O conceito de LEDs de “espectro total”
Falando dos LEDs de “espectro completo” mais quentes da indústria de iluminação atual, é necessário falar sobre o conceito de “espectro completo”. O verdadeiro “espectro completo” se refere à luz emitida pela fonte de luz que contém todos os comprimentos de onda da faixa ultravioleta - visível - infravermelho das curvas espectrais, ou seja, o sol emite um espectro completo (veja a imagem abaixo),
que também é a natureza mais abrangente do “espectro completo” Este também é o “espectro completo” mais abrangente da natureza. O mais falado “espectro completo” de LED se refere a um ponto mais estreito do “espectro completo”, o “espectro completo” de LED se refere à luz emitida pela fonte de luz de LED na faixa visível de luz. Perto do sol na faixa visível de luz emitida pela curva espectral (veja a imagem abaixo).
Remova as duas partes da luz ultravioleta e infravermelha, remova essas duas partes da principal razão é fazer com que o espectro completo do LED tenha a possibilidade de industrialização, de modo que o espectro completo do LED para fazer mais "simples". Se você quiser adicionar luz ultravioleta e infravermelha para fazer palavras de espectro completo verdadeiramente abrangentes, basicamente nenhuma produção em massa e aplicação prática da possibilidade, porque todo o sistema de embalagem e aplicações subsequentes se tornarão muito complexos e excepcionalmente difíceis. Mesmo que seja para remover o espectro completo da luz ultravioleta e infravermelha, faça relativamente "simples" na prática não é tão simples, como fazer o índice de espectro completo deve ser muito próximo de 100, e muitas empresas querem fazer de 96 a 98% do índice se sentir muito difícil, para não mencionar o índice de 99 ou até mais de 99.
Os métodos de realização de LEDs de espectro total
A maneira de atingir o espectro total com LEDs pode ser derivada da análise teórica. Essencialmente, envolve duas abordagens principais: das perspectivas do chip e do fósforo. Em termos do chip, existem principalmente dois métodos: um é excitar o fósforo com o chip, e o outro é usar apenas o chip sem adicionar o fósforo. Quanto ao fósforo, ele deve ser usado em conjunto com o chip. Diferentes comprimentos de onda de emissão e comprimentos de onda de excitação precisam ser combinados e correspondidos. Em resumo, os métodos de realização de LEDs de espectro total incluem principalmente quatro tipos: um é o caminho da excitação do chip de luz azul de banda única por fósforo; o segundo é o caminho da excitação do chip de luz azul de banda dupla/chip de luz azul de banda tripla por fósforo; o terceiro é o caminho da excitação do chip de luz roxa por fósforo; e o quarto é o caminho da combinação de múltiplos chips. A seguir, elaboraremos esses quatro métodos em detalhes.
O caminho da excitação do chip de luz azul de banda única por fósforo. Este método é basicamente o mesmo que o método de embalagem de LED comum. A diferença está em que, para fazer a curva espectral do LED emitir perto do espectro total, vários fósforos, como verde, amarelo, vermelho e até laranja, verde ciano e azul, são adicionados. Embora este método também possa atingir um efeito próximo do espectro total, ele ainda tem um pico de luz azul relativamente forte. Além disso, devido à baixa eficiência de excitação dos fósforos verde ciano e azul e ao problema da reabsorção do pó de fluorescência, a curva espectral ainda estará sem luz na faixa de 470-510 nm.
2. O caminho da excitação do chip de luz azul de banda dupla/chip de luz azul de banda tripla por fósforo. Este método tem uma melhoria significativa em comparação com o método do chip de luz azul de banda única. Ao combinar os comprimentos de onda de luz azul altos e baixos dos chips de luz azul de banda dupla e usar vários fósforos, a luz ausente na faixa de 470-510 nm pode ser compensada. Os chips de luz azul de banda dupla geralmente selecionam as faixas de comprimento de onda de 430-450 nm e 460-480 nm e, em seguida, combinam o fósforo verde ciano de 490-510 nm, o fósforo verde de 510-550 nm, o fósforo amarelo de 550-580 nm, o fósforo laranja de 580-600 nm e o fósforo vermelho profundo de 630-660 nm. Os chips de luz azul de banda tripla geralmente selecionam as faixas de comprimento de onda de 430-440 nm, 440-460 nm e 460-480 nm para combinação de chips, e o esquema de fósforo é semelhante ao esquema de chip de luz azul de banda dupla. Ao ajustar de forma flexível as faixas de comprimento de onda dos chips e fósforos e suas proporções, este método pode atingir um espectro mais próximo do solar (conforme mostrado na Figura 3), com um índice de reprodução de cor (CRI) de mais de 98. No entanto, este esquema requer um grande número de fósforos adicionados, e o sistema de fósforo para diferentes comprimentos de onda também pode ser diferente. Isso tornará os requisitos para o pessoal da proporção de fósforo relativamente altos, e a estabilidade e a consistência do lote da proporção durante o processo de produção em massa serão mais difíceis de controlar. Atualmente, alguns fabricantes de fósforo pré-misturam dois ou mais tipos de fósforos antes de entregá-los à fábrica de embalagens. Este método reduzirá muito a dificuldade de mistura de pó para a fábrica de embalagens, mas deve-se notar que os fósforos pré-misturados podem sofrer sedimentação e separação durante o transporte e armazenamento, resultando em efeito de mistura ruim. A principal razão para isso é que os fabricantes de fósforo produzem dois tipos diferentes de fósforos separadamente e depois os misturam, e quando o tamanho de partícula e a distribuição do tamanho de partícula dos dois fósforos são diferentes, os fósforos com tamanhos de partícula maiores afundarão.
