DE102012206966A1 - LED based light source - Google Patents

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Jörg Frischeisen
Stefan Lange
Vera Stöppelkamp
Frank Jermann
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Abstract

Eine LED-basierte Lichtquelle weist als primäre Lichtquelle mindestens eine weiß emittierende LED auf, wobei deren Strahlung durch ein Beabstandungsmittel weiter modifiziert wird.An LED-based light source has as a primary light source at least one white-emitting LED, the radiation of which is further modified by a spacing means.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die Erfindung geht aus von einer LED-basierten Lichtquelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um eine sog. LED light engine, Leuchte oder LED. The invention is based on an LED-based light source according to the preamble of claim 1. It is in particular a so-called. LED light engine, luminaire or LED.

Stand der Technik State of the art

Die US 2009/058256 , US 2007/215890 und US 2010/019261 offenbaren eine LED-basierte Lichtquelle, die Leuchtstoffe direkt auf dem Chip oder davon beabstandet verwendet. Die US 2010/025700 und die 2007/274093 offenbart eine LED-basierte Lichtquelle für Hinterleuchtung, die auf aufwendige Weise mittels zweier LED-Gruppen warm-weiße Lichtfarben im Bereich 2500 bis 4500 K erzeugt. Die JP 2009026672 verwendet zwei weiße LEDs mit unterschiedlicher Farbtemperatur. The US 2009/058256 . US 2007/215890 and US 2010/019261 disclose an LED-based light source that uses phosphors directly on the chip or spaced therefrom. The US 2010/025700 and the 2007/274093 discloses an LED-based light source for backlighting, which produces in a complex manner by means of two LED groups warm white light colors in the range 2500 to 4500 K. The JP 2009026672 Uses two white LEDs with different color temperature.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige Lösung für eine hochwertige LED-basierte Lichtquelle bereitzustellen. It is an object of the present invention to provide a cost effective solution for a high quality LED based light source.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. This object is solved by the characterizing features of claim 1. Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.

Die neuartige Lösung bezieht sich auf LED-basierte Lichtquellen, vor allem LED-basierte Lampen oder Leuchten oder Module oder sog. Light Engines, die auf der teilweisen Konversion von Licht von LEDs durch eine Leuchtstoffschicht basieren, so dass insgesamt ein bestimmter, z.B. warmweißer, Farbeindruck entsteht. The novel solution relates to LED-based light sources, above all LED-based lamps or luminaires or modules or so-called light engines, which are based on the partial conversion of light from LEDs through a phosphor layer, so that overall a certain, e.g. warm white, color impression is created.

Beim Stand der Technik gilt bisher folgendes:
Die Konversion kann dabei in einer ersten Ausführungsform chipnah erfolgen. Für die Applikation der Leuchtstoffe kommen alle etablierten Konversionstechniken in Frage, beispielsweise Volumenverguss, Keramikkonverter, elektrophoretische Abscheidung (EPD), Sedimentation, oder Verwendung mittels Siebdruck, Rakeln oder durch Sprayen hergestellter Plättchen aus Leuchtstoff und einem Matrixmaterial (CLC/Layer Transfer). Alternativ können LED-Chip(s) und Leuchtstoff räumlich getrennt sein, also das sog. Remote-Phosphor-Konzept benutzen. Dabei kann der Leuchtstoff in einer Matrix, beispielsweise Kunststoff, Polymer, Glas, Silikon o.ä eingebettet sein, die z.B. als eine Art Kuppel oder Platte über der LED bzw. den LEDs angebracht ist. In the prior art, the following applies:
The conversion can be done close to the chip in a first embodiment. For the application of the phosphors, all established conversion techniques are suitable, for example, volume casting, ceramic converter, electrophoretic deposition (EPD), sedimentation, or use by screen printing, doctor blading or by spraying produced platelets of phosphor and a matrix material (CLC / layer transfer). Alternatively, LED chip (s) and phosphor can be spatially separated, so use the so-called. Remote phosphor concept. In this case, the phosphor can be embedded in a matrix, for example plastic, polymer, glass, silicone or the like, which is attached, for example, as a kind of dome or plate over the LED or the LEDs.

Als Variante der beiden grundlegenden Konversionskonzepte ist es bekannt, blaue LEDs und rote LEDs zu kombinieren, sog. Brilliant-Mix-Lösung, wobei das Licht der blauen LEDs entweder chipnah oder über ein Remote Phosphor Element konvertiert wird. Außerdem ist ein sog. Hybrid-Remote-Konzept bekannt, das auch unter dem Namen Magenta-Konzept bekannt ist. Es handelt sich um ein Remote Phosphor Konzept, bei dem ein Teil des Lichts der blauen LEDs über einen chipnahen roten Leuchtstoff in rotes Licht konvertiert wird. As a variant of the two basic conversion concepts, it is known to combine blue LEDs and red LEDs, so-called Brilliant Mix solution, wherein the light of the blue LEDs is converted either close to the chip or via a remote phosphor element. In addition, a so-called. Hybrid remote concept is known, which is also known under the name of Magenta concept. It is a remote phosphor concept in which part of the light from the blue LEDs is converted to red light via a near-chip red phosphor.

Die grundlegenden Konversionskonzepte einer chipnahen Anbringung des Leuchtstoffs bzw. Remote Phosphor Konzept besitzen verschiedene Vor- und Nachteile. Das Remote Phosphor-Konzept hat häufig Vorteile hinsichtlich der Effizienz, da die LED-Chips nicht direkt durch einen chipnahen Leuchtstoff erwärmt werden, wodurch die Chips kühler und effizienter bleiben. Daneben kann ein Effizienzvorteil vorhanden sein, wenn der Bereich innerhalb des Remote Phosphor Elements eine höhere Reflektivität als der Chip besitzt. The basic conversion concepts of a near-chip attachment of the phosphor or remote phosphor concept have various advantages and disadvantages. The Remote Phosphor concept often has efficiency benefits because the LED chips are not directly heated by a near-line phosphor, which keeps the chips cooler and more efficient. In addition, there may be an efficiency advantage if the area within the remote phosphor element has a higher reflectivity than the chip.

Ein gravierender Nachteil des Remote-Phosphor-Konzepts ist die fehlende Kühlmöglichkeit des Leuchtstoffes mit Hilfe des Chips. Dadurch werden je nach Leistung der LED-basierten Lichtquelle besondere Anforderungen an das Matrixmaterial des Remote Phosphor Elements gestellt, da bei der Konversion von Licht im Remote-Phosphor-Element mehr oder weniger Abwärme entsteht. Des weiteren hat das Remote-Phosphor-Konzept einen deutlich höheren Leuchtstoffbedarf. Aus ästhetischer Sicht stellt ein Remote-Phosphor-Element häufig einen Nachteil dar. Beispielsweise führt seine gelbe oder orange Farbe zu einem unerwünschten farblichen Eindruck der LED-basierten Lichtquelle. Dieser wird oft durch ein zusätzliches Streuelement reduziert. Allerdings wird damit auch die Effizienz reduziert. A serious disadvantage of the remote phosphor concept is the lack of cooling ability of the phosphor with the help of the chip. Depending on the power of the LED-based light source, this places special demands on the matrix material of the Remote Phosphor element, since more or less waste heat is produced during the conversion of light in the Remote Phosphor element. Furthermore, the remote phosphor concept has a significantly higher phosphor demand. From an aesthetic point of view, a remote phosphor element is often a disadvantage. For example, its yellow or orange color leads to an undesirable color impression of the LED-based light source. This is often reduced by an additional scattering element. However, this also reduces efficiency.

