这个问题的答案包括两部分。首先是一个问题本身。
多芯片 LED 在一个共同的外壳中有什么用?
将红色、绿色和蓝色芯片合并到一个普通的 LED 外壳中的目的是生成一个能够从一个像素上产生任何颜色的光源。这在两种情况下是必要的:
- 生成高分辨率的像素,如 LED 灯条或 LED 屏幕。
- 为非成像光学器件生产可调谐光源。
对于后一种用途,通常会生产 COB 光引擎,因为用于大多数 RGB LED 的 SMT 外壳仅具有有限的铲除热功率的能力。
当照亮更大的表面时,需要更高的显色性对比度。仅当使用显着通量以或多或少均匀地照亮具有不同颜色和变化颜色的物体或表面时。反射白光的不同颜色需要具有高显色指数的光源才能显示,例如日光或白炽灯。
产生具有增强显色性的白光需要什么?
为了产生可用于一般照明的光,无论如何都需要更高的集光率,因为人们通常需要没有硬阴影的均匀照明。即 GI 的光无论如何都必须混合和漫射,因此也可以使用单芯片外壳。这为 OEM 提供了单独选择他需要的芯片的可能性。
但是为什么找不到最有用的芯片组合将它们放入一个共同的外壳中呢?
自由度随着 LED 数量的增加呈指数增长。对于您添加的每个芯片,您必须选择具有主波长的分档和通量分档。此外,还有许多与每个芯片相关的其他参数可供选择用于共同外壳,其中许多参数与温度有关。
现在让我们假设一家 LED 生产公司花费了大量时间来构建一个 6 芯片外壳,该外壳可以产生 4000K 的白光,所有 R 值 (1-14) 均高于 90。制造商将听到的第一个投诉是:“为什么我不能得到与白色相同的 φ?不可能用可用的通量通过完整的色域!” 第二个可能是:“我只需要 2700 K 的白色和一些其他颜色。为什么我必须为我并不真正需要的额外深蓝色芯片付费?”
一个 LED 外壳可以容纳比产生独立三色刺激值更多的单色裸片,就像一把带有 \$8^n\$ 工具的瑞士军刀。但是您不会将这个 LED 放在口袋里,以便随时随地自由合成光谱。LED 将始终安装在 PCB 上以实现特定目的。你不会在厨房的抽屉里放一把瑞士军刀来切火腿。
那么他们用什么来产生具有更高显色性的光呢?
获得具有更高显色性的光的一种经济方法是使用白色 LED 芯片(本质上是涂有化学物质的蓝色或紫外线 LED 芯片,可将蓝光转换为绿光、黄光和红光的连续混合物)。由于构建白色 LED 所需的磷物质很少,因此从一开始就可以使用产生 CRI 为 90 (R1-R8) 的白光的高质量物质在经济上是可行的。具有不同 CCT(相关色温)的两个芯片可用于为所谓的“可调白色”创建任意色温,同时保持高显色性。
为了达到更高的光质量,可以添加彩色 LED 芯片,但不要添加无处不在的红色、绿色和蓝色芯片,因为它们的光谱已经是白色光谱的一部分。为了达到更高的显色性,必须缩小白色 LED 留下的光谱间隙。这些间隙是青色凹痕和远红色斜面。要填充它们,您需要青色 LED 和远红色 LED。虽然远红 LED 具有多种波长,但由于外延问题,青色 LED 更难获得。因此,大多数具有高显色性的解决方案都使用低能量蓝色和高能量绿色的组合来缩小青色差距。
显然,为一个目的选择几个模具是相当困难的。更大的问题是构建一个“通用”的 6 或 7 模外壳,而不会使其对所有可能的客户中的 70% 无法使用或过于昂贵 - 更不用说将如此多的电气独立组件累积到一个外壳中所遇到的热问题。