Osvětlovací LED diody

Funkce bílých LED diod je založená na modře svítícím čipu, který je doplněný luminoforem. Část modrého světla projde ven přímo, část je ho luminoforem převedena na větší vlnové délky v rozsahu barev od červené do zelené. Podle toho, jaká část světla se luminoforem převádí, výsledné světlo je buď teple bílé (s nejmenším obsahem modré) s barevnou teplotou 2500 až 3000K, neutrální bílá okolo 4000K nebo studená bílá 5000 až 8000K. Spektra na obrázku jsou převzata z katalogového listu LED diod Cree XP-G.

Občas se vyskytují názory, že světlo LED diod není příliš zdravé pro velký obsah modré barvy, protože ve večerních hodinách blokuje tvorbu melatoninu. To může platit pro studenější odstíny světla a je to podobné jako u dlouhých zářivek, které se v odstínu neutrální až studené bílé používají už 80 let. Někomu jejich světlo vadí a problém lze odstranit použitím teplejšího odstínu světla. Problémem halogenových žárovek s vysokou teplotou vlákna a zářivek může být též zbytkové UV záření, které má zachytit sklo jejich baňky. Osvětlovací LED diody z principu UV záření neobsahují. To že se na spektrech některých světelných zdrojů (CFL, LED) vyskytují špičky, také není pro posouzení obsahu modré barvy důležité. Musíme brát v úvahu křivku spektrální citlivosti receptorů pro blokování produkce melatoninu a porovnat ji se spektrem světelného zdroje. Na obrázku 3 v uvedeném odkazu má křivka maximum na 500 nm, tedy přibližně na modrozelené, kde mají ledky minimum. Na 450 nm, kde svítí čip bílých LED diod, už křivka citlivosti klesá cca na 40%. Takže je vhodné volit kvalitní světlo s vysokým CRI, ale přehnané obavy opravdu nejsou na místě.

Odstín a kvalita světla

Kvalita světla je daná indexem podání barev označovaným jako Ra nebo CRI (color rendering index). U luminiscenčních zdrojů světla (zářivky, LED diody) je daná především vlastnostmi luminoforu. Zatím co dlouhé zářivky mají kvalitní plné spektrum, úsporné žárovky na principu zářivek mají pro zvýšení účinnosti spektrum převážně čárové. Čáry rtuťového výboje ve viditelné oblasti jsou doplněny světlem luminoforu, který je buzený UV zářením výboje. Čárové světlo není příliš kvalitní, i když se barva světla velmi dobře podobá žárovce. Vlivem mezer ve spektru se mohou některé barvy zobrazovat nepřirozeně, např. poslední výrazné maximum je na žluté a červené je tam minimum. Pro úsporné žárovky je obvykle udáváno CRI okolo 80. Více o CRI

U LED diod s nižším CRI je za výrazným vrcholem na modré barvě (vyzařování čipu) miniumum na modrozelené, kde luminofory obvykle fungují s horší účinností. Tvar spektra luminoforu potom určuje zastoupení jednotlivých barev a tím i index CRI.

LED diody s nejvyšší účinností určené pro venkovní osvětlení mají CRI okolo 70 a pro osvětlení interiéru se nehodí. Jejich účinnost bývá přes 110 lm/W.

U diod s CRI 80, což lze považovat pro osvětlení interiéru za použitelné minimum, je teple bílá obvykle do růžova, protože ve spektru je málo zelené. Účinnost bývá okolo 90 až 100 lm/W, ale tento v katalozích udávaný údaj je ve skutečnosti značně závislý na proudu a teplotě a v reálných provozních podmínkách bývá zpravidla nižší.

U LED diod s CRI 95 je už modrá špička lépe potlačena, není tak výrazné minimum na modrozelné a více je zastoupena i červená a zelená. Spektrum se více podobá spektru žárovky. Tyto LED diody jsou vhodné pro kvalitní osvětlení interiéru. Jejich účinnost je obvykle o něco nižší než při CRI 80, ale stále je ještě podstatně vyšší, než účinnost zářivkových úsporných žárovek.

Více informací o zdrojích světla je možné najít v této diplomové práci. Vývoj v osvětlovacích LED diodách jde rychle dopředu, takže některé informace v uvedené diplomové práci už nejsou zcela aktuální. Informace o LED diodách pak lze najít v katalogových listech.