Ang full-spectrum LED na teknolohiya ay naging isang buzzword sa mga nakaraang taon, lalo na pagdating sa pagtulad sa natural na sikat ng araw at pagpapabuti ng kalidad ng liwanag. Sa artikulong ito, susuriin natin ang mundo ng mga full-spectrum na LED, kung paano ito nabuo, paano ginawa ang mga ito, at kung saan ginagamit ang mga ito. Pag-uusapan natin kung paano mo makakamit ang mga full-spectrum na LED na may iba't ibang kumbinasyon ng chip at phosphor, ang mga hamon sa paggawa ng mga ito, at kung paano lumalabas ang mga ito sa mga produkto tulad ng mga desk lamp, pang-industriya na ilaw, at maging ang mga ilaw sa paglaki ng halaman. Sa wakas, sasagutin namin ang tanong na, "Kailangan mo ba talaga ng full-spectrum na pag-iilaw?" at “Paano full-spectrum na pag-iilaw makikinabang ka sa iyong kapaligiran?"
Ang Depinisyon ng "Full-Spectrum" LEDs
Kapag pinag-uusapan natin ang sikat na "full-spectrum" na mga LED ngayon, mahalagang linawin kung ano ang ibig sabihin ng "full-spectrum". Ang tunay na "full-spectrum" ay tumutukoy sa liwanag na ibinubuga mula sa isang pinagmulan na sumasaklaw sa buong spectrum mula sa ultraviolet (UV), nakikitang liwanag, hanggang sa infrared (IR), na ginagaya ang buong spectrum ng sikat ng araw (tulad ng ipinapakita sa Figure 1).
Ito ang pinakakomprehensibong "full-spectrum" na matatagpuan sa kalikasan. Gayunpaman, ang "full-spectrum" na LED na pinag-uusapan ng karamihan sa mga tao ngayon ay isang mas makitid na kahulugan. Sa kontekstong LED, ang "full-spectrum" ay tumutukoy sa ilaw na ibinubuga sa loob ng nakikitang hanay ng liwanag na malapit na kahawig ng spectrum ng sikat ng araw sa parehong hanay (tulad ng ipinapakita sa Figure 2).
Ang mga bahagi ng ultraviolet at infrared ay hindi kasama, pangunahin upang gawing mas magagawa ang mga full-spectrum na LED para sa mass production. Ang pagdaragdag ng UV at IR ay magpapalubha sa buong sistema ng packaging at aplikasyon, na ginagawang halos imposible ang malakihang produksyon at praktikal na paggamit. Kahit na kasama lamang ang nakikitang spectrum, hindi madaling makamit ang mga full-spectrum na LED. Halimbawa, upang makamit ang isang mataas color rendering index (CRI) malapit sa 100, maraming kumpanya ang nagpupumilit na pahusayin ang CRI mula 96 hanggang 98, lalo pa ang pagkamit ng 99 o mas mataas.
Larawan 1: Buong spectrum ng sikat ng araw (280nm-4000nm)
Figure 2: Sunlight spectrum sa loob ng nakikitang hanay (380nm-780nm)
Paano Makamit ang Full-Spectrum LEDs
Sa teorya, mayroong dalawang pangunahing paraan upang makamit ang full-spectrum LEDs: ang isa ay sa pamamagitan ng paggamit ng chips at ang isa ay sa pamamagitan ng paggamit ng phosphors. Sa gilid ng chip, mayroong dalawang pangunahing paraan: ang isa ay ang chip na nakakapanabik sa pospor, at ang isa ay gumagamit ng chip nang nag-iisa nang walang pospor. Sa panig ng phosphor, kailangan mong ipares ang mga phosphor sa chip, at kailangan mong pumili ng iba't ibang mga wavelength ng emission at excitation para sa kumbinasyon. Sa kabuuan, mayroong apat na pangunahing paraan upang makamit ang mga full-spectrum na LED:
1. Single-band Blue Chip Nakatutuwang Phosphors
Ang pamamaraang ito ay katulad ng ordinaryong LED packaging, ngunit maraming phosphors ang idinagdag (hal., berde, dilaw, pula, o kahit orange, cyan, asul). Bagama't nakakapagdulot ito ng liwanag na malapit sa full-spectrum, mayroon pa ring kitang-kitang asul na liwanag na tuktok. Higit pa rito, ang kahusayan ng mga phosphor tulad ng cyan at asul ay medyo mababa, at ang liwanag sa hanay na 470-510nm ay maaaring nawawala.
