En otro hilo surgió la pregunta, donde están los LED con 5 o más matrices de diferentes colores. (Felicitaciones a Brian Drummond) El fondo es el siguiente:
Los LED RGB son muy populares para crear efectos de iluminación coloridos. De hecho, debido a los tres tipos de receptores en el ojo humano, prácticamente todos los colores posibles que podemos percibir pueden producirse con un LED rojo, verde y azul, aunque los LED solo pueden producir una sección muy delimitada del espectro visible. Con tres colores es incluso posible, con una proporción de mezcla perfecta, producir una luz percibida como un blanco puro. La visión humana no puede reconocer diferentes fuentes de luz si excitan los conos de detección de tres colores en el ojo a los mismos niveles. Este efecto se llama metamerismo.
Sin embargo, el ser humano puede percibir muy bien la calidad de las fuentes de luz cuando la luz se refleja en superficies u objetos de colores. Debido a que la reflexión de la luz sobre superficies coloreadas es efectivamente una multiplicación del espectro de luz con el espectro de remisión de pigmentos. El espectro remitido difiere enormemente para diferentes fuentes de luz blanca.
Para abreviar una larga historia: la luz blanca de los LED RGB es un desastre. Si intenta usarlo para fines de iluminación general, los colores de las obras de arte se reducen a una mezcla grisácea y la piel humana parece flotar en un estanque de cantera durante una semana.
El LED blanco que tiene un chip azul y una capa de conversión produce una luz considerablemente mejor para la iluminación, pero no se puede ajustar para producir luz con diferentes temperaturas de color y mucho menos colores puros.
Si bien hay algunos LED con un chip blanco y tres chips de color en una carcasa, estos generalmente no tienden a abordar una mejor reproducción del color sino a tener un flujo luminoso más alto con luz blanca.
Entonces la pregunta con algunas palabras adicionales es:
¿Por qué no hay LED multichip (5 o más chips) para la producción de luz con mayor reproducción del color?
Respuestas:
Una respuesta a esta pregunta consta de dos partes. La primera es una pregunta en sí.
¿Para qué sirve un LED multichip en una carcasa común?
El propósito de incorporar chips rojos, verdes y azules en una carcasa LED común es generar una fuente de luz capaz de producir cualquier color desde aparentemente un píxel. Esto es necesario en dos casos:
Para este último propósito, generalmente se producen motores ligeros COB, porque una carcasa SMT, como se usa para la mayoría de los LED RGB, solo tiene capacidades limitadas para eliminar la energía térmica.
Se necesita una mayor reproducción del color en contraste cuando se ilumina una superficie más grande. Solo cuando se utiliza un flujo significativo para iluminar de manera más o menos homogénea objetos o superficies con colores distintos y variados. Los diferentes colores que reflejan la luz blanca requieren que se muestre una fuente de luz con un alto índice de reproducción cromática, como la luz del día o la luz incandescente.
¿Qué se necesita para producir luz blanca con una mayor reproducción del color?
Para producir una luz utilizable para la iluminación general, de todos modos se requiere una extensión superior, porque generalmente se desea una iluminación homogénea sin sombras duras. Es decir, la luz para GI debe mezclarse y difundirse de todos modos, por lo que también se pueden usar alojamientos de un solo chip. Esto abre la posibilidad de que un OEM seleccione los chips que necesita individualmente.
Pero, ¿por qué no es posible encontrar la combinación más útil de chips para colocarlos en una vivienda común?
El grado de libertad crece exponencialmente con un número creciente de LED. Para cada chip que agregue, debe seleccionar un binning con una longitud de onda dominante y un binning de flujo. Además, hay un montón de otros parámetros asociados con cada matriz para seleccionar una carcasa común, muchos de los cuales dependen de la temperatura.
