Prinzipien der weißen LED

Die weiße LED wurde eigentlich zweimal patentfähig erfunden, da es nicht den allein seligmachenden Weg gibt.

Lange scheiterte die weiße LED daran, dass es noch keine blaue Diode gab, während Rote und Grüne LED bereits erfunden waren. Man wollte aus den drei Grundfarben Rot/Grün/Blau (RGB) durch Additive Farbmischung weiße Lichtabstrahlung erzeugen. Nichia hat dies tatsächlich 1995 geschafft. Im gleichen Jahr hat aber Schneider mit seinem Team einen anderen Weg zur Erzeugung von weißem Licht vorgeschlagen, nämlich die Addition der Komplementärfarben Blauviolett und Gelb, was ebenfalls dem Auge den Eindruck von weißem Licht vermittelt. Genau der zweite Weg hat sich für die umfassende Anwendung in der Beleuchtung bewährt. RGB hat zwar gewisse Vorteile, aber auch deutliche Nachteile beim Preis und bei der Intensität der Lichtabstrahlung. Nichias Prinzip punktet bei spezifischen Sonderbeleuchtungen von Gemälden oder anderen Ausstellungsgegenständen. Schneiders "Neues Licht" ist dagegen sehr gut geeignet, wenn es um das alltägliche Licht geht. Momentan werden ständig Neuentwicklungen vorgestellt, die wieder eine neue Stufe der Beleuchtungsqualität vermitteln.

RGB-Verfahren: hier befinden sich drei monochromatische Dioden in einem gemeinsamen Gehäuse und schaffen die Farbmischung der drei Grundfarben. Dabei kann vor allem eine individuelle Farbwiedergabe mit hohen Ra-Werten erreicht werden.

Links: drei verschiedenfarbige Dioden (Rot/Grün/Blau), die bei Additiver Farbmischung weißes Licht ergeben, wenn ihre Chips in einem gemeinsamen Gehäuse montiert werden.
Rechts: Weiße LED nach dem Prinzip der Komplementärfarben: Blaue LED/gelb fluoreszierender Farbstoff ? das neue Licht. (Bild: Fraunhofer IAF)

Das Lumineszenzkonversions-Verfahren des IAF benützt nur eine Diode, welche kurzwelliges blaues Licht abstrahlt und zusätzlich einen gelben Lumineszenzfarbstoff zum Leuchten bringt. Damit erreicht man hohe Lichteffizienz und es muss nur eine Diode angesteuert werden. Dieses Verfahren ist einfacher zu handhaben.

Das zweite Verfahren ist einfacher und arbeitet nur mit einer blauen LED und erzeugt den restlichen Spektralbereich über einen Lumineszenzfarbstoff, der vom blauen Licht angeregt wird und energieärmeres gelbes Licht abstrahlt. Je nach Lumineszenzfarbstoff und primärer LED-Farbe kann man auch andere Mischfarben als reines Weiß einstellen. Schneider und seine Mitarbeiter haben die Gesetzmäßigkeiten der Farbenlehre angewendet. Vielleicht haben sie sich vom Buch des Baseler Dozenten an der Schule für Gestaltung Moritz Zwimpfer inspirieren lassen (siehe M. Zwimpfer, Farbe/Licht/Sehen/Empfinden. Verlag Paul Haupt, Bern-Stuttgart, 1985). Basel und Freiburg liegen nahe beieinander und das Buch ist 1985 erschienen.