本发明专利技术提出一种发光元件(10)，其具有在发光元件(10)运行中发射蓝光的发光二极管芯片(12)以及具有转换元件(13)，此转换元件沿着照射方向位于发光二极管芯片(12)之后，并且转换元件具有绿色发光材料和红色发光材料，其中‑蓝光的峰值波长为至少450nm并且最高465nm,‑在发光元件(10)运行中，绿色发光材料将蓝光的一部分转换为绿光，‑在发光元件(10)运行中，红色发光材料将蓝光的一部分转换为红光，并且‑发光元件(10)在运行中发出冷白色的混合光，其包括至少一部分蓝光、绿光和红光，其中，冷白色的混合光具有至少为0.85的黑视素作用系数。
【技术实现步骤摘要】
发光元件、发光装置、用于运行发光装置的方法以及转换元件
本专利技术涉及一种发光元件、一种发光装置、一种用于运行发光装置的方法以及一种转换元件。
技术介绍
在近十年来，光的生物作用的机制受到识别。据此，在蓝绿光谱区域内的光照引起人眼内的视黄醛神经节细胞中的蛋白黑视素的激活。此种蛋白质控制对激素褪黑素的抑制以及其通过松果体的分发，并因此具有对昼夜规律的控制的直接影响以及由此的对睡眠质量和生物钟的直接影响。DIN标准SPEC5031-100:2015-08详细描述了光的此种不可见的作用。根据英文概念“melanopic”，“黑视素的(melanopisch)”描述对黑视素分配具有影响的作用现象。不可见的光的作用作为借助黑视素的作用谱线(smel)评价的照射值(Xmel)表达。黑视素的作用谱线在至少490nm、最高500nm的波长范围内，尤其在约490nm的波长时具有其等于1的最大值，并且在418nm和562nm之间仅具有大于0.1的值。因此，在此波长范围以外，黑视素的光的作用很小。可见光线的黑视素作用系数(amel)由根据黑视素评价的照射值(Xmel)和借助光度计评价的、单位为流明的照射功率(XV)的比例计算。黑视素作用系数描述了，照明装置的视觉可感的亮度与其黑视素的作用具有哪种比例。对于日光标准光类型D65(根据ISO标准3664:2009色温为6504K)，得出amel＝0.906的值。对于暖白光，amel典型地低于0.5。也就是说，在相同的可见亮度的情况下，暖白光对黑视素分配的作用仅具有约一半的影响强度。由于光的此种不可见的生物作用，为了促进生物、尤其人类和/或动物的自然昼夜规律，值得在日间使用倾向于具有较高黑视素的作用的、类似于日光的光照。而在深夜时，此种光照可能导致入睡困难，则相反地，具有较低黑视素的作用的光照为有利的。尤其在教育机构、养老院、办公室和/或医疗机构的区域内，根据日光的和/或适合于行动的光照可带来益处。适宜的生理激活作用的谱线例如提高了学生的精力集中性，而生理镇定作用的谱线则能够在康复阶段期间加速治愈。DIN标准SPEC67600:2013-04描述了具有有利的光照示例可能的应用情况。实现对黑视素作用的针对性控制的常规发光装置通常包含暖白色的以及冷白色的光源，并且能够在两种光色之间切换，此切换部分地也能够自动化进行。冷白色或者暖白色的光通常借助磷转换的发蓝光的发光二极管芯片提供。在调节为冷白色时，获得在例如0.7、小于等于0.8范围内的黑视素作用系数。仅在具有色温高于8000K的极端冷白色的光源的情况下值才达到高于0.8。但是在此，发出的光具有远低于期望的、至少80的值的低显色指数(英文：ColorRenderingIndex,CRI)。
技术实现思路
基于光对生物的上述黑视素作用，本专利技术的目的在于，提供一种具有大的黑视素作用并且具有高显色指数的发光元件。此外，还应提供一种具有高显色指数的发光装置，其实现使黑视素作用系数高效和/或准确地匹配于期望的生物作用。本专利技术的另一目的在于，提供一种用于运行具有高显色指数的发光装置的方法，借助此方法，能够使黑视素作用系数尽可能高效和/或准确地匹配于期望的生物作用。最后，应提供一种转换元件，其能够提供具有大的黑视素作用系数并具有高显色指数的白光。此目的通过具有独立权利要求的特征的一种发光元件、一种发光装置、一种方法以及一种转换元件实现。有利的扩展方案由从属权利要求、说明书、附图以及根据附图描述的实施例给出。相应地，提出一种发光元件，包含在元件运行时发出蓝光的发光二极管芯片以及包括转换元件，此转换元件沿着照射方向位于发光二极管芯片后方。转换元件包含绿色发光材料和红色发光材料。蓝光的峰值波长为至少450nm，优选至少455nm，最高465nm。绿色发光材料在元件运行时将蓝光的一部分转换为绿光。红色发光材料在元件运行时将蓝光的一部分转换为红光。元件在运行时发出冷白色的混合光，其具有至少一部分蓝光、绿光和红光，其中，冷白色的混合光具有至少0.85的黑视素作用系数。黑视素作用系数优选为至少0.9，尤其优选至少0.95并且更加优选至少1。本专利技术基于的构思尤其在于，通过对发射长波长的蓝光、即具有高峰值波长的蓝光的发光二极管芯片的选择而实现与黑视素的作用谱线(下文中也称作黑视素作用功能)的高度重叠。黑视素作用系数随着蓝光峰值波长的增加而增长。这有时是由于黑视素作用谱线在接近500nm时具有最大值。蓝光的波长越长，则蓝光与黑视素作用谱线的谱线重叠度越高。但是，蓝光的峰值波长不能选择为任意高度。尤其为了提供冷白色的、具有至少5000K的色温的混合光，在使用波长较短的蓝光(峰值波长在440nm至450nm范围内)时，在具有固体的绿色和红色发光材料时可获得明显更高的显色指数，因为存在用于良好显色的、波长足够短的蓝色谱线部分。