Diodo Emettitore di Luce Bianca

Definizione di LED bianco

Un LED bianco è definito come una tecnologia di illuminazione che utilizza vari metodi per produrre luce bianca da LED, ora ampiamente utilizzata in molte applicazioni di illuminazione.

I Diodi Emissivi di Luce Bianca, o LED bianchi, hanno rivoluzionato l'illuminazione. Inizialmente, i LED erano limitati a indicatori, display e illuminazione di emergenza. Ora, i LED bianchi sono utilizzati in quasi tutte le applicazioni di illuminazione, dall'illuminazione interna all'illuminazione stradale fino all'illuminazione a inondazione, rendendoli onnipresenti.

I LED non possono emettere luce bianca naturalmente, ma specifiche tecnologie lo permettono. I principali metodi per produrre luce bianca nei LED sono la Conversione della Lunghezza d'Onda, il Miscelamento dei Colori e la Tecnologia Homo-epitassiale ZnSe.

Conversione della Lunghezza d'Onda

La conversione della lunghezza d'onda converte la radiazione di un LED in luce bianca. I metodi includono l'uso di un LED blu con fosforo giallo, multipli fosfori, LED ultravioletto con fosfori RGB o LED blu con punti quantistici.

LED Blu e Fosforo Giallo

In questo metodo di conversione della lunghezza d'onda, viene utilizzato un LED che emette radiazione blu per eccitare un fosforo giallo (Garnet di Alluminio Yttrio). Questo produce l'emissione di luce gialla e blu e la miscela di queste due luci dà l'apparenza di luce bianca. Questo metodo è il meno costoso per produrre luce bianca.

LED Blu e Multipli Fosfori

Questo metodo di conversione della lunghezza d'onda prevede l'uso di multipli fosfori con un LED blu. Ogni fosforo usato emette una luce di colore diverso quando la radiazione emessa dal LED blu cade su di essi. Questi colori di luce diversi si combinano con la luce blu originaria per produrre luce bianca. L'uso di multipli fosfori invece del fosforo giallo produce luce bianca che ha uno spettro di lunghezza d'onda più ampio e una migliore qualità del colore in termini di CRI e CCT. Tuttavia, questo processo è più costoso rispetto al processo che coinvolge solo il fosforo giallo (YAG).

LED Ultravioletto con Fosfori RGB

Un terzo metodo di conversione della lunghezza d'onda prevede l'uso di un LED che emette radiazione ultravioletta in combinazione con fosfori rossi, verdi e blu (RGB). Il LED emette radiazione ultravioletta, non visibile all'occhio umano, che cade sui fosfori rossi, verdi e blu ed eccita questi. Quando questi fosfori RGB vengono eccitati, emettono radiazioni che, mescolate insieme, forniscono luce bianca. Questa luce bianca ha uno spettro di lunghezza d'onda ancora più ampio rispetto alle tecnologie precedentemente discusse.

LED Blu e Punti Quantistici

In questo metodo viene utilizzato un LED blu per attivare i punti quantistici. I punti quantistici sono cristalli semiconduttori estremamente piccoli tra i 2 e i 10 nm. Corrispondono a 10–50 atomi di diametro. Quando i punti quantistici vengono utilizzati con un LED blu, formano un sottile strato di particelle nano-cristalline che contiene 33 o 34 coppie di cadmio o selenio ricoperte sul LED. La luce blu emessa dal LED eccita i punti quantistici. Questa eccitazione produce una luce bianca che ha uno spettro di lunghezza d'onda quasi simile alla luce bianca prodotta da un LED ultravioletto con fosfori RGB.

Miscelamento dei Colori

Multipli LED (generalmente emettenti i colori primari rosso, blu e verde) sono installati all'interno di una lampada e l'intensità di ciascun LED è regolata proporzionalmente per ottenere luce bianca. Questa è l'idea di base del metodo di miscelamento dei colori. Il metodo di miscelamento dei colori richiede almeno due LED in combinazione, emettenti luce blu e gialla, le cui intensità devono essere variate per generare luce bianca. Il miscelamento dei colori può anche essere fatto utilizzando quattro LED dove ROSSO, BLU, VERDE e GIALLO sono utilizzati affiancati. Poiché i fosfori non vengono utilizzati nel miscelamento dei colori, non c'è perdita di energia durante il processo di conversione e quindi, il metodo di miscelamento dei colori è più efficiente rispetto ai metodi di conversione della lunghezza d'onda.

ZnSe Homo-epitassiale

Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, Giappone, ha collaborato con Procomp Informatics, Ltd., Taipei, Taiwan, in un joint venture chiamato Supra Opto, Inc. per sviluppare e commercializzare una nuova tecnologia per la produzione di luce bianca da LED. Questa nuova tecnologia è nota come Tecnologia ZnSe Homo-epitassiale per la produzione di luce bianca.

In questa tecnologia, la luce bianca viene generata facendo crescere un layer epitassiale di LED blu su un substrato di selenio di zinco (ZnSe). Questo produce l'emissione simultanea di luce blu dalla regione attiva e luce gialla dal substrato. Il layer epitassiale del LED emette una luce verdazzurra a 483 nm, mentre il substrato ZnSe emette contemporaneamente una luce arancione a 595 nm. La combinazione di questa luce verdazzurra a 483 nm e la luce arancione a 595 nm produce luce bianca e si ottiene un LED bianco la cui temperatura di colore correlata (CCT) è nell'intervallo di 3000 K e oltre. La vita media di questo LED bianco è intorno alle 8000 ore.

Attualmente, questo LED è utilizzato in applicazioni come l'illuminazione, gli indicatori e la retroilluminazione per i display a cristalli liquidi. Tuttavia, con l'aumento della sua vita media, questo LED bianco diventerà adatto per ulteriori applicazioni di illuminazione.