Weißes Licht lässt sich nicht direkt erzeugen. Es entsteht stets aus einer Farbmischung: zum Beispiel aus der Kombination von roten, blauen und grünen LED-Chips (RGB) oder aus einer Kombination von blauem Licht und einem Konverter-Leuchtstoff. Weißes Licht für die Allgemeinbeleuchtung wird heute meist über Wellenlängenkonversion erzeugt, das heißt über einen blauen LED-Chip und einen Konverter-Leuchtstoff. Da die Energie des Lichts umgekehrt proportional zur Wellenlänge ist, hat kurzwelliges blaues Licht eine höhere Energie als beispielsweise das langwelligere gelbe Licht. Regt man geeignete Leuchtstoffe mit blauen LED-Chips an, wird ein Teil des höher energetischen blauen Lichts vom Leuchtstoff absorbiert und in niederenergetischere Strahlung umgewandelt, beispielsweise in gelbes oder rotes Licht. Das restliche blaue Licht und das erzeugte gelb/grüne oder rote Licht ergeben in der additiven Mischung dann weißes Licht. Das Konversionsmaterial lässt sich entweder direkt auf einen blau emittierenden LED-Chip aufbringen oder es wird in der LED-Vergussmasse aus Silikon dispergiert.

Im ersten Dosierschritt werden 70 bis 80 Prozent der geplanten Menge des Konvertermaterials aufgebracht, anschließend erfolgt eine photometrische Inline-Vermessung mit der Ulbrichtkugel.

Im ersten Dosierschritt werden 70 bis 80 Prozent der geplanten Menge des Konvertermaterials aufgebracht, anschließend erfolgt eine photometrische Inline-Vermessung mit der Ulbrichtkugel. Tridonic

Farb- oder Helligkeitsunterschiede reduzieren

In der Fertigung ergeben sich beim weißen Licht dennoch kleine Farb- und Helligkeitsunterschiede zwischen den einzelnen LEDs, auch wenn sie aus einer Charge stammen. Ein bewährtes Verfahren, um Farb- oder Helligkeitsunterschiede zu reduzieren, ist das Binning. Dabei können LEDs nach Eigenschaften wie Helligkeit, Farbort oder Vorwärtsspannung in Klassen eingeteilt werden. Vor allem die Klassifizierung nach Farbort ist wichtig, da beim menschlichen Sehen die Sensitivität bezogen auf Farbunterschiede sehr hoch ist. Helligkeitsunterschiede werden dagegen weit weniger stark wahrgenommen. Je spezifischer die Klasseneinteilung erfolgt, desto höher ist der Aufwand für das Binning und damit auch der Preis für die LEDs. Tridonic, ein Anbieter von intelligenten und effizienten Lichtlösungen, verzichtet auf Binning und gleicht die feinen Unterschiede Schritt für Schritt über die Zusammensetzung des Konvertermaterials und dessen Dicke aus. Dieses ressourcenschonende Verfahren bringt Lichtquellen mit konstant gleichen Eigenschaften hervor.

Schritt für Schritt zum genauen Farbort

Das Ausgangsmaterial für Chip-on-Board-LEDs (CoB) sind blaue LED-Chips mit Wellenlängen zwischen 447,5 und 465 nm. Als erstes werden die rohen Chips auf ihre wichtigsten Materialeigenschaften – dominante Wellenlänge, Helligkeit, Vorwärtsspannung – untersucht und typischerweise in 2,5-nm-Wellenlängen-Klassen eingeteilt. In Sonderfällen, wenn zum Beispiel die Lichtquelle aus nur einem LED-Chip aufgebaut wird, erfolgt die Einteilung auch in bis zu 0,5-nm-Klassen. Etwaige Unterschiede in den Eigenschaften innerhalb dieser Wellenlängen-Klassen werden durch eine spezielle Technologie beim Aufbringen des Konvertermaterials ausgeglichen. Für jede dieser Wellenlängen-Klassen gibt es exakt abgestimmte Rezepte für das Konvertermaterial. Das Aufbringen geschieht in zwei Schritten. Im ersten Dosierschritt werden etwa 70 bis 80 Prozent der geplanten Menge des jeweiligen Konvertermaterials aufgebracht. Noch im ungehärteten Zustand des Materials erfolgt eine erste photometrische Vermessung. Dabei positioniert ein Inline-Messroboter über jede einzelne Lichtquelle vollautomatisch eine sogenannte Ulbrichtkugel – der gängige Messaufbau, um das Licht einer Lichtquelle in seiner Gesamtheit zu erfassen. Dieses Verfahren ermöglicht die genaue Charakterisierung des abgestrahlten Lichtes. Nach ihrer Positionierung wird die jeweilige Lichtquelle elektrisch kontaktiert und innerhalb von 20 bis 50 ms das Lichtspektrum gemessen. Über einen Lichtwellenleiter ist die Ulbrichtkugel mit einem hochauflösenden Spektrometer verbunden.

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