Λευκό Εκπομπτή Διαλειμμάτων

Ορισμός Λευκού LED

Ένα λευκό LED ορίζεται ως μια τεχνολογία φωτισμού που χρησιμοποιεί διάφορες μέθοδους για να παράγει λευκό φως από LEDs, τώρα ευρέως χρησιμοποιούμενο σε πολλές εφαρμογές φωτισμού.

Τα Λευκά Φωτοβολτικά Διόδια (White LEDs) έχουν επαναστατήσει τον φωτισμό. Αρχικά, τα LEDs περιορίζονταν σε δείκτες, οθόνες και επείγοντα φωτιστικά συστήματα. Τώρα, τα λευκά LEDs χρησιμοποιούνται σχεδόν σε όλες τις εφαρμογές φωτισμού, από εσωτερικό φωτισμό έως φωτισμό δρόμων και φωτισμό πλημμύρας, καθιστώντας τα ολοένα και πιο ευρέως εφαρμοσμένα.

Τα LEDs δεν μπορούν φυσικά να εκλύσουν λευκό φως, αλλά συγκεκριμένες τεχνολογίες τους επιτρέπουν να το κάνουν. Οι κύριες μέθοδοι παραγωγής λευκού φωτός σε LEDs είναι η Μετατροπή Ιστοσυχνότητας, η Σύνθεση Χρωμάτων και η Τεχνολογία Homo-epitaxial ZnSe.

Μετατροπή Ιστοσυχνότητας

Η μετατροπή ιστοσυχνότητας μετατρέπει την ακτινοβολία ενός LED σε λευκό φως. Οι μέθοδοι περιλαμβάνουν τη χρήση ενός μπλε LED με κίτρινο φωσφόρο, πολλαπλούς φωσφόρους, υπεριώδη LED με RGB φωσφόρους ή μπλε LED με κβαντικά κεφαλίδια.

Μπλε LED και Κίτρινος Φωσφόρος

Σε αυτή τη μέθοδο μετατροπής ιστοσυχνότητας, χρησιμοποιείται ένα LED που εκλύει μπλε ακτινοβολία για να ενεργοποιήσει έναν κίτρινο φωσφόρο (Yttrium Aluminum Garnet). Αυτό αποτελεί στην εκλύση κίτρινου και μπλε φωτός και αυτός ο συνδυασμός μπλε και κίτρινου φωτός δίνει την εμφάνιση λευκού φωτός. Αυτή η μέθοδος είναι η φθηνότερη μέθοδος παραγωγής λευκού φωτός.

Μπλε LED και Πολλαπλοί Φωσφόροι

Αυτή η μέθοδος μετατροπής ιστοσυχνότητας περιλαμβάνει τη χρήση πολλαπλών φωσφόρων με ένα μπλε LED. Κάθε φωσφόρος που χρησιμοποιείται εκλύει διαφορετικό χρώμα φωτός όταν η ακτινοβολία που εκλύεται από το μπλε LED πέφτει σε αυτόν. Αυτά τα διαφορετικά χρώματα φωτός συνδυάζονται με το αρχικό μπλε φως για να παράξουν λευκό φως. Η χρήση πολλαπλών φωσφόρων αντί για κίτρινο φωσφόρο παράγει λευκό φως με ευρύτερο φάσμα ιστοσυχνότητας και καλύτερη ποιότητα χρώματος ως προς το CRI και το CCT. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία είναι πιο ακριβή αν συγκριθεί με τη διαδικασία που περιλαμβάνει μόνο κίτρινο (YAG) φωσφόρο.

Υπεριώδη LED με RGB Φωσφόρους

Μια τρίτη μέθοδος μετατροπής ιστοσυχνότητας αναφέρεται στη χρήση ενός LED που εκλύει υπεριώδη ακτινοβολία σε συνδυασμό με κόκκινους, πράσινους και μπλε (RGB) φωσφόρους. Το LED εκλύει υπεριώδη ακτινοβολία, η οποία δεν είναι ορατή από το ανθρώπινο μάτι, η οποία πέφτει στους κόκκινους, πράσινους και μπλε φωσφόρους και τους ενεργοποιεί. Όταν αυτοί οι RGB φωσφόροι ενεργοποιούνται, εκλύουν ακτινοβολία που συνδυάζεται για να παράξει λευκό φως. Αυτό το λευκό φως έχει ακόμη πιο ευρύ φάσμα ιστοσυχνότητας από τις προηγούμενες τεχνολογίες.

