LED технологијата со целосен спектар стана главна реклама во последниве години, особено кога станува збор за имитација на природна сончева светлина и подобрување на квалитетот на светлината. Во оваа статија, ќе се нурнеме во светот на LED диоди со целосен спектар, како настанале, како се направени и каде се користат. Ќе разговараме за тоа како можете да постигнете LED диоди со целосен спектар со различни комбинации на чипови и фосфор, предизвиците при нивното правење и како тие се појавуваат во производи како ламби за маса, индустриско осветлување, па дури и светла за раст на растенијата. Конечно, ќе одговориме на прашањето: „Дали навистина ви треба осветлување со целосен спектар? и „Како може осветлување со целосен спектар ви користи во вашата околина?“
Дефиниција на LED диоди со „целосен спектар“.
Кога зборуваме за популарните LED диоди со „целосен спектар“ денес, важно е да се разјасни што значи „целосен спектар“. Вистинскиот „целосен спектар“ се однесува на светлината емитирана од извор што го покрива целиот спектар од ултравиолетова (УВ), видлива светлина, до инфрацрвена (IR), имитирајќи го целиот спектар на сончева светлина (како што е прикажано на Слика 1).
Ова е најсеопфатниот „целосен спектар“ пронајден во природата. Сепак, ЛЕР со „целосен спектар“ за кој денес зборуваат повеќето луѓе е потесна дефиниција. Во контекст на LED, „целосен спектар“ се однесува на светлината емитирана во опсегот на видливата светлина што многу наликува на спектарот на сончевата светлина во истиот опсег (како што е прикажано на Слика 2).
Ултравиолетовите и инфрацрвените делови се исклучени, главно за да се направат LED диоди со целосен спектар поизводливи за масовно производство. Додавањето UV и IR би го комплицирало целиот систем на пакување и примена, што ќе го направи производството во големи размери и практичната употреба речиси невозможни. Дури и со вклучен само видлив спектар, не е лесно да се постигнат LED диоди со целосен спектар. На пример, за да се постигне висока индекс на рендерирање на бои (CRI) блиску до 100, многу компании се борат да го подобрат CRI од 96 на 98, а камоли да постигнат 99 или повисоко.
Слика 1: Целосен спектар на сончева светлина (280nm-4000nm)
Слика 2: спектар на сончева светлина во видливиот опсег (380nm-780nm)
Како да се постигнат LED диоди со целосен спектар
Теоретски, постојат два главни начини за постигнување на LED диоди со целосен спектар: едниот е со користење на чипови, а другиот е со користење на фосфор. На страната на чипот, постојат два главни начини: едниот е чипот што го возбудува фосфорот, а другиот е користење на чипот сам без фосфор. На страната на фосфорот, треба да ги споите фосфорите со чипот и треба да изберете различни бранови должини на емисија и возбуда за комбинацијата. Севкупно, постојат четири главни начини за постигнување LED диоди со целосен спектар:
1. Еднобенд Син чип возбудливи фосфори
Овој метод е сличен на обичните LED пакувања, но се додаваат повеќе фосфори (на пример, зелена, жолта, црвена, па дури и портокалова, цијан, сина). Иако ова може да произведе светлина блиску до целосниот спектар, сепак постои истакнат врв на сина светлина. Понатаму, ефикасноста на фосфорите како цијан и сина е релативно ниска, а светлината во опсегот 470-510 nm може да недостасува.
2. Двобенд или троен син чип возбудливи фосфори
Овој метод го подобрува пристапот со една лента со користење на син чип со двоен или троен опсег за возбудување на фосфорите низ различни бранови должини. Чиповите со двоен опсег обично користат два опсега: 430-450nm и 460-480nm, додека чиповите со три појаси користат три: 430-440nm, 440-460nm и 460-480nm. Ова овозможува поголема флексибилност во спарувањето на чиповите со фосфорите за подобро да одговараат на спектарот на сончевата светлина (како што е прикажано на слика 3). Со овој пристап, CRI може да надмине 98. Сепак, овој метод бара широк спектар на фосфори, што го отежнува обезбедувањето конзистентност и стабилност при масовно производство.
