Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zum Phosphor von weißen LEDs


von npn (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe in letzter Zeit mal ein wenig mit einer UV-Lampe (365nm) 
rumgespielt. Und nein, ich habe nicht reingekuckt, bevor irgendwelche 
Warnungen kommen :-)
Dabei ist mir aufgefallen, wenn man weiße (ausgeschaltete) LEDs mit dem 
UV-Licht beleuchtet, fängt der Phosphor an zu leuchten (gelblich). Aber 
eben nicht bei allen weißen LEDs.

Jetzt die Frage: Der Phosphor sollte doch eigentlich wenigstens ähnliche 
Eigenschaften haben, oder nicht? Das Grundprinzip ist doch, daß eine 
(eigentlich) blaue LED eine Phosphorschicht beleuchtet und sich dadurch 
insgesamt eine weiße Lichtfarbe ergibt. Was gibt es da für Unterschiede, 
bzw. woran könnte es liegen, daß der eine Phosphor von UV angeregt wird 
und der andere nicht?
Vielen Dank!

von gernstel (Gast)


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Der die Leuchtschicht umhüllende Kunststoff mag je nach Hersteller mehr 
oder minder durchlässig für UV-Licht sein, so dass dieser bei den LEDs, 
bei denen die Leuchtschicht nicht fluorisziert, schlichtweg das UV-Licht 
blockieren wird.

von npn (Gast)


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gernstel schrieb:
> Der die Leuchtschicht umhüllende Kunststoff mag je nach Hersteller
> mehr
> oder minder durchlässig für UV-Licht sein, so dass dieser bei den LEDs,
> bei denen die Leuchtschicht nicht fluorisziert, schlichtweg das UV-Licht
> blockieren wird.

Danke dir. Das wäre eine Möglichkeit.
Meine Überlegungen gingen in die Richtung, daß es evtl auch 
unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten bei verschiedenen 
Phosphorsorten geben könnte.
Mal schauen, wer noch eine Idee hat (oder sogar zuverlässige Infos).

von Praktiker (Gast)


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Hallo,

versuch doch mal in den "tiefen" der data sheets und application notes 
Hinweise daraus ausfindig zu machen - eventuell auch mal versuchen 
direkt anzufragen - auch wenn ich nicht glaube das man ohne die 
"richtige" Adresse (Universität, Forschungsabteilung, Behörde usw.) 
irgendeine Antwort bekommt.

Es könnte sein das so was auch zu den Firmengeheimnissen gehört - wobei 
ein Nachbau von LEDs sowieso nur durch hochspezialisierte Firmen mit den 
entsprechenden extrem teuren Maschinenpark und Personal möglich wäre - 
ob da Firmengeheimnisse Sinn machen ?
Wird wohl alles durch Patente geschützt sein ?

mfg

  Praktiker

von Pandur S. (jetztnicht)


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Die Phosphore haben unter Anderem ein unterschiedliches 
Emissionsspektrum.

von npn (Gast)


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Jetzt Nicht schrieb:
> Die Phosphore haben unter Anderem ein unterschiedliches
> Emissionsspektrum.

Das ist mir schon klar. Damit kann der Hersteller die Farbtemperatur der 
resultierenden LED einstellen. Aber mir ging's um die spektrale 
Empfindlichkeit. Das heißt, mit welchen Wellenlängen er zum Leuchten 
engeregt werden kann. Und da scheint es eben Unterschiede zu geben. 
Manche reagieren bei UV-Licht eben nicht mit eigenem Leuchten, andere 
schon.

von Martin S. (led_martin)


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Soweit ich weiß, gibt es Unterschiede bei den Wellenlängen der blauen 
LED-Chips, die in weißen LEDs verbaut werden, da wird dann der Phosphor 
vermutlich darauf abgestimmt sein. Die Vermutung von gernstel (Gast) 
halte ich für sehr plausibel, 365nm ist ja schon recht weit weg vom 
sichtbaren Licht, da kann manches Material, das im sichtbaren Bereich 
transparent ist, schon ein ganz anderes Verhalten zeigen.

Mit freundlichen Grüßen - Martin

von npn (Gast)


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Martin Schlüter schrieb:
> Die Vermutung von gernstel (Gast)
> halte ich für sehr plausibel, 365nm ist ja schon recht weit weg vom
> sichtbaren Licht, da kann manches Material, das im sichtbaren Bereich
> transparent ist, schon ein ganz anderes Verhalten zeigen.

