2023-12-30

Perlas de lámpara LED blancas con varias pérdidas de luz.

Las perlas de lámpara LED blancas tienen una amplia gama de aplicaciones en la vida, pero la atenuación de la luz de las perlas de lámpara LED blancas también es una de las perlas de lámpara LED más graves. A continuación, el fotoeléctrico Blue Jin introducirá varios tipos de pérdida de luz de las perlas de lámpara LED blancas. .

La primera razón es la producción de luz blanca y la mejora del índice de reproducción cromática.

El chip azul y el fósforo son el principal modo de producción de LED blancos comerciales. La Figura 1 muestra el espectro del LED blanco elaborado combinando blue chip y YAG: fósforo Ce3+. En el diagrama del espectro de la luz blanca, se puede ver que el espectro de emisión de fotoluminiscencia del fósforo se distribuye en toda la banda visible y el valor máximo está cerca del valor máximo de la curva visual humana. Por lo tanto, la eficiencia luminosa (eficiencia lumínica) del LED blanco producido con este método es alta y el índice de reproducción cromática puede alcanzar más de 70, lo cual es cercano al de la lámpara fluorescente tradicional y puede satisfacer las necesidades de iluminación ordinarias.
Para mejorar el índice de reproducción cromática del LED blanco producido por el método de fósforo de chip azul +YAG, se puede compensar introduciendo fósforo LED cian de óxido de nitrógeno a base de silicio con un pico de emisión de 490 nm, chip LED violeta y LED a base de silicio. Fosforo LED rojo de óxido de nitrógeno con pico de emisión superior a 630 nm.
En circunstancias normales, la adición adecuada de fósforo rojo puede aumentar el índice de reproducción cromática a más de 80, y luego la introducción de fósforo cian puede obtener un índice de reproducción cromática superior a 90; sobre esta base, el aumento del chip violeta puede obtener el espectro completo de LED blanco, el índice de reproducción cromática puede estar cerca de 100 luz diurna.

La segunda razón es la pérdida de energía de la fotoluminiscencia.

Un proceso físico clave en la producción de luz blanca mediante el método de chip LED azul + fósforo es la fotoluminiscencia, es decir, el fósforo convertirá la luz azul en otras longitudes de onda de luz. Este proceso implica inevitablemente una pérdida de energía. Esta pérdida tiene tres componentes:
Primero, se pierde la eficiencia cuántica de la excitación del fósforo desde un nivel de energía bajo a un nivel de energía alto, y la cantidad de partículas que transitan al nivel de energía alto es menor que la cantidad de fotones azules absorbidos.
En segundo lugar, cuando el fósforo pasa de un nivel de energía alto a un nivel de energía bajo, hay una transición no radiativa, lo que provoca la pérdida de la eficiencia cuántica de la radioluminiscencia, y la cantidad de fotones visibles emitidos es menor que la cantidad de fotones que pasan. a un nivel de energía bajo.
En tercer lugar, la energía del fotón de una sola luz azul es mayor que la energía del fotón de longitud de onda larga emitida después de la conversión del fósforo, y el flujo de radiación correspondiente es menor en el caso del mismo número de fotones.
El primero y los dos tipos de pérdida de energía, la pérdida es la cantidad de fotones, mejoran la fórmula del fósforo y el proceso de preparación, mejoran la eficiencia cuántica del proceso de excitación y emisión de fósforo y pueden reducir la pérdida de energía de estas dos partes.
El tercer tipo de pérdida de energía es la energía diferente del propio fotón, que está determinada por la naturaleza física del fotón, y cambiar el proceso no puede reducir la pérdida de energía de esta parte. En los LED blancos actuales, la pérdida de las tres partes anteriores representa aproximadamente entre el 20% y el 30% de la energía de la luz azul.

La tercera razón es mejorar la pérdida de eficiencia luminosa del dedo visible.

El LED blanco hecho de chip LED azul + fósforo YAG tiene una alta eficiencia luminosa; por un lado, gracias a la temprana comercialización del fósforo YAG, la alta madurez técnica y del proceso, la eficiencia cuántica de la excitación y emisión de fósforo es relativamente alta, por otro. por otro lado, el pico de longitud de onda de emisión del fósforo YAG está cerca del pico de la función visual humana y la eficiencia lumínica es alta. El pico de emisión de fósforo cian y rojo está muy lejos del pico de la función visual y la eficiencia lumínica es baja. Después de la incorporación de fósforo cian y rojo, el índice de reproducción cromática aumenta y se debe aceptar la eficiencia luminosa.
En circunstancias normales, el índice de reproducción cromática aumenta de 70 a 80, la eficiencia luminosa disminuirá entre un 10% y un 15%, el índice de reproducción cromática aumenta de 80 a 90 y la eficiencia luminosa disminuirá aproximadamente un 10%.

Causa cuatro, pérdida de Fresnel en la interfaz

El fotón de la capa activa del chip LED (unión PN) se emite al aire, debe pasar a través del chip y el adhesivo de embalaje, el adhesivo de embalaje y las dos interfaces de aire, debido a que los dos lados de la interfaz tienen una diferencia de índice de refracción del material, la luz a través de esta interfaz , una parte de la luz se reflejará, y una gran parte de la luz reflejada será absorbida y perdida. La pérdida causada por este tipo de luz reflejada en la interfaz se llama pérdida de Fresnel. El tamaño de la pérdida de Fresnel está relacionado con el tamaño de la tasa de emisión y la diferencia del índice de refracción del medio óptico en ambos lados de la interfaz, y el análisis cuantitativo es muy complicado. En general, cuanto mayor es la diferencia del índice de refracción, más grave es la reflexión de Fresnel.

Razón cinco, pérdida total de reflexión.

Cuando la luz se transmite desde un medio ópticamente denso a un medio ópticamente escaso, cuando el ángulo de incidencia de la luz es mayor que un cierto valor crítico qc, se producirá una reflexión total en la interfaz, que se denomina ángulo de reflexión total.
El material de fabricación del chip LED es un alto índice de refracción del material semiconductor, el índice de refracción es mayor que el índice de refracción del adhesivo de embalaje y el aire, por lo que en la interfaz del chip LED y el adhesivo de embalaje, el adhesivo de embalaje y la interfaz de aire son solo inferiores a un cierto ángulo de La luz puede pasar, esta parte de la luz forma un ángulo de reflexión completo para la mitad del ancho del cono. A menudo se lo denomina gráficamente "cono de escape" de la luz.
Los principales materiales de blue chip son GaN y zafiro, los índices de refracción típicos son 2,45 y 1,78 respectivamente. Los índices de refracción típicos de la resina epoxi y el gel de sílice son 1,42 y 1,51 respectivamente. El índice de refracción del aire es aproximadamente 1.
Cuando GaN ingresa al gel de sílice, el ángulo crítico de reflexión total es 38,050. Cuando GaN entra al aire, el ángulo crítico de reflexión total es 24,090. El ángulo crítico de reflexión total es 58.030 cuando incide del zafiro al gel de sílice (correspondiente al paquete invertido). Cuando GaN entra al aire, el ángulo crítico de reflexión total es 34,180. Se puede ver que desde el ángulo de aumento del ángulo crítico de reflexión total, la tecnología de inversión también favorece la mejora de la eficiencia de extracción de luz del chip.

Lo anterior trata sobre la introducción de varios tipos de pérdida de luz en las perlas de las lámparas LED blancas, ¿lo ha aprendido? Si desea saber más sobre las cuentas de lámparas LED, le invitamos a prestar atención a Blue Jin Optoelectronics; le ofreceremos regularmente artículos LED.