Тэхналогія святлодыёдаў поўнага спектру стала модным словам у апошнія гады, асабліва калі гаворка ідзе пра эмуляцыю натуральнага сонечнага святла і паляпшэнне якасці святла. У гэтым артыкуле мы паглыбімся ў свет святлодыёдаў поўнага спектру, як яны з'явіліся, як вырабляюцца і дзе выкарыстоўваюцца. Мы пагаворым пра тое, як вы можаце атрымаць святлодыёды поўнага спектру з дапамогай розных камбінацый чыпаў і люмінафораў, пра праблемы іх вытворчасці і пра тое, як яны з'яўляюцца ў такіх прадуктах, як настольныя лямпы, прамысловае асвятленне, і нават агні росту раслін. Нарэшце, мы адкажам на пытанне: «Вам сапраўды патрэбна асвятленне поўнага спектру?» і «Як можна асвятленне поўнага спектру прынесці карысць вам у вашым асяроддзі?»
Вызначэнне святлодыёдаў «поўнага спектру».
Калі мы гаворым пра папулярныя сёння святлодыёды «поўнага спектру», важна ўдакладніць, што азначае «поўны спектр». Сапраўдны «поўны спектр» адносіцца да святла, выпраменьванага крыніцай, якое ахоплівае ўвесь спектр ад ультрафіялетавага (УФ), бачнага святла да інфрачырвонага (ВК), імітуючы поўны спектр сонечнага святла (як паказана на малюнку 1).
Гэта самы поўны "поўны спектр", знойдзены ў прыродзе. Аднак святлодыёд "поўнага спектру", пра які сёння гаворыць большасць людзей, - гэта больш вузкае вызначэнне. У кантэксце святлодыёдаў «поўны спектр» адносіцца да святла, выпраменьванага ў дыяпазоне бачнага святла, які вельмі нагадвае спектр сонечнага святла ў тым жа дыяпазоне (як паказана на малюнку 2).
Ультрафіялетавая і інфрачырвоная часткі выключаны, галоўным чынам, каб зрабіць святлодыёды поўнага спектру больш магчымымі для масавай вытворчасці. Даданне УФ і ІЧ ўскладніла б усю сістэму ўпакоўкі і прымяненне, зрабіўшы буйнамаштабную вытворчасць і практычнае выкарыстанне амаль немагчымымі. Нават калі ўключыць толькі бачны спектр, няпроста дасягнуць святлодыёдаў поўнага спектру. Напрыклад, дасягнуць высокага індэкс колераперадачы (CRI) блізка да 100, многія кампаніі змагаюцца за павышэнне CRI з 96 да 98, не кажучы ўжо пра дасягненне 99 або вышэй.
Малюнак 1: Поўны спектр сонечнага святла (280-4000 нм)
Малюнак 2: Спектр сонечнага святла ў бачным дыяпазоне (380-780 нм)
Як атрымаць святлодыёды з поўным спектрам
Тэарэтычна існуе два асноўных спосабу атрымання святлодыёдаў з поўным спектрам: адзін - выкарыстанне чыпаў, а другі - выкарыстанне люмінафораў. Што тычыцца чыпа, ёсць два асноўных спосабу: адзін - гэта чып, які ўзбуджае люмінафор, а другі - выкарыстанне чыпа самастойна без люмінафора. Што тычыцца люмінафора, вам трэба спалучыць люмінафор з чыпам і выбраць розныя даўжыні хваль выпраменьвання і ўзбуджэння для камбінацыі. Усяго існуе чатыры асноўных спосабу атрымання святлодыёдаў поўнага спектру:
1. Аднапалосны Blue Chip Exciting Phosphors
Гэты метад падобны на звычайную святлодыёдную ўпакоўку, але дадаецца некалькі люмінафораў (напрыклад, зялёны, жоўты, чырвоны ці нават аранжавы, блакітны, сіні). Нягледзячы на тое, што гэта можа вырабляць святло, блізкае да поўнага спектру, па-ранейшаму існуе прыкметны пік сіняга святла. Акрамя таго, эфектыўнасць люмінафораў, такіх як блакітны і сіні, адносна нізкая, і святло ў дыяпазоне 470-510 нм можа адсутнічаць.
2. Двухдыяпазонны або трохдыяпазонны Blue Chip Exciting Phosphors
Гэты метад удасканальвае аднапалосны падыход за кошт выкарыстання двух- або трохпалоснага блакітнага чыпа для ўзбуджэння люмінафораў на розных даўжынях хваль. Двухдыяпазонныя чыпы звычайна выкарыстоўваюць два дыяпазоны: 430-450 нм і 460-480 нм, у той час як трохдыяпазонныя чыпы выкарыстоўваюць тры: 430-440 нм, 440-460 нм і 460-480 нм. Гэта дае большую гнуткасць у спалучэнні чыпаў з люмінафорам, каб лепш адпавядаць спектру сонечнага святла (як паказана на малюнку 3). Пры такім падыходзе CRI можа перавышаць 98. Аднак гэты метад патрабуе шырокага спектру люмінафораў, што ўскладняе забеспячэнне паслядоўнасці і стабільнасці падчас масавай вытворчасці.
