EP3921874A1 - Led-modul - Google Patents

Led-modul

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Publication number
EP3921874A1
EP3921874A1 EP20710184.1A EP20710184A EP3921874A1 EP 3921874 A1 EP3921874 A1 EP 3921874A1 EP 20710184 A EP20710184 A EP 20710184A EP 3921874 A1 EP3921874 A1 EP 3921874A1
Authority
EP
European Patent Office
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led module
emission spectrum
intensity
led
spectrum
Prior art date
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Pending
Application number
EP20710184.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kenneth Martin
Lukas Osl
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Zumtobel Lighting GmbH Austria
Original Assignee
Zumtobel Lighting GmbH Austria
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from EP19217282.3A external-priority patent/EP3840068A1/de
Application filed by Zumtobel Lighting GmbH Austria filed Critical Zumtobel Lighting GmbH Austria
Priority claimed from PCT/EP2020/057124 external-priority patent/WO2020187840A1/de
Publication of EP3921874A1 publication Critical patent/EP3921874A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
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    • H10H20/80—Constructional details
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    • H10H20/8511—Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
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    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
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    • H10H20/8515—Wavelength conversion means not being in contact with the bodies

Definitions

  • the present invention relates to an LED module for producing a
  • Emission spectrum in particular a mixed-colored light or white light
  • LED module emitting LED module or LED light.
  • Target compromise is composed following. That compromise is that
  • a Planckian is used as the reference light spectrum
  • CCTs Correlated color
  • Daylight spectra including Planck emission spectra.
  • emission spectra are aimed at color rendering and maximum efficiency
  • LED chips that are at a maximum wavelength of around 450 nm
  • the density of the phosphors in the light path in front of the short-wave emitting LED is
  • the aim is therefore to use natural light sources as much as possible
  • the azure blue component which is also called melanopic, has more recent findings
  • the present invention relates to an LED module, wherein
  • the LED module comprises: an LED chip which is designed to emit radiation
  • Modules contains a blue light component and a green light component, with one
  • CIE intensity is the same color temperature.
  • This emission spectrum of the LED module is preferably similar to the daylight spectrum in an important spectral range
  • the emission spectrum has a positive effect on the health of the
  • the at least one phosphor is formed which
  • the emission spectrum of the LED module is due to a mixture of the radiation
  • the LED module comprises a cover
  • a globe top which contains the at least one phosphor.
  • the globe top can in particular be mixed with the at least one phosphor
  • the LED chip emits the radiation in one
  • UV ultraviolet
  • the emission spectrum of the LED module in FIG. 1 is the emission spectrum of the LED module in FIG. 1
  • the emission spectrum of the LED module is at one
  • Color temperature of 4000 K essentially, preferably essentially important
  • the deviation from this natural one is light
  • the emission spectrum of the LED module 100 can be at a certain
  • Color temperature preferably 4000 K, essentially, preferably within
  • the emission spectrum of the LED module 100 can be determined at the
  • Color temperature m substantially, preferably within 10%, preferred
  • correlated color temperature must be a maximum of 1750 Kelvin higher.
  • the color temperature of the normalized daylight spectrum is preferably in
  • the emission spectrum of the LED module 100 is at a color temperature of 4000
  • K is essentially equal to a standardized one
  • 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.
  • an intensity of the emission spectrum is in
  • a color rendering index is CRI (Color Rendering
  • the emission spectrum of the LED module is through
  • a dye-converted LED thus comprises an LED chip, the electromagnetic signal
  • Radiation emits and at least one phosphor that emits this radiation at least
  • the emission spectrum of the LED module is through
  • At least one phosphor at least one phosphor, and the optical properties of a lamp.
  • the optical properties of the luminaire reduce the violet component
  • an intensity of the radiation from the LED chip is through
  • Amplitude or pulse width modulation can be changed.
  • the wavelength of the radiation from the LED chip is about
  • a forward current or its temperature can be changed.
  • a range from 410 nm to 430 nm is
  • a third emission peak of the is at approximately 605 nm
  • Emission spectrum lies, which has a greater intensity than the first emission peak
  • a third emission peak of the is at approximately 605 nm
  • the present invention relates to a method for a
  • An LED module comprising the following steps: emitting radiation and
  • an emission spectrum of the LED module is a
  • blue light component is greater than a CIE intensity of the same color temperature
  • Figure 1 is a schematic representation of an LED module according to a
  • FIG. 5 different emission spectra at different color temperatures
  • FIG. 6 shows a method for an LED module according to an embodiment of FIG.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an LED module 100 according to a
  • the LED module 100 comprises an LED chip 102, which is designed to have a
  • this radiation can be blue or purple
  • the radiation preferably does not include UV radiation.
