Wissenschaft & Forschung
Licht 7 | 2020

Weißes LED-Licht

Erzeugung und technische Fortschritte

Weißes LED-Licht findet sich heute in zahlreichen Anwendungen im Innen- und Außenbereich. Der vorliegende Artikel beleuchtet den Fortschritt der Erzeugung des weißen LED-Lichts in den letzten Jahren und in der Gegenwart. Im Vordergrund der Betrachtung stehen die Farbqualität und die melanopische Wirksamkeit.

Lesezeit: ca. 13 Minuten

1 Einführung

Die Erzeugung des weißen Lichts auf LED-Basis begann im Laborbereich durch die Erfindung der leistungsfähigen blauen LEDs von Nakamura im Jahr 1993 [1] sowie durch die Verwendung von Leuchtstoffen auf YAG-Basis (Yttrium-Aluminium-Granat, s. [4, 8, 9]. Technologisch gesehen erreichte die Erzeugung des weißen LED-Lichts im ersten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts einen Stand der Farbqualität und Lichtausbeute, mit dem die weißen LEDs zahlreiche Anwendungen im Außenbeleuchtungsbereich (Straßenbeleuchtung, Tagesfahrlicht für Kraftfahrzeuge) finden konnten. Durch die Weiterentwicklung der Leuchtstofftechnologie und die dadurch bedingte Steigerung der Farbqualität können seit etwa 2012 LED-Leuchten- und -Lampen für den Innenraumbereich – etwa in Industriehallen, Bürobereichen, Krankenhäusern, Pflegeheimen, Schulen und Wohnräumen – entwickelt und eingesetzt werden. Seit 2016 bis heute erreichten die Lichtausbeute und die Zuverlässigkeit der LED-Leuchtentechnik einen guten Stand und die Diskussion über eine menschen-zentrierte Beleuchtungstechnik (Human-Centric-Lighting, HCL) nimmt einen dynamischen und lebhaften Verlauf im Kontext von Smart Lighting ein. Daraus entstehen hohe Anforderungen an die Licht- und Farbqualität sowie an die nicht-visuellen Wirkungen der LED-Beleuchtung. Aus diesem Grund befasst sich dieser Artikel mit dem Fortschritt der Erzeugung des weißen LED-Lichts in den letzten Jahren und in der Gegenwart, wobei die Farbqualität (Farbwiedergabe [2]) und die melanopische Wirksamkeit nach DIN 5031-100 [3] im Vordergrund der Betrachtung stehen.

2 Metrik über melanopische Wirksamkeit

Bevor sich die Studie mit der Entwicklung neuer LED-Technologien zur Erzeugung von hochqualitativem weißen Licht befasst, wird die melanopische Wirksamkeit zur Beschreibung der zirkadianen nicht-visuellen Lichtwirkungen definiert. Es gibt derzeit in der Neurowissenschaft, in der Psychologie, Biomedizin sowie in der Lichttechnik einige Vorschläge zur Beschreibung der melanopischen Wirksamkeit. Im Deutschen DIN-Normungsbereich wurde im Jahr 2015 die DIN SPEC 5031-100: 2015-08 [3] veröffentlicht, die die melanopisch bewerteten Strahlungsgrößen sowie die melanopische Lichtwirkung beschreibt. In Gl. (1) ist eine allgemeine, melanopisch bewertete Strahlungsgröße definiert.

TU Darmstadt

Gl. 1

Die Symbole der Gl. (1) haben die folgende Bedeutung:

  • Xmel: die melanopisch bewertete Strahlungsgröße
  • Xe(λ): die spektrale strahlungsphysikalische Größe
  • smel(λ): das Wirkungsspektrum für die betrachtete melanopische Wirkung (s. Abb. 1)

In der DIN SPEC-Dokumentation wurde der melanopische Wirkungsfaktor amel,v definiert, der heute oft verwendet wird. Der Faktor amel,v ist die Eingangsgröße des melanopsin-wirksamen Lichtverarbeitungssystems und wird in diesem Kontext laut Gl. (2) definiert.

