Los diodos emisores de luz blanca o los LED blancos son la próxima gran novedad en iluminación. Los LED anteriores estaban restringidos a aplicaciones como indicadores, pantallas o luces de emergencia. Pero con el advenimiento de los LED de emisión de luz blanca, ahora se usan en casi todas las aplicaciones de iluminación que van desde la iluminación interior hasta la carretera o la iluminación de inundación, en otras palabras, se han vuelto omnipresentes. Un LED no puede emitir luz blanca de forma natural. Sin embargo, el uso de ciertas tecnologías hace que un LED emita luz blanca.
Existen tres tecnologías predominantes para
producir luz blanca en LED y son la conversión de longitud de onda, la mezcla
de colores y una tecnología denominada ZnSe homo-epitaxial.
Conversión de longitud de onda
La conversión de longitud de onda es un proceso que implica convertir total o parcialmente la radiación de un LED en luz blanca. Existen varios métodos disponibles para producir luz blanca a partir de LED a través del proceso de conversión de longitud de onda. Algunos de estos métodos incluyen el uso de LED azul y fósforo amarillo; LED azul y varios fósforos; LED ultravioleta y fósforo azul, verde y rojo; y un LED con puntos cuánticos.
LED azul y fósforo amarillo
En este método de conversión de longitud de onda, se utiliza un LED que emite radiación de color azul para excitar un fósforo de color amarillo (granate de aluminio de itrio). Esto da como resultado la emisión de luz amarilla y azul y esta mezcla resultante de luz azul y amarilla da la apariencia de luz blanca. Este método es el método menos costoso para producir luz blanca.
Este método de conversión de longitud de onda implica el uso de fósforos múltiples con un LED azul. Cada uno de los fósforos utilizados emite un color de luz diferente cuando la radiación emitida por el LED azul cae sobre ellos. Estos diferentes colores de luz se combinan con la luz azul original para producir luz blanca. El uso de fósforos múltiples en lugar de fósforo amarillo produce luz blanca que tiene un espectro de longitud de onda más amplio y una mejor calidad de color en términos de IRC y CCT. Sin embargo, este proceso es más costoso en comparación con el proceso que involucra solo fósforo amarillo (YAG).
LED ultravioleta con fósforos RGB
Un tercer método de conversión de longitud de onda se ocupa del uso de un LED emisor de radiación ultravioleta junto con fósforos rojo, verde y azul (RGB). El LED emite radiación ultravioleta, no visible para el ojo humano, que cae sobre los fósforos rojo, verde y azul y los excita. Cuando estos fósforos RGB se excitan, emiten radiaciones que se mezclan para proporcionar una luz blanca. Esta luz blanca tiene un espectro de longitud de onda aún más amplio que las tecnologías discutidas anteriormente.
En este método, se utiliza un LED azul para activar los puntos cuánticos. Los puntos cuánticos son cristales semiconductores extremadamente pequeños entre 2 y 10 nm. Corresponden a 10–50 átomos de diámetro. Cuando los puntos cuánticos se usan con un LED azul, forman una capa delgada de partículas de nanocristales que contienen 33 o 34 pares de cadmio o selenio que están recubiertos en la parte superior del LED. La luz azul emitida por el LED excita los puntos cuánticos. Esta excitación da como resultado la generación de una luz blanca que tiene un espectro de longitud de onda casi similar a la luz blanca producida por el LED ultravioleta junto con fósforos RGB.
Mezcla de colores
Múltiples LED (generalmente
emitiendo los colores primarios rojo, azul y verde) están instalados dentro de
una lámpara y la intensidad de cada LED se ajusta proporcionalmente para
obtener luz blanca. Esta es la idea básica de la técnica de mezcla de colores. La
técnica de mezcla de colores requiere un mínimo de dos LED en conjunto, que
emiten luz azul y amarilla, cuyas intensidades deben variarse para generar luz
blanca. La mezcla de colores también se realiza utilizando cuatro LED donde se
usan ROJO , AZUL
, VERDE y AMARILLO
uno al lado del otro. Como los fósforos no se usan en la mezcla de colores, no
hay pérdida de energía durante el proceso de conversión y, por lo tanto, la
técnica de mezcla de colores es más eficiente que las técnicas de conversión de
longitud de onda.
ZnSe homo-epitaxial
Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, Japón, se asoció con Procomp Informatics, Ltd., Taipei, Taiwán en una empresa conjunta que se denominó Supra Opto, Inc. para desarrollar y comercializar una nueva tecnología para la producción de luz blanca a partir de LED. Esta nueva tecnología se conoce como tecnología Homo-epitaxial ZnSe de producción de luz blanca.
En esta tecnología, la luz blanca se genera al hacer crecer una capa de LED azul epitaxial en un sustrato de seleniuro de zinc (ZnSe). Esto da como resultado la emisión simultánea de luz azul desde la región activa y luz amarilla desde el sustrato. La capa epitaxial del LED emitió una luz azul verdosa a 483 nm, mientras que el sustrato ZnSe emitió simultáneamente una luz naranja a 595 nm. La combinación de esta luz azul verdosa de longitud de onda de 483 nm y luz de color naranja de longitud de onda de 595 nm produce una luz blanca y obtenemos un LED blanco cuya temperatura de color correlacionada (CCT) está en el rango de 3000 K y más. La vida media de este LED blanco es de alrededor de 8000 horas.
Actualmente, este LED se utiliza en aplicaciones como iluminación, indicadores y luces de fondo para pantallas de cristal líquido. Sin embargo, con el aumento de su vida media, este LED blanco se volverá adecuado para aplicaciones de iluminación adicionales.
En esta tecnología, la luz blanca se genera al hacer crecer una capa de LED azul epitaxial en un sustrato de seleniuro de zinc (ZnSe). Esto da como resultado la emisión simultánea de luz azul desde la región activa y luz amarilla desde el sustrato. La capa epitaxial del LED emitió una luz azul verdosa a 483 nm, mientras que el sustrato ZnSe emitió simultáneamente una luz naranja a 595 nm. La combinación de esta luz azul verdosa de longitud de onda de 483 nm y luz de color naranja de longitud de onda de 595 nm produce una luz blanca y obtenemos un LED blanco cuya temperatura de color correlacionada (CCT) está en el rango de 3000 K y más. La vida media de este LED blanco es de alrededor de 8000 horas.
Actualmente, este LED se utiliza en aplicaciones como iluminación, indicadores y luces de fondo para pantallas de cristal líquido. Sin embargo, con el aumento de su vida media, este LED blanco se volverá adecuado para aplicaciones de iluminación adicionales.
