Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Фотолюминесцентный преобразователь в эффективных светодиодах белого цвета излучения Феопёнтов, Анатолий Валерьевич

Фотолюминесцентный преобразователь в эффективных светодиодах белого цвета излучения
<
Фотолюминесцентный преобразователь в эффективных светодиодах белого цвета излучения Фотолюминесцентный преобразователь в эффективных светодиодах белого цвета излучения Фотолюминесцентный преобразователь в эффективных светодиодах белого цвета излучения Фотолюминесцентный преобразователь в эффективных светодиодах белого цвета излучения Фотолюминесцентный преобразователь в эффективных светодиодах белого цвета излучения
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Страница автора: Феопёнтов, Анатолий Валерьевич


Феопёнтов, Анатолий Валерьевич. Фотолюминесцентный преобразователь в эффективных светодиодах белого цвета излучения : диссертация ... кандидата технических наук : 05.27.01 / Феопёнтов Анатолий Валерьевич; [Место защиты: С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т (ЛЭТИ)].- Санкт-Петербург, 2011. - 140 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Аналитический обзор 9

1.1 Принцип действия белого светодиода 9

1.2 Конструкция белого светодиода с люминофорным слоем 14

1.3 Технология изготовления белого светодиода с люминофорным слоем 20

1.4 Параметры белого светодиода с люминофорным слоем 24

1.5 Эффективность белого светодиода с люминофорным слоем 30

1.6 Выводы и постановка задачи 33

ГЛАВА 2. Методика исследования 35

2.1 Спектральные характеристики люминофоров 35

2.2 Оптические характеристики светодиодов 40

2.3 Электрические характеристики светодиодов 45

2.4 Гранулометрический состав люминофоров 45

ГЛАВА 3. Принципиальные закономерности изменения эффективности 47

3.1 Зависимость оптимума светового потока от энергетической и световой эффективности 47

3.2 Влияние концентрации люминофора на эффективность преобразования излучения 51

3.3 Дополнительные исследования отдельных закономерностей 56

3.3.1 Влияние отражательных свойств подкристальной платы и степени шероховатости поверхности чипа на эффективность преобразования излучения 56

3.3.2 Особенности нанесения люминофорной смеси каплей на зеркальную подкристальную плату и нанесения тонким плотным слоем на поверхность чипа 59

3.3.3 Деградация экспериментальных светодиодов в процессе электропрогона 62

3.3.4 Влияние внешней квантовой эффективности чипа на эффективность преобразования излучения 66

3.4 Выводы к главе 3 68

ГЛАВА 4. Теоретическая и экспериментальная эффективность преобразования излучения в белом светодиоде 69

4.1 Связь параметров люминофора и энергетической эффективности белого светодиода 69

4.2 Основы расчета эффективности преобразования энергии излучения в белом светодиоде 72

4.3 Эффективность преобразования в случае распределения частиц люминофора по объему люминофорного слоя 79

4.4 Влияние характеристик оптических компаундов на эффективность преобразования 81

4.5 Влияние спектра излучения чипа на эффективность преобразования 85

4.6 Выводы к главе 4 89

ГЛАВА 5. Исследование и оптимизация параметров белых светодиодов 90

5.1 Зависимость теоретической и экспериментальной эффективностей преобразования от цвета излучения и влияние концентрации люминофора 90

5.2 Зависимость теоретической и экспериментальной

эффективностей преобразования, выраженных в световых единицах, от цвета излучения 93

5.3 Зависимость общего индекса цветопередачи от цвета излучения 96

5.4 Оптимизация световых и цветовых характеристик светодиода 98

5.5 Опробование полученных результатов в массовом производстве светодиодов 99

5.6 Выводы к главе 5 102

Заключение 103

Список использованных источников

Введение к работе

Актуальность темы. Актуальность рассматриваемой тематики в настоящее время обусловлена все возрастающим интересом к светодиодам белого цвета излучения (далее - белые светодиоды), который, в свою очередь, основывается на известных перспективах применения подобных светодиодов в ходе дальнейшего усовершенствования источников света, используемых для целей общего освещения. В настоящее время в прикладной светотехнике происходит вытеснение старых, малоэффективных источников света, таких как лампы накаливания, новыми устройствами, например, компактными люминесцентными лампами. Однако, и у таких ламп имеется ограничение по максимально возможной световой отдаче. И уже в качестве наиболее энергетически эффективных устройств для применения в освещении рассматриваются белые светодиоды.

Собственно высокоэффективные белые светодиоды появились сравнительно недавно, уже после 2000 года. В процессе развития светодиодов белого цвета излучения стало ясно, что наиболее перспективными для массового производства и применения в общем освещении являются те варианты их конструктивного исполнения, в которых основу свето диода составляет полупроводниковый чип, излучающий в синей области спектра. Излучение такого чипа обеспечивается процессами рекомбинации носителей заряда в квантовых ямах, существование которых обусловлено строением гетероструктуры, сформированной на основе твердых растворов системы Ga-In-A1-N. Физика явлений, обуславливающих и сопровождающих излучение гетероструктуры, сейчас изучается достаточно подробно различными коллективами на базе ведущих научных центров мира. Достигнуто понимание основных процессов, хотя многие принципиальные вопросы еще предстоит решить. В частности, одна из наиболее острых проблем состоит в устранении эффекта понижения внешней квантовой эффективности излучения чипа с ростом тока.

На фоне активности в изучении проблем излучательной рекомбинации гетероструктуры вопросы, связанные с преобразованием уже излученной энергии в светодиоде остаются несколько в стороне. Между тем, именно

взаимодействие энергии, излученной полупроводниковым чипом с другими компонентами белого светодиода и, в первую очередь, с люминофором, определяет конечные характеристики изделия. В этом ключе основное внимание привлекают процессы, связанные с преобразованием энергии синего излучения чипа в излучение люминофора. Данное превращение осуществляется с помощью неорганических порошковых или спеченных люминофорных преобразователей. Эти преобразователи представляют собой кристаллические фотолюминофоры, матрицы которых выбираются из классов соединений, обладающих достаточной устойчивостью к внешним воздействиям и стабильностью в условиях работы светодиода. Наиболее распространено применение в качестве таких люминофоров твердых растворов на основе гранатов, силикатов, оксинитридов.

Хотя свойства самих люминофоров изучаются достаточно подробно, следует отметить, что эффективность преобразования в белом светодиоде определяется не характеристиками люминофора как отдельно взятого поликристаллического материала, а характеристиками люминофора в сочетании с тем, в каком виде он находится в светодиоде. Иначе говоря, эффективность белого светодиода напрямую зависит от характеристик фотолюминесцентного преобразователя (люминофорного слоя), представляющего собой отвержденную люминофорную смесь из собственно люминофора и некоторой связки, в качестве которой чаще всего используется стабильный аморфный компаунд. Процессы превращения энергии в люминофорном слое и вывода преобразованной энергии из светодиода на сегодняшний день исследованы недостаточно. И, самое главное, для оценки эффективности преобразования энергии излучения необходима разработка модели, устанавливающей закономерности взаимосвязи параметров чипа, люминофора и люминофорного слоя с характеристиками светодиода, в том числе с эффективностью.

Тема работы, посвященной построению подобной модели и внедрению полученных результатов в производство белых светодиодов, является актуальной и представляет практический интерес для улучшения рабочих характеристик этих приборов.

Объектом исследования настоящей работы являются

фотолюминесцентные преобразователи в светодиодах белого цвета излучения.

Целью работы является улучшение параметров фотолюминесцентного преобразователя (люминофорного слоя) в белом светодиоде на основе разработанной модели расчета эффективности преобразования энергии излучения.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. разработана методика определения общей эффективности
люминофора;

  1. разработана модель расчета эффективности преобразования энергии излучения в светодиоде;

  2. исследованы теоретические и экспериментальные закономерности изменения эффективности преобразования;

  3. проведена оптимизация параметров белого светодиода.

Научная новизна работы: состоит в том, что в ней впервые проведены комплексные исследования закономерностей изменения эффективности преобразования энергии излучения в белом светодиоде:

установлена взаимосвязь характеристик чипа и люминофора с эффективностью белого светодиода;

свойства чипа, люминофора и светодиода, а также параметры эффективности люминофора и светодиода сведены в единую систему;

исследованы зависимости теоретической и экспериментальной эффективностей преобразования, выраженных в энергетических и световых единицах, от цветности излучения светодиода;

- изучена связь потерь энергии излучения с концентрацией люминофора;

- показано, что если теоретическая эффективность преобразования
определяется физическими характеристиками, то экспериментальная
эффективность в значительной степени зависит от конструктивного фактора.