Normalerweise werden für das Remote-Phosphor-Konzept blaue LEDs ohne chipnahe Konversion verwendet. Diese sind prinzipiell kostengünstiger als entsprechende weiße LEDs mit chipnaher Konversion. Dennoch werden derzeit blaue LEDs zum Teil teurer angeboten, weil weiße LEDs und insbesondere LEDs für Hinterleuchtung (Backlighting Unit) in deutlich größerer Menge produziert und angeboten werden. Daher hat die Remote-Phosphor-Technologie zusätzlich zu den höheren Leuchtstoffkosten teilweise den Nachteil, dass es weniger Angebot für die benötigten blauen LEDs gibt und diese noch dazu teurer sind als weiße LEDs. Außerdem sind für die Brilliant-Mix-Lösung zusätzlich rote LEDs erforderlich Normally blue LEDs without chip-on-conversion are used for the remote phosphor concept. These are in principle less expensive than corresponding white LEDs with chip-near conversion. Nevertheless, blue LEDs are currently more expensive because white LEDs and especially backlighting LEDs are produced and offered in significantly greater quantities. Therefore, in addition to the higher phosphor costs, the remote phosphor technology has the disadvantage that there is less supply for the required blue LEDs and they are more expensive than white LEDs. In addition, the Brilliant Mix solution requires additional red LEDs

Die erfindungsgemäße Lösung sieht eine Kombination von chipnaher Konversion und Remote Phosphor vor, sie beruht also auf einem Partial-Remote-Phosphor-Konzept. Dabei wird das Licht der blauen LEDs teilweise chipnah konvertiert, so dass der Zielfarbort noch nicht allein durch die chipnahe Konversion getroffen wird. Der zweite Schritt der Konversion erfolgt über ein (oder mehrere) Remote Phosphor Element(e), die einen oder mehrere Leuchtstoffe und zusätzliche Streuer enthalten können. Der rote Anteil des Spektrums kann dabei entweder zum Teil chipnah oder zum Teil über das Remote Phosphor Element erzeugt werden. Daneben kann das Partial Remote Phosphor Konzept auch mit dem Brilliant-Mix-Konzept oder mit dem Hybrid-Remote-Konzept kombiniert werden. The solution according to the invention provides for a combination of near-chip conversion and remote phosphor, ie it is based on a partial-remote phosphor concept. The light of the blue LEDs is partially converted close to the chip, so that the target color location is not yet hit by the near-chip conversion. The second step of the conversion is via one (or more) remote phosphor element (s), which may contain one or more phosphors and additional scatterers. The red portion of the spectrum can be generated either partially close to the chip or partly via the remote phosphor element. In addition, the Partial Remote Phosphor concept can also be combined with the Brilliant Mix concept or with the Hybrid Remote concept.

Durch Verwendung des Partial-Remote-Phosphor-Konzepts, also der Kombination von teilweiser chipnaher Konversion und Remote Phosphor-Konzept, ergeben sich mehrere Vorteile gegenüber der Lösung, entweder die Konversion nur chipnah oder nur über Remote Phosphor durchzuführen:
Es können LEDs verwendet werden, bei denen ein Teil des blauen Lichts bereits chipnah konvertiert wird, z.B. LEDs mit kaltweißem Farbort oder LEDs für Backlight Units (Farbort z.B. x = 0.274 und y = 0.255 oder z.B. x = 0.265 und y = 0.227) oder LEDs mit einem Farbort im Bereich zwischen dem Farbort einer blauen LED und einem kaltweißen Farbort. Für diese LEDs gibt es teilweise ein größeres Angebot und der Preis kann niedriger sein als für entsprechende blaue LEDs (ohne chipnahe Konversion). By using the partial remote phosphor concept, ie the combination of partial chip-near conversion and remote phosphor concept, there are several advantages over the solution, either the conversion only close to the chip or only to perform via remote phosphor:
LEDs can be used in which part of the blue light is already converted close to the chip, eg LEDs with cool white color coordinates or LEDs for backlight units (color location eg x = 0.274 and y = 0.255 or eg x = 0.265 and y = 0.227) or LEDs with a color location in the range between the color location of a blue LED and a cold white color location. For these LEDs there is sometimes a larger offer and the price may be lower than for corresponding blue LEDs (without chip-near conversion).

Es können viele verschiedene Lampentypen nur durch die Anpassung des Remote Phosphor Elements realisiert werden. Durch Verwendung geeigneter Leuchtstoffe im Remote Phosphor Element kann man insgesamt einen breiten Bereich von Farborten abdecken (zwischen dem Farbort der LED und dem Farbort von einem Leuchtstoff bzw. den Farborten von mehreren Leuchtstoffen). Dadurch können z.B. ein sehr breiter Farbraum (z.B. warmweiß 2000 K bis kaltweiß 8000 K), verschiedene CRI-Varianten (z.B. CRI 70 bis 100) oder unterschiedliche Lumen-Pakete abgedeckt werden. Im Gegensatz dazu benötigt man bei einer reinen klassischen chipnahen Konversion für jeden Lampentyp jeweils passende LEDs. Many different lamp types can only be realized by adapting the Remote Phosphor element. By using suitable phosphors in the Remote Phosphor element, one can cover a broad range of color locations altogether (between the color location of the LED and the color location of one phosphor or the color locations of several phosphors). Thereby, e.g. a very wide color gamut (e.g., warm white 2000K to cool white 8000K), various CRI variants (e.g., CRI 70 to 100), or different lumen packages are covered. In contrast, with a pure classic near-chip conversion, suitable LEDs are required for each lamp type.

Partial Remote Phosphor (und auch Remote Phosphor an sich) ist hervorragend geeignet für eine Plattform-Strategie (d.h. es sollen möglichst viele Komponenten der Lampe bei vielen Lampentypen gleich sein). Hier könnten neben Heatsink, Treiber usw. auch die LEDs (bzw. LED Light Engines / Chips on Board) für mehrere Lampentypen verwendet werden, wodurch man größere Stückzahlen einkaufen und die Kosten reduzieren kann. Verglichen mit einer kompletten Remote Phosphor Lösung (ohne teilweise chipnahe Konversion) wird beim Partial Remote Phosphor Konzept weniger Hitze im Remote Phosphor Element erzeugt, da ein Teil des Lichts bereits chipnah konvertiert wurde. Dadurch kann man auch bei höherem Lichtstrom des Bauteils noch relativ temperaturempfindliche Matrixmaterialien (z.B. Kunststoff/Polymer) für das Remote Phosphor Element verwenden. Partial Remote Phosphor (and also Remote Phosphor itself) is great for a platform strategy (i.e., as many components of the lamp as possible should be the same for many lamp types). In addition to heat sink, drivers, etc., the LEDs (or LED light engines / chips on board) could be used for several lamp types, which means you can buy larger quantities and reduce costs. Compared with a complete remote phosphor solution (without partial chip-near conversion), the Partial Remote Phosphor concept generates less heat in the Remote Phosphor element, as part of the light has already been converted close to the chip. As a result, one can still use relatively temperature-sensitive matrix materials (e.g., plastic / polymer) for the remote phosphor element even at higher luminous flux of the device.