3. O caminho da excitação pelo chip de luz roxa por fósforo. Este método tem uma eficiência luminosa relativamente baixa. A principal razão é que os fósforos atualmente disponíveis no mercado são desenvolvidos principalmente para combinar com chips de luz azul. O pico da eficiência de excitação do fósforo maduro geralmente está na faixa de comprimento de onda da luz azul. Embora haja picos de excitação na faixa de luz roxa, a eficiência de excitação é muito menor. Além disso, o comprimento de onda dos chips de luz roxa geralmente cai na faixa de 385-405 nm, e a eficiência dos próprios chips não é alta, o que leva a uma eficiência de luz geral relativamente baixa. Além disso, o custo dos chips de luz roxa é maior do que o dos chips de luz azul. No entanto, o espectro real produzido pela solução de espectro total de luz roxa pode realmente ser o mais próximo possível do espectro solar. A saturação do espectro produzido é alta e também evita o aparecimento de luz azul de onda curta (conforme mostrado na Figura 4). Um ponto que precisa ser observado sobre os produtos de espectro total de luz roxa é que durante o envelhecimento e uso de longo prazo dos produtos, o fósforo será mais severamente afetado pela radiação de longo prazo e decaimento de excitação da luz roxa. Comparado com a solução de chip de luz azul, problemas como desvio de cor e temperatura de cor anormal são mais prováveis de ocorrer no estágio posterior. Além disso, a luz roxa causará maiores danos aos materiais orgânicos usados na embalagem, como adesivos de encapsulamento e materiais plásticos de suporte. Isso levará a uma vida útil mais curta do LED. Além disso, após o uso de longo prazo, os LEDs de luz roxa podem ter o problema de vazamento de luz roxa, o que também é algo que precisa ser particularmente observado.
4. Várias combinações de chips. Essa abordagem pode atingir o espectro total usando combinações de chips azul, ciano, verde, amarelo e vermelho. De uma perspectiva de princípio, esse método também é adequado para obter luz branca de espectro total. Mas por que relativamente poucas pessoas adotam esse método para atingir o espectro total? Pode ser influenciado pelos seguintes aspectos. Primeiro, a luz emitida pelos chips geralmente tem uma largura de meio comprimento de onda relativamente estreita, dificultando a obtenção do efeito espectral semelhante ao dos pós fluorescentes. Segundo, as diferenças na eficiência de conversão eletro-óptica entre chips de diferentes cores de emissão são significativas. A eficiência de conversão eletro-óptica dos chips azuis geralmente é relativamente alta, enquanto a de outros tipos de chips é relativamente baixa. Portanto, é difícil ajustar-se a um estado de equilíbrio de cores quando colocados no mesmo pacote. Terceiro, as diferenças no envelhecimento e atenuação durante o uso de chips de diferentes cores de emissão são significativas. Os chips azuis têm uma taxa de atenuação mais lenta, enquanto os chips amarelos e vermelhos têm uma taxa de atenuação mais rápida. Dessa forma, problemas como desvio de cor e temperatura de cor anormal podem ocorrer durante o envelhecimento e uso de longo prazo, dificultando a obtenção de bons efeitos de uso. Além disso, essa abordagem de combinação de vários chips também pode ser obtida adicionando pós fluorescentes para obter espectro total, o que é semelhante ao método de excitação de chip por pós fluorescentes. Normalmente, a dificuldade de pulverização dessa combinação de vários chips mais a abordagem de pó fluorescente é maior porque as mudanças nos espectros e pontos de cor também são afetadas por outros chips de cores de emissão diferentes no corpo da embalagem.
A aplicação de LEDs de espectro total
Com base na descrição acima, podemos saber que a fonte de luz LED de espectro total pode ser usada em quase todas as lâmpadas e lanternas convencionais, como nossas lâmpadas e lanternas domésticas de iluminação convencional, lâmpadas e lanternas externas, luminárias industriais, luminárias de mesa, iluminação de plantas e assim por diante. As aplicações específicas dependem mais do preço e da aceitação das pessoas. Atualmente, as mais usadas devem ser as luminárias de mesa, a principal propaganda é luz azul baixa, proteção para os olhos, temperatura de cor ajustável, etc., esse tipo de luminária de mesa será mais alto do que o prêmio da luminária de mesa comum.
