WO2014029773A1 - Lichtemittierende diodenanordnung zur erzeugung von weissem licht - Google Patents

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Rainer Butendeich
Matthias Sabathil
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    • F21Y2113/10—Combination of light sources of different colours
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a device for generating white light with light-emitting diodes according to claim 1 and a method for producing a device with light-emitting diodes according to claim 9.
  • This patent application claims the priority of German patent application 10 2012 214 828.0, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
  • the object of the invention is to provide an arrangement with which light-emitting diodes (LEDs) can also be installed with larger luminous flux differences, ie brightness differences. Furthermore, the object of the invention is to provide a method for producing a device with two LEDs, in which also LEDs can be used, which in Regarding the luminous flux, ie the brightness ratios, do not precisely match each other.
  • LEDs light-emitting diodes
  • the arrangement described and the method described have the advantage that a larger part of the standing for Availability checked ⁇ supply LEDs can be mounted on an arrangement for the generation of white light.
  • the described arrangement and the described method have the advantage that brightness differences between LEDs, which would not lead to a desired color location in the region of the Planck curve, be compensated by a corresponding conversion element by a part of the blue light of the first diode in the conversion element is converted to red light.
  • a larger part of the LEDs produced in the production of the LEDs with different brightness distributions can be used to produce an arrangement with a red LED and at least one blue LED which generates white light.
  • a simple and cost-effective conversion element will he ⁇ hold by green phosphor and / or red phosphorus is used to convert the blue light of the first diode into green or red light.
  • the use of red and the GREEN nem phosphorus is a known technique to be performed easily and kos ⁇ -effectively.
  • the arrangement described and the method described have the advantage that faint red LEDs can be USAGE ⁇ det. This is achieved in that the Kon ⁇ version element of the blue LED is formed in such a way that the light emitted from the conversion element light has a Far ⁇ bort in a color chart, which lies between a conversion line of the green phosphor and the Planck curve.
  • the color chart used is a CIE 1931 standard color chart. In another embodiment, many of the in the
  • Cy 1, 478 * Cx - 0.110, where Cy is the y-value of the standard color chart and Cx is the x-value of the standard color chart.
  • a further first diode is provided in addition to the first diode, which also emits blue light and has a further first conversion ⁇ element. In this way, arrangements for producing white light with different degrees of brightness can be provided.
  • two first diodes for example, two low-faint first diodes emitting blue light can be used to construct an arrangement. This also faint blue diodes can be installed.
  • a development of the invention has the advantage that the power supply circuit is simple. This is achieved by connecting the at least first diode and the second diode to the power supply in series.
  • the described arrangement has the advantage that no selective electrical control of the individual diodes is required.
  • the structure of the electrical control is simple and inexpensive.
  • the simple structure of the arrangement is suitable, for example, for use in a surface light or a fluorescent tube retrofit application.
  • the arrangement is particularly suitable for applications in which only a few discrete diodes can be installed in one component and thus the ratios in the luminous flux can not be compensated for by means of a suitable number of diodes of the respective color.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of an arrangement
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a serial connection of the first and the second diode
  • FIG. 3 is an illustration of a CIE 1931 standard color chart
  • FIG. 4 is an enlarged section of the standard color panels
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the steps of the production method .
  • the first diode 2 has a conversion element 4.
  • the first diode 2 is designed to emit blue light in the range of the wavelength between 400 and 500 nm.
  • the conversion element 4 is designed to make one part of the blue light into red light and another part of the blue one
  • the Konversi ⁇ onselement 4 passes a part of the blue light oscillated by unchanged.
  • green light is meant light having a wavelength between 500 and 570 nm.
  • red light is meant light having a wavelength between 600 and 760 nm.
  • the conversion element for example, luminescent material such. B. green phosphor on.
  • luminescent materials can also be used: (Sr, Ca) 2 SiO 4: Eu 2 +; Ba2Si04: Eu2 +; SrGa2S4; ZnS: Cu +, Au +, A13 +; (Zn, Cd) S: Ag +; CaS: Ce 3+; (LU, Y) 3 (Al, Ga) 5010: Ce3 +.
  • the conversion element 4 for example, luminescent Materia ⁇ materials such. B. have red phosphorus.
  • the following materials can also be used instead of or in addition to red phosphorus: CaS: Eu, Mn; CaS: Eu; SrS: Eu; (Zn, Cd) S: Ag; (Ca, Sr, Ba) Si5N8: Eu2 +; (Ca, Sr) AlSiN3: Eu2 +.