Ja, kommt mir auch am wahrscheinlichsten vor. Danke :-)

von hinz (Gast)


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npn schrieb:
> 365nm

Da hat der Leuchtstoff eine Absorbtions"lücke". Daher machen schon 
geringste Unterschiede in der Dotierung viel aus.

von npn (Gast)


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hinz schrieb:
> npn schrieb:
>> 365nm
>
> Da hat der Leuchtstoff eine Absorbtions"lücke". Daher machen schon
> geringste Unterschiede in der Dotierung viel aus.

Weißt du das oder ist das eine Vermutung? Ich hatte ja auch sowas 
vermutet, aber dann kam auch die Vermutung von gernstel (Gast), daß es 
am Kunststoff liegen könnte, der für diese Wellenlänge nicht durchlässig 
ist.

von Thomas W. (Gast)


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npn schrieb:
> ich habe in letzter Zeit mal ein wenig mit einer UV-Lampe (365nm)
> rumgespielt.

Bist du dir bei der Wellenlänge sicher?
365nm ist eine markante Quecksilber-Wellenlänge. Dabei wird aber etwa 
fünfzehn mal so viel Energie auf der 253,7nm Linie als harte 
UV-Strahlung erzeugt. Und vom Aufbau deiner Lampe hängt es ab, was mit 
diesem dominanten Energieanteil passiert.

Die blauen LEDs, die den Phosphor in "Weißlicht"-LEDs anregen, liegen 
meist bei 460nm, d.h. dem Hersteller kann es unter dem Aspekt der 
Lichtausbeute ziemlich egal sein, wie die Absorption des Phosphors bei 
365nm ist. Wenn der Phosphor UV-Licht absorbiert, kann das aber 
nachteilig sein, weil UV-Licht durch die hohe Photonenenergie viele 
Moleküle kaputt macht und sich damit fördernd auf den Alterungprozess 
auswirken kann.

von hinz (Gast)


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npn schrieb:
> hinz schrieb:
>> npn schrieb:
>>> 365nm
>>
>> Da hat der Leuchtstoff eine Absorbtions"lücke". Daher machen schon
>> geringste Unterschiede in der Dotierung viel aus.
>
> Weißt du das oder ist das eine Vermutung?

Wissen.


> Ich hatte ja auch sowas
> vermutet, aber dann kam auch die Vermutung von gernstel (Gast), daß es
> am Kunststoff liegen könnte, der für diese Wellenlänge nicht durchlässig
> ist.

Epoxyverguss? So stark streuen die nicht.

von Jemin K. (jkam)


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Hier könnt Ihr lesen statt zu spekulieren:
http://www.intematix.com/products/led-phosphors

Bis auf die Granat-Phosphore sind alle anderen auch UV anregbar. Garnet 
(Granat) erst ab 430 nm. Da weiße LEDs aber auch roten Phosphor haben, 
und es den nicht als Granat gibt, sollte eine LED, die mit 365 nicht 
leuchtet schlicht ein UV-undurchlässiges Plastik haben. Damit werben die 
Hersteller ja auch, dass die LEDs kein UV Licht produzieren, wohingegen 
anhand des Spektrums atürlich schon ein klitzkleines Bisschen UV 
anfällt, gerade bei den royalblauen.

von Jemin K. (jkam)


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>Epoxyverguss?

Gerade Hochleistungsleds sind auch gern mit Silikon vergossen.

von npn (Gast)


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Jemin Kamara schrieb:
> Hier könnt Ihr lesen statt zu spekulieren:
> http://www.intematix.com/products/led-phosphors
>
> Bis auf die Granat-Phosphore sind alle anderen auch UV anregbar. Garnet
> (Granat) erst ab 430 nm. Da weiße LEDs aber auch roten Phosphor haben,
> und es den nicht als Granat gibt, sollte eine LED, die mit 365 nicht
> leuchtet schlicht ein UV-undurchlässiges Plastik haben. Damit werben die
> Hersteller ja auch, dass die LEDs kein UV Licht produzieren, wohingegen
> anhand des Spektrums atürlich schon ein klitzkleines Bisschen UV
> anfällt, gerade bei den royalblauen.