  • the LED module 100 comprises at least one phosphor 104 which is suitable for this
  • An emission spectrum of the LED module 100 contains a blue light component
  • CRI intensity is the same color temperature and where an intensity of green
  • Light component is smaller than a CIE intensity of the same color temperature.
  • the emission spectrum of the LED module 100 can be determined by the radiation from the LED chip
  • the phosphor 104 can therefore partially absorb the radiation from the LED chip 102
  • the emission spectrum of the LED module 100 has the advantage that in the (potentially for
  • Wavelength ranges are, according to the invention, close to natural
  • optics or LED module 100 with / without optics are based, for example, on one
  • LED chip 102 which has a chip emission peak of 420-425nm (purple),
  • the LED module 100 can also have several
  • LED chips 102 contain and at least electromagnetic radiation from one
  • Led chip 102 up to all LED chips 102 is of the at least one
  • optical system e.g. reflector, lenses, diffusers, transparent or
  • Receiving area of the violet light of the LED chip 102 can be designed in this way
  • the emission spectrum of the LED module 100 is at a certain level
  • Color temperature preferably 4000 K, essentially, preferably
  • the emission spectrum of the LED module 100 draines at the specific
  • Color temperature m substantially, preferably within 10%, preferred
  • the color temperature of the normalized daylight spectrum is preferred
  • the emission spectrum of the LED module 100 is at one color temperature
  • the emission-spectral course creates a color rendering level
  • a light source (LED module 100) is advantageously generated in this way,
  • FIG. 2 An exemplary embodiment for an emission spectrum of an LED module 100 according to the invention is shown in FIG. In Fig. 2 the course of the reference emission spectrum of the CIE ("D65”) and the emission spectrum (“zg spectrum”)
  • the reference emission spectrum of the CIE is shown by way of example in FIG.
  • the example in FIG. 2 is characterized in that there is almost no emission in the
  • the emission spectrum preferably has in the region between the emission
  • Figure 3 shows different emission spectra at the same color temperature and their
  • FIG. 3 An exemplary embodiment for an emission spectrum of an LED module 100 according to the invention is shown in FIG. In Fig. 3 the course of the reference emission spectrum of the CIE ("D40”) and the emission spectrum (“zg spectrum”)
  • the reference emission spectrum of the CIE is shown in FIG. 3 using the example
  • the example in FIG. 3 is characterized in that there is almost no emission in the
  • Emission approximates the value of the second emission peak at approx. 470.
  • FIG. 4 shows different emission spectra at different color temperatures
  • FIG. 4 An exemplary embodiment for an emission spectrum of an LED module 100 according to the invention is shown in FIG. In Fig. 4 the course of the reference emission spectrum of the CIE ("D80”) and the emission spectrum (“zg spectrum”)
  • the example in FIG. 5 is characterized in that there is almost no emission in the
  • the LED module according to the invention in the range from 450 nm to 525 nm
  • a preferred embodiment has a very small deviation (preferably
  • FIG. 5 shows different emission spectra at different color temperatures
  • FIG. 5 An exemplary embodiment for an emission spectrum of an LED module 100 according to the invention is shown in FIG. In Fig. 5 the course of the reference emission spectrum of the CIE (“Daylight”) and the emission spectrum (“zg
  • the emission spectrum preferably has in the range between the second
  • a preferred embodiment has a very small deviation (preferably
  • FIG. 6 shows a method 700 for an LED module 100 according to a preferred one
  • the method 700 for an LED module 100 comprises the following steps:
  • Emitting 702 radiation (through an LED chip 102);
  • this emission spectrum of the LED module 100 can be directly transmitted by a
  • the desired emission spectrum can not only be the result of one
  • optical properties of a lamp for example the violet part of the

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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.

Description

LED-Modul
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein LED-Modul zum Erzeugen eines
Emissionsspektrums, insbesondere ein mischfarbiges Licht oder weißes Licht
emittierendes LED-Modul oder LED-Leuchte.
2. Hintergrund
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.
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.
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.
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).
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.
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC 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.
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.
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. 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.
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.
