В этой статье разберемся, что такое светодиоды полного спектра и для чего они нужны. Стоят ли они нашего внимания? Забегая вперед, ответим: да, стоят.

Светодиоды полного спектра, Full-spectrum LEDs.
Для начала давайте определим, что такое «full-spectrum» свет. Это свет, излучаемый источником света в полном диапазоне солнечного спектра световых волн, от ультрафиолета (UV) до инфракрасного (IR) излучения.  В светодиодной технологии это излучаемый источником света видимый диапазон световых волн за исключением UV и IR излучения. Такое исключение позволяет упростить изготовление светодиодов, включая весь процесс корпусировки чипов, делая технологию доступной для массового производства. Сам этот процесс довольно сложный. Например, для большинства компаний улучшить индекс цветопередачи с 96 до 98 крайне трудно, а уровень Ra 99 достижим для единиц.

Для чего нужен свет полного спектра.
В видимом спектре обычной ленты много синего, мало зеленого и желтого, практически нет светло-голубого и красного. Это негативно влияет в долгосрочной перспективе на настроение и общее самочувствие человека. В свою очередь, светодиоды полного спектра имеют хорошо выраженную красную компоненту в спектре, а также светло-голубую. Это улучшает самочувствие человека, улучшает визуальное восприятие и глубину фокуса при чтении, письме, улучшает продуктивность и общую работоспособность, положительно влияет на концентрацию в процессе обучения. Наблюдается улучшение качества сна, благодаря достаточному потреблению света в течение дня. Полный спектр белого свечения способствует росту растений на всех стадиях, усиливает их резистентность к болезням, увеличивает урожайность.


Как достигается высокий уровень цветопередачи в светодиодах (CRI, Ra).
В настоящее время есть 4 способа.

Способ 1.
Комбинация светоизлучающего в одном диапазоне синего чипа (кристалл) и люминофоров. Этот процесс производства светодиодов аналогичен обычному, но используют несколько люминофоров: зеленый, желты, красный или оранжевый, голубой и синий. Получаемое свечение близко к полноспектральному, хотя синее свечение все-таки превалирует. Также у голубого и синего люминофоров ниже эффективность, а в спектре может быть небольшой провал в диапазоне 470-510 нм.

Способ 2.
Комбинация светоизлучающего в двух или трех диапазонах синего чипа (кристалла) и люминофора. Это улучшенный первый способ. Обычно такие чипы излучают свет в двух диапазонах: 430-450 нм + 460-480 нм, или в трех: 430-440 нм + 440-4360 нм + 460-480 нм. Этим способом можно добиться цветопередачи Ra 98 и выше.  Однако, этот способ требует производства широкого диапазона люминофоров. Еще тяжелее добиться однородности свечения.

Споcоб 3.
Комбинация UV чипа (кристалла) + люминофор. Не самый распространенный вариант. Несмотря на то, что UV чипы позволяют максимально повторить солнечный спектр, это способ имеет свои побочные эффекты. Типичный диапазон излучения UV кристалла это 385-405 нм, а в этом диапазоне световая эффективность меньше. Также надо понимать, что большинство производимых люминофоров предназначено для синих чипов, не для UV, эффективность последних тоже ниже. В дополнение, UV чипы значительно сильнее влияют на деградацию люминофоров, что приводит к сдвигу в цветовой температуре света через короткое время.  Также UV излучение в целом отрицательно влияет на срок службы светодиода, ускоряя деградацию его органических материалов.

Способ 4.
Это комбинация чипов (кристаллов), излучающих синий, голубой, зеленый, желтый и красный свет. Этот способ не применяется, так как непросто добиться полного спектра только узко диапазонными кристаллами. Работать с люминофорами проще, они производятся в широком диапазоне. Также у кристаллов разного цвета световая эффективность сильно отличается, трудно создать идеальный баланс. Да и со временем эти чипы деградируют с разной скоростью, что ведет к сдвигу в цветовой температуре.

Польза светодиодного освещения полного спектра.