Na das ist doch mal eine Quelle, wo ich ein wenig lesen kann. Vielen 
Dank für den Link!

von hinz (Gast)


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Jemin Kamara schrieb:

> Da weiße LEDs aber auch roten Phosphor haben,
> und es den nicht als Granat gibt,

Natürlich gibts das, und zwar mit Eu^2+ oder Mn^2+ Dotierung.

von Joe (Gast)


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So, gerade mit Osram Golden Dragon getestet: mit 800 mW 365mW Led 
beleuchtet: dunkles oranges Glimmen. Silikon entfernt, genau das gleiche 
Glimmen. Der Phosphor reagiert also nicht auf das UV.

von Joe (Gast)


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365nm meine ich.

von Udo S. (urschmitt)


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<klugscheissermodus>
Phosphor ist ein Element. Was ihr meint ist das englische "phosphor" das 
übersetzt "Leuchtstoff" heisst.

Wenn man "der Phospohor in der Led" oder gar sowas wie "Da weiße LEDs 
aber auch roten Phosphor haben" liest rollen sich jedem, der Chemie bis 
zur 13ten (12ten) Klasse hatte echt die Fussnägel auf.
Hinz war der einzige, der korrekterweise von 'Leuchtstoff' schrieb.

Der Effekt bei den Leuchtstoffen heisst übrigens auch nicht 
'phosphoreszenz', sondern 'fluoreszenz'
</klugscheissermodus>

von Minimalist (Gast)


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Mal doch mal mit einer bei 365nm fluoreszierenden Farbe (textmarker?) 
einen Punkt auf eine dunkle Fläche und Versuch mit der led einen 
“Schatten“ zu werfen. Evtl. Sieht man so schon ob die Kunststoffe 
verschieden absorbieren.

von Jens G. (jensig)


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@Udo Schmitt (urschmitt)

> klugscheissermodus>
> ...
> /klugscheissermodus>

Genau - ich frage mich manchmal auch, wie die auf diesen blöden Bgriff 
kommen. Wenn wir noch im Jahre 17xx wären, könnte man das ja noch 
verstehen, aber heute sollte man doch wissen, daß das nix mit P zu tun 
haben sollte. Zumal P nicht flouresziert ....

von Floppy (Gast)


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Bei weißen LEDs wird der Farbstoff durch blaues Licht angeregt und 
sendet gelbes Licht aus! ein Teil des blauen Lichts vermischt sich mit 
dem Gelb zu Weiß!

Denn Rot + Grün = Gelb + Blau = Weiß

Nix mit UV (früher mal ja als experiment)!
Zudem degenerieren die UV-Chips schneller als die blau leuchtenden 
Chips...
Und teurer sind die auch noch.

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Genau genommen "mischt" sich da überhaupt nix, es werden lediglich 
Sinneseindrücke überlagert.

Auf der menschlichen Netzhaut gibt es Rezeptoren für Rot, Grün und Blau, 
deren Bandbreite annähernd glockenförmig verläuft und sich überlappt.

Das blaue Licht reizt die blau-empfindlichen Zapfen.
Das gelbe Licht reizt (wegen der Überlappung) sowohl die rot- als auch 
die grün-empfindlichen Zapfen.

Und schon glaubt man, weisses Licht zu sehen. Dass dies eigentlich eine 
(Sinnes-) Täuschung ist, merkt man spätestens dann, wenn man versucht, 
unter so einer Beleuchtung z.B. gedruckte Farben zu beurteilen.

von Jemin K. (jkam)


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Udo Schmitt schrieb:
> Phosphor ist ein Element. Was ihr meint ist das englische "phosphor" das
> übersetzt "Leuchtstoff" heisst.

wir wissen doch alle was gemeint ist, oder?

von Bodo (Gast)


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Hallo,

verzeih Frank, aber wie nennst du es, wenn du zwei Farben aus dem 
Farbkasten zusammen gibts? Überlagerst du die Farben oder mischst du 
sie?
Was stimmt denn da nun?
Wie überlagert man denn Photonen? Oder wie mischt man zwei Wellen?

