对看到的颜色的波长判断失误。比如，当着红光和绿光混合时，人眼感受到的是黄色，而这束混合光就根本没有黄色波长的成份。

(2)物体的颜色：是物体对照射到它上面的光，部分或全部吸收了某些波长的光，其余光反射或透射

后被人眼所接收后的综合感受。

3．光源色与物色的区别

光源色是光源发出的各种波长光作用与人眼后，人眼对它所有作用的一个综合感受。人眼只能是对一束光有一个“单一”颜色的感受，即要么是红光、要么是草绿色光等，人眼不能分辨出这束光色是单一波长的光，还是由哪几种波长的光所混合的。

物色是物体吸收和反射或透射入射光的综合结果。没有入射光，物体就没有了颜色。入射光色（或波谱含量）不同，物体的颜色就不同。

4．显色性的评价

对一个光源的显色性评价方法及测量方法，这是一个比较大的专题，本文就不做介绍，读者可参考GB/T 5702《光源显色性评价方法》。这里只是做些解释，帮助大家理解。

根据显色性的定义，只要光源的光谱含量及相应波长的强度完全符合阳光的光谱分布，就是完全显色。实际上，人造光源都很难达到这样的状况。这些光源或多或少缺少某些波长的光，而且，其含有的波长中，各波长的强度比例也不见得符合阳光的波谱。

在评定显色性时，有15个比较色样。这15个色样，每一个都有相应的的波谱强度分布。这15个色样是从日光的光谱分布中选择的。光源的显色性，不是靠人眼去观察对比的，而是由仪器分析出光源的波谱分布，然后根据每个色样波谱分布，抽取光源中的波谱来对比，看它们的符合程度。15种色样的比较结果的平均值就是所谓的显色指数。

但是，一般的仪器测试报告中，给出的是显色指数其实是“平均显色指数”---Ra，它只是8种典型显色指数的平均值，没有包括另外7个特殊显色指数。如此一来，我们可以看到，Ra包含的信息是很不完整的。就利用它来评价光源的显色性来讲，Ra高，实际显色方面还可能出现问题；而Ra低，实际显色方面一定会出现问题。应该用全部15个色块的显色指数平均得到的平均显色指数CRI才更好。实际上，颜色是有无数种的，仅仅用1 5个特殊的颜色，并不能准确反映某光源与日光的真实差异。通常认为白炽灯的显色指数为100%，这只是说Ra是100%。实际上，白炽灯的光谱分布和日光光谱的分布差异还是很大的，参见图2。在白炽灯下看偏蓝色的物体时，颜色会有失真。

三．LED白光的显色性问题

对于由LED来产生白光用来照明，有两种方式来制造白光。一种是某种颜色的LED和荧光粉配合产生白光；另一种是用多种单色LED混合白光。

1．LED芯片加荧光粉的白光照明的显色性问题

用蓝光芯片加荧光粉来产生白光是目前通用的方法。就现在所使用的黄色荧光粉技术来看，其产

生的白光光谱分布，与太阳光的光谱分布相差很大。这就是这种白光LED的显色性差的根源。白光LED与阳光及白炽灯的光谱对比见图2。可以看到，白光LED在青色和红色方面的光谱含量严重不足，蓝光成份太多。显色指数Ra不高也就不言而喻了。而且在测试结果中可以看到，这种LED的特殊显示指数Ra=0（深红色）。

本来这应该没有什么好说的了。可是，很多人似乎不服气，认为是显色性的测试比较方法有问题。一个观点是，现在的显色性比色方法是针对连续光谱的光源的不适合LED这样“非连续”光谱的光源。可是，我们可以看到，这种单色光激发荧光粉得到的白光，其光谱仍然是连续的！只不过是各波长的能量比与日光相比有很大的差异而已。持有“非连续”光谱说法的人，也许是认为蓝光激发荧光粉，荧光粉只是发出单黄色的光而已，仅仅是蓝光加黄光混合的白光。若真是如此，这样的白光LED的显色指数就会更低了。实际上，蓝光激发荧光粉后，荧光粉所释放的光，其光谱不是单一的黄光，而是涵盖了可见光谱的很大部分，只不是以黄绿光为峰值的山峰形分布。