Als Alternative werden Lösungen mit sehr kurzwelligem Chipemissionen bei 400-415
nm und entsprechenden blauen Leuchtstoffen und langwelligen Leuchtstoffen
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC 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. Durch den oben genannten Zielkompromiss zielt die Optimierung generell immer auf
eine möglichst gute Anpassung an die Referenzlichtspektren bei der
Zielfarbtemperatur ab.
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). 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.
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.
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.
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC 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.
3. Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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.
Dieses Emissionsspektrum des LED-Moduls hat den Vorteil, dass es optimiert für
visuelle und nicht visuelle Effekte ist.
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. Ferner hat das Emissionsspektrum eine positive Wirkung auf die Gesundheit des
Menschen, ist insbesondere für Kinder geeignet und erfüllt die jetzigen Standards und
Verordnungen.
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.
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC Dies hat den Vorteil, dass die durch den LED-Chip emittierte Strahlung, welche beispielsweise in einem blauen oder violetten Bereich hegen kann, in ein für das
menschliche Auge geeignete(re)s Licht umgewandelt wird. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das LED-Modul eine Abdeckung,
insbesondere einen Globe-Top, welche den zumindest einen Leuchtstoff enthält.
Der Globe-Top kann insbesondere mit dem wenigstens einen Leuchtstoff versetzt sein
und in Abstrahlrichtung des LED-Chips angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform emittiert der LED-Chip die Strahlung in einem
violetten Wellenlängenbereich, welcher insbesondere keinen UV Anteil aufweist.
Gemäß einer WHO-Definition wird unter UV (ultraviolett) dabei der Bereich von
unterhalb von 400 nm angrenzend verstanden.
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. 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)).
Gemäß einer Ausführungsform ist das Emissionsspektrum des LED-Moduls bei einer
Farbtemperatur von 4000 K im Wesentlichen, vorzugsweise im wesentlich wichtigen
Spektralbereich von 46o-550nm, gleich einem normierten Tageslichtspektrum gemäß
CIE einer höheren Farbtemperatur.
Dies hat den Vorteil, dass das durch das LED-Modul künstlich erzeugte Licht eine
natürliche Wirkung auf den Menschen hat (ähnlich wie das Tageslicht).
Bei einer CCT, die um 1250K bis 1750K niedriger als die des verglichenen natürlichen
Lichts ist, beträgt gemäß einem Beispiel die Abweichung zu diesem natürlichen
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC Emissionsspektrum in der emissionsspektralen Intensität im Bereich von 46o-550nm
maximal ±15% bei einzelnen Wellenlängen.
Das Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 kann bei einer bestimmten
Farbtemperatur, vorzugsweise 4000 K, im Wesentlichen, vorzugsweise innerhalb von
10%, bevorzugt innerhalb von 5%, gleich einem normierten Tageslichtspektrum
gemäß CIE einer wenigstens um 1250 Kelvin höheren korrelierten Farbtemperatur
sein.
Das Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 kann bei der bestimmten
Farbtemperatur m Wesentlichen, vorzugsweise innerhalb von 10%, bevorzugt
innerhalb von 5%, gleich einem normierten Tageslichtspektrum gemäß CIE einer um
maximal 1750 Kelvin höheren korrelierten Farbtemperatur sein.
Die Farbtemperatur des normierten Tageslichtspektrums hegt vorzugsweise im
Bereich von 5300K bis 6000 K, besonders bevorzugt beträgt sie 5700 K.
Das Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 ist bei einer Farbtemperatur von 4000
K gemäß einem Beispiel im Wesentlichen gleich einem normierten
Tageslichtspektrum gemäß CIE einer höheren Farbtemperatur.
Gemäß einer Ausführungsform hegt 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. Gemäß einer Ausführungsform hegt eine Intensität des Emissionsspektrums in
diesem Wellenlängenbereich unterhalb einer Intensität des Tageslichtspektrums bei
identischer Temperatur, beispielsweise 4000 K.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Farbwiedergabeindex CRI (Color Rendering
Index) oder Ra des Spektrums des LED-Moduls über 90.
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen ursprünglich_P54i7i_WO.DOC Gemäß einer Ausführungsform wird das Emissionsspektrum des LED-Moduls durch
eine farbstoffkonvertierte LED enthaltend den LED-Chip und den wenigstens einen
Leuchtstoff erzeugt. 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.
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.
Beispielweise reduzieren die optischen Eigenschaften der Leuchte den Violett-Anteil
des LED-Chips bzw. der farbstoffkonvertierten LED.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Intensität der Strahlung des LED-Chips durch
Amplituden- oder Pulsweiten-Modulation veränderbar.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Wellenlänge der Strahlung des LED-Chips über
einen Vorwärtsstrom oder über dessen Temperatur veränderbar.