TU Darmstadt

Gl. 2Die in Gl. (2) zu realisierenden Integrationen erstrecken sich von 380 bis 780 nm. Dieser Faktor ist ein Verhältnis der melanopisch wirksamen Strahlungsgröße zu der mit der spektralen Empfindlichkeit für Tagessehen (2°- Gesichtsfeld) bewerteten photometrisch wirksamen Strahlungsgröße und sagt darüber aus, wie hoch die Melanopsin-Wirksamkeit des Wertes einer photometrischen Kenngröße wie Lichtstrom oder Leuchtdichte ist. Unterschiedliche Lichtquellen mit unterschiedlichen spektralen Verteilungen verursachen auf der gleichen weißen Wand oder Decke bei der gleichen Leuchtdichte (Lv in cd/m2) unterschiedliche melanopische Wirkungen.
Abb. 1: Die spektralen Kurven für die Hellempfindung am Tag für 2° und 10 °-Gesichtsfelder V2(λ) und V10(λ), für die blauen Zapfen S(λ), für die melanopische Wirksamkeit smel(λ) von ipRGC-Ganglienzellensowie die spekrale Kurve für die Melatonin-Unterdrückung in den nächtlichen Stunden durch Brainard und Thapan TU Darmstadt

In Abb. 1 sind die spektralen Kurven für die Hellempfindung am Tag für die 2° und 10°-Gesichtsfelder V2(λ) und V10 (λ), für die blauen Zapfen S(λ), für die melanopische Wirksamkeit smel(λ) sowie die spektrale Kurve für die Melatonin-Unterdrückung in den nächtlichen Stunden durch Brainard [6] und Thapan [7] dargestellt. Während die spektrale melanopische Wirksamkeit durch die ipRGC-Ganglienzellen ein Maximum im Bereich um 484 nm hat, hat die spektrale Wirkungskurve für die Melatonin-Unterdrückung in den nächtlichen Stunden ein Maximum um 460 nm und deutet tendenziell darauf hin, dass zu der Gesamtwirkung der Melatonin-Unterdrückung nicht nur die ipRGC-Ganglienzellen, sondern auch andere Wirkmechanismen wie die blauen Zapfen beitragen. Die amel,v-Werte der Referenzlichtquellen wie Planck’sche Strahler und Tageslichtphasen sind in Abb. 11 (schwarze Kurven, nach [13]) dargestellt, woraus es ersichtlich ist, dass diese Werte für Referenzlichtquellen zwischen 3000 K und 6000 K zwischen 0,48 und 0,88 liegen.

3 Bisherige Technologien für die Erzeugung des weißen LED-Lichts

Im Prinzip basiert die Erzeugung des weißen LED-Lichts bisher auf der Verwendung einer blauen LED, deren quasi-monochromatische Strahlung eine Leuchtstoffschicht durchdringt und dabei teilweise absorbiert und teilweise durchgelassen wird. Die Absorption im Leuchtstoff führt dabei teilweise zu einer Erzeugung des längerwelligen Lichts (grünes, gelbes oder rotes Licht), das mit dem durchgelassenen blauen LED-Licht zu einem weißen Licht mit einer bestimmten Farbtemperatur und zu einem definierten Spektrum gemischt wird. Der erste technologisch eingesetzte Leuchtstoff ist ein YAG-Leuchtstoff mit einer maximalen Wellenlänge im Bereich um 560 nm. Später kamen die Leuchtstoffe auf Basis von LuAG (Lutetium-Aluminium-Granat, s. [4, 10, 11]) mit einer maximalen Wellenlänge im Wellenlängenbereich zwischen etwa 500 nm und 550 nm (s. Abb. 2) sowie Leuchtstoffe auf Nitrid-Basis (z. B. Eu2+ doped nitride material – Sr[Li2Al2O2N2]:Eu2+ in [12]) mit einer maximalen Wellenlänge je nach Typ zwischen etwa 600 nm und 670 nm (Abb. 3) [5] zum Einsatz, um die hohe Farbqualität für rote Oberflächenobjekte, wie rote Textilien, Tomaten oder Erdbeeren, zu ermöglichen. Alle diese Leuchtstoffe haben gemeinsam, dass ihre Anregungsspektren ein Maximum um etwa 440 nm bis 460 nm aufweisen, so dass eine blaue LED mit einer Peak-Wellenlänge in diesem Bereich zu einer maximalen Strahlungskonvertierung führt.

