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Title:
DIMMABLE LIGHT SOURCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/029849
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a dimmable light source for emitting white total radiation. The light source comprises - a dimmer which is designed to vary, when the light source is in operation, the current intensity of a current for operating a light-emitting diode and - a light-emitting diode with a sequence of semiconductor layers which is designed to emit, when the light source is in operation, electromagnetic primary radiation in the UV-range of the electromagnetic spectrum, and with a conversion element having a converter material which is designed to partially or fully convert the electromagnetic primary radiation into electromagnetic secondary radiation. The secondary radiation has a first emission band with a first peak emission ranging from 400 nm to 500 nm and a second emission band with a second peak emission ranging from 510 nm to 700 nm; the relative intensity of the first emission band falls as the current intensity of the current for operating the light source decreases and the relative intensity of the second emission band rises as the current intensity of the current for operating the light source decreases.

Inventors:
BAUMANN, Dominik (Barthstr. 13, München, München, DE)
LANGE, Stefan (Dambörstrasse 11, Augsburg, 86157, DE)
Application Number:
EP2018/053416
Publication Date:
February 14, 2019
Filing Date:
February 12, 2018
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (Leibnizstr. 4, Regensburg, 93055, DE)
International Classes:
C09K11/08; C09K11/77; H05B33/08
Foreign References:
US20140159584A12014-06-12
US20150123155A12015-05-07
Other References:
PEJCHAL JAN ET AL: "Improvement of the growth of Li4SiO4single crystals for neutron detection and their scintillation and luminescence properties", JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 457, 12 February 2016 (2016-02-12), pages 143 - 150, XP029831207, ISSN: 0022-0248, DOI: 10.1016/J.JCRYSGRO.2016.02.008
J A BARTH ET AL: "Uber Oxide des neuen Formeltyps A[T404] : Zur Kenntnis von KLi3Ge04, KLi3Si04 und KLi,Ti04 [I] R. WERTHMANN On Oxides of the New Formula Type A[T404]: KLisSiOl, KLiaGeO4, and KLiaTi04", Z. ANORG. ALLG. CHEM, 1 January 1984 (1984-01-01), pages 7 - 22, XP055420193, Retrieved from the Internet [retrieved on 20171030]
None
Attorney, Agent or Firm:
SCHINKINGER, Stefan et al. (Intellectual PropertyPostfach 22 13 17, München, 80503, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Dimmbare Lichtquelle (1) zur Emission einer weißen

Gesamtstrahlung umfassend einen Dimmer (3) und eine

lichtemittierende Diode (2), wobei

- der Dimmer (3) dazu eingerichtet ist im Betrieb der Lichtquelle (1) eine Stromstärke eines Stroms zum

Betrieb der lichtemittierenden Diode (2) zu variieren und

- die lichtemittierende Diode (2) eine

Halbleiterschichtenfolge, die dazu eingerichtet ist im Betrieb der Lichtquelle eine elektromagnetische

Primärstrahlung im UV-Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu emittieren und ein Konversionselement umfasst, wobei das Konversionselement ein

Konvertermaterial umfasst, das dazu eingerichtet ist die elektromagnetische Primärstrahlung teilweise oder vollständig in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung zu konvertieren, wobei die Sekundärstrahlung eine erste Emissionsbande (El) mit einem ersten Emissionsmaximum im

Bereich von 400 nm bis 500 nm und eine zweite

Emissionsbande (E2) mit einem zweiten Emissionsmaximum im Bereich von 510 nm bis 700 nm aufweist und eine relative Intensität der ersten Emissionsbande (El) mit abnehmender Stromstärke des Stroms zum Betrieb der lichtemittierenden Diode (2) sinkt und eine relative Intensität der zweiten Emissionsbande (E2) mit

abnehmender Stromstärke des Stroms zum Betrieb der lichtemittierenden Diode (2) steigt.

2. Dimmbare Lichtquelle (1) nach Anspruch 1, wobei das

Konvertermaterial dazu eingerichtet ist die

elektromagnetische Primärstrahlung vollständig in die elektromagnetische Sekundärstrahlung zu konvertieren und die weiße Gesamtstrahlung vollständig oder nahezu vollständig der Sekundärstrahlung entspricht. 3. Dimmbare Lichtquelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Temperatur des Konvertermaterials mit abnehmender Stromstärke des Stroms zum Betrieb der

lichtemittierenden Diode (2) sinkt. 4. Dimmbare Lichtquelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gesamtstrahlung eine korrelierte

Farbtemperatur aufweist, die mit abnehmender Stromstärke des Stroms zum Betrieb der lichtemittierenden Diode (2) sinkt. 5. Dimmbare Lichtquelle (1) nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei die elektromagnetische Primärstrahlung eine Wellenlänge zwischen einschließlich 300 nm und einschließlich 420 nm aufweist. 6. Dimmbare Lichtquelle (1) nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei das Konvertermaterial einen Leuchtstoff der Formel (NarKi_r) i (TA) 3 (TD) 1 (XB) 4 : E mit 0 < r < 0,05 aufweist und

- TA aus einer Gruppe von monovalenten Metallen ausgewählt ist, die Li, Na, Cu, Ag und Kombinationen daraus umfasst,

- TD aus einer Gruppe von tetravalenten Metallen ausgewählt ist, die Si, Ge, Sn, Mn, Ti, Zr, Hf, Ce und Kombinationen daraus umfasst,

- XB aus einer Gruppe von Elementen ausgewählt ist, die 0, S und Kombinationen daraus umfasst und

-E = Eu, Ce, Yb und/oder Mn .

7. Dimmbare Lichtquelle (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Konvertermaterial aus dem Leuchtstoff der Formel (NarKi_r) i (TA) 3 (TD) (XB) 4:E besteht. 8. Dimmbare Lichtquelle (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der Leuchtstoff die Formel (NarKi_r) LisSiC^ : Eu mit 0 -S r < 0,05 aufweist.

9. Dimmbare Lichtquelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei das Konvertermaterial einen ersten

Leuchtstoff der Formel (MA) Si202N2 : Eu mit MA = Sr, Ca und/oder Ba und einen zweiten Leuchtstoff der Formel CaLu2Mg2Si30i2 : Ce aufweist . 10. Dimmbare Lichtquelle (1) nach dem vorhergehenden

Anspruch, wobei das Konvertermaterial aus dem ersten

Leuchtstoff der Formel (MA) S12O2 2 : Eu und dem zweiten

Leuchtstoff der Formel CaLu2Mg2Si30i2 : Ce besteht. 11. Dimmbare Lichtquelle (1) nach einem der Ansprüche 9 oder

10, wobei der erste Leuchtstoff die Formel ( SrxBai-x) S12O2N2 : Eu mit 0 -S x -S 1, bevorzugt 0 ^ x ^ 0,5, besonders bevorzugt x = 0,25 aufweist . 12. Dimmbare Lichtquelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei das Konvertermaterial einen ersten Leuchtstoff der Formel (Rbr*Nai-r*) 1 (TA) 3 (TD) 1 (XB) 4 : E und einen zweiten Leuchtstoff der Formel CaLu2Mg2Si30i2 : Ce aufweist, wobei 0 < r* < 0,4 und

- TA aus einer Gruppe von monovalenten Metallen ausgewählt ist, die Li, Na, Cu, Ag und Kombinationen daraus umfasst, - TD aus einer Gruppe von tetravalenten Metallen ausgewählt ist, die Si, Ge, Sn, Mn, Ti, Zr, Hf, Ce und Kombinationen daraus umfasst,

- XB aus einer Gruppe von Elementen ausgewählt ist, die 0, S und Kombinationen daraus umfasst und

-E = Eu, Ce, Yb und/oder Mn .

13. Dimmbare Lichtquelle (1) nach dem vorhergehenden

Anspruch, wobei das Konvertermaterial aus dem ersten

Leuchtstoff der Formel (Rbr*Nai-r*) i (TA) 3 (TD) 1 (XB) 4 : E und dem zweiten Leuchtstoff der Formel CaLu2Mg2Si30i2 : Ce besteht.

14. Dimmbare Lichtquelle (1) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei der zweite Leuchtstoff die Formel (Rbr*Nai-r*) LisSiC^ mit 0 < r* < 0,4 aufweist. 15. Dimmbare Lichtquelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (1) zwei oder mehrere gleiche lichtemittierende Dioden (2) umfasst.

16. Dimmbare Lichtquelle (1) nach dem vorhergehenden

Anspruch, wobei die lichtemittierende Dioden (2) gemeinsam ansteuerbar sind.

