El concepto de LED de espectro completo

El concepto de LED de espectro completo

Hablando de los LED de espectro completo más populares en la industria de la iluminación actual, primero debemos hablar del concepto de 'espectro completo'. El verdadero 'espectro completo' se refiere a la luz emitida por la fuente de luz que contiene la curva del espectro de todas las longitudes de onda, desde la luz ultravioleta hasta la luz visible y la luz infrarroja, es decir, el espectro completo emitido por el sol (como se muestra en el espectro curva en la Figura 1), que también es el 'espectro completo' más completo de la naturaleza. Lo que más se habla sobre los LED de espectro completo se refiere al 'espectro completo' más estrecho. Los LED de espectro completo se refieren a la luz emitida por la fuente de luz LED en el rango de luz visible cerca de la curva del espectro emitida por el sol en el rango de luz visible (como se muestra en la Figura 2).

Se eliminan las partes ultravioleta e infrarroja. La razón principal para eliminar estas dos partes es hacer que los LED de espectro completo tengan la posibilidad de industrializarse y hacer que los LED de espectro completo sean más 'simples'. Si desea agregar luz ultravioleta e infrarroja para crear un espectro completo verdaderamente completo, básicamente no existe ninguna posibilidad de producción en masa y aplicación práctica, porque todo el sistema de embalaje y las aplicaciones posteriores serán muy complicadas y extremadamente difíciles. Incluso si eliminamos todo el espectro de luz ultravioleta e infrarroja, es relativamente 'simple' de hacer, pero en realidad no es tan simple. Por ejemplo, para lograr un CRI de espectro completo, el CRI debe estar muy cerca de 100. Sin embargo, a muchas empresas actualmente les resulta muy difícil aumentar el CRI del 96 al 98%, y mucho menos llegar a 99 o incluso por encima de 99.

Figura 1 Espectro completo de luz solar (280 nm-4000 nm)

Figura 2 Curva espectral de la luz solar en el rango visible (380 nm-780 nm)

Formas de implementar LED de espectro completo

Formas de implementar LED de espectro completo Del análisis teórico se puede concluir que no es más que partir de dos direcciones principales: chips y fósforos. Hay principalmente dos formas de utilizar chips: una es utilizar chips para excitar fósforos y otra es utilizar chips sin añadir fósforo. En cuanto a los fósforos, deben utilizarse junto con chips, con diferentes longitudes de onda de emisión y longitudes de onda de excitación. En general, hay cuatro formas principales de implementar LED de espectro completo: la primera, utilizar chips azules de banda única para excitar fósforos; el segundo, utilice chips azules de doble banda/chips azules de tres bandas para excitar los fósforos; el tercero, use chips de luz violeta para excitar los fósforos; el cuarto, use una combinación de múltiples chips. A continuación se explicarán los cuatro métodos uno por uno.

1. El método de utilizar un chip azul de banda única para excitar fósforos. Este método es básicamente el mismo que el método de empaquetado de LED normal. La diferencia es que para acercar la curva del espectro emitido por el LED al espectro completo, se agregarán una variedad de fósforos, como polvo verde, polvo amarillo, polvo rojo e incluso polvo naranja, polvo cian y polvo azul. , etc. Aunque este método también puede producir un efecto cercano al espectro completo, todavía habrá un pico de luz azul relativamente fuerte. Además, debido a la baja eficiencia de excitación de la luz azul del polvo cian y del polvo azul y al problema de reabsorción entre los fósforos, la curva del espectro emitido aún carecerá de luz en el rango de 470-510 nm.

