DE102019118664A1 - LED module - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein LED-Modul (100), aufweisend: einen LED-Chip (102), welcher ausgebildet ist, eine elektromagnetische Strahlung zu emittieren, zumindest einen Leuchtstoff (104), welcher dazu geeignet ist, die Strahlung des LED-Chips (102) in ein Licht umzuwandeln, wobei ein Emissionsspektrum des LED-Modules (100) einen blauen Lichtanteil und einen grünen Lichtanteil enthält, wobei eine Intensität des blauen Lichtanteils größer als eine CIE-Intensität gleicher Farbtemperatur ist und wobei eine Intensität des grünen Lichtanteils kleiner als eine CIE-Intensität gleicher Farbtemperatur ist.The present invention relates to an LED module (100) comprising: an LED chip (102) which is designed to emit electromagnetic radiation, at least one fluorescent material (104) which is suitable for emitting the radiation of the LED chip (102) to convert into light, an emission spectrum of the LED module (100) containing a blue light component and a green light component, an intensity of the blue light component being greater than a CIE intensity of the same color temperature and an intensity of the green light component being smaller than a CIE intensity of the same color temperature.
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein LED-Modul zum Erzeugen eines Emissionsspektrums, insbesondere ein mischfarbiges Licht oder weißes Licht emittierendes LED-Modul oder LED-Leuchte.The present invention relates to an LED module for generating an emission spectrum, in particular an LED module or LED lamp that emits mixed color light or white light.
Hintergrundbackground
Aus dem Stand der Technik sind LEDs bekannt, deren Emissionsspektrum einem Zielkompromiss folgend zusammengesetzt ist. Dieser Kompromiss besteht darin, die maximale Lichtausbeute bei einer definierten minimalen Farbwiedergabestufe, z.B. >80, >90 oder sogar >97, zu erreichen.LEDs are known from the prior art, the emission spectrum of which is composed following a target compromise. This compromise consists in achieving the maximum light output at a defined minimum color rendering level, e.g. > 80,> 90 or even> 97.
Die per Definition für alle denkbaren Testobjekte maximal hohe Farbwiedergabe würde ein Emissionsspektrum aufweisen, welches dem Referenzlichtspektrum bei der gleichen korrelierten Farbtemperatur und dem gleichem Lichtstrom entspricht.The maximum color rendering by definition for all conceivable test objects would have an emission spectrum which corresponds to the reference light spectrum at the same correlated color temperature and the same luminous flux.
Hierbei wird als Referenzlichtspektrum gemäß der CIE Empfehlung ein Plancksches Emissionsspektrum bei korrelierten Farbtemperaturen (CCTs = Correlated color temperature) von kleiner als 5000 K, oder aber bei größeren CCTs ein CIE Standard Tageslichtspektrum der gleichen CCT verwendet.According to the CIE recommendation, a Planck emission spectrum at correlated color temperatures (CCTs = Correlated color temperature) of less than 5000 K or, for larger CCTs, a CIE standard daylight spectrum of the same CCT is used as the reference light spectrum.
Im IES TM-30-15 Standard wurde die gleiche Methodik verwendet und die Trennung ebenfalls bei 5000 K vollzogen. Dies wurde jedoch in der 2018 aktualisierten Version TM-30-18 geändert, hier ist eine Trennung bei 4000 K festgelegt (darüber Tageslichtspektren, darunter Plancksche Emissionsspektren).The same methodology was used in the IES TM-30-15 standard and the separation was also carried out at 5000 K. However, this was changed in the 2018 updated version TM-30-18, here a separation at 4000 K is specified (daylight spectra above, Planck emission spectra below).
Für eine maximale Lichtausbeute werden Bereiche des Emissionsspektrums, welche für die Farbtreue der beleuchteten (beim CRI 8 definierte Pastellton) Testfarben weniger wichtig sind, bei der Emission ausgespart. Mit dieser Herangehensweise werden Emissionsspektren auf Ziel-Farbwiedergaben und maximale Effizienz optimiert. Die dabei entstehenden Emissionsspektren, werden in der Regel erzeugt, indem die abgegebene Farbe aus einer Blau-Komponente bei ca. 450 nm mit weiteren Farbkomponenten längerer Wellenlängen gemischt werden.For maximum light yield, areas of the emission spectrum that are less important for the color fidelity of the illuminated test colors (defined by CRI 8) are left out of the emission. With this approach, emission spectra are optimized for target color rendering and maximum efficiency. The resulting emission spectra are usually generated by mixing the emitted color from a blue component at approx. 450 nm with other color components of longer wavelengths.
Die besagte Blau-Komponente emittiert hauptsächlich in dem Wellenlängenbereich, bei dem die kurzwellig empfindlichen Blau-Rezeptoren des menschlichen Auges etwa ihre Maximalempfindlichkeit aufweisen und wird somit in der Regel durch blau emittierende LED-Chips, die bei etwa 450 nm Wellenlänge auf maximale Wirkungsgrade optimiert wurden, erzeugt. Durch ein Teil dieses Lichts der LED-Chips werden zudem in der Regel ein oder mehrere Leuchtstoffe zur Emission von Farben größerer Wellenlängen von Cyan bis Rot angeregt.Said blue component emits mainly in the wavelength range at which the short-wave sensitive blue receptors of the human eye have about their maximum sensitivity and is therefore usually through blue-emitting LED chips that have been optimized for maximum efficiency at around 450 nm wavelength , generated. Part of this light from the LED chips also usually stimulates one or more phosphors to emit colors of greater wavelengths from cyan to red.
Die Dichte der Leuchtstoffe im Licht-Weg vor der kurzwellig emittierenden LED wird stofflich derart eingestellt, dass nur ein definierter Anteil an kurzwelligem, blauem Licht und ein definierter Anteil an den anderen Farben gesamthaft oder zumindest in eine bestimmte Richtung emittiert wird und somit ein Lichtspektrum erzeugt wird, welches dem Ziel-Farbtemperatur-Referenzlichtspektrum relativ nahe kommt.The density of the phosphors in the light path in front of the short-wave emitting LED is materially adjusted in such a way that only a defined proportion of short-wave, blue light and a defined proportion of the other colors are emitted as a whole or at least in a certain direction, thus generating a light spectrum which comes relatively close to the target color temperature reference light spectrum.
Dabei wird jedoch typischerweise ein für nichtvisuelle Wirkungen auf den Menschen wichtiger Azurblau-Anteil ausgespart, da dieser mit aktuellen Leuchtstoffen nicht höchsteffizient durch blaues Licht angeregt erzeugt werden kann und der zudem als Gegenpol für die richtige Zielfarbtemperatur und den richtigen weißen Zielfarbort einen stärkeren Orange-Rotanteil bräuchte, der jedoch den Lichtstrom-Wirkungsgrad (den Wert des photometrischen Strahlungs-Äquivalents des Emissionsspektrums) und damit in der Folge auch die Lichtausbeute reduzieren würde.Typically, however, an azure blue component, which is important for non-visual effects on humans, is left out, since this cannot be generated with the most efficient stimulation by blue light with current phosphors, and it also has a stronger orange-red component as the opposite pole for the correct target color temperature and the correct white target color location which would, however, reduce the luminous flux efficiency (the value of the photometric radiation equivalent of the emission spectrum) and consequently also the luminous efficiency.
Zudem sind künstliche Lichtspektren, die im Vergleich zu Lichtspektren natürlicher Lichtquellen deutliche Intensitätsabweichungen in Form von Spitzen (Peaks) aufweisen, kritisch zu betrachten, da durch die Lage der Peaks zufällig bei individuell unterschiedlichen Zellen-Empfindlichkeiten sehr unterschiedliche und ggf. bislang unerforschte visuelle oder nichtvisuelle Auswirkungen durch die einzelnen Zellen bzw. Individuen (Menschen) haben könnten.In addition, artificial light spectra, which, compared to the light spectra of natural light sources, have significant deviations in intensity in the form of peaks, must be viewed critically, because the position of the peaks coincidentally with individually different cell sensitivities very different and possibly previously unexplored visual or non-visual Could have effects through the individual cells or individuals (humans).
Ziel ist es deshalb, natürlichen Lichtquellen entsprechend, ein möglichst kontinuierliches Lichtspektrum künstlich zu erzeugen. Der Azurblau-Anteil wird nun bei neuartigen Lösungen mit der direkten Emission von LED-Chips bei ca. 465-485 nm erhöht, was jedoch eine zusätzliche Komplexitätsstufe darstellt und die LED-Module damit teurer macht. Zudem wird eine weitere kritisch zu betrachtende Spitze im Emissionsspektrum erzeugt.The aim is therefore to artificially generate as continuous a light spectrum as possible in accordance with natural light sources. The azure blue component is now increased in novel solutions with the direct emission of LED chips at approx. 465-485 nm, which, however, represents an additional level of complexity and thus makes the LED modules more expensive. In addition, another critical peak is generated in the emission spectrum.
Als Alternative werden Lösungen mit sehr kurzwelligem Chipemissionen bei 400-415 nm und entsprechenden blauen Leuchtstoffen und langwelligen Leuchtstoffen erzeugt, die jedoch aufgrund der breiten Emission im violett-blauen Bereich entsprechend als Gegengewicht für den gewünschten Farbort ebenfalls wieder einen starken Rot-Anteil benötigen, der wie oben beschrieben die Lichtausbeute deutlich reduziert.As an alternative, solutions with very short-wave chip emissions at 400-415 nm and corresponding blue luminescent materials and long-wave luminescent materials are produced, which, however, due to the broad emission in the violet-blue range, also require a strong red component as a counterweight for the desired color location as described above, the light output is significantly reduced.
Durch den oben genannten Zielkompromiss zielt die Optimierung generell immer auf eine möglichst gute Anpassung an die Referenzlichtspektren bei der Zielfarbtemperatur ab.Due to the target compromise mentioned above, the optimization is generally always aimed at the best possible adaptation to the reference light spectra at the target color temperature.
Das Problem dabei ist, gute Anpassungen an die Referenzlichtspektren bei der Zielfarbtemperatur zu erreichen. Ferner ist das Problem dabei, dass das Licht, welches auf die Menschen am Tage einen natürlich aktivierenden Effekt hat, immer hohe Farbtemperaturen aufweist (ab 5000 K aufwärts bis 16000 K, gestreutes blaues Himmelslicht im Schatten), aus ästhetischen Gründen und Gewohnheiten in Innenräumen jedoch in der Regel meist wärmere Farbtemperaturen eingesetzt werden (bis zu 5000 K, selten höher).The problem here is to achieve good adjustments to the reference light spectra at the target color temperature. Another problem is that the light, which has a naturally activating effect on people during the day, always has high color temperatures (from 5000 K up to 16000 K, scattered blue light from the sky in the shade), but for aesthetic reasons and indoor habits usually warmer color temperatures are used (up to 5000 K, rarely higher).
Die kurzwelligen Anteile und vor allem die wichtigen Azurblau-Anteile des natürlichen Lichts sind also bei den in der Innenraumbeleuchtung verwendeten typischen Farbtemperaturen deutlich reduziert, wenn man wie bislang üblich den Vergleich bei gleichen lichttechnischen Werten macht (Lumen, Candela, Lux). Nach neueren Erkenntnissen hat der Azurblau-Anteil, welcher auch als melanopischer Anteil bezeichnet wird und zu dem es seit kurzem eine standardisierte Augenempfindlichkeitskurve gibt, eine wesentliche Wirkung auf den Pupillendurchmesser und auf die chemische Helligkeitsadaptation im Auge und somit auf visuelle Effekte wie Blendung, Kontrastsehen, Sehklarheit usw.The short-wave components and, above all, the important azure-blue components of natural light are significantly reduced at the typical color temperatures used in interior lighting, if the comparison is made with the same photometric values (lumen, candela, lux), as has been the case up to now. According to more recent findings, the azure-blue component, which is also known as the melanopic component and for which there has recently been a standardized eye sensitivity curve, has a significant effect on the pupil diameter and the chemical brightness adaptation in the eye and thus on visual effects such as glare, contrast vision, Visual clarity, etc.
Durch diese außergewöhnliche Wirkung des melanopischen Anteils wird für die vorliegende Erfindung die Annahme getroffen, dass ein Vergleich von Emissionsspektren bei gleicher melanopischer Wirkung („melanopische Beleuchtungsstärke“ oder andere) gemacht werden sollte.Due to this extraordinary effect of the melanopic component, the assumption is made for the present invention that a comparison of emission spectra should be made with the same melanopic effect (“melanopic illuminance” or others).
Im Lichte des beschriebenen Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Emissionsspektrum mit einer für Innenräume gewöhnlichen niedrigen Farbtemperatur, welches dem Tageslichtspektrum in weiten Bereichen des emissionsspektralen Verlaufs nahe kommt, bereitzustellen. Damit soll eine Verbesserung der LED Beleuchtung ermöglicht werden.In the light of the prior art described, it is an object of the present invention to provide a new type of emission spectrum with a low color temperature which is customary for interiors and which comes close to the daylight spectrum in wide areas of the emission spectrum. The aim is to improve the LED lighting.
Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.These and other objects, which are still mentioned on reading the following description or can be recognized by the person skilled in the art, are achieved by the subject matter of the independent claims. The dependent claims develop the central concept of the present invention in a particularly advantageous manner.
Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein LED-Modul, wobei das LED-Modul aufweist: einen LED-Chip, welcher ausgebildet ist, eine Strahlung zu emittieren, zumindest einen Leuchtstoff, welcher dazu geeignet ist, die Strahlung des LED-Chips in ein Licht umzuwandeln, wobei ein Emissionsspektrum des LED-Modules einen blauen Lichtanteil und einen grünen Lichtanteil enthält, wobei eine Intensität des blauen Lichtanteils größer als eine CIE-Intensität gleicher Farbtemperatur ist und wobei eine Intensität des grünen Lichtanteils kleiner als eine CIE-Intensität gleicher Farbtemperatur ist.According to a first aspect, the present invention relates to an LED module, the LED module having: an LED chip which is designed to emit radiation, at least one phosphor which is suitable for emitting the radiation from the LED chip to convert a light, wherein an emission spectrum of the LED module contains a blue light component and a green light component, wherein an intensity of the blue light component is greater than a CIE intensity of the same color temperature and an intensity of the green light component is less than a CIE intensity of the same color temperature is.
Dieses Emissionsspektrum des LED-Moduls hat den Vorteil, dass es optimiert für visuelle und nicht visuelle Effekte ist.This emission spectrum of the LED module has the advantage that it is optimized for visual and non-visual effects.
Ferner ist dieses Emissionsspektrum des LED-Modules ähnlich dem Tageslichtspektrum. Somit enthält das emittierte Licht /Spektrum natürliche physiologische Eigenschaften. Vorzugsweise ist dieses Emissionsspektrum des LED-Modules in einem wichtigen Spektralbereich ähnlich dem Tageslichtspektrum mit höherer CCT.Furthermore, this emission spectrum of the LED module is similar to the daylight spectrum. Thus the emitted light / spectrum contains natural physiological properties. This emission spectrum of the LED module is preferably similar in an important spectral range to the daylight spectrum with a higher CCT.
Ferner hat das Emissionsspektrum eine positive Wirkung auf die Gesundheit des Menschen, ist insbesondere für Kinder geeignet und erfüllt die jetzigen Standards und Verordnungen.Furthermore, the emission spectrum has a positive effect on human health, is particularly suitable for children and meets the current standards and regulations.
Gemäß einer Ausführungsform ist der zumindest eine Leuchtstoff ausgebildet, die Strahlung des LED-Chips zumindest teilweise zu absorbieren und in Licht in einem anderen, insbesondere größeren, Wellenlängenbereich als die Strahlung zu emittieren, wobei das Emissionsspektrum des LED-Moduls durch eine Mischung der Strahlung des LED-Chips und des durch den Leuchtstoff emittierten Lichts erzeugt wird.According to one embodiment, the at least one phosphor is designed to at least partially absorb the radiation of the LED chip and to emit it in light in a different, in particular larger, wavelength range than the radiation, the emission spectrum of the LED module being produced by a mixture of the radiation of the LED chips and the light emitted by the phosphor is generated.
