Mengapa hanya ada RGB dan RGBW-LED, tetapi tidak ada yang memiliki lebih banyak chip di dalam satu housing?

Di utas lain muncul pertanyaan, di mana LED dengan 5 atau lebih mati dari warna yang berbeda berada. (Kudos to Brian Drummond) Latar belakangnya adalah sebagai berikut:

RGB LED sangat populer untuk menciptakan efek pencahayaan warna-warni. Bahkan, karena tiga jenis reseptor di mata manusia hampir setiap warna yang mungkin kita dapat rasakan dapat diproduksi dengan LED merah, hijau dan biru meskipun LED hanya dapat menghasilkan bagian yang sangat terbatas dari spektrum yang terlihat. Dengan tiga warna itu bahkan mungkin, memberikan rasio campuran yang sempurna, untuk menghasilkan cahaya yang dirasakan sebagai putih murni. Visi manusia tidak dapat mengenali sumber cahaya yang berbeda jika mereka merangsang tiga kerucut penginderaan warna di mata pada tingkat yang sama. Efek ini disebut metamerisme.

Namun manusia dapat sangat memahami kualitas sumber cahaya ketika cahaya dipantulkan oleh permukaan berwarna atau benda. Karena pantulan cahaya pada permukaan berwarna secara efektif merupakan penggandaan spektrum cahaya dengan spektrum remisi pigmen. Spektrum yang dikirim berbeda jauh untuk berbagai sumber cahaya putih.

Singkat cerita: Cahaya putih dari RGB-LED berantakan. Jika Anda mencoba menggunakannya untuk keperluan penerangan umum, warna karya seni direduksi menjadi mélange keabu-abuan dan kulit manusia terlihat seperti sedang mengapung di kolam penambangan selama seminggu.

LED putih yang memiliki chip biru dan lapisan konversi menghasilkan cahaya yang jauh lebih baik untuk penerangan tetapi tidak dapat disetel untuk menghasilkan cahaya dengan suhu warna berbeda apalagi warna murni.

Meskipun ada beberapa LED dengan keping putih dan tiga keping warna dalam satu rumahan, yang biasanya cenderung tidak mengatasi rendering warna yang lebih baik tetapi memiliki fluks bercahaya yang lebih tinggi pada cahaya putih.

Jadi pertanyaan dengan beberapa kata tambahan adalah:

Mengapa tidak ada LED multichip (5 chip atau lebih) untuk produksi cahaya dengan rendering warna yang lebih tinggi?

Jawaban untuk pertanyaan ini terdiri dari dua bagian. Yang pertama adalah pertanyaan itu sendiri.

Apa gunanya LED multichip di rumah biasa?

Tujuan dari menggabungkan chip merah, hijau dan biru di perumahan LED yang umum adalah untuk menghasilkan sumber cahaya yang mampu menghasilkan warna dari satu piksel. Ini diperlukan dalam dua kasus:

1. Untuk menghasilkan piksel seperti strip LED atau layar LED dengan resolusi tinggi.
2. Untuk menghasilkan sumber cahaya merdu untuk optik non-pencitraan.

Untuk tujuan yang terakhir, biasanya mesin ringan COB diproduksi, karena rumah SMT seperti yang digunakan untuk sebagian besar LED RGB hanya memiliki kemampuan terbatas untuk menyekop daya termal.

Pengubahan warna yang lebih tinggi dibutuhkan saat menerangi permukaan yang lebih besar. Hanya ketika fluks yang signifikan digunakan untuk lebih banyak atau kurang menerangi objek atau permukaan yang homogen dengan warna yang berbeda dan bervariasi. Warna berbeda yang memantulkan cahaya putih membutuhkan sumber cahaya dengan indeks rendering warna yang tinggi untuk ditampilkan, seperti cahaya siang atau lampu pijar.

Apa yang dibutuhkan untuk menghasilkan cahaya putih dengan peningkatan rendering warna?

Untuk menghasilkan cahaya yang dapat digunakan untuk penerangan umum, etendue yang lebih tinggi diperlukan, karena orang biasanya menginginkan penerangan yang homogen tanpa bayangan keras. Yaitu cahaya untuk GI harus dicampur dan disebarkan pula, sehingga orang dapat menggunakan rumah chip tunggal juga. Ini membuka kemungkinan bagi OEM untuk memilih chip yang dia butuhkan secara individual.

Tetapi mengapa tidak mungkin untuk menemukan kombinasi chip yang paling berguna untuk menempatkan mereka ke dalam perumahan umum?

