Бесплатная техническая библиотека

Светодиоды. Принципы получения белого свечения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Светодиоды

 Комментарии к статье

Изобретение синих светодиодов замкнуло "RGB круг" и сделало возможным получение светодиодов белого свечения. Существует несколько способов создания белых СД со своими достоинствами и недостатками.

Первый способ - смешение излучения СД трех или более цветов.

На рис. 4.2 показано получение белого света путем смешивания в определенной пропорции излучения красного, зеленого и синего светодиодов.

В принципе, такой способ должен быть наиболее эффективным. Для каждого из СД - красного, зеленого или синего можно выбрать значения тока, соответствующие максимуму его внешнего квантового выхода излучения. Но при этих J (ток СД) и V (рабочее напряжение СД) интенсивности каждого цвета не будут соответствовать значениям, необходимым для результирующих цветовых координат в области белого цвета.

Этого можно достигнуть, изменяя число диодов каждого цвета и составляя источник из многих диодов. Для практических применений этот способ встречает неудобства, поскольку нужно иметь несколько источников различного напряжения, много контактных вводов и устройства, смешивающие и фокусирующие свет от нескольких или более СД.

Даже наиболее качественные RGB-светодиоды характеризуются тем, что получаемое при освещении ими поверхности световое пятно хотя и является по большей площади белым без каких-либо оттенков, но, тем не менее, по его краям все равно выделяются цветные полосы, имеющие форму дуг.

Обусловлено это тем, что кристаллы, излучающие синий, красный и зеленый свет, естественно, несколько разнесены друг от друга в светодиоде.

Рис. 4.2. Получение белого света путем смешивания излучения красного, зеленого и синего светодиодов

Второй способ - смешение синего излучения СД с излучением желто-зеленого люминофора. На рис. 4.3 показано получение белого света с помощью кристалла синего светодиода и нанесенного на него слоя желтого люминофора.

Этот способ наиболее простой в настоящее время наиболее экономичный. Состав кристалла с гетроструктурами на основе InGaN/GaN подбирается так, чтобы его спектр излучения соответствовал спектрам возбуждения люминофоров. Кристалл покрывается слоем геля с порошком люминофора таким образом, чтобы часть синего излучения возбуждала люминофор, а часть - проходила без поглощения.

Форма держателя, толщина слоя геля и форма пластикового купола рассчитываются и подбираются так, чтобы спектр имел белый цвет в нужном телесном угле. Сейчас исследуется около десятка различных люминофоров для белых СД. На рис. 4.4 показано строение 5 мм светодиода, излучающего белый свет.

Третий способ - смешение излучения трех люминофоров (красного, зеленого и синего), возбуждаемых ультрафиолетовым светодиодом. На рис. 4.5 показано получение белого света с помощью ультрафиолетового светодиода и RGB-люминофора.

Рис. 4.3. Получение белого света с помощью излучения синего кристалла и желтого люминофора

Этот способ использует принципы и люминофоры, хорошо разработанные в течение многих лет для люминесцентных ламп. Он требует только два контактных ввода на один излучатель. Но этот способ связан с принципиальными потерями энергии при преобразовании света от диода в люминофорах. Кроме того, эффективность источника излучения уменьшается, т.к. разные люминофоры имеют разные спектры возбуждения люминесценции, не точно соответствующие УФ спектру излучения кристалла СД.

Для источников белого цвета важны не только цветовые координаты суммарного спектра разных составляющих излучателя. Многолетние исследования люминесцентных ламп показали, что для цветовых характеристик необходимо учитывать отражение света от поверхностей с различным спектром отражения. Этот учет можно количественно обосновать, эмпирически введя индекс цветопередачи как среднее значение индексов цветопередачи от 8 стандартных цветовых поверхностей.

Рис. 4.4. Строение 5 мм светодиода, излучающего белый свет

Индекс цветопередачи, Ra - CRI (Color Rendering Index), характеризует насколько близки к "истинным" будут видны цвета объектов, при рассматривании их в свете СД.

Под "истинными" понимаются цвета, сформированные с использованием тестового источника. Ra принимает значения от 1 до 100:

• 1 - наихудшая цветопередача;
• 100 - наилучшая.

Индекс более 80 является хорошим показателем, более 90 - отличным.

Суммирование излучения СД более трех цветов дает возможность получить белый свет с индексом цветопередачи близким к 100 %.

Индекс цветопередачи для суммы голубого излучения СД с излучением желто-зеленого люминофора ниже, чем для других способов, но он может быть улучшен применением дополнительного оранжево-красного люминофора.

Рис. 4.5. Получение белого света с помощью ультрафиолетового светодиода и RGB-люминофора

Для массового применения СД в обычном освещении необходимы психофизиологические исследования зрительного восприятия цвета светодиодов. Будущее покажет, в каких применениях целесообразно использовать белые СД каждого из типов.

