Beleuchtungseinrichtung, Hinterleuchtung für ein Display oder einen Fernseher und Display oder Fernseher

Es werden eine Beleuchtungseinrichtung und eine

Hinterleuchtung, insbesondere für ein Display oder einen Fernseher, angegeben. Weiterhin werden ein Display und ein Fernseher angegeben.

Eine Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise in den

Druckschriften DE 10 2011 104 302 und US 6,513,949 offenbart.

Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, eine

Beleuchtungseinrichtung anzugeben, mit deren Licht ein möglichst großes Farbdreieck im CIE-Farbdiagramm aufgespannt werden kann. Insbesondere soll eine Beleuchtungseinrichtung angegeben werden, die zur Verwendung in einem Fernseher oder als Hinterleuchtung für ein Display geeignet ist, sowie ein Display oder ein Fernseher mit einer derartigen

Beieuchtungseinrichtung .

Diese Aufgaben werden durch eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, mit einer

Hinterleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des

Patentanspruches 14 und mit einem Display oder einem

Fernseher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sowie Ausführungsformen der Beleuchtungseinrichtung sowie der Hinterleuchtung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben. Eine Beleuchtungseinrichtung umfasst insbesondere einen ersten Halbleiterkörper, der eine aktive Zone aufweist, die im Betrieb blaues Licht mit einem ersten Emissionsspektrum erzeugt und einen zweiten Halbleiterkörper, der eine aktive Zone aufweist, die im Betrieb grünes Licht mit einem zweiten Emissionsspektrum erzeugt. Weiterhin weist die

Beleuchtungseinrichtung einen Leuchtstoff auf, der dazu geeignet ist, blaues Licht des ersten Halbleiterkörpers teilweise in rotes Licht mit einem dritten Emissionsspektrum umzuwandeln. Besonders bevorzugt weist ein Peak des dritten Emissionsspektrums eine mittlere Halbwertsbreite (Füll Width Half Maximum, FWHM) auf, die nicht größer als 25 nm ist. Gemäß einer Ausführungsform weist das dritte

Emissionsspektrum einen einzigen Peak auf, der im roten Spektralbereich liegt.

Besonders bevorzugt weist ein Peak des dritten

Emissionsspektrums eine mittlere Halbwertsbreite auf, die nicht größer als 20 nm ist.

Weist das dritte Emissionsspektrum des Leuchtstoffs mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des dritten Emissionsspektrums eine mittlere Halbwertsbreite auf, die nicht größer als 25 nm, bevorzugt nicht größer als 20 nm, ist, der die größte Intensität besitzt. Der Peak des dritten Emissionsspektrums mit der größten Intensität liegt in der Regel im roten Spektralbereich und bestimmt den Farbeindruck des roten Lichts, der bei einem menschlichen Betrachter entsteht .

Unter der mittleren Halbwertsbreite (FWHM) eines Peaks eines Emissionsspektrums wird vorliegend die Breite des Peaks verstanden, bei der die Hälfte des Intensitätsmaximums erreicht ist.

Eine zentrale Idee ist es vorliegend, einen roten Leuchtstoff mit einer möglichst schmalen Linienbreite zur Umwandlung von blauem, primärem Licht zu verwenden, um ein möglichst großes Farbdreieck innerhalb des CIE-Farbdiagramms aufzuspannen. Im Unterschied zu einer Kombination einer roten Leuchtdiode, einer grünen Leuchtdiode und einer blauen Leuchtdiode, die ebenfalls zur Erzeugung von weißem Licht verwendet werden kann, weist die hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung mit Vorteil Licht mit einer höheren Farbbrillanz und einem

Farbort mit höherer thermischer Stabilität auf. Weiterhin lässt sich die hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung mit Vorteil einfacher ansteuern.

Besonders bevorzugt weist der Leuchtstoff als Aktivator

Mangan-Ionen, Europium-Ionen oder Samarium-Ionen auf. Bei den Europium-Ionen und den Samarium-Ionen handelt es sich in der Regel um dreiwertige Ionen, also um Eu ³⁺ und Sm ³⁺ .

Beispielsweise sind Europium-dotierte Molybdän-haltige oder Europium-dotierte Wolfram-haltige Leuchtstoffe, wie etwa CaW0 ₄ :Eu ³⁺ , als Leuchtstoff geeignet.

Weiterhin können auch Samarium-dotierte Molybdän-haltige, wie etwa Gd ₂ (M0O ₄ ) 3 : Sm ³⁺ , oder Samarium-dotierte Wolfram-haltige Leuchtstoffe als Leuchtstoff verwendet werden. Insbesondere sind Mangan-dotierten Leuchtstoffe, die der folgenden Formel gehorchen, für die Beleuchtungseinrichtung geeignet: K ₂ MF ₆ :Mn ⁴⁺ , wobei M = Ti, Si, Ge . Diese Leuchtstoffe wandeln bevorzugt blaues Licht und

ultraviolettes Licht in rote Strahlung um.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der

Beleuchtungseinrichtung weist ein Peak des ersten

Emissionsspektrums des blauen Lichts eine mittlere

Halbwertsbreite auf, die nicht größer als 30 nm ist. Gemäß einer Ausführungsform weist das erste Emissionsspektrum einen einzigen Peak auf, der im blauen Spektralbereich liegt.

Weist das Emissionsspektrum des blauen Lichts des ersten Halbleiterkörpers mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des Emissionsspektrums des blauen Lichts des ersten Halbleiterkörpers eine mittlere Halbwertsbreite auf, die nicht größer als 30 nm ist, der die größte

Intensität besitzt.

