การกระจายแสงเปลี่ยนแปลงการปล่อยแสงจากไฟ LED ที่เข้มข้นให้กลายเป็นแสงสว่างที่สม่ำเสมอ ช่วยลดการแยงตาลง 40–60% เมื่อเทียบกับไฟ LED เปล่า (Illuminating Engineering Society 2023) ผลของการกระเจิงนี้ช่วยเพิ่มความสบายในการมองเห็นในพื้นที่ทำงานและพื้นที่ใช้สอย ในขณะที่ยังคงรักษาระดับความสว่างเดิมไว้ได้ 85–92% ทำให้ระบบไฟแบบกระจายแสงทั้งมีประสิทธิภาพและใช้งานได้อย่างสะดวก
หลอดซิลิโคนแบบใสมีความสามารถในการถ่ายทอดแสงได้ 92–95% โดยมีการหักเหน้อยมาก จึงให้ลำแสงที่เน้นจุดเฉพาะ ในทางตรงกันข้าม ชนิดแบบทึบใช้อนุภาคขนาดเล็กที่ฝังอยู่ภายในเพื่อกระจายโฟตอนออกไปในมุมกว้างถึง 120–160° ความแตกต่างทางโครงสร้างนี้กำหนดการใช้งานที่ต่างกันอย่างชัดเจน:
| คุณสมบัติ | ซิลิโคนใส | ซิลิโคนแบบทึบ |
|---|---|---|
| ค่าการส่งผ่านแสง | 93% | 68% |
| มุมการกระจายแสง | 15° | 140° |
| ความสว่างที่รับรู้ | ความคมชัดสูง | ยูนิฟอร์ม |
การเลือกวัสดุขึ้นอยู่กับว่าต้องการให้ให้ความสำคัญกับความสว่างหรือความนุ่มนวลของแสง
ตามรายงานจากนิตยสาร Hospitality Design เมื่อปีที่แล้ว ประมาณสามในสี่ของผู้เชี่ยวชาญด้านการให้แสงสว่างที่ทำงานเกี่ยวกับโรงแรมและบ้านพักอาศัย เลือกใช้หลอดซิลิโคนฝ้าเพื่อสร้างบรรยากาศที่ต้องการ หลอดประเภทนี้สามารถลดจุดแสงจ้าที่รบกวนสายตาจากไฟ LED ได้อย่างมีประสิทธิภาพ บางครั้งลดได้มากถึง 90% ซึ่งหมายความว่าจะไม่มีแสงสะท้อนรุนแรง แต่จะได้แสงสว่างที่สม่ำเสมอและนุ่มนวลทั่วพื้นที่ ผู้ผลิตส่วนใหญ่เสนอช่วงอุณหภูมิสีตั้งแต่สีเหลืองอบอุ่นที่ 2700K ไปจนถึงสีขาวสดใสที่ 4000K แสงสีอบอุ่นช่วยสร้างบรรยากาศที่เป็นกันเองและผ่อนคลาย เหมาะอย่างยิ่งสำหรับห้องนอนหรือเลานจ์ที่ผู้คนต้องการพักผ่อน ส่วนแสงสีเย็นนั้นเหมาะกับห้องน้ำหรือห้องครัวสไตล์ร่วมสมัยที่เน้นเส้นสายที่เรียบง่ายและการส่องสว่างที่คมชัด
พื้นที่เชิงพาณิชย์มักมีเป้าหมายในการกระจายแสง 70–80% เพื่อให้มั่นใจถึงความสบายของดวงตาในระหว่างการสัมผัสแสงเป็นเวลานาน การติดตั้งเชิงสถาปัตยกรรมมักผสมผสานส่วนที่โปร่งใสและขุ่นเข้าด้วยกัน—เทคนิคที่บริษัทผู้ผลิตชั้นนำได้ริเริ่มขึ้น—เพื่อเน้นลักษณะโครงสร้างต่างๆ ในขณะที่ให้แสงสว่างโดยรอบที่สม่ำเสมอ แนวทางแบบผสมผสานนี้ช่วยสร้างสมดุลระหว่างความแม่นยำทางด้านความงามและการมองเห็นที่ดี
หลอดซิลิโคน LED แบบใสสามารถให้แสงสว่างได้มากกว่ารุ่นทึบประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ โดยสามารถถึงระดับความสว่างสูงถึง 150 ลูเมนต่อวัตต์ ตามผลการทดสอบล่าสุดจากบริษัท Neon Materials ในปี 2024 เนื่องจากสามารถส่งผ่านแสงได้มาก ทำให้หลอดแบบใสเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้ในสถานที่เช่น หน้าตู้โชว์ร้านค้า หรือพื้นที่โรงงาน ที่ต้องการความสว่างสูงสุด ในขณะเดียวกัน ซิลิโคนฝ้าจะมีความสว่างน้อยกว่า อยู่ในช่วง 25 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเปรียบเทียบกับประสิทธิภาพของรุ่นใส แต่สิ่งที่เสียไปในเรื่องปริมาณแสงนั้น ชดเชยได้ด้วยการกระจายแสงที่สม่ำเสมอมากขึ้น จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมพื้นที่สำนักงานหลายแห่งและห้องแสดงผลงานในพิพิธภัณฑ์จึงนิยมใช้รุ่นนี้ เพราะช่วยลดเงาที่คมชัด และโดยทั่วไปแล้วทำให้รู้สึกสบายตาขึ้นเมื่อต้องสัมผัสแสงเป็นเวลานาน