Автор: Корякин-Черняк С.Л.

Смотрите другие статьи раздела Светодиоды.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Нанопокрытие может помочь сохранить воду в озерах и водохранилищах 04.09.2026

Испарение представляет собой одну из наиболее заметных причин потери запасов пресной воды, особенно в регионах с жарким и сухим климатом. По мере повышения температуры эта проблема становится еще более актуальной: вода из озер, дамб и искусственных водохранилищ быстрее переходит в атмосферу, сокращая объем ресурсов, доступных для населения, сельского хозяйства и промышленности. Один из возможных способов замедлить этот процесс предложил физик Даниэль Кваси Кпегло, недавно получивший степень PhD по физике. Разработанная им концепция предполагает использование очень тонкого плавучего покрытия из наноматериала. Предполагается, что такой слой будет располагаться непосредственно на поверхности воды и выполнять роль своеобразного защитного "одеяла". Его задача заключается в ограничении количества инфракрасного теплового излучения Солнца, достигающего поверхности водоема, благодаря чему вода должна нагреваться медленнее и испаряться в меньшем объеме. Проблема, которую пытается решить ис ...>>

Линейная оптика Vossloh-Schwabe с равномерным освещением без бликов 04.09.2026

Плоские светильники должны одновременно обеспечивать высокую яркость, равномерное освещение и компактные размеры. При этом одна из главных технических проблем заключается в необходимости распределить свет от множества светодиодов так, чтобы на поверхности не появлялись яркие пятна и участки с недостаточной освещенностью. Компания Vossloh-Schwabe предлагает решить эту задачу с помощью специальной линейной оптики, предназначенной для светодиодов SMD W2. Оптика 1R разработана таким образом, чтобы формировать однородную яркость без бликов и одновременно уменьшать необходимую высоту светильника. Ее конструкция позволяет эффективнее использовать световой поток светодиодов, что особенно важно при создании тонких плоских осветительных систем. Оптическая эффективность достигает 96%, поэтому большая часть излучения направляется на рабочую поверхность, а потери света остаются минимальными. Главная особенность 1R - широкая фотометрическая диаграмма в форме так называемого "крыла летучей мыши ...>>

Теплицы будущего: ранняя диагностика растений и роботизация производства 03.09.2026

Современная теплица постепенно превращается из обычного сооружения для выращивания растений в высокотехнологичную производственную систему. Камеры, сенсоры и роботизированные платформы позволяют получать значительно больше информации о состоянии культуры и использовать ее для принятия решений. Однако само наличие большого количества датчиков еще не гарантирует практической пользы: важно понимать, насколько точны их показания, удобно ли устанавливать оборудование и действительно ли собранные данные помогают производителю. Именно эти вопросы специалисты Harvestis в Хоогстратене, Бельгия, ранее известного как Proefcentrum Hoogstraten, изучали в ходе испытаний современных сенсорных технологий и роботизированных решений. Особое внимание исследователи уделили автоматическому сбору информации о растениях. На демонстрациях в теплицах были представлены системы IUNU и Hortiworld, причем IUNU Luna предназначена для постоянного мониторинга культуры, прогнозирования урожая и оценки качества выпо ...>>

Случайная новость из Архива Суперкомпьютер в Польше 26.11.2003 Intel представила самый быстродействующий в Польше суперкомпьютер, установленный в Академическом вычислительном центре в Гданьске (TASK). Суперкомпьютер представляет собой кластер для высокопроизводительных расчетов из 128 систем Optimus NSERVER и насчитывает в общей сложности 256 процессоров Intel Itanium. Кластер имеет производительность 1,3 триплиона операций с плавающей запятой в секунду (1,3 терафлопс). Как ожидается, он войдет в первую десятку официального рейтинга самых быстродействующих суперкомпьютерных ресурсов мира Clusters TOP 500+. Вычислительная мощь нового кластера окажет неоценимую помощь научному сообществу Польши и поможет проведению пионерских исследований в области химии, биотехнологии, молекулярного моделирования и вычислительной гидродинамики.

Другие интересные новости:

▪ Карманный ультразвук

▪ Если не лечить, болезнь исчезнет

▪ Идентификация по электронной активности мозга

▪ Искусственного освещение вредит городской природе

▪ Низкопрофильные ускорители GeForce GTX 1650

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Советы радиолюбителям. Подборка статей

▪ статья Морской хронометр. История изобретения и производства

▪ статья Где еще есть кофеин кроме чая и кофе? Подробный ответ

▪ статья Работа по обработке книжных блоков на линии ЗИКЛОХ. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Индикатор уровня тормозной жидкости в автомобиле. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Неутомимые танцоры. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026