Концепция светодиодов полного спектра

Концепция светодиодов полного спектра

Говоря о наиболее популярных светодиодах полного спектра в современной индустрии освещения, мы должны сначала поговорить о концепции «полного спектра». Настоящий «полный спектр» относится к свету, излучаемому источником света, и содержит кривую спектра всех длин волн от ультрафиолетового света до видимого света и инфракрасного света, то есть полный спектр, излучаемый солнцем (как показано в спектре кривая на рисунке 1), которая также является наиболее полным «полным спектром» в природе. Большинство разговоров о светодиодах полного спектра относятся к более узкому «полному спектру». Светодиоды полного спектра относятся к свету, излучаемому светодиодным источником света в видимом диапазоне света, близком к кривой спектра, излучаемого солнцем в видимом диапазоне света (как показано на рисунке 2).

Ультрафиолетовые и инфракрасные части удалены. Основная причина удаления этих двух частей состоит в том, чтобы обеспечить возможность индустриализации светодиодов полного спектра и сделать светодиоды полного спектра более «простыми». Если вы хотите добавить ультрафиолетовый и инфракрасный свет, чтобы получить действительно полный спектр, то в принципе нет возможности массового производства и практического применения, потому что вся система упаковки и последующие применения станут очень сложными и чрезвычайно трудными. Даже если мы удалим весь спектр ультрафиолетового и инфракрасного света, это будет относительно «просто», но на самом деле не так просто. Например, чтобы достичь полного спектра CRI, CRI должен быть очень близок к 100. Однако в настоящее время многим компаниям очень сложно увеличить CRI с 96 до 98%, не говоря уже о достижении 99 или даже выше 99.

Рисунок 1 Полный спектр солнечного света (280-4000 нм)

Рисунок 2 Спектральная кривая солнечного света в видимом диапазоне (380–780 нм)

Способы реализации полноспектральных светодиодов

Пути реализации светодиодов полного спектра Из теоретического анализа можно сделать вывод, что это не что иное, как исходить из двух основных направлений: чипов и люминофоров. В основном существует два способа использования чипов: один — использовать чипы для возбуждения люминофоров, а другой — использовать чипы без добавления люминофоров. Что касается люминофоров, то их необходимо использовать совместно с чипами, с разными длинами волн излучения и длинами волн возбуждения. В общем, существует четыре основных способа реализации светодиодов полного спектра: первый — использовать однополосные синие чипы для возбуждения люминофоров; во-вторых, использовать двухдиапазонные синие чипы/трехдиапазонные синие чипы для возбуждения люминофоров; третий — использовать фиолетовые световые чипы для возбуждения люминофоров; 4-й, используйте комбинацию из нескольких фишек. Ниже будут описаны четыре метода один за другим.

1. Способ использования однополосного синего чипа для возбуждения люминофоров. Этот метод по сути аналогичен обычному методу упаковки светодиодов. Разница в том, что для того, чтобы кривая спектра, излучаемого светодиодом, была близка к полному спектру, будут добавлены различные люминофоры, такие как зеленый порошок, желтый порошок, красный порошок и даже оранжевый порошок, голубой порошок, синий порошок. и т. д. Хотя этот метод также может дать эффект, близкий к полному спектру, все равно будет наблюдаться относительно сильный пик синего света. Кроме того, из-за низкой эффективности возбуждения синего света голубым порошком и синим порошком, а также проблемы реабсорбции между люминофорами, на кривой излучаемого спектра по-прежнему будет отсутствовать свет в диапазоне 470-510 нм.

2. Метод двухдиапазонного чипа синего света/трехдиапазонного чипа синего света для возбуждения люминофора. Этот метод значительно улучшит эффект метода однополосного синего светового чипа. Путем согласования высоких и низких длин волн синего света двухдиапазонного синего чипа, а затем использования различных люминофоров можно компенсировать недостающий свет в диапазоне 470–510 нм. Двухдиапазонные синие чипы обычно выбирают две полосы: 430–450 нм и 460–480 нм, а затем используют голубой порошок 490–510 нм, зеленый порошок 510–550 нм, желтый порошок 550–580 нм, оранжевый порошок 580–600 нм и малиновый люминофор 630–660 нм. .Трехполосные голубые фишки обычно используют комбинацию чипы с тремя полосами 430-440нм, 440-460нм и 460-480нм. Люминофорное решение аналогично двухдиапазонному решению «голубых чипов». Этот метод позволяет гибко регулировать диапазон чипов, тип и соотношение люминофоров для достижения более близкого солнечного спектра (как показано на рисунке 3), а индекс цвета (CRI) может достигать более 98. Однако это решение требует добавления многих типы люминофоров, а также люминофорные системы разных длин волн также могут быть разными. Это повлечет за собой более высокие требования к персоналу, занимающемуся дозированием люминофора, а также будет труднее контролировать стабильность соотношения и согласованность партий в процессе массового производства. В настоящее время некоторые производители люминофоров предварительно смешивают два или более люминофоров перед их инкапсуляцией для использования. Этот метод значительно уменьшит сложность смешивания порошка в капсуле, но следует отметить, что предварительно смешанные люминофоры могут осаждаться и расслаиваться во время транспортировки и хранения, что приводит к плохому эффекту смешивания. Основная причина проблемы седиментации и разделения заключается в том, что производитель люминофоров производит два разных люминофора отдельно, а затем смешивает их вместе. Когда остаются различия в размерах частиц и распределении частиц по размерам двух люминофоров, будет выбран люминофор с более крупным размером частиц.