Grüße

von Floppy (Gast)


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das eine ist aditive farbmischung, das andere subtraktive farbmischung!

deshalb gibt im farbkasten rot + blau + grün = dreck...

von lrep (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> Wenn man "der Phospohor in der Led" oder gar sowas wie "Da weiße LEDs
> aber auch roten Phosphor haben" liest rollen sich jedem, der Chemie bis
> zur 13ten (12ten) Klasse hatte echt die Fussnägel auf.

Mehr Ahnung davon hast du nicht?
Du solltest mal deine Fußnägel schneiden, wenn du damit ein Problem 
hast.



Jens G. schrieb:
> Udo Schmitt (urschmitt)
>
>> klugscheissermodus>
>> ...
>> /klugscheissermodus>
>
> Genau - ich frage mich manchmal auch, wie die auf diesen blöden Bgriff
> kommen. Wenn wir noch im Jahre 17xx wären, könnte man das ja noch
> verstehen, aber heute sollte man doch wissen, daß das nix mit P zu tun
> haben sollte. Zumal P nicht flouresziert ....

Und ich frage mich, weshalb Personen, welche die seit zig Jahren -auch 
im Deutschen- gebräuchliche Konventionen nicht kennen, sich so weit aus 
dem Fenster lehnen.

von BB84 (Gast)


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Evtl. weil Personen die sie gebrauchen keine Ahnung haben?

von Wolfgang (Gast)


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Bodo schrieb:
> verzeih Frank, aber wie nennst du es, wenn du zwei Farben aus dem
> Farbkasten zusammen gibts? Überlagerst du die Farben oder mischst du
> sie?

Wenn du rote, grüne und blaue Farbe aus dem Farbkasten mischt, gibt das 
einen fürchterlichen Dreck, aber bestimmt keinen weißen Farbeindruck, 
wie bei der Überlagerung von rotem, grünem und blauem Licht.

von lrep (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Wenn du rote, grüne und blaue Farbe aus dem Farbkasten mischt, gibt das
> einen fürchterlichen Dreck, aber bestimmt keinen weißen Farbeindruck,
> wie bei der Überlagerung von rotem, grünem und blauem Licht.

Das ist eben der Unterschied zwischen additiver und subtraktiver 
Farbmischung.

von Udo S. (urschmitt)


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lrep schrieb:
> Mehr Ahnung davon hast du nicht?

Du bestimmt, lass uns also an deinen Ergüssen teilhaben, du darfst mich 
gerne verbessern, da du das nicht getan hast kommt wohl nur heisse Luft 
von dir.

Oh ich sehe gerade du hast den Unterschied zwischen additiver und 
subtraktiver Farbmischung verstanden. Toll, die achte Klasse schon 
geschafft?

SCNR

von hinz (Gast)


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lrep schrieb:
> Und ich frage mich, weshalb Personen, welche die seit zig Jahren -auch
> im Deutschen- gebräuchliche Konventionen nicht kennen, sich so weit aus
> dem Fenster lehnen.

Egal ob Apfel oder Gurke, wir nennen alles Banane!

von Jens G. (jensig)


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lrep schrieb:

>Und ich frage mich, weshalb Personen, welche die seit zig Jahren -auch
>im Deutschen- gebräuchliche Konventionen nicht kennen, sich so weit aus
>dem Fenster lehnen.

Daß die Leute immer so in Rätseln schreiben müssen ...

von Michael (Gast)


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Floppy schrieb:
> das eine ist aditive farbmischung, das andere subtraktive farbmischung!
>
> deshalb gibt im farbkasten rot + blau + grün = dreck...

und dann kam Wolfgang:

Wolfgang schrieb:
> Wenn du rote, grüne und blaue Farbe aus dem Farbkasten mischt, gibt das
> einen fürchterlichen Dreck, aber bestimmt keinen weißen Farbeindruck,
> wie bei der Überlagerung von rotem, grünem und blauem Licht.

und dann lrep:

lrep schrieb:
> Das ist eben der Unterschied zwischen additiver und _subtraktiver_
> Farbmischung.

Und dann kommt ROFL, LOL, xD

Schön wenn man einfach nachplappert!

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Niemand bestreitet, dass der Begriff "Farb-MISCHUNG" allgemein üblich 
ist.

Es kommt auf den Standpunkt des Betrachters an. Natürlich ist der 
Hinweis im normalen Leben, dass nicht Farben, sondern die daraus 
resultierenden Sinneseindrücke gemischt bzw. überlagert werden, etwas 
überspitzt.