  • the second diode 3 is designed to emit red light.
  • the red light may range between 600 and 760 mm, for example between 610 and 630 nm.
  • the first diode 2 may be made of indium gallium nitride, for example.
  • the second diode 3 can ⁇ example, of indium-gallium-aluminum-phosphide be made.
  • a first diode with a conversion element and a second diode or two first diodes with corresponding conversion elements and a second diode may be provided in the arrangement 1.
  • the brightnesses of the first and second diodes 2, 3 and the light conversion characteristics of the conversion element 4 are formed in such a manner that the light 5 emitted from the device 1 represents white light.
  • white light light radiation is considered that has a color location within a specified range around the Planck curve of the CIE 1931 standard color chart.
  • a plurality of first diodes 2 and / or a plurality of second diode 3 can be used depending on the brightness, ie depending on the luminous flux of the diodes used.
  • two faint first diode 2 may be used with Kon ⁇ version elements 4 thus Kgs ⁇ nen to produce a second diode 3 white light.
  • a first diode can be combined with a conversion element having a plurality of second diodes.
  • any number of first diodes with any numbers of second diodes can be combined in one arrangement.
  • Figure 2 shows a schematic representation of a simple and inexpensive electrical control of the first and second diodes 2, 3.
  • first diode 2 and the second diode 3 are electrically connected in series and areteurflös ⁇ sen of the same stream , Thus, it is not necessary to drive the individual diodes separately with the power supply 6.
  • 2n first diode may for example, 2 to te in two ⁇ diodes 3 used in the arrangement 1, where n belongs to the set of all natural numbers. In this case, all the diodes of an arrangement can be electrically connected in series.
  • FIG 3 is a schematic illustration of a CIE 1931 standard chromaticity diagram shows, in the submittra are ⁇ gene on the x-axis, the C x values and the y-axis, the Y values C of the standard color system.
  • the color space is shown in the standard color chart.
  • the illustrated example shows a first diode 2 which emits blue light having a wavelength of 450 nm.
  • green phosphorus is included, so that a conversion line 7 can be drawn.
  • the Kon ⁇ version element is constructed in such a way that the light of the first diode 2 partially converts to light with a wavelength of 568 nm.
  • a second diode 3 is provided ⁇ that emits red light in the range of 630 nm.
  • the wavelengths of the first and second diode and the light fluxes of the first and of the second diode should be coordinated in such a way that from the first and the two ⁇ th diode output in consideration of the conversion element 4 light 5 in an area in the Planck ' see curve 10 lies.
  • the luminous flux strengths of the first and the second diode are not suitable, so that due to a weaker luminous flux of the red diode, a color locus would be reached which lies above the Planck's curve and is arranged in the illustrated triangular surface 11.
  • the second diode is compensated by a entspre ⁇ and fair luminescent material in the conversion element from ⁇ that converts part of the blue light of the first diode in red light.
  • concentration of the luminescent material in the conversion element depends on the brightness values of the first and second diodes.
  • Figure 4 shows an enlarged view of a cut off of the CIE 1931 standard chromaticity diagram of Fig. 3, where on the x-axis, the C x values and the y-axis, the Y values C are set ⁇ wear.
  • Planck's curve 10 is shown in the range between a color temperature of 2,750 K and 5,000 K.
  • the target color location for the white light is shown as a cross 15 on the Planck curve 10, respectively.
  • a certain tolerance range is typically accepted around a target color location. This area is drawn on the basis of a third and a fourth line 12, 13 to the Planck curve 10.
  • the ratio of the light flux strengths that is, the brightness to be well matched, so that the resulting color ⁇ place in the area between the third and fourth lines 12, 13 falls.
  • the color locus drawn in the diagram as circle 16 is the boundary point which a red second diode generates with less than optimally matching light output and which lies just within the third and fourth lines 12, 13 around the desired color location.
  • the conversion element has a straight line of conversion, which passes through the corner ⁇ 3, which is shown in Figure 4 between the dashed lines 8, 9.
  • the first diode has a luminous flux in such a way that the first diode 2 with the conversion element emits a light whose color locus lies in a second triangular region 18.
  • a fifth line 19 may be provided which delimits the second triangular region from maximum conversion.
  • the fifth line 19 is shown only schematically in FIG.
  • the location and size of the second triangle area 18 in the color space of the standard color chart may vary and depends on the wavelengths and luminous fluxes of the first and second diodes used.
