Principi per ottenere un bagliore bianco. Schema, descrizione

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LED. Principi per ottenere un bagliore bianco. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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L'invenzione dei LED blu ha completato il "cerchio RGB" e ha reso possibili i LED bianchi. Esiste diversi modi per creare LED bianchi con i suoi meriti e demeriti.

Primo modo - miscelazione di radiazioni LED di tre o più colori.

Sulla fig. 4.2 mostra la produzione di luce bianca mescolando in una certa proporzione l'emissione di LED rossi, verdi e blu.

In linea di principio, questo metodo dovrebbe essere il più efficiente. Per ciascuno dei LED - rosso, verde o blu, è possibile scegliere i valori correnti corrispondenti al massimo della sua resa quantica esterna di radiazione. Ma con questi J (corrente LED) e V (tensione operativa LED), le intensità di ciascun colore non corrisponderanno ai valori richiesti per le coordinate cromatiche risultanti nell'area bianca.

Ciò può essere ottenuto modificando il numero di diodi di ciascun colore e creando una sorgente di molti diodi. Per le applicazioni pratiche, questo metodo incontra degli inconvenienti, in quanto è necessario disporre di più sorgenti di tensioni diverse, molti ingressi di contatto e dispositivi che mescolano e focalizzano la luce di più o più LED.

Anche i LED RGB di altissima qualità sono caratterizzati dal fatto che il punto luminoso ottenuto quando illuminano la superficie, sebbene sia bianco su un'area più ampia senza sfumature, tuttavia lungo i suoi bordi risaltano ancora strisce colorate sotto forma di archi.

Ciò è dovuto al fatto che i cristalli che emettono luce blu, rossa e verde sono naturalmente leggermente distanziati l'uno dall'altro nel LED.

LED. Principi per ottenere un bagliore bianco
Riso. 4.2. Ottenere luce bianca miscelando l'emissione di LED rossi, verdi e blu

Il secondo modo - mescolando la radiazione del LED blu con la radiazione del fosforo giallo-verde. Sulla fig. 4.3 mostra la produzione di luce bianca utilizzando un cristallo LED blu e uno strato di fosforo giallo depositato su di esso.

Questo metodo è il più semplice e attualmente il più economico. La composizione di un cristallo con eterostrutture basate su InGaN/GaN è selezionata in modo che il suo spettro di emissione corrisponda agli spettri di eccitazione dei fosfori. Il cristallo è ricoperto da uno strato di gel con polvere di fosforo in modo tale che parte della radiazione blu ecciti il fosforo e parte passi senza assorbimento.

La forma del supporto, lo spessore dello strato di gel e la forma della cupola di plastica vengono calcolati e selezionati in modo che lo spettro abbia un colore bianco nell'angolo solido desiderato. Attualmente sono allo studio circa una dozzina di diversi fosfori per LED bianchi. Sulla fig. La Figura 4.4 mostra la struttura di un diodo a emissione di luce bianca da 5 mm.

La terza via - miscelazione della radiazione di tre fosfori (rosso, verde e blu)eccitato da un LED ultravioletto. Sulla fig. La Figura 4.5 mostra la produzione di luce bianca utilizzando un LED ultravioletto e un fosforo RGB.

LED. Principi per ottenere un bagliore bianco
Riso. 4.3. Ottenere luce bianca utilizzando l'emissione di un cristallo blu e di un fosforo giallo

Questo metodo utilizza principi e fosfori ben sviluppati negli anni per le lampade fluorescenti. Richiede solo due ingressi di contatto per emettitore. Ma questo metodo è associato a perdite di energia fondamentali durante la conversione della luce da un diodo in fosfori. Inoltre, l'efficienza della sorgente di radiazioni diminuisce, perché. Diversi fosfori hanno diversi spettri di eccitazione della luminescenza, che non corrispondono esattamente allo spettro di emissione UV del cristallo LED.

Per le sorgenti bianche, non sono importanti solo le coordinate cromatiche dello spettro totale dei diversi componenti dell'emettitore. Studi a lungo termine sulle lampade fluorescenti hanno dimostrato che per le caratteristiche del colore è necessario tenere conto del riflesso della luce da superfici con diversi spettri di riflessione. Questa contabilità può essere confermata quantitativamente inserendo empiricamente l'indice di resa cromatica come valore medio degli indici di resa cromatica di 8 superfici di colore standard.

LED. Principi per ottenere un bagliore bianco
Riso. 4.4. La struttura di un LED bianco da 5 mm

Indice di resa cromatica, Ra - CRI (indice di resa cromatica), caratterizza quanto vicino al "vero" saranno visti i colori degli oggetti se visti alla luce LED.

Sotto "vero" indica i colori formati utilizzando la sorgente di prova. Ra assume valori da 1 a 100:

1 - la peggiore resa cromatica;
100 è il migliore.

Un indice superiore a 80 è buono, superiore a 90 è eccellente.

Somma della radiazione LED più di tre colori permette di ottenere una luce bianca con un indice di resa cromatica prossimo al 100%.

L'indice di resa cromatica per la somma dell'emissione del LED blu con l'emissione del fosforo giallo-verde è inferiore rispetto ad altri metodi, ma può essere migliorato utilizzando un fosforo rosso-arancio aggiuntivo.

LED. Principi per ottenere un bagliore bianco
Riso. 4.5. Ottenere luce bianca con un LED ultravioletto e un fosforo RGB

Per l'uso di massa dei LED nell'illuminazione convenzionale, sono necessari studi psicofisiologici sulla percezione visiva del colore dei LED. Il futuro mostrerà in quali applicazioni è consigliabile utilizzare LED bianchi di ogni tipo.

Autore: Koryakin-Chernyak S.L.

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Page e il suo team sono stati in grado di controllare e modificare la struttura del materiale plastico utilizzando la luce per modificare la quantità di elasticità o allungamento del materiale.

I chimici hanno iniziato con un monomero, una piccola molecola che si lega con altre simili per formare i mattoni per strutture più grandi che erano simili al polimero che si trova nella plastica più comunemente usata. Dopo aver testato una dozzina di catalizzatori, ne hanno trovato uno che, aggiunto a un monomero e irradiato con luce visibile, produceva un polimero semicristallino simile a quello che si trova nella gomma sintetica. Le aree colpite dalla luce hanno prodotto un materiale più duro e rigido, mentre le aree non illuminate hanno mantenuto le loro proprietà morbide e elastiche.

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