Լրիվ սպեկտրով LED տեխնոլոգիան վերջին տարիներին դարձել է խոսակցական բառ, հատկապես երբ խոսքը վերաբերում է բնական արևի լույսի նմանակմանը և լույսի որակի բարելավմանը: Այս հոդվածում մենք կանդրադառնանք ամբողջ սպեկտրի LED-ների աշխարհին, թե ինչպես են դրանք առաջացել, ինչպես են դրանք պատրաստվում և որտեղ են դրանք օգտագործվում: Մենք կխոսենք այն մասին, թե ինչպես կարող եք ձեռք բերել ամբողջական սպեկտրի LED-ներ տարբեր չիպերի և ֆոսֆորի համակցություններով, դրանց պատրաստման դժվարությունների և ինչպես են դրանք դրսևորվում այնպիսի ապրանքներում, ինչպիսիք են գրասեղանի լամպերը, արդյունաբերական լուսավորություն, և նույնիսկ բույսերի աճի լույսերը: Ի վերջո, մենք կպատասխանենք հարցին. «Իսկապե՞ս ձեզ անհրաժեշտ է ամբողջ սպեկտրի լուսավորություն»: և «Ինչպես կարող է ամբողջ սպեկտրի լուսավորություն օգուտ ձեզ ձեր միջավայրում»:
«Լրիվ սպեկտրի» LED-ների սահմանումը
Երբ մենք խոսում ենք այսօր հայտնի «ամբողջ սպեկտրով» LED-ների մասին, կարևոր է պարզաբանել, թե ինչ է նշանակում «ամբողջ սպեկտրը»: Իրական «ամբողջական սպեկտրը» վերաբերում է լույսին, որն արտանետվում է աղբյուրից, որն ընդգրկում է ողջ սպեկտրը՝ ուլտրամանուշակագույնից (ուլտրամանուշակագույն), տեսանելի լույսից մինչև ինֆրակարմիր (IR)՝ ընդօրինակելով արևի լույսի ամբողջ սպեկտրը (ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում):
Սա բնության մեջ հայտնաբերված ամենաընդգրկուն «ամբողջական սպեկտրն» է: Այնուամենայնիվ, «ամբողջ սպեկտրի» LED-ը, որի մասին այսօր խոսում են շատերը, ավելի նեղ սահմանում է: LED համատեքստում «ամբողջ սպեկտրը» վերաբերում է տեսանելի լույսի տիրույթում արձակվող լույսին, որը շատ նման է արևի լույսի սպեկտրին այդ նույն տիրույթում (ինչպես ցույց է տրված Նկար 2-ում):
Բացառվում են ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր մասերը, հիմնականում՝ ամբողջ սպեկտրի LED-ները զանգվածային արտադրության համար ավելի իրագործելի դարձնելու համար: Ուլտրամանուշակագույն և IR ավելացումը կբարդացնի փաթեթավորման ամբողջ համակարգը և կիրառությունը՝ գրեթե անհնարին դարձնելով լայնածավալ արտադրությունը և գործնական օգտագործումը: Նույնիսկ եթե ներառված է միայն տեսանելի սպեկտրը, հեշտ չէ հասնել ամբողջական սպեկտրի LED-ներին: Օրինակ, հասնել բարձր գույների մատուցման ինդեքս (CRI) մոտ 100-ը, շատ ընկերություններ պայքարում են բարելավելու CRI-ն 96-ից մինչև 98, էլ չեմ խոսում 99-ի կամ ավելի բարձր մակարդակի հասնելու մասին:
Նկար 1. Արևի լույսի ամբողջական սպեկտր (280 նմ-4000 նմ)
Նկար 2. Արևի լույսի սպեկտր տեսանելի տիրույթում (380nm-780nm)
Ինչպես հասնել ամբողջ սպեկտրի LED-ներին
Տեսականորեն կա երկու հիմնական եղանակ՝ հասնելու լրիվ սպեկտրի LED-ներին. մեկը չիպերի օգտագործումն է, իսկ մյուսը՝ ֆոսֆորի օգտագործումը: Չիպի կողմից երկու հիմնական եղանակ կա. մեկը չիպն է, որը գրգռում է ֆոսֆորը, իսկ մյուսը չիպն օգտագործում է միայնակ առանց ֆոսֆորի: Ֆոսֆորի կողմից, դուք պետք է ֆոսֆորները զուգակցեք չիպի հետ, և դուք պետք է ընտրեք տարբեր արտանետման և գրգռման ալիքի երկարություններ համակցության համար: Ընդհանուր առմամբ, ամբողջ սպեկտրի LED-ներին հասնելու չորս հիմնական եղանակ կա.