Рисунок 3 Кривые полного спектра двухдиапазонного синего света и трехдиапазонного синего света (для справки)

3. То, как фиолетовый световой чип возбуждает люминофор. Этот метод имеет относительно низкую светоотдачу. Основная причина заключается в том, что люминофоры, представленные на рынке, в основном разработаны так, чтобы соответствовать чипу синего света. Точка, в которой зрелый люминофор имеет наибольшую эффективность возбуждения, обычно находится в полосе синего света. Хотя в диапазоне фиолетового света также имеется пик возбуждения, эффективность возбуждения значительно ниже. Кроме того, длина волны чипа фиолетового света обычно находится в диапазоне 385-405 нм, а эффективность самого чипа невысока, что приводит к относительно низкой общей эффективности света, а стоимость чипа фиолетового света выше. чем у чипа синего света. Тем не менее, спектр, создаваемый решением полного спектра фиолетового светового чипа, на самом деле может быть максимально приближен к солнечному спектру, а насыщенность спектра высока, при этом избегая появления коротковолнового синего света (как показано на рисунке 4). . В отношении продукта с полным спектром фиолетового света следует отметить одну вещь: во время длительного старения и использования продукта люминофор будет более ослабляться из-за длительного излучения и возбуждения фиолетового света, и это с большей вероятностью будет иметь цветовой дрейф и отклонения цветовой температуры на более поздней стадии по сравнению с решением с синим световым чипом. Кроме того, фиолетовый свет нанесет больший ущерб органическим материалам, используемым в упаковке, таким как упаковочный клей и пластиковый материал кронштейна, что сократит срок службы светодиода. Кроме того, после длительного использования фиолетовые светодиоды могут излучать фиолетовый свет, что требует особого внимания.

Рисунок 4: Полный спектр кривой спектра фиолетового света (для справки)

4. Несколько комбинаций фишек. В этом методе можно использовать комбинацию синих, голубых, зеленых, желтых и красных чипов для достижения полного спектра. В принципе, этот метод подходит и для получения полного спектра белого света, но почему мало кто использует этот метод для получения полного спектра? На это могут влиять следующие аспекты. Во-первых, свет, излучаемый чипом, обычно имеет узкую полуволновую ширину, и трудно добиться эффекта спектра, излучаемого материалом с широкой полуволновой шириной, таким как люминофор. Во-вторых, эффективность электрооптического преобразования чипов с разными цветами свечения сильно различается. Эффективность электрооптического преобразования чипов синего света обычно выше, в то время как эффективность электрооптического преобразования других типов чипов относительно низка. Таким образом, трудно настроиться на состояние легкого цветового баланса в одной упаковке. В-третьих, затухание чипов разного цвета свечения при старении и использовании сильно различается. Синий световой чип затухает медленно, а желтый и красный световой чип быстро затухает. Таким образом, при длительном старении и использовании произойдет дрейф цвета и аномальная цветовая температура, и добиться хорошего эффекта от использования будет сложно. Кроме того, метод комбинирования нескольких чипов также позволяет добавлять люминофоры для достижения полного спектра, что ближе к тому, как чип возбуждает люминофоры. Обычно этот метод добавления нескольких чипов к люминофорам сложнее смешивать, поскольку на изменения спектра и цветовых точек также будут влиять другие светящиеся цветные чипы в упаковке.

Чтобы более четко сравнить вышеупомянутые четыре метода реализации полного спектра светодиодов, обратитесь к следующей Таблице 1. Сравнение методов реализации полного спектра светодиодов.

Таблица 1 Сравнение методов реализации полного спектра светодиодов

Методы	Освещение Эфф.	ЦНИИ	Расходы	Инкапсуляция	Комплексное исполнение	Пути реализации
Одномарковое синее возбуждение	Выше	Выше	Ниже	Ниже	Лучше	Чип+Фосфор
Двух-/трехмарковое синее возбуждение	Высокий	Высокий	Низкий	Низкий	Хороший	Чип+Фосфор
Фиолетовое возбуждение	Низкий	Высокий	Высокий	Низкий	Нормальный	Чип+Фосфор
Возбуждение нескольких чипов	Ниже	Высокий	Высокий	Высокий	Нормальный	Чип

Применение светодиодов полного спектра

Приведенные выше примечания описывают, как получить светодиоды полного спектра, но как применять светодиоды полного спектра? Это еще один очень важный вопрос. Прежде чем объяснять применение полного спектра, мы должны сначала прояснить, что есть еще один параметр, который необходимо учитывать при применении светодиодного источника света — цветовая температура. Солнечный свет различен в разное время суток и в разные времена года. Например, цветовая температура Солнца составляет около 2000К на восходе солнца утром, около 5000К в полдень и около 2300К на закате. Следовательно, при использовании светодиодов полного спектра также необходимо учитывать возможность достижения полного спектра, приближающегося к эффекту солнечного света, при соответствующей цветовой температуре на основе различных цветовых температур. Конечно, полный спектр различных цветовых температур также может быть достигнут с помощью вышеуказанных методов. В серии технических решений применены светодиоды полного спектра.

Основываясь на приведенном выше описании, мы можем знать, что светодиодные источники света полного спектра можно использовать практически в любых обычных лампах, таких как наши обычные бытовые лампы, уличные лампы, лампы промышленного освещения, настольные лампы, освещение растений и т. д. Конкретное применение больше зависит от цены и признания людей. В настоящее время наиболее широко используются для выращивания лампы, настольные лампы и т. д. Как профессионалы: нам необходимо учитывать: является ли нынешний «полный спектр» хорошим источником света, который действительно нужен людям? Если вы хотите пообщаться и обсудить, пишите нам в личные сообщения.