Проводились исследования по изучению влияния света полного спектра на человека, его здоровье и когнитивные способности. Изучалось влияние и на растительную среду. Результаты некоторых исследование мы привели ниже. Освещение такого типа рекомендуется для офисов, учреждений образования, медицинских учреждений и т.д. Если вкратце, то такой свет полезен по следующим причинам:

1. Улучшает настроение и общее самочувствие человека.
2. Улучшает производительность человека.
3. Помогает преодолеть САР (Сезонное Аффективное Расстройство).
4. Улучшает визуальное восприятие окружающих предметов, способствует концентрации, полезен при чтении и письме.
5. Освещение полного спектра положительно влияет на циркадные ритмы, улучшая стадии быстрого и глубокого сна и здоровье человека в целом.
6. Это идеальный свет для большинства растений на всех стадиях роста. Усиливает резистентность растений к болезням, увеличивает урожайность.

Список исследований:
1.            Влияние света полного спектра на трудоспособность самочувствие человека. Автора: Partonen, T., & Lönnqvist, J. Издание: Scandinavian Journal of Work, Environment & Health, 2000.
Выводы. Исследование показало, что свет полного спектра улучшает настроение и производительность человека. При этом свете испытуемые чувствовали себя более сконцентрированными и менее напряженными. Исследование предполагает, что применение полноспектрального освещения на рабочих местах может улучшить общее самочувствие и эффективность.
2.            Биологическое влияние света: Циркадные ритмы, здоровье и самочувствие. Авторы: Cajochen, C., et al. Издание: Journal of Pineal Research, 2011.
Выводы. Исследование показало, что освещение полного спектра положительно влияет на циркадные ритмы, улучшая стадии быстрого и глубокого сна и здоровье человека в целом. Исследование предлагает использовать освещение такого типа в местах, где важна регуляция циркадного ритма, например, на рабочем месте и в медицинских учреждениях.
3.            Свет, как модулятор когнитивной функции мозга. Авторы: Vandewalle, G., et al. Издание: Trends in Cognitive Sciences, 2009.
Выводы. Исследование полагает, что полноспектральное освещение положительно влияет на когнитивную функцию и настроение. Нахождение под освещением полного спектра ассоциировалось с улучшенными когнитивными способностями и настроением в целом. Исследование указывает на то, что такое освещение может быть полезным в обстановке, которая требует повышенной когнитивной функции и эмоционального самочувствия.
4.            Влияние света полного спектра на Сезонное Аффективное Расстройство (САР). Авторы: Lam, R. W., et al. Издание: Journal of Affective Disorders, 1999.
Выводы: Исследование обнаружило, что свет полного спектра улучшает настроение и уменьшает у человека симптомы САР. Результаты исследования поддерживают применение света полного спектра в эффективном лечении САР, предполагая, что этот вид лечения может быть жизнеспособной альтернативой другим формам лечения.
5.            Влияние искусственного освещения на настроение и когнитивные способности. Авторы: Viola, A. U., et. Издание: Journal of Environmental Psychology, 2012.
Выводы. Исследование показало, что освещение полного спектра положительно влияет на настроение и когнитивные способности человека. Участники, которые находились в условиях полноспектрального освещения показали лучшее самочувствие т улучшенные когнитивные способности. Результаты позволили предположить, что полноспектральное освещение может быть полезным в офисах и образовательных учреждениях, там, где настроение и когнитивные способности являются критическими. 

Преимущества светодиодных лент полного спектра.
В сравнении с другими полноспектральными источниками света, благодаря гибкой плате и возможности регулировать длину источника света (возможность отрезать нужную длину), светодиодную ленту можно встраивать в любой тип мебели, светильника, профиля или карниза и т.д. Мощности современных лент достаточны для любых целей: для общего освещения, для подсветки рабочей зоны, для производства светильников и т.д. Свечение полного спектра имеет ряд существенных достоинств, производство светодиодов такого типа становится все более массовым, а надежность выше. Похоже, что это новый стандарт LED индустрии.

В нашем ассортименте есть серия светодиодной ленты FORZA!, где мы используем светодиоды полного спектра.