White Light Emitting Diode eller White LED Light

White Light Emitting Diodes eller Vita lysdioder är nästa stora sak i belysning. Tidigare lysdioder begränsades till applikationer som indikatorer, displayer eller nödbelysning. Men med tillkomsten av vita lysdioder, används de nu i nästan alla belysningsapplikationer, allt från inomhus till vägbelysning till översvämningsbelysning, med andra ord de har blivit allestädes närvarande. En LED kan inte avge vitt ljus naturligt. Användning av viss teknik gör emellertid en LED för att avge vitt ljus.

Det finns tre vanliga tekniker för att producera vitt ljus i LED och de är våglängdskonvertering, färgblandning och en teknik som kallas homo-epitaxial ZnSe.

Våglängdskonvertering

Våglängdsomvandling är en process som involveraromvandlar helt eller delvis en LED-strålning till vitt ljus. Det finns olika tillgängliga metoder för att producera vitt ljus från lysdioder genom processen för våglängdsomvandling. Några av dessa metoder inkluderar användningen av blå LED och gul fosfor; blå LED och flera fosforer; ultraviolett LED och blå, grön och röda fosforer; och en LED med kvanta punkter.

Blå LED och gul fosfor
I denna metod för våglängdskonvertering, en LEDsom avger blå färgstrålning används för att excitera en gulfärgfosfor (Yttrium Aluminum Garnet). Detta resulterar i utsläpp av gult och blått ljus och den resulterande blandningen av blått och gult ljus ger utseendet av vitt ljus. Denna metod är den billigaste metoden för att producera vitt ljus.

Blå LED och flera fosforer
Denna metod för våglängdsomvandling innebär attAnvändning av flera fosforer med en blå LED. Vart och ett av den fosfor som används avger en annan ljusfärg när strålningen från den blå lysdioden faller på dem. Dessa olika färger av ljus kombineras med det ursprungliga blå ljuset för att producera vitt ljus. Användning av flera fosfor istället för gul fosfor ger vitt ljus som har ett bredare våglängdsspektrum och en bättre färgkvalitet när det gäller CRI och CCT. Denna process är emellertid dyrare jämfört med processen med endast gul (YAG) fosfor.

Ultraviolett LED med RGB-fosforer
En tredje våglängdsomvandlingsmetod handlar omanvändningen av en ultraviolett strålningsemitterande LED i kombination med röda, gröna och blåa (RGB) fosforer. Lysdioden avger ultraviolett strålning, inte synlig för mänskligt öga, som faller på de röda, gröna och blåa fosforerna och exciterar dem. När dessa RGB-fosfor blir upphetsade, avger de strålningar som blandas för att ge ett vitt ljus. Detta vita ljus har ett ännu bredare våglängds spektrum än tidigare diskuterad teknik.

Blå LED och Quantum Dots
I denna metod används en blå LED för att aktiverakvantprickar. Kvantpulver är extremt små halvledarkristaller mellan 2 och 10 nm. De motsvarar 10-50 atomer i diameter. När kvanta punkter används med en blå LED bildar de ett tunt lager av nanokristallpartiklar som innehåller 33 eller 34 par kadmium eller selen som är belagda ovanpå LED-lampan. Det blå ljuset som emitteras av LED exciterar kvanta punkterna. Denna excitation resulterar i genereringen av ett vitt ljus som har ett våglängdspektrum som nästan liknar det vita ljuset som produceras av ultraviolett LED tillsammans med RGB-fosforer.

Färgblandning

Flera LED-lampor (generellt avger den primärafärgerna röd, blå och grön) monteras inuti en lampa och intensiteten hos varje LED justeras proportionellt för att få vitt ljus. Detta är grundtanken för färgblandningsteknik. Färgblandningstekniken kräver minst två lysdioder i kombination, vilket avger blå och gult ljus, vars intensiteter ska varieras för att generera vitt ljus. Färgblandning görs även med fyra lysdioder där RÖD, BLÅ, GRÖN, och GUL används sida vid sida. Eftersom fosfor inte används vid färgblandning föreligger ingen energiförlust under omvandlingsprocessen och därför är färgblandningsteknik effektivare än våglängdsomvandlingstekniker.

Homo-epitaxial ZnSe

Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka, Japan, samarbetade med Procomp Informatics, Ltd., Taipei, Taiwan under ett joint venture som heter Supra Opto, Inc. för att utveckla och kommersialisera en ny teknik för vitljusproduktion från LED. Denna nya teknik är känd som Homo-epitaxial ZnSe-teknik för vit ljusproduktion.
I denna teknik genereras vitt ljus avväxer ett epitaxialblått LED-lager på ett zink-selenid-substrat (ZnSe). Detta resulterar i samtidig utsläpp av blått ljus från den aktiva regionen och gult ljus från substratet. Epitaxialskiktet på LED-ljuset avgav ett grönt blått ljus vid 483 nm, medan ZnSe-substratet samtidigt avgav ett orange ljus vid 595 nm. Kombinationen av detta grönaktiga blå ljus med våglängd 483 nm och orangefärgsljus med våglängd 595 nm ger ett vitt ljus och vi får en vit LED vars korrelerade färgtemperatur (CCT) ligger inom intervallet 3000 K och däröver. Medelvärdet för denna vita LED är cirka 8000 timmar.
För närvarande används denna LED i sådana applikationersom belysning, indikatorer och bakljus för LCD-skärmar. Med den ökade genomsnittliga livslängden blir denna vita LED dock lämplig för ytterligare belysningsanvändningar.