Für die weiße Leuchtdiode werden blau oder auch UV emittierende LED mit Lumineszenzfarbstoffen (Photolumineszenz) kombiniert.
Das kurzwellige und damit energiereichere blaue Licht regt den Farbstoff zum Leuchten an. Dabei wird langwelligeres, energieärmeres gelbes Licht abgegeben. Da nicht das gesamte blaue Licht umgewandelt wird, ergibt die resultierende additive Mischung der Spektralfarben das weiße Licht. Der Farbton der Weißlichtdiode ist über Wahl und Dosierung des Farbstoffes einstellbar, er bewegt sich in der CIE Normfarbtafel auf der Mischgeraden zwischen den beiden Farben.
Je nachdem, welcher Lumineszenzfarbstoff (oder auch Kombinationen) und welche primäre LED-Farbe verwendet wird, können neben Weißlicht auch andere Farben erzeugt werden: So ergibt zum Beispiel die additive Farbmischung des LED-Blau mit einem Photolumineszens-Rot ein Magenta, eine Farbe, die mittels einer konventionellen LED nicht herstellbar ist, dasses sich um keine Spektralfarbe handelt. Es können mehrere verschiedene Lumineszenzfarbstoffe kombiniert werden, prinzipiell ist jeder Farbort (pastellfarbene LED) und fein abgestufte Weißtöne (Lichtemperatur) erreichbar.
Nach diesem Prinzip aufgebaute LED werden als Lumineszenzkonversions-LED (Osram OS: „LUCO-LED“) oder „phosphor-converted“-LED (Lumileds: PC-LED) bezeichnet.
Nachdem die japanische Firma Nichia 1995 Weißlicht-LED entwickelt hat, werden sie dort seit 1997 hergestellt. Mit Nichia zeitgleich hat das Fraunhofer-Institut IAF weiße LED und in enger Zusammenarbeit mit Osram OS (Infineon) den Fertigungsprozess entwickelt. Dorthin wurde das Know-How transferiert und im Sommer 1998 die Produktion aufgenommen. Ebenso hat Agilent (Lumileds) im Sommer 1998 die Massenproduktion der weißen Leuchtdioden gestartet. General Electric (GELcore) und Toyoda Gosei produzieren seit 1999. Inzwischen werden weiße LED von nahezu allen Herstellern angeboten.
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Mit einem Tropfen Lumineszenzfarbstoff wird der in der Reflektorwanne liegende Diodenchip bedeckt. Der weitere Herstellungsprozess entspricht dem konventioneller LED. |
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Durch die Dosierung des Leuchtstoffs können die spektralen Anteile des blauen und des gelben Lichts eingestellt werden. So sind verschiedene Weißtöne zu erreichen. |
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Weiße LED bieten aufgrund ihrer relativ großen spektralen Verteilung eine gute Farbwiedergabe. Damit wird ein mit diesem Licht beleuchteter Körper vom menschlichen Auge farblich verhältnismäßig korrekt gesehen. |