Слика 3: Спектар на LED диоди со целосен спектар на сина светлина со двоен опсег и тројна лента (за референца)
3. УВ чип возбудливи фосфори
Овој метод има помала светлосна ефикасност. Главната причина е што повеќето комерцијално достапни фосфори се дизајнирани да работат со сини чипови, а не со УВ чипови, така што нивната ефикасност на возбудување е многу помала во опсегот на УВ. Дополнително, UV чиповите обично се движат од 385-405nm, кои исто така имаат помала ефикасност. Иако УВ чиповите можат поблиску да го имитираат спектарот на сончевата светлина и да го избегнат присуството на сина светлина со кратка бранова должина (како што е прикажано на слика 4), овој метод има недостатоци. На пример, УВ чиповите предизвикуваат позначајна деградација на фосфорите со текот на времето, што резултира со промена на бојата и проблеми со температурата на бојата. УВ светлината, исто така, ги оштетува органските материјали како инкапсуланти, намалувајќи го Животниот век на ЛЕР.
Слика 4: Спектар на УВ LED диоди со целосен спектар (за референца)
4. Метод на комбинирање со повеќе чипови
Овој метод комбинира чипови кои емитуваат сина, цијан, зелена, жолта и црвена светлина за да се постигне целосен спектар. Иако ова може да работи во теорија, поретко се користи поради неколку предизвици. Како прво, чиповите испуштаат светлина со тесен опсег, што го отежнува постигнувањето на поширокиот спектар што го обезбедуваат фосфорите. Дополнително, ефикасноста на чиповите со различна боја варира многу, што го прави предизвик да се балансира излезната светлина. Со текот на времето, може да се појават и промени во бојата и температурни промени поради различните стапки на деградација на чиповите.
За да се обезбеди појасна споредба, следната табела ги сумира четирите методи за постигнување на LED диоди со целосен спектар:
| Метод | Ефикасност | CRI | цена | Тешкотии во пакувањето | Севкупна изведба | Тип на метод |
| Еднобенд Син чип возбудливи фосфори | Високо | Умерена | Ниско | Ниско | добар | Чипот ги возбудува фосфорите |
| Возбудливи фосфори со двоен/троен син чип | Високо | Високо | Умерена | Умерена | многу добар | Чипот ги возбудува фосфорите |
| УВ чип возбудливи фосфори | Ниско | Високо | Високо | Ниско | сиромашните | Чипот ги возбудува фосфорите |
| Комбинација со повеќе чипови | Ниско | Високо | Високо | Ниско | сиромашните | Чип (може да додаде фосфор) |
Апликации на LED диоди со целосен спектар
Сега кога ги опфативме методите за постигнување LED диоди со целосен спектар, како можеме ефективно да ги примениме? Еден од клучните фактори е температурата на бојата. Сончевата светлина се менува во текот на денот и во текот на сезоните. На пример, на температура на бојата на изгрејсонце е околу 2000K, на пладне околу 5000K, а на зајдисонце е околу 2300K. Затоа, LED диоди со целосен спектар треба да бидат дизајнирани да го имитираат соодветниот спектар на сончева светлина при различни температури на боја, што може да се постигне со помош на методите опишани погоре.
Врз основа на горенаведеното објаснување, LED диоди со целосен спектар може да се користат во речиси секоја стандардна опрема за осветлување, како што е осветлувањето за домаќинството, надворешно осветлување, индустриско осветлување, столни ламби, лед ленти со целосен спектар па дури и осветлување на растенијата. Специфичните апликации во голема мера зависат од цената и прифаќањето на потрошувачите. Во моментов, ламбите за работна маса се најчестата апликација, често се продаваат како слабо сина светлина, заштита на очите и прилагодлива температура на боја. Цените на овие светилки се повисоки од стандардните светилки. Споредбата помеѓу кинеските национални стандарди и барањата за CRI за „сертификација со целосен спектар“ е прикажана во Табела 2. Како што се гледа во табелата, кинескиот национален стандард за столни ламби може лесно да се исполни со обични LED извори на светлина, додека целосниот спектар сертификацијата бара понапредни перформанси.
Табела 2: Споредба на CRI за биро-светилки
| стандард | Сертификација со целосен спектар |
| Стандарден број и име | GB/T 9473-2022 „Барања за изведба за светилки за читање и пишување“ |
| Барања за CRI | Општ CRI: Ра ≥ 80 |
| Специјален CRI: R9 > 0 |
Заклучок
Врз основа на горенаведениот вовед во LED технологијата со целосен спектар, ние, како индустриски професионалци, треба да размислиме: Дали сегашниот извор на светлина со „целосен спектар“ е нешто што навистина им е потребно на луѓето? Ве молиме слободно пратете ми порака или оставете коментари за понатамошна дискусија!
