Cor dum LED não é adicionada — é determinada pela física quântica do semicondutor. Energia fotão emitido iguala energia bandgap região ativa. Muda material, muda cor.
Mecanismo Quântico
- Polarização direta injeta eletrões (lado-n) e lacunas (lado-p) na região ativa (quantum wells).
- Recombinação radiativa: Eletrão cai banda condutora para banda valência, libertando energia como fotão.
- Energia fotão: Ephoton ≈ Eg (bandgap). Comprimento onda λ = hc/Eg.
- Cor = comprimento onda: 620–750 nm = vermelho; 520–560 nm = verde; 450–495 nm = azul.
Sistemas Materiais por Cor
| Cor | Comprimento Onda | Sistema Material Primário | Bandgap (eV) |
|---|
| Infravermelho | >750 nm | GaAs, AlGaAs, InGaAs | 1.4–0.8 |
| Vermelho | 620–645 nm | AlGaInP (Alumínio Gálio Índio Fosfet) | 1.9–2.0 |
| Âmbar/Laranja | 590–610 nm | AlGaInP | 2.0–2.1 |
| Amarelo/Verde | 565–575 nm | AlGaInP (amarelo); InGaN (verde) | 2.1–2.3 |
| Verde Verdadeiro | 520–535 nm | InGaN (Índio Gálio Nitreto) | 2.3–2.4 |
| Azul | 450–490 nm | InGaN | 2.5–2.75 |
| UV | <400 nm | AlGaN, AlN | >3.1 |
Duas Formas Obter Branco (e Outras Cores)
1. Phosphor-Converted (pc-LED) — Dominante Branco
- LED bomba InGaN azul (450–460 nm)
- Camada fósforo (YAG:Ce amarelo; KSF, fósforos nitreto vermelho)
- Azul + amarelo → branco frio; Azul + verde + vermelho → branco quente high-CRI
- Gama CCT: 1800K–6500K+; CRI 70–98+
2. Multi-Chip / Color-Mixing
- Dies discretos R+G+B (ou R+G+B+Âmbar, RGBW) num package
- Drive independente → cor tunable, gamut completo
- Usado em: Iluminação palco, arquitetural, horticultura, displays
Técnicas Avançadas Cor
- Quantum dots (QDs): Nanocristais sobre LED azul → emissão estreita, ultra-high CRI, gamut amplo (displays).
- Conversão comprimento onda via multiple quantum wells: QWs empilhados emitem múltiplas cores single epitaxia.
- CCT Tunable: Two-channel (warm/cool) ou three-channel phosphor blends com drive independente.
Insight Chave
Sem filtros, géis, rodas cor. Cor crescida na rede cristalina controlando composição índio/alumínio durante epitaxia MOCVD. Por isso LEDs eficientes — geram apenas comprimento onda desejado (mais perda Stokes shift fósforo para branco).