Besonders bevorzugt weist das erste Emissionsspektrum des blauen Lichts eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 435 nm und einschließlich 460 nm auf. Weist das erste

Emissionsspektrum lediglich einen einzigen Peak auf, so liegt dieser im blauen Spektralbereich. Weist das erste

Emissionsspektrum des blauen Lichts mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des ersten

Emissionsspektrums eine Peakwellenlänge zwischen

einschließlich 435 nm und einschließlich 460 nm auf, der die größte Intensität besitzt. Der Peak des ersten

Emissionsspektrums, der die größte Intensität aufweist, liegt in der Regel im blauen Spektralbereich und bestimmt den

Farbeindruck des blauen Lichts, der bei einem menschlichen Betrachter entsteht. Als „Peakwellenlänge" wird vorliegend die Wellenlänge eines Peaks bezeichnet, bei der die maximale Intensität des Peaks liegt . Besonders bevorzugt ist der Leuchtstoff dazu geeignet, Licht mit einer Wellenlänge aus der Halbwertsbreite des größten Peaks des ersten Emissionsspektrums in rotes Licht mit dem dritten Emissionsspektrum umzuwandeln. Ein Halbleiterkörper, der blaues Licht aussendet, basiert besonders bevorzugt auf einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial oder einem Phosphid- Verbindungshalbleitermaterial .

Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialien sind

Verbindungshalbleitermaterialien aus dem System In _x Al _y Gai- _x - _y N mit 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x+y < 1. Phosphid- Verbindungshalbleitermaterialien sind

Verbindungshalbleitermaterialien aus dem System In _x Al _y Gai- _x - _y P mit 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x+y < 1.

Besonders bevorzugt weist das zweite Emissionsspektrum des grünen Lichts einen Peak mit einer mittleren Halbwertsbereite auf, die nicht größer als 40 nm ist. Weist das zweite

Emissionsspektrum mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des zweiten Emissionsspektrums eine mittlere Halbwertsbreite auf, die nicht größer als 40 nm ist, der die größte Intensität besitzt. Weiterhin weist das Emissionsspektrum des grünen Lichts des zweiten Halbleiterkörpers bevorzugt einen Peak auf, der eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 515 nm und

einschließlich 560 nm auf. Gemäß einer Ausführungsform weist das zweite Emissionsspektrum einen einzigen Peak auf, der im grünen Spektralbereich liegt.

Weist das Emissionsspektrum des grünen Lichts des zweiten Halbleiterkörpers mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des Emissionsspektrums des grünen Lichts eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 515 nm und einschließlich 560 nm auf, der die größte Intensität besitzt und bestimmt in der Regel den Farbeindruck des grünen Lichts, der bei einem menschlichen Betrachter entsteht.

Das dritte Emissionsspektrum des roten Lichts weist weiterhin bevorzugt eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 595 nm und einschließlich 650 nm auf. Gemäß einer Ausführungsform weist das dritte Emissionsspektrum des Leuchtstoffs lediglich einen einzigen Peak auf, der im roten Spektralbereich liegt.

Weist das dritte Emissionsspektrum des Leuchtstoffs mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des dritten Emissionsspektrums eine Peakwellenlänge zwischen

einschließlich 595 nm und einschließlich 650 nm auf, der die größte Intensität besitzt. Dieser Peak liegt in der Regel im roten Spektralbereich und bestimmt den Farbeindruck, den das rote Licht bei einem menschlichen Betrachter hervorruft.

Gemäß einer Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung sind der erste Halbleiterkörper und der zweite Halbleiterkörper in einem gemeinsamen Gehäuse oder auf einem gemeinsamen Träger angeordnet. Bei einer derartigen Beleuchtungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Leuchtdiode.

Alternativ ist es auch möglich, dass der erste

Halbleiterkörper und der zweite Halbleiterkörper in zwei separaten Gehäusen oder auf zwei separaten Trägern angeordnet sind. Bei einer derartigen Beleuchtungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um ein Leuchtdiodenmodul. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der

Beleuchtungseinrichtung ist der Leuchtstoff von einer

wellenlängenkonvertierenden Schicht umfasst. Die

wellenlängenkonvertierende Schicht mit dem Leuchtstoff ist beispielsweise auf der Strahlungsaustrittsfläche des ersten Halbleiterkörpers aufgebracht. Beispielsweise ist die

wellenlängenkonvertierende Schicht in direktem Kontakt mit der Strahlungsaustrittsfläche des ersten Halbleiterkörpers angeordnet . Die wellenlängenkonvertierende Schicht kann beispielsweise mittels Sedimentation, elektrophoretischer Abscheidung oder mit einem Schichtübertragungsverfahren erzeugt werden.

Bei der elektrophoretischen Abscheidung werden Partikel des Leuchtstoffs sowie die zu beschichtende Oberfläche in ein

Elektrophoresebad eingebracht. Dann werden die Partikel des Leuchtstoffs mittels eines elektrischen Feldes so

beschleunigt, dass eine wellenlängenkonvertierende Schicht der Partikel auf der bereitgestellten Oberfläche,

abgeschieden wird.

Ein Kennzeichen einer mittels Elektrophorese abgeschiedenen wellenlängenkonvertierenden Schicht ist es, dass in der Regel zumindest alle elektrisch leitenden Oberflächen, die dem Elektrophoresebad ausgesetzt sind, vollständig mit der wellenlängenkonvertierenden Schicht beschichtet werden. In der Regel ist die Struktur einer elektrophoretisch

abgeschiedenen wellenlängenkonvertierenden Schicht weiterhin abhängig von der Leitfähigkeit der Oberfläche, auf der die wellenlängenkonvertierende Schicht aufgebracht wird. In der Regel stehen die Partikel einer elektrophoretisch

abgeschiedenen wellenlängenkonvertierenden Schicht in

direktem Kontakt miteinander.