Gegenüber der kompletten Remote Phosphor Lösung kann außerdem der gesamte Bedarf an Leuchtstoff im Remote Phosphor Element niedriger sein. Das kann zum einen die Leuchtstoff-Kosten senken, zum anderen kann sich ein ästhetischer Vorteil ergeben, da das Remote Phosphor Element einen weniger farbigen (z.B. gelb oder orange) Eindruck erweckt. Gegenüber einer reinen klassischen chipnahen Konversion kann man mit dem Partial Remote Konzept eine höhere Effizienz erzielen, da die LED Chips durch die nur teilweise chipnahe Konversion weniger stark erwärmt werden. Außerdem kann man den Bereich unter dem Remote Phosphor Element mit einer höheren Reflektivität gestalten im Vergleich zu der Reflektivität der Chips. Compared to the complete Remote Phosphor solution, the total phosphor demand in the Remote Phosphor element may also be lower. On the one hand, this can lower the cost of the phosphor, and on the other hand, there can be an aesthetic benefit because the remote phosphor element gives a less colorful (e.g., yellow or orange) look. Compared to a pure classic near-chip conversion, you can achieve a higher efficiency with the Partial Remote concept, since the LED chips are heated less by the partial chip-to-chip conversion. In addition, one can make the area under the remote phosphor element with a higher reflectivity compared to the reflectivity of the chips.

Wesentliche Merkmale der Erfindung in Form einer numerierten Aufzählung sind:

  • 1. LED-basierte Lichtquelle mit mindestens einem Chip oder LED und einem Leuchtstoff, der dem Chip oder der LED vorgeschaltet ist, wobei der Leuchtstoff in unmittelbarer Nähe des Chip in thermischem Kontakt angeordnet ist, so dass ein LUKOLED-System vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Leuchtstoff beabstandet vom Chip ohne thermische Kopplung dem LUKOLED-System vorgeschaltet ist, wobei die LUKOLED weiß einer bestimmten Farbtemperatur abstrahlt und wobei die Lichtquelle weiß einer anderen Farbtemperatur oder mit anderem CRI abstrahlt.
  • 2. LED-basierte Lichtquelle nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LUKOLED Konfektionsware ist.
  • 3. LED-basierte Lichtquelle nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebrücke zusätzlich mit einem Mittel zur Wärmespreizung ausgestattet ist.
  • 4. LED-Modul nach Vorschlag 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Wärmespreizung eine Dampf enthaltender Hohlraum ist, insbesondere ein Hohlraum in einem Metallrohr.
  • 5. LED-Modul nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher ein Körper aus offenporigem Graphitschaum ist, der mindestens eine Seitenfläche aufweist.
  • 6. LED-Modul nach Vorschlag 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein Quader mit Seitenflächen ist, insbesondere mit Schmalseiten und Breitseiten.
  • 7. LED-Modul nach Vorschlag 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Seitenfläche mit der Wärmebrücke in thermischem Kontakt stehen.
  • 8. LED-Modul nach Vorschlag 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper mindestens eine zweite Seitenfläche besitzt, wobei mindestens eine zweite Seitenfläche mit Schlitzen versehen ist.
  • 9. LED-Modul nach Vorschlag 1, dadurch gekennzeichnet, dass das LED-Modul eine light engine ist.
  • 10. LED-Modul nach Vorschlag 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper zwei einander gegenüberliegende zweite Seitenflächen mit Schlitzen aufweist, wobei die Schlitze auf den beiden zweiten Seitenflächen gegeneinander versetzt sind.
Essential features of the invention in the form of a numbered list are:
  • 1. LED-based light source with at least one chip or LED and a phosphor, which is connected upstream of the chip or the LED, wherein the phosphor is arranged in the immediate vicinity of the chip in thermal contact, so that a LUKOLED system is present, characterized that at least one further phosphor spaced upstream of the chip without thermal coupling is connected upstream of the LUKOLED system, wherein the LUKOLED white radiates a certain color temperature and wherein the light source emits white of a different color temperature or with another CRI.
  • 2. LED-based light source according to proposal 1, characterized in that the LUKOLED ready-made goods.
  • 3. LED-based light source according to proposal 1, characterized in that the thermal bridge is additionally equipped with a means for heat spreading.
  • 4. LED module according to proposal 3, characterized in that the means for heat spreading is a vapor-containing cavity, in particular a cavity in a metal tube.
  • 5. LED module according to proposal 1, characterized in that the heat exchanger is a body made of open-pored Graphitschaum having at least one side surface.
  • 6. LED module according to proposal 5, characterized in that the body is a cuboid with side surfaces, in particular with narrow sides and broadsides.
  • 7. LED module according to proposal 5, characterized in that at least one side surface are in thermal contact with the thermal bridge.
  • 8. LED module according to proposal 5, characterized in that the body has at least one second side surface, wherein at least one second side surface is provided with slots.
  • 9. LED module according to proposal 1, characterized in that the LED module is a light engine.
  • 10. LED module according to proposal 8, characterized in that the body has two opposing second side surfaces with slots, wherein the slots are offset on the two second side surfaces against each other.

Figuren characters

Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen: In the following the invention will be explained in more detail with reference to several embodiments. Show it:

1 eine Prinzipdarstellung einer LED-basierten Lichtquelle; 1 a schematic diagram of an LED-based light source;

2–7 LED-basierte Lichtquellen gemäß dem Stand der Technik; 2 - 7 LED-based light sources according to the prior art;

8–13 LED-basierte Lichtquellen gemäß der Erfindung; 8th - 13 LED-based light sources according to the invention;

14–15 LED-Lampen bzw. LED-Module gemäß der Erfindung; 14 - 15 LED lamps or LED modules according to the invention;

16 zeigt das Grundprinzip der Erfindung; 16 shows the basic principle of the invention;

17 bis 26 zeigt jeweils paarweise das Emissionsspektrum einer weißen LED und den Farbort der light engine ohne und mit einem Remote-Phosphor-Element für vier verschiedene Ausführungsbeispiele. 17 to 26 shows in pairs the emission spectrum of a white LED and the color locus of the light engine without and with a remote phosphor element for four different embodiments.

Beschreibung der Figuren Description of the figures

1 zeigt eine LED-basierte Lichtquelle 1 mit einem LED-Modul, insbesondere eine light engine, deren konkreter Aufbau für die Erfindung keine Rolle spielt. Sie verwendet das Partial-Remote-phosphor-Konzept. 1 shows an LED-based light source 1 with an LED module, in particular a light engine, whose concrete structure is irrelevant to the invention. It uses the partial remote phosphor concept.

Dabei sitzt beispielsweise ein Chip 2 auf einem Substrat 3, wobei direkt auf dem Chip eine Schicht Leuchtstoff 4 angebracht ist. Somit findet chipnahe Teil-Konversion statt. Der Leuchtstoff ist beispielsweise grün oder gelb emittierend. Er konvertiert einen gewissen Teil der blauen Strahlung des Chip. For example, there is a chip 2 on a substrate 3 , where directly on the chip is a layer of phosphor 4 is appropriate. Thus, near-chip partial conversion takes place. The phosphor is, for example, emitting green or yellow. It converts some of the blue radiation of the chip.

Über dem Chip spannt sich eine beabstandete Kuppel 5. Das teilkonvertierte Licht (schwarzer Pfeil) des Chips gelangt zur Kuppel 5, an der ein Remote-Phosphor-Element 6 untergebracht ist. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die Kuppel mit Leuchtstoff beschichtet ist oder im Material der Kuppel Leuchtstoff dispergiert ist oder indem ein Plättchen mit Leuchtstoff in die Kuppel eingelassen ist. Außer dem Leuchtstoff kann die Kuppel selbst oder ein separates Remote-Phosphor-Element 6, das daran befestigt ist, ein zusätzliches Streumittel wie TiO2 enthalten. Above the chip spans a spaced dome 5 , The partially converted light (black arrow) of the chip reaches the dome 5 on which a remote phosphor element 6 is housed. This happens, for example, in that the dome is coated with phosphor or in the material of the dome is phosphor dispersed or by a plate with phosphor is embedded in the dome. In addition to the phosphor, the dome itself or a separate remote phosphor element 6 attached to it, containing an additional scattering agent such as TiO2.

