სრულ სპექტრის LED ტექნოლოგია ბოლო წლებში გახდა ხმაური, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც საქმე ეხება ბუნებრივი მზის სხივების ემულაციას და სინათლის ხარისხის გაუმჯობესებას. ამ სტატიაში ჩვენ ჩავუღრმავდებით სრული სპექტრის LED-ების სამყაროს, როგორ გაჩნდა ისინი, როგორ მზადდება და სად გამოიყენება. ჩვენ ვისაუბრებთ იმაზე, თუ როგორ შეგიძლიათ მიაღწიოთ სრულ სპექტრის LED-ებს სხვადასხვა ჩიპებისა და ფოსფორის კომბინაციით, მათი დამზადების სირთულეებზე და როგორ ვლინდება ისინი პროდუქტებში, როგორიცაა მაგიდის ნათურები. სამრეწველო განათება, და კიდევ მცენარეთა ზრდის განათება. დაბოლოს, ჩვენ ვუპასუხებთ კითხვას: "ნამდვილად გჭირდებათ სრული სპექტრის განათება?" და „როგორ შეიძლება სრული სპექტრის განათება სარგებელს მოგცემთ თქვენს გარემოში?”
"სრულ სპექტრის" LED-ების განმარტება
როდესაც დღეს ვსაუბრობთ პოპულარულ "სრულ სპექტრის" LED-ებზე, მნიშვნელოვანია განვმარტოთ რას ნიშნავს "სრული სპექტრი". ჭეშმარიტი „სრული სპექტრი“ ეხება წყაროდან გამოსხივებულ შუქს, რომელიც ფარავს მთელ სპექტრს ულტრაიისფერი (UV), ხილული შუქიდან, ინფრაწითელამდე (IR), მზის სინათლის სრული სპექტრის მიბაძვით (როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1).
ეს არის ბუნებაში ნაპოვნი ყველაზე ყოვლისმომცველი "სრული სპექტრი". თუმცა, "სრულ სპექტრის" LED, რომელზეც დღეს უმეტესობა საუბრობს, უფრო ვიწრო განმარტებაა. LED კონტექსტში, "სრული სპექტრი" ეხება შუქს, რომელიც გამოიყოფა ხილული სინათლის დიაპაზონში, რომელიც ძალიან ჰგავს მზის სინათლის სპექტრს იმავე დიაპაზონში (როგორც ნაჩვენებია სურათზე 2).
ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი ნაწილები გამორიცხულია, ძირითადად იმისათვის, რომ სრული სპექტრის LED-ები უფრო ხელმისაწვდომი გახდეს მასობრივი წარმოებისთვის. UV და IR დამატება გაართულებს შეფუთვის მთელ სისტემას და გამოყენებას, რაც თითქმის შეუძლებელს გახდის ფართომასშტაბიან წარმოებას და პრაქტიკულ გამოყენებას. მხოლოდ ხილული სპექტრითაც კი, სრული სპექტრის LED-ების მიღწევა ადვილი არ არის. მაგალითად, მაღალის მისაღწევად ფერის გადაცემის ინდექსი (CRI) 100-თან ახლოს, ბევრი კომპანია იბრძვის CRI-ის გასაუმჯობესებლად 96-დან 98-მდე, რომ აღარაფერი ვთქვათ 99 ან უფრო მაღალის მიღწევაზე.
სურათი 1: მზის შუქის სრული სპექტრი (280 ნმ-4000 ნმ)
სურათი 2: მზის სინათლის სპექტრი ხილულ დიაპაზონში (380nm-780nm)
როგორ მივაღწიოთ სრულ სპექტრის LED-ებს
თეორიულად, სრული სპექტრის LED-ების მიღწევის ორი ძირითადი გზა არსებობს: ერთი არის ჩიპების გამოყენებით და მეორე არის ფოსფორის გამოყენებით. ჩიპის მხრივ, არსებობს ორი ძირითადი გზა: ერთი არის ჩიპი, რომელიც ამაღელვებს ფოსფორს და მეორე იყენებს ჩიპს მარტო ფოსფორის გარეშე. ფოსფორის მხრივ, თქვენ უნდა დააწყვილოთ ფოსფორები ჩიპთან და თქვენ უნდა აირჩიოთ სხვადასხვა ემისიის და აგზნების ტალღის სიგრძე კომბინაციისთვის. მთლიანობაში, სრული სპექტრის LED-ების მიღწევის ოთხი ძირითადი გზა არსებობს:
1. ერთზოლიანი ლურჯი ჩიპი საინტერესო ფოსფორები
ეს მეთოდი ჩვეულებრივი LED შეფუთვის მსგავსია, მაგრამ ემატება მრავალი ფოსფორი (მაგ., მწვანე, ყვითელი, წითელი ან თუნდაც ნარინჯისფერი, ცისფერი, ლურჯი). მიუხედავად იმისა, რომ ამან შეიძლება გამოიმუშაოს სინათლე სრულ სპექტრთან ახლოს, მაინც არის გამოჩენილი ლურჯი სინათლის პიკი. გარდა ამისა, ფოსფორების ეფექტურობა, როგორიცაა ციანი და ლურჯი, შედარებით დაბალია და სინათლე 470-510 ნმ დიაპაზონში შეიძლება არ იყოს.