In der Regel wird eine elektrophoretisch abgeschiedene wellenlängenkonvertierende Schicht nach dem

Elektrophoreseverfahren durch ein Bindemittel fixiert. Das Bindemittel kann beispielsweise eines der folgenden

Materialien enthalten oder aus einem der folgenden

Materialien gebildet sein: Epoxid, Silikon, Spin-On-Glas .

Bei einem Sedimentationsverfahren werden Partikel des

Leuchtstoffs in ein Vergussmaterial eingebracht. Die

Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterkörpers wird

beispielsweise in der Ausnehmung eines Bauelementgehäuses bereitgestellt, die mit dem Vergussmaterial, einem verdünnten Vergussmaterial oder einer anderen Flüssigkeit befüllt wird, die die abzuscheidenden Leuchtstoffpartikel umfasst.

Anschließend setzten sich die Partikel des

Wellenlängenkonversionsstoffs in Form einer

wellenlängenkonvertierenden Schicht aufgrund der Schwerkraft zumindest auf der Strahlungsaustrittsfläche des

Halbleiterkörpers ab. Das Absetzten der Partikel kann hierbei auch durch Zentrifugieren beschleunigt werden. Auch die

Verwendung eines verdünnten Vergussmaterials beschleunigt den Sedimentationsprozess in der Regel. Nach dem Absinken der

Partikel wird das Vergussmaterial in der Regel ausgehärtet. Weiterhin ist es zur Aufbringung einer

wellenlängenkonvertierenden Schicht mittels Sedimentation auch möglich, den Halbleiterkörper auf einem Träger

aufzubringen, der dann mit einer Hilfskavität umgeben wird, in die das Vergussmaterial mit dem Leuchtstoff eingebracht wird. Nach dem Absinken der Leuchtstoffpartikel wird das Vergussmaterial ausgehärtet und die Hilfskavität wieder entfernt . Ein Kennzeichen einer wellenlängenkonvertierenden Schicht, die mittels eines Sedimentationsverfahrens aufgebracht wurde, besteht darin, dass sämtliche Oberflächen, auf denen sich die Partikel aufgrund der Schwerkraft absetzen können, mit der wellenlängenkonvertierenden Schicht beschichtet werden.

Bei einem Schichtübertragungsverfahren wird die

wellenlängenkonvertierende Schicht örtlich getrennt von dem Halbleiterkörper hergestellt und dann auf dessen

Strahlungsaustrittsfläche übertragen. Beispielsweise kann die wellenlängenkonvertierende Schicht mittels eines

Druckverfahrens - etwa Siebdruck - auf einer Folie erzeugt und dann mittels eines Pick-and-Place-Verfahrens auf der Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterkörpers positioniert werden .

Sind der erste Halbleiterkörper und der zweite

Halbleiterkörper in der Ausnehmung eines Bauelementgehäuses angeordnet, so kann der Leuchtstoff beispielsweise auch von einem Vergussmaterial in der Ausnehmung umfasst sein.

Als Vergussmaterial kann beispielsweise ein Silikon oder ein Epoxid beziehungsweise eine Mischung dieser Materialien verwendet sein. Hierbei können der erste Halbleiterkörper und der zweite Halbleiterkörper von separaten Bauelementgehäusen oder von einem gemeinsamen Bauelementgehäuse umfasst sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Leuchtstoff beabstandet von den Halbleiterkörpern angeordnet.

Beispielsweise kann der Leuchtstoff als domförmige Schicht beabstandet über den Halbleiterkörpern angeordnet sein.

Weiterhin ist es auch möglich, dass der Leuchtstoff als Folie beabstandet über den Halbleiterkörpern angeordnet ist.

Hierbei kann die Folie beispielsweise aus einem

Matrixmaterial, wie Polycarbonat , Silikon oder Epoxid

gebildet sein, in das Partikel des Leuchtstoffs eingebracht sind .

Die Beleuchtungseinrichtung ist insbesondere als

Hinterleuchtung für ein Display oder als

Beleuchtungseinrichtung für einen Fernseher geeignet. Ein Display oder ein Fernseher umfasst bevorzugt eine hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung und ein

Farbfiltersystem. Das Farbfiltersystem dient in der Regel dazu, die Subpixel des Displays oder des Fernsehers zu bilden, wobei die Subpixel Licht der Farben blau, grün und rot aussenden. Die Lichtquelle für die einzelnen Subpixel bildet hierbei die Beleuchtungseinrichtung. Mit anderen

Worten tritt das gesamte Licht, das von dem ersten

Halbleiterkörper, dem zweiten Halbleiterkörper und dem

Leuchtstoff ausgesandt wird, durch das Farbfiltersystem hindurch. Die gesamte elektromagnetische Strahlung, die durch das Filtersystem hindurch tritt, umfasst elektromagnetische Strahlung mit dem ersten Emissionsspektrum,

elektromagnetische Strahlung mit dem zweiten Emissionsspektrum und elektromagnetische Strahlung mit dem dritten Emissionsspektrum. Die gesamte elektromagnetische Strahlung weist ein Gesamtspektrum auf. Das Gesamtsspektrum umfasst das erste Emissionsspektrum, das zweite

Emissionsspektrum und das dritte Emissionsspektrum oder ist aus dem ersten Emissionsspektrum, dem zweiten

Emissionsspektrum und dem dritten Emissionsspektrum gebildet.

