Beli svetloemitirajući diod

Definicija bele LED svetleće diode

Bela LED je definisana kao tehnologija osvetljenja koja koristi razne metode za proizvodnju bele svetlosti iz LED-ova, sada široko korišćena u mnogim primenama osvetljenja.

Bele svetlo emitujuće diode, ili bele LED-ove, revolucionirale su osvetljenje. Inicijalno, LED-ovi bili su ograničeni na indikatore, displeje i hitnu svetlost. Sada, bele LED-ove koriste se u skoro svim primenama osvetljenja, od unutrašnjeg do uličnog i rasvetljavanja poplava, čime postaju ubiquitous.

LED-ovi ne mogu prirodno emitovati belu svetlost, ali specifične tehnologije omogućavaju to. Glavne metode proizvodnje bele svetlosti u LED-ovima su Konverzija talase, Mešanje boja i Homo-epitaksijska ZnSe tehnologija.

Konverzija talasa

Konverzija talasa pretvara zračenje LED-a u belu svetlost. Metode uključuju upotrebu plave LED sa žutom fosforom, više fosfora, ultraljubičaste LED sa RGB fosforima, ili plave LED sa kvantnim tačkama.

Plava LED i žuti fosfor

U ovoj metodi konverzije talasa, koristi se LED koji emituje plavo zračenje da bi se pobudio žuti fosfor (Jttrijum Aluminijum Garnet). To rezultira emisijom žute i plave svetlosti, a ova mešavina plave i žute svetlosti daje utisak bele svetlosti. Ova metoda je najjeftiniji način proizvodnje bele svetlosti.

Plava LED i više fosfora

Ova metoda konverzije talasa uključuje upotrebu više fosfora sa plavom LED. Svaki od fosfora emituje različitu boju svetlosti kada zračenje emitovano od strane plave LED pada na njih. Ove različite boje svetlosti kombinuju se sa originalnom plavom svetlošću kako bi se proizvela bela svetlost. Upotreba više fosfora umesto žutog fosfora proizvodi belu svetlost koja ima širi spektar talasi i bolju kvalitetu boje u pogledu CRI i CCT. Međutim, ovaj proces je skuplji u poređenju sa procesom koji uključuje samo žuti (YAG) fosfor.

Ultraljubičasta LED sa RGB fosforima

Treća metoda konverzije talasa se bavi upotrebom ultraljubičaste LED koja emituje ultraljubičasto zračenje zajedno sa crvenim, zelenim i plavim (RGB) fosforima. LED emituje ultraljubičasto zračenje, koje nije vidljivo ljudskom oku, i pada na crvene, zelene i plave fosfore, pobudivši ih. Kada se ovi RGB fosfori pobude, emituju zračenje koje se miješa kako bi se dobila bela svetlost. Ova bela svetlost ima još širi spektar talasi nego ranije diskutirane tehnologije.

Plava LED i kvantne tačke

U ovoj metodi se koristi plava LED da bi se aktivirale kvantne tačke. Kvantne tačke su ekstremno male poluprovodničke kristale od 2 do 10 nm. One odgovaraju 10–50 atomi u prečniku. Kada se kvantne tačke koriste sa plavom LED, formiraju tanki sloj nanokristalnih čestica koje sadrže 33 ili 34 para kadmijskih ili selezenijumskeh materija koje su prekriveni na vrhu LED-a. Plava svetlost emitovana od strane LED-a pobuđuje kvantne tačke. Ovo pobuđivanje rezultira generisanjem bele svetlosti koja ima spektar talasi gotovo sličan beloj svetlosti proizvedenoj ultraljubičastom LED-om zajedno sa RGB fosforima.

Mešanje boja

Više LED-ova (obično emituju osnovne boje crvenu, plavu i zelenu) su montirani unutar lampe i intenzitet svakog LED-a se podešava proporcionalno kako bi se dobila bela svetlost. Ovo je osnovna ideja tehnike mešanja boja. Tehnika mešanja boja zahteva najmanje dva LED-a u kombinaciji, koji emituju plavu i žutu svetlost, čije se intenzitete variraju kako bi se generisala bela svetlost. Mešanje boja može se raditi i pomoću četiri LED-a gde se koriste CRVENA, PLAVA, ZELENA i ŽUTA boja poredjane jedna do druge. Kako se fosfori ne koriste u mešanju boja, nema gubitka energije tokom procesa konverzije, stoga je tehnika mešanja boja efikasnija od tehnika konverzije talasa.

Homo-epitaksijska ZnSe

Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, Japan, uspostavio je partnerstvo sa Procomp Informatics, Ltd., Taipei, Taiwan, pod imenom Supra Opto, Inc. kako bi razvio i komercijalizovao novu tehnologiju proizvodnje bele svetlosti iz LED-ova. Ova nova tehnologija poznata je kao Homo-epitaksijska ZnSe tehnologija proizvodnje bele svetlosti.

U ovoj tehnologiji, bela svetlost generiše se rastom epitaksijskog sloja plave LED na cink-selenid (ZnSe) substrat. To rezultira istovremenom emisijom plave svetlosti iz aktivne zone i žute svetlosti iz substrata. Epitaksijski sloj LED-a emituje zelenu plavu svetlost na 483 nm, dok ZnSe substrat istovremeno emituje narandžastu svetlost na 595 nm. Kombinacija ove zelene plave svetlosti sa talasnom dužinom 483 nm i narandžaste svetlosti sa talasnom dužinom 595 nm proizvodi belu svetlost, i dobijamo belu LED čija je korelirana temperatura boje (CCT) u opsegu od 3000 K i više. Prosečni životni vreme ove bele LED iznosi oko 8000 sati.

Trenutno, ova LED se koristi u aplikacijama kao što su osvetljenje, indikatori i pozadinska svetlost za kristalne displeje. Međutim, s porastom prosečnog životnog vremena, ova bela LED će postati prikladna za dodatne primene osvetljenja.