Photometric modelling for efficient lighting and display technologies

Aydınlatma elemanı olarak ışık saçan diyotların (LED) kullanımı, enerji verimliliği bağlamında zorunlu bir adım olarak ortaya çıkmıştır. Dünya çapında üretilen toplam enerjinin yaklaşık %25'i aydınlatma için kullanılmaktadır. Akkor telli ampullerin aydınlatma elemanı olarak kullanılması Avrupa'nın büyük bir kısmında yasaklanmış ve ışık saçan diyotlar en popüler seçenek olarak bu açığı doldurmuştur. Hem aydınlatma seviyesi hem de enerji verimliliği açısından yüksek performanslı oluşları, daha verimli hale getirilebilmeleri için yeni bir araştırma alanı ortaya çıkarmıştır. Yüksek kaliteli beyaz ışık kullanıldığı ortama göre farklı özellikler gerektirir ve beyaz ışığı oluşturan renk bileşenlerini optimize ederek bu gerekliliklerin sağlanması, bu tezin temel amaçlarından biridir. Ekran teknolojisinde, tüplü televizyonlardan (CRT), organic ışık saçan diyot (OLED) ürünlere gelişme süreci, hem ekran kalitesi hem de enerji verimliliği performansını arttırmıştır. Ekranlardaki renk skalasının, insan gözüyle algılanabilen skalaya doğru genişlemesi temel amaç olduğundan, referans alınan skala sistematik bir şekilde genişlemektedir. Literatürdeki son referans, Rec.2020, insan gözüyle algılanabilen renklerin üçte ikisini kapsamaktadır. Bu tezde, kullanımda olan NTSC renk skalası gibi referanslar da dikkate alınarak Rec.2020 renk gamının genişletilmesi yeni bir amaç olarak tanımlanmıştır. Bu tezde, istenilen kalitedeki beyaz ışığa ulaşabilmek için, renk bileşenlerinin tepe ışıma dalga boyu, ışıma genişliği ve tepe değeri gibi ışıyıcı parametrelerinin sahip olması gereken değerler araştırılmıştır. Her adımda beyaz ışık elde edilmesine rağmen, dört renk bileşeni ile oluşturulan beyaz ışık simülasyonu yüksek kaliteli beyaz ışık gereklilikleri olan renk eşleme indisi >90, renk sıcaklığı <4000K ve optik yayılmanın ışıksal verimi >380lm/Wopt değerlerini aynı anda sağlamıştır. Ek olarak, ekran teknolojisi bağlamında, Rec.2020 renk referansına ulaşabilmek için kolloidal kuantum noktacıklar gibi dar ışıyıcılar ile birlikte 10nm'den daha dar (ultra dar) ışıyıcıların da kullanılmasının uygunluğu belirtilmiştir. Ultra dar ışıyıcılar ile Rec.2020 üçgeninin %99.89'una ulaşılmış ve bu parametreler kullanılarak NTSC referansı da %99,99'dan daha büyük yüzde ile kapsanmıştır. Beklenildiği üzere, dördüncü renk olarak siyan mavisinin kullanılması NTSC referansına göre ulaşılabilen alanı %169,55'ye çıkarmıştır.