Diode Pemancar Cahaya Putih

Definisi LED Putih

LED putih didefinisikan sebagai teknologi pencahayaan yang menggunakan berbagai metode untuk menghasilkan cahaya putih dari LED, kini digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi pencahayaan.

Diodes Pemancar Cahaya Putih, atau LED Putih, telah merevolusi pencahayaan. Awalnya, LED terbatas pada indikator, tampilan, dan pencahayaan darurat. Kini, LED putih digunakan hampir di semua aplikasi pencahayaan, dari pencahayaan indoor hingga pencahayaan jalan hingga pencahayaan banjir, menjadikannya sangat umum.

LED tidak dapat secara alami memancarkan cahaya putih, tetapi teknologi spesifik memungkinkan mereka untuk melakukannya. Metode utama untuk menghasilkan cahaya putih dalam LED adalah Konversi Panjang Gelombang, Campuran Warna, dan Teknologi Homo-epitaksial ZnSe.

Konversi Panjang Gelombang

Konversi panjang gelombang mengubah radiasi LED menjadi cahaya putih. Metode termasuk penggunaan LED biru dengan fosfor kuning, beberapa fosfor, LED ultraviolet dengan fosfor RGB, atau LED biru dengan quantum dots.

LED Biru dan Fosfor Kuning

Dalam metode konversi panjang gelombang ini, LED yang memancarkan radiasi warna biru digunakan untuk menstimulasi fosfor warna kuning (Yttrium Aluminum Garnet). Ini menghasilkan emisi cahaya kuning dan biru, dan campuran cahaya biru dan kuning ini memberikan penampilan cahaya putih. Metode ini adalah metode paling murah untuk menghasilkan cahaya putih.

LED Biru dan Beberapa Fosfor

Metode konversi panjang gelombang ini melibatkan penggunaan beberapa fosfor dengan LED biru. Setiap fosfor yang digunakan memancarkan warna cahaya yang berbeda ketika radiasi yang dipancarkan oleh LED biru jatuh pada mereka. Warna cahaya yang berbeda ini bergabung dengan cahaya biru asli untuk menghasilkan cahaya putih. Menggunakan beberapa fosfor dibandingkan fosfor kuning menghasilkan cahaya putih yang memiliki spektrum panjang gelombang yang lebih luas dan kualitas warna yang lebih baik dalam hal CRI dan CCT. Namun, proses ini lebih mahal dibandingkan dengan proses yang hanya melibatkan fosfor kuning (YAG).

LED Ultraviolet dengan Fosfor RGB

Metode konversi panjang gelombang ketiga melibatkan penggunaan LED yang memancarkan radiasi ultraviolet bersama fosfor merah, hijau, dan biru (RGB). LED memancarkan radiasi ultraviolet, yang tidak terlihat oleh mata manusia, yang jatuh pada fosfor merah, hijau, dan biru dan menstimulasinya. Ketika fosfor-fospor RGB ini terstimulasi, mereka memancarkan radiasi yang dicampur untuk memberikan cahaya putih. Cahaya putih ini memiliki spektrum panjang gelombang yang lebih luas daripada teknologi sebelumnya yang dibahas.

LED Biru dan Quantum Dots

Dalam metode ini, LED biru digunakan untuk mengaktifkan quantum dots. Quantum dots adalah kristal semikonduktor yang sangat kecil antara 2 dan 10 nm. Mereka setara dengan 10–50 atom dalam diameter. Ketika quantum dots digunakan dengan LED biru, mereka membentuk lapisan tipis partikel nano-kristal yang mengandung 33 atau 34 pasangan kadmium atau selenium yang dilapisi di atas LED. Cahaya biru yang dipancarkan oleh LED menstimulasi quantum dots. Stimulasi ini menghasilkan cahaya putih yang memiliki spektrum panjang gelombang hampir mirip dengan cahaya putih yang dihasilkan oleh LED ultraviolet bersama fosfor RGB.

Campuran Warna

Beberapa LED (biasanya memancarkan warna primer merah, biru, dan hijau) dipasang di dalam lampu, dan intensitas setiap LED disesuaikan proporsional untuk mendapatkan cahaya putih. Ini adalah ide dasar teknik campuran warna. Teknik campuran warna memerlukan minimal dua LED yang bekerja sama, memancarkan cahaya biru dan kuning, dimana intensitasnya harus diubah untuk menghasilkan cahaya putih. Campuran warna juga dilakukan menggunakan empat LED di mana RED, BLUE, GREEN, dan YELLOW digunakan berdampingan. Karena fosfor tidak digunakan dalam campuran warna, tidak ada kerugian energi selama proses konversi, sehingga teknik campuran warna lebih efisien daripada teknik konversi panjang gelombang.

Homo-epitaksial ZnSe

Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, Jepang, bekerja sama dengan Procomp Informatics, Ltd., Taipei, Taiwan, dalam sebuah usaha patungan yang bernama Supra Opto, Inc. untuk mengembangkan dan mengkomersialisasikan teknologi baru untuk produksi cahaya putih dari LED. Teknologi baru ini dikenal sebagai teknologi Homo-epitaksial ZnSe untuk produksi cahaya putih.

Dalam teknologi ini, cahaya putih dihasilkan dengan menumbuhkan lapisan epitaksial LED biru pada substrat seng selenida (ZnSe). Ini menghasilkan emisi simultan cahaya biru dari wilayah aktif dan cahaya kuning dari substrat. Lapisan epitaksial LED memancarkan cahaya biru kehijauan pada 483 nm, sementara substrat ZnSe secara simultan memancarkan cahaya oranye pada 595 nm. Gabungan cahaya biru kehijauan dengan panjang gelombang 483 nm dan cahaya oranye dengan panjang gelombang 595 nm menghasilkan cahaya putih, dan kita mendapatkan LED putih dengan suhu warna korelasi (CCT) dalam rentang 3000 K dan di atasnya. Umur rata-rata LED putih ini sekitar 8000 jam.

Saat ini, LED ini digunakan dalam aplikasi seperti pencahayaan, indikator, dan backlight untuk layar kristal cair. Namun, dengan peningkatan umur rata-rata, LED putih ini akan menjadi cocok untuk aplikasi pencahayaan tambahan.