Bijeli svjetlodijoda

Definicija bijele LED svjetiljke

Bijela LED svjetiljka definirana je kao tehnologija osvjetljenja koja koristi razne metode za stvaranje bijelih svjetlosti iz LED dioda, sada široko korištena u mnogim primjenama osvjetljenja.

Bijele LED svjetiljke, ili Bijele LED-ove, revolucionirale su osvjetljenje. Na početku su LED-ovi bili ograničeni na indikatore, zaslone i hitno osvjetljenje. Sada se bijele LED-ove koriste u skoro svim primjenama osvjetljenja, od unutarnjeg osvjetljenja do uličnog osvjetljenja i poplavljajućeg osvjetljenja, što ih čini omniprizentnim.

LED-ovi ne mogu prirodno emitirati bijelu svjetlost, ali specifične tehnologije omogućuju da to rade. Glavne metode za proizvodnju bijele svjetlosti u LED-ovima su Pretvorba valnih duljina, Mešanje boja i Homo-epitaksijska ZnSe tehnologija.

Pretvorba valnih duljina

Pretvorba valnih duljina pretvara radijaciju LED-a u bijelu svjetlost. Metode uključuju upotrebu plave LED svjetiljke s žutom fosforom, više fosfora, ultraljubičaste LED svjetiljke s RGB fosforima ili plave LED svjetiljke s kvantnim točkama.

Plava LED svjetiljka i žuti fosfor

U ovoj metodi pretvorbe valnih duljina, koristi se LED svjetiljka koja emitira plavu radijaciju kako bi se pobudio žuti fosfor (Yttrijum Aluminijev Granat). To rezultira emisijom žute i plave svjetlosti, a mješavina plave i žute svjetlosti daje utisak bijele svjetlosti. Ova metoda je najjeftiniji način proizvodnje bijele svjetlosti.

Plava LED svjetiljka i više fosfora

Ova metoda pretvorbe valnih duljina uključuje upotrebu više fosfora s plavom LED svjetiljkom. Svaki od fosfora koji se koristi emitira različitu boju svjetlosti kada na njih pade radiacija emitirana od strane plave LED svjetiljke. Ove različite boje svjetlosti kombiniraju se s originalnom plavom svjetlošću kako bi se stvorila bijela svjetlost. Upotreba više fosfora umjesto žutog fosfora stvara bijelu svjetlost s širim spektrom valnih duljina i boljom kvalitetom boje u smislu CRI i CCT. Međutim, ovaj postupak je skuplji u usporedbi s postupkom koji uključuje samo žuti (YAG) fosfor.

Ultraljubičasta LED svjetiljka s RGB fosforima

Treća metoda pretvorbe valnih duljina obuhvaća upotrebu ultraljubičaste LED svjetiljke uz crvene, zelene i plave (RGB) fosfore. LED emitira ultraljubičastu radijaciju, koja nije vidljiva ljudskom oku, koja pada na crvene, zelene i plave fosfore i ih pobuđuje. Kada se ovi RGB fosfori pobude, emitiraju radijacije koje se miješaju kako bi pružile bijelu svjetlost. Ova bijela svjetlost ima još širi spektar valnih duljina nego ranije diskutirane tehnologije.

Plava LED svjetiljka i kvantne točke

U ovoj metodi koristi se plava LED svjetiljka kako bi se aktivirale kvantne točke. Kvantne točke su ekstremno male poluprovodničke kristale između 2 i 10 nm. Odnose se na 10–50 atoma u promjeru. Kada se kvantne točke koriste s plavom LED svjetiljkom, formiraju tanki sloj nanokristalnih čestica koji sadrže 33 ili 34 para cinka ili selena koji su prekriveni na vrhu LED-a. Plava svjetlost emitirana od strane LED-a pobuđuje kvantne točke. Ova pobuda rezultira generiranjem bijele svjetlosti koja ima spektar valnih duljina gotovo sličan bijeloj svjetlosti proizvedenoj ultraljubičastom LED svjetiljkom uz RGB fosfore.

Mešanje boja

Više LED-ova (obično emitiraju osnovne boje crvenu, plavu i zelenu) smješteno je unutar svjetiljke, a intenzitet svakog LED-a proporcionalno se podešava kako bi se dobila bijela svjetlost. To je osnovna ideja tehnike mešanja boja. Tehnika mešanja boja zahtijeva najmanje dvije LED svjetiljke u kombinaciji, koje emitiraju plavu i žutu svjetlost, čije se intenzitete trebaju varirati kako bi se generirala bijela svjetlost. Mešanje boja može se raditi i koristeći četiri LED-a gdje se koriste crvena, plava, zelena i žuta svjetlost stranom stranom. Budući da se fosfori ne koriste u mešanju boja, nema gubitka energije tijekom procesa pretvorbe, stoga je tehnika mešanja boja učinkovitija od tehnika pretvorbe valnih duljina.

Homo-epitaksijska ZnSe

Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, Japan, surađivala je s Procomp Informatics, Ltd., Taipei, Taiwan, pod zajedničkim poduzećem nazvanim Supra Opto, Inc. kako bi razvila i komercijalizirala novu tehnologiju za produkciju bijele svjetlosti iz LED-a. Ova nova tehnologija poznata je kao homo-epitaksijska ZnSe tehnologija produkcije bijele svjetlosti.

U ovoj tehnologiji, bijela svjetlost generirana je rastom epitaksijskog sloja plave LED svjetiljke na substratu od cinka selenida (ZnSe). To rezultira istovremenom emisijom plave svjetlosti iz aktivne regije i žute svjetlosti iz substrata. Epitaksijski sloj LED-a emitirao je zelenkasto plavu svjetlost na 483 nm, dok je ZnSe substrat istovremeno emitirao narandžastu svjetlost na 595 nm. Kombinacija ove zelenkasto plave svjetlosti s valnom duljinom od 483 nm i narandžaste svjetlosti s valnom duljinom od 595 nm proizvodi bijelu svjetlost, te dobivamo bijelu LED svjetiljku čija je korelirana temperatura boje (CCT) u rasponu od 3000 K i više. Prosječni životni vijek ove bijele LED svjetiljke iznosi oko 8000 sati.

Trenutno, ova LED svjetiljka koristi se u primjenama poput osvjetljenja, indikatora i pozadinskog osvjetljenja za tekuće kristalne zaslone. Međutim, s porastom prosječnog životnog vijeka, ova bijela LED svjetiljka postat će prikladna za dodatne primjene osvjetljenja.