  • the position and the size of the second triangular region 18 in the color space of the standard color chart depend on the wavelength of the light which is converted by the conversion element .
  • the position and the size of the second triangular region 18 in the color space of the standard color chart of a percentage of the light of ⁇ ers from th diode, which is converted by the conversion element.
  • a range for the color space of the emitted light of the first diode in the color space of the CIE 1931 standard color chart can be limited with the following straight lines:
  • FIG. 5 shows, in a schematic representation, steps of a method for producing an arrangement with two light-emitting diodes, wherein the first diode emits a blue light and the second diode emits a red light.
  • the second diode has too low a light flux to the first diode having a conversion element for converting blue light into green light to produce a white mixed ⁇ light whose color locus between the third and fourth line 12, 13 of Figure 4 in the region of Planck 'see curve.
  • the two diodes are arranged in an array.
  • the first diode is provided with a conversion element that converts both a part of the blue light into green light and a part of the blue light into red light to compensate for the low luminous flux of the second diode, so that the color locus of the arrangement emitted mixed light between the third and fourth line in the range of Planck 'see curve.
  • the conversion element has, for example, a conversion straight line which runs between the first and the second line.
  • the first and the second diode are provided with a power supply, wherein the first and the second diode are electrically connected in series in one embodiment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1) zur Erzeugung von weißem Licht (5) mit wenigstens zwei Licht emittierenden Dioden wobei die erste Diode (2) ausgebildet ist, um blaues Licht zu erzeugen, wobei der ersten Diode ein Konversionselement (4) zugeordnet ist, wobei das Konversionselement ausgebildet ist, um einen Teil des blauen Lichts der ersten Diode in grünes Licht zu wandeln, wobei das Konversionselement ausgebildet ist, um einen Teil des blauen Lichts der ersten Diode in rotes Licht zu wandeln, wobei die zweite Diode (3) vorgesehen ist, um rotes Licht zu emittieren.

Description

Beschreibung
LICHTEMITTIERENDE DIODENANORDNUNG ZUR ERZEUGUNG VON WEISSEM LICHT Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von weißem Licht mit Licht emittierenden Dioden gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung mit Licht emittierenden Dioden gemäß Patentanspruch 9. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 214 828.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Im Stand der Technik ist es bekannt, mit Hilfe einer roten LED und einer blauen LED mit zusätzlichem Phosphor für einen Grünanteil ein weißes Licht zu erzeugen.
Dabei ist es erforderlich, zusätzlich zur Selektion der Wellenlängen der LEDs auch die LEDs in Bezug auf die Lichtströme passend zueinander abzustimmen. Eine fehlende Abstimmung der Lichtströme der LEDs kann durch eine selektive elektrische Ansteuerung ausgeglichen werden, die jedoch relativ aufwändig ist . Die beschriebene Anordnung kann nur mit speziell gebildeten ausgewählten LEDs hergestellt werden, wobei ein Teil der hergestellten LEDs aufgrund der nicht geeigneten Lichtströme nicht verwendet werden kann. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung bereitzustellen, mit der Licht emittierende Dioden (LEDs) auch mit größeren Lichtstromunterschieden, d. h. Helligkeitsunterschieden, verbaut werden können. Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung mit zwei LEDs bereitzustellen, bei der auch LEDs verwendet werden können, die in Bezug auf die Lichtströme, d. h. die Helligkeitsverhältnisse, nicht präzise zueinander passen.
Die beschriebene Anordnung und das beschriebene Verfahren weisen den Vorteil auf, dass ein größerer Teil der zur Verfü¬ gung stehenden LEDs für eine Anordnung zur Erzeugung von weißem Licht verbaut werden kann.
Die beschriebene Anordnung und das beschriebene Verfahren weisen den Vorteil auf, dass Helligkeitsunterschiede zwischen LEDs, die nicht zu einem gewünschten Farbort im Bereich der Planck-Kurve führen würden, durch ein entsprechendes Konversionselement ausgeglichen werden, indem im Konversionselement ein Teil des blauen Lichts der ersten Diode in rotes Licht umgewandelt wird.
Durch die entsprechende Anpassung des Konversionselements können Lichtstromunterschiede, d. h. Helligkeitsunterschiede, der LEDs ausgeglichen werden.
Mit Hilfe der beschriebenen Anordnung und des beschriebenen Verfahrens kann ein größerer Teil der bei der Produktion der LEDs entstehenden LEDs mit unterschiedlichen Helligkeitsverteilungen verwendet werden, um eine Anordnung mit einer roten LED und wenigstens einer blauen LED herzustellen, die weißes Licht erzeugt.