Практическую ценность работы определяет разработка методики оценки эффективности конструктивного исполнения белого светодиода и методики улучшения параметров белого светодиода. Практический интерес представляют изученные зависимости эффективности от технических характеристик компонентов светодиода. Проведенная оптимизация параметров мощного белого светодиода позволяет достичь максимального значения светового потока для приемлемых показателей цветности излучения.

Применение светодиода с оптимальными параметрами в системах общего освещения повышает их энергоэкономичность и улучшает эксплуатационные качества.

На защиту выносятся следующие научные положения:

параметр, определенный как произведение квантовой эффективности люминофора, коэффициента отражения и стоксовского сдвига, достаточен для определения эффективности люминофора в светодиоде;

предельная эффективность преобразования энергии излучения в белом светодиоде определяется только цветностью излучения и найденным параметром эффективности люминофора;

отклонение экспериментальной эффективности преобразования энергии излучения от предельной определяется в основном процессом перехода энергии желтого излучения в тепловую в результате взаимодействия этого излучения с частицами люминофора.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

на всероссийских конференциях "Нитриды галлия, индия и алюминия -структуры и приборы", Москва, 2007 г., Санкт-Петербург, 2008 г., Москва, 2010 г.;

на 9-й российской конференции по физике полупроводников, Новосибирск, Томск, 2009 г.;

на конференциях профессорско - преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета СПбГЭТУ «ЛЭТИ», Санкт-Петербург, 2010-2011 гг..

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них - 4 статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК, 6 работ - в материалах и трудах международных научных конференций и симпозиумов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, включающего 82 наименования. Основная часть работы изложена на 120 страницах машинописного текста. Работа содержит 23 рисунка и 15 таблиц.

Технология изготовления белого светодиода с люминофорным слоем

Светодиод – это полупроводниковый источник некогерентного оптического излучения, принцип действия которого основан на явлении электролюминесценции при инжекции неосновных носителей заряда через гомо- или гетеро-p-n-переход чипа, входящего в состав светодиода [1]. Светодиоды обладают рядом несомненных преимуществ, в числе которых экономичность, хорошая управляемость, малые габариты, долговечность, высокая механическая прочность, низкое напряжение питания. Эти источники света практически безинерционны и не боятся работы в режиме частых включений/отключений [2]. В настоящее время светодиоды признаны как наиболее стабильные и управляемые день источники света. Время наработки на отказ у современных белых светодиодов доходит до 50000 часов (здесь и далее под белым светодиодом понимается светодиод белого цвета излучения) [3].

Для примера, конструкция светодиода одного из наиболее распространенных типов показана на рис. 1 [4]. Главным элементом конструкции светодиода является полупроводниковый чип (здесь и далее под чипом понимается полупроводниковая структура, выращенная по планарной технологии на монокристаллической подложке, имеющая активную область и сформированные контактные площадки). Ток, протекающий через p-n-переход чипа в прямом направлении, проходит по p-области в виде дырок, а по n-области – в виде электронов. Попадая в область перехода, электроны и дырки рекомбинируют, а их энергия переходит в

Область спектра и цвет излучения светодиода определяются химическим составом и структурой эпитаксиальных слоев чипа. Светодиоды позволяют получать спектры свечения красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего и фиолетового цвета, также существуют диоды ультрафиолетового (УФ) и инфракрасного (ИК) диапазонов излучения [6]. Для получения белого света достаточно совместить три излучения из разных частей спектра, например красное, зеленое и синее [7]. Но возможны и другие варианты получения белого света. Так, например, на рис. 2 [8] показаны различные спектры излучения. Все они дают белый свет, но с различными спектральными характеристиками. Дополнительно показан дихромный спектр белого излучения и относительная спектральная световая эффективность.

Все известные подходы к созданию полупроводниковых источников света белого цвета излучения можно разделить на два базовых [9]: смешение излучения от чипов различных цветов; частичное преобразование излучения чипа, спектр излучения которого располагается в синей или УФ области спектра, в более длинноволновое излучение с помощью люминофора(ов).