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.
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.
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. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für ein
LED-Modul, umfassend die folgenden Schritte: Emittieren einer Strahlung und
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC 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.
4. Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung der Figuren gegeben. Darin zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines LED-Moduls gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung;
Figur 2 verschiedene Emissionsspektren bei gleicher Farbtemperatur und
deren Unterschied gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 3 verschiedene Emissionsspektren bei gleicher Farbtemperatur und
deren Unterschied gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Figur 4 verschiedene Emissionsspektren bei unterschiedlicher Farbtemperatur
und deren Unterschied gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 5 verschiedene Emissionsspektren bei unterschiedlicher Farbtemperatur
und deren Unterschied gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und Figur 6 ein Verfahren für ein LED-Modul gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines LED-Moduls 100 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung. Das LED-Modul 100 umfasst einen LED-Chip 102, welcher dazu ausgebildet ist, eine
Strahlung zu emittieren. Beispielweise kann diese Strahlung blaues oder violettes
Licht umfassen. Vorzugsweise umfasst die Strahlung keine UV Strahlung. Ferner
umfasst das LED-Module 100 zumindest einen Leuchtstoff 104, welcher dazu geeignet
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen ursprünglich_P54i7i_WO.DOC ist, die Strahlung des LED-Chips 102 in ein Licht, d.h. sichtbare Strahlung,
umzuwandeln.
Ein Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 enthält einen blauen Lichtanteil und
einen grünen Lichtanteil, wobei eine Intensität des blauen Lichtanteils größer als eine
CRI-Intensität gleicher Farbtemperatur ist und wobei eine Intensität des grünen
Lichtanteils kleiner als eine CIE-Intensität gleicher Farbtemperatur ist. Das
Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 kann durch die Strahlung des LED-Chips
102 und das von dem wenigstens einen Leuchtstoff 104 abgegebene Licht erzeugt
werden. Der Leuchtstoff 104 kann also die Strahlung des LED-Chips 102 teilweise
umwandeln. Auch eine komplette Umwandlung der Strahlung des LED-Chips 102 in
das Licht ist denkbar.
Das Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 hat den Vorteil, dass im (potentiell für
das Auge schädlicheren) kurzwelligen Bereich unterhalb von 460 nm eine niedrigere
emissionsspektrale Intensität und im orange-roten Wellenlängenbereich eine höhere
Intensität im Vergleich zu den natürlichen Emissionsspektren vorliegt, wobei die
wichtigsten Bereiche im Vergleich der azurblauen bis limettengrünen
Wellenlängenbereiche sind, die erfindungsgemäß nahe am natürlichen
Emissionsspektrum liegen.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen technischen Lösungen (Leuchte
inklusiv Optik bzw. LED Modul 100 mit/ohne Optik) basieren beispielweise auf einem
LED-Chip 102, welcher eine Chip-Emissionsspitze von 420-425nm (violett) aufweist,
und wobei das Licht anteilig von einem Leuchtstoffgemisch oder Leuchtstoff 104
durch Fluoreszenzeffekte remittiert wird. Das LED-Modul 100 kann auch mehrere
LED-Chips 102 enthalten und wenigstens elektromagnetische Strahlung von einem
Led-Chip 102 bis hin zu allen LED-Chips 102 wird von dem wenigstens einen
Leuchtstoff 104 umgewandelt.
Mittels einer Optik (bspw. Reflektor, Linsen, Diffusoren, transparente oder
transluzente Materialien oder Kombinationen dergleichen) kann insbesondere ein Teil
des violetten Lichts des LED-Chips 102 absorbiert werden, um das beschriebene
Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 zu erreichen.
Die mengenmäßige Zusammensetzung und die Verteilung des Leuchtstoffs 104 im
Empfangsbereich des violetten Lichts des LED-Chips 102 kann derartig ausgebildet
sein, dass insgesamt ein Lichtspektrum erzeugt wird, welches die folgenden
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC Eigenschaften beim Vergleich mit natürlichen Lichtspektren (Planck bis 4800 K,
darüber CIE Tageslichtspektren) auf der Basis gleicher melanopischer Wirkung
aufweist:
Bei einer CCT, die um 1250K bis 1750K niedriger als die des verglichenen
natürlichen Lichts ist, beträgt die Abweichung zu diesem natürlichen
Emissionsspektrum in der emissionsspektralen Intensität im Bereich von 460- 550nm maximal ±15% bei einzelnen Wellenlängen.
