¿Cómo un LED emite luz blanca?

El método de fósforo blanco produce luz blanca en un solo LED al combinar un LED de longitud de onda corta, como azul o UV, y un revestimiento de fósforo amarillo. Los fotones azules o UV generados en el LED viajan a través de la capa de fósforo sin alteración, o se convierten en fotones amarillos en la capa de fósforo. Las combinaciones de los fotones azul y amarillo se combinan para generar luz blanca. En algunos módulos, el fósforo amarillo es remoto.

El blanco de fósforo ofrece una reproducción del color mucho mejor que el blanco RGB, a menudo a la par con las fuentes fluorescentes. La luz blanca de fósforo también es mucho más eficiente que el blanco RGB. Debido a su excelente rendimiento y reproducción del color (típicamente Ra70 a 85), el blanco de fósforo es el método más utilizado para producir luz blanca con LED. Si bien la reproducción del color es buena en los tonos pastel, la densidad espectral no está cerca de la luz del día y hay problemas para procesar los colores más saturados como el rojo (R9). Lea más sobre esto en la sección sobre reproducción de color.

En un proceso típico de fabricación de blanco de fósforo, se deposita un recubrimiento de fósforo en la matriz de LED. El tono exacto o la temperatura de color de la luz blanca producida por el LED está determinada por la longitud de onda dominante del LED azul y la composición del fósforo.

El grosor del revestimiento de fósforo produce variaciones en la temperatura de color del LED. Los fabricantes intentan minimizar las variaciones de color controlando el grosor y la composición de la capa de fósforo durante la fabricación.

Con el tiempo, el troquel azul y el fósforo amarillo se degradarán. Esto da como resultado que la luz entregada cambie de color. También producirá colores inesperados si el dispositivo funciona a una temperatura actual o de funcionamiento diferente.

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Hay dos formas de crear luz blanca en LED.

Luz blanca de color mixto: utiliza el enfoque de mezclar varios LED de colores para crear luz blanca, similar al trifósforo utilizado en las lámparas fluorescentes. Tres LED se colocan uno al lado del otro y al mezclar adecuadamente su salida produce una apariencia de luz blanca.

Luz blanca convertida con fósforo: cuando un material de fósforo se recubre en el LED azul, el fósforo convierte la luz azul en luz amarilla con una distribución de amplio espectro. Cuando la luz amarilla se mezcla con la luz azul del LED, da lugar a la luz blanca.

Para responder a su pregunta, la longitud de onda depende del tipo de conversión en luz blanca, pero principalmente el segundo método ofrece un espectro completo, con picos alrededor de los 450 nm. El primer método utiliza la mezcla de colores y no tiene espectro completo.

El color de la emisión de LED está relacionado con la diferencia de nivel de energía entre la banda conductora y la banda de valencia. La luz que sale puede modularse aún más usando un material que causa un cambio de Stokes [1] .

Específicamente

Convierta las emisiones monocromáticas de un LED en luz blanca mediante el empleo de fósforo para crear un cambio de Stokes y alterar la longitud de onda de la luz emitida original a un espectro de longitudes de onda más cortas que se aproximan a la luz blanca. [2]

Notas al pie

[1] Turno de Stokes – Wikipedia

[2] LED más blancos y brillantes

Los LED blancos son una combinación de un LED azul con un material de fósforo que absorbe la luz azul y fluoresce en la región amarilla del espectro. Juntos, la luz aparece (más o menos) blanca. Los LED más nuevos usan una combinación de fósforos que emiten en un rango de longitud de onda más amplio para mejorar la reproducción del color de la luz.