Оба эти варианта могут быть реализованы в виде как дихромных, так и полихромных систем (рис. 3 [10]). В первом случае, например, возможно получение белого цвета путем сложения спектров от нескольких чипов или светодиодов (рис 3(а,в,г,е,з)). На рис. 3(г) показано получение белого света путем смешивания в определённой пропорции излучения красного, зеленого и синего светодиодов, так называемая система RGB [11]. Теоретически, такой способ должен быть наиболее эффективным. Для каждого из светодиодов – красного, зеленого и синего – можно выбрать значения тока, соответствующие максимуму его внешнего квантового выхода излучения. Однако, при этих токах и напряжениях интенсивности каждого цвета не будут соответствовать значениям, необходимым для синтеза белого цвета. Необходимого соответствия можно достигнуть, изменяя число диодов каждого цвета и составляя источник из многих диодов. Для практических применений этот способ неудобен, поскольку требуется иметь несколько управляемых источников различного напряжения, множество контактных вводов, а также оптическую систему, смешивающую и фокусирующую излучение от нескольких светодиодов [12].

Электрические характеристики светодиодов

Для оценки чипа наиболее важны такие параметры как: геометрические размеры и форма (включая топологию контактных площадок); спектр излучения; прямое напряжение; внешняя квантовая эффективность; сила тока утечки при обратном напряжении; температурная и временная стабильность внешней квантовой эффективности и спектра излучения; вид обработки поверхности (полированная, с микрорельефом и т.д.).

Подкристальная плата является основанием для монтажа полупроводникового чипа. Технология монтажа чипа (пайка, проволочная разварка, ультразвуковая притирка чипа с использованием в качестве материала соединительного элемента – золота, присоединение чипа методом «флюс-эвтектики» [30]) зависит от конструкции чипа (см. рис. 5 [31]) и расположения на нем контактов. Выполненная из кремния или поликристаллического оксида алюминия с нанесенной на нее металлизацией, плата может быть установлена в дюралевом или медном теплоотводящем корпусе светодиода, для обеспечения эффективного отвода тепла от чипа [32].

Люминофорный слой представляет собой смесь зерен люминофора в связке с эпоксидной смолой или силиконовым компаундом. Все варианты нанесения люминофорного слоя на чип [33-36] можно условно разделить на два типа – без отражателя и в отражатель. В варианте без отражателя слой располагается вокруг чипа, а в варианте с отражателем слой занимает объем отражателя (рис. 6 [37]). Возможно различное распределение зерен люминофора в слое. В идеальном случае (с точки зрения однородности цвета излучения) чип должен быть равномерно покрыт слоем зерен люминофора [33].

Для применения компаунда в составе люминофорного слоя важны такие свойства как: возможность создания смеси с равномерным распределением люминофора по всему объему, плотность компаунда, режим сушки (в неотвержденном состоянии); устойчивость к воздействию тепла и излучения, плотность смеси, показатель преломления, коэффициент светопропускания (в отвержденном состоянии) [38].

Основное отличие в свойствах силиконовых и эпоксидных компаундов состоит в том, что устойчивость первых к излучению и теплу намного выше. Кроме того, в объеме силиконового компаунда, благодаря его эластичности, практически не возникают опасные для проволочных разварок механические напряжения, что повышает стойкость конструкции в целом.

Люминофоры, используемые в белых светодиодах, в основном характеризуются внутрицентровой фотолюминесценцией [39]. Центры свечения при этом образуются в структуре кристаллической матрицы люминофора редкоземельными ионами, например, такими как Се3+, Eu2+, Yb2+. Внутрицентровая люминесценция, как правило, обеспечивается разрешенными излучательными переходами между уровнями 5d-4f или, что реже, запрещенными переходами 4f-4f. Возбуждение центров свечения происходит за счет поглощения излучения накачки, в данном случае – излучения полупроводникового чипа светодиода, энергия которого затем излучается при релаксации иона в основное состояние. Часть энергии теряется за счет стоксовых потерь и безызлучательных переходов, при которых энергия передается тепловым колебаниям кристаллической структуры [40].

Для оценки люминофора наиболее важны следующие свойства [41]: спектр фотолюминесценции; спектр возбуждения люминофора; квантовая эффективность преобразования синего (УФ) излучения чипа в излучение люминофора (зеленое, желтое, красное); отражение люминофором возбуждающего излучения; температурная стабильность квантового выхода и спектральных характеристик (высокая температура тушения люминесценции); устойчивость к излучению накачки; химическая устойчивость; гранулометрический состав.

Отражатель применяется для ограничения области растекания люминофорного слоя и частичного сбора бокового излучения чипа. Обычно выполненный в виде кольца, внутренние стенки которого находятся под углом к основанию, отражатель часто формируется как деталь корпуса светодиода (см., например, рис. 4(а)). В центре отражателя размещается чип. В качестве материала для изготовления отражателя обычно используется пластик (полиамид) или металл [42]. Также возможно изготовление отражателя из керамики [43].

