04. Sep 2017

Seoul Semiconductor und Toshiba überraschen die Lichtwelt mit einer Neuentwicklung, die sich wie eine Revolution anmutet.

Text: Joachim Ritter, Seoul Semiconductor
Photos: Seoul Semiconductor Europe GmbH


Für die einen war es nur eine Frage der Zeit, für die anderen hingegen ein scheinbar unerreichbares Ziel: Die künstliche Lichtquelle, so perfekt wie das Tageslicht – oder zumindest fast so perfekt. Seoul Semiconductor kann sich vor Rückfragen und Interesse derzeit kaum retten. Im Juni wurde die SunLike TRI-R LED vorgestellt, welche selbst die Kritiker von LEDs überrascht hat.

Die neuen SunLike LEDs erzeugen Licht, das dem Sonnenlicht im spektralen Aufbau nahezu komplett entspricht. Es bleibt noch immer eine Kopie, diese aber ist nach aktuellen Erkenntnissen so überzeugend, dass sie selbst die Glühlampe in den Schatten stellt, die in der Vergangenheit immer als zweitbestes Licht nach dem natürlichen Licht galt. Das annähernd natürliche Lichtspektrum wird erreicht durch die Kombination aus der LED-Chiptechnologie von Seoul Semiconductor mit der TRI-R Phosphortechnologie von Toshiba Materials. Entstanden ist eine Purple LED mit besonderen Eigenschaften.

Abb. A zeigt, wie das SunLike-Spektrum aus einer lilafarbenen LED-Lichtquelle erzeugt wird.

Das weiße Licht, das tagtäglich bei Lichtlösungen eingesetzt wird, entsteht durch die Mischung von roten, grünen und blauen Lichtanteilen. Bei den aktuellen LED-Lichtanwendungen wird das lediglich mittels blauen LEDs erzielt, wobei das rote und grüne Licht durch Phosphoren aus anorganischen Verbindungen geleitet wird. Dadurch entwickelt das blaue Licht eine höhere Lichtstärke als das rote sowie grüne Licht und das erzeugte weiße Licht hat einen ausgeprägten Blauanteil im Spektrum.

Abb. B zeigt, wie das bestehende LED-Lichtspektrum aus einer blauen LED-Lichtquelle erzeugt wird.

Forschungsstudien deuten darauf hin, dass ein Lichtspektrum mit hohem Blauanteil bei längerer Verwendung einen negativen Einfluss auf den Biorhythmus des Menschen haben kann. Wissenschaftler warnen, dass blaues Licht bei Nacht zu einer schlechten Schlafqualität und weiteren damit verbundenen Gesundheitsproblemen führen kann. Weiterhin hat ein höherer Blauanteil im Spektrum bei LED-Lösungen im Innenraum eine Wirkung darauf, wie das Auge Gegenstände im Raum wahrnimmt. Unsere Augen nehmen nur einen begrenzten Teil des blauen Lichts an. Übe dieser Grenze hinaus wird das blaue Licht gestreut und die Struktur und Farbe von Gegenständen erscheinen verfälscht.

Die neue Technologie, SunLike TRI-R, bedeutet eine grundlegende Wandlung in der LED-Technologie: Die blaue Lichtquelle wird entfernt und durch einen lilafarbenen LED-Chip (Purple LED) ersetzt. Der Grund liegt darin, dass ein kontinuierliches Spektrum bei einer LED-Lichtanwendung nur gewährleistet werden kann, wenn eine Lichtquelle verwendet wird, die kein Anteil von weißem Licht ist. Neue Phosphor-Technologie ist entwickelt worden, um dafür zu sorgen, dass keine der Rot-, Grün- oder Blauanteile Schwachstellen in den Wellenlängen aufweisen und dementsprechend ein natürliches Lichtspektrum wie das des Sonnenlichts liefern.