2. Dual-band ან Triple-band Blue Chip Exciting Phosphors
ეს მეთოდი აუმჯობესებს ერთზოლიან მიდგომას ორზოლიანი ან სამზოლიანი ცისფერი ჩიპის გამოყენებით სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე ფოსფორების აღგზნებისთვის. ორსაფეხურიანი ჩიპები, როგორც წესი, იყენებენ ორ დიაპაზონს: 430-450 ნმ და 460-480 ნმ, ხოლო სამსაფეხურიანი ჩიპები იყენებენ სამ დიაპაზონს: 430-440 ნმ, 440-460 ნმ და 460-480 ნმ. ეს უფრო მეტ მოქნილობას იძლევა ჩიპების ფოსფორებთან დაწყვილებისას მზის სინათლის სპექტრთან უკეთ შესატყვისად (როგორც ნაჩვენებია სურათზე 3). ამ მიდგომით, CRI შეიძლება აღემატებოდეს 98-ს. თუმცა, ეს მეთოდი მოითხოვს ფოსფორების მრავალფეროვნებას, რაც ართულებს მასობრივი წარმოების დროს თანმიმდევრულობისა და სტაბილურობის უზრუნველყოფას.
ნახაზი 3: ორზოლიანი და სამსაფეხურიანი ლურჯი სინათლის სრული სპექტრის LED-ების სპექტრი (ცნობისთვის)
3. UV ჩიპი ამაღელვებელი ფოსფორები
ამ მეთოდს აქვს დაბალი განათების ეფექტურობა. მთავარი მიზეზი ის არის, რომ კომერციულად ხელმისაწვდომი ფოსფორების უმეტესობა შექმნილია ლურჯი ჩიპებით და არა UV ჩიპებით მუშაობისთვის, ამიტომ მათი აგზნების ეფექტურობა გაცილებით დაბალია UV დიაპაზონში. გარდა ამისა, UV ჩიპები, როგორც წესი, 385-405 ნმ დიაპაზონშია, რომლებსაც ასევე აქვთ დაბალი ეფექტურობა. მიუხედავად იმისა, რომ UV ჩიპებს შეუძლიათ უფრო მჭიდროდ მიბაძონ მზის სხივების სპექტრს და თავიდან აიცილონ მოკლე ტალღის სიგრძის ლურჯი სინათლის არსებობა (როგორც ნაჩვენებია სურათზე 4), ამ მეთოდს აქვს ნაკლოვანებები. მაგალითად, ულტრაიისფერი ჩიპები იწვევს ფოსფორების უფრო მნიშვნელოვან დეგრადაციას დროთა განმავლობაში, რაც იწვევს ფერის ცვლას და ფერის ტემპერატურის პრობლემებს. ულტრაიისფერი გამოსხივება ასევე აზიანებს ორგანულ მასალებს, როგორიცაა ინკაფსულანტები, ამცირებს მათ LED-ის სიცოცხლის ხანგრძლივობა.
სურათი 4: UV სრული სპექტრის LED-ების სპექტრი (ცნობისთვის)
4. მრავალ ჩიპის კომბინაციის მეთოდი
ეს მეთოდი აერთიანებს ჩიპებს, რომლებიც ასხივებენ ლურჯ, ცისფერ, მწვანე, ყვითელ და წითელ შუქს სრული სპექტრის მისაღწევად. მიუხედავად იმისა, რომ ეს შეიძლება იმუშაოს თეორიულად, ის ნაკლებად გამოიყენება რამდენიმე გამოწვევის გამო. ერთი, ჩიპები ასხივებენ სინათლეს ვიწრო გამტარუნარიანობით, რაც ართულებს ფართო სპექტრის მიღწევას, რასაც ფოსფორები იძლევა. გარდა ამისა, სხვადასხვა ფერის ჩიპების ეფექტურობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება, რაც რთულს ხდის სინათლის გამომუშავების დაბალანსებას. დროთა განმავლობაში, ფერის ცვლილებები და ტემპერატურის ცვლილებები ასევე შეიძლება მოხდეს ჩიპების დეგრადაციის განსხვავებული სიჩქარის გამო.
