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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Графеновый электрогенератор на колебаниях температуры окружающей среды 21.02.2018 Исследователи из массачусетского технологического института (MIT) разработали новый генератор электрической энергии, который они называют "тепловым резонатором". Он позволяет получать электричество для питания датчиков за счет изменения температуры окружающей среды. К онструкция генератора включает вспененный металл (медь или никель), покрытый графеном и погруженный в материал, фазовое состояние которого зависит от температуры. Небольшой прототип, изготовленный учеными для проверки концепции, позволяет получать при перепаде в течение суток на 10°С разность потенциалов 350 мВ и мощность 1,3 мВт. К достоинствам генератора относится его независимость от мгновенных значений освещенности или силы ветра, как это имеет место в случае солнечных батарей или ветряных генераторов. Генератор позволяет задействовать не только суточные перепады, но и другие циклы изменения температуры, например, связанные с работой двигателей или механизмов. Такой генератор может обеспечивать питанием датчики и другие электронные устройства.

Другие интересные новости:

▪ Ультраяркий светодиод L-7113WYC желтого свечения

▪ Умный подгузник

▪ Органы человека стареют с разной скоростью

▪ Роботы LG CLOi поддержат маленьких пациентов

▪ Фруктовые отходы в упаковке помогают следить за свежестью продуктов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Должностные инструкции. Подборка статей

▪ статья Правее меня - только стенка. Крылатое выражение

▪ В чем итог Реформации в Англии? Подробный ответ

▪ статья Асфальтобетонщик-варильщик. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья УМЗЧ с глубокой ООС. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Чернение меди. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026