2. El método del chip de luz azul de doble banda/chip de luz azul de triple banda para excitar el fósforo. Este método mejorará en gran medida el efecto del método del chip de luz azul de banda única. Al hacer coincidir las longitudes de onda de luz azul alta y baja del chip azul de doble banda y luego usar una variedad de fósforos, se puede compensar la luz faltante en el rango de 470-510 nm. Los chips azules de doble banda generalmente eligen dos bandas de 430-450 nm y 460-480 nm, y luego usan polvo cian de 490-510 nm, polvo verde de 510-550 nm, polvo amarillo de 550-580 nm, polvo naranja de 580-600 nm y fósforo carmesí de 630-660 nm. Los blue chips de tres bandas suelen utilizar un combinación de chips con tres bandas de 430-440nm, 440-460nm y 460-480nm. La solución de fósforo es similar a la solución blue chip de doble banda. Este método puede ajustar de manera flexible la banda del chip y el tipo y proporción de fósforo para lograr un espectro solar más cercano (como se muestra en la Figura 3), y el índice de color (CRI) puede alcanzar más de 98. Sin embargo, esta solución requiere la adición de muchos Los tipos de fósforos y los sistemas de fósforo de diferentes longitudes de onda también pueden ser diferentes. Esto impondrá mayores requisitos al personal que proporciona fósforo, y la estabilidad de la proporción y la consistencia del lote del proceso de producción en masa también serán más difíciles de controlar. En la actualidad, algunos fabricantes de fósforo premezclan dos o más fósforos antes de encapsularlos para su uso. Este método reducirá enormemente la dificultad de mezclar el polvo en la encapsulación, pero debe tenerse en cuenta que los fósforos premezclados pueden tener sedimentación y separación durante el transporte y el almacenamiento, lo que resulta en un efecto de mezcla deficiente. La razón principal del problema de sedimentación y separación es que el fabricante de fósforo produce dos fósforos diferentes por separado y luego los mezcla. Cuando persisten diferencias en el tamaño de partícula y en la distribución del tamaño de partícula de los dos fósforos, se sedimentará el fósforo con un tamaño de partícula mayor.

Figura 3 Curvas de espectro completo de luz azul de doble banda y luz azul de triple banda (como referencia)

3. La forma en que el chip de luz violeta excita el fósforo. Este método tiene una eficiencia lumínica relativamente baja. La razón principal es que los fósforos del mercado se desarrollan básicamente para coincidir con el chip de luz azul. El punto donde el fósforo maduro tiene la mayor eficiencia de excitación suele ser en la banda de luz azul. Aunque también hay un pico de excitación en el rango de luz violeta, la eficiencia de la excitación es mucho menor. Además, la longitud de onda del chip de luz violeta suele estar en el rango de 385-405 nm y la eficiencia del chip en sí no es alta, lo que da como resultado una eficiencia de luz general relativamente baja y el costo del chip de luz violeta es mayor. que el del chip de luz azul. Sin embargo, el espectro producido por la solución de espectro completo del chip de luz violeta puede estar lo más cerca posible del espectro solar y la saturación del espectro es alta, al mismo tiempo que se evita la aparición de luz azul de onda corta (como se muestra en la Figura 4). . Una cosa que debe tenerse en cuenta sobre el producto de espectro completo de luz púrpura es que durante el envejecimiento y uso prolongado del producto, el fósforo será más atenuado por la radiación y excitación a largo plazo de la luz púrpura, y es Es más probable que se produzcan variaciones de color y anomalías en la temperatura del color en la etapa posterior en comparación con la solución de chip de luz azul. Además, la luz violeta causará mayores daños a los materiales orgánicos utilizados en el embalaje, como el pegamento del embalaje y el material plástico del soporte, lo que acortará la vida útil del LED. Además, después de un uso prolongado, los LED violetas pueden perder luz violeta, algo que requiere atención especial.

Figura 4: Espectro completo de la curva del espectro de luz violeta (como referencia)

4. Múltiples combinaciones de fichas. Este método puede utilizar una combinación de chips azul, cian, verde, amarillo y rojo para lograr un espectro completo. En principio, este método también es adecuado para lograr luz blanca de espectro completo, pero ¿por qué pocas personas usan este método para generar un espectro completo? Puede verse afectado por los siguientes aspectos. En primer lugar, la luz emitida por el chip suele tener un ancho de media onda estrecho y es difícil lograr el efecto del espectro emitido por un material con un ancho de media onda amplio como el fósforo. En segundo lugar, la eficiencia de conversión electroóptica de chips con diferentes colores luminosos varía mucho. La eficiencia de conversión electroóptica de los chips de luz azul suele ser mayor, mientras que la eficiencia de conversión electroóptica de otros tipos de chips es relativamente baja. De esta manera, es difícil ajustarse a un estado de equilibrio de color claro en el mismo paquete. En tercer lugar, la atenuación de chips con diferentes colores luminosos durante el envejecimiento y el uso es muy diferente. El chip de luz azul se atenúa lentamente y el chip de luz amarilla y roja se atenúa rápidamente. De esta manera, se producirá una desviación del color y una temperatura de color anormal durante el envejecimiento y el uso a largo plazo, y es difícil lograr un buen efecto de uso. Además, el método de combinación de múltiples chips también puede agregar fósforo para lograr un espectro completo, que se acerca más a la forma en que el chip excita los fósforos. Por lo general, este método de agregar múltiples chips a los fósforos es más difícil de mezclar, porque los cambios en el espectro y los puntos de color también se verán afectados por otros chips de colores luminosos en el paquete.

Para comparar más claramente los cuatro métodos de implementación de LED de espectro completo anteriores, consulte la siguiente Tabla 1: Comparación de los métodos de implementación de LED de espectro completo.

Tabla 1 Comparación de métodos de implementación de LED de espectro completo

Métodos	Efecto de iluminación.	IRC	Costo	Encapsulación	Rendimiento complejo	Formas de realización
Excitación azul de una sola marca.	Más alto	Más alto	Más bajo	Más bajo	Mejor	Chip+Fósforo
Excitación azul de dos o tres marcas	Alto	Alto	Bajo	Bajo	Bien	Chip+Fósforo
excitación violeta	Bajo	Alto	Alto	Bajo	Normal	Chip+Fósforo
Excitación de múltiples chips	Más bajo	Alto	Alto	Alto	Normal	Chip

Aplicación de LED de espectro completo

Las notas anteriores describen cómo lograr LED de espectro completo, pero ¿cómo aplicar LED de espectro completo? Esta es otra pregunta muy importante. Antes de explicar la aplicación del espectro completo, primero debemos dejar claro que hay otro parámetro que debe considerarse en la aplicación de una fuente de luz LED: la temperatura de color. La luz del sol es diferente en diferentes momentos del día o en diferentes estaciones. Por ejemplo, la temperatura de color del sol es de aproximadamente 2000 K al amanecer por la mañana, aproximadamente 5000 K al mediodía y aproximadamente 2300 K al atardecer. Por lo tanto, los LED de espectro completo también deben considerar lograr el cierre del espectro completo al efecto de la luz solar a la temperatura de color correspondiente en función de diferentes temperaturas de color. Por supuesto, también se puede lograr todo el espectro de diferentes temperaturas de color mediante los métodos anteriores. La serie de soluciones técnicas se aplica con LED de espectro completo.

Con base en la descripción anterior, podemos saber que las fuentes de luz LED de espectro completo se pueden utilizar en casi cualquier lámpara convencional, como nuestras lámparas domésticas convencionales, lámparas de exterior, lámparas de iluminación industrial, lámparas de mesa, iluminación de plantas, etc. La aplicación específica Depende más del precio y de la aceptación de la gente. En la actualidad, las más utilizadas son lámparas de cultivo, lámparas de mesa, etc. Como profesionales: debemos considerar: ¿Es la actual fuente de luz de 'espectro completo' buena que la gente realmente necesita? Si desea comunicarse y discutir, envíenos mensajes privados.