უფრო მკაფიო შედარების უზრუნველსაყოფად, შემდეგი ცხრილი აჯამებს სრულ სპექტრის LED-ების მიღწევის ოთხ მეთოდს:
| მეთოდი | ეფექტურობა | CRI | ღირებულება | შეფუთვის სირთულე | საერთო შესრულება | მეთოდის ტიპი |
| ერთზოლიანი ლურჯი ჩიპი საინტერესო ფოსფორები | მაღალი | ზომიერი | დაბალი | დაბალი | კარგი | ჩიპი აღაგზნებს ფოსფორს |
| ორმაგი/სამ ზოლიანი ლურჯი ჩიპი საინტერესო ფოსფორები | მაღალი | მაღალი | ზომიერი | ზომიერი | ძალიან კარგი | ჩიპი აღაგზნებს ფოსფორს |
| UV ჩიპი ამაღელვებელი ფოსფორები | დაბალი | მაღალი | მაღალი | დაბალი | ცუდი | ჩიპი აღაგზნებს ფოსფორს |
| მრავალ ჩიპის კომბინაცია | დაბალი | მაღალი | მაღალი | დაბალი | ცუდი | ჩიპი (შეიძლება ფოსფორის დამატება) |
სრული სპექტრის LED-ების გამოყენება
ახლა, როდესაც ჩვენ განვიხილეთ სრული სპექტრის LED-ების მიღწევის მეთოდები, როგორ შეგვიძლია მათი ეფექტურად გამოყენება? ერთ-ერთი მთავარი საკითხია ფერის ტემპერატურა. მზის შუქი იცვლება დღის განმავლობაში და სეზონების განმავლობაში. მაგალითად, ფერი ტემპერატურა მზის ამოსვლისას არის დაახლოებით 2000K, შუადღისას ის დაახლოებით 5000K და მზის ჩასვლისას დაახლოებით 2300K. ამიტომ, სრული სპექტრის LED-ები უნდა იყოს დაპროექტებული, რათა მიბაძონ მზის სინათლის სპექტრს სხვადასხვა ფერის ტემპერატურაზე, რაც შეიძლება მიღწეული იქნას ზემოთ აღწერილი მეთოდების გამოყენებით.
ზემოაღნიშნული ახსნის საფუძველზე, სრული სპექტრის LED-ები შეიძლება გამოყენებულ იქნას თითქმის ნებისმიერ სტანდარტულ განათების მოწყობილობაში, როგორიცაა საყოფაცხოვრებო განათება, გარე განათებასამრეწველო განათება, მაგიდის ნათურები, სრული სპექტრის LED ზოლები და კიდევ მცენარეთა განათება. კონკრეტული აპლიკაციები დიდწილად დამოკიდებულია ფასზე და მომხმარებელთა მიღებაზე. ამჟამად, მაგიდის ნათურები არის ყველაზე გავრცელებული აპლიკაცია, რომელიც ხშირად იყიდება როგორც დაბალი ლურჯი შუქი, თვალის დამცავი და ფერის ტემპერატურის რეგულირებადი. ამ ნათურების ფასი უფრო მაღალია, ვიდრე სტანდარტული ნათურები. ჩინეთის ეროვნულ სტანდარტებსა და „სრულ სპექტრის სერტიფიცირების“ CRI მოთხოვნებს შორის შედარება ნაჩვენებია ცხრილში 2. როგორც ცხრილში ჩანს, სამაგიდო ნათურების ჩინეთის ეროვნული სტანდარტი ადვილად შეიძლება დაკმაყოფილდეს ჩვეულებრივი LED სინათლის წყაროებით, ხოლო სრული სპექტრით სერტიფიცირება მოითხოვს უფრო მოწინავე შესრულებას.
ცხრილი 2: CRI შედარება მაგიდის ნათურებისთვის
| სტანდარტული | სრული სპექტრის სერთიფიკატი |
| სტანდარტული ნომერი და სახელი | GB/T 9473-2022 „კითხვისა და წერის ნათურების მუშაობის მოთხოვნები“ |
| CRI მოთხოვნები | ზოგადი CRI: Ra ≥ 80 |
| სპეციალური CRI: R9 > 0 |
დასკვნა
სრული სპექტრის LED ტექნოლოგიის ზემოაღნიშნულ შესავალზე დაყრდნობით, ჩვენ, როგორც ინდუსტრიის პროფესიონალები, უნდა ვიფიქროთ: არის თუ არა ამჟამინდელი „სრული სპექტრის“ სინათლის წყარო ის, რაც ხალხს ნამდვილად სჭირდება? გთხოვთ, მოგერიდებათ მომწერეთ ან დატოვეთ კომენტარები შემდგომი განხილვისთვის!
