Який спектр світла виробляють світлодіоди?

Існує багато різних типів джерел світла, починаючи від звичайної лампи розжарювання і закінчуючи більш сучасними інноваціями, такими як світлодіод. Проте не всі з цих багатьох джерел світла однакові.

Окрім створення світла, кожен із них має відмінні якості, однією з яких є кольори, які вони випромінюють. Це також можна назвати унікальним спектром світла кожної людини.

Колірна температура світлодіода визначає спектр світла, який він випромінює. Спектральний розподіл світлодіодів 6000K відрізнятиметься від спектрального розподілу світлодіодів 3000K. Світлодіод 6000K здебільшого випромінює синє та зелене світло, тоді як світлодіод 3000K створює більш теплі кольори, як-от помаранчевий і жовтий.

Надалі ми будемо називати 4000K основою для світлодіодного кольору світла і, отже, його світловий спектр як основну форму, оскільки повністю натуральний світлодіод без будь-яких доповнень чи змін має світлий колір близько цього.

Спектральний розподіл світлодіодів при 4000 К

Здається логічним, що ми починаємо зі світлодіода 4000K, оскільки він формує фундаментальну основу спектральної діаграми.

Спектр при 4000K, як видно на зображенні нижче, сильно нахиляється до синього кінця, а також випромінює дуже мало червоного та зеленого світла. Оскільки синє світло є основною складовою більш холодного світла, саме це надає світлодіодам холодний білий колір.

Той факт, що світлодіоди складаються з кількох діодів, є основною причиною, чому вони спочатку холодні білі. Вони зроблені таким чином, що вони використовують діоди RGB (червоний, зелений і синій) для створення білого світла, яке в даному випадку становить лише 4000K.

Альтернативний метод виготовлення світлодіодів передбачає використання в основному (якщо не виключно) синіх світлодіодів, а потім покриття їх розчином на основі люмінофора для вирівнювання кривої.

Оскільки вихід синього світла є основним джерелом світла в цій світлодіодній структурі, саме це зазвичай призводить до аномально високих піків у виробництві синього світла.

Коли у вас є світло будь-якого кольору або будь-якої довжини хвилі, як це можна точніше назвати, усі вони сходяться разом, утворюючи біле світло, саме так воно і працює.

Пізніше під час порівняння ви побачите, наскільки діаграми відрізняються залежно від того, скільки синього та червоного вони випромінюють, що пов’язано з їхньою колірною температурою.

Спектр світлодіодів 3000K

Після світлодіодів із колірною температурою 4000K, світлодіоди 3000K є, мабуть, найбільш широко використовуваними, головним чином через приємний жовтуватий відтінок, який вони випромінюють.

Перш ніж заглиблюватися в спектр і його специфіку, ми повинні спочатку дослідити, чим відрізняються світлодіоди 3000K і 4000K один від одного. Оскільки ми вже знаємо, що 4000K є початковою точкою, вони, мабуть, певним чином відкоригували її, щоб досягти яскравого кольору 3000K, вірно? Це точно.

Наявність люмінофора - це те, що відрізняє 3000K від 4000K. Люмінофор просто наноситься поверх кожного світлодіода, як показано на цьому малюнку, щоб додати його.

Ось чудова ілюстрація того, як вони використовують люмінофор для підігріву світлого кольору. Незважаючи на те, що це не головна мета, коли її виконувати таким чином, вона має такий вплив.

Єдина справжня мета цього — просто збалансувати спектр світлодіода. Це має сенс, оскільки ви можете побачити, як графіка 4000K має великий пік у синьому кольорі, але решта є в кращому випадку середнім.

5000K плюс світлодіодний спектр

Тепер, коли ми знаємо, як створити більш теплі температури світла, як виробляються температури 5000 К і нижче? Це досить інтригуюче, оскільки, залежно від того, як ви на це дивитесь, це лише незначно відрізняється від способу створення 3000K.

Ці відмінності актуальні під час виробничого процесу. Червоні, зелені та сині діоди завжди були збалансовані, щоб виробляти біле світло у всіх попередніх кольорах світла. Хоча це трохи інакше для всього 5000K і вище.

Для них ви б навмисно розробили незбалансований світлодіод. Це означає, що окремі діоди RGB навмисно будуть розподілені нерівномірно за кількістю та/або інтенсивністю.