Дополнительные исследования отдельных закономерностей

В таблице 10 представлены параметры эффективности преобразования излучения для светодиодов, собранных с применением двух рассматриваемых люминофоров. Для расширения возможностей анализа эффективности преобразования был применен еще один параметр – отношение мощностей излучения белого светодиода с линзой и синего светодиода с линзой РWL/РL. От применяемого ранее общего параметра РWL/Р (отношение мощностей излучения белого светодиода с линзой и исходного синего светодиода) коэффициент РWL/РL отличается тем, что позволяет при анализе эффективности преобразования излучения в белом светодиоде не учитывать влияние эффективности светоизлучающего чипа.

Излучающие чипы для белых светодиодов отличаются друг от друга не только квантовой эффективностью и мощностью излучения, но и отношением внешней и внутренней квантовой эффективности, характеризирующим степень вывода излучения из чипа. Последнее определяется совершенством и геометрией слоев чипа, наличием отражающих излучение слоев, а также, не в последнюю очередь, рельефом поверхности, через которую синее излучение выводится во внешнюю относительно чипа среду. Иногда микрорельеф поверхности формируется специально таким образом, чтобы улучшить вывод излучения во внешнюю среду. Коэффициент РWL/Р удобно использовать при рассмотрении результатов экспериментов, проведенных с использованием чипов, максимально схожих по характеристикам, поскольку в значение этого коэффициента закладывается степень вывода излучения через поверхность чипа (из-за использования в расчете мощности излучения чипа (P) не в среде компаунда светодиода, а на воздухе). Коэффициент РWL/РL может быть использован для анализа результатов экспериментов, проведенных на чипах с разной мощностью излучения, и в общем случае, для анализа влияния исключительно люминофорного слоя на эффективность преобразования излучения заданного спектрального состава. Это возможно, поскольку при расчете коэффициента РWL/РL влияние степени вывода излучения через поверхность чипа нивелируется:

Из полученных результатов следует, что коэффициент РWL/РL, так же как и коэффициент РWL/Р увеличивается по мере продвижения координат цветности излучения белого светодиода к синей области. Коррелированная цветовая температура при этом растет. Увеличение параметра эффективности преобразования энергии излучения РWL/РL обусловлено тем, что уменьшается участие люминофора в преобразовании этой энергии и, соответственно, снижаются потери, связанные с взаимодействием излучения с люминофором. Если рассматривать синий светодиод как предельный случай белого светодиода, в котором количество люминофора стремится к нулю, то коэффициент РWL/РL при этом стремится к единице:

Таким образом, коэффициент РWL/РL характеризует не только эффективность преобразования энергии излучения независимо от внешней и внутренней квантовой эффективности чипа, но и потери энергии в белом светодиоде относительно синего светодиода, возникающие за счет действия люминофора. Эти потери могут быть оценены согласно следующему простому

Однако, более важный вывод из рассмотренного эксперимента состоит в том, что с помощью только одного из основных энергетических параметров люминофора нет возможности однозначно прогнозировать ожидаемую эффективность преобразования излучения в белом светодиоде. Так, один из представленных люминофоров (Сиалон №148) имел более высокую квантовую эффективность люминесценции. Но, как оказалось, в светодиоде эффективнее преобразовывал излучение другой люминофор (Сиалон №151) за счет того, что он характеризовался меньшим коэффициентом отражения и, как следствие, меньшими потерями на рассеяние излучения. Поэтому, чтобы количественно оценить возможную эффективность преобразования в белом светодиоде, располагая характеристиками люминофора, необходим общий параметр эффективности люминофора, который бы соответствующим образом учитывал все его характеристики, оказывающие принципиальное влияние на эффективность преобразования.

Определение эффективности преобразования энергии излучения в белом светодиоде по сути сводится к сравнению белого и синего светодиода и определению потерь энергии излучения в белом светодиоде, обусловленных действием люминофора. Поэтому для описания энергетической эффективности преобразования лучше всего использовать введенный ранее коэффициент РWL/РL. Определение теоретической или максимально достижимой эффективности преобразования означает расчет коэффициента РWL/РL при условии минимизации потерь энергии излучения.

