तुम्हाला "फुल-स्पेक्ट्रम" एलईडी तंत्रज्ञानाबद्दल माहिती असणे आवश्यक आहे

अलिकडच्या वर्षांत फुल-स्पेक्ट्रम LED तंत्रज्ञान हे एक चर्चेचा शब्द बनले आहे, विशेषत: जेव्हा नैसर्गिक सूर्यप्रकाशाचे अनुकरण करणे आणि प्रकाशाची गुणवत्ता सुधारणे येते. या लेखात, आम्ही फुल-स्पेक्ट्रम LEDs च्या जगात जाऊ, ते कसे आले, ते कसे बनवले आणि ते कुठे वापरले जातात. वेगवेगळ्या चिप आणि फॉस्फर कॉम्बिनेशनसह तुम्ही फुल-स्पेक्ट्रम LEDs कसे मिळवू शकता, ते बनवण्याची आव्हाने आणि डेस्क लॅम्प सारख्या उत्पादनांमध्ये ते कसे दिसतात याबद्दल आम्ही चर्चा करू, औद्योगिक प्रकाश, आणि अगदी वनस्पती वाढ दिवे. शेवटी, आम्ही प्रश्नाचे उत्तर देऊ, "तुम्हाला खरोखर पूर्ण-स्पेक्ट्रम प्रकाशाची आवश्यकता आहे का?" आणि "कसे करू शकता पूर्ण-स्पेक्ट्रम प्रकाशयोजना तुमच्या वातावरणात तुम्हाला फायदा होईल?"

"फुल-स्पेक्ट्रम" LEDs ची व्याख्या

आज जेव्हा आपण लोकप्रिय “फुल-स्पेक्ट्रम” LEDs बद्दल बोलतो तेव्हा “फुल-स्पेक्ट्रम” म्हणजे काय हे स्पष्ट करणे महत्त्वाचे आहे. खरे "फुल-स्पेक्ट्रम" म्हणजे अतिनील (UV), दृश्यमान प्रकाश, इन्फ्रारेड (IR) पासून संपूर्ण स्पेक्ट्रम कव्हर करणाऱ्या स्त्रोतामधून उत्सर्जित होणारा प्रकाश, सूर्यप्रकाशाच्या संपूर्ण स्पेक्ट्रमची नक्कल करतो (चित्र 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे).

हे निसर्गात आढळणारे सर्वात व्यापक "फुल-स्पेक्ट्रम" आहे. तथापि, आज बहुतेक लोक ज्या “फुल-स्पेक्ट्रम” LED बद्दल बोलतात ते एक संकुचित व्याख्या आहे. LED संदर्भात, "फुल-स्पेक्ट्रम" म्हणजे दृश्यमान प्रकाश श्रेणीमध्ये उत्सर्जित होणारा प्रकाश जो त्याच श्रेणीतील सूर्यप्रकाशाच्या स्पेक्ट्रमशी जवळून साम्य आहे (आकृती 2 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे).

अल्ट्राव्हायोलेट आणि इन्फ्रारेड भाग वगळण्यात आले आहेत, प्रामुख्याने पूर्ण-स्पेक्ट्रम LEDs मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी अधिक व्यवहार्य बनवण्यासाठी. UV आणि IR जोडल्याने संपूर्ण पॅकेजिंग प्रणाली आणि अनुप्रयोग गुंतागुंतीचे होईल, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन आणि व्यावहारिक वापर जवळजवळ अशक्य होईल. केवळ दृश्यमान स्पेक्ट्रम समाविष्ट करूनही, पूर्ण-स्पेक्ट्रम LEDs मिळवणे सोपे नाही. उदाहरणार्थ, उच्च साध्य करण्यासाठी कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) 100 च्या जवळ, अनेक कंपन्या CRI 96 वरून 98 पर्यंत सुधारण्यासाठी धडपडत आहेत, 99 किंवा त्याहून अधिक साध्य करणे सोडा.

आकृती 1: सूर्यप्रकाशाचा संपूर्ण स्पेक्ट्रम (280nm-4000nm)

आकृती 2: दृश्यमान श्रेणीतील सूर्यप्रकाश स्पेक्ट्रम (380nm-780nm)

फुल-स्पेक्ट्रम LEDs कसे मिळवायचे

सिद्धांतानुसार, पूर्ण-स्पेक्ट्रम एलईडी मिळवण्याचे दोन मुख्य मार्ग आहेत: एक चिप्स वापरून आणि दुसरा फॉस्फर वापरून. चिपच्या बाजूला, दोन मुख्य मार्ग आहेत: एक चिप फॉस्फरला उत्तेजित करते आणि दुसरा फॉस्फरशिवाय चिप वापरणे. फॉस्फरच्या बाजूने, आपल्याला चिपसह फॉस्फर जोडणे आवश्यक आहे आणि संयोजनासाठी आपल्याला भिन्न उत्सर्जन आणि उत्तेजित तरंगलांबी निवडण्याची आवश्यकता आहे. एकूण, पूर्ण-स्पेक्ट्रम एलईडी मिळविण्याचे चार मुख्य मार्ग आहेत:

1. सिंगल-बँड ब्लू चिप रोमांचक फॉस्फोर्स

ही पद्धत सामान्य एलईडी पॅकेजिंगसारखीच आहे, परंतु अनेक फॉस्फर जोडले जातात (उदा., हिरवा, पिवळा, लाल किंवा अगदी नारिंगी, निळसर, निळा). जरी हे पूर्ण-स्पेक्ट्रमच्या जवळ प्रकाश निर्माण करू शकते, तरीही एक प्रमुख निळा प्रकाश शिखर आहे. शिवाय, निळसर आणि निळ्या सारख्या फॉस्फरची कार्यक्षमता तुलनेने कमी आहे आणि 470-510nm श्रेणीतील प्रकाश गहाळ असू शकतो.

2. ड्युअल-बँड किंवा ट्रिपल-बँड ब्लू चिप रोमांचक फॉस्फोर्स

ही पद्धत वेगवेगळ्या तरंगलांबींमध्ये फॉस्फरला उत्तेजित करण्यासाठी ड्युअल-बँड किंवा ट्रिपल-बँड ब्लू चिप वापरून सिंगल-बँड पद्धतीमध्ये सुधारणा करते. ड्युअल-बँड चिप्स सामान्यत: दोन श्रेणी वापरतात: 430-450nm आणि 460-480nm, तर ट्रिपल-बँड चिप्स तीन वापरतात: 430-440nm, 440-460nm आणि 460-480nm. हे सूर्यप्रकाशाच्या स्पेक्ट्रमशी (चित्र 3 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे) अधिक चांगले जुळण्यासाठी फॉस्फरसह चिप्स जोडण्यात अधिक लवचिकता देते. या पध्दतीने, CRI 98 पेक्षा जास्त असू शकते. तथापि, या पद्धतीसाठी विविध प्रकारचे फॉस्फर आवश्यक आहेत, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करताना सातत्य आणि स्थिरता सुनिश्चित करणे कठीण होते.

आकृती 3: ड्युअल-बँड आणि ट्रिपल-बँड ब्लू लाइट फुल-स्पेक्ट्रम एलईडीचे स्पेक्ट्रम (संदर्भासाठी)

3. अतिनील चिप रोमांचक फॉस्फोर्स

या पद्धतीत कमी प्रकाश कार्यक्षमता आहे. याचे मुख्य कारण असे आहे की बहुतेक व्यावसायिकरित्या उपलब्ध फॉस्फर हे यूव्ही चिप्ससह काम करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत, यूव्ही चिप्ससह नाही, त्यामुळे त्यांची उत्तेजित कार्यक्षमता यूव्ही श्रेणीमध्ये खूपच कमी आहे. याव्यतिरिक्त, UV चिप्स सामान्यत: 385-405nm पर्यंत असतात, ज्याची कार्यक्षमता देखील कमी असते. जरी यूव्ही चिप्स सूर्यप्रकाशाच्या स्पेक्ट्रमची अधिक जवळून नक्कल करू शकतात आणि कमी-तरंगलांबीच्या निळ्या प्रकाशाची उपस्थिती टाळू शकतात (आकृती 4 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे), या पद्धतीमध्ये तोटे आहेत. उदाहरणार्थ, यूव्ही चिप्समुळे कालांतराने फॉस्फरचे अधिक लक्षणीय ऱ्हास होतो, परिणामी रंग बदलतात आणि रंग तापमान समस्या उद्भवतात. अतिनील प्रकाश देखील एनकॅप्सुलंट्स सारख्या सेंद्रिय पदार्थांचे नुकसान करते, कमी करते LED चे आयुर्मान.

आकृती 4: यूव्ही फुल-स्पेक्ट्रम एलईडीचे स्पेक्ट्रम (संदर्भासाठी)

4. मल्टी-चिप संयोजन पद्धत

ही पद्धत पूर्ण स्पेक्ट्रम प्राप्त करण्यासाठी निळा, निळसर, हिरवा, पिवळा आणि लाल प्रकाश उत्सर्जित करणाऱ्या चिप्स एकत्र करते. जरी हे सिद्धांतानुसार कार्य करू शकते, परंतु अनेक आव्हानांमुळे ते कमी वापरले जाते. एक तर, चिप्स अरुंद बँडविड्थसह प्रकाश उत्सर्जित करतात, ज्यामुळे फॉस्फर प्रदान करणारे विस्तृत स्पेक्ट्रम प्राप्त करणे कठीण होते. याव्यतिरिक्त, वेगवेगळ्या रंगांच्या चिप्सची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात बदलते, ज्यामुळे प्रकाश आउटपुट संतुलित करणे आव्हानात्मक होते. कालांतराने, चिप्सच्या वेगवेगळ्या ऱ्हास दरांमुळे रंग बदलणे आणि तापमान बदल देखील होऊ शकतात.

