Propriétés colorimétriques des LED

Répartition spectrale (LED de couleur)

Répartition spectrale (LED blanche)

λp

λ_p : longueur d'onde du spectre dont le flux énergétique relatif est maximum (λ_peak = peak wavelength).

Δλ ou λ_1/2

Δλ ou λ_1/2 : largeur spectrale à mi-hauteur (spectral line half-width).

Elle est de l'ordre de 10 à 40 nm. Il s’agit de l’intervalle pour lequel le flux énergétique relatif reste supérieur à 1/2 fois la valeur maximale.

Figure 2 : Représentation schématique de la largeur spectrale à mi-hauteur.

λd

λ_d : longueur d'onde dominante (dominate wavelength) qui procure à la LED son aspect coloré.

La distinction entre les deux longueurs d'onde λ_d et λ_p est importante puisqu'il peut parfois y avoir quelques dizaines de nm d'écarts mais la plupart du temps il ne s'agit que de 2 - 7 nm.

Elle est obtenue avec le diagramme CIE xyY. Les LED ayant un spectre d'émission assez fin, λp et λd sont proches.
Comment déterminer λd ?
-On place le point (P) correspondant à la couleur émise par la led sur le diagramme.
-On place le point de coordonnée (0,0) = O
-On trace OP
-L'intersection de OP avec la périphérie du diagramme donne λd

A l’heure actuelle nous pouvons trouver des LED dont les longueurs d’onde balayent le spectre visible. Les valeurs présentes dans ce tableau sont celles rencontrées couramment sur les LED du commerce. Les LED roses et blanches ne figurent pas dans ce tableau car leur couleur est le fruit de la superposition de différentes longueurs d'onde. Pour les LED blanches on utilise la température de couleur pour les distinguer.

Tableau 1 : Couleurs et longueurs d’onde associées. Les LEDs possèdent des longueurs d'ondes différentes car elles sont constituées de matériaux différents (donc de gap différent). Se référer au bas de la page fonctionnement pour plus d'informations à ce sujet.

Lors de mesures optiques sur les LED il est important de prendre en compte certains phénomènes qui peuvent avoir des répercutions substantielles sur la qualité des mesures.

Cela concerne, entre autre, la prise en compte de la dépendance entre le courant traversant la jonction de la LED, sa température, et sa longueur d’onde d’émission (fig. 3).

Figure 3 : Evolution de la répartition relative spectrale d’une LED verte en fonction de la température.
D’après [SCHANDA, 2001] et [SCHANDA, 2004].

D’autres types de LED ne sont pas aussi sensibles à la température (fig. 4) mais peuvent subir des variations d’un point de vue chromatique.

Figure 4 : Evolution de la répartition relative spectrale d’une LED bleue en fonction de la température.
D’après [SCHANDA, 2001] et [SCHANDA, 2004].

Température de couleur et IRC

Température de couleur et Indice de rendu des couleurs : Une source lumineuse change la perception des couleurs de objets par rapport à quand ils sont éclairés par la lumière du soleil. Ces changements sont caractérisés par deux notions:
-La température de couleur
-L'indice de Rendu des couleurs (IRC)

Illuminant 

Illuminant : rayonnement possédant une répartition spectrale définie. Il existe des illuminants normalisés CIE.

Bibliographie

[SCHANDA, 2001] Light emitting diode standards.

J. Schanda, G. Schanda, K. Muray.

2^nd CIE Expert symposium on LED measurements, Gaithersburg, 2001.

[SCHANDA, 2004] Physical and visual requirements for LEDs to be used for future lighting system.

J. Schanda.

Proceeding of CIE Symposium on LED Light Sources : Physical Measurement and Visual and Photobiological Assessment, Tokyo, Japan, 2004.

Réalisé en 2003 par Benjamin MONTEIL
Mise à jour le 23/05/2007 par Benjamin MONTEIL et Nicolas POUSSET