Le prestazioni dei LED bianchi possono essere migliorate, basata su una migliore conoscenza dell'assorbimento e della diffusione della luce all'interno del LED. Un nuovo metodo, sviluppato dall'Università di Twente nei Paesi Bassi e da Philips Lighting, può portare a un miglioramento dell'efficienza e a potenti strumenti di progettazione.

I LED bianchi possono essere resi ancora più efficienti e potenti, i ricercatori dell'Università di Twente e Philips Lighting ora lo dimostrano. Hanno trovato un modo dettagliato per descrivere la luce che rimane all'interno del LED per assorbimento e diffusione. Si tratta di informazioni molto preziose per il processo di progettazione.

Da sorgenti luminose relativamente deboli a luci intense in casa e in auto, per esempio:da quando sono stati inventati i LED blu e bianco, abbiamo assistito a un rapido sviluppo di possibili applicazioni. Il basso consumo energetico e la lunga durata sono i principali vantaggi rispetto alle soluzioni di illuminazione esistenti. I LED bianchi sono costituiti da un semiconduttore che emette luce blu, con sopra quelle lastre di fosforo che trasformano la luce blu in gialla. Quello che vediamo allora, è luce bianca. La luce sarà dispersa dalle particelle di fosforo, ma viene anche assorbito. Quale parte della luce uscirà dal LED, non è facile da prevedere. A meno che non si guardi all'assorbimento e alla dispersione in un altro modo, secondo Maryna Meretska e i suoi colleghi. La teoria dell'astronomia aiuta.

Ciò che rende particolarmente difficile una buona previsione:parte della luce viene assorbita, ma riemesso in un altro colore. Un modo è cercare di definire tutti i possibili raggi di luce, e utilizzare molto tempo di calcolo per ottenere un risultato. Questo non dà molte informazioni su ciò che sta realmente accadendo. Una teoria che viene spesso utilizzata per la propagazione della luce in un LED, è la teoria della diffusione. In mezzi fortemente assorbenti, però, questo approccio non è più valido. Meretska ha quindi costruito un allestimento per raccogliere tutta la luce attorno alle piastre di fosforo, nell'intero spettro visivo. Basato su questo, l'assorbimento e la dispersione possono essere dedotti usando l'equazione di trasferimento radiativo, ben noto in astronomia. Ciò si traduce in una descrizione completa della propagazione della luce all'interno e all'esterno delle piastre ai fosfori. Rispetto a una descrizione che utilizza la teoria della diffusione, il livello di assorbimento è fino al 30% superiore. Allo stesso tempo, il metodo è circa 17 volte più veloce dell'approccio numerico.

Queste nuove intuizioni possono portare a strumenti potenti e predittivi per i progettisti di LED. Aiutano a migliorare ulteriormente l'efficienza e le prestazioni complessive.

La ricerca è stata condotta nel gruppo Complex Photonic Systems del MESA+ Institute for Nanotechnology di UT, insieme a Philips Lighting a Eindhoven. L'Università di Twente ha una forte concentrazione di gruppi di ricerca e strutture nel campo in rapida crescita della fotonica.