Das Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 hegt bei einer bestimmten
Farbtemperatur, vorzugsweise 4000 K, im Wesentlichen, vorzugsweise
innerhalb von 10%, bevorzugt innerhalb von 5%, gleich einem normierten
Tageslichtspektrum gemäß CIE einer wenigstens um 1250 Kelvin höheren
korrelierten Farbtemperatur.
Das Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 hegt bei der bestimmten
Farbtemperatur m Wesentlichen, vorzugsweise innerhalb von 10%, bevorzugt
innerhalb von 5%, gleich einem normierten Tageslichtspektrum gemäß CIE
einer um maximal 1750 Kelvin höheren korrelierten Farbtemperatur.
Die Farbtemperatur des normierten Tageslichtspektrums hegt vorzugsweise
im Bereich von 5300K bis 6000 K, besonders bevorzugt beträgt sie 5700 K.
Das Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 ist bei einer Farbtemperatur
von 4000 K im Wesentlichen gleich einem normierten Tageslichtspektrum
gemäß CIE einer höheren Farbtemperatur.
Der Verlauf der verglichenen Emissionsspektren unterschiedlicher CCT ist hierbei bis
auf mögliche leichte Welligkeiten nahezu parallel in diesem Wellenlängenbereich von
46o-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
100 bei 4000 K einen Wert von 290 lm/Wrad.
Vorteilweise auf diese Art und Weise wird eine Lichtquelle (LED-Modul 100) erzeugt,
welche in der nicht-visuellen Wirkung und überraschenderweise auch der visuellen
Wirkung des Tageslichts-Äquivalents höherer Farbtemperatur näher kommt.
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC Figur 2 zeigt verschiedene Emissionsspektren bei gleicher Farbtemperatur und deren
Unterschied gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Ein Ausführungsbeispiel für ein Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED- Moduls 100 ist in Fig. 2 dargestellt. In der Fig. 2 sind der Verlauf des Referenz- Emissionsspektrums der CIE („D65“) und das Emissionsspektrum („zg spectrum“)
eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel dargestellt.
Das Referenz-Emissionsspektrum der CIE ist in der Fig. 2 beispielhaft anhand des
Verlaufes D65 für eine Lichtfarbe von 6500 K erläutert. Anstelle des D65 Referenz- Emissionsspektrums der CIE kann die Erfindung auch für alle anderen Referenz- Emissionsspektren der CIE angewendet werden.
Das Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 gemäß dem
Beispiel der Fig. 2 zeichnet sich dadurch aus, dass es nahezu keine Emission im
Bereich unter einer Wellenlänge von 405 nm aufweist. Im Bereich von 420 bis 425
liegt eine erste Emissionsspitze, diese erste Emissionsspitze weist aber eine geringere
Intensität als die zweite Emissionsspitze bei ca. 460 nm und die dritte und
Emissionsspitze bei ca. 605 nm auf.
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. Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
450 nm bis 525 nm über dem Verlauf der D65 Referenz-Emissionsspektrum, also eine
Intensitätsüberhöhung im Vergleich zum D65 Referenz-Emissionsspektrum in diesem
Bereich vorliegt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
525 nm bis 580 nm unterhalb des Verlaufs der D65 Referenz-Emissionsspektrum,
also eine Intensitätsreduktion im Vergleich zum D65 Referenz-Emissionsspektrum in
diesem Bereich vorliegt.
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
580 nm bis 630 nm über dem Verlauf der D65 Referenz-Emissionsspektrum, also eine
Intensitätsüberhöhung im Vergleich zum D65 Referenz-Emissionsspektrum in diesem
Bereich vorliegt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
über 630 nm unterhalb dem Verlauf der D65 Referenz-Emissionsspektrum, also eine
Intensitätsreduktion im Vergleich zum D65 Referenz-Emissionsspektrum in diesem
Bereich vorliegt.
Figur 3 zeigt verschiedene Emissionsspektren bei gleicher Farbtemperatur und deren
Unterschied gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Ein Ausführungsbeispiel für ein Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED- Moduls 100 ist in Fig. 3 dargestellt. In der Fig. 3 sind der Verlauf des Referenz- Emissionsspektrums der CIE („D40“) und das Emissionsspektrum („zg spectrum“)
eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel dargestellt.
Das Referenz-Emissionsspektrum der CIE ist in der Fig. 3 beispielhaft anhand des
Verlaufes D40 für eine Lichtfarbe von 4000 K erläutert. Anstelle des D40 Referenz- Emissionsspektrums der CIE kann die Erfindung auch für alle anderen Referenz- Emissionsspektren der CIE angewendet werden.
