LEDs blanches - Technologies à phosphores

Présentation générale
Technologie et mise en oeuvre du phosphore
Types de phosphores et alternatives
Références blibliographiques

Types de phosphores et alternatives

La plus part des LEDs blanches utilisent un phosphore unique (YAG :Ce). Le spectre de la lumière émise a une forme très caractéristique, composée d’une émission bleue et d’une émission jaune (Cf. Fig. 1).

Ces dernières années, les fabricants de LEDs ont ajouté d’autres phosphores au premier phosphore utilisé, afin d’atteindre de meilleur rendu colorimétrique, ainsi que des blancs plus chauds. Osram (Cf. Fig. 6) et Lumileds (Cf. Fig. 7)  ont été parmi les premiers à utiliser cette méthode et donc à proposer des LEDs s’approchant plus de la lumière blanche émise par une lampe à incandescence (blanc chaud) que des lumières blanches « bleutée » des premières LEDs blanches.

Phosphore

Les phosphores jaunes sont les plus répandus et les plus utilisés pour la fabrication de LEDs blanches. Leur principal avantage est un coût réduit par rapport aux autres technologies à phosphore, mais l’indice de rendu des couleurs n’est pas très bon (en général pas beaucoup plus que 75).

D’autres techniques, utilisées et développée notamment par TOYODA GOSEÏ (TG), préfère une LED violette émettant dans un phosphore RGB. Le résultat en terme de rendu des couleurs est très intéressant (IRC = 90). Cette nouvelle génération de LEDs est appelée par TG « True white Hi » LED. Seul problème de l’utilisation de LEDs violette, c’est l’émission d’UV qui dégrade les caractéristiques optiques des phosphores eux-mêmes et des encapsulants.

Les nano particules

Une alternative à la conversion lumineuse utilisant des phosphores consiste en l’utilisation de nano particules ("quantum dots"). Cette méthode est innovante dans le fait qu’il est possible de fixer (dans une certaine mesure) le spectre d’émission, ce qui est par nature impossible avec la technologie à phosphore, émettant un spectre caractéristique du matériau lui-même, sans pouvoir être modifié de quelques manières que se soit.

Au départ, l’efficacité de cette solution était inférieure à celle des phosphores, mais les récentes améliorations du principe ont permis d’atteindre aujourd’hui un niveau égal, même si ce n’est pas encore une solution complètement industrialisable.

LEDs blanches sans phosphore

Une nouvelle piste de recherche dans la production de LEDs blanches a été découverte. Il s’agit d’une émission blanche due aux interactions internes entre les différentes couches de semi conducteurs (GaN et ZnO), méthode similaire à la méthode PRS. Ces interactions Les premiers prototypes sont actuellement en test et cette nouvelle méthode sera certainement à prendre en compte dans les années à venir, même si les autres technologies « conventionnelles » ont pris déjà beaucoup d’avance.

L'auteur

Laurent MASSOL est ingénieur chez LED Engineering Development (www.led-development.fr)

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