今天的文章，来自于《徐工365问》里网友的一个提问：

好学的网友

徐老师你好，我咨询过很多供应商，他们做的 LED，光效和显色性最高的可以做到150 lm/W，但是显色指数却只有70左右。而很多光效在100 lm/W的 LED，显色指数反倒可以做到80多90，这是怎么回事呢？

是不是可以理解为LED光效越高？显色指数就越低呢？

LED光效越高，显色指数就越低？这显然是不成立的。首先，这个逻辑的因果关系有点搞反了，并不是因为光效低所以显指高，而是为了提高显指从而牺牲了一些光效。而不少人对光效的认知还存在着一些误区：

光效=发光效能

光效≠发光效果

LED 光源发出的光通量(lm)除以光源所消耗的功率(W)称为 LED 光效，单位 lm/W。而发光效果则是指视觉的效果。

对于网友的这个提问，来自朗明纳斯的 FAE 吴晓岚老师给出了更为详细的解答：

影响显色指数的因素

现在商用化的 LED，大部分是在蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的（YAG）黄色荧光粉，我们通常叫黄粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光。

如果想提高 LED 的显色性，这时候就需要涉及到显色指数的计算，一般情况下，显色指数的计算为R1-R8，色谱相对较窄。

但是这还会缺少一个很重要的光谱，它就是特殊显指 R9，红色R9（饱和红色；）是评价红色复现质量的指标。对于它们的应用，演播厅、摄影棚等需要真实再现皮肤颜色的场合，以及对蔬果生鲜肉类的颜色还原有着不可取代的作用。

▲R9也是衡量LED显色性的重要指标。

▲不同 R9 下的蔬果光色表现，R9越大，对红色的表现力越好。

因此现在的显色指数 Ra 评判用 R1-R8 为标准已经远远不够说服力。现实生活中，经常能听到不少厂家对外宣称：

显色指数＞90

R9＞50

那么，它们是怎么做到的呢？

厂家如何提高LED显色指数？

有句话叫“缺啥补啥”，用在这里不能再准确，既然是缺 R9，那就“补R9”，怎么补呢？

加入红色荧光粉，补足 LED 红色光谱的不足，调整白光 LED 的显色指数。

这又涉及到掺入浓度，举个例子，如果一个LED原本的显色指数是 70，要想提高到 80 的显色指数，可能只需要掺一点点红色荧光粉就行了，而要想达到90的显色指数，则需要成倍地提高掺入红粉的浓度。

这可不是无代价的，掺入红色荧光粉的浓度过高，会使 LED 的色点偏离在普朗克曲线，造成严重的偏色。

▲“相关色温”3000K

▲同样是3200K左右的色温，肉眼却看出了明显区别。

因此，红色荧光粉的配方的比例不一样的，对显色指数和色温的影响也不一样。

除此之外，红色荧光粉还有一个特性：激发时光学转换效率比较低，所以都无形中就会拉低LED整体的光效表现。

so，红粉对显色指数和光效的影响已经显而易见了：

1、红粉浓度过高，会造成LED偏色严重


2、红粉激发时光学转换效率较低，会拉低LED整体的光效表现。

如何在保证光效的同时提高LED的显色指数，还要保证不会偏色严重，每个LED芯片厂都有自己的“荧光粉配方”，这也是他们的核心机密。

最后，徐老师用一个简单的小实验让我们更浅显读懂“红粉”对显色指数的影响。

“红色如何影响显指？”小实验

首先，徐老师用照明护照测量了办公室的光环境，灯具是“物业标配”型。

测量结果如下：

▲物业标配灯测量数据，Re=65，Ra=74，显色性很差。

徐老师随后取来了一条彩色灯带，只点亮了红色部分，给空间一点点红光，用手将灯带固定在离照明护照较远的地方。

用照明护照在此测量光环境指标，测量结果如下：

▲Re=90，Ra=92，这显色性，已经能hold出绝大多数商业空间了。

紧接着，把灯带凑近照明护照，让探头检测到更多的红光。

再次测量光环境指标，测量结果如下：

▲红色波峰高了很多，但显色性却大大降低，Re=72，Ra=77，比第二次测量远远不如。

看一下它们之间的对比（第二次测量命名为“办公室加红”，第三次测量命名为“办公室加加红”）：

请将手机打横观看

▲红色线条框为“办公室加红”测量数据，蓝色线条框内为“办公室加加红”测量数据

可以很明显看到，第三次给了探头更多的红色光，但很多参数反而还下降了，这也正说明了红色需要加得适当。引申到 LED 芯片制作工艺，跟红色荧光粉浓度有异曲同工之妙。

关于显色指数和光效的关系，你 get 到了吗？

特别感谢吴晓岚老师的细心解答。

吴晓岚

郎明纳斯光电中国区FAE（现场应用工程）经理

曾在Philips、Topstar任职

专注驱动电源的设计和开发

熟悉电源开发技术中的各类IC使用；磁性材料；电路架构等等

云知光专栏作者

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