Dies hat den Vorteil, dass die durch den LED-Chip emittierte Strahlung, welche beispielsweise in einem blauen oder violetten Bereich liegen kann, in ein für das menschliche Auge geeignete(re)s Licht umgewandelt wird.This has the advantage that the radiation emitted by the LED chip, which can be in a blue or violet range, for example, is converted into (re) light suitable for the human eye.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das LED-Modul eine Abdeckung, insbesondere einen Globe-Top, welche den zumindest einen Leuchtstoff enthält.According to one embodiment, the LED module comprises a cover, in particular a globe top, which contains the at least one phosphor.
Der Globe-Top kann insbesondere mit dem wenigstens einen Leuchtstoff versetzt sein und in Abstrahlrichtung des LED-Chips angeordnet sein.The globe top can, in particular, have the at least one phosphor and be arranged in the emission direction of the LED chip.
Gemäß einer Ausführungsform emittiert der LED-Chip die Strahlung in einem violetten Wellenlängenbereich, welcher insbesondere keinen UV Anteil aufweist.According to one embodiment, the LED chip emits the radiation in a violet wavelength range, which in particular has no UV component.
Gemäß einer WHO-Definition wird unter UV (ultraviolett) dabei der Bereich von unterhalb von 400 nm angrenzend verstanden.According to a WHO definition, UV (ultraviolet) is understood to mean the range below 400 nm adjacent.
Gemäß einer Ausführungsform zeigt das Emissionsspektrum des LED-Moduls in einem Bereich von 460 nm bis 550 nm, insbesondere in einem blauen Bereich, keine nach oben ausreißende Spitze.According to one embodiment, the emission spectrum of the LED module in a range from 460 nm to 550 nm, in particular in a blue range, does not have a peak that tears out upwards.
Das heißt in diesem Bereich gibt es bei keiner Wellenlänge eine plötzliche Erhöhung der Intensität. Die Intensität verändert sich über diesen Bereich nur moderat. Dies hat den Vorteil, dass die für den Menschen für individuelle menschlichen Empfindlichkeiten unvorteilhaft wirkenden Wellenlängen in dem Emissionsspektrum nicht dominant sein können, da ihre Intensität gering ist (keine Spitze(n)).This means that in this area there is no sudden increase in intensity at any wavelength. The intensity changes only moderately over this range. This has the advantage that the wavelengths in the emission spectrum which appear unfavorable to humans for individual human sensitivities cannot be dominant, since their intensity is low (no peak (s)).
Gemäß einer Ausführungsform ist das Emissionsspektrum des LED-Moduls bei einer Farbtemperatur von 4000 K im Wesentlichen, vorzugsweise im wesentlich wichtigen Spektralbereich von 460-550nm, gleich einem normierten Tageslichtspektrum gemäß CIE einer höheren Farbtemperatur.According to one embodiment, the emission spectrum of the LED module at a color temperature of 4000 K is essentially, preferably in the essentially important spectral range of 460-550 nm, equal to a standardized daylight spectrum in accordance with CIE of a higher color temperature.
Dies hat den Vorteil, dass das durch das LED-Modul künstlich erzeugte Licht eine natürliche Wirkung auf den Menschen hat (ähnlich wie das Tageslicht).This has the advantage that the light artificially generated by the LED module has a natural effect on people (similar to daylight).
Gemäß einer Ausführungsform ist die Farbtemperatur des normierten Tageslichtspektrums 5700 K.According to one embodiment, the color temperature of the normalized daylight spectrum is 5700 K.
Gemäß einer Ausführungsform liegt das Emissionsspektrum des LED-Moduls in einem grünen Bereich, beispielsweise von 530 nm bis 550 nm, bei einer Farbtemperatur von 4000 K bevorzugt nah an dem Tageslichtspektrum bei 5700 K.According to one embodiment, the emission spectrum of the LED module is in a green range, for example from 530 nm to 550 nm, at a color temperature of 4000 K, preferably close to the daylight spectrum at 5700 K.
Gemäß einer Ausführungsform liegt eine Intensität des Emissionsspektrums in diesem Wellenlängenbereich unterhalb einer Intensität des Tageslichtspektrums bei identischer Temperatur, beispielsweise 4000 K.According to one embodiment, an intensity of the emission spectrum in this wavelength range is below an intensity of the daylight spectrum at an identical temperature, for example 4000 K.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Farbwiedergabeindex CRI (Color Rendering Index) oder Ra des Spektrums des LED-Moduls über 90.According to one embodiment, a color rendering index CRI (Color Rendering Index) or Ra of the spectrum of the LED module is over 90.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Emissionsspektrum des LED-Moduls durch eine farbstoffkonvertierte LED enthaltend den LED-Chip und den wenigstens einen Leuchtstoff erzeugt.According to one embodiment, the emission spectrum of the LED module is generated by a dye-converted LED containing the LED chip and the at least one phosphor.
Eine farbstoffkonvertierte LED umfasst also einen LED-Chip der elektromagnetische Strahlung emittiert und wenigstens einen Leuchtstoff der diese Strahlung zumindest teilweise in andere elektromagnetische Strahlung/Licht umwandelt.A dye-converted LED thus comprises an LED chip that emits electromagnetic radiation and at least one phosphor that at least partially converts this radiation into other electromagnetic radiation / light.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Emissionsspektrum des LED-Moduls durch Kombination einer farbstoffkonvertierte LED, enthaltend den LED-Chip und den wenigstens einen Leuchtstoff, und den optischen Eigenschaften einer Leuchte erzeugt.According to one embodiment, the emission spectrum of the LED module is generated by combining a dye-converted LED, containing the LED chip and the at least one phosphor, and the optical properties of a lamp.
Beispielweise reduzieren die optischen Eigenschaften der Leuchte den Violett-Anteil des LED-Chips bzw. der farbstoffkonvertierten LED.For example, the optical properties of the luminaire reduce the violet component of the LED chip or the color-converted LED.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Intensität der Strahlung des LED-Chips durch Amplituden- oder Pulsweiten-Modulation veränderbar.According to one embodiment, an intensity of the radiation from the LED chip can be changed by amplitude or pulse width modulation.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Wellenlänge der Strahlung des LED-Chips über einen Vorwärtsstrom oder über dessen Temperatur veränderbar.According to one embodiment, the wavelength of the radiation from the LED chip can be changed via a forward current or via its temperature.
Gemäß einer Ausführungsform liegt in einem Bereich von 410 nm bis 430 nm eine erste Emissionsspitze des Emissionsspektrums des LED-Moduls, welche eine geringere Intensität als eine zweite Emissionsspitze des Emissionsspektrums bei circa 460 nm hat.According to one embodiment, a first emission peak of the emission spectrum of the LED module, which has a lower intensity than a second emission peak of the emission spectrum at approximately 460 nm, lies in a range from 410 nm to 430 nm.
Gemäß einer Ausführungsform liegt bei circa 605 nm eine dritte Emissionsspitze des Emissionsspektrums liegt, welche eine größere Intensität als die erste Emissionsspitze des Emissionsspektrums hat.According to one embodiment, a third emission peak of the emission spectrum is located at approximately 605 nm, which has a greater intensity than the first emission peak of the emission spectrum.
Gemäß einer Ausführungsform liegt bei circa 605 nm eine dritte Emissionsspitze des Emissionsspektrums, welche eine geringere oder eine größere Intensität als die zweite Emissionsspitze des Emissionsspektrums hat.According to one embodiment, there is a third emission peak of the emission spectrum at approximately 605 nm, which has a lower or greater intensity than the second emission peak of the emission spectrum.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für ein LED-Modul, umfassend die folgenden Schritte: Emittieren einer Strahlung und Umwandeln (mittels wenigstens eines Leuchtstoffes) der Strahlung eines LED-Chips des LED-Moduls in ein Licht, wobei ein Emissionsspektrum des LED-Moduls einen blauen Lichtanteil und einen grünen Lichtanteil enthält, wobei eine Intensität des blauen Lichtanteils größer als eine CIE-Intensität gleicher Farbtemperatur ist und wobei eine Intensität des grünen Lichtanteils kleiner als eine CIE-Intensität gleicher Farbtemperatur ist.According to a second aspect, the present invention relates to a method for an LED module, comprising the following steps: emitting radiation and converting (by means of at least one phosphor) the radiation of an LED chip of the LED module into light, an emission spectrum of the LED module contains a blue light component and a green light component, an intensity of the blue light component being greater than a CIE intensity of the same color temperature and an intensity of the green light component being less than a CIE intensity of the same color temperature.
Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDescription of preferred embodiments
Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung der Figuren gegeben. Darin zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung eines LED-Moduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 verschiedene Emissionsspektren bei gleicher Farbtemperatur und deren Unterschied gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
3 verschiedene Emissionsspektren bei gleicher Farbtemperatur und deren Unterschied gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
4 verschiedene Emissionsspektren bei unterschiedlicher Farbtemperatur und deren Unterschied gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
5 verschiedene Emissionsspektren bei unterschiedlicher Farbtemperatur und deren Unterschied gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und -
6 ein Verfahren für ein LED-Modul gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a schematic representation of an LED module according to an embodiment of the invention; -
2 different emission spectra at the same color temperature and their difference according to an embodiment of the invention; -
3 different emission spectra at the same color temperature and their difference according to an embodiment of the invention; -
4th different emission spectra at different color temperatures and their difference according to an embodiment of the invention; -
5 different emission spectra at different color temperatures and their difference according to an embodiment of the invention; and -
6th a method for an LED module according to an embodiment of the invention.
Das LED-Modul
Ein Emissionsspektrum des LED-Moduls
Das Emissionsspektrum des LED-Moduls
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen technischen Lösungen (Leuchte inklusiv Optik bzw. LED Modul
Mittels einer Optik (bspw. Reflektor, Linsen, Diffusoren, transparente oder transluzente Materialien oder Kombinationen dergleichen) kann insbesondere ein Teil des violetten Lichts des LED-Chips
Die mengenmäßige Zusammensetzung und die Verteilung des Leuchtstoffs
Der Verlauf der verglichenen Emissionsspektren unterschiedlicher CCT ist hierbei bis auf mögliche leichte Welligkeiten nahezu parallel in diesem Wellenlängenbereich von 460-550nm. Durch den emissionsspektralen Verlauf wird eine Farbwiedergabestufe von CRI>=90 und ein R9 von ca. 50 oder leicht darüber erreicht. Außerdem übersteigt das photometrische Strahlungsäquivalent des Emissionsspektrums des LED-Moduls
Vorteilweise auf diese Art und Weise wird eine Lichtquelle (LED-Modul
Ein Ausführungsbeispiel für ein Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED-Moduls
Das Referenz-Emissionsspektrum der CIE ist in der
Das Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED-Moduls
Vorzugsweise weist das Emissionsspektrum im Bereich zwischen der Emission bei circa 530 nm und der dritten Emissionsspitze bei ca. 605 nm nahezu eine gleich starke Emission annähernd dem Wert der Emission bei ca. 530 nm auf.The emission spectrum in the region between the emission at approximately 530 nm and the third emission peak at approximately 605 nm preferably has an emission of almost the same intensity approximately to the value of the emission at approximately 530 nm.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Ein Ausführungsbeispiel für ein Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED-Moduls
Das Referenz-Emissionsspektrum der CIE ist in der
Das Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED-Moduls
Vorzugsweise weist das Emissionsspektrum im Bereich zwischen der zweite Emissionsspitze bei ca. 470 nm und der Emission bei ca. 555 nm nahezu eine stabile Emission annähernd dem Wert der zweiten Emissionsspitze bei ca. 470 auf.The emission spectrum in the region between the second emission peak at approx. 470 nm and the emission at approx. 555 nm preferably has an almost stable emission approximately at the value of the second emission peak at approx. 470.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls in dem Bereich von über 630 nm unterhalb dem Verlauf der D40 Referenz-Emissionsspektrum liegt, also eine Intensitätsreduktion im Vergleich zum D40 Referenz-Emissionsspektrum in diesem Bereich vorliegt.According to a particularly preferred variant, the intensity of the emission spectrum of the LED module according to the invention is in the range of over 630 nm below the course of the D40 reference emission spectrum, i.e. there is an intensity reduction in comparison to the D40 reference emission spectrum in this area.