Weitere Ausführungsformen der Anordnung und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein einfaches und kostengünstiges Konversionselement wird er¬ halten, indem grüner Phosphor und/oder roter Phosphor verwendet wird, um das blaue Licht der ersten Diode in grünes bzw. in rotes Licht umzuwandeln. Die Verwendung von rotem und grü- nem Phosphor ist eine bekannte Technik, die einfach und kos¬ tengünstig auszuführen ist. Die beschriebene Anordnung und das beschriebene Verfahren weisen den Vorteil auf, dass lichtschwache rote LEDs verwen¬ det werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass das Kon¬ versionselement der blauen LED in der Weise ausgebildet ist, dass das vom Konversionselement abgegebene Licht einen Far¬ bort in einer Farbtafel aufweist, der zwischen einer Konversionsgeraden des grünen Phosphors und der Planck-Kurve liegt. Als Farbtafel wird eine CIE 1931 Normfarbtafel verwendet. In einer weiteren Ausführungsform können viele der in der
Produktion entstehenden ersten und zweiten Dioden zum Aufbau der Anordnung zur Erzeugung von weißem Licht verwendet werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die erste Diode 2 und das Konversionselement in der Weise ausgewählt werden, dass das vom Konversionselement abgegebene Licht einen Farbort in einem Dreiecksbereich der Normfarbtafel aufweist, wobei der Dreiecksbereich durch eine sechste Linie begrenzt ist, die mit folgender Formel beschrieben werden kann: Cy= - (2,453*Cx2)+ 2,446*Cx - 0,195, und wobei der Dreiecksbereich von einer siebten Linie begrenzt wird, die durch folgende
Formel beschrieben werden kann: Cy= l,478*Cx - 0,110, wobei mit Cy der y-Wert der Normfarbtafel und mit Cx der x-Wert der Normfarbtafel bezeichnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird zusätzlich zu der ersten Diode eine weitere erste Diode vorgesehen, die ebenfalls blaues Licht emittiert und ein weiteres erstes Konversions¬ element aufweist. Auf diese Weise können Anordnungen zur Er- zeugung von weißem Licht mit unterschiedlichen Helligkeitsgraden bereitgestellt werden.
Durch die Verwendung von zwei ersten Dioden können beispielsweise zwei lichtschwache erste Dioden, die blaues Licht abge- ben, zum Aufbau einer Anordnung verwendet werden. Damit können auch lichtschwache blaue Dioden verbaut werden. Eine Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass die Stromversorgungsschaltung einfach aufgebaut ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die wenigstens erste Diode und die zweite Diode zur Stromversorgung in Serie verschaltet sind.
Die beschriebene Anordnung weist den Vorteil auf, dass keine selektive elektrische Ansteuerung der einzelnen Dioden erforderlich ist. Somit ist der Aufbau der elektrischen Ansteue- rung einfach und kostengünstig.
Der einfache Aufbau der Anordnung eignet sich beispielsweise für die Verwendung in einer Flächenleuchte oder einer Leuchtstoffröhren-Retrofitanwendung .
Die Anordnung eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen nur wenige diskrete Dioden in einem Bauteil verbaut werden können und somit die Verhältnisse in der Lichtstromstärke nicht über eine geeignete Zahl von Dioden der jeweili- gen Farbe ausgeglichen werden können.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
Figur 1 einen schematischen Aufbau einer Anordnung,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer seriellen Ver- schaltung der ersten und der zweiten Diode,
Figur 3 eine Darstellung einer CIE 1931 Normfarbtafel,
Figur 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Normfarbtafeln, und Figur 5 eine schematische Darstellung der Schritte des Her¬ stellungsverfahrens darstellt .
Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einer Anordnung 1, die eine erste Diode 2 und eine zweite Diode 3 auf¬ weist. Die erste Diode 2 weist ein Konversionselement 4 auf. Die erste Diode 2 ist ausgebildet, um blaues Licht im Bereich der Wellenlänge zwischen 400 und 500 nm auszusenden. Das Konversionselement 4 ist ausgebildet, um einen Teil des blauen Lichts in rotes Licht und einen anderen Teil des blauen
Lichts in grünes Licht umzuwandeln. Zudem lässt das Konversi¬ onselement 4 einen Teil des blauen Lichts unverändert hin- durch. Unter grünem Licht wird Licht verstanden, das eine Wellenlänge zwischen 500 und 570 nm aufweist. Unter rotem Licht wird Licht verstanden, das eine Wellenlänge zwischen 600 und 760 nm aufweist. Für die Umwandlung von blauem Licht in grünes Licht weist das Konversionselement beispielsweise lumineszierendes Material wie z. B. grünen Phosphor auf. Zudem können auch folgende lu- mineszierende Materialien verwendet werden: (Sr, Ca) 2Si04 :Eu2+ ; Ba2Si04:Eu2+ ;SrGa2S4 ; ZnS:Cu+, Au+, A13+ ; (Zn, Cd)S:Ag+; CaS:Ce3+; (LU, Y) 3 (AI, Ga) 5010 : Ce3+ .