Μπλε LED και Κβαντικά Κεφαλίδια

Σε αυτή τη μέθοδο, χρησιμοποιείται ένα μπλε LED για να ενεργοποιήσει κβαντικά κεφαλίδια. Τα κβαντικά κεφαλίδια είναι εξαιρετικά μικρά σεμικανικά κρύσταλλα μεγέθους 2-10 nm. Αντιστοιχούν σε 10-50 άτομα σε διάμετρο. Όταν τα κβαντικά κεφαλίδια χρησιμοποιούνται με ένα μπλε LED, σχηματίζουν ένα λεπτό στρώμα νανοκρυσταλλικών σωματιδίων που περιέχει 33 ή 34 ζευγάρια καδμίου ή σελενίου που επενδύονται επάνω στο LED. Το μπλε φως που εκλύεται από το LED ενεργοποιεί τα κβαντικά κεφαλίδια. Αυτή η ενεργοποίηση αποτελεί στη γενικευμένη παραγωγή λευκού φωτός που έχει ένα φάσμα ιστοσυχνότητας παρόμοιο με το λευκό φως που παράγεται από υπεριώδη LED με RGB φωσφόρους.

Σύνθεση Χρωμάτων

Πολλά LEDs (συνήθως εκλύοντα τα βασικά χρώματα κόκκινο, μπλε και πράσινο) εγκαταστάνεται μέσα σε ένα φωτιστικό και η ένταση κάθε LED ρυθμίζεται ανάλογα για να παράξει λευκό φως. Αυτή είναι η βασική ιδέα της τεχνικής σύνθεσης χρωμάτων. Η τεχνική σύνθεσης χρωμάτων απαιτεί τουλάχιστον δύο LEDs σε συνδυασμό, εκλύοντα μπλε και κίτρινο φως, των οποίων η ένταση πρέπει να παραλλαχτεί για να παράξει λευκό φως. Η σύνθεση χρωμάτων γίνεται επίσης με τη χρήση τεσσάρων LEDs όπου χρησιμοποιούνται κόκκινο, μπλε, πράσινο και κίτρινο. Επειδή οι φωσφόροι δεν χρησιμοποιούνται στη σύνθεση χρωμάτων, δεν υπάρχει απώλεια ενέργειας κατά τη διαδικασία μετατροπής και, επομένως, η τεχνική σύνθεσης χρωμάτων είναι πιο αποδοτική από τις τεχνικές μετατροπής ιστοσυχνότητας.

Homo-epitaxial ZnSe

Η Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, Japan, συνεργάστηκε με τη Procomp Informatics, Ltd., Taipei, Taiwan, σε μια κοινή επιχείρηση που ονομάστηκε Supra Opto, Inc. για να αναπτύξει και να εμπορικοποιήσει μια νέα τεχνολογία παραγωγής λευκού φωτός από LED. Αυτή η νέα τεχνολογία είναι γνωστή ως Τεχνολογία Homo-epitaxial ZnSe παραγωγής λευκού φωτός.

Σε αυτή τη τεχνολογία, το λευκό φως παράγεται με την ανάπτυξη ενός epitaxial μπλε LED στρώματος σε ένα πεδίο ζινκ σελενίου (ZnSe). Αυτό αποτελεί στην ταυτόχρονη εκλύση μπλε φωτός από την ενεργή περιοχή και κίτρινου φωτός από το πεδίο. Το epitaxial στρώμα του LED εκλύει ένα πράσινο-μπλε φως στην ιστοσυχνότητα 483 nm, ενώ το ZnSe πεδίο ταυτόχρονα εκλύει ένα πορτοκαλί φως στην ιστοσυχνότητα 595 nm. Ο συνδυασμός αυτού του πράσινο-μπλε φωτός στην ιστοσυχνότητα 483 nm και του πορτοκαλί φωτός στην ιστοσυχνότητα 595 nm παράγει λευκό φως και παίρνουμε ένα λευκό LED του οποίου η συνδεδεμένη θερμοκρασία χρώματος (CCT) είναι στο εύρος 3000 K και πάνω. Η μέση ζωή αυτού του λευκού LED είναι περίπου 8000 ώρες.

Επί του παρόντος, αυτό το LED χρησιμοποιείται σε εφαρμογές όπως φωτισμός, δείκτες και φωτιστικά συστήματα για υγροκρυσταλλικές οθόνες. Ωστόσο, με την αύξηση της μέσης ζωής, αυτό το λευκό LED θα γίνει κατάλληλο για επιπλέον εφαρμογές φωτισμού.