Ein Teil des teilkonvertierten Lichts wird durch das Remote-Phosphor-Element 6 konvertiert, so dass die gesamte Strahlung (weißer Pfeil) beispielsweise weiß ergibt oder einen speziellen Farbeindruck hervorruft. Part of the partially converted light is through the remote phosphor element 6 converted, so that the total radiation (white arrow), for example, results in white or causes a special color impression.

2 zeigt einen Stand der Technik für eine LED-basierte Lichtquelle 1 mit chipnaher Konversion. Dabei wird weißes Licht chipnah dadurch erzeugt, dass auf einem Substrat 3 ein Chip 2 sitzt, dem oberflächennah direkt oder mittels aufgesetzter Matrix ein oder mehrere Leuchtstoffe 4 vorgeschaltet sind. Typisch ist der Chip blau emittierend und ein Teil des Lichts wird durch einen gelb emittierenden oder auch durch zwei Leuchtstoffe, die grün und rot emittieren, längerwellig verschoben. 2 shows a state of the art for an LED-based light source 1 with chip-near conversion. In this case, white light is generated close to the chip by being on a substrate 3 a chip 2 sits, the near the surface directly or by means of attached matrix one or more phosphors 4 upstream. Typically, the chip emits blue and a part of the light is shifted by a yellow-emitting or by two phosphors, which emit green and red, longer wavelength.

3 zeigt ein ähnliches Konzept einer LED-basierte Lichtquelle 1, wobei der Chip 2 mit den oberflächennahen Leuchtstoffen in Schicht 4 in einem Gehäuse 7 sitzt und wobei dem Gehäuse eine Streuscheibe 8 als Deckplatte vorgeschaltet ist. 4 zeigt eine rein auf dem Remote-Phosphor-Konzept basierende LED 10 mit Kuppel 11. Dabei sind alle Leuchtstoffe von dem Chip, der blau emittiert, räumlich beabstandet. Sie sitzen insbesondere auf der Kuppel 11 als Innenschicht 12, zusammen mit einer weiteren Schicht 13, die Streumittel enthält. Auch hier ist die einfachste Lösung das sog. BY-Konzept, also die teilweise Wandlung der blauen Primärstrahlung des Chips in gelb (Blue-Yellow). Eine bessere Farbwiedergabe wird mittels zweier Leuchtstoffe erzielt, die vor der Kuppel 11 angeordnet sind und die blaue Primärstrahlung konvertieren, wobei sie grün bzw. rot emittieren (RGB-Konzept). 5 zeigt das gleiche Prinzip, wobei die Schichten der Leuchtstoffe 12 und Streumittel 13 auf einer Deckplatte 8, die vom Chip 2 beabstandet ist, angebracht oder eingebracht sind. 3 shows a similar concept of an LED-based light source 1 , where the chip 2 with the near-surface phosphors in layer 4 in a housing 7 sits and wherein the housing a lens 8th is connected upstream as a cover plate. 4 shows a purely based on the remote phosphor concept LED 10 with dome 11 , In this case, all the phosphors of the chip, which emits blue, spatially spaced. They sit in particular on the dome 11 as inner layer 12 , together with another layer 13 containing litter. Again, the simplest solution is the so-called BY concept, ie the partial conversion of the blue primary radiation of the chip into yellow (blue-yellow). Better color reproduction is achieved by means of two phosphors, in front of the dome 11 are arranged and convert the blue primary radiation, emitting green or red (RGB concept). 5 shows the same principle, the layers of the phosphors 12 and scattering agents 13 on a cover plate 8th that from the chip 2 is spaced, attached or incorporated.

6 zeigt eine LED-basierte Lichtquelle 1, die das sog. Brilliant-Mix-Konzept verwendet. Dabei sitzen auf einem Substrat sowohl eine blau emittierende LED 2a als auch eine rot emittierende LED 2b. Nur das Licht der blauen LED wird direkt chipnah durch eine Leuchtstoffschicht 4 teilkonvertiert. Sinnvoll ist dabei eine Gelb-Konversion bis Grün-Konversion. Die Mischung der Strahlung beider LEDs ergibt wieder weißes Licht (weißer Pfeil). 6 shows an LED-based light source 1 using the so-called Brilliant Mix concept. Both a blue emitting LED sit on a substrate 2a as well as a red emitting LED 2 B , Only the light of the blue LED is directly close to the chip through a phosphor layer 4 teilkonvertiert. Useful is a yellow conversion to green conversion. The mixture of the radiation of both LEDs gives again white light (white arrow).

7 zeigt schematisch eine LED-basierte Lichtquelle 1, die das sog. Brilliant-Mix-Konzept verwendet, mit Remote-Phosphor-Lösung. Dabei wölbt sich eine gemeinsame Kuppel 11 über eine blau und eine rot emittierende LED 2a und 2b. In der Kuppel 11 sitzen Leuchtstoffe 15 und Streumittel 16 (schematisch dargestellt), die das blaue Licht teilweise konvertieren, aber das rote Licht, abgesehen von der Streuung, ungehindert passieren lassen. 7 schematically shows an LED-based light source 1 using the so-called Brilliant Mix concept, with remote phosphor solution. At the same time a common dome bulges 11 via a blue and a red emitting LED 2a and 2 B , In the dome 11 sit phosphors 15 and scattering agents 16 ( shown schematically), which convert the blue light partially, but allow the red light, apart from the scattering, to pass unhindered.

8 zeigt schematisch das Magenta-Konzept. Dabei wird ein Paar von blau emittierenden LEDs 2a, 2c verwendet, die nicht notwendig die gleiche Peakwellenlänge aufweisen müssen. Die Strahlung der ersten LED 2a wird ungehindert zu einer Kuppel 11 geschickt, die beabstandet angebracht ist. Die Strahlung der zweiten LED 2c wird chipnah durch eine geeignete Schicht 4 langwellig konvertiert, insbesondere zu rot bzw. magenta. In der Kuppel 11 oder an der Kuppel ist wieder ein Leuchtstoff 15 angebracht, ggf. zusätzlich auch Streumittel 16, wobei der Leuchtstoff das blaue Licht teilweise in gelbes bzw. grünes Licht konvertiert. Insgesamt wird auch hier weißes Licht erzeugt. 8th schematically shows the magenta concept. This will be a pair of blue emitting LEDs 2a . 2c used, which need not necessarily have the same peak wavelength. The radiation of the first LED 2a becomes a dome without hindrance 11 sent, which is spaced apart. The radiation of the second LED 2c gets close to the chip through a suitable layer 4 converted to long wavelength, in particular to red or magenta. In the dome 11 or at the dome is again a fluorescent 15 attached, if necessary, also scattering agents 16 wherein the phosphor partly converts the blue light into yellow and green light, respectively. Overall, white light is generated here as well.

