Weiße LEDs und Farbtemperatur

Weißes Licht wird meist nach dem Prinzip der Lumineszenskonversion erzeugt: Oberhalb eines blauen LED-Chips wird eine hauchdünne gelbe Phosphorschicht aufgedampft. Sie wandelt das blaue Licht in weißes Licht.

LED-Chips emittieren immer farbiges Licht. Weißes LED-Licht kann durch zwei unterschiedliche Verfahren erzeugt werden:

  • Lumineszenzkonversion
  • RGB-Farbmischung

Weißes LED-Licht durch Lumineszenzkonversion

Das derzeit beste Verfahren nutzt das Prinzip der „Lumineszenzkonversion“ und wird auch bei Leuchtstofflampen eingesetzt. Bei dieser Methode wird oberhalb eines blauen LED-Chips eine hauchdünne Phosphor-Leuchtschicht aufgedampft. Sie wandelt einen Teil des blauen Lichts durch den gelben Phosphor in weißes Licht.

Farbtemperatur und Lichtfarbe

Konzentration und chemische Zusammensetzung des Leuchtstoffs müssen sehr genau gesteuert werden, um die gewünschte Lichtfarbe zu erreichen. Die Farbtemperatur gibt Auskunft darüber, ob eine LED warmes oder eher kühles Licht abgibt. Generell gilt: Je höher die Farbtemperatur, desto kühler das Licht. Eine Farbtemperatur von 2.700 bis 3.000 Kelvin (K) kennzeichnet warmweißes Licht, über 3.300 Kelvin gilt die Lichtfarbe als Neutralweiß, ab 5.300 Kelvin ist das Licht Tageslichtweiß.

Mit dem Lumineszenzverfahren kann nicht nur die Lichtfarbe, deren Einheitlichkeit durch Binning sichergestellt wird, genau bestimmt werden. Weitere Vorteile dieser Methode sind relativ hohe Lichtströme und die gute Farbwiedergabe bis zu Ra 90.

Weißes LED-Licht durch RGB-Farbmischung

Eine andere Möglichkeit, weißes LED-Licht zu erzeugen, ist die Mischung von farbigem Licht unterschiedlicher Wellenlänge. Diese additive Farbmischung von Rot, Grün und Blau (RGB) kann neben Millionen Mischtönen auch weißes Licht produzieren. RGB-Lösungen eignen sich gut für Anwendungen mit farbdynamischer Beleuchtung. Beim Einsatz von Multi-LEDs oder Baugruppen farbiger LEDs lässt sich die Lichtfarbe durch gezielte Steuerung verändern, in einem System weißes und farbiges Licht erzeugen.

Auch die Realisierung weißen Lichts mit dieser Methode erfordert hohes Know-how, denn die exakte Ansteuerung der farbigen LEDs mit unterschiedlichen Helligkeiten ist diffizil. Sie führt auch dazu, dass die Farbwiedergabe des weißes Lichts mit Ra 70 bis 80 etwas schlechter ist als beim Lumineszenz-Verfahren.

Weiße und farbige LEDs kombinieren

Dynamische Beleuchtungssysteme nach dem Vorbild des Tageslichts setzen voraus, dass das weiße Licht den Wechsel von Warmweiß zu Kühlweiß erlaubt. Wechselnde Lichtfarben sind zum Beispiel in der Bürobeleuchtung oder in Schulen zunehmend gefragt, da wechselnde Lichtstimmungen den biologischen Rhythmus unterstützen, Wohlbefinden und Leistungskraft des Menschen verbessern können.

Neue Technologien kombinieren für diese Anwendungen farbige Chips mit weißen LEDs. So wird ein dynamisch veränderliches weißes Licht mit guter Farbwiedergabe erzeugt. Die Steuerung übernimmt ein elektronisches Lichtmanagement.

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