Große Flachbildschirme farbecht hinterleuchtet
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Hintergrundinformation: Weißlicht mit LEDs erzeugen
Hintergrundinformation: Weißlicht mit LEDs erzeugen
Weil das Spektrum des von LEDs abgestrahlten Lichts prinzipbedingt begrenzt ist, lässt sich weißes Licht nur mit hohem Aufwand mit LEDs erzeugen. Drei grundlegende Prinzipien sind bekannt, jedes davon weist Nachteile auf:
- Weißes Licht aus blauen LEDs mit Gelbkonverter ist sehr effizient und kann mit einer hohen Leuchtdichte generiert werden, hat aber einen schlechten »Color Rendering Index«. Dies bedeutet, dass angestrahlte Objekte nicht mit denselben Farben erscheinen, wie sie es in normalem Sonnenlicht tun würden. In einer Anwendung als Display-Hinterleuchtung ergibt sich zusätzlich das Problem, dass im spektralen Bereich für die grünen und roten Pixel des LCD-Displays nicht ausreichend Licht generiert wird.
- UV-LEDs mit verschiedenen Konvertern für den roten, grünen und blauen Bereich emittieren sehr natürliches und homogenes Licht im gesamten Wellenlängenbereich. Sie gelten aber aufgrund der geringen Effizienz der UV-LEDs und wegen des hohen, aber unvermeidbaren Energieverlustes bei der Konvertierung (Stokes-Shift) als nicht sehr sparsam.
- Das Licht aus einzelnen roten, grünen und blauen LEDs zu erzeugen, hat wiederum die Nachteile, dass die Farben sehr gut gemischt werden müssen und die Farbzusammensetzung mit der Temperatur und dem Alter der LED-Module schwankt. Dadurch ist es notwenig, die Farbe aktiv nachzuregeln. Der CRI ist bei dieser RGB-Lösung zwar auch nicht so hoch, da LEDs relativ schmalbandiger emittieren, dies ist aber bei Fernsehern von geringer Bedeutung, da die angestrahlte Umgebung nur sekundär wahrgenommen wird. Hierbei ist primär darauf zu achten, dass die Peakwellenlängen der LEDs auf die Farbfilter des LCD-Displays abgestimmt sind.
Da es für die homogene Weißlichterzeugung mit Konvertern bislang keinen zufriedenstellenden Prozess gibt, hat das Fraunhofer Institut IZM eine Folientechnologie entwickelt, bei welcher der Konverter als freistehende Folie oder mit einem Träger hergestellt und verwendet wird. Weil die Möglichkeit besteht, diese Folie vor dem Verbund mit dem teuren Halbleiterelement zu vermessen und zu selektieren, entstehen bei der Herstellung weniger Verluste in der Endkontrolle. Zudem verbessert die Folie durch die gleich bleibende Schichtdicke die räumliche Farbhomogenität.
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