Jak funguje bílá LED?

Přísně vzato, LED nemohou být „bílé“ – to je pouze konvenční název pro polovodičové zdroje bílého světla. Na rozdíl od žárovek a zářivek LED vyzařují světlo ve velmi úzkém rozsahu vlnových délek, tedy téměř monochromaticky. A bílé světlo, jak víme, je kombinovaná směs všech složek viditelného spektra.

Právě tento princip – míchání barev – se používá k výrobě bílého světla z LED. K dnešnímu dni bylo vyvinuto několik metod pro výrobu bílé LED záře. Pojďme se na ně podívat blíže.

1. způsob je podobný provozu zářivek a spočívá v nanášení fosforu tří barev – zelené, červené a modré – na povrch LED vyzařující v ultrafialové oblasti.

2. způsob také znamená použití fosforu, pouze v tomto případě se záře modré LED smíchá s vyzařováním zeleného a červeného, případně žlutozeleného fosforu. Tato metoda je často ekonomicky nejschůdnější.

3. způsob získávání bílého záření LED spočívá ve smíchání záření monochromatických krystalů různých barev. Tato technika obvykle používá tři LED diody – červenou, zelenou a modrou, odtud název RGB LED. Na jedné matrici jsou instalovány vícebarevné krystaly a ke smíchání světelného záření se používá nějaký druh optického systému (například čočka). Výsledkem je bílé světlo. Stejný princip se používá v televizi při přenosu barevného signálu.

Každá z výše uvedených technologií má své výhody a nevýhody. Technologie RGB umožňuje nejen získat bílou barvu, ale také se pohybovat po barevné škále, ovládat tento proces ručně nebo pomocí programu. Stejným způsobem lze získat různé barevné teploty bílého světla. Proto se RGB matice úspěšně používají v dynamických osvětlovacích zařízeních. Velký počet LED v matrici navíc poskytuje vysoký celkový světelný tok a vysokou axiální svítivost.

Nevýhodou RGB technologie je omezený rozsah vlnových délek záření, proto je bílé světlo často bledé, může mít šedavý odstín a často nepřirozeně interaguje s osvětlenými předměty. Tuto nevýhodu lze překonat přidáním zářičů jiných barev k tradiční RGB matrici: Amber, Liam, Cyan, Ginger atd. Tímto způsobem můžete výrazně rozšířit spektrum nejen barevné, ale i bílé.

Další nevýhodou RGB technologie je, že vlivem nerovnoměrného odvodu tepla z okrajů matrice a z jejího středu se LED diody zahřívají nerovnoměrně, což znamená, že jejich barva se bude během procesu stárnutí různě měnit. Proces zhoršují rozdíly v rychlosti degradace krystalů různých barev. Barevná teplota a barva proto mohou „plavat“ po celou dobu životnosti.

Bílé LED s fosforem jsou výrazně levnější než RGB LED. Navíc mají během výrobního procesu jedinečně definovaný odstín bílého světla, od teplejší oblasti 2800 K až po studenou modrobílou oblast 9000 K. Bílé fosforové LED diody proto obvykle poskytují lepší podání barev.