Форум «светодиоды и светодиодное освещение»

Существует три способа получения белого света от светодиодов. Первый — смешивание цветов по технологии RGB. На одной матрице плотно размещаются красные, голубые и зеленые светодиоды, излучение которых смешивается при помощи оптической системы, например линзы. В результате получается белый свет. Второй способ заключается в том, что на поверхность светодиода, излучающего в ультрафиолетовом диапазоне (есть и такие), наносится три люминофора, излучающих, соответственно, голубой, зеленый и красный свет. Это похоже на то, как светит люминесцентная лампа. И наконец в третьем способе желто-зеленый или зеленый плюс красный люминофор наносятся на голубой свето-диод, так что два или три излучения смешиваются, образуя белый или близкий к белому свет.
Какой из трех способов лучше?
У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Технология RGB в принципе позволяет не только получить белый цвет, но и перемещаться по цветовой диаграмме при изменении тока через разные светодиоды. Этим процессом можно управлять вручную или посредством программы, можно также получать различные цветовые температуры. Поэтому RGB-матрицы широко используются в светодинамических системах. Кроме того, большое количество светодиодов в матрице обеспечивает высокий суммарный световой поток и большую осевую силу света. Но световое пятно из-за аберраций оптической системы имеет неодинаковый цвет в центре и по краям, а главное, из-за неравномерного отвода тепла с краев матрицы и из ее середины светодиоды нагреваются по-разному, и, соответственно, по-разному изменяется их цвет в процессе старения — суммарные цветовая температура и цвет «плывут» за время эксплуатации. Это неприятное явление достаточно сложно и дорого скомпенсировать.
Белые светодиоды с люминофорами существенно дешевле, чем светодиодные RGB-матрицы (в пересчете на единицу светового потока), и позволяют получить хороший белый цвет. И для них в принципе не проблема попасть в точку с координатами (0.33, 0.33) на цветовой диаграмме МКО. Недостатки же таковы: во-первых, у них меньше, чем у RGB-матриц, светоотдача из-за преобразования света в слое люминофора; во-вторых, достаточно трудно точно проконтролировать равномерность нанесения люминофора в технологическом процессе и, следовательно, цветовую температуру; и наконец в-третьих — люминофор тоже стареет, причем быстрее, чем сам светодиод.
Промышленность выпускает как светодиоды с люминофором, так и RGB-матрицы — у них разные области применения

   Не согласен с утверждением, что у СИД с люминофорами "меньше, чем у RGB-матриц, светоотдача из-за преобразования света в слое люминофора".
   У современных светодиодов с люминофором светоотдача может достигать 100 и более люмен/Вт. А вот RGB-светодиодам до такого показателя далеко. Причина этого заключается в том, что на сегодняшний момент в мире нет эффективных кристаллов излучающих в зеленой области спектра. По этой причине практически никто не предлагает светодиоды излучающие на длине волны 555 нм (максимум чувствительности глаза). А именно зеленый кристалл должен вносить основной вклад в общий поток RGB-светодиода.

Теоретически белый RGB светодиод дает большую светоотдачу, поскольку КПД люминофоров не превышает 80%. На практике - нет.
 
В недалеком прошлом GaP желто-зеленые кристаллы (570 нм) действительно обеспечивали низкий выход света. Светодиодные видеодисплеи использовали 2 зеленых и по одному синему и красному светодиоду на кластер.
Современные InGaN зеленые кристаллы (530 нм, Pure Green) имеют достаточную светоотдачу, а в светодиодных модулях для видеодисплеев теперь нередко можно встретить 2 красных AlGalnp сид и по одному зеленому и синему на кластер.
В этом и заключается проблема белых RGB светодиодов - невозможность 100% использования каждой из цветовых составляющих, плюс нюансы управления и коррекции цвета в процессе старения. Т.е. очень сложно подобрать R, G и B кристаллы так, чтобы каждый использовался на своей максимальной отдаче и при этом суммарный световой поток казался белым. Кроме того, каждому светодиодному чипу требуется отдельный источник тока, что делает экономически нецелесообразным использование RGB светодиодов в обычных осветительных применениях. У них другое назначение, подробнее читайте в статье "белые светодиоды (http://www.bright-leds.ru/page-white_led.html)".

Есть еще один серьезный момент, который не позволяет рассматривать использование RGB-светодиодов в качестве систем освещения. Речь идет об индексе цветопередачи (CRI). Если не ошибаюсь, то по ГОСТу в системах освещения CRI должен быть не меньше 70. Это значение легко достигается в светодиодах с люминофорами, а вот у RGB-светодиодов он обычно меньше из-за "провалов" в спектре.