Für die Umwandlung des blauen Lichts in rotes Licht kann das Konversionselement 4 beispielsweise lumineszierende Materia¬ lien wie z. B. roten Phosphor aufweisen. Zudem können auch anstelle von oder zusätzlich zu rotem Phosphor folgende Materialien verwendet werden: CaS:Eu,Mn; CaS:Eu; SrS:Eu; (Zn, Cd)S:Ag; (Ca, Sr, Ba) Si5N8 : Eu2+ ; (Ca, Sr) AlSiN3 : Eu2+ .
Die zweite Diode 3 ist ausgebildet, um rotes Licht zu emit- tieren. Das rote Licht kann im Bereich zwischen 600 und 760 mm, beispielsweise zwischen 610 und 630 nm liegen. Die erste Diode 2 kann beispielsweise aus Indium-Gallium- Nitrid hergestellt sein. Die zweite Diode 3 kann beispiels¬ weise aus Indium-Gallium-Aluminium-Phosphid hergestellt sein.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können eine erste Diode mit einem Konversionselement und eine zweite Diode oder zwei erste Dioden mit entsprechenden Konversionselementen und eine zweite Diode in der Anordnung 1 vorgesehen sein.
Die Helligkeiten der ersten und der zweiten Diode 2, 3 und die Lichtumwandlungseigenschaften des Konversionselements 4 sind in der Weise ausgebildet, dass das von der Anordnung 1 abgegebene Licht 5 weißes Licht darstellt. Als weißes Licht wird Lichtstrahlung angesehen, die einen Farbort in einem festgelegten Bereich um die Planck-Kurve der CIE 1931 Normfarbtafel aufweist.
Durch die Verwendung des Materials, das im Konversionselement 4 blaues Licht in rotes Licht umwandelt, können auch Kombina¬ tionen von erster Diode und zweiter Diode verwendet werden, bei denen die Helligkeitsverhältnisse der zweiten Diode zur ersten Diode nicht passen. Eine zu geringe Helligkeit, d.h. ein zu geringer Lichtstrom (gemessen in Lumen= Lux/m2) der zweiten Diode 3 wird durch eine entsprechende Konversion des Lichts der ersten Diode durch das Konversionselement 4 in ro¬ tes Licht ausgeglichen.
Zudem können abhängig von der Helligkeit, d.h. abhängig vom Lichtstrom der verwendeten Dioden auch mehrere erste Dioden 2 und/oder mehrere zweite Diode 3 verwendet werden. Somit kön¬ nen beispielsweise zwei lichtschwache erste Dioden 2 mit Kon¬ versionselementen 4 verwendet werden, um mit einer zweiten Diode 3 weißes Licht 5 zu erzeugen. Ebenso können auch eine erste Diode mit einem Konversionselement mit mehreren zweiten Dioden kombiniert werden. Es können somit beliebige Anzahlen von ersten Dioden mit beliebigen Anzahlen von zweiten Dioden in einer Anordnung kombiniert werden. Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine einfache und kostengünstige elektrische Ansteuerung der ersten und der zweiten Diode 2, 3. In der dargestellten Ausführungsform sind die erste Diode 2 und die zweite Diode 3 elektrisch in Serie geschaltet und werden von dem gleichen Strom durchflös¬ sen. Somit ist es nicht erforderlich, die einzelnen Dioden separat mit der Stromversorgung 6 anzusteuern. Weiterhin können beispielsweise 2n erste Dioden 2 zu In zwei¬ te Dioden 3 in der Anordnung 1 verwendet werden, wobei n zu der Menge der ganzen natürlichen Zahlen gehört. Dabei können alle Dioden einer Anordnung elektrisch in Serie geschaltet werden .
Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine CIE 1931 Normfarbtafel, bei der auf der x-Achse die Cx-Werte und auf der y-Achse die CY-Werte des Normfarbensystems aufgetra¬ gen sind. In der Normfarbtafel ist der Farbraum eingezeich- net. Das dargestellte Beispiel zeigt eine erste Diode 2, die blaues Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm emittiert. Im Konversionselement 4 ist grüner Phosphor enthalten, so dass eine Konversionslinie 7 eingezeichnet werden kann. Das Kon¬ versionselement ist in der Weise aufgebaut, dass das Licht der ersten Diode 2 teilweise in Licht mit einer Wellenlänge von 568 nm umwandelt. Weiterhin ist eine zweite Diode 3 dar¬ gestellt, die rotes Licht im Bereich von 630 nm emittiert. Die Wellenlängen der ersten und der zweiten Diode und die Lichtströme der ersten und der zweiten Diode sollten in der Weise abgestimmt sein, dass das von der ersten und der zwei¬ ten Diode unter Berücksichtigung des Konversionselements 4 ausgegebene Licht 5 in einem Bereich in die Planck' sehen Kurve 10 liegt. Die Lichtflussstärken der ersten und der zweiten Diode sind jedoch nicht passend, so dass aufgrund eines schwächeren Lichtstroms der roten Diode ein Farbort erreicht würde, der oberhalb der Planck' sehen Kurve liegt und in der dargestellten Dreiecksfläche 11 angeordnet ist. Diese Fehlab¬ weichung kann aber für ein weißes Licht nicht akzeptiert wer- den. Ein Ausgleich für die schwache Lichtflussstärke, d.h. geringe Helligkeit, der zweiten Diode wird durch ein entspre¬ chendes lumineszierendes Material im Konversionselement aus¬ geglichen, das Teile des blauen Lichts der ersten Diode in rotes Licht umwandelt. Die Konzentration des lumineszierenden Materials im Konversionselement hängt von den Helligkeitswer¬ ten der ersten und der zweiten Diode ab.
Figur 4 zeigt in einer vergrößerten Darstellung einen Aus- schnitt der CIE 1931 Normfarbtafel der Fig. 3, wobei auf der x-Achse die Cx-Werte und auf der y-Achse die CY-Werte aufge¬ tragen sind. Die Planck' sehe Kurve 10 ist im Bereich zwischen einer Farbtemperatur von 2.750 K und 5.000 K dargestellt. Der Zielfarbort für das weiße Licht ist jeweils als Kreuz 15 auf der Planck' sehen Kurve 10 dargestellt. Um einen Zielfarbort herum wird typischerweise ein gewisser Toleranzbereich akzeptiert. Dieser Bereich ist anhand von einer dritten und einer vierten Linie 12, 13 um die Planck-Kurve 10 eingezeichnet. Für eine Mischung von mehreren Dioden müssen also das Ver- hältnis der Lichtflussstärken, d.h. der Helligkeiten, gut aufeinander abgestimmt sein, so dass der resultierende Farb¬ ort in den Bereich zwischen der dritten und vierten Linie 12, 13 fällt. Der im Diagramm als Kreis 16 eingezeichnete Farbort ist jener Grenzpunkt, den eine rote zweite Diode mit geringe- rer als optimal passender Lichtleistung erzeugt und der gerade innerhalb der dritten und vierten Linien 12, 13 um den gewünschten Farbort liegt. Alle anderen roten Dioden, die eine geringere Lichtflussstärke aufweisen, würden bei dem Misch¬ licht der ersten und zweiten Diode zu Farborten außerhalb des Toleranzbereichs führen und müssen deshalb durch eine ent¬ sprechende Beimischung von lumineszierendem Material im Konversionselement der ersten Diode ausgeglichen werden, das das blaue Licht der ersten Diode in rotes Licht umwandelt. Diese Mischung alleine führt im Grenzfall zu den mit einem Quadrat 17 gekennzeichneten Farborten, allgemein zu Farborten zwischen den gestrichelten Linien 8, 9. Damit ist innerhalb der zwei schwarz gestrichelten Linien 8, 9 ein Farbraum für die spezielle Lumineszenz-Mischung des Konversionselements der ersten blauen Diode dargestellt, durch die die Konversionsgerade des Konversionselements ver- läuft, um eine zu geringe Helligkeit von schwachen roten zweiten Dioden auszugleichen. Vorzugsweise weist das Konversionselement eine Konversionsgerade auf, die durch das Drei¬ eck 11 verläuft, das in Figur 4 zwischen den gestrichelten Linien 8, 9 eingezeichnet ist. Vorzugsweise weist die erste Diode einen Lichtstrom in der Weise auf, dass die erste Diode 2 mit dem Konversionselement ein Licht emittiert, dessen Farbort in einem zweiten Dreiecksbereich 18 liegt.