例如，在蓝光的峰值波长大于465nm并且冷白色的混合光的色温为6500K时，显色指数降至80以下，并且很大程度上与绿色和/或红色发光材料的选择无关。此外，在选择波长较长的蓝光时存在以下问题，常见的发光材料、尤其常见的绿色发光材料在波长较长的蓝色谱线范围内相比于在波长较短的蓝色谱线范围内通常具有更低的吸收系数。由此，很大一部分的蓝光由绿色的发光材料颗粒散射回发光二极管芯片中和/或甚至未散射，由此降低了绿色发光材料的转换效率。这可能导致，相比于使用波长较短的蓝光的情况，需要更大量的绿色发光材料。此外，在波长较长的蓝光的情况下，蓝光的峰值波长的微弱变化就已经能够引起发出的冷白色混合光的色位的巨大改变。这可能意味着，多个灯具的色彩印象彼此十分不同或者与温度十分相关，这可能引起对光照的负面的视觉印象。此外，由此还可能使色位效益降低，或者为了获得更好的色位效益并从而获得良好的显色指数而必须进行更高的投入。通过发射峰值波长为至少450nm并且最高465nm的蓝光的发光二极管芯片的选择，能够结合绿色发光材料和红色发光材料从而提供一种发光元件，其在运行时发出的冷白色混合光一方面具有高黑视素作用系数、并且另一方面具有至少80的高显色指数。冷白色混合光的显色指数优选为至少80、尤其优选为至少85。发光元件可例如涉及发光二极管。发光元件优选设置用于安装在发光装置内。发光元件除了转换元件和发光二极管芯片以外优选还具有能够影响发光元件在运行时发出的冷白色混合光的尤其开放角度和/或其他照射特性的其他部件。例如，发光元件包含具有空腔和/或透镜的壳体。在元件运行时，发光二极管芯片通过发光二极管芯片的出光面发出蓝光。发光二极管芯片优选涉及例如基于InGaN的无机半导体芯片。但发光二极管芯片也可以是有机半导体芯片。发光二极管芯片可构造为表面辐射体或者体积辐射体，其中，表面辐射体的照射特性基本与朗伯辐射体的一致，体积辐射体由侧面也能够观察到明显的照射行为。在表面辐射体的情况下，发光二极管芯片具有刚好一个出光面，在体积辐射体的情况下，发光二极管芯片具有多个出光面。发光二极管芯片的照射方向垂直于出光面至少其中之一。在体积辐射体的情况下，发光二极管芯片因此具有多个照射方向，其中，转换元件至少沿着其中一个照射方向位于发光二极管芯片后方。转换元件的发光材料颗粒将由发光二极管芯片发出的蓝光至少部分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.发光元件(10)，所述发光元件具有：在发光元件(10)运行中发射蓝光的发光二极管芯片(12)；以及转换元件(13)，所述转换元件沿着照射方向位于所述发光二极管芯片(12)之后，并且所述转换元件具有绿色发光材料和红色发光材料，其中‑蓝光的峰值波长为至少450nm并且最高465nm,‑在所述发光元件(10)运行中，绿色发光材料将蓝光的一部分转换为绿光，‑在所述发光元件(10)运行中，红色发光材料将蓝光的一部分转换为红光，并且‑所述发光元件(10)在运行中发出冷白色的混合光，所述冷白色的混合光包括至少一部分蓝光、至少一部分绿光和至少一部分红光，其中，冷白色的混合光具有至少为0.85的黑视素作用系数。
【技术特征摘要】
2017.09.07 DE 102017120673.61.发光元件(10)，所述发光元件具有：在发光元件(10)运行中发射蓝光的发光二极管芯片(12)；以及转换元件(13)，所述转换元件沿着照射方向位于所述发光二极管芯片(12)之后，并且所述转换元件具有绿色发光材料和红色发光材料，其中-蓝光的峰值波长为至少450nm并且最高465nm,-在所述发光元件(10)运行中，绿色发光材料将蓝光的一部分转换为绿光，-在所述发光元件(10)运行中，红色发光材料将蓝光的一部分转换为红光，并且-所述发光元件(10)在运行中发出冷白色的混合光，所述冷白色的混合光包括至少一部分蓝光、至少一部分绿光和至少一部分红光，其中，冷白色的混合光具有至少为0.85的黑视素作用系数。2.根据权利要求1所述的发光元件(10)，其中，所述冷白色的混合光的色温至少为6000K。3.根据权利要求1或2所述的发光元件(10)，其中-绿光的峰值波长为至少500nm并且最高535nm和/或-红光的峰值波长为至少590nm并且最高650nm。4.根据权利要求1或2所述的发光元件(10)，其中-蓝光的峰值波长为至少458nm并且最高462nm和/或-绿光的峰值波长为至少510nm并且最高530nm。5.根据权利要求1或2所述的发光元件(10)，其中-蓝光的谱线分布的半峰全宽(FWHM)为最高30nm和/或-绿光的谱线分布的半峰全宽(FWHM)为最高70nm和/或-红光的谱线分布的半峰全宽(FWHM)为最高90nm。6.根据权利要求1或2所述的发光元件(10)，其中，绿色发光材料由石榴石发光材料和/或氮基硅酸乙酯构成。7.根据权利要求1或2所述的发光元件(10)，其中，红光的谱线分布的半峰全宽(FWHM)...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖纳·温迪施，菲利普·施洛瑟，
申请(专利权)人：朗德万斯公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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