स्पष्ट तुलना प्रदान करण्यासाठी, खालील सारणी पूर्ण-स्पेक्ट्रम LEDs प्राप्त करण्याच्या चार पद्धतींचा सारांश देते:

पद्धत	कार्यक्षमता	सीआरआय	खर्च	पॅकेजिंग अडचण	एकूण कामगिरी	पद्धतीचा प्रकार
सिंगल-बँड ब्लू चिप रोमांचक फॉस्फोर्स	उच्च	मध्यम	कमी	कमी	चांगले	चिप फॉस्फरस उत्तेजित करते
ड्युअल/ट्रिपल-बँड ब्लू चिप रोमांचक फॉस्फोर्स	उच्च	उच्च	मध्यम	मध्यम	खुप छान	चिप फॉस्फरस उत्तेजित करते
अतिनील चिप रोमांचक फॉस्फर	कमी	उच्च	उच्च	कमी	गरीब	चिप फॉस्फरस उत्तेजित करते
मल्टी-चिप संयोजन	कमी	उच्च	उच्च	कमी	गरीब	चिप (फॉस्फर जोडू शकता)

पूर्ण-स्पेक्ट्रम LEDs चे अनुप्रयोग

आता आम्ही पूर्ण-स्पेक्ट्रम LEDs मिळवण्याच्या पद्धती कव्हर केल्या आहेत, आम्ही त्यांना प्रभावीपणे कसे लागू करू शकतो? एक महत्त्वाचा विचार म्हणजे रंग तापमान. सूर्यप्रकाश दिवसभर आणि ऋतूंमध्ये बदलतो. उदाहरणार्थ, द रंग तपमान सूर्योदयाच्या वेळी ते सुमारे 2000K असते, दुपारच्या वेळी ते 5000K असते आणि सूर्यास्ताच्या वेळी ते सुमारे 2300K असते. म्हणून, पूर्ण-स्पेक्ट्रम LEDs वेगवेगळ्या रंगाच्या तापमानांवर संबंधित सूर्यप्रकाश स्पेक्ट्रमची नक्कल करण्यासाठी डिझाइन करणे आवश्यक आहे, जे वर वर्णन केलेल्या पद्धती वापरून प्राप्त केले जाऊ शकते.

वरील स्पष्टीकरणावर आधारित, पूर्ण-स्पेक्ट्रम LEDs जवळजवळ कोणत्याही मानक प्रकाश फिक्स्चरमध्ये वापरले जाऊ शकतात, जसे की घरगुती प्रकाश, मैदानी प्रकाश, औद्योगिक प्रकाश, डेस्क दिवे, पूर्ण स्पेक्ट्रम एलईडी पट्ट्या आणि अगदी वनस्पती प्रकाशयोजना. विशिष्ट अनुप्रयोग मुख्यत्वे किंमत आणि ग्राहकांच्या स्वीकृतीवर अवलंबून असतात. सध्या, डेस्क दिवे हे सर्वात सामान्य ऍप्लिकेशन आहेत, जे सहसा कमी-निळा प्रकाश, डोळ्यांचे संरक्षण करणारे आणि रंग-तापमान समायोजित करण्यायोग्य म्हणून विकले जातात. या दिव्यांची किंमत मानक दिव्यांपेक्षा जास्त आहे. चीनी राष्ट्रीय मानके आणि "फुल-स्पेक्ट्रम प्रमाणन" सीआरआय आवश्यकता यांच्यातील तुलना तक्ता 2 मध्ये दर्शविली आहे. टेबलमध्ये पाहिल्याप्रमाणे, डेस्क दिव्यांच्या चायनीज राष्ट्रीय मानकांची पूर्तता सामान्य एलईडी प्रकाश स्रोतांद्वारे केली जाऊ शकते, तर पूर्ण-स्पेक्ट्रम प्रमाणन अधिक प्रगत कामगिरी आवश्यक आहे.

टेबल 2: डेस्क लॅम्पसाठी CRI तुलना

मानक	पूर्ण-स्पेक्ट्रम प्रमाणन
मानक क्रमांक आणि नाव	GB/T 9473-2022 “दिवे वाचन आणि लेखनासाठी कार्यप्रदर्शन आवश्यकता”
CRI आवश्यकता	सामान्य CRI: Ra ≥ 80
	विशेष CRI: R9 > 0

निष्कर्ष

फुल-स्पेक्ट्रम LED तंत्रज्ञानाच्या वरील परिचयाच्या आधारे, आम्ही, उद्योग व्यावसायिक म्हणून, विचार करणे आवश्यक आहे: सध्याचा "पूर्ण-स्पेक्ट्रम" प्रकाश स्रोत लोकांना खरोखर आवश्यक आहे का? कृपया मला संदेश द्या किंवा पुढील चर्चेसाठी टिप्पण्या द्या!