Abb. 2: Emissionsspektren von Leuchtstoffen auf Basis von YAG, LuAG TU Darmstadt

Abb. 3: Emissionsspektren von roten Leuchtstoffen TU Darmstadt

In Abb. 4 sind die Spektren unterschiedlicher weißer LED-Typen graphisch dargestellt. Man erkennt dabei die Anregungswellenlängen der blauen LEDs um 440 nm bis 460 nm sowie unterschiedliche Leuchtstoff-Spektren mit Maxima um 530 nm, 580 nm, 605 nm sowie etwa 637 nm.
Abb. 4: Spektren unterschiedlicher weißer LED-Typen mit derzeitigen Technologien TU Darmstadt

Die Farbqualität der in Abb. 4 dargestellten weißen LED-Typen mit den beiden Farbtemperaturbereichen um 3000 K (Wohnraumbereich) und 4000 K bis 4100 K (Bürobereich) ist in der Tabelle 1 beschrieben. Das Spektrum der weißen LED WW56/80/600 mit Ra = 81 hat eine große Lücke um 480 nm und ein Maximum um 620 nm. Dagegen hat das Spektrum WW307/97 ein Maximum bei 637 nm und einen Ra-Wert von 97. Die Lücke um 480 nm ist hier ebenfalls zu sehen. Das ist etwa der Stand der weißen LED-Lichttechnologie bis etwa 2015 mit dem Ziel, die Farbqualität des weißen LED-Lichts zu erhöhen.

Name

WW56/80/600

WW283/94

WW307/97

NW53/80/600

NW189/94

NW214/97

NW215/97

CCT in K

3091

3000

3027

4100

4129

4024

4043

CIE R9

35

98

94

15

61

75

98

CIE Ra

81

94

97

81

95

97

97

CIE R1,14

74

94

95

73

92

96

95

4 Neuere Technologien für die Erzeugung des weißen LED-Lichts mit einer Farbtemperatur

Bei der Erzeugung von weißem LED-Licht mit einer festen Farbtemperatur gibt es derzeit eine Tendenz, die maximale Wellenlänge der anregenden LED vom blauen Bereich um 440 nm bis 460 nm auf den violetten Bereich um 410 bis 420 nm zu verschieben, wodurch das Lichtspektrum um den Bereich 400 nm bis 440 nm erweitert wird. Die Leuchtstoff-Gemische besitzen Multi-Komponenten mit einem Leuchtstoff mit einem Emission-Nebenmaximum um 495 nm bis 500 nm und mit einem zweiten Leuchtstoff mit einem Hauptmaximum entweder bei 600 nm (LED-S-SPD827 und LED-S-SPD830, gestrichene Kurven, s. Abb. 5) oder bei 640 nm (gestrichene Kurven). Die Verlegung der maximalen Wellenlängen von 600 nm auf 640 nm bringt eine deutliche Steigerung der Farbwiedergabe (s. Tabelle 2) von Ra= 83-85 auf Ra = 94-98. Alle Spektren dieser Art besitzen eine Lücke um 440 nm.

Abb. 5: Spektren unterschiedlicher weißer LED-Typen mit neueren Technologien TU Darmstadt

Die Verlegung der maximalen Anregungswellenlänge auf etwa 415 nm ist interessant, wenn die neuen Leuchtstoffe eine breite spektrale Emissionsverteilung mit einem ausgeprägten Nebenmaximum bei 490 nm bis 500 nm besitzen, etwa in der Nähe der maximalen Wellenlänge der spektralen Empfindlichkeit der intrinisch photosensitiven Ganglienzellen (ipRGC-Zellen) und somit in der Nähe der maximalen melanopischen Wirksamkeit (s. Abb. 5, LED-Typen LED-S-SPD940, LED-S-SPD950). Das ist auch deutlich in Tabelle 2, in der der amel,v-Wert für die melanopische Wirksamkeit der beiden LED-Typen sprunghaft gestiegen ist. Diese beiden LED-Typen sind daher interessant für die Beleuchtung von Arbeitsplätzen in den Tagesstunden, um die Konzentration, Wachheit und demzufolge die Arbeitsleistung tagsüber zu gewährleisten. Die Farbwiedergabeindizes dieser beiden weißen LED-Typen sind sehr hoch (s. Tabelle 2).