Aber wir sind hier (mehr oder weniger) unter Experten, da sollte man 
schon etwas genauer sein.

Das ganze resultiert aus der physiologischen Definition des Begriffes 
"Farbe": Farbe ist der Sinneseindruck, der bei der Wahrnehmung von Licht 
unterschiedlicher Wellenlänge entsteht.

Dass das mit dem "Mischen" nicht wirklich sein kann, sehen wir bei einem 
Monitor. Platziere ein gelbes Objekt und nimm dann die Lupe. Da ist 
Nichts gelb, sondern rote und grüne Pixel leuchten einträglich 
nebeneinander. Erst aus der Entfernung, wenn das Auflösungsvermögen des 
Auges nicht mehr ausreicht, die Pixel zu trennen, glauben wir, Gelb zu 
sehen.

Mann kann es auch messen. Natürlich gibt es auch "echtes" spektrales 
gelbes Licht, Wellenlänge ungefähr bei 580nm. Hält man ein Spektrometer 
vor einen Bildschirm, der gerade Gelb zeigt, wird man davon aber nichts 
feststellen, sondern nur Rot (ca. 650nm) und Grün (ca. 560nm). Wo wird 
da "gemischt"?

Und weil ich gerde beim "Klugscheissen" bin:

Für "kalte" Leuchterscheinungen gibts allgemein den Oberbegriff 
"Lumineszenz". Darunter ordnen sich die Begriffe "Phosphoreszenz" und 
"Fluoreszenz", beide benannt nach Elementen oder Verbinungen mit diesen, 
bei denen man das typische Verhalten historsch zuerst beobachtet hat. 
Das hat in der Praxis Nichts damit zu tun, dass es tatsächlich diese 
Elemnte oder Verbindungen mit diesen sein müssen.

Als "Phosphore" bezeichnet man daher Stoffe, die eine Art 
"Speichervermögen" für Licht haben, als Fluoreszenz bezeichnet eher das 
direkte Umsetzen zwischen verschiedenen Wellenlängen (z.B. 
UV->sichtbares Licht).

Wenn mans genau nimmt ist daher die Bezeichnung "Phosphor" in Bezug auf 
LEDs sogar falsch, den hie rgehts um Letzteres. Aber ich habe die 
Datenblätter ja nicht geschrieben ...

: Bearbeitet durch User
von Bodo (Gast)


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Frank Esselbach schrieb:
> Es kommt auf den Standpunkt des Betrachters an. Natürlich ist der
> Hinweis im normalen Leben, dass nicht Farben, sondern die daraus
> resultierenden Sinneseindrücke gemischt bzw. überlagert werden, etwas
> überspitzt.

Darauf wollte ich ursprünglich hinaus, habe vielleicht auch etwas 
überzogen reagiert.
In den restlichen Punkte stimme ich dir absolut zu. Mir sind auch die 
beiden Begriffe subtraktive und additive Farbmischung geläufig und mit 
den dazugehörigen optischen Spektren kann ich ebenfalls etwas anfangen.
Nix für Ungut und danke nochmal für die Aufklärung.

von Udo S. (urschmitt)


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Frank Esselbach schrieb:
> daher die Bezeichnung "Phosphor"

Frank Esselbach schrieb:
> daher die Bezeichnung "Phosphor" in Bezug auf
> LEDs sogar falsch, den hie rgehts um Letzteres. Aber ich habe die
> Datenblätter ja nicht geschrieben

Die Datenblätter sind in Englisch. Und im Englischen steht "phosphor" 
für "Leuchtstoff", ihr könnt ja mal in Leo oder eurem Pons oder 
Langenscheid nachschauen.
Im Deutschen habe ich den Begriff in dem Zusammenhang noch nie gehört.
Phosphor ist ein Element, das in unterschiedlichen Modifikationen 
auftreten kann eben auch als roter oder weisser oder schwarzer Phosphor. 
Und deshalb rollen sich mir die Fusnägel auf wenn von "rotem Phosphor in 
einer Led" die Rede ist, dann das ist einfach extrem missverständlich.

Aber lrep wird uns jetzt sicherlich mit neuen bahnbrechenden 
Erkenntnissen aus Chemie, Physik und der deutschen Sprache überraschen.

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