ליד פליטה לבנה

הגדרת LED לבן

LED לבן מוגדר כטכנולוגיה תאורה שמשתמשת בדרכים שונות לייצור אור לבן מה-LED, הנמצאת בשימוש נרחב במגוון יישומי תאורה.

דיודות פליטה של אור לבן, או LED לבנים, המהרו את תחום התאורה. בהתחלה, ה-LED היו מוגבלים למדבקים, מסכי תצוגה ואורות חירום. כיום, LED לבנים משמשים כמעט בכל יישומי התאורה, מתאורה פנימית לתאורת רחוב ועד לתאורת אודיטוריום, מה שהופך אותם למקובלים בכל מקום.

ה-LED לא יכולים להפיק באופן טבעי אור לבן, אך טכנולוגיות מסוימות מאפשרות להם לעשות זאת. הדרכים העיקריות לייצור אור לבן ב-LED הן המרה באורך גל, ערבוב צבעים וטכנולוגיית ZnSe הומואפיטקסיאלית.

המרה באורך גל

המרה באורך גל ממירה את הקרינה של ה-LED לאור לבן. השיטות כוללות שימוש ב-LED כחול עם פוספור צהוב, מספר פוספורים, LED אולטרה סגול עם פוספורים RGB או LED כחול עם נקודות קוונטיות.

LED כחול ופוספור צהוב

בשיטה זו של המרה באורך גל, משתמשים ב-LED שמפליט קרינה בכחול כדי להמריץ פוספור צהוב (גארנט אלומיניום יטריום). זה מוביל לפליטת אור צהוב וכחול והשילוב הזה של אור כחול וצהוב נותן את המראה של אור לבן. זו היא השיטה הזולה ביותר לייצור אור לבן.

LED כחול ומספר פוספורים

שיטה זו של המרה באורך גל מעורבת בשימוש בפוספורים מרובים עם LED כחול. כל אחד מהפוספורים משמשים פולט אור בצבע שונה כאשר הקרינה שנפלטת מה-LED הכחול נופלת עליהם. הצבעים השונים של האור מתמזגים עם האור הכחול המקורי כדי לייצר אור לבן. שימוש בפוספורים מרובים במקום פוספור צהוב מייצר אור לבן בעל טווח אורך גל רחב יותר ואיכות צבע טובה יותר מבחינת CRI ו-CCT. עם זאת, תהליך זה הוא יקר יותר בהשוואה לתהליך המעורב רק בפוספור (YAG) צהוב.

LED אולטרה סגול עם פוספורים RGB

שיטה שלישית של המרה באורך גל עוסקת בשימוש ב-LED שמפליט קרינה אולטרה סגול בתאום עם פוספורים אדום, ירוק וכחול (RGB). ה-LED פולט קרינה אולטרה סגול, שאינה נראית לעין האנושית, שנופלת על הפוספורים האדום, ירוק וכחול וממריצה אותם. כאשר הפוספורים RGB ממריצים, הם פולטים קרינה שמתמזגת יחד כדי לייצר אור לבן. האור הלבן הזה יש לו טווח אורך גל רחב יותר מאשר הטכנולוגיות המוזכרות קודם לכן.

LED כחול ונקודות קוונטיות

בשיטה זו משתמשים ב-LED כחול כדי להפעיל נקודות קוונטיות. נקודות קוונטיות הן גבישים מוליכים קטנים מאוד בין 2 ל-10 ננומטר. הם מתאימים ל-10–50 אטומים בקוטר. כאשר נקודות קוונטיות משמשות עם LED כחול, הן יוצרות שכבה דקה של חלקיקים ננו-גבישי שמכילה 33 או 34 זוגות של קדמיום או סילניום שנספגים מעל ה-LED. האור הכחול הנפלט מה-LED ממריץ את נקודות הקוונטים. המריצה הזו מובילה לייצור אור לבן שיש לו טווח אורך גל כמעט דומה לאור הלבן שנוצר על ידי LED אולטרה סגול יחד עם פוספורים RGB.

ערבוב צבעים

מספר LED (בדרך כלל פולטים את הצבעים הראשיים אדום, כחול וירוק) מותקנים בתוך מנורה והעוצמה של כל LED מתואמת בהתאם כדי לקבל אור לבן. זהו הרעיון הבסיסי של טכניקת ערבוב צבעים. טכניקת ערבוב צבעים דורשת לפחות שני LED במקביל, פולטים אור כחול וצהוב, שעוצמותיהם משתנות כדי לייצר אור לבן. ערבוב צבעים נעשה גם באמצעות ארבעה LED בהם משתמשים ברד, כחול, ירוק וצהוב זה לצד זה. מכיוון שלא משתמשים בפוספורים בערבוב צבעים, אין איבוד אנרגיה בתהליך ההמרה ולכן, טכניקת ערבוב צבעים היא יעילה יותר מאשר טכניקות המרה באורך גל.

ZnSe הומואפיטקסיאלי

חברת Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, יפן, חברה עם חברת Procomp Informatics, Ltd., Taipei, טאיוואן במסגרת שותפות שנקראה Supra Opto, Inc. כדי לפתח ולהפוך לשימוש מסחרי טכנולוגיה חדשה לייצור אור לבן מה-LED. הטכנולוגיה החדשה הזו ידועה כטכנולוגיית ZnSe הומואפיטקסיאלית לייצור אור לבן.

בטכנולוגיה זו, אור לבן נוצר על ידי גידול שכבה אפיתקסיאלית של LED כחול על בסיס זינק סלין (ZnSe). זה מוביל לפליטת אור כחול מאזור החשמל פעיל ובzeitig פליטת אור צהוב מהבסיס. השכבה האפיתקסיאלית של ה-LED פלטה אור כחול-ירוק ב-483 nm, בעוד שהבסיס של ה-ZnSe פלט בו זמנית אור כתום ב-595 nm. השילוב של האור הכחול-ירוק באורך גל 483 nm והאור הכתום באורך גל 595 nm מייצר אור לבן ומקבלים LED לבן שטמפרטורת הצבע הקשורה (CCT) שלו נמצאת באזור של 3000 K ומעלה. הממוצע של חיי ה-LED הלבן הזה הוא סביב 8000 שעות.

כיום, ה-LED הזה משמש ביישומים כגון תאורה, מדבקים ואורות אחוריים עבור מסכי LCD. עם זאת, עם הגברת הממוצע של חיי ה-LED, ה-LED הלבן הזה יהפוך מתאים ליישומי תאורה נוספים.