Diese grundlegende Überarbeitung der LED-Technologie verlangte die besondere Beachtung der neuen, sich schnell entwickelnden Phosphor-Technologie. Phosphoren sind keramikähnliche, anorganische Verbindungen aus seltenen Erden wie Phosphat, Silikat und Oxynitrid-Aluminosilikat. Je nach Zusammensetzung des Phosphors kann das lilafarbene Licht eine Vielfalt von Lichtfarben von Blau bis Rot sein. Um die optimale Lösung für das weiße LED-Licht zu erzielen, durchlief jeder verwendete Phosphor entscheidende technische Entwicklungsprozesse.

Dadurch dass alle Leuchtelemente über eine Phosphorschicht emittiert werden, bestand potenziell das Risiko für Energieverluste. Deshalb wurde ein neues Beschichtungsverfahren mit einer Phosphorpaste aus einem organischen Harzgemisch entwickelt, um diesen Energieverlust zu minimieren.

Jetzt, dank mehrjähriger Forschung und Entwicklung zum Thema Nachbildung des Spektrums der Sonne, bringt Seoul Semiconductor eine Lichtquelle auf den Markt, die das natürliche Spektrum des Sonnenlichts abbildet. Ein gängiges LED-Spektrum ist ganz anders als das des Sonnenlichts, während das Spektrum von SunLike TRI-R der Sonne beinahe gleicht. Von SunLike TRI-R beleuchtete Gegenstände werden so wahrgenommen, als ob sie unter Sonnenlicht stehen. Wir Menschen leben seit Zehntausenden von Jahren im Sonnenlicht und unsere Körperorgane und unser Biorhythmus haben sich so entwickelt, um auf das natürliche Licht reagieren zu können. Da die SunLike Series LEDs fast identisch mit dem natürlichen Spektrum des Sonnenlichts sind, sind sie optimal auf die Bedürfnisse des Menschen abgestimmt und minimieren die Schattenseiten von künstlichen Lichtquellen.

Da unsere Augen nur einen begrenzten Teil des blauen Lichts annehmen, wird über dieser Grenze das blaue Licht gestreut. Durch dieses Streulicht erscheinen die Struktur und die Farbe von Gegenständen verfälscht. Darüber hinaus kann zu viel blaues Licht die Retinalzellen überstrapazieren und die Konzentration verschlechtern. Weil das Lichtspektrum der SunLike LEDs fast identisch mit dem Sonnenlicht ist, erscheinen Farbe und Struktur wie in natürlichem Licht, ohne negative Auswirkungen vom blauen Licht auf Augen oder Biorhythmus.

SunLike wird zuerst in kommerziellen Bereichen Einsatz finden, in denen eine möglichst genaue Farbwiedergabe zu gewährleisten ist. Typische Beispiele sind Kaufhäuser, Geschäfte, Gartenbau, Ausstellungsräume wie Museen und Messehallen, aber auch im kosmetischen Umfeld wie in Umkleideräumen oder in Bädern. Überall, wo Licht zum besseren, gesünderen Leben für uns Menschen beitragen kann.

Fazit: Respekt für diese Entwicklung, die den Markt wohl neu sortieren wird. Auch wenn der eine oder andere für die biologische Wirksamkeit spektraler Elemente keine neuen Erkenntnisse sieht, ist diese Entwicklung doch ein Überraschungscoup, welches auf bestehendes Wissen mit neuer Technologie reagiert. Nach der Entwicklung der blauen LED in den 90er Jahren, die unter anderem Shuji Nakamura einen Nobelpreis eingebracht hat, ist es erneut ein asiatisches Unternehmen, und eben nicht, wie viele gehofft haben, ein europäischer Hersteller, welcher zu einer grundlegenden Entwicklung ansetzt. Aber lernen, kopieren und besser vermarkten ist auch aus der Geschichte heraus nicht immer nur eine asiatische Kunst gewesen.


www.seoulsemicon.com

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