1. Single-band Blue Chip Հետաքրքիր ֆոսֆորներ
Այս մեթոդը նման է սովորական LED փաթեթավորմանը, սակայն ավելացվում են բազմաթիվ ֆոսֆորներ (օրինակ՝ կանաչ, դեղին, կարմիր կամ նույնիսկ նարնջագույն, ցիան, կապույտ): Թեև սա կարող է լույս արտադրել ամբողջ սպեկտրին մոտ, այնուամենայնիվ, կա կապույտ լույսի նշանավոր գագաթ: Ավելին, ցիանի և կապույտի նման ֆոսֆորների արդյունավետությունը համեմատաբար ցածր է, և լույսը կարող է բացակայել 470-510 նմ միջակայքում:
2. Երկկողմանի կամ եռաշերտ Կապույտ չիպային հետաքրքիր ֆոսֆորներ
Այս մեթոդը բարելավում է մեկ ժապավենի մոտեցումը՝ օգտագործելով երկշերտ կամ եռաշերտ կապույտ չիպ՝ տարբեր ալիքի երկարություններով ֆոսֆորներ գրգռելու համար: Երկաշերտ չիպերը սովորաբար օգտագործում են երկու միջակայք՝ 430-450 նմ և 460-480 նմ, մինչդեռ եռաշերտով չիպերն օգտագործում են երեքը՝ 430-440 նմ, 440-460 նմ և 460-480 նմ: Սա թույլ է տալիս ավելի մեծ ճկունություն չիպսերը ֆոսֆորի հետ զուգակցելու համար, որպեսզի ավելի լավ համապատասխանեն արևի լույսի սպեկտրին (ինչպես ցույց է տրված Նկար 3-ում): Այս մոտեցմամբ CRI-ը կարող է գերազանցել 98-ը: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը պահանջում է ֆոսֆորների լայն տեսականի, ինչը դժվարացնում է զանգվածային արտադրության ընթացքում հետևողականության և կայունության ապահովումը:
Նկար 3. երկշերտ և եռաշերտ կապույտ լույսի լրիվ սպեկտրով LED-ների սպեկտրը (տեղեկանքի համար)
3. Ուլտրամանուշակագույն չիպ Հուզիչ ֆոսֆորներ
Այս մեթոդն ունի ավելի ցածր լույսի արդյունավետություն: Հիմնական պատճառն այն է, որ առևտրային հասանելի ֆոսֆորների մեծ մասը նախատեսված է կապույտ չիպերի, այլ ոչ թե ուլտրամանուշակագույն չիպերի հետ աշխատելու համար, ուստի դրանց գրգռման արդյունավետությունը շատ ավելի ցածր է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման տիրույթում: Բացի այդ, ուլտրամանուշակագույն չիպերը սովորաբար տատանվում են 385-405 նմ-ի սահմաններում, որոնք նույնպես ունեն ավելի ցածր արդյունավետություն: Չնայած ուլտրամանուշակագույն չիպերը կարող են ավելի մոտիկից ընդօրինակել արևի լույսի սպեկտրը և խուսափել կարճ ալիքի երկարությամբ կապույտ լույսի առկայությունից (ինչպես ցույց է տրված Նկար 4-ում), այս մեթոդն ունի թերություններ: Օրինակ, ուլտրամանուշակագույն չիպսերը ժամանակի ընթացքում առաջացնում են ֆոսֆորի ավելի զգալի քայքայում, ինչը հանգեցնում է գունային տեղաշարժերի և գունային ջերմաստիճանի խնդիրների: Ուլտրամանուշակագույն լույսը նաև վնասում է օրգանական նյութերը, ինչպիսիք են պարկուճները՝ նվազեցնելով դրանց ազդեցությունը LED-ի կյանքի տևողությունը.
Նկար 4. Ուլտրամանուշակագույն ամբողջ սպեկտրով LED-ների սպեկտրը (տեղեկանքի համար)
4. Բազմաչիպերի համակցման մեթոդ
Այս մեթոդը միավորում է կապույտ, ցիան, կանաչ, դեղին և կարմիր լույս արձակող չիպերը՝ ամբողջական սպեկտրի հասնելու համար: Թեև սա կարող է աշխատել տեսականորեն, այն ավելի քիչ է օգտագործվում մի քանի մարտահրավերների պատճառով: Մեկը, չիպերը լույս են արձակում նեղ թողունակությամբ, ինչը դժվարացնում է ավելի լայն սպեկտրի հասնելը, որն ապահովում են ֆոսֆորները: Բացի այդ, տարբեր գույների չիպերի արդյունավետությունը մեծապես տարբերվում է, ինչը դժվար է դարձնում լույսի ելքը հավասարակշռելը: Ժամանակի ընթացքում գունային տեղաշարժեր և ջերմաստիճանի փոփոխություններ կարող են առաջանալ նաև չիպերի քայքայման տարբեր տեմպերի պատճառով:
Ավելի հստակ համեմատություն ապահովելու համար հետևյալ աղյուսակը ամփոփում է ամբողջ սպեկտրի LED-ների ձեռքբերման չորս մեթոդները.
