Пространственное расположение люминофора

September 25, 2011 by admin Комментировать »

Однородность цвета и эффективность источников белого света сильно зависит от пространственного расположения люминофора. Существует два варианта расположения люминофора внутри источ

ника: ближнее и удаленное(Goetz, 2003; Holcombetal., 2003; Kimetal., 2005; Luoetal., 2005; Narendranetal., 2005). При ближнем расположении люминофор размещается в непосредственной близости от полупроводникового кристалла (рис. 21.11, а и 6). При удаленном расположении люминофор пространственно отделен от кристалла полупроводника (рис. 21.11, в).

Рис. 21.11. Расположение люминофора: а —ближнее расположение люминофора; б —ближнее конформное; в —удаленное, при котором люминофор и кристалл разделены расстоянием, как минимум превышающим поперечные размеры кристалла (Kimetal., 2005)

 

На рис. 21.12 приведены фотографии трех вариантов пространственного расположения люминофора. Технология осуществления ближнего расположения люминофора, показанного на рис. 21.12, а, разрабатывалось в NichiaCorporationв течение 1990-х гг. Частицы люминофора растворяются в эпоксидной смоле, которая затем распределяется по чашке отражателя. На частицы люминофора действуют сила тяжести, сила Архимеда и сила трения, которые определяют пространственное распределение люминофора. В результате действия этих сил ближе к поверхности кристалла оказываются более тяжелые частицы люминофора 0.

На рис. 21.12,6 показан еще один вариант ближнего расположения — конфоржное расположение люминофора. Такое расположение люминофора позволяет существенно снизить затраты на изготовление источников белого света, поскольку нанесение слоя люминофора происходит в процессе формирования полупроводниковой структуры, а не при сборке лампы. Источники света с конформным расположением люминофора характеризуются малой площадью излучения и высокой яркостью, что делает их пригодными для использования в различных оптических системах, например в системах воспроизведения изображений. В таких устройствах, как передние фары автомобиля, часто требуется использование линз. Именно для этих применений и подходят точечные источники, т.е. источники с малой площадью излучения.

Основным недостатком источников света с ближним расположением люминофора является поглощение его излучения полупроводниковым кристаллом. Излучение люминофора, направленное в сторо-

 

Рис. 21.12. Распределение люминофора внутри источников белого света: а — ближнее расположение люминофора; б —ближнее конформное расположение люминофора; в —удаленное расположение люминофора; а и б — (Goetz, 2003);

в – (Kimetal., 2005)

ну полупроводникового кристалла, может быть поглощено, например, металлическими контактами, покрывающими кристалл, поскольку ни контакты, ни сам кристалл, как правило, не обладают высокой отражающей способностью.

 

Эту проблему можно рещить, если люминофор пространственно отделить от полупроводникового кристалла, т.е. создать структуру с удаленным расположением люминофора (Kimetal., 2005; Luoetal., 2005; Narendranetal., 2005). В структурах с удаленным люминофором существенно снижается вероятность попадания излучения на полупроводниковый кристалл с низкой отражающей способностью. Это объясняется тем, что в таких структурах первичный источник (полупроводниковый кристалл) пространственно удален от вторичного источника (люминофора). Если расстояние между кристаллом и люминофором превышает поперечные размеры кристалла, т. е.d>а, как показано на рис. 21.11, в, вероятность попадания излучения люминофора на поверхность полупроводника существенно снижается. В результате значительно повышается эффективность таких источников. Моделирование хода лучей и эксперименты с источником, созданным на основе синего светодиода InGaNи люминофора, пространственно удаленного от него, действительно показали увеличение интенсивности излучения люминофора на 75% и 27% соответственно (Kimetal., 2005; Luoetal., 2005). Сообщалось (Narendranetal., 2005), что при использовании метода отвода рассеянных фотонов (метода SPE), удалось повысить выход излучения в среднем на 61%. При низких значениях тока световая отдача SPE-излучателей превышает 80 лм/Вт, тогда как на обычных структурах она, как правило, составляет 54 лм/Вт.

 

Источник:

 Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. — 2-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 496 с. – ISBN 978-5-9221-0851-5.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты