Спектры излучения LED и OLED.

Ранее обсуждалась разница в размере области излучения у светодиодов и OLED и то, как это влияет на световые решения. В этом посте я расскажу о втором существенном отличии: способ создания белого света с помощью каждой технологии и то, как это влияет на характеристики освещения.

Спектры излучения LED и OLED.

Кристаллическая структура обычных светодиодов создает излучение в узком спектре, которое человеческому глазу может казаться чистым по цвету. Есть несколько способов получения белого (то есть смешанного) света. Сейчас чаще всего используют сочетание коротковолновой электролюминесценции (ЭЛ) синего цвета и желтого (или иногда зеленым и красным) излучающего люминофора, нанесенного на внешнюю поверхность светодиода. В результате фотолюминесценции (ФЛ) люминофоры поглощают излучение светодиода и повторно излучают на более длинных волнах. Совместный поток синей электролюминесценции и желтой фотолюминесценции создают белое освещение. Стоит отметить, что при таком подходе трудно достичь достаточной спектральной плотности мощности в красном спектре, поэтому приборы, использующие неорганические светодиоды имеют более низкий индекс цветопередачи (CRI). Кроме того, создаваемое таким образом белое освещение может содержать избыточное короткое синее излучение, которое вредно для здоровья человека.

В OLED ЭЛ может быть узким или широким в зависимости от типа молекулы, но излучения одной молекулы недостаточно для получения белого света. Наиболее успешным способом сейчас является объединение пар красного, зеленого и синего (RGB) света в одно устройство. Каждый цвет излучается отдельным слоем с возможностью гибкого выбора примесей и уровней для оптимизации общего спектра электролюминесценции. Стоит подчеркнуть, что все излучающие слои возбуждаются непосредственно электрическим током, вместо того чтобы полагаться на поглощение и переизлучение фотонов. Это дает больше свободы в балансировке освещения по красному, зеленому и синему спектрам, поэтому OLED имеет высокий индекс цветопередачи (CRI), обычно более 90. Свет OLED не имеет УФ излучения, которое может повредить глаза и кожу, а также снижена интенсивность синего излучения, которое потенциально может повлиять на процессы, связанные со здоровьем человека.

LED и OLED по своей сути являются устройствами постоянного тока (DC). Преимущество работы на постоянном токе заключается в отсутствии мерцания освещения, которое вызывает усталость глаз, головные боли, тошноту. Световой поток регулируется величиной протекающего тока. Однако по мере уменьшения тока спектры излучений могут смещаться из-за разной эффективности генерации красного, зеленого и синего света. Спектр обычных светодиодов обычно смещается в сторону более прохладных цветовых температур, в то время как OLED смещается в сторону более теплых цветовых температур, что обычно предпочтительней при низких уровнях освещения. Величина протекающего тока регулируется с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для достижения диммирования. При правильной конструкции драйвера можно получить освещение с крайне низким уровнем мерцания.

Срок службы.

Для неорганических светодиодов на срок службы в основном влияет перегрев кристалла. Он возникает либо из-за использования слишком больших токов, либо из-за недостаточного теплоотвода в светильнике. При правильной конструкции срок службы может превышать 100 000 часов.

Срок службы OLED в основном пропорционален величине протекающего тока. Длительный срок службы достигается за счет повышения КПД, то есть для определенного светового потока нужен меньший ток. В OLED-освещении это достигается за счет сочетания правильного выбора допанта и конструкции устройства. В частности, производители освещения OLED могут воспользоваться преимуществами аморфной структуры органического слоя и включить несколько электролюминесцентных стеков на одну подложку, что увеличивает световой поток для заданного тока примерно пропорционально количеству используемых стеков. Современные OLED могут иметь до шести стеков, а срок службы превышает 100 000 часов. Тепло также негативно влияет на срок службы OLED, но стоит отметить, что данная технология сейчас используется для функций внешнего автомобильного света (задний фонарь), который должен быть выдерживать температуру до 105 ºC.

Brite 3 Lumiblade, OLED панели на жесткой основе.
WAVE, гибкие OLED панели. 
Brite Amber, желтые панели без синего спектра.
Драйвера для OLED