半导体照明光源技术问题大讨论

　　半导体照明光源现已批量进入照明领域，但出现不少问题，主要是效能、可靠性、光色质量以及成本等问题，有关效能和光色质量所涉及的内容很丰富，如视觉舒适 度、智能化调光控制等，在此暂不描述。本文将讨论急需解决的主要技术问题，归结为“三高一低”，即高光效、高显色性、高可靠和低成本的技术问题，实现低成 本其实质也是技术问题。解决这四大技术问题，需要在半导体照明产业链各个环节上采取一系列措施，比如采用新技术、新结构、新工艺、新材料等，这里只提及应 该采取的技术路线和方向，希望对LED企业的产品创新有所帮助。 主要解决方案是：采用新技术、新工艺、新结构、新材料等措施实现半导体照明的高光效;进行智能化调光控制，减少电能损耗，提高节能效果。

　　一、实现高显色性

　　白光LED的光色质量内容很多，包括色温、显色性、光色保真度、光色自然度、色调识别度、视觉舒适度等[3]。美国SSL计划提出，LED照明产品的光谱 分布要达到类似太阳光的光谱分布。要达到上述这些要求是很难的，要做很多基础研究工作，将来一定会实现。这里只讨论目前急需解决的色温和显色性问题。美国 能源之星标准规定，室内照明的显色指数CRI≥80，但在一些高端的应用场合要求CRI≥90。制作高显色性LED光源，会损失较多的光效，所以在设计时 要照顾这两方面因素。

　　在此有必要说明一下有关显色指数CRI的评价问题[4]，CIE(TC1-62)技术报告177的结论：“CIE的CRI不适合用于表示白光LED光源的 显色范围”。现在有很多种针对CRI定标提出的修正办法，如CQS色品质度、GAI全色域指数、RF夫勒特利指数、CPI颜色偏爱指数、CDI色分辨指数 等，目前CIE要采用哪一种修正尚未定论。美国NIST(国家标准研究院)提出采用CQS来评价光源颜色的质量，将测试样品扩大到15种，包含部分高色饱 和度的样品，这样就好得多，很多人给予认同。要提高显色性，原则上要考虑RGB三基色组合来实现，目前有三种办法。

　　(1)多基色荧光粉

　　LED光源采用LED蓝光芯片加铝酸盐黄粉和氮化物红粉、绿粉组合成LED白光，其显色指数CRI可达80～90。据有关报道，如采用RGBY荧光粉有效组合，其CRI可达98。

　　(2)RGB多芯片组合

　　采用RGB多芯片有效组合的LED白光，显色指数CRI也可达80～90，可能由于驱动方式和成本等因素，目前较少应用。