ENGINEERINGNET.BE - Sinds de uitvinding van de blauwe LED is het mogelijk om met rode, gele en groene lichtbronnen wit licht te maken. Dit heeft geleid tot de witte LED die mechanisch robuust is, een lange levensduur heeft, stabiel is en weinig energie verbruikt.
Ontwerpers van witte LED’s kijken vooral naar de lichtsterkte en efficiëntie, nodig voor de toepassing, en naar de samenstelling van kleuren die samen het witte licht vormen, het ‘kleurpunt’.
Het licht van een TL-balk is blauwig en ‘koud wit’ en een haardvuur gelig en ‘warm wit’. Het kleurpunt bereiken is nog altijd een kwestie van net zo lang meten en aanpassen totdat metingen en simulaties samenvallen.
De nieuwe methode brengt hierin verandering. Het nu gepresenteerde ontwerpgereedschap is gebaseerd op de zogenaamde radiative transfer equation en is razendsnel.
Onderzoekers kijken daarvoor nauwkeurig naar de randvoorwaarden die het kleurpunt bepalen. Een witte LED bestaat uit een blauwe LED met daarop een laag fosfordeeltjes. Het blauwe licht reist deels door de fosforlaag heen, deels wordt het in de laag omgezet in rood, geel en groen licht.
Het resulterende witte en diffuse licht dat op een voorwerp valt, is de combinatie van doorgelaten en verstrooid licht. Bepalend zijn onder meer de dikte van de fosforlaag, de concentratie van de fosfordeeltjes, het type blauwe LED en ook optische onderdelen zoals de eventuele lens die op de LED is aangebracht.
“Dankzij een analytisch-wiskundige benadering vinden we, met deze parameters, het kleurpunt. Ook kunnen we, vanuit een kleurpunt, terugrekenen naar de opbouw van de LED”, aldus professor Willem Vos.
Energiezuinige lichtbronnen zijn zo veel goedkoper en sneller te produceren. Dat maakt dat ze ook betaalbaar worden in gebieden die verstoken zijn van een elektriciteitsnet.
“Als de energie van een paar zonnecellen al genoeg is om licht te maken, draagt dit zelfs bij aan de alfabetisering van de wereldbevolking”, stelt professor Ad Lagendijk.