Name

LED-S-SPD927

LED-S-SPD930

LED-S-SPD940

LED-S-SPD950

LED-S-SPD827

LED-S-SPD830

LED-S-SPDP930

LED-S-SPDP927

CCT in K

2763

3050

4014

5052

2726

3005

2980

2694

CIE R9

89

93

94

93

6

13

96

96

CIE Ra

96

96

97

94

83

85

94

94

CIE R1,14

94

94

96

93

79

81

92

93

amel,v

0,43

0,49

0,65

0,82

0,4

0,46

0,51

0,45

Ebenfalls bei einer konstanten Farbtemperatur aber bei einer beabsichtigten Erhöhung der melanopischen Wirksamkeit kann man sich für eine zweite Konzeption entscheiden. Dabei geht man wie bisher von einer blauen LED mit einer maximalen Anregungswellenlänge um 450 nm sowie mit einem konventionellen Leuchtstoff mit einem Emissionsmaximum um 620 nm aus. Zusätzlich wird noch eine blaue Halbleiter-LED-Komponente mit einer maximalen Wellenlänge um 484 nm und mit einer Halbwertsbreite um 25 nm in die Lichteinheit integriert, so dass das gesamte Spektrum eine Strahlungserhöhung um 484 nm erhält und einen relativ hohen melanopischen Wirkungsfaktor (s. Abb. 6 und Tabelle 3, LED-B-3500 K und LED-B-4000 K). Der generelle Farbwiedergabeindex Ra liegt im moderaten Bereich zwischen 82 und 84. Diese beiden LED-Typen sind daher ebenfalls interessant für die Beleuchtung von Arbeitsplätzen in den Tagesstunden.

Abb. 6: Spektren von weißen LEDs mit erhöhtem melanopischen Wirkungsfaktor TU Darmstadt

Name

LED-B-3000K

LED-B-3500K

LED-B-4000K

LED-C-DAY

LED-C-NIGHT

CCT in K

2937

3312

3782

4004

3225

CIE Ra

82

83

84

83

81

amel,v

0,61

0,68

0,75

0,75

0,37

Für die Arbeitsplätze in den Tagesstunden, wie in Büros, Industriehallen, Schulen und Homeoffices mit Tagesarbeitscharakter, soll die Farbwiedergabe einen Mindestwert von Ra= 80 bei einer hohen melanopischen Wirksamkeit erreichen (s. Abb. 7, Typ LED-C-Day). Für die abendlichen und nächtlichen Stunden sollte die Farbwiedergabe ebenfalls gut sein. Die blauen Anteile im Strahlungsspektrum zwischen 440 nm und 490 nm sollen dennoch reduziert werden, um die Melatonin-Erzeugung im menschlichen Körper und somit einen guten Schlafeinstieg zu ermöglichen (s. Abb. 7, Typ LED-C-Night). Das ist möglich, wenn man die beiden Spektren in der Abb. 7 betrachtet. Die starke Änderung der melanopischen Wirkungsfaktoren der beiden Spektren bei annähernd gleicher Farbwiedergabe wird in der Tabelle 3 verdeutlicht.

Abb. 7: Spektren von weißen LEDs mit erhöhtem (LED-C-DAY) oder stark reduziertem melanopischen Wirkungsfaktor (LED-C-Night) TU Darmstadt

In den letzten Jahren gab es eine lebhafte Diskussion über die LED-Spektren, die auch »Voll-LED-Spektrum« oder »Tageslichtähnliche Spektren« genannt werden. Ein solches Spektrum (LED-SuS-4K) wird in Abb. 8 gemeinsam mit den Referenzspektren (Planck’scher Strahler mit 4000 K, CIE-Tageslichtphasen für 5000 K, 5500 K und 5800 K) sowie mit zwei bisher bekannten LED-Spektren mit CCT = 4000 K und mit unterschiedlichen Farbwiedergabeeigenschaften (SPD-940 und SPD-840) graphisch dargestellt. Die Kurve in Rot in der Abb. 8 für das »Voll-LED-Spektrum« hat ein breites Spektrum mit einer violetten LED für die Strahlungsanregung mit einer Peak-Wellenlänge bei 420 nm sowie mit einem Multi-Komponenten-Leuchtstoffgemisch mit einer maximalen Wellenlänge um 630 nm. Die Farbwiedergabeindizes sowie die melanopischen Wirkungsfaktoren dieser LED-Spektren sind in Tabelle 4 ausgeführt.
Abb. 8: Spektren von einigen weißen LED-Typen gemeinsam mit CIE-Tageslichtspektren und mit dem Planck'schen Strahler bei 4000 K TU Darmstadt

Name

1-Planck-4K

2-SPD-840-typisch

3-SPD-940-typisch

4-TL-5000K

5-TL-5500K

6-DL-5K8

7-LED-SuS-4K

CCT in K

4000

3933

4018

5000

5500

5800

3965

CIE R9

100

12

58

100

100

100

98

CIE Ra

100

84

94

100

100

100

97

CIE R1,14

100

78

90

100

100

100

96

amel,v

0,64

0,55

0,61

0,77

0,82

0,85

0,61

Das betrachtete »Voll-Spektrum« mit CCT = 3965 K hat gegenüber dem Planck’schen Strahler mit ebenfalls 4000 K einen etwas geringeren amel,v-Wert (0,61 zu 0,64, s. Tabelle 4) und somit eine etwas geringere melanopische Wirksamkeit. Das kann man mit einer Lücke im Spektrum um 480 nm teilweise erklären. Die Entwicklung dieses Spektrums konzentriert sich sicherlich auf die Erhöhung der Farbqualität der Beleuchtung, welche bei einem generellen Farbwiedergabeindex Ra sowie bei einem speziellen Farbwiedergabeindex R9 für gesättigte rote Farben um 98 sehr gut gelungen ist.

Obwohl in dieser Studie die Farbqualität und die melanopischen Wirksamkeit vordergründig betrachtet und somit nur relative Spektren analysiert sind, haben die Autoren zwei neue LED-Lampentypen für Wohnraumzwecke mit E27-Lampenfassung messtechnisch im Lichtlabor der TU Darmstadt für diesen Artikel untersucht. Pro Lampentyp wurden zwei Lampen spektral in einer absolut kalibrierten Ulbricht-Kugel gemessen. In Abb. 9 sind die Spektren dieser Lampen dargestellt. Aus Tabelle 5 ist ersichtlich, dass die Farbwiedergabe Ra = 98 sowie die Lichtausbeute von ca. 120 lm/W für CCT = 2645 K sowie die Lichtausbeute von 136 bis 138 lm/W für CCT = 3851 – 3871 K lichttechnisch gesehen sehr positive Werte sind. Im Vergleich zu den Glühlampen mit einer Lichtausbeute um 12 lm/W, zu Halogenglühlampen mit 20 bis 25 lm/W sowie zu den Kompaktleuchtstofflampen mit etwa 55 bis 70 lm/W erreicht die heutige LED-Lichttechnik mit solchen Bilanzen eine qualitativ sehr gute und energieeffiziente Wohnraumbeleuchtung sowohl abends bei 2645 K als auch tagsüber, wenn man im Home-Office-Bereich bei ca. CCT = 3871 K arbeiten möchte.

