Philips en UT openen deur naar efficiëntere witte leds

Onderzoekers van Philips en de Universiteit Twente hebben een model ontwikkeld waarmee ze het gedrag van wit ledlicht veel beter kunnen voorspellen. Het nieuwe inzicht op basis van de nanofotonica opent de deur naar efficiëntere en minder milieubelastende witte ledverlichting. De researchers publiceren hun bevindingen binnenkort in het Amerikaanse vaktijdschrift ’Applied optics‘. Hun onderzoek is gefinancierd door de stichting Fom, NWO, en de European Research Council (ERC).

Wit ledlicht ontstaat door blauw licht uit een halfgeleiderdiode door een dunne polymeerlaag te sturen waarin fosfor- en andere materiedeeltjes zitten. De fotonen gaan echter niet allemaal recht door deze laag heen; veel komen er een deeltje tegen en worden dan verstrooid. Een aantal raakt daarbij energie kwijt en krijgt zodoende een grotere golflengte. Hierdoor komt het oorspronkelijke blauwe licht eruit als een verzameling van alle kleuren, die we zien als wit licht. De meeste fotonen verstrooien bovendien meer dan één keer en maken een zogeheten random walk, een soort dronkemanswandeling door de polymeerlaag, in allerlei verschillende richtingen: het licht wordt diffuus. Het resultaat is dus een egaal wit schijnende ledlamp.

Tot op heden was de verstrooiing slecht te modelleren of alleen met een zeer tijdrovende simulatiemethode. ’De bijdrages van de verschillende golflengtes aan het ledlicht kunnen we niet voorspellen, of we moeten de optische parameters van het systeem gaan beïnvloeden‘, legt UT-hoogleraar Willem Vos uit. Dit vormt een groot obstakel voor het ontwerp en de ontwikkeling van efficiënte witte leds.