Das Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 gemäß dem
Beispiel der Fig. 3 zeichnet sich dadurch aus, dass es nahezu keine Emission im
Bereich unter einer Wellenlänge von 405 nm aufweist. Im Bereich von 420 bis 425
liegt eine erste Emissionsspitze, diese erste Emissionsspitze weist aber eine geringere
Intensität als die zweite Emissionsspitze bei ca. 470 nm und die dritte und
Emissionsspitze bei ca. 605 nm auf.
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC 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. Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
450 nm bis 515 nm über dem Verlauf der D40 Referenz-Emissionsspektrum, also eine
Intensitätsüberhöhung im Vergleich zum D40 Referenz-Emissionsspektrum in diesem
Bereich vorliegt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
515 nm bis 570 nm unterhalb des Verlaufs des D40 Referenz-Emissionsspektrums,
also eine Intensitätsreduktion im Vergleich zum D40 Referenz-Emissionsspektrum in
diesem Bereich vorliegt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
570 nm bis 630 nm über dem Verlauf der D40 Referenz-Emissionsspektrum, also eine
Intensitätsüberhöhung im Vergleich zum D40 Referenz-Emissionsspektrum in diesem
Bereich vorliegt.
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.
Figur 4 zeigt verschiedene Emissionsspektren bei unterschiedlicher Farbtemperatur
und deren Unterschied gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Ein Ausführungsbeispiel für ein Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED- Moduls 100 ist in Fig. 4 dargestellt. In der Fig. 4 sind der Verlauf des Referenz- Emissionsspektrums der CIE („D80“) und das Emissionsspektrum („zg spectrum“)
eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel dargestellt.
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC Das Referenz-Emissionsspektrum der CIE ist in der Fig. 5 beispielhaft anhand des
Verlaufes D80 für eine Lichtfarbe von 8000 K erläutert. Anstelle des D80 Referenz- Emissionsspektrums der CIE kann die Erfindung auch für andere Referenz- Emissionsspektren der CIE im Bereich von 1250K bis 1750K höherer CCTs
angewendet werden.
Das Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 gemäß dem
Beispiel der Fig. 5 zeichnet sich dadurch aus, dass es nahezu keine Emission im
Bereich unter einer Wellenlänge von 400 nm aufweist. Im Bereich von 420 bis 425
liegt eine erste Emissionsspitze, diese erste Emissionsspitze weist aber eine geringere
Intensität als die zweite Emissionsspitze bei ca. 460 nm und die dritte und
Emissionsspitze bei ca. 605 nm auf.
Im vorliegenden Vergleich der Emissionsspektren werden anstelle des Lichtstroms die
melanopischen also nicht-visuellen Wirkungen der beiden Spektren als
Vergleichsbasis herangezogen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
380 nm bis 450 nm unter dem Verlauf der D80 Referenz-Emissionsspektrum, also
eine Intensitätsreduktion im Vergleich zum D80 Referenz-Emissionsspektrum in
diesem Bereich vorliegt.
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. Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
525 nm bis 555 nm unterhalb des Verlaufs des D80 Referenz-Emissionsspektrums,
also eine Intensitätsreduktion im Vergleich zum D80 Referenz-Emissionsspektrum in
diesem Bereich vorliegt.
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
555 nm bis 640 nm über dem Verlauf der D80 Referenz-Emissionsspektrum, also eine
Intensitätsüberhöhung im Vergleich zum D80 Referenz-Emissionsspektrum in
diesem Bereich vorliegt.
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.
Eine bevorzugte Ausführungsform weist eine sehr kleine Abweichung (vorzugsweise
innerhalb 15%) der beiden Spektren im Bereich 46onm bis 550nm auf, da dieser
Bereich für die nicht -visuellen Wirkungen von besonderer Bedeutung ist.
