Diod de llum blanca

Definició de LED blanca

Una LED blanca es defineix com una tecnologia d'il·luminació que utilitza diversos mètodes per produir llum blanca a partir de LEDs, ara ampliament utilitzada en múltiples aplicacions d'il·luminació.

Les Diodos Emisors de Llum Blancs (LEDs blanques) han revolucionat l'il·luminació. Inicialment, els LEDs estaven limitats a indicadors, pantalles i il·luminació d'emergència. Ara, les LEDs blanques s'utilitzen en gairebé totes les aplicacions d'il·luminació, des de l'il·luminació interior fins a l'il·luminació de carrers i inundació, fent-les omnipresents.

Els LEDs no poden emitir llum blanca de manera natural, però tecnologies específiques ho permeten. Els mètodes principals per produir llum blanca en els LEDs són la Conversió de Longitud d'ona, la Mescla de Colors i la tecnologia Homo-epitaxial ZnSe.

Conversió de Longitud d'ona

La conversió de longitud d'ona converteix la radiació d'un LED en llum blanca. Els mètodes inclouen l'ús d'un LED blau amb fosfor amaroll, múltiples fòsfors, un LED ultraviolà amb fòsfors RGB o un LED blau amb punts quàntics.

LED Blau i Fosfor Amaroll

En aquest mètode de conversió de longitud d'ona, s'utilitza un LED que emet radiació de color blau per excitar un fosfor de color amaroll (Garnet d'Alumini Ytrium). Això resulta en l'emissió de llum amarolla i blava, i aquesta mescla de llum blava i amarolla dóna l'aparença de llum blanca. Aquest mètode és el més econòmic per produir llum blanca.

LED Blau i Múltiples Fòsfors

Aquest mètode de conversió de longitud d'ona implica l'ús de múltiples fòsfors amb un LED blau. Cada un dels fòsfors utilitzats emet una llum de color diferent quan la radiació emesa pel LED blau cau sobre ells. Aquests colors de llum diferents es combinen amb la llum blava original per produir llum blanca. Utilitzar múltiples fòsfors en lloc de fosfor amaroll produeix llum blanca amb un espectre de longitud d'ona més ampli i millor qualitat de color en termes de CRI i CCT. Tanmateix, aquest procés és més car comparat amb el procés que només involucra fosfor amaroll (YAG).

LED Ultraviolà amb Fòsfors RGB

Un tercer mètode de conversió de longitud d'ona tracta l'ús d'un LED que emet radiació ultraviolà en conjunció amb fòsfors vermell, verd i blau (RGB). El LED emet radiació ultraviolà, no visible a l'ull humà, que cau sobre els fòsfors vermell, verd i blau i els excita. Quan aquests fòsfors RGB s'exciten, emeten radiacions que es mesclen per proporcionar llum blanca. Aquesta llum blanca té un espectre de longitud d'ona encara més ample que les tecnologies discutides anteriorment.

LED Blau i Punts Quàntics

En aquest mètode, s'utilitza un LED blau per activar punts quàntics. Els punts quàntics són cristalls semiconductors extremadament petits entre 2 i 10 nm. Corresponen a 10–50 àtoms de diàmetre. Quan es fan servir punts quàntics amb un LED blau, formen una capa fina de partícules nano-crístals que conté 33 o 34 parells de cadmi o seleni que estan recoberts al damunt del LED. La llum blava emesa pel LED excita els punts quàntics. Aquesta excitació resulta en la generació d'una llum blanca que té un espectre de longitud d'ona gairebé similar a la llum blanca produïda per un LED ultraviolà juntament amb fòsfors RGB.

Mescla de Colors

Múltiples LEDs (generalment emetent els colors primaris vermell, blau i verd) s'instal·len dins d'una llum i la intensitat de cada LED s'ajusta proporcionalment per obtenir llum blanca. Aquesta és la idea bàsica de la tècnica de mescla de colors. La tècnica de mescla de colors requereix com a mínim dos LEDs en conjunció, emetent llum blava i groga, cuyas intensitats s'han de variar per generar llum blanca. La mescla de colors també es fa utilitzant quatre LEDs on es fan servir VERMELL, BLAU, VERD i GROC còmodament. Com que no s'utilitzen fòsfors en la mescla de colors, no hi ha pèrdua d'energia durant el procés de conversió, i per tant, la tècnica de mescla de colors és més eficient que les tècniques de conversió de longitud d'ona.

ZnSe Homo-epitaxial

Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, Japó, va col·laborar amb Procomp Informatics, Ltd., Taipei, Taiwan, en una joint venture anomenada Supra Opto, Inc. per desenvolupar i comercialitzar una nova tecnologia per a la producció de llum blanca a partir de LEDs. Aquesta nova tecnologia es coneix com a tecnologia ZnSe Homo-epitaxial de producció de llum blanca.

En aquesta tecnologia, la llum blanca es genera cultivant una capa epitaxial de LED blau en un substrat de seleni de zinc (ZnSe). Això resulta en l'emissió simultània de llum blava de la regió activa i llum groga del substrat. La capa epitaxial del LED emet una llum blavosa-verdosa a 483 nm, mentre que el substrat de ZnSe emet simultàniament una llum taronja a 595 nm. La combinació d'aquesta llum blavosa-verdosa de longitud d'ona 483 nm i la llum taronja de longitud d'ona 595 nm produeix llum blanca, i obtenim un LED blanc amb una temperatura de color correlativa (CCT) en el rang de 3000 K i superior. La vida mitjana d'aquest LED blanc és d'aproximadament 8000 hores.

Actualment, aquest LED es fa servir en aplicacions com l'il·luminació, indicadors i retroil·luminació per a pantalles de cristall líquid. No obstant això, amb l'augment de la seva vida mitjana, aquest LED blanc esdevindrà adequat per a aplicacions addicionals d'il·luminació.