其实，不管你是什么光源，只要你的光谱分布和日光的光谱分布不同，显色指数就会降低。光谱分布是指包含的波长的量及相应的强度。

有人说，白光LED照物体，看起来会比其它光源鲜艳，应该是显色指数高。这种说法不对！蓝光芯片加黄色荧光粉的白光LED，它的某些波段比较强，比如蓝色区域、黄色区域，但在另一些波段，则光强不足，如青色、红色。因此，它只能是对某些颜色过度照明显得“鲜艳”，实际上这是是真的体现，它并不表示和日光下的颜色相同。而是对某些颜色反映不足。用蓝色芯片加荧光粉的白光LED，照射蓝色物体时，确实看来比较鲜艳，可是用来照射红色物体时，就会是真。比如照射肉类，显得暗淡。

所谓的照明鲜艳，并不一定代表颜色的真实！

2．多种单色LED混合白光的显色性问题

有人说，用R、G、B三色LED混合白光的显色性高。这是一个错误认识！

这种错误应该是将光源颜色和观察物体颜色的不同给搞混淆了。这两个概念的差别在基本概念一节里一节讲过了，可以参看图1来理解。

R、G、B三色LED混光，虽然肉眼可以看到他们混出各种颜色，实际上，他们混合成白光后的显色性却是很低的！一般不超过70。因为这种光源是由三个波普较窄的R、G、B光混合，其波谱分布与阳光的波谱分布相差很大。最明显的，严重缺少黄色区域的光谱含量。参看图3。若是用R、Y、G、B四色混光，则可以轻易将显色指数提高到82。即使如此，单色LED混合光的波谱中还是有严重不足的部分，参看图4。尤其是缺少650mm以上的红色LED，显色指数再提高也困难

四、后记

上面讲述了一些基本概念，以及对LED的显色性进行了分析。现在的显色性评价方法其不适应LED 的地方不是贬低了LED，实际是拔高了LED的显色性，尤其是一般测试报告及日常谈论的只是8个典型显色指数的平均显色指数Ra，LED在特殊显色指数方面的不足没有展现出来。至于现有的显色指数的评价方法是否合理，这是专业人士考虑的问题。我这里只是简单说说。一个光源的显色性能高低，要看它的光谱分布与日光光谱的差异。这样的比较计算，可能会比较费时费力。现有的计算方法是在无数中颜色中特别挑选8个非饱和色来做为对比标准，然后求它们的平均值，得到的就是“平均显色指数”Ra。虽然有增加了6个（中国7个）饱和度较高的颜色，但现有的测试系统给出的报告中，列出了共15个颜色的显色指数，但最终“告知”的结果却是Ra，公众实际得到和传播的数据只是Ra。

有人已经提出改进显色指数的评价方法【3】，提出色质指数CQS，与CRI不同之处在于比较色块的选择和对数据的计算方法。但是，不管怎么样，评价光源的显色能力，对有点专业知识的人，对比光谱分布更为准确。对不了解专业知识的人，用简单的数据一一显色指数一一比较明了。至于这个“简单的数据”，需要专业人士做科学的设计与计算。白光LED的显色指数要提高，需要在荧光粉上更下功夫、至于

多种单色LED混合成白光的做法，现有的材料尚不能满足做到很高显色指数的产品，成本上也不能接受。

对此有个现象，大家不要抬杠啊。比如，红色和绿色的LED混光的光源，当你离得很近时，是可以看到两种颜色的光点的。但是稍离开一定距离，你总体感受仍然是黄色。对于再远一些距离，你将完全看不到红、绿光点，而完全感受的是单一的黄色了。

参考资料

【1】“解析显色指数CRI”，演艺科技，2010年第十一期

【2】“光的显色性趣闻”，作者、原出处不详，在此引用，请原作者海涵。读者很容易在网上找到。【3】“显色指数CRI与色质指数CQS，演艺科技，2010年第十二期