9 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer LED-basierten Lichtquelle 1 gemäß der Erfindung, die das Partial-Remote-phosphor-Konzept verwendet. Dabei sitzt in der Ausnehmung eines Gehäuses 7 eine LUKOLED, also eine LED, bei der der Chip 2 bereits einer chipnahen Konversion zu weiß unterzogen wird. Dies geschieht mittels einer chipnahen Schicht 4 aus Leuchtstoff oder Leuchtstoffen. Dabei emittiert diese LUKOLED insbesondere kaltweiß oder es handelt sich um eine LED, die für backlighting gedacht war und daher preisgünstig war. Das Gehäuse 7 ist mit einer Abdeckscheibe 8 versehen, an der oder in der weitere Leuchtstoffe 15 und ggf. Streumittel 16 untergebracht sind. Diese weiteren Leuchtstoffe dienen dazu, die Lichtfarbe des primären weiß zu verändern. Beispielsweise wird dabei sekundär die Lichtfarbe warmweiß oder neutralweiß oder tageslichtähnliches weiß bis hin zu skywhite erzeugt. Ein Konzept der Erfindung ist also die Modifizierung der Farbtemperatur, insbesondere gezielt zu niedrigeren Farbtemperaturen hin, mit einem Delta von mindestens 100 K, bevorzugt 200 K bis hinzu 1500 K. Konkret lässt sich die Farbtemperatur von neutralweiß oder kaltweiß (hier 4000 bis 4800 K) hin zu warmweiß (typisch 2600 bis 3200 K) verschieben. Typische Vertreter für primäres weiß sind LEDs für backlighting units (BLU) mit einer Lichtfarbe von tageslichtweiß bis hin zu skywhite oder sogar noch höher. 9 shows an embodiment of an LED-based light source 1 according to the invention using the partial remote phosphor concept. It sits in the recess of a housing 7 a LUKOLED, so an LED, in which the chip 2 already undergoes a near-chip conversion to white. This is done by means of a near-chip layer 4 made of fluorescent or phosphors. This LUKOLED emits in particular cold white or it is an LED, which was intended for backlighting and therefore was reasonably priced. The housing 7 is with a cover 8th provided on or in the further phosphors 15 and possibly scattering agents 16 are housed. These other phosphors are used to change the light color of the primary white. For example, the light color warm white or neutral white or daylight-like white up to skywhite is produced secondarily. A concept of the invention is therefore the modification of the color temperature, in particular targeted toward lower color temperatures, with a delta of at least 100 K, preferably 200 K to 1500 K. Specifically, the color temperature of neutral white or cold white (here 4000 to 4800 K) towards warm white (typically 2600 to 3200 K). Typical representatives of primary white are LEDs for backlighting units (BLU) with a light color from daylight white to skywhite or even higher.

10 zeigt das Partial-Remote-phosphor-Konzept angewendet auf eine LED-basierte Lichtquelle 1 unter Verwendung des Brilliant-Mix-Konzepts. Dabei wird eine erste LED bzw. ein Chip 2a verwendet, dessen primäre Strahlung blau ist und deren Strahlung von einem chipnah angebrachten Leuchtstoff 4 teilkonvertiert ist. Der Leuchtstoff emittiert gelb oder grün. Die LED 2a ist insgesamt wieder beispielsweise kaltweiß emittierend oder ursprünglich zur Verwendung bei backlighting units gedacht. Daneben ist eine zweite LED 2b auf demselben Substrat 3 angeordnet, die rot emittiert. Das Licht beider LEDs trifft auf eine sich über beide LEDs wölbende Kuppel 5. In der Kuppel oder an der Kuppel sind weitere Leuchtstoffe 15 und ggf. Streumittel 16 untergebracht, die das Licht beider LEDs mischen bzw. zu einem weiß konvertieren, das sich von dem ursprünglichen weiß der ersten LED unterscheidet. 10 shows the partial remote phosphor concept applied to an LED based light source 1 using the Brilliant Mix concept. This will be a first LED or a chip 2a used, whose primary radiation is blue and whose radiation from a chip-mounted phosphor 4 is partially converted. The phosphor emits yellow or green. The LED 2a is overall again, for example, emitting cold white or originally intended for use in backlighting units. Next to it is a second LED 2 B on the same substrate 3 arranged, which emits red. The light from both LEDs hits a dome that bulges over both LEDs 5 , In the dome or dome are more phosphors 15 and possibly scattering agents 16 housed, which mix the light of both LEDs or convert it to a white, which differs from the original white of the first LED.

11 zeigt das Partial-Remote-phosphor-Konzept angewendet auf eine LED-basierte Lichtquelle 1 in einem ähnlichen Ausführungsbeispiel, jedoch ist die Kuppel durch eine Frontscheibe 8 ersetzt. Die beiden Chips 2a und 2b sitzen in einem Gehäuse 7, dessen Deckel 8 die Frontscheibe ist. 11 shows the partial remote phosphor concept applied to an LED based light source 1 in a similar embodiment, however, the dome is through a windshield 8th replaced. The two chips 2a and 2 B sit in a housing 7 whose lid 8th the windscreen is.

12 und 13 zeigen in analoger Weise zwei LEDs 1, bei denen das Partial-Remote-phosphor-Konzept auf das Hybrid- bzw. Magenta-Konzept angewendet ist, jeweils als Kuppel-Variante (12) und Frontscheiben-Variante (13). Der erste Chip auf dem Substrat ist eine kaltweiß emittierende oder neutralweiß emittierende, für backlighting units gedachte LED 2a. Ihrem blau emittierenden Chip ist für die Erzeugung der ersten weißen Lichtfarbe, beispielsweise kaltweiß, chipnah ein Leuchtstoff 4a für eine Teilkonversion in gelb bis grün vorgeschaltet, wie an sich bekannt. Der zweite Chip 2b ist ebenfalls blau emittierend, wobei dem Chip ein geeigneter rot emittierender Leuchtstoff 4b zur Konversion in Magenta bis rot vorgeschaltet ist. Davor ist wieder beabstandet eine beide Chips überwölbende Kuppel 5 oder Scheibe 8 vorgeschaltet. Insbesondere wird ein Keramikplättchen als Scheibe 8 oder Teil der Scheibe 8 verwendet. Dieses Remote-Phosphor-Element weist mindestens einen Leuchtstoff 15 und ggf. Streumittel 16 auf. Damit lässt sich weißes Licht beliebiger Anforderung realisieren. 12 and 13 show two LEDs in an analogous way 1 in which the partial remote phosphor concept is applied to the hybrid or magenta concept, in each case as a dome variant ( 12 ) and windscreen variant ( 13 ). The first chip on the substrate is a cool white emitting or neutral white emitting LED designed for backlighting units 2a , Your blue emitting chip is for the production of the first white light color, for example, cold white, chipnah a phosphor 4a preceded by a partial conversion in yellow to green, as is known. The second chip 2 B is also blue emitting, wherein the chip is a suitable red emitting phosphor 4b is preceded by conversion to magenta to red. In front of it is again spaced a dome overarching both chips 5 or disc 8th upstream. In particular, a ceramic plate is used as a disk 8th or part of the disc 8th used. This remote phosphor element has at least one phosphor 15 and possibly scattering agents 16 on. This makes it possible to realize white light of any requirement.

14 zeigt eine LED-Lampe 18 in Retrofit-Konzept, die das Partial-Remote-phosphor-Konzept anwendet. Sie hat einen Sockel 19, ein Gehäuse 21, das Elektronik enthält, und eine Kuppel 17 auf dem Gehäuse. Dabei wird die Primärstrahlung und chipnahe Teilkonversion bei den auf dem Gehäuse angebrachten LEDs 20 erzeugt. Die partielle nachgeordnete Konversion und Streuung wird im Bereich der Kuppel 17 erzeugt. 14 shows an LED lamp 18 in retrofit concept, which applies the partial remote phosphor concept. She has a pedestal 19 , a housing 21 containing electronics and a dome 17 on the case. In this case, the primary radiation and near-chip partial conversion in the mounted on the housing LEDs 20 generated. The partial downstream conversion and scattering will be in the dome area 17 generated.