| Մեթոդ | Էֆեկտիվություն | CRI | Արժենալ | Փաթեթավորման դժվարություն | Ընդհանուր կատարողականություն | Մեթոդի տեսակը |
| Single-band Blue Chip Հետաքրքիր ֆոսֆորներ | Բարձր | Չափավորի | Ցածր | Ցածր | լավ | Չիպը գրգռում է ֆոսֆորները |
| Երկակի/եռաշերտ կապույտ չիպային հետաքրքիր ֆոսֆորներ | Բարձր | Բարձր | Չափավորի | Չափավորի | շատ լավ | Չիպը գրգռում է ֆոսֆորները |
| Ուլտրամանուշակագույն չիպ, հետաքրքիր ֆոսֆորներ | Ցածր | Բարձր | Բարձր | Ցածր | աղքատ | Չիպը գրգռում է ֆոսֆորները |
| Բազմաչիպերի համակցություն | Ցածր | Բարձր | Բարձր | Ցածր | աղքատ | Չիպ (կարող է ավելացնել ֆոսֆոր) |
Ամբողջական սպեկտրի լուսադիոդների կիրառությունները
Այժմ, երբ մենք լուսաբանեցինք ամբողջական սպեկտրի LED-ների ձեռքբերման մեթոդները, ինչպե՞ս կարող ենք արդյունավետ կիրառել դրանք: Հիմնական նկատառումներից մեկը գույնի ջերմաստիճանն է: Արևի լույսը փոխվում է օրվա ընթացքում և սեզոնի ընթացքում: Օրինակ, ի գույնի ջերմաստիճան արևածագին մոտ 2000K է, կեսօրին մոտ 5000K, իսկ մայրամուտին մոտ 2300K: Հետևաբար, լրիվ սպեկտրի LED-ները պետք է նախագծվեն, որպեսզի նմանակեն արևի լույսի համապատասխան սպեկտրը տարբեր գունային ջերմաստիճաններում, ինչը կարելի է ձեռք բերել վերը նկարագրված մեթոդներով:
Ելնելով վերը նշված բացատրությունից՝ լրիվ սպեկտրի LED-ները կարող են օգտագործվել գրեթե ցանկացած ստանդարտ լուսավորության սարքավորման մեջ, ինչպիսին է կենցաղային լուսավորությունը, արտաքին լուսավորություն, արդյունաբերական լուսավորություն, գրասեղանի լամպեր, ամբողջական սպեկտրի led շերտեր եւ նույնիսկ բույսերի լուսավորություն. Հատուկ կիրառությունները մեծապես կախված են գնից և սպառողների ընդունումից: Ներկայումս գրասեղանի լամպերը ամենատարածված կիրառությունն են, որոնք հաճախ վաճառվում են որպես ցածր կապույտ լույսի, աչքերը պաշտպանող և գույնի ջերմաստիճանի կարգավորելի: Այս լամպերի գները ավելի բարձր են, քան ստանդարտ լամպերը: Համեմատությունը չինական ազգային ստանդարտների և «ամբողջ սպեկտրի հավաստագրման» CRI-ի պահանջների միջև ներկայացված է Աղյուսակ 2-ում: Ինչպես երևում է աղյուսակում, սեղանի լամպերի չինական ազգային ստանդարտը հեշտությամբ կարելի է բավարարել սովորական LED լույսի աղբյուրներով, մինչդեռ ամբողջ սպեկտրը հավաստագրումը պահանջում է ավելի առաջադեմ կատարում:
Աղյուսակ 2. CRI-ի համեմատություն գրասեղանի լամպերի համար
| Ստանդարտ | Ամբողջական սպեկտրի հավաստագրում |
| Ստանդարտ համարը և անունը | GB/T 9473-2022 «Կարդալու և գրելու լամպերի կատարողականի պահանջներ» |
| CRI-ի պահանջները | Ընդհանուր CRI՝ Ra ≥ 80 |
| Հատուկ CRI՝ R9 > 0 |
Եզրափակում
Ելնելով ամբողջ սպեկտրի LED տեխնոլոգիայի վերը նշված ներածությունից՝ մենք՝ որպես ոլորտի մասնագետներ, պետք է մտածենք այն մասին. Խնդրում եմ ազատ զգալ հաղորդագրություն ուղարկել ինձ կամ թողնել մեկնաբանություններ հետագա քննարկման համար:
