Hvilket lysspektrum produserer LED?

Det finnes mange forskjellige typer lyskilder, alt fra den vanlige glødelampen til mer moderne innovasjoner som LED. Likevel er ikke alle disse mange lyskildene skapt like.

Utover å bare skape lys, har hver av dem særegne kvaliteter, hvorav en er fargene de sender ut. Dette kan også refereres til som hver persons unike lysspektrum.

Fargetemperaturen til en LED bestemmer lysspekteret den sender ut. En 6000K LEDs spektralfordeling vil være forskjellig fra en 3000K LED. En 6000K LED vil for det meste avgi blått og grønt lys, mens en 3000K LED vil skape mer varme farger som oransje og gult.

Vi skal heretter referere til 4000K som basis for LED-lysfarge og følgelig lysspekteret som basisform siden en helt naturlig LED uten noen tillegg eller endringer har en lysfarge på rundt det.

Spektralfordeling av lysdioder ved 4000 K

Det virker bare fornuftig at vi starter med 4000K LED da den danner det grunnleggende grunnlaget for spektraldiagrammet.

Spekteret ved 4000K, som vist på bildet nedenfor, lener seg tungt mot den blå enden samtidig som det sender ut svært lite rødt og grønt lys. Siden blått lys er hovedbestanddelen av kjøligere lys, er det dette som gir LED den kjølige hvite fargen.

Det faktum at lysdioder består av flere dioder er hovedårsaken til at de er kjølig hvite i utgangspunktet. De er laget på en slik måte at de bruker RGB (røde, grønne og blå) dioder for å produsere hvitt lys, som i dette tilfellet bare er standard til 4000K.

Den alternative metoden for å lage lysdioder innebærer å bruke stort sett (om ikke utelukkende) blå LED-dioder og deretter belegge dem med en fosforbasert løsning for å rette ut kurven.

Siden det blå lyset er den primære lyskilden i den LED-strukturen, er det dette som vanligvis resulterer i unormalt høye topper i produksjonen av blått lys.

Når du har lys i hver farge, eller i hver bølgelengde, som du mer nøyaktig kan kalle det, konvergerer de alle sammen for å lage hvitt lys, slik det til og med fungerer i utgangspunktet.

Senere i sammenligningen vil du se hvor mye diagrammene varierer basert på hvor mye blått og rødt de avgir, noe som henger sammen med fargetemperaturen deres.

3000K LED-spektrum

Etter de med 4000K fargetemperatur, er 3000K LED kanskje de mest brukte, mest på grunn av den behagelige gulaktige fargen de avgir.

Vi bør først undersøke hva som skiller 3000K og 4000K LED fra hverandre før vi går videre inn i spekteret og dets spesifikasjoner. Fordi vi allerede vet at 4000K er utgangspunktet, må de ha justert det på en eller annen måte for å nå en lys farge på 3000K, ikke sant? Det er nøyaktig.

Tilstedeværelsen av fosfor er det som skiller en 3000K fra en 4000K. Fosforen påføres ganske enkelt på toppen av hver av LED-diodene, som vist i denne figuren, for å legge den til.

Her er en flott illustrasjon på hvordan de bruker fosforet til å varme opp lysfargen. Selv om det ikke er hovedmålet, har det den innvirkningen når det utføres på denne måten.

Det eneste reelle målet med dette er å bare balansere ut spekteret for LED. Dette er fornuftig siden du kan se hvordan 4000K-grafikken har en stor topp i fargen blå, men resten er i beste fall gjennomsnittlig.

5000K pluss LED-spektrum

Nå som vi er klar over hvordan vi produserer varmere lystemperaturer, hvordan produseres 5000K og lavere temperaturer? Dette er ganske spennende siden det, avhengig av hvordan du ser på det, skiller seg litt fra måten du bygger 3000K-ene på.

Disse forskjellene er relevante under produksjonsprosessen. Røde, grønne og blå dioder har alltid vært balansert for å produsere hvitt lys i alle tidligere lysfarger. Selv om det er litt annerledes for alt 5000K og høyere.

For dem ville du med vilje designe en ubalansert LED-diode. Det betyr at de individuelle RGB-diodene med vilje vil være ujevnt fordelt når det gjelder mengde og/eller intensitet.

De balanserer RGB-diodene slik at jo mer blått de favoriserer i RGB-blandingen, jo kjøligere vil du at lyset skal oppfattes som. Dette avhenger av hvor høyt du går på Kelvin-skalaen. Med andre ord lar de bare det blå overkjøre det røde og grønne jo høyere du kommer, noe som gjør de blå og blåere fargene mer fremtredende i den lyse fargen.

Dette kan også gjøres i en metode som legger til et ekstra sett med blå dioder på en gang, og genererer noe nytt kalt RGBB, i stedet for å øke andelen blå dioder i RGB-blandingen.

Fordi RGBB har potensialet til å opprettholde renheten til utgangen til vanlig hvitt lys, vil det foretrekkes fremfor ren RGB.

Dette skyldes det faktum at et RGBB-system bare legger til mer blått til det originale RGB-systemet, og opprettholder harmonien til de originale RGB-ene.

Dette forklarer hvorfor rødt og grønt er relativt lavt på spektrumdiagrammet, mens blått hopper dramatisk høyere. Sammen med å få gjenstander til å virke noe blått, gjør dette også at lyset ser ut til å være ganske blått.

Helspektrede lysdioder

Fullspektret LED er en annen type LED enn standard LED-struktur. Spektralkurven til sollys er ment å bli replikert ved konstruksjonen av fullspektret LED.

For å oppnå dette, brukes en fosforkombinasjon av forskjellige farger i stedet for den mer typisk brukte gulaktige fosforblandingen.

LED-en sender ut flere farger som et resultat, og ligner mer på sollys enn den ville gjort uten.

Bruk i vekstlys er hovedårsaken til å ha en lyskilde som kan etterligne solskinn. Vokselys er lyskilder som støtter plantevekst ved å gi plantene nok solskinnslignende lys når de får utilstrekkelig eller ikke naturlig sollys.

De brukes først og fremst i anlegg som er avhengige av matproduksjon siden høye avlinger er avgjørende. Likevel, på grunn av den økende etterspørselen etter vekstlys designet for huset, begynner de nå å dukke opp i hager i bakgården.

Sammenligning av lysdioder ved forskjellige Kelvin-temperaturer (K)

Selv om det ikke er mange forskjeller mellom disse lysdiodene når de sammenlignes, er det noen få ting man skulle tro er viktige.

Det grunnleggende skillet mellom disse ulike lyskildene er at de sender ut lys som kan fremkalle ulike psykologiske reaksjoner og følelser, noe som gjør dem uegnet for samme bruk.

En 4000K LED er bedre egnet for rom der mental årvåkenhet og konsentrasjon er prioritert, som kontorer, mens en 3000K LED er mye mer egnet for hjem og rom hvor komfort er et problem.

På samme måte er det sjelden å bruke noe 5000K pluss, spesielt når det kommer til interiørdesign eller noe annet for den saks skyld. Akvarier er en typisk applikasjon for 10000K, men bortsett fra det er det ikke mange andre steder det kan brukes.

Likevel er det ett avgjørende skille mellom 3000K og 4000K, og det har å gjøre med teknologiske forhold. Hvis du sammenligner energieffektiviteten med den faktiske lyseffekten, er det faktoren.

Det er vanlig praksis å måle mange typer lyskilder ved å bruke Lumen/Watt-enheten, der et lumen representerer "mengden av lys" som en lyskilde sender ut og en watt representerer energien som vi har tilført LED-en.

Med dette i tankene er det verdt å merke seg at en naturlig LED med en lysfarge på 4000K vil være mer effektiv (lumen/watt) enn en LED med en lysfarge på 3000K.

Dette skyldes tilstedeværelsen av fosfor i 3000K LED. Dette er for at fosforet effektivt skal kunne absorbere noe av det totale lyset som lysdioden sender ut.

Dette er fornuftig siden, som vi allerede har sett med den ettermonterte LED-pæren, dekker fosforet fysisk alle de mange små diodene.

Sammendrag

Til tross for at lysdioder vanligvis er kalde, kan de generere lys over hele spekteret av synlig lys.

Varmere LED-er må belegges med fosfor for å generere varmere lys, derfor er kjølige LED-er rundt 5 prosent mer effektive når det gjelder å konvertere energi til lys.