Das Farbfiltersystem weist bevorzugt einen blauen Filter auf, der das Licht des Gesamtspektrums zu Licht eines ersten

Transmissionsspektrums filtert. Weiterhin weist das

Farbfiltersystem bevorzugt einen grünen Filter auf, der das Licht des Gesamtspektrums zu Licht eines zweiten

Transmissionsspektrums filtert. Schließlich weist das

Farbfiltersystem bevorzugt einen roten Filter auf, der das Licht des Gesamtspektrums zu Licht eines dritten

Transmissionsspektrums filtert.

Ein Peak des ersten Transmissionsspektrums weist bevorzugt eine mittlere Halbwertsbreite auf, die nicht größer als 30 nm ist. Bevorzugt weist das erste Transmissionsspektrum einen einzigen Peak auf, der im blauen Spektralbereich liegt.

Weist das erste Transmissionsspektrum des Filtersystems mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des ersten Transmissionsspektrums eine mittlere Halbwertsbreite auf, die nicht größer als 30 nm ist, der die größte

Intensität besitzt. Besonders bevorzugt weist das erste Transmissionsspektrum eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 430 nm und einschließlich 460 nm auf. Weist das erste

Transmissionsspektrum lediglich einen einzigen Peak auf, so liegt dieser im blauen Spektralbereich. Weist das erste

Transmissionsspektrum mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des ersten Transmissionsspektrums eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 430 nm und

einschließlich 460 nm auf, der die größte Intensität besitzt. Der Peak des ersten Transmissionsspektrums, der die größte Intensität aufweist, liegt in der Regel im blauen

Spektralbereich und bestimmt den Farbeindruck des blauen Lichts, der bei einem menschlichen Betrachter entsteht.

Ein Peak des zweiten Transmissionsspektrums weist bevorzugt eine mittlere Halbwertsbreite auf, die nicht größer als 40 nm ist. Bevorzugt weist das zweite Transmissionsspektrum einen einzigen Peak auf, der im grünen Spektralbereich liegt.

Weist das zweite Transmissionsspektrum des Filtersystems mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des zweiten Transmissionsspektrums eine mittlere Halbwertsbreite auf, die nicht größer als 40 nm ist, der die größte

Intensität besitzt.

Besonders bevorzugt weist das zweite Transmissionsspektrum eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 515 nm und einschließlich 560 nm auf. Weist das zweite

Transmissionsspektrum lediglich einen einzigen Peak auf, so liegt dieser im grünen Spektralbereich. Weist das zweite Transmissionsspektrum mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des zweiten Transmissionsspektrums eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 515 nm und

einschließlich 560 nm auf, der die größte Intensität besitzt. Der Peak des zweiten Transmissionsspektrums, der die größte Intensität aufweist, liegt in der Regel im grünen Spektralbereich und bestimmt den Farbeindruck des grünen Lichts, der bei einem menschlichen Betrachter entsteht.

Ein Peak des dritten Transmissionsspektrums weist bevorzugt eine mittlere Halbwertsbreite auf, die nicht größer als 25 nm, besonders bevorzugt nicht größer als 20 nm ist. Bevorzugt weist das dritte Transmissionsspektrum einen einzigen Peak auf, der im roten Spektralbereich liegt. Weist das dritte Transmissionsspektrum des Filtersystems mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des dritten Transmissionsspektrums eine mittlere Halbwertsbreite auf, die nicht größer als 25 nm und besonders bevorzugt nicht größer als 20 nm ist, der die größte Intensität besitzt.

Besonders bevorzugt weist das dritte Transmissionsspektrum eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 595 nm und einschließlich 650 nm auf. Weist das dritte

Transmissionsspektrum lediglich einen einzigen Peak auf, so liegt dieser im roten Spektralbereich. Weist das dritte

Transmissionsspektrum mehrere Peaks auf, so weist besonders bevorzugt der Peak des dritten Transmissionsspektrums eine Peakwellenlänge zwischen einschließlich 595 nm und

einschließlich 650 nm auf, der die größte Intensität besitzt. Der Peak des dritten Transmissionsspektrums, der die größte Intensität aufweist, liegt in der Regel im roten

Spektralbereich und bestimmt den Farbeindruck des roten

Lichts, der bei einem menschlichen Betrachter entsteht. Besonders bevorzugt spannen ein zu dem Farbeindruck des ersten Transmissionsspektrums korrespondierender Punkt im CIE-Farbdiagramm, ein zu dem Farbeindruck des zweiten

Transmissionsspektrums korrespondierender Punkt im CIE- Farbdiagramm und ein zu dem Farbeindruck des dritten

Transmissionsspektrums korrespondierender Punkt im CIE- Farbdiagramm ein Farbdreieck innerhalb des CIE-Normdiagramms auf, das ein Überdeckungsgrad von mindestens 99,5 % mit dem Adobe RGB-Farbdreieck aufweist. Als Adobe RGB Farbdreieck wird vorliegend das Dreieck innerhalb des CIE-Farbdiagramms 1931 bezeichnet, das durch die folgenden Punkte aufgespannt wird: (0,640, 0,330), (0,210, 0,710) und (0,150, 0,060). Das von den drei Transmissionsspektren aufgespannte

Farbdreieck im CIE-Farbdiagramm wird in der Regel durch einen blauen Punkt im blauen Bereich, durch einen grünen Punkt im grünen Bereich und durch einen roten Punkt im roten Bereich aufgespannt. Der blaue Punkt wird hierbei in der Regel durch den Peak des ersten Transmissionsspektrums mit maximaler

Intensität festgelegt, währen der grüne Punkt in der Regel durch den Peak des zweiten Transmissionsspektrums mit maximaler Intensität festgelegt wird und der rote Punkt durch den Peak des dritten Transmissionsspektrums mit maximaler Intensität.

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

Die Figuren 1A und 2 bis 4 zeigen jeweils eine schematische Schnittdarstellung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß jeweils einem Ausführungsbeispiel. Figur 1B zeigt ein erstes Emissionsspektrum I (λ) eines ersten Halbleiterkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel. Figur IC zeigt ein zweites Emissionsspektrum I (λ) eines zweiten Halbleiterkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Figur 1D zeigt ein drittes Emissionsspektrum I (λ) eines

Leuchtstoffs gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Figur 5 zeigt exemplarisch das Gesamtspektrum einer

herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung (Kurve B, gestrichelt) und das Gesamtspektrum einer Beleuchtungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispieles (Kurve A, durchgezogen) .

Figur 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Displays gemäß einem Ausführungsbeispiel. Figur 7 zeigt exemplarisch das Emissionsspektrum eines ersten Halbleiterkörpers, eines zweiten Halbleiterkörpers und eines Leuchtstoffs (Kurve A, durchgezogene Linie) und die

Kennlinien eines roten Filters (Kurve R) , eines grünen

Filters (Kurve G) und eines blauen Filters (Kurve B) .

Figur 8 zeigt exemplarisch die Transmissionsspektren eines roten Filters (Kurve R' ) , eines grünen Filters (Kurve G' ) und eines blauen Filters (Kurve B' ) . Figur 9 zeigt exemplarisch die relative Leuchteffizienz LE einer herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung (Balken B) mit dem Gesamtspektrum gemäß Kurve B aus Figur 5 und die relative Leuchteffizienz LE einer Beleuchtungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel (Balken A) mit dem Gesamtspektrum gemäß Kurve A aus Figur 5.

Figur 10 zeigt jeweils schematisch das durch das Licht eines Displays mit den Transmissionsspektren gemäß den Kurven B' , G' und R' aus Figur 8 aufgespannte Farbdreieck (Kurve A, gepunktete Linie) , das durch das Licht eines herkömmlichen Displays aufgespannte Farbdreieck (Kurve B, gestrichelte Linie) und das Adobe RGB-Farbdreieck (Kurve C, durchgezogene Linie) .

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu

betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichtdicken zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1A umfasst einen Träger 1, auf dem ein erster

Halbleiterkörper 2 und ein zweiter Halbleiterkörper 3 angeordnet sind. Der erste Halbleiterkörper 2 weist eine aktive Zone 2 ' auf, die im Betrieb blaues Licht mit einem ersten Emissionsspektrum 4 erzeugt. Das blaue Licht des ersten Halbleiterkörpers 2, das in der aktiven Zone 2 ' erzeugt wird, wird von einer Strahlungsaustrittsfläche 5 des ersten Halbleiterkörpers 2 ausgesandt. Auf der

Strahlungsaustrittsfläche 5 des ersten Halbleiterkörpers 2 ist eine wellenlängenkonvertierende Schicht 6 angeordnet, die einen Leuchtstoff 7 aufweist, der dazu geeignet ist, blaues Licht des ersten Halbleiterkörpers 2 teilweise in rotes Licht mit einem dritten Emissionsspektrum 9 umzuwandeln. Der zweite Halbleiterkörper 2 ist hierbei frei von der

wellenlängenkonvertierenden Schicht 6.

Der Leuchtstoff 7 gehorcht bevorzugt der folgenden Formel: K ₂ MF ₆ :Mn ⁴⁺ , wobei M = Ti, Si, Ge . Weiterhin sind auch Wolfram- haltige und Molybdän-haltige Leuchtstoffe, die beispielsweise mit Europium oder Samarium dotiert sind, dazu geeignet, in der vorliegenden Beleuchtungseinrichtung verwendet zu werden. Beispielsweise kann einer der folgenden Leuchtstoffe

verwendet werden: CaW0 ₄ :Eu ³⁺ ; Gd ₂ (Mo0 ₄ ) 3 : Sm ³⁺ .

Insbesondere weist das dritte Emissionsspektrum 9 des

Leuchtstoffs 7 einen Peak mit einer mittleren Halbwertsbreite FWHM auf, die nicht größer als 25 nm, bevorzugt nicht größer als 20 nm ist.

Das blaue Licht des ersten Halbleiterkörpers 2 weist

vorliegend ein erstes Emissionsspektrum 4 auf, das

schematisch in Figur 1B dargestellt ist. Das erste

Emissionsspektrum 4 des blauen Lichts weist vorliegend einen einzigen Peak auf. Die Peakwellenlänge, also die Wellenlänge hpeak, bei der der Peak die maximale Intensität I _max aufweist, beträgt vorliegend in etwa 440 nm und liegt somit im blauen Spektralbereich. Die mittlere Halbwertsbreite FWHM des Peaks des ersten Emissionsspektrums 4, also die Breite des Peaks, bei dem die Intensität I _max /2 erreicht ist, ist weiterhin nicht größer als 25 nm.

Der zweite Halbleiterkörper 3 der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1A weist eine aktive Zone 3' auf, die im Betrieb grünes Licht mit einem zweiten Emissionsspektrum 10 erzeugt. Das grüne Licht mit dem zweiten Emissionsspektrum 10 wird von der Strahlungsaustrittsfläche 8 des zweiten Halbleiterkörpers 3 ausgesandt.

Das zweite Emissionsspektrum 10 des grünen Lichts ist

schematisch in Figur IC dargestellt. Das zweite

Emissionsspektrum 10 weist vorliegend einen einzigen Peak auf mit einer mittlere Halbwertsbreite FWHM auf, die nicht größer als 40 nm ist. Die Peakwellenlänge _peak des Peaks beträgt vorliegend in etwa 530 nm und liegt somit im grünen

Spektralbereich .

Das dritte Emissionsspektrum 9 des Leuchtstoffs 7 ist

weiterhin schematisch in Figur 1D gezeigt. Das dritte

Emissionsspektrum 9 weist vorliegend drei Peaks zwischen einer Wellenlänge von etwa 590 nm und etwa 660 nm auf. Der Peak mit der größten Intensität I _max liegt bei einer

Wellenlänge von cirka 630 nm. Die Peakwellenlänge _peak des dritten Emissionsspektrums 9 beträgt somit in etwa 630 nm und liegt damit im roten Spektralbereich. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 weist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Figur 1, bei dem der erste Halbleiterkörper 2 und der zweite Halbleiterkörper 3 auf einen gemeinsamen Träger 1 aufgebracht sind, zwei separate Träger 1 auf, wobei auf den einen Träger 1 der erste Halbleiterkörper 2 mit der

wellenlängenkonvertierenden Schicht 6 und auf den zweiten Träger 1 der zweite Halbleiterkörper 3 aufgebracht ist. Der zweite Halbleiterkörper 3 ist hierbei frei von der

wellenlängenkonvertierenden Schicht 6.

Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 weist ein Bauelementgehäuse 11 mit einer Ausnehmung 12 auf. In der Ausnehmung 12 des Bauelementgehäuses 11 sind der erste Halbleiterkörper 2 und der zweite Halbleiterkörper 3 angeordnet. Die Ausnehmung 12 ist mit einem Verguss 13 gefüllt, der den Leuchtstoff 7 umfasst, der dazu geeignet ist, blaues Licht des ersten Emissionsspektrums 4 in rotes Licht des dritten Emissionsspektrums 9 umzuwandeln. Bei der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 sind der erste Halbleiterkörper 2 und der zweite Halbleiterkörper 3 auf einem gemeinsamen Träger 1 angeordnet. Der Leuchtstoff 7 ist beabstandet von den Halbleiterkörpern 2, 3 in deren Strahlengang angeordnet. Der Leuchtstoff 7 ist von einer wellenlängenkonvertierenden Schicht 6 umfasst, die domförmig gewölbt über den Halbleiterkörpern 2, 3 angeordnet ist .

Figur 5 zeigt schematisch die Gesamtspektren zweier

verschiedener Beleuchtungseinrichtungen. Kurve A

(durchgezogene Linie) zeigt die Strahlungsintensität I in willkürlichen Einheiten in Abhängigkeit der Wellenlänge λ einer Beleuchtungseinrichtung, wie sie beispielsweise anhand der Figuren 1A bis 1D bereits beschrieben wurde. Das

Gesamtspektrum gemäß der Kurve A umfasst einen ersten

schmalbandigen Peak im blauen Wellenlängenbereich mit einer Peakwellenlänge _peak bei zirka 440 nm und einer mittleren Halbwertsbreite FWHM von zirka 30 nm. Dieser Peak stammt vom unkonvertierten blauen Licht mit dem ersten Emissionsspektrum 4 des ersten Halbleiterkörpers 2.

Weiterhin umfasst das Gesamtspektrum gemäß der Kurve A einen zweiten Peak im grünen Wellenlängenbereich, der von dem grünen Licht des zweiten Halbleiterkörpers 3 mit dem zweiten Emissionsspektrum 10 stammt. Dieser zweite Peak weist eine Peakwellenlänge _peak von zirka 530 nm und eine mittlere

Halbwertsbreite FWHM von zirka 50 nm auf.

Weiterhin zeigt das Gesamtspektrum gemäß der Kurve A einen schmalbandigen Peak im roten Spektralbereich mit einer

Peakwellenlänge _peak von zirka 630 nm und einer mittleren Halbwertsbreite FWHM von zirka 25 nm. Dieser Peak stammt von dem dritten Emissionsspektrum 9 des Leuchtstoffs 7.

Zum Vergleich ist in Figur 5 weiterhin das Gesamtspektrum I in Abhängigkeit der Wellenlänge λ einer herkömmlichen

Beleuchtungseinrichtung anhand der Kurve B gezeigt

(gestrichelte Linie) . Im Unterschied zu der durchgezogenen Kurve A, die das Gesamtspektrum einer Beleuchtungseinrichtung mit einem Leuchtstoff 7 zeigt, der Licht mit einem

Emissionsspektrum aussendet, das zumindest einen

schmalbandigen roten Peak aufweist, weist das Gesamtspektrum der herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung einen sehr breiten Peak im roten Bereich von einem roten Leuchtstoff 7 auf.

Dieser Peak weist eine Peakwellenlänge _peak von zirka 660 nm und eine mittlere Halbwertsbreite FWHM von zirka 100 nm auf.

Das Display gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 6 weist eine Vielzahl an ersten Halbleiterkörpern 2 und zweiten

Halbleiterkörpern 3 auf, die alternierend nebeneinander angeordnet sind. Beispielsweise können die ersten

Halbleiterkörper 2 und die zweiten Halbleiterkörper 3 auf einem gemeinsamen Träger 1 angeordnet sein (nicht

dargestellt) . Beabstandet von den ersten Halbleiterkörpern 2 und den zweiten Halbleiterkörpern 3 ist weiterhin eine wellenlängenkonvertierende Schicht 6 im Strahlengang der ersten Halbleiterkörper 2 und der zweiten Halbleiterkörper 3 angeordnet. Mit anderen Worten ist die

wellenlängenkonvertierende Schicht 6 den ersten

Halbleiterkörpern 2 und den zweiten Halbleiterkörpern 3 in deren Abstrahlrichtung nachgeordnet.

