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WO2011069177A1 - Beleuchtung mit led - Google Patents

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WO2011069177A1
WO2011069177A1 PCT/AT2010/000469 AT2010000469W WO2011069177A1 WO 2011069177 A1 WO2011069177 A1 WO 2011069177A1 AT 2010000469 W AT2010000469 W AT 2010000469W WO 2011069177 A1 WO2011069177 A1 WO 2011069177A1
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WO
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light
emitted
lighting
emitting diode
blue
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PCT/AT2010/000469
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English (en)
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Inventor
Mario Maier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonic GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10—Outdoor lighting
    • F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
    • 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]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means

Definitions

  • the invention relates to a light emitting diode with light-emitting diodes according to the
  • Such lamps are used in lighting systems to achieve a flat lighting of rooms, paths or escape routes. Usually, the bulbs are driven by operating devices and activated as needed. For such lighting gas discharge lamps or light emitting diodes (LED) are used as the light source.
  • LED light emitting diodes
  • light-emitting diodes are also increasingly being used as the light source.
  • the efficiency and luminous efficacy of light-emitting diodes is being increased more and more so that they are already being used in various general lighting applications.
  • light emitting diodes are point sources of light and emit highly concentrated light. In general lighting, for example, in offices or even with path lighting or the lighting of staircases, however, the user is required a surface as even and uniform lighting.
  • secondary optics i. a lens or diffuser, which is mounted over one or more light-emitting diodes, to achieve the widest possible light emission.
  • This object is achieved according to the invention for a generic device by the characterizing features of claim 1.
  • Illuminant with at least one first light emitting diode that emits light in the blue to ultraviolet range
  • a first Farbkonversationsstoff having at least a portion of the light emitted by the light emitting diode in a light with higher
  • Wavelength converts, wherein the first color conversion substance at least a portion of the light emitted in the blue to ultraviolet range light converted or absorbed so far in light of a different wavelength, so that light is emitted without impairment of living beings.
  • the invention will be explained with reference to an embodiment of a light emitting diode with LEDs.
  • the light source has the following elements:
  • At least one first light emitting diode that emits light in the blue to ultraviolet range
  • a first color conversion material that converts at least a portion of the light emitted by the light emitting diode into a light having a higher wavelength, wherein the first color conversion material has at least one
  • Part of the light emitted in the blue to ultraviolet range converted or absorbed light of a different wavelength, so that light is emitted without affecting living beings.
  • the conversion of the light in the partial region of the light in the blue to ultraviolet range can be selective.
  • the selective choice of the conversion can be made, for example, by selecting the chemical composition of the color conversion substance
  • Wavelength ranges can be selected by the choice of one or more corresponding color conversion materials.
  • Impairment of living things such as insects are prevented or at least severely restricted.
  • the lighting means may comprise further light-emitting diodes which emit light in a wavelength range, wherein the light of the further light-emitting diodes is not converted or absorbed by the first color-conversing substance.
  • the luminous means may contain a further color-conversing substance which converts the light of the further light-emitting diodes into light of a different wavelength.
  • the wavelength of the light which is emitted by the conversion of the light of the further light-emitting diodes by means of the further color-conversing substance, differs from that of FIG.
  • the different LEDs can be selectively and independently controlled.
  • a street lighting can be built and operated, the light being radiated without interference from insects.
  • the light being radiated without interference from insects.
  • color conversing materials can also be provided with illumination with wavelength ranges which selectively attract or deter certain living beings.
  • certain animals for example deer
  • Street are kept away, while other living things such as insects or plants are not affected or irritated by this lighting.
  • the negative influence of artificial lighting on nature can be reduced to the extent that the living beings in their habitat are affected as little as possible by the artificial lighting, while even positive effects such as the prevention of wildlife accidents can be used.
  • it can also be used a combination in which, for example, certain organisms such as crops are promoted in their growth, while pests are quenched by the lighting and thus kept away.
  • For the light source can be achieved by the selective control of the individual LEDs different lighting scenarios.
  • the light-emitting diodes can be manufactured as so-called SMD (surface mount device) or COB (chip on board) light-emitting diodes.
  • SMD surface mount device
  • COB chip on board
  • Color conversion material can be applied directly over the semiconductor chip or can also be arranged as secondary optics over a plurality of light-emitting diodes, for example in the form of a pane coated with the color conversion substance, which is arranged in the light exit region of the light source (ie above the light-emitting diode arrangement, for example in the light exit region of the light). It can therefore be mounted, for example, a common lens or similar optics or cover over the light emitting diodes.
  • an effect lighting such as an advertising lighting or illuminated billboard, comprising an inventive lighting means can be formed.

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Abstract

Leuchtmittel mit mindestens einer ersten Leuchtdiode, die Licht im blauen bis ultravioletten Bereich ausstrahlt einem ersten Farbkonversationsstoff, der zumindest einen Teil des von der Leuchtdiode ausgestrahlten Lichtes in ein licht mit höherer Wellenlänge umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Farbkonversationsstoff zumindest einen Teilbereich des im blauen bis ultravioletten Bereich ausstrahlten Lichts soweit in Licht einer anderen Wellenlänge umwandelt oder absorbiert, so dass Licht ohne eine Beeinträchtigung von Lebewesen ausgestrahlt wird.

Description

Beleuchtung mit LED
Die Erfindung betrifft ein Leuchtmittel mit Leuchtdioden gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Technisches Gebiet
Derartige Leuchtmittel werden in Beleuchtungssystemen verwendet, um eine flächige Beleuchtung von Räumen, Wegen oder auch Fluchtwegen zu erreichen. Üblicherweise werden dabei die Leuchtmittel von Betriebsgeräten angesteuert und bei Bedarf aktiviert. Für eine derartige Beleuchtung werden Gasentladungslampen oder auch Leuchtdioden (LED) als Lichtquelle genutzt.
Stand der Technik
Zur Beleuchtung werden anstelle von Gasentladungslampen und Glühlampen immer häufiger auch Leuchtdioden als Lichtquelle eingesetzt. Die Effizienz und Lichtausbeute von Leuchtdioden wird immer stärker erhöht, so dass sie bei verschiedenen Anwendungen der Allgemeinbeleuchtung bereits zum Einsatz kommen. Allerdings sind Leuchtdioden Punktlichtquellen und strahlen stark gebündeltes Licht aus. In der Allgemeinbeleuchtung, beispielsweise von Büroräumen oder auch bei Wegbeleuchtungen oder der Beleuchtung von Treppenhäusern, wird vom Anwender jedoch eine möglichst flächige und gleichmäßige Beleuchtung gefordert.
Heutige Leuchtmittel mit Leuchtdioden als Lichtquelle versuchen daher mit Hilfe einer sogenannten Sekundäroptik, d.h. einer Linse oder Streuscheibe, die über einer oder mehreren Leuchtdioden angebracht ist, eine möglichst großflächige Lichtabstrahlung zu erzielen.
Eine Beleuchtung ohne Beeinträchtigung von Tieren als Lebewesen wie beispielsweise Insekten ist bei LED heutzutage noch nicht möglich. Darstellung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Leuchtmittel bereitzustellen, welches eine Beleuchtung ohne Beeinträchtigung von Tieren als Lebewesen wie beispielsweise Insekten und mit hoher Leuchtkraft durch ein Leuchtmittel mit einer LED ohne die oben genannten Nachteile bzw. unter einer deutlichen Reduzierung dieser Nachteile ermöglicht. Diese Aufgabe wird für eine gattungsgemäße Vorrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen beschrieben. Die erfindungsgemäße Lösung für ein Leuchtmittel mit Leuchtdioden beruht auf dem Gedanken, dass das
Leuchtmittel mit mindestens einer ersten Leuchtdiode, die Licht im blauen bis ultravioletten Bereich ausstrahlt,
einen ersten Farbkonversationsstoff aufweist, der zumindest einen Teil des von der Leuchtdiode ausgestrahlten Lichtes in ein licht mit höherer
Wellenlänge umwandelt, wobei der erste Farbkonversationsstoff zumindest einen Teilbereich des im blauen bis ultravioletten Bereich ausstrahlten Lichts soweit in Licht einer anderen Wellenlänge umwandelt oder absorbiert, so dass Licht ohne eine Beeinträchtigung von Lebewesen ausgestrahlt wird.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Beleuchtung ohne eine Beeinträchtigung von Lebewesen zu erreichen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels eines Leuchtmittels mit Leuchtdioden erklärt. Das Leuchtmittel weist folgende Elemente auf:
mindestens eine ersten Leuchtdiode, die Licht im blauen bis ultravioletten Bereich ausstrahlt,
einen ersten Farbkonversationsstoff, der zumindest einen Teil des von der Leuchtdiode ausgestrahlten Lichtes in ein licht mit höherer Wellenlänge umwandelt, wobei der erste Farbkonversationsstoff zumindest einen
Teilbereich des im blauen bis ultravioletten Bereich ausstrahlten Lichts soweit in Licht einer anderen Wellenlänge umwandelt oder absorbiert, so dass Licht ohne eine Beeinträchtigung von Lebewesen ausgestrahlt wird.
Die Umwandlung des Lichts in dem Teilbereich des Lichtes im blauen bis ultravioletten Bereich kann selektiv erfolgen. Die selektive Wahl der Umwandlung kann beispielsweise über die Auswahl der chemischen Zusammensetzung des Farbkonversationsstoffs erfolgen
(beispielsweise unterschiedliche Dotierung oder entsprechende Mischung verschiedener Farbkonversationsstoffe), es kann aber beispielsweise auch eine elektronische Beeinflussung des Farbkonversationsstoffs erfolgen, wodurch dieser in seiner Umwandlungscharakteristik beeinflusst werden kann.
Es erfolgt also gemäß der Erfindung eine selektive Unterdrückung einer Lichtabstrahlung in definierten Wellenlängenbereichen, wobei diese
Wellenlängenbereiche durch die Wahl eines oder mehrerer entsprechender Farbkonversationsstoffe gewählt werden können. Somit kann eine
Beeinträchtigung von Lebewesen wie beispielsweise Insekten verhindert oder zumindest stark eingeschränkt werden.
Das Leuchtmittel kann weitere Leuchtdioden aufweisen, die Licht in einem Wellenlängenbereich ausstrahlen, wobei das Licht der weiteren Leuchtdioden nicht von dem ersten Farbkonversationsstoff umgewandelt oder absorbiert wird. Das Leuchtmittel kann einen weiteren Farbkonversationsstoff enthalten, der das Licht der weiteren Leuchtdioden in Licht einer anderen Wellenlänge umwandelt. Vorzugsweise unterscheidet sich dabei die Wellenlänge des Lichts, welches durch Umwandlung des Lichtes der weiteren Leuchtdioden mittels des weiteren Farbkonversationsstoffs abgestrahlt wird, von der
Wellenlänge des mittels der ersten Leuchtdioden und des ersten
Farbkonversationsstoffs abgestrahlten Lichts.
Die verschiedenen Leuchtdioden können selektiv und unabhängig voneinander ansteuerbar sein.
Somit kann beispielsweise eine Straßenbeleuchtung errichtet und betrieben werden, wobei das Licht ohne eine Beeinträchtigung von Insekten ausgestrahlt wird. Durch die Mischung des Lichts aus zumindest zwei verschiedenen Farben von Leuchtdioden und zusätzlich zwei verschiedene
Farbkonversationsstoffe kann aber auch zusätzlich eine Beleuchtung mit Wellenlängenbereichen ermöglicht werden, die bestimmte Lebewesen gezielt entweder anziehen oder abschrecken. So kann beispielsweise durch die Beleuchtung mit dem erfindungsgemäßen Leuchtmittel bestimmte Tiere (beispielsweise Rehe) abgeschreckt und somit beispielsweise von einer
Strasse ferngehalten werden, während andere Lebewesen wie Insekten oder Pflanzen nicht durch diese Beleuchtung beeinträchtigt oder irritiert werden. Somit kann beispielsweise für eine Strassenbeleuchtung der negative Einfluß der künstlichen Beleuchtung auf die Natur dahingehend verringert werden, dass die Lebewesen in ihrem Lebensraum möglichst wenig durch die künstliche Beleuchtung beeinträchtigt werden, wobei dabei sogar zusätzlich positive Effekte wie die Vermeidung von Wildunfällen genutzt werden können. Es kann aber auch eine Kombination genutzt werden, bei der beispielsweise bestimmte Lebewesen wie Nutzpflanzen in ihrem Wachstum gefördert werden, während Schädlinge durch die Beleuchtung abgeschreckt und somit ferngehalten werden. Für das Leuchtmittel können durch die selektive Ansteuerung der einzelnen Leuchtdioden verschiedene Beleuchtungsszenarien erreicht werden.
Die Leuchtdioden können als sogenannte SMD (surface mount device) oder COB (chip on board) Leuchtdioden gefertigt werden. Der
Farbkonversationsstoff kann direkt über dem Halbleiterchip aufgebracht werden oder auch als sekundäre Optik über einer Mehrzahl von Leuchtdioden angeordnet sein, beispielsweise in Form einer mit dem Farbkonversationsstoff beschichteten Scheibe, die im Lichtaustrittsbereich des Leuchtmittels (also über der Leuchtdiodenanordnung beispielsweise im Lichtaustrittsbereich der Leuchte) angeordnet ist. Es kann also beispielsweise eine gemeinsame Linse oder ähnliche Optik bzw. Abdeckung über den Leuchtdioden angebracht sein.
Somit kann eine Effektbeleuchtung, beispielsweise eine Werbebeleuchtung oder beleuchtete Werbetafel, aufweisend ein erfindungsgemäßes Leuchtmittel gebildet werden.

Claims

Ansprüche:
1. Leuchtmittel mit
- mindestens einer ersten Leuchtdiode, die Licht im blauen bis ultravioletten Bereich ausstrahlt
- einem ersten Farbkonversationsstoff, der zumindest einen Teil des von der Leuchtdiode ausgestrahlten Lichtes in ein Licht mit höherer Wellenlänge umwandelt, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Farbkonversationsstoff zumindest einen Teilbereich des im blauen bis ultravioletten Bereich ausstrahlten Lichts soweit in Licht einer anderen Wellenlänge umwandelt oder absorbiert, so dass Licht ohne eine Beeinträchtigung von Lebewesen ausgestrahlt wird.
2. Leuchtmittel nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umwandlung des Lichts in dem Teilbereich des Lichtes im blauen bis ultravioletten Bereich selektiv erfolgen kann.
3. Leuchtmittel nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß dass Leuchtmittel weitere Leuchtdioden aufweist, die Licht in einem Wellenlängenbereich ausstrahlen, wobei dieses von den weiteren
Leuchtdioden abgestrahlte Licht nicht von dem ersten Farbkonversationsstoff umgewandelt oder absorbiert wird.
4. Leuchtmittel nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Leuchtmittel einen weiteren Farbkonversationsstoff enthält, der das Licht der weiteren Leuchtdioden in Licht einer anderen Wellenlänge umwandeln kann.
5. Leuchtmittel nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
die verschiedenen Leuchtdioden selektiv und unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
6. Straßenbeleuchtung, aufweisend ein Leuchtmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
7. Straßenbeleuchtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Licht ohne eine Beeinträchtigung von Insekten ausgestrahlt wird.
8. Effektbeleuchtung aufweisend ein Leuchtmittel nach einem der
Ansprüche 1 bis 5.
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