Ein Ausführungsbeispiel für ein Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED-Moduls
Das Referenz-Emissionsspektrum der CIE ist in der
Das Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED-Moduls
Im vorliegenden Vergleich der Emissionsspektren werden anstelle des Lichtstroms die melanopischen also nicht-visuellen Wirkungen der beiden Spektren als Vergleichsbasis herangezogen.In the present comparison of the emission spectra, instead of the luminous flux, the melanopic, i.e. non-visual effects of the two spectra are used as a basis for comparison.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls in dem Bereich von 450 nm bis 525 nm über dem Verlauf der D80 Referenz-Emissionsspektrum liegt, also eine Intensitätsüberhöhung im Vergleich zum D80 Referenz-Emissionsspektrum in diesem Bereich vorliegt.According to a particularly preferred variant, the intensity of the emission spectrum of the LED module according to the invention is in the range from 450 nm to 525 nm above the course of the D80 reference emission spectrum, i.e. there is an increase in intensity compared to the D80 reference emission spectrum in this area.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls in dem Bereich von über 640 nm unterhalb dem Verlauf der D80 Referenz-Emissionsspektrum liegt, also eine Intensitätsreduktion im Vergleich zum D80 Referenz-Emissionsspektrum in diesem Bereich vorliegt.According to a particularly preferred variant, the intensity of the emission spectrum of the LED module according to the invention is in the range of over 640 nm below the curve of the D80 reference emission spectrum, i.e. there is an intensity reduction in comparison to the D80 reference emission spectrum in this area.
Eine bevorzugte Ausführungsform weist eine sehr kleine Abweichung (vorzugsweise innerhalb 15%) der beiden Spektren im Bereich 460nm bis 550nm auf, da dieser Bereich für die nicht-visuellen Wirkungen von besonderer Bedeutung ist.A preferred embodiment has a very small deviation (preferably within 15%) of the two spectra in the range 460 nm to 550 nm, since this range is of particular importance for the non-visual effects.
Ein Ausführungsbeispiel für ein Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED-Moduls
Das Referenz-Emissionsspektrum der CIE ist in der
Das Emissionsspektrum „zg spectrum“ eines erfindungsgemäßen LED-Moduls
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls in dem Bereich von 380 nm bis 460 nm unterhalb des Verlaufs des Referenz-Emissionsspektrums, also eine Intensitätsreduktion im Vergleich zum Referenz-Emissionsspektrum in diesem Bereich vorliegt.According to a particularly preferred variant, the intensity of the emission spectrum of the LED module according to the invention is in the range from 380 nm to 460 nm below the course of the reference emission spectrum, so there is an intensity reduction compared to the reference emission spectrum in this area.
Vorzugsweise weist das Emissionsspektrum im Bereich zwischen der zweite Emissionsspitze bei ca. 470 nm und 555 nm nahezu eine stabile Emission annähernd dem Wert der ersten Emissionsspitze auf.The emission spectrum in the region between the second emission peak at approx. 470 nm and 555 nm preferably has an almost stable emission approximately close to the value of the first emission peak.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls
Eine bevorzugte Ausführungsform weist eine sehr kleine Abweichung (vorzugsweise innerhalb 15%) der beiden Spektren im Bereich 460nm bis 550nm auf, da dieser Bereich für die nicht-visuellen Wirkungen von besonderer Bedeutung ist.A preferred embodiment has a very small deviation (preferably within 15%) of the two spectra in the range 460 nm to 550 nm, since this range is of particular importance for the non-visual effects.
Das Verfahren
- -
Emittieren 702 einer Strahlung (durch einen LED-Chip102 ); - -
Umwandeln 704 der Strahlung des LED-Chips 102 in ein Licht (durch wenigstens einen Leuchtstoff), wobei ein Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 einen blauen Lichtanteil und einen grünen Lichtanteil enthält, wobei eine Intensität des blauen Lichtanteils größer als eine CIE-Intensität gleicher Farbtemperatur ist und wobei eine Intensität des grünen Lichtanteils kleiner als eine CIE-Intensität gleicher Farbtemperatur ist.
- - Emit
702 a radiation (through an LED chip102 ); - - Convert
704 the radiation of theLED chip 102 into a light (by at least one phosphor), whereby an emission spectrum of theLED module 100 contains a blue light component and a green light component, an intensity of the blue light component being greater than a CIE intensity of the same color temperature and an intensity of the green light component being smaller than a CIE intensity of the same color temperature.
Einerseits kann dieses Emissionsspektrum des LED-Moduls
Andererseits kann das gewünschte Emissionsspektrum nicht nur das Resultat eines farbstoffkonvertierten LED-Chips
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