Die wellenlängenkonvertierende Schicht 6 ist vorliegend als Folie ausgestaltet. Die Folie umfasst ein Matrixmaterial, in das Partikel eines Leuchtstoffs 7 eingebettet sind. Der

Leuchtstoff 7 ist dazu geeignet, blaues Licht des ersten Emissionsspektrums 4 in rotes Licht des dritten

Emissionsspektrums 9 umzuwandeln.

Als Matrix für die Folie ist beispielsweise eines der

folgenden Materialien geeignet: Polycarbonat , Silikon,

Epoxid . Nachfolgend auf die ersten Halbleiterkörper 2 und die zweiten Halbleiterkörper 3 in deren Abstrahlrichtung ist über die wellenlängenkonvertierende Schicht 6 ein LCD-Monitor-Element 14 angeordnet. Das LCD-Monitor-Element 14 umfasst vorliegend eine flüssig kristalline Matrix, die der Bilddarstellung dient.

In Abstrahlrichtung der Halbleiterkörper 2, 3 nachfolgend auf das LCD-Monitor-Element 14 ist ein Filtersystem 15

angeordnet, das rote Filter 16, ein grüne Filter 17 und blaue Filter 18 umfasst. Die blauen Filter 18, die grünen Filter 17 und die roten Filter 16 des Farbfiltersystems 15 dienen dazu, Subpixel des LCD-Displays zu definieren.

Die gesamte elektromagnetische Strahlung, die sich aus

Strahlung des ersten Emissionsspektrums 4, aus Strahlung des zweiten Emissionsspektrums 10 und aus Strahlung des dritten Emissionsspektrums 9 zusammensetzt und ein Gesamtspektrum aufweist, durchläuft das Farbfiltersystem 15.

Durchläuft die gesamte elektromagnetische Strahlung mit dem Gesamtspektrum den blauen Filter 18, so filtert der blaue

Filter 18 das Licht des Gesamtspektrums zu Licht eines ersten Transmissionsspektrums 19. Das grüne Licht der zweiten

Halbleiterkörper 3 und das rote Licht des Leuchtstoffs 7 werden hierbei bevorzugt möglichst vollständig von dem blauen Filter 18 absorbiert.

Durchläuft die gesamte elektromagnetische Strahlung mit dem Gesamtspektrum den grünen Filter 17, so filtert der grüne Filter 17 das gesamte Licht des Gesamtspektrums zu Licht eines zweiten Transmissionsspektrums 20. Das blaue Licht der ersten Halbleiterkörper 2 und das rote Licht des Leuchtstoffs 7 werden hierbei bevorzugt möglichst vollständig von dem grünen Filter 17 absorbiert.

Durchläuft das rote Licht des Leuchtstoffs 7 den roten Filter 16, so filtert der rote Filter 16 die gesamte

elektromagnetische Strahlung mit dem Gesamtspektrum zu Licht eines dritten Transmissionsspektrums 21. Das blaue Licht der ersten Halbleiterkörper 2 und das grüne Licht der zweiten Halbleiterkörper 3 werden hierbei bevorzugt möglichst

vollständig von dem roten Filter 16 absorbiert. Das erste Emissionsspektrum 4, das zweite Emissionsspektrum 10 und das dritte Emissionsspektrum 9, die zusammen das

Gesamtspektrum bilden, können hierbei beispielsweise

ausgebildet sein, wie bereits anhand der Figuren 1B bis 1D beschrieben .

Figur 7 zeigt exemplarisch das erste Emissionsspektrum 4 der ersten Halbleiterkörper 2, das zweite Emissionsspektrum 10 der zweiten Halbleiterkörper 3 und das dritte

Emissionsspektrum 9 des Leuchtstoffes 7, wie bereits anhand von Figur 5 beschrieben (Kurve A in beiden Figuren) . Das erste Emissionsspektrum 4 der ersten Halbleiterkörper 2, das zweite Emissionsspektrum 10 der zweiten Halbleiterkörper 3 und das dritte Emissionsspektrum 9 des Leuchtstoffes 7 bilden hierbei ein Gesamtspektrum aus. Weiterhin zeigt Figur 7 eine erste Kennlinie 22 des blauen Filters 18, eine zweite

Kennlinie 23 des grünen Filters 17 und eine dritte Kennlinie 24 des roten Filters 16. Die jeweilige Kennlinie 22, 23, 24 gibt jeweils die Intensität I der elektromagnetischen

Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlängen λ wieder, die von dem jeweiligen Filter 16, 17, 18 transmittiert wird.

Der erste Kennlinie 22 des blauen Filters 18 (Kurve B, gestrichelt) ist zu entnehmen, dass der blaue Filter 18 für Licht mit einer Wellenlänge zwischen cirka einschließlich 380 und cirka einschließlich 530 nm durchlässig ist. Die maximale Durchlässigkeit des blauen Filters 18 für elektromagnetische Strahlung liegt bei einer Wellenlänge von cirka 440 nm.

Die zweite Kennlinie 20 des grünen Filters 17 (Kurve G, gepunktet) zeigt, dass der grüne Filter 17 für Licht mit Wellenlängen zwischen cirka einschließlich 480 nm und cirka einschließlich 630 nm durchlässig ist. Die maximale

Durchlässigkeit des grünen Filters 17 für elektromagnetische Strahlung liegt bei einer Wellenlänge von cirka 530 nm.

