การออกแบบชิป LED ใหม่ช่วยเพิ่มความแม่นยำของสี การประหยัดพลังงาน

ในการใช้งานระบบไฟระดับมืออาชีพ เช่น สนามกีฬาและการผลิตโทรทัศน์ความละเอียดสูงพิเศษ (UHDTV) มีข้อแลกเปลี่ยนระหว่างความสามารถในการแสดงสีและประสิทธิภาพการส่องสว่างโดยธรรมชาติ ชิป LED สีฟ้าแบบดั้งเดิมที่มีการกำหนดค่าฟอสเฟอร์สีเหลือง (1B-Y) สามารถให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงถึง 133 ลูเมน/วัตต์ แต่ประสบปัญหาความแม่นยำของสีต่ำด้วยดัชนีการเรนเดอร์สี (CRI) เพียง 77 ปัญหาโดยเฉพาะคือค่า R9 (การเรนเดอร์สีแดง) ที่ -7 ซึ่งทำให้สีผิดเพี้ยนอย่างมากซึ่งไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานระดับมืออาชีพ ความท้าทายทางเทคโนโลยีที่สำคัญอยู่ที่การบรรลุความเที่ยงตรงของสีเต็มสเปกตรัม ขณะเดียวกันก็รักษาประสิทธิภาพการใช้พลังงานในระดับสูง

โซลูชันที่ก้าวล้ำเกิดขึ้นผ่านสถาปัตยกรรมบรรจุภัณฑ์แบบรวมหลายชิป (PKG) ใหม่ การออกแบบนี้รวมชิปอัลตราไวโอเลต (UV) เข้ากับชิปสีน้ำเงินคู่ในแพ็คเกจขนาดกะทัดรัด 5.0 มม. × 5.4 มม. × 1.2 มม. การกำหนดค่าประกอบด้วยชิป UV ที่อยู่ตรงกลาง ขนาบข้างด้วยชิปสีน้ำเงินสองตัวที่จัดเรียงอย่างสมมาตรในรูปแบบ "3-in-1" ข้อตกลงนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มประสิทธิภาพการกระจายแสง แต่ยังรวมเอาระบบการจัดการระบายความร้อนแบบบูรณาการที่กระจายความร้อนจากชิปหลายตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพในระยะยาวภายใต้ภาระการปฏิบัติงานที่สูง

ทีมวิจัยได้รับผลลัพธ์ที่น่าทึ่งด้วยการปรับความยาวคลื่นที่แม่นยำและสูตรฟอสเฟอร์:

• การชดเชยสเปกตรัม:ชิป UV ขนาด 417 นาโนเมตรกระตุ้นสารเรืองแสงสีเขียวเพื่อสร้างแสงเสริมขนาด 470 นาโนเมตร ซึ่งช่วยปรับปรุงการวัดค่าสีที่สำคัญ เช่น R12 ได้อย่างมาก และจัดการกับข้อบกพร่องด้านความอิ่มตัวของสีในโซลูชันทั่วไป
• การทำงานร่วมกันด้านประสิทธิภาพ:การทดสอบเปรียบเทียบระหว่าง PKG-1 (452 ​​nm สีน้ำเงิน) และ PKG-2 (455 nm blue) พบว่าการผสมผสานของรังสียูวี 455 nm blue/417 nm ให้ CRI ≥95 ในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพการส่องสว่างประมาณ 100 lm/W
• การประเมินที่ครอบคลุม:นอกเหนือจากตัวชี้วัด CRI มาตรฐานแล้ว โซลูชันได้รับการประเมินโดยใช้มาตรฐานความแม่นยำของสี TM-30 ผลลัพธ์แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่โดดเด่นในตัวอย่างสี 99 ตัวอย่าง โดยจำกัดการเปลี่ยนสีไว้ที่ต่ำกว่า 7% ซึ่งบ่งบอกถึงความสม่ำเสมอของสีที่เหนือกว่า

แพ็คเกจ LED ใหม่แสดงให้เห็นถึงความทนทานที่โดดเด่นในการทดสอบในสภาวะที่รุนแรง หลังจากการทำงานต่อเนื่องเป็นเวลา 1,000 ชั่วโมงในสภาพแวดล้อมตั้งแต่ 298K ถึง 378K โดยมีความชื้น 85% ฟลักซ์การส่องสว่างจะคงไว้ 99.7% ของเอาท์พุตเริ่มต้น ที่กระแสไฟทำงาน 25 mA โซลูชันนี้ใช้ไฟเพียง 69 mW ซึ่งเพิ่มขึ้นจาก 71.3 mW ที่กำหนดโดยการกำหนดค่า 1B-Y แบบดั้งเดิม ความสำเร็จนี้แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มประสิทธิภาพสามเท่าของความแม่นยำของสีสูง ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง และการใช้พลังงานต่ำ ทำให้เกิดเส้นทางทางเทคนิคที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานระบบแสงสว่างที่มีประสิทธิภาพสูง