Con l'illuminazione fluorescente, la maggior parte della luce viene diffusa al di fuori del campo di destinazione. I LED risolvono il problema con l'ottica primaria del LED che protegge il LED e allo stesso tempo plasma la luce emessa. La diffusione della luce dall'asse centrale è il motivo per cui i LED sono considerati più efficienti delle lampade fluorescenti e a ioduri metallici che devono utilizzare dei riflettori per direzionare in modo appropriato la luce emessa. Lungo l'asse centrale del dispositivo, l'intensità della luce emessa dai LED aumenta del 100%, con un'illuminazione di 180°, ma svanisce allontanandosi dall'asse centrale.
La luce emessa dai LED, anche se concentrata, richiede comunque lenti, riflettori, diffusori e ottiche TIR (Total Internal Reflection) per fornire prestazioni ottimali. Un'ottica TIR è formata da una lente rifrattiva installata all'interno di un riflettore, generalmente a forma conica e con un'efficienza ottica massima del 92%.
Un contenitore LED è composto da un chip semiconduttore montato su materiali termoconduttori e da una lente per racchiudere il die. Inoltre, i componenti che regolano l'alimentazione e il calore sono integrati, poiché la dissipazione del calore, le sollecitazioni termiche e i costi sono punti chiave della tecnologia LED. La dissipazione del calore limita i livelli di potenza. Applicazioni, quali illuminazione a stato solido e retroilluminazione per TV e monitor a schermo piatto, dipendono dalla luminosità dei LED che si surriscaldano e operano a lunghezze d'onda superiori. I contenitori sono disponibili in diverse forme.
Ad esempio, le lenti ottiche FA10339_NIS83-MX-M di Ledil Oy, sono di forma quadrata e composte di policarbonato ottico, con diametro di 21,6 x 21,6 mm e altezza di 13,5 mm. Il dispositivo ha un'efficienza dell'86%, ampiezza di banda FWHM (Full Width at Half Maximum, larghezza a metà altezza) del 30% e un fattore candela/lumen di 2.300.
Rispetto alle ottiche TIR, i riflettori sono più semplici da implementare e meno costosi da produrre e la propagazione della luce dipende dalla forma. Sfaccettature, segmentazione e applicazione di trame differenti possono contribuire a diffondere ulteriormente la luce.
I riflettori C10920_BRIDGET-W sono progettati per i LED Bridgelux serie BXRA-C/N/W 0400. L'obiettivo è un'illuminazione bianca calda o bianca uniforme ma le lenti funzionano bene anche con altri colori. Di dimensioni compatte e costituito da materiali in policarbonato ottico metallizzato, il dispositivo può essere utilizzato in condizioni di corrente e temperatura elevate.
Figura 1: vista anteriore e inferiore del riflettore C10920_BRIDGET-W (Fonte: Ledil Oy)
In confronto, i LED Bridgelux Bxra serie C4500 e W3000 utilizzano i riflettori CA11402_BRITNEY-W, assemblati in modo facile e accurato al PCB e dotati di nastro adesivo con schiuma poliuretanica utilizzata nel settore automobilistico, per semplificarne il montaggio. Il riflettore è formato da materiali in policarbonato ottico metallizzato e rivestito da uno strato protettivo che consente di utilizzarlo in condizioni di corrente e temperatura elevate.
I progressi nel settore degli accessori a LED includono pellicole che si applicano su un substrato di plastica, non conduttive e ad alta riflessione, potenzialmente superiori all'alluminio. Inoltre, il polimero speculare può essere modellato in modo personalizzato sui riflettori per aumentare la precisione, potenziare la riflettanza della superficie ed essere posizionato vicinissimo al LED. Il silicio è il materiale ideale per i contenitori dei LED ad alta luminosità, grazie alle sue prestazioni termiche, meccaniche ed elettriche, nonché alla possibilità di fornire stabilità, longevità e proprietà di distensione.