Description:
Beschreibung

DIMMBARE LICHTQUELLE Die Erfindung betrifft eine dimmbare Lichtquelle.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der PCT

Patentanmeldungen PCT/EP2017/078913, PCT/EP2017/070343 und PCT/EP2017/070329, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Heutzutage werden anstelle von konventionellen Glühbirnen vermehrt Lichtquellen auf der Basis von lichtemittierenden Dioden (LEDs, „light emitting diodes") in der

Allgemeinbeleuchtung, wie beispielsweise der Beleuchtung von Wohnräumen eingesetzt. Lichtquellen auf der Basis von

lichtemittierenden Dioden weisen eine deutlich höhere

Effizienz auf als konventionelle Glühbirnen. Eine für

Verbraucher wünschenswerte Eigenschaft von Glühbirnen liegt darin, dass die korrelierte Farbtemperatur der weißen

Gesamtstrahlung einer Glühbirne durch Änderung der

Stromzufuhr und der damit verbundenen Änderung der Temperatur des Glühdrahts herabgesetzt werden kann, was auch als „Dimmen" bezeichnet wird. Eine Herabsetzung der korrelierten Farbtemperatur hat bei Glühbirnen eine Verschiebung des

Farborts der Gesamtstrahlung auf der Planck-Kurve zur Folge, wodurch die weiße Gesamtstrahlung für den Betrachter als „wärmer" empfunden wird. Auch das natürliche Tageslicht zeigt im Verlauf eines Tages einen ähnlichen Verlauf. Am frühen Morgen und am späten Abend (Sonnenaufgang bzw.

Sonnenuntergang) weist das Tageslicht eine niedrige

Intensität und gleichzeitig eine niedrige Farbtemperatur, beispielsweise etwa 3000 K, auf. Zur Mittagszeit ist dagegen die Intensität des Tageslichts maximal und gleichzeitig weist das Tageslicht eine viel höhere Farbtemperatur auf,

typischerweise zwischen 5000 K und 8000 K. Die Nachfrage nach dimmbaren Lichtquellen auf der Basis von lichtemittierenden Dioden ist daher durch den Rückgang von Glühbirnen groß.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine dimmbare Lichtquelle umfassend eine lichtemittierende Diode anzugeben .

Die Aufgabe wird durch eine dimmbare Lichtquelle gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sowie Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Es wird eine dimmbare Lichtquelle zur Emission einer weißen Gesamtstrahlung angeben. Die Lichtquelle umfasst eine

lichtemittierende Diode mit einer Halbleiterschichtenfolge, die dazu eingerichtet ist im Betrieb der Lichtquelle eine elektromagnetische Primärstrahlung im UV-Bereich des

elektromagnetischen Spektrums zu emittieren. Weiter umfasst die lichtemittierende Diode ein Konversionselement umfassend ein Konvertermaterial, das dazu eingerichtet ist die

elektromagnetische Primärstrahlung vollständig oder teilweise in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung zu konvertieren. Bevorzugt wird die elektromagnetische Primärstrahlung

vollständig in eine elektromagnetische Sekundärstrahlung konvertiert . Unter „dimmbar" wird hier und im Folgenden verstanden, dass sich die Helligkeit oder Lichtausgangsleistung sowie die korrelierte Farbtemperatur („correlated color temperature" , CCT) im Betrieb der Lichtquelle mit Änderung der Stromstärke des Stroms zum Betrieb der Lichtquelle bzw. der

lichtemittierenden Diode ändert, insbesondere nehmen die Helligkeit oder Lichtausgangsleistung sowie die korrelierte Farbtemperatur mit abnehmender Stromstärke ab.

Zum Betrieb der dimmbaren Lichtquelle ist diese insbesondere mit einer Stromquelle verbunden, die einen Strom mit

konstanter Stromstärke liefert. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Lichtquelle einen Dimmer, der dazu eingerichtet ist im Betrieb der

Lichtquelle eine Stromstärke oder eine mittlere Stromstärke eines Stroms zum Betrieb der lichtemittierenden Diode zu variieren. Mit anderen Worten kann die Stromzufuhr der lichtemittierenden Diode durch den Dimmer geändert werden. Hierzu ist der Dimmer der lichtemittierenden Diode

insbesondere vorgeschaltet. Der Dimmer kann beispielsweise als Ohmsche Last, als Phasenanschnittdimmer (induktive Last) oder Phasenabschnittdimmer (kapazitive Last) ausgeführt sein. Dimmer sind dem Fachmann insbesondere hinsichtlich Aufbau, Funktion und Struktur bekannt und werden an dieser Stelle nicht näher erläutert.

Eine Verringerung der Stromstärke hat dabei insbesondere eine verringerte Gesamtintensität oder verringerte

Lichtausgangsleistung (gemessen in Watt) der

elektromagnetischen Primärstrahlung zur Folge. Damit

verbunden sinkt auch die Gesamtintensität oder

Lichtausgangsleistung sowie der Lichtstrom („Helligkeit", gemessen in Lumen) der Sekundärstrahlung und der

Gesamtstrahlung der Lichtquelle. Dass das Konvertermaterial die elektromagnetische Primärstrahlung teilweise in eine elektromagnetische

Sekundärstrahlung konvertiert, bedeutet, dass die

elektromagnetische Primärstrahlung teilweise von dem

Konvertermaterial absorbiert und als Sekundärstrahlung mit einem zumindest teilweise von der Primärstrahlung

verschiedenen, insbesondere längeren Wellenlängenbereich emittiert wird. Bei dieser sogenannten Teilkonversion

emittiert die dimmbare Lichtquelle insbesondere eine

Gesamtstrahlung, die sich aus der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung zusammensetzt. Es ist also möglich, dass die dimmbare Lichtquelle eine Mischstrahlung aus

Primärstrahlung und Sekundärstrahlung emittiert. Insbesondere liegt der Anteil an Primärstrahlung an der Gesamtstrahlung unter 10 Prozent, beispielweise zwischen 5 und 10 Prozent.

Dass das Konvertermaterial die elektromagnetische

Primärstrahlung vollständig in eine elektromagnetische

Sekundärstrahlung konvertiert, bedeutet, dass die

elektromagnetische Primärstrahlung vollständig oder nahezu vollständig durch das Konvertermaterial absorbiert wird und in Form einer elektromagnetischen Sekundärstrahlung abgegeben wird. Möglich ist insbesondere auch, dass ein Teil der absorbierten elektromagnetischen Primärstrahlung als Wärme abgegeben wird. Dies kann auch als Vollkonversion bezeichnet werden. Die emittierte Gesamtstrahlung der Lichtquelle entspricht somit vollständig oder nahezu vollständig der elektromagnetischen Sekundärstrahlung. Unter nahezu

vollständiger Konversion ist eine Konversion über 90 %, insbesondere über 95 %, zu verstehen. Bevorzugt trägt die elektromagnetische Primärstrahlung nicht oder nur geringfügig zu der Gesamtstrahlung der Lichtquelle bei. Dass die

emittierte Gesamtstrahlung der Lichtquelle vollständig oder nahezu vollständig der elektromagnetischen Sekundärstrahlung entspricht, bedeutet insbesondere, dass der Anteil an

Primärstrahlung an der Gesamtstrahlung sehr gering ist und bevorzugt unter 5 Prozent, besonders bevorzugt unter 3

Prozent und ganz besonders bevorzugt bei 0 Prozent liegt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Sekundärstrahlung eine erste Emissionsbande und eine zweite Emissionsbande auf. Die erste Emissionsbande weist ein

Emissionsmaximum auf, das im Bereich von 400 nm bis 500 nm liegt und die zweite Emissionsbande weist ein zweites

Emissionsmaximum auf, das im Bereich von 510 nm bis 700 nm liegt. Mit anderen Worten zeigt das Emissionsspektrum des Konvertermaterials eine erste Emissionsbande mit einem ersten Emissionsmaximum im Bereich von 400 nm bis 500 nm und eine zweite Emissionsbande mit einem zweiten Emissionsmaximum im Bereich zwischen 510 nm bis 700 nm. Das Emissionsspektrum kann auch nur die erste und die zweite Emissionsbande und das erste und das zweite Emissionsmaximum aufweisen. Insbesondere weisen die erste Emissionsbande und die zweite Emissionsbande eine Intensität auf, wobei die relative Intensität der ersten Emissionsbande mit abnehmender Stromstärke sinkt und die relative Intensität der zweiten Emissionsbande mit

abnehmender Stromstärke steigt. Insbesondere sinkt mit abnehmender relativer Intensität der ersten Emissionsbande der Anteil an Sekundärstrahlung aus der ersten Emissionsbande an der Gesamtstrahlung und mit zunehmender relativer

Intensität der zweiten Emissionsbande steigt der Anteil an Sekundärstrahlung aus der zweiten Emissionsbande an der

Gesamtstrahlung.