2. Dual-band o Triple-band Blue Chip Exciting Phosphors
Ang pamamaraang ito ay nagpapabuti sa single-band approach sa pamamagitan ng paggamit ng dual-band o triple-band blue chip upang pukawin ang mga phosphor sa iba't ibang wavelength. Ang dual-band chips ay karaniwang gumagamit ng dalawang range: 430-450nm at 460-480nm, habang ang triple-band chips ay gumagamit ng tatlo: 430-440nm, 440-460nm, at 460-480nm. Ito ay nagbibigay-daan sa higit na kakayahang umangkop sa pagpapares ng mga chips sa mga phosphor upang mas mahusay na tumugma sa spectrum ng sikat ng araw (tulad ng ipinapakita sa Figure 3). Sa diskarteng ito, ang CRI ay maaaring lumampas sa 98. Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay nangangailangan ng malawak na iba't ibang mga phosphor, na ginagawang mas mahirap upang matiyak ang pagkakapare-pareho at katatagan sa panahon ng mass production.
Figure 3: Spectrum ng dual-band at triple-band blue light full-spectrum LEDs (para sa reference)
3. UV Chip Nakatutuwang Phosphors
Ang pamamaraang ito ay may mas mababang kahusayan sa liwanag. Ang pangunahing dahilan ay ang karamihan sa mga phosphor na magagamit sa komersyo ay idinisenyo upang gumana sa mga asul na chip, hindi sa mga UV chip, kaya ang kanilang kahusayan sa paggulo ay mas mababa sa hanay ng UV. Bukod pa rito, ang mga UV chip ay karaniwang mula sa 385-405nm, na mayroon ding mas mababang kahusayan. Bagama't mas malapit na gayahin ng UV chips ang spectrum ng sikat ng araw at maiwasan ang pagkakaroon ng short-wavelength na asul na liwanag (tulad ng ipinapakita sa Figure 4), ang pamamaraang ito ay may mga kakulangan. Halimbawa, ang mga UV chip ay nagdudulot ng mas makabuluhang pagkasira ng mga phosphor sa paglipas ng panahon, na nagreresulta sa mga pagbabago ng kulay at mga isyu sa temperatura ng kulay. Sinisira din ng UV light ang mga organikong materyales tulad ng mga encapsulant, na binabawasan ang Ang haba ng buhay ng LED.
Figure 4: Spectrum ng UV full-spectrum LEDs (para sa sanggunian)
4. Paraan ng Multi-chip na Kumbinasyon
Pinagsasama ng pamamaraang ito ang mga chips na naglalabas ng asul, cyan, berde, dilaw, at pulang ilaw upang makamit ang buong spectrum. Bagama't maaari itong gumana sa teorya, hindi ito gaanong ginagamit dahil sa ilang mga hamon. Para sa isa, ang mga chips ay naglalabas ng liwanag na may makitid na bandwidth, na nagpapahirap na makamit ang mas malawak na spectrum na ibinibigay ng mga phosphor. Bukod pa rito, malaki ang pagkakaiba ng kahusayan ng iba't ibang kulay na chips, na ginagawang mahirap na balansehin ang liwanag na output. Sa paglipas ng panahon, ang mga pagbabago ng kulay at mga pagbabago sa temperatura ay maaari ding mangyari dahil sa magkakaibang mga rate ng pagkasira ng mga chips.
