Luz LED

luz fría
Este es un tipo de luz LED con una temperatura de color superior a 5,000 grados Kelvin. Es ligero con tonos azulados, estimulante y perfecto para zonas donde se requiere mayor concentración. Precisamente por ello, algunos de los lugares donde comúnmente podemos encontrar este tipo de luz LED son laboratorios, hospitales, en el sector del comercio minorista y en zonas con mucho tránsito de personas. Sin embargo, no es un tipo de luz que se utilice en casas, restaurantes, oficinas y hoteles, ya que estos lugares requieren más bien un tipo de luz que invite a sentarse y pasar un buen rato de una forma tranquila y agradable, y La luz fría no favorece precisamente eso.

Luz cálida: 2700k o menos
La luz cálida está por debajo de los 3.300 grados Kelvin y es un tipo de luz LED con tonalidades rojas o naranjas imprescindible para crear un ambiente relajante. Esta luz proporciona suficiente brillo para ver con claridad, pero de una manera que convierte cualquier espacio en el lugar perfecto para descansar y relajarse, como en salones, dormitorios, zonas de mesa de restaurantes y hoteles. La diferencia entre utilizar un tipo de luz LED u otro es grande y explicaría por ejemplo por qué hay lugares que no nos parecen acogedores y agradables, como un hospital, y otros en los que queremos pasar un rato y relajarnos, como el salón de una casa. En este caso, la luz cálida es la que da la sensación de que un lugar es acogedor, y por tanto, la temperatura y la intensidad de la luz son las que pueden cambiar por completo las sensaciones que transmite un lugar.

Luz neutra: Entre 2700k y 4000k
La luz neutra es la luz que ronda los 4,000 grados Kelvin y tiene tonos que no son ni cálidos ni fríos. Es una luz que también favorece la concentración, por lo que suele encontrarse en oficinas y zonas de estudio, pero también en espacios como cocinas o baños, donde la iluminación a primera hora de la mañana debe ser estimulante. Precisamente por eso, este tipo de luz LED también es muy utilizada en el sector del retail tanto para crear una imagen atractiva de una tienda como para incentivar el consumo. La luz neutra es perfecta para resaltar los colores y estimular a las personas (en lugar de favorecer la relajación y el descanso). Lo mismo ocurre en otro tipo de tiendas como las de alimentación, donde no sólo se necesita luz para dar visibilidad, sino también para ayudar a presentar los productos de forma atractiva y animar al cliente a realizar la compra. Pero más allá de las recomendaciones que existen para el correcto uso de los tipos de luz LED, es una cuestión que también depende en gran medida del gusto de cada persona. Si bien es cierto que la luz fría no es acogedora y la luz cálida sí lo es, a veces la gente prefiere un tipo de luz LED más neutra incluso para lugares como el hogar.

El funcionamiento interno de un LED, que muestra el circuito y el diagrama de bandas. Una unión PN puede convertir la energía luminosa absorbida en una corriente eléctrica proporcional. El mismo proceso se invierte aquí (es decir, la unión PN emite luz cuando se le aplica energía eléctrica). Este fenómeno generalmente se denomina electroluminiscencia, que puede definirse como la emisión de luz de un semiconductor bajo la influencia de un campo eléctrico. Los portadores de carga se recombinan en una unión PN polarizada directamente cuando los electrones cruzan desde la región N y se recombinan con los huecos existentes en la región P. Los electrones libres se encuentran en la banda de conducción de los niveles de energía, mientras que los huecos se encuentran en la banda de energía de valencia. Por tanto, el nivel de energía de los huecos será menor que el nivel de energía de los electrones. Es necesario disipar una parte de la energía para recombinar los electrones y los huecos. Esta energía se emite en forma de calor y luz.

Los electrones disipan energía en forma de calor en los diodos de silicio y germanio, pero en los semiconductores de fosfuro de arseniuro de galio (GaAsP) y fosfuro de galio (GaP), los electrones disipan energía emitiendo fotones. Si el semiconductor es translúcido, la unión se convierte en la fuente de luz a medida que se emite, convirtiéndose así en un diodo emisor de luz, pero cuando la unión tiene polarización inversa, el LED no producirá luz y, por el contrario, el dispositivo puede también resultar dañado. El LED consta de un chip de material semiconductor dopado con impurezas para crear una unión pn. Como en otros diodos, la corriente fluye fácilmente desde el lado p, o ánodo, hacia el lado n, o cátodo, pero no en la dirección inversa. Los portadores de carga (electrones y huecos) fluyen hacia la unión desde electrodos con diferentes voltajes. Cuando un electrón se encuentra con un agujero, cae a un nivel de energía más bajo y libera energía en forma de fotón.

La longitud de onda de la luz emitida y, por tanto, su color, depende de la energía de la banda prohibida de los materiales que forman la unión pn. En los diodos de silicio o germanio, los electrones y los huecos suelen recombinarse mediante una transición no radiativa, que no produce emisión óptica, porque se trata de materiales de banda prohibida indirecta. Los materiales utilizados para el LED tienen una banda prohibida directa con energías correspondientes a la luz infrarroja cercana, visible o ultravioleta cercana. El desarrollo de los LED comenzó con dispositivos infrarrojos y rojos fabricados con arseniuro de galio. Los avances en la ciencia de los materiales han permitido fabricar dispositivos con longitudes de onda cada vez más cortas, que emiten luz en una variedad de colores.

Los LED generalmente se construyen sobre un sustrato de tipo n, con un electrodo adherido a la capa de tipo p depositada en su superficie. Los sustratos tipo P, aunque son menos comunes, también ocurren. Muchos LED comerciales, especialmente GaN/InGaN, también utilizan sustrato de zafiro. La mayoría de los materiales utilizados para la producción de LED tienen índices de refracción muy altos. Esto significa que gran parte de la luz se reflejará de regreso al material en la interfaz material/superficie del aire. Por lo tanto, la extracción de luz en los LED es un aspecto importante de la producción de LED, sujeto a mucha investigación y desarrollo.