Die dritte Kennlinie 24 des roten Filters 16 (Kurve R) zeigt, dass der rote Filter 16 für Licht mit Wellenlängen ab cirka 580 nm beginnt durchlässig zu werden. Die maximale

Durchlässigkeit des roten Filters 16 für elektromagnetische Strahlung beginnt bei einer Wellenlänge von cirka 630 nm.

Figur 8 zeigt schließlich die Transmissionsspektren 19, 20, 21 des Lichts, das die Filter 16, 17, 18 mit den Kennlinien 22, 23, 24 gemäß der Figur 7 beim Durchlaufen von Licht mit einem Gesamtspektrum, das sich aus den Emissionsspektren 4,9 10 der ersten Halbleiterkörper 2, der zweiten Halbleiterkörper 3 und des Leuchtstoffes 7, wie sie in Kurve A gemäß Figur 7 dargestellt sind zusammensetzt,

transmittieren . Das erste Transmissionsspektrum 19 des blauen Filters 18

(Kurve B') ist sehr ähnlich zu dem ersten Emissionsspektrum 4 der ersten Halbleiterkörper 2. Lediglich die maximale

Intensität I _max des Peaks des ersten Transmissionsspektrums 19 ist gegenüber der maximalen Intensität I _max des Peaks des ersten Emissionsspektrums 4 geringfügig herabgesetzt. Die

Peakwellenlänge _peak des ersten Transmissionsspektrums 19 des blauen Filters 18 entspricht im Wesentlichen der

Peakwellenlänge _peak des ersten Emissionsspektrums 4. Ebenso entspricht die Halbwertsbreite FWHM des Peaks des ersten Transmissionsspektrums 19 des blauen Filters 18 im

Wesentlichen der Halbwertsbreite FWHM des ersten

Emissionsspektrums 4.

Auch das zweite Transmissionsspektrum 20 des grünen Filters 17 (Kurve G') ist sehr ähnlich zu dem zweiten

Emissionsspektrum 10 der zweiten Halbleiterkörper 3.

Lediglich die maximale Intensität I _max des Peaks des zweiten Transmissionsspektrums 20 ist gegenüber der maximalen

Intensität I _max des Peaks des zweiten Emissionsspektrums 10 geringfügig herabgesetzt. Die Peakwellenlänge _peak des zweiten Transmissionsspektrums 10 des grünen Filters 17 entspricht im Wesentlichen der Peakwellenlänge _peak des zweiten Emissionsspektrums 10. Ebenso entspricht die

Halbwertsbreite FWHM des Peaks des zweiten

Transmissionsspektrums 20 des grünen Filters 17 im

Wesentlichen der Halbwertsbreite FWHM des zweiten

Emissionsspektrums 10. Ebenso ist das dritte Transmissionsspektrum 21 des roten Filters 16 (Kurve R') sehr ähnlich zu dem dritten

Emissionsspektrum 9 des Leuchtstoffs 7. Lediglich die

maximale Intensität I _max des Peaks des dritten

Transmissionsspektrums 22 ist gegenüber der maximalen

Intensität I _max des Peaks des dritten Emissionsspektrums 9 geringfügig herabgesetzt. Die Peakwellenlänge _peak des dritten Transmissionsspektrums 21 des roten Filters 16 entspricht im Wesentlichen der Peakwellenlänge _peak des dritten Emissionsspektrums 9. Ebenso entspricht die

Halbwertsbreite FWHM des Peaks des dritten

Transmissionsspektrums 21 des roten Filters 16 im

Wesentlichen der Halbwertsbreite FWHM des dritten

Emissionsspektrums 9.

Balken A der Figur 9 zeigt die Lichtausbeute LE einer

Beleuchtungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit dem Gesamtspektrum gemäß der Kurve A aus Figur 5. Zum

Vergleich ist weiterhin die Leuchteffizienz LE einer

herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung mit einem

Gesamtspektrum gemäß Kurve B aus Figur 5 in Figur 9

dargestellt. Die Leuchteffizienz LE einer herkömmlichen

Beleuchtungseinrichtung beträgt demnach lediglich in etwa 80% der Leuchteffizienz LE einer Beleuchtungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Leuchteffizienz LE, die mit einer vorliegenden Beleuchtungseinrichtung erzielt werden kann, ist somit mindestens größer als 18 % als die einer herkömmlichen Beieuchtungseinrichtung . Figur 10 zeigt das mittels der Transmissionsspektren gemäß

Figur 8 aufgespannte Farbdreieck (Kurve A, gepunktete Linie) , das mittels einer herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung in Verbindung mit einer Farbfiltersystem 15 aufgespannte Farbdreieck (Kurve B, gestrichelte Linie) sowie das Adobe RGB-Standarddreieck (Kurve C, durchgezogene Linie) .

Das Farbdreieck, das mittels des Gesamtspektrums einer herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung in Verbindung mit einem Filtersystem 15 aufgespannt wird, füllt das Adobe RGB- Standarddreieck nicht vollständig aus. In der Regel weist das Farbdreieck korrespondierend zu der herkömmlichen

Beleuchtungseinrichtung lediglich einen Überdeckungsgrad mit dem Adobe RGB-Standarddreieck zwischen 94,5 % und 99 % auf.

In Figur 10 ist weiterhin das Farbdreieck dargestellt, das mittels der Transmissionsspektren 19, 20, 21 gemäß einem Ausführungsbeispiel, beispielsweise gemäß Figur 8,

aufgespannt wird. Wie Figur 10 zeigt, weist ein derartiges Farbdreieck einen Überdeckungsgrad mit dem Adobe RGB- Standarddreieck auf, der mindestens 99,5 % beträgt.

Die vorliegende Erfindung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldung DE 10 2012 109 104.8, deren

Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

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.