Upang magbigay ng mas malinaw na paghahambing, ang sumusunod na talahanayan ay nagbubuod sa apat na paraan ng pagkamit ng full-spectrum na mga LED:
| Paraan | husay | CRI | gastos | Kahirapan sa Packaging | Pangkalahatang Pagganap | Uri ng Pamamaraan |
| Single-band Blue Chip Nakatutuwang Phosphors | Mataas | Katamtaman | Mababa | Mababa | mabuti | Chip Excites Phosphors |
| Dual/Triple-band Blue Chip Nakatutuwang Phosphors | Mataas | Mataas | Katamtaman | Katamtaman | napakabuti | Chip Excites Phosphors |
| UV Chip Nakatutuwang Phosphors | Mababa | Mataas | Mataas | Mababa | mahirap | Chip Excites Phosphors |
| Multi-chip na Kumbinasyon | Mababa | Mataas | Mataas | Mababa | mahirap | Chip (Maaaring Magdagdag ng Phosphors) |
Mga application ng Full-Spectrum LEDs
Ngayong nasaklaw na natin ang mga pamamaraan para sa pagkamit ng full-spectrum LEDs, paano natin mabisang mailalapat ang mga ito? Ang isang pangunahing pagsasaalang-alang ay ang temperatura ng kulay. Nagbabago ang sikat ng araw sa buong araw at sa iba't ibang panahon. Halimbawa, ang temperatura ng kulay sa pagsikat ng araw ay nasa 2000K, sa tanghali ay nasa 5000K, at sa paglubog ng araw ay halos 2300K. Samakatuwid, ang mga full-spectrum na LED ay kailangang idisenyo upang gayahin ang kaukulang spectrum ng sikat ng araw sa iba't ibang temperatura ng kulay, na maaaring makamit gamit ang mga pamamaraan na inilarawan sa itaas.
Batay sa paliwanag sa itaas, ang mga full-spectrum na LED ay maaaring gamitin sa halos anumang karaniwang lighting fixture, tulad ng ilaw sa bahay, panlabas na ilaw, pang-industriya na ilaw, desk lamp, full spectrum led strips at kahit pag-iilaw ng halaman. Ang mga partikular na aplikasyon ay higit na nakadepende sa presyo at pagtanggap ng consumer. Sa kasalukuyan, ang mga desk lamp ay ang pinakakaraniwang application, kadalasang ibinebenta bilang mababang-asul na liwanag, pagprotekta sa mata, at nababagay sa temperatura ng kulay. Ang mga lamp na ito ay mas mataas ang presyo kaysa sa mga karaniwang lamp. Ang paghahambing sa pagitan ng mga pambansang pamantayan ng Tsino at ang mga kinakailangan ng CRI na "full-spectrum certification" ay ipinapakita sa Talahanayan 2. Gaya ng nakikita sa talahanayan, ang pambansang pamantayan ng Tsino para sa mga desk lamp ay madaling matugunan ng mga ordinaryong LED light source, habang ang full-spectrum ang sertipikasyon ay nangangailangan ng mas advanced na pagganap.
Talahanayan 2: Paghahambing ng CRI para sa mga Desk Lamp
| pamantayan | Full-Spectrum Certification |
| Karaniwang Numero at Pangalan | GB/T 9473-2022 “Mga Kinakailangan sa Pagganap para sa Pagbasa at Pagsulat ng mga Lamp” |
| Mga Kinakailangan sa CRI | Pangkalahatang CRI: Ra ≥ 80 |
| Espesyal na CRI: R9 > 0 |
Konklusyon
Batay sa pagpapakilala sa itaas sa full-spectrum na teknolohiya ng LED, tayo, bilang mga propesyonal sa industriya, ay kailangang mag-isip tungkol sa: Ang kasalukuyang "full-spectrum" na pinagmumulan ng ilaw ay isang bagay na talagang kailangan ng mga tao? Mangyaring huwag mag-atubiling mag-message sa akin o mag-iwan ng mga komento para sa karagdagang talakayan!
