Modélisation de couches de grains luminophores : évolution de la morphologie durant le recuit de synthèse et efficacité optique - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2011

Modélisation de couches de grains luminophores : évolution de la morphologie durant le recuit de synthèse et efficacité optique

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Abstract

The central part of energy-saving lamps consists of a glass tube filled with a mercury plasma and coated with a layer of phosphor grains. These micron-sized grains absorb UV radiation and emit visible light. In this thesis, two problems related to these layers are studied. In the first part, a phase-field model is developed to describe the change in the morphology of grains during annealing in presence of a flux, which is a major step during phosphor fabrication. Using this model, we have highlighted the role of surface tension and transport of material in the liquid. In the second part, we use the ray tracing method to model the optical properties of a layer of phosphor grains, which has to fulfill two seemingly contradictory goals: maximize absorption of UV and maximize the extraction of visible light. We have found that there exists an optimum for the extraction efficiency, which suggests that the loss of visible light in the lamp can be reduced by using less compact layers.
La partie centrale des lampes à basse consommation est constituée d'un tube en verre rempli de plasma de mercure et recouvert d'une couche de grains de luminophores. Ces grains de quelques microns absorbent la radiation UV et émettent de la lumière visible. Dans cette thèse, deux problèmes liés à ces couches sont étudiés. Dans une première partie, un modèle de champ de phase est développé pour décrire le changement de la morphologie des grains lors du recuit de synthèse en présence d'un fondant. A l'aide de ce modèle, nous avons mis en évidence le rôle des tensions de surface et des mécanismes de transport de matière dans le liquide. Dans une seconde partie, nous utilisons la méthode du tracé de rayons pour modéliser les propriétés optiques d'une couche de grains de luminophores. Cette dernière a deux buts qui peuvent sembler contradictoire : absorber le maximum de rayons UV et maximiser l'extraction de lumière visible. Nous avons mis en évidence l'existence d'un optimum d'efficacité d'extraction, ce qui suggère que les pertes de lumière visible dans la lampe peuvent être atténuées en utilisant des couches peu compactes.
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Dates and versions

pastel-00682611 , version 1 (26-03-2012)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00682611 , version 1

Cite

Nayely Pannier. Modélisation de couches de grains luminophores : évolution de la morphologie durant le recuit de synthèse et efficacité optique. Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]. Ecole Polytechnique X, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00682611⟩
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