Анализ свойств рассеивания света в светодиодных лампах

Стеклянная трубка в качестве оболочки ламповой трубки продолжает использовать процесс порошкового покрытия традиционной ламповой трубки. Для того чтобы устранить повреждение человеческого глаза, вызванное бликами, создаваемыми высокояркими светодиодными лампами, оболочка трубки светодиодной лампы (далее именуемая ламповой трубкой) разработана для эффекта рассеивания света (устранения бликов), независимо от того, используется ли трубка из ПК (поликарбоната) или стеклянная трубка. В ламповую трубку с трубкой PC в качестве материала оболочки добавлен силиконовый рассеиватель во время обработки пластика PC, а стекло покрыто светорассеивающим покрытием на внутренней стенке стеклянной трубки. Потери на поглощение светодиодного света также отличаются при использовании различных материалов внешней трубки или материалов рассеивания света, используемых в процессе, что в конечном итоге приводит к различиям в светопропускании, эффективности освещения и угле луча. Эти различия будут иметь определенное влияние на дизайн осветительных приборов и внутреннюю среду освещения.

Технический анализ эффекта рассеивания света ламповой трубки.

1.1 Абажур для лампы из ПК.

Трубка PC может работать в широком диапазоне температур (от - 60 ℃ до 120 °C). Она имеет много преимуществ, таких как ударопрочность, простота обработки, легкость формирования, отсутствие необходимости нанесения светорассеивающего слоя, отсутствие необходимости приклеивать световую ленту отдельно, и не легко повреждается при транспортировке и использовании, но ее недостатками являются слабая устойчивость к щелочной коррозии, легко трескается из-за напряжения, а также пожелтение и хрупкость при воздействии света в течение длительного времени. Скорость обслуживания лампы трудно удовлетворить требование более чем 30000 ч светодиодной лампы.

1.2 Стеклянная лампа.

Процесс нанесения светорассеивающего покрытия на стеклянную трубку примерно такой же, как и на традиционную люминесцентную лампу, но сырье, используемое для нанесения порошка, не имеет ничего общего. В настоящее время сырье, используемое для нанесения светорассеивающего покрытия, можно разделить на три типа.

Первая категория - это краски на основе растворителей (также известные как масляные краски), которые являются наиболее зрелым процессом, развившимся в лакокрасочной промышленности, этот вид покрытия имеет схожие с краской характеристики после высыхания и обладает наиболее надежной прочностью. Наиболее часто используемое покрытие представляет собой комбинацию акриловой смолы на основе растворителя и силиконового диффузионного порошка, а его светопропускание обычно составляет до 92%. Хотя процесс нанесения покрытия на основе растворителя прост, из-за использования бутиловых эфиров или бензольных разбавителей оно будет производить сильный раздражающий запах и бензольное загрязнение в процессе производства, и постепенно будет устранено.

Вторая категория - водорастворимые покрытия. В водорастворимых покрытиях в качестве разбавителя используется вода, а в качестве связующего - водорастворимая акриловая кислота. Этот процесс не загрязняет окружающую среду. За последние два года он стал важной темой исследований и разработок в индустрии светодиодных ламп, и были достигнуты важные результаты. В настоящее время все известные подобные клеи застывают в пленку в результате реакции сшивания, происходящей после обезвоживания и сушки. Самое большое преимущество заключается в том, что пленка покрытия после реакции сшивания больше не растворяется в воде, а ее прочность уступает только покрытию на основе растворителя, но этого достаточно для лампы. Хотя водорастворимое покрытие имеет много преимуществ, именно из-за природы реакции сшивания возникает проблема в процессе - сложность очистки машины, вызванная порошковой пульпой, остающейся на машинном оборудовании и разбрызгивателе после сушки.

Третий тип был разработан на основе процесса водного покрытия люминесцентной лампы, в котором вместо люминесцентного порошка для свечения используется светорассеиватель, а связующим веществом является PEO (поли(этиленоксид)). Для производителей, выпускающих традиционные люминесцентные лампы, эта технология является относительно зрелой, коэффициент использования порошка высок, стоимость производства низкая, устойчивость покрытия к высоким температурам хорошая, а светопропускание хорошего силиконового диффузионного порошка может также достигать 92%. Его недостатком является то, что прочность покрытия немного хуже, чем у краски на водной основе, но поскольку связующий клей PEO не прошел через процесс обжига, как люминесцентная лампа, нет высокотемпературного разложения, и его прочность намного выше, чем у порошкового слоя люминесцентной лампы, пока на покрытии нет царапин в процессе производства, можно гарантировать, что порошковый слой не отпадет в течение срока службы лампы.

1.3Glass-PET композитная лампа.

Процесс нанесения слоя диффузионной пленки на внешнюю сторону стеклянной трубки также достиг определенного прогресса. Технология изготовления светорассеивающего покрытия заключается в наматывании слоя пленки PET (полиэтилентерефталата) на внешнюю поверхность стеклянной трубки. Эта пластиковая пленка дает эффект усадки при определенной высокой температуре и плотно обволакивает внешнюю поверхность стеклянной трубки. Поскольку термоусадочная пленка смешивается со светорассеивателем, достигается цель рассеивания света. Этот вид композитной ламповой трубки сочетает в себе некоторые преимущества ПК-трубки и стеклянной трубки. Она обладает такими преимуществами, как высокая светопропускная способность, простота обработки и хорошая термостойкость. Она может использоваться в течение длительного времени при температуре 120 °C. Она обладает высокой прочностью и растяжимостью, и ее нелегко сломать. Она демонстрирует превосходство в удобстве обработки для мощных ламповых трубок длиной > 1500 мм. Недостатком является низкая коррозионная стойкость к щелочной среде, а также нестойкость к погружению в горячую воду, поэтому в процессе длительной эксплуатации легко трескается и отваливается, а также теряет эффект рассеивания света.

2 Обзор материалов для рассеивания света.

В настоящее время диффузионные материалы, используемые в трубках ПК и пленках ПЭТ, в основном кремнийорганические, а светорассеивающие материалы, используемые в покрытиях стеклянных трубок, в основном кремнийорганические, карбонат кальция, тальк, люминофор, оксид иттрия, оксид кремния, сульфат бария и так далее. В данной статье было проведено большое обсуждение свойств этих светорассеивателей. Некоторые свойства и области применения кремнийорганических рассеивателей света дополнены в этой статье.

Среди всех светорассеивателей силиконовый светорассеиватель обладает самым высоким светопропусканием. Частицы материала силиконовой прозрачной сферы добавляются в виде частиц микронного размера, микрофотографии показаны на рисунке 1, которые могут быть равномерно диспергированы в смоле при использовании в ПК, ПЭТ и наполнительном клее. Свет лампы может проходить через прозрачные сферы в этих пленкообразующих покрытиях, так что после многократного преломления и отражения, сильный свет, излучаемый светодиодной лампой, рассеивается и равномерно излучается с поверхности трубки ПК или пленки ПЭТ, превращая точечный источник света в поверхностный источник света, устраняя хордовый свет и смягчая свет. Поскольку свет напрямую проходит через светорассеивающую сферу, предотвращается многократное отражение и поглощение, снижается потеря света и улучшается светопропускание.

Силиконовый светорассеиватель удобно использовать в трубке ПК и пленке ПЭТ, но он требует специальной обработки в процессе нанесения водорастворимого покрытия, иначе его трудно равномерно диспергировать и сформировать суспензию, а качество покрытия трудно контролировать. В то же время, именно потому, что он прозрачный, дымка будет немного уменьшена, а светопропускание высокое, поэтому его обычно не используют отдельно, а эффект от смешивания с неорганическим светорассеивателем лучше.

В неорганических рассеивателях света свет равномерно проходит через поверхность мелких частиц после многократного отражения, но свету трудно напрямую проникнуть в частицы неорганического порошка, и неорганическому рассеивающему свет порошку также трудно сформировать сферические частицы. Поэтому поглощение света самим диффузионным порошком увеличивается, что приводит к снижению светопропускания, а светопропускание хорошего неорганического диффузионного порошка, такого как оксид иттрия, может достигать примерно 91% (рис. 2). В настоящее время, при использовании хорошего покрытия диффузионного материала и высококачественной пленки PET, светопропускание трубки светодиодной лампы T8 может достигать 92%. Светопропускание пластиковой трубки PC также может достигать 91,5%, что в большей степени связано с коэффициентом поглощения света самим пластиком, чем стеклом. С улучшением светопропускания, с одной стороны, можно повысить светоотдачу лампы, с другой - снизить температуру трубки лампы и продлить срок службы компонентов блока питания. Именно потому, что свету трудно напрямую пройти через частицы порошка неорганического светорассеивающего порошка, в то время как время отражения увеличивается, дымка порошка также увеличивается, поэтому дымка неорганического светорассеивающего порошка выше.

3. Тест и анализ светопропускания.

3.1 влияние толщины покрытия на светопропускание.

