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:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Камера Kodak Mini Shot со встроенным принтером 06.12.2017 Компания Kodak представила компактную камеру Mini Shot. Разрешение камеры - 10 Мп, а ее основной особенностью является наличие встроенного принтера, то есть Kodak Mini Shot - камера моментальной фотографии. В принтере используется технология термопереноса красителя (Dye Diffusion Thermal Transfer). В качестве расходного материала используется фирменная бумага 4Pass Photo Paper совмещенная в картридже с красителями. Используемой разновидностью бумаги определяются размеры получаемых фотографий - 53 х 86 мм или 53 х 53 мм. Камера оснащена дисплеем размером 1,7 дюйма по диагонали и интерфейсом Bluetooth для подключения к мобильным устройствам. Возможна как передача снимков с камеры в память мобильного устройства, так и использование ее для печати изображений с планшета или смартфона. Камера стоит $100. На одной зарядке она может напечатать 20 снимков.

Другие интересные новости:

▪ Измерено время без использования часов

▪ Очистка воды целлюлозой и воздухом

▪ Новый материал для дисплеев OLED с транзисторами IGZO-TFT

▪ Программируемый контроллер Allen-Bradley CompactLogix 1769

▪ Процессор Samsung Exynos 5 Octa

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Антенны. Подборка статей

▪ статья Ах, какой пассаж! Крылатое выражение

▪ статья Какой рок-вокалист еще в школьные годы откусил себе кусочек языка? Подробный ответ

▪ статья Сквозь каплю воды. Детская научная лаборатория

▪ статья Как аккумулировать электричество из возобновляемых источников энергии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Питание светодиодов от сети 120-230 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026