ความชัดเจนทางแสงของซิลิโคนใสเกิดจาก 1.41 ดัชนีการหักเห ซึ่งจำกัดการกระเจิงภายใน หลอดแบบทึบมีพื้นผิวไมโครเท็กซ์เจอร์ (ดัชนีการหักเห: 1.38) ที่ช่วยกระจายแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ลดปริมาณแสงโดยรวมลง ความแตกต่างที่สำคัญสรุปไว้ด้านล่าง:
| คุณสมบัติ | ซิลิโคนใส | ซิลิโคนฝ้า |
|---|---|---|
| ค่าดัชนีหักเหแสง | 1.41 ±0.02 | 1.38 ±0.03 |
| ผิวสัมผัส | สะดวก | ผิวขรุขระในระดับจุลภาค |
| การส่งผ่านลูเมน | 92–96% | 55–68% |
| รูปแบบการกระจายแสง | ลำแสงทิศทางเดียว | การกระจายกว้าง 140° |
การเลือกวัสดุมีผลโดยตรงต่อทั้งประสิทธิภาพและการออกแบบโดยเจตนา
ในปี 2023 กลุ่มวิจัยได้พัฒนา พื้นผิวซิลิโคนแบบนาโน ที่ช่วยลดการสะท้อนภายในลง 18% ทำให้มีความชัดใสของแสงถึง 93% สูตรดังกล่าวรักษาระดับความยืดหยุ่นไว้ได้ และทนต่อการขุ่นจากแสง UV ซึ่งเป็นจุดอ่อนสำคัญในป้ายนีออนกลางแจ้ง ขณะนี้การออกแบบแบบไฮบริดรวมเอาอนุภาคเบี่ยงเบนอนุภาคแสงเข้ามา เพื่อยกระดับประสิทธิภาพโดยไม่กระทบต่อความโปร่งแสง จึงให้ทางเลือกที่สว่างกว่าและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น
วิศวกรได้ค้นพบวิธีการต่างๆ ในการจัดการกับจุดสว่างรบกวนในหลอดใส โดยใช้เลนส์ไมโครปริซึมพิเศษเหล่านี้ เทคนิคทางออปติกขนาดเล็กนี้สามารถดึงแสงจากความเข้มบริเวณกลางออกมาประมาณ 22 เปอร์เซ็นต์ และกระจายไปยังพื้นที่ที่มืดกว่า ผลการทดสอบจริงในคลังสินค้าเมื่อปี 2023 ก็แสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์ที่น่าประทับใจเช่นกัน การให้แสงสว่างดูสม่ำเสมอมากขึ้นสำหรับผู้ที่เดินอยู่ภายในพื้นที่ ประมาณดีขึ้น 40% ในแง่ของความสม่ำเสมอของการกระจายแสง ขณะที่ยังคงรักษาระดับความสว่างเดิมไว้ได้ประมาณ 85% เมื่อเราต้องการระบบที่ทำงานสองอย่างพร้อมกัน มีแนวทางอีกแนวทางหนึ่งที่น่าสนใจ นั่นคือ ระบบซึ่งประกอบด้วยหลอดใสที่มีชั้นกระจายแสงเพิ่มเติม ซึ่งมีประสิทธิภาพดีกว่าโซลูชันที่ทึบทั้งหมด การทดสอบที่เผยแพร่ในวารสาร Optical Materials Review เมื่อปีที่แล้วแสดงให้เห็นว่า ระบบไฮบริดเหล่านี้ให้ประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้นระหว่าง 15 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์
LED ที่ไม่มีการบังแสงในพื้นที่เชิงพาณิชย์มักปล่อยแสงจ้าเกิน 2,500 ซีดี/ตร.ม. ซึ่งสูงเกือบสามเท่าของขีดจำกัดที่แนะนำสำหรับความสบายทางสายตา (IESNA 2023) สิ่งนี้ก่อให้เกิดปัญหาอย่างมาก: พนักงานในสำนักงานถึง 58% รายงานว่ามีอาการสายตาล้าบ่อยครั้ง และประสิทธิภาพการทำงานในร้านค้าลดลงเฉลี่ย 12% ภายใต้แสงที่ไม่มีการกระจาย
ตัวกระจายแสงจากซิลิโคนทึบแสงใช้ผสานกันระหว่างพื้นผิวขนาดเล็กจุลภาคและอนุภาคที่ฝังอยู่ภายใน เพื่อกระจายแสงอย่างสม่ำเสมอ กระบวนการสองขั้นตอนนี้ช่วยลดแสงจ้าลง 87% เมื่อเทียบกับหลอดใส ในขณะที่ยังคงรักษาระดับลูเมนเริ่มต้นไว้ได้ถึง 92% รุ่นขั้นสูงสามารถทำให้ค่าดัชนีแสงจ้าแบบรวม (UGR) ต่ำกว่า 16 ซึ่งเป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับสภาพแวดล้อมที่ปราศจากแสงจ้า โดยอาศัยรูปแบบการเบี่ยงเบนอนุภาคแสงที่ออกแบบมาอย่างแม่นยำ
การศึกษาเป็นระยะเวลา 18 เดือนในโครงการปรับปรุงสำนักงาน 23 แห่ง เปิดเผยว่ามีการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญหลังจากการติดตั้งฝาครอบซิลิโคนแบบกระจายแสง:
| เมตริก | ก่อนติดตั้งตัวกระจายแสง | หลังติดตั้งตัวกระจายแสง |
|---|---|---|
| ร้องเรียนปัญหาแสงจ้า | พนักงาน 41% | พนักงาน 6% |
| ความชัดเจนของหน้าจอ | 2.8/5 | 4.3/5 |
| การใช้พลังงานเครื่องปรับอากาศ | 100% ฐานข้อมูลอ้างอิง | ระดับฐาน 87% |
การปล่อยความร้อนที่ลดลงทำให้ภาระทำความเย็นลดลง ในขณะที่ความชัดเจนทางสายตาที่ดีขึ้นส่งผลให้ประสิทธิภาพในการทำงานเพิ่มสูงขึ้น
นักออกแบบชั่งน้ำหนักระหว่างการสูญเสียการถ่ายโอนแสงที่ไม่มาก (8–15%) กับประโยชน์ด้านสรีรศาสตร์ที่สำคัญ ในงานให้แสงสว่างสำหรับสถานพยาบาลและสถาปัตยกรรม แสงแบบกระจายที่มีความเข้ม 300–400 ลักซ์ ให้ความชัดเจนทางสายตาที่ดีกว่าแสงที่มากกว่า 500 ลักซ์จากแหล่งกำเนิดที่ไม่กระจาย เพราะช่วยป้องกันอาการล้าของเรตินาจากความแตกต่างของความเข้มแสง และช่วยให้จดจ่อได้นานขึ้น
หลอดซิลิโคนใสมีโอกาสสูญเสียความชัดใสทางออปติกสูงสุดถึง 40% ภายในระยะเวลาสองปีของการใช้งานกลางแจ้ง เนื่องจากการออกซิเดชัน ตามรายงานการศึกษาการเสื่อมสภาพของพอลิเมอร์ในปี ค.ศ. 2022 โดยหากไม่มีสารป้องกันรังสี UV แสงแดดจะกระตุ้นปฏิกิริยาทางเคมีที่ทำให้เกิดคราบสีเหลือง ซึ่งบิดเบือนความแม่นยำของสีจากไฟ LED และลดคุณภาพเชิงสุนทรียะลง
ซิลิโคนใสดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตได้มากกว่าทางเลือกที่ทึบแสงถึง 85% ส่งผลให้เกิดการเสื่อมสภาพของโมเลกุลเร็วขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 104°F (40°C) เพื่อแก้ปัญหานี้ ผู้ผลิตชั้นนำจึงได้เพิ่มองค์ประกอบนาโนซิลิกาในสูตรที่มีการส่งผ่านแสงสูง ซึ่งช่วยปรับปรุงความเสถียรทางความร้อน และยืดอายุการใช้งานกลางแจ้งออกไปอีก 18–24 เดือน
การทดสอบอย่างเป็นอิสระต่อป้าย LED ซิลิโคนใสในเขตอากาศร้อนชื้น พบว่าเกิดภาวะหมอกควัน (⊗HAZE ≥ 30%) หลังจากใช้งานไปสามปี นอกจากนี้ อุปกรณ์ที่ได้รับแสงแดดโดยตรงยังแสดงอาการแตกร้าวขนาดเล็กบนพื้นผิว ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพการเรืองแสงลดลง 22% เมื่อเทียบกับตัวติดตั้งใหม่
โพลิเมอร์ซิลิโคนที่ถูกดัดแปลงด้วยฟีนิลช่วยลดอัตราการเหลืองลงได้ 65% ขณะที่ยังคงค่าการส่งผ่านแสงไว้ที่ 92% ชั้นเคลือบที่ใช้เทคโนโลยีผสมผสานระหว่างอนุภาคนาโนเซเรียมออกไซด์และชั้นป้องกันออร์แกโนซิเลน ช่วยปกป้องทั้งรังสี UV-A และ UV-B โดยมุ่งเป้าไปที่สาเหตุหลักที่ทำให้วัสดุเสื่อมสภาพในหลอดซิลิโคนใสสำหรับไฟนีออน เทคโนโลยีใหม่นี้ช่วยยืดอายุการใช้งานได้อย่างมาก โดยไม่สูญเสียความคมชัด
EN