Abb. 9: Spektren von LED-Wohnraumlampen TU Darmstadt

Name

LED-EL-Typ-WW2K7-1

LED-EL-Typ-WW2K7-2

LED-EL-Typ-NW4K0-1

LED-EL-Typ-NW4K0-2

Lichtstrom in lm

953

910

1021

1026

Pel in W

7,7

7,67

7,57

7,47

Lichtausbeute lm/W

123,7

119,6

136

138

CCT in K

2645

2640

3851

3871

CIE Ra

98

98

98

98

amel,v

0,39

0,39

0,61

0,61

5 Neuere Technologien für die Erzeugung des weißen LED-Lichts mit variablen Farbtemperaturen

Im Kontext der HCL-Beleuchtung spielt das dynamische Licht über den Tag in Abhängigkeit vom Wetter, Uhrzeit, Raumkontext und von individuellen lichttechnischen Bedürfnissen der Raumnutzer eine zunehmende Rolle. Das erfordert die Nutzung von LED-Leuchten mit variablen Farbtemperaturen von etwa 3100 K bis 6000 K, mit dimmbaren Lichtströmen, variablen melanopischen Wirkungsfaktoren sowie mit veränderbaren Lichtaufteilungen auf den direkten Lichtanteil (direkt auf die Arbeitsfläche) sowie auf den indirekten Anteil (indirekt zunächst auf die Decke und auf die oberen Wandoberflächen), wobei der indirekte Anteil beleuchtungstechnisch gesehen eine stärkere Rolle einnimmt. In diesem Kontext sind weiße LED-Typen mit einer hohen Farbqualität, mit einer hohen aber festen melanopischen Wirkung bei einer konstanten Farbtemperatur vorübergehend wünschenswert, auf lange Sicht dennoch nur eine Zwischenlösung.

Bisherige LED-Leuchten mit dynamischem Licht und variablen Farbtemperaturen, bestehend aus warmweißen und kaltweißen LEDs, haben dennoch eine relativ niedrige melanopische Wirksamkeit, da diese und Mischungen aus diesen beiden LED-Typen eine große Lücke bei 480 nm bis 484 nm aufweisen (s. Abb. 4). Um eine hohe und variable melanopische Wirksamkeit zu erreichen, müssen zusätzlich zu den warmweißen und kalt- oder neutralweißen LEDs blaue LEDs mit einer Peak-Wellenlängen um 470 nm bis 485 nm hinzugefügt werden, wobei die gesamte Licht- und Farbmischung dieser drei LED-Komponenten sorgsam durchgeführt werden soll, so dass ein Farbort sehr nah am Kurvenzug der Planck’schen Strahler und der Tageslichtphasen sowie eine gute bis sehr gute Farbwiedergabe im Sinne der internationalen Normen der Innenraumbeleuchtung gewährleistet werden können.

Eine solche Lösung wurde durch die Autoren dieser Arbeit theoretisch konzipiert und inzwischen in einer industriell praktischen Projektarbeit umgesetzt. In der Abb. 10 sind die Spektren der LED-Farbmischungen zwischen 3100 K und 6000 K dargestellt. Man erkennt die hohen Spektralanteile um 475 nm bis 480 nm.

Abb. 10: Spektren der LED-Farbmischungen zwischen 3100 K und 6000 K TU Darmstadt

Name

LED-P-MiP-3K1

LED-P-MiP-3K5

LED-P-MiP-4K

LED-P-MiP-4K5

LED-P-MiP-5K

LED-P-MiP-5K5

LED-P-MiP-5K8

LED-P-MiP-6K

CCT in K

3116

3500

4000

4500

5000

5500

5800

6000

CIE Ra

83

84

85

85

82

80

80

80

amel,v

0,44

0,61

0,72

0,82

0,91

0,98

1,01

1,03

Tabelle 6 zeigt, dass die Farbwiedergabeindizes Ra größer als 80 sind. Um den Vorteil der erhöhten melanopischen Wirksamkeit bei dieser Lösung zu veranschaulichen, sind in der Abb. 11 sowohl die amel,v-Werte der ermittelten Farbmischungen (farbige Kreuze) als auch die amel,v-Werte der Referenzspektren (Planck‘sche Strahler und Tageslichtphasen, schwarzer Kurvenzug) bei unterschiedlichen Farbtemperaturen von 3100 K bis 6000 K graphisch gegenübergestellt. Die Kreuze liegen im Diagramm oberhalb des Kurvenzugs. Das bedeutet eine höhere melanopische Wirksamkeit.
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Das Ergebnis dieser analytischen und messtechnischen Studie besagt, dass die Technologie zur Erzeugung des weißen Lichts mittlerweile eine hohe Lichtausbeute der LED-Produkte bei hoher Farbqualität und melanopischer Wirksamkeit mit sich bringt. Das dynamische Licht mit hoher variabler melanopischer Wirkung bei guter Farbqualität im Sinne der Normen für Innenraumbeleuchtung ist technologisch ebenfalls möglich. Die hauptsächliche Problematik in der heutigen Beleuchtungstechnik liegt eher in der Diskussion über die HCL-Konzepte sowie über das allgemeine Verständnis darüber, was HCL generell und für die praktische Lichtplanung bedeutet und was für wirtschaftliche Vorteile sich ergeben, wenn die Akteure während der Gebäudekonzipierung und in der Lichtplanung die Raum- und Lichtnutzer in den Vordergrund stellen. Eine umfassende und nachvollziehbare ökonomische Bilanzierung der Vorteile der guten Beleuchtung über die Reduktion der Fehltage, über die Erhöhung der Vitalität, der Gesundheit und der Arbeitsproduktivität der Lichtanwender fehlt noch gänzlich, um die Entscheider vom guten Licht zu überzeugen. Eine technologische Grundlage für die gute Beleuchtung durch das weiße LED-Licht ist bereits vorhanden.