Der zweite Dreiecksbereich 18 wird auf einer Seite durch eine sechste Linie 20 begrenzt, die entlang der Planck-Kurve 10 verläuft und mit folgender Formel beschrieben werden kann: Cy= - (2, 453*Cx2) + 2, 446*Cx - 0,195, wobei mit Cy der y-Wert der Normfarbtafel und mit Cx der x-Wert der CIE 1931 Norm¬ farbtafel bezeichnet sind. Der zweite Dreiecksbereich 18 wird auf einer zweiten Seite durch eine siebte Linie 21 begrenzt, die neben der Konversionsgeraden 7 verläuft und durch folgende Formel beschrieben werden kann: Cy= l,478*Cx - 0,110, wo¬ bei mit Cy der y-Wert der Normfarbtafel und mit Cx der x-Wert der Normfarbtafel bezeichnet ist. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann eine fünfte Linie 19 vorgesehen sein, die den zweiten Dreiecksbereich gegenüber einer maximalen Konversion abgrenzt. Die fünfte Linie 19 ist in Figur 4 nur schematisch eingezeichnet. Die fünfte Linie 19 kann durch folgende Formel beschrieben werden: Cy= -0,560*Cx + 0,718.
Die Lage und die Größe des zweiten Dreiecksbereiches 18 im Farbraum der Normfarbtafel kann variieren und hängt von den Wellenlängen und Lichtströmen der verwendeten ersten und zweiten Dioden ab. Zudem hängt die Lage und die Größe des zweiten Dreiecksbereiches 18 im Farbraum der Normfarbtafel von der Wellenlänge des Lichtes ab, das vom Konversionsele¬ ment konvertiert wird ab. Weiterhin hängt die Lage und die Größe des zweiten Dreiecksbereiches 18 im Farbraum der Norm- farbtafel von einem prozentualen Anteil des Lichtes der ers¬ ten Diode ab, der von dem Konversionselement konvertiert wird. Beispielsweise kann ein Bereich für den Farbraum des emittierten Lichtes der ersten Diode im Farbraum der CIE 1931 Normfarbtafel mit folgender Geraden begrenzt werden:
Cy=2,9536*Cx - 0,4076, wobei alle Farborte mit einem kleine¬ ren Cy als durch die Gerade bis zur Planck-Geraden möglich sind. Bei dieser Abschätzung wurde ein sehr kurzwelliger grüner Leuchtstoff für das Konversionselement angenommen.
Figur 5 zeigt in einer schematischen Darstellung Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer Anordnung mit zwei Licht emittierenden Dioden, wobei die erste Diode ein blaues Licht und die zweite Diode ein rotes Licht emittiert. Bei Programm¬ punkt 30 werden eine erste und eine zweite Diode in Bezug auf die Wellenlänge und den Lichtfluss ausgesucht, wobei die zweite Diode einen zu geringen Lichtstrom aufweist, um mit der ersten Diode, die ein Konversionselement zum Umwandeln von blauem Licht in grünes Licht aufweist, ein weißes Misch¬ licht zu erzeugen, dessen Farbort zwischen der dritten und vierten Linie 12, 13 der Figur 4 im Bereich der Planck' sehen Kurve liegt. Trotzdem werden bei Programmpunkt 32 die zwei Dioden auf einer Anordnung angeordnet. Bei Programmpunkt 34 wird die erste Diode mit einem Konversionselement versehen, das sowohl einen Teil des blauen Lichtes in grünes Licht als auch einen Teil des blauen Lichtes in rotes Licht umwandelt, um den zu geringen Lichtstrom der zweiten Diode auszugleichen, so dass der Farbort des von der Anordnung abgegebenen Mischlichts zwischen der dritten und vierten Linie im Bereich der Planck' sehen Kurve liegt. Dazu weist das Konversionsele¬ ment beispielsweise eine Konversionsgerade auf, die zwischen der ersten und der zweiten Linie verläuft. Bei einem folgenden Programmpunkt 36 werden die erste und die zweite Diode mit einer Stromversorgung versehen, wobei die erste und die zweite Diode in einem Ausführungsbeispiel elektrisch in Serie geschaltet werden. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so is die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .
Bezugs zeichenliste
1 Anordnung
2 erste Diode
3 zweite Diode
4 Konversionselement
5 Licht
6 StromsVersorgung
7 Konversionsgerade
8 erste Linie
9 zweite Linie
10 Planck-Kurve
11 Dreiecksfläche
12 Dritte Linie
13 Vierte Linie
15 Kreuz
16 Kreis
17 Quadrat
18 zweiter Dreiecksbereich
19 fünfte Linie
20 sechste Linie
21 siebte Linie

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung (1) zur Erzeugung von weißem Licht mit wenigstens zwei Licht emittierenden Dioden (2, 3), wobei die erste Diode (2) ausgebildet ist, um blaues Licht zu erzeugen, wobei der ersten Diode (2) ein Konversionselement (4) zugeordnet ist, wobei das Konversionsele¬ ment (4) ausgebildet ist, um einen Teil des blauen Lichts der ersten Diode (2) in grünes Licht zu wandeln, wobei das Konversionselement (4) ausgebildet ist, um einen Teil des blauen Lichts der ersten Diode (2) in rotes Licht zu wandeln, wobei die zweite Diode (3) aus¬ gebildet ist, um rotes Licht zu emittieren.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Konversionselement
(4) grünen Phosphor aufweist.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens erste und die wenigstens zweite Dio- de (2, 3) zur Stromversorgung elektrisch in Serie verschaltet sind.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Konversionselement (4) roten Phosphor aufweist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Konversionselement in der Weise ausgebildet ist, dass das vom Konversionselement (4) abgegebene Licht einen Farbort in einer Normfarbtafel aufweist, der zwischen einer Konversionsgeraden (7) des grünen
Phosphors und der Planck-Kurve (10) liegt.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Diode (2) und das Konversionselement (4) in der Weise ausgebildet sind, dass das vom Konversi¬ onselement (4) abgegebene Licht einen Farbort in einem Dreiecksbereich (18) einer Normfarbtafel aufweist, wo¬ bei der Dreiecksbereich (18) durch eine sechste Linie (20) begrenzt ist, die entlang der Planck-Kurve (10) verläuft und mit folgender Formel beschrieben werden kann: Cy= - (2 , 453*Cx2) + 2, 446*Cx - 0,195, wobei mit Cy der y-Wert der Normfarbtafel und mit Cx der x-Wert der Normfarbtafel bezeichnet sind, und wobei der Dreiecks¬ bereich (18) von einer siebten Linie (21) begrenzt wird, die neben der Konversionsgeraden (7) verläuft und durch folgende Formel beschrieben werden kann: Cy= l,478*Cx - 0,110, wobei mit Cy der y-Wert der Normfarb¬ tafel und mit Cx der x-Wert der Normfarbtafel bezeich¬ net ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere erste Dioden (2) mit einem ersten Konversi¬ onselement (4) und/oder mehrere zweite Dioden (3) vor¬ gesehen sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtströme der ersten und der zweiten Diode (2, 3) und das Konversionselement (4) in der Weise aus¬ gebildet sind, dass das erzeugte weiße Licht einen Far¬ bort aufweist, der in einem vorgegebenen Bereich um eine Planck-Kurve (10) einer CIE 1931 Normfarbtafel liegt .
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung mit wenigstens zwei Licht emittierenden Dioden, wobei die erste Diode ausgebildet ist, blaues Licht abzugeben, wobei die zweite Diode ausgebildet ist, rotes Licht abzuge¬ ben, wobei die erste Diode und die zweite Diode in Be¬ zug auf einen vorgegebenen Lichtstrom aus einer Vielzahl von ersten und zweiten Dioden ausgewählt werden, wobei der Lichtstrom der zweiten Diode zu klein ist, um einen gewünschten weißen Farbort mit dem Licht der beiden Dioden zu erreichen, wobei die erste Diode mit ei¬ nem Konversionselement versehen wird, wobei das Konver¬ sionselement ausgebildet ist, um einen Teil des blauen Lichts der ersten Diode in grünes Licht zu wandeln, wo- bei das Konversionselement ausgebildet ist, um einen Teil des blauen Lichts der ersten Diode in rotes Licht zu wandeln, so dass der fehlende Lichtstrom der zweiten Diode ausgeglichen wird, um den gewünschten weißen Farbort mithilfe der Lichtstrahlung der beiden Dioden zu erreichen, und wobei die erste Diode mit dem Konversi¬ onselement und die zweite Diode auf einer Anordnung zur Erzeugung von weißem Licht verbaut werden.
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