Quel spectre de lumière les LED produisent-elles ?

Il existe de nombreux types de sources lumineuses, allant de l'ampoule à incandescence commune à des innovations plus modernes comme la LED. Pourtant, toutes ces nombreuses sources lumineuses ne sont pas égales.

Au-delà de la simple création de lumière, chacun d'eux possède des qualités distinctives, dont les couleurs qu'ils émettent. Cela peut également être appelé le spectre lumineux unique de chaque personne.

La température de couleur d'une LED détermine le spectre de lumière qu'elle émet. La distribution spectrale d'une LED 6000K sera différente de celle d'une LED 3000K. Une LED 6000K émettra principalement de la lumière bleue et verte, tandis qu'une LED 3000K créera des couleurs plus chaudes comme l'orange et le jaune.

Nous nous référerons ci-après à 4000K comme base pour la couleur de la lumière LED et par conséquent à son spectre lumineux comme forme de base puisqu'une LED totalement naturelle sans aucun ajout ni modification a une couleur de lumière d'environ cela.

Distribution spectrale des LED à 4000 K

Il semble logique que nous commencions avec la LED 4000K car elle constitue la base fondamentale du diagramme spectral.

Le spectre à 4000K, comme le montre l'image ci-dessous, penche fortement vers l'extrémité bleue tout en émettant très peu de lumière rouge et verte. Comme la lumière bleue est le principal constituant des lumières plus froides, c'est ce qui donne à la LED sa couleur blanche froide.

Le fait que les LED soient composées de plusieurs diodes est la principale raison pour laquelle elles sont d'abord blanc froid. Ils sont fabriqués de telle manière qu'ils utilisent des diodes RVB (rouge, verte et bleue) pour produire de la lumière blanche, qui dans ce cas est par défaut de 4000K.

La méthode alternative de fabrication des LED consiste à utiliser en grande partie (sinon exclusivement) des diodes LED bleues, puis à les recouvrir d'une solution à base de phosphore pour redresser la courbe.

Comme la sortie de lumière bleue est la principale source de lumière dans cette structure LED, c'est ce qui entraîne généralement des pics anormalement élevés dans la production de lumière bleue.

Lorsque vous avez de la lumière dans toutes les couleurs, ou dans toutes les longueurs d'onde, comme vous pouvez l'appeler plus exactement, elles convergent toutes ensemble pour produire de la lumière blanche, c'est ainsi que cela fonctionne même en premier lieu.

Plus loin dans la comparaison, vous verrez à quel point les diagrammes varient en fonction de la quantité de bleu et de rouge qu'ils émettent, ce qui est lié à leur température de couleur.

Spectre LED 3000K

Après celles avec une température de couleur de 4000K, les LED 3000K sont peut-être les plus utilisées, principalement en raison de la teinte jaunâtre agréable qu'elles émettent.

Nous devons d'abord examiner ce qui distingue les LED 3000K et 4000K les unes des autres avant d'approfondir le spectre et ses spécificités. Parce que nous savons déjà que 4000K est le point de départ, ils doivent l'avoir ajusté d'une manière ou d'une autre pour atteindre une couleur vive de 3000K, n'est-ce pas ? C'est exact.

La présence de phosphore est ce qui différencie un 3000K d'un 4000K. Le luminophore est simplement appliqué au-dessus de chacune des diodes LED, comme on le voit sur cette figure, pour l'ajouter.

Voici une excellente illustration de la façon dont ils utilisent le phosfor pour réchauffer la couleur de la lumière. Bien que ce ne soit pas l'objectif principal, lorsqu'il est exécuté de cette manière, il a cet impact.

Le seul véritable objectif est d'équilibrer le spectre de la LED. Cela a du sens puisque vous pouvez voir comment le graphique 4000K a un grand pic dans la couleur bleue, mais le reste est au mieux moyen.

5000K plus spectre LED

Maintenant que nous savons comment produire des températures de lumière plus chaudes, comment les températures de 5000K et inférieures sont-elles produites ? C'est assez intrigant car, selon la façon dont vous le regardez, cela ne diffère que légèrement de la façon dont vous construisez les 3000K.

Ces différences sont pertinentes au cours du processus de production. Les diodes rouges, vertes et bleues ont toujours été équilibrées afin de produire une lumière blanche dans toutes les couleurs de lumière antérieures. Bien que ce soit un peu différent pour tout ce qui est de 5000K et plus.

Pour eux, vous concevriez intentionnellement une diode LED déséquilibrée. Cela signifie que les diodes RVB individuelles seraient intentionnellement réparties de manière inégale en termes de quantité et/ou d'intensité.

