Бялно излъчващ диод

Определение на бял LED

Бялът LED се дефинира като технология за осветление, която използва различни методи за произвеждане на бяла светлина чрез LED, широко използвана в много приложения за осветление.

Белите светодиоди (LED) революционизираха осветлението. Начално LED-тата се ограничаваха до индикатори, дисплеи и аварийно осветление. Сега белите LED се използват в почти всички приложения за осветление, от вътрешно осветление до улично осветление и прожектори, правейки ги повсеместни.

LED-тата не могат естествено да излъчват бяла светлина, но специфични технологии им позволяват да го правят. Основните методи за производство на бяла светлина в LED-тата са преобразуване на вълновата дължина, миксиране на цветовете и хомо-епитаксиална ZnSe технология.

Преобразуване на вълновата дължина

Преобразуването на вълновата дължина превръща излъчването на LED-та в бяла светлина. Методите включват използването на синя LED с жълт фосфор, множество фосфори, ултравиолетова LED с RGB фосфори или синя LED с квантови точки.

Синя LED и жълт фосфор

В този метод на преобразуване на вълновата дължина, се използва LED, която излъчва синя светлина, за да активира жълт фосфор (Итрий-алуминий-гранат). Това води до излъчване на жълта и синя светлина, а смесът от тези два цвета дава впечатление за бяла светлина. Този метод е най-евтиният начин за производство на бяла светлина.

Синя LED и няколко фосфора

Този метод на преобразуване на вълновата дължина включва използването на множество фосфори със синя LED. Всякъд е използван фосфор излъчва различен цвят светлина, когато падне излъчването на синята LED. Тези различни цветове светлина се комбинират с оригиналната синя светлина, за да произведат бяла светлина. Използването на множество фосфори вместо жълт фосфор произвежда бяла светлина, която има по-широк спектър на вълнови дължини и по-добро качество на цвета в отношение на CRI и CCT. Въпреки това, този процес е по-скъп в сравнение с процеса, който включва само жълт (YAG) фосфор.

Ултравиолетова LED с RGB фосфори

Третият метод на преобразуване на вълновата дължина включва използването на ултравиолетова LED в комбинация с червен, зелен и син (RGB) фосфори. LED-тата излъчва ултравиолетово излъчване, което не е видимо за човешкото око, което пада върху червения, зеления и синия фосфори и ги активира. Когато тези RGB фосфори се активират, те излъчват излъчвания, които се смесват, за да предоставят бяла светлина. Тази бяла светлина има още по-широк спектър на вълнови дължини в сравнение с предходно обсъдените технологии.

Синя LED и квантови точки

В този метод се използва синя LED, за да активира квантови точки. Квантовите точки са изключително малки полупроводни кристали между 2 и 10 nm. Те съответстват на 10–50 атома в диаметър. Когато квантовите точки се използват със синя LED, те формират тънък слой от нанокристални частици, които съдържат 33 или 34 двойки кадмий или селен, покрити върху LED-та. Синята светлина, излъчена от LED-та, активира квантовите точки. Това активиране довежда до генериране на бяла светлина, която има спектър на вълнови дължини, почти сходен с бялата светлина, произведена от ултравиолетова LED в комбинация с RGB фосфори.

Миксиране на цветовете

Няколко LED (обикновено излъчващи основните цветове червен, син и зелен) се монтират в лампа, а интензитетът на всяка LED се регулира пропорционално, за да се получи бяла светлина. Това е основната идея на техниката за миксиране на цветовете. За миксиране на цветовете се изискват минимум две LED, които излъчват син и жълт цвят, чийто интензитет трябва да се варира, за да се генерира бяла светлина. Миксирането на цветовете се извършва също така с четири LED, където се използват RED, BLUE, GREEN и YELLOW един до друг. Тъй като фосфорите не се използват при миксирането на цветовете, няма загуба на енергия по време на процеса на преобразуване и затова, техниката за миксиране на цветовете е по-ефективна от техниките за преобразуване на вълновата дължина.

Хомо-епитаксиална ZnSe

Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, Japan, се съчета с Procomp Informatics, Ltd., Taipei, Taiwan, в съвместно предприятие, наречено Supra Opto, Inc., за разработване и комерсиализация на нова технология за производство на бяла светлина от LED. Тази нова технология се нарича хомо-епитаксиална ZnSe технология за производство на бяла светлина.

В тази технология, бялата светлина се генерира чрез отглеждане на епитаксиален слой синя LED върху подложка от цинк селен (ZnSe). Това води до едновременно излъчване на синя светлина от активната зона и жълта светлина от подложката. Епитаксиалният слой на LED-та излъчва зеленкаво-синя светлина на 483 nm, докато подложката от ZnSe едновременно излъчва оранжева светлина на 595 nm. Комбинацията от тази зеленкаво-синя светлина с дължина на вълната 483 nm и оранжевата светлина с дължина на вълната 595 nm произвежда бяла светлина, и получаваме бял LED, чиято корелирана температура на цвета (CCT) е в диапазона от 3000 K и над. Средният живот на този бял LED е около 8000 часа.

В момента, този LED се използва в приложения като осветление, индикатори и задна подсветка за жидкокристални дисплеи. Въпреки това, с увеличаването на средния му живот, този бял LED ще стане подходящ за допълнителни приложения за осветление.