Принципи одержання білого світіння. Схема, опис

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Електрику

Світлодіоди. Принципи одержання білого світіння. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / світлодіоди

Винахід синіх світлодіодів замкнув "RGB коло" і уможливив отримання світлодіодів білого світіння. Існує кілька способів створення білих ЦД зі своїми перевагами та недоліками.

Перший спосіб - змішання випромінювання ЦД трьох або більше кольорів.

На рис. 4.2 показано отримання білого світла шляхом змішування у певній пропорції випромінювання червоного, зеленого та синього світлодіодів.

У принципі, такий спосіб має бути найефективнішим. Для кожного з ЦД - червоного, зеленого або синього можна вибрати значення струму, що відповідають максимуму зовнішнього квантового виходу випромінювання. Але при цих J (струм ЦД) і V (робоча напруга ЦД) інтенсивності кожного кольору не відповідатимуть значенням, необхідним для результуючих колірних координат в області білого кольору.

Цього можна досягти, змінюючи кількість діодів кожного кольору і становлячи джерело з багатьох діодів. Для практичних застосувань цей спосіб зустрічає незручності, оскільки потрібно мати кілька джерел різної напруги, багато контактних вводів та пристрої, що змішують і фокусують світло від кількох або більше ЦД.

Навіть найбільш якісні RGB-світлодіоди характеризуються тим, що одержуване при освітленні ними поверхні світлова пляма хоча і є більшою площею білим без будь-яких відтінків, але, проте, по його краях все одно виділяються кольорові смуги, що мають форму дуг.

Зумовлено це тим, що кристали, що випромінюють синє, червоне та зелене світло, природно, дещо рознесені один від одного у світлодіоді.

Світлодіоди. Принципи одержання білого світіння
Мал. 4.2. Одержання білого світла шляхом змішування випромінювання червоного, зеленого та синього світлодіодів

Другий спосіб - змішування синього випромінювання ЦД з випромінюванням жовто-зеленого люмінофора. На рис. 4.3 показано отримання білого світла за допомогою кристала синього світлодіода та нанесеного на нього шару жовтого люмінофора.

Цей спосіб найпростіший нині найбільш економічний. Склад кристалу з гетроструктурами на основі InGaN/GaN підбирається так, щоб спектр випромінювання його відповідав спектрам збудження люмінофорів. Кристал покривається шаром гелю з порошком люмінофора таким чином, щоб частина синього випромінювання збуджувала люмінофор, частина - проходила без поглинання.

Форма тримача, товщина шару гелю та форма пластикового купола розраховуються та підбираються так, щоб спектр мав білий колір у потрібному тілесному куті. Наразі досліджується близько десятка різних люмінофорів для білих ЦД. На рис. 4.4 показано будову 5 мм світлодіода, що випромінює біле світло.

Третій спосіб - змішування випромінювання трьох люмінофорів (червоного, зеленого та синього), що збуджується ультрафіолетовим світлодіодом. На рис. 4.5 показано отримання білого світла за допомогою ультрафіолетового світлодіода та RGB-люмінофора.

Світлодіоди. Принципи одержання білого світіння
Мал. 4.3. Одержання білого світла за допомогою випромінювання синього кристала та жовтого люмінофора

Цей спосіб використовує принципи та люмінофори, добре розроблені протягом багатьох років для люмінесцентних ламп. Він вимагає лише два контактні введення на один випромінювач. Але це спосіб пов'язані з важливими втратами енергії під час перетворення світла від діода в люминофорах. З іншого боку, ефективність джерела випромінювання зменшується, т.к. різні люмінофори мають різні спектри збудження люмінесценції, що не точно відповідають УФ спектру випромінювання кристала ЦД.