Мощность излучения белого светодиода РWL (рис. 15) можно представить как сумму двух составляющих – мощности синего излучения Р1, выходящего из светодиода без контакта с частицами люминофора, и мощности желтого излучения Р2. Желтое излучение представляет собой результат преобразования части синего излучения с мощностью Р3, попадающего на поверхность частиц люминофора. При этом мощность излучения синего светодиода РL (рис. 15,а), в котором люминофор отсутствует, складывается из мощности излучения Р1 и мощности излучения Р3.

Эффективность преобразования в случае распределения частиц люминофора по объему люминофорного слоя

Отсюда, теоретическая ЭПСЕ (JF) равна произведению теоретической эффективности преобразования J и световой эффективности СЭ.

В п. 3.1 качественно было показано что зависимость светового потока от цветности излучения в области белого цвета излучения может иметь максимум. Поскольку световой поток прямо пропорционален ЭПСЕ, положение ее максимума на шкале цветности излучения будет соответствовать и положению максимума светового потока. Зависимости экспериментальной и теоретической ЭПСЕ от цвета излучения представлены на рис. 21.

В рассматриваемом диапазоне цветности излучения максимум наблюдается только на зависимости экспериментальной ЭПСЕ. Максимум теоретической ЭПСЕ в данном случае, очевидно, сдвинут далеко в желтую область цветности, а его положение связано с выходом зависимости световой эффективности на постоянный уровень значений. Выход на постоянный уровень при смещении цвета излучения к желтому неизбежен, поскольку спектр излучения светодиода, в котором количество люминофора избыточно, соответствует спектру излучения люминофора. А если не меняется спектр излучения, то остается постоянной и световая эффективность.

Наличие максимума на зависимости экспериментальной ЭПСЕ обусловлено хорошо выраженным падением экспериментальной энергетической эффективности преобразования при сдвиге цвета излучения к желтой области (см. рис. 20). Результаты, представленные в виде зависимости экспериментальной ЭПСЕ показывают, что наибольший световой поток для рассматриваемого конструктивного исполнения светодиода лежит в диапазоне цвета излучения, выраженного через параметр С, от 1,3 до 3,1. Это соответствует диапазону коррелированной цветовой температуры излучения от 9000 до 4400 К.

Типичный уровень светового потока светодиода ИРС-50 в данном конструктивном исполнении при токе 350 мА составляет 70 лм для цвета излучения, характеризуемого параметром С, равным 4,5, и коррелированной цветовой температурой 3900 К. Экспериментальная ЭПСЕ в полученном диапазоне цветности превышает типичную (для 3900 К) на 8 %. Отсюда следует, что максимальный световой поток светодиода ИРС-50 также превышает типичный на 8 % и составляет около 76 лм.

Зависимость общего индекса цветопередачи от цвета излучения Цветопередача, характеризующая корректность определения наблюдателем цвета объекта при освещении его исследуемым источником света, также как и световой поток или световая отдача, является значимым параметром и одним из потребительских свойств белого светодиода. Чтобы располагать объективной информацией о цветопередаче источника света, как правило, пользуются общим индексом цветопередачи Ra. Этот индекс равен 100, если при освещении исследуемым источником цвета объектов отображаются так же, как и при освещении эталонным источником света. Значение индекса снижается по мере ухудшения качества отображения цветов по сравнению с эталонным источником. Если цветовая температура исследуемого источника света не выше 5000 К, то в качестве эталонного источника применяется излучатель Планка, а если выше – дневной свет [71].

Зависимость цветопередачи от цветности излучения была также исследована на основе результатов опорного эксперимента, условия которого приведены в п. 5.1. Собственно зависимость представлена на рис. 22.

Максимальный индекс цветопередачи был получен при цветности С, равной 1,6. Этот цвет излучения характеризуется коррелированной цветовой температурой 7000 К и относится к области холодного белого цвета. Понижение индекса цветопередачи при уменьшении значения С менее, чем 1,6, обусловлено недостаточной интенсивностью желтой полосы и избыточной интенсивностью синей полосы спектра излучения светодиода по сравнению со спектром излучения эталонного источника света. Уменьшение же индекса цветопередачи при увеличении значения С более, чем 1,6, обусловлено, наоборот, недостаточной интенсивностью синей полосы и избыточной интенсивностью желтой полосы спектра излучения светодиода. Образцы с наиболее высоким индексом цветопередачи характеризуются оптимальным, с точки зрения согласования спектра свечения светодиода со спектром свечения эталонного излучателя, соотношением интенсивностей синей и желтой полос.

Похожие диссертации на Фотолюминесцентный преобразователь в эффективных светодиодах белого цвета излучения