15 zeigt ein ähnliches Konzept für ein LED-Modul 25. Dabei wird die Primärstrahlung und chipnahe Teilkonversion bei den LEDs 20 erzeugt. Die partielle nachgeordnete Konversion wird im Bereich der Kuppel 17 erzeugt. Die Streuung schließlich im Bereich der äußeren kuppelförmigen Abdeckung 48. 15 shows a similar concept for an LED module 25 , The primary radiation and near-chip partial conversion of the LEDs is thereby 20 generated. The partial downstream conversion will be in the dome area 17 generated. The scattering finally in the area of the outer dome-shaped cover 48 ,

16 zeigt das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung. Dargestellt ist das CIE-Diagramm, wobei der erste Farbort (1) den Farbort der LED mit chipnaher Konversion beispielsweise gemäß 1 oder 9 darstellt. Die teilweise Konversion gemäß Remote-Phosphor-Konzept verschiebt den Farbort dann zum zweiten Farbort (2). Dieser zweite Farbort (2) liegt beispielsweise genau auf der Planck-Kurve P. 16 shows the basic principle of the present invention. Shown is the CIE diagram, wherein the first color location (1) the color location of the LED with chip-near conversion, for example according to 1 or 9 represents. The partial conversion according to the Remote Phosphor concept, the color location then shifts to the second color location (2). For example, this second color locus (2) lies exactly on the Planck curve P.

Konkret gilt: Farbort 1 kann durch verschiedene Kombinationen von LED(s) mit einem oder mehreren Leuchtstoffen und optional zusätzlichen Streuern erreicht werden. Dabei spielt u. a. die Wellenlänge der LED(s) eine große Rolle. Vorteilhaft wird als Peakwellenlänge der LED 420 nm bis 480 nm, insbesondere 430 bis 460 nm, verwendet. Specifically, color locus 1 can be achieved by various combinations of LED (s) with one or more phosphors and optionally additional scatterers. It plays u. a. the wavelength of the LED (s) plays a big role. Advantageously, the peak wavelength of the LED used is 420 nm to 480 nm, in particular 430 to 460 nm.

Das Remote Phosphor Element kann einen oder mehrere Leuchtstoffe und optional zusätzliche Streuer enthalten, um von Farbort 1 zu Farbort 2 zu gelangen, unter Nutzung der preisgünstigen LED, die Farbort 1 vermittelt. The Remote Phosphor element can contain one or more phosphors and optional additional scatterers to get from Color Location 1 to Color Location 2, using the low-cost LED that gives Color Location 1.

Als Leuchtstoffe, die zur Anwendung im Remote-Phosphor-Element geeignet sind, werden insbesondere Granate, Orthosilikate, Chlorosilikate, Nitridosilikate und deren Derivate vorgeschlagen wie insbesondere:
(Ca, Sr)8Mg(SiO4)4Cl2: Eu2+
(Sr, Ba, Lu)2Si(O, N)4: Eu2+
(Sr, Ba, Ln)2Si(O, N)4: Eu2+ mit Ln ausgewählt aus den Lanthanoiden mit der Möglichkeit, für Ln auch mehr als ein Lanthanoid zu verwenden
(Sr, Ba)Si2N2O2:Eu2+
(Y, Gd, Tb, Lu)3(Al, Ga)5O12:Ce3+
(Ca, Sr, Ba)2SiO4:Eu2+
(Sr, Ba, Ca)2Si5N8:Eu2+
(Sr, Ca)AlSiN3:Eu2+
(Sr, Ca)S:Eu2+
(Sr, Ba, Ca)2(Si, Al)5(N, O)8:Eu2+
(Sr, Ba, Ca)2Si5N8:Eu2+
(Sr, Ba, Ca)3SiO5:Eu2+
α-SiAlON:Eu2+
Ca(5 – δ)Al(4 – 2δ)Si(8 + 2δ)N18O:Eu2+ As phosphors which are suitable for use in the remote phosphorus element, in particular garnets, orthosilicates, chlorosilicates, nitridosilicates and derivatives thereof are proposed, in particular:
(Ca, Sr) 8Mg (SiO4) 4Cl2: Eu2 +
(Sr, Ba, Lu) 2Si (O, N) 4: Eu2 +
(Sr, Ba, Ln) 2Si (O, N) 4: Eu2 + with Ln selected from the lanthanides with the possibility of using more than one lanthanide for Ln
(Sr, Ba) Si2N2O2: Eu2 +
(Y, Gd, Tb, Lu) 3 (Al, Ga) 5 O12: Ce3 +
(Ca, Sr, Ba) 2SiO4: Eu2 +
(Sr, Ba, Ca) 2Si5N8: Eu2 +
(Sr, Ca) AlSiN3: Eu2 +
(Sr, Ca) S: Eu2 +
(Sr, Ba, Ca) 2 (Si, Al) 5 (N, O) 8: Eu2 +
(Sr, Ba, Ca) 2Si5N8: Eu2 +
(Sr, Ba, Ca) 3SiO5: Eu2 +
α-SiAlON: Eu2 +
Ca (5-δ) Al (4-2δ) Si (8 + 2δ) N18O: Eu2 +

16 bezieht sich auf eine light engine, die sich vorteilhaft das folgende Konzept zu Nutze macht. Auf dem Markt gibt es häufig große und billige Mengen an bestimmten Chargen von weißen LED, beispielsweise kaltweiß emittierende LED. Mit einem Remote-Phosphor-Element kann eine derartige LED als Lichtquelle einer light engine verwendet werden, wobei der den Farbort verändernde Leuchtstoff im Remote-Phosphor-Element untergebracht ist. Auf diese Weise kann auf die Verwendung von erheblich teureren blauen LEDs als Lichtquelle für die light engine verzichtet werden. Im folgenden werden zwei konkrete Ausführungsbeispiele näher erläutert. 16 refers to a light engine that takes advantage of the following concept. On the market, there are often large and cheap quantities of certain batches of white LEDs, such as cool white emitting LEDs. With a remote phosphor element, such an LED can be used as a light source of a light engine, wherein the color location changing phosphor is housed in the remote phosphor element. In this way, the use of significantly more expensive blue LEDs as a light source for the light engine can be dispensed with. In the following two concrete embodiments will be explained in more detail.

Im ersten Ausführungsbeispiel hat die primäre Lichtquelle chipnah einen einzigen Leuchtstoff vorgeschaltet. Der ursprüngliche (primäre) Farbort der LED ist x = 0.26/y = 0.22. Diese LED ist ursprünglich für die Display-Hinterleuchtung gedacht. Dabei ist der ursprüngliche erste und einzige chipnahe Leuchtstoff ein üblicher YAG:Ce mit Al/Ga-Anteil (YaGaG:Ce), konkret handelt es sich insbesondere um (Y0.96Ce0.04)3Al3.75Ga1.25O12. In the first exemplary embodiment, the primary light source has a single phosphor upstream of the chip. The original (primary) color location of the LED is x = 0.26 / y = 0.22. This LED was originally intended for display backlighting. In this case, the original first and only chip-near phosphor is a conventional YAG: Ce with Al / Ga content (YaGaG: Ce), in particular, it is (Y0.96 Ce0.04) 3Al3.75 Ga1.25 O12.

Die primäre Lichtquelle ist eine blaue LED mit Peakwellenlänge 444 nm, deren Licht vom YAG:Ce teilweise in gelb konvertiert wird, so dass insgesamt ein weißer Farbeindruck entsteht. Als Remote-Phosphor-Element wird eine Mischung aus zwei Leuchtstoffen verwendet, und zwar ein vereinfachter YAG:Ce sowie ein CaAlSiN. Konkret werden die Leuchtstoffe (Y0.96Ce0.04)3Al5O12 und Ca0.996Eu0.004AlSiN3 gemeinsam im Remote-Phosphor-Element verwendet. The primary light source is a blue LED with a peak wavelength of 444 nm, whose light is partly converted to yellow by the YAG: Ce, so that the overall result is a white color impression. The remote phosphor element is a mixture of two phosphors, a simplified YAG: Ce and a CaAlSiN. Specifically, the phosphors (Y0.96 Ce0.04) 3Al5O12 and Ca0.996Eu0.004AlSiN3 are used together in the remote phosphor element.