6 Literaturverzeichnis

[1] S. Nakamura: InGaN blue-light-emitting diodes, Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 1993, Vol. 76 No. 9, pp. 3911-3915

[2] CIE (1995), Method of Measuring and Specifying Colour Rendering Properties of Light Sources, Publication 13.3, Vienna

[3] DIN 5031-100: Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik – Über das Auge vermittelte, melanopische Wirkung des Lichts auf den Menschen – Größen, Formelzeichen und Wirkungsspektren, Beuth Verlag GmbH, August 2015

[4] www.merckgroup.com/de/brands/pm/isiphor.html

[5] Philipp Pust, Volker Weiler, Cora Hecht, Andreas Tücks, Angela S. Wochnik, Ann-Kathrin Henß, Detlef Wiechert, Christina Scheu, Peter J. Schmidt und Wolfgang Schnick: Narrow-band red-emitting Sr[LiAl3N4]:Eu2+ as a next-generation LED-phosphor material, In: Nature Materials; online veröffentlicht am 22. Juni 2014, DOI 10.1038/nmat4012

[6] Brainard GC, Hanifin JP, Greeson JM, Byrne B, Glickman G, Gerner E, Rollag MD: Action spectrum for melatonin regulation in humans: evidence for a novel circadian photoreceptor, Journal of Neuroscience 21, pp. 6405 – 6412, 2001.

[7] Thapan K, Arendt J, Skene D. J.: An action spectrum for melatonin suppression: evidence for a novel non-rod, non-cone photoreceptor system in humans, Journal of Physiology 535, pp. 261–267, 2001.

[8] Bachmann, V. B.: Studies on Luminescence and Quenching Mechanisms in Phosphor for Light Emitting Diode, Doctor Thesis supported by Philips Technologie GmbH,
Forschungslaboratorien, Aachen, Germany, 12.9.2007, pp. 87-116

[9] Winkler, H.: Advanced Phosphors for SSL Applications, Merck KGaA, Conference Phosphor Global Summit 2007

[10] Winkler, H.; Benker, A.; Petry, R.; Vosgroene, T.: United States Patent Publication Application Nr. US2013/0063926 A1, Merck KGaA, 14.03.2013

[11] Benker, A.; Petry, R.; Vosgroene, T.; Winkler, H.: Patent Nr. DE102010021341 A1, Merck KGaA, 24.11.2011

[12] Gregor J.; Hoerder, Markus Seibald, Dominik Baumann, Thorsten Schröder, Simon Peschke, Philipp C. Schmid, Tobias Tyborski, Philipp Pust, Ion Stoll, Michael Bergler, Christian Patzig, Stephan Reißaus, Michael Krause, Lutz Berthold, Thomas Höche, Dirk Johrendt & Hubert Huppertz: Sr[Li2Al2O2N2]:Eu2+ – A high performance red phosphor to brighten the future, | (2019) 10:1824 | https://doi.org/10.1038/s41467-019-09632-w | www.nature.com/naturecommunications

[13] Dr. Sebastian Knoche (Fa. Trilux- Arnsberg): persönliche Mitteilung

Weitere Informationen:

Autoren: Dr.- Ing. Trinh Quang Vinh, Prof. Dr.-Ing. hab. Tran Quoc Khanh, Technische Universität Darmstadt, Lehrstuhl für Lichttechnik

Abbildungen: TU Darmstadt

Dieser Artikel ist erschienen in

Licht 7 | 2020

Erschienen am 25. September 2020