Diodo Emissor de Luz Branca

Definição de LED Branco

Um LED branco é definido como uma tecnologia de iluminação que utiliza vários métodos para produzir luz branca a partir de LEDs, atualmente amplamente utilizada em múltiplas aplicações de iluminação.

Os Diodos Emissores de Luz Branca, ou LEDs Brancos, revolucionaram a iluminação. Inicialmente, os LEDs eram limitados a indicadores, displays e iluminação de emergência. Agora, os LEDs brancos são usados em quase todas as aplicações de iluminação, desde iluminação interna até iluminação de ruas e iluminação de inundação, tornando-os onipresentes.

Os LEDs não podem emitir luz branca naturalmente, mas tecnologias específicas permitem que eles o façam. Os principais métodos para produzir luz branca em LEDs são Conversão de Comprimento de Onda, Mistura de Cores e Tecnologia Homo-epitaxial ZnSe.

Conversão de Comprimento de Onda

A conversão de comprimento de onda converte a radiação de um LED em luz branca. Os métodos incluem o uso de um LED azul com fósforo amarelo, múltiplos fósforos, LED ultravioleta com fósforos RGB ou LED azul com pontos quânticos.

LED Azul e Fósforo Amarelo

Neste método de conversão de comprimento de onda, usa-se um LED que emite radiação azul para excitar um fósforo amarelo (Garneta de Ítrio e Alumínio). Isso resulta na emissão de luz amarela e azul, e essa mistura de luz azul e amarela dá a aparência de luz branca. Este método é o menos caro para produzir luz branca.

LED Azul e Vários Fósforos

Este método de conversão de comprimento de onda envolve o uso de múltiplos fósforos com um LED azul. Cada fósforo usado emite uma cor diferente de luz quando a radiação emitida pelo LED azul cai sobre eles. Essas cores diferentes de luz se combinam com a luz azul original para produzir luz branca. Usar múltiplos fósforos em vez de fósforo amarelo produz luz branca que tem um espectro de comprimento de onda mais amplo e uma melhor qualidade de cor em termos de IRC e CCT. No entanto, este processo é mais caro em comparação com o processo que envolve apenas fósforo amarelo (YAG).

LED Ultravioleta com Fósforos RGB

Um terceiro método de conversão de comprimento de onda lida com o uso de um LED que emite radiação ultravioleta em conjunto com fósforos vermelho, verde e azul (RGB). O LED emite radiação ultravioleta, não visível ao olho humano, que cai sobre os fósforos vermelho, verde e azul e os excita. Quando esses fósforos RGB são excitados, eles emitem radiações que são misturadas para fornecer uma luz branca. Esta luz branca tem um espectro de comprimento de onda ainda mais amplo do que as tecnologias discutidas anteriormente.

LED Azul e Pontos Quânticos

Neste método, usa-se um LED azul para ativar pontos quânticos. Os pontos quânticos são cristais semicondutores extremamente pequenos, entre 2 e 10 nm. Eles correspondem a 10-50 átomos de diâmetro. Quando os pontos quânticos são usados com um LED azul, formam uma camada fina de partículas nano-cristalinas que contém 33 ou 34 pares de cádmio ou selênio, que são revestidos no topo do LED. A luz azul emitida pelo LED excita os pontos quânticos. Esta excitação resulta na geração de uma luz branca que tem um espectro de comprimento de onda quase semelhante à luz branca produzida por um LED ultravioleta junto com fósforos RGB.

Mistura de Cores

Vários LEDs (geralmente emitindo as cores primárias vermelha, azul e verde) são instalados dentro de uma lâmpada e a intensidade de cada LED é ajustada proporcionalmente para obter luz branca. Esta é a ideia básica da técnica de mistura de cores. A técnica de mistura de cores requer, no mínimo, dois LEDs em conjunto, emitindo luz azul e amarela, cujas intensidades devem ser variadas para gerar luz branca. A mistura de cores também é feita usando quatro LEDs, onde VERMELHO, AZUL, VERDE e AMARELO são usados lado a lado. Como os fósforos não são usados na mistura de cores, não há perda de energia durante o processo de conversão, portanto, a técnica de mistura de cores é mais eficiente do que as técnicas de conversão de comprimento de onda.

ZnSe Homo-epitaxial

A Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, Japão, uniu-se à Procomp Informatics, Ltd., Taipei, Taiwan, sob uma joint venture chamada Supra Opto, Inc. para desenvolver e comercializar uma nova tecnologia para a produção de luz branca a partir de LEDs. Esta nova tecnologia é conhecida como tecnologia ZnSe homo-epitaxial de produção de luz branca.

Nesta tecnologia, a luz branca é gerada pelo crescimento de uma camada epitaxial de LED azul em um substrato de seleneto de zinco (ZnSe). Isso resulta na emissão simultânea de luz azul a partir da região ativa e luz amarela a partir do substrato. A camada epitaxial do LED emitiu uma luz azul-esverdeada a 483 nm, enquanto o substrato de ZnSe emitiu simultaneamente uma luz laranja a 595 nm. A combinação desta luz azul-esverdeada de comprimento de onda 483 nm e luz laranja de comprimento de onda 595 nm produz uma luz branca, e obtemos um LED branco cuja temperatura de cor correlacionada (CCT) está no intervalo de 3000 K e acima. A vida útil média deste LED branco é de cerca de 8000 horas.

Atualmente, este LED é usado em aplicações como iluminação, indicadores e retroiluminação para displays de cristal líquido. No entanto, com o aumento de sua vida útil média, este LED branco se tornará adequado para aplicações de iluminação adicionais.