17 zeigt die Emission der light engine ohne Remote-Phosphor-Element (Kurve 1) und mit Remote-Phosphor-Element (Kurve 2). 18 zeigt den Farbort einer light engine ohne Remote-Phosphor-Element (Kreis) und mit Remote-Phosphor-Element (Dreieck). Der neue Farbort ist x = 0.46/y = 0.41. Die Farbtemperatur ist hier neu 2700 K und der Farbwiedergabeindex CRI ist 80. Der visuelle Nutzeffekt ist 300 lm/W_vis. Konkret basiert dabei die light engine auf einer BLU-LED mit hoher Farbtemperatur als primäres weiß. 17 shows the emission of the light engine without remote phosphor element (curve 1) and with remote phosphor element (curve 2). 18 shows the color location of a light engine without remote phosphor element (circle) and with remote phosphor element (triangle). The new color location is x = 0.46 / y = 0.41. The color temperature here is new 2700 K and the color rendering index CRI is 80. The visual efficiency is 300 lm / W_vis. Specifically, the light engine is based on a BLU LED with a high color temperature as the primary white.

19 zeigt die Emission einer light engine mit/ohne Remote-Phosphor-Element in einem zweiten Ausführungsbeispiel. Dabei ist die primäre Lichtquelle gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch ist das Remote-Phosphor-Element anders gewählt. Als Remote-Phosphor-Element wird eine Mischung aus zwei Leuchtstoffen verwendet, und zwar zum einen der gleiche YAG:Ce wie er auch chipnah verwendet wird sowie ein Nitridosilikat. Konkret werden die Leuchtstoffe (Y0.96Ce0.04)3Al3.75Ga1.25O12 und (Sr0.48Ba0.48Eu0.04)2Si5N8 gemeinsam im Remote-Phosphor-Element verwendet. 19 shows the emission of a light engine with / without remote phosphor element in a second embodiment. Here, the primary light source is the same as in the first embodiment. However, the remote phosphor element is chosen differently. As a remote phosphor element, a mixture of two phosphors is used, namely the same YAG: Ce as it is used near the chip and a nitridosilicate. Specifically, the phosphors (Y0.96 Ce0.04) 3Al3.75 Ga1.25 O12 and (Sr0.48 Ba0.48 Eu0.04) 2 Si5 N8 are used together in the remote phosphor element.

19 zeigt die Emission der light engine ohne Remote-Phosphor-Element (Kurve 1) und mit Remote-Phosphor-Element (Kurve 2). 20 zeigt den Farbort einer light engine ohne Remote-Phosphor-Element (Kreis) und mit Remote-Phosphor-Element (Dreieck). Der neue Farbort ist x = 0.44/y = 0.40. Die Farbtemperatur ist hier neu 3000 K und der Farbwiedergabeindex CRI ist 72. Der visuelle Nutzeffekt ist 338 lm/W_vis. Mit Farbtemperatur ist hier ggf. die ähnlichste Farbtemperatur gemeint. 19 shows the emission of the light engine without remote phosphor element (curve 1) and with remote phosphor element (curve 2). 20 shows the color location of a light engine without remote phosphor element (circle) and with remote phosphor element (triangle). The new color location is x = 0.44 / y = 0.40. The color temperature here is 3000 K and the color rendering index CRI is 72. The visual efficiency is 338 lm / W_vis. With color temperature here possibly the closest color temperature is meant.

21 und 22 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit der gleichen ursprünglichen light engine. Hier ist im Remote-Phosphor-Element wieder der gleiche Leuchtstoff wie in der primären Lichtquelle verwendet, also (Y0.96Ce0.04)3Al3.75Ga1.25O12. Überraschenderweise führt auch diese Anordnung bereits zu einem gänzlich anderen Farbort, siehe 22. Die Emission ist in 21 gezeigt. 22 zeigt den Farbort einer light engine ohne Remote-Phosphor-Element (Kreis) und mit Remote-Phosphor-Element (Dreieck). Der neue Farbort ist x = 0.314/y = 0.321. Die Farbtemperatur ist hier neu 6500 K und der Farbwiedergabeindex CRI ist 73. Der visuelle Nutzeffekt ist 306 lm/W_vis. 21 and 22 shows another embodiment with the same original light engine. Here again the same phosphor is used in the remote phosphor element as in the primary light source, ie (Y0.96Ce0.04) 3Al3.75Ga1.25O12. Surprisingly, this arrangement already leads to a completely different color location, see 22 , The emission is in 21 shown. 22 shows the color location of a light engine without remote phosphor element (circle) and with remote phosphor element (triangle). The new color location is x = 0.314 / y = 0.321. The color temperature here is new 6500 K and the color rendering index CRI is 73. The visual efficiency is 306 lm / W_vis.

Im vierten Ausführungsbeispiel hat die primäre Lichtquelle chipnah zwei Leuchtstoffe vorgeschaltet. Der ursprüngliche Farbort der LED ist x = 0.27/y = 0.23. Diese LED ist ursprünglich für die Display-Hinterleuchtung gedacht. Dabei sind die ursprünglichen ersten und zweiten chipnahe Leuchtstoffe ein üblicher LuAG:Ce mit Al-Anteil, konkret handelt es sich insbesondere um (Lu0.99Ce0.01)3Al5O12. Der zweite Leuchtstoff ist ein übliches Calsin, dabei handelt es sich insbesondere um Ca0.996Eu0.004AlSiN3. In the fourth exemplary embodiment, the primary light source has two phosphors connected upstream of the chip. The original color location of the LED is x = 0.27 / y = 0.23. This LED was originally intended for display backlighting. In this case, the original first and second near-luminescent phosphors are a conventional LuAG: Ce with Al content, in particular, it is (Lu0.99Ce0.01) 3Al5O12. The second phosphor is a common calsine, in particular Ca0.996Eu0.004AlSiN3.

Die primäre Lichtquelle ist eine blaue LED mit Peakwellenlänge 442 nm, deren Licht vom LuAG:Ce und dem Calsin teilweise in grün und rot konvertiert wird, so dass insgesamt ein weißer Farbeindruck entsteht. Als Remote-Phosphor-Element wird eine Mischung aus zwei Leuchtstoffen verwendet, und zwar ein YAG:Ce sowie ein CaAlSiN. Konkret werden die Leuchtstoffe (Y0.96Ce0.04)3Al3.75Ga1.25O12 und Ca0.996Eu0.004AlSiN3 gemeinsam im Remote-Phosphor-Element verwendet. The primary light source is a blue LED with a peak wavelength of 442 nm, whose light is partially converted to green and red by LuAG: Ce and calsine, giving the overall white color impression. The remote phosphor element used is a mixture of two phosphors, a YAG: Ce and a CaAlSiN. Specifically, the phosphors (Y0.96 Ce0.04) 3Al3.75 Ga1.25 O12 and Ca0.996Eu0.004AlSiN3 are used together in the remote phosphor element.

