Die Spektralcharakteristiken von Leuchtdioden (LED) haben bei bestimmten Farben
ihr Maximum. Das können die Farben Rot, Grün oder Orange sein, aber nicht Weiß.
Das für Weiß erforderliche breite Wellenlängenspektrum kann nur indirekt mit Halbleiter-Leuchtkomponenten erzeugt werden. Es gibt mehrere Techniken um Warm-Weiß mit Leuchtdioden zu
erzeugen. Bei diesen Techniken wird die Lichtemission unterschiedlich strahlender Leuchtdioden oder Phosphore miteinander kombiniert.
Verfahren zur Erzeugung von weißem Licht
Ein Verfahren nennt sich Phosphor
Conversion.
Bei dieser Zweifarbentechnik wird eine
ultraviolett oder
blau strahlende
UV-LED
mit einem gelben oder multichromatisch fluoreszierenden Phosphor beschichtet. Der gelbe Phosphor bildet eine Konversionsschicht. Er wird von den Photonen der blau strahlenden Leuchtdiode
aktiviert und konvertiert die blaue
Strahlung in ein gelblich-weißes
Licht mit einem breiten
Wellenlängenspektrum. Die
Farbtemperatur dieser Pseudo-White-LEDs wird beim Fertigungsprozess festgelegt. Es gibt sie in verschiedenen
Weißtönen als warmweiß (ww), neutralweiß (nw) und kaltweiß (cw) mit Farbtemperaturen zwischen 2.500
Kelvin
und 10.000 Kelvin.
Anders ist es bei der Dreifarbentechnik, die mit dreifarbigen LEDs arbeiten nach dem
RGB-Farbmodell
arbeiten. Es handelt sich dabei um
LED-Arrays aus roten, grünen und blauen LEDs, die so zum Leuchten angeregt werden, dass sie durch additive
Farbmischung weißes Licht emittieren. Die drei LEDs werden in einem gemeinsamen
Gehäuse dicht
beieinander angebracht und können in ihrer Farbtemperatur einzeln gesteuert werden. Dadurch kann die Farbtemperatur für Weiß eingestellt werden.
Lichtausbeute und Farbwiedergabeindex
Damit
die
Lichtausbeute von Leuchtdioden möglichst groß ist, wird das emittierte Licht in der LED durch eine Verspiegelung nach außen reflektiert.
Weiße LEDs können über die Farbtemperatur, den
Farbwiedergabeindex (CRI) und über die Farbstichigkeit bewertet werden. Was die Farbtemperatur
betrifft, so gibt es ultraweiße oder purweiße (PW) LEDs mit Farbtemperaturen zwischen 5.700 K und 6.500 K, neutralweiße (NW) mit Farbtemperaturen zwischen 4.000 K bis 5.000 K und
warmweiße (WW) LEDs mit Farbtemperaturen zwischen 2.700 K und 4.000 K. Der Farbwiedergabeindex liegt bei kaltweißen LEDs zwischen 70 und 80, bei warmweißen werden Werte von über 90
erreicht. Die Farbstichigkeit wird durch den
Bin-Code und die
Correlated Color Temperature
(CCT) festgelegt. In diesen Kennwerten ist das Farb- und Helligkeitsempfinden der Leuchtdioden (LED) zusammengefasst, da der Weißton diverse Farbnuancen haben kann, die von grünlich,
gelblich, bläulich bis hin zu violett reichen können.
Die Lichtausbeute von WLEDs beträgt typischerweise 150
Lumen pro
Watt
(lm/W). Spitzenwerte liegen bei über 250 lm/W. Dieser Wert steht für die
Lichtstärke an der LED-Oberfläche. Was den Farbwiedergabeindex
betrifft, so ist dieser beim Phosphor Conversion höher als bei dreifarbigen WLEDs.