Вони збалансовують діоди RGB таким чином, що чим більше синього вони віддають перевагу в суміші RGB, тим холоднішим ви хочете, щоб світло сприймалося. Це залежить від того, наскільки високо ви піднімаєтеся за шкалою Кельвіна. Іншими словами, чим вище ви піднімаєтеся, синій колір просто перекриває червоний і зелений, роблячи синій і синіший кольори більш помітними в світлому кольорі.

Це також можна зробити за допомогою методу, який додає додатковий набір синіх діодів одночасно, генеруючи щось нове, що називається RGBB, замість збільшення частки синіх діодів у суміші RGB.

Оскільки RGBB має потенціал для збереження чистоти виходу звичайного білого світла, він буде кращим перед чистим RGB.

Це пов’язано з тим, що система RGBB лише додає більше синього до оригінальної системи RGB, зберігаючи гармонію оригінальних RGB.

Це пояснює, чому червоний і зелений знаходяться відносно низько на спектральній діаграмі, тоді як синій стрибає різко вище. Крім того, що предмети виглядають дещо синіми, це також робить світло синім.

Світлодіоди повного спектру

Світлодіод із повним спектром — це різновид світлодіода, відмінного від стандартної світлодіодної структури. Спектральна крива сонячного світла має бути відтворена конструкцією світлодіода з повним спектром.

Для цього використовується комбінація люмінофорів різних кольорів замість більш типово використовуваної суміші жовтуватого люмінофора.

У результаті світлодіод випромінює більше кольорів, більше нагадуючи сонячне світло, ніж без нього.

Використання джерела світла для вирощування є основною причиною наявності джерела світла, яке може імітувати сонячне світло. Світильники для вирощування — це джерела світла, які підтримують ріст рослин, надаючи рослинам достатньо сонячного світла, коли вони отримують недостатньо або взагалі не отримують природного сонячного світла.

Вони в основному використовуються на підприємствах, які залежать від виробництва продуктів харчування, оскільки висока врожайність має вирішальне значення. Проте через зростаючий попит на ліхтарі для вирощування, призначені для дому, тепер вони починають з’являтися на присадибних ділянках.

Порівняння світлодіодів при різних температурах Кельвіна (K)

Хоча відмінностей між цими світлодіодами небагато, є кілька речей, які можна вважати значущими.

Основна відмінність між цими різними джерелами світла полягає в тому, що вони випромінюють світло, яке може викликати різні психологічні реакції та емоції, що робить їх непридатними для однакового використання.

Світлодіод 4000K краще підходить для приміщень, де розумова пильність і концентрація є пріоритетними, наприклад офіси, тоді як світлодіод 3000K набагато більше підходить для будинків і приміщень, де комфорт є проблемою.

Так само, однак, використання будь-чого 5000K плюс рідко, особливо коли справа стосується дизайну інтер’єру чи будь-чого іншого в цьому питанні. Акваріуми є одним із типових застосувань для 10000K, але, крім цього, існує небагато інших місць, де вони можуть бути використані.

Однак між 3000K і 4000K слід зробити одну важливу різницю, і вона пов’язана з технологічними питаннями. Якщо ви порівняєте енергоефективність із фактичним світловипромінюванням, це фактор.

Зазвичай вимірювання багатьох типів джерел світла здійснюється за допомогою одиниці вимірювання люмен/ват, де люмен означає «кількість світла», яку випромінює джерело світла, а ват — енергію, яку ми постачаємо на світлодіод.

Маючи це на увазі, варто відзначити, що природний світлодіод із світловим кольором 4000K буде більш ефективним (люмен/ват), ніж світлодіод із світловим кольором 3000K.

Це пов'язано з наявністю люмінофора в світлодіоді 3000K. Це робиться для того, щоб люмінофор міг ефективно поглинати частину загального світла, яке випромінює світлодіод.

Це має сенс, оскільки, як ми вже бачили з модифікованою світлодіодною лампою, люмінофор фізично покриває всі маленькі діоди.

Резюме

Незважаючи на те, що світлодіоди зазвичай холодні, вони можуть генерувати світло у всьому спектрі видимого світла.

Теплі світлодіоди потрібно покрити люмінофором, щоб генерувати тепліше світло, тому холодні світлодіоди приблизно на 5 відсотків ефективніше перетворюють енергію на світло.