Figur 5 zeigt verschiedene Emissionsspektren bei unterschiedlicher Farbtemperatur
und deren Unterschied gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Ein Ausführungsbeispiel für ein Emissionsspektrum eines erfindungsgemäßen LED- Moduls 100 ist in Fig. 5 dargestellt. In der Fig. 5 sind der Verlauf des Referenz- Emissionsspektrums der CIE („Daylight“) und das Emissionsspektrum („zg
spectrum“) eines eründungsgemäßen LED-Moduls 100 gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Referenz-Emissionsspektrum der CIE ist in der Fig. 5 beispielhaft anhand des
Verlaufes„Daylight“ für eine Lichtfarbe von 5700 K erläutert. Anstelle des Referenz- Emissionsspektrums der CIE kann die Erfindung auch für alle anderen Referenz- Emissionsspektren der CIE angewendet werden. Das Emissionsspektrum„zg spectrum“ eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 100
gemäß dem Beispiel der Fig. 5 zeichnet sich dadurch aus, dass es nahezu keine
Emission im Bereich unter einer Wellenlänge von 405 nm aufweist. Im Bereich von
420 bis 425 hegt eine erste Emissionsspitze, diese erste Emissionsspitze weist aber
eine geringere Intensität als die zweite Emissionsspitze bei ca. 470 nm und die dritte
und Emissionsspitze bei ca. 605 nm auf.
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC 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.
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.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
460 nm bis 655 nm über dem Verlauf des Referenz-Emissionsspektrums, also eine
Intensitätsüberhöhung im Vergleich zum Referenz-Emissionsspektrum in diesem
Bereich vorliegt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante liegt die Intensität des
Emissionsspektrums des erfindungsgemäßen LED-Moduls 100 in dem Bereich von
über 655 nm unterhalb dem Verlauf des Referenz-Emissionsspektrums, also eine
Intensitätsreduktion im Vergleich zum Referenz -Emissionsspektrum in diesem
Bereich vorliegt.
Eine bevorzugte Ausführungsform weist eine sehr kleine Abweichung (vorzugsweise
innerhalb 15%) der beiden Spektren im Bereich 46onm bis 550nm auf, da dieser
Bereich für die nicht -visuellen Wirkungen von besonderer Bedeutung ist.
Figur 6 zeigt ein Verfahren 700 für ein LED-Modul 100 gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren 700 für ein LED-Modul 100 umfasst die folgenden Schritte:
Emittieren 702 einer Strahlung (durch einen LED-Chip 102);
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
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC wobei eine Intensität des grünen Lichtanteils kleiner als eine CIE-Intensität gleicher
Farbtemperatur ist.
Einerseits kann dieses Emissionsspektrum des LED-Moduls 100 direkt durch einen
farbstoffkonvertierte LED-Chip 102 erzeugt werden.
Andererseits kann das gewünschte Emissionsspektrum nicht nur das Resultat eines
farbstoffkonvertierten LED-Chips 102 selbst, sondern das Resultat des
Zusammenspiels dieser Lichtquelle (LED-Chip 102 und Leuchtstoff(e)) mit den
optischen Eigenschaften einer Leuchte, die beispielsweise den Violett -Anteil der
Primäranregung reduzieren kann.
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Claims

Ansprüche
1. LED-Modul (100), aufweisend:
zumindest 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.
2. LED-Modul (100) nach Anspruch 1,
wobei der zumindest eine Leuchtstoff (104) ausgebildet ist, die
elektromagnetische Strahlung des LED-Chips (102) zumindest teilweise zu
absorbieren und in Licht in einem anderen, insbesondere größeren,
Wellenlängenbereich als die elektromagnetische Strahlung zu emittieren,
wobei das Emissionsspektrum des LED-Moduls (100) durch eine Mischung
der Strahlung des LED-Chips (102) und des durch den Leuchtstoff (104)
emittierten Lichts erzeugt wird.
3. LED-Modul (100) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das LED-Modul (100) eine Abdeckung, insbesondere ein transluzentes
Material zum Schutz des LED-Chips wie beispielsweise einen Globe-Top,
umfasst, welche den zumindest einen Leuchtstoff (104) enthält.
4. LED-Modul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
wobei der LED-Chip (102) die elektromagnetische Strahlung in einem
violetten Wellenlängenbereich emittiert, welcher insbesondere keinen UV
Anteil aufweist.
5. LED-Modul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC wobei das Emissionsspektrum des LED-Moduls (100) in einem Bereich von
460 nm bis 550 nm, insbesondere in einem blauen Bereich, keine nach oben
ausreißende Spitze zeigt.
6. LED-Modul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
wobei das Emissionsspektrum des LED-Moduls (100) bei einer bestimmten
Farbtemperatur, vorzugsweise 4000 K, im Wesentlichen, vorzugsweise
innerhalb von 10%, bevorzugt innerhalb von 5%, gleich einem normierten
Tageslichtspektrum gemäß CIE einer wenigstens um 1250 Kelvin höheren
korrelierten Farbtemperatur ist.