23 zeigt die Emission der light engine ohne Remote-Phosphor-Element (Kurve 1) und mit Remote-Phosphor-Element (Kurve 2). 24 zeigt den Farbort einer light engine ohne Remote-Phosphor-Element (Kreis) und mit Remote-Phosphor-Element (Dreieck). Der neue Farbort ist x = 0.46/y = 0.41. Die Farbtemperatur ist hier neu 2700 K und der Farbwiedergabeindex CRI ist 91. Der visuelle Nutzeffekt ist 275 lm/W_vis. Farborte für BLU-LEDs liegen innerhalb eines Rechtecks im CIE-xy-Diagramm mit folgenden Eckpunkt-Koordinaten, jeweils (x / y):
(0,20 / 0,16)
(0,26 / 0,16)
(0,32 / 0,29)
(0,27 / 0,33) 23 shows the emission of the light engine without remote phosphor element (curve 1) and with remote phosphor element (curve 2). 24 shows the color location of a light engine without remote phosphor element (circle) and with remote phosphor element (triangle). The new color location is x = 0.46 / y = 0.41. The color temperature here is new 2700 K and the color rendering index CRI is 91. The visual efficiency is 275 lm / W_vis. Color loci for BLU LEDs are within a rectangle in the CIE xy diagram with the following vertex coordinates, each (x / y):
(0.20 / 0.16)
(0.26 / 0.16)
(0.32 / 0.29)
(0.27 / 0.33)

Konkrete Farborte für BLU-LEDs liegen beispielsweise im Bereich x = 0,26 bis 0,27 und y = 0,21 bis 0,22. Sie werden bevorzugt in Bereiche für x und y größer 0,40 verschoben. 25 zeigt die Emission einer light engine ohne Remote-Phosphor-Element (Kurve 1) und mit Remote-Phosphor-Element (Kurve 2). 26 zeigt den Farbort dieser light engine ohne Remote-Phosphor-Element (Kreis) und mit Remote-Phosphor-Element (Dreieck). Es handelt sich dabei um ein Ausführungsbeispiel auf Basis des Brillant-Mix-Konzepts, d.h. mit zusätzlicher roter LED. Hier wurde die gleiche BLU-LED verwendet wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen. Der ursprüngliche Farbort ist 0,26/0,22 als x/y-Koordinaten im CIE Farbdiagramm. Specific color loci for BLU LEDs are, for example, in the range x = 0.26 to 0.27 and y = 0.21 to 0.22. They are preferably shifted into ranges for x and y greater than 0.40. 25 shows the emission of a light engine without remote phosphor element (curve 1) and with remote phosphor element (curve 2). 26 shows the color location of this light engine without remote phosphor element (circle) and with remote phosphor element (triangle). It is an embodiment based on the Brilliant Mix concept, ie with additional red LED. Here, the same BLU LED was used as in the previous embodiments. The original color locus is 0.26 / 0.22 as x / y coordinates in the CIE color chart.

Der neue Farbort ist x = 0.46/y = 0.41. Die Farbtemperatur ist hier neu 2700 K und der Farbwiedergabeindex CRI ist 91. Der visuelle Nutzeffekt ist 354 lm/W_vis. The new color location is x = 0.46 / y = 0.41. The color temperature here is new 2700 K and the color rendering index CRI is 91. The visual efficiency is 354 lm / W_vis.

Die primäre Lichtquelle ist eine blaue LED mit Peakwellenlänge 444 nm, deren Licht von YaGaG:Ce primär konvertiert wird, so dass zunächst ein erster weißer Farbeindruck entsteht. Als Remote-Phosphor-Element wird der gleiche Leuchtstoff verwendet. Konkret wird der Leuchtstoff (Y0.96Ce0.04)3Al3.75Ga1.25O12 verwendet. Hinzu kommt eine rote InGaAlP-LED, wobei insgesamt ein weißer Farbeindruck mit niedrigerer Farbtemperatur entsteht. The primary light source is a blue LED with a peak wavelength of 444 nm, the light of which is primarily converted by YaGaG: Ce, so that initially a first white color impression is produced. As a remote phosphor element, the same phosphor is used. Specifically, the phosphor (Y0.96 Ce0.04) 3Al3.75 Ga1.25 O12 is used. In addition, there is a red InGaAlP LED, which results in a white color impression with a lower color temperature.

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Claims (10)

LED-basierte Lichtquelle mit mindestens einem Chip oder LED und mindestens einem Leuchtstoff, der dem Chip oder der LED vorgeschaltet ist, wobei der Leuchtstoff in unmittelbarer Nähe des Chip in thermischem Kontakt angeordnet ist, so dass ein LUKOLED-System vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Leuchtstoff beabstandet vom Chip ohne thermische Kopplung dem LUKOLED-System vorgeschaltet ist, wobei die LUKOLED weiß einer bestimmten Farbtemperatur abstrahlt und wobei die Lichtquelle weiß einer anderen Farbtemperatur oder mit anderem CRI abstrahlt, wobei der mindestens eine weitere Leuchtstoff einem Beabstandungsmittel zugeordnet ist. LED-based light source with at least one chip or LED and at least one phosphor, which is connected upstream of the chip or the LED, wherein the phosphor is arranged in close proximity to the chip in thermal contact, so that a LUKOLED system is present, characterized in that at least one further phosphor spaced upstream from the chip without thermal coupling is connected upstream of the LUKOLED system, wherein the LUKOLED emits white of a specific color temperature and wherein the light source emits white of a different color temperature or with another CRI, wherein the at least one further phosphor is associated with a spacing means. LED-basierte Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LUKOLED Konfektionsware ist. LED-based light source according to claim 1, characterized in that the LUKOLED ready-made goods. LED-basierte Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere unterschiedliche LEDs nebeneinander verwendet werden. LED-based light source according to claim 1, characterized in that a plurality of different LEDs are used side by side. LED-basierte Lichtquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine LED chipnah weiß konvertiert, während mindestens eine weitere LED farbig emittiert. LED-based light source according to claim 3, characterized in that at least one LED chipnah white converted, while at least one further LED emits colored. LED-basierte Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beabstandungsmittel mittels einer Deckplatte oder einer Kuppel realisiert ist. LED-based light source according to claim 1, characterized in that the spacing means is realized by means of a cover plate or a dome. LED-basierte Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beabstandungsmittel mindestens einen Leuchtstoff als Schicht oder als Dispersion enthält. LED-based light source according to claim 1, characterized in that the spacing agent contains at least one phosphor as a layer or as a dispersion. LED-basierte Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beabstandungsmittel mindestens ein Streumittel als Schicht oder als Dispersion enthält. LED-based light source according to claim 1, characterized in that the spacing means contains at least one scattering agent as a layer or as a dispersion. LED-basierte Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Leuchtstoffe des Beabstandungsmittels Granate, Orthosilikate, Chlorosilikate, Nitridosilikate und deren Derivate eingesetzt sind. LED-based light source according to claim 1, characterized in that are used as phosphors of the spacing means garnets, orthosilicates, chlorosilicates, nitridosilicates and derivatives thereof. LED-basierte Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-basierte Lichtquelle eine light engine ist. LED-based light source according to claim 1, characterized in that the LED-based light source is a light engine. LED-basierte Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als primäre Lichtquelle eine kaltweiß emittierende oder für backlighting units gedachte LED mit einer Farbtemperatur zwischen 2600 und 4800 K verwendet ist, deren Strahlung mittels des Beabstandungsmittels modifiziert wird, insbesondere hin zu warmweiß, neutralweiß, tageslichtähnlichem Weiß oder skywhite, besonders bevorzugt hin zu einer niedrigeren Farbtemperatur, die insbesondere um mindestens 200 K niedriger ist. LED-based light source according to claim 1, characterized in that a cold white emitting or for backlighting units imaginary LED with a color temperature between 2600 and 4800 K is used as a primary light source whose radiation is modified by means of the spacing means, in particular towards warm white, neutral white, daylight-like white or skywhite, particularly preferably towards a lower color temperature, which is in particular at least 200 K lower.
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