Ahora imaginemos que una compañía productora de LED ha dedicado una cantidad considerable de tiempo a construir una carcasa de 6 matrices que puede producir una luz blanca a 4000 K con todos los valores R (1-14) superiores a 90. La primera queja que escuchará el fabricante es: "¿Por qué no puedo obtener el mismo φ para el rojo puro que para el blanco? ¡No es posible pasar por toda la gama con un flujo utilizable!" El segundo es quizás: "Solo necesito blanco a 2700 K y algunos de los otros colores. ¿Por qué tengo que pagar por un chip azul profundo adicional que realmente no necesito?"
Una carcasa LED que acomoda más matrices monocromáticas que las necesarias para generar valores de triestímulo independientes es como una navaja suiza con herramientas. Pero no lleva este LED en su bolsillo para sintetizar libremente un espectro donde quiera que vaya. Un LED siempre se montará en una PCB para cumplir un propósito específico. No tendrías una navaja suiza en tu cocina en un cajón para cortar jamón.8norte
Entonces, ¿qué utilizan para producir luz con una mayor reproducción del color?
Una forma económica de obtener luz con una mayor reproducción del color es usar un chip LED blanco (esencialmente un chip LED azul o ultravioleta recubierto con productos químicos para convertir la luz azul en una mezcla continua de luz verde, amarilla y roja). Debido a la pequeña cantidad de sustancias de fósforo necesarias para construir LED blancos, es económicamente posible utilizar sustancias de alta calidad que producen luz blanca con un IRC de 90 (R1-R8) desde el principio. Se pueden usar dos chips con diferente CCT (temperatura de color correlacionada) para crear temperaturas de color arbitrarias para el llamado "blanco sintonizable" mientras se mantiene una alta reproducción del color.
Para alcanzar cualidades de luz aún más altas, uno agregaría chips LED de color, pero no los omnipresentes rojos, verdes y azules, porque su espectro ya es parte del espectro de los blancos. Para alcanzar una reproducción cromática más alta, uno debe cerrar los espacios en el espectro que dejan los LED blancos. Estas brechas son la abolladura cian y la pendiente roja lejana. Para llenarlos, necesita LED cian y LED rojos lejanos. Si bien los LED rojos lejanos vienen con una variedad de longitudes de onda, los LED cian son mucho más difíciles de adquirir debido a problemas de epitaxia. Por lo tanto, la mayoría de las soluciones con alta reproducción del color utilizan una combinación de un azul de baja energía y un verde de alta energía para reducir la brecha cian.
Aparentemente es bastante difícil seleccionar un par de troqueles para un solo propósito. Lo más problemático es construir una carcasa "universal" de 6 o 7 matrices sin hacerla inutilizable o demasiado costosa para el 70% de todos los posibles clientes, y mucho menos los problemas térmicos con los que se encuentra al acumular tantos componentes eléctricamente independientes en una carcasa.
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Una visión alternativa, que de ninguna manera contradice la respuesta de Ariser, es que los costos marginales sobre RGB o RGBW o simplemente LED blancos a base de fósforo son lo suficientemente altos como para que el mercado masivo prefiera soluciones más baratas ... hoy en día.
El mercado especializado, tal vez aquellos que consideran un CRI de 90 como un mínimo o insisten en llevar las cosas al aire libre para ver cómo se ven realmente , puede adoptar soluciones personalizadas, sea cual sea el costo.
Pero si los precios de los LED cian caen (la forma en que los LED azules ya no son £ 10 cada uno) u otras tecnologías reducen los costos marginales, puede suceder simplemente porque no hay un ahorro de costos de una solución inferior.
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Existen dispositivos RGBWA. Están ampliamente disponibles para la iluminación de escenarios LED, precisamente porque resuelve el problema de obtener un "blanco cálido".
Por supuesto, el hecho de que los paquetes son menos populares y más caros de fabricar que RGB o RGBW significa que los dispositivos que los utilizan son más caros. Como con la mayoría de las cosas, ¡pagas por la calidad! Aún así y todo, definitivamente están ahí afuera.
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