Малюнак 3: Спектр двухдыяпазонных і трохдыяпазонных святлодыёдаў поўнага спектру сіняга святла (для даведкі)
3. Ультрафіялетавыя чыпы, захапляльныя люмінафоры
Гэты метад мае больш нізкую святлоаддачу. Асноўная прычына заключаецца ў тым, што большасць камерцыйна даступных люмінафораў распрацаваны для працы з блакітнымі чыпамі, а не з УФ-чыпамі, таму іх эфектыўнасць узбуджэння значна ніжэйшая ў УФ-дыяпазоне. Акрамя таго, УФ-чыпы звычайна вар'іруюцца ад 385-405 нм, якія таксама маюць меншую эфектыўнасць. Хаця УФ-чыпы могуць больш дакладна імітаваць спектр сонечнага святла і пазбягаць прысутнасці кароткахвалевага сіняга святла (як паказана на малюнку 4), гэты метад мае недахопы. Напрыклад, УФ-чыпы з цягам часу выклікаюць больш значную дэградацыю люмінафораў, што прыводзіць да змены колеру і праблем з каляровай тэмпературай. Ультрафіялетавае святло таксама пашкоджвае арганічныя матэрыялы, такія як капсуляты, памяншаючы Тэрмін службы святлодыёда.
Малюнак 4: Спектр УФ-святлодыёдаў з поўным спектрам (для даведкі)
4. Метад шматчыпавай камбінацыі
Гэты метад аб'ядноўвае чыпы, якія выпраменьваюць сіні, блакітны, зялёны, жоўты і чырвоны святло, каб атрымаць поўны спектр. Хоць тэарэтычна гэта можа працаваць, яно выкарыстоўваецца радзей з-за шэрагу праблем. З аднаго боку, чыпы выпраменьваюць святло з вузкай паласой прапускання, што робіць цяжкім дасягненне больш шырокага спектру, які забяспечваюць люмінафоры. Акрамя таго, эфектыўнасць рознакаляровых чыпаў моцна адрозніваецца, што робіць складаным збалансаваць святлоаддачу. З цягам часу змены колеру і тэмпературы таксама могуць адбыцца з-за рознай хуткасці дэградацыі мікрасхем.
Для больш дакладнага параўнання ў наступнай табліцы прыведзены чатыры метады атрымання святлодыёдаў поўнага спектру:
| Метад | Efficacité: | CRI | Каштаваць | Складанасць упакоўкі | Агульная прадукцыйнасць | Тып метаду |
| Аднапалосны Blue Chip захапляльны люмінафор | Haut | Modéré | Faible | Faible | добра | Чып узбуджае люмінафор |
| Двух/трохдыяпазонны Blue Chip захапляльны люмінафор | Haut | Haut | Modéré | Modéré | вельмі добры | Чып узбуджае люмінафор |
| УФ-чып Захапляльныя люмінафоры | Faible | Haut | Haut | Faible | бедных | Чып узбуджае люмінафор |
| Шматчыпавая камбінацыя | Faible | Haut | Haut | Faible | бедных | Чып (можа дадаць люмінафор) |
Прымяненне святлодыёдаў поўнага спектру
Цяпер, калі мы разгледзелі метады атрымання святлодыёдаў поўнага спектру, як мы можам іх эфектыўна прымяніць? Адным з ключавых фактараў з'яўляецца тэмпература колеру. Сонечнае святло змяняецца на працягу дня і ў розныя сезоны. Напрыклад, каляровая тэмпература на ўзыходзе сонца складае каля 2000K, апоўдні - каля 5000K, а на заходзе - каля 2300K. Такім чынам, святлодыёды з поўным спектрам павінны быць распрацаваны так, каб імітаваць адпаведны спектр сонечнага святла пры розных каляровых тэмпературах, што можа быць дасягнута метадамі, апісанымі вышэй.
Зыходзячы з прыведзенага вышэй тлумачэння, святлодыёды поўнага спектру можна выкарыстоўваць практычна ў любых стандартных асвятляльных прыборах, такіх як хатняе асвятленне, вонкавае асвятленне, прамысловае асвятленне, настольныя лямпы, святлодыёдныя стужкі поўнага спектру і нават асвятленне раслін. Канкрэтнае прымяненне шмат у чым залежыць ад цаны і прызнання спажыўцоў. У цяперашні час найбольш распаўсюджаным прымяненнем з'яўляюцца настольныя лямпы, якія часта прадаюцца як лямпы з нізкім узроўнем сіняга святла, якія абараняюць вочы і маюць магчымасць рэгулявання каляровай тэмпературы. Гэтыя лямпы каштуюць даражэй, чым стандартныя лямпы. Параўнанне паміж кітайскімі нацыянальнымі стандартамі і патрабаваннямі CRI да «сертыфікацыі поўнага спектру» паказана ў табліцы 2. Як бачна ў табліцы, кітайскі нацыянальны стандарт для настольных лямпаў можа быць лёгка выкананы звычайнымі святлодыёднымі крыніцамі святла, у той час як крыніцы святла з поўным спектрам сертыфікацыя патрабуе больш прасунутых характарыстык.
Табліца 2: Параўнанне CRI для настольных лямпаў
| стандарт | Сертыфікацыя поўнага спектру |
| Стандартны нумар і імя | GB/T 9473-2022 «Патрабаванні да лямпаў для чытання і пісьма» |
| Патрабаванні CRI | Агульны CRI: Ra ≥ 80 |
| Спецыяльны CRI: R9 > 0 |
Conclusion
Грунтуючыся на прыведзеным вышэй увядзенні ў святлодыёдную тэхналогію поўнага спектру, мы, як прафесіяналы галіны, павінны падумаць: ці сапраўды цяперашняя крыніца святла "поўнага спектру" патрэбна людзям? Калі ласка, не саромейцеся, пішыце мне або пакідайце каментарыі для далейшага абмеркавання!