7. LED-Modul (100) nach Anspruch 6,
wobei das Emissionsspektrum des LED-Moduls (100) bei der bestimmten
Farbtemperatur m Wesentlichen gleich einem normierten
Tageslichtspektrum gemäß CIE einer um maximal 1750 Kelvin höheren
korrelierten Farbtemperatur ist.
8. LED-Modul (100) nach Anspruch 6 oder 7,
wobei die Farbtemperatur des normierten Tageslichtspektrums 5700 K ist.
9. LED-Modul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Emissionsspektrum des LED-Moduls (100) bei einer
Farbtemperatur von 4000 K im Wesentlichen gleich einem normierten
Tageslichtspektrum gemäß CIE einer höheren Farbtemperatur ist.
10. LED-Modul (100) nach Anspruch 6 oder 7,
wobei das Emissionsspektrum des LED-Moduls (100) in einem azurblau
bis grünen Bereich, beispielsweise von 460 nm bis 550 nm, bei einer
Farbtemperatur von 4000 K bevorzugt nah an dem Tageslichtspektrum bei
5700 K hegt.
11. LED-Modul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüchen 6 bis 8,
wobei eine Intensität des Emissionsspektrums unterhalb einer Intensität
des Tageslichtspektrums bei identischer Temperatur beispielsweise 4000
K hegt.
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen ursprünglich_P54i7i_WO.DOC
12. LED-Modul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüchen 1,
wobei ein Farbwiedergabeindex CRI des LED-Moduls (100) über 90 ist.
13. LED-Modul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
wobei das Emissionsspektrum des LED-Moduls (100) durch eine
farbstoffkonvertierte LED enthaltend den LED-Chip und den wenigstens
einen Leuchtstoff (104) erzeugt wird.
14. LED-Modul (100) nach einem der Ansprüchen 1 bis 10,
wobei das Emissionsspektrum des LED-Moduls (100) durch Kombination
einer farbstoffkonvertierte LED, enthaltend den LED-Chip (102) und den
wenigstens einen Leuchtstoff, und optischen Eigenschaften einer Leuchte
erzeugt wird. 15. LED-Modul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei eine Intensität der elektromagnetischen Strahlung des LED-Chips
(102) durch Amplituden- oder Pulsweiten-Modulation veränderbar ist.
16. LED-Modul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung des LED-Chips
(102) über einen Vorwärtsstrom veränderbar ist.
17. LED-Modul (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei in einem Bereich von 410 nm bis 430 nm eine erste Emissionsspitze
des Emissionsspektrums des LED-Moduls liegt, welche eine geringere
Intensität als eine zweite Emissionsspitze des Emissionsspektrums bei
circa 460 nm hat.
18. LED-Modul (100) nach Anspruch 15,
wobei bei circa 605 nm eine dritte Emissionsspitze des
Emissionsspektrums liegt, welche eine größere Intensität als die erste
Emissionsspitze des Emissionsspektrums hat.
19. LED-Modul (100) nach Anspruch 15,
G:\CPI2K\Letter Module\LettersByUsers\P\2020\P54171\20200309_15-53_UU Unterlagen urspmnglich_P54171_WO.DOC wobei bei circa 605 nm eine dritte Emissionsspitze des
Emissionsspektrums liegt, welche eine geringere oder eine größere
Intensität als die zweite Emissionsspitze des Emissionsspektrums hat. 20. Verfahren (700) für ein LED-Modul (100), umfassend:
Emittieren (702) einer elektromagnetischen Strahlung mit einem LED- Chip (102);
Umwandeln (704) der elektromagnetischen Strahlung des LED-Chips
(102) in ein Licht, wobei ein Emissionsspektrum des LED-Modules
(100) einen blauen Lichtanteil und einen grünen Lichtanteil enthält,
wobei eine Intensität des blauen Lichtanteils größer als eine Intensität
des vergleichbaren CRI (Farbwiedergabe) Referenzspektrum gemäß
CIE Empfehlung bei gleicher Farbtemperatur ist und wobei eine
Intensität des grünen Lichtanteils kleiner als eine CIE-Intensität
gleicher Farbtemperatur ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101872825B (zh) * 2010-04-29 2013-05-15 华侨大学 制备低色温高显色性大功率白光led的方法
JP2015115506A (ja) 2013-12-12 2015-06-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明光源
CN112349825B (zh) * 2015-06-24 2024-06-21 首尔半导体株式会社 白色光源系统以及屋内照明装置
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