Ils équilibrent les diodes RVB de sorte que plus elles privilégient le bleu dans le mélange RVB, plus la lumière que vous souhaitez percevoir est froide. Cela dépend de la hauteur à laquelle vous montez sur l'échelle Kelvin. En d'autres termes, ils laissent simplement le bleu dépasser le rouge et le vert au fur et à mesure que vous montez, ce qui rend les couleurs bleues et plus bleues plus proéminentes dans la couleur claire.

Cela peut également être fait dans une méthode qui ajoute un ensemble supplémentaire de diodes bleues en une seule fois, générant quelque chose de nouveau appelé RGBB, plutôt que d'augmenter la proportion de diodes bleues dans le mélange RVB.

Étant donné que le RGBB a le potentiel de maintenir la pureté de la sortie de la lumière blanche ordinaire, il serait préférable au RGB pur.

Cela est dû au fait qu'un système RGBB ajoute simplement plus de bleu au système RGB d'origine, en maintenant l'harmonie des RGB d'origine.

Cela explique pourquoi le rouge et le vert sont relativement bas sur le graphique du spectre alors que le bleu saute considérablement plus haut. En plus de faire apparaître les objets un peu bleus, cela donne également l'impression que la lumière est assez bleue.

LED à spectre complet

La LED à spectre complet est un type de LED différent de la structure LED standard. La courbe spectrale de la lumière solaire est destinée à être reproduite par la construction de la LED à spectre complet.

Pour y parvenir, une combinaison de luminophores de différentes couleurs est utilisée à la place du mélange de luminophores jaunâtres plus généralement utilisé.

La LED émet donc plus de couleurs, ressemblant plus à la lumière du soleil qu'elle ne le ferait sans.

L'utilisation dans les lampes de culture est la principale raison d'avoir une source de lumière qui peut imiter le soleil. Les lampes de croissance sont des sources lumineuses qui favorisent la croissance des plantes en leur donnant suffisamment de lumière semblable au soleil lorsqu'elles reçoivent une lumière naturelle insuffisante ou inexistante.

Ils sont principalement utilisés dans les installations qui dépendent de la production alimentaire, car des rendements élevés sont cruciaux. Pourtant, en raison de la demande croissante de lampes de culture conçues pour la maison, elles commencent maintenant à apparaître dans les jardins d'arrière-cour.

Comparaison des LED à différentes températures Kelvin (K)

Bien qu'il n'y ait pas beaucoup de distinctions entre ces LED lorsqu'elles sont comparées, il y a quelques choses que l'on pourrait penser importantes.

La distinction fondamentale entre ces différentes sources lumineuses est qu'elles émettent une lumière susceptible de provoquer diverses réactions psychologiques et émotions, les rendant inadaptées aux mêmes usages.

Une LED 4000K convient mieux aux espaces où la vigilance mentale et la concentration sont des priorités, comme les bureaux, tandis qu'une LED 3000K est beaucoup plus adaptée aux maisons et aux espaces où le confort est une préoccupation.

De la même manière, cependant, utiliser quoi que ce soit de plus de 5000K est rare, en particulier lorsqu'il s'agit de design d'intérieur ou de toute autre chose d'ailleurs. Les aquariums sont une application typique pour 10000K, mais à part cela, il n'y a pas beaucoup d'autres endroits où il peut être utilisé.

Pourtant, il y a une distinction cruciale à faire entre 3000K et 4000K, et cela a à voir avec les questions technologiques. Si vous comparez l'efficacité énergétique à la puissance lumineuse réelle, c'est le facteur.

Il est courant de mesurer de nombreux types de sources lumineuses à l'aide de l'unité Lumen/Watt, où un lumen représente la "quantité de lumière" émise par une source lumineuse et un watt représente l'énergie que nous avons fournie à la LED.

Dans cet esprit, il convient de noter qu'une LED naturelle avec une couleur de lumière de 4000K sera plus efficace (lumens/watt) qu'une LED avec une couleur de lumière de 3000K.

Cela est dû à la présence de phosphore dans la LED 3000K. C'est ainsi que le luminophore peut efficacement absorber une partie de la lumière globale émise par la LED.

Cela a du sens puisque, comme nous l'avons déjà vu avec l'ampoule LED retrofit, le phosphore recouvre physiquement toutes les nombreuses petites diodes.

Résumé

Bien que les LED soient généralement froides, elles peuvent générer de la lumière sur tout le spectre de la lumière visible.

Les LED plus chaudes doivent être recouvertes de phosphore pour générer une lumière plus chaude. Par conséquent, les LED froides sont environ 5 % plus efficaces pour convertir l'énergie en lumière.