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白光LED具有很多优点,被公认为是21世纪最具有发展前景的高技术领域之一。目前,在国际上评价显色性的标准主要是CRI(color rendering index)和CQS(color quality scale),但是这两种显色指标都具有一定的缺陷。也有报道通过对CRI和CQS缺点的综合分析,经过大量的实验计算,改进并提出了新的显色性评价指标CRI*。基于极限光效LLE模型,本文对不同种类白光LED进行了最优化光谱研究。本文分别对PC-W LED、PC/R-W LED、QD-W LED三种白光LED建立了光谱模型,确立了以极限光效LLE为优化目标的目标函数,研究了这三种白光LED在不同色温(2700K-6500K)、不同显色性评价指标(CRI、CQS、CRI*)、不同显色性要求Q(Q=没有要求、50、70、80、90、95、98)下的极限光效LLE,并做了比较。结果表明在相同条件下,PC/R-W LED的极限光效LLE更高,这是因为PC/R-W LED中没有红色荧光粉并且红光半高宽很窄,能量损失少。对于PC-W LED理论光谱模型,在相关色温2700K-6500K范围内,当Q=70,80,90,95时,显色指数CRI*约束下的LLE的值要高于CRI和CQS约束下的LLE的值。这是因为CRI和CQS是以色差来计算显色性的,色差大,显色性就低,LLE就高,而CRI*在计算显色性时考虑了色调差和饱和度差,相比于CRI和CQS,在相同的色差下,CRI*提高了显色性。对于PC-W LED实际光谱模型,当Q=80,90,98时,显色指数cri*约束下的lle的值要普遍高于cri和cqs约束下的lle的值。对于pc/r-wled理论和实际光谱模型,在相关色温2700k-6500k范围内,当q=50,70,80,90时,显色指数cri*约束下的lle的值要普遍高于cri和cqs约束下的lle的值。对于qd-wled理论光谱模型,在相关色温2700k-6500k范围内,当q=70,80,90时,显色指数cri*约束下的lle的值要普遍高于cri和cqs约束下的lle的值。对于可调色温高显色性(q=90,95,98)qd-wled实际光谱的最优化研究,在相关色温2700k-6500k范围内,当q=90时,显色指数cri*约束下的lle的值和cri约束下的lle的值相近,高于cqs约束下的lle的值;当q=95时,显色指数cri*约束下的lle的值要低于cri约束下的lle的值,高于cqs约束下的lle的值。当q=98时,显色指数cri*约束下的lle的值要低于cri和cqs约束下的lle的值。本文还对可调色温超高显色性(cri>98,r9>98)r/y/c-wled进行了光谱最优化研究,在cri>98,r9>98条件下,cqs的值能够达到95以上,极限光效lle能够达到267-282lm/w,红光led的峰值波长为633.0nm,半高宽为20.0nm;pc-yled中蓝光芯片的峰值波长为452.6nm,半高宽为25.7nm,绿色荧光粉的峰值波长为512.0nm,橙色荧光粉的峰值波长为580.0nm;pc-cled中蓝光芯片的峰值波长为452.6nm,半高宽为25.7nm,绿色荧光粉的峰值波长为512.0nm。在实际封装中,我们选择的是:algainp红光led的峰值波长为635nm,半高宽为23nm;在pc-yled和pc-cled中,ingan蓝光芯片的峰值波长为454 nm,半高宽为30 nm,G2060绿色荧光粉的峰值波长为512 nm,O5446橙色荧光粉的峰值波长为586 nm。实际可调色温R/Y/C-W LED在相关色温2731 K与6533 K范围内,CRI达到97~99,R9达到98~99,R(9-12)达到90~95,CQS达到95~97,光效达到122~132 lm/W。