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Scientific Reports volume 13、記事番号: 13039 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

最近、pcW-LED の過熱によって引き起こされる「ブルーライト漏れ」として知られる現象が確認されており、ユーザーに危険をもたらします。 この調査は、この問題に対処するためのソリューションの調査と最適化に焦点を当てています。 過熱と青色光漏れの問題に取り組むために、私たちはクリスタル ナノ セルロース (CNC) と呼ばれる特定のサーモクロミック材料の応用を検討しました。 白色LEDのエポキシレンズ内にCNCを導入しました。 重要なのは、標準条件下では、CNC が出力白色光の光学特性に与える影響はごくわずかであるということです。 ただし、過熱状態が発生して青色光の漏れが発生すると、温度の上昇により CNC が暗くなる効果が引き起こされます。 CNC のこのサーモクロミック挙動により、CNC は青色光を強く吸収し、出力光束が大幅に抑制されます。 その結果、ランプが暗くなり、ユーザーの目が有害な青みがかった光にさらされるのを防ぐだけでなく、pcW-LED の老化の指標としても機能します。 この研究では、白色 LED の設計に応答性材料として CNC を実装することで、過熱による青色光漏れの悪影響を軽減する実用的かつ効果的なソリューションを提供します。 この改善により、ユーザーの安全性と快適性が向上すると同時に、pcW-LED の老朽化に対する早期警告システムも提供されます。

蛍光体変換白色発光ダイオード (pcW-LED) の白色光源を使用したソリッドステート照明 (SSL) は、高いエネルギー効率、高速応答、適切な演色性、長寿命、低コストなどの特徴を示しています1。 2、3、4、5、6。 白色光は、二色、三色、四色に基づいて生成できます2。 最もシンプルで効率的で広く利用されている方法は、青色 LED ダイを使用して YAG:Ce のダウンコンバージョン黄色蛍光体を励起することです。青色と黄色の光の出力混合により、人間の目には「白」という認識が生じます2。 pcW-LED に関連する研究の中で、低い空間色均一性分布、低い演色評価数 (CRI)、青色光の危険性、効率の温度依存性、および色性能の問題は、多くの科学者が研究するよう引き付けられており、多くの論文で報告されています7。 、8、9、10、11、12、13、14、15、16。 最近、pcW-LED の動作プロセス中に発生する青色の漏れ現象が Sun らによって報告されました。 青漏れ現象は、蛍光体の黄色発光の大幅な減少と、ダイから来る青色光のそれほど重要ではない減少によって定義されます。 そのため、青/黄の比率に関連する相関色温度 (CCT) 値が大幅に増加します。 青みがかった光出力の理由は、内部量子効率の制限と蛍光体のストーク損失に起因する過熱効果に関連しています18、19、20。 人間の目の網膜組織に対するブルーライトの影響については多くの報告があります21、22、23、24。 人間の目は、視覚化、健康的な照明、光生物学の安全性に関するリスクに直面しています。 人間の生物学的安全性、視覚化、睡眠の質に対するブルーライトの悪影響を軽減するために、ある程度の努力がなされてきました25、26、27、28。 いくつかの研究では、pcW-LED の熱管理のためのソリューションが提案されています。 ヤンら。 らは、蛍光体の励起効率と変換効率の間の自己補償に基づいて、pcW-LED の CCT の安定化が得られることを報告しました 29。 関連する研究で、Yang et al. は、pcW-LED の熱影響を制御するための熱条件に関する情報を得るのに役立つ、pcW-LED の動作中の蛍光体温度を測定するための実用的なアプローチを提案しました。 サンら。 過熱状態で発生する PCW-LED から人間の目の光生物学的安全性を高めるために設計された回路保護17。