Tingkat kebebasan tumbuh secara eksponensial dengan meningkatnya jumlah LED. Untuk setiap chip yang Anda tambahkan, Anda harus memilih binning dengan panjang gelombang dominan dan binning fluks. Selain itu ada banyak parameter lain yang terkait dengan masing-masing die untuk memilih untuk perumahan umum yang banyak yang bergantung pada suhu.

Sekarang mari kita bayangkan sebuah perusahaan penghasil LED telah menghabiskan banyak waktu untuk membangun rumah 6-mati yang dapat menghasilkan cahaya putih pada 4000K dengan semua nilai-R (1-14) di atas 90. Keluhan pertama yang akan didengar oleh pabrikan adalah: "Mengapa saya tidak bisa mendapatkan yang sama φ untuk merah murni seperti yang saya dapatkan untuk putih? Tidak mungkin untuk melalui keseluruhan lengkap dengan fluks yang dapat digunakan!" Yang kedua mungkin: "Saya hanya perlu putih pada 2700 K dan beberapa warna lainnya. Mengapa saya harus membayar untuk tambahan blue chip yang saya tidak benar-benar butuhkan?"

$8^n$

Jadi apa yang mereka gunakan untuk menghasilkan cahaya dengan rendering warna yang lebih tinggi?

Cara ekonomis untuk mendapatkan cahaya dengan rendering warna yang lebih tinggi adalah dengan menggunakan chip LED putih (pada dasarnya chip LED biru atau ultraviolet yang dilapisi dengan bahan kimia untuk mengubah cahaya biru menjadi campuran warna hijau, kuning dan merah secara terus-menerus). Karena sejumlah kecil zat fosfor yang dibutuhkan untuk membangun LED putih, secara ekonomis dimungkinkan untuk menggunakan zat berkualitas tinggi yang menghasilkan cahaya putih dengan CRI 90 (R1-R8) sejak awal. Dua chip dengan CCT berbeda (suhu warna berkorelasi) dapat digunakan untuk membuat suhu warna sewenang-wenang untuk apa yang disebut "putih merdu" sambil mempertahankan rendering warna yang tinggi.

Untuk mencapai kualitas cahaya yang lebih tinggi, orang akan menambahkan chip LED warna, tetapi tidak yang merah, hijau dan biru di mana-mana, karena spektrum mereka sudah menjadi bagian dari spektrum yang putih. Untuk mencapai rendering warna yang lebih tinggi, seseorang harus menutup celah dalam spektrum yang ditinggalkan oleh LED putih. Kesenjangan ini adalah penyok sian dan kemiringan jauh merah. Untuk mengisinya, Anda perlu cyan LED dan LED merah jauh. Sementara LED merah jauh datang dengan berbagai panjang gelombang, cyan LED jauh lebih sulit diperoleh karena masalah epitaksi. Jadi sebagian besar solusi dengan rendering warna tinggi menggunakan kombinasi biru energi rendah dan hijau energi tinggi untuk mempersempit celah cyan.

Rupanya agak sulit untuk memilih beberapa mati untuk satu tujuan. Yang lebih bermasalah adalah membangun rumah "universal" 6 atau 7-die tanpa membuatnya tidak dapat digunakan atau terlalu mahal untuk 70% dari semua pelanggan yang memungkinkan - apalagi masalah termal yang Anda hadapi dalam mengumpulkan begitu banyak komponen yang bebas listrik secara elektrik menjadi satu rumah.

Pandangan alternatif - yang sama sekali tidak bertentangan dengan jawaban Ariser - adalah bahwa biaya marjinal atas RGB atau RGBW atau hanya LED putih berbasis fosfor cukup tinggi sehingga pasar massal lebih memilih solusi yang lebih murah ... hari ini.

Pasar spesialis - mungkin mereka yang menganggap CRI 90 sebagai jumlah minimum atau bersikeras mengambil barang-barang di luar ruangan untuk melihat seperti apa mereka sebenarnya - dapat mengadopsi solusi khusus, berapa pun biayanya.

Tetapi jika harga untuk sian LED jatuh, (cara LED biru tidak lagi masing-masing £ 10) atau teknologi lain mengurangi biaya marjinal, itu mungkin terjadi hanya karena tidak ada penghematan biaya dari solusi yang lebih rendah.

Perangkat RGBWA memang ada. Mereka banyak tersedia untuk pencahayaan panggung LED, justru karena itu memecahkan masalah mendapatkan "putih hangat".

Tentu saja fakta bahwa paket-paket itu kurang populer dan lebih mahal untuk dibuat daripada RGB atau RGBW berarti bahwa perlengkapan yang menggunakan ini lebih mahal. Seperti kebanyakan hal, Anda membayar untuk kualitas! Tetap saja, mereka pasti ada di luar sana.