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LIGHTING 7 - gennaio/febbraio 2015
XI
LED BLU
Il funzionamento dei LED si spiega con una cor-
rente elettrica che attraversa un diodo, nel quale
si trova una giunzione di semiconduttori capace
di far riunire, di tanto in tanto, alcune coppie
elettrone-lacuna producendo in uscita dei fotoni.
Le caratteristiche di questi fotoni sono di conse-
guenza legate alla tipologia degli atomi che ospi-
tano la ricombinazione e perciò si possono otte-
nere fotoni di lunghezza d’onda molto diversa
proprio perché funzione dell’energia presente
nella coppia rigenerata. In pratica, il colore pro-
dotto è funzione dell’energia di legame fra l’ulti-
mo livello di valenza nell’atomo e l’elettrone che
arriva a ricongiungersi. Per esempio, l’arseniuro di
gallio-alluminio (AlGaAs) genera il rosso, mentre
il nitruro di gallio-indio (InGaN) genera il verde e,
invece, il seleniuro di zinco (ZnSe) produce il blu
con il risultato di unire i tre colori fondamentali e
far uscire il bianco: purtroppo in questo modo la
luminosità è limitata.
La svolta
In effetti, l’industria dei LED non ha mai appro-
fondito abbastanza l’eterna questione di come si
faccia a ottenere un bianco intenso e piacevole.
Dopo studi prolungati sui semiconduttori dei gruppi
III/IV nel 1993 Shuji Nakamura riuscì a definire un pro-
cesso di fabbricazione in nitruro di gallio (GaN) partico-
larmente adatto per ottenere LED blu molto efficienti
con una temperatura di colore molto simile a quella del
bianco. Invero, era il passo tecnologico più difficile da
fare perché fino a quel punto l’alta luminosità era ot-
tenibile solo in rosso e giallo e ciò ostacolava l’ingegne-
rizzazione dei LED bianchi con elevata potenza ottica.
La svolta è avvenuta innanzi tutto grazie alla scelta del
nitruro di gallio-indio e contemporaneamente con il
perfezionamento di un processo di Metal Organic Che-
Lucio Pellizzari
LED blu e fosfori gialli
per una luminosità ottima
La tecnologia Nichia consente di realizzare LED bianchi a elevata luminosità e con la
possibilità di calibrare la temperatura del colore in modo tale che si possa percepire
un’illuminazione di elevata qualità
Lighting
Fig. 1 – La tecnica concepita da Nakamura permette di
fabbricare LED blu con InGaN di elevata potenza e poi
coprirli con alcuni strati di fosfori gialli di Ce3+:YAG in
modo tale da generare una luce bianca con temperatura
di colore ottimale