Ein Emissionsspektrum des Konvertermaterials weist für jede Stromstärke eine maximale Gesamtintensität der Sekundärstrahlung auf, deren Wert mit abnehmender Stromstärke sinkt. Bei abnehmender Stromstärke sinkt somit die maximale Gesamtintensität der Sekundärstrahlung. Während die

Gesamtintensität der Sekundärstrahlung insgesamt sinkt, kann die Intensität einer Emissionsbande relativ zur

Gesamtintensität steigen oder sinken, was hier und im

Folgenden als relative Intensität bezeichnet wird.

Erfindungsgemäß sinkt die relative Intensität der ersten Emissionsbande mit abnehmender Stromstärke und die relative Intensität der zweiten Emissionsbande steigt mit abnehmender Stromstärke, wobei insbesondere die Gesamtintensität

resultierend aus erster und zweiter Emissionsbande mit abnehmender Stromstärke sinkt. Unter einer „Emissionsbande" wird hier und im Folgenden ein Emissionspeak in einem Emissionsspektrum verstanden, der mindestens eine spektrale Breite auf halber Höhe des Maximums des Emissionspeaks (FWHM, „Full-width at half maximum") von 20 nm aufweist.

Als "Emissionsmaximum" wird vorliegend die Wellenlänge im Emissionsspektrum bezeichnet, bei der die maximale Intensität einer Emissionsbande im Emissionsspektrum liegt. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das erste

Emissionsmaximum im Bereich von 450 nm bis 490 nm und das zweite Emissionsmaximum im Bereich von 550 bis 650 nm.

Mit Vorteil sinkt die relative Intensität der ersten

Emissionsbande mit dem ersten Emissionsmaximum im Bereich zwischen 400 nm bis 500 nm und die relative Intensität der zweiten Emissionsbande mit dem zweiten Emissionsmaximum im Bereich zwischen 510 nm bis 700 nm steigt mit abnehmender Stromstärke. Dadurch sinkt der Anteil an Sekundärstrahlung aus der ersten Emissionsbande und der Anteil an

Sekundärstrahlung aus der zweiten Emissionsbande an der weißen Gesamtstrahlung steigt. Dies resultiert in einer weißen Gesamtstrahlung mit abnehmender korrelierter

Farbtemperatur. Je niedriger die korrelierte Farbtemperatur desto warmweißer erscheint einem Betrachter die weiße

Gesamtstrahlung. Mit Vorteil ist es somit durch das

gegenläufige Verhalten der relativen Intensitäten der

Sekundärstrahlung der ersten Emissionsbande und der zweiten Emissionsbande bei abnehmender Stromstärke des Stroms zum Betrieb der lichtemittierenden Diode möglich eine dimmbare Lichtquelle bereitzustellen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konvertermaterial im Betrieb der Lichtquelle eine Temperatur auf. Die Temperatur des Konvertermaterials nimmt mit

abnehmender Stromstärke des Stroms, mit welcher die

lichtemittierende Diode betrieben wird, ab. Bei hoher

Stromstärke bzw. hoher Stromdichte erwärmt sich das

Konvertermaterial aufgrund von Energieverlusten durch die Energiedifferenz aus absorbierten und emittierten Photonen (Stokes-Shift) einerseits und durch weitere Verlustpfade im Konversionsprozess . Derartige Verlustpfade sind dem Fachmann bekannt und umfassen beispielsweise strahlungslose Relaxation aus dem angeregten Zustand in den Grundzustand

(Quanteneffizienz kleiner als 1), Streuung, insbesondere Rückstreuung, von Anregungsphotonen oder Sekundärphotonen am Konvertermaterial und anschließende Absorption durch die Halbleiterschichtenfolge oder Gehäusebestandteile. Mit

Vorteil korreliert somit die Temperatur des

Konvertermaterials mit der Stromstärke bzw. Stromdichte des Stroms mit der die lichtemittierende Diode betrieben wird. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Halbleiterschichtenfolge eine aktive Schicht auf, die dazu eingerichtet ist, im Betrieb der Lichtquelle eine

elektromagnetische Primärstrahlung im UV-Bereich zu

emittieren .

Unter "Halbleiterschichtenfolge" ist in diesem Zusammenhang eine mehr als eine Schicht umfassende

Halbleiterschichtenfolge zu verstehen, beispielsweise eine Folge einer p-dotierten und einer n-dotierten

Halbleiterschicht, wobei die Schichten übereinander

angeordnet sind und wobei zumindest eine aktive Schicht enthalten ist, die elektromagnetische Primärstrahlung

emittiert.

Die Halbleiterschichtenfolge kann als Epitaxieschichtenfolge oder als strahlungsemittierender Halbleiterchip mit einer Epitaxieschichtenfolge, also als epitaktisch gewachsene

Halbleiterschichtenfolge ausgeführt sein. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge beispielsweise auf der Basis von InGaAlN ausgeführt sein. InGaAlN-basierte Halbleiterchips und Halbleiterschichtenfolgen sind insbesondere solche, bei denen die epitaktisch hergestellte Halbleiterschichtenfolge eine Schichtenfolge aus unterschiedlichen Einzelschichten

aufweist, die mindestens eine Einzelschicht enthält, die ein Material aus dem III-V-Verbindungshalbleitermaterialsystem In x Al y Gai- x - y N mit O ^ x ^ l, O ^ y ^ l und x + y < 1 aufweist. Halbleiterschichtenfolgen, die zumindest eine aktive Schicht auf Basis von InGaAlN aufweisen, können elektromagnetische Primärstrahlung in einem ultravioletten Wellenlängenbereich emittieren. Als ultravioletter Wellenlängenbereich wird hier und im Folgenden ein Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 300 nm und einschließlich 420 nm, beispielweise 400 nm verstanden.

Die Halbleiterschichtenfolge kann neben der aktiven Schicht weitere funktionale Schichten und funktionelle Bereiche umfassen, etwa p- oder n-dotierte

Ladungsträgertransportschichten, also Elektronen- oder

Löchertransportschichten, undotierte oder p- oder n-dotierte Confinement- , Cladding- oder Wellenleiterschichten,

Barriereschichten, Planarisierungsschichten, Pufferschichten, Schutzschichten und/oder Elektroden sowie Kombinationen daraus. Weiterhin können beispielsweise auf einer dem

Aufwachssubstrat abgewandten Seite der

Halbleiterschichtenfolge eine oder mehrere Spiegelschichten aufgebracht sein. Die hier beschriebenen Strukturen, die aktive Schicht oder die weiteren funktionalen Schichten und Bereiche betreffend sind dem Fachmann insbesondere

hinsichtlich Aufbau, Funktion und Struktur bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Halbleiterschichtenfolge eine Strahlungsaustrittsfläche auf, über der das Konversionselement angeordnet ist. Dass eine Schicht oder ein Element "auf" oder "über" einer anderen Schicht oder einem anderen Element angeordnet oder aufgebracht ist, kann dabei hier und im Folgenden bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element unmittelbar in direktem mechanischem und/oder elektrischem Kontakt auf der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist.

Weiter kann es auch bedeuten, dass die eine Schicht oder das eine Element mittelbar auf beziehungsweise über der anderen Schicht oder dem anderen Element angeordnet ist. Dabei können dann weitere Schichten und/oder Elemente zwischen der einen oder der anderen Schicht beziehungsweise zwischen dem einen oder dem anderen Element angeordnet sein. Die Strahlungsaustrittsfläche ist dabei eine Hauptfläche der Halbleiterschichtenfolge. Die Strahlungsaustrittsfläche erstreckt sich insbesondere parallel zu einer

Haupterstreckungsebene der Halbleiterschichten der

Halbleiterschichtenfolge. Beispielsweise tritt mindestens 75 % oder 90 % der die Halbleiterschichtenfolge verlassenden Primärstrahlung über die Strahlungsaustrittsfläche aus der Halbleiterschichtenfolge heraus.

In einer Ausführungsform weist das Konversionselement einen direkten mechanischen Kontakt zu der

Halbleiterschichtenfolge, insbesondere zu der

Strahlungsaustrittfläche der Halbleiterschichtenfolge, auf. Es ist auch eine beabstandete Anordnung des

Konversionselements über der Halbleiterschichtenfolge möglich.

In einer Ausführungsform ist das Konversionselement

vollflächig über der Halbleiterschichtenfolge, insbesondere der Strahlungsaustrittfläche der Halbleiterschichtenfolge, angeordnet.

In einer Ausführungsform umfasst das Konversionselement ein Matrixmaterial. Das Konvertermaterial kann in dem

Matrixmaterial verteilt sein, beispielsweise ist es in dem Matrixmaterial homogen verteilt.

Das Matrixmaterial ist sowohl transparent für die

Primärstrahlung als auch für die Sekundärstrahlung und ist beispielsweise ausgewählt aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus: Gläser, Silikone, Epoxidharze, Polysilazane, Polymethacrylate und Polycarbonate sowie Kombinationen davon. Unter transparent wird verstanden, dass das Matrixmaterial zumindest teilweise durchlässig für die elektromagnetische Primärstrahlung als auch für die Sekundärstrahlung ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konvertermaterial einen Leuchtstoff der Formel

(Na r Ki_ r ) i (TA) 3 (TD) 1 (XB) 4 : E mit 0 < r < 0,05, bevorzugt r = 0 auf, wobei

- TA aus einer Gruppe von monovalenten Metallen ausgewählt ist, die Li, Na, Cu, Ag und Kombinationen daraus umfasst,

- TD aus einer Gruppe von tetravalenten Metallen ausgewählt ist, die Si, Ge, Sn, Mn, Ti, Zr, Hf, Ce und Kombinationen daraus umfasst,

- XB aus einer Gruppe von Elementen ausgewählt ist, die O, S und Kombinationen daraus umfasst und

-E = Eu, Ce, Yb und/oder Mn, bevorzugt E = Eu oder Eu und Ce, Yb und/oder Mn, besonders bevorzugt E = Eu .

Hier und im Folgenden werden Leuchtstoffe anhand von

Summenformeln beschrieben. Es ist bei den angegebenen

Summenformeln möglich, dass der Leuchtstoff weitere Elemente etwa in Form von Verunreinigungen aufweist, wobei diese

Verunreinigungen zusammengenommen bevorzugt höchstens einen Gewichtsanteil an dem Leuchtstoff von höchstens 1 Promille oder 100 ppm (parts per million) oder 10 ppm aufweisen sollten .

Das Konvertermaterial kann gemäß zumindest einer

Ausführungsform auch aus dem Leuchtstoff

(Na r Ki_ r ) 1 (TA) 3 (TD) (XB) 4 :E bestehen. Überraschenderweise weist die Sekundärstrahlung des

Leuchtstoffs (Na r Ki_ r ) i (TA) 3 (TD) 1 (XB) 4 : E eine erste

Emissionsbande mit einem ersten Emissionsmaximum im Bereich von 400 nm bis 500 nm und eine zweite Emissionsbande mit einem zweiten Emissionsmaximum im Bereich von 510 nm bis 700 nm auf. Mit Vorteil kann somit nur mit diesem Leuchtstoff als Konvertermaterial eine weiße Gesamtstrahlung der Lichtquelle erzeugt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konvertermaterial einen Leuchtstoff der Formel

(Na r Ki_ r ) Li3Si0 4 : Eu mit 0 ^ r < 0,05, bevorzugt r = 0 auf oder besteht aus einem Leuchtstoff der Formel (Na r Ki_ r ) LisSiC^ : Eu mit 0 ^ r < 0,05, bevorzugt r = 0. Das Emissionsspektrum des Leuchtstoffs und somit die Sekundärstrahlung, zeigt eine erste Emissionsbande mit einem ersten Emissionsmaximum im Bereich von 400 nm bis 500 nm und eine zweite Emissionsbande mit einem zweiten Emissionsmaximum im Bereich zwischen 510 nm bis 700 nm, wodurch eine weiße Gesamtstrahlung der

Lichtquelle resultiert. Die Erfinder haben herausgefunden, dass überraschenderweise die relative Intensität der ersten Emissionsbande bei abnehmender Temperatur des

Konvertermaterials sinkt und die relative Intensität der zweiten Emissionsbande mit dem zweiten Emissionsmaximum im Bereich zwischen 510 nm bis 700 nm dagegen bei abnehmender Temperatur des Konvertermaterials steigt. Die Temperatur des Konvertermaterials korreliert mit der Stromstärke bzw. der mittleren Stromstärke, mit welcher die die lichtemittierende Diode betrieben wird. Bei Erhöhung der Stromstärke erhöht sich die Temperatur des Konvertermaterials und bei

Erniedrigung der Stromstärke erniedrigt sich die Temperatur des Konvertermaterials. Dadurch kann mit Vorteil mit (Na r Ki_ r ) Li 3 Si0 4 : Eu als einzigem Leuchtstoff in der Lichtquelle die korrelierte Farbtemperatur der weißen Gesamtstrahlung durch Variation der Stromstärke durch den Dimmer geändert werden und eine dimmbare Lichtquelle bereitgestellt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konvertermaterial einen ersten Leuchtstoff der Formel

(MA) S1 2 O 2 2 : Eu mit MA = Sr, Ca und/oder Ba und einen zweiten Leuchtstoff der Formel CaLu 2 Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce auf oder besteht aus diesen Leuchtstoffen. Das Emissionsspektrum des ersten

Leuchtstoffs bzw. die Sekundärstrahlung des ersten

Leuchtstoffs (MA) S1 2 O 2 2 : Eu zeigt eine erste Emissionsbande mit einem ersten Emissionsmaximum im Bereich von 400 nm bis 500 nm und das Emissionsspektrum des zweiten Leuchtstoffs bzw. die Sekundärstrahlung des zweiten Leuchtstoffs

CaLu 2 Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce eine zweite Emissionsbande mit einem zweiten Emissionsmaximum im Bereich zwischen 510 nm bis 700 nm, wodurch eine weiße Gesamtstrahlung der Lichtquelle

resultiert .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der erste

Leuchtstoff die Formel ( Sr x Bai- x) S1 2 O 2 N 2 : Eu mit 0 -S x -S 1, bevorzugt 0 ^ x ^ 0,5, besonders bevorzugt x = 0,25 auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konvertermaterial einen ersten Leuchtstoff der Formel

(Rb r* Nai- r* )i (TA) 3 (TD)i (XB) 4 :E mit 0 < r* < 0,4, bevorzugt 0,1 < r* < 0,35, besonders bevorzugt 0,2 < r* < 0,3, ganz besonders bevorzugt r* = 0,25 und einen zweiten Leuchtstoff der Formel CaLu 2 Mg 2 Si 3 0i2 : Ce auf oder besteht aus diesen Leuchtstoffen, wobei

- TA aus einer Gruppe von monovalenten Metallen ausgewählt ist, die Li, Na, Cu, Ag und Kombinationen daraus umfasst, - TD aus einer Gruppe von tetravalenten Metallen ausgewählt ist, die Si, Ge, Sn, Mn, Ti, Zr, Hf, Ce und Kombinationen daraus umfasst,

- XB aus einer Gruppe von Elementen ausgewählt ist, die 0, S und Kombinationen daraus umfasst und

-E = Eu, Ce, Yb und/oder Mn, bevorzugt E = Eu oder Eu und Ce, Yb und/oder Mn, besonders bevorzugt E = Eu .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Konvertermaterial einen ersten Leuchtstoff der Formel

(Rb r* Nai- r* ) Li 3 Si0 4 mit 0 < r* < 0,4, bevorzugt 0,1 < r* < 0,35, besonders bevorzugt 0,2 < r* < 0,3, ganz besonders bevorzugt r* = 0,25 und einen zweiten Leuchtstoff der Formel CaLu 2 Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce auf oder besteht aus diesen Leuchtstoffen.

Die Erfinder haben herausgefunden, dass die Leuchtstoffe (MA) S1 2 O 2 2 : Eu und CaLu 2 Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce einerseits und

(Rb r* Nai- r* ) 1 (TA) 3 (TD) 1 (XB) 4 :E, insbesondere (Rb r* Nai_ r* ) Li 3 Si0 4 , und CaLu 2 Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce anderseits überraschenderweise ein gegenläufiges Verhalten der relativen Intensitäten der ersten Emissionsbande und der zweiten Emissionsbande bei Änderung der Temperatur des Konvertermaterials im Betrieb der

lichtemittierenden Diode aufweisen. Die Temperatur des

Konvertermaterials korreliert in der Anwendung mit der

Stromstärke bzw. der mittleren Stromstärke, mit welcher die lichtemittierende Diode betrieben wird, bei Erhöhung der Stromstärke erhöht sich die Temperatur des Konvertermaterials und bei Erniedrigung der Stromstärke erniedrigt sich die Temperatur des Konvertermaterials . Überraschenderweise sinkt die relative Intensität der ersten Emissionsbande des ersten Leuchtstoffs (MA) Si 2 0 2 N 2 : Eu bzw . (Rb r* Nai- r* ) 1 (TA) 3 (TD) 1 (XB) 4 : E mit abnehmender Temperatur des Konvertermaterials bzw. mit abnehmender Stromstärke und die relative Intensität der zweiten Emissionsbande des zweiten Leuchtstoffs

CaLu 2 Mg 2 Si30i 2 : Ce steigt mit abnehmender Temperatur des

Konvertermaterials bzw. mit abnehmender Stromstärke. Dadurch kann mit Vorteil durch die erfindungsgemäße Kombination des ersten und des zweiten Leuchtstoffs in der Lichtquelle die korrelierte Farbtemperatur der weißen Gesamtstrahlung durch Variation der Stromstärke durch den Dimmer geändert werden und eine dimmbare Lichtquelle bereitgestellt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Farbort der

Gesamtstrahlung einen Abstand zur Planck-Kurve unter 20 SDMC, bevorzugt unter 15 SDMC, besonders bevorzugt unter 10 SDMC auf. Mit Vorteil sind diese Farborte im gesamten Dimmbereich der Lichtquelle erzielbar und somit von maximaler bis

minimaler Stromstärke bzw. von maximaler Temperatur des

Konvertermaterials bis minimaler Temperatur des

Konvertermaterials. Die minimale Temperatur kann

beispielweise bei 20 °C oder 25 °C und die maximale

Temperatur bei 225 °C liegen. Mit Vorteil erweckt die

Gesamtstrahlung bei einem Betrachter damit im gesamten

Dimmbereich einen weißen Leuchteindruck.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Farbort der Gesamtstrahlung einen Farbwiedergabeindex Ra über 70,

bevorzugt über 75, besonders bevorzugt über 80 auf.

Insbesondere weist ein Farbort der Gesamtstrahlung einen Farbwiedergabeindex Ra über 70, bevorzugt über 75, besonders bevorzugt über 80 im gesamten Dimmbereich auf und damit von maximaler bis minimaler Stromstärke bzw. von maximaler

Temperatur des Konvertermaterials bis minimaler Temperatur des Konvertermaterials. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Lichtquelle zwei oder mehrere lichtemittierende Dioden. Bei den zwei oder mehreren lichtemittierenden Dioden handelt es sich um die gleichen lichtemittierenden Dioden. Dass die

lichtemittierenden Dioden gleich sind, bedeutet, dass diese im Rahmen der Herstellungstoleranz identisch aufgebaut sind und somit auf den gleichen Materialien basieren und

insbesondere die gleiche Sekundärstrahlung mit dem gleichen Farbort emittieren. Die zweite oder weiteren

lichtemittierenden Dioden sind somit wie die (erste)

lichtemittierende Diode ausgebildet.

Mit Vorteil ist es bei der erfindungsgemäßen Lichtquelle möglich, dass nur gleiche lichtemittierende Dioden eingesetzt werden und die Lichtquelle dennoch dimmbar ist. Dies ist auf das gegenläufige Verhalten der relativen Intensitäten der ersten und der zweiten Emissionsbande zurückzuführen.

Üblicherweise eingesetzte weiße lichtemittierende Dioden zeigen keine oder nahezu keine Änderungen des Farborts der Gesamtstrahlung bei Änderungen der Stromstärke/Temperatur des Konvertermaterials. Vielmehr wird versucht etwaige

Schwankungen des Farborts bei Änderungen der Stromstärke /Temperatur aktiv zu verhindern. Deshalb sind bisher bekannte Lichtquellen, die nur einen Typ von lichtemittierenden Dioden bzw. nur die gleichen weißen lichtemittierenden Dioden enthalten im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Lichtquelle nicht dazu geeignet gedimmt zu werden und somit das

„Dimmverhalten" einer konventionellen Glühbirne zu imitieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die

lichtemittierenden Dioden gemeinsam ansteuerbar Mit Vorteil ist somit auch ein Dimmer innerhalb der Lichtqu lle ausreichend. Es kann auf komplizierte Elektronik verzichtet werden, die bei separater Ansteuerung von lichtemittierenden Dioden notwendig wäre.

Die dimmbare Lichtquelle kann als Retrofitlampe ausgebildet sein .

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Figuren 1 und 12 zeigen eine in einem Stromkreis integrierte Lichtquelle ;

Figuren 2, 4 und 6 zeigen Emissionsspektren bei

unterschiedlichen Temperaturen;

Figuren 3, 5 und 7 zeigen Farborte bei verschiedenen

Temperaturen in der CIE-Normtafel (1931);

Figur 8 zeigt die Abhängigkeit des Farbwiedergabeindex Ra von der Temperatur;

Figur 9 zeigt die Abhängigkeit der korrelierten

Farbtemperatur von der Temperatur;

Figur 10 zeigt den Abstand von Farborten zu der Planck-Kurve bei unterschiedlichen Temperaturen.

Figur 11 zeigt die Abhängigkeit der Lichtausbeute von der Temperatur . Figur 1 zeigt eine in einen Stromkreis integrierte erfindungsgemäße Lichtquelle 1. Die Lichtquelle 1 umfasst mehrere lichtemittierende Dioden 2 und einen Dimmer 3. Die Lichtquelle 1 ist mit einer Stromquelle 4 verbunden, die den zum Betrieb der Lichtquelle 1 erforderlichen Strom liefert. Aus der Stromquelle 4 tritt ein Strom mit konstanter

Stromstärke bzw. Stromdichte. Der Dimmer 3 ist dazu

eingerichtet die Stromstärke bzw. Stromdichte des Stroms zu variieren, so dass die lichtemittierenden Dioden 2 mit Strom unterschiedlicher Stromstärke versorgt werden können. Die Änderung der Stromstärke kann von einem Benutzer über ein manuelles Steuerelement 5 geändert werden und die

Gesamtstrahlung der Lichtquelle 1 somit „gedimmt" werden. Die lichtemittierenden Dioden 2 sind gleich aufgebaut und

emittieren somit die gleiche oder nahezu gleiche

Sekundärstrahlung. Unter gleichen lichtemittierenden Dioden ist insbesondere zu verstehen, dass im Rahmen der

Herstellungstoleranz die Halbleiterschichten auf dem gleichen Halbleitermaterial basieren und das Konversionselement das gleiche Konvertermaterial oder das gleiche Konvertermaterial und das gleiche Matrixmaterial, insbesondere auch in der gleichen Menge, enthalten. Deshalb können die

lichtemittierenden Dioden 2 mit Vorteil mit dem gleichen Strom betrieben werden, eine separate Ansteuerung ist nicht notwendig. Weitere gleiche lichtemittierende Dioden 2 können in Reihe oder auch parallel geschaltet werden (nicht

gezeigt) .

Nachfolgend wird der Aufbau der lichtemittierenden Dioden 2 beschrieben, der in Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist: Die lichtemittierenden Dioden 2 umfassen eine Halbleiterschichtenfolge basierend auf InGaAlN und emittieren im Betrieb der Lichtquelle 1 eine elektromagnetische Primärstrahlung im UV Bereich des

elektromagnetischen Spektrums, beispielweise bei 400 nm. Im Strahlengang der elektromagnetischen Primärstrahlung ist ein Konversionselement umfassend ein Konvertermaterial

angeordnet, wobei das Konvertermaterial aus einem Leuchtstoff KLi3Si0 4 :Eu (ABl), einem ersten Leuchtstoff

Sro, 2 5 Bao, 75 S12O2 2 : Eu und einem zweiten Leuchtstoff

(CaLu 2 ) Mg 2 Si30i 2 : Ce (AB2) oder einem ersten Leuchtstoff

Rbo, 2 5 Nao, 75Li3Si0 4 : Eu und einem zweiten Leuchtstoff

(CaLu 2 ) Mg 2 Si30i 2 : Ce (AB3) besteht. Die elektromagnetische

Primärstrahlung wird von dem Konvertermaterial absorbiert und vollständig oder nahezu vollständig in eine Sekundärstrahlung konvertiert, die von der Lichtquelle 1 als weiße

Gesamtstrahlung nach außen abgestrahlt wird.

Wird die Stromstärke des Stroms mittels des Dimmers 3

ausgehend von einer maximaler Stromstärke verringert, ändert sich die Temperatur des Konvertermaterials und dadurch ändert sich der Farbort der Gesamtstrahlung hin zu niedrigeren korrelierten Farbtemperaturen. Mit Vorteil liegt der Farbort der Gesamtstrahlung bei unterschiedlichen Temperaturen und damit unterschiedlichen Stromstärken auf oder nah der Planck- Kurve, so dass die Gesamtstrahlung immer als weiß erscheint. Mit Vorteil ist es somit möglich eine dimmbare Lichtquelle 1 bereitzustellen, die nur einen Typ einer lichtemittierenden Diode 2 bzw. nur gleiche lichtemittierende Dioden 2 enthält. Zudem ist für die lichtemittierenden Dioden 2 nur ein

Leuchtstoff oder eine Kombination von zwei Leuchtstoffen als Konvertermaterial notwendig. Die Sekundärstrahlung des

Konvertermaterials weist eine erste Emissionsbande mit einem ersten Emissionsmaximum im Bereich von 400 nm bis 500 nm und eine zweite Emissionsbande mit einem zweiten Emissionsmaximum im Bereich von 510 nm bis 700 nm auf. Mit anderen Worten zeigt das Emissionsspektrum des Konvertermaterials eine erste Emissionsbande mit einem ersten Emissionsmaximum im Bereich von 400 nm bis 500 nm und eine zweite Emissionsbande mit einem zweiten Emissionsmaximum im Bereich von 510 nm bis 700 nm. Die relative Intensität der ersten Emissionsbande sinkt mit abnehmender Stromstärke und die relative Intensität der zweiten Emissionsbande steigt mit abnehmender Stromstärke des Stroms mit der die lichtemittierenden Dioden betrieben werden. Mit einer abnehmenden relativen Intensität ist insbesondere eine abnehmende relative Lichtausgangsleistung und mit einer zunehmenden relativen Intensität ist eine zunehmende relative Lichtausgangsleistung verbunden, so dass der Anteil der Sekundärstrahlung der ersten Emissionsbande an der Gesamtstrahlung mit abnehmender Stromstärke sinkt, während der Anteil der Sekundärstrahlung der zweiten

Emissionsbande an der Gesamtstrahlung steigt. Die

unterschiedlichen relativen Intensitäten der ersten

Emissionsbande und der zweiten Emissionsbande sind auf das überrascherweise unterschiedliche thermische Quenchverhalten der Emissionsbanden zurückzuführen. Da die Temperatur des Konvertermaterials mit zunehmender Stromstärke steigt, kann das unterschiedliche thermische Quenchverhalten

erfindungsgemäß ausgenutzt werden, um eine dimmbare

Lichtquelle bereitzustellen und somit eine konventionelle Glühbirne nachzuahmen.

Figur 12 zeigt eine in einen Stromkreis integrierte

Lichtquelle 1 aus dem Stand der Technik. Die Lichtquelle 1 enthält zwei Typen von lichtemittierenden Dioden 2a und 2b, die parallel geschaltet sind und separat angesteuert werden. Dementsprechend enthält die Lichtquelle 1 zwei Dimmer 3. Zur Steuerung der Dimmer 3 wird ein MikroController 6 benötigt, der in der erfindungsgemäßen Lichtquelle 1 nicht notwendig ist, da diese nur einen Dimmer 3 enthält. Zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit des MikroControllers 6 enthält die

Lichtquelle 1 einen Sensor 7. Die lichtemittierenden Dioden 2a emittieren weiße Sekundärstrahlung und die

lichtemittierenden Dioden 2b rote Sekundärstrahlung. Die rote und weiße Sekundärstrahlung werden mittels eines Diffusors 8 gemischt und ergeben die weiße Gesamtstrahlung, die von der Lichtquelle 1 nach außen abgestrahlt wird. Um den Farbort zu ändern, wird die Stromstärke mittels der Dimmer 3 für die lichtemittierenden Dioden 2a und 2b separat geändert, so dass diese mit Strom unterschiedlicher Stromstärken betrieben werden und somit der relative Anteil der Sekundärstrahlungen der lichtemittierenden Dioden 2a und 2b an der

Gesamtstrahlung geändert wird. Ein höherer Anteil an roter

Sekundärstrahlung an der Gesamtstrahlung resultiert dabei in warmweißerer Gesamtstrahlung, also einer niedrigeren

korrelierten Farbtemperatur. Mit Vorteil ist gegenüber der bekannten dimmbaren Lichtquelle

1 in der erfindungsgemäßen dimmbaren Lichtquelle 1 nur ein Typ von lichtemittierenden Dioden 2 notwendig, um den Farbort der Gesamtstrahlung zu ändern und die Lichtquelle 1 damit „dimmbar" zu gestalten. Hinzu kommt, dass in der

erfindungsgemäßen Lichtquelle nur ein Dimmer 3 notwendig ist und auf weitere elektronische Bauteile, wie ein

Mikrokontroller 6 und einen Sensor 7, als auch auf einen Diffusor 8 zur Mischung der Sekundärstrahlungen verzichtet werden kann. Damit ist die erfindungsgemäße Lichtquelle 1 sowohl kostengünstiger als auch mit weniger Aufwand

herstellbar als die dimmbare Lichtquelle 1 des Stands der Technik. Durch den Einsatz gleicher lichtemittierender Dioden

2 in der erfindungsgemäßen Lichtquelle 1, ändert sich der Farbort der Gesamtstrahlung bei einer konstanten Stromstärke über die Betriebsdauer der Lichtquelle 1 vorteilhafterweise nicht. Dies tritt jedoch bei bekannten Lichtquellen 1 mit unterschiedlichen lichtemittierenden Dioden Typen 2a und 2b aufgrund unterschiedlicher Alterungsstabilität der

unterschiedlichen lichtemittierenden Dioden 2a und 2b auf.

Figur 2 zeigt das Emissionsspektrum des Leuchtstoffs

KLi 3 Si0 4 :Eu (ABl) bei 25 °C, 100 °C, 150 °C und 200 °C. Dabei ist auf der x-Achse die Wellenlänge λ in Nanometern und auf der y-Achse die relative Intensität rl in Prozent

aufgetragen. Zur Messung der Emissionsspektren wurde der Leuchtstoff KLi3Si0 4 :Eu auf ein wärmeleitendes Substrat aufgebracht, auf die entsprechende Temperatur gebracht und mit einer elektromagnetischen Primärstrahlung im UV-Bereich (400 nm) angeregt. Das Emissionsspektrum von KLisSiC^iEu bei der jeweiligen Temperatur zeigt jeweils eine erste

Emissionsbande El mit einem ersten Emissionsmaximum, das im Bereich von etwa 440 nm bis 470 nm liegt und eine zweite Emissionsbande E2 mit einem zweiten Emissionsmaximum, das im Bereich von etwa 570 bis 630 nm liegt. Die erste

Emissionsbande El erstreckt sich jeweils von etwa von 430 nm bis 500 nm und die zweite Emissionsbande E2 jeweils von etwa 500 nm bis 730 nm. In der Figur sind aus Gründen der

Übersichtlichkeit die erste Emissionsbande El und die zweite Emissionsbande E2 nur für das Emissionsspektrum bei 25 °C gekennzeichnet. Die emittierte Sekundärstrahlung der

gemessenen Emissionsspektren bei den unterschiedlichen

Temperaturen erweckt bei einem Betrachter einen weißen

Leuchteindruck. Wie ersichtlich nimmt die relative Intensität der ersten Emissionsbande El bei abnehmender Temperatur ab, während die relative Intensität der zweiten Emissionsbande E2 bei abnehmender Temperatur steigt. Mit abnehmender relativer Intensität einer Emissionsbande nimmt die

Lichtausgangsleistung aus dieser Emissionsbande ab und mit zunehmender relativer Intensität einer Emissionsbande nimmt die Lichtausgangsleistung aus dieser Emissionsbande zu. Mit sinkender Temperatur nimmt somit der Anteil an

Sekundärstrahlung in dem Wellenlängenbereich zwischen 430 nm und 500 nm ab und der Anteil an Sekundärstrahlung in dem Wellenlängenbereich zwischen 500 nm und 730 nm zu. Mit anderen Worten nimmt der langwellige, vorwiegend rote Anteil an der Sekundärstrahlung zu während der kurzwellige,

vorwiegend blaue Anteil abnimmt, was eine Änderung des

Farborts der Sekundärstrahlung zur Folge hat. Da die

Temperatur des Leuchtstoffs mit abnehmender Stromstärke eines Stroms, mit welcher eine lichtemittierende Diode mit einem den Leuchtstoff KLisSiC iEu enthaltenden Konversionselement betrieben wird, ebenso abnimmt, kann eine Lichtquelle

enthaltend eine solche lichtemittierende Diode

überraschenderweise durch Variation der Stromstärke mittels eines Dimmers den Farbort ändern und somit gedimmt werden, wobei die Gesamtstrahlung sowohl im gedimmten als auch im nicht gedimmten Zustand weiß erscheint.

In Figur 3 ist die CIE-Normtafel (1931) gezeigt, wobei auf der x-Achse der CIE-x-Anteil der Grundfarbe Rot und auf der y-Achse der CIE-y-Anteil der Grundfarbe Grün aufgetragen ist. In die CIE-Normtafel sind die Farborte der Sekundärstrahlung von KLi 3 Si0 4 :Eu (ABl) bei einer Anregung mit einer

elektromagnetischen Primärstrahlung im UV-Bereich (400 nm) bei unterschiedlichen Temperaturen gezeigt. Die Farborte bewegen sich mit abnehmender Temperatur auf oder entlang der Planck-Kurve P hin zu höheren CIE-x Werten und damit zu einem höheren Rotanteil an der Sekundärstrahlung und niedrigeren korrelierten Farbtemperaturen. Bei 225 °C liegt die korrelierte Farbtemperatur der Sekundärstrahlung etwa bei 5400 K (kaltweiß) und bei 25 °C bei etwa 2860 K (warmweiß) . Wie ersichtlich liegen die Farborte der Sekundärstrahlung auf oder nah an der Planck-Kurve und die Sekundärstrahlung erscheint somit weiß. Eine Lichtquelle umfassend eine

lichtemittierende Diode mit einem den Leuchtstoff KLisSiC iEu enthaltenden Konversionselement kann somit durch Erniedrigung der Stromstärke mittels eines Dimmers den Farbort hin zu niedrigeren korrelierten Farbtemperaturen ändern.

Figur 4 zeigt das Emissionsspektrum einer Kombination der Leuchtstoffe Sr 0 , 2sBa 0 , 75Si 2 0 2 N 2 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce (AB2) bei 25 °C, 125 °C, 175 °C und 225 °C. Dabei ist auf der x- Achse die Wellenlänge λ in Nanometern und auf der y-Achse die relative Intensität rl in Prozent aufgetragen. Zur Messung der Emissionsspektren wurden die Leuchtstoffe

Sr 0 , 25Bao, 75S12O2 2 : Eu und (CaLu2) Mg 2 Si30i2 : Ce in einem Verhältnis gemischt, um einen Farbort der Sekundärstrahlung der

Leuchtstoffe auf oder nah der Planck-Kurve zu erzielen, so dass ein weißer Leuchteindruck erweckt wird. Die Leuchtstoffe werden auf ein wärmeleitendes Substrat aufgebracht, auf die entsprechende Temperatur gebracht und mit einer

elektromagnetischen Primärstrahlung im UV-Bereich angeregt. Das Emissionsspektrum der Kombination der Leuchtstoffe

Sr 0 , 25Bao, 75S12O2 2 : Eu und (CaLu2) Mg 2 Si30i2 : Ce bei der jeweiligen Temperatur zeigt jeweils eine erste Emissionsbande El mit einem ersten Emissionsmaximum im Bereich von etwa 460 nm bis 490 nm und eine zweite Emissionsbande E2 mit einem zweiten Emissionsmaximum im Bereich von etwa 560 nm bis 630 nm. In der Figur sind aus Gründen der Übersichtlichkeit die erste Emissionsbande El und die zweite Emissionsbande E2 nur für das Emissionsspektrum bei 25 °C gekennzeichnet. Die

emittierte Sekundärstrahlung der gemessenen Emissionsspektren bei den unterschiedlichen Temperaturen erweckt bei einem Betrachter einen weißen Leuchteindruck. Wie ersichtlich nimmt die relative Intensität der ersten Emissionsbande El bei abnehmender Temperatur ab, während die relative Intensität der zweiten Emissionsbande E2 bei abnehmender Temperatur steigt. Mit sinkender Temperatur nimmt somit der Anteil an Sekundärstrahlung in dem Wellenlängenbereich der ersten

Emissionsbande El ab und der Anteil an Sekundärstrahlung der zweiten Emissionsbande E2 zu. Mit anderen Worten nimmt der langwellige, vorwiegend rote Anteil an der Sekundärstrahlung zu während der kurzwellige, vorwiegend blaue Anteil abnimmt, was eine Änderung des Farborts der Sekundärstrahlung zur Folge hat. Da die Temperatur der Leuchtstoffe mit abnehmender Stromstärke eines Stroms, mit welcher eine lichtemittierende Diode mit einem die Leuchtstoffe S ro , 2 sBao, 75 S1 2 O 2 2 : Eu und

(CaLu 2 ) Mg2 S i 3 0i2 : Ce enthaltenden Konversionselement betrieben wird, ebenso abnimmt, kann eine Lichtquelle enthaltend eine solche lichtemittierende Diode überraschenderweise durch Variation der Stromstärke mittels eines Dimmers den Farbort ändern und somit gedimmt werden, wobei die Gesamtstrahlung sowohl im gedimmten als auch im nicht gedimmten Zustand weiß erscheint .

In Figur 5 ist die CIE-Normtafel (1931) gezeigt, wobei auf der x-Achse der CIE-x-Anteil der Grundfarbe Rot und auf der y-Achse der CIE-y-Anteil der Grundfarbe Grün aufgetragen ist. In die CIE-Normtafel sind die Farborte der Sekundärstrahlung einer Kombination der Leuchtstoffe Sro, 2 sBao, 75 S12O2 2 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si30i 2 : Ce (AB2) bei einer Anregung mit einer

elektromagnetischen Primärstrahlung im UV-Bereich bei

unterschiedlichen Temperaturen gezeigt. Die Farborte bewegen sich mit abnehmender Temperatur auf oder entlang der Planck- Kurve P hin zu höheren CIE-x Werten und damit zu einem höheren Rotanteil an der Sekundärstrahlung und niedrigeren korrelierten Farbtemperaturen. Bei 225 °C liegt die

korrelierte Farbtemperatur der Sekundärstrahlung etwa bei 4800 K und bei 25 °C bei etwa 3750 K. Wie ersichtlich liegen die Farborte der Sekundärstrahlung auf oder nah an der

Planck-Kurve und erscheint somit weiß. Eine Lichtquelle umfassend eine lichtemittierende Diode mit einem die

Leuchtstoffe Sr 0 , 2sBao , 75S12O2N2 : Eu und (CaLu2) Mg 2 Si30i2 : Ce enthaltenden Konversionselement kann somit durch Erniedrigung der Stromstärke mittels eines Dimmers den Farbort hin zu niedrigeren korrelierten Farbtemperaturen ändern.

Figur 6 zeigt das Emissionsspektrum einer Kombination der Leuchtstoffe Rb 0 , 2sNa 0 , 7 5Li 3 Si0 4 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce (AB3) bei 25 °C, 125 °C, 175 °C und 225 °C. Dabei ist auf der x-

Achse die Wellenlänge λ in Nanometern und auf der y-Achse die relative Intensität rl in Prozent aufgetragen. Zur Messung der Emissionsspektren wurden die Leuchtstoffe

Rbo, 25Nao, 75Li3Si04 : Eu und (CaLu2) Mg2Si30i2 : Ce in einem Verhältnis gemischt um einen Farbort der Sekundärstrahlung der

Leuchtstoffe auf oder nah der Planck-Kurve zu erzielen, so dass ein weißer Leuchteindruck erweckt wird. Die Leuchtstoffe werden auf ein wärmeleitendes Substrat aufgebracht, auf die entsprechende Temperatur gebracht und mit einer

elektromagnetischen Primärstrahlung im UV-Bereich angeregt.

Das Emissionsspektrum der Kombination der Rbo, 2sNao , 7 sLi 3 Si0 4 : Eu und ( CaLu2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce bei der jeweiligen Temperatur zeigt jeweils eine erste Emissionsbande El mit einem ersten

Emissionsmaximum im Bereich von etwa 460 nm bis 490 nm und eine zweite Emissionsbande E2 mit einem zweiten

Emissionsmaximum im Bereich von etwa 560 nm bis 630 nm. Die emittierte Sekundärstrahlung der gemessenen Emissionsspektren bei den unterschiedlichen Temperaturen erweckt bei einem Betrachter einen weißen Leuchteindruck. Wie ersichtlich nimmt die relative Intensität der ersten Emissionsbande El bei abnehmender Temperatur ab, während die relative Intensität der zweiten Emissionsbande E2 bei abnehmender Temperatur steigt. Mit sinkender Temperatur nehmen somit der Anteil an Sekundärstrahlung der ersten Emissionsbande ab und der Anteil an Sekundärstrahlung der zweiten Emissionsbande zu. Mit anderen Worten nimmt der langwellige, vorwiegend rote Anteil an der Sekundärstrahlung zu während der kurzwellige,

vorwiegend blaue Anteil abnimmt, was eine Änderung des

Farborts der Sekundärstrahlung zur Folge hat. Da die

Temperatur der Leuchtstoffe mit abnehmender Stromstärke eines Stroms, mit welcher eine lichtemittierende Diode mit einem die Leuchtstoffe Rbo, 2sNao, 75Li 3 Si0 4 : Eu und (CaLu2) Mg 2 Si30i2 : Ce enthaltenden Konversionselement betrieben wird, ebenso abnimmt, kann eine Lichtquelle enthaltend eine solche

lichtemittierende Diode überraschenderweise durch Variation der Stromstärke mittels eines Dimmers den Farbort ändern und somit gedimmt werden, wobei die Gesamtstrahlung sowohl im gedimmten als auch im nicht gedimmten Zustand weiß erscheint.

In Figur 7 ist die CIE-Normtafel (1931) gezeigt, wobei auf der x-Achse der CIE-x-Anteil der Grundfarbe Rot und auf der y-Achse der CIE-y-Anteil der Grundfarbe Grün aufgetragen ist. In die CIE-Normtafel sind die Farborte der Sekundärstrahlung einer Kombination der Leuchtstoffe Rbo, 2sNao, 7sLi3Si0 4 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si30i 2 : Ce (AB3) bei einer Anregung mit einer

elektromagnetischen Primärstrahlung im UV-Bereich bei

unterschiedlichen Temperaturen gezeigt. Die Farborte bewegen sich mit abnehmender Temperatur auf oder entlang der Planck- Kurve P hin zu höheren CIE-x Werten und damit zu einem höheren Rotanteil an der Sekundärstrahlung und niedrigeren korrelierten Farbtemperaturen. Bei 225 °C liegt die korrelierte Farbtemperatur der Sekundärstrahlung etwa bei 4200 K und bei 25 °C bei etwa 3300 K. Wie ersichtlich liegen die Farborte der Sekundärstrahlung auf oder nah an der

Planck-Kurve und die Sekundärstrahlung erscheint somit weiß. Es ist zu beobachten, dass der Abstand des Farborts von der Planck-Kurve mit zunehmender Temperatur steigt. Eine

Lichtquelle umfassend eine lichtemittierende Diode mit den Leuchtstoffen Rbo, 2sNao , 75Li 3 Si0 4 : Eu und (CaLu2) Mg 2 Si30i2 : Ce enthaltenden Konversionselement kann somit durch Erniedrigung der Stromstärke mittels eines Dimmers den Farbort hin zu niedrigeren korrelierten Farbtemperaturen ändern.

Figur 8 zeigt die Abhängigkeit des Farbwiedergabeindex Ra der Sekundärstrahlung des Leuchtstoffs KLisSiC iEu (ABl), einer Kombination der Leuchtstoffe S ro , 2sBao , 75 S12O2 2 : Eu und

(CaLu 2 ) Mg2 S i 30i2 : Ce (AB2) und einer Kombination der

Leuchtstoffe Rb 0 , 2sNa 0 , 7 5Li 3 Si0 4 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce (AB3) von der Temperatur bei einer Anregung mit einer

elektromagnetischen Primärstrahlung im UV-Bereich. Der

Farbwiedergabeindex Ra ist ein Maß für die Qualität der

Wiedergabe an Farben einer Strahlung und kann maximal bei 100 liegen .

ABl zeigt über den gesamten Temperaturbereich einen Ra über 80. Eine Strahlung mit einem Ra von 80 und mehr ist für die

Allgemeinbeleuchtung wünschenswert. Mit Vorteil steigt Ra mit steigender Temperatur. Mit steigender Temperatur, steigt die Lichtausgangsleistung der Lichtquelle, da dies eine höhere Emission der elektromagnetischen Primärstrahlung zur Folge hat, die zur Konversion in die Sekundärstrahlung

bereitgestellt wird. Eine hohe Farbwiedergabe bei

gleichzeitig hoher Lichtausgangsleistung ist insbesondere bei kaltweißer Gesamtstrahlung einer Lichtquelle, also bei hohen korrelierten Farbtemperaturen, wünschenswert. Diese

Gesamtstrahlung eignet sich beispielweise wenn eine gute Farbwiedergabe, wie bei dem Betrachten oder Kreieren von Kunstwerken, benötigt wird, während die Anforderungen an den Farbwiedergabeindex der Gesamtstrahlung der Lichtquelle im gedimmten Zustand geringer sind.

Bei AB2 und AB3 sinkt Ra mit steigender Temperatur.

Lichtquellen umfassend eine lichtemittierende Diode mit einer Kombination der Leuchtstoffe Rbo, 2 sNao, 7 sLi 3 Si0 4 : Eu und

(CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce oder Sr 0 , 2 sBao, 75 S12O2N2 : Eu und

(CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce enthaltenden Konversionselement eignen sich damit vorwiegend für Anwendungen, bei denen eine

warmweiße Gesamtstrahlung gewünscht wird und somit die

Lichtquelle überwiegend im gedimmten Zustand und somit bei vergleichsweise geringer Stromstärke betrieben wird.

Figur 9 zeigt die Abhängigkeit der korrelierten

Farbtemperatur CCT in K der Sekundärstrahlung des

Leuchtstoffs KLisSiC iEu (ABl), einer Kombination der

Leuchtstoffe Sr 0 , 2 sBa 0 , 75S12O2N2 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce (AB2) und einer Kombination der Leuchtstoffe Rbo, 2sNao, 7 sLi 3 Si0 4 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce (AB3) von der Temperatur bei einer Anregung mit einer elektromagnetischen Primärstrahlung im UV- Bereich. Die korrelierte Farbtemperatur ist ein Maß, ob eine weiße Strahlung als warmweiß oder kaltweiß empfunden wird. Üblicherweise hat warmweiße Strahlung eine korrelierte

Farbtemperatur unter 3500 K und kaltweiße Strahlung eine korrelierte Farbtemperatur über 3500 K. Die korrelierte

Farbtemperatur steigt bei ABl, AB2 und AB3 mit zunehmender Temperatur. Übertragen auf eine Lichtquelle steigt die korrelierte Farbtemperatur mit zunehmender Stromstärke des Stroms mit dem die Lichtquelle betrieben wird. KLi3Si0 4 :Eu (ABl), eine Kombination der Leuchtstoffe Sro, 2 sBao, 75 S1 2 O 2 2 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si30i 2 : Ce (AB2) und eine Kombination der

Leuchtstoffe Rb 0 , 2sNa 0 , 7 5Li 3 Si0 4 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce (AB3) eignen sich somit für eine dimmbare Lichtquelle umfassend eine lichtemittierende Diode mit einem Konversionselement enthaltend KLisSiC^iEu (ABl), eine Kombination der

Leuchtstoffe Sr 0 , 2 sBa 0 , 75S12O2N2 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce (AB2) oder eine Kombination der Leuchtstoffe Rbo, 2 sNao, 7sLi3Si0 4 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si30i 2 : Ce (AB3) . Solche Lichtquellen können vorteilhafterweise durch Erniedrigung der Stromstärke mittels eines Dimmers den Farbort hin zu niedrigeren korrelierten Farbtemperaturen ändern.

Figur 10 zeigt den Abstand der Farborte der Sekundärstrahlung des Leuchtstoffs KLi3Si0 4 :Eu (ABl), einer Kombination der

Leuchtstoffe Sr 0 , 2 sBa 0 , 75S12O2N2 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce (AB2) und einer Kombination der Leuchtstoffe Rbo, 2sNao , 7sLi3Si0 4 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si30i 2 : Ce (AB3) von der Planck-Kurve bei

Anregung mit einer elektromagnetischen Primärstrahlung im UV- Bereich in SDCM Einheiten („Standard deviation of color matching" bzw. „MacAdam ellipse Steps" oder

Schwellwerteinheiten) bei unterschiedlichen Temperaturen. Alle Farborte liegen auf oder nah der Planck-Kurve und erzeugen einen weißen Leuchteindruck. Die Farborte der

Sekundärstrahlung von ABl zeigen insbesondere im Bereich zwischen 75 und 175 °C einen sehr geringen Abstand zur

Planck-Kurve mit einem minimalen Abstand bei etwa 125 °C.

In Figur 11 ist die Lichtausbeute LER in lm/W der

Sekundärstrahlung des Leuchtstoffs KLi3Si0 4 :Eu (ABl), einer Kombination der Leuchtstoffe Sro, 2 sBao, 75 S1 2 O 2 2 : Eu und

(CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce (AB2) und einer Kombination der

Leuchtstoffe Rb 0 , 2sNa 0 , 7 5Li 3 Si0 4 : Eu und (CaLu 2 ) Mg 2 Si 3 0i 2 : Ce (AB3) bei Anregung mit einer elektromagnetischen Primärstrahlung im UV-Bereich in Abhängigkeit von der Temperatur angegeben. Wie ersichtlich wird für ABl über den gesamten Temperaturbereich eine Lichtausbeute über 280 lm/W erreicht, wobei mit 304 lm/W die höchste Lichtausbeute bei etwa 125 °C erreicht wird. Bei 125°C wird für die Sekundärstrahlung von ABl auch der

geringste Abstand des Farborts von der Planck-Kurve erzielt (siehe Figur 10) und somit das „reinste" weiß. Die

Sekundärstrahlung von AB2 und AB3 zeigen einen Abfall der Lichtausbeute mit steigender Temperatur. Eine Anwendung einer Lichtquelle mit AB2 und AB3 eignet sich somit eher für eine Verwendung im gedimmten Zustand, und somit bei Betrieb mit einem Strom mit erniedrigter Stromstärke. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der

Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugs zeichenliste λ Wellenlänge

AB Ausführungsbeispiel

P Planck-Kurve

rl relative Intensität

Im Lumen

W Watt

LER Lichtausbeute

LED lichtemittierende Diode

CCT korrelierte Farbtemperatur

Ra Farbwiedergabeindex

K Kelvin

nm Nanometer

T Temperatur

°C Grad Celsius

El erste Emissionsbande

E2 zweite Emissionsbande

1 Dimmbare Lichtquelle

2 lichtemittierende Diode

3 Dimmer

4 Stromquelle

5 manuelles Steuerelement

6 MikroController

7 Sensor

8 Diffusor