Thiết kế chip LED mới tăng cường độ chính xác của màu sắc Tiết kiệm năng lượng

Trong các ứng dụng chiếu sáng chuyên nghiệp như sân vận động thể thao và sản xuất truyền hình độ phân giải cực cao (UHDTV), luôn tồn tại sự cân bằng giữa khả năng hiển thị màu và hiệu quả phát sáng. Chip LED xanh lam truyền thống có cấu hình phốt-pho vàng (1B-Y) có thể đạt hiệu suất năng lượng cao 133 lm/W nhưng có độ chính xác màu kém với Chỉ số kết xuất màu (CRI) chỉ 77. Đặc biệt có vấn đề là giá trị R9 (kết xuất màu đỏ) là -7, gây ra hiện tượng biến dạng màu đáng kể, không phù hợp cho các ứng dụng chuyên nghiệp. Thách thức công nghệ quan trọng nằm ở việc đạt được độ trung thực màu sắc toàn phổ trong khi vẫn duy trì hiệu quả sử dụng năng lượng cao.

Một giải pháp đột phá đã xuất hiện thông qua kiến ​​trúc đóng gói tích hợp đa chip (PKG) mới. Thiết kế này kết hợp chip cực tím (UV) với chip xanh kép trong một gói nhỏ gọn 5,0 mm × 5,4 mm × 1,2 mm. Cấu hình này có chip UV được đặt ở vị trí trung tâm, bên cạnh là hai chip xanh được sắp xếp đối xứng theo bố cục "3 trong 1". Sự sắp xếp này không chỉ tối ưu hóa sự phân bổ ánh sáng mà còn kết hợp hệ thống quản lý nhiệt tích hợp giúp tản nhiệt hiệu quả từ nhiều chip, đảm bảo độ ổn định lâu dài dưới tải hoạt động cao.

Nhóm nghiên cứu đã đạt được kết quả đáng chú ý thông qua việc điều chỉnh bước sóng chính xác và công thức phốt pho:

• Bù quang phổ:Chip UV 417 nm kích thích chất lân quang màu xanh lá cây để tạo ra ánh sáng bổ sung 470 nm, cải thiện đáng kể các chỉ số màu quan trọng như R12 và giải quyết sự thiếu hụt độ bão hòa trong các giải pháp thông thường.
• Hiệu suất tổng hợp:Thử nghiệm so sánh giữa PKG-1 (xanh lam 452 nm) và PKG-2 (xanh lam 455 nm) cho thấy rằng sự kết hợp tia cực tím 455 nm xanh lam/417 nm mang lại CRI ≥95 trong khi vẫn duy trì hiệu suất phát sáng khoảng 100 lm/W.
• Đánh giá toàn diện:Ngoài các chỉ số CRI tiêu chuẩn, giải pháp còn được đánh giá bằng tiêu chuẩn độ trung thực màu TM-30. Kết quả cho thấy hiệu suất vượt trội trên 99 mẫu màu với độ dịch chuyển sắc độ được giới hạn ở mức dưới 7%, cho thấy độ đồng nhất màu vượt trội.

Gói đèn LED mới đã thể hiện độ bền vượt trội trong thử nghiệm trong điều kiện khắc nghiệt. Sau 1.000 giờ hoạt động liên tục trong môi trường có nhiệt độ từ 298K đến 378K với độ ẩm 85%, quang thông duy trì được 99,7% công suất ban đầu. Ở dòng điện hoạt động 25 mA, giải pháp này chỉ tiêu thụ 69 mW—một sự cải thiện so với mức 71,3 mW mà cấu hình 1B-Y truyền thống yêu cầu. Thành tựu này thể hiện sự tối ưu hóa ba lần về độ chính xác màu cao, hiệu suất năng lượng cao và mức tiêu thụ điện năng thấp, thiết lập lộ trình kỹ thuật hấp dẫn cho các ứng dụng chiếu sáng hiệu suất cao.