В таблице 1 приведены измеренные значения светопропускания различных по весу (толщине) покрытий со связующим на основе растворителя. Из таблицы видно, что с увеличением количества покрытия поглощение света светорассеивателем увеличивается, что приводит к постепенному снижению светопропускания, а также установлено, что при увеличении толщины порошкового покрытия (то есть толщины) на 67%, светопропускание снижается только на 1,7%.

Были измерены различные сегменты водорастворимой стеклянной трубки длиной 1,2 м, покрытой водорастворимым слоем для рассеивания света. Порошковая трубка была разделена на одну зону на 300 мм, а затем было определено светопропускание четырех участков соответственно (см. табл. 2). От тонкого к толстому слою светопропускание уменьшилось с 92,7% до 90,8%, с разницей в 1,9%.

3.2 влияние толщины стенок стеклянной трубки на светопропускание.

Анализ светопропускания стеклянной трубки Na-Ca-Si с различной толщиной стенки показал, что светопропускание стеклянной трубки и порошковой трубки немного уменьшается с увеличением толщины стеклянной трубки, но степень уменьшения не очевидна. Толщина стенки увеличилась с 0,65 мм до 0,90 мм, что составило 38%, а светопропускание уменьшилось всего на 1,0% (см. табл. 3).

4 Экспериментальный анализ угла наклона луча 4.

Конструкция лампы зависит от параметров угла луча источника света. При замене традиционной люминесцентной лампы Т8 светодиодная лампа Т8 всегда стремится к тому, чтобы угол луча был чем больше, тем лучше (рис. 3). Традиционная люминесцентная лампа T8 является ненаправленным источником освещения, и лампа излучает свет в 180 ° поперечного сечения C 0 барана, поэтому при использовании для внутреннего освещения, все пространство имеет прозрачное ощущение, давая людям комфортное визуальное наслаждение. Что касается трубки LED T8, то бусины лампы в полосе источника света находятся в верхней части трубки лампы и светятся от 180° до трубки. После расхождения света через различные пути рассеивания света, угол направленного луча, сформированный в C 0 ram 180 °cross section, также отличается.

4.1 Влияние размера частиц на угол наклона пучка.

Крупные частицы светорассеивающего агента могут создавать сильную дымку, а мелкие частицы - хорошую светопропускную способность. Из-за ограничений экспериментальных условий, дымку в эксперименте невозможно измерить, и дымку можно оценить только наблюдая за тем, прозрачна лампа или нет. Для проверки угла луча использовались три вида ламп с неорганическим покрытием со средним размером частиц 1,1 мкм, 4,6 мкм и 8,0 мкм (см. табл. 4). Из экспериментальных данных видно, что при использовании одного и того же вида ламп-шариков, лампа-шарик не видна на тонком конце толщины порошка. с уменьшением размера частиц и веса порошка диффузионного порошка, угол луча ламповой трубки постепенно уменьшается, и установлено, что максимальная разница угла луча составляет 50 °.

4.2 влияние различных материалов на угол наклона балки.

При использовании одной и той же светодиодной ленты, применяя различные методы рассеивания и материалы, угол луча получается разным. Согласно экспериментальным результатам, углы рассеивания света для трубки ПК, масляной краски, пленки ПЭТ и водорастворимой краски в основном одинаковы, в то время как угол рассеивания света для покрытия, изготовленного традиционным способом покрытия водой флуоресцентной лампы, может достигать около 320 ° (см. таблицу 5).

Это связано с большим зазором между частицами традиционного диффузионного порошкового покрытия люминесцентных ламп с водяным покрытием по сравнению с вышеуказанными процессами покрытия (рис. 4). Частицы порошка неорганического материала рассеивателя света несферические, неправильные многоугольники, и размер частиц плохой консистенции, в сочетании с неорганическим порошком рассеивания света непрозрачный, свет не может напрямую пройти через частицы порошка, все это приводит к свет должен быть отражен много раз нерегулярно в слое порошка, прежде чем он может проникнуть в слой порошка, и угол излучения после рассеивания света явно больше, чем после прохождения через плотный полупрозрачный равномерный покрытия сферы.

5 Заключительные замечания.

Материал рассеивания света играет решающую роль в светопропускании лампы, в которой органический кремний является наиболее идеальным материалом для рассеивания света. Традиционный процесс нанесения порошка PEO-неорганического светорассеивателя имеет очевидные преимущества в увеличении угла луча светодиодной лампы T8. Поиск светорассеивающих материалов с более высоким светопропусканием, лучшей дымкой и более высоким соотношением производительности и цены для водорастворимых светорассеивающих покрытий является основным направлением исследований и разработок на долгое время в будущем.