Для джерел білого кольору важливі як колірні координати сумарного спектру різних складових випромінювача. Багаторічні дослідження люмінесцентних ламп показали, що для колірних характеристик необхідно враховувати відбиття світла від поверхонь із різним спектром відбиття. Цей облік можна кількісно обґрунтувати, емпірично ввівши індекс кольору як середнє значення індексів кольору від 8 стандартних колірних поверхонь.

Світлодіоди. Принципи одержання білого світіння
Рис. 4.4. Будова 5 мм світлодіода, що випромінює біле світло

Індекс кольору, Ra - CRI (Color Rendering Index), характеризує наскільки близькі до "істинних" будуть видно кольори об'єктів, при розгляді їх у світлі ЦД.

Під "істиннимирозуміються кольори, сформовані з використанням тестового джерела. Ra приймає значення від 1 до 100:

1 - найгірша передача кольору;
100 – найкраща.

Індекс понад 80 є добрим показником, більше 90 - відмінним.

Підсумовування випромінювання ЦД більше трьох кольорів дає можливість отримати біле світло з індексом передачі кольору близьким до 100%.

Індекс кольору для суми блакитного випромінювання ЦД з випромінюванням жовто-зеленого люмінофора нижче, ніж для інших способів, але він може бути покращений застосуванням додаткового оранжево-червоного люмінофора.

Світлодіоди. Принципи одержання білого світіння
Мал. 4.5. Отримання білого світла за допомогою ультрафіолетового світлодіода та RGB-люмінофора

Для масового застосування ЦД у звичайному висвітленні необхідні психофізіологічні дослідження зорового сприйняття кольору світлодіодів. Майбутнє покаже, у яких застосуваннях доцільно використовувати білі ЦД кожного з типів.

Автор: Корякін-Черняк С.Л.

Дивіться інші статті розділу світлодіоди.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Карти пам'яті Kingmax із записом 4K2K 27.06.2014

Компанія Kingmax представила високошвидкісні карти пам'яті - PRO Extreme SDXC/SDHC слідом за виходом на ринок телевізорів 4K2K. Нові карти пам'яті здатні задовольнити потреби користувачів у високій швидкості запису та якості при використанні цифрових дзеркальних фотоапаратів та камер. Вони скорочують час запису великих файлів супервисокої роздільної здатності, зберігаючи колір і роздільну здатність при відтворенні контенту на UHD телевізорах, ноутбуках, телефонах і планшетах.

Карти пам'яті Kingmax PRO Extreme SDXC/SDHC не лише підтримують формат 4K2K, а й відповідають стандарту UHS-I Speed Class 3(U3) зі швидкістю запису щонайменше 30 МБ/с. Карти пам'яті PRO Extreme SDXC/SDHC також сумісні з пристроями SDHC та SDXC.

Kingmax також пропонує високошвидкісні карти пам'яті для телефонів та планшетів – Pro microSDXC/SDHC. Вони відповідають специфікаціям USH-I Speed mode SDR104, споживаючи мінімум енергії. Користувачі можуть слухати музику або переглядати веб-сторінки, одночасно роблячи знімки або записуючи відео.

Карти пам'яті PRO Extreme SDXC/SDHC підтримують роздільну здатність Full HD (1080p), Ultra HD (2160p), 3D та 4K2K. На даний момент карти доступні об'ємом 32ГБ, 64ГБ, 128ГБ та 256ГБ, а серія Pro microSDXC/SDHC включає моделі об'ємом 8ГБ, 16ГБ, 32ГБ та 64ГБ.

Інші цікаві новини:

▪ Лавина інформації

▪ Собаки розумніші за вовків

▪ 5G може зашкодити прогнозам погоди

▪ Хіміки борються із глобальним потеплінням

▪ Генна терапія відновлює зір

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Мистецтво аудіо. Добірка статей

▪ стаття Довідник кросвордиста

▪ статья Яке ссавець найменше? Детальна відповідь

▪ стаття Шоколадне дерево. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ Будильник